KR20100065361A

KR20100065361A - 제지산업용 직물의 제조방법

Info

Publication number: KR20100065361A
Application number: KR1020107007432A
Authority: KR
Inventors: 조셉 지. 오코너; 모리스 알. 파킨; 매리앤 케니; 다나 이글스; 제프리 스콧 덴톤; 린 에프. 크롤; 제이퍼 엘. 바우든; 애미트 가나트라; 존 마이클 뎀씨
Original assignee: 알바니 인터내셔널 코포레이션
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-06-16
Also published as: WO2009032628A2; US20090056900A1; KR101515783B1; CA2697875A1; EP2205790A2; MX2010002235A; EP3550073A1; TWI489025B; RU2010107687A; BRPI0816195A2; CA2697875C; TW200934926A; WO2009032628A3; US7897018B2; JP2010538178A; CN101835938A; CN101835938B; RU2466232C2

Abstract

본 발명은 산업용 직물에서 열 융합 혹은 접합이 발생하거나 또는 발생하지 않는 위치를 선택적으로 조절하기 위해 단파장 적외선 에너지의 사용을 설명한다. 또한, 본 방법은 파이버/실 혹은 모노필라멘트의 테일 상에 머쉬룸 캡을 형성하는 것과 표면 패턴 형성을 만들어내는 것을 포함한다.

Description

제지산업용 직물의 제조방법{Process for producing papermaker's and industrial fabrics}

본 발명은 제지기 클로딩(paper machine clothing, PMC)과 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물의 선택 위치를 접합시키거나 혹은 융합시키기 위해 단파장 적외선 에너지를 사용하는 제지산업용 직물의 제조방법에 관한 것이다.

모든 발명, 발명의 적용, 문서 및/또는 아래의 참조는 참조에 의해 통합되고, 본 발명의 실시에서 사용된다.

본 발명은 제지기의 포밍, 프레싱 및 건조부에서 사용되는 직물 및 벨트를 포함하는 제지분야로서, 산용 공정용 직물 및 벨트, TAD 직물, 컨베이잉(conveying), 테너리(tannery) 벨트, 엔지니어드 직물 및 벨트, 골판지 제조용 벨트와 같은 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물 및 벨트에 관한 것이다.

위와 같은 직물 및 벨트는 공기 건조 공정을 거쳐 만들어지는 종이 및 종이 보드, 위생 티슈 및 타월 제품과 같은 함습 제품; 골판지와 같은 종이 모드 제조에 사용되는 골판지 제조용 벨트와, 습식 및 건식 펄프의 생산에 사용되는 엔지니어드 직물; 슬러지 필터 및 화학세정제를 사용하는 제지 공정; 유체결합(hydroentangling)과 같은 습식 공정, 멜트블로잉(meltblowing), 스펀본딩(spunbonding), 에어레이드(airlaid) 또는 니들 펀칭(needle punching)에 의하여 제조되는 비직조 제품 등에 사용될 수 있다. 상기 직물 및 벨트는 엠보싱(embossing), 컨베이잉(conveying)용 직물 및 벨트, 그리고 비직조 제품 제조용 보조 직물 및 벨트, 여과용 직물 및 천 등에서 사용될 수 있다.

이렇게 상기 직물 및 벨트는 필요에 따라 기능적 특성이 부여되며 다양한 조건에서 사용되어진다. 예를 들어, 종이 제조 공정중, 셀룰로오직(cellulosic) 섬유성 웹(web)이 섬유성 슬러리를 증착하여 형성되는 바, 즉 셀룰로오스 섬유가 수중 분산되면서 제지기의 포밍부의 성형 대상 직물 상에 이송되어 형성된다. 많은 양의 물이 슬러리로부터 포밍된 직물을 통해 배수되어, 포밍된 직물의 표면상에 셀룰로오직 섬유 웹만이 남게 된다.

이러한 직물 구조는 통상 종래의 텍스타일 제조 방법에 의하여 인조 섬유 및 모노필라멘트에 의하여 구성되고, 제조업체, 직물 수명, 시트(sheet) 정보, 종이 성능 및 특성 등을 고려하여, 직물 구조의 크기(bulk) 또는 모서리(edge), 표면에 대한 선택적인 재단을 필요로 한다.

보통, 구조적인 변화를 얻기 위하여 직물에 어떤 재료를 병합시키고자, 건조, 용해, 소결 또는 화학적 반응 등에 열처리가 적용된다. 이에 직물 및 모노필라멘트는 높은 분자무게를 갖는 폴리에스터, 폴리이미드, 또는 열가소성 재료로서, 이들 재료에 대한 열처리가 다양한 방법으로 이루어진다. 예를 들어, 열처리를 통해 (a) 치수 변경에 영향을 미치는 열가소성 재료의 유리전이점(glass transition point) 이상의 흐름 또는 (b) 용해 전이점 이상의 용해를 발생시킬 수 있다.

미국 특허 5,334,289; 5,554,467 및 5,624,790에는 불투명 영역을 갖는 보강 구조에 광민감성 수지재의 코팅이 적용된 다음, 투명한 영역 및 불투명한 영역을 갖는 마스크를 이용하여 활성 파장의 빛에 광민감성(photosensitive) 재료를 노출시켜서 제조되는 종이제조용 벨트가 개시되어 있다. 이때의 빛은 보강 구조를 지나가게 된다.

미국 특허 5,674,663에는 종이 제조용 직물 기재에 광민감성 수지와 같은 경화성 수지를 적용시키는 방법이 개시되어 있다. 이때의 기재에는 제2재료가 적용된다. 광민감성 수지가 경화된 후, 제2재료가 제거되어, 패턴화된 경화된 수지만이 남게 된다.

미국 특허 5,693,187; 5,837,103 및 5,871,887에는 직물 및 이 직물과 결합되는 패턴층을 갖는 종이를 제조하는 장치가 개시되어 있다. 이때의 직물은 비교적 높은 UV 흡광도를 갖는다. 이는 화학선 작용(actinic)을 하는 방사에 의하여 방사되는 빛이 패턴층의 표면을 통과할 때 패턴층이 부분적으로 경화되는 것을 방지하고자 한 것이다. 패턴층의 표면 아래에 대한 부분적인 방사를 제한함으로써, 무관한 재료가 패턴층 재료가 되지 않으면서 직물 표면에 최소화되도록 한다.

종이 및 티슈를 성형하기 위해 사용되는 직물의 경우, 또는 에어-건조 "TAD" 직물이나 티슈/타월과 같은 제품을 위한 직물의 경우는 이음부(seam)에 의하여 결합된다. 일례로 평평하게 직조된 직물이 여기에 해당된다. 이때 각 직물의 모서리는 기계방향("MD") 사(yarn)의 "프린지(fringe)"를 가진다. 이 프린지는 기계횡방향("CD") 사가 직물 몸체에 기본 패턴으로 재직조된 것을 의미한다. 이러한 이음부 공정은 당업자에게 잘 알려진 사실이다. 따라서, 상기 이음부(seam) 영역은 MD 사를 끝단부에 포함한다. 이 이음부의 강도는 MD 사의 강도, 사용된 MD 및 CD 사의 갯수, CD 사 주변에 자체적으로 물리적인 "잠금(lock)"이 이루어진 MD 사에서의 주름(crimp) 등에 의존된다. 이러한 MD 사의 끝단은 일정한 인장력을 가져야 하는 바, 예를 들어 종이제조 또는 티슈/타월 제조 기계에서 서로 슬립 또는 당겨지기 때문이다. 여기서 MD 사의 끝단("ends")은 직물 표면에 침투되어 종이/티슈 제품에 작은 홀을 발생시키거나 계속적인 과도한 슬립이 발생하여, 결국 직물 이음부에 손상을 발생시켜 직물이 찢기는 현상이 발생하게 된다.

이를 최소화하기 위하여, 상기 이음부에 사용되는 실을 접착제로 분사 또는 코팅하는 방법이 사용되었다. 그러나, 이는 이음부 영역에 유체 핸들링 특성을 변경시켜 접착제가 연마 또는 마모되는 현상을 야기시키는 단점이 있다. 또한, 상기 MD에서 측정되는 이음부 영역의 폭은 전형적인 종래의 범위로 형성되는 바, 예를 들어 3.5인치에서 20인치 사이 또는 그 이상으로 형성된다. 이러한 많은 이유로 이음부 영역을 감소시키는 것이 바람직하다.

상기 이음부 영역에서 각각의 실을 부분 용해시키기 위한 열처리 적용을 하는 바, 이 열처리는 이음부 영역의 유체 핸들링 특성에 대한 부적절한 변화를 초래하고, 이에 모든 실들이 악영향을 받게 되며, 예를 들어 이음부가 직물 몸체와 다른 에어 침투성을 가지게 된다.

본 발명은 열 흡수성 및 열 비-흡수성 파이버/실 또는 모노필라멘트의 사용 가능성을 높이고자, 단파장의 적외선 에너지를 흡수하도록 인조 재료, 파이버/실 또는 모노필라멘트를 변경하되, 상기한 종래의 것과 달리 변경하고자 한 것으로서, 실이 당겨질 때 이음부의 강도/저항을 원하는 수준으로 향상시킬 수 있는 개선된 방법을 제공하고자 한 것이다.

놀랍게도, 본 기술분야의 결함은 아래에서 설명되는 본 발명의 목적에 의해 극복된다.

본 발명의 목적은 제지기 클로딩과 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물을 만들기 위해 사용되는 파이버/실 혹은 모노필라멘트에 추가되거나 혹은 그 위에 코팅되는 단파장 적외선 에너지 흡수재를 사용하는 공정을 제공하는 것이다. 상기 단파장 적외선 에너지 흡수재의 사용은 단파장 적외선 에너지의 효과적인 사용을 허용하고, 이전에는 본 발명에 따른 직물의 제조에 약간 적합치 않게 사용되었다. 또한, 설명된 공정은 상기 파이버/실들 혹은 모노필라멘트들을 다른 파이버/실들 혹은 모노필라멘트들에 선택적으로 본딩(bonding) 또는 퓨전(fusion)하는 것을 수락한다.

본 발명의 다른 목적은 단파장 적외선 에너지의 사용을 통해 직물 표면 위에 단파장 적외선 에너지 흡수 소재를 적용하는 선택적 본딩 또는 퓨전을 위한 공정을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 직물의 이음부(seam) 영역에서 파이버/실 혹은 모노필라멘트 테일(tail)의 단부에 "머쉬룸 캡(mushroom cap)"을 만드는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 본 발명의 목적은 본 기술분야에서 사전에 채택되지 않은 이음부의 향상된 견고성을 가지는 직물을 야기한다.

본 발명의 또 다른 목적은 a) 고압 샤워(showers)를 받게 될 시 본래 상태를 유지하는 능력과 b) 직물 몸체(body)가 표준 마모(normal wear)로 인해 점점 작아질 때까지 본래 상태를 유지하는 능력을 가지는 내구력 있는 이음부를 가지는 직물을 형성하는 것으로, MD에서 측정된 이음부 너비는 통상적인 기술을 사용하여 동일한 견고성이 형성되는 표준 이음부(normal seam) 너비의 파편(fraction)이 된다. 상기 파편은 0.7 또는 그 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.5 또는 그 이하이고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 그 이하이다. 예를 들어, 만약 "X"가 MD에서 통상적인 시밍(seaming) 방법을 가지는 앞선 실시(prior practice)에 따라 이음부의 너비이면, 본 발명에 따라 형성된 이음부의 너비는, 예를 들어, 동일한 강도가 될 때까지 0.7X 혹은 그 이하이고, 바람직하게 0.5X 또는 그 이하이며, 가장 바람직하게 0.3X 또는 그 이하이다.

본 발명의 또 다른 목적은 MD에서 이음부 너비가 통상적인 이음부를 형성하기 위해 정상적으로 사용되는 바와 동일할 시 보다 우수한 견고성(강도)을 가지는 이음부를 형성하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 설명된 공정에 의해 만들어진 제지기 클로딩과 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들 및 실시예들은 아래에서 보다 완전하고 구체적으로 설명될 것이다.

도 1은 선택적 본딩을 도시한 도면이다.
도 2는 견고하고 내구력 있는 이음부를 만들기 위한 수단으로서 머쉬룸 캡을 만들어내는 방법을 나타내는 도면이다.

본 발명은 제지기 직물, 엔지니어드 직물, 골판지 제조용 벨트, 컨베이잉(conveying)과 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물/벨트, 테너리 벨트 그리고 이음부 보존(integrity)과 같이 다양한 작업(performance) 특성을 더하기 위해 다른 산업용 직물의 제조 방법을 포함하나, 이에 한정되는 아니다. 제지기 직물은 포밍 직물, 프레싱 직물, 드라잉 직물, 프로세스 벨트 및 TAD 직물을 포함하며 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 본 발명은 단일직물구조에서 단파장 적외선 에너지 흡수용(absorbing) 파이버(fiber)/실(yarn) 혹은 모노필라멘트와 단파장 적외선 에너지 비흡수용 파이버들/실들 혹은 모노필라멘트들의 조합을 활용하므로 상기 단파장 적외선 에너지 흡수용 파이버/실들 혹은 모노필라멘트는 다른 파이버/실들 혹은 모노필라멘트에 열적으로 융합되거나 접합되게 할 수 있고, 다른 파이버/실들 혹은 모노필라멘트는 상기 단파장 적외선 에너지 흡수용 파이버/실들 혹은 모노필라멘트와 접촉하게 된다. 이러한 열적 융합 또는 접합은 선택 방식으로 제어될 수 있는데, 예를 들어, 열적 융합 또는 접합이 발생 혹은 미발생하는 위치를 선택하고 제어할 수 있는 방식이 있다. 이하 선택식 접합의 다양한 예들이 설명되나 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며 다음과 같이 상세하게 설명된다.

먼저, 카본 블랙은 대표적인 단파장 적외선 에너지 흡수재로서 모노필라멘트를 단파장 적외선 에너지 흡수용으로 만들기 위해 모노필라멘트 소재에 섞일 수 있다. 또한, 다른 단파장 적외선 에너지 흡수 소재들도 모노필라멘트 소재에 사용되거나 혹은 합쳐진다. 다른 단파장 적외선 에너지 흡수 소재들은 블랙 잉크, 결합된 사이클로헥센/사이클로펜텐 유도체(cyclohexene/cyclopentene derivatives)(미국 특허 5,783,377 참조), 퀴논 디이모늄 염(quinone diimmonium salts, 미국 특허 5,686,639 참조), 금속포르피린(metalloporphyrins), 메탈로아자포피린(metalloazaporphyrines), 피셔 베이스 염료(Fischer base dyes, 미국 특허 6,656,315 참조) 및 이들의 혼합물들을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.

근본적으로 단파장 적외선 에너지 흡수재는 그 소재가 하나의 단파장 적외선 에너지 흡수재이고, 더불어 합성 또는 착색 공정을 거쳐 모노필라멘트 소재에 합쳐지기 위해서 소재를 위해 필요한 화학적 열적 안정성을 가지는 특징이 요구된다.

약 5.0㎛ ~ 15.0㎛ 의 파장대역에서 장파장 적외선 에너지를 위해 미디엄(medium)은 대부분의 합성 물질이 상기 파장대역의 에너지를 흡수하기 때문에 직물의 산업 가열 응용에 사용된다. 반면, 약 0.7㎛ ~ 5.0㎛ 사이에 단파장 적외선 에너지는 합성 물질이 이 에너지를 효과적으로 흡수하지 않기 때문에 보통 좀처럼 사용되지 않는다. 단파장 적외선 에너지를 위해 일반적인 합성 파이버들과 모노필라멘트들의 투명성은 카본 블랙과 같은 첨가제의 첨가 혹은 소재에 따라 특정한 염료를 적용함에 의해 조절될 수 있다. 본 발명은 열 흡수용 합성 파이버들/실들 혹은 모노필라멘트들과 비흡수용 합성 파이버들/실들 혹은 모노필라멘트들을 함께 가지는 가능성을 만들어낸다. 상기 비흡수용 합성 파이버들/실들 혹은 모노필라멘트들은 동일한 폴리머, 예를 들어 폴리에스테르 또는 폴리아미드로 만들어진다. 또한, 본 발명은 개선된 특성을 가지는 새로운 직물 구조를 제시한다.

일예로 단파장 적외선 에너지 투명 소재를 하나의 단파장 적외선 에너지 흡수재로 변경하기 위해 단파장 적외선 에너지 투명 소재에 소량의 중량%의 카본 블랙을 첨가한다. 다른 예로 정확하게 예정된 위치에 직물 구조로 염료를 코팅하거나 혹은 국부적으로 적용함(예를 들어, 잉크젯 또는 트랜스퍼(transfer) 코팅)에 의해 염료(dye) 또는 색소(pigment)를 사용한다.

직물 구조는 제조 공정의 생산물 디자인 및 제어를 거쳐 단파장 적외선 에너지 흡수용 파이버들/실들 혹은 모노필라멘트들과 단파장 적외선 에너지 비흡수용 파이버들/실들 혹은 모노필라멘트들의 예정된 배치를 가지고 설계 및 안출된다. 예를 들어, 다층(multilayer) 포밍 직물은 모노필라멘트사(monofilament yarn)로 직조된다. 직물은 쌍으로 된 기계방향 MD 바인더사(binder yarn) 혹은 교차기계방향 CD 바인더사를 가지고 설계되는 경우 선택된 쌍으로 된 바인더사는 단파장 적외선 에너지 흡수용 모노필라멘트로부터 만들어진다. 그 구조는 조정된 노출 시간 만큼 단파장 적외선 에너지에 노출된다. 단파장 적외선 에너지의 강도와 노광량(intensity and exposure)이 조절되는 경우 단파장 적외선 에너지 흡수 소재로부터 만들어진 한 쌍의 바인더사(직물 구조에서 일정한 위치에 서로 인접하여 접하고 있음)는 가열하여 서로 또는 인접한 어느 한쪽 실에 접촉하도록 융합시킨다.

본 발명에서 중요한 컨셉(concept)은 본 방법이 제공하는 소재 선택에서 더 중요한 씨줄(greater latitude)이다. 예를 들면, 선택식으로 에너지를 흡수하는 본 방법은 직물 구조에서 동일한 폴리머 소재에 대해 에너지 흡수 영역과 에너지 비흡수 영역을 모두 가지는 능력을 준다. 에너지 흡수 영역은 단파장 적외선 에너지에 의해 선택적으로 영향을 받을 것이다. 다른 예를 들면, 직물 구조는 단파장 적외선 에너지 흡수용 파이버/실들 혹은 모노필라멘트들과 단파장 적외선 에너지 비흡수용 파이버/실들 혹은 모노필라멘트들을 모두 포함할 수 있다. 흡수용 파이버/실 혹은 모노필라멘트는 다층 구조의 어느 한 층(layer)에 있을 수 있고, 그 구조에서 균일하게 혼합될 수 있으며, 테두리나 테두리 근처에 위치될 수 있고, 그 구조의 위쪽이나 아래쪽 혹은 이음부 부분에 있을 수 있다. 그 밖에 단파장 적외선 에너지는 그 구조에서 요구된 변경, 예를 들어 요구된 위치에서 본딩(bonding) 및 퓨전(fusion)을 만들기 위해서 흡수용 파이버/실 혹은 모노필라멘트에 선택적으로 영향을 끼친다.

본 발명은 일반적으로 대부분 투명하고 그 결과 단파장 적외선 에너지에 의해 영향을 받지 않는 중고(used) 합성 파이버들과 모노필라멘트들이 있는데서 단파장 적외선 에너지를 흡수하는 실 소재(들)의 선택성 융합을 구상한다. 본 방법은 새롭고 개선된 직물 구조를 만들기 위해 기존에 알려지지 않은, 효과적이고 응용이 자유자재인 공정을 제공한다.

선택된 모노필라멘트 바인더사로 직조된 포밍 직물은 예를 들어, MXD6(1,3-벤젠디메탄아민(benzenedimethanamine)[(metaxylenediamine, MXDA)과 아디프산(adipic acid)]의 폴리머인 나일론의 한 종류), 솔베이 어드밴스드 폴리머(Solvay Advanced Polymers), LLC 와 Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. 로부터 입수 가능한 폴리머 및 카본 블랙으로부터 만들어질 수 있다. 카본 블랙은 단파장 적외선 에너지 흡수재로서 작용한다. 도시된 바와 같이, 카본 블랙이 없는 MXD6 모노필라멘트는 다른 선택된 쌍으로 된 바인더사에 사용된다. 이러한 바인더사는 임의의 범위를 위해 단파장 적외선 에너지를 흡수하지 않을 것이고, 그 결과 이러한 바인더사는 접촉하는 서로 간에 융합하지 않을 것이다. 예를 들어, 인접한 한 쌍의 바인더사의 열 융합은 바인더사가 직물 직조 패턴에서 서로를 통과하고 그 결과 제지과정 동안 잠재적인 시트마킹(sheet marking)을 줄이게 되는 평면을 최소화할 수 있다.

선택식 본딩(bonding)은 모든 종류의 PMC와 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물에 바람직한 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 직조된 포밍 직물 상에서, 어떤 모노필라멘트들은 국부적으로 융합된 부분을 형성하기 위해 단파장 적외선 에너지 흡수 소재의 적용시 단파장 적외선 에너지에서 에너지를 흡수하기 위해 변경될 수 있다. 국부 융합(local fusing)은 융합된 부분에서 투과성(permeability)을 줄이기 위해 그러한 식으로 만들질 수 있다. 선택식 본딩은 포밍 직물에서 투과성이 감소된 패턴을 만들어내기 위해 국부 융합을 사용할 수 있고, 그에 의해 이 포밍 직물이 만들어진 종이에서 요구된 워터마크(watermark)를 만들 수 있다. 특히, 테두리 내구력(edge wear)은 이러한 방법으로 디자인된 직물의 풀림을 방지하기 위해 스트립(strip)한다. 예를 들어, 동일한 기술이 직물 투과성을 조절하기 위해 다른 직물 타입을 위해 사용될 수 있다.

또한, 선택된 본딩은 증대된 내구성, 이음부 견고성을 향상시킨 테두리 실링(sealing)과 같은 직물 구조로 변경하기 위해 다양한 방식으로 사용될 수 있고, 어떤 경우에 더 우수한 배수(drainage)를 위해 포밍 직물이 더욱 올이 성긴(open) 디자인을 가지도록 허가한다. 실들이나 파이버들의 국한된 퓨전(fusion) 또는 멜팅(melting)의 이점은 요구된 본딩 영역을 제외하고는 구조 상 소재 선택과 최소 효과를 개시한다는 것이다. 파이버/실 혹은 모노필라멘트 상에 단파장 적외선 에너지 흡수 소재의 적용은 다량의 적외선 에너지의 흡수, 소재에서 본딩의 스트레칭 유도 및 파이버 분자(molecule) 내 운동 에너지 창출을 가능하게 한다. 이는 국한된 영역에서 열을 발생시키고, 파이버들의 퓨징(fusing) 또는 멜팅에 사용될 수 있다.

본 발명은 퓨징/본딩한 실들, 예를 들어 TAD 직물과 포밍 직물 이음부를 위한 방법을 모두 포함한다. TAD 이음부가 구성되므로 인해 두 개의 날실 단부가 이음부 부분에서 오버랩(overlap)된다. 이러한 오버랩 영역에서, 상기 날실 단부는 어떤 하나를 지나고 서로 접촉할 수 있게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 특정한 단파장 적외선 흡수 잉크 혹은 염료는 오버랩된 두 개의 날실 사이에 적용될 수 있다. 그때, 그 직물은 잠깐동안 단파장 적외선 에너지에 노출된다. 그 직물의 주요부분은 두 개의 날실이 퓨징/본딩되는 동안 그리고 염료가 침전되는 영역에서 이음부 부분에 CD 사(yarn)를 위한 어떤 경우에도 영향을 받지 않았다.

단파장 적외선 에너지 흡수재를 지니게 하고 그에 의해 열흡수 모노필라멘트들을 만들어내기 위해 사용되는 모노필라멘트 소재는 제지기 클로딩과 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물의 적용에서 알려진 풀 레인지(full range)의 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤(polyetherketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyetylene naphthalate, PEN), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄 및 그들의 혼합물들을 포함한다. 그 모노필라멘트 소재의 주요 조건은 제지기 클로딩과 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물에 적용하기에 알맞은 화학적 기계적 특성을 가진다는 것이다.

단파장 적외선 에너지 소스(source)의 강도 및 노출을 조절함에 관하여 두 가지 기본 방법이 구상된다. 한 가지 방법은 모아진 단파장 적외선 빛을 에너지 소스로 사용하고 노출 길이와 강도의 레벨이 선택한 웰드(weld) 및 본드(bond) 영역을 만들어내기 위해 조정되는 동안 단파장 적외선 빛의 빔(beam)이 직물의 요구된 영역에 조사된다. 다른 방도로, 직물은 석영 램프와 같은 높은 강도의 단파장 적외선 램프를 통해 조정된 노출 시간 동안 노출된다. 높은 강도의 단파장 적외선 램프의 경우에, 그 램프 및 노출되기 위한 샘플 사이 거리는 적당한 노출을 결정하기 위해 중요하다. 노출 영역은 단파장 적외선을 통과할 수 없는 마스크(mask)에 의해 제어되고, 상기 마스크는 에너지가 통과하거나 혹은 통과하지 못하는 영역의 요구된 "패턴"을 가진다. 마스크와 에너지 소스의 결과로서 선택되고 노출된 영역은 결과적으로 함께 접합되거나 융합된다. 선택적으로, 마스크는 요구되지 않고 에너지 소스로부터 시간과 거리의 노출 조건은 접합/융합되기 위해 영역을 조절하는 수단이다.

단파장 적외선 에너지 흡수재를 포함하고 있는 모노필라멘트는 직조 공정 동안 직물에 섞이게 된다. 선택적으로, 단파장 적외선 에너지 흡수재를 포함하는 모노필라멘트는 직물이 직조된 후 직조된 구조에 삽입된다. 모노필라멘트는 슈트(shute, 씨실) CD 사로서 시밍(seaming) 동안 직물의 이음부 부분에 섞일 수 있다.

즉, 이음부 영역에서 실들의 퓨징/본딩, CD 파이버/실을 가로지르는 MD 파이버/실의 본딩 또는 인접한 및/또는 맞붙게 되는(matching) MD 파이버/실 쌍의 본딩 혹은 다른 MD 혹은 CD 파이버/실들을 위해 MD 파이버/실들의 끝 단부(terminal ends)의 본딩은 스트레스(stress)가 이음부에서 이동되는 근본적으로 다른 방법으로 끝난다. 일반적인 이음부는 그 이음부의 곱슬곱슬된 실들의 마찰을 통해 스트레스를 전한다. 본 발명에 따라 만들어진 이음부는 실들 사이에서 "본드(bond)를 통해" 스트레스를 전한다. 그 결과 이음부의 내구성은 더이상 마찰에 의해서만 결정되지 않고 본드의 강도에 의해서도 결정된다.

본 발명에 따라 형성된 직물 이음부 말단(termination)은 어떤 길이 및/또는 너비를 가질 수 있다. 말단 사이즈는 새로운 생산물을 바꿀 수 있고, 또한 골(goal)은 말단을 더 짧게 하고 MD에서 이음부 영역 자체를 가능한 짧게 만들기 위한 것이거나, 혹은 이음부가 MD에서 이음부 너비가 통상적인 이음부를 형성하기 위해 일반적으로 사용되는 것과 동일할 시 더 우수한 강도를 형성하기 위한 것이다. 바람직하게, MD에서 측정된 이음부 너비는 표준(normal) 이음부 너비의 파편(fraction)이거나 혹은 통상적인 기술을 사용하여 동일한 견고성이 형성된 이음부이다. 상기 파편은 0.7 또는 그 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.5 또는 그 이하이고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 그 이하이다. 예를 들어, 만약 "X"가 MD에서 앞선 실시(prior practice)에 따라 이음부의 너비이거나 혹은 통상적인 시밍 방법이면, 예를 들어, 본 발명에 따라 형성된 이음부의 너비는 동일한 강도가 될 때까지 0.7X 혹은 그 이하이고, 바람직하게 0.5X 또는 그 이하이며, 가장 바람직하게 0.3X 또는 그 이하이다.

다른 예로서, 짧은 길이(약 5㎜)의 블랙 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 모노필라멘트(단파장 적외선 에너지 흡수 PET 모노필라멘트)는 두 개의 인접한 그리고 맞붙은 PET 날실 모노필라멘트들(단파장 적외선 에너지 비흡수용) 사이에 위치됨으로 인해 PET 날실 모노필라멘트들은 블랙 PET 모노필라멘트에 대해 압축되거나 혹은 접촉이 초래된다. 이러한 구조는 단파장 적외선 에너지 소스에 노출되므로 블랙 PET 모노필라멘트는 가열하고 인접한 PET 모노필라멘트들과 융합한다. 짧은 길이의 블랙 PET 모노필라멘트는 융합이 요구되는 영역을 제어하기 위한 수단으로 제공된다. 이러한 방법에서, 열 융합은 선택적으로 조절된다. 이 예에서 설명된 열 융합은 이음부 영역에서 융합한 실들에 의해 이음부의 내구성을 증대시킨다고 할 수 있다.

설명된 바와 같이, 카본 블랙을 제외하고 다른 단파장 적외선 에너지 흡수 소재는 적절한 흡수재를 만든다. 이러한 흡수재의 이점은 더러워지지(black) 않고, 오히려 선명한 스펙트럼, 즉 사람 눈의 시력에 블랙보다 덜 두드러지는 어떤 컬러를 가진다는 것이다. 결과적으로, 이러한 소재들에 사용되는 모노필라멘트들은 만약 요구된다면 사람에 의한 초기 조사에서 융합된 위치가 명백하게 두드러지지 않는 생산물을 만들어내는 조건이 관심을 끌게 된다.

퓨징/본딩은 화학적으로 폴리메릭(polymeric) 모노필라멘트들과 유사한 것 혹은 화학적으로 폴리메릭 모노필라멘트들과 유사한 것과 융합한 파이버 소재 혹은 파이버 소재들과 함께 이루어질 수 있다. 예를 들어, PET 모노필라멘트는 PET 모노필라멘트로 접합시킨다. PET 모노필라멘트는 또한 30%의 열가소성 폴리우레탄과 70%의 PET을 혼합하여 만들어진 모노필라멘트로 접합시킨다. PET 모노필라멘트는 또한 PEN과 PBT로 접합시킨다. PET 모노필라멘트는 폴리아미드 6, 폴리아미드 6, 6, 폴리아미드 6, 12, 폴리아미드 6, 10 및 화학적으로 유사한 폴리아미드들로 만들어진 폴리아미드 모노필라멘트들로 접합시킨다. 폴리아미드 6 모노필라멘트는 화학적으로 서로 접합시킬 수 있는 소잴들과 비슷한 것의 다른 예로서 폴리아미드 6, 12 모노필라멘트와 접합시킨다.

또한, 본 발명은 이음부 영역, 예를 들어 TAD 혹은 공지된 방법에 의해 이음된 다른 타입의 직물에서 모노필라멘트 테일(tail)의 단부에 머쉬룸 캡(MUSHROOM CAP)을 만들어내는 방법을 포함한다. 이러한 머쉬룸 캡은 이음부 영역에서 더욱 안전한(튼튼한) 모노필라멘트를 제공하고 이음부가 약해지는 부분과 당기는 부분 없이 높게 작용하는 텐션(tension)을 견디는 직물을 허용한다. 본 발명의 목적을 위해, 머쉬룸 캡은 물리적으로 모노필라멘트의 일부분이고 머쉬룸 캡의 형성(formation) 전에 모노필라멘트의 직경보다 더 넓은 직경을 가진다.

머쉬룸 캡은 후술되는 방식(예를 들어, 도 2 참조)으로 만들어진다. 단파장 적외선 에너지 흡수 염료는 직물의 이음부 영역에서 모노필라멘트(도 2의 스텝 1)의 테일을 위해 코팅되거나 공급된다. 염료가 공급된 다음, 모노필라멘트의 테일은 단파장 적외선 에너지(도 2의 스텝 2)에 노출된다. 그 에너지 소스는 단파장 적외선 에너지 흡수 염료에 의해 흡수되는 특정한(specific) 파장에서 에너지를 방출하나, 단파장 적외선 에너지 흡수 염료로 코팅되지 않은 모노필라멘트 부분에 의해 감지할 수 있을 정도로 흡수되지는 않는다. 이러한 염료에 의해 코팅된 모노필라멘트의 테일은 이와 같은 특정한 흡수 특성의 결과로써 가열하고 융합한다. 융합에 있어서, 모노필라멘트의 테일은 분자의 오리엔테이션(orientation) 상실로 인해 되돌아오고 머쉬룸 캡(도 2의 스텝 3)을 형성한다. 특별한 단파장 적외선 에너지 흡수 염료로 코팅되지 않은 모노필라멘트의 다른 부분은 에너지 소스에 노출된 때 융합시키지 않는다. 그 결과는 이음부 영역에서 튼튼한 테일을 의미함으로 그 직물은 이음부의 약해지는 부분과 당기는 부분 없이 더 높은 텐션 하에 영향을 줄 수 있다.

또한, 본 발명은 PMC 직물과 다른 산업용 직물 및 엔지니어드 직물의 표면을 바꾸는 효과의 가능성을 포함한다. 하나의 컨셉은 단파장 적외선 에너지 흡수 염료 혹은 색소로 직물의 표면에 패턴을 프린트하는 것이다. 단파장 적외선 에너지 및 압력의 적용은 직물 표면 상에 프린트된 패턴 영역에서 국부적으로 다공성 및/또는 투과성 및/또는 표면 지세(topology)를 바꾸고 3차원의 패턴을 만들어내며, 그리고 예로서 워터마크를 만들기 위해 사용될 수 있다. 이는 올이 성긴, 다공성의(porous) 영역에 의해 둘러싸인 융합된 표면의 국한된 영역을 만들 수 있다. 그후 직물 안쪽은 멜트되거나 퓨즈되지 않고, 워터 제거 능력과 같은 전체적인 특성 상 거의 없거나 불필요한 효과가 없다.

직물의 표면 변화의 구체화는 요구된 단파장 적외선 에너지 흡수 색소의 패턴을 가지는 열가소성 소재의 솔리드 시트(solid sheet)를 프린트하는 것이다. 이렇게 스며들게 하지 않는 솔리드 시트는 PMC 직물의 구조에, 예를 들어 직물의 표면 층 상에 섞일 수 있다. 단파장 적외선 에너지의 노출은 벌어진 층 뒤로 지나가는 프린트된 영역에서 단지 융합 또는 오그라든 시트를 야기한다. 그 결과 시트는 프린트된 시트 아래에서 다른 파이버들에 영향을 미치거나 손상을 입히지 않고 원 위치에 형성되고 공기 및 물 투과성을 가진다. 또한, 이러한 방법은 직물에 시트를 접합시키기 위해 사용할 수 있다.

단파장 적외선 에너지 흡수의 코팅 형식화(formulation)는 적용되고, 건조되거나 혹은 기초 구조에 영향을 미지치 않고 교정될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 그 목적과 특징이 실현되고, 바람직한 실시예를 통해 구체적으로 표현되고 설명되나, 그에 의해 본 발명의 범위와 목적이 한정되는 것은 아니다. 게다가 본 발명은 해당 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해 명백하게 적용될 것이고 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정될 것이다.

Claims

제지기 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물에 혼합되는 파이버/실 혹은 모노필라멘트를 처리하는데 있어서,
(a) 일반적으로 단파장 적외선 에너지에 대해 비쳐 보이는 파이버/실 혹은 모노필라멘트를 위해 단파장 적외선 에너지 흡수 소재를 제공하는 단계;
(b) 단파장 적외선 에너지에 파이버/실 혹은 모노필라멘트를 노출시킴에 의해 파이버/실 혹은 모노필라멘트를 그 자체 혹은 다른 파이버/실 혹은 모노필라멘트에 선택적으로 멜팅, 퓨징 또는 본딩하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 직물은 포밍 직물, 프레싱 직물 및 드라잉 직물로 이루어지는 그룹과, 프로세스 벨트, TAD 직물, 엔지니어드 직물, 컨베이잉과 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 테너리 벨트 및 골판지 제조용 벨트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단파장 적외선 에너지 소스는 약 0.7㎛~5.0㎛의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단파장 적외선 에너지 흡수 소재는 첨가제(additive), 코팅제(coating) 혹은 염료인 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 염료는 블랙 잉크, 카본 블랙, 결합된 사이클로헥센/사이클로펜텐 유도체, 퀴논 디이모늄 염, 금속포르피린, 메탈로아자포피린, 피셔 베이스 염료 및 이들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이버/실 혹은 모노필라멘트는 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 그들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나의 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 선택적으로 멜팅, 퓨징 또는 본딩하는 단계는 파이버/실 혹은 모노필라멘트 상에 단파장 적외선 에너지 흡수 소재의 선택적 적용을 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단파장 적외선 에너지 흡수 소재는 파이버/실 혹은 모노필라멘트의 테일 상에 적용하고, 단파장 적외선 에너지에 노출시킨 머쉬룸 캡을 형성하여 상기 머쉬룸 캡이 직물의 이음부 영역에서 테일을 단단히 잡도록 하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 소재는 블랙 잉크, 카본 블랙, 결합된 사이클로헥센/사이클로펜텐 유도체, 퀴논 디이모늄 염, 금속포르피린, 메탈로아자포피린, 피셔 베이스 염료 및 이들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 파이버/실 혹은 모노필라멘트는 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 그들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나의 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 흡수 소재는 형성된 직물의 층(layer) 상에 패턴을 형성하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
패턴은 요구된 단파장 적외선 에너지 흡수 색소의 패턴을 가지는 열가소성 소재의 솔리드 시트를 프린팅하고 직물의 층 상에 상기 시트를 섞음에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 소재는 블랙 잉크, 카본 블랙, 결합된 사이클로헥센/사이클로펜텐 유도체, 퀴논 디이모늄 염, 금속포르피린, 메탈로아자포피린, 피셔 베이스 염료 및 이들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이버/실 혹은 모노필라멘트를 그 자체 혹은 다른 파이버/실 혹은 모노필라멘트들에 선택적으로 멜팅, 퓨징 또는 본딩하는 단계는 상기 직물의 이음부 영역에서 발생하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 14에 있어서,
상기 MD 파이버/실 혹은 모노필라멘트의 테일은 다른 MD 파이버/실 혹은 모노필라멘트의 다른 테일과 오버랩되고 서로 접촉하며 상기 직물의 이음부 영역에서 함께 및/또는 CD 사(yarn)들에 접합되게 하는 단파장 적외선 에너지에 노출되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 14에 있어서,
MD에서 측정되는 바와 같이 상기 이음부 영역의 너비는 표준 이음부 너비의 파편이거나 혹은 통상적인 기술을 사용하여 동일한 강도가 형성된 이음부이고, 상기 파편은 0.7 또는 그 이하이며, 바람직하게는 0.5 또는 그 이하이고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 14에 있어서,
CD 파이버/실과 함께 바뀌고 서로 접촉하며 단파장 적외선 에너지에 노출되는 MD 파이버/실은 상기 직물의 이음부 영역에서 함께 접합되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
제지기 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물을 처리하는데 있어서,
(a) 단파장 적외선 에너지 비흡수 소재를 포함하는 기초 구조를 제공하는 단계;
(b) 단파장 적외선 에너지 흡수의 코팅 형식화와 더불어 상기 기초 구조를 선택적으로 코팅하여 직물의 다공성 및/또는 내구성을 조절하는 단계;
(c) 상기 코팅 및 기초 구조를 단파장 적외선 에너지에 노출시켜서 상기 기초 구조의 다공성 및/또는 내구성에 요구된 변화를 만드는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 18에 있어서,
상기 직물은 포밍 직물, 프레싱 직물 및 드라잉 직물로 이루어지는 그룹과, 프로세스 벨트, TAD 직물, 엔지니어드 직물, 컨베이잉과 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 테너리 벨트 및 골판지 제조용 벨트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 상기 단파장 적외선 에너지 소스는 약 0.7㎛~5.0㎛의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 18에 있어서,
상기 단파장 적외선 에너지 흡수의 코팅 형식화는 단파장 적외선 에너지 흡수 첨가제 또는 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 20에 있어서,
상기 염료는 블랙 잉크, 카본 블랙, 결합된 사이클로헥센/사이클로펜텐 유도체, 퀴논 디이모늄 염, 금속포르피린, 메탈로아자포피린, 피셔 베이스 염료 및 이들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 18에 있어서,
상기 파이버/실 혹은 모노필라멘트는 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 그들의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나의 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 1의 방법에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 제지기 클로딩, 골판지 제조용 벨트, 컨베이잉 혹은 테너리 벨트와 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물.
청구항 8에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 하는 제지기 클로딩, 골판지 제조용 벨트, 컨베이잉 혹은 테너리 벨트와 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물.
청구항 11에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 하는 제지기 클로딩, 골판지 제조용 벨트, 컨베이잉 혹은 테너리 벨트와 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물.
청구항 14에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 하는 제지기 클로딩, 골판지 제조용 벨트, 컨베이잉 혹은 테너리 벨트와 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물.
청구항 18에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 하는 제지기 클로딩, 골판지 제조용 벨트, 컨베이잉 혹은 테너리 벨트와 같이 텍스타일 마무리 공정에 사용되는 직물, 산업용 직물 또는 엔지니어드 직물.
청구항 12에 있어서,
상기 층은 형성된 직물의 표면 층인 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.
청구항 14에 있어서,
상기 퓨즈/본드된 이음부 영역은 직물의 MD에서 통상적인 기술을 사용하여 동일한 길이로 형성된 표준 이음부보다 더 견고한 것을 특징으로 하는 제지산업용 직물의 제조방법.