KR20100083136A - 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 시임 - Google Patents

초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 시임 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업용 직물(PMC;PaperMachine Clothing) 및 다른 산업용 및 엔지니어 직물에서 분리된 위치를 용접 또는 용해시키기 위해 레이저 에너지를 사용하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 강도, 내구성, 개구, 적절한 수의 지지점, 및 섬유 지지 지수(FSI)과 같은 성질을 직물의 몸체와 본질적으로 동일하게 갖는 초지기용 또는 다른 산업용 직물을 위한 개선된 시임에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 내구성이 있는 시임을 갖는 직물에 관한 것이고, MD에서 측정된 시임 폭은 동일한 강도의 종래기술을 이용하여 제조된 정상적인 시임의 폭의 일부이다.

Description

초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 시임{PROCESS FOR PRODUCING PAPERMAKER'S AND INDUSTRIAL FABRIC SEAM AND SEAM PRODUCED BY THAT METHOD}
본 발명은 산업용 직물("PMC";PaperMachine Clothing) 및 다른 산업용 및 엔지니어 직물에서 선택된 위치를 용접 또는 용해시키기 위해 레이저 에너지를 사용하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 초지기의 성형, 프레스 및 건조구간에서 사용되는 직물 및 벨트를 포함하는 제지기술과, 일반적으로 골판제조기용 벨트를 가지며, 산업공정용 직물 및 벨트, TAD 직물, 엔지니어 직물 및 벨트에 관한 것이다.
여기서 언급되는 직물 및 벨트는 다른 것들 사이에 종이 및 종이판과 같은 습식 제품, 위생티슈 및 직통공기건조 공정에 의해 제조된 타올 제품의 제조에 사용되는 것들을 포함하고; 주름진 종이판을 제조하는데 사용되는 골판제조기용 벨트와, 습식 및 건식 펄프의 제조에 사용되는 엔지니어 직물을 포함하고; 슬러지 필터 및 케미워셔(Chemiwasher)를 이용하는 것과 같은 종이제조에 관한 공정에 사용되는 것을 포함하고; 수소융착(습식공정), 멜트블로우, 스펀본드, 에어레이드 또는 니들 펀칭에 의해 제조된 부직포의 제조에 사용되는 것을 포함한다.
상기 직물 및 벨트는, 다음에 제한되지 않지만: 엠보싱, 운반, 및 부직포를 제조하는 공정에 사용되는 지지 직물 및 벨트; 여과 직물 및 여과 의류; 및 캘린더링 및 하이드 테닝과 같은 직물 마무리 공정을 위해 사용되는 직물 및 벨트를 포함한다.
상기 벨트 및 직물은 기능적인 특징들이 고려될 필요가 있는 다양한 조건에 영향을 받는다. 예를 들어, 제지공정 동안, 섬유상 슬러리, 즉 셀룰로오스 섬유의 수분산액(aqueous dispersion)을 초지기의 성형부 내의 이동 성형직물(moving forming fabric) 상에 올려 놓음으로써 셀룰로오스 섬유 웹(fibrous web)이 형성된다. 이 과정에서 많은 양의 물이 성형 직물을 통하여 상기 슬러리로부터 배출되어, 성형 직물의 표면상에 셀룰로오스 섬유 웹을 남긴다.
성형용 직물, 프레스용 직물, 및 건조용 직물 등 초지기 직물(Paper Machine Clothing;PMC)과 같은 이 산업용 직물은 모두가 초지기상에서 순환 루프의 형태를 갖고 컨베이어 방식으로 기능함을 인식해야한다.
상기 직물 구조는 통상적으로 예를 들면 직조(Weaving)과 같은 종래의 직물제조방법에 의해 합성섬유 및 모노필라멘트로부터 제조된다. 예를 들면, 초지기, 직물수명, 시트 형식, 작동성 또는 종이 성질에 중요한 성능 특성을 강화시키거나 영향을 미치는 직물구조에 선택적으로 맞추는 것이 자주 바람직하다.
종이 및 티슈 제품의 제조 또는 티슈/타올 또는 직공공기건조(through-air drying;"TAD")직물의 제조를 위해 사용되는 것과 같은 직물을 위해, 상기 직물은 자주 시임에 의해 결합된다. 이러한 경우에 상기 직물은 통상적으로 방적사, 통상 모노필라멘트로부터 평직조된다. 각 직물의 모서리는 기계방향("MD") 방적사의 "가장자리(Fringe)"를 갖는다. 이 가장자리는 직물의 몸체와 동일한 기초 패턴으로 기계횡방향("CD") 방적사와 재직조된다. 순환하게 만드는 시임의 이 공정은 당업자에게 알려져 있다. 따라서 상기 시임영역은 MD 얀(Yarn) 단부를 포함한다. 상기 시임의 강도는 MD 얀 강도, 사용된 MD 및 CD 얀의 수, 어느정도는 CD얀 주위에 물리적으로 "잠금(LOCK)"된 MD 얀의 주름에 따라 다르다. 그러나, 상기 직물이 예를 들면 종이 제조 또는 티슈/타올 제조기계에서 작동하는 인장하에 있을 때, 이 MD 얀(YARN) 단부는 문자 그대로 서로 옆으로 미끄러지고 빠진다. 상기 "단부"는 종이/티슈 제품에서 작은 홀을 초래하는 직물 평면 위로 돌출할 수 있거나, 상기 직물 시임이 궁극적으로 떨어지고 직물이 당겨져 분리되는데 결과적으로 충분하게 미끄러진다. 통상적으로, MD에서 측정된 상기 시임의 폭은 종래기술 범위를 이용하여, 예를 들면 3.5인치에서 20인치 또는 그 이상 사이에서 어는 곳이든 형성될 수 있다.
이것을 최소화하기 위해서, 시임에서 상기 방적사는 보통 접착제로 뿌려지고 코팅된다. 불행히도, 이것은 시임영역의 유체 처리 성질을 바꿀 수 있고, 상기 접착제는 또한 닳아 없어지거나 마모될 수 있다.
상기 시임영역에서 방적사를 서로에게 부분적으로 용접 또는 융접시키기 위해 열의 적용을 고려할 수 있지만, 모든 방적사가 영향을 받고, 상기 시임이 예를 들면 직물의 몸체와 다른 합성 공기 침투성을 갖기 때문에, 통상적으로 열의 사용은 시임영역에서 유체 처리 성질에 받아들일 수 없는 변화를 초래한다.
종래기술의 다른 단점은 MD에서 사용된 방적사의 수 또는 사용된 방적사의 크기 때문에, 종래 시임 방법에 의해 심지어는 추가적인 풀/접착제의 사용에 의해 충분한 시임 강도를 얻지 못할 수 있다.
예를 들면 평평한 직조직물의 기계방향(MD) 및 기계횡방향(CD) 방적사에서 시임을 제조하기 위해 방적사를 서로 용착시키도록 열에너지를 이용하는 것은 초지기 직물 및/또는 산업용 직물 기술분야에 알려져 있다.
시임영역에서 직물의 성질 뿐만 아니라 방적사의 성질을 유지하는 것이 필요하다. 초지기 직물 및 산업용 직물에서 사용된 방적사는 폴리에스테르와 같은 방향성 있는 폴리머로부터 만들어지고, 원하는 모양 및 크기를 갖는다. 열에너지의 적용 후 본질적으로 방적사의 크기, 모양 및 특성을 유지하는 것이 필요하다. 그러나, 열은 이러한 재료들에 다양한 불리한 방향으로 영향을 미친다. 예를 들면, 열은 (a) 치수변화에 영향을 주는 열가소성 재료의 유리전이 포인트이상으로 부드럽게 하고, 또는(b) 상기 용융 전이 포인트 이상으로 용해에 의해 흐르게 한다.
시임의 개방상태는 시임영역에서 방적사의 주요 뒤틀림을 발생시키기 않도록 유지되어야 한다. 또한 높은 방적사의 인장강도는 특히 MD 얀에서 유지되거나, 또는 결과적으로 생기는 시임강도가 받아들여질 수 없다.
어떤 서로 접착된 적어도 두개의 인접한 방적사의 일부를 가지도록 "멜트블로우"가 필요하지만, 방적사의 어떤 주요 뒤틀림도 발생하지 않는다. 그래서 도 1에 예시한 흡수되는 열 에너지의 위치 및 양을 비교하여 원하는 방적사, 시임 및 직물의 성질을 균등하게 맞출 필요가 있다.
폴리머의 열 용접은 얼마간의 거리에 의해 서로 용접되도록 두개의 MD얀을 겹치거나, 두개의 얀의 단부를 서로 용접하거나, 직물, 예를 들면 적어도 하나의 CD 얀의 어떤 방향으로 향해진 방적사에 용해시킴과 관련하여 이들 중 어느 하나에 의해 달성된다. 또한 용접은 교차점에서 CD얀에 용접된 단 하나의 MD얀으로 발생될 수 있다.
레이저를 사용하여 열가소성 재료를 서로 용접하고자 하는 시도가 있었지만, "용접의 질" 및 재료의 과다 용해가 의심될 수 있다. 상기 "과다 용해"는 적용이 계획된 직물에 사용되는 방적사를 위해 받아들여질 수 없다.
레이저 기술은 발전하여 열에너지를 더 잘 조절하고 비추는 레이저의 형태를 만들 수 있다.
전달(폴리에스테르 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리아미드(PA)와 같은 폴리머 재료에 투과되는 어떤 레이저 파장) 및 흡수의 원리에 근거한 더 나은 발전은 폴리머 매트릭스 내에 방사 흡수 재료를 사용하거나, 예를 들면 열 용해 또는 용접이 바람직한 분리된 위치에서 폴리머 방적사 표면에 폴리머 매트릭스를 적용하는 것이다. 더 웰딩 인스티튜트(The Welding Institute)에 의해 출원된 미국특허출원 US2004/0056006A1 은 상기한 기술을 예시한다. 그러나, 이 출원에서 어떤 것도 예를 들면 성형용 또는 다른 산업용 직물의 시임에서 인접한 방적사상에서 유사한 접근을 이용할 필요를 만족시키지 않는다.
레이저 에너지 및 에너지 흡수 재료를 이용한 다른 예가 이아이 듀폰트 드 뉴머스 앤 컴퍼니(EI Dupont De Numours and Company)에 의해 출원된 PCT 출원 WO02/057353A2에 개시되어 있다. 그러나, 상기 개시물은 분사 몰딩에 의해 형성된 접착재료를 위한 것이고, 방향성 있는 폴리머 방적사를 이용할 때 상기 직물에서 개선된 시임 및 직물을 제조할 필요를 충족시키지 못한다.
하임바흐 지엠비에이치 앤 씨오, 케이지(Heimbach GMBH & Co.,KG)에 의해 출원된 캐나다 특허출원 2,552,009는 초지기의 종이 성형 구간에서 사용하기 위한 성형용 직물에 관한 것이고, 직물의 평면 구조로를 갖거나 포함하고, 본래의 안정성을 강화시키기 위해 교차하는 방적사가 교차지점에서 서로 연결되고, 추가적으로 방적사가 서로 용해되고, 상기 평면구조는 교차하는 제1 및 제2방적사를 포함하고, 제1방적사는 레이저 에너지를 흡수하고, 흡수된 레이저 에너지에 의해 적어도 표면에서 녹는 온도로 되고, 상기 제1 및 제2방적사가 적어도 몇몇 교차점에서 서로 용접된다는 점에서 특징이 있다.
상기 출원은 두개의 방적사 중 하나가 레이저 에너지 흡수재료를 포함한다는 것을 지시한다. 더우기, 직조직물의 시임영역에 초점을 맞출 때, 상기 출원은 시임영역에서 횡방향으로 연장되는 제1방적사(레이저 에너지 흡수재료를 포함하는)가 있어야 하고, 이 제1방적사는 길이방향으로 연장되는 제2방적사에 용접됨을 지시한다. 특히 높은 시임강도를 달성하기 위해 제1방적사는 성형용 직물의 남아있는 영역보다 상기 시임영역에서 더 높은 밀도로 존재해야하고, 상기 제1 및 제2직물(sic)은 가능한한 많은 교차지점에서 서로 용접되어야 한다. 그 다음, 스티칭 공정 동안 각각의 반대 단부에 올바른 직조방식으로 삽입된 길이방향 방적사가 제1방적상에 용접된다. 이것은 시임강도를 약하게 하지 않고 시임 영역을 감소시킬 가능성을 만든다. 이러한 방식의 경우에 상기 시임영역은 통상의 연장, 예를 들면 길이방향 영역에서 100mm에서, 예를 들면 60mm까지 감소될 수 있고, 즉 상기 시임영역은 기계방향에서 20~60%만큼 감소될 수 있다.
그러나, 이러한 접근의 분명한 주요 단점은 CD에서 단부의 수가 다른 것처럼 침투성, 시트 지지 포인트의 수 및 섬유 지지 인덱스(FSI)와 같은 시임의 다른 성질이 주요 직물 몸체와 다르다는 것이다.
따라서, 레이저 에너지에 의해 비춰진 합성 폴리머 방적사의 용접 또는 용해, 특히 방적사의 성질의 상당한 손실 없이 직조직물의 시임영역에서 방적사; 직물의 몸체와 같은 성질을 갖는 시임을 포함하는 것; 상기 시임이 정상적으로 상요될 때 동일한 길이를 갖는 다면, 상기 시임이 더 높은 내구성, 및 비용해된 비용접된 시임보다 더 높거나 동일한 강도를 갖는것; 및 상기 시임이 정상적으로 사용되는 것보다 MD에서 더 짧다면 직물이 종이 또는 다른 산업용 기계 상에서 설치 또는 사용될 때 직물이 유용한 수명을 가지며 움직이게 하기에 충분한 강도는 본 발명의 과제이다.
놀랍게도, 상기 기술의 결점은 본 발명의 목적에 의해 극복되고, 이를 설명하면 다음과 같다:
본 발명의 목적은 초지기 또는 다른 산업용 직물 또는 벨트에 개선된 시임을 제공하는데 있다.
다른 목적은 강도, 내구성, 개구, 지지 포인트의 적절한 수, 및 직물의 몸체와 본질적으로 같은 FSI와 같은 성질을 갖는 초지기 또는 산업용 직물을 위해 개선된 시임을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 최소한의 터미널 얀 엔드의 뒤로 당김 및 종단 마모를 갖는 직물에서 개선된 시임을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 시임 방법을 이용하여 적절한 강도를 갖지 않는 상기 직조 구조 및 시임의 생성을 허용하는 방적사로부터 직조구조를 위한 시임을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 에너지 흡수재로 작용할 원하는 위치에 적절한 재료를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 원하는 위치에서 적절한 레이저 에너지 흡수재료를 적용하기 위한 공정을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 내구성이 있는 시임을 갖는 직물을 제조하는데 있고, 상기 MD에서 측정된 시임 폭은 정상적인 시임 또는 동일한 강도의 종래기술을 이용하여 제조되는 시임의 폭의 일부이다. 이 일부는 0.7 또는 그보다 더 낮고, 바람직하게는 0.5 또는 그보다 더 낮고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 그보다 더 낮다. 예를 들면, "X"가 이전의 연습 또는 종래 시임방법에 따라 MD에서 시임의 폭이라면, 본 발명에 따라 제조된 시임의 폭은 동일한 강도를 가지면서 예를 들면 0.7X 또는 그보다 더 낮고, 바람직하게는 0.5X 또는 그보다 더 낮고, 가장 바람직하게는 0.3X 또는 그보다 더 낮다.
본 발명의 또 다른 목적은 증가된 시임 강도를 위한 용해/접착을 더 향상시키기 위해 홈이 있는 방적사를 포함하는 시임을 제공하는데 있다.
이하, 본 발명은 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이고, 상기 도면에서 같은 도면부호는 같은 부품 및 요소를 지시한다.
도 1은 폴리머 모노필라멘트 방적사의 강도와, 서로 용해된 두개의 폴리머 모노필라멘트의 결합강도에서 흡수된 레이저 에너지양의 효과를 예시한 그래프이다;
도 2(a)-(b)는 종래의 직조 시임 제조와 관련된 문제 중의 하나를 도시한다;
도 3은 본 발명의 구현예를 이용하여 제조된 성형용 직물 및 시임영역의 그림이다;
도 4(a)-(e)는 레이저 마이크로 용접된 직물의 영역에서 통상의 방적사의 SEM이다;
도 5(a)-(b)는 비수용성과 수용성 레이저 염료의 효과를 비교한 방적사의 그림이다;
도 6(a)-(d)는 동일한 시임 종단 쌍을 보여주고, 또한 교차하는 인접한 MD 얀 또는 접하는 CD 모노필라멘트 얀 아래에 시임을 통해 응력이 얼마나 분배되는지를 보여준다;
도 7(a)-(c)는 두개의 워프 엔드로 구성되고, 또한 응력이 어느 한쪽 측면에 얼마나 분배되는지를 보여준다;
도 8은 시임영역에서 MD 및 CD 얀의 양식화된 그림이고, 점들은 얀 엔드 종단이 위치한 곳을 나타낸다;
도 9는 본 발명의 일구현예에 따른 100% 용접을 나타낸다;
도 10은 본 발명의 일측면에 따른 CD 용접 스트라이프 그룹을 보여준다;
도 11은 본 발명의 일측면에 따른 스폿용접의 그룹을 보여준다;
도 12는 비용접된 직물의 접촉경로가 이루어지고, 모든 워프 엔드 종단이 용접된 바람직한 용접패턴을 보여준다;
도 13(a)-(c)는 본 발명에 따른 모노필라멘트, 용접된 직조구조 및 상기 용접된 직조구조에서 교차점을 보여준다; 및
도 14(a)-(b)는 본 발명의 일구현예에 따른 용접된 직물의 단면도이다.
본 발명은 레이저 에너지를 이용함으로써 초지기 및 다른 산업용 직물의 시임을 향상시키는 것에 관한 것으로서, 특히 초지기의 성형, 프레스 및 건조부에 사용되는 벨트, 산업공정용 직물 및 벨트, TAD 직물, 엔지니어드 직물 및 골판제조기 벨트에 관한 것이다. 본 발명의 일측면에서 더 강하고 및/또는 더욱 내구성이 있는 시임을 만들 필요가 있다. 다른 측면에서, 통상적으로 사용되는 것보다 MD방향으로 더 짧은 적절한 강도를 갖는 시임을 제공할 필요가 있다. 또 다른 측면은 이전에는 종래의 시임 기술을 이용하여 적절한 강도를 제공할 수 없기 때문에 제조될 수 없었던 직조직물 구조를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 개선된 시임을 이용하여 제조된 직물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 개선된 시임 및 직물을 제조하는 공정에 관한 것이다.
상기 설명의 대부분은 평직조 직물용 시임, 예를 들면 통상적으로 알려진 핀 시임 또는 인라인 스파이럴 시임과 같은 다른 형태의 시임을 위한 것이지만, 그것은 또한 MD 얀을 직물의 바디에 재직조하는 것이 필요하고, 얀의 미끄러짐 및 빠짐으로 인해 불량이 발생할 가능성이 있고, 여기서 설명된 레이저 용접 기술에 의해 개선될 수 있다. 상기한 시임에서 시임 루프를 형성하는 상기 MD 얀은 CD얀에 용접 및 융접되어 사용중 작용하는 인장력 하에서 빠지지 않도록 한다.
다양한 다른 방법들이 이러한 시임들을 제조하기 위해 고안된다. 하나의 방법은 직물 시임에서 시임 종단 포인트와 같이 분리된 위치에 레이저를 비추는 것이다. 대부분의 폴리퍼 재료가 레이저 에너지를 흡수하지 않음에 따라 각 위치에서 흡수재료의 존재가 필요하다. 그렇지 않으면, 상기 레이저 에너지가 직물의 얀에 비춰지는 곳에서 레이저 에너지는 과다 용해 및/또는 분자 방향의 손실을 초래한다.
상기 흡수재를 구현하는 방법은 흡수재가 얀의 압출성형 중 사용된 폴리머의 일부가 되도록 하는 것이다. 그리고나서, 상기 레이저가 국부 용해 및 용접을 초래하는 각각의 원하는 분리된 위치에 비춰질 수 있다.
상기 흡수재를 구현하는 다른 방법은 흡수재를 직물에 직조하기 전에 흡수재료를 갖는 방적사(yarn;얀)를 코팅하는 것이다. 이러한 경우에, 직물이 직조되고 시임된 후 레이저 에너지 흡수 재료, 예를 들면 특정한 염료가 조절되고 정밀한 패턴으로 분무되거나 직물에 직조되기 전에 다이 코팅에 의해 방적사에 적용된다. 이후 계속되는 작동에서, 상기 레이저는 각각의 원하는 위치에 비춰짐에 따라 국부적인 용해를 초래한다.
상기 흡수재료를 구현하는 또 다른 방법은 흡수재료를 직물의 원하는 분리된 위치에 적용하는 것이다. 분리된 위치에서 수지재료의 적용방법은 통상 특허등록된 미국 특허공개번호 2004/0126569에 개시되어 있고, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 예정된 패턴의 증착을 만들기 위해 조절된 방법으로 직물에 증착될 수 있다.
또 다른 방법은 흡수재료를 직조되고 시임된 직물의 원하는 위치, 예를 들면 시임 영역의 CD 밴드에 뿌리는 것이다.
레이저 에너지 흡수 재료의 기본적인 사용 원칙은 방적사 코어의 상당한 열원 없이 원하는 위치에서 방적사 표면을 가열시키는 에너지원에 대한 수단을 제공하는 것이다. 이러한 방법의 경우에, 전체 방적사 단면이 녹지 않고 방적사 표면이 서로 다른 방적사에 용접될 수 있도록 방적사 표면을 가열하는 것이 가능하다. 표면에 레이저 에너지 흡수 재료를 갖고 서로 접촉되어 있는 직조 및 시임된 직물의 시임영역(10)에서 두개의 이웃하는 방적사(또는 얀), 예를 들면 도 3에 도시한 CD 얀(14)과 MD얀(20)은 적절히 조절된 레이저 소스에 노출될 때 서로 용접되거나 용해될 것이다. 만약 매우 큰 에너지가 레이저에 의해 공급되면, 상기 방적사는 파괴적으로 용해되거나 증발될 것이다. 매우 적은 에너지가 공급되면, 상기 섬유의 표면은 서로 용해 및 용접되기에 충분하게 뜨거워지지 않을 것이다. 적당한 양의 에너지가 공급되면, 상기 방적사는 실질적인 강도의 손실없이 서로 용접될 것이다. 도 4a는 용매형태로 분산되는 레이저 에너지 흡수재료를 가지며 일부에 코팅되는 다층 성형용 직물의 SEM 사진이다. 상기 용매가 건조된 후, 상기 직물이 0.001초동안 225볼트로 YAG 레이저에 노출되었다. 상기 조사된 레이저 빔의 직경은 300미크론이다. 이 단일 펄스는 레이저 빔의 영역 주위 및 그 안에서 상기 구조에 걸쳐 다수의 용접물을 발생시킨다. 마이크로 용접물은 기계방향 및 기계횡방향 모노필라멘트 사이에서 분명히 형성된다. 이 사진에서 상기 모노필라멘트는 폴리에틸렌 테레프톨레이트(PET)로 구성된다.
도 4b는 펄스길이가 1.1 밀리초(millisecond) 증가된 곳의 직물을 보여준다. 상기 증가된 펄스 길이로부터 발생된 손상을 주목하라.
도 4c는 코팅된 직물의 상단면 및 하단면이 아세톤으로 적셔진 헝겁에 의해 청소된 것을 제외하고 첫번째 샘플과 유사한 방식으로 만들어진 세번째 샘플을 보여준다. 이러한 청소 작용은 직물 샘플의 상단면 및 하단면에서 레이저 에너지 흡수 재료를 제거한다. 그 결과 상기 구조에서 방적사의 내부가 용접되고, 상기 직물의 외부표면에서 거의 용접되거나 용해되지 않는다. 상기한 용접물의 단면도는 도 14a 및 도 14b에 나타내고, 상기 내부용접은 상기 구조 안에서 보여질 수 있고, 상기 직물의 외표면에서 거의 용접이나 용해되지 않는다.
본 발명의 일구현예에서, 이 기술은 홈이있는 PET 모노필라멘트(50)로 구성된 직조된 구조(100)에 적용된다. 상기 직조된 구조(100)는 직경이 6mm인 한개의 폴리올레핀 튜브에 형성된다. 상기 홈이 있는 PET 모노필라멘트(50)의 단면은 도 13a에 도시되어 있다.
이러한 홈이 있는 PET 모노필라멘트는 9.27mm의 아주적은 직경을 갖는다. 상기 모노필라멘트에서의 직경은 레이저 염료가 직조 구조(100)에서 서로 교차된 두개의 모노필라멘트 사이의 영역에 접근가능하게 한다. 이 교차점(crossover)은 직조직물에서 발생하는 교차점과 매우 유사하다. 모노필라멘트로부터 만들어진 통상의 직조직물구조에서, 상기 모노필라멘트는 어떠한 그루브도 없는(부드러운 표면) 통상적으로 원형이거나 직사각형 단면을 갖는다. 홈이 있는 모노필라멘트는 레이저 에너지 흡수재료를 수용하기 위한 수단으로 사용된다. 부드러운 표면의 모노필라멘트는 코팅을 수용하기 위해 더작은 면적 및 단위부피당 표면적을 갖는다. 게다가, 부드러운 표면의 모노필라멘트가 교차되는 직물 디자인, 예를 들면 직조 직물에서 사용될 때, 두개의 부드러운 표면의 모노필라멘트 사이에 자유공간이 전혀 또는 거의 없고, 상기 레이저 에너지 흡수재료, 예를 들면 특정한 염료가 모노필라멘트 사이의 영역에 침투될 가능성이 없다. 대조적으로, 두개의 홈이 있는 모노필라멘트 사이의 교차점에 적용되는 어떠한 염료도 모노필라멘트 사이의 공간 영역에 침투될 수 있다. 따라서, 홈이 있는 모노필라멘트를 사용하는 것은 교차되는 두개의 모노필라멘트 사이의 영역에 레이저 염료를 위치시킬 수 있다.
전술한 것처럼, 이러한 기술은 도 13b에 도시한 바와 같이 홈이 있는 모노필라멘트(50)로 구성된 직조구조(100)에 적용된다. 레이저 용접 후, 상기 구조에서 교차점(60)이 확실하게 용접되었음을 확인되었다(도 13c에 도시됨). 축방향을 따라 직조직물을 압축하거나 늘림으로써 구조를 구부리는 것은 어떠한 용접의 실패도 발생시키지 않는다. 비교에 의해 유사한 직조 구조가 부드러운 표면의 PET를 이용하여 준비될 수 있다. 상기 용접된 구조는 또한 축방향을 따라 압축 및 신장의 영향을 받는다. 이러한 압축 및 신장의 결과로서 많은 접착점들이 교차점에서 파괴된다. 부드러운 표면이 있는 모노필라멘트를 갖는 마이크로 용접부보다 더 내구성이 있는 마이크로 용접부를 형성하기 위해 홈이 있는 모노필라멘트들이 사용될 수 있다는 것이 이러한 용접 실패로부터 관찰될 수 있다.
상기 설명된 종류의 마이크로 용접은 또한 예를 들면 성형용 직물 시임의 내구성 및/또는 강도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 종래의 시임은 상기 시임을 서로 고정하기 위해 섬유/방적사 주름 및 마찰에 따라 다르다. 기계방향 및 기계횡방향 모노필라멘트를 서로 용접함으로써, 시임의 내구성 및/또는 강도를 증가시키는 것이 가능하다.
이러한 종류의 마이크로 용접은 새로운 직물 디자인을 상업화되게 할 수 있다. 과거에, 소위 "스트레이트 워프"를 갖는 직물 직조 디자인이 고려되었다. 상기 시임에서 MD 얀이 시임을 서로 고정하기 위해 필요한 충분한 주름(CRIMP) 및 마찰을 갖지 못함에 따라 스트레이트 워프를 갖는 디자인은 문제가 있다. 그렇지 않으면 스트레이트 워프 디자인은 강한 시임을 형성하기 위해 기계방향 모노필라멘트를 충분히 주름지게 한 종래의 성형용 직물 디자인과 대비하여 개선된 인장계수를 갖는 직물 디자인을 가능하게 함에 따라 매우 매력적이다. 다른 예는 다층 직물의 중간에 있는 스트레이트 워프(WARP)와 관련된 "스트레이트 라인" 개념이다. 상기 워프는 시임을 만들기 위해 불충분한 주름 및 마찰을 갖는다. 여기서 설명된 마이크로 용접을 이용함으로써, 시임이 스트레이트 워프 디자인을 갖도록 만들어지게 할 수 있다. 기계방향 및 기계횡방향 모노필라멘트 사이에 있는 마이크로 용접부는 응력이 직물 구조의 시임에서 종단 주위 또는 관통하여 전달되게 할 수 있다. MD 또는 CD 방향으로 매우 미세한 방적사를 이용한 다른 디자인 또는 상대적으로 낮은 방적사의 번수(거친 직물을 의미하는)를 사용하는 디자인은 상기 시임이 레이저 마이크로 용접에 의해 강화되지 않으면 적절한 시임 강도를 갖지 않을 수 있다.
전술한 것처럼, 마이크로 용접을 만드는 또 다른 접근은 레이저 염료(dye) 또는 레이저 안료(pigment)를 사용하는 것이다. 이 경우 레이저 염료 또는 레이저 안료는 모노필라멘트를 포함하는 재료에 분산된다. 통상적으로, 상기 레이저 염료 또는 레이저 안료의 농도는 0.4% 이하이다. 상기 레이저 염료 또는 레이저 안료의 존재는 에너지원의 주파수에서 "에너지를 흡수하는" 모노필라멘트를 만들도록 허용한다. 바람직하게는, 레이저로 사용되는 레이저 에너지원은 정확한 양의 에너지를 특정한 위치에 전달하도록 설계된다. 도 4d는 "흡수하지 않는" 폴리에스테르 모노필라멘트(20)에 접착된 0.3%의 레이저 염료(Epolin 사의 Epolight 2057)를 포함하는 폴리에스테르 모노필라멘트(14)를 보여준다. 상기 두개의 모노필라멘트는 90도 각도에서 서로 접촉하도록 놓여져 있다. 상기 두개의 모노필라멘트의 교차점은 1 밀리초 펄스동안 223볼트의 YAG 레이저에 노출된다. 상기 조사된 레이저 빔의 직경은 약 300미크론이다. 이러한 단일의 펌스는 두개의 모노필라멘트를 서로 용접한다. 상기 "흡수하지 않는" 모노필라멘트(20)는 어떠한 레이저 염료 또는 안료 없이 만들어져서 상기 모노필라멘트는 일정 주파수의 에너지원을 흡수하지 않는다.
또 다른 경우에 0.4%의 레이저 흡수재를 포함하는 CD PET 모노필라멘트(14)는 마모측 모노필라멘트로서 직물에 직조된다. 직물의 모든 다른 모노필라멘트는 "흡수하지 않는" PET 모노필라멘트(20)로 구성된다. 상기 직물의 300 미크론 직경 영역은 1밀리초 동안 225볼트에서 작동하는 YAG 레이저에 노출된다. 상기 노출된 영역은 CD 모노필라멘트와 두기의 기계방향 모노필라멘트 사이의 교차점이다. 도 4e에 도시한 것처럼 CD 모노필라멘트(14)는 기계방향 모노필라멘트(20)에 용접 및 접착된다.
여기서 설명된 어떤 기술이 직조직물의 시임영역에서 이용된다면, 시임 터미널 단부의 뒤로 당김(pull back) 및/또는 시임영역에서 홀과 같은 문제점이 실질적으로 제거된다. 도 2(a)-(d)는 이러한 해로운 현상을 보여주고, 상기 두개의 직물 모서리의 종단 단부는 시임영역 및 중요 지점(12)에서 "겹쳐지고", 상기 단부는 MD 방향으로 "뒤로 당겨지고", 각 단부들은 종이측 표면을 통해 돌출되며, 확인된다(도 2(a)). 결과적으로 겹침영역에서 미끄러짐은 직물에서 증가된 국부응력으로 인해 화살표에 의해 보여진 것처럼 증가하고(도 2(b)), 완전한 미끄러짐 및 홀(16)이 직물의 시임영역의 겹침영역에서 나타난다(도 2(c)). 따라서, 상기 시임의 겹침영역은 통상적으로 강도를 증가시키기 위해 수작업으로 풀칠(18)함으로써 강화된다(도 2(d)); 그러나 풀칠은 번거롭고 시간을 소비하는 방법이다. 또한 풀칠의 낮은 정확성 때문에, 풀칠은 겹쳐지는 방적사에만 제한하기가 어렵다. 게다가, 상기 풀칠은 결과적으로 직물의 구부러짐 및/또는 마찰로 인해 떨어진다.
많은 선택들이 레이저 에너지 흡수 재료를 위해 존재한다. 최초의 예는 카본 블랙이다. 재료의 선택, 재료의 양, 및 재료의 위치 모두가 용해된 접착의 결과적인 특징을 결정한다.
상기한 것처럼, 상기 방적사의 용해는 레이저 에너지 흡수재료로 코팅된 어떤 표면에서 발생하고, 적절한 레이저 에너지원에 노출된다.
상기 용해의 면적 및 양을 조절하기 위해, 수용성인 어떤 염료를 사용하는 것이 효과적인 것으로 알려져 있다.
상기한 염료가 수용액으로부터 직물에 적용되고 건조되도록 허용될 때, 상기 염료는 서로 접촉하는 모노필라멘트 사이에 있는 틈으로 이동한다. 이것은 단지 유기용매에 녹는 다른 레이저 안료와 대조적이다. 이러한 비수용성 염료는 모노필라멘트의 전체 표면에 증착되고 모노필라멘트의 전체 표면의 용해를 초래한다.
도 5a는 비수용성 레이저 염료를 가지면서 발생하는 것을 설명한다. 모노필라멘트(20)의 전체 표면이 레이저 에너지에 노출된 후 용해되었음을 주목하라. 이것은 모노필라멘트(20)의 얼룩덜룩한 표면가 용해되지 않은 모노필라멘트(30)의 부드럽고 빛나는 표면에 의해 관찰된다. 이러한 경우에 사용되는 염료는 아세톤 용액으로부터 적용된 Epolight 2057이다.
도 5b는 수용성 레이저 염료(Epolight E2340)을 가지면서 발생하는 것을 보여준다. 모노필라멘트(20)의 표면은 부드럽고 빛이 나고, 모노필라멘트 사이의 틈은 레이저 염료를 포함하고 레이저 에너지에 노출된 후 접착된다. 이 결과 비수용성 레이저 염료에 비해 중요하고 예상하지 못한 효과가 있다. 성형용 직물 시임에 관하여 수용성 레이저 염료를 갖는 모노필라멘트의 감소된 용해는 레이저 용접으로 인한 어떤 잠재적인 시트 흡집(sheet marking)을 차례로 감소시키는 시임영역에서 뒤틀림을 덜 발생시킨다.
그러나, 어떤 종류의 염료를 사용할 지를 선택해야하는 문제가 있다. 예를 들면, MD 및 CD얀 사이에 채워진 교차점은 예를 들어 성형용 및 TAD 직물을 위해 지지되고, 상기 용해 중 재료의 흐름에 의해 초래된 채워진 상기 교차점은 모세관력으로 인해 거기에 정상적으로 존재하는 물의 양을 감소시킨다. 감소된 물의 운반은 종이제조에서 에너지 비용을 절감한다. 또한 채워진 교차점은 MD 및 CD얀에 의해 형성된 교차점 사이의 핀치(PINCH)점에서 먼지의 축적을 감소시키기 위해 지지된다.
명확하게는, 레이저 용접 시임은 종래의 제조 시임보다 강도 및 치수안정성 면에서 뛰어나다. 이 기술이 더강한 시임을 가능하게 하고, 이 기술은 또한 새로운 특징들이 종래의 성형용 직물의 패턴으로 제조되게 한다. 이것은 표준적인 히트세팅(heatsetting) 연습으로 용접된 시임기술의 효과에 의해 달성된다. 종래의 히트세팅 연습은 치수안정성 및 시임강도 사이의 트레이드오프(trade off)로 인해 제한된다. 작업자가 많은 양의 직물 스트레치(MD 모노필라멘트에서 주름 제거)를 초래하는 엄격한 히트세팅 조건을 사용한다면, 그 결과 제품은 낮은 시임강도를 갖지만, 높은 치수안정성을 가질 것이다. 통상적으로 엄격한 히트세팅 조건은 너무 낮은 시임강도를 초래하기 때문에 사용되지 않는다. 레이저 용접 시임 기술을 가짐에 따라, 더 엄격한 히트세팅 조건이 사용되고, 통상의 낮은 시임 강도는 용접시임강도에 의해 보상된다. 이것은 결과적으로 상기 구조가 종래의 직물보다 더 좋은 치수안정성을 갖는다는 것을 의미한다. 또한 이것은 MD 및 CD 모노필라멘트 사이에 더 많은 평면 차이가 있음을 의미한다. 이것은 큰 직경의 모노필라멘트를 사용하지 않고 직물 마모 특징에 반력을 증가시킴에 따라 마모측에 잇점이 있다. 차례로, 이것은 직물의 캘리퍼를 낮게 유지하고, 예를 들면 성형용 직물에 의해 이송되는 물을 감소시킨다.
상기한 것처럼, 다양한 방법에 의해 직조 구조에서 교차점 또는 용접 또는 용해를 경유하여 직조구조에서 인접한 방적사 사이의 접촉점을 마이크로 용접하는 것이 고려된다.
용접은 시임영역에서 방적사 마찰 및 주름에만 의존하는 시임의 완전함 없이 시임영역에서 종단부를 관통하여 또는 주위에 기계방향응력을 전달하는 것이 가능하게 한다. 용접부는 전체 시임영역의 완전한(100%) 용접, 스폿용접의 규칙적인 배열, 및 CD 용접 스트라이프 그룹을 포함하는 다양한 패턴으로 만들어진다. 이러한 용접의 조합은 예를 들면 스폿용접의 조합 및 CD 용접 스트라이프 그룹으로 제조될 수 있다. 예를 들면 성형용 직물 시임의 기계적인 성질은 초지기에서 오정렬로 인한 구부러짐을 허용한다. 이러한 측면에서 상기 시임은 제지공정에서 사용중 직물의 주름 또느 휨(buckling)과 같은 문제를 초래하지 않고 직물의 평면에서 전단력을 관리할 수 있다. 전체(시임에 용접된 100%)에서 용접된 시임영역은 전단변형 평면에 대한 높은 저항과 강도를 갖는다.
예를 들면 성형용 직물 시임을 위한 이상적인 용접 패턴은 두가지 목적을 달성한다. 첫번째로, 상기 패턴은 직물 시임에서 각각의 및 모든 터미널 워프 모노필라멘트 종단부가 슈트 모노필라멘트에 용접되어, 기계방향응력이 용접부와, 시임에서 매치되거나 상응하는 터미널 워프 단부 주위에 연속적인 모노필라멘트에 전달될 수 있음을 입증한다. 기존의 방식과 전혀 다른 다수의 용접부는 상대적으로 교차되는 웨프트(weft)들과 워프(warp)들과 함께 워프 또는 웨프트와 같은 단일 방적사의 길이를 따라 제조됨으로써, 동일한 하중을 교차점에서 수많은 웨프트 또는 워프에 분배하여 직물의 어떠한 뒤틀림도 제거할 수 있다. 이러한 용접부는 초지기에서 매우 내구성이 있는 시임을 제조한다. 두번째로, 상기 패턴은 기계방향으로 시임의 일측에서 시임의 타측까지 연장되는 비용접된 워프와 슈트의 접촉 경로가 있음을 입증한다. 비용접된 직물의 접촉경로는 시임의 평면내 전단 성질이 직물의 몸체의 평면내 전단 성질과 유사하게 만든다. 이러한 특징은 시임을 포함한 직물이 초지기에서 잘못 정렬된 롤에서 발생할 수 있는 응력의 불균일한 분배를 성공적으로 해결할 수 있게 한다. 상기 직물이 응력의 분균일한 분배를 해결할 수 없다면, 상기 직물은 초지기에서 구부러지거나 주름지게될 것이다.
바람직하게는 비용접된 워프의 접촉경로는 기계방향에 대하여 대칭이다. 이러한 특징은 평면내 전단 성질이 기계방향에 대하여 대칭이라는 것을 입증한다.
다음은 상기 패턴을 더욱 상세하게 설명하기 위한 것으로 의도된다. 용접된 시임에서 응력전달은 기계방향 응력이 용접부와 직물의 연속적인 모노필라멘트를 경유하여 각 종단부 주위에 전달되도록 모든 터미널 단부가 그 길이(바람직하게는 각 종단에서 또는 근처에서)를 따라 어떠한 장소에서 용접되어야 함을 가정한다. 종래의 직조 시임에서 응력 전달이 워프 및 슈트 모노필라멘트 사이에서 모노필라멘트 주름 및 마찰을 이용하지만, 이러한 종류의 응력전달은 무시된다. 도 6a는 두개의 워프 단부(14)의 단일 종단(termination)을 보여주고, 도 6b는 이 종단의 한 측면에서 두개의 스폿용접을 보여준다.
도 6c는 응력이 이 종단을 관통하거나 주위에 전달되는 최단경로를 보여준다. 각 경로는 연속적인 모노필라멘트와, 모노필라멘트를 서로 용접시키는 용접부의 조합에 의해 정의된다. 도 6c은 동일한 길이의 두 경로가 있음을 주목하라.
도 6b에 도시된 스폿용접의 위치에 대한 다른 대안이 도 6d에 도시되어 있다. 이 그림에서 상기 스폿용접이 실제적인 종단에서 더 멀리 떨어져 있다. 종단 주위에 전달되는 응력의 최단 경로가 도 6d에 보여진다. 상기 그림에 도시된 응력전달을 위한 로직이 어떤 스폿 용접 패턴에도 적용될 수 있다. 이 경로가 워프 및 웨프트 모노필라멘트를 연결하는 스폿용접부들과 연속적인 모노필라멘트들로 구성되고, 시임의 일측면에서 시임의 타측면까지 연속적인 경로가 있는 한, 종단 주위의 성공적인 응력전달이 이루어질 것이다.
또한, 종단은 도 7a에 도시한 것처럼 서로 옆을 지나가는 두개의 워프 단부(14)로 구성된다. 이 종단이 도 6b 또는 도 6d에 도시한 것과 동일한 방법으로 용접될 수 있고, 또한 도 7b에 도시한 것처럼 두개의 워프 단부(14)를 서로 용접할 수 있다. 이러한 경우, 응력은 도 7c에 도시한 것처럼 하나의 워프 모노필라멘트(14)에서 다른 워프 모노필라멘트까지 직접적인 경로로 전달된다.
본 발명의 일구현예에 따라, 도 8은 써포트 슈트 바인더(support shute binder;"SSB") 성형용 직물의 종단 패턴(24)을 보여준다. 이 도면에서 수직방향은 기계방향과 같다. 상기 도면에서 각각의 점은 단일의 터미널 워프 단부를 대표한다. 상기 패턴은 규칙적이고, 상기 종단은 넓은 영역에 걸쳐 퍼져있음을 주목하라. 기계방향에서 상기 시임길이는 약 3인치로 측정된다. 상기 시임의 두 측면은 도 8의 상단 및 하단에서 점선에 의해 지시된다.
도 8의 시임에서 용접부는 시임영역의 완전한(100%) 용접(26), 스폿용접의 배열, CD 용접 스트라이프의 그룹에 의해 만들어질 수 있다. 이들 각각은 하기에서 설명된다. 보여지는 첫번째는 도 9에서 100% 용접(26)이다. 명확하게는, 이 용접패턴은 기계방향으로 시임의 일측에서 시임의 타측까지 연장되는 비용접된 워프 및 슈트의 어떤 접촉 경로를 공급하지 않는다. 이러한 패턴은 초지기에서 작동하는 동안 구부러짐 또는 주름에 저항하기 위해 직물의 감소된 능력과 증가된 평면내 전단강도를 초래하는 직물을 강화시킨다. 그러나, 상기 용접패턴은 기계방향응력이 용접부와 연속적인 모노필라멘트를 거쳐 시임에서 매칭되거나 상응하는 터미널 워프 단부 주위에 전달되도록 시임에서 각각의 및 모든 터미널 워프 모노필라멘트가 슈트 모노필라멘트에 용접됨을 입증한다. 이것은 상기 시임을 매우 내구성이 있게 만든다.
다음 도면 10은 CD 용접 스트라이프(26) 그룹을 보여준다. 이 용접패턴은 기계방향으로 시임의 일측면에서 시임의 타측면까지 연장되는 슈트와 비용접 워프의 어떤 접촉 경로도 공급하지 않지만, 기계방향응력이 용접부와 연속적인 모노필라멘트를 경유하여 시임에서 매칭되거나 상응하는 터미널 워프 단부 주위에 전달되도록 상기 용접패턴은 시임에서 각각의 및 모든 터미널 워프 모노필라멘트가 슈트 모노필라멘트에 용접됨을 입증한다. 그러나, 용접된 스트라이프 사이에서 비용해된 스트라이프는 어느 정도는 구부러지거나 직물의 뒤틀어질 수 있음이 주목되어야 한다. 몇가지 실험예에 의하면 이와 같은 패턴은 원하는 시임 성질과 공정의 복잡성 및 비용 사이에서 우수한 균형을 이룸을 알 수 있다.
따라서, 몇몇 CD 밴드에서 레이저 에너지 흡수 재료를 갖는 직물의 기본적인 공정 단계는:
1. 시임되고 마무리되지 않은 직물이 준비되는 단계;
2. 시임이 청소되는 단계;
3. 직물이 적당한 장비에 로드되고, 특정한 수준으로 인장되는 단계;
4. 시임이 조절된 방식으로 디자인용 특정 방법에 따라 레이저 염료로 뿌려지고, 과도한 염료가 제거되는 단계;
5. 시임이 디자인용 특정 방식에 따라 용접되는 단계;
6. 직물이 폭으로 절단되는 단계;
7. 모서리가 마무리되는 단계; 및
8. 직물이 포장되고 선적되는 단계이다.
CD 밴드에서 레이저 에너지 흡수재료를 갖는 성형용 직물용 과정에 관련된 단계의 순서가 상기 리스트되었지만, 상기 순서는 단지 일례일 뿐이고, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
그러나, 이전에 설명된 것처럼, 개개의 위치에서 스폿 용접이 이용될 수 있다. 다음 도면 11은 스폿용접(26)의 그룹을 보여준다. 이 용접패턴은 기계방향으로 시임의 일측면에서 시임의 타측면까지 연장되는 비용접된 워프와 슈트의 접촉경로를 제공한다. 이 패턴은 스폿용접이 잇는 곳에서 국부적으로 직물을 강화시킨다. 이러한 국부적으로 강한 용접부는 동일 영역에서 평면 내 전단강도를 증가시키지 않는다. 결과적으로, 이러한 시임 디자인은 초지기에서 작동하는 동안 구부러짐 또는 주름에 가장 잘 저항할 수 있다. 그러나, 이 특정 스폿용접 패턴은 기계방향응력이 용접부와 연속적인 모노필라멘트를 경유하여 시임에서 매칭되거나 상응하는 터미널 워프 단부 주위에 전달되도록 시임에서 각각의 및 모든 터미널 워프 모노필라멘트가 용접됨을 입증할 수 없다. 이것은 용접부가 용접부의 각 기계방향 컬럼 사이의 공간을 가지며 기계방향으로 정령되어 있기 때문에 발생한다. 결과적으로, 상기 시임의 일부는 기계방향응력을 시임의 일측에서 타측으로 전달하기 위해 마찰을 의존한다. 이것은 시임의 내구성을 감소시킨다.
도 12는 비용접된 워프의 접촉경로가 이루어지고, 모든 워프 단부 종단이 용접되는 곳에서 바람직한 용접패턴(26)을 보여준다. 이 패턴은 평면 내의 전단성질의 조합과 시임 내구성을 달성한다. 각각의 및 모든 직물 디자인 및 시임 패턴은 원하는 결과를 얻기위해 양식화되고 특정한 스폿용접패턴을 필요로 한다.
스폿용접은 단지 레이저 에너지 자체에 의해 이루어지고, 바람직한 방법은 방적사의 뒤틀림과 방적사를 보상하는 폴리머의 분자방향의 손실을 최소화하는 필요한 정확한 위치에 증착된 레이저 에너지용 흡수재를 사용하는 것이다.
따라서, 본 발명의 잇점을 요약하면 다음과 같이 리스트화될 수 있다.
1) 시임 강도 및 내구성
2) 시임의 강건함- 예를 들면 종이 제조시 사용되는 마찰 필러(Filler) 및 고압 쇄도와 같은 마찰 조건을 잘 견딜 수 있는 능력
3) MD에서 더 짧은 시임
4) 시임될 수 있는 새로운 직물 구조를 만듦을 허용
5) 직물이 제지와 같은 습한 환경에서 더욱 건조하게 작동함.
6) 직물의 특성을 강화시키기 위해 히트세팅과 같은 공정 창구(Window)를 넓게 함.
따라서, 레이저 용접의 사용한 결과에 의하면 MD방향에서 동일한 길이의 시임에 있어서 시임이 더 강하고 및/또는 더 내구성이 있다. 다른 대안으로서, 바람직하게는, MD 방향으로 측정된 시임폭은 정상적인 시임 또는 종래기술의 동일한 강도를 이용하여 제조된 시임의 폭의 소부(Fraction)이다. 이 소부는 0.7 또는 더 낮고, 바람직하게는 0.5 또는 더 낮고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 더 낮다. 예를 들면, "X"가 종래 시임방법의 이전 연습에 따라 MD 방향으로 시임의 폭이라면, 본 발명에 따라 제조된 시임의 폭은 "X" 길이의 시임과 동일한 강도를 가지면서 예를 들면 0.7X 또는 그보다 더 낮고, 바람직하게는 0.5X 또는 그보다 더 낮고, 가장 바람직하게는 0.3X 또는 그보다 더 낮다. 평직조 직물을 위한 시임이 논의되었지만, 현 레이저 용접기술은 예를 들면 핀 시임 또는 인라인 시임과 같은 다른 형태의 시임에 적용될 수 있고, 시임 루프를 형성하고 직물 몸체로 재직조되는 상기 MD 얀은 사용중 작동하는 인장력 하에서 MD 얀과 CD 얀이 빠지지 않도록 CD 얀에 용접 또는 용해됨으로써, 응력 또는 하중의 분배에서 균일함과 시임강도를 개선할 수 있다.
실시예:
실시예1
이중층 직물은 레이저 에너지 흡수 재료를 포함하는 방적사로 직조되고 시임된다. 상기 직물 시임은 한 영역에서 에너지원에 노출되고, 다른 영역에서 비용해된 상태가 된다. 그리고나서, 샘플들은 상응하는 시임영역에서 제거되고, 파괴강도가 측정된다. 파괴강도에서 53% 증가가 보고되었다.
실시예2
다양한 디자인의 삼중층 SSB 직물이 직조되고, 상기 시임은 현재 원하는 위치에서 레이저 에너지 흡수재를 갖는다. 시임의 일 영역에서 레이저에 노출 후, 샘플이 비용해 및 용해 시임영역에서 제거된다. 보고에 의하면 시임 강도가 129%까지 증가되었다.
실시예3
다른 실험예로서, 방적사 안에 레이저 에너지 흡수재료를 포함하고 더 짧은(MD 방향에서) 시임을 갖는 삼중층 SSB 직물이 시임의 일부에서 레이저 에너지에 노출된다. 시임의 용해 및 비용해 영역의 심플들이 테스트되었고, 파괴강도가 47% 증가되었음이 보고되었다.
실시예4
시임영역에서 현재 원하는 위치에 레이저 흡수재료를 갖는 SSB 직물이 직조되고 시임되었다. 상기 시임은 적당한 레이저 에너지원에 노출되었다. 상기 직물은 800mpm에서 45gsm의 신문용지를 만드는 갭 성형용 기계의 운반 위치에서 파일롯 기계상에서 작동한다. 직물 인장, 카운터 블레이드 로딩, 및 진공 수준과 같은 시험조건이 다양해진다. 시임으로부터 생기는 어떤 시트 배수 흡집도 채용된 전체 범위 조건 하에서 보호되지 않는다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

Claims (29)

  1. 레이저 에너지 흡수재료를 갖는 직물을 공급하는 단계;
    상기 직물의 분리된 위치에 레이저 소스를 비추어, 상기 분리된 위치에 있는 직물을 영구적으로 용접하거나 부분적으로 용해시키는 단계를 포함하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 분리된 위치는 방적사의 교차점 또는 직물 시임에서 시임 종단 지점, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 예정된 증착패턴을 형성하기 위해 조절된 방법으로 상기 직물에 증착되는 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 산업용 직물을 제조하기 위해 사용되는 방적사를 제조하는 폴리머 매트릭스 안에 포함된 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 직물을 제조하는 방적사에 적용되는 코팅인 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 코팅은 직물에 직조되기전에 상기 방적사 상에 염료 코팅에 의해 적용되거나, 상기 직물이 직조되고 시임된 후에 조절된 정확한 패턴으로 뿌려지는 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 분리된 위치는 직물의 시임 영역 안에 있고, MD에서 측정된 시임영역의 폭은 정상적인 시임 또는 동일한 강도의 종래 기술을 이용하여 제조된 시임의 폭의 일부이고, 상기 일부는 0.7 또는 그보다 더 낮고, 바람직하게는 0.5 또는 그보다 더 낮고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 그보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  8. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 모든 시임 종단 지점이 덮혀지지 않도록 하나의 패턴으로 적용되는 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 용접은 직물의 기계횡방향에서 밴드로 수행되는 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 수용성 기반 염료인 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 각각 용접 중 방적사에 직조된 또는 부드러운 표면을 이루기 위해 용매 기반 또는 수용성 기반 염료인 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  12. 직물의 시임영역에서 다수의 용접된 부분들을 포함하고, 상기 용접영역에서의 용접은 레이저 에너지 흡수 재료를 적용하고, 레이저원을 상기 재료에 비춤으로써 제조되고, 상기 부분에 직물을 영구적으로 용접하거나 부분적으로 용해시키고, 및
    상기 용접은 방적사 표면상에 제조되는 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 시임은 개구, 접촉지점 및 직물 몸체와 동일하거나 실질적으로 동일한 섬유 지지 지수(FSI;Fiber Support Index)와 같은 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 시임이 이러한 특정한 디자인을 위해 정상적으로 사용된 동일한 디자인 및 길이를 갖는다면 상기 시임의 강도 및 내구성은 정상인 것의 폭의 일부인 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  15. 청구항 12에 있어서, MD에서 측정된 상기 시임의 폭은 정상적인 시임 또는 종래기술을 이용하여 제조된 시임의 폭의 일부이고, 상기 일부는 0.7 또는 그보다 더 낮고, 바람직하게는 0.5 또는 그보다 더 낮고, 가장 바람직하게는 0.3 또는 그보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 용접 시임 영역은 터미널 단부의 뒤로 당김을 제거하는 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 직물에 직조되기 전에 상기 방적사상에 염료 코팅에 의해 적용되거나, 직조된 후에 상기 직물 상에 조절된 방법에 의해 예정된 패턴으로 증착되는 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  18. 청구항 12에 있어서, 상기 용접은 직물의 기계횡방향에서 밴드의 형태인 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수재료는 수용성 기반 염료인 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  20. 청구항 12에 있어서, 상기 레이저 에너지 흡수 재료는 각각 용접중 직조된 또는 부드러운 방적사의 표면을 형성하기 위해 용매 기반 또는 수용성 기반 염료인 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  21. 청구항 12에 있어서, 상기 방적사의 모양, 크기, 성질은 용접되지 않은 방적사와 동일하거나 실질직으로 동일한 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  22. 청구항 1에 있어서, 상기 분리된 위치는 단일 워프 또는 웨프트 얀의 길이를 따라 다수의 교차점인 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  23. 청구항 1에 있어서, 상기 용접은 스폿용접의 조합 및 직물의 기계횡방향에서 밴드로 수행되는 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  24. 청구항 12에 있어서, 상기 일부는 단일 워프 또는 웨프트 얀의 길이를 따라 다수의 교차점인 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  25. 청구항 12에 있어서, 상기 용접은 스폿용접의 조합 및 직물의 기계횡방향에서 밴드로 수행되는 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  26. 청구항 1에 있어서, 상기 직물은 홈이 있는 방적사를 포함하는 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  27. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서, 상기 시임은 핀 시임 또는 인라인 스파이럴 시임인 것을 특징으로 하는 초지기 및 산업용 직물의 시임 제조방법.
  28. 청구항 12에 있어서, 상기 직물은 홈이 있는 방적사를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
  29. 청구항 12에 있어서, 상기 시임은 핀 시임 또는 인라인 스파이럴 시임인 것을 특징으로 하는 산업용 직물의 개선된 시임.
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Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20150330

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