KR101014433B1 - 재습윤 방지용 프레스 직물 - Google Patents

Abstract

제지기 및 보드 제조기용 재습윤 방지 프레스 직물은 배리어 층을 포함하여, 프레스 닙에서 압축되는 과정에서, 물이 상기 배리어 층을 통해 빠져나오지만, 팽창 과정에서 다시 종이 웹으로 흘러 들어가는 것은 방지된다. 배리어 층은, 예를 들어, 구조의 상부보다 하부에서 더 작은 개구를 가진 정사각형, 직사각형, 사면체형, 원형 또는 타원형의 원추형 내포물을 갖는 연속 재료를 포함한다. 이러한 각 "깔대기"는 일방 밸브를 효과적으로 구성하고 진공을 형성함으로써 종이 시트에 의한 물의 재흡수를 방지한다. 압력 하에서, 배리어 층의 구조는 물이 원추내로 흘러들어가서 하부의 더 작은 개구를 통하여 흘러나오도록 한다. 팽창 시에, 구조 하부의 더 작은 개구는 물의 역류를 제한하고, 반대 쪽에는 진공을 형성한다. 진공은 프레스 직물 내의 물 함량을 증가 시키고 종이 시트의 재습윤을 방지한다. 본 발명의 또 다른 구현예가 본 명세서에 기술되며, 본 명세서에서 배리어 층은 프레스부를 통해 공급되는 별도의 직물로서 존재한다. 이러한 구현예에서, "별도의 직물"은 "원추형 내포물 시트" 그 자체일 수 있다. 즉, 시트 자체가 재습윤 방지 특성을 가진 발명적 가치있는 벨트를 구성한다.

재습윤 방지용 직물

Description

재습윤 방지용 프레스 직물{Anti-rewet press fabric}

본 발명은 제지기의 프레스부에 사용되는 원추형 개구(cone-shaped opening)를 구비한 재습윤 방지용 프레스 직물에 관한 것이다.

제지공정 도중, 섬유상 슬러리, 즉 셀룰로오스 섬유의 수분산액(aqueous dispersion)을 제지기의 성형부내의 이동 성형 직물(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.

새로이 형성된 셀룰로오스 섬유 웹은 성형부로부터 일련의 프레스 닙(press nib)을 포함하는 프레스부로 진행한다. 셀룰로오스 섬유 웹은 하나의 프레스 직물에 의하여 지지되는 프레스 닙을 통과하거나, 또는, 종종 그러한 바와 같이, 2개의 프레스 직물의 사이를 통과한다. 프레스 닙에서, 셀룰로오스 섬유 웹은 압축력을 받는데, 이 힘은 웹으로부터 물을 짜내고, 웹내의 셀룰로오스 섬유를 서로 부착시켜서 셀룰로오스 섬유 웹을 종이 시트(paper sheet)로 전환시킨다. 이 물은 프레스 직물 또는 직물에 의해 수용되어, 이상적으로는 종이로 돌아가지 않는다.

종이 시트는 최종적으로 건조부(dryer section)로 진행하는데, 이 건조부는 스팀에 의하여 내부적으로 가열되는, 적어도 하나의 일련의 회전 가능한 건조 드럼 또는 실린더를 포함한다. 새로이 형성된 종이 시트는, 상기 드럼의 표면에 대하여 종이 시트를 밀착시키는 건조 직물에 의하여, 일련의 각 드럼의 주위로 꾸불꾸불한 행로를 따라서 진행한다. 가열된 드럼은 증발을 통하여 종이 시트의 물 함량을 소망하는 수준까지 감소시킨다.

성형 직물(forming fabrics), 프레스 직물(press fabrics) 및 건조 직물(dryer fabrics)은 모두 제지기에서 순환 루프(endless loop)의 형태를 취하며, 컨베이어와 같이 기능한다는 것이 인식되어야 한다. 또한, 제지 공정은 상당한 속도로 진행되는 연속 공정이라는 것이 인식되어야 한다. 즉, 새로이 제조된 종이 시트가 건조 공정에서 빠져나온 후 연속적으로 롤 상으로 권취되는 동안에도 섬유 슬러리는 성형부의 성형 직물위로 연속적으로 공급된다.

본 발명은 특히 성형부에서 사용되는 프레스 직물에 관한 것이다. 프레스 직물은 제지 공정에서 중요한 역할을 한다. 프레스 직물의 기능 중 하나는, 상기에서 암시된 바와 같이, 프레스 닙을 통하여 제조되는 종이 생성물을 지지하고 운반하는 것이다.

프레스 직물은 또한 종이 시트의 표면 마무리에서도 역할을 한다. 즉, 프레스 직물은 프레스 닙을 통해서 진행하는 동안 유연하고, 마킹 없는(mark-free) 표면이 종이에 형성되도록, 매끄러운 표면과 균일한 탄성 구조를 갖도록 설계된다.

종래에는, 프레스부는 수 쌍의 인접 실린더 프레스 롤에 의해 형성된 일련의 닙을 포함하고 있었다. 최근에는, 슈 형태(shoe type)의 롱(long) 프레스 닙을 사 용하는 것이 상기의 수 쌍의 인접 프레스 롤에 의해 형성된 닙을 사용하는 것보다 유리하다는 것이 알려져 있다. 이는 웹이 롱 프레스 닙을 통해서 진행하는 것이 상기의 프레스 롤에 의해 형성된 닙을 통해서 진행하는 것보다 장시간이 걸리기 때문이다. 웹이 닙 압력에 놓이는 시간이 길수록, 더 많은 물이 그 곳에서 제거될 수 있어서, 건조부에서 증발에 의해 제거되어야 할 물의 양이 웹내에 더 적게 남아 있게 된다.

이러한 다양한 롱 닙 프레스 내에서, 닙은 원통형 프레스 롤 및 아치형 압력 슈(shoe) 사이에서 형성된다. 상기 아치형 압력 슈는 상기 원통형 프레스 롤의 곡률반경과 비슷한 곡률반경을 갖는 원통형의 오목한 표면을 갖는다. 상기 롤 및 슈가 서로 물리적으로 근접하게 되면, 두 개의 프레스 롤 사이에서 형성되는 닙보다 기계 방향으로 5 내지 10 배 더 긴 닙이 형성될 수 있다. 롱 닙이 상기 종래의 양 롤 프레스(two-roll press)에서의 닙보다 5 내지 10 배 더 길기 때문에, 롱 닙에서의 섬유 웹의 이른바 드웰 타임(dwell time)은 양 롤 프레스에서 사용되는 압력과 동일 수준의 평방 인치당 압력이라면 그에 상응하는 만큼 더 길어진다. 이러한 새로운 롱 닙 기술의 결과로 제지기에서 종래의 닙에 비할 경우 롱 닙에서 섬유 웹의 탈수가 비약적으로 증가하였다.

슈 형태의 롱 닙 프레스는 미국 특허 5,238,537호에서 보여진 것과 같은 특별한 벨트를 필요로 한다. 이러한 벨트는, 섬유 웹을 지지하고, 수송하며, 탈수시키는 프레스 직물을, 고정 압력 쇼(show)에 대해 직접적으로 미끄러지는 접촉을 함으로써 발생하는 가속된 마모로부터 보호하도록 설계된다. 이러한 벨트는 윤활유 필름 위의 상기 고정 슈 상에서 진행하거나 미끄러지는, 매끄럽고 손상되지 않는 표면을 구비하고 있어야 한다. 상기 벨트는 프레스 직물과 대략 동일한 속도로 닙을 통해 이동하여, 상기 프레스 직물을 벨트의 표면에 대해 최소한의 마찰만 생기도록 한다.

가장 중요한 것은, 상기 프레스 직물은 프레스 닙에서 젖은 종이로부터 배출되는 다량의 물을 수용한다는 것이다. 이러한 기능을 완수하기 위해서는, 사실상, 프레스 직물 내에 물이 진행하기 위한 공간(주로 공극(void volume)이라 불림)이 있어야 하고, 직물은 그 전체 유효 수명 동안 알맞은 투습성을 가지고 있어야 한다. 결국, 프레스 직물은 젖은 종이로부터 수용된 물이 종이 시트가 프레스 닙으로부터 배출되었을 때 다시 종이로 회귀하거나 종이를 다시 적시는 것을 방지할 수 있어야 한다.

현대의 프레스 직물은 제조되는 종이 등급에 따라 이것이 장착된 제지기의 요구 사항을 만족시키도록 설계된 다양한 스타일로 제작된다. 일반적으로, 이러한 직물은 미세 부직 섬유 재료의 배트(batt)가 그 내부에 재봉된 제직 베이스 직물(woven base fabric)을 포함한다. 베이스 직물은 모노필라멘트사, 합연 모노필라멘트사, 멀티필라멘트사 또는 합연 멀티필라멘트사로 제직될 수 있으며, 단일층, 멀티층 또는 라미네이트일 수 있다. 상기 사(yarn)는 통상, 제지기용 직물(paper machine clothing) 분야의 당업자에 의해 이러한 목적으로 사용되는, 폴리아미드 및 폴리에스테르와 같은 수종의 합성 고분자 수지중 임의의 하나로부터 압출될 수 있다.

제직 베이스 직물 자체도 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스 직물은 순환상으로 제직되거나, 또는 플랫 제직(flat woven)된 후 이를 차후에 제직 접합(woven seam)를 가진 순환상 형태로 만들 수도 있다. 다르게는, 베이스 직물은 보통 변형 순환 제직법(modified endless weaving)으로 알려진 공정에 의해 제조될 수 있으며, 상기 공정에서 베이스 직물의 폭 방향의 엣지는 이들의 기계 방향사(MD yarns)를 사용하는 접합 루프(seaming loop)가 구비된다. 이 공정에서, 상기 MD 사는 직물의 폭 방향의 엣지 사이에서 앞뒤로 연속적으로 제직되고, 각 엣지는 다시 되돌아와서 접합 루프를 형성한다. 이러한 방식으로 제조된 베이스 직물은 제지기에 장착되는 동안 순환상(endless form)으로 놓이고, 또한 이러한 이유로 기계상 접합 직물(on-maching-seamable fabric)로 불린다. 이러한 직물을 순환 형태로 설치하기 위해서는 두 개의 폭 방향의 엣지를 함께 놓고, 상기 두 엣지의 접합 루프가 서로 맞물리도록 하며, 접합 핀이나 핀틀(pintle)을 상기 맞물린 접합 루프에 의해 형성된 통로를 통과하도록 한다.

더우기, 제직 베이스 직물은 하나의 베이스 직물을 또 다른 베이스 직물에 의해 형성된 순환 루프 내에 위치시키고, 스테이플 섬유 배트를 상기 두 베이스 직물 사이에서 재봉하여 서로 접합시킴으로써 라미네이트될 수도 있다. 제직 베이스 직물의 하나 또는 두개 모두 기계상 접합 직물일 수 있다.

제지기의 프레스부에서, 상기 형성된 시트는 연속적인 프레스 닙을 통해 더 높은 건조도(dry content)를 갖도록 압축된다. 상기 시트는 보통 프레스 직물이라 지칭되는 하나 또는 수개의 순환상 섬유 직물(textile fabric)과 함께 프레스 닙을 통해 수송된다.

이하 프레스 직물에 관하여 설명하면, 프레스 공정 자체 동안에 종이 웹과 프레스 직물에서 일어나고 있는 것에 관해 설명하는 몇가지 이론이 제기되어 있다. 가해진 기계적 닙 압력은 종이 웹 및 프레스 직물에 대하여 동일한 반면에, 유체역학적 압력은 직물보다는 웹에서 상당히 더 높다. 이러한 압력 차는 물이 웹에서 직물로 수송되는 추진력을 제공한다.

종이 웹 또는 시트, 및 프레스 직물은 닙의 중간 정도에서 동시에 최소 두께에 이를 것이다. 이 순간 상기 시트는 최대 건조도에 이를 것으로 생각된다. 그 이후, 상기 직물 및 시트는 팽창하기 시작한다.

이러한 팽창 과정에서, 최대 압력에서 최소 두께로 압축되어 있던 상기 종이 웹과 프레스 직물의 표면층에서 진공이 형성된다. 이러한 진공에 대응하여 물이 안쪽 및 가능하게는 직물의 베이스층으로부터 직물의 표면층 및 종이 시트로 흘러나와 압력 평형이 재형성된다. 이러한 팽창 단계(expansion phase)는 프레스 닙 내에서 종이 시트의 재습윤의 원인이 된다.

종래 기술의 프레스 직물 구조에서, 구조물의 배면보다 상당히 밀집한, 종이 웹을 면하고 있는 표면층을 구비한 직물을 형성하는 것이 보통의 경우이다. 또한 유동 저항(flow resistance)을 줄이기 위하여, 예컨대, 길이 방향으로 배향된 배트 섬유를 상기 웹을 면하고 있는 표면 상에 사용하는 것은 특별한 것이 아니다. 팽창 단계에서, 높은 모세관 힘은 프레스 직물 구조내의 큰 진공과 함께 개방된 배면 구조물로부터 표면층으로 물을 흡수하여, 표면층의 진공을 빠르게 감소시킨다.

따라서, 시트가 프레스 닙으로부터 배출되는 동안 시트의 진공이 상당히 상승하고, 또한 프레스 직물의 시트와의 접촉면에서의 유동 저항이 감소하는 경우에, 재습윤 가능성이 높아지고 종이 건조도는 낮아지는 결과가 된다.

원추형- 또는 깔대기형- 개구(예컨대 WO 86/05219 및 EP 0103376 참조)에 관해 설명하는 종래 기술의 직물 착상들이 존재하나, 어느 것도 재습윤을 방지하기 위해 프레스 직물에서 별도의 층으로서 압력하에 개폐되도록 하여, 물이 이를 통과하여서만 한쪽 방향으로 흐르도록 설계된 작은 말단을 가지고 있는 것은 없다.

일반적으로, 제직 베이스 직물은 통상 순환 루프의 형태를 하고 있거나, 또는 그러한 형태로 접합이 될 수 있으며, 세로 방향으로 측정된 특정한 길이 및 가로방향으로 측정된 특정한 폭을 갖는다. 제지기 형태(configuration)는 매우 다양하므로, 제지기 직물 제조업자들은 고객의 제지기 내의 특정 위치에 걸맞는 치수를 가진 프레스 직물 및 다른 제지기 직물을 제조할 필요가 있다. 물론, 각 프레스 직물이 통상적으로 주문에 응하여 제조되기 때문에, 이러한 요구조건은 제조 공정을 합리화하는 것을 어렵게 한다.

다향한 길이 및 폭을 가진 프레스 직물을 더욱 빨리 그리고 효율적으로 제작해야 하는 이러한 필요성에 대응하여, 최근에는 프레스 직물이 본 출원인에게 함께 양도된 Rexflex 등에게 허여된 미국 특허 5,360,656호에 개시되어 있는 나선 기술(spiral technique)을 이용하여 제조되고 있으며, 이의 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

미국 특허 5,360,656호는 그 내부에 재봉된 스테이플 섬유 재료층을 하나 이 상 갖는 베이스 직물을 포함하는 프레스 직물을 개시하고 있다. 상기 베이스 직물은 베이스 직물의 폭보다 좁은 폭을 갖는 제직 직물의 나선형으로 감겨진 스트립(strip)으로 이루어진 층을 적어도 하나 포함한다. 상기 베이스 직물은 세로 방향 또는 기계 방향으로 순환상이다. 나선형으로 감긴 스트립의 길이 방향사(thread)는 프레스 직물의 세로 방향과 일정한 각을 형성한다. 상기의 제직 직물의 스트립은 제지기 직물(paper machine clothing)의 제조에 통상 사용되는 제직기보다 좁은 제직기에서 플랫 제직(flat-woven)될 수 있다.

상기의 베이스 직물은 상대적으로 좁은 제직 직물 스트립이 나선형으로 감기고 접합된 복수개의 회전(turn)을 포함한다. 상기 직물 스트립은 세로 방향사(경사) 및 가로 방향사(위사)로 제직된다. 나선형으로 감긴 직물 스트립의 인접 회전은 서로에 대해 접할 수 있으며, 이렇게 형성된 나선형의 연속 접합은 재봉(sewing), 스티칭(stitching), 용융(melting), 용접(예를 들어, 초음파 용접), 또는 아교(gluing)에 의하여 종료될 수 있다. 다르게는, 인접한 나선형 회전의 인접한 세로 방향의 엣지 부분이, 그 엣지가 중첩된 영역의 두께를 증가시키지 않도록 감소된 두께를 갖는다면, 중첩되어 배열될 수 있다. 더우기, 세로 방향사 사이의 간격은 스트립의 엣지에서 증가할 수 있고, 그럼으로써 인접한 나선 회전이 중첩되어 배열되는 경우, 중첩된 영역의 세로 방향사 사이에 변함없는 간격이 존재할 수 있다.

본 발명은 종이 및 보드 제조기용 재습윤 방지 프레스 직물에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 종이 웹을 접하고 있는 프세스 직물 쪽으로의 물 흐름을 방해함으로써 전술한 팽창 단계 동안 진공을 형성하고 유지함에 의해 재습윤을 방지하는 것이다. 이러한 목적을 위하여, 출원인의 재습윤 방지용 프레스 직물은, 작은 말단을 구비한 원추들의 층(layer of cones)을 가지며, 프레스 닙의 압축 구간에서 상기 말단을 통과하도록 물이 강제되고, 또한 상기 말단은 압력이 해제되었을 때 물이 회귀하는 것을 방지하고 원추 내에 흡인을 제공하도록 폐쇄된다.

더욱 구체적으로, 본 발명의 프레스 직물은, 예를 들어, 구조의 상단보다는 하단에서 더 작은 개구를 가진 원형, 사면체형 및/또는 원추형 내포물(inclusion)을 갖는 연속 재료를 포함한다. 이러한 각각의 "깔대기(funnel)"는 일방 밸브(one-way valve)를 구성하고 진공을 형성하여 종이 시트에 의한 물의 재흡수를 방지한다. 압력 하에, 프레스 닙의 압축 존(zone)에서, 상기 구조는 물이 원추형 구조로 흘러들어가서 하단의 더 작은 개구로 나오도록 한다. 닙의 팽창 존에서, 압력의 해지 시에, 구조 하단부의 상기 더 작은 개구가 물의 역류를 제한하고, 반대 편에 진공을 형성한다. 진공은 프레스 직물 내에 물 보유량을 증가시키고 종이 시트로 물이 재흡수되는 것을 방지한다.

상기 구조는 재봉된 프레스 직물의 내부에 포함될 수 있고, 프레스부를 통해 공급되는 별도의 직물에서 지지체로 존재할 수 있으며, 또는 재봉된 배트, 미세 제직 베이스(woven base) 또는 부직(non-woven) 구조로 구성된 미세 표면을 갖는 프레스 직물에서 하부 라미네이트로 존재할 수 있다.

상기 탈수 직물은, 가장 간단한 형태로서는, 1차층, 즉 표면층과 2차층, 즉 배리어 층을 포함할 수 있으며, 상기 배리어 층은 표면층 아래에 위치한다. 표면층은 프레스 직물 내에 위치하여, 탈수되는 종이 웹에 접하고 또 이를 수송한다.

배리어 층은, 표면층에 비해, 두께 방향으로 높은 유동 저항을 갖는다. 이러한 유동 저항은, 프레스 하중의 압력으로 인해 종이 웹 및 프레스 직물의 압축 과정에서 배리어 층을 통해 빠져 나온 물 및 공기가, 프레스 직물 및 프레스 웹이 프레스 닙으로부터 빠져나오면서 팽창되는 동안에 진공이 형성되었을 때, 배리어 층을 통하여 상당한 정도로 역류하는 것을 억제한다.

즉, 가동 중인 프레스부에서 프레스 직물이 압축되는 동안, 상대적으로 높은 압력은 시트 및 프레스 직물의 표면 구조로부터 물 및 공기를 2차층을 통해 짜낼 수 있다. 이와 관련하여, 이른바 벤트 프레스(vented press)가 사용되는 경우, 2차층은 하부 프레스 롤 또는 슈 프레스의 벤트 벨트를 면하고 있는 프레스 직물의 하부층을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 배리어 층은 다수의 원추형 내포물을 갖는 고분자 시트로 구성된다. 시트 내의 이러한 "깔대기(funnel)"는 배향되고 하단에 좁은 개구를 가지고 있어서, 압축 단계에서는 물이 최고 압력 시에 빠져 나오도록 하고, 팽창 단계에서는 진공에 의해 형성된 반대 방향의 물-흐름을 효과적으로 억제한다.

본 발명의 다른 구현예가 본 명세서에 기술되는데, 여기에서 배리어 층은 프레스부를 통해 공급되는 별도의 직물로서 존재한다. 이러한 구현예에서, "별도의 직물"은 "원추형 내포물 시트" 그 자체가 될 수 있다. 즉, 시트 자체가 재습윤 방지 특성을 갖는 발명적 가치있는 벨트(inventive belt)를 구성한다.

이제 본 발명은 이하의 첨부 도면들을 빈번히 참조하면서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 프레스 직물의 사시도이다;

도 2는 제지기의 프레스부 내에 있는 본 발명의 재습윤 방지용 프레스 직물의 개략적인 단면도이다;

도 3은 본 발명의 프레스 직물의 다른 구현예의 단면도이다; 또한

도 4는 제지기의 프레스부 내에 있는 본 발명의 재습윤 방지용 벨트의 개략적인 단면도이다.

이제 도 1을 참조하면, 내부 표면(12) 및 외부 표면(14)을 구비한 프레스 직물(10)이 개략적으로 도시되어 있다. 상기 도면에서 도시된 프레스 직물(10)은 접합 영역(16)을 구비한 기계상 접합형(on-machine-seamable type)이며, 상기 접합 영역은 제지 산업 분야에서 잘 알려진 상기 목적에 적합한 유형의 접합 메카니즘을 포함할 수 있다. 물론, 프레스 직물은 순환상으로 제직되거나 나선 형태일 수 있다.

도 2를 참조하면, 프레스 닙(20)은 상부 프레스 롤(22) 및 하부 프레스 롤(23)을 포함한다. 하부 프레스 롤(23)은, 진공 흡인 구멍, 세로 방향으로 연장된 그루브 또는 불규칙하게 뚫린 구멍 형태의 공동(cavity)을 구비하는 형태가 바람직 하다. 종이 웹(24) 및 프레스 직물(10)은 프레스 닙(20)을 통해 수송된다.

가장 일반적인 형태로, 도 2에 도시된 바와 같이, 프레스 직물(10)은 2차층 또는 배리어 층(27)에 부착된 1차층, 또는 표면층(26) 및 베이스 지지체(28)를 포함하며, 베이스 지지체는 순환 제직 베이스일 수 있다. 표면층(26)은, 예를 들어, 구조적 일체성에 적합하도록 강화된 합성 재봉 섬유 배트, 미세 제직 베이스 또는 부직 구조로 구성된다. 이는 섬유 웹(24)과 직접 접촉하는 곳에 위치한다. 배리어 층(27)은 표면층(26)의 아래에 위치하고, 예를 들어, 상부의 개구보다 더 작은 하부의 개구(34)를 구비한 다수의 원추형 내포물, 또는 개구(30)를 갖는 우레탄 시트로 구성된다. 전체 프레스 직물을 구성하는 층들은 재봉에 의해 라미네이트될 수 있다.

프레스 닙(20)의 기능은 두 단계를 갖는 것으로 생각될 수 있다. 첫번째 단계에서, 프레스 직물(10) 및 종이 웹(24)은 프레스 롤(22, 23) 사이에서 생기는 압력으로 인해 압축된다. 이러한 압축 단계이서, 종이 웹(24) 및 표면층(26)은 최소 두께 및 최소 공극 부피로 압축되고, 물 및 공기 함량은 구조의 하부로부터 프레스 롤(23) 쪽으로 흘러 나간다.

배리어 층(27) 또한 압축 단계에서 강하게 압축된다. 물 및 공기는 종이 웹(24) 및 표면층(26)으로부터 일부 빠져나오고, 배리어 층(27)을 통해 하부 프레스 롤(23)의 공동으로 일부가 더 빠져나온다. 물은 프레스 롤(22, 23) 사이의 프레스 닙(20)에 가해지는 고압으로 인해 배리어 층(27)을 통과할 수 있다. 즉, 압력 하에서, 물은 배리어 층(27) 내의 원추형 개구(30) 중 더 큰 상부 개구(32) 내로 흘러 들어가서, 더 작은 하부의 개구(34)를 통해 흘러 나온다. 개구(30)는 직물의 전체 길이 및 폭을 통해 서로로부터 소정 거리를 두고 기계 방향(MD) 및 교차 기계 방향(CD)으로 배열될 수 있음을 유의한다.

종이 웹(24) 및 프레스 직물(10)이 프레스 닙(20)의 중간 지점 부근에서 최고로 압축될 때, 종이 웹(24)은 최고 건조도에 이를 것으로 생각된다.

이후, 제 2 단계, 즉, 팽창 단계가 시작된다. 팽창 시에, 각 개구(30)의 하부에 있는 더 작은 개구(34)는 반대 방향으로의 물 흐름을 방해하여 배리어 층 (27)의 반대편에 진공을 형성한다. 진공은 프레스 직물(10) 내에 물 함량을 증가시키고 물이 종이 시트로 재흡수되는 것을 방지한다. 결과적으로, 종이 웹(24)은 두드러질 정도로 다시 젖지는 않을 것이며, 다른 경우에 가능한 건조도보다 높은 건조도를 갖는 종이 시트를 얻을 수 있다.

표면층(26)은 배리어 층(27)의 개구를 종이 웹으로부터 가리는 역할을 하고, 불유쾌한 종이 마크(paper mark)를 남기지 않고 종이 웹(24)을 프레스부를 통해 수송하는 것을 돕는 역할도 한다.

본 발명의 상기 기술된 구현예는 단지 하나의 예로 생각되어야 하며, 많은 변형예들이 가능할 것이다. 예를 들어, 배리어 층 (27)은 재봉된 프레스 직물의 내부에 포함될 수 있거나, 재봉된 배트, 미세 제직 베이스 또는 부직 구조로 구성된 미세 표면을 구비한 프레스 직물에서 하부 라미네이트로서 존재할 수 있다. 또한, 배리어 층은 프레스부를 통해 공급되는 별도의 직물에서 지지체로 존재할 수도 있다.

배리어 층이 별도의 직물로서 존재하는 변형예를 이하 설명한다.

본 구현예에서, "별도의 직물"은 "원추형 내포물 시트" 자체일 수 있다. 즉, 도 4에서 도시된 바와 같이, 시트 자체가 재습윤 방지 특성을 갖는 발명적 가치있는 벨트(27)을 구성한다.

도 4에서 더 도시된 바와 같이, 종이 웹(24), 프레스 직물(10) 및 발명적 가치있는 벨트(27)는 프레스 닙(20)을 통해 수송된다. 도 4를 더 참조하면, 발명적 가치있는 벨트(27)는 프레스 직물(10)의 하부에 있음이 인식되어야 한다. 즉, 발명적 가치있는 벨트(27)는 도 4에서 명확히 도시된 것처럼 프레스 직물(10)의 일부가 아니다. 결국, 발명적 가치있는 벨트(27)는 안정성을 위한 지지 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 발명적 가치있는 벨트(27)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 배리어 층(27)에 의해 수행되는 방법과 유사한 방법으로 재습윤을 방지한다는 것이 명확하다. 그러한 재습윤 방지 메카니즘은 상기에서 매우 자세히 기술하였으며, 따라서 그러한 메카니즘에 관한 설명은 여기에서는 생략한다.

더우기, 도 2에 도시된 개구(30)는 원추형이지만, 이들은 상부 개구가 하부 개구보다 더 크기만 하다면, 일반적으로 원형, 타원, 정사각형, 직사각형, 및 정사면체와 같은 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 개구(30')는 하부 개구(34')쪽으로 폭이 좁아지면서 상부 개구(32')에서 정사각형, 직사각형, 사면체형이고, 하부 개구의 형태는 크기만 더 작다면 상부 개구와 동일 형태 또는 다른 형태일 수 있다.

따라서 본 발명에 의하여 발명의 목적과 잇점이 실현되며, 바람직한 구현예가 상기에서 개시되고 상세히 기술되었지만, 발명의 범위가 이에 의해 제한되어서는 안되며; 발명의 범위는 첨부된 청구항의 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (18)

1. 제지기의 프레스부에서 섬유 웹의 탈수를 위한 재습윤 방지용 프레스 직물로서, 내부 표면 및 외부 표면을 구비하는 상기 직물은:

   상기 섬유 웹을 지지하는 상기 외부 표면위의 표면층으로 존재하는 1차층; 및

   상기 표면층의 아래에 위치하는 배리어층으로 존재하며, 상기 내부 표면에서 상기 외부 표면으로 진행하는 두께 방향으로 더 높은 유동 저항을 갖는 2차층;을 포함하며,

   상기 2차층은 상기 섬유 웹으로부터의 물의 통로로 사용되는 복수의 자기지지 내포물(inclusions)을 가지고 있으며, 상기 표면층에 부착된 고분자 시트이고; 및

   각 자기지지 내포물은 폭이 좁아져서(tapered) 상기 표면층에 인접한 상부 개구 및 상기 표면층으로부터 일정 거리에 이격되어 있으면서 상기 상부 개구보다 더 작은 하부 개구를 가지고 있어, 프레스 직물이 프레스 닙을 통과하고 난 후 액체가 상기 표면층으로 역류하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 표면층은 재봉된 배트로 구성된 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 표면층은 미세 제직 베이스(fine woven base)로 구성된 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 표면층은 부직 구조(non-woven structure)로 구성된 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 자기지지 내포물의 형태는 원추형이고, 상부 개구로부터 하부 개구까지 폭이 좁아지는(tapered) 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
6. 제 5 항에 있어서, 각 개구의 형태는 정사각형, 직사각형, 사면체형, 원형 또는 타원인 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
7. 제 1 항에 있어서, 각 개구의 형태는 정사각형, 직사각형, 사면체형, 원형 또는 타원인 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 2차층 아래에 베이스 직물을 더 포함하며, 상기 표면층은 상기 2차층 및 상기 베이스 직물에 재봉된 스테이플 섬유의 부직 배트인 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
9. 제 1 항에 있어서, 재봉된 배트, 미세 제직 베이스 및 부직 구조로 이루어진 군으로부터 선택된 표면층을 갖는 베이스 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 2차층은 상기 베이스 지지체 및 상기 표면층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
11. 제지기의 프레스부에서 섬유 웹의 탈수를 위한 재습윤 방지용 직물로서, 내부 표면 및 외부 표면을 포함하는 상기 직물은:

    1차층 및 2차층을 포함하며,

    상기 1차층은 상기 2차층을 지지하며;

    상기 2차층은 상기 내부 표면에서 상기 외부 표면으로 진행하는 두께 방향으로 더 높은 유동 저항을 갖는 배리어층이며;

    상기 2차층은 상기 섬유 웹으로부터의 물의 통로로 사용되는 복수의 자기지지 내포물을 가지고 있는 고분자 시트이고 상기 1차층에 부착되어 있으며; 및

    각 자기지지 내포물은 폭이 좁아져서(tapered) 상부 개구와 이로부터 일정 거리 이격된 하부 개구를 가지며, 상기 상부 개구보다 더 작은 하부 개구를 가지고 있어, 프레스 직물이 프레스 닙을 통과하고 난 후 액체가 상기 하부 개구로부터 상기 상부 개구로 역류하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 자기지지 내포물의 형태는 원추형이고, 상기 상부 개구로부터 상기 하부 개구까지 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
13. 제 11 항에 있어서, 각 개구의 형태는 정사각형, 직사각형, 사면체형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 1차층은 제직, 부직, 나선형 또는 라미네이트인 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 프레스 직물.
15. 제지기의 프레스부에서 프레스 직물에 의해 수송된 섬유 웹의 탈수를 위한 재습윤 방지용 벨트로서, 상기 벨트는 내부 표면 및 외부 표면을 구비하며;

    상기 벨트는 상기 프레스 직물의 아래에 위치하는 배리어 요소이며, 상기 내부 표면에서 상기 외부 표면으로 진행하는 두께 방향으로 더 높은 유동 저항을 가지고;

    상기 벨트는 상기 섬유 웹으로부터의 물의 통로로 사용되는 복수의 내포물을 가지고 있는 고분자 시트이며; 또한

    각 내포물은 폭이 좁아져서 상기 외부 표면에 상부 개구 및 상기 외부 표면으로부터 일정한 거리 이격된 하부 개구를 가지며 상기 상부 개구보다 더 작은 하부 개구를 가지고 있어, 프레스 직물이 프레스 닙을 통과하고 난 후 액체가 표면층으로 역류하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 벨트.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 내포물의 형태는 원추형이고, 상기 상부 개구로부터 상기 하부 개구까지 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 벨트.
17. 제 15 항에 있어서, 각 개구의 형태는 정사각형, 직사각형, 사면체형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 벨트.
18. 제 15 항에 있어서, 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재습윤 방지용 벨트.

Images