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KR101121870B1 - 아트모스 시스템에 사용하기 위한 성형 직물 및/또는 티슈 몰딩 벨트 및/또는 몰딩 벨트 - Google Patents

아트모스 시스템에 사용하기 위한 성형 직물 및/또는 티슈 몰딩 벨트 및/또는 몰딩 벨트 Download PDF

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KR101121870B1
KR101121870B1 KR1020087024944A KR20087024944A KR101121870B1 KR 101121870 B1 KR101121870 B1 KR 101121870B1 KR 1020087024944 A KR1020087024944 A KR 1020087024944A KR 20087024944 A KR20087024944 A KR 20087024944A KR 101121870 B1 KR101121870 B1 KR 101121870B1
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KR
South Korea
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fabric
belt
permeable
web
fibrous web
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KR1020087024944A
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KR20080107468A (ko
Inventor
앨브스 페르난데스 에이드마르 리피
마틴 링거
카알 워렌
Original Assignee
보이트 파텐트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Abstract

ATMOS 시스템 또는 TAD 장치를 위한 성형 직물. 상기 성형 직물은 약 100 cfm과 약 1200 cfm 사이의 투과율 값, 압력과 장력이 작용하지 않을 때 약 0.5%와 약 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉 면적 및 약 1.0%와 약 90% 사이의 열린 면적을 포함한다. 페이퍼 장치를 위한 벨트 프레스는 상기 성형 직물을 활용할 수 있다. 이 요약서는 명세서에 개시된 본 발명을 한정하는 의도로 작성된 것도 아니고, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 의도로 작성된 것도 아니다.

Description

아트모스 시스템에 사용하기 위한 성형 직물 및/또는 티슈 몰딩 벨트 및/또는 몰딩 벨트{FORMING FABRIC AND/OR TISSUE MOLDING BELT AND/OR MOLDING BELT FOR USE ON AN ATMOS SYSTEM}
본 발명은 페이퍼 장치(paper machine)에 관련된 것으로, 특히 티슈(tissue)와 타월지(toweling)를 제조하는 데 사용되는 성형 직물(forming fabric)에 관련된 것이다. 본 발명은 또한 페이퍼 장치에서 벨트 프레스에 사용하기 위한 몰딩 벨트(molding belt)에 관련된 것이다. 본 발명은 또한 압력, 인장 변형력(tensile strain forces)에 대한 뛰어난 저항성을 가지고, 아트모스 시스템(ATMOS system)에서 경험되는 마모/가수분해 효과들을 견딜 수 있는 성형 직물(forming fabric)에 관련된 것이다. 본 발명은 또한 공기를 통한 건조 시스템(TAD system: a through-air drying system)을 활용한 티슈 또는 타월 등급들의 제조를 위한 성형 직물에 관련된 것이다. 상기 성형 직물은 투과성, 압축저항, 비틀림 저항 및 열과 가수분해에 대한 저항을 포함하는 중요한 특질들을 가진다.
상기 티슈의 제조에는 TAD라 불리는 개선된 기술 즉, 공기를 통한 건조방법이 활용되는 데, 이 방법은 상기 티슈 페이퍼의 보다 높은 부피(the higher bulk of tissue paper) 때문에 페이퍼의 품질을 증가시킨다. 그 결과, TAD는 그 표준을 높은 등급 티슈에 둔다. TAD 티슈 제품들의 제조에 TAD 성형 직물을 사용하는 것은 이 기술분야에서 잘 알려져 있고, 수년 동안 상업적으로 사용되어 오고 있다.
습식 압축 작업에서, 섬유질의 웹 시트(web sheet)는 수압이 섬유질 웹의 물을 몰아 낼 때까지 프레스 닙(press nip)에서 압축된다. 종래의 습식 압축 방법들은 롤의 원주의 오직 작은 부분만이 상기 페이퍼 웹의 처리에 사용되는 점에서 비효율적이다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 상기 페이퍼 웹에 압력을 가하기 위한 확장된 닙에 단단한 불투과성의 벨트를 적용하여 상기 페이퍼 웹에서 탈수하는 시도들이 행해져오고 있다. 이러한 접근법의 한 문제는 불투과성의 벨트가 페이퍼 웹을 통해 공기와 같은 건조용 유체가 흐르는 것을 방해한다는 것이다. 확장된 닙 프레스(ENP: extended nip press) 벨트들은 프레스 닙에서 실제의 압축 체재시간을 증가시키는 방법으로서 페이퍼 산업 도처에 사용된다. 슈 프레스는, 가압되는 딱딱한 표면의 만곡부로 구성된, 예를 들어, 그것을 통해 작용되는 압력을 가지도록 하기 위한 딱딱한 프레스 롤로 구성되는 정지 슈(stationary shoe)를 가지는 것에 의해, ENP 벨트의 능력을 제공하는 장치이다. 이러한 방법에서, 상기 닙은 티슈를 위해 120 ㎜ 연장될 수 있고, 프레스 롤들 그들 간의 접촉의 한계를 넘어서, 플랩 페이퍼들(flab papers)을 위해 250 ㎜까지 연장될 수 있다. 어떤 하나의 ENP 벨트는 상기 슈 프레스상에서 롤 커버의 역할을 한다. 이 유연한 벨트는 마찰 손상을 방지하기 위해 오일 샤워에 의해 그 내측에 윤활유가 칠해진다. 상기 벨트와 슈 프레스는 불투과성 부재이고, 상기 섬유성 웹의 탈수는 거의 오로지 그들의 기계적 가압에 의해서만 성취된다.
WO 03/062528(여기에 개시된 내용은 그 전체를 참조하는 것에 의해 여기에 설명적으로 통합된다)은, 예를 들면, 웹이 개선된 두께 및 흡수성을 나타내는 3차원 표면 구조의 웹을 만드는 방법을 개시하고 있다. 이 문서는 특별히 설계된 진보된 탈수 시스템으로 탈수를 개선하기 위한 필요에 대해 논의 한다. 이 시스템은 탈수 동안 구조화된 직물의 뒷면에 하중을 작용시키는 벨트 프레스를 사용한다. 이 벨트와 구조화된 직물은 투과성이다. 이 벨트는 나선의 링크 섬유일 수 있고 진공 및 연속적으로 가압 탈수하는 것을 촉진하기 위한 투과성 ENP 벨트일 수 있다. 닙은 상기 슈 프레스를 넘어서 충분히 연장될 수 있다. 그러나 ENP 벨트를 가지는 그러한 시스템은 열린 영역의 제한과 같은 단점을 가진다.
웹들, 특히 티슈 웹들을 건조하기 위해 공기통과 건조 공정(TAD)을 활용하는 것은 종래 기술에서 잘 알려져 있다. 그러나 복합의 공기 공급 및 가열 시스템뿐만 아니라 거대한 TAD 실린더가 필요하다. 이 시스템은 또한 웹을 그 목표 건조도인 약 97%로 건조시키는 양키 실린더로 웹이 이송되기 전에 그의 건조실린더가 웹을 필요한 건조도로 건조시키는 데에 높은 운전비용을 요구한다. 상기 양키 실린더의 표면에서, 또한 크레이핑 닥터(creping doctor)를 통한 크레이핑이 발생된다.
이 TAD 시스템의 기계류들은 매우 비싸고 비용이 종래의 티슈 장치의 비용에 비해 대략 배로 들어간다. 또한, 건조 효율에 대해서는 공기 통과 시스템(through air system)에 적당한 것보다 높은 건조 레벨로 웹을 건조시키는 데 필요한 TAD를 가지기 때문에 운전비용이 높다. 그 이유는 낮은 건조 레벨에서 TAD 시스템에 의해 생성된 불충분한 CD 습기 프로파일(poor CD moisture profile) 때문이다. 이 습기 CD 프로파일은 60%까지의 높은 건조 레벨들에서만 오직 받아들여진다. 30%를 넘을 때, 양키식의 후드에 의한 충돌포집 건조(impingement drying)는 보다 효율적이다.
전통적인 티슈 제조공정의 최대 웹 품질은 다음과 같다: 생산된 티슈 웹의 부피는 9 cm3 /g보다 작다. 생산된 티슈 웹의 물 보유 용량(바스켓 방법에 의해 측정된)은 9 (g H2O / g fiber)보다 작다.
그러나 TAD 시스템의 이점은 특히 높은 부피, 물 보유 용량에 대해서는 매우 높은 웹 품질을 가져온다.
이 기술분야에서 요구되는 것은 연속적인 웹의 향상된 탈수를 제공하는 벨트이다.
WO 2005/075732는 티슈 또는 타월지를 제조하는 페이퍼 장치에 투과성 벨트를 활용하는 벨트 프레스를 개시하고 있고, 그 전체를 참조하는 것에 의해 거기에 개시된 내용은 여기에 설명적으로 통합된다. 이 문서에 따르면, 웹은 TAD 장치들과 같은 종래의 장치들이 가지는 것보다 더 효율적인 방법으로 건조된다. 형성된 웹은 유사하게 개방된 직물들을 통해 통과되어지고 뜨거운 공기가 시트의 일면으로부터 웹을 통과하여 상기 시트의 다른 면으로 불어진다. 탈수직물이 또한 활용된다. 이러한 장치는, 벨트 프레스에 작용되는 압력과 뜨거운 공기가 벨트 프레스에서 웹을 통과하여 불어져야 하는 것 때문에, 성형 직물에 많은 요구들을 주문한다.
WO2005/075737은 보다 많은 3차원 지향 시트를 만들 수 있는 구조화 된 몰딩 직물(molding fabric)을 개시하고 있고, 그 전체를 참조하는 것에 의해 거기에 개 시된 내용은 여기에 설명적으로 통합된다.
WO2005/075736은 벨트 프레스를 사용하는 ATMOS 시스템을 개시하고 있고, 그 전체를 참조하는 것에 의해 거기에 개시된 내용은 여기에 설명적으로 통합된다. 그 시스템의 중요한 특징으로서 성형 직물이 개시되어 있다.
이 기술 분야에 몰딩 벨트(molding belt)가 알려져 있지만, "벨트 샌드위치"구조의 부분으로 페이퍼 웹에 마크, 압인 또는 돋을새김(embossing)을 주도록 몰딩 벨트가 사용된 적은 없다. 벨트 샌드위치는 고장력 벨트 및 탈수 벨트와 같은 적어도 두개의 다른 직물들을 회전 롤 또는 정지 슈 중 어느 하나에 의해 형성된 연장된 닙에서 통합한다. 이러한 장치는 ATMOS 페이퍼 만들기 공정에서 활용된다.
가압하기 위한 기계적 슈에 의존하기보다는, 본 발명은 가압 요소로서 투과성 벨트를 사용한다. 이 벨트는 벨트 프레스를 형성하도록 흡인 롤에 대해 인장된다. 이는 보다 긴 프레스 닙, 예를 들면, 슈 프레스에 비해 10배, 전통적 프레스보다 20배 긴 프레스 닙을 허용하고, 그것은 많이 낮은 피크 압력들(peak pressures), 즉, 전통적 프레스의 30바 대신에 그리고 슈 프레스를 위한 15바 대신에 1바의 피크 압력의 결과를 가져온다. 이는 또한, 전형적 슈 프레스 또는 딱딱한 양키식 건조기에 대한 흡인 프레스 롤 같은 전통적 프레스를 가지는 경우에는 없는, 웹을 통과하여 프레스 닙 그 자체 속으로 들어가는 공기 흐름을 허용하는 바람직한 이점들을 가진다. 바람직한 투과성 벨트는 나선형 링크 직물이다.
진공 탈수에는 한계(TAD 직물상에서 약 25% 굳기들(solids) 및 탈수 직물 상에서 30%)가 있고, 이 개념으로 TAD 같은 품질을 유지하면서 약35% 또는 그보다 많은 굳기들에 도달하기 위한 비법은 투과성 벨트에 의해 형성된 매우 긴 프레스 닙을 사용하는 것이다. 이는 슈 프레스보다 10배 그리고 전통적 프레스보다 20배 길게 될 수 있다. 뜯어내는 압력(pick pressure) 또한 매우 낮아져야 하며, 즉, 슈 프레스보다 20배 그리고 전통적 프레스보다 40배 낮아져야 한다. 상기 닙을 통해 공기 흐름을 제공하는 것 또한 매우 중요하다. 닙을 통한 공기 흐름을 가지는 매우 긴 닙을 활용하기 때문에 본 발명의 장치의 능률은 매우 높다. 이는 닙을 통한 공기 흐름이 없는 슈 프레스 장치 또는 양키식 건조기에 대한 흡인 프레스 롤을 사용하는 장치보다 우수하다. 투과성 벨트는 딱딱한 구조의 직물(예를 들면, TAD 직물) 위로 그리고 부드럽고, 두껍고 그리고 탄성을 가지는 탈수 직물 위로 가압될 수 있고, 그동안 페이퍼 시트는 그들 사이에 배치된다. 직물들의 이러한 샌드위치 배치는 중요하다. 본 발명은 또한 섬유 덩어리가 구조화된 직물의 몸체(계곡) 안에 보호되어 남고 구조화된 직물의 돌출 점들 사이(계곡들)에서 오직 살짝 가압된다는 이점을 취한다. 이 계곡들은 시트의 섬유들이 소성적으로 변형되는 것을 피하기 위해 페이퍼 시트의 질에 부정적으로 영향을 주는 것을 피하기 위해 너무 깊지 않다. 그러나 섬유들 덩어리의 과도한 물이 추출되어 나오게 하도록 그렇게 얕지도 않다. 물론, 이는 탈수직물의 부드러움, 투과성 및 탄성에 의존한다.
본 발명은 또한 진보된 탈수 시스템에 또는 웹이 구조화된 직물 위에 형성되는 장치에서 벨트 프레스상에 사용될 수 있는 특별히 설계된 투과성 ENP 벨트를 제공한다. 이 투과성 ENP 벨트는 또한 프레스 없는/낮은 프레스 티슈 플렉스 공정(Tissue Flex process)에 사용되어질 수 있다.
본 발명은 또한 벨트의 한 면에 열린 영역들과 접촉 영역들을 가지는 고강도 투과성 프레스 벨트를 제공한다.
가압하기 위한 기계적 슈에 의존하기보다는, 본 발명은 가압 요소로서 투과성 벨트를 사용한다. 이 벨트는 벨트 프레스를 형성하도록 흡인 롤에 대해 인장된다. 이는 보다 긴 프레스 닙, 예를 들면, 슈 프레스에 비해 10배, 전통적 프레스보다 20배 긴 프레스 닙을 허용하고, 그것은 많이 낮은 피크 압력들(peak pressures), 즉, 전통적 프레스의 30바 대신에 그리고 슈 프레스를 위한 15바 대신에 1바의 피크 압력의 결과를 가져온다. 이는 또한, 전형적 슈 프레스 또는 딱딱한 양키식 건조기에 대한 흡인 프레스 롤 같은 전통적 프레스를 가지는 경우에는 없는, 웹을 통과하여 프레스 닙 그 자체 속으로 들어가는 공기 흐름을 허용하는 바람직한 이점들을 가진다. 바람직한 투과성 벨트는 나선형 링크 직물이다.
진공 탈수에는 한계(TAD 직물상에서 약 25% 굳기들(solids) 및 탈수 직물 상에서 30%)가 있고, 이 개념으로 TAD 같은 품질을 유지하면서 약35% 또는 그보다 많은 굳기들에 도달하기 위한 비법은 투과성 벨트에 의해 형성된 매우 긴 프레스 닙을 사용하는 것이다. 이는 슈 프레스보다 10배 그리고 전통적 프레스보다 20배 길게 될 수 있다. 뜯어내는 압력(pick pressure) 또한 매우 낮아져야 하며, 즉, 슈 프레스보다 20배 그리고 전통적 프레스보다 40배 낮아져야 한다. 상기 닙을 통해 공기 흐름을 제공하는 것 또한 매우 중요하다. 닙을 통한 공기 흐름을 가지는 매우 긴 닙을 활용하기 때문에 본 발명의 장치의 능률은 매우 높다. 이는 닙을 통한 공기 흐름이 없는 슈 프레스 장치 또는 양키식 건조기에 대한 흡인 프레스 롤을 사용하는 장치보다 우수하다. 투과성 벨트는 딱딱한 구조의 직물(예를 들면, TAD 직물) 위로 그리고 부드럽고, 두껍고 그리고 탄성을 가지는 탈수 직물 위로 가압될 수 있고, 그동안 페이퍼 시트는 그들 사이에 배치된다. 직물들의 이러한 샌드위치 배치는 중요하다. 본 발명은 또한 섬유 덩어리가 구조화된 직물의 몸체(계곡) 안에 보호되어 남고 구조화된 직물의 돌출 점들 사이(계곡들)에서 오직 살짝 가압된다는 이점을 취한다. 이 계곡들은 시트의 섬유들이 소성적으로 변형되는 것을 피하기 위해 페이퍼 시트의 질에 부정적으로 영향을 주는 것을 피하기 위해 너무 깊지 않다. 그러나 섬유들 덩어리의 과도한 물이 추출되어 나오게 하도록 그렇게 얕지도 않다. 물론, 이는 탈수직물의 부드러움, 투과성 및 탄성에 의존한다.
본 발명은 또한 진보된 탈수 시스템에 또는 웹이 구조화된 직물 위에 형성되는 장치에서 벨트 프레스상에 사용될 수 있는 특별히 설계된 투과성 ENP 벨트를 제공한다. 이 투과성 ENP 벨트는 또한 프레스 없는/낮은 프레스 티슈 플렉스 공정(Tissue Flex process)에 사용되어질 수 있다.
본 발명은 또한 벨트의 한 면에 열린 영역들과 접촉 영역들을 가지는 고강도 투과성 프레스 벨트를 제공한다.
본 발명은, 그의 한 형식에서, 외부표면을 가지는 롤과 상기 롤의 외부 표면의 한 부분 위에 가압 접촉되는 면을 가지는 투과성 벨트를 구비하는 벨트 프레스를 포함한다. 투과성 벨트는 거기에 작용되는 적어도 약 30 KN/m의 장력을 가진다. 이 투과성 벨트의 상기 면은 적어도 약 25%의 열린 면적을 가지며, 적어도 약 10%의 접촉 면적을 가지고, 바람직하게 약 50%의 열린 면적과 약 50%의 접촉 면적을 가지며, 여기에서 상기 열린 영역은 개구들과 홈들에 의해 둘러싸인 전체 영역(즉, 접촉 면적과 같은 넓이로 웹을 가압하도록 설계되지 않은 표면의 부분)을 포함하고, 상기 접촉 영역은 벨트 표면의 착륙 영역, 즉, 개구들 및/또는 홈들 사이의 벨트의 표면의 전체 면적에 의해 정의 된다. ENP 벨트로는, 열린 면적 50% 및 접촉 면적 50%로 사용하는 것은 불가능하다. 한편, 이는, 예를 들면, 링크 직물로는 가능하다.
본 발명의 한 이점은 가압 작동 동안에, 그것을 통해 실질적 공기 흐름이 진공의 방식에 의해 물을 제거하기 위한 섬유성 웹에 도달하는 것을 허용한다는 것이다.
다른 장점은 투과성 벨트가 거기에 작용되어지는 큰 장력을 허용한다는 것이다.
또 다른 이점은 투과성 벨트가 그 벨트의 일 면을 따라 접촉 영역에 인접한 실질적 열린 영역을 가진다는 것이다.
또 다른 본 발명의 이점은 투과성 벨트가 극도로 긴 닙 위로 라인 포스(line force)를 작용시킬 수 있고, 그것에 의해 표준 슈 프레스와 비교하여 웹에 대해 압력이 작용되는 시간을 길게 하는 것을 보장한다는 것이다.
본 발명은 또한 페이퍼 장치에 사용하기 위한 벨트 프레스를 제공한다. 이 벨트 프레스는 외부 표면을 구비하는 롤을 포함한다. 투과성 벨트는 제1면을 포함하고, 롤의 외부 표면의 부분 위로 안내된다. 이 투과성 벨트는 적어도 약 30 KN/m의 장력을 가진다. 제1면은 적어도 약 25%의 열린 영역과 적어도 약 10%의 접촉 영역을 가진다.
상기 제1면은 상기 외부 표면을 마주할 수 있고, 상기 침투성 벨트는 롤상에 가압력을 작용시킬 수 있다. 상기 침투성 벨트는 통공들을 포함할 수 있다. 침투성 벨트는 대체로 규칙적인 대칭적 패턴으로 배열된 통공을 포함할 수 있다. 이 투과성 벨트는 대체로 평행한 통공들의 열들을 가질 수 있고, 그것에 의해 열들은 장치 방향을 향한다. 투과성 벨트는 약 30 KPa와 약 300 KPa 사이(약 0.3바에서 약 1.5바 그리고 바람직하게 약 0.07에서 약 1바 사이)의 범위로 롤상에 가압력을 작용시킬 수 있다. 투과성 벨트는 통공들과 복수의 홈들을 포함할 수 있고, 각 홈은 토공들의 다른 세트를 가로지른다. 상기 제1면은 상기 외부 표면과 마주할 수 있고, 상기 침투성 벨트는 상기 롤상에 가압력을 작용시킨다. 복수의 홈들은 상기 제1면에 배열될 수 있다. 복수의 홈들 각각은 폭을 가질 수 있고, 통공들의 각각은 직경을 가질 수 있고, 여기에서 통공들의 직경은 홈들의 폭보다 크다.
벨트의 장력은 약 30 KN/m보다 크고, 바람직하게 50 KN/m보다 크다. 롤은 진공 롤을 포함할 수 있다. 이 롤은 내부 원주 부분을 가지는 진공 롤을 포함할 수 있다. 진공 롤은 내부 원주 부분 내에 배치된 적어도 하나의 진공 존(vacuum zone)을 포함할 수 있다. 롤은 흡인 구역(suction zone)을 가지는 진공 롤을 포함할 수 있다. 흡인 구역은 약 200 ㎜와 약 2500 ㎜ 사이의 원주 길이를 포함할 수 있다. 이 원주 길이는 약 800 ㎜와 약 1800 ㎜ 사이의 범위일 수 있다. 이 원주 길이는 약 1200 ㎜와 약 1600 ㎜ 사이의 범위일 수 있다. 침투성 벨트는 적어도 하나의 폴리우레탄 연장 닙 벨트 또는 나선의 링크 직물을 포함할 수 있다. 투과성 벨트는 그 안에 묻힌 복수의 강화 실들을 포함하는 폴리우레탄 연장 닙 벨트를 포함할 수 있다. 상기 복수의 강화 실들은 복수의 장치 방향 실들과 복수의 횡방향 실들을 포함할 수 있다. 투과성 벨트는 그 안에 묻힌 복수의 강화 실들을 가지는 폴리우레탄 연장 닙 벨트를 포함할 수 있고, 상기 복수의 강화 실들은 나선의 링크 방식으로 짜여진 것일 수 있다. 투과성 벨트는 나선의 링크 직물(중요하게 좋은 결과들을 생성함) 또는 둘 또는 그보다 많은 나선형 링크 직물들을 포함할 수 있다.
상기 벨트 프레스는 투과성 벨트와 롤 사이를 이동하는 제1직물과 제2직물을 더 포함할 수 있다. 제1직물은 제1면과 제2면을 가진다. 제1직물의 제1면은 롤의 외부 표면과 적어도 부분적으로 접촉한다. 제1직물의 제2면은 섬유성 웹의 제1면과 적어도 부분적으로 접촉한다. 제2직물은 제1면과 제2면을 가진다. 제2직물의 제1면은 투과성 벨트의 제1면과 적어도 부분적으로 접촉한다. 제2직물의 제2면은 섬유성 웹의 제2면과 적어도 부분적으로 접촉한다. 또한 제1직물의 꼭대기에 제2투과성 벨트를 가지는 것도 가능하다.
상기 제1직물은 투과성 탈수 벨트를 포함할 수 있다. 제2직물은 구조화된 직물을 포함할 수 있다. 섬유성 웹은 티슈 웹 또는 위생 웹을 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 롤 위로 안내되는 무한히 순환하는 투과성의 연장 닙 프레스(ENP) 벨트를 포함하는 섬유성 물질 건조장치를 제공한다. 이 ENP 벨트에는 적어도 약 30 KN/m의 장력이 작용된다. 이 ENP 벨트는 적어도 약 25%의 열린 면적과 적어도 약 10%의 접촉 면적을 가지는 한 면을 포함한다.
본 발명은 또한 적어도 약 30 KN/m의 장력의 작용을 받을 수 있는 투과성의 연장된 닙 프레스(ENP) 벨트를 제공한다. 여기에서, 투과성 ENP 벨트는 적어도 약 25%의 열린 면적과 적어도 약 10%의 접촉 면적을 포함하는 적어도 한 면을 포함한다.
상기 열린 영역은 통공들에 의해 정해질 수 있고, 상기 접촉 영역은 평면상의 표면에 의해 정해질 수 있다. 열린 영역은 통공들에 의해 정해질 수 있고, 접촉 영역은 개구들, 오목부들, 또는 홈들이 없는 평면의 표면에 의해 정해질 수 있다. 열린 영역은 통공들과 홈들에 의해 정해질 수 있고, 그리고 접촉 영역은 개구들, 오목부들, 또는 홈들이 없는 평면의 표면에 의해 정해질 수 있다. 열린 영역은 약 15%와 약 50% 사이일 수 있고, 접촉 영역은 약 50%와 약 85% 사이일 수 있다. 열린 영역은 약 30%와 약 85% 사이일 수 있고, 접촉 영역은 약 15%와 약 70% 사이일 수 있다. 열린 영역은 약 45%와 약 85% 사이일 수 있고, 접촉 영역은 약 15%와 약 55% 사이일 수 있다. 열린 영역은 약 50%와 약 65% 사이일 수 있고, 접촉 영역은 약 35%와 약 50% 사이일 수 있다. 투과성 ENP 벨트는 나선형의 링크 직물을 포함할 수 있다. 열린 영역은 약 10%와 약 40% 사이일 수 있고, 접촉 영역은 약 60%와 약 90% 사이일 수 있다. 투과성 ENP 벨트는 전체적으로 대칭적 패턴으로 배열된 통공들을 포함할 수 있다. 이 투과성 ENP 벨트는 장치 방향에 대해 대체로 평행한 열들로 배열된 통공들을 포함할 수 있다. 이 투과성 ENP 벨트는 무한 순환 벨트를 포함할 수 있다.
상기 투과성 ENP 벨트는 통공들을 포함할 수 있고 상기 투과성 ENP 벨트의 한 면은 복수의 홈들을 포함할 수 있고, 복수의 홈들의 각각은 통공의 다른 세트를 가로지른다. 복수의 홈들의 각각은 폭을 가질 수 있고, 통공들의 각각은 직경을 가질 수 있고, 여기에서 통공들의 직경은 홈들의 폭보다 크다. 복수의 홈들의 각각은 투과성 벨트의 두께보다 작은 양으로 투과성 벨트 속으로 연장된다.
상기 장력은 약 30 KN/m보다 클 수 있고 바람직하게 약 50 KN/m보다 클 수 있고, 또는 약 60 KN/m보다 클 수 있고, 또는 약 80 KN/m보다 클 수 있다. 투과성 ENP 벨트는 유연한 강화된 폴리우레탄 부재를 포함할 수 있다. 투과성 ENP 벨트는 유연한 나선형의 링크 직물을 포함할 수 있다. 투과성 ENP 벨트는 그 속에 묻힌 복수의 강화된 실들을 가지는 유연한 폴리우레탄 부재를 포함할 수 있다. 복수의 강화 실들은 복수의 장치 방향의 실들과 복수의 횡방향의 실들을 포함할 수 있다. 투과성 ENP 벨트는 유연한 폴리우레탄 물질과 그 안에 묻힌 복수의 강화 실들을 포함할 수 있고, 상기 복수의 강화실들은 나선형의 링크 방식으로 짜여진다.
본 발명은 또한 페이퍼 장치에서 섬유성 웹에 가압력을 작용시키기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 투과성 벨트의 한 부분으로 섬유성 웹의 접촉 영역에 압력을 작용시키기와 상기 섬유성 웹을 상기 투과성 벨트의 열린 영역을 통해 유체를 이동시키기를 포함하고, 여기에서 상기 접촉 영역은 적어도 상기 벨트의 한 부분의 면적의 약 10%이고, 상기 열린 영역은 상기 벨트의 한 부분의 면적의 적어도 약 25%이고, 상기 압력을 작용시키고 유체를 이동시키는 동안, 상기 투과성 벨트는 적어도 약 30 KN/m의 장력을 가진다.
상기 섬유성 웹의 접촉 영역은 상기 벨트의 한 부분에 의해 상기 섬유성 웹의 비접촉 영역들보다 더 많이 가압되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 투과성 벨트의 한 부분은 개구들, 오목부들, 또는 홈들을 구비하지 않고 롤 위로 안내되는 대체로 평면의 표면을 포함할 수 있다. 유체는 공기를 포함할 수 있다. 투과성 벨트의 열린 영역은 통공들과 홈들을 포함할 수 있다. 장력은 약 50 KN/m보다 클 수 있다.
상기 방법은 롤을 장치 방향으로 회전시키기를 더 포함할 수 있고, 여기에서 투과성 벨트는 롤과 협력하여 이동하고 그리고 롤 위로 또는 상기 롤에 의해 안내된다. 투과성 벨트는 복수의 홈들과 통공들을 포함할 수 있고, 상기 복수의 홈들 각각은 투과성 벨트의 한 면 상에 배열되고 통공들의 다른 세트들과 교차한다. 상기 압력을 작용시키기와 상기 유체를 이동시키기는 약 25%와 약 55% 사이의 범위에서 딱딱한 레벨의 섬유성 웹을 만들기에 충분한 체재시간을 발생시킬 수 있다. 바람직하게 굳기 레벨은 약 30%보다 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 40%보다 클 수 있다. 이들 굳기 레벨들은 투과성 벨트가 벨트 프레스 상에 사용되든 또는 프레스 없이 사용되든/낮은 프레스 장치에 사용되든 얻어질 수 있다. 투과성 벨트는 나선형의 링크 직물을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 페이퍼 장치에서 섬유성 웹의 가압방법을 제공한다. 이 방법은 투과성 벨트로 섬유성 웹의 제1부분들에 대해 제1압력을 그리고 투과성 벨트의 가압부분으로 상기 섬유성 웹의 제2부분들에 대해 보다 큰 제2압력을 작용시키기와 상기 투과성 벨트의 열린 부분들을 통해 공기를 이동시키기를 포함하고, 그 중에 상기 제2부분들의 면적은 상기 제1부분들의 면적의 적어도 약 25%이고, 열린 부분들의 면적은 상기 제1 및 제2압력들을 작용시키는 상기 투과성 벨트의 가압부분의 적어도 약 25%이고, 상기 투과성 벨트는 적어도 약 30 KN/m의 장력을 가진다.
상기 장력은 약 50 KN/m 클 수 있고 또는 약 60 KN/m보다 클 수 있고 또는 약 80 KN/m보다 클 수 있다. 이 가압방법은 롤을 장치 방향으로 회전시키기를 더 포함할 수 있고, 상기 투과성 벨트는 상기 롤과 협력하여 이동한다. 열린 부분들의 면적은 적어도 약 50%일 수 있다. 이 열린 부분들의 면적은 적어도 약 70%일 수 있다. 상기 보다 큰 제2압력은 약 30 KPa와 약 150 KPa 사이의 범위일 수 있다. 상기 공기를 이동시키기와 압력을 작용시키기는 실질적으로 동시에 발생될 수 있다.
이 방법은 약 25%와 약 55% 사이의 범위로 섬유성 웹 굳기를 생성하기에 충분한 체재시간을 위해 상기 섬유성 웹을 통해 공기를 이동시키기를 더 포함할 수 있다. 체재시간은 약 40 ms와 같거나 그보다 클 수 있고 그리고 바람직하게 약 50 ms와 같거나 그보다 클 수 있다. 공기 흐름은 장치 폭 미터당 약 150 ㎥/분일 수 있다.
본 발명은 또한 롤과, 통공들을 구비하는 투과성 벨트를 포함하는 벨트 프레스에서 섬유성 웹 건조를 위한 방법을 제공한다. 여기에서, 통공들의 면적은 투과성 벨트의 가압부분 면적의 적어도 약 25%이고, 그리고 상기 투과성 벨트는 적어도 약 30 KN/m로 긴장된다. 이 방법은 롤 위로 적어도 투과성 벨트의 가압부분을 안내하기, 상기 롤과 상기 투과성 벨트의 가압부분 사이로 상기 섬유성 웹을 이동시키기, 섬유성 웹의 적어도 약 25%에 통공들에 인접한 투과성 벨트의 부분들에 의해 생성된 압력을 받도록 하기 및 상기 투과성 벨트의 통공들과 섬유성 웹을 통해 유체를 이동시키기를 포함한다.
본 발명은 또한 롤과, 통공들과 홈들을 구비하는 투과성 벨트를 포함하는 벨트 프레스에서 섬유성 웹 건조를 위한 방법을 제공한다. 통공들의 면적은 투과성 벨트의 가압부분 면적의 적어도 약 25%이고, 그리고 상기 투과성 벨트는 적어도 약 30 KN/m로 긴장된다. 이 방법은 롤 위로 적어도 투과성 벨트의 가압부분을 안내하기, 상기 롤과 상기 투과성 벨트의 가압부분 사이로 상기 섬유성 웹을 이동시키기, 섬유성 웹의 적어도 약 10%에 통공들 및 홈들에 인접한 투과성 벨트의 부분들에 의해 생성된 압력을 받도록 하기 및 상기 투과성 벨트의 통공들과 홈들 및 상기 섬유성 웹을 통해 유체를 이동시키기를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 약 40% 건조까지의 범위로 웹이 건조되는, 바람직하게 티슈 제조공정을 위한, 보다 효율적인 탈수 공정을 제공한다. 본 발명에 따른 이 탈수 공정은 기계류와 운영의 비용이 비싸지 않으면서도, TAD 공정에서와 같은 웹 품질을 제공한다. 본 발명에 따라 생산된 티슈 웹의 부피는 약 10 g/㎤보다 크고, 약 14 g/㎤과 약 16 g/㎤ 사이의 범위까지이다. 본 발명에 따라 생산된 티슈 웹의 물 보유 용량(바스켓(basket) 방법에 의해 측정된)은 약 10(g H2O/g 섬유)보다 크고, 약 14(g H2O/g 섬유)와 약 16(g H2O/g 섬유) 사이의 범위까지이다.
따라서 본 발명은 기본 무게가 약 42 g/㎡ 보다 작고, 바람직하게 티슈 페이퍼 등급들을 위한, 얇은 페이퍼 웹들을 위한 새로운 탈수 공정을 제공한다. 본 발명은 또한 이 탈수 공정을 활용하는 장치를 제공하고 또한 이 탈수 공정을 위한 핵심 기능을 가지는 요소들을 제공한다.
본 발명의 주요 양상은 적어도 하나의 상부 직물(또는 제1직물), 적어도 하나의 하부 직물(또는 제2직물) 및 그 사이에 배치되는 페이퍼 웹의 패키지를 포함하는 프레스 시스템이다. 압력 생성 요소의 제1표면은 적어도 하나의 상부 직물에 접촉한다. 지지구조의 제2표면은 적어도 하나의 하부 직물에 접촉하고, 그리고 투과성이다. 패키지상에 그리고 그러므로 페이퍼 웹상에 기계적 압력을 생성하기 위해, 제1표면과 제2표면 사이에 적어도 하나의 상부 직물과 적어도 하나의 하부 직물 및 그 사이의 페이퍼 웹의 패키지에 작용하는 차별적 압력 필드가 제공된다. 이 기계적 압력은 웹 내부에 소정의 수압을 생성하고, 그것에 의해 함유된 물이 배출된다. 상기 상부 직물은 하부 직물보다 큰 거칠기 및/또는 압축률을 가진다. 공기 흐름은 적어도 하나의 상부 직물과 적어도 하나의 하부 직물 및 그 사이의 페이퍼 웹의 패키지를 통하여 적어도 하나의 상부 직물로부터 하부 직물의 방향으로 발생된다.
다른 가능한 형식들과 부가적 특징들이 또한 제공된다. 예를 들면, 상부 직물은 투과성일 수 있고, 및/또는 소위 말하는 "구조화된 직물"일 수 있다. 비제한적 예시들로서, 상부 직물은, 예를 들면, TAD 직물, 막(membrane) 또는 투과성 기초 직물(base fabric)과 거기에 부착된 폴리우레탄과 같은 중합체로 만들어진 격자구조(lattice grid)를 포함하는 직물이 될 수 있다. 상기 직물의 격자구조 면은 흡인 롤과 접촉될 수 있고, 그동안 그 반대 면은 상기 페이퍼 웹과 접촉한다. 상기 격자구조는 또한 장치 방향 실들과 횡방향 실들에 대해 소정 각도를 가지는 방향을 향할 수 있다. 상기 기초 직물은 투과성이고 상기 격자구조는 역배출 젖음 방지층(anti-rewet layer)일 수 있다. 상기 격자는 또한 탄성중합체의 물질과 같은 복합물질로 만들어질 수 있다. 상기 격자구조는 그 자체에 실들 둘레에 형성된 복합물질을 가지는 장치 방향 실들을 포함할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같은 실들로 직조 패턴들과는 독립적인 표면 구조를 형성 또는 생성하는 것이 가능하다. 적어도 티슈를 위한, 적어도 하나의 중요한 고려는 상기 시트와 접촉하는 부드러운 층을 제공하는 것이다.
상부 직물은 상기 웹을 상기 프레스 시스템으로 그리고 상기 프레스 시스템으로부터 운반한다. 웹은 상부 직물의 3차원 구조 안에 놓이고, 그리고 그러므로 평탄하지도 않고 또한 높은 부피의 웹을 생성하는 3차원 구조를 가진다. 하부 직물은 또한 투과성이다. 하부 직물의 설계는 물을 저장할 수 있도록 만들어진다. 하부 직물은 또한 매끈한 표면(smooth surface)을 가진다. 하부 직물은 바람직하게 솜층을 가지는 펠트이다. 하부 직물의 솜 섬유들의 직경은 약 11 dtex와 같거나 그 보다 작고, 바람직하게 약 4.2 dtex와 같거나 그 보다 낮을 수 있고, 또는 보다 바람직하게는 약 3.3 dtex와 같거나 그보다 작을 수 있다. 솜 섬유들은 혼합의 섬유들일 수 있다. 상기 하부 직물은 또한 약 67 dtex로부터의 섬유들을 함유하는 벡터 층을 포함할 수 있고, 또한, 예를 들면, 약 100 dtex, 약 140 dtex 또는 더 높은 dtex 수들을 가지는 가로 코 섬유들(courser fibers)을 포함할 수 있다. 이는 물의 양호한 흡수를 위해 중요하다. 하부 직물의 솜 층 및/또는 하부 직물 그 자체의 젖은 표면은 약 35㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있고, 바람직하게는 약 65 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있고, 그리고 가장 바람직하게는 약 100 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있다. 하부 직물의 특정한 표면은 약 0.04 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 커야하고, 바람직하게 약 0.065 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 0.075 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 클 수 있다. 이는 물의 양호한 흡수를 위해 중요하다. 압축률을 위한 값으로서, 동 강성(dynamic stiffness) K*[N/㎜]은 100,000 N/㎜ 보다 작거나 같다면 받아들여질 수 있고, 바람직한 압축률은 90,000 N/㎜보다 작거나 같고, 가장 바람직하게는 상기 압축률은 70,000 N/㎜보다 작거나 같은 것이다. 상기 하부 직물의 압축률(N/㎜의 힘에 의한 두께 변화)은 고려되어야만 한다. 이는 상기 웹을 효율적으로 높은 건조 레벨로 탈수시키기 위해 중요하다. 딱딱한 표면은 상부 직물의 구조화된 표면의 돌출 점들 사이의 상기 웹을 가압하지 못한다. 한편, 상기 펠트는 부피가 떨어지는 것을 피하기 위해 그리고 그러므로 질(quality), 예를 들면, 물을 보유하는 능력이 떨어지는 것을 피하기 위해 3차원 구조 속으로 너무 깊게 가압되지 않아야 한다.
상부 직물의 압축률(N/㎜의 힘에 의한 두께 변화)은 하부 직물의 그것보다 낮다. 상부 직물의 압축률을 위한 값으로서, 동강성 K*[N/㎜]은 3,000 N/㎜ 보다 많거나 같을 수 있고, 하부 직물보다 낮을 수 있다. 이는 웹의 3차원 구조를 유지하기 위해, 즉, 상부 벨트가 딱딱한 구조인 것을 보장하기 위해 중요하다.
상기 하부 직물의 탄성을 고려되어야 한다. 하부 직물의 탄성을 위한 값으로서 압축률 G*[N/㎟]은 0.5 N/㎟보다 크거나 같다면 받아들여질 수 있고, 바람직한 탄성은 2 N/㎟ 이상이고, 그리고 가장 바람직하게는 상기 탄성은 4 N/㎟ 이상이다. 하부 직물의 밀도는 약 0.4 g/㎤와 같거나 그보다 높아야 하고, 바람직하게 약 0.5 g/㎤와 같거나 그보다 높아야 하고, 이상적으로 약 0.53 g/㎤와 같거나 그보다 높다. 이는 1200 m/분 보다 큰 웹의 속도에서 장점이 될 수 있다. 감소된 펠트 부피는 공기흐름에 의해 펠트로부터 물을 제거하기 쉽게, 즉 펠트를 통해 물을 취하기가 쉽게 만든다. 그러므로 탈수효과는 작아진다. 하부 직물의 투과율(permeability)은 약 80 cfm 보다, 바람직하게 40 cfm 보다 낮을 수 있고, 이상적으로 25 cfm과 같거나 그 보다 낮을 수 있다. 감소된 투과율은 공기흐름에 의해 펠트로부터 물을 제거하기 쉽게, 즉 펠트를 통해 물을 취하기가 쉽게 만든다. 그 결과, 역배출 젖음 효과(re-wetting effect)는 작아진다. 그러나 너무 높은 투과성은 너무 높은 공기흐름, 주어진 진공 펌프에 대한 낮은 진공 레벨 및 너무 많이 개방된 구조 때문에 낮은 펠트의 탈수를 이끈다.
상기 지지구조의 제2표면은 평탄 및/또는 평면일 수 있다. 이와 관련하여, 지지구조의 제2표면은 평탄한 흡인박스에 의해 형성될 수 있다. 지지구조의 제2표면은 또한 바람직하게 곡면일 수 있다. 예를 들면, 지지구조의 제2표면은 흡인 롤 또는 직경이, 예를 들어, 약 1 m 이상 또는 약 1.2m 이상인 실린더 상에 형성되거나 또는 그 위로 지나도록 할 수 있다. 예를 들면, 200 인치 폭을 가지는 생산 장치를 위해 상기 직경은 약 1.5 m 이상의 범위로 될 수 있다. 흡인 장치 또는 실린더는 적어도 하나의 흡인 구역(suction zone)을 포함한다. 이는 또한 두 개의 흡인 구역을 포함할 수 있다. 흡인 실린더는 또한 적어도 하나의 흡인 아크를 가지는 적어도 하나의 흡인 박스를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 기계적 압력 존은 적어도 하나의 압력 필드(즉, 벨트의 장력에 의해) 또는 제1표면을 통한, 예를 들면, 가압요소에 의해 생성될 수 있다. 제1표면은 상기 제1직물을 향해 열린 표면, 예를 들면, 홈이 형성된 것(grooved) 또는 미세하게 구멍이 뚫린 것(blind drilled) 및 홈이 형성된 열린 표면(grooved open surface)을 가지는 투과성 벨트일 수 있고, 그래서 공기는 바깥으로부터 흡인 아크 속으로 흐를 수 있다. 제1표면은 투과성 벨트일 수 있다. 벨트는 적어도 약 25%의, 바람직하게는 약 35%보다 큰, 가장 바람직하게는 약 50%보다 큰 열린 영역을 가질 수 있다. 이 벨트는 양호한 가압 접촉을 가지도록 하기 위해 적어도 약 10%의, 적어도 약 25%의, 그리고 바람직하게 약 50%와 약 85% 사이의 접촉 영역을 가질 수 있다.
게다가, 압력 필드는 슈 프레스 또는 롤 프레스와 같은 압력 요소들에 의해 생성될 수 있다. 이는 다음의 이점을 가진다. 만약 매우 높은 부피의 웹(bulky web)이 필요치 않다면, 이 선택은 기계적 압력 하중을 조심스럽게 조정하는 것에 의해 원하는 값으로 건조도를 증가시키는 데에 그리고 그러므로 생산을 증가시키는 데에 사용되어질 수 있다. 부드러운 제2직물 때문에 상기 웹은 또한 적어도 부분적으로 3차원 구조의 돌출 점들 사이(계곡들)로 가압된다. 부가적 압력 필드는 바람직하게 흡인 영역 전에(역배출 젖음이 없음), 후에 또는 흡인 영역 사이에 배치될 수 있다. 상부 투과성 벨트는 약 30 KN/m보다 높은 고장력에 저항하도록, 그리고 바람직하게는 약 50 KN/m 또는 그보다 높은, 예를 들면, 약 80 KN/m에 저항하도록 설계될 수 있다. 이 장력을 활용하는 것에 의해, 약 0.3바보다 높은 압력이 생성되고, 그리고 바람직하게 약 1바 또는 그보다 높은, 예를 들면, 약 1.5바의 압력이 생성된다. 압력 "p"는 잘 알려진 방정식 p=S/R에 따라 장력 "S"와 흡인 롤의 반경 "R"에 의존한다. 이 방정식에서 알 수 있는 바와 같이, 롤 직경이 커질수록 필요한 압력을 성취하기 위해서는 더 큰 장력을 필요로 한다. 상부 벨트는 또한 스테인리스 스틸 및/또는 금속 밴드 및/또는 중합체 밴드일 수 있다. 투과성 상부 벨트는 강화된 플라스틱 또는 복합 물질로 만들어질 수 있다. 그것은 또한 나선형의 연결된 직물일 수 있다. 바람직하게 상기 벨트는 제1 및 제2직물들과 웹 사이의 전단력을 피하도록 구동될 수 있다. 흡인 롤 또한 구동될 수 있다. 이들 둘 모두 독립적으로 구동될 수 있다.
제1표면은 압력 하중을 위해 구멍 뚫린 슈에 의해 지지되는 투과성 벨트일 수 있다.
공기 흐름은 흡인 롤의 흡인 박스 안의 낮은 압력 또는 편평한 흡인 박스로 또는 예를 들면, 공기가 공급된, 예를 들면, 약 50 ℃와 약 180 ℃ 사이의, 그리고 바람직하게 약 120 ℃와 약 150 ℃ 사이의 뜨거운 공기, 또는 바람직하게 스팀이 공급된 후드에 의한 압력 생성 요소의 제1표면의 위의 과압(overpressure)과 같은 비기계적 압력 단독으로 또는 그 조합에 의해 발생될 수 있다. 만약 헤드박스에서 나오는 펄프의 온도가 약 35℃보다 작다면, 이러한 높은 온도는 특히 중요하고 바람직하다. 이는 원료 정제가 없거나 적은 제조공정들을 위한 경우이다. 물론, 위에서 언급한 모든 또는 어떤 특징들은 조합될 수 있다.
후드에서의 압력은 약 0.2바보다 작을 수 있고, 바람직하게 0.1바보다 작을 수 있고, 가장 바람직하게 대략 0.05바보다 작을 수 있다. 후드에 공급된 공기 흐름은 진공 펌프들에 의한 흡인 롤의 흡인되어 나오는 흐름 비율보다 작거나 바람직하게 같을 수 있다. 바람직한 공기 흐름은 장치 폭의 미터 당 약 140 ㎥/분이다. 대기압에서 후드에 공급된 공기 흐름은 장치 폭의 미터당 약 500 ㎥/분과 같을 수 있다. 진공 펌프에 의한 흡인 롤의 흡인되어 나오는 흐름 비율은 약 25℃에서 약 0.6바의 진공 레벨을 가질 수 있다.
흡인 롤은 직물들과 압력 생성 요소들, 예를 들면, 벨트의 패키지에 의해 둘러싸여질 수 있고, 그것에 의해 제2직물은 가장 큰 랩핑 아크(wrapping arc) "a1"을 가지고 그리고 마지막으로 이 아크 존을 떠난다. 웹은 제1직물과 함께 두 번째로 떠나고, 그리고 압력 생성 요소는 첫 번째로 떠난다. 압력 생성 요소는 흡인 박스의 아크보다 더 크다. 낮은 압력에서는 기계적 탈수가 공기 흐름에 의한 탈수보다 효율적이기 때문에 이는 중요하다. 작은 흡인 아크"a2"는 최대 건조에 도달하기 위한 공기 흐름을 위한 충분한 체재시간을 보장하기에 충분하여야 한다. 체재 시간 "T"는 약 40 ms보다 커야 하고 바람직하게 약 50 ms보다 크다. 약 1.2 m의 롤 직경을 위하여 그리고 약 1200 m/분의 장치 속도를 위하여, 아크 "a2"는 약 76도보다 커야 하고, 바람직하게 약 95도보다 커야 한다. 공식은 a2 = [체재시간 * 속도 * 360/롤의 원주]이다.
탈수 동작을 개선하기 위해, 제2직물은, 예를 들면, 스팀 또는 넘쳐흐르는 닙 샤워(flooded nip shower)에 추가되는 처리수(process water)에 의해 가열되어질 수 있다. 고온에서, 펠트를 통해 물을 취하기가 더 쉬워진다. 벨트 또한 히터나 후드 또는 스팀 박스에 의해 가열될 수 있다. TAD 직물은 특히 앞의 티슈 장치가 이중 와이어 성형기인 경우에 가열될 수 있다. 이는 만약 그것이 초승달 모양의 성형기(crescent former)라면 TAD 직물이 성형 롤을 둘러쌀 것이고 그리고 그러므로 헤드박스에 의해 주입된 원료에 의해 가열될 것이기 때문이다.
여기에서 기술되는 이 공정에는 많은 이점들이 있다. 종래의 TAD 공정에서는, 웹을 약 25% 건조도로 건조하기 위해 10개의 진공 펌프들이 필요하다. 한편, 본 발명의 진보된 탈수 시스템에서는, 웹을 약 35%로 건조시키는 데 오직 6개의 진공펌프만 필요하다. 또한, 종래의 TAD 공정에서는, 웹은 바람직하게 약 60% 및 약 70% 사이의 높은 건조 레벨로 건조되어져야 하며, 그렇지 않으면, 불충분한 습기 횡 프로파일(poor moisture cross profile)이 생성될 것이다. 이 방법에는 많은 에너지가 소비되고 그리고 양키식 건조기 및 후드의 능력은 오직 조금 사용된다. 이 발명의 시스템은 첫 단계에서 양호한 습기 횡 프로파일(good moisture cross profile)을 가지는 약 30%와 약 40% 사이의 어떤 건조 레벨로 웹을 건조시키는 것을 가능케 해준다. 제2단계에서, 건조도는 본 발명에 조합된 전통적인 양키/후드(충돌 포집) 건조기를 사용하여 약 90%이상의 목표 건조도까지 증가될 것이다. 이 건조도 레벨을 생성하기 위한 한 방법은 상기 양키식 장치상의 후드를 통한 보다 효율적인 충돌 포집 건조를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템으로는, 공기 건조를 통할 필요가 없다. TAD 장치에서 생성된 것과 같은 품질을 가지는 종이는 35%로부터 90% 굳기보다 더 많게 시트를 보다 효율적으로 건조시키는 충돌 포집의 전체 능력을 활용하여 본 발명의 시스템에서 생성될 수 있다.
본 발명은 또한 페이퍼 장치를 위한 벨트 프레스를 제공한다. 이 벨트 프레스는 외부 표면과 적어도 하나의 흡인 구역을 구비하는 진공 롤을 포함한다. 투과성 벨트는 상기 진공 롤의 외부 표면의 한 부분 위로 안내되는 제1면을 포함한다. 이 투과성 벨트는 적어도 약 30 KN/m의 장력을 가진다. 상기 제1면은 적어도 약 25%의 열린 영역과 적어도 약 10%의 접촉 영역을 가진다.
상기 적어도 하나의 흡인 구역(suction zone)은 약 200 ㎜와 약 2,500 ㎜ 사이의 원주 길이를 포함할 수 있다. 이 원주 길이는 약 80도와 약 180도 사이의 아크로 규정될 수 있다. 이 원주 길이는 약 80도와 약 130도 사이의 아크로 규정될 수 있다. 상기 적어도 하나의 흡인 구역에는 40 ms와 같거나 그 보다 큰 체재시간을 위해 진공을 작용시키는 것이 적용될 수 있다. 체재 시간은 약 50 ms와 같거나 그 보다 클 수 있다. 투과성 벨트는 약 40 ms와 같거나 그 보다 큰 제1체재시간을 위해 진공 롤 위에 가압력을 작용시킬 수 있다. 상기 적어도 하나의 흡인 구역에는 약 40 ms와 같거나 그 보다 큰 제2체재시간을 위해 진공을 작용시키기가 적용될 수 있다. 제2체 시간은 약 50 ms와 같거나 그 보다 클 수 있다. 상기 제1체재 시간은 약 50 ms와 같거나 그 보다 클 수 있다. 상기 투과성 벨트는 적어도 하나의 나선형 링크 직물을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 나선형 링크 직물은 합성 물질, 플라스틱 물질, 강화 플라스틱 물질 및/또는 중합체 물질을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 나선형 링크 직물은 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 나선형 링크 직물은 약 30 KN/m와 약 80 KN/m 사이의 장력을 포함할 수 있다. 이 장력은 약 35 KN/m 및 약 70 KN/m 사이일 수 있다.
본 발명은 또한 페이퍼 웹을 가압 및 건조하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 제1직물과 제2직물 사이의 페이퍼 웹을 압력 생성 요소로 가압하기 및 동시에 페이퍼 웹과 제1 및 제2직물들을 통해 유체를 이동시키기를 포함한다.
상기 가압하기는 약 40 ms와 같거나 그 보다 큰 체재 시간을 일으킨다. 이 체재 시간은 약 50 ms와 같거나 그 보다 클 수 있다. 상기 유체를 동시에 이동시키기는 약 40 ms와 같거나 그 보다 큰 체재 시간을 발생시킬 수 있다. 이 체재 시간은 약 50 ms와 같거나 그 보다 클 수 있다. 상기 압력 생성 요소는 진공을 작용시키는 장치를 포함할 수 있다. 이 진공은 약 0.5바보다 클 수 있다. 이 진공은 약 1바보다 클 수 있다. 이 진공은 약 1.5바보다 클 수 있다.
이전의 장치들은 막대한 비용이 수반되므로 개조될 수 없기 때문에 그리고 이 이전의 기술들은 에너지 소비가 매우 높기 때문에, TAD 기술은 티슈 장치를 위해 완전히 새로운 세트로 개발되었다.
이 특허출원의 양수인 회사는 기존의 장치들을 개조하는 것을 허용하는 기술을 개발하고 또한 페이퍼의 질을 그리고 높은 표준으로 증가시키는 티슈를 만드는 새로운 장치를 개발하였다. 그러나 이 장치들은 다른 직물들을 필요로 한다. 본 발명의 하나의 주요 목적은 그러한 직물들, 예를 들면, 장력 벨트에 의해 제공되는 압력을 받는 환경에서 적당히 반응하도록 매우 높은 탄성 및/또는 부드러움을 가지는 직물들을 제공하는 것이다. 이 직물들은 특히, ATMOS 시스템의 장력 벨트에 의해 압력이 가해질 때 균일한 탈수를 성취하도록 매우 양호한 압력 전달 특성들을 가져야 한다. 이 섬유는 또한 뜨거운 공기를 부는 박스들의 사용으로부터 생기는 그러한 온도 환경들에서 그 임무를 잘 수행하도록 높은 온도 안정성을 가져야 한다. 직물은 또한 어떤 범위의 공기 투과율이 필요하고, 그래서 뜨거운 공기가 직물 위로부터 불 때 그리고 진공 압력이 직물의 진공 면(또는 이를 포함하는 페이퍼 패키지)에 작용할 때 물과 공기(즉, 뜨거운 공기)의 혼합물이 상기 직물 및/또는 직물을 포함하는 패키지를 통과할 것이다.
상기 성형 직물은 Voith ATMOS 페이퍼 제조 공정에 필요한 고압, 열, 수분 집중을 견딜 수 있고 높은 레벨의 물 제거 및 페이퍼 웹의 성형 또는 페이퍼 웹에 돋을새김을 달성할 수 있는 단일 또는 다층의 직조 직물일 수 있다. 이 성형 직물은 또한 폭 안정성, 적당한 높은 투과율을 가져야 한다. 이 성형 직물은 또한 바람직하게 가수분해 및/또는 온도 저항 물질들을 활용하여야 한다.
상기 성형 직물은 적어도 2개의 다른 벨트들 및/또는 직물들을 포함하는 샌드위치 구조의 한 부분으로 활용된다. 이러한 부가적 벨트들은 고장력 벨트 및 탈수 벨트를 포함한다. 샌드위치 구조는 회전 롤 또는 정적지지 표면에 의해 형성된 연장된 닙 위에서 압력과 장력의 작용을 받는다. 연장된 닙은 약 30도와 약 180도 사이의 포위각(angle of wrap)를 가질 수 있고, 바람직하게는 이 포위각은 약 50도와 약 130도 사이이다. 닙 길이는 약 800 ㎜와 약 2500 ㎜ 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 1200 ㎜와 1500 ㎜ 사이이다. 이 닙은 약 1000 ㎜와 약 2500 ㎜ 사이, 바람직하게는 약 1400 ㎜와 약 1700 ㎜ 사이의 직경을 가지는 회전 흡인 롤에 의해 형성될 수 있다.
상기 성형 직물은 페이퍼 시트 또는 웹에 형태적 패턴(topographical pattern)을 준다. 이를 성취하기 위해, 고장력 벨트를 통해 높은 압력이 성형 또는 몰딩 직물에 가해진다. 시트 패턴의 형태는 몰딩 벨트의 상세들 즉, 실 직경, 실 모양, 실 밀도 및 실 타입과 같은 매개변수들을 조절하는 것에 의해 조정될 수 있다. 다른 형태적 패턴은 다른 표면 직물들에 의해 페이퍼 시트에 주어질 수 있다. 유사하게, 시트 패턴의 강도는 고장력 벨트와 몰딩 벨트의 상세의 변화에 의해 주어지는 압력을 변경하는 것에 의해 바뀔 수 있다. 시트의 형태적 패턴의 성질과 강도에 영향을 미칠 수 있는 다른 요소들로는 공기 온도, 공기 속도, 공기 압력, 연장된 닙에서의 벨트 체재시간 및 닙 길이를 포함한다.
다음은 상기 성형 직물의 비제한적 특징들 및/또는 특성들이다. 적당한 탈수가 가능하도록 하기 위해, 단일 또는 다층의 직물은 약 100 cfm과 약 1200 cfm 사이, 바람직하게는 약 200 cfm과 약 900 cfm 사이의 투과율 값을 가져야 하고; 두 개의 다른 벨트들, 예를 들면, 고장력 벨트 및 탈수 벨트를 가지는 샌드위치 구조의 부분인 상기 성형 직물은 회전 또는 정지 지지 표면위에서 그리고 약 30도와 약 180도 사이, 바람직하게는 약 50도와 130도 사이의 포위각에서 압력과 장력을 받고; 상기 성형 직물은 압력 또는 장력을 받지 않을 때, 약 0.5% 및 약 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉 면적을 가져야 하고; 상기 성형 직물은 약 1.0%와 약 90% 사이의 열린 면적을 가져야 한다.
상기 성형 직물은, 미리 연결된(pre-joined) 및/또는 연속적으로 이어 맞춘(seamed continuous) 및/또는 무한 벨트로서, ATMOS 장치에 장착될 수 있는 바람직하게는 직조 직물이다. 선택적으로, 성형 직물은 예를 들면, 핀-잇기 장치(pin-seam arrangement)를 사용하여 아트모스 장치에서 연결될 수 있고, 또는 그렇지 않으면 상기 장치 상에서 이어 맞추어질 수 있다. 아트모스 페이퍼만들기 공정에서 생성된 높은 습기 및 열에 저항할 수 있도록 하기 위해, 직조의 단일 층 또는 다층 벨트는 가수분해 및/또는 열 저항물질을 활용할 수 있다. 가수분해 저항물질은 바람직하게 건조기 및 TAD 직물들과 정상적으로 연합하는 0.72 IV와 1.0 IV 사이 범위의 본질적인 점성 값을 가지는 PET 모노필라멘트를 가져야 하고, 그리고 또한 가수분해를 촉진하는 산성의 그룹들로서 그리고 역시 가수분해 비율을 증가시킬 수 있는 잉여의 DEG 또는 디-에칠렌 글리콜(di-ethylene glycol)들로서 카르복실기 엔드 그룹(carboxyl end group) 등과 동등한 것을 포함하는 적당한 "안정 패키지"를 가진다. 이들 두 요소들은 사용되어질 수 있는 수지들을 전형적 PET 병 수지들로부터 분리한다. 가수분해를 위해, 카르복실기와 동등한 것은 12로 시작하는 것보다 가능한 낮아야 하거나 12보다 작아야 한다. DEG 레벨은 0.75%보다 작아야 한다. 카르복실기 엔드 그룹들의 이 낮은 레벨에서조차, 엔드 캡핑제(end capping agent)가 첨가되어야 하는 것이 필수적이고, 처리의 마지막에 자유 카르복실기가 없는 것을 보장하기 위해 압출동안 카보디이미드(carbodiimide)가 활용되어야 한다. 상기 엔드 그룹들을 덮어씌우는 데 사용될 수 있는 것으로 에폭시들, 오르토-에스테르(ortho-esters) 및 이소시안염과 같은 다양한 화학적 종류들이 있지만, 실제로, 단위체와 중합체 카보디이민드들(polymeric carbodiimindes)을 가지는 단위체의 조합들이 가장 좋고 가장 많이 사용된다. 바람직하게, 모든 엔드 그룹들은 자유 카르복실기 엔드 그룹들이 없도록 하나 또는 그보다 많은 전통적 물질로부터 선택될 수 있는 엔드 캡핑제에 의해 덮어씌워진다.
PPS와 같은 열저항 물질은 성형 직물에 활용될 수 있다. PEN, PBT, PEEK 및 PA와 같은 다른 물질들 또한 안정성, 청결성 및 수명과 같은 성형 직물의 특성들을 개선하기 위해 사용되어질 수 있다. 단일 중합체 실들과 혼성중합체 실들 둘 모두 사용될 수 있다. 벨트를 위한 물질은 필연적으로 모노필라멘트(monofilament)로부터 만들어질 필요는 없고, 코어 및 덮개(sheath)의 멀티필라멘트(multifilament)일 수 있고, 또한 비-플라스틱 물질들 즉, 금속물질일 수 있다. 유사하게, 상기 직물은 반드시 단일 물질로 만들어질 필요는 없고 둘, 셋 또는 그보다 많은 다른 물질들로 만들어질 수 있다. 모양을 가진 실들의 사용, 즉, 비원형의 실들이 페이퍼 시트의 형태나 특성들을 높이거나 조절하기 위해 활용될 수 있다. 모양을 가진 실들이 안정성, 두께, 표면 접촉 면적, 표면 평탄성, 투과성 및 내구성과 같은 직물 특징들 또는 특성들을 개선 또는 조정하기 위해 활용될 수 있다.
성형 직물은 또한 예를 들면 증착(deposition)에 의해 적용된 부가적 중합체 물질로 처리 및/또는 코팅될 수 있다. 직물 안정성, 오염 저항, 배수, 내구성을 높이기 위해, 열 및/또는 가수분해 저항성을 개선하기 위해, 그리고 직물 표면 장력을 줄이기 위해 처리동안 교차연결(cross-linked)되도록 상기 중합체 물질이 첨가 될 수 있다. 이는 시트 풀림 및/또는 구동 하중 저감에 도움을 준다. 하나 또는 여러 개의 이러한 직물의 특성들을 주기/개선하기 위해 상기 처리/코팅이 적용될 수 있다. 앞에서 지시된 바와 같이, 페이퍼 웹에서의 형태적 패턴은 다른 단일 층 또는 다층의 직포들의 사용에 의해 바뀌고 조정될 수 있다. 이러한 패턴의 더 나아간 향상은 실의 직경, 실의 수들(yarn counts), 실의 형태들(yarn types), 실의 모양들(yarn shpes), 투과성, 두께 및 처리 또는 코팅 등의 추가에 대한 변경에 의한 구체적 직물 짜기의 조정에 의해 더 성취될 수 있다. 끝으로, 성형 직물 또는 몰딩 벨트의 하나 또는 그보다 많은 표면들은 표면 특징들을 향상시키기 위해 샌딩(sanding) 및/또는 연마(abrading)될 수 있다.
본 발명은 또한 페이퍼 장치를 위한 벨트 프레스를 제공한다. 이 벨트 프레스는 페이퍼 웹과 마주하는 면을 구비하며 지지표면 위로 안내되는 성형 직물을 포함한다. 상기 성형 직물은 약 100 cfm과 약 1200 cfm 사이의 투과율 값, 압력과 장력을 받고 있지 않을 때 약 0.5%와 약 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉면적, 및 약 1.0%와 약 90% 사이의 열린 면적을 포함한다.
상기 벨트 프레스는 ATMOS 시스템 상에 배치될 수 있다. 이 벨트 프레스는 또한 TAD 장치 상에 배치될 수 있다. 성형 직물의 적어도 하나의 표면은 연마된 표면 및 모래가 깔린 표면들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 페이퍼 웹과 마주하는 성형 직물의 면은 연마된 표면 및 모래가 깔린 표면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투과율 값은 약 200 cfm과 약 900 cfm 사이일 수 있다. 성형 직물은 단일 물질을 포함할 수 있다. 성형 직물은 단일필라멘트 물질을 포함할 수 있다. 성형 직물은 다중필라멘트 물질을 포함할 수 있다. 성형 직물은 둘 또는 그보다 많은 물질들을 포함할 수 있다. 성형 직물은 3개의 다른 물질들을 포함할 수 있다. 성형 직물은 중합체 물질을 포함할 수 있다. 성형 직물은 중합체 물질로 처리될 수 있다. 성형 직물은 증착(deposition)에 의해 적용된 중합체 물질을 포함할 수 있다. 성형 직물은 모양을 가진 실(shaped yarns), 대략 원형의 모양을 가진 실들, 비원형 모양의 실들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 성형 직물은 가수분해 및 100℃를 초과하는 온도 중 적어도 하나에 견딜 수 있다. 상기 지지 표면은 정적일 수 있다. 상기 지지 표면은 롤 상에 배치될 수 있다. 상기 롤은 약 1000 ㎜와 약 2500 ㎜ 사이의 직경을 가지는 진공 롤일 수 있다. 이 진공 롤은 약 1400 ㎜와 약 1700 ㎜ 사이의 직경을 가질 수 있다. 상기 벨트 프레스는 지지 표면과 함께 연장된 닙을 형성할 수 있다. 이 연장된 닙은 약 30도와 약 180도 사이의 포위각을 가질 수 있다. 이 포위각은 약 50도와 약 130도 사이일 수 있다. 연장된 닙은 약 800 ㎜와 약 2500 ㎜ 사이의 닙 길이를 가질 수 있다. 이 닙 길이는 약 1200 ㎜와 약 1500 ㎜ 사이일 수 있다. 상기 성형 직물은 미리 이어맞추기 된 것과 벨트 프레스를 활용하는 장치 상에서 끝이 연결된 것 중 적어도 하나인 무한 벨트일 수 있다. 성형 직물은 티슈 웹, 위생 웹 및 타월 웹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 롤 위로 안내되는 무한히 순환하는 성형 직물을 포함하는 섬유성 물질의 건조 장치를 제공한다. 이 성형 직물은 약 100 cfm과 약 1200 cfm의 투과율 값, 압력과 장력이 작용하지 않을 때, 약 0.5%와 약 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉 면적 및 약 1.0%와 약 90% 사이의 열린 면적을 포함한다.
본 발명은 또한 여기에서 기술된 장치를 사용하는 페이퍼 장치에서 섬유성 웹을 가압하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 성형 직물과 섬유성 웹에 벨트 프레스로 압력을 작용시키기를 포함한다.
본 발명은 또한 여기에서 기술된 형태의 벨트프레스를 사용하는 페이퍼 장치에서 섬유성 웹을 가압하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 성형 직물과 섬유성 웹에 벨트 프레스로 압력을 작용시키기를 포함한다.
본 발명은 또한 ATMOS 시스템 또는 TAD 장치를 위한 성형 직물을 제공한다. 이 성형 직물은 약 100 cfm과 약 1200 cfm 사이의 투과율 값, 압력과 장력이 작용하지 않을 때 약 0.5%와 약 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉 면적 및 약 1.0%와 약 90% 사이의 열린 면적을 포함한다.
본 발명은 또한 여기에서 기술된 형태의 성형 직물을 사용하는 페이퍼 장치에서 섬유성 웹에 압력을 작용시키는 방법을 제공한다. 이 방법은 벨트 프레스를 사용하여 성형 직물과 섬유성 웹에 가압을 작용시키기를 포함한다.
첨부된 도면들과 협력하여 이루어진 본 발명의 실시예의 다음의 설명을 참조하는 것에 의해, 위에서 언급된 본 발명의 특징들과 다른 특징들 및 이점들(advantages)과 그들을 달성하기 위한 방식은 보다 명확해질 것이고, 본 발명은 보다 잘 이해되어질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 벨트 프레스의 일 실시예를 가지는 진보된 탈수시스템의 횡단면도;
도 2는 도 1의 벨트 프레스의 투과성 벨트의 일측 표면을 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 투과성 벨트의 반대 측면을 나타낸 도면;
도 4는 도 2와 3의 투과성 벨트의 횡단면도;
도 5는 도 2 내지 4의 투과성 벨트의 확대 횡단면도;
도 5a는 선택적 삼각형의 홈들을 나타낸 도 2 내지 4의 투과성 벨트의 확대 횡단면도;
도 5b는 선택적 반원호 홈들을 나타낸 도 2 내지 4의 투과성 벨트의 확대 횡단면도;
도 5c는 선택적 사다리꼴의 홈들을 나타낸 도 2 내지 4의 투과성 벨트의 확대 횡단면도;
도 6은 단면선 B-B에 따른 도 3의 투과성 벨트의 횡단면도;
도 7은 단면선 A-A에 따른 도 3의 투과성 벨트의 횡단면도;
도 8은 단면선 B-B에 따른 도 3의 투과성 벨트의 다른 실시예의 횡단면도;
도 9는 단면선 A-A에 따른 도 3의 투과성 벨트의 다른 실시예의 횡단면도;
도 10은 본 발명의 투과성 벨트의 다른 실시예의 표면을 나타낸 도면;
도 11은 도 10의 투과성 벨트의 한 부분의 측면도;
도 12는 본 발명에 따른 벨트 프레스의 일 실시예를 가지는 다른 진보된 탈수시스템의 횡단면도;
도 13은 본 발명의 진보된 탈수시스템에 사용될 수 있는 한 탈수 직물의 부분 확대도;
도 14는 본 발명의 진보된 탈수시스템에 사용될 수 있는 다른 탈수 직물의 부분 확대도;
도 15는 본 발명에 따른 진보된 탈수시스템의 가압부분의 일 실시예의 과장된 횡단면도;
도 16은 본 발명에 따른 진보된 탈수시스템의 가압부분의 다른 실시예의 과장된 횡단면도;
도 17은 본 발명에 따른 벨트 프레스의 다른 실시예를 가지는 다른 진보된 탈수시스템의 횡단면도;
도 18은 본 발명의 진보된 탈수시스템에 사용되어질 수 있는 한 선택적 투과성 벨트의 부분 측면도;
도 19는 본 발명의 진보된 탈수시스템에 사용되어질 수 있는 다른 선택적 투과성 벨트의 부분 측면도;
도 20은 본 발명에 따른 가압 슈를 사용하는 벨트 프레스의 일 실시예를 가지는 또 다른 진보된 탈수시스템의 횡단면도;
도 21은 본 발명에 따른 프레스 롤을 사용하는 벨트 프레스의 일 실시예를 가지는 또 다른 진보된 탈수시스템의 횡단면도;
도 22a-b는 접촉면적이 측정되어질 수 있는 한 방법을 나타낸 도면;
도 23a는 본 발명에 사용되어질 수 있는 애쉬워스 메탈 벨트(Ashworth metal belt)의 한 영역을 나타낸 도면으로, 검게 보이는 벨트의 부분들은 접촉영역을 나타낸 것이고, 하얗게 나타낸 벨트의 부분들은 비접촉영역을 나타낸 것이며;
도 23b는 본 발명에 사용되어질 수 있는 케임브리지 메탈 벨트(Cambridge metal belt)의 한 영역을 나타낸 도면으로, 검게 보이는 벨트의 부분들은 접촉영역을 나타낸 것이고, 하얗게 나타낸 벨트의 부분들은 비접촉영역을 나타낸 것이며;
도 23c는 본 발명에 사용되어질 수 있는 포이트 패브릭스 직물 링크(Voith Fabrics link fabric)의 한 영역을 나타낸 것으로, 검게 보이는 벨트의 부분들은 접촉영역을 나타낸 것이고, 하얗게 나타낸 벨트의 부분들은 비접촉영역을 나타낸 것이며;
도 24는 본 발명에 따른 고장력 투과성 벨트를 가지는 벨트 프레스를 활용하는 장치 또는 시스템의 횡단면도; 그리고
도 25는 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직조 패턴(weave pattern)의 한 비-제한적 실시예(non-limiting embodiment)를 나타낸 도면;
도 26은 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직조 패턴의 다른 비-제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 27은 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직조 패턴의 또 다른 비-제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 28은 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직조 패턴의 또 다른 비-제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 29는 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직조 패턴의 한 비-제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 30은 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직조 패턴의 또 다른 비-제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 31은 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직물 상세의 한 비 제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 32는 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직물 상세의 다른 비 제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 33은 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직물 상세의 또 다른 비 제한적 실시예를 나타낸 도면;
도 34는 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직물 상세의 또 다른 비 제한적 실시예를 나타낸 도면; 그리고
도 35는 본 발명에 따른 성형 직물에 사용되어질 수 있는 직물 상세의 또 다른 비 제한적 실시예를 나타낸 도면이다.
대응되는 도면부호들은 여러 도면들을 통해 대응되는 부품들을 나타낸다. 여기에 예시된 실시예들은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 받아들일 수 있는 또는 바람직한 실시예들을 예시한 것이고, 그러한 예시들은 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 뜻을 취하지 않는다.
여기에 나타낸 상세들은 예시의 방법에 의한 것이고 그리고 오직 본 발명의 실시예들의 설명적 검토의 목적을 위한 것이며 본 발명의 개념적 양상들과 원리들을 쉽게 이해할 수 있고 가장 유용하다고 믿어지는 것을 제공하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 근본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 구조적 상세들을 보여주기 위한 시도는 없었다. 도면들을 참조한 상세한 설명은 이 분야의 기술자들에게 본 발명의 형태들이 실제 어떻게 구현되는지를 명확하게 하여준다.
도면들, 특히 도 1을 참조하면, 섬유성의 웹(12) 처리를 위한 진보된 탈수 시스템(10)이 도시되어 있다. 이 탈수 시스템(10)은 직물(14), 흡인 박스(16), 진공 롤(18), 탈수 직물(20), 벨트 프레스 어셈블리(22), 후드(24)(뜨거운 공기 후드일 수 있음), 픽업 흡인 박스(a pick up suction box, 26), 율 박스(Uhle box, 28), 하나 또는 그 이상의 샤워 유닛(30)들 및 하나 또는 그 이상의 받침 접시(savealls, 32)들을 구비한다. 섬유성 물질의 웹(12)은 도 1에 나타낸 바와 같이 일반적으로 오른쪽으로부터 탈수 시스템(10)으로 진입한다. 섬유성 웹(12)은 직물(14) 위에 놓여져 있는 미리 형성된 웹(즉, 미도시의 기계에 의해 미리 형성된)이다. 도 1로부터 명백한 바와 같이, 흡인 기구(16)는 웹(12)의 일측에 대해 흡인을 하고, 흡인 롤(18)은 웹(12)의 반대면에 대해 흡인을 한다.
섬유성 웹(12)은 장치에서 직물(14)에 의해 하나 또는 하나 이상의 가이드 롤들을 지나고 그리고 흡인 박스(16)를 지나서 M방향으로 움직인다. 전형의 또는 명목상의 20g/㎡(gsm) 웹 런닝에서 약 15 ~ 20% 사이의 견고도(solids level)를 얻기 위해 진공 박스(16)에서, 충분한 습기가 웹(12)으로부터 제거된다. 흡인 박스(16)에서의 진공은 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공이 주어지고, 바람직한 운전 레벨은 약 -0.4바에서 -0.6바이다.
섬유성 웹(12)이 장치의 M방향을 따라 진행함에 따라, 탈수 직물(20)과 접촉하게 된다. 탈수 직물(20)은 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되고 또한 흡인 롤(18) 둘레로 안내되는 무한 순환 벨트일 수 있다. 탈수 벨트(20)는 도 13 또는 14에서 도시되고 기술된 형태의 탈수 직물일 수 있다. 탈수 직물(20)은 또한 바람직하게 펠트(felt)일 수 있다. 그 다음에 상기 웹(12)은 직물(14)과 탈수 직물(20) 사이에서 진공 롤(18)을 향해 나아간다. 진공 롤(18)은 M방향으로 회전하고, 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공 레벨에서 작동되며, 바람직하게 적어도 약 -0.4바의 운전 레벨을 가지며, 가장 바람직하게는 약 -0.6바의 운전 레벨을 가진다. 비 제한적 예시의 목적으로, 상기 롤(18)의 진공 롤 쉘의 두께는 약 25㎜에서 약 75㎜ 사이이다. 흡인 구역인 Z영역에서 상기 웹(12)을 통한 평균 공기흐름은 장치 폭의 미터당 약 150㎥/분이 될 수 있다. 직물(14), 웹(12) 및 탈수 직물(20)은 진공 롤(18)과 투과성 벨트(34)에 의해 형성된 벨트 프레스(22)를 통해 안내되어진다. 도 1에 도시된 바와 같이 투과성 벨트(34)는 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되는 하나의 무한 순환 벨트이고, 벨트 프레스(22)를 형성하도록 진공 롤(18)에 대해 압력을 가한다.
상부 직물(14)은 웹(12)을 벨트 시스템(22)으로 그리고 벨트 시스템으로부터 이송한다. 상기 웹(12)은 상부 직물(14)의 3차원 구조에 놓이고, 그러므로 편평하지 않고 3차원 구조를 가지고, 높은 부피의 웹을 형성한다. 상기 하부 직물(20)은 또한 투과성이다. 하부 직물(20)의 설계는 물을 저장할 수 있게 만들어진다. 하부 직물(20)은 또한 매끄러운 표면을 가진다. 하부 직물(20)은 바람직하게 솜 층을 가지는 펠트이다. 하부 직물(20)의 솜 섬유들의 직경은 약 11 dtex와 같거나 그 보다 작고, 바람직하게 약 4.2 dtex와 같거나 그 보다 낮을 수 있고, 또는 보다 바람직하게는 약 3.3 dtex와 같거나 그보다 작을 수 있다. 솜 섬유들은 혼합의 섬유들일 수 있다. 상기 하부 직물(20)은 또한 약 67 dtex로부터의 섬유들을 함유하는 벡터 층을 포함할 수 있고, 또한, 예를 들면, 약 100 dtex, 약 140 dtex 또는 더 높은 dtex 수들을 가지는 가로 코 섬유들(courser fibers)을 포함할 수 있다. 이는 물의 양호한 흡수를 위해 중요하다. 하부 직물(20)의 솜 층 및/또는 하부 직물 그 자체의 젖은 표면은 약 35㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있고, 그리고 약 65㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있고, 가장 바람직하게는 약 100 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있다. 하부 직물(20)의 특정한 표면은 약 0.04 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 커야하고, 바람직하게 약 0.065 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 0.075 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 클 수 있다. 이는 물의 양호한 흡수를 위해 중요하다. 압축률을 위한 값으로서, 동 강성(dynamic stiffness) K*[N/㎜]은 100,000 N/㎜ 보다 작거나 같다면 받아들여질 수 있고, 바람직한 압축률은 90,000 N/㎜보다 작거나 같고, 가장 바람직하게는 상기 압축률은 70,000 N/㎜보다 작거나 같은 것이다. 상기 하부 직물(20)의 압축률(N/㎜의 힘에 의한 두께 변화)은 고려되어야만 한다. 이는 상기 웹을 효율적으로 높은 건조 레벨로 탈수시키기 위해 중요하다. 딱딱한 표면은 상부 직물의 구조화된 표면의 돌출 점들 사이의 상기 웹(12)을 가압하지 못한다. 한편, 상기 펠트는 부피와 물을 보유하는 능력이 떨어지는 것을 피하기 위해 3차원 구조로 너무 깊게 가압되지 않아야 한다.
진공 존 Z의 원주 길이는 약 200㎜에서 약 2500㎜ 사이로 될 수 있고, 바람 직하게는 약 800㎜에서 약 1800㎜일 수 있고, 더 바람직하게는 약 1200㎜에서 약 1600㎜이다. 진공 롤(18)을 떠나는 웹(12)에서의 딱딱한 내용물은 진공 존 Z의 길이와 진공 존 Z에 웹(12)이 머무는 시간뿐만 아니라 진공 압력과 투과성 벨트의 긴장에 의존하여 약 25%에서 약 55% 사이에서 변할 것이다. 웹(12)이 진공 존 Z에 머무는 상기 시간은 약 25%에서 약 55% 사이의 이 딱딱한 범위(solids range)의 결과를 가져오는 데 충분하다. 도 2 내지 5를 참조하면, 거기에는 벨트 프레스(22)의 투과성 벨트(34)의 일 실시예가 상세하게 도시되어 있다. 벨트(34)는 복수의 통공(36)들 또는 관통 개구들을 구비한다. 상기 통공(36)들은 비제한적 예시의 한 예를 나타내는 도 2의 구멍 패턴(38)으로 배열되어 있다. 도 3 내지 5에 나타낸 바와 같이, 벨트(34)는 벨트(34)의 일측면, 즉, 벨트(34)의 바깥면 또는 직물(14)과 접촉하는 면에 배치된 홈들(40)을 구비한다. 투과성 벨트(34)는 직물(14)의 표면 위쪽에 결합되도록 안내되고, 그것에 의해 벨트 프레스(22)에서 웹(12)에 대해 직물(14)을 가압하도록 작용한다. 다시 말하면, 이는 그 아래의 진공 롤(18)에 의해 지지되는 직물(20)에 대해 웹(12)이 가압되어지는 원인이 된다. 이러한 임시의 결합 또는 가압 맞물림이 장치의 M방향에서 진공 롤(18) 둘레로 연속됨에 따라 그것은 진공 존 Z를 만난다. 진공 존 Z는 후드(24)로부터 공기 흐름을 받는 데, 이는 공기가 후드(24)로부터, 투과성 벨트(34)를 통과하고, 직물(14)를 통과하고, 그리고 건조 웹(12)을 통과하고 마지막으로 벨트(20)을 통과하여 진공 존 Z로 들어간다는 것을 의미한다. 이러한 방법으로, 습기는 웹(12)으로부터 채취되고 직물(20)을 통해 그리고 진공 롤(18)의 다공성 표면을 통해 이동된다. 그 결과, 상기 웹(12)은 가압과 공기흐름 둘 모두를 동시에 경험하거나 둘 모두의 작용을 동시에 받는다. 진공 롤(18) 속으로 끌어들여진 습기는 주로 진공 시스템의 통로(도시되지 않음)에 존재한다. 롤(18)의 표면으로부터의 습기의 일부는 진공 롤(18) 아래에 위치한 하나 또는 그 이상의 받침 접시(32)에 포획된다. 웹(12)이 벨트 프레스(22)를 떠남에 따라 직물(20)은 웹(12)으로부터 분리되고, 웹(12)은 직물(14)과 함께 진공 픽업 장치(26)를 통과를 지속한다. 상기 픽업 장치(26)는 웹(12)을 안정화시키기 위해 직물(14)과 웹(12)으로부터 습기를 추가적으로 흡입한다.
섬유(20)는 하나 또는 그 이상의 샤워 유닛(30)을 통과한다. 이 유닛(30)들은 직물(20)을 깨끗하게 하기 위해 직물(20)에 습기를 가한다. 그런 다음, 직물(20)은 직물(20)로부터 습기를 제거하는 율 박스(28)를 통과하여 나아간다.
상기 직물(14)은 구조화된 직물, 즉, 웹(12)에 반영되는 3차원 구조를 가질 수 있고, 그 것에 의해 웹(12)의 두꺼운 베게 영역(pillow area)들이 형성될 수 있다. 상기 구조화된 직물(14)은, 예를 들면, 약 44 메쉬를 가질 수 있고, 타월지용으로는 약 30 메쉬에서 약 50 메쉬 사이를 가질 수 있고, 화장지용으로는 약 50 메쉬에서 약 70 메쉬 사이를 가질 수 있다. 이 베게 영역들은 구조화된 직물(14)의 몸체 안에 있기 때문에 벨트 프레스(22)에서 가압되는 동안 보호된다. 그와 같이, 벨트 프레스 장치(22)에 의해 웹(12) 상에 가해지는 압력은 웹 또는 시트의 품질에 부정적 영향을 미치지 않는다. 동시에, 그것은 진공 롤(18)의 탈수율을 증가시킨다. 만약, 상기 벨트(34)가 압력이 없거나 낮은 압력 장치에 사용된다면, 압력은 압축 직물로 알려진 탈수 직물을 통해 전달될 수 있다. 이 경우, 웹(12)은 구조화 된 직물(14)로 보호되지 않는다. 그러나 상기 벨트(34)의 사용은 여전히 이점을 가지고 있는 데, 그 이유는 상기 프레스 닙(press nip)이 전통적 프레스의 것보다 길기 때문에, 낮은 특정 압력과 보다 작거나 감소된 웹의 시트 압축을 가져오기 때문이다.
도 2 내지 5에 나타낸 투과성 벨트(34)는 금속, 스테인리스 스틸 및/또는 중합체의 물질(또는 이 물질들의 조합)에 의해 만들어질 수 있고, 약 30 KPa과 150 KPa 사이의 범위의 낮은 레벨의 가압을 제공할 수 있고, 바람직하게 약 70 KPa 보다 큰 압축을 제공할 수 있다. 그래서 만약 흡인 롤(18)이 약 1.2 m의 직경을 가진다면, 벨트(34)를 위한 직물 인장력은 약 30 KN/m 보다 클 수 있고, 바람직하게 약 50 KN/m 보다 클 수 있다. 진공 롤(18)에 의해 간접적으로 지지를 받는 직물(14)에 대한 투과성 벨트(34)의 가압 길이는 진공 롤(18)의 흡인 구역 Z의 원주 길이와 같은 길이 이거나 더 길 수 있다. 물론, 본 발명은 투과성 벨트(34)의 접촉부분(즉, 롤(18)에 의해 또는 롤(18) 위로 안내되는 벨트의 부분)이 흡인 구역 Z보다 짧아질 수 있음을 예측한다.
도 2 내지 5에 나타낸 바와 같이, 상기 투과성 벨트(34)는, 예를 들면, 드릴링, 레이저 커팅, 식각 또는 짜서 형성될 수 있는 통공(36)들의 한 패턴(38)을 가진다. 투과성 벨트(34)는 본질적으로 단일평면으로, 즉, 도 3 내지 5에 나타낸 홈(40)들 없이 형성될 수 있다. 홈(40)들을 가지는 벨트(34)의 평면은 벨트 프레스(22)에서 투과성 벨트(34)의 이동부분을 따라 직물(14)과 접촉되도록 배치될 수 있다. 각 홈(40)은 벨트(34)에서 공기의 통과와 분배를 허용하도록 통공(36)의 세 트 또는 열을 연결한다. 그래서 공기는 홈(40)들을 따라 분배된다. 홈(40)들과 개구(36)들은 벨트(34)의 열린 영역을 구성하고, 벨트(34)의 표면이 직물(14) 또는 웹(12)에 대해 압력을 작용시키는 접촉 영역들에 인접하여 배치된다. 공기는 홈(40)들이 있는 면의 반대면으로부터 통공(36)을 통해 투과성 벨트(34)로 진입하고, 그런 다음 홈(40)들을 따라 안으로 이동하고, 직물(14), 웹(12) 및 직물(20)을 통과한다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 통공(36)의 직경은 홈(40)의 폭보다 크다. 원형의 통공(36)들이 바람직하지만, 반드시 원형이어야 할 필요는 없고, 의도된 기능을 수행하는 어떠한 모양이나 구성을 가질 수 있다. 게다가, 도 5에 나타낸 홈(40)들이 대략 4각의 횡단면을 가지지만, 홈(40)들은 다른 횡단면, 예를 들면, 도 5a에 나타낸 바와 같은 삼각형 횡단면, 도 5c에 나타낸 바와 같은 사다리꼴 횡단면, 도 5b에 나타낸 바와 같은 반원형 또는 반타원형 횡단면의 윤곽을 가질 수 있다. 투과성 벨트(34)와 진공 롤(18)의 조합은 시트 견고도 레벨이 적어도 약 15% 증가되는 것을 나타내는 조합이다.
비제한적 예시의 목적으로, 도 3에 나타낸 대략 평행한 홈(40)들의 폭은 약 2.5㎜일 수 있고 바깥 표면(즉, 벨트(14)에 접촉하는 표면)으로부터 측정된 홈(40)들의 깊이는 약 2.5㎜일 수 있다. 통공(36)의 직경은 약 4㎜일 수 있다. 홈(40)들 간의 폭방향으로 측정된 거리는 약 5㎜일 수 있다. 통공(36)들 간의 세로방향의 거리(중심선으로부터 측정된)는 약 6.5㎜일 수 있다. 통공(36)들 간의 거리, 통공들의 열 간의 거리 또는 홈(40)들 간의 거리(중심선으로부터 폭방향으로 측정된)는 약 7.5㎜일 수 있다. 통공들의 모든 다른 열에 있는 통공(36)들은 이웃한 통공들 간의 세로방향 거리가 같은 열에 있는 통공(36)들 간의 거리인 6.5㎜의 반이 되도록 약 반 정도 어긋나게 배치될 수 있다. 벨트(34)의 전체 폭은 상기 페이퍼의 폭보다 큰 약 160㎜가 될 수 있고, 무한 순환 벨트(34)의 전체 길이는 약 20m 일 수 있다. 벨트(34)의 인장 한계는 예를 들면, 약 30 KN/m와 50 KN/m 사이일 수 있다.
도 6 내지 11은 도 1에 나타낸 형태의 벨트 프레스에 사용될 수 있는 투과성 벨트(34)의 비제한적 다른 실시예를 보여준다. 도 6 내지 9에 나타낸 벨트(34)는 유연한 강화 폴리우레탄(42)으로 만들어진 연장된 닙 프레스 벨트일 수 있다. 그것은 또한 도 10과 11에 나타낸 형태의 나선형 링크 직물(48)일 수 있다. 투과성 벨트(34)는 또한 그 전체에서 참조에 의해 그 공개 내용이 여기에 설명적으로 통합되는 GB 2 141 749A에 기술된 형태의 나선형 링크 직물일 수 있다. 도 6 내지 9에 나타낸 투과성 벨트(34)는 또한 약 30 KPa에서 약 150 KPa 사이의 범위, 바람직하게는 약 70 KPa보다는 큰 낮은 레벨의 가압을 제공한다. 이는, 예를 들면, 1.2m의 직경을 가지는 흡인 롤이 약 30 KN/m보다 큰, 바람직하게는 약 50 KN/m보다 큰 직물 인장을 제공하는 것을 허용하고, 이 인장은 또한 약 60 KN/m 보다 클 수 있고, 또한 약 80 KN/m 보다 클 수 있다. 진공 롤(18)에 의해 간접적으로 지지되는 직물(14)에 대한 투과성 벨트(34)의 가압 길이는 적어도 롤(18)의 흡인 구역 Z와 같거나 그보다 길 수 있다. 물론, 본 발명은 투과성 벨트(34)의 접촉 부분이 흡인 구역 Z보다 짧아질 수 있다는 것을 예측하고 있다.
도 6과 7을 참조하면, 벨트(34)는 투과성 구조를 가지는 폴리우레탄 매트릭스(42)의 형식을 가질 수 있다. 상기 투과성 구조는 강화된 장치 방향의 마(yams, 44)들을 가지는 직조구조의 형태를 가질 수 있고, 폴리우레탄 매트릭스(42) 안에 적어도 부분적으로 묻힌 횡방향 실(44)들을 가질 수 있다. 벨트(34)는 또한 통공(36)들과 도 3 내지 5에 나타낸 실시예에서와 같이 통공들의 열을 연결하는 대략 평행한 세로방향 홈(40)들을 구비한다.
도 8과 9는 벨트(34)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 벨트(34)는 나선형 링크 직물(48)의 형태에서 투과성 구조를 가지는 폴리우레탄 매트릭스(42)를 구비한다. 상기 링크 직물(48)은 폴리우레탄 매트릭스(42)에 적어도 부분적으로 묻혀 있다. 구멍(36)들은 벨트(34)를 통해 연장되며, 적어도 부분적으로 나선형 링크 직물(48)의 부분들을 이간시킨다. 대략적으로 평행한 세로방향의 홈(40)들은 또한 앞에서 언급한 실시예들에서와 같이 통공들의 열들을 연결한다. 이 명세서에 기술된 나선형 링크 직물(34)은 또한 중합체 물질로 만들어질 수 있고 그리고/또는 바람직하게 약 30 KN/m에서 80 KN/m 사이의 범위로, 바람직하게 약 35 KN/m에서 50 KN/m 사이의 범위로 인장된다. 이는 고장력에 견디지 못하는 벨트의 개선된 주행성능의 제공하고, 상기 페이퍼 웹의 충분한 탈수와 균형을 이루도록 한다.
비제한적 예시의 목적으로, 도 6 내지 9에 나타낸 실시예들을 참조하면, 도 7에 도시된 대략적으로 평행한 홈(40)들의 폭은 약 2.5㎜가 될 수 있고, 바깥 표면(즉, 벨트(14)에 접촉하는 표면)으로부터 측정된 홈(40)들의 깊이는 약 2.5㎜가 될 수 있다. 통공(36)들의 직경은 약 4㎜일 수 있다. 폭방향으로 측정된 홈(40)들 간의 거리는 약 5㎜일 수 있다. 통공(36)들 간의 세로방향 거리(중심선에서 측정된)는 약 6.5㎜일 수 있다. 통공(36)들 간의 거리, 통공들의 열들 간의 거리 또는 홈(40)들 간의 거리(중심선으로부터 폭방향으로 측정된)는 약 7.5㎜일 수 있다. 통공들의 모든 다른 열에 있는 통공(36)들은 이웃한 통공들 간의 세로방향 거리가 같은 열에 있는 통공(36)들 간의 거리인 6.5㎜의 반이 되도록 약 반 정도 어긋하게 배치될 수 있다. 벨트(34)의 전체 폭은 상기 페이퍼의 폭보다 큰 약 160㎜가 될 수 있고, 무한 순환 벨트(34)의 전체 길이는 약 20m 일 수 있다.
도 10과 11은 투과성 벨트의 또 다른 실시예를 보여준다. 이 실시예에서, 실(50)들은 링크 직물(48)을 형성하기 위해 대략 나선형으로 짜여지는 실(50)들에 의해 횡방향 실(52)들과 연결되어 있다. 이 벨트의 비제한적 예시들은 도 23a-c에 나타낸 애쉬워쓰 금속 벨트(Ashworth Metal Belt), 캠브리지 금속 벨트(Cambridge Metal belt) 및 포이트 페브릭스 링크 직물(Voith Fabrics Link Fabric)을 포함할 수 있다. 이 명세서에 기술된 나선형 링크 직물은 중합체 물질로 만들어질 수 있고 그리고/또는 바람직하게 약 30 KN/m에서 80 KN/m 사이의 범위로, 바람직하게 약 35 KN/m에서 50 KN/m 사이의 범위로 인장된다. 이는 고장력에 견디지 못하는 벨트(34)의 개선된 주행성능을 제공하고, 상기 페이퍼 웹의 충분한 탈수와 균형을 이루도록 한다. 도 23a는 본 발명에 사용될 수 있는 애쉬워쓰 메탈 벨트의 한 영역을 도시하고 있다. 벨트에서 검게 표시된 부분들은 접촉 영역을 나타내고 하얗게 표시된 부분은 비접촉 영역을 나타낸다. 이 애쉬워쓰 벨트는 약 60 KN/m로 인장되 금속 링크 벨트이다. 열린 면적은 약 75%에서 85% 사이가 될 수 있다. 접촉 면적은 약 15%에서 25% 사이일 수 있다. 도 23b는 본 발명에 사용하기에 적합한 케임브리지 금속 벨트의 한 영역을 도시하고 있다. 다시, 벨트에서 검게 표시된 부분들은 접촉 영역을 나타내고 하얗게 표시된 부분은 비접촉 영역을 나타낸다. 이 케임브리지 벨트는 약 50 KN/m로 인장되는 금속 링크 벨트이다. 열린 영역은 약 68%에서 76% 사이일 수 있다. 접촉 영역은 약 24%에서 약 32% 사이일 수 있다. 마지막으로 도 23c는 본 발명에 가장 바람직하게 사용되는 포이트 페브릭스 링크 직물의 한 영역을 도시하고 있다. 벨트에서 검게 표시된 부분들은 접촉 영역을 나타내고 하얗게 표시된 부분은 비접촉 영역을 나타낸다. 이 포이트 페브릭스 벨트는 약 40 KN/m로 인장되는 중합체 링크 직물일 수 있다. 열린 영역은 약 51%에서 약 62% 사이일 수 있다. 접촉 영역은 약 38%에서 49% 사이일 수 있다.
앞 실시예들에서와 같이, 도 10과 11에 나타낸 투과성 벨트(34)는 적어도 약 30 KN/m에서 적어도 약 50 KN/m 사이의 또는 그보다 높은, 높은 가동 인장력들에서 가동될 수 있고, 약 15%의 또는 그보다 큰 열린 면적을 가질 수 있을 뿐만 아니라 약 10% 또는 그보다 큰 표면 접촉 면적을 가질 수 있다. 열린 면적은 약 25% 또는 그보다 클 수 있다. 도 10과 11에 나타낸 투과성 벨트(34)의 조합은 투과성 벨트(34) 내에 지지층을 가지는 얇은 나선형 링크 구조를 구비할 수 있다. 상기 나선형 링크 직물은 금속 및/또는 스테인리스 스틸로 만들어질 수 있다. 또한, 투과성 벨트(34)는 약 15%에서 55% 사이의 접촉 면적과 약 45%에서 약 85% 사이의 열린 면적을 가지는 나선형 링크 직물(34)일 수 있다. 보다 바람직하게, 나선형 링크 직물(34)은 약 50%와 약 65% 사이의 열린 면적과 약 35%와 약 50% 사이의 접촉 면적을 가질 수 있다.
도 1에 나타낸 진보된 탈수 시스템(ADS, 10)의 사용 과정이 지금 기술될 것 이다. 이 진보된 탈수 시스템(10)은 웹이 벨트 프레스(22)에 도착하기 전에 처음 형성된 후 웹(12)으로부터 물을 제거하기 위해 벨트 프레스(22)를 활용한다. 투과성 벨트(34)는 직물(14)의 표면에 맞물리도록 그리고 그것에 의해 웹(12)에 대해 직물(14)을 가압하도록 벨트 프레스(22)로 안내되고, 그래서 그 아래의 진공 롤(18)에 의해 지지되는 직물(20)에 대하여 웹(12)을 가압한다. 벨트(34)에 의해 가해지는 물리적 압력은 웹(12) 안에 있는 물이 직물들(14 및 20)을 향해 이동시키는 원인이 되는 어떤 수압을 발생시킨다. 웹(12)의 직물들(14 및 20), 및 벨트(34)와의 이러한 결합이 장치의 M방향에서 진공 롤(18) 둘레로 계속됨에 따라 그것은 상기 웹(12)이 건조되도록 작용하도록 공기가 후드(24)로부터, 투과성 벨트(34)를 통과하고, 직물(14)을 통과하는 진공 존 Z를 만난다. 공기의 흐름에 의해 웹(12)으로부터 채집되는 습기는 직물(20)을 통해 그리고 진공 롤(18)의 다공성 표면을 통해 더 나아간다. 투과성 벨트(34)에서, 후드(24)로부터의 건조 공기는 통공(36)들을 통해 통과하고, 직물(14)을 통과하기 전에 홈(40)들을 따라 분배된다. 웹(12)이 벨트 프레스(22)를 떠남에 따라, 벨트(34)는 직물(14)로부터 분리된다. 잠시 후, 직물(20)이 웹(12)으로부터 분리되고, 웹(12)은 직물(14)과 함께 직물(14)과 웹(12)으로부터 습기를 추가적으로 흡인하는 진공 픽업 유닛(26)을 계속 통과한다.
본 발명의 투과성 벨트(34)는 극단적으로 긴, 즉 슈 프레스보다 10배 긴 닙에 선형 힘을 작용시킬 수 있고, 그에 따라 표준의 슈 프레스(shoe press)와 비교하여 웹(12)에 압력이 작용되는 시간을 길게 하는 것을 보장한다. 이는 매우 낮은, 즉, 슈 프레스보다 20배 낮은 특정 압력을 가져오고, 그에 따라 시트 압축은 감소 시키고 시트의 질은 향상시킨다. 본 발명은 닙 그 자체에서 웹을 통한 공기 흐름을 가지며 동시의 진공 및 가압 탈수를 더 허용한다.
도 12는 섬유성 웹(112)를 처리하기 위한 다른 진보된 탈수 시스템(110)을 보여준다. 이 탈수 시스템(110)은 상부 직물(114), 진공 롤(118), 탈수 직물(120), 벨트 프레스 장치(122), 후드(124)(뜨거운 공기 후드가 될 수 있음), 율 박스(128), 하나 또는 그 이상의 샤워 유닛(130)들, 하나 또는 그 이상의 받침 접시(132)들, 하나 또는 그 이상의 히터 유닛(129)을 구비한다. 섬유성 웹(112)은 미리 형성된 웹(즉, 미도시의 장치에 의해 미리 형성된)으로서, 직물(114) 상에 배치된다. 도 1의 경우에서와 같이, 흡인 장치(미도시, 그러나 도 1의 장치(16)와 유사)가 상기 웹(112)의 일측으로 흡인을 제공하고, 흡인 롤(118)은 상기 웹(112)의 반대면에 대해 흡인을 제공할 수 있다.
섬유성 웹(112)은 하나 또는 그 이상의 가이드 롤들을 지나 장치의 M방향으로 직물(114)에 의해 이동된다. 비록 필요치 않지만, 흡인 롤에 도착하기 전에, 전형적 또는 명목상의 20g/㎡ 웹 운전에서 약 15%와 약 25% 사이의 굳기 레벨을 성취하기 위해 상기 웹(112)이 가지고 있을 충분한 습기는 웹(112)으로부터 제거되어진다. 이는 약 -0.4에서 약 -0.6바의 바람직한 운전 레벨을 가지는 약 -0.2 내지 약 -0.8바 진공의 박스(미도시)에서 진공에 의해 성취될 수 있다.
섬유성 웹(112)이 장치의 M방향으로 진행함에 따라, 그것은 탈수 직물(120)과 만나게 된다. 탈수 직물(120)은 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 또한 흡인 롤(118) 둘레로 안내되는 무한 순환 벨트일 수 있다. 상기 웹(112)은 그런 다음 직 물(114)과 탈수 직물(120) 사이로 진공 롤(118)을 향해 진행한다. 진공 롤(118)은 장치의 M방향을 따라 회전하고 적어도 약 -0.4바의 바람직한 운전 레벨을 가지고 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공 레벨에서 작동되는 구동 롤일 수 있다. 비제한적 예시의 목적으로, 롤(118)의 진공 롤 쉘의 두께는 25㎜와 75㎜ 사이의 범위일 수 있다. 흡인 구역 Z에서 웹(112)를 통한 평균 공기흐름은 장치 폭의 미터당 약 150㎥/분이 될 수 있다. 직물(114)과 웹(112) 및 탈수 직물(120)은 진공 롤(118)과 투과성 벨트(134)에 의해 형성된 벨트 프레스(122)를 통해 안내된다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 투과성 벨트(134)는 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 벨트 프레스(122)를 형성하도록 진공 롤(118)에 대해 가압하는 단일 무한순환 벨트이다. 벨트(134)의 장력을 제어 및/또는 조절하기 위해, 장력 조절 롤(TAR)이 안내 롤들 중의 하나로서 제공된다.
진공 존 Z의 원주길이는 약 200㎜와 약 2500㎜ 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 800㎜와 약 1800㎜ 사이, 더 바람직하게는 약 1200㎜와 1600㎜ 사이이다. 상기 웹(112)에서 진공 롤(118)을 떠나는 굳기는 진공 존 Z의 길이와 진공 존 Z에서 웹(112)이 체재하는 시간뿐만 아니라 진공 압력과 투과성 벨트의 장력에 의존하여 약 25%와 약 55% 사이에서 변할 것이다. 진공 존 Z에서 웹(112)이 체재하는 시간은 약 25%에서 약 55% 사이의 굳기 범위의 결과를 가져오기에 충분하다.
도 12에 나타낸 프레스 시스템은 적어도 하나의 상부 또는 제1투과성 벨트 또는 직물(114), 적어도 하나의 하부 또는 제2벨트 또는 직물(120) 및 그 사이에 배치된 페이퍼 웹(112)을 활용하고, 그것에 의해 패키지를 형성하고, 이 패키지는 롤(118)과 투과성 벨트(134)에 의해 형성된 벨트 프레스(122)를 통해 이끌어질 수 있다. 압력 생성 요소(134)의 제1표면은 적어도 하나의 상부 직물(114)과 접촉한다. 지지구조(118)의 제2표면은 투과성인 적어도 하나의 하부 직물(120)과 접촉한다. 제1표면과 제2표면 사이에 적어도 하나의 상부 및 하부 직물과 그들 사이의 페이퍼 웹의 패키지에 작용하는 차등의 압력장이 제공된다. 이 시스템에서, 상기 패키지 상에 그러므로 상기 페이퍼 웹(112) 상에 기계적 압력이 생성된다. 이 기계적 압력은 웹(112)에서 예정된 수압을 발생시키고, 이에 의해 함유된 물은 배출된다. 상기 상부 직물(114)은 하부 직물(120)보다 큰 거칠기 및/또는 압축률을 가진다. 적어도 하나의 상부 직물(114), 적어도 하나의 하부 직물(120) 및 그들 사이의 페이퍼 웹(112)의 패키지를 통해 적어도 하나의 상부 직물(114)로부터 적어도 하나의 하부 직물(120)의 방향으로 공기흐름이 발생된다.
상기 상부 직물(114)은 투과성 및/또는 소위 말하는 "구조화된 직물"이 될 수 있다. 비제한적 예시의 목적으로, 상기 상부 직물(114)은, 예를 들면, TAD 직물이다. 상기 후드(124)는 또한 습기가 있는 또는 건조한 웹의 횡단면 모양에 영향을 주기 위한 단면 구조 또는 설계를 가지는 스팀박스로 대체될 수 있다.
도 13을 참조하면, 하부 직물(120)은 투과성 기초 직물(BF: base fabric)과 폴리우레탄과 같은 중합체로 만들어지고 거기에 부착된 격자구조(LG: lattice grid)를 구비하는 막 또는 직물일 수 있다. 상기 직물(120)의 격자구조(LG) 면은 흡인 롤(118)과 접촉될 수 있고 그 반대측 면은 상기 페이퍼 웹(112)과 접촉될 수 있다. 상기 격자구조(LG)는, 예를 들면, 사출성형(extrusion) 기술 또는 스크린 인 쇄 기술과 같은 다양한 알려진 기술의 활용에 의해 기초 직물(BF) 상에 부착되거나 배치될 수 있다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 격자구조(LG)는 또한 장치 방향 실들(MDY: machine direction yarns)과 횡 방향 실들(CDY: cross-direction yarns)에 대해 어떤 각도를 가지는 방향으로 향할 수 있다. 비록 이 방향이 격자구조(LG)의 어떤 부분도 장치 방향 실들(MDY)과 정렬되지 않도록 하지만, 도 14에 나타낸 다른 방향들은 또한 활용될 수 있다. 비록, 격자구조(LG)는 일정한 격자 패턴을 가지는 것으로 보여지지만, 이 패턴은 또한 적어도 부분적으로 비연속적으로 및/또는 비대칭적으로 될 수 있다. 또한, 격자 구조의 연결부들 사이의 물질은 도 13에 나타낸 바와 같이 실질적으로 직선으로 되기보다는 우회의 경로를 취할 수 있다. 격자구조(LG)는 또한 그 자체의 접착특성들에 의해 기초 직물(BF)에 스스로 부착하는 중합체 또는 구체적으로 폴리우레탄과 같은 합성의 것으로 만들어질 수 있다. 폴리우레탄의 격자구조(LG) 만들기는 양호한 마찰 특성들을 주고, 그래서 진공 롤(118)에 대해 격자를 잘 안착시킨다. 이는 수직방향의 공기흐름을 강제하고 어떠한 "x, y 평면" 누설도 제거한다. 한번 물이 격자구조(LG)를 통과하면 어떠한 역배출 젖음도 방지하기에 공기의 속도는 충분하다. 부가적으로, 격자구조(LG)는 약 35 cfm 또는 그보다 작은, 바람직하게는 약 25 cfm의 공기 투과성을 가지는 구멍 뚫린 얇은 소수성의 필름일 수 있다. 격자구조(LG)의 기공들 또는 구멍들은 약 15미크론일 수 있다. 그래서 격자구조(LG)는 역배출 젖음을 방지하도록 높은 속도의 양호한 수직 공기흐름을 제공한다. 이러한 직물(120)을 이용해 직물 패턴들에 독립적인 표면을 형성하거나 만드는 것이 가능하다.
도 14를 참조하면, 하부 탈수 직물(120)은 진공 롤(118)에 접촉하는 측면을 가질 수 있고, 또한 침투성 기초 직물(BF)과 격자구조(LG)를 구비한다는 것을 알 수 있다. 상기 기초 직물(BF)은 소위 말하는 "역배출 젖음 방지층(anti-rewet layer)"을 형성하도록 격자구조(LG)에 부착되는, 장치 방향의 다중섬유실들(MDY: multifilament yerns)(이는 또한 동일하거나 다른 중합체 물질로 된 단일 또는 비틀린 단일의 실들 또는 다중섬유와 비틀린 단일 섬유 및 비틀리지 않은 실들의 조합들이 될 수 있다)과 횡방향 다중섬유실들(CDY: cross-direction multifilament yarns)(이는 또한 동일하거나 다른 중합체 물질로 된 단일 또는 비틀린 단일의 실들 또는 다중섬유와 비틀린 단일 섬유 및 비틀리지 않은 실들의 조합들이 될 수 있다)을 구비한다. 상기 격자구조는 도 13에 그려진 격자구조에서와 같은 탄성중합체 물질 등의 복합 물질로 만들어질 수 있다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 격자구조(LG)는 실들 둘레에 형성된 탄성중합체 물질(EM: elastomeric material)을 가지는 장치방향 실들(GMDY)를 그 자체에 구비할 수 있다. 이 격자구조(LG)는 탄성중합체 물질(EM)과 장치방향 실들(GMDY) 상에 형성된 복합 격자 매트일 수 있다. 이와 관련하여, 격자 장치방향 실들(GMDY)은 탄성중합체 물질(EM)이 도 14의 격자에 나타낸 바와 같은 패턴속으로 다시 흘러들어가도록 재가열하는 데 사용되는 몰드에 실질적으로 평행한 열들에 놓여지기 전에 탄성중합체 물질(EM)로 미리 피복될 수 있다. 부가적 탄성중합체 물질(EM)은 또한 몰드 속으로 넣어질 수 있다. 상기 격자구조(LG)는, 복합층을 형성하도록, 투과성 기초 직물(BF)에 대한 상기 격자(LG)의 적층, 투과성 기초 직물(BF)에 대해 특정위치에 고정되도록 탄성중합체 피복 실의 용융을 포함하는 많은 기법들 중 하나에 의해 또는 투과성 기초 직물(BF)에 대한 상기 격자(LG)의 재-용융에 의해 기초직물(BF)에 연결된다. 또한, 격자(LG)를 투과성 기초 직물(BF)에 부착하기 위해 접착제가 활용될 수 있다. 복합층(LG)은 "x, y 평면"누출을 방지하고 역배출 젖음(rewet)을 방지하기 위한 수직의 공기흐름을 허용하도록 진공 롤(118)에 대해 잘 밀봉되어야 한다. 이러한 직물로써, 직포 패턴들(weave patterns)에 독립적인 표면구조를 형성 또는 만드는 것이 가능하다.
도 13과 14에 나타낸 벨트(120)는 또한 도 1의 장치에 나타낸 벨트(20)의 위치에 사용될 수 있다.
도 15는 프레스에서 한 가능한 배치의 확대도를 나타낸 것이다. 흡인 지지표면(SS)은 직물들(120, 114, 134) 및 웹(112)을 지지하도록 작용한다. 지지표면(SS)은 흡인 개구(SO)들을 가진다. 흡인 개구(SO)들은 보다 많은 흡인 공기를 제공하도록 입구측에서 모서리를 죽일 수 있다. 지지표면(SS)은, 예를 들어, 도 16에 나타낸 형태의 흡인 박스를 사용하는 흡인 장치의 케이스에서 대략적으로 평탄할 수 있다. 바람직하게, 흡인 표면(SS)은 움직이는 곡선의 롤 벨트이거나 흡인 롤(118)의 재킷이다. 이 경우, 벨트(134)는 여기에서 이미 기술된 형태의 인장되는 나선의 링크 벨트일 수 있다. 벨트(114)는 구조화된 직물일 수 있고, 벨트(120)는 위에서 기술된 형태의 탈수 펠트일 수 있다. 이러한 배치에서, 습기 있는 공기는 벨트(134) 위로부터 끌어들여져 벨트(114), 웹(112) 및 벨트(120)을 통과하고 마지막으로 개구(SO)를 통과하여 흡인 롤(118) 속으로 들어간다. 도 16에 나타낸 다른 가능성은 흡인 표면(SS)에 움직이는 곡선의 롤 벨트 또는 흡인 롤(118)의 자켓이 되는 것을 제공하고 벨트(114)에 연속체들 막(spectra membrane)이 되는 것을 제공한다는 것이다. 이 경우, 벨트(134)는 여기에서 이미 기술된 형태의 인장되는 나선형 링크 벨트가 될 수 있다. 벨트(120)는 위에서 기술된 형태의 탈수 벨트일 수 있다. 이 배치에서, 또한 습기가 있는 공기는 벨트(134) 위로부터 벨트(114), 웹(112) 및 벨트(120)를 통과하고, 그리고 마지막으로 개구들(SO)을 통과하고 흡인 롤(118) 속으로 끌어들여진다.
도 17은 웹(112)이 건조되는 다른 방법을 도시하고 있다. 이 경우, 투과성 지지 직물(SF)(직물들 20 또는 120과 유사할 수 있음)은 흡인 박스(SB) 위로 이동한다. 이 흡인 박스(SB)는 벨트(SF)의 저면에 대해 봉인(S)들로 밀봉되어 있다. 지지벨트(114)는 TAD 직물의 형태를 가지며, 벨트(PF), 그 안에 배치된 가압장치(PD), 지지벨트(SF) 및 정지 흡인 박스(SB)에 의해 형성된 프레스 속으로 웹(112)을 이동시킨다. 순환 압력 벨트(PF)는 여기에서 이미 기술된 인장된 나선형 링크 벨트일 수 있고 그리고/또는 도 18과 19에 도시된 형태의 것일 수 있다. 상기 순환 압력 벨트(PF)는 또한 선택적으로 홈 벨트(groove belt)일 수 있고, 그리고/또는 투과성일 수 있다. 이 배치에서, 가압장치(PD)는 벨트(SF)에 대해 가압력(PF)으로 벨트(PF)를 가압하고, 그 동안 흡인박스(SB)는 벨트(SF), 웹(112) 및 벨트(114)에 진공을 작용시킨다. 가압하는 동안, 습기 있는 공기는 적어도 벨트(114), 웹(112) 및 벨트(SF)로부터 끌어들여져서 마지막으로 흡인 박스(SB)속으로 들어갈 수 있다.
그래서 상부 직물(114)은 웹(112)을 프레스 및/또는 프레스 시스템 쪽으로 그리고 프레스 및/또는 프레스 시스템으로부터 이동시킬 수 있다. 웹(112)은 상부 직물(114)의 3차원 구조 안에 놓여질 수 있고, 그러므로 웹(112)이 뜨지 않고 또한 높은 부피를 가지는 웹을 만드는 3차원 구조를 가진다. 하부 직물(120)은 또는 투과성이다. 하부 직물(120)의 설계는 물을 저장할 수 있도록 만들어질 수 있다. 하부 직물(120)은 또한 매끈한 표면을 가진다. 하부 직물(120)은 바람직하게 솜층을 가지는 펠트이다. 하부 직물(120)의 솜 섬유들의 직경은 약 11 dtex와 같거나 작을 수 있고, 바람직하게 약 4.2 dtex와 같거나 그보다 작을 수 있고, 또는 더 바람직하게 약 3.3 dtex와 같거나 그보다 작다. 솜 섬유들은 혼합 섬유들일 수 있다. 하부 섬유(120)는 적어도 약 67 dtex부터의 섬유들을 가지는 벡터층을 함유할 수 있고, 또한 적어도 약 100 dtex, 적어도 약 140 dtex, 또는 더 높은 수의 dtex와 같은 횡 섬유들을 함유할 수 있다. 이는 양호한 물 흡수성을 위해 중요하다. 하부 직물(120)의 솜층의 젖은 표면 및/또는 하부 직물(120) 그 자체의 젖은 표면은 약 35 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있고, 바람직하게 약 65 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 100 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 그보다 클 수 있다. 하부 직물(120)의 특정한 표면은 약 0.04 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 커야하고, 바람직하게 약 0.065 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 0.075 ㎡/g펠트무게와 같거나 그보다 클 수 있다. 이는 좋은 흡수성을 위해 중요하다.
상부 직물(114)의 압축률(mm/N의 힘에 의한 두께 변화)은 하부 직물(120)의 그것보다 낮다. 이는 상부 벨트(114)가 딱딱한 구조인 것을 보장하여, 웹(112)의 3 차원 구조를 유지하기 위해 중요하다.
하부 직물(120)의 탄성을 고려되어야 한다. 하부 직물(120)의 밀도는 약 0.4 g/㎤와 같거나 그보다 커야 하고, 바람직하게 약 0.5 g/㎤와 같거나 그보다 커야 하고, 이상적으로 약 0.53 g/㎤와 같거나 그보다 크다. 이는 1200 m/분 보다 큰 웹의 속도에서 장점이 될 수 있다. 감소된 펠트 부피는 공기흐름에 의해 펠트(120)로부터 물을 제거하기 쉽게, 즉 펠트(120)를 통해 물을 취하기가 쉽게 만든다. 그러므로 탈수효과는 더 작아진다. 하부 직물(120)의 투과성은 약 80 cfm 보다, 바람직하게 40 cfm 보다 낮을 수 있고, 이상적으로 25 cfm과 같거나 그 보다 낮을 수 있다. 감소된 투과성은 공기흐름에 의해 펠트(120)로부터 물을 제거하기 쉽게, 즉 펠트(120)를 통해 물을 취하기가 쉽게 만든다. 그 결과, 역배출 젖음(re-wetting) 효과는 작아진다. 그러나 너무 높은 투과성은 너무 높은 공기흐름, 주어진 진공 펌프에 대한 낮은 진공 레벨 및 너무 많이 개방된 구조 때문에 낮은 펠트의 탈수를 이끈다.
상기 지지구조의 제2표면 즉, 상기 벨트(120)를 지지하는 표면은 평탄 및/또는 평면일 수 있다. 이와 관련하여, 지지구조(SF)의 제2표면은 평탄한 흡인박스(SB)에 의해 형성될 수 있다. 지지구조(SF)의 제2표면은 또한 바람직하게 곡면일 수 있다. 예를 들면, 지지구조(SF)의 제2표면은 흡인 롤(118) 또는 직경이 예를 들어, 약 1 m인 실린더 상에 또는 그 위로 지나도록 할 수 있다. 흡인 장치 또는 실린더(118)는 적어도 하나의 흡인 구역 Z를 포함할 수 있다. 이는 또한 도 20에 나타낸 바와 같이 두 흡인 구역들 Z1과 Z2를 포함할 수 있다. 흡인 실린더(218)는 또 한 흡인 아크(suction arc)를 가지는 적어도 하나의 흡인 박스를 구비할 수 있다. 적어도 하나의 기계적 압력 영역이 적어도 하나의 압력 필드(즉, 벨트의 인장에 의한)에 의해 또는 예를 들면 가압 요소에 의한 제1표면을 통해 생성될 수 있다. 제1표면은 불투과성의 벨트(134)일 수 있지만, 제1직물(114)을 향해 개방된 표면, 예를 들면, 홈 또는 잘 보이지 않는 구멍과 홈형성 개방 표면을 가질 수 있고, 그래서 공기는 바깥으로부터 흡인 아크 속으로 흐를 수 있다. 제1표면은 투과성 벨트(134)일 수 있다. 상기 벨트는 적어도 약 25%의, 바람직하게는 약 35%보다 큰, 가장 바람직하게는 약 50%보다 큰 열린 영역을 가질 수 있다. 상기 벨트(134)는 적어도 약 10%, 적어도 약 25%의 접촉면적을 가질 수 있고, 바람직하게는 좋은 가압 접촉을 가지기 위해 약 50%와 약 85% 사이의 접촉 면적을 가질 수 있다.
도 20은 섬유성 웹(212)의 처리를 위한 다른 진보된 탈수 시스템(210)을 보여준다. 이 탈수 시스템(210)은 상부 직물(214), 진공 롤(218), 탈수 직물(220) 및 벨트 프레스 장치(222)를 구비한다. 도시되지 않은 다른 선택적 특징들은, 도 1과 12에 나타낸 바와 같은, 후드(뜨거운 공기 후드 또는 스팀박스일 수 있음), 하나 또는 그보다 많은 율 박스들, 하나 또는 그보다 많은 샤워 유닛들, 하나 또는 그보다 많은 받침 접시 및 하나 또는 그보다 많은 히터 유닛들을 포함한다. 섬유성 물질 웹(212)은 도 20에 나타낸 바와 같이 일반적으로 오른쪽으로부터 시스템(210)으로 들어간다. 상기 섬유성 웹(212)은 직물(214) 상에 배치된 미리 형성된 웹(즉, 도시되지 않은 장치에 의해 미리 형성된)이다. 도 1의 경우에서와 같이, 흡인 장치(도시되지 않았지만 도 1의 장치(16)와 유사)는 웹(212)의 일 측면에 대해 흡인 을 제공할 수 있고, 게다가 흡인 롤(218)은 웹(212)의 반대면에 대해 흡인을 제공한다.
섬유성 웹(212)은 TAD 직물일 수 있는 직물(214)에 의해 하나 또는 그보다 많은 가이드 롤들을 지나서 장치의 M방향으로 이동된다. 비록 필요치 않지만, 흡인 롤(218)에 도착하기 전에, 전형적 또는 명칭상의 20g/㎡ 웹 운전에서 약 15%와 약 25% 사이의 굳기 레벨을 성취하기 위해 상기 웹(212)이 가지고 있을 충분한 습기는 웹(212)으로부터 제거되어진다. 이는 약 -0.4에서 약 -0.6바의 바람직한 운전 레벨을 가지는 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공의 박스(미도시)에서 진공에 의해 성취될 수 있다.
섬유성 웹(212)이 장치의 M방향을 따라 나아감에 따라, 탈수 직물(220)과 접촉된다. 탈수 직물(220)(여기에 기술된 어떤 형태의 것이라도 될 수 있음)은 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 또한 흡인 롤(218) 둘레로 안내되는 무한 순환 벨트일 수 있다. 상기 웹(212)은 그런 다음 직물(214)과 탈수 직물(220) 사이로 진공 롤(218)을 향해 진행한다. 진공 롤(218)은 장치의 M방향을 따라 회전하고 적어도 약 -0.5바의 바람직한 운전 레벨을 가지고 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공 레벨에서 작동되는 구동 롤일 수 있다. 비제한적 예시의 목적으로, 롤(218)의 진공 롤 쉘의 두께는 25㎜와 75㎜ 사이의 범위일 수 있다. 흡인 구역 Z1과 Z2에서 웹(212)을 통한 평균 공기흐름은 장치 폭의 미터당 약 150㎥이 될 수 있다. 직물(214), 웹(212) 및 탈수 직물(220)은 진공 롤(218)과 투과성 벨트(234)에 의해 형성된 벨트 프레스(222)를 통해 안내된다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 투과성 벨 트(234)는 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 벨트 프레스(222)를 형성하도록 진공 롤(218)에 대해 가압하는 단일 무한순환 벨트이다. 벨트(234)의 장력을 제어 및/또는 조절하기 위해, 안내 롤들 중의 하나가 장력조절 롤이 될 수 있다. 이 장치는 또한 벨트(234) 안에 배치된 가압장치를 구비한다. 이 가압장치는 저널 베어링(JB), 하나 또는 그 이상의 액츄에이터(A) 및 바람직하게 구멍이 뚫린 하나 또는 그 이상의 가압 슈즈(PS)를 구비한다.
적어도 진공 구역 Z2의 원주길이는 약 200㎜와 약 2500㎜ 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 800㎜와 약 1800㎜ 사이이고, 더 바람직하게는 약 1200㎜와 1600㎜ 사이이다. 상기 웹(212)에서 진공 롤(218)을 떠나는 굳기는 진공 구역 Z2의 길이와 진공 구역 Z2에서 웹(212)이 체재하는 시간뿐만 아니라 진공 압력과 투과성 벨트(234)의 장력과 가압장치(PS/A/JB)로부터의 압력에 의존하여 약 25%와 약 55% 사이에서 변할 것이다. 진공 구역 Z2에서 웹(212)이 체재하는 시간은 약 25%에서 약 55% 사이의 굳기 범위의 결과를 가져오기에 충분하다.
도 21은 섬유성 웹(312)의 처리를 위한 또 다른 진보된 탈수 시스템(310)을 보여준다. 이 탈수 시스템(310)은 상부 직물(314), 진공 롤(318), 탈수 직물(320) 및 벨트 프레스 장치(322)를 구비한다. 도시되지 않은 다른 선택적 특징들은, 도 1과 12에 나타낸 바와 같은, 후드(뜨거운 공기 후드 또는 스팀박스일 수 있음), 하나 또는 그보다 많은 율 박스들, 하나 또는 그보다 많은 샤워 유닛들, 하나 또는 그보다 많은 받침 접시들 및 하나 또는 그보다 많은 히터 유닛들을 포함한다. 섬유성 웹(312)은 도 21에 나타낸 바와 같이 일반적으로 오른쪽으로부터 시스템(310)으 로 들어간다. 상기 섬유성 웹(312)은 직물(314) 상에 배치된 미리 형성된 웹(즉, 도시되지 않은 장치에 의해 미리 형성된)이다. 도 1의 경우에서와 같이, 흡인 장치(도시되지 않았지만 도 1의 장치(16)과 유사)는 웹(312)의 일 측면에 대해 흡인을 제공할 수 있고, 게다가 흡인 롤(318)은 웹(312)의 반대면에 대해 흡인을 제공한다.
섬유성 웹(312)은 TAD 직물일 수 있는 직물(314)에 의해 하나 또는 그보다 많은 가이드 롤들을 지나서 장치의 M방향으로 이동된다. 비록 필요치 않지만, 흡인 롤(318)에 도착하기 전에, 전형적 또는 명목상의 20g/㎡ 웹 이동에서 약 15%와 약 25% 사이의 굳기 레벨을 성취하기 위해 상기 웹(312)이 가지고 있을 충분한 습기는 웹(312)으로부터 제거되어진다. 이는 약 -0.4에서 약 -0.6바의 바람직한 운전 레벨을 가지는 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공의 박스(미도시)에서의 진공에 의해 성취될 수 있다.
섬유성 웹(312)이 장치의 M방향을 따라 나아감에 따라, 이는 탈수 직물(320)과 접촉된다. 탈수 직물(320)(여기에 기술된 어떤 형태의 것이라도 될 수 있음)은 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 또한 흡인 롤(318) 둘레로 안내되는 무한 순환 벨트일 수 있다. 상기 웹(312)은 그런 다음 직물(314)과 탈수 직물(320) 사이로 진공 롤(318)을 향해 진행한다. 진공 롤(318)은 장치의 M방향을 따라 회전하고 적어도 약 -0.5바의 바람직한 운전 레벨을 가지고 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공 레벨에서 작동되는 구동 롤일 수 있다. 비제한적 예시의 목적으로, 롤(318)의 진공 롤 쉘의 두께는 25㎜와 75㎜ 사이의 범위일 수 있다. 흡인 구역 Z1과 Z2에서 웹(312)을 통한 평균 공기흐름은 장치 폭의 미터당 약 150㎥이 될 수 있다. 직물(314), 웹(312) 및 탈수 직물(320)은 진공 롤(318)과 투과성 벨트(334)에 의해 형성된 벨트 프레스(322)를 통해 안내된다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 투과성 벨트(334)는 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 벨트 프레스(322)를 형성하도록 진공 롤(318)에 대해 가압하는 단일 무한순환 벨트이다. 벨트(334)의 장력을 제어 및/또는 조절하기 위해, 가이드 롤들 중의 하나가 장력조절 롤이 될 수 있다. 이 장치는 또한 벨트(334) 안에 배치된 가압 롤(RP)을 구비한다. 이 가압장치(RP)는 가압 롤일 수 있고 흡인 구역 Z1 전에 또는 선택적 위치(OL)에서 흡인 구역들 Z1과 Z2 사이에 배치될 수 있다.
적어도 진공 구역 Z1의 원주길이는 약 200㎜와 약 2500㎜ 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 800㎜와 약 1800㎜ 사이이고, 더 바람직하게는 약 1200㎜와 1600㎜ 사이이다. 상기 웹(312)에서 진공 롤(318)을 떠나는 굳기는 진공 구역 Z1 및 또한 Z2의 길이와 진공 구역들 Z1과 Z2에서 웹(312)이 체재하는 시간뿐만 아니라 진공 압력과 투과성 벨트(334)의 장력과 가압장치(RP)로부터의 압력에 의존하여 약 25%와 약 55% 사이에서 변할 것이다. 진공 구역들 Z1과 Z2에서 웹(312)이 체재하는 시간은 약 25%에서 약 55% 사이의 굳기 범위의 결과를 가져오기에 충분하다.
도 20과 21에 나타낸 장치는 다음의 이점들을 가진다. 매우 높은 부피의 웹(bulky web)이 필요치 않다면, 이 선택은 기계적 압력 하중을 조심스럽게 조정하는 것에 의해 건조를 그러므로 생산을 증가시키기 위해 사용될 것이다. 부드러운 제2직물(220 또는 320) 때문에, 상기 웹(212 또는 312)은 또한 적어도 부분적으로 3차원 구조(214 또는 314)의 돌출된 점들의 사이(계곡들)에서 가압된다. 상기 부가적 압력 필드는 바람직하게 흡인 영역 전(역배출 젖음 없음), 후 또는 그 사이에 배치될 수 있다. 상부 투과성 벨트(234 또는 334)는 약 30 KN/m보다 큰 장력, 바람직하게 약 60 KN/m보다 큰 장력 또는 이보다 더 높은 예를 들면 약 80 KN/m 보다 큰 장력에 저항하도록 설계된다. 이 장력을 활용하는 것에 의해, 약 0.5바, 바람직하게 약 1바 또는 이보다 더 높은, 예를 들면, 약 1.5바의 큰 압력이 생성된다. 압력 "P"는 장력"S"와 잘 알려진 방정식 p=S/R에 따른 흡인 롤(218 또는 318)의 반경 "R"에 의존한다. 상부 벨트(234 또는 334)는 또는 스테인리스 스틸 및/또는 금속 밴드일 수 있다. 상기 투과성 상부 벨트(234 또는 334)는 강화 플라스틱 또는 합성물질로 만들어질 수 있다. 그것은 또한 나선의 연결된 직물일 수 있다. 바람직하게, 상부 벨트(234 또는 334)는 제1직물(214 또는 314), 제2직물(220 또는 320)과 웹(212 또는 312) 사이에 전단력을 피하도록 설계될 수 있다. 흡인 롤(218 또는 318) 또한 구동될 수 있다. 이들의 둘 모두 독립적으로 구동될 수 있다.
상기 투과성 벨트(234 또는 334)는 압력 하중을 제공하기 위해 구멍 뚫린 슈(PS)에 의해 지지될 수 있다.
공기 흐름은 다음의 흡인 롤(118, 218 또는 318)의 흡인 박스 안의 과소 압력(underpressure)을 가지는 또는 평탄한 흡인 박스(SB)를 가지는(도 17 참조) 비기계적 압력 필드에 의해 발생될 수 있다. 공기가 공급되는, 예를 들면, 약 50℃와 약 180℃ 사이의, 바람직하게 약 120℃와 약 150℃ 사이의 또는 바람직하게 스팀과 같은 뜨거운 공기가 공급되는 후드(124)(비록 도시되지는 않았지만, 후드는 또한 도 17, 20 및 21에 나타낸 장치에 제공될 수 있다)에 의한 압력 생성 요소(134, PS, RP, 234 및 334)의 제1표면 위에서의 과압(overpressure)을 활용할 수 있다. 만약 헤드박스에서 나오는 펄프의 온도가 약 35℃보다 작다면, 위에서 기술한 바와 같은 높은 온도는 특히 중요하고 바람직하다. 이는 원료 정제가 없거나 적은 제조공정들을 위한 경우이다. 물론, 위에서 언급한 모든 또는 어떤 특징들은 유리한 프레스 장치들을 형성하기 위해 조합될 수 있다. 즉, 과소 압력 및 과압 장치/기구들 둘 모두 함께 활용될 수 있다.
후드에서의 압력은 약 0.2바보다 작을 수 있고, 바람직하게 0.1바보다 작을 수 있고, 가장 바람직하게 대략 0.05바보다 작을 수 있다. 후드에 공급된 공기 흐름은 진공 펌프들에 의한 흡인 롤(118, 218, 318)의 흡인되어 나오는 흐름 비율보다 작거나 바람직하게 같을 수 있다.
흡인 롤(118, 218 및 318)은 직물들(114, 214 또는 314 및 120, 220 또는 320)의 패키지에 의해 그리고 압력 생성 요소들, 예를 들면, 벨트(134, 234 또는 334)에 의해 부분적으로 둘러싸여질 수 있고, 그것에 의해 제2직물(예: 220)은 가장 큰 둘러싸는 아크(wrapping arc) "a2"를 가지며 보다 큰 아크 구역 Z1을 최종적으로 떠난다(도 20을 보라). 상기 웹(212)은 제1직물(214)과 함께 두 번째로 떠나고(제1아크 구역 Z2의 끝 전), 그리고 압력 생성 요소(PS/234)가 처음으로 떠난다. 압력 생성 요소(PS/234)의 아크는 흡인 구역 아크 "a2"보다 크다. 이는 낮은 건조에서 공기 흐름에 의한 탈수와 함께 기계적 탈수를 하는 것은 오직 공기흐름에 의해서만 하는 탈수보다 보다 효율적이기 때문에 중요하다. 보다 작은 흡인 아크 "a1"은 최대 건조에 도달하도록 공기 흐름을 위한 충분한 체재시간을 보장하기 위해 충분히 커야한다. 체재시간 "T"는 약 40 ms보다 커야 하고, 바람직하게는 50 ms보다 크다. 롤 직경이 약 1.2㎜이고 장치의 속도가 약 1200 m/분 인 경우, 상기 아크 "a1"은 약 76도보다 커야하고, 바람직하게는 약 95도보다 커야한다. 공식은 a1 = [체재시간 * 속도 * 360/롤의 원주]이다.
제2직물(120, 220, 320)은 탈수 동작을 개선하기 위하여 스팀 또는 넘쳐흐르는 닙 샤워에 추가되는 처리수 등에 의해 가열될 수 있다. 높은 온도에서는, 펠트(120, 220, 320)를 통해 물을 획득하기가 보다 쉽다. 벨트(120, 220, 320) 또한 히터 또는 후드(예: 124)에 의해 가열될 수 있다. TAD-직물(114, 214, 314)은 특히 상기 티슈 장치의 성형기가 이중 와이어 성형기인 경우에 가열될 수 있다. 이는, 만약 그것이 초승달모양의 성형기(crescent former)라면, 상기 TAD 직물(114, 214, 314)이 성형 롤을 둘러쌀 것이고 그리고 그러므로 헤드박스에 의해 주입된 원료에 의해 가열될 것이기 때문이다.
여기에 개시된 그러한 어떠한 장치들을 사용하는 공정들의 많은 이점들이 있다. 종래의 TAD 공정에서, 웹을 약 25% 건조로 건조하기 위해 10개의 진공펌프가 필요하다. 한편, 본 발명의 진보된 탈수 시스템에서는 웹을 약 35%로 건조시키기 위해 오직 6개의 진공펌프가 필요하다. 또한, 종래의 TAD 공정에서, 웹은 바람직하게 약 60%와 약 75% 사이의 높은 건조 레벨로 건조되어야 하고, 그렇지 않으면 열등한 습기 횡단면이 생성될 것이다. 이 방식으로는 많은 에너지가 소비되고 양키식 의 후드 능력은 오직 조금 사용된다. 상기 본 발명은 첫 단계에서 상기 웹을 양호한 습기 횡단면을 가지는 약 30%에서 약 40%까지의 어떤 건조 레벨로 건조하는 것을 가능하게 한다. 제2단계에서, 건조는 본 발명에 조합된 전통적인 양키/후드(충돌포집) 건조기를 사용하여 약 90% 이상의 최종 건조도로 증가될 수 있다. 이 건조 레벨을 생성하기 위한 한 방법은 상기 양키식의 후드를 통해 건조하는 보다 효율적인 충돌포집을 구비할 수 있다.
도 22a와 22b에 나타낸 바와 같이, 벨트(BE)의 접촉 면적은 벨트를 평탄하고 딱딱한 표면 위에 배치하는 것에 의해 측정되어질 수 있다. 다이의 낮은 및/또는 얇은 양이 브러시나 래그(rag)를 이용해 벨트 표면에 배치된다. 페이퍼(PA)의 조각들은 염색된 영역 위에 배치된다. 쇼어 경도 70A를 가지는 고무 스탬프(RS)가 상기 페이퍼 위에 배치된다. 90 Kg 하중(L)이 스탬프에 가해진다. 이 로드는 약 90 KPa의 특정 압력(SP)를 생성한다.
2004년 1월 30일 출원된 미국 특허출원 10/768,485의 전체 개시내용은 그 전체를 참조하는 것에 의해 여기에 설명적으로 통합된다. 게다가 이 출원은 또한 인용하는 것에 의해 Ademar LIPPI ALVES FERNANDES 등의 "아트모스 시스템을 위한 고장력 투과성 벨트 및 상기 투과성 벨트를 이용한 페이퍼 장치의 가압 단면"의 명칭으로 2006년 3월 14일 출원된 미국 특허출원번호 11/276,789와 Jeffrey HERMAN 등의 "진보된 탈수 시스템"의 명칭으로 2004년 10월 26일 출원된 미국 특허출원번호 10/972,408 및 Jeffrey HERMAN 등의 "가압 단면 및 페이퍼 장치에서의 투과성 벨트"의 명칭으로 2004년 10월 26일 출원된 미국 특허출원번호 10/972,431의 전체 개 시내용을 설명적으로 통합한다.
지금 도 24에 나타낸 실시예를 참조하면, 여기에는 섬유성 웹(412)을 처리하기 위한 시스템(400), 예를 들면, 양수인의 ATMOS 시스템이 도시되어 있다. 이 시스템(400)은 성형 롤(403), 내부 몰딩 직물(414) 및 외부 성형 직물(402)에 의해 형성된 성형 영역 속으로 현탁액(suspension)을 공급하는 헤드박스(401)를 활용한다. 형성된 웹(412)은 직물(414) 상에 존재하고 바깥 성형 직물(402)은 웹(412)으로부터 분리된다. 이 시스템(400)은 또한 흡인 박스(416), 진공 롤(418), 탈수 직물(420), 벨트 프레스 장치(422), 후드(424)(뜨거운 공기 후드일 수 있음), 픽업 흡인 박스(426), 율 박스(428), 하나 또는 그 이상의 샤워 유닛(430a-430d, 431 및 435a-435c), 하나 또는 그 이상의 받침 접시(432), 양키 롤(436) 및 후드(437)을 활용한다. 도 24로부터 명백하듯이, 흡인장치(416)는 웹(412)의 일 측면으로 흡인을 제공하고, 한편 흡인 롤(418)은 상기 웹(412)의 반대 측면으로 흡인을 제공한다.
섬유성 웹(412)은 성형 직물(414)에 의해 흡인 박스(416)를 지나 장치의 M방향으로 이동된다. 진공 박스(416)에서, 전형적 또는 명목상의 20 g/㎡의 웹 이동에서 대략 15%와 대략 25% 사이의 굳기 레벨을 성취하기 위해 웹(412)으로부터 충분한 습기가 제거된다. 박스(416)에서 진공은 약 -0.2바에서 약 -0.8바 진공 사이로 제공되고, 약 -0.4바에서 약 -0.6바 사이의 바람직한 운전 레벨을 가진다. 섬유성 웹(412)은 장치 방향 M을 따라 나아감에 따라, 탈수 직물(420)과 접촉하게 된다. 탈수 직물(420)은 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되고 그리고 또한 흡인 롤(418) 둘레로 안내되는 무한 순환 벨트일 수 있다. 직물(420)의 장력은 조절 가이드 롤(433)에 의해 조절되어질 수 있다. 탈수 벨트(420)는 여기의 도 13 또는 14에서 나타내고 기술된 형태의 탈수 직물일 수 있다. 이 탈수 직물(420)은 또한 바람직하게 펠트일 수 있다. 상기 웹(412)은 직물(414)과 탈수 직물(420) 사이로 진공 롤(418)을 향해 나아간다. 진공 롤(418)은 장치의 M방향을 따라 회전하고 적어도 약 -0.4바의 바람직한 운전 레벨을 가지고, 약 -0.6바의 가장 바람직한 운전 가지며, 약 -0.2바에서 약 -0.8바 사이의 진공 레벨에서 작동될 수 있다. 비제한적 예시의 목적으로, 롤(418)의 진공 롤 쉘의 두께는 25㎜와 75㎜ 사이의 범위일 수 있다. 흡인 구역 Z의 영역에서 웹(412)을 통한 평균 공기흐름은 장치 폭의 미터당 약 150㎥/분이 될 수 있다. 성형 직물(414), 웹(412) 및 탈수 직물(420)은 진공 롤(418)과 투과성 벨트(434)에 의해 형성된 벨트 프레스(422)를 통해 안내된다. 도 24에 나타낸 바와 같이, 투과성 벨트(434)는 복수의 가이드 롤들에 의해 안내되며 벨트 프레스(422)를 형성하도록 진공 롤(418)에 대해 가압하는 단일 무한순환 벨트이다.
아래에서 자세히 기술되는 상부 성형 직물(414)은 웹(412)을 벨트 시스템(422)으로 그리고 벨트 시스템(422)으로부터 이송하는, 그리고 성형 롤(403)로부터 하나 또는 그보다 많은 크레이핑 장치(creping device, 432)들 뿐만 아니라 양키 실린더(436), 후드(437), 하나 또는 그보다 많은 코팅 샤워기(431)들을 포함하는 최종 건조장치까지 이송하는 무한 순환 직물이다. 상기 웹(412)은 상부 직물(414)의 3차원 구조 안에 놓이고, 그러므로 웹(412)은 또한 편평하지 않고 높은 벌키 웹을 생성하는 3차원 구조를 가진다. 하부 직물(420)은 또한 투과성이다. 하부 직물(420)의 설계는 물을 저장할 수 있도록 만들어진다. 하부 직물(420)은 또한 매끈한 표면을 가진다. 하부 직물(420)은 바람직하게 솜층을 가지는 펠트이다. 하부 직물(420)의 솜 섬유들의 직경은 약 11 dtex와 같거나 작고, 그리고 바람직하게 약 4.2 dtex와 같거나 작을 수 있고, 또는 더 바람직하게 약 3.3 dtex와 같거나 그보다 작을 수 있다. 솜 섬유들은 혼합 섬유들일 수 있다. 하부 섬유(420)는 적어도 약 67 dtex부터의 섬유들을 가지는 벡터층을 함유할 수 있고, 또한 예를 들면, 약 100 dtex, 약 140 dtex, 또는 더 높은 수의 dtex와 같은 횡 섬유들을 함유할 수 있다. 이는 양호한 물 흡수성을 위해 중요하다. 하부 직물(420)의 솜층의 젖은 표면 및/또는 하부 직물(420) 그 자체의 젖은 표면은 약 35 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 클 수 있고, 바람직하게 약 65 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 100 ㎡/㎡펠트면적과 같거나 클 수 있다. 하부 직물(420)의 특정한 표면은 약 0.04 ㎡/g펠트무게와 같거나 커야하고, 바람직하게 약 0.065 ㎡/g펠트무게와 같거나 클 수 있고, 가장 바람직하게 약 0.075 ㎡/g펠트무게와 같거나 클 수 있다. 이는 좋은 물 흡수성을 위해 중요하다. 압축률을 위한 값으로서, 동 강성(dynamic stiffness) K*[N/㎜]은 100,000 N/㎜ 보다 작거나 같다면 받아들여질 수 있고, 바람직한 압축률은 90,000 N/㎜보다 작거나 같고, 가장 바람직하게는 상기 압축률은 70,000 N/㎜보다 작거나 같은 것이다. 상기 하부 직물(420)의 압축률(N/㎜의 힘에 의한 두께 변화)은 고려되어야만 한다. 이는 상기 웹을 효율적으로 높은 건조 레벨 로 탈수시키기 위해 중요하다. 딱딱한 표면은 상부 직물의 구조화된 표면의 돌출 점들 사이의 상기 웹(412)을 가압하지 못한다. 한편, 상기 펠트는 부피와 물을 보유하는 능력이 떨어지는 것을 피하기 위해 3차원 구조로 너무 깊게 가압되지 않아야 한다.
투과성 벨트(434)는 높은 운전 장력, 높은 압력, 열, 수분 집중에 견딜 수 있고 종이를 만드는 공정에서 요구되는 높은 수준의 물제거를 성취할 수 있는 단층 또는 다층의 직조직물일 수 있다. 상기 직물(434)은 바람직하게 높은 폭 안정성을 가져야 하고, 높은 운전 장력들, 예를 들면, 약 20 KN/m와 약 100 KN/m 사이, 바람직하게는 20 KN/m 이상에서, 그리고 약 60 KN/m 이하에서 운전할 수 있어야 한다. 상기 직물(434)은 또한 바람직하게 적당한 높은 투과성을 가져야 하고, 가수분해 및/또는 온도 저항 물질로 만들어질 수 있다. 도 24로부터 명백하듯이, 투과성 고장력 벨트(434)는 구조 형성 또는 몰딩 벨트(414)와 탈수 벨트(420)를 구비하는 "샌드위치" 구조의 부분을 형성한다. 이들 벨트들(414 및 420)은, 그 사이에 배치되는 웹(412)을 가지며, 회전 롤(418) 위로 배치된 고장력 벨트(434)를 구비하는 가압장치(422)에서 압력을 받는다. 다른 실시예에서, 상기 벨트 프레스는 도 17에 나타낸 즉, 정적 연장 탈수 닙 형태의 장치에 사용된다.
도 24로 돌아가 이를 참조하면, 벨트 프레스(422)와 롤(418)에 의해 형성된 닙은 약 30도 180도 사이의 포위각을 가질 수 있고, 바람직하게 약 50도에서 약 140도 사이의 포위각을 가질 수 있다. 비제한적 예시의 목적으로, 닙 길이는 약 800 ㎜에서 약 2500 ㎜ 사이일 수 있고, 바람직하게 약 1200 ㎜에서 약 1500 ㎜ 사이가 될 수 있다. 또한 비제한적 예시의 목적으로, 흡인 롤(418)의 직경은 약 1000 ㎜와 2500 ㎜ 사이이거나 그보다 클 수 있고, 바람직하게 약 1400 ㎜와 약 1700 ㎜ 사이일 수 있다.
적당한 탈수를 가능하게 하기 위해, 단일 또는 다층 직물(434)은 바람직하게 약 100 cfm과 약 1200 cfm 사이, 가장 바람직하게는 약 300 cfm과 약 800 cfm 사이의 투과율 값을 가진다. 상기 닙은 또한 바람직하게 약 50도와 130도 사이의 포위각을 가질 수 있다. 단일 층 또는 다층 직물 또는 투과성 벨트(434)는 미리 형성된(즉, 미리 연결된 또는 이어 맞춘 벨트) 무한 직조 벨트일 수 있다. 선택적으로, 상기 벨트(434)는 핀 이어맞추기(pin-seam)를 통해 양 끝이 연결되거나 그 대신 상기 장치상에서 이어맞추기 된 직조 벨트(woven belt)일 수 있다. 단일 층 또는 다층 직물 또는 투과성 벨트(434)는 또한 압력 또는 장력이 작용되지 않을 때, 바람직하게 약 5%와 약 70% 사이페이퍼 표면 접촉 면적을 가진다. 벨트의 접촉 표면은 벨트에 샌딩(sanding)이나 그라인딩(grinding)을 하여 변경되도록 하여서는 안된다. 비제한적 예시의 목적으로, 벨트(434)는 약 10%와 약 85% 사이의 높은 열린 면적을 가져야 한다. 단일 층 또는 다층 직물 또는 투과성 벨트(434)는 또한 약 5 yarns/㎝와 약 60 yarns/㎝ 사이, 바람직하게는 약 8 yarns/㎝와 약 20 yarns/㎝ 사이, 그리고 가장 바람직하게는 약 10 yarns/㎝와 약 15 yarns/㎝ 사이의 페이퍼 표면 날실 수(warp count)를 가지는 직조 벨트일 수 있다. 게다가, 직조 벨트(434)는 약 5 yarns/㎝와 약 60 yarns/㎝ 사이, 바람직하게는 약 8 yarns/㎝와 약 20 yarns/㎝ 사이, 그리고 가장 바람직하게는 약 11 yarns/㎝와 약 14 yarns/㎝ 사이의 페이퍼 표면 씨실 수(weft count)를 가지는 직조 벨트일 수 있다.
ATMOS 종이만들기 공정에서 생성되는 높은 습기와 열 때문에, 직조 단일층 또는 다층 직물 또는 투과성 벨트(434)는 하나 또는 그보다 많은 열가소성 및/또는 열 저항물질로 만들어질 수 있다. 하나 또는 그보다 많은 가수분해 저항물질은 바람직하게 PET 모노필라멘트일 수 있고, 이상적으로는 건조기 및 TAD 직물들과 정상적으로 연합하는 본질적인 점성 값, 즉, 0.72 IV와 1.0 IV 사이의 범위를 갖는다. 이 물질들은 카르복실기 엔드 그룹(carboxyl end group) 등과 동등한 것을 포함하는 적당한 "안정 패키지"를 가질 수 있다. 가수분해 저항성을 고려할 때, 가수분해를 촉진하는 산성의 그룹들로서 상기 카르복실 엔드 그룹과 동등한 것, 역시 가수분해 비율을 증가시키는 잉여의 DEG 또는 디-에칠렌 글리콜(di-ethylene glycol) 들을 고려하여야 한다. 이들 요소들은 사용되어야할 수지들을 전형적 PET 병 수지들로부터 분리한다. 가수분해를 위해, 카르복실기와 동등한 것은 12로 시작하는 것보다 가능한 낮거나 12보다 작아야 한다. DEG 레벨로서, 0.75%보다 작은 것이 바람직하게 사용된다. 카르복실기 엔드 그룹들의 이 낮은 레벨에서조차, 엔드 캡핑제(end capping agent)가 첨가되어야 하는 것이 필수적이다. 처리의 마지막에 자유 카르복실기가 없는 것을 보장하기 위해 압출동안 카보디이미드(carbodiimide)가 사용되어야 한다. 상기 엔드 그룹들을 덮어씌우는 데 사용될 수 있는 것으로 에폭시들, 오르토-에스테르(ortho-esters) 및 이소시안염과 같은 다양한 화학적 종류들이 있지만, 실제로, 단위체와 중합체 카보디이민드들(polymeric carbodiimindes)을 가지는 단위체의 조합들이 가장 좋고 가장 많이 사용된다. 바람직하게, 모든 엔드 그 룹들은 자유 카르복실기 엔드 그룹들이 없도록 앞에서 언급된 종류들로부터 선택될 수 있는 엔드 캡핑제에 의해 덮어씌워진다.
PPS는 열저항 물질로 사용될 수 있다. PEN, PBT, PEEK 및 PA와 같은 다른 단일 중합체 물질들 또한 안정성, 청결성 및 수명의 개선을 위해 사용되어질 수 있다. 혼성중합체 실들뿐만 아니라, 단일 중합체 실들 모두 사용될 수 있다. 고장력 벨트(434)를 위해 사용되는 물질은 반드시 모노필라멘트(monofilament)로부터 만들어질 필요는 없고, 코어 및 덮개(sheath)를 포함하는 멀티필라멘트(multifilament)로도 만들어질 수 있다. 비-플라스틱 물질들과 많은 다른 물질들, 예를 들면 금속 물질들이 또한 사용될 수 있다.
투과성 벨트는 단일 물질로만 만들어질 필요는 없고, 둘, 셋 또는 그보다 많은 물질들로 만들어질 수 있다. 즉, 투과성 벨트는 복합 벨트가 될 수 있다.
투과성 벨트(434)는 또한 외부층, 코팅 및/또는 증착에 의해 적용된 및/또는 처리동안 횡연결(cross linked)될 수 있는 중합체 물질인 처리층을 가지도록 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 코팅은 직물의 안정성, 오염 저항, 배수, 내구성, 개선된 열 및/또는 가수분해 저항성을 좋게 한다. 시트 풀림을 돕도록 또는 구동 하중을 감소시키기 위해 코팅이 직물 표면 장력을 감소시킨다면 그것은 또한 바람직하다. 상기 처리층 또는 코팅은 부분적으로 및/또는 이러한 특성들의 하나 또는 그보다 많이 개선하기 위해 적용되어질 수 있다.
이상적으로, 투과성 벨트(434)는 탁월한 투과성과 표면 접촉면적을 가지는 이점이 있다. 벨트의 재료들과 직포는 이러한 고려들에 비해 덜 중요하다.
이와 같은 아트모스 시스템에서, 상기 시트가 상기 양키 롤, 후드에 도달하기 전에 탈수 직물은 필요한 건조, 즉, 타월의 대해서는 약 32% 그리고 티슈에 대해서는 약 35% 또는 그보다 많은 건조도에 도달하기에 매우 효율적으로 작동해야 한다.
성형 직물(414)들의 상세들은 지금 논의될 것이다. 지금의 특허출원의 양수인 회사는 기존의 장치를 고치는 것을 허용하는 기술을 개발하였고, 그리고 또한 향상된 페이퍼 질을 가지며 가장 높은 표준으로 티슈를 만드는 새로운 장치를 개발하였다. 그러나 이러한 장치들은 다른 성형 직물들을 필요로 하고, 본 발명의 주요한 한 목표는 예를 들면, 장력 벨트에 의해 제공되는 압력을 경험하는 환경에서 적절하게 반응하도록 매우 높은 탄성 및/또는 부드러움을 가지는 그러한 직물들을 제공하는 것이다. 이러한 성형 직물들은 특히, 압력이 아트모스(ATMOS) 시스템의 장력 벨트에 의해 제공될 때 일정한 탈수를 성취할 수 있도록 매우 양호한 압력 전달 특성들을 가져야 한다. 상기 성형 직물은 또한 뜨거운 공기 불기 박스들(blow boxes)의 사용으로부터 유래되는 온도 환경들에서 잘 수행하도록 고온 안정성을 가져야 한다. 뜨거운 공기가 성형 직물 위로부터 불 때, 진공 압력이 성형 직물(또는 이를 포함하는 페이퍼 패키지)의 진공 면에 작용하고, 물과 공기의 혼합물(즉, 뜨거운 공기)이 상기 직물 및/또는 상기 직물을 포함하는 패키지를 통해 통과하도록 공기 침투율의 어떤 범위가 또한 필요하다.
상기 성형 직물(414)은, 포이트의 아트모스 페이퍼 만들기 공정에 필요한, 고압력, 열, 수분 집중들에 견딜 수 있고, 높은 물 제거 레벨을 달성할 수 있고, 페이퍼 웹의 성형 또는 돋을새김을 할 수 있다. 성형 직물(414)은 또한 폭 안정성, 적당하게 높은 투과성을 가지고 있어야 한다. 성형 직물(414)은 또한 바람직하게 가수분해 및/또는 온도 저항 물질들을 활용하야 한다.
성형 직물(414)은 적어도 두개의 다른 벨트들 및/또는 직물들을 포함하는 샌드위치 구조의 부분으로서 활용되어진다. 이들 부가의 벨트들은 고장력 벨트(434)와 탈수 벨트(420)를 포함한다. 상기 샌드위치 구조는 회전 롤(예를 들면, 418) 또는 정적 지지표면(예를 들면, 도 15-17을 보라)에 의해 형성된 연장된 닙을 통하여 압력과 장력의 작용을 받는다. 연장된 닙은 약 30도에서 약 180도 사이의, 바람직하게는 약 50도에서 130도 사이의 포위각을 가질 수 있다. 닙 길이는 약 800 ㎜와 약 2500 ㎜ 사이, 바람직하게는 약 1200 ㎜에서 약 1500 ㎜ 사이일 수 있다. 이 닙은 직경이 약 1000 ㎜와 2500 ㎜ 사이, 바람직하게 약 1400 ㎜와 1700 ㎜ 사이의 직경을 가지는 회전 흡인 롤(예를 들면, 418)에 의해 형성될 수 있다.
성형 직물(414)은 페이퍼 시트 또는 웹(412)에 형태적 패턴(topographical pattern)을 줄 수 있다. 이를 달성하기 위해, 고장력 벨트(434)를 통해 상기 성형 또는 몰딩 직물(414)에 높은 압력이 가해진다. 시트 패턴의 형태는 몰딩 벨트(414)의 상세들의 변경에 의해, 즉, 실 직경, 실 모양, 실 밀도 및 실 타입과 같은 매개변수들을 조정하는 것에 의해 조정되어질 수 있다. 다른 형태적 패턴들은 다른 표면의 직포들에 의해 시트(412)에 주어질 수 있다. 유사하게, 시트 패턴의 강도는 고장력 벨트(434)에 의해 가해지는 압력을 변경하는 것에 의해 그리고 몰딩 벨트(414)의 상세를 변경하는 것에 의해 변화될 수 있다. 시트(412)의 형태적 패턴의 성질과 강도에 영향을 미칠 수 있는 다른 요소들로는 공기 온도, 공기 속도, 공기 압력, 연장된 닙에서의 벨트 체제 시간 및 닙 길이를 포함한다.
다음은 성형 직물(414)의 비제한적 특징들 및/또는 특성들이다. 적당한 탈수를 가능하게 하기 위해, 단일층 또는 다층 직물(414)은 약 100 cfm과 약 1200 cfm 사이, 바람직하게는 약 200 cfm과 약 900 cfm 사이의 투과율 값을 가져야 하고; 다른 두 벨트들, 예를 들면, 고장력 벨트(434) 및 탈수 벨트(420)와 함께 샌드위치 구조의 한 부분을 이루는 상기 성형 벨트(414)는 회전 또는 정적 지지표면 위로 약 30도와 약 180도 사이의, 바람직하게는 약 50도와 약 130도 사이의 포위각에서 압력과 장력을 받고; 상기 성형 직물(414)은 압력과 장력이 작용하지 않는 상태에서 약 0.5%와 약 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉 면적을 가져야 하고; 상기 성형 직물(414)은 약 1.0%와 약 90% 사이의 열린 면적을 가져야 한다. 상기 성형 직물(414)은 또한 바람직하게 압력 또는 장력이 작용하지 않을 때 약 5%와 약 70% 사이의 페이퍼 표면 접촉 면적을 가질 수 있고 약 10%와 약 90% 사이의 열린 면적을 가질 수 있다.
상기 성형 직물은, 미리 연결된(pre-joined) 및/또는 연속적으로 이어 맞춘(seamed continuous) 및/또는 무한 벨트로서, ATMOS 장치(도 24를 보라)에 장착될 수 있는 바람직하게 짠 직물이다. 선택적으로, 성형 직물(414)은 예를 들면, 핀-잇기 장치(pin-seam arrangement)를 사용하여 아트모스 장치에서 연결될 수 있고, 또는 그렇지 않으면 상기 장치 상에서 이어 맞추어질 수 있다. 아트모스 종이 만들기 공정에서 생성된 높은 습기 및 열에 저항할 수 있도록, 직조의 단일 층 또는 다 층 벨트(414)는 가수분해 및/또는 열 저항물질을 활용할 수 있다. 가수분해 저항물질은 바람직하게 건조기 및 TAD 직물들과 정상적으로 연합하는 0.72 IV와 1.0 IV 사이 범위의 본질적인 점성 값을 가지는 PET 모노필라멘트를 가져야 하고, 그리고 또한 가수분해를 촉진하는 산성의 그룹들로서 그리고 역시 가수분해 비율을 증가시킬 수 있는 잉여의 DEG 또는 디-에칠렌 글리콜(di-ethylene glycol)들로서 카르복실기 엔드 그룹(carboxyl end group) 등과 동등한 것을 포함하는 적당한 "안정 패키지"를 가진다. 이들 두 요소들은 사용되어야할 수지들을 전형적 PET 병 수지들로부터 분리한다. 가수분해를 위해, 카르복실기와 동등한 것은 12로 시작하는 것보다 가능한 낮아야 하거나 12보다 작아야 한다. DEG 레벨은 0.75%보다 작아야 한다. 카르복실기 엔드 그룹들의 이 낮은 레벨에서조차, 엔드 캡핑제(end capping agent)가 첨가되어야 하는 것이 필수적이고, 처리의 마지막에 자유 카르복실기가 없는 것을 보장하기 위해 압출동안 카보디이미드(carbodiimide)가 활용되어야 한다. 상기 엔드 그룹들을 덮어씌우는 데 사용될 수 있는 것으로 에폭시들, 오르토-에스테르(ortho-esters) 및 이소시안염과 같은 다양한 화학적 종류들이 있지만, 실제로, 단위체와 중합체 카보디이민드들(polymeric carbodiimindes)을 가지는 단위체의 조합들이 가장 좋고 가장 많이 사용된다. 바람직하게, 모든 엔드 그룹들은 자유 카르복실기 엔드 그룹들이 없도록 하나 또는 그보다 많은 전통적 물질로부터 선택될 수 있는 엔드 캡핑제에 의해 덮어씌워진다.
PPS와 같은 열저항 물질은 성형 직물(414)에 활용될 수 있다. PEN, PBT, PEEK 및 PA와 같은 다른 물질들 또한 안정성, 청결성 및 수명과 같은 성형 직 물(414)의 특성들을 개선하기 위해 사용되어질 수 있다. 단일 중합체 실들과 혼성중합체 실들 둘 모두 사용될 수 있다. 성형 벨트(414)를 위한 물질은 반드시 모노필라멘트(monofilament)로만 만들어질 필요는 없고, 코어 및 덮개(sheath)의 멀티필라멘트(multifilament)일 수 있고, 또한 비-플라스틱 물질들 즉, 금속물질일 수 있다. 유사하게, 상기 성형 직물(414)은 반드시 단일 물질로 만들어질 필요는 없고 둘, 셋 또는 그보다 많은 다른 물질들로 만들어질 수 있다. 모양을 가진 실들의 사용, 즉, 비원형의 실들이 페이퍼 시트의 형태나 특성들을 높이거나 조절하기 위해 활용될 수 있다. 모양을 가진 실들이 안정성, 두께, 표면 접촉 면적, 표면 평탄성, 투과성 및 내구성과 같은 직물 특징들 또는 특성들을 개선 또는 조정하기 위해 활용될 수 있다.
성형 벨트(414)는 또한 예를 들면 증착(deposition)에 의해 적용된 부가적 중합체 물질을 가지도록 처리 및/또는 코팅될 수 있다. 안정성, 오염 저항, 배수, 내구성을 높이기 위해, 열 및/또는 가수분해 저항성을 개선하기 위해, 그리고 직물 표면 장력을 줄이기 위해 처리동안 교차연결(cross-linked) 되도록 상기 물질이 첨가될 수 있다. 이는 시트 풀림 및/또는 구동 하중 저감에 도움을 준다. 하나 또는 여러 개 직물(414)의 이러한 특성들을 주기/개선하기 위해 상기 처리/코팅이 적용될 수 있다. 앞에서 지시된 바와 같이, 페이퍼 웹(412)에서의 형태적 패턴은 다른 단일 층 또는 다층의 직포들의 사용에 의해 바뀌고 조정될 수 있다. 이러한 패턴의 더 나아간 향상은 실의 직경, 실의 수들(yarn counts), 실의 형태들(yarn types), 실의 모양들(yarn shpes), 투과성, 두께 및 처리 또는 코팅 등의 추가에 대한 변경 에 의한 구체적 직물 짜기의 조정에 의해 더 성취될 수 있다. 직물(414)을 위한 직조 패턴들과 직물 상세의 비제한적 예시들은 도 25 내지 35에 도시되어 있다. 끝으로, 성형 직물 또는 몰딩 벨트의 하나 또는 그보다 많은 표면들은 표면 특성들을 향상시키기 위해 샌딩(sanding) 및/또는 연마(abrading)될 수 있다.
앞의 예시들은 단지 설명의 목적으로 제공되었고 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어지는 것은 결코 아니다. 본 발명이 예시의 실시예들을 참조하여 기술되는 동안, 사용된 단어들은 제한의 단어라기보다는 설명 및 실례의 단어로 사용된 것임이 이해되어진다. 본 발명의 범위와 사상을 벗어남 없이 현재에 기술된 것으로서 그리고 보정된 것으로서 걸려있는 청구항들의 범위 안에서 변경된 것이 만들어질 수 있다. 비록 본 발명이 여기에서 개개의 장치들, 물질들 및 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 여기에 개시된 개개의 것들로 한정되어지도록 의도된 것은 아니다. 대신에, 본 발명은 모든 기능적으로 동등한 구조들, 방법들 및 사용들로 확장하며, 그러한 것은 걸려있는 청구항들의 범위 내이다.

Claims (33)

  1. (i) 웹 대향 면(web facing side)을 갖는 섬유성 웹(412)을 이동시키는(moving) 투과성 구조의 성형직물(414); (ii) 상기 섬유성 웹(412)과 접하고 있는 투과성 탈수직물(420); (iii) 상기 투과성 구조의 성형직물(414)과 접하고 있는 압력생성 투과성 벨트(434)를 가지며, 상기 섬유성 웹(412)은 상기 성형직물(414)과 상기 투과성 탈수직물(420) 사이에 배치되는 벨트 프레스 조립체(422);
    상기 투과성 탈수직물(420)과 접하고 있는 지지구조물(418)의 지지표면; 및
    상기 투과성 구조의 성형직물(414)과 상기 지지구조물(418)의 지지표면 사이에 제공되어 상기 투과성 구조의 성형직물(414), 상기 섬유성 웹(412) 그리고 상기 투과성 탈수직물(420)에 작용하며, 그에 따라 상기 섬유성 웹(412)은 물이 상기 섬유성 웹(412)으로부터 빠져나가도록 하기 위해 기계적 압력과 소정의 수압을 받아야 하도록 되어 있는 차등 압력부를 구비하며,
    공기가 상기 투과성 구조의 성형직물(414)로부터 상기 섬유성 웹(412)을 통과하고 그리고 상기 투과성 탈수직물(420)을 통과하여 흐르는 것을 허용하는 구조와 배치로 되어있는, 섬유성 웹(412)을 가공하기 위한 시스템(400)으로서,
    상기 투과성 구조의 성형직물(414)은,
    (i) 100cfm과 1200cfm 사이의 투과율 값을 가지며,
    (ii) 압력과 장력을 받고 있지 않을 때에는 0.5%와 90% 사이의 페이퍼 표면 접촉면적을 가지며,
    (iii) 1.0%와 90% 사이의 열린 면적(open area)을 가지며,
    (iv) 가수분해 및 100℃를 넘는 온도 중 적어도 어느 하나에 견디는(resistent) 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  2. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)의 적어도 한쪽 표면은 연마된 표면과 모래를 깐 표면 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  3. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)의 상기 웹 대향 면은 연마된 표면과 모래를 깐 표면 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  4. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)의 상기 투과율 값은 200 cfm과 900 cfm 사이 인 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  5. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 압력이나 텐션이 가해지지 않은 때에는 5%와 70% 사이의 페이퍼 표면 접촉면적을 가지는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  6. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 단일 섬유(monofilament) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  7. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 다중 섬유(multifilament) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  8. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 단일 섬유 물질, 다중 섬유 물질, 그리고 중합체 물질 중 둘 이상의 물질들을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  9. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 10%와 90% 사이의 열린 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  10. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 중합체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  11. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 중합체 물질로 처리된 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  12. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 증착(deposition)에 의해 적용된(applied) 중합체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  13. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 모양을 가지는 실들(shaped yarns), 일반적으로 원형의 모양을 가지는 실들, 및 비 원형 모양의 실들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  14. 제1항에 있어서, 상기 지지표면은 정적인 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  15. 제1항에 있어서, 상기 지지표면은 롤(418) 상에 배치된 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  16. 제15항에 있어서, 상기 롤은 1,000 ㎜와 2,500 ㎜ 사이의 직경을 가지는 흡인 롤(418)인 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  17. 제16항에 있어서, 상기 흡인 롤은(418)은 1,400 ㎜와 1,700 ㎜ 사이의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 벨트 프레스 조립체(422)는 상기 지지표면과 함께 연장된 닙(nip)을 형성하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  19. 제18항에 있어서, 상기 연장된 닙은 30도와 180도 사이의 포위각(angle of wrap)을 가지는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  20. 제19항에 있어서, 상기 포위각은 50도와 130도 사이인 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  21. 제18항에 있어서, 상기 연장된 닙은 800 ㎜와 2,500 ㎜ 사이의 닙 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  22. 제21항에 있어서, 상기 닙 길이는 1,200 ㎜와 1,500 ㎜ 사이인 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  23. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 무한 벨트(endless belt)이며, 상기 무한 벨트는 미리 연결된 것이거나, 상기 벨트 프레스 조립체(422)를 활용하는 기계에 연결된 끝단들을 가지는 것이거나, 핀-이음된 끝단들을 가지는 것이거나, 단일 축 와이어(single pintle wire)를 통해 연결된 끝단들을 가지거나, 또는 다중 축 와이어들(multiple pintle wires)을 통해 연결된 끝단들을 가지는 것의 어느 한 가지인 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  24. 제1항에 있어서, 상기 투과성 구조의 성형직물(414)은 상기 섬유성 웹(412)에 형태적 패턴(topographical pattern)을 주도록(impart) 배치된 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
  25. 제24항에 있어서, 상기 섬유성 웹(412)은 티슈 웹(tissue web), 위생 웹(hygiene web) 및 타월 웹 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유성 웹(412) 가공 시스템(400).
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