KR20010031623A

KR20010031623A - 소프트 티슈의 제조 방법

Info

Publication number: KR20010031623A
Application number: KR1020007004675A
Authority: KR
Inventors: 마이클 앨런 허만스; 마크 앨런 부라진; 프랭크 스티븐 하다; 홍성호
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2001-04-16
Also published as: JP2001522003A; CN1282395A; AR017532A1; TW440636B; ZA989272B; CO5040194A1; US6331230B1; US6149767A; WO1999023303A1; ID26871A; SV1998000031A; BR9815206A; EP1027498A1; CA2307205A1

Abstract

개선된 유연성을 갖는 비크레이프 티슈는 시차 속도 이송 및 뒤이은 통기건조 이전에 비압착 탈수 기술을 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 추가 탈수시켜서 얻는다. 추가 비압착 탈수를 제공하기에 특히 적합한 에어 프레스는 가압 유체의 누출을 최소화하기 위한 측면 및(또는) 말단 밀봉을 포함한다. 크레이프 티슈 쉬이트는 에어 프레스를 사용하여 다양한 제조상 장점을 가지며 생산될 수 있다.

Description

소프트 티슈의 제조 방법 {Method For Making Soft Tissue}

제품의 의도된 목적에 적합하고, 바람직한 특성을 갖는 최종 제품을 제조하는데 있어서 화장실용 및 화장용 티슈와 같은 티슈 제품의 다수의 특징이 고려된다. 제품의 유연성의 개선은 오랫동안 주요한 목적중 하나였고, 이는 고급 제품의 성공에 있어 특히 중요한 요인이었다. 일반적으로, 유연성의 주요 구성 요소에는 강성 및 벌키성 (밀도)이 포함되며, 강성이 낮고 벌키성이 높을수록 (밀도가 낮을수록) 일반적으로 인식되는 유연성은 개선된다.

향상된 유연성이 모든 형태의 티슈 제품에 요구되고 있지만, 특히 비크레이프된 통기건조 쉬이트에 있어서 유연성의 개선에 대한 노력이 수행되어 왔다. 통기건조는 웹이 건조될 때까지 고온의 공기를 웹을 통해 통과시켜 물을 제거하는 비교적 비압착적인 방법이다. 보다 구체적으로, 습식 웹은 성형 직물로부터 거칠고 투과성이 큰 통기건조 직물에 이송되고, 건조될 때까지 통기건조 직물상에 유지된다. 생성된 건조 웹은 보다 작은 결합이 형성되고 웹이 보다 덜 압착되기 때문에 통상적으로 건조된 비크레이프 쉬이트보다 유연하고 벌키성이 크다. 따라서, 양키 (Yankee) 건조기의 제거 및 비크레이프된 통기건조 제품의 제조에 장점이 있다. 그러나, 크레이프 대응품과 비교하여 비크레이프된 통기건조 쉬이트는 전형적으로 촉감이 매우 거칠고 조악하다. 이는 부분적으로 비크레이프 쉬이트의 고유의 높은 강성 및 강도로 인한 것이지만, 또한 부분적으로는 습윤 웹이 형성되고 건조되는 통기건조 직물이 거칠기때문이다.

또한, 제조 측면에서 통기건조 공정은 비교적 에너지가 많이 들고, 따라서 습윤 압착과 비교하여 비용이 많이 든다. 또한, 통기건조 공정에 요구되는 고온은 제조 공정중에 사용되는 직물의 유효 수명에 불리한 영향을 준다.

따라서, 당 분야에서 결여되고 요구되는 것은 개선된 유연성을 갖는 티슈 제품의 제조 방법이고, 구체적으로는 개선된 유연성을 갖는 통기건조 티슈 제품 뿐만 아니라 통기건조 티슈 제품을 제조하는 보다 경제적인 방법이다.

〈발명의 요약〉

웹의 최종 건조를 위한 통기건조 직물에 웹을 이송하기 전에, 웹을 약 30% 이상의 콘시스턴시로 탈수시킨후, 습윤 웹을 성형 직물로부터 하나 이상의 보다 느린 속도의 중간체 이송 직물에 이송함으로써 개선된 비크레이프된 통기건조 웹을 제조할 수 있다는 것을 발견하였다. 특히, 시차 속도 이송의 시점 이전에 비크레이프된 통기건조 웹의 콘시스턴시를 증가시키는 것은 놀랍게도 인장 강도가 정상 값으로 조정될 경우, (1) 웹의 개선된 주행능에 기여하는 보다 높은 기계 방향 및 교차 방향의 인장 특성, 및 (2) 감소된 모듈러스, 즉 증가된 유연성을 얻게된다는 것을 발견하였다. 이 발견에 의해 보다 낮은 콘시스턴시에서 시차 속도 이송을 수행하여 제조된 티슈 제품과 비교하여 주어진 인장 강도에서 보다 낮은 모듈러스를 갖는 티슈 제품을 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명의 한 측면은 유연한 티슈 쉬이트를 제조하는 방법이다. 상기 방법은 순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 단계, 약 20 내지 약 30%의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 단계, 비압착 탈수 수단을 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 추가 탈수시키는 단계, 추가 탈수시킨 웹을 성형 직물보다 약 10 내지 약 80% 느린 속도로 이동하는 이송 직물에 이송하는 단계, 통기건조 직물에 웹을 이송하는 단계, 및 최종적으로 웹을 통기건조하는 단계를 포함한다.

웹을 약 30% 이상의 콘시스턴시로 탈수할 수 있는 특히 바람직한 수단에는 시차 속도 이송기의 상류에 위치하는 에어 프레스가 포함된다. 진공 장치와 함께 가압 유체 제트가 이전 특허 문헌에서 논의되었지만, 그러한 장치들은 티슈 제조에 있어서 널리 사용되지 않았다. 원칙적으로, 이는 본 명세서에서 밝힌 바와 같이 시차 속도 이송 이전에 약 30% 이상의 콘시스턴시로 웹을 탈수시키는 것이 제품 특성을 개선한다는 것을 이전에는 인식하지 못했기 때문인 것으로 보인다. 또한, 그러한 장치의 사용을 기피하게 하는 것은 티슈 웹의 붕괴, 가압 유체의 누출, 밀봉 및(또는) 직물의 마손등을 포함하는 실제 수행상의 어려움때문이다. 본 명세서에 개시된 에어 프레스는 이러한 난점을 극복하고, 열에 의한 탈수없이는 공업적으로 유용한 속도로 가능하지 않다고 여겨진 콘시스턴시 수준으로 습윤 웹을 탈수하기 위한 실용적인 장치를 제공한다.

중간체 이송 직물(들)은 이송중 성형 직물보다 느린 속도로 이동하여 쉬이트에 신장력을 부여한다. 성형 직물과 보다 느린 이송 직물간의 속도 시차가 증가함에 따라 (때때로 ″음성 연신″ 또는 ″러쉬 (rush) 이송″을 의미함), 이송중 웹에 부여되는 신장력도 또한 증가한다. 이송 직물은 전형적인 통기건조 직물의 거친 짜임과 비교하여 비교적 평활하고 치밀할 수 있다. 바람직하게는, 이송 직물은 실용적 측면에서도 수행될 수 있을 정도로 미세한 것이다. 웹의 그리핑 (gripping)은 이송 직물의 표면상의 능 (knuckle)의 존재에 의해 달성된다. 또한, 하나 이상의 습윤 웹의 이송은 이송 직물의 존재 또는 비존재하에 직물이 동시에 집중 및 분기되는 ″고정 갭″ 또는 ″키스 (kiss)″ 이송을 사용하여 달성되는 경우 유리할 수 있고, 이는 이후 상세하게 기술된다. 그러한 이송은 습윤 결합-성형 상태중 임의의 현저한 웹의 압착을 피할 뿐만 아니라, 시차 속도 이송 및(또는) 평활 이송 직물과 함께 사용될 경우, 웹 및 최종 건조 쉬이트의 표면을 평활하게 한다.

성형 직물과 이송 직물간의 속도 시차는 약 10 내지 약 80% 이상, 바람직하게는 약 10 내지 약 35%, 보다 바람직하게는 약 15 내지 약 25%정도로써, 이송 직물이 더 느리다. 최적의 속도 시차는 제조되는 제품의 특정한 형태를 포함하는 다양한 요인에 좌우된다. 앞서 언급한 바와 같이, 웹에 부여된 신장력의 증가는 속도 시차에 비례한다. 층의 약 20 g/m²의 기초 중량을 갖는 비크레이프 통기건조된 3 층 와이퍼의 경우, 예를 들면 각 층의 제조에 있어서 성형 직물과 단독 이송 직물간의 약 20 내지 약 25%의 속도 시차는 최종 제품에 약 15 내지 약 20%의 신장력을 생성한다.

신장력은 습윤 웹의 1회 시차 속도 이송 또는 둘 이상의 시차 속도 이송을 사용하여 건조 이전에 웹에 부여될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 이송 직물이 존재할 수 있다. 웹에 부여된 신장력의 양은 하나, 둘, 셋 또는 그 이상의 시차 속도 이송에 분할될 수 있다.

바람직하게는 이송은 생성된 ″샌드위치″ (성형 직물/웹/이송 직물로 구성됨)가 가능한 짧은 기간동안 존재하도록 수행한다. 특히, 샌드위치는 이송을 수행하기 위해 사용되는 진공 집속기 또는 이송 집속기 슬롯의 전연 (leading edge)에서만 존재한다. 본질적으로는, 성형 직물 및 이송 직물이 진공 슬롯의 전연에서 집중되고 분기된다. 웹이 두 직물과 동시에 접촉하도록 간격이 최소화된다. 동시 집중/분기는 대규모접힘을 제거하는데 중요하고, 따라서 생성된 티슈 또는 다른 제품의 평활성을 향상시킨다.

실제적으로 두 직물의 동시 집중 및 분기는 단지 두 직물이 진공 슬롯의 전연에 접근함에 따라 두 직물간에 충분한 집중 각도가 유지될 경우 및 진공 슬롯의 하류 면상의 두 직물간에 충분한 분기 각도가 유지될 경우에만 진공 슬롯의 전연에서 발생한다. 집중 및 분기의 최소 각도는 약 0.5°이상, 보다 구체적으로는 약 1°이상, 보다 구체적으로는 약 2°이상 및 보다 더 구체적으로는 약 5°이상이다. 집중 및 분기의 각도는 동일하거나 상이할 수 있다. 각도가 클수록 작동중 오차 한계가 커진다. 적합한 범위는 약 1°내지 약 10°이다. 동시 집중 및 분기는 진공 집속기가 전연에 비하여 진공 슬롯의 후연 (trailing edge)이 충분히 함입되어 직물이 진공 슬롯의 전연을 통과함에 따라 즉시 분기되도록 설계된다. 이는 도면과 연계하여 보다 명료하게 기술할 것이다.

초기에 고정 갭을 가져 이송중에 웹의 압착을 최소화하는 직물을 사용하는 기계를 구성함에 있어서, 직물간의 거리는 웹의 두께 또는 캘리퍼 (caliper)보다 크거나 동일하여 웹이 진공 슬롯의 전연에서 이송될 때 현저하게 압착되지 않는다.

증가된 평활성은 시차 속도 이송의 에어 프레스 상류를 사용함으로써 달성된다. 이는 건조후에 고정 갭 운반체 직물 부분과 연계하여 사용되는 것이 보다 바람직하다. 웹의 압연은 목적하는 수준의 평활성을 얻는데 필요하지 않지만, 압연, 엠보싱 또는 크레이핑에 의한 쉬이트의 추가 처리는 쉬이트의 특성을 추가로 향상시키는데 유익할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이 ″이송 직물″은 웹 제조 공정의 성형 부분과 건조 부분 사이에 위치하는 직물이다. 적합한 이송 직물은 높은 섬유 지지 지수를 제공하고, 양호한 진공 밀봉을 제공하여 성형 직물로부터 이송중 직물/쉬이트의 접촉을 최대화하는 제지 직물이다. 직물은 비교적 평활한 표면 윤곽을 가져서 웹에 평활성을 부여하지만, 웹을 고정시키고 러쉬 이송중 접촉을 유지하기에 충분한 짜임새를 갖는다. 직물이 미세할수록 웹에서의 신장도가 커지며, 이는 일부 제품의 용도에 바람직하다.

이송 직물에는 단일층, 다중층 또는 복합체 투과성 구조가 포함한다. 바람직한 직물은 적어도 하기 특징중 일부를 갖는다. (1) 습윤 웹 (상부 면)과 접촉하는 이송 직물의 면상에, 인치 (메쉬) 당 기계 방향 (MD) 가닥의 수는 10 내지 200이고, 또한 인치 (카운트) 당 교차-기계 방향 (CD) 가닥의 수도 10 내지 200이다. 가닥의 직경은 전형적으로 1.27 mm (0.050 인치)보다 작다. (2) 상부 면상에서, MD 능의 최고점과 CD 능의 최고점간의 거리는 약 0.0254 (0.001) 내지 약 0.508 (0.02) 또는 0.762 mm (0.03 인치)이다. 이러한 두 수준간에서, MD 또는 CD에 의해 능이 형성되어 3-차원 특성의 구조적 형태를 얻을 수 있다. (3) 상부 면상에서, MD 능의 길이는 CD 능의 길이보다 길거나 동일하다. (4) 직물이 다중층 구조로 제조된 경우, 바닥 층은 상부 층보다 미세한 메쉬를 가져 웹 침투 깊이를 제어하고 섬유 유지를 최대화하는 것이 바람직하다. (5) 시각적으로 만족시키는 특정한 기하학적 패턴을 나타내도록 직물을 제조할 수 있고, 이러한 패턴은 전형적으로 각 2 내지 50의 경사 사이에서 반복된다,

적합한 특정 이송 직물에는, 예를 들면 아스텐 포밍 파브릭스 인크 (Asten Forming Fabrics, Inc., Appleton, Wisconsin)사에 의해 제조된 934, 937, 939, 959가 포함된다. 또한, 사용될 수 있는 특별한 이송 직물에는 1995년 7월 4일 허여된 츄 (Chiu)등의 미국 특허 제 5,429,686호에 개시된 직물이 포함되고, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다. 적합한 직물에는 직조 직물, 부직 직물 또는 부직-직조 복합물이 포함될 수 있다. 이송 직물의 간극 벌키성은 웹이 이송되는 직물보다 작거나 동일할 수 있다.

본 명세서에 개시된 에어 프레스는 그 대부분에 있어 웹에 걸쳐 생성되는 고압 시차 및 생성된 공기의 유동이 웹을 통과함에 따라 습윤 웹을 매우 높은 콘시스턴시로 탈수시킬 수 있다. 특별한 실시양태에서, 예를 들면 에어 프레스는 습윤 웹의 콘시스턴시를 약 3% 이상, 특히 약 5 내지 약 20%와 같은 약 5% 이상, 보다 구체적으로 약 7% 이상, 보다 더 구체적으로 약 7 내지 20%와 같은 약 7% 이상으로 웹의 콘시스턴시를 증가시킬 수 있다. 따라서, 에어 프레스를 나가는 습윤 웹의 콘시스턴시는 약 25% 이상, 약 26% 이상, 약 27% 이상, 약 28% 이상, 약 29% 이상이고, 바람직하게는 약 30% 이상, 특히 약 31% 이상, 보다 구체적으로 약 32 내지 약 42%와 같은 약 32% 이상, 보다 구체적으로 약 33% 이상, 보다 더 구체적으로 약 34 내지 약 42%와 같은 약 34% 이상, 보다 더 구체적으로 약 35% 이상일 수 있다.

에어 프레스는 기계를 공업적으로 유용한 속도에서 작동시키면서 이러한 콘시스턴시 수준을 달성할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 티슈 제조기에 대한 ″고속 작동″ 또는 ″공업적으로 유용한 속도″는 분 당 피트로써 하기 값 또는 범위중 하나와 같은 크기 이상의 기계 속도를 의미한다. 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 8000, 9000, 10000 및 상기 나열된 값중 임의의 상한 및 하한을 갖는 범위. 임의의 증기 샤워등이 에어 프레스 전에 사용되어 에어 프레스 이전의 콘시스턴시를 증가시키고(거나) 웹의 교차-기계 방향 수분 프로파일을 개질할 수 있다. 또한, 보다 높은 콘시스턴시는 기계 속도가 비교적 낮고 에어 프레스내 유지 시간이 큰 경우에 달성될 수 있다.

에어 프레스에 의해 제공되는 습윤 웹을 가로지르는 압력 시차는 약 635 내지 약 3048 mmHg (25 내지 120 inHg)와 같은 약 635 mmHg (25 inHg) 이상, 구체적으로 약 889 내지 약 1524 mmHg (35 내지 60 inHg)과 같은 약 889 mmHg (35 inHg) 이상, 보다 구체적으로 약 1016 내지 약 1270 mmHg (40 내지 50 inHg)일 수 있다. 이는 약 0 초과 내지 60 psig, 구체적으로 0 초과 내지 약 30 psig, 보다 구체적으로 약 5 내지 약 30 psig와 같은 약 5 psig 이상, 보다 더 구체적으로 약 5 내지 약 20 psig의 유체 압력을 습윤 웹의 한 면상에 유지시키는 에어 프레스의 에어 플리넘에 의해 부분적으로 달성될 수 있다. 에어 프레스의 수집 장치는 바람하게는 0 내지 약 736 mmHg (0 내지 29 inHg), 구체적으로 0 내지 635 mmHg (0 내지 25 inHg), 구체적으로 0 초과 내지 약 635 mmHg (0 이상에서 25 inHg) 및 보다 구체적으로 약 381 mmHg (15 inHg)의 진공과 같은 약 254 내지 635 mmHg (10 내지 20 inHg)의 진공으로 작동되는 진공 박스로서 기능한다. 에어 플리넘 및 수집 장치 양쪽 내부의 압력 수준 모두는 바람직하게는 예비결정된 수준으로 모니터 및 제어된다

수집 장치는 바람직하지만 비필수적으로 에어 플리넘을 사용하여 내부를 밀봉하고, 진공을 끌어내 공기 및 액체에 대한 수집 장치로서의 그의 기능을 촉진한다. 본 명세서에서 사용되는 용어, ″내부 밀봉″ 및 ″내부로 밀봉된″은 에어 플리넘이 웹에 걸쳐 약 762 mmHg (30 inHg) 이상의 압력 시차에서 작동될 경우 에어 플리넘에 공급된 약 70% 이상의 공기가 웹을 통해 유동하도록 에어 플리넘이 웹과 기능적으로 결합되고 간접적으로 접촉하는 에어 플리넘과 습윤 웹간의 관계, 및 에어 플리넘 및 수집 장치가 웹에 걸쳐 약 762 mmHg (30 inHg) 이상의 압력 시차에서 작동될 경우 에어 플리넘에 공급된 약 70% 이상의 공기가 웹을 통해 수집 장치로 유동하도록 에어 플리넘이 웹과 기능적으로 결합되고 간접적으로 접촉하는 에어 플리넘과 수집 장치간의 관계를 의미한다.

현저하게, 에어 프레스에서 사용되는 가압 유체는 주위 공기로부터 밀봉되어 웹을 통한 실질적인 공기의 유동을 생성하며, 이는 에어 프레스의 뛰어난 탈수 능력을 나타낸다. 에어 프레스를 통한 가압 유체의 유동은 적합하게는 약 5 내지 500의 개방 지역의 제곱 인치 당 분 당 표준 세제곱 피트 (SCFM), 구체적으로 개방 지역의 약 10 내지 약 200 SCFM/in²과 같은 개방 지역의 약 10 SCFM/in²이상, 보다 구체적으로 개방 지역의 약 40 내지 약 120 SCFM/in²과 같은 개방 지역의 약 40 SCFM/in²이다. 바람직하게는 70% 이상, 구체적으로 80% 이상, 보다 구체적으로 90% 이상의 에어 플리넘에 공급되는 가압 유체가 습윤 웹을 통해 진공 박스로 끌어 내어 진다. 본 발명의 목적을 위하여, 용어 ″분당 표준 세제곱 피트″는 정확하게 제곱 인치 당 6.67 ㎏ (14.7 lb) 및 15.5℃ (60 ℉)에서 측정된 분 당 세제곱 피트를 의미한다.

본 명세서에서 교환가능하게 사용되는 용어 ″공기″ 및 ″가압 유체″는 웹을 탈수시키기 위하여 에어 프레스에서 사용되는 임의의 가스 물질을 의미한다. 가스 물질로 적합한 것에는 공기, 증기등과 같은 것이 포함된다. 바람직하게, 가압 유체에는 주위 온도에서의 공기 또는 압착 공정에 의해서만 약 148℃ (300℉) 이하, 보다 구체적으로 약 74℃ (150℉) 이하의 온도로 가열된 공기가 포함된다.

에어 프레스는 종이, 티슈, 골판지, 라이너판지, 신문 용지등과 같은 것을 포함하는 습윤 웹을 탈수하는 다양한 기계 장치에 유용하다. 특히, 에어 프레스는 티슈 제조기에 사용되어 3차원 직물상에 습윤 웹을 성형하고, 이로 인해 웹의 벌키성을 증가시킬 수 있다. 에어 프레스는 기계상의 다양한 위치, 특히 웹이 두 직물간에 샌드위치되는 곳 및 웹이 3차원 직물상에 이송되는 곳에 사용될 수 있다. 에어 프레스에 의해서 생성되는 압력 시차가 통상적인 진공 박스, 흡입 박스, 블로우 박스등을 사용가능한 것보다 현저하게 크기 때문에, 비교적 벌키성이 큰 티슈 웹이 에어 프레스를 사용하는 성형 단계 작업에서 생성될 수 있다. 그 자체가 에어 프레스를 사용하여 탈수하는데 적합한 다양한 습윤-압착 기계 장치가 허만 (M. Hermans)등에 의해 본 원과 동일한 날짜에 출원되고 ″Method For Making Tissue Sheets On A Modified Conventional Wet-Pressed Machine″라는 제목의 미국 특허 출원 번호가 미공지된 출원, 허만 등에 의해 본 원과 동일한 날짜에 출원되고 ″Method For Making Low-Density Tissue With Reduced Energy Input″이라는 제목의 미국 특허 출원 번호가 미공지된 출원, 드루엑 (F. Druecke)등에 의해 본 원과 동일한 날짜에 출원되고 ″Method Of Producing Low Density Resilient Webs″라는 제목의 미국 특허 출원 번호가 미공지된 출원, 첸 (S. Chen)등에 의해 본 원과 동일한 날짜에 출원되고 ″Low Density Resilient Webs And Method Of Making Such Webs″라는 제목의 미국 특허 출원 번호가 미공지된 출원에 개시되어 있고, 이들은 참조로서 본 명세서에 포함되어 있다.

본 발명의 또다른 측면에서, 크레이프된 통기건조 티슈를 제조하는 방법은 통상의 크레이프된 통기건조 방법보다 감소된 총 에너지량을 필요로한다. 본 방법은 에어 프레스를 사용하여 웹을 비압착 탈수시키고, 보다 구체적으로는 통기건조기를 사용하여 최종 건조 이전에 열에 의해 웹을 탈수시키지 않는다. 특별한 실시양태에서, 웹의 콘시스턴시는 현재 통상적인 진공 탈수 장치의 고속 작동을 실행할 수 있는 것보다 최초 통기건조기 이전에서 높다. 결과적으로 통기건조기 또는 통기건조기들은 웹으로부터 많은 물을 제거할 필요가 없다. 따라서, 티슈 제조업자들은 보다 작고 보다 효율적인 통기건조기의 사용, 기계 속도의 증가, 에너지 공급 및 통기건조기의 온도 감소 또는 이러한 옵션의 일부 조합을 자유롭게 행할 수 있다. 결국, 통기건조기는 감소된 온도에서 작동되고, 제조 공정에 사용되는 직물의 유효 수명이 연장되는 것과 같은 추가의 장점이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한 (a) 순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 단계, (b) 습윤 웹으로 형성된 전체 밀봉으로 인해 약 0.34 bar (5 lb/in²)게이지 이상의 가압 유체가 실질적으로 웹을 통해 유동하게 하는 비압착 탈수 장치를 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수하는 단계, (c) 습윤 웹을 통기건조 직물에 이송하는 단계, (d) 비압착 탈수 웹을 통기건조하는 단계, (e) 통기건조된 웹을 건조 실린더의 표면상에 이송하는 단계, 및 (f) 통기건조된 웹을 크레이핑 블레이드를 사용하여 건조 실린더로부터 제거하는 단계를 포함하는 크레이프 건조 웹의 제조 방법에 관한 것이다.

또다른 실시양태에서, 크레이프된 통기건조 웹을 제조하는 방법은 (a) 순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 단계, (b) 한 쌍의 직물사이에 습윤 웹을 샌드위치시키는 단계, (c) 샌드위치된 습윤 웹 구조를 습윤 웹을 가로질러 약 762 mmHg (30 inHg) 이상의 압력 시차 및 습윤 웹을 통해 약 10 SCFM/in²이상의 가압 유체의 스트림을 생성하는 기능적으로 연결된 에어 플리넘 및 수집 장치사이로 통과시키는 단계, (d) 가압 유체의 스트림을 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 단계, (e) 통기건조 직물에 습윤 웹을 이송하는 단계, (f) 탈수된 웹을 비압착 통기건조시키는 단계, (g) 통기건조 웹을 건조 실린더의 표면상에 이송하는 단계, 및 (h) 크레이핑 블레이드를 사용하여 건조 실린더로부터 통기건조 웹을 제거하는 단계를 포함한다.

성형 공정 및 태클 (tackle)은 제지 업계에 공지된 통상적인 것일 수 있다. 그러한 형성 공정에는 포드리니어, 루프 포머 (흡입 브레스트 롤), 갭 포머 (이중 와이어 포머, 크레센트 포머)등과 같은 것이 포함된다. 또한, 성형 와이어 또는 직물은 보다 평활한 쉬이트 또는 웹을 생성하기에 바람직한 보다 미세한 텍스춰, 보다 큰 섬유 지지를 갖는 통상적인 것일 수 있다. 성형 직물상에 섬유를 증착하기 위해 사용되는 헤드박스는 층을 이루거나 이루지 않을 수 있다.

본 명세서에 개시된 방법은 화장지, 화장실용 티슈, 종이 수건, 와이프, 냅킨등을 포함하는 임의의 티슈 웹에 적용될 수 있다. 그러한 티슈 웹은 2층, 3층, 4층 또는 그 이상과 같은 단일층 제품 또는 다중층 제품일 수 있다. 단일층 제품은 보다 낮은 제조 비용으로 인해 유리한 반면, 다중층 제품은 많은 소비자들이 선호한다. 다중층 제품의 경우, 본 발명에 일치하는 하나 이상의 층이 제공되면 제품의 모든 층이 동일할 필요는 없다. 웹은 층을 이루거나 이루지 않을 수 있고 (블렌드됨), 웹을 구성하는 섬유는 제지용으로 적합한 임의의 섬유일 수 있다.

이러한 티슈 웹에 적합한 기초 중량은 약 5 내지 약 70 g (gsm), 바람직하게는 약 10 내지 약 40 gsm, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 30 gsm일 수 있다. 단일층 화장실용 티슈의 경우, 약 25 gsm의 기초 중량이 바람직하다. 2층 티슈의 경우, 층 당 약 20 gsm의 기초 중량이 바람직하다. 3층 티슈의 경우, 층 당 약 15 gsm의 기초 중량이 바람직하다. 일반적으로, 보다 높은 기초 중량의 웹은 에어 플리넘에서 동일한 작동 압력을 유지하기 위해 보다 낮은 공기의 유동을 필요로 하게 된다. 에어 프레스의 슬롯의 폭은 바람직하게는 계를 사용가능한 공기의 용량과 일치하도록 조정되고, 보다 넓은 슬롯은 보다 무거운 기초 중량의 웹에 사용된다.

건조 공정은 습윤 웹의 벌키성 또는 두께를 유지하는 임의의 비압착식 건조 방법일 수 있고, 통기건조, 적외선 조사, 마이크로웨이브파 건조등이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상업적 이용가능성 및 실용성으로 인해, 통기건조가 공지되어 있고 웹을 비압착적으로 건조시키기 위한 바람직한 수단이다. 적합한 통기건조 직물에는 아스텐 (Asten) 920A 및 937A, 벨로스타 (Velostar) P800 및 103A가 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 통기건조 직물에는 1995년 7월 4일 허여된 츄 등의 미국 특허 제 5,429,686호에 개시된 것들이 포함된다. 크레이핑이 웹의 강도 및 벌키성을 감소시키기 때문에, 웹은 바람직하게는 크레이핑없이 최종 건조된다.

기능공들이 완전하게 이해하지 못할 지라도, 이송 직물 및 통기건조 직물이 최종 쉬이트 특성에 개별적 및 독립적으로 기여한다는 것은 명확하다. 예를 들면, 감각 패널에 의해 측정된 쉬이트 표면 평활성은 이송 직물을 동일한 통기건조 직물로 교환함으로써 넓은 범위에 걸쳐 조작될 수 있다. 본 방법 및 장치에 의해 제조된 웹은 압연되지 않는 경우에 양면이 되는 경향이 있다. 그러나, 압연되지 않은 웹은 특정한 제품 형태에 요구되는 바와 같이 평활/거친면이 함께 적층될 수 있다.

본 발명의 다수의 특징 및 장점을 하기 설명에 나타낸다. 설명에서, 본 발명의 바람직한 실시양태를 예시하는 첨부 도면을 참조한다. 그러한 실시양태는 본 발명의 전체 범위를 나타내는 것은 아니다. 따라서, 본 명세서의 청구항은 본 발명의 전체 범위를 설명하는 것임을 참조한다.

도 1은 비크레이프된 통기건조 쉬이트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치를 예시하는 개략적인 공정 흐름도를 나타낸다.

도 2는 도 1의 공정 흐름도에서 에어 프레스의 확장 상부 겨냥도를 나타낸다.

도 3은 예시를 목적으로 일부를 떼어내고 절개한, 도 2에 나타낸 에어 프레스의 측면도를 나타낸다.

도 4는 일반적으로 도 3중 라인 4-4의 면에서 취한 확장 단면도를 나타낸다.

도 5는 일반적으로 도 3중 라인 5-5의 면에서 취한 도 4와 유사한 확장 단면도를 나타낸다.

도 6은 예시를 목적으로 일부를 떼어내고 절개한, 도 2 및 도 3에 나타낸 에어 프레스를 위한 대체 밀봉 장치의 측면도를 나타낸다.

도 7은 도 2에 나타낸 진공 이송 집속기의 확장 측면도를 나타낸다.

도 8은 진공 슬롯의 전연에서 직물의 동시 집중 및 분기를 예시하는 도 7과 유사한 확장 단면도를 나타낸다.

도 9는 MD 구배의 측정을 예시하는 티슈에 대한 적재/신장 곡선의 일반화 도표이다.

도 10은 습윤 웹 및 진공 박스에 비하여 상승된 위치의 에어 플리넘 밀봉 조립체를 갖는, 본 발명에 따른 대체 에어 프레스의 확장 말단도를 나타낸다.

도 11은 도 10의 에어 프레스의 측면도를 나타낸다.

도 12는 일반적으로 도 10중 라인 12-12의 면으로부터 취한 밀봉 조립체가 직물 대신 적재된 확장 단면도를 나타낸다.

도 13은 일반적으로 도 10중 라인 13-13의 면으로부터 취한 도 12와 유사한 확장 단면도를 나타낸다.

도 14는 예시를 목적으로 일부를 떼어내고 절개한 직물 대신 위치한 에어 플리넘 밀봉 조립체의 여러 구성 성분의 투시도를 나타낸다.

도 15는 도 10의 에어 프레스를 위한 대체 밀봉 조립체의 확장 단면도를 나타낸다.

도 16은 도 10의 에어 프레스의 밀봉 단면의 확장 개략도를 나타낸다.

도 17은 크레이프된 통기건조 쉬이트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법을 예시하는 개략적 공정 흐름도를 나타낸다.

도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 상이한 도면중 유사한 성분은 일관성 및 단순화의 목적으로 동일한 참조 번호를 부여하였다. 모든 실시양태에서, 예시된 통상적인 제지 장치 및 작업은 헤드박스, 성형 직물, 웹 이송, 건조 및 크레이핑에 관해서 사용될 수 있고, 이들 모두는 제지 분야의 숙련자들에게 용이하게 인식된다. 그럼에도 불구하고, 다양한 통상적인 구성 요소가 본 발명의 다양한 실시양태가 사용될 수 있는 상황을 제공하기 위한 목적으로 예시된다.

티슈를 제조하기 위한 방법 및 장치중 한 실시양태를 도 1에 나타낸다. 단순화를 위하여, 다수의 직물 이동을 정의하기 위해 개략적으로 사용되는 다양한 인장 장치 롤을 나타내지만 번호를 달지 않는다. 제지 헤드박스 (20)은 제지 섬유의 수성 현탁액 (21)을 성형 롤 (23) 주위로 이동하는 순환 성형 직물 (22)상에 주입 또는 증착시킨다. 성형 직물 (22)는 새롭게 형성된 습윤 웹 (24)를 약 10%의 콘시스턴시로 부분 탈수시킨다.

형성 후에, 성형 직물 (22)는 습윤 웹 (24)를 성형 직물 (22)상에 지지되며 습윤 웹 (24)의 추가 탈수를 제공하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 진공 또는 흡입 박스 (28)로 운반한다. 특히, 다수의 진공 박스 (28)은 웹 (24)를 약 20 내지 약 30%의 콘시스턴시로 탈수하는데 사용된다. 예시된 포드리니어 포머는 비록 이중 와이어 포머, 크레센트 포머등과 같은 다은 성형 장치가 대신 사용될 수 있지만, 특히 와이퍼 및 수건으로서 유용한 보다 무거운 기초 중량의 쉬이트를 제조하는데 유용하다. 히드로니들링 (hydroneedling)은, 예를 들면 1992년 8월 11일에 허여된 반즈 (Barnes)등의 미국 특허 제 5,137,600호에 개시된 바와 같이 웹의 벌키성을 증가시키기 위해 임의로 사용될 수 있다.

이어서, 습윤 웹 (24)의 향상된 탈수는, 예를 들면 본 명세서에 기술된 에어 프레스, 적외선 건조, 마이크로파 건조, 음파 건조, 통기건조, 과열 또는 포화 증기 탈수, 임계 유체 탈수 및 치환 탈수로 이루어진 군에서 선택되는 적합한 추가 비압착 탈수 수단에 의해 제공된다. 예시된 실시양태에서, 추가 비압착 탈수 수단에는 이후 보다 상세하게 설명되는 에어 프레스 (30)이 포함된다. 에어 프레스 (30)은 바람직하게는 습윤 웹 (24)의 콘시스턴시를 약 30% 이상으로 증가시키며, 특별한 실시양태에서는 습윤 웹이 에어 프레스를 나가고 뒤이은 이송 이전에 약 31 내지 약 36%의 콘시스턴시를 갖는다. 특별한 실시양태에서, 에어 프레스 (30)은 습윤 웹 (24)의 콘시스턴시를 약 10%와 같은 약 5% 이상으로 증가시킨다.

바람직하게는, 지지 직물 (32)이 에어 프레스 (30)에 앞서 습윤 웹 (23)과 접촉하게 된다. 습윤 웹 (24)는 지지 직물 (32)와 성형 직물 (22)간에 샌드위치되고, 따라서 에어 프레스 (30)에 의해 생성되는 압력 강하중에 고정된다. 지지 직물 (32)로서 사용하기에 적합한 직물에는 알바니 인터내셔널 (Albany International) 94M과 같은 성형 직물을 포함하는 거의 모든 직물이 포함된다.

이어서, 습윤 웹 (24)를 성형 직물 (22)로부터 성형 직물보다 느리게 이동하는 이송 직물 (36)에 이송하여 웹에 증가된 신장력을 부여한다. 이송은 바람직하게는 도 7 및 8을 참조로 이후 기술되는 진공 이송 집속기 (37)를 사용하여 수행된다. 이송 직물 (36)의 표면은 바람직하게는 비교적 평활하여 습윤 웹 (24)에 평활성을 제공한다. 바람직하게는 간극 벌키성에 의해 측정된 이송 직물 (36)의 개방성이 비교적 낮고, 성형 직물 (22)와 동일하거나 낮을 수 있다. 러쉬 이송의 단계는 당분야에 공지된 다수의 방법, 특히 예를 들면 린제이 (Lindsay)등에 의해 1997년 1월 29일 출원되고, 제목이 ″Method For Improved Rush Transfer To Produce High Bulk Without Macrofolds″인 미국 특허 출원 번호 제 08/790,980호, 린제이등에 의해 1996년 9월 6일 출원되고, 제목이 ″Process For Producing High-Bulk Tissue Webs Using Nonwoven Substrates″인 미국 특허 출원 번호 제 08/790,427호, 엥겔등에게 1997년 9월 16일 허여된 미국 특허 제 5,667,636호 및 패링턴 (T.E. Farrington, Jr)등에게 1997년 3월 4일 허여된 미국 특허 제 5,607,551호에 개시된 방법을 사용하여 수행될 수 있고, 이들은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

이송 직물 (36)은 습윤 웹 (24)가 동일한 속도 또는 필요한 경우 상이한 속도로 이동하는 통기건조 직물 (40)에 이송되기 전에 롤 (38) 및 (39) 위로 통과한다. 이송은 이전 이송에 사용된 것과 동일한 설계일 수 있는 진공 이송 집속기 (42)에 의해 수행된다. 웹 (24)는 웹이 통기건조기 (44) 위로 이동함에따라 최종 건조된다.

최종 제품 형태로의 뒤이은 전환을 위해 릴 (48)에 감기전에, 건조 웹 (50)을 운반 직물 (52)와 (53)간에 형성된 하나 이상의 임의의 고정 갭의 직물 닙 (nip)을 통하여 운반할 수 있다. 웹 (50)의 벌키성 및 캘리퍼는 롤 (54)와 (55), (56)과 (57) 및 (58)과 (59)사이에 형성된 직물 엠보싱 닙에 의해 제어될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 운반 직물은 알바니 인터네셔널 84M 또는 94M 및 아스텐 959 또는 937이 있고, 이들 모두는 미세한 패턴을 갖는 비교적 평활한 직물이다. 다양한 롤 쌍 사이의 닙의 갭은 약 0.025 내지 약 0.51 mm (0.001 인치 내지 0.02 인치)일 수 있다. 나타낸 바와 같이, 기계의 운반 직물 부분은 웹의 캘리퍼를 제어하고 오프-라인 압연을 교체 또는 보완할 수 있는 일련의 고정 닙으로 설계 및 작동된다. 별법으로, 릴 압연기가 사용되어 최종 캘리퍼를 달성하거나 오프-라인 압연을 보완한다.

티슈를 제조하기 위한 방법 및 장치의 제2 실시양태를 도 17에 나타낸다. 크레이프된 통기건조 쉬이트를 제조하기 위한 예시된 방법에는 제1 (150) 및 제2 성형 직물 (152)의 이중 와이어 포머 사이에 제지 섬유의 수성 현탁액을 주입 또는 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 제지 헤드박스 (20)가 포함된다. 바람직하게는 웹 (24)가 성형 직물 (150)와 (152) 사이에 샌드위치되며, 웹이 이후에 보다 상세하게 설명되는 에어 플리넘 및 진공 박스와 같은 수집 장치를 포함하는 에어 프레스 (30)를 통해 이송된다. 또한, 웹 (24)는 에어 프레스 이전에 하나 이상의 진공 또는 흡입 박스 (표시하지 않음) 위로 운반될 수 있다.

이후, 습윤 웹 (24)는 제2 성형 직물 (152)에 의해 이송 직물 (154)로 운반된다. 진공 픽업 롤 (156)이 습윤 웹 (24)를 이송 직물 (154)에서 거친 통기건조 직물 (160)으로 이송하는데 사용된다. 통기건조 직물은 웹을 두 통기건조기 (162) 및 (164) 위로 운반하도록 배치된다. 예시한 바와 같이, 개별 이송 직물 (166)은 두 통기건조기 사이에 운반을 위한 통기건조 직물 (160) 대하여 웹을 샌드위치시킨다. 웹 (24)은 바람직하게는 제2 통기건조기 (164)상에서 최종 건조된다.

제2 통기건조기 (164) 후에, 진공 롤 (168)은 통기건조 직물 (160)으로부터 웹을 제거하기 위해 사용되고, 그 결과 웹은 인쇄 직물 (170) 및 이송 직물 (172)사이에 샌드위치된다. 이어서, 웹은 양키 건조기 (174)와 같은 건조 실린더의 표면상에서 압착 롤 (176)을 사용하여 압착된다. 건조 웹 (50)은 바람직하게는 크레이핑 블레이드를 사용하여 건조 실린더에서 제거되어 신장력을 부여하고 롤에 감긴다. 물론, 통기건조기 및 직물의 숫자와 배치는 도 17에 나타낸 것으로부터 다양해질 수 있다.

통기건조기의 작동은 제1 통기건조기 이전에 웹 (24)을 비교적 높은 콘시스턴시로 비압착 탈수시킴으로써 향상될 수 있다. 특히, 에어 프레스 (30)은 바람직하게는 습윤 웹 (24)의 콘시스턴시를 약 30% 이상으로 증가시키며, 특별한 실시양태에서 습윤 웹은 에어 프레스를 나간후 통기건조기 이전에 약 31 내지 약 36%의 콘시스턴시를 갖는다. 특별한 실시양태에서, 에어 프레스 (30)은 습윤 웹 (24)의 콘시스턴시를 약 10%와 같은 약 5% 이상으로 증가시킨다.

에어 프레스 (30)을 도 2의 상부도 및 도 3의 측면도로 보다 상세하게 나타내며, 후자는 예시를 목적으로 일부를 떼어낸다. 에어 프레스 (30)에는 일반적으로 상부 에어 플리넘 (60)과 진공 또는 흡입 박스 (62) 형태의 하부 수집 장치가 포함된다. 도면의 참조 및 이해를 돕기 위해서 본 명세서에 사용된 용어 ″상부″ 및 ″하부″는 구성 요소의 배향 방식을 제한하는 것이 아니다. 성형 직물 (22)와 지지 직물 (32) 사이에 (또는 성형 직물 (150)과 (152)사이) 샌드위치된 습윤 티슈 웹 (24)은 에어 플리넘 (60) 및 진공 박스 (60) 사이를 통과한다.

예시된 에어 플리넘 (60)은 컴프레셔 또는 블로우어 (blower, 표시하지 않음)와 같은 가압 유체의 근원에 기능적으로 연결된 공기 다기관 (64)를 통해 가압 유체의 공급을 받아들인다. 에어 플리넘 (60)은 사용중 진공 박스 (62)에 근접 위치하고 지지 직물 (32)에 근접하거나 접촉하는 바닥 표면 (67)을 갖는 플리넘 덮개 (66)가 설치되어 있다 (도 3). 플리넘 덮개 (66)은 습윤 웹 (24)의 전체 폭을 충분히 가로질러 기계 방향에 수직적으로 연장된 슬롯 (68) (도 5)로 형성되어 있지만, 바람직하게는 직물의 폭보다 아주 약간 작아 에어 플리넘 (60)으로부터 직물 및 습윤 웹을 통해 가압 유체를 통하게 한다.

진공 박스 (62)는 진공 근원에 기능적으로 연결되고 지지 구조 (표시하지 않음)에 고정 장치된다. 진공 박스 (62)는 성형 직물 (22)가 그 위로 이동하는 상부 표면 (72)를 갖는 덮개 (70)를 포함한다. 진공 박스 덮개 (70)은 플리넘 덮개 (66)중 슬롯 (68)의 위치에 상응하는 한 쌍의 슬롯 (74) (도 3 및 5)로 형성된다. 에어 플리넘 (60)으로부터 진공박스 (62)내 및 진공박스를 통하여 가압 유체가 끌림에 따라, 가압 유체는 습윤 웹 (24)를 탈수한다.

에어 플리넘 (60)내의 유체 압력은 바람직하게는 제곱 인치 당 약 5 파운드 (psi) (0.35 bar) 이상, 특히 약 15 psi (1.03 bar)와 같이 약 5 내지 30 psi (0.35 내지 2.07 bar)로 유지된다. 에어 플리넘 (60)내의 유체 압력은 바람직하게는 예비결정된 수준으로 모니터 및 제어된다.

플리넘 덮개 (66)의 바닥 표면 (67)은 바람직하게는 완만하게 만곡되어 웹의 제어를 촉진한다. 표면 (67)은 진공 박스 (62)를 향해서, 즉 웹 (24)의 진공 박스 측면상에 배치된 축의 주위로 만곡한다. 바닥 표면 (67)의 만곡은 지지 직물 (32), 습윤 웹 (24) 및 성형 직물 (22)의 조합 각도를 변화시켜 외부 공기의 출입으로부터 진공 박스 (62)를 밀봉하고, 탈수 공정중 습윤 웹 (24)을 지지하는 하강력을 생성한다. 만곡 각도는 때때로 요구되는 공정 조건에 기준하여 에어 프레스 (30)의 적재 및 비적재를 허용한다. 필요한 각도의 변화는 압력 및 진공 면 사이의 압력 시차에 좌우되고, 바람직하게는 약 5°, 특히 5 내지 30°범위내이고, 전형적으로는 약 7.5°이다.

상부 및 바닥 표면 (72) 및 (67)은 바람직하게는 만곡 반경이 상이하다. 특히, 바닥 표면 (67)의 만곡 반경은 바람직하게는 상부 표면 (72)의 반경보다 커서 에어 플리넘 (30)의 전연 및 후연에서 에어 플리넘 (60)과 진공 박스 (62)간의 접촉 라인을 형성한다. 지지 직물 (32) 및 성형 직물 (22)의 샌드위치 및 적재 및 비적재 장치의 위치에 대한 적합한 처리로, 이러한 표면의 만곡 반경이 역전될 수 있다.

또한, 에어 프레스 (30)의 전연 및 후연 (76)은 항상 지지 직물 (32)와 매우 근접하게 유지되거나 접촉되어 있는 말단 밀봉 (78) (도 3)을 제공한다. 말단 밀봉 (78)은 에어 플리넘 (60)과 진공 박스 (62) 사이에서 기계 방향으로 가압 유체의 누출을 최소화한다. 적합한 말단 밀봉 (78)은 탄성 (resilient) 플라스틱 화합물, 직물보다 우선적으로 마모되는 물질등과 같은 마찰력이 낮은 재료로 형성될 수 있다. 말단 밀봉물은 바람직하게는 직물이 걸려 찢어지는 것을 방지하기 위해 곡선형 가장자리를 갖는다.

도 4 및 5에 대한 추가 참조로서, 에어 프레스 (30)은 바람직하게는 측면 밀봉 성분 (80)이 제공되어 에어 프레스의 측면 가장자리 (82)를 따라 가압 유체의 손실을 방지한다. 측면 밀봉 성분 (80)은 에어 플리넘 (60)의 가압 유체에 노출될 경우, 변형 또는 약간 가요화되는 반-경화성 물질을 포함한다. 예시된 측면 밀봉 성분 (80)은 고정 바아 (85) 및 잠금 장치 (86) 또는 다른 적합한 방법을 사용하여 진공 박스 덮개 (70)에 부착된 슬롯 (84)의 경계를 한정한다. 교차 부분에서, 각 측면 밀봉 성분 (80)은 진공 박스 덮개 (70)에서 위를 향하여 플리넘 덮개 (66)에 형성된 측면 밀봉 슬롯 (89)로 상향 돌출된 레그 (leg) (88)를 갖는 L-형태이다. 에어 플리넘 (60)으로부터의 가압 유체는 도 4 및 5에 나타낸 바와 같이 플리넘 덮개 (66)의 측면 밀봉 슬롯 (89)의 외부 표면과 밀봉 접촉하도록 레그 (88)이 외부로 구부러지게 한다. 별법으로, 측면 밀봉 성분 (80)의 위치는 역전될 수 있으며, 이들은 플리넘 덮개 (66)에 고정 부착되고 진공 박스 덮개 (70, 표시하지 않음)에 의해 경계가 한정되는 접촉 표면과 밀봉 접촉한다. 임의의 그러한 대체 설계에서, 측면 밀봉 성분이 가압 유체에 의해 밀봉 접촉 표면과 맞물리는 것이 바람직하다.

위치 제어 장치 (90)은 에어 플리넘 (60)을 진공 박스 (62)에 근접 유지시키고 지지 직물 (32)와 접촉시킨다. 위치 제어 장치 (90)은 가로장 (93)에 의해 연결되고 적합한 고정 장치 (94) (도 3)에 의해 에어 플리넘 (60)에 고정 부착된 한 쌍의 레버 (92)를 포함한다. 에어 플리넘 (60)의 반대편 레버 (92)의 말단은 샤프트 (96)상에 회전가능하게 장치된다. 또한, 위치 제어 장치 (90)은 고정 구조 지지물 (99) 및 가로장 (93)중 하나에 조작가능하게 연결된 평형추 실린더 (98)을 포함한다. 평형추 실린더 (98)은 연장되거나 단축되고, 그 결과 레버 (92)가 샤프트 (96) 주위로 회전하게 되며, 이는 에어 플리넘 (60)이 진공 박스 (62)에 근접 또는 이격되게 한다.

사용에 있어서, 제어 장치는 평형추 실린더 (98)가 충분하게 연장되어 말단 밀봉 (78)이 지지 직물 (32) 및 측면 밀봉 슬롯 (89)내에 위치하는 측면 밀봉 성분 (80)과 접촉한다. 에어 프레스 (30)은 가압 유체가 에어 플리넘 (60)을 채우고 반-경화성 측면 밀봉 성분 (80)이 플리넘 덮개 (60)과 밀봉 맞물림되는 것으로 활성화된다. 또한, 가압 유체는 에어 플리넘 (60)을 지지 직물 (32)로부터 이동시키려는 상향력을 생성한다. 제어 장치는 평형추 실린더 (98)의 작동을 제어하여 압력 모니터링 장치에 의해 에어 플리넘 (60)내의 유체 압력의 연속적인 측정에 기준하는 이러한 상향력을 상쇄한다. 그 결과 말단 밀봉 (78)은 언제나 지지 직물 (32)과 매우 근접하게 유지되거나 접촉하게 된다. 제어 장치는 평형추 실린더 (98)에 의해 부여되는 힘을 비례적으로 감소 또는 증가시켜 에어 플리넘 (60)내의 무작위 압력 강하 또는 상승을 대처한다. 또한, 에어 프레스 내의 공기 유동은 모니터될 수 있다. 결과적으로, 말단 밀봉 (78)은 직물 (32) 및 (22)를 고정시키지 못하고, 이는 직물의 과도한 마모를 야기한다.

에어 프레스 (30)를 위한 대체 밀봉 장치를 도 6에 나타낸다. 에어 플리넘 (100)은 습윤 웹 (24)의 폭에 걸쳐 지지 직물 (32)상에 지지되는 밀봉 바아 (104)를 한정하거나 운반하는 피벗가능한 암 (arm) (102)를 제공하여 기계 방향으로 가압 유체의 누출을 최소화한다. 도 6에는 단지 하나의 암 (102)만이 예시되지만, 에어 플리넘 (100)의 반대편 말단에 제2의 암이 유사한 방법으로 사용되고 구성되어 있음을 이해해야 한다. 에어 플리넘 (100)의 측면은 도 2 내지 5에 관하여 기술된 바와 같이 측면 밀봉 성분 (80)을 포함하거나 진공 박스 (62)상에 고정 장치되어 가압 유체의 측면 누출을 최소화하거나 제거한다.

피벗가능한 암 (102)는 바람직하게는 구조강, 흑연 복합물등과 같은 경화성 물질을 포함한다. 암 (102)는 적어도 일부가 에어 플리넘 (100)내에 배치된 제1 부분 (106) 및 바람직하게는 에어 플리넘의 외부에 배치된 제2 부분 (108)을 갖는다. 암 (102)는 경첩 (110)에 의해 에어 플리넘 (100)상에 피벗가능하게 장치된다. 가압 유체를 불투과시키는 경첩 밀봉 (112)는 가압 유체의 누출을 막기 위해 에어 플리넘 (100) 및 제1 부분 (106)의 벽 (114)의 내부 표면 모두에 부착된다. 밀봉 바아 (104)는 바람직하게는 제1 부분 (106)상에 장치되고, 가압 유체가 제1 부분에 대하여 접촉함으로써 지지 직물 (32) (도 6에 나타내지 않음)로 동기화된다. 적합한 밀봉 바아 (104)는 낮은 저항, 낮은 마찰 계수, 세라믹과 같은 내구성 물질, 내열성 중합체등으로 형성될 수 있다.

팽창가능한 챔버 (122)를 갖는 평형추 기낭 (120)은 브라켓 (124) 또는 다른 적합한 수단을 갖는 암 (102)의 제2 부분 (108)상에 장치된다. 팽창가능한 챔버 (122)는 공기와 같은 가압 유체의 근원에 조작가능하게 연결되어 챔버를 팽창시킨다. 암 (102) 및 기낭 (120)은 팽창될 경우 (표시하지 않음) 기낭이 경첩 (120)의 주위를 암이 회전하게 하는 에어 플리넘 (100)의 벽 (114)의 외부 표면을 가압하도록 배치된다. 별법으로, 가압 실린더 (표시하지 않음)를 사용하는 장치를 암 (102)을 피벗시키기 위한 수단으로서 평형추 기낭대신 사용할 수 있다.

제어 장치는 에어 플리넘 (100) 내의 유체의 압력에 반응하여 비례적으로 기낭 (120)을 팽창 또는 수축가능하게 한다. 예를 들면, 에어 플리넘 (100) 내의 압력이 증가함에 따라, 제어 장치는 평형추 기낭 (120)내의 압력 및 팽창을 증가시켜 밀봉 바아 (104)가 지지 직물 (32)에 대하여 과도하게 압박하지 않게 한다.

공정 (도 1)의 이송 직물 부분에 사용되는 진공 이송 집속기 (37)의 설계는 도 7 및 8에 보다 명확하게 예시되어 있다. 진공 이송 집속기 (37)은 진공의 근원에 연결되고 적합하게는 ″L″의 길이가 약 12.7 내지 약 25.4 mm (0.5 내지 1 인치)인 진공 슬롯 (130) (도 7)의 경계를 한정한다. 비크레이프된 통기건조 화장실용 티슈를 제조하기 위해서, 적합한 진공 슬롯 길이는 약 25.4 mm (1 인치)이다. 진공 슬롯 (130)은 진공 이송 집속기 (37)의 상응하는 도입 및 유출 랜드 (land) 면을 형성하는 전연 (132) 및 후연 (133)을 갖는다. 진공 슬롯 (130)의 후연 (133)은 전연 (132)에 비하여 수축되고, 이는 도입 랜드 면 (134)에 비하여 유출 랜드 면 (135)의 상이한 배향에 의해 야기된다. 도입 랜드 면 (134)와 유출 랜드 면 (135)간의 각도 ″A″는 집중 및 분기됨에 따라, 성형 직물 (22)와 이송 직물 (36)의 충분한 분리를 제공하기 위해서 약 0.5°이상, 보다 구체적으로 약 1°이상, 보다 더욱 구체적으로 약 5°이상일 수 있다.

도 8은 진공 이송 집속기 (37)를 향한 화살표로 표시되는 방향으로 이동하는 습윤 티슈 웹 (24)을 예시한다. 또한, 보다 느린 속도로 이동하는 이송 직물 (36)이 진공 이송 집속기 (37)에 접근한다. 두 도입 직물간의 집중 각도는 ″C″로 나타낸다. 두 도입 직물간의 분기 각도는 ″D″로 나타낸다. 표시된 바와 같이, 두 직물은 ″P″ 점에서 동시에 집중 및 분기하며, 이는 진공 슬롯 (130)의 전연 (132)에 상응한다. 웹이 진공 슬롯 (130)의 전장을 가로질러 모든 직물과 접촉하여 성형 직물 (22)에서 이송 직물 (36)로의 이송을 수행하는 것은 필요하지 않거나 바람직하지 않다. 도 8로부터 명백하게, 성형 직물 (22) 또는 이송 직물 (36) 어느것도 이송을 수행하기 위한 소량 이상으로 편향될 필요는 없고, 이는 직물의 마모를 감소시킬 수 있다. 직물의 방향 변화는 수적으로 5회 이하일 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 이송 직물 (36)은 성형 직물 (22)보다 느린 속도로 이동한다. 하나 이상의 직물이 사용될 경우, 직물간의 속도 시차는 동일하거나 상이할 수 있다. 다중 이송 직물은 작동 가요성 뿐만 아니라 매우 다양한 직물/속도 조합을 제공하여 최종 제품의 특성에 영향을 줄 수 있다.

시차 속도 이송에 사용되는 진공의 수준은 약 101.6 내지 약 381 mmHg (4 내지 15 inHg), 바람직하게는 약 127 mmHg (5 inHg)일 수 있다. 진공 집속기 (음의 압력)는 웹 (24)의 반대면에서 양의 압력을 사용함으로써 보충되거나 대체되어 웹을 후속 직물상에 더하거나 진공을 사용하여 후속 직물상에 흡입하기 위한 대체물로서 취입할 수 있다. 또한, 진공 롤(들)이 사용되어 진공 집속기(들)을 대체할 수 있다.

습윤 웹 (24)를 탈수하기 위한 에어 프레스 (200)의 대체 실시양태를 도 10 내지 13에 나타낸다. 에어 프레스 (200)은 일반적으로 진공 박스 (204)의 형태로 하부 수집 장치와 결합된 상부 에어 플리넘 (202)를 포함한다. 습윤 웹 (24)는 상부 지지 직물 (206)과 하부 지지 직물 (208) 사이에 샌드위치되어 에어 플리넘과 진공 박스 사이의 기계 방향 (205)으로 이동한다. 에어 플리넘 및 진공 박스는 서로 기능적으로 연계하여 에어 플리넘에 공급된 가압 유체가 습윤 웹을 통해 이동하고 진공 박스를 통해 제거 또는 방출된다.

각각의 연속 직물 (206) 및 (208)은 일련의 롤 (표시하지 않음)을 가로질러 이동하여 당분야에 공지된 방식으로 직물을 인도, 구동 및 신장시킨다. 직물의 신장은 예비결정된 양, 적합하게는 약 10 내지 약 60 pli, 구체적으로 약 30 내지 약 50 pli, 보다 구체적으로 약 35 내지 45 pli로 설정된다. 에어 프레스 (200)을 통해 습윤 웹 (24)를 운반하는데 유용할 수 있는 직물에는 거의 모든 유체 투과성 직물, 예를 들면 알바니 인터내셔널 94M, 애플턴 밀스 2164B등이 포함된다.

습윤 웹 (24)의 폭에 걸친 에어 프레스 (200)의 말단도를 도 10에 나타내고, 기계 방향 (205)에서의 에어 프레스의 측면도를 도 11에 나타낸다. 도면 모두에서, 에어 플리넘 (202)의 다수 구성 요소를 습윤 웹 (24) 및 진공 박스 (204)에 비하여 부출되거나 후퇴된 위치로 예시한다. 후퇴된 위치에서, 가압 유체의 효과적인 밀봉은 불가능하다. 본 발명의 목적을 위해서, 에어 프레스의 ″후퇴된 위치″는 에어 프레스 (202)의 구성 요소가 습윤 웹 및 지지 직물상에 충돌하지 않음을 의미한다.

예시된 에어 플리넘 (202) 및 진공 박스 (204)는 적합한 틀 구조 (210)내에 장치된다. 예시된 틀 구조는 다수의 수직 배향된 지지 바아 (212)에 의해 분리된 상부 및 하부 지지 판 (211)을 포함한다. 에어 플리넘 (202)는 가압 유체의 근원 (표시하지 않음)에 기능적으로 연결된 하나 이상의 적합한 에어 도관을 통해 가압 유체를 공급받는 챔버 (214) (도 13)의 경계를 한정한다. 상응하게 진공 박스 (204)가 바람직하게는 각각의 적합한 유체 도관 (217) 및 (218) (도 11, 12 및 13)에 의해 낮고 높은 진공 근원 (표시하지 않음)에 기능적으로 연결된 다수의 진공 챔버 (이후 도 13에 관하여 설명됨)의 경계를 한정한다. 습윤 웹 (24)로부터 제거된 물은 그 결과 에어 스트림으로부터 분리된다. 에어 프레스의 구성 요소를 장치하기 위한 다양한 고정 장치를 도에 나타내지만 라벨을 부착하지 않는다.

에어 프레스 (200)의 확장 단면도를 도 12 및 13에 나타낸다. 이러한 도면에서 에어 프레스는 에어 플리넘 (202)의 구성 요소가 습윤 웹 (24) 및 지지 직물 (206) 및 (208)과의 충돌 관계를 감소시키는 작동 위치에 나타내어 진다. 최소 접촉력으로 가압 유체의 적합한 밀봉을 얻고 따라서 직물의 마모를 감소시키는 것으로 밝혀진 충돌 정도를 이후에 보다 상세하게 설명한다.

에어 플리넘 (202)는 틀 구조 (210)에 고정 장치된 고정 구성 요소 (220) 및 틀 구조 및 습윤 웹에 대응하여 이동가능하게 장치된 밀봉 조립체 모두를 포함한다. 별법으로, 전체 에어 플리넘은 틀 구조에 대응하여 이동가능하게 장치될 수 있다.

도 13에 대한 특별한 참조로써, 에어 플리넘의 고정 구성 요소 (220)에는 서로 분리되어 있고 상부 지지 판 (211)밑에 위치한 한 쌍의 상부 지지 조립체가 포함된다. 상부 지지 조립체는 서로 대향하고 플리넘 챔버 (214) 사이에 부분적으로 한정된 접촉 면 (224)를 한정한다. 또한, 상부 지지 조립체는 진공 박스 (204)를 향하는 바닥 표면 (226)을 한정한다. 예시된 실시양태에서, 각 바닥 표면 (226)은 상부 공기 적재 관 (230)이 고정 장치된 연장된 오목한 부분 (228)을 한정한다. 상부 공기 적재 관 (230)은 적합하게는 교차-기계 방향의 중심에 위치하고, 바람직하게는 습윤 웹의 전체 폭에 걸쳐 연장된다.

또한, 에어 플리넘 (202)의 고정 구성 요소 (220)에는 서로 분리되어 있고 상부 지지 조립체 (222)로부터 수직으로 떨어져 있는 한 쌍의 하부 지지 조립체가 포함된다. 하부 지지 조립체는 상부 표면 (242) 및 접촉 면 (244)을 한정한다. 상부 표면 (242)는 상부 지지 조립체 (222)의 바닥 표면 (226)을 향하고, 예시된 바와 같이 하부 공기 적재 관 (248)이 고정 장치된 연장된 오목한 부분 (246)을 한정한다. 하부 공기 적재 관 (248)은 적합하게는 교차-기계 방향의 중심에 위치하고, 적합하게는 습윤 웹의 약 50 내지 100%에 걸쳐 연장된다. 예시된 실시양태에서, 측면 지지 판 (250)은 하부 지지 조립체의 접촉 면 (244)에 고정 부착되고 밀봉 조립체 (260)의 수직 운동을 안정화시키는 작용을 한다.

도 14에 대한 추가 참조로써, 밀봉 조립체 (260)은 서로 분리된 CD 밀봉 성분 (262) (도 12 내지 14), CD 밀봉 성분에 연결된 다수의 브레이스 (263) (도 14)로 언급되는 한 쌍의 교차-기계 방향 밀봉 성분 및 MD 밀봉 성분 (264) (도 12 및 14)로 언급되는 한 쌍의 기계 방향 밀봉 성분을 포함한다. CD 밀봉 성분 (262)는 고정 구성 요소 (220)에 대응하여 수직적으로 이동가능하다. 선택적이지만 바람직한 브레이스 (263)은 CD 밀봉 성분에 고정 부착되어 구조적 지지체를 제공하고, 따라서 CD 밀봉 성분을 따라서 수직적으로 이동한다. 기계 방향 (205)에서, MD 밀봉 성분 (264)는 상부 지지 조립체들 (222) 및 CD 밀봉 성분 (262)간에 배치된다. 이후 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, MD 밀봉 성분의 부분은 고정 구성 요소 (220)에 대응하여 수직적으로 이동가능하다. 교차-기계 방향에서, MD 밀봉 성분은 습윤 웹 (24)의 가장자리 근처에 위치 한다. 특별한 실시양태에서, MD 밀봉 성분은 가능한 습윤 웹 폭의 범위와 일치하기 위해서 교차-기계 방향으로 이동가능하다.

예시된 CD 밀봉 성분 (262)에는 주 수직 벽 부분 (266), 벽 부분의 상부 (270)로부터 외부로 돌출한 횡단 플랜지 (268) 및 벽 부분의 반대편 바닥 부분 (274)에 장치된 밀봉 블레이드 (272)가 포함된다 (도 13). 따라서, 외부로 돌출된 플랜지 (268)는 밀봉 조립체의 이동 방향에 실질적으로 수직인 반대쪽의 상부 및 하부 제어 표면 (276) 및 (278)을 형성한다. 벽 부분 (266) 및 플랜지 (268)은 예시된 바와 같이 개별 구성 요소이거나 단일 구성 요소를 포함할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 밀봉 조립체 (260)의 구성 요소들은 도 10 및 11에 나타낸 수축 위치와 도 12 및 13에 나타낸 작동 위치 사이에서 수직적으로 이동가능하다. 특히, CD 밀봉 성분 (262)의 벽 부분 (266)은 위치 제어 판 (250)의 내부에 위치하고 그에 대응하여 활주가능하다. 수직 이동량은 상부 지지 조립체 (222)의 바닥 표면 (226)과 하부 지지 조립체 (240)의 상부 표면 (242) 사이에서 이동하는 횡단 플랜지 (268)의 능력에 의해 결정된다.

따라서, 횡단 플랜지 (268)의 수직 위치 및 CD 밀봉 성분 (262)는 공기 적재 관 (230) 및 (248)의 활성에 의해 제어된다. 적재 관은 에어 프레스를 위한 공기 근원 및 제어 장치 (표시하지 않음)에 기능적으로 연결된다. 상부 적재 관 (230)의 활성은 CD 밀봉 성분 (262)의 상부 제어 표면 (276)상에 플랜지 (268)가 하부 지지 조립체 (240)의 상부 표면 (242)에 접촉하거나 하부 적재 관 (248) 또는 직물의 압력에 의해서 야기되는 상향력에 의해 정지될 때까지 하강 이동하게 하는 하강력을 생성한다. CD 밀봉 성분 (262)의 수축은 하부 적재 관 (248)의 활성 및 상부 적재 관의 비활성에 의해 달성된다. 이 경우에서, 하부 적재 관은 하부 제어 표면 (278)상에 위쪽으로 압력을 가하고 플랜지 (268)이 상부 지지 조립체 (222)의 바닥 표면으로 이동하게 한다. 물론, 상부 및 하부 적재 관은 시차 압력에서 작동하여 CD 밀봉 성분을 이동시킬 수 있다. CD 밀봉 성분의 수직 이동을 제어하기 위한 대체 수단은 공기 실린더, 수력 실린더, 스크류, 잭 (jack), 기계적 연동장치 또는 다른 적합한 수단의 다른 형태 및 결합을 포함할 수 있다. 적합한 적재 관은 씰 마스터 코포레이션 (Seal Master Corporation, Kent, Ohio)에서 시판중이다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 브리지 판 (279)은 상부 지지 조립체 (222) 및 CD 밀봉 성분 (262)간의 갭에 놓여서 가압 유체의 누출을 방지한다. 따라서, 브리지 판은 에어 플리넘 챔버 (214)의 일부를 한정한다. 브리지 판은 상부 지지 조립체의 접촉 면 (224)에 고정 부착될 수 있고 CD 밀봉 성분의 내부 표면에 대응하여 활주가능하거나, 그 반대일 수 있다. 브리지 판은 유체 불투과성, 반-경화성, 렉산 (LEXAN)과 같은 낮은 마찰 물질, 쉬이트 금속등으로 형성될 수 있다.

밀봉 블레이드 (272)는 에어 프레스의 다른 특징과 함께 작용하여 에어 플리넘 (202)와 습윤 웹 (24) 사이의 기계 방향으로 가압 유체의 누출을 최소화한다. 추가로, 밀봉 블레이드는 바람직하게는 직물의 마모량을 감소시키는 방식으로 성형되고 형성된다. 특별한 실시양태에서, 밀봉 블레이드는 탄성 플라스틱 화합물, 세라믹, 코팅된 금속 기재등으로 형성된다.

도 12 및 14에 대한 특별한 참조로써, MD 밀봉 성분 (264)는 서로 분리되어 있고 에어 프레스의 측면 가장자리를 따라 가압 유체의 손실을 방지한다. 도 12 및 14는 각각 습윤 웹 (24)의 가장자리 근처의 교차-기계 방향에 위치한 MD 밀봉 성분 (264)중 하나를 나타낸다. 예시한 바와 같이, 각 MD 밀봉 성분은 횡단 지지 성분 (280), 횡단 지지 성분에 대응하는 말단 데클 (deckle)의 스트립을 이동시키기 위한 작동기 (284)를 포함한다. 횡단 지지 성분 (280)은 보통 습윤 웹 (24)의 측면 가장자리 근처에 위치하고, 일반적으로 CD 밀봉 성분 (262) 사이에 위치한다. 예시한 바와 같이, 각 횡단 지지 성분은 말단 데클 스트립이 장치된 하향 통로 (281) (도 14)을 한정한다. 추가로, 각 횡단 지지 성분은 작동기 (284)가 장치된 원형의 열극 (283)을 한정한다.

말단 데클 스트립 (282)는 실린더형 작동기 (284)로 인해 횡단 지지 성분 (280)에 대응하여 수직적으로 이동가능하다. 커플링 성분 (285) (도 12)는 말단 데클 스트립을 실린더형 작동기의 생산 샤프트에 연결한다. 커플링 성분은 반전된 T-형 바아 또는 바아를 포함하여 말단 데클 스트립이 대체를 위해서 통로 (281)내로 활주할 수 있다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 횡단 지지 성분 (280) 및 말단 데클의 스트립 모두는 O-고리 물질등과 같은 유체 불투과 밀봉 스트립 (286)을 저장하는 슬롯을 한정한다. 밀봉 스트립이 누출로부터 에어 프레스의 공기 챔버 (214)를 밀봉하는 것을 보조한다. 밀봉 스트립의 잔류물이 바람직하게는 횡단 지지 성분 (280)과 말단 데클 스트립 (282) 사이의 계면에 펼쳐져서 그러한 구성 요소 간의 상대 이동을 조절한다.

브리지 판 (287) (도 12)은 MD 밀봉 성분 (264) 및 상부 지지 판 (211) 사이에 위치하고 상부 지지 판에 고정 장치된다. 공기실 (214) (도 13)의 측면 부분은 브리지 판에 의해 한정된다. 유체 불침투성 개스킷 재료와 같은 밀봉 수단은 바람직하게는 브리지 판과 MD 밀봉 성분 사이에 위치하여 그들간의 상대 이동을 허용하고 가압 유체의 손실을 방지한다.

작동기 (284)는 적합하게는 CD 밀봉 성분 (262)의 수직 위치와는 별도로 상부 지지 직물 (206)에 대한 말단 데클 스트립 (282)의 적재 및 비적재를 제어한다. 적재는 필요한 밀봉력에 일치시키기 위해 정확하게 제어될 수 있다. 말단 데클 스트립은 모든 말단 데클 및 직물 마모를 제거할 필요가 없는 경우 후퇴될 수 있다. 적합한 작동기는 빔바 코포레이션 (Bimba Corporation)에서 시판중이다. 별법으로, 비록 말단 데클 스트립의 위치 제어 능력이 희생될 수 있지만 스프링 (표시하지 않음)이 직물 대신 말단 데클 스트립을 고정하기 위해 사용될 수 있다.

도 12에 대한 참조로써, 각 말단 데클 스트립 (282)는 커플링 성분 (285)와 인접하게 배치된 상부 표면 또는 가장자리 (290), 사용중에 직물 (206)과 접촉하는 반대편의 바닥 표면 또는 가장자리 (292) 및 CD 밀봉 성분 (262)에 근접한 측면 표면 또는 가장자리 (294)를 갖는다. 바닥 표면 (292)의 형태는 적합하게는 진공 박스 (204)의 만곡과 일치한다. CD 밀봉 성분 (262)는 직물에 충돌하고, 바닥 표면 (292)은 바람직하게는 직물 충돌에 의한 곡면에 따라서 형성된다. 따라서, 바닥 표면은 분리된 말단 부분 (298)에 의해서 기계 방향으로 측면이 둘러싸인 중앙 부분 (296)을 갖는다. 중앙 부분 (296)의 형태는 일반적으로 진공 박스의 형태를 따르는 반면, 말단 부분 (298)의 형태는 일반적으로 CD 밀봉 성분 (262)에 의해 야기되는 직물의 편향을 따른다. 돌출 말단 부분 (298)상의 마모를 방지하기 위해, 말단 데클 스트립은 바람직하게는 CD 밀봉 성분이 후퇴되기 전에 후퇴된다. 말단 데클 스트립 (262)는 바람직하게는 직물의 마모를 최소화하는 가스 불투과성 물질로 형성된다. 말단 데클에 적합할 수 있는 특별한 물질에는 폴리에틸렌, 나일론등이 포함된다.

MD 밀봉 성분 (264)는 바람직하게는 교차-기계 방향으로 이동가능하고, 따라서 바람직하게는 CD 밀봉 성분 (262)를 대하여 활주가능하게 위치된다. 예시된 실시양태에서, 교차-기계 방향으로의 MD 밀봉 성분 (264)의 이동은 나사 샤프트 또는 브라켓 (306) (도 14)에 의해 위치 고정된 볼트 (305)에 의해 제어된다. 나사 샤프트 (305)는 횡단 지지 성분 (280)중의 나사 열극을 통과하고 샤프트의 회전은 MD 밀봉 성분이 샤프트 주위를 이동하게 한다. 교차-기계 방향중 MD 밀봉 성분 (264)을 이동시키는 대체 수단으로 공기 장치등과 같은 것이 사용될 수 있다. 한 대체 실시양태에서, MD 밀봉 성분은 CD 밀봉 성분에 고정 부착되어 전체 밀봉 조립체가 함께 상승 및 하강한다 (표시하지 않음). 또다른 대체 실시양태에서, 횡단 지지 성분 (280)은 CD 밀봉 성분에 고정 부착되고, 말단 데클 스트립은 CD 밀봉 성분과 독립적으로 이동한다 (표시하지 않음).

진공 박스 (204)는 하부 지지 직물 (208)이 이동하는 곳 위로 상부 표면 (302)를 갖는 덮개 (300)을 포함한다. 진공 박스 덮개 (300) 및 밀봉 조립체 (260)은 바람직하게는 완만하게 휘어 다른 실시양태에서 앞서 설명한 바와 같이 웹의 제어를 촉진한다. 예시된 진공 박스 덮개는 제1 외부 밀봉 집속기 (311), 제1 밀봉 진공 구역 (312), 제1 내부 밀봉 집속기 (313), 세개의 내부 집속기 (315), (317) 및 (319)로 둘러싸인 일련의 네 고진공 구역 (314), (316), (318) 및 (320), 제2 내부 밀봉 집속기 (321), 제2 밀봉 진공 구역 (322) 및 제2 외부 밀봉 집속기 (323) (도 13)를 갖는 기계 방향중 전연 및 후연으로부터 형성된다. 이러한 집속기 및 구역의 각각은 바람직하게는 웹의 전체 폭에 걸쳐 교차-기계 방향으로 연장된다. 각각의 집속기에는 바람직하게는 현저한 직물의 마모를 야기하지 않고 하부 지지 직물 (208) 대하여 지지하는 세라믹 물질로 형성된 상부 표면이 포함된다. 적합한 진공 박스 덮개 및 집속기는 플라스틱, 나일론, 코팅된 강철등으로 형성될 수 있고 JWI 코포레이션 또는 IBS 코포레이션에서 시판중이다.

네 곳의 고진공 구역 (314), (316), (318) 및 (320)은 비교적 높은 진공 수준을 끌어내는 하나 이상의 진공 근원 (표시하지 않음)에 기능적으로 연결된 덮개 (300)중 통로이다. 예를 들면, 고진공 구역은 0 내지 25 인치 수은, 보다 구체적으로 약 10 내지 약 25 인치 수은의 진공에서 작동 될 수 있다. 예시된 통로에 대한 별법으로서, 덮개 (300)은 진공 근원에 기능적으로 연결되어 웹을 통해 가압 유체의 흐름을 얻는 다수의 구멍 또는 다른 성형된 개구를 한정한다. 한 실시양태에서, 고진공 구역은 기계 방향으로 각각 0.375 인치이고 습윤 웹의 전체 폭을 가로질러 연장된 슬롯을 포함한다. 예시된 실시양태에서 슬롯 (314), (316), (318) 및 (320)에 걸친 시간인, 웹상의 임의의 주어진 시점이 가압 유체의 유동에 노출된 유지 시간은 적합하게는 약 10 ms 이하, 구체적으로 약 7.5 ms 이하, 보다 구체적으로 약 3 ms 이하 또는 심지어 약 1 ms 이하와 같은 5 ms 이하이다. 고압 진공 슬롯의 수, 폭 및 기계 속도는 유지 시간을 결정한다. 선택된 유지 시간은 습윤 웹에 함유된 섬유의 형태 및 목적하는 탈수량에 좌우된다.

제1 및 제2 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322)는 에어 프레스로부터 가압 유체의 손실을 최소화하기 위해서 사용될 수 있다. 밀봉 진공 구역은 바람직하게는 네 고진공 구역과 비교하여 비교적 낮은 진공 수준을 끌어내는 하나 이상의 진공 근원 (표시하지 않음)에 기능적으로 연결될 수 있는 덮개 (300)중 통로이다. 구체적으로, 밀봉 진공 구역에 바람직한 진공의 양은 0 내지 약 100 inH₂O 칼럼이다.

에어 프레스 (200)은 바람직하게는 CD 밀봉 성분 (262)가 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322)내에 배치되도록 구성된다. 보다 구체적으로, 에어 프레스의 전면 상에 있는 CD 밀봉 성분 (262)의 밀봉 블레이드 (272)는 기계 방향으로 제1 외부 밀봉 집속기 (311)과 제1 내부 밀봉 집속기 (313)사이, 보다 구체적으로 사이의 중앙에 배치된다. CD 밀봉 성분의 후미 밀봉 블레이드 (272)는 기계 방향으로 제2 내부 밀봉 집속기 (321)과 제2 외부 밀봉 집속기 (323)사이, 바람직하게는 사이의 중앙에 배치된다. 결과적으로, 밀봉 조립물 (260)은 진공 박스로 향하는 습윤 웹 (24) 및 직물 (206) 및 (208)의 보통의 이동 경로를 편향시키기 위해 낮게 할 수 있고, 이는 예시를 목적으로 도 13에 약간 과장된 규모로 나타낸다.

밀봉 진공 구역 (312) 및 (332)는 습윤 웹 (24)의 폭을 가로질러 에어 프레스 (200)으로부터 가압 유체의 손실을 최소화하도록 작동된다. 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322)중 진공은 가압 유체를 에어 플리넘 (202)로부터 끌어내고, 에어 프레스의 외부로부터 주위 공기를 끌어낸다. 결과적으로, 공기 유동은 반대 방향으로의 가압 유체의 누출이라기 보다는 에어 프레스 외부로부터 밀봉 진공 구역으로의 이동에 의해 달성된다. 고진공 구역과 밀봉 진공 구역간의 진공의 상대 차이로 인해 에어 플리넘으로부터의 가압 유체의 대다수가 밀봉 진공 구역보다는 고진공 구역으로 끌려 들어간다.

도 15에 부분적으로 예시된 대체 실시양태에서, 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322)의 어느 곳 또는 모두에서 어떠한 진공도 끌어내지 않는다. 오히려, 변형가능한 밀봉 데클 (330)이 밀봉 구역 (312) 및 (322) (322만이 표시됨)에 배치되어 기계 방향으로 가압 유체의 누출을 방지한다. 이 경우, 에어 프레스는 직물 (206) 및 (208) 및 습윤 웹 (24)상에 충돌하는 밀봉 블레이드 (272) 및 변형가능한 밀봉 데클 (330)에 근접하거나 접촉 배치된 직물 및 습윤 웹에 의해 기계 방향으로 밀봉된다. CD 밀봉 성분 (262)이 직물 및 습윤 웹상에 충돌하고 변형가능한 밀봉 데클 (330)에 의해서 CD 밀봉 성분이 직물 및 습윤 웹의 다른 면에 대향하는 이러한 배치는 특히 유효한 에어 플리넘 밀봉을 생성하는 것으로 밝혀졌다.

변형가능한 밀봉 데클 (330)은 바람직하게는 습윤 웹의 전체 폭에 걸쳐서 연장되어 에어 프레스 (200)의 선두 말단, 후미 말단 또는 선두 및 후미 말단 모두를 밀봉한다. 밀봉 진공 구역은 변형가능한 밀봉 데클이 웹의 전체 폭으로 연장될 경우 진공 근원으로부터 분리될 수 있다. 에어 프레스의 후미 말단이 전체 폭의 변형가능한 밀봉 데클에 사용될 경우, 진공 장치 또는 블로우 박스가 에어 프레스의 하류에 사용되어 직물이 분리됨에 따라 웹 (24)가 직물중 하나에 잔류하게 할 수 있다.

변형가능한 밀봉 데클 (33)은 바람직하게는 직물 (208) 대신 우선적으로 마모하는 물질을 포함하거나 (이는 직물 및 물질이 사용될 경우, 직물에 현저한 마모를 야기하지 않고 물질이 마모됨을 의미함), 탄성이 있으며 직물의 충돌을 편향시킬수 있는 물질을 포함한다. 어느 경우에서도, 변형가능한 밀봉 데클은 바람직하게는 가스 불침투성이고, 바람직하게는 독립 기포 포말등과 같은 높은 간극 벌키성을 갖는 물질을 포함한다. 특별한 실시양태에서, 변형가능한 밀봉 데클은 두께가 0.25 인치로 측정된 독립 기포 포말을 포함한다. 보다 바람직하게는, 변형가능한 밀봉 데클 그자체가 직물의 통로와 일치하도록 마모되는 것이다. 변형가능한 밀봉 데클은 바람직하게는, 예를 들면 알루미늄 바아와 같은 구조 지지를 위한 지지 판 (332)를 수반한다.

전체 폭의 밀봉 데클이 사용되지 않는 실시양태에서, 얼마간의 밀봉 수단으로 웹의 측면으로 요구된다. 상기 언급한 바와 같은 변형가능한 밀봉 데클 또는 당분야에 공지된 다른 적합한 수단이 습윤 웹의 측면 외부로 직물을 통한 가압 유체의 유동을 막는데 사용될 수 있다.

습윤 웹의 폭에 걸쳐 균일하게 상부 지지 직물 (206)에 대한 CD 밀봉 성분의 충돌 정도는 웹에 걸쳐서 효과적인 밀봉을 생성하는데 있어 중요한 요인인 것으로 밝혀졌다. 충돌의 필요도는 상부 및 하부 지지 직물 (206) 및 (208)의 최대 인장, 에어 플리넘 챔버 (214)와 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322) 사이의 웹에 걸친 압력 시차 및 CD 밀봉 성분 (262)와 진공 박스 덮개 (300) 사이의 갭의 함수인 것으로 밝혀졌다.

도 16에 나타낸 에어 프레스의 후미 밀봉 부분의 개략도에 대한 추가 참조로써, 상부 지지 직물 (206)에 대한 CD 밀봉 성분 (262)의 충돌의 바람직한 최소량인 h (min)는 하기 방정식에 의해 표시됨이 밝혀졌다.

상기식에서,

T는 인치당 파운드로 측정된 직물의 인장이고,

W는 psi로 측정된 웹에 걸친 압력 시차이고,

d는 인치로 측정된 기계 방향으로의 갭이다.

도 16은 화살표 ″h″에 의해 표시되는 양에 의해 상부 지지 직물 (206)을 편향시키는 후미 CD 밀봉 성분 (262)을 나타낸다. 상부 및 하부 지지 직물 (206) 및 (208)의 최대 인장 강도는 화살표 ″T″로 나타낸다. 직물의 인장 강도는 휴익 코포레이션 (Huyck Corporation)에서 시판중인 모델 장력계 또는 다른 적합한 방법에 의해 측정될 수 있다. CD 밀봉 성분의 밀봉 블레이드 (272)와 제2 내부 밀봉 집속기 (321)간의 갭은 기계 방향으로 측정되고, 화살표 ″d″로 표시된다. 충돌을 측정하기 위한 취지의 갭 ″d″는 면상의 압력 시차가 직물 및 웹의 위치상에서 보다 효율적이기 때문에, 밀봉 블레이드 (272)의 보다 높은 압력 시차 면, 즉 플리넘 챔버 (214)를 향한 것에서의 갭이다. 바람직하게는 밀봉 블레이드 및 제2 외부 집속기 (323) 사이의 갭이 동일하거나 갭 ″d″보다 작다.

상기 정의된 바와 같은 최소 충돌 정도에 대한 CD 밀봉 성분 (262)의 수직 배치를 조정하는 것은 CD 밀봉의 효율성에 있어서 결정적인 요인이다. 밀봉 조립물 (260)에 부여된 적재력은 밀봉의 효율성을 결정하는데 있어서 보다 작은 역할을 하고, 단지 충돌의 필수 정도를 유지하기에 필요한 양으로 설정될 필요가 있다. 물론, 직물의 마모량은 에어 프레스 (200)의 상업적 유용성에 영향을 준다. 실질적인 직물의 마모없이 효과적인 밀봉을 달성하기 위해서, 충돌의 정도는 바람직하게는 상기 정의된 바와 같은 최소 충돌 정도와 동일하거나 약간 크다. 직물의 폭에 걸쳐서 다양한 직물 마모를 최소화하기 위해서는 바람직하게는 직물에 부여되는 힘이 교차-기계 방향에 걸쳐 일정하게 유지된다. 이는 CD 밀봉 성분의 제어 및 균일한 적재 또는 CD 밀봉 성분의 제어 위치 및 CD 밀페 성분의 균일한 적재 또는 CD 밀봉 성분의 제어 위치 및 CD 밀봉 성분의 충돌의 균일한 기하를 사용하여 달성될 수 있다.

사용에 있어서, 제어 장치는 에어 플리넘 (202)의 밀봉 조립물 (260)이 작동 위치로 낮아지게 한다. 첫째, CD 밀봉 성분 (262)는 낮아져서 밀봉 블레이드 (272)가 상부 지지 직물 (206)상에 상기 설명한 정도로 충돌한다. 보다 구체적으로, 상부 및 하부 적재 관 (230) 및 (248)내의 압력이 조정되어 이동이 하부 지지 조립품 (240)에 접촉한 횡단 플랜지 (268)에 의해 정지되거나 직물의 인장 강도에 의해 균형화될 때까지 CD 밀봉 성분 (262)의 하향 이동을 야기한다. 두번째, MD 밀봉 성분 (264)의 말단 데클 스트립 (282)가 낮아져서 상부 지지 직물과 접촉하거나 근접하게 된다. 결과적으로, 에어 플리넘 (202) 및 진공 박스 (204)는 모두 습윤 웹 대신 밀봉되어 가압 유체의 누출을 방지한다.

이어서, 에어 프레스를 작동시켜 가압 유체가 에어 플리넘 (202)를 채우고 공기의 유동이 웹을 통해 이루어진다. 도 13에 예시한 바와 같이, 높고 낮은 진공이 고진공 구역 (314), (316), (318) 및 (320) 및 밀봉 진공 구역 (312) 및 (32)에 부여되어 공기의 유동, 밀봉 및 물의 제거를 촉진한다. 도 15의 실시양태에서, 가압 유체는 에어 플리넘에서 고진공 구역 (314), (316), (318) 및 (320)으로 유동하고 변형가능한 밀봉 데클 (330)은 교차-기계 방향으로 에어 프레스를 밀봉한다. 습윤 웹에 걸쳐 생성된 압력 시차 및 생성된 웹을 통한 공기의 유동은 웹의 효과적인 탈수를 제공한다.

에어 프레스의 많은 구조 및 작동 특징이 비교적 소량의 직물 마모와 함께 매우 소량의 가압 유체가 누출되는 것에 대한 원인이 된다. 초기에는, 에어 프레스 (200)이 직물 및 습윤 웹상에 충돌하는 CD 밀봉 성분 (262)를 사용한다. 충돌 정도는 CD 밀봉의 효율성을 최대화하여 측정한다. 한 실시양태에서, 에어 프레스는 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322)를 사용하여 습윤 웹의 폭에 걸쳐서 주위 공기의 유동을 생성한다. 또다른 실시양태에서, 변형가능한 밀봉 성분 (330)은 CD 밀봉 성분의 반대편의 밀봉 진공 구역 (312) 및 (322)에 배치된다. 어떠한 경우에서도, CD 밀봉 성분 (262)는 바람직하게는 진공 박스 (300)의 통로에 적어도 부분적으로 배치되어 에어 플리넘 (202)와 진공 박스 (204)간의 접촉 표면의 정확한 정렬에 대한 필요성을 최소화한다. 또한, 밀봉 조립품 (260)은 틀 구조 (210)에 연결된 하부 지지 조립품과 같은 고정 구성 요소에 대하여 적재될 수 있다. 결과적으로, 에어 프레스에 대한 적재력은 에어 플리넘내의 가압 유체의 압력과 무관하다. 또한, 직물의 마모는 직물 마모가 낮은 물질 및 윤활계의 사용으로 인해 최소화된다. 적합한 윤활계에는 에멀젼 오일, 분리제 또는 다른 화합물, 또는 물과 같은 화학 윤활제가 포함될 수 있다. 전형적인 윤활제 도포 방법에는 교차-기계 방향으로 균일하게 도포되는 희석된 윤활제 스프레이, 수압 또는 공기로 세분화한 용액, 보다 농축된 용액의 펠트 와이프, 또는 분무 장치 사용에 있어서 공지된 다른 방법이 포함된다.

보다 높은 압력 플리넘 압력에서의 수행 능력은 누출을 방지하는 능력에 좌우되는 것으로 관찰되었다. 누출의 발생은 이전 또는 기대 작동에 비례하여 과도한 공기의 유동, 추가 작동 소음, 습기의 분사, 및 과도한 경우에는 습윤 웹에 구멍 및 라인과 같은 규칙적 또는 무작위한 결함으로부터 검출될 수 있다. 누출은 에어 프레스 밀봉 구성 요소의 정렬 또는 조정에 의해 수리될 수 있다.

에어 프레스에서, 교차-기계 방향으로의 균일한 공기의 유동은 웹의 균일한 탈수를 제공하는데 바람직하다. 교차-기계 방향 유동의 균일성은 유체 동력학 모델링 계산을 사용하여 성형된, 압력 및 진공 면상에서 가늘어지는 도관과 같은 장치를 사용하여 개선될 수 있다. 웹의 기초 중량 및 습기 함량이 교차-기계 방향으로 균일하지 않기 때문에, 바람직하게는 쉬이트 특성에 기준하여 공기의 유동을 다양화하기 위한 압력 및 진공 면상에 감쇠기를 사용하는 독립 제어 구역, 습윤 웹 이전에 유동에 있어 현저한 압력의 강하를 야기하는 방지재 판, 또는 다른 직접적 수단과 같은 추가 수단을 사용하여 교차-기계 방향으로의 균일한 공기의 유동을 얻을 수 있다. 또한, CD 탈수 균일성을 제어하기 위한 대체 방법에는 구분 제어되는 증기 샤워, 예를 들면 하니웰-메쥬렉스 시스템즈 인크. (Honeywell-Measurex Systems Inc., Dublin, Ohio)에서 시판중인 데브로나이저 (Devronizer) 증기 샤워등과 같은 외부 장치가 포함된다.

하기 실시예는 본 발명의 보다 상세한 이해를 얻기위해 제공된다. 특정량, 비율, 조성 및 매개변수는 전형적인 예이며, 본 발명의 범위를 구체적으로 한정하는 것은 아니다.

실시예와 관련하여 참조하는 바와 같이, MD 인장 강도, MD 신장력 및 CD 인장 강도는 하기 매개변수를 사용하는 TAPI 시험 방법 494 OM-88 ″종이 및 판지의 인장 파괴 특성″에 따라서 얻는다. 254 mm/min (10.0 in/min)의 크로스헤드 속도, 4,540 g (10 lb)의 전체 규모 적재량, 50.8 mm (0.2 인치)의 턱의 폭 (때때로, 게이지 길이를 의미함) 및 76.2 mm (3 인치)의 표본 폭. 인장 시험 기계는 시스템즈 인테그레이션 인크 (Systems Integration Inc., Stoughton, Messachusetts, a division of MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, North Carolina)사의 신테크 (Sintech), Model CITS-2000이다.

실시예 쉬이트의 강성은 객관적으로 티슈에 대한 기계 방향 (MD) 적재/신장 곡선의 최대 구배 (이하 ″MD 구배″로 언급됨) 또는 기계 방향 강성 (본 명세서에서 정의됨)에 의해 나타낼 수 있고, 이는 티슈의 캘리퍼 및 제품의 층수를 추가로 고려하게 된다. MD 구배의 측정은 이후로 도 9와 연계하여 기술한다. MD 구배는 티슈에 대해 기계 방향 적재/신장 곡선의 최대 구배이다. MD 구배의 단위는 kg/3in이다. MD 강성은 MD 구배를 층수로 나눈 캘리퍼의 몫의 제곱근과 곱하여 계산한다. MD 강성의 단위는 (kg/3in)-마이크론^0.5이다.

도 9는 MD 구배의 측정을 예시하는 티슈 쉬이트의 일반화된 적재/신장 곡선이다. 나타낸 바와 같이 예시를 목적으로 둘간의 거리가 과장된 두 지점 P1 및 P2는 적재/신장 곡선을 따라서 선택된다. 인장 시험기는 P1 및 P2로부터 시료를 취한 시점에 대한 선형 회귀를 계산하도록 프로그래밍된다 (GAP [일반 사용 프로그램], 버전 2.5, Systems Integration Technology Inc., Stoughton, MA; a division of MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, NC). 이 계산은 P1 및 P2 포인트가 곡선을 따라 일정한 형태를 갖도록 조정함으로써 곡선상에서 반복 수행된다 (이후 기술함). 이러한 계산의 최고값은 Max 구배이고, 표본의 기계 방향상에서 수행될 경우, 본 명세서에서는 MD 구배임을 의미한다.

인장 시험 프로그램은 63.5 mm (2½인치) 길이의 신장에서 취해지는 P1 및 P2과 같은 것이 500 개가 되도록 설정된다. 이는 충분한 수를 제공하여 기본적으로 표본의 임의의 실제 신장력을 초과하도록 한다. 254 mm/min (10 in/min)의 크로스헤드 속도로 이는 매 0.030 초 당 포인트로 전환된다. 프로그램은 이러한 포인트들 중에서 10번째 포인트를 최초 포인트로서 설정하고 (예를 들면, P1), 40 번째 포인트 (예를 들면, P2)까지 30개의 포인트를 계수하며, 그러한 30 개의 포인트에 대하여 선형 회귀를 수행함으로써 구배를 계산한다. 프로그램은 이러한 회귀로부터의 구배를 배열로 저장한다. 이어서, 프로그램은 20번째 포인트 (P1이 됨)까지 10개의 포인트를 계수하고, 과정을 다시 반복한다 (50번째 포인트 (P2가 됨)까지 30개의 포인트를 계수하고, 구배를 계산하고 배열로 저장함). 이 과정을 쉬이트의 전체 신장동안 계속한다. 이어서, Max 구배를 이 배열로부터 최고값으로 선택한다. Max 구배의 단위는 표본 폭 kg/3in이다 (물론, 신장 길이가 턱의 폭의 길이에 의해 나뉘어지기 때문에 변형은 단위가 없음).

〈실시예 1-4〉

본 발명을 예시하기 위해, 다수의 비크레이프된 통기건조 티슈를 도 1에 예시된 바와 같은 방법을 사용하여 실제 제조하였다. 보다 구체적으로, 실시예 1-4는 외부 층이 디스퍼즈되고 (disperged) 탈결합된 유칼립투스 섬유를 포함하고 중앙 층이 정제된 북부 연목 크라프트 섬유를 포함하는 모두 3층을 이루는 단층의 화장실용 티슈였다. 세네브라 (cenebra) 유칼립투스 섬유를 15분 동안 10% 콘시스턴시에서 펄프화하고, 30% 콘시스턴시로 탈수하였다. 이어서, 펄프를 모울 샤프트 디스퍼져 (disperger)에 공급하였다. 디스퍼져에 2.2 HPD/T (미터톤 당 1.8 kW-일)의 에너지를 공급하여 70℃ (160℉)에서 작동시켰다. 디스퍼징한 후, 연화제 (Witco C6027)을 0.75 중량% (건조 섬유 미터톤 당 7.5 kg의 양)로 펄프에 가했다.

형성이전에, 연목 섬유를 3.2%의 콘시스턴시에서 30분 동안 펄프화하고, 동시에 디스퍼즈되고 탈결합된 유칼립투스 섬유를 2.5% 콘시스턴시로 희석하였다. 전체 층을 이루는 쉬이트는 디스퍼즈된 유칼립투스/정제된 연목/디스퍼즈된 유칼립투스 층 중에 실시예 1, 2 및 4의 경우 35%/30%/35%, 실시예 3의 경우 33%/34%/33%로 분할되었다. 중앙 층은 목표 강도값을 달성하는데 필요한 수준으로 정제되고, 동시에 외부층은 유연성 및 벌키성을 제공하였다. 건조 및 일시적 습윤 강도를 더하기위해, 강화제인 파레즈 (Parez) 631 NC를 중앙층에 가했다.

이러한 실시예는 4-층의 벨로이트 컨셉트 (Beolit Caoncept) III 헤드박스를 사용하였다. 정제된 노던 연목 크라프트 종이 재료를 헤드박스의 두 중앙층에 사용하여 상기 기술된 3 층을 이루는 제품에 대한 단일 층을 제조하였다. 슬라이스 (slice)로부터 약 75 mm (3 인치) 정도 함입된 난류 생성 삽입물 및 슬라이스를 넘어서 약 150 mm (6 인치) 연장된 층 분할기를 사용하였다. 평균 슬라이스 개구부는 약 23 mm (0.9 인치)이고, 모든 4 개의 헤드박스 층중에 물의 유동을 비교하였다. 헤드박스에 공급되는 스톡의 콘시스턴시는 약 0.09 중량%였다.

생성된 3층 쉬이트는 이중-와이어, 흡입 형태 롤, 성형 직물이 애플톤 밀스 (Appleton Mills) 2164-B 직물인 포머상에서 형성되었다. 성형 직물의 속도는 11.8 내지 12.3 m/s였다. 이어서, 새롭게 형성된 웹을 에어 프레스의 부재하에 성형 직물 밑에서부터 진공 흡입을 사용하여 25 내지 26%의 콘시스턴시로 탈수하고, 9.1 m/s (29 내지 35% 러쉬 이송)로 이동하는 이송 직물로 이송되기 전에 에어 프레스를 사용하여 32 내지 33%로 탈수하였다. 이송 직물은 애플톤 밀스 2164-B 직물이었다. 약 150 내지 380 mm (6 내지 15 인치) Hg로 끌어당기는 진공 집속기를 사용하여 웹을 이송 직물로 이송하였다.

이어서, 웹을 약 9.1 m/s의 속도로 이동하는 통기건조 직물에 이송하였다. 애플톤 밀스 T124-4 및 T124-7 통기건조 직물을 사용하였다. 웹을 약 175℃ (350 ℉)의 온도에서 작동하는 벌집형 통기건조기 위로 옮기고, 약 94 내지 98%의 콘시스턴시로 최종 건조시켰다.

실시예 쉬이트를 제조하는 순서는 하기와 같다. 실시예 1의 쉬이트를 4 롤 제조하였다. 표 1에 나타낸 콘시스턴시 데이타는 4 롤의 시작에서 1회 및 종말에서 1회씩 2회 측정에 기준한 것이다. 표 1에 나타낸 다른 데이타는 롤 당 1회씩 4회 측정에 기준한 평균을 나타낸다. 이어서, 에어 프레스를 작동시켰다. 에어 프레스의 작동 직전 및 직후의 데이타를 표 3 (개별 데이타 포인트)에 나타낸다. 이러한 데이타는 에어 프레스가 인장 값에 있어서 현저한 증가를 야기한다는 것을 나타낸다. 이어서, 공정을 변경하여 실시예 1과 비교가능한 수준으로 인장 값을 감소시켰다. 이 공정 조정 기간후에, 실시예 2의 쉬이트를 4 롤 (본 발명) 제조하였다. 이후에, 상이한 통기건조 직물을 사용하고 에어 프레스를 작동시켜 실시예 3의 쉬이트를 4 롤 제조하였다. 에어 프레스시를 작동 중단시키고 실시예 3의 쉬이트에 비교가능한 인장 강도 값을 회복하도록 공정을 조절하였다. 이어서, 실시예 4의 쉬이트를 4 롤 제조하였다. 표 2중 각 실시예에 대한 콘시스턴시 데이타는 각각의 4 롤의 시작에서 1회 및 종말에서 1회씩 2회 측정에 기준한 평균이다. 표 2중 다른 데이타는 롤 당 1회씩, 실시예 쉬이트 당 4회 측정의 평균에 기준한 것이다. 표 2에서, 실시예 4의 데이타를 좌측 칼럼에 나타내고, 실시예 3의 데이타를 우측 칼럼에 나타내서 표 1 및 3과 일치하게 하며, 좌측 칼럼의 데이타는 에어 프레스를 사용하지 않은 것이고 우측 칼럼의 데이타는 에어 프레스를 사용한 것을 나타낸다.

표 1 내지 3은 실시예 1 내지 4에 대한 보다 자세한 공정 조건의 설명 뿐만 아니라 생성된 티슈 특성을 제공한다. 하기 표 1 내지 3에 사용된 바와 같이, 칼럼의 제목은 다음과 같은 의미를 갖는다. ″콘시스턴시@러쉬 이송″은 고체%로 나타낸 성형 직물로부터 이송 직물로의 이송 포인트에서의 웹의 콘시스턴시이다. ″MD 인장″은 시료 폭의 g/7.62 mm (3 인치)으로 나타낸 기계 방향 인장 강도이다. ″CD 인장″은 시료 폭의 g/7.62 mm (3 인치)으로 나타낸 교차 기계 인장 강도이다. ″MD 구배″는 시료 폭의 kg/7.62 mm (3 인치)으로 나타낸 상기 정의한 바와 같다. ″캘리퍼″는 103.2 mm (4 1/16 인치)의 앤빌 직경 및 220 g/in²(3.39 kP)을 갖는 벌크 마이크로미터 (Bulk Micrometer, TMI Model 49-72-00, Amytyville, New York)로 측정한 1 쉬이트 캘리퍼이다. ″MD 강도″는 (kg/3in)-마이크론^0.5으로 표시되는 상기 정의한 바와 같은 기계 방향 강도 인자이다. ″기초 중량″은 g/m²으로 나타낸 최종 기초 중량이다. ″TAD 직물″은 통기건조 직물을 의미한다. ″리파이너 (Refiner)″는 kW로 나타낸 중앙 층을 정제하기 위한 에너지 공급이다. ″러쉬″는 이송 직물의 속도로 나뉘고 %로 표시되는 성형 직물과 이송 직물간의 속도에 있어서의 차이이다. ″HW/SW″는 총 섬유 중량의 %로서 나타낸 3 층으로 이루어진 단일층 티슈에 있어 경목 (HW)과 연목 (SW) 섬유의 분해 중량이다. ″파레즈 (Parez)″는 중심층 섬유의 미터톤 당 kg으로 표시되는 파레즈 631 NC의 추가 율이다.

	실시예 1	실시예 2
	(에어 프레스하지 않음)	(에어 프레스 및 공정 조정)
콘시스턴시@러쉬 이송 (%)	25.2 - 26.1	32.5 - 33.4
MD 인장 (g/3″)	933	944
CD 인장 (g/3″)	676	662
MD 신장 (%)	24.5	24.7
MD 구배 (kg/3″)	4.994	3.778
캘리퍼 (마이크론)	671	607
MD 강도 (kg/3″-마이크론^0.5)	129	93
기초 중량 (gsm)	34.6	35.2
TAD 직물	T-124-4	T-124-4
리파이너 (kW)	32	26
러쉬 (%)	32	29
HW/SW (%)	70/30	70/30
파레즈 (kg/mt)	2.5	2.5

	실시예 1	실시예 2
	(에어 프레스하지 않음)	(에어 프레스 및 공정 조정)
콘시스턴시@러쉬 이송 (%)	24.6	32.4
MD 인장 (g/3″)	961	907
CD 인장 (g/3″)	714	685
MD 신장 (%)	23.5	24.4
MD 구배 (kg/3″)	5.668	3.942
캘리퍼 (마이크론)	716	704
MD 강도 (kg/3″-마이크론^0.5)	152	105
기초 중량 (gsm)	35.0	35.1
TAD 직물	T-124-7	T-124-7
리파이너 (kW)	40	34.5
러쉬 (%)	35	31
HW/SW (%)	66/34	70/30
파레즈 (kg/mt)	2.5	2.5

	(에어 프레스하지 않음)	(에어 프레스및 공정 조정)
콘시스턴시@러쉬 이송 (%)	25.2	32.5
MD 인장 (g/3″)	915	1099
CD 인장 (g/3″)	661	799
CD 습윤 인장	127	150
MD 신장 (%)	24.4	28.5
MD 구배 (kg/3″)	4.996	4.028
캘리퍼 (마이크론)	665	630
MD 강도 (kg/3″-마이크론^0.5)	129	101
기초 중량 (gsm)	34.3	34.6
TAD 직물	T-124-4	T-124-4
리파이너 (kW)	32	32
러쉬 (%)	32	32
HW/SW (%)	70/30	70/30
파레즈 (kg/mt)	4.0	4.0

상기 실시예에서 나타낸 바와 같이, 에어 프레스는 보다 낮은 모듈러스 값에 의해 증명되는 바와 같이 보다 소프트한 쉬이트를 얻는 시차 속도 이송의 현저하게 보다 높은 콘시스턴시의 상류를 생성한다. 바람직하게는, 티슈 제품의 모듈러스 (MD 강도)가 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않고 제조된 비교가능한 티슈 제품의 것보다 약 20 이상 작다. 또한, 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않고 제조된 비교가능한 티슈 제품의 것보다 티슈 제품의 기계 방향 인장이 20% 이상 크고, 티슈 제품의 교차 방향 인장이 20% 이상 크다. 추가로, 티슈 제품의 기계 방향 신장은 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않고 제조된 비교가능한 티슈 제품의 것보다 17% 이상 크다.

상기 상세한 설명은 예시를 목적으로 하는 것이다. 따라서, 다수의 변경 및 변화가 본 발명의 취지 및 범위로부터 출발하지 않고 수행될 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태의 일부로서 기술된 대체 또는 임의의 특징은 또다른 실시양태를 얻기위해 사용될 수 있다. 추가로, 두 상기 성분은 동일한 구조의 부분을 나타낼 수 있다. 또한, 1997년 9월 16일 허여된 엥겔 (S. A. Engel)등의 미국 특허 제 5,667,636호에 개시된 바와 같은 다양한 공정 및 장치가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 기술된 특정 실시양태가 아니고 청구항에 의해서만 한정된다.

Claims

순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 단계,

약 20 내지 약 30%의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 단계,

비압착 탈수 수단을 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 추가 탈수시키는 단계,

추가 탈수시킨 웹을 성형 직물보다 약 10 내지 약 80% 느린 속도로 이동하는 이송 직물에 이송하는 단계,

통기건조한 직물에 웹을 이송하는 단계, 및

웹을 최종적으로 통기건조하는 단계

를 포함하는 소프트 티슈 쉬이트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 비압착 탈수 수단이 에어 프레스, 적외선 건조, 마이크로파 건조, 음파 건조, 통기건조 및 치환 탈수로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 비압착 탈수 수단이 에어 프레스인 방법.
제3항에 있어서, 에어 프레스가 습윤 웹의 콘시스턴시를 약 3% 이상 증가시키는 방법.
제3항에 있어서, 에어 프레스가 에어 플리넘을 포함하고, 에어 플리넘내의 유체 압력이 약 0.34 내지 약 2.06 bar (약 5 내지 약 30 lb/in²) 범위내로 유지되는 것인 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에어 프레스가 습윤 웹을 가로질러서 약 889 내지 약 1524 mmHg (약 35 내지 약 60 inHg)의 압력 시차를 제공하는 것인 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에어 프레스가 약 31% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 것인 방법.
제7항에 있어서, 에어 프레스가 약 32% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 것인 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에어 프레스가 약 31% 내지 약 36%의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 것인 방법.
제1항에 있어서, 약 20 내지 약 30%의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 단계가 다수의 진공 박스를 사용하여 이루어지는 방법.
제3항에 있어서, 습윤 웹이 에어 프레스를 통해 이송될 때, 성형 직물과 지지 직물사이에 샌드위치되는 것인 방법.
제1항, 제3항, 또는 제4항에 있어서, 성형 직물이 약 36576 m/min (2000 ft/min) 이상의 속도로 이동하는 것인 방법.
제1항의 방법에 의해서 제조되는 티슈 제품.
제13항에 있어서, 티슈 제품의 모듈러스가 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않는 것을 제외하고는 제1항의 방법에 의해 제조된 비교되는 티슈 제품의 모듈러스보다 약 20% 이상 작은 티슈 제품.
제13항에 있어서, 티슈 제품의 기계 방향 인장 강도가 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않는 것을 제외하고는 제1항의 방법에 의해 제조된 비교되는 티슈 제품의 인장 강도보다 약 20% 이상 큰 티슈 제품.
제13항에 있어서, 티슈 제품의 교차 방향 인장 강도가 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않는 것을 제외하고는 제1항의 방법에 의해 제조된 비교되는 티슈 제품의 인장 강도보다 약 20% 이상 큰 티슈 제품.
제13항에 있어서, 티슈 제품의 기계 방향 신장력이 약 30% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수하지 않는 것을 제외하고는 제1항의 방법에 의해 제조된 비교되는 티슈 제품의 신장력보다 약 17% 이상 큰 티슈 제품.
(a) 순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 단계,

(b) 습윤 웹으로 형성된 전체 밀봉으로 인해 약 0.34 bar (약 5 lb/in²) 게이지 이상의 가압 유체가 실질적으로 웹을 통해 유동하게 하는 비압착 탈수 장치를 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수하는 단계,

(c) 습윤 웹을 통기건조 직물에 이송하는 단계,

(d) 비압착 탈수 웹을 통기건조하는 단계,

(e) 통기건조된 웹을 건조 실린더의 표면상에 이송하는 단계, 및

(f) 통기건조된 웹을 크레이핑 블레이드를 사용하여 건조 실린더로부터 제거하는 단계

를 포함하는 크레이프 건조 웹의 제조 방법.
(a) 순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착하여 습윤 웹을 형성하는 단계,

(b) 약 10 내지 약 30%의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수하는 단계,

(c) 에어 플리넘과 수집 장치사이에 형성된 전체 밀봉으로 인해 약 0.34 bar (약 5 lb/in²) 게이지 이상의 가압 유체가 실질적으로 웹을 통해 유동하게 하는 에어 프레스를 사용하여 약 30 내지 약 40%의 콘시스턴시로 습윤 웹을 추가 탈수하는 단계,

(d) 통기건조 직물에 습윤 웹을 이송하는 단계,

(e) 비압착 탈수 웹을 통기건조하는 단계,

(f) 통기건조된 웹을 건조 실린더의 표면상에 이송하는 단계, 및

(g) 통기건조된 웹을 크레이핑 블레이드를 사용하여 건조 실린더로부터 제거하는 단계

를 포함하는 크레이프 건조 웹의 제조 방법.
(a) 순환 성형 직물상에 제지 섬유의 수성 현탁액을 증착시켜 습윤 웹을 형성하는 단계,

(b) 한 쌍의 직물사이에 습윤 웹을 샌드위치시키는 단계,

(c) 샌드위치된 습윤 웹 구조를 습윤 웹을 가로질러 약 762 mmHg (30 inHg) 이상의 압력 시차 및 습윤 웹을 통해 약 10 SCFM/in²이상의 가압 유체의 스트림을 생성하는 기능적으로 연결된 에어 플리넘과 수집 장치 사이로 통과시키는 단계,

(d) 가압 유체의 스트림을 사용하여 약 30% 이상의 콘시스턴시로 습윤 웹을 탈수시키는 단계,

(e) 통기건조 직물에 습윤 웹을 이송하는 단계,

(f) 비압착 탈수 웹을 통기건조하는 단계,

(g) 통기건조된 웹을 건조 실린더의 표면상에 이송하는 단계, 및

(g) 통기건조된 웹을 크레이핑 블레이드를 사용하여 건조 실린더로부터 제거하는 단계

를 포함하는 크레이프 건조 웹의 제조 방법.
제18항에 있어서, 비압착 탈수 장치가 웹의 콘시스턴시를 약 5 내지 약 20% 증가시키는 방법.
제19항에 있어서, 웹이 약 32% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수되는 방법.
제22항에 있어서, 웹이 약 34% 이상의 콘시스턴시로 추가 탈수되는 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 웹을 가로질러 압력 시차가 약 889 내지 약 1524 mmHg (약 35 내지 약 60 inHg)인 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 가압 유체가 약 0.34 내지 2.06 bar (약 5 내지 약 30 lb/in²) 게이지로 가압되는 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 수집 장치가 0 내지 635 mmHg (0 내지 약 25 inHg)의 진공을 끌어내는 진공 박스를 포함하는 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 에어 프레스중 유지 시간이 약 10 이하인 방법.
제27항에 있어서, 에어 프레스중 유지 시간이 약 7.5 이하인 방법.
제19항에 있어서, 웹이 에어 프레스하기 전에 하나 이상의 진공 박스를 사용하여 약 10 내지 약 30%의 콘시스턴시로 탈수되는 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 에어 플리넘에 공급된 약 85% 이상의 가압 유체가 습윤 웹을 통해 유동하는 방법.
제30항에 있어서, 에어 플리넘에 공급된 약 90% 이상의 가압 유체가 습윤 웹을 통해 유동하는 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 가압 유체의 온도가 약 300℃ 이하인 방법.
제32항에 있어서, 가압 유체의 온도가 약 150℃ 이하인 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 티슈 쉬이트.