KR100321669B1

KR100321669B1 - 캘린더벨트

Info

Publication number: KR100321669B1
Application number: KR1019970052519A
Authority: KR
Inventors: 프란시스 엘. 데이븐포트; 윌리엄 에이치. 듀트
Original assignee: 실버 챨스 제이; 알바니 인터내셔널 코포레이션
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2002-06-20
Also published as: ZA977757B; ES2184946T3; CN1198493A; DE69717966D1; US6455448B1; ID22099A; CA2212605A1; CN1089386C; ATE230046T1; NO973450L; MX9707170A; AU724074B2; TW343175B; KR19980086394A; BR9705195A; NO312848B1; CA2212605C; EP0877119B1; EP0877119A3; JP3545576B2

Abstract

종이직물을 소프트 캘린더링 하기 위한 캘린더 벨트이며, 무단 바닥기판, 무단 바닥기판의 외측에 부착된 인조섬유 솜, 무단 바닥기판과 인조섬유 솜으로 구성되는 섬유와 바닥의 복합구조에 균일한 깊이로 스며드는 중합체수지 물질을 구비한다. 그 깊이는 중합체수지 물질이 바닥기판에 도달하지 않거나, 또는 부분적으로, 또는 완전히 바닥기판에 스며든다.

중합체수지 물질의 층은 인조섬유 물질 위에 소정의 두께로 형성된다. 일단 중합체수지 물질이 경화되면, 접지면 위에 어떠한 섬유도 노출함이 없이 평탄한 매끄러움으로 연마된다.

중합체수지 물질이 인조섬유 솜, 가능하게는 바닥기판에 균일한 깊이로 침투함으로써 캘린더 벨트는 소프트 캘린더내의 닙을 통해 종이직물에 균일한 압착펄스를 제공할 수 있다.

Description

캘린더 벨트

본 발명은 종이직물이나 두꺼운 판지 등을 캘린더링(calendering : 종이, 피륙 등을 압연, 평활하게 하고 광택을 내는 가공법을 말함)하는 것과 관련된다. 보다 구체적으로는 본 발명은 제지기의 하류단계에서 캘린더링 장치에 사용되거나, 또는 종이직물에 평탄한 마무리를 하기 위해 캘린더 닙(calender nip)을 통과하는 오프-머신(off-machine) 캘린더에 사용되는 종류의 캘린더 벨트에 관한 것이다.

종이나 두꺼운 판지는 표면을 매끄럽고 광택이 나도록 하기 위한 공정동안에 캘린더 된다. 캘린더링은 많은 인쇄종이에 바람직한 인쇄 질을 제공하도록 요구되며, 코팅된 종이나 판지 또는 코팅되지 않은 종이나 판지에서 수행될 수 있다.

캘린더링은 건조기 직후 제지기 또는 판지기에서 온-라인으로 수행될 수 있다. 온-라인 캘린더링에 있어서는 두 개의 딱딱한 롤 사이에 형성된 캘린더 닙을 구비하는 머신 캘린더(machine calender)가 사용될 수 있다. 머신 캘린더링은 또한 압착롤이 딱딱하기 때문에 하드 캘린더링이라고 알려져 있다.

캘린더링은 또한 제지기 또는 판지기로부터 분리되는 오프-라인으로 수행될 수도 있다. 이 경우에는 수직으로 쌓아올려 배열된 많은 수의 롤을 구비하는 소위 수퍼캘린더가 사용된다. 일반적으로, 수퍼캘린더의 다른 모든 롤은 딱딱하며, 하드롤 사이에 있는 롤은 보다 부드러운 재료로 되어 있어, 하드롤에 접촉하는 피륙면은 높은 광택을 띤다. 하드롤과 소프트롤의 상대적인 위치가 수퍼캘린더의 중심에서 바뀌어 원래 소프트롤에 접촉하는 피륙의 면이 하드롤에 접촉하게 되면 피륙의 보다 균일한 처리가 이루어질 수 있다.

탄성롤을 갖춘 캘린더 또는 소프트 캘린더가 또한 온라인 캘린더링을 위해 개발되었다. 컴펄라이언트 캘린더(compliant calender)라고도 알려진 소프트 캘린더는 제지기 또는 판지기계 또는 코팅기계 작업 후에 온-라인으로 배치될 수 있으며, 대개 적은 수의 롤을 갖는다. 컴펄라이언트 캘린더링에 있어서, 닙은 가열된 강철롤과 폴리머 코팅된 롤과 같은 연계된 탄성롤 사이에서 형성된다. 닙에서 피륙을 부드럽게 만드는 열(Heat)은, 수퍼캘린더가 사용되었을 경우와 같이 부드럽고 광택이 나게 종이직물을 만들도록 제공된다. 소프트 캘린더의 탄성롤의 탄성도는 압착닙이 확장되도록 한다. 이 확장으로 인하여 기계 캘린더의 평평함에 대해 압착펄스가 평평해져 종이직물에 대한 압착은 기계캘린더에서의 압착에 비해 유리하게제한될 수 있다. 두 개의 하드롤을 사용하는 기계 캘린더링과 하나의 가열된 하드롤과 하나의 탄성롤을 사용하는 컴펄라이언트(소프트) 캘린더링에서 얻어진 결과는 서로 다르다. 피륙 두께의 바람직하지 못한 결과는 압착닙에서 전달된 높고 국부적인 압착펄스가 직물의 보다 두꺼운 부분에 강한 압착을 가함으로써 초래하는 캘린더된 직물에서의 불균일한 밀도이다. 그 결과는 불균일한 두께를 가진 직물이며, 광택과 매끄러움도 불충분하다.

어떤 경우이든, 캘린더된 종이시트는 불균일하다. 따라서, 캘린더된 종이 또는 판지의 사용에 있어서 불균일한 두께나 불균일한 밀도가 종이나 판지에 인쇄된 형상의 질에 영향을 미치므로 불균일한 두께와 불균일한 밀도간에 자리바꿈을 하는 것이 필요하다.

폴리머 코팅 롤 보다는 무단(endless) 캘린더 벨트를 장착하는 컴펄라이언트(소프트) 캘린더가 개발되었다. 캘린더 벨트는 하드롤을 가진 압착닙을 형성하는 롤 주위의 무단 순환통로를 통과한다. 작동에 있어서, 종이직물 또는 판지는 탄성적인 무단벨트와 하드롤 사이의 닙에 배치된다. 이와 같은 설계의 이점은 가열된 하드롤로부터 열에 의해 닙에서 가열된 캘린더 벨트가 밀폐된 고리에서 회귀하는 동안에 냉각될 수 있다는 것이다.

제지기의 압착부를 위한 긴 닙 압착기와 동일한 설계로 된 캘린더는 컴펄라이언트 캘린더링에도 사용되었다. 이러한 타입의 컴펄라이언트 캘린더는 회전하고 가열된 하드롤과 움직이지 않은 오목한 지지부재 또는 프레스 슈(press shoe) 사이에 형성된 확장닙을 갖는다. 종이직물 또는 판지는 닙을 통과하며, 순환하면서 직물과 지지부재 사이에 배치된 캘린더 벨트 형태로 된 지지부재와 접촉한다.

소프트 캘린더링을 위한 무단 캘린더 벨트는 전통적으로 폴리우레탄과 같은 물질로 바람직한 두께를 가진 직조된 구조로 만들어진다. 캘린더링이 종이직물에 미치는 영향에 대한 전술한 논의의 관점에서 볼 때 캘린더 벨트의 특성은 캘린더 된 종이직물의 불균일성을 악화시키지 않도록 균일하여야 한다는 것을 이해하게 될 것이다. 종이직물 또는 판지는 캘린더 벨트와 간접 접촉하기 때문에 종이직물 또는 판지에 바람직한 마무리를 하기 위해 매우 매끄러운 표면을 가져야 한다. 특히, Z방향, 즉 캘린더 벨트의 평면에 수직인 방향에서의 탄성율 또는 탄성변형과 탄성 회복은 적절하고 균일하여 종이직물의 모든 부분은 압착닙에서 동일한 압착펄스를 겪는다.

현재 사용되는 캘린더 벨트의 단점중의 하나는 불균일 구조이다. 균일한 구조를 제공하기가 어려운 중요한 이유로서, 중합체 함침 물질이 캘린더 벨트의 기재(基材)를 균일하게 함침하지 않는 사실이 발견되었다. 그 결과, 압착에 대한 캘린더 벨트의 반응은 캘린더 벨트의 표면을 가로질러 다양하게 나타난다. 이러한 다양한 반응은 압착닙을 가로지르는 점에서 압착펄스의 모양이 주기적으로 변하게 하며, 그 결과로 캘린더 된 종이직물의 두께, 밀도, 매끄러움 및 광택이 불균일하게 된다.

현재 사용되는 캘린더 벨트의 두 번째의 단점은 구조적인 일체성의 결여이다. 직조된 바닥기재(基材)의 실에 기계적으로 접합된 수지코팅을 가지는 어떠한 코팅된 직물에서도 수지코팅의 박판화(薄板化)가 발생할 수 있다. 수지코팅이MTP(multiple thin pass)공정에서와 같은 하나이상의 층에서 적용되면, 캘린더 벨트가 캘린더의 닙을 관통함에 따라 캘린더 벨트에 가해지거나, 응력농축기로 알려진 닙을 가로지르는 특정위치에서 가해진 전단응력(剪斷應力)에 의해 발생한 중간층(interlayer)의 박판화가 발생할 가능성이 있다. 이러한 위치는 롤가장자리 ; 더빙(dubbing)면이 약간 부정확한 롤면 ; 또는 캘린더 벨트가 복잡한 굴곡부를 갖는 슈(shoe) 가장자리일 수 있다.

현재 사용되는 캘린더 벨트의 또다른 단점은 수지코팅 내에서의 응력균열과 균열확대이다. 수지코팅에서의 이러한 약화의 결과는 응력농축기의 위치에서 시작되거나 또는 전단과 압착피로(compressive fatigue)의 결합 때문일 수 있다. 자기이력(磁氣履歷)도 하나의 요인일 수 있다. 일단 균열이 나타나기 시작하면, 그것은 표면을 가로질러 확대될 수 있고, 수지코팅내로 깊어져 결국에는 수지코팅의 부분들이 불균일하게 빨리 마모되며, 캘린더 벨트의 제거와 교체를 필요하게 만든다.

현재 사용되는 캘린더 벨트의 또 다른 단점은 수지코팅의 두께에 대한 상한(上限)이 있다는 것이다. 지나치게 두꺼운 층은 전단력(剪斷力)과 자기이력으로 인해 실패할 수 있다. 그러나, 두꺼운 층은 종종 특별한 캘린더 닙 또는 개발되는 종이등급 특성의 요구를 충족시키기 위해 필요하다. 종이나 두꺼운 판지는 표면을 매끄럽고 광택이 나도록 하기 위한 공정동안에 캘린더 된다. 캘린더링은 많은 인쇄종이에 바람직한 인쇄 질을 제공하도록 요구되며, 코팅된 종이나 판지 또는 코팅되지 않은 종이나 판지에서 수행될 수 있다.

본 발명은 종래의 캘린더 벨트에 비해 진보된 캘린더 벨트이며, 종래의 캘린더 벨트의 상기 단점들의 해결책을 제시한다.

도 1은 본 발명의 캘린더 벨트의 제1실시예의 횡단면도.

도 2는 캘린더 벨트의 제2실시예의 횡단면도.

도 3은 캘린더 벨트의 제3실시예의 횡단면도.

도 4는 캘린더 벨트의 제4실시예의 횡단면도.

도 5는 기계방향에서 본 캘린더 벨트의 제5실시예의 횡단면도.

본 발명의 캘린더 벨트는 바닥기판, 바닥기판에 부착된 인조섬유 솜을 구비하며, 바닥기판과 인조섬유 솜을 구비하는 섬유와 바닥의 합성구조(fiber/base composite structure)와, 섬유와 바닥의 합성구조를 균일한 깊이로 주입하고, 섬유와 바닥의 합성구조의 한 면에 층을 형성하여 무단 순환하는 환상(環狀)형태의 캘린더 벨트의 외측 상부측을 형성하는 중합체수지물질을 구비한다. 본 발명의 캘린더 벨트는 불투과성이다.

바닥기판은 직조된 직물, 직조되지 않은 직물, 짠 직물과 중합체 수지물질의 사출물, 사출된 망사직물, 나선형 루프직물 등과 같은 제지기 피복용 바닥으로 사용된 구조들 중의 하나로 된다. 바닥기판은 또한 여러 번 회전하면서 나선형으로 감긴 이러한 물질들 중의 하나로부터 조립될 수 있으며, 연속적으로 이어 맞추어지고, 세로방향으로 순환한다.

바닥기판은 2개 이상의 바닥 층을 구비한 박판구조일 수 있으며, 각 바닥 층은 상기한 구조들 중의 하나일 수 있다. 바닥기판이 박판으로 된 경우 바닥 층의 성분중의 하나는 기계 위에서 이어 맞출 수 있는 직물(on-machine seamable fabric)일 수 있으며, 캘린더 벨트는 제지기 위에 설치되는 동안에 무단순환형태로 이어질 수 있다.

인조섬유 솜은 예를 들면, 바느질 등에 의해 바닥기판에 부착될 수 있다. 인조섬유 솜은 바닥기판의 한면(상부면)에 부착되고, 바닥기판의 양면에도 부착될 수 있다. 인조섬유 솜의 층을 바닥기판의 상부면에 바람직하게는 양면에 두도록 부착이 이루어진다.

중합체 수지물질은 인조섬유 솜을 갖는 섬유와 바닥의 합성구조의 면에 부착되거나 또는 인조섬유 솜이 양면에 부착되는 섬유와 바닥의 합성구조의 상부면에 부착되며 균일한 깊이로 침투한다. 그 깊이는 인조섬유 솜 내에서 선택될 수 있으며, 바닥기판에는 도달하지 않는다. 중합체 수지물질의 층은 중합체 수지물질로 그 전체를 덮을 수 있도록 섬유와 바닥의 합성구조면 위에 만들어진다. 경화(硬化)후에, 몇몇 중합체 수지물질은 연마(硏磨) 또는 광내기로 제거되어 섬유와 바닥의 합성구조를 광택면에 노출하지 않는 매끄러움을 얻을 수 있다.

중합체 수지물질은 바닥기판으로 침투하거나 또는 바닥기판을 관통하며 섬유와 바닥의 합성구조의 다른면에 침투할 수 있다. 섬유와 바닥의 합성구조의 다른면은 또한 동일한 또는 다른 타입의 중합체 수지물질로 코팅될 수 있다.

이러한 코팅공정의 단계는 중합체 수지물질이 섬유와 바닥의 합성구조 내에서 균일한 깊이로 침투하도록 함으로써 역으로 될 수 있다.

섬유와 바닥의 합성구조의 첫 번째면 또는 상부면은 코팅되고, 섬유와 바닥의 합성구조는 중합체 수지물질을 완전히 함침할 뿐만 아니라 중합체 수지물질의 층으로 덮여진다.

중합체 수지물질의 층은 섬유와 바닥의 합성구조의 각면에 만들어질 수 있다. 중합체 수지물질이 바람직한 두께를 가지면 섬유와 바닥의 합성구조를 광택면에 노출하지 않고 한면 또는 양면에 바람직한 매끄러움을 얻도록 그것을 연마한다.

균일한 섬유강화 중합체 수지 매트릭스를 가진 본 발명의 캘린더 벨트는 닙에서의 균일한 압착펄스를 캘린더 되는 종이직물에 제공하며, 현재 사용되는 캘린더 벨트보다 더 긴 수명을 가진다. 이러한 점에서, 본 발명의 캘린더 벨트는 종래의 캘린더 벨트가 가진 문제점들에 대한 해결책을 제공한다.

본 발명을 첨부도면을 참조하면서 보다 상세히 기술하기로 한다.

본 발명의 캘린더 벨트는 바닥기판과 바닥기판에 부착된 솜섬유 바닥기판과 솜섬유가 복합된 섬유와 솜의 합성구조, 그리고 섬유와 솜 합성구조에 사용된 중합체 수지 등의 주요한 부재를 구비한다.

바닥기판은 중합체 수지물질로부터 사출된 모노필라멘트 주름진 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트실 등과 같은 제지기 피복의 생산에 사용되는 직포, 부직포, 편물 편조물의 구조이다. 폴리아미드 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아라미드 및 폴레오레핀 수지가 이 목적으로 사용될 수 있다.

바닥기판은 상기한 박판형태로서 중합체 수지물질로부터 사출되며 구멍을 갖는다. 바닥기판은 미국특허공보 4,427,734에 공개된 바와 같이 망사직물로 구성될 수 있다. 바닥기판은 또한 미국특허공보 4,567,077에서와 같이 나선형 루프 직물일 수 있다. 또한, 바닥기판을 미국특허공보 5,360,656에 공개된 방법에 따라 직포, 부직포, 편물, 편조물 또는 사출된 시트, 또는 망사재료의 스트립(strip)을 나선형으로 감아서 만들 수 있다. 따라서, 바닥기판은 나선형으로 감긴 스트립을 구비하며, 각 나선형 회전은 바닥기판을 종방향으로 순환하게 만드는 연속적인 봉합에 의해 다음 회전으로 이어진다.

마지막으로 바닥기판은 두 개 이상의 층을 구비하는 적층구조이며, 각층은 전술한 타입의 구조중의 하나일 수 있다.

일단 바닥기판이 만들어지면, 솜섬유는 바닥기판의 두 개의 면중의 하나 또는 양면에 부착된다. 종래에는 솜섬유는 바느질에 의해 바닥기판에 부착되었다. 다른 방법으로는 열융합, 하이드로인텐글링(hydroentangling), 융해섬유, 또는 융합섬유층과 같은 다른 방법들이 솜섬유를 부착하기 위해 사용될 수 있다.

열융합에서, 표준 솜섬유 재료는 바닥기판에 연결되고 부착되어 융점이상의 온도에서 열에 노출된다. 융해섬유 방법에서 저융점 섬유는 표준 솜섬유 재료와 섞이고, 그러한 혼합으로부터 생산된 솜은 바닥기판에 연결되고 부착되어 저융점 섬유의 융점 이상의 온도에서, 그러나 표준 솜섬유 재료의 융점 이하의 온도에서 열에 노출된다. 융합섬유층 기술에서 저융점 섬유의 솜은 표준 솜섬유 재료의 솜들 사이에 끼인다. 모든 솜이 바닥기판에 연결되고 바느질에 의해 바닥기판에 부착되며, 저융점 섬유의 융점 이상의 온도에서, 그러나 표준 솜섬유 재료의 융점 이하의 온도에서 열에 노출된다.

폴리우레탄 수지계와 같은 중합체 수지계는 솜섬유가 부착되고 그 표면으로부터 섬유와 바닥의 합성구조 내에서 균일한 깊이로 침투할 수 있는 섬유와 바닥의 합성구조의 면에 접합된다.

균일한 깊이는 바닥기판의 다른 면에 부착된 솜섬유를 완전히 관통할 뿐만 아니라 구조를 완전히 관통하는 것을 포함한다. 이 경우, 전체 바닥기판과 모든 솜섬유는 완전히 중합체 수지물질 내에 쌓인다. 바닥기판에 부착된 솜섬유는 수지가 섬유와 바닥의 합성구조내로 침투하는 깊이가 더욱 정확하게 조절되도록 하며, 깊이가 균일하도록 보증한다. 솜섬유의 부피, 중량 및 밀도는 수지 침투를 조절하는데 도움을 준다. 수지가 바닥기판에 침투하는 것을 피해야 된다면 적절한 부피, 중량 및 밀도를 가진 솜섬유는 그와 같은 침투를 방지할 수 있다. 바닥기판의 다른 면은 또한 따로 코팅될 수 있다. 수지물질은 섬유와 바닥의 합성구조의 면 이상의 두께에 연결되어 수지코팅의 면을 연속적으로 연마하거나 광낼 때 섬유와 바닥의 합성구조의 어떤 부분도 노출되지 않는다.

중합체 수지계는 공지된 여러 기술중의 하나에 응용될 수 있다. MTP(multiple thin pass) 기술로 알려진 그와 같은 기술중의 하나에서 섬유와 바닥의 합성구조의 전체 폭을 가로질러 뻗는 코팅봉(棒)은 중합체 수지물질의 균일한 두께의 층을 제공하는데 사용된다. 후속의 수지층은 적절한 두께를 만드는데 응용될 수 있고, 그때마다 바람직한 양으로 코팅봉을 올린다. 후속의 수지층은 필요에 따라 그 형식 또는 경도가 다를 수 있다.

SPS(single pass spiral)로 알려진 다른 기술에서, 수지의 좁은 스트립은 무단순환 방식으로 순환하는 섬유와 바닥의 합성구조에 응용될 수 있다. 후속의 수지층은 바람직한 코팅 두께를 만들도록 구조의 한면 또는 양면에 부착될 수 있다.

중합체 수지물질의 균일한 두께의 층이 분말형태로 된 섬유와 바닥의 합성 구조에 제공되고 가열장치에 의해 융합되는 분말코팅기술은 또한 MTP와 SPS 기술의 대안으로 사용될 수 있다.

전술한 코팅기술들은 또한 상호 결합되어 사용될 수 있다.

일단 수지코팅의 바람직한 양이 섬유와 바닥의 합성구조의 한면 또는 양면에 제공되면, 수지면은 최종사용에 의해 요구되는 정도의 표면 매끄러움을 제공하도록 연마된다.

이제 도면들을 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 캘린더 벨트(10)의 제1실시예의 횡단면도이다. 캘린더 벨트(10)는 날실(14)과 씨실(16)로부터 이중구조로 직조된 바닥기판(12)을 구비한다. 바닥기판(12)은 무단 직조될 수 있으며, 이때는 씨실(16)은 기계방향으로 향하고, 즉 캘린더 벨트(10) 방향으로 향하고, 이와는 달리 평직으로 직조된 다음 무단형태로 결합되며, 이때에는 씨실(16)은 기계의 횡단방향으로 향한다.

무단형태로 된 바닥기판(12)은 내측(18)과 외측(20)을 가진다. 캘린더 벨트(10)의 제1실시예에서, 인조섬유 솜(22)은 바닥기판(12)의 외측(20)에 부착되고, 바닥기판(12)을 부분적으로 관통하여 뻗는다. 바닥기판(12)과 인조섬유 솜(22)은 섬유와 바닥의 합성구조(24)를 형성한다.

중합체 수지물질(26)은 섬유와 바닥의 합성구조(24)의 외측에 접합되며, 그속에 균일한 깊이로 침투한다. 중합체 수지물질의 표면층(28)은 인조섬유 솜(22)위에 형성된다. 중합체 수지물질이 경화(硬化)된 후에 연마하고 광을 내어 매끄러운 표면특성과 균일한 두께의 캘린더 벨트(10)를 갖게 된다.

연마와 광내기는 섬유와 바닥의 합성구조(24)의 섬유 또는 실을 노출하지 않으며, 캘린더 벨트(10)는 인조섬유 솜(22)위에 바람직한 두께를 가진 중합체 수지물질의 표면층(28)을 가진다.

도 2는 캘린더 벨트(30)의 제2실시예의 횡단면도이다. 캘린더 벨트(30)는 날실(34)과 씨실(36)로부터 이중구조로 직조된 바닥기판(32)을 구비한다. 무단 형태로 된 바닥기판(32)은 내측(38)과 외측(40)을 가진다.

캘린더 벨트(30)의 제2실시예에서, 인조섬유 솜(42)은 바닥기판(32)의 내측(38)과 외측(40)에 부착되며 바닥기판(32)을 완전히 관통하여 뻗는다. 바닥기판(32)과 인조섬유 솜(42)은 섬유와 바닥의 합성구조(44)를 형성한다.

제1실시예에서와 같이 중합체 수지물질(46)은 섬유와 바닥의 합성구조(44)의 외측(40)에 가해지고, 그 속에 균일한 깊이로 침투한다. 중합체 수지물질의 표면층(48)은 인조섬유 솜(42) 위에 형성된다. 중합체 수지물질(46)이 경화된 후에 그것을 연마하고 광을 내어 매끄러운 표면특성과 전체적으로 균일한 두께를 가진 캘린더 벨트(30)를 제공한다. 연마와 광내기는 섬유와 바닥의 합성구조(44)의 섬유 또는 실을 노출하지 않으며, 캘린더 벨트(30)는 인조섬유 솜(42)위에 필요한 두께를 가진 중합체 수지물질의 표면층(48)을 갖는다.

도 3은 캘린더 벨트(50)의 제3실시예의 횡단면도이다. 캘린더 벨트(50)는 날실(54)과 씨실(56)로부터 이중구조로 직조된 바닥기판(52)을 구비한다. 무단 형태로 된 바닥기판(52)은 내측(58)과 외측(60)을 가진다.

캘린더 벨트(50)의 제3실시예에서, 인조섬유 솜(62)은 바닥기판(52)의 외측(60)에 부착되며, 바닥기판(52)을 부분적으로 관통하여 뻗는다. 바닥기판(52)과 인조섬유 솜(62)은 섬유와 바닥의 합성구조(64)를 형성한다.

중합체 수지물질(66)은 섬유와 바닥의 합성구조(64)의 외측(60)에 접합되고, 그 속에 완전히 침투하여 섬유와 바닥의 합성구조(64)의 내측(58)에 코팅을 형성한다. 중합체 수지물질의 표면층(68)은 인조섬유솜(62) 위에 형성된다. 코팅공정은 또한 섬유와 바닥의 합성구조(64)의 내측(58)에 중합체 수지물질의 바닥층(70)를 형성한다. 중합체 수지물질(66)이 경화된 후에 그것의 표면층(68)과 바닥층(70)을 연마하고 광을 내어 매끄러운 표면특성과 전체적으로 균일한 두께를 가진 캘린더 벨트(50)를 제공한다. 연마와 광내기는 섬유와 바닥의 합성구조(64)의 내측(58) 또는 외측(60)에 섬유 또는 실을 노출하지 않으며, 캘린더 벨트(50)는 인조섬유 솜(62) 위에 필요한 두께의 중합체 수지물질의 표면층(68)을 가지고, 섬유와 바닥의 합성구조(64)의 내측(58)에도 필요한 두께의 중합체 수지물질의 바닥층(70)을 가진다. 캘린더 벨트(50)는 롤-타입(roll-type)캘린더와 슈-타입(shoe-type) 캘린더에 다양하게 이용될 수 있다.

도 4는 캘린더 벨트(80)의 제4실시예의 횡단면도이다. 캘린더 벨트(80)는 날실(84)과 씨실(86)로부터 이중구조로 직조된 바닥기판(82)를 구비한다. 무단 형태로 된 바닥기판(82)은 내측(88)과 외측(90)을 가진다.

캘린더 벨트(80)의 제4실시예에서, 인조섬유 솜(92)은 바닥기판(82)의 내측(88)과 외측(90)에 부착되며, 바닥기판(82)을 완전히 관통하여 뻗는다. 바닥기판(82)과 인조섬유 솜(92)은 섬유와 바닥의 합성구조(94)를 형성한다.

중합체 수지물질(96)은 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 외측(90)에 접합되고, 그 속에 균일한 깊이로 침투한다. 중합체 수지물질의 표면층(98)은 섬유와 바닥의합성구조(94)의 외측(90)의 인조섬유 솜(92)위에 형성된다. 중합체 수지물질(96)이 경화된 후에 그것을 연마하고 광을 내어 매끄러운 표면특성과 전체적으로 균일한 두께를 가진 캘린더 벨트(80)를 제공한다. 연마와 광내기는 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 섬유 또는 실을 노출하지 않으며, 캘린더 벨트(80)는 인조섬유 솜(92) 위에 필요한 두께의 중합체 수지물질의 표면층(98)을 가진다.

중합체 수지물질(96)과 같거나 또는 다른 제2중합체 수지물질(100)은 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 내측(88)에 접합되며 그 속에 균일한 깊이로 침투한다. 그러나 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 내측(88)은 외측(90)에 앞서서 코팅될 수 있다. 중합체 수지물질의 바닥층(102)은 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 내측(88) 위의 인조섬유 솜(92) 아래에 형성될 수 있다. 제2중합체 수지물질(100)이 경화된 후에 그것을 연마하고 광을 내어 매끄러운 표면특성과 전체적으로 균일한 두께를 가진 캘린더 벨트(80)를 제공한다. 연마와 광내기는 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 섬유 또는 실을 노출하지 않으며, 캘린더 벨트(80)는 섬유와 바닥의 합성구조(94)의 내측(88)의 인조섬유 솜(92) 위에 필요한 두께의 중합체 수지물질의 바닥층(102)를 가진다. 캘린더 벨트(80)는 또한 롤-타입 캘린더와 슈-타입 캘린더에 다양하게 이용될 수 있다.

캘린더 벨트(110)의 제5실시예는 제5도에 횡단면으로 도시되어 있다.

기계방향에서 본 이 횡단면도에서, 캘린더 벨트(110)는 주바닥층(112)을 구비하는 바닥기판으로서 박판구조를 갖는다.

주바닥층(112)은 모노필라멘트실로 이층 또는 이중직조로 짜여진다. 주바닥층(112)으로서 사용되는 기계 위에서 이어 맞출 수 있는 직물(on-machine-seamable fabric)의 씨실인 기계방향실(114)은 선회축(118)이 주바닥층(112)을 무단형태로 결합하도록 향하는 통로를 만들기 위해 깍지끼워지는 이음고리(116)를 형성한다. 주바닥층(112)을 직조하는 동안에 날실인 교차기계 방향실(120)은 기계방향실(114)처럼 모노필라멘트실이다.

주바닥층(112)은 기계 위에서 이어 맞추는 방식의 직물(OMS)일 필요는 없다. 그러나 이어 맞추는 직물이 바람직한데 그 이유는 이것이 외팔보(cantilever) 형식이 아닌 캘린더에 캘린더벨트(110)를 설치하는 것을 가능하게 하기 때문이다. 그리고 캘린더가 외팔보형 주바닥층(112)일 경우는 캘린더벨트(110)를 무단으로 할 수 있다.

보조바닥층(122)은 주바닥층(112)의 바깥에 부착된다. 보다 구체적으로는 보조바닥층(122)은 주바닥층(112)에 의해 형성된 무단루프의 외면에 부착된다.

보조바닥층(122)은 평평직조 같은 단층직조이며 직조된 솔기에 의해 무단 형태로 결합되거나 무단형태로 직조된다. 보조바닥층(122)은 외부기계방향실(124)과 외부교차 기계방향실(126)로부터 직조되며, 둘다 모노필라멘트실이다. 모노필라멘트실 외의 다른 실이 보조바닥층(122)의 직조에 사용될 수도 있다. 보조바닥층(122)이 주바닥층(112)의 상부에 배치되고, 기계 위에서 이어 맞출 수 있는 직물이면 핀 솔기에 의해 그 둘레에 무단형태로 배치된다. 주바닥층(112)과 보조바닥층(122)은 인조섬유 솜(128)을 보조바닥층(122)을 통해 주바닥층 속에 바느질하여 상기 보조바닥층(122) 위에 인조섬유 솜(128)의 층을 만듦으로써 서로 부착된다. 인조섬유 솜(128)은 또한 주바닥층(112)의 하부면을 통해 바느질된다. 필요할 경우, 인조섬유 솜(128)은 주바닥층(112)의 하부면 위에 직접 바느질될 수 있다.

하나 또는 다수의 폴리우레탄수지층(이하 "수지층"이라고도 한다)(130)이 보조바닥층(122) 위의 인조섬유 솜(128)에 제공된다. 수지는 비록 보조바닥층(122)의 측면으로 곧장 침투하지만 보조바닥층(122) 속으로 통과하지는 않고 인조섬유 솜(128) 속을 통과한다. 수지층(130)은 인조섬유 솜(128) 위에 바람직한 두께로 만들어진다. 일단 필요한 두께가 이루어지면, 폴리우레탄수지층(130)은 경화되고, 일단 경화되면 인조섬유 솜(128)을 노출함이 없이 균일한 두께로 연마된다.

도 5에 도시된 바와 같이 주바닥층(112)이 기계 위에서 이어 맞출 수 있는 직물인 경우, 폴리우레탄수지의 침투는 조절되어 이음고리(116)가 열려있게 된다. 폴리우레탄 수지층(130)의 경화와 연마 후에 선회축(118)은 제거될 수 있고, 수지층(130)과 보조바닥층(122)은 이음고리 위로 잘려지고, 캘린더 벨트(110)를 선적하기 위해, 또한 외팔보 형식이 아닌 캘린더 위에 설치하기 위하여 평탄하도록 이음매를 해제한다. 기계에 설치할 때에는 이음고리(116)를 깍지끼우고, 선회축(118)을 깍지 끼워진 이음고리(116)에 의해 형성된 통로를 통하게 한다. 수지는 다음에 수지층(130)의 절단부에 제공되어 절단부를 밀봉하고 솔기를 불투과성으로 만든다. 수지는 얼마 후에 경화되고 연마되어 나머지 수지층(130)과 결합된다.

본 발명의 캘린더 벨트는 종래 기술의 캘린더 벨트에서 볼 수 없었던 많은 장점을 나타낸다.

바닥기판의 표면에 부착된 인조섬유 솜의 존재로 인해 캘린더 벨트 제조자는 수지가 벨트 속으로 침투하는 깊이를 조절할 수 있다. 즉 솜섬유는 수지가 섬유와 바닥의 합성구조를 부분적으로부터 전체적으로 어느 곳에서도 균일한 깊이로 침투하도록 보증한다. 직물이 한쪽만 코팅되는 경우에는, 필요한 두께를 만들기 위해 작은 양의 수지와 적은 코팅 통로가 요구되며, 솜섬유로 인해 수지가 바닥기판내로 침투하지 못하게 된다. 또한 인조섬유 솜이 없으면, 바닥 기판내로의 수지의 침투가 매우 불균일하다. 전술한 바와 같이 불균일은 닙 내에서의 국부적인 고압력 구역을 야기시키므로 불균일은 캘린더 벨트에서는 받아들일 수 없다. 이것은 캘린더 되는 시트에 불균일한 광택을 제공하여 얼룩진 외관을 만든다. 벨트가 양면이 코팅되는 경우에는 불균일한 수지침투로 인해 국부적인 구역이 불충분하게 접합되고 수지 박판화가 발생한다. 수지침투의 깊이를 조절하기 위한 인조섬유 솜의 사용은 이러한 두가지 문제를 모두 해결한다.

또한, 인조섬유 솜은 폴리우레탄수지를 바닥기판에 결합하는 작용을 하며, 결합코팅이나 또는 내층의 필요성을 없애므로써 인조섬유 솜이 없는 바닥기판에 비해 인조섬유 솜에 의해 나타난 더 높은 수준의 코팅표면 때문에 수지박판화를 방지한다.

인조섬유 솜은 또한 중간층 박판화, 즉 적층수지층의 상호 박판화를 제거하는 섬유보강수지 매트릭스의 일부가 될 수 있다. 또 다른 장점으로서, 섬유 보강수지 매트릭스는 균열과 균열확대를 지연시킨다는 것 보다 더 두꺼울 수 있다.

인조섬유 솜은 또한 종래의 캘린더 벨트보다 더 큰 Z 방향에서의 압착성과더 큰 탄성회복을 캘린더 벨트에 제공한다.

캘린더 벨트의 수지계통은 캘린더 벨트가 유연한 닙을 제공하기 위해 변형할 수 있도록 충분히 연질이어야 한다. 그러나, 만일 수지계통이 너무 부드러우면 충분한 내구성을 갖지 못하여 긴 수명을 제공하지 못하고 약화된다. 반면에 수지계통이 너무 경질이면 유연한 닙 캘린더의 장점을 제공하지 못한다. 본 캘린더 벨트에서의 인조섬유의 존재로 인해 닙의 유연성을 얻도록 연질수지가 사용될 수 있으며, 구조적 일체성과 탄성을 유지시켜 준다.

끝으로, 인조섬유 솜은 캘린더 벨트의 반복적인 압착과 이완으로 인한 자기이력(磁氣履歷)효과를 감소시키기 때문에 인조섬유 솜은 보다 두껍고 무거운 캘린더 벨트가 제조될 수 있게 한다.

본 캘린더 벨트는 롤 캘린더, 복수 롤 캘린더, 슈 캘린더 등의 어떠한 타입의 캘린더에도 사용될 수 있으나, 후자에 사용될 경우에는 롱닙 프레스벨트(long nip press belt)의 경우와 같이 캘린더 벨트는 오일윤활 압착슈와 접촉하도록 내면에 중합체 수지 코팅을 가져야만 한다. 만약 캘린더 벨트가 슈캘린더에 사용되면 수지는 섬유와 바닥의 합성구조의 양면을 완전히 덮어야만 한다.

아래에서 본 발명의 실시예에 대해 설명하기로 한다.

실시예 Ⅰ

주바닥층과 보조바닥층을 갖는 바닥기판을 만든다. 주바닥층은 0.35mm MD(기계방향) 모노필라멘트 실과 0.40mm CD(교차기계방향) 모노필라멘트 실을 갖는 이중직조이다. 주바닥층의 MD실 밀도는 100y/dec. 이고, CD실 밀도는 157y/dec. 이다.

(註. y : yarns, dec : decimeter)

보조바닥층은 0.25mm MD(기계방향) 모노필라멘트실과 4가닥의 0.20mm CD(교차기계방향) 모노필라멘트실을 갖는 단일층 직조이다.

주바닥층과 보조바닥층으로 구성된 바닥기판은 855 그램/㎡의 체적을 갖는다.

11 dtex(10 denier)의 솜섬유를 바느질로 바닥기판에 붙인다. 솜섬유는 1135 그램/㎡의 밀도로 부착되며, 그것의 10%는 바닥기판의 후측(주바닥층)에 부착된다. 섬유와 바닥의 합성구조(바닥기판과 인조섬유 솜)의 단위 구역당 총 체적은 1990 그램/㎡ 이다.

섬유와 바닥의 합성구조는 0.423 그램/㎤ 의 밀도와 0.467cm의 두께로 된다.

6000 cps 의 점도를 갖는 폴리우레탄수지 코팅은 다수의 통로를 거쳐 섬유와 바닥의 합성구조의 상부측(보조바닥층)에 부착된다. 수지층은 상부면 섬유평면 위에 형성된다. 수지함유 섬유와 바닥의 합성구조는 수지를 건조시키고 경화시키기 위해 열에 노출된다. 표면섬유를 노출함이 없이 필요한 매끄러움을 제공하기 위해 표면연마를 한다. 벨트의 최종 두께는 0.483cm이다.

벨트의 횡단면의 조사결과, 수지는 보조바닥층의 표면까지만 침투하며, 수지"코팅"은 벨트두께의 40%에서 존재한다는 것이 밝혀졌다.

솜섬유가 없을 경우에는 수지는 바닥기판의 주바닥층과 보조바닥층으로 침투한다. 주바닥층과 보조바닥층은 벨트의 총 두께의 60%로 이루어지므로 총두께 0.483cm와 동일한 벨트를 만들기 위해 더 많은 수지를 충당해야 한다. 이것은 수지와 공정시간의 견지에서 볼 때 고비용이다. 또한 주바닥층과 보조바닥층이 완전히 침투되면 벨트의 밴딩(bending) 중립축(neutral axis)은 코팅면에 훨씬 밀접해진다.

실시예 II

실시예 I과 동일한 섬유와 바닥의 합성구조가 만들어진다. 9000cps의 점도를 갖는 폴리우레탄수지 코팅이 사용되고, 다수의 통로를 거쳐 섬유와 바닥의 합성구조의 상부측(보조바닥층)에 접합된다. 수지 층은 상부면 섬유평면 위에서 형성된다. 수지를 함유한 섬유와 바닥의 합성구조는 열에 노출되어 수지를 건조시키고 경화시킨다. 어떠한 솜섬유도 노출함이 없이 필요한 매끄러움을 제공하기 위해 표면연마를 한다.

벨트의 횡단면을 조사한 결과 수지는 솜섬유부분에 침투하고 보조바닥층에는 도달하지 않는다는 사실이 밝혀졌다. 솜섬유가 없다면 수지는 바닥기판의 주바닥층과 보조바닥층에 침투했을 것이다. 일반적으로 섬유와 바닥의 합성구조의 제작특성과 중합체 수지의 종류, 그리고 섬유와 바닥의 합성구조를 코팅하는데 사용될 점도를 포함한 특성을 벨트제작자가 마음대로 조절할 수 있다. 예를 들면, 실시예 I 과 II 에 사용된 섬유와 바닥의 합성구조가 그 최초의 두께를 줄여 그 밀도를 높이거나, 또는 솜섬유의 크기를 3.3 dtex(3 denier) 정도로 변경되었더라면, 실시예 I에 사용된 수지는 솜구조에 보다 작게 균일한 간격으로 침투했을 것이다.

섬유와 바닥의 합성구조의 제작특성에 관한 일련의 실험에서 수지계통과 코팅공정은 다양하며, 특별한 방법으로 수행된 특별한 수지의 침투의 깊이를 알 수있게 데이터를 산출한다.

본 발명의 변형들은 당업자들에게 명확할 것이며, 청구범위를 벗어나지 않는 범위내의 것이다.

본 발명의 캘린더 벨트에 의해 종이직물에 균일한 펄스가 제공되며 종이나 판지 등의 두께, 밀도, 매끄러움 및 광택이 균일하게 된다.

Claims

종이 또는 판지를 소프트 캘린더링 하기 위한 캘린더 벨트로서,

바닥기판과 첫 번째 인조섬유 솜과, 첫 번째 중합체수지 물질을 구비하며,

상기 바닥기판은 무단루프 형태이며 내측과 외측을 가지고,

상기 첫 번째 인조섬유 솜은 상기 바닥기판의 외측에 부착되어 이 바닥기판과 함께 섬유와 바닥의 합성구조를 이루며,

상기 첫 번째 중합체수지 물질은 상기 섬유와 바닥의 합성구조내에 균일한 깊이로 침투되고 또한 상기 바닥기판의 외측상의 첫 번째 인조섬유 솜 위에서 하나의 층을 형성하는 동시에 연마된 표면을 가지고 있어 연마작업시 상기 첫 번째 인조섬유 솜이 상기 연마된 표면에 전혀 노출되지 않으며,

그 결과 상기 첫 번째 중합체수지 물질은 매끄러운 표면특성을 가지고, 상기 캘린더 벨트는 균일한 두께를 갖게 되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 바닥기판은 직포, 부직포, 편물 및 편조물 중에서 선택된 직물이 되는 캘린더 벨트.
제 1항에 있어서,

상기 바닥기판은 중합체수지 물질의 사출성형 시트가 되는 캘린더 벨트.
제 1항에 있어서,

상기 바닥기판은 압출성형된 망사직물이 되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 바닥기판은 나선형 루프 직물인 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 바닥기판은 여러 번 회전하면서 나선형으로 감긴 스트립물질이고, 이 스트립의 각 1회 감긴 부분과 다음 인접하는 각 개의 감긴 부분 사이는 연속적으로 봉합되며, 상기 바닥기판은 종방향으로 순환하며, 상기 스트립 물질은 직포, 부직포, 편물, 편조물, 중합체물질의 사출성형 시트 및 사출된 망사직물 중에서 선택되는 직물인 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 바닥기판은 기계 위에서 이어 맞출 수 있는 직물인 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 바닥기판은 두 개 이상의 바닥 층을 구비하는 적층구조인 캘린더 벨트.
제8항에 있어서,

상기 두 개 이상의 바닥 층은 주바닥층과 보조바닥층인 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층은 상기 보조바닥층에 의해 형성된 무단루프내의 무단루프이며, 상기 바닥기판의 외측은 상기 보조바닥층의 외측이고, 상기 첫 번째 중합체 수지물질은 상기 섬유와 바닥의 합성구조를 침투하여 상기 보조바닥층의 상기 외측에까지 이르게 되는 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층과 상기 보조바닥층은 직포, 부직포, 편물, 편조물 중에서 선택되는 직물인 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층 및 보조바닥층 중 하나 이상은 중합체수지 물질의 사출성형 시트인 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층과 보조바닥층 중 하나 이상은 사출성형 망사직물인 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층과 보조바닥층 중 하나 이상은 나선형 루프 직물인 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층과 보조바닥층 중 하나 이상은 여러 번 회전하면서 나선형으로 감긴 스트립 물질이고, 각각의 스트립 사이는 연속적으로 봉합되며, 상기 주바닥층과 보조바닥층중 하나 이상은 종방향으로 순환하며, 상기 스트립 물질은 직포, 부직포, 편물, 편조물 중합체물질의 사출성형 시트 및 사출성형된 망사직물 중에서 선택되는 캘린더 벨트.
제9항에 있어서,

상기 주바닥층과 보조바닥층 중 하나 이상은 기계 위에서 이어 맞출 수 있는 직물인 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 인조섬유 솜이 바느질에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 인조섬유 솜이 하이드로인텐글먼트(hydroentanglement)에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 인조섬유 솜이 열 융합에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 인조섬유 솜이 융해섬유에 의해 부착되는 캘린더벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 인조섬유 솜이 융합섬유층에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서, 상기 바닥기판의 내측에 부착된 두 번째 인조섬유 솜을 추가로 구비하며, 상기 두 번째 인조섬유 솜과 상기 바닥기판 및 상기 첫 번째 인조섬유 솜은 함께 상기 섬유와 바닥의 합성구조를 이루는 캘린더 벨트.
제22항에 있어서,

상기 두 번째 인조섬유 솜이 바느질에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제22항에 있어서,

상기 두 번째 인조섬유 솜이 하이드로인텐글먼트에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제22항에 있어서,

상기 두 번째 인조섬유 솜이 열 융합에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제22항에 있어서,

상기 두 번째 인조섬유 솜이 융해섬유에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제22항에 있어서,

상기 두 번째 인조섬유 솜이 융합섬유층에 의해 부착되는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 중합체수지 물질은 상기 바닥기판에 도달하지 않고 상기 섬유와 바닥의 합성구조에 침투하는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 중합체수지 물질은 상기 바닥기판내의 깊이로 상기 섬유와 바닥의 합성구조에 침투하는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 첫 번째 중합체수지 물질은 상기 섬유와 바닥의 합성구조 속으로 완전히 침투하는 캘린더 벨트.
제1항에 있어서,

상기 섬유와 바닥의 합성구조의 상기 바닥기판의 내측에 하나의 층을 형성하는 두 번째 중합체 물질을 추가로 더 구비하고, 상기 층은 연마표면을 가지며, 연마작업시 상기 바닥기판은 상기 연마표면에 전혀 노출되지 않게 되어 결과적으로 상기 두 번째 중합체수지 물질은 매끄러운 표면특성을 가지며, 상기 캘린더 벨트는 균일한 두께를 가지는 캘린더 벨트.
제22항에 있어서,

상기 섬유와 바닥의 합성구조에 균일한 깊이로 침투되는 두 번째 중합체 수지물질을 추가로 더 구비하며, 상기 두 번째 중합체수지물질은 상기 바닥기판 내측의 상기 두 번째 인조섬유 솜 위에 하나의 층을 형성하고 이 층은 연마표면을 가지며, 연마작업시 상기 두 번째 인조섬유 솜은 상기 연마표면에 전혀 노출되지 않게 되어 상기 두 번째 중합체수지 물질은 매끄러운 표면특성을 가지고, 상기 캘린더 벨트는 균일한 두께를 가지는 캘린더 벨트.