KR100391386B1 - 제지 기계용 이송 벨트 - Google Patents
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Abstract
제지 기계용 이송 벨트는 기재(substrate)(2)와 적어도 하나의 평면상의 코팅부(3,5)를 갖는다. 코팅부(3,5)는 내부 층(3)과, 외측(6,11,15)을 향해 개방된 공동(8,12,14)을 지니는 다공성 조직을 가지고, 상기 내부 층에 인접하는, 외부 층(5)을 갖는다.
Description
본 발명은 기재를 가지고 적어도 하나의 평면상에 코팅부를 가지는, 제지 기계용 이송 벨트에 관한 것이다.
현대의 제지 기계는 점점 더 고속에 이르고 있다. 차후 수 년내에 2000 m/min 이상의 속도가 예상된다. 그와 같은 고속에서, 종이 웹은 그 웹이 프레스(press)와 건조부를 통과할 때에 어떠한 지점도 지지되지 않아야 한다. 프레스부에서, 종이 웹의 완전한 지지는 대부분의 경우에 상기 프레스부에서 순환하는 프레스 펠트(felt)에 의해 제공되지 않는다. 지지가 제공되지 않는(이것은 특히 건조부에 대해 천이 영역에 적용됨) 그러한 영역에서도 종이 웹을 안내하기 위해, 개별 조합 프레스 펠트와 함께 프레스부의 하나 이상의 프레스들을 통해 종이 웹을 안내하고, 프레스 펠트가 종이 웹으로부터 분리된 이후, 종이 웹이, 통상적으로 흡입 롤(roll)의 도움으로, 이송 벨트로부터 분리되고 건조부에서 순환하는 건조기 직물에 의해 권취되는 지점으로 그 웹을 안내하는, 소위 이송 벨트가 사용된다. 제지 기계의 프레스부에서 이송 벨트의 안내에 관한 실시예는 유럽특허 제 A 0 576 115 호의 도 1 내지 3으로부터 명백해진다.
이 명세서의 추가적 도면과 연관된 설명은, 이송 벨트의 조직 강도를 보장하는, 직물과 같이 형성되고, 기재를 가지는 이송 벨트를 게시한다. 종이 웹을 지지하도록 의도되는 평면상에 제공되는 것은, 기재 직물이 부분적으로 삽입되는, 폴리머(polymer) 재료, 바람직하게는 아크릴 또는 폴리우레탄 수지로 형성된 코팅부이다. 다른 평면상의, 섬유 배트(batt)는 기재상에 니들-펠트(needle-felt) 가공될 수 있다.
이송 벨트는 두가지 대립하는 요구사항들을 만족시켜야 한다. 한편으로는, 프레스 펠트가 상승하는 영역에서 이송 벨트로부터 종이 웹이 분리되지 않도록 이송 벨트는 종이 웹상에 충분한 접착력을 가해야 한다. 다른 한편, 종이 웹이 이송 벨트로부터 상승되는 영역에서의 접착력은 분리가 방해받지 않도록 충분히 작아야 한다. 유럽특허 제 0 576 115 호에서 정의되는 이송 벨트의 경우에, 종이 웹을 지지하기 위해 제공되는 표면을 거칠게함으로써 이 요구사항들을 만족시키려는 시도가 실행된다. 러프닝(roughening) 효과를 설명하기 위해, 표면 거칠기가 프레스의 닙(nip)에서 감소하여, 얇은 수막이 종이 웹과 표면 사이에 형성되도록 표면이 매끄러워지는 것이 기술된다. 이것은 종이 웹과 프레스 펠트 사이보다 양자 사이에 더 큰 접착력이 발생하여서, 그 결과 종이 웹이 프레스 닙을 떠난 후에 이송 벨트와 동행하는 것으로 기술된다. 프레스 펠트가 프레스 닙 이후에 연장으로 인한 약간의 진공을 가하더라도, 접착력이 프레스 펠트에 대한 힘보다 더 큰 것으로 기술된다. 추가로, 이송 벨트의 연장때문에 이송 벨트에 의해 발생되는 진공력은 프레스 펠트로부터 진행하는 것보다 더 장기간 지속되는 것으로 기술된다. 그러나, 이러한 연장의 다른 결과는 표면의 거칠기가 회복되고, 이것은 수막의 와해와 이에 따른 접착력의 감소를 발생시키는 사실인 것으로 기술된다. 추가로, 프레스 닙으로 진입할 때에 공기가 이송 벨트 표면의 함몰부에서 둘러싸이고, 압축되는 것이 가능한 것으로 기술된다. 압축된 공기는 프레스 닙 이후에 확장하여, 수막의 와해와 이에 따른 접착력의 감소에 작용하는 것으로 기술된다. 이것은 크고 작은 소수성(hydrophobicity) 및/또는 친수성(hydrophilicity) 영역에 의해 더 강화될 수 있다.
그럼에도 불구하고 종이 웹의 만족스러운 접착력이 공지된 이송 벨트와 실행되지 않아서, 프레스 펠트가 종이 웹으로부터 상승하는 경우, 종이 웹이 프레스 펠트와 동행한다, 즉 종이 웹이 이송 벨트로부터 분리된다. 명백히, 종이 웹에 대해 종이 웹의 접착력을 보장하도록 의도된, 유럽특허 제 A 0 576 115 호에 게시된 효과는 충분하지 않다. 이것은, 현미경으로 볼 경우, 종이 웹이 거친 정도의 정점에만 의존하는 사실과 관계가 있다.
따라서, 프레스 펠트의 상승이 이송 벨트로부터 종이 웹을 분리시키지 않도록, 종이 웹의 양호한 접착력이 보장되는 방식으로 이송 벨트를 형성하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명에 따라, 이러한 목적은 코팅부가 내부 층과 외측을 향해 개방된 공동을 지니는 다공성 조직을 가지고, 내부 층에 인접하는, 외부 층을 가지는 것으로 달성된다. 따라서 본 발명의 기본 사상은, 내부 층은 탄성이고 액체에 대해 불투과성인 것이 바람직하게 의도되고, 외부 층은 다공성 조직을 가지는 것이 바람직하게 의도되는, 코팅부의 적어도 2-층 배치를 제공하는 것이다. 결과적으로, 프레스 닙을 떠난 후의 종이 웹의 접착력은 실질적으로 개선되고, 이송 벨트로부터 종이 웹의 분리는 프레스 펠트가 상승하는 지점에서도 발생하지 않는 것이 인지되었다.
이것은 명백히 2개의 작용 메커니즘(mechanism)에 근거한다. 한편으로는, 평평하고 매끄러운 접촉면이, 공동의 개구에 의해서만 단절되는, 종이 웹에 제공된다. 이것은 접착력을 개선시키고 또한 접착력을 강화하는 액막의 형성을 증진시킨다. 다른 한편, 추가적으로 공동은 분리되려는 종이 웹의 경향을 막는 진공을 형성한다. 이것은 공동이 프레스 닙으로 진입할 경우 압축되고, 공동에 존재하는 수분과 공기가 매우 큰 범위로 압축되며; 프레스 닙을 떠난 후에 공동은 다시 확장함으로써 이송 벨트로 종이 웹이 접착되게 하는 흡입력을 형성한다는 사실에 기인한다. 추가로, 또한 이 흡입력은 종이 웹의 재습윤을 방지하게 한다.
제지 기계에 존재하는 흡입 롤은 종이 웹을 상승시키기에 충분한 흡입력을 나타내고 종이 웹을 다른 벨트로, 예를 들어 건조기 직물로 전달하므로, 종이 웹의분리시에 이송 벨트에 대한 종이 웹의 개선된 접착력은 문제를 발생시키지 않는다는 것이 인지되었다. 따라서, 액막의 와해는 유럽특허 제 A-0 576 115 호에 따른 이송 벨트의 설계시에 액막의 와해에 부여되고, 그 거칠기 때문에, 액막의 와해를 촉진시키는 표면 형상을 가져온다는 중요성을 가지지 않는다.
기재의 구성을 고려할 때에, 이송 벨트가 종방향으로 특정 탄성을 가진다면, 그 구성은 이송 벨트의 기능의 관점에서 유리하므로, 내부 층의 탄성이 마찬가지로 종방향으로 이용된다. 기재의 특정 계수는 70 N/tex가 바람직하다. 본 내용에서, 폭 방향으로 기재상에 4 내지 8 daN/cm의 인장 응력의 존재하에 탄성인 재료가 사용된다. 상응하는 탄성에 대해 조절되는, PBT, PES, 폴리아미드(polyamide)-6, 폴리아미드-6,6, 폴리아미드-6,10, 폴리아미드-6,12, 폴리아미드-11, 폴리아미드-12, 및 PTT와 같은 재료가 특히 이것에 대해 적합하다; 이 재료들은 서로 조합될 수도 있다.
제지 기계용 모든 벨트에 마찬가지로, 기재는 이송 벨트의 조직 강도를 보장한다. 이러한 목적을 위해, 기재는 섬조(thread), 예를 들면 직물, 편물, 또는 섬조 층 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 상응하는 강한 구성, 예를 들어 함침되거나 압축된 형태의 섬유 배트가 또한 적합하다; 이 배트는, 가능하다면, 균일한 두께를 가져야 한다. 코팅물질이 도포된 면의, 표면은 매끄러워야 하는데, 예를 들어 연마되어야 한다. 기재와 코팅부 사이의 영구적 결합을 형성하기 위해, 기재가 코팅부로 적어도 부분적으로 삽입된다면 그것은 유리하다. 완전한 삽입도 가능하다.
천연 고무 또는 탄성 중합체가 내부 층을 위한 재료로서 가능하다. 실리콘 탄성중합체, 폴리에스테르 탄성중합체, 및 폴리우레탄은 특히 적합하다. 내부 층 경도는 85와 95 Shore A 사이인 것이 바람직하다.
무기질 충전재 입자, 예를 들어 TiO2또는 점토가 내부 층의 경도에 영향을 주기 위해 내부 층에 추가적으로 사용될 수 있다. 내부 층이 최대 100 ㎛의 두께 공차를 가진다면 그것은 내부 층의 기능의 관점에서 유리하다. 이러한 종류의 두께 공차를 얻기 위해, 따라서 상기 내부 층은 외부 층의 도포전에 뒤집혀져서 연마될 수 있다.
외부 층에 대해 가능한 재료는 폴리우레탄 및/또는 실리콘 탄성중합체 및/또는 폴리에스테르 탄성중합체가 바람직하다. 이러한 또는 기타 플라스틱 재료가 사용되는 경우, 공동은 용해가능한 입자들이 그 공동에 소산되고 그 공동에 삽입된다는 사실에 의해, 공지된 방식 자체로, 형성될 수 있고, 외부 층이 내성이 있는 솔벤트로 용해될 수 있다 (유럽특허 제 A-0 786 551 호 참조). NaCl, KCl, 및/또는 CaCO3과 같은 염분 형태의 수용성 입자들은 이 목적을 위해, 특히, 적합하다. 입자들은 상응하는 크기의 공동을 형성하기 위해 200 ㎛의 직경을 가져야 한다.
외부 층의 내마모성을 향상시키기 위해, 외부 층의 표면상에 미소립자의 층을 갖추는 것이 제시된다. 색상 효과, 미장, 및 데이터 저장 필름용 안료로서 화학적으로 현재까지 사용되고, 입자 크기가 미소 범위에 있는, 이 입자들은, 특히 미소립자가, 예를 들어, SiO2또는 금속으로 형성될 경우, 마모로부터 외부 층을 효과적으로 보호한다. 미소립자는 물-알콜 혼합물로 이루어진 현탁액으로 도포될 수있는데, 그 후 혼합물은 증발된다. 미소립자에는 외부 층의 표면적에 소수성을 첨가하여서 이송 벨트로부터 종이 웹의 분리를 용이하게 하기 위해 플루오로카본 체인(fluorocarbon chain)이 국부적으로 부여될 수 있다.
외부 층을 형성하기 위한 다른 방법은 전자 빔-경화 프리폴리머 에멀션(electron beam-cured prepolymer emulsion)을 사용하는 것이다. 전자 빔 경화중에 증발되는 물-계면 활성제 혼합물에서 유화되는 실리콘 또는 폴리우레탄이, 특히, 이것을 위해 적합하다.
마지막으로, 외부 층은 다른 친수성과 소수성의 영역을 형성하는 재료로 외측에 형성되는 것이 본 발명에 따라 제시된다. 양자는 이송 벨트로부터 종이 웹의 분리를 용이하게 하도록 의도된다; 친수성과 소수성의 관점에서 상기 영역과 차이는 프레스 펠트가 상승하는 영역에서도 종이 웹의 충분한 접착을 계속 보장하도록 배치되고 형성된다.
도 1은 제지 기계용 이송 벨트를 통한 부분 종단면도;
도 2는 도 1에 도시된 이송 벨트의 외부 층의 제 1 실시예를 통한 종단면도;
도 3은 도 1에 도시된 이송 벨트의 외부 층의 제 2 실시예를 통한 종단면도; 및
도 4는 도 1에 도시된 이송 벨트의 외부 층의 제 3 실시예를 통한 종단면도.
본 발명은 도면에서, 개략적으로 묘사된 전형적인 실시예를 참조로, 더 상세하게 도시된다.
도 1에서 볼 수 있는 이송 벨트(1)는 이 경우에 폴리아미드 섬조를 사용하는 직물로 이루어진 기재(2)를 갖는다. 기재(2)는 내부 층(3)을 상부측상에 그리고 바닥 층(4)을 하부측상에 가지는데, 기재(2)는 두 층들(3,4) 사이에 삽입된다. 내부 층(3)과 바닥 층(4)은 실리콘 탄성중합체로 이루어진다.
다공성 조직과 매끄러운 표면(6)을 가지는 외부 층(5)이 내부 층(3)의 상부측상으로 도포된다. 표면(6)은 종이 웹의 지지를 위해 제공되는 반면, 바닥 층(4)의 하부측은 제지 기계의 롤상에서 진행한다.
도 2에 도시된 전형적인 실시예에서, 외부 층(5)은 캐스트(cast) 폴리우레탄 층(7)으로 실질적으로 이루어진다. 이러한 폴리우레탄 층(7)에서 외측을 향해 개방된 공동(실시예에 의해 8로 표시)을 형성하기 위해, 균일하게 분산되고 200 ㎛ 미만의 평균 크기를 가지는, 염분 입자들(실시예에 의해 9로 표시)이 도포전에 균등질로 분산되는 양식으로 폴리우레탄 재료로 도입된다. 내부 층(3)상에 폴리우레탄 층(7)의 형성후에, 폴리우레탄 층(7)에 의해 완전히 둘러싸이지 않는, 즉 외측과 연결되는 그 염분 입자들(9)은 물로 씻겨 제거된다. 이것은 공동의 깊이가 염분 입자들(9)의 이전의 침투 깊이에 일치하는 공동(8)이 형성되게 한다. 표면(6)으로부터 특정 거리를 두고 도입된 염분 입자들은 용해되지 않으므로, 폴리우레탄 층(7)에 계속 존재한다.
공동(8)은 표면(6)을 단절시키지만, 일면에 위치하고 상호 연결되며 매끄러운 표면(6)의 영역이, 공동의 개구들 사이에, 유지된다. 따라서 큰 접촉면이 종이 웹에 제공되어서, 상응하는 큰 접착력을 발생시킨다. 프레스 닙을 통과한 후에 공동의 확장 때문에, 공동(8)은 표면(6)에 종이 웹의 접착을 강화시키는 음압을 발생시킨다.
도 3에 묘사된 외부 층(5)의 전형적인 실시예에서, 개시 재료는 또한 폴리우레탄이다. 그러나, 여기서, 이 재료는 분말 형태로 도포되고 나서 소결되어서, 여기서 다시 매끄러운 표면(11)을 지니는 폴리우레탄 층(10)이 형성된다. 염분 입자들은 폴리우레탄 분말로 도입되고(이것과 관련하여 유럽특허 제 A 0 786 551 호에 게시된 방법 참조), 그 후 세척 공정에 의해 완전히 용해됨으로써, 표면(11)을 향해 개방된 공동(실시예에 의해 12로 표시)이 형성된 다공성 조직을 형성한다. 폴리우레탄 층(10)의 효과는 도 2에 도시된 폴리우레탄 층(7)의 경우와 동일하다.
도 4에 도시된 전형적인 실시예는 프리폴리머의 에멀션으로부터 형성된 외부 층(5)을 도시한다. 이 에멀션은 내부 층(3)상으로 도포되고 나서 전자-빔으로 경화된다. 이것은 형성된 공동들(실시예에 의해 14로 표시) 사이에 개별적으로 상호연결된 폴리머 입자들(실시예에 의해 13으로 표시)을 형성한다. 이 경우에도 전체적인 결과는 비교적 매끄러운 표면(15)을 가지는 다공성 조직이다.
본 발명은 프레스 펠트의 상승이 이송 벨트로부터 종이 웹을 분리시키지 않도록, 종이 웹의 양호한 접착력이 보장되는 방식의 이송 벨트를 제공한다.
Claims (20)
- 기재(2)를 가지며 적어도 하나의 평면상에 코팅부(3,5)를 가지는, 제지 기계용 이송 벨트에 있어서, 상기 코팅부(3,5)는 내부 층(3)과 외측(6,11,15)을 향해 개방된 공동(8,12,14)을 지니는 다공성 조직을 가지고, 상기 내부 층에 인접하는, 외부 층(5)을 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 내부 층(3)은 액체에 대해 불투과성인 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 층(3)은 종방향으로 그리고 압축 탄성형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기재(2)는 종방향으로 특정 계수 70 N/tex를 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 4 항에 있어서, 상기 기재용으로 상기 기재(2) 폭의 cm 당 4 내지 8 daN의 인장 응력의 존재하에 탄성인 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기재는 직물, 편물, 섬조 층, 또는 섬유 배트, 또는 그것의 조합인 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기재(2)는 상기 내부 층(3)으로 적어도 부분적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 층은 천연 고무, 탄성중합체, 특히 실리콘 탄성중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르 탄성중합체, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 층(3)은 85와 95 Shore A 사이의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 층은 무기 충전재 입자들을 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 층(3)은 최대 100 ㎛의 두께 허용 오차를 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 층(5)은 폴리우레탄, 실리콘 탄성중합체, 폴리에스테르 탄성중합체, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 층(5)의 공동(8,12,14)은 200 ㎛의 평균 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 외부 층(5)에는 미소립자가 상기 외부 층의 표면상에 부여되는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 14 항에 있어서, 상기 미소립자는 SiO2로 적어도 부분적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 미소립자는 플루오로카본 체인을 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 층(5)은 전자 빔-경화 프리폴리머 에멀션으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 층(5)은 외측이 다른 친수성과 소수성의 영역을 형성하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 층은 3 mm의 두께를 가지고 상기 내부 층은 1-3 mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 층(3)은 종방향으로 또는 압축 탄성형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 벨트.
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