KR100397216B1 - 종이롤의 권취 및 지지용 다층 판지코어 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 제지용 코어는 와인딩 및 언와인딩 척이 코어의 내경부와 내측동체벽의 형상을 변형시킨 코어의 외측부는 변형되지 않도록 하여 중앙부 파열을 방지토록 한다. 본 발명의 제지용 코어는 적어도 약 4mm 의 두께를 갖는 동체벽의 외측부 70 % 내에 고강도이나 비교적 유연한 판지플라이의 다층플라이 영역을 포함한다. 동체벽 두께의 25 % 를 구성하는 내측 영역은 초고강도 초고밀도 플라이로 구성된다. 코어의 전체 두께는 적어도 약 15 mm 이고 유연성은 없고 전체적으로 초고강도 초고밀도의 판지플라이로 구성되는 통상적인 고강도의 제지용 코어에 비하여 두께가 증가되었다.

Description

종이롤의 권취 및 지지용 다층 판지코어 {PAPER MILL CORE STRUCTURE FOR IMPROVED WINDING AND SUPPORT OF PAPER MILL ROLL}
본 발명은 광폭의 연속적인 종이시이트를 권취하고 지지하기 위한 판지코어에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 폭이 100 인치(254 cm) 이상이고 종이롤 직경이 약 50 인치(127 cm) 이상인 연속적인 종이시이트의 롤을 권취하고 지지하기 위한 높은 평면압축강도와 동응력강도(dynamic strength)를 갖는 다층 판지코어에 관한 것이다.
그라비아(gravure) 인쇄와 같은 분야에 사용되는 광폭의 무거운 종이롤을 지지하기 위한 코어는 높은 평면압축강도와 높은 다이나믹 강도를 포함하는 일련의 강도요구조건에 부합되도록 만들어 진다. 코어에 권취되는 종이롤은 2 톤(1,800 kg) 이상, 5 톤(4,500 kg) 안팎의 하중을 가지며, 폭은 보통 약 100 인치와 140 인치(254 cm 와 356 cm)사이의 크기를 가지고 있다. 종이시이트를 권취하거나 풀어주는 와인딩 및 언와인딩과정중에 판지코어가 이들의 단부에서 척(chuck)에 의하여 지지되기 때문에 여러 강도조건이 필요하다. 현재 미국에서는 표준규격으로 내경(ID)이 3인치(76.2 mm)인 것과 6인치(152.0 mm)인 코어가 공급되고 있으며 유럽에서는 표준내경이 150.4 mm(미국의 6인치용에 해당한다)인 것이 공급되고 있다.
이들 폭이 넓고 무거운 종이롤의 "중앙부 파열"과 같은 현상은 다년간 제지산업분야에서 심각한 문제점이 되어 왔다. 특히, 권취되었을 때 완벽한 것으로 보이는 종이롤이 인쇄를 위해 종이를 풀어주는 언와인딩과정에서 문제가 발생되어 왔다. 이러한 중앙부 파열의 문제점은 이미 알려져 있고 지금까지 계속되고 있다. 코어에 근접한 롤 부분의 종이와 언와인딩 척이 위차하는 단부의 종이가 파열되고, 파열된 종이조각이 롤의 단부 측면으로 압착되어 질 수 있다. 이들 패치는 인쇄과정중에 종이 웨브의 파열기회를 증가시키고 이에 따라 인쇄소의 가동시간이 중단되는 결과를 가져온다. 또한 이러한 파열된 종이조각이 나머지 종이 시이트에 남아서 인쇄가 잘못되게 하는 원인을 만들며 인쇄품질을 떨어뜨리는 원인이 된다. 제지공급자에게 전가되는 이러한 종이롤의 결함은 수익율에 큰 타격을 줄 것이다.
중앙부 파열의 정확한 원인은 지금까지 확인되지 않고 있다. 예를 들어 중앙부 파열의 결함을 갖는 종이롤을 지지하는 판지코어의 시험에서 이러한 코어와 상관된 결함의 확인결과를 얻지 못하였다. 중앙부 파열은 약 1 - 8 % 의 종이롤에서 일어났고 이러한 중앙부 파열의 빈도가 증가하는 것으로 알려져 있다. 이러한 증가는 보다 폭이 넓고 보다 무거운 종이롤을 사용토록 한다. 또한 종래의 고품질 종이에 비하여 현재의 고품질 종이는 낮은 마찰면을 가지고 보다 얇아졌으며 재활용 섬유의 함량이 높아지면서 강도가 낮아졌다. 따라서, 권취 인장력을 유지하는 것이 매우 어렵고 종이롤의 직경을 통하여 균일한 구조를 형성토록 하는 것이 매우 어렵다. 이들 문제점은, 요구된 권취 인장력을 제공하기 위하여 와인딩과정중에 토크를 가하는 것과 함께, 종이의 텐션을 연속적으로 모니터하고 제어할 수 있도록 하는 권취장치의 개량에 의하여 해결되었다. 이러한 개량에 의하여 권취된 종이롤에 마찰력과 압축력이 부여되고, 이에 따라 종이롤을 운반하거나 언와인딩하는 과정중에 시이트층이 미끌어져 종이롤이 손상되는 것을 최소화한다. 그럼에도 불구하고 중앙부 파열의 문제점은 여전히 남아있으며, 이러한 손상의 예측이나 원인을 알지 못하는 상태에서 계속해서 문제점이 증가되고 있다.
본원 출원인은 특정의 최종용도에 맞추어 설계된 판지코어로서 이러한 문제점을 해결하기 위한 여러 가지 판지코어구조와 기술을 개발하였다. 예를 들어 1995년 2월 28일자 특허된 미국특허 제 5,393,582 호(Yiming Wang, Monica McCarthy, Terry D. Gerhardt, Charles G. Johnson)에는 향상된 평면압축강도를 갖는 판지튜브구조가 기술되어 있다. 이들 구조에 있어서는 저강도 저밀도의 판지 플라이가 튜브벽의 외측 및 내측에 배치되는 반면에 고밀도 고강도의 판지 플라이가 판지튜브벽의 중간 또는 중앙부분에 배치되게 튜브벽에 분포되는 판지 플라이로 형성된 층을 이용하고 있다. 1996년 4월 9일자 특허된 미국특허 제 5,505,395 호(Yanping Qiu, Terry D. Gerhardt)에는 튜브가 맨드릴에 지지되고 높은 인장력하에 고신축성 실이나 필름이 코어에 권취됨으로서 방사상 압축하중을 받을 때 일어나는 튜브내경부의 변형문제점을 해결하는 판지튜브구조를 보이고 있다. 이들 코어구조는 판지벽의 중앙부에 배치된 저강도 저밀도의 판지 플라이를 갖는 튜브벽의 외측 및 내측부에 배치된 고강도 고밀도의 판지 플라이로 이루어진 영역을 이용한다. 아울러, 판지튜브의 방사상 압축강도에 영향을 주는 요인이 T.D. Gerhardt의External Presusure loading of Spiral Tape Paper Tubes: Theory and Experiment,Journal of Engineering Materials and Technology, Vol. 112, pp. 144 - 150(1990)에 기술되어 있다.비록 이들 및 다른 튜브구조와 이의 변형구조가 특정한 판지코어의 최종사용조건을 다루기 위하여 제안되었으나, 광폭의 무거운 종이 시이트 롤을 위한 광폭의 무거운 판지코어가 갖는 중앙부 파열의 문제점은 판지코어의 어떠한 특성이나 외견상의 결함에 의해서 원인이 되었던 것으로 보이지는 않는다. 아울러, 종이롤의 과중한 무게와 와인딩 과정중에 판지코어에 가하여지는 과중한 동응력은 이들 판지코어가 높은 평면압축강도와 동응력 강도를 가져야 하는 것을 의미하며, 따라서 중앙부 파열을 감소시키기 위해 원하는 판지코어 두께 범위에서 판지코어를 여러 형태로 변형시키는 것이 제한된다. 더욱이, 코어의 변형구조는 판지코어의 내경부가 와인딩 과정중에 코어의 내면에 와인딩 척에 의하여 가하여지는 소위 척의 "파지(chew-out)"력 때문에 고강도 고밀도의 판지 플라이로 구성되도록 제한된다. 실제로, 이들 다양한 조건 때문에 광폭의 무거운 종이롤을 위한 판지코어는 전체적으로 고강도 고밀도의 판지플라이로 통상적인 방법에 따라 구성된다. 보통 6인치 내경을 가진 판지코어에 있어서는 0.80g/cc를 초과하는 밀도를 가진 충분한 수의 판지 플라이를 사용하여 전체 두께가 약 13 ㎜(0.512 인치)를 이루도록 하고, 3인치 내경을 가진 판지코어에 대해서는 판지 플라이를 사용하여 전체 두께가 약 16 ㎜(0.630 인치)를 이루도록 한다.
최근에 본원 출원인은 1995년 2월 28일자 특허된 미국특허 제 5,393,582 호(Yiming Wang, Monica McCarthy, Terry D. Gerhardt, Charles G. Johnson)에 기술된 최적의 평면압축강도의 구조와 결합되는 전통적인 판지코어를 개량하였다. 아울러, 본원 출원인이 튜브벽의 외측 및 내측부에 현재 사용하고 있는 플라이의 밀도는 범위(0.80 - 0.92 g/cc)의 낮은 쪽 값을 갖고, 중앙영역의 플라이는 범위(0.80 - 0.92 g/cc)의 높은쪽 밀도를 갖는다.
그러나 통상적인 판지코어구조 및 본원 출원인의 개량된 코어구조의 높은 강도와 높은 내구성에도 불구하고, 그리고 비록 권취장치가 종이롤의 구성을 최적화하도록 개량되었음에도 불구하고, 중앙부 파열의 문제점은 여전히 남아있고 나아가 이러한 문제점은 계속 증가하고 있다.
본 발명은 광폭의 무거운 종이롤에서 중앙부가 파열되는 결함을 제거하거나 줄일 수 있는 판지코어를 제공한다. 본 발명의 판지코어구조는 이전에 코어파열의 밝혀지지 않은 원인을 확인하고 새롭게 확인된 문제점을 없애도록 판지코어를 새롭게 개량하는데 기초하고 있다.
특히 본원의 발명자들은 와인딩과정중에 사용되는 척이 판지코어의 외경부와 형상을 현저히 변형시키는 것을 발견하였다. 그러나, 이러한 변형은 권취후에 그리고 척이 분리된 후에 통상 코어가 본래의 크기와 형상으로 환원되므로 외견상 나타나지 않는다. 코어의 내경부와 형상은 와인딩과정중 변형되므로 종이롤에 형성된 압축력 및 마찰력이 와인딩과정중 코어의 변형형상의 기초가 된다. 그러나, 권취후에 척이 분리되고 코어가 그 본래의 크기와 형상으로 환원될 때에 와인딩과정 중 종이롤에 형성된 압축력 및 마찰력의 유리한 효과의 상당부분이 소실될 수 있다. 와인딩과정중에 나타나는 판지코어와 종이롤의 변형, 및 와인딩 척으로부터 코어를 분리할 때 종이롤 구조에 대한 변화는 언와인딩과정중 코어의 양 단부에 삽입된 언와인딩 척에 의하여 종이롤에 가하여질 수 있는 다양한 응력으로 인하여 복잡하게 된다. 언와인딩과정중 언와인딩 척의 압력이 원인으로 작용되는 판지코어의 변형은 일부의 경우에 있어서 와인딩과정중 발생된 변형력의 유해작용을 악화시키고 또한 와인딩 척으로부터 코어의 분리시 유리한 응력을 떨어뜨려 코어파열의 가능성을 증가시킬 수 있는 것으로 보인다. 그러나, 다른 경우에 있어서, 코어단부에 대하여 언와인딩 척에 의해 가하여지는 힘이 와인딩과정중 변형된 코어에 의하여 종이롤에 발생된 유리한 응력 또는 변형된 권취응력의 소실을 부분적으로 상쇄할 것이다. 와인딩 및 언와인딩에 관련된 이들 각각의 상황에 따른 코어파열의 현상은, 중앙부 파열의 원인을 파악하는데 더욱 어려움을 초래하는 것으로 여겨진다.
본 발명에 따라서, 광폭의 무거운 종이롤의 권취를 위한 판지코어는 와인딩 및 언와인딩 척에 의하여 코어의 내측에 가하여진 힘이 외측방향으로 전달되는 것을 현저히 줄이거나 최소화하도록 개선된다. 특히, 본 발명의 판지코어는 와인딩 및 언와인딩 척이 코어의 내측부 변형이나 외측부의 변형을 현저히 감소시키거나 최소화할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 판지코어의 수정은 이러한 코어에 요구된 바와 같은 높은 평면압축강도 및 동응력강도를 유지하면서 이루어질 수 있다.
본 발명에 따라서 제공된 중앙부 파열을 방지하기 위한 판지코어는 전체 두께의 70 % (전체 동체벽의 두께를 기초로 하여)내에서 외측으로 고강도이나 비교적 유연한 다층의 플라이로 이루어진 부분을 포함한다. 비교적 유연한 고강도의 판지 플라이로 이루어진 부분은 적어도 약 4 mm 의 두께를 갖는다. 아울러, 전체 두께는 적어도 약 15 mm 이고 전체적으로 초고강도 초고밀도의 유연성을 갖지 않는 판지로 구성된 통상적인 고강도의 광폭 코어의 두께에 비하여 두께가 증가되었다.
비교적 유연한 고강도 판지 플라이는 약 0.65 - 0.75 g/cc, 적절하게는 약 0.67 - 0.73 g/cc 의 밀도를 갖는다. 6 인치의 내경을 갖는 코어(미국의 152 mm, 영국의 150 mm 코어를 포함)의 경우에 있어서, 비교적 유연한 고강도 판지 플라이의 영역은 두께의 중앙부에 배치되는 것이 좋다. 약 3 인치(76 mm)의 내경을 갖는 코어의 경우에 있어서, 비교적 유연한 고강도 판지플라이의 영역은 전체 코어의 50 % 내에서 외측으로 배치되는 것이 좋으며 이러한 영역은 판지코어 전체 두께의 외측으로 40 % 를 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 개선된 코어구조는 와인딩 척에 의한 외경변화를 줄이고 언와인딩 척에 의하여 종이롤에 유해한 힘이 전달되는 것을 줄일 수 있다. 본 발명에 따라서, 이유는 이후 상세히 설명되겠지만, 코어의 벽을 추가로 강화시키기 보다는 어느 정도 유연성을 갖는 판지 플라이로 이루어진 영역에 의하여 성취될 수 있다. 증가된 코어의 원통 두께는 효과적으로 유연성을 증가시키고, 판지코어의 평면압축강도 및 동응력강도 유지하도록 한다. 더욱이, 두께의 증가는 와인딩 및 언와인딩과정중 최대허용권취속도(임계속도로 알려짐)를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 적절한 실시형태에 있어서, 6 인치(150 또는 152 mm) 내경의 판지코어는 그 전체 두께가 약 15 mm, 적절하게는 약 16 mm 이상이며, 광폭의 고강도 6 인치 내경의 코어에 통상적으로 사용된 13 mm 두께에 비하여 증가된 두께를 갖는다. 판지코어의 내측으로 25 - 40 %는 밀도범위가 0.80 - 0.92 g/cc 인 초고밀도 고강도 판지 플라이로 구성된다. 판지코어 두께의 30 - 35 % 를 이루는 중앙부는 밀도범위가 0.65 - 0.75 g/cc 인 유연성의 고강도 판지 플라이로 구성되는 것이 좋다. 판지코어의 30 - 35 % 를 이루는 외측부는 상기 언급된 바와 같이 판지코어의 내측부를 형성하는데 사용된 초고밀도 고강도 판지로 구성되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 3 인치(76 mm) 내경의 판지코어의 경우에 있어서, 판지코어 전체 두께의 55 - 65 % 를 이루는 내측부는 상기 언급된 바와 같이 초고밀도 고강도의 판지 플라이로 구성되고 3 인치(76 mm) 내경의 판지코어 전체 두께의 35 - 45 % 는 상기 언급된 바와 같은 유연성의 고강도 판지플라이로 구성되는 것이 좋다. 3 인치(76 mm) 내경의 코어는 3 인치(76 mm) 내경의 판지코어에 사용된 통상의 15 mm 두께에 비하여 약 17 - 19 mm 두께를 갖는 것이 좋다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 유연성의 고강도 판지 플라이의 일부분은 판지코어 내측부 30 % 에서 초고강도 판지 플라이와 혼합될 수 있다. 그럼에도 불구하고 이 실시형태에서, 초고강도 판지 플라이가 판지코어의 내측부 30 % 에 제공되어 이 부분에서 플라이의 적어도 반이 초고강도 플라이로 이루어지며, 판지코어의 내측부 15 % 를 구성하는 모든 플라이는 초고강도 플라이로 이루어진다. 전체 코어 두께는 약 15 mm 를 초과하고, 저밀도 고강도이나 유연성을 갖는 플라이의 전체 두께는 약 5 mm 를 초과하며, 초고강도범위에서 플라이의 전체 두께는 약 9 mm 를 초과한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종이롤의 일부분을 지지하는 종래의 판지코어 단부에 삽입된 와인딩 척을 나타내고 있으며 이 와인딩 척의 러그(lug)가 판지코어의 외경부와 형상을 변형시킨 상태를 과장되게 표현한 부분사시도,
도 2 는 판지코어의 단부에 삽입되고 종이롤의 일부분을 지지하는 도 1 에서 보인 와인딩 척과는 상이한 구조를 갖는 언와인딩 척을 나타내고 있으며 이 언와인딩 척의 러그가 판지코어에 도 1 의 와인딩 척이 결합되는 것과는 상이한 구조로 판지코어의 내부에 결합된 것을 보인 부분사시도,
도 3 은 종래의 판지코어를 나타내고 있으며 통상적인 권취장치에 의하여 가하여진 힘에 의하여 판지코어의 길이를 따라 상이한 3 개 영역에서 코어의 외경부와 형상이 변형된 것을 나타내고 있는 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 한 실시형태의 판지코어를 보인 부분단면도,
도 5 는 도 4 에서 보인 판지코어와 와인딩 또는 언와인딩 척의 러그사이의 상호작용을 설명하는 부분단면도,
도 6 은 본 발명에 따른 판지코어의 다른 실시형태를 보인 부분단면도,
도 7 은 본 발명에 따른 판지코어의 또 다른 실시형태를 보인 부분단면도이다.
본 발명을 실시형태에 의하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 다른 형태로서도 실시될 수 있으며 이하 설명되는 실시형태에 국한되지 아니한다. 이들 실시형태는 본 발명의 설명을 위한 것에 지나지 않으며 당해 기술분야의 전문가에게 본 발명의 범위를 인식시키고자 제공된 것이다. 도면에서 동일한 부분에 대하여서는 동일 부호로 표시하였다.
도 1 은 통상적인 종이시이트의 와인딩공정을 보인 것으로, 여기에서 종이롤(10)의 일부분이 통상적인 판지코어(12)에 의해서 지지되고, 이 판지코어는 방사상으로 돌출된 다수의 러그(16)를 포함하는 와인딩 척(14)에 의하여 그 내측 단부에서 지지되는 것을 보이고 있다. 당해 기술분야의 전문가에게 잘 알려진 바와 같이, 러그(16)는 척(14)에 판지코어(12)를 착설하고 척(14)에 의하여 판지코어(12)와 결합이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 잘 알려진 기구(도시하지 않았음)에 의해 방사상 내외측으로 이동될 수 있다. 특히, 러그(16)가 방사상 후퇴위치에 있을 때(도시하지 않았음) 판지코어는 척(14)에 동축상으로 착설될 수 있다. 와인딩과정의 종료시 러그의 후퇴는 척(14)으로부터 판지코어(12)와 권취된 종이롤(10)을 분리할 수 있도록 한다. 다른 한편으로, 러그(16)가 방사상 외측으로 확장되었을 때, 이들 러그는 판지코어(12)의 내측면에 강하게 접촉하여 척(14)의 회전으로 판지코어(12)가 회전될 수 있도록 한다.
보통의 척(14)은 전형적으로 약 2 인치(51 mm)에서 5 인치(127 mm)사이의 길이만큼 코어(12)의 양 단부에 부분적으로만 축방향으로 뻗어진다. 종이롤(10)이 매우 무겁고[즉, 2톤(400 lbs., 1,800 kg) 이상, 보통은 5 톤(10,000 lbs., 4,500 kg) 안팎에 이름], 길이가 길며[보통 100 인치(2.5 m) -142 인치(3.6 m)사이], 또한 척(14)으로부터 통상적인 판지코어(12)로 전달되어야 하는 토크 때문에, 척(14)의 러그(16)는 방사상 외측으로 확장될 수 있도록 구성된다. 러그(16)는 이들 러그(16)가 코어의 내면과 충분히 접속될 수 있는 거리만큼 외측으로 강제이동시키는 토크작동기구로부터의 압력에 의하여 외측으로 이동된다.
광폭의 무거운 종이롤의 권취를 위하여 사용된 통상적인 판지코어(12)는 전체가 초고밀도 초고강도 판지로 이루어진 다수의 플라이로 구성된다. 대개 통상적인 6 인치 내경의 코어는 초고밀도 고강도 판지, 즉 약 0.80 g/cc에서 0.92 g/cc 사이의 밀도를 갖는 판지의 20 - 25 개 플라이로 구성된다.
본 발명자들은 광폭의 무거운 종이롤용으로 사용되는 통상적인 코어를 만들기 위하여 사용된 판지의 초고밀도는 판지코어(12)의 벽의 압축에 의하여 판지코어(12)에 가하여지는 척(14)의 힘의 흡수가 이론적으로 제한되는 고밀도임을 알게 되었다. 따라서, 본 발명자들은 도1에서 보인 바와같이 실시간 와인딩과정중에 통상적인 판지코어(12)에 대한 통상적인 와인딩 척(14)의 효과를 측정하기 위하여 와인딩 코어의 표면에 다수의 소형의 스트레인 게이지를 적용하는 시험을 하였다. 이들 시험의 결과로서, 판지코어의 외측부는 와인딩과정중에 현저히 변형됨을 알게 되었다. 양 단부에서 판지코어의 이러한 변형이 도 1 에 도시되어 있다. 특히, 러그(16)가 도 1 에서 보인 영역(20)에서 통상적인 판지코어와 맞대고 있는 부위와 상호작용하여 코어의 이들 부위가 외측으로 만곡되어 코어의 형상이 도 1 에서 보인 바와 같이 사각형(또는 다른 다각형)의 형상으로 변화되는 원인이 된다. 이와 같이, 판지코어의 초고밀도 때문에 러그(12)에 의한 코어의 내부형상의 변형은 동일하게 코어(12)의 외측부의 변형을 가져온다. 그리고, 판지코어(12)의 확장영역(20)과 맞대고 있는 종이롤(10)의 영역이 척(14)의 러그(16)와 맞대고 있지 않는 롤(10)의 영역(24)보다 크게 확장되도록 외측으로 밀린다.
또한 와인딩과정이 완료되고 판지코어(12)에 지지된 권취된 종이롤(10)이 척(14)으로부터 분리될 때, 판지코어(12)의 표면에서 관찰된 매우 큰 원주둘레의 스트레인이 완화됨을 확인할 수 있었다. 실제로 이는 판지코어(12)가 본래의 원형 형상으로 환원됨을 의미한다. 따라서, 판지코어(12)의 확장된 부분의 상측에 권취된 종이롤(10)의 영역(22)이 와인딩과정중에 얻어진 팽창효과 및 마찰력을 소멸시키고, 언와인딩과정까지 롤의 보존성을 유지하도록 도움을 줄 수 있다. 아울러, 일부의 경우에 있어서, 종이롤(10)의 영역(22)은 와인딩과정중 판지코어의 변형된 외부형상에 일치하는 차등압력의 결과로서 유해한 효과를 그대로 가질 수 있다.
도 2 에서, 종이롤(10)이 최종사용자, 즉 프린터에 의해 사용될 때 사전에 변형된 판지코어(12)가 그 내측 단부에서 언와인딩 척(34)에 의하여 지지된다. 그러나, 대부분의 경우 언와인딩 척(34)의 설계와 구성은 와인딩 척(14)의 구성과 완전히 다르다. 설명을 쉽게 하기 위하여 언와인딩 척(34)에는 3 개의 러그(36)가 도시되고 와인딩 척(14)에는 4 개의 척(16)이 도시되어 있다.
언와인딩과정중에 언와인딩 척(34)의 러그(36)의 확장은 이미 변형되어 있는 판지코어(12)의 내경과 외경에 힘의 라인(38)으로 보인 바와 같이 방사상의 힘을 가하게 된다. 와인딩 척과 언와인딩 척 구조간의 차이 또는 와인딩과정과 언와인딩과정중에 발생되는 척의 러그에 대한 롤단부의 배치위치에 대한 차이때문에, 단부에서 코어의 외측부는 와인딩과정중 변형된 코어에 의하여 종이롤에 가하여진 힘에 비하여 언와인딩과정중 종이롤에 대한 상이한 패턴의 힘(도 2 에서 삼각형으로 분포된 힘)을 전달할 수 있다. 일부의 경우에 있어서, 도 1 에서 보인 와인딩과정의 외측으로 변형된 판지코어의 부분(20)은 언와인딩과정중에는 확장된 두 러그(36)사이의 위치, 즉 도 2 에서 위치(40)에 배치되어 와인딩과정의 확장된 러그가 배치되었던 위치, 즉 도 1 에서 보인 러그(16)가 배치되었던 위치에 중복되어 놓이지 않는다. 따라서, 이러한 상황에서는 판지코어의 사전에 확장된 부분에 중복되는 영역(42)에서 코어와 종이롤(10)사이에서 현저한 방사상 압력의 해제가 일어날 것이다. 마찬가지로, 언와인딩 척(34)의 확장된 러그(36)에 중첩되는 종이롤(10)의 영역(42)은 와인딩 척(14)의 확장되었던 척(16)의 상부가 아니고 이들사이에 위치하는 도 1 에서 보인 종이롤의 영역(24)과 일치한다. 이는 권취응력에 비하여 현저히 상이한 패턴으로 원주방향으로 분포된 종이롤에 대하여 스트레인이 가하여진 결과이며 이로써 와인딩과정중 가하여진 변형응력의 결과로 종이롤에 보유된 유해효과를 줄여준다. 다른 한편으로, 언와인딩 척(34)의 러그(36)가 와인딩과정중 와인딩 척(14)의 러그(16)의 본래의 정렬과 일치하는 방법으로 종이롤에 정렬되는 경우, 언와인딩 척(34)에 의하여 종이롤에 가하여진 응력은 와인딩 척이 분리시 일어날 수 있는 유리한 방사상 및 마찰 권취응력의 소실로부터 나타나는 손상(이미 언급된 바 있음)을 잠재적으로 줄여줄 것이다.
와인딩과정중 양 단부에서 종이롤에 가하여진 동응력은 롤의 양 단부에 동적 전단변형(층사이의 종이롤을 형성하는 시이트의 축방향슬라이딩)이 존재함을 의미한다. 더욱이, 동적 응력은 100 - 200 mm의 종이가 종이롤에 권취된 후에 실질적으로 감소되므로 일반적으로 동적 전단변형은 종이롤의 내측부분, 즉 종이가 인쇄과정중 종이롤의 중앙부 파열에 의하여 손상되는 부분에서만 존재한다.
도 3 은 와인딩과정중 판지코어의 변형된 형상을 설명하고 있다. 도 3 에서 보인 바와 같이, 광폭의 판지코어(10)는 그 길이를 따라 두 단부부분(50)과 기다란 중앙부분(52)을 포함하는 3 개의 영역으로 이루어진다. 도 3 에서 보인 바와 같이, 코어의 원주둘레에 대한 변형은 코어의 단부부분(50)에서 발생되는 반면에 코어의 중앙부분(52)은 도 1 에서 보인 바와 같은 척(14)이 도 3 에서 보인 바와 같은 코어의 단부부분(50)으로만 확장되므로 변형되지 아니한다. 아울러, 도 3 에서 보인 바와 같이, 도 1 에서 보인 와인딩 척(14)의 확장된 러그(16)와 마주대하는 코어의 부분(20)이 영역(20)사이에 위치하는 코어의 단부부분(50)의 영역(24)보다 외곽으로 더 팽창된다. 따라서, 코어에 가까운 종이롤의 부분에 와인딩과정중 복합되어 가하여진 압축력 및 마찰력은 도 3 에서 보인 변형된 코어형상으로 나타날 것이다.
도 4 는 본 발명에 따른 적절한 실시형태의 코어구조를 보인 것이다. 도 4 에서 보인 본 발명의 판지코어(100)는 본 발명의 6 인치(150 또는 152 mm) 내경을 가진 코어에 대한 구조이다. 도 4 에서 보인 바와 같이 판지코어(100)는 판지코어(100)의 내측부로부터 판지코어(100)의 외측부로 순차적으로 배치된 3 개의 다층영역(102)(104)(106)을 포함하고 있다. 3 개의 영역(102)(104)(106)은 각각 다수의 판지 플라이(102a)(104a)(106a)로 형성되어 있다. 영역(102)에서 플라이(102a)는 초고밀도 초고강도의 판지, 즉 밀도가 약 0.80 g/cc 이상, 적절하게는 약 0.80 g/cc - 0.92g/cc 사이, 더욱 적절하게는 약 0.82 g/cc 이상, 가장 적절하게는 약 0.82 - 0.90g/cc 사이인 판지로 형성된다.
판지밀도는 TAPPI 220 및 411 표준시험에 따라서 본 발명의 목적에 맞게 결정된다. 이들 시험에 따라서, 판지는 이러한 판지가 평형을 이룰 때까지 73±1 ℉ 의 온도와 50 ± 2 % 의 상대습도에서 충분히 상태조절된다. 이후에 적어도 5 개의 판지표본의 두께와 면적이 측정되고 무게가 계량된다. 그리고 밀도가 그램단위의 무게를 입방센티미터 단의의 체적으로 나누어 결정된다.
도 4 에서, 판지코어(100)의 외측부(106)를 형성하는 플라이(106a)는 내측부(102)와 관련하여 상기 언급된 바와 같은 초고밀도 초고강도 판지로 형성된다. 판지코어(100)의 중앙부(104)를 형성하는 플라이(104a)는 고강도이나 비교적 유연한 판지, 즉 약 0.65 - 0.75 g/cc 사이, 적절하게는 0.67 -0.73 g/cc 사이의 밀도를 갖는 판지로 형성된다. 선택적으로 최외측 플라이(110)는 내측부(102)의 초고밀도 초고강도 판지 플라이와 다르고, 또한 중앙부(104)의 고강도이나 유연성을 갖는 판지 플라이와는 다른 하나이상의 플라이(즉 1 - 3개의 플라이, 전형적으로 2 또는 3 개의 플라이)로 형성된다. 이점에 관하여, 와인딩 코어의 외측 플라이는 코어동체의 외측부에 여러 가지 표면마찰이나 장식을 부여하도록 선택된다. 또한, 나선권취 또는 선형인출공정과 같은 제조공정을 개선하거나 외측 플라이의 접착을 개선하기에 적당하도록 플라이가 선택되는 바, 이는 이 분야의 당업자에게는 잘 알려져 있다. 마찬가지로 코어동체의 최내측 플라이(111)는 플라이(110)에 대하여 상기 언급된 바와 같은 이유에 의해서 여러 형태로 달라질 수 있다.
도 5 에 있어서, 도 4 에서 보인 코어의 중앙부(104)는 적어도 약 4 mm의 두께(114)를 갖는다. 적절하게는 두께(114)가 약 4.5 mm 이상, 더욱 적절하게는 약 5 mm 이상, 특히 약 4.5 - 6.5 mm 사이이다. 일반적으로 약 5 mm와 약 6 mm 사이, 가장 적절하게는 5.6 mm의 두께를 갖는 것이 좋다. 유연한 고강도의 판지 플라이로 형성된 중앙부(104)는 코어 전체 두께의 약 25 - 40 %사이, 적절하게는 두께의 30 - 35 % 사이를 이루는 것이 좋다.
초고밀도 초고강도 판지 플라이로 형성된 부분(102)(106)은 각각 두께(116)(118)를 가지며 이들은 각각 판지코어(100)의 전체 두께의 약 25 % -40 % 사이를 이룬다. 적절하게는 각 부분(102)(106)이 판지코어(100)의 전체 두께의 약 30 % - 35 % 사이를 이루는 것이다. 또한 각 부분(102)(106)은 판지코어(100)의 전체 두께의 약 33 % 를 이루는 것이 더욱 바람직하다.
도 5 는 본 발명의 코어구조가 통상적인 척(14)의 방사상으로 확장되는 러그(16)와 상호작용하는 것을 과장되게 나타낸 것이다. 특히 도 5 에서 보인 바와 같이, 러그(16)가 방사상 외측으로 돌출되는 것은 초고밀도 초고강도 판지 플라이로 형성된 내측부(102)가 원통형의 형상으로부터 변형되도록 한다. 이와 같이, 코어 동체의 내측부(102)의 플라이(102a)는 외측으로 밀리어 사각형 또는 다각형 형상의 "모서리 또는 정점"을 형성한다. 그러나, 중앙부(104)의 플라이(104a)는 비교적 유연하고 저밀도의 판지물질로 형성되어 있으므로 러그(16)와 마주대하는 중앙부(104)의 플라이(120b)는 판지코어(100)의 내측부(102) 플라이(120a)의 실질적인 모든 방사상 외측 팽창부분을 흡수할 수 있다. 판지코어(100)의 외측부(106)의 플라이(120c)는 중앙부(104)에 의한 응력 에너지의 흡수로 극히 작은 크기로 방사상 외측으로 팽창된다.
도 4 와 도 5 에서 보인 바와 같은 6 인치 내경의 판지코어의 구조에 있어서, 초고강도 초고밀도 판지의 영역, 즉 도 4 의 외측부(106)는 비교적 유연한 고강도의 중앙부(104) 외측에 배치되는 것이 좋다. 이는 판지코어(100)의 실질적인 외측부 변형없이 러그(16)에 의하여 방사상으로 팽창되는 중앙부(104)에 의한 흡수능력을 증가시키는 것으로 믿어진다.
도 4 와 도 5 에서 보인 판지코어(100)의 내측 및 외측부(102)(106)를 형성하는 판지 플라이의 초고밀도 때문에, 척(14)의 러그(16)가 방사상 외측으로 돌출된다하여도(도 5 에서 보인 바와 같이) 코어의 내측부(102)의 두께(116) 또는 외측부(106)의 두께(118)를 현저히 압축하지는 아니한다. 그러나, 중앙부(104)가 비교적 유연한 저밀도 판지로 형성되어 있어서 중앙부(104)의 두께(114)는 척(16)의 외향으로 뻗는 러그(16)와 마주대하는 중앙부(104)의 이들 부분을 특히 압축한다. 일반적으로 비교적 유연한 중앙부(104)에서 플라이의 전체 두께와 형상은 척의 러그(16)의 확장거리를 흡수할 수 있도록 선택된다. 이와 같이, 적합한 밀도범위의 낮은 쪽 값을 가진 저밀도 판지물질이 중앙부(104)의 구성에 선택되는 경우, 중앙부(104)의 전체 두께는 고밀도 판지물질이 중앙부(104)의 형성을 위하여 선택되는 경우에 비하여 얇을 수 있다.
적절한 실시형태로서, 도 4 및 도 5 에서 보인 바와 같이 판지코어(100)를 형성하는데 사용된 플라이의 총 수는 약 25 - 35 플라이, 적절하게는 약 28 - 32 플라이의 범위이다. 일반적으로 고밀도 플라이는 저밀도 플라이에 비하여 얇은 두께를 갖는다. 예를 들어 판지코어(100)의 전체 두께가 약 0.022 인치(0.56 mm)인 다수의 초고밀도 초고강도 판지 플라이와, 약 0.025 인치(0.64 mm)의 두께를 갖는 다수의 비교적 유연한 고강도 판지 플라이로 구성되는 것이 좋다.
본 발명의 기술분야에 전문가라면 잘알 수 있듯이, 플라이의 두께와 밀도는 다양하게 변화시킬 수 있다. 본 발명에 사용된 플라이는 약 0.65 - 0.92 g/cc 사이, 적절하게는 약 0.67 - 0.90 g/cc 사이의 밀도를 가질 것이다. 판지의 강도와 밀도는 펄프공정의 차이, 니프(nip) 압축력의 차이 및 펄프구성원료의 차이에 의하여 변화될 수 있다. 또한 판지의 밀도와 강도는 제지공정중에 여러 가지 공지된 접착제와 강화제를 이용하는 것에 의하여 변화될 수 있다. 본 발명에서 유용한 판지 플라이는 약 0.020 인치(0.51 mm)-0.035 인치(0.89 mm)사이, 적절하게는 약 0.022 인치(0.56 mm)-0.030 인치(0.76 mm)사이의 두께를 갖는다.
일반적으로, 본 발명은 중앙부 파열에 관련된 확인되지 않은 다수의 문제점과 원인을 찾는데 있다. 광폭의 판지코어를 형성하는데 통상적으로 사용되는 것과 같은 초고밀도 초고강도 판지 플라이의 강도는 대부분 고품질의 종이펄프를 고압으로 압축하여 얻는다. 그러나, 이렇게 압축된 판지는 추가로 더 이상 압축하기가 어렵고, 이에 따라 두께 감소가 거의 불가능하다. 본 발명에 있어서는 비교적 강하면서도 추가 압축 및 두께감소가 가능한 다수의 판지 플라이를 이용하는데 기초하고 있다. 따라서, 본 발명에 사용된 저밀도 고강도 판지 플라이는 통상적인 척의 러그의 방사상 돌출되는 부분을 상당부분 흡수하여 판지코어의 외측부로 전달되는 방사상 팽창력을 줄일 수 있다.
도 6 은 3 인치(76 mm) 내경의 판지코어에 적용되는 본 발명의 다른 실시형태를 보인 것이다. 도 6 에서 보인 판지코어는 내측부(202)와 외측부(204)의 두 영역을 갖는다. 내측부(202)는 다수의 초고밀도 초고강도 판지 플라이(202a)로 구성되는 반면에 외측부(204)는 비교적 유연한 다수의 고강도 플라이(204a)로 형성된다. 도 6 에서 보인 판지코어에 있어서, 비교적 유연하나 고강도인 판지층의 외측부(204)는 판지코어의 외측부 50 % 에 배치된다. 외측부(204)는 판지코어 두께의 약 30 % - 45 %, 적절하게는 약 35 % - 45 %, 즉 두께의 약 40 % 를 이루는 두께(214)를 갖는 것이 가장 바람직하다. 마찬가지로 내측부(202)는 판지코어 두께의 약 50 % - 70 %, 적절하게는 약 55 % - 65 %, 즉 두께의 약 60 % 를 이루는 두께(216)를 갖는다.
도 6 에서 보인 구조의 경우와 같이 비교적 유연한 고강도의 판지 플라이가 판지코어의 외측 영역에 배치될 때 이 영역의 전체 두께는 적어도 5 mm, 적절하게는 약 6 - 9 mm 가 되는 것이 좋다. 도 6 에서 보인 3 인치(76 mm) 내경을 가진 판지코어의 외측부(204)에 대한 두께(214)는 약 6.8 - 7.2 mm가 바람직하다. 도 6 에서 보인 3 인치(76 mm) 내경의 판지코어 전체 두께는 약 17 - 19 mm 이다.
아울러, 도 6 의 판지코어(200)는 내측부(202)의 초고밀도 초고강도 판지 플라이와는 상이하고 또한 외측부(204)의 비교적 유연한 고강도의 판지 플라이와도 다른 최외측 플라이(210)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 최외측 플라이(210)는 이것이 존재할 때 본 발명의 기술분야에 숙련된 전문가라면 알 수 있듯이 도 4 의 플라이(110)와 관련하여 상기 언급된 이유와 방식에 의해 여러 형태를 가질 수 있다. 마찬가지로 도 6 의 판지코어(200)의 최내측 플라이(211)도 그러한 이유와 방식으로 변화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태가 도 7 에 도시되어 있다. 도 7 의 판지코어는 6 인치(150 mm 또는 152 mm) 내경을 가진 코어이다. 도 7 에서 보인 판지코어는 내측부(302), 외측부(312), 중앙부(306)와, 내측부와 중앙부사이 및 외측부와 중앙부사이에 배치된 두 중간부(304)(308)로 이루어진 5 개 영역으로 형성된다. 도 7 의 판지코어에 있어서, 내측부(302)는 초고밀도 초고강도인 다수의 판지 플라이(302a)로 형성되는 반면에 외측부(312)는 초고강도인 다수의 판지 플라이(312a)로 형성된다. 마찬가지로 중앙부(306)는 초고밀도 초고강도인 다수의 판지플라이로 구성된다. 중간부(304)(308)는 각각 비교적 유연한 다수의 저밀도 고강도 판지 플라이(304a)(308a)로 형성된다.
도 7 에서 보인 판지코어에 있어서, 내외측의 초고강도 초고밀도 영역(302)(312)은 각각 판지코어의 전체 두께의 약 1/6 의 두께로 구성된 다. 마찬가지로 비교적 유연한 저밀도 고강도의 판지 플라이로 형성된 각 영역(304)(308)도 판지코어의 전체 두께의 약 1/6 의 두께로 구성된다. 초고밀도 초고강도의 판지 플라이로 형성된 중앙부(306)는 전체 두께의 약 1/3 의 두께를 갖는다.
판지코어는 전체 두께가 적어도 약 15 mm 인 것이 바람직하다. 도 7 의 판지코어(300)는 영역(302)(312)(306)의 초고밀도 초고강도 판지 플라이와는 다르고 영역(304)(308)의 고강도이나 비교적 유연한 판지 플라이와도 상이한 최외측 플라이(310)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 최외측 플라이(310)는 이것이 존재할 때 본 발명의 기술분야에 정통한 전문가라면 알 수 있듯이 도 4 와 도 6 의 최외측 플라이와 관련하여 언급된 이유 및 방식에 의해서 변형될 수 있다. 마찬가지로 도 7 의 판지코어(300)의 최내측 플라이(311)도 그러한 이유와 방법에 의해 변형될 수 있다.
도 7 에서 보인 판지코어는 일반적으로 적합치 않을 수도 있으나, 이는 상당한 강도 특성을 제공하는 반면에 코어 내측에 현저한 방사상의 힘이 가하여질 때 코어 외측부가 변형되는 것을 줄여준다.
일반적으로 본 발명의 광폭의 고강도 판지코어는 약 100 인치 이상, 전형적으로 약 120 인치(3m) 이상, 더욱 전형적으로는 약 142 인치(3.6 m) 이상의 길이를 갖는다. 판지코어는 최소한 약 13 mm 의 두께를 가지며 적절하게는 적어도 약 15 mm 이상의 두께를 갖는다. 특히, 두께는 동일한 내경의 고강도 판지코어용으로 사용된 통상적인 두께를 초과할 것이다. 도 4 와 도 5 에 도시된 6 인치(152 mm) 내경을 가진 판지코어의 두께는 표준 13 mm 를 초과하고 적절하게는 약 15 ㎜ 이상을 이룬다. 마찬가지로 도 6 에서 보인 3 인치(76 mm) 내경을 가진 판지코어의 두께는 3 인치(76 mm) 내경을 가진 판지코어의 통상적인 15 mm 두께를 초과한다.
동일 유사한 내경을 갖는 통상적인 광폭의 고강도 판지코어의 두께를 초과하는 두께를 이용하는 것은 여러 가지 면에서 유리하다. 특히, 판지코어의 두께를 증가시킴으로서 통상적인 구조에 비하여 적은 양의 초고밀도 초고강도 판지 플라이(적은 수의 플라이) 사용에 따른 단점을 보완할 수 있도록 통상적인 구조의 평면압축강도와 유사하거나 이를 능가하는 평면압축강도를 제공한다. 일반적으로, 본 발명의 판지코어는 적어도 약 200 lbs/in(3500 N/100 mm)의 높은 평면압축강도를 가질 것이다. 예를 들어 전체적으로 초고밀고 초고강도 판지 플라이로 형성되는 통상적인 6 인치 내경의 고강도 판지코어는 약 200 lbs/in(3500 N/100 mm)의 평면압축강도를 갖는다. 도 4 와 도 5 에서 보인 6 인치 내경의 판지코어는 전체 두께가 16 mm(0.630 인치)로 통상적인 구조보다 약 3 mm 정도 두꺼우며 이는 코어의 두께가 23 % 증가함을 나타낸다. 그러나, 이 경우에 있어서, 전체 두께의 약 65 - 70 % 만이 초고강도 초고밀도 판지로 구성되고, 도 4 와 도 5 에서 보인 구조는 통상적인 구조에 사용된 것과 같이 약 80 % 의 초고강도 초고밀도 판지로 형성된다. 그럼에도 불구하고 도 4 와 도 5 에서 보인 판지코어는 약 220 lbs/in(3850 N/100 mm)의 평면압축강도를 가질 수 있다. 아울러, 도 4 와 도 5 에서 보인 구조는 통상적인 판지코어에 비하여 척의 결합에 의한 판지코어의 외경 팽창량을 약 30 % 만큼 감소시킨다.
마찬가지로, 도 6 에서 보인 바와 같이 3 인치(76 mm) 내경의 판지코어는 통상적인 15 mm 두께를 갖는 구조에 비하여 코어파열면에서 25 %가 개선될 수 있다(척의 결합에 의한 판지코어 외경 팽창량의 감소). 그럼에도 불구하고 도 6 에서 보인 구조의 평면압축강도는 판지코어 두께가 15 mm 인 3 인치(7 6mm) 내경을 가진 코어의 통상적인 평면압축강도가 약 300 lbs/in(5250 N/100 mm)인 것에 비하여 약 310 lbs/in(5425 N/100 mm)를 갖는다. 아울러 도 6 에서 보인 판지코어의 동응력 강도는 같은 크기의 내경을 갖는 통상적인 코어의 동응력 강도와 유사하거나 이를 능가한다.
본 발명에 따른 판지코어의 두께증가는 회전속도 또는 “임계속도”를 더욱 증가시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 판지코어는 통상적인 코어구조의 임계회전속도보다 약 3 % - 5 % 이상 빠른 속도로 회전될 수 있다. 회전속도의 증가는 본 발명의 실시형태에서 약 15 mm 이상 두꺼워진 판지코어를 이용함으로써, 이루어진다. 이러한 판지코어의 두께가 두꺼워지면 코어의 외경이 증가한다. 외경의 증가는 와인딩 및 언와인딩중에 웨브속도에 대한 회전속도가 낮아지는 결과를 가져온다. 이로써 임계속도가 개선된다.
본 발명에 따른 예시적인 종이롤 권취용 판지코어는 다음과 같은 구조를 갖는다.
구조 1
내경: 150.4mm 외경: 182.4mm 두께(추정값): 16mm
플라이 밀도(g/cc) 두께(micron)
내측플라이* 약 0.78 600
플라이 2-10 0.9 550
플라이 11-18 0.72 620
플라이 19-27 0.9 550
플라이 28** 0.68 740
외측 플라이 NA 220
* 내측플라이는 제조공정을 고려하여 제공된다.
** 플라이 28과 외측플라이는 제조공정 및 장식을 고려하여 제공된다.
구조 2
내경: 78.7mm 외경: 110.7mm 두께(추정값): 17mm
플라이 밀도(g/cc) 두께(micron)
내측플라이* 약 0.72 620
플라이 2-18 0.9 550
플라이 19-29 0.72 620
플라이 30** 0.68 740
외측 플라이 NA 220
* 내측플라이는 제조공정을 고려하여 제공된다.
** 플라이 30과 외측플라이는 제조공정 및 장식을 고려하여 제공된다.
구조 3
내경: 3 인치 외경(추정값): 3.72 인치 두께(추정값): 0.717인치
플라이 밀도(g/cc) 두께(인치)
내측플라이* 0.76 0.025
플라이 2-21 0.82 0.022
플라이 22-32 0.68 0.025
외측 플라이** NA 0.013
* 내측플라이는 제조공정을 고려하여 제공된다.
** 외측플라이는 제조공정 및 장식을 고려하여 제공된다.
구조 4
내경: 6 인치 외경(추정값): 6.63 인치 두께(추정값): 0.633인치
플라이 밀도(g/cc) 두께(인치)
내측플라이* 0.76 0.025
플라이 2-11 0.9 0.022
플라이 12-31 0.76 0.025
플라이 32-37 0.9 0.022
플라이 38** 0.76 0.025
외측 플라이** NA 0.013
* 내측플라이는 제조공정을 고려하여 제공된다.
** 플라이 38과 외측플라이는 제조공정 및 장식을 고려하여 제공된다.
구조 5
내경: 6 인치 외경(추정값): 6.63 인치 두께(추정값): 0.633인치
플라이 밀도(g/cc) 두께(인치)
내측플라이* 0.76 0.025
플라이 2-11 0.82 0.022
플라이 12-31 0.68 0.025
플라이 32-37 0.82 0.022
플라이 38** 0.76 0.025
외측 플라이** 0.65 0.013
* 내측플라이는 제조공정을 고려하여 제공된다.
** 플라이 38과 외측플라이는 제조공정 및 장식을 고려하여 제공된다.
본 발명은 도면을 참조하여 이상 설명한 내용으로부터 본 발명의 많은 변형된 실시형태와 다른 실시형태의 구성이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 특정실시형태에 의해서 제한되지 않으며 변형형태나 다른 실시형태는 본 발명의 청구범위내에 포함되어야 한다. 본문에 사용된 특정의 용어는 설명을 위하여 사용된 것으로 어떠한 제한을 두고자 한 것은 아니다.

Claims (15)

  1. 광폭의 연속적인 종이시이트를 권취 및 지지하기 위한 다층 플라이로 형성된 판지코어에 있어서, 판지코어는 100인치(255 ㎝)이상의 길이 및 15 ㎜ 이상의 두께를 가진 원통형으로 형성되어 있으며, 전체 두께의 약 25 % 이상을 이루는 것으로 약 0.80 g/cc 를 초과하는 밀도를 가진 판지 플라이로 형성된 내측부를 포함하고 있으며, 전체 두께의 70 % 이내를 이루는 것으로 약 0.65 - 0.75 g/cc 의 밀도를 가진 판지 플라이로 형성되어 있고 최소한 약 4 mm 의 두께를 이루는 외측의 제 2 층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 종이롤의 권취 및 지지용 다층 판지코어.
  2. 제 1 항에 있어서, 내측부의 판지 플라이가 각각 약 0.82 - 0.90 g/cc 의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 층의 판지 플라이가 각각 약 0.67 - 0.73 g/cc 의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  4. 제 1 항에 있어서, 내측부가 판지코어 전체 두께의 약 30 - 35 % 두께를 이루는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 2 층이 판지코어 전체 두께의 약 40 - 50 % 두께를 이루는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  6. 제 1 항에 있어서, 판지코어가 150 - 152 mm 의 내경을 이루고 있으며 내측부는 전체 두께의 약 25 - 35 % 를 형성하고 있고, 또한 제 2 층의 외측으로 제 3 층을 포함하고 있으며, 제 3 층은 약 0.80 g/cc 를 초과하는 밀도를 가진 판지 플라이로 형성되어 있고 판지코어 전체 두께의 약 30 - 35 % 의 두께를 이루고 있으며, 제 3 층에 이용된 판지 플라이는 판지코어 전체 두께의 약 35 - 45 % 이내에서 사용된 것을 특징으로 하는 판지코어.
  7. 제 6 항에 있어서, 내측부는 판지코어 전체 두께의 약 33 % 두께를 이루는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  8. 광폭의 연속적인 종이시이트를 권취 및 지지하기 위한 다층 플라이로 형성된 판지코어에 있어서, 판지코어는 100 인치(255 cm) 이상의 길이 및 15 mm 이상의 두께를 가진 원통형으로 형성되어 있고 약 3 인치(76.2 mm)의 내경을 이루고 있으며, 전체 두께의 적어도 50 % 이상을 이루는 것으로 약 0.80 g/cc 를 초과하는 밀도를 가진 판지 플라이를 형성된 내측부를 포함하고 있으며, 전체 두께의 50 % 이내를 이루는 것으로 약 0.65 - 0.75 g/cc 의 밀도를 가진 판지 플라이로 형성되어 있고 최소한 약 5 mm 의 두께를 이루는 외측의 제 2 층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 종이롤의 권취 및 지지용 다층 판지코어.
  9. 제 8 항에 있어서, 내측부의 판지 플라이가 각각 약 0.82 - 0.90 g/c c의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 제 2 층의 판지 플라이가 각각 약 0.67 - 0.73 g/cc의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  11. 제 8 항에 있어서, 내측부가 판지코어 전체 두께의 약 55 - 65 % 의 두께를 이루는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  12. 제 10 항에 있어서, 제 2 층이 판지코어 전체 두께의 약 35 - 45 % 두께를 이루는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  13. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서, 판지코어의 전체 두께가 16 mm 이상을 이루는 것을 특징으로 하는 판지코어.
  14. 광폭의 연속적인 종이시이트를 권취 및 지지하기 위한 다층 플라이로 형성된 판지코어에 있어서, 판지코어는 약 100 인치(255 cm) 이상의 길이 및 15 mm 이상의 두께를 가지고 150 - 152 mm 의 내경을 이루고 있는 원통형으로 형성되어 있으며, 판지코어 전체 두께의 약 25 - 35 % 를 차지하는 내측부를 포함하고 있으며, 판지코어 전체 두께의 15 % 두께만큼 내측부를 구성하고 있는 판지 플라이는 약 0.80 g/cc 를 초과하는 밀도를 갖고 내측부의 다른 범위의 판지 플라이는 약 0.65 - 0.73 g/cc 의 밀도를 가지며, 또한 판지코어 전체 두께의 70 % 이내를 이루는 외측부의 제 2 층을 포함하고 있으며, 제 2 층을 형성하는 판지 플라이는 약 0.65 - 0.75 g/cc 의 밀도를 갖고 제 2 층의 두께가 적어도 약 4 ㎜ 를 이루고 있으며, 판지코어는 약 0.67 - 0.73 g/cc 의 밀도를 가진 판지 플라이로 형성된 5 mm 이상의 두께를 가진 부분을 포함하고 있으며, 또한 약 0.80 g/cc 를 초과하는 밀도를 가진 판지 플라이로 형성된 9 mm 이상의 두께를 가진 부분을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 종이롤의 권취 및 지지용 다층 판지코어.
  15. 제 14 항에 있어서, 판지코어는 제 2 층의 외측부로 제 3 층을 포함하고 있으며, 제 3 층은 판지코어 전체 두께의 약 25 - 35 % 를 이루고 있으며, 판지코어 전체 두께의 15 % 두께만큼 외측부를 이루는 판지 플라이는 약 0.80 g/cc 를 초과하는 밀도를 갖고, 외측부의 다른 범위의 판지 플라이는 약 0.67 - 0.73g /cc 의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 판지코어.
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