KR100407525B1 - 팽창가능한종이제조방법및제조장치 - Google Patents

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지오르지오 트라니
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Abstract

팽창가능한 종이 제조방법은 다음단계를 포함함을 특징으로 한다 : (a) 식물성 섬유 혼합물을 반죽기(1)에 이송; (b) 반죽기에서 상기 혼합물을 물과 혼합; (c) 비이팅 지대(6)에서 섬유를 문질러서 최소 30° SR의 비이팅 정도를 갖는 펄프 수득; (d) 비이팅된 펄프를 흐름통(10)에 전달; (e) 흐름통에서 나온 비이팅된 펄프를 종이웨브형성천(12)상에 이송하여 중력 및 진공에 의해 물함량을 감소시킴; (f) 압축지대(14)에서 상기 웨브를 압축하여 물함량을 더욱 감소시킴; (g) 건조지대(16)에서 15 내지 65중량%의 수분함량이 될때까지 예비성형된 종이웨브를 건조시키며; (h) 경질재료이며 표면리브가 있으며 더 빠른 속도로 구동되는 롤러와 연질재료이며 매끈한 표면을 가지며 느린 속도로 구동되는 롤러로된 한 쌍의 롤러(17) 사이에서 다지기; (i) 최종건조지대(18)에서 15 내지 4%, 특히 10 내지 8%의 수분 함량으로 건조시키고; (j) 광택처리(39) 단계.

Description

팽창가능한 종이 제조방법 및 제조장치
US-A-3454463 은 신문지를 조절된 압축성 수축시키는 방법을 발표하는데, 이 방법은 기계적 압축기의 움직이는 매끄러운 표면과 접촉하는 웨브(web)의 와이어면을 통과하고 신문지 웨브를 필요한 값보다 높게 수축시키고 이후에 웨브를 바라는 값으로 늘리는 단계를 포함한다.
EP-A-0631014는 부드러운 티슈제품 제조방법을 발표한다.
본 발명은 팽창가능한 종이 제조방법 및 제조장치에 관계한다.
도 1 은 본 발명의 방법을 실시하는 장치를 개략적으로 보여준다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5 는 예비성형단계에 사용되는 여러 롤러를 개략적으로 보여준다.
도 6 은 압축단계에 사용되는 롤러를 개략적으로 보여준다.
* 부호 설명
1...고밀도 반죽기 2...탱크
3...임펠러 4,8,9...저장통
5...교반기 6...비이팅 지대(beating station)
7,7'...비이팅 장치 10...흐름통
11...지대 12...천
13...롤러 14...압축지대
15...예비성형지대 16...건조지대
17...다짐지대 18...건조지대
19...감기지대 20...종이웨브
21...압축롤러 22,26,29,34,35...펠트
23...함침 지대 24,25,27,28,30,31,32,33,36,37...롤러
38...리브 39...광택제 적용지대
본 발명의 목적은 높은 강도를 가지면서 동시에 가로 및 세로방향으로 동일한 크기의 팽창성을 갖는 종이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 방법은 연속장치로 종이를 제조하며 인쇄성 향상을 위해 매끄러운 표면을 갖는 종이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1 에 기술된 팽창가능한 종이 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명의 발명을 실시하기 위한 장치가 청구항 16 에 기술된다.
팽창성 종이 제조공장은 역전된 원추대 베이스를 가지며 표면상에 나선을 가지는 원추형 임펠러(3)를 내부에 수용하는 원통형 탱크(2)로 구성된 고밀도반죽기(1)를 포함한다.
반죽기(1)는 교반기(5)가 설비된 저장통(4)에 연결되며 저장통(8)과 교대하는 라바(lava) 디스크형 비이팅 장치(7)로부터 형성되는 비이팅 지대(6)에 연결된다. 마지막 비이팅 장치(7)로 부터의 출구는 종이 웨브가 형성되는 지대(11)로 이송되는 흐름통(10)과 통하는 저장통(9)에 연결된 구멍 뚫린 링형 고밀도 비이팅 장치(7')에 연결된다. 이 지대는 두 개의 복귀 롤러(13)사이에 팽팽해지며 물과 섬유원료로된 펄프가 중력 및 진공에 의해 점차적인 물추출이 되도록 배열된 천(12)을 포함한다.
종이웨브 형성지대(11)의 하류단부는 압축지대(14)에 이르며 이의 하류에 함침지대(23)와 연속예비성형지대(15)가 있다.
예비성형지대(15)의 하류에 종이웨브의 수분함량을 15 내지 65%, 특히 50%로 유지시키는 고온 롤러형 건조지대(16)와 상이한 속도로 구동되며 웨브를 가로 및 세로로 다질 수 있는 역회전하는 롤러쌍을 포함하는 다짐지대(17)가 존재한다. 건조지대(16)는 적외선 히터, 복수의 고온 롤러 및 고온 공기 채널을 포함한다. 특히 각 쌍의 상부롤러(37)는 금속이며 복수의 원주방향 리브(38)를 포함하며 고무재질이며 매끄러운 표면을 가진 대응하는 하부롤러(36)보다 빠른 속도로 회전한다.
다짐지대(17)의 출구는 연속으로 종이를 감는지대(19)에 연결된 광택제 적용지대(39)에 연결되는 건조지대(18)에 연결된다.
건조지대(18)는 종이웨브의 물함량을 4내지 15%, 특히 10%로 유지한다.
광택제 적용지대(39)의 목적은 수득되는 팽창가능한 종이의 인쇄성 및 결합성을 향상시키는 것이며 10 내지 100kg/cm, 특히 50 내지 52kg/cm의 선형 하중으로 작동한다.
건조지대(18)와 감기지대(19)사이에 필요하다면 종이의 인쇄성을 개선하기 위한 처리를 종이웨브가 받도록 추가 함침지대와 추가 건조지대가 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 작동 싸이클을 올바르게 하는 일련의 제어장치를 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 작동은 형성중인 종이웨브를 연속하는 지대를 통과시키는 것을 참조하여 기술된다.
섬유원료는 예정된 양의 물과 함께 고밀도 반죽기(1)에 이송된다. 여기에서 펄프가 반죽되고 물과 혼합되고 특수물질이 첨가되는데 이의 목적은 섬유의 최종강도를 증가시키고 물과 섬유 펄프를 균질화하여 수득된 종이에 특수성을 부여한다.
특히 섬유원료는 기다란 셀룰로오스, 짧은 섬유 셀룰로오스 또는 목재이외의 식물에서 얻어지는 다른 섬유로 구성된다(목화솜, 삼, 아마, 아프리카 수염새, 케나프). 상이한 원료가 동일라인 또는 상이한 라인상에 적용될 수 있다.
임펠러(3) 회전은 섬유원료를 점차 반죽시켜 원래 섬유의 길이를 보존하고 반죽기에 공급된 물과 첨가제를 고르게 혼합시킨다. 특히 사용되는 첨가제는 섬유를 서로 결합시켜 이의 최종강도를 증가시킬 수 있는 전분이나 섬유를 분산시켜 이의 응집을 방지하는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)나 섬유를 결합시켜 일종의 탄성 결합을 형성하는 합성수지 또는 젖산 레진을 포함한다.
섬유, 물 및 첨가제로된 펄프는 약 15%의 건조함량으로 반죽기(1)를 떠나서라바 디스크형 비이팅 장치(7)의 작용을 받는 연속 비이팅 지대(6)에 이송되는데, 연속 비이팅 지대에서 섬유를 절단함이 없이 문질러서 수화시켜 펄프에 특별한 성질을 부여한다. 이러한 처리의 결과 섬유가 개질되어서 이의 응고가 용이해지며 최종 제품이 가져야 하는 특성에 필요한 연속 및 균질의 구조를 형성한다.
펄프의 비이팅 정도는 SR(Shopper Reagler) 장치에서 측정된 매개변수를 기초로 결정되며 본 발명에 따라서 비이팅 처리가 끝난 펄프는 수득된 펄프의 중량(g)에 따라 30° 내지 60° SR이다.
최후 비이팅 단계 후에 30 내지 60° SR인 펄프는 약 20%의 밀도로 작동하며 섬유를 수화시켜 팽윤시키고 곱슬거리게 하는 구멍 뚫린 링형 비이팅 장치(7')에 이송된다. 펄프는 이후에 저장통(9)과 흐름통(10)으로 이송되며 약 0.5-1%의 건조 함량을 가지게 종이웨브 형성지대(11)의 천(12)위에 놓인다.
천의 초반부상에서 펄프는 처음에는 중력에 의해서 나중에는 흡입에 의해 점차로 물을 제거하여 마침내 천의 출구단부에서 18%의 건조 함량을 가진다.
지대(11)를 떠나는 종이웨브(20)는 압축롤러(21)와 펠트(22)를 갖는 압축지대(14)를 통과하여 물이 제거되어 약 35%의 건조함량을 얻는다.
이후에 종이웨브는 종이의 팽창성을 향상시켜서 제조기술을 개선하는 다양한 첨가제 용액으로 처리되는 함침 지대(23)를 통과한다. 함침은 분무장치에 의해 선호적으로 이루어지지만 종이웨브를 함침용액을 함유한 탱크를 통해 통과시키는 것과 같은 다른 시스템에 의해서도 이루어질 수 있다. 어느 경우든, 함침물질의 양은 조절가능하며 사용된 물질의 비용과 상기 물질의 정확한 결정 측면에서 상당한 이득이 된다.
이러한 방식으로 함침된 웨브는 하나이상의 예비성형장치가 제공된 지대(15)에서 예비성형처리가 된다. 예비성형장치는 상이하거나 동일하다. 특히, 각 예비성형장치는 다음을 포함할 수 있다 :
- 성형된 윤곽을 갖는 상부롤러(24)와 매끄러운 펠트(26)를 갖는 롤러(25)(도 2);
- 펠트(29)와 상부롤러(27)사이에 삽입된 종이웨브를 적당히 변형하기 위해서 외부표식구조를 가지는 펠트(29)가 삽입되는 매끄러운 상부롤러(27)와 매끄러운 하부롤러(28)(도 3);
- 성형된 윤곽을 갖는 상부롤러(30)와 매끄러운 하부롤러(31)(도 4);
- 펠트(34)와 상부롤러(32)사이에 삽입된 표식구조를 갖는 펠트(35), 펠트(34), 매끄러운 상부롤러(32) 및 하부롤러(33)(도 5);
동일 또는 상이할 수 있는 여러 예비성형장치의 사용은 단일한 예비성형장치로는 얻을 수 없이 윤곽을 종이웨브상에 형성시킬 수 있다.
이러한 방식으로 예비성형된 종이웨브는 다지기 처리이전에 고온롤러나 고온공기터널을 통과함으로써 지대(16)에서 50-60%의 건조함량으로 건조된다.
압축지대(14)로부터 다짐지대(17)로 통과시, 종이가 최종강도와 함께 최대 세로방향 신장을 하며 가로방향 팽창성의 유지와 함께 종이를 가로방향 수축하도록 종이가 인장되도록 롤러속도가 조절된다.
예비성형지대(15)와 건조지대(16)사이에 적외선형 건조 또는 융합지대가 존재할 수 있다.
지대(17)에서, 가로 및 세로방향으로 이루어지는 다짐은 하부롤러(36)가 고무재질이며 특정 속도로 구동되며 상부롤러(37)가 금속재질이며 복수의 표면리브(38)를 포함하며 더 높은 속도로 회전하는 한 쌍의 롤러 사이에 종이웨브를 통과시킴으로 이루어진다.
롤러(36)의 고무질 표면과 함께 작동하는 금속롤러(37)의 구성 및 압력효과 때문에 종이웨브는 가로방향으로 굽이치며 동시에 상이한 롤러속도 때문에 고무질 롤러에 의해 정지작용을 받으며 세로방향으로 다져진다.
이러한 다짐단계의 종료시 종이는 지대(18)에서 더욱 건조되어 약 85%, 특히 90%의 건조함량을 갖게 된다.
다짐지대로부터 건조지대의 출구에 통과시, 어떠한 인장응력도 적용되지 않아서 세로로 다져진 종이가 세로방향 팽창성을 잃지 않도록 롤러속도가 조절된다.
다짐단계 이후에 적어도 종이웨브의 수분함량이 4%이하로 떨어질때까지 종이웨브에 어떠한 세로 인장이 적용되지 않는다.
건조지대(18)의 출구에서 종이웨브는 지대(39)에서 광택처리된다.
비이팅, 함침, 예비성형 및 다짐처리 때문에 이러한 방식으로 수득된 종이웨브는 세로방향과 가로방향에서 가로방향으로 적어도 16%, 세로방향으로 적어도 20% 크기의 팽창성 및 높은 기계적 강도를 가지며 100 내지 150g/㎡의 중량(g)을 가진다.

Claims (30)

  1. - 식물성 섬유 혼합물을 반죽기에 이송하며,
    - 반죽기에서 혼합물을 물과 혼합하며,
    - 섬유를 비이팅 처리하여 펄프를 수득하며,
    - 비이팅된 펄프를 흐름통에 전달하며,
    - 흐름통에서 나온 비이팅된 펄프를 중력과 진공에 의해 물함량을 감소시키면서 종이웨브 형성천상에 이송하며,
    - 상기 웨브를 압축하여 물함량을 더욱 감소시키고,
    - 15 내지 65%의 일정한 수분함량까지 종이웨브를 초기 건조시키며,
    - 다지고,
    - 4 내지 15%의 수분함량까지 최종 건조하고,
    - 광택처리하는 단계를 포함하는 팽창가능한 종이 제조방법에 있어서,
    - 비이팅 단계가 다단계 장치에서 섬유를 비벼서 수행되어 최소한 30° SR의 비이팅 정도를 가지는 펄프를 수득하며,
    - 다짐단계가 금속으로 이루어지며 리브(38)를 포함하고 하부 롤러(36)보다 더 빠른 속도로 구동되는 상부 롤러(37)와 고무재질로 이루어지며 매끈한 표면을 가지며 더 느린 속도로 구동되는 하부 롤러(36)로 된 적어도 한 쌍의 롤러사이에서 수행됨을 특징으로 하는 팽창가능한 종이 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 광택처리단계가 10 내지 100kg/cm의 선형 하중으로 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 비이팅 단계 이후에 또다른 고밀도 비이팅 단계가 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 함침단계와 건조단계 사이에서 함침된 웨브가 웨브의 팽창성에 이득이 되는 한정된 윤곽에 따라서 웨브를 변형하도록 예비성형단계를 받음을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 압축단계와 다짐단계 사이에서 종이웨브가 긴장되어서 최종강도와 함께 최대 세로신장이 됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 다짐단계 이후에 적어도 종이웨브의 수분함량이 4% 이하로 떨어질 때까지 종이웨브에 어떠한 세로 인장도 되지 않음을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 식물성 섬유 혼합물이 고밀도 반죽기에 이송됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 비이팅 단계를 떠난 섬유가 흐름통에 전달되기 전에 저장됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 압축된 웨브가 후속의 예비성형처리를 개선하는 용액에서 첨가제로 함침됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 식물성 섬유로서 기다란 섬유 셀룰로오스를 사용함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 식물성 섬유로서 짧은 섬유 셀룰로오스를 사용함을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 식물성 섬유로서 목재이외의 다른 식물에서 수득한 섬유를 사용함을 특징으로 하는 방법.
  13. - 섬유 기초 혼합물 반죽기(1),
    - 비이팅 지대(6),
    - 흐름통(10),
    - 종이웨브형성지대(11),
    - 압축지대(14),
    - 건조지대(16),
    - 다짐지대(17),
    - 최종건조지대(18),
    - 광택처리지대(39)를 포함하는 제 1 항 내지 14 항중 하나의 방법을 실시하는 종이 제조장치에 있어서, 비이팅지대가 섬유를 절단함이 없이 비벼서 섬유를 수화시키는 라바 디스크로된 다단계 비이팅 장치를 포함하며 다짐지대(17)가 고무재질이며 경질재료로된 다른 롤러(37)보다 낮은 속도로 구동되는 롤러와 복수의 표면 리브(38)가 존재하는 경질롤러로 된 적어도 한 쌍의 롤러를 포함함을 특징으로 하는 팽창가능한 종이 제조장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 함침지대(23)가 압축지대(14)와 건조지대(16)사이에 있음을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 예비성형지대(15)가 함침지대(23)의 하류에 있음을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 반죽기가 고밀도형이며 역전된 원추대 베이스를 가지며 표면상에 나선을 가지는 원추형 임펠러(3)를 내부에 수용하는 원통형 탱크(2)로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 비이팅 지대(6)가 저장통(8)과 교대하는 비이팅 장치(7)로 형성됨을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 13 항에 있어서, 구멍 뚫린 링형 고밀도 비이팅 지대(7')가 비이팅 지대(6) 하류에 존재함을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 13 항에 있어서, 종이웨브형성지대(11)가 복귀롤러(13)사이에 팽팽해지고 물과 섬유원료로된 펄프에서 중력 또는 진공에 의해 물을 점차 추출시키도록 배열된 천(12)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 13 항에 있어서, 압축지대(14)가 압축롤러(21)와 펠트(22)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 13 항에 있어서, 함침지대(23)가 함침용액을 포함하는 적어도 하나의 탱크로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 13 항에 있어서, 함침지대(23)가 함침용액을 종이웨브(20)상에 분무하는 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 13 항에 있어서, 예비성형지대(15)가 적어도 하나의 예비성형장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 예비성형장치가 성형된 윤곽의 상부롤러(24)와 매끄러운 펠트(26)를 갖는 매끄러운 하부롤러(25)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 23 항에 있어서, 예비성형장치가 매끄러운 상부롤러(27)와 매끄러운 하부롤러(28)를 포함하고 사이에 외부표식구조를 가진 펠트가 삽입됨을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 23 항에 있어서, 예비성형장치가 성형된 윤곽의 상부롤러(30)와 매끄러운 하부롤러(31)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 23 항에 있어서, 예비성형장치가 매끄러운 상부롤러(32), 매끄러운 하부롤러(33), 펠트(34) 및 펠트(34)와 하부롤러(33)사이에 삽입된 외부표식구조를 갖는 펠트(35)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 13 항에 있어서, 건조지대(16)가 적외선 히터를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 13 항에 있어서, 건조지대(16)가 복수의 고온롤러를 포함함을 특징으로하는 장치.
  30. 제 13 항에 있어서, 건조지대(16)가 고온공기채널을 포함함을 특징으로 하는 장치.
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