KR100419382B1 - 다층기능지 제조방법 및 장치와 그 결과물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트의 지료를 여러개소의 합지수단에 공급하고 공급된 지료가 한 공정의 수행에 의해 시트의 형태로 형성되도록 한 다층기능지 제조방법과 장치 및 그 결과물에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 상기 시트의 형태로 지필형성된 지료를 흡입하기 위해 흡입롤러의 내부에 흡입수단이 내장된 제조장치를 제공한다.

본 발명은, 상기 합지과정을 여러번 수행하여 기지 상에 특정의 기능이 부여된 시트가 다층 합지되어 제조된 다층기능지를 제공한다.

Description

다층기능지 제조방법 및 장치와 그 결과물{Method and apparatus for the preparation of the multiply paper thereof}

본 발명은 다층기능지 제조방법과 장치 및 그 결과물에 관한 것으로써, 상세하게는 시트의 지료를 여러개소의 합지수단에 공급하고 공급된 지료가 시트로 형성되도록 하므로써, 기능이 부여된 시트의 형성이 한 공정의 수행에 의해 다층기능지를 제조할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 특정의 기능을 갖는 기능지는 특정 목적과 용도로 사용이 가능하도록 제조한 종이형태의 박형 부재이며, 사용 목적과 용도에 부합되는 특정원료를 사용하여 종래 목재 펄프로 제조한 일반 종이에서 얻을 수 없는 기능을 갖는다.

예로써, 종래의 기능지는 주로 포장용 상자, 바인더나 서류 보관용 파일표지 등 대체로 높은 강도를 갖도록 하기 위해 여러겹의 종이를 합지시켜 제작된 것이 주류를 이루고 있는 실정이다.

상기된 것과 같은 종래의 기능지는 재질이 같거나 혹은 다른 종이 시트를 각각 롤의 형태로 공급한 후, 공급된 종이 시트의 각 합지될 면에 접착제를 도포하여 하나의 권취롤러에 감아 완성된다.

여기서, 상기 각 종이 시트는 각각 독립된 공정에 의해 제작되어 공급되며, 이러한 종이 시트는 지료를 수중에서 해리시키고 해리된 지료에 결합력을 부여하기 위해 해섬(beating)시킨 후, 이를 적절한 농도로 분사하여 시트의 형태를 완성한 다음 건조시키면 완성되는 것으로 이는 주지된 제조법이다.

상기와 같은 방법에 의해 제조되는 기능지는 각각의 종이 시트를 따로 제조한 후, 이들에 접착제를 도포하고 합지시켜야 하는 여러 공정을 수행해야 하기 때문에 대규모 설비장치와 작업경비가 과다 지출되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기 각각 독립적인 작업에 의해 제조되는 종이시트는 수중에서 제조되어야 하기 때문에 부분적 손실이나, 종이시트 제조 후의 폐수를 처리하기 위한 설비의 운전비가 증가하는 등의 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소시키기 위해 창안된 것으로써, 한 공정에서 지료를 시트의 형태로 형성함과 동시에 합지될 수 있도록 하여 장치의 시공 및 제품의 제조과정과 잔류물의 처리과정이 간소화되도록 한 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기된 방법을 효율적으로 수행하기 위해 공급된 지료를 기지의 역할을 하는 첫번째 시트(이하, 기지라 약칭함)와 으로 밀착시키기 위해 설치된 합지수단을 포함하는 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법과 장치에 의해 제조된 다층기능지를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 다층기능지 제조방법을 수행하기 위한 장치 개략도.

도 2는 도 1의 장치 중 합지롤러를 발췌한 단면도.

도 3은 완성된 다층기능지의 단면도.

도 4는 다층기능지 중 카본파이버지를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기지이송부 20: 지료공급부

30: 합지수단 31: 가압롤러

32: 흡입롤러 33: 흡입수단

34: 셸(shell) 35: 와이어 메쉬(wire mesh)

P: 기지 S: 시트

CS: 카본시트

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래와 같은 특징을 갖는다.

청구범위 제 1 항에 기재된 본 발명은, 공급롤의 형태로 이송된 기지를 권취롤에 감아 이송시키는 기지이송단계와; 상기 이송되는 기지측으로 소정 점도를 갖는 지료를 공급하는 지료공급단계와; 상기 공급된 지료를 흡입롤러와 가압롤러의 사이로 통과시켜 시트의 형태로 형성하는 지필형성단계와; 상기 지필형성된 시트를 기지측으로 흡입하여 밀착시켜 기지와 시트가 합지되도록 하는 합지단계를 포함하는 것을 제조방법의 특징으로 한다.

청구범위 제 4 항에 의하면 본 발명은, 상, 하의 롤러 사이로 공급되는 지료가 지필형성되어 시트의 형태로 형성되면, 이를 상, 하의 롤러 사이에서 진행되는 기지 측으로 밀착시키기 위한 장치에 있어서, 상기 하측의 롤러 내부에는 흡입수단이 내장되어 통풍가능한 기지를 통과하여 발생된 부압에 의해 시트가 기지에 밀착되어 합지되도록 한 것을 제조장치의 특징으로 한다.

청구범위 제 6 항에 의하면 본 발명은, 이송되는 기지에 지료를 공급하고, 공급된 지료를 지필형성하여 시트의 형태로 형성시킨 후 이를 합지하는 과정이 적어도 2 회이상 수행되어 기지에 각각의 기능을 갖는 다층의 시트가 합지된 것을 제조된 결과물의 특징으로 한다.

이하, 상기된 본 발명의 특징이 적용된 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 다층기능지 제조방법을 수행하기 위한 제조장치를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 제조장치는 공급롤(11)의 형태로 공급된 기지(P)를 권취롤러(12)에 권취하여 기지가 진행되도록 하는 기지이송부(10)와, 진행되는 기지(P) 측으로 지료를 공급하기 위한 지료공급부(20)와, 공급된 지료를 지필형성하여 합지하기 위해 기지(P)가 진행되는 라인 선상에 다수개소(도면에서는 4개소) 설치되는 합지수단(30)으로 구성된다.

상기 지료공급부(20)는 소정의 점도를 갖는 지료가 기지(P) 측으로 진행되며 점차적으로 낮아지는 점도를 갖도록 하고, 이와 더불어 지료가 진행되는 라인을 형성하는 다수의 가이드롤러(21)가 배열되어 구성된다.

여기서, 상기 지료공급부(20)는 다수개소의 합지수단(30)으로 지료를 공급하기 위해 지료를 분할하여 각각의 합지수단() 측으로 이송시키는 지료이송프레임(22)을 갖는다.

도 2는 상기 합지수단 만을 발췌하여 확대한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 합지수단(30)은 공급된 지료를 기지(P)와의 사이에서 시트의 형태로 지필형성하는 가압롤러(31)와, 형성된 시트(S)의 기지(P) 측 주변에 부압을 발생시켜 시트(S)를 기지(P)에 밀착시키는 흡입롤러(32)로 구성된다.

상기 가압롤러(31)와 흡입롤러(32)는 시트(S)가 형성될 두께와 밀도 등의 제반 조건을 감안하여 간격이 설정된다.

상기 흡입롤러(32)는 흡입력의 전달을 위해 외면에 여러개소의 통공(34a)이 형성된 셸(shell)(34)이 설치되고, 셸(34)의 외면에는 흡입수단(33)의 흡입력에 의해 지료가 롤러(32)의 내부로 유입됨을 방지하기 위해 미세한 격자형태의 와이어 메쉬(wire mesh)(35)가 장착된다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 제조장치는 상기 합지수단(30)에서 기지(P)와 합지된 시트(S)를 고형화하여 이들이 견고히 결합되도록 하기 위해 기지(P)가 진행되는 라인 선상에는 건조기(40)가 장착된다.

상기 건조기(40)는 열풍을 분사하는 드라이어(dryer) 정도로 구현가능하며, 지료 원료의 특성등을 감안하여 적외선 드라이어(IR dryer)가 사용된다.

또한, 상기 건조기(40)는 합지수단(30) 이 후에 각각 다수개소 설치할 수도 있으며, 설치경비의 감소를 위해 최후의 합지과정 이 후에 설치할 수 있다.

상기된 구성의 제조방법에 의해 다층기능지가 형성되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1에서와 같이 적정의 점도를 갖는 지료를 지료공급부(20)의 가이드롤러(21)상에 공급하면, 공급된 지료는 각각의 가이드롤러(21) 면을 타고 흘러 내리며 점도가 점차적으로 낮아져 가압롤러(31) 상에 도착되면 목적하는 점도를 유지한 상태가 된다.

여기서, 상기 지료의 점도는 섬유의 올 정도 크기를 갖는 원료입자를 용융된 수지와 혼합제조되어, 원료와 수지의 혼합정도에 따라 차이가 발생되는 것이며, 상기 원료를 펄프, 섬유, 필름 등의 것으로 하여 목적하는 제품의 지료를 얻게 된다.

또한, 상기 점도가 낮아지는 과정은 가이드롤러(21)에 가해지는 온도 또는표면의 거칠기나 직경에 따라 가이드롤러(21)의 적정배열에 의해 구현가능하다.

상기와 같이 지료가 목적하는 점도로 공급되면, 이를 전달받은 가압롤러(31)가 회전됨에 의해 지료가 기지(P)와 접촉되고, 접촉된 지료는 가압롤러(31)와 흡입롤러(32)의 간격에 의해 목적하는 밀도와 두께의 시트(S)로 지필형성된다.

이 때, 도 2에서와 같이 상기 흡입롤러(32)의 흡입수단(33)에서는 흡입력이 발생되고, 이로 인해 시트(S)의 기지(P) 측부분에는 부압이 발생되어 시트(S)가 기지(P)에 밀착되므로써 합지과정이 수행된다.

이와 같이 합지과정이 수행되면 연속된 기지(P)의 진행에 의해 합지부분이 이송되어 건조기(40)를 거치며 건조된다.

상기와 같이 건조과정이 수행되면, 시트(S)는 상기된 바와 같이 고형화되어 기지(P)와 견고히 밀착되며, 합지되고 건조된 기지와 시트의 결과물은 권취롤러(12)에 감겨져 다층기능지가 완성된다.

도 3은 상기된 과정의 수행에 의해 완성된 다층기능지의 단면도로써, 기지(P)의 상측에 다층의 시트(S)가 합지된 상태를 유지하게 된 것이며, 여기서, 시트(S)의 층 개수는 합지수단(30)의 개수와 대응됨을 알 수 있다.

도 4는 상기된 다층기능지 중 예로써, 도전율이 우수하여 전자파 차폐나 정전기의 방지 등 전기 전자적인 특정목적의 용도로 사용되는 카본파이버지를 나타내며, 따라서 기지(P) 상의 각 시트는 카본이 함유된 카본시트(CS)가 된다.

또한, 상기된 카본파이버지의 제조를 위해서는 지료를 탄소함유물을 사용하여 제조하게 되고, 상기 기지(P)는 통상의 초지공정에 의해 제조되며 기지(P)를 펄프를 적용하여 종이로 제조하면 전자파 차폐율이 우수한 벽지 등에 적용되며, 부직포(non woven)를 적용하면 카본섬유를 제조가능하고, 필름지를 적용하면 카본필름 등으로 제조되어 여러 분야에 적용가능한 것이다.

이상에서 설명된 것과 같이 본 발명은, 지료가 공급되어 지필형성됨과 동시에 기지와 합지됨으로써, 다층지의 독립적인 제조에 따른 부분적 유실이 해소되고, 장치의 시공 및 제품의 제조과정과 잔류물의 처리과정이 간소화되어 보다 신속한 작업 및 작업의 전, 후 처리가 가능하며, 설비의 대폭적인 감축에 따른 시간적, 금전적 이익이 발생되는 효과를 얻게 된다.

Claims (7)

1. 공급롤의 형태로 이송된 기지를 권취롤에 감아 이송시키는 기지이송단계와;

   상기 이송되는 기지측으로 소정 점도를 갖는 지료를 공급하는 지료공급단계와;

   상기 공급된 지료를 흡입롤러와 가압롤러의 사이로 통과시켜 시트의 형태로 형성하는 지필형성단계와;

   상기 지필형성된 시트를 기지측으로 흡입하여 밀착시켜 기지와 시트가 합지되도록 하는 합지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 합지단계에 의해 기지상에 밀착된 시트형태의 지료를 고형화하여 합지상태가 견고해지도록 하는 건조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지필형성단계와 합지단계는 기지상에 합지되는 다층의 층수에 대응하여 적어도 2회 이상 수행되는 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조방법.
4. 상, 하의 롤러 사이로 공급되는 지료가 지필형성되어 시트의 형태로 형성되면, 이를 상, 하의 롤러 사이에서 진행되는 기지 측으로 밀착시키기 위한 장치에 있어서,

   상기 하측의 롤러 내부에는 흡입수단이 내장되어 통풍가능한 기지를 통과하여 발생된 부압에 의해 시트가 기지에 밀착되어 합지되도록 한 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 흡입수단이 내장된 롤러는 외면에 다수의 통공이 형성된 셸(shell)이 결합되고, 셸의 외면에는 지료가 흡입수단의 내측으로 유입됨을 방지하기 위해 미세한 격자형태의 와이어 메쉬(wire mesh)가 장착된 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조장치.
6. 이송되는 기지에 지료를 공급하고, 공급된 지료를 지필형성하여 시트의 형태로 형성시킨 후 이를 합지하는 과정이 적어도 2 회이상 수행되어 기지에 각각의 기능을 갖는 다층의 시트가 합지되어 얻어진 것을 특징으로 하는 다층기능지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 다층의 시트는 섬유의 올 정도의 크기를 갖는 탄소섬유의 입자와 용융된 수지가 혼합형성된 지료에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 다층기능지.