KR100436363B1 - 코아및코아제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판지를 권취, 아교접착, 건조하므로서 생산된 판지겹으로 코아 특히 나선형 코아를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 권취 단계로 들어가는 최소한 다소의 판지겹 수분 함유량은 코아벽내에 단계적 수분구조를 제공하기 위해 서로 다르다. 이것은 코아가 같은 수분 함유량을 갖는 겹들로 제조될 경우 건조단계에서 발생되는 바람직하지 않은 응력을 감소시킨다.
Description
본 발명은 코아 제조방법에 관한 것으로서, 특히 권취, 아교접착을 한 후 건조하므로서 겹쳐진 판지겹들로 나선형으로 권취된 코아에 관한 것이다.
종이, 플라스틱 및 섬유 산업에서 제조된 웨브(webs)는 일반적으로 롤 코아에 권취된다. 판지로 만들어진 코아, 특히 나선형 코아는 판지겹들을 겹쳐서 아교접착하고 특정의 스파이럴 머신(spiral machine)으로 나선형으로 판지겹들을 권취하므로서 제조된다. 코아를 형성하는데 필요한 판지겹의 폭, 두께 및 갯수는 제조될 코아의 크기 및 강도 요건에 따라 변하고, 일반적으로 판지겹의 폭은 50 내지 250mm이고, 두께는 0.2 내지 1.2mm이고 겹수는 3 내지 30이다. 판지겹의 강도는 코아의 강도요건에 따라 변한다.
코아의 벽두께는 폭넓은 범위내에서 변하고 일반적으로 0.50 내지 18mm가 된다. 코아벽이 두꺼울수록, 코아벽은 더 많은 겹수로 구성된다. 판지의 겹에 상관없이, 스파이럴 머신으로 들어가는 판지의 수분은 일반적으로 같고, 균일한 즉 8%이고, 이것은 종종 처리된 코아의 수분조건에 대응한다.
많은 수의 얇은 겹들이 그 넓은 표면에 아교를 살포하므로서 함께 접착되어 그것들이 두꺼운 코아벽으로 만들어지기 때문에, 그리고 아교의 건조물 함유량이 일반적으로 약 20 내지 60% 정도로 낮기 때문에, 판지의 수분은 스파이럴 머신에서 일반적으로 11-18%로 증가한다. 따라서, 제조된 코아는 사용자에게 인도될 때까지 건조되어야 한다.
건조는 코아 스택을 통해 다소 가열된 에어를 송풍하므로서 달성된다. 건조는 건조될 코아벽이 두껍기 때문에 노동과 시간을 소모한다. 수분구배가 건조하는 동안 두꺼운 물질 내부에 필연적으로 형성된다. 즉, 표면은 벽의 내부가 건조되기전에 건조된다. 이와같은 수분구배는 몇 밀리미터당 몇 퍼센트 단위가 될 수 있다. 예를들어, 이것은 코아벽내의 일반적인 수분 프로파일을 나타내는 첨부한 그래프에 도시되어 있다. 그것은 공지 코아의 수분구배를 대표하고 그것은 코아의 성형수준에 쉽게 도달하지 못한다.
판지겹이 접착될 때, 판지의 섬유조직이 팽창한다. 코아를 건조하는 동안, 섬유조직은 수분감소에 따라 다시 수축한다. 건조하기 위해, 코아는 일반적으로 겹침 배열로 단단하게 겹쳐진다. 겹쳐쌓기 방식 때문에, 각각의 코아는 공기가 코아로 송풍될 때 주로 내부로 건조된다. 단단한 겹쳐쌓기 방법으로, 수분구배가 일방향 즉 Z-방향으로 형성되어 수분이 코아의 외주부근부터 코아벽의 내부면으로 갈수록 감소한다(도면 참조).
그러므로, 코아벽이 수분 함유량에 차이를 갖기 때문에 그리고 수축이 건조하는 동안 다른 시기에 발생하기 때문에 그리고 후반에 코아구조에 오프닝 이펙트(opening effect)를 갖기 때문에 상대적으로 강한 내부응력이 코아벽에서 발달된다. 응력은 나선형 코아의 구조에 따라 여러 겹의 판지 스트립 각(angle)의 차이로 발생한다. 최악의 경우, 이들 응력은 재료결함을 초래할 수 있다. 어떤 경우, 응력은 척 로딩(chuck loading)(즉 롤이 상대적으로 짧은 척(chuck)을 통해 코아에 의해 지지되는 경우)되는 이와같이 가장 일반적인 스트레인하에서 코아의 강도를 악화시킨다.
코아의 내부응력은 코아의 얇은 환형 컷 오프(cut off)를 세절하므로서 또는 특정 척 강도 테스팅 장치로 다른 방법으로 건조되고 처리된 코아를 시험하므로서 검출될 수 있다.
본 발명의 목적은 코아의 강도와 부하저항을 증가시키기 위해 특히 척 로딩의 경우 이들 응력의 감소, 제거 또는 방향성 변경 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법에 있어서, 코아는 그것들을 권취, 접착, 건조하므로서 겹쳐진 판지겹으로 제조되고, 코아벽의 단계적 수분구조를 생산하기 위해 권취단계로 들어가는 최소한 몇 겹의 수분함유량이 서로 다른 것을 특징으로 한다.
위에서 언급한 바와같이, 종래의 판지코아는 코아벽을 구성하도록 사용되는 판지겹들이 같은 수분함유량을 갖도록 제조되었다. 코아를 건조하는 동안, 수분구배는 내벽에 가장 가까운 겹이 먼저 건조하도록 형성되므로서 바람직하지 않은 응력이 발달되었다.
다른 판지겹들의 최초 수분함유량이 본 발명에 따라 예를들어, 판지제조 기간전에 배열되는 경우 또는 다른 폭 및 다른 겹들을 갖는 판지 스트립이 세절될 경우, 수분이 코아 건조기간에 판지겹에서 필연적으로 발달되는 수분구배에 의해 결정되므로서 위에서 설명한 응력이 최소화된다. 본 발명에 따른 단계적 수분구조는 수분구배의 형상이 열역학 계산 또는 실험에 의한 정의에 의해 먼저 제공될 때 발생될 수 있다. 수분함유량의 필연적인 차이(required difference)(단계적 수분구조)는 스파이럴 머신에서 여러 판지겹의 접착방법(즉 일면 또는 양면을 접착하는 방법)을 변경 및/또는 조절하므로서 또는 아교종류를 변경하거나 조절하므로서 발생될 수 있다. 따라서, 최소한 한 종류의 아교가 여러 판지겹들을 접착하는데 사용된다. 수분 함유량의 필연적인 차이는 스파이럴 머신에서 여러 판지겹을 접착하는데 사용되는 종류의 아교 특성 특히 건조될 함유량을 변경하므로서 발생될 수 있다.
종래의 방법에 있어서, 코아벽내의 모든 겹들은 일반적으로 같은 수분함유량 즉 8%를 갖고 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 코아 내부겹의 최초 수분함유량은 6%이고 코아의 외부면으로 갈수록 먼저 7%로 증가하고 최종적으로 외부면에서 약10%로 증가한다. 아교접착은 아교에 포함된 물 때문에 수분함유량이 증가하고, 이 물은 건조시 제거된다 그러나, 본 발명에 따른 최초로 제공된 단계적 수분구조 관계는 모든 단계에서 유지되므로서, 건조시 해로운 응력 발달이 방지된다. 위에서 주어진 수분값은 일예이고 다른 종류의 단계적 수분구조가 각각의 경우에 따라 예컨대 처리된 코아의 바람직한 최종 수분함유량에 따라 실행가능하다. 또한 예를들어, 최외부 겹은 건조공정 자체를 촉진시키기 위해서 더 건조될 수 있거나, 또는 더 건조된 겹들이 기본 건조모드에 예상되는 수분구배에 따라 코아벽의 두 표면에 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 코아의 척 부하 저항(chuck load resistance)은 바람직하지 않은 응력을 받을 때 선행기술에 따라 제조된 코아에 비해 50% 더 높다. 이것은 선행기술에 따라 제조된 코아의 척 부하 저항값과 본 발명에 따른 코아의 척 부하 저항값을 표시한 다음의 표에 나타난다.
| 척 부하 저항 : KN/100mm (1) | ||
| 코 아 | 비 교 값(2) | 단계적 수분 |
| 인쇄지 코아 | 0.70 | 0.95 |
| 로토그라비어지 코아 | 1.85 | 2.30 |
| 로토그라비어지 코아 | 2.40 | 3.20 |
(1) 알스트롬 코아 테스터(Ahlstrom Core Tester)(유럽특허 309123)에 규정된 테스트 코아 길이는 100mm이고, 동력가속은 최대 180초
(2) 코아등급의 장기간 통계평균
본 발명의 방법은 또한 척 로딩하에서 인장증가 방향에 상반되는 인장상태가 코어에 발생되므로서 코어강도를 증가시키는 방법으로 프리텐션(pretension)코아를 제조하는 것이다. 이것은 코아수분이 건조후 증가하도록 하므로서 달성된다.
본 발명은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않으며, 여러 변형 및 적용이 첨부한 청구의 범위에 의해 한정된 발명의 범위내에서 가능하다.
Claims (9)
- 권취, 아교접착, 건조에 의해 생산된 겹쳐진 판지겹으로 코아 특히 나선형으로 권취된 코아를 제조하는 방법에 있어서, 권취단계로 들어가는 최소한 몇 겹의 판지 수분함유량은 코아를 형성하는 벽내부에서 단계적 수분구조를 제공하도록 서로 다른 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 겹들의 수분 함유량 즉, 단계적 수분구조는 코아 건조중에 코아벽에 형성되는 수분 프로파일에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 2항에 있어서, 코아수분은 코아구조를 잡아당기는 인장효과를 제공하기 위해 코아 건조후 증가하는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 판지겹의 여러 수분함유량은 판지제조중에 판지머신에 의해 및/또는 다른 폭과 다른 겹의 판지 스트립을 세절하므로서 발생되는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 수분 함유량의 필연적인 차이는 스파이럴 머신에서 여러 판지겹의 접착방법 즉 일면 또는 양면을 접착하는 방법을 변경 및/또는 조절하므로서 발생되는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 수분 함유량의 필연적인 차이는 스파이럴 머신에서 여러 판지겹들을 접착하는 동안 최소한 한 종류의 아교를 사용하므로서 발생되는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 수분 함유량의 필연적인 차이는 스파이럴 머신에서 여러 판지겹들을 접착하기 위해 사용된 아교 종류의 특성을 변화시키므로서 발생되는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 수분 함유량의 필연적인 차이는 스파이럴 머신에서 여러 판지겹들을 접착하기 위해 사용된 아교종류의 건조물 함유량을 변경하므로서 발생되는 것을 특징으로 하는 코아 제조방법.
- 겹쳐진 판지겹을 포함하는 코아 특히 나선형 코아에 있어서, 코아는 서로 다른 수분함유량이 의도적으로 제공된 최소한 몇 겹의 판지로 구성되는 것을 특징으로 하는 코아.
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