KR100453604B1 - 골판지제조기용 골판형성 벨트 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 골판지제조기용 골판형성벨트는 베이스와 중합체수지물질층을 구비하며, 상기 베이스는 2개의 측면을 가지고, 그 중 한측면은 상기 골판형성벨트가 상기 골판지제조기 상에 무단루프형태로 배치될 때 골판형성벨트의 앞면측이되며, 상기 중합체수지물질층은 상기 골판형성벨트의 앞면측에 형성되어 골판지에 대한 상기 골판형성벨트의 마찰계수를 증대시킴으로써 상기 골판형성벨트가 골판지제조기를 통과하면서 보다 용이하게 골판지를 끌어당길 수 있도록 되어있다.

Description

골판지제조기용 골판형성 벨트{CORRUGATOR BELT FOR CORRUGATOR MACHINE}

본 발명은 골판지제조에 관한 것으로서, 특히 다양한 판지 제조용 골판지제조기에서 사용되는 소위 골판형성 벨트(corrugator belt)에 관한 것이다.

종래, 골판지제조기에 의해 골판지 또는 박스용 판지를 제조하는 기술은 이미 공지되어 있다. 이러한 골판지제조기에서 골판형성 벨트는 먼저 가열구역을 통과하면서 골판지 웹(web)을 견인하며, 이 가열구역에서 웹층을 접착하는데 사용되는 접착제가 건조 즉 경화되고 이어서 냉각구역을 통과하게 된다. 골판형성 벨트, 특히 그 중에서도 앞면(벨트가 무단형태가 될때 밖깥쪽면), 즉 골판지와 접촉하는 측면과 웹 간의 마찰력을 주로 이용하여 골판지제조기에서 웹을 끌어당기게 된다.

골판형성 벨트는 강하고 내구력을 가져야 하며, 제조기 내에서 발생하는 인장과 고온하에서 치수적 안정성(치수의 가변성이 적은 응력)이 우수해야 한다. 벨트는 또한 길이방향 즉 기기방향으로 비교적 유연해야하는 동시에 교차기기방향으로 무단통로의 궤도를 따라 안내될 수 있는 정도의 충분한 견고성도 가지고 있어야 한다. 전통적으로 벨트는 증기가 충분히 자유롭게 통과할 수 있는 기공을 갖는 동시에 응축증기를 흡수 하지 않을 정도로 충분히 습기를 배척해내고 그 결과 골판화된 제품의 표면을 다시 젖게 하지 않아야 한다.

상기 설명에서 알 수 있는 바와같이, 골판형성 벨트는 골판지제조기에 설치될 때 무단루프형태가 된다. 이러한 형태가 될 때 골판형성 벨트는 무단루프의 바깥쪽이되는 앞면측 또는 판지측과 무단루프의 안쪽이 되는 뒷면측을 갖게 된다. 뒷면측과 골판지제조기 사이의 마찰력이 골판형성 벨트를 이동시키는 한편 앞면측과 골판지 웹 간의 마찰력으로 제조기를 통과하면서 웹이 끌리게된다.

골판형성벨트는 일반적으로 평직의 다층패브릭으로서 이들 각각은 장착될 골판지제조기 상에 적합하게 길이방향과 폭방향으로 트림되고 (trim : 일종의 다듬질을 위해 절단하는 것), 패브릭의 양단부에는 이음매수단이 배치되므로 골판형성 벨트가 골판지제조기에 설치될때 패브릭의 양단부 상호간은 레이스 케이블과 함께 결합한다.

전형적인 골판지제조기에 있어서, 가열구역은 일련의 열판을 포함하며, 골판형성벨트가 견인할 때 골판지웹은 이 열판을 통과하게 된다. 골판형성벨트에 의해 형성된 무단루프 내에 위치하는 다수의 가압롤러에 의해 열판으로 골판형성벨트가 가압되며, 골판형성벨트가 웹을 견인할때 가압력의 세기는 선택이 가능하다. 가압롤러에 의해 웹은 열판에 대해 확실하게 가압이되고, 벨트가 웹을 견인하기에 충분할 정도로 골판형성벨트와 웹 간의 마찰력을 크게할 수 있다.

상기 제조기 이후의 새로운 세대의 골판지제조기에 있어서는 가압롤러 대신에 공기베어링을 사용하여 골판형성벨트의 뒷면측으로 고속의 기류를 가하고, 그 결과 열판에 골판형성벨트가 가압되도록 한다. 고속의 기류가 골판형성벨트를 새나갈 경우는 골판지의 웹으로부터 벨트가 들어올려져 웹에 대해 벨트가 주행방향으로 미끄러지게 되고, 결과적으로 웹과 열판간의 접촉성이 악화되어 적층골판지제품의 접착이 불량하고 균일하지 않게 된다. 따라서, 고속의 기류가 골판형성벨트를 새나가는 것을 방지하기위해 공기베어링을 사용하는 골판지제조기에 있어서는 골판형성벨트의 뒷면측이 중합체수지층을 가지고 있으며 이 수지층은 불침투성으로서 골판형성벨트를 밀봉하여 기체가 새나가는 것을 차단하도록 하였다.

보다 새로운 세대의 골판지제조기에 있어서는 열판에 골판지 웹을 가압하는 골판지벨트를 제거하여 이음매 자욱, 에지부분 파손, 에지부분접착 및 워핑(warping)과 같은 벨트관련 문제를 피할 수 있다. 대신에 냉각구역에서 가열구역으로부터 하류에 위치하는 한쌍의 벨트가 상하로 골판지 웹을 샌드위치로 협지하고 가열구역을 통과하면서 잡아당긴다.

현재 시판중인 골판형성 벨트를 최신식 골판지제조기에 설치할 경우 만족할만하게 작동하지 않음을 알 수 있다. 현재, 골판형성 벨트는 0.15 내지 0.20 범위에서 골판지에 대해 마찰계수를 갖는 바느질된 표면 또는 직조된 표면을 갖는다. 이 골판형성벨트는 구세대의 골판지제조기 보다는 작은 영역인 냉각구역에서만 골판지웹과 접촉하므로 제조기에서 골판지웹을 견인하기에 충분한 크기의 마찰력을 발생시킬 수 없다.

명백히, 최신형 골판지제조기는 골판지보다는 마찰계수가 큰 표면을 갖는 골판형성벨트를 사용해야만 필요한 마찰력을 얻을 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 종래보다 마찰계수가 큰 골판형성벨트를 제공하는 것이다.

이를위해 본 발명에 따른 골판지제조기에 사용되는 골판형성벨트는 베이스와 중합체수지물질층을 구비하며 상기 베이스는 2개의 측면을 가지고, 그 중 한측면은 상기 골판형성벨트가 상기 골판지제조기 상에 무단루프형태로 배치될 때 골판형성벨트의 앞면측이되고, 상기 중합체수지물질층은 상기 골판형성벨트의 앞면측에 형성되어 골판지에 대한 상기 골판형성벨트의 마찰계수를 증대시킴으로써 상기 골판형성벨트가 골판지제조기를 통과하면서 보다 용이하게 골판지를 끌어당길 수 있도록 한 것이다.

바람직하게는 상기 베이스가 다층 베이스 패브릭으로서, 다수의 씨실층과 다수의 날실시스템을 가지며, 상기 날실시스템 각각은 상기 다수의 씨실층 중에서 인근하는 2개의 층의 씨실 사이를 직조하여 상기 다수의 씨실층 모두가 상기 베이스 패브릭에 함께 결합되게 한 것이다.

이와는 달리 당분야의 통상의 기술자라면 누구나 알고있는 바와같이, 골판형성벨트는 직조구조체 대신에 나선 코일 캐리어(spiral coil carrier) 형태의 베이스를 가질 수도 있다. 나선코일 캐리어는 미국특허제4,395,308호, 제4, 662,994호 및 제4,675,229호에 기재되어 있으며, 이들 3가지 기술을 여기 참조로 인용한다. 나선코일 캐리어는 제지기건조기용 패브릭 및 골판형성벨트 분야에서 통상의 기술자라면 누구나 공지된 것이다. 이 나선 코일 캐리어는 모두 공통방향으로 뻗는 다수의 힌지실과 나란한 관계로 공통평면에 배치되는 다수의 나선코일을 포함하며, 상기 나선코일 각각은 공통방향으로 뻗는 동시에 인근 나선코일간에는 상호 맞물리어(intermeshed) 최소한 하나 이상의 상기 힌지실에 의해 함께 맞물리는 관계가 유지된다. 따라서 이 나선코일캐리어를 무단형태로 할 경우 2개의 측면(안쪽과 바깥쪽)이 되며, 전술한 바와같이 앞면측(바깥쪽)에 중합체수지물질층이 형성된다.

도 1 - 종래의 골판지제조기의 개략도.

도 2 - 더욱 현대화된 골판지제조기의 개략도.

도 3 - 본 발명의 바람직한 실시예에따른 골판형성 벨트로서, 길이방향 또는 날실방향 단면도.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 종래의 골판지제조기(10)는 골판지제품(16)을 함께 견인하는 상부골판형성벨트(12) 및 하부골판형성벨트(14)를 가지고 있다. 골판지제품(16)은 골판층(18)과 비골판층(20)을 가지며, 이들 2가지층은 골판지제조기(10) 상에서 적절한 접착제에 의해 상호 접합된다. 골판층(18) 및 비골판층(20)이 함께 골판지제조기(10) 일단까지 반송되면, 상부골판형성벨트(12)의 견인에 의해 일련의 열판(22)을 통과하면서 각층을 접착하는 접착제가 건조 또는 경화된다.

골판지제조기(10)는 다수의 공기베어링(24)을 포함하며, 이 공기베어링으로부터 나온 고속기류가 상부벨트(12)의 내측에서 열판(22)을 가압하는 작용을 한다. 공기베어링(24)은 상부골판형성벨트(12)로 형성되는 무단루프 내에서 압력을 가하게되므로 골판지제품(16)은 일련의 열판(22)을 통과하면서 견인되고, 동시에 이 열판(22) 쪽으로 골판지제품(16)은 가압을 받게된다. 도 1에 있어서 상부골판형성벨트(12), 골판지제품(16) 및 일련의 열판(22)이 상호 떨어져 있는데 이것은 단지 명료한 설명을 위한 것이고, 실질적으로는 동작중에 모두 밀착되는 것은 당연하다 하겠다.

전술한 바와같이, 골판지제조기(10)는 공기베어링(24)을 포함하며, 상부골판지벨트(12)는 그 내면 즉 골판지제조기상에 형성된 무단루프 내측면에 중합체수지물질층을 가지고있다. 이 중합체수지물질층은 상부골판지벨트(12)가 불침투성의 특성을 갖도록하여 공기베어링(24)으로부터의 기류가 통과할 수 없도록 한다. 이와는 달리 가압롤러가 공기베어링(24) 대신에 사용될 수도 있으며, 이 경우는 상부골판형성벨트(12)의 내측면에 중합체수지물질층을 형성할 필요가 없다.

공기베어링 또는 가압롤러 등을 포함하여 어떠한 것을 사용하는 경우에도, 일련의 열판(22)을 통과한 후에는 상부골판형성벨트(12) 및 하부골판형성벨트(14)는 함께 골판지제품(16)을 협지하여 끌어당기면서 공정작업의 속도를 일정하게 유지하는 한편 골판지제품(16)을 냉각시키게 된다. 알 수 있는 바와같이,가압롤러(26)는 상부골판형성벨트(12)에 의한 무단루프와 하부골판형성벨트(14)에 의한 무단루프 내부에 배치되어 이들 양 무단루프 사이에서 골판지제품(16)이 적절한 강도로 압력을 받는 구성으로 할 수도 있고, 가압롤러(26) 대신에 공기베어링이 사용되고 무단루프 내부에는 중압체수지물질층이 형성되어 공기의 불침투성을 루프에 부여하는 구성을 취할 수도 있다.

도 2는 최신 기종의 골판지제조기(30)의 예를 나타내는 것으로서, 도 1의 상부골판형성벨트(12) 대신에 보다 짧은 상부골판형성벨트(32)가 사용된다. 여기서 상부골판형성벨트(32)는 열판(22)을 통과하지않고 대신에 열판(22)의 하류(이부분을 "냉각구역 또는 견인구역(34)"으로 칭할 수 있다)에서 하부골판형성벨트(14)와 대향하는 위치에 배치된다.

이 새로운 골판지제조기(30)에 있어서는, 가압용 강철 슈(shoe)만으로 또는 공기베어링(24)으로부터의 고속기류 만으로 일련의 열판(22)에 대해 골판지제품(16)이 가압된다. 열판(22)의 하류에 병렬로 배치된 상부골판형성벨트(32) 및 하부골판벨트(14)는 골판지제조기(30)를 통과하면서 골판지제품(16)을 끌어당긴다. 가압롤러(26)는 상부골판형성벨트(32)에 의해 형성된 루프 내부에서, 그리고 하부골판형성벨트(14)에 의해 형성된 루프 내부에서 압력을 가하므로 골판지제품(16)은 이들 루프 사이에서 적절한 강도로 협지된다. 공기베어링 또는 강철슈를 상부골판형성벨트(32) 대신에 사용할 수도 있다.

도 1 및 도 2의 구성으로부터 알 수 있는 바와같이, 최신 기종의 상부골판형성벨트(32)는 종래기종의 상부골판형성벨트(12) 보다는 짧은 거리에서 골판지제품(16)과 접촉하고 있지만 골판지제조기(30)를 통과할 때 골판지제품(16)을 견인하기에 충분한 정도의 마찰력을 발생시켜야만 한다. 그러나 전술한 바와같이, 이제까지 나온 골판형성벨트는 목표로하는 마찰력을 발생시킬 수 없었다.

본 발명에 따른 골판형성벨트는 도 2의 골판지제조기 상에서 상부골판형성벨트(32) 또는 하부골판형성벨트(14) 양쪽으로서 사용될 수 있는 것이다. 상부골판형성벨트(32) 및 하부골판형성벨트(14) 양쪽 모두를 본 발명의 골판형성벨트로 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 골판형성벨트는 골판지제조기 상에서 무단루프로 설치되었을때 그 외측면에 중합체수지로된 불침투성 코팅층이 형성되며, 이 코팅층은 도 2의 골판지제조기에서 골판지제품(16)을 견인하는데 필요한 마찰력을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 골판형성벨트의 바람직한 일실시예를 도 3에 나타내었으며, 단면은 길이방향 또는 날실방향으로 절단한 것으로서 씨실 또는 충진재 실이 단면으로 나타나 있다.

도시된 실시예는 평직이므로 베이스 패브릭에서 날실은 장착될 골판지제조기에 대해 기기방향으로 배향된다.

도 3에 나타낸 바와같이, 골판형성벨트(40)는 다층의 베이스 패브릭(42)을 포함하고, 이 다층의 베이스 패브릭은 다층의 씨실 또는 충진재실을 포함하며, 각층은 날실 시스템에 의해 상호 연결된다.

도 3의 실시예를 참조하면, 다층의 베이스 패브릭(42)은 6개의 씨실 또는 충진재실(44)을 포함하고 있으며, 각 층의 씨실 또는 충진재실(44)은 수직방향으로 적층하는 형태로 되어있다.

씨실(44)의 제1층(50) 및 제2층(52)은 제1날실(62)의 제1시스템에 의해 상호 결합 또는 직조된다. 같은 방법으로 제2층(52)과 제3층(54)은 제2날실(64)의 제2시스템에 의해 함께 직조되고, 제3층(54)과 제4층(56)은 제3날실(66)의 제3시스템에 의해 함께 직조되며, 제4층(56)과 제5층(58)은 제4날실(68)의 제4시스템에 의해 함께 직조되고, 마지막으로 제5층(58)과 제6층(60)은 제5날실(70)의 제5시스템에 의해 함께 직조된다.

또, 평직으로 제1층(50)의 씨실(44)은 또다른 제6날실(72)로 직조되고, 같은 방법으로 제6층(60)의 씨실(44)은 또다른 제7날실(74)로 역시 평직으로 직조되어 베이스 패브릭(42)의 표면을 채운다.

그러나, 도 3에 도시한 직조패턴은 본 발명에서 이용될 수 있는 다층직조의 일예로서 실질적으로는 여러가지 형태가 가능하다. 같은 방법으로, 본 발명의 불침투성 골판형성벨트는 전술한 바와같이 다층의 베이스 패브릭(42) 외에도 나선 코일 캐리어(spiral coil carrier) 형태의 베이스를 이용하여 제조될 수도 있다.

베이스 패브릭(42)은 제지기 클로싱(clothing) 및 산업용 패브릭의 제조에 사용되는 다양한 종류의 날실 및 충진재실로 직조될 수 있다. 즉, 베이스 패브릭(42)은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같이 당분야에서 통상의 기술자가 사용하는 종류의 모노필라멘트사, 플라이드(plied) 모노필라멘트사 또는 멀티필라멘트사를 사용할 수 있다. 또, 골판지제조기의 온도특성을 견딜 수 있기만하면 천연섬유 또는 합성인조섬유로된 방적사를 사용할 수도 있다. 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리아라미드 방적사는 그 적용예가 얼마 안된다.

베이스 패브릭(42)의 일측 또는 양측은 인조섬유물질의 웹(80)으로 니들링되며, 인조섬유는 베이스패브릭(42)의 구조체에 배치된다. 하나 이상의 인조섬유물질층은 베이스 패브릭(42)의 일측 또는 양측으로 니들링되고, 웹(80)은 부분적으로 전체적으로 베이스 패브릭(42)을 통과하면서 뻗어나갈 수 있다.

이러한 목적으로 사용되는 인조섬유물질의 웹은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드 또는 아크릴섬유를 예로 들 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 3에서 웹(80)을 일부분에만 나타내었다.

베이스 패브릭(42) 대신에 전술한 다양한 종류의 나선코일 캐리어가 사용될 경우에도 그 일측 또는 양측에 인조섬유물질의 웹이 니들링되며, 역시 인조섬유가 그 구조체에 배치된다. 한층 이상의 인조섬유물질이 나선코일캐리어의 일측 또는 양측에 니들링될 수도 있고, 웹은 나선코일캐리어를 통해 부분적으로 또는 전체적으로 뻗어나간다.

도 3을 참조하면, 베이스 패브릭(42)의 일측에는 중합체수지물질층(90)이 코팅된다. 골판지제조기 상에서 골판형성벨트(40)가 무단루프형태로 배치될 때 중합체수지물질층(90)이 무단루프의 외측, 즉 골판형성벨트(40)의 앞면측에 배치된다. 중합체수지물질층(90)은 골판형성벨트(40)에 대해 불침투성을 갖게한다.

유사하게, 베이스 패브릭(42) 대신에 나선코일캐리어를 사용하면, 그 일측에만 중합체수지물질층이 코팅된다. 골판지제조기 상에서 골판형성벨트의 무단루프 외측에 중합체수지물질층이 배치된다.

중합체수지물질층(90)은 골판형성벨트(40)의 외측에서 골판지에 대한 마찰계수를 0.8 - 0.9 정도까지 증대시켜 골판지제조기(30) 상에서 골판지를 끌어당기기에 충분한 정도로 마찰력을 벨트에 부여할 수 있다.

중합체수지물질층(90)에 사용되는 중합체수지물질로는 폴리우레탄이 바람직하다. 폴리우레탄은 점토와 같은 필러(filler)을 포함한 수성분산액 형태로 도포하게된다.

이상과 같이 설명한 구성은 다음의 청구범위를 일탈하지 않고도 당분야의 통상의 기술자에 의해 여러가지 변경이 가능하다.

Claims (9)

1. 가열구역으로 부터 하류에 위치하는 냉각구역을 갖는 골판지제조기에 사용되는 골판형성벨트로서, 상기 골판형성벨트는 상기 냉각구역에 배치되어 상기 가열구역을 통해 상기 골판지제조기에서 제조되는 골판지를 끌어당기고 상기 가열구역은 골판형성벨트를 가지고 있지 않는 것에 있어서,

   상기 냉각구역에는 코팅된 골판형성벨트가 설치되고,

   이 코팅된 골판형성벨트는 베이스와 불침투성 중합체수지물질층을 구비하고,

   상기 베이스는 2개의 측면을 가지며, 그 중 한측면은 상기 코팅된 골판형성벨트가 상기 골판지제조기 상에 무단루프형태로 배치될 때 골판형성벨트의 앞면측이 되고,

   상기 불침투성 중합체수지물질층은 상기 베이스의 앞면측에서 불침투층을 형성하여 골판형성벨트에 대한 기밀성을 제공하고, 골판지에 대한 상기 코팅된 골판형성벨트의 마찰계수를 증대시킴으로써 상기 코팅된 골판형성벨트가 골판지제조기를 통과하면서 보다 용이하게 골판지를 끌어당길 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 베이스는 다층의 베이스 패브릭으로서, 다수의 씨실층과 다수의 날실시스템을 가지며, 상기 날실시스템 각각은 상기 다수의 씨실층 중에서 인근하는 2개의 층의 씨실 사이를 직조하여 상기 다수의 씨실층 모두가 상기 베이스 패브릭에 함께 결합하는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 베이스는 나선 코일 캐리어이며, 이 나선 코일 캐리어는 모두 공통방향으로 뻗는 다수의 힌지실, 및 나란한 관계로 공통평면에 배치되는 다수의 나선코일을 포함하며, 상기 나선코일 각각은 공통방향으로 뻗는 동시에 인근 나선코일간에는 상호 맞물리어(intermeshed) 하나 이상의 상기 힌지실에 의해 함께 맞물리는 관계가 유지되는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
4. 제1항에 있어서,

   상기 베이스의 최소한 일측면으로 니들링된 인조섬유물질의 웹을 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 코팅은 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
7. 제6항에 있어서,

   상기 코팅은 수성분산액 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
8. 제7항에 있어서,

   상기 수성분산액은 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.
9. 제8항에 있어서,

   상기 필러는 점토인 것을 특징으로 하는 골판지제조기용 골판형성벨트.