KR100469796B1 - 라이너보드웹성형장치 - Google Patents

Abstract

트윈 와이어 성형기(20)에서, 헤드박스(30)가 성형 와이어(22) 상으로 원료를 방출하며, 이 성형 와이어와 제2 성형 와이어(24)가 점착적으로 맞닿게 된다. 성형 슈우(40)는 곡률이 증가하는 경로를 따라 두 개의 와이어를 안내하며, 이 위에서 조절 가능한 자동 슬라이스(44, 46)에 의해 물이 배수된다. 그 후, 두 개의 와이어(22, 24)와 이들 사이의 웨브(34)는 일곱 개의 S-롤(52)들 사이의 요동하는 S자형 경로를 따라 이동하며 세 개의 개별적으로 하중을 받는 프레스 롤(58)을 통해 위쪽으로 안내되고 최종 습윤 프레스에서는 압력이 약 450lb/inch까지 증가된다. 배수 팬(83)이 트윈 와이어의 상면으로부터 물을 수집하여 상부 프레스 롤로 부터 방출시킨다. 프레스 롤은 닙 압력을 증가시키도록 개별적으로 공기압에 의해 선회 가능하며, 모든 닙을 개방시키도록 함께 선회 가능하다. 다음, 고압 건조 닙(80)에 의해 웨브(34)의 섬유 함량이 35%까지 증가될 수 있다.

Description

라이너보드 웹 성형 장치{PULP AND LINERBOARD FORMER WITH IMPROVED DEWATERING}

본 발명은 일반적으로 제지기의 종이 성형 섹션에 관한 것으로, 특히 트윈 와이어 성형기에 관한 것이다.

종이는 일반적으로 목재 또는 기타 식물 섬유로 제조된다. 그 제조 공정은 자본 집약적이며, 특수 기계류를 필요로 하는 다수의 개별적인 공정들을 포함한다. 제지 공장은 양호한 원료 공급원, 예컨대 펄프재 삼림 지역과 가까이 위치하는 것이 이상적이다. 다른 한편으로, 완성된 종이의 관점에서는 제지 공장이 소비자와 가까이 위치하는 것이 유리하다. 최종 소비자와 물리적으로 가까이 위치할수록 손상되지 않은 상품을 공급하는 것이 용이해지며, 제조자와 최종 사용자 사이의 커뮤니케이션이 향상된다. 펄프재나, 대나무 또는 삼과 같은 기타 섬유 생산용 식물이 풍부한 많은 국가나 지리학적 장소는 제지 설비를 건설하기 위한 자본이 부족하다. 또한, 종이에 대한 지역의 수요가 그 지역의 제지 산업을 지원하기에 불충분할 수도 있다. 동시에, 제지 산업을 발전시키는 것이 비경제적일 수도 있는 국가나 섬유 생산 지역은, 그 지역에서 생산된 자원의 가치를 수출 전에 증가시키기를 원할 수도 있다.

한 가지 실행 가능한 절충안은, 목재 통나무와 같은 식물 원재료의 생산자가 원료 섬유를 종이 생산 준비 상태의 섬유로 전환시키는 것이다. 제지 공정의 펄프화(pulping) 공정을 그 지역에서 수행하여 제지용 섬유를 판매하면 그 지역에서 생산된 자원의 가치가 부가된다. 동시에, 섬유가 농축되므로 단위 섬유당 운반비용이 감소한다. 이렇게 하면, 최종 제품, 즉 종이 가격의 가치 중 보다 많은 몫이 목재 섬유를 생산하는 국가나 지역에 할당된다.

섬유를 경제적으로 운반하기 위해서는, 펄프화 공정으로부터 초래되는 수성 원료로부터 섬유를 농축시켜야 한다. 따라서, 비용 효율적인 측면으로부터, 섬유로부터 가능한 한 다량의 물을 제거하는 장치가 필요하게 된다.

펄프를 건조시키는 것은 에너지 집약적인 공정으로, 필요한 열과 원동력을 발생시키는 비용이 전체 제지 비용의 주요 요소가 된다. 건조 섹션에서 가열을 통해 제거해야 하는 물의 양이 줄어들면, 상당한 비용을 절감할 수 있다. 이것은, 제지기에서 건조 섹션 이전의 성형 섹션 및 프레싱 섹션의 탈수 성능을 향상시킴으로써 달성된다.

성형 섹션 내에서 웹으로부터 물을 제거하는 것은, 성형 섹션의 성형 와이어상에서 섬유 매트가 형성될 때 섬유 매트로부터 물을 빼내기 위하여 광범위하게 진공을 사용함으로써 이루어지는 것이 보통이다. 대량의 감압 공기 흐름을 발생시킬 필요가 있기 때문에 상당한 에너지가 소모된다. 그럼에도 불구하고, 통상적으로 성형 섹션에서 보다 신속하게 더 많은 물을 제거해야 하므로, 성형 섹션에서 진공을 더 많이 사용하게 된다.

에너지 집약적인 진공 탈수 보조 기구의 사용을 줄이면서도 성형된 웹의 섬유 함량을 증가시키는 개량된 성형 장치는 펄프 생산뿐 아니라 라이너보드(linerboard)를 성형하는 데에도 유리하다.

도 1은 본 발명의 제지기의 성형 섹션의 개략적인 측면도.

도 2A는 도 1의 성형 섹션의 부분 확대 측면도.

도 2B는 도 2A와 결합되어 도 1의 확대도를 형성하는, 도 1의 성형 섹션의 부분 확대 측면도.

도 3은 S롤을 고정 부재로 대체한 본 발명의 성형 섹션의 변형예의 부분도.

본 발명의 성형 섹션 또는 성형기는 트윈 와이어(twin wire) 타입이다. 헤드 박스가 성형 와이어 상에 원료의 흐름을 분사한다. 성형 와이어 아래에 위치하는 바(bar) 또는 블레이드가 성형 와이어의 바닥을 통하여 물을 밖으로 빼내는 유체역학적 힘을 생성한다. 성형 와이어의 가장자리를 향해 원료가 더 이상 흐를 수 없을 정도로 원료가 탈수된 후 제2 와이어가 성형 와이어와 점차적으로 맞물리며, 이들 2개의 와이어는 성형 슈우(forming shoe) 위에서 곡선 경로를 따라 이동하게 된다. 곡선 경로는 반경 500 인치(12.7 m)에서 시작하여 곡률이 100 인치(2.54 m)의 반경까지 증가한다. 증가하는 곡률을 따라 2개의 와이어를 안내하는 성형 슈우에 의해 그러한 곡률이 유지되어 닙(nip)의 압력이 점차 증가한다. 성형 슈우를 구성하는 블레이드들은 그 간격이 변할 수 있으며, 진공으로 또는 진공 없이 사용될 수 있고, 서로 대향하도록 배열될 수 있다. 곡선형의 슈우로 형성된 경로 위에서, 하나 또는 복수 개의 슬롯을 포함할 수 있는 조절 가능한 자동 슬라이스에 의해 물이 제2 와이어를 통해 배출된다. 자동 슬라이스는 배수 슬롯을 상부 와이어에 대해 올리거나 내리는 방식으로 조절 가능하다. 상부 와이어 공급 롤러는 하부 와이어 상에 지지된 웹과 상부 와이어 사이의 점 접촉을 제어하기 위해 수직 평면내에서 조절 가능하다. 점 접촉을 제어하여 웹의 배수 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

배수 슈우 다음에는, 상부 와이어 위에 4개, 하부 와이어 밑에 3개의 총 7개의 S롤이 배열되어 있다. 이들 S롤은 2개의 와이어가 그들 사이에 웹이 있는 상태로 요동 또는 S자형 경로를 따르도록 배열된다. S롤에 감기는 양은 와이어 상의 배수 압력이 점차 증가되도록 제어할 수 있다. 각 S롤 상의 닥터 블레이드(doctor blade)가 롤 표면에 섬유가 축적되는 것을 방지하며, 또한 S롤로부터 물을 제거하는 데에 사용될 수 있다. S롤은 편평하거나, 홈이 형성되어 있거나, 블라인드 드릴(blind drill) 가공되거나, 개방 구조일 수 있다.

웹을 에워싸고 있는 2개의 와이어는 3개의 개별적으로 하중을 받는 프레스 롤을 통해 위쪽으로 안내된다. 압력은 제1 프레스 롤에 들어가기 전의 0으로부터, 제3 프레스에서는 직선 인치당 약 450 파운드(직선 미터당 약 173.6 kN)까지 점차 증가한다. 와이어가 프레스 롤을 통해 위쪽으로 경사짐으로써, 트윈 와이어의 상부면으로부터 물을 수집하는 성형기 횡단 방향의 배수 팬(cross machine drainage pan)에 의해 상부 와이어로부터 물을 제거하는 것이 촉진된다. 또한, 이 배수 팬은 상부 프레스 롤로부터 방출되는 물도 수집한다. 각각의 상부 프레스 롤은 위쪽으로 연장되는 아암을 구비한 피봇 브래킷 상에 장착된다. 각 아암은 공압 액츄에이터나 에어 라이드(air ride)에 장착되며, 이들 기구는 레버에 의해 제공되는 기계적 이점에 의해 아암을 이동시켜 프레스 롤들 사이의 닙에 압력을 공급한다. 닙들은 각각 개별적으로 제어되지만, 하나의 에어 라이드가 모든 닙을 개방시킬 수 있도록 함께 연결되어 있다. 습윤 닙 다음으로, 직선 인치당 1000 파운드(직선 미터당 385.8 kN)의 높은 하중을 받는 고압 건조 닙에 의해 웹의 섬유 함량이 35%까지 증가할 수 있다.

본 발명의 특징은 진공이 없는 상태에서 작동하는 펄프 및 라이너보드 생산용 프레싱 섹션을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 건조 섬유 함량이 35 중량%인 웹을 생산할 수 있는 제지기의 성형 섹션을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 더 저렴하고 더 조밀한 구조의 제지기용 프레싱 섹션을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 필요한 유지 관리 수준이 감소된 트윈 와이어 성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

동일 부분에는 동일 도면 부호가 사용된 도 1 내지 도 3을 특히 참조하면, 제지기의 성형 섹션 또는 성형기(20)가 도 1에 도시되어 있다. 성형기(20)는 원료가 위에 축적되는 하부 성형 와이어(22)를 구비하는 트윈 와이어 형태로, 상기 하부 성형 와이어는 상부 성형 와이어(24)와 함께 하류로 이동되어, 여러 탈수 단계에서의 탈수 처리를 행한다. 하부 성형 와이어(22)는 브레스트 롤(breast roll; 26) 둘레로 이동하며, 이 곳에서 헤드박스(30)의 슬라이스 개구나 립(lip; 28)으로부터 원료의 흐름이 침적된다. 하부 성형 와이어 상에 축적되는 원료는 점도(consistency)가 비교적 높은데, 예를 들면 건조 섬유를 약 1.3 중량% 함유한다. 하부 성형 와이어(22)는 성형 테이블(32) 위로 이동하고, 그곳에서 원료의 탈수가 시작된다.

일련의 수중익(水中翼) 또는 바(33)가 하부 성형 와이어(22) 아래에 위치한다. 바(33)는 원료로부터 백수(白水)를 빼내고 하부 성형 와이어(22) 상에 웹(34)을 성형하는 저압 영역을 형성함으로써 원료의 배수를 돕는다. 바(33)는 고밀도 폴리에틸렌이나 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 또한, 바(33)의 선단 가장자리가 후단 가장자리보다 하부 성형 와이어(22)의 하측부에 가까우면, 바(33)의 성능이 향상될 수 있다. 바(33)의 선단 가장자리는 바의 하류측에 마련된 약간의 테이퍼 또는 릴리프(relief)에 의해 위치 결정될 수 있다.

전형적인 트윈 와이어 성형기에서는, 원료가 와이어의 가장자리를 향해 흐르는 것을 방지하기 위해 테이퍼진 데클(deckle)이나 댐(dam)이 필요하였다. 본 발명의 성형기(20)에서는 상부 성형 와이어(24)가 하부 성형 와이어(22)와 맞물리면 웹이 충분히 건조되므로, 유지비용이 많이 드는 테이퍼진 데클은 필요하지 않다. 리드 롤(lead roll; 36)이 상부 성형 와이어(24) 위에 위치하여 하부 성형 와이어(22) 상의 웹(34)과 맞물리도록 상부 성형 와이어(24)를 안내한다. 리드 롤(36)은 하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24) 사이의 접촉선(38)을 조절할 수 있도록, 전형적으로는 슬롯이 형성된 볼트 구멍에 의해 조절 가능한 것이 바람직하다. 이와 같이 접촉선(38)은 웹이 상부 성형 와이어(24)와 하부 성형 와이어(22) 사이에서 프레싱되기 전에 충분히 탈수되는 것이 보장되도록 조정될 수 있다.

하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24)는 접촉선(38)에서 만난 후에, 와이어가 곡선 경로를 따라 이동하게 하는 복수 개의 블레이드 또는 슈우(42)에 의해 형성되는 성형 슈우(40) 위로 인도된다. 성형 슈우(40)의 곡률 반경은 성형기(20)의 속력에 따라 100 인치(2.54 m) 내지 500 인치(12.7 m) 사이이다. 와이어의 속력이 빠를수록, 상부 성형 와이어(24)의 상측부로부터 물을 제거하는 데에 필요한 만곡이 더 완만해진다. 와이어를 곡선 경로로 이동시키면, 원심력에 의해 물이 웹(34)으로부터 상부 성형 와이어(24)를 통해 위쪽으로 이동된다.

웹은 제1 자동 슬라이스(44)와 제2 자동 슬라이스(46)에 의해 위로부터 탈수된다. 이들 자동 슬라이스(44, 46)는 성형기 횡단 방향으로 연장되는 좁은 슬롯들로 구성되어, 상부 성형 와이어의 상부면으로부터 물을 빼내어 절약 수단(saveall;48)으로 공급한다. 제1 자동 슬라이스(44)의 위치는 상부 성형 와이어(24) 위에 최적으로 위치 설정되도록 핸드 휠(50)에 의해 조절될 수 있다.

성형 슈우(40)를 떠난 후, 대향하는 하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24)는 일련의 S롤(52)을 통과한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이들 S롤(52) 중 4개는 상부 성형 와이어(24)의 상부면과 맞물리고 3개는 하부 성형 와이어(22)의 바닥과 맞물리도록 배열된다. S롤(52)은 웹(34)이 개재되어 있는 2개의 와이어에 인가되는 배수 압력을 증가시킨다. 트윈 와이어가 감기는 양은 각각의 S롤(52)을 조절함으로써 제어되어 원하는 양을 얻을 수 있다. S롤(52)은 편평할 수 있고, 특히 하부 S롤의 경우에는 홈이 형성되어 있거나, 블라인드 드릴 가공되거나, 개방 구조일 수 있다. 각각의 S롤(52)은 닥터 블레이드(54)를 구비하며, 이것은 S를 상에 섬유가 축적되는 것을 방지하며 절약 수단 내로 배수시킨다. S롤(52)에 의해 형성된 닙(56)의 전방에 물이 고일 수 있기 때문에, 상부 S롤의 전방에 물이 고이는 것을 감소시키기 위하여 적어도 처음의 1개 또는 2개의 S롤의 전방에 소형의 자동 슬라이스(57)가 필요하거나, 그렇게 하는 것이 유리할 수 있다.

S롤(52)을 떠나자마자, 상부 성형 와이어(24)와 하부 성형 와이어(22)는 그 사이에 웹이 유지된 채로 3개의 전진 프레스(58)를 통해 위쪽으로 안내된다. 도 2B에 도시한 바와 같이, 이들 전진 프레스(58)는 축선이 고정된 하부 롤(60)과, 피봇 브래킷(64)에 장착되고 축선이 선회 가능한 상부 가동 롤(62)을 구비한다. 이 상부 롤(62)은 헤드박스(30)를 향해 오프셋(offset)되어, 하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24)는 그 사이에 웹이 있는 상태로 상부 롤(62)과 하부 롤(60)을 대략 15° 감는다. 각각의 상부 롤(62)은 피봇 브래킷(64) 상의 피봇(66)에 의해 성형기 프레임(72)에 장착되므로, 각각의 피봇 브래킷(64)의 위쪽으로 연장되는 아암(69)의 상단부(68)의 운동에 의해, 상부 롤(62)이 하부 롤(60)에 대항하여 이동하게 되는 기계적 이점이 생긴다. 성형기 프레임(72)과 브래킷 아암 상단부(68) 사이에 에어 라이드(70)가 장착되어 상부 롤(62)과 하부 롤(60)에 의해 형성된 닙(56)에 하중을 가한다. 에어 라이드(70)는 대형 트럭에 사용되는 고무 타이어형 공기 지지체와 유사할 수 있다.

가압 공기가 에어 라이드(70)에 공급되어 에어 라이드를 신장시키며, 그에 따라 피봇 브래킷(64)을 그것의 피봇(66) 둘레로 이동시켜 닙(56)을 폐쇄한다. 각각의 닙(56)은 자체적으로 에어 라이드(70)를 구비하고 있는 피봇 브래킷(64)에 의해 제어되므로, 각각의 닙의 압력이 제어될 수 있다. 닙의 압력은 제3 닙(74)의 하중이 성형기 횡단 방향으로 직선 인치당 약 450 파운드(직선 미터당 약 173.6 kN)가 될 때까지 증가한다. 에어 라이드(70)는 닙(56)을 개방하도록 작동하지 않는다. 닙을 동시에 개방시키기 위하여 개방용 에어 라이드(76)가 바(78)에 링크 연결되고, 이 바(78)는 각각의 아암(69)에 링크 연결된다. 개방용 에어 라이드(76)의 작동에 의해 각 아암(69)이 헤드박스를 향해 이동하게 되므로 3개의 닙(56) 모두가 한 번에 개방된다. 이러한 닙(56)의 개방은 성형 와이어의 교체시에 필요하다. 성형되는 특정 펄프나 라이너보드에 적합하도록 닙의 압력은 변할 수 있지만, 전형적인 펄프 성형 용례에 있어서, 제1 닙의 압력은 대략 40 내지 50 kN/m이고, 제2 닙의 압력은 대략 60 내지 70 kN/m이며, 제3 닙의 압력은 대략 80 내지 90 kN/m이다. 제4 닙이 사용되는 경우에는, 100 내지 110 kN/m의 압력이 사용될 수 있다.

각각의 습윤 프레스 닙(56)에 생기는 압력은 성형되는 특정 원료를 고려하여 선택된다. 일부 원료는 웹의 분쇄나 지나친 과밀화를 방지하기 위하여 제1 습윤 프레스(79)의 압력을 0으로 해야 할 수도 있다. 필요하다면, 도 1에 점선으로 도시한 제4 습윤 프레스(81)가 사용될 수도 있다. 각각의 습윤 프레스 닙(56)은 개별적으로 제어 가능하며, 트윈 와이어는 상부 성형 와이어(24)를 통해 탈수가 이루어지도록 우선 상부 롤(62)에 감기고, 프레스 롤을 통해 와이어가 위쪽으로 경사짐으로써, 트윈 와이어의 상부면으로부터 물을 수집하는 성형기 횡단 방향의 배수 팬(83)에 의해 상부 성형 와이어(24)로부터 물이 제거되는 것이 촉진된다. 상기 배수 팬(83)은 상부 프레스 롤로부터 배출되는 물도 수집한다.

도 2B에 도시한 바와 같이, 상부 프레스 롤(82)과 하부 프레스 롤(84) 사이에 최종 프레스(80)가 형성된다. 이 최종 프레스(80)에는 하부 프레스 롤(84) 아래에 배치된 에어 라이드(86)를 통해 하중이 가해진다. 하부 프레스 롤(84)은 피봇 브래킷(88)에 장착된다. 에어 라이드(86)가 하부 프레스 롤(84) 아래에 위치하기 때문에, 이 하부 에어 라이드(86)로부터 압력이 제거되면 중력에 의해 최종 프레스의 닙(90)이 개방된다. 최종 프레스(80)의 압력은 성형기 횡단 방향으로 약 직선 인치당 약 1000 파운드(직선 미터당 약 385.8 kN)이다.

최종 프레스(80)는 공급에 따라 웹의 섬유 함량을 35%까지 증가시킬 수 있다. 이는 2개나 3개의 프레스를 사용하는 종래의 프레싱 섹션만큼 우수한 것이다. 최종 프레스(80)와 관련된 한 가지 중요한 점은 프레싱에 의한 하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24)의 마모이다. 따라서, 프레스 롤(82, 84)은 포시 앤드 존스 경도(Paussey and Jones hardness)가 15 내지 18인 고무 표면을 구비하여야 한다. 또한, 폴리우레탄 타입의 피복이 효과적일 수도 있다.

성형기(20)가 펄프 생산에 사용되는 경우, 최종 프레스(80)는 상부 피동 롤(82) 및 하부 피동 롤(84)을 구비할 수 있으며, 이들 롤은 성형기(20)의 유일한 피동 롤이 된다. 성형기(20)가 라이너보드 또는 일부 등급의 펄프의 생산에 사용되는 경우, 전향 롤(92)이 최종 프레스(80)의 하부 피동 롤(84) 다음에 올 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전향 롤(92)은 피봇 브래킷(94) 상에 장착되며, 여기서 유압 실린더(96)가 전향 롤(92)을 프레스 롤(98)을 향하여 이동시킬 수 있다. 전향 롤(92)이 사용된 경우에는, 이 전향 롤이 하부 프레스 롤(84)을 대신하여 구동될 수 있다. 유사한 방식으로, 도 1에 도시한 상부 롤(100)은 상부 성형 와이어(24)를 상부 프레스 롤(82)로부터 먼 방향으로 인도한다. 상부 롤(100)이 사용된 경우에는, 이 상부 롤이 상부 프레스 롤(82)을 대신하여 구동될 수 있다. 상부 롤(100)과 전향 롤(92)을 사용함으로써 최종 프레스(80)를 구성하는 롤에서의 권취 각도가 감소한다. 상부 롤(100) 및 전향 롤(92)은 시트의 이송을 보다 촉진시키며, 또한 최종 프레스(80)에 크라운형(crowned) 롤을 사용할 수 있게 한다.

성형기(20)에서 펄프를 성형할 때에, 프레스 롤(98)은 하부 성형 와이어(22)나 전향 롤(92)과 맞물리지 않고, 작은 개방 드로우(open draw)를 가로질러 웹(34)을 이송한다. 반면에, 성형기(20)에서 라이너보드가 생산되는 경우, 프레스 롤(98)은 전향 롤(92)과 함께 프레스 닙을 형성할 수 있다. 프레스 롤(98)은 프레싱 섹션으로 웹을 이송하는 것을 촉진시키기 위한 진공 롤일 수 있다.

하부 성형 와이어(22)가 최종 프레스(80)를 떠나고 전향 롤(92)(존재하는 경우) 둘레에 방향 전환한 후, 와이어는 2개의 복귀 지지 롤(102, 104)을 경유하여 브레스트 롤(26)로 복귀한다. 인장 아암(106)은 하부 성형 와이어(22)의 장력을 제어하도록 하부 성형 와이어(22)와 선회 가능하게 맞물린다. 유사한 방식으로, 상부 성형 와이어(24)는 상부 최종 프레스 롤(82)과 상부 롤(100)(존재하는 경우)을 통과한 후, 상부 복귀 지지 롤(108)을 경유하여 리드 롤(36)로 복귀한다. 상부 인장 아암(110)은 상부 성형 와이어(24)의 장력을 제어한다. 하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24)의 장력 제어는 S롤(52)에서 이루어지는 탈수 제어에 중요하다.

백수(白水) 트레이(112)는 성형 슈우(40) 아래에 배치되어 브레스트 롤(26)과 성형 슈우(40) 사이로부터의 물을 수용한다. 제2 백수 트레이(114)는 S롤(52) 아래에 배치되어 S롤(52) 하류의 성형기(20)로부터 백수를 수용한다.

바람직한 실시예에서는 편평한 박스나 흡입 롤이 없기 때문에 진공 펌프가 필요하지 않다. 결과적으로, 보통 펄프 웹을 냉각시키는 공기가 웹을 통해 끌어당겨지지 않는다. 따라서, 웹을 가열하기 위한 고온수나 증기가 필요하지 않으며, 그 결과 에너지가 절감되고 투자비용이 감소한다.

도 3에는 성형기의 변형예(120)가 도시되어 있으며, 이 성형기에서는 정지 부재 또는 요소(122)가 S롤(52)을 대신한다. 도 1에 도시한 성형기(20)는 성형기 횡단 방향 폭이 약 150 인치(3.81 m)이다. 성형기의 폭이 증가할수록, 롤은 보다 큰 강성을 얻기 위하여 직경이 더 커져야 한다. S롤(52)의 크기가 증가할수록 탈수에 필요한 원하는 물결 모양의 경로를 얻기가 힘들어진다. 견고하게 지지된 정지 요소(122)를 사용함으로써 성형기의 폭이 증가하여도 원하는 물결 모양의 경로가 유지될 수 있다. 정지 요소는 와이어와 맞물리는 반경을 갖는 표면을 구비한다. 정지 요소 표면의 반경을 선택함으로써 와이어들 사이의 닙 압력을 제어할 수 있다. 정지 요소(122)에는 웹(34)을 탈수시키기 위한 성형기 횡단 방향의 진공 슬롯(124)을 쉽게 마련할 수 있다. 또한, 자동 슬라이스(57)가 정지 요소(122)의 전방에 고인 물을 제거하도록 사용될 수도 있다.

S롤은 편평하거나, 홈이 형성되어 있거나, 블라인드 드릴 가공되거나, 개방 구조일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 프레스 롤(60, 62)은 편평하거나, 홈이 형성되어 있거나, 블라인드 드릴 가공될 수 있으며, 최종 프레스 롤(82, 84)도 마찬가지로 편평하거나, 홈이 형성되어 있거나, 블라인드 드릴 가공될 수 있다.

웹(34)을 탈수하기 위해 진공을 사용하는 것을 배제하면, 성형기(20)의 비용이 상당히 절감된다는 것도 이해해야 한다. 그러나, 성형기(20)의 대부분의 비용상 이점은 적어도 물의 대부분이 진공을 사용하지 않고 제거되는 경우에 달성된다. 웹으로부터 물을 제거하기 위한 목적이 아니라, 이미 프레스되었거나 다른 방법으로 웹(34)으로부터 제거된 물을 수집하기 위해서 간헐적으로 진공을 사용하는 것은 유리하다. 예를 들면, 물은 자동 슬라이스(44, 46) 내로, 또는 도 1의 S롤(52) 전방의 자동 슬라이스(57)나 도 3에 도시한 정지 요소(122)로부터 빼내어진다.

웹(34)은 성형 섹션을 떠난 후에 프레싱 섹션으로 들어간다는 것을 이해해야 한다. 프레싱 섹션에서, 웹의 섬유 함량은 약 50%로 증가한다. 건조기 섹션에서 웹의 건조가 완료되어 섬유 함량이 약 95%가 된다. 펄프 시트의 상이한 수축에 의해 건조기 섹션에서의 웹 건조가 방해될 수 있기 때문에, 시트 품질은 펄프를 성형할 때에도 섬유 배향의 관점에서 중요하다. 펄프 성형에 전향 롤(92)이 사용된 경우, 전향 롤(92)은 제1 프레스 섹션 롤과 맞물리지 않는다. 반면에, 라이너보드가 성형되는 경우, 전향 롤은 프레스를 형성하는 제1 프레싱 펠트(felt)를 제1 프레스 롤과 맞물리게 하기 위하여 더 클 수 있다.

또한, S롤(52)에 하부 성형 와이어(22) 및 상부 성형 와이어(24)가 감기는 양은 변할 수 있지만, 웹(34)이 S롤을 통과하면서 웹의 수분 함량이 감소함에 따라 압력이 증가한 상태에서 웹이 S롤을 통하여 이동할 때에는 일정한 것이 일반적이라는 것을 이해해야 한다. 마찬가지로, 프레스 롤(82, 84)에서의 감기는 양은 0 내지 30° 사이에서 변할 수 있는데, 15°가 적절하고, 이러한 감기는 양은 성형될 종이의 공급에 좌우된다.

웹(34)을 트림(trim) 처리하기 위해, 대략 200 psi(1368 kPa) 내지 300 psi(2052 kPa) 압력의 워터 샤워를 하부 프레스 롤(84)에, 또는 전향 롤(92)이 사용되는 경우에는 하부 롤(84)과 전향 롤(92) 사이의 하부 성형 와이어에 사용할 수 있다는 것도 이해해야 한다. 트림 처리된 웹은 성형 펠트에 의해 픽업되지 않고 재펄프화 수집기 내로 낙하한다.

성형기(20)의 공칭 작동 웹 속도는 90 내지 150 m/분이고, 공칭 폭은 150 인치(3.81 m)이다. 도 3에 도시한 바와 같은 정지 요소(122)를 사용함으로써, 그리고 크라운형 프레스 롤이나, 심지어는 크라운 제어 롤을 사용함으로써 성형기의 폭이 보다 넓어질 수 있긴 하지만, 크라운 제어 롤은 성형기의 비용을 증가시킨다.

본 발명은 본 명세서에 예시 및 설명한 부분들의 특정 구조 및 배치에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 청구 범위의 영역 내에 있는 수정된 형태도 포함한다는 것을 이해해야 한다.

Claims (2)

1. 라이너보드 웹을 성형하기 위한 성형 장치로서,

   슬라이스 개구(28)가 있는 헤드박스(30)와;

   상기 슬라이스 개구(28) 아래에 위치된 브레스트 롤(26)을 가로질러 성형 테이블(32) 위를 통과하는 제1 와이어(22)와;

   상기 헤드박스(30)로부터 배출되는 원료로 성형되는 웹(34)으로서, 상기 원료는 웹(34)이 상기 성형 테이블(32) 위를 통과할 때 상기 제1 와이어(22) 상에서 배수되며, 상기 웹의 내부에서 원료가 흐르는 것을 방지하도록 충분히 탈수되는 제1 와이어(22) 상의 위치를 갖는 것인 웹(34)과;

   상기 제1 와이어(22) 위에 위치되며, 상기 성형 테이블(32)의 하류에서 서로 간격을 두고 상기 제1 와이어(22) 위에 위치한 상부 롤(36) 위를 통과하는 제2 와이어(24)로서, 상기 상부 롤(36) 위를 통과하여 상기 제1 와이어(22)와 웹(34)에 접근하며, 상기 웹(34)의 내부에서 원료가 흐르는 것을 방지하도록 충분히 탈수되는 웹의 위치에서 웹과 실질적으로 맞물리는 것인 제2 와이어(24)와;

   상기 제1 와이어(22)와 제2 와이어(24) 및 이들 와이어 사이의 웹(34)과 맞물려 상기 와이어들(22, 24)이 곡선 경로를 따르게 하는 성형 슈우(40)와;

   상기 제2 와이어(24)가 상기 성형 슈우(40) 위를 통과할 때 상기 제2 와이어(24) 위에 위치하고, 상기 제2 와이어(24)를 통해 위쪽으로 통과하는 물을 제거하도록 배치된 절약 수단(saveall; 48)과;

   상기 제1 와이어(22), 제2 와이어(24) 및 이들 와이어 사이의 웹(34)의 위 및 아래에 위치하는 복수 개의 롤(52)로서, 상기 웹(34)과 제1 와이어(22) 및 제2 와이어(24)가 상기 복수 개의 롤(52)을 통해 파형(波形) 경로를 가로지르게 하여 각 롤 표면의 일부를 감게 하도록 배치되는 것인 복수 개의 롤(52)과;

   상기 복수 개의 롤(52)의 하류에 위치하는 3개 이상의 프레스(58)로서, 각각의 프레스는 하부 프레스 롤(60)로부터 상기 헤드박스(30)를 향하여 성형 장치 방향으로 오프셋되어 사이에 닙(56)을 형성하는 상부 프레스 롤(62)을 구비하고, 이들 프레스 롤(60, 62)은 상기 제1 와이어(22) 및 제2 와이어(24)가 각각의 상부 프레스 롤(62)의 약 15°를 감도록 오프셋되며, 상기 적어도 3개의 프레스는 닙을 형성하는 2개의 롤(82, 84)을 구비한 최종 프레스(80)를 포함하는 것인 3개 이상의 프레스(58)와;

   상기 제2 와이어(24) 내부에 수용되는 제2 상부 롤(100)과;

   상기 제1 와이어(22) 내부에 수용되는 전향 롤(92)을 포함하며,

   상기 제2 상부 롤(100)과 전향 롤(92)은 상기 최종 프레스(80)의 하류에서 서로 간격을 두고 배치되어, 최종 상부 프레스 롤(82)의 감기는 양(amount of wrap)이 약 15°가 되도록 최종 프레스 롤(82, 84)에 대한 상기 와이어(22, 24)의 감김 양을 제한하는 것인 성형 장치.
2. 라이너보드 웹을 성형하기 위한 성형 장치로서,

   슬라이스 개구(28)가 있는 헤드박스(30)와;

   상기 슬라이스 개구(28) 아래에 위치된 브레스트 롤(26)을 가로질러 성형 테이블(32) 위를 통과하는 제1 와이어(22)와;

   상기 헤드박스(30)로부터 배출되는 원료로 성형되는 웹(34)으로서, 상기 원료는 웹(34)이 상기 성형 테이블(32) 위를 통과할 때 상기 제1 와이어(22) 상에서 배수되며, 상기 웹의 내부에서 원료가 흐르는 것을 방지하도록 충분히 탈수되는 제1 와이어(22) 상의 위치를 갖는 것인 웹(34)과;

   상기 제1 와이어(22) 위에 위치되며, 상기 성형 테이블(32)의 하류에서 서로 간격을 두고 상기 제1 와이어(22) 위에 위치한 상부 롤(36) 위를 통과하는 제2 와이어(24)로서, 상기 상부 롤(36) 위를 통과하여 상기 제1 와이어(22)와 웹(34)에 접근하며, 상기 웹(34)의 내부에서 원료가 흐르는 것을 방지하도록 충분히 탈수되는 웹의 위치에서 웹과 실질적으로 맞물리는 것인 제2 와이어(24)와;

   상기 제1 와이어(22)와 제2 와이어(24) 및 이들 와이어 사이의 웹(34)과 맞물려 상기 와이어들(22, 24)이 곡선 경로를 따르게 하는 성형 슈우(40)와;

   상기 제2 와이어(24)가 상기 성형 슈우(40) 위를 통과할 때 상기 제2 와이어(24) 위에 위치하고, 상기 제2 와이어(24)를 통해 위쪽으로 통과하는 물을 제거하도록 배치된 절약 수단(48)과;

   성형 장치의 방향으로 서로 간격을 두고 있으며, 상기 제1 와이어(22), 제2 와이어(24) 및 이들 와이어 사이의 웹(34)의 위 및 아래에 번갈아 위치하는 복수개의 정지 요소(122)로서, 상기 웹(34)과 제1 와이어(22) 및 제2 와이어(24)가 상기 복수 개의 정지 요소(122)를 통해 파형(波形) 경로를 가로지르게 하여 각 정지 요소 표면의 일부를 감게 하도록 배치되는 것인 복수 개의 정지 요소(122)와;

   상기 복수 개의 정지 요소(122)의 하류에 위치하는 3개 이상의 프레스(58)로서, 각각의 프레스는 하부 프레스 롤(60)로부터 상기 헤드박스(30)를 향하여 성형 장치 방향으로 오프셋되어 사이에 닙(56)을 형성하는 상부 프레스 롤(62)을 구비하고, 이들 프레스 롤(60, 62)은 상기 제1 와이어(22) 및 제2 와이어(24)가 각각의 상부 프레스 롤(62)의 약 15°를 감도록 오프셋되며, 상기 적어도 3개의 프레스는 닙을 형성하는 2개의 롤(82, 84)을 구비한 최종 프레스(80)를 포함하는 것인 3개 이상의 프레스(58)와;

   상기 제2 와이어(24) 내부에 수용되는 제2 상부 롤(100)과;

   상기 제1 와이어(22) 내부에 수용되는 전향 롤(92)을 포함하며,

   상기 제2 상부 롤(100)과 전향 롤(92)은 상기 최종 프레스(80)의 하류에서 서로 간격을 두고 배치되어, 최종 상부 프레스 롤(82)의 감기는 양(amount of wrap)이 약 15°가 되도록 최종 프레스 롤(82, 84)에 대한 상기 와이어(22, 24)의 감김 양을 제한하는 것인 성형 장치.