KR100642031B1 - 종이 백코팅용 스프레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이 백코팅용 스프레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종이의 표면에 코팅액을 전이시키는 방식에 있어서, 기존의 플러디드 닙(flooded nip) 방식을 배제하고, 스프레이 장치로 코팅액을 분사시키는 전이방식을 채택하여, 코팅액(전분12%액)의 양을 줄일 수 있는 동시에 코팅액을 눌러주는 로드 바의 압력을 낮추어 이탈 지분을 최소화시킬 수 있도록 한 종이 백코팅용 스프레이 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 종이를 회전력에 의하여 피딩시키는 백킹 롤; 상기 백킹 롤의 일측면에 밀착되어 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주는 헤드빔 장치의 로드 바를 포함하는 종이 백코팅용 스프레이 장치에 있어서, 상기 종이의 표면에 코팅액을 분사시킬 수 있는 분사식 전이수단을 코팅액 공급수단과 연결시키면서 상기 백킹 롤의 저면에 설치하여서 달성된 것을 특징으로 하는 종이 백코팅용 스프레이 장치를 제공한다.

백코팅, 종이, 스프레이 장치, 코팅액, 분사식 전이수단

Description

종이 백코팅용 스프레이 장치{Spray device for coating back of paper}

도 1은 본 발명에 따른 종이 백코팅용 스프레이 장치를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 종이 백코팅용 스프레이 장치의 분사식 전이수단 및 코팅액 공급수단에 대한 일례를 나타내는 개략도,

도 3은 종래의 종이 백코팅용 스프레이 장치를 나타내는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 백킹 롤 20 : 전이용 롤러

30 : 로드 바 40 : 코팅액 저장용 팬

50 : 에어드라이어 60 : 헤드빔 장치

70 : 분사식 전이수단 80 : 스프레이관

90 : 노즐 100 : 백코터

110 : 유입구 120 : 배출구

130 : 코팅액 저장용 탱크 140 : 공급펌프

150 : 복귀호스 160 : 공급호스

본 발명은 종이 백코팅용 스프레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종이의 표면에 코팅액을 전이시키는 방식에 있어서, 기존의 플러디드 닙(flooded nip) 방식을 배제하고, 스프레이 장치로 코팅액을 분사시키는 전이방식을 채택하여, 코팅액(전분12%액)의 양을 줄일 수 있는 동시에 코팅액을 눌러주는 로드 바의 압력을 낮추어 이탈 지분을 최소화시킬 수 있도록 한 종이 백코팅용 스프레이 장치에 관한 것이다.

통상적으로 종이의 제조 공정은 크게 조성(Stock Preparation)단계→ 초지(Paper Making)단계→ 가공(Coating)단계→ 완성(finishing)/물류단계로 구분할 수 있다.

상기 조성단계는 제지산업에서 필요로 하는 재료를 준비하는 공정으로서, 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적 및 화학적 처리 등에 의하여 펄프를 구비하는 단계이다.

상기 펄프는 원목 등을 일정한 크기로 절단하고, 이것을 박피기(barker)에 넣어 겉껍질을 벗긴 다음, 쇄목기(grinder)에 물과 함께 넣어 마쇄한 후 불순물을 정선(screen)하여 얻게 된다.

또한, 일반적인 원료로서, 화학펄프, DIP(재생펄프)를 사용하여 종이의 원료를 얻게 된다.

이렇게 얻어진 펄프는 초지공정과 건조공정 그리고 코팅공정 등 다양한 공정을 순차적으로 진행하거나 특수한 목적을 위해 부가되는 공정을 반복하여 종이로 제조되며, 이 종이는 롤러(roller)에 감겨진 형태로 완성된다.

상기 초지공정을 간략히 살펴보면, 지료를 균일하게 사출·배분하는 과정과; 지료가 프레스롤을 통과하면서 기계적으로 압축 및 탈수가 이루어지는 과정과; 스팀을 이용하여 시트상태의 지료를 전건조(Pre-Dryer)하는 과정 및 적정의 수분 균형을 유지하도록 다시 한 번 건조하는 후건조(After-Dryer)과정과; 롤을 통해 종이의 두께 조절 및 표면을 평평하게 한 다음 연속공정으로 가공공정으로 연결된다.

상기 가공(Coating)공정은 프리, 미들, 백, 탑 코터(Pre, Middle, back, Top coater)를 이용하여 원지에 코팅칼라 및 전분을 코팅하는 공정으로서, 원지의 표면에 피그먼트 코팅액(Pre, Middle, Top)을 발라 평활한 면과 광택을 부여하는 과정과; 백면에 전분 코팅액을 발라 백면의 지분발생 및 컬 발생을 방지하는 과정과; 열풍 및 스팀을 이용해 코팅액이 입혀진 종이를 건조하는 과정과; 건조된 종이를 롤러에 감아주는 과정 등을 포함하여 이루어진다.

이러한 과정을 통하여 제조되는 종이는 백판지로서, 백코터(Back Coater)에서 전분액을 코팅하는 목적은 종이 백면의 섬유간 결합강도를 향상시켜 지분발생을 억제하고, 표면코팅에 의한 컬 발생을 해소하는데 있다.

한편, 상기 전분 코팅액은 산화전분과 물이 혼합된 것으로서, 이중 산화전분의 농도는 12%이며, 산화전분은 천연 접착제로서 종이 백면의 섬유 결합강도를 향상시켜 지분발생을 억제하는 효과가 있다.

여기서, 상기한 코팅 공정에 사용되는 종래의 백코터의 구성 및 작동관계를 첨부한 도 3을 참조로 살펴보면 다음과 같다.

종래의 백코터(100)는 플러디드 닙(flooded nip) 방식을 채용한 코팅 장치로서, 종이를 회전력에 의하여 피딩시키고 코팅되는 원지에 쿠션 부여 및 지지 역할을 하는 백킹 롤(10: backing roll)과; 이 백킹 롤(10)의 저면에 밀착되는 전이용 롤러(20)와; 상기 백킹 롤(10)의 일측면에 밀착되어 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주어 코팅액이 균일하게 도포되게 하는 동시에 코팅액의 과다량(여분량)을 깍아주게 되는 헤드빔 장치(60)의 로드 바(30: rod bar)와; 상기 전이용 롤러(20)의 저부에 받쳐지듯이 위치되는 코팅액 저장용 팬(40)과; 상기 로드 바(30)를 빠져나간 종이를 건조시키는 에어드라이어(50)로 구성되어 있다.

보다 상세하게는, 상기 헤드빔 장치(60)는 로드 바(30)에 회전력을 제공하는 동시에 로드 바(30)의 높이 조절을 위한 장치로서, 로드 바(30)는 헤드빔 장치(60)의 상단에 회전 가능하게 부착된다.

또한, 상기 전이용 롤러(20)의 절반 가량(하부)은 상기 코팅액 저장용 팬(40)에 채워져 있는 코팅액 속으로 담겨진 상태가 된다.

따라서, 회전하는 백킹 롤(10)에 종이가 감겨진 상태로 연속 급지가 이루어지는 상태에서 상기 전이용 롤러(20)가 회전 구동하여 상기 종이의 표면에 코팅액을 전이시키게 된다.

즉, 상기 전이용 롤러(20)에는 코팅액 저장용 팬(40)에 담겨져 있던 코팅액이 묻혀진 상태이므로, 종이가 백킹 롤(10)과 전이용 롤러(20) 사이를 지날 때, 종 이의 표면에 코팅액이 전이되는 것이다.

이어서, 상기 코팅액이 전이된 종이는 백킹 롤(10)을 따라 계속 이송하여 상기 로드 바(30)를 지나게 되는 바, 이 로드 바(30)는 종이의 표면에 코팅액이 균일한 두께로 도포되도록 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주게 된다.

보다 상세하게는, 상기 로드 바(30)가 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주어, 코팅액을 종이의 표면에 균일하게 도포시키는 작용과 함께 과도하게 도포된 코팅액을 깍아내리는 제거 작용을 하게 된다.

그러나, 상기와 같이 이루어지는 플러디드 닙(flooded nip) 방식의 코팅 공정은 다음과 같은 문제점이 발생되고 있다.

과량의 코팅액(전분액)이 로드 바에 의하여 제대로 제거되지 못하고, 로드 바의 가압 작용과 함께 종이의 내부로 깊게 침투하여, 종이의 층간 결합력을 오히려 약화시키고, 특히 로드 바에 의하여 제대로 제거되지 못한 과량의 코팅액은 종이의 표면에 요철 구간으로 형성되어 종이의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또한, 상기 로드 바의 압력으로 인하여 종이 백면이 손상되면서 이탈 지면이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 종이의 표면에 코팅액(전분액)을 전이시키는 방식에 있어서, 전이용 롤러 및 코팅액 저장용 팬을 사용하던 기존의 플러디드 닙(flooded nip) 방식을 배제하고, 종이의 표면에 코팅 액을 고르게 분사시킬 수 있는 스프레이 방식을 채택하여, 코팅액내의 전분 양을 줄일 수 있는 동시에 코팅액을 눌러주는 로드 바의 압력을 낮추어 이탈 지분을 최소화시킬 수 있으며, 결국 양질의 종이 생산에 기여할 수 있도록 한 종이 백코팅용 스프레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 종이를 회전력에 의하여 피딩시키는백킹 롤; 상기 백킹 롤의 일측면에 밀착되어 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주는 헤드빔 장치의 로드 바를 포함하는 종이 백코팅용 스프레이 장치에 있어서,

상기 종이의 표면에 코팅액을 분사시킬 수 있는 분사식 전이수단을 코팅액 공급수단과 연결시키면서 상기 백킹 롤의 저면에 설치하여서 달성된 것을 특징으로 하는 종이 백코팅용 스프레이 장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 분사식 전이수단은 종이의 폭과 동일한 길이를 갖는 스프레이관과; 이 스프레이관에 등간격으로 형성된 다수개의 노즐로 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 코팅액 공급수단은 코팅액(전분액) 저장용 탱크와; 이 코팅액 저장용 탱크의 출구측에 장착된 공급펌프와; 상기 스프레이관의 유입구와 상기 공급펌프간에 연결되는 공급호스와; 상기 코팅액 저장용 탱크와 상기 스프레이관의 배출구간에 연결된 복귀호스로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예로서 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한 다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 종이 백코팅용 스프레이 장치를 나타내는 개략도이고, 도 2는 분사식 전이수단의 일례를 나타내는 개략도이다.

전술한 바와 같이, 종이의 표면에 코팅액(전분액)을 전이시키는 백코터(100)는 종이를 회전력에 의하여 피딩시키고 코팅되는 원지에 쿠션 부여 및 지지 역할을 하는 백킹 롤(10: backing roll)과; 종이의 표면에 코팅액을 전이시키는 전이수단과; 상기 백킹 롤(10)의 일측면에 밀착되어 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주어 코팅액이 균일하게 도포하는 동시에 코팅액의 과다량(여분량)을 깍아주게 되는 헤드빔 장치(60)의 로드 바(30: rod bar)와; 상기 로드 바(30)를 빠져나간 종이를 건조시키는 에어드라이어(50)를 포함한다.

여기서, 상기 종이의 표면에 코팅액을 분사시킬 수 있는 분사식 전이수단(70)을 상기 백킹 롤(10)의 저면에 설치하는 바, 바람직하게는 상기 헤드빔 장치(60)의 측면부에 인접 설치하게 된다.

바람직한 실시예로서, 상기 분사식 전이수단(70)은 종이의 폭과 동일한 길이를 갖는 일자형의 스프레이관(80)으로 형성된 것으로서, 이 스프레이관(80)에는 등간격으로 형성된 다수개의 노즐(90)이 일체로 부착된다.

이때, 상기 노즐(90)은 백킹 롤(10) 감겨져 이송하게 되는 종이의 표면을 향한다.

더욱 상세하게는, 상기 분사식 전이수단(70)의 스프레이관(80)의 한쪽끝단은 코팅액의 유입구(110)로 형성되고, 반대쪽 끝단은 코팅액의 배출구(120)로 형성된 다.

또한, 상기 스프레이관(70)의 유입구(110)는 코팅액 공급수단과 연결되는 바, 이 코팅액 공급수단은 코팅액(전분액) 저장용 탱크(130)와, 이 탱크(130)의 출구측에 장착된 공급펌프(140)로 구성되며, 실질적으로는 상기 스프레이관(80)의 유입구(110)와 상기 공급펌프(140)가 공급호스(160)와 같은 연결수단에 의하여 서로 연결된다.

다른 구현예로서, 상기 분사식 전이 수단에 코팅액을 공급하는 다른 수단이 기존 전분액 공급장치와 칼라팬이 연결되어 있는 부분에 밸브를 설치하여, 기존 공급장치로 전분 공급을 차단할 수 있도록 하고, 밸브의 앞에 상기 스프레이관(80)의 유입구쪽과 연결되는 연결관을 부착하여 이루어진다.

한편, 상기 스프레이관(80)의 배출구(120)와 상기 코팅액 저장탱크(130)는 잔여 코팅액의 회수 이동를 위하여 복귀호스(150)와 같은 연결수단으로 서로 연결된다.

따라서, 상기 백킹 롤(10)에 종이가 감겨진 형태로 연속 급지가 이루어지는 상태에서, 상기 코팅액 저장탱크(130)로부터 공급펌프(140)에 의하여 펌핑된 코팅액이 상기 스프레이관(80)의 노즐(90)을 통해 분사되어, 상기 종이의 표면에 고르게 전이된다.

즉, 백킹 롤(10)에 감겨진 채로 이송하는 종이가 상기 스프레이관(80)의 노즐(90)을 지날 때, 노즐(90)을 통해 분사된 코팅액이 종이의 표면에 균일하게 전이되는 것이다.

이때, 기존의 전이용 롤러(20)가 종이 표면에 전이시키는 코팅액 양보다 휠씬 적은 양을 가지고도 상기 스프레이관(80)의 노즐(90)은 종이 표면에 코팅액을 고르게 전이시킬 수 있다.

즉, 기존의 전이용 롤러(20)는 종이의 표면에 코팅액을 묻히듯이 발라주기 때문에 많은 양의 코팅액이 소모되는 반면에, 본 발명에 따른 분사식 전이수단(70)은 스프레이관(80)의 노즐(90)을 이용한 분사 방식이므로, 적은 양의 코팅액으로도 종이의 표면에 코팅액을 고르게 분사시킬 수 있다.

따라서, 기존의 전이용 롤러 및 코팅액 저장용 팬을 사용하던 기존의 플러디드 닙(flooded nip) 방식보다 본 발명의 스프레이 방식은 코팅액(전분액) 양을 현격히 절약할 수 있게 된다.

다음으로, 코팅액이 전이된 종이는 백킹 롤(10)의 계속되는 회전 이송에 따라 상기 로드 바(30)를 지나게 되고, 로드 바(30)는 소정의 압력으로 종이 표면상의 코팅액을 가압시키게 된다.

이때, 상기 로드 바(30)가 코팅액을 소정의 압력으로 눌러줌에 따라, 코팅액이 종이의 표면에 균일하게 도포(침투)되는 바, 종이에 대한 코팅액의 침투깊이는 얕게 되며, 그 이유는 상술한 바와 같이 스프레이 방식으로 적은 양의 코팅액이 종이의 표면에 고르게 분사된 상태이기 때문이다.

특히, 상기 코팅액이 종이의 표면에 균일하게 도포된 상태이므로, 상기 로드 바(30)의 압력을 낮출 수 있고, 그에따라 로드 바(30)의 구동 손실을 방지할 수 있다.

이에, 종이에 대한 코팅액의 침투깊이는 얕게 이루어져 종이의 층간 결합이 용이하게 이루어지게 되고, 기존의 종이 표면에 요철 구간이 발생되는 점을 방지할 수 있으며, 또한 기존에 상기 로드 바의 과한 압력으로 인하여 종이 백면이 손상되면서 이탈 지면이 발생하는 점을 방지할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 종이 백코팅용 스프레이 장치에 의하면, 종이의 표면에 코팅액(전분액)을 전이시키는 방식을 종이의 표면에 코팅액을 고르게 분사시킬 수 있는 스프레이 방식을 채택하여, 코팅액(전분액)의 양을 절감할 수 있고, 또한 종이와 코팅액간의 층간 결합력이 향상되는 장점이 있다.

또한, 종이의 표면에 전이되는 코팅액이 고르게 분사되어, 코팅액에 의한 요철 구간이 발생되는 점을 방지할 수 있다.

또한, 종이 표면상의 코팅액을 눌러주는 로드 바의 압력을 낮출 수 있으므로, 종이 백면이 손상되어 발생하는 이탈 지분을 최소화시킬 수 있으며, 결국 양질의 종이 생산에 기여할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (4)

1. 종이를 회전력에 의하여 피딩시키는백킹 롤;

   상기 백킹 롤의 일측면에 밀착되어 코팅액을 소정의 압력으로 눌러주는 헤드빔 장치의 로드 바;

   상기 종이의 폭과 동일한 길이를 갖는 스프레이관과 이 스프레이관에 등간격으로 형성된 다수개의 노즐로 구성되며, 코팅액 공급수단과 연결되면서 백킹 롤의 저면에 설치되어 종이의 표면에 코팅액을 분사시킬 수 있는 분사식 전이수단;

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 종이 백코팅용 스프레이 장치.
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