KR100868727B1 - 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트 - Google Patents

편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이음매가 없는 구조로서 연속가공이 가능한 벨트를 제공하며, 고강력사를 사용하여 직조함으로써 편면 골판지 제조기에서 요구되는 강성을 지닌 기재층을 구비한 가압벨트식 엔드레스 벨트에 관한 것이다. 특히, 기재층의 기본 직물에 단섬유를 니들 펀칭하여 단섬유들이 기재층과 망상구조로 견고하게 결합되도록 하며, 여기에 내열성 수지를 함침시켜 섬유조직의 변형을 방지한다. 더욱이 고압, 고온 등의 조건에서 치수안정성을 부여하고 강성을 향상시키기 위해 기재층과 유사한 신율 및 인장강도를 지닌 유리섬유 보강재층을 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 열융착하여 기재층 상면에 적층시킨다. 또한, 유리섬유 보강재층 위에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 열융착하여 벨트 표면층을 형성함으로써 접착과정을 마친 종이가 쉽게 박리될 수 있도록 하고 점착제로 쓰이는 전분이 흘려내려 부착되어도 쉽게 탈리가 되도록 구성하여 가압벨트식 편면 가공기용 엔드레스 벨트를 제공한다.
가압벨트식, 골판지 제조기, 엔드레스 벨트, 니들 펀칭, 적층

Description

편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트{Pressurized-type Endless Belt for a Single Facer Corrugator}
본 발명은 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이음매가 없는 구조로서 연속가공이 가능한 벨트를 제공하며, 고강력사를 사용하여 직조함으로써 편면 골판지 제조기에서 요구되는 강성을 지닌 기재층을 구비한 가압벨트식 엔드레스 벨트에 관한 것이다.
편면 골판지 제조기를 이용하여 골판지 또는 박스 보드를 제조하는 기술은 당해분야에 널리 알려져 있다. 이러한 편면 골판지 제조기에서 골판지 벨트는 골판지 웹을 가열부로 견인한 후, 웹 층들을 함께 본딩하는데 사용된 접착제가 건조 및 경화된다. 이어서 골판지 벨트는 골판지 웹을 냉각부로 이동시키는데, 주로 골판지 벨트, 특히 웹과 접촉하는 골판지면과 웹 사이의 마찰력에 의하여 웹이 기계를 통과하는 것이다.
또한, 편면 골판지 제조기에서 중요한 역할을 담당하는 골판지 벨트는 강성 및 내구성이 요구되며, 편면 골판지 제조기의 운전 조건 중 고압, 고온하에서 양호한 치수안정성이 필요하다. 골판지 벨트는 편면 골판지 제조기의 순환 경로를 따라 가이드되고 구동될 수 있어야 하며, 또한 길이방향 또는 기계방향으로는 유연성을, 교차기계방향으로는 충분한 강성을 지녀야 한다. 통상적으로 골판지 벨트는 증기가 벨트를 자유롭게 통과할 수 있도록 충분한 다공성을 갖지만 제조공정 중 골판지에 응축된 증기가 흡착되어 골판지 표면이 습윤되지 않도록 증기 중의 수분과 혼화성이 최소화 되어야 한다.
편면 골판지 제조기의 벨트 관련 선행기술로 유럽공개특허공보 제630,739호에는 종래 강성만 우수한 스틸 벨트를 대체하는 골판지 벨트에 대해 기술하고 있다. 본 벨트는 순환형으로서 내면, 외면, 길이 및 폭을 가지고 있으며, 내층이 순환형으로 직조되고, 이 순환형으로 직조된 내층의 외면은 엘라스토머층, 이 엘라스토머의 바깥쪽에는 벨트의 길이방향으로 늘어날 수 있는 캔바스 외층이 형성되며, 또한 이 캔바스 외층은 코팅되어 있다. 이 코팅부는 순환형 벨트의 외면에 노출되어 있고, 외부 물질이 벨트에 결합되는 것을 막아준다. 그러나 둘 이상의 부분이 서로 연결되어 중첩된 이음매를 가짐으로 이음매가 없는 벨트에 비하여 구조가 복잡하고, 따라서 연속가공에 문제점을 지니고 있다.
한편, 상기 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제661664호(공고일: 2006.12.26)에는 골판지 제조 라인의 편면부에 사용되는 비적층 벨트가 공지 되어 있다. 이 비적층 벨트는 이음매가 없는 순환형 루프의 형태인 단일 기본 구조를 함유한다. 이 기본 구조는 벨트의 기기방향사와 기기-교차 방향사로부터 제조되고, 기본 구조의 외면에 1층 이상의 인조 섬유 재료층이 니들링 처리되며, 이를 통해 적어도 일부가 연장되어 기본 구조의 외면에 층을 형성한다. 이렇게 니들링 처리된 기본 구조에 중합체 수지 물질을 삽입시킨다. 기본 구조를 구성하는 실, 인조 섬유 재료 및 중합체 수지 물질은 모두 고온에 잘 견디는 물질로서 벨트가 편면 골판지 제조기상에서 작동되어야 하는 조건에 잘 견딜수 있도록 해 준다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2006-111614호(공개일: 2006.10.27)에는 편면 골판지 제조기의 운전 중 고온조건에서 사용하기 위해 인조섬유재료들이 벨트의 기초 구조물에 니들링되는 기술이 공지되어 있다. 기초 구조물은 섬유들이 기초 구조물 내로 유입되는 방식으로 주요한 섬유재료의 웹으로 니들링 된다. 즉, 주요한 섬유재료의 하나 또는 그 이상의 층들이 기초 구조물 내로 니들링 되고, 웹은 이들을 통해서 부분적으로 또는 완전하게 연장된다. 또한, 주요한 섬유재료의 웹은 기초 구조물의 표면을 덮는 층을 형성한다. 니들링된 기초 구조물은 홈 및 불침투성 수지층을 포함한다. 이때, 기초 구조물 내로 니들링 되는 주요한 섬유 재료는 내열성이 요구되는 합성 중합체 수지가 될 수 있다. 예를 들면, 주요한 섬유 재료는 상품명이 NOMEX 및 KEVLAR와 같은 폴리아미드 계열의 폴리아라미드, 폴리페닐렌 설파이드, 상품명이 VECTRAN으로 알려진 방향족 폴리에스테르 또는 폴리에테르에테르케톤 등을 포함하는 재료들을 사용가능한 후보물질로 기재하고 있다.
그러나 상기 문헌들에는 벨트의 기본구조에 내열성 수지를 니들링 하거나 또는 니들링된 기본구조에 거듭 내열성 수지를 삽입시키는 구성이 기재되어 있을 뿐, 강성을 극대화 시키기 위하여 보강재층을 적층시킨 구조 및 보강재층 위에 다시 벨트 표면층을 형성시킨 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트의 구조에 대해서는 언급되어 있지 않다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기존의 골판지 제조기용 벨트에 비하여 이음매가 없는 구조로서 연속가공이 가능하며 고강력사를 사용하여 직조함으로써 편면 골판지 제조기에서 요구되는 강성을 지닌 기재층을 구비한 가압벨트식 엔드레스 벨트를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다. 또 다른 본 발명의 목적은 고압, 고온 등의 조건에서 치수안정성을 부여하고 강성을 향상시키기 위해 유리섬유 보강재층을 적층시키고, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 벨트 표면층을 형성함으로써 접착과정을 마친 종이가 쉽게 박리될 수 있도록 하고 점착제로 쓰이는 전분이 흘려내려 부착되어도 쉽게 탈리가 가능한 가압벨트식 편면 가공기용 엔드레스 벨트를 제공하는 것이다.
본 발명은 고강력사를 사용하여 직조함으로써 편면 골판지 제조기에서 요구 되는 강성을 지닌 기재층을 구비한 가압벨트식 엔드레스 벨트로 특히, 이음매가 없는 구조로서 연속가공이 가능하며, 또한 기재층의 기본 직물에 단섬유를 니들 펀칭하여 단섬유들이 기재층과 망상구조로 견고하게 결합되도록 하며, 여기에 내열성 수지를 함침시켜 섬유조직의 변형을 방지하고, 더욱이 고압, 고온 등의 조건에서 치수안정성을 부여하고 강성을 향상시키기 위해 기재층과 유사한 신율 및 인장강도를 지닌 유리섬유 보강재층을 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 열융착하여 기재층 상면에 적층시키며, 또한, 유리섬유 보강재층 위에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 열융착하여 벨트 표면층을 형성함으로써 접착과정을 마친 종이가 쉽게 박리될 수 있도록 하고 점착제로 쓰이는 전분이 흘려내려 부착되어도 쉽게 탈리가 가능한 점에 특징을 두고 있다.
이에 따라, 본 발명은 종래의 편면 골판지 제조기용 가압벨트에 비하여 기재층의 기본직물에 내열성 단섬유를 니들 펀칭함으로써 단섬유들이 기재층과 망상구조를 이루며, 여기에 폴리이미드계 내열성 수지를 함침함으로써 기본직물의 섬유조직 변형을 방지한다. 또한, 기재층 위에 유리섬유 보강재층이 적층됨으로써 고온, 고압 등의 조건하에서 치수안정성 및 강성이 향상된다. 그리고, 가압벨트 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지층을 형성시킴으로써 접착과정을 마친 종이가 쉽게 박리될 수 있고, 점착제로 쓰이는 전분이 흘려내려 부착되어도 탈리가 용이한 효과를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 종래 편면 골판지 제조기의 제조라인을 개략적으로 나타낸 것으로, 골심지(1)는 유연성을 부여하기 위해 증기에 미리 노출시키고, 하부 골성형 롤러(2) 및 상부 골성형 롤러(3)로 연속적으로 공급된다.
또한, 전분 접착 롤러(4)에 의해 골심지(1)에 형성되는 주름의 꼭대기 부분에 전분이 도포된다.
물결모양으로 주름진 골심지(1)는 라이너지(8)에 연속적으로 적용되고, 한 쌍의 가압벨트 롤러(5,6) 주위로 끌리는 가압벨트(7)는 롤러 주위를 통과한다. 가압벨트 롤러(5,6)는 가압벨트(7)가 상부골성형 롤러(3)에 기대어 지탱되도록 배치되고, 상부골성형 롤러(3)와 함께 닙을 형성하며, 그 결과 가압벨트(7)는 상부 골성형 롤러(3) 주위로 끌리고 서로 이격된 가압벨트 롤러(5,6) 사이에서 전체 간격에 걸쳐서 상부골성형 롤러(3)에 기대어 지탱됨으로써 상부골성형 롤러(3)와 가압벨트(7) 사이에서 연장된 닙을 형성하게 된다. 그리고 가압벨트 롤러(5,6), 가압벨트(7) 및 상부 골성형 롤러(3)들 중 적어도 하나를 통해서 골심지(1)와 라이너지(8)에 열이 가해진다. 골심지(1)가 증기에 분출되어 전분이 건조되는 경우, 골심지(1)에 의해서 흡수된 물이 열에 의해서 증발된다.
장치가 작동함에 따라서 원주에 걸쳐서 상부골성형 롤러(3)의 기어 이가 가압벨트(7)의 외면에 대하여 기대어 지탱되도록 가압벨트 롤러(5,6)가 위치한다. 기어 이는 골심지(1)가 진행함에 따라 골심지(1)의 적당한 인쇄정합을 유지시킨다. 이와 동시에, 상부 골성형 롤러(3)는 골심지(1)와 라이너지(8) 사이를 접합하기 위해서 전분을 이용하여 라이너지(8)에 대하여 골심지(1)의 일면을 강하게 압박한다. 일면에 라이너지(8)가 부착된 골심지(1)는 최종제품 형태로서 상부골성형 롤러(3)와 가압벨트 롤러(5) 사이로부터 빠져나간다.
도 2는 본 발명의 가압벨트의 사시도로 전체적으로 이음매가 없는 구조로서 연속가공이 가능하도록 원통형으로 제작한다.
또한, 도 3은 본 발명의 가압벨트의 단면도를 나타낸 것으로, 단면도에서 알 수 있는 것처럼 본 발명의 가압벨트는 적층체를 형성한다. 이러한 적층체의 구성은 기본직물로 이루어진 기재층(100), 열융착수지층(200), 보강재층(300) 및 벨트 표면층(400)을 포함한다.
하기에서는 도 4에 나타낸 본 발명의 가압벨트의 적층구조 및 각 층의 구성에 대하여 상세히 설명한다. 우선, 기재층(100)은 가압벨트의 가장 기본이 되는 것으로 기본직물로 형성된다. 기본직물은 편면 골판지 제조기를 운전함에 있어서 요구되는 물성 중 강성 및 내열성을 충족시키기 위하여 방향족을 포함하는 합성수지를 채택한다. 바람직하게는 상품명이 KEVLAR로 알려진 폴리파라페닐렌테레프탈아미 드 수지를 사용한다. 또한, 상기 KEVLAR 외에 강성 및 내열성을 만족시키는 방향족 아미드 수지로서 상품명이 NOMEX인 폴리파라페닐렌이소프탈아미드 수지, 방향족 설파이드 수지로서 폴리페닐렌설파이드, 상품명이 VECTRAN인 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지 또는 폴리이미드 수지 중에서 선택된 어느 하나의 것을 사용하여도 동일한 물성을 나타내는 기본직물 재료로 가능하다.
본 발명의 일실시예로서 기본직물로 KEVLAR 섬유를 사용하는 경우, 섬유의 굵기는 700 ~ 6,000 데니아 범위가 적절하며, 다양한 직조형태로 제작이 가능하나 연속가공이 가능하도록 원통형의 이음매가 없는 구조로 제작하였다. KEVLAR 섬유의 데니아가 700 데니아 미만이면 강성이 떨어지고, 6,000 데니아를 초과하면 직조공정에 문제가 발생한다.
그리고, 상기 기재층에 단섬유를 니들 펀칭(102)하여 단섬유들이 기재층(100)과 망상구조로 견고하게 결합되도록 한다. 이때, 니들 펀칭되는 단섬유는 내열성 담섬유가 사용되는 바, 1.5 ~ 10 데니아 범위의 폴리파라페닐렌테레프탈아미드 섬유 또는 폴리파라페닐렌이소프탈아미드 섬유를 니들 펀칭하였다. 단섬유의 굵기가 1.5 데니아 미만이면 니들 펀칭의 효과가 미미하고, 10 데니아를 초과하면 니들 펀칭 공정을 적절하게 수행하기가 곤란하다.
한편, 편면 골판지 제조기의 운전 중 온도가 100~170℃에 이름을 감안하여 단섬유가 니들 펀칭된 기본직물에 내열성 수지(101)를 함침시킨다. 이때, 내열성수지는 상기 온도범위에서도 연화되거나 유리전이 되지 아니하는 디아민과 이무수물의 축합경화물인 폴리이미드계 수지를 사용하였다. 특히, 듀퐁사에서 제조한 상품명이 KEPTON으로 알려진 폴리이미드 수지가 바람직하다.
상기에서 언급한 것처럼 방향족 수지계의 기본직물에 내열성 단섬유를 니들 펀칭(102)하고, 여기에 내열성 수지(101)를 함침함으로써 편면 골판지 제조기에서 요구되는 강성을 지닌 기재층을 형성하였다.
또한, 본 발명의 핵심기술구성 중의 하나로 고온, 고압 조건하에서 치수안정성을 부여하고 강성을 향상시키기 위하여 기재층(100)과 유사한 신율 및 인장강도를 지닌 유리섬유 보강재층(300)을 기재층 위에 적층시킨다. 유리섬유 보강재층(300)을 기재층 위에 적층시키기 위하여 폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 열융착 수지층(200)을 게재시키는 바, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지를 두께 0.05~1.0 mm 범위의 시트 형태로 300~350℃에서 1~3분 동안 가압상태에서 열융착함으로써 기재층(100)에 유리섬유 보강재층(300)이 적층되는 것이다.
마지막으로 유리섬유 보강재층(300) 위에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 열융착하여 벨트 표면층(400)을 형성함으로써 접착과정을 마친 종이가 쉽게 박리될 수 있도록 하고 점착제로 쓰이는 전분이 흘려내려 부착되어도 쉽게 탈리가 되도록 구성하여 가압벨트식 편면 가공기용 엔드레스 벨트를 제공한다.
도 1은 종래 편면 골판지 제조기 제조라인의 구조.
도 2는 본 발명의 가압벨트의 사시도.
도 3은 본 발명의 가압벨트의 평면도.
도 4는 본 발명의 가압벨트의 단면도.
[도면의 주요부분에 대한 부호설명]
1. 골심지 2. 하부골성형 롤라 3. 상부골성형 롤라 4. 전분접착 롤라
5, 6. 가압벨트 롤라 7. 가압벨트 8. 라이너지
100. 기재층 200. 열융착 수지층 300. 보강재층 400. 벨트 표면층
101. 내열성 수지 102. 단섬유 니들 펀칭

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 기재층, 열융착수지층, 보강재층 및 벨트 표면층을 포함하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트에 있어서,
    기재층은 방향족 합성수지계 기본직물에 내열성 단섬유가 니들 펀칭되고, 여기에 내열성 수지가 함침된 구조인 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  3. 제 2항에 있어서, 방향족 합성수지계 기본직물은 폴리파라페닐렌테레프탈아미드 수지, 폴리파라페닐렌이소프탈아미드 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지 또는 폴리이미드 수지 중에서 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 방향족 합성수지계 기본직물은 700~6,000 데니아의 섬유로 원통형의 이음매가 없는 구조로 직조된 것을 특징으로 하는 편면 골 판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  5. 제 2항에 있어서, 내열성 단섬유는 1.5~10 데니아의 폴리파라페닐렌테레프탈아미드 섬유 또는 폴리파라페닐렌이소프탈아미드 섬유인 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  6. 제 2항에 있어서, 내열성 수지는 폴리이미드계 수지인 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  7. 기재층, 열융착수지층, 보강재층 및 벨트 표면층을 포함하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트에 있어서,
    열융착수지층은 0.05~1.0mm 두께의 시트형태로 300~350℃에서 1~3분 동안 가압상태에서 열융착 되어 형성되는 폴리테트라플루오로에틸렌 수지층인 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  8. 제 2항에 있어서, 보강재층은 유리섬유 보강재층인 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
  9. 제 2항에 있어서, 벨트 표면층은 열융착되어 형성된 폴리테트라플루오로에틸렌 수지인 것을 특징으로 하는 편면 골판지 제조기용 가압벨트식 엔드레스 벨트.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11207836A (ja) 1998-01-26 1999-08-03 Atsusato Kitamura コルゲート加工用の圧接ベルトおよびコルゲート加工物の製造方法
KR20010060161A (ko) * 1999-10-20 2001-07-06 실버 챨스 제이 직조순환형 니들펀칭처리된 골판지 제조기용 싱글 페이서벨트
JP2001520579A (ja) * 1997-04-21 2001-10-30 ベーハーエス コルゲーテッド マシネン−ウント アンラーゲンバウ ゲーエムベーハー 段ボール製造プラント用の糊付機
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KR20060111614A (ko) * 2003-11-24 2006-10-27 알바니 인터내셔널 코포레이션 홈이 있는 편면 골판지 제조기 벨트

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