KR100967940B1

KR100967940B1 - 지사용 종이의 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR100967940B1
Application number: KR1020070106607A
Authority: KR
Inventors: 김시곤; 김동훈; 김동희; 박태영; 정용식
Original assignee: 지리산한지(유)
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2010-07-06
Also published as: KR20090041084A

Abstract

본 발명은 원료섬유가 장섬유인 닥섬유, 마닐라마 섬유를 이용한 지사용 종이의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해리기에서 원료섬유를 해리하는 해리공정과, 상기 해리공정을 마친 원료섬유를 리파이너(Refiner) 또는 디플레이커(Deflaker)에서 분섬하는 분섬공정과, 상기 분섬공정을 마친 원료섬유를 정선롤러에서 정선하는 정선공정과, 상기 정선공정을 마친 원료섬유를 환망초지기에서 초지하는 초지공정을 거쳐 건조되며 권취되어 제조하는 지사용 종이의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

지사용 종이, 장섬유, 리파이너, 디플레이커, 라모트 스크린, 환망초지기

Description

지사용 종이의 제조장치 및 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD OF PAPER YARN}

일반적으로 널리 사용되고 있는 지사용 종이의 원료섬유는 닥섬유나 마닐라마와 같이 섬유장이 긴 장섬유이기 때문에 환망초지기로서 종이를 제조하는 것이 매우 어렵다.

따라서, 이러한 원료섬유를 사용한 종이는 와이어를 이용한 장망초지기로 제조한다.

그러나 장망초지기에서 만들어진 종이는 인장강도비(기계방향/크로스방향)가 일반적으로 1.0 내지 2.0 정도의 범위로 지사를 만드는데 필요한 5.0 이상의 인장강도비를 확보할 수 없다. 또한, 현재 이들 장섬유를 환망초지기로 작업하면 섬유가 꼬여 있거나 뭉침현상이 발생하게 된다.

따라서, 종이의 품질이나 표면상태가 불량하거나 물성이 균일하지 않아 인장강도비가 2.0 내지 3.0 정도로 나타나 한지사를 만드는 한지로 사용하기에는 적합하지 않으며 생산되는 한지의 수율도 크게 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 리파이너나 디플레이커 공정과 정선롤러 및 라모트 스크린 공정을 거쳐 인장강도비가 우수하고 물성과 외관이 뛰어난 종이를 환망초지기로 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 닥섬유, 마닐라마 섬유를 사용한 지사용 종이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 목적에 따라 탄소 섬유나 키토산 섬유가 사용되거나 혼합된 종이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 리파이너 또는 디플레이커 설비공정과 1개 또는 복수로 구성된 정선롤러공정 및 환망초지기에 의해 제조되는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 지사용 종이의 제조장치 및 제조방법에 대한 것으로, 해리기에서 원료섬유를 해리하는 해리공정과, 상기 해리공정을 마친 원료섬유를 리파이너 또는 디플레이커에서 분섬하는 분섬공정과, 상기 분섬공정을 마친 원료섬유를 정선롤러에서 정선하는 정선공정과, 상기 정선공정을 마친 원료섬유를 환망초지기에서 초지하는 초지공정을 거쳐 건조되며 권취되어 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정선공정을 마친 원료섬유에 포함되어 있는 불순물을 라모트 스크린에서 걸러내는 스크린공정을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원료섬유는 닥섬유와 마닐라마 섬유, 탄소섬유, 키토산 섬유이며, 용도에 따라 상기의 섬유 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정선롤러를 통과하지 못한 꼬이거나 뭉쳐져 있는 원료섬유는 다시 분섬하기 위해 리파이너 또는 디플레이커의 분섬공정으로 회수되어 다시 분섬되는 것을 특징으로 한다.

또한, 장섬유인 원료섬유를 해리시키는 해리기와, 상기 해리기에 의해 해리된 장섬유를 완전히 분섬시켜 원료섬유를 짧게 하나씩 해리시키는 리파이너 또는 디플레이커와, 상기 리파이너 또는 디플레이커를 거쳐 짧게 하나씩 해리된 원료섬유를 정산하는 정선롤러와, 상기 정선롤러를 거친 정선된 원료섬유에서 존재하는 불순물을 걸러내는 라모트 스크린과, 상기 라모트 스크린에 의해 불순물이 걸러진 원료섬유를 초지하는 환망초지기와, 상기 환망초지기에 의해 초지된 원료섬유를 건조하는 건조기와 권취하는 권취기로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종이의 품질이 균일하고 종이 표면이 뛰어난 양질의 지사용 종이가 제조되며 특히 지사 제조공정에서 필요한 5.0 이상의 인장강도비를 갖는 종이를 제조할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 일반적인 장망초지기에서 생산되는 지사용 종이에 비해 인장강도비가 월등히 우수하여 지사제조시 사절현상을 크게 줄일 수 있다는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 지사용 종이의 제조장치 및 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지사용 종이의 개략적인 공정흐름도와 장치 공정도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지사용 종이의 제조공정은 해리공정(10)과 분섬공정(20), 정선공정(30), 스크린공정(40), 초지공정(50), 건조공정(60), 권취공정(70)으로 이루어져 있다.

원료섬유인 장섬유를 해리기(110)에서 해리시키는 해리공정(10)에 의해 해리된 장섬유를 완전히 분섬시키는 분섬공정(20)인 리파이너(Refiner) 또는 디플레이커(Deflaker, 210)를 거친 원료섬유 짧게 하나씩 해리되며, 상기 짧게 해리된 원료섬유는 정선롤러(310)를 거치면서 정선되며 정선된 원료섬유에서 존재하는 일부의 불순물을 안전하게 걸러내기 위하여 라모트 스크린(410)을 거친 후, 환망초지기(510)로 이송되어 초지한 후, 건조기(610)와 건취기(710)를 통하여 지사용 종이가 제조된다.

이중, 건조공정(60) 및 권취공정(70)은 건조기(610)와 권취기(710)를 통해 이루어지는 것으로, 일반적인 방법을 사용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 원료섬유는 닥섬유나 마섬유의 일종인 마닐라마 섬유 등의 장섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 닥섬유나 마닐라마 섬유에 지사용 종이의 용도에 맞게 키토산섬유 및 탄소섬유 등을 혼합할 수 있겠다.

상기 해리공정(10)은 해리기(110)에서 장섬유인 원료섬유를 칼비터나 섬유해 리기를 사용하여 해리하는 공정으로 해리기(110)에 충분히 해리한 다음, 장섬유인 원료섬유를 완전히 분섬시키는 분섬공정(20)을 거친다.

상기 분섬공정(20)은 리파이너 또는 디플레이커(210)를 통해 분섬시킬 수 있는데, 리파이너는 장섬유를 분섬시키는데 있어서 기기안에 고정바와 회전하는 바가 있어 바와 바 사이로 원료섬유를 통과시켜 분섬하며, 디플레이커는 원료섬유를 고속으로 혼합하여 교반하는 것으로, 상기 리파이너와 디플레이터 모두 장섬유인 원료섬유를 분섬하여 해리시키는 것이다.

본 발명의 실시예에서는 디플레이커(210)를 사용하여 분섬하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 두 공정 중 작업환경에 맞게 선택하여 공정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원료섬유가 해리기(110)를 거쳐 디플레이커(210), 정선롤러(310), 라모트 스크린(410)을 거쳐 환망초지기(510)에 의해 지사용 종이로 초지하는 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 디플레이커(210)를 거친 해리된 원료섬유는 1개 또는 복수의 정선롤러(310)로 정선하며, 상기 정선을 마친 후 원료섬유에 포함된 불순물을 제거하는 라모트 스크린(410)을 거친 후, 환망초지기(510)에서 초지하여 건조기(610)와 권취기(710)를 거쳐 지사용 종이가 제조된다.

상기 해리된 원료섬유는 디플레이커(210)를 거친 후 정선롤러(310)로 이송시키는 펌핑펌프를 이용하여 정선롤러(310)가 연속적으로 구성된 정선롤러(310)에 공급된다.

상기 정선롤러(310)에 공급된 원료섬유는 정선롤러(310)의 회전력에 의해 정선된 미세 장섬유의 상태로 저장조(330)에 공급된 다음 라모트 스크린(410)을 통과하여 불순물이 제거된다.

상기 정선롤러(310)를 1개를 설치하여 할 수 있겠지만, 도 3에 도시된 바와 같이 정선롤러(310)를 복수 개를 설치할 경우, 원료섬유를 정선하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있고, 정선효율을 향상시킬 수 있다.

이때, 정선롤러(310)를 통과하지 못한 꼬이거나 뭉쳐져 있는 원료섬유는 다시 분섬하기 위해 리파이너 또는 디플레이커(210)의 분섬공정(20)으로 회수되어 다시 분섬된다.

상기 라모트 스크린(410)의 처리 공정은 종이의 용도에 따라 생략할 수 있지만 불순물이 없는 고품질의 종이를 제조하기 위해서는 스크린 공정(40)을 거치는 것이 바람직하다.

스크린 공정(40)을 통해 불순물이 제거된 원료섬유는 환망초지기(510)의 밧드(vat, 520)에 공급하고, 상기 밧드(520)에 침지되어 회전하는 실린더(530)를 이용하여 초지하게 된다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 종이는 지사용 종이를 만드는데 적합하며, 다양한 종류의 원료섬유를 사용하게 되면 다양한 용도의 고품질 지사를 제조할 수 있다.

상기의 공정을 거치면서 완전히 정선되고 해리된 원료섬유는 환망초지기(510)로 이송되면서 지사제조에 필요한 적정 평량의 습지를 초지하며, 이와 같이 초지된 습지는 펠트 컨베이어에 의해 건조기(610)로 이송되어 건조된다.

한편, 용도에 따라 상기 공정 중 불순물을 제거하는 스크린 공정(40)을 거치지 않고 원료섬유를 정선롤러 공정(30)에서 바로 환망초지기(50)에 공급하여 종이를 초지할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 실시예로 스크린 공정(40)을 거치지 않고 정선된 원료 섬유를 바로 초지공정(50)을 하는 것으로, 정선된 원료 섬유를 환망초지기(510)에 이송되어 초지하여 건조기(610)와 권취기(710)를 통한 후 지사용 종이를 제조하는 방법의 개략적인 공정도가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 해리기(110)에서 해리된 원료섬유는 디플레이커(210)를 통해 짧게 분섬되어 해리된 원료섬유가 정선롤러(310)를 통해 정선하여 바로 환망초지기(510)에 넣을 수 있도록 정선롤러(310)를 환망초지기(510)에 붙여서 설치하거나 별도의 공정으로 설치할 수 있겠다.

원료섬유를 환망초지기(510)에서 초지하기 때문에 지사제조에 필수적인 종이의 인장강도비를 높이기 위한 후처리 공정을 거칠 필요가 없어 공정관리가 간편한 장점이 있다.

이때, 원료섬유의 현탁액 또는 혼합액에 원료섬유의 기능을 저하하지 않는 범위내에서 소량의 바인더를 혼합하여 사용할 수도 있다.

실시예1

해리기(110)에서 원료섬유인 닥섬유와 마닐라마 펄프, 탄소섬유 및 키토산섬유를 각각 습윤지력증강제, 점착제와 함께 혼합하여 해리시킨 다음, 원료섬유를 디 플레이커(210)를 거치고 정선롤러(310)를 거쳐 라모트 스크린(410)으로 이송하였다.

이때, 라모트 스크린(410)으로 이송되지 못하고 정선롤러(310) 파트에 있던 원료섬유는 디플레이커로(210) 회수되어 재처리되 라모트 스크린(410)으로 이송되었으며, 환망초지기(510)를 거쳐 각각 4종류의 평량이 13g/㎡인 종이를 제조하였다.

섬유종류(100%)	인장강도(N/m) MD	인장강도(N/m) CD	인장강도비	종이상태
닥섬유	950	130	7.3	양호
마닐라마	920	120	7.6	양호
탄소섬유	900	120	7.5	양호
키토산섬유	810	110	7.4	양호

상기 표 1에 도시한 것과 같이, 종이의 표면상태는 모두 아주 양호하였으며, 종이의 인장강도(KSM ISO 1924-2 기준)는 MD방향에서 모두 800N/m 이상이였으며 인장강도비도 5.0 이상으로 나타나 지사용도로 아주 만족스러웠다.

실시예2

해리기(110)에서 원료섬유인 닥섬유와 마닐라마 섬유, 탄소섬유 및 키토산섬유를 각각 습윤지력증강제, 점착제와 함께 혼합하여 해리시킨 다음, 원료섬유를 디플레이커(210)를 거치고 정선롤러(310)를 거쳤다.

이때 라모트 스크린(410)을 거치지 않고 생략한 채 환망초지기(510)로 이송된 원료섬유를 이용하여 각각 4종류의 평량이 13g/㎡인 종이를 제조하였다.

종이의 표면상태는 보통이었으나 종이의 인장강도(KSM ISO 1924-2 기준)는 MD방향에서 모두 800N/m 이상이였으며 인장강도비도 5.0 이상으로 나타나 지사용도로 비교적 만족스러운 상태였다.

실시예3

해리기(110)에서 원료섬유인 닥섬유와 마닐라마섬유, 닥섬유와 탄소섬유, 닥섬유와 키토산섬유, 마닐라마섬유와 탄소섬유, 마닐라마 섬유와 키토산섬유를 각각 50%의 비율로 혼합한 다음, 습윤지력증강제, 점착제와 함께 혼합하여 해리시킨 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 각각 5종류의 평량이 13g/㎡인 종이를 제조하였다.

종이의 표면상태는 모두 아주 양호하였으며 종이의 인장강도(KSM ISO 1924-2 기준)는 MD방향에서 모두 800N/m 이상이였으며 인장강도비도 5.0 이상으로 나타나 지사용도로 지사용도로 아주 만족스러웠다.

비교실시예1

해리기(110)에서 원료섬유인 닥섬유와 마닐라마 섬유, 탄소섬유 및 키토산섬유를 각각 습윤지력증강제, 점착제와 함께 혼합하여 해리시킨 다음 원료섬유를 디플레이커(210)를 거치지 않고 생략한 채, 정선롤러(310)와 라모트 스크린(410)을 거쳐 환망초지기(510)로 이송시킨 후, 각각 4종류의 평량이 13g/㎡인 종이를 제조하였다.

종이의 표면상태는 모두 불량이었으며, 종이의 인장강도(KSM ISO 1924-2 기준)는 MD방향에서 모두 600 내지 650N/m 이였으며 인장강도비도 3.0 내지 3.5로 나타나 지사용 종이로는 적합하지 못하였다.

비교실시예2

해리기(110)에서 원료섬유인 닥섬유와 마닐라마 섬유, 탄소섬유 및 키토산섬유를 각각 습윤지력증강제, 점착제와 함께 혼합하여 해리시킨 다음, 디플레이커(210)와 정선롤러(310)를 거친 후, 장망초지기로 이송시킨 후 각각 4종류의 평량이 13g/㎡인 종이를 제조하였다.

종이의 표면상태는 보통이었으나 종이의 인장강도(KSM ISO 1924-2 기준)는 MD방향에서 모두 400 내지 450N/m 이였으며, 인장강도비도 1.3 내지 1.8으로 나타나 지사용도로는 적합하지 못하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지사용 종이의 공정도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지사용 종이의 제조 장치 공정도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지사용 종이의 제조 방법 공정도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 실시예의 지사용 종이의 공정도.

*주요 부호 설명*

10 : 해리공정 110 : 해리기

20 : 분섬공정 210 : 디플레이커

30 : 정선공정 310 : 정선롤러

40 : 스크린공정 410 : 라모트 스크린

50 : 초지공정 510 : 환망초지기

Claims

해리기에서 원료섬유를 해리하는 해리공정과;

상기 해리공정을 마친 원료섬유를 리파이너 또는 디플레이커에서 분섬하는 분섬공정과;

상기 분섬공정을 마친 원료섬유를 정선롤러에서 정선하는 정선공정과;

상기 정선공정을 마친 원료섬유에 포함되어 있는 불순물을 라모트 스크린에서 걸러내는 스크린공정과;

상기 스크린공정을 마친 원료섬유를 환망초지기에서 초지하는 초지공정을 거쳐 건조, 권취공정을 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 지사용 종이의 제조방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 원료섬유는 닥섬유와 마닐라마 섬유, 탄소섬유, 키토산 섬유이며, 용도에 따라 상기의 섬유 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 지사용 종이의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 정선롤러를 통과하지 못한 꼬이거나 뭉쳐져 있는 원료섬유를 다시 분섬하기 위해 리파이너 또는 디플레이커 공정으로 다시 회수되어 다 시 분섬되는 것을 특징으로 하는 지사용 종이의 제조방법.
장섬유인 원료섬유를 해리시키는 해리기와;

상기 해리기에 의해 해리된 장섬유를 완전히 분섬시켜 원료섬유를 짧게 하나씩 해리시키는 리파이너 또는 디플레이커와;

상기 리파이너 또는 디플레이커를 거쳐 짧게 하나씩 해리된 원료섬유를 정산하는 정선롤러와;

상기 정선롤러를 거친 정선된 원료섬유에서 존재하는 불순물을 걸러내는 라모트 스크린과;

상기 라모트 스크린에 의해 불순물이 걸러진 원료섬유를 초지하는 환망초지기;로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 지사용 종이의 제조장치.