KR101270437B1

KR101270437B1 - 실린더 성형기 상의 연장된 카우치 닙

Info

Publication number: KR101270437B1
Application number: KR1020077026415A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 디 질커
Original assignee: 이브이티
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2013-06-07
Also published as: CA2605375C; JP2008537031A; AU2006240290A1; US20060237157A1; RU2390596C2; ES2365248T3; WO2006115796A1; ATE513948T1; CN101163835A; MX2007013004A; AU2006240290C1; RU2007138336A; EP1893806A1; NO20075937L; BRPI0612450A2; US7510630B2; KR20080006611A; JP4830121B2; CA2605375A1; PT1893806E

Abstract

실린더 기계장치에서 사용하기 위한 장치는 실린더 몰드(14)나 체(sieve)와 부합하는 관계를 형성하는 대체적으로 오목한 형상의 압력면을 갖는 슈(shoe)(28)를 포함한다. 상기 슈의 오목한 형상의 압력면은 상기 실린더 몰드(14)나 체 상에서 제조 직물(16)을 감싸는 양을 증가시키고, 이에 의해서 상기 제조 직물(16)과 상기 실린더 몰드(14)나 체 사이에서 발생하는 마찰의 양이 증가한다. 증가된 마찰은 제조 직물과 실린더 몰드나 체 사이에서 토크 전달을 개선시킨다.

실린더, 몰드, 체(sieve), 슈(shoe), 토크, 제조 직물, 부하 수단

Description

실린더 성형기 상의 연장된 카우치 닙{EXTENDED COUCH NIP ON CYLINDER FORMER}

본 발명은 제지기 및 섬유 시멘트(fiber cement; FC)의 제조와 같은 다른 산업적 응용에서 사용되는 실린더 성형기에 관한 것이며, 특히 제조 직물로부터 실린더 몰드나 체(sieve)로 토크를 보다 효과적으로 전달하도록 전통적인 카우치 롤(couch roll)을 교체하는 실린더 몰드의 성형 구간에서 압력 슈(pressure shoe)를 구비한 연장된 카우치 닙(couch nip)에 관한 것이다.

통상적으로, 다음의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 종이, 보드지(paper board) 및 카톤 보드(carton board)와 같은 종이 제품을 제조하기 위한 공정 동안에, 섬유상 슬러리, 즉 셀룰로오스 섬유들의 수성 분산액(aqueous dispersion)을 제지기의 성형구간에서 이동 성형 직물(moving forming fabric) 위로 증착시킴으로써 셀룰로오스 섬유 웹(cellulose fibrous web)이 형성된다. 다량의 물이 성형 직물을 통하여 상기 슬러리로부터 배수되며, 성형 직물의 표면상에는 셀룰로오스 섬유 웹이 남겨진다.

새로이 형성된 셀룰로오스 섬유 웹은 성형구간으로부터 일련의 프레스 닙들(press nips)을 포함하는 프레스구간으로 진행한다. 셀룰로오스 섬유 웹은 프레스 직물에 의해서 지지되는 프레스 닙들을 통과하거나, 또는 대부분 그러하듯이 2개의 프레스 직물들 사이를 통과한다. 프레스 닙들에 있어서, 셀룰로오스 섬유 웹은 그로부터 물을 짜내는 압축력을 받게 되며, 웹의 셀룰로오스 섬유들을 서로 부착시켜서 종이 시이트로 변환시킨다. 이때 짜낸 물은 프레스 직물 또는 직물들에 의해서 수용되고, 이상적으로는, 종이 시이트로 복귀하지 않는다.

종이 시이트는 최종적으로 건조기 구간으로 진행하는데, 건조기 구간은 증기에 의해서 내부적으로 가열되는 적어도 하나의 일련의 회전가능한 건조기 드럼들 또는 실린더들을 포함한다. 새롭게 형성된 종이 시이트는 건조기 직물에 의해서 각각의 상기 일련의 드럼들 주위로 꾸불꾸불한 경로를 따라서 순차적으로 진행하며, 이때 상기 건조기 직물은 드럼들의 표면에 대하여 종이 시이트를 밀접하게 유지시킨다. 가열된 드럼들은 증발을 통해서 종이 시이트의 수분함량을 원하는 수준으로 감소시킨다.

현재, 종이, 보드지 및 카톤 보드의 연속적인 시이트를 형성하기 위한 여러 가지 방식들이 존재한다. 예를 들면, 연속적인 종이 시이트들은 일정 개수의 별도 성형 구간들을 사용하여 형성될 수 있다. 그러나, 다중 장막식 초지기(multi-fourdrinier papermaking machine)을 설치하는데에는 많은 비용이 들며, 이러한 많은 비용으로 인하여 때때로 변화를 시도할 수 없다. 또한, 이러한 형식의 제지기를 설치하는데이는 큰 공간이 필요하다. 성형 공정에서 사용하기 위해 고려해야할 다 른 요소는 제조될 보드지의 중량 또는 개발될 보드지의 특성이다. 따라서, 몇몇 응용에 있어서, 성형시에 실린더 몰드를 사용하는 것이 바람직하다.

실린더 성형기를 사용하여 시이트를 성형하는 원리가 도 1에 도시되어 있고 다음과 같이 설명된다. 직조 직물 슬리이브를 갖는 수평 실린더(실린더 몰드 혹은 체)(14)는 종이나 다른 제지원료(20)의 콘테이너(큰 통)(22)에 약 3/4이 잠긴 상태로 회전하도록 배열되고, 그 결과 실린더의 원주의 작은 원호는 제지원료 높이 위로 위치하게 된다. 이러한 경우에 제지원료는 섬유상 현탁액과 물로서 정의된다. 섬유는 셀룰로오스, 합성 혹은 천연 섬유가 될 수 있다. 제품의 특성을 개발하는데 필수적인 무기 입자들과 같은 다른 첨가물들이 존재할 수 있다. 섬유상 현탁액과 연관된 물(21)은 직조 직물 슬리이브를 통해서 배수되고, 그 결과 섬유 슬리이브의 표면에 섬유 층이 증착된다. 큰 통(22)에 있는 제지원료와 몰드(14) 내부의 배수(23) 사이의 수위 차로 인하여 방수가 진행된다. 그 차이는 메이킹 헤드(making head)로서 알려져 있다.

이동 직물 혹은 "제조 직물(making fabric)"(16)은 카우치 롤(12)에 의해서 가압되어 대략적으로 실린더 몰드(14)의 상부위치에서 실린더 몰드(14)와 접촉하게 된다. 이렇게 함으로써, 직물 슬리이브 상에 형성되는 섬유들(섬유상 웹 혹은 섬유상 현탁액)의 층은 제조 직물(16)로 이송되거나 쌓이게 되고, 직물(16)과 함께 직물 슬리이브(fabric sleeve)로부터 멀어지도록 이동된다. 대기압에 의해서 이송이 용이해진 결과로서, 직물 슬리이브 상에 형성된 섬유 층(18)은 제조 직물(16)이 직물 슬리이브 보다 다공성이 약하고 덜 매끄럽기 때문에 접촉중에 제조 직물(16)로 이송된다. 카우치 롤(12)이 실린더 몰드 혹은 체(14)에 대하여 제조 직물(16)을 가압함에 따라서, 제조 직물(16)은 다중의 임무들을 수행한다. 직물(16)은 실린더 몰드(14) 상에서 슬리이브 표면으로부터 젖은 섬유상 웹 층(18)을 뜯어낸다. 제조 직물(16)은 전체 성형/프레스 구간에 대한 구동 벨트로서 작용한다. 끝으로, 가압 배출되거나 혹은 진공에 의해서 섬유층으로부터 제거되는 물에 대한 공극 체적 혹은 저장소(receptacles)를 직물 내에 제공함으로써, 제조 직물은 섬유상 웹 층을 부분적으로 탈수한다. 실린더 몰드(14)가 통상적으로 구동수단에 연결되지 않으므로, 제조 직물(16)은 실린더 몰드(14)에 대한 회전 소오스(source)가 된다. 일단 섬유 웹(18)이 제조 직물(16)로 이송되면, 실린더 몰드(14)의 슬리이브들은 분무에 의해서 세척되고, 제조 직물(16)로 이송되지 않은 섬유 재료는 새로운 층(18) 형성에 사용하기 위해서 섬유 제지원료 저장소(20) 내로 들어간다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일정 개수의 이러한 유니트들이 직렬로 배치될 수 있고, 그 결과 다중 실린더 기계장치가 구성된다. 다수 실린더 기계장치에 있어서, 여러 겹의 웹 혹은 시이트가 연속적으로 생산된다. 각각의 성형 유니트는 통상적으로 자체 제지원료의 공급원을 구비하며, 내부로부터 배수를 제거하기 위한 방법을 가지며, 그에 따라서 각각의 실린더 몰드는 별도의 웹 성형 유니트가 된다. 제조 직물이 연속적인 유닛을 통과함에 따라서, 추가적인 섬유 층들이 제조 직물에 이미 고정된 섬유상 웹으로 운반되거나 위치하게 된다.

상기한 형식의 실린더 몰드 형성은 섬유 시멘트(FC) 보드 제조에 사용된다. FC 산업분야에 있어서, 실린더 몰드 성형은 "Hatscheck" 공정으로서 알려져 있다. 이러한 공정에 있어서, 물, 셀룰로오스 섬유, 실리카, 시멘트 및 계획된 응용에 따라서 제품에 특정 성질을 부여하도록 선택된 다른 첨가제들로부터 시멘트질의 슬러리(cementitious slurry)가 형성된다. 제지와 유사하게, 체 실린더 혹은 몰드가 슬러리를 함유하는 큰 통 내로 잠긴다. 실린더는 제조 직물이 바닥을 주행함에 따라서 점진적으로 구동하여 회전한다. 제조 직물이 실린더를 통과하고 실린더의 메쉬 스크린(mesh screen)과 접촉함에 따라서, 스크린 상에 형성된 섬유 층이 제조 직물로 운반된다. 제지에서와 같이, 이러한 일정 수의 유닛들이 직렬로 배치될 수 있고, 그 결과 다중 실린더 기계장치가 구성된다. 이러한 공정은, 하기의 예로서 제한되지는 않지만, FC 보드와 FC 파이프와 같은 건설분야에서 사용되는 여러 가지 타입의 FC 제품을 제조하도록 적용될 수 있다.

여러 형식의 실린더 몰드와 큰 통(vat) 배열이 존재한다. 이러한 점에서, 하나의 통상적인 실린더 몰드가 주철 코어 주위로 구성되는데, 이때 주철 코어는 스파이더(spiders)로서 알려진 지지 스포크들에 고정된다. 스파이더들은 동심 림들을 지지하며, 약 1cm 직경을 가지며 약 3.5cm 간격으로 이격된 로드들을 중앙축의 축과 평행하게 이동시키기 위해서 동심 림들의 외부 주변부에 홈이 형성된다. 연속적인 와이어가 실린더 주위로 감긴다. 이 뼈대는 통상적으로 30메쉬 내지 50메쉬 범위의 스테인레스 강 와이어로 에워싸인다. 합성 슬리이브들은 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(KYNAR®) 및 폴리페닐렌 설파이드(RYTON®, PPS) 등으로 제조되고, 섬유 지지를 증가시킬 뿐만 아니라 배수를 제어함에 의해서 성형을 제어하도록 통상적으로 실린더 몰드나 체 위로 직조하여 설치된다. 그러나, 합성 슬리 이브들의 특성과 직조 패턴들은 몰드와 직물 사이의 감소된 마찰로 인하여 실린더 몰드를 구동시키도록 직물을 만드는 것을 어렵게 할 수 있다. 몰드의 회전을 야기하는 토크를 몰드로 전달하기 위한 직물의 능력은 텐션(카우치 롤로부터의 압력) 및 카우치 롤과 몰드 사이의 접촉 양에 의해서 영향을 받으며, 이들 요소 모두는 둘 사이에서 마찰 양에 영향을 끼친다. 그러므로, 모든 실린더 몰드들을 구동하기 위하여 마찰을 증가시키고 제조 직물로부터 실린더 몰드로 토크를 효과적으로 전달하기 위해서 개선된 수단이 필요하다.

비록, 앞서 설명한 바와 같이, 여러 가지 형식의 실린더 몰드와 큰 통 배열이 존재하지만, 본 발명은 여러 가지 실린더 몰드와 큰 통 배열에 동등하게 적용될 수 있으므로, 이들에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다.

종래의 장치들은 실린더 성형기에서 실린더 몰드나 체를 구동시키도록 직물 제조능력을 증가시키기 위하여 개발되지는 않았다. 예를 들면, 미합중국 특허 제 5,695,612 호에는 종이 웹에 압력을 가하도록 배킹 요소(backing element)와 연결하여 압력 슈를 사용하는 제지기에서 종이 웹을 위한 프리프레스(prepress)가 개시되어 있다. 종이 웹은 부하 슈(load shoe)와 배킹 요소 사이를 통과하며, 두 와이어들과 직물들 사이에 바람직하게 위치한다. 종이 웹으로부터 물을 제거하도록 부하 슈에 압력을 가하기 위해서 매체가 사용된다. 매체는 부하 슈의 웹 판의 정면을 윤활하도록 부하 슈에 있는 채널들을 통과할 수 있다. 여기에서, 부하 슈는 실린더 몰드나 체와 연결하여 사용되지 않는다. 부하 슈의 기능은 제조 직물과 실린더 몰드 사이의 마찰을 증가시키지 않으며, 이에 의해서 실린더 성형기에서 실린더 몰드 나 체를 구동시키도록 제조 직물의 능력이 증가 된다.

마찬가지로, PCT 공개공보 제 WO 01/51703 호에는 웹 형성 동안에 종이 웹을 예비 가압하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 종이 또는 종이 보드의 웹은 한쌍의 성형 와이어 사이에 개재(介在)된다. 여러 가지 실시 예에 있어서, 성형 와이어와 종이 웹의 개재물은 하나 또는 그 이상의 압력 닙들을 통과하는데, 여기에서 압력 닙들은 하나 또는 그 이상의 롤 닙들 또는 연장된 닙 프레스가 되며, 이때 상기 연장된 닙 프레스는 웹의 길이의 일부를 따라서 웹을 가압하도록 압력 슈를 구비한다. 압력 슈는 제조 직물과 실린더 몰드 사이의 마찰을 증가시키지 않으며, 이에 의해서 실린더 성형기에서 실린더 몰드를 구동시키도록 직물의 능력이 향상된다.

미합중국 특허 제 4,308,097 호에는 와이어 상에서 섬유상 현탁액의 종이 웹을 제조하기 위한 종이 웹 성형기가 개시되어 있다. 성형기는 펄프 현탁액을 슈의 활주면 위로 빠져나가게 하는 개구부가 관통하여 형성된 볼록한 슈를 포함한다. 이러한 성형기를 이용하는 구성은 웹들을 가압하고 운반(제지) 직물로 웹들을 위치시키도록 카우칭 롤들(couching rolls)을 사용한다. 성형기는 카우치 롤을 대체하지 않으며, 실린더 몰드와 "니핑(nipping)" 관계(배킹 요소와 연결하여 슈가 섬유상 웹에 압력을 가함)에 놓이지 않는다.

미합중국 특허 제 4,880,500 호에 있어서, 제지기는 종래의 회전 가능한 카우치 롤을 정적인 카우칭 장치로 대체한 것이다. 정적인 카우칭 장치는 웹이 활주하는 볼록하게 만곡되고 홈이 있는 상부면을 갖는 부재를 구비한다. 볼록하게 만곡 된 카우칭 장치는 실린더 몰드와 "니핑" 관계에 놓이지 않고, 따라서 상기 장치는 몰드를 회전시키기 위하여 마찰을 증가시키고 제조 직물로부터 실린더 몰드로 토크를 전달하도록 사용되지 않는다.

마지막으로, 미합중국 특허 4,919,760 호에는 상부 와이어와 하부 와이어를 갖는 제지기용 웹 성형기가 개시되어 있다. 성형 슈가 하부 와이어 루프 내부에 끼워 맞추어지고 제 1 성형 롤이 웹 진행 방향으로 작동한 후에 트윈-와이어(twin-wire) 탈수 영역 부분을 안내한다. 성형 슈는 하부 와이어 루프를 안내하기 위하여 볼록하게 만곡된 데크(deck)를 구비한다. 제지기에서 성형 슈를 교체하는 것은 진공흡입 없이 웹으로부터 물의 제거하는 것과 수집하는 것을 용이하게 한다. 대신에, 운동 에너지를 기초로 하고 부분적으로는 중력을 기초로 하여 물이 수집되고 제거된다. 볼록하게 만곡된 데크를 갖는 성형 슈는 실린더 몰드와 "니핑" 관계에 놓이지 않는다. 그러므로, 장치는 몰드를 회전시키기 위하여 마찰을 증가시키고 픽업 직물로부터 실린더 몰드로 토크를 전달하도록 사용되지 않는다.

따라서, 실린더 성형기 상에서 사용하기 위한 압력 슈를 갖는 연장된 카우치 닙에 대한 필요성이 존재하는데, 이는 그 둘 사이의 마찰을 증가시킴으로써 실린더 모듈(들)이나 체(들)을 구동시키도록 직물의 능력을 개선하기 위해서 제조 직물의 큰 영역으로 닙을 증가시킨다.

본 발명의 목적은 실린더 몰드 기계장치의 실린더 몰드 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시키기 위하여 실린더 성형기 상에 연장된 카우치 닙(couch nip)을 제공하고, 이에 의해서 제조 직물로부터 실린더 몰드로 토크를 효과적으로 전달하려는 것이다.

본 발명은 실린더 몰드 기계장치에서 사용하기 위한 장치에 관한 것이다. 실린더 몰드나 체와 부합하는 관계를 형성하는 오목한 형상의 압력면을 갖는 슈(shoe)가 제공된다. 오목한 형상의 압력면은 실린더 몰드나 체 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시켜서 제조 직물과 실린더 몰드나 체 사이에서 발행하는 마찰의 양을 증가시킨다. 마찰의 증가로 인하여 토크 전달의 증가가 초래된다. 장치는 슈 상에 작용하는 압력을 증가 혹은 감소시키기 위한 부하 수단 및 슈의 원하는 부분 상에 작용하는 압력을 조정하기 위한 수단을 더 포함한다.

본 발명의 다른 실시 양태는 실린더 몰드나 체 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시키기 위한 방법이다. 이 방법은 실린더 몰드나 체와 부합하는 관계를 형성하는 오목한 형상의 압력면을 갖는 슈를 제공하는 단계 및 실린더 몰드나 체 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시키는 단계를 포함한다. 제조 직물을 감싸는 양을 증가시킴으로써, 제조 직물과 실린더 몰드나 체 사이에서 발생하는 마찰의 양이 증가한다. 마찰의 양이 증가함으로써, 토크 전달이 증가한다. 이 방법은 제조 직물로 하여금 실린더 몰드나 체를 구동시키도록 하기 위하여 상기 압력 슈에 대하여 압력을 제공하는 단계를 더 포함한다.

본 발명을 특징짓는 여러 가지의 새로운 특징들은 본 명세서에 부속되어 일부를 구성하는 특허청구범위에서 특별하게 지적된다. 본 발명의 양호한 이해를 돕기 위하여, 본 발명의 작동 상의 장점과 특별한 목적들은 본 발명의 사용에 의해서 달성되고, 첨부 도면들에 도시한 본 발명의 바람직한 실시 예들의 설명을 통해서 본 발명의 참고가 이루어지며, 첨부 도면들에 있어서 대응하는 부품들은 동일한 참조 부호들을 사용한다.

다음의 상세한 설명은 예로서 제시된 것으로서 본 발명을 제한하지는 않고, 첨부 도면들과 관련하여 바람직하게 설명될 것이며, 유사한 참조부호들은 유사한 요소 및 부품들을 나타낸다, 첨부 도면에서:

도 1은 전통적인 연질 고무 카우치 롤을 이용하는 종래의 실린더 성형기의 단면도;

도 2는 다중 실린더 기계장치의 단면도;

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 슈를 갖는 연장된 카우치 닙을 구비한 실린더 성형기의 단면도;

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 성형기 상에서 압력 슈의 교체를 나타낸 단면도;

도 5는 일 실시 예에 따른 실린더 성형기 상에서 압력 슈의 다른 교체를 나타낸 단면도; 그리고

도 6은 연장된 카우치 닙에서 샌드위치 구성의 확대된 단면도.

본 발명은 실린더 몰드 기계장치의 실린더 몰드 상에서 종래의 카우치 롤(couch roll)을 대체하는 압력 슈(pressure shoe)를 갖는 연장된 카우치 닙에 관한 것이다. 본 발명의 가능한 응용은, 하기의 예로서 제한되지는 않지만, 종이, 보드지 및 카톤 보드와 같은 종이 제품의 제조를 포함한다. 본 발명은, 하기의 예로서 제한되지는 않지만, FC 보드나 파이프와 같은 섬유 시멘트(FC) 제품을 제조하기 위해서 사용된다.

다음의 명세서에 있어서, 도면을 통해서 유사하거나 대응하는 부분들은 유사한 참조부호들을 사용한다. 도면들에 있어서, 화살표들은 요소들의 회전방향을 나타낼 뿐만 아니라, 좌측으로부터 우측으로 향하는 제조 직물(16)의 이동 방향을 나타낸다.

여기에서 사용된 바와 같이, 실린더 몰드는 체(sieve) 및 몰드와 같은 의미로 쓰이고, 제조 직물은 직물 및 프레스 직물과 같은 의미로 쓰이며, 섬유 웹은 웹과 같은 의미로 쓰이고, 압력 슈는 슈와 같은 의미로 쓰인다.

도 1은 통상적인 연질 고무 카우치 롤(12)을 사용하여 섬유상 웹을 형성하기 위해 사용된 종래의 실린더 몰드 기계장치(10)를 나타낸다. 도 3은 통상적인 카우치 롤이 압력 슈(28)를 갖는 연장된 카우치 닙으로 교체된 실린더 몰드 기계장치(26)를 나타낸다. 카우치 롤(12)을 압력 슈(28)를 갖는 연장된 카우치 닙으로 교체함으로써, 제조 직물(16)과 접촉하는 압력면(29)(오목면)의 영역이 증가한다. 제조 직물(16)과 접촉하는 압력면(29)을 증가시킴으로써, 제조 직물(16)을 감싸는 양 이 실린더 몰드 혹은 체(14) 상에서 증가하고, 따라서 보다 큰 토크와 보다 큰 구동력이 제조 직물(16)로부터 실린더 몰드(14)로 전달될 수 있다.

도 1에 있어서, 카우치 롤(12), 제조 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이의 접촉 영역은 작은 불균일한 영역에 걸쳐서 카우치 닙(20)에서 조성된다. 제조 직물(16)이 카우치 닙(20)을 통해서 이동하고 압력이 카우치 롤(12)에 의해서 가해짐에 따라서, 제조 직물(16)로부터 실린더 몰드(14)로 토크가 전달되고, 이에 의해서 실린더 몰드(14)가 회전하게 된다. 제조 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이의 작은 접촉 영역과 관련하여 실린더 몰드(14) 상에 합성 슬리이브들이 추가되면, 마찰이 감소하게 되고, 제조 직물(16)로 하여금 몰드(14)를 구동(회전)시키도록 하는 것이 어렵다.

도 3에서 연장된 카우치 닙 압력 슈(28)는 실린더 몰드(14)와 부합하는 관계를 형성하기 위해서 오목한 형상의 압력면(29)을 갖는다. 오목한 형상의 압력면(29)은 실린더 몰드(14)를 갖는 제조 직물(16)의 감싸는 양을 증가시킴으로써, 실린더 몰드(14)와 접촉하여 제조 직물(16)의 영역을 증가시킨다. 이러한 증가된 감싸는 양은, 실린더 몰드(14)와 제조 직물(16) 사이의 마찰을 증가시키고, 몰드(14)를 구동(회전)시키도록 직물(16)의 능력을 증가시킨다. 또한, 섬유상 웹(18)과 제조 직물(16)이 접촉하는 시간의 연장 및 제조 직물(16)과의 접촉과 관련하여, 압력면(29)의 증가된 영역으로 인하여 섬유상 웹(18)의 탈수가 개선된다.

실린더 몰드(14) 상에서 제조 직물(16)의 감싸는 양은 다음과 같은 두 가지 방식으로 영향을 받는다. 첫째는 제조 직물과 접촉하는 압력 슈(28) 압력면(29)의 크기이고, 둘째는 실린더 몰드(14)와 관련하여 압력 슈(28)의 원주상 위치선정이다. 그러므로, 제조 직물(16)과 접촉하는 큰 압력면(29)은 몰드(14) 상에서 증가된 제조 직물(16) 감싸기(wrap) 및 증가된 마찰을 야기한다. 작은 압력면(29)이 제조 직물(16)과 접촉하면, 제조 직물(16) 감싸기가 감소하고 몰드(14)와 직물(16) 사이의 마찰이 감소한다.

그러나, 제조 직물(16) 감싸기 및 마찰은 실린더 몰드(14)와 관련하여 압력 슈(28)의 원주상 위치선정에 의해서 영향을 받을 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 압력 슈(28)는 도 4에 도시한 바와 같이 실린더 몰드(14) 상에서 높게 위치한다. 이러한 구성에 있어서, 실린더 몰드(14) 상에서 제조 직물 감싸기(17)의 양은 몰드(14)와 접촉하는 압력면(29)의 영역과 동등하다. 그러나, 압력 슈(28)는 실린더 몰드(14) 상에서 회전방향을 따라서 내려앉으며, 이는 제조 직물(16) 감싸기에 영향을 끼치게 된다. 도 5에 있어서, 본 발명의 다른 실시 양태가 도시되어 있는데, 압력 슈(28)는 실린더 몰드(14) 상에서 회전방향을 따라서 내려앉아 있다. 이러한 구성은 제조 직물(16)의 부분들(21)이 실린더 몰드(14)의 주위를 감싸도록 압력면(29)과 접촉하지 않게 하고 그 결과로서 직물 감싸기(19)의 범위를 증가시킨다. 다시, 제조 직물(16)의 증가된 감싸기는 제조 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이의 마찰을 증가시키고, 이는 다시 토크 전달 및 구동력의 증가를 야기하게 된다.

또한, 압력 슈(28)는, 하기의 예로서 제한되지는 않지만, 공기압, 유압 및/또는 스프링, 혹은 이들의 조합과 같은 부하 수단(30)에 연결되고, 따라서 제조 직 물(16)과 몰드(14) 사이의 압력을 증가시키도록 압력 슈(28)에 압력이 가해질 수 있다. 압력 슈(28)에 가해진 압력의 양을 증가시키거나 감소시키는 능력은 사용자로 하여금 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이에서 발생한 마찰의 양을 제어할 수 있게 하며, 그로 인하여 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이에서 전달된 토크의 양을 제어할 수 있게 한다. 이것은 사용자로 하여금 실린더 몰드(14)가 회전하는 속도의 제어를 달성할 수 있게 한다. 또한, 압력 슈(28)는 조정되거나 혹은 조정할 수 있고, 따라서 슈(28)에 가해진 압력은 압력 슈(28)의 리딩 테두리(leading edge)(32) 및 트레일링 테두리(trailing edge)(34)와 같은 슈(28)의 원하는 부분 상에서 조정될 수 있다.

본 발명의 연장된 카우치 닙은 각기 다른 방식으로 제조 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이의 마찰에 영향을 끼치므로, 실린더 성형기는 여러 가지 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 제조 직물(16)과 접촉하는 큰 압력 표면 영역(29)을 갖는 큰 압력 슈(28)가 사용되는 경우에 가해진 낮은 부하를 통해서 마찰 증가가 달성될 수 있다. 이와는 달리, 제조 직물(16)과 실린더 몰드(14) 사이의 증가된 마찰은, 높은 부하가 가해진 작은 압력 슈(28) 또는 도 5에 나타낸 바와 같은 회전 방향으로 실린더 몰드(14) 상에서 낮게 위치한 작은 슈(28)를 사용하여 달성할 수 있다. 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게는 명백한 바와 같이, 압력 슈(28)의 크기와 위치 및/또는 압력 슈(28)에 가해진 압력을 변화시키는 다중의 구성들이, 전달될 원하는 양의 토크를 달성하도록 사용될 수 있다.

압력 슈(28)는, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 지르코니아 옥사이 드 세라믹, 중합체 혹은 무기 표면 혹은 솔리드 세라믹을 갖는 금속과 같은 치수적으로 안정한 내마모 재료로 제조될 수 있다. 압력 슈(28)에 대한 다른 적당한 재료는 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게는 명백할 것이다. 제조 직물(16)과 접촉하는 슈(28)의 오목한 형상의 압력면(29)은 대체적으로 매끄럽고, 따라서 슈(28)는 제조 직물(16)의 비섬유상 웹 성형 면(25)을 달성하도록 마찰이 작으며 비 마모성을 나타내고, 액체에 대하여 불침투수성을 나타낸다. 필수적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 연장된 카우치 닙에는 샌드위치 구성이 존재하는데, 이는 몰드 슬리이브(15), 섬유상 층(18), 제조 직물(16) 및 압력 슈(28)로 구성된다. 제조 직물(16)의 각각의 면 상에는 2개의 별도의 독립적인 마찰력이 존재한다. 압력 슈(28)와 제조 직물(16) 사이에는 마찰력(36)이 존재하고, 제조 직물(16)/섬유상 층(18)과 몰드 슬리이브(15) 상에는 마찰력(38)이 존재한다. 그러므로, 제조 직물(16)과 압력 슈(28) 사이의 감소된 마찰은 실린더 몰드(14)를 구동하기 위한 제조 직물(16)의 능력에 영향을 끼치지 못한다. 제조 직물(16)과 압력 슈(28) 사이의 감소된 마찰은, 열로 변환될 에너지를 적게 생성하므로, 실린더 몰드(14)를 구동시키는데 있어서 적은 기계적 에너지를 사용할 수 있게 한다. 압력 슈의 표면(29)이 덜 마모되고 직물(16)에 대하여 덜 파괴적이기 때문에, 감소된 마찰은 제조 직물의 수명을 연장시킨다.

끝으로, 이러한 방법에 의해서 다중 습식 층들로 형성된 제품에 있어서, 강도, 내부층 결합 등과 같은 시이트의 강화가 중요하다. 섬유상 웹(18)은 오랜 시간간에 걸쳐서 가해진 압력 하에 놓이므로, 원하는 제품의 가치수준이 증가한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 단지 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims

실린더 기계장치에서 사용하기 위한 실린더 몰드 장치로서,

실린더 몰드나 체(sieve)와 부합하는 관계를 형성하는 오목한 형상의 압력면을 갖는 슈(shoe)를 포함하며, 상기 오목한 형상의 압력면은 상기 실린더 몰드나 체 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시키고, 이에 의해서 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 발생하는 마찰의 양이 증가하고, 그 결과로서 토크 전달이 증가하는 실린더 몰드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 치수적으로 안정한 내마모 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 치수적으로 안정한 내마모 재료는, 지르코니아 옥사이드 세라믹, 중합체 표면을 갖는 금속, 무기질 표면과 솔리드 세라믹을 갖는 금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 매끄러운 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 매끄러운 면은 액체에 대하여 불침투수성을 나타내는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 매끄러운 면은 제조 직물과 접촉하는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 상기 실린더 몰드나 체를 구동시키기 위한 압력을 제공하는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 카우치 롤(couch roll)의 것과 비교했을 때 상기 직물과 접촉하는 큰 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 슈 상에서 상기 압력을 증가 혹은 감소시키기 위한 부하 수단; 및 상기 슈의 원하는 부분 상에서 상기 압력을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 부하 수단은 공기압, 유압 및 스프링으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 부하 수단은 상기 공기압, 상기 유압 및 상기 스프링의 소정의 조합으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 압력 조정수단은 조절 구조물인 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 원하는 부분은 상기 슈의 리딩 테두리(leading edge)인 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 원하는 부분은 상기 슈의 트레일링 테두리(trailing edge)인 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 슈에 가해진 압력의 양은 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 발생한 마찰의 양에 대응하는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 마찰은 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 전달된 토크의 양에 대응하는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 장치는 종이, 보드지, 카톤 보드, 섬유 시멘트 보드 또는 섬유 시멘트 파이프를 생산하도록 상기 실린더 기계장치에서 사용되는 것을 특징으로 하는 실린더 몰드 장치.
실린더 기계장치에서 제조 직물로부터 실린더 몰드나 체(sieve)로 전달되는 토크의 양을 증가시키기 위한 방법으로서,

상기 실린더 몰드나 체와 부합하는 관계를 형성하는 오목한 형상의 압력면을 갖는 슈를 제공하는 단계; 및

상기 실린더 몰드나 체 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시키고, 이에 의해서 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 발생하는 마찰의 양이 증가되고, 그 결과로서 토크 전달이 증가되는 단계;를 포함하는 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 슈 상에서 상기 압력을 증가시키거나 감소시키기 위한 부하 수단을 제공하는 단계; 및

상기 슈의 원하는 부분 상에서 상기 압력을 조정하기 위한 수단을 제공하는 단계;를 더 포함하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 압력 슈에 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 압력면은 카우치 롤과 비교했을 때 상기 제조 직물과 접촉하는 큰 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 부하 수단은 공기압, 유압 및 스프링으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 부하 수단은 상기 공기압, 상기 유압 및 상기 스프링의 소정의 조합으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 압력 조정수단은 조절 구조물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 원하는 부분은 상기 슈의 리딩 테두리(leading edge)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 원하는 부분은 상기 슈의 트레일링 테두리(trailing edge)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 방법은, 종이, 보드지, 카톤 보드, 섬유 시멘트 보드 또는 섬유 시멘트 파이프의 생산에서 제조 직물로부터 실린더 몰드로 전달된 토 크의 양을 증가시키도록 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
적어도 하나의 제조 직물과 적어도 하나의 실린더 몰드나 체(sieve)를 갖는 종이 제품 또는 섬유 시멘트 제품들을 제조하기 위한 장치에 있어서,

상기 실린더 몰드의 외부 원주의 면 상에서 소정 위치에 놓인 오목한 형상의 압력면을 갖는 부하 슈를 포함하며,

상기 슈는 상기 실린더 몰드나 상기 체 상에서 제조 직물을 감싸는 양을 증가시키고, 이에 의해서 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 발생하는 마찰의 양이 증가시키고, 그 결과로서 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서의 토크 전달이 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 치수적으로 안정한 내마모 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 상기 실린더 몰드나 체를 구동시키기 위한 압력을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 30 항에 있어서, 상기 오목한 형상의 압력면은 카우치 롤의 것과 비교했을 때 상기 직물과 접촉하는 큰 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제 30 항에 있어서, 상기 슈 상에서 상기 압력을 증가 혹은 감소시키기 위한 수단; 및 상기 슈의 원하는 부분 상에서 상기 압력을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 32 항에 있어서, 상기 부하 수단은 공기압, 유압 및 스프링으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 33 항에 있어서, 상기 부하 수단은 상기 공기압, 상기 유압 및 상기 스프링의 소정의 조합으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 32 항에 있어서, 상기 압력 조정수단은 조절 구조물인 것을 특징으로 하는 장치.
제 32 항에 있어서, 상기 슈에 가해진 압력의 양은 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 발생한 마찰의 양에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 36 항에 있어서, 상기 마찰은 상기 제조 직물과 상기 실린더 몰드나 체 사이에서 전달된 토크의 양에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.