KR101395173B1 - 액체를 이용하는?웹 제품의 습윤 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치에 관한 것으로서, 상기 습윤 장치가 웹 제품을 안내하는 가이드 수단 및 웹 제품에 상기 액체를 도포하기 위한 도포 수단을 포함하며, 웹 제품은 진행 방향으로 상기 장치를 통해 통과하며, 상기 웹 제품에서 상기 도포 수단의 반대편에 있는 측면에 스플래시 가이드가 제공되어 웹 제품 바로 위에 놓인다.
Description
본 발명은 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치에 관한 것으로서, 상기 습윤 장치는 웹 제품을 안내하는 가이드 수단 및 상기 액체를 웹 제품에 도포하기 위한 도포 수단을 포함하며, 웹 제품은 진행 방향으로 상기 장치를 통해 통과한다.
웹 제품의 기능적 처리를 위해, 웹 제품, 예를 들어 필름, 플리스, 종이 또는 직물을 일반적으로 액상 화학제로 습윤하는 것은 공지되어 있다. 이는 예를 들어 컬러링, 함침, 오염 방지 코팅, 나노 코팅, 항균성 코팅 등이 될 수 있다.
그와 같은 종류의 방법 및 대응 장치는 예를 들어 DE 10 2006 038 339 A1호에 공지되어 있다. 상기 종래기술에서 습윤하려는 웹 제품은 회전 운동하는 도포 롤러에 의해 안내되며, 도포 롤러는 화학제 용기 안에 부분적으로 침지되어 있으므로 상기 화학제가 용기로부터 웹 제품으로 도포 롤러를 이용해 도포된다. 상기 도포 롤러의 앞이나 뒤에 배치되어 있는 2개의 가이드 롤러는 상기 웹 제품을 도포 롤러 위로 안내하는데 이용된다.
종래기술에 공지된 상기 장치의 단점은 도포 롤러와 웹 제품 사이 접촉각, 웹 제품 속도, 웹 제품 평량, 도포 롤러 속도 및 도포 롤러의 정점에서 습윤 물질의 점도에 의존하여 상기 물질의 웹 제품 침투가 이루어질 수 있다는 것이다. 위에서 언급한 변수들에 따라서 침투 수준이 강할 수 있으므로, 현저한 양의 습윤 액체가 상기 웹 제품의 측면들 중 도포 롤러의 반대편에 있는 측면에서 웹 제품으로부터 유출되고 또한 웹 제품의 진행 방향으로 주변에 튀어 그 결과 에어로졸 미스트를 야기한다.
상기 에어로졸 미스트는 많은 점에서 단점이 된다. 그와 같은 경우 상기 에어로졸 미스트는 설비 표면의 주변에 쌓이므로, 표면이 더러워지며 화학제에 따라서는 현저히 부식될 수 있다. 상기 설비의 그와 같은 오염은 장기적으로 설비의 안전성을 떨어뜨릴 수 있다. 바닥 및 계단에 쌓이면, 이는 상기 표면을 미끄럽게 만들고, 미끄러운 표면은 상기 설비에서 일하는 사람들에 대한 부상 위험이 된다. 더 나아가서 이들은 어쨌든 상기 에어로졸 미스트를 통해 오염되어 건강에 해로운 호흡 공기에 노출될 것이다. 상기 설비의 부품들 주변에, 특히 웹 제품 위에 뻗어있는 트래버스에 쌓인 액체가 다시 웹 제품에 떨어질 수 있으며 그 결과 제품 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 결국, 주위 환경에 누출된 에어로졸 미스트는 현저한 추가 비용을 의미하는데, 도포 물질의 최대 30%가 웹 제품을 통해 나와 증발하고 그 결과 습윤에 이용될 수 없기 때문이다.
아직까지는 습윤 영역에서 상기 웹 제품 위에 에어로졸 미스트의 흡입을 위한 흡입 후드가 이용되고 있지만, 흡입 후드는 설비에 관한 더 많은 기술 비용을 의미하며 또한 구조적 제한으로 웹 제품과 일정한 거리를 두고서만 설치될 수 있다. 이러한 이유 때문에, 습윤된 웹 제품의 인근 환경에서 상기 액체가 증발하고 및/또는 기계 부품들에 쌓이는 것을 상기 장치를 통해 막을 수는 없다. 또한, 상기 흡입 후드의 가장자리 영역에 쌓이는 액체가 다시 웹 제품 위로 떨어질 수 있다. 게다가 이미 흡입된 액체는 일반적으로 더 이상 습윤에 이용될 수 없으므로, 그와 같은 액체의 손실 역시 여전히 현저하다.
그러므로 본 발명의 과제는 위에서 언급한 종래기술의 단점들을 극복할 수 있는, 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제는 제1항의 특징들을 포함하는 장치를 통해 해결된다.
본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선점들은 종속항들의 대상이 된다.
액체를 이용해 웹 제품을 습윤하는 본 발명에 따른 장치는 웹 제품의 측면들 중 상기 도포 수단의 반대편에 있는 측면에 스플래시 가이드가 제공되어 웹 제품 바로 위에 놓이는 것을 특징으로 한다.
다시 말해서, 본 발명에 따라 제공되는 기계적 보호 장치 아래에서 상기 웹 제품이 도포 수단 위를 지나가며 상기 에어로졸 미스트가 상기 웹 제품의 주변에 확산되는 것이 상기 기계적 보호 장치를 통해 발생 지점에서 효과적으로 억제될 수 있다. 이를 위해 본 발명에 의거하여 상기 스플래시 가이드가 웹 제품 바로 위에 놓이므로, 습윤 화학제의 증발 및 그로 인한 도포액 손실 역시 완전히 억제될 수 있다. 오히려 웹 제품 위에 있는 상기 스플래시 가이드를 통해 균일한, 균질의 침투가 웹 제품에서 이루어진다. 상기 웹 제품을 통해 유출되는 액체는 상기 웹 제품과 대향하는 스플래시 가이드 측면을 적시지만, 적셔진 스플래시 가이드는 뒤따라오는 웹 제품에 의해 즉시 세정된다. 습윤이 끝난 웹 제품은 웹 제품의 두께에 의존하여 습윤 화학제의 침투로 인해 양 측면에서 동일한 성질을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예의 경우에 도포 수단으로서 제공되는 하나 이상의 도포 롤러는 습윤 액체를 담고 있는 용기 안에서 회전하며 웹 제품이 상기 도포 롤러에 의해 안내된다. 일정한 영역들에서 도포 롤러 위에 놓인 커버 스트립을 통해 스트립 도포 역시 실현될 수 있다. 기본적으로 다른 도포 메커니즘 역시, 예를 들어 분무 도포도 가능하다.
가이드 수단으로서 바람직하게는 가이드 롤러 및 하나 이상의 이머젼 롤러가 제공되며, 제공된 이머젼 롤러를 이용해 웹 제품이 반듯하고 팽팽하게 상기 도포 수단 위로, 특히 도포 롤러 위로 멀리까지 안내될 수 있다. 이때 상기 이머젼 롤러는 일반적으로 높이 조절이 될 수 있으므로, 이머젼 롤러의 위치는 웹 제품이 도포 롤러와 접촉할 수 있도록 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 스플래시 가이드는 본 발명의 실시예의 경우에 충분한 내화학성을 갖는 필름으로서 형성되어 있다. 상기 필름은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 예를 들어 DePont사의 Teflon®으로서 알려져 있다)으로 제조되는 것이 특히 바람직하다. 그와 같은 필름은 내수성을 가지므로, 상기 필름을 통해 상기 웹 제품을 덮은 영역에서는 어떤 종류의 습윤 화학제도 밖으로 나올 수 없다. 이것은 웹 제품에 매우 유연하게 적응할 수 있게 하며 제조 및 공급에 있어서 복잡하지도 않다. 더 나아가, PTFE는 매우 우수한 내화학성을 특징으로 하며 부식성 화학제에 의해 직접 부식되지도 않는다. 또한, 이것은 매우 작은 마찰 계수를 가지므로, 상기 PTFE 필름은 밀착에도 불구하고 움직이는 상기 웹 제품에 과잉 저항을 갖지 않아 작은 마모를 갖는다. 상기 필름의 표면 장력이 작기 때문에, 상기 PTFE가 습윤되기는 단지 어려우므로, 이미 위에서 설명한 것처럼, 웹 제품을 통해 유출되는 액체가 후행하는 웹 제품에 의해 직접 세정되어 상기 필름에 계속 붙어 있지는 않는다. PTFE 필름을 이용해 본 발명에 따른 스플래시 가이드를 형성하는 것 외에, PTFE에 기초하여 제조되는 다른 제품들 역시, 예를 들어 PTFE로 코팅된 웹 직물 또는 PTFE 필름 스트립으로 직조된 직물 등이 고려될 수 있다.
본 발명에 따라 바람직하게는 필름으로서 형성된 상기 스플래시 가이드는, 웹 제품의 진행 방향(L)으로, 습윤이 이루어지는 영역(예컨대, 도포 롤러가 이용되는 경우 상기 도포 롤러의 정점 부근)에 걸쳐, 그리고 상기 습윤이 이루어지는 영역에 선행하는 영역과 후속하는 영역 각각에 걸쳐 최대 1 m, 바람직하게는 최대 0.75 m 까지 연장되며, 상기 진행 방향(L)에 수직한 방향으로는, 적어도 상기 웹 제품의 폭 전체에 걸쳐 연장된다. 이와 같은 방식으로 도포 수단 둘레 일정한 영역으로부터 액체가 웹 제품으로부터 튈 수 없게 된다.
본 발명의 실시예로서 특히 바람직한 점은 상기 스플래시 가이드가 고정 수단을 통해 웹 제품에 고정된다는 것이다. 이는 예를 들어 2개 이상의 중공 프로파일이 될 수 있으며, 이들 중공 프로파일은 웹 제품의 진행 방향(L)을 가로질러 연장되어 있으며 양 중공 프로화일 사이에서 상기 스플래시 가이드의 양 단부가 고정되어 있다. 바람직하게는 상기 고정 수단이 높이 조절이 될 수 있으므로, 상기 고정 수단의 적절한 위치 선정을 통해 상기 필름이 인장되어 상기 이동하는 웹 제품을 누르거나 인장력을 높이기 위해 가볍게 웹 제품을 누를 수 있다.
더 나아가서 상기 고정 수단을 통해 웹 제품과 필름의 복합재가 도포 롤러 쪽으로 눌려지므로, 일정한 압력이 상기 도포 롤러 표면에 만들어지며 웹 제품의 균일한 습윤이 이루어질 수 있고, 도포 롤러, 웹 제품 및 필름 사이에 데드 스페이스가 형성될 수 없거나 상기 웹 제품이 도포 롤러에서 플러터링될 수 없다.
본 발명의 그와 같은 실시예에서 스플래시 가이드로서 이용되는 필름을 단지 웹 제품 위에 올려 놓거나[소수성 제조(hydrophobic production)] 또는 상기 고정 수단의 적절한 조절을 통해 일정한 압력을 상기 웹 제품에 발생시킬 수도 있다[친수성 제조(hydrophilic production)].
하기에서 본 발명은 실시예 및 첨부 도면을 참고하여 상술한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
액체로 웹 제품을 습윤하기 위한 장치 전체가 도 1에서 도면 부호 1로 표시되어 있으며 또한 가이드 롤러(6) 및 화살표(H2)에 따라서 높이 조절이 가능하도록 안내되는 이머젼 롤러(7)를 포함하며, 상기 이머젼 롤러를 통해 웹 제품(2)은 일정한 웹 제품 속도로 진행 방향(L)으로 도포 롤러(5) 위로 안내된다. 상기 도포 롤러(5)는 화학제와 같은 액체(3)로 채워진 용기(9) 내에서 회전하며, 이때 도포 롤러의 일부가 상기 용기 안에 잠겨 있다. 상기 액체(3)는 웹 제품(2)의 함침에 이용되며 또한 도포 롤러(5)의 정점(S) 영역에서 접촉을 통해 웹 제품(2)에 전달된다.
상기 웹 제품(2)의 측면들 중 도포 롤러(5)의 반대편 측면에 필름(4) 형태의 PTFE 스플래시 가이드가 상기 웹 제품(2) 위에 위치한다. 상기 필름(4)의 두께는 0.1mm - 1mm이며 특히 상기 웹 제품(2)의 두께와 관련하여 도 1에 실제 축적으로 도시되지는 않았다. 상기 필름(4)은 웹 제품(2)의 진행 방향(L)으로 상기 도포 롤러(5)의 정점(S)(즉, 습윤이 이루어지는 영역)에 걸쳐, 그리고 이 정점(S)에 선행하는 영역과 후속하는 영역 각각에 걸쳐 0.5m 까지 연장되어 있다. 상기 진행 방향(L)에 수직한 방향으로는, 상기 필름(4)이 웹 제품(2)의 전체 폭에 걸쳐 연장되어 있다.
가이드 롤러(6) 또는 이머젼 롤러(7)와 마주하는 상기 필름(4)의 양 단부가 역시 상기 진행 방향(L)을 가로질러 뻗어있는 고정 수단(8)에 고정되며, 이들은 중공 프로파일로서 형성되어 있다. 상기 고정 수단을 통해 상기 필름(4)은 웹 제품(2) 위에 고정된다. 이런 목적을 위해, 상기 고정 수단(8)은 화살표(H1, H3)를 따라서 높이 조절이 가능하도록 형성되어 있으므로, 상기 필름(4)이 먼저 웹 제품(2) 쪽으로 안내되고 그 후 웹 제품(2)을 누르거나 또는 인장력을 개선하기 위해 가볍게 그것을 누를 수 있다. 상기 높이 조절은 양 고정 수단(8)에 같은 정도로 이루어질 수 있거나 또는 높이 조절이 개별적으로 독립적으로 각 고정 수단(8)에 할당된다. 더 나아가서, 상기 고정 수단(8)을 통해 일정 압력으로 상기 도포 롤러(5) 쪽으로 필름(4)과 웹 제품(2)으로 이루어진 복합재를 누를 수 있다. 그러므로 상기 웹 제품(2)을 액체(3)로 균일하게 습윤하는 것이 가능하고, 액체가 고일 수도 있는 데드 스페이스가 도포 롤러(5), 웹 제품(2) 및 필름(4) 사이에 형성되지 않는다. 이런 공정을 친수성 제조라고 한다.
상기 도포 롤러(5)의 영역에서 웹 제품(2)을 통해 유출되는 액체(3) 성분이 웹 제품(2)으로부터 분리되어 외부 환경으로 넘어가는 것이 상기 필름(4)을 통해 방지된다. 이와 같은 방식으로 주위 설비 부품, 바닥 및 외부 공기의 오염이 억제되고 또한 현저한 양의 액체(3)가 절약될 수 있다. 동시에 상기 에어로졸 미스트의 흡입을 위한 흡입 장치가 이용될 필요가 없어지고, 이는 설비 기술을 단순화시킨다.
도 1에 따른 공정의 변형예로서 고정 수단(8) 및 일반적으로 높이 조절이 가능한 이머젼 롤러(7) 역시 조정될 수 있으므로, 상기 웹 제품(2)이 도포 롤러(5) 위에서 반듯하게 진행하지만, 스플래시 가이드로서 이용되는 필름(4)은 여전히 웹 제품(2)과의 면접촉을 유지한다. 이와 같은 공정은 소수성 제조라 한다.
요약하면, 소개한 본 발명을 통해 제공되는 장치는 액체로 웹 제품을 습윤할 때 에어로졸 미스트의 발생 및 이와 관련된 모든 단점들을 억제하며 특히 습윤 액체의 현저한 절약을 가져온다.
더 나아가서 본 발명에 따른 장치의 특별한 장점은 유연성 및 용이한 업그레이드에 있다. 그러므로 상기 스플래시 가이드는 아무런 문제없이 다양한 크기의 웹 제품에 적응할 수 있으며 완전히 상이한 형태의 설비에 나중에라도 설치될 수 있다.
Claims (10)
- 액체(3)를 이용한 웹 제품(2)의 습윤 장치가 웹 제품(2)을 안내하는 가이드 수단 및 웹 제품(2)에 상기 액체(3)를 도포하기 위한 도포 수단을 포함하며, 웹 제품(2)은 진행 방향으로 상기 장치를 통해 안내되는, 액체(3)를 이용한 웹 제품(2)의 습윤 장치에 있어서, 상기 웹 제품(2)의 측면들 중 상기 도포 수단의 반대편에 있는 측면에 스플래시 가이드가 제공되어 웹 제품(2) 바로 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치.
- 제1항에 있어서,
도포 수단으로서 하나 이상의 도포 롤러(5)가 제공되는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
가이드 수단으로서 가이드 롤러(6) 및 하나 이상의 이머젼 롤러(7)가 제공되는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스플래시 가이드가 필름(4)으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스플래시 가이드가 폴리테트라플루오로에틸렌에 기초하여 제조되는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스플래시 가이드는, 웹 제품(2)의 진행 방향(L)으로, 습윤이 이루어지는 영역에 걸쳐, 그리고 상기 습윤이 이루어지는 영역에 선행하는 영역과 후속하는 영역 각각에 걸쳐 최대 1 m 까지 연장되고; 상기 진행 방향(L)에 수직한 방향으로, 적어도 상기 웹 제품(2)의 폭 전체에 걸쳐 연장되는, 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스플래시 가이드는 고정 수단(8)을 통해 웹 제품(2) 위에 고정되는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제7항에 있어서,
상기 고정 수단(8)이 2개 이상의 중공 프로파일에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제7항에 있어서,
상기 고정 수단(8)이 높이 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치. - 제6항에 있어서,
상기 스플래시 가이드는, 웹 제품(2)의 진행 방향(L)으로, 습윤이 이루어지는 영역에 걸쳐, 그리고 상기 습윤이 이루어지는 영역에 선행하는 영역과 후속하는 영역 각각에 걸쳐 최대 0.75 m 까지 연장되는, 액체를 이용하는 웹 제품의 습윤 장치.
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