KR101738178B1

KR101738178B1 - 종이 웨브, 특히 담배 종이 웨브를 처리하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101738178B1
Application number: KR1020117028467A
Authority: KR
Inventors: 프란츠 부르거
Original assignee: 델포르트그룹 아게
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2017-05-29
Also published as: EP2425056A1; US20150004321A1; CA2758463C; US9333530B2; CA2758463A1; MY156489A; PL2425056T3; BRPI1013913B1; ES2535525T3; KR20120012976A; BRPI1013913A2; US20120111209A1; EP2425056B1; DE102009019600A1; CN102421963A; CN102421963B; WO2010124879A1; US8863657B2

Abstract

본 발명은 70 g/m²을 초과하지 않는 낮은 표면 영역 밀도를 가진 종이 웨브, 특히 담배 종이 웨브를 처리하기 위한 장치이며, 상기 장치는 종이 웨브가 장치에 급송되는 입력측과, 종이 웨브가 장치를 떠나는 출력측으로서, 종이 웨브가 입력측으로부터 출력측으로 이송 방향으로 장치를 통해 진행하는, 출력측과, 종이 웨브에 액체 프린팅 매체를 도포하기 위한, 특히 프린팅 유닛, 바람직하게는 그라비어 프린팅 유닛과 같은 입력측 하류의 장치(5)와, 종이 웨브에 도포된 프린팅 매체를 건조하기 위해 이송 방향에서 도포 장치를 뒤따르는 특히 고온-공기 건조기와 같은 제1 건조 스테이션(7)과, 이송 방향에서 제1 건조를 뒤따르는 종이 웨브를 가습하기 위한 장치(9)와, 이송 방향에서 가습 장치를 뒤따르고, 가습된 종이 웨브를 건조시키는 제2 건조 스테이션(11)을 포함하고 있다.

Description

종이 웨브, 특히 담배 종이 웨브를 처리하기 위한 장치 및 방법{ARRANGEMENT AND METHOD FOR PROCESSING A PAPER WEB, IN PARTICULAR A CIGARETTE PAPER WEB}

본 발명은 각각 70 또는 60 g/m²을 초과하지 않는, 특히 50 g/m²을 초과하지 않는 평량을 가진 종이 웨브, 특히 담배 종이 웨브를 처리하기 위한 설비 및 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 20 내지 40 g/m²의 평량의 담배 종이 웨브가 고려될 수 있다. 통상적으로, 담배 종이는 담배 종이의 충분한 불투명도를 보장하기 위해 충전재, 특히 탄산칼슘을 포함하고 있다.

담배 산업에는 훈소(smouldering) 및 점화 안전을 위해 표면에서 담배 종이를 수정할 필요성이 있다. 소위 저발화성(LIP) 담배 종이에 있어서, 명확하게 구획된 구역이 담배 종이 상에 구현되는데, 이 담배 종이에서는 공기 투과성은 담배가 견고한 표면 상에 놓이고 타오르는 첨봉이 이러한 구역에 도달하자마자 담배가 꺼질 정도로 감소된다. 이러한 종류의 훈소 보호는 예를 들어, 녹말 용액(starch solution) 또는 현탁액(suspension)이 담배 종이의 내측 측부 즉, 담배를 향하는 담배 종이의 측부에, 일반적으로 이송 방향에 수직하는 밴드로 도포됨으로써 실현된다. 본 출원의 발명자는 종이의 신장에 있어서의 변화 및 잔류 응력이 종이 웨브에 걸쳐서 프린팅 영역과 비프린팅 영역 사이에서 즉, 녹말 용액/현탁액 밴드로 처리된 영역과 녹말 용액/현탁액이 없는 영역 사이에서 발생되는 것을 파악하였고, 이러한 응력은 담배 종이에 주름 자국을 만들어 낼 수 있다. 담배 종이에 주름 자국이 형성되면 한편으로는 담배 종이의 추가 처리를 위한 문제가 있게 되고, 다른 한편으로는 소비자에 의해 이 종이로부터 제조된 흡연 물품의 수용성을 감소시키는 가시적 결함(optical deficit)이 수반되며, 이에 의해 경제적인 단점을 갖게 된다. 프린팅된 담배 종이는 대개 녹말 용액/현탁액에 의한 처리 후에 절단된다. 담배 종이 제조의 최대 처리량은 특히 절단 스테이션에 의해 제한되는데, 특히 녹말 용액/현탁액의 밴드로부터 기인하는 담배 종이의 기계적 특성 때문에, 50 m/min를 초과하지 않는 오직 매우 낮은 급송 속도만이 사용될 수 있다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하기 위한 것으로서, 특히 60 또는 70 g/m², 특히 50 g/m²을 초과하지 않는 평량을 가진 종이 웨브를 처리하기 위한 방법 및 설비를 제공하기 위한 것이며, 종이는 다량으로 처리될 수 있고, 예를 들어 훈소 보호를 위한 종이의 처리는 담배 종이에 대한 가시적 손상을 일으키지 않고, 처리된 담배 종이의 기계적 특성이 더 높은 생산 속도를 위해 개선된다.

본 발명의 목적은 청구항 1 또는 청구항 29의 특징을 통해 구현된다.

따라서, 60 또는 70 g/m², 특히 50 g/m²을 초과하지 않는 평량을 가진 종이 웨브, 특히 담배 종이 웨브를 처리하기 위한 설비가 제공되는데, 상기 설비는 종이 웨브가 설비에 급송되는 입력측을 구비한다. 또한, 설비는 종이 웨브가 설비를 떠나는 출력측을 구비하고, 여기서 종이 웨브가 입력측으로부터 출력측으로 특히 바람직하게는 본질적으로 일정한 이송 속도로 연속적으로 이송 방향으로 설비를 통해 진행한다. 본 발명에 따르면, 종이 웨브 상에 즉, 종이 웨브의 일 측부 상에, 특히 훈소 보호부를 형성하기 위해 녹말 용액 또는 현탁액과 같은 액체 프린트 매체를 도포하도록 의도된, 장치, 특히 프린팅 유닛, 바람직하게는 그라비어 프린팅 유닛이 입력측 하류에 배치된다. 제1 건조 스테이션, 특히 고온 공기 건조기가 이송 방향에서 프린팅 유닛을 뒤따르고, 건조기는 종이 웨브에 도포된 프린트 매체를 건조하도록 되어 있다. 만약, 이 위치에서 본 발명에 따른 설비 또는 방법에 의한 종이의 처리가 종료되면, 종이 웨브는, 천이 영역에서의 주름 자국의 형성에 의해 시각적으로 인식가능한 종이의 신장과 같은 기계적 특성의 결과적인 변화 및 종이의 왜곡과 구조적 변화로 인하여, 프린트 매체가 없는 종이 섹션과 프린트 매체를 포함하는 종이 섹션 사이의 천이 영역에서 특히 약화되게 된다.

본 발명이 이 단계에서 건조된 프린트 매체를 포함하는 종이 웨브를 습윤화하기 위해 제1 건조 스테이션을 뒤따르는 종이 웨브를 습윤화하는 장치가 제안되는데, 여기서 제2 건조 스테이션이 이송 방향에서 습윤화 스테이션 하류에 배치되고, 이것에 의해 습윤화된 종이 웨브가 다시 건조된다.

매체를 도포하기 위한 장치는 그라비어 프린팅 유닛과 같은 프린팅 유닛을 포함할 수 있다. 필름 프레싱(film pressing) 기법과 같은 매체를 도포하기 위한 변형 기법도 생각해 볼 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 대체로 주름 자국의 형성에 의해 손상되는 프린팅된 담배 종이는 완벽한 습윤화 및 후속 건조에 의해 평탄화될 것이다. 예상하지 못하게도, 종이 웨브의 품질이 습윤화 및 후속 건조로부터 열화되지 않는다는 것이 명백해졌다. 대조적으로, 프린트 매체를 포함하는 종이 섹션 사이의 주름 자국을 가진 영역이, 종이 웨브에서의 왜곡 및 응력을 일으키는 일 없이 평탄화될 수 있다. 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의해, 그림 표식 등과 같은 복잡한 이미지 구조도 원하지 않는 주름 자국이 형성되는 일 없이 종이 상에 프린팅될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 프린팅 유닛은 프린트 매체를 포함하는 영역과 프린트 매체를 포함하지 않는 영역이 교번하는 영역을 가진 패턴을 프린팅하도록 구성되어 있다. 여기서, 특히 스트립 패턴이 사용될 수 있다.

본 발명의 추가적인 전개에 있어서, 프린트 매체는 수용액, 유상액 또는 현탁액, 바람직하게는 녹말 용액 또는 현탁액이다.

바람직하게는, 프린팅 유닛은 그라비어 프린팅 유닛으로서 구성되고, 압인 실린더와 프린팅 공정에 따라 이 압인 실린더와 협동하는 프린팅 실린더를 구비하고 있다. 프린팅 실린더는, 프린팅 실린더가 회전할 때에, 압인 실린더와 프린팅 실린더의 압력 접촉 영역을 통해 종이 웨브가 통과하는 동안에 프린트 매체를 종이 웨브에 도포하기 위해 액체 프린트 매체에 의해 프린팅 실린더가 덮혀지도록, 프린트 매체를 수용하는 액조와 연관될 수 있다. 여기서, 액조는 2개의 섹션 즉, 내부 액조와 외부 액조로 구성될 수 있다. 프린팅 실린더의 직경에 따라, 내부 또는 외부 액조가 사용된다. 내부 액조는 외부 액조와 비교하여 더 작은 직경 또는 더 작은 치수를 갖는다. 작은 직경을 가진 프린팅 실린더를 사용할 때에, 더 작은 내부 액조를 사용하는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 실린더의 보다 양호한 스쿠핑 거동이 달성된다. 약 750 mm를 초과하는 직경을 가진 실린더에 있어서, 내부 액조는 너무 작다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 프린팅 실린더는 400 mm 내지 1200 mm의 외측 원주부를 갖는다.

본 발명의 추가적인 전개에 있어서, 고온 공기 건조는 종이 웨브의 프린팅된 측부에 대해 접촉없이 작용된다. 이것은 종이 웨브와 직접 접촉할 수도 있는 컨베이어 롤을 포함할 수 있지만, 여기서 컨베이어 롤러는 건조 기능을 수행하지 않고, 이송 기능을 수행하며, 프린팅되지 않은 측부에서만 종이 웨브와 접촉하게 된다. 또한, 고온 공기 건조를 통한 종이의 수송은 지지 웨브를 통해 구현될 수 있다. 이 웨브는 컨베이어 롤러에 의해 구동된다. 웨브는 종이와 직접 접촉하지만, 그 프린팅된 측부와는 결코 접촉하지 않는다.

고온 공기 건조는 종이 웨브를 포위하는 스트림에 의해 구현될 수 있는데, 여기서 순환 공기 스트림은 240℃를 초과하지 않는 온도를 갖는다.

본 발명의 추가적인 전개에 있어서, 습윤화 장치는 습윤화 장치를 통해 통과하는 동안에 전체 종이 웨브를 습윤화시키도록 구성된다. 이것은 습윤화 장치가 습윤화 장치를 통한 통과 동안에 전체 폭을 따라서 종이 웨브의 습윤화 또는 적심을 구현한다는 것을 의미하는데, 여기서 종이 웨브의 모든 섹션은 길이 방향으로의 종이 웨브의 수송 동안에 특히 한 측부 또는 양 측부에서 각각 습윤화된다.

바람직하게는, 습윤화 장치는 15℃ 내지 75℃의 온도를 갖는 함침액으로 종이 웨브를 습윤화시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 습윤화 장치는 함침액 섬프를 형성하고, 이 섬프를 통해 종이 웨브가 그 습윤화를 위해 안내 또는 인입된다.

바람직하게는, 습윤화 장치는 서로 맞닿아 가압하도록 회전가능하게 장착된 2개의 롤러를 구비하고 있다. 여기서, 함침액의 섬프가 롤러 사이의 압력 접촉 영역에 형성된다. 바람직하게는, 롤러는 3.5 바아를 초과하지 않는 압력으로 서로 맞닿아 가압될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 습윤화 장치는 함침액을 롤러의 압력 접촉 영역으로 이송할 수 있는 함침액 섬프를 형성하기 위한 펌프를 구비하고 있다. 여기서, 펌프는 펌프 함침액을 2개의 롤러의 가압된 접촉 영역 까지 안내하는 관형 덕트에 연결될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 하나 이상의 롤러의 표면에는 세라믹 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluorethylene)과 같은 코팅 재료가 제공된다. 특히 저마찰 저항성과, 균질한 표면 구조와, 극도의 온도 저항성과, 양호한 화학적 저항성을 갖고, 접착성이 없는 다른 코팅 재료를 사용할 수 있다.

본 발명의 추가적인 전개에 있어서, 습윤화 장치는 종이 웨브에 함침액을 분사하기 위한 분사 장치로 구성되어 있다. 따라서, 또한 습윤화는 노즐을 통해 함침액을 분무화함으로써 구현될 수 있고, 여기서 액체는 이러한 방식으로만 종이 웨브에 도달한다. 또한, 분사 장치는 종이 웨브가 액체 함침 작용제에 노출되는 상기 섬프 구성에 추가로 제공될 수 있다. 섬프 습윤화 및 분사 장치는 서로로부터 독립적으로 또는 동시에 작동될 수 있다.

바람직하게는, 분사 장치는 이송 방향에서 롤러의 하류에 있어서, 섬프 영역이 롤러의 가압 접촉 영역에 제공되는 경우에, 섬프에 의해 미리 습윤화된 종이 웨브는 추가로 분사 장치를 통해 특히 양 측으로부터 액체로 덮혀질 수 있다. 여기서, 분사 장치는, 종이 웨브가 습윤화 장치를 통과할 때에 완전히 습윤화되도록, 종이 웨브를 가로질러 폭방향으로 배치된 노즐이 형성된 튜브일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 특히 습윤화 장치의 분사 압력 및/또는 분사량을 조정할 수 있는 제어 유닛이 설비에 제공된다. 여기서, 제어 유닛은 튜브의 노즐 상에 제어 방식으로 작용할 수 있다.

대안으로서 또는 추가로 습윤화 장치는 종이 웨브를 완전히 습윤화하는 그라비어 프린팅 유닛으로서 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 함침액은 물, 수용액, 수용성 또는 비수용성 비유기 또는 유기 화합물의 유상액 또는 현탁액이다. 수용성 조성물은 염류 특히 훈소 속도를 조정하기 위한 구연산염을 포함할 수 있다.

종이 웨브의 완전한 습윤화를 제공하는 추가의 변형 가능성이 그라비어 프린팅 유닛 또는 사이즈 프레스(size press)를 사용함으로써 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치에 있어서, 적용된 물의 양이 건조 종이 질량의 적어도 10%가 되도록 보장되는 것이 바람직하다. 적용된 물의 비율이 25% 내지 50% 사이에 있는 것이 바람직하다. 100%의 물을 적용하는 것도 가능할 수 있다. 도포되는 함침액의 양의 조정에 대한 기본적인 원칙에 있어서, 제1 스테이션에서 도포되는 프린트 매체의 양이 클수록, 더 많은 종이 웨브가 함침액에 의해 습윤화된다고 할 수 있다. 바람직하게는, 10° 내지 80° 사이의 온도를 가진 물이 함침액 또는 습윤화액으로서 사용되어야 한다. 바람직하게는, 물의 온도는 약 25℃ 내지 40℃이어야 한다. 이러한 온도 범위에서, 후속 건조가 촉진되고, 여기서 추가적으로 놀랍게도 습윤화를 위해 사용되는 적어도 40℃의 더 따뜻한 물이 프린팅 영역에 도포된 프린트 매체의 종이 구조로의 침입을 더 개선하여, 습윤화를 위한 물의 필요를 감소시키게 된다는 것을 발견하였다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제2 건조 스테이션은 습윤화된 종이 웨브가 하나 이상의 가열된 건조 실린더 또는 롤러, 바람직하게는 3개 또는 4개의 건조 실린더와 직접 접촉하는 접촉 건조에 의해 구현된다. 여기서, 열이 건조 실린더와의 접촉을 통해 종이 웨브에 전달되어, 종이 웨브의 제습 및 이에 따른 종이 웨브의 건조를 달성한다. 동시에, 종이 웨브는, 종이 웨브가 건조 실린더에 밀착되게 놓여 있어서 동시에 건조 및 평탄화가 달성되는 방식으로 건조 스테이션 내에 인장 응력 하에 놓여 있다.

바람직하게는, 고온 공기 건조 후드가 하나 이상의 건조 실린더에, 특히 제1 건조 실린더에 이송 방향으로 제공되고, 건조 후드는 적어도 부분적으로 건조 실린더를 포위하여, 종이 웨브가 건조 실린더 상의 고온 공기의 건조 스트림에 노출되며, 스트림은 후드의 내부에 의해 안내된다.

여기서, 종이 웨브가 놓여 있는 건조 실린더의 원주방향 벽은 약 60℃ 이상 그리고 약 180℃ 이하의 온도를 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 적어도 하나의 건조 롤러는 원통형이고, 특히 원통형 외부 접촉 영역을 갖고 있다. 원통형 외부 접촉 표면 둘레에서 습윤화된 종이 웨브의 건조는 원통형 외부 접촉 영역의 원주방향 범위 상에 종이 웨브가 밀착되게 놓여 있을 때에 발생된다. 종이 웨브에 의해 커버되는 원주방향 범위는 바람직하게는 90°, 100°, 110° 또는 120°보다 크고, 특히 적어도 건조 롤러 중 하나에 있어서 180°보다 크다.

바람직하게는, 원통형 외부 접촉 영역은 매끄럽고 돌기부가 없다. 이러한 방식으로, 습윤화된 종이 웨브의 다림질 효과(ironing effect)가 달성된다. 여기서, 건조 실린더와의 접촉이 원주방향 범위 내에서 종이 웨브의 전체 폭에 걸쳐서 달성되는 것이 보장된다. 이에 따라, 외부 접촉 영역에는 패턴이 없다.

본 발명의 추가적인 전개에 있어서, 수직 방향으로 서로에 대해 이격된 적어도 3개의 건조 롤러가 제공된다. 여기서, 예를 들어 첫번째 및 마지막 건조 롤러는 동일한 수평 높이에 배치될 수 있다. 수평방향으로 인접한 건조 롤러는 수직 방향으로 부분적으로 교차될 수 있어서, 종이 웨브는 제1 건조 롤러로부터 제2 건조 롤러로, 그리고 그곳으로부터 제3 건조 롤러로 통과한 후에 이송 방향과 반대로 후방으로 진행하게 된다.

바람직하게는, 적어도 하나의 원통형 건조 롤러는 적어도 80 cm, 바람직하게는 2.5 m 보다 작은 직경을 갖고 있고, 여기서 바람직한 직경 치수는 1.8 m이다. 적어도 하나의 건조 롤러는 건조 롤러를 가열하기 위해 스팀 또는 고온 공기로 충전될 수 있는 특히 폐쇄형 중공 공간을 포함하고 있다. 대안으로서, 건조 롤러는 적외선을 통해 가열될 수 있다.

본 발명에 따른 특정 측면이 적어도 2개의 건조 롤러의 사전결정된 온도 패턴을 제공하는 데에 있다.

통상적으로, 건조 롤러의 온도가 하나의 건조 롤러로부터 다음 건조 롤러로의 종이 웨브의 수송 방향으로 증가할 것으로 예상될 것이다. 본 발명에 따르면, 수송 방향에서 하나의 건조 롤러로부터 다른 건조 롤러로의 온도 패턴은 온도가 적어도 동일하게 유지되거나, 또는 입력측의 제1 건조 롤러로부터 제2 건조 롤러까지 감소되도록 조정된다. 여기서, 초기에 종이 웨브의 프린팅되지 않은 측부가 입력측의 제1 건조 롤러와 접촉하게 되어, 이에 의해 건조될 수 있다. 이어서, 후속하는 제2 건조 롤러에서, 종이 웨브의 프린팅된 측부가 롤러와 접촉한다. 이제, 제2 건조 롤러에서, 상승된 온도가 존재하면, 프린트 매체가 종이 웨브의 프린팅된 영역에서 건조 롤러 상에 고착되는 일이 발생될 수 있다. 이러한 종류의 프린팅된 매체의 고착 또는 열적 반응은 제2 건조 롤러의 감소된 온도에 의해 회피된다. 이어서, 제3 건조 롤러의 온도는, 다시 종이 웨브의 프린팅되지 않은 측부가 제3 건조 롤러의 건조 표면과 접촉하게 될 때, 건조 효율을 향상시키기 위해 제2 건조 롤러 중 하나보다 더 높게 조정된다. 건조 스테이션에 제4 건조 롤러가 제공된다면, 온도는 프린트 매체의 전술한 열적 반응을 피하도록 상당히 감소되도록 조정되어야 한다. 예를 들어, 3개의 건조 롤러 사이의 온도 패턴은 제1 건조 롤러 100℃, 제2 건조 롤러 95℃, 제3 건조 롤러 120℃와 같이 정렬될 수 있다.

프린트 매체의 고체 물질의 함량이 높게, 예를 들어 25%의 고체 물질(용매가 75% 보다 낮음)보다 높은 경우에, 수송 방향으로 이하의 온도 패턴 즉, 제1 건조 실린더 95℃, 제2 건조 실린더 95℃, 제3 건조 실린더 110℃가 건조 실린더에 제공될 수 있다.

따라서, 이 실시예에 있어서, 제1 건조 실린더 온도와 제2 건조 실린더 온도를 적어도 동일하게 할 수 있고, 여기서 종이 웨브의 프린팅되지 않은 측부가 건조 실린더와 접촉하는 제3 건조 실린더 온도는 상당히 상승하게 된다.

일반적으로, 건조 실린더 외부면의 온도가 150°를 초과하지 않는데, 그 이유는 그렇지 않다면 종이 웨브의 변색이 일어나기 때문이라는 것에 유의하여야 한다. 그러나, 충분한 건조 효과를 달성하기 위해, 최소 온도 60℃가 사용되어야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 출력측에 감기 롤러가 제공되고, 감기 롤러는 종이 웨브가 적어도 제2 건조 스테이션을 통한 그 수송 중에 장력 하에 있도록 회전가능하게 구동된다. 또한, 감겨진 종이 웨브를 갖는 풀기 롤러가 입력측에 제공될 수 있는데, 여기서 풀기 롤러의 불규칙성 및/또는 장력은 스프링 장력식 진자 시스템에 의해 보상될 수 있다. 진자 시스템은 바람직하게는 압축 공기에 의해 미리 팽팽해질 수 있고, 각각의 진자 운동을 수행하도록 제어될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 또한 60 또는 70 g/m², 특히 50 g/m²을 초과하지 않는 평량을 가진 종이 웨브, 특히 담배 종이 웨브를 처리하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서 프린트 매체와 같은 액체 매체가 특히 프린팅 유닛, 특히 그라비어 프린팅 유닛에서 종이 웨브에 도포된다. 이어서, 종이 웨브에 도포된 프린트 매체가 특히 제1 건조 스테이션, 특히 고온 공기 건조기에서 건조된다. 그 후, 종이 웨브는 액체 함침 매체로 습윤화되고, 습윤화된 종이 웨브는 특히 제2 건조 스테이션에서 건조된다.

본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따른 전술한 설비의 기능에 따라 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 다른 특징, 이점 및 특징은 첨부 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예의 아래의 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 설비의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 설비의 프린팅 유닛에 대한 도식적인 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 설비의 습윤화 장치에 대한 도식적인 상세도이다.

도 1에는 대체로 도면 부호 1이 부여되고, 평량 24 g/m² 내지 32 g/m²을 갖는 담배 종이 웨브(2)를 처리하기 위한 본 발명에 따른 설비가 도시되어 있다. 종이 처리 설비(1)는 이하의 본질적으로 필요한 메인 스테이션인 풀기 스테이션(3), 그라비어 프린팅 유닛(5), 고온 공기 건조기(7), 습윤화 장치(9), 접촉 건조기(11) 및 감기 스테이션(13)을 포함하고 있다.

풀기 스테이션(3)은 약 76 mm의 내경을 갖는 슬리브(자세히는 도시되어 있지 않음)를 포함하고, 상기 풀기 스테이션으로부터 종이 웨브(2)가 풀린다. 예를 들어 120 mm와 같은 다양한 치수의 내부 슬리브 직경이 사용될 수 있다. 슬리브는 각각 회전 샤프트에 회전가능하게 장착되거나 부착될 수 있다. 대안으로서, 종이 롤은 풀기 스테이션의 풀기 장치에 현수되어 있는 스틸 코어 상에 감겨져 있을 수 있다. 종이 웨브(2)의 응력 및 불균일을 고르게 하기 위해, 진자 시스템(pendulum system)(17)이 풀기 스테이션(3)에 직접 제공될 수 있고, 진자 시스템은 각각의 인장 예비 하중을 종이 웨브(2)에 전달하기 위해 압축 공기로 예비 장력이 가해진다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 진자 시스템(17)은 그라비어 프린팅 유닛(5)의 일부이다.

그라비어 프린팅 유닛(5)에서, 종이 웨브(2)는 그라비어 프린팅 방법에 의해 녹말 용액/현탁액을 종이 웨브의 일 측부 상에 프린팅함으로써, 일 측부 상에 원하는 녹말 용액/현탁액으로 밴드 또는 스트립 형태로 적셔진다. 그라비어 프린팅 유닛(5)의 기능은 도 2를 참조하여 이후에 설명하겠다.

고온 공기 건조기(7)는 그라비어 프린팅 유닛(5) 바로 뒤에 배치되고, 약 3.25 m의 건조 길이를 갖는다. 고온 공기 건조기(7)는 240℃를 초과하지 않는 온도의 17000 m³/h의 유속을 가진 가열된 주변 공기 스트림을 발생시키도록 구성되어 있다. 고온 공기 건조기(7)는 그라비어 프린팅 유닛(5)의 프린트 매체와 함께 도입될 수 있는 용매를 제거하는 역할을 한다. 종이 웨브(2)를 잘 처리하기 위해, 종이 웨브가 고온 공기 건조기(7)를 통해 펠트(felt) 조각을 지나 수송된다. 여기서, 종이는 종이의 프린팅되지 않은 측부 상에 놓이고, 프린팅된 측부는 건조 공정 동안에 고온 공기 건조기의 구성부품과 접촉하지 않는다. 종이 웨브는 예를 들어 펠트로 제조된 수송 벨트를 거쳐 수송되고, 안내 롤러(21)를 거쳐 구동된다.

고온 공기 건조기(7) 바로 뒤에, 도 3에 자세히 도시되어 있는 습윤화 장치(9)가 배치되고, 이것은 나중에 자세히 설명하겠다. 습윤화 장치(9)는 그 전체 폭 및 길이에 걸쳐서 액체 함침 매체로 종이 웨브(2)를 습윤화시키도록 되어 있다. 15 내지 75℃ 온도의 물, 수용액(water-based solution), 유상액 또는 현탁액이 함침 매체로서 사용될 수 있다. 습윤화 장치(9)는 예를 들어, 서로 가압되고 하나가 함침 매체에 노출되는 2개의 롤러 사이에 형성되는 섬프(sump)를 형성할 수 있다. 종이 웨브(2)가 접촉 영역을 통해 수송됨에 따라, 종이 웨브는 섬프를 통해 함침액에 노출된다.

이어서, 습윤화된 종이 웨브(2)는 도 1로부터 명백한 바와 같이 본질적으로 동일한 직경을 갖는 3개의 건조 실린더 또는 롤러(23, 25, 27)로 구성된 접촉 건조기(11)에 급송된다. 건조 실린더(23, 25, 27)는 증기, 특히 스팀에 노출되고, 120℃를 초과하지 않는 온도까지 가열될 수 있다. 접촉 건조기(11)는 습윤화 장치(9)에 도입되는 함침 매체의 액체 부분을 종이 웨브(2)로부터 제거하는 기능을 한다. 여기서, 종이 웨브(2)는 완전히 주름 자국이 없는 종이 웨브(2)가 실현되도록 원하는 평활화 효과(smoothing effect)를 달성하기 위해 건조 실린더(23, 25, 27)와 직접 접촉할 것이다.

여기서, 접촉 건조기(11)의 트랙 구성은 바람직하게는 종이의 프린팅된 측부가 오직 제2 건조 실린더(25)에서 건조 실린더와 접촉하게 되도록 구성된다. 따라서, 제1 건조 실린더는 종이 웨브의 프린팅된 측부와 접촉하지 않고, 그 반대 측부와 접촉하게 된다. 이러한 구성은 건조 실린더(23)의 표면에 프린팅된 물질이 고착되는 일이 수반되지 않는 한 유리하다. 제1 건조 실린더(23)에서의 건조 성능을 향상시키기 위해, 제1 건조 실린더에는 추가로 고온 공기 후드(61)(T_(최대)= 250℃; V_{(최대 공기)} = 12000 m³/h)가 장착되어 있다. 따라서, 종이는 일단 건조 실린더와의 접촉을 통해 건조되고 매끄러워지며, 추가로 특히 프린팅된 재료가 건조 후드의 고온 공기를 통해 건조된다.

건조 실린더(23 내지 27)는 습윤화 종이 웨브(2)와 접촉하고 그에 의해 대부분 덮혀지는 하나의 원통형 외부 접촉 표면을 각각 갖는다. 바람직하게는, 종이 웨브에 의해 덮혀지는 건조 실린더(23 내지 27)의 원주방향 범위는 90°, 100°, 또는 120° 보다 크다. 제2 건조 실린더(25)에 있어서, 원주방향 커버는 180° 보다 크다.

도 1로부터 명백한 바와 같이, 3개의 건조 실린더(23 내지 27)는 서로에 대해 수직방향으로 이격된 상태로 제공된다. 여기서, 제1 건조 실린더(23)와 제3 건조 실린더(27)의 수평 거리가 (중간) 건조 실린더(25)의 직경보다 작도록 조정된다. 이로 인해 수직 방향에서 봤을 때 건조 실린더(23 내지 25)의 부분적인 교차가 수반되어, 제1 건조 실린더(23)로부터 제2 건조 실린더(25)로의 그리고 제2 건조 실린더(25)로부터 제3 건조 실린더(27)로의 종이 웨브(2)의 통과 동안에 이송 방향과 반대의 종이 웨브(2)의 후방 수송이 발생된다.

종이 웨브는 접촉 건조기(11) 내에서 인장 응력이 미리 가해져서, 건조 실린더(23 내지 27)의 외부 접촉 표면 둘레에 균일하게 놓이게 된다.

감기 스테이션(13)이 접촉 건조기(11) 바로 뒤에 배치되고, 지지 실린더(31)와 감기 롤러(33)를 포함한다. 지지 실린더(31)의 기능은 감기 롤러(33)에서의 종이 웨브(2)의 완벽한 감기를 보장하기 위해 종이 웨브(2)에 필요한 장력을 인가하는 것이다.

이하에서, 그라비어 프린팅 유닛(5)을 도 2를 참조하여 자세히 설명한다.

종이 웨브(2)에 진자 시스템(17)에 의해 인장 응력이 가해진 후에, 종이 웨브(2)는 액체 프린팅 매체(자세히 도시되어 있지는 않음)로 덮혀 있는 프린팅 실린더(43)와 압인 실린더(impression cylinder)(45)로 이루어진 구조체에 급송된다. 프린팅 실린더(43)의 적심은, 프린팅 실린더가 그 축을 중심으로 회전하는 동안에, 프린팅 실린더(43)가 프린팅 액체를 담고 있는 액조를 통해 진행함으로써 달성된다. 액조는 외부 액조(45)와, 이 외부 액조에 비해 더 작은 체적을 가진 내부 액조(47)의 2개 섹션으로 형성될 수 있다. 작은 직경을 가진 프린팅 실린더(43)를 사용할 때에, 프린팅 실린더(43)의 양호한 스쿠핑(scooping) 거동을 달성하기 위해 내부 액조(47)를 사용하는 것이 유리하다. 압인 실린더에는 프린트 매체가 프린팅 실린더(43)로부터 종이 웨브(2)로 전달되게 하기 위해 필요한 기계적 압력이 조성된다. 추가로, 압인 실린더(41)는 그라비어 프린팅 유닛(5)을 통한 종이 웨브(2)의 수송을 보장한다. 프린팅 실린더(43)로부터의 과도한 프린트 매체를 닦아내기 위해 프린팅 실린더(43) 근처에 스퀴지(59)가 제공된다. 종이 웨브(2)는 그라비어 프린팅 유닛(5)을 떠나 고온 공기 건조기(7)를 향한다.

도 3에, 종이 웨브(2)가 압착되는 접촉 압력 영역(55)을 형성하는 대체로 2개의 롤러(51, 53)로 이루어진 습윤화 장치(9)가 자세히 도시되어 있다. 전체 종이 웨브(2)를 함침액으로 덮기 위해 함침액의 섬프가 자세히 도시되지 않은 펌프에 의해 접촉 압력 영역(55)에 형성된다.

대안으로서 또는 선택적으로, 접촉 압력 영역(55)에의 섬프 형성에 추가하여, 분사 튜브(57)가 바로 그 뒤에 제공될 수 있고, 종이 웨브(2)의 일 측부에 또는 양 측부(도시되어 있지는 않음)에 배치된다. 분사 튜브(57)는 몇 개의 노즐을 구비하고, 이 노즐로부터 함침액이 종이 웨브(2)에 분사되어 함침액으로 종이 웨브(2)를 완전히 덮는 것이 실현된다.

이어서, 습윤화 종이 웨브(2)는 접촉 건조기(11)에서의 건조 및 평탄화를 위해 습윤화 장치(9)를 떠난다.

놀랍게도, 이하의 종이를 건조시키는 접촉은 어떠한 주름 자국도 없으며, 종이 웨브(2)의 신장과 같은 기계적 특성은 후속하는 절단 설비에서 명백하게 더 빠른 급송 속도가 달성될 수 있도록 확실하게 개선될 수 있다는 것이 맹백해졌다. 습윤화 장치에서의 함침와 접촉 건조기에서의 접촉 건조로 인해, 그라비어 프린팅 방법에 의해 프린팅된 종이는 프린팅되지 않은 것처럼 처리될 수 있다.

전술한 설명에 개시된 특징과 청구범위는 다양한 실시예의 발명을 개별적으로 그리고 임의의 조합으로 실현하기에 적합할 수 있다.

1 : 종이 처리 설비 2 : 담배 종이 웨브
3 : 풀기 스테이션 5 : 그라비어 프린팅 유닛
7 : 고온 공기 건조기 9 : 습윤화 장치
11 : 접촉 건조기 13 : 감기 스테이션
17 : 진자 시스템 21 : 안내 롤러
23, 25, 27 : 건조 실린더 31 : 지지 실린더
33 : 감기 롤러 41 : 압인 실린더
43 : 프린팅 실린더 45 : 외부 액조
47 : 내부 액조 51, 53 : 롤러
55 : 접촉 압력 영역 57 : 분사 튜브
59 : 스퀴지 61 : 고온 공기 후드

Claims

70 g/m²을 초과하지 않는 평량을 가진 담배 종이 웨브인 종이 웨브(2)를 처리하기 위한 설비이며, 상기 설비는,
종이 웨브(2)가 설비에 급송되는 입력측과,
종이 웨브(2)가 설비를 떠나는 출력측으로서, 종이 웨브(2)가 입력측으로부터 출력측으로 이송 방향으로 설비를 통해 진행하는, 출력측과,
종이 웨브(2) 상에 액체 프린트 매체를 도포하기 위한, 입력측 하류의 프린팅 유닛과,
종이 웨브(2)에 도포된 프린트 매체를 건조하기 위해 이송 방향에서 도포 장치를 뒤따르는 제1 건조 스테이션과,
이송 방향에서 제1 건조 스테이션을 뒤따르는 종이 웨브(2)를 가습하기 위한 장치와,
이송 방향에서 가습 장치를 뒤따르고, 가습된 종이 웨브(2)를 건조시키는 제2 건조 스테이션을 포함하고,
제2 건조 스테이션은 접촉 건조에 의해 구현되고,
가습된 종이 웨브(2)는 적어도 하나의 가열된 건조 롤러(23, 25, 27)와 직접 접촉하고,
가열된 제1 건조 롤러는 종이 웨브의 프린팅된 측부와 직접 접촉하지 않고,
건조 롤러(23, 25, 27) 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 하나 이상의 건조 롤러(23, 25, 27) 둘레에 고온 공기 스트림을 지향시키는 후드에 의해 적어도 부분적으로 반경방향으로 포위되고, 제2 건조 스테이션의 입구를 바로 뒤따르는 롤러에만 후드가 제공되는 것을 특징으로 하는,
종이 웨브 처리 설비.
제1항에 있어서,
프린팅 유닛은 압인 실린더(41)와, 이 압인 실린더(41)와 프린팅가능하게 협동하는 프린팅 실린더(43)를 구비하고, 프린팅 실린더(43) 및 압인 실린더(41) 중 하나 또는 둘 모두는, 프린팅 실린더(43)가 회전할 때에, 압인 실린더(41)와 프린팅 실린더(43)의 압력 접촉 영역을 통해 종이 웨브가 통과하는 동안에 프린트 매체를 프린팅하기 위해 액체 프린트 매체에 의해 프린팅 실린더가 덮혀지도록, 프린트 매체를 수용하는 액조와 연관되는
종이 웨브 처리 설비.
제2항에 있어서,
프린팅 실린더(43)는 400 mm 내지 1200 mm의 외측 원주부를 갖는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 건조 스테이션은 종이 웨브(2)의 프린팅된 측부에 대해 접촉없이 작동되는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 건조 스테이션은 컨베이어 롤러를 통해 구동되는 컨베이어 벨트를 구비하고, 이 컨베이어 벨트는 종이 웨브(2)의 오직 프린팅되지 않은 측부와 접촉하며, 제1 건조 스테이션을 통해 종이 웨브(2)를 이송하는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 건조 스테이션은 종이 웨브(2)를 포위하고 240℃를 초과하지 않는 온도를 갖는 공기 스트림을 발생시키는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
습윤화 장치는 15℃ 내지 75℃의 온도를 갖는 함침액으로 종이 웨브(2)를 습윤화시키는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
습윤화 장치는 서로 맞닿아 가압하도록 회전가능하게 장착된 2개의 롤러(51, 53)를 구비하고, 함침액의 섬프가 롤러(51, 53)의 압력 접촉 영역에 형성되는
종이 웨브 처리 설비.
제8항에 있어서,
롤러(51, 53)는 3.5 바아를 초과하지 않는 압력으로 서로 맞닿아 가압되는
종이 웨브 처리 설비.
제8항에 있어서,
하나 이상의 롤러의 표면은 세라믹 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluorethylen)으로 코팅되는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
습윤화 장치는 종이 웨브(2)에 함침액을 분사하기 위한 분사 장치를 구비하는
종이 웨브 처리 설비.
제11항에 있어서,
분사 장치는 이송 방향에서 롤러(51, 53)의 하류에 있는
종이 웨브 처리 설비.
제11항에 있어서,
분사 장치는 종이 웨브(2)가 완전히 습윤화되도록 종이 웨브(2)의 횡단 방향으로 연장되도록 배열된 노즐이 장착된 튜브에 의해 형성되는
종이 웨브 처리 설비.
제11항에 있어서,
분사 압력 및 분사량 중 하나 또는 둘 모두는 제어 장치에 의해 조정가능한
종이 웨브 처리 설비.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
종이 웨브(2)가 배치되는 건조 롤러(23)의 원주방향 벽이 180℃를 초과하지 않는 온도까지 가열되는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
건조 후드는 적어도 부분적으로 건조 롤러(23)를 포위하여, 종이 웨브(2)가 건조 롤러(23) 상의 고온 공기의 건조 스트림에 노출되며, 스트림은 후드의 내부에 의해 안내되는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
원통형 외부 접촉 표면은, 종이 웨브(2)의 완전한 표면 접촉이 원주방향 영역 내에서 전체 폭을 따라 구현되도록 매끄러운
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
수직 방향으로 이격된 적어도 3개의 건조 롤러가 제공되고, 이송 방향으로 서로 계속되는 건조 롤러는 수직 방향에서 봤을 때 부분적으로 교차되는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
출력측에 감기 롤러(33)가 제공되고, 감기 롤러는 적어도 제2 건조 스테이션을 통한 수송 동안에 종이 웨브(2)에 예비 장력이 가해지도록 회전가능하게 구동되는
종이 웨브 처리 설비.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
권취된 종이 웨브(2)를 가진 풀기 롤러가 입력측에 배치되고, 종이 웨브의 불균일성은 압축 공기에 의해 미리 장력이 가해진 진자 시스템(17)에 의해 풀기 롤러에서 보상되는
종이 웨브 처리 설비.
70 g/m²을 초과하지 않는 평량을 가진 담배 종이 웨브인 종이 웨브(2)를 처리하기 위한 방법이며,
액체 매체를 프린팅 유닛에서 종이 웨브(2)에 도포하고, 종이 웨브에 도포된 프린트 매체를 제1 건조 스테이션에서 건조시키며, 그 후 종이 웨브(2)를 액체 함침 매체로 습윤화시키고, 습윤화된 종이 웨브(2)를 제2 건조 스테이션에서 접촉 건조를 이용하여 건조시키고,
습윤화된 종이 웨브는 적어도 하나의 가열된 건조 롤러와 직접 접촉하고,
가열된 제1 건조 롤러는 종이 웨브의 프린팅된 측부와 접촉하지 않고,
건조 롤러(23, 25, 27) 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 하나 이상의 건조 롤러(23, 25, 27) 둘레에 고온 공기 스트림을 지향시키는 후드에 의해 적어도 부분적으로 반경방향으로 포위되고, 제2 건조 스테이션의 입구를 바로 뒤따르는 롤러에만 후드가 제공되는 것을 특징으로 하는,
종이 웨브 처리 방법.
제22항에 있어서,
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 구성된 설비의 기능에 따라 수행되는
종이 웨브 처리 방법.
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