KR102270747B1 - 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 10만타를 초과하고 100만타에 근접하게 타발할 수 있는 수명을 갖도록 개선된 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 관한 것이다.

Description

종이 절단칼의 칼날 세우는 방법{Method for raising the blade of a paper cutter}

본 발명은 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 10만타를 초과하고 100만타에 근접하게 타발할 수 있는 수명을 갖도록 개선된 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종이박스를 제작하기 위해서는 인쇄 대상물인 용지의 표면에 사용 목적에 맞는 여러 형태의 상(像)을 프린트 장비를 이용해 연속 인쇄한 후 인쇄가 완료된 용지를 프린트 상에 맞게 여러 장 또는 한 장씩 커팅하되, 그 커팅 방법으로 톰슨형, 피너클 형 등이 있으며, 개략적으로 커터가 구비된 판을 프레스 가공에 의해 하강시켜 눌러서 커팅하게 된다.

예컨대, 도 1의 예시와 같이, 커팅할 모양대로 절단칼(10)을 배치한 후 도 2와 같이 대상물(20)을 찍어 내리면 도 3과 같은 형태로 제품(30)이 완성되게 된다.

이때, 도시된 형상은 설명을 위해 예시한 것에 불과하며 매우 다양한 형상과 모양이 될 수 있다.

그런데, 단순한 종이박스용 재질을 절단하는데는 큰 무리없이 많은 횟수로 절단칼(10)을 사용할 수 있지만, 담배곽이나 화장품곽과 같이 특수코팅된 종이재질의 경우에는 절단칼(10)의 수명이 매우 짧다는 단점이 있다.

이를 테면, 국내 절단칼(10)의 경우 약 10만타, 즉 10만번 타발하고 나면 날(12, 도 1 참조)이 무뎌져 커팅면에 버(bur)가 생기고, 깔끔하지 못하게 되는 문제가 생긴다.

때문에, 화장품곽의 경우에는 작업하는 아줌마들이 나중에 불로 지져서 버를 없애는 후가공을 다시 하고 있다. 이로 인해, 작업효율이 떨어지고, 제조비용이 상승하며, 고품질의 제품을 만들기 어렵다.

특히, 담배곽의 경우에는 매우 깔끔한 외관과 절단면을 요구하기 때문에 후가공을 못하고, 대신 10만타 정도 사용하면 무조건 절단칼(10)을 바꿔서 교체 사용해야만 했으므로 생산효율은 물론 시간과 비용을 엄청나게 낭비하는 문제를 초래하고 있다.

등록특허 제10-1517061호(2015년04월27일), 종이박스용 다이커터장치 등록실용 제20-0420544호(2006년06월27일), 절첩선이 브이 커팅된 포장박스

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 10만타를 초과하고 100만타에 근접하게 타발할 수 있는 수명을 갖도록 개선된 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 펄프가 함유된 질긴 종이를 절단칼로 타발하여 절단할 때 절단칼의 칼날 수명을 연장할 수 있는 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 있어서; 진동바렐통에 연마석과 연마제와 물 및 일정길이의 절단칼을 넣고 45-50rpm중 정해진 등속도로 회전유지시켜 칼날의 단부가 0.02 rad이 되도록 일부러 마모시키는 것을 특징으로 하는 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 펄프가 함유된 질긴 종이를 절단칼로 타발하여 절단할 때 절단칼의 칼날 수명을 연장할 수 있는 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 있어서; 밀폐된 챔버를 마련하고, 상기 챔버를 관통하여 절단칼이 반송되도록 하되, 챔버 내부에서 서로 길이방향으로 이격된 채 이동하는 절단칼의 칼날 부위를 보고 서로 대향되게 일정각도로 한 쌍의 연마제토출노즐을 설치하여 이동하는 절단칼의 칼날을 향해 일정속도로 균일한 양의 연마제가 균일하게 분사되게 하여 칼날의 단부가 0.02 rad이 되도록 일부러 마모시키는 것을 특징으로 하는 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 10만타를 초과하고 100만타에 근접하게 타발할 수 있는 수명을 갖도록 개선된 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법을 제공한다.

도 1은 일반적인 절단칼의 예시도이다.
도 2는 도 1을 이용하여 절단하는 과정을 보인 예시도이다.
도 3은 도 2의 과정을 거쳐 절단된 종이 제품을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법을 보인 개념도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법은 종이 중에서도 특히, 담배곽이나 화장품곽처럼 특수코팅 기술이 결합된 좀 질긴 종이를 절단하는데 사용하는 절단칼을 대상으로 한다.

본 발명은 절단칼의 날을 특수하게 가공함으로써 마모저항성을 극대화시켜 절단 효율을 높이도록 하는데 있다.

통상적으로 절단칼의 날이 무뎌지면 연마하거나 혹은 선반가공을 통해 날을 세우게 되는데, 이러한 방식은 내마모도가 떨어지기 때문에 얇은 종이를 절단하는데에나 사용할 수 있을 뿐 본 발명의 대상인 담배곽(담배갑) 같은 경우 금새 무뎌져버리기 때문에 사용할 수 없는 방식이다.

이것은 앞서 설명했듯이, 담배곽의 경우 거의 수입산 종이(펄프 함량이 높음)로서 질기기 때문에 타발시 깔끔하게 잘 따지지 않는 단점이 있기 때문이다.

다른 방식으로 숏블라스트 방식이나 혹은 방전가공 방식으로 통해 날을 세울수도 있는데, 숏블라스트의 경우도 날이 바짝 서기 때문에 본 발명에 적용할 수 없고, 방전가공의 경우에는 톱니모양의 날이 생겨 절단 불량이 많아져 이또한 적용할 수 없다.

특히, 날이 날카롭게 선 경우 프레싱하는 동안 하단면에 접촉되면서 금새 마모되어 날이 무뎌져버린다.

이에, 본 발명은 아예 처음부터 일정한 형태로 절단칼의 날을 무뎌지게 가공하여 경도와 내마모도 특성을 급격히 높임으로써 절단가공성도 증대시키면서 사용수명도 늘릴 수 있도록 연구 완성된 것이다.

이를 위해, 절단칼의 재질을 특별히 한정할 필요가 있는데, 이는 경도를 높이면서도 충격에 따른 일종의 흡수능력을 동시에 갖춰 내마모성도 높이되, 크롬(Cr)은 함유치 않도록 하여 6가 크롬에 의해 인체 유해성을 최대한 생기지 않도록 하기 위함이다.

즉, 본 발명은 C:0.49중량%, Si:0.22중량%, Mn:0.66중량%, P:0.015중량%, S:0.005중량% 및 나머지 Fe로 이루어진 내마모강을 절탄칼로 구성하며, 그 폭방향 일측단을 벼려서 날을 세운다.

그런 다음, 날의 단부를 일부러 마모시켜 0.02 rad을 유지시킨다.

이것은 커팅 초기 날이 타발하면서 커팅지지면, 즉 대상 종이가 놓여있는 지지판(스테인리스스틸판임)의 판면에 닿았을 때 마모 변형되게 되는데, 이때 이상 마모가 일어나지 않도록 미리 정해진 라디안으로 균일하게 마모시켜 놓되 대상 종이가 짖눌리면서 안잘리는 일이 없는 범위 내로 정확하게 세팅된 것이다.

좀 더 현실적으로 표현하자면, 담배곽 제조용 종이 커팅시 사용되는 절단칼의 폭은 20-25mm이고, 칼날은 0.9mm를 차지하는데, 이 칼날 0.9mm의 제일 끝인 하단을 '∨' 이렇게 뾰족하게 하지 않고, 뾰족한 부분중에서 약 0.15mm까지가 타발시 지지판과 접촉하면서 가장 힘을 많이 받게 되므로 이 부분이 먼저 변형되면서 불량 절단이 일어나게 된다. 따라서, 이 0.15mm 부분을 0.02 rad가 되도록 일부러 무뎌지게 라운드 가공하여 불균일한 마모에 따른 타발 불량이 생기지 않고 균일한 타발이 일어나도록 유도 가공하는 것이 본 발명의 특징이다.

이것은 최대한 날을 세우려는 종이 절단칼의 일반적인 방식(날의 각도가 작을수록 마찰이 줄어들어 힘을 덜 받지만 반대로 칼날의 수명은 현저히 짧아짐)과는 정면으로 배치되는 것이지만, 본 발명자의 이러한 개념하에 기존과 동일 조건에서 담배곽 제조를 위해 실제 타발을 실시한 결과, 99만회의 타발까지도 절단칼의 칼날 수명이 유지되어 거의 100만 타발에 근접하는 수명연장의 효과를 얻을 수 있었다.

즉, 절단면에서 버가 생기지 않고 깨끗한 절단면을 제공하는 담배곽 커팅이 가능하였다.

아울러, 일부러 마모시켜서 유지하는 칼날 끝의 0.02 rad은 1°가 약 0.017453 rad인 점을 감안하면 각도법에 따라 약 1.14°정도라고 보면 된다.

덧붙여, 상기와 같은 내마모강에서 C는 강도와 경도를 증가시키기 위해 마르텐사이트 조직을 갖도록 함이 바람직하며, 0.48중량% 미만으로 첨가되면 효과적인 경화능을 확보할 수 없고, 0.51중량%를 초과하게 되면 인성을 저해하여 타발시 미소 크랙을 발생시킬 수 있어 별도의 탬퍼링과 같은 추가 열처리를 요구하기 때문에 위와 같은 함량비로 유지시킴이 바람직하다.

또한, Si는 탈산과 고용화에 따른 강도를 향상시키기 위한 것이고, Mn은 페라이트 생성을 억제하고 강도와 인성을 유지하기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, P는 강의 인성을 저해하는 요인이지만 균일하게 분포시켜 피삭성을 유지하기 위해 0.02중량% 미만으로 조절하는 것이 필요하다.

그리고, S은 Mn과 결합하여 강의 피삭성을 개선시키기 위해 첨가된다. 다만, 0.01중량% 이상으로 첨가되면 MnS 개재물과 FeS를 형성하여 취성을 높이기 때문에 그 미만으로 제한해야 한다.

이와 같이, 본 발명에서는 Cr을 사용하지 않고도 원하는 강도와 경도 및 내마모도를 갖는 절단칼을 만들 수 있게 된다.

그러면, 날을 0.02 rad로 균일하게 가공하는 구체적인 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 진동바렐연마 방식으로 날을 세울 수 있다.

예컨대, 진동바렐(Barrel)통에 연마석과 연마제와 물 및 일정길이의 절단칼을 넣고 약 45-50 rpm의 속도로 회전시키되, 반드시 등속도로 회전되게 유지시킨다.

그러면, 물과 연마제 및 연마석이 섞인 혼탁액 속에서 절단칼이 회전, 낙차와 강한 마찰에 의해 특히, 뾰족한 날 부분이 깍이면서 균일하게 연마되게 된다.

물론, 본 발명이 요구하는 0.02 rad로 맞추기 위해서는 많은 반복 실험을 통해 연마제와 연마석과 물의 비율을 정해야 하고, 균일한 회전속도와 처리시간을 한정해야 한다.

다만, 본 발명자는 테스트 개념으로 실시해본 결과, 원하는 라디안 범주로 칼날을 무뎌지게 연마 가공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

다른 방법으로, 도 4의 예시와 같이, 일정크기의 밀폐된 챔버(200)를 마련하고, 상기 챔버(200)를 관통하여 가공대상 절단칼(100)이 반송되도록 하되, 반송되는 챔버(200) 내부에서 서로 길이방향으로 이격된 채 가공대상 절단칼(100)의 날 부위를 보고 서로 대향되게 일정각도로 한 쌍의 연마제토출노즐(300)을 설치하여 반송되는 가공대상 절단칼(100)의 칼날을 향해 일정속도로 균일한 양의 연마제가 균일하게 분사되게 함으로써 가공대상 절단칼(100)의 칼날을 0.02 rad가 되도록 균일하게 연마시키면서 연속처리가 가능하여 대량생산이 용이하도록 구성할 수 있다.

이렇게 구성하게 되면, 균일한 가공품질과 함께 처리시간이 짧고, 처리효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명은 칼날을 최대한 예리하게 세우려는 당해 분야의 일반적인 개념과 정반대로 칼날을 임의의 라디안으로 무뎌지게 연마 가공하여 다소 질긴 종이류의 타발시 타발 수명을 현저히 연장하면서 절단면의 절단품질도 함께 높일 수 있는 장점을 제공한다.

100: 가공대상 절단칼
200: 챔버
300: 연마제토출노즐

Claims (2)

1. 삭제
2. 펄프가 함유된 종이를 절단칼로 타발하여 절단할 때 절단칼의 칼날 수명을 연장할 수 있는 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법에 있어서;
   상기 절단칼은 C:0.49중량%, Si:0.22중량%, Mn:0.66중량%, P:0.015중량%, S:0.005중량% 및 나머지 Fe로 이루어진 내마모강으로 제조되며;
   상기 절단칼이 반송되는 밀폐된 챔버를 마련하고, 상기 챔버를 관통하여 절단칼이 반송되도록 하되, 챔버 내부에서 서로 길이방향으로 이격된 채 이동하는 절단칼의 칼날 부위를 보고 서로 대향되게 일정각도로 한 쌍의 연마제토출노즐을 설치하여 이동하는 절단칼의 칼날을 향해 일정속도로 균일한 양의 연마제가 균일하게 분사되게 하여 칼날의 단부가 0.02 rad이 되도록 마모시키는 것을 특징으로 하는 종이 절단칼의 칼날 세우는 방법.

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