KR102532035B1 - 도공량을 증가시킬 수 있는 사이징 롤 코팅층 조성물 및 이를 이용한 사이징 롤의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제지공장에서 종이에 사이징 액을 도포할 때 사용되는 사이징 롤에 관한 것으로서, 액상의 사이징 액을 종이에 전이시키기 위한 사이징 롤의 고무층 표면, 복합재료로 구성되는 FRP 표면층 또는 철심에 코팅되는 코팅층 조성물에 있어서, 상기 코팅층 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 우레탄 주제가 45~55 중량%, 우레탄 경화제가 40~50 중량%, 특수 첨가제가 3~6 중량% 함유되고, 상기 특수 첨가제는 셀룰로오스 파우더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도공량을 증가시킬 수 있는 사이징 롤 코팅층 조성물 및 이를 이용한 사이징 롤의 제조방법{COATING LAYER COMPOSITION OF SIZING ROLL CAPABLE OF INCREASING SIZING LIQUID AMOUNT AND MANUFACTURING METHOD OF SIZING ROLL USING THE SAME}

본 발명은 제지공장에서 종이에 사이징 액을 도포하는 사이징 공정에 사용되는 사이징 롤에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사이징 롤의 제조시 롤의 표면에 코팅되는 코팅층 조성물 및 이 코팅층 조성물을 이용한 사이징 롤의 제조방법에 관한 것이다.

각종 산업기계에 구비되는 원통 형태의 롤(Roll)은, 물품을 이송시키거나 물품에 코팅 또는 인쇄를 하거나 필름과 같은 시트(Sheet)상 소재를 감는 등 다양한 용도로 사용되고 사용되고 있다.

특히, 제지 기계, 필름 제조기계, 섬유 기계 등은 시트상의 소재를 이송시키기 위한 다수의 롤을 구비하고 있다.

이러한 산업용 롤은 다양한 재질로 제작되고 있는데, 고무를 소재로 한 고무 롤이 가장 많이 사용되고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 일반적인 고무 롤을 나타낸 것으로서, 철심(20)에 일정 두께의 고무층(30)이 형성되며, 상기 철심의 양단에는 샤프트(10)가 구비된다.

상기 철심으로는 중공 파이프가 사용될 수도 있으며, 이 경우에는 파이프의 양단에 상기 샤프트(10)가 조립될 수 있도록 플랜지가 구비된다.

이하 도 3을 참조하여 종래 고무 롤의 제조과정을 설명한다.

먼저 고무 원료를 준비하고(S1), 소련, 혼련, 숙성, 스크리닝(Screening) 공정을 거친다.

상기 소련공정에서는 기계적, 화학적으로 고무 원료의 점도를 저하시키고, 혼련공정에서는 소련된 고무원료와 약품을 혼합기에서 혼합하며, 숙성공정은 혼합공정에서 받은 응력을 완화시키고, 스크리닝 공정에서는 고무 내부에 혼입된 이물질을 제거한다

이어서 철심에 피복하기 적합하도록, 고무를 시트 형태 또는 리본 스트립(Ribbon Strip) 형태로 제작한다.

그리고 고무층을 형성하기 위한 철심(20)을 준비하여(S2), 철심의 표면처리를 한다.

이어서 철심(20)의 표면에 쇼트 블라스트(Shot Blast) 표면처리를 한 후, 접착제를 도포하고 건조시킨다.

이어서 철심(20)의 표면에 시트 또는 리본 스트립 형태의 고무를 감아서 붙인다(S3).

그리고 고무 롤의 치수 안정성 확보 및 철심과의 안정적인 접착을 위해, 나일론 또는 천연섬유 직물 테이프로 롤 전체를 일정한 장력으로 감싸준다(S4). 이를 통상 랩핑(Wrapping)이라 한다.

이어서 랩핑된 고무 롤을 가황관에 넣고, 일정한 온도와 압력으로 고무를 찐 후(S5), 가황관에서 받은 열응력을 제거하기 위해 일정 기간 동안 상온에 방치한다.

이어서 선반에 고무 롤을 장착한 후 바이트로 롤 표면을 원통형으로 깎는다(S6).

마지막으로 연마기 또는 선반에서 연마석을 이용하여 고무 롤의 외경을 연삭하면 고무 롤의 제조가 완료된다.

위와 같이 제조되는 고무 롤은, 제조가 비교적 쉽고 가격이 저렴하기 때문에 산업현장에서 널리 사용되고 있다.

그러나 상기한 고무 롤은, 롤 표면의 마찰력이 크기 때문에 시트상 소재, 특히 얇은 필름 소재의 이송 시에 소재의 표면을 손상시킬 수 있다.

또한 종래의 고무 롤은, 사용 중에 쉽게 마모가 되고 화학약품에 의해 손상이 되어 수명이 짧다는 문제가 있다.

위와 같은 문제점을 개선하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 고무 롤의 표면에 UV 코팅을 하거나 새로운 코팅층(40)을 더 형성하여 사용하기도 한다.

한편 제지공장에서 종이를 제조할 때에는, 종이의 백색도와 평활도를 향상시키기 위해, 롤 사이에 사이징 액을 도포하고 종이를 통과시켜 롤에 묻은 사이징 액이 종이에 전이되도록 한다.

이를 통상 사이징(Sizing) 공정이라 하며, 이 공정에 사용되는 롤을 사이징 롤, 사이징 롤에 일시적으로 도포된 후 종이에 전이되는 액체를 사이징 액이라 한다.

상기 사이징 롤로는 우레탄 롤이 널리 사용되고 있다.

그런데 종래의 사이징 롤에서, 롤의 표면에 일시적으로 도포되는 사이징 액의 양(이하 '도공량'이라 한다)을 증가시키려면, 사이징 액의 농도, 사이징 롤의 회전속도, 닙압(Nip Pressure, 압착력) 등 생산공정을 변경하여야 한다.

이로써 종이 생산공정이 복잡해지고, 제조원가가 상승하며, 종이의 생산성이 현저히 저하된다는 문제점이 있다.

또한 위와 같은 종래의 방식으로는, 사이징 롤에 일시적으로 도포되는 사이징 액의 도공량을 증가시키는 데 한계가 있다.

한국 등록특허 제10-1533736호(2015. 07. 03. 공고) 한국 등록특허 제10-1406147호(2014. 06. 12. 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종이 제조라인의 사이징 공정에서, 사이징 롤에 일시적으로 도포되어 종이에 전이되는 사이징 액의 도공량을 증대시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 사이징 공정시 사이징 액의 농도, 롤의 회전속도, 닙압 등의 생산공정을 변경하지 않고서도, 사이징 액의 도공량을 증가시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 종이 제조라인에서 사이징 공정을 단순화하여 제조원가를 절감하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 종이 제조라인의 작업공수를 줄여 종이의 생산성을 향상시키고 종이의 품질을 향상시키는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사이징 롤 코팅층 조성물은, 종이 제조라인에서 액상의 사이징 액을 종이에 전이시키기 위한 사이징 롤의 고무층 표면, 복합재료로 구성되는 FRP 표면층 또는 철심에 코팅되는 코팅층 조성물에 있어서, 상기 코팅층 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 우레탄 주제가 45~55 중량%, 우레탄 경화제가 40~50 중량%, 특수 첨가제가 3~6 중량% 함유되고, 상기 특수 첨가제는 셀룰로오스 파우더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 우레탄 주제는, 중량평균 분자량이 1,500~2,500인 폴리테트라 메틸렌 에테르 글리콜(Poly tetra mthylene ether glycol)과, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate)를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 폴리테트라 메틸렌 에테르 글리콜은, 우레탄 주제의 전체 조성물을 기준으로 95~98 중량% 함유되고, 상기 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트는, 우레탄 주제의 전체 조성물을 기준으로 2~5 중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 우레탄 경화제는, OH 말단기를 갖는 폴리프로필렌 글리콜(Polypropylene glycol)과, NH2 말단기를 갖는 디에틸톨루엔디아민( Diethyltoluenediamine)을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 폴리프로필렌 글리콜은 우레탄 경화제의 전체 조성물을 기준으로 50~70 중량% 함유되고, 상기 디에틸톨루엔디아민은 우레탄 경화제의 전체 조성물을 기준으로 30~50 중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 셀룰로오스 파우더는, pH 5.0~7.5, 평균입경은 30~40㎛인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 사이징 롤 제조방법의 일 실시예는, (a) 선반에서 롤 몸체를 회전시키는 동시에 수평방향으로 이동시키는 단계, (b) 상기 롤 몸체의 상부에서 일정 폭의 토출구를 갖는 리본 플로우 코터에 의해 본 발명에 따른 코팅층 조성물을 공급하여 롤의 고무층 표면, 복합재료로 구성되는 FRP 표면층 또는 철심에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 (b) 단계 이후에, (c) 코팅층이 형성된 롤을 계속 회전시켜 경화시키는 단계, (d) 경화가 진행 중인 롤을 오븐에서 경화시키는 단계, (e) 경화가 완료된 롤을 선삭 및 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 사이징 롤 제조방법의 다른 실시예는, (f) 금형에 이형제 처리를 하고 예열하는 단계, (g) 상기 금형과 롤 몸체 사이에 코팅층 조성물을 투입하고 1차로 경화시키는 단계, (h) 상기 금형을 제거하고 2차로 경화시키는 단계, (i) 경화가 완료된 롤을 선삭 및 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 사이징 롤의 표면에 코팅되는 코팅층 조성물에 셀룰로오스 파우더를 첨가함으로써, 종이 제조라인의 사이징 공정에서 사이징 롤에 일시적으로 도포되어 종이에 전이되는 사이징 액의 도공량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 사이징 롤에 일시적으로 도포되는 사이징 액의 도공량을 증대시킴으로써, 종이의 백색도와 평활도를 향상시켜 목적에 부합하는 종이를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한 사이징 공정시, 사이징 액의 농도, 롤의 회전속도, 닙압(Nip Pressure) 등 생산공정을 변경하지 않고서도, 사이징 액의 도공량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 종이 제조라인에서 사이징 공정을 단순화하여 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 종이 제조라인의 작업공수를 줄여 종이의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 고무 롤을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 일반적인 고무 롤의 제조과정을 나타낸 흐름도.
도 4는 종래의 고무 롤에 코팅층을 더 형성한 롤의 단면도.
도 5는 본 발명에 따를 사이징 롤을 제조하는 과정을 나타낸 도면.
도 6은 발명에 따라 제조된 사이징 롤의 실험과정을 나타낸 도면.
도 7a 내지 7c는 사이징 롤의 실험장비를 나타낸 사진.
도 8a는 종래의 사이징 롤에서 물을 이용한 도공량 실험사진.
도 8b는 본 발명에 따라 제조된 사이징 롤에서 물을 이용한 도공량 실험사진.
도 9a는 종래의 사이징 롤에서 사이징 액을 이용한 도공량 실험사진.
도 9b는 본 발명에 따라 제조된 사이징 롤에서 사이징 액을 이용한 도공량 실험사진.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서에서 사이징 공정이라 함은, 종이 제조공장에서 백색도와 평활도를 향상시키기 위애 사이징 액을 종이에 전이시키는 공정을 말한다.

그리고 사이징 롤이라 함은, 롤의 표면에 사이징 액을 일시적으로 도포하여 종이에 전이시키기 위한 롤을 의미하고, 도공량이라 함은, 상기 사이징 롤에 일시적으로 도포되는 사이징 액의 양을 의미한다.

상기 사이징 롤의 재질로는 우레탄 롤이 널리 사용되고 있다.

그리고 코팅층이라 함은, 사이징 롤의 제조시 표면에 코팅되어 사이징 롤의 표면을 형성하는 표면층을 의미한다.

먼저 본 발명에 따른 코팅층 조성물은, 종이 제조라인에서 액상의 사이징 액을 종이에 전이시키기 위한 사이징 롤의 고무층 표면, 복합재료로 구성되는 FRP 표면층 또는 철심에 코팅되는 것으로서, 상기 코팅층 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 우레탄 주제가 45~55 중량%, 우레탄 경화제가 40~50 중량%, 특수 첨가제가 3~6 중량% 함유된다.

상기 우레탄 주제의 함량이 45 중량% 미만이 되면, 경도가 지나치게 높아지고 닙폭이 좁아져 사이징 롤의 표면에 묻는 사이징 액의 도공량이 적어지게 된다.

한편 상기 우레탄 주제의 함량이 55 중량%를 초과하게 되면, 사이징 롤의 경도를 확보하기 어렵고, 경화 후 연마공정에서 롤 표면이 용융될 수 있다.

그리고 상기 우레탄 경화제의 함량이 40 중량% 미만이 되면, 우레탄 반응이 완벽하게 일어나지 않아 경화시간이 길어지고 물성이 저하된다.

한편 상기 우레탄 경화제의 함량이 50 중량%를 초과하게 되면, 롤의 경도가 지나치게 높아지고 탄성이 저하되어 복원력이 떨어지게 된다.

이로써 사이징 액의 도공량이 적어져 종이의 품질이 크게 향상되기 어렵다.

그리고 상기 특수 첨가제의 함량이 3 중량% 미만이 되면, 도공량이 적어지게 되어 종이의 백색도와 평활도가 저하되어 목표 지종의 생산이 어렵게 된다.

한편 상기 특수 첨가제의 함량이 6 중량%를 초과하게 되면, 분산작용이 잘 일어나지 않아 롤의 표면에 얼룩이 남아 종이에 전사될 수 있다.

또한 특정 구간에서 도공량이 너무 많아져 종이의 품질을 저하시키게 된다.

따라서 사이징의 롤의 표면에 코팅되는 코팅층 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 우레탄 주제가 45~55 중량%, 우레탄 경화제가 40~50 중량%, 특수 첨가제가 3~6 중량%인 것이 바람직하다.

이하 코팅층 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다.

<우레탄 주제>

본 발명에 따른 우레탄 주제는, 중량평균 분자량이 1,500~2,500인 폴리테트라 메틸렌 에테르 글리콜(Poly tetra mthylene ether glycol, 이하 'PTMEG'라 한다)과, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate, 이하 'MDI'라 한다)를 혼합하여 제조된다.

상기 PTMEG는 우레탄 반응이 일어나기 위해 필요한 -OH기를 함유하고 있고, 상기 MDI는 -NCO기를 함유하고 있다. 따라서 두 물질을 블렌딩하면 -NHCOO 우레탄 결합이 일어나면서 우레탄 탄성체를 생성하게 된다.

여기서 상기 PTMEG는, 우레탄 주제의 전체 조성물을 기준으로 95~98 중량% 함유되고, 상기 MDI는, 우레탄 주제의 전체 조성물을 기준으로 2~5 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 PTMEG의 함량이 98 중량%를 초과하게 되면, 우레탄 반응을 일으키는 폴리올보다 과량으로 남게 되어 물성이 저하된다.

한편 상기 MDI의 함량이 5 중량%를 초과하게 되면, 우레탄 반응을 하지 못한 MDI가 남게되어 다른 부가반응을 일으키게 된다.

또한 상기 우레탄 주제에서 이소시아네이트는 10~15 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 이소시아네이트의 함량이 10 중량% 미만이 되면, 롤의 경도가 저하되어 롤 사이의 접촉면인 닙폭이 균일하지 않게 된다.

한편 이소시아네이트의 함량이 15 중량%를 초과하게 되면, 롤의 경도가 너무 높아져 닙폭이 좁아지고 사이징 액의 도공량이 적어진다.

<우레탄 경화제>

본 발명에 따른 우레탄 경화제는, OH 말단기를 갖는 폴리프로필렌 글리콜(Polypropylene glycol)과, NH2 말단기를 갖는 디에틸톨루엔디아민( Diethyltoluenediamine)을 혼합하여 제조된다.

여기서 상기 폴리프로필렌 글리콜은 우레탄 경화제의 전체 조성물을 기준으로 50~70 중량% 함유되고, 상기 디에틸톨루엔디아민은 우레탄 경화제의 전체 조성물을 기준으로 30~50 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 폴리프로필렌 글리콜의 함량이 50 중량% 미만이 되면, 롤의 경도가 너무 높아져 유연성이 저하되는 문제가 발생한다.

한편 폴리프로필렌 글리콜의 함량이 50 중량%를 초과하게 되면, 롤의 경도가 낮아지고 우레탄 주제와 반응하지 못한 잔량이 남게 되어 연마시 용융되는 문제가 발생하게 된다.

<특수 첨가제>

본 발명에 따른 특수 첨가제는 셀룰로오스 파우더(Cellulose powder)를 포함하고, 상기 셀룰로오스 파우더는, pH 5.0~7.5, 평균입경은 30~40㎛인 것이 바람직하다.

상기 셀룰로오스 파우더의 평균입경이 30㎛ 미만이 되면, 사이징 액의 도공량 증가 효과가 떨어지게 된다.

그리고 셀룰로오스 파우더의 평균입경이 40㎛를 초과하게 되면, 필러 혼합시 뭉침현상이 발생하고 사이징 액이 롤의 표면에 균일하게 도포되지 않게 된다.

<사이징 롤의 제조방법>

이어서 본 발명에 따른 코팅층 조성물을 이용하여 사이징 롤을 제조하는 과정의 일례를 설명한다.

일반적인 고무 롤과 우레탄롤 제조과정에 대해서는 종래기술에서 상세히 설명한 바 있으므로, 이하 본 발명의 특징부를 위주로 하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 사이징 롤의 제조방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, (a) 선반에서 롤 몸체를 회전시키는 동시에 수평방향으로 이동시키는 단계, (b) 상기 롤 몸체의 상부에서 일정 폭의 토출구를 갖는 리본 플로우 코터(60)에 의해 코팅층 조성물을 공급하여 롤의 고무층 표면, 복합재료로 구성되는 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 표면층 또는 철심에 코팅층(51)을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서 사이징 롤이 대형이고 고속으로 회전하는 경우에는, 먼저 고무층이나 복합재료로 구성되는 FRP 표면층을 형성한 후 그 표면에 코팅층(51)을 형성하여 사이징 롤(50)을 제조한다.

사이징 롤이 소형이고 저속으로 회전하는 경우에는, 철심(20)에 직접 코팅층(51)을 형성하여 사이징 롤(50)을 제조한다.

그리고 롤을 회전시키는 선반 주축의 회전속도는, 롤의 크기에 따라 약간의 차이가 있지만 5~30rpm의 저속으로 회전시키는 것이 바람직하다.

상기 롤의 회전속도가 5rpm 미만이 되면 작업속도가 저하되고, 30rpm을 초과하게 되면 롤의 표면에 코팅층(51)을 균일하게 형성하기가 어렵게 된다.

그리고 선반 베드의 이송속도는, 코팅층 두께와 롤의 외경을 고려하여 100~300mm/min인 것이 바람직하다.

상기 베드의 이송속도가 100mm/min 미만이 되면 작업속도가 너무 지연되고, 300mm/min을 초과하게 되면 롤의 원주면에 걸쳐 코팅층의 두께를 균일하게 유지하기가 어렵게 된다.

또한 상기 (b) 단계 이후에, (c) 코팅층(51)이 형성된 롤을 계속 회전시켜 경화시키는 단계, (d) 경화가 진행 중인 롤을 오븐에서 경화시키는 단계, (e) 경화가 완료된 롤을 선삭 및 연마하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

즉 코팅층(51)의 형성이 완료된 이후에도, 코팅 작업시와 동일한 회전속도로 롤을 10~20분 더 회전시켜 코팅층(51)이 균일하게 형성되도록 한다.

이어서 상기 롤을 오븐에서 경화시키고 표면을 선삭 및 연마가공하면 사이징 롤의 제조가 완료된다.

그리고 본 발명에 따른 사이징 롤 제조방법의 다른 실시예는, (f) 금형(몰드)에 이형제 처리를 하고 예열하는 단계, (g) 상기 금형과 롤 몸체 사이에 본 발명에 의해 제조된 코팅층 조성물을 투입하고 1차로 경화시키는 단계, (h) 상기 금형을 제거하고 롤을 2차로 경화시키는 단계, (i) 경화가 완료된 롤을 선삭 및 연마하는 단계를 포함한다.

이하 금형을 이용한 주형 방식에 의해 사이징 롤을 제조하는 과정을 설명한다.

먼저 우레탄 수지와 우레탄 경화제를 예열 및 혼합하여 본 발명에 따른 코팅층 조성물을 제조한 후, 이를 주형기 탱크에 투입한다.

이때 우레탄 수지의 예열 온도는 75~85℃, 우레탄 경화제는 115~125℃로 가열하는 것이 바람직하다.

그리고 금형에 이형제 처리를 하고, 금형과 롤 몸체 사이에 본 발명에 따른 코팅층 조성물을 주형기 탱크로부터 투입한 다음, 110~120℃의 온도에서 1~1.5시간 1차로 경화시킨다.

이어서 금형을 탈형하고 롤을 15시간 정도 2차로 경화시킨다.

그 이후의 과정은 상기한 리본 플로우 코터 방식과 동일하다.

이렇게 제조된 사이징 롤은 제지공장의 사이징 공정라인에 설치되어, 액상의 사이징 액을 종이로 전이시켜 백색도와 평활도를 향상시키는 역할을 한다.

이하 본 발명에 따른 사이징 롤의 실험결과를 도 6 내지 9를 참조하여 설명한다.

도 6은 사이징 롤의 표면에 도포되는 도공량의 측정 방법을 나타낸 것으로, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 사이징 액(S1)이 담긴 사이징 액 용기(A)의 중량을 측정하고, 그 상부에 일정속도로 회전시킬 수 있는 실험 롤(R)을 준비하였다.

이어서 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 상기 실험 롤(R)을 회전시키면서 사이징 액 용기(A)에 담가 표면에 사이징 액이 묻도록 하였다.

이어서 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 실험 롤(R)을 상승시킨 후, 남은 사이징 액(S2)과 사이징 액 용기(A)의 무게를 측정하여, 실험 롤(R)에 묻은 사이징 액의 도공량을 측정하였다.

도 7a 내지 7c는 본 실험장비를 나타낸 것이고, 도 8 및 9는 실험 롤을 나타낸 것이다.

도 8은 물을 이용한 실험방법으로서, 도 8a는 종래의 우레탄 사이징 롤 실험사진, 도 8b는 본 발명에 따른 사이징 롤의 실험사진을 나타낸 것이다.

도 8a에서 알 수 있듯이, 종래의 우레탄 사이징 롤의 표면에는 물이 균일하게 도포되지 았았으나, 본 발명에 따른 사이징 롤의 표면에는, 도 8b에서 알 수 있듯이 물이 균일하게 도포되었다.

그리고 도 9는 제지업체로부터 공급받은 사이징 액을 사용한 실험결과를 나타낸 것으로서, 도 9a는 종래의 우레탄 사이징 롤 실험사진, 도 9b는 본 발명에 따른 사이징 롤의 실험사진을 나타낸 것이다.

도 9a에서 알 수 있듯이, 종래의 우레탄 사이징 롤의 표면에는 사이징 액이 일부 불균일하게 도포되었으나, 본 발명에 따르는 사이징 롤의 표면에는, 도 9b에서 알 수 있듯이 사이징 액이 균일하게 도포되었다.

아래의 [표 1]은 사이징 액을 이용한 실험조건 및 결과를 나타낸 것이다.

종래의 롤과 본 발명에 따른 사이징 롤의 도공량 비교

구 분	종래의 사이징 롤	본 발명에 따른 사이징 롤
롤 재질	우레탄 롤	코팅층 조성물 도포
롤 외경(mm)	120.4	120.4
표면조도(Ra)	0.84~0.90	0.85~0.89
롤 회전속도(rpm)	15	15
사이징 액 온도(℃)	60	60
사이징 액 도공량(g)	91.02	123.13
	91.73	127.03
	90.94	120.36
	93.74	119.37
	95.00	122.30
평균 도공량 (최대치, 최저치 제외)	92.16	121.93

위 표에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 코팅층 조성물을 도포한 사이징 롤은 종래의 우레탄 롤에 비해 도공량이 약 30g 증가하였다.

따라서 본 발명에 의하면, 사이징 액의 농도, 롤의 회전속도, 닙압 등의 생산공정을 변경하지 않고, 단순히 사이징 롤을 교체하는 것만으로 사이징 액의 도공량을 증가시킬 수 있다.

이로써 종이의 백색도와 평활도를 향상시켜 고품질의 종이를 제조할 수가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 샤프트(Shaft)
20: 철심
30: 고무층
40: 코팅(Coating)층
50: 사이징 롤(Sizing Roll)
51: 코팅층
60: 리본 플로우 코터(Ribbon Flow Coater)
A: 사이징 액 용기
S: 사이징 액

Claims (10)

1. 종이 제조라인에서 액상의 사이징 액을 종이에 전이시키기 위한 사이징 롤의 고무층 표면, 복합재료로 구성되는 FRP 표면층 또는 철심에 코팅되는 코팅층 조성물에 있어서,
   상기 코팅층 조성물은,
   전체 조성물을 기준으로, 우레탄 주제가 45~55 중량%, 우레탄 경화제가 40~50 중량%, 특수 첨가제가 3~6 중량% 함유되고,
   상기 특수 첨가제는 셀룰로오스 파우더를 포함하며,
   상기 셀룰로오스 파우더는, pH가 5.0~7.5, 평균입경이 30~40㎛이고,
   상기 우레탄 주제는,
   중량평균 분자량이 1,500~2,500인 폴리테트라 메틸렌 에테르 글리콜(Poly tetra mthylene ether glycol)과, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate)를 혼합하여 제조되고,
   상기 폴리테트라 메틸렌 에테르 글리콜은, 우레탄 주제의 전체 조성물을 기준으로 95~98 중량% 함유되고,
   상기 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트는, 우레탄 주제의 전체 조성물을 기준으로 2~5 중량% 함유되며,
   상기 우레탄 경화제는, OH 말단기를 갖는 폴리프로필렌 글리콜 (Polypropylene glycol)과, NH2 말단기를 갖는 디에틸톨루엔디아민( Diethyltoluenediamine)을 혼합하여 제조되고,
   상기 폴리프로필렌 글리콜은 우레탄 경화제의 전체 조성물을 기준으로 50~70 중량% 함유되고, 상기 디에틸톨루엔디아민은 우레탄 경화제의 전체 조성물을 기준으로 30~50 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 도공량을 증가시킬 수 있는 사이징 롤 코팅층 조성물.
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