KR19980033212A - 페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동 웹을 피복하는 방법 및어셈블리 - Google Patents

페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동 웹을 피복하는 방법 및어셈블리 Download PDF

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마르쿠 칼슨
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Abstract

본 발명은 페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동 웹을 피복 혼합물 제트 수단으로 기계적인 지지체 없이 웹의 표면에 직접 피복하는 방법 및 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명은 좁은 간극 슬릿 오리피스를 통해 바람직한 양의 피복 혼합물을 웹에 도포하고, 웹상의 피복물 중량을 측정하여 도포된 도포물의 바람직한 중량 및 크로스-기계 프로필을 성취할 수 있도록 슬릿 오리피스의 하나 이상의 립(4)의 위치를 조정하는 것을 근거로 하고 있다.

Description

페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동 웹을 피복하는 방법 및 어셈블리
본 발명은 기계적인 지지체 없이 웹의 표면으로 향하는 피복 혼합물 제트 수단으로 페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동 웹을 피복하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기에 적합한 어셈블리에 관한 것이다.
웹 표면으로 향한 비유도된 제트 수단으로 이동 웹의 표면에 피복물을 도포하는 것을 기본으로 하는 피복 장치가 제트 노즐 도포기로 기술분야에 공지되어 있다. 이러한 제트 노즐 도포기에서, 피복 혼합물은 별도의 제트 형성 슬릿 노즐의 도움으로 웹 표면에 도포됨으로써, 장치의 구성은 광범위하게 다양할 수 있다. 본 발명은 제트 노즐형 도포기에 관한 것이며, 본 발명의 제트 노즐형 도포기에서 피복 혼합물은 피복되는 웹의 크로스-기계 폭의 비율로 연장되는 슬릿 오리피스를 통해 좁은 선형의 제트으로서 웹 표면으로 향하게 된다. 이러한 형태의 도포기는 또한 분출형 도포기로도 공지되어 있다. 제트 노즐형 도포기 또는 분출형 도포기에서, 바람직한 전량의 피복물이 웹 표면에 전달된다. 피복물을 도포하는 것은 역행 롤에 의해 지지된 이동하는 웹의 표면에서 수행되고, 통상적으로는, 피복물은 상기 역행 롤의 주변에 장착된 독터 블레이드(doctor blade)의 수단으로 도포된 직후에 평탄화된다. 피복 혼합물 제트의 작동 파라메터는 슬릿의 개구폭, 제트의 각도 및 슬릿 오리피스 립의 위치를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 피복물을 도포하는 이러한 방법은 웹에 아주 낮은 부하 및 피복 혼합물의 비교적 적합한 펌핑 용적으로 특정화됨으로써, 독터 블레이드의 선형 부하가 예를 들어 롤 도포기에서 보다도 적게 잔류하여 웹의 가공성 및 독터 블레이드의 수명을 증가시킨다.
유럽 특허원 제91306138.8호에는 피복물 도포가 상기와 동일한 방법으로 적용되는 제트 노즐 도포기가 기재되어 있다. 상기 특허원에서의 장치는 회전 역행 롤 및 역행 롤에 의해 지지된 이동 웹에 밀접하게 장착된 슬릿 오리피스를 지닌 제트 노즐을 포함한다. 피복물은 슬릿 오리피스를 통해 웹에 도포되고, 이어서, 역행 롤 부근에 설치된 독터 블레이드이 도움으로 바람직한 피복물 중량으로 처리된다. 제트 노즐 어셈블리는 역행 롤과 연관된 노즐 경사각이 조정될 수 있도록 회전가능하게 설치된다. 노즐 어셈블리를 경사지게 하는 회전 중심은 노즐 오리피스 출구에 위치되어, 웹으로부터의 노즐 오리피스의 틈이 웹과 관련된 노즐각의 조정시에 일정하게 유지되게 한다.
피복 혼합물 제트 스트림의 충분한 고 충격 속도 및 큰 용적을 이용하여, 제트 노즐 도포기는 약 1500 내지 1600m/분의 속도의 웹 속도로 작동되지만, 이동 웹상에서 독터 블레이드로 통과된 피복물의 다량의 흐름에 의해 독터 블레이드가 진동하게 할 수 있는 단점이 있다. 독터링을 보다 용이하게 하기 위해서, 도포된 피복 혼합물의 양이 최종 피복 중량에 가능한 한 가깝게 조정되어야 하는데, 이러한 조정은 그렇게 낮은 피복물 중량에서 작동하지 않는 상기 도포기에서는 달성하기가 어렵다. 그러나, 도포된 피복물의 양이 150g/m2이하로 유지되는 경우, 독터링이 블레이드의 비교적 낮은 선형 부하에서 수행될 수 있는데, 이러한 결과는 이론적으로는 제트 노즐 도포기가 높은 웹 속도에서 피복물을 처리할 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 여기서, 피복 혼합물 제트은 적은 피복물이 웹에 동반된 공기층을 통해 웰에 충분히 침투하기가 어려워서 웹에 다수의 비피복된 점이 나타나는 경향이 있다는 또 다른 문제가 고속의 웹 속도에서 유발된다. 피복 혼합물 제트 스트림의 속도는 특정의 한계 이상으로 증가될 수가 없으므로, 대량의 도포된 피복물을 이용하여 공기벽을 통해 절단하는 것이 요구된다. 제트의 속도가 웹 속도에 비하여 감소되는 경우, 제트 노즐을 통해 통과된 피복 혼합물의 중량유속은 상응하게 증가될 수 있다; 그러나 이러한 경우에도 제트 노즐을 통해 공급된 피복물의 양은 아주 적은 양으로 될 수 없다. 전형적으로는, 피복 혼합물 제트 스트림의 출구 속도는 웹 속도의 15 내지 20%이며, 이러한 속도는 20m/s의 웹 속도가 4 내지 5m/s의 피복 혼합물 제트 스트림 속도를 요한다는 것을 의미한다.
제트 노즐 도포기에서, 웹에 도포된 피복물의 양은 200 내지 300ml/m2이고, 이로부터 독터 블레이드는 90 내지 95%를 제거한다. 여기서, 노즐 오리피스 간극의 폭은 약 0.7 내지 1 mm로 설정되고, 때로는 3mm까지 넓을 수 있다.
도포될 수 있는 최소량의 피복 혼합물은 슬릿 오리피스의 간극의 폭으로 결정한다. 명백하게는, 좁은 오리피스가 묽은 피복 혼합물 제트를 분출되게 하지만, 전체 기계의 폭에 걸쳐 치수가 아주 정확하게 연장되는 1 밀리미터 이하의 간극 폭을 지닌 슬릿 오리피스를 위한 직선의 립을 제조하는데 있어서 어려움이 있다. 사실, 요구되는 양의 피복 혼합물을 웹에 정확하게 도포하기 위해서는, 슬릿 오리피스 간극의 폭은 20 내지 100㎛m로 조정되어야 한다. 슬릿 오리피스 간극의 폭으로서 이렇게 좁은 폭은 기계적인 게이지 수단으로는 용이하게 측정될 수 없기 때문에, 특정의 용도의 아주 고가의 측정장치가 슬릿 오리피스 간극의 폭을 측정하는데 요구될 수 있다. 상기된 설명을 근거로 하여, 웹에 요구되는 양의 피복물을 직접 도포하는 장치에 있어서, 피복물의 도포후의 독터링 단계는 불필요한 단계가 될 수 있으며, 또한 다른 이점이 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 요구되는 피복물 중량과 동일하게 조정된 소량의 피복 혼합물을 이동 웹의 표면에 직접 피복하기에 적합한 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 목적은 극히 좁은 슬릿 오리피스를 통해 요구되는 양의 피복물을 웹에 도포하고, 피복된 웹의 피복물 중량을 측정하여, 피복물 중량이 조정되고 크로스 기계 피복물 프로필이 바람직한 값으로 조정되도록 제트 노즐 어셈블리에서의 하나 이상의 립의 위치를 조정함으로써 달성될 수 있다.
더욱 특히, 본 발명의 방법은 적어도 웹의 크로스 기계 방향에서 웹에 도포된 피복물의 중량을 측정하고, 웹의 크로스 기계 폭에서의 많은 지점에서 슬릿 오리피스를 통해 스프레이된 피복 혼합물의 용적량를 변화시켜, 웹의 크로스 기계 폭에 도포된 피복 혼합물의 양이 웹을 건조시킨 후에 바람직한 피복두께로 형성되게 함을 포함하고, 피복 혼합물이 피복되는 웹의 적어도 크로스 기계 폭 부분에 걸쳐 연장되는 좁은 간극 슬릿 오리피스를 통해 제트의 형태로 웹에 도포됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 어셈블리는 피복 혼합물이 압력하에 피복 혼합물 용기로부터 슬릿 오리피스(5)내로 공급되고, 피복 혼합물이 슬릿 오리피스내로 공급되기 전에, 동반된 공기가 피복 혼합물로부터 분리되고 피복 혼합물이 스트레이너(strainer)를 통해 통과함을 특징으로 한다.
본 발명은 이하 기재되는 이점을 제공한다.
본 발명의 주요 이점은 웹이 정밀하게 조정된 양의 피복 혼합물로 피복되어, 독터링이 요구되지 않는다는 것이다. 본 발명의 피복 방법에서, 피복물은 캘린더링(calendering)에 의해 용이하게 평탄화되는 에어-브러시 피복의 표면 조직과 유사한 등고선 유사 조직을 형성한다. 이러한 표면조직의 피복력은 강하여, 베이스 시트의 낮은 밝기의 페이퍼 및 페이퍼보오드를 피복하기에 가장 적합한 방법이다. 이러한 방법은 과량의 피복물이 웹에 도포되지 않기 때문에, 과다한 피복물의 재순환이 요구되지 않으며, 웹에 도포된 피복 혼합물이 항상 순수한 피복 공급물로 공급된다. 결과적으로는, 피복 혼합물 공급물로부터 동반된 공기를 배출기켜 제거하는 것이 용이한데, 그 이유는 피복 혼합물 공급 시스템이 동반된 공기 및 피복물 덩어리에 의해 등급이 저하된 재순환 피복 혼합물을 함유하지 않기 때문이다. 또한, 기계적인 부하가 피복되는 웹에 가해지지 않으며, 독터링이 요구되지 않기 때문에, 아주 우수한 웹 가공성이 달성된다. 제 1 피복층은 중간의 건조 단계 없이 즉시 제 2 피복층으로 도포되는데, 그 이유는 웹상에 제 2 피복층은 비피복된 베이스 시트상에서와 같이 습윤 상태의 제 1 피복층상에서 용이하게 도포되기 때문이다. 임의로는, 제 1 피복층은 어떠한 또 다른 방법으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 제 1 피복층은 블레이드 피복기를 사용하여 도포할 수 있으며, 이러한 방법은 피복 혼합물이 베이스 웹의 거칠은 부분을 충전시키면서 평탄한 피복 표면을 형성시키는 것으로 공지된 방법이다. 높은 부착력을 지닌 피복층이 본 발명에 따른 방법에 의해 제 1 평탄 피복층상에 도포되는 경우, 아주 우수한 특성을 지닌 피복을 얻을 수 있다.
피복 혼합물의 소비와 관련하여, 소량의 피복 공급물이면 충분할 수 있는데, 그러한 이유는 과량의 재순환 피복물이 요구되지 않기 때문이다. 본 발명의 방법은 광범위한 범위의 피복물 중량으로 도포하는데 적합할 수 있다. 가장 가벼운 피복물 중량은 슬릿 오리피스의 가장 좁은 간극의 폭으로 결정될 수 있으며, 가장 무거운 피복물 중량은 평탄한 층으로서 웹에 의해 수행될 수 있는 피복 혼합물의 최대량으로 한정된다. 따라서, 본 발명의 방법은 단일의 피복 단계로 다중 피복으로 얻을 수 있는 피복물 중량 만큼 많은 피복물 중량으로 피복할 수 있다. 도포된 피복층의 두께 범위는 베이스 페이퍼의 특성에 관련되지 않는데, 그 이유는 도포 방법이 웹에 스트레스를 가하지 않기 때문이다. 결과적으로는, 두꺼운 피복물이 웹의 가공성을 손상시키지 않으면서 얇은 베이스 시트에 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 도포 장치는 아주 신속하게 조정되어 상이한 피복량 및 페이퍼 등급을 가능하게 할 수 있다. 조정 컴퓨터 메모리가 각각 제조된 페이퍼 등급에 대하여 별도로 웹 속도, 제트 각 및 출구 속도, 피복물 공급압력, 요구되는 피복량 및 그밖의 파라메타와 같은 조정 파라메타의 최적값을 저장하는데 이용될 수 있다. 따라서, 웹의 일정한 상태 작동 속도에 대한 도포기의 가동 개시 단계에서, 피복량은 정확하거나 거의 정확한 값일 수 있다. 본 발명의 방법이 연속적인 피복물 중량 및 프로필 측정 및 조정을 포함하고 있으므로, 본 발명의 장치는 슬릿 오리피스 립의 마모 및 작동조건의 변화에 의해 유발되는 그밖의 변화를 신속하게 보완할 수 있어서 피복물 중량은 신속하게 보정된 값으로 유지된다.
장치는 콤팩트 디자인으로 구성되고 웹에 대하여 바람직한 위치에, 또한 웹 위에 위치된다. 이러한 장치는 종래의 장치에 비해 보다 용이하게 디자인된다. 본 발명의 장치는 기존의 도포장치에 보완부품으로서 이용되어, 도포 단계가 독터 블레이드 어셈블리 또는 그밖의 평탄화 장치에 의해 수행될 수 있게 한다. 또한, 이러한 배열에서, 본 발명의 방법의 정확한 피복물 측정은 개선된 가공성 및 우수한 피복물 표면 특성을 가능하게 한다.
이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조로하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
이하의 설명에서 도포된 피복물의 바람직하거나 목적하는 값은 건조후에 웹 표면에 부착되어 유지되는 피복물의 양, 즉, 바람직한 최종 피복물 중량을 나타낸다. 상응하는 의미로서, 다층 피복에서 바람직한 피복물의 양은 최종 피복물 중량에서의 각각의 피복층의 중량을 나타낸다.
슬릿 오리피스의 폭은 오리피스 립들 사이의 간극의 폭을 나타내는 용어이며, 오리피스 길이는 슬릿 오리피스의 크로스 기계 길이를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치에서의 피복 혼합물 공급 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 도포장치는 지지되지 않은 웹(1)에 대하여 작동되도록 되어 있다. 비부하 도포기술로 인해서, 벨트 지지된 웹 또는 도면에 도시되는 바와 같이 지지되지 않은 웹상에서 피복이 수행될 수 있다. 이러한 배열은 역행 롤 지지된 웹을 피복하는 것을 기초로하는 종래의 도포기의 피복과는 차이가 있다. 도포기 어셈블리는 챔버(2), 챔버로부터 통해 있으며 고정된 하부 립(3)과 조정 가능한 상부 립(4)에 의해 형성되는 슬릿 노즐 오리피스(5)를 포함한다. 도포된 피복 혼합물의 양을 충분히 적게 조정하기 위해서는, 슬릿 오리피스(5)는 아주 좁게 형성되어야 한다. 전형적으로는, 슬릿 오리피스의 간극 폭은 20 내지 100㎛이어야 하며, 어떠한 경우에는 200㎛ 만큼 넓은 오리피스가 사용될 수 있다. 본 발명의 도포기는 광범위한 피복물 중량 및 웹 속도에 적합하다. 웹속도는 100 내지 3000m/s일 수 있으며, 최종 피복물 중량은 3 내지 30 g/m2일 수 있다. 웹(1)에 전달되는 피복물 양에 영향을 주는 파라메타중 한가지는 피복 혼합물 제트(6)와 웹 사이에서의 속도차이다. 제트(6)의 출구 속도는 챔버(2)의 내압을 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 제트 속도는 웹 속도의 20 내지 110%로 설정될 수 있다. 또한, 웹에 관한 피복 혼합물 제트(6)의 탄젠트각(α)은 자유롭게 선택될 수 있지만, 가장 유리하게는 제트는 웹 표면의 이동 방향에 대하여 하향으로 약 30°의 경사각으로 배향된다.
좁은 간극 슬릿 오리피스(5)는 제조 오차에 있어서 아주 정밀함이 요구되며, 약간의 기계적인 마모도 오리피스 간극의 크기를 변경시킬 수 있다. 피복물 제형은 무기 안료와 물의 혼합물로 제조되기 때문에, 이러한 제형은 장치를 심하게 마모시킨다. 제조오차 및 마모에 기인되는 슬릿 오리피스 간극의 치수 변화를 보완하기 위해서, 상부 립(4)의 위치가 연속적인 작동 조정 잭(7)으로 조정 가능하게 배열된다. 잭(7)은 도포기 프래임(9)상에 설치되고, 전기 모터에 의해 구동되는 이들의 스크루는 슬릿 오리피스(5)의 상부 립(4)에 접해있다. 웹(1)에 도포된 피복물의 양이 측정되고, 상부립(4)의 위치가 상기 도포된 양의 측정값을 기초로하여 조정된다. 사용되는 피복물 중량 게이지는 아주 고도로 감응하고, 립 조정 시스템이 수 마이크로메타의 위치 설정 정밀도를 가능하게 할 수 있으므로, 피복물 중량 및 프로필이 아주 정확하게 바람직한 값으로 조정될 수 있다. 슬릿 오리피스의 간극 폭이 제조시에 정확하게 바람직한 값으로 형성될 수 없고, 간극의 기계적인 마모가 도포된 피복 혼합물의 양을 증가시키는 경향을 나타내지만, 피복물 중량 측정값을 기준으로 하는 프로필 조정장치는 작동상태에서의 실행시간 변화 뿐만 아니라 피복 혼합물 제트의 양에 영향을 미치는 제조오차에 기인된 슬릿 오리피스 간극 폭의 편차를 보완할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 도포기로 피복 혼합물을 공급하는 장치를 도시하는 도면이다. 본 발명의 기본 특성은 과량의 피복물이 재순환될 필요가 없다는 것인데, 그러한 이유는 과량의 피복물이 웹에 도포되지 않기 때문이다. 제형된 피복물을 공급물 용기(10)에 넣고, 용기로부터 피복물을 펌프(12) 수단으로 공급라인(11)을 따라 도포기 어셈블리(16)로 펌프한다. 높은 고형물 함량을 지닌 피복물 제형에서, 점도가 피복 혼합물이 슬릿 오리피스의 좁은 간극을 통해 배출되기가 어려울 정도로 높다. 따라서, 공급라인(11)에서의 압력은 피복 혼합물 제트의 요구되는 출구 속도를 얻을 수 있도록 펌프(12)에 의해 충분히 높게 승압되어야 한다. 요구되는 압력 수준이 피복물 제형의 점도, 슬릿 오리피스(5)의 간극의 폭 및 피복 혼합물 제트의 바람직한 출구 점도에 좌우되기 때문에, 전형적으로는 약 1 내지 3 MPa의 압력 수준이 이용되어야 한다.
제트 노즐 어셈블리의 슬릿 오리피스의 아주 좁은 간극의 폭으로 인해서, 피복 제형은 도포기 어셈블리(16)로 공급되기 전에 피복 제형은 여과되야 한다. 스트레이너(15)는 공급 라인(11)내에서 형성될 수 있는 피복물 덩어리가 도포기(16)에 유입되는 것을 방지하도록 도포기(16)과 가능한 한 가깝게 직렬로 위치한다. 스트레이너(15)의 메쉬는 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭 보다 큰 입자는 제거되도록 미세해야하기 때문에, 초여과 기술이 유리하게 이용된다. 또한, 제 2 스트레이너가 도포기(16)의 피복 혼합물 챔버(2)에 설치될 수 있다. 또한, 동반된 공기는 피복 혼합물로부터 효과적으로 제거됨으로써, 피복 혼합물중의 기포의 크기는 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭보다 작아야 한다. 도 3의 구체예에서, 스트레이너(15)의 정면 공급라인에 설치된 원심분리 공기 분리기(14)의 도움으로 공기가 제거된다. 시스템에서 재순환이 없으므로, 종래의 도포기에서 요구되는 바와 같은, 다량의 동반된 공기 및 가능한 피복물 덩어리 및 그밖의 불순물을 함유한 재순환 피복 혼합물이 흐르는 스트레이너를 피복 혼합물 용기(10)내에 배열할 필요가 없다는 사실로 인해 공기 제거 및 여과의 부하가 적어지게 된다. 반면, 도포기(16)에는 피복 혼합물 공급 용기(10)내로 유입되기 전에 여과 및 공기 제거로 용이하게 처리되는 순수한 피복 혼합물이 공급되며, 또한, 피복 혼합물 공급 라인(11)에 장착된 공기 분리기(14) 및 스트레이너(15)는 도포기(16)에 양질의 피복 혼합물이 최종적으로 공급되게 한다. 여과 및 공기 제거에 추가하여, 피복 혼합물은 피복 혼합물 공급 라인(11)에 장착된 열교환기(13)의 수단으로 가열되거나 냉각될 수 있다.
본 발명에 따른 도포장치는 아주 경량의 피복물을 웹 표면에 도포시킬 수 있기 때문에, 피복 혼합물 제트는 이동 웹을 따라 이동하는 공기층으로 침투할 수 없다. 따라서, 공기층은 웹이 피복 혼합물 제트와 만나기 전에 웹의 표면으로부터 제거되어야 한다. 이러한 작업은 기계적인 독터 장치, 이동 웹의 기계방향에 역으로 향한 공기 나이프(knife) 또는 흡출 장치로 수행될 수 있다. 공기층 제거 장치는 피복 혼합물 제트의 바로 앞에 위치한다. 그러나, 가장 유리하게는 도포기 어셈블 리(15)가 진공 챕버(18)내에 위치하여, 피복물 안개가 주위환경으로 이탈하는 것을 방지하는 진공을 이용하는 것이다. 동시에, 상기된 공기 제거 장치는 진공 챔버내로의 공기의 유입을 방지하는데 이용될 수 있다.
도포된 피복 혼합물의 양은 피복물 중량 게이지(19)를 포함한 조정회로 수단으로 바람직한 양으로 조정된다. 이렇게 피복물 중량을 측정하는 것은 본원에서 더 이상 상세히 기재할 필요가 없는 통상의 측정장치로 수행한다. 도포된 피복 혼합물의 양은 피복물 중량 게이지(19)에서 보내진 측정 시그날에 따른 조정 잭(7)의 도움으로 제트 노즐 도포장치에서 상부립의 위치를 변화시키는 수단에 의해 시스템의 작동 동안 목적하는 값으로 조정된다. 최종적인 피복물 중량의 조정은 모든 잭들의 도움으로 상부립(4)을 이동시키고, 동시에 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭을 작게하거나 크게하여 피복물 중량을 각각 가볍게하거나 무겁게되도록 수행된다. 피복물 프로필은 측정된 피복물 프로필을 기준으로 하여 별도로 각각의 잭(7)을 조정함으로써 수준을 달성시킨다. 프로필 조정 장치는 웹의 상이한 부위에 도포된 피복 혼합물의 양을 조정함으로써 베이스 시트의 프로필 에러를 보완하는 어떠한 범위로 사용될 수 있다. 가장 유리하게는, 컴퓨터(20)가 측정값을 처리하고, 조정 잭의 설정값을 계산하는데 사용될 수 있다. 컴퓨터(20)은 별개의 단위일 수 있거나, 또한, 바람직한 조정 소프트웨어가 전체 도포기 장치의 조정 소프트웨어의 집적부품으로 형성될 수 있다. 도포장치의 작동 동안에, 상이한 피복물 중량에 대한 설정값은 조정 시스템의 메모리에 저장되고, 그 후에, 저장된 파라메타가 피복물 중량, 웹 속도 또는 그밖의 파라메타를 변화시키는 초기값으로 이용될 수 있어서, 생성물을 아주 신속하게 변화시키며, 파손량을 감소시킬 수 있다.
슬릿 오리피스의 립 위치를 조정하는 것에 추가하거나, 립 위치를 조정하는 대신에, 웹에 도포된 선형 피복 혼합물 제트의 프로필 조정이 이동 웹에 피복물을 스프레이하기 직전에 소정의 지점에서 피복 혼합물 제트를 물과 희석시킴으로써 수행될 수 있다. 여기서, 희석된 피복 혼합물을 분출하는 제트 부분은 웹상에 보다 얇은 피복물 부분이 형성되게 하여, 도포기 챔버에 설치된 다수의 물 분출 노즐이 피복 혼합물 제트의 크로스 기계 고형물 함량 프로필을 조정하는 방법으로 피복물 프로필 조정을 가능하게 한다. 희석수는 물 공급 노즐(17)을 통해 도포기 어셈블리(16)에 공급된다.
상기된 설명에 추가하여, 본 발명은 또 다른 구체예를 포함한다. 예를 들어, 상기 조정 잭(7)은 그밖의 형태의 고정밀 위치설정 장치로 대체될 수 있다. 요구되는 조정범위가 아주 섬세해짐에 따라, 립 작동기는 큰 구동력을 생성시킬 필요가 없는데, 그러한 이유는 슬릿 오리피스의 상부 립이 요구되는 양에 유연하게 대처할 수 있기 때문이다. 상부 립 대신, 하부 립 또는 상하 두 립이 조정될 수 있다. 바람직한 조정 기술은 웹에 관한 피복 혼합물 제트의 요구되는 경사각에 따라 선택되어야 한다. 제트가 웹의 기계방향에 하향으로 정열되는 경우, 상부 립은 상기될 바와 같이 조정함으로써 가장 유리하게 조정된다. 립(3,4)의 모양은 도면에 도시된 것과 다를 수 있다.
본 발명에 따라 피복 혼합물을 도포한 후에, 웹은 요구되는 방법으로 더 처리될 수 있다. 예를 들어, 웹은 독터링 장치로 평탄화되거나, 또한, 웹의 평탄성이 개선되도록 갤린더링될 수 있다.
본 발명의 주요 이점은 웹이 정밀하게 조정된 양의 피복 혼합물로 피복되어, 독터링이 요구되지 않는다는 것이다. 본 발명의 피복 방법에서, 피복물은 캘린더링(calendering)에 의해 용이하게 평탄화되는 에어-브러시 피복의 표면 조직과 유사한 등고선 유사 조직을 형성한다. 이러한 표면조직의 피복력은 강하여, 베이스 시트의 낮은 밝기의 페이퍼 및 페이퍼보오드를 피복하기에 가장 적합한 방법이다. 이러한 방법은 과량의 피복물이 웹에 도포되지 않기 때문에, 과다한 피복물의 재순환이 요구되지 않으며, 웹에 도포된 피복 혼합물이 항상 순수한 피복 공급물로 공급된다. 결과적으로는, 피복 혼합물 공급물로부터 동반된 공기를 배출기켜 제거하는 것이 용이한데, 그 이유는 피복 혼합물 공급 시스템이 동반된 공기 및 피복물 덩어리에 의해 등급이 저하된 재순환 피복 혼합물을 함유하지 않기 때문이다. 또한, 기계적인 부하가 피복되는 웹에 가해지지 않으며, 독터링이 요구되지 않기 때문에, 아주 우수한 웹 가공성이 달성된다. 제 1 피복층은 중간의 건조 단계 없이 즉시 제 2 피복층으로 도포되는데, 그 이유는 웹상에 제 2 피복층은 비피복된 베이스 시트상에서와 같이 습윤 상태의 제 1 피복층상에서 용이하게 도포되기 때문이다. 임의로는, 제 1 피복층은 어떠한 또 다른 방법으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 제 1 피복층은 블레이드 피복기를 사용하여 도포할 수 있으며, 이러한 방법은 피복 혼합물이 베이스 웹의 거칠은 부분을 충전시키면서 평탄한 피복 표면을 형성시키는 것으로 공지된 방법이다. 높은 부착력을 지닌 피복층이 본 발명에 따른 방법에 의해 제 1 평탄 피복층상에 도포되는 경우, 아주 우수한 특성을 지닌 피복을 얻을 수 있다.
피복 혼합물의 소비와 관련하여, 소량의 피복 공급물이면 충분할 수 있는데, 그러한 이유는 과량의 재순환 피복물이 요구되지 않기 때문이다. 본 발명의 방법은 광범위한 범위의 피복물 중량으로 도포하는데 적합할 수 있다. 가장 가벼운 피복물 중량은 슬릿 오리피스의 가장 좁은 간극의 폭으로 결정될 수 있으며, 가장 무거운 피복물 중량은 평탄한 층으로서 웹에 의해 수행될 수 있는 피복 혼합물의 최대량으로 한정된다. 따라서, 본 발명의 방법은 단일의 피복 단계로 다중 피복으로 얻을 수 있는 피복물 중량 만큼 많은 피복물 중량으로 피복할 수 있다. 도포된 피복층의 두께 범위는 베이스 페이퍼의 특성에 관련되지 않는데, 그 이유는 도포 방법이 웹에 스트레스를 가하지 않기 때문이다. 결과적으로는, 두꺼운 피복물이 웹의 가공성을 손상시키지 않으면서 얇은 베이스 시트에 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 도포 장치는 아주 신속하게 조정되어 상이한 피복량 및 페이퍼 등급을 가능하게 할 수 있다. 조정 컴퓨터 메모리가 각각 제조된 페이퍼 등급에 대하여 별도로 웹 속도, 제트 각 및 출구 속도, 피복물 공급압력, 요구되는 피복량 및 그밖의 파라메타와 같은 조정 파라메타의 최적값을 저장하는데 이용될 수 있다. 따라서, 웹의 일정한 상태 작동 속도에 대한 도포기의 가동 개시 단계에서, 피복량은 정확하거나 거의 정확한 값일 수 있다. 본 발명의 방법이 연속적인 피복물 중량 및 프로필 측정 및 조정을 포함하고 있으므로, 본 발명의 장치는 슬릿 오리피스 립의 마모 및 작동조건의 변화에 의해 유발되는 그밖의 변화를 신속하게 보완할 수 있어서 피복물 중량은 신속하게 보정된 값으로 유지된다.
장치는 콤팩트 디자인으로 구성되고 웹에 대하여 바람직한 위치에, 또한 웹 위에 위치된다. 이러한 장치는 종래의 장치에 비해 보다 용이하게 디자인된다. 본 발명의 장치는 기존의 도포장치에 보완부품으로서 이용되어, 도포 단계가 독터 블레이드 어셈블리 또는 그밖의 평탄화 장치에 의해 수행될 수 있게 한다. 또한, 이러한 배열에서, 본 발명의 방법의 정확한 피복물 측정은 개선된 가공성 및 우수한 피복물 표면 특성을 가능하게 한다.

Claims (18)

  1. 웹(1)의 적어도 크로스 기계 방향에서 웹(1)에 도포된 피복물의 중량을 측정하는 단계, 및
    웹(1)의 크로스 기계 폭에서의 다수의 지점에서 슬릿 오리피스(5)를 통해 스프레이된 피복 혼합물의 용적을 변화시켜, 웹(1)의 크로스 기계 폭에 도포된 피복 혼합물의 양이 웹을 건조시킨 후에 바람직한 피복두께로 형성되게 하는 단계를 특징으로 하여,
    피복 혼합물이 피복되는 웹(1)의 적어도 크로스 기계 폭 부분에 걸쳐 연장되는 좁은 간극 슬릿 오리피스(5)를 통해 제트의 형태로 웹(1)에 도포시킴으로써, 페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동웹을 피복하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 도포된 피복물 중량이 슬릿 오리피스(5)의 크로스 기계 폭에 걸친 다수의 지점에서 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭을 조정함으로써 조정됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 도포된 피복 중량이 피복 혼합물을 웹에 도포하기 전에 피복 혼합물을 물로 희석시킴으로써 조정됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 피복 혼합물이 200㎛미만, 유리하게는 100㎛미만의 평균 간극 폭을 지닌 슬릿 오리피스(5)로부터 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 슬릿 오리피스(4)의 간극 폭이 슬릿 오리피스(5)의 하나의 립(4)의 위치를 대향하는 립(3)에 대하여 조정함으로써 변경됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 웹(1)에 도포된 피복물의 중량 및 프로필을 측정하고, 그 측정치를 기초로 하여, 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭이 전체의 길이에 걸쳐서 바람직한 최종 피복물 중량을 설정하도록 변경되고, 도포된 피복물의 크로스 기계 프로필을 조정하도록 오리피스의 각각의 지점에서 추가로 개별적으로 조정됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 이동웹(1)에 동반된 공기층이 피복 혼합물 제트(6)가 웹(1)의 표면으로 전달되기 전에 웹(1)의 표면으로부터 제거됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 피복 혼합물 제트(6) 부근에 이동 웹(1)의 표면상에 동반된 공기층이 피복 혼합물 제트(6)에 도달하는 것을 억제하는 진공영역이 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 피복 혼합물이 압력하에 피복 혼합물 용기(10)으로부터 슬릿 오리피스(5)내로 공급되고, 피복 혼합물을 슬릿 오리피스(5)내로 공급하기 전에 동반된 공기가 피복 혼합물로부터 분리되고, 피복 혼합물이 스트레이너를 통과함을 특징으로 하는 방법.
  10. 적어도 크로스 기계 방향에서 웹(1)에 도포된 피복물 중량을 측정하는 수단, 및
    웹이 건조된 후에 피복된 웹상에 바람직한 피복물 두께가 형성되게 하는 피복 혼합물의 양으로 슬릿 오리피스(5)를 통해 웹(1)의 전체 크로스 기계 폭에 도포되도록 웹(1)의 크로스 기계 폭의 다수의 지점에서 슬릿 오리피스(5)부터 분출되는 제트 형태의 피복 혼합물의 양을 변경시키는 조정 부재(7,8)를 포함함을 특징으로 하여,
    적어도 피복되는 웹(1)의 크로스 기계 폭 부분에 걸쳐 연장되는 좁은 간극 슬릿 오리피스(5)를 통해 분출된 선형 제트(6)의 형태로 피복 혼합물을 웹(1)에 도포하는 도포기를 포함하여, 페이퍼 또는 페이퍼보오드의 이동웹을 피복하는 어셈블리.
  11. 제 10항에 있어서, 오리피스(5)의 크로스 기계 폭에 걸친 오리피스의 다수의 지점에서 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭을 조정하는 수단(7,8)을 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 피복 혼합물이 200㎛ 미만의 평균 간극 폭, 유리하게는 100㎛ 미만의 평균 간극 폭을 지닌 슬릿 오리피스(5)로부터 도포됨을 특징으로 하는 어셈블리.
  13. 제 10항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서, 슬릿 오리피스(5)의 한 립(4)의 위치를 대향하는 립(3)에 대하여 조정하여 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭을 조정하는 수단(7,8)을 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
  14. 제 10항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서, 웹(1)에 도포된 피복물의 중량 및 프로필을 측정하고, 이를 기초로하여, 바람직한 최종 피복물 중량이 설정되도록 오리피스(5)의 전체 길이에 걸쳐서 및 도포된 피복물의 크로스 기계 프로필이 조정되도록 웹의 각각의 지점에서 추가로 개별적으로 슬릿 오리피스(5)의 간극 폭을 변경시키는 수단(19)를 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
  15. 제 10항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서, 피복 혼합물 제트(6)를 웹(1)의 표면에 전달하기 전에 이동웹(1)에 동반된 공기층을 웹(1)의 표면으로부터 제거하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
  16. 제 10항 내지 제 15항중 어느 한 항에 있어서, 이동웹(1)의 표면에 동반된 공기층이 피복 혼합물 제트(6)에 도달하는 것을 억제하는 진공영역을 피복 혼합물 제트(6)와 인접하여 형성시키는 수단(18)을 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
  17. 제 10항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서, 공급 라인(11)을 통해 압력하에 피복 혼합물 용기(10)으로부터의 피복 혼합물을 슬릿 오리피스(5)내로 공급하는 펌프(12), 및 공급 라인에 장착된 공기 분리기(14) 및 스트레이너(15)를 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
  18. 제 10항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서, 피복물을 웹에 도포하기 전에 물을 피복 혼합물에 가하는 수단(17)을 포함함을 특징으로 하는 어셈블리.
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