KR20000077254A

KR20000077254A - 제지 또는 판지 웹 제조 방법과 제지 또는 판지 기계

Info

Publication number: KR20000077254A
Application number: KR1020000025501A
Authority: KR
Inventors: 조한 그뢴; 파시 아호넨; 주아에스 킨누넨; 펜티 라우티아이넨; 마리 타이팔레
Original assignee: 프리만 에스코, 코스키 하리; 발메트 코포레이션
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2000-12-26
Also published as: ATE279577T1; CA2307991A1; JP2000345490A; BR0002189A; EP1054100B1; DE60014759T2; DE60014759D1; FI991095A0; FI105118B; EP1054100A2; EP1054100A3; CN1298928C; CA2307991C; US6712931B1; CN1274028A

Abstract

본 발명은 제지 또는 판지 웹의 제조 방법에 관한 것이다. 스탁이 헤드박스(100)로부터 와이어 섹션(200)으로 공급되고, 그리고 그안에서 물이 상기 웹(W)으로부터 제거되고 그리고 그것으로부터 상기 웹(W)은 프레스 섹션(300)으로 공급되고, 그리고 그 안에서 물은 상기 웹(W)으로부터 가압배출되고 그리고 그 후 상기 웹(W)은 건조 섹션(400)데서 건조되고 그리고 릴-업(800)에 의해 감긴다. 본 발명에 따르면, 첨가재들, 충전재들, 및/또는 미립자들이 프리코팅 웹에 실질적으로 상응되도록 하기 위하여 상기 표면층들에서 상기 웹의 기공 크기 분배를 감소시키도록 상기 웹(W)의 표면층들의 상기 스탁내부로 공급된다. 본 발명은 또한 첨가재들, 충전재들, 및/또는 미립자들을 섬유 스탁내부로 공급하는 수단들 포함하여 비코팅된 웹이 실질적으로 웹의 특성에서 프리코팅된 웹에 상응하도록 하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계에 관한 것이다.

Description

제지 또는 판지 웹 제조 방법과 제지 또는 판지 기계{METHOD FOR MANUFACTURING A PAPER OR BOARD WEB AND A PAPER OR BOARD MACHINE}

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 제지 또는 판지 웹(board web) 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 청구항 제 12항의 전제부에 따른 제지 또는 판지 기계에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법과 제지 또는 판지 기계는 종래 방법이 프리코팅(precoating)으로 개선된 품질의 제지 또는 판지를 포함하는 다른 제지 및 판지 등급들을 제조함에 있어 매우 광범위하게 적용될 수 있다. 전형적인 그런 필기용 또는 프린트용 제지들은 미세지(fine paper), LWC 기반 제지(LWC base paper) 또는 당업자에게 공지된 신문용지 그 자체이다. 그러나 앞으로 본 발명은 미세지의 제조에 관련되어 주로 기술될 것이나, 이것이 본 발명을 어떻게든 한정하는 것은 아니다.

이 기술에서, 미세지는 비코팅 미세지와 코팅 미세지를 의미한다. 비코팅 미세지의 기본 중량은 일반적으로 40에서 230 g/m²이고, 코팅 미세지의 기본 중량은 60에서 250g/m²이다. 미세지 제조를 위한 전형적인 펄프(pulp)는 화학적 섬유들(chemical fibres)을; 예를들면 자작나무와 유칼리 나무로 부터 얻어지는 섬유들을 포함하며, 그리고 침엽수로부터 얻어지는 긴-섬유 재료는 이것에 일반적으로 추가된다. 기계 펄프의 비율은 일반적으로 10％이하이다. 약 15에서 30％의 충전재가 펄프에 추가되고, 그리고 충전재는 돌, 칼슘 카보네이트(calcium carbinate), 카올린(kaolin) 및/또는 다른 적절한 미네랄(mineral) 안료들이다. 최근에, 미세지의 제조에 있어서, 증가되는 용도는 재생 섬유들을 또한 제조하는 것이다.

상술된 바와같이, 본 발명에 따른 방법과 제지 기계에 의하여, 프리코팅된 미세지에 상응하는 바람직한 제지를 제조하는 것이 가능해 진다. 이 적용에서, 종래 프리코팅의 목적은 웹에 웹의 다음 처리에 바람직한 특정 특성들을 제공하는 것이다. 이런 성질들은, 다른 것들 사이에서, 예를 들면 콥-웅거(Cobb-Unger)방법에 의해 측정되는 바람직한 흡수 수준만큼 표면에 바람직한 다공성 또는 기공 크기(pore size) 분배를 포함한다. 안료의 적용범위의 정도는 또한 제어되는 하나의 특성이다. 종래의 프리코팅을 적용하지 않고, 그러므로 본 발명에 따른 미세지를 제조하는 공정은 프리코팅 단계를 포함하는 종래의 제조 공정을 사용할 때 얻어지는 것들에 상응하는 값들을 상기 특성들이 가질 수 있도록하는 것이다.

코팅된 미세지에 상응하게, 본 발명은 또한 기계 펄프를 포함하는 제지 그레이드(grade)에 바람직하게 적용될 수 있고,그리고 이런 제지 그레이드들은 제조 공정의 마지막 단계에서 코팅된다. 전형적인 이런 그레이드들은 LWC와 MWC 이다.

본 발명에 따른 방법과 장치는 또한 한 라인에 표면 사이징 유닛(surface sizing unit)을 추가함이 없이 전보다 더 나은 신문용지를 제조하는 것을 또한 가능하게 만든다. 이 적용에서 본 발명의 중요성은 매우 클 것이고, 신문종이 기계들은 더 빨라질 것이며, 그리고 신문용지는 더 얇아질 것이다. 4-색 인쇄는 전보다 더 강하고 밀도가 더 높은 표면을 요구한다. 알려진 바와 같이, 이것이 웹의 표면-처리에 의해 달성된다는 것은 이미 알려져 있다.

판지가 전보다 더 좋은 인쇄 표면을 가져야만 한다는 것은 더욱 더 자주 요구된다. 우리의 발명은 판지 기계의 건조 단부에 고비용의 투자없이 그것에 대해 좋은 가능성을 제공한다. 다-층 판지들이 제조될 때, 우리의 발명은 또한 다-층 판지의 표면층을 형성하는 웹의 인쇄 특질들을 개선하기위한 바람직한 해결책을 제공한다. 다-층 판지의 결합 강도는 웹의 표면내에, 예를 들면, 전분을 공급하는 것에의해 또한 증가 될 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 제지 기계의 하나의 실시예의 개략도이다.

도2는 스탁이 수개의 다른 섬유 구성요소들, 예를 들면, 기계적이고 화학적인 펄프를 포함할 때, 본 발명에 따른 짧은 순환 배치의 개략도이다.

종래 기술로 알려진 제지 또는 판지 기계에서, 짧은 순환과 다른 스탁(stock)시스템들은 제지 또는 판지 기계의 헤드박스(headbox)내에 공급되기위하여 가능한한 균질의 스탁을 형성하도록 섬유, 충전재, 미립자, 및 첨가재들을 혼합하는 것과 같이 대부분 공통적으로 제작된다. 다-층 웹 형성에서, 하나 또는 그이상의 헤드박스들내에 다른 섬유 현탁액(suspension)을 공급하기위하여 여러 다른 스탁 시스템들을 이용하는 것이 또한 알려져 있다. 헤드박스는 웹의 탈수와 카우치(couch)가 시작되는 와이어 섹션(wire section)상에 형성된 펄프 현탁액을 고르게 펼친다. 종래 기술에서, 여러 다른 형태의 와이어 섹션들 또는 당업자들에게도 알려진 형성기(former)들; 포드리너 형성기들(fourdriner formers), 혼성 형성기들(hybrid formers), 및 틈새 형성기들(gap formers)이 알려져 있다. 판지 기계들은 몇개의 와이어 유닛들(wire units)을 포함할 수 있다. 본 발명의 관점으로부터, 가장 바람직한 형성기는 틈새 형성기이고, 헤드박스에 의해 만들어진 슬라이스 제트(slice jet)는 틈 형성기내의 두 와이어 사이에서 공급되며 그리고 대부분의 물은 두 방향에서 상기 와이어사이에서 제거된다. 하나의 바람직한 틈새 형성기 배치는 엘. 베르카사로의 "Effienct Forming at High Speeds, XI Valmet Paper Technology Days 1998" 논문에 기술되어 있다. 종래 기술로부터 알려진 배치에서, 웹의 두께 방향으로의 섬유와 충전재 분배는 제한된 정도까지, 예를 들면 형성기의 탈수 요소들의 배치와 공백들까지, 조절될 수 있다. 충전재는 탈수 단계에서 웹의 표면상에 축적된다.

종래 기술에서 다-층 헤드박스들 자체가 알려져 있고, 그것들중 몇개가, 예를 들면, 엠. 오델의 "Multilayering, Method or Madness?,XI Valmet Paper Technology Days 1998" 논문과 FI 특허 92,729호 논문에서 기술되고 그리고, 피. 아호넨 "Challenges for Digital Printing Paper, XI Valmet Paper Technology Days 1998"의 논문에서 그것들중 하나에 대하여 또한 기술되어 있다. 다-층 헤드박스들은 바람직한 층 구조가 와이어들사이의 층들에 스탁을 공급하여 웹에서 제조되도록한다. 다-층 헤드박스들 대신에, 특히 수개의 판지 그레이드의 경우에는, 몇개의 다른 헤드박스들과 와이어 유닛들이 층 구조(layered structure)를 제공하기 위하여 사용된다.

웹은 와이어 섹션으로부터 물이 웹으로부터 하나 또는 두개의 펠트(felt)들에 대해 그것을 가압배출하여 제거되는 프레스 섹션(press section)으로 통과된다. 당업자는 종래 기술로부터 수개의 다른 프레스 배치를 알고 있는데, 예를 들면 상표 SymPress^TMⅡ로 출원인에 의해 판매되는 롤 닙(roll nips)들에 근거한 프레스이다. 최근에, 롤 닙들 대신에, 항상-증가하는 이용은 종래 기술에서 그 자체로 알려진 연장된 닙을 만드는 것인데, 그것의 더 큰 탈수 용량 및/또는 대다수의 물을 보유하는 용량 때문이다.

종래-기술 제지 및 판지 기계에서의 건조 섹션(dryer section)은 종래의 싱글 및/또는 트윈-와이어 드로우(draw)를 사용하고 그리고 건조가 와이어가 가열된 실린더(cylinder) 표면에 대해 웹을 가압배출하는 동한 실린더 건조로서 주로 발생하는 건조 섹션으로 대부분 공통적으로 형성된다. 높은 운전 속도에서, 전체 건조 섹션에서 싱글 와이어 드로우는 최근 몇년동안 일반화되었다. 가장 최근의 배치로서, 예를 들면, PCT 특허출원번호 PCT/FI98/00945호는 더 높은 증발율과 더 작은 건조 섹션을 제공하기 위해 실린더 건조를 구비한 결합 충돌 건조(combining impingement drying)를 제안한다.

수개의 종래-기술 배치에서, 제지 웹은 건조 섹션으로부터 프리캘린더(precalender)로 통과되며, 그리고 종래 배치에서 프리캘린더는 단단하거나 부드러운 닙들을 구비한 캘린더(calender)일 것이며, 그리고 그안에서 제지 웹은 제지 웹의 표면에 평탄함을 제공하기 위해 롤들(rolls)사이에서 닙을 통해서 통과된다. 프리캘린더에서, 느슨한 섬유들과 다른 스탁의 요소들은 웹의 표면에 또한 고정되나, 그러나, 동시에, 밀도에서의 차이는 기본 제지에서 또한 일어날 수 있고, 그리고 많은 그레이드들에 중요한 수개의 큰 웹은 손실될 수 있다. 블레이드(blade) 코팅이 소위 블레이드 라인(lines)들을 피하기위해 사용될 때 프리캘린더링은 웹의 코팅전에 중요하다.

표면 사이징에서, 웹의 표면들은, 예를 들면, SymSizer^TM란 상표로 본 출원인에 의해 판매되는 어플리케이터 장치(applicator device)로 필름 사이즈 프레스(film size press)에서 녹말 또는 안료 용액으로 처리된다. 표면 사이징, 착색(pigmenting), 또는 코팅은 동시에 웹의 양면에 이 단계에서 전형적으로 수행되나, 그러나 웹의 표면은 연속되는 유닛에서 또한 개별적으로 처리될 수 있다. 그 후에, 제지 웹은 적외선 건조기들과 공기 건조기들과 그것들을 잇따르는 작은 실린더 그룹을 사용하여 건조된다.

그 후에, 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 제지 웹은 블레이드, 롤, 또는 종래 기술에서 자체로 알려진 제트 코팅 유닛(jet coating unit)으로 코팅되고 그리고 실린더 건조와 마찬가지로 적외선과 공기 건조기들을 이용하여 건조된다. 건조된 제지 또는 웹은 감겨지며, 그것은 제지에 바람직한 평단과 광택을 제공하는 멀티-닙 갤린더보다 앞선다. 최근에 온-머신 캘린더링(on-machine calendering)은 또한 일반화 되고있다.

반면에, 종래 기술로 알려진 배치에서, 건조기 섹션은 캘린더와 릴-업(reel-up)에 종종 앞선다. 그 후, 풀린 스탠드(unwind stand)가 위치되며, 그리고 그것으로부터 웹은 오프-머신(off-machine) 코팅 스테이션(station)으로 통과된다. 다른 코팅 스테이션들은 종래 기술로부터 알려졌다. 하나의 알려진 배치에서, 제지 웹의 한면은 먼저 프리코팅되고, 그 뒤에 건조 섹션이 있고, 그 뒤에 제지 웹의 다른 면이 프리코팅되고, 그 뒤에 건조 섹션이 있다. 이렇게 제조된 프리코팅된 제지 웹의 코팅은 다른 코팅 층들과 그것을 코팅하는 것으로 완성되며, 그리고 그 후에, 웹은 건조되고, 그리고 감겨진다. 이것은 웹의 펼침과 캘린더링과 감김보다 앞선다. 그러므로 건조 섹션뒤의 남은 기계는 온 또는 오프 기계가 될 것이다.

종래 기술에서 알려진 바와 같이, 코팅 전에 제지는 매우 다공성이고, 그리고 이와 같이 탈수와 건조 처리후에 적절한 표면-코팅전에 제지 웹을 프리코팅하는 것이 필요하다. 또한, 이 결과로, 적절한 코팅이 제지 웹의 표면에 추가될 수 있도록 하기 위하여 제지 웹은 프리코팅 공정후에 건조되어야만 한다. 이들 단계에 요구되는 장비와 웹 이송들은 미세지 제조 라인의 길이를 상당히 증가시킨다. 미세지의 이중 코팅의 목적은, 즉 프리코팅과 적절한 코팅, 인쇄 기반을 위하여 물리적으로 그리고 시각적으로 균일한 코팅 표면을 이루려는 것이다. 상기 코팅 공정에서 프리코팅 층의 가장 중요한 기능은 표면 코팅 층이 표면에 존속되고 그리고 제지의 구성내에 흡수되지 않도록 하기 위하여 적절한 방법으로 기초 제지(base paper)에 존재하는 구멍들을 줄이는 것이다. 만약 코팅 재료가 제지의 표면상에 매우 고르지않게 분포된다면, 게다가 표면 코팅후에 또한 그렇다면, 제지는 고르지못하고 그리고, 예를들면, 일부 광택 또는 또 다른 가시적 결점을 보일 것이다. 예를 들면, 필름 이송 기술로 균일한 코팅 층을 얻는 것이 가능하고 그리고 그때문에 좋은 적용범위를 얻는 것도 가능하며, 그리고 그것은 프리코팅 단계에서 특히 바람직한 특성인데, 왜냐하면 균일한 프리코팅은 균일한 표면 코팅을 제공하기 위하여 요구되기 때문이다. 프리코팅 후에, 웹은 종래 기술, 예를 들면, 평탄한 표면을 얻기 위해 블레이드 코팅으로 표면-코팅된다. 그러나, 이것은 제지 마무리 라인에 공간 요구들을 부과하는데, 왜냐하면 제지의 다른 면들이 다른 단계에서 종종 코팅되므로 제지는 세개에서 네개의 분리된 단계로 코팅되기 때문이다.

종래-기술 제지 및 판지 기계들에서, 사이즈 프레스 또는 필름 이송 타입의 코팅기(coater)는 그러므로 웹의 프리코팅에 일반적으로 사용된다. 이런 관계에서, 표면 사이즈 또는 수용액의 등가의 코팅 물질은 미립자들(fines)과 섬유들을 웹의 표면에 결합시키고 그리고 그 결과 후-코팅을 가능하도록 알맞은 조건들을 생성할 목적으로 한 단계 또는 두 단계에서 제지 웹의 양면에 적용된다. 종래-기술 배치에서, 분리 프리코팅기(precoater)를 포함하는데, 하나의 문제는 제지 또는 판지 기계의 길이 또는 코팅 라인의 길이를 증가시킨다. 이것은 기계 자체와 건물 모두의 투자 비용을 증가 시킨다. 개조에서, 공간의 부족은 때때로 신기술의 도입에 실제적인 장애물이 될수 있다. 물 같은 물질이 웹에 적용될 때, 건조가 필요하고, 그리고 그것은 기계의 길이와 투자 비용을 증가시킬뿐만 아니라 건조 에너지에 대한 수요를 증가시킨다. 게다가, 제지 기계는 개방 드로우들이 제공되어야만 하는데, 그것은 웹 파손과 다른 주행성(runnability) 문제들을 야기할 수 있고, 특히 가벼운 중량의 제지 그레이드들과 높은 운전 속도일 경우에 그렇다.

본 발명과 관련된 종래 기술에서, 참조는 본 출원인의 FI 특허출원 981330호와 981331호에 또한 게재되어 있다. 이것들에서, FI 특허출원 981330호는 양질의 제지가 2000 m/min 을 초과하는 속도에서 높은 효율로 제조될 수 있으며, 현재의 제지 기계보다 더 짧은 통합(integrated) 제지 기계를 밝히고 있다. FI 특허출원 981331호는 좋은 광택뿐만아니라 복사용지 특성과 칼라 파우더 인쇄(colour powder printing)에 적절한 다공성을 가진 제지의 제조에 특히 목적이 있는 제지 기계를 밝히고 있다.

본 발명의 분명한 목적은 프리코팅에 전통적으로 요구되는 제지와 판지 그레이드들의 제조에서 알려진 배치보다 더 짧은 제지와 판지 기계를 제공함에 있어 투자 비용을 더 낮게 하는 것이다. 뒤에 나타날 것들 뿐만 아니라 상술된 목적들을 달성할 목적으로, 본 발명에 따른 방법은 청구항 1항의 특징부에 진술된 것을 주로 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제지 또는 판지 기계는 청구항 12항의 특징부에 진술된 것을 차례로 주로 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 첨가제들과 충전재들의 적층은 제지 웹의 표면 층들내에 기공 크기 분배를 줄이기 위하여 마무리 섹션에서 실행되는 프리코팅 대신에 헤드박스내에서 이용된다. 첨가제 및/또는 충전재들이 스탁의 표면층내에 채용될 때, 예를 들면, 충전재의 U-형상 두께 방향 프로파일(profile)을 제공하는 것이 가능하다. 첨가재와 충전재를 적층(layering)함에 있어서, 스탁은 표면층들과 중간층에 대해 세개의 다른 스탁 유동으로 나뉘고, 그리고 그것들의 각각은 바람직한 첨가재들과 충전재들을, 다른 층구조를 제공하기 위해 특히 전분, 공급받는다. 필요할 때, 첨가재들과 충전재들은 수개의 다른 지점들로부터 또는 수개의 다른 단계들에서 스탁 유동으로 공급될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 미립자들(fines)이 또한 첨가될 수 있다. 게다가, 본 발명과 관련하여, 섬유층을 바람직하게 사용하는 것이 가능하며, 그 안에서 섬유 스탁이 표면과 중간층들에 개별 요소들내로 분리되어 바람직한 형태의 섬유 스탁이 표면층과 중간층에 개별적으로 통과된다. 추가로, 표면에 충전재들과 미립자들을 결합하는 보유 작용재들을 이용하는 것이 가능하고, 그리고 그것은 그것들이 물과 함께 표면층들로부터 가져가 지는것을 예방한다. 보유 작용재는 또한 층들내로 공급될 수 있다.

바꾸어 말하면, 본 발명대로, 제조되는 웹에 의존하는 표면 사이징, 착색, 또는 프리코팅은 제지 또는 판지 기계의 최초 부분내에 합쳐져 있고, 그리고 첨가재들과 충전재들은 웹의 제조의 초기 단계에 즉시 웹의 표면내에 이미 채용되어 있다. 그 때문에, 충분히 작은 기공 크기는 적절한 코팅이 표면에 존속되도록 하기위해 만들어 진다. 그 때문에, 인쇄 공정에 바람직한 표면이 또한 만들어지고, 그리고 그것으로부터 표면 인쇄 잉크는 웹내부로 깊게 침투하지 않는다.

본 발명은 제지 표면의 기공 크기(pore size)가 그것의 실제 값의 1/10이 되도록 한다. 최적의 코팅 적용범위는 기본 제지들의 기공들이 너무 작아서 코팅이 그것들내로 침투되지 않아서 그때문에 표면에 유지될때 달성된다. 이것은 표면층에 통과되는 스탁 유동들에 첨가재들과 충전재들을 헤드박스내에서 미리 추가하는것과 동시에 섬유들의 적층을 바람직하게 이용하는 것과 표면층들로 통과되는 스탁 유동들에 미립자들을 추가하는 것을 가능하게 하는것으로 달성된다.

바람직한 실시예에 따라서, 섬유들의 적층이 사용될 때, 예를 들면, 80g의 기본 중량을 가진 종이를 제조할 때, 상기 층들은 동일한 밀도(consistency)의 20, 40, 20 g/m²의 층들일 수 있다. 본 발명은 서로 다른 밀도들의 스탁들이 다른 층들에 공급되는 섬유층 배치들을 또한 포함한다.

본 발명에서, 프리코팅은 그러므로 첨가재들과 충전재들의 적층으로 대체되며, 그 결과 공정의 효율은 개선되고 그리고 투자비용은 축소된다. 본 발명에 따른 제지 기계는, 그 기계에서 프리코팅이 첨가재들과 충전재들을 적층하는 기술로 대체되는데, 바람직한 실시예에 따라서 다-층 헤드박스, 틈새 형성기, 프레스 섹션, 표면 코팅 스테이션/스테이션들, 및 릴-업(reel-up)은 물론 멀티-닙 캘린더(multi-nip calender)를 포함한다.

장치 비용에서 약 20％의 절감과 공간 비용(hall cost)에서 약 20％의 절감은 본 발명에 따른 제지 기계에 의해 달성된다.

절감은 또한 온-라인(on-line) 배치들때문에 얻어지는데, 이 배치에서 작업 인원의 연결 수는 감소될 수 있고, 그리고 다른 절감, 예를 들면 파지 양의 감소,는 물론 에너지와 물의 소비의 절감을 달성하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 배치에서, 벌크(bulk)와 불투명에서 이익들이 또한 얻어진다. 벌크에서의 이익은 프리캘리더링(precalendering)이 웹을 가압배출하고 웹의 밀도를 증가시켜 달성된다. 제지의 불투명도는 표면이 다공성이고 코팅이 제지내로 침투되면 저하된다.

본 발명에 따른 방법은 짧은 순환과 첨가재들과 충전재 및/또는 미립자들이 적층되는 헤드박스에 적용된다. 본 발명이 바람직하게 적용된 하나의 스탁 공급 시스템은 FI 특허출원 934793호에 기재되어 있다. 충전재들, 미립자들, 첨가재들은 단지 헤드박스 자체에 또한 공급될 수 있다. 하나의 이런 배치는 유럽 특허 공보 824157호에 게재되어 있다. 짧은 순환 배치는 이미 종래 기술로 알려진 배치일 수 있으나, 그러나 본 발명과 연관되어 상표 OptiFeed^TM으로 본 출원인에의해 판매되는 짧은 순환을 적용하는 것이 특히 유용하며, 다른 것중에서는 "Ein Neuer Ansatz fur das Management der Nasspartie, Wochenblatt fur Papierfabrikation, Vol.19, No.20, October 1998" 잡지 기사로 게재되었다. OptiFeed^TM배치를 이용함으로써, 짧은 순환의 스탁 체적은 최소화되고, 그래서, 예를 들면, 그레이드의 변화는, 예를 들면, 스탁의 조성에서 긴 장애 없이 본 발명에 따른 제지 또는 판지 기계로 신속하게 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 제지 또는 판지 기계는 그리하여 짧은 순환과 적어도 충전재들이 적층되는 헤드박스를 포함한다. 틈새 형성기는 다른 타입의 형성기보다 더 높은 속력을 허용하고 양면에서 탈수를 가능하게하는 틈새 형성기인 형성기로서 바람직하게 사용되고, 그 결과 대칭적인 제지가 얻어진다. 하나의 이런 틈새 형성기로서, 예를 들면, OptiFormer^TM란 상표로 본 출원인에 의해 판매되는 와이어 섹션 또는 상응하는 형성기는 엘 베르카살로의 "Efficient Forming at High Speeds, XI Valmet Paper Technology Days 1998" 논문에 기술되어진 이런 종류의 하나의 형성기로 언급될 수 있다.

종래의 프레스 배치는 본 발명에 따른 제지 또는 판지 기계에 이용될 수 있으나, 그러나 많은 경우에서 연장된 닙 프레싱을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 최소한의 비대칭은 물론 좋은 벌크와 매우 건조한 고체들이 소위 슈 프레스(shoe press)로 웹에 제공된다. 예들 들면, 본 출원인의 이중-펠트된(double-felted) OptiPress^TM프레스 섹션을 사용할 때, 대칭 탈수와 대칭 표면 특성들을 구비한 웹이 얻어진다. 고도로 건조한 고체들이 요구될 때, 소위 전동 벨트를 구비하고 웹을 잘 나르는 수분-비-수용(water-non-receiving) 구조로 하나의 펠트를 대체하는 것이 좋을 것이다. 비록 본 발명이 개별 코팅장치에 대한 필요를 감소 시킬지라도, 수개의 적용에 있어서, 표면 사이징/착색을 프레스 섹션에 결합하는 것이 바람직할 것이고, 그리고 그 안에서 건조 섹션뒤에 개별적인 표면 사이징/착색의 연결과 더 나아가 그것과 함께 연합된 처리들은 반드시 필요하지는 않다. 하나의 이런 사이징(웹 단 사이징)은, 예를 들면, 미국 특허번호 4,793,899호에 게재되어 있다.

본 발명은 건조 섹션에 특별한 요구를 부과하지 않고, 그것과 관련하여 종래 기술 건조 배치, 예를 들면, 단일-와이어 드로우를 적용하고 그리고 충돌 건조가 건조용량, 프로파일링, 또는 그레이드의 빠른 변화를 제공할 목적으로 추가적으로 결합될 수 있는 건조 섹션을 적용하는 것이 가능하다. 이런 현대적 건조 섹션이, 다른 것들중에서, 국제특허출원 PCT/FI98/00945에 나타나 있다. 특히 제지 그레이드의 경우에는, OptiDry^TM란 상표로 본 출원인에의해 판매되는 건조 섹션 또는 상응하는 타입의 건조 섹션을 사용하는 것이 바람직하다. 희망될 때는, 프리캘린더링이 건조 섹션에서 사용될 수 있고, 이런 캘린더링은, 예를 들면, 건조 실린더에 대해 캘린더링을 밝히고 있는 FI 특허출원 960925호에 기재되어 있다. 물론, 프리캘린더링이 두 롤사이에서 또한 이루어질 수 있다. 당연히, 필요할 때는, 프리캘린더링은 건조 섹션후에 또한 전통적으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 이런 실시예에서 웹은 코팅 스테이션에서, 예를 들면, 블레이드 코팅기, 제트 코팅 장치에서 개별적으로 더 코팅될 수 있으며, 필름 이송 또는 스프레이(spray) 타입은 코팅 공정에서 사용된다. 코팅 작용재는 코팅 장치에 의해 연속적인 제트(jet) 또는 방울들(분사)중 어느 하나로서 웹의 표면으로 자유롭게 이송되거나 또는 코팅 작용재는 롤에 의해 적용된다. 바람직하게, 예를 들면, OptiCoat Jet^TM상표로 본 출원인에 의해 판매되는 코팅 장치 또는 상응하는 타입의 코팅 장치가 사용된다. 코팅 공정에서, 필름 이송 기술, 예를 들면, SymSizer^TM또는 OptiSizer^TM란 상표로 본 출원인에 의해 판매되는 코팅 장치를 사용하는 것이 또한 바람직하게 가능하다.

웹 파손을 제거하기 위해, 웹은 벨트에 의해 지지되는 동안 코팅될 것이다. 지지된 코팅은, 예를 들면, "1998 Coating/Paper Machine Makers Conference, TAPPI Proceedings" 기사에는 물론 본 출원인의 핀란드 특허출원 FI101489호에 게재되어 있다.

코팅후의 건조는 비-접촉(contact-free) 건조로서, 예를 들면, PowerDry^TM이란 상표로 본 출원인에의해 판매되는 건조기로 또는 고도의 건조 용량을, 그리고 필요할 때, 빠른 변화의 건조 용량을 제공하는 균등한 타입의 건조기로 시작된다. 실제로, 비-접촉 건조는 종종 그 후에 있는 짧은 실린더 그룹이 구동 그룹으로 주로 기능하도록하는 기본적 형태의 건도이다.

그 후, 바람직한 멀티-닙 캘린더가 있는데, OptiLoad^TM이란 상표로 본 출원인에 의해 판매되는 온-라인 캘린더 또는 상응하는 타입의 캘린더가 바람직하고, 각 닙에서 캘린더의 선형 로드(load)가 개별적으로 조절될 수 있는 종래의 슈퍼캘린더와는 다르다. 이 방법에서, 벌크를 조절하는 것이 가능하고, 그래도 좋은 광택과 평탄함을 얻을 수 있다. 이 타입의 캘린더에 있어서, 참조는 핀란드 특허 96334호에 있다. 본 발명과 관련하여, 물론 오프-기계 캘린더를 적용하는 것도 또한 가능하다.

그 후, 릴-업이 있는데, OptiReel^TM이란 상표로 본 출원인에 의해 판매되는 릴-업 또는 웹의 균등한 감김에 적합한 타입의 릴-업이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법으로, 종래 기술에 따른 프리코팅 유닛이 제공되는 기계에의해 제조된 웹에 상응하는 제지 또는 판지를 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 종래 기술과 다르게, 본 발명에 따른 제지 또는 판지 기계는 프리코팅 유닛을 포함하지 않는다. 게다가, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표면 사이징/착색 유닛이 필요없고, 그리고 프리캘린더에 대한 필요가 역시 없어 바람직하다.

본 발명과 관련하여, 본 발명에 따른 방법과 제지 기계가 사용되는 수개의 기술들은 단지 매우 최근에 알려졌다는 것을 특히 유념해야만 한다.

이하에서, 본 발명은 첨부된 도면의 그림을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이고, 그리고 본 발명의 상세한 설명에서 본 발명은 그러나 아무리 해도 좁게 한정되도록 의도되지는 않는다. 도면은 미세지 기계와 근접하게 관련된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 자체적으로 바람직한 단지 이 실시예에 한정되지는 않는다.

도1은 본 발명에 따른 제지 기계의 하나의 실시예의 개략도 이고, 그리고 도2는 스탁이 수개의 다른 섬유 구성요소들, 예를 들면, 기계적이고 화학적인 펄프를 포함할 때, 본 발명에 따른 짧은 순환 배치의 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 스탁은 헤드박스(100)로부터 와이어 섹션(200)으로 공급되고, 그리고 그안에는 양면에서 물을 제거하고 프레스 섹션(300)에 앞서는 틈새 형성기(250)가 있다. 프레스 섹션(300)에서, 적어도 하나의 프레스는 연장된 닙프레스이고, 슈 프레스가 바람직하며, 그리고 그것은 벌크를 보존하고 그리고 제지의 탈수에서 두-면(two-sidedness)을 감소시킨다. 도시된 바와 같이 프레스 섹션에서, 제 1 프레스 닙은 롤 닙(350)이고 그리고 제 2 닙은 연장 닙(360)이다. 웹(W)은 프레스 섹션(300)으로부터 건조 섹션(400)으로 통과되고, 그리고 그안에서 단일-와이어 드로우 그룹들(R)과 충돌 건조(450)가 도면에 도시된 적용에서 사용된다. 웹(W)은 코팅 스테이션들(500,600)에서 코팅되고, 그리고 그 후에 웹(W)은 주로 적외선 건조기들(565,665)과 공기 건조기(566,666)를 사용하는 건조부들(550,650)에서 건조된다. 이 비-접촉 건조(550,650)는 짧은 실린더 그룹(570,670)에 앞서고, 그리고 그안에서 드로우와 웹의 텐션(tension)이 이루어지며, 동시에 웹을 더 건조시킨다. 그 후, 웹은 멀티-닙 캘린더(700)에서 캘린더되고, 그리고 그안에서 각 닙의 선형 로드는 개별적으로 바람직하게 조절될 수 있다. 그 후, 웹은 웹이 릴내부로 감기는 릴-업(800)에 통과된다.

본 발명에 따르면, 헤드박스(100)가 스탁이 적층되는 멀티-층 헤드박스이어 표면층으로 통과되는 스탁 유동은 충전재들과 첨가재, 예를 들면, 만약에 있다면, 전분들과 보유 작용재를 포함한다. 첨가재들과 충전재들의 적층에 추가하여, 필요한 때, 표면층들내에 미립자들을 적층하거나 또는 동시에 섬유들 적층을 사용하는 것이 가능하다. 만약 그것이 최종 제품의 견지로부터 바람직하다면, 배치는 게다가 중간층내에 필요한 첨가재와 다른 유사 물질들을 또한 공급한다.

도면에 도시된 제지 기계에서, 제지 웹(W)의 이동은 아래와 같다. 스탁이 헤드박스(100)로부터 와이어 섹션(200)의 틈새 형성기(250)의 형성 롤(forming roll)들사이의 틈새 내부로 공급되고, 그리고 그것은 틈새 형성기(250)의 탈수 장치를 경유하여 와이어들사이의 그 틈새로부터 와이어에의해 지지되는 동안 프레스 섹션(300)으로 더 나아가 통과된다. 프레스 섹션(300)은 두 프레스(350,360)을 포함하고, 웹(W)은, 하부 구조에 의해 지지되는 동안, 프레스(350)의 프레스 롤들사이에 있도록 하기위해 제1 프레스(350)의 상부 구조위로 통과된다. 하부 구조로 부터, 웹(W)은 다음 프레스(360)의 상부 구조위로 그리고 프레스(360)의 프레스 롤 사이에 있도록 하기위해 상부 구조와 하부 구조사이로 더 나아가 통과된다. 웹(W)은 프레스 섹션(300)으로부터 건조 섹션(400)으로 통과되고, 그리고 그안에서 웹(W)은,건조 와이어에의해 지지되는 동안, 단일-와이어 드로우를 적용하는 충돌 건조 그룹들(450)과 건조 그룹(R)에서 건조된다. 단일-와이어 드로우를 적용하는 건조 그룹(R)에서, 도면 번호 (415)는 건조 와이어를 가리키고 그리고 도면 번호 (410)은 상부열의 가열된 건조 실린더들을 가리키며 그리고 도면 번호 (411)은 하부열의 역전된 실린더들 또는 롤들을 가리킨다. 웹(W)은 하부열의 역전된(reversing) 실린더들/롤들(411)로부터 상부열의 가열된 건조 실린더들(410)위로 굽이쳐 진행되고, 그리고 그 위로 웹(W)은 가열된 실린더 표면에 접촉되는 방향에 있다. 명쾌함을 위하여, 위에 표시된 기호는 단지 하나의 건조 그룹(R)과 관련되어 표시된다. 그 후, 웹(W)은 코팅 스테이션(500,600)에서 코팅되고, 그리고 그안에서 웹은 코팅 스테이션(500,600)으로부터 비-접촉 건조에 적용되는 건조 장치(550,650)내부로 통과되며, 상기 건조 장치는 싱글-와이어 드로우를 적용하는 건조 그룹(570,670)에 앞서고 그리고 건조 와이어(551,651), 가열 건조 실린더들(510,610) 및 역전된 실린더들/롤들(511,611)을 포함한다. 추가로, 측정 장치(590,690)는 각 코팅 스테이션(500,600)뒤에 위치한다. 그 후, 웹(W)은 캘린더(700)로 통과되고, 그리고 그것은 멀티-닙 캘린더로서 형성된다. 캘린더(700)후에, 웹(W)은 릴-업(800)으로 통과되고, 그리고 그안에서 제지 웹(W)은 제지 릴들내부로 감긴다.

핀란드 특허 934793호로부터 알려진 첨가재들을 적층하는것과 새로운 단순화된 순환 개념, OptiFeed,은 본 발명에서 사용될 수 있다. 도2는 스탁이 수개의 다른 섬유 구성요소들, 예를 들면, 도2에서와 같이 기계적이고 화학적인 펄프를 포함하는 경우에 본 발명과 관련되어 바람직하게 적용될 수 있는 하나의 짧은 순환 배치를 개략적으로 나타낸다. 물론, 펄프는 또한 재생 섬유에 기반을 둔 펄프일 수 있다. 도면에서 도시된 바와 같이, 다른 펄프 요소들은 혼합기(Mixer)내부로 바람직한 비율로 통과되고, 그리고 그것은 희석수와 함께 공급되고 그리고 약간의 충전재들(전분과 충전재)과 함께 공급되는것이 가능하다. 스탁은 세척 처리되고 그리고 희석액은 다음 단계의 혼합기에서 거기에 추가된다. 그 후, 스탁은 펌프와 스크린(screen)을 통해서 제지 또는 판지 기계의 헤드박스의 다른 층들 내부로 또는 다-층 형성기의 다른 헤드박스들 내부로 통과되기 위하여 세개의 다른 라인들 내부에서 나뉜다. 각 라인에서, 보유 작용재들을 포함하고, 문제의 층에서 요구되는 첨가재들, 충전재들, 및 미립자들은 스탁에 첨가된다. 본 출원에 의존하면, 이런 첨가재들의 양은 각 라인에서 다를 수 있다.

본 발명에 따른 방법과 장치는 또한 한줄에 표면 사이징 유닛(surface sizing unit)을 추가함이 없이 전보다 더 나은 신문용지를 제조하는 것을 또한 가능하게 만들 수 있다. 이 적용에서 본 발명의 중요성은 매우 클 것이고, 신문종이 기계들은 더 빨라질 것이다.

본 발명의 실시는 파일럿(pilot) 기계 규모로 본 출원인에 의해 시험되었다. 웹은, 다른 것들 중에서, 다-층 헤드박스, "OptiFormer" 틈새 형성기 및 "OptiPress" 프레스를 포함하는 본 발명에 따른 제지 기계로 상업적 미세지 펄프로부터 제조 되었고, 그리고 웹은 그 다음에 제트 기술에 의해 표면-코팅 되었고 그리고 시트 옵셋(sheet offset) 인쇄전에 "OptiLoad" 멀티-닙 캘린더로 캘린더되었다. 참조 제지로서, 미세지는 전통적인 방법으로 제조되어 PCC의 약 20％가 충전재로서 펄프에 균등하게 첨가되었다. 이 참조 제지는 적절한 표면 코팅전에 "SymSizer" 표면 사이징 단위로 종래 방법으로 또한 프리코팅 되었다. 이 제지는 웹의 표면층들 내부에 PCC 충전재를 적층하는 본 발명에 따라 제조된 미세지와 비교된다. 이 웹은 어떤 프리코팅 단계없이 직접 표면-처리 되었다. 다른 것들 중에서, 인쇄되는 시트들의 인쇄 질의 균일성은 나뭇결과 얼룩으로 측정된다. 실질적인 차이는 다른 제조 방법들 사이에서 관찰될 수 없다. 인쇄의 광택, Hunter 75˚,은 또한 측정된다. 여기서, 전통적인 방법으로 제조된 제지는 본 발명의 방법에의해 제조된 제지보다 약간 더 광택이 있는 인쇄 표면을 제공하는 것으로 판명되었다. 시험 작업은 비-프리코팅된 시트들에서 어떤 양-면 문제들을 나타내지 않았다.

위에서, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예들중 단지 하나를 참조하여 기술되었고, 그리고 본 발명의 상세한 설명에서 본 발명은 그러나 아무리 해도 좁게 한정되도록 의도되지는 않는다. 많은 변화들과 변형들은 다음의 청구항들에서 한정되는 발명사상내에서 실행이 가능하다.

Claims

스탁이 헤드박스(100)로부터 물이 웹(W)으로부터 제거되는 와이어 섹션(200)으로 공급되고; 상기 웹(W)이 상기 웹(W)으로부터 물을 가압배출하기위해 상기 와이어 섹션(200)으로부터 프레스 섹션(300)으로 통과되고; 그리고 상기 프레스 섹션(300)후에, 상기 웹(W)이 건조 섹션(400)에서 건조되고 그리고 릴-업(800)에 의해 감겨지는 제지 또는 판지 웹을 제조하는 방법에 있어서,

첨가제들, 충전재들, 및/또는 미립자들이 프리코팅 웹에 실질적으로 상응되도록하기 위하여 상기 표면층들에 상기 제지 또는 판지 웹의 기공 크기 분배를 감소시키기도록 상기 제지 또는 판지 웹(W)의 표면층들의 상기 스탁 또는 스탁들내로 공급되는것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
제 1항에 따른 방법에 있어서, 상기 헤드박스(100)에는 다른 층들을 개별적으로 유지하는 부재들이 제공되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
제 1항 또는 제 2항에 따른 방법에 있어서, 섬유들의 적층이 추가적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서, 보유 작용재가 상기 웹(W)의 상기 표면에 상기 첨가재들과 충전재들을 결합시키기 위하여 상기 웹(W)의 상기 표면층들 내부로 통과되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
제 1항 내지 제 4항중 어느 한항에 있어서, 상기 와이어 섹션(200)에서, 물이 형성기에서 두 방향으로, 바람직하게는 틈새 형성기(250)에서, 상기 웹(W)으로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한항에 있어서, 물이 적어도 하나의 연장 닙 프레스(350,360)에서 상기 프레스 섹션(300)내의 상기 웹(W)으로부터 가압배출 되는것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
제 1항 내지 제 6항중 어느 한항에 있어서, 상기 웹(W)의 표면 사이징/광택이 상기 제지 또는 판지 기계의 상기 프레스 섹션(300)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
상기 앞의 청구항들중 어느 한항에 있어서, 상기 웹(W)이 충돌 건조(450)에 의해 적어도 부분적으로 상기 건조 섹션(400)에서 건조되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
상기 앞의 청구항들중 어느 한항에 있어서, 상기 웹(W)이 코팅 스테이션/스테이션들(500,600)에서 더 코팅되고, 그리고 상기 웹(W)이 비-접촉 건조로 적어도 부분적으로 코팅후에 건조되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
상기 앞의 청구항들중 어느 한항에 있어서, 상기 웹(W)이 필름 전송 기술에 근거한 코팅 스테이션/스테이션들에서 코팅되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
상기 앞의 청구항들중 어느 한항에 있어서, 상기 웹(W)이 상기 제지 또는 판지 기계의 상기 코팅 스테이션/스테이션들의 벨트에의해 제공되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
상기 앞의 청구항들중 어느 한항에 있어서, 상기 웹(W)이 각 닙에서 상기 선형 로드를 개별적으로 조절하는 멀티-닙 캘린더(700)에서 캘린더되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 웹 제조 방법.
짧은 순환, 헤드박스(100), 와이어 섹션(200), 프레스 섹션(300), 건조 섹션(400), 캘린더(700), 및 릴-업(800)을 포함하는 제지 또는 판지 기계에 있어서,

첨가재들, 충전재들, 및/또는 미립자들을 섬유 스탁내부로 공급하는 수단들 포함하여 비코팅된 웹이 실질적으로 웹의 특성에서 프리코팅된 웹에 상응하도록 하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항에 있어서, 상기 헤드박스(100)가 다른 스탁 층들을 개별적으로 유지하도록 하는 부재들, 바람직하게는 슬라이스 콘(slice cone)에 위치한 베인 판들(vane plates),을 포함하는 것을 특징으로 제지 또는 판지 기계.
제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 다-층 헤드박스(100)가 섬유들을 적층하는 수단들을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제지 또는 판지 기계의 상기 다-층 헤드박스(100)가 상기 첨가재들과 충전재들을 결합하기 위하여 상기 웹(W)의 표면층들 내부에 보유 작용재를 적층하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어 섹션(200)이 형성기, 바람직하게는 틈새 형성기(250)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레스 섹션(300)이 적어도 하나의 연장 닙 프레스를(350,360) 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레스 섹션(300)이 표면 사이징/광택 유닛(380)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 19항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제지 또는 판지 기계의 상기 건조 섹션(400)이 충돌 건조(450)에 적어도 부분적으로 바탕을 둔 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 20항중 어느 한 항에 있어서, 코팅 스테이션/스테이션들(500,600) 및 상기 코팅 스테이션/스테이션들 뒤에 주로 비-접촉 건도에 근거한 건조부/건조부들(550,650)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 21항중 어느 한 항에 있어서, 필름 이송 기술에 근거한 코팅 스테이션/스테이션들을 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 21항중 어느 한 항에 있어서, 멀티-닙 캘린더(700)를 포함하며, 그리고 상기 멀티-닙 캘린더(700)내에서 각 닙에서 선형 로드들이 개별적으로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 제지 또는 판지 기계.
제 13항 내지 제 23항중 어느 한 항에 있어서, 미세지를 제조하는 것을 특징으로 하는 제지 기계.
제 13항 내지 제 23항중 어느 한 항에 있어서, 개선된 신문용지를 제조하는 것을 특징으로 하는 제지 기계.
제 13항 내지 제 23항중 어느 한 항에 있어서, 다-층 판지를 제조하는 것을 특징으로 하는 판지 기계.
제 13항 내지 제 25항중 어느 한 항에 있어서, 코팅된 미세지, LWC, 또는 MWC를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 기계.