KR20010005532A - 섬유 웹 건조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유 웹 건조를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 이에 의해 섬유 웹(5)은 동일한 방향으로 이동하는 2개의 인장력이 걸린 밴드(1, 2) 사이에서 건조되고 선회 롤(6a, 6b, 7a, 7b)의 주위를 따라 선회한다. 제1 밴드(1)는 압력 챔버(9)에 의해 가열되며 제2 밴드(2)는 물 챔버(10)에 의해 냉각된다. 섬유 웹(5)은 섬유 웹은 가열된 제1 밴드(1)의 표면과 접촉하고 펠트 또는 와이어(3, 4)는 섬유 웹(5)과 냉각된 제2 밴드(2) 사이에 배치되도록 하는 방식으로 1개 이상의 펠트 또는 와이어와 함께 밴드(1, 2)에 의해 형성된 건조 구역을 통과하도록 안내된다. 섬유 웹(5)은 건조 장치로 안내되기 전에 횡방향으로 전개된다. 이에 따라, 섬유 웹에는 요구되는 횡방향 인장력이 걸리고 적절한 인장 구조가 제공되며, 이는 건조 장치 내에서 유지되어 고정될 수 있다.

Description

섬유 웹 건조 방법 및 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR DRYING A FIBER WEB}

섬유 웹이 가열된 금속 밴드와 접촉하고 와이어가 섬유 웹과 냉각된 제2 금속 밴드의 사이에 배치되도록 하는 방식으로 이루어짐으로써, 이에 따라 가열로 인하여 섬유 웹으로부터 분리된 수증기는 냉각된 금속 밴드의 영향으로 응축되어 와이어로 향하게 되는, 동일한 방향으로 이동하는 2개의 평행 금속 밴드의 사이에서 섬유 웹을 건조시키는 방법이 여러 특허 공보에 공지되어 있으며, 이들 공보 중에는 핀란드 특허 출원 제944 775호와 미국 특허 제4 461 095호가 있다. 이 방법은, 2개의 무한 금속 밴드가 선회 롤의 주위를 따라 이동하도록 배치되고, 각각 고온 수증기와 물을 수용하고 있는 압력 챔버들이 상기 밴드에 의해 형성된 루프의 내면과 대향하도록 제공됨으로써, 발생된 압력에 의해 고온 및 저온 밴드 그리고 이들 사이에 있는 섬유 웹과 와이어 각각이 서로 가까워지는 방향으로 가압되는 것에 기초하고 있다. 압력 챔버 사이에 배치된 밴드는 압력 챔버의 한쪽 면에 대한 밀봉재로 형성되므로 수증기와 물은 밴드에 직접 영향을 미칠 수 있다. 이 장치의 작동은 완전히 공지되어 있으며, 예를 들어 전술한 특허 출원들에 개시되어 있고, 여기서 인용함으로써 본 명세서의 일부로 포함된다.

섬유 웹이 복수개의 건조 실린더에 의해 건조되는 종래의 건조 장치에서, 섬유 웹은 횡방향으로 상당히 수축될 뿐만 아니라 생산되는 제조물의 압축 저항과 같은 섬유 웹의 횡방향 특성을 약화시키기도 한다. 또한, 종래의 건조 장치에서는, 섬유 웹이 장치 진행 방향으로 인장력을 받게 되는데, 이는 웹의 운반에 필요하다. 프와송 효과(poisson effect)에 의해, 이 기계 진행 방향 인장력은 웹의 폭을 더욱 좁아지게 하는 경향이 있으며, 이는 웹의 횡방향 특성을 더욱 약화시킨다. 전술한 건조 장치에서는, 섬유 웹은 동일한 방향으로 이동하는 2개의 평행 금속 밴드 사이에서 건조되며, 섬유 웹이 완전히 건조되는 동안 장치 진행 방향 및 횡방향의 양방향으로 수축이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 섬유 웹의 구조는 조 장치로 들어갈 때와 같은 구조로 유지되어 고정된다. 그러나, 몇몇 제조물과 관련해서는 횡방향 특성이 더 좋아야 한다. 특히, 횡방향이 통상 판지 포장의 수직 방향이기도 한 포장용 판지에서는, 섬유 웹의 횡방향 특성이 매우 좋아야 한다. 특히 포장품이 서로 적재되는 경우에는, 포장품의 수직 압축 강도가 매우 중요하다.

본 발명은 섬유 웹을 건조시키는 방법에 관한 것으로서, 이 방법에서는, 2개의 비통기성(air-impermeable) 무한 밴드와, 제1 선회 롤과, 제1 선회 롤의 주위를 선회하도록 배치되는 제1 밴드와, 제2 선회 롤과, 제2 선회 롤의 주위를 선회하도록 배치되는 제2 밴드를 포함함으로써, 제1 밴드 및 제2 밴드는 그 사이에 건조 구역이 형성되도록 하는 방식으로 부분적으로 서로 평행하게 이동하게 배치되고, 제1 밴드는 가열되며 제2 밴드는 냉각되고, 섬유 웹 및 1개 이상의 펠트 또는 와이어는 섬유 웹이 가열된 밴드와 접촉하도록 하는 방식으로 밴드 사이에서 안내되며 이 펠트 또는 와이어는 각각 섬유 웹과 냉각된 제2 밴드 사이에 배치되는 건조 장치에 의해 섬유 웹이 건조된다.

본 발명은 추가로 섬유 웹 건조 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 2개의 비통기성(air-impermeable) 무한 밴드와, 제1 선회 롤과, 제1 선회 롤의 주위를 선회하도록 배치되는 제1 밴드와, 제2 선회 롤과, 제2 선회 롤의 주위를 선회하도록 배치되는 제2 밴드를 포함함으로써, 제1 밴드 및 제2 밴드는 그 사이에 건조 구역이 형성되도록 하는 방식으로 부분적으로 서로 평행하게 이동하고, 제1 밴드는 가열 수단에 의해 가열되며 제2 밴드는 냉각 수단에 의해 냉각되고, 섬유 웹 및 적어도 1개의 펠트 또는 와이어는 밴드들 사이에서 안내되어 섬유 웹은 가열된 제1 밴드와 접촉하며 펠트 또는 와이어는 각각 섬유 웹과 냉각된 제2 밴드 사이에 배치되는 건조 장치로 이루어진다.

첨부한 도면에서 본 발명을 더 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시하는, 웹의 이동 방향에서 본 개략적인 측단면도이며,

도 2는 본 발명에 따른 제2 장치를 도시하는, 웹의 이동 방향에서 본 개략적인 측단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 제3 장치를 스프레더 롤 근처에서의 개략적인 상세도이다.

본 발명은 섬유 웹의 횡방향 특성을 개선하기 위해 이용될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 방법은 건조 장치로 안내되기 전에 섬유 웹을 횡방향으로 전개시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 건조 장치로 안내되기 전에 섬유 웹을 횡방향으로 전개시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 본질적인 개념은 섬유 웹이 건조 장치로 안내되기 전에 횡방향으로 전개되는 점이다. 더욱이, 전개 공정 후에, 섬유 웹이 가열된 밴드와 접촉하고 섬유 웹과 냉각된 제2 밴드 사이에 와이어가 배치되도록 하는 방식으로 섬유 웹을 동일한 방향으로 이동하는 2개의 평행 밴드 사이에서 건조시키는 것이 필수적이며, 이에 따라 가열에 의해 섬유 웹으로부터 분리된 수증기는 냉각된 밴드의 영향으로 응축되어 와이어로 향하게 된다. 또한, 바람직한 실시예의 개념은 섬유 웹을 1개 이상의 스프레더 롤로 전개시키는 것이다. 또다른 바람직한 실시예의 개념은 섬유 웹이 전개되는 동안 스프레더 수단의 반대쪽에 있는 섬유 웹의 표면이 지지되지 않거나 횡방향으로 탄성을 갖는 베일식 와이어를 지지부로 사용하는 것이다.

본 발명의 이점은, 섬유 웹이 건조 장치로 안내되기 전에 횡방향으로 전개됨으로써, 탄성 계수, 섬유 웹의 인장 강도와 횡방향으로의 압축 저항을 향상시킬 수 있다는 점이다. 더욱이, 전개 공정 후에 건조를 위해 동일한 방향으로 이동하는 가열된 밴드 및 냉각된 밴드를 이용함으로써, 스프레더 수단에 의해 제공된 구조가 섬유 웹 내에서 유지되어 고정될 수 있다. 스프레더 수단의 반대쪽에 있는 섬유 웹의 상기 표면을 스프레더 수단에 의해 지지되지 않은 상태로 방치하거나 섬유 웹을 횡방향으로 탄성이 있는 베일식 와이어로 지지함으로써, 섬유 웹을 효율적이고 용이하게 전개시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시하는, 웹의 이동 방향에서 본 개략적인 측부 단면도이다. 본 장치에는 열 흡수원으로서 작용하고 바람직하게는 금속으로 만들어진 비통기성 무한 밴드: 다시 말해, 제1 밴드(1), 즉 상부 밴드 및 제2 밴드(2), 즉 하부 밴드와 가느다란 와이어 또는 펠트(3), 굵은 와이어(4) 그리고 서로 마주보는 밴드의 표면 사이에서 이동하는 섬유 웹(5)으로 이루어지는 건조 장치가 포함되어 있다. 섬유 웹(5)은 화살표 A로 표시된 방향으로 이동한다. 제1 밴드(1)는 건조 장치의 단부에 배치된 제1 선회 롤(6a, 6b)의 주위를 선회하도록 배열되어 있다. 이에 대응하여, 제2 밴드(2)는 제1 선회 롤(6a, 6b)의 아래쪽에서 역시 건조 장치의 각 단부에 배치된 제2 선회 롤(7a, 7b)의 주위를 선회하도록 배열된다. 와이어(3, 4)는 안내 롤(8)에 의해 지지되고 안내된다. 밴드(1, 2) 사이의 공간인 건조 공간에서 발생하는 압력은 외부 발생하는 압력 또는 밴드(1, 2)의 표면에 가해지는 압력과는 일반적으로 차이가 있기 때문에, 각 밴드(1, 2)의 가장자리 또는 밴드 사이에서 장치의 양 측부에 밀봉이 이루어지며, 이 밀봉에 의해 액체나 기체가 밴드(1, 2) 사이의 공간으로부터 측방으로 빠져나오거나 또는 그 안으로 들어가는 것이 방지된다. 건조 공정에서 요구되는 증기 가열이 이루어지도록, 건조 장치에는 압력 챔버(9)가 포함되는데, 이 챔버는 제1 밴드의 위쪽에 배치되어 있다. 제1 밴드는 밀봉재(9a)에 의해 압력 챔버의 본체(9b)에 대해 밀봉되어 압력 챔버(9) 내의 증기가 적절한 압력으로 유지되도록 한다. 제2 밴드의 아래쪽에는 제2 밴드를 냉각시키는 물을 수용하는 물 챔버(10)가 배치되어 있다. 물 챔버(10)의 연부에는 밀봉재(10a)가 설치되어 있고, 이에 의해 제2 밴드(2)는 물 챔버(10)의 본체(10b)에 대해 밀봉된다.

건조 장치의 작동은 웹(5)과 접촉하고 있는 제1 밴드(1)를 압력 챔버(9) 내에 수용된 고온 증기로 가열하는 것에 기초한다. 제1 웹(1)의 온도 때문에, 웹(5)에 포함된 물은 증발하여 와이어(3, 4)를 통하여 제2 밴드(2) 쪽으로 이송된다. 이어서, 제2 밴드는 아래쪽에 배치된 물에 의하여 연속적으로 냉각되고, 이에 의해 그 표면에서 발생한 증기는 응축되어 물이 되어, 밴드(2) 및 와이어(4)에 의해 제거된다.

본 장치에는 스프레더 롤(11)이 더 포함되며, 이에 의해 섬유 웹(5)은 건조 장치로 안내되기 전에 횡방향으로 전개된다. 이 장치와 관련하여, "횡방향"이란 용어는 기계 진행 방향에 대해 본질적으로 수직인 섬유 웹(5)의 방향을 의미한다. 스프레더 롤(11)은 회전하는 곡면 롤이고, 이에 의해 섬유 웹(5)은 횡방향으로 전개될 수 있다. 스프레더 롤(11) 외에, 전개 수단으로서, 예를 들어 섬유 웹(5)의 가장자리에 배치되는 곡면 슬라이드 로드 또는 기계식 전개 수단, 아니면 그 밖의 공지된 여러 전개 수단이 사용될 수 있다. 전개 수단은 건조 장치에 가능한 한 가깝게 배치되는 것이 좋으며, 이에 의해 섬유 웹(5)의 횡방향 신장이 가능한 한 효과적으로 유지될 수 있다. 도 1의 건조 장치를 사용하여, 섬유 웹(5) 내에 필요한 횡방향 인장력 및 적절히 신장된 구조를 유지한 상태로 고정시킬 수 있다. 섬유 웹(5)의 전개는 가능한 최소의 건재료 함량을 갖는 섬유 웹에 적용되는 것이 좋은데, 이는 지나치게 건조된 섬유 웹을 전개시키는 경우 섬유 웹이 파열될 수 있기 때문이다.

도 2는 웹의 이동 방향에서 본 개략적인 단면도로서, 본 발명에 따른 제2 장치를 도시한다. 도 2의 장치는 와이어(3)의 아래쪽에 배치된 스프레더 롤(11)을 포함하는 것을 제외하고는 도 1의 장치에 상응한다.

도 3은 본 발명에 따른 제3 장치의 스프레더 롤(11) 근처에서의 상세한 측면도이다. 도 3의 참조 번호는 도 1 및 도 2의 번호에 부합된다. 안내 롤(8)에 의하여, 와이어(3)는 스프레더 롤(11)에 있는 섬유 웹(5)의 지지 상태로부터 벗어나는 지지하지 않고 멀어지는 방향으로 안내된다. 이에 따라, 섬유 웹(5)은 매우 용이하고 효과적으로 전개된다. 다른 한편으로, 이런 지지되지 않는 부분이 있는 것은 경우에 따라서 불리할 수 있으며, 따라서 횡방향으로는 탄성적이지만, 장치 진행 방향으로는 본질적으로 인장되지 않는 베일식(veil-like) 보조 와이어(12)가 섬유 웹(5)을 지지하도록 배치될 수 있다. 이런 보조 와이어(12)를 이용함으로써 전개 공정도 또한 촉진될 수 있으며, 이와 동시에 보조 와이어(12)는 섬유 웹(5)을 가공 방향으로도 지지한다. 당연히, 와이어(3)도 역시 횡방향으로 탄성이 있지만 장치 진행 방향으로는 본질적으로 인장되지 않는 베일식 와이어일 수 있으며, 이 경우에는 도 3에서와 같이 와이어를 스프레더 롤(11)에 있는 섬유 웹의 지지 상태로부터 벗어나는 방향으로 안내할 필요는 없다.

특히, 두꺼운 종이나 판지 특성의 섬유 웹(5)용 전개 수단에는 더 큰 전개력이 요구된다. 따라서, 도 3에서는 3개의 스프레더 롤(11)이 전개 수단으로 사용되는 것을 도시하고 있다. 필요한 경우, 스프레더 롤(11)의 수는 더 늘어날 수도 있다. 도 3의 경우, 스프레더 롤(11)은 높이 방향으로 동일한 수준에 배열되어 있으므로, 이에 의해 섬유 웹(5)은 구부려지고 각 스프레더 롤(11)의 주위를 따라 이동하는 보조 와이어(12)는 상대적으로 길게 형성될 수 있다. 높이 수준을 조정할 수 있는 1개 이상의 스프레더 롤(11)이 구비되는 것이 좋다. 도 3의 경우, 중간에 있는 스프레더 롤(11)의 높이 수준을 조정할 수 있는 것이 좋다. 이 스프레더 롤(11)의 높이 수준을 조정하여, 스프레더 롤(11)의 주위를 따라 이동하는 웹(5)과 보조 와이어(12)의 구부러짐을 조정할 수 있다. 섬유 웹(5)의 스레딩(threading) 공정이 개시되는 경우, 중간에 있는 스프레더 롤(11)은 섬유 웹(5)의 통상의 상부 에지보다 위쪽으로 상향 이동할 수 있는데, 이는 섬유 웹(5)의 스레딩을 용이하게 한다.

도면 및 관련된 기재는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것이다. 본 발명은 상세한 사항에 있어 청구의 범위의 사상 내에서 바뀔 수 있다. 따라서, 압력 챔버(9)와 물 챔버(10)에서 반드시 압력 매체가 사용되어야 할 필요는 없다. 그러므로, 압력 챔버(9)의 매체는 증기, 공기 또는 고온의 연료 연소 가스이거나, 아니면 예를 들어 물일 수도 있다. 물 외에, 예를 들어 공기도 역시 물 챔버(10)의 압력 매체로서 사용될 수 있다.

압력 챔버(9)에 의한 가열 외에, 제1 밴드(1)는 완전히 공지된 방식으로 그 밖의 지점에서 가열될 수도 있다. 더욱이, 제1 밴드의 가열은 또한 전적으로 압력 챔버(9)의 외부에서 이루어질 수도 있으며, 또 섬유 웹(5)의 건조는 압력 챔버(9) 없이도 이루어질 수 있다.

더욱이, 제2 밴드(2)도 역시 물 챔버(10)의 외부에서 냉각될 수 있고, 또 냉각은 완전히 공지된 방식으로 물 챔버(10) 없이도 수행될 수 있다.

Claims (12)

1. 2개의 비통기성 무한 밴드(1, 2)와, 제1 선회 롤(6a, 6b)과, 제2 선회 롤(7a, 7b)을 포함하고,

   상기 제1 밴드(1)는 상기 제1 선회 롤(6a, 6b)의 주위를 선회하도록 배열되고, 상기 제2 밴드(2)는 상기 제2 선회 롤(7a, 7b)의 주위를 선회하도록 배열됨으로써,

   상기 제1 밴드(1) 및 제2 밴드(2)는 그 사이에 건조 구역을 형성하도록 하는 방식으로 부분적으로 서로에 대해 평행하게 이동하도록 배열되고, 상기 제1 밴드(1)는 가열되고 상기 제2 밴드(2)는 냉각되며,

   섬유 웹(5) 및 1개 이상의 펠트 또는 와이어(3, 4)는 섬유 웹(5)이 가열된 상기 제1 밴드(1)와 접촉하고 펠트 또는 와이어(3, 4)가 각각 섬유 웹과 냉각된 상기 제2 밴드(2) 사이에 배치되는 방식으로 상기 밴드들(1, 2) 사이에서 안내되는 건조 장치에 의해 섬유 웹을 건조시키는 섬유 웹 건조 방법에 있어서,

   섬유 웹(5)은 상기 건조 장치 내로 안내되기 전에 횡방향으로 전개되는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 전개 공정 중에, 상기 섬유 웹(5)은 본질적으로 상기 와이어(3, 4)에 의해 지지되지 않는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 전개 공정 중에, 상기 섬유 웹(5)은 탄성 와이어(3, 12)에 의해 횡방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 방법.
4. 상기 청구항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 밴드(1)는 압력 챔버(9)에 의해 가열되고 상기 제2 밴드(2)는 압력 매체를 수용하는 챔버(10)에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 방법.
5. 2개의 비통기성 무한 밴드(1, 2)와, 제1 선회 롤(6a, 6b)과, 제2 선회 롤(7a, 7b)을 포함하고,

   상기 제1 밴드(1)는 상기 제1 선회 롤(6a, 6b)의 주위를 선회하도록 배열되고, 상기 제2 밴드(2)는 상기 제2 선회 롤(7a, 7b)의 주위를 선회하도록 배열됨으로써,

   상기 제1 밴드(1) 및 제2 밴드(2)는 그 사이에 건조 구역을 형성하도록 하는 방식으로 부분적으로 서로에 대해 평행하게 이동하도록 배열되고, 상기 제1 밴드(1)는 가열 수단에 의해 가열되고 상기 제2 밴드(2)는 냉각 수단에 의해 냉각되며,

   섬유 웹(5) 및 1개 이상의 펠트 또는 와이어(3, 4)는 섬유 웹(5)이 가열된 상기 제1 밴드(1)와 접촉하고 펠트 또는 와이어(3, 4)가 각각 섬유 웹과 냉각된 상기 제2 밴드(2) 사이에 배치되는 방식으로 상기 밴드(1, 2) 사이에서 안내되는 건조 장치로 구성되는 섬유 웹 건조 장치에 있어서,

   상기 섬유 웹(5)이 상기 건조 장치로 안내되기 전에 이를 횡방향으로 전개하는 전개 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 섬유 웹(5) 전개 수단은 1개 이상의 스프레더 롤(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 섬유 웹(5) 전개 수단은 2개 이상의 스프레더 롤(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 1개 이상의 스프레더 롤(11)의 높이 수준은 조정 가능한 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
9. 청구항 5 내지 8 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어(3, 4)는, 전개 수단의 위치에서 상기 섬유 웹(5)이 필수적으로 상기 와이어(3, 4)에 의해 지지되지 않는 방식으로 안내 롤(8)에 의해 배치되는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
10. 청구항 5 내지 9 중의 어느 한 항에 있어서, 횡방향으로 탄성을 갖는 와이어(3, 12)가 상기 전개 수단의 위치에서 섬유 웹(5)을 지지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
11. 청구항 10에 있어서, 횡방향으로 탄성을 갖는 상기 와이어는 보조 와이어(12)인 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.
12. 청구항 5 내지 11 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 장치는 상기 제1 밴드(1)를 가열하도록 배치된 압력 챔버(9)와, 압력 매체를 수용하고 상기 제2 밴드(2)를 냉각하도록 배치된 챔버(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 웹 건조 장치.