KR20010096675A - 다층기능지 제조방법과 장치 및 그 결과물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층기능지 제조방법과 장치 및 그 결과물에 관한 것으로써, 상세하게는 지료를 여러개의 합지수단에 공급하고 공급된 지료가 합지수단에서 지필형성됨과 동시에 이러한 과정의 연속수행에 의해 다층기능지가 제조되도록 하여 지필형성과 합지가 한 공정의 수행에 의해 만족되도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 한 공정에서 지료를 지필형성함과 동시에 이러한 과정의 반복수행에 의해 다층기능지가 제조될 수 있도록 한 제조방법을 제공한다.

본 발명은 상기된 방법을 효율적으로 수행하기 위해 공급된 지료를 흡입하여 지필형성하는 지필형성수단을 다수개 배열한 제조장치를 제공한다.

본 발명은 상기 방법과 장치에 의해 제조된 다층기능지를 제공한다.

Description

다층기능지 제조방법과 장치 및 그 결과물{Method and apparatus for the preparation of the multiply paper thereof}

본 발명은 다층기능지 제조방법과 장치 및 그 결과물에 관한 것으로써, 상세하게는 지료를 여러개의 합지수단에 공급하고 공급된 지료가 합지수단에서 지필형성됨과 동시에 이러한 과정의 연속수행에 의해 다층기능지가 제조되도록 하여 지필형성과 합지가 한 공정의 수행에 의해 만족되도록 한 것이다.

일반적으로 특정의 기능을 갖는 기능지는 특정 목적과 용도로 사용이 가능하도록 제조한 종이형태의 박형 부재이며, 사용 목적과 용도에 부합되는 특정원료를 사용하여 종래 목재 펄프로 제조한 일반 종이에서 얻을 수 없는 기능을 갖는다.

예로써, 종래의 기능지는 주로 포장용 상자, 바인더나 서류 보관용 파일표지 등 대체로 높은 강도를 갖도록 갖도록 하기 위해 여러겹의 종이를 합시시켜 제작된 것이 주류를 이루고 있는 실정이다.

상기된 것과 같은 종래의 기능지는 재질이 다른 종이 시트를 각각 롤의 형태로 공급한 후, 공급된 종이 시트의 각 합지될 면에 접착제를 도포하여 하나의 권취롤러에 감아 완성된다.

여기서, 상기 각 종이 시트는 각각 독립된 공정에 의해 제작되어 공급되며, 이러한 종이 시트는 지료를 수중에서 해리시키고 해리된 지료에 결합력을 부여하기 위해 해섬(beating)시킨 후, 이를 적절한 농도로 분사하여 시트의 형태를 완성한다음 건조시키면 완성되는 것으로 이는 주지된 제조법이다.

상기와 같은 방법에 의해 제조되는 기능지는 각각의 종이 시트를 따로 제조한 후, 이들에 접착제를 도포하고 합지시켜야 하는 여러 공정을 수행해야 하기 때문에 대규모 설비장치와 작업경비가 과다 지출되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기 각각 독립적인 작업에 의해 제조되는 종이시트는 수중에서 제조되어야 하기 때문에 부분적 손실이나, 종이시트 제조 후의 폐수를 처리하기 위한 설비의 운전비가 증가하는 등의 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소시키기 위해 창안된 것으로써, 한 공정에서 지료를 지필형성함과 동시에 이러한 과정의 반복수행에 의해 다층기능지가 제조될 수 있도록 하여 장치의 시공 및 제품의 제조과정과 잔류물의 처리과정이 간소화되도록 한 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기된 방법을 효율적으로 수행하기 위해 공급된 지료를 흡입하여 지필형성하는 지필형성수단을 다수개 배열한 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법과 장치에 의해 제조된 다층기능지를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 다층기능지 제조장치의 개략도.

도 2는 도 1의 장치 중 지필형성수단을 발췌하여 확대한 단면도.

도 3은 본 발명에 의해 제조된 다층기능지의 단면도.

도 4는 다층기능지 중 카본파이버지를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 지필형성수단 10: 베이스 페이퍼 형성수단

11: 흡입롤러 12: 흡입수단

13: 셸(shell) 14: 와이어 메쉬(wire mesh)

15: 가압롤러 20: 합지수단

B: 베이스 페이퍼 S: 시트

CF: 카본시트

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음과 같은 특징을 갖는다.

청구범위 제 1 항에 의하면 본 발명은, 지료를 지필형성수단에 공급하는 공급단계와; 상기 공급된 지료를 지필형성수단의 흡입롤러에서 흡입하여 롤러의 외면에서 지필의 형태로 형성되도록 하는 지필형성단계와; 상기 지료의 지필형성에 의해 제조된 시트가 흡입롤러와 가압롤러의 사이를 통과하며 베이스 페이퍼로 형성되어 근접된 지필형성수단으로 이송되는 베이스 페이퍼 형성단계와; 상기 베이스 페이퍼가 근접된 지필형성수단으로 이송되어지면, 근접된 지필형성수단은 상기된 지필형성단계를 수행하여 지료를 흡입롤러의 외면에 지필형성한 후 흡입롤러의 회전에 의해 지필형성된 시트를 베이스 페이퍼에 부착시키는 합지단계를 포함하는 것을 방법의 특징으로 한다.

청구범위 제 4 항에 의하면 본 발명은, 결과물이 제조되는 라인의 선상에 상호 근접되게 2이상 다수개가 배열되며, 내부에 지료가 공급되는 다수개의 배트(vat)와; 상기 배트 중 최초의 것에 공급된 지료에 하측이 함침되도록 흡입롤러가 구비되고, 흡입롤러의 내부에는 지료를 흡입하여 외면에 지필형성할 수 있는 흡입수단이 형성된 베이스 페이퍼 형성수단과; 상기 최초의 배트 다음의 것에 설치되며, 지료에 하측이 함침되도록 흡입롤러가 구비되고, 흡입롤러의 내부에는 지료를 흡입하여 외면에 지필형성할 수 있는 흡입수단이 형성되며, 지필형성된 시트를 이송되는 베이스 페이퍼에 합지할 수 있도록 흡입롤러와 소정간격 이격되어 가압롤러가 장착된 합지수단으로 이루어진 것을 장치의 특징으로 하는 한다.

청구범위 제 7 항에 의하면 본 발명은, 다수개 배열된 배트에 각각 지료를 공급하고, 공급된 지료를 지필형성하여 베이스 페이퍼로 형성시킨 후 이를 이송시키며 각각 상기 지료를 지필형성하여서 된 시트를 베이스 페이퍼에 합지시키는 과정이 적어도 1 회이상 수행되어 각각의 기능을 갖는 다층의 시트가 합지되므로써 다층기능지가 얻어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기된 각각의 특징이 적용된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 다층기능지 제조방법을 수행하는 장치의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 상기 다층기능지 제조장치(이하, 제조장치라 약칭함)는 지료가 담겨지는 배트(vat)(2)와, 기지(基紙)의 역할을 수행하기 위한 베이스 페이퍼(B)를 형성하는 베이스 페이퍼 형성수단(10)과, 지료를 지필형성하여서 된 시트(S)를 베이스 페이퍼(B)에 합지시키기 위한 합지수단(20)으로 구성된다.

상기 제조장치는 최 후의 합지수단(20) 이후의 베이스 페이퍼(B) 이송라인에 베이스 페이퍼(B)와 시트(S)를 건조하여 고형화하기 위해 건조기(30)를 포함하며, 건조된 이후에 이를 출하되는 제품의 형태로 완성하기 위해 권취롤러(40)를 설치하여 완성된 다층기능지를 감도록 한다.

상기 건조기(30)는 베이스 페이퍼 형성수단(10) 및 각각의 합지수단(20) 사이에 독립적으로 각각 설치해도 무방하지만, 본 실시예에서는 기기의 간소화를 위해 마지막 공정에 설치된 것을 보여준다.

또한, 상기 건조기(30)는 일반적으로 사용되는 열풍분사식의 드라이어(dryer) 사용함이 기본적이지만 지료원료의 특성이나 작업의 특정 목적을 고려하면 적외선 드라이어(IR dryer) 또는 양키 드라이어(yankee dryer) 등이 사용된다.

상기 베이스 페이퍼 형성수단(10)과 합지수단(20)의 사이에는 지필형성되어 합지된 베이스 페이퍼(B)와 시트(S)의 합지물을 안정적으로 이송시키기 위해 가이드 블록(3)과 가이드 롤러(4) 등을 포함할 수 있다.

도 2는 상기 베이스 페이퍼 형성수단과 합지수단을 발췌한 확대 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 베이스 페이퍼 형성수단(10)과 합지수단(20)은 지료가 공급된 배트에 하측이 함침되어 구비된 흡입롤러(11)와, 흡입롤러(11)의 상측에서 흡입롤러(11)와 소정간격 이격되어 설치된 가압롤러(15)로 구성된다.

여기서, 상기 흡입롤러(11)와 가압롤러(15)의 소정간격은 후술될 지필형성된 베이스 페이퍼(B)와 시트(S)의 밀도 및 두께를 설정하기 위한 작업간격을 의미한다.

상기 흡입롤러(11)는 지료를 흡입하기 위해 내장된 흡입수단(12)과, 상기 흡입수단(12)에 의해 흡입된 지료를 외면에서 지필형성하기 위해 롤러(11)의 외면에 설치된 셸(shell)(13)과, 셸(13)의 외면에서 흡입되는 지료가 흡입수단(12)의 내부로 유입됨을 방지하기 위해 셸(13)의 외면에 장착된 미세한 격자의 와이어 메쉬(14)로 구성된다.

상기 흡입수단(12)은 흡입롤러(11)의 내부를 다수개소의 구간으로 분할하고,분할된 구간에 각각 차등의 흡입력이 발생되는 각각의 진공부를 형성하게 되는데, 도면에서 구간 A는 저진공 구간, B는 중진공 구간, C, D는 저진공 구간, E는 배기구간이 된다.

이와 같이 흡입수단(12)을 각각의 구간으로 분할 형성한 의미는 소형 진공펌프 또는 진공이젝터 등을 사용할 때 압축공기가 주입부를 통해 주입되어 배기되기까지 원할히 소통되어 높은 효율의 흡입력을 발생시키기 위함이며, 더불어 지료를 흡입롤러(11)의 외면에 지필형성된 지료의 각 구간에 각기 상이한 흡입력을 제공함으로써 베이스 페이퍼(B)와 시트(S)의 합지가 원할히 수행되도록 하기 위함이다.

상기 셸(13)에는 내, 외면을 관통하기 위해 흡입력이 통과되기 위한 다수개의 통공 또는 슬릿공이 형성되어 있음은 당연하며, 와이어 메쉬(14)의 격자는 지료의 입자가 통과되지 못할 정도로 미세하게 형성되야 한다.

여기서, 상기 베이스 페이퍼 형성수단(10)과 합지수단(20)의 구성은 동일하며, 단지 최초의 작업을 수행하는 베이스 페이퍼 형성수단(10)에서는 지필형성된 시트가 다층기능지의 기지역할을 수행하기 위한 베이스 페이퍼(B)로 제조됨으로 인해 구분된 사항이므로 상기 베이스 페이퍼 형성수단(10)과 합지수단(20)은 지필을 형성하기 위한 지필형성수단(1)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 제조장치에서 수행되는 다층기능지 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

지료를 배트(2)에 공급하고 흡입롤러(11)를 회전시키게 되면, 상기흡입롤러(11)의 흡입수단(12)에서 발생된 흡입력에 의해 지료가 셸(13)의 외면으로 밀착된다.

여기서, 상기 지료는 제조하고자 하는 지료원료의 입자-대체로 섬유의 올 정도의-를 용융된 수지와 혼합하여서 형성된다.

상기와 같이 셸(13)의 외면에 밀착된 지료는 와이어 메쉬(14)에 의해 셸(13)의 내측으로 유입되지 못하고 그 외면에 고르게 퍼진상태의 지필형태로 형성되고, 흡입롤러(11)의 회전에 의해 가압롤러(15)의 하측을 통과될 때, 흡입롤러(11)와 가압롤러(15)의 설정간격에 의해 목적하는 두께 및 밀도를 갖는 시트형태의 베이스 페이퍼(B)가 형성된다.

이와 같이 형성된 베이스 페이퍼(B)는 가이드 블록(2)과 가이드 롤러(3)에 의해 다음과정으로 안내되어 합지수단(20)으로 이송된다.

상기와 같이 베이스 페이퍼(B)가 형성됨과 동시에 베이스 페이퍼(B) 이후의 합지수단(20)도 구동되는데, 이 때 상기 베이스 페이퍼(B)의 형성과 동일한 작용이 수행되어 흡입롤러(11)의 외면에는 시트(S)가 형성된다.

상기 시트(S)가 완성된 후, 흡입롤러(11)의 연속된 회전에 의해 시트(S)는 이송되는 베이스 페이퍼(B) 측으로 이동하게 되며, 이동된 시트(S)는 가압롤러(15)와 흡입롤러(11)의 사이에서 베이스 페이퍼(B)와 합지된다.

이와 같은 합지과정은 도 1에서와 같이 다수의 합지수단(20)에 의해 여러번-목적하는 다층기능지의 층수와 대응되도록-수행되어 도 3에서와 같은 다층기능지가 제조된다.

그리고, 상기와 같이 제조된 다층기능지는 도 1에서와 같이 건조기를 통과하며 베이스 페이퍼(B)와 시트(S)가 고형화되어 견고한 합지상태를 유지하게되며, 권취롤러(40)에 감겨져 적정길이에서 절단된 후 제품으로 출하된다.

상기 도 3은 위의 장치 및 방법에 의해 제조된 다층기능지를 나타낸 단면도이며, 이는 베이스 페이퍼(B)의 상측 다층의 시트(S)가 합지된 상태를 유지하게 된 것이며, 여기서, 시트(S)의 층 개수는 합지수단(30)의 개수와 대응됨을 알 수 있다.

도 4는 상기된 다층기능지 중 예로써, 도전율이 우수하여 전자파 차폐나 정전기의 방지 등 전기 전자적인 특정목적의 용도로 사용되는 카본파이버지를 나타내며, 따라서 베이스 페이퍼(B) 상의 각 시트는 카본이 함유된 카본시트(CS)가 된다.

또한, 상기된 카본파이버지의 제조를 위해서는 지료를 탄소함유물을 사용하여 제조하게 되고, 상기 베이스 페이퍼(B)를 펄프를 적용하여 종이로 제조하면 전자파 차폐율이 우수한 벽지 등에 적용되며, 부직포(non woven)를 적용하면 카본섬유를 제조가능하고, 필름지를 적용하면 카본필름 등으로 제조되어 여러 분야에 적용가능한 것이다.

도 5는 상기된 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조장치를 나타낸 개략도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 제조장치는 베이스 페이퍼(B)가 상기된 지필형성과정에 의해 형성되면, 드럼(50)의 외면에 밀착되어이송되도록 하고, 각각의 합지수단(20)과 건조기(60)가 드럼(50)의 외면-구체적으로는 드럼에 밀착된 기지의 면-에 근접되게 설치된 것을 나타낸다.

또한, 바람직하게는 드럼(50)의 내면에 드라이어를 내장하게 되는데, 이는 작업 중 합지물의 양측에서 건조과정이 수행되도록 하므로써 건조의 효율이 높아지도록 한다.

상기된 다른 실시예의 제조장치는 장치가 작업장 내에서 차지하는 공간의 점유율을 줄이고, 베이스 페이퍼(B)나 시트(S)를 가이드하기 위한 수단이 대폭 감소되며 가압롤러(15)가 배제되어 구조가 간단하게 구성되므로써 유지보수의 효율을 높일 수 있게 된다.

이상에서 설명된 것과 같이 본 발명은, 지료가 공급되어 지필형성됨과 동시에 이러한 과정의 수행에 의해 상호 합지되어 다층기능지가 제조됨으로써, 다층지의 독립적인 제조에 따른 부분적 유실이 해소되고, 장치의 시공 및 제품의 제조과정과 잔류물의 처리과정이 간소화되어 보다 신속한 작업 및 작업의 전, 후 처리가 가능하며, 설비의 대폭적인 감축에 따른 시간적, 금전적 이익이 발생되는 효과를 얻게 된다.

Claims (8)

1. 지료를 지필형성수단에 공급하는 공급단계와;

   상기 공급된 지료를 지필형성수단의 흡입롤러에서 흡입하여 롤러의 외면에서 지필의 형태로 형성되도록 하는 지필형성단계와;

   상기 지료의 지필형성에 의해 제조된 시트가 흡입롤러와 가압롤러의 사이를 통과하며 베이스 페이퍼로 형성되어 근접된 지필형성수단으로 이송되는 베이스 페이퍼 형성단계와;

   상기 베이스 페이퍼가 근접된 지필형성수단으로 이송되어지면, 근접된 지필형성수단은 상기된 지필형성단계를 수행하여 지료를 흡입롤러의 외면에 지필형성한 후 흡입롤러의 회전에 의해 지필형성된 시트를 베이스 페이퍼에 부착시키는 합지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 합지된 베이스 페이퍼와 시트의 결과물을 고형화하여 견고히 결합되도록 하기 위해 건조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 합지단계는 목적하는 결과물의 시트 층수에 따라 적어도 2회 이상 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조방법.
4. 결과물이 제조되는 라인의 선상에 상호 근접되게 2이상 다수개가 배열되며, 내부에 지료가 공급되는 다수개의 배트(vat)와;

   상기 배트 중 최초의 것에 공급된 지료에 하측이 함침되도록 흡입롤러가 구비되고, 흡입롤러의 내부에는 지료를 흡입하여 외면에 지필형성할 수 있는 흡입수단이 형성된 베이스 페이퍼 형성수단과;

   상기 최초의 배트 다음의 것에 설치되며, 지료에 하측이 함침되도록 흡입롤러가 구비되고, 흡입롤러의 내부에는 지료를 흡입하여 외면에 지필형성할 수 있는 흡입수단이 형성되며, 지필형성된 시트를 이송되는 베이스 페이퍼에 합지할 수 있도록 흡입롤러와 소정간격 이격되어 가압롤러가 장착된 합지수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 베이스 페이퍼 형성수단과 합지수단의 흡입롤러는 내, 외를 관통하여 흡입력 발생이 가능하도록 다수의 통공이 형성된 셸(shell)이 외면에 설치되고, 셸의 외면에는 흡입력 발생시 지료가 유입됨을 방지하기 위해 미세한 격자의 와이어 메쉬(wire mesh)가 장착된 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 베이스 페이퍼 형성수단과 합지수단의 내부에 설치된 흡입수단은 가압롤러 측으로 갈수록 진공도가 높아지는 다수구간으로 등분되어 설치된 것을 특징으로 하는 다층기능지 제조장치.
7. 다수개 배열된 배트에 각각 지료를 공급하고, 공급된 지료를 지필형성하여 베이스 페이퍼로 형성시킨 후 이를 이송시키며 각각 상기 지료를 지필형성하여서 된 시트를 베이스 페이퍼에 합지시키는 과정이 적어도 1 회이상 수행되어 각각의 기능을 갖는 다층의 시트가 합지되므로써 얻어진 것을 특징으로 하는 다층기능지.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 다층의 시트는 섬유의 올 정도의 크기를 갖는 탄소함유물의 입자와 용융된 수지가 혼합형성된 지료에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 다층기능지.