KR20020015323A - 편평한 재료를 엠보싱 또는 캘린더링 처리하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위해 적어도 제 1 엠보싱 롤(2) 및 제 2 엠보싱 롤(3)을 포함하는 장치(1)에 관한 것이다. 편평한 재료(6)는 상기 엠보싱 롤들 사이에서 가압 이송되어 일정한 패턴을 형성할 수 있다. 제 2 엠보싱 롤(3)의 하류에는 적어도 추가의 엠보싱 롤(4)이 연결된다. 상기 추가의 엠보싱 롤은 제 1 엠보싱 롤(2) 또는 제 2 엠보싱 롤(3)과 상호작용한다. 패턴이 형성된 편평한 재료(6)는 상기 엠보싱 롤들 사이로 이송되어 실질적으로 동일한 패턴으로 다시 엠보싱 처리될 수 있다. 복잡한 처리 방법에 있어서는 상기 엠보싱 롤들을 동기시키는 것이 유리하다.

Description

편평한 재료를 엠보싱 또는 캘린더링 처리하기 위한 장치{Method for embossing or glazing flat material}

상술된 엠보싱 장치는 예를 들어, 문자나 도안 등이 동시에 스탬핑될 수 있는 포장 재료를 엠보싱 처리하기 위해 포장 산업에서 사용된다. 이러한 관계에 있어서, 캘린더링이라는 용어는 표면에 밀리미터 범위 또는 그 이하 범위의 미세한 패턴을 제공하는 것을 의미한다. 이러한 종류의 스트립 또는 시트 포장 재료는 예를 들어, 담배 제품, 시가, 식료품, 초코릿, 추잉 검 등의 포장에 사용된다.

상술된 장치는 캘린더링 처리된 박막 특히, 포장용 박막이 주로 알루미늄 또는 용이하게 접힐 수 있는 페이퍼로 구성되는 한 바람직하다. 담배 포장지의 제조에 있어서, 예를 들어, 이들 포장 재료는 박스에 계속적으로 삽입되도록 계산된 수의 담배를 감싸게 된다.

점차 엄격해지는 환경 규정을 충족시킬 수 있도록, 상기 엠보싱 재료는 엠보싱 처리된 매체 예를 들어, 금속 처리된 페이퍼의 금속층의 두께가 감소되면서, 동시에 접힘 특성이 현저하게 저하하는 범위까지 섬유질을 보강하는 쪽으로 변형되어 왔다.

상기 장치의 작동에 있어서, 보다 강한 섬유질을 갖는 캘린더링 처리될 페이퍼의 페이퍼 조직이 종래의 엠보싱 기술에 의해 더이상 파손되지 않는다는 것이 관찰되며, 접힘 가공 후에, 접힌 부분이 그 원래의 상태로 복귀하려 하는 소위 형상기억 효과가 관찰된다. 그에 따라, 새로운 포장 재료에 감싸지도록 담배 포장 유닛을 삽입하는 것이 저하되거나 때때로 불가능해진다. 부적합한 보관으로 인해 엠보싱 처리된 페이퍼의 습도가 저하되면 상술된 효과가 더욱 증가되어, 상기 페이퍼 섬유질의 강도를 증가시킨다. 이는 열처리에 의해서 보완되고 접힘 또는 엠보싱 처리 전에 매체의 가습을 제어할 수 있지만, 식료품, 추잉 검, 담배 등의 포장에 대해서는, 위생상 부적합하다. 그러나, 몇가지 경우에, 캘린더링 처리된 페이퍼가 후속 롤에 의해 평활처리되는 경우에는 유리할 수 있다.

상기와 같이 접기 곤란한 매체를 처리할 수 있도록 하기 위해, 상술된 문헌들에 따라 사용되는 엠보싱 롤의 접촉 압력은 때때로 미리 사용된 기준 매체에 비해 실질적으로 증가된다. 그러나, 그 결과로서 엠보싱 롤의 공구 수명은 매우 감소되고, 부품의 교체에도 비용이 소모되며, 유지보수를 위해 생산이 중단되어 전체적인 효율과 그에 따른 생산성을 감소시킨다.

상술된 장치의 경우에, 최종 사용자의 품질 검사에 있어서, 페이퍼 제조 업자에 의해 전달된 매체의 오차 범위는 실질적으로 제한되었다. 그 이유는 두께 변화가 너무 큰 경우에는 항상 충분한 스탬핑을 보장하기 위해서 엠보싱 압력 즉, 구동 롤상의 맞물림 롤의 접촉 압력이 실질적으로 더욱 증가되어야만 하기 때문이다. 고품질에 대한 수요로 인해, 공급자의 수가 현저하게 제한되며, 페이퍼 제조업자가 더욱 열악해진다.

본 발명은 편평한 재료를 처리하기 위한 장치, 특히 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 종류의 장치는 예를 들어, 본 출원인의 미국특허 제5,007,271호 및 미국특허 제5,598,774호에 공지되어 있다. 특히, 상기 편평한 재료는 일반적으로, 한 면이 알루미늄과 같은 금속으로 코팅된 밴드 또는 스트립이고, 예를 들어 합성 재료, 금속 또는 화합물 재료로 이루어진 페이퍼, 다양한 섬유질 재료, 또는 박막으로 구성된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 개략적인 사시도.

도 2는 엠보싱 처리된 매체를 구비한 도 1의 장치의 개략적인 단면도.

도 3은 융기부를 확대하여 상세하게 도시한 도 1의 장치를 도시하는 도면.

도 4는 동기 기어(synchronization gear)를 포함하는 본 발명의 장치의 제 2 실시예를 도시하는 도면.

도 5는 엠보싱 처리된 매체를 구비한 도 4의 장치의 단면도.

도 6은 융기부를 확대하여 상세하게 도시한 도 4의 장치를 도시하는 도면.

도 7은 다른 융기부를 확대하여 상세하게 도시한 도 4의 장치를 도시하는 도면.

이러한 공지된 종래 기술에 대해서, 본 발명의 목적은 엠보싱 압력의 증가에 따른 엠보싱 롤의 마모 없이 종래 기술에 비해 엠보싱 및 캘린더링의 품질과 처리된 박막의 접힘 거동을 개선하는 것이다. 이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 장치에 의해 얻어진다.

특허청구범위 제1항에 개시된 해법에 따르면, 재료를 재차 엠보싱 처리(리-엠보싱; re-embossing)하는 적어도 하나의 후속 엠보싱 롤을 제공하게 되면, 접촉 압력이 실질적으로 감소, 예를 들어 절반으로 감소하고, 엠보싱 처리된 재료의 광학 특성 및 그 접힘 특성이 실질적으로 향상된다는 것이 발견되었다.

본 발명의 장치의 다른 실시예 및 개선형은 종속 청구항에 개시된다.

본 발명은 예시적인 실시예의 도면을 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 필수 구성 부품 즉, 제 2 엠보싱 롤(3) 및 후속 엠보싱 롤(4)과 협동하는 제 1 엠보싱 롤(2)을 구비한 장치(1)의 예시적인 제 1 실시예를 도시하고, 제 1 롤(2)은 구동 시스템(5)에 의해 구동되고, 나머지 롤(3, 4) 즉, 맞물림 롤들은 자체적으로 구동되지 않으며, 또한 예를 들어, 기어휠과 같은 동기 소자에 의해 구동 롤과 함께 동기되는 것이 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이, 매체(6)에 의해 구동된다.

도 2는 엠보싱 처리된 매체(6) 예를 들어, 0.006mm의 금속 박층을 구비한 페이퍼가 수직 방향으로, 즉 도면의 위에서 아래로 이송되는 것을 개략적으로 도시한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 엠보싱 롤들은 다른 구조가 제공될 수 있다는 것을나타내기 위해 평활 표면으로 도시된다. 유리한 구조는 예를 들어, 상술된 미국 특허 제5,007,271호에 따른 융기부 또는 유럽 특허출원 제98811220.7호에 따른 개선된 실시예이다.

최종 패턴을 형성하기 위해 다른 패턴들이 연속적으로 엠보싱 처리되는 보조 엠보싱 처리가 아닌 리-엠보싱 처리에 대해서, 모든 엠보싱 롤들은 안정된 상호 위치에 위치하도록 동일한 종류 및 동일한 크기의 융기부를 갖는다는 것에 주의해야 하며, 각각의 롤의 각 돌기는 대향 롤의 4개의 둘기들 사이에 균형되게 둘러싸인다.

엠블렘(emblems) 등과 같은 도안(하기에서는 패턴이라 칭함)의 제조는 소망 위치의 돌기를 제거하거나 짧게 절단함으로써 실현되고, 이러한 전각부(engraving)는 단일 롤 예를 들어, 구동 롤 상에서 또는 다를 롤들 상에서 구성될 수 있다. 맞물림 롤들 상의 전각부는 동일하거나 변경될 수 있고, 제 1 맞물림 롤 상의 패턴의 면적은 후속 롤 또는 롤들 상의 면적보다 다소 커질 수 있다, 즉 예리한 외형이 후속 롤(들)에 의해 형성된다.

리-엠보싱 처리를 위한 모든 협동 엠보싱 롤들 상의 동일한 종류의 융기부는 종방향 축선에 대해 평행하게 및 수직하게 배치된 피라미드형 돌기의 경우에 사용될 뿐만 아니라, 임의로 배치된 모든 종류의 돌기의 경우에도 사용된다.

도 1 또는 도 2는 두개의 맞물림 롤(3, 4)이 구동 롤(2)에 맞물리는 것을 도시하지만, 이는 그 경우에 항상 필수적인 것은 아니다. 제 2 즉, 다른 롤 하나만이 단지 제 1 즉, 선행 롤에 맞물리거나 또는 맞물릴 수 있다. 또한, 어떤 경우에는 3개 이상의 엠보싱 롤을 함께 제공하는 것이 유리할 수 있고, 그러한 경우에, 모든 롤들은 동일한 종류의 융기부를 갖는다. 또한, 상기 롤들은 그 직경 및 길이를 다르게 할 수 있다. 연성 롤들이 상기 엠보싱 롤들과 함께 사용될 수도 있다.

구동 롤(2)이 견고하게 저널지지된 상태에서, 두개의 맞물림 롤 중 적어도 하나의 롤은 자유롭게 회전하며 미국 특허 제5,598,774호에 개시된 바와 같이 저널지지된다. 이는 엠보싱 롤들의 축선이 종방향 및/또는 가압 방향 및/또는 재료의 이송 방향으로 편향될 수 있다는 것을 의미한다. 이는 롤의 조정 및 돌기 상호간의 정밀한 맞물림을 허용하고, 그에 따라 주름지는 일 없이 재료의 결함없는 처리가 가능해진다. 이는 또한 유럽 특허출원 제98811220.7호에 개시된다.

나머지 구동 소자 및 구조상의 세부사항은 미국 특허 제5,598,774호에 개시되고, 본 예에서는, 재료가 수직 방향으로 장치를 통과한다. 도 1에는, 베어링들 즉, 두개의 베어링을 포함하는 두개의 요크(7)가 개략적으로 도시된다. 동시에, 롤 축선들은 개별적으로, 그룹별로, 또는 공동으로 저널지지될 수 있다.

종동 롤들의 사용과 접촉 압력의 감소는 엠보싱 롤들에 대해 손상된 융기부를 보상해야 하는 필요성을 완전히 제거한다.

도 3은 도 1과 동일한 도면이고, 대응 부분은 동일한 참조 번호로 지시된다. 도 3은 개별 돌기가 상술된 바와 같이 절두 피라미드 형태로 이루어진 임의의 융기부를 개략적으로 도시하지만, 상기 엠보싱 롤의 종방향 축선에 평행하거나 수직한 대신에, 상기 피라미드의 측부는 임의의 각도(α) 예를 들어, 45°로 배치된다.

도 1 내지 도 3에 따른 장치는 구동 롤(2) 상에는 전각부가 적용되고, 두개의 맞물림 롤에는 전각부가 적용되지 않고 단지 융기부만이 제공되는 분야에 특히 적합하다. 또한, 이러한 장치는 외곽선의 번짐을 피하기 위해 재료가 거의 또는 전혀 왜곡되지 않는 경우에 바람직하다.

상기 엠보싱 롤들 중 하나에 예를 들어, 구동 롤에 또한, 상기 맞물림 롤들 중 하나에 또는 둘 모두에 전각부를 적용하게 되면, 한편, 두개의 맞물림 롤들 사이에서 페이퍼가 심하게 왜곡되는 위험이 존재하면, 상기 롤들을 서로에 대해 영구적으로 동기시키는 것이 유리하고, 때때로 영구적으로 동기시켜야만 한다. 도 4 내지 도 7에 따른 제 2 실시예에 있어서, 장치(9) 내의 구동 롤(10), 제 1 맞물림 롤(11), 및 제 2 맞물림 롤(12)은 기어휠(13, 14, 및 15)에 의해 상호 동기된다. 일반적으로, 기어휠은 전자 부품과 같이 그 자체로서 공지되어 있는 다른 동기 수단을 포함하는 동기 소자를 나타낸다.

동기화는 상술된 복잡한 경우에 정밀한 엠보싱 처리를 허용한다. 또한, 본질적으로, 엠보싱 처리된 재료는 제 1 맞물림 롤에 의해 미리 엠보싱 처리(프리-엠보싱; pre-embossing)되고, 계속해서 매체 내의 대부분의 잔류 장력을 제거하기 위해 제 2 맞물림 롤에 의해 리-엠보싱 처리가 수행된다. 가능하다면, 리-엠보싱 부분은 프리-엠보싱 부분 내에 포함된다. 즉, 제 1 맞물림 롤과 후속 맞물림 롤들에 전각부가 제공되면, 제 1 맞물림 롤 상의 외곽선의 면적은 외곽선의 향상을 얻기 위해 후속 맞물림 롤 상의 면적보다 다소 커질 수 있다.

롤 축선의 지지, 구동 롤 즉, 선행 롤 상에서의 맞물림 롤들의 접촉, 및 전각부의 적용은 상술한 실시예에서와 동일하게 유지되지만, 동기화는 추가의 가능성을 허용한다. 하나 또는 두개, 내지는 모든 또는 일부 맞물림 롤들은 구동 롤의 전각부와 정반대인 전각부를 가질 수 있다. 즉, 구동 롤은 양각부(음각부)를 가질 수 있고, 맞물림 롤(들)은 음각부(양각부)를 가질 수 있다.

또한, 상기 엠보싱 롤들은 동일한 직경 및 동일한 길이를 가질 필요는 없지만, 제 1 실시예와는 달리, 직경과 길이가 동일하지 않은 경우에는, 기어휠에 의해 동기화가 수행되는 경우의 롤 직경의 비율은 정수로 되어야만 하지만, 그 길이는 개별적으로 달라질 수 있다.

도 6은 도 3에 도시된 바와 같이 롤들의 동일한 융기부를 도시한다.

도 7은 마름모꼴 기부를 갖는 피라미드형으로 구성된 돌기(16)를 갖는 융기부를 도시하고, 상기 돌기의 측면은 롤들의 종방향 축선에 대해 평행하게 또는 임의의 각도로 배열된다. 또한, 상기 돌기는 절두원추형 몸체로 형성될 수도 있다.

본원에 참조로서 합체되는 본 출원인의 유럽 특허출원 제99810255.2호는 소정 위치의 베어링 장착부에 삽입할 수 있도록 적어도 하나의 엠보싱 롤이 교체 가능한 유닛에 포함되는 엠보싱 장치를 개시한다.

적어도 세개의 엠보싱 롤을 포함하는 본 발명의 장치에 대해서, 상기 경우에는 효능 및 환경상의 이점이 특히 중요하기 때문에, 개별 롤 또는 롤들의 그룹을 위한 교체가능한 유닛이 특히 유리하다.

상술한 설명은 하기와 같은 다수의 장점을 제공하는 본 발명의 장치를 나타낸다.

1. 페이퍼 섬유질은 최선의 방식으로 파손되고 상기 페이퍼의 형상기억 효과는 상당히 제거된다. 이는 작업시에 연속적인 엠보싱 롤들의 정밀한 위치결정에 의해 가능해지고, 그에 따라 광학적으로 악화됨이 없이 매우 미세하게 존재하는 캘린더링 패턴으로 리-엠보싱되도록 한다.

2. 둘러싸는 포장용 박막의 보다 양호한 접힘 거동은 미리 접혀진 포장 유닛이 문제 없이 박스 안으로 삽입되도록 한다.

3. 불량율은 감소되고, 그에 따라 포장 기계의 효율을 증가시킨다.

4. 개선된 포장 및 작업 성능으로 인한 높은 제조율로 인해 포장 기계의 생산성이 증가된다.

5. 엠보싱 롤들의 마모 감소에 의해, 기계의 정지기간 및 스페어 부품에 대한 비용이 감소된다.

6. 페이퍼의 품질 검사에서의 오차 범위가 확대되어, 가능한 제조 업자의 수가 증가한다.

7. 엠보싱 롤들의 보다 긴 공구 수명과, 감소된 불량율과, 보다 짧은 기계 정지기간으로 인해, 환경을 고려한 제조가 보장된다.

8. 유리한 구조로 인해 엠보싱 패턴들 사이 및 엠보싱 롤들 사이의 보다 짧은 전환이 가능해져, 포장 기계의 정지 시간이 보다 짧아진다.

9. 제조 공정은 페이퍼의 캘리더링 후에 엠보싱 처리된 매체의 말림(curling)을 제거하게 된다. 본 발명에 따르면, 이는 상기 패턴을 리-엠보싱 처리함으로써 얻어진다.

10. 본 발명의 장치는 롤들의 융기부를 교정할 필요가 없는 엠보싱 롤 구조를 갖는 엠보싱 장치를 설계할 수 있도록 한다.

Claims (16)

1. 적어도 하나의 제 1 및 제 2 엠보싱 롤을 포함하고, 상기 롤들 중 하나는 구동되고 상기 롤들 중 다른 하나는 자유롭게 회전되며, 상기 롤들 사이에서 일정한 패턴을 형성하도록 편평한 재료가 압력하에서 통과되는, 편평한 재료를 처리하기 위한 특히, 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치에 있어서,

   상기 제 2 엠보싱 롤(3)은 제 1 엠보싱 롤(2) 또는 제 2 엠보싱 롤(3)과 협동하는 적어도 다른 엠보싱 롤(4)로 이어지고, 리-엠보싱 처리에서 본질적으로 동일한 패턴을 수용할 수 있도록 패턴이 형성된 편평한 재료(6)가 상기 롤들 사이로 통과되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 엠보싱 롤들은 동기 수단(13, 14, 15)에 의해 상호 동기되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 모든 엠보싱 롤들은 동일한 융기부(8, 16)를 가지며, 정지된 상태에서 각각의 돌기(8, 16)는 4개의 인접한 돌기들 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 자유롭게 회전하는 롤(3, 4)은 축선의 종방향으로 및/또는, 가압 방향으로 및/또는, 엠보싱 처리될 재료(6)의 이송 방향으로 편향될 수 있도록 저널지지되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자유롭게 회전하는 엠보싱 롤들은 개별적으로, 그룹별로, 또는 공동으로 편향될 수 있도록 저널지지되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 엠보싱 롤(2) 상에는 전각부(engraving)가 제공되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자유롭게 회전하는 엠보싱 롤들(3, 4) 상에는 전각부가 제공되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 엠보싱 압력은 자유롭게 회전하는 모든 엠보싱 롤들 상에서, 각각의 엠보싱 롤 상에서 개별적으로, 또는 그룹별로, 또는 공동으로 동일해지도록 조절되며, 다양하게 변경되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자유롭게 회전하는 엠보싱 롤들 중 하나 이상의 롤에는 상기 구동 엠보싱 롤의 전각부와 정반대인 전각부가 제공되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 각각의 자유롭게 회전하는 롤에는 선행하는 엠보싱 롤의 전각부와 정반대인 전각부가 제공되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자유롭게 회전하는 엠보싱 롤들 중 하나 이상의 롤에는 상기 구동 엠보싱 롤 상에 제공된 것과 동일한 종류의 전각부가 제공되고, 그 전각부의 표면적은 상기 구동 엠보싱 롤 상의 전각부의 표면적과 동일하거나 그보다 넓은 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 비동기식 엠보싱 롤들은 동일한 또는 다른 직경 및/또는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 동기식 엠보싱 롤들은 동일한 직경 또는 그 비율이 정수인 직경을 가지며, 동일한 또는 다른 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자유롭게 회전하는 롤들은 개별적으로, 그룹별로, 또는 공동으로 상기 구동 엠보싱 롤에 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엠보싱 롤은 베어링 장착부에 삽입할 수 있는 교체 가능한 유닛에 포함되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 엠보싱 롤들은 개별적으로, 그룹별로, 또는 공동으로 교체 가능한 유닛 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 박막을 엠보싱 및/또는 캘린더링 처리하기 위한 장치.