KR20020033113A - 이동 웹에 처리제를 산포하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

웹형 폴리오(folio) 또는 종이 및 판지 및 다양한 시트 제품을 제조함에 있어서, 처리를 들어 사이즈 또는 코팅액을 이동 표면상에 산포하는 방법 및 장치. 상기 방법에서, 처리제는 하나 이상의 공급 챔버(3)로 공급되고, 처리제가 상기 공급 챔버(3)으로부터 이동 표면(1)상에 보내진다. 전체 외주 주위의 노즐 플레이트(6)에 의해 규정되는 구멍(10)을 포함하는 하나 이상의 노즐 플레이트(6)을 통해 처리제를 보냄으로써 처리제로부터 분사물이 형성되며, 형성된 분사물이 이동 표면(1)상에 직접 도포된다.

Description

이동 웹에 처리제를 산포하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SPREADING TREATING AGENT ON A MOVING WEB}
본 발명은 웹의 성질을 변화시키기 위해, 처리하고자 하는 웹의 표면 또는 웹의 표면상에 처리제를 전달시키는 표면상에, 표면 사이즈(surface size), 물 또는 코팅용 혼합물과 같은 처리제를 지지되지 않은 분사물(unsupported jet)로서 산포하는, 청구항 1의 도입부에 따르는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 플레이트형 제품을, 예를 들어 로울 코팅기 또는 커튼 코팅기 대신에 처리하는데 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
현재, 종이 및 판지를 코팅하고 처리하기 위하여 다양한 방법이 사용된다. 코팅은 종종 2단계로 수행되는데, 먼저 코팅액이 웹상에 산포되고 최종 코팅층은 코팅 나이프, 로드 또는 에어브러시를 사용하여 별도로 제조된다. 또한, 독트링(doctoring) 없이 정확하고 충분히 균등한 양의 처리제를 제공하는 처리 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법은, 예를 들어 스프레이 코팅, 일부 경우에 분사 코팅 또는 커튼 코팅을 포함한다. 체류 시간(dwell time)이 짧은 코팅에 있어서, 코팅 또는 사이즈의 층은 도포 챔버를 규정하는 코팅 나이프 또는 로드의 사용에 의해 도포와 관련하여 즉시 평탄화된다. 처리제를 산포 및 평탄화하는 방식은제품의 성질에 영향을 미치므로, 처리 방법의 선택에 의해 다양한 목적에 적합한 최종 제품의 품질을 제공할 수 있다.
현재 사용되고 있는 처리제를 산포하는 대부분의 장치는 거대하고 복잡하다. 모든 장치들은 제품의 품질, 생산율, 및 기타 문제와 관련된 작업에 있어서 한계를 갖고 있으며, 이 때문에 상기 장치들이 일반적으로 한정된 제품 종류만을 생산하는데 적합하다. 기계를 교체하는 경우 낡은 장치 대신에 부피가 큰 장치를 설비하는 것은 어려우며 현대화에 사용되는 대안품을 제한한다. 가장 자주 사용되는 도포기(applicator)에 있어서 한가지 문제는 상기 장치가 큰 일류(overflow) 및 도포 횟수를 사용하여, 코팅액의 일부가 도포기 또는 독터(doctor)로부터 탱크로 회귀 흐름(return flow)으로서 회귀하고, 이것이 탱크로부터 다시 도포기로 펌핑된다는 점이다. 이 경우, 처리제는 공기와 접촉하게 되어 기포를 형성하고, 상기 기포는 처리제가 도포기로 재공급될 수 있기 전에 처리제의 순환 동안 제거되어야 한다. 공기 제거는 어려우며 공기 제거기는 고가이다. 회귀 순환에서, 처리제는 쉽게 더러워지거나 오염될 수 있어, 처리제가 깨끗한지 확인하여야 한다. 통상적으로는, 여러 가지 문제를 일으키는 세균의 성장을 억제하기 위하여 처리제에 살생물제도 첨가하여야 한다. 따라서, 종이 및 보드 웹을 처리하는 새로운 방법이 요구된다. 특히 판지 제조에 있어서, 웹의 표면상에 표면 사이즈를 산포하여, 종전 보다 상당히 높은 속도로 웹 표면상에 충분량의 사이즈를 도포할 수 있는 한편, 생산 용량이 적은 보드 기계에 사용되는 경우에도 충분히 비용 효율적인 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 생산시 사이즈의 양 및 프로필을 조정하는 것도 특히큰 문제이다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 공지된 문제점을 해결할 수 있는 새로운 종류의 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 수개의 평행 구멍으로부터 웹상에 또는 전달용 이동 표면상에 처리제가 산포되고, 상기 구멍은 플레이트가 구멍의 전체 외주 주위의 구멍을 둘러싸도록 플레이트형 부품으로 형성되어서, 분사물이 플레이트형 부품으로 제조된 구멍에 의해 규정된다는 것에 기초한다.
본 명세서에서, 플레이트형 부품은, 또한 예를 들어 튜브의 벽과 같이, 본 발명에 따른 구멍을 갖는 비평면 부품을 지칭한다.
보다 명확히 언급하면, 본 발명에 따른 처리제의 산포 방법은 청구항 1의 특징부에 제시된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는 청구항 XX의 특징부에 제시된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상당한 장점을 제공한다.
본 발명에 의해, 이동하는 보드 또는 종이 웹의 표면상에 처리제를 직접 또는 간접적으로 산포하기 위한 매우 간단하고 믿을만한 장치가 제공된다. 상기 장치는 다른 재료를 처리하기 위해서도 사용될 수 있는데, 예를 들어 플라스틱 자체 접착 재료를 사이징하거나 강화 섬유 매트 재료를 처리하는데 사용될 수 있다. 원칙적으로, 상기 장치는 웹의 부근에서 이것을 지지하기 위한 간단한 노즐 베어러 (nozzle bearer) 및 부재만을 포함한다. 상기 장치는 매우 폭이 좁아질 수 있어, 심지어 로울과 이동 웹 사이의 갭에 꼭 들어 맞는다. 따라서, 상기 장치는 처리제를 도포하기 어렵거나 불가능했던 많은 장소에서 사용될 수 있고, 상기 장치는 심지어 종전에는 액체 처리제로 처리 작업을 수행하지 않았던 생산 라인에도 위치할 수 있다. 이 경우, 충분히 건조된 분말을 사용할 수 없는 경우, 본 발명자들은 주로 수분 습윤 또는 소량의 표면 사이즈의 도포에 관하여 논의중이다. 본 발명의 한 구현예는 초지기(paper machine)의 로울, 벨트 등이 세척되고 정확한 량의 물이 피막의 형태로 요구되는 경우, 평탄한 수분막의 공급을 포함한다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 자체 접착 재료의 접착 표면 제조에서 웹의 추가 가공에 적용될 수 있다. 상기 방법은 큰 속도 범위내에서 효과적이어서, 생산율이 낮은 경우에 장비 교체에 적용될 수 있고, 새로운 기계에서는 생산율이 상당히 클 수 있다. 장치의 처리제 공급율의 조정 범위는 크며, 이것은 최초 도포 라운드상에 조차 고중량의 코팅을 도포하는 것을 가능케 한다. 그러나, 상기 장치는 2상 또는 다상 코팅 기재를 소위 웨트-온-웨트(wet-on-wet) 처리로서 처리하는데 사용될 수 있고, 상기 처리에서는 처리제의 제 2층이 이전층이 건조되기 전에 이전층의 표면상에 산포된다. 물론, 종래의 건조에서와 같이, 층들이 완전히 또는 부분적으로 건조될 수 있다. 동일한 장치가 다양한 처리제를 산포하는데 사용될 수 있다. 장치는 물, 혼합 접착제, 및 구조적으로 약간 변화된 코팅 슬립을 처리하는데 적합하다. 처리제가 얇은 노즐 플레이트상에 제조된 구멍을 통해 공급되어 상기 플레이트에 의해 규정되기 때문에, 처리제의 분사물이 균일해져서 공기가 처리제와 많이 혼합되지 않고 분사물의 질량 및 충격 강도가 높아서, 공기층이 표면에 수반되더라도 처리제가 이동 표면에 잘 전달되어 부착된다. 그러나, 기재의 처리되는 속도가 높은 경우, 특히 코팅기 앞에, 이동 표면상에 처리제를 전달할 때 기재와 함께 이동하는 공기의 불리한 효과를 제거하는 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 부재는, 예를 들어 이동 표면 부근의 플레이트형 부품이거나, 이동 부품과 접하는 플레이트형 부품 또는 흡인 부재일 수 있다. 상기 부재가 이동 표면과 접하는 부재인 경우, 스팀, 스팀 및 공기 또는 분사수(water jet) 스프레이로 윤활 또는 세척시키는 것이 바람직하다.
상기 장치는 많은 설비를 요하지 않는다. 즉, 작업 탱크, 에지 스크레이퍼 (edge scraper) 및, 일부 경우에는 심지어 공기 제거기도 생략할 수 있다. 예를 들어, 표면 사이징에서, 표면 사이즈 전분액은, 바람직하게는 상기 액 제조에 사용되는 분사물 보일러로부터 직접 장치에 전달될 수 있다. 장치는 스크레이핑 없이 사용될 수 있어, 처리제의 스트림이 공기와 접촉하지 않으며, 공기는 처리제와 혼합될 수 없다. 장치는 회귀 순환 없이 완전히 사용될 수 있어, 도포기의 플리넘 챔버(plenum chamber)로 공급되는 모든 물질이 웹상에 산포되거나, 챔버를 린싱하기 위해 관통류(flow-through)가 플리넘 챔버에 배치되는 경우, 관통류는 기밀 상태이고 산소를 함유하지 않는다. 이 경우에 사이즈에 대해 특히 문제가 되는 세균의 성장이 방지되며, 처리제에 살생물제를 혼합할 필요가 없다. 예를 들어, 장치의 청정화 및 세척으로 인한 폐수는 공장의 정수 시스템의 작동에 지장을 주지 않는다. 작업 탱크가 필요하지 않기 때문에, 상이한 처리제 혼합물에 대한 모드 변화가 신속히 수행된다. 저점도를 갖는 처리제는 처리하고자 하는 표면상에 쉽게 산포된다. 고점도 물질 등의 경우에는, 코팅 로드 또는 나이프가, 필요에 따라,어떠한 스크래치에 대해서도 사용될 수 있으나, 이 경우 투입량을 처리제의 최종 목적하는 양과 가깝게 유지시키는 것이 바람직하다.
또한, 장치는 처리제가 고온인 경우 효과적이어서, 처리제의 온도를 조정함으로써, 그 점도 및 다른 성질에 영향을 미칠 수 있다. 상기에서 이미 언급된 바와 같이, 본 발명은 다양한 물질에 적용될 수 있다. 즉, 다양한 방식으로 흐르는 물질에 적용될 수 있고, 심지어 다량의 고형물을 함유하는 고점도 물질도 본 발명에 따른 방법으로 처리될 수 있는데, 이는 작은 직경을 갖는 흐름로의 부품이 매우 짧아서, 고점도 혼합물의 흐름을 방해하지 않기 때문이다. 이 때문에, 장치는 쉽게 막히지 않고 수동으로 또는 다양한 자동 청정화 장치에 의해 청정화하기가 용이하다. 원칙적으로, 장치의 유일한 마모성 부품은 처리제의 분사물을 규정하는 구멍을 갖는 플레이트이지만, 도포 물질의 양은 물질의 공급 압력에도 의존하기 때문에, 공급 압력을 변화시켜서 구멍의 가능한 마모에 대해 보상하는 것이 용이하다. 사실, 고형물을 함유한 코팅 혼합물만이 마모를 초래하고, 사이즈 또는 물을 공급시에는, 저압이 사용되는 경우 마모가 실질적으로 존재하지 않으며, 고형물을 함유한 코팅 혼합물의 경우 그다지 크지 않다.
본 발명은 다층 판지의 제조에 적합하며, 층 사이에서 층을 결합시키는 사이즈의 공급을 용이하게 한다. 또한, 본 발명은 웹이 반습윤 상태일 때, 즉 최종 건조 전에 웹상에 코팅액 또는 사이즈를 도포하는데 사용될 수 있다. 이 경우, 공급은 기계의 건조용 부품, 프레싱 부품 또는 웹 부품에 의해, 예를 들어 닙, 벨트 또는 부품으로 직접 또는 웹의 표면으로 직접 수행될 수 있다.
하기에서, 본 발명을 실시예에 의해 그리고 첨부 도면을 참조하여 검토한다.
도 1은 본 발명에 따른 한 장치의 단면으로서의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 한 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 한 구현예의 단면으로서의 측면도이다.
도 1에서는, 도포 장치가 피막 전달 로울(1)의 부근에 설치되어 있고, 상기 장치는 이동 웹의 측면 또는 상면에 설치하거나, 본 실시예의 경우와 같이, 피막 전달 코팅기(1)의 도포 장치와 같이 설치되는 것이 가장 좋다. 도포 장치가 처리제를 웹상에 적접 산포시키는데 사용되는 경우, 웹은 로울, 벨트, 와이어 또는 다른 지지 부재에 의해, 도포면에 관하여 반대 면에서 지지될 수 있다. 동시의 2면 처리에서는, 반대 면에서 웹에 도달하는 분사물도 실제적으로 웹을 지지한다. 장치는 공급 챔버(3)가 형성되어 있는 본체 용기(2)로 구성된다. 공급 챔버(3)는, 스페이서(7)에 의해 본체(2)에 클램핑되어 있는 스크린 플레이트(4)에 의해 폐쇄된다. 스페이서(7)는 공급 챔버(3) 옆에 구멍을 가지며, 상기 구멍은 부속장치(8)를 사용하여 스페이서(7)의 상면에 부착된 노즐 플레이트(6)에 의해 폐쇄된다. 따라서, 중간 케이스(5)가 노즐 플레이트와 스크린 플레이트(6) 사이에 형성된다. 본체 용기(2), 스페이서(7), 및 부속장치(8)는 압력 호스 및 스프링을 사용하여 결합될 수 있어서, 예를 들어 압력이 압력 호스로부터 해제될 때, 스프링 부품 부재 및 스크린 플레이트 및 노즐 플레이트를 교환할 수 있다.
상기 장치는, 적용 분야에 따라 물, 사이즈, 코팅 혼합물, 또는 제조하고자 하는 웹을 처리하기 위해 사용되는 기타 액으로 구성되는 처리제를 공급 챔버(3)에공급하도록 작동한다. 스크린 플레이트(4)는 구멍(9)를 가지며, 구멍의 직경은 바람직하게는 노즐 플레이트의 노즐 구멍(10) 보다 작다. 공급 챔버(3)로 공급되는 처리제는 스크린 플레이트(4)를 통해 이동하고 처리제중의 임의의 고형 불순물은 공급 챔버에 잔류하며, 불순물은 공급 챔버에서 과량의 처리제를 순환시키거나 장치의 세척과 관련하여 공급 챔버로부터 제거될 수 있다. 작업중에 스크린 플레이트를 청정화하는 한 바람직한 방법은 장치의 단부에 있는 세척 챔버내에서 이것을 앞뒤로 선회시키고, 스크린 플레이트를, 예를 들어 청정화 챔버내에서 순환하는 처리제로 세척하는 것이며, 처리제는 이 세척 사이클에서 스크리닝된다. 사용되는 물질이 모두 반드시 스크린 플레이트(4)를 필요로 하는 것은 아니다. 장치가 웹을 습윤시키기 위해 사용되는 경우, 수분 또는 스팀 공급시 스크린을 생략시킬 수 있으나, 고형물을 함유하는 혼합물, 용액, 에멀션 등을 산포시에는, 종종 스크린이 필수적인데, 이는 코팅액중에 형성되는 덩어리가 노즐 플레이트를 반드시 막지는 않지만, 코팅층에 결함을 초래할 수 있기 때문이다.
중간 케이스(5)로부터, 처리제는 노즐 구멍(10)을 통과한다. 구멍(10)에서, 분사물이 처리제로부터 형성되고, 반대 표면, 이 경우에는 피막 전달 로울(1)을 향해 보내진다. 분사물의 직경은 매우 작지만, 분사물은 스프레이로 분산되지 않아, 그 덩어리 및 충격 강도는 스프레이에 비해 높고, 처리제는 처리제가 도달하는 표면에 잘 부착되며, 분사물은 이동 웹에 의해 운반되는 공기층을 투과할 수 있다. 강철로 제조된 노즐 플레이트(6)의 두께는 약 0.1 내지 0.5mm일 수 있고, 부속장치(8) 사이의 지지되지 않은 영역의 폭은 0.5 내지 2mm일 수 있다. 노즐 플레이트에 대한 중간 케이스의 압력이 0.1바아인 경우, 노즐 플레이트에 가해지는 힘 및 장치의 시일(seal)이 작은 편이어서, 노즐 플레이트가 얇을 수 있고 실링(sealing)이 용이하다. 노즐 구멍의 직경이 0.1 내지 0.7mm인 경우, 형성된 구멍(10)의 직경 대 플레이트의 두께, 즉 구멍의 길이의 비율은 크지만, 통상적으로 1미만이다. 구멍이 매우 짧기 때문에, 구멍에 점차적으로 부착하는 물질에 의해 봉쇄물이 형성될 수 있으나, 구멍 보다 작은 입자들은 용이하게 통과한다. 따라서, 봉쇄물이 구멍내에 쉽게 체류하지 못한다. 장치는 처리하고자 하는 물질의 높은 공급 압력에서 작동하지만, 이 경우 구멍의 크기는 압력이 증가할 때마다 감소되어야 하며, 본 발명자들은 매우 작은 비실제적인 크기의 구멍을 사용하여야 한다. 상응하게, 스프레이의 속도가 증가되어, 높은 충격 속도가 필요한 경우에는 압력이 증가할 수 있다. 노즐 플레이트의 표면은 흐름 또는 스크레이핑에 의해 청정화하기 쉬워서, 노즐 플레이트상의 구멍의 상부에 축적되는 물질이 구멍을 막을 수 없다. 그러나, 주된 원리는 노즐 플레이트 앞의 스크린 플레이트는 노즐 플레이트의 크멍의 크기에 비해 매우 가늘어서, 봉쇄 물질이 노즐 플레이트에 도달할 수 없다는 것이다. 또한, 노즐 플레이트는 교차 방향으로 선회하도록 될 수 있어, 연속적으로 또는 단계적으로 세척될 수 있다. 이 경우, 저압 챔버가 노즐 플레이트의 양쪽 면에 배열되어, 시일로부터 누출될 가능성이 있는 임의의 코팅 재료가 장치의 외부로 흡입되는 것이 바람직하다. 또한 액체를 세척기 흡입관으로 보내서, 예를 들어 침전물에 의한 가능한 봉쇄의 위험을 제거할 수 있다.
처리제가 높은 표면 에너지를 갖고 개별적인 분사물이 서로 네킹되는 경우,하나의 단열(single-row) 노즐 플레이트를 사용하는 것이 바람직하며, 단열 노즐 플레이트에서 구멍간의 넥(neck)은 가능한한 작아서, 완전한 커튼형 코팅 스프레이가 달성된다. 이러한 도포에서, 처리제 혼합물에 적합한 첨가제를 첨가함으로써 처리제의 표면 에너지 또는 피막 형성을 증가시키는 것이 바람직하다. 그러나, 통상적으로 개별적인 분사물을 분리시켜서, 이들이 코팅 기재와 접촉할 때까지는 완전한 피막형 코팅을 형성하지 않는 것이 더 좋다. 이 경우, 하나의 다열(multi-row) 노즐 플레이트를 사용하여, 구멍이 서로 멀리 있고 프로필의 방향으로 양호한 커버리지가 달성될 수 있어서, 프로필 방향에서 구멍의 거리가 목적하는 바와 같이 되는 것이 바람직하다. 2, 3 또는 그 이상의 열의 구멍이 있을 수 있다. 노즐 플레이트의 외부 표면은 네킹(necking)을 방지하기 위해 처리제를 반발시키는 코팅제로 코팅될 수 있다. 코팅제는 개별적인 분사물이 번들내로 네킹되고 노즐 플레이트의 표면상에서 서로 접촉하는 것을 방지하거나, 이러한 작용을 감소시키기 위하여 사용될 수 있다. 대부분의 경우에, 처리제는 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론 (teflon?))일 수 있다. 또한, 코팅제를 사용한 처리는 처리제가 노즐 플레이트의 외부 표면에 부착하는 것을 방지하고 코팅제가 노즐 표면을 따라 흐르도록 하며, 후속하여 처리제가 조절되지 않은 방식으로 처리하고자 하는 표면상에 적하되도록 한다. 또한, 노즐 플레이트는 구부러지도록 고안되거나 구멍의 열이 뾰족한 배튼형(batten-type) 돌기에 의해 규정되도록 고안될 수도 있다. 이 구현예에서, 개별적인 분사물의 표면 에너지는 화학물질에 의해 감소될 수 있다. 상기에 근거하여, 분사물의 유형은, 예를 들어 호울 거리를 변화시킴으로써 도포 조건에 따라 변형될수 있다.
분사물의 각도 및 거리를 조정하기 위하여 조정 장치를 상기 장치에 연결하는 것이 바람직하다. 그 때, 가장 유리한 스프레이 방식은 처리하고자 하는 표면의 이동 방향에 관하여 약간 하류로 수행하는 것이며, 스프레이 거리는 수 mm 또는 수십 mm이다. 로울 닙으로부터 조정가능한 거리에서 웹의 표면상에 사이즈를 산포하여, 웹으로의 침투가 조정될 수 있거나, 특히 피막 전달 사이징에서, 웹의 한 면상의 사이즈가 로울 닙 앞의 웹의 표면상으로 직접 측정될 수 있고, 다른 면상의 사이즈는 사이즈 프레스의 제 2 로울의 표면상으로 측정될 수 있는 것이 바람직하다.
판지를 사이즈로 처리하는 경우 최대의 추가 강도를 달성하기 위하여, 웹상의 사이즈를 웹이 수용할 수 있는 양으로 측정하는 것이 중요하다. 이 경우, 투입량이 너무 높아지는 경우, 사이즈가 웹의 로울 닙 및 피막 전달 로울에서 풀을 만들어, 사이즈가 풀로부터 주위로 튈 위험이 있다. 풀의 형성은 소위 미니 풀의 형성 보다 나중에 일어나므로, 작업 방식은 로울 닙을 비디오 카메라로 촬영하고 영상을 그래픽 처리 프로그램에 의해 처리함으로써 자동화될 수 있다. 이 경우, 카메라가 풀의 형성을 추적하여, 풀이 너무 크게 성장한 경우, 영상 분석에 기초하여 사이즈의 흐름을 조정함으로써 투입량이 감소된다. 풀이 너무 커지면, 사이즈가 플로부터 튀어서 기계를 오염시킨다. 미니 풀의 소형성은 불리한 튐을 초래하지 않으므로, 이것의 형성은 최대로 가능한 투입량의 지표로서 간주될 수 있다.
기계를 정지하고 설비를 재가동하는 경우, 물을 사용하여 활성화를 개시한후, 실제 처리제의 공급을 개시하는 것이 바람직하다. 개시 동안, 물 또는 처리제는 트로프(trough) 내로 공급될 수 있고, 상기 트로프는 스프레이 앞에 위치하며 생산에 적합한 처리 조건에 도달했을 때 제거된다.
일부 경우에, 작업 도중 노즐 플레이트(6) 또는 스크린 플레이트(4)를 청정화하는 것이 필요하다. 도 1은 3가지 가능한 청정화 방법을 도시한다. 스크린 플레이트(4)를 청정화하기 위하여, 강철 플레이트(12)가 챔버의 방향으로 공급 챔버(4)에 위치하며, 플레이트의 한쪽 에지는 공급 챔버(3)의 측면상의 스크린 플레이트(14)의 표면에 기대어 있다. 강철 플레이트(12)는 챔버의 방향으로 이동할 수 있어서, 챔버의 측면상의 스크린 플레이트(4)의 표면에 부착된 임의의 불순물을 스크레이핑할 수 있다. 취급되는 물질은 노즐 플레이트(4)의 처리되는 표면의 측면상의 표면상에서 건조될 수 있다. 이것은 노즐 플레이트 옆에 위치한 스팀 노즐로부터 노즐 플레이트(6)에 대하여 스팀을 분사함으로써 스팀 스프레이에 의해 방지될 수 있다. 스팀 노즐은 스팀 튜브(13)내에 직접 적합한 크기의 호울을 간단히 만들거나, 하나 이상의 관통 노즐을 사용함으로써 형성될 수 있다. 수집기 트로프(14)는 스팀 튜브(13) 주위에 설치되며, 응축된 스팀 및 스팀에 의해 희석된 물질들을 수집한다. 이러한 스팀 정제법이 사용되는 경우, 장치는 수집기 트로프(13)가 장치의 하부 에지에 있도록 위치하여야 한다. 처리되는 표면에 직접적으로 처리제가 약간 누출되는 것은 종종 허용가능하여, 수집기 트로프가 요구되지 않는다. 필요에 따라, 노즐 플레이트(10)내의 구멍(10)은 니들형 분사수(water jet)(15)에 의해 청정화될 수 있고, 상기 분사수는 구멍의 열의 방향으로 이동하며교대로 구멍을 스프레이하여 청정화한다. 구멍이 쉽게 막히지 않기 때문에, 이러한 청정화는 좀처럼 필요치 않다. 생산 휴지 동안, 장치는 가압수로 세척될 수 있다.
도 2는 노즐 플레이트(6)가 청정화를 위해 도포 장치의 측면에 교대로 작용할 수 있는 장치의 정면도이다. 이 장치에서, 처리하고자 하는 웹의 폭 보다 긴 노즐 플레이트(6)는, 예를 들어 실링된 가이드 바아에 의해 부속장치(8) 사이에서 움직이게끔 위치한다. 노즐 플레이트(6)의 길이는 처리되는 웹의 폭 보다 2배 이상 크다. 작동기(11)는 웹을 처리하거나 제조하기 위해 사용되는 기계의 양측면상에 위치하며, 작동기는 노즐 플레이트(6)를 세로 방향으로 이동시키는데 사용된다. 노즐 플레이트 위의 중간 케이스의 압력에 의해 가해지는 힘은 근소하기 때문에, 시일의 마찰이 적고 작동기의 전력도 낮을 수 있어, 장치는 작은 크기일 수 있고 제조에 있어서 비용 효율적이다. 스크린 플레이트를 실링하기 위한 하나의 간단한 구조는 압력 챔버의 벽 위에 그루브가 형성되고, 압력 챔버를 따라 스크린 플레이트가 통과하는 것이다. 스크린 플레이트에 관하여 갭의 저항성이 작기 때문에, 불순물은 갭을 통해 실제 노즐 플레이트로 이동할 수 없다. 노즐 플레이트가 청정화되어야 하는 경우, 노즐 플레이트는 생산 라인에 관하여 하나의 작동기(11)의 측면으로 보내지고, 상기 한 장치에 의해 자동으로 또는 수동으로 세척된다. 대안적으로, 노즐 플레이트는 연속 루프일 수 있어서, 도포 장치의 작동 도중 연속적으로 또는 단계적으로 회전될 수 있다.
도 3은 처리제가 2단계 초킹(choking)을 사용하여 노즐 플레이트로 공급되는한 구현예를 도시한다. 장치의 본체 용기(2)는 공급 채널(17)을 포함하며, 상기 채널로부터 보링(boring)(18)이 스크린 플레이트(3)에 의해 폐쇄된 공급 챔버(3)로 이동한다. 또한, 제 2 보링(20)이 스크린 플레이트(3)로부터 노즐 플레이트(6) 뒤에 있는 중간 케이스(5)에 이른다. 이 해결 수단에서, 본체 용기(2)는 일체식 부속장치(16)에 의해 폐쇄되고, 상기 부속장치는 볼트 및 압력 튜브(21)를 사용하여 본체 용기(2)로 연결된다. 처리제의 공급 압력은, 양호한 교차 프로필을 보장하기 위해 노즐 구멍에 의해 요구되는 압력 차 보다 높게 유지되어야 하기 때문에, 이러한 초킹 시스템이 종종 필요하다. 도 3의 장치에서, 초킹은 3단계이다. 즉, 제 1 압력 하강이 제 1 보링에서 일어나고, 제 2 압력 하강은 스크린 플레이트를 가로질러 일어나며, 제 3 압력 하강은 제 2 보링에서 일어난다. 장치에 이르는 체적 흐름, 또는 유입 흐름과 유출 흐름간의 차이를 간단히 측정하는 것은 코팅 중량의 조절을 수행할 수 있고, 웹으로 도달하는 코팅액의 양은 상기 측정으로부터 직접 구할 수 있다. 흐름 조절에 있어서, 처리제의 양은 기계의 속도를 고려하여, 자동적으로 목적하는 값으로 조정될 수 있다.
노즐 플레이트는 다양한 재료로 재조될 수 있으나, 스테인레스 스프링 스틸 스트립은 비용 효율적인 가격이고 용이하게 가공 및 제조되기 때문에 매우 유리하다. 스트립은 공구 제조에 일반적으로 사용되는 코팅액으로 코팅될 수 있다. 다른 제조 재료는 세라믹, 기타 금속 및 금속의 합금, 및 코팅되거나 코팅되지 않은 합성 재료를 포함한다. 레이저, 플라즈마 스프레이, 전자 빔 또는 분사수로 가공하여 구멍을 만드는 것이 바람직한데, 이는 이러한 방법이 플래시 없이 작은 구멍을 제공하는데 유리하기 때문이다. 요구되는 구멍의 크기가 충분히 큰 경우에는, 다른 제조 방법, 예를 들어 드릴링이 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 구현된 장치에 의해 도포하고자 하는 처리제 양의 조정 범위는 매우 양호하다. 하기 시험 결과는 스프레이 도포 장치의 스프레이 노즐 스크린 뒤에 노즐 플레이트가 부착되어 있는 장치에 의해 표면 사이즈 혼합물에 대해 얻어진 것이다.
12% 사이즈 압력(바아) 구멍/넥(mm) 습윤막(g/㎡)
속도1000m/분
1.2 0.5/0.5 13
1.2 0.4/0.4 10
1.5 0.5/0.5 36
1.5 0.4/0.4 30
1.5 0.3/0.3 20
2.0 0.5/0.5 110
2.0 0.5/0.4 85
2.0 0.3/0.3 54
상기 결과에 기초하여, 수회 도포에 의해 요구되는 습윤막의 양인 10 내지 40g/㎡은 본 발명에 따른 방법을 사용하여 용이하게 산출된다.
시험 장치에서 최대 압력 차이는 노즐 스크린에서 발생되었고, 단지 매우 낮은 압력이 노즐 플레이트를 가로질러 작용하였기 때문에, 표에 제시된 공급 압력은 노즐 플레이트의 구멍을 가로질러 작용하는 압력에 상응하지 않는다. 근소한 압력 차이에도 불구하고, 분사물은 양호한 커버링을 제공한다.
레이저로 실험한 경우, 스프링 스틸 블랭크내에 구멍을 만드는 것은 0.3 및 0.5mm 스틸 금속에 대하여 매우 성공적이었다.
상기 구현예로부터 일탈하는 해결 수단도 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 간주될 수 있다.
고정 또는 이동가능한 노즐 플레이트는 초음파에 의해 연속적으로 또는 단계적으로 청정화될 수 있다. 수개의 노즐 플레이트는 연속적으로 위치할 수 있고, 수개의 연속적이거나 중첩되는 열의 구멍은 동일한 플레이트에 위치할 수 있다. 원형 구멍을 만드는 것이 가장 손쉬우나, 구멍의 형태는 상기 제조 방법을 사용하여 용이하게 변형시킬 수 있다. 본 발명은 처리제, 예를 들어 사이즈, 코팅액, 물 또는 스팀을 웹상에 직접, 웹의 층 사이에, 피막 전달 로울 또는 벨트상에, 특히 별도의 기계에 의해 제조된 종이 또는 판지 웹상에, 또는 제품의 추가 가공을 위한 다른 연속적인 시팅(sheeting)상에 공급하는데 사용될 수 있다. 평면 플레이트 대신에, 튜브 또는 구부러지거나 만곡된 플레이트에 구멍이 만들어 질 수 있다. 구멍은 스크린 플레이트의 표면의 수직선에 평행할 수 있거나, 목적하는 방식으로 분사물을 집중시키기 위해 표면의 수직선에 비스듬하게 향할 수 있다.
공기 차단 플레이트 또는 독터가 분사물의 정면에 사용되는 경우, 이것은 로울의 단부 또는 웹의 폭에 걸쳐 스크린 플레이트 및 노즐 플레이트와 유사하게 움직일 수 있어서, 필요에 따라 자동 청정화 장치에 의해 또는 수동으로 청정화될 수 있다. 이 경우, 차단 플레이트는 가요성 플레이트 또는 스트립이어서, 둥글게 말리거나 구부러질 수 있는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 기계의 측면상에 웹 폭의 절반 이상 정도의 공간이 있어서, 스크레이핑 부재가 충분히 먼 측면에 이용될 수 있다. 이 경우, 청정화는 양 측면에 대해 교대로 수행된다. 청정화가 한쪽 면에 대해서만 수행되는 경우에는, 물론 필요한 공간은 웹의 전체 폭으로 확장되어야 한다.
본 발명에 따른 해결 수단에서, 웹에 이르는 처리제의 양은 노즐 플레이트 구멍의 크기 및/또는 호울 분포, 스크린 플레이트 구멍의 크기 및/또는 호울 분포를 변화시키거나, 일부 경우에 초킹의 구멍의 크기 및/또는 호울 분포를 변화시켜서 조절될 수 있다. 이러한 부재들은 용이하고 신속하게 변화되고 가격면에서 유리하기 때문에, 스크린 또는 노즐 플레이트의 구멍의 크기를 변화시키는 것이 용이하다. 예를 들어, 노즐 플레이트 구멍의 크기는 측정 프로필을 보정하기 위해 용이하게 변화될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템 오류 또는 특히 바닥 웹의 불규칙성이 보정될 수 있다. 이들은, 예를 들어 바이트에서의 가로 변화 및 바닥 웹의 다공성을 포함하며, 이는 처리제의 흡수 및 제조와 제품의 최종 성질에 영향을 미치는 기타 인자들에 영향을 미친다.
본 발명에 따른 해결 수단에서는, 측면 한계 및 도포 폭의 조정이 용이하며; 상기 한계가 정확해지고, 측면 블리딩은 일어나지 않는다. 측면 한계 및 도포 폭은, 처리제가 도포되는 측면상의 노즐 구멍을 이동 시일 또는 유사한 부재에 의해 간단히 봉쇄함으로써 조정될 수 있다. 이 경우, 구멍을 봉쇄하는 조절 부재가 실링된 챔버 공간에 위치할 수 있기 때문에, 누출 문제는 일어나지 않는다. 또한, 처리 폭은 처리되는 웹 또는 플레이트의 폭을 측정하고 밀폐 부재를 에지로부터 목적하는 거리에 또는 에지의 정확하게 옆으로 향하게 함으로써 자동적으로 조정될 수 있다. 처리제가 기계의 길이를 따라 가로 방향으로 설치된 수개의 공급 파이프로부터 공급 챔버로 공급되는 경우, 유량 또는 웹의 프로필 측정에 기초하여 적어도 최외측 파이프의 공급율을 조정하는 것이 바람직하다. 필요에 따라, 이러한 조절 방법은 전체 처리 폭 범위에 사용될 수 있고 그 효율성은 공급 챔버를 웹의 가로 방향으로 칸막이에 의해 서브챔버로 분할함으로써 증가될 수 있다. 한편, 처리 폭이 변화되는 경우, 최외측 공급 파이프의 공급율을 변화시키는 것이 바람직하다.
상기 언급한 목적에 부가하여, 본 발명은 유리하게는 코팅제 또는 다른 처리제를 도포하기 위하여 핀란드 특허 출원 990557 및 990008에 기재된 발명과 관련하여 사용되어서, 코팅 중량이 별도의 독터에 의해 실제로 조정될 수 있다.

Claims (19)

  1. 처리제를 하나 이상의 공급 챔버(3)에 공급하고;
    처리제를 공급 챔버로부터 이동 표면(1)을 향해 보내어, 이동 표면상에 처리제를 도포하는 방법에 있어서,
    전체 외주 주위의 노즐 플레이트(6)에 의해 규정되는 구멍(10)을 포함하는 하나 이상의 노즐 플레이트(6)를 통해 처리제를 보냄으로써 처리제로부터 분사물을 형성시키고,
    형성된 분사물을 이동 표면(1)상에 적접 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 형성된 분사물을 처리되는 웹의 표면상에 직접 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 처리제를 웹의 표면상에 전달시키는 표면, 예를 들어 피막 전달 로울 또는 벨트에 분사물을 보내는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 처리되는 웹과 전달시키는 표면 사이의 로울 닙에 분사물을 보내어, 처리제의 일부는 웹상에 직접 도달하고 일부는 웹과 접촉해 있는 표면에 도달하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 처리제를 공급 챔버(3)내의 스크린 플레이트(4)를 통해 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 예를 들어 청정화를 위해, 노즐 플레이트(6)가 이동 표면의 이동 방향에 대해 가로 방향으로 이동되어, 노즐 플레이트(6) 길이의 일부가 이동 표면의 처리되는 영역의 폭을 넘어 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 스팀을 적어도 노즐 플레이트(6)에 대하여 분사하여 플레이트(6)를 청정화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 니들형 분사수(15)를 노즐 플레이트(6)의 구멍(10)에 보내어 구멍(10)을 청정화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 초음파를 노즐 플레이트(6)에 보내어 플레이트를 청정화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서, 웹상에 공급되는 처리제의 양이 처리제의 체적 흐름 측정을 기초로 하여 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 처리제가 공급될 수 있는 하나 이상의 공급 챔버(3) 및
    처리제를 공급 챔버(6)로부터 이동 표면상에 보내기 위한 수단(6, 10)을 포함하는, 이동 표면상에 처리제를 산포하는 장치에 있어서,
    공급 챔버(3)를 전부 또는 일부 폐쇄하는 하나 이상의 노즐 플레이트(6)를 포함하고, 처리제의 분사물을 형성하여 이동 표면으로 보내기 위하여, 상기 플레이트가 전체 외주 주위의 노즐 플레이트(6)에 의해 규정되는 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 처리제를 노즐 플레이트(6)에 보내기 전에 처리제를 스크리닝하기 위하여 공급 챔버(3)내에 설치된 스크린 플레이트(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 예를 들어 청정화를 위하여, 처리되는 이동 표면의 영역의 폭 보다 큰 길이를 갖는 스크린 플레이트(6) 및 상기 스크린 플레이트(6)를 처리되는 영역의 폭을 넘어 일부 또는 전부 이동시키는 부재(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 11항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 노즐 플레이트(6)를 향하여 스팀을 송풍하기 위한 하나 이상의 스팀 노즐(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서, 노즐 플레이트(6)의 구멍(10)에 보낼 수 있는 하나 이상의 니들형 분사수를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12항에 있어서, 블레이드 플레이트(12)가 공급 챔버(3)내에서 이동하게끔 설치되어서, 그 에지중 하나 이상이 스크린 플레이트(4) 또는 노즐 플레이트(6)를 스크레이핑하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 처리제가 공급될 수 있는 하나 이상의 공급 챔버(3) 및
    처리제를 공급 챔버(6)로부터 이동 표면상에 보내기 위한 수단(6, 10)을 포함하는, 이동 표면상에 처리제를 산포하는 장치중의 스크린 플레이트에 있어서,
    스크린 플레이트(6)가 전체 외주 주위의 노즐 플레이트(6)에 의해 규정되는 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린 플레이트.
  18. 제 17항에 있어서, 스크린 플레이트(6)가 단열의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 플레이트.
  19. 제 17항에 있어서, 스크린 플레이트(6)가 다열의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 플레이트.
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