KR20030010451A - 도공액 탈기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도공기(12)와 프레셔 스크린(14) 사이에 배치되어 탈기하는 장치에 있어서: 인렛(21), 아웃렛(22), 리젝터(23)가 구비되는 프레임(20) 상에 복수의 바디(30)를 병렬로 연결하여, 인렛(21)으로 투입된 코팅액에서 공기방울을 분리하여 리젝터(23)로 배출시키는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 바디(30)는 상하단의 헤드(31)(32)를 이용하여 연속적으로 연결되며, 상단의 헤드(31)에는 원심력을 발생하는 유로(31a)가 구비되고, 하단의 헤드(32)에는 중심축상으로 연장되는 리젝터(23)가 수용된다.

이에 따라, 원심력 구조를 활용하여 젯트 와류를 형성해서 코팅액과 공기방울을 분리해서 0.2 mm 이상의 공기방울을 큰 압력강화 없이 제거함으로써 코팅액 공급장치에서의 품질과 운전성을 유지하고 공기방울에 의한 부분적 도공불량을 방지하는 효과가 있다.

Description

도공액 탈기장치{Dearating apparatus for coating colour}

본 발명은 제지회사의 종이 제조시 코팅액 도공 과정에서 발생되는 공기방울을 제거하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원심력 구조를 활용하여 젯트 와류를 형성해서 코팅액과 공기방울을 분리해서 0.2 mm 이상의 공기방울을 큰 압력강화 없이 제거하는 도공액 탈기장치에 관한 것이다.

도공지 제조시 도공액 제조공정에서 공기가 혼입, 펌프로 이송되어 탱크에 떨어지는 과정에서 생성되는 공기방울이 거품이 되어 도공액 공정의 배관 회로를 순환하는 루프(Machine Circulation Loop)에서 가장 심할 경우 탱크에서 도공액이 넘치는 역할을 주도한다. 공기방울은 도공 과정에서 주요 결함의 원인이며 비산(Skipping)이라 부른다.

통상 피그먼트 슬러리나 바인더 같은 원료에는 항상 공기가 함유되어 있어 코팅 칼라를 제조하는 과정에 혼합된 공기가 코팅 공정중에 0.2 ∼ 1 mm 정도의 크기로 생성되면서 코팅 불량을 초래하는데 공기방울에 의해서 도공이 안된 부분이 점(Spot)으로 생성된다.

특히 기계의 속도가 고속으로 되면서 설비의 운전성에 부정적인 요소로 작용하고 제품 품질에 치명적인 영향을 준다. 또한 공기에 의해 도공액의 점도가 상승되는 것도 도공지 품질에 영향을 준다.

종래에는 이러한 현상을 줄이기 위해 프레셔 스크린(Pressure Screen)과 같은 기계적 설비를 두어 순간적으로 일부분의 공기를 제거하기도 하지만 0.2 ∼ 1 mm 사이의 공기방울의 제거가 제대로 이루어지지 않는 실정이다.

또한, 이러한 공기 방울이 거품으로 발생되는 것을 방지하고자 고가의 소포제나 거품억제 화공약품을 첨가하는 경우 옵셋트 인쇄에서 문제를 일으킬 수 있을 뿐 아니라 이로 인해 환경수질부하가 높아진다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원심력 구조를 활용하여 젯트 와류를 형성해서 코팅액과 공기방울을 분리해서 0.2 mm 이상의 공기방울을 큰 압력강화 없이 제거함으로써 코팅액 공급장치에서의 품질과 운전성을 유지하고 공기방울에 의한 부분적 도공불량을 방지하는 도공액 탈기장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 탈기장치의 설치상태를 나타내는 시스템 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 탈기장치를 측면 및 정단면으로 나타내는 구성도.

* 도면의 주요부품에 대한 부호 설명 *

10 : 탈기장치12 : 도공기

14 : 프레셔 스크린16 : 농도조절기

18 : 서플라이 탱크20 : 프레임

21 : 인렛22 : 아웃렛

23 : 리젝터30 : 바디

31, 32 : 헤드

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 도공기(12)와 프레셔 스크린(14) 사이에 배치되어 탈기하는 장치에 있어서: 인렛(21), 아웃렛(22), 리젝터(23)가 구비되는 프레임(20) 상에 복수의 바디(30)를 병렬로 연결하여, 인렛(21)으로 투입된 코팅액에서 공기방울을 분리하여 리젝터(23)로 배출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 바디(30)는 상하단의 헤드(31)(32)를 이용하여 연속적으로 연결되며, 상단의 헤드(31)에는 원심력을 발생하는 유로(31a)가 구비되고, 하단의 헤드(32)에는 중심축상으로 연장되는 리젝터(23)가 수용된다.

*이에 따라 코팅액 공급장치에서 공기방울 제거로 품질과 운전성의 문제점을 해소함으로 공기방울에 의한 부분적 도공불량을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 탈기장치의 설치상태를 나타내는 시스템 구성도가 도시된다.

본 발명은 도공기(12)와 프레셔 스크린(14) 사이에 배치되어 탈기하는 장치에 관련된다. 이때의 탈기장치(10)는 인렛(21), 아웃렛(22), 리젝터(23)가 구비되는 프레임(20) 상에 복수의 바디(30)를 병렬로 연결하는 구성을 지니며, 인렛(21)으로 투입된 코팅액에서 공기방울을 분리하여 리젝터(23)로 배출시키는 동작을 구현한다.

도 1처럼 같이 도공기(12)와 프레셔 스크린(14) 사이에 탈기장치(10)를 설치함으로써 지절시 종이가 탈기장치(10)로 유입되는 것을 방지할 수 있고 도공기(12)에 공급되는 압력변화도 가장 작게 할 수 있다. 미설명 부호 16은 농도조절기이고, 18은 서플라이 탱크이다.

통상적인 도공공정에서 도공액의 설비내 순환으로 공기의 함유량이 10∼25%의 체적을 차지하고 있다. 본 발명의 탈기장치(10)는 통상 분당 1ℓ∼2ℓ의 도공액을 처리할 수 있으며 바디(30)를 증설하여 용량을 증대할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 탈기장치를 측면 및 정단면으로 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명의 바디(30)는 상하단의 헤드(31)(32)를 이용하여 연속적으로 연결되는 구성이다. 이러한 구성은 용량에 따라 바디(30)를 필요한 수만큼 증설하기 쉽고 분해 조립하여 세척이 용이하게 된다. 같은 취지로 인렛(21), 아웃렛(22) 및 리젝터(23)의 하단은 원터치 커플러를 채택하는 것이 바람직하다.

이때, 상단의 헤드(31)에는 원심력을 발생하는 유로(31a)가 구비되고, 하단의 헤드(32)에는 중심축상으로 연장되는 리젝터(23)가 수용된다. 도공액이 인렛(21)으로 유입되어 헤드(31)의 유로(31a)를 지나면서 싸이클론 원리로 공기를함유한 도공액이 회전하고 바디(30)에서 원심력의 작용으로 내측으로 분리되는 공기는 바디(30)의 중심축에 연장된 리젝터(23)로 배출되는 동시에 공기가 제거된 도공액은 아웃렛(22)으로 배출된다. 탈기장치(10)의 아웃렛(22)은 도공기(12)와 연결되어 탈기된 도공액이 이송된다.

본 발명의 탈기장치(10)에서 바디(30)는 다음과 같이 보일-메리오트의 볍칙(Boyle-Marriot's Law)으로 공기를 분리한다.

P₁V₁= P₂V₂(수식 1)

P = 압력

V = 체적

C = 온도 일정

즉, 압력이 50% 감소시 공기의 체적은 두배가 되므로 도공 공정에서 펌프로 이송되는 도공액이 바디(30)에 이르러 압력이 떨어지면 공기의 체적은 증가되고 이때 도공액으로부터 공기방울의 제거는 쉬워진다.

또한, 모든 도공액의 탈기문제를 원활하게 해결하기 위해서 원심력을 병용하는데, 다른 종류의 도공액일지라도 밀도와 사이즈에 해당되는 원심력이 발생되면 공기가 단시간 내에 쉽게 분류되고 제거된다.

스토크스의 법칙(Stokes's Law)에 따라

U_t= W²r(δ_P- δ ) D² _P/ 18μ (수식 2)

U_t= 원심력에서의 방울속도

W = 원주속도

r = 싸이클론 반경

δ = 공기밀도

δ_P= 도공액 밀도

D_P= 방울직경

μ = 싸이클론 내의 추정 점도

저밀도 공기의 경우 고밀도 도공액보다 천천히 움직이고 싸이클론 축방향으로 공기방울이 천천히 움직이면 모여든다.

본 발명의 도공액 탈기장치(10)를 활용시 도공액 중의 공기 함량을 50∼70% 제거하는데, 특히 0.2 mm 이상의 공기방울은 100% 제거된다.

본 발명의 작동에 있어서, 도공액이 인렛(21)에서 헤드(31)를 통하여 원심력을 받도록 유입되고, 헤드(31)에서 유입된 도공액이 바디(30)에서 젯트 와류를 형성하여 도공액과 공기방울이 분리되고, 바디(30)에서 분리된 도공액은 헤드(32)를 거쳐 아웃렛(22)으로 공기는 리젝터(23)로 각각 배출된다. 공기방울이 제거된 코팅액은 도공기(12)로 원료로 보내지고 공기방울이 포함된 코팅액은 서플라이 탱크(18)에 배출되어 순환하게 된다.

분당 1000m 이상의 속도로 운전되는 도공설비에서는 도공액에 포함된 공기방울이 속도증속에 장애요인이 되고 있으며 본 발명의 탈기장치(10)를 사용함으로써 속도증속과 품질향상을 기할 수 있다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 원심력 구조를 활용하여 젯트 와류를 형성해서 코팅액과 공기방울을 분리해서 0.2 mm 이상의 공기방울을 큰 압력강화 없이 제거함으로써 코팅액 공급장치에서의 품질과 운전성을 유지하고 공기방울에 의한 부분적 도공불량을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (2)

1. 도공기(12)와 프레셔 스크린(14) 사이에 배치되어 탈기하는 장치에 있어서:

   인렛(21), 아웃렛(22), 리젝터(23)가 구비되는 프레임(20) 상에 복수의 바디(30)를 병렬로 연결하여, 인렛(21)으로 투입된 코팅액에서 공기방울을 분리하여 리젝터(23)로 배출시키는 것을 특징으로 하는 도공액 탈기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바디(30)는 상하단의 헤드(31)(32)를 이용하여 연속적으로 연결되며, 상단의 헤드(31)에는 원심력을 발생하는 유로(31a)가 구비되고, 하단의 헤드(32)에는 중심축상으로 연장되는 리젝터(23)가 수용되는 것을 특징으로 하는 도공액 탈기장치.