KR20030061410A - 초지기의 릴-업에 티슈 웹을 권취시키는 방법 - Google Patents

Abstract

초지기의 릴을 스위칭하기 위해 제공된 방법은 새로운 페이퍼 롤로 시작하도록 접합제를 연속적으로 주행하는 페이퍼 웹에 도포하는 단계와 연속적인 페이퍼 웹을 새롭게 완료된 롤의 후미 단부로부터 절단하는 단계를 포함한다. 주행하는 페이퍼 웹은 릴 드럼에 의해 지지되며 페이퍼 롤을 형성하기 위해서 릴 드럼과 접촉하는 교환가능한 릴 샤프트위에 권취된다. 가열기를 지닌 호퍼는 접합제를 평탄하며 균일한 도포를 위해 그 점도 및 점성을 순간적으로 낮추도록 가열한다. 한쌍의 로드리스 실린더위에 장착되에 그와 병진하는 한쌍의 노즐은 상기 접합제를 포함하는 제트를 웹 및/또는 릴 샤프트위에 분무한다. 웹은 그후 릴 샤프트위로 전진되어 웹과 샤프트사이에 접합 계면를 형성한다. 그후 장력이 접합 계면에 교차하여 인가되어 접합 계면에서 페이퍼 웹을 절단하여 현재의 페이퍼 롤로부터 이미 완료된 롤의 페이퍼 웹의 테일링 단부를 분리시킨다.

Description

초지기의 릴-업에 티슈 웹을 권취시키는 방법{METHOD FOR WINDING TISSUE WEB IN A REEL-UP IN A PAPER MACHINE}

티슈 웹의 생산 속도는 지극히 중요하다. 티슈 웹에 대한 생산 속도는 최근에서야 안정되었다. 이는 고품질 티슈에 대한 수요 증가와 더 높은 생산 속도를 유지시키는 기술적 어려움의 결과라고 여겨진다. 더 높은 생산 속도에서 티슈 웹은 낮은 기본 중량과 장력 세기로 인하여 진동 및 파열하는 경향이 있다.

릴 변경은 완전히 권취된 페이퍼 롤을 새로이 비어있는 릴 샤프트로 스위칭하는 것과 새로운 릴 샤프트에 티슈 웹 권취를 개시하는 것을 포함한다. 효율적인 릴 변경은 릴간의 휴지시간의 길이와 실패하는 릴링 시도의 횟수를 최소화시킴으로써 전반적인 생산 속도를 증가시킨다.

티슈 웹 귄취를 새로운 릴에 개시하는 공통적인 방법은 쓰레딩(threading)에 의한 것이다. 쓰레딩은 웹 단부가 초지기 또는 판지 초지기를 따라 리더(leader)에 의해 당겨짐을 의미한다. 리더는 처음에는 단지 40 내지 50cm 폭의 웹 스트립으로이루어지지만, 점진적으로 더 넓어져 웹의 전체폭에 이르게 된다. 리더는 웹의 일측 에지에서 또는 웹의 어느 일측에지로부터 임의의 거리에서 시작하여 연속적인 웹에서 절단되는데 반하여, 그 길이는 팁이 웹의 전체 폭까지 이르는데 걸리는 시간에 의해 결정된다. 높은 웹 속도로 인하여 리더가 180 내지 200m로 매우 길어진다. 이는 페이퍼 밀(paper mill)에 대해 상당한 비용을 초래하는데, 왜냐하면 페이퍼 웹의 절단 부분이 각 페이퍼 릴에 대해 버려져야 하기 때문이다.

일반적으로 티슈 페이퍼로 제조된, 위생 티슈 제품은 극히 시장에 민감하여서 생산 품질이 그 양보다도 더 중요하다. 따라서, 릴링중에 페이퍼 릴이 몇가지 중요한 특성, 예를 들면, 균질성과 주름, 찢어짐 또는 접힘이 없는 특성을 획득하는 것이 중요하다. 게다가, 다음의 전환 기계에서의 높은 효율성은, 초지기로부터의 페이퍼 릴이 균일한 높은 품질을 갖는다면, 달성될 수 있다.

낮은 세기를 갖는 소프트 페이퍼는 릴 내에서 가능한한 일정한 밀도 및 탄성과 같은 페이퍼 특성을 유지하기 위해서 조심히 릴링되어야 한다. 릴 밀도에 영향을 끼치는 2가지 주요 요인은 릴-업의 닙에서의 방사상 압력과 웹 장력이다. 더 낮은 닙 압력은 더 낮은 평균 밀도를 획득하는데 중요하다.

웹의 두께와 탄성은 릴의 외측에서 중심으로 방사상 방향으로 감소한다. 이는 압축 응력이 릴링중에 페이퍼 릴에 형성되어 릴의 내부 방사상 부분을 압축하기 때문이다. 이는 내부 웹 층의 두께의 감소를 야기한다. 만일 릴이 재권취 또는 전환되기 전에 너무 오래동안 쌓여있다면 이러한 효과는 증가하게 된다.

릴링 문제점은 새로운 릴의 페이퍼가 상기된 것처럼 테이퍼링된 리더의 도움으로 시작될 때 발생하는데, 왜냐하면 가장안쪽 층의 권취중에 인가되는 웹 회전은 릴 샤프트를 따라 축방향으로 울퉁불퉁한 방사상 성장을 일으켜 릴이 캐럿 형상(carrot shaped)이 되기 때문이다. 이는 부분적으로 웹의 편경사(superelevat에 의해 그리고 부분적으로는 웹과 교차하는 닙 압력 차이에 의해 야기된다. 만일 페이퍼 웹의 단면 프로파일이 두께, 웹 장력 또는 탄성에 따라 상이하다면, 주름 잡힘, 압착 손상, 웹의 결함 및 릴의 축방향 힘이 높은 닙 압력을 발생시킨다.이는, 최악의 경우에, 웹 파열을 야기한다.

고속 웹 기계는 쓰레딩 또는 최대 폭(full-width) 방법을 사용하며 웹을 비어있는 릴 샤프트 주위에 감아야 한다. 본문에서 "최대 폭(full-width)"의 릴을 교환하는 것은 새로운 릴링 작동을 개시할 때 릴 샤프트 주위에 웹의 전체 폭을 감는것을 언급한다. 이는 테이퍼링된 리더를 사용하여 쓰레딩하는 것과 구별된다. 높은 웹 속도에서는, 웹이 쓰레딩되기전에 아교가 리더 자체에 도포된다. 티슈 페이퍼 생산을 위해 사용되는 속도와 같은 낮은 속도에서는, 기구 송풍법으로 보조되는 최대 폭 방법이 공통적이다. 기구 송풍법은 마무리된 릴의 회전을 다소 지체시킴으로써 웹의 전체 폭과 교차하여 슬랙 야기를 수반한다. 압축 공기의 도움으로, 형성된 접힘은 그후 새로운 릴 샤프트와 릴 드럼간의 닙으로 힘이 가해지며 그후 닙이 절단된다. 이런 유형의 릴 스위칭의 신뢰성을 증가시키기 위해서, 아교 또는 테이프가 또한 인가되지만, 실제 릴 샤프트에서는 이 이전에 페이퍼 웹과 접촉하게 된다.

아교 또는 접합제 도포의 다수 방법은 도 10에 도시된 것처럼 대형 브러쉬 또는 스프레이 건을 사용하는 수동 도포와 같이 사용되었다. 릴을 스위칭하기 위해사용된 전달 방법과 무관하게, 아교는 페이퍼 웹과 릴 샤프트사이에 접촉이 발생할 때 접착하는 것이 중요하다. 따라서, 수동 방법에 대치하여 동시에 아교 스프레이 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 종래의 아교 사용 유형의 범위는 페이퍼 웹이 릴 샤프트에 접착함을 보장하기 위해 사용되어왔다.

자동 아교 분무 방법은, 1차 아암에 근접하여, 페이퍼 웹의 일측에 일반적으로 위치된, 아교 노즐의 도움으로 달성된다. 미국 특허 제6,045,085호는 아교 도포용 에어로졸 제트의 사용을 설명한다. 본 발명은, 아교 또는 접합제가 노즐을 통과할 때, 소정량의 압축 공기를 종래의 액체 아교 또는 접합제와 혼합한다. 노즐은 실질적으로 노즐 속에 노즐이 있는 하나의 노즐로, 그 하나는 압축 공기를 스프레이하며 다른 노즐은 액체 아교를 스프레이한다. 아교는 페이퍼 릴의 업스트림에 장착된 스크린에 나란히 배치된 몇개의 노즐에 의해 평평하고 넓은 물고기 꼬리 패턴으로 분산된다.

에어로졸 제트, 및 다른 자동 아교 도포 방법을 사용하여 아교 도포 속도 증가에도 불구하고, 배출되는 연속적인 웹을 완성된 롤로부터 절단하기 위한 최상의 방법에 관하여는 여전히 문제점이 남아있다. 웹을 절단하기 위해 사용되어 왔던 한가지 자동 방법은 페이퍼 웹을 파열시키도록 고속으로 분무되는 워터 제트 또는 다른 절단 장치의 사용을 이용한다. 이러한 워터 제트 또는 다른 절단 장치를 제거하는 것이 바람직하다.

따라서, 제지기계에서 신속하며 효율적인 릴 교환을 용이하게 하도록 아교를 자동적으로 도포하며, 페이퍼 웹을 절단하고 아교 도포된 인터페이스의 무결성을보장하는 방법을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 제지기계에 관한 것이며, 더 상세하게는, 제지기계에서 페이퍼 웹의 권취를 완전히 권취된 롤에서 새로이 비어있는 릴 샤프트로 스위칭하여 새로운 페이퍼 롤에서 시작하기 위한 방법에 관한 것이다.

발명을 일반적인 용어로 기술하였지만, 첨부 도면과 참조가 이루어지며, 이것이 반드시 일정한 비율로 도시될 필요는 없다.

도 1은 발명에 따라 닙에 분무하도록 위치된 노즐을 지닌 아교-살포 장치를 나타내는 일측면으로부터 보여지는 릴-업 부분의 개략적인 측면도이다.

도 2는 기계 방향에 횡으로 장착된 노즐들과 극 각각의 도관들의 배치를 나타내는 도 1의 릴-업의 개략적인 측면도이다.

도 3은 전체 폭에 접합 계면를 도포하는 다수의 고정 노즐의 개략적인 평면도이다.

도 4는 티슈 웹을 절단하기 위한 접합제 분배기를 포함하는 발명의 일 실시예에 따른 릴-업 장치의 기계 방향에서 보았을 때의 정면도로, 웹 폭의 중심에 근접한 한 쌍의 병진가능한 노즐을 나타낸다.

도 5는 웹의 에지로 병진되는 한 쌍의 병진가능한 노즐을 지닌 도 3의 릴-업 장치의 정면도이다.

도 6은 송풍 장치에 의해 접합 계면의 페이퍼 웹 다운스트림에 야기되는 슬랙을 나타내는 도 3의 릴-업 장치의 측면도이다.

도 7은 대각선으로 웹의 중심에서 에지로 업스트림 방향으로 연장하는 접합 계면를 도포하는 한 쌍의 노즐에 의해 형성된 리더의 평면도이다.

도 8은 웹의 에지에서 중심으로 업스트림 방향으로 연장하는 접합 계면를 도포하는 한 쌍의 노즐에 의해 형성되 리더의 평면도이다.

도 9는 업스트림 섹션의 단부와 다운스트림 단부상의 완료된 롤의 후단에서 리더로 분리되는 웹의 사시도이다.

도 10은 릴-업의 닙으로 접합제의 수동 도포를 도시하는 종래 릴-업의 측면도이다.

본 발명은 페이퍼 웹이 릴 드럼과 같은, 웹 지지 표면을 사용하여 회전하는 릴 샤프트쪽으로 가이드되는 이동하는 페이퍼 웹을 권취시키기 위한 방법을 제공함으로써 이러한 필요성과 다른 필요성을 충족시킨다. 접합제는 분무 노즐로부터 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나에 분무된다. 웹과 릴 샤프트사이에 접촉이 이루어져 웹이 릴 샤프트에 부착하며, 접합 계면를 형성하여 릴 샤프트에 권취된다. 후단(trailing end)은 접합 계면로부터 다운스트림 방향으로 연장하며 웹의 선단(leading end)은 접합 계면로부터 업스트림 방향으로 연장한다. 그후 웹은 장력을 웹의 후단에 다운스트림 방향으로 가함으로서 접합 계면에서 절단되며, 접합제는 웹이 릴 샤프트로부터 이탈되는 것을 방지하므로 웹의 후단이 선단에 찢어지게 된다.

접합제는 탱크에서 가열기로 소정의 온도로 바람직하게 가열되어 접합제를 유동가능하게 하며 그후 접합제가 분무 노즐에 제공된다. 다른 유형의 수성 접합제(high tack adhesive)(즉, 짙으며 끈적거리는 접합제)가 또한 절단 공정(severing process)에 사용될 수 있다. 제 2 노즐은 접합제를 다른 패턴으로 분무하기 위해 부가될 수 있으므로 웹의 찢어짐 선(tear line)은 다양한 형상을 갖는다. 제 1 실시예에서, 제 1 및 제 2 노즐은 웹의 에지에 위치하며 웹의 중심으로 병진되며 접합제를 분무하므로 웹이 대각선으로 웹의 에지로부터 중심으로 업스트림 방향으로 연장하는 접합 계면를 따라 찢어진다. 제 2 실시예에서, 제 1 및 제 2노즐은 웹의 중심에서 시작하며 폭의 대향 에지로 병진되므로 웹이 대각선으로 웹의 중심에서 에지로 업스트림 방향으로 연장하는 점착 인터페이스를 따라 찢어진다. 이와 달리, 중첩하는 분무 제트를 갖는 다수의 고정 노즐들은 웹 폭을 동시에 교차하여 접합제를 분무시키는데 사용될 수 있으므로 웹이 웹의 전체 폭에 교차하여 찢어진다.

본 발명은 첨부된 도면들과 관련하여 더 상세히 기술되며, 발명의 바람직한 실시예가 예시된다. 그러나, 본 발명은 수많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본문에 기술된 실시예로 제한되는 것으로서 해석되지 말아야 한다; 오히려, 이러한 실시예들은 이러한 설명이 빈틈이 없고 완전하게, 발명의 범위를 당기술분야의 당업자에게 완전히 전달하기 위해 제공된다. 유사한 번호들은 유사한 엘리먼트를 언급한다.

도 1내지 도 3은 초지기의 릴-업(13)의 릴 드럼(12)과 같은 지지 장치의 업스트림에 배치된 아교-도포 장치(glue-spreading device)(11)의 바람직한 제 1 실시예를 개략적으로 나타낸다. 릴 드럼(12)은 권취중에 연속적인 페이퍼 웹(14)을 지지한다. 권취 벨트는 릴 드럼(12) 대신에 페이퍼 웹을 지지하기 위해 사용될 수있다. 아교-도포 장치(11)는 기계 방향에 횡으로 래크(19)에 장착되며 도관(17)에 의해 접합제 가열 호퍼(27)에 연결되는 일련의 노즐(15)을 포함한다. 전체 폭 릴 스위칭을 수행할 때, 페이퍼 웹의 전체 폭이 아교-도포 장치(11)에 장착된 노즐(15)로부터의 제트(18)에 의해 커버되기 위해서 짙으며 끈적거리는 접합제를 페이퍼 웹에 교차 도포하여, 웹 단부를 접합 계면(100)를 따라 새로운 릴 샤프트(16)에 부착시키는 것이 가능하다. 접합 계면(100)는 웹(14)을 릴 샤프트(16)에 부착시키므로 릴 샤프트의 회전은, 하기에 자세히 기술된 것처럼, 권취 공정을 시작하며 접합 계면에서 웹에 가해지는 장력을 통하여 릴 샤프트로부터 웹의 다운스트림 부분을 절단한다.

래크(19)는 릴-업(13)의 스탠드(20)에 장착되며, 그 스탠드(20)위에는 한쌍의 로우어링(lowering) 아암(21), 릴 드럼(12) 및 한쌍의 1차 아암(도시되지 않음)이 또한 장착된다. 도 1에 예시된 것처럼, 스탠드(20)는 4개 필러(22, 23, 24, 25)를 지닌 박스형 프레임과, 상기 필러의 꼭대기에 장착되며 기계 방향으로 연장하는 한쌍의 상부 지지 빔(30, 31)을 포함한다. 필러(22, 23)는 릴-업(13)의 업스트림 단부에 있으며 필러(24, 25)는 릴-업의 다운스트림 단부에 있다. 릴-업(13)은 레일(26)에 위치하는 릴 샤프트(16)의 대향 단부를 지닌 완성된 페이퍼 롤(28)을 지지하기 위한 한쌍의 레일(26)을 포함한다.

스탠드(20)는 다수의 비어있는 릴 샤프트(16)의 대향 단부를 지지하기 위한 한쌍의 레일(36)과, 레일(36)의 대향 단부에 한쌍의 전방 정지부(34) 및 한쌍의 후방 정지부(35)를 포함한다. 한쌍의 레일(36)은 릴-업(13)의 업스트림 단부쪽으로기울어져 있으며 비어있는 릴 샤프트(16)의 저장부를 보유한다. 비어있는 릴 샤프트(16)는 한쌍의 레일(36)위에서 구르는 단부(42)를 구비한다. 각 릴 샤프트(16)는 페이퍼가 직접 권취되는 금속 샤프트로, 이는 그 위에 슬리브가 끼워지는 페이퍼 코어 튜브를 구비하는 금속 샤프트이거나, 또는 어떠한 금속 샤프트도 없는 페이퍼 또는 폴리머를 구비하는 금속 샤프트가 바람직하다. 레일(36)의 기울기는 비어있는 릴 샤프트(16)가 레일(36)을 따라 전방 정지부(34)쪽으로 굴러 후방 정지부(35)에서 멀어지도록 한다.

로우어링 아암(21)은 베이스 단부(38), 중간 부분(39) 및 후크 부분(41)을 각각 포함하는 플레이트 구조를 포함하며, 유압 장치(도시되지 않음)의 유압 실린더에 연결된다. 베이스 단부(38)는 전방 필러(22, 23)에 인접하여 스탠드(20)에 피벗으로 장착된다. 비어있는 릴 샤프트(16)는 로우어링 아암(21)에 의해 스탠드(20)로부터 회수된다. 로우어링 아암(21)은 유체역학에 의해 추진되어 위쪽으로 회전하여, 후크 부분(41)이 전방 정지부(34)까지 구르거나, 이동되었던 가장 근접한 비어있는 릴 샤프트(16)와 맞물린다. 로우어링 아암(21)은 비어있는 릴 샤프트를 하향 회전에 의해 낮춘다. 한쌍의 1차 아암(33)은 낮춰진 릴 샤프트(16)를 그립핑하게 수취하고 상기 릴 샤프트(16)를 구동 장치(도시되지 않음)와 맞물려 샤프트를 릴 드럼(12)의 속도와 매칭하는 주변 속도로 회전시킨다. 비어있는 릴 샤프트(16)는 그후 릴 드럼(12)과 맞물린다.

릴 드럼(12)은 레일(26)에 대해 고정되며 인접 배치된 한쌍의 스탠드 부재(44)에 회전가능하게 저널링(journal)된다. 릴 드럼(12)의 표면은 제지기계의생산 단계로부터 나오는 연속적인 웹(14)을 주행시킨다. 릴 드럼(12)은 릴 드럼(12)에 구동가능하게 커플링된 구동 모터(도시되지 않음)에 의해 직접 구동될 수 있다. 릴 드럼(12)은 단단한 표면 또는 유연한 표면을 가질 수 있다.

바람직한 실시예에서 릴 드럼(12)의 사용이 제한적인 것으로 의미되지 않으므로, 웹(14)용 지지부가 다른 유형의 지지 장치에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 릴 드럼(12)은 웹(14)이 지지될 수 있고 릴 샤프트(16)로 공급될 수 있는 이동 벨트에 의해 대체될 수 있다. 다른 대안은 웹 지지 장치로서 포일(foil)(도시되지 않음)을 사용하는 것이다. 일실시예에서, 포일은 페이퍼 웹이 페이퍼 롤로 가이드되는 릴 샤프트(16)를 지닌 닙을 형성하는 다운스트림 에지를 구비한다. 다른 실시예에서, 포일은 페이퍼 롤을 지닌 닙을 형성하지 않는데, 그 경우에는 포일의 다운스트림 에지와 페이퍼 롤간에 아주 짧은 프리 드로우가 있다.

한쌍의 1차 아암(33)은 권취 공정의 적어도 초기 부분을 통하여 릴 샤프트(16)를 지지한다. 한쌍의 1차 아암(33)은 액츄에이터(되시되지 않음)를 포함하며 이 액츄에이터는 권취중에 릴 샤프트(16)의 직경 증가를 고려하여 1차 아암의 방사상 위치를 조정하는 공기 또는 유압 실린더를 포함한다. 또한, 1차 아암(33)은 이것들이 릴 샤프트(16)와 협력하며 그후 권취 공정을 인계하는 2차 유니트(도시되지 않음)로 빌딩 릴(building reel)을 전달하게 하는 스탠드(20)에 저널링된 피벗 유니트를 포함한다. 1차 아암과 2차 유니트들은 제지기계 분야에 일반적이며, 따라서 본문에는 더 상세히 기술되지 않는다. 2차 유니트는 릴 샤프트(16)위에 권취를 완성하여 완성된 페이퍼 롤(28)을 형성하며, 그후 완성된 페이퍼 롤(28)은 한쌍의레일(16)을 따라 이어지는 스테이션으로 전달된다.

도 1과 도 2에 예시된 것처럼, 래크(19)는 필러(22, 23)들간에 크로스-기계 방향으로 연장하는 수평 장착 바아(48)와, 상기 바아(48)에 일반적으로 부착되는 일련의 수직 튜브 지지부(40)를 포함한다. 상기 장착 바아(48)는 그 단부(50)에서 2개의 고정 플레이트(51)를 통하여 프런트 필러(22, 23)의 내측면에 부착된다. 고정 플레이트(51)는 파스너를 통하여 또는 용접에 의해 필러우에 고정될 수 있다. 상기 튜브 지지부(40)는 프런트 필러(22, 23)사이를 연장하며 그 하부 단부에서 상기 장착 바아(48)에 부착하도록 하향 연장하는 부재(도시되지 않음)에 부착되는 상부단부를 구비하는 세장부재이다.

본 발명의 아교 확산 장치(11)의 더 상세한 설명은 종래의 릴 교환 시스템에 비하여 그 이점을 드러낼 것이다. 아교 확산 장치(11)는 자동 아교 도포와 접합 계면(100)에서 페이퍼 웹(14)의 다운스트림 단부의 자동 절단의 이점을 결합시킨다. 자동적인 양측 작동은 릴 스위칭을 매우 촉진시켜, 이는 차례로 제지기계의 제조 처리량을 증가시킨다. 아교 확산 단계와 자동 절단 공정을 결합시키는 것은 또한 페이퍼 웹이 부가적인 사후-절단 단계없이 새로운 릴 샤프트(16)에 확고히 고정됨을 보장한다.

다양한 유형의 아교가 사용될 수 있지만, 본문에 기술된 장치는 높은 점성(tack)과 상대적으로 높은 점도(viscosity_를 갖는 아교를 사용한다. 상기 아교(또는 접합제)는 다른 유형의 아교들과 구별짖는 약간 독특한 특성을 갖는다. 상기 아교는 실온에서 고체 또는 반-고체(예를 들면, 겔 등)이지만, 가열될 때 그 점도는 매우 낮아져서 노즐(15)로부터 분무될 수 있다.

이러한 특성들은 몇몇 이유 때문에 이롭다. 노즐(15)과 도관(17)들은 막히거나 또는 축적 및 오염되기 쉽지않은데 왜냐하면 시스템에 있는 잔류 아교의 가열이 아교를 유동가능하게 하기 때문이다. 따라서 본 발명은 유지 시간을 감소시킨다. 일단 아교 도포가 완료되고 아교의 가열이 중단되면, 아교는 그 고체 또는 반-고체 상태로 되돌아가고, 따라서 종래의 액체 접합제에 비하여 똑똑 떨어지거나 녹아 흐르기 쉽지 않다. 이는 웹의 연속적인 회전을 초래하여 완료된 롤이 서로 부착되어 페이퍼의 낭비를 초래하는 웹상에 아교의 적하(drip)를 최소화시킨다.

가열된 접합제는 접합 계면(100)에서 페이퍼 웹(14)의 효과적인 절단을 촉진시킨다. 가열된 접합제가 낭각되면, 접합제의 증가된 접착성은 상기 웹을 찢는데 필요한 장력을 초과하는 세기로 상기 웹(14)을 릴 샤프트로 바인드한다. 가열을 요구하지 않는 다른 높은 점도(즉, 진하며 끈적거리는)의 접합제들은 상기 웹(14)을 충분한 세기로 바인드한다면 또한 사용될 수 있다.

노즐(15), 도관(17) 및 접합제 가열 호퍼(27)는 바람직하게 미국, 테네시, 헨더슨빌의 ITW Dynatec으로부터 입수가능한 다이나텍(Dynatec) 가열 접합제 어플리케이션을 포함할 수 있다. 도 1과 도 2에 예시된 것처럼, 한쌍의 노즐(15)은 접합제 가열 호퍼(27)로부터 아교 공급을 운반하는 가열된 가요성 호스 또는 파이프의 개별 도관(17)에 각각 부착된다. 접합제 가열 호퍼(27)는 접합제를 유동가능하게 만들도록 접합제를 가열하기 위한 가열 호퍼 그리드(도시되지 않음)을 포함한다. 건조 장치(도시되지 않음)는 상기 도관(17)을 통하여 접합제를 분배하기 위한호퍼에 연결되거나, 또는 호퍼에 통합된다. 구동 장치는 유동가능한 접합제를 펌핑하기 위해 호퍼에 있는 내부 피스톤 펌프이거나, 또는 호퍼와 커플링된 압축 공기원일 수 있다.

웹 릴링중에, 연속적인 웹(14)은 가이드 롤(55)을 거쳐 릴 샤프트(16)와 릴 드럼(12)간에 형성된 닙(46)으로 이동한다. 아교-도포 장치(11)는 본 실시예에서 페이퍼 웹이 닙으로 들어가기전에 페이퍼 웹(14)위에 아교를 분무시키도록 닙(46)의 업스트림측에 위치된다. 노즐(15)은 하향 방향으로(웹(14)쪽으로) 그리고 약간의 각도에서 닙(46)의 방향으로 가리키며 장착 바아(48)에 장착되어 있다.

노즐(15) 위치의 종래 설명이 제한되는 것으로 의미되지는 않는다. 접합 계면(100)의 형성은 접합제가 웹(14)을 릴 샤프트(16)로 바인드할 때 발생하며 몇가지 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 상기 노즐(15)은 접합제의 제트를 웹(14)과 릴 샤프트(16)에 함께 분무하도록, 상기 웹에 단독으로 분무하도록, 또는 릴 샤프트에 단독으로 분무하도록 위치될 수 있다. 윈드업(windup) 또는 릴-업이 시작하면, 상기 웹(14)은 릴 샤프트(16)와 접촉하도록 이르게되며 접합제가 도포되었던 곳에는, 접합 계면(100)가 형성된다.

도 2에 예시된 것처럼, 6개의 노즐(15)이 크로스-기계 방향에서 균등한 간격으로 장착 바아(48)에 장착되어 있다. 도관(17)은 호퍼(27)로부터 상향으로 프런트 필러(22)의 상부 주위를 감싸도록 연장하며 그후 크로스-기계 방향에 그룹으로서 필러(23)쪽으로 연장한다. 각 도관(17)은 그룹으로부터 분리하여 각 노즐(15)에 연결하도록 하향으로 각 튜브 지지부(40)를 따라 내려간다. 따라서, 상기 튜브 지지부(40)는 소정의 온도로 접합제를 유지시키는 가열 가요성 호스로 바람직하게 구성된 개별 도관(17)에 공급을 제공한다. 이와 달리, 지지부재를 요구하지 않는 강성 파이프로 도관(17)을 구성하는 것이 가능하다.

비어있는 릴 샤프트(16)는 스탠드(20)로부터 로우어링 아암(21)에 의해 회수된다. 로우어링 아암(21)은 후크 부분(41)이 전방 정지부(34)로 롤링하거나 또는 이동되었던 가장 가까운 비어있는 릴 샤프트(16)에 맞물릴때까지 수력학에 의해 상향, 추진되어 회전한다. 로우어링 아암(21)은 하향 회전에 의해 비어있는 릴 샤프트를 낮춘다. 1차 아암(33)은 낮춰진 릴 샤프트(16)를 수취하고 그것을 릴링 샤프트 그리퍼(47)를 통하여 그립하며, 일반적으로 릴 샤프트(16)와 구동 장치(도시되지 않음)를 맞물려 드럼을 릴 드럼(12)의 속도에 매칭하는 주변 속도로 회전시킨다. 비어있는 릴 샤프트(16)는 그후 릴 드럼(12)과 맞물린다.

아교-도포 장치(11)는 접합제 가열 호퍼(27)에 있는 접합제(예를 들면, Swift Adhesive C968/103)를 약 75℃로, 또는 접합제읠 점도를 접합제를 노즐(15)로 펌핑할 수 있는 포인트로 감소시키기에 충분한 온도로 가열시킴으로써 활성화된다. 접합제의 온도는 상기 접합제가 가열된 도관, 호스 또는 파이프를 통하여 노즐(15)로 펌핑되는 동안 유지된다.

접합제 제트(18)는 노즐(15)로부터 방사된다. 바람직하게는, 상기 제트(18)는 소정의 시간동안 활성화되지만, 바람직하다면 상이한 방식으로 활성화될 수 있다. 예를 들면, 상기 노즐(14)은 교대로, 또는 시간 주기를 변동시키기 위한 소정의 순서로 개방될 수 있다. 상기 제트(18)는 접합제를 기계 방향에 횡으로 균일한라인으로 도포하는 평탄한 부채꼴, 또는 물고기 꼬리형 분무로 바람직하게 분산된다. 바람직하게 분산된다. 아교가 노즐(15)을 나온후에는, 즉시 냉각하여, 점도 및 점성을 얻는다. 아교가 실온에 도달하면, 그 원래(예를 들면, 반-고체, 또는 겔 유사) 상태로 되돌아가서 흐름 및 적하에 저항력이 생긴다. 따라서, 그 분무 패턴은 균일하며, 일정하게 끈적끈적하다.

웹(14)은 상기 웹(14)의 상부측에 도포된 아교가 릴 샤프트(16)의 외부 표면에 마주치는 닙(46)을 통하여 전진하게 된다. 아교는 릴 샤프트(16)의 외부 표면에 고착하며 웹(14)은 릴 샤프트(16)에 확고하게 되어 접합 계면(100)를 형성한다.

상기 웹(14)의 부가적인 전진은 웹으로 장력을 도입하기 시작하며 접합 계면(100)로부터 업스트림인 웹의 업스트림 부분(14a)이 릴 샤프트(16)를 따라 권취를 지속하고 접합 계면로부터 다운스트림인 웹의 다운스트림 부분(14b)이 후방으로 접힌다. 접합 계면(100)가 이미 완료된 페이퍼 롤로부터 회전할 때, 웹(14)의 다운스트림에서의 장력은 증가한다. 상기 웹(14)은 도 3에 예시된 것처럼 웹을 따라 가장 먼 다운스트림에 위치한 접합 계면의 경계 부분에서 시작하여 접합 계면(100)를 따라 절단된다. 절단이 되며, 다운스트림 부분(14b)은 이미 완료된 페이퍼 롤(18)위에 권취하는 끝부분이 된다.

도 6에 예시된 것처럼, 릴 샤프트(16) 위로 웹의 턴-업은 웹(14) 아래에 크로스-기계 방향으로 그리고 릴 드럼(12)의 다운스트림에 장착되는 기구 송풍(balloon blowing)용 송풍 장치(106)에 의해 촉진될 수 있다. 송풍 장치(106)는 화살표(107)의 방향으로 페이퍼 웹(14)의 밑면으로 송풍한다. 동시에, 완전히권취된 페이퍼 롤(28)의 회전이 느리지며 상기 롤(28)이 릴 드럼(12)으로부터 멀리 이동된다. 페이퍼 롤(28)의 느림은 다운스트림 부분(14b)에 슬랙을 야기하며 송풍 장치(106)는 이러한 다운스트림 부분에서 페이퍼 웹이 상향으로 호를 그리며 릴 샤프트 주위를 감싸도록 송풍한다. 상기 샤프트가 회전하더라도, 상기 슬랙은 그후 갑자기 취득되며 웹은 접합 계면(100)에서 찢어진다.

상이한 온도, 압력 및 아교 유형은 상이한 웹 재료의 다양한 요구에 적합하게될 수 있다. 본 발명은 무른 위생용 티슈 페이퍼의 릴-업과 절단에 특히 적합하다. 몇가지 이점들은 다른 실시예들에 의해 예시되는 접합 계면(100)에 적용하는 상이한 방법들에 의해 획득될 수 있다.

도 4 내지 도 9는 아교 도포 장치(11)가 한 쌍의 로드리스(rodless) 실린더(101)에 의해 병진되며 한쌍의 케이블 트랙(102)에 하우징된 한쌍의 도관(17)을 통하여 접합제 공급부(도시되지 않음)에 연결된 한쌍의 병진 노즐(15')을 포함한다.

상기 한쌍의 노즐(15')은 상기 한쌍의 로드리스 실린더(101)의 피스톤에 장착되며, 하향 방향으로(웹(14)쪽으로) 그리고 약간의 각도에서 닙(46)의 방향으로 가리킨다. 상기 로드리스 실린더(101)는 서로 평행하며 기계 방향에 횡으로 연장한다. 상기 실린더(101)는 다른 실린더보다 위에, 그리고 노즐(15')이 횡방향 이동중에 충돌하지 않음을 보장하도록 실린더간에 충분한 간극으로 위치되어 있다. 상기 실린더(101)는 한쌍의 케이블 트랙(102)에 지지를 제공하는 래크(19)에 고정된다. 상기 케이블 트랙(102)은 상기 한쌍의 노즐(15')에 접합제를 공급하는 한쌍의도관(17)(각 트랙에 하나의 도관)을 운반한다. 상기 케이블 트랙(102)은 병진 노즐(15')의 이동중에 상기 도관(102)을 보호 및 지지하는 가요성의 세그먼트된 하우징이다.

도 7, 8 및 9에 예시된 것처럼, 노즐(15')에 대한 2개의 바람직한 이동 경로가 있다. 도 7과 도 9에 예시된 제 1 이동 경로에서, 한쌍의 병진 노즐(15')은 접합제 도포이전에 페이퍼 웹의 폭에 대하여 중간에 위치된다. 상기 노즐(15')은 중간 위치로부터 바깥쪽으로, 처음에는 서로 통과하여, 페이퍼 웹의 에지로 이동하며 접합제를 분무한다. 그 배치 및 방향에 좌우하여, 상기 한쌍의 노즐(15')은 그 경로를 따라 이동하며 웹(14)과 릴 샤프트(16)에 함께, 또는 웹에만, 또는 릴 샤프트에만 접합제를 도포한다. 하기 설명은 접합제가 웹(14)에만 도포되는 것을 추정하지만, 접합제가 릴 샤프트(16)에만 또는 웹과 릴 샤프트 양측에 도포될 때에도 유사한 결과가 획득된다.

웹(14)의 복합 이동과 한쌍 노즐(15')의 횡방향 이동은 웹의 대각선으로 중심으로부터 에지로 업스트림 방향으로 연장하는 웹상에 접합제를 야기한다. 병진하는 노즐(15')은 기계 방향으로 리더 길이를 최소화시키도록 가능한한 빠르게 이동되어야 한다. 따라서, 상기 노즐(15')의 이동은 로드리스 실린더(101)에 의해 바람직하게 활성화된다. 그러나, 다른 유형의 엑추에이션 장치가 달리 사용될 수 있다.

웹(14)의 부가적인 전진은 웹(14b)의 다운스트림 부분에 장력을 증가시킨다. 상기 웹(14)은 중심 지점에서 시작하여 웹(14)의 양측 에지로 나선형으로 전진하며 접합 계면(100)를 따라 절단하기 시작한다. 일단 절단되면, 웹(14)의 다운스트림부분(14b)은 이미 완료된 페이퍼 롤(18)위에 권취하는 후미 단부가 된다. 한쌍의 노즐(15')을 병진시키는 능력(ability)은 갈가리 찢어진 에지없이 부드럽게 진행하는 찢어짐을 촉진하는 부드러운 라인으로 도포된다는 점에서 이롭다.

도 8에 예시된 제 3 실시예는 한쌍의 노즐(15')이 웹(14)의 에지에서 시작하여 웹 폭의 중심으로 병진할 때의 접합 계면(100)의 형상을 도시한다. 접합 계면(100)는 웹(14)의 에지로부터 중심으로 업스트립 방향으로 연장한다. 양측 실시예에서 접합 계면(100)의 형상은 리더(103, 105)의 길이가 웹(14)의 에지에서 시작하여 타측 에지로 이동하는 곧은 각의 리더보다 더 짧다는 점에서 종래 기술보다 더 이롭다. 또한, 고속의 병진하는 노즐(15')은 리더(103, 105)의 길이를 최소화시킨다.

접합 계면(100)의 형상에 좌우하여, 다른 리더 형상이 또한 가능하다. 한쌍의 병진하는 노즐(15')은 제 1 실시예에서 처럼 웹(14)의 중심에서 시작할 수 있지만, 크로스 경로는 아니다. 이는 웹 중간에 웹(14)의 스트립을 남기는 리더 형상을 초래하며 접합 계면(100)의 도움없이 자유롭게 찢어진다.

발명의 수많은 변형 및 다른 실시예들은, 전술한 설명 및 관련 도면들에 제시된 교시의 이점을 갖는, 본 발명이 관련있는 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들면, 본 발명은 접합제가 노즐로부터 웹 및/또는 릴 샤프트에 분무되는 바람직한 실시예에 관하여 설명되어 있지만, 이와 달리 접합제를 웹 및/똔느 릴 샤프트에 도포하기 위해 다른 방법 및 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면, 접합제를 릴 샤프트에 도포하기 위해 브러쉬가 사용될 수 있다. 따라서, 발명이 기술된 특정실시예로 제한되지 않으며 변형 및 다른 실시예들이 첨부된 청구범위내에 포함됨이 이해된다. 본문에 특정 용어들이 사용되고 있지만, 그것들은 일반적이며 설명적인 의미로만 사용되고 제한하기 위한 것은 아니다.

Claims (19)

1. 섬유질 재료의 이동하는 웹을 권취시키는 방법에 있어서,

   상기 웹을 회전하는 릴 샤프트쪽으로 가이드하는 단계;

   접합제를 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나에 도포하는 단계;

   웹과 릴 샤프트간에 접합 계면, 상기 접합 계면로부터 다운스트림 방향으로 연장하는 웹의 후단, 및 접합 계면로부터 업스트림 방향으로 연장하는 웹의 선단을 형성하며 웹이 릴 샤프트에 부착하도록 웹과 릴 샤프트간에 접촉을 개시하는 단계; 및

   웹의 후단으로 장력을 인가하여 접합 계면에서 웹을 절단하는 단계를 포함하며,

   상기 접합제는 웹이 릴 샤프트로부터 분리되는 것을 방지하여 웹의 후단이 접합 계면에서 선단에서 찢어지도록 하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 접합제가 유동가능하도록 가열기로 탱크에 있는 접합제를 소정의 온도로 가열하고 유동가능한 접합제를 노즐로 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 웹의 전체 폭을 따라 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나에 접합제를 도포하기 위해서 크로스-기계 방향으로 노즐을 병진시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 도포 단계는 분무 노즐로부터 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나에 접합제를 분무하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 제 2 노즐을 제공하는 단계, 제 1 및 제 2 노즐을 웹의 대향 에지에 위치시키는 단계 및 접합제를 웹의 전체 폭을 따라 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나위에 분무하기 위해서 제 1 및 제 2 노즐을 웹을 중심으로 병진시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 제 2 노즐을 제공하는 단계, 웹 폭의 중심에 근접하여 제 1 및 제 2 노즐을 위치시키는 단계 및 웹의 전체 폭을 따라 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나위에 분무하기 위해서 제 1 및 제 2 노즐을 병진시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 도포 단계는 접합제를 다수의 고정 노즐로부터 웹 및 릴 샤프트중 적어도 하나에 도포하는 단계를 더 포함하며, 상기 노즐은 크로스-기계 방향으로 간격지워진 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 도포 단계는 접합제를 다수의 고정 노즐로부터 웹 및 릴 샤프트중 적어도 하나에 분무하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 도포 단계는 연속적인 접합 계면를 웹의 폭에 교차하도록 하기 위해서 상기 접합제를 각 노즐로부터 팬 형상 제트로 분무하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
10. 제 5 항에 있어서, 상기 분무 단계는 접합제를 릴 샤프트의 웹 업스트립에 분무하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
11. 제 5 항에 있어서, 상기 분무 단계는 접합제를 릴 샤프트와 권취 표면사이의 닙으로 분무하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 분무 단계는 접합제를 릴 샤프트에 분무하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
13. 제 6 항에 있어서, 상기 분무 단계는 접합제를 릴 샤프트의 웹 업스트림에 분무하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
14. 제 6 항에 있어서, 상기 분무 단계는 접합제를 릴 샤프트와 권취 표면사이의 닙으로 분무하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
15. 제 6 항에 있어서, 상기 분무 단계는 접합제를 릴 샤프트에 분무하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
16. 제 2 항에 있어서, 접합제가 웹과 릴 샤프트중 적어도 하나에 도포되는 패턴을 제어함으로써 웹이 찢어지는 찢어짐 패턴을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 찢어짐 패턴을 제어하는 단계는 접합 계면의 바운드리 라인이 대각선으로 웹의 중심으로부터 웹의 양측 에지로 업스트림 방향으로 연장하도록 접합제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
18. 제 16 항에 있어서, 찢어짐 패턴을 제어하는 단계는 접합 계면의 바운드리 라인이 대각선으로 웹의 양측 에지로부터 웹의 중심으로 업스트림 방향으로 연장하도록 접합제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.
19. 제 1 항에 있어서, 제 2 노즐을 제공하는 단계를 더 포함하며, 제 1 노즐의 이동 범위가 제 2 노즐의 이동 범위와 중첩하는 것을 특징으로 하는 섬유질 재료의 웹을 권취시키는 방법.