KR20040044140A

KR20040044140A - 하나 또는 그 이상의 엠보스 가공된 겹을 갖는 감김 다층튜브

Info

Publication number: KR20040044140A
Application number: KR1020030080976A
Authority: KR
Inventors: 반데캠프요하네스더블유.; 첸넨센
Original assignee: 소노코 디벨럽먼트, 인코포레이티드
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2004-05-27
Also published as: EP1419985A2; US20040096604A1; MXPA03009155A; EP1419985A3; TW200418634A; CA2445090A1; SG125924A1; JP2004168549A; CN1500713A

Abstract

나선형(spirally) 또는 회선형(convolutely) 감김(wound) 다층 튜브는 각 겹(ply) 또는 층의 한 또는 두 측면으로부터 돌출되어, 형성된 엠보스(embossment)를 갖는 하나 또는 그 이상의 겹 또는 층들을 구비한다. 상기 엠보스는 질량의 추가 없이 상기 겹의 유효 두께 및 부피를 증가시킨다. 상기 엠보스는 상기 튜브의 인접한 겹 또는 층과 이웃할 수 있고 상기 엠보스들 사이의 엠보스 가공된 겹 또는 층의 영역으로부터 그러한 인접한 겹 또는 층과 이격될 수 있음으로써, 상기 튜브 벽에서 빈 공간을 형성할 수 있다.

Description

하나 또는 그 이상의 엠보스 가공된 겹을 갖는 감김 다층 튜브 {WOUND MULTI-LAYER TUBE HAVING ONE OR MORE EMBOSSED PLIES}

본 발명은 재료의 하나 또는 그 이상 겹(ply)을 일축에 대해 감음으로써 제조되고, 그러한 방법으로 원통모양의 몸체 벽이 벽의 반지름 두께를 이루는 다수의 층을 갖도록 형성되는 튜브에 관한 것이다.

나선형 감김(spirally wound) 및 회선형 감김(convolutely wound) 튜브는 다양한 목적으로 널리 이용된다. 나선형 감김 튜브는 주어진 나선형 감김 각도에서 원통모양의 축으로 다수의 재료 겹이 감김으로써 형성되고, 상기 겹들은 하나 위에 다른 하나가 감기고 원통모양의 다층 튜브를 만들기 위해 함께 부착된다. 회선형 감김 튜브는 단일 재료 겹을 원통모양(원형 또는 비원형)의 축에 대해 상기 축에 대해 다수의 회전으로 쌈으로써 형성되고 원통모양의 다층 튜브를 만들기 위해 다양한 감김이 함께 부착된다.

감김 다층 튜브는 종이, 플라스틱 필름, 금속박판, 직물 등과 같은 웨브(web) 재료를 롤에 감기 위해 감김 코어(core)으로서 이용된다. 그러한 튜브는 얀(yarn) 생산시에 얀 캐리어(yarn carrier), 컨테이너(container) 몸체, 및 콘크리트 칼럼(column)을 붓기 위한 형태로서 또한 이용된다. 많은 이러한 적용들에서, 튜브의 임의의 강도 특성은 중요한다.

감김 코어 판지(winding core paperboard)의 경우에서, 통상적으로 소비자는 요구되는 코어의 내,외경을 조건으로 지정하고, 상기 코어는 사용시 본래의 모습 및 직경을 유지하기 위해서 임의의 최소 강도 특성을 가져야 한다. 동시에, 상기 코어의 제조자는 코어 제조 비용을 최소화함이 바람직하다. 본 출원인은 값비싼 고등급 판지(paperboard)의 사용을 최소화하면서, 판지의 복합등급으로부터 코어를만듦으로써 다양한 코어 강도 특성을 최적화하는 방법을 개발하였다. 대신에, 좋은 평면 압착 강도는 튜브의 일부 겹들이 낮은 등급 판지를 포함할 때, 낮은 등급 겹이 상기 튜브 벽내에 적절하게 위치되는 한, 나선형 감김 판지 튜브에서 목적을 이룰 수 있음을 알 수 있다. 본 출원인은 평면 압착, 반경방향 압착, 축 구부림 강도 등과 같은 다양한 강도 특성을 최적화하기 위한 복합-등급 코어를 분석하고 설계하기 위한 모델에 기초한 유한 요소를 개발하였다.

일부 적용에서, 고 평탄 압착 강도는 요구되지 않을 수 있으며, 심지어는 낮은 강도 겹들은 그러한 겹들이 이용가능하다면 튜브를 만들기 위해 이용될 수 있다. 그러나, 수요시장에서 그것이 이용가능하다면, 상기 판지 품질 한도는 몇몇 경우에 너무 강해서 가장 경제적인 결과를 이루기가 어렵다.

나선형 또는 회선형 감김 판지 튜브에서 물결모양의 겹을 포함함을 알 수 있다. 상기 물결모양 또는 물결모양 겹의 능선은 나선형 감김 공정동안 튜브의 축으로 평행하다면 차단되지 않은 채 남을 수 있고, 그 결과 세로의 구부림 강도를 유지할 수 있다. 그 결과 튜브는 비틀림이 약하게 될 것이고, 그러나 물결모양 겹의 물결모양은 원주 방향에서 전단 하중(sheer load)을 가정할때 쓰러지거나 또는 무너지기 때문에; 그래서, 튜브 축에 평행한 물결모양의 겹을 갖는 튜브는 원주의 실제 전단 하중이 겹 상에서 발휘될 수 있는 감김 코어로서 적절하지 않다.

첫번째 일견에서, 열악한 비틀림 강도의 문제에 대한 해결책은 상기 튜브 축에 평행하지 않는 방향으로 물결모양을 향하게 하는 것으로 볼 수 있다. 특별한 단계(미국 특허 663,438호에서 Hinde가 예시한 것와 같이, 물결모양의 겹을 젖게 하거나, 젖은 동안 겹을 감거나, 그리고나서 감김 후에 건조시키는 것과 같은)를 필요로 하지 않고, 그러나, 상기 물결모양은 구부러질 것이고 심지어는 나선형으로 확장된 결과로서 깨질 수 있고, 그 결과 상당히 약하게 될 것이다. 그것은 그러한 비-평행 물결모양이 상기 겹을 감을때 깨지는 것을 방지하기 위해 기록하는 것은 알려져 있으나, 상기 기록은 물결모양의 겹의 강도를 손상시키고 그래서 문제에 대해 좋은 해결책이 아니다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특정 질량을 추가하지 않고 유효 부피를 증가시키고, 층의 유효한 두께를 증가시키는 하나 또는 그 이상의 엠보스 가공된 겹을 갖는 감김 다층 튜브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상술될 것이다.

도 1은 엠보스 가공된 중간 겹을 갖는 나선형 감김 튜브 및 그 형성 방법의 개략도이다.

도 2는 엠보스 가공으로 그것의 한측면으로부터 돌출된 원뿔대를 보여주는 한 겹의 부분 투시도이다.

도 2A는 엠보스 가공 모양으로 각뿔대로서 형성된 대안형을 도시한다.

도 3은 도 2의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 엠보스 가공된 겹을 갖는 튜브 벽의 부분 단면도이다.

도 5는 양 면으로부터 돌출된 엠보스(embossment)를 갖는 한 겹의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따라 바람직한 방법과 시스템을 보여준다.

도 7은 도 4와 유사한 도면으로, 두개의 엠보스 가공된 겹을 갖는 튜브의 대안적인 실시예를 보여준다.

도 8은 엠보스들의 압착을 감소시키기 위해 상대적으로 낮은 나선형 감김 각도에서 상대적으로 넓은 엠보스 가공된 겹을 도시한다.

도 9는 본 발명에 따라 하나 또는 그 이상의 엠보스 가공된 중간 층을 갖는 다층 튜브를 형성하기 위해 회선형 감김 방법을 개략적으로 도시한다.

도 10은 본 발명에 따른 튜브의 대안적인 실시예를 보여준다.

도 11은 본 발명에 따른 튜브의 또 다른 대안적인 실시예를 보여준다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 12, 14, 16, 18... 겹 20... 축

22, 26, 28, 30... 접착제 도포구

32... 엠보스 가공기 40... 튜브

42, 42'... 엠보스 44... 빈 공간

50... 수분 유닛 52, 54... 엠보싱 롤

56... 건조기

본 발명은 감김 튜브에서 값비싼 고-등급 강도 재료의 양을 감소시키는 일반적으로 객관적인 접근과 전혀 다른, 상기 필요성 및 다른 이점들을 위한 것이다. 본 발명에 따라서, 튜브 벽의 하나 또는 그 이상의 층은 엠보스 가공된 층(들)에 의해 특정 질량을 추가하지 않고 유효 부피를 증가시킨다. 엠보스 가공된 층의 적어도 한 측면으로 부터 돌출된 엠보스(embossment)는 상기 층의 유효한 두께를 증가시킨다. 상기 엠보스는 엠보스 가공된 층의 두 다른(예를 들어, 직각의) 방향으로 떨어져서 이격되고, 그 결과로서 두 방향에서 상기 층의 구부림 강도가 증가한다. 반대로, 물결모양의 겹은 구부림 선이 물결모양의 수직인 한 방향으로 상대적으로 강하게 구부러지고, 그러나 물결모양에 평행한 직각 방향으로 더 약하게 구부러진다. 이에 더하여, 엠보스 가공된 겹은 구부러짐에 있어서 겹을 약화시키지 않고 상기 튜브의 축에 평행 또는 비평행한 엠보스의 줄과 함께 감길 수 있다.

상기 엠보스는 다양한 모양을 포함할 수 있으며, 원뿔대 및 각뿔대에 한정되지 않는다. 상기 엠보스는 오직 한 측면으로부터 또는 상기 겹의 두 측면으로부터 돌출될 수 있다. 판지 튜브를 포함하는 바람직한 실시예에서, 상기 엠보스 가공된 층은 젖은 경우나 축축한 상태동안 엠보스 가공되고, 그리고나서 상기 튜브내로 상기 겹이 통합되기 전에 건조된다.

본 발명의 일 실시예에서, 튜브는 단일 겹으로 형성된다. 상기 겹은 엠보스 가공되고 감기게되어서 상기 겹의 반대 끝단부는 중복되게 형성되고 거기서 중복 끝단부는 함께 부착된다. 엠보스 가공된 겹에 의해서 제공된 증가된 구부림 강도는 단일-겹 튜브가 엠보스 가공되지 않은 단일-겹 튜브에 비해 향상된 구부림 강도를 갖는 것이 허용된다. 그러한 단일-겹 튜브는 소비자용 화장실 티슈의 롤, 종이 타올, 플라스틱 필름, 알루미늄 호일 등의 코어로서 또는 컨테이너 몸체로서 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 튜브는 다수의 겹들로 형성되고, 하나 또는 그이상의 층 뿐만 아니라 적어도 하나의 엠보스 가공되지 않은 층을 포함한다. 바람직하게, 각 엠보스 층은 엠보스 가공되지 않은 층과 급격히 인접하게 된다. 상기 인접한 층에 대한 엠보스는, 그렇게 함으로써 엠보스들 사이에 있는 상기 엠보스 가공된 층의 영역으로부터 인접한 층과 떨어져서 이격된다. 결과적으로, 빈 공간 부피는 튜브 벽내로 효과적으로 도입된다. 그래서 상기 튜브 벽은 중간 층에 엠보스를 포함하지 않는 동일한 튜브에 비해 질량 유닛 당 부피가 증가된다. 다른 상태에서, 주어진 튜브 벽 부피에 대해, 벽을 구성하는 재료의 질량이 감소되며, 그 유닛의 비용은 감소될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 튜브의 특정 강도 특성(특히, ID(내경) 강도 및/또는 OD(외경) 강도)은 임의의 엠보스 가공 겹을 갖지 않는 튜브의 그것과 비교될 수 있다.

상기 엠보스는 약화될 수 있고, 그로 인해 튜브가 작동하는 동안 엠보스 가공된 겹상에서 발휘되는 압축 압력의 결과로 높이가 감소되고, 이는 상기 겹의 유효 두께 및 부피가 감소되기 때문에 바람직하지 않게 된다. 이 경향은 감김 벨트의 하류 위치에 엠보스 가공된 층 또는 층들을 감음으로써, 및/또는 상대적으로 작은 나선형 감김 각도(튜브 축으로부터 측정됨)에서 주어진 튜브 직경에 비해 상대적으로 넓은 겹들을 감음으로써 나선형 감김 튜브에서 감소될 수 있다. 예를 들어, 상기 나선형 감김 각도는 약 55°보다 작을 수 있다.

본 발명은 판지 튜브에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 튜브는 알루미늄과같은 금속박판 겹으로 구성된다. 적어도 하나의 겹은 상기 설명된 것처럼 엠보스 가공된다. 상기 결과된 튜브는 튜브를 구성하기 위해 동일한 재료의 금속박판으로 감기위해 감김 코어로서 유리하게 이용될 수 있고, 그래서 감김 재료 남은 조각(scrap)이 코어상에 여전히 남을 때 코어의 재활용을 간단히 하고 감김 재료 남은 조각을 제거할 필요가 없기 때문에 상기 감김 재료 및 코어를 분리된 재활용 단계로 향하게 하며; 대신에, 감김 재료 남은 조각과 함께 상기 코어는 단일 재활용 단계로 향하게 할 수 있다.

본 발명은 이하에서 첨부하는 도면을 참조하여 설명할 것이고, 몇몇에서 본 발명의 모든 실시예를 보여주는 것은 아니다. 실제로, 본 발명은 많은 다른 형상이 실시될 수 있고 여기서 설명되는 실시예에 제한되어 구성되지 않으며; 오히려, 이 실시예들이 제공되어서 적절한 법적 요구를 만족시킬 것이다. 유사한 요소는 유사한 번호를 사용한다.

설명한 바와 같이, 본 발명은 다층 튜브에서 한 또는 그 이상 겹 또는 층을 엠보스 가공함으로써 하나 또는 그 이상의 겹 또는 층의 유효 두께 및 부피가 증가되는 원리를 기초로 한다. 도 1은 본 발명에 따라 나선형 감김 튜브를 형성하는 방법 및 장치의 한 예를 보여준다. 상기 튜브는 원통형상의 고정된 축 20상에서 다수의 겹들 10, 12, 14, 16, 18을 나선형으로 감음으로써 형성된다. 다섯겹이 도시되나, 본 발명은 하나 만큼 적은 겹, 25 또는 그 이상 만큼 많은 겹을 갖는 튜브에도적용될 수 있다. 겹 10 및 12는 상기 축 20상에서 차례대로 나선형으로 감기고, 접착제는 상기 축 상에서 튜브를 형성하기 위해 상기 겹 10 및 12이 함께 부착되도록 상기 제 2 겹 12의 내부 표면에 접착제 도포구 22에 의해서 발린다. 종래의 감김 벨트 24는 이 튜브를 연동하여 비틀기 방식으로 축을 따라 상기 튜브를 전진시키고, 이는 상기 겹 10, 12을 끌어 당겨서 공급하고 계속해서 상기 축상에서 또는 상기 경우가 될 수 있는 한 전진한 튜브상에서 겹들 14, 16, 및 18을 감는다. 상기 감김 벨트 24의 하류에서, 상기 겹들 14, 16, 및 18은 상기 전진한 튜브 상에서 나선형으로 감기고, 접착제 도포구 26, 28, 및 30은 그들을 서로 및 상기 겹 12에 부착시키기 위해 각각 이 겹들에 접착제를 바르고, 그 결과 완전한 튜브 40가 형성된다.

이 실시예에서, 상기 겹 14은 엠보스 가공된다. 도 1은 상기 겹 14을 엠보스 가공하기 위해 직선으로 엠보스 가공기 32를 통과하는 상기 겹 14을 도시한다. 그래서, 상기 겹 14은 보통의 엠보스 가공되지 않는 겹들 처럼 공급 롤(미도시)로부터 끌어 당겨지고, 상기 겹이 상기 축 20으로 전진될 때 상기 엠보스 가공기 32에서 엠보스 가공된다. 대안적으로, 엠보스 가공된 겹은 미리 준비될 수 있고 엠보스 가공된 재료의 롤 형상으로 공급될 수 있고, 상기 엠보스 가공된 겹은 간단히 상기 공급롤로부터 끌어당겨질 수 있고 상기 축으로 전진될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라 이용될 수 있는 엠보싱 패턴의 일 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 상기 겹 14는 상기 겹의 한 측면으로부터 돌출된 다수의 엠보스 42를 구비한다. 본 명세서에서 사용되는, 용어 "엠보스 가공(emboss)" 은 다이(die) 또는 롤러와 같은 도구의 표면으로 상기 겹의 위치 영역을 함몰 또는 움푹들어가도록 변형시키고 상기 변형력 제거 후에 변형이 유지되도록 하는 방법을 의미하고; "엠보스(embossment)" 는 그렇게 만들어진 상기 겹의 변형된 영역을 의미한다. 상기 엠보스들 42은 상기 겹 14의 평면에서 두개의 다른 방향으로 떨어져서 이격된다.

도 2에서 상기 엠보스들 42은 원뿔대의 형상을 갖는다. 도 2A는 각뿔대 형상으로 된 엠보스들 42'의 가능한 대안적인 일 예를 도시한다. 다른 형상의 엠보스들 역시 이용될 수 있다.

도 3은 엠보스들 42의 단면도를 보여준다. 상기 엠보스들은 상기 겹의 일 측면에서 돌출되고 상기 겹의 반대 측면에서 함몰 또는 움푹들어간 곳이 이에 상응함으로써 특징지워진다.

도 4는 도 1에서 보여준 방법에 따라 제조된 상기 튜브 40의 벽의 단면을 도시한다. 상기 중간 겹 14에서 상기 엠보스들 42은 인접한 겹 16과 이웃한다. 상기 엠보스 42는 서로 충분히 접근하게 이격될 때, 상기 겹 16은 상기 엠보스 사이 공간을 변형하지 않을 것이나 대신에 상기 엠보스들 사이에 위치된 겹 14의 영역으로부터 이격될 것이다. 결과적으로, 빈 공간 44은 상기 겹들 14과 16사이 및 상기 엠보스들 사이 튜브 벽에서 형성된다. 추가적으로, 빈 공간은 상기 엠보스들 42의 영역에서 상기 겹 12 와 14사이에서 또한 형성되며, 상기 겹 14의 내부 표면에 존재하는 함몰과 상응하기 때문이다. 결과적으로, 상기 엠보스 가공된 겹 14의 유효 두께는 엠보스 가공된 겹이 만들어질 재료의 시트 두께보다 더 크다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 유효 두께 ｔ_eff는 상기 엠보스 42의 위로부터 상기 겹 14의 바닥까지 측정된다(상기 튜브로 통합되더라도 상기 유효 두께는 압축된 상기 엠보스들로 인해 약간 감소할구 있음으로써 튜브가 감기는 동안 작아질수 있으며, 형성방법은 이하에서 더 설명하기로 한다). 그래서 상기 엠보스 가공된 겹 14의 유효 부피는 상기 겹의 질량 증가 없이 증가된다.

상기 엠보스들은 바람직하다면, 상기 겹의 양 측면으로부터 돌출할 수 있다. 도 5는 겹의 일 측면으로부터 돌출된 엠보스들 42(하나만 도시) 및 상기 겹의 반대 측면으로부터 돌출된 엠보스들 43(하나만 도시)을 갖는 엠보스 가공된 대안적인 겹 14'를 보여준다. 엠보싱 패턴의 이 형태는 오직 한 측면으로부터 엠보스들을 갖는 겹에 비해 상기 튜브 벽내에 빈 공간을 더 많이 창조하는데 효과적일 수 있다.

본 발명을 판지, 알루미늄 또는 강철과 같은 금속박판, 및 기타를 구비하는 재료의 댜양한 형태로부터 만들어지는 튜브에 적용할 수 있다. 판지의 경우에, 건조한 판지 겹의 엠보싱은 상기 엠보스들의 영역에서 섬유의 파손을 초래할 수 있고, 상기 겹을 약화시킬 수 있다. 따라서, 도 6에서 개략적으로 도시하는 방법을 사용하여 판지 겹을 엠보스 가공하는 것이 바람직하다. 상기 겹 14은 첫째로 섬유끈을 느슨하게 하기 위해 수분 유닛 50에서 적신다. 상기 적셔진 겹은 엠보스 가공기를 통과되고, 상기 적셔진 겹이 통과되는 것을 통해 닙(nip)이 형성되는 한쌍의 반대 엠보싱 롤 52, 54을 포함할 수 있다. 상기 롤 52은 그것의 외부 표면에 다수의 함몰 또는 움푹들어간 곳을 가지고, 상기 롤 54은 상기 롤 52의 함몰과 맞춰 찍힌 다수의 상응 돌출부를 가지며 상기 롤 52에서 상기 적셔진 겹 14의 영역이 변형되는 형상으로 된다. 엠보스 가공기를 통과한 후 에, 상기 겹 14은 건조기 56에서 건조된다.

본 발명은 단일 엠보스 가공된 겹을 갖는 튜브에 제한되지 않는다. 도 7은 두개의 엠보스 가공된 겹 및 네개의 엠보스 가공되지 않은 겹을 갖는 튜브 60의 대안적인 실시예를 보여준다. 특히, 상기 튜브의 벽은 반경방향으로 두개의 인접한 엠보스 가공되지 않은 겹 62, 64로 구성되는 내부 영역을 갖는다. 튜브 벽의 반경방향중간 영역은 세개의 겹으로 구성되고, 이는 상기 겹 64와 인접한 내부 엠보스 가공 겹 66, 내부 엠보스 가공 겹 66과 인접하고 바로 바깥의 엠보스 가공되지 않은 중간 겹 68, 및 겹 68과 인접하고 바로 바깥의 외부 엠보스 가공된 겹 70을 포함한다. 가장 바깥쪽에 엠보스 가공되지 않은 겹 72는 외부 엠보스 가공된 겹 70에 대해 감긴다. 그래서, 각 엠보스 가공된 겹 72은 두개의 엠보스 가공되지 않은 겹사이에 겹쳐진다.

예를 들어 도 1에서 도시된 바와 같이 나선형 감김 단계 동안, 상기 겹의 상부에서 감기는 상기 겹의 감김 장력 및 겹들의 감김 장력의 결과로써 각 겹은 반경방향 안쪽으로 압축된다; 추가적으로, 감김 벨트의 상류 축에서 감기는 겹들은 또한 감김 벨트에 의해서 압력을 받는다. 엠보스 가공된 겹의 반경방향 안쪽으로의 압축은 일정한 범위로 평평하게 될 겹의 엠보스들로 결과될 것이고, 그렇게 함으로써 상기 겹의 유효 두께 및 부피가 감소된다. 상기 엠보스 가공된 겹 또는 겹들의 압축은 상기 감김 벨트의 하류 상기 엠보스 가공된 겹 또는 겹들의 감김에 의해서 감소될 수 있고, 이는 도 1에서 엠보스 가공된 겹 14로 도시된다.

나선형으로 감기는 동안 상기 엠보스의 평평화를 감소시키는 다른 기술은 도 8에서 도시된 바와 같이, 상대적으로 작은 감김 각도 α(상기 튜브 축으로부터 측정)에서 감긴 상대적으로 넓은 겹들을 사용하는 것이다. 대부분 나선형으로 감는 방법에서, 상기 겹들은 적어도 약 45°의 나선형 감김 각도에서 감긴다. 본 발명에 따라서, 하나 또는 그 이상의 엠보스 가공된 겹들을 갖는 나선형 감김 튜브는 약 55°보다 적은 나선형 감김 각도에서 상기 겹들을 감음으로써 형성된다. 결과적으로 주어진 튜브 직경에 대해, 상기 겹들은 상대적으로 넓고; 차례로, 주어진 튜브 길이에 대해, 상기 겹들은 상대적으로 작은 수로 튜브 축에 대해 쌓인다. 낮은 겹 압축을 이끌고 그 결과 엠보스 가공된 겹 또는 겹들의 엠보스들이 평평해지는 경향이 덜해짐을 알 수 있다.

설명한 바와 같이, 본 발명은 나선형으로 감긴 튜브들에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 다층 튜브는 회선형으로 제조될 수 있고, 제조될 튜브의 바람직한 길이에 상응하는 넓이를 갖는 재료의 단일 조각(strip)은 축에 대해 다수번 싸이면서 감긴다. 엠보스 가공된 하나 또는 그 이상의 중간 겹을 갖는 회선형 감김 튜브를 제조하기 위해, 도 9에서 도시되는 재료 조각 74이 일반적으로 사용된다. 상기 조각은 엠보스 가공되지 않은 내부 말단 부분 78(즉, 상기 축 76에 대해 감길때 한 부분은 상기 튜브 벽의 반경방향으로 내부 영역을 형성할 것이다), 엠보스 가공된 중간 부분 80, 엠보스 가공되지 않은 외부 부분 82을 갖는다. 상기 조각 74이 상기 축에 대해 감길때, 그래서 상기 결과로 튜브는 엠보스 가공되지 않은 하나 또는 그 이상의 층들로 구성되는 반경방향으로 내부 영역, 엠보스 가공된 하나 또는 그 이상의 층들로 구성된 중간 영역, 및 엠보스 가공되지 않은 하나 또는 그 이상의 층들로 구성되는 반경방향으로 외부 영역을 갖는다.

본 발명을 세개 또는 그 이상의 겹들을 갖는 튜브로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10 및 11은 두-겹 판지 튜브의 두가지 실시예를 보여준다. 도 10의 실시예에서, 엠보스 가공된 판지 겹 84는 튜브의 외부 표면을 형성하고 엠보스 가공되지 않은 판지 겹 86은 상기 튜브의 내부 표면을 형성하며, 상기 겹들 84, 86은 인접하고 함께 부착된다. 도 11의 실시예에서, 상기 겹들의 위치는 반대로 되고, 그래서 상기 외부 겹은 엠보스 가공되지 않은 겹 88이며, 내부 겹은 엠보스 가공된 겹 90이다.

본 발명은 한-겹 튜브에 적용될 수도 있다. 본 발명에 따라 한-겹 튜브를 형성하기 위해, 도 8에서 도시된 바와 같이 나선형으로 감길 수 있고, 상기 겹의 한 끝단부는 상기 축상에서 상기 겹의 앞선 회전의 반대 끝단부가 중복된다. 상기 중복된 끝단부는 중복 접합부를 형성하기 위해 함께 부착된다. 그러한 한-겹 튜브는 화장실 티슈, 종이 타올, 플라스틱 필름, 선물 포장지, 알루미늄 호일 등과 같은 롤-형상의 소비자 상품에 대한 코어 또는 콘테이너 몸체로서 유용할 수 있다.

본 발명에 따라 튜브에서 엠보스 가공된 겹은 실제 두께(엠보싱 전) 대 유효 두께(엠보싱 후)의 비율이 약 1.2 ~ 4 이고, 바람직하게는 약 1.5 ~ 2.5 이다.

본 발명은 특정 내경 및 외경을 갖도록 나선형 또는 회선형 감김 튜브를 구성할 수 있고, 예를 들어 튜브의 겹 또는 층의 전부가 엠보스 가공되지 않을 때 보다 더 작은 재료로 유효하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 엠보스 가공된 겹의 유효 두께가 엠보스 가공되지 않은 동일한 겹의 2배라면, 두개의 엠보스 가공되지 않은 겹들은 하나의 엠보스 가공된 겹과 전체 두께가 동일하다. 본 발명은 튜브의 외경이 특정한 값에 도달해야하나 튜브의 요구 강도는 특별히 요구되지 않는 경우에 적용함에 유용할 수 있다.

그러나, 튜브에서 엠보스 가공된 하나 또는 그 이상의 겹의 혼합이 상기 튜브의 강도 특성을 필연적으로 감소시키는 것은 아니라는 것을 테스트를 통해 알 수 있다. 3인치의 내경을 갖는 나선형 감김 튜브는 판지의 엠보스 가공되지 않는 5개의 겹들을 준비한다. 상기 겹들 중 세개는 15 포인트(0.015inch, 0.38mm)의 두께를 갖는 상대적으로 강한 A 등급 판이고, 두개의 겹들은 30포인트(0.03inch, 0.76mm)의 두께를 갖는 상대적으로 약한 B 등급 판이다. ID ~ OD 로 만들어지는 상기 튜브는 2A/2B/1A 이다. 내경이 동일한 두번째 튜브는 각각 15포인트 두께인 A등급 판으로 세개 겹이 준비되고, 약 65포인트(0.065inch, 1.65mm)의 감김 이전 유효 두께를 갖는 엠보스 가공된 30포인트 두께인 B등급 판으로 한개 겹이 준비된다. ID ~ OD 로 만들어지는 상기 튜브는 2A/1B_엠보스/1A 이다. 상기 엠보스 가공된 겹은 일반적으로 각뿔대로 형성된 두 측면에 엠보스들을 갖는다. 평면 압착 테스트, 테 구부림 강도 테스트, 반경방향 압착 테스트, 및 ID 강도 테스트는 각각 튜브에서 행하여졌다. 그 결과는 아래 표에서 보여진다.

상기 결과는 엠보스 가공된 겹을 갖는 튜브는 동일한 직경의 통상 튜브의 평면 압착과 반경방향 압착 강도의 약 3분의 1임을 알 수 있었다. 상기 엠보스 가공된 겹을 갖는 튜브의 구부림 강도는 역시 통상의 보다 낮았다. 그러나, 상기 두개의 튜브의 ID 강도는 거의 동일하였다.

다른 테스트에서, 다수의 코어는 각각이 9개의 넓은 겹을 갖도록 만들어 지고, 그 중 하나는 엠보스 가공된 것으로 하였다. 상기 튜브의 벽 내부에서 엠보스 가공된 겹의 반경방향의 위치는 튜브가 형성되는 동안 상기 겹의 압축의 결과로서 엠보스 가공된 겹의 두께 감소되는 효과를 부여하기 위해 다양하게 하였다. 엠보스 가공된 겹이 상기 튜브의 가장 외부로부터 세번째일 때, 상기 겹의 매우 적은 두께감소가 측정되었다. 상기 두께 감소는 상기 엠보스 가공된 겹이 외부 표면으로부터 다섯번째일때 더 컸고, 그러나 여전히 상대적으로 근소하였다. 상기 엠보스 가공된 겹이 외부 표면으로부터 8번째일때(즉, 가장 내부 겹 옆), 그 두께 감소는 가장 컸으나 여전히 낮았다.

본 명세서에서 설명된 본 발명의 많은 변형과 실시예들은 본 기술분야의 당업자로부터 얻어질 수 있고 본 발명은 상기의 설명과 첨부된 도면에서 진술한 기술적 잇점을 갖는 것이 적합하다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정의 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 변형예 및 다른 실시예들이 가능함을 알 수 있다. 본 명세서에서 특정 용어로 설명되더라도, 그들은 한정의 목적이 아니라 일반적이고 오직 설명을 위해 사용된 것이다.

본 발명에 의한 하나 또는 그 이상의 엠보스 가공된 겹을 갖는 감김 다층 튜브는, 특정 내경 및 외경을 갖는 나선형 또는 회선형 감김 튜브를 구성할 수 있고 상기 겹의 질량 증가 없이 유효 부피 및 두께를 증가시킬 수 있어 튜브의 겹의 전부가 엠보스 가공되지 않을 때 보다 더 작은 재료로 튜브를 구성할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 의하면 튜브의 외경이 특정한 값에 도달해야하나 튜브의 요구 강도는 특별히 요구되지 않는 경우에 적용함에 유용한 효과가 있다.

Claims

축에 대해 싸여지고 원통형상의 몸체 벽을 형성하도록 함께 부착되고 그러한 방법으로 상기 몸체 벽은 적어도 하나의 반경방향으로 내부 층, 반경방향으로 외부 층 및 상기 내부와 외부 층 사이에 반경방향으로 배치된 중간 층을 구비하는 다수의 층을 포함하는 하나 내지 다수의 겹들; 을 포함하고,

상기 중간 층은 그 적어도 한 측면으로부터 돌출된 엠보스를 갖고 상기 몸체 벽의 축방향 및 원주방향 모두로부터 떨어져서 이격되고, 상기 엠보스 사이에 위치한 중간 층의 영역으로부터 상기 인접한 층과 반경방향으로 이격되도록 상기 몸체 벽의 적어도 하나의 인접한 층과 이웃함으로써, 상기 엠보스는 질량의 추가 없이 상기 몸체 벽의 부피를 효과적으로 증가시키는 감김 코어.
제 1항에 있어서,

상기 원통형상 몸체 벽은 상기 다수의 층을 형성하도록 다수의 겹을 축에 대해 하나 위에 다른 하나를 나선형으로 감음으로써 형성되고, 상기 엠보스 가공된 중간 층은 엠보스 가공된 겹을 포함하는 감김 코어.
제 1항에 있어서,

상기 원통형상의 몸체 벽은 상기 다수의 층을 형성하도록 단일 겹을 상기 축에 대해 다수번 회전하여 회선형으로 감음으로써 형성되고, 상기 엠보스 가공된 중간 층은 상기 단일 겹의 가로방향 부분을 포함하는 감김 코어.
제 1항에 있어서,

상기 중간 층에서 상기 엠보스는 일반적으로 원뿔대 또는 각뿔대로서 형성되는 감김 코어.
제 2항에 있어서,

상기 겹들은 판지를 포함하는 감김 코어.
제 3항에 있어서,

상기 단일 겹은 판지를 포함하는 감김 코어.
제 5항에 있어서,

상기 중간 층을 형성하는 겹은 상기 겹에서 섬유 끈을 느슨하게 하기 위해상기 겹을 젖게 하고, 상기 겹이 젖은 동안 엠보스 가공하고, 및 감기 전에 건조시킴으로써 형성된 젖은-엠보스 가공된 판지 겹을 포함하는 감김 코어.
제 2항에 있어서,

다수의 겹들은 중간 층을 형성하는 상기 겹의 반경방향 안쪽으로 배치되는 감김 코어.
제 2항에 있어서,

다수의 겹들은 중간 층을 형성하는 상기 겹의 반경방향 바깥으로 배치되는

감김 코어.
제 2항에 있어서,

상기 원통형상의 몸체 벽은 하나의 엠부스 가공된 겹 보다 많이 함유하는 감김 코어.
축에 대해 하나 위에 다른 하나가 나선형으로 감기고 원통형상의 몸체 벽을형성하기 위해 함께 부착된 다수의 겹들; 을 포함하고,

상기 원통형상의 몸체 벽의 내부에 위치된 적어도 하나의 중간 겹은 상기 겹의 적어도 한 표면으로부터 돌출하는 엠보스를 형성하기 위해 엠보스 가공되고, 상기 엠보스 사이에 위치한 중간 층의 영역으로부터 상기 인접한 층과 반경방향으로 이격되도록 상기 몸체 벽의 적어도 하나의 인접한 층과 이웃함으로써, 상기 엠보스는 질량의 추가 없이 상기 몸체 벽의 부피를 유효하게 증가시키는 나선형 감김 튜브.
제 11항에 있어서,

상기 겹들은 판지를 포함하는 나선형 감김 튜브.
제 11항에 있어서,

상기 엠보스는 상기 중간 층의 반대 표면의 각각으로부터 돌출되고, 상기 엠보스는 상기 중간 층의 각각 측면상에 인접한 겹들과 이웃하는 나선형 감김 튜브.
제 11항에 있어서,

상기 엠보스는 원뿔대 또는 각뿔대를 포함하는 나선형 감김 튜브.
제 11항에 있어서,

상기 겹들은 판지를 포함하고 상기 중간 겹은 상기 겹에서 섬유 끈을 느슨하게 하기 위해 상기 겹을 젖게 하고, 상기 겹이 젖은 동안 엠보스 가공하고, 및 감기 전에 건조시킴으로써 형성된 젖은-엠보스 가공된 판지 겹을 포함하는 나선형 감김 튜브.
제 11항에 있어서,

상기 겹들은 상기 축으로부터 측정된 약 55°보다 작은 나선형 감김 각도에서 감기는 나선형 감김 튜브.
제 11항에 있어서,

적어도 네 겹들이 있고 적어도 하나의 엠보스 가공된 겹의 반경방향 안쪽으로 겹의 수는 적어도 하나의 엠보스 겹의 반경방향 바깥으로 겹의 수 보다 더 큰 나선형 감김 튜브.
일 끝단부가 겹의 반대 끝단부와 중복되도록 축에 대해 나선형으로 감기고, 상기 끝단부가 중복 접합부를 형성하기 위해 함께 부착되어 상기 겹이 튜브로 형성되며, 겹은 겹의 적어도 한 표면으로부터 돌출되는 엠보스로 엠보스 가공되고, 상기 엠보스는 상기 튜브의 축방향 및 원주방향 모두로부터 떨어져서 이격되며, 상기 엠보스 가공된 겹의 일 표면은 튜브의 내부 표면을 형성하고 엠보스 가공된 겹의 반대 표면은 튜브의 외부 표면을 형성하는 단일 겹을 포함하는 나선형 감김 튜브.
축에 대해 하나 위에 다른 하나가 감기고 튜브를 형성하기 위해 함께 부착되고, 다수의 겹들은 겹의 적어도 하나의 표면으로부터 돌출되고 상기 튜브의 축방향 및 원주방향 둘다 이격된 엠보스를 갖는 엠보스 가공된 겹을 구비하고, 상기 튜브의 내부 표면은 엠보스 가공되지 않은 겹으로 형성되는 다수의 겹을 포함하는 나선형 감김 튜브.
제 19항에 있어서,

상기 엠보스 가공된 겹은 엠보싱 후에 엠보싱 이전 겹의 두께에 약 1.2 ~ 약 4 배 인 유효 두께를 갖는 나선형 감김 튜브.
제 20항에 있어서,

상기 엠보스 가공된 겹의 유효 두께는 엠보스 가공 이전 두께의 약 1.5 ~ 2.5 배 인 나선형 감김 튜브.
축에 대해 하나 위에 다른 하나가 감기고 튜브를 형성하기 위해 함께 부착되며, 다수의 겹들은 겹의 적어도 하나의 표면으로부터 돌출되고 상기 튜브의 축방향 및 원주방향 모두로부터 떨어져서 이격된 엠보스를 갖는 엠보스 가공된 겹을 구비하고, 상기 튜브의 내부 표면은 엠보스 가공되지 않은 겹으로 형성되는 다수의 판지 겹들을 포함하는 나선형 감김 튜브.