KR20090125126A - 종이의 크레이핑을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전되는 실린더로부터 풀려져 나오는 종이 웹(paper web)의 스크레이핑 오프(scraping off) 및 크레이핑(creping)을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 걸게 수단, 상기 걸게 수단에 설치되어 연속적이거나 나누어진 상태로 줄 방향으로 움직이는 닥터 블레이드를 지지하는 홀더 디바이스를 포함하고, 상기 닥터 블레이드는 적어도 상기 실린더의 두배의 길이를 초과하는 길이를 가지고, 스크레이핑 표면 및 접촉 라인 및/또는 접촉면이 형성되며, 상기 접촉 라인 및/또는 접촉면은 상기 회전하는 실린더의 외피 표면에 대하여 일정한 선형 방향의 하중으로 누르도록(bear) 형성되고, 상기 닥터 블레이드는 분리된 지지부와, 상기 지지부와의 관계에 있어서 움직임이 가능한 마모부로 구성되고, 상기 지지부는 상기 홀더 디바이스에서 분리될 수 있도록 고정된 홀더부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

종이의 크레이핑을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CREPING OF PAPER}

본 발명은 회전되는 실린더로부터 풀려져 나오는 종이 웹(paper web)의 스크레이핑 오프(scraping off) 및 크레이핑(creping)을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 걸게 수단, 상기 걸게 수단에 설치되어 연속적이거나 나누어진 상태로 줄 방향으로 움직이는 닥터 블레이드를 지지하는 홀더 디바이스를 포함하고, 상기 닥터 블레이드는 적어도 상기 실린더의 두배의 길이를 초과하는 길이를 가지고, 스크레이핑 표면 및 접촉 라인 및/또는 접촉면이 형성되며, 상기 접촉 라인 및/또는 접촉면은 상기 회전하는 실린더의 외피 표면에 대하여 일정한 선형 방향의 하중으로 누르도록(bear) 형성되는 것을 특징으로 한다.

화장지, 가정휴지, 넵킨, 위생용품과 같은 부드러운 종이를 제조할 경우 종이의 유연성과 흡수성은 소위 크레이핑(creping; 주름을 잡는 공정) 방법이라 불리우는 것에 의하여 이루어진다. 이러한 방법에 있어서, 종이의 형태로 되어있지만 여전히 젖은 상태의 종이의 층(layer)이나 피륙(web, 이하 '웹'이라 함)이 건조 실린더로 투입되고, 완전히 건조되거나 부분적으로 건조된 웹(web)이 실린더 측의 출구상에서 스크래핑 오프(scraping off, 벗겨져 나감)되어 떨어져 나가게 되고, 그 후 이어지는 선택적이고 추가적인 건조 및/또는 릴링(reeling, 권취) 단계로 투입된다. 거래상 그러한 건조 실린더를 소위 "양키 실린더"(Yankee cylinder)라 부른다. 이러한 실린더들은 직경이 3 내지 5 미터 사이를 가지는 것이 특징이다. 이 종이 웹의 건조는 통상적으로 내부적으로 스팀이 공급되고 외부적으로 뜨거운 공기의 공급에 의하여 열처리되는 뜨거운 표면과의 접촉을 통하여 발생한다.

이러한 관계로 크레이핑(creping)이라는 것은 상술한 웹(web)의 이동중에 발생한다(스크래핑 오프). 이동중인 웹은 상기 실린더 표면에 대하여 작용하는 압력을 가진 카운터 블레이드(counter blade)라 불리우는 것에 의하여 실린더로부터 "스크래이프 오프"(scrape off)된다. 이동중인 웹이 상기 블레이드의 무딘 표면과 만나게 되면서, 웹/종이에 작은 크기의 주름(micro-crinkling)이 발생한다. 크레이핑에 따른 작은 크기의 주름은 종이의 두께와 유연성을 증가시킨다. 크레이핑에서 필수적인 것은 이동중인 웹을 실린더 표면에 점착되도록 하는 것이다. 이러한 점착은 완전하게 건조되지 않은 종이 또는 실린더 표면에 점착되는 종이가 가진 섬유 조직 성분에 의하여 자연스럽게 이루어질 수 있다. 다만, 바람직한 점착을 달성하기 위한 통상적인 방법은 상기 실린더 표면에 대하여 외부적으로 점착 물질을 공급하는 것이다. 통상적으로, 상기 실린더 표면에 저농도의 점착 물질을 스프레잉함으로써 이루어진다.

따라서, 상기 크레이핑 처리공정에서 동적인 기계 요소는 카운터 블레이드이고, 이것은 소위 크레이핑 닥터(creping doctor)라 불리우며, 상기 실린더 표면을 내리 누르는 압력을 가지고 있으며, 종이를 벗겨내면서 작은 크기의 주름을 만드는 무딘 표면을 가지고 있다. 상기 크레이핑 닥터는 다음의 주요 기능을 가진 홀더 내부에 설치된다.

- 상기 크레이핑 닥터가 상기 실린더 표면을 누르고 있는 압력을 조정 가능하게 하는 기능.

- 상기 크레이핑 닥터의 작용 및 미작용을 가능하게 하는 기능.

- 상기 크레이핑 닥터의 신속한 교환을 가능하게 하는 기능.

상기 크레이핑 닥터와 실린더의 표면과의 접촉으로 말미암아 상기 크레이핑 닥터와 실린더 표면이 마모(wear)된다. 이것은 부정적인 공정 결과를 가져온다. 크레이핑 닥터에 있어서, 마모가 된 상기 크레이핑 닥터는 교체되여야 하고, 더구나 상기 크레이핑 닥터의 교환에 있어서 상당한 비용이 소모되며 이는 공정상의 손실 요소가 된다. 또한, 마모의 결과 실린더의 표면에 있어서 표면은 전체적으로 다시 표면처리되어야 하며 이러한 처리에는 비용이 들게 된다. 실린더는 압력이 작용하기 때문에 실린더는 반드시 일정한 외피 두께를 가져야만 한다. 이는 몇번의 재연마(re-grinding)을 거쳐서 실린더를 새로운 마모 표면으로 재처리하게 된다. 또한, 크레이핑 닥터의 마모 결과 크레이핑 처리된 종이의 질도 마모의 정도에 따라서 변동된다.

상술한 마모 현상을 줄이기 위하여 상기 크레이핑 닥터의 팁(tip)과 실린더 표면 사이에서 발생하는 압력을 가능한 한 작게 유지하는 것이 중요하다. 그러나,종이웹 또는 종이웹의 일부가 상기 크레이핑 닥터와 실린더의 표면 사이에서 벗어 나는 것을 방지하기 위하여 최소한의 일정 압력은 유지되어야 하며 그렇지 않으면 웹이 부러질 수도 있다.

바람직한 크레이핑 닥터 압력을 이룰 수 있는 가장 통상적인 방법은 상기 홀더를 그것의 걸림축에 대하여 회전시키는 것이다. 이러한 회전으로 말미암아 상기 크레이핑 닥터는 보다 더 또는 보다 덜 구부러질 것이며, 그럼으로써 상기 실린더의 표면에 대하여 탄력있게 압력을 작용시킬 것이다. 마모를 동반하게 되는 이 방법의 결점은 작용 압력이 증가될 수 없다는 것이다. 왜냐하면 압력의 증가에 의하여 상기 크레이핑 닥터가 유연하므로 그것이 구부러지게 되고, 그 결과 일정한 압력 레벨에서 상기 실린더와의 접촉되는 표면이 쐐기 형상의 천공을 형성하면서 웹이 휘감겨지게 되거나 웹이 절단되는 결과를 야기하게 된다.

상술한 결점은 스웨덴 특허 505,667 에 게시된 장치에 의하여 해소될 수 있다. 이 장치는 상기 실린더의 표면에 대하여 작용하는 크레이핑 닥터의 접촉 각도를 변경하지 않고도 작용하는 압력이 변경될 수 있도록 하고 있다. 이것은 상기 크레이핑 닥터의 팁 부근에서 작용하는 별도의 압력 수단에 의하여 수행되며, 그러함으로써 상기 크레이핑 닥터는 변동되는 압력에 대하여 구부러지지 않게 된다. 이로 인하여 상기 크레이핑 닥터의 교환 주기가 연장되고, 그 수명도 증가된다.

또한, 상기 크레이핑 닥터의 수명은 상기 닥터 블레이드의 팁과 실린더에 접촉하되 실질적으로 크레이핑 닥터의 기초가 되는 몸체보다 더 단단한 물질로 코팅한 접촉면에 의하여 증가될 수 있다. 예를 들어 이러한 방법은 영국 특허 2,128,551 호에 게시되어 있다. 이 방법의 문제점은 그러한 단단한 물질이 마모와 같은 현상에 의하여 실린더의 표면을 더 쉽게 상하게 할 수 있다는 것이다.

실린더의 표면의 마모를 감소시키기 위하여 실린더의 표면에 대한 종이 웹의 점착력을 증가시키고 상기 실린더의 표면상에 일정 층을 형성하는 물질을 혼합시킬 수 있다. 이로 인하여 상기 크레이핑 닥터의 팁(tip)은 실린더의 표면을 벗겨내는 대신 생성된 층을 벗겨낼 것이다. 이 방법의 결점은 다른 구성요소들과의 사이에서 높은 화학적 소비가 이루어지면서 실린더 전체를 통하여 불균등한 열전달이 이루어지게되고, 이로 말미암아 화학적인 찌꺼기들이 종이에 혼합될 우려가 있다는 것이다.

비록 상술한 방법들에 의하여 상기 크레이핑 닥터의 가동 시간이 증가된다 할지라도, 그럼에도 불구하고 상기 크레이핑 닥터는 더 길거나 더 짧은 길이의 주기를 가지고 제조 공정후에 교환되어야 한다. 통상적으로 이러한 문제점을 감소시키기 위하여 긴 길이의 크레이핑 닥터를 그것의 줄 방향으로(longitudinal) 연속적으로 공급하는 방법이 시도되어 왔다. 이러한 방법은 미국 특허 제 4,961,406 호에 게시되어 있다. 그러나, 이러한 방법을 시장에 정착시키는데 방해가 되는 몇가지 문제점이 있었다. 즉, 건설 유지 비용이 많이 들고, 조절 가능성이 제한적이며, 기계가 너무 많은 공간을 차지하며, 상기 닥터 블레이드의 소비가 심하다는 문제점이 있었다. 왜냐하면, 입구측과 출구측의 마모상에 있어서의 차이가 양측간(입구측과 출구측)의 품질의 차이로서 나타나지 않도록 닥터 블레이드의 공급 속도가 충분히 높을 것을 필요로 하기 때문이다.

본 발명의 주요 목적은 블레이드의 교환에서 비롯되는 공정상의 손실을 감소시키고, 실린더의 마모 현상을 줄이며, 실린더의 마모를 감소시키는 화학물질의 사용 필요성을 감소시키는데 있으며, 이것은 본 발명의 청구항 1 항에 의하여 달성된다.

본 발명으로 인하여 양호한 조절이 가능하고, 다양한 잇점이 수득되며, 공정이 중지되는 문제점을 감소시키고, 닥터 블레이드와 건조 실린더의 재연마에 관한 비용을 절감할 수 있는 비용면에서 효율적인 설계가 달성된다.

본 발명의 외형적 특징은 다음과 같다.

- 상기 닥터 블레이드의 단면 영역의 넓이는 2 - 75 ㎟ 이고, 바람직하게는 3-50 ㎟ 이며, 보다 바람직하게는 5-30 ㎟ 이다. 이것은 마모되는 부분, 즉 닥터 블레이드의 비용을 상당히 감소시킬 수 있다. 특히, 상기 닥터 블레이드가 통상적으로 내구성이 있는 물질인 금속 합금(예를 들어 철, 동, 황동, 알루미늄 합금, 구리 합금, 티타늄 합금, 열저항 폴리머(PTFE 등))과 같은 물질보다 상당히 저렴한 비용의 물질로써 이루어 질 수 있다.

- 상기 닥터 블레이드는 상기 홀더 디바이스로부터 돌출된 지지/홀더부 내에 슬라이드 고정되며, 이것은 교환될 수 있는 닥터 블레이드의 단면 영역을 낮은 레벨로 보호하는데 잇점을 가지며, 상기 돌출된 홀더부에 의하여 상기 단면 영역을 최소화시킬 수 있게 된다.

- 상기 지지부는 상기 닥터 블레이드에 평행하게 연장된 피봇 가능한 이음매가 제공되고, 상기 이음매는 바람직하게는 탄성이 있다. 이로 인하여 비교적 넓은 닥터 블레이드의 마모에 있어서, 상기 실린더의 연장선에 따른 닥터 블레이드의 각도를 조절할 수 있게 됨으로써 닥터링 디바이스(doctoring device)가 양호한 크레이핑/스크레이핑을 유지하는 것이 용이한 잇점을 가진다.

- 프레싱 디바이스(pressing device)가 상술한 접촉 라인 및/또는 접촉 면에 작용할 수 있도록 설치되며, 이로 인하여 크레이핑 및 스크레이핑을 최적화시키기 위하여 선형적으로 작용하는 하중을 유연하면서도 비용면에서 효율적으로 제어할 수 있는 가능성이 증가하게 된다.

- 상기 프레싱 디바이스는 지레의 받침점에서 피봇이 가능하고, 그 몸체는 상기 홀더 디바이스에 고정된다. 상기 프레싱 디바이스는 누름부와 눌러지는 수단(pressurize means)을 가지고 있으며, 바람직하게는 상기 누름부는 적어도 부분적으로 나누어져 있으며, 각각의 독립된 누름부들이 상호 근접되게 이루어져 비교적 간단하고 단순한 프레싱 디바이스의 제어를 가능하게 하는 잇점을 가지게 된다.

- 상기 홀더 디바이스는 길이 방향으로 연장된 형태의 고정부재에 고정되고, 상기 실린더의 외피 표면과의 거리에 관한 상기 고정부재의 중앙선의 위치를 변경할 수 있도록 설치되는 고정수단이 형성되고, 이로 인하여 양호한 스크레이핑과 크레이핑 효과를 가지면서도 닥터 블레이드의 마모를 비용대 효과면에서 효율적으로 보상하는데 용이한 잇점을 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 원리에 기초한다: 상기 크레이핑 닥터 디바이스는 두개의 부분으로 구성된다. 지지부와 닥터 블레이드부이다. 상기 지지부는 철재의 하우징과 같은 견고한 재질로 이루어져 있으며, 상기 지지부 내부로 슬라이드 방식으로 고정되는 닥터 블레이드를 위한 가이드를 가진다. 상기 닥터 블레이드는 바람직하게는 종래 물질과 비교하여(실린더의 표면보다 적은 마모 저항성을 가진 물질로 이루어진 물질) 실린더의 표면상에서 현저히 적은 마모 효과를 가지는 물질로 제조되고, 그러함으로써 상기 크레이핑 닥터가 실린더 표면에 대하여 부드럽게 작동할 것이다. 상기 크레이핑 닥터의 배면에는 소모되는 부분이 있다. 이러한 닥터 블레이드의 재료적인 비용을 최소화하기 위하여 단면 영역은 최소화된다. 이것은 상기 닥터 블레이드의 넓은 길이가 릴(reel, 권취기)로서 저장될 수 있는 잇점을 제공한다. 상기 동적인 닥터부의 단면 영역은 5-75 ㎟ 이고, 바람직하게는 10-30 ㎟ 이며, 두께는 3 mm 와 0.3 mm 사이이고, 바람직하게는 2 와 0.5 mm 사이이고, 보다 바람직하게는 1.5 mm 와 0.6 mm 사이이다.

블레이드의 교환 횟수를 감소시키는 것은 상기 실린더의 길이보다 상당히 더 긴 길이를 가진 동적인 닥터부에 의하여 달성되며, 상기 닥터부의 동적인 부분은 그것의 줄 방향으로 연속적으로 움직인다. 상기 닥터 블레이드의 길이는 상기 실린더의 길이의 2 내지 150 배이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 길이는 상기 실린더의 길이의 10 배에서 50 배 사이이고, 일반적으로 그러한 실린더의 길이가 4-5 미터이며, 7 미터 이상의 길이도 공지되어 있으므로 닥터 블레이드의 길이는 대략 그 범위가 8 - 700 미터에 이르게 된다. 하지만, 공간이나 크기를 고려하지 않은 최대 길이에 있어서의 현실적인 제약은 없다.

도 1 은 본 발명에 따른 크레이핑 닥터(creping doctor)의 원리를 나타낸 도면,

도 2 는 도 1 의 부분확대도,

도 3 은 본 발명에 따른 크레이핑 닥터의 평면도,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 닥터 유니트의 측면도,

도 5 및 도 6 은 각각 본 발명에 따른 크레이핑 닥터의 접촉 표면에 관한 측면도,

도 7 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레이핑 닥터의 측면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 실시예의 크레이핑 시스템의 기술적인 구성을 설명한다.

도 1 및 도 2 는 본 발명에 따른 크레이프 종이의 제조 원리를 나타낸다. 습기를 가진 웹(web)(1A)의 형태로 진입중인 종이 웹(paper web)(1)이 도시되어 있으며, 상기 종이 웹(1)은 예를 들어 소위 양키 실린더(Yankee cylinder)와 같은 형태의 가열된 외피 표면을 가지고 고온의 공기 건조(3)가 수행되는 통상의 건조 실린더(2) 상으로 유도된다. 건조되거나 또는 부분적으로 건조된 웹(1B)은 크레이핑 닥터 디바이스(5)의 도움에 의하여 상기 건조 실린더(2)의 출구측에서 벗겨져 나가면서(scrape) 떨어져 나간다. 상기의 스크레이핑(scraping)은 상기 실린더(2)의 표 면(20)에 대하여 일정한 압력이 가해지는 카운터-액팅(counter-acting) 작용을 하는 닥터 블레이드(6)에 의하여 수행된다. 상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)는 길게 연장된 형태의 홀더부(7)와 고정부(8)를 포함한다. 상기 홀더부(7) (이하, '홀더 디바이스'로도 불리움)는 홈(72)이 제공된다(충분한 깊이와 폭을 가지는 슬롯 형상이며, 이는 만족할만한 지지력 및 안내기능과 동시에 슬라이딩을 가능하게 하도록 하기 위함이다). 상기 홈(72)은 상기 닥터 블레이드(6)가 교환될 때 이를 꺼내거나 집어넣을 수 있도록 충분한 폭을 가지거나 및/또는 상기 홀더 디바이스(7) 내에서 상기 닥터 블레이드(6)를 위치키킬 수 있는 높이 및/또는 폭을 셋팅할 수 있도록 하는 수단이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따르면 원통형의 외측 외피 표면 부분에서의 연장된 부분인 상기 홀더 디바이스(7)는 상기 고정부(8)에서 회전하도록 고정된다. 적합한 고정수단/잠금수단(미도시)이 상기 홀더 디바이스(7)를 고정하기 위하여 상기 고정부(8)와 연관된 소정의 위치에 제공된다. 상기 고정부(8) 주위로 상기 홀더부(7)를 회전시킴으로써, 상기 닥터 블레이드(6)가 상기 실린더(2)의 외피 표면(20)으로 이동하던가 이로부터 멀어지게 할 수 있으며, 나아가 상기 닥터 블레이드(6)가 상기 실린더(2)의 표면(20)에 대하여 압력을 적절하게 가하는 것이 수행될 수 있다.

도 2 는 상기 실린더(2)의 회전에 의하여 상기 웹(1B)이 상기 닥터 블레이드(6)와 접촉하는 경우 작은 크기의 주름을 형성한 웹(1C)을 형성하는 상기 닥터 블레이드(6)의 무딘 말단(60)을 나타낸 것이다.

도 3 은 본 발명 실시예에 따른 크레이핑 닥터 디바이스의 평면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 닥터 블레이드(6)는 릴(reel, 권취기)(65) 상에 설치되며, 상기 릴(65)은 상기 닥터 디바이스(5)의 입구측에 연결되어 설치된다. 상기 닥터 블레이드(6)는 연속적으로 상기 릴(65)로부터 풀어져 나오며, 상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)의 출구측에 연결되어 설치된 감게(66)에 의하여 상기 홀더 디바이스(7)의 홈(72)으로 진입된다. 상기 고정부(8)가 상기 외피 표면(20)에 의하여 형성된 라인에 관한 각도를 가질 수 있도록 그 위치를 변경하는 것을 도 3 으로부터 명확하게 알 수 있다. 따라서, 상기 중앙선(80)과 상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)의 입구측에 근접한 부분의 거리(a)는 더 짧게 형성되고, 상기 중앙선(80)과 상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)의 출구측에 근접한 부분의 거리(a')는 더 길게 형성된다. 이것은 적어도 수평적으로 상기 고정부(8)의 위치를 조정할 수 있도록 이루어진 걸게수단(81,82)의 배치에 의하여 수행된다. (어떤 실시예에서는 상기 크레이핑 닥터 디바이스가 상기 크레이핑 닥터와 실린더(2) 사이의 접촉 지점과 일치하는 제 2 의 회전 중심을 가진 기계 스탠드에 연결되어 질 수 있다(예를 들어 스웨덴 특허 505667)). 이러한 실시예에 의하여 상기 실린더 표면에 대한 닥터 블레이드의 각도(β)의 조정이 용이하여 진다.

상기 고정부(8)의 이러한 위치 선정 덕분에 상기 닥터 블레이드(6)와 상기 외피 표면(20) 사이의 접촉이 상기 실린더(2)의 연장선에 따른 각도(β)를 변경할 수 있도록 본 발명의 실시예에 따라서 수행되며, 이는 도 4 내지 7 을 참조하여 하기에서 상세하게 설명될 것이다.

상기 닥터 블레이드(6)에 일정한 마모(wear) - 그것은 입구측보다 더 넓다 - 가 발생할 수 있다는 사실에도 불구하고, 상기 닥터 블레이드의 출구측에서의 크레이핑 품질을 만족시킬 수 있도록 일정 속도로서 줄 방향(longitudinal direction)으로 진입한다. 상기 닥터 블레이드(6)는 상기 크레이핑 닥터 디바이스의 지지부내의 홈(72)에 의하여 가이드되어 상기 닥터 블레이드(6)에 대하여 압력을 가하는 상기 감게(66)에 의하여 풀려져 나오게 된다. 상기 감게(66)를 통과한 하측에서 소비된 닥터 블레이드가 작은 조각으로 잘라지거나 감기게 된다(선택적인 소정 처리후 다시 사용될 수 있도록 하기 위하여). 상기 감게(66), 릴(65) 및 수집장치(미도시)들은 그들이 상기 홀더 디바이스(7)의 동작을 따라갈 수 있는 형태로써 상기 닥터 디바이스(5)에 적절히 연결된다. 마모(wear)와 속도와의 균형을 최적화하기 위하여 바람직하게는 구동 속도를 다양하게 조절할 수 있다. 예를 들어 상기 닥터 블레이드의 손상 부분을 작업 구역에서 제거할 필요가 있는 상황에 이용되기 위하여, 신속한 닥터 블레이드의 공급을 수행하는 적절한 기능을 가진다.

도 4 는 본 발명 실시예에 따라서 상기 고정부(8) 내에서 바람직하게는 샤프트 저널(shaft journal; 회전축의 베어링 내부 부분)에 의하여 회전가능하게 설치된 크레이핑 닥터 디바이스(5)의 측면도이다. 상기의 회전 작동에 의하여 상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)는 작동가능한 위치와 비작동되는 위치로 그 위치가 각각 정하여진다. 상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)는 홀더 디바이스(7)를 포함하고, 상기 홀더 디바이스(7)는 상술한 샤프트 저널을 고려하여 설계된 고정수단(76)(원형의 홈과 같은)을 가진 길게 연장된 형태의 몸체(75)를 포함한다. 상기 몸체(75)의 상부에는 기계적인 접합체(78)에 의하여 고정된 물림부(71)를 가진 립(lip)(77)이 형성된다. 상기 물림부(71)는 본 발명에 따른 기본 원리에 의거한 형태로 형성되었으며 지지부(65)와 마모부(wear part)(64)의 두 부분으로 구성된 닥터 블레이드(6)가 부착되어 있다. 최적의 사용을 가능하게 하기 위하여 상기 물림부(71)와 상기 지지부(65)의 상측(73)과의 사이에 피봇(pivot) 작용이 가능한 이음매(74)로 이루어진 연결수단을 가진다. 여기서 상기 이음매(74)는 피봇이 가능하고 탄성이 있는 요홈으로 되어 있다. 상기 지지부(65)의 상측(73)에 장공(72)이 형성되고, 상기 장공(72)은 상기 닥터블레이드, 즉, 상기 마모부(64)가 슬라이딩 결합되도록 형성된다. 상기 이음매(74) 상측이 피봇(pivot) 작용으로 피봇되므로 상기 닥터블레이드(6)와 외피 표면(20)의 접촉이 상이한 각도(β)로서 이루어질 수 있다. 상기 립(77)의 일측면은 상기 물림부(71)가 형성되며, 그 타측면에는 누름부(9)가 배치되는 표면(70)이 형성된다.

상기 누름부(9)는 길이방향으로 연장된 형태의 몸체(90)를 포함한다. (또는, 상기 몸체는 그것의 수직 방향으로 분할되거나 구획된 몸체일 수 있다) 상기 몸체(90)는 피봇 샤프트(92) 지점을 중심으로 피봇되는 몸체 중앙의 단면 형상이 바나나 형태로 되어있다. 상기 피봇 샤프트(92)는 상기 몸체(90)가 상기 홀더부(7)와 평행한 수평축에 대하여 피봇 가능하도록 브라켓부재(94)에 의하여 지지된다. 상기 몸체(90)의 상측 단부에는 누르게부재(91)가 형성되고(상기 누르게부재는 길게 연장된 형태이거나 섹션(section) 형태이다), 상기 누르게부재(91)의 말단은 상기 이음매(74) 상측의 선을 따라서 지지부(65)를 누르고 있는데, 이는 상기 누르게부재(91)에 의한 누름 작용이 상기 닥터 블레이드(6), 즉, 마모부를 가진 지지부(65) 의 피봇 작용에 영향을 줄 수 있도록 하기 위함이다. 하나 또는 그 이상의 갯수의 누름수단(96)(바람직하게는 플렉시블한 팽창식 호스(hose) 형태)이 구비되어 누르는 힘을 부여하며, 상기 누름수단(96)은 상기 몸체(90)의 하부와 상기 홀더디바이스(7)의 표면(70) 사이에 설치된다. 그러므로, 누르는 힘은 상기 누름수단(96)에 의하여 조절될 수 있으며, 그럼으로 인하여 상기 몸체(90)가 상기 피봇 샤프트(92)에 의하여 피봇됨으로써 상기 누르게부재(91)가 접촉 라인(62) 상에서 상기 외피 표면(20)과 맞닿은 닥터 블레이드의 누르는 힘에 영향을 미칠 수 있게 된다. 상기 마모부(64)는 그것의 축(軸)상 움직임이 가능하고, 상기 지지부(65) 내에서 장공(72)에 삽입 고정된다. 상기 누르게부재(91)는 스플릿(split, 절편) 형태로서, 상기 지지부(65) 상에 압력을 가할 수 있도록 단단하게 고정된 탄성이 있는 부재로 이루어져 있다. 상기 실린더(2)가 크라우닝(crowning) 및 스팀 압력 때문에 곧게 되어 있지 않고 그 형태의 변화가 올 수도 있다는 사실에도 불구하고, 이러한 누르게부재(91)의 탄성 특성으로 말미암아 상기 실린더(2)의 전체 구간을 통하여 일정한 압력이 작용하게 된다.

도 5 및 도 6 은 상기 실린더(2)와 상기 닥터블레이드(6) 사이에 접촉 라인(62) 주위를 확대하여 도시한 것으로서, 도 5 는 마모되지 않은 상태의 닥터 블레이드(6)(즉, 마모부(64))의 접촉 라인의 상태를 도시한 것이고, 도 6 은 마모된 상태의 닥터 블레이드(6)의 해당 상태를 도시한 것이다. 본 발명의 목적은 상기 닥터블레이드가 상기 실린더 표면(20)에 대하여 경사가 완만하여야 한다는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 닥터블레이 드(6)의 재질은 상기 실린더 표면(20)보다 덜 튼튼한 재질로 되어 있다. 이로 인하여 도 5 에 도시된 바와 같이 닥터 블레이드(마모되지 않은 상태)의 입구측에서의 상기 닥터블레이드와 상기 실린더 표면 사이의 상기 접촉 라인(지점)(62)은 모서리(edge)를 이룰것이다. 반면, 도 6 에 도시된 바와 같이(마모된 상태) 접촉 라인(지점)(62)은 출구측 상에서 접촉면(63)이 이루어진다. 일정한 선형적인 하중(F)이 작용함에 있어서 이러한 점은 아마도 스크래핑 효과에 부정적으로 영향을 미치게 되고, 이러한 것은 출구측에서 일정한 영역당 더 낮은 접촉 압력을 작용하도록 만들것이다. 도 6 은 상기 고정부(8)(닥터 블레이드 홀더)에 틸팅(tilting)에 의하여 부정적인 영향을 받은 것을 보상하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 중앙선(80)과 실린터 표면(20) 사이의 거리가 상기 입구측보다는 상기 출구측의 거리가 더 커지게 된다 (즉, a' > a 임). 이러한 상기 틸팅 작용에 의하여 상기 닥터 블레이드(6)와 상기 실린더 표면(20)과의 각도(β)는 입구측으로부터 출구측으로 갈수록 점진적으로 증가될 것이며, 따라서 결국 상기 가하는 하중(F)이 마모면(worn surface)(63)으로 전달되는 것이 아니라 상기 마모면(63)의 팁(62)으로 집중되는 잇점을 가진다. 이러한 방법에 의하여 스크래이핑의 효과가 전 길이를 통하여 보다 일정하게 유지되고 따라서 상기 닥터블레이드(6)의 수명도 길어지게 된다.

도 7 은 본 발명에 따른 크레이핑 닥터의 바람직한 실시예와 부분 확대도를 도시한 것이다. 본 발명의 원리는 기본적으로 상술한 도 4 에 도시된 바와 같으며, 그러므로 설명되는 실시예에서의 주요 논점은 도 4 를 통하여 설명된 것과 차이점이 있다. 도 7 은 측면 단면도를 도시한 것이며, 홀더 디바이스(7) 내에서 고정된 홀더부(71)는 비교적 얇으며(바람직하게는 0.5-2 mm), 상기 홀더부(71)는 상기 단면도에 도시된 바와 같이 립(77)을 넘어서 돌출되어 있다. 또한, 상기 홀더부(71)는 상방향으로 연장되어 상기 실린더(2)의 표면(20)과 비교적 근접하게 연장된 상측부(71')을 형성한다. 상기 립(77)의 말단을 넘어서 소정 거리에서 상기 상측부(71')의 이면에 플레이트형 부재(plate-shaped member)(73A,73B)가 형성되고, 상기 홀더부(71)와 그것의 상측부(71') 사이의 연결을 이루기 위한 소재 부분으로서 이음매(74)가 그들의 하부 말단 구역에 형성된다. 상기 플레이트형 부재(73A,73B)는 상기 상측부(71')의 말단을 넘어서 연장되고 그러함으로서 홈(72)이 상기 플레이트형부재(73A,73B) 사이에 형성된다. 따라서, 상기 플레이트형부재(73A,73B)는 상기 상측부(71')과 함께 상기 지지부(65)의 상측부분(73)을 구성하게 되는 것이다. 상기 홈(72) 내에는 움직임이 가능한 닥터블레이드(6)의 마모부(64)가 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 상기 이음매(74) 및 상기 홈(72)은 가격대 효율비가 매우 좋도록 이루어진다. 외측에 위치한 상기 플레이트형부재(73B)는 내측에 위치한 플레이트형부재(73A) 보다 더 길게 연장되도록 설치되며, 그럼으로써 보다 협소한 각도(β)가 이용될 수 있거나 및/또는 마모부(64)가 낮은 높이에서 이용될 수 있도록 한다(도 1 에 도시된 바와 동일한 원리가 적용된다). 이와 함께 상술한 바와 같은 동일한 기능이 구현된다. 본 발명의 실시예에서의 누름부(9)는 누르게부재(91)를 가지고 있으며, 이 누르게부재(91)는 두개의 구성요소로서 구분된다. 즉, 상기 누르게부재(91)는 누르게(91'')를 고정시키고 지지하는 기능을 가지는 베이스(91')와, 상기 베이스(91')와 상기 누름부(9)의 전방 부분 사이에서 고정된 누르게(91'')로 구성되며, 상기 누르게(91'')는 실질적으로 힘이 전달되는 부분을 이룬다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 다른 변형된 실시예들이 본 발명의 범위 내에서 존재할 수 있다.

예를 들어, 당업자라면 상술한 바와 다른 실시예에 의하여 본 발명의 닥터 블레이드를 형성하는 다른 방법들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 닥터 블레이드를 연장된 루프(loop) 형태로 구현할 수 있다. 즉, 닥터 블레이드의 양 말단측을 상호 연결시키는 것이다(예를 들어 용접에 의하여). 그러면, 닥터 블레이드가 연속적으로 공급되므로, 닥터 블레이드의 재사용이 가능한 한 상기 닥터 블레이드의 교환없이 계속적으로 작업을 수행할 수 있게 된다(이러한 방법에 있어서, 이미 스크레핑에 사용된 표면(60)이 입구측으로 리턴될 때 홈(72) 내부에서 그것을 하방향으로 뒤집어줌으로써 상기 닥터 블레이드를 반바퀴(즉, 180 도) 회전시키는 것도 가능하다. 이 방법에 있어서, 전자의 "랩(lap)"에 관하여 정확하게 동일한 셋팅들이 사용될 수 있다. 왜냐하면, 상기 닥터 블레이드의 단면 폭이 정확히 동일하기 때문이다). 밀링(milling), 그라인딩(grinding) 및/또는 플래닝 유니트(planning unit, 평탄가공 유니트)와 같은 방법에 의하여 표면(60)을 새롭게 가공(renovate)하기 위한 임의의 기계가공을 포함시켜 사용하는 것도 가능하다. 그러한 유니트들은 그 이득을 볼 수 있도록 상기 홀더 디바이스(7)와 통합시킬 수 있다. 왜냐하면 크레이핑 방법은 자동적으로 상기 기계적요소에 최적의 하중/접촉을 보장할 수 있는 카운터 압력(counter-pressure)을 생성하기 때문이다. 이러한 방법에 있어서, 각 기계적 구성요소들의 보정을 위하여 높이 조절을 위한 메커니즘이 적절하게 배치되며 그러함으로써 상기 닥터 블레이드의 폭이 상기 기계적 구성요소들에 의하여 감소되는 것과 동일한 비율로 홀더 디바이스(7)(또는 단지 돌출된 홀더부(71))에 공급될 수 있게 된다. 이러한 방법에 있어서 고려할 수 있는 다른 형태의 기계적 구성요소는 재융해(remelt), 재형성(reshape), 선택적으로는 재료물질을 첨가하는 형태의 열처리이며, 그러함으로써 상기 닥터 블레이드(6)를 마모 이전과 같은 동일한 단면 형태를 정확하게 유지하면서 재진입(re-entering)시킬 수 있게 된다.

본 발명의 사상 범위에서 고려할 수 있는 또 다른 변형실시는 혼합된 여러가지 타입의 물질로 이루어진 닥터 블레이드(6)의 혼합 구조이다. 예를 들어 단지 닥터 블레이드(6)의 코너 구역만을 덜 연마되는 물질(예를들어 보다 연성 및/또는 모다 딱딱한 재질의 마모 외장)이나, 예를 들어 적합한 단면 형상을 가지는 스틸 윤곽으로 형성되고 그 위로 스크래핑과 크래이핑을 위하여 적합한 폴리머(ploymer)가 입혀진 표면 구조를 가진 물질로 형성될 수 있다. 본 발명 출원인은 본 발명에서 공개된 변형례에 관한 출원을 할 권리를 선점하고 있으며, "두개로 이루어진 닥터 블레이드 스플릿"(각각의 마모부(64) 및 지지부(65))의 제한이 없이 본 발명의 독립항에 따른 기술적 사상을 보호받는다. 당업자라면 재료물질의 구매 가격 뿐만 아니라 공급 비율을 감소시키고 공정 낭비 요소를 감소시키며 조작 취급(폐기물 취급을 포함하는)을 간단하게 하는 등의 파라메터에 의하여 결정되는 공정 비용을 감소시키는데 주력할 수 있다.

또한, 상기 홈(72)은 다양한 다른 방법으로 슬라이드 고정될 수 있다. 예를 들어 닥터 블레이드(6)의 양호한 슬라이딩을 이룰수 있게 하는 물질(예: PTFE)로 이루어지거나 및/또는 상기 홈에 소정 타입의 윤활제를 도포하거나 및/또는 특별한 베어링 장치(예를 들어 롤러 베어링)을 설치할 수 있으며, 선택적으로는 상기 홈의 폭과 깊이를 이득이 될 수 있도록 조절할 수 있는 구성을 설치할 수 있다. 또한, 상기 홀더부(71)도 다양한 방법으로 설치될 수 있는데, 상술한 바와 같이 분리되게 형성하거나 상기 홀더디바이스(7)와 결합된 형태로 구성될 수 있다. 동일한 방법으로 상기 피봇가능한 이음매(74)도 예를 들어 독립 부분으로 형성하던가 하는 공지된 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 누름부도 다양한 방법으로 구성될 수 있는데, 예를 들어 분리된 누름부(91)를 가지거나 가지지 아니할 수 있으며 및/또는 도 1 및 2 에 도시된 바와 같이 실린더의 연장선을 따라서 누르는 힘/각도의 위치를 각각 상이하게 수행하기 위하여 상기 고정부(8)를 조절하거나 그 위치를 조절할 수 있는 홀더 디바이스(7)를 가짐으로써 그 자체가 홀더디바이스(7)에 결합되는 형태를 가질 수 있다. 마지막으로, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 포함된 것에 해당하는 방법과 많은 다양한 구성요소들은 다양한 방법에 의하여 변형실시가 가능하며, 예를 들어 상기 고정부(8)의 걸게수단(81, 82)과 상기 고정부의 형상은 상술한 그것의 단면 형상보다 더 많은 변형된 형상으로 설계될 수 있다.

Claims (15)

1. 회전하는 실린더(2)로부터 풀려져 나오는 종이 웹(1)의 스크레이핑 오프(scraping off) 및 크레이핑(creping)을 위한 크레이핑 닥터 장치에 있어서,

   걸게 수단(8,81,82);

   상기 걸게 수단(8,81,82)에 설치되어 연속적이거나 나누어진 상태로 줄 방향으로 움직이는 닥터 블레이드(6)를 지지하는 홀더 디바이스(7); 를 포함하고,

   상기 닥터 블레이드(6)는 적어도 상기 실린더(2)의 두배의 길이를 초과하는 길이를 가지고, 스크레이핑 표면(60) 및 접촉 라인(62) 및/또는 접촉면(63)이 형성되며, 상기 접촉 라인(62) 및/또는 접촉면(63)은 상기 회전하는 실린더(2)의 외피 표면(20)에 대하여 일정한 선형 방향의 하중으로 누르도록 형성되고,

   상기 닥터 블레이드(6)는,

   분리된 지지부(65)와, 상기 지지부(65)와의 관계에 있어서 움직임이 가능한 마모부(64)로 구성되고, 상기 지지부(65)는 상기 홀더 디바이스(7)에서 분리될 수 있도록 고정된 홀더부(71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마모부(64)의 단면 영역의 넓이는 2-75 ㎟ 이고, 바람직하게는 3-50 ㎟ 이고, 보다 바람직하게는 5-30 ㎟ 인 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지부(65)에 본질적으로 상기 닥터 블레이드(6)와 평행하게 연장된 피봇가능한 이음매(74)가 제공되고, 바람직하게는 상기 이음매(74)는 탄성이 있는 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 이음매(74)는 상기 지지부(65)와 결합된 부분이고, 바람직하게는 상기 이음매(74)는 상기 홀더부(71)와 결합된 부분을 이루는 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
5. 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 라인(62) 및/또는 상기 접촉면(63)에 의한 선형방향의 하중을 수행하기 위하여, 프레싱 디바이스(pressing device)(9)가 설치되는 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 누름부(9)는,

   상기 프레싱 디바이스(9)는 지레의 받침점(92)에서 피봇이 가능한 몸체(90)를 포함하고,

   상기 몸체(90)는 상기 홀더 디바이스(7)에 고정되고,

   상기 프레싱 디바이스(9)는 누름부(91)와 눌러지는 수단(pressurize means)(96)을 가지고 있으며,

   바람직하게는 상기 누름부(91)는 적어도 부분적으로 나누어져 있으며, 각각의 독립된 누름부들이 상호 근접되게 이루어진 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 지레 받침점(92)은 상기 피봇가능한 이음매(74)와 본질적으로 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 닥터 블레이드(6)의 길이는 상기 실린더의 길이의 2 - 150 배이고, 보다 바람직하게는 상기 실린더의 길이의 10 - 50 배인 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 라인(62) 및/또는 접촉면(63)은,

   통상의 닥터 블레이드 재질보다 연마 정도가 현저히 낮은 실린더(2)의 표면(20) 상에서 연마되는 특성을 가진 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀더 디바이스(7)는 길게 연장된 형태의 걸게 수단(8)에 고정되고,

    상기 걸게 수단(81,82)은 상기 걸게 수단(8)의 중앙선(80)의 위치를 상기 실린더(2)의 외피 표면(20)과의 거리(a)에 대하여 변경시킬 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.
11. 종이 웹을 스크레이핑 오프(scraping off)하여 크레이핑(creping)하기 위한 방법에 있어서,

    회전하는 실린더(2) 상 및 실린더(2) 주위로 진입되는 웹(1)을 설치하는 단계;

    상기 회전하는 실린더(2)로부터 풀려져 나오는 종이 웹(1)을 벗겨내고 크레이핑하는 크레이핑 닥터 디바이스(5)를 설치하는 단계; 를 포함하여 구성되고,

    상기 크레이핑 닥터 디바이스(5)는, 걸게 수단(8,81,82)를 포함하고, 상기 걸게 수단(8,81,82)은 연속적이거나 나누어진 상태로 줄 방향으로 움직이며 역방향으로 위치된(counter-positioned) 닥터 블레이드(6)를 지지할 수 있도록 설치된 홀더 디바이스(7)를 지지하고,

    상기 닥터 블레이드(6)는 적어도 상기 실린더(2)의 두배의 길이를 초과하는 길이를 가지도록 설치되고,

    상기 닥터 블레이드(6)에 스크레이핑 표면(60)이 제공되되, 접촉 라인(62) 및/또는 접촉면(63)에서 상기 회전하는 실린더(2)의 외피 표면(20)을 누르도록 설치되며, 상기 접촉 라인(62) 및/또는 접촉면(63)은 상기 외피 표면(20)에 대하여 일정한 선형 방향의 하중으로 누르도록 형성되고,

    상기 닥터 블레이드(6)는, 분리된 지지부(65)와, 상기 지지부(65)와의 관계에 있어서 움직임이 가능한 마모부(64)로 구성되고, 상기 지지부(65)는 상기 홀더 디바이스(7)에서 분리될 수 있도록 고정된 홀더부(71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이의 크레이핑 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 지지부(65)에 본질적으로 상기 닥터 블레이드(6)와 평행하게 연장된 피봇가능한 이음매(74)가 제공되고,

    상기 닥터 블레이드(6)는 상기 외피 표면(20)을 그것의 연장선을 따라서 변동되는 각도(β)로 누를 수 있도록 설치되며,

    바람직하게는 입구측에서의 해당 각도(β)보다는 출구측에서 더 큰 접촉 각도(β')를 이루도록(즉, β'>β) 설치되는 것을 특징으로 하는 종이의 크레이핑 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    바람직한 선형 하중과 바람직한 각도(β)를 이루게하는 프레싱 디바이스(9)와 상호 연동하여 상기 홀더 디바이스(7)의 위치를 변경함으로써 그것의 연장선을 따라서 토션(torsion)이 적용될 수 있도록 상기 닥터 블레이드(6)를 설치하는 것을 특징으로 하는 종이의 크레이핑 방법.
14. 제 11 항에 있어서, 사용후 구동 디바이스(66)의 하측 위치에서 적어도 상기 닥터 블레이드(6)의 마모부(64)를 절단하여 작은 조각으로 만드는 것을 특징으로 하는 종이의 크레이핑 방법.
15. 제 11 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 라인(62) 및/또는 접촉면(63)은,

    통상의 닥터 블레이드 재질보다 연마 정도가 현저히 낮은 외피 표면(20) 상에서 연마되는 특성을 가진 재질로 이루어지거나 및/또는

    통상의 닥터 블래이드 재질을 이용할 경우보다 공정상의 재료 비용을 현저하게 낮출수 있는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크레이핑 닥터 장치.

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