KR20120034243A - 단롤, 단롤의 재가공 방법 및 싱글 페이서 - Google Patents

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Abstract

상부 단롤 (10) 의 마루부 (12) 의 원호상 곡면의 곡률이 가공 이전에 비해 증가되도록 재가공이 실행된다. 또한, 하부 단롤 (20) 의 마루부 (22) 의 원호상 곡면의 곡률이 가공 이전에 비해 증가되도록 재가공이 실행된다. 이 단계에서, 단롤 (10) 의 마루부 (12) 의 최대 직경을 가능한 유지하기 위해 연마가 실행된다. 이에 의해, 상하부 단롤 (10, 20) 의 마루부와 계곡부 사이를 연결하는 단롤의 경사면의 길이가 감소되고, 재가공 후의 상하부 단롤 (10, 20) 에 의해 형성된 양면 골판지 시트 "j" 용의 파형 골심지 "e" 의 골심지의 소비량의 증가율이 감소될 수 있다.

Description

단롤, 단롤의 재가공 방법 및 싱글 페이서{CORRUGATED ROLL, REPROCESSING METHOD THEREFOR, AND SINGLE FACER}
본 발명은, 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서 (single facer) 에 있어서, 골심지 (corrugated medium) 의 소비량을 저감할 수 있는 단롤 (corrugating roll) 의 재가공 방법, 이 재가공 방법에 의해 재가공된 단롤, 이 단롤을 구비한 싱글 페이서, 및 유용한 양면 골판지 시트를 제조할 수 있는 싱글 페이서에 관한 것이다.
파형 (fluted) 골심지와 백 라이너를 함께 접합함으로써 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서에는, 가압 롤 방식과 가압 벨트 방식의 2 종류가 있다. 이하, 이들의 싱글 페이서의 구성을 간단하게 설명한다.
도 7 은, 가압 롤 방식의 싱글 페이서를 나타낸다. 도 7 에 있어서, 이 싱글 페이서 (100A) 는, 1 쌍의 상하 단롤 (102, 104) 과, 하부 단롤 (104) 에 마주하도록 제공된 가압 롤 (106) 및 접착 (gluing) 장치 (108) 를 구비하고 있다.
상하 단롤 (102, 104) 은, 외주면에 축방향으로 정렬된 파형 홈을 가지며, 이 홈은 서로 맞물린다. 평탄 시트 골심지 "d" 는 화살표 "a" 방향으로부터 공급되어, 상하 단롤 (102, 104) 사이의 닙을 통과함으로써, 파형 골심지 "e" 로 성형된다. 접착 장치 (108) 에서는, 풀 용기 (110) 내에 저류된 풀 "g" 이 접착 롤 (112) 에 의해 스킴(skim)되어, 닥터 롤 (114) 이 풀의 막을 고르게처리한다. 접착 롤 (112) 의 표면에 부착한 풀 "g" 은, 파형 골심지 "e" 의 플루트 팁에 도포된다.
가압 롤 (106) 에 공급된 평탄 시트 백 라이너 "f" 는, 풀이 도포된 파형 골심지 "e" 와 함께, 가압 롤 (106) 과 하부 단롤 (104) 사이의 닙을 통과하여 가압된다. 이로써, 파형 골심지 "e" 와 백 라이너 "f" 가 함께 접착되어, 편면 골판지 시트 "h" 가 제조된다.
다음으로, 도 8 을 참조하여, 가압 벨트 방식의 싱글 페이서의 구성을 간단하게 설명한다. 가압 롤 (106) 대신에, 이 싱글 페이서 (100B) 에는, 상부 단 롤 (102) 의 표면에 압압되는 엔드리스 가압 벨트 (116) 가 제공된다. 하부 단롤 (104) 에 공급된 평탄 시트상 골심지 "d" 는, 상하 단롤 (102, 104) 사이를 통과하며, 이에 의해, 파형 골심지 "e" 로 형성된다.
다음으로, 파형 골심지 "e" 의 플루트 팁에, 접착 롤 (112) 에 의해 풀 "g" 이 도포된다. 그 후, 평탄 시트상의 백 라이너 "f" 와 플루트 팁에 풀 "g" 이 도포된 파형 골심지 "e" 가, 상부 단롤 (102) 과 엔드리스 가압 벨트 (116) 사이를 통과하여 가압되고 접합된다. 이에 의해, 편면 골판지 시트 "h" 가 제조된다.
제조 라인의 하류측에서, 이렇게 제조된 편면 골판지 시트는, 백 라이너 "f" 가 접착되어 있지 않은 플루트 팁에 평탄 시트상의 프론트 라이너가 접착되어, 양면 골판지 시트가 제조된다. 또한, 파형 골심지 "e" 가 이루는 파형은 "플루트 (flute)" 라 한다.
싱글 페이서의 상하 단롤은, 고강도 강에 의해 제조되고, 단롤의 표면에 경질 크롬 도금, 텅스텐 카바이트 용사 등이 제공되어 높은 내마모성을 갖는다. 그러나, 단롤이 사용됨에 따라 이들 롤은 마모된다. 단롤이 상당히 마모되면, 정기적으로 교환된다. 이후, 단롤의 외부면은 롤의 재사용을 위해 재연마된다. 단롤의 폭은, 종이 시트 보다 크기 때문에, 단롤은 폭방향으로 균일하게 마모되지 않고, 단롤의 중앙부가 빨리 마모된다. 그 때문에, 단롤은, 파형 표면이 폭방향으로 균일하게 되도록, 재연마되어야 한다.
특허문헌 1 에는, 종이 시트와 골판지 성형용 사이의 마찰에 의해 발생되는 단롤의 표면의 마모에 기인한 단롤의 손상을 방지하기 위해서, 단롤의 개량된 플루트 형상이 개시되어 있다.
또, 특허문헌 2 에는, 단롤 사이에 종이 시트를 폭방향으로 균일하게 이송할 수 있어, 종이 시트의 구겨짐 (wrinkle) 을 방지할 수 있는 단롤의 연삭 방법이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 공표특허공보 2002－500116호
특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004－42259호
도 9 는, 싱글 페이서에 의해 제조된 편면 골판지 시트에, 프론트 라이너 "i" 를 접착함으로써 제조된 양면 골판지 시트 "j" 를 나타낸다. 종래의 단롤의 재가공 방법은, 마루부 (crest) 와 계곡부 (trough) 의 원호상 곡면의 곡률을 변경하지 않고, 새로운 단롤의 높이와 동일한 주름 높이 (corrugation height) 가 폭방향으로 균일하게 얻어질 때까지 단롤의 외주를 연마하는 방법이다. 종래의 재가공 방법에서는, 재가공 후에, 플루트 팁의 직경이 감소된다. 그 결과, 단롤의 둘레의 길이가 감소된다. 그러나, 단롤의 주름의 수는 일정하게 유지되기 때문에, 단위 길이당 주름의 피치는, 프론트 라이너 "f" 및 백 라이너 "i" 에 대해 상대적으로 감소된다.
즉, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 재가공 후의 파형 골심지 "e" 의 주름 피치 (P2) 는, 재가공전의 파형 골심지 "e" 의 주름 피치 (P1) 에 비해 감소된다. 이로써, 골심지 "d" 의 소비량, 즉, 주름 반복율 (corrugation repetition ratio)(골심지의 길이/프론트 라이너 및 백 라이너의 길이) 이 증대한다.
도 10 의 표는, 재가공 횟수와 주름 반복율 사이의 관계를 나타내고 있다. 재가공의 횟수가 늘어나는 만큼, 주름 반복율과 골심지의 소비량은 증가한다. 단롤의 경화 층의 두께의 관점에서, 약 6 회의 재가공이 가능할 수 있다. 그러나, 골심지의 소비량 증대로 인해, 통상, 재가공 횟수는 약 3 회로 제한되며, 3 회의 재가공 후에는 단롤은 폐각된다.
다음으로, 골심지의 소비량의 증가율 및 그로 인한 비용 상승의 예를 나타낸다. A 플루트를 이용해, 1 일 생산량을 10 만 m, 평균 종이 폭 (paper width) 을 1.7 m, 골심지의 평량을 125 g/㎡ 로 한다.
신규의 단롤이 사용되면, 골심지의 1 년간의 소비량은 0.125 kg/㎡ × 1.7 m × 10 만 m/일 × 1.594(주름 반복율) × 20 일/월 × 12 월/년 = 8129.4톤.
골심지의 비용을 56 엔/kg 으로 하면, 골심지 비용은 455,246 천엔이 된다.
재가공 3 회 후의 1 년간 골심지의 소비량은 다음과 같이 계산된다:
0.125 kg/㎡ × 1.7 m × 10 만 m/일 × 1.597 (주름 반복율) × 20 일/월 × 12 월/년 = 8144.7톤.
골심지의 비용을 56 엔/kg 으로 하면, 골심지 비용은 456,103 천엔이 되며, 857 천엔의 비용이 상승된다.
재가공 6 회 후의 골심지의 소비량은 다음과 같다:
0.125 kg/㎡ × 1.7 m × 10 만 m/일 × 1.6014 (주름 반복율) × 20 일/월 × 12 월/년 = 8165.1톤.
골심지의 비용을 56 엔/kg 으로 하면, 골심지 비용은 457,246 천엔이 되어, 2,000 천엔의 비용이 상승된다. 상기 계산과 같이, 재가공에 의해 야기된 골심지의 비용 상승은 무시할 수 없다.
이러한 종래 기술의 과제를 감안하여, 본 발명의 제 1 목적은, 사용 후의 단롤을 재가공할 때, 골판지 시트 제조시의 골심지의 소비량의 증가를 감소시켜 이에 의해, 종이 시트의 비용 상승을 억제하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은, 경제적인 포장 상자로서 유용한 성능을 갖는 양면 골판지 시트를 제조할 수 있는 싱글 페이서를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 단롤의 재가공 방법은, 파형 외주면을 가지며, 파형 골심지와 백 라이너로 이루어지는 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서에 장착되며, 편면 골판지 시트의 제조에 사용된 후에 단롤을 재가공하는 방법에 있어서, 마루부의 플루트 팁의 연마를 최소로 하여 단롤의 최대 직경을 유지하면서, 플루트 팁을 포함하는 단롤의 마루부의 원호상의 곡면의 곡률이 가공 전의 곡률에 비해 커지도록 단롤을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단롤의 재가공 방법이다.
본 발명의 방법에서는, 단롤이 재가공될 때, 마루부의 플루트 팁의 연마를 최소화하여 단롤의 최대 직경을 유지하면서, 단롤의 마루부의 곡면의 곡률을 가공 전의 곡률에 비해 증가시킴으로써, 마루부의 플루트 팁과 단롤의 계곡부의 바닥부를 연결하는 단롤의 경사면의 길이가 감소될 수 있다. 이에 의해, 골심지의 소비량의 증가가 억제될 수 있다.
본 발명의 방법에 있어서, 단롤이 복수의 상이한 곡률로 규정된 곡면을 갖는 마루부를 포함한다면, 단롤을 가공하는 단계는, 곡면과 경사면의 교점을 연결하는 직선과 곡면에 의해 둘러싸이는 단면의 단면적이 가공 전의 그 단면의 단면적보다 작아지도록 실행될 수도 있다. 상기 구성의 단롤에서는, 이와 같이 가공함으로써, 마루부의 곡면의 곡률이 가공 전의 곡률에 비해 증가될 수 있고, 마루부의 플루트 팁과 계곡부의 바닥부를 연결하는 단롤의 경사면의 길이가 감소될 수 있다. 그 결과, 골심지의 소비량의 증가가 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 있어서, 상기 단롤이, 본 플루트 형상의 마루부를 포함한다면, 상기 단롤을 가공하는 단계는, 마루부가 골심지와 접촉하는 시점과 종점을 연결하는 직선과 마루부의 곡면으로 둘러싸이는 단면의 단면적이 가공 전의 그 단면의 단면적보다 작아지도록 실행될 수도 있다. 상기 구성의 단롤에서는, 이와 같이 가공함으로써, 마루부의 곡면의 곡률이 가공 전의 곡률에 비해 증가될 수 있고, 따라서, 골심지의 소비량의 증가가 억제될 수 있다.
본 발명의 방법은, 재가공시의 마루부의 곡면의 곡률 증가에 따라서, 서로 맞물리는 단롤의 계곡부의 바닥부의 연마가 최소가 되어 바닥부를 포함하는 곡면의 곡률을 증가시키는 가공 단계, 및 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 하류측 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이가, 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이와 실질적으로 동일해지도록 가공하는 단계를 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 재가공시에, 마루부 뿐만 아니라, 그 마루부에 마주하는 계곡부는, 마루부에 마주하는 계곡부의 곡면의 곡률이 커지도록 가공되며, 1 쌍의 단롤의 서로 마주하는 마루부와 계곡부의 곡면의 곡률의 차이가 재가공 전후에 실질적으로 동일해지도록 재가공이 실행된다. 이에 따라, 골심지의 소비량의 증가를 억제하면서, 재가공 후의 단롤에 의한 골심지의 압축 성형 성능이 만족스럽게 유지될 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 마루부 또는 계곡부의 "곡면" 은, 예를 들어 원호상 곡면이며, 원호상 곡면 이외의 임의의 형상의 곡면일 수도 있는데, 예를 들어 원형 또는 타원형의 일부를 이루는 2 이상의 곡면일 수도 있다.
또한, 본 발명의 단롤은, 전술한 재가공 방법을 사용하여 재가공된 단롤이다. 이러한 구성을 갖는 단롤을 사용함으로써, 골심지의 소비량의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 제 1 발명의 싱글 페이서는, 서로 맞물리는 파형 외주면, 파형 골심지를 형성하는 1 쌍의 단롤, 파형 골심지의 플루트 팁에 풀을 도포하는 접착 장치, 및 풀이 도포된 파형 골심지와 백 라이너를 일방의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 장치를 포함하며, 적어도 하나의 단롤은 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 단롤을 포함한다.
제 1 발명의 싱글 페이서가 전술한 재가공 방법을 사용하여 재가공된 단롤을 포함하고 있기 때문에, 골심지의 소비량의 증가를 억제할 수 있다.
제 1 발명의 싱글 페이서에 있어서, 가압 장치가 파형 골심지와 백 라이너를 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 롤이면, 본 발명의 재가공 방법에 의해 재가공된 마루부를 갖는 제 5 항에 따른 단롤은, 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤과 함께 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤로서만 사용될 수도 있다. 싱글 페이서에 제공된 가압 장치가 가압 롤이라면, 가압 벨트에 비해, 단롤 사이의 닙에 큰 국소 면압이 가해진다. 따라서, 종이 시트의 절단 방지의 관점에서, 마루부의 원호상 곡면의 곡률을 크게 한 본 발명의 단롤은, 파형 골심지의 형성을 실시하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤에 적용하는 것이 바람직하다.
제 1 발명의 싱글 페이서에 있어서, 상기 가압 장치가 골심지와 백 라이너를 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤과 함께 가압하여 접합하는 가압 벨트라면, 본 발명의 재가공 방법에 의해 재가공된 마루부를 갖는 단롤은, 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤, 및 하류측 단롤과 함께 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤 중 적어도 하나에 사용될 수도 있다.
싱글 페이서에 제공된 가압 장치가 가압 벨트라면, 가압 롤에 비해, 단롤 사이의 닙에 상당히 큰 국소 면압이 가해지지 않는다. 이에 따라, 마루부의 원호상 곡면의 곡률을 크게 한 본 발명의 단롤이 아무런 문제 없이 1 쌍의 단롤 중 어느 쪽에 적용될 수도 있다.
또한, 제 2 발명의 싱글 페이서는, 서로 맞물리는 파형 외주면, 파형 골심지를 형성하는 1 쌍의 단롤, 파형 골심지의 플루트 팁에 풀을 도포하는 접착 장치, 및 풀이 도포된 파형 골심지와 백 라이너를 일방의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 장치를 구비한 싱글 페이서에 있어서, 골심지와 백 라이너와의 접합에 사용되는 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률보다, 하류측 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률이 커지도록 구성되며, 상기 싱글 페이서는, 백 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면보다, 프론트 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률이 더 큰 양면 골판지 시트를 제조할 수 있다.
제 2 발명의 싱글 페이서가, 백 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률보다, 프론트 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률이 커질 수 있기 때문에, 제 1 발명의 싱글 페이서와 마찬가지로, 골심지의 소비량을 억제할 수 있고 이에 따라 골판지 시트의 비용을 저감할 수 있다.
또한, 골심지와 백 라이너를 함께 접합하는 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률은, 하류측 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률보다 작게 형성된다. 이에 의해, 파형 골심지와 백 라이너를 함께 가압 접합할 때, 종이 시트에 상당히 높은 국소 면압이 가해지지 않는다. 이에 따라, 종이 시트가 가압 롤 방식의 싱글 페이서에 적용될 때 조차, 종이 시트가 절단 되는 것이 방지된다.
또한, 백 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률보다, 프론트 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률이 큰 양면 골판지 시트가 제조될 수 있다. 양면 골판지 시트로부터 골판지 상자가 제조될 때, 골판지 상자의 내측 면을 형성하는 백 라이너에 접착되는 파형 골심지의 접착부의 곡률은 작게 형성되고, 골판지 상자의 외측면을 형성하는 프론트 라이너에 접착되는 파형 골심지의 접착부의 곡률은 크게 형성된다.
이에 따라, 백 라이너의 쿠션성이 확보된다. 이와 동시에, 프론트 라이너측에서 피포장물에 대한 보호 효과를 유지하면서, 프론트 라이너와 파형 골심지와의 접착부에 도포되는 풀의 도포량이 저감될 수 있고, 이에 따라 비용 저감을 달성할 수 있다. 또한, 프론트 라이너와 파형 골심지와의 접착부에 도포되는 풀이 저감될 수 있기 때문에, 풀의 고화 후 수축이 감소될 수 있으며, 이로써, 프론트 라이너의 평활성 및 적절한 인쇄 적정을 확보할 수 있다.
제 2 발명의 싱글 페이서에 있어서, 골심지와 백 라이너의 접합에 사용되는 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 원호상 곡면의 곡률과 하류측의 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이는, 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이와 실질적으로 동일할 수도 있다. 그 결과, 백 라이너와의 접착부, 및 프론트 라이너와의 접착부의 파형 골심지의 압축 성형 성능이 양호하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 양면 골판지 시트의 성능이 한층 더 향상될 수 있다.
본 발명의 방법에 의하면, 파형 외주면을 가져, 파형 골심지와 백 라이너로 이루어지는 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서에 장착되며 편면 골판지 시트의 제조에 사용된 후의 단롤을 재가공하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 마루부의 플루트 팁의 연마를 최소로 하여 두어 단롤의 최대 직경을 유지하면서, 플루트 팁을 포함하는 단롤의 마루부의 원호상의 곡면의 곡률이 가공 전의 곡률에 비해 커지도록 단롤을 가공하는 단계를 포함한다. 따라서, 종래 기술에 비해, 골판지 시트의 제조시 골심지의 소비량의 증가가 억제될 수 있고, 종이 시트의 비용 상승이 감소될 수 있다.
또, 상기 본 발명의 방법을 사용하여 재가공된 본 발명의 단롤, 및 본 발명의 단롤을 구비한 제 1 발명의 싱글 페이서도 상기 본 발명의 방법과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또, 제 2 발명의 싱글 페이서는, 서로 맞물리는 파형 외주면; 파형 골심지를 형성하는 1 쌍의 단롤; 파형 골심지의 플루트 팁에 풀을 도포하는 접착 장치; 및 풀이 도포된 파형 골심지와 백 라이너를 일방의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 장치를 구비한 싱글 페이서에 있어서, 골심지와 백 라이너와의 접합에 사용되는 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률보다, 하류측 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률이 커지도록 구성되며; 싱글 페이서는, 백 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률보다, 프론트 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률이 더 큰 양면 골판지 시트를 제조할 수 있다. 따라서, 골판지 상자의 내측 면이 되는 백 라이너측은 쿠션성을 확보해, 피포장물에 대한 보호 효과를 유지한다. 그와 동시에, 프론트 라이너측에는, 프론트 라이너와 파형 골심지의 접착부에 도포되는 풀의 도포량이 감소될 수 있어 비용 저감과 프론트 라이너의 평활성 및 적절한 인쇄적정 (proper printability) 을 확보할 수 있다.
또, 파형 골심지와 백 라이너를 가압하는 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률은, 하류측의 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 원호상 곡면의 곡률보다 작게 형성되어 있다. 따라서, 파형 골심지와 백 라이너 사이의 가압 접합시에, 종이 시트에 상당한 국소 면압이 가해지지 않기 때문에, 가압 롤 방식의 싱글 페이서에 적용될 때 조차, 종이 시트가 절단되는 것이 방지된다.
도 1 은 본 발명의 방법에 의해 재가공된 단롤의 제 1 실시형태에 관련된 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 방법에 의해 재가공된 단롤의 제 2 실시형태에 관련된 단면도이며, (A) 는 재가공전 단롤을 나타내고, (B)는 재가공 후의 단롤을 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 방법에 의해 재가공된 단롤의 제 3 실시형태에 관련된 단면도이다.
도 4 는 제 2 발명의 싱글 페이서에 장착된 단롤의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 도 4 의 단롤을 구비한 싱글 페이서에 의해 제조된 골판지 상자의 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 기술 및 종래의 기술에 의한 양면 골판지 시트용 골심지의 소비량 증가율을 나타내는 표이다.
도 7 은 가압 롤 방식의 싱글 페이서의 단면도이다.
도 8 은 가압 벨트 방식의 싱글 페이서의 단면도이다.
도 9 는 종래의 재가공 방법에 의해 재가공된 단롤을 사용하여 제조된 양면 골판지 시트용 골심지의 소비량 증가율을 나타내는 표이다.
도 10 은 종래의 재가공 방법에 의해 재가공된 단롤과 신규의 단롤을 사용하여 제조된 양면 골판지 시트를 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태를 참조하여 상세히 설명한다. 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 상대 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것으로만 한정하는 것은 아니다.
(제 1 실시형태)
본 발명의 방법 및 장치의 제 1 실시형태를 도 1 을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 싱글 페이서에 장착된 상부 단롤 (10) 과 하부 단롤 (20) 사이의 맞물림부를 나타내며, 골심지 "d" 가 그 맞물림부를 통과한다. 본 실시형태는, 상부 단롤 (10) 의 마루부 (12) 및 하부 단롤 (20) 의 마루부 (22) 의 원호상 곡면이 동일한 곡률 반경 (R1a) 을 가지며, 상부 단롤 (10) 의 계곡부 (14) 와 하부 단롤 (20) 의 계곡부 (24) 의 원호상 곡면이 동일한 곡률 반경 (R1b)(곡률 반경 (R1a) 과는 상이함, 즉, R1a ＜ R1b) 을 갖는 경우의 예이다.
이 싱글 페이서를 약 1 년동안 사용한 뒤, 상하 단롤 (10, 20) 의 종이 시트에 접하는 부분이 마모되며, 외주면이 롤 폭방향으로 불균일해진다. 이러한 경우, 단롤은 재가공할 필요가 있다. 도면에서, 실선 (25) 은 신품시의 하부 단롤 (20) 의 외주면을 나타내며, 파선 (26) 은 하부 단롤 (20) 의 마루부 (22) 가 마모된 후의 하부 단롤 (20) 의 외주면을 나타낸다. 그리고, 2 점 사슬 선 (27) 은 하부 단롤 (20) 의 재가공선을 나타낸다. 이 재가공선 (27) 을 따라 하부 단롤 (20) 이 연마된다. 일점 사슬 선 (28) 은 종래의 재가공 방법의 재가공선을 나타낸다. 또한, 도 1 에서는, 상부 단롤 (10) 의 재가공선은 생략됨에 주의한다.
하부 단롤 (20) 에 대해, 마루부 (22) 의 재가공전의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R1a) 및 마루부 (22) 의 재가공 후의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R2a) 과, 계곡부 (24) 의 재가공전의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R1b) 및 계곡부 (24) 의 재가공 후의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R2b) 은, R2a ＜ R1a, R2b ＜ R1b,
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인 관계에 있다. 즉, 재가공선에서는, 하부 단롤 (20) 의 마루부 (22) 와 계곡부 (24) 의 원호상 곡면은, 재가공전에 비해, 곡률이 커지도록 연마된다. 또, 하부 단롤 (20) 의 마루부 (22) 와 계곡부 (24) 의 원호상 곡면은, 마루부 (22) 의 재가공 전후의 곡률의 차이와 계곡부 (24) 의 재가공 전후의 곡률의 차이가 동일해지도록 연마된다. 이는, 재가공 후 골심지 "d" 의 압축 공간을 재가공전과 대략 동일한 압축 공간을 유지함으로써, 골심지 "d" 의 압축 성형 성능을 양호하게 유지하기 위함이다.
다른 한편, 재가공선 (28) 으로 나타나는 종래의 재가공 방법에서, 재가공 전후로, 마루부 (22) 의 원호상 곡면의 곡률 반경은 R1a 이며, 계곡부 (24) 의 원호상 곡면의 곡률은 R1b 이다. 상하 단롤 (10, 20) 의 주름의 높이 (H) 는, 본 실시형태 및 종래 방법 양자에서, 재가공 전후로 동일하게 유지된다. 또한, 본 실시형태에서 도시되지는 않았지만, 상부 단롤 (10) 의 재가공선은, 하부 단롤 (20) 용 재가공선과 동일한 방식으로 결정됨에 주목한다.
상하 단롤 (10, 20) 의 최대 직경을 형성하는 마루부 (12, 22) 의 플루트 팁의 연마는, 상하 단롤 (10, 20) 의 최대 직경을 감소시키기 않도록 최소화된다. 즉, 마루부 (12, 22) 의 플루트 팁의 연마는 양측의 원호상 곡면에 의해 매끄러운 곡선을 형성하기 위해서 요구되는 최소한으로 제한된다.
본 실시형태에 의하면, 상하 단롤 (10, 20) 의 최대 직경의 감소를 최소한으로 하면서, 상하 단롤 (10, 20) 의 마루부 (12, 22) 및 계곡부 (22, 24) 에서 마루부의 원호상 곡면의 곡률을 크게 함으로써, 상하 단롤의 마루부와 계곡부를 연결하는 단롤의 경사면의 길이가 감소된다. 이로써, 골심지 "d" 의 소비량을 감소시켜, 종이 시트의 비용 상승이 저감될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 상하 단롤 (10, 20) 의 마루부 (12, 22) 만을 재가공선을 따라 재가공함으로써, 골심지의 소비량이 감소될 수 있음에 주목한다. 상하 단롤 (10, 20) 의 계곡부 (14, 24) 를 재가공하지 않고도, 이전 곡률 반경 (R1b) 이 유지되고, 마루부와 계곡부의 곡면 프로파일의 차이가 허용가능 범위 내라면, 골심지 "d" 는 아무 문제 없이 성형될 수 있다. 대안으로, 상하 단롤 (10, 20) 중, 일방의 단롤의 마루부만이 상기 재가공선을 따라 가공될 수도 있다. 또한, 이경우, 골심지 "d" 의 소비량의 증가가 감소될 수 있다.
그러나, 도 7 에 나타낸 가압 롤 방식의 싱글 페이서에 장착된 단롤에, 마루부의 원호상 곡면의 곡률을 크게 한 본 발명의 재가공 방법이 실시되는 경우, 파형 골심지 "e" 를 형성하는 상부 단롤 (102) 에만 적용되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 가압 롤 (106) 과 함께 파형 골심지 "e" 와 백 라이너 "f" 를 접착하는 하부 단롤 (104) 에 이 방법이 적용되면, 하부 단롤 (104) 의 마루부의 곡률이 커진다. 그 결과, 하부 단롤 (104) 과 가압 롤 (106) 사이의 닙에서 국소 면압이 너무 높아져 닙에서 편면 골판지 시트 "h" 가 절단될 우려가 있기 때문이다.
이에 반해, 도 8 에 나타낸 가압 벨트 방식의 싱글 페이서에서는, 상부 단롤 (102) 과 가압 벨트 (116) 사이의 닙에서, 상당히 큰 국소 면압은 발생되지 않는다. 그 때문에, 본 발명의 재가공 방법을 상부 단롤 (102) 및 하부 단롤 (104) 의 양방 혹은 일방의 어느 쪽의 롤에 적용될 수도 있다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 방법 및 장치의 제 2 실시형태가 도 2 를 참조하여 설명된다. 본 실시형태는, 상부 단롤 또는 하부 단롤의 마루부의 곡면 (32) 이, 2 개의 상이한 곡률의 곡면으로 구성되어 있는 경우의 예이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 단롤의 마루부의 곡면 (32) 이 2 개의 상이한 곡률 반경 (R3 및 R4) 으로 이루어지는 곡면으로 형성되어 있다면, 경사면 (34) 과 교차하는 곡면 (32) 의 시점 (B) 과 종점 (C) 을 연결한 직선 (L) 과 곡면 (32) 에 의해 둘러싸이는 영역의 면적을 A1 로 한다. 또한, 재가공 후의 동일 영역의 면적을 A2 로 한다. 면적 A2 가 면적 A1 보다 작아지도록, 재가공 후의 곡률 반경 (R5, R6) 및 재가공선 (36) 이 결정되고, 그리고 재가공이 실행된다. 이 경우, 도 2 에서는, 일례로서 R3 및 R5 ＜ R6 ＜ R4 의 관계를 나타낸다. 다만, A2 ＜ A1 이 만족되면, 곡률 반경은 전술한 관계를 만족하는 것으로 제한되지 않으며, 더 작거나 더 클 수도 있다. 또한, 곡면 (32) 은, 2 개의 상이한 곡률 반경을 가지는 곡면 이외에, 임의의 형상의 곡면일 수도 있고, 예를 들어 원 또는 타원형의 일부를 형성하는 2 이상의 곡면일 수도 있다.
단롤의 최대 직경을 형성하는 플루트 팁의 연마는, 양측의 곡면과의 사이에 매끄러운 곡선을 형성하기 위해서 요구되는 최소한으로 제한된다. 이러한 재가공선 (36) 을 따라 재가공함으로써, 골심지 "d" 의 소비량의 증가가 감소될 수 있고, 이에 따라, 종이 시트의 비용 상승이 감소될 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음으로, 본 발명의 방법 및 장치의 제 3 실시형태를 도 3 을 참조하여 설명한다. 본 실시형태는, 상하 단롤 (40, 50) 의 마루부 (42, 52) 의 형상이, 소위 본 플루트로 불리는 형상을 갖는 경우의 예이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 플루트 형상에서, 마루부와 계곡부 (44 및 54) 를 연결하는 경사면 (46 및 56) 은 상하 단롤 (40, 50) 의 마루부 (42, 52) 에 대해, 골심지 "d" 에 대해 후방으로 변위된다. 이에 의해, 경사면 (46 및 56) 의 영역에서, 골심지 "d" 에 적용되는 면압이 저감 되기 때문에, 골심지 "d" 의 컨베이어 속도를 크게 하는 경우라도, 골심지 "d" 가 절단될 우려가 적다.
재가공전의 마루부 (42, 52) 의 원호상 곡면의 곡률 반경은 R7 이다. 본 실시형태에서는, 상부 단롤 (40) 의 재가공선을 2 점 사슬 선 (48) 으로 나타내며, 하부 단롤 (50) 의 재가공선을 2 점 사슬 선 (58) 으로 나타낸다. 재가공선 (48 및 58) 의 곡률 반경 (R8) 은, 재가공전의 곡률 반경 (R7) 보다 작다. 도 3 에서는, 상하 단롤 (40, 50) 이 상하 단롤 (40, 50) 사이에 골심지 "d" 를 개재하여 서로 맞물림될 때에, 하부 단롤 (50) 의 재가공선 (58) 만을 도시하고 있다. 재가공선 (58) 을 예로 들어 설명한다.
마루부 (52) 가 골심지 "d" 와 접촉하는 시점 (D) 및 종점 (E) 을 연결하는 직선 (L) 과 마루부 (52) 의 원호상 곡면으로 둘러싸이는 재가공전의 영역의 면적은 A3 이고, 재가공 후의 동일 영역의 면적을 A4 로 한다. 재가공 후의 동일 영역의 면적 A4 이 재가공전의 면적 A3 보다 작아지도록, 마루부 (52) 의 원호상 곡면의 곡률을 결정할 수도 있다. 재가공 후 골심지 "d" 의 표면은, 라인 (파선)(d') 에 의해 나타낸다. 상부 단롤 (40) 의 재가공선 (48) 도 동일한 절차를 사용하여 결정될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 단롤 (40, 50) 의 최대 직경을 형성하는 플루트 팁의 연마는, 양측의 곡면과의 사이에 매끄러운 곡선을 형성하기 위해서 요구되는 최소한으로 제한된다.
본 실시형태에 의하면, 본 플루트의 상하 단롤 (40, 50) 의 마루부 (42, 52) 를 재가공선 (48, 58) 을 따라 재연마함으로써, 상하 단롤 (40, 50) 의 마루부 (42, 52) 간에 개재하는 골심지 "d" 의 길이가 감소될 수 있다. 이로써, 골심지 "d" 의 소비량의 증가가 감소될 수 있어, 종이 시트의 비용 상승을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 상하 단롤 (40, 50) 의 어느 쪽인지 일방만을, 재가공선 (48 또는 58) 을 따라 재가공 함으로써, 골심지 "d" 의 소비량의 증가가 감소될 수 있다.
(제 4 실시형태)
다음으로, 제 2 발명의 싱글 페이서의 일 실시형태를 도 4 및 도 5 를 참조하여 설명한다. 도 4 에 있어서, 상하 단롤 (60 및 70) 은 싱글 페이서에 장착된다. 상부 단롤 (60) 의 마루부 (62) 의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R9) 보다, 하부 단롤 (70) 의 마루부 (72) 의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R10) 이 더 작다.
또한, 상하 단롤의 배치는, 싱글 페이서에 롤이 어떻게 위치되는지에 따라 상하가 역이 되는 경우가 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 전술한 바와 같은 구성의 상하 단롤을 구비한 싱글 페이서에 의해 제조된 양면 골판지 시트 "j" 에서, 백 라이너 "f" 와 접착된 파형 골심지 "e" 의 접착부의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R9) 보다, 프론트 라이너 "i" 와 접착된 파형 골심지 "e" 의 접착부의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R10) 이 더 작다.
전술한 바와 같이, 하부 단롤 (70) 의 마루부 (72) 의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R10) 이 작게 설정되어 있기 때문에, 하부 단롤 (70) 의 마루부의 플루트 팁과 계곡부의 바닥부를 연결하는 단롤의 경사면의 길이가 감소될 수 있다. 이에 의해, 골심지의 소비량의 증가가 감소될 수 있기 때문에, 종이 시트의 비용 상승이 저감될 수 있다.
또한, 백 라이너 "f" 와 접착된 파형 골심지 "e" 의 접착부의 원호상 곡면의 곡률 반경 (R9) 이 더 작게 형성되어 있지 않기 때문에, 백 라이너 "f" 의 쿠션성이 확보되어 피포장물에 대한 보호 효과가 유지된다. 프론트 라이너측에서, 파형 골심지와의 접착부에 도포되는 풀의 도포량이 감소될 수 있고, 이에 따라, 비용 저감을 달성할 수 있다. 또한, 풀이 저감될 수 있기 때문에, 풀의 고화후의 수축이 억제될 수 있고 이로써, 프론트 라이너의 평활성 및 적절한 인쇄적정을 확보할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 백 라이너 "f" 와 파형 골심지 "e" 를 가압해 이들을 함께 접착하기 위해서 사용되는 상부 단롤 (60) 의 마루부 (62) 의 곡률 반경 (R9) 이 증가되기 때문에, 가압시의 국소 면압이 작음에 주목한다. 따라서, 이 방법은 가압 롤 방식 또는 가압 벨트 방식 싱글 페이서 양자에 적용될 수 있다.
실시예
(제 2 발명)
본 발명의 방법 및 종래 방법에 의해 재가공된 싱글 페이서, 및 제 2 발명의 싱글 페이서에 의해, 편면 골판지 시트를 제조했을 경우의 계산 결과를 도 6 에 나타낸다. No. 1 에 나타낸 단롤의 표면은, 종래 방법 (No. 2) 및 본 발명의 방법 (No. 3) 을 사용하여 직경 0.5 mm 로 연마되고, 연마는 각각의 롤 당 6 회 반복된다. No. 4 는, 제 2 발명의 싱글 페이서의 계산 결과를 나타낸다.
종래 방법 (No. 2) 에서는, 재가공 전후의 곡률 반경은 마루부 및 계곡부에 대해 동일하다. 이에 반해, 본 발명의 방법 (No. 3) 에서는, 골심지 성형측 단롤의 마루부의 곡률 반경이 Δ0.13 mm (1.5 mm 에서 1.37 mm 로) 감소되고, 그 마루부와 대립되어 골심지 "d" 를 사이에 두는 백 라이너 접착측 단롤의 계곡부의 곡률 반경도 Δ0.13 mm (2.0 mm 에서 1.87 mm 로) 감소된다. 그 결과, 골심지 "d" 의 압축 성형 성능이 양호하게 유지될 수 있다.
No. 2 와 No. 1 의 비교에 의해, 종래의 방법에서는, 재가공 후에 골심지의 소비량이 0.44 % 증가되는 것으로 나타나 있다. 그러나, No. 3 과 No. 1 의 비교에 의해, 본 발명은 골심지의 소비량의 어떠한 증가도 경험하지 않는 것으로 나타나 있다. 즉, 본 발명은 골심지의 소비량의 증가를 억제할 수 있다.
신품인 경우, 제 2 발명의 싱글 페이서 (No. 4) 는, 1.37 mm 의 골심지 성형측 단롤의 마루부의 곡률 반경보다 큰 1.5 mm 의 백 라이너 접착측 단롤의 마루부의 곡률 반경을 갖는다. 도 6 의 No. 4 와 No. 1 의 비교에서 분명한 바와 같이, 단롤이 신품일지라도, 본 발명의 재가공 방법 및 제 2 발명의 싱글 페이서에서, 골심지의 소비량은 0.88 % 감소될 수 있다. 또한, 종래의 재가공 방법에 비해, 골심지의 소비량의 증가율이 재가공후 더 억제될 수 있다.
본 발명에 따르면, 골판지 시트를 제조하는 경우에, 골심지의 소비량이 억제될 수 있고, 종이 시트의 비용 상승이 감소될 수 있음과 동시에, 포장 성능이 향상된 골판지 상자를 실현할 수 있다.

Claims (11)

  1. 파형 외주면을 가지며, 파형 골심지와 백 라이너로 이루어지는 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서에 장착되며, 편면 골판지 시트의 제조에 사용된 후의 단롤을 재가공하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    마루부의 플루트 팁의 연마를 최소로 하여 단롤의 최대 직경을 유지하면서, 플루트 팁을 포함하는 단롤의 마루부의 원호상의 곡면의 곡률이 가공 전의 곡률에 비해 커지도록 단롤을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단롤의 재가공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단롤은, 복수의 상이한 곡률로 규정된 곡면을 갖는 마루부를 포함하고,
    상기 단롤을 가공하는 단계는, 곡면과 경사면의 교점을 연결하는 직선과 곡면에 의해 둘러싸이는 단면의 단면적이 가공 전의 그 단면의 단면적보다 작아지도록 실행되는 되는 것을 특징으로 하는 단롤의 재가공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단롤은, 본 플루트 (bone flute) 형상의 마루부를 포함하고,
    상기 단롤을 가공하는 단계는, 마루부가 골심지와 접촉하는 시점과 종점을 연결하는 직선과 마루부의 곡면으로 둘러싸이는 단면의 단면적이 가공 전의 그 단면의 단면적보다 작아지도록 실행되는 것을 특징으로 하는 단롤의 재가공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    재가공시의 마루부의 곡면의 곡률 증가에 따라서, 서로 맞물리는 단롤의 계곡부의 바닥부의 연마가 최소가 되어 바닥부를 포함하는 곡면의 곡률을 증가시키는 가공 단계, 및
    골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 하류측 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이가, 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이와 실질적으로 동일해지도록 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단롤의 재가공 방법.
  5. 파형의 외주면을 가지며 파형 골심지와 백 라이너로 이루어지는 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서에 장착되어 골심지의 파형을 형성하도록 구성된 단롤에 있어서, 상기 단롤은,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 재가공 방법에 의해 재가공된 마루부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단롤.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 4 항에 따른 재가공 방법에 의해 재가공된 계곡부를 더 포함하는 단롤.
  7. 서로 맞물리는 파형 외주면,
    파형 골심지를 형성하는 1 쌍의 단롤,
    파형 골심지의 플루트 팁에 풀을 도포하는 접착 장치, 및
    풀이 도포된 파형 골심지와 백 라이너를 일방의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 장치를 포함하는 싱글 페이서에 있어서,
    적어도 하나의 단롤은 제 5 항 또는 제 6 항에 따른 단롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 페이서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가압 장치는, 파형 골심지와 백 라이너를 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 롤이며,
    제 5 항에 따른 단롤은, 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤과 함께 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤로서만 사용되는 것을 특징으로 하는 싱글 페이서.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 가압 장치는, 골심지와 백 라이너를 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 벨트이며,
    제 5 항 또는 제 6 항에 따른 단롤은, 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤 및 하류측 단롤과 함께 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤 중 적어도 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 싱글 페이서.
  10. 서로 맞물리는 파형 외주면,
    파형 골심지를 형성하는 1 쌍의 단롤,
    파형 골심지의 플루트 팁에 풀을 도포하는 접착 장치, 및
    풀이 도포된 파형 골심지와 백 라이너를 일방의 단롤과 함께 가압해 접합하는 가압 장치를 구비한 싱글 페이서에 있어서,
    골심지와 백 라이너와의 접합에 사용되는 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률보다, 하류측 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률이 커지도록 구성되며,
    상기 싱글 페이서는, 백 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면보다, 프론트 라이너와의 접합부에 형성되는 파형 골심지의 곡면의 곡률이 더 큰 양면 골판지 시트를 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 싱글 페이서.
  11. 제 10 항에 있어서,
    골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 하류측의 단롤과 서로 맞물려 파형 골심지를 형성하는 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이는, 골심지의 이송 방향 상류측의 단롤의 마루부의 곡면의 곡률과 골심지의 이송 방향 하류측의 단롤의 계곡부의 곡면의 곡률 간의 차이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 싱글 페이서.
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