KR20130114562A - 골판지를 형성하기 위한 개선된 방법 및 장치 - Google Patents

골판지를 형성하기 위한 개선된 방법 및 장치 Download PDF

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패트릭 페트루스 안토니우스 마리아 반 베를로
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코셀 아이피 리미티드
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Abstract

본 발명은 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 연속 프로세스에서 다공성 골 시트 재료에 본딩하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 장치는 골 롤러(306)를 포함하는 선형 골판 제조기 모듈(300); 컨베이어 벨트의 홈 표면(302)이 골 롤러 상의 톱니와 맞물리는 무단 홈 컨베이어 벨트(301); 접착제 도포기(308); 및 평탄 시트 및 골 시트를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하는 무단 인장 벨트 조립체를 포함한다. 생산 속도(그에 따른 골 롤의 치수)는 공식 RP=DHT/BT에 의해 규제되며, RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간이다.

Description

골판지를 형성하기 위한 개선된 방법 및 장치 {IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR FORMING CORRUGATED BOARD}
본 발명은 골판지를 형성하기 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 단일면 골판지 및/또는, 일부 실시예에서는, 이중면 골판지를 제조하기 위한 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명의 특정 실시예들은 이중면 골판지를 제조하는 데 사용될 수도 있으므로 한정적인 것으로 간주되어서는 안되지만, 오로지 참조의 편의를 위해, 단일면 판지의 제조와 관련하여 본 발명에 대해 설명할 것이다.
본 명세서 전반에서 사용된 용어인 골이 있는(corrugated), 홈이 있는(fluted) 및 그 문법적인 변형들은, 호환가능하게 사용되며, 일련의 번갈아 있는 융기부(정상부)와 홈(골)을 지칭한다.
단일면 골판지는 매우 잘 알려져 있고, 산업계, 특히 보호 패딩 및 포장재료로서 사용되는 패키징에 광범위하게 이용된다. 또한, 이는 표준 판지(즉, 이중면 골판지)와, 박스, 패널, 파렛트 등과 같은 많은 구조물의 제조에서 기본 요소로서 사용된다.
단일면 골판지의 시트들은 함께 본딩되어, 다양한 두께와 내구력의 복수층 골판지를 형성할 수 있다. 골판지의 광범위한 이용에 대한 하나의 이유는 그 상대적으로 가벼운 중량, 강도 및 내구력이다.
단일면 골판지는 홈이 새겨진 시트 재료(일반적으로 재활용지) 용지를 라이너 시트 상에 본딩함으로써 만들어진다. 라이너 시트는, 다른 재료가 사용될 수도 있지만 통상적으로 크라프트(Kraft) 용지이다.
단일면 골(소위, 홈)판지를 제조하는 종래의 머신에서, 홈이 있는 시트는 2개의 골이 있는 롤러들 사이에 용지 시트를 통과시킴으로써 형성된다. 각 롤러의 주연에서 톱니의 상호-맞물림이 존재하도록 2개의 롤러가 배치된다. 용지 시트는, 롤러들의 톱니가 맞물림에 따라 홈 내로 용지를 밀어넣는 롤러들의 톱니 사이에 공급된다. 홈이 있는 시트는, 적어도 라이너가 추가될 때까지 통상적으로 골이 있는 실린더 내에 형성된 진공에 의해 골이 있는 롤러들 중 하나의 원주 상의 톱니와 접촉한 채로 유지된다.
접착제의 라인(line of adhesive)은 홈의 정상부에 도포되어 라이너를 홈이 있는 용지에 본딩한다. 라이너 용지 시트는, 홈이 있는 용지와 라이너를 본딩하도록 통상적으로 활면 롤러(smooth roller)에 의해 정상부 상에 가압됨으로써, 단일면 골판지(또는 홈이 있는 용지)를 형성한다.
이러한 프로세스의 한정적인 요인은, 형성되는 홈이 있는 시트와 라이너 사이의 접촉을 접착제가 세팅되어 본딩이 이루어지기에 충분한 시간 동안 유지해야 할 필요성이 있다는 것이다. 이러한 시간은 통상의 실온 및 압력에서 수초 또는 그 이상일 수 있다. 하지만, 통상적으로 이 시간은 본딩 프로세스 동안의 온도를 상승시키고, 정상부와 라이너 사이의 접합부에 압력을 가함으로써 단축되었다.
고압 증기가, 홈이 있는 용지와 라이너 용지가 이동하는 실린더를 가열하는 데 통상적으로 이용되어 용지의 온도를 상승시킨다. 골이 있는 롤러에 대한 통상적인 동작 온도는 약 150 내지 200℃일 수 있다.
접착제로 덮인 정상부에 대해 라이너를 가압하도록 배치된 가압 롤러에 의해 라이너와 각 정상부 사이의 접합부에 압력이 인가될 수 있다. (홈이 있는 시트를 유지하고 있는) 골이 있는 롤러와 가압 롤러 사이의 접촉 시간은 비교적 짧으므로, 본딩 프로세스의 속도를 상당히 높이기 위해서 일반적으로 고압이 요구된다.
이러한 유형의 구성(고압에 가열을 더함)으로, 본딩 시간은 수백분의 1초로 단축되어, 단일면 판지의 고속 생산을 가능하게 한다. 하지만, 이러한 구성에 있어서의 하나의 문제점은, 가압 롤러에 의해 발휘되는 고압이 용지를 왜곡시킬 수 있고 라이너 용지의 표면 상에 보기 좋지 않은 마크를 남겨 그 가치를 감소시킨다는 것이다.
일부 머신들은, 골이 있는 롤러 주위에서 이동할 때 라이너와 홈이 있는 시트를 함께 가압하는 무단 벨트와 같은 다른 디바이스이다. 이는 압력이 가해지는 시간 구간을 연장시키므로, 판지의 표면을 변형시키지 않도록 보다 낮은 압력이 사용될 수 있다.
전반적으로 전술한 단일면 판지를 생산하기 위한 장치의 통상적인 구성은 미국 특허 제 5,951,817 호(Thomas)에 개시되어 있다.
미국 특허 제 5,951,817 호에 표현된 기계 장치는 홈이 있는 시트와 라이너 사이에서 한정된 접촉 시간(그에 따른 본딩 시간)을 가지며, 이는 홈이 있는 시트/라이너 결합이 골이 있는 휠의 주연의 3분의 1에만 접촉하고 있는 것으로 명시되어 있다. 이러한 한정된 접촉 시간은 산업계에서 통상적으로 사용되는 전분계 접착제와 같은 고속 건조 접착제의 사용을 요구한다. 불행하게도, 전분계 접착제는 활성화시키기 위하여 열의 인가(대략 150℃)를 요구한다. 이는 후술하는 불리한 점들을 도출시킨다.
열의 사용이 홈이 있는 시트와 라이너 사이의 접착을 형성하는 데 요구되는 시간을 단축시킬 수 있어, 높은 스루풋(through-put)을 가능하게 하지만, 프로세스를 위한 기계의 비용 및 동작 비용을 현저하게 증가시키는 많은 공학적인 문제를 야기한다. 고압 증기의 사용은 언제나 증기의 보유를 보장하기 위해 보일러, 배관 및 하우징을 필요로 한다. 증기가 생성되어 올바르게 관리되고, 생성된 열이 장치의 동작 중에 안전상의 위험을 제공하지 않는 것을 보장하기 위해 추가적인 안전 수단에 대한 필요성이 있다. 통상적으로 가열 엔지니어가 가열 시스템을 유지하고 보일러를 조작할 필요가 있으며, 이는 추가적인 숙련된 노동의 비용을 추가시킬 뿐만 아니라, 적절한 자격이 있는 엔지니어가 없는 경우에 어쩌면 생산을 중지해야 한다.
기계의 기본 요소에 고압 시스템을 추가하는 것은 기계의 사이즈와 그에 따른 기계 동작에 필요한 공간의 증가를 필연적으로 유발시킨다. 단일면의 홈이 있는 판지의 생산에 대한 운전 비용에 보다 넓은 공간에 대한 필요성이 더해진다.
더구나 고압 증기는 많은 재료에 대해 매우 부식성이 크고, 예를 들어, 골 롤러(corrugating roller)와 같이 증기에 노출되는 기계의 부분들은 내부식성 재료로 만들어질 필요가 있다. 예를 들어, HRC 58-62 표준으로 경화된 합금 강철 48CrMo는 일반적으로 고가이고 무겁다. 이러한 재료로 만들어진 장치는 머신의 구조적인 무결성을 유지하기 위해 상당한 지지 구조를 필요로 할 수 있다.
압력을 가하는 양 방법들(롤러와 벨트)에 있어서의 문제점은 가해진 압력이 홈이 있는 시트의 정상부와 라이너 사이의 접촉 라인에서 접착제 일부가 퍼져서 밀려나갈 수 있어, 주위의 용지를 젖게 할 수 있다는 것이다. 정상부(즉, 접촉 라인)로부터 퍼져 밀려나가는 접착제는 압력 하에 있지 않으므로 정상부를 따라 있는 접착제만큼 신속하게 건조되지 않을 것이며, 2개의 시트 재료 사이의 접착을 통상적으로 형성하지 않는다. 따라서, 과잉(퍼진) 접착제는 불규칙한 속도로 건조됨에 따라 판지 변형 문제를 야기할 수 있을 만큼 오랫동안 젖은 채로 남아 있으며, 또한 완전히 건조될 때까지는 절단하거나 추가적인 처리가 곤란하다. 통상적인 해결책은 용지와 잉여(퍼진) 접착제를 완전히 건조시키기 위해 추가적인 가열을 행하는 것이다. 하지만, 이는 생산 비용을 증가시키며, 프로세스의 속도를 제한할 수 있다.
또한 퍼진 접착제는 압력을 가하는 디바이스(예를 들어, 롤러 또는 벨트)의 표면으로 전달될 수 있어, 표면을 계속하여 클리닝할 필요가 있다. 더구나, 퍼진 접착제의 일부는 라이너의 외면으로 전달될 수 있으며, 이는 감겨 저장되는 동안 이웃 시트들이 함께 붙을 수 있어 제품을 사용불능으로 만드는 문제점을 야기할 수 있다. 또한, 과잉의 퍼져나간 접착제는 표면을 얼룩지게 할 수 있어, 골판지의 외관과 가치에 악영향을 준다.
통상적인 머신에 있어서의 추가적인 불리한 점은 통상적으로 공급 롤러(홈이 생기거나 라이너로서 사용되는 골 롤러에 용지를 공급하는 데 사용됨)와 골 롤러 양쪽이 접착제의 추가 전에 용지를 완전히 건조하기 위해 가열된다는 것이다. 이는 용지의 수분 함유량을 감소시키고 본딩 시간을 감축시키기 위해 행해진다. 골 롤러를 가열시키고 용지를 사전 가열시키기 위한 고압 증기의 생성은 상당한 양의 에너지를 필요로 할 수 있다. 상술한 요인들 모두는 통상적인 프로세스 및 머신에 의해 만들어진 단일면 골판지의 가격을 상당히 증가시킬 수 있다.
본 출원인은 PCT 출원 WO2009/145642에서 이러한 많은 문제점을 이미 언급하였다. 하지만, 골이 있는 시트 재료의 제조에 대한 저온(cold) 프로세스를 이용할 때,
- 머신의 구성을 잘 처리할 수 있고/있거나;
- 제조 속도를 정확하게 예측;
하는 데 사용될 수 있는 방법 및 공식이 제공될 수 있다면, 이 또한 유용할 것이다.
특히, 최적화된 제조 방법이 제공될 수 있다면 유용할 것이다.
이전에, WO2009/145642호에 있어서, 본 출원인은 생산 속도가 제2(더 큰) 골 롤러의 직경과 회전 속도에 의해 결정되었다고 생각했다. 또한, 본 출원인은 제2 골 롤러의 4분의 3의 둘레로 연장된 무단 벨트가 회전 속도를 분당 약 20회전으로 고정했다는 사실을 생각하였다. 본 출원인은 1.6m의 직경을 갖는 제2 골 롤러에 대해 생산 속도는 단일면 판지 약 100m/min이었다고 언급했다.
하지만, 상술한 생산 속도는 기껏해야 개략적인 것이고 용이한 경험칙이었고, 단일면 판지를 생산하기 위한 머신을 구성하기 전에 머신이 기대 수요를 충족시킬 수 있는 것을 보장하기 위해 필요한 더욱 정확한 생산 속도 공식이 필요하다는 것이 곧 명백하게 되었다. 더욱 정확한 생산 속도 공식에 대한 필요성은 골 장치를 구축하는 것에 연관된 시간, 지출 및 비용이 주어졌을 때 특히 그러하다. 미리 생산 속도를 결정하는 더욱 정확한 방식을 제공할 수 있으면 유용할 것이다.
현재, 골이 있는 시트 재료를 생산하는 데 사용되는 열로 인해, 열이 인쇄에 손상을 주므로 미리 인쇄된 시트 재료를 골판지 재료에 본딩하는 것이 불가능하다.
따라서, 통상적으로 플렉소그래픽(flexographic) 고무 인쇄 스테레오가 인쇄를 행하는 데 사용되지만, 이들은 골 시트 재료에 본딩된 라이너에 잉크를 도포할 것을 필요로 하며, 이는 골 시트 재료의 홈에 손상을 준다. 홈들이 플렉소그래픽 고무 인쇄 스테레오에 의해 약간 부서지므로, 이는 보드의 내구력(즉, 구조적 무결성)을 감소시킨다. 또한, 많은 사과 또는 다른 과일의 박스에서 볼 수 있는 바와 같이, 잉크 롤러가 보드 상에 낮은 품질의 인쇄를 만들 수 있을 뿐이다.
따라서, 단일면 또는 이중면 판지에 대한 연속적인 인-라인 프로세스의 일부로서 골이 있는 시트 재료에 직접 미리 인쇄된 시트 재료를 적용하기 위한 방법이 제공될 수 있다면 유용할 것이다. 특히, 골판지로부터 박스 또는 다른 홍보 자료를 생산하는 데 필요한 재료의 양과 제조 단계 및 시간을 감축시키므로, 사전 인쇄된 시트의 라이너를 형성할 수 있게 하는 방법이 유리할 것이다.
종래의 골판 제조기에 있어서의 추가적인 문제점은 다음과 같다:
- 릴 스탠드(reel stand)가 그 경로를 직선으로 유지할 수 없게 하는, 용지에 가해지는 연속적으로 조정되는 제동력; 과 결합된
- 용지에 대한 열의 인가;
는 모두, 코너에서 말려(curls at the corners) 그에 따라 낭비 없이 더욱 높은 가치를 갖는 최종 생산물일 수 있는 (육안으로 관찰했을 때) 데드 플랫(dead flat) 시트가 아닌, 생산된 골판지를 초래한다.
펄프 및 제지 공장에서 릴에 감길 때 용지가 좌측 및 우측의 인장력을 받기 때문에 계속적인 제동이 필요하며, 이는 릴에서 풀릴 때 용지가 직선 경로에서 이탈하게 한다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 다루거나 적어도 공공에 유용한 선택을 제공하는 것이다.
본 명세서에서 인용되는 임의의 특허 또는 특허 출원을 포함하는 모든 참조 문헌은 본 명세서에 참조로써 통합된다. 아무 참조 문헌으로나 종래 기술을 구성하는 것은 허용되지 않는다. 참조 문헌의 언급은 저자들이 주장하는 것을 진술하며, 출원인은 인용된 문헌들의 정확도 및 적정성에 도전할 권리를 보유한다. 많은 종래 기술의 공보들이 본 명세서에 참조될 수 있지만, 이들 참조 문헌들은 뉴질랜드 또는 임의의 다른 국가에서 통상적이고 일반적인 지식들의 일부를 이러한 문서들의 임의의 것이 형성하는 것에 대해 허용하지는 않는다.
'포함하는(comprise)'이라는 용어는 관할(jurisdiction)에 따라 배타적 또는 내포적 의미 중 어느 하나로 볼 수 있다. 본 명세서의 의도에 있어서, 달리 언급하지 않으면, '포함하는'이라는 용어는 내포적 의미를 가질 것이며, 즉, 직접 참조하는 열거된 요소의 포함뿐만 아니라 특정되지 않는 다른 요소 또는 엘리먼트도 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 방법 또는 프로세스에서 하나 이상의 단계들과 관련하여 '포함된' 또는 '포함하는'이라는 용어가 사용될 때 이 방침이 사용될 것이다.
본 발명의 추가적인 양태 및 이점들은 오로지 예시의 방식으로 주어진 후술하는 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 명세서에서 사용되는 '연속 프로세스'라는 용어는 단일의 연속적인(즉, 중단되지 않는) 프로세스에 의해 단일면 판지를 생산하는 것을 가능하게 하도록, 미리 평탄 시트 재료에 홈을 부여하는 대형 및 소형 골 롤러의 맞물림에 의해 골이 있는 시트 재료의 형성 직후에 골이 있는 시트 재료가 평탄 시트 재료에 본딩될 수 있는 프로세스를 지칭한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 연속 프로세스를 사용하여 골 시트(corrugated sheet) 재료에 실질적으로 평탄한 평탄 시트 재료를 본딩하는 방법으로서, 상기 골 시트 재료 및 상기 평탄 시트 재료 모두는 다공성이고, 상기 방법은,
a) 상기 골 시트 재료의 정점 접촉부에 제어된 양의 접착제를 도포하는 단계; 및
b) 특정된 가압 기간 동안 특정된 압력으로 각각의 평탄 시트 및 골 시트를 함께 유지하여, 본딩이 이들 사이에 형성되도록 하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시트 재료 본딩 방법이 제공된다.
바람직하게는, 단계 a) 및 b)가 주위 온도에서 실시된다.
일부 바람직한 실시예에서, 접착제가 도포되고 주위 온도로 설정한다. 다른 실시예에서는 (사용되는 접착제의 특성에 따라) 도포 전에 접착제가 미리 가열될 수 있지만, 이러한 모든 실시예들에서 선택된 접착제는, 주위 온도에서 설정될 것이어야 한다.
본 명세서에 사용되는 '정점 접촉부'는 프로세스의 단계 b)에서 평탄 시트와 가압되어 접촉되는 골 시트 재료 상의 홈의 정상부의 상단 부분을 지칭한다. 정점 접촉부는 정상부의 정점과, 가압되어 평탄(라이너) 시트에 직접 접촉된 후에 접착제의 퍼짐에 의해 본딩되는 양측 상의 영역을 포함한다. 발명자는, 골의 측면들 상의 정점 접촉부를 넘어 접착제가 확장되면 상당한 문제점이 발생한다는 것을 알았다. 이러한 문제점들은 이하를 포함한다.
- 라이너의 공극이 정점 접촉부 외측의 접촉제의 수분을 흡수할 수 없으므로 본딩 시간의 증가
- 접착제의 낭비
- 홈의 딤플링(dimpling)
- 단일면 판지가 이중면 판지에 사용되는 경우에 보드의 컬링(curling).
특정된 압력은 용지의 무결성에 손상을 주지 않는 한 가능한 높은 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 특정된 압력은 선택된 다공성 시트 재료의 찢어짐 강도 미만이다. 발명자는, 특정된 압력이 높을수록, 본딩 시간이 빨라진다는 것을 알았다.
다공성 시트 재료는 일반적으로 용지이지만, 골판지를 형성하는 데 적합하게 할 수 있는 유사한 특성을 갖는 다른 시트 재료를 포함할 수 있다. 시트 재료의 주요 특성은 특정 압력에서 접착제의 수분의 대부분을 실질적으로 흡수하기에 공극이 충분하다는 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상술한 바와 같이 실질적으로 연속 프로세스를 이용하여 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 방법으로서,
생산 속도는, 공식:
RP=DHT/BT
에 의해 계산되며,
RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인, 시트 재료 본딩 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 단일면 다공성 시트 재료를 연속으로 생산하기 위해 크고 작은 맞물리는 골 롤러들(corrugating rollers)을 갖는 장치를 제조하는 방법으로서,
상기 방법은, 원하는 생산 속도를 얻기 위하여 무단 벨트 조립체가 압력을 가할 필요가 있는 상기 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지와 상기 큰 골 롤러의 직경을 결정하기 위해서, 공식:
RP=DHT/BT
를 이용하는 단계를 포함하며,
RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인, 골 롤러들을 갖는 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무단 인장 벨트(endless tensioned belt)와 함께 큰 골 롤러와 작은 골 롤러 및 접착제 도포기 조립체를 이용하는 연속 프로세스의 일부로서 단일면의 골이 있는 다공성 시트 재료를 생산하기 위해, 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 장치로서,
상기 장치의 생산 속도는, 공식:
RP=DHT/BT
에 의해 결정되며,
RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인, 본딩 장치가 제공된다.
본 명세서에서 사용되는 '특정된 가압 기간'이라는 용어는, 공식:
BT=DHT/RP
에 의해 계산되는 본딩 시간(BT)을 지칭하며, RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이다.
본 발명의 장치들이 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 보다 큰 직경의 골 롤러를 포함하면 DHT의 값은 DHT=X.(π2r)에 의해 규정되며, 여기에서 r은 보다 큰 골 롤러의 반경이고, X는 접착제 도포기 조립체 및 보다 작은 골 롤러에 대한 충분한 공간을 남기면서 무단 인장 벨트 조립체의 벨트가 압력을 가할 수 있는 큰 골 롤러의 원주 C의 퍼센티지이다. X의 최대값은 이하 약술하는 바와 같이 보다 큰 골 롤러의 증가하는 직경에 따라 증가한다.
본 명세서에서 사용되는 '큰 롤러', '큰 직경의 골 롤러' 또는 '큰 직경의 맞물리는 골 롤러' 등은 상호 교체가능하며, '보다 작은 직경의 롤러', '보다 작은 직경의 골 롤러' 또는 '보다 작은 직경의 맞물리는 골 롤러'의 직경의 적어도 두배인 직경을 갖는 골 롤러를 지칭한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 연속 프로세스를 통해 단일면의 골이 있는 다공성 시트 재료를 생산하기 위해, 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 장치로서,
상기 장치는, 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 보다 큰 직경의 골 롤러와, 평탄한 시트와 골이 있는 시트의 적층(lamination)을 촉진하기 위해 큰 골 롤러의 원주 표면 위에 압력을 가하도록 구성된 무단 인장 벨트 조립체를 포함하며,
무단 벨트가 인장력을 가할 수 있는 큰 직경의 골 롤러의 원주는, 공식:
C=(RP.BT)/X
에 의해 규제되며,
C는 롤러의 원주이고(즉, π2r); RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고 BT는 분 단위의 본딩 시간이고; X는 상기 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해질 수 있는 원주의 최대 퍼센티지인, 본딩 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 연속 프로세스를 통해 단일면의 골이 있는 다공성 시트 재료를 생산하기 위해, 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 장치로서,
상기 장치는, 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러와, 평탄한 시트와 골이 있는 시트의 적층을 촉진하기 위해 큰 골 롤러의 원주 위에 압력을 가하도록 구성된 인장 벨트를 포함하는 무단 인장 벨트 조립체를 포함하며,
압력을 가하는 인장 벨트를 갖지 않는 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지는 보다 작은 골 롤러와 접착제 도포기 조립체에 필요한 최소의 상대적인 공간에 의해서만 한정되는, 본딩 장치가 제공된다.
본 발명자들은 골 롤러의 rpm이 아니라 속도 제한 요인이 공식:
RP=DHT/BT
에 의해 실제로 규정된다는 것을 알았으며,
RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고; DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고; BT는 분 단위의 본딩 시간이다.
바람직하게는, 벨트 조립체는, 벨트가 큰 골 롤러의 원주의 70% 내지 93%에 대해 압력을 가할 수 있도록 구성된다.
바람직한 실시예에서, 본 발명자는,
- 접착제 롤러를 포함하는 접착제 도포 장비; 및
- 보다 작은 골 롤러
에 대한 공간을 남겨두면서, 0.4m 내지 2.0m 중 어디에 실질적으로 분포할 수 있는 큰 골 롤러의 직경이 최대 골 롤러의 원주 둘레로 무단 벨트가 연장될 수 있는 최대 퍼센티지를 결정한다는 것을 알았다.
예를 들어, 0.4m 직경의 큰 롤러에 대해 무단 벨트가 큰 롤러의 원주 둘레로 연장할 수 있는 최대 퍼센티지는 70%이고, 2m 직경의 큰 롤러에 대해 무단 벨트가 큰 롤러의 둘레로 연장할 수 있는 최대 퍼센티지는 실질적으로 93%이다.
본 발명자는, 상술한 실시예의 접착제 롤러와 보다 작은 골 롤러에 대한 공간을 제공하는 데 필요한 큰 롤러의 평균 원주 거리가 실질적으로 대략 0.45m 내지 0.5m인 것을 알았다.
바람직한 실시예에서, 큰 골 롤러는 실질적으로 0.62m의 직경을 가질 수 있고, 무단 벨트는 큰 롤러의 원주의 대략 76%에 압력을 가한다.
다른 실시예에서, 큰 골 롤러는 2m의 직경을 가질 수도 있고, 무단 벨트는 그 원주 둘레에 약 93%에 압력을 가한다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러와 무단 인장 벨트를 동작시키는 방법으로서, 큰 골 롤러의 원주면의 일부 위에 압력을 가하도록 인장 벨트가 배치되어 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료와 골이 있는 다공성 시트 재료 사이에 접착성 본드를 형성하는 가압 단계를 포함하고, 보다 큰 골 롤러의 원주 둘레의 벨트 범위의 퍼센티지를 이용하여 생산 속도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 골 롤러와 무단 인장 벨트의 동작 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 추가적인 양태에 따르면, 다공성 평탄 시트 재료와 평탄하고 골이 있는 시트 재료로부터 단일면 골판지를 생산하기 위해, 인장 벨트와 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러와 접착제 도포기 조립체를 이용하는 방법으로서, 주위 온도에서 골이 있는 시트 재료에 접착제를 도포한 후, 특정된 기간 동안 상기 인장 벨트를 통해 각각의 평탄한 시트와 골이 있는 시트를 함께 유지하는 단계를 포함하는, 골 롤러와 접착제 도포기 조립체 이용 방법이 제공된다.
본 발명자들은, 큰 직경과 보다 작은 직경의 맞물리는 골 롤러를 포함하는 장치의 최대 생산 속도가, 공식:
RP=X(π2r).BT
에 의해 결정된다는 것을 알았으며, RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고, X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해지는 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지이다.
다공성 시트 재료로부터 단일면 골판지를 제조하는 장치에 있어서, 그 장치는, 공식:
RP=X(π2r).BT
에 의해 결정된 최대 생산 속도에서 동작하며, RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고, X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해질 수 있는 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지이다.
큰 골 롤러와 무단 인장 벨트를 이용하는 방법에 있어서, 최대 생산 속도는, 공식:
RP=X(π2r).BT
에 의해 결정되며, RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고, X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해지는 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지이다.
오로지 설명의 방식으로, 맞물리는 크고 더 작은 직경의 골 롤러들에 대한 최대 생산 속도에 대한 상술한 공식이 롤러의 원주(π2r)에 X를 곱한 것이 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해질 수 있는 원주의 퍼센티지이고; 이에 BT가 곱해진다.
바람직한 실시예에서, RP는 적어도 25m/분 내지 200m/분의 범위에 있다.
바람직한 실시예에서, 시트 재료는 크라프트 용지이다.
크라프트 용지는 단일면 골판지의 형성에 통상적으로 사용된다. 하지만, 상술한 바와 같이, 다른 다공성 시트 재료가 본 발명에 사용될 수 있으므로, 본 명세서 전반의 크라프트 용지인 시트 재료에 대한 참조는 한정적인 것으로 보아서는 안 된다.
라이너로서 알려진 평탄 시트 재료도 크라프트 용지로 만들어질 수 있다.
용어 "실질적으로 평탄한"에 대한 칭호는 (적어도 육안으로 보았을 때) 단일면에 놓이는 실질적으로 평탄한 면을 갖는 시트 또는 웹(web)을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
반대로, 용어 "골이 있는"에 대한 칭호는 표면이 일련의 교대하는 정상부와 홈(즉, 골)으로 구성되는 시트 또는 웹을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
단일면 골판지를 형성하는 데 사용되는 골 시트에서의 골은 홈으로도 통상적으로 칭해진다. 서로에 대한 관계에서 설정된 한 쌍의 골 롤러를 통해 크라프트 용지의 시트를 통과시킴으로써 홈들이 통상적으로 형성되어, 골 롤러들의 톱니는 크라프트 용지의 어느 한 측에서 맞물린다. 결과적인 홈의 형상은 골 롤들에 대한 톱니의 형상 및 사이즈에 따른다. 예를 들어 (한정 없이) 홈은, 삼각형, 사인 곡선형, 사다리꼴형, 톱니형, 마름모형, 정방형 또는 임의의 다른 적절한 반복적인 파동형일 수 있다. 마찬가지로, 홈의 사이즈는 톱니와 같은 사이즈에 의해 결정되며, 단일면 골판지에 대한 엔드 어플리케이션(end application)에 따라 변할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 골 시트 재료는 실질적으로 삼각형 단면 프로파일을 갖는 홈들을 가진다.
실질적으로 삼각형의 단면 프로파일의 홈을 갖는 이점은, 이 프로파일이 골 롤러에 통상적으로 형성되는 톱니를 사용하여 형성하기에 비교적 단순하다는 것이다.
또한, 삼각형 홈들은 다른 형상 중 일부에 비해 추가된 강도를 가질 수 있으며, 특히 홈의 길이에 따른 압축에 대해 추가된 강도를 가질 수 있다.
라이너를 홈 시트의 정점 접촉부들에 본딩하는 데 사용되는 접착제는 통상적으로 수성 접착제이며, 라이너와 홈 시트는 크라프트 용지로 형성된다.
접착제는, 정점 접촉부에 대한 도포 동안 액체형이면 비수성 접착제일 수도 있으며, 본 발명에 따라 다공성 시트 재료에 의해 흡수될 수 있다.
용어 "접착제의 제어된 양"은 본딩 단계 b) 이전 또는 중에 정점 접촉부를 넘어서 연장되지 않는 정점 접촉부에 도포되는 접착제의 양을 지칭한다. 따라서, "접착제의 제어된 양"은 접착제 비드(bead), 접착제의 코팅 또는 접착제의 액적을 포함할 수 있으며, 이는 홈 시트의 각 정상부의 정점 접촉부에 따라 또는 그 상에 놓인다.
접착제의 제어된 양은 도포 모드에 따라 형태가 다르다.
일부 실시예에서, 다른 양들은 얇은 라인, 얼룩, 미세한 접속 라인들의 네트워크, 중단된 라인(들) 또는 대시(dash)(들)의 형태일 수 있다.
각 시트들 사이의 본딩을 달성하기 위한 키는 접착제가 우선 골 시트를 젖게 하고 스며들고, 그 후에 두번째 시트(라이너)를 젖게 하고 스며드는 것이다.
제어된 양을 가짐으로써, 종래의 방법의 경우보다 더 적은 접착제가 홈 시트에 도포된다. 또한, 제어된 양은 접착제가 특히 단계 b) 동안 정점 접촉부를 넘어 확장되지 않는 것도 보장한다. 따라서, 제어된 양은 접착제의 다소의 퍼짐이, 한번 압력이 라이너 및 홈 시트에 가해진 각 시트의 건조 영역들에서 발생하는 것을 허용한다.
바람직한 일 실시예에서, 액적이 정상부에 도포되는 본 출원인의 이전의 PCT 출원 WO2009/145642호에 실질적으로 개시된 방식으로, 접착제가 이격된 액적으로 정점 접촉부에 걸쳐 도포된다.
액적은 소형의 원형, 또는 표면에 부착하는 접착제의 배모양의(pear shaped) 일부인 것이 고찰되지만 이는 한정적인 것으로 보아서는 안 된다.
액적의 바람직한 사이즈는 홈 용지 및 라이너의 특성과 사용되는 접착제의 유형을 포함하는 다수의 요인에 따를 수 있다. 하지만, 모든 경우에, 액적의 사이즈는 충분히 작아서 액적이 그 형상을 실질적으로 유지하고 그 자체의 중량 하에 붕괴되어서는 안된다. (접착제의 스트립 또는 라인에 비해) 표면 영역에 대해 상대적으로 높은 체적이 액적으로부터 수분의 증발 속도를 감소시켜, 접착제가 완전히 건조되기 전에 홈 용지의 정상부와 라이너를 접착제의 액적이 젖게 하고 스며드는 데 이용가능한 시간이 연장되므로, 이는 중요하다.
바람직한 액적 사이즈는 대략 0.5㎣이다. 액적들 사이의 바람직한 갭은, 퍼진 액적이 서로 방금 만난 두께에 도달했을 때 액적들을 퍼지게 하고 위치시킬 때 원하는 접착제 두께를 확인함으로써 계산된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 접착제는 얇고 연속적인 비드(bead)(즉, 접착제의 라인)의 형태로 정점 접촉부에 도포된다.
본 출원인은, 홈 시트 재료와 라이너 시트 재료 사이에 본딩을 실시하기 위한 열의 인가 없이도 단일면 골판지를 생산하는 데 본 방법이 사용될 수 있다는 것을 알았다.
본 명세서에서 사용된 용어 "주위 온도"는 장치가 동작할 수 있고 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 방/건물의 온도를 지칭한다. 일반적으로, 주위 온도는 실질적으로 5℃ 내지 60℃ 사이의 온도이다.가장 바람직하게는 주위 온도는 실질적으로 10℃ 내지 25℃ 사이의 온도일 수 있다.
본 발명의 접착제의 선택은 중요하다는 것이 이해되어야 한다. 배경 기술에서 언급한 바와 같이, 전분계 접착제는 대략 150℃의 활성 온도를 필요로 한다. 따라서, (예를 들어, 저장 탱크에서의 가열에 의해) 도포 전에 활성화시키지 않으면 이러한 접착제는 본 발명의 사용에 바람직하지 않을 것이다. 실온에서 급속도로 설정할 수 있고 요구되는 본딩 강도를 갖는 적절한 접착제가 본 명세서의 이후에 설명된다.
본딩되는 다공성 재료에 열을 인가하지 않고도 골판지를 생산할 수 있는 것은 본 발명의 상당한 이점이다. 본 명세서에서 더욱 설명하는 바와 같이, 이는 비싼 기계류에 대한 필요성을 제거하고, 에너지 요구를 상당히 감소시킨다. 충분한 압력으로 다공성의 골 시트의 정점 접촉부에 대한 접착제의 제어된 양의 도포는 주위 온도에서 보다 짧은 본딩 시간을 통해 달성되는 상당한 이점을 가능하게 한다는 인식이 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 방법의 두번째 단계에서, 라이너가 특정 시간 동안 특정 압력으로 홈 시트에 대해 가압되어 본딩이 형성될 수 있다. 이는 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 평탄(라이너) 시트는 인장된 무단 벨트 조립체에 의해 골(홈) 시트에 대해 가압된다.
인장된 무단 벨트의 사용에 의해 홈 시트에 대해 이를 가압하는 라이너에 대한 압력의 작용은 본 기술 분야에 잘 알려져 있고, 이렇게 하기 위한 장비에 대해 더욱 상세히 설명할 필요는 없다.
본 명세서에서 사용되는 '특정 압력'이라는 용어는 용지(라이너 및 홈 용지)를 변형시키지 않고 가해질 수 있는 최대 압력으로 또는 바로 아래로 설정되는 골 롤러의 큰 표면에 대해 벨트에 의해 가해지는 압력을 지칭한다. 과잉 압력은 용지의 주름 및/찢어짐을 유발할 수 있다. 최대 압력은 라이너 및 홈 용지에 사용되는 재료에 따라 변할 것이다.
바람직한 실시예에서, 시트 재료들은 2초 이상의 기간 동안 함께 유지된다.
본 출원인은, 적절한 상업적으로 이용가능한 접착제와 함께, (라이너에 손상을 주지 않고 정상부에 대해 단단하게 라이너를 유지하기 위해 인장된) 무단 벨트를 이용할 때, 라이너 및 홈 시트는 라이너와 홈 판지가 양호한 본딩을 형성하는 것을 보장하기 위해 실온에서 대략 2초보다 긴 기간(가압 시간) 동안 함께 가압될 필요가 있다.
통상적으로, 가압 시간이 대략 2초보다 짧거나, 시트들 사이의 가압이 너무 약하면, 단일면 골판지는 완전히 또는 적절히 형성되지 않을 것이다. 이 경우에, 골 시트에서의 인장력은 본딩을 파손하기에 충분하여, 홈 시트로부터 라이너가 이탈하는 것으로 귀결된다.
실용적인 목적으로는 실온에서 2초와 4초 사이의 유지시간이 바람직하며, 대략 3초의 가압 시간이 바람직하다. 4초보다 매우 더 긴 가압 시간이 사용될 수도 있지만, 골 롤러의 사이즈가 증가되지 않으면 이러한 시간이 단일면 골판지의 생산 속도를 상당히 감소시킬 수 있으므로 바람직하지 않다.
하지만, 특정된 처리 시간을 규제하는 공식의 발명자의 발견은, 사용되는 용지와 접착제의 물리적 특성의 제한 내에서 보다 빠른 생산 속도를 달성하기 위해 본 기술 분야의 숙련된 기술자가 그 장치의 구성을 조작할 수 있게 한다.
대략 2초 또는 3초의 가압 시간은 고온 및 고압의 조합을 사용하는 종래 기술의 일부 머신에 의해 달성되는 시간보다 현저하게 더 느리다. 하지만, 본 발명의 이점은, 실온에서 수용가능한 속도로 다량의 단일면 골판지를 생산할 수 있다는 것이다. 이는 감소된 비용과 안전하고 환경 진화적인 방식으로 단일면 골판지를 생산할 수 있는 프로세스 및 장치의 이점을 제공한다.
본 발명자는,
- 접착제의 제어된 양의 사용;
- 골 시트의 정상 접촉부에 대한 접착제의 도포;
- 본딩을 형성하기 위해 특정된 가압 시간 동안 골 시트와 평탄 시트를 함께 유지; 및
- 주위 온도를 설정할 수 있는 접착제를 사용
의 조합이 저온 프로세스를 통한 단일면 골판지의 상업적 제조를 가능하게 하는 것으로 고려한다.
바람직한 실시예에서, 접착제는 용지와 같은 다공성 재료를 본딩에 적합한 수성 접착제이다. 바람직한 실시예에서, 접착제는 비닐 아세테이트 공중합체를 함유하는 분산액일 수도 있다.
분산액 내에 비닐 아세테이트 공중합체를 함유하는 수성 접착제는 통상의 사용에서 유해한 물질이 아니므로 바람직하며, 그에 따라 통상의 환기가 제공되면 안전하게 사용될 수 있다.
비닐 아세테이트 공중합체 분산액은 실온에서 비교적 빠르게 세팅될 수 있으며, 전분계 접착제와 달리 높은 활성화 온도를 필요로 하지 않는다. 이들은 낮은 점성과, 양호한 접착성과 긴 개방 시간을 갖는다. 비교적 낮은 점성은 접착제가 용이하게 흐를 수 있게 하는데 필요하며(예를 들어, 도포기로부터 홈 시트로 전달될 때), 양호한 접착성은 표면에 신속하게 접착하는 성능을 제공한다.
개방 시간은, 통상이 온도 및 압력 하에서, 접착제가 그 대향하는 표면을 젖게 하고 대향 표면의 섬유에 스며들게 하는 능력을 잃기 전에 접착제가 노출된 표면을 가질 수 있는 시간(a measure of the time)이다. 이러한 젖는 것과 스며드는 것은 홈 용지와 라이너 사이에 유효한 본딩을 형성하는 데 필요하다. 접착제가 홈으로의 도포 전에 얼마의 시간 동안 대기에 개방될 수 있으므로, 비교적 긴 개방 시간을 갖는 접착제가 바람직하다.
바람직하게 접착제는 AdhesinTMZ9129W, Henkel New Zealand Limited에 의해 공급되는 비닐 아세테이트 공중합체이다. 출원인은 AdhesinTMZ9129W가 본 발명에 있어서의 사용에 필요한 점성 및 긴 개방 시간을 갖는다는 것을 알았다. 예를 들어, AdhesinTMZ9129W는 0.5 내지 1분의 대기 시간과 2100 내지 2200 m.Pa.S 범위에서 점성을 갖는다. 하지만, 유사한 특성을 갖는 다른 접착제가 사용될 수도 있다고 생각된다.
(Adhesin(Z9129W)와 같은) 접착제를 액적의 형태로 홈 시트의 정상부에 도포하고, 약 3초 동안 정상부에 대해 라이너를 가압하여 홈 시트와 라이너 사이의 본딩을 형성하는 것은 종래 기술에 대해 많은 현저한 이점을 제공한다. 특히, 본 방법은 주위 온도에서 단일면 골판지를 생산하는 데 사용될 수 있다. 그 결과, 골 롤을 가열하거나 단일면 골판지를 완전히 건조할 필요가 없다. 이는 현저한 에너지 사용의 감소로 전환될 수 있고, 그에 따라 판지의 생산 비용을 낮출 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서는, 접착제의 제어된 양을 도포하기 위한 접착제 도포기는 롤러를 포함하고, 그 롤러의 외면은 굴곡이 있는 표면(contoured surface)을 갖는다.
적합하다고 알려진 또 다른 접착제는 홈 시트와 라이너 사이에 본딩을 형성하는 데 대략 2초가 걸리는 AdhesinTMZ9040이다.
굴곡이 있는 표면은 다수의 형태일 수 있으며, 일 실시예에서는 오목하거나 불규칙한 표면일 수 있다. 일부 실시예에서 굴곡이 있는 표면은 U형이 홈의 형태일 수 있다. 또한, 롤러는 몇몇 추가적인 실시예들에서 아닐록스 롤러(anilox roller)와 유사한 것일 수 있다.
하지만, 바람직하게는 굴곡이 있는 표면은 구형파(square wave)를 연상시키는 미세한 골의 형태이다.
바람직한 일 실시예에서, 굴곡이 있는 표면은 골이 있는 표면일 수 있다. 골이 있는 표면은 일력의 정상부와 골로 형성된 표면을 지칭한다는 것이 이해되어야 한다.
바람직한 실시예에서, 정상부(골)는 실질적으로 평행하며 롤러의 원주 둘레로 연장한다.
바람직한 실시예에서, 정상부는 나선을 형성한다.
다른 실시예에서 정상부는 동심원을 형성할 수 있다.
바람직하게는 정상부와 골은 접착제 롤러의 표면에서 'V'형 또는 정방형 홈을 절단(아니면 성형)함으로써 형성될 수 있다. 홈의 실제 형태는 중요하지 않지만, 'V'형 홈이, 평활한 실린더형 표면에 비교적 용이하게 절삭될 수 있으므로 바람직하다.
사용시, 접착제는 평활한 표면의 픽업 롤러에 의해 접착제 롤러로 공급될 수 있다.
대안적으로, 스프레이 노즐이나 골을 통해 통과하는 에어 블레이드가 사용될 수 있다.
픽업 롤러를 갖는 일 실시예에서, 픽업 롤러가 회전할 때 외면이 접착제로 코팅되도록 픽업 롤러는 접착제에 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.
접착제 롤러의 정상부가 픽업 롤러의 표면과 단단한 접착을 이루도록 접착제 롤러가 픽업 롤러에 대하여 설치된다. 이러한 방식으로, 도포기 롤러의 정상부에 적은 접착제가 도포되거나 접착제가 도포되지 않으면서, 접착제가 픽업 롤러의 표면으로부터 접착제 롤러의 표면 내의 홈들로 전달된다.
픽업 롤러와 접착제 롤러 사이의 갭은 도포되는 접착제의 양을 결정한다.
바람직하게는, 도포기 롤러의 정상부가 골 롤러의 홈 시트의 정상부와 단단히 접촉하도록 접착제 롤러가 또한 설치된다. 이러한 배치로 접착제 롤러가 회전할 때 픽업 롤러와 접촉하는 그 표면 상의 홈의 접착제를 픽업하고, 그 후 홈 시트의 정상부 상에 액적으로 접착제를 피착시킨다.
각 액적에 대한 접착제의 양은 각 홈의 사이즈(폭 및 깊이)에 의해 결정되며, 액적의 분리는 인접 홈의 분리에 의해 결정된다.
골 시트 재료 상에 너무 많은 접착제가 피착되는 것을 회피하도록 홈은 충분히 얕아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 즉, 홈은, 접착제가 정점 접촉부 상에만 피착되도록 치수가 정해져야 한다. 바람직한 실시예에서, 홈의 깊이는 0.5mm이고 홈의 폭은 대략 1mm이다.
바람직한 실시예에서, 정상부는 날카로운 엣지의 형태를 취할 수도 있다.
바람직하게는, 각 홈이 인접 홈들과 접촉하여 일련의 홈들을 통한 단면이 연속적인 지그재그 패턴을 형성하도록 날카로운 엣지를 형성하게 롤러 상의 'V'형 홈들이 배치된다. 이러한 배치는 (각 홈의 소정의 폭에 대하여) 인접 액적들 사이의 최소의 분리를 제공할 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 정상부는 평탄 단면을 가질 수 있으며, 이 경우에 액적의 분리는 그에 대응하여 커질 수 있다.
접착제 롤러는, 도포기의 외면(정상부)이 제2 골 롤러에 유지된 홈 용지의 정상부에 대향하여 가압하도록 회전가능하게 설치된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 연속 프로세스를 사용하여 골 시트 재료에 실질적으로 평탄한 평탄 시트 재료를 본딩하는 방법으로서, 상기 골 시트 재료 및 상기 평탄 시트 재료 모두는 다공성이고, 상기 방법은,
a) 골 롤러 상의 톱니와 맞물리는 접착제 도포(GA: glue application) 롤러의 원주 둘레에 횡으로의 좌측에서 우측으로의 홈들을 갖는 상기 GA 롤러로 상기 골 시트 재료에 접착제를 도포하는 단계로서, 상기 GA 롤러 내의 홈들은 설정된 양의 접착제를 그 내부에 보유하는 단계와,
b) 특정된 시간 동안 특정된 압력으로 각각의 평탄 시트와 골 시트를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시트 재료 본딩 방법이 제공된다.
GA 롤러 상의 홈들의 치수는,
- 그 내부에 유지되는 접착제의 라인;
- 그 내부에 수용되는 골 시트의 정점 접촉부와 골 롤러 상의 톱니(또는 그 일부)
를 가능하게 하여, 접착제 라인이 골 시트의 정점 접촉부에 도포될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 실질적으로 평탄한 시트 상에 하나 이상의 정상부들(crests)을 갖는 골 시트를 본딩함으로써 단일면 골판지를 제조하는 장치로서, 상기 평탄한 시트와 골 시트 모두는 다공성이고, 상기 장치는,
골 시트 재료의 각 정상부에 접착제를 도포하도록 구성된 도포기, 및
골 재료의 정상부에 대하여 상기 평탄한 시트를 가압하기 위한 압력 메커니즘
을 포함하고,
상기 도포기는 상기 골 시트 재료의 각 정상부 상의 정점 접촉부들에 제어된 양의 접착제를 도포하도록 구성되고, 상기 압력 메커니즘은, 특정된 시간 동안 특정된 압력으로 상기 골 시트 재료에 대하여 상기 평탄한 시트 재료를 가압하도록 구성되어 본딩이 이들 사이에 형성되도록 하는, 골판지 제조 장치가 제공된다.
따라서, 본 발명에 따른 단일면 골판지를 제조하기 위한 장치는 일부 종래 기술의 머신과 공통적인 많은 특징들을 갖는다. 특히, 제1 및 제2 골 롤러들이 맞물리는 톱니 사이에 시트 재료를 통과시킴으로써 홈 시트가 형성된다. 홈 시트는 제2 골 롤러 내부에 생성된 진공에 의해 제1 골 롤러보다 큰 직경을 갖는 제2 골 롤러에 대향하여 유지된다.
제2 골 롤러가 회전할 때, 홈 용지가 도포기를 통과하며, 여기에서 접착제가 홈 시트의 정점 접촉부에 도포된다. 바람직한 실시예에서, 도포기는 실질적으로 상술한 바와 같이 골 표면을 갖는다.
접착제 롤러의 골 표면과 (상술한) GA 롤러의 홈 표면은 각각 홈 시트의 정상부 상의 정점 접촉부를 통해 액적 또는 접착제 라인을 도포하도록 구성된다. 이는 홈의 정상부를 통해 비교적 넓은 스트립 또는 접착제 라인을 퍼지게 하기 위해 도포기가 통상적으로 오톨도톨한(knurled) 표면을 갖는 종래의 머신과 반대이다. 따라서, 종래의 머신들은 필요한 것보다 많은 접착제를 도포하는 경향이 있으며, 그에 따라 접착제는 정점 접착 영역 내에 포함되지 않는다.
바람직한 실시예에서, 압력 메커니즘은 인장 무단 벨트 조립체이다.
무단 벨트는 복수의 롤러 주위로 이동하도록 구성될 수 있으며, 라이너와 홈 시트가 제2 골 롤러의 원주 둘레로 이동할 때 벨트가 라이너와 접촉되어 유지되도록 롤러가 배치된다.
이러한 배치는 제2 골 롤러의 원주 둘레에 이격되어 있는 2개의 엔드 가이드 롤러를 배치하고, 벨트가 라이너에 접촉하는 규정 거리의 간격을 잡음으로써 달성될 수 있다. 2개의 엔드 가이드는, 초기에 홈 시트에 접촉할 때, 그리고 단일면 홈 시트가 제2 골 롤로부터 제거되기 직전에 다시 라이너 상에 (벨트를 통해) 압력을 가하도록 설치될 수 있다.
벨트가 라이너에 압력을 가하여 홈 시트에 대해 이를 가압하도록, 벨트는 나머지 롤러들의 하나 이상의 조정에 의해 인장될 수 있다.
가열이 필요 없으므로, 가열된 롤러와 함께 사용되는 보다 비싼 재료 대신에 표준 고무 벨트가 사용될 수 있다. 표준 고무 벨트의 사용은 라이너의 표면에 대해 덜 손상을 주는 것과 그에 따른 우수한 제품으로 귀결된다.
다른 실시예들에서, 무단 벨트는 플라스틱 또는 합성 재료로 이루어질 수 있다.
본 방법의 이점은, 주위 온도가 적용될 때, 종래의 가열 프로세스에서는 적합하지 않은 플라스틱, 합성물 및 몇몇 고무와 같은 열 민감 재료를 사용하여 무단 벨트가 형성될 수 있다는 것이다.
바람직한 실시예에서, 무단 벨트는 적어도 2초 동안 시트 재료를 함께 가압하도록 구성된다.
바람직한 실시예에서, 무단 벨트는 상술한 바와 같이 약 2초와 약 4초 사이의 시간 동안 시트 재료들을 함께 가압하도록 구성된다.
다시 말해서, 본 발명은 프로세스에 가해지는 추가적인 열을 필요로 하지 않고도 단일면 골판지의 효율적인 생산을 가능하게 한다.
이러한 특징은 정점 접촉부에 접착제의 제어된 양을 도포하고, 이에 후속하여 본딩이 형성될 때까지 특정의 가압 시간 동안 특정의 압력으로 홈 시트에 대향하여 라이너를 가압함으로써 달성된다.
추가적인 양태에 따르면, 연속 프로세스를 통해 골 시트 재료에 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 본딩하는 장치로서, 상기 장치는 작은 골 롤러와 맞물리는 큰 골 롤러를 포함하고, 더 작은 롤러의 직경은 적어도 실질적으로 0.16m 내지 0.2m 사이의 직경이고, 상기 큰 골 롤러는 적어도 실질적으로 0.4m 내지 2.0m의 직경을 갖는, 본딩 장치가 제공된다.
주위 온도에서 단일면 골판지를 형성하는 기능은 종래 기술에 비해 아래의 이점 중 하나 이상을 제공한다.
· 골 롤러를 가열하고 용지를 건조하는 필요성을 제거하는 것을 통해 종래의 방법에 비해 에너지 비용의 절약 및 보다 낮은 탄소 이력. 이는 매우 에너지 집약적인 고압 시스템에 대한 요건을 제거한다.
· 머신 비용의 절약. 가열이 필요하지 않으므로, 보일러, 배관 및 고압 증기에 대한 용기를 필요로 하지 않는 상당한 절약이 있다. 또한, 머신이 실온에서 동작하므로, (제한 없이) 세라믹, 플라스틱 또는 목재와 같은 보다 단순하고 보다 싼 재료로 구성될 수 있다. 이와 같이 재료들이 증기를 사용하는 종래의 머신에서 사용되는 재료(일반적으로 강화된 강철)보다 일반적으로 더 형성하기 쉽고 더 가벼우므로, 머신이 제조하기에 더 저렴하고 보다 가벼운 프레임으로 지지될 수 있어, 재료 비용을 더욱 절약한다.
· 공간의 절약. 가열과 연관된 장치의 제거는 종래의 가열되는 머신보다 보다 작은 공간을 필요로 하는 장치로 귀결될 수 있다.
· 향상된 안전. 머신이 실온에서 동작하므로, 고압 증기의 생성과 사용과 연관된 위험이 더 이상 존재하지 않는다.
· 동작 비용의 절약. 에너지 사용의 감소와 별도로, 본 방법은 접착제의 현저하게 적은 소비로 귀결될 수 있다.
중요한 것은, 본 발명에 따른 장치는, 단일면 골판지의 현장 생산에 적합하게 하는 사이즈 및 비용일 수 있다는 것이다. 종래의 가열되는 머신은 통상적으로 크고, 에너지 집약적이고 구성 및 동작하기에 고비용이다. 따라서, 이러한 머신들은 통상적으로 집중된 위치에서 동작되어, 단일면 골판지 또는 이로부터 만들어진 제품들이 소비자에게 전송된다.
본 발명에 따른 머신의 사이즈는, 주로 가열 장치가 필요 없기 때문에 스케일러블(scalable)하다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 예를 들어 현장에서 패키징을 하는 소비자의 현장의 설치 및 동작에 적합한 사이즈일 수 있다. 소비자에 의해 공급이 제어될 것이므로, 이는 소비자에게 절약을 제공하며, 떨어진 생산으로부터의 전송 및 처리 비용이 없을 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 단일면 판지 제조 설비의 구축에 있어서의 원리:
RP=DHT/BT
의 용법으로서,
RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인, 단일면 판지 제조 설비 구축에 있어서의 용법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 단일면 판지의 생산에 있어서의 수성 접착제의 용법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 비닐 아세테이트 공중합체를 함유할 수 있는 접착제의 용법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 자동화 프로세스를 통해 다공성의 평탄한 시트 재료로부터 골 시트 재료를 제조하기 위한 장치로서,
- 골 롤러;
- 복수의 인접한 홈들을 포함하는 무단 홈 컨베이어 표면을 갖는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체로서, 상기 홈들은 상기 골 롤러 상의 톱니에 대응하도록 구성되는 상기 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체를 포함하는, 골 시트 재료 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 자동화 프로세스를 통해 다공성 재료의 단일면 골 시트를 제조하기 위한 장치로서,
- 골 롤러;
- 복수의 인접한 홈들을 포함하는 무단 홈 컨베이어 표면을 갖는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체로서, 상기 홈들은 상기 골 롤러 상의 톱니에 대응하도록 구성되는 상기 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체;
- 접착제가 접착제 도포기에 의해 도포되는 동안, 상기 홈 컨베이어 표면에 새롭게 골이 진 시트 재료를 유지하도록 구성된 압력 메커니즘; 및
- 본딩이 그 사이에 형성되도록 평탄한 시트 재료와 골 시트 재료를 함께 유지하는 무단 인장 벨트 조립체를 포함하는, 단일면 골 시트 제조 장치가 제공된다.
본 기술 분야의 숙련된 기술자에게, 무단 홈 컨베이어 벨트의 대체와는 별도로, 큰 골 롤러 대신에, 본 발명과 관련하여 상술한 특징 및 양태들의 전부는 아닐지라도 대부분이 이러한 선형 무단 슬랫형 컨베이어에 동등하게 적용된다. 큰 골 롤러에 특유한 양태들에 관련하여 예외가 물론 존재한다. 예를 들어, 생산 속도, 특정된 가압 시간, 접착제들, 적합한 다공성 시트 재료 모두가 선형 조립체에 적용된다.
무단 홈 컨베이어 벨트 표면은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 각종 다른 형태가 될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 무단 홈 컨베이어 벨트는 홈이 있는(골이 있는) 엣지 또는 표면을 갖는 강체의 복수의 회전축으로 연결된 스트립으로 형성될 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 스트립은 슬랫(slat)의 형태일 수 있다.
일부 추가적인 바람직한 실시예에서, 스트립은 직사각형의 횡단면을 갖는 바(bar)의 형태일 수 있다.
바들 또는 슬랫들 각각은 (컨베이어에 따른 이동의 의도된 방향에 대하여) 그 대향 단부에 접속 부분들을 가져, 스트립들에 인접한 회전축 부착이 무단 홈 컨베이어 표면을 형성할 수 있게 한다.
다른 바람직한 실시예에서, 무단 홈 컨베이어 표면은 무단 벨트의 형태일 수 있다. 이러한 일부 실시예에서, 벨트는 플렉시블 베이스층 및 홈이 있는 단단한 외부층을 포함할 수 있으며, 외부층은 컨베이어 벨트 조립체를 형성하는 롤러들 둘레를 이동하도록 구성된다.
무단 홈 컨베이어 표면은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 각종 다른 재료로 이루어질 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 바들/슬랫들은 강철로 이루어진다.
다른 실시예에서, 바들/슬랫들은 플라스틱, 목재 또는 합성 재료로 이루어질 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 바들/슬랫들은 퍼스펙스(Perspex)로 이루어질 수 있다.
홈들의 형상이 골 롤러 상의 톱니와 맞물릴 수 있다면, 골판 제조기 상의 톱니와 무단 컨베이어 상의 홈은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다수의 다른 프로파일을 가질 수 있다. 예를 들어, 롤러 상의 톱니는 A, B, C, D, E, F 및 G형상의 프로파일 중 임의의 하나를 가질 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 톱니/홈은 V형 홈을 통해 형성될 수도 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 무단 컨베이어 표면은 상단으로부터 바닥 표면으로 통과하고 무단 컨베이어 표면의 길이를 따라 실질적으로 위치된 다수의 구멍을 포함할 수 있다. 이 구멍의 이유는 골 시트 재료에 진공을 가할 수 있게 하여 무단 컨베이어 표면의 홈에 대하여 이를 유지하는 것이다.
바람직한 일 실시예에서, 구멍은 무단 컨베이어 표면의 길이에 따른 엇갈린 패턴을 형성하는 슬롯 형태일 수 있다.
압력 메커니즘은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 각종 형태로 될 수 있다.
슬랫들이 상술한 구멍들을 포함하지 않는 실시예에서, 압력 메커니즘은 골 롤러와 접착제 롤러의 방사형 홈들을 통해 통과하는 2개 이상의 긴 핑거들의 형태일 수 있다. 대안적으로, 골 롤러와 접착제 롤러는 핑거들이 위치될 수 있는 섹션들 사이에 갭을 갖는 섹션들에 구축될 수 있다. 핑거들은, 핑거들이 슬랫형 컨베이어에 대해 골 시트 재료를 유지할 수 있게 하는 바이어싱 디바이스에 부착된다.
바람직한 실시예들에서, 압력 메커니즘은 슬랫형 컨베이어 내에 위치되고 슬랫들이 진공 박스를 통과할 때 슬랫들에 진공을 인가하도록 구성된 진공 박스의 형태일 수 있다.
무단 벨트 조립체는 본 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이 복수의 롤러 둘레를 이동하도록 구성될 수 있다. 라이너 및 홈 시트가 제2 골 롤러로서 유효하게 기능하는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체의 원주 둘레로 이동할 때 벨트가 라이너와 접촉하여 유지되도록 롤러가 배치된다.
복수의 인접 슬랫들로 형성되는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다수의 다른 방식으로 구성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체는 슬랫들이 부착되는 하나 이상의 플렉시블 벨트들을 포함할 수 있다. 벨트들은 롤러들 둘레로 이동하며 본 기술 분야에 잘 알려진 구동 메커니즘에 의해 구동된다.
접착제 도포기는 다수의 다른 형태를 취할 수 있다.
바람직하게는, 접착제 도포기는 슬랫들 상의 톱니와 맞물리는(계합하는) 홈이 있는 접착제 롤러일 수 있다. 접착제 롤러는 접착제 픽업 롤러와 연관된 접착제 트레이로부터 접착제를 수용한다.
하지만, 접착제 도포기는 상술한 것과 실질적으로 다른 방식으로 구성될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 연속 인-라인 자동화 프로세스를 통해 이중면 골판지를 제조하기 위한 장치로서,
ⅰ) 단일면 골판지 제조기 모듈; 및
ⅱ) 라미네이터(laminator) 모듈
을 포함하고,
상기 단일면 골판지 제조기 모듈은,
- 골 롤러; 및
- 복수의 인접한 홈들을 포함하는 무단 홈 컨베이어 표면을 갖는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체로서, 상기 홈들은 상기 골 롤러 상의 톱니에 대응하도록 구성되는 상기 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체
를 포함하며,
상기 모듈은, 무단 슬랫형(slatted) 컨베이어 벨트 조립체와 상기 골 롤러 상의 각각의 맞물리는 톱니 사이를 통과하는 시트 재료가 골이 지게 되고, 접착제 도포기에 접촉하고 평탄한 시트 재료에 접촉하기 전에 제1 압력 메커니즘을 거치고, 각각의 평탄한 시트와 골 시트를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하는 무단 인장 벨트 조립체의 형태인 제2 압력 메커니즘을 거치도록 구성되며,
상기 라미네이터 모듈은,
- 2개의 수직으로 대향된 무단 선형 인장 벨트 조립체를 포함하고, 상기 무단 선형 인장 벨트 조립체는 그 사이에,
a) 평탄한 시트 재료; 및
b) 골판지 제조기 모듈로부터의 단일면 골 시트 재료를 수용하며,
접착제 도포기는, 평탄 시트 재료와 단일면 골판지를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하는 대향된 무단 인장 벨트 조립체들에 진입하기 전에 단일면 골판지 및/또는 평탄 시트 재료에 접착제를 도포하는, 이중면 골판지 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 단일면 또는 이중면 골판지(양자 모두 다공성임)의 제조에 사용하기 위한 본딩 방법으로서, 평탄 시트 재료와 함께 골 시트 재료를 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하기 위해 적어도 하나의 무단 선형 인장 벨트 조립체와 하나의 무단 슬랫형 컨베이어 조립체의 배치를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 본딩 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 골 시트 재료 및 평탄 시트 재료는, 공식:
BT=DHT/RP
에 의해 계산되는 특정된 가압 시간 동안 함께 유지되며,
RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간이고 가압 기간을 결정하는, 실질적으로 상술한 바와 같은 본딩 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 실질적으로 상술된 방법에 의해 생산된 단일면 판지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 실질적으로 상술된 방법에 의해 생산된 이중면 판지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 실질적으로 상술된 단일면 판지로부터 생산된 이중면 판지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 주위 온도에서 골 시트 재료에 직접 본딩되는 사전 인쇄된 평탄 시트로부터 생산된 단일면 판지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 주위 온도에서 생산된 단일면 판지의 일부를 형성하는 골 시트 재료에 직접 본딩되는 사전 인쇄된 평탄 시트로부터 생산된 사전 인쇄된 이중면 판지가 제공된다.
바람직하게는, 사전 인쇄된 평탄 시트는, 자동화된 연속 인-라인 프로세스의 일부로서 형성된 직후에 단일면 판지에 붙여진다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 주위 온도에서 골 시트 재료의 상부 표면 및 하부 표면에 직접 본딩되는 2개의 사전 인쇄된 평탄 시트들로부터 생산된 이중면 판지가 제공된다.
사전 인쇄된 평탄 시트들이 골 시트 재료에 본딩되어, 인쇄 표면(들)이 단일면/이중면 판지의 노출된 표면(들)이 된다.
무단 선형 인장 벨트 조립체와 무단 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체의 바람직한 실시예들에 의해 달성되는 이점들은 아래의 사항을 포함한다:
- 공식: RP=DHT/BT에 따른 생산 속도의 증가 방법을 제공하며, 여기에서 RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이다.
- 특히, 생산 속도가 공식 C=(RP.BT)/X에 의해 규제되는 비선형 골판 제조기(즉, 맞물리는 큰 골 롤러와 작은 골 롤러)에 대해 X에 의해 한정되지 않으며, 여기에서 C는 보다 큰 롤러의 원주(즉, π2r)이고; RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고; X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해지는 원주의 퍼센티지이다. 이 공식은 DHT가 X(π2r)와 동등하다는 사실에 기인한다. 롤러를 매우 무겁게 만들 수 있기 때문에, 큰 골 롤러의 직경이 2m를 훨씬 초과하여 증가될 수는 없으므로, 큰 골 롤러에 대한 X의 최대값은 속도 한정 단계를 구성한다. 반대로 선형 골판 제조기의 길이는 용이하게 증가될 수 있고 거의 제한이 없으므로 바람직하다.
- 단일면 골판지뿐만 아니라 이중면 골판지에 대한 종래 기술에 대해 저온 프로세스에 대한 상술한 이점들을 제공한다.
선형 및 비선형 골판 제조기 양자와 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의해 제공되는 이점들은 이하도 포함한다:
- 인-라인 연속 자동화 프로세스의 일부로서 골판지에 직접 사전 인쇄된 용지를 붙이는 기능;
육안으로 데드 플랫(dead flat)이고, 열이 없이 생산되었고 릴로부터 빠져나오는 용지에 대한 수동적인 제동 시스템으로 생산되었다는 사실에 기인하여 컬링(curling)되기 어려운 단일면 또는 이중면 골판지를 생산하는 기능이 있다.
본 발명의 추가적인 양태들은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시의 방식으로 주어지는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 1b는 홈이 있는 시트의 라이너에 대한 본딩 전과 후 양쪽 모두의 개략 측면도 상의 정점 접촉부를 도시한다.
도 2는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 단일 페이서(facer) 장치의 일부의 개략 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 단일 페이서 장치의 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 추가적인 바람직한 실시예에 따른 단일 페이서 장치의 일부의 개략 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 추가적인 양태의 바람직한 실시예에 따른 단일면 골판지를 생산하는 선형 골판 제조기의 개략 사시도를 도시한다.
도 6은 도 6에 도시된 바와 같이 선형 골판 제조기를 실질적으로 이용하는 본 발명의 추가적인 양태의 바람직한 실시예에 따른 이중면 골판을 제조하기 위한 장치의 개략 사시도를 도시한다.
도 7은 도 2에 도시된 실시예에서의 실린더형 바를 상세히 나타낸 평면도를 도시한다.
도 8은 도 2에 도시된 실시예에서의 정렬 바를 상세히 나타낸 평면도를 도시한다.
도 9는 도 2에 도시된 실시예에서의 무단 인장 벨트 조립체에서의 요철 롤러를 상세히 나타낸 평면도를 도시한다.
도 10은 도 6에 도시된 장치의 변형된 선형 골판 제조기를 이용하는 본 발명의 추가적인 양태의 바람직한 실시예에 따른 이중면 골판을 제조하기 위한 장치의 개략 사시도를 도시한다.
도 11은 홈이 있는 바의 형태인 복수의 스트립으로 이루어진 컨베이어 벨트의 형태인 무단 컨베이어 표면의 일부를 도시한다.
도 12는 도 11의 컨베이어 벨트의 일부를 형성하는 홈이 있는 바의 측면도를 도시한다.
도 13은 도 12의 홈이 있는 바의 횡단면도를 도시한다.
도 14는 도 12의 홈이 있는 바의 사시도를 도시한다.
도 1a 및 도 1b에서는, 정점 접촉부(101)를 나타내는 골이 있는(홈이 있는) 시트 용지(100)의 개략도가 도시된다.
정점 접촉부는 접착제(104)의 퍼짐에 의해 어느 한 측에서 라이너 시트(105)에 접하게 되는 영역과 정상부(103)의 정점(102)을 포함한다.
도 2 및 도 3은 화살표(200)에 의해 나타내어진 일반적으로 단일 페이서로 알려진 단일면 골판을 형성하기 위한 장치의 일부를 도시한다. 단일 페이서(200)는 보다 작은 제1 골 롤러(first smaller corrugating roller)(201) 및 큰 제2 골 롤러(second large corrugating roller)(202)를 갖는다. 명료화를 위해 본 도면에서는 롤러(201, 202)가 완전히 도시되지 않았지만, 롤러의 원하는 폭이 달성될 때까지 일련의 롤러 부품을 조림하고 회전축(미도시) 상에 나란히 이들을 배치함으로써 구축될 것이라는 것이 이해될 것이다.
동작 중에, 크라프트(Kraft) 용지(250) 형태의 다공성 시트 재료가 골 롤러(201, 202)로 공급된다. 롤러들(201, 202)을 통과한 후에, 크라프트 용지(250)는 골이 있는(홈이 있는) 시트 재료(251)가 된다.
제2 롤러(202)는 접착제 인가(glue applicator(GA)) 롤러(205)의 표면 상에 측면 홈(204)과 맞물리는 톱니(203)를 갖는다. 접착제 인가 롤러(205)의 표면은 접착제 용기(미도시)로부터 AdhesinTM Z9040 형식의 접착제를 픽업하고, 접착제가 홈(204)에만 남아있도록 과잉 접착제는 접착제 스크레이퍼(206)를 통해 표면으로부터 제거된다. 사용시 진공을 통해 제2 롤러(202)에 유지되는 골이 있는 시트 재료(251)는, 골이 있는 시트 재료의 정점 접촉부(미도시)가 톱니(203)를 따라 홈(204) 내에 수용되도록 제2 롤러(202)와 접착제 롤러(204) 사이를 통과하여, 정점 접촉부에 대한 접착제의 전달을 달성한다.
이 지점에서 크라프트 용지 형태의 평탄한 (라이너) 시트 재료(260)가 무단 인장 벨트 조립체(270)와 제2 골 롤러(202) 사이에 공급되고 골이 있는 시트 재료(251)의 정점 접촉부와 접촉하게 된다. 무단 인장 벨트 조립체는 평탄 시트(260)에 소정의 압력을 가하여 골이 있는 시트(251)에 대하여 유지하는 무단 벨트(271)를 갖는다. 무단 벨트(271)는 화살표 X로 나타낸 바와 같이 대형 롤러(20)의 76%의 주연에 소정의 압력을 가한다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자에게, 일부 실시예에서의 시트 재료(260)는 고품질 그래픽 화상 및/또는 텍스트로 사전 인쇄될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
무단 인장 벨트 조립체는 제2 대형 골 롤러(202)의 축에 대하여 인장 롤러(292)를 방사상으로 조정함으로써 인가된 일련의 롤러들(290 내지 294)의 인장력을 갖는다. 동작시 벨트(271) 내의 인장력은 라이너 및/또는 홈이 있는 용지의 통상적으로 주름지게 하거나 찢는 형태의 손상이 발생하는 지점에 대해 첫번째로 조정된다. 그 후, 인장력은 인장 롤러(292)를 라이너/홈이 있는 용지에 더 이상 손상이 발생하지 않는 지점으로 다시 서서히 조정함으로써(즉, 인장 롤러는 소정의 압력으로 다시 조정됨) 감소된다.
각 시트(260, 251)는 아래의 공식에 의해 결정되는 소정의 시간 동안 함께 유지된다:
BT=DHT/RP
여기에서, RP는 미터/분의 생산 속도이고; DHT는 2개의 각각의 시트가 함께 유지되는 미터 단위의 거리이며, BT는 분 단위의 접착 시간이다. 따라서, 알 수 있는 바와 같이 무단 인장 벨트가 롤러(20)의 주연과 접촉하는 양쪽 화살표 X에 의해 나타내어지는 360°의 퍼센티지는, 함께 유지되는 거리와 그에 따른 생산 속도를 결정하는 데 중요하다.
제2 골 롤러(202)의 주연은 이하의 공식에 의해 규제된다:
C=(RP.BT)/X
여기에서, C는 롤러의 원주(즉, π2r)이고; RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고; BT는 분 단위의 접착 시간이고, X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 인가되는 원주의 퍼센티지이다.
따라서, 44m/min의 생산 속도가 요구되고, 접착제의 접착 시간이 2초(즉, 0.0333분)이면, 제2 롤러의 원주는 44×0.0333, 즉 1.4666을 76%로 나눈 것, 즉 1.93m 이다. 이는 0.62m의 직경과 동등하다. 즉, 본 예에서의 DHT는 2πr에 0.76%를 곱한 것과 동등하다.
사용되는 크라프트 용지는 재활용지 또는 초지(virgin paper)이며, 이상적으로는 대략 90 내지 150 gsm 정도이다.
부분적인 진공이 진공 펌프를 통해 골 롤러(202) 내측에 발생될 수 있도록, 제2 골 롤러(202)는 진공 펌프(미도시)로부터 롤러(미도시)의 표면으로 나온 도관 네트워크(미도시)를 갖는다. 제2 골 롤러(202) 내측의 이러한 부분적인 진공은 제2 골 롤러(203)의 톱니(203)에 대향하여 위치된 홈이 있는 시트(260)를 유지한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 장치(200)는 전반적으로 화살표(500 및 502)에 의해 나타내어진 제1 및 제2 정렬 시스템을 갖는다.
제1 정렬 시스템(500)은 릴(reel, 미도시)로부터 떨어져 나오는 용지(250)에 대해 지그재그 경로를 규정하는 3개의 실린더형 바(510 내지 512)를 갖는다. 정렬 시스템은 릴로부터 떨어져나와 장치(200)로 진입할 때 용지(250)의 경로를 직선으로 유지한다. 실린더형 바(510 내지 512)는 회전하지 않고, 그 대신 바(bar)들이 용지의 경로를 직선으로 유지할 수 있게 하는 마찰력을 부여하고 릴로부터 떨어져나올 때 용지의 임의의 좌측 및 우측 이동을 방지한다. 용지의 정렬을 추가적으로 지원하기 위해, 실린더형 바들(510 내지 512)은 용지들이 실린더형 바들로부터 이탈하는 것을 방지하고 장치(200)와 정렬되지 않게 되는 것을 방지하는 플랜지형 단부(513)(도 7 참조)도 갖는다.
제2 정렬 시스템(502)은 릴(미도시)로부터 떨어져 나오는 용지(260)의 폭인 실린더형 중앙부로부터 테이퍼 아웃되는 플래어형 단부(525)(도 8 참조)를 갖는 제1 정렬 바(520)를 갖는다. 플래어형 단부는 바(520) 위로 통과하는 용지(260)의 용지로부터 약 50mm 연장된다. 그리고, 용지(260)는 플랜지형 단부를 갖는 실린더형 바(521) 둘레를 통과한다(도 7 참조). 그리고, 용지(260)는 플래어형 단부를 갖는 제2 정렬 바(522)로 전달된다(도 8). 또한 바들(520, 521 및 522)은 제1 정렬 시스템(500)에서와 같이 정지형이다.
장치(200)로 진입하기 전에, 용지(260)는 무단 인장 벨트 조립체(270)의 롤러(290) 위로 통과한다. 롤러(290)는 볼록한 외면을 갖는다(도 9 참조). 발명자는 장치(200)에 진입하기 전에 이러한 롤러 상의 볼록한 외면이 중심부에 용지가 주름지고 접히는 위험을 최소화시킨다는 것을 알게 되었다. 그 플래어형 단부가 바(522) 위로의 용지의 임의의 좌측 또는 우측 편향을 방지하는 제2 정렬 바(522)를 통해 용지가 중심을 향해 다시 향하게 되는 결과로서 이러한 주름이 발생한다.
본 기술 분야의 숙련된 기술자에게, 서로에 대한 그리고 제1 및 제2 정렬 시스템(500, 502)에서의 각 릴들에 대한 바들의 상대적인 위치는, 올바른 압력이 장치(200)와의 정렬을 유지하면서 용지에 가해질 수 있도록 조정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
동작시, 단일면 골판지(280)가 생성되고 장치(200)를 빠져나갈 때까지, 화살표 X에 의해 나타낸 롤러(203)의 원주의 약 76%를 각각 이동할 때, 벨트(271)를 통해 무단 인장 벨트 조립체(270)는 라이너(260)와 홈이 있는 용지(251)(즉 이전의 크라프트 용지(250))에 압력을 가한다.
본 기술 분야의 숙련된 기술자에게, 도 2, 3 및 4에 도시된 바와 같이 대형 및 보다 소형의 맞물리는 골 롤러를 갖는 실시예는 이중면 골판지를 형성하는 데에도 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이렇게 하기 위해서는, 본 장치는 본 기술 분야에 잘 알려진 이중 페이서(미도시)도 포함한다.
도시되지는 않았지만 릴로부터 떨어져 나오는 용지에 대한 정렬 시스템도 도 4, 5 및 6에 도시된 실시예에서 채용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그 정렬 시스템은 도 2에 대해 상세히 도시된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4는 도 2 및 3에 도시된 것과 유사하고 동일한 참조 부호가 동일한 요소들을 나타내는 데 사용되는 장치를 도시한다. 도 4에 도시된 실시예에서의 주요 차이점은, 대형 골 롤러(202)의 직경이 1m인 반면 도 2 및 3에서 대형 골 롤러(202)는 2m의 직경을 갖고, 무단 벨트(271)가 화살표 X에 나타내어진 바와 같이 대형 롤러(202)의 원주의 약 93%에 압력을 가한다는 사실이다.
도 5는 화살표(300)에 의해 일반적으로 나타내어진 선형 골판 제조기의 형태로 단일면 골 시트 재료를 제조하기 위한 장치를 도시한다. 장치(300)는 모터(미도시)와 한 쌍의 구동 스프로켓(sprocket)(303)을 갖는 구동 메커니즘에 의해 구동되는 플렉시블 무단 벨트(미도시)의 결합부에 부착된 복수의 인접 홈 슬랫(slat)들을 갖는 무단 슬랫형(slatted) 컨베이어 벨트 조립체(301)의 형식으로 무단 홈 컨베이어 표면을 포함한다. 무단 컨베이어 벨트 조립체는 무단 인장 벨트 조립체(350)에 대해 고정된 높이에서 바닥면 상의 무단 벨트(미도시) 및 슬랫(302)을 유지하는 다수의 더미 롤러(304)를 갖는다. 구동 메커니즘 및 무단 인장 벨트 조립체(350)의 롤러들은 이러한 구성들이 기술 분야에 잘 알려져 있으므로 도시되지 않았다.
무단 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체(301)는 골 롤러(306)와 무단 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체(301) 사이에서 방금 통과한 크라프트 용지(미도시)의 형태인 새롭게 골이 진 시트 재료에 진공을 적용할 수 있는 진공 펌프(305)를 갖는다. 슬랫(302)에서의 슬롯(307)의 형태로 구멍은 골이 생긴 크라프트 용지에 진공이 부여될 수 있게 한다.
골 롤러(306)를 벗어난 후에, 골이 생긴 크라프트 용지는 홈이 생긴 표면(미도시)을 갖는 접착제 롤러(308)를 통해 정상부(미도시)의 정점 접촉부(미도시)에 인가되는 제어된 양의 접착제(미도시)를 갖는다. 이러한 접착제 롤러(308)는 실제로 도시된 것뿐만 아니라, 도 2, 3 및 4에 도시된 실시예에 적합하게 설명된 것과 동일한 것일 수도 있다. 접착제는 접착제 트레이(미도시)로부터 취해져서 접착제 픽업 롤러(309)를 통해 접착제 롤러(308)로 전달된다.
접착제 롤러(308)는 보다 작은 폭의 용지를 수용하기 위해서 조정가능하도록 인장 벨트 조립체(310)에 대해 횡으로 이동할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 크라프트 용지 라이너(미도시)의 형태인 평탄 시트 재료가 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체(301)와 무단 인장 벨트 조립체(350) 사이에서 화살표(310)에 의해 나타내어진 지점에 도입된다. 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체(301)와 무단 인장 벨트 조립체(350)가 오버랩하는 길이는 DHT를 나타낸다.
이해될 수 있는 바와 같이, 슬랫형 컨베이어 벨트 조립체(301)와 무단 인장 벨트 조립체(350)의 길이 모두는 공식: RP=DHT/BT에 따른 생산 속도를 증가시키기 위해 연장될 수 있다.
도 6은 일반적으로 화살표(400)에 의해 나타내어진 이중면 골 시트 재료를 제조하기 위한 장치의 일부를 도시한다. 장치(400)는 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이 실질적으로 선형 골판 제조기(401)의 형태인 단일면 골판 제조 모듈을 갖는다. 따라서, 골이 생기는 크라프트 용지(402)가 도시된 선형 골판 제조기(401)로 진입하고, 라이너를 형성할 크라프트 용지(403)가 도시된 접착제 롤러(407) 뒤에서 선형 골판 제조기에 진입한다. 선형 골판 제조기(401)의 위에 위치된 것은 이중 페이서(404)의 형태인 라미네이터(laminator) 모듈이다. 이중 페이서(404)는 단일면 골판지가 이중 페이서(404)에 진입하기 전에 통과하는 닙(nip) 롤러 조립체(407)와 접착제 도포기 및 2개의 무단 대향 인장 벨트 조립체(405, 406)를 갖는다. 접착제 롤러 조립체(407)는 도 5와 관련하여 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 이중면 라이너를 형성하는 크라프트 용지(408)는, 장치(400)에 진입하고, 화살표(409)에 의해 나타낸 지점에서 단일면 골판지와 함께 이중 페이서(404)에 진입하기 전에, 선형 골판 제조기(401)의 무단 슬랫형 컨베이어(410)의 상단(top)을 따라 이동한다.
본 기술 분야의 숙련된 기술자에게, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서 사용된 평탄 시트 재료가 일부 실시예들에서 높은 품질의 그래픽 화상 및/또는 텍스트로 사전 인쇄될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 6의 예에 있어서, 평탄 시트 재료(403 및 408)가 사전 인쇄될 수 있다.
도 10은 화살표(1000)에 의해 일반적으로 나타내어지는 이중면 골 시트 재료를 제조하기 위한 장치의 일부를 도시한다. 장치(1000)는 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이 실질적으로 선형 골판 제조기(1001)의 형태인 단일면 골판 제조 모듈을 갖는다. 선형 골판 제조기(1001)의 위에 위치된 것은 이중 페이서(1004)의 형태인 라미네이터 모듈이다. 이중 페이서(1004)는 이중 페이서(1004)에 진입하기 전에 선형 골판 제조기(1001)에 의해 생산된 단일면 골판지(미도시)가 통과하는 닙 롤러 조립체(1007)와 접착제 도포기와 2개의 무단 대향 인장 벨트 조립체(1005, 1006)를 갖는다. 접착제 롤러 조립체(1007)는 도 5와 관련하여 설명된 것과 실질적으로 동일하다. 이중면 라이너를 형성하는 크라프트 용지(미도시)는 장치(1000)에 진입하고 화살표(1009)에 의해 나타내어진 지점에서 단일면 골판지와 함께 이중 페이서(1004)에 진입하기 전에 선형 골판 제조기(1001)의 무단 홈 컨베이어 표면(1010)의 상단을 따라 이동한다.
도 5 및 6에 도시 및 설명한 것에 대해 도 10에 도시된 장치에 있어서의 유의할 하나의 차이점은 선형 골판 제조기(1001)의 컨베이어 조립체의 형태에 관한 것이다. 무단 컨베이어 표면(1010)은 도 5에 도시된 홈 슬랫에 대향하여 도 11에 도시된 바와 같이 무단 벨트를 형성하기 위하여 재배치되는 홈 바들(fluted bars)(1011)로 형성된다. 홈 바들(1011)은 그 단부 중 어느 하나에서 핀들(미도시)을 수용할 수 있어 인접 바들(1011)을 서로 연결하여 벨트(1010)를 형성하는 한 쌍의 구멍(1012)의 형태인 연결부를 갖는다. 홈 바들(1011)이 도 12 내지 14에서 훨씬 더 상세하게 도시되며, 특히 바(1011)의 홈이 있는 상단 표면(1012)이 상세하게 도시된다.
롤러(1021)의 톱니가 바들(1011)의 홈들(1012)과 맞물려 벨트(1010)를 이동시키도록, 선형 골판 제조기(1001)는 골 롤러(1020)의 회전을 통해(미도시된 모터를 통해) 구동되는 벨트(1010)를 갖는다. 또한, 벨트(1010)에서 횡으로 인접한 바들(1011) 사이에서 갭들(1017)을 통해 바들(1011)을 연결하는 핀들과 톱니(1016)들이 맞물릴 수 있도록 별도의 모터(미도시)에 의해 구동되는 톱니가 있는 드라이브 휠들(1015)을 통해 추가적인 이동이 벨트에 부여될 수 있다. 또한, 도 5와 관련하여 이미 상술한 바와 같은 방식으로 갭들(1017)이 컨베이어를 통한 진공의 적용을 촉진한다.
실시예 1
무단 벨트가 제2 롤러 둘레에서 76% 연장되는 경우에 1.6m 직경의 제2 골(즉, 대형) 롤러에 대한 생산 속도를 계산하기 위해서, 본 발명의 새로운 공식인 RP=DHT/BT를 적용하면 이것은 0.76(π1.6)/0.05의 RP(생산 속도)와 동등하고 이것은 76m/분의 생산 속도와 동등하며, 여기에서 0.05분은 3초의 접착 시간이다. 이러한 생산 속도는 WO2009/000085호에서 출원인에 의해 계산된 것보다 훨씬 늦다.
실시예 2
제조자가 0.033333분(즉, 2초)의 BT를 갖는 접착제를 이용하여 143m/분인 생산 속도를 요구할 때, 본 발명의 새로운 공식을 적용하여 제2 골(즉, 보다 큰) 롤러의 직경을 구하면, DHT는 0.93×(π2r)로 나타내어질 수 있고, 직경은 DHT=RP.BT로부터 계산될 수 있으며 이것은 (143×0.033333)이 될 것이다. 그 다음 직경을 얻기 위해서 공식을 재구성하면, 0.93×(π2r)=(143×0.033333)이 되어 2r(즉, 직경)=((143×0.033333)/0.76)/π가 되며, 이것은 2m의 직경과 동등하다.
실시예 3
BT가 0.05분(즉, 3초)인 2m 직경의 롤러에 대한 생산 속도를 계산하기를 원한다고 상정한다. 공식 RP=DHT/BT 을 적용하면 0.93(π2)/0.05 는 116m/분이다.
실제로, 본 명세서에 설명되고 도 2에 도시된 바와 같이, 또는 출원인의 이전의 PCT 출원 WO2009/145642호에 설명된 바와 같이 2m 직경은 골판지가 맞물리는 한 쌍의 골 롤러를 통해 생성될 수 있는 한계 또는 그 부근에 있다. 실제로 2m보다 상당히 큰 직경을 갖는 대형 골 롤러(예를 들어, 2.5m, 3m 또는 보다 큰 직경의 롤러)를 갖는 것이 불가능한 하나의 이유는, 특히 이렇게 대형 롤러를 구축하고 관리하고 수리할 때 이러한 롤러의 증가된 중량이 이를 들어올리고 이동시키는 것을 어렵게 만들기 때문이다. 또한, 2m보다 훨씬 큰 직경을 갖는 롤러의 증가된 중량은 롤러를 회전시키기 위해 현저히 더 많은 에너지를 필요로 하므로 생산 비용을 증가시킨다. 또한, 이렇게 큰 롤러 내에서 진공을 유지하는 것과 관련된 문제점들이 있으며, 이를 위해 더 더욱 많은 에너지가 요구된다. 이러한 이유로, 2m보다 큰 직경을 갖는 대형 골 롤러에 의해 달성되는 생산 속도의 임의의 증가는 상술한 문제점들에 의해 실제적으로는 부정적이라는 것을 출원인은 알게 되었다.
실시예 4
도 4에 도시된 것과 유사한 비선형 골판 제조기는 접착제의 접착 시간이 동일하여도 상술한 예들에서 약술된 것보다 빠른 속도로 단일면 골판지를 생산할 수 있다. 예를 들어, BT가 0.033333분에서 200m/분의 속도를 갖는 것은 무단 슬랫형 컨베이어가 무단 인장 벨트 조립체와 6.6m의 길이만큼 오버랩핑되는 것을 필요로 한다. 공식에 따르면 RP=DHT/BT 이다.
본 발명의 양태들이 오로지 예시의 방식으로 설명되었으며, 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고도 변형 및 부가가 이에 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (27)

  1. 연속 프로세스를 사용하여 골 시트(corrugated sheet) 재료에 실질적으로 평탄한 평탄 시트(planar sheet) 재료를 본딩하는 방법으로서, 상기 골 시트 재료 및 상기 평탄 시트 재료 모두는 다공성이고, 상기 방법은,
    a) 상기 골 시트 재료의 정점 접촉부에 제어된 양의 접착제를 도포하는 단계; 및
    b) 특정된 가압 기간 동안 특정된 압력으로 각각의 평탄 시트 및 골 시트를 함께 유지하여, 본딩이 이들 사이에 형성되도록 하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 a) 및 b)는 주위 온도(ambient temperature)에서 실행되는 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 특정된 가압 기간은, 공식:
    BT=DHT/RP
    에 의해 계산된 본딩 시간(BT)을 나타내며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리인 방법.
  4. 청구항 1에 따른 연속 프로세스를 이용하여 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 방법으로서,
    생산 속도는, 공식:
    RP=DHT/BT
    에 의해 계산되며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인 방법.
  5. 단일면 다공성 시트 재료를 연속적으로 생산하기 위해 크고 작은 맞물리는 골 롤러들(corrugating rollers)을 갖는 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은, 원하는 생산 속도를 얻기 위하여 무단 벨트 조립체가 압력을 가할 필요가 있는 상기 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지와 상기 큰 골 롤러의 직경을 결정하기 위해서, 공식:
    RP=DHT/BT
    를 이용하는 단계를 포함하며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인 방법.
  6. 무단 인장 벨트(endless tensioned belt)와 함께 접착제 도포기 조립체 및 큰 골 롤러와 작은 골 롤러를 이용하는 연속 프로세스의 일부로서 단일면의 골이 있는 다공성 시트 재료를 생산하기 위해, 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 장치로서,
    상기 장치의 생산 속도는, 공식:
    RP=DHT/BT
    에 의해 결정되며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인 장치.
  7. 연속 프로세스를 통해 단일면의 골이 있는 다공성 시트 재료를 생산하기 위해, 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 장치로서,
    상기 장치는, 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러와, 평탄한 시트와 골이 있는 시트의 적층(lamination)을 촉진하기 위해 큰 골 롤러의 원주 표면 위에 압력을 가하도록 구성된 무단 인장 벨트 조립체를 포함하며,
    무단 벨트가 인장력을 가할 수 있는 큰 직경의 골 롤러의 원주는, 공식:
    C=(RP.BT)/X
    에 의해 규제되며,
    C는 롤러의 원주(즉, π2r)이고; RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고 BT는 분 단위의 본딩 시간이고; X는 상기 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해질 수 있는 원주의 최대 퍼센티지인 장치.
  8. 연속 프로세스를 통해 단일면의 골이 있는 다공성 시트 재료를 형성하기 위해 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 골이 있는 다공성 시트 재료에 본딩하는 장치로서,
    상기 장치는, 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러와, 평탄한 시트와 골이 있는 시트의 적층을 촉진하기 위해 큰 골 롤러의 원주 위에 압력을 가하도록 구성된 인장 벨트를 포함하는 무단 인장 벨트 조립체를 포함하며,
    압력을 가하는 인장 벨트를 갖지 않는 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지는 보다 작은 골 롤러와 접착제 도포기 조립체에 필요한 최소의 상대적인 공간에 의해서만 한정되는 장치.
  9. 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러와 무단 인장 벨트를 동작시키는 방법으로서,
    큰 골 롤러의 원주면의 일부 위에 압력을 가하도록 인장 벨트가 배치되어 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료와 골이 있는 다공성 시트 재료 사이에 접착성 본드를 형성하는 가압 단계를 포함하고,
    보다 큰 골 롤러의 원주 둘레의 벨트 범위의 퍼센티지를 이용하여 생산 속도를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 다공성 평탄 시트 재료와 평탄하고 골이 있는 시트 재료로부터 단일면 골판지를 생산하기 위해 접착제 도포기 조립체 및 보다 작은 직경의 골 롤러와 맞물리는 큰 직경의 골 롤러 그리고 인장 벨트를 이용하는 방법으로서,
    주위 온도에서, 골이 있는 시트 재료에 접착제를 도포한 후, 특정된 기간 동안, 상기 인장 벨트를 통해 각각의 평탄한 시트와 골이 있는 시트를 함께 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    큰 골 롤러와 무단 인장 벨트를 이용하고, 최대 생산 속도는 공식:
    RP=X(π2r).BT
    에 의해 결정되며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고, X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해지는 상기 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지인 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    최대 생산 속도는 공식:
    RP=X(π2r).BT
    에 의해 결정되며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고, X는 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해지는 상기 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지인 방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 무단 인장 벨트는, 상기 벨트가 상기 큰 골 롤러의 원주의 70% 내지 93%에 걸쳐 압력을 가할 수 있도록 구성되는 장치.
  14. 자동화 프로세스를 사용하여 골 시트 재료에 실질적으로 평탄한 평탄 시트 재료를 본딩하는 방법으로서, 상기 골 시트 재료 및 상기 평탄 시트 재료 모두는 다공성이고, 상기 방법은,
    a) 골 롤러 상의 톱니와 맞물리는 접착제 도포(GA: glue application) 롤러의 원주 둘레에 횡으로의 좌측에서 우측으로의 홈들을 갖는 상기 GA 롤러로 상기 골 시트 재료에 접착제를 도포하는 단계로서, 상기 GA 롤러 내의 홈들은 설정된 양의 접착제를 그 내부에 보유하는 단계와,
    b) 특정된 시간 동안 특정된 압력으로 각각의 평탄 시트와 골 시트를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 GA 롤러 상의 홈들의 치수들은,
    - 그 내부에 유지되는 접착제의 라인;
    - 그 내부에 수용되는 상기 골 시트의 정점 접촉부와 상기 골 롤러 상의 톱니(또는 그 일부);
    를 가능하게 하여, 접착제의 라인이 상기 골 시트의 정점 접촉부에 도포될 수 있는 방법.
  16. 실질적으로 평탄한 시트 상에 하나 이상의 정상부들(crests)을 갖는 골 시트를 본딩함으로써 단일면 골판지를 제조하는 장치로서, 상기 평탄한 시트와 상기 골 시트 모두는 다공성이고, 상기 장치는,
    - 골 시트 재료의 각 정상부에 접착제를 도포하도록 구성된 도포기; 및
    - 골 재료의 정상부에 대하여 상기 평탄한 시트를 가압하기 위한 압력 메커니즘
    을 포함하며,
    상기 도포기는 상기 골 시트 재료의 각 정상부 상의 정점 접촉부들에 제어된 양의 접착제를 도포하도록 구성되고, 상기 가압 메커니즘은 특정된 시간 동안 특정된 압력으로 상기 골 시트 재료에 대하여 상기 평탄한 시트 재료를 가압하도록 구성되어 본딩이 이들 사이에 형성되도록 하는 장치.
  17. 연속 프로세스를 통해 골 시트 재료에 실질적으로 평탄한 다공성 시트 재료를 본딩하는 장치로서,
    상기 장치는 작은 골 롤러와 맞물리는 큰 골 롤러를 포함하고,
    더 작은 롤러의 직경은 적어도 실질적으로 0.16m 내지 0.2m 사이의 직경이고, 상기 큰 골 롤러는 적어도 실질적으로 0.4m 내지 2.0m의 직경을 갖는 장치.
  18. 청구항 8에 있어서,
    상기 장치는, 공식:
    RP=X(π2r).BT
    에 의해 결정된 최대 생산 속도로 동작되며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, BT는 분 단위의 본딩 시간이고, X는 상기 무단 인장 벨트에 의해 압력이 가해질 수 있는 상기 큰 골 롤러의 원주의 퍼센티지인 장치.
  19. 단일면 판지 제조 설비의 구축에 있어서의 원리:
    RP=DHT/BT
    의 용법으로서,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 분 단위의 접착제의 본딩 시간인 용법.
  20. 단일면 판지의 생산에 있어서의 수성 접착제의 용법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 접착제는 비닐 아세테이트 공중합체를 함유하는 분산액인 용법.
  22. 자동화 프로세스를 통해 다공성의 평탄한 시트 재료로부터 골 시트 재료를 제조하기 위한 장치로서,
    - 골 롤러;
    - 복수의 인접한 홈들을 포함하는 무단 홈 컨베이어 표면을 갖는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체로서, 상기 홈들은 상기 골 롤러 상의 톱니에 대응하도록 구성되는 상기 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체
    를 포함하는 장치.
  23. 자동화 프로세스를 통해 다공성 재료의 단일면 골 시트를 제조하기 위한 장치로서,
    - 골 롤러;
    - 복수의 인접한 홈들을 포함하는 무단 홈 컨베이어 표면을 갖는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체로서, 상기 홈들은 상기 골 롤러 상의 톱니에 대응하도록 구성되는 상기 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체;
    - 접착제가 접착제 도포기에 의해 도포되는 동안, 상기 홈 컨베이어 표면에 새롭게 골이 진 시트 재료를 유지하도록 구성된 압력 메커니즘; 및
    - 평탄한 시트 재료와 골 시트 재료를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하는 무단 인장 벨트 조립체
    를 포함하는 장치.
  24. 연속 인-라인 자동화 프로세스를 통해 이중면 골판지를 제조하기 위한 장치로서,
    ⅰ) 단일면 골판지 제조기 모듈; 및
    ⅱ) 라미네이터(laminator) 모듈
    을 포함하며,
    상기 단일면 골판지 제조기 모듈은,
    - 골 롤러; 및
    - 복수의 인접한 홈들을 포함하는 무단 홈 컨베이어 표면을 갖는 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체로서, 상기 홈들은 상기 골 롤러 상의 톱니에 대응하도록 구성되는 상기 무단 홈 컨베이어 벨트 조립체
    를 포함하며,
    상기 모듈은, 무단 슬랫형(slatted) 컨베이어 벨트 조립체와 상기 골 롤러 상의 각각의 맞물리는 톱니 사이를 통과하는 시트 재료가 골이 지게 되고, 접착제 도포기에 접촉하고 평탄한 시트 재료에 접촉하기 전에 제1 압력 메커니즘을 거치고, 각각의 평탄한 시트와 골 시트를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하는 무단 인장 벨트 조립체의 형태인 제2 압력 메커니즘을 거치도록 구성되며,
    상기 라미네이터 모듈은,
    - 2개의 수직으로 대향된 무단 선형 인장 벨트 조립체를 포함하고, 상기 무단 선형 인장 벨트 조립체는 그 사이에:
    a) 평탄한 시트 재료; 및
    b) 골판지 제조기 모듈로부터의 단일면 골 시트 재료를 수용하며,
    접착제 도포기는, 평탄 시트 재료와 단일면 골판지를 함께 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하는 대향된 무단 인장 벨트 조립체들에 진입하기 전에 단일면 골판지 및/또는 평탄 시트 재료에 접착제를 도포하는 장치.
  25. 단일면 또는 이중면 골판지(양자 모두 다공성임)의 제조에 사용하기 위한 본딩 방법으로서,
    평탄 시트 재료와 함께 골 시트 재료를 유지하여 본딩이 그 사이에 형성되도록 하기 위해 적어도 하나의 무단 선형 인장 벨트 조립체와 하나의 무단 슬랫형 컨베이어 조립체의 배치를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    골 시트 재료 및 평탄 시트 재료는 공식:
    BT=DHT/RP
    에 의해 계산되는 특정된 가압 시간 동안 함께 유지되며,
    RP는 미터/분 단위의 생산 속도이고, DHT는 2개의 각각의 시트들이 함께 유지되는 미터 단위의 거리이고, BT는 사용된 접착제의 분 단위의 본딩 시간이고 이것은 가압 기간을 결정하는 방법.
  27. 청구항 1 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 따른 방법 또는 장치에 의해 생산된 골 시트 재료.
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