KR20140133888A - 주름형성 롤러의 개선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 대향하는 측부들과, 롤러의 외부면 주변의 주름형 접촉 표면으로 구성된 주름형성 롤러에 관한 것으로, 이 롤러는 서로 대향한 측부들로부터 통로를 포함하고, 이 통로는 롤러의 접촉 표면으로부터 롤러의 적어도 하나의 측부로의 유체 유동을 가능하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

주름형성 롤러의 개선{IMPROVEMENTS IN CORRUGATING ROLLERS}

본 발명은 주름형성 롤러들의 개선에 관한 것이다. 본 발명은 카드보드(cardboard) 또는 판지(paperboard)의 주름형성에 특정 용례를 갖는다.

단면 골판지(single faced corrugated paper board)는 매우 잘 알려져 있으며, 산업계에서, 특히, 포장시에 광범위하게 사용되며, 이 경우 단면 골판지는 보호 패딩 및 포장재(wrapping)로서 사용된다. 또한, 이는 박스들, 패널들, 펠릿들 등 같은 다수의 구조적 물품들의 제조시 기본 구성요소로서도 사용된다.

단면 골판지의 시트들은 함께 접합되어 다양한 두께 및 강도의 다층 골판지들을 형성할 수 있다. 이런 판지가 널리 사용되는 한 가지 이유는 그 비교적 가벼운 중량, 강성 및 강도이다.

단면 골판지는 통상적으로 크라프트지(Kraft paper)로 이루어진 주름형 시트를 라이너 시트 상에 접합시킴으로서 형성된다. 다른 재료들이 사용될 수 있지만, 통상, 라이너 시트도 크라프트지이다.

단면 골판지(single faced fluted paper board)를 제조하기 위한 종래의 기계에서, 주름형 시트는 종이 릴로부터 권출되는 종이를 한 쌍의 주름형성 롤러들로 전달함으로써 형성된다.

두 개의 롤러들은 각 롤러의 외주에 있는 치형부들의 상호-맞물림이 이루어지도록 배열된다. 종이는 롤러들의 치형부들 사이에 공급되고, 롤러들의 치형부들은 종이에 롤러들의 치형부들의 형상에 따른 주름들이 형성되게 한다.

주름형 시트가 주름형성 롤러들을 통과하기 이전에, 이는 주름형성 롤러들 중 하나의 외주 상의 치형부와 접촉 상태로 보유된다. 종이 릴에 의해 종이에 인가되는 장력만이 이 롤러 상의 제 위치에 종이의 시트를 보유하고 있다.

시트가 주름형성 롤러들의 상호-맞물린 치형부들을 통과하고 나면, 종이의 주름형 표면에 접착제가 도포되고, 라이너가 추가된다. 가압 롤러가 라이너에 힘을 인가하여 두 개의 종이 층들의 접합을 조장한다.

주름형성 메커니즘의 효과를 보증하기 위해, 종이가 주름형성 롤러들 위로 지나갈 때 종이가 제 위치에 유지되는 것을 보증하는 것이 중요하다. 종이가 제 위치에 존재하지 않으면, 종이는 처지게 되고, 형성된 주름들은 부정확하고 적절히 형성되지 못한다.

통상적으로, 이러한 전이 기간(transition period) 동안, 롤러들의 주름형성 표면에 압력차가 생성되어 종이가 주름형성 롤러들 사이를 지나갈 때 종이를 제 위치에 보유한다.

종래 기술에서, 종이가 주름형성 롤러들에 대해 제 위치에 적절히 보유되는 것을 보증하기 위해 사용되는 진공 시스템들은 제한된 효과를 갖는다.

기존 주름형성 롤러들은 롤러의 원주 또는 길이 둘레에 배열되어 있는 작은 홈들을 갖는다. 이들 홈들은 주름형성 롤러들의 제조시 기계가공을 복잡하게 하여 제조 비용을 크게 추가시킨다.

롤러들 주변 영역은 더 효과적으로 진공을 형성하도록 폐쇄된 환경을 모사하도록 하는 것 같이 구성된다. 예로서, 일부 종래 기술 시스템들에서, 박스형 주변부가 롤러들에 대향하여 배치된다. 그러나, 이에 불구하고, 박스의 주연 주변에서 박스 내로 흡입될 수 있으며, 이는 홈들에 의해 생성된 진공 효과를 감소시킨다.

박스 주변부의 일 단부에, 진공 펌프와 같은 진공 소스가 장착된다. 이는 주름형성 롤러들 주변의 홈들로부터 공기를 흡인하여 롤러들의 주름형성 표면에 압력차를 생성한다.

홈들 위를 지나가는 종이 또는 카드보드는 홈들을 향해 흡인되고 따라서 롤러들의 표면에 대해 종이 또는 카드보드를 보유(holding)한다.

기존 주름형성 롤러들의 다른 문제점은 그 크기 및 중량과, 주름형성 기계의 새시에 대한 후속 영향이다.

주름형 카드보드의 형성은 주름형 시트에 라이너를 접합하기 위해 사용된 접착제를 경화시키기 위해 상당한 양의 열을 필요로 한다. 주름형 시트와 라이너 사이에서 이들 두 매체들 사이의 충분한 접합의 형성을 가능하게 하기 위해 접촉을 유지하기 위해 필요한 시간을 감소시킬 필요가 있다. 이러한 시간은 일반적 실온 및 상압에서 수초 이상이다. 그러나, 접합 프로세스 동안 온도를 상승시킴으로써, 이 시간은 감소될 수 있다.

통상적으로, 전분계 접착제가 사용되며 - 이는 겔화 개시를 위해 적어도 150 내지 200℃의 열을 필요로 한다.

통상적으로, 주름형 종이 및 라이너 종이가 그 위로 이동하는 실린더들을 가열하기 위해 고압 증기가 사용되어 종이의 온도를 상승시킨다. 주름형성 롤러들을 위한 통상적 작동 온도는 200℃ 정도일 수 있다.

가압 롤러와 (주름형 시트를 보유하고 있는) 주름형성 롤러 사이의 접촉 시간을 감소시키기 위해, 일반적으로 접합 프로세스를 충분히 가속시키기 위해 높은 압력들이 필요하다.

따라서, 비록, 열 및 높은 압력들의 사용이 주름형 시트와 라이너 사이의 접합부 형성을 위해 필요한 시간을 단축시킬 수 있고, 따라서, 높은 처리량을 가능하게 하지만, 이는 기계류의 비용 및 처리를 위한 작동 비용들을 크게 증가시키는 다수의 가공 상의 문제들을 유발한다.

주름형성 롤러들은 그들이 노출되게 되는 상당한 열 및 압력들 양자 모두를 견디도록 가공될 필요가 있다. 불가피하게, 이는 적절한 재료들의 선택 사용을 통해 달성된다.

통상적으로, 종래 기술의 주름형성 롤러들은 경화 합금강으로 제조된다. 롤러들을 추가적 보호 조치로서 크롬으로 코팅하는 것이 일반적이다. 이는 주름형성 롤러들이 그 유해 작업 환경을 견디기에 충분히 강인해지는 것을 보증한다.

그러나, 합금강 주름형성 롤러들이 특히 제조 비용이 비싸기 때문에, 이런 강인한 구조는 주름형성 기계의 전체 비용에 영향을 미친다. 이는 롤러의 홈들을 형성하기 위해 필요한 기계가공시 일 요인이 되어 더욱더 그러해진다.

강철 합금으로부터의 제조는 또한 롤러들의 중량도 상당히 증가시킨다. 이는 롤러들이 주름형성 기계의 새시로부터 제거될 필요가 있다면, 주름형성 롤러들의 조립 및 정비가 매우 시간 소모적이고 노동 집약적이 되게 한다.

또한, 전체 주름형성 기계의 새시는 롤러들의 중량을 지탱하도록 충분히 가공되어야 할 필요가 있다. 이는 주름형성 기계들의 제조 비용을 추가시킨다.

상당한 열 또는 압력 처리를 동반하지 않는 주름형성 방법들을 향한 경향이 존재한다. 이는 재료에 압력이 인가될 때 주름형성 대상 재료를 제 위치에 보유하기 위해 벨트들의 배열들을 사용하여 달성된다. 그러나, 이런 방법들은 상술한 비용 및 중량의 단점들을 포함하고 있는 종래의 주름형성 롤러들을 사용하여 이행된다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하거나 적어도 유용한 선택을 대중에게 제공하는 것이다.

본 명세서에 인용된 임의의 특허들 또는 특허 출원들을 포함하는 모든 참조문헌들은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다. 임의의 참조문헌이 종래 기술을 구성한다는 것을 허용하는 것은 아니다. 참조문헌들의 설명은 그 저자들이 단언하는 바를 언급하며, 본 출원인들은 인용된 문헌들의 정확성 및 적절성에 도전할 권한을 남겨두고 있다. 비록, 다수의 종래 기술 공보들이 본 명세서에서 언급되겠지만, 이러한 언급은 이들 문헌들 중 임의의 것이 뉴질랜드에서 또는 임의의 다른 나라에서 본 기술 분야에 공용되는 일반적 지식의 일부를 형성한다는 것을 허용하는 것은 아니라는 것을 명백히 이해할 수 있을 것이다.

용어 "포함하다"는 다양한 권역들에서 배제적 또는 포함적 의미 중 어느 하나의 속성을 갖는다는 것을 알고 있다. 본 명세서의 목적상, 그리고, 달리 명시하지 않는 한, 용어 "포함하다"는 포함적인 의미를 가지며, 다시 말하면, 이는 직접적으로 언급되어 있는 나열된 구성요소들 뿐만 아니라 다른 명시되지 않은 구성요소들 또는 엘리먼트들을 포함하는 의미로 사용될 것이다. 이러한 해석은 용어 "포함된" 또는 "포함하는"이 방법 또는 프로세스의 하나 이상의 단계들에 관련하여 사용될 때에도 사용된다.

본 발명의 다른 양태들 및 장점들은 단지 예시로서 제공되어 있는 이하의 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 주름형성 롤러의 외부 표면에 진공을 인가하는 방법이 제공되며, 이 방법은,

a) 롤러의 내부 코어 영역에 진공을 제공하는 단계와,

b) 코어로부터 롤러의 외부 주름형 표면으로 진공을 안내하는 단계를 특징으로 한다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 주름형성 롤러가 제공되며, 이 롤러는,

롤러의 외부면 주변의 주름형 접촉 표면을 포함하고,

이 롤러는 롤러의 대향하는 측부들 사이에 적어도 하나의 통로를 포함하며,

이 통로는 롤러의 접촉 표면으로부터 롤러를 통한 통로로의 유체 유동을 가능하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 롤러를 사용하여 평면형 재료 시트를 주름형성하는 방법이 제공되며, 이 롤러는,

- 롤러의 외부면 주변의 주름형 접촉 표면과,

- 실질적으로 롤러의 일 대향 측부로부터 다른 대향 측부까지의 적어도 하나의 통로를 포함하고,

통로는 롤러의 접촉 표면으로부터 롤러를 통한 통로로의 유체 유동을 가능하게 하도록 구성되며,

이 방법은,

a) 롤러의 측부(들)의 통로(들)의 단부에 진공 소스를 연결하는 단계와,

b) 롤러의 접촉 표면 상으로 평면형 재료 시트를 통과시키는 단계를 특징으로 하고,

진공 소스는 접촉 표면에 차압을 생성하고, 이 차압은 재료를 롤러에 대해 유지한다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 복합 주름형성 롤러가 제공되며,

복합 주름형성 롤러는,

- 주름형 외부 표면을 포함하고,

주름형 외부 표면은 사실상 공통 축을 중심으로 배치된 복수의 디스크들에 의해 형성되며, 복수의 디스크들 각각은 반경방향 공간에 의해 서로 분리되어 있고,

디스크들은 총체적으로 롤러의 회전축에 실질적으로 평행하게 연장하는 방향으로 디스크들을 통과하는 적어도 하나의 통로를 형성하도록 구성되며, 이 통로에 진공이 인가될 수 있고,

통로는 반경방향 공간들에 연결되어 롤러의 외부 표면에 진공이 부여될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 주름형성 롤러는,

- 내부 코어와,

- 주름형 외부 표면을 포함하고,

주름형 외부 표면은 그 표면 위에 분포된 복수의 반경방향 연장 개구들을 구비하고,

롤러의 내부 코어는 롤러의 회전축에 실질적으로 평행으로 연장하는 방향으로 코어를 통한 적어도 하나의 통로를 포함하도록 구성되고 이 통로에 진공이 인가될 수 있으며,

통로는 반경방향 연장 개구들에 연결되어 롤러의 외부 표면에 진공이 부여될 수 있다.

롤러는 두 개의 대향 측부들과 접촉 표면을 구비하고, 접촉 표면을 회전시킬 수 있는 임의의 원통형 부재를 의미하는 것으로 이해하여야 한다.

접촉 표면은 롤링되는 평면형 재료와 접촉하는 롤러의 표면을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 접촉 표면의 구성은 롤링되는 재료의 요건들에 따라 변할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 롤러의 접촉 표면은 종이 또는 카드보드의 시트에 주름형 표면을 부여하도록 구성된다.

이제, 본 명세서의 나머지 부분 전반에 걸쳐 종이 또는 카드보드와 함께 사용하기 위한 주름형성 롤러로서의 롤러들을 언급할 것이지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 본 발명이 다른 산업적 용례들을 갖는다는 것을 알 수 있을 것이다.

주름형성 롤러는 그 접촉 표면 주변에 치형부를 보유하는 롤러를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 한 쌍의 동기화된 대향된 주름형성 롤러 사이로 종이 또는 카드보드를 통과시키는 것은 종이 또는 카드보드에 주름형 표면을 부여할 것이다.

통로는 유체가 통과할 수 있는 롤러를 통해 연장하는 경로를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 본 기술 분야의 숙련자는 용어 "유체"가 액체들에 한정되는 것을 의미하지 않으며, 재료가 롤링되는 환경 및 롤링되는 재료의 요건들에 따라 통로를 통해 가스가 통과할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 양호한 실시예들에서, 통로는 진공 소스의 영향을 받는 공기를 위한 도관이다.

통로는 진공 소스에 연결된다. 본 발명의 양호한 실시예들에서, 진공 소스는 롤러의 일 측부 또는 양 측부들 상에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있다. 진공 소스가 주름형성 롤러들에 더 근접한 것이 진공에 더 효과적이어서 바람직하다. 종래 기술에서, 진공 생성 메커니즘은 롤러들의 대향한 박스형 영역에 장착된다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 롤러들의 각 통로를 위해 진공 소스가 제공될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 진공 소스는 롤러의 측부(들)에 직접적으로 장착된다.

통로는 롤러의 접촉 표면에 입구 또는 출구를 가지며, 롤러의 일 측부에 대응하는 입구 또는 출구를 가지고, 따라서, 접촉 표면을 진공 생성 메커니즘에 연결시킨다. 예로서, 통로는 롤러의 일 측부로부터 롤러를 통해 측방향으로 천공된 구멍과 조우하도록 접촉 표면으로부터 롤러 내로 반경방향으로 천공된 구멍일 수 있으며, 측방향 천공 구멍은 진공 생성 메커니즘에 덕트연결된다.

진공 생성 메커니즘은 진공을 발생시키는 임의의 장치일 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 진공 소스는 고 용적 원심 진공 펌프이며, 본 명세서의 잔여 부분 전반에 걸쳐 이렇게 지칭될 것이다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 복합 롤러는 축 상에 장착된 복수의 유사한 롤러 또는 디스크들로 형성된다. 디스크는,

적어도 두 개의 대향 측부들 및

디스크의 외부면 주변의 주름형 접촉 표면을 구비하는 것으로 이해하여야 하며,

디스크는 일 대향 측부로부터 다른 측부까지의 통로를 포함하고,

통로는 디스크의 접촉 표면으로부터 디스크의 적어도 하나의 측부로의 유체 유동을 가능하게 하도록 구성된다.

본 발명의 양호한 실시예들에서, 디스크는 복수의 통로들을 가질 수 있다.

복수의 디스크들이 축 상에 조립되어 롤러를 형성할 때 사실상 롤러를 통한 연속적 통로가 형성된다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명의 양호한 실시예들에서, 디스크들은 인접한 디스크들 사이에 공간들이 형성되어 디스크들의 접촉 표면으로부터 롤러들을 통한 통로로의 유체 유동을 가능하게 하도록 축 상에 배치된다.

인접한 디스크들 사이의 공간들의 형성은 각 디스크 사이에 스페이서들을 사용함으로써 달성될 수 있다. 예로서, 스페이서들은 하나 이상의 와셔들일 수 있고, 그 크기는 롤링되는 재료의 요건들에 따라 변한다. 본 발명에서, 주름형성 롤러들의 치형부들과 종이 또는 카드보드의 최대 접촉을 보증하도록 와셔들은 매우 얇다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 공간형성은 디스크의 측부로부터 측방향으로 연장하는 돌출부들을 갖는 디스크들을 사용함으로써 달성될 수 있고, 돌출부들은 인접한 롤러의 측부와 접촉한다.

이들 실시예들에서, 돌출부들은 축 주변의 디스크의 측부로부터 연장하지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 돌출부들이 사용자의 요건들 및 디스크가 형성되는 재료에 따라 디스크의 측부의 다른 영역들로부터 연장할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 양호한 실시예들에서, 각 디스크는 약 30 mm 넓이이지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 접촉 표면에 대해 재료의 시트를 보유하기 위해 진공을 형성하는 요건들에 따라 디스크의 넓이가 변할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 출원인은 이 크기의 디스크들이 디스크를 위해 사용되는 재료의 유형에 따라 레이저들, 워터 제트들 또는 플라즈마 커터들 중 어느 하나를 사용하여 제조하기에 비교적 간단하다는 것을 발견하였다. 대안적으로, 플라스틱들 같은 성형가능한 재료들로 디스크들을 제조하기 위해서는 단일 마스터 몰드가 필요한 전부이다. 이는 마스터 몰드가 각 원하는 프로파일을 위해 제조될 수 있기 때문에 주름 프로파일들이 변화하는 것을 더 용이해지게 한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 인접한 디스크들 사이의 공간의 폭은 수 밀리미터 이하일 수 있다. 본 출원인은 5 mm보다 큰 폭은 종이 또는 카드보드를 주름형성하기 위해 사용될 때 롤러들의 효과를 감소시킨다는 것을 발견하였다.

주름형 종이를 라이너와 접합하기 위해 공간의 폭을 가로질러 종이에 미소한 압력이 인가되거나 어떠한 압력도 인가되지 않을 때 주름형 종이의 강도는 손상된다.

그러나, 본 기술 분야의 숙련자들은 롤링되는 다른 재료들의 요건들이 인접한 디스크들 사이의 공간의 폭이 필요시 더 커질 수 있도록 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 본 기술 분야의 숙련자들은 디스크의 구성이 그 구조에 따라 변할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예로서, 디스크는 T-형 프로파일과 근사한 반경을 가질 수 있으며, T의 수평 부재는 접촉 표면에 형성되고, T의 수직 부재는 디스크에 의해 형성된다. 인접한 디스크들의 접촉 표면들의 통로의 폭은 디스크들의 측부들 사이의 통로의 폭 미만일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 최외측 디스크들 중 하나는 중실 측부를 가질 수 있으며, 이 디스크 내에 어떠한 통로도 형성되어 있지 않을 수 있다. 이는 더 적은 양의 공기가 진공으로 흡인되고 따라서 롤러의 접촉 표면에 더 큰 압력차가 형성되기 때문에 더 효율적인 진공을 형성하는 것을 돕는다.

본 발명의 다른 실시예들에서, 주름형 롤러들의 각 단부를 위해 진공 펌프가 제공될 수 있다. 이는 더 작은 진공 펌프들이 사용될 수 있게 하며, 이는 공간 및 비용을 절약한다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 디스크는 또한 그 측부면들 상에 또는 그를 통해 추가적 개구들 또는 오목부들을 갖도록 제조될 수 있다. 이는 전체 롤러의 중량을 감소시키는 것을 도우며, 디스크의 제조를 위해 더 적은 재료를 필요로 하게 한다.

가열식 주름형성 메커니즘들에 사용될 때, 상술한 개구들은 주름형성 메커니즘을 위한 열원으로서 증기를 통과시키기 위해 사용될 수 있다. 롤러들을 가열하는 것은 종이 또는 카드보드의 주름형 층과 라이너 층 사이의 접착제의 접합을 가속시킬 수 있다.

디스크들은 경화 합금강 같은 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다.

종이 또는 카드보드는 또한 롤러들의 가열을 필요로 하지 않는 냉간 성형 기술들을 사용하여 주름형성될 수도 있다. 이런 기술들은 무거운 강철 또는 강철 합금들로 롤러들을 형성할 필요가 없어지게 한다.

본 발명의 양호한 실시예들에서, 디스크들은 비교적 경량의 재료들로 구성된다. 예로서, 디스크들은 플라스틱 재료, 알루미늄, 파이버글래스, 수지 복합물들 또는 나무로 형성될 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

이들 재료들로 디스크들을 제조하는 것은 종래의 강철 또는 경화 합금강으로 제조된 디스크들에 비해 현저한 장점들을 제공한다. 강철 또는 경화 합금강에 비해, 이들 재료들은 또한 작업 및 기계가공이 용이하다.

이들 재료들을 가공하기 위해 필요한 기계류도 강철 또는 강철 합금들로 제조하기 위해 필요한 주조소 및 중기계류에 비해 비교적 저렴하거나 조달이 용이하다.

이들 재료들의 다른 장점은 플라스틱 재료, 알루미늄, 파이버글래스, 수지 복합물들 또는 나무로 형성된 주름형성 롤러들이 종래 기술의 주름형성 롤러들에 비해 비교적 경량이고 취급이 용이하다는 것이다.

이들 재료들로 구성되면, 주름형성 롤러들 자체는 이들이 경화 합금강으로 이루어진 종래의 롤러들보다 매우 큰 지름이 되도록 제조될 수 있다.

더 큰 직경의 롤러들을 사용하는 것은 주름형성 메커니즘의 산출량을 증가시키며, 이는 생산량이 증가되기 때문에 기계의 소유자에게 유익하다.

본 발명의 다른 실시예는 제거가능한 기어 섹터들이 부착되어 있는 얇은 강철 중심부로 주로 제조된 디스크들을 갖는다. 이는 부품들의 상호교환성을 가능하게 하여 치형부 파괴시 전체 디스크가 교체될 필요가 없어지게 하는 것을 보증한다.

양호한 실시예들에서, 기어 섹터는 플라스틱 재료로 형성되지만, 이는 제한적인 것은 아니다.

롤러는 축 상에 끼워질 수 있도록 구성될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예들에서, 디스크들은 축의 직경에 상보적인 개구를 그 중심에 구비한다.

축은 축의 회전과 동일한 방향으로의 롤러의 회전이 가능하도록 롤러들이 장착되는 회전하는 부재를 의미하는 것으로 이해하여야 한다.

축은 금속 합금과 같은 롤러의 중량 및 압력들을 견디기에 충분한 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다.

축은 축의 회전을 이행하기 위해 구동 수단을 구비할 수 있다. 구동 수단은 소형 모터 또는 발전기일 수 있다.

바람직하게는, 구동 수단은 전기 모터이고, 이는 단상 또는 다상일 수 있으며, 모터의 용량은 주름형성 롤러의 크기 및 중량에 의존한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 축은 축을 따라 길이방향으로 연장하는 리지(ridge)(또는 키이(key))를 구비할 수 있다. 리지는 주름형성 롤러의 중앙 개구 주변에 제공된 절결부와 상보적일 수 있다. 이는 미끄럼을 방지하도록 축에 관하여 제 위치에 롤러를 쇄정(locking)한다. 본 기술 분야의 숙련자들은 주름형성 롤러들을 쇄정하는 다른 방법들을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 양호한 실시예가 사용될 때, 진공은 디스크 또는 디스크들을 통한 통로 내에 생성되고, 이는 인접한 디스크들 사이의 공간에 옮겨진다. 디스크 공간들 및 통로를 통해 접촉 표면으로부터 진공 펌프로 공기가 흡인된다.

결과적인 압력차는 롤러를 형성하는 디스크들의 접촉 표면을 향해 주름형성 대상 종이 또는 카드보드의 시트를 흡인한다.

주름형성 디스크들이 회전할 때, 종이 또는 카드보드는 디스크들과 가압 부재 사이를 통과한다.

대향 주름형성 롤러일 수 있는 가압 부재는 성형 대상 종이 또는 카드보드에 힘을 인가한다. 종이 또는 카드보드가 주름형성 롤러들의 접촉 표면을 가로질러 제 위치에 유지되지 않는 경우, 비균일 주름부들이 초래될 수 있다.

주름형성 롤러들을 가로질러 제 위치에 보유되도록 주름형성 롤러들에 근접하게 종이 또는 카드보드를 흡인시킴으로써 주름형성 메커니즘의 전체 효율이 증가된다.

종이 또는 카드보드는 롤러들로부터 이완되거나 멀리 떨어지지 않는다. 형성된 주름부들은 더욱 일관성있고 균등하게 이격되며 더 높은 품질의 제품을 도출한다.

본 기술 분야의 숙련자들은 본 발명의 통로들이 롤링되는 재료에 따라 다른 용례들을 가질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예로서, 통로 및 공간들은 살균제들, 살충제들, 제초제들, 접착제들 또는 스프레이들 같은 기화된 액체들, 가스들 또는 증기의 도관을 제공할 수 있다.

본 발명은 종래 기술에 비해 다수의 장점들을 제공한다.

- 복수의 디스크들 또는 단일 롤러들로부터 복합 롤러들을 구성하는 것은 롤러들의 측부와 롤러들의 접촉 표면 사이의 압력차의 생성을 가능하게 한다. 진공 소스의 근접성(통로에 의한)에 기인하여, 더 효율적인 진공이 생성될 수 있다. 이는 주름형성 대상 재료가 롤러들을 통과할 때 제 위치에 보유되는 것을 보증함으로써 주름형성 롤러들의 효과를 증가시킨다.

- 주름형성 롤러들의 제조 비용을 감소시킨다. 롤러들을 제조하는 재료는 조달 및 가공이 상대적으로 저렴하다.

- 복수의 디스크들로 복합 롤러들을 구성하는 것은 롤링 메커니즘의 교체 및 정비를 단순화한다. 디스크들 중 하나가 손상 또는 마모된 경우 단 하나의 디스크만 교체되면 되기 때문에 교체 비용들이 감소된다.

- 주름형성 롤러들은 더 큰 직경으로 제조될 수 있고 이는 종이가 롤러 상에 존재하게 되는 시간 기간을 증가시킬 수 있으며, 따라서, 라이너를 주름형 종이에 접합하기 위해 가용한 접합 시간을 증가시킨다.

- 더 큰 직경의 롤러들은 주름형성 대상 재료 상에 적은 응력을 초래할 수 있다.

- 주름형성 롤러들을 구성하기 위해 경량의 재료들을 사용함으로써 더 적은 에너지를 소비하는 더 적은 전기 모터들의 사용을 가능하게 한다.

- 생산성이 증가된다. 비교적 경량의 재료들로 제조된 본 발명의 주름형성 롤러들은 종래 기술 시스템들에서 가능한 것보다 큰 직경으로 이루어질 수 있다. 더 큰 직경의 롤러는 더 많은 제품이 기계를 통과할 수 있게 한다.

- 주름형성 롤러들의 정비가 매우 더 쉽게 달성된다.

본 발명의 다른 양태들은 첨부 도면을 참조로 단지 예로서 제공되어 있는 하기의 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 한 가지 가능한 용도에 따른 롤러를 포함하는 단면 기계의 개략 측면도를 도시한다.
도 2는 복수의 주름형성 롤러들을 도시하는, 본 발명의 정면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 측면도를 도시한다.
도 4는 복수의 주름형성 롤러들을 도시하는, 본 발명의 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주름형성 롤러의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 주름형성 롤러 내의 디스크의 끝부를 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 디스크의 일부를 형성하는 기어 섹터를 도시한다.

도 1은 본 발명이 주름형성 기계에 사용될 수 있는 방식을 예시하며, 그 작동의 개괄적 설명이 이하에 주어져 있다. 도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 롤러 및 롤러 부분들의 특정 실시예들을 예시한다.

단면 골판지를 형성하기 위한 기계의 일부는 도 1에 도시된 개략 측면도에서 전체가 화살표(1)로 도시되어 있다.

제1 주름형성 롤(2)은 제1 주름형성 롤(2)의 외주 둘레에 배열된 치형부(2')를 구비하며, 치형부(2')는 제1 주름형성 롤(2)의 폭을 가로질러 측방향으로 연장한다.

제2 주름형성 롤(3)은 그 외주 둘레에 치형부(3')를 갖는다. 제2 주름형성 롤(3)의 직경은 제1 주름형성 롤(2)의 직경보다 실질적으로 더 크다.

주름형성 롤들(2 및 3)은 제1 주름형성 롤(2)의 치형부(2')가 제2 주름형성 롤(3)의 치형부(3')와 화살표(16)로 표시된 영역에서 맞물리도록 배열된다.

점선 화살표들로 표시된 바와 같이, 제1 주름형성 롤(2)은 시계방향으로 회전하도록 동력공급되고, 제2 주름형성 롤(3)은 반시계 방향으로 회전하도록 동력공급된다.

크라프트지(Kraft paper)(7)의 시트 형태의 평면형 시트 재료는 화살표(16)의 영역에서 맞물린 치형부 사이에서, 그리고, 제1 주름형성 롤(2) 둘레로 공급된다. 치형부의 작용은 이들이 맞물릴 때 크라프트지를 일련의 크레스트들(crest)로 접어 주름형 시트(8)를 형성하는 것이다.

제2 주름형성 롤(3)은 개방 통로들(후술된 도 2 내지 도 4에 예시됨)을 포함하며, 그래서, 진공 펌프(120)를 주름형성 롤(3)의 일 단부에 연결함으로써 주름형성 롤(3) 내측에 부분 진공이 형성될 수 있다. 제2 주름형성 롤(3) 내측의 이러한 부분 진공은 제2 주름형성 롤(3)의 치형부(3')에 대하여 제 위치에 주름형 시트(8)를 보유하기 위해 사용된다.

글루(glue) 롤러(4)는 제2 주름형성 롤(3)의 옆에 회전가능하게 장착되며, 글루 롤러(4)의 회전축은 주름형성 롤(3)의 회전축에 실질적으로 평행하다.

픽업 롤러(5)는 글루 롤러(4)의 축에 실질적으로 평행한 축 상에 회전가능하게 장착되며, 픽업 롤러(5)의 표면이 글루 롤러(4)와 견고한 접촉을 형성하도록 배열된다.

욕조(bath)(6)는 Adhesin^TM Z9129W 형태의 접착제를 포함한다. 욕조(6)는 픽업 롤러(5)가 회전할 때 픽업 롤러(5)의 외부면이 Adhesin^TM Z9129W로 코팅되도록 배열되어 있다.

글루 롤러(4) 및 픽업 롤러(5) 양자 모두는 주름형 시트(8)의 폭에 비견할만한 폭을 갖는다.

라이너(10) 형태의 크라프트지의 제2 평면형 시트가 무단 벨트(13)에 의해 제1 안내 단부 롤러(11)에 의해 주름형 시트(8)에 대해 가압된다.

무단 벨트(13)는 제1 안내 단부 롤러(11), 제2 안내 단부 롤러(12), 두 개의 안내 롤러들(14) 및 인장 롤러(23)의 작용에 의해 제2 주름형성 롤의 외주에 대해 제 위치에 보유된다.

제2 안내 단부 롤러(12)로부터 제1 안내 단부 롤러(11)의 분리는 무단 벨트(13)가 라이너(10)에 압력을 인가하는 길이를 결정한다. 이 분리는 대략 제2 주름형성 롤(3)의 외주의 3/4에 대응하며, 이는 대략 최대 가용 길이이다(제1 주름형성 롤(2)과 도포기(4)를 위한 공간을 남기기 위해).

인장 롤러(23)의 위치를 (제2 주름형성 롤(3)의 축에 관하여) 반경방향으로 조절함으로써 무단 벨트(13)에 장력이 인가된다.

실제로, 벨트의 장력은 라이너 및/또는 주름지의 통상적으로 접힘 또는 찢어짐 형태의 손상이 발생하는 지점으로 조절된다. 장력은 그후 손상이 발생하지 않는 장력까지 인장 롤러(23)를 뒤로 이동시킴으로써 하향 조정된다. 인가된 장력의 양은 라이너 및 주름형 시트들을 위해 사용된 시트 재료들의 특성을 포함하는 다수의 인자들에 의존한다.

제2 주름형성 롤(3) 내측의 진공에 의해 보유되는 것으로부터 접합된 단면 골판지(15)를 분리하는 것을 돕기 위해 픽(pick, 24)이 사용된다.

이 배열의 단면 골판지(15)의 제조 속도는 제2 주름형성 롤(3)의 직경 및 회전 속도에 의해 결정된다. 무단 벨트(13)가 제2 주름형성 롤(3)의 외주의 대략 3/4 둘레로 연장하는 상태에서, 이는 롤(3)의 직경에 독립적으로 분당 약 20 회전으로 회전 시간을 고정시킨다. 그러나, 제조량은 롤(3)의 직경(D, 미터 단위로 측정됨)에 의존하며, 분당 20πD 미터(상술한 구성에 대하여), 즉, 분당 롤(3)의 직경(미터 단위로 측정됨)의 약 63배로 주어진다.

예로서, 1.6 m의 직경을 갖는 제2 주름형성 롤러(3)는 약 100 m/min 의 단면 보드지를 생산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 제2 주름형성 롤러(3)의 상면도가 도 2에 예시되어 있다. 제2 주름형성 롤러(이제, 전체가 화살표 31로 표시됨)는 축(33) 상에 장착된 복수의 디스크들(32)로 구성된다.

사용시, 종이 또는 카드보드(34)는 가압 부재(미도시)와 디스크들(32)의 외주 상의 주름형 접촉 표면 사이를 지나간다.

종이(34)가 디스크들(32)의 주름형 표면과 접촉 상태로 보유되는 것을 보증하기 위해, 진공 소스(120)에 의해 통로(점선들 35로 표시됨)를 통해 주름형성 롤러(31)에 진공이 인가된다.

인접한 디스크들(32) 사이의 공간들(36)은 롤러(37)의 접촉 표면에서의 진공의 생성을 가능하게 한다. 이 진공은 종이(34)를 축(33)을 향해 압박하고, 그래서, 종이는 주름형성 롤러들(32)에 대해 밀접하게 가압된다.

이제, 도 3으로 전환하면, 주름형성 롤러(31)의 디스크들(32) 중 하나의 측면도가 도시되어 있다. 도면에서, 축(미도시)을 위해 디스크(32)의 중심에 제공된 개구(38)를 볼 수 있다. 축 상의 너브(nub)와 결합하는 절결부(39)가 축(미도시) 둘레에서의 디스크(32)의 미끄럼이 존재하지 않게 되는 것을 보증하기 위해 제공되어 있다.

또한, 본 도면에서 디스크(32)의 측부를 통해 배열된 통로(35)도 볼 수 있다. 또한, 이들 통로들(35)은 주름형성 롤러들(32)의 중량의 감소에 기여한다.

디스크(32)의 원주 둘레에는 주름형성 치형부(40)가 존재한다.

본 발명의 분해 사시도(디스크들(32)이 분리되어 있음)가 도 4에 예시되어 있다. 디스크들(32)은 축(33)에 장착된다. 축(33)은 디스크(32)의 절결부(39)와 결합하는 너브(41)를 구비한다.

각 연속적 디스크(32) 사이에서, 디스크(32)의 통로들(35)로 이어지는 통로(36)가 제공되며, 그 내부에 진공이 형성된다. 이는 종이(미도시)를 디스크들(32)의 주름형성 치형부(40)에 대해 보유한다.

도시된 디스크들(32)은 그 측부들 상에 통로들(36)을 보여준다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 최외측 주름형성 롤러(40)는 이러한 통로(36) 없이 형성될 수 있다. 본 발명의 대안적 실시예가 도 5, 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.

도 5는 다수의 개별 디스크들(101)을 갖는, 전체가 화살표(100)로 표시된 주름형성 롤러를 예시한다.

도 6은 화살표(101)로 전체가 표시되어 있는 개별 디스크를 예시한다.

알 수 있는 바와 같이, 디스크(101)는 본 발명의 이전 실시예들에 관하여 설명된 바와 같이 통로들(102)을 갖는다.

그러나, 디스크(101)가 디스크(32)로부터 다른 점은 실질적으로 두 개의 부분들로 구성되어 있다는 점이다.

디스크(101)는 얇은 강철로 구성되어 있는 중앙 디스크 부분(103)과, 얇은 디스크(103)의 원주 둘레의 외주 부분(104)으로 이루어져 있다. 외주 부분(104)은 다수의 기어 섹터들(104)로 구성되어 있다.

기어 섹터(104)의 구성이 도 7에 더 명료히 도시되어 있다.

섹터들(104)은 플라스틱 재료로 형성되며, 도 3에 예시된 치형부들(40)과 유사한 주름형 치형부(105)를 갖는다.

본 발명의 양태들을 단지 예로서 설명하였으며, 첨부된 청구범위의 범주로부터 벗어나지 않고 이에 대한 변형들 및 추가들이 이루어질 수 있다는 것을 인지하여야 한다.

2 : 제1 주름형성 롤 2' : 치형부
3 : 제2 주름형성 롤 3' : 치형부
4 : 글루 롤러 7 : 크라프트지
8 : 주름형 시트 10 : 라이너
13 : 무단 벨트 15 : 단면 골판지
32 : 디스크 33 : 축
35 : 통로 104 : 기어 섹터
105 : 치형부 120 : 진공펌프

Claims (5)

1. 실질적으로 강철(steel)보다 밀도가 작은 재료로 제조된 복수의 디스크들;
   각 디스크의 외부 테두리에 부착되어 주름진 외부 테두리를 제공하기 위한 제거가능한 복수의 기어 섹터들;을 포함하는 복합 주름형성 롤러에서,
   상기 디스크들은 축에 장착되어 그 안에서 회전하는 것을 특징으로 하는 복합 주름형성 롤러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 롤러는 외주면에 진공이 인가되도록 개조된 것을 특징으로 하는 복합 주름형성 롤러.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 기어 섹터는 상기 디스크의 재질과 상이한 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 복합 주름형 롤러.
4. 제3항에 있어서,
   상기 기어 섹터는 강철(steel)로 제조된 것을 특징으로 하는 복합 주름형성 롤러.
5. a) 디스크의 외부 테두리에 강철보다 밀도가 작은 재료로 제조된 복수의 기어 섹터들을 부착하는 단계;
   b) 축에 상기 복수의 디스크들을 장착하는 단계;를 포함하되,
   상기 a)단계 및 b)단계는 순차적으로 수행될 수 있는, 롤러를 구성하는 방법.
   

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