KR20210080765A - 실린더형 정류장치를 포함하는 경사형 헤드박스 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실린더형 정류장치를 포함하는 경사형 헤드박스(20)는 헤드박스 챔버(22), 지지면(23), 진공 석션 박스(24) 및 한 개 이상의 실린더형 정류장치(25)를 포함한다. 실린더형 정류장치는 헤드박스 와이어의 이동속도와 연동하여 회전 속도 등을 조절할 수 있으며, 이를 통해 지지면에 공급되는 섬유의 이동 속도 및 분산을 제어할 수 있도록 구성된다. 실린더형 정류장치는 섬유의 종류나 길이 등에 따라 내/외부가 막힌 원통 표면에 형성되는 요철(25b) 또는 내부가 텅 빈 원통 표면에 형성된 구멍(25d)을 포함한다.

Description

실린더형 정류장치를 포함하는 경사형 헤드박스 {Inclined Headbox with cylindrical rectifier}

본 발명은 필터, 종이 및 티슈 등의 용지를 습식 방식으로 제조하는 방법에 관한 것이다. 상세하게는 기존에 널리 알려져 있는 종래의 경사형 헤드박스를 이용한 필터, 종이 및 티슈 등의 용지를 습식 방식으로 제조하는 초지단계에서 발생했던 용지 지필의 뷸균일성을 개선할 수 있는 실린더형 정류장치를 도입한 새로운 형태의 경사형 헤드박스롤 구성하는 방식에 관한 것이다.

필터, 종이 및 티슈 등의 용지를 습식 방식으로 제조시에 헤드박스를 이용하여 성형 와이어 상에 원료를 침착시키고 원료를 수송하는 백수를 일부 탈수시켜 용지 웹을 형성한다. 최종 용지가 갖는 지필도의 균일성은 원료 섬유의 균일한 분산에 의해서 얻어진다. 이를 달성하기 위한 헤드박스의 중요한 특성으로는 1. 원료 섬유를 전폭에 균일하게 분배 2. 섬유의 엉킴을 방지하기 위한 적절한 맥동을 발생 3. 섬유 원료 용액의 역류 및 농도 변화 방지 4. 기계 방향의 섬유 원료 용액의 속도 경사 발생 방지 등이 있다. 기본적으로 이러한 특성을 만족시키기 위한 방향으로 제조하는 용지의 종류 및 섬유 등 필요한 성능 및 기능에 따라 포드리니어 초지기 또는 환망 초지기 등을 이용한 다양한 방식의 헤드박스가 현재까지 개발되어 왔다.

용지 웹을 형성하는 다양한 헤드박스 중에 경사형 헤드박스는 용지 제조업계에 널리 알려져 있지만, 지금까지 헤드박스 챔버 내에서 용지 웹을 형성하는 원료가 헤드박스 원료 입구로부터 거리가 멀어지면서 발생하는 원료의 침전 및 엉김으로 인하여 경사형 헤드박스에서는 매우 균일한 시트를 제조하는 데 어려움이 있었다. 따라서, 경사형 헤드박스에서 균일한 평량의 시트를 제조하기 위한 정류 장치 도입의 필요성이 존재한다.

본 발명의 목적 및 이점은 이하의 상세한 설명을 통해 명백히 드러나거나 부분적으로 개시될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예를 통해서도 알 수 있다.

본 발명은 실린더형 정류 장치를 포함하는 경사형 헤드박스에 관한 것이다. 경사형 헤드박스는 용지 웹을 형성하는 원료가 제공되는 원료 투입구, 원료의 이동 통로인 챔버, 원료가 침착하여 형성된 웹을 이동시키는 와이어와 탈수가 일어나는 석션 박스로 구성된다.

챔버 내에 위치하는 실린더형 정류장치는 실린더 롤과 실린더 롤을 지지하는 지지부, 실린더 롤의 위치를 조정하고 실린더 롤을 구동하는 구동부로 구성되며, 적어도 하나 이상의 실린더 롤이 챔버 내의 원료 용액에 담겨 원료의 이동 속도 등을 조절하게 된다.

종래 기술상의 경사형 헤드박스에서는 원료 투입구로부터 투입된 원료 용액이 웹을 형성하는 와이어 쪽으로 이동하면서 발생하는 원료의 침전 및 엉김 등의 현상으로 인하여 균일한 시트를 형성하는 데에 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해서는 원료 용액이 분산이 잘 유지되는 상태로 와이어 쪽으로 이동할 수 있도록 해주는 것이 필요하다. 본 발명의 실린더형 정류장치는 원료 용액내에서 원료의 침전 및 엉김을 막기 위해 실린더의 회전 속도 및 방향이 적절히 제어된다.

본 발명의 좀 더 자세한 특징 및 양태는 이하에 서술된다.

최종 생산 용지의 지필의 균일성 확보를 위해서는 초기 용지 웹 형성단계에서 해드박스 내의 섬유 원료 용액의 균일한 분산이 중요한 요소이다. 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에서는 용지의 종류 및 원료가 되는 섬유의 종류 및 길이 등에 따라 헤드박스 내에서 적절한 난류를 생성할 수 있는 실린더형 정류 장치를 도입하고, 실린더 정류 장치의 모양 및 위치, 회전 속도 등을 적절히 제어함으로써 용지 지필의 균일성을 확보할 수 있다. 이를 통해 용지의 주행방향(MD, Machine Direction) 및 지폭방향(CD, Cross Direction)에 상관없이 균일한 용지를 얻을 수 있다.

본 기술 분야의 통상의 기술자에게 최선의 방법을 비롯한 본 발명의 전체 및 가능한 개시가 첨부 도면을 참조하여 명세서 상에 보다 구체적으로 서술된다.
도 1은 종래 기술상 실시양태에 따른 용지 웹 제조용 헤드박스의 실시양태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시양태에 따른 용지 웹 제조용 실린더형 정류장치를 포함하는 경사형 헤드박스의 실시양태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시양태에 따른 도 2의 실린더형 정류장치의 한 예시를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시양태에 따른 도 2의 실린더형 정류장치의 또다른 한 예시를 도시한 것이다.
본 명세서 및 도면의 도면부호의 반복적인 사용은 본 발명의 동일하거나 또는 유사한 특징 또는 요소를 나타내려는 것이다

본 발명은 단지 실시 양태의 예시적인 서술일 뿐으로 좀 더 다양한 실시 양태를 제한하려는 것이 아니며 더 넓은 실시 양태가 예시적인 구성으로 실시됨을 본 기술 분야의 통상의 기술자는 이해할 수 있다.

이제 본 발명은 종래 기술상의 경사형 헤드박스(10)를 도시하는 도면1 및 실린더형 정류장치가 포함된 경사형 헤드박스(20)을 도시하는 도면2 를 참조하여 더 상세히 서술된다. 아래에 서술하는 바와 같이, 본 발명의 경사형 헤드박스는 균일한 용지시트의 제조 가능성을 도입한다.

이와 관련하여, 본 발명에서의 용지라 함은 ‘PET, 유리섬유 등의 복합 소재를 이용한 정수 필터, 공기 필터 등을 포함하는 필터 용지, 탄소 섬유(Carbon Fiber)를 이용한 탄소섬유강화플라스틱(CFRP, Carbon fiber reinforced polymer) 및 가스 확산층(GDBL, Gas Diffusion Backing Layer), Kevlar 섬유를 이용한 방탄지 등의 특수 용지, 인쇄지, 포장지, 위생지, 기록지, 신문지, 티슈, 와이퍼, 타월, 라이너보드 및 기타 산업용지’ 등을 포함한다. 용지를 만드는 데 필요한 원료가 되는 섬유 유형으로는 경질 목재, 연질 목재 및 다른 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 천연 유래 섬유 또는 폴리프로필렌, 아라미드, 아세테이트, 유리 섬유 등을 포함하는 합성 섬유 등 펄프화를 통한 섬유화가 가능한 다양한 종류의 섬유를 포함한다. 섬유 원료 용액으로는 상기한 섬유 종류 또는 관련된 섬유 종류의 임의의 혼합물 조합이 사용될 수 있다.

도 1은 섬유 원료 용액으로부터 용지 웹을 제조하기 위한 종래 기술상의 헤드박스(10)를 도시하고 있다.

헤드박스(10)는 섬유 원료 용액이 투입되는 원료 투입부(11), 헤드박스 챔버(12), 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(13) 및 백수의 탈수가 일어나는 진공 석션 박스(14)를 포함한다.

헤드박스 챔버(12)는 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(13)에 형성된 구멍들을 통해 진공 석션 박스(14)와 연결되며, 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(13)에 형성된 구멍들은 진공 펌프 등의 진공원에 적절히 연결된다.

진공 석션 박스(14)는 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(13)에 적절한 양의 진공을 제공하며, 진공 석션 박스(14)는 내부를 다수의 구역으로 분할하는 구역 분할기를 포함할 수 있다.

원료 투입부(11)을 통해서 헤드박스 챔버(12)에 제공된 섬유 원료 용액은 진공 펌프 등의 진공원에 연결된 진공 석션 박스(14)에 연결된 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(13)에 형성된 구멍들을 통해 탈수가 이루어지고 용지 웹이 형성되는 와이어 표면에 원료의 침착이 일어난다.

헤드박스(10)는 하나 이상의 헤드박스 챔버(12)에 적절하게 연결된 하나 이상의 원료 투입부(11)을 통해 섬유 원료 용액을 수용한다. 원료 투입부(11)를 통해 하나 혹은 둘 이상의 섬유 종류를 공급할 수 있다.

도 2은 섬유 원료 용액으로부터 용지 웹을 제조하기 위한 본 발명의 헤드박스(20)를 도시하고 있다.

헤드박스(20)는 섬유 원료 용액이 투입되는 원료 투입부(21), 헤드박스 챔버(22), 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(23) 및 백수의 탈수가 일어나는 진공 석션 박스(24) 및 한 개 이상의 실린더형 정류장치(25)를 포함한다.

헤드박스 챔버(22)는 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(23)에 형성된 구멍들을 통해 진공 석션 박스(24)와 연결되며, 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(23)에 형성된 구멍들은 진공 펌프 등의 진공원에 적절히 연결된다.

진공 석션 박스(24)는 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(23)에 적절한 양의 진공을 제공하며, 진공 석션 박스(24)는 내부를 다수의 구역으로 분할하는 구역 분할기를 포함할 수 있다.

원료 투입부(21)을 통해서 헤드박스 챔버(22)에 제공된 섬유 원료 용액은 진공 펌프 등의 진공원에 연결된 진공 석션 박스(24)에 연결된 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(23)에 형성된 구멍들을 통해 탈수가 이루어지고 용지 웹이 형성되는 와이어 표면에 원료의 침착이 일어난다.

실린더형 정류장치(25)는 헤드박스 챔버(22)에 제공된 섬유 원료 용액이 골고루 분산된 상태에서 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면(23)에 도달하여 균일한 용지 웹이 형성될 수 있도록 도와준다. 실린더형 정류장치(25)는 정류장치 구동축(26)을 통해 헤드박스(22)내에서의 위치 및 회전 속도 등을 적절히 제어할 수 있다. 정류장치 구동축(26)은 유압식, 공압식 등을 비롯한 기계적인 장치를 포함한 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 이동될 수 있다. 또한 정류장치 구동축(26)의 이동 및 회전 속도 조절 등은 프로그램식 논리 제어기 등과 같은 컴퓨터 제어기에 의해 제어될 수 있다.

헤드박스(20)는 하나 이상의 헤드박스 챔버(22)에 적절하게 연결된 하나 이상의 원료 투입부(21)을 통해 섬유 원료 용액을 수용한다. 원료 투입부(21)를 통해 하나 혹은 둘 이상의 섬유 종류를 공급할 수 있다.

도 3, 도 4는 본 발명의 헤드박스(20)에 설치되는 실린더형 정류 장치(25)를 도시하고 있다.

도 3의 실린더는 내/외부가 막혀 있어서 용지 웹 생산 시 용지 섬유 원료 용액은 내부가 막힌 원통형 실린더(25a)의 표면을 따라서 이동하게 된다. 용지 섬유 원료 용액이 헤드박스 챔버(22) 내에서 이동중 미세한 난류를 생성하여 용지 웹 형성을 개선하기 위하여 실린더의 표면은 매끄럽게 처리 또는 다양한 모양, 배열의 요철 구조(25b)를 포함할 수 있다. 난류의 정도는 정류장치 구동축(26)의 회전 속도 등을 제어하는 프로그램식 논리 제어기 등에 의해서 적절히 조절할 수 있다.

도 4의 실린더는 내/외부가 구멍을 통하여 연결되어 있어 용지 웹 생산 시 용지 섬유 원료 용액이 실린더의 표면 및 내부를 통해 이동할 수 있는 도넛 모양 원통형 실린더(25c)를 도시한다. 용지 섬유 원료 용액은 헤드박스 챔버(22)내에서 이동중 도넛 모양 원통형 실린더의 내/외부를 자유롭게 이동할 수 있고, 원통형 실린더의 회전과 내/외부를 관통하는 구멍들(25d)은 미세한 난류를 형성하여 용지 웹 형성을 개선하게 된다. 도넛 모양 원통형 실린더에 형성된 내/외부를 관통하는 구멍들은 용지 생산 시 사용되는 섬유의 종류 및 길이 등에 따라 다양한 모양, 배열의 구조를 가질 수 있다. 난류의 정도는 정류장치 구동축(26)의 회전 속도 등을 제어하는 프로그램식 논리 제어기 등에 의해서 적절히 조절할 수 있다.

첨부된 청구항에 특히 더 개시된 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 본 발명의 이들 및 다 른 변경 및 변형이 실행될 수 있다. 또한, 다양한 양태의 실시양태가 전체 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있 음이 이해되어야 한다. 더욱이, 상기한 설명이 예시적인 것이고 이러한 첨부된 청구항에 기술된 것처럼 본 발 명을 제한하려는 의도가 아님을 본 기술 분야의 통상의 기술자는 이해할 것이다

이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 실린더형 정류장치를 포함하는 경사형 헤드박스에 대하여 설명하였다. 이러한 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 것이다. 또한, 상기한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로 첨부된 청구항에 기술된 것처럼 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 본 기술 분야의 통상의 기술자는 이해할 것이다.

10 : 경사형 헤드박스
11 : 원료 투입부
12 : 헤드박스 챔버
13 : 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면
14 : 진공 석션 박스
20 : 실린더형 정류장치를 포함하는 경사형 헤드박스
21 : 원료 투입부
22 : 헤드박스 챔버
23 : 용지 웹이 형성되는 와이어와 그 지지면
24 : 진공 석션 박스
25 : 실린더형 정류장치
25a : 내부가 막힌 원통형 실린더
25b : 실린더 표면의 요철 구조
25c : 도넛 모양 원통형 실린더
25d : 관통 구멍
26 : 실린더형 정류장치 구동축

Claims (8)

1. 챔버 내에서 용지 섬유를 지지면에 안정적으로 균일하게 공급하도록 구성된 1개 이상의 실린더형 정류 장치를 포함하는 경사형 헤드박스
2. 제1항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 내/외부가 막혀 있어서 용지 섬유가 실린더의 표면을 따라서 이동하는 것을 특징으로 하는 경사형 헤드박스
3. 제2항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 섬유의 종류나 길이 등에 따라 매끈한 표면을 가지거나 요철이 구성된 표면을 가지는 경사형 헤드박스
4. 제3항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 섬유의 종류나 길이 등에 따라 세로, 가로, 또는 세로와 가로의 조합을 따르는 형태의 요철을 가지고, 이러한 요철은 완만한 경사의 곡면 또는 날카로운 모서리가 존재하는 각이 진 것을 특징으로 하는 실린더형 정류 장치
5. 제1항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 내/외부가 통하여 용지 섬유가 실린더의 표면 및 내부를 통해 이동하는 내부가 텅 빈 원통을 특징으로 하는 경사형 헤드박스
6. 제5항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 섬유의 종류나 길이 등에 따라 다수의 구멍이 형성된 표면을 특징으로 하는 내부가 텅 빈 원통을 포함하는 경사형 헤드박스
7. 제6항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 섬유의 종류나 길이 등에 따라 구멍의 크기 및 위치, 간격 등을 달리하는 것을 특징으로 하는 내부가 텅 빈 원통을 포함하고, 이러한 구멍은 완만한 경사의 곡면 또는 날카로운 모서리가 존재하는 각이 진 것을 특징으로 하는 실린더형 정류 장치
8. 제1항에 있어서, 실린더형 정류 장치는 헤드박스 와이어의 속도와 연동한 속도 조절 및 회전 방향 설정이 가능하도록 구성된 제어부를 포함하는 경사형 헤드박스

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