KR100435867B1 - 종이 표면처리용 랩 칼렌더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실험용 칼렌더의 온도/압력/속도 조절을 용이하게 하고, 실제 운전조건을 모니터링함으로써, 현장 재현성 및 연구의 효율을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일련의 공정을 거쳐 생산되어 나오는 종이에 최종 소비자의 요구적성에 부합되는 표면을 형성시키기 위해 특정 압력과 온도를 가하여 종이표면의 평활성과 광택을 개선하는 랩 칼렌더를 제공한다.

Description

종이 표면처리용 랩 칼렌더{Lab calender for surface treated paper sheet}

본 발명은 종이 표면처리용 랩 칼렌더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전속도/온도/압력 조절이 가능하고, 1회의 실험을 통하여 특성이 다른 2종 이상의 시편획득이 가능하며, 각 롤러에 부착되어 있는 압력센서를 통해 실제 종이에 가해진 압력의 정도와 프로파일의 모니터링이 가능한 랩 칼렌더를 제공함으로써, 현장제품의 재현성 및 실험의 효율성을 높일 수 있도록 한 종이 표면처리용 랩 칼렌더에 관한 것이다.

일반적으로 제지산업이나 인쇄소 등에서 필요로 하는 종이는 목재나 기타 섬유식물에서 기계적, 화학적 처리를 통해 얻어지는 펄프를 가공하여 얻게 된다.

또한, 현재 생산되는 종이의 주된 소비는 인쇄를 통한 서적, 선전, 포장 등의 목적으로 이용되는데, 이를 위해 필수적으로 요구되는 특성으로 종이표면의 평활성과 일정수준의 광택도를 요구받게 된다.

이를 위해 제지공정의 말단부에서 실시하는 공정이 칼렌더(calender) 공정으로 압력과 온도가 조절되는 2단 이상의 적층구조를 가진 롤러들을 통과시켜 줌으로써, 종이표면의 특성과 종이내부의 구조를 조절해주게 된다.

이는 옷감의 주름을 펴주는 다림질과 같은 공정이다.

현재까지 제조공정은 속도와 생산량 측면에서 획기적인 기술적 진보를 해 왔고, 그를 위한 기술적 연구를 위한 장비도 매우 큰 발전을 거듭해 왔다.

그러나, 종이표면을 처리하는 칼렌더 공정을 위한 연구장비는 실제 공정상의 칼렌더 장비가 고속화됨에 따른 기술적 진보를 따르지 못하고 있으며, 다음과 같은 문제점으로 인해 연구결과의 신빙성이 의문시되고 있다.

1) 저속으로 회전하는 2∼3단의 적층롤러에 종이를 통과시킴으로써, 고속운전되는 공정상의 칼렌더가 나타내는 효과를 예측, 재현하기 곤란하다.

2) 작업닙(nip)에서 형성되는 압력의 각 단별 조절이 불가하다.

3) 실제 작업닙에서 종이가 받는 압력을 모니터링하는 것이 불가하다.

4) 각 단 롤러표면의 온도조절이 불가하여 공정상의 칼렌더 운전조건과는 상이한 운전형태를 이루고 있다.

5) 1회의 운전조작으로 1장의 시편을 얻으므로 각 단별 품질변화를 측정하기 위해 수회의 반복실험을 수행해야 하는 등의 불편함을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 실험용 칼렌더의 온도/압력/속도 조절을 용이하게 하고, 실제 운전조건을 모니터링함으로써, 현장 재현성 및 연구의 효율을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일련의 공정을 거쳐 생산되어 나오는 종이에 최종 소비자의 요구적성에 부합되는 표면을 형성시키기 위해 특정 압력과 온도를 가하여 종이표면의 평활성과 광택을 개선하는 랩 칼렌더를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 종이 표면처리용 랩 칼렌더의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주는 사시도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10a∼10e : 상단롤러 20a∼20e : 하단롤러

30 : 압전센서 40 : 종이시편

50 : 캐리어 60a∼60e : 작업닙(nip)

70 : 열매체 80 : 압력매체

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 상단롤러과 하단롤러의 조합으로 이루어진 단위 롤러수단을 적어도 2개 이상 순차적으로 연속 배치하는 동시에 각각의 상단롤러에는 압전센서를 구비하고, 상단롤러와 하단롤러에 의해 형성되는 각각의 작업닙으로 캐리어상의 종이시편을 차례로 통과시켜 칼렌더 효과를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 상단롤러는 종이시편과 접촉하는 면적을 달리하여 1회 실험만으로 특성이 다른 2종 이상의 종이시편을 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상단롤러와 하단롤러가 형성하는 하나의 작업닙을 통과하는 종이시편의 지체시간은 0.1∼1.0㎧인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상단롤러의 내부에는 온도조절을 위한 열수 또는 열유의 통과가 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하단롤러는 모터와 실린더를 이용하여 속도와 압력을 가변시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캐리어는 광센서 감응판을 이용하여 속도를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 종이 표면처리용 랩 칼렌더의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주는 사시도로서, 여기서는 5개의 단위로 구성되는 롤러수단을 구현하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 롤러수단의 수는 적어도 2개의 단위 이상이면 본 발명의 효과를 기대하는데 충분하다 할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상단롤러(10a∼10e)와 하단롤러(20a∼20e)는 1개씩 조합되면서 종이시편(40) 및 캐리어(50)의 진행방향을 따라 일렬로 나란하게 배치된다.

상기 상단롤러(10a∼10e)에는 각각 압전센서(30)가 구비되어 있으며, 이것을 이용하여 압력 프로파일 측정이 가능하게 된다.

특히, 각각의 상단롤러(10a∼10e)는 종이와의 접촉면적을 달리하고 있으며, 이에 따라 1회의 시험을 통하여 특성이 다른 2종 이상의 시편획득이 가능하게 된다.

예를 들면, 캐리어(50)상의 종이시편(40)이 각 상단롤러(10a∼10e)를 통과하면서 각각 다른 작업닙(60a∼60e)을 거치게 되므로, 하나의 종이시편(40)에 특성이 다른 5종의 압력 프로파일을 얻을 수 있게 된다.

여기서, 작업닙(60a∼60e)을 통과하는 종이시편(40)의 지체시간은 최소한 0.1㎧이고, 최소한 하나의 작업닙(60a∼60e)에 대한 지체시간은 최대 1.0㎧이다.

또한, 각 상단롤러(10a∼10e)는 그 축을 통한 내부로 열수 혹은 열유와 같은 열매체(70)를 공급하여 온도조절이 가능한 구조로 되어 있으며, 롤러의 표면온도를 최소 100℃에서 최대 180℃까지 올릴 수 있게 된다.

상기 하단롤러(20a∼20e)는 종이시편(40)에 대한 이송과 압력을 가하기 위한 수단이며, 이를 위해 속도와 압력을 조절할 수 있게 된다.

이러한 하단롤러(20a∼20e)는 속도조절을 위해 최고 5㎧의 속도로 구동가능한 모터를 구비하게 되며, 에어실린더를 이용하여 압력매체(80)를 제공할 수 있게 된다.

각각의 하단롤러(20a∼20e)에 의해 조성되는 압력매체(80)는 각 롤러마다 그 크기를 달리할 수 있으며, 이때의 하중은 200N/㎟의 평균압축응력을 발생시킬 수 있게 된다.

고속으로 움직이는 캐리어(50)는 그 표면을 실기의 탄성롤러 재질을 이용할수 있고, 또 간편한 교체가 가능하여 현장 재현성 및 탄성롤러 재질에 따른 효과측정이 용이하게 된다.

또한, 상기 캐리어(50)는 고속으로 움직이는 관계로 캐리어 말단부에 에어 브레이크를 설치하여 캐리어 정지시의 발생가능한 문제를 최소화할 수 있도록 하였으며, 속도의 측정은 캐리어(50)의 양옆에 광센서 감응판을 설치하여 측정하는 방식을 채택하였다.

따라서, 각각의 압력 및 속도조절이 가능한 2개 이상의 하단롤러와 온도 및 압력 프로파일 측정이 가능한 2개 이상의 상단롤러를 조합하고, 종이시편은 캐리어에 고정시켜 상단롤러와 하단롤러에 의해 형성된 각기 다른 궤적의 작업닙을 차례로 통과시킴으로써, 공정상의 카렌더 효과를 측정할 수 있다.

또한, 2개 이상으로 구성된 상단롤러는 각기 종이와의 접촉면적을 달리하는 모양을 취하고 있어 1회 실럼을 통하여 특성이 다른 2종 이상의 시편획득이 가능하며, 각각의 롤러에 부착되어 있는 압전센서를 통해 실제 종이에 가해진 압력의 정도와 프로파일의 모니터링이 가능하다.

위와 같이 본 발명은 기존의 실험용 랩 칼렌더가 지니는 운전속도/온도/압력의 한계를 극복하여 실기상의 품질재현을 구현할 수 있으며, 이를 정리하면 아래와 같다.

1) 최고 300m/min 까지 속도제어가 가능하며, 시편의 작업닙 체류시간도 매우 짧아 현장재현성이 우수하다.

2) 소프트롤러를 캐리어로 대체함으로써, 용이하게 다양한 재질의 특성실험이 가능하다.

3) 다단 통과시 각 단의 압력조절이 용이하며, 압전센서를 이용한 압력 프로파일 모니터링이 가능하다.

4) 상단롤러 디자인을 통해 1회의 통과로 여러 종의 샘플확보가 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명은 기존의 종이 표면처리용 랩 칼렌더가 가지고 있는 현장제품의 재현성 문제를 극복하고, 각 단별 압력 및 온도조절이 용이하며, 1회의 실험조건 세팅 후 각각의 단별 품질비교가 가능하므로, 원지 및 코드지의 칼렌더링 조건 색인과 칼렌더링 적성에 대한 실험연구시 정확한 결과값의 확보와 현장 재현성 확보를 기대할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 상단롤러과 하단롤러의 조합으로 이루어진 단위 롤러수단을 적어도 2개 이상 순차적으로 연속 배치하는 동시에 각각의 상단롤러에는 압전센서를 구비하고, 상단롤러와 하단롤러에 의해 형성되는 각각의 작업닙으로 캐리어상의 종이시편을 차례로 통과시켜 칼렌더 효과를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 종이 표면처리용 랩 칼렌더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 상단롤러는 종이시편과 접촉하는 면적을 달리하여 1회 실험만으로 특성이 다른 2종 이상의 종이시편을 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 종이 표면처리용 랩 칼렌더.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 상단롤러와 하단롤러가 형성하는 하나의 작업닙을 통과하는 종이시편의 지체시간은 0.1∼1.0㎧인 것을 특징으로 하는 종이 표면처리용 랩 칼렌더.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상단롤러의 내부에는 온도조절을 위한열수 또는 열유의 통과가 가능한 것을 특징으로 하는 종이 표면처리용 랩 칼렌더.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 하단롤러는 모터와 실린더를 이용하여 속도와 압력을 가변시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 종이 표면처리용 랩 칼렌더.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어는 광센서 감응판을 이용하여 속도를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 종이 표면처리용 랩 칼렌더.