초지기에 사용되는 건조롤의 오염 방지 방법.{Method of preventing pollution for dry roller used in papermachine}
본 발명은 초지기에 사용되는 건조롤의 오염 방지 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초지기에 사용되는 건조롤의 이형성을 개선함으로서 장시간 사용시에도 건조롤의 오염을 방지할 수 있는 방법에 관한 것이다.
종이 생산 과정에 있어서 초지기는 성형부와 건조부로 구성되며 종이 웹의 수분을 제거하면서 양질의 종이를 얻기 위해서는 건조롤의 이형성 및 이에 따른 오염 방지 효과가 중요시되어 왔다. 건조롤은 일반적으로 건조롤 내부에 스팀 등을 공급하여 건조롤 내부로 부터 가열되는 구조로 되어 있다. 종이의 주성분은 셀루로오스 등으로 이루어져 있으며 기타 성분으로 리그닌, 피치 등이 소량 함유되어 있다. 또한 종이 생산 과정 중에 첨가하는 다양한 첨가제 등이 종이 웹에 함유되어 있다. 건조 전의 종이 웹에 함유되어 있는 리그닌, 피치 및 각종 첨가제는 종이 웹이 건조롤의 표면에 닿아 온도가 상승하는 과정 중에 점착 특성을 갖게 되어 건조롤의 표면에 달라 붙는 현상이 발생한다. 건조롤의 표면에 달라 붙은 리그닌, 피치 및 각종 첨가제들은 이후 건조롤의 표면을 오염시켜 건조롤 표면의 이형성을 저하시키는 문제가 발생하게 된다. 이러한 건조롤 표면의 이형성 저하는 종이 표면에 요철이 형성되거나, 종이 표면이 벗겨지는 피킹 현상이 발생되거나, 종이가 건조롤의 표면에 달라 붙는 문제 등을 일으켜 양질의 종이를 생산할 수 없게 된다. 또한 건조롤 표면의 이형성이 저하되면서 지속적으로 건조롤 표면에 쌓이게 되는 이러한 오염물은 건조롤 표면에서 종이 웹으로의 열전달 속도를 떨어뜨려 종이 웹의 건조 속도를 느려지게 하는 문제가 발생하게 된다. 초지기에 사용되는 건조롤의 표면 이형성을 개선하여 오염 방지 효과를 부여하기 위한 종래기술로서는 상기 건조롤의 표면에 크롬도금 가공을 하는 방법과 불소수지 코팅을 하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 상기 방법들은 초지기에서 건조롤을 분리하여 크롬도금 공장 또는 불소수지 코팅 공장에서 크롬도금 또는 불소수지 코팅을 한 후 이를 다시 초지기에 장착해야 하는 번거로움이 있었고, 특히 크롬도금 가공 방법의 경우에는 비용이 고가인 문제점도 있었다. 또 다른 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2001-0075379호 및 대한민국 공개특허 제10-2001-0075378호 등에서는 고온의 윤활유를 건조롤의 표면에 분사하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 고온의 윤활유를 건조롤의 표면에 분사하는 방법은 건조 공정 중에 지속적으로 고온의 윤활유를 분사해야 하고, 별도의 분사 장비가 있어야 하며, 고온의 윤활유에서 휘발성분이 발생하여 설비 내에 2차 오염을 유발하는 등의 문제점이 있었다. 또 다른 종래기술로서는 초지기에 사용되는 건조롤의 표면 전부에 불소수지 테이프를 부착하는 방법도 고려되었으나, 상기 종래기술의 경우 직경이 크고 길이가 긴 건조롤의 표면에 여러장의 불소수지 테이프를 이음매(Seam) 부분 없이 부착하는 것이 사실상 불가능하며, 상기 이음매(Seam) 부분이 있으면 건조공정 중 상기 이음매 부분에 종이가 달라 붙거나 이음매(Seam) 부분이 들뜨는 현상이 발생하여 양질의 종이를 제조하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 과제는 초지기로 부터 건조롤을 분리하지 않은 상태 그대로도 보수, 유지가 가능하며, 오염방지를 위한 별도의 윤활유 분사장치가 필요없어 설비가 간소화되며, 비용도 저렴하게 초지기에 사용되는 건조롤의 이형성과 오염방지성을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 초지기 건조롤에 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 테이핑 한 후, 테이핑된 불소수지 테이프(10)의 이음매(X) 부분에 융점이 서로 상이한 2종의 불소수지로 각각 형성된 2개의 불소수지층(21, 22)들이 적층되어 있는 2층 구조의 불소수지 필름(2)을 랩핑한 다음, 이를 열압착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 초지기에 사용되는 건조롤을 현장에서 간단하게 보수, 유지가 가능하여 편리하고, 오염방지를 위한 별도의 표면형성제 분사용 장치가 필요없어 설비가 간소화되고, 건조롤 이형성과 오염방지성을 효과적으로 향상시킨다.
도 1은 본 발명에 의해 오염 방지 가공된 초지기 건조롤의 일례를 나타내는 개략도.
도 2 내지 도 3은 불소수지 테이프(10)의 단면 개략도.
도 4는 2층 구조의 불소수지 필름(20)의 단면 개략도.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 (ⅰ) 초지기에 사용되는 건조롤의 폭 방향 및 길이 방향 중에서 선택된 어느 한 방향을 따라 초지기 건조롤의 표면 전부에 불소수지를 포함하는 지지체(11)와 상기 지지체(11)의 일면에 형성된 점착층(12)으로 구성된 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 감아주는 테이핑 공정; (ⅱ) 상기 테이핑 공정에 의해 상기 건조롤의 표면상에 형성된 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 융점이 서로 상이한 2종의 불소수지로 각각 형성된 2개의 불소수지층(21, 22)들이 적층되어 있는 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 감아주는 랩핑 공정; 및 (ⅲ) 랩핑된 2층 구조의 불소수지 필름(20)에 열을 가하면서 압착시켜주는 열압착 공정;을 포함 한다. 구체적으로, 본 발명은 먼저 초지기에 사용되는 건조롤의 폭 방향 및 길이 방향 중에서 선택된 어느 한 방향을 따라 초지기 건조롤의 표면 전부에 불소수지를 포함하는 지지체(11)와 상기 지지체(11)의 일면에 형성된 점착층(12)으로 구성된 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 감아주는 테이핑 공정을 실시한다. 상기 불소수지 테이프(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 지지체(11)의 양면중에서 점착층(12)이 형성안된 나머지 일면 위에 불소수지로 이루어진 탑(top) 코팅층(13)을 추가로 더 구비할 수도 있다. 상기 탑 코팅층(13)은 불소수지 테이프(10)와 후술하는 불소수지 필름(20)과의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 불소수지 탑 코팅층(13)은 테트라플루오로에틸렌 수지 보다 융점이 상대적으로 낮은 저융점 불소수지로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 저융점 불소수지로는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로프로필비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로메틸비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 중에서 선택된 1종의 수지 등이 사용될 수 있다. 도 2 내지 도 3은 상기 불소수지 테이프(10)의 단면 개략도이다. 상기 불소수지 테이프(10)를 구성하는 불소수지를 포함하는 지지체(11)는 불소수지 필름, 불소수지가 함침, 코팅된 유리섬유 직물 또는 불소수지가 함침, 코팅된 아라미드 섬유 직물이다. 상기 불소수지 테이프(10)를 구성하는 점착층(12)은 실리콘 수지, 아크릴 수지 또는 우레탄 수지로서 내열성이 80℃ 이상인 것이 바람직하다. 불소수지 테이프(10)를 구성하는 지지체(11)의 두께가 10~350㎛이고, 점착층(12)의 두께가 3~100㎛인 것이 바람직하다. 다음으로는, 상기 테이핑 공정에 의해 상기 건조롤의 표면상에 형성된 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 융점이 서로 상이한 2종의 불소수지로 각각 형성된 2개의 불소수지층(21, 22)들이 적층되어 있는 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 감아주는 랩핑 공정을 실시한다. 도 3은 2층 구조의 불소수지 필름(20)의 단면 개략도이다. 상기 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 구성하는 2개의 불소수지층(21, 22)들 중에서 하나의 불소수지층(21)은 상대적으로 융점이 높은 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로 구성되고, 나머지 하나의 불소수지층(22)은 상대적으로 융점이 낮은 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로프로필비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로메틸비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 중에서 선택된 1종의 수지로 구성 된다. 상기 랩핑공정에서 2층 구조의 불소수지 필름(20) 중 융점이 상대적으로 낮은 불소수지층(22)이 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)과 맞닿도록 상기 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 감아준다. 2층 구조의 불소수지 필름(20)의 두께가 5~50㎛인 것이 바람직하다. 다음으로는, 랩핑된 2층 구조의 불소수지 필름(20)에 열을 가하면서 압착시켜주는 열압착 공정을 실시하여 본 발명을 완성한다. 본 발명은 상기 테이핑 공정에 의해 형성된 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 상기 2층 구조의 불소수지 필름(20)이 랩핑 후 열압착되어 있기 때문에 상기 이음매 부분(X)에 종이가 달라붙거나 이음매 부분(X)이 들뜨는 현상을 효과적으로 방지하여 양질의 종이를 제조할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명은 상기 2층 구조의 불소수지 필름(20) 중 불소수지 테이프(10)와 직접 맞닿는 불소수지층 부분은 융점이 상대적으로 낮은 불소수지로 구성하고, 종이와 맞닿게 되는 불소수지층은 융점이 상대적으로 높은 불소수지로 구성하므로서 불소수지 테이프(10)에 상기 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 보다 용이하게 열압착함과 동시에 열압착된 상기 2층 구조의 불소수지 필름(20)의 내열성도 향상시킬 수 있다. 아울러, 본 발명은 초지기에 사용되는 건조롤을 현장에서 간단하게 보수, 유지가 가능하여 편리하고, 오염방지를 위한 별도의 표면형성제 분사용 장치가 필요없어 설비가 간소화되고, 건조롤 이형성과 오염방지성을 효과적으로 향상시킨다. 이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예만으로 한정, 해석되는 것은 아니다. 실시예 1 초지기에 사용되는 건조롤의 폭 방향을 따라 두께가 100㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 필름의 지지체(11)와 두께가 50㎛인 실리콘 수지의 점착층(12)으로 구성된 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 감아주는 테이핑 공정을 실시하였다. 다음으로, 상기 테이핑 공정에 의해 상기 건조롤의 표면상에 형성된 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지층(21)과 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 수지층(22)이 적층되어 두께가 30㎛인 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 감아주는 랩핑 공정을 실시하였다. 이때, 2층 구조의 불소수지 필름(20) 중 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 수지층(22)이 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)과 맞닿도록 하였다. 다음으로, 랩핑된 2층 구조의 불소수지 필름(20)에 열을 가하면서 압착시켜 초지기에 사용되는 건조롤의 오염 방지 가공을 완료하였다. 상기와 같이 오염 방지 가공 처리된 건조롤을 사용하여 3개월 동안 종이를 생산한 결과 건조롤에 종이가 달라붙는 현상 없이 양질의 종이를 생산할 수 있었다. 실시예 2 초지기에 사용되는 건조롤의 폭 방향을 따라 도 3에 도시된 바와 같이 두께가 100㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 수지가 함침된 유리섬유 직물의 지지체(11)와 두께가 50㎛인 실리콘 수지의 점착층(12) 및 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체로 구성되어 두께가 10㎛인 불소수지 탑 코팅층(13)으로 구성된 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 감아주는 테이핑 공정을 실시하였다. 다음으로, 상기 테이핑 공정에 의해 상기 건조롤의 표면상에 형성된 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지층(21)과 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로프로필에테르 공중합체 수지층(22)이 적층되어 두께가 30㎛인 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 감아주는 랩핑 공정을 실시하였다. 이때, 2층 구조의 불소수지 필름(20) 중 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로프로필에테르 공중합체 수지층(22)이 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)과 맞닿도록 하였다. 다음으로, 랩핑된 2층 구조의 불소수지 필름(20)에 열을 가하면서 압착시켜 초지기에 사용되는 건조롤의 오염 방지 가공을 완료하였다. 상기와 같이 오염 방지 가공 처리된 건조롤을 사용하여 3개월 동안 종이를 생산한 결과 건조롤에 종이가 달라붙는 현상 없이 양질의 종이를 생산할 수 있었다. 실시예 3 초지기에 사용되는 건조롤의 폭 방향을 따라 두께가 100㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 수지가 함침된 아라미드 직물의 지지체(11)와 두께가 50㎛인 실리콘 수지의 점착층(12)으로 구성된 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 감아주는 테이핑 공정을 실시하였다. 다음으로, 상기 테이핑 공정에 의해 상기 건조롤의 표면상에 형성된 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지층(21)과 폴리비닐플루오라이드 수지층(22)이 적층되어 두께가 30㎛인 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 감아주는 랩핑 공정을 실시하였다. 이때, 2층 구조의 불소수지 필름(20) 중 폴리비닐플루오라이드 수지층(22)이 불소수지 테이프(10)의 이음매 부분(X)과 맞닿도록 하였다. 다음으로, 랩핑된 2층 구조의 불소수지 필름(20)에 열을 가하면서 압착시켜 초지기에 사용되는 건조롤의 오염 방지 가공을 완료하였다. 상기와 같이 오염 방지 가공 처리된 건조롤을 사용하여 3개월 동안 종이를 생산한 결과 건조롤에 종이가 달라붙는 현상 없이 양질의 종이를 생산할 수 있었다. 비교실시예 1 초지기에 사용되는 건조롤의 폭 방향을 따라 두께가 100㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 필름의 지지체(11)와 두께가 50㎛인 실리콘 수지의 점착층(12)으로 구성된 불소수지 테이프(10)를 여러번에 걸쳐 나누어 감아주는 테이핑 공정을 실시하였다. 다음으로, 테이핑된 불소수지 테이프(10)에 열을 가하면서 압착시켜 초지기에 사용되는 건조롤의 오염 방지 가공을 완료하였다. 상기와 같이 오염 방지 가공 처리된 건조롤을 사용하여 3개월 동안 종이를 생산한 결과 건조롤에 종이가 달라붙는 현상이 심하며 양질의 종이를 생산할 수 없었다. 비교실시예 2 크롬도금 처리된 초지기용 건조롤을 초지기에 부착, 사용하여 3개월 동안 종이를 생산한 결과 건조롤에 종이가 달라붙는 현상 없이 양질의 종이를 생산할 수 있었다. 그러나, 크롬도금 처리된 초지기용 건조롤을 보수, 유지하기 위해서는 상기 건조롤을 초지기에서 분리해야하는 번거로움이 있었다.
10 : 불소수지 테이프
11 : 불소수지 테이프(10)를 구성하는 지지체
12 : 불소수지 테이프(10)를 구성하는 점착층
13 : 불소수지 테이프(10)를 구성하는 탑 코팅층
20 : 2층 구조의 불소수지 필름
21 : 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 구성하는 2개의 불소수지층들 중에서 융점이 상대적으로 높은 불소수지층
22 : 2층 구조의 불소수지 필름(20)을 구성하는 2개의 불소수지층들 중에서 융점이 상대적으로 낮은 불소수지층
Y : 초지기에 사용되는 건조롤
X : 불소수지 테이프(10)들 간의 이음매 부분 |
