KR100980634B1 - 풀-온 리더 - Google Patents

Abstract

봉합가능한 제지기용 직물(112)을 제지기 위로 당기는데 사용되는 것으로, 당김 로프들 또는 케이블들을 고정시키기 위한 래블(ravel) 영역(118)을 포함하는 리더(100,200)가 개시되어 있다.

제지기, 직물, 리더, 래블, 시밍

Description

풀-온 리더{Pull-on leader}

본 발명은 봉합이 가능한 제지기용 직물(seamable papermaker's fabric)을 제지기 위로 끌어당기는데 사용하는 것으로 내구성이 있고 재생이 가능한 리더(leader)에 관한 것이다.

현대식 제지기에 사용되는 직물들은 5 내지 33피트의 폭, 40 내지 400피트의 길이, 약 100 내지 3,000파운드의 무게를 갖는다. 이러한 직물들은 마모되기 때문에 교체해 주어야 한다. 직물들의 교체를 위해서는 마모된 직물을 제거하고 새로운 직물의 설치를 위한 셋팅작업을 수행한후 새로운 직물을 설치하여야 하므로 제지기의 작동을 자주 멈추어야 한다. 많은 직물들이 무한 직물의 형태를 취하지만, 제지기의 프레스 구간들에서 사용되는 직물의 약 절반정도는 제지기상에서 봉합이 가능하다(on-machine-seamable). 모든 건조기 직물들은 일정한 형태의 시임(seam)을 갖는다. 몇몇의 제지산업 공정 벨트들(Paper Industry Process Belts; PIPBs)은 상표명 Transbelt®로 알려진 몇몇 이송벨트들과 같이 제지기상에서 봉합이 가능한 능력을 갖도록 설계된다. 직물의 설치를 위해서는, 먼저 직물 본체를 기계장치 위 로 잡아당긴후 무한 벨트를 형성하도록 직물의 단부들을 결합시켜야 한다.

제지기 위로 직물 본체를 적재시키는데 있어서 중요한 것중 하나는, 직물 전체에 걸쳐서 균등한 응력(tension)이 존재하여야 한다는 것이다. 만일 균등한 응력이 조성되지 않아서 직물의 일부 구간은 다른 구간보다 강하게 당겨지면, 직물은 직물의 폭방향으로 솟아오르게 된다.

제지기 위로 직물 본체를 적재시키는데 있어서 중요한 것중 다른 하나는, 직물 본체 시임의 손상을 예방하는 것이다. 직물의 설치중에 시임에 대한 손상 가능성을 제거하거나 최소화시키기 위해서는, 응력, 중량 및 압력이 시임 그자체에 작용하지 않도록 하여야 한다.

제지기 위로 직물 본체를 적재시키는데 있어서 중요한 것중 다른 하나는, 특히 매우 길다란 직물을 제지기 내에 적재시킬 때 직물 본체를 적절하게 정렬시켜서 직물이 올바른 기계방향(Machine Direction; MD)으로 안내되고, 그 결과 제지기의 일측에 대하여 진동하거나 그 일측을 따라 진행하지 않도록 하는 것이다. 만일, 직물이 제대로 안내되지 못하면, 직물은 제지기 지지 프레임에 접촉하게 되고, 그 결과 직물의 손상이 야기된다.

제지기 상에서 함께 결합될 수 있는 시임들을 갖는 직물들이나 벨트들에 대하여, 다양한 형태의 리더들이 이들의 설치를 지원하게될 것이다. 직물들이나 벨트들의 설치 및 작동중에 직물 본체 및 제지기에 대한 손상 가능성을 최소화하거나 회피하기 위하여, 리더는 직물 본체에 걸쳐서 균등한 응력이 존재하도록 설계된다. 그러한 리더들을 설계하기 위한 다양한 시도들이 있어왔다. 이러한 관점에서, "리 더(leader)" 와 "하니스(harness)"라는 용어가 상호 교환가능하게 자주 사용되어 왔다. 몇몇의 실제적인 리더들이 하니스들에 부착되거나 그 역으로 하니스들이 리더들에 부착되었다.

리네(Rhyne)에게 허여된 미합중국 특허 제 5,306,393 호 및 제 5,429,719 호에는 직물 본체를 제지기 위로 설치하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 선단 테두리 및 상기 선단 테두리에 인접하게 이격하여 배치된 다수의 속이빈 덧테쇠(grommet)를 갖는 자체 정렬식 직물 적재 하니스(self-aligning fabric loading harness)를 제공하는 단계, 당김 로프를 잡아 당기는 단계, 그리고 직물에 걸쳐서 균등한 응력이 존재하도록 직물 적재 하니스를 통해 당김 로프를 자동적으로 재조정하는 단계를 포함한다.

그런데, 금속 덧테쇠(metal grommet)의 사용으로 인하여 노동력이 많이들고 재료비가 상승하는 문제점이 있다. 통상적인 리더들은 리더당 평균 13개의 덧테쇠를 사용한다. 또한, 덧테쇠들은 고정된 위치들에 설치되는데, 이러한 위치들에서는 응력변화를 수용하도록 당김 로프의 위치를 조정할 수 없다. 또한, 덧테쇠들은 완벽하게 정렬되지 않으며, 이들이 만일 제지기내로 떨어지는 경우 심각한 손상을 입힐 수 있다.

요한손(Johansson)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,758,309 호에는 그리핑(gripping)을 위한 틈새들을 가지며 직물의 말단에 부착되는 스트립 재료의 형태를 취하는 다른 리더들이 개시되어 있다.

몇몇 리더들은 기계방향(MD)이나 교차기계방향(CD)중 어느하나를 따라 길다 란 칫수를 갖는 사각형 또는 직사학형의 형태를 취한다. 다중의 로프들이나 스트랩들은 리더의 폭을 가로질러서 균등하게 이격된 위치들에서 리더에 부착되며, 부착된 제지기용 직물 또는 벨트와 리더는 직물이 진행하는 동안에 당겨지고, 부착된 제지기용 직물 또는 벨트의 단부들은 무한 직물을 만들기 위해서 시임에 의해 함께 결합된다. 그런 다음, 리더가 제거되고 직물은 사용 가능한 상태가 된다.

부등변 사각형을 형성하도록 제거된 꼭지점을 갖는 이등변 삼각형과 같은 형상을 갖는 리더들이 해당 산업분야에서 사용되고 있다. 리더들은 직조재료부터 제조된다. 이때, 재료는 리더를 만들 수 있는 비직조 재료가 될 수도 있다. 리더의 기저부에는 지퍼가 제공되는데, 이 지퍼는 제지기 상에 설치되는 직물의 말단에 리더를 부착시키는데 사용된다. 직물을 제지기 위로 당기기 위하여 단지 하나의 로프만이 꼭지점 가까이에 부착되기 때문에, 이러한 설계는 때때로 바람직하다. 삼각형이 직조 재료로부터 절단되는 경우, 직물의 실들중 하나는 기저부로부터 꼭지점까지 직선으로 연장되고 다른 하나는 90도 각도로 연장된다.

도 1은 종래 기술에 따른 리더(10)의 평면도이다. 리더(10)는 이등변 삼각형과 유사한 형상을 가지며, 직조 재료로부터 제조된다. 리더(10)의 기저부(12)에는 절반의 지퍼 테두리(12)가 제공된다. 이 지퍼 테두리(12)는 제지기 상에 설치되는 직물의 일단부에 리더(10)를 부착시키는데 사용된다. 지퍼 테두리의 나머지 절반은 직물이나 벨트에 부착된다. 제지공장의 인부는 로프를 구멍(14)이 형성된 꼭대기 근처에 부착시키고 직물을 제지기 위로 당길 수 있다. 삼각형상의 리더가 직조 재료로부터 절단되는 경우, 직물의 실들중 하나는 기저부로부터 꼭지점까지 직선으로 연장되고 다른 하나는 90도 각도로 연장된다. 도 1a에 도시된 바와 같이 로프가 당겨지는 경우, 힘은 리더 뿐만아니라 부착된 직물 본체에 걸쳐서 불균등하게 분포되며, 이로인하여 직물 본체에 측방향으로 주름이 잡히게 된다.

중량 및 응력의 양호한 분포를 위해서 리더의 베이스에 강제 바(steel bar)가 전체 폭에 걸쳐서 삽입될 것이다. 그러나, 강제 바들은 중량이 많이 나가고 두꺼우며, 때때로는 2개의 프레스 롤들 또는 슈(shoe) 및 대향하는 롤들에 의해 형성된 닙(nip)을 통해서 진행하기가 어렵다.

이러한 형식의 리더에 있어서, 삼각형/부등변 사각형의 꼭대기에 4피트 폭(제지기의 횡방향 또는 교차기계방향(CD))의 강제 보강 바가 설치되며, 로프가 당겨지는 경우, 힘은 리더 주위 및 리더에 부착된 직물 본체를 가로질러서 불균등하게 분포된다. 꼭대기가 당겨지는 경우, 힘의 대부분은 리더의 중앙에서 교차기계방향(CD)으로 4피트에 걸쳐서 분포된다. 이로인하여 직물의 중앙부위에 주름이 잡히므로 봉합이 어려워지고, 제지기 위로 당겨지는 동안에 직물이나 벨트(16) 및 리더(10)에 처짐부(18,20)가 야기된다.

이러한 형식의 리더의 결점은 하중이 항상 중앙부위에서 아래쪽으로 집중된다는 것이다. 이것은 리더 및 그에 부착된 직물의 중심이 테두리들을 안내하게 되고, 그에따라 제지기를 통해서 당겨지는 동안 중심부에 주름을 형성하며, 결국에는 직물의 설치중에 직물을 안내하는 것 뿐만아니라 봉합을 어렵게 한다. 이것은 종종 직물이 진행하면서 당겨지는 동안에 직물의 테두리들이 처지게 한다. 모든 직물 테두리의 처짐이나 주름의 형성(상대적으로 편평한 직물 형상으로부터 야기됨)으로 인하여 직물이 정적인 장비위로 매달리게 하거나, 또는 2개의 프레스 롤들 사이에 형성된 간격을 쉽게 통과하지 못하게 한다. 직물이나 리더 테두리들이 처지는 것을 바로잡기 위하여 로프들을 테두리들에 삽입하면, 테두리들이 말리고 접혀지기 때문에 바람직하지 못하다.

상기한 바와 같은 기계상에서 봉합가능한 직물이나 벨트를 제지기상에 설치하기 위한 이러한 형식의 방법 및 장치들은 특별한 장점들을 갖지만, 상기한 것과 같은 결점들을 또한 갖는다.

여기에서는 참고문헌으로서 기재된 파게우트(Fargeout)에게 허여된 미합중국 특허 제 6,398,915 호에는, 봉합가능한 제지기 직물을 제지기 위로 잡아당기는데 특히 효과적인 리더 장치가 개시되어 있다. 이러한 장치에서는, 보강 스트립들을 갖는 플라스틱 코팅 기판을 구비한 삼각형상의 리더가 제공된다.

상기한 리더는 종래의 리더들의 결점을 효과적으로 해소할 수 있고 개선할 수 있으므로 항상 바람직하다.

본 발명의 주요한 목적은 상기한 장치들의 결점을 극복하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 설치 및 봉합이 용이도록 하기 위하여 직물 상에 하중을 균등하게 분포시킬 수 있는 것으로 제지기에 직물을 설치하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 내구성이 있으며 반복 사용이 가능한 것으로 직물 을 제지기 내에 설치할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 장치의 리더는 직조된 내구성 재료로부터 바람직하게 제조되고 교차기계방향(in the cross-machine direction)으로 설치되는 직물의 폭을 바람직하게 연장시킨다. 이러한 리더는 리더의 폭에서 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 연장되는 2개의 래블 영역들(ravel areas)로 이루어진다. 제 1의 래블 영역은 루프들을 통과하는 연결고리를 사용하여 리더의 측면을 고정함으로써, 직물의 교차-제지기 단부(cross-machine end)에서 봉합 루프들이나 다른 시밍 기구에 걸쳐서 위치된다.

제 2의 래블 영역은 바람직한 간격으로 로프들이나 케이들들을 고정시키기 위한 공간을 제공한다. 이것은 덧테쇠의 사용없이 로프들이나 케이블을 당겨서 고정 부착시킬 수 있게하고, 당김 동작중에 직물을 가로질러서 균등한 응력이 작용하도록 로프들이나 케이블들이 위치될 수 있게 한다. 그리하여, 로프들이나 케이블들은 사용중에 재위치될 수 있다.

리더는 2개의 래블 영역을 갖는 것이 바람직한데, 이때 하나는 직물에 대해서이고 다른 하나는 로프들을 당기기 위한 것이다. 지퍼기구와 같이 상기 리더를 직물에 부착시키기 위한 다른 수단이 또한 제공된다.

그러므로, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 도면을 참조로한 본 발명의 상세한 설명을 통해서 실현될 것이다, 도면에서:

도 1은 종래 기술에 따른 리더의 평면도;

도 1a는 도 1의 리더에 부착된 직물의 측면도로서, 직물이 당겨진 후의 상태 를 나타낸 도면;

도 2는 제지기에 사용된 프레스 구간을 보여주는 측면도;

도 3은 제지기에 사용된 건조기 구간을 보여주는 측면도;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예의 평면도;

도 5는 직물에 부착된 도 4의 바람직한 실시 예의 측단면도; 그리고

도 6은 본 발명의 다른 실시 예의 평면도이다.

먼저, 도 2는 제지기의 프레스 구간의 측면도이다. 도 3은 통상적인 제지기의 건조구간의 측면도이다. 이들 구간들에 사용된 직물의 경로가 하기에서 설명된다.

도 4 및 5에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 리더(100)가 도시되어 있다. 이들 도면은 실제 크기로 도시된 것이 아니며, 단지 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 단순하게 나타낸 것임을 유의하여야 한다. 리더(100)는 대략적으로 직사각형상을 가지며, 기계 상에서 봉합가능한 직물(112)의 교차기계 선단(110)에 부착될 스트립으로서 형성된다.

그러한 직물(110)은 제지기상에서 봉합가능한 모든 형식, 예를 들면 직포, 부직포, 적층 직물, 나선형 직물로 형성되거나 또는 상기 목적에 적합한 다른 형태가 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 직물(110)은 단부(112)에서 시밍 루프(seaming loop)(114)를 포함한다. 명백하게도, 다른쪽 단부(도시되지 않음)는 보완적인 시밍 루프를 구비하게될 것이며, 그로 인하여 직물(110)이 일단 제위치에 놓이면 연속적인 직물을 형성하도록 함께 결합될 것이다. 상기에서는 시밍 루프(114)가 설명되었지만, 리더가 부착될 수 있는한 상기 목적을 달성하기에 적합한 다른 시밍 기구 또한 이용이 가능하다.

한편, 리더(100)는 직조 내구성 재료로 제조된다. 직조 내구성 재료로는 솜, 나일론, 폴리에스테르 실 또는 이들의 조합이나 다른 재료가 될 수 있다. 실들은 다중필라멘트로 이루어지나 단일필라멘트로도 이루어질 수 있고, 쌓여진 단일필라멘트, 실 섬유(spun fiber) 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 만일 직조 재료로 이루어지면, 리더(100)는 래블 영역(ravel area)(116) 및(118)을 포함한다. 래블 영역(116)은 약 1인치의 폭을 가지며, 다수의 기계방향 실(120)로 형성된다. 실들(120)은 전방의 단단한 직물 부분(122)을 리더(100)의 중앙의 단단한 직물 부분(124)에 연결한다.

당김 로프나 케이블(126)을 수용하며 약 1 내지 2 인치의 폭을 가지므로, 래블 영역(118)은 래블 영역(116) 보다 어느정도는 넓다. 마찬가지로, 래블 영역(118)은 중앙부분(124)을 후방의 단단한 직물 부분(128)에 연결한다.

래블 영역(118) 및 (120)은 기계방향의 연속적인 실들을 포함하는데, 이 실들은 도 5에서 점선(130)으로 나타낸 바와 같이 직물 부분(122,124,128)을 구성하는 기계방향 실의 일부 또는 전부가 된다. 또한, 실들(120)은 상기 목적을 달성하기에 적합한 재료로 이루어지며, 직물 부분(122,124,128)의 교차 기계방향 실들을 구성하는 것과는 다르다.

도 5는 직물(112)에 부착된 리더(100)의 측단면도이다. 래블 영역(116)은 시밍 루프(114) 위로 위치하고, 그리하여 실들(120)은 루프를 형성한다. 따라서, 연결고리(132)는 실(120)의 상부(120')와 실(120)의 바닥부분(120'') 사이를 통과할 수 있고, 리더(100)를 직물(112)에 제거가능하게 부착시킨다. 리더(100)는 직물(112)의 전체 교차 기계 테두리(110)를 가로지르거나 또는 충분한 길이를 갖는한 단지 일부분만을 가로질러서 연장될 수 있다.

래블 영역(118)에서와 같이, 로프나 케이블들(126)은 그 사이를 통과할 수 있고 직물 부분(128) 주위로 매여진다. 이때 직물(112)은 제지기 위로 당겨질 수 있다.

리더(100)의 폭 전체, 또는 상당부분에 걸쳐서 연장되는 래블 영역(118)을 갖는 것이 바람직하나, 반드시 그럴 필요는 없다. 로프들이나 케이블들이 부착될 영역이 존재하여야 한다. 물론, 이것은 어느정도까지이며, 다양한 적용예에서 응력 변화를 조정하도록 사용하는 동안에 로프나 케이블들의 재조정을 제한하게 된다. 래블 영역(118)이 리더(100)의 폭에 걸쳐서 연장되는 경우에, 특별한 용도에 대하여 로프나 케이블들의 바람직한 위치 결정을 하여주는 것이 바람직하다.

연결고리(132)가 제거되면, 리더(100)는 함께 결합된 직물의 말단으로부터 분리된다.

래블 영역들에서 다수의 제지기 방향 실들은 직물을 당기는데 필수적인 강도를 제공하기에 충분하여야 하지만, 그러한 영역들 내로 시밍 루프나 로프 또는 케이블을 삽입하는 것을 배제시킬정도로 크지 않아야 한다.

도 6에는 본 발명의 또다른 실시 예가 도시되어 있으며, 이때 유사한 부분들은 유사한 참조부호로서 나타내었다. 이러한 실시 예에 잇어서, 리더(200)는 직물(112)에 부착되는 래블 영역(116)을 사용하는 대신에 지퍼(202)를 사용하는 것이 리더(100)와 다른 점이다. 이와 관련하여, 지퍼(202)의 절반(204)은 리더(200)에 부착되고, 다른 절반(206)은 직물(112)(또는 시밍 루프(114))에 부착된다. 절반들은 함께 결합되고 함께 지퍼로 결합된다.

상기에서는 직조 리더가 참조되었지만, 보강되거나 보강되지 않은 잡아늘린스펀본드들(spunbonds)을 포함한 비직조 재료들 또한 사용될 수 있다. 편물재료또한 사용이 가능하다. 3축방향의 직조 재료 또한 사용이 가능하다. 상기한 바와 같은 이유로 인하여 폭에 걸쳐서 다중의 덧테쇠를 사용하는 것은 바람직하지 않으므로 회피하여야 한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

1. 교차기계방향(in the cross-machine direction)으로 폭을 가로지르는 선단 테두리를 갖는 제지기용 직물(a papermaker's fabric)을 설치하기 위한 직물 적재 리더로서,

   폭을 갖는 중앙부분;

   상기 중앙부분에 결합된 후방부분;

   로프나 케이블이 상기 후방부분 주위로 위치할 수 있어서 당김을 가능하게 하도록 상기 중앙부분과 상기 후방부분 사이에 위치된 제 1 래블(ravel) 영역; 및

   상기 직물의 상기 선단 테두리에 대하여 상기 리더를 부착시키기 위한 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리더를 부착시키기 위한 수단은, 상기 후방부분에 대향하여 상기 중앙부분의 일측에 위치된 제 2 래블(ravel) 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
3. 제 2 항에 있어서, 전방부분을 상기 중앙부분에 결합시키는 상기 제 2 래블영역을 갖는 전방부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 래블 영역은 상기 중앙부분의 폭에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 래블 영역은 상기 중앙부분의 폭에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 래블 영역은 상기 중앙부분의 폭에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙부분의 폭은 상기 선단 테두리의 폭에 상당하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 리더를 부착시키기 위한 수단은 지퍼를 포함하며, 상기 지퍼의 절반부는 상기 선단 테두리 상에 위치하고 나머지 절반부는 상기 중앙부분 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 래블 영역은 상기 중앙부분의 폭에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 중앙부분의 폭은 상기 선단 테두리의 폭에 상당하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 중앙부분의 폭은 상기 선단 테두리의 폭에 상당하는 것을 특징으로 하는 직물 적재 리더.

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