KR100189396B1 - 열가소성 필라멘트 웨브의 제조 장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기본 저중량 임에도 불구하고 개선된 피복성을 갖는 스펀본디드 열가소성 필라멘트 웨브를 제조하기 위한 방법 및 슬롯 연신 에테누에이터 장치를 제공한다.

신장형 절연봉내에 적재된 코로나 전극과 어테뉴에이터의 유출구 말단에 근접한 어테뉴에이터 슬롯의 한 벽을 따라 엇갈리게 일정 간격으로 위치시킨 슬롯 연신 어테뉴에이터에 상기 필라멘트를 통과시켰다. 코로나 전극은 전기적으로 고전압 전원에 연결시켰다. 슬롯 연신 어테뉴에이터의 대향벽은 접지된다. 어테뉴에이터에서 유출되면서 필라멘트가 하전되도록 어테뉴에이터 슬롯내에 코로나를 형성한다. 필라멘트가 성형 벨트에 무질서하게 집적되기 전에 필라멘트를 분포시키기 위해 정전기적 하전으로 필라멘트내에 반발력을 유도한다.

Description

열가소성 필라멘트 웨브의 제조장치 및 제조방법

스펀본딩법은 열가소성 필라멘트로 부직포를 제조하는데 널리 이용되는 방법이다. 스펀본디드 부직포는 여러 가지 방법으로 제조할 수 있다 대부분의 스펀본딩법은 섬유-성형 열가소성 중합체의 연속 필라멘트를 압출시키고, 이 필라멘트를 급냉시킨 후, 일반적으로 고속의 유체로 연신시키거나 어테뉴에이션 시킨 후 집적면 위에 이 필라멘트를 집적시켜 웨브를 형성하는 기본 단계들을 포함한다.

스펀본디드 부직포의 제조업자들은 높은 생산성 및 우수한 품질과 균일성을 갖는 스펀본디드 부직포를 제조하기 위해 오랜기간 제조방법을 개선시켜 왔다. 부직포의 품질과 균일성을 유지하는 일은 고속 생산과 기본 저중량의 부직포를 제조할 때 특별한 관심 대상이 된다.

몇가지 특성이 스펀본디드 부직포의 품질과 균일성에 영향을 미친다.

필라멘트 분리란 집단에서 각각의 필라멘트를 분리하는 것을 말한다.

우수한 필라멘트 분리는 필라멘트가 필라멘트간의 제한된 평행 접촉으로 무질서하게 배열되었을 때 일어난다. 이상적으로는, 각각의 필라멘트가 다른 필라멘트와 평형으로 접촉해서는 안되지만 실질적으로, 필라멘트는 상당히 먼 거리에 있는 필라멘트와 평행 접촉하는 경향을 띤다.

우수한 필라멘트 분리는 양호한 피복면적을 얻기가 더 어려운 경량의 부직포에 특히 중요하다. 로핑인 양호하지 못한 필라멘트 분리의 극한 상태이다. 다수의 필라멘트의 평행 꼬임 접촉결과 생긴 긴 스트랜드는 부직포에 구멍이나 매우 얇은 면을 야기시킬 수 있다.

얼룩은 기본 중량내 비교적 큰 규모의 비 - 균일성이다. 얼룩이있는 직물은 직물의 얇은 부위의 인장 강도가 작기 때문에 일반적으로 찢어지기 쉽다. 또한, 일반적으로 얼룩이 있는 직물은 불충분한 피복성을 갖는다.

우수한 균일성과 주목할만한 도전을 제시하는 충분한 피복성을 획득한 필라멘트를 어테뉴에이션시키고 연신시키기 위해, 특히 제조업자가 경량의 웨브를 제조하거나 고속 또는 저비용으로 웨브를 제조하고자 할 때, 초기 스펀본딩법에 원형 어테뉴에이터 튜브를 사용하였다.

종종루기(Lurgi)튜브라 불리는 원형 어테뉴에이터 튜브는 일반적으로 다량의 고압 기체를 사용하며 이 기체는 필라멘트에 대해 어테뉴에이션력을 제공한다. 그 결과 높은 이용비용과 고 소음을 야기한다.

생산성을 높이고 이용 비용을 낮추기 위해 각각의 튜브내에 필라멘트 수를 증가시키면 불충분한 필라멘트 분리와 로핑 및 불충분한 피복성을 갖는 웨브 문제를 야기한다.

스펀본디드 열가소성 필라멘트로 제조한 부직 웨브의 인장 특성을 여전히 유지하면서, 상기의 필라멘트 분리, 로핑 및 얼룩 문제를 극복하기 위한 많은 시도를 해왔다. 예를들면, 미국 특허 제 3,296,678 호, 제 3,485,428 호 및 제 4,163,305 호는 집적면에 쌓일 때 필라멘트를 확장시키기 위한 연속 필라멘트 다발의 기계 및 기체 진동 방법 및 여러가지 장치에 대해 기술하고 있다. 미국 특허 제 4,334,340 호는 원형 어테뉴에이터 튜브의 유출구에 기체 호일을 사용하여 연속 필라멘트를 성형 와이어에 집적시키기 전에 분리시키는 것에 대해 기술하고 있다. 가압 기체는 기체 호일의 최전부를 따라 나아가고 호일에 충돌하는 필라멘트는 성형 와이어 위의 가압기체에 의해 운반되며 필라멘트 다발을 확장시켜 필라멘트의 무질서한 집적을 조장한다.

필라멘트가 다른 필라멘트와 반발하도록 필라멘트에 전하를 가함으로써 필라멘트 다발의 확장을 촉진시키기 위한 다양한 정전기적인(electrostatical) 방법이 제시되어 왔다. 미국 특허 제3,338,992호는 마찰전기 전하에 대해 기술하고 있는데, 즉 필라멘트는 적합한 절연체와 마찰함으로써 하전되고, 필라멘트 다발에서 유도된 반발력은 전송 건(gun)을 빠져나오는 대로 성형 와이어에 집적되기 전에 필라멘트의 분리를 야기한다. 그러나 일반적으로 마찰 접촉은 섬세한 웨브에는 적합하지 않으며 이 방법은 주변 주건이 변할 때 신뢰성을 갖지 못한다. 상기 기술한 미국 특허 제 3,338,992 호와 제 3,296,678 호는 또한 필라멘트를 연신시키거나 전송시키기 전에 이온 건이나 코로나 방전 기기로 필라멘트 다발을 정전기적으로 하전시키는 것에 대해 기술하고 있다.

미국 특허 제 4,208,366 호는 필라멘트 다발의 정전기 처리는 포함하되 가압기체 어테뉴에이션을 사용하지 않는 스펀본딩법에 대해 기술하고 있다. 정전기 하전 부위를 통과한 압출 필라멘트는 엘라스토머로 피복된 연신 로울 사이의 닙(nip)을 통해 연신된다. 하전된 필라멘트는 연신 로울에 의해 추진되어 연신로울과 집적면 사이에 생긴 정전기장으로 들어가고, 정전기장은 필라멘트를 집적면으로 이끈다.

미국 특허 제 3,163,753 호, 제 3,341,394 호, 제 4,009,508 호, 및 PCT 출원 제 W0 9,107,530 호는 원형 어테뉴에이터 건으로 어테뉴에이션시킨 필라멘트 다발의 정전기 처리에 코로나 전극을 사용하는 것에 관한 것이다. 미국 특허 제 3,163,753 호는 접지봉 위를 지나는 필라멘트 다발을 하전된 코로나 전극에 인접하게 통과시키는 것에 관한 것이다. 미국 특허 제 3,341,394 호에서는 필라멘트가 장력하에 있는 동안과 필라멘트를 어테뉴에이션 튜브에 넣기전에 코로나를 적용하는 것에 대해 기술하고 있다. 미국 특허 제 4,009,508 호에서는 필라멘트를 원형 어테뉴에이터 튜브에서 방출시킨 후 코로나로 정전기 처리하여 목표 전극과 충돌시킬 때 자기장내에서 확장시키는 것에 대해 기술하고 있다. PCT 출원 제 W0 9,107,530 호에는 필라멘트가 원형 어테뉴에이터 튜브를 빠져나와 필라멘트를 기계적으로 확장시키는 필라멘트 이동 채널의 대향하고 있는 수렴 편향판에 충돌시키는 것에 대해 기술하고 있다. 이미 기계적으로 확장된 필라멘트의 정전기적 분리를 위해 채널의 유출구에 선택적으로 하전핀을 제공한다.

원형 어테뉴에이터의 한계와 문제점을 해결하기 위해 여러가지 슬롯 어테뉴에이터를 개발해왔다. 슬롯 어테뉴에이터에서, 또는 슬롯 연신법에서 다중 튜브 어테뉴에이터는 기계의 전면을 커버하는 단일 슬롯형 어테뉴에이터로 대치시킬 수 있다. 방사구면 아래에 있는 슬롯형 어테뉴에이터내로 기체를 공급한다. 이 공기가 좁은 폭을 갖는 어테뉴에이터 채널로 들어가 벤투리 효과를 창출하여 기체 흐름을 가속시키고 필라멘트의 어테뉴에이션을 야기시킨다. 이 필라멘트는 어테뉴에이터 채널을 빠져나와 성형 와이어에 집적된다. 사용된 슬롯 연신법 유형에 따라 달라지는 어테뉴에이터 기체를 어테뉴에이션 슬롯 위에서 압축 기체 공급에 의해 공급하거나 성형 와이어 아래에 위치한 진공관으로 직접 공급한다. 슬롯 연신법은 루기 튜브나 기타 튜브형 어테뉴에이터 공정보다 더 많은 장점을 가지고 있다.

슬롯형 어테뉴에이터는 필라멘트가 스핀 블럭에서 떨어져 직접 슬롯형 어테뉴에이터로 들어가는 자가 직조형 장치이다. 루기 장치에 사용되는 고압기체가 항상 필요한 것은 아니며 그로인해 소음을 감소시키고 이용비용을 절감시킨다.

그러나 슬롯 연신법의 장점에도 불구하고 피복성 문제는, 특히 경량의 직물일 경우, 여전히 발생한다. 가압 기류 흐름은 집적면위에 만들어진 웨브가 있는 지점에 난류를 일으킬 수 있으며 이는 웨브의 재질에 역효과를 미친다. 또한, 제조업자들은 여전히 고처리 속도에서 웨브를 제조하는 것을 시도하고 있으며 이는 문제를 일으킨다.예를들어, 미국 특허 제 4,753,698 호는 어떤 장소에 필라멘트를 고정시키기 위해 성형 와이어를 통해 진공을 가하고 슬롯 연신 어테뉴에이터에서 유출되는 필라멘트의 배열을 기계적으로 진동시키는 기술에 대해 기술하고 있다. 코안다 로울은 필라멘트 배열내 펜둘럼 운동(pendular movement)을 일으킨다. 그러나, 반전점에서 필라멘트의 스윙 속도는 0이고, 특별한 예방책을 강구하지 않는다면 반전점에서 파일-업(pile-up)이 일어난다.

필라멘트 어테뉴에이션 기술 이전의 슬롯 연신법의 장점은 우수한 피복성을 갖는 스펀본디드 직물을 생산할 수 있는 슬롯 연신법을 제공하기에 적합하다는 점이다. 따라서, 본 발명의 목적은 개선된 피복성을 갖는 스펀본디드 부직 웨브를 제조하기 위한 슬롯 연신법과 장치를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 기본 저중량이나 빠른 처리 속도에도 불구하고 우수한 피복성을 갖는 부직 웨브를 제조하기 위한 슬롯 연신법 및 장치를 제공하는 것이다.

(발명의 요약)

본 발명에 따라, 어테뉴에이터에 남겨진 필라멘트를 정전기적으로 하전시키기 위해 배치한 코로나 장치를 가지는 슬롯 연신 어테뉴에이터를 제공하며, 필라멘트가 웨브를 형성하기 위해 집적면에 쌓이기 전에 필라멘트를 좀더 균일하게 확장시키기 위해 필라멘트내에서 정전기적 반발력을 유도해낸다.

특히, 슬롯 연신 어테뉴에이터는, 필라멘트를 수용하기 위한 신장형 유입구 슬롯, 필라멘트가 유출되는 신장형 유출구 슬롯, 및 유입구에서 유출구 까지 연장되며 필라멘트가 연신 및 어테뉴에이션 되면서 통과하는 슬롯형 통로를 한정하는, 대향측벽과 대향단부벽을 갖는다.

슬롯형 통로를 통과하는 기류를 주입시키고 슬롯형 통로를 통과한 필라멘트를 연신시키고 어테뉴에이션 시키기 위해 어테뉴에이터와 상호 결합한 장치를 제공한다. 집적면은 웨브를 형성하기 위해 어테뉴에이터로부터 유출되는 필라멘트를 수용하는 어테뉴에이터의 유출구 슬롯에 근접하게 위치한다. 코로나 장치는 어테뉴에이터 벽에 수반되고, 필라멘트가 통과하는 슬롯형 통로를 가로지르는 정전기적으로 하전된 전기장을 일으키기 위해 위치시킨 전극 수단을 포함한다.

특히, 전극 수단은 어테뉴에이터 대향벽의 한면에 유출구 슬롯에 의해 부착되어 있는 일련의 포인트 또는 와이어 코로나 전극들을 포함한다.

이러한 코로나 전극은 어테뉴에이터 벽면을 가로지르는 일정간격으로 위치한 다른 전극과 엇갈린 상태로 배치된다. 어테뉴에이터의 다른 대향벽은 접지되어 있다. 고전압 전원은 코로나 방전 즉, 코로나 전극을 둘러싸는 공기내의 전기적 방전을 일으키는 각각의 코로나 전극과 연결된다. 어테뉴에이터 벽에 부착된 신장형 절연봉에 수반되는 전기 도체를 통해 전원을 공급한다. 각각의 코로나 전극은 신장형 절연봉을 따라 적재되고 고전압 저항기를 통해 전기 도체와 전기적으로 연결된다.

또한 본 발명은 직접 신장 슬롯형 통로를 통과해서 어테뉴에이션되고 연신되는 열가소성 필라멘트의 웨브 제조방법을 제공한다. 이 필라멘트는 통로에서 정전기적으로 하전된 다음 정전기 전하에 의해 필라멘트에서 유도된 반발력으로 다른 필라멘트와의 반발이 야기되면서 통로에서 유출되고 그 결과 더 균일하게 확장되고 분포된 필라멘트가 된다.

그 다음 웨브를 형성하기 위해 이 필라멘트를 집적면위에 집적시킨다.

특히, 이 방법은 슬롯형 통로내의 한쌍의 대향벽중의 한 벽을 따라 위치한 일련의 코로나 전극에 고전압을 가한 코로나 지역에 필라멘트를 통과시키는 것을 포함한다. 이 전극은 전극을 수반하는 대향벽들 사이의 슬롯형 통로내에 코로나를 생성시키고 접지된 다른 대향벽까지 확장된다.

본 발명의 장치와 방법은 선행 기술과 비교해서 향상된 균일성과 품질을 갖는 스펀본디드 웨브를 제조할 수 있다. 더구나, 본 발명을 실시함으로써 선행 장치 및 방법으로 제조한 것보다 현격히 낮은 기본 중량에서도 만족할 만한 피복성과 인장 강도를 갖는 스펀본디드 부직포를 제조할 수 있다.

(상세한 설명)

제1도에서 참조번호 10은 일반적으로 연속 필라멘트의 스펀본디드 부직 웨브를 제조하기 위한 장치를 나타낸다. 이 장치(10)는 열가소성 중합체의 연속필라멘트를 제조하기 위한 용융 방사면과 과립형이나 펠릿형의 중합체 원료를 수용하기 위한 공급 호퍼(12) 및 중합체를 용융 소성 상태로 가열시키기 위한 압출기(13)를 포함한다. 이 스펀본딩법은 다양한 중합체 수지, 공중합체, 및 이들의 혼합물에 적용할 수 있으며, 본 발명에 사용할 수 있는 특정 수지를 제한받지 않는 다는 것을 본 분야의 기술자들은 인지할 수 있을 것이다.

조절된 압출기(13)에서 유출된 용융 중합체는 일반적으로 미터 속도로 선형 다이헤드나 방사구(15)로 향하고 이곳에서 미세다이 오리피스에서 스트림으로 압출되어 연속 필라멘트(F)가 된다. 이 필라멘트에 냉기(16)를 공급하여 급냉시킨 후 스펀본딩 장치의 전면을 커버하는 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)로 보낸다. 방사구면 아래에 위치한 슬롯 어테뉴에이터(17)내로 냉기가 공급된다. 어테뉴에이터 채널 하부를 흐르는 냉기가 방사구로부터 멀리 떨어진 방향으로 폭이 가늘어져 벤투리 효과를 창출하고 냉기 흐름의 가속화와 필라멘의 어테뉴에이션을 야기시킨다. 어테뉴에이션 장치의 하부 말단에서 유출된 필라멘트는 무질서하게 무한 성형 벨트(20)에 집적되어 웨브(W)를 형성한다.

사용할 슬롯 연신법의 유형에 따라 달라지는 어테뉴에이션 기체를 상기 슬롯위의 압축 기체 공급에 의해서나, 성형 벨트 아래에 위치한 진공에 의하여, 또는 슬롯내에 필수적으로 설치된 추출기를 사용하여 어테뉴에이션 슬롯에 공급한다.

실시예에서, 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)는 어테뉴에이터의 유입구와 유출구 말단 사이에 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)내로 기체를 공급하는 추출기(22)를 포함한다. 일반적으로 참조번호 18로 나타낸 코로나 장치는 어테뉴에이터의 유출구 말단에 근접하게 위치한다. 코로나 장치는 연속 필라멘트(F)가 어테뉴에이터를 통과하면서 이 장치를 통과하면 이온화된 공기의 코로나를 생성시켜서 이로 인해 필라멘트에 정전하를 부여하고 필라멘트와 다른 필라멘트 사이에 반발력을 야기한다. 따라서 필라멘트는 무한 성형 벨트(20)에 무질서하게 집적되기전에 어테뉴에이터에서 유출되는 대로 다른 필라멘트에서 멀리 떨어져 분리되고 확장된다. 코로나 장치에 대해서는 하기의 제2도 내지 제7도에 좀더 상세히 도시되어 있다.

무한 성형 벨트(20)는 구동 루프(20')를 형성하되 이 루프는 웨브(W)를 지지하고 초기 레이 다운(lay-down) 포인트(26)로부터 웨브를 운송하기 위해 일반적으로 수평으로 연장된 주행(24)을 한다. 안내 로울(28)은 벨트를 지지하기 위해 성형 벨트(20)의 횡방향으로 실질적으로 평행하게 연장된 구동 루프(20') 내부에 위치한다. 성형 및 운송시 웨브에 촉진된 조절을 제공하기 위해, 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)로 부터의 기체가 벨트를 통과하고 벨트위의 웨브(W)에 진공을 가할 수 있도록 성형 벨트(20)는 다공성 구조가 바람직하다.

제1도에 도시한 바와 같이, 웨브(W)는 성형 벨트(20)의 하류 말단에 도달했을 때, 벨트에서 이전되고 협력 로울(30, 34) 사이에 형성된 캘린더 닢(32)을 통과해 나아간다. 웨브 필라멘트는 캘린더 닢을 통과하면서 열 결합한다. 바람직하게, 로울들 중의 하나는 평활면을 갖고 협력 로울은 웨브 표면위의 분리 위치나 분리점에서 열 결합이 일어나도록 무늬면을 갖는다. 캘린더 닢(32)을 통과시킨 후 열 결합된 웨브를 캘린더 로울 면을 따라 윈드업(Windup) 로울(42)로 보낸다. 윈드업 로울(42)은 전형적인 형태의 것이다. 도면에 도시한 바와 같이,지지 로울(43, 44)은 스펀본디드 부직포의 로울(42)을 지지하고 회전시킨다.

제1도에 도시한 바와 같이, 루브(20') 내부의 진공 박스(48)는 성형벨트(20)에 대해 웨브(W)를 지탱시키고 움직이지 못하도록 하기 위해 성형 벨트(20)에 진공을 가한다. 진공 박스(48)는 관로(50)를 통해 연결된 진공원을 가지는 통상적인 시이트 금속 패쇄 박스이다. 또한 상기 설명한 바와 같이 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)를 통해 기체를 흡입하여 필라멘트의 어테뉴에이션을 촉진시키기 위해 진공박스(48)을 이용한다.

슬롯 연신 어테뉴에이터(17)를 제2도와 관련지어 좀더 상세히 설명하고 한다. 도시한 바와 같이, 어테뉴에이터는 방사구(15)로 부터의 필라멘트(F)를 수용하기 위한 유입구 슬롯(56) 및 어테뉴에이션되고 연신된 필라멘트가 방출되는 유출구 슬롯(58)을 한정하는, 대향벽(52, 54)을 갖는다. 또한 대향벽(52, 54)은 필라멘트가 연신 및 어테뉴에이션되면서 통과하는, 유입구 슬롯(56)과 유출구 슬롯(58) 사이에 연장된 슬롯형 통로(60)(제3도 참조)를 한정한다. 대향벽(52, 54)과 연결된 추출기(22)는 유입구 슬롯(56) 바로 아래에 위치한 하류 유동 경로를 따라 기체를 슬롯형 통로(60)로 주입한다. 기체는 다기관(62, 64)을 통해 추출기로 전달된다.

코로나 장치(18)는 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)의 유출구 말단(58)에 근접하게 위치한다. 제2도에 도시한 바와 같이, 코로나 장치(18)는 코로나 전극 조립체(66)를 포함하되 이는 어테뉴에이터 대향벽(52)에 의해 수반되고 횡방향으로 대향벽(52)의 폭 전체에 배치된다. 전극 조립체(66)는 고전압 전원(19)과 연결되고 어테뉴에이터의 대향벽(54)은 접지된다.

전극 조립체(66)는 플라스틱과 같이 높은 절연 내력(dielectric strength)을 가지는 전기 절연체로 형성된 긴 절연봉(68)을 포함한다. 절연봉(68)은 어테뉴에이터 대향벽(52)의 외부 표면에 부착되어 있다. 제3도에 좀더 분명하게 도시한 바와 같이, 어테뉴에이터 대향벽(52)의 저면 모서리는 어테뉴에이터 대향벽(54)의 저면 모서리와 단거리를 유지하고 절연봉(68)은 대향벽(52)의 두께에 해당하는 거리에 있는 절연봉(68)의 몸체로부터 연장된 돌출 숄더 부위(69)를 가지며 그 결과 숄더 부위(69)의 내부 노출면이 어테뉴에이터 대향벽(52)의 내부 표면과 평평하게 위치한다. 따라서 절연봉(68)의 돌출 숄더 부위(69)는 어테뉴에이터 대향벽의 저면 부위를 형성하고 접지된 어테뉴에이터 대향벽(54)의 반대편에 위치한다. 숄더 부위(69)는 제6도에 확대하여 도시하였다. 공동(70)은 돌출 숄더 부위내에 위치하고 그 내부에는 일련의 일정간격으로 위치한 전극이 단거리 통로(60)내로 돌출한 차차 가늘어지는 날카로운 끝을 지닌 전도 금속 핀(72)의 형태로 배치되어 있다. 이 핀(72)들은 어테뉴에이터 슬롯의 방출 말단(58)에 근접해 있는 전 통로(60)를 가로질러 이온화된 기체의 코로나를 발생시키기 위해 접지된 어테뉴에이터의 대향벽(54)을 향해 배향되어 있다.

제4도에 도시한 바와같이 핀(72)들은 높은 절연 내력을 갖는 절연재로 형성된 마운팅 블럭(74)으로부터 연장되어 일군으로 배열되어있다. 단일 마운팅 블럭과 결합된 코로나 전극 핀들은 제5도의 확대 사시도에 도시하였다. 마운팅 블럭은 공동(70)의 바닥에 위치하고 절연봉의 폭 전체까지 연장되고 수직 방향으로 일정 간격을 둔 두줄로 배열되어 있다. 각 열내의 마운팅 블럭은 다른 블럭과 일정 간격으로 배열되어 있고, 코로나 전극에 의해 생성된 전기적으로 하전된 코로나장이 균일하고 제4도에 도시한 바와 같이 좌에서 우로 통로(60)의 폭 전체를 커버할 수 있도록 하기위해 한 열내의 마운팅 블럭을 다른 열 내의 마운팅 블럭에 대해 오프셋(offset)이나 엇갈리게 배열한다.

각 마운팅 블럭(74)의 각각의 핀들은 저항기(76)를 통과하는 고전압 전원(19)에 연결시킨다. 저항기는 절연봉(68)내에 형성된 수직 구멍내에 위치한다. 각 저항기의 하부말단은 중심 도선을 통하여 마운팅 블럭(74)의 각각의 핀(72)에 전기적으로 연결되고 저항기의 상부말단은 전원(19)으로부터 고전압을 분산시키기 위해 절연봉(68)의 폭전체에 연장되어 있는 전기 전도체 또는 버스(78)에 연결된다.

코로나 전극과 접지된 슬롯 대향벽(54) 사이에 정전기장을 설치하기 위해 고전압 직류(DC) 전원(19)을 사용한다. 정전기장 설치시 조절을 허용할 수 있도록 하기 위해 상기 전원은 적어도 50 KV, 및 바람직하게 (-) 및 (+) 극성 셋팅인 가변 전압 셋팅이어야 바람직하다.

필라멘트가 코로나를 통과할 때 정전기적으로 하전되어 이 필라멘트와 다른 필라멘트간의 반발을 야기시켜 분리시키며 슬롯 연신 어테뉴에이터(17)와 성형 벨트(20) 사이에 위치한 자유 낙하 지점으로 필라멘트가 유입되면서 멀리까지 확산되며 성형 벨트위에 집적될 때까지 이 일을 계속한다. 웨브내 바람직한 필라멘트 분리를 위해 자유 낙하 지점은 충분한 길이로 제공되어야 한다.

제7도는 코로나 전극의 다른 형태를 도시한 것이고 여기서 전극은 개별적인 핀이 아닌 와이어 형태이다. 따라서 제7도에 도시한 바와 같이, 마운팅 블럭(74')은 마운팅 블럭의 길이로 뻗은 와이어(72') 형태의 코로나 전극을 갖는다.

본 발명은 스펀본디드 열가소성 필라멘트 웨브의 제조장치 및 제조방법, 특히 향상된 균일성과 품질을 갖는 스펀본디드 웨브의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 몇가지 특징과 장점은 상기 기술한 바와 같고, 다른 장점들은 첨부된 도면과 함께 기술한 본 발명의 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다 :

제1도는 본 발명에 따라 스펀본디드 부직 웨브를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이고 ;

제2도는 슬롯 연신 어테뉴에이터를 도시한 제1도의 장치의 부분 사시도이고 ;

제3도는 제2도를 라인 2-2에 따라 취한 슬롯 연신 어테뉴에이터의 횡단면 및 필라멘트를 정전기적으로 하전시키는데 사용한 코로나 전극 조립체를 도시한 것이고 ;

제4도는 제3도를 라인 4-4에 따라 취한 코로나 전극 조립체의 종단면도이고 ;

제5도는 코로나 전극 조립체에 삽입시키기 위해 마운팅 블럭내에 적재시킨 일군의 핀형 포인트 전극을 도시한 부분 사시도이고 ;

제6도는 고전압 저항기에 전극의 부착을 도시한 제3도의 코로나 전극 조립체의 부분 확대 횡단면도이고 ;

제7도는 코로나 전극 조립체의 다른 형태를 도시한, 제5도와 유사한 사시도이다.

본 실시예는 코로나 장치를 사용하여 본 발명에 따라 제조한 다양한 기본 중량의 스펀본디드 웨브의 물리적 특성과 코로나 장치를 사용하지 않고 유사한 방법으로 제조한 비교할만한 기본 중량의 웨브의 물리적 특성을 비교한 것이다.

하기에 기술한 결과 표는 다음과 같은 조건하에서 얻은 것이다. 폴리프로필렌 중합체를 용융 압출시켜 대략 1000 내지 3000 미터/분의 필라멘트 속도에서 슬롯 연신 어테뉴에이터로 연신시켰다. 코로나 장치와 성형 와이어 사이의 거리는 350 - 600mm이다. 핀의 끝과 맞은편의 접지된 전도 플레이트 사이의 거리는 11mm이고 고전압 전원으로부터 8 내지 30 KV의 전압을 핀에 가하였다. 또한, 8내지 180mm의 성형 와이어에 진공을 가하고 대략 50 내지 200 미터/분의 속도로 성형 와이어를 이동시켰다. 본 발명에 따라 코로나 장치를 작동시켜 표본 1, 3 및 5를 제조하였다. 대조표본 2, 4 및 6은 코로나 장치를 작동시키지 않고 유사한 조건하에서 동일한 장치로 제조하였다. 이러한 조건하에서 얻은 결과를 아래 표에 기록하였다.

비교 실시예로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따라 제조한 직물은 비교할만한 기본 중량의 대조 표본과 비교해서 매우 개선된 물리적 특성을 갖는다. 기계 방향과 횡방향 양방향으로 인장 강도가 급격히 증가한다. 또한, 브레이크쓰루(Breakthrough) 백분율은 급격히 감소한다. 브레이크쓰루 백분율은 주어진 시간 동안 특정 크기의 입자의 침투 정도를 측정한 것이다. 브레이크쓰루 백분율이 작으면 작을수록 웨브의 품질과 피복성은 더 우수하다. 또한 표에서 알 수 있듯이, 성형 정도는 정전기 적용으로 급격하게 증가한다. 성형은 필라멘트가 웨브 전체에 어떻게 완전히 균일하게 분포되는가를 나타낸 웨브의 가시적인 모양이다. 또한 이러한 평가는 스트릭, 얼룩, 엷은 얼룩이나 심지어 구멍, 및 로핑의 존재와 같은 결점들을 신중하게 고려한 것이다. 성형은 0 내지 5명, 적절하게 5명 정도의 숙련자들에 의해 평가된다.

상세한 설명과 도면에 기술한 구체적인 실시예들은 본 발명의 실시 방법의 구체적인 실시예이지 본 발명을 이러한 구체적인 실시예로 한정하고자 함은 아니다. 청구범위와 동일한 범위 및 의미 내에서의 수정은 본 발명의 범위내에 포함될 수 있다.

Claims (17)

1. (정정) a) 필라멘트를 수용하기 위한 유입구 슬롯, 필라멘트가 유출되는 신장형 유출구 슬롯 및 유입구 슬롯에서 유출구 슬롯까지 연장되며 필라멘트가 연신 및 어테뉴에이션 되면서 통과하는 슬롯형 통로를 한정하는, 대향 단부벽과 대향 측벽을 갖는 슬롯 연신 어테뉴에이터;

   b) 슬롯형 통로를 통과하는 기류를 주입시키고 슬롯형 통로를 통과하는 필라멘트를 연신 및 어테뉴에이션 시키기 위해 상기 어테뉴에이터와 상호 결합시킨 수단;

   c) 상기 어테뉴에이터의 유출구 슬롯에 인접하게 위치하며 필라멘트 웨브를 형성하기 위해 어테뉴에이터로부터 유출되는 필라멘트를 수용하는 집적면 ; 및

   d) 필라멘트가 웨브를 형성하기 위해 집적면에 집적되기 전에 필라멘트를 보다 균일하게 확장시키기 위해 필라멘트에 반발력을 유도시키도록 어테뉴에이터로부터 유출된 필라멘트를 정전기적으로 하전시키는 코로나 수단을, 포함하는 열가소성 필라멘트 웨브의 제조 장치.
2. 제1항에 있어서, 코로나 수단은 필라멘트가 어테뉴에이터의 슬롯형 통로를 통과할 때 필라멘트가 지나가게 되는 정전기장을 만들도록 어테뉴에이터의 상기 대향벽에 적재시킨 전극 수단을 포함하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 전극 수단은 어테뉴에이터의 상기 대향벽 중의 하나에 적재시킨 일련의 코로나 전극을 포함하되, 코로나 전극은 슬롯형 통로의 길이를 따라 일정 간격을 두고 위치하며 접지부가 어테뉴에이터의 상기 대향벽의 다른 하나에 연결되며 고전압 전원이 코로나 전극의 각각에 연결되는 장치.
4. (정정) 제3항에 있어서, 전극수단은 유출구 슬롯에 인접한 상기 대향벽중의 하나에 적재시킨 신장형 절연봉 및 절연봉에 적재시킨 전기 전도성 버스(buss)를 포함하며, 코로나 전극은 신장형 절연봉을 따라 일정 간격을 두고 위치하여 상기 전도성 버스에 전기적으로 연결되는 장치.
5. (정정) 제4항에 있어서, 각 코로나 전극은 첨점(sharpened point)이 슬롯형 통로 내부로 향한 핀 및 핀을 상기 버스에 전기적으로 연결시키는 고전압 저항기를 포함하는 장치.
6. (정정) 제4항에 있어서, 각 코로나 전극은 슬롯형 통로 내부로 향한 와이어 및 와이어를 상기 버스에 전기적으로 연결시키는 고전압 저항기를 포함하는 장치.
7. 제3항에 있어서, 코로나 전극이 대향벽의 폭을 따라 상호 엇갈리게 일정 간격을 두고 위치하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 열가소성 중합체 필라멘트를 압출시키는 수단을 더 포함하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 필라멘트 압출 수단이 방사빔을 포함하는 장치.
10. (정정) 제1항에 있어서, 필라멘트가 무한 성형 벨트 상에서 웨브를 형성한 후 필라멘트를 서로 접착시키는 수단을 더 포함하는 장치.
11. (정정) 제10항에 있어서, 상기 필라멘트 접착 수단이 필라멘트가 상기 벨트 상에서 웨브를 형성한 후 필라멘트를 서로 접착시키는 캘린더 닙 및, 캘린더 닙을 통과한 스펀본디드 웨브를 권취시키는 권취로울을 더 포함하는 장치.
12. (정정) 제1항에 있어서, 상기 필라멘트 연신 및 어테뉴에이션 수단이 필라멘트의 연신 및 어테뉴에이션을 위해 슬롯형 통로를 통과하는 공기 흐름을 유도하는 어덕터를 포함하는 장치.
13. (정정) 다수의 필라멘트가 신장 슬롯형 통로를 통과하면서 어테뉴에이션 되고 연신되는 신장 슬롯형 통로에 다수의 필라멘트를 통과시키고, 슬롯형 통로를 통과하면서 필라멘트를 정전기적으로 하전시키고, 필라멘트를 보다 균일하게 확장시키기 위해 정전기적 하전으로 필라멘트에 유도된 반발력을 허용하면서 신장슬롯형 통로로부터 정전기적으로 하전된 필라멘트를 유출시켜, 집적면에 상기 확장된 필라멘트를 집적시켜 웨브를 형성하는 열가소성 필라멘트 웨브의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 필라멘트를 정전기적으로 하전시키는 단계가 코로나에 의해 형성된 정전기장에 필라멘트를 통과시키는 것을 포함하는 제조 방법.
15. (정정) 제14항에 있어서, 정전기장에 필라멘트를 통과시키는 단계가 슬롯형 통로내 한쌍의 대향벽 중의 하나를 따라 위치시킨 전극에 고전압을 가하고, 전극과 슬롯형 통로의 대향벽 사이의 슬롯형 통로내에 코로나 방전을 일으키는 것을 포함하는 제조 방법.
16. (정정) 제15항에 있어서, 전극에 고전압을 가하는 단계가 상기 통로의 한 벽을 따라 일정 간격으로 위치시킨 슬롯형 통로내로 연장된 일련의 코로나 전극들 사이에 고전압을 분배시키는 것을 포함하는 제조 방법.
17. (정정) 제13항에 있어서, 필라멘트가 집적면에 집적되어 웨브를 형성하면서 집적면이 전진하고 필라멘트를 열로 접착시켜 단일 웨브를 형성하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.