KR100220129B1 - 부직포벽지와 그 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수류결합방식으로 얻어진 부직포벽지와 이를 제조하는 방법, 그리고 그 제조장치에 관한 것이다. 본 발명은 부직포의 섬유가 물의 압력에 의하여 결속되도록 하여 부직포의 균제도와 형태안정성 등을 높이기 위하여, 일련의 공정에 따라 얻어진 섬유상 시트(ST)를 일정 속도로 진행하는 메시 벨트(201) 위에서 이송시키고, 그 진행방향의 폭방향으로 노즐(1)이 일정 조건으로 다수개 배치된 노즐박스(203a∼203d)에 의하여 섬유상 시트(ST) 위에 여과된 고압의 물을 분사하여 그 수압에 따라 다양한 줄무늬를 형성하며 섬유간의 결속이 이루어지도록 하며, 이면에 종이와 화학코팅제 중에서 선택되는 하나의 이면층을 형성시켜 건조시키는 공정의 부직포벽지 제조방법과, 이에 소요되는 수류결합장치를 포함하는 일련의 장치, 그리고 수류결합된 부직포의 양면에 인쇄층과 이면층을 갖춘 벽지이다.

[색인어]

수류 결합, 부직포 벽지, 부직포 벽지 제조 장치, 부직포 벽지 제조 방법,수류 결합 장치

Description

부직포벽지와 그 제조방법 및 그 제조장치

본 발명은 부직포벽지와 그 제조방법 및 그 제조장치(Nonwoven Fablic Wall Paper and Method for Manufacturing Thereof and Appliance for Manufacturing The Same)에 관한 것으로, 특히 수류결합방식으로 얻어진 부직포를 이용한 벽지와 이를 제조하는 방법, 그리고 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

벽지는 오래전부터 인류의 주거문화의 발달과 함께 발전을 거듭하면서 여러가지 자연소재 및 인공소재들을 가공하여 사용되었으며, 최근에는 이러한 소재들을 다양한 방법으로 가공하여 사용하고 있다. 부직포를 이용한 벽지는 의국에서 오래전부터 사용되고 있으며, 국내에서도 최근들어 부직포벽지가 개발, 판매되고 있다. 부직포를 벽지로 이용하게 되면 종이, PVC 등을 이용하는 기존의 벽지에 비하여 우수한 질감 및 고급감이 있지만 종이 및 PVC벽지에 비하여 가공이 까다롭고 가격이 비싸다는 단점이 있기 때문에 많은 판매가 이루어지지 않고 특수벽지로 분류되어 소량판매에 그치고 있는 실정이다.

부직포는 섬유의 일종으로, 직물과 달리 경사와 위사가 없으며, 직조하지 않고 섬유를 시트상으로하여 물리적, 화학적 방법으로 결합시켜 제조하는 시트상의 포(布)로서, 섬유의 결합방식에 따라 다양한 부직포가 얻어진다.

종래에 벽지로 이용되는 부직포는 다음과 같은 제조방법에 의하여 얻어진다. 예컨데, 합성섬유와/또는 천연섬유를 혼합실에서 혼합하고, 베일 오프너(Bail opener)에서 개섬한 후 혼합실에서 균일하게 혼합하며, 다시 카딩기(Carding machine)에서 얇은 시트상의 섬유층으로 만든다. 이렇게 하여 얻어진 얇은 섬유층은 성형기로 여러겹 겹쳐지게 하여 하나의 섬유상 부직포 시트(이하 섬유상 시트)를 얻는다. 섬유상 시트는 그대로 벽지용으로 전용할 수 없으므로 다음 단계에서 화학적 또는 물리적 방법으로 결합하여 하나의 완성된 부직포벽지를 얻게 된다. 전자의 경우는 수지용액을 스프레이하거나 발포성수지를 코팅하며, 수지용액에 함침(dipping)시키는 등의 방법이 있다. 후자의 경우는 섬유상 시트의 밀도와 균제도를 높이기 위하여 행하는 방법으로서, 니들 펀칭(needle punching)하는 방법과 열융착(thermal bond)하는 방법, 그리고 실로 재봉(stitch bond)하는 방법 등이있다. 상기에서 후자에 속하는 물리적 방법에 의하여 얻어지는 부직포벽지가 이상적인 질감과 고급감을 살리기 위하여 많이 사용되는데, 이 중에서도 특히 바람직한 부직포의 효과를 벽지에 그대로 반영할 수 있는 가장 효과적인 방법으로는 상기한 니들 펀칭에 의한 방법이었다. 이것은 일정한 간격으로 다수개의 니들이 연속해서 꽂혀 있는 복수개의 니들펀칭기가 섬유상 시트면을 위에서 밑으로 계속해서 꿰뚫어 섬유상 시트의 각 섬유가 서로 결속되면서 얇아지도록 한 것이다.

또 섬유상 시트를 물의 분사에 의하여 결합시키는 방법은 미국특허 제4,970,104호에 개시되어 있다. 이 발명은 많은 구멍이 뚫린 상태로 회전되는 드럼과, 이 드럼의 외면에 근접되게 설치된 진공매니폴드 사이로 여러 장의 섬유상 시트(웹)를 롤러로 누르면서 통과시켜 드럼에서 분사되는 물의 분사압과 진공매니 폴드의 흡입력으로 여러 장의 웹이 동시에 결합되도록 한 것으로, 진공매니폴드의 흡입력에 의햐여 탈수ㆍ건조도 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 방법에 의하여 얻어지는 부직포벽지 중에서 부직포의 질감과 고급스러움을 그대로 살렸다고 할 수 있는 부직포벽지, 즉 니들 펀칭에 의하여 얻어지는 부직포벽지의 경우에 니들의 펀칭에 의하여 달성할 수 있는 섬유층의 결속에 한계가 있기 때문에 일정한 균제도를 갖지 못하는 단점이 있었다. 다시 말해 일반적으로 부직포를 벽지로 이용하기 위해서는 어느 정도의 표면평활도와 형태가 일정한 상태를 유지하여야 프린트 등의 가공이 용이하게 되는데, 이 점에 있어서 상기 니들 펀칭에 의한 부직포벽지는 니들에 의하여 결속되는 부직포의 표면과 내부의 섬유 분포가 불균등하고 형태안정성이 떨어지는 문제가 있는 것이다.

또, 이러한 부직포를 그대로 벽지로 이용하는 경우에는 섬유의 밀도가 낮아서 부직포의 후면이 보이는 특성이 있기 때문에 벽에 도배한 후에 벽면에 초벌로 바른 초배지가 보여 미관을 해치는 문제가 있다. 이러한 문제는 특히 부직포벽지의 표면에 비교적 채도가 높은 색상을 인쇄하였을 때에 더욱 두드러지게 나타난다.

한편, 위에 언급한 미국특허 제4,970,104호는 드럼과 진공매니폴드에 의하여 수류결합하는 경우에는 여러 장의 섬유상 시트를 결합시키는 데이는 효과적이나 얇은 벽지용의 정도 있는 부직포를 얻는데에는 부적합하다. 즉 표면이 불규칙해서 프린트가 용이하지 않고, 균제도와 형태안정성을 보장 받기 어려우며 벽지로서의 규칙적이고 미려한 외관을 얻기 어렵다.

본 발명의 목적은 부직포의 섬유가 물의 압력에 의하여 결속되도록 하여 부직포의 균제도와 형태안정성을 높이므로써 프린트 등의 가공을 용이하게 하여 외관이 미려한 부직포벽지를 제조할 수 있게 함과 동시에 부직포의 질감과 고급감을 최대한 살릴 수 있는 부직포벽지를 얻고자 하는데 있는 것이다.

도1은 본 발명의 부직포 제조장치 전체를 나타낸 사시도.

도2는 그 제조공정을 나타낸 스케리튼도.

도3은 본 발명의 일 실시예의 수류결합장치부 구성도.

도4는 그 작용효과를 나타내는 요부 확대사시도.

도5는 본 발명의 노즐에 따른 수류결합상태를 나타낸 작용상태도.

도6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 생산된 부직포벽지 시공단면도.

도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 생산된 부직포벽지 시공단면도.

도7은 본 발명의 노즐 모식도.

도8은 본 발명의 다른 실시예의 수류결합장치 요부 구성도.

도9는 그 작용효과를 나타내는 요부 확대사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노즐 21a, 21b : 공급기,

22 : 베일 오프너 23a, 23b : 1,2차혼합실

24a, 24b : 카딩기 25a, 25b : 성형기,

26 : 수류결합장치 27 : 히트 프레스

28 : 화학코팅장치 29 : 건조기

30 : 와인딩장치 51 : 링크

52 : 모터 53 : 원동기어

54 : 종동기어 201 : 메시 벨트

202 : 컨베이어 203a∼203d 213 : 노즐 박스

204a∼204e : 물받이 206a∼206e : 1,2,3,4,5차여과기

206f : 최종여과기 207 : 수조

208a∼208e : 고압발생기 214a, 214b : 가이드 바

601, 611 : 부직포 602, 612 : 인쇄층

604 : 종이층 613 : 화학코팅층

B : 요동기구 ST : 섬유상 시트

W : 수류

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 수류결합에 따라 섬유상 부직포 시트(이하 섬유상 시트)의 섬유간이 결속되고 이 결속된 부직포의 표면에 연속되는 지그재그 패턴의 줄무늬가 형성된 부직포층과, 이 부직포층의 표면에 일정 무늬로 인쇄된 인쇄층, 그리고 상기 부직포층의 이면에 형성되고 종이와 화학코팅제 중에서 선택되는 하나의 이면층으로 이루어진 부직포벽지를 제공한다.

상기 부직포층을 이루는 부직포는 중량이 10∼200g/m²이고, 부직포의 이면에 종이를 접착시켜 이면층이 형성되도록 한 것은 부직포에 형태안정성과 은폐력을 부여하기 위한 것이다. 다시 말해서 종이를 이용한 이면층은 부직포의 이면을 은폐하여 벽에 바를 때 벽면의 초배지 등이 보이지 않도록 함과 동시에, 부직포의 특성상 접착면을 이루는 이면이 평활하지 않으면 벽면과의 접착력이 저하되는 단점을 보완하기 위하여 형성시킨 것이다.

부직포의 이면에 화학코팅제를 형성시켜 이면층을 이루도록 한 것은 상기한 종이에 의한 경우와 마찬가지의 효과를가지도록 하면서, 이와는 별도로 방염성과 항균성, 방충성, 대전방지성, 내오염성 등을 갖도록 하기 위한 목적도 있다. 이를 위해서는 난연제, 항균제, 대전방지제, 도막제 등을 수용성수지에 적어도 1종 이상 혼합하여 코팅시킬 필요가 있다. 이러한 화학코팅제에는 분산제, ph안정제, 호제, 기포제, 그리고 물 등이 함께 혼합된다. 난연제로는 유기난연제와, 무기난연제, 그리고 반응형 난연제를 포함하는 것이고, 특히 상기 도막제는 종이의 배접이 없이도 도배가 가능하게 하는 동시에 습기의 배출로 인하여 곰팡이의 서식을 방지하며, 대전방지제는 공기 중의 먼지가 벽지에 붙는 것을 방지한다.

상기 부직포층은 폴리에스터, 폴리프로필렌, 비스코스 레이온, 나일론, 카본섬유, 염화비닐수지섬유, 아세테이트섬유, 폴리크랄섬유 등의 합성섬유와, 면, 마, 양모, 견 등의 천연섬유 그룹으로 부터 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 섬유를 일정 비율로 혼합시켜 연속시트화한 것이다.

본 발명은 일련의 공정에 따라 얻어진 섬유상 시트를 일정 속도로 진행하는 메시 벨트(Mesh Belt) 위에서 이송시키고, 그 진행방향의 폭방향으로 다수개 배치된 노즐로 상기 이송되는 섬유상 시트 위에 고압의 물을 분사하여 그 수압에 따라 줄무늬를 형성하며 섬유간의 결속이 이루어지도록 하며, 이면에 종이와 화학코팅제 중에서 선택되는 하나의 이면층을 형성시키고 나서 건조시키는 공정으로 이루어진 부직포벽지 제조방법을 제공한다.

상기 섬유상 시트를 얻기 까지의 일련의 공정이라고 하는 것은 상기한 섬유를 적정 비율로 공급하여 베일 오프너에서 개섬한 후, 혼합실에서 균일하게 혼합하며, 다시 카딩기에서 얇은 시트상의 섬유층으로 만들고, 이렇게 얻어진 얇은 섬유층은 성형기로 여러겹 겹쳐지게 하여 요구하는 중량 및 폭으로 이루어진 하나의 섬유상 시트를 얻는 공정을 말한다. 상기에서 카딩기는 혼합실을 거친 섬유가 부분적으로 뭉쳐있기 때문에 이를 완전히 개섬(푸는 것)시키는 역할을 한다.

벽지의 용도로 사용하기 위한 수류결합방식의 부직포를 만들기 위해서는 그에 적합한 제조장치가 필요하게 되는데, 본 발명은 공급되는 섬유를 개섬시키는 베일 오프너와, 개섬된 섬유를 혼합시키는 혼합실과, 혼합된 섬유를 얇은 시트상의 섬유층으로 성형시키는 카딩기와, 시트상의 섬유층을 여러겹 겹쳐서 하나의 섬유상 시트로 성형시키는 성형기와, 섬유상 시트의 섬유간을 여과된 물의 분사압에 따라 결속시키는 수류결합장치와, 결속된 부직포를 가열가압하는 히트 프레스와, 부직포의 이면에 이면층을 형성시키는 이면 형성기와, 이면층이 형성된 부직포를 건조시키는 건조기로 이루어진 부직포벽지 제조장치를 제공한다.

상기의 수류결합장치는 일정 속도로 회전하며 섬유상 시트를 이송하는 메시벨트와, 이 메시 벨트 상에서 진행방향의 폭방향으로 물분사가 가능한 노즐이 일정간격과 높이로 다수개 배치된 적어도 2개 이상의 노즐 박스와, 이 각각의 노즐 박스에서 분사된 물을 받는 물받이와, 이 물받이의 물을 순차적으로 여과하는 다수개의 여과기와, 여과된 물을 저장하는 수조와, 이 수조의 물을 상기 노즐 박스에 고압으로 공급하는 고압발생장치로 이루어져 있다.

또, 상기의 이면 형성기는 부직포의 이면에 종이를 접착시키는 종이합포기 또는 상기한 바 있는 화학코팅제를 부직포의 이면에 코팅시키는 화학코팅장치를 말하는 것이다.

따라서, 베일 오프너에 섬유를 공급하여 개섬시키고, 이 개섬된 섬유를 혼합실에서 혼합시킨 후, 혼합된 섬유를 카딩기에서 얇은 시트상의 섬유층으로 성형킨다. 그리고 성형기에서 시트상의 섬유층을 여러겹 겹쳐서 하나의 섬유상 시트로성형시킨다. 이 섬유상 시트는 섬유간의 결속, 즉 수류결합(水流結合)을 하기 위하여 일정한 속도로 회전하고 있는 메시 벨트 위에 얹혀져 이송되며, 적어도 2개이상의 노즐 박스에 배치된 다수의 노즐에서 분사되는 고압의 물이 관통하는 일을 순차적으로 달성하게 되고, 이에 따라 섬유층의 섬유간 결속이 이루어지게 된다. 결속이 이루어진 연속상의 부직포는 히트 프레스에서 가열가압되고, 종이합포기 또는 화학코팅장치를 거치면서 부직포의 이면에 종이의 접착 또는 화학코팅제의 코팅이 이루어진다. 다음에, 건조기를 통과시켜 수분을 증발시키므로서 수류결합방식의 부직포벽지가 된다.

상기 부직포의 제조시에는 부직포의 중량 및 형상에 따라 150ton/hr 이상의 많은 물이 필요하게 된다. 따라서 사용되는 물은 재순환을 위하여 고도로 여과시켜야 하고, 이를 위하여 다단계의 여과공정을 거친다. 만일 여과가 충분히 이루어지지 않았을 경우에는 물속에 있는 미세한 입자상의 이물이 노즐의 구멍을 막아서 노즐의 고장원인이 되고, 균일한 부직포를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 물받이의 물은 다수개의 여과기를 거치면서 순차적으로 미립자까지 여과된 후 고압발생 장치에 의하여 다시 노즐 박스로 공급된다.

섬유간의 결속력이 우수하고 외관이 미려한 수류결합방식의 부직포를 만들기 위해서는 여러 가지 변수를 조정하여야 한다. 즉 노즐을 통과하는 물의 압력, 노즐과 섬유층간의 간격, 사용 노즐의 배열간격 및 배열위치, 노즐에 의해 분사된 수류의 확산속도, 수류결합 회수(노즐 박스의 개수)의 조절에 의하여 다양한 부직포를 얻을 수 있다. 상기한 노즐은 일종의 오리피스 노즐이 적합하다.

따라서, 벽지의 용도로 사용하기 위한 수류결합방식의 부직포를 만들기 위해서는, 도4와 도5 및 도7에서 보는 바와 같은 노즐(1)의 직경 D을 0.01∼0.25mm, 노즐(1)을 통과하는 수류(W)의 압력을 100∼219kg/㎠, 노즐(1)과 섬유상 시트(ST)간의 간격 H을 1.0~9.0cm, 섬유상 시트(ST)의 진행 폭방향으로 노즐(1)간의 간격 L을 0.1∼2.5mm로, 노즐(1)에 의하여 분사된 수류(W)의 확산각도 α를 5° 이하로, 수류결합회수(노즐 박스의 개수)를 2∼8회로 하면 된다. 보다 바람직하게는 노즐(1)의 직경이 0.08∼0.15m이고, 노즐(1)을 통과하는 수류(W)의 압력이 130∼190kg/㎠, 노즐(1)과 섬유상 시트(ST)간의 간격 H이 1.5∼7.0cm, 섬유상시트(ST)의 진행 폭방향으로 노즐(1)간의 간격 L이 0.25∼1.5mm, 노즐(1)에 의해 분사된 수류(W)의 확산각도 α가 3°이하, 수류결합회수가 3∼5회로 되는 것이 적합하다. 이때에는 수류에 의하여 발생되는 줄무늬가 폭방향으로 일정 간격(간격의 균일)을 갖도록 하기 위하여 섬유상 시트의 진행 폭방향으로 노즐의 배열이 겹치지 않게 하여야 한다.

상기에서 노즐의 직경이 0.25mm 이상이 되면 물의 사용량이 많아지고, 물의 압력손실이 크게 되어 고압의 수류를 만들기 위한 공정비용이 많이 소요되는 문제가 있으며, 노즐의 직경이 작아지면 고압의 수류를 저비용으로 쉽게 얻을 수 있으나 0.01mm이하가 되면 노즐이 쉽게 막히게 되어 관리가 어렵게 된다. 이렇게 노즐이 막히는 문제를 해결하기 위해서 보다 미세한 여과를 해야 하기 때문에 여과비용이 많이 소요되는 문제가 발생한다. 노즐을 통과하는 물의 압력이 낮으면 섬유간의 결속력이 낮아지고, 물의 압력이 높을수록 결속력은 좋아지지만 섬유층에 요철이 심해져서 외관이 나빠지고, 섬유층이 부분적으로 파괴된다. 또한 노즐과 섬유층간의 간격이 좁으면 부직포에 발생하는 줄무늬가 가늘고 깊게 발생되어 부직포 횡방향의 형태안정성이 나빠지고, 노즐과 섬유층간의 간격이 넓어지면 부직포 횡방향의 형태안정성은 좋아지지만 부직포에 발생하는 줄무늬의 균일성이 떨어져서 벽지에 필요한 외관을 얻을 수 없게 된다. 노즐간의 간격이 2.5mm 이상이 되면 섬유간의 결속이 이루어지는 줄무늬 부위의 간격이 넓어지게 되어 횡방향의 강도가 낮아지고, 노즐간의 간격이 좁아지면 섬유간 결속력이 양호해져 강도가 높은 부직포를 얻을 수 있지만 0.1mm 이하가 되면 노즐 및 노즐 박스의 제작비용이 비싸지고 관리가 어려워진다. 또한, 노즐의 배열위치는 부직포의 폭방향으로 발생되는 줄무늬가 겹치는 부분에서 깊고 진하게 발생되어 전체적으로 균일한 부직포를 얻을수 없게 된다.

본 발명에서는 다양한 외관의 수류결합 부직포를 얻기 위하여, 수류에 의하여 발생되는 연속 줄무늬를 파형으로 형성시킬 수 있다. 이러한 파형의 줄무늬는 굴곡된 각도와 폭을 다르게 변형시킬 수 있는 것이다. 이를 위해서는 부직포벽지 제조방법에 있어 노즐에 의하여 분사되는 물의 분사위치를 좌우로 가변시켜 이송되는 섬유상 시트 표면에 지그재그로 파형을 이루는 줄무늬가 형성되도록 하는 공정을 추가할 필요가 있다. 그리고, 부직포 제조장치에 있어서도 노즐 박스를 좌우 유동 가능하게 설치하고, 모터의 회전력에 따른 회전운동을 크랭크운동에 따라 직선운동으로 변환하는 요동기구를 상기 노즐 박스의 일측에 설치하여 노즐 박스가 모터의 구동력으로 좌우왕복운동하도록 한 것이다. 상기의 파형은 곡선 또는 비정형의 굴곡된 선모양을 포함한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명한다.

도1은 부직포벽지 제조장치를 나타낸 것이다.

섬유를 투입하는 2개의 공급기(21a,21b)와, 이 공급기(21a,21b)에서 공급되는 섬유를 개섬시키는 베일 오프너(22)와, 개섬된 섬유를 혼합시키는 1차혼합실(23a)과 2차혼합실(23b), 혼합된 섬유를 얇은 시트상의 섬유층으로 성형시키는 2개의 카딩기(24a,24b)와, 시트상의 섬유층을 여러겹 겹쳐서 하나의 섬유상 시트로 성형시키는 2개의 성형기(25a,25b)와, 섬유상 시트의 섬유간을 여과된 물의 분사압에 따라 결속시키는 수류결합장치(26)와, 결속된 부직포를 가열가압하는 히트 프레스(27)와, 부직포의 이면에 화학코팅제로 이루어진 이면층을 형성시키는 화학코팅장치(28)와, 이면층이 형성된 부직포를 건조시키는 터널형식의 건조기(29), 그리고 완성된 제품을 감는 와인딩장치(30)를 구비한다.

이에 따른 제조방법을 공정순으로 설명하면, 섬유를 2개의 공급기(21a,21b)를 통해 베일 오프너(22)에 각각 공급한다. 베일 오프너(22)에서는 공급된 섬유를 개섬하고 나서 1차혼합실(23a)로 보내어 혼합시키고, 다시 2차혼합실(23b)로 보내어 혼합시킨다. 혼합된 섬유는 2차혼합실(23b)에서 2개의 카딩기(24a,24b)로 각각 보내져 혼합된 섬유를 얇은 시트상의 섬유층으로 성형시킨다. 다음에 각각의 카딩기(24a,24b)로 부터 나오는 시트상의 섬유층은 2개의 성형기(25a,25b)로 보내져 여러겹 겹쳐져서 하나의 섬유상 시트로 성형시킨다. 섬유상 시트는 다시 각각 수류결합장치(26)로 이송되는데, 도1에서는 한쪽의 수류결합장치(26)와 그 후속장치들을 도시한 것이다. 수류결합장치(26)로 이송된 섬유상 시트는 여과된 물의 분사압에 따라 섬유층의 섬유가 서로 결속되어 그 두께가 얇아지면서 밀도가 높아지고 표면에 일정 간격과 폭의 줄무늬가 횡으로 등간격으로 형성되는 하나의 연속된 부직포가 얻어진다. 이러한 부직포는 히트 프레스(27)에서 가볍게 가열가압 되면서 부분적으로 건조되고 양면이 고르게 눌려진 후 화학코팅장치(28)로 보내져 이면에 화학코팅제가 도포된다. 이후에 부직포는 건조기(29)를 통과하면서 건조되어 와인딩장치(30)에 감겨져 롤의 형태로 완제품이 된다.

도3 및 도4는 수류결합장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. 이 수류결합장치는 메시 벨트(201)가 일정 속도로 회전되는 컨베이어(202)와, 이 컨베이어(202)의 메시 벨트(201) 상에서 진행방향의 폭방향으로 노즐(1)이 일정 간격과 높이로 다수개 배치된 4개의 노즐 박스(203a∼203d)와, 이 각각의 노즐박스(203a∼203d)에서 분사된 물을 받을 수 있도록 컨베이어(202)의 하부에 설치되는 5개의 물받이(204a∼204e)와, 이 물받이(204a∼204e)와 각각 펌프(205a∼205e)로 연결되는 1차여과기(206a)와, 이 1차여과기(206a)에 순차적으로 연결되는 2,3,4,5차여과기(206b∼206e)와, 5차여과기(206e)에서 여과된 물을 최종적으로 여과하는 최종여과기(206f)와, 이 여과된 물을 저장하는 수조(207)와, 이 수조(207)의 물을 상기 각각의 노즐 박스(203a∼203d)에 고압으로 공급하는 고압발생장치(208a∼208e)로 이루어져 있다. 상기에서 노즐 박스(203a∼203d)는 고정시킨 것으로 물의 분사위치는 가변되지 않는다. 상기 고압발생장치(208a∼208e)는 고압펌프이다. 그리고 각 노즐 박스(203a∼203d)의 노즐(1)은 섬유상 시트(ST)의 진행방향으로 서로 겹쳐지지 않게 배열한 것이다.

따라서, 고압발생장치(208a∼208e)에 의하여 수조(207)에서 노즐 박스(203a∼203d)로 공급되는 물은 각 노즐(1)을 통하여 고압으로 분사된다. 이와 동시에 도1 및 도2의 성형기(25a,25b)를 거쳐 나온 섬유상 시트(ST)는 메시 벨트(201)를 따라 이송되면서 노즐 박스(203a∼203d)의 하부에 이를 때 도5와 같이 섬유상 시트(ST)에 수압이 가해져 섬유층이 결속되면서 그 두께가 줄어든다. 섬유상 시트(ST)가 계속해서 이송되면 그 표면에 수류(W)에 따른 줄무늬가 도4와 같이 연속해서 생겨난다. 이 줄무늬는 수류(W)의 분사중심과 일치되는 지점이 밑으로 약간 오목하게 들어간 것이다. 섬유상 시트(ST)를 통과한 물은 각각 물받이(204a∼204e)에 받아진 후 핌프(205a∼205e)에 의하여 1차여과기∼최종여과기(206a∼206f)를 순차적으로 거치면서 미립자까지 여과되어 수조(207)로 복귀하는 재순환을 계속한다.

도8 및 도9는 수류결합장치의 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 장치는 노즐 박스(213)의 양측에 가이드 바(214a, 214b)를 고정하고, 이 가이드바(214a, 214b)가 각각 양측의 가이더(215a, 215b)를 따라 좌우로 슬라이딩할 수 있도록 설치하며, 일측의 가이드 바(214a) 선단에는 크랭크운동을 하는 요동기구(B)의 링크(51)와 연결되어 있다. 요동기구(B)는 모터(52)와, 이 모터(52)의 축에 설치된 원동기어(53)와, 이 원동기어(53)와 맞물리는 종동기어(54), 그리고 종동기어(54)의 일측에 편심으로 일단이 힌지결합되고 타단이 상기한 노즐 박스(213)의 가이드 바(214a) 선단에 힌지결합되는 링크(51)로 이루어져 있다.

따라서, 모터(52)가 구동하면 그 구동력이 원동기어(53)에서 종동기어(54)로 방향전환되어 전달되고, 종동기어(54)에 설치된 링크(51)의 일단이 회전하면서 원형의 괘적운동을 하므로 가이드 바(214a, 214b)는 가이더(215a, 215b) 상에서 좌우로 직선왕복운동하게 된다. 이에 따라 노즐 박스(213)는 좌우로 왕복운동하므로, 노즐(1)의 분사위치는 좌우로 가변되는 것이다. 도9는 섬유상 시트(ST)의 표면에 파형을 이루는 줄무늬가 형성된 상태를 보여주고 있다. 이러한 파형의 줄무늬는 설계시 또는 부가적인 조정수단의 채택에 따라 노즐(1)간의 간격 및 각 노즐(1)의 수류(W)의 확산각도 α 등의 조정을 포함하여 상기한 요동기구(B)와 가이드바(214a)의 길이 및 기어수를 조정함에 의하여 다양한 모양을 얻을 수 있다.

도6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포벽지의 시공단면을 나타낸 것이다. 이 부직포벽지는 상기와 같이 수류결합에 의하여 얻어진 부직포층(601)의 표면에 문양을 인쇄한 인쇄층(602)ㅇl, 이면에는 종이의 합포에 따른 접착제층(603)과 종이층(604)이 형성된 것으로, 벽면(605)에 초배지(606)가 발라진 상태에서 그 전면에 도배용 접착제(607)를 이용하여 도배한 상태이다. 상기 종이층(604)은 제조공정에서 히트 프레스(27) 후방에 종이합포기(미도시)를 배치하여 접착한 후 건조기(29)에서 건조시킨 것이고, 인쇄층(602)은 건조 후에 후속적인 공정에 따라 인쇄한 것이다.

도6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부직포벽지의 시공단면을 나타낸 것이다. 이 부직포벽지는 상기와 같이 수류결합에 의하여 얻어진 부직포층(611)의 표면에 문양을 인쇄한 인쇄층(612)이, 이면에는 화학코팅제의 코팅에 따른 화학코팅제층(613)이 형성된 것으로, 벽면(614)에 초배지(615)가 발라진 상태에서 그 전면에 도배용 접착제(616)를 이용하여 도배한 상태이다. 상기 화학코팅제층(613)은 제조공정에서 히트 프레스(27) 후방에 화학코팅장치(28)를 배치하여 화학코팅제를 도포한 후 건조기(29)에서 건조시킨 것이고, 인쇄층(612)은 건조 후에 후속적인 공정에 따라 인쇄한 것이다.

이와 같은 본 발명은 수류결합에 의하여 섬유층을 결속하기 때문에 일정한 균제도를 갖게 되어 부직포의 질감과 고급스러움을 그대로 살리게 되는 장점이 있고, 수류에 따라 결속되는 부직포의 표면과 내부의 섬유 분포가 균등하기 때문에 형태안정성이 높아져 미관이 개선되며, 화학코팅제의 사용에 따라 방염성, 항군성, 방충성, 대전방지성 둥이 향상된다. 또, 노즐의 간격 등의 조정 또는 노즐 박스를 요동시킬 수 있어 수류결합시 부직포의 표면에 매우 다양한 줄무늬를 얻을 수 있는 효과가 있다· 그리고, 섬유상 시트의 결합시 고도로 여과된 물을 사용하기 때문에 타 부직포벽지에 비하여 훨씬 위생적이다.

Claims (2)

1. 일련의 공정에 따라 얻어진 섬유상 부직포 시트 위에 고압의 물을 분사하여 그 수압에 따라 줄무늬를 형성하며 섬유간의 결속이 이루어지도록 한 것에 있어서, 상기 섬유상 부직포 시트를 일정 속도로 진행하는 메시 벨트 위에서 이송 시키고, 그 진행방향의 폭방향으로 다수개 배치되며 물의 분사위치가 좌우로 가변되는 노즐로 상기 이송되는 섬유상 부직포 시트 위에 고압의 물을 분사하여 섬유상 부직포 시트의 표면에 지그재그 패턴의 줄무늬가 폭방향으로 일정하게 연속해서 형성되면서 섬유간의 결속이 이루어지도록 하며, 상기 섬유간의 결속이 이루어진 섬유상 부직포 시트를 히트 프레스에 의하여 가열가압하고, 섬유상 부직포 시트의 이면에 종이와 화학코팅제 중에서 선택되는 하나의 이면층을 이면 형성기로 형성시키고 나서 건조기로 건조시키는 공정으로 이루어진 부직포벽지 제조방법.
2. 일정 속도로 회전하며 섬유상 부직포 시트를 이송하는 메시 벨트와, 이 메시 벨트 상에서 진행방향의 폭방향으로 물분사가 가능한 노즐이 일정 간격과 높이로 다수개 배치되고 모터와 일련의 요동기구에 의하여 좌우왕복운동 가능하게 설치되는 적어도 2개 이상의 노즐 박스와, 이 각각의 노즐 박스에서 분사된 물을 받는 물받이와, 이 물받이의 물을 순차적으로 여과하는 다수개의 여과기와, 여과된 물을 저장하는 수조와, 이 수조의 물을 상기 노즐 박스에 고압으로 공급하는 고압 발생장치를 구비하는 수류결합장치와; 결속된 부직포를 가열가압하는 히트 프레스와; 부직포의 이면에 종이를 접착시키는 종이합포기와 화학코팅제를 코팅하는 화학 코팅장치 중의 어느 하나에 의하여 이면층을 형성시키는 이면 형성기; 그리고 이면층이 형성된 부직포를 건조시키는 건조기로 이루어진 부직포벽지 제조장치.

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