KR100572161B1 - 합성 수지 스트랜드로부터 부직포 웹 또는 플리스를제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

합성 수지 스트랜드로부터 부직포 웹 또는 플리스를제조하는 방법 및 장치 Download PDF

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라이펜호이저 게엠베하 운트 코. 카게 마쉬넨파브릭
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Abstract

시브 벨트(sieve belt)에 수집된 합성 수지 스트랜드의 웹(web) 또는 플리스(fleece)는 시브 벨트로부터 시브 벨트의 배출단에 있는 경로변경 롤러를 지나서 추가의 처리 설비로 배출된다. 경로변경 롤러에는 다공이 형성되어 있으며, 공기 또는 다른 유체 매체가 경로변경 롤러에서 벨트를 통과하여 벨트와 웹 사이의 접착력을 감소시키고, 이에 따라 벨트를 손상시키지 않으면서 벨트로부터 웹을 들어올릴 수 있다.

Description

합성 수지 스트랜드로부터 부직포 웹 또는 플리스를 제조하는 방법 및 장치{METHOD OF AND APPARATUS FOR MAKING A NONWOVEN WEB OR FLEECE FROM SYNTHETIC RESIN STRANDS}
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 측면도이고,
도 2는 본 발명의 다공이 형성된 경로변경 롤러(rerouting roller)의 단면도이고,
도 3은 도 2의 영역 Ⅲ의 확대 상세도이고,
도 4는 도 1의 장치의 확대 수직 단면도로서, 제2 실시예를 도시하고 있다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 웹 또는 플리스
2 : 스트랜드
3 : 시브 벨트
4, 5 : 롤러
7 : 유출 개구
8 : 중공 스터브 샤프트
본 발명은 합성 수지 스트랜드의 웹, 특히 부직포 웹 또는 플리스(fleece)를 제조하기 위한 장치와, 웹을 제조하는 방법 또는 상기 장치를 동작하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 웹을 퇴적하고 퇴적된 웹을 이송하는 장치에 관한 것이다.
합성 수지 스트랜드로부터 부직포 웹을 제조하는 경우에, 조방면(roving surface) 상에서, 일반적으로는 다공이 형성되어 있고(즉, 기체에 대해 투과성이 있고), 얽힌 스트랜드의 웹을 형성하는 것을 돕도록 아래에서 흡인력이 가해질 수 있는 컨베이어 벨트 상에서 얽히도록 스트랜드를 퇴적하는 것이 통상적이다. 웹은 그것이 형성되는 컨베이어 벨트 상의 위치로부터 멀어지게 이송되어, 컨베이어 벨트로부터 웹이 제거되거나 배출된 후에 적어도 한 쌍의 롤러 사이에서 캘린더링(calendering)과 같은 추가의 처리를 겪을 수 있다.
웹 또는 플리스를 형성하는 스트랜드는 연속적이거나 불연속적일 수 있는 합성 수지사(synthetic resin thread)이다. 연속적인 합성 수지사는 방사구금으로부터 압출된 연속적인 열가소성 합성 수지 필라멘트일 수 있다. 스트랜드는 개별적인 섬유일 수도 있는데, 즉 형성 시에 세분되는 압출 필라멘트일 수 있다. 일반적으로, 웹은 그러한 연속적인 필라멘트로부터 스펀본드 공정에 의해 형성될 수도 있고, 단섬유로부터 멜트 블로운 공정에 의해 형성될 수도 있으며, 대개 매트 또는 플리스로 지칭된다. 멜트 블로운 공정 및 스펀본드 공정에 의해 제조된 제품은 생리대, 기저귀, 1회용 위생 의류 등으로, 또는 합성 수지나 다른 재료가 구조적 층 을 위한 보강재로서 침투되는 직물로, 또는 각종 완성품용의 라이너 또는 지지대로서 사용될 수 있다.
일반적인 문제로서, 웹을 퇴적하기 위하여 벨트의 아래로부터 흡인력이 가해지므로 종종 시브 벨트 또는 흡인 벨트로도 지칭되는 다공 벨트(foraminous belt)는 얽힌 스트랜드의 미고결 질량을 수용한다. 스트랜드는 고온일 수 있으며, 그에 따라 접촉점 또는 교차점에서 함께 융합될 수 있으며, 냉각 시에 어느 정도 고결될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 다소의 미고결 플리스 또는 웹은 벨트에 의해 경로변경 롤러를 지나서 이동되며, 이 경로변경 롤러에서 벨트는 그 상부 패스(upper pass)로부터 리턴 패스로 전향되어, 더 이상 벨트에 의해 지지되지 않는 웹은 그 벨트로부터 분리된다. 벨트로부터 웹을 제거하기 위해서는 종종 웹에 종방향 힘을 가할 필요가 있는데, 이 종방향 힘은 벨트의 상측 패스의 단부에 있는 경로변경 롤러의 하류의 처리 설비에 의해 인가된다. 이 힘은 과도하게 클 수 있는데, 특히 웹을 고속으로 형성 및 운반하거나, 면적 중량(단위 면적당 웹의 중량) 및 웹 밀도가 적은 경우에 더욱 클 수 있으며, 컨베이어의 배출단에서 웹에 인가될 수 있는 힘은 웹을 손상시키고, 웹의 품질을 저하시키고, 웹의 각종 횡방향 수축과 웹의 에지에 대한 손상을 야기할 수 있다. 최악의 경우에 웹은 찢어질 수도 있으며, 이러한 유형의 손상은, 특히 웹이 벨트의 리턴 패스에 수반되는 경향이 있는 경우에 웹 생산 공정의 중단을 야기할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 주목적은, 전술한 단점이 발생되지 않고, 그에 따라 보 다 신뢰성이 있고, 특히 웹을 이송 벨트로부터 보다 효율적으로 제거하는 것을 보장할 수 있는 웹 및 플리스를 형성하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 퇴적 벨트로부터 웹 또는 플리스를 제거할 때 그 웹 또는 플리스에 과도하게 큰 힘이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 이로써 웹에 대한 손상 또는 웹의 일부가 퇴적 벨트의 리턴 패스 상에 수반되는 위험을 배제시킬 수 있는 전술한 목적의 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 웹을 웹 적층 벨트로부터 추가의 처리 설비로 운반할 때에 웹 또는 웹의 엣지에 대해 있을 수 있는 손상을 최소화하도록 전술한 타입의 장치를 동작시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 합성 수지 스트랜드로부터 웹 또는 플리스를 제조하는 개선된 방법과, 종래 기술의 전술한 단점을 회피할 수 있는 전술한 목적의 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이들 목적은 부직포 웹 또는 플리스를 형성하는 장치에 의해 달성되며, 이 장치는
2개 이상의 롤러를 통과하고, 상기 롤러들 사이에 부직포 웹이 형성되는 상부 패스를 갖는 무단 다공 벨트와,
스트랜드를 얽히게 함으로써 상기 무단 다공 벨트 상에 상기 부직포 웹을 형성하도록 상기 롤러 중에서 하나의 롤러의 상류에서 상기 무단 다공 벨트 상에 상기 스트랜드를 퇴적하는 기구로서, 상기 롤러 중에서 상기 하나의 롤러는 중공이며 그 롤러의 외주에 분포된 유체 배출 개구가 형성되어 있는 것인 기구와,
상기 롤러 중에서 상기 하나의 롤러로 유체 매체를 공급하도록 상기 롤러 중에서 상기 하나의 롤러의 내부에 연결되어, 상기 유체 매체가 상기 유체 배출 개구와 상기 무단 다공 벨트를 통과하여 상기 웹을 상기 무단 다공 벨트로부터 들어올리게 하는 유체 매체 공급원을 포함한다.
따라서, 합성 수지 스트랜드의 부직포 웹 또는 플리스를 적층하고 그 플리스 또는 웹을 이송하는 장치는 롤러를 지나서 통과하는 무단의 순환 웹 적층 시브 벨트를 포함하며, 이 시브 벨트에 스트랜드가 퇴적되어 웹을 형성한다. 벨트 아래의 제1 롤러는 그것의 롤러 셀 상에 상호 간격을 두고 균일하게 분포될 수 있는 유출 개구가 형성되어 있으며, 롤러 내부의 유체 매체가 상기 유체 개구와 벨트를 통하여 배출되어, 웹을 벨트로부터 하방으로부터 들어올린다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 퇴적되는 스트랜드는 이론적으로는 무단 필라멘트일 수도 있고, 세분화된 필라멘트, 즉 단섬유 형태의 합성수지사일 수도 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 퇴적 영역, 즉 스트랜드가 벨트 상에 적층되는 영역에서, 흡인 샤프트를 갖춘 흡인 장치가 시브 벨트의 아래에 마련될 수 있다. 이 흡인 장치는 플리스 또는 웹이 형성된 때에 그 플리스 또는 웹과, 시브 벨트를 통하여 공기를 흡입하는 공정의 작용을 하고, 이로써 스트랜드를 함께 신뢰성 있게 잡아 당겨 웹을 형성한다. 물론, 이것은 시브 벨트가 그로부터 흡입되는 공정의 공기에 대하여 투과성이 있다는 것을 의미하는 것이다. 일반적인 문제로서, 시브 벨트는 유체 매체에 대해 투과성이 있다.
본 명세서에 있어서 하방으로부터의 유체 매체가 매트, 플리스 또는 웹과 부딪치는 것을 언급하는 경우에, 본원의 발명자는, 셀에 다공이 마련되어 있는 롤러로부터의 유체 매체, 일반적으로 공기가 웹의 하방으로부터 상향으로 지향되어 웹을 벨트로부터 들어 올린다는 것을 표현하고 있는 것이다. 웹의 하방으로부터 유체 매체를 공급하게 되면, 웹을 벨트 상에 유지하는 힘이 작아져서, 웹을 후속 처리 설비로 확실하고 간단하게 운반할 수 있다.
제1 롤러는, 그 롤러의 둘레에서 벨트가 그것의 상부 패스로부터 리턴 패스로 전향되도록 되어 있는 경로변경 롤러(rerouting roller)일 수 있다. 상부 패스는 일반적으로 수평한 패스일 수 있다.
일반적으로, 제1 롤러의 하류에는 플리스 또는 부직포 웹을 위한 추가의 이송 및/또는 처리 유닛이 마련되어 있어서, 벨트로부터 플리스 또는 부직포 웹을 수용할 수 있다. 유체 매체는 웹이 벨트를 떠날 때에 웹을 약간 들어 올릴 수 있어서, 그 웹을 추가의 처리 설비로 이송하는 것을 돕는다. 이 추가의 처리 설비는 전술한 바와 같이 적어도 한 쌍의 캘린더링 롤러를 포함할 수 있다. 물론, 추가의 이송 및 처리 설비는 다른 컨베이어 벨트를 포함할 수도 있다.
웹을 들어 올리는 유체 매체는 기체인 것이 바람직하고, 가장 유리하게는 압축 공기이다.
다공의 제1 롤러를 언급하는 경우에, 본원의 발명자는, 그 중공 롤러의 셀에 균일하게 분포된 유출 개구, 바람직하게는 작은 개구가 마련된다는 것을 표현하는 것으로, 상기 개구를 통하여 압축 공기가 충분한 힘으로 유출되어 벨트에 침투하고 전술한 방식으로 웹을 들어 올린다. 롤러의 쉘은 원통형일 수 있고, 롤러는 중공의 스터브를 포함할 수 있으며, 이 스터브가 롤러의 내부와 연통하여 압축 공기를 롤러의 내부로 이송한다. 롤러가 충분한 속도로 회전하는 경우에, 롤러의 회전은 그 롤러의 내부로 공기를 흡입하고 그 공기를 다공을 통하여 분배할 수 있게 한다. 일반적으로, 다공은 공기를 반경 방향으로 배출할 수 있도록 반경 방향의 오리피스 형태를 취해야만 한다. 바람직한 실시예에서, 유체 매체는 롤러의 리턴에 의해서 발생되는 원심력의 결과로서만 생기고, 공기는 중공 샤프트를 통하여 다공의 롤러 내로 흡인된다. 물론, 공기를 공급하는 블로어와 원심력을 모두 사용하여, 웹을 들어올리는 공기를 변위시킬 수도 있다.
바람직하게는, 롤러의 내부에 배플 구조체(baffle arrangement)를 마련하여 유체 매체의 흐름을 벨트 상에 놓인 웹을 향해 지향시킨다. 배플은, 원하는 유출 방향 이외의 방향으로의 유출을 차단하도록 롤러의 내벽을 따라 마련될 수 있는 판금 배플 부재를 포함할 수 있다. 롤러의 내부에는 롤러 셀에 평행하게 연장될 수 있는 내부 스테이터가 마련될 수 있으며, 그 내부 스테이터 또는 배플은 롤러의 외주의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 75%에 걸쳐 연장될 수 있다.
롤러는, 예컨대 예정된 공기의 수분 함량을 얻도록 공기를 조절하는 장치에 연결될 수 있다.
본 발명의 장치는 부직포 매트 또는 플리스를 그것이 퇴적되는 시브 벨트로부터 추가의 처리 유닛, 예컨대 캘린더로 매우 간단하고 신뢰성 있게 운반할 수 있 으며, 웹에 가해진 힘을 감소시키고 웹 품질에 대해 있을 수 있는 손상을 제거할 수 있다. 부직포 웹은 간단하고 저렴한 비용으로 제조된다.
첨부 도면을 참고로 하는 이하의 설명으로부터 본 발명의 전술한 목적 및 기타의 목적과, 특징 및 장점을 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1에는 방사구금(10; spinneret)으로부터 처음에 유도되는 합성 수지 열가소성 섬유의 커튼 또는 연속적인 열가소성 필라멘트일 수 있는 합성 수지 스트랜드로부터 부직포 웹 또는 플리스(1)를 제조하기 위한 장치를 도시하고 있으며, 상기 합성 수지 스트랜드는 상기 방사구금으로부터 11에서 압출된다. 멜트 블로운 웹의 경우에, 12에서 공기가 스트랜드로 지향되어 합성 수지의 압출 스트림을 단거리로 세분하여 섬유를 형성한다. 섬유 또는 연속 모노필라멘트는 영역(13)에서 냉각되고, 스펀본드 연속 필라멘트의 경우에는, 스트랜드(2)의 커튼에서 얽히기 전에 신장되고, 상기 스트랜드는 적층 벨트 또는 퇴적 벨트로도 지칭되는 시브 벨트(3)의 상면에 모이게 된다. 스트랜드가 퇴적되는 영역 14의 아래에는 흡인 칼럼(15)이 있을 수 있고, 이 흡인 칼럼을 통하여 16으로 나타된 바와 같이 흡입 펌프에 의해 공정의 공기가 회수된다.
시브 벨트(3)는 그 상측의 수평 패스(17)가 제1 롤러(4)와 제2 롤러(5) 사이에서 뻗어 있는 무단 벨트이다. 이들 롤러(4, 5)는 수평 패스(17)와 리터 패스(18) 사이에 위치된 경로변경 롤러이다(이 롤러는 전체적으로 도시되어 있지는 않음). 따라서, 경로변경 롤러(4)에서, 시브 벨트(3)는 하향으로 전향되고, 19에서 시브 벨트와 분리되는 웹(1)은 웹 형성 유닛의 하류의 운반 및 처리 유닛(20)으 로 이동될 수 있다. 이 유닛은 상부 롤러(22)와 하부 롤러(23)에 의해 형성된 하나 이상의 캘린더링 유닛(21)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 경로변경 롤러(4)는 그것의 전체 둘레에 걸쳐 분포된 반경 방향 유출 개구(7)가 형성된 원통형 롤러 셀(6)을 포함한다.
유출 개구(7)는 유체 매체, 일반적으로 공기를 배출하는 기능을 한다. 이 유체 매체는 시브 벨트(3)를 통과하고, 하방으로부터 웹(1)을 향해 지향되고, 따라서 웹(1)을 들어올리고, 웹(1)과 시브 벨트(3) 사이의 임의의 유지력을 감소시켜서, 웹(1)을 시브 벨트로부터 간단하고 신뢰성 있게 분리하는 것을 보장한다. 도면에는, 유체 매체, 즉 공기의 흐름 방향이 화살표로 지시되어 있다.
도 2로부터 알 수 있듯이, 중공의 스터브 샤프트(8)를 통하여 공기를 공급하기 위하여 펌프 또는 블로어(압축기)(24)가 제공될 수 있으며, 상기 스터브 샤프트에 롤러(4)가 저널되어 있어서, 화살표 25로 지시된 바와 같이 유출 개구(7)를 통하여 공기를 배출한다. 대안으로서, 공기는 스터브 샤프트(8)를 통하여 흡입되고, 롤러(4)의 복귀(return)로 인한 원심력에 의해 유출 개구(7)를 통해 배출될 수 있다. 전체 셀(6)에는 도 3에 도시된 바와 같은 작은 개구(7)가 마련될 수 있다.
도 4는 롤러(4)의 내부에 유체 매체의 유출을 제한하기 위한 배플(9)이 마련되어 있는 것을 도시하고 있으며, 이러한 배플로 인하여 유체 매체는 롤러(4)의 우상측 사분원, 즉 웹이 캘린더(20) 내로 통과할 때 시브 벨트(3)가 웹으로부터 전향되어 분리되는 영역으로만 유출될 수 있게 된다. 배플(9)은 부분적으로 원통형의 판금 부재인 것이 바람직하며, 이 부재는 필요에 따라 셀(6)의 내주의 75% 이상에 걸쳐 연장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 보다 신뢰성이 있고, 특히 웹을 이송 벨트로부터 보다 효율적으로 제거할 수 있는 웹 및 플리스를 형성하는 장치가 제공된다.
또한, 퇴적 벨트로부터 웹 또는 플리스를 제거할 때 그 웹 또는 플리스에 과도하게 큰 힘이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 웹에 대한 손상 또는 웹의 일부가 퇴적 벨트의 리턴 패스 상에 수반되는 위험을 배제할 수 있는 장치가 제공된다.
또한, 웹을 웹 적층 벨트로부터 추가의 처리 설비로 운반할 때에 웹 또는 웹의 엣지에 대해 있을 수 있는 손상을 최소화하도록 전술한 타입의 장치를 동작시키는 방법이 제공된다.
또한, 합성 수지 스트랜드로부터 웹 또는 플리스를 제조하는 개선된 방법과, 그러한 목적을 위한 장치가 제공된다.

Claims (17)

  1. 2개 이상의 롤러를 통과하고, 상기 롤러들 사이에 부직포 웹이 형성되는 상부 패스를 갖는 무단 다공 벨트와,
    스트랜드를 얽히게 함으로써 상기 무단 다공 벨트 상에 상기 부직포 웹을 형성하도록 상기 2개 이상의 롤러 중 하나의 롤러의 상류에서 상기 무단 다공 벨트 상에 상기 스트랜드를 퇴적하는 기구로서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 중공이며 그 롤러의 외주에 분포된 유체 배출 개구가 형성되어 있는 것인 기구와,
    상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러로 유체 매체를 공급하도록 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러의 내부에 연결되어, 상기 유체 매체가 상기 유체 배출 개구와 상기 무단 다공 벨트를 통과하여 상기 웹을 상기 무단 다공 벨트로부터 들어올리게 하는 유체 매체 공급원
    을 포함하는 부직포 웹 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 상기 상부 패스의 배출 단부에 있는 경로변경 롤러인 것인 부직포 웹 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 경로변경 롤러에 상기 벨트로부터의 상기 웹을 수용하는 웹 이송 또는 처리 기구를 더 포함하는 부직포 웹 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 웹 이송 또는 처리 기구는 상기 웹용의 하나 이상의 캘린더를 포함하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유체 매체는 기체인 것인 부직포 웹 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기체는 공기인 것인 부직포 웹 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 다공성의 원통형 셀을 포함하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 회전을 위하여 그 롤러가 저널되는 중공 스터브 샤프트를 구비하고, 이 중공 스터브 샤프트는 상기 유체 매체 공급원에 접속되어 상기 유체 매체가 상기 셀 내로 유입되게 하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유체 매체의 흐름을 상기 무단 다공 벨트 및 상기 웹을 향하여 지향시키도록 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러에 배플을 더 포함하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 경로변경 롤러에 상기 벨트로부터의 상기 웹을 수용하는 웹 이송 또는 처리 기구를 더 포함하는 부직포 웹 형성 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 웹 이송 또는 처리 기구는 상기 웹용의 하나 이상의 캘린더를 포함하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 유체 매체는 기체인 것인 부직포 웹 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기체는 공기인 것인 부직포 웹 형성 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 다공성의 원통형 셀을 포함하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 회전을 위하여 그 롤러가 저널되는 중공 스터브 샤프트를 구비하고, 이 중공 스터브 샤프트는 상기 유체 매체 공급원에 접속되어 상기 유체 매체가 상기 셀 내로 유입되게 하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 유체 매체의 흐름을 상기 무단 다공 벨트 및 상기 웹을 향하여 지향시키도록 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러에 배플을 더 포함하는 것인 부직포 웹 형성 장치.
  17. 2개 이상의 롤러를 통과하고 상기 롤러들 사이에 부직포 웹이 형성되는 상부 패스를 갖는 무단 다공 벨트를 계속적으로 이동시키는 단계와,
    스트랜드를 얽히게 함으로써 상기 무단 다공 벨트 상에 상기 부직포 웹을 형성하도록 상기 2개 이상의 롤러 중 하나의 롤러의 상류에서 상기 무단 다공 벨트 상에 합성 수지 필라멘트의 스트랜드를 퇴적하는 퇴적 단계로서, 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러는 중공이며 그 롤러의 외주에 분포된 유체 배출 개구가 형성되어 있는 것인 퇴적하는 단계와,
    상기 유체 배출 개구와 상기 무단 다공 벨트를 통하여 유체 매체를 공급하여 상기 웹을 상기 무단 다공 벨트로부터 들어올리도록 상기 2개 이상의 롤러 중 상기 하나의 롤러의 내부로 가압 유체 매체를 공급하는 단계
    를 포함하는 부직포 웹 제조 방법.
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