KR100825066B1 - Preparation of long staple fiber non-woven fabric and apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사후 냉각고화하고 고압공기로 연신한 멀티필라멘트에 정전기를 부여하여 개섬한 후 석션하의 컨베이어벨트에 투하하여 웹을 형성하고 얻어진 웹을 칼렌더링하여 장섬유 부직포를 제조하는 방법에 있어서, 상기 하전된 멀티필라멘트를 소정 각도로 경사진 판에 충돌시키고나서 수직판에 충돌시키는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포의 제조방법 및 이를 구현하기 위한 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 잉여공기를 필라멘트와 분리시키고, 필라멘트의 자유도를 높여 개섬분산성을 증진시킬 수 있게 되어 MD/CD 강도비가 2 이하로 우수하면서 분포도가 균일하여 30 g/㎡ 미만의 저중량 제품을 생산할 수 있고, 또한 30 g/㎡ 이상의 고중량 제품을 생산하면 분포도 및 기계방향/횡방향(MD/CD) 강도비가 균일하면서 높으므로 제품의 품위가 높아져 상업적인 가치가 높은 장섬유 부직포를 제공하는 것이 가능하게 된다.The present invention provides a method for producing a long-fiber nonwoven fabric by cooling and solidifying after spinning and imparting static electricity to the multifilament drawn by high-pressure air, and then opening it by dropping it on a conveyor belt under suction to form a web and calendering the obtained web. The present invention relates to a method for manufacturing a long-fiber nonwoven fabric and an apparatus for implementing the same, wherein the charged multifilament collides with a plate inclined at a predetermined angle, and an apparatus for implementing the same is provided. It is possible to increase the degree of freedom of the filament to improve the island-dispersibility, so that the MD / CD strength ratio is 2 or less and the distribution is uniform, so that a low weight product of less than 30 g / m 2 can be produced, and more than 30 g / m 2 When producing heavy products, the distribution and machine direction / lateral direction (MD / CD) strength ratio are uniform and high. This makes it possible to provide long fiber nonwovens of high commercial value.
Description
도 1은 종래의 장섬유 부직포 제조장치를 개략으로 나타낸 장치도1 is a schematic view showing a conventional long fiber nonwoven fabric manufacturing apparatus
도 2는 도 1 장치의 개섬수단을 설명하기 위한 개략적인 확대도FIG. 2 is a schematic enlarged view for explaining the opening means of the device of FIG.
도 3은 본 발명에 따라 개섬수단 하부에 정류수단을 설치하는 상태를 설명하기 위한 도면3 is a view for explaining a state in which the rectifying means is installed in the lower opening means according to the present invention;
*도면부호의 간단한 설명* * Brief Description of Drawings *
1. 방사블록 2. 냉각챔버 1.
3. 고압공기 공급장치 4. 밸브3. High Pressure Air Supply 4. Valve
5. 고압공기 이젝터 6. 고압파이프5. High
7. 개섬수단 8. 네트 컨베이어7. Opening means 8. Net conveyor
9. 석션수단 10. 칼렌다롤9. Suction means 10. Calendar roll
11. 권취수단 12. 고전압발생기11. Winding means 12. High voltage generator
7a. 접지판 7b. 대전전극(needle)7a.
7c. 대전전선7c. Daejeon Front
71. 경사 충돌 정류판 72. 수직 안내 정류판 71. Inclined
본 발명은 부직포의 제조에 관한 것으로, 특히 균제도가 우수한 고품질의 장섬유 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the production of a nonwoven fabric, and more particularly, to a method and an apparatus for producing a high quality long fiber nonwoven fabric having excellent uniformity.
부직포의 제조기술 중에서 스펀본드(spundbond)법은 잘 알려져 있다. 도 1은 일반적인 스펀본드 장섬유 부직포의 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도시되는 바와 같이, 방사블록(1)에서 방사된 멀티필라멘트 사조(Y)가 냉각챔버(2)에서 냉각, 고화된 후 고압 공기 이젝터(5)에서 연속 연신된 다음, 이동하는 네트컨베이어(8)상에 웹(web)형태로 적층된다. 적층된 웹을 칼렌다롤(10)에서 열과 압력을 동시에 부여하여 일정한 두께와 물리적인 특성을 부여한 다음, 권취하여 스펀본드 부직포를 제조한다. The spunbond method is well known among the manufacturing techniques of nonwoven fabrics. Figure 1 schematically shows a device for producing a typical spunbond long fiber nonwoven. As shown, the multifilament thread Y radiated from the spinning block 1 is cooled and solidified in the
스펀본드법으로 제조된 장섬유 부직포는 다른 공법을 제조되는 일반적인 단섬유 부직포보다 강력이 높고 얇은 제품을 생산할 수 있기 때문에 산업용도로 많이 사용되고 있다. 통상적으로 스펀본드 부직포는 종래의 합성섬유 방사공정과 동일한 방법으로 필라멘트 섬유를 방사하여 부직포를 제조한다. 즉, 종래의 단섬유 부직포 제조법보다 효율적이고 간편하게 고강력의 제품을 생산할 수 있기 때문에, 스펀본드 부직포의 생산량과 용도가 한층 확대되고 있다.The long fiber nonwoven fabric produced by the spunbond method is widely used for industrial purposes because it can produce a stronger and thinner product than the general short fiber nonwoven fabric produced by other methods. Typically, the spunbond nonwoven fabric is produced by spinning the filament fibers in the same manner as the conventional synthetic fiber spinning process. That is, since the product of a high strength can be produced more efficiently and simply than the conventional short fiber nonwoven fabric manufacturing method, the production quantity and use of a spunbond nonwoven fabric are expanded further.
그러나 스펀본드 장섬유 부직포 제조법은 종래 단섬유 부직포보다 균제도(uniformity)가 불량하여 저중량의 제품을 생산하는데 있어 불리하다. However, the spunbond long fiber nonwoven fabric manufacturing method is disadvantageous in producing a low weight product due to poor uniformity than the conventional short fiber nonwoven fabric.
즉, 종래 단섬유부직포 제조법은 길이 20∼100mm 수준의 단섬유를 카드머신을 이용하여 길이방향으로 일정하게 배열시켜주는 특유의 균제화 공정이 발달되어, 제조되는 부직포의 균제도는 일반적으로 우수하다. That is, in the conventional short fiber nonwoven fabric manufacturing method, a unique homogenization process for uniformly arranging short fibers having a length of 20 to 100 mm in the longitudinal direction using a card machine is developed, and the uniformity of the nonwoven fabric is generally excellent.
반면 스펀본드법은 고압공기 이젝터(5)에서 연신된 필라멘트를 그대로 개섬수단(7)를 이용, 바로 연속이동하는 네트 컨베이어 상에 뿌려서 제조하는 방법이므로, 공기의 간섭과 이동하는 네트 컨베이어(8)와의 상대적 속도차이 및 개섬수단(7) 내에서 필라멘트의 적절한 개섬 등의 영향에 의해 부직포의 분포도(균제도)가 영향을 받게 된다. On the other hand, the spunbond method is a method of manufacturing by sprinkling the filaments drawn from the high-
이처럼 스펀본드법은 종래 단섬유부직포 제조공정 같은 별도의 균제화 공정없이 일관공정 중에서 바로 부직포를 제조하는 방법이므로 균제도가 저하될 수 밖에 없다. 특히 30g/㎡ 이하의 저중량 부직포 제조시에는 이러한 문제점이 두드러지게 나타나므로, 스펀본드법에 의한 저중량 부직포의 제조는 현실적으로 어렵다. 또한, 30g/㎡ 이상의 고중량 제품을 생산할 때에도 단섬유부직포에 비해 분포도가 나쁘므로 중량 및 강도의 편차(CV%)가 높아서 전체제품의 품위저하와 불량의 원인이 된다.As such, the spunbond method is a method of manufacturing a nonwoven fabric directly in an integrated process without a separate homogenization process such as a conventional short fiber nonwoven fabric manufacturing process, so that the uniformity is inevitably reduced. Particularly, when the low weight nonwoven fabric of 30 g /
그러나 스펀본드법은 단섬유부직포 제조법에 비해 절대적인 강도 및 생산성이 높고 간편하므로 현재 부직포 제조공법중 가장 광범위하게 상업적으로 이용되고 있다. 그리고 상기에서 제기되었던 분포도 불량문제를 해결하기 위해 여러 가지 다양한 방법들이 시도되고 채택되어 발전되어 왔다. However, the spunbond method is the most widely used nonwoven fabric manufacturing method because of the absolute strength and productivity is high and simple compared to the short fiber nonwoven fabric manufacturing method. In addition, various solutions have been tried, adopted, and developed to solve the above-mentioned distribution defect problem.
예를 들어 미국특허 제4,009,508호 에서는 복수개의 개섬수단을 배열한 스펀 본드 제조장치에 있어서 분포도를 향상시키기 위해 필라멘트의 확산방법을 제시하고 있다. 즉, 복수개의 개섬수단을 배열한 스펀본드 제조법에 있어서 개섬수단에 고전압의 정전기 부여장치를 설치하여 고속으로 주행하는 필라멘트에 같은 극성을 가지는 이온(positive or neagtive ion)을 부여하여 필라멘트들을 정전기적인 힘을 이용, 반발시켜 균일한 부직포를 만드는 방법을 설명하고 있다. 이 방법은 필라멘트들을 균일하게 분산시키는 방법에 있어 가장 효과적인 방법으로서 지금까지 많은 스펀본드 부직포 제조장치에 응용되고 있다. 그러나 이 방법은 개섬수단의 배열방법과 크기 그리고 정전기 부여량에 따라 분포도의 차이가 많이 발생하게 되므로 실제 공정에 적용함에 있어서 각별한 주의가 요구된다. 즉, 이 방법의 실용상 가장 큰 문제점은 개섬수단과 개섬수단 사이의 분포도를 현실적으로 조정할 수 없다는 데 있다. 각 개섬수단이 맡고 있는 영역의 개섬은 정전기 부여로 인한 필라멘트들의 반발로 인해 균일하게 제조되지만, 개섬수단과 개섬수단 사이는 필라멘트들의 반발 때문에 필라멘트가 적층되지 않거나 또는 너무 많이 적층되어 버리는 문제가 발생되어 전체적으로 넓은 폭의 시트를 제조하면 길이방향으로 밭고랑 같은 형태의 길이 방향으로 분포도 불량현상이 발생하게 된다.For example, U.S. Patent No. 4,009,508 proposes a method for spreading filaments in order to improve the distribution in a spun bond manufacturing apparatus in which a plurality of opening means are arranged. That is, in the method of manufacturing a spun bond in which a plurality of opening means are arranged, a high voltage electrostatic imparting device is installed on the opening means to give the filaments having the same polarity to the filaments traveling at high speed, thereby giving the filaments an electrostatic force. It describes how to make a uniform nonwoven fabric by repulsion. This method is the most effective method for uniformly dispersing filaments and has been applied to many spunbond nonwoven fabric manufacturing apparatus. However, this method requires a great deal of attention in the actual process because the difference in the distribution occurs depending on the arrangement method and size of the opening means and the amount of static electricity. That is, the biggest problem in practical use of this method is that the distribution between the opening means and the opening means cannot be adjusted realistically. Although the opening of the area covered by each opening means is uniformly produced due to the repulsion of the filaments due to the electrostatic charge, the opening of the opening means and the opening means causes filament not to be laminated or too much due to the rebound of the filaments. In general, when a wide sheet is produced, poor distribution occurs in the longitudinal direction of the furrow-like shape in the longitudinal direction.
이런 현상을 해결하기 위해서 미국특허 제4,163,305호에서와 같이 개섬수단 하단에 충돌판을 설치하고 이 충돌판을 이용해서 필라멘트 및 수반 공기류를 적절히 분리시켜 개섬을 시키는 동시에 좌우방향으로 오실레이션(OSCILLATION) 운동을 수반함으로서 필라멘트의 분포를 전폭에 걸쳐서 균일하게 하는 방법을 제시한다. 이와 같은 방법으로 제조된 스펀본드는 미국특허 제4,009,508호에서와 같은 길이방향의 분포도 불균일 현상이 발생되지 않고 균일한 형태의 부직포를 제조할 수 있게 된다. 그러나 이 방법에 의해 제조되는 스펀본드는 분포도가 좋아 30g/㎡ 미만의 부직포를 생산할수 있는 장점이 있으나, 이 발명의 필수장치인 충돌판의 작용으로 인해 필라멘트가 기계방향(MD)으로 배열되게 된다. 이렇게 제조된 부직포는 분포도가 좋고 MD 방향의 강도가 우수한 이점이 있으나, 횡방향(CD)의 강도가 저하되는 단점을 피할 수 없다. 우수한 물성의 부직포는 분포도가 좋아야 하고 MD 강도와 CD 강도가 서로 같은 경우가 가장 바람직하다고 할 수 있다. 통상적으로 단섬유 부직포는 MD/CD 강도비가 2 이상 인데 비해, 미국특허 제4,163,305호에서와 같은 방법으로 제조되는 부직포는 MD/CD 강도비가 3 이상으로서 특수한 용도 이외에는 사용용도가 제한되므로 상업적으로 대량생산하는데 있어 문제가 있다. In order to solve this phenomenon, as in US Pat. No. 4,163,305, a collision plate is installed at the bottom of the opening means, and the collision plate is used to properly separate the filament and the accompanying air flow to open the island, and at the same time oscillation (OSCILLATION) A method of uniformizing the distribution of filaments over the entire width by accompanying movement is presented. The spunbond manufactured in this manner is capable of producing a nonwoven fabric having a uniform shape without a nonuniformity in the longitudinal distribution as in US Pat. No. 4,009,508. However, the spunbond manufactured by this method has the advantage of producing a non-woven fabric of less than 30g / ㎡ with a good distribution, but the filament is arranged in the machine direction (MD) due to the action of the impingement plate, which is an essential device of the present invention . The nonwoven fabric thus prepared has the advantage of good distribution and excellent strength in the MD direction, but the disadvantage of lowering the strength in the transverse direction (CD) is inevitable. Nonwoven fabrics with good physical properties should have a good distribution, and the MD and CD strengths are the same. In general, the short fiber nonwoven fabric has a MD / CD strength ratio of 2 or more, whereas the nonwoven fabric manufactured by the same method as in US Pat. No. 4,163,305 has a MD / CD strength ratio of 3 or more. There is a problem.
또한 미국특허 제4,334,340호에서도 균일한 형태의 스펀본드 부직포를 제조하기 위하여 부직포를 구성하는 필라멘트를 기계방향으로 배열시키는 충돌판과 기류 확산장치를 특허의 구성요소로 제시하고 있다. 미국특허 제4,833,758호 에서도 균일한 스펀본드 부직포를 제조하기 위하여 충돌판과 오실레이션 방법외에 개섬수단의 배열방법을 특징으로 한다. 그러나 이 방법도 필라멘트가 MD 방향으로 배열되는 형태를 피할 수 없으므로 균일한 MD/CD 강도비를 가지는 스펀본드 제조법이라고 할 수 없다. In addition, U.S. Patent No. 4,334,340 also discloses impingement plates and airflow diffusion devices for arranging the filaments constituting the nonwoven fabric in the machine direction to produce a spunbond nonwoven fabric having a uniform shape as components of the patent. US Pat. No. 4,833,758 also features a method of arranging the carding means in addition to the impingement plate and oscillation method to produce a uniform spunbond nonwoven fabric. However, this method also cannot avoid the form in which the filaments are arranged in the MD direction, and thus cannot be said to be a spunbond method having a uniform MD / CD strength ratio.
일본특허공보 소 63-24108에서도 균일한 스펀본드를 제조하는 방법을 제조하고 있으나, 상기 미국특허 제4,163,305호 및 미국특허 제 4,883,758호와 비슷한 형태의 방법이다. 이상과 같이 종래의 스펀본드 제조법에서는 분포도가 균일하여 30 g/㎡ 미만의 제품을 생산할 수 없고, 균일하여도 MD/CD 강도비가 2 이하인 우수한 물성의 부직포를 제조할 수 없었다.Japanese Patent Publication No. 63-24108 also manufactures a method for producing a uniform spunbond, but is similar to the method described in US Patent Nos. 4,163,305 and 4,883,758. As described above, in the conventional spunbond manufacturing method, the product has a uniform distribution so that a product of less than 30 g /
따라서 본 발명은 분포도가 균일한 스펀본드 장섬유 부직포를 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a spunbond long fiber nonwoven fabric having a uniform distribution.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명자들의 연구에서, 부직포는 MD/CD 강도비를 낮추기 위해서는 충돌판 장치의 사용은 불가능하고, 종래 방법인 미국특허 제4,009,508호에서와 같이 개섬수단에서 바로 필라멘트들을 이동하는 네트컨베이어상에 뿌려주는 방식을 사용해야만 MD/CD 강도비가 낮은 부직포 제품을 얻을 수 있게 되나, 상기의 방법은 위에서 설명한 바와 같이 개섬 장치가 커버하는 부분의 분포도와 물성은 우수한 반면에 개섬수단 사이의 분포도는 컨트롤할 수 없고, 이로 인해 개섬수단 사이 부분은 일종의 사각지대가 형성되어 필라멘트가 덜 분포되거나 또는 많이 분포되어 전체적인 제품의 품위를 떨어뜨리고 최종적으로 상품의 가치가 저하되어 상업적으로 이용할 수 있는 방법이 되지 않는다는 점에 착안하여 개섬수단 사이의 사각지대를 줄이면 될 것이라는 아이디어를 도출할 수 있었고, 이를 가능하게 하는 방법을 모색한 결과 본 발명의 방법을 개발해 내기에 이르렀다. 즉, 종래 방법에서 개섬수단 사이의 사각지대가 발생되는 이유를 철저히 시험, 원인을 규명해서 본 발명을 창안해 내었다. 종래발명에서 개섬수단 사이에 발생하는 분포도 불량의 원인은 개섬수단 사이에서 발생하는 정전기적인 힘과 개섬수단 하부로 흡입되는 과대한 기류량과 기류분산의 불균일로 인한 간섭에 의해 발생한다는 사실을 본 발명자들은 알아내게 된 것이다.In the study of the present inventors to solve the above problems, the nonwoven fabric is impossible to use the impingement device in order to lower the MD / CD strength ratio, and move the filaments directly in the opening means as in the conventional method US Patent No. 4,009,508 It is possible to obtain a nonwoven product having a low MD / CD strength ratio only by using a method of spraying on a net conveyor.However, the method described above provides excellent distribution and physical properties of the part covered by the carding device, as described above. The distribution of can't be controlled, which makes the area between the opening means a kind of blind spot, so that the filament is distributed less or more, which lowers the overall product quality and finally lowers the value of the product. The blind spot between the islanding means The idea could be reduced, and the search for a way to make it possible led to the development of the method of the present invention. That is, the present invention has been devised by thoroughly examining the reason for the occurrence of blind spots between the opening means in the conventional method and identifying the cause. The present inventors found that the cause of poor distribution occurring between the opening means in the present invention is caused by the electrostatic force generated between the opening means and the interference caused by the excessive amount of air flowed into the lower part of the opening means and the unevenness of the air flow dispersion. They found out.
도 2에 도시되는 바와 같은 종래의 개섬수단(7)의 고전압 대전전극(7c)에서 필라멘트에 부여된 같은 종류의 전하는 필라멘트들을 서로 반발시켜서 펼쳐주는 역할을 수행한다. 이로서 균일한 분포를 가지는 부직포를 제조하는 것이다. 그러나 예를 들면 인접하는 두대의 개섬수단에서 개섬되어 진행하는 필라멘트들은 같은 전하를 띠고 움직이게 되므로 서로 반발하게 된다. 그러므로 개섬수단 사이의 공간은 필라멘트들의 반발력에 의해 필라멘트들이 상대적으로 적게 배열되게 된다. 이런 현상은 각 개섬수단들 사이의 공간에서 모두 발생하게 되므로 전체적으로 생산되는 제품의 균제도는 매우 불량하게 되어 상업적으로 판매할 수 없다. 또, 고압파이프(6)에서 고속으로 연신되어 분출되는 필라멘트와 공기의 속도 때문에 인접한 공기가 개섬수단(7)내부로 이끌려 들어오게 된다. 개섬수단(7) 내부에서는 고압파이프(6)에서 분출된 필라멘트가 개섬수단(7)에서 급격히 확관되면서 압력이 떨어지고 동시에 필라멘트가 일차적으로 개섬이 이루어 진다. 이런 개섬수단(7) 내부의 개섬현상은 인접공기의 인입 때문에 내부의 압력이 상승하면서 방해를 받게 된다. 이로 인해 필라멘트의 자유운동이 제한되어 개섬수단의 개섬폭이 줄어들게 되어 전체적인 제품의 균일도가 나빠진다. 또한, 과도한 공기의 인입에 의해 개섬수단(7) 하부로 퍼져 나가는 공기량도 증가한다. 개섬수단 하단의 잉여 공기는 개섬수단 사이의 필라멘트 확산을 방해하는 역할을 한다. 즉, 개섬수단 내부로 인입되는 여분의 공기는 개섬수단 내부 및 하단에서 필라멘트의 자유운동을 방해하는 역 할을 수행하게 되어 결과적으로 필라멘트의 확산을 저해한다. 그러므로 최종적으로 제조되는 제품의 균일도는 나빠지게 되는 것이다. The same kind of charges imparted to the filaments in the high
본 발명의 발명자들은 상기에서 설명된 과다공기 인입에 의한 역효과를 개선시키기 위해 개섬수단(7) 상단에 커버를 씌워 주변공기의 인입을 막아서 시험을 실시하였다. 시험결과 잉여 공기량이 줄어들어 필라멘트의 확산이 다소 증가 하였지만 대전에 의한 필라멘트의 확산성이 떨어졌다. 이 현상은 대전전극(7b)에서 만들어지는 고압의 전하는 충분한 공기의 공급에 의해 활성화되어 필라멘트에 부여되는 특성 때문이다. 즉, 같은 대전압하에서 공기의 공급량이 많을수록 전하량이 증가하여 필라멘트의 대전을 활성화시키고 결과적으로 필라멘트의 반발력이 커져서 확산폭이 커지기 때문이다. 즉, 개섬수단(7) 상단에 커버를 만들어서 공기입입량을 줄이는 방법은 잉여공기에 의한 간섭을 줄이는 면에서 효과는 있었지만, 대전량의 감소를 수반하므로 분포도를 개선시키는 데는 한계가 있었다.The inventors of the present invention carried out the test by covering the top of the opening means 7 to prevent the introduction of the surrounding air in order to improve the adverse effect caused by the excessive air introduction described above. As a result of the test, the amount of surplus air was reduced and the diffusion of filament was slightly increased. This phenomenon is due to the characteristic that the high-pressure charges produced by the charging
본 발명자들은 잉여공기의 역할을 전하량 증가측면에서 이용하면서 한편으로 개섬수단 하단의 간섭현상을 줄이기 위해 시험을 거듭한 결과 본 발명의 장치를 개발하게 되었다.
The present inventors developed the apparatus of the present invention as a result of repeated tests to reduce the interference phenomenon at the bottom of the opening means while using the role of surplus air in terms of increasing the amount of charge.
그러므로 본 발명에 의하면 방사후 냉각고화하고 고압공기로 연신한 멀티필라멘트에 정전기를 부여하여 개섬한 후 석션하의 컨베이어벨트에 투하하여 웹을 형성하고 얻어진 웹을 칼렌더링하여 장섬유 부직포를 제조하는 방법에 있어서, 상기 하전된 멀티필라멘트를 소정 각도로 경사진 판에 충돌시키고나서 수직판에 충돌시키는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포의 제조방법이 제공된다.Therefore, according to the present invention, a method of manufacturing a long-fiber nonwoven fabric by forming a web by calendering the multifilament which is solidified after spinning and drawn by high-pressure air, and then is opened by dropping it on a conveyor belt under suction. A method of manufacturing a long fiber nonwoven fabric is provided, wherein the charged multifilament is impinged on an inclined plate at a predetermined angle and then impinges on a vertical plate.
또한 본 발명에 의하면, 방사후 냉각고화된 멀티필라멘트를 고압공기로 연신하는 연신수단, 연신된 멀티필라멘트에 정전기를 부여하여 공기석션식 진공컨베이어벨트로 투여하는 개섬수단을 구비하는 장섬유 부직포 제조장치에 있어서, 상기 개섬수단 하부에 충돌판 형식의 경사진 정류판과 경사 정류판의 하단에서 수직으로 연장하는 제1판과 제1판에서 일정간격 떨어져 마주보며 제1판의 높이 보다 높은 상단을 가지는 제2판으로 되는 안내용 정류판을 구비하는 정류수단이 설치된 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포 제조장치가 제공된다. In addition, according to the present invention, a long-fiber nonwoven fabric manufacturing apparatus having a stretching means for stretching the cooling and cooling the multifilament after spinning, high pressure air, the carding means for imparting static electricity to the stretched multifilament to be administered by an air suction vacuum conveyor belt In the lower part of the opening means has a first plate and a first plate extending vertically from the lower end of the inclined rectifying plate and the inclined rectifying plate of the impingement plate at a predetermined distance apart from the first plate having a top higher than the height of the first plate A long fiber nonwoven fabric manufacturing apparatus is provided, characterized in that a rectifying means having a guide rectifying plate serving as a second plate is provided.
이하, 본 발명의 바람직한 제조방법을 구현하기 위한 장치를 예시한 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate an apparatus for implementing a preferred manufacturing method of the present invention.
본 발명의 주된 특징은 개섬수단에서 하전된 멀티필라멘트를 투하하여 소정 각도로 경사진 정류판에 충돌시킨 다음 수직으로 경사진 판에 다시 한 번 충돌시킴으로써 잉여공기를 필라멘트와 분리시키고, 필라멘트의 자유도를 높여 개섬분산성을 증진시키는데 있다. The main feature of the present invention is to separate the surplus air from the filament by dropping the charged multifilament in the carding means to impinge on the rectifying plate inclined at a predetermined angle and then to the vertically inclined plate once again to improve the degree of freedom of the filament It is to increase dog island dispersibility.
이를 위한 장치구성의 바람직한 일 예가 도 3에 예시된다. A preferred example of the device configuration for this is illustrated in FIG. 3.
도시되는 장치에서 개섬수단(7) 상단은 종래와 같이 주변의 잉여공기가 자유롭게 인입되어 개섬수단(7) 내부에서 전하량을 충분히 발생시키는데 이용되어 필라멘트의 대전량을 올리도록 설계된다. 개섬수단(7) 하부에 충돌판 형식의 소정 각도(θ)로 경사진 경사 충돌 정류판(71)과 상기 경사 정류판의 하단에서 수직으로 연장하는 제1판(72a)과 제1판(72a)에서 일정간격 떨어져 마주보며 제1판(72a)의 높이 보다 높은 상단을 가지는 제2판(72b)으로 되는 수직 안내용 정류판(72)이 설치되어 잉여공기를 필라멘트와 분리시키고, 필라멘트의 자유도를 높여 개섬분산성을 증진시킨다.In the device shown, the upper end of the opening means 7 is designed to increase the amount of charge of the filament, which is used to generate a sufficient amount of charge inside the opening means 7 so that the surrounding surplus air is freely drawn as in the prior art. An inclined
이러한 본 발명에 의하면 분포도가 균일하면서 MD/CD 강도비가 2 이하인 스펀본드 제품을 쉽게 제조해 낼 수 있었다. 경사 충돌 정류판(71)은 잉여 유입된 공기류를 필라멘트에서 분리해 내는 중요한 역할을 한다. 개섬수단(7)를 통과한 필라멘트와 잉여공기는 경사진 경사 충돌 정류판(71)에 일정한 각도로 부딪히면서 필라멘트와 공기류가 자연스럽게 분리된다. 이때 수반공기가 많을수록 경사진 경사 충돌 정류판(71)에 충돌하는 속도가 빠르게 되므로 경사진 경사 충돌 정류판(71)에서 필라멘트들은 더욱 많이 확산하게 된다. 잉여의 공기류도 확실하게 필라멘트에서 분리되어 효율이 높아진다. 또, 개섬수단(7) 내부에서 전하량도 증가하므로 필라멘트의 확산력은 배증되어 분포도는 더욱 균일해진다. According to the present invention, a spunbond product having a uniform distribution and an MD / CD strength ratio of 2 or less could be easily produced. The inclined
본 발명에서 경사 충돌 정류판(71)만을 사용할 경우 분포도가 균일한 제품을 제조할 수 있지만, MD/CD 강도비가 2 이하인 제품을 제조할 수는 없다. 즉, 경사 충돌 정류판(71)만을 사용하면 필라멘트가 경사 충돌 정류판(71)에 충돌되면서 네트컨베이어(8) 진행방향으로 배열되어 제조되기 때문이다. 이렇게 제조된 제품은 필라멘트가 거의 모두 기계진행방향(MD)으로 배열되어 MD 강도는 높지만 횡방향(CD)의 강도는 낮은 형태의 MD/CD 강도비 3 이상의 제품만을 생산할 수 있다. In the present invention, when only the oblique
본 발명에서는 분포도가 균일하고 MD/CD 강도비가 낮은(2 이하) 제품을 생산할 수 있도록 하기 위해서 경사 충돌 정류판(71)의 하단에서 수직으로 연장하는 제1판(72a)과 제1판(72a)에서 일정간격 떨어져 마주보며 제1판(72a)의 높이 보다 높은 상단을 가지는 제2판(72b)으로 되는 수직 안내용 정류판(72)을 설치한다. In the present invention, the
즉, 경사 충돌 정류판(71)에서 기계진행방향으로 배열된 필라멘트들은 수직 안내 정류판(72)의 제2판(72b)에서 다시 충돌되면서 제1판(72a)과 제2판(72b) 사이의 좁은 틈을 통과하면서 횡방향으로 재배열된다. 제1판(72a)과 제2판(72b) 사이에서 재배열 된 필라멘트는 기계방향(MD) 및 횡방향(CD)으로 랜덤(RANDOM)하게 배열되어 있으면서 개섬수단들 사이의 간섭형상도 해소되어 분포도가 균일하면서 MD/CD 강도비가 2 이하의 스펀본드 제품을 생산할 수 있다. That is, the filaments arranged in the machine direction in the oblique
본 발명에서 핵심장치인 정류판은 설치위치와 각도 및 크기 그리고 정류수단 사이의 간격등이 중요한 역할을 한다. 경사 충돌 정류판(71)의 위치는 개섬수단 하단에서 0∼100㎜ 정도 떨어진 곳에 설정하는 것이 적당하다. 100㎜ 이상 떨어져 설치되면 분출공기의 압력이 떨어져서 충분한 분리개섬효과가 나타나지 않는다. In the present invention, the rectifying plate, which is a core device, plays an important role in the installation position, angle, size, and spacing between the rectifying means. The position of the inclined
경사 충돌 정류판(71)의 경사각도(θ)도 잉여공기류의 분리와 필라멘트의 확산력에 중요한 역할을 한다. 이 각도(θ)가 너무 크면 잉여공기와 필라멘트가 부착되어 누적되어버려 제품생산이 곤란하다. 적정한 경사 충돌 정류판(71)의 각도(θ)는 20∼70°수준이 적당하다. 더욱 좋기로는 30∼60°수준이다. 각 정류판(71,72)의 전체 크기(길이)는 50∼500mm 수준이 적당하다. 길이가 너무 짧으면 정류판 사이에서 필라멘트들이 랜덤하게 배열되지 않아 분포도가 불균일해지고 MD/CD 강도비도 2 이상으로 상승해 버린다. 또, 길이가 500mm 이상으로 너무 길어져 버리면 정류판(71,72)을 통과중인 필라멘트의 속도가 떨어져서 서로 간섭을 일으켜 개섬상태가 나빠지게 된다. 이렇게 제조된 스펀본드 제품은 20∼100㎜ 정도의 일정한 간격으로 필라멘트들이 뭉쳐지고 다시 흩어지는 반점형태의 결점들이 나타나버려 상품성이 없다. 그러므로 정류판(71,72)의 길이는 필라멘트들이 감속되지 않도록 충분히 개섬상태를 유지할 수 있을 정도의 속도를 유지해야 하면서 횡방향(MD)으로 다시 재배열되어야 한다. 본 발명자들이 시험한 결과에 의하면 정류수단의 길이는 제조조건에 따라서 다소 다르지만 최소 50㎜ 이상, 최대 500㎜ 이하로 유지해야 했다. 좋기로는 100∼300㎜ 수준이다. 제1판(71a)과 제2판(72b) 사이의 간격도 필라멘트의 배열에 있어서 중요한 팩터이다. 필라멘트가 적절히 랜덤하게 배열되고 적당한 속도를 유지하기 위해서는 일정한 간격을 유지시켜주어야 한다. The inclination angle θ of the inclined
본 발명자들의 시험결과에 의하면 제1판(71a)과 제2판(72b) 사이의 간격은 2∼50㎜ 정도가 적당하였다. 틈새가 2㎜ 이하이면 필라멘트와 정류수단의 마찰로 인해 속도저하에 의해 정류판(71,72) 벽면에 필라멘트가 부착되거나 막혀버리는 현상이 발생하고 틈새간격이 50㎜ 이상이면 경사 충돌 정류판(71)의 충돌작용에 의해 기계방향(MD)으로 배열된 필라멘트들이 충분하게 섞여 횡방향(CD)으로 배열되지 않아 MD/CD 강도비가 낮은 제품을 얻을수가 없다. According to the test results of the present inventors, about 2-50 mm was suitable for the space | interval between the 1st board 71a and the
경사 충돌 정류판(71)에 필라멘트가 충돌하여 마찰주행하는 길이도 중요한 변수인데 보통 20∼200㎜ 정도가 적당하다. 정류판의 재질은 스테인레스강, 아연도강, 주철강, 크름도강, 열가소성수지 등을 사용할 수 있는데, 특별한 제약은 없다. 다만, 필라멘트와 접촉하는 표면이 평활해야 한다.The length that the filament collides with the inclined
이하 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 본 발명의 효과가 실시예에 국한되지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The effects of the present invention are not limited to the examples.
[실시예]EXAMPLE
도 3의 정류수단을 설치한 도 1의 장치에서 장섬유부직포를 제조하였다. The long fiber nonwoven fabric was manufactured in the apparatus of FIG. 1 provided with the rectifying means of FIG.
먼저, 고유점도(IV) 0.645인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 방사온도 285℃에서 녹여 압출하였다. 이때 사용한 구금의 모세공 수는 40Hole/Cop 이었고 방사구금은 모두 6Cop 으로 이루어졌다. 방사구금을 통해 압출된 멀티필라멘트는 길이 1m의 퀸취챔버에서 19℃×0.55m/sec.의 냉각공기에 의해 냉각고화된 다음, 방사구금에서 1.5m 위치에 설치된 통상적인 공기 이젝터로 연신된 다음 개섬수단(7)에 도입하였다. 개섬수단에 도입된 필라멘트는 고전압발생기(12)에서 발생된 20㎸ 이상의 고전압으로 대전전극(7b)을 통해 양전하 또는 음전하의 형태로 발생된 이온을 통해 필라멘트(Y)에 하전된다. 하전된 필라멘트(Y)들은 고속으로 경사 충돌 정류판(71)과 수직 안내 정류판(72)을 통해서 랜덤하게 배열된 후 주행하는 네트컨베이어(8) 상에 뿌려져서 중량 20∼120 g/㎡의 샘플을 제조하였다. 본 실시예에서 개섬수단(7)의 간격은 65㎜로 일정하게 유지하였고 토출량은 80g/min·Cop 이었다. 본 실시예에서 시험제조된 제품의 폭은 제조장치의 제조폭인 1.0m로 일정하게 하였다. 정류판(71,72)은 개섬수단(2)의 직하단 5mm 위치에 설치하였고 크롬도강 재질을 사용하였다.First, polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity (IV) of 0.645 was melted and extruded at a spinning temperature of 285 ° C. The number of capillaries used in the detention was 40Hole / Cop and the spinnerets were all 6Cop. The multifilament extruded through the spinneret is cooled and solidified by a cooling air of 19 ° C. × 0.55m / sec. In a 1 m length quench chamber, and then stretched with a conventional air ejector installed at a 1.5 m position in the spinneret and then opened. Introduced to the means (7). The filament introduced to the opening means is charged to the filament Y through ions generated in the form of positive or negative charge through the charging
하기 표 1에는 경사 충돌 정류판(71)의 각도, 길이, 경사 충돌 정류판과 수직 안내 정류판의 제1판(72a)과 제2판(72b) 사이의 틈새간격을 변화시키면서 제조한 장섬유 부직포의 물성을 제시된다. Table 1 shows the long fibers manufactured by varying the angles, lengths, and clearance gaps between the first and
[비교예][Comparative Example]
정류판(71,72)을 사용하지 않은 것을 제조하고는 실시예 6과 동일한 절차를 반복하였다.The same procedure as in Example 6 was repeated, except that the rectifying
* 분포도 : 폭 1.0m의 시료를 폭방향으로 가로 100㎝×세로 5㎝로 20개를 균일하게 잘라서 무게와 후도를 측정하여, 무게와 후도의 CV%를 계산하여 CV% 8 미만이면 우수, 8∼10은 양호, 10이상은 불량으로 판정한다. 무게와 후도의 CV%가 모두 8미 만이 되어야 "우수"라고 판정한다. 무게와 후도 중에서 나쁜 쪽으로 치우친 경우에는 나쁜 쪽을 기준으로 판정한다.* Distribution Chart: A sample of 1.0m in width and 100 pieces in width direction × 5cm in length are evenly cut to measure 20 weights and thicknesses, and the weight and thickness of CV% is calculated. , 8 to 10 are judged to be good and 10 or more to be defective. Both the weight and weight of CV% should be less than 8 to determine "good". If the weight is inclined toward the bad side, the bad side will be judged.
상기한 실험으로부터 명백하게 되는 바와 같이 본 발명에 의하면 MD/CD 강도비가 2 이하로 우수하면서 분포도가 균일하여 30 g/㎡ 미만의 저중량 제품을 생산할 수 있고, 또한 30 g/㎡ 이상의 고중량 제품을 생산하면 분포도 및 강도비가 균일하면서 높으므로 제품의 품위가 높아져 상업적인 가치가 높은 장섬유 부직포를 제공하는 것이 가능하게 된다.As will be apparent from the above experiments, according to the present invention, when the MD / CD strength ratio is excellent at 2 or less and the distribution is uniform, a low weight product of less than 30 g /
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