KR100906477B1

KR100906477B1 - 부직포 제조시스템

Info

Publication number: KR100906477B1
Application number: KR1020080138244A
Authority: KR
Inventors: 임영배
Original assignee: 남양부직포 주식회사
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2009-07-08

Abstract

본 발명은 부직포 제조시스템에 관한 것으로, 재료공급부로부터 이송된 복수의 원재료를 상호 혼합하는 재료혼합부와; 상기 재료혼합부로부터 공급된 재료를 상호 분리하는 호퍼부와; 상기 호퍼부에서 상호 분리된 재료를 일정 두께의 부직포층으로 가공하여 연속되게 이송하는 카딩부와; 상기 카딩부에서 일정두께로 가공하여 이송되는 부직포층을 왕복이송시켜 복수겹의 부직포층으로 형성하는 랩핑부와;상기 랩핑부로부터 공급된 부직포층과 제2재료공급부로부터 공급된 제2재료를 열과 압력을 가하여 상호 결합시켜 혼합부직포를 형성하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 필터로 사용되는 혼합부직포의 제조공정을 줄일 수 있으며 제조시 발생되는 수축을 최소화할 수 있다.

부직포, 필터, 결합

Description

부직포 제조시스템{NON-WOVEN TEXTILES PRODUCTING SYSTEM}

본 발명은 부직포 제조시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 부직포와 이종의 재료가 상호 결합된 혼합부직포를 제조할 수 있는 부직포 제조시스템에 관한 것이다.

부직포는 원사를 직조하지 않은 형태로 얽혀있으므로 종횡의 방향성이 없다. 그리고 부직포는 특유의 신축성과 통기성, 가장자리의 올풀림이 없는 점, 그리고 부드러운 촉감 등에 의해 일상 생활의 다양한 분야에 사용되고 있다. 또한 부직포는 최근에 환경에 대한 관심의 증가에 따라 공기청정을 위한 필터 등의 용도로 사용되고 있다.

그런데, 공기청정용 필터 등에 사용되는 부직포는 필터의 특성에 따라 부직포에 필름 또는 종이 등의 이종재료가 결합된 혼합부직포가 사용된다. 여기서, 종래 부직포 제조시스템은 혼합부직포를 제조하기 위해 기제조된 부직포에 접착제를 사용하여 이종재료를 접착하였다. 이 경우 이미 제조가 완료된 부직포에 별도의 접착공정이 추가되므로 전체 제조공정라인이 길어지고 제조시간도 길어지는 단점이 있었다.

또한, 부직포와 이종재료 각각의 신장률이 차이가 나므로 접착제를 통한 결합시 혼합부직포에 수축이 발생하는 경우도 있었다.

본 발명의 목적은 혼합부직포의 제조공정과 제조시간을 줄일 수 있는 부직포 제조시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 혼합부직포 제조시 열과 압력을 가하는 접촉면적을 최대화하여 제조공정시 혼합부직포의 수축을 줄이는데 다른 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 부직포 제조시스템에 관한 것이다. 본 발명의 부직포 제조시스템은 재료공급부로부터 이송된 복수의 원재료를 상호 혼합하는 재료혼합부와; 상기 재료혼합부로부터 공급된 재료를 상호 분리하는 호퍼부와; 상기 호퍼부에서 상호 분리된 재료를 일정 두께의 부직포층으로 가공하여 연속되게 이송하는 카딩부와; 상기 카딩부에서 일정두께로 가공하여 이송되는 부직포층을 왕복이송시켜 복수겹의 부직포층으로 형성하는 랩핑부와; 상기 랩핑부로부터 공급된 부직포층과 제2재료공급부로부터 공급된 제2재료를 열과 압력을 가하여 상호 결합시켜 혼합부직포를 형성하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 결합부는, 열을 발생하는 히팅롤러와; 상기 히팅롤러의 외주연을 감싸도록 배치되며 상기 부직포원단과 상기 제2원재료를 상기 히팅롤러로 가압하는 가압벨트를 포함한다.

그리고, 상기 가압벨트는 상기 부직포원단과 상기 제2원재료의 입구영역과 상기 혼합부직포의 출구영역을 제외한 상기 히팅롤러의 전영역을 감싸도록 마련된다.

한편, 상기 결합부는 상기 혼합부직포의 출구영역에 마련되어 상기 혼합부직 포의 표면에 기공을 형성하는 기공형성롤러를 더 포함한다.

또한, 상기 결합부로부터 배출된 상기 혼합부직포를 건조시키는 건조부를 더 포함하고, 상기 결합부와 상기 건조부 사이에는 상기 혼합부직포의 표면에 대한항균처리기, 기능성코팅기, 콤마코팅기 및 인쇄기 중 적어도 하나가 선택적으로 구비될 수 있다.

본 발명의 부직포 제조시스템에 의하면, 복수의 층으로 형성된 부직포와 제2재료를 히팅롤러와 가압벨트의 가압과 열에 의해 한번에 융착시키므로 종래와 같이 기제조된 부직포를 별도로 제2재료와 접착하는 과정을 줄일 수 있어 공정시간과 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 가압벨트가 부직포와 제2재료의 출입구를 제외한 전영역을 감싸고 있으므로 부직포와 제2재료의 히팅롤러에 대한 접촉면적과 접촉시간이 증가하게 된다. 따라서, 부직포와 제2재료의 융착시 가압상태가 유지되므로 열에 의한 수축변형을 최소화할 수 있다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도1과 도2는 본 발명에 따른 부직포 제조시스템(10)의 구성과 동작과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 부직포 제조시스템(10)은 부직포의 원사(M)를 공급하는 재료공급부(100)와, 각각 뭉쳐있는 서로 다른 종류의 원사(M)를 상호 혼합하는 재료혼합부(200)와, 재료혼합부(100)에서 상호 혼합되어 뭉쳐있는 원사(M)를 분리하는 호퍼부(300)와, 분리된 원사(M)를 일정 두께로 펼쳐 얇은 막형태로 형성하는 카딩부(400)와, 카딩부(400)로부터 공급된 단일층 형태의 부직포층(MP)를 좌우로 이동하며 복수의 층으로 적층시켜 일정 두께의 부직포층(MP)을 형성하는 랩핑부(500)와, 랩핑부(500)에서 복수의 층으로 적층된 부직포층(MP)과 제2재료공급부(20)로부터 공급된 제2재료(A)에 열과 압력을 함께 인가하여 혼합부직포(MPA)를 생성하는 결합부(700)를 포함한다.

그리고, 본 발명에 따른 부직포 제조시스템(10)은 도2에 도시된 바와 같이 결합부(700)에서 형성된 혼합부직포(MPA)의 표면을 가공하는 표면가공부(800)와, 표면가공이 완료된 혼합부직포(MPA)를 건조하는 건조부(900)와, 건조된 혼합부직포를 권취하는 권취부(950)를 포함한다.

재료공급부(100)는 부직포를 형성하는 원사를 공급한다. 부직포는 한 개 종 류의 원사가 얽혀져서 이루어지거나 두 개 이상의 이종재료의 원사가 얽혀져서 형성되기도한다. 통상 원재료는 원사의 형태로 솜덩어리와 같이 상호 뭉쳐져 있고, 뭉쳐져 있는 원사를 작업자가 이송수레 등을 통해 저장하우징(110)으로 이송한다. 저장하우징(110)에 적재된 원재료들은 덕트(120)를 통해 이송된다. 덕트 내부의 공압에 의해 강제 이송된 원재료들은 무게측정부(130)에서 일정 중량으로 분할되고 믹싱부(200)로 이송된다. 여기서, 복수의 종류의 원재료가 사용될 경우 각각의 원재료들의 중량비율에 따라 무게측정부(130)에서 분할된다. 무게측정부(130)는 저울(140) 등에 의해 원재료의 무게를 측정하고, 정해진 비율만큼의 원재료만 후공정으로 이송되도록 한다.

믹싱부(200)는 정해진 비율만큼 이송된 복수의 원재료의 원사를 상호 혼합한다. 믹싱부(200)는 제1이송벨트(210), 제2이송벨트(220) 및 제3이송벨트(230)를 따라 이송되고, 제2이송벨트(220)와 제3이송벨트(230)의 높이에 의한 낙차에 따라 상호 혼합된다.

호퍼부(300)는 상호 혼합된 복수의 원재료를 작은 단위로 원사로 해면한다. 믹싱부(200)에서 공급된 원사들은 상호 뭉쳐져서 일정크기의 솜과 같은 형태를 띈다. 호퍼부(300)는 솜형태의 원재료를 이송하면서 작은 크기의 원사로 해면하고 해면된 원사를 상하로 구분하여 카딩부(400)로 공급한다.

카딩부(400)는 호퍼부(300)로부터 공급된 원재료를 최소단위의 원사로 분해하고 분해된 원사가 상호 얽히게 하여 얇은 부직포층(MP)을 형성한다. 카딩부(400)는 복수의 롤러(410,411,420,421)들이 상호 맞물려 회전하면서 원재료를 분해한다. 여기서, 도면에는 도시되지 않았으나 복수의 롤러(410,411,420,421) 표면에는 소정길이의 얇은 바늘이 돌출되어 있어 솜형태의 원재료를 뜯어내어 원사로 분해하여 얇게 편다. 이 때 가닥가닥의 원사는 복수의 롤러(410,411,420,421) 사이를 경유하며 상호 얽혀져 부직포층을 형성한다. 한편, 카딩부(400)에서는 얇게 펼쳐진 부직포층(MP)을 상하로 구분하여 랩핑부(500)로 공급한다. 카딩부(400)의 제1이송벨트(430)와 제2이송벨트(440)는 상하로 배치되어 각각 복수의 롤러(410,411,420,421)로부터 공급된 부직포층(MP)을 랩핑부(500)로 공급한다. 제2이송벨트(440)로부터 공급된 부직포층(MP)은 랩핑부(500)의 하부이송벨트(530)로 공급되고, 제1이송벨트(430)로부터 공급된 부직포층(MP)은 랩핑부(500)의 수평랩핑기(520)로 공급되어 하부이송벨트(530) 위에 적층된다.

랩핑부(500)는 카딩부(400)에서 공급된 한 겹의 부직포층(MP)을 적층하여 부직포의 두께를 조절한다. 랩핑부(500)는 제2이송벨트(430)로부터 부직포층(MP)을 공급받아 이송하는 하부이송벨트(530)와, 하부이송벨트(530)의 상부에 마련되어 제1이송벨트(430)로부터 공급되는 부직포층(MP)을 하부이송벨트(530)의 상부로 공급하는 공급벨트(510)와, 공급벨트(510)와 대면되게 좌우 이동가능하게 마련되어 공급벨트(510)로부터 공급되는 부직포층(MP)을 하부이송벨트(530)의 상면에 적층하는 랩핑벨트(520)를 포함한다.

여기서, 랩핑벨트(520)의 왕복이동횟수에 따라 부직포층(MP)의 전체 두께가 결정된다. 랩핑벨트(520)의 왕복이동횟수는 제어부(미도시)의 제어 또는 작업자의 설정값에 따라 결정될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 랩핑부(500)는 랩핑벨트(520)가 좌우로 왕복이동하는 형태를 띄고 있으나, 경우에 따라 랩핑벨트(520)가 수직하게 마련되어 좌우로 회전하며 부직포층(MP)을 적층할 수도 있다.

결합부(700)는 랩핑벨트(520)에서 복수겹으로 적층된 부직포층(MP)과, 제2재료(A)를 상호 결합시켜 혼합부직포(MPA)를 형성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합부(700)는 도3에 확대 도시한 바와 같이 회전하며 열을 인가하는 히팅롤러(710)와, 히팅롤러(710)의 외주연을 감싸며 복수겹의 부직포층(MP)과 제2재료(A)를 가압하는 가압벨트(720)를 포함한다.

히팅롤러(710)는 열발생부(780)와 연결되어 히팅롤러(710) 표면으로 열을 발생시킨다. 열발생부(780)는 온수를 순환하여 히팅롤러(710)를 가열하거나, 히팅롤러(710) 표면에 발열체를 내포할 수 있다. 히팅롤러(710)는 0~200ㅀ의 온도범위 내에서 표면온도를 조절할 수 있다. 히팅롤러(710)는 부직포를 형성하는 원사와 제2재료의 융점을 고려하여 적절한 온도상태를 유지하도록 제어된다.

가압벨트(720)는 부직포층(MP)과 제2재료(A)의 공급영역과 출구영역을 제외한 히팅롤러(710)의 전영역을 감싸도록 배치된다. 구동롤러(731,733,735,737,738)들은 가압벨트(720)가 히팅롤러(710)의 외주연을 균일하게 가압할 수 있도록 각각 배치된다. 그리고, 구동롤러(731,733,735,737,738) 사이에는 가압벨트(720)의 장력을 조절하여 가압벨트(720)가 일정한 압력으로 부직포층(MP)과 제2재료(A)를 가압할 수 있도록 하는 장력조절롤러(740)가 복수개 마련된다. 장력조절롤러(740)는 구동롤러(733, 735) 사이에 왕복이동가능하게 상호 교호적으로 배치되어 가압벨 트(720)의 장력을 일정하게 조절한다.

가압벨트(720)는 부직포층(MP)과 제2재료(A)를 히팅롤러(710)의 외주연을 따라 이송하면서 히팅롤러(710) 표면의 열에 의해서 용융되어 부직포층(MP)과 제2재료(A)가 상호 융착되도록 한다. 이 때, 부직포층(MP)과 제2재료(A)의 출입영역을 제외한 전 영역을 가압벨트(720)가 감싸고 있으므로 가압벨트(720)로 이송되는 부직포층(MP)과 제2재료(A)가 히팅롤러(710)와 접촉하는 접촉면적이 최대화된다. 따라서, 부직포층(MP)과 제2재료(A)가 히팅롤러(710)와 가압벨트(720)의 입구영역으로 유입된 후 출구영역으로 유출될 때까지 균일한 압력을 받게 되므로 부직포층(MP)과 제2재료(A)가 수축될 가능성이 최소화된다.

가압벨트(720)는 도면에 확대도시한 바와 같이 다층구조를 갖는다. 가압벨트(720)는 실리콘층(721), 케블라층(723), 양모층(725)의 세층 구조로 마련된다. 여기서, 가압벨트(720)의 구성과 각 층의 두께는 히팅롤러(710)의 구성과 부직포의 원재료와 용융온도를 고려하여 적절하게 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 결합부(700)는 부직포층(MP)과 제2재료(A)의 출입영역의 면적을 최소화할수록 가압벨트(720)가 히팅롤러(710)를 감싸는 면적이 증가하므로 혼합부직포(MPA)의 수축을 최소화할 수 있다. 따라서, 제2재료 공급부(20)는 랩핑부(500)와 근접한 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

결합부(700)의 배출구영역에는 부직포층(MP)과 제2재료(A)가 상호 융착되어 형성된 혼합부직포(MPA)의 통기성을 높이기 위해 혼합부직포(MPA)의 표면에 기공을 형성하는 기공형성롤러(750)가 마련될 수 있다. 기공형성롤러(750)는 표면에 복수 개의 침(751)이 돌출형성된다. 그리고, 기공형성롤러(750)와 대향되게 브러쉬롤러(760)가 마련되어 기공형성롤러(750)와 브러쉬롤러(760) 사이로 이송되는 혼합부직포(MPA)의 표면에 기공을 형성한다. 여기서, 침(751)의 밀도를 조절하여 혼합부직포(MPA)의 통기성을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합부(700)는 부직포층(MP)과 제2재료(A)의 두 가지 종류가 융착되는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라 제2재료공급부(20)의 일측에 제3재료공급부(미도시)를 더 마련하고, 부직포층(MP), 제2재료(A), 제3재료(미도시)를 함께 결합시킬 수 있다.

한편, 결합부(700)를 경유한 혼합부직포(MPA)는 표면처리부(800)에서 표면에 대한 다양한 처리를 거친다. 표면처리부(800)는 혼합부직포(MPA)의 용도와 특성 등에 따라 기능을 달리하는 다양한 모듈들을 선택적으로 사용할 수 있다. 표면처리부(800)는 항균처리기(810), 기능성코팅기(820), 콤마코팅기(830) 및 인쇄기(840) 거품코팅기(850), 로타리스크린 방식 인쇄기(860) 등의 모듈들이 사용될 수 있다. 표면처리를 위한 복수의 모듈들은 이동가능하게 마련되어 작업자가 혼합부직포(MPA)의 사용용도에 따라 결합부(700)와 건조기(900) 사이에 배치하여 사용할 수 있다.

건조부(900)는 표면처리가 완료된 혼합부직포(MPA)를 건조한다. 건조부(900)는 이송벨트(910)와, 이송벨트(910)의 상부영역에 마련되어 열, 또는 바람에 의해 혼합부직포(MPA)를 건조하는 열풍발생기(920)를 포함한다. 건조부(900)는 이 외에도 종래 부직포의 건조에 사용되는 여타 구성이 모두 적용될 수 있다.

건조부(900)를 경유한 혼합부직포(MPA)는 권취부(950)에서 일정 길이로 권취된다. 권취부(950)는 교호적으로 배치된 복수의 권취롤러(951)를 포함하며, 혼합부직포(MPA)는 복수의 권취롤러(951)를 경유하며 일정한 장력으로 권취될 수 있다.

한편, 상술한 각 구성들은 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 구동된다. 여기서, 각각의 구성들은 센서에 의해 구동시간과 휴지시간이 결정된다. 제어부(미도시)는 정해진 프로그램에 의해 구동되거나 작업자에 의해 수동으로 구동될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 부직포 제조시스템(10)의 혼합부직포 제조공정을 도1과 도2를 참조로 설명한다. 먼저, 부직포의 원재료를 공급하면, 덕트(120)가 원재료를 이송한다. 이송된 원재료는 일정중량 별로 구분되어 이송되고, 이송된 원재료는 믹싱부(200)에서 이종 재료와 상호 혼합된다. 상호 혼합된 원재료(M)는 호퍼부(300)에서 원사로 해면되고, 해면된 원사는 카딩기(400)를 거치면서 상호 얽혀 부직포층(MP)을 형성한다. 부직포층(MP)은 랩핑부()에서 복수의 층으로 적층되고, 적층된 부직포층(MP)은 이송부(600)를 거쳐 결합부(700)로 진입한다.

한편, 결합부(700)의 일측에는 부직포와 함께 필터를 형성하는 제2재료 공급부(20)가 마련되어 제2재료(A)를 결합부(700)로 공급한다. 결합부(700)로 공급된 부직포층(MP)와 제2재료(A)는 히팅롤러(710)와 가압벨트(720) 사이의 닙(nip)을 통과하면서 열과 압력을 받고 용융되며 상호 융착된다. 융착에 의해 형성된 혼합부직포(MPA)는 결합부(700)로부터 배출되며 기공형성롤러(750)와 접촉하여 표면에 기공이 형성된다.

혼합부직포(MPA)는 표면처리부(800)를 경유하며 선택적으로 표면이 처리되고, 건조부(800)를 거쳐 권취부(900)에서 감겨 공정이 완료된다.

이상에서 설명된 본 발명의 부직포 제조시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다

도 1은 본 발명의 부직포 제조시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,

도 2는 도1에 이은 본 발명의 부직포 제조시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,

도 3은 본 발명의 부직포 제조시스템의 부직포 결합부의 구성을 확대하여 도시한 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 부직포 제조시스템 100 : 재료공급부

200 : 믹싱부 300 : 호퍼부

400 : 카딩부 500 : 랩핑부

600 : 이송부 700 : 결합부

Claims

재료공급부로부터 이송된 복수의 원재료를 상호 혼합하는 재료혼합부와;

상기 재료혼합부로부터 공급된 재료를 상호 분리하는 호퍼부와;

상기 호퍼부에서 상호 분리된 재료를 일정 두께의 부직포층으로 가공하여 연속되게 이송하는 카딩부와;

상기 카딩부에서 일정두께로 가공하여 이송되는 부직포층을 왕복이송시켜 복수겹의 부직포층으로 형성하는 랩핑부와;

상기 랩핑부로부터 공급된 부직포층과 제2재료공급부로부터 공급된 제2재료를 열과 압력을 가하여 상호 결합시켜 혼합부직포를 형성하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제조시스템.
제1항에 있어서,

상기 결합부는,

열을 발생하는 히팅롤러와;

상기 히팅롤러의 외주연을 감싸도록 배치되며 상기 부직포층과 상기 제2재료를 상기 히팅롤러로 가압하는 가압벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제조시스템.
제2항에 있어서,

상기 가압벨트는 상기 부직포층과 상기 제2재료의 입구영역과 상기 혼합부직포의 출구영역을 제외한 상기 히팅롤러의 전영역을 감싸도록 마련되는 것을 특징으로 하는 부직포 제조시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 결합부는 상기 혼합부직포의 출구영역에 마련되어 상기 혼합부직포의 표면에 기공을 형성하는 기공형성롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제조시스템.
제1항에 있어서,

상기 결합부로부터 배출된 상기 혼합부직포를 건조시키는 건조부를 더 포함하고,

상기 결합부와 상기 건조부 사이에는 상기 혼합부직포의 표면에 대한 항균처리기, 기능성코팅기, 콤마코팅기 및 인쇄기 중 적어도 하나가 선택적으로 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 부직포 제조시스템.