KR100980632B1 - 비직조 웹, 물품 또는 구조물의 제조에 사용되는 평평한 모양의 도전성 단일섬사를 함유한 형성 직물 - Google Patents

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Abstract

직조된 직물로 이루어지고, 평평한 CMD 실들, 평평한 MD 실들 또는 이들 모두를 가지며 이 실들중 일부 또는 전부는 정전기를 방산하도록 도전성을 갖는 형성 직물과 조합하여 스펀-결합(spun-bonding) 공정을 사용하여 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품을 만들기 위한 장치가 개시된다.
비직조 직물, 도전성, 단일섬사, 형성 직물, 용해-결합, 웹(web), 물품

Description

비직조 웹, 물품 또는 구조물의 제조에 사용되는 평평한 모양의 도전성 단일섬사를 함유한 형성 직물{Forming fabric comprising flat shaped conductive monofilament used in the production of non-woven webs, article, or structure}
본 발명은 웹(web)을 부직포로 형성, 이송 및 결합시키기 위하여 용해-결합 장치와 조합하여 사용되는 직물에 관한 것이다.
열가소성 수지로부터 제조되는 가는 실들이나 섬유들로부터 형성된 스펀-결합 웹들(spun-bond webs), 구조물 또는 물품들의 제조장치가 개발되어 왔다. 여기에서는 참조문헌으로서 기재된 것으로 1998년 9월 29일자로 허여된 미합중국 특허 제 5,814,349 호에는 그러한 장치가 개시된 바 있다. 이러한 장치는 열가소성의 가는 실들, 즉 섬사(纖絲)들을 형성하기 위해서 가닥들로 이루어진 커튼을 제조하기 위한 방사구(spinneret) 및 상기 커튼을 냉각시키기 위한 처리공기를 상기 커튼 위로 송풍하기 위한 처리공기 송풍기를 포함한다. 열가소성의 가는 실들은 통상적으로, 공기역학적으로 열가소성 섬사들의 공기역학적 스트레칭을 위해 처리 공기에 혼입된후, 확산기를 통과한 다음, 내부에 얽힌 섬사들을 수집하고 그위에 웹(web)을 형성하기 위해서 연속적으로 순환하는 시브 벨트(sieve belt) 위로 증착된다. 웹(web), 구조물 또는 물품은 형성된 다음 추가적인 처리를 거치게 된다.
이러한 형식의 장치, 특히 고속 용해-결합 웹(web) 제조를 위한 장치는 독일의 스피체르 슈트라쎄 데-53839 트로이스도르트 마쉬넨파브릭 소재(Spicher Strabe D-53839 Troisdort, Maschinenfabrik)의 라이펜회우저 게엠베하(Reifenhaeuser GmbH Co.)에 의해서 상표명 Reicofil®로서 시판중에 있다. 그러한 고속 스펀-결합(spun-bond) 라인의 최종 제품은 Reicofil®3-타입 장치로서 언급된다.
그러한 장비의 다른 제조업자로서는 미국 44145 오하이오주 웨스트레이크 클레멘스 로드 28601 소재의 노르드손 코포레이션(Nordson Corporation)을 들 수 있다. 다른 제조업자로서는 STP Impianti, Rieter Perfojet, Kobelco, Ason 및 NWT를 들 수 있다.
형성 공정중에 있어서, 형성 직물 위로 섬유들을 증착시키기 위하여 높은 공기 유동량(air flow volume)이 사용된다. 이러한 공기량(air volume)은 형성 직물 아래에 위치된 진공 박스에 의해서 형성 직물로부터 진공 배기된다. 가압 롤들의 닙 주위의 영역은 장애요인을 제거하기 위하여 기밀상태를 이루게 된다. 통상적으로, 형성 직물의 상부와 하부에 각각 쌍을 이루어 배치된 4개의 가압 롤들이 채용되는데, 이들 사이로 웹(web)이 통과한다. 이러한 공기량(air volume)은 연속적인 닙들 사이로 공급된다.
높은 공기 유동으로 고속 작동하는 경우에, 상부 가압 롤과 형성 직물 표면 사이 또는 형성 직물 자체를 통해서 공기 누설이 발생할 수 있다. 공기 누설은 웹(web)을 형성하는데 있어서 원하지 않는 장애를 발생시킬 수 있다. 웹(web)의 이송중에 형성 직물에 의해서 수반되는 과도한 공기에 의해서 웹(web)이 펄럭일 수 있다. 그러한 공기가 수반되는 원인은 직물의 투과성과 직물 거칠기 및 원 재료 등에 있다. 그 비율은 80% 대 20%이다.
따라서, 형성 직물의 이송중에 발생하는 공기의 누설을 최소화하는 것이 바람직하다.
또한, 용해-결합 공정(스펀-결합 또는 용해-송풍 또는 이 둘의 조합을 우연히 만들어 낼수 있음)에 있어서, 대량의 정전기가 발생된다. 보통은 섬사들이나 섬유들이 처리됨에 따라서 섬사나 섬유들 상에 음전하가 발생하여 축적된다. 섬유들의 연속적인 층들은 동일한 극성을 가지므로 서로 밀어내는 경향이 있다. 대전(帶電)된 섬유들은 가압 롤들에 달라붙는 경향이 있다. 이들은 형성 직물로부터 척력을 받는 경향이 있으며, 대전된 섬유들의 처리중에 그 위에 전하들이 형성된다. 이러한 전하는 축적되는 경향이 있다.
유럽 특허출원 제 EP 0 950 744 A1에는 섬유들을 밀어내는 극성으로 대전되는 유전체 표면을 갖는 가압 롤들의 사용이 제안된 바 있다. 이러한 형성 직물은 유전체 재료로 제조되고 섬유들의 극성에 대응되게 대전되어 섬유들에 달라붙게 된다.
요약하면, 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품의 제조과정 중에 통상적으로 발생되는 전하들을 상기한 특허들에서 개시된 바와 같은 바람직한 방식으로 분산시키든지 아니면 사용함으로써 전하들을 조정하는 것이 필요하다.
본 발명의 주요한 목적은 형성 직물에 의해서 야기된 공기 누설을 최소화하는 용해-결합 공정을 통해서 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품의 제조를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웹(web)의 펄럭거림을 최소화하거나 제거하여 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품의 제조하기 위한 형성 직물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 제조중에 정전기에 영향을 주는 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품의 제조하기 위한 형성 직물을 제공하는데 있다.
이러한 목적들 및 다른 목적들과 장점들은 본 발명에 의해서 달성된다. 이러한 점에서 본 발명은 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품의 제조에 사용되는 형성 직물에 관한 것이다. 형성 직물은 적어도 기계가공 방향 또는 기계가공의 횡방향으로 평평한 단섬사들을 갖는 직조 구조물을 포함한다. 형성 직물에 있어서 평평한 실들을 사용하면 직물의 표면을 개선할 수 있고 직물내에 비어있는 체적을 감소시킬 수 있다. 형성 직물은 단일 또는 다층 구조이며, 직물의 원하는 투과성을 유지하면서 공기에 의해서 야기되는 장애요인을 최소화하는 방향으로 개선된다. 또한, 정전기 문제를 해소하기 위해서, 평평한 단섬사들은 형성 직물을 통해서 지면으로 정전기를 분산시킬 수 있는 도전성 재료로 제조될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 상기한 목적들 및 장점들은 하기의 첨부도면들을 참조로한 본 발명의 상세한 설명을 통해서 명백하게 밝혀질 것이다.
도 1은 용해-결합 공정(melt-bond process)을 이행하여 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품을 제조하기 위한 장치의 개략도;
도 2는 종래의 형성 직물을 처리하기 위한 가압 롤의 닙의 개략적인 측단면도;
도 3은 본 발명에 따른 형성 직물을 처리하기 위한 가압 롤의 닙의 개략적인 측단면도;
도 4는 직물의 기계가공방향을 따라 도시한 종래기술에 따른 형성 직물의 확대 단면도; 그리고
도 5는 직물의 기계가공방향을 따라 도시한 본 발명에 따른 형성 직물의 확대 단면도이다.
하기 도면들에 있어서 유사한 발명의 요소들은 유사한 참조부호를 사용하여 나타내었다. 도 1은 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품을 형성하기 위한 장치(10)를 개략적으로 나타내었다. 장치(10)는 직조 이외의 처리를 이용하여 평평한 웹(web) 또는 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품을 형성하는 용해-결합 장치의 일부분이다. 비직조 웹(web), 구조물 또는 물품은 통상적으로 함께 결합된 섬유들이나 섬사들(filaments)을 포함한다. 일반적으로, 스펀-결합(spun-bonding)에는 가닥들의 커튼을 만들어 내는 방사두(spinning head)나 방사구(spinneret)로부터 압출 성형된 용해 중합체가 채용된다. 그러한 장치의 예가 미합중국 특허 제 5,814,349 호에 개시되어 있다. 가닥들이 확산기를 통과한 후에 형성 직물(12) 위로 증착되도록 가닥들을 공기역학적으로 잡아늘려서 길고 가늘게 하도록 고유동의 공기가 사용된다. 섬사들의 증착을 위해서 프레스들이 사용된다. 예로서 도시된 바와 같이, 2개의 프레스들이 채용되는데, 하류 프레스(14) 및 상류 프레스(16)는 각각 상부 가압 롤(18,20) 및 하부 가압 롤(22,24)을 구비한다. 형성 직물(12)의 기계가공방향(MD)은 화살표(26)로 나타내었다. 상류 프레스(16)는 하류 프레스(14)가 형성 직물(12) 및 그 위에 형성된 용해-결합 웹(web)(28)을 가압하는 동안에 형성 직물(12)을 가압한다.
하류 프레스(14)와 상류 프레스(16) 사이에 위치하는 용해-결합 장치(30)는 통상적으로 형성 직물(12) 위로 섬사들을 만들고 증착시키는 방사구(spinneret), 송풍기, 감쇠기, 확산기를 포함한다. 공기 유동은 화살표(32)로 나타낸다. 장치(30) 아래에는 형성 직물(12)의 하면에 대하여 진공흡기를 적용시키기 위한 진공 또는 흡입 박스(34)가 배치된다. 상류 프레스(16)와 하류 프레스(14) 사이의 영역은 장애요인을 제거하기 위하여 미합중국 특허 제 5,814,349 호에 개시된 방식으로 밀봉된다.
공기 누설은 웹(web)의 장애를 발생시키게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 높은 공기 유동은 상부 가압 롤(18)과 형성 직물(12) 표면 사이 또는 직물 두께를 통해서 공기 누설(화살표 36)을 야기시킬 수 있다. 그러한 공기 누설은 직물에 의해서 운반되는 과도한 공기, 직물 표면 거칠기, 직물 두께 등에 기인한다. 이러한 점을 고려하여, 도 2에서는 롤러들(18,22) 상에 위치하는 형성 직물(12)과 웹(web)(28)을 기계가공방향으로 단면도로 도시하였다. 형성 직물(12)은 원형의 MD 실(38) 및 원형의 횡 기계방향(CMD) 실(40)을 갖는 단일층의 직물이다. 특정의 직조물(도시되지 않음)은 특정 용도(즉, 투과성 등)에 따라서 가변적이다.
도 2에 잘 도시된 바와 같이, MD 실(38)들 사이의 거리(d1)에는 일정한 비어있는 공간(S1)이 존재한다. 이 비어있는 공간은 형성 직물(12)에 의해서 운반되는 공기를 수용한다. 용해-결합 기계의 속도(즉 직물의 이송속도)가 증가됨에 따라서, 웹(web) 이송중에 직물에 의해서 운반되는 공기는 웹(web)로 하여금 펄럭거리게 하거나 웹(web)이 프레스 롤을 따르게 하는데, 이것은 바람직하지 않으며 공기 체적과 공기 누설을 증가시키게 된다. 스펀-결합에서 사용되는 직물에 의해서 운반되는 공기의 약 80%는 직물 투과성에 기인하고 약 20%는 직물 거칠기, 원 재료 및 실의 형상에 기인한다.
본 발명은 용해-결합 장치와 조합하여 공기를 운반하는 비어있는 체적을 감소시키고 직물 거칠기를 감소시키는 형성 직물을 제공하는데 있다. 이러한 점에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 형성 직물(12')이 단면으로 도시되어 있다. 도시된 형성 직물(12')은 MD 단섬사 실(38')들 및/또는 평평한 CMD 실(40')들을 사용하는 단일 층 직조물(도시되지 않음)이다. 이것은 MD 단섬사 실들, 평평한 CMD 실들의 일부 또는 전부가 될 수 있으며, 도시된 단일의 층 보다는 다중층의 직물에 포함될 것이다. 평평한 실들은 형성 직물(12') 내부의 비어있는 체적을 감소시킨다. 이것은 형성 직물(12')에 의해서 형성 영역으로 운반되고 하류 프레스(14)의 닙을 통해서 웹(web)(28)로 운반되는 공기의 양을 감소시킨다. 이러한 감소된 체적은 모든 둥근 단섬사들로 만들어진 형성 직물(12)에 비해서 도 3의 거리 d2(d1 = d2)에 대한 비어있는 체적 S2 대 도 2의 비어있는 체적 S1의 크기를 비교함으로써 관찰할 수 있다.
이것은 도 4 및 도 5를 비교하여 쉽게 관찰할 수 있다. 도 4에 있어서, CMD 실(40')들에 대하여 둥근 단섬사들로 기계가공 방향을 따라서 형성 직물(12)의 일부가 도시되어 있다. MD 실(38')이 도시되어 있으며 비어있는 체적은 S3로 나타내었다. 도 5에 있어서, 형성 직물(12')은 CMD 실(40')들에 대하여 평평한 단섬사들로 기계가공 방향을 따라서 도시되어 있다. MD 실(38')은 평평한 단섬사들로서 기계가공 방향 실들의 백분율에 해당한다. 도시된 바와 같이, S3에 비해서 S4의 크기가 상당히 작다. 또한, 형성 직물(12')의 표면은 형성 직물(12)의 표면 거칠기 보다 훨씬 작은 표면 거칠기를 나타낸다.
평평한 실들이 설명된다. 평평한 실들의 단면적은 변화하는데, 예를 들면 두께와 폭 사이의 비는 1/1 내지 1/5이다. 또한, 직사각형 모양(즉, 평행한 측면들을 갖는 모양)이 도시되어 있지만, 원통모양(즉, 약간 만곡된 상부와 바닥 그리고 평행한 측면들)이나 타원형 모양도 가능하다.
평평한 실들에 사용된 재료들에 대하여, 추가의 재료들이 사용될 수 있다. 용해-결합 기계장치의 사용중에 대량의 정전기가 발생하는데, 이것을 분산시키기 위해서 직물에 사용된 실들중 일부는 도전성을 갖게 된다. 따라서, 평평한 CMD 실들 및/또는 MD 실들의 일부는 웹(web)(28)로부터 나오는 정전기를 형성 직물(12')을 통해서 지면으로 분산시키도록 하기 위하여 도전성 재료로 만들거나 또는 도전성 재료로 피복하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 형성 직물(12')은 일부가 도전성을 갖는 평평한 CMD 및/또는 MD를 구비한 단일 또는 다층의 직조된 구조물이다. 그러한 형성 직물(12)은 스펀-결합 제조중에 공기에 의한 장애를 줄일뿐만 아니라 웹(web) 제조공정에 있어서 원하는 투과성을 제공한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 형성 직물 위로 섬유들이 증착되는 용해-결합 공정(melt-bonding process)을 이용하여 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치와 조합하여 사용하기 위한 형성 직물은 직조된 것이며, 모두 둥근 실들로 짜여진 형성 직물에 비하여, 형성 직물 내의 체적이나 공기를 줄이고 형성 직물의 표면 거칠기를 개선시킬 수 있도록, 상기 형성 직물은 평평한 CMD 실들 또는 평평한 MD 실들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 직물은 평평한 CMD 실들과 평평한 MD 실들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 평평한 CMD 실들과 상기 평평한 MD 실들은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 평평한 CMD 실들과 상기 평평한 MD 실들은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 평평한 CMD 실들 또는 상기 평평한 MD 실들은 1/1 내지 1/5의 폭 대 높이 비를 갖는 평행한 측면들을 구비하는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 평평한 CMD 실들과 상기 평평한 MD 실들은 1/1 내지 1/5의 폭 대 높이 비를 갖는 평행한 측면들을 구비하는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 제조하기 위한 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물의 제조방법으로서,
    비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물을 만들기 위해서 형성 직물 위로 섬유들이 증착되는 용해-결합 장치를 제공하는 단계; 그리고
    직조된 것이며 평평한 CMD 실들 또는 평평한 MD 실들을 포함하는 형성 직물을 상기 장치와 조합하여 사용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 형성 직물은 평평한 CMD 실들과 평평한 MD 실들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 평평한 CMD 실들 또는 상기 평평한 MD 실들은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 평평한 CMD 실들과 상기 평평한 MD 실들은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 비직조(non-woven) 웹(web), 물품 또는 구조물의 제조방법.
KR1020047018033A 2002-05-09 2003-04-23 비직조 웹, 물품 또는 구조물의 제조에 사용되는 평평한 모양의 도전성 단일섬사를 함유한 형성 직물 KR100980632B1 (ko)

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