KR101097746B1 - 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트 - Google Patents

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Abstract

요구되는 공기 투과성을 유지하는 동시에 정전하를 분산시키도록 전도성 소재를 포함하는 이송 벨트와 협력하여 비직조물 제조를 이용하는 비직조 편물, 구조물, 또는 물품의 제조를 위한 장치.
비직조 편물, 이송 벨트, 정전하, 기질, 섬사

Description

비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트{Antistatic transfer belt for nonwovens process}
본 발명은 비직조물의 제조에 관한 것으로, 특히, 공기 흐름과 정전기에 관련된 비직조물 제조에 관한 것이다.
열가소성 수지로부터 제조되는 가는 실들이나 섬유들로부터 형성된 스펀-결합 편물들(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 방적돌기 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 그 위에 편물을 형성하기 위해서 연속적으로 순환하는 시브 벨트(sieve belt) 위로 증착된다. 이렇게 형 성된 편물, 구조물 또는 물품은 옮겨져 추가적인 처리를 거치게 된다.
이러한 형식의 장치, 특히 고속 용해-결합 편물 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 시판 중에 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.
또한, 에어레이드(airlaid) 공정은 비직조 편물을 형성하게 된다. 상기 에어레이드 공정은 보풀(fluff) 펄프를 오픈하는 섬유분리 시스템부터 시작한다. 또한, 전형적인 피버라이저(fiberizer) 혹은 조각내는 장치(device)는 분리된 섬유를 형성하게 된다. 그 다음 흡수성 있는 소재의 미립자(예를 들면 가장 흡수성 있는 파우더), 거친 소재 또는 다른 소재가 섬유와 함께 혼합된다. 그 다음 혼합물은 성형 시스템 내부 공기 흐름에서 일시 정지되고 이동 성형 와이어, 스크린 또는 회전하는 구멍난(perforate) 실린더에 침전된다(deposit). 그 다음 임의로 적응된 에어폼드(airformed) 섬유는 그것에 관하여 라텍스 바인더(latex binder) 적용과 드라잉(drying), 편물에서 열가소성의 주요한 섬유 결합, 수소 또는 부풀려진(emboss) 결합 또는 조합에 의해 결합된다.
게다가, 비직조 편물은 상기에 서술된(note) 결합 단계 전에 임의로 압축된다. 압축(compaction)은 결합 전에 성형 와이어 위에서 전형적으로 수행된다. 압축하는 동안, 섬유와 함께 혼합되는 흡착제, 연마제 또는 다른 소재가 성형 와이어를 손상시킨다. 펠트는 성형 와이어에서 손상을 방지하기 위한 압축 단계 동안 이 위치 위에서 사용된다. 상기 펠트의 압축성은 비직조 편물이 펠트나 와이어를 손상시키지 않고 압축하게 한다.
에어레이드 비직조 편물을 제조하는데 유용한 다수의 상업적인 공정들이 있다. 예를 들면, 에어레이드 공정은 덴마크 Risskov에 사무실을 갖고 있는 Dan-Web Corp.과 덴마크 Horsens에 사무실을 갖는 M&J Forming Technologies에서 이용할 수 있다.
본 발명은 비직조물을 제조하는 것에 관한 것으로, 특히, 정전기와 관련되는 비직조물 제조에 관한 것이다.
비직조물 제조에서, 많은 양의 정전기가 발생된다. 본 발명은 이 문제를 처리하는 것에 관련한다. 일반적으로 음전하는 그것들이 처리되고 있는 동안 필라멘트 또는 섬유 위에 쌓인다(build up). 같은 극성으로 된 이후, 섬유의 연속되는 층들은 서로 반발하는 경향이 있다. 하전된(charge) 섬유들은 프레스 롤(press rolls)에 들러붙는 경향이 있다. 그것들은 또한, 성형 직물로부터 튕겨지는(repel) 경향이 있으며, 게다가 하전된 섬유를 처리하는 동안 전하를 발전시킬 것이다. 이 전하는 축적되는 경향이 있다.
유럽 특허 출원 번호 EP 0 950 744 A1에서, 섬유를 밀어내는 극성을 가지고 하전되는 유전성의 표면을 가지는 유징(using) 프레스 롤을 제안한다. 또한, 성형 직물은 유전성의 소재로 이루어지고 그것에 의해서 다시 섬유를 끌어당기는 섬유의 그것에 반대되는 그러한 것으로 하전된다.
본 발명은 이송 벨트의 공기 투과성을 유지하는 동안 정전기의 전하(static electric charge)를 흩뜨리는 것에 관련한다. 이전에는, 미국 특허 4,427,736이 드라이어 직물에 의해 쌓이는 정전하(static charge)를 흩뜨리는 것을 제안하고, 그것에 따라서 하나의 직물에서 다른 직물로 이송될 때 그 직물로 종이의 부착을 방지하는 것을 제안했다.
미국 특허 4,541,895는 얇은 조각으로 된(laminated) 배열(arrangement)에서 함께 연결되는(joined) 손상되지 않는 다수의 비직조 시트로 구성되는 PM 직물이다. 상기 각 층들은 정전하로 저항과 같은 특별한 효과(purpose)를 나타낸다(serve). 게다가, 실(yarn)들은 정전기를 방지하는 성질을 가하기 위해 라미네이트(laminate)들 사이에서 섞일 수 있다.
미국 특허 6,001,749는 이 분야에서 전도력 있는 중합체 코팅의 형성을 방해하는 직물의 선택력 있는(selective) 부분에 끝손질을 제공함에 의해 만들어지는 전도성 있는 직물의 원료(textile)를 제공한다.
미국 특허 6,153,124는 전기작용으로 2-30 퍼센트가 도선(conductor yarn) 중량(weight)으로 이루어지는 전도성의 짜여진 직물이다. 상기 도선은 통전되는(galvanized) 철 섬유의 중량에 의해 5-30 퍼센트로 이루어지고 폴리에스터 섬유 의 중량에 의해 70-95 퍼센트로 구성된다. 전도성은 실의 밀집(concentration)에 비례한다.
그러나, 종래의 기술은 요구되는 공기 투과성을 유지하는 동안 전도력 있는 속솜(batt), 폼(foam)이나 다른 부재가 추가되기 위하여, 직조되거나 나선형으로 형성되는 기초(base)를 가지는 비직조물의 제조에서 사용을 위해 정전기 방지의 이송 벨트를 공급하지 않는다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명의 주요한 목적은 정전하를 흩뜨리는 비직조 편물, 구조물, 물품의 제조를 위한 이송 벨트를 제공하는 것이다.
게다가 본 발명의 목적은 정전기 방지용 이송 벨트의 적당한 공기 투과성이 유지되도록 한 점에 있다.
상기와 같은 목적과 다른 목적, 그리고 장점은 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명의 이러한 점(regard)은 일반적으로 비직조 편물, 구조물 또는 물품의 제조에서 사용하는 이송 벨트에 관한 것이다. 정전기 문제를 처리하기 위하여, 이송 벨트는 요구되는 벨트의 투과성을 유지하는 동안, 상기 편물 위에서 정전하의 분산을 허용하는 전도성 소재를 포함시킬 것이다.
따라서 상세한 목적과 장점을 실현하는 본 발명을 첨부도면에 관련하여 기술 한다:
도 1은 비직조 편물, 구조물 또는 물품이 이송되는 장치의 개략적인 표현이다; 그리고
도 2는 벨트의 기계 방향을 따르는 본 발명의 이송 벨트에 관한 확대 단면도이다.
이하, 참고로 설명되는 각 도면들에 있어서 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호를 사용한다. 도 1은 예를 들면, 에어레이드(airlaid), 드라이레이드(drylaid), 또는 스펀레이스(spunlace) 공정과 같이 직조와 다른 공정에 의해 비직조 편물(12)을 제조하기 위한 장치(10)의 일부를 개략적으로 나타낸다. 제1위치(14)에서 제2위치(16)로 처리하기(handle) 전에 상기 편물(12)이 이송(transfer)하는 동안, 다량의 정전하가 상기 편물(12)과 이송 벨트(18) 위에 쌓이게(build up)되는데, 이는 바람직하지 않다. 이러한 점과 관련하여, 편물(12)의 이송을 보조하는 진공 시스템(19)을 통해 빼낸(drawn) 공기가 이송 벨트(18)로 투과되는 것이 필요하다.
유리하게는, 본 발명은 필요한 공기 투과성을 유지하는 동시에, 정전하를 분산시킬 수 있도록 한 비직조물 제조에 사용하는 이송 벨트에 관한 것이다. 이러한 관점에서, 도시된 도 2는 본 발명에서 사용되는 정전기 방지의 이송 벨트 18의 횡단면도이다. 상기 이송 벨트(18)는 기초 기질(base substrate) 또는 직조되거나 나선형의 중합체 소재(스스로 전도력을 지닐 수 있는 소재)로 이루어진 구조물(20)로 구성되거나 또는 전기적으로 전도력 있는 속솜, 폼(foam) 또는 대략 20에서 200 CFM의 범위 안에서 공기 투과성을 유지할 수 있는, 또는 100옴/스퀘어에서 108옴/스퀘어의 범위 안에서 낮은 저항력을 가지는 반면 상기 벨트가 씌어질(coat) 때 더 높은 저항력을 가지는 다른 소재(22)와 함께 커버(cover)되는 본 목적에 알맞은 다른 구조물로 이루어진다.
상기 기초 기질은 예를 들면 직조된 직물이나 나선형의 고리(spiral-link) 직물같은 제지기 의복(paper machine clothing)을 위한 기초로서 사용되는 구조물 중의 어느 하나일 것이다. 또한 상기 기초 기질은 다수의 감음(turn)에서 나선형으로 휘감기는(wound) 직조된 소재 중의 하나의 조각으로 제조될 수(assemble) 있을 것이다. 각 감음은 통상 Rexfelt et al.에서 미국 특허 번호 5,360,656로 출원되어 개시된 잇따른 솔기에 의해 다시 인접한 그것들로 합쳐진다. 그것의 가르침은 여기에 참조문헌으로 구체화된다. 게다가, 기초 기질은 순환하거나 또는 편평하게 직조되고 계속해서 직조된 솔기와 함께 순환하는 형태로 만들어진다.
또한, 상기 기초 기질은 두 개 이상의 기초 기질들로 구성하는 얇은 조각으로 된(laminate) 구조물이며, 각 기초 기질은 상술한 바와 같이 구조물들 중의 하나이다. 기초 기질은 얇은 조각으로 만들어지고, 구성하고 있는 기초 기질 중에 하나는 기계로 솔기를 댄(on-machine-seamable) 직물이며, 그래서 벨트는 제지기 위에서 설치(installation)하는 동안 순환하는 형태로 솔기가 내어진다.
상기 기초 기질은 종이 기계 의복과 산업용 처리 직물의 제조에서 사용되는 모든 종류(variety)의 실(yarn)로 직조되거나, 또는 그 반대로 제조된다. 다시 말하면, 기초 기질은 단일섬사, 꼬인 단일섬사, 멀티필라멘트(multifilament), 꼬인 멀티필라멘트 또는 본 기술에서 이해되는 그것들에 의해 사용되는 모든 합성 중합체 수지(synthetic polymeric resins)의 주요한 섬유로 짜여지는 실(yarn)들을 포함한다.
도 2에서 보여지는 예에서, 상기 기질(substrate)(20)은 치수의(dimensional) 안정성과 압축성을 벨트(18)로 전한다; 전도력 있는 속솜, 폼(foam) 또는 다른 소재(22)는 정전기를 벨트(18)를 통해 편물(12)에서 그라운드(ground)로 분산시킨다. 상기 기질(20)은 꿰매기(needling), 열(thermal) 접합, 스티칭(stitching), 화학 공정, 또는 본 목적을 위한 적당한 다른 방법에 의해 속솜, 폼(foam) 또는 다른 소재(22)에서 결합된다는 것을 주의하라.
게다가, 전도성 소재(22)는 기초 기질이나 구조물(20)로 덮이게(coat) 된다. 덮인 전도성 소재(22ㄴ0는 뿌리기(spraying), 밀어내기(extruding), 또는 써모퓨저블(thermofusible) 소재의 층을 이룸에 의해 기초 기질 또는 구조물(20)에 공급된다.
그 이상의 이점으로서, 속솜의 편물단(web-facing) 표면, 폼(foam) 또는 다른 소재(22)는 통상 최고의 흡수성 있는 파우더(Super Absorbent Powder) 또는 SAP로 언급되는 많은 것을 활용하는 일정한 비직조물 제조에 관련되는 플러깅(plugging)과 마킹(marking) 문제가 발생하지 않게(avoid) 하기 위해서 매끈하 다. 예를 들면, 덮여진(coated) 전도성 소재(22)의 표면은 압축(compacting)이나 샌딩(sanding)에 의해 요구되는 표면 상태(topography) 또는 매끄러움(smoothness)을 얻도록 구성된다.
그래서, 본 발명의 정전기 방지용 이송 벨트(18)는 하나 이상의 기초(20)와 하나 이상의 속솜층, 폼(foam) 또는 일부가 전도성 있는 다른 소재(22)를 포함하는 다층 구조물이다. 그런 이송 벨트(18)는 비직조물을 제조하는 동안 정전하를 줄이면서 편물 생성 공정에서 요구되는 공기 투과성을 공급하고 있다.
비록 바람직한 일실시 예가 여기에 상세하게 밝혀지고 설명되었지만, 그것의 범위는 거기에서 한정되지 않는다; 오히려 그 범위는 첨부된 청구항의 범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (16)

  1. 기초 기질(substrate); 및
    전기적으로 상기 기질에 결합되는 전도성 소재,
    요구되는 공기 투과성을 20에서 200 CFM의 범위에서 유지하면서 정전하를 분산시키는데 유용한 벨트로 구성되고,
    상기 전도성 소재는 전도성 속솜(batt) 또는 전도성 폼(foam)이고, 상기 벨트는 에어레이드(airlaid), 드라이레이드(drylaid), 스펀바운드(spunbound), 용해결합(meltbond), 스펀레이스(spunlace) 공정 또는 이들 공정 중에 둘 이상의 조합으로 구성되는 그룹(group)으로부터 선택된(take) 제조 공정 동안 형성되는 비직조 편물을 제조하기 위한 장치에서 사용되는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 소재는 근본적으로 상기 정전하를 분산시키는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기질은 상기 벨트에서 치수의(dimensional) 안정성과 압축성을 공급하는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기질은 또한 전기적으로 전도력 있는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기질은 직조되거나 또는 나선형의 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기질은 중합체(polymer) 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨트는 100 옴/스퀘어와 108 옴/스퀘어 사이에서 저항성을 가지는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 소재와 상기 기질은 꿰매기(needling), 열(thermal) 접합, 스티칭(stitching) 또는 화학 공정에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨트는 상기 비직조 편물의 플러깅(plugging)과 마킹(marking)이 발생되지 않게(avoid) 하는 매끄러운 편물단(web facing) 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 편물과 상기 벨트 위에 쌓이는 정전하는 상기 벨트를 통해 그라운드(ground) 구성요소로 배출되는(drain away) 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨트는 솔기와 함께 순환하거나 또는 짜맞추어지는(fit) 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 소재는 그 중에서 상기 기초 기질 위에 피복되는(coat) 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 피복(coating)은 그 중에 뿌리기(spraying) 또는 밀어내기(extruding)에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 피복은 그 중에 써모퓨저블(thermofusible) 소재의 층인 것을 특징으로 하는 비직조물 제조를 위한 정전기 방지용 이송 벨트.
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