KR101193639B1 - 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치 및 그것을 사용한 식생매트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치 및 그것을 사용한 식생매트 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조장치는, 미늘이 형성된 복수 개의 니들이 회전가능한 회전몸체의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러; 상기 니들설치롤러를 회전시키는 롤러회전수단; 및 회전되는 니들설치롤러의 니들이 교락대상인 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 교락 대상인 부직포를 상기 니들설치롤러로 공급하는 부직포공급수단;을 포함하여 구성된다.
본 발명의 장치를 사용하면, 부직포가 교락된 시트를 생산함에 있어 부직포를 견고하게 교락하면서도 빠르게 교락할 수 있고, 부직포의 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치되더라도 그러한 내용물의 손상을 최소화할 수 있다.

Description

교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치 및 그것을 사용한 식생매트 제조방법{APPARATUS FOR PRODUCING NONWOVEN AND PRODUCTION METHOD OF VEGETATION MAT USING THE SAME}

본 발명은 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미늘(barb)이 형성된 니들(needle)을 사용한 니들펀칭 방식을 통해 부직포가 일체화되어 있는 시트를 생산하는 장치에 관한 것이다.

부직포란 베틀에 짜지 아니하고 섬유를 적당히 배열하여 접착제나 섬유 자체의 융착력이나 섬유들의 엉킴을 이용하여 서로 접합한 시트 모양의 천을 의미한다.

이러한 부직포를 생산하는 방법에는 니들펀칭 방식, 스펀레이스 방식, 스펀본드 방식, 멜트블로우 방식, 초지법, 방사법 등이 있는데 가장 많이 사용되는 방식이 니들펀칭 방식이다.

니들펀칭 방식은 부직포의 원료인 웹(솜과 같은 섬유집합체)을 흩뿌려 적층시켜 놓은 상태에서 미늘이 형성된 니들을 웹의 상, 하로 왕복운동시켜 적층된 웹의 섬유가 서로 엉키도록 하는 방식이다.

즉, 웹을 구성하고 있는 섬유가닥이 미늘에 걸려서 상, 하로 이동하면서 서로 엉겨붙게 되는 것이다.

물론, 1차 공정을 통해 제조된 부직포와 부직포가 적층된 후 교락(일체화하는 것을 섬유 분야에서는 통상적으로 '교락'이라고 함)된 형태의 부직포도 생산되고 있다.

니들펀칭 방식의 부직포 생산장치에는 수많은 니들이 고정되어 있는 니들보드와 니들보드를 상, 하로 빠르게 움직여주는 보드구동수단이 구비되어 있다.

그런데 상기와 같은 니들펀칭 방식은 부직포의 생산속도가 느리다는 문제점이 있었다.

한편, 하천이나 법면에 식물군락을 빠르고 효율적으로 조성하기 위한 목적 등으로 식생매트가 안출되어 사용되고 있는 실정이다.

최근의 식생매트는 시트와 시트 사이에 씨앗과 거름 등의 식생층이 위치된 형태로 구현되고 있다.

그런데 종래의 식생매트는 수분의 공급이 원활하지 못하고 씨앗이 어느 한 지점으로 모이는 현상이 심하며, 씨앗의 발아 및 성장이 원활하지 못한 문제점이 있었다.

이러한 문제점의 해소를 위하여 본 출원의 발명자에 의해 폴리락틱산 재질의 부직포와 부직포 사이에 씨앗을 포함하는 식생층이 위치되도록 하고, 식생층 상부와 하부의 부직포를 교락한 시트 형태의 식생매트(한국 특허등록 제0946730호)가 안출되었다.

상기와 같이 식생층 상부와 하부의 부직포를 교락하는 방법으로서 니들펀칭 방식을 사용할 수 있다.

그런데 종래의 니들펀칭 방식을 사용할 경우 스펀본드 방식 등 다른 방식에 비하여 견고한 교락은 가능하지만 식생층에 포함된 씨앗 등의 손상이 심하다는 문제점이 있었다.

반대로 스펀본드 방식 등을 통해 교락할 경우에는 식생매트의 생산속도는 빠르지만 견고한 교락이 어렵고 작업성이 좋지 않다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 적층된 부직포를 견고하게 교락하면서도 빠르게 교락할 수 있고, 부직포의 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치되더라도 그러한 내용물의 손상을 최소화할 수 있는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치 및 그것을 사용한 식생매트 제조방법을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 니들펀칭 방식으로 적층된 부직포를 교락하되 미늘이 형성된 복수 개의 니들이 회전가능한 회전몸체의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러를 회전시켜 놓고 적층된 부직포가 니들설치롤러를 경유하도록 함으로써 부직포를 견고하게 교락하면서도 빠르게 교락할 수 있고, 부직포의 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치되더라도 그러한 내용물의 손상이 최소화되도록 한다.

이러한 본 발명의 장치는, 미늘이 형성된 복수 개의 니들이 회전가능한 회전몸체의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러를 갖는다.

또, 니들설치롤러를 회전시키는 롤러회전수단을 갖는다.

또, 회전되는 니들설치롤러의 니들이 교락대상인 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 교락대상인 부직포를 상기 니들설치롤러로 공급하는 부직포공급수단을 갖는다.

또, 본 발명의 식생매트 제조방법은, 미늘이 형성된 복수 개의 니들이 회전가능한 회전몸체의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러를 회전시켜 놓고, 적층된 부직포가 상기 니들설치롤러를 경유하도록 함으로써 회전되는 니들설치롤러의 니들이 적층된 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 함으로써 적층된 부직포를 교락하여 식생매트를 생산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장치는, 니들펀칭 방식으로 적층된 부직포를 교락할 수 있도록 되어 있는데 미늘이 형성된 복수 개의 니들이 회전가능한 회전몸체의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러를 회전시켜 놓고 교락대상인 부직포가 니들설치롤러를 경유하도록 한다.

따라서 부직포가 교락된 시트를 생산함에 있어 부직포를 견고하게 교락하면서도 빠르게 교락할 수 있고, 부직포의 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치되더라도 그러한 내용물의 손상을 최소화할 수 있다.

상기 니들설치롤러가 복수 개 구비되어 있되 부직포공급수단을 통해 공급되는 부직포의 상부와 하부에 각각 구비되어 있는 경우 더욱 견고한 교락이 가능하다.

따라서 상기와 같은 장치를 사용한 본 발명의 식생매트 제조방법은 생산성이 매우 우수할 뿐만 아니라 씨앗 등의 내용물이 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 상부의 부직포와 하부의 부직포 사이에 식물의 씨앗을 포함하는 식생층이 위치되고 상부의 부직포와 하부의 부직포가 교락된 상태의 식생매트를 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명의 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치의 전체적인 구성을 설명하기 위한 개략도
도 3은 본 발명의 구성요소인 니들설치롤러의 사시도
도 4는 적층된 부직포의 상부와 하부에 니들설치롤러가 위치된 구조를 설명하기 위한 개략도
도 5는 니들이 니들설치롤러의 끝부분에 밀집된 구조를 설명하기 위한 니들설치롤러의 사시도
도 6은 본 발명의 구성요소인 가이드몸체를 설명하기 위한 개략도
도 7은 복수 개의 니들이 밀집된 상태로 고정되어 있는 부분이 간격을 두고 형성되어 있는 니들설치롤러를 설명하기 위한 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 부직포가 일체화되게 교락되어 있는 시트를 생산하는 장치에 관한 것이다.

그러나 본 발명은 종래와 달리 적층된 부직포를 견고하게 교락하면서도 빠르게 교락할 수 있고, 부직포의 상부나 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치되더라도 그러한 내용물의 손상을 최소화할 수 있는 장치를 제공하려는 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명의 장치는 니들펀칭 방식으로 적층된 부직포를 교락할 수 있도록 구현된다.

그런데 통상의 니들펀칭 방식은 견고한 교락은 가능하지만 교락하는 속도가 느리다는 문제점이 있으며, 부직포의 상부나 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치된 경우 내용물의 손상이 많이 발생되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하는 본 발명의 장치는, 미늘(12a)이 형성된 니들(11)이 회전가능한 회전몸체(11)의 외주면에 복수 개 고정되어 있는 니들설치롤러(10)를 갖는다.

또, 니들설치롤러(10)를 회전시키는 롤러회전수단(20)을 갖는다.

또, 회전되는 니들설치롤러(10)의 니들(12)이 교락대상인 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 교락 대상인 부직포(1)를 상기 니들설치롤러(10)로 공급하는 부직포공급수단(30)을 갖는다.

즉, 적층된 부직포를 니들펀칭 방식으로 교락하되 미늘(12a)이 형성된 복수 개의 니들(12)이 고정되어 있는 니들설치롤러(10)를 회전시켜 놓고 적층된 부직포가 니들설치롤러(10)를 경유하도록 함으로써 교락이 이루어지도록 하는 것이다.

적층된 부직포(1)가 니들에 의해 교락되는 원리는 공지의 니들펀칭 방식에서 니들이 부직포의 상, 하로 운동하면서 부직포를 이루는 섬유가 서로 엉켜 교락되는 것과 같은 원리이다.

이러한 구성에 의하면 니들이 부직포의 동일한 지점을 반복적으로 통과하지 않는 것이기 때문에 부직포의 상부나 하부에 씨앗(2) 등의 내용물이 위치된다고 하더라도 내용물의 손상이 최소화된다.

니들설치롤러(10)에 고정된 니들의 수가 많을수록 견고한 교락이 가능하지만 본 발명의 니들설치롤러(10) 사용방식과 종래의 니들보드 사용방식에서 니들의 설치밀도가 동일하다고 가정할 때 본 발명의 구조가 더 견고한 교락이 가능하고 씨앗 등의 내용물 손상도 적다.(니들이 부직포를 통과하는 횟수가 동일하다고 할때)

이는 종래 니들보드 사용 방식은 니들이 직선으로 상, 하 운동을 하는 것이지만 본 발명의 니들설치롤러(10) 사용방식은 니들이 원주에 해당하는 곡선을 그리면서 움직이는 것이기 때문이다.

즉, 니들설치롤러(10)가 회전되는 것이기 때문에 니들(12)은 부직포(1)에 수직으로 들어가고 나오는 것이 아니라 니들설치롤러(10)가 회전할 때 그리는 원주에 해당하는 곡선을 그리면서 부직포(1)를 향해 이동하여 부직포를 뚫고 들어가거나 나오는 것이다.

상기 롤러회전수단(20)은 인력을 사용하는 방식으로 구현될 수도 있고 동력사용 방식으로 구현될 수도 있으며, 구체적으로는 통상의 롤러를 회전시켜 주는 공지의 형태로 구현할 수 있다.

동력사용 방식으로 구현되는 경우 통상의 모터나 감속모터(21)에 니들설치롤러(10)가 직접 연결되거나 벨트나 체인 또는 기어 등의 동력전달기구를 통해 연결되어 니들설치롤러(10)가 회전되도록 구현할 수 있다.

본 발명의 부직포공급수단(30)은 컨베이어를 구비한 구조 등 종래 부직포 등의 물체를 공급하는 형태로 구현할 수 있다.

본 발명에 있어서 니들설치롤러(10)가 복수 개 구비된 형태로 구현하는 것이 바람직하다.

이러한 경우 부직포공급수단(30)을 통해 공급되는 부직포의 상부와 하부 중 어느 한 방향에만 니들설치롤러(10)가 복수 개 구비되는 것보다는 도 4와 같이 공급되는 부직포의 상부와 하부에 니들설치롤러(10)가 각각 구비되어 있는 것이 더욱 견고한 교락이 가능하여 바람직하다.

적층된 부직포를 교락함에 있어서 분리되려는 힘이 강하게 작용되는 부직포의 끝부분이 다른 부분보다 더욱 견고하게 교락되도록 할 필요성이 있다.

이를 위하여 니들설치롤러(10) 중 공급되는 부직포의 폭방향 끝부분에 대응되는 지점에는 부직포의 폭방향 중앙부에 대응되는 지점보다 니들이 조밀하게 고정되어 있도록 할 수 있다. (물론, 씨앗 등의 내용물 손상방지를 고려할 때 씨앗 등의 내용물이 위치된 부분에 대응되는 지점에는 니들(12)이 전혀 고정되어 있지 않는 것이 가장 바람직하지만 그러한 경우 교락의 견고성은 크게 저하된다.)
즉, 부직포의 폭방향 끝부분이 다른 부분보다 더 견고한 교락이 이루어지도록 하는 것이다.
(부직포가 니들설치롤러(10)를 경유하도록 공급되는 것이기 때문에 공급되는 방향이 부직포의 길이 방향이 되는 것임)

상기와 같은 구성에 의하면 부직포의 상부나 하부에 씨앗 등의 내용물이 위치되어 있을 때 씨앗 등의 내용물 손상을 방지하면서 부직포의 교락 상태는 견고하도록 할 수 있다.

상기와 같은 구조에서는 부직포공급수단(30)을 통해 공급되는 부직포가 니들설치롤러(10)로 유입될 때 일정한 경로를 따라 유입되도록 부직포의 유입을 가이드하는 가이드몸체(31)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이는 부직포의 공급이 일정한 경로를 따라 이루어지지 않을 경우 부직포의 견고한 교락이 어려워질 수 있기 때문이다.

상기 부직포공급수단(30)을 통해 공급되는 부직포의 상부나 하부에 식물의 씨앗이 위치되어 있는 경우 상기 니들설치롤러(10)에 고정된 니들(12)은 식물의 씨앗이 위치된 지점에는 전혀 위치되지 않는 것이 씨앗의 손상 방지를 고려할 때 가장 바람직하지만 견고한 교락에 어려움이 있다고 설명한 바 있다.

이를 해소하기 위하여 씨앗 등의 내용물이 부직포의 모든 면에 고르게 분포되어 있는 것이 아니라 내용물이 전혀 위치되지 않은 영역을 사이에 두고 내용물이 위치된 영역이 위치되어 있고, 니들설치롤러(10) 중 상기 씨앗 등의 내용물이 분포되지 않은 영역에 대응되는 곳에는 니들(12)이 고정되어 있으며, 씨앗 등의 내용물이 분포된 영역에 대응되는 곳에는 니들이 설치되어 있지 않도록 할 수 있다.

이러한 경우 복수 개의 니들(12)이 밀집된 상태로 고정되어 있는 부분이 간격을 두고 형성된 형태의 니들설치롤러(10)가 된다.
즉, 니들(12)이 다른 부분에 비하여 상대적으로 많이 고정되어 있는 부분이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있어 다른 부분에 비하여 상대적으로 더 견고하게 교락된 부분이 부직포의 폭방향으로 간격을 두고 복수 개 형성되어 있는 부직포가 되도록 하는 것이다.

더욱 견고한 교락을 원한다면 니들설치롤러(10) 중 씨앗 등의 내용물이 위치된 영역에 대응되는 곳에는 씨앗 등의 내용물이 위치되지 않은 영역에 비하여 상대적으로 니들이 적게(조밀하지 않게) 위치되도록 할 수 있으며, 이러한 경우에는 니들(12)에 의한 씨앗의 최대 손상률이 5% 이내에 있도록 니들(12)의 개수를 고려하는 것이 바람직하다.

전술한 본 발명의 장치를 사용하여 한국 특허등록 제0946730호와 같은 식생매트 등을 제조할 수 있다.(도 1의 식생매트 참조)

이러한 경우의 식생매트 제조방법은, 미늘(12a)이 형성된 복수 개의 니들(12)이 회전몸체(11)의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러(10)를 회전시켜 놓고, 적층된 부직포가 상기 니들설치롤러(10)를 경유하도록 함으로써 회전되는 니들설치롤러(10)의 니들(12)이 적층된 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 함으로써 적층된 부직포를 교락하여 식생매트를 생산하는 형태이다.

본 발명의 기술적 사상이 반드시 상부의 부직포와 하부의 부직포를 일체화시키는 구조에만 한정되는 것은 아니다.

하부에는 천이 위치되고 상부에만 부직포가 위치된 상태나 하부에만 부직포가 위치되고 상부에는 천이 위치된 상태에도 적용이 가능한 것이다.

따라서 전술한 설명에서 '적층된 부직포'라는 의미는 천이나 부직포 등의 다른 구성요소와 교락되기 위해 겹쳐있는 상태를 의미한다고 할 것이다.

물론, 가장 바람직한 조건은 상부의 부직포와 하부의 부직포를 교락하는 조건에서 사용하는 것이다.

1. 부직포 2. 씨앗
10. 니들설치롤러 11. 회전몸체
12. 니들 12a. 미늘
20. 롤러회전수단 21. 감속모터
30. 부직포공급수단 31. 가이드몸체

Claims (7)

1. 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치에 있어서,
   미늘(12a)이 형성된 니들(12)이 회전가능한 회전몸체(11)의 외주면에 복수 개 고정되어 있는 니들설치롤러(10);
   상기 니들설치롤러(10)를 회전시키는 롤러회전수단(20);
   회전되는 니들설치롤러(10)의 니들(12)이 교락대상인 부직포(1)를 통과한 후 빠져나오도록 교락 대상인 부직포(1)를 상기 니들설치롤러(10)로 공급하는 부직포공급수단(30);을 포함하여 구성되고,
   상기 니들설치롤러(10) 중 공급되는 부직포의 폭방향 끝부분에 대응되는 지점에는 부직포의 폭방향 중앙부에 대응되는 지점보다 니들(12)이 조밀하게 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 니들설치롤러(10)가 복수 개 구비되어 있되 부직포공급수단(30)을 통해 공급되는 부직포(1)의 상부와 하부에 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 부직포공급수단(30)을 통해 공급되는 부직포(1)가 니들설치롤러(10)로 유입될 때 일정한 경로를 따라 유입되도록 부직포(1)의 유입을 가이드하는 가이드몸체(31)가 더 구비된 것을 특징으로 하는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치.
   
4. 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치에 있어서,
   미늘(12a)이 형성된 니들(12)이 회전가능한 회전몸체(11)의 외주면에 복수 개 고정되어 있는 니들설치롤러(10);
   상기 니들설치롤러(10)를 회전시키는 롤러회전수단(20);
   회전되는 니들설치롤러(10)의 니들(12)이 교락대상인 부직포(1)를 통과한 후 빠져나오도록 교락 대상인 부직포(1)를 상기 니들설치롤러(10)로 공급하는 부직포공급수단(30);을 포함하여 구성되고,
   상기 니들설치롤러(10)에는 니들(12)이 다른 부분에 비하여 상대적으로 많이 고정되어 있는 부분이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치.
   
5. 식생매트를 생산하는 방법에 있어서,
   미늘(12a)이 형성된 복수 개의 니들(12)이 회전가능한 회전몸체(11)의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러(10)를 회전시켜 놓고, 적층된 부직포가 상기 니들설치롤러(10)를 경유하도록 함으로써 회전되는 니들설치롤러(10)의 니들(12)이 적층된 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 함으로써 적층된 부직포를 교락시켜 식물의 씨앗이 부직포에 의해 차단되어 외부로 빠져나오지 않는 식생매트를 생산하되
   상기 니들설치롤러(10)에는 니들(12)이 다른 부분에 비하여 상대적으로 많이 고정되어 있는 부분이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있어 다른 부분에 비하여 상대적으로 더 견고하게 교락된 부분이 부직포의 폭방향으로 간격을 두고 복수 개 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치를 사용한 식생매트 제조방법.
   
6. 식생매트를 생산하는 방법에 있어서,
   미늘(12a)이 형성된 복수 개의 니들(12)이 회전가능한 회전몸체(11)의 외주면에 고정되어 있는 니들설치롤러(10)를 회전시켜 놓고, 적층된 부직포가 상기 니들설치롤러(10)를 경유하도록 함으로써 회전되는 니들설치롤러(10)의 니들(12)이 적층된 부직포를 통과한 후 빠져나오도록 함으로써 적층된 부직포를 교락시켜 식물의 씨앗이 부직포에 의해 차단되어 외부로 빠져나오지 않는 식생매트를 생산하되
   상기 니들설치롤러(10) 중 공급되는 부직포의 폭방향 끝부분에 대응되는 지점에는 부직포의 폭방향 중앙부에 대응되는 지점보다 니들(12)이 더 조밀하게 고정되어 있어 부직포의 폭방향 끝부분이 다른 부분보다 더 견고한 교락이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는, 교락된 부직포를 갖는 시트를 생산하는 장치를 사용한 식생매트 제조방법.
   
7. 제 5항 또는 제 6항의 제조방법에 의해 제조된 식생매트.
   

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