KR101297454B1

KR101297454B1 - 플로킹 가공 장치 및 이를 이용한 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템과 그 제조방법

Info

Publication number: KR101297454B1
Application number: KR1020120049267A
Authority: KR
Inventors: 신찬수; 임용구; 홍수진; 최동진
Original assignee: 풍천케미칼 주식회사
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-08-16

Abstract

본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템은, 기포(300)를 공급하는 기포 공급수단; 상기 기포(300)의 상면에 접착제(33)를 도포하는 접착제 도포수단; 상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하함으로써 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 플로킹 파일 식모수단; 상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 건조수단; 상기 건조수단을 통과하여 나온 플로킹 기포(300a)를 롤(roll) 형태로 권취하는 기포 회수수단; 롤 형태로 감겨진 상기 플로킹 기포(300a)를 풀어서, 플로킹 처리된 면의 반대 면에 수지용액을 도포하고 박판용 기포를 부착하는 박판 소재 결합수단; 상기 플로킹 기포(300a)를 가열처리함으로써 상기 수지용액을 경화시켜 플로킹 카펫(320)의 박판(310)을 형성하는 열 챔버 수단; 열 챔버 수단을 통과한 상기 플로킹 카펫(320)을 냉각시키는 냉각수단; 및 연속된 상태로 생산된 상기 플로킹 카펫(320)을 필요한 크기로 절단하는 절단수단;을 포함한다. 본 발명에 의해 생산된 플로킹 카펫 타일은 합성수재 재질의 박판 위에 무수히 많은 원사 파일들이 수직상태로 빽빽하게 식모되어 있어서 진드기, 세균의 번식을 방지하며 위생적인 관리가 가능한 장점이 있다.

Description

플로킹 가공 장치 및 이를 이용한 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템과 그 제조방법{Flocking processing apparatus, system for producing functional flocking carpet tiles using the same and the producing method thereof}

본 발명은 플로킹 가공 장치 및 이를 이용한 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 특히 고전압의 정전기를 이용해서 섬유 재질의 기포(基布) 위에 원사 파일들을 수직상태로 조밀하게 세워 식모한 다음 기포의 배면에 합성수지와 섬유재질의 천 소재로 이루어진 박판(薄板)을 형성해 부착시킨 새로운 타입의 기능성 플로킹 카펫 타일을 제조함으로써, 카펫의 구조상 이물질과 유해물이 끼어들거나 진드기, 세균, 곰팡이 등이 서식할 수 있는 공간을 전혀 제공하지 않아 쉽게 청소가 가능하고 위생적인 유지 관리를 보장할 수 있도록 하는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템 및 그 제조 방법과 이를 위한 플로킹 가공 장치에 관한 것이다.

현대 사회의 건물, 주택 등의 내부공간에서 사용되는 실내 바닥재의 중심은 지난 10여 년간 비닐소재에서 나무소재로 이동하였으며, 이제 카펫(carpet) 등과 같은 새로운 고급 바닥소재를 찾아가는 시점이라고 할 수 있다. 카펫은 유럽이나 서구 국가들에서 가장 널리 쓰이는 바닥소재로서, 일반 가정뿐만 아니라 군대, 선박, 철도 등 여러 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 국내에서는 과거에 주택구조가 온돌바닥 중심으로 되어 있는 탓으로 카펫이 그리 활성화되지 못한 형편이었으며, 호텔 등 상업시설에서 주로 롤 카펫(roll carpet)의 형태로 사용되어 왔다.

한편, 최근에는 국내의 사무환경 및 주택환경이 점차 서구화되어감에 따라 우리의 일상 속에서도 점점 카펫의 사용범위가 확대되고 있는데, 이제는 기존에 카펫이 주로 사용되던 사무실, 관공서, 호텔, 예식장 등의 특정 장소에만 국한되지 않고 점차 일반 가정에서까지 카펫을 실내 바닥소재로서 사용하는 사례가 늘고 있는 추세이다.

기존의 카펫들을 형태를 기준으로 해서 분류하면, 예식장, 연회장 등의 바닥에 길게 연장되어 깔리고 롤 형태로 감아 보관할 수 있는 롤 카펫과 호텔 등 상업시설의 룸 내부에 주로 깔리는 시트 형태로 된 타일 카펫으로 분류할 수 있는데, 구조적으로는 모두 원사(실)를 직물 기포에 대고 꿰매서 고정시키는 직조(tufting) 방식으로 제조되어 루프형(loop type)의 구조를 취하고 있었다는 점에서 공통점이 있었다.

도1 및 도2는 종래의 직조 방식으로 제조된 루프형 카펫(600)의 일예를 도시한 것이다. 도1 및 도2에 도시된 종래의 루프형 카펫(600)은 원사(602)를 재봉기의 바늘에 걸어 직물 기포(601)에 대고 꿰매면서 바늘의 반대편에 위치한 루퍼(looper, 미도시)로 원사(602)를 잡아당겨 일정한 길이의 루프(602b) 모양을 만든 것으로서, 전체 원사(602)가 하나로 연결되어 있다. 한편, 기존의 루프형 카펫의 종류 중에는 원사들의 끝 부분이 절단된 경우도 있는데, 이는 나이프가 함께 형성된 루퍼를 이용해서 원사를 잡아당겨 루프(602b)를 만드는 동시에 나이프로 루프의 끝 부분을 끊어 다수개의 짧은 단섬유 파일들(piles)이 기포 위에 고정되도록 한 것으로서, 대개의 경우 실들의 끝 부분이 루프 형태로 굽어져 있었다.

이러한 종래의 루프형 카펫(600)은 원사를 직조 방식에 의해서 기포에 바느질로 고정시킨 것이기 때문에 물리적으로도 단위 면적당 원사파일의 개수가 그리 많을 수가 없어서 원사 파일들의 사이사이에 많은 빈틈들이 존재한다. 그리고 루프형 카펫(600)은 실들의 끝부분이 루프형으로 되어 있거나 혹은 곡선형으로 굽어져 있어서 카펫 표면의 원사설치면(605)이 푹신푹신하고 쿠션감이 좋은 장점은 있지만, 원단과 원사 사이에 빈틈들이 많이 존재하기 때문에 이러한 빈 공간에 각종 먼지와 오염물(유해물), 습기 등이 침투하기 쉽고, 한 번 오염되면 청소가 어려우므로 각종 곰팡이, 세균, 진드기 등의 서식공간이 되어 인체에 매우 유해한 단점이 있었다. 즉, 종래의 루프형 카펫(600)은 원사들 사이의 빈틈에 침투한 유해물질을 청소하기가 곤란하여 비위생적인 상태로 방치될 수밖에 없다는 것이 심각한 문제점으로 지적되었다.

도2는 종래의 루프형 카펫(600)을 진공청소기(500)로 청소하는 장면을 도시한 것으로서, 루프(602b) 사이에 낀 이물질(W)이 잘 빠져나오지 못하는 상황이 도시되어 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 기존의 루프형 카펫(600)은 그 실들(602)의 끝부분들이 루프를 이루고 있거나 혹은 루프형으로 굽어져 있어서 실(602)과 기포(601) 사이에 많은 빈틈들이 존재하며, 이 빈틈들에 먼지 등의 이물질들(W)이 들어가 오염되어 있다. 진공청소기(500)로 이물질(W)을 흡입하려고 하더라도 실들(602)의 사이에 들어가 있는 먼지와 오염물질 등의 이물질들(W)은 쉽게 빨아들여지지 않으므로, 결국 한 번 오염되어 버린 루프형 카펫(600)은 일반적인 청소방법으로는 깨끗하게 청소할 수가 없다. 도2에서 미설명 도면부호 602a는 원사(602)가 기포(601)에 고정된 부분을 가리키며, 500a는 진공청소기(500)의 흡입구이고, 501은 진공청소기(500)의 흡입공기 통로를 가리킨다.

상술한 바와 같이 종래 일반적으로 사용되던 루프형 카펫(600)은 위생 관리상 많은 문제점이 있어서 가정과 사무실의 실내바닥재로 널리 사용되기에는 부족한 점이 많았다. 뿐만 아니라, 기존의 루프형 카펫은 절단시 연결부위를 접착제로 마감하는 방식을 채용하고 있는데, 장기간 사용시 이 연결부위가 손상되어 외관상 좋지 않은 문제를 발생시킬 수 있으며, 손상된 부분을 부분적으로 교체하는 과정에서도 동일한 문제점을 일으킬 수 있었다.

종래의 직조방식에 의한 루프형 카펫의 단점을 해결할 수 있는 새로운 타입의 카펫으로서는, 짧은 원사파일들을 정전기에 의해서 수직으로 세워 직물 원단 위에 식모(植毛)시키는 플로킹 카펫(flocking carpet)이 대안으로 제시되고 있는데, 본 발명은 이러한 플로킹 카펫을 제조함에 있어 직물 원단 위에 원사 파일들을 식모하는 플로킹 가공장치 및 이를 이용한 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템과 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 고전압의 정전기를 이용해서 섬유원단 위에 원사 파일들을 수직상태로 조밀하게 세워 식모한 다음 섬유원단의 배면에 합성수지와 섬유재질의 천 소재로 이루어진 밑판을 형성해 부착시킨 새로운 타입의 기능성 플로킹 카펫 타일을 제조함으로써, 카펫의 구조상 이물질과 유해물이 끼어들거나 진드기, 세균, 곰팡이 등이 서식할 수 있는 공간을 전혀 제공하지 않아 쉽게 청소가 가능하고 위생적인 유지 관리를 보장할 수 있도록 하는 기능성 플로킹 카펫 타일을 제조하는 방법 및 그 제조 시스템과 이를 위한 플로킹 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 플로킹 가공 장치는, 섬유재질의 기포(基布, 300)를 공급하는 기포 공급수단; 상기 기포 공급 수단으로부터 공급되는 기포(300)의 상면에 접착제(33)를 도포하는 접착제 도포수단; 상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하함으로써 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 플로킹 파일 식모수단; 상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 건조수단; 및 상기 건조수단을 통과하여 나온 플로킹 기포(300a)를 롤(roll) 형태로 권취하는 기포 회수수단;을 포함하며, 상기 플로킹 파일 식모수단은, 원사파일들(301)을 기포(300)의 표면에 결합시키는 플로킹 캐빈(flocking cabin, 50)과 상기 플로킹 캐빈(50) 내의 기포(300) 주변 공간에 고전압의 정전기를 인가하는 정전기 발생장치(51)를 포함하고, 상기 플로킹 캐빈(50)은, 상기 기포(300)의 이동경로의 상부에 배치된 원사파일 공급기(52), 및 상기 기포(300)의 이동경로를 따라 그 이동경로의 상하부에 각각 배치된 +극 금속봉들(56a)과 -극 금속봉들(56b);을 포함하며, 상기 원사파일 공급기(52)는, 원사 파일들(301)이 담겨진 적재 공간 내에서 상기 원사파일들(301)의 뭉침을 풀어주는 분쇄롤(53); 상기 적재공간으로부터 하방으로 연장된 공급관(58a, 58b) 내에서 상기 분쇄롤(53)의 하부에 배치되며, 원사파일들(301)을 일정한 양만큼 아래에 내려 보내는 정량 공급롤(54); 상기 정량 공급롤(54)의 하방에 배치되며, 브러시형의 표면을 가지고 원사파일들(301)을 고르게 분포시켜 아래로 투하시키는 브러시 롤(55); 및 상기 브러시 롤(55)의 하방에 배치되며 통공이 형성되어 원사파일들(301)을 아래로 통과시키는 공급망(59);을 포함하고, 상기 정전기 발생장치(51)의 +극 단자는 상기 +극 금속봉들(56a)에 연결되고, 상기 정전기 발생장치의 -극 단자는 상기 -극 금속봉들(56b)에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공되는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템은, 섬유재질의 기포(300)를 공급하는 기포 공급수단; 상기 기포 공급수단으로부터 공급되는 기포(300)의 상면에 접착제(33)를 도포하는 접착제 도포수단; 상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하함으로써 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 플로킹 파일 식모수단; 상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 건조수단; 상기 건조수단을 통과하여 나온 플로킹 기포(300a)를 롤(roll) 형태로 권취하는 기포 회수수단; 롤 형태로 감겨진 상기 플로킹 기포(300a)를 풀어서, 플로킹 처리된 면의 반대 면에 수지용액을 도포하고 박판용 기포를 부착하는 박판 소재 결합수단; 상기 플로킹 기포(300a)를 가열처리함으로써 상기 수지용액을 경화시켜 플로킹 카펫(320)의 박판(310)을 형성하는 열 챔버 수단; 열 챔버 수단을 통과한 상기 플로킹 카펫(320)을 냉각시키는 냉각수단; 및 연속된 상태로 생산된 상기 플로킹 카펫(320)을 필요한 크기로 절단하는 절단수단;을 포함하며, 상기 플로킹 파일 식모수단은, 원사파일들(301)을 기포(300)의 표면에 결합시키는 플로킹 캐빈(50)과 상기 플로킹 캐빈(50) 내의 기포(300) 주변 공간에 고전압의 정전기를 인가하는 정전기 발생장치(51)를 포함하고, 상기 플로킹 캐빈(50)은, 상기 기포(300)의 이동경로의 상부에 배치된 원사파일 공급기(52), 및 상기 기포(300)의 이동경로를 따라 그 이동경로의 상하부에 각각 배치된 +극 금속봉들(56a)과 -극 금속봉들(56b);을 포함하며, 상기 원사파일 공급기(52)는, 원사 파일들(301)이 담겨진 적재 공간 내에서 상기 원사파일들(301)의 뭉침을 풀어주는 분쇄롤(53); 상기 적재공간으로부터 하방으로 연장된 공급관(58a, 58b) 내에서 상기 분쇄롤(53)의 하부에 배치되며, 원사파일들(301)을 일정한 양만큼 아래에 내려 보내는 정량 공급롤(54); 상기 정량 공급롤(54)의 하방에 배치되며, 브러시형의 표면을 가지고 원사파일들(301)을 고르게 분포시켜 아래로 투하시키는 브러시 롤(55); 및 상기 브러시 롤(55)의 하방에 배치되며 통공이 형성되어 원사파일들(301)을 아래로 통과시키는 공급망(59);을 포함하고, 상기 정전기 발생장치(51)의 +극 단자는 상기 +극 금속봉들(56a)에 연결되고, 상기 정전기 발생장치의 -극 단자는 상기 -극 금속봉들(56b)에 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공되는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 방법은, (a) 섬유재질의 기포(300)에 접착제(33)를 도포하는 제1단계; (b) 상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하하여 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 제2단계; (c) 상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 제3단계; (d) 상기 기포(300)의 원사 파일들(301)이 식모되지 않은 면에 수지용액을 도포하고 박판용 기포를 부착하는 제4단계; (e) 수지용액과 박판용 기포가 결합된 상기 기포(300)를 열 챔버에서 가열처리하여 상기 수지용액을 경화시킴으로써, 박판(310)이 있는 플로킹 카펫(320)을 만드는 제5단계; (f) 상기 플로킹 카펫(320)을 냉각시키는 제6단계; 및 (g) 상기 플로킹 카펫(320)을 필요한 크기의 타일 제품들로 절단하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플로킹 가공 장치는 접착력과 안정성 측면에서 매우 우수한 접착제를 기포 위에 도포하고 단섬유의 원사파일들을 뿌려 수직 식모시킴으로써 원사파일들의 식모 밀도를 극대화시킬 수 있으며, 그 결과 원사파일들 사이에 오염물질이 침투할 만한 빈틈이 전혀 존재하지 못할 정도로 원사파일들의 식모작업을 매우 조밀하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조시스템은, 합성수지 재질로 된 연질 타입(soft type)의 박판(薄板) 위에 단섬유의 원사 파일들이 수직상태로 조밀하게 세워져 식모되어 있는 카펫 타일 제품을 안정적으로 대량 생산할 수 있는데, 특히 본 발명의 제조시스템에 의해서 생산된 기능성 플로킹 카펫 타일 제품들은 플로킹된 면이 쉽게 오염되지 않고 물청소가 가능하여 위생적인 관리가 가능할 뿐만 아니라 카펫 타일 자체가 일정한 크기로 되어 있어서 가정과 사무실 및 기타 상업시설의 바닥에 쉽게 설치하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 본 발명은 기존의 루프형 카펫이 가진 위생상 문제점들과 사용상의 불편함들을 완벽히 해결하여 앞으로 모든 건물의 실내 바닥장식재로서 광범위하게 사용될 수 있는 플로킹 카펫 타일 제품의 안정적인 대량생산을 가능하게 한 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 제조된 기능성 플로킹 카펫 타일 제품은 합성수지 재질의 연질 타입으로 된 박판 위에 단섬유 원사파일들이 수직으로 식모되고 그 각개의 원사들이 서로 분리된 상태에서 독립적으로 박판에 고정되어 있기 때문에 타일의 가장자리 부분이 깨끗하게 마감 처리되어 있으며, 그 결과 기존의 루프형 카펫에서 자주 발생했었던 연결부위 손상으로 인한 외관상 하자의 문제를 완벽히 해결한 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따라 제조된 기능성 플로킹 카펫 타일 제품은 일정 크기로 절단된 개개의 타일 형태를 취하고 있기 때문에, 설치 장소의 상황에 따라 복수 개의 플로킹 카펫 타일들을 조합하여 손쉽게 실내 바닥을 장식할 수 있으며, 만일의 경우 카펫 타일에 하자가 발생하더라도 그 하자가 발생한 부분의 플로킹 카펫 타일만을 떼어내 새것으로 교체하면 되므로 유지 보수 등의 사후관리가 매우 용이하다는 장점이 있다.

도1은 종래의 루프형 카펫(600)의 일예를 도시한 것이다.
도2는 종래의 루프형 카펫(600)을 진공청소기(500)로 청소할 때 루프(602b) 사이에 낀 이물질(W)이 잘 빠져나오지 않는 상황을 도시한다.
도3은 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템의 전체 구성을 블록도 형식으로 도시한 것이다.
도4는 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템 중 플로킹 공정설비부(100)의 구성을 도시한 것이다.
도5는 도4에 도시된 플로킹 공정설비부(100)의 구성 중 접착제 도포수단, 플로킹 파일 식모수단 및 원사회수기의 구성을 중점적으로 도시한 것이다.
도6은 도5의 "C" 부분에서의 플로킹된 기포(300a)의 단면 상태를 도시한 것이다.
도7은 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 제조 시스템 중 밑판부착 공정 설비부(110)의 구성을 도시한 것이다.
도8은 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템에 의해서 생산된 플로킹 카펫 타일 제품(330)의 일예를 도시한 것이다.
도9는 도8의 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일(330) 제품을 진공청소기(500)로 청소할 때 플로킹 파일들(301a)의 사이에 낀 이물질들(W)이 쉽게 빠져나와 제거될 수 있는 것을 도시한다.
도10은 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일 제조방법의 순서도이다.
도11은 본 발명에 따라 생산된 기능성 플로킹 카펫 타일(330)의 실제 제품 사진이다.

이하 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 플로킹 가공 장치 및 이를 이용한 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템과 그 제조방법에 관해서 구성 및 작용효과를 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템의 전체 구성을 블록도 형식으로 도시한 것이다. 도3을 참고하면, 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템은 전체적으로 플로킹 공정 설비부(100)와 박판 부착공정 설비부(110)의 2개의 공정으로 크게 나눌 수 있다. 우선, 상기 플로킹 공정 설비부(100)에서는 섬유 재질의 직물 기포 위에 접착제를 도포하고 단섬유의 짧은 원사 파일들을 정전기를 이용해서 수직으로 세워 식모한 다음 건조 경화시키며, 상기 박판 부착공정 설비부(110)에서는 기포의 원사파일들이 식모되지 않은 면(배면)에 합성수지 용액을 도포하고 박판용 기포를 결합한 다음 가열 경화시켜서 라미네이팅(laminating) 방식으로 박판을 형성한다. 그리고 상기 박판 부착공정 설비부(110)의 후단에서 생산되어 나오는 연속적인 형태의 플로킹 카펫은 절단기(20)에 의해서 일정한 크기로 절단되어 검사 및 포장됨으로써 완제품(21)이 된다.

도4는 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템 중 플로킹 공정설비부(100)의 구성을 도시한 것이고, 도5는 도4에 도시된 플로킹 공정설비부(100)의 구성 중 접착제 도포수단, 플로킹 파일 식모수단 및 원사회수기의 구성을 중점적으로 도시한 것이다.

도3 내지 도5를 참고하여 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템 중의 플로킹 공정 설비부(100)의 구성을 자세히 설명한다.

상기 플로킹 공정 설비부(100)의 기포 공급기(1)는 섬유재질의 원단, 즉 기포(300)를 접착제 도포기(2) 및 플로킹 파일 식모장치(5) 쪽으로 연속적으로 공급하며, 접착제 도포기(2)는 접착제 배합ㅇ교반기(3)에서 준비된 접착제(33)를 상기 기포(300) 위에 도포한다. 상기 기포(300)는 기포 공급기(1)에 설치된 기포 롤(1a)로부터 풀려져서 접착제 도포기(2)의 밑을 지나게 되며, 이때 이송롤러들(1b)에 의해서 접착제 도포기(2)로 안내된다.

접착제(33)는 접착제 배합ㅇ교반기(3)의 교반통(30)에 담겨진 상태로 교반되는데, 모터(32)에 연결된 프로펠러들이 회전하면서 접착제(33)의 교반이 이루어진다. 이때 모터(32)는 실린더(31)에 의해서 상하 이동이 가능한 구조로 설치하여 프로펠러들이 접착제 교반통(30)의 상하로 왕복하면서 상층과 중층 및 하층을 고르게 교반하도록 하는 것이 바람직하다. 접착제 교반통(30)안의 접착제(33)는 접착제 공급관(35)을 통해서 접착제 도포기(2)로 이동하며, 이때 접착제(33)는 펌프(34)에 의해서 적정한 압력으로 가압되어 전달되도록 함이 바람직하다.

한편, 이렇게 접착제를 준비하는 동안에는 기포 공급기(1)에 섬유재질의 원단으로 된 기포(300)를 걸어 투입할 준비를 하고, 1차 건조기(7), 히팅 드럼(8, 8a) 및 2차 건조기(9)를 가열시킨다. 이때 1차 건조기(7)의 온도는 100~150℃, 2차 건조기(9)의 온도는 70~150℃, 그리고 히팅 드럼(8, 8a)은 50~95℃로 준비한다.

접착제(33)가 준비되고 1차, 2차 건조기(7, 9) 및 히팅 드럼(8, 8a)의 설정온도 사항이 완료되면, 기포 공급기(1)에서 일정 속도로 기포(300)가 투입되며, 상기 투입되는 기포(300)의 위에는 제1 도포용 나이프(4)를 일정 높이로 고정시켜서 적정량의 접착제가 도포되도록 한다.

상기 제1 도포용 나이프(4)는 기포(300)위에 도포된 접착제(33)를 긁어서 일정한 두께가 되도록 만들며, 이렇게 접착제(33)가 도포된 기포(300)는 플로킹 파일 식모장치(5, 도3)를 통과하면서 원사파일들(301)이 접착제 도포층(33a) 위로 투하되어 수직 식모된다. 도4 및 도5의 도면부호 4a는 상기 접착제 도포기(2)와 제1 도포용 나이프(4)가 설치된 곳의 하방에서 기포(300)를 받쳐주는 받침판을 가리킨다.

플로킹 파일 식모장치(5)는, 접착제(33)가 도포된 기포(300)가 통과하는 플로킹 캐빈(flocking cabin, 50)과 상기 플로킹 캐빈(50)에 5~80 KV의 고전압 정전기를 인가하는 정전기 발생장치(51)로 구성된다. 상기 플로킹 캐빈(50)의 상부에는 원사파일 공급기(52)가 설치되어 있는데, 상기 원사파일 공급기(52)는 미리 0.1~4㎜의 길이로 절단된 상태로 준비되어 있는 단섬유 원사 파일들(piles, 301)을 일정한 양만큼씩 아래로 내려 보내서 기포(300)위의 접착제 도포층(33a)으로 투하하는 역할을 담당한다.

상기 원사 파일들(301)은 10~20 데니어(denier)의 굵기를 가진 것이 바람직하며, 나일론, 인견사(레이온), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), p-페닐렌 테레프탈아미드(p-phenylene terephthalamide, PPT) 등의 다양한 합성수지 섬유 재질을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 여러 가지 사용가능한 재질들 중에서 특히 나일론실을 짧게 잘라서 만든 단섬유 원사 파일들을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 섬유의 실 굵기를 나타내는 단위인 데니어는 일정 무게의 섬유로 얼마만큼의 길이를 뽑아낼 수 있는가를 나타내는 것으로서, 무게가 1 그램(gram)인 원사를 9000m의 길이로 만들었을 때, 그 원사의 굵기를 1 데니어라고 표시한다. 따라서 예를 들어 본 발명에서 사용하는 원사 파일들(301)의 굵기가 10 데니어라는 것은 10그램의 원사를 가지고서 9000m의 길이로 만들었을 때의 원사의 굵기를 의미하는 것이다.

상기 원사파일 공급기(52)는, 상부에 단섬유의 원사파일들(301)을 적재하는 호퍼(52a), 원사 파일들(301)이 담겨진 호퍼(52a) 내에서 상기 원사파일들(301)의 뭉침을 풀어주는 분쇄롤들(53), 상기 호퍼(52a)로부터 하방으로 연장된 2개의 공급관들(58a, 58b) 내에서 상기 분쇄롤(53)의 하부에 각각 배치되며 원사파일들(301)을 일정한 양만큼씩 아래에 내려 보내는 정량 공급롤(54) 및 상기 정량 공급롤(54)의 하방에 배치되어 원사파일들(301)을 좌우로 고르게 분포시켜 아래로 투하시키는 브러시 롤(55)을 포함한다.

그리고 상기 브러시 롤(55)의 아래에는 공급망(59)이 설치되는데, 상기 공급망(59)은 다수개의 통공들이 형성되어 있어서 상기 브러시 롤(55)에서 흩뿌려져 내려오는 원사파일들(301)을 아래로 내려 보낼 수 있다. 한편, 상기 플로킹 캐빈(50) 내에서 기포(300)가 이동하는 경로를 중심으로 그 상방에는 +극 금속봉들(56a)이 설치되고 그 하방에는 -극 금속봉들(56b)이 설치되는데, 상기 +극 금속봉들(56a)에는 정전기 발생장치(51)의 +극 단자로부터 나온 전선(51a)이 연결되고, 상기 -극 금속봉들(56b)에는 정전기 발생장치(51)의 -극 단자로부터 나온 전선(51b)이 연결된다. 따라서 상기 +극 금속봉들(56a)은 +극으로 대전되고, -극 금속봉들(56b)은 -극, 즉 어스(earth)로 된다. 상기 -극 금속봉들(56b)의 바로 위로 기포(300)가 지나가게 되는데, 진동판(57)이 기계적인 진동 운동을 일으켜서 기포(300)를 흔들어주는 동시에 기포(300)의 상하로 정전계가 형성되면, 원사파일 공급기(52)로부터 투하되어 낙하하는 원사 파일들(301)은 양전하로 대전되어서 접착제(33)를 도포한 기포(300)에 달라붙어 기포(300)위에 수직으로 세워지게 된다. 플로킹 캐빈(50) 내에서 기포(300)위에 부착되지 못한 원사 파일들은 배기덕트(401)에 의해 외부로 배출된다.

도4 및 도5에 도시된 플로킹 캐빈(50)의 구조는 다운(down) 방식의 정전 플로킹 가공법을 적용한 것으로서, 이때 원사파일들에 작용하는 힘은 전하와 전계의 힘이 크면 강하게 된다. 전계의 강도는 전압에 비례하고 전극간의 거리에 반비례하므로, 결국 고전압을 가할수록 그리고 상하 전극들(56a, 56b)의 거리가 짧을수록 원사파일들(301)은 보다 강한 힘으로 기포(300)의 접착제층(33a)에 꽂히게 된다. 한편, 원사파일(301)의 전하는 그 파일의 단면적이 커지면 함께 증가하므로, 원사파일의 굵기가 굵을수록 보다 강한 힘으로 접착제층(33a)에 꽂히게 된다.

상기 플로킹 캐빈(50) 안에서 정전기와 진동에 의해 단섬유 원사파일들(301)이 기포(300)의 접착제층(33a)에 식모된 뒤에는, 원사회수기(6)가 미식모(未植毛)된 원사파일들(301)을 흡입 회수하여 배기덕트(6b)로 배출한다(도 4 및 도5 참조). 기포(300)의 이송경로의 하방에는 비트 브러시(beat brush, 6a)가 설치되어 있어서, 비트 브러시(6a)가 회전하면서 기포(300)를 타격하여 미식모된 원사파일들을 털어주고, 송풍기(60)는 고압의 압축공기를 불어 역시 미식모된 원사파일들을 기포(300)로부터 떼어낸다. 도4에서 도면부호 61은 압축공기를 생산하는 압축공기 공급기이고, 62는 압축공기를 송풍기(60)로 전달하는 공급관이며, 400은 배기덕트를 의미한다.

플로킹 파일 식모장치(5, 도3 참조)에서 원사파일들(301)의 식모가 이루어진 플로킹 기포(300a)는 계속해서 1차 건조기(7)와 히팅 드럼(heating drum, 8) 및 2차 건조기(9)를 순차적으로 거치면서 가열 건조되며, 이 과정을 통해서 접착제층(33a)이 경화되어, 상기 식모된 원사파일들(301a)이 기포(300) 상에 단단히 고정되게 된다.

이때, 도5에서 "C"로 표시된 부분에서의 플로킹 기포(300a)의 단면 구조가 도6에 도시되어 있다. 도6을 참고하면, T₁의 두께를 가진 기포(300)의 표면상에 접착제층(33a)이 형성되고, 그 접착제층(33a)에는 P₁의 길이를 가진 단섬유 원사파일들(301a)이 식모되어 있다. 상술한 바와 같이 원사파일들의 길이는 0.1~4㎜의 범위에 속하는 것이 바람직하며, 이 원사파일(301a)은 접착제층(33a) 속에 T₂의 깊이만큼 심어져 있다. 그 결과 플로킹 기포(300a)의 전체 두께는 T₄가 된다. 본 발명에서 상기 플로킹 기포(300a)의 전체 두께(T4)는 0.2~4.5㎜가 바람직하며, 기포(300)의 두께(T₁)은 0.1~2㎜인 것이 바람직하다.

도3 및 도4를 참고하면, 가열 챔버(heating chamber)의 구조로 되어 있는 1차 건조기(7)는 대류 가열 방식으로 작동하며, 100~150℃의 온도로 유지되어서 플로킹 기포(300a)의 접착제층(33a)을 가열 경화시킨다. 1차 건조기(7)는 비교적 고온으로 건조를 진행하며 전체 건조율이 대략 60~70% 수준에 이르도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 1차 건조기(7)는 그 내부의 공기를 대류 가열 방식으로 건조시키는 습식 건조를 수행하는데, 이처럼 습식 건조를 해야 하는 이유는 기포(300)위에 도포된 접착제(33)에 희석제로 사용된 메틸 에틸 케톤(Methyl ethyl ketone, MEK)이 폭발성 물질이라서 만약 직화식 건조장치에서 접착제를 가열시키면 메틸 에틸 케톤이 증발하면서 유증기가 발생하여 화재 및 폭발의 위험이 있기 때문이다. 1차 건조기(7)에는 배기덕트(402)가 설치되어 있어서, 접착제(33)에 포함된 화학물질들이 증발하면서 발생하는 가스들을 외부로 배출할 수 있다.

상기 1차 건조기(7)의 후단에는 히팅 드럼(heating drum, 8)과 보조 히팅 드럼(8a)이 설치되어 있는데, 이들 히팅 드럼들(8, 8a)은 롤러 타입으로 설치되어 회전 가능하며, 플로킹된 기포(300a)를 직접적으로 접촉하면서 가열하고 통과시킨다. 앞서 1차 건조기(7)에서는 대류열을 통한 건조작업이 이루어져 플로킹 기포(300a)의 표면 부분 중 일정두께 정도만 건조되었지만, 직접 가열방식인 히팅 드럼(8)과 보조 히팅 드럼(8a)은 원사파일의 식모가 이루어지지 않은 기포(300)의 배면(背面)으로부터 전도열을 가함으로써 기존에 열의 침투가 미비했던 부분까지 완전히 건조시키게 된다. 한편, 상기 히팅 드럼(8)과 보조 히팅 드럼(8a)은 플로킹 기포(300a)가 장력을 받는 상태에서 그 배면을 직접 접촉하고 가열하므로 일종의 다리미와 같은 기능을 수행하기도 한다. 즉, 처음에 기포(300)가 접착제 도포기(2) 및 플로킹 캐빈(50)으로 투입되는 과정에서 꺾이거나 구겨졌을 수도 있는데, 히팅 드럼(8)과 보조 히팅 드럼(8a)을 지나는 과정에서 이러한 꺾임과 구겨짐이 모두 깨끗하게 펴질 수 있다. 상기 히팅 드럼(8)과 보조 히팅 드럼(8a)의 온도는 50~95℃로 유지하는 것이 바람직하다.

이렇게 1차 건조기(7)와 히팅 드럼들(8, 8a)을 통과한 플로킹 기포(300a)는 2차 건조기(9)로 들어가서 완벽하게 건조된다. 상기 2차 건조기(9)는 1차 건조기(7)와 마찬가지로 대류 가열방식으로 플로킹 기포(300a)를 건조시키는 가열 챔버의 구조로 되어 있으며, 내부 온도를 비교적 저온인 70~150℃로 유지하여 접착제층(33a)의 강도를 더욱 높이는 작업을 진행한다. 2차 건조기(9)에서 최종적인 가열 건조로 접착제층(33a)의 강도를 높이면 그 위에 식모된 원사파일들(301)을 붙잡고 있는 힘이 강해져서 인발강도를 높일 수 있다. 한편, 2차 건조기(9)의 내부 공기는 배기덕트(403)를 통해서 외부로 배출될 수 있으며, 2차 건조기(9)의 전단과 후단에 설치된 흡입후드들(403a, 403b) 역시 배기덕트(400)에 연결되어서 접착제에 포함된 화학물질을 배출하는 역할을 수행한다.

2차 건조기(9)를 통과하여 완전히 건조된 플로킹 기포(300)는 기포 회수기(10)에 의해서 롤(300b) 타입으로 권취된다.

한편, 본 발명의 플로킹 공정(100)에서 사용되는 접착제(33)는 유성 접착제와 수성 접착제를 모두 사용할 수 있다. 유성 접착제는 접착제의 주원료를 유기용제로 희석한 것이고, 수성 접착제는 접착수지 물질을 유화가공(emulsion) 처리해서 물, 알콜 등으로 희석한 것인데, 일반적으로 수성 접착제가 유성 접착제보다 제조하는데 시간이 더 많이 들고 물과 알콜로 희석해서 유해 화학물질의 함량과 배출량이 적은 것으로 알려져 있다.

본 발명의 발명자는 플로킹 공정에서 사용할 접착제(33)의 성분으로서 유성 접착제와 수성 접착제의 2종류를 모두 개발하였는데, 우선 유성 접착제는 접착수지 용액 50～80 중량％, 희석제 5～20 중량％, 경화제 5～30 중량％, 분산제 0.01～5 중량％, 소포제 0.01～0.3 중량％, 계면활성제 0.05～2 중량％ 및 경화촉진제 0.01～0.5 중량％를 포함하고, 이때 상기 접착수지 용액은 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 중의 적어도 어느 하나와 용제를 포함하며, 수지의 고형분 함량은 50～70 중량％이고, 상기 용제는 0 초과～5중량％로 한다.

이 유성 접착제를 제조함에 있어서는, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지 또는 페놀수지의 고형분 함량이 50~70%로 된 접착수지 용액 50~80 중량%을 준비한 다음, 희석제로서 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone, MEK), 톨루엔(toluene) 또는 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF)를 5~20 중량%를 첨가한 후, 경화제로서 이소시아네이트(isocyanate) 또는 디엔부틸(di-n-butyl)을 5~30 중량%로 첨가하며, 이어서 분산제 0.01~5 중량%, 소포제 0.01~0.3 중량%, 계면활성제 0.05~2 중량%로 차례로 첨가한 후 교반기(mixer, 3)에서 5~30분간 교반을 하여준다. 이때 교반기(3)에서 교반하는 속도는 500~1500 rpm으로 하며, 첨가물의 부피를 기준으로 상층에서 하층으로 왕복하면서 교반을 실시하는 것이 바람직하다. 1차 교반이 완료된 후에는, 경화촉진제(촉매)를 0.01~0.5 중량%로 첨가한 후 5분간 1차 교반과 동일한 방법으로 교반하여 준다.

여기서 상기 희석제는 유성 접착제의 점도 조절을 위해 사용하는 물질이며, 상기 경화제로서 사용되는 이소시아네이트 및 디엔부틸은 접착수지에 경화성(굳어짐)의 특성을 부여하는 물질인데, 용제로는 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene) 및 파라자일렌(p-xylene) 계열이 함유되어서는 안 된다. 그리고 상기 경화촉진제는 주석(Sn)계의 화합물을 사용하는데, 접착제의 경화속도를 빠르게 해주는 정촉매의 역할을 담당한다.

한편, 상기 접착제를 수성 접착제 물질로 제작할 경우에는, 정제수 10~25 중량%, 계면활성제 0.01~0.3 중량%, 접착수지 용액 50~80 중량%, 분산제 0.01~7 중량%, 소포제 0.01~2 중량% 및 암모니아수 0.1~2 중량%를 포함하도록 하며, 이때 상기 접착수지 용액은 아크릴 공중합 수지 에멀션(acrylic copolymer resin emulsion), 메타크릴레이트계 공중합 에멀션(methacrylates copolymer emulsion), 폴리비닐 아세테이트 에멀션(polyvinyl acetate emulsion), 폴리비닐 클로라이드 에멀션(polyvinyl chloride emulsion), 스티렌 아크릴로니트릴 공중합 에멀션(styrene acrylonitrile copolymer emulsion), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합 에멀션(ethylene vinyl acetate copolymer emulsion), 폴리비닐 알콜 에멀션(polyvinyl alcohol emulsion), 폴리비닐 파이로라이돈 에멀션(polyvinyl pyrrolidone emulsion) 및 폴리졸(polysol)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하도록 한다.

본 발명에서 상기 수성 접착제의 제조공정을 보다 상세히 설명하면, 우선 정제수 10~25 중량%, 계면활성제 0.01~0.3 중량%, 접착수지 용액 50~80 중량%, 분산제 0.01~7 중량%, 소포제 0.01~2 중량%를 순차적으로 첨가한 후 교반기(3)에서 5~30분간 교반을 실시한다. 이때 교반기(3)의 교반 속도는 500~1000 rpm으로 유지하며, 교반중인 물질의 부피를 기준으로 상층에서 하층으로 왕복하며 교반을 실시하여 주는 것이 바람직하다. 그리고 1차 교반이 완료된 후에는 암모니아수 0.1~2 중량%를 첨가하고 5~10분간 추가로 교반하여 준다.

여기서, 상기 분산제는 4차 암모늄염(quaternary ammonium salt)을 포함한 계면활성 물질로서, 폴리에틸렌 아민 비이온성 계면 활성물질 및 양이온성 계면 활성물질을 포함한 군에서 선택되며, 상기 계면활성제는 알콜 황산 에스테르염, 알킬/알킬아릴술폰산염, 아민염, 4차 암모늄염, 알콜/알킬 페놀, 폴리옥시 에틸렌 및 에테르를 포함한 군에서 선택된다.

도7은 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 제조 시스템 중 박판 부착공정 설비부(110)의 구성을 도시한 것이다. 박판 부착공정 설비부(110)는 플로킹이 완료된 기포(300a)의 배면에 열가소성 수지용액을 이용해서 타일판(박판)을 부착하는 공정을 수행한다.

우선 도3과 도7을 참고하면, 상기 박판 부착공정 설비부(110)는 하부에 컨베이어 벨트(11)가 작동하고 그 위에 플로킹 기포(300a)가 풀려져서 얹힌 상태로 이동하게 된다. 상기 기포 회수기(10)에서 롤 타입으로 감겨졌던 플로킹 기포(300a)는 원사파일(301)이 식모된 면이 아래쪽을 향하도록 하여 컨베이어 벨트(11)에 적재된다. 즉, 플로킹 기포(300a)의 식모되지 않았던 면(배면)이 위로 드러나게 되는데, 이렇게 위로 드러난 플로킹 기포(300a)의 배면에 수지용액들(13a, 15a)을 도포하고 박판용 기포들(14b, 16b)을 합지시킴으로써 라미네이팅 방식으로 박판(310)을 형성한다.

상기 수지용액들(13a, 15a)로서는 후술하는 박판공정용 수지용액을 미리 준비하며, 열 챔버(19)를 미리 예열시켜 둔다. 이렇게 박판공정용 수지용액이 준비되고, 기본 설정사항이 완료되면 플로킹 기포(300a)를 일정속도로 투입하며 제2 및 제3 도포용 나이프들(13b, 15b)을 일정 높이로 세팅하고 수지용액을 도포한다.

우선, 플로킹 기포(300a)의 배면에는 제1수지용액 도포기(13)에 의해 제1수지용액(13a)이 도포되고, 그 다음에 설치된 제2 도포용 나이프(13b)가 제1수지용액(13a)의 두께를 조절한다. 제1수지용액(13a)의 위에는 제1 박판용 기포(14b)가 합지되는데, 상기 제1 박판용 기포(14b)로는 유리섬유 부직포가 사용될 수 있다. 이처럼 유리섬유 부직포를 제1 박판용 기포(14b)로 사용하면 카펫 타일 제품의 강도 유지 및 치수 안정성을 강화시킬 수 있다.

상기 제1 박판용 기포(14b)는 제1 박판용 공급롤(14a)로부터 순차적으로 풀려져서 공급되며, 이렇게 합지된 제1 박판용 기포(14b)의 위에는 다시 제2수지용액 도포기(15)에서 공급되는 제2수지용액(15a)이 도포된다. 제2수지용액 도포기(15)의 다음에 설치된 제3 도포용 나이프(15b)는 제2수지용액(15a)의 두께를 조절하며, 이어서 제2 박판용 기포(16b)가 결합된다.

제2 박판용 기포(16)로는 일반 프린팅 부직포를 사용하는 것이 바람직한데, 이 프린팅 부직포에는 카펫 타일의 생산업체, 시공방법 등에 관한 표시를 인쇄할 수 있으므로, 이러한 안내사항에 의해서 차후 구매자나 시공자의 편의를 도울 수 있는 장점이 있다. 상기 제2 박판용 기포(16)는 제2 박판용 공급롤(16a)로부터 순차적으로 풀려져서 공급된다.

이렇게 플로킹 기포(300a)의 배면에 총 2개 층으로 열가소성 수지용액의 도포가 이루어져야 하므로, 상기 제2 도포용 나이프(13b)와 제3 도포용 나이프(15b)의 높이는 박판을 형성할 두께에 맞추어 미리 적절하게 조절해 두며, 플로킹 기포(300a)를 건조시킬 열 챔버(18)는 미리 20~30분 전부터 예열해 둠으로써 열평형을 맞춰두도록 한다.

본 발명의 박판 부착공정에서 사용하는 제1수지용액(13a)과 제2수지용액(15a)은 동일하게 조제된 박판공정용 합성수지 용액을 사용할 수 있는데, 상기 박판공정용 합성수지 용액은 열가소성 수지 10~25 중량%, 가소제 7~20 중량%, 충진제 40~74 중량%, 연소억제제 5~20 중량%, 열 안정제 0.5~3 중량%, 산화방지제 0.01~0.1 중량%, 자외선 흡수제 0.03~1.0 중량%, 착색제 0.1~0.3 중량%, 점도저하제 0.5~1.5 중량%, 계면활성제 0.5~1.5 중량%, 소포제 1~3 중량%, 제습제 1~5 중량%를 포함하며, 이때 상기 열가소성 수지는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리비닐 파이로라이돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral), 폴리비닐 포르몰(polyvinyl formal) 및 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하도록 한다. 본 발명에서는 박판 공정용 합성수지 용액을 만드는데 연질의 연질의 열가소성 수지를 이용하며, 경질의 수지는 강도나 접착력은 강력하지만 나중에 카펫 타일을 취급하거나 시공할 때 불편한 단점이 있다.

상기 박판공정용 수지용액을 준비하는 과정을 보다 상세히 설명하면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 파이로라이돈, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르몰 및 폴리 메틸 메타크릴레이트 중에서 선택된 열가소성 수지는 전체 수지용액 총량의 10~25 중량%가 투입되며, 가소제로는 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 부틸 벤질프탈레이트(butyl benzyl phthalate), 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate), 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate) 및 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 중에서 선택되어 총량의 7-20 중량%가 투입된다. 그리고 충진제는 이산화티탄(TiO₂), 탄산칼슘(CaCO₃) 및 산화칼슘(CaO) 중에서 선택하며, 총량의 40-74 중량%를 투입하고, 연소억제제는 수산화마그네슘(MgOH), 수산화알루미늄(Al(OH)₃) 등 수산기(-OH)를 가진 제품 중에서 선택하고 총량의 5~20 중량%를 첨가한다.

여기서, 상기 충전제를 혼입하는 목적은 섬유강화 플라스틱(fiber-reinforced plastic, FRP)처럼 성형품의 강도, 외관 등의 물성을 개량할 목적으로 첨가하는 경우와 증량하여 원가를 줄이려는 빌더(builder)의 목적으로 첨가하는 경우가 있다. 충전제로는 일반적으로 목분, 셀룰로스(cellulose) 및 유리섬유 등이 많이 사용되어지고 있으나, 본 발명의 열가소성 수지에는 충전제를 가하면 기계적 강도가 저하되기 때문에 섬유질 이외에는 많이 첨가하지 않는 것이 바람직하다.

그리고 상기 연소억제제는 카펫 타일 제품의 불연화 및 난연화를 위해서 첨가하는 것으로, 염소함유 화합물, 프탈산계 화합물, 인산계 화합물을 사용하거나 또는 고분자 물질의 분자 일부에 염소를 가하여 만든 염소화 폴리에틸렌을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 특히 수산기(-OH)를 가진 연소억제제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 연소억제제는 플로킹 카펫 타일이 만일의 경우 화재를 당했을 때 발생되는 열에 의해서 분해되어 물을 생성함으로써 연기가 발생하는 것을 억제하며, 화재면의 확대를 억제하는 기능을 수행하게 된다.

박판공정용 수지용액을 만드는데 들어가는 기타 첨가제로는 열 안정제 0.5~3 중량%, 산화방지제 0.01~0.1 중량%, 자외선 흡수제 0.03~1 중량%, 착색제 0.1~0.3 중량%, 점도저하제 0.5~1.5 중량%, 계면활성제 0.5~1.5 중량%, 소포제 1~3 중량%, 제습제 1~5 중량%를 첨가하며, 이들 첨가제까지 혼합한 후 1시간에서 1시간 30분간 500~1000 rpm의 속도로 교반을 진행한다.

이때, 상기 열안정제는, 금속원소가 함유된 유기 화합물로서의 스테아르산 납, 라우르 산 카드뮴, 라시놀레인산 바륨 등 유기산 중금속염과 알칼리토 금속염을 포함한 군에서 선택하여 사용할 수 있다. 그리고 산화방지제는 플로킹 카펫 타일에 포함된 플라스틱이 공기 중의 산소와 반응하여 유리라디칼이 연쇄적으로 발생하는 현상을 차단하기 위한 것으로서, 알킬페닐류, 아민류 및 퀴논류 등의 물질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 자외선 흡수제는 플라스틱 성형품이 자외선에 의한 광열화 작용으로 분해되는 것을 방지하는 것으로서 300-400㎚의 유해한 자외선을 흡수하여 열로 변환시키는 기능을 수행하는데, 살리실산에스테르 또는 벤젠산에스테르를 사용할 수 있다. 그리고 상기 착색제는 카펫 타일 박판의 착색을 위하여 안료 및 염료로서 사용되는 것으로서, 이때 안료로는 카본 블랙, 티탄 화이트, 크롬 옐로우 등을 사용할 수 있으며, 염료로는 오일 옐로우, 오일 블루, 오일 레드 같은 유용성 염료를 사용할 수 있다. 상기 제습제는, 장마철 등 습기가 많을 시 수지용액 자체가 흡습하여 기포와 수지 간의 접착이 원활히 이루어지지 않을 가능성을 차단하기 위하여 첨가하는 것으로서, 실리카겔, 염화칼슘 및 벤토나이트계 중에서 선택하는 것이 바람직하다. 상기 소포제는 합성수지 용액 내의 기포를 제거하기 위해 사용되는 것으로서 디카노익 산(decanoic acid), 로릭 산(lauric acid), 미리스틱 산(myristic acid), 파미틱 산(palmitic acid), 스테아릭 산(stearic acid), 올레익 산(oleic acid), 미네랄 오일(mineral oil), 옥시스테아린(oxystearine), 디메틸 폴리실록산(dimethyl polysiloxane), 이산화실리콘(silicon dioxide), 모노스테아린산 소르비탄(sorbitan monostearate) 및 실리콘 수지(silicon resin) 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

플로킹 기포(300a)는 그 배면에 제1 및 제2 수지용액들(13a, 15a)과 제1 및 제2 박판용 기포들(14b, 16b)이 적층된 상태에서 열 챔버(18)로 들어가서 가열 건조 처리되는데, 이때 열 챔버(18)의 가공온도는 130~195℃로 유지한다. 상기 제1 및 제2수지용액들(13a, 15a)을 구성하는 열가소성 수지의 열 분해온도가 대체적으로 열 챔버(18)의 가공온도와 비슷하므로, 열 챔버(18)의 가열 건조 공정 중에 열가소성 수지들이 열 분해되는 것을 방지하기 위해서 상기 제1 및 제2수지용액들(13a, 15a)에는 열 안정제를 반드시 투입하여야 한다. 그리고 열 챔버(18)의 내부에는 환풍시설을 설치해서 가열 건조 과정 중에 발생되는 화학물질 가스들을 외부로 배출하도록 한다.

상기 제1수지용액(13a)과 제2수지용액(15a)은 적어도 1㎜ 이상의 두께로는 도포될 뿐만 아니라 그 사이에 제1 및 제2박판용 기포들(14b, 16b)이 결합되어 있기 때문에 이러한 수지용액들(13a, 15a)을 건조시키는 데는 상당한 시간이 필요하다. 따라서 상기 열 챔버(18)는 대략 10m 이상의 길이를 가지는 대형 설비로서 제작되는 것이 바람직하며, 그 내부도 각각 독립된 복수 개의 내부 건조공간들을 포함하도록 하는 것이 좋다. 본 발명에서는 열 챔버(18)의 내부 구성을 제1건조공간(18a), 제2건조공간(18b) 및 제3건조공간(18c)으로 나누어 구성하였으며, 각 건조공간들(18a, 18b, 18c)의 온도는 130~195℃의 온도범위에서 각기 다르게 설정될 수 있다.

열 챔버(18)를 통과한 플로킹 기포(300a)는 이제 합성수지 재질의 박판(320)이 부착된 플로킹 카펫(320)으로 되는데, 냉각기(19)에서 열가소성 수지를 냉각시킨 후 절단기(20)에 의해 일정 크기로 절단됨으로써 플로킹 카펫 타일 제품으로 완성된다. 상기 절단기(20)에서 플로킹 카펫(320)을 절단하는 크기는 자유롭게 설정할 수 있으나, 플로킹 카펫 타일 제품으로서 범용적으로 사용되도록 하기 위해서는 예를 들어 가로 세로 50㎝ 크기의 정사각형 모양으로 일정하게 자르는 것이 바람직하다.

도7에서 도면부호 11a는 컨베이어 벨트(11)를 구동하는 구동롤러들이며, 19a는 플로킹 카펫(320)을 눌러주는 압착롤러이고, 20a는 절단기(20)의 전단에서 플로킹 카펫(320)을 잡아주는 프레스 롤러이다. 상기 절단기(20)로서는 프레스 커팅기를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 도7의 확대도에 표시된 도면부호 13a′는 제1수지용액(13a)이 적층된 제1박판수지층을 가리키며, 도면부호 15a'는 제2수지용액(15a)이 적층된 제2박판수지층을 가리킨다.

도8은 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템에 의해서 생산된 플로킹 카펫 타일 제품(330)의 일예를 도시한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 기능성 플로킹 카펫 타일 제품(330)은 상면에 플로킹된 단섬유 원사파일들(301a)이 매우 조밀하게 식모되어 있으며, 그 밑에는 합성수지 재질의 박판(310)이 일체형으로 결합되어 있다. 즉, 상기 박판(310)은 제1박판수지층(13a′), 제1 박판용 기포(14b), 제2박판수지층(15a′) 및 제 2박판용 기포(16b)가 일체형으로 결합된 상태로 구성되어 있다.

도9는 도8의 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일(330) 제품을 진공청소기(500)로 청소할 때 플로킹 파일들(301a)의 사이에 낀 이물질들(W)이 쉽게 빠져나와 제거될 수 있는 것을 도시한다. 앞서 도1 및 도2에서 설명한 기존의 루프형 카펫(600)은 루프형 원사들(602) 사이의 공간으로 먼지 등의 이물질(W)이 들어가서 고착되므로 진공청소기(500)로 청소하더라도 이물질(W)을 쉽게 제거할 수 없었으나, 본 발명에 의해 제조된 플로킹 카펫 타일(330)은 원사파일들(301a)이 매우 조밀한 간격으로 식모되어 있어서 그 사이의 빈틈이 아예 존재하지 않을 뿐만 아니라, 설령 빈틈이 있다손 치더라도 모든 원사파일들(301a)이 바늘 타입으로 수직으로 서 있기 때문에 그 원사파일들(301a)의 사이에 낀 이물질(W)이 쉽게 제거될 수 있다.

이처럼 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템에 의해서 제조된 플로킹 타일 제품은 외부의 오염을 잘 방지하고 물청소 및 진공청소기에 의한 청소가 손쉽게 가능하므로 항상 위생적으로 유지 관리될 수 있는 장점이 있다.

도10은 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일 제조방법의 순서도이다. 도3 내지 도7에서 설명된 본 발명의 기능성 플로킹 카펫 타일 제조 시스템을 제조방법의 측면에서 설명하면, 크게 플로킹 가공 공정(S1 내지 S6 단계들)과 박판 부착공정(S11 내지 S17 단계들)으로 나눌 수 있다.

섬유재질의 원단을 기포(基布, 300)로 준비하고 이를 기포 공급기(1)를 통해 투입한 다음(S1 단계), 상기 기포(300) 위에 접착제(33)를 도포하고(S2 단계) 플로킹 캐빈(50)에서 정전기를 이용하여 원사파일들(301)을 접착제층 위에 식모한다(S3 단계).원사파일들(301)이 식모된 기포(300)는 대류 가열 방식의 1차 건조기(7)에서 100~150℃의 고온으로 건조된 다음(S4 단계), 직접 가열 방식의 히팅 드럼(8)을 거치며, 이어 대류 가열 방식의 2차 건조기(9)에서 70~150℃의 비교적 저온으로 최종 가열처리된다(S5 단계). 이때, 상기 1차 건조기(7)와 2차 건조기(9)는 가열 챔버의 구조로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 히팅 드럼(8)은 마치 다리미처럼 플로킹 기포(300a)의 배면을 직접 접촉하여 전도열에 의해서 기포(300)의 접착제를 경화시키는데, 히팅 드럼(8)의 온도는 50~95℃로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 1차 건조과정(S4 단계) 및 2차 건조과정(S5 단계)을 거치면서 접착제의 경화가 완료된 플로킹 기포(300a)는 기포 회수기(10)에서 롤 형태로 권취하여 회수한다(S6 단계).

이처럼 플로킹 가공 공정을 마치고 난 후에는, 플로킹된 기포(300a)의 식모되지 않은 면(배면)이 위로 놓이도록 하여 컨베이어 벨트(11)위에 적재한 다음(S11 단계), 그 배면에 열가소성 수지를 포함한 제1수지용액(13a)을 도포한다(S12 단계). 이어서 제1수지용액(13a)의 도포층 위에 제1 박판용 기포(14b)를 붙인 다음(S13 단계), 역시 열가소성 수지를 포함한 제2수지용액(15a)을 도포하고(S14 단계), 그 위에 제2 박판용 기포(16b)를 붙인다(S15 단계). 이렇게 제1 및 제2수지용액들(13a, 15a)과 제1 및 제2 박판용 기포들(14b, 16b)이 결합된 뒤에는 열 챔버(18)에서 130~195℃의 온도로 가열하여 상기 수지용액들(13a, 15a)을 경화시키며(S16 단계), 이후 냉각기(19)에서 냉각한다(S17 단계). 이렇게 해서 한쪽 면에는 식모된 원사파일들(301a, 도7 참조)이 존재하고, 반대 면에는 합성수지 재질의 박판(310)이 일체형으로 결합된 플로킹 카펫(320, 도7 참조)이 완성되는데, 이 연속된 형태의 플로킹 카펫(320)은 절단기(20)에서 소정의 크기로 절단되어(S18 단계), 플로킹 타일 제품(330, 도8)으로 완성된다(S19 단계).

도11은 본 발명에 따라 생산된 기능성 플로킹 카펫 타일(330)의 실제 제품 사진이다. 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일 제품은 실제 두께가 3~10㎜이고 가로 세로의 길이가 각각 50㎝인 정사각형의 제품이므로, 실제로 플로킹 카펫을 깔려고 하는 공간의 크기 및 모양에 맞추어서 쉽게 타일들을 조립해서 깔 수 있다. 도11에서 도면부호 331은 플로킹 카펫 타일 제품(330)의 표면을 의미하는데, 이 표면에는 기존이 루프형 카펫보다 파일의 집적밀도가 10배 이상 높은 8,000만개/㎡ 개의 고밀도로 원사파일들(301a)이 식모되어 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플로킹 가공 장치는 접착력과 안정성 측면에서 매우 우수한 접착제를 기포 위에 도포하고 단섬유의 원사파일들을 뿌려 수직 식모시킴으로써 원사파일들의 식모 밀도를 극대화시킬 수 있으며, 그 결과 원사파일들 사이에 오염물질이 침투할 만한 빈틈이 전혀 존재하지 못할 정도로 원사파일들의 식모작업을 매우 조밀하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따른 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조시스템과 제조방법은, 합성수지 재질로 된 연질 타입의 박판 위에 단섬유의 원사 파일들이 수직상태로 조밀하게 세워져 식모되어 있는 카펫 타일 제품을 안정적으로 대량 생산할 수 있으므로 플로킹 카펫 타일의 일반화에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따라 기능성 플로킹 카펫 타일 제품은 연질 합성수지 박판 위에 단섬유 원사파일들이 수직으로 식모되고 그 각개의 원사들이 서로 분리된 상태에서 독립적으로 박판에 고정되어 있기 때문에 타일의 가장자리 부분이 깨끗하게 마감 처리되므로, 기존의 루프형 카펫에서 자주 발생했었던 연결부위 손상으로 인한 외관상 하자의 문제를 완벽히 해결하는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따라 제조된 기능성 플로킹 카펫 타일 제품은 일정 크기로 절단된 개개의 타일 형태를 취하고 있기 때문에, 설치 장소의 상황에 따라 복수 개의 플로킹 카펫 타일들을 조합하여 손쉽게 실내 바닥을 장식할 수 있으며, 만일의 경우 카펫 타일에 하자가 발생하더라도 그 하자가 발생한 부분의 플로킹 카펫 타일만을 떼어내 새것으로 교체하면 되므로 유지 보수 등의 사후관리가 매우 용이하다.

결과적으로 본 발명은 가정, 사무실 기타 상업시설 등의 모든 실내공간에서 편리하고 위생적으로 사용될 수 있는 새로운 바닥장식재를 제공함으로써 국민 모두가 일상생활 속에서 좀 더 건강한 생활을 영위할 수 있도록 도움을 주며, 특히 유지 및 보수비용을 최소화하여 경제적인 이점도 안겨주는 장점이 있다.

1: 기포(基布) 공급기 1a: 기포 롤
1b, 1c: 이송롤러 2: 접착제 도포기
3: 접착제 배합ㅇ교반기
4: 제1 도포용 나이프(coating knife)
4a: 받침판 5: 플로킹 파일 식모장치
6: 원사 회수기 6a: 비트 브러시(beat brush)
6b: 배기덕트 7: 1차 건조기
8: 히팅드럼(heating drum) 8a: 보조 히팅드럼
9: 2차 건조기 10: 기포 회수기
11: 컨베이어 벨트 11a, 11b: 구동롤러
12: 플로킹된 기포 투입기 13: 제1수지용액 도포기
13a: 제1수지용액 13a′: 제1박판수지층
13b: 제2 도포용 나이프 14: 제1 박판용 기포 공급기
14a: 제1 박판용 기포 공급롤 14b: 제1 박판용 기포
14c: 제1합지롤러 15: 제2수지용액 도포기
15a: 제2수지용액 15a′: 제2박판수지층
15b: 제3 도포용 나이프
16: 제2 박판용 기포 공급기 16a: 제2 박판용 기포 공급롤
16b: 제2 박판용 기포 17: 합지부
17a: 합지롤러 18: 열 챔버(heat chamber)
18a: 제1건조공간 18b: 제2건조공간
18c: 제3건조공간 19: 냉각기
19a: 압착롤러 20: 절단기(press)
20a: 프레스 롤러 21: 플로킹 카펫 타일 완제품
30: 접착제 교반통 31: 실린더
32: 모터 33: 접착제
33a: 접착제 도포층 34: 펌프
35: 접착제 공급관 50: 플로킹 캐빈(flocking cabin)
51: 정전기 발생장치 51a, 51b: 전선
52: 원사파일 공급기 52a: 호퍼
53: 분쇄롤 54: 정량 공급롤
55: 브러시 롤(brush roll) 56a: +극 금속봉
56b: -극 금속봉 57: 진동판
58a: 제1공급관 58b: 제2공급관
59: 공급망 60: 송풍기
61: 압축공기 공급기 62: 공기관
100: 플로킹 공정 설비부 110: 박판 부착공정 설비부
120: 박판 소재 결합부 300: 기포(基布)
300a: 플로킹된 기포 300b: 권취된 플로킹 기포 롤
301: 원사파일(pile) 301a: 식모(植毛) 파일
310: 플로킹 카펫 박판(薄板) 320: 플로킹 카펫
330: 플로킹 카펫 타일 331: 표면
400, 401, 402, 403: 배기덕트 403a, 403b: 흡입후드
500: 진공청소기 501: 흡입공기 통로
500a: 흡입구 600: 루프형(loop type) 카펫
601: 기포(基布) 602: 원사(原絲)
602a: 실 고정부 602b: 루프
605: 원사 설치면 W: 이물질

Claims

섬유재질의 기포(基布, 300)를 공급하는 기포 공급수단;
상기 기포 공급 수단으로부터 공급되는 기포(300)의 상면에 접착제(33)를 도포하는 접착제 도포수단;
상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하함으로써 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 플로킹 파일 식모수단;
상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 건조수단; 및
상기 건조수단을 통과하여 나온 플로킹 기포(300a)를 롤(roll) 형태로 권취하는 기포 회수수단;을 포함하며,
상기 플로킹 파일 식모수단은, 원사파일들(301)을 기포(300)의 표면에 결합시키는 플로킹 캐빈(flocking cabin, 50)과 상기 플로킹 캐빈(50) 내의 기포(300) 주변 공간에 고전압의 정전기를 인가하는 정전기 발생장치(51)를 포함하고,
상기 플로킹 캐빈(50)은, 상기 기포(300)의 이동경로의 상부에 배치된 원사파일 공급기(52), 및 상기 기포(300)의 이동경로를 따라 그 이동경로의 상하부에 각각 배치된 +극 금속봉들(56a)과 -극 금속봉들(56b);을 포함하며,
상기 원사파일 공급기(52)는,
원사 파일들(301)이 담겨진 적재 공간 내에서 상기 원사파일들(301)의 뭉침을 풀어주는 분쇄롤(53);
상기 적재공간으로부터 하방으로 연장된 공급관(58a, 58b) 내에서 상기 분쇄롤(53)의 하부에 배치되며, 원사파일들(301)을 일정한 양만큼 아래에 내려 보내는 정량 공급롤(54);
상기 정량 공급롤(54)의 하방에 배치되며, 브러시형의 표면을 가지고 원사파일들(301)을 고르게 분포시켜 아래로 투하시키는 브러시 롤(55); 및
상기 브러시 롤(55)의 하방에 배치되며 통공이 형성되어 원사파일들(301)을 아래로 통과시키는 공급망(59);을 포함하고,
상기 정전기 발생장치(51)의 +극 단자는 상기 +극 금속봉들(56a)에 연결되고, 상기 정전기 발생장치의 -극 단자는 상기 -극 금속봉들(56b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 플로킹 가공 장치.
제1항에 있어서, 상기 접착제(33)는, 접착수지 용액 50～80 중량％, 희석제 5～20 중량％, 경화제 5～30 중량％, 분산제 0.01～5 중량％, 소포제 0.01～0.3 중량％, 계면활성제 0.05～2 중량％ 및 경화촉진제 0.01～0.5 중량％를 포함하며,
상기 접착수지 용액은 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 중의 적어도 어느 하나와 용제를 포함하고, 수지의 고형분 함량은 50～70 중량％이며, 상기 용제는 0 초과～5중량％를 포함한 것을 특징으로 하는 플로킹 가공 장치.
제1항에 있어서, 상기 접착제(33)는, 정제수 10~25 중량%, 계면활성제 0.01~0.3 중량%, 접착수지 용액 50~80 중량%, 분산제 0.01~7 중량%, 소포제 0.01~2 중량% 및 암모니아수 0.1~2 중량%를 포함하고,
상기 접착수지 용액은 아크릴 공중합 수지 에멀션(acrylic copolymer resin emulsion), 메타크릴레이트계 공중합 에멀션(methacrylates copolymer emulsion), 폴리비닐 아세테이트 에멀션(polyvinyl acetate emulsion), 폴리비닐 클로라이드 에멀션(polyvinyl chloride emulsion), 스티렌 아크릴로니트릴 공중합 에멀션(styrene acrylonitrile copolymer emulsion), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합 에멀션(ethylene vinyl acetate copolymer emulsion), 폴리비닐 알콜 에멀션(polyvinyl alcohol emulsion), 폴리비닐 파이로라이돈 에멀션(polyvinyl pyrrolidone emulsion) 및 폴리졸(polysol)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플로킹 가공 장치.
제1항에 있어서, 상기 건조수단은,
상기 플로킹 캐빈(50)의 다음에 배치되며 대류 가열 방식으로 작동하는 1차 건조기(7);
상기 1차 건조기(7)를 통과하여 나온 플로킹 기포(300a)를 직열 방식으로 가열 건조시키는 히팅 드럼(heating drum, 8); 및
상기 히팅 드럼(8)을 통과한 플로킹 기포(300a)를 대류 가열방식으로 건조시키는 2차 건조기(9);를 포함하며,
상기 1차 건조기(7)의 온도는 100~150℃로 유지되고, 상기 히팅 드럼(8)의 온도는 50~95℃로 유지되며, 상기 2차 건조기(9)의 온도는 70~150℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 플로킹 가공 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 플로킹 파일 식모수단과 상기 건조수단의 사이에서 상기 기포(300)의 이동경로의 상방에 설치된 원사 회수기(6);
상기 기포(300)의 이동경로의 하방에 배치되어 기포(300)를 타격함으로써 상기 접착제층(33a)에 미부착된 원사 파일들(301)을 털어주는 비트 브러시(beat brush, 6a); 및
상기 기포(300)의 상방에서 원사 파일들(301)이 부착된 표면을 향하여 압축공기를 불어주는 송풍기(60);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플로킹 가공 장치.
섬유재질의 기포(300)를 공급하는 기포 공급수단;
상기 기포 공급수단으로부터 공급되는 기포(300)의 상면에 접착제(33)를 도포하는 접착제 도포수단;
상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하함으로써 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 플로킹 파일 식모수단;
상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 건조수단;
상기 건조수단을 통과하여 나온 플로킹 기포(300a)를 롤(roll) 형태로 권취하는 기포 회수수단;
롤 형태로 감겨진 상기 플로킹 기포(300a)를 풀어서, 플로킹 처리된 면의 반대 면에 수지용액을 도포하고 박판용 기포를 부착하는 박판 소재 결합수단;
상기 플로킹 기포(300a)를 가열처리함으로써 상기 수지용액을 경화시켜 플로킹 카펫(320)의 박판(310)을 형성하는 열 챔버 수단;
열 챔버 수단을 통과한 상기 플로킹 카펫(320)을 냉각시키는 냉각수단; 및
연속된 상태로 생산된 상기 플로킹 카펫(320)을 필요한 크기로 절단하는 절단수단;을 포함하며,
상기 플로킹 파일 식모수단은, 원사파일들(301)을 기포(300)의 표면에 결합시키는 플로킹 캐빈(50)과 상기 플로킹 캐빈(50) 내의 기포(300) 주변 공간에 고전압의 정전기를 인가하는 정전기 발생장치(51)를 포함하고,
상기 플로킹 캐빈(50)은, 상기 기포(300)의 이동경로의 상부에 배치된 원사파일 공급기(52), 및 상기 기포(300)의 이동경로를 따라 그 이동경로의 상하부에 각각 배치된 +극 금속봉들(56a)과 -극 금속봉들(56b);을 포함하며,
상기 원사파일 공급기(52)는,
원사 파일들(301)이 담겨진 적재 공간 내에서 상기 원사파일들(301)의 뭉침을 풀어주는 분쇄롤(53);
상기 적재공간으로부터 하방으로 연장된 공급관(58a, 58b) 내에서 상기 분쇄롤(53)의 하부에 배치되며, 원사파일들(301)을 일정한 양만큼 아래에 내려 보내는 정량 공급롤(54);
상기 정량 공급롤(54)의 하방에 배치되며, 브러시형의 표면을 가지고 원사파일들(301)을 고르게 분포시켜 아래로 투하시키는 브러시 롤(55); 및
상기 브러시 롤(55)의 하방에 배치되며 통공이 형성되어 원사파일들(301)을 아래로 통과시키는 공급망(59);을 포함하고,
상기 정전기 발생장치(51)의 +극 단자는 상기 +극 금속봉들(56a)에 연결되고, 상기 정전기 발생장치의 -극 단자는 상기 -극 금속봉들(56b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템.
제6항에 있어서, 상기 박판 소재 결합수단은,
상기 플로킹 기포(300a)를 싣고서 연속적으로 이송하며, 상기 플로킹 기포(300a)의 원사 파일(301) 식모된 부분이 아래쪽을 향하여 벨트 면과 접촉하고 있는, 컨베이어 벨트(11);
상기 플로킹 기포(300a)의 배면에 제1수지용액(13a)을 도포하는 제1수지용액 도포기(13);
상기 제1수지용액(13a)의 두께를 조절하는 제2 도포용 나이프(13b);
제1박판수지층(13a′) 위에 제1 박판용 기포(14b)를 합지시키는 제1 박판용 기포 공급기(14);
상기 제1 박판용 기포(14b) 위에 제2수지용액(15a)을 도포하는 제2수지용액 도포기(15);
상기 제2수지용액(15a)의 두께를 조절하는 제3 도포용 나이프(15b); 및
제2박판수지층(15a′) 위에 제2 박판용 기포(16b)를 합지시키는 제2 박판용 기포 공급기(16);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 수지용액은 열가소성 수지 10~25 중량%, 가소제 7~20 중량%, 충진제 40~74 중량%, 연소억제제 5~20 중량%, 열 안정제 0.5~3 중량%, 산화방지제 0.01~0.1 중량%, 자외선 흡수제 0.03~1.0 중량%, 착색제 0.1~0.3 중량%, 점도저하제 0.5~1.5 중량%, 계면활성제 0.5~1.5 중량%, 소포제 1~3 중량%, 제습제 1~5 중량%를 포함하며,
상기 열가소성 수지는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리비닐 파이로라이돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral), 폴리비닐 포르몰(polyvinyl formal) 및 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템.
제6항에 있어서, 상기 열 챔버 수단은 130~195℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 시스템.
(a) 섬유재질의 기포(300)에 접착제(33)를 도포하는 제1단계;
(b) 상기 기포(300)에 대해 고전압의 정전기를 인가한 상태에서 상기 기포(300)의 상방으로부터 길이 0.1~4㎜의 원사 파일들(301)을 투하하여 상기 기포(300)의 접착제층(33a)에 원사 파일들(301)을 직립한 상태로 심는 제2단계;
(c) 상기 원사 파일들(301)이 식모된 기포(300)를 가열하여 상기 접착제층(33a)을 경화 건조시키는 제3단계;
(d) 상기 기포(300)의 원사 파일들(301)이 식모되지 않은 면에 수지용액을 도포하고 박판용 기포를 부착하는 제4단계;
(e) 수지용액과 박판용 기포가 결합된 상기 기포(300)를 열 챔버에서 가열처리하여 상기 수지용액을 경화시킴으로써, 박판(310)이 있는 플로킹 카펫(320)을 만드는 제5단계;
(f) 상기 플로킹 카펫(320)을 냉각시키는 제6단계; 및
(g) 상기 플로킹 카펫(320)을 필요한 크기의 타일 제품들로 절단하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기능성 플로킹 카펫 타일의 제조 방법.