KR101794033B1 - 엠보싱 형상을 갖는 멜트블로운 부직포 제조장치 - Google Patents

엠보싱 형상을 갖는 멜트블로운 부직포 제조장치 Download PDF

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KR101794033B1
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Abstract

본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치는 입자상의 열가소성 고분자 수지(RS)를 가열하여 용융시키는 압출기(100, extruder)와, 용융된 고분자 수지를 소정 압력으로 이송시키는 기어펌프(200, gear pump)와, 고압가열 공기(Air)를 분사시켜 용융된 고분자 수지를 멜트블로운 웹(melt blown fibre web)으로 변환하여 방사시키는 방사기(300)와, 방사된 포집된 멜트블로운 웹을 포집하고 포집된 멜트블로운 웹을 상호 부착하여 부직포를 형성하는 상부 메쉬망 이송부(400) 및 하부 메쉬망 이송부(500)와, 부직포를 권취하는 귄취 롤러(600)와, 상기 방사기로부터 분사되는 고압가열 공기를 흡입하는 흡입기(700)를 포함하고, 상부 메쉬망 이송부(400)는 한 쌍의 상부 이송롤러(400a, 400b)와, 상부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 상부 메쉬망(400m)으로 이루어지며, 하부 메쉬망 이송부(500)는 한 쌍의 하부 이송롤러(500a, 500b)와, 하부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 하부 메쉬망(500m)로 이루어지고, 상부 메쉬망 이송부는 하부 메쉬망 이송부의 상측에 소정의 간격으로 이격되어 설치되되, 상부 메쉬망의 하측 이송영역이 하부 메쉬망의 상측 이송영역의 내측에 배치되도록 설치된다.

Description

엠보싱 형상을 갖는 멜트블로운 부직포 제조장치{Non-woven fabric manufacturing apparatus}
본 발명은 멜트블로운 부직포 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멜트블로운 방식을 채용하고, 방사기의 상부 메쉬망과 하부 메쉬망을 구비하여 상하부 메쉬망에 방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹을 포집한 후 포집된 상하부 멜트블로운 웹을 상호 부착시키도록 한 멜트블로운 부직포 제조장치에 관한 것이다.
생활수준의 향상으로 일회용 수세미 및 일회용 클리너 등의 사용이 증가하고 있다. 일반적으로, 수세미 및 클리너 등은 장시간 사용할 시 오염에 노출 될 수밖에 없다. 자주 소독하는 방법이 있지만 그 또한 번거로움으로 인해 쉽지 않다. 이에 장시간 사용하지 않아 위생적이고 저렴하고 더 닦김성이 높은 제품 개발이 요구된다.
종래 기술에 따른 멜트블로운(melt blown) 부직포는 특유의 닦김성과 거칠기를 가지고 있어서 수세미 및 클리너 특성에 적합하나, 제조시 냉각시간이 짧아 멜트블로운 웹(web)이 뭉치게 되어 무게에 비해 부피가 작아지는 문제가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 멜트블로운 부직포의 제조장치를 나타낸 것인데, 입자상의 열가소성 고분자 수지(RS)를 압출기(10)의 호퍼에 투입하여 고분자 수지를 융용한다. 이어서, 용융된 고분자 수지는 필터(Filter) 및 기어 펌프(20)를 통해 일정한 압력으로 방사기(30)에 이송되며, 상기 방사기로부터 멜트블로운 웹(melt blown fibre web)이 메쉬(Mesh)의 상부에 방사된다.
이와 같이, 메쉬의 상부에 방사된 멜트블로운 웹은 약한 결합력으로 인해 쉽게 메쉬로부터 분리될 수 있다. 아룰러, 방사기(30)의 후단에는 엠보싱 롤러(80U, 80D)가 상하로 설치되어 있고, 엠보싱 롤러에 의해 멜트블로운 웹의 상부에는 엠보싱이 형성되게 된다.
그러나 이와 같은 제조장치로 제조된 부직포는 엠보싱 롤러의 가압으로 인해 원하는 부피(또는 두께)를 갖지 못하게 되고, 압착으로 인해 통기량이 낮은 단점이 있다.
등록특허공보 제10-0667370호, 핫 멜트 블로운 점착방식 기능성 복합필터 제조장치 공개특허공보 제10-2015-0079137호, 멜트블로운 부직포의 제조방법 및 이를 포함하는 에어필터 공개특허공보 제10-2006-0004337호, 흡음성과 단열성이 우수한 멜트블로운 부직포 공개특허공보 제10-2003-0004406호, 멜트블로운 장치에서 2성분 섬유를 제조하는 브레이커플레이트 조립체
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 풍부한 통기성과 부피감을 갖는 멜트블로운 부직포 제조장치를 제공하려는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치는 입자상의 열가소성 고분자 수지(RS)를 가열하여 용융시키는 압출기(100, extruder)와, 용융된 고분자 수지를 소정 압력으로 이송시키는 기어펌프(200, gear pump)와, 고압가열 공기(Air)를 분사시켜 용융된 고분자 수지를 멜트블로운 웹(melt blown fibre web)으로 변환하여 방사시키는 방사기(300)와, 방사된 포집된 멜트블로운 웹을 포집하고 포집된 멜트블로운 웹을 상호 부착하여 부직포를 형성하는 상부 메쉬망 이송부(400) 및 하부 메쉬망 이송부(500)와, 부직포를 권취하는 귄취 롤러(600)와, 상기 방사기로부터 분사되는 고압가열 공기를 흡입하는 흡입기(700)를 포함하고,
상부 메쉬망 이송부(400)는 한 쌍의 상부 이송롤러(400a, 400b)와, 상부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 상부 메쉬망(400m)으로 이루어지며, 하부 메쉬망 이송부(500)는 한 쌍의 하부 이송롤러(500a, 500b)와, 하부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 하부 메쉬망(500m)로 이루어지고,
상부 메쉬망 이송부는 하부 메쉬망 이송부의 상측에 소정의 간격으로 이격되어 설치되되, 상부 메쉬망의 하측 이송영역이 하부 메쉬망의 상측 이송영역의 내측에 배치되도록 설치된다.
또한 상기 상부 이송롤러는 상부 전측 이송롤러와 상부 후측 이송롤러로 이루어지며, 상기 하부 이송롤러는 하부 전측 이송롤러와 하부 후측 이송롤러로 이루어지고,
상기 상부 메쉬망은 상부 전측 이송롤러와 상부 후측 이송롤러 사이에서 상측 이송영역은 일 방향으로 이동하고 하측 이송영역은 타 방향으로 이동하고, 상기 하부 메쉬망은 하부 전측 이송롤러와 하부 후측 이송롤러 사이에서 상측 이송영역은 타 방향으로 이동하고 하측 이송영역은 일 방향으로 이동한다.
또한 상기 방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹(M-Web)은 소정의 각도로 방사되되, 방사 각도 중 중심라인(C)을 기준으로 전측으로 방사되는 멜트블로운 웹은 하부 메쉬망의 상측 이송영역에 포집되고, 방사 각도 중 중심라인(C)를 기준으로 후측으로 방사되는 멜트블로운 웹은 상부 전측 이송롤러에 감겨진 상부 메쉬망에 포집된다.
또한 상기 하부 메쉬망의 상측 이송영역에 포집된 멜트블로운 웹과 상부 전측 이송롤러에 감겨진 상부 메쉬망에 포집된 멜트블로운 웹은 상호 부착된다.
또한 상기 방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹은 상부 및 하부 메쉬망의 공간부(V)에 포집되는 부분이 엠보싱 형상을 갖게 된다.
본 발명의 구성에 따르면, 상부 및 하부 메쉬망의 공간부에 포집된 멜트블로운 웹이 부직포의 상부 및 하부 엠보싱을 형성하도록 함으로써 멜트블로운 웹을 가압하지 않으면서 엠보싱 형상을 갖을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 멜트블로운 부직포의 제조장치를 나타낸 것이다.
도 2은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 메쉬망을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 상부 메쉬망 이송부와 하부 메쉬망 이송부를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 메쉬망의 일부를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 상부 메쉬망과 하부 메쉬망에서 멜트블루운 웹이 포집되어 상호 부착되는 것을 나타낸 것이다.
도 8은 도 7의 “AA”부분을 확대한 확대도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.
아래의 설명에서 “열가소성 고분자 수지, 고분자 수지, 멜트블로운 웹”는 입자상의 열가소성 고분자 수지가 물리적 또는 열적 변화에 따라 부여된 명칭이다. 그리고 “멜트블로운 웹(melt blown fibre web)”라 함은 용융된 고분자 수지를 방사기로부터 방사되는 극세사 덩어리를 말한다. 또한 부직포(non-woven fabric, 不織布)라 함은 부정방향(不定方向)으로 배열된 섬유 집합체(web)를 결합시킨 포상(布狀)의 형태를 말한다.
도 2은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 사시도이다.
본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치는 입자상의 열가소성 고분자 수지(RS)를 가열하여 용융시키는 압출기(100, extruder)와, 필터(Filter)를 통과한 용융된 고분자 수지를 소정 압력으로 이송시키는 기어펌프(200, gear pump)와, 고압가열 공기(Air)를 분사시켜 용융된 고분자 수지를 멜트블로운 웹(melt blown fibre web)으로 변환하여 방사시키는 방사기(300)와, 방사된 포집된 멜트블로운 웹을 포집하고 포집된 멜트블로운 웹을 상호 부착하여 부직포를 형성하는 상부 메쉬망 이송부(400) 및 하부 메쉬망 이송부(500)와, 부직포를 권취하는 귄취 롤러(600)와, 상기 방사기로부터 분사되는 고압가열 공기를 흡입하는 흡입기(700)을 포함한다.
상기 압출기(100)에는 상부에는 호퍼가 구비된다. 호퍼에는 입자상의 열가소성 고분자 수지(RS)가 투입된다. 호퍼에 투입되는 열가소성 고분자 수지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 염화비빌, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리아미르, 폴리스티렌, PET, 합성고무, 아크릴, 폴리아세탈, ABS 등 일 수 있다.
호퍼에 투입되는 입자상의 열가소성 고분자 수지는 압출기 내부에서 용융되어 스크류에 의해 압출기의 토출구로 토출된다. 도시하지는 않았지만, 상기 고분자 수지의 용융을 위해 상기 압출기에는 가열 히터가 더욱 구비된다.
상기 압출기의 토출구로부터 토출되는 용융된 고분자 수지는 필터를 거쳐 기어펌프로 이동된다. 상기 기어펌프(200)는 용융된 원료를 일정 속도로 방사기(300)로 이송한다. 상기 기어 펌프(200)는 점도가 높은 균질의 액체의 이송을 위해 설치되는 것으로, 방사기의 노즐에서의 방사속도에 적합한 이송압력을 제공한다.
상기 방사기(300)의 하부에는 고압가열 공기(Air)를 분사하는 한 쌍의 공기노즐과, 상기 한 쌍의 공기노즐의 가운데에 설치되고 멜트블로운 웹을 방사하는 메인 노즐을 구비한다. 상기 공기노즐로부터 분사되는 가열된 공기는 메인노즐로부터 방사되는 멜트블로운 웹이 일정한 영역 범위 내로 방사될 수 있도록 그 분사방향이 설정된다.
방사기의 하부에는 상부 메쉬망 이송부와 하부 메쉬망 이송부가 구비되며, 하부 메쉬망 이송부의 상측에 상부 메쉬망 이송부가 소정의 간격으로 이격되어 설치되어 있다. 이 간격은 부직포의 상하 엠보싱을 제외한 두께가 된다.
상부 메쉬망 이송부(400)는 한 쌍의 상부 이송롤러(400a, 400b)와 이 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 상부 메쉬망(400m)이 구비되어 있고, 하부 메쉬망 이송부(500)는 한 쌍의 하부 이송롤러(500a, 500b)와 이 하부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 하부 메쉬망(500m)이 구비되어 있다.
상기 상부 이송롤러는 상부 전측 이송롤러(400a)와 상부 후측 이송롤러(400b)로 이루어지며, 하부 이송롤러는 하부 전측 이송롤러(500a)와 하부 후측 이송롤러(500b)로 이루어진다.
도면을 참조하면, 상부 메쉬망 이송부의 한 쌍의 상부 이송롤러 사이의 거리는 하부 메쉬망 이송부의 한 쌍의 이송롤러 사이의 거리보다 짧다. 그리고 상부 메쉬망의 하측 이송영역이 하부 메쉬망의 상측 이송영역의 내측에 배치되도록 설치된다.
상부 메쉬망은 상부 전측 이송롤러와 상부 후측 이송롤러 사이에서 상측 이송영역은 일 방향으로 이동하고 하측 이송영역은 타 방향으로 이동한다. 또한 하부 메쉬망은 하부 전측 이송롤러와 하부 후측 이송롤러 사이에서 상측 이송영역은 타 방향으로 이동하고 하측 이송영역은 일 방향으로 이동한다. 이에 따라 상부 메쉬망 하측 이송영역과 하부 메쉬방의 상측 이송영역은 서로 인접하는 영역에서부터 일 방향에서 타 방향으로 이동하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 메쉬망을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 메쉬방은 소정의 두께를 갖으며 격자망(B) 사이에 일정 간격으로 이격되는 공간부(V)가 형성되어 있다. 상기 공간부에는 방사되는 멜트블로운 웹이 들어가 엠보싱을 형성하는 공간이 된다.
되돌아가 도 3을 참조하면, 방사기(300)에서 멜트블로운 웹이 하측으로 소정의 각도로 방사되고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 상부 메쉬망 이송부와 하부 메쉬망 이송부를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 메쉬망의 일부를 나타낸 것이다.
방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹(M-Web)은 소정의 각도로 방사되는데, 방사 각도 중 일점쇄선으로 표시된 중심라인(C)을 기준으로 전측으로 방사되는 멜트블로운 웹은 하부 메쉬망의 상측 이송영역(500m-U)에 포집되고 방사 각도범위 중 중심라인(C)를 기준으로 후측으로 방사되는 멜트블로운 웹은 상부 전측 이송롤러에 감겨진 상부 메쉬망 영역(400m-P)에 포집된다. 즉 방사각도 중 중심라인은 상부 전측 이송롤러의 최선단에 위치하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 멜트블로운 부직포 제조장치의 상부 메쉬망과 하부 메쉬망에서 멜트블루운 웹이 포집되어 상호 부착되는 것을 나타낸 것이고, 도 8은 도 7의 “AA”부분을 확대한 확대도이다.
방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹은 가열공기(hot air)에 의해 방사 각도 외측으로 방사되는 것을 방지하고 원활히 상부 메쉬망과 하부 메쉬망에 도달한다. 방사된 멜트블로운 웹은 외부 공기에 의해 냉각되어 상부 메쉬망과 하부 메쉬방에서 굳어지게 된다. 한편 방사되는 멜트블로운 웹의 필라멘트는 적어도 3㎛ 이상의 직경을 갖을 수 있다.
멜트블로운 웹이 상부 및 하부 메쉬망의 공간부(V)에 포집되면, 포집된 부분의 형상은 엠보싱 형상을 갖게 된다.
이 후 상부 메쉬망의 이송과 하부 메쉬망의 이송에 따라, 상부 메쉬망에 포집된 멜트블로운 웹(MW-U)과 하부 메쉬망에 포집된 멜트블로운 웹(MW-D)은 하나로 부착되어 부직포를 형성하게 된다.
본 발명에 따르면 부직포를 형성할 때 가압하지 않음으로서 부피감을 갖게 한다. 일반적으로 엠보싱은 보풀이 일어나는 것을 방지하고, 볼륨감 및 부피감을 갖게 하기 위해 형성하고 있다.
이어서 최종적으로 상기 부직포는 권취 롤러(600)에 감겨지게 된다.
도면에서 메쉬와 멜트블로운 웹이 결합되는 부분의 아래 - 방사기 노즐로부터 수직 아래 - 에는 흡입기(700)가 설치된다. 상기 흡입기는 방사기로부터 나오는 가열공기를 흡입한다.
본 발명에 따르면, 상기 포집 롤러의 홀에 의해 형성되는 멜트블로운 부직포의 엠보싱은 세척물과 직접적으로 접촉하여 세척력을 발생시키는 부분이므로 충분한 통기성과 딱임성을 갖을 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10, 100 : 압출기
20, 200 : 기어 펌프
30, 300 : 방사기
400 : 상부 메쉬망 이송부
400a : 전측 이송롤러
400b : 후측 이송롤러
400m : 상부 메쉬망
400m-U, 400m-D : 상부 메쉬망의 상측 및 하측 이송영역
400m-P : 상부 전측 이송롤러에 감겨진 메쉬망 영역
500 : 하부 메쉬망 이송부
500a : 전측 이송롤러
500b : 후측 이송롤러
500m : 하부 메쉬망
500m-U, 500m-D : 하부 메쉬망의 상측 및 하측 이송영역
600 : 권취 롤러
70, 700 : 흡입기
RS : 입자상의 열가소성 고분자 수지
M-Web : 멜트블로운 웹(melt brown fibre web)
NWF : 부직포

Claims (5)

  1. 입자상의 열가소성 고분자 수지(RS)를 가열하여 용융시키는 압출기(100, extruder)와,
    용융된 고분자 수지를 소정 압력으로 이송시키는 기어펌프(200, gear pump)와,
    고압가열 공기(Air)를 분사시켜 용융된 고분자 수지를 멜트블로운 웹(melt blown fibre web)으로 변환하여 방사시키는 방사기(300)와,
    방사된 포집된 멜트블로운 웹을 포집하고 포집된 멜트블로운 웹을 상호 부착하여 부직포를 형성하는 상부 메쉬망 이송부(400) 및 하부 메쉬망 이송부(500)와,
    부직포를 권취하는 귄취 롤러(600)와,
    상기 방사기로부터 분사되는 고압가열 공기를 흡입하는 흡입기(700)를 포함하고,
    상부 메쉬망 이송부(400)는 한 쌍의 상부 이송롤러(400a, 400b)와, 상부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 상부 메쉬망(400m)으로 이루어지며, 하부 메쉬망 이송부(500)는 한 쌍의 하부 이송롤러(500a, 500b)와, 하부 이송롤러의 회전에 따라 회전하는 벨트 형상의 하부 메쉬망(500m)로 이루어지고,
    상부 메쉬망 이송부는 하부 메쉬망 이송부의 상측에 소정의 간격으로 이격되어 설치되되, 상부 메쉬망의 하측 이송영역이 하부 메쉬망의 상측 이송영역의 내측에 배치되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 이송롤러는 상부 전측 이송롤러와 상부 후측 이송롤러로 이루어지며, 상기 하부 이송롤러는 하부 전측 이송롤러와 하부 후측 이송롤러로 이루어지고,
    상기 상부 메쉬망은 상부 전측 이송롤러와 상부 후측 이송롤러 사이에서 상측 이송영역은 일 방향으로 이동하고 하측 이송영역은 타 방향으로 이동하고,
    상기 하부 메쉬망은 하부 전측 이송롤러와 하부 후측 이송롤러 사이에서 상측 이송영역은 타 방향으로 이동하고 하측 이송영역은 일 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹(M-Web)은 소정의 각도로 방사되되, 방사 각도 중 중심라인(C)을 기준으로 전측으로 방사되는 멜트블로운 웹은 하부 메쉬망의 상측 이송영역(500m-U)에 포집되고, 방사 각도범위 중 중심라인(C)를 기준으로 후측으로 방사되는 멜트블로운 웹은 상부 전측 이송롤러에 감겨진 메쉬망(400m-P)에 포집되는 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포 제조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하부 메쉬망의 상측 이송영역에 포집된 멜트블로운 웹과 상부 전측 이송롤러에 감겨진 상부 메쉬망에 포집된 멜트블로운 웹은 상호 부착되는 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포 제조장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사기로부터 방사되는 멜트블로운 웹은 상부 및 하부 메쉬망의 공간부(V)에 포집되는 부분이 엠보싱 형상을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 멜트블로운 부직포 제조장치.
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