KR101945832B1 - 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형방법, 이에 사용되는 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부직포원단의 부드러운 질감이 감소되지 않으면서도 격자상의 입체무늬가 선명하게 형성되어 닦음성이 우수한 부직포원단을 제조할 수 있는 새로운 제조방식과, 이 제조방식을 구현할 수 있는 새로운 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 컨베이어벨트 위에 설치되어 전방으로 이송되는 사각망눈을 갖는 망체 위로 부직포원단을 이송시키는 과정; 상기 망체 위로 이송되는 부직포원단에 온풍을 분사하면서 동시에 상기 망체 하측에 흡입력을 발생시켜서 상기 부직포원단을 망체에 가압시켜 격자상 입체무늬를 성형하는 과정; 상기 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단을 와인딩하는 과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형방법, 이에 사용되는 장치가 제공된다.

Description

부직포원단의 격자상 입체무늬 성형방법, 이에 사용되는 제조장치{Manufacturing method of non-woven fabric having 3-dimensional pattern of cross stripes type, manufacturing machine using of the that method}

본 발명은 격자상 입체무늬를 갖는 부직포원단의 제조방법, 이에 의해 사용되는 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부직포원단에 격자상 입체무늬를 선명하게 형성할 수 있는 새로운 방식 및 이에 사용되는 새로운 구성의 제조장치와 이러한 방법에 관한 것이다.

부직포는 물티슈, 수세미, 행주, 산업용 와이퍼를 비롯하여 다양한 청소용 제품에 활용된다. 이러한 부직포의 닦음성을 높이기 위해 부직포 표면에 엠보싱 무늬를 형성하기도 하는데, 종래에는 외주면에 엠보싱 돌기가 형성된 가압롤러로 부직포를 가압하여 부직포 표면에 엠보싱무늬를 형성하였다.

그런데 이러한 방식으로 부직포에 엠보싱무늬를 형성하면, 가압롤러의 엠보싱돌기에 의해 눌린 부분이 딱딱하게 되어 부직포의 부드러운 질감이 감소되는 문제가 발생된다.

따라서 부직포의 닦음성을 높이기 위해 엠보싱 무늬를 형성함에도 불구하고 오히려 엠보싱 무늬에 의해 부직포의 물성이 저하되어 제품성이 저하되는 단점이 발생되었다.

대한민국 등록특허 제10-1270668호(2013. 05. 28.) 대한민국 공개특허 제10-2017-0033694호(2017. 03. 27)

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 부직포원단의 부드러운 질감이 감소되지 않으면서도 격자상의 입체무늬가 선명하게 형성되어 닦음성이 우수한 부직포원단을 제조할 수 있는 새로운 제조방식과, 이 제조방식을 구현할 수 있는 새로운 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 컨베이어벨트 위에 설치되어 전방으로 이송되는 사각망눈을 갖는 망체 위로 부직포원단을 이송시키는 과정; 상기 망체 위로 이송되는 부직포원단에 온풍을 분사하면서 동시에 상기 망체 하측에 흡입력을 발생시켜서 상기 부직포원단을 망체에 가압시켜 격자상 입체무늬를 성형하는 과정; 상기 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단을 와인딩하는 과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형방법 및 이에 의해 제조된 부직포원단이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 부직포원단(2)을 언와인딩하는 언와인딩롤러(100); 상기 언와인딩롤러(100) 전방에 설치되어 상기 언와인딩롤러(100)에서 공급되는 부직포원단(2)에 격자상 입체무늬를 성형하는 입체무늬성형유닛(200); 및 상기 입체무늬성형유닛(200) 전방에 설치되어 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(10)을 와인딩하는 와인딩롤러(300);를 포함하며, 상기 입체무늬성형유닛(200)은 통기성 소재로 이루어져서 회전축(212)의 길이에 대응되는 폭을 가지며, 상기 회전축(212) 외측에 감긴 베이스시트(220); 상기 회전축(212)의 길이에 대응되는 폭을 가지며, 상기 베이스시트(220) 외측에 감겨서, 상기 부직포원단(2)이 상면으로 이송되는 망체(230); 상기 망체(230)의 상면으로 이송되는 부직포원단(2)에 온풍을 분사하는 온풍분사수단(240); 및 상기 온풍분사수단(240)에서 분사되는 온풍을 상기 베이스시트(220) 하측으로 흡입하는 흡입력을 발생시켜서, 상기 부직포원단(2)을 상기 망체(230)에 가압시키는 흡입수단(250);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 회전축(212)과 베이스시트(220) 사이에는 상기 회전축(212)의 길이보다 폭이 좁게 형성되어 회전축(212)의 길이방향을 따라 다수개 이격설치되는 컨베이어벨트(210)가 구비되어, 상기 베이스시트(220)는 상기 컨베이어벨트(210)에 의해 상기 회전축(212)에서 이격된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 부직포원단을 망체 위로 이송시키면서 부직포원단에 온풍을 분사함과 동시에 망체 하측에 온풍을 흡입하는 흡입력을 발생시켜서, 이 흡입력에 의해 부직포원단이 망체에 가압밀착되도록 하여 부직포원단에 격자상 입체무늬를 형성시킨다.

이와 같은 방법은 엠보싱 돌기가 형성된 가압롤러로 부직포를 가압하는 종래의 방법과 달리 부직포에 직접적으로 강한 압력이 작용되지 않기 때문에, 본 발명에 의해 제조되는 부직포원단은 부직포원단 본연의 부드러운 질감이 그대로 유지되면서도 격자상 입체무늬가 선명하게 형성된다. 따라서 부드러우면서도 우수한 딱음성을 가진다. 또한, 본 발명에 의한 부직포원단은 선명한 격자상 입체무늬에 의해 장식되어 외관도 미려한 장점을 가진다.

따라서 본 발명에 의한 부직포원단은 물티슈, 수세미, 행주를 비롯하여 자동차용 와이퍼 등 다양한 청소용 소재로 사용이 바람직하며, 본 발명에 의한 부직포원단으로 이러한 제품들을 제조하면 닦음성 및 외관이 미려한 고품질의 제품을 소비자들에게 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치를 보인 개략도.
도 2는 상기 제조장치의 요부를 보인 사시도
도 3은 상기 제조장치의 요부를 보인 정단면도
4도 4는 상기 실시예에 의해 제조된 부직포원단 사진

이하에서 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치를 보인 개략도이고, 도 2와 도 3은 상기 장치의 요부를 보인 사시도 및 정단면도이다.

도시된 바와 같이, 발명에 의한 제조장치는 부직포원단(2)을 언와인딩하는 언와인딩롤러(100)와, 언와인딩롤러(100)에 의해 공급되는 부직포원단(2)에 격자상 입체무늬를 형성되는 입체무늬성형유닛(200)과, 입체무늬성형유닛(200)에 의해 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(10)을 와인딩하는 와인딩롤러(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 언와인딩롤러(100)에는 피가공물, 즉 부직포원단(2)이 롤형태로 권취되고, 언와인딩롤러(100)가 작동됨에 따라 부직포원단(2)이 전방으로 이송된다.

부직포원단(2)으로는 폴리프로필렌 재질의 멜트블로운(meltblown) 부직포가 사용된다. 멜트브로운 부직포란 열가소성 섬유를 형성할 수 있는 고분자를 수백 개의 작은 오리피스로 형성된 방사구금을 통해 방사하고, 방사노즐로부터 압출된 고분자는 용융상태에서 방사구금의 양옆에서 고속으로 분사되는 열풍(고속 기체스트림)에 의해 초세화된 극세섬유가 수집체에 적층된 자기결합형 부직포이다.

상기 입체무늬성형유닛(200)은 회전축(212)의 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개 이격설치되는 컨베이어벨트(210)와, 상기 컨베이어벨트(210)에 감긴 베이스시트(220)와, 베이스시트(220)에 감겨서 상면으로 부직포원단(2)이 이송되는 망체(230)와, 망체(230)의 상면으로 이송되는 부직포원단(2)에 온풍을 분사하는 온풍분사수단(240)과, 상기 온풍분사수단(240)에서 분사되는 온풍을 상기 베이스시트(220) 하측으로 흡입하는 흡입력을 발생시키는 흡입수단(250)으로 이루어진다.

바람직하게는 도시된 바와 같이, 상기 상당히 좁은 폭으로 되어 컨베이어벨트(210)는 나란하게 배치되는 다수개의 회전축(212)에 설치되는데, 상기 회전축(212)들은 상하 및 전후로 나란하도록 근접되게 배치되어 컨베이어벨트(210)는 이들 회전축(212)들에 의해 폐루프형태의 궤적을 가진다.

그리고 상기 베이스시트(220)는 통기성 원단으로 이루어지며, 바람직하게는 고내열성 소재로 된 직물로 이루어진다. 베이스시트(220)는 상기 회전축(212)의 길이와 동일한 폭을 가지며, 후술하는 바와 같이 흡입수단(250)에 의해 흡입력이 발생될 때 상기 망체(230)가 흡입력에 의해 휘어지지 않도록 망체(230)를 지지하는 기능을 한다. 따라서 이를 위해 베이스시트(220)는 통기성을 가지면서도 다소 두꺼운 두께를 가지는 소재가 사용된다.

이러한 베이스시트(220)는 컨베이어벨트(210) 외측에 감기기 때문에 베이스시트(220)는 회전축(212)의 외주면에서 이격된다. 컨베이어벨트(210) 없이 베이스시트(220)가 직접 회전축(212)에 설치되면 베이스시트(220)가 상대적으로 넓은 면적으로 회전축(212)과 닿기 때문에, 후술하는 바와 같이, 흡입수단(250)에 의해 베이스시트(220) 하측으로 흡입력이 발생되면, 베이스시트(220)의 회전축(212)에 닿는 부위에는 흡입력이 작용되지 않거나 상대적으로 흡입력이 약하게 작용된다.

따라서 부직포원단(2)이 해당 부위에 대응되는 부위에서는 망체(230)에 상대적으로 적은 힘으로 가압되어 부직포원단(2)에 부분적으로 입체무늬가 선명하게 형성되지 못할 우려가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 회전축(212)에 상대적으로 폭이 좁은 다수개의 컨베이어벨트(210)를 설치하고, 이 컨베이어벨트(210) 위에 베이스시트(220)를 설치하는 구성을 채택하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 망체(230)는 사각망눈을 가지는 것으로서, 망체(230)는 고내열성 수지로 이루어진 와이어를 가로 세로로 엮어서 제조된다. 이러한 망체(230) 역시 상기 회전축(212)의 길이에 대응되는 폭을 가져서, 베이스시트(220) 외측을 감싸도록 설치된다. 따라서 상기 베이스시트(220)와 망체(230)는 상기 컨베이어벨트(210)와 연동되어 컨베이어벨트(210)와 동일한 궤적으로 회동된다.

그리고 상기 온풍분사수단(240)은 송풍기(미도시)와, 송풍기(미도시)로 부터 유입되는 공기를 가열시키는 히터(미도시)가 내장된 히팅챔버(241)와, 히팅챔버(241)의 가열된 공기를 분사하는 분사노즐(242)로 이루어져서, 분사노즐(242)을 통해 상기 망체(230) 상면으로 이송되는 부직포원단(2)에 온풍이 분사된다.

또, 흡입수단(250)은 일단이 상기 베이스시트(220) 하측으로 배치되는 흡입관(252)과, 이 흡입관(252)의 타단에 연결되는 진공펌프(252)로 이루어진다. 따라서 흡입수단(250)이 작동됨에 따라 베이스시트(220) 하측에는 흡입력이 발생되고, 이에 따라 온풍분사수단(240)에서 분사되는 온풍이 베이스시트(220) 하측으로 흡입되는데, 이에 따라 부직포원단(2)이 망체(230)에 가압밀착된다.

그리고 이러한 입체무늬성형유닛(200) 전방에는 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(2)이 와인딩되는 와인딩롤러(300)가 구비되는데, 입체무늬형성유닛(200)과 와인딩롤러(300) 사이에는 다수개의 텐션롤러(4)들이 구비되어 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(10)이 적절한 긴장력으로 펼쳐진 상태에서 전방으로 이송되어 와인딩롤러(300)에 권취된다.

이와 같은 구성을 갖는 장치를 사용하여 부직포원단에 격자상 입체무늬를 형성하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 언와인딩롤러(100)에서 풀려나오는 부직포원단(2)은 전방으로 이송되어 입체무늬성형유닛(200)의 망체(230) 위로 공급된다. 그리고 상기 온풍분사수단(240)에서 망체(230) 위로 이송되는 부직포원단(2)에 온풍이 분사되고, 동시에 상기 흡입수단(250)이 작동되어 베이스시트(220) 하측으로 흡입력이 발생되며, 이에 따라 상기 부직포원단(2)은 망체(230)에 가압밀착된다.

상기 베이스시트(220)와 망체(230)가 컨베이어벨트(210)와 함께 회동되므로, 부직포원단(2)은 망체(230)에 가압밀착된 상태로 전방으로 이송된다. 그리고 이러한 과정에서 부직포원단(2)에는 망체(230)에 의한 격자상 입체무늬가 형성된다. 즉, 부직포원단(2)이 망체(230)에 가압밀착된 상태에서 온풍에 의한 열기가 가해지기 때문에, 부직포원단(10)에 망체(230)에 한 격자상 입체무늬가 효과적으로 형성되는 것이다. 바람직하게는 온풍은 250℃ 정도의 온도를 갖는다.

이와 같이 망체(230)에 의해 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(10)은 전방으로 이송되는 과정에서 냉각되어 격자상 입체무늬가 소실되지 않고 선명하게 유지된다.

상기 입체무늬성형유닛(200)을 통과한 부직포원단(10)은 다수개의 텐션롤러(4)에 의해 전방으로 이송되어 와인딩롤러(300)에 권취된다. 도 4는 이와 같이 제조되어 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(10)을 보인 것으로서, 격자상 입체무늬가 선명하게 형성된 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 방법은 엠보싱돌기가 형성된 가압롤러로 부직포원단을 가압하는 종래의 방식과는 달리 부직포원단에 직접적으로 강한 외력을 가하지 않고, 온풍과 흡입력을 이용하여 부직포원단을 망체에 가압한는 방식을 채택함으로써, 부직포원단이 부직포원단 본연의 부드러운 질감을 유지하면서도 격자상 입체무늬가 선명하게 형성되는 장점을 가진다. 따라서 부드러우면서도 격자상 입체무늬에 의해 딱음성도 우수하고, 격자상 입체무늬에 의해 외관이 장식되어 보기에도 좋다. 특히, 딱음성이 우수하기 때문에 본 발명에 의해 제조되는 부직포원단은 수세미, 행주, 물티슈, 산업용 와이퍼를 비롯하여 다양한 청소용 소재로 사용이 바람직하다.

2. 부직포원단 4. 텐션롤러
10. 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단 100. 언와인딩롤러
200. 입체무늬성형유닛 210. 컨베이어벨트
212. 회전축 220. 베이스시트
230. 망체 240. 온풍분사수단
241. 히팅챔버 242. 분사노즐
250. 흡입수단 252. 흡입관
254. 진공펌프 300. 와인딩롤러

Claims (4)

1. 컨베이어벨트 위에 설치되어 전방으로 이송되는 사각망눈을 갖는 망체 위로 부직포원단을 이송시키는 과정;
   상기 망체 위로 이송되는 부직포원단에 온풍을 분사하면서 동시에 상기 망체 하측에 흡입력을 발생시켜서 상기 부직포원단을 망체에 가압시켜 격자상 입체무늬를 성형하는 과정;
   상기 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단을 와인딩하는 과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형방법.
   
2. 부직포원단(2)을 언와인딩하는 언와인딩롤러(100);
   상기 언와인딩롤러(100) 전방에 설치되어 상기 언와인딩롤러(100)에서 공급되는 부직포원단(2)에 격자상 입체무늬를 성형하는 입체무늬성형유닛(200); 및
   상기 입체무늬성형유닛(200) 전방에 설치되어 격자상 입체무늬가 형성된 부직포원단(10)을 와인딩하는 와인딩롤러(300);를 포함하며,
   상기 입체무늬성형유닛(200)은,
   통기성 소재로 이루어져서 회전축(212)의 길이에 대응되는 폭을 가지며, 상기 회전축(212) 외측에 감긴 베이스시트(220);
   상기 회전축(212)의 길이에 대응되는 폭을 가지며, 상기 베이스시트(220) 외측에 감겨서, 상기 부직포원단(2)이 상면으로 이송되는 망체(230);
   상기 망체(230)의 상면으로 이송되는 부직포원단(2)에 온풍을 분사하는 온풍분사수단(240); 및
   상기 온풍분사수단(240)에서 분사되는 온풍을 상기 베이스시트(220) 하측으로 흡입하는 흡입력을 발생시켜서, 상기 부직포원단(2)을 상기 망체(230)에 가압시키는 흡입수단(250);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전축(212)과 베이스시트(220) 사이에는 상기 회전축(212)의 길이보다 폭이 좁게 형성되어 회전축(212)의 길이방향을 따라 다수개 이격설치되는 컨베이어벨트(210)가 구비되어,
   상기 베이스시트(220)는 상기 컨베이어벨트(210)에 의해 상기 회전축(212)에서 이격되는 것을 특징으로 하는 부직포원단의 격자상 입체무늬 성형장치.
   
4. 삭제

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