KR102159790B1 - 벌키성이 개선된 습식 부직포의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일방향으로 주행하는 제1 망상 와이어 벨트 위에 섬유 수분산액을 공급하고 상기 제1 망상 와이어 벨트 하부에 구비된 감압탈수부를 통해 섬유 수분산액의 수분을 제거하면서 섬유 웹을 형성하는 제1 단계; 제1 단계에 따라 형성된 섬유 웹을 컨베이어 벨트 위로 이송하여 주행시키면서, 상기 섬유 웹의 표면과 소정 간격으로 이격되어 컨베이어 벨트의 상부에 위치하고 있으며 컨베이어 벨트와 동일한 방향으로 주행하도록 회전하는 제2 망상 와이어 벨트와 상기 제2 망상 와이어 벨트의 상부에 위치한 감압장치를 통해 섬유 웹에 흡입력을 가하여 섬유 웹에 벌키성을 부여하는 제2 단계; 및 상기 제2 단계에 따라 형성된 섬유 웹을 건조시킨 후 이를 권취하는 제3 단계를 포함하는 습식 부직포의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 제조방법에 따르면, 벌키성이 개선된 습식 부직포를 제조할 수 있다.

Description

벌키성이 개선된 습식 부직포의 제조방법{Manufacturing method of wet-laid non-woven fabric having developed bulky properties}

본 발명은 필터 여재 등 각종 용도로 사용될 수 있으며 섬유 수분산액을 이용하여 제조하는 습식 부직포의 제조방법에 관한 것이다.

부직포는 전통적인 편직물류 및 직조 직물류 등을 대신하여 필터여재 등의 각종 용도로 이용되고 있다. 부직포는 편직물류 및 직조 직물 등에 의하여 성취할 수 없었던 기능적 용도를 가지고 있으므로 부직포의 용도는 현저하게 증가되고 있다.

다양한 유형의 부직포가 공지되어 있으며, 전형적인 부직포의 유형을 설명하면 다음과 같다.

스펀본드(spunbond)법 또는 플래쉬 방사법 등으로 섬유 형성성 고분자 중합체를 직접 방사하고, 동시에 공기와 같은 기체의 존재 하에 방사된 필라멘트를 연신하고, 수득된 필라멘트를 집적시킴으로서 수득되는 필라멘트들로 구성된 건식 부직포가 있다. 필라멘트 건식 부직포에서 부직포를 구성하는 섬유는 필라멘트들이기 때문에 필라멘트들의 웨브(web)를 열-프레스 결합시켜서 수득되는 부직포는 높은 인장 강도 및 인열 강도를 가지며, 따라서 이런 부직포는 고강도가 요구되는 공업 재료로서 광범위하게 사용할 수 있다.

한편, 카딩 공정을 이용하여 제조된 스태플 섬유 건식 부직포는 사용된 섬유의 짧은 길이로 인해 필라멘트 건식 부직포보다 강도가 더 적으며, 부직포를 구성하는 섬유들의 더 강한 결합을 제공하기 위해, 즉 강도를 증가시키기 위해 접착제등을 사용시 부직포의 직물 감촉이 매우 딱딱해진다는 단점이 생긴다.

습식 부직포, 즉 섬유들을 물에 분산시켜 엉키게 한 후 이를 건조시켜 수득하는 부직포는 스펀본드 유형의 부직포나 점착성 또는 열 용융성 섬유를 사용하여 섬유들을 결합시킴으로써 수득하는 부직포보다 우수한 부드러운 감촉을 나타낸다. 습식 부직포는 강도가 낮으므로 고강도를 갖는 부직포가 요구되지 않는 분야에 이용된다.

이러한 습식 부직포는 다양한 응용제품, 예를 들면, 필터, 벽지 등에 적용되고 있는데, 기존의 습식 부직포는 벌키(bulky)성이 부족한 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여, 벌키성이 개선된 습식 부직포의 제조방법을 제공하는데 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 습식 부직포의 제조방법은,

일방향으로 주행하는 제1 망상 와이어 벨트 위에 섬유 수분산액을 공급하고 상기 제1 망상 와이어 벨트 하부에 구비된 감압탈수부를 통해 섬유 수분산액의 수분을 제거하면서 섬유 웹을 형성하는 제1 단계;

제1 단계에 따라 형성된 섬유 웹을 컨베이어 벨트 위로 이송하여 주행시키면서, 상기 섬유 웹의 표면과 소정 간격으로 이격되어 컨베이어 벨트의 상부에 위치하고 있으며 컨베이어 벨트와 동일한 방향으로 주행하도록 회전하는 제2 망상 와이어 벨트와 상기 제2 망상 와이어 벨트의 상부에 위치한 감압장치를 통해 섬유 웹에 흡입력을 가하여 섬유 웹에 벌키성을 부여하는 제2 단계; 및

상기 제2 단계에 따라 형성된 섬유 웹을 건조시킨 후 이를 권취하는 제3 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 습식 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 섬유 웹의 표면과 제2 망상 와이어 벨트의 간격은 섬유 웹의 두께의 1.5 내지 5.0 배인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 습식 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 제2 망상 와이어 벨트는 상기 감압장치가 상부에 위치한 전단부와 상기 감압장치가 위치하지 않은 후단부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 습식 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 제1 망상 와이어 벨트의 구멍 크기는 20 내지 1000 메쉬이고, 상기 제2 망상 와이어 벨트의 구멍 직경은 20 내지 1,000 μm인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 습식 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 제2 망상 와이어 벨트의 주행속도는 컨베이어 벨트의 주행속도 대비 1 내지 1.5 배인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조방법에 따르면, 벌키성이 개선된 습식 부직포를 비교적 간단한 방법으로 연속공정이 가능하도록 제조할 수 있다.

명세서 내에 통합되어 있고 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면은 발명의 현재의 바람직한 실시예를 예시하며, 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 습식 부직포의 제조공정을 개략적으로 나타낸 공정도이고,
도 2는 본 발명의 습식 부직포의 제조공정에 사용되는 제2 망상 와이어 벨트와 감압장치의 바람직한 배치를 설명한 모식도이다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 본 발명에 따른 습식 부직포의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 습식 부직포의 제조공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 일방향으로 주행하는 소정 메쉬의 제1 망상 와이어 벨트(2) 위에 섬유 수분산액을 공급하고 상기 제1 망상 와이어 벨트(2) 하부에 구비된 감압탈수부(3)를 통해 섬유 수분산액의 수분을 제거하면서 섬유 웹(4)을 형성한다(제1 단계).

제1 단계는 통상적인 습식 부직포의 제조공정에서 사용하는 공지의 공정이다. 섬유 수분산액은 원료 섬유인 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유 등을 물에 분산시킨 섬유 웹(4)의 원재료로서, 예를 들어 섬유 평균길이 2 내지 12 mm의 스테이플 섬유를 0.5 내지 2 중량%로 물에 첨가하고 물 제트류 등으로 서로 엉키게 하면서 분산시키고, 필요에 따라 분산제 등의 각종 첨가제를 같이 용해 또는 분산시켜 제조한다.

제조된 섬유 수분산액은 헤드박스(1) 등을 통해 제1 망상 와이어 벨트(2) 위로 분사한다. 제1 망상 와이어 벨트(2)는 잘 알려진 바와 같이 일방향으로 주행하도록 회전한다. 제1 망상 와이어 벨트(2)는 소정 직경의 구멍을 갖는 망상 구조로서, 제1 망상 와이어 벨트(2) 하부에 구비된 감압탈수부(3)의 감압에 따라 이 구멍을 통해 섬유 수분산액의 수분이 배출, 제거되어 섬유 웹(4)으로 형성된다. 제1 망상 와이어 벨트(2)의 구멍은 섬유 수분산액 내에 사용되는 원료 섬유의 특성에 따라 조절 가능함은 당업계에 잘 알려져 있는데, 예를 들어 제1 망상 와이어 벨트의 구멍 크기는 20 내지 1000 메쉬일 수 있다.

이어서, 제1 단계에 따라 형성된 섬유 웹(4)을 컨베이어 벨트(7) 위로 이송하여 주행시키면서, 상기 섬유 웹(4)의 표면과 소정 간격으로 이격되어 컨베이어 벨트(7)의 상부에 위치하고 있으며 컨베이어 벨트(7)와 동일한 방향으로 주행하도록 회전하는 제2 망상 와이어 벨트(5)와 상기 제2 망상 와이어 벨트(5)의 상부에 위치한 감압장치(6)를 통해 상기 섬유 웹(4)에 흡입력을 가하여 섬유 웹(4)에 벌키성을 부여한다(제2 단계).

제1 단계에 따라 감압탈수된 섬유 웹(4)은 주행하는 컨베이어 벨트(7) 위로 이송된다. 감압탈수된 섬유 웹(4)은 제1 망상 와이어 벨트(2)의 하부로 감압탈수되는 과정에서 두께방향으로 응축되어 있으므로, 이를 그대로 건조한 부직포는 벌키성이 부족하게 된다.

본 발명은 감압탈수된 섬유 웹(4)을 건조 공정에 투입하기 전에 하기와 같은 공정으로 더 처리함으로서 벌키성이 개선된 습식 부직포를 제조하였다.

컨베이어 벨트(7)의 상부에는 섬유 웹(4)의 표면과 소정 간격으로 이격되도록 제2 망상 와이어 벨트(5)를 배치하고, 제2 망상 와이어 벨트(5)의 상부에는 감압장치(6)를 배치한다. 제2 망상 와이어 벨트(5)는 소정 직경의 구멍을 갖으므로, 갑압장치(6)를 가동하여 감압하면, 섬유 웹(4)에 흡입력이 가해져서 섬유 웹(4)을 구성하는 섬유들이 서로 벌어지게 되므로 섬유 웹(4)에 벌키성이 부여된다. 제2 망상 와이어 벨트(5)는 컨베이어 벨트(7)와 동일한 방향으로 주행하도록 회전킴으로서 와이어 벨트(5)의 표면이나 구멍에 일부 흡착된 섬유 웹(4)의 섬유들이 중간 또는 후단부에서 낙하하여 섬유 웹(4)에 다시 안착하도록 한다. 이러한 측면에서, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 망상 와이어 벨트(5)는 감압장치(6)가 상부에 위치하고 있는 전단부(5a)와 감압장치(6)가 상부에 위치하고 있지 않은 후단부(5b)를 구비하는 것이 바람직하다.

제2 망상 와이어 벨트(5)와 감압장치(6)는 각각 독립적으로 또는 서로 연동되어 컨베이어 벨트(7)와의 간격을 조절할 수 있도록 높낮이가 조절되는 것이 바람직하다. 제2 망상 와이어 벨트(5)와 섬유 웹(4)의 간격은 감압장치(6)의 흡입력을 어느 정도로 설정하는가에 따라 조절하는데, 섬유 웹(4)에 벌키성을 부여하면서도 섬유 웹(4)의 구성 섬유들이 가급적 섬유 웹(4)을 이탈하지 않도록 조절해야 한다. 이러한 측면에서 섬유 웹의 표면과 제2 망상 와이어 벨트의 간격은 섬유 웹의 두께의 1.5 내지 5.0 배일 수 있다. 감압장치의 흡착력은 전술한 목적을 구현하는 한도 내에서 조절이 가능한데, 예를 들어 차압 게이지상 200 mH₂O 내외의 압력으로 흡입할 수 있다.

제1 망상 와이어 벨트(2)의 구멍 직경은 섬유 웹(4)으로부터 감압에 의해 이탈된 일부 섬유들이 감압장치(6) 내로 유입되지 않도록 방지하면서 감압에 의한 흡입력이 섬유 웹(5)에 잘 전달되도록 예를 들어 20 내지 1,000μm일 수 있다.

또한, 제2 망상 와이어 벨트(5)의 주행속도는 컨베이어 벨트(7)의 주행속도 대비 1 내지 1.5 배일 수 있다. 특히 제2 망상 와이어 벨트(5)의 주행속도는 컨베이어 벨트(7)의 주행속도보다 큰 것이 바람직하다. 컨베이어 벨트(7)보다 제2 망상의 와이어 벨트(5)의 주행 속도가 크면 컨베이어 벨트(7)와 제2 망상 와이어 벨트(5)의 속도차이로 인해 컨베이너 벨트(7)에 위에 위치한 섬유 웹(4)의 상부 부분이 제2 망상 와이어 벨트(5)로 끌려오면서 앞 방향으로 더 부풀어지게 되므로 보다 높은 벌키성을 부여할 수 있다. 벌키성 부여와 지나친 섬유 웹(4)의 이탈 현상을 방지하는 측면에서, 제2 망상 와이어 벨트(5)의 주행속도는 컨베이어 벨트(7)의 주행속도 대비 1.2 내지 1.5 배인 것이 바람직하다. 제2 단계에 따라 벌키성이 부여된 섬유 웹(4)은 이후 통상의 습식 부직포 제조방법에 따라 건조장치(8)을 이용하여 건조시킨 후 권취기(9)로 권취한다.

전술한 각 단계의 전, 사이 또는 후에 필요에 따라 공지의 습식 부직포 제조공정, 예를 들어 습식 부직포의 밀도를 높이기 위한 프레스 공정 등을 후공정으로 더 추가할 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1: 헤드박스 2: 제1 망상 와이어 벨트
3: 갑압탈수부 4: 섬유 웹
5: 제2 망상 와이어 벨트 6: 감압장치
7: 컨베이어 벨트 8: 건조장치
9: 권취기

Claims (6)

1. 일방향으로 주행하는 제1 망상 와이어 벨트 위에 섬유 수분산액을 공급하고 상기 제1 망상 와이어 벨트 하부에 구비된 감압탈수부를 통해 섬유 수분산액의 수분을 제거하면서 섬유 웹을 형성하는 제1 단계;
   제1 단계에 따라 형성된 섬유 웹을 컨베이어 벨트 위로 이송하여 주행시키면서, 상기 섬유 웹의 표면과 소정 간격으로 이격되어 컨베이어 벨트의 상부에 위치하고 있으며 컨베이어 벨트와 동일한 방향으로 주행하도록 회전하는 제2 망상 와이어 벨트와 상기 제2 망상 와이어 벨트의 상부에 위치한 감압장치를 통해 상기 섬유 웹에 흡입력을 가하여 섬유 웹에 벌키성을 부여하는 제2 단계; 및
   상기 제2 단계에 따라 형성된 섬유 웹을 건조시킨 후 이를 권취하는 제3 단계를 포함하는 습식 부직포의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 섬유 웹의 표면과 제2 망상 와이어 벨트의 간격은 섬유 웹의 두께의 1.5 내지 5.0 배인 것을 특징으로 하는 습식 부직포의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 망상 와이어 벨트는 상기 감압장치가 상부에 위치한 전단부와 상기 감압장치가 위치하지 않은 후단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 부직포의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 망상 와이어 벨트의 구멍 크기는 20 내지 1000 메쉬이고, 상기 제2 망상 와이어 벨트의 구멍 직경은 20 내지 1,000 μm인 것을 특징으로 하는 습식 부직포의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 망상 와이어 벨트의 주행속도는 컨베이어 벨트의 주행속도 대비 1 내지 1.5 배인 것을 특징으로 하는 습식 부직포의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 망상 와이어 벨트의 주행속도는 컨베이어 벨트의 주행속도 대비 1.2 내지 1.5 배인 것을 특징으로 하는 습식 부직포의 제조방법.

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