KR102165393B1 - Apparatus and method for manufacturing spunbonded non-woven fabric having distribution of uniform density and similar tensile strength in longitudinal direction and transverse direction in a large quantity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치에 관한 것으로, 복수의 연신 파이프와 각각 연결되어 상기 복수의 연신 파이프를 통해 연신된 필라멘트들을 토출하는 복수의 노즐, 복수의 연신 파이프를 포함하고, 방사된 상기 필라멘트를 상기 연신 파이프를 통해 연신시키는 연신부, 상기 필라멘트들을 포집하여 제1방향으로 이송시키는 컨베이어 및 상기 복수의 연신 파이프의 일측에 형성된 흡입구의 크기를 조절하여 유입되는 외부 공기의 양을 조절하기 위한 연신 파이프 커버를 포함할 수 있다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a long-fiber nonwoven fabric in large quantities, comprising a plurality of nozzles each connected to a plurality of drawing pipes to discharge the filaments drawn through the plurality of drawing pipes, a plurality of drawing pipes, and spinning The amount of external air introduced by adjusting the size of the drawing part for drawing the filaments through the drawing pipe, the conveyor collecting the filaments and transferring them in the first direction, and the suction port formed at one side of the plurality of drawing pipes It may include a stretched pipe cover for.
Description
본 발명은 밀도의 분포가 균일함과 동시에 종방향과 횡방향의 인장강도가 유사한 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 종방향 및 횡방향의 인장강도 비율이 상승하는 것을 억제함으로써 우수한 밀도 분포를 갖는 장섬유 부직포를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for producing a large amount of long-fiber nonwoven fabric having a uniform density distribution and similar tensile strength in the longitudinal and transverse directions, and more specifically, the tensile strength ratio in the longitudinal and transverse directions. It relates to an apparatus and method for producing a long fiber nonwoven fabric having an excellent density distribution by suppressing the rise.
장섬유 부직포의 제조기술은 상업적인 제조기술이 소개된 이후 꾸준히 발전하였다. 장섬유 필라멘트 또는 필라멘트 섬유의 방사기술을 접목하여 개발되기 시작한 산업적인 대규모 제조방법은 크게 도칸(Docan)과 커튼(Curtain) 프로세스라는 두 종류의 제조법으로 분류되고 있다. 이와 관련된 일반적인 내용은 "Introduction to Nonwoven Technology(by Subhash K. Batra, 2012, DEStech Publification Inc. North Carolina State Univ. U.S.A.)" P213∼P220에 기술되어 있다. The manufacturing technology of long fiber nonwoven fabrics has steadily developed since the introduction of commercial manufacturing technology. Industrial large-scale manufacturing methods, which have begun to be developed by grafting long-fiber filaments or filament fibers spinning technology, are largely classified into two types of manufacturing methods: Dokan and Curtain processes. General information related to this is described in "Introduction to Nonwoven Technology (by Subhash K. Batra, 2012, DEStech Publification Inc. North Carolina State Univ. U.S.A.)" P213 to P220.
도칸 프로세스 또는 도칸법은 기본적으로 제조되는 장섬유 필라멘트의 강도를 상승시키기 위해 섬유를 고속으로 연신하는 장치로서, 압축공기를 이용한 원형의 파이프와 비슷한 장치를 이용한다. 이와 같은 방법은 비교적 간단한 장치를 이용해서 섬유를 5,000m/분 이상의 고속으로 연신할 수 있어서, 고강도의 섬유를 비교적 간단하게 제조할 수 있다. 그러나 고속으로 연신되는 섬유들이 도칸 파이프 내에 도입되면서 섬유 번들(Bundle)화 되어버리기 때문에 부직포로 사용하기 위해서는 반드시 번들화 된 섬유들을 서로 분리시켜서 균일하게 확산시켜야 한다. The Dokan process or Dokan method is a device that stretches fibers at a high speed to increase the strength of a long fiber filament to be produced, and uses a device similar to a circular pipe using compressed air. In such a method, the fiber can be drawn at a high speed of 5,000 m/min or more using a relatively simple device, and thus, a high-strength fiber can be produced relatively simply. However, since fibers that are drawn at high speed are introduced into the Dokan pipe and become a fiber bundle, in order to be used as a nonwoven fabric, the bundled fibers must be separated from each other and spread uniformly.
커튼(Curtain) 프로세스 커튼법은 비교적 장치가 복잡하고 큰 장방형의 긴 슬릿(slit) 형태의 섬유 연신장치를 이용한다. 장섬유 부직포를 대량 제조하는데 유리하지만 넓은 폭 방향에 걸쳐 단일한 연신장치를 사용하기 때문에 연신용 압축공기의 균일 공급이 어려워질 수 있고, 이에 따라 필라멘트의 속도 분포가 국부적으로 서로 다를 수 있다. 또한, 연신된 필라멘트들이 서로 교락(entanglement)에 의해 부직포의 중량분포가 불량해지기 쉽다.Curtain Process The curtain method uses a fiber drawing device in the form of a long slit in a relatively complex and large rectangle. Although it is advantageous to mass-produce long-fiber nonwoven fabrics, it may be difficult to uniformly supply compressed air for stretching because a single stretching device is used over a wide width direction, and accordingly, the velocity distribution of the filaments may be locally different. In addition, the weight distribution of the nonwoven fabric tends to be poor due to the entanglement of the stretched filaments.
따라서 장섬유 부직포 제조법들은 도칸 프로세스이든 커튼 프로세스이든 모두 연신된 필라멘트들이 서로 뭉치지 않고 고르게 확산시키기 위한 방법들이 고안되고 있다. 또한, 분리 및 확산된 필라멘트들을 부직포의 길이방향과 횡방향으로 일정하게 재배열하여 동등한 인장강도 비율을 가지도록 여러 가지 방안과 기술들이 고안되고 있다. 상기에서 기술한 부직포의 중량(밀도)분포 및 인장강도의 균일성은 모든 부직포에서 요구되는 공통적인 특성들이며, 모든 요구 조건을 만족시키는 장섬유 부직포 제조방법을 고안하기 위해 여러 선행 발명가들에 의해 많은 기술들이 소개되어 왔다. Therefore, the long-fiber nonwoven fabric manufacturing methods, whether in the Dokan process or the curtain process, are devised for spreading the stretched filaments evenly without clumping together. In addition, various methods and techniques have been devised so that the separated and diffused filaments are regularly rearranged in the longitudinal and transverse directions of the nonwoven fabric to have an equivalent tensile strength ratio. The uniformity of the weight (density) distribution and tensile strength of the nonwoven fabric described above are common characteristics required for all nonwoven fabrics, and many techniques by several prior inventors to devise a method for manufacturing a long fiber nonwoven fabric that satisfies all requirements. Have been introduced.
한편, 분할 형태의 커튼형 연신장치를 이용하여 필라멘트들을 연신시킨 다음, 연신된 섬유들을 코안다(Coanda) 장치를 이용하여 분산 및 확산시켜 부직포를 제조하는 방법도 있다.On the other hand, there is also a method of manufacturing a nonwoven fabric by stretching filaments using a split-type curtain-type stretching device, and then dispersing and diffusing the stretched fibers using a Coanda device.
이를 상세하게 살펴보면, 상기 특허에서는 도칸 및 커튼 프로세스의 기술을 조합하여, (1)일체형이 아닌 분리된 복수형의 커튼형 연신장치를 도입하였고, (2)분리된 복수개의 연신장치를 부직포 제조 진행방향에 대해 일정한 각도를 가지도록 배열하였으며, (3)연신장치의 하단에 코안다(Coanda)와 같은 필라멘트 확산장치를 개발 및 배치하여 필라멘트들을 분리하는 동시에 횡방향으로 섬유들을 배열시켜 부직포의 중량분포와 인장강도의 비율이 균일한 제품을 제조할 수 있는 방법을 제공하고 있다.Looking at this in detail, in the above patent, the technology of the Dokan and the curtain process was combined, (1) a curtain-type stretching device of separate multiple types was introduced, and (2) a plurality of separated stretching devices were used in the direction of nonwoven fabric manufacturing. (3) A filament diffusion device such as Coanda was developed and placed at the bottom of the stretching device to separate the filaments, and at the same time, the fibers were arranged in the transverse direction to reduce the weight distribution of the nonwoven fabric. It provides a method to manufacture products with a uniform tensile strength ratio.
그러나 상기와 같은 기술들은 연신장치의 하단에 배치된 코안다(Coanda) 장치를 이용하기 때문에 기본적으로 공기류를 확산시키는 방법이며, 연신된 필라멘트들은 코안다(Coanda) 장치에 의해 확산된 공기가 흘러가는 방향으로 따라가서 흩어진다. 그러므로 확산되는 도중 공기류에 의해 필라멘트들끼리 엉키거나 교락이 발생되어 밀도분포가 균일한 부직포를 제조하는 것이 곤란하다. 이와 같은 현상은 필라멘트 개수가 증가할수록 또는 필라멘트의 데니어가 낮을수록 악화되기 쉽다. 즉, 3데니어 이하의 세섬도 필라멘트들은 공기류 속에서 움직임이 빠르며, 또한 생산성을 증가시키기 위해 많은 필라멘트들을 커튼형 연신장치에 도입할 수밖에 없다. 이런 복합작용에 의해 필라멘트들의 자유도(Degree of Freedom ≒ 필라멘트 간의 거리)는 더욱 낮아지게 되고 섬유간의 교락과 얽힘은 더욱 악화되어 사실상 세섬도 제품의 제조는 어렵다. 또한, 5데니어 이상의 중섬도 제품 및 8데니어 이상의 태섬도 제품을 제조할 경우에도, 부직포 중량 50gr/㎡ 이하의 저중량 제품 제조 시 섬유간의 분리 및 확산이 충분히 되지 않기 때문에 섬유간 꼬임(twist), 얽힘(entanglement)과 같은 결점들이 빈번하게 관측되는 실정이다. 따라서 해당 기술에 의한 제품은 현실적으로 8데니어 이상의 굵은 필라멘트로 구성되는 60gr/㎡ 이상의 고중량 제품에 국한해서 상업적으로 사용되고 있다. However, the above technologies are basically a method of diffusing the air flow because they use the Coanda device disposed at the bottom of the stretching device, and the stretched filaments flow through the air diffused by the Coanda device. Follows the direction and scatters. Therefore, it is difficult to manufacture a nonwoven fabric having a uniform density distribution because the filaments are entangled or entangled by airflow during diffusion. This phenomenon tends to worsen as the number of filaments increases or the denier of the filaments decreases. In other words, fineness filaments of 3 denier or less move quickly in the air flow, and many filaments are inevitably introduced into the curtain-type stretching device to increase productivity. The degree of freedom of the filaments (Degree of Freedom ≒ the distance between the filaments) is further lowered by this complex action, and the entanglement and entanglement between the fibers are further deteriorated, making it difficult to actually manufacture fineness products. In addition, even in the case of manufacturing a medium fineness product of 5 denier or more and a high fineness product of 8 denier or more, separation and diffusion between fibers are not sufficient when manufacturing a low-weight product with a non-woven fabric weight of 50gr/㎡ or more, so that the fibers are twisted and entangled. It is a situation in which defects such as (entanglement) are frequently observed. Therefore, the product according to the technology is practically used commercially limited to 60gr/m2 or more heavy weight products composed of thick filaments of 8 denier or more.
커튼(Curtain) 프로세스에 적용되는 코안다(Coanda) 기술과 장치에 대해 EP0224435 및 US5045271에 도시되어 있다. 기본적인 원리와 장치들의 구조는 상기 독일 및 미국 특허에서 제공하는 기술들과 비슷하다. Coanda technology and equipment applied to the curtain process are shown in EP0224435 and US5045271. The basic principle and structure of the devices are similar to those provided by the German and US patents.
이와 같은 현상을 개선하기 위해 미국공개특허 US20030030175에 도시된 기술을 고려해 볼 수 있다. 이 기술은 분리형 연신장치의 하단에 배치된 코안다(Coanda) 장치 대신에, 압축공기를 이용한 에어분사 기술을 제공하고 있다. 즉, 연신된 필라멘트 번들(Bundle)의 직하방 진행방향에 대해 수직방향으로 압축 공기를 교호로 분사시켜 필라멘트들을 분산 확산하는 방안을 제시하는 것이다. In order to improve this phenomenon, a technique shown in US Patent Publication No. US20030030175 may be considered. This technology provides air injection technology using compressed air instead of the Coanda device disposed at the bottom of the separate stretching device. That is, to propose a method of dispersing and dispersing the filaments by alternately spraying compressed air in a direction perpendicular to the direction of direct downward travel of the stretched filament bundle.
그러나 본 방안은 연신장치에서 고속으로 연속 분출되는 대량의 고압 공기류와, 이에 대해서 수직방향으로 단속적으로 분사되는 고압 공기류가 서로 충돌하면서 발생하는 와류(turbulence)에 의해 필라멘트들이 서로 얽히고 꼬여버리는 현상이 빈발해서, 중량 분포가 불균일한 제품을 제조할 수밖에 없다. 기본적으로 코안다(Coanda)법이든 고압 공기분사법이든 공기의 흐름을 조정해서 필라멘트의 분산 및 확산을 부여한다는 원리적인 변화는 없는 것이다. 이와 같이 방법들은 각각의 필라멘트들을 두 균일하게 분리 및 확산시킬 수 없음이 자명하다. 따라서 밀도분포가 균일한 부직포, 즉 중량분포가 균일한 부직포를 제조하는데 있어서 명확한 한계를 가지고 있는 것이다. However, this method is a phenomenon in which the filaments are entangled and twisted by turbulence generated when a large amount of high-pressure air streams continuously ejected from the drawing device at high speed and the high-pressure air streams intermittently sprayed in the vertical direction collide with each other. Due to this frequent occurrence, it is inevitable to manufacture a product having an uneven weight distribution. Basically, whether it is the Coanda method or the high-pressure air injection method, there is no change in principle that adjusts the flow of air to give dispersion and diffusion of the filaments. As such, it is obvious that the methods cannot separate and diffuse each filament in two uniformly. Therefore, there is a clear limitation in manufacturing a nonwoven fabric having a uniform density distribution, that is, a nonwoven fabric having a uniform weight distribution.
이러한 기술적 한계를 극복하기 위해서 고속 이동하는 연속 필라멘트들을 효과적으로 분리하는 방법을 제공하는 기술의 예시가 US3338992에 도시되어 있다. 이 기술은 고속 이동하는 연속 필라멘트들의 표면에 고압의 직류 정전기를 마찰 또는 코로나 방전을 통해 부착시키는 방법이다. 잘 알려진 바와 같이 열가소성 합성섬유의 표면에 고압의 정전기를 부착시키면, 척력에 의해 필라멘트들끼리 서로 밀어내는 힘이 발생하여 섬유간의 꼬임(twist)이나 교락(entanglement)이 발생하지 않고 자연스럽게 분리되는 효과가 나타난다. 고속 주행하는 필라멘트들의 표면에 고압의 직류 정전기를 인가하는 방법은 도칸법이나, 커튼법에 따라 장치는 서로 다르지만 기본 원리는 동일하다. In order to overcome these technical limitations, an example of a technique for providing a method of effectively separating continuous filaments moving at high speed is shown in US3338992. This technology is a method of attaching high-pressure direct current static electricity to the surfaces of fast moving continuous filaments through friction or corona discharge. As is well known, when high-pressure static electricity is attached to the surface of a thermoplastic synthetic fiber, a force is generated that pushes the filaments together by repulsive force, resulting in the effect of natural separation without twisting or entanglement between the fibers. appear. The method of applying high-voltage direct current static electricity to the surfaces of filaments running at high speed is the Dokan method, but the devices are different according to the curtain method, but the basic principle is the same.
즉, 연신이 완료된 필라멘트의 표면에 10KV∼30KV 수준의 직류 정전기를 발생시켜 코로나(Corona) 상태의 정전기 이온을 섬유 표면에 부착키는 것이다. US5225018을 보면 도칸법에 의한 직류 정전기 발생 및 부착 기술과 장치에 관해 잘 나타나 있다. 이 기술을 설명하면, (1)파이프(Pipe)를 통해 고속 연신된 필라멘트들을 경사진 반사판에 충돌시켜, 정전기가 각 섬유들의 표면에 고르게 부착될 수 있도록 플랫(Flat)한 상태로 만들어 준다. (2)경사진 반사판 하단에 배치된 고압 직류 정전기 부여장치에서 코로나(Corona) 상태의 직류 정전기가 섬유의 표면에 이동하여 부착되며, (3)섬유 표면에 부착된 정전기력에 의해 섬유들이 서로 밀어내고, 분리되어 확산한다. That is, direct current static electricity of 10 KV to 30 KV is generated on the surface of the filament that has been stretched to attach electrostatic ions in a corona state to the fiber surface. In US5225018, the technique and device for generating and attaching direct current static electricity according to the Dokan method are well shown. Explaining this technology, (1) by colliding the filaments drawn at high speed through a pipe against an inclined reflector, it makes the flat state so that static electricity can be evenly attached to the surface of each fiber. (2) In the high-voltage direct current static electricity applying device placed at the bottom of the inclined reflector, the direct current static electricity in the corona state moves and adheres to the surface of the fiber, and (3) the fibers repel each other by the electrostatic force attached to the fiber surface. , Separate and spread.
커튼법에서의 정전기 필라멘트 분산기술에 관해서는 US5225018에 잘 개시되어 있다. 즉, 연신된 필라멘트들이 하방으로 토출되는 커튼(Curtain) 연신장치 하단에 장방형의 직류 정전기 인가장치를 배치하고, 코로나(Corona) 이온을 섬유 표면에 부착시키면, 섬유들 간의 정전기 척력에 의해 서로 분리, 확산된다. The electrostatic filament dispersion technique in the curtain method is well disclosed in US5225018. That is, when a rectangular DC static electricity application device is disposed at the bottom of the curtain stretching device where the stretched filaments are discharged downward, and corona ions are attached to the fiber surface, they are separated from each other by the electrostatic repulsive force between the fibers, Spreads.
이와 같이 정전기력에 의한 섬유 분산 방법은, 각 섬유들 간의 분리는 확실하게 작용하기 때문에 꼬임(twist), 교락(Entanglement)과 같은 미시적인 결점들은 잘 나타나지 않는 이점이 있다. 따라서 60gr/㎡ 이하의 저중량 부직포나 특히, 20gr/㎡ 이하의 초저중량 부직포를 제조할 경우, 제품상 나타날 수 있는 필라멘트 꼬임(twist)이나 뭉침에 의한 미세한 결점 발생을 개선할 수 있기 때문에 유리한 제조법이다. 또한, 섬유의 굵기에 따라 성능 발현이 크게 나타나지 않기 때문에 많이 사용되고 있다. As described above, the method of dispersing fibers by electrostatic force has an advantage that microscopic defects such as twist and entanglement do not appear because the separation between the fibers works reliably. Therefore, it is an advantageous manufacturing method because it can improve the occurrence of microscopic defects due to filament twist or agglomeration that may appear on the product when manufacturing a low-weight nonwoven fabric of less than 60gr/m2 or, in particular, an ultra-low weight nonwoven fabric of less than 20gr/m2. . In addition, it is widely used because the performance does not appear large depending on the thickness of the fiber.
하지만 이와 같은 정전기 분리 기술은 필라멘트 섬유들을 횡(weft) 방향으로 강제 이동시켜 최종 부직포의 종방향 및 횡방향 인장강도를 균일하게 조정하는 방법을 제공하지 않는다. 즉, 정전기력에 의한 척력은 힘이 미약하므로, 필라멘트들 수준에서 분리력은 충분히 제공하지만, 횡방향으로 좀 더 먼 거리를 이동해야 하는 수준의 큰 힘은 발휘할 수 없는 것이다. 따라서 이와 같은 정전기 부여 기술을 이용하면, 저중량의 밀도분포가 우수한 부직포를 제조하는 데 있어서 유용하지만, 종방향 및 횡방향의 인장강도의 비율이 동등한 우수한 품질의 장섬유 부직포를 제조하기에는 부족하다. However, such an electrostatic separation technique does not provide a method of uniformly adjusting the longitudinal and transverse tensile strength of the final nonwoven fabric by forcibly moving the filament fibers in the weft direction. That is, since the repulsive force by the electrostatic force is weak, the separation force is sufficiently provided at the level of the filaments, but a large force at the level of moving a further distance in the transverse direction cannot be exerted. Therefore, the use of such an electrostatic imparting technique is useful in manufacturing a nonwoven fabric having an excellent low weight density distribution, but it is insufficient to manufacture a long fiber nonwoven fabric of excellent quality having the same ratio of tensile strength in the longitudinal and transverse directions.
도칸(Docan)법에서 종방향 및 횡방향의 강력비를 개선할 수 있는 방법을 제공하는 선행기술이 JP3106681에 개시되어 있다. 이 기술은 부직포 제조 길이방향(종방향)에 대해 수직(횡)방향으로 배열된 도칸 제트 파이프들 간의 간격을 조정해서, 필라멘트들을 가능한 횡방향으로 배열시키는 방안을 제공한다. 즉, 횡방향 인장강도를 상승시키고, 종방향의 인장강도 개선은 억제시켜 부직포의 종방향 및 횡방향의 인장강도를 균일하게 유지하는 방법이다. A prior art for providing a method capable of improving the strength ratio in the longitudinal direction and the transverse direction in the Dokan method is disclosed in JP3106681. This technology provides a method of arranging the filaments in the transverse direction as much as possible by adjusting the spacing between the Docan jet pipes arranged in the vertical (transverse) direction with respect to the longitudinal (longitudinal) direction of nonwoven fabric production. In other words, it is a method of increasing the tensile strength in the transverse direction and suppressing the improvement in the tensile strength in the longitudinal direction to uniformly maintain the tensile strength in the longitudinal and transverse directions of the nonwoven fabric.
상기 JP3106681의 부직포 중량 분포 개선에 관한 방법은 JP2988052 및 JP3269542에 나타나 있다. 상기의 JP3106681, JP2988052, JP3269542 모두 정전기를 이용해서 섬유들을 분리시키는 방법들로써, 고압 직류 정전기 발생장치를 이용하지 않고, 강제 마찰식 정전기 발생을 이용하는 방안들이다. 즉, 도칸법의 연신 파이프에서 고속으로 토출되는 필라멘트들을 하방에 배치된 충돌판에 마찰시키고, 이때 발생되는 정전기를 이용하여 섬유들 간의 꼬임(Twist), 교락(Entanglement)을 방지하는 동시에, 분산시켜 밀도 분포가 균일한 부직포를 연속 제조하는 방법이다. The method for improving the weight distribution of the nonwoven fabric of JP3106681 is shown in JP2988052 and JP3269542. All of the above JP3106681, JP2988052, and JP3269542 are methods of separating fibers using static electricity, and are methods using forced frictional static electricity generation without using a high-voltage direct current static electricity generator. That is, the filaments discharged at high speed from the stretching pipe of the Dokan method are rubbed against the collision plate disposed below, and the static electricity generated at this time is used to prevent twisting and entanglement between the fibers, while dispersing them. This is a method of continuously manufacturing a nonwoven fabric having a uniform density distribution.
이 방안들은 직접 직류 고전압을 발생시켜, 필라멘트들 표면을 대전시키는 방법들 보다 간단한 장치들을 사용할 수 있어서 유용하게 사용 될 수 있다. 그러나 (1)마찰체로서 납(Pb)을 주성분으로 이용하므로, 이때 섬유와 마찰, 마모되는 미량의 납(Pb) 미세 분말들이 제품인 부직포에 미량 함유되어 인체 및 환경에 유해할 수 있으며, (2)직류 고전압 발생장치(High Voltage Generator, HVG)를 이용하여 코로나(Corona) 방전을 발생시켜 직접 고전압을 섬유에 인가하지 않는 방법이어서, 정전기 대전량이 부족하여 많은 섬유들을 효과적으로 대전할 수 없다. 따라서 대량의 다수 섬유들을 마찰시켜 대전시킬 때 마찰체와 섬유들간의 마찰력을 균일하게 유지할 수 없기 때문에 대전 반발력의 불균일과 전체적인 마찰력이 부족하여 대전량을 충분히 확보할 수 없어 섬유 간 분리가 충분히 이루어지지 않을 수 있다. These methods can be usefully used because simpler devices can be used than methods of directly generating DC high voltage and charging the surfaces of the filaments. However, since (1) lead (Pb) is used as the main component as a friction material, a trace amount of lead (Pb) fine powders that rub against fibers and abrasion at this time are contained in a small amount in the nonwoven fabric, which is a product, and may be harmful to the human body and the environment. )It is a method that does not directly apply high voltage to the fiber by generating a corona discharge using a direct current high voltage generator (HVG), so many fibers cannot be effectively charged due to insufficient electrostatic charge. Therefore, when a large number of fibers are rubbed and charged, the friction between the friction body and the fibers cannot be uniformly maintained.Therefore, due to the non-uniformity of the charging repulsion force and the lack of overall frictional force, sufficient charge amount cannot be secured, so that sufficient separation between fibers is not achieved. May not.
즉, 생산성을 개선하기 위해 섬유 필라멘트 수를 증가시키면 정전기 대전의 불균일과 대전량의 부족해지는 현상이 나타날 수밖에 없다. 또한, 마찰체로서 납(Pb)을 주성분으로 하므로 위생용, 의료용, 필터용과 같은 수요가 많고 성장성과 수익률이 높은 시장에 접근하기 어려운 점도 단점이다. In other words, when the number of fiber filaments is increased to improve productivity, non-uniformity of electrostatic charge and insufficient charge amount are bound to occur. In addition, since lead (Pb) is the main component as a friction material, it is difficult to access the market with high growth and high profitability and demand for hygiene, medical use, and filters.
이와 같이 종래의 기술들을 상세히 조사, 분석한 결과 장섬유 부직포의 중량 분포와 종방향 및 횡방향을 모두 만족시키는 우수한 기술은 찾아 볼 수 없었다. 특히, 60gr/㎡ 이하의 저중량 제품에서도 우수한 중량 분포와 종방향 및 횡방향의 강력비를 가지는 장섬유 부직포의 제조기술은 전무한 실정이다. 또한, 생산성과 인체친화 및 환경적인 측면을 모두 고려한 새로운 방안도 고려해야만 한다.As a result of detailed investigation and analysis of the conventional techniques as described above, no excellent technique was found that satisfies both the weight distribution and the longitudinal and transverse directions of the long-fiber nonwoven fabric. In particular, there is no production technology for a long fiber nonwoven fabric having an excellent weight distribution and strength ratio in the longitudinal and transverse directions even for low weight products of 60gr/m2 or less. In addition, a new plan that considers both productivity, human-friendly and environmental aspects must be considered.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 장섬유 부직포의 중량 분포와 종방향 및 횡방향의 강력비를 모두 만족시키는 우수한 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide an excellent technology that satisfies both the weight distribution of the long fiber nonwoven fabric and the strength ratio in the longitudinal and transverse directions.
또한, 60gr/㎡ 이하의 저중량 제품에서도 우수한 중량 분포와 종방향 및 횡방향의 인장강도를 가지는 장섬유 부직포의 제조기술을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is another object to provide a manufacturing technology of a long fiber nonwoven fabric having excellent weight distribution and tensile strength in the longitudinal and transverse directions even for low weight products of 60gr/m2 or less.
아울러, 생산성의 증대 및 인체의 친화적인 장섬유 부직포를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is another object to increase productivity and provide a human-friendly long fiber nonwoven fabric.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치는 복수의 연신 파이프를 포함하고, 방사된 필라멘트를 상기 복수의 연신 파이프를 통해 연신시키는 연신부; 상기 복수의 연신 파이프와 각각 연결되어 상기 연신된 필라멘트들을 토출하는 복수의 노즐; 상기 복수의 노즐로부터 상기 필라멘트들을 포집하여 제1방향으로 이송시키는 컨베이어; 및 상기 복수의 연신 파이프의 일측에 형성된 흡입구의 크기를 조절하여 유입되는 외부 공기의 양을 조절하기 위한 연신 파이프 커버;를 포함할 수 있다.An apparatus for manufacturing a large amount of a long-fiber nonwoven fabric according to the present invention for achieving the above object comprises a plurality of drawing pipes, and a drawing unit for drawing the spun filaments through the plurality of drawing pipes; A plurality of nozzles respectively connected to the plurality of stretching pipes to discharge the stretched filaments; A conveyor collecting the filaments from the plurality of nozzles and transferring them in a first direction; And a stretch pipe cover for adjusting the amount of external air introduced by adjusting the size of the suction port formed on one side of the plurality of stretch pipes.
여기서, 상기 복수의 연신 파이프 내측에서 상기 흡입구가 형성된 위치의 하부에는 상기 외부 공기를 가이드 하는 가이드부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.Here, a guide member for guiding the external air is provided at a lower portion of the position at which the suction port is formed inside the plurality of elongating pipes.
또, 상기 가이드부재는 밑단 길이에 의해 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경을 축소시키고, 상기 가이드부재의 밑단 길이에 의해 축소되는 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경은 5분의 1 내지 3분의 1 사이인 것을 특징으로 한다.In addition, the guide member reduces the inner diameters of the plurality of stretched pipes by the length of the hem, and the inner diameters of the plurality of stretched pipes reduced by the length of the hem of the guide member are from one fifth to one third. It is characterized by being between.
또한, 상기 복수의 노즐의 상단 또는 하단에 구비되어, 상기 복수의 연신 파이프에 압축공기를 유입시키고, 상기 필라멘트들의 표면에 이온을 부착시켜 상기 필라멘트들을 대전시킴으로써, 상기 필라멘트들을 분리 및 확산시키는 코로나 대전부;를 포함하고, 상기 흡입구는 상기 코로나 대전부의 상단으로부터 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경보다 2배 내지 6배 사이로 이격된 거리에 위치하며, 상기 흡입구의 면적은 상기 복수의 연신 파이프의 내부 면적으로부터 0.2배 내지 1.0배 사이로 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is provided at the top or bottom of the plurality of nozzles, by introducing compressed air into the plurality of stretching pipes, and attaching ions to the surfaces of the filaments to charge the filaments, thereby separating and diffusing the filaments. Including; wherein the suction port is located at a distance between 2 and 6 times the inner diameter of the plurality of stretch pipes from the upper end of the corona charging unit, and the area of the suction port is an inner area of the plurality of stretch pipes It is characterized in that it is formed between 0.2 times and 1.0 times.
한편, 상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치는 복수의 연신 파이프와 각각 연결되어 상기 복수의 연신 파이프를 통해 연신된 필라멘트들을 토출하는 복수의 노즐; 상기 복수의 노즐로부터 상기 필라멘트들을 포집하여 이송시키는 컨베이어; 및 상기 복수의 노즐에 각각 대응하여, 상기 복수의 노즐 각각으로부터 소정의 거리가 이격되어 형성되며, 상기 필라멘트들에 가해지는 공기의 흐름을 차단하고, 상기 필라멘트에 추가로 대전을 실행하는 복수의 대전 기류간섭방지판;을 포함할 수 있다.On the other hand, the apparatus for mass-producing a long-fiber nonwoven fabric according to the present invention for achieving the another object includes a plurality of nozzles each connected to a plurality of drawing pipes to discharge the filaments drawn through the plurality of drawing pipes; A conveyor collecting and transferring the filaments from the plurality of nozzles; And a plurality of charging units corresponding to each of the plurality of nozzles, formed by being spaced apart from each of the plurality of nozzles by a predetermined distance, blocking the flow of air applied to the filaments, and performing additional charging on the filaments. Airflow interference prevention plate; may include.
또, 상기 복수의 대전 기류간섭방지판 중 하나는 적어도 하나의 금속제 표면이 포함되어 전압이 인가됨에 따라 대전되고, 상기 대전 기류간섭방지판의 둘레에는 상기 대전 기류간섭방지판의 적어도 일부분을 외부와 절연시키는 방지판 커버가 구비되며, 상기 금속제 표면은 상기 복수의 노즐 중 하나로부터 토출되는 필라멘트들이 직접 접촉하도록 상기 복수의 노즐과 마주하여 구비되되, 상기 방지판 커버는 상기 대전 기류간섭방지판에서 상기 복수의 노즐과 마주보는 상기 금속제 표면의 부분만을 외부로 노출시키는 것을 특징으로 한다.In addition, one of the plurality of charged airflow interference prevention plates includes at least one metal surface and is charged as a voltage is applied, and at least a portion of the charged airflow interference prevention plate is disposed around the charged airflow interference prevention plate. An insulated prevention plate cover is provided, and the metal surface is provided to face the plurality of nozzles so that the filaments discharged from one of the plurality of nozzles directly contact, and the prevention plate cover is provided in the charged airflow interference prevention plate. It is characterized in that only a portion of the metal surface facing the plurality of nozzles is exposed to the outside.
또한, 상기 대전 기류간섭방지판 및 상기 복수의 노즐 사이의 이격된 간격은 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경의 0.5배 내지 2배 사이인 것을 특징으로 한다.In addition, the spaced apart distance between the charged airflow interference prevention plate and the plurality of nozzles is characterized in that between 0.5 to 2 times the inner diameter of the plurality of stretching pipes.
또한, 상기 복수의 노즐은 상기 제1방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of nozzles are arranged in a non-zero inclination with respect to a direction perpendicular to the first direction.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 방법은 방사블록이 열가소성 합성섬유를 고온에 녹여 장섬유의 필라멘트 번들로 방사시키는 단계; 복수의 연신 파이프를 통해 상기 방사된 필라멘트들을 연신시키는 단계; 상기 복수의 연신 파이프마다 연결된 복수의 노즐이 상기 필라멘트들을 토출하는 단계; 상기 복수의 노즐로부터 컨베이어로 상기 필라멘트들이 포집되어 배열되는 단계; 및 배열된 상기 필라멘트들을 이송하여 결합시키는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 연신 파이프의 일측에 형성된 흡입구의 크기를 조절하여 유입되는 외부 공기의 양을 조절하기 위한 연신 파이프 커버;를 포함할 수 있다.On the other hand, the method of manufacturing a large amount of a long fiber nonwoven fabric according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: a spinning block melts the thermoplastic synthetic fiber at a high temperature and spun into a filament bundle of long fibers; Stretching the spun filaments through a plurality of stretching pipes; Discharging the filaments by a plurality of nozzles connected to each of the plurality of stretching pipes; Collecting and arranging the filaments from the plurality of nozzles to a conveyor; And a stretching pipe cover configured to control the amount of external air introduced by adjusting a size of an inlet formed at one side of the plurality of stretching pipes and connecting the arranged filaments by transferring the arranged filaments. .
한편, 상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 방법은 방사블록이 열가소성 합성섬유를 고온에 녹여 장섬유의 필라멘트 번들로 방사시키는 단계; 복수의 연신 파이프를 통해 방사된 필라멘트들을 연신시키는 단계; 상기 복수의 연신 파이프마다 연결된 복수의 노즐이 상기 필라멘트들을 토출하는 단계; 대전 기류간섭방지판이 상기 필라멘트들에 가해지는 공기의 흐름을 차단하고, 상기 필라멘트들에 추가로 대전을 실행하는 단계; 컨베이어로 상기 필라멘트들이 포집되어 배열되는 단계; 및 배열된 상기 필라멘트들을 이송하여 결합시키는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, the method of manufacturing a large amount of a long fiber nonwoven fabric according to the present invention for achieving the above another object comprises the steps of: a spinning block melts the thermoplastic synthetic fiber at a high temperature and spun into a filament bundle of long fibers; Stretching the spun filaments through a plurality of stretching pipes; Discharging the filaments by a plurality of nozzles connected to each of the plurality of stretching pipes; Blocking the flow of air applied to the filaments by a charging airflow interference prevention plate, and performing additional charging on the filaments; Collecting and arranging the filaments by a conveyor; And transferring and bonding the arranged filaments.
본 발명에 따른 장섬유 부직포를 제조하는 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The apparatus and method for manufacturing a long fiber nonwoven fabric according to the present invention has the following effects.
첫째, 도칸법을 기반으로 필라멘트 연신용 제트 파이프(pipe)를 부직포 제조 진행방향의 수직방향에 대해 사선(Bias)으로 배치하기 때문에 횡방향으로의 섬유 이동을 효과적으로 추진할 수 있고, 같은 제조 폭으로 제조되는 종래 기술에 비하여 더 많은 파이프들을 밀집하여 배치할 수 있기 때문에 생산성과 중량분포 개선에 유리하다.First, based on the Dokan method, since the jet pipe for filament drawing is arranged diagonally with respect to the direction perpendicular to the nonwoven fabric manufacturing process, fiber movement in the transverse direction can be effectively promoted and manufactured with the same manufacturing width. It is advantageous in improving productivity and weight distribution because more pipes can be arranged in a dense manner compared to the conventional technology.
둘째, 파이프의 하단에 코로나 발생 장치를 구비하여 섬유들 간의 꼬임, 교락과 같은 문제점들을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 섬유들을 효율적으로 분산시키기 때문에 생산성이 우수하다.Second, by providing a corona generating device at the bottom of the pipe, it is possible not only to solve problems such as twisting and entanglement between fibers, but also to efficiently disperse the fibers, so that the productivity is excellent.
도1은 종래의 장섬유 부직포를 제조하는 장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 장섬유 부직포를 제조하는 장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도3은 도2에 도시된 장섬유 부직포를 제조하는 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도4는 도3에 도시된 방사블록의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도5는 도2에 도시된 장섬유 부직포를 제조하는 장치에서 연신되어 배출된 필라멘트들을 대전시키는 구조를 확대하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
도6은 도5에 도시된 필라멘트들을 대전시키는 구조의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도7은 도5에 도시된 필라멘트들을 대전시키는 구조의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도8은 도2에 도시된 장섬유 부직포를 제조하는 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도9는 도8서 도시된 장섬유 부직포를 제조하는 장치에서 흡입구의 일측에 마련된 연신 파이프 커버를 회전시켜 흡입구의 크기를 조절하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a conventional long fiber nonwoven fabric.
2 is a side view schematically showing an apparatus for manufacturing a long fiber nonwoven fabric according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing an apparatus for manufacturing the long fiber nonwoven fabric shown in FIG. 2.
4 is a diagram schematically showing the arrangement of the radiation block shown in FIG. 3.
5 is an enlarged schematic view of a structure for charging the filaments drawn and discharged in the apparatus for manufacturing the long-fiber nonwoven fabric shown in FIG. 2.
6 is a view schematically showing another embodiment of a structure for charging the filaments shown in FIG. 5.
7 is a view schematically showing another embodiment of the structure for charging the filaments shown in FIG.
8 is a view showing another embodiment of the apparatus for manufacturing the long-fiber nonwoven fabric shown in FIG.
9 is a view schematically showing how to adjust the size of the suction port by rotating the elongated pipe cover provided on one side of the suction port in the apparatus for manufacturing the long fiber nonwoven fabric shown in FIG.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, some configurations irrelevant to the gist of the invention will be omitted or compressed, but the omitted configuration is not necessarily a configuration unnecessary in the present invention, and will be combined and used by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. I can.
본 발명에서는 전술한 종래 기술의 단점들을 보완하고 품질과 결점 개선 면에서 완벽하면서도 생산성과 환경측면을 동시에 고려하며, 장섬유 부직포를 구성하는 섬유의 굵기와 제조되는 부직포의 중량에 관계없이 우수한 제품을 연속적으로 생산할 수 있는 방법을 발명하였다. In the present invention, the above-described shortcomings of the prior art are complemented and the quality and defects are improved, while productivity and environmental aspects are simultaneously considered, and excellent products are provided regardless of the thickness of the fibers constituting the long-fiber nonwoven fabric and the weight of the nonwoven fabric to be manufactured. Invented a method that can be produced continuously.
본 발명의 설명을 돕기 위해 도면을 예시하였으며, 도면을 활용하여 본 발명의 자세한 설명을 하고자 한다.The drawings have been illustrated to aid in the description of the present invention, and a detailed description of the present invention will be made using the drawings.
도1은 종래의 장섬유 부직포를 제조하는 장치의 개략도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 장섬유 부직포를 제조하는 장치를 개략적으로 나타낸 측면도이며, 도3은 도2에 도시된 장섬유 부직포를 제조하는 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도4는 도3에 도시된 방사블록의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a conventional long fiber nonwoven, FIG. 2 is a side view schematically showing an apparatus for manufacturing a long fiber nonwoven according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a long fiber shown in FIG. It is a plan view schematically showing an apparatus for manufacturing a nonwoven fabric, and FIG. 4 is a view schematically showing the arrangement of the spinning block shown in FIG. 3.
도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 밀도의 분포가 균일함과 동시에 종방향과 횡방향의 인장강도가 유사한 장섬유 부직포를 제조하는 장치(이하 "장섬유 부직포를 제조하는 장치"라 함)는 원료 저장 및 공급 탱크(110), 압출부(120), 용융 원료 공급 및 분배부, 방사블록(130), 배기부(140), 필라멘트 냉각부(150), 연신부(160), 코로나 대전부(170), 고전압 발생부(180), 노즐(190), 기류간섭방지판(200), 컨베이어(210), 흡입부(220), 캘린더롤(230), 냉각롤(240), 와인더(250)를 포함할 수 있다.As shown in Figs. 1 to 4, an apparatus for manufacturing a long fiber nonwoven fabric having a uniform density distribution and similar tensile strength in the longitudinal and transverse directions (hereinafter referred to as "an apparatus for producing a long fiber nonwoven fabric") The raw material storage and
원료 저장 및 공급 탱크(110)는 열가소성 합성섬유의 원료가 저장되어 있고, 열가소성 합성섬유의 원료를 압출부(120)로 공급하는 구성이다.The raw material storage and
압출부(120)는 수평적인 형태로 구비되어 공급된 열가소성 합성섬유의 원료를 용융시키고, 방사블록(130)으로 압출하는 구성이다.The
방사블록(130)은 고온에 용융된 열가소성 합성섬유의 원료를 방사노즐을 통해 방사함으로써 장섬유를 제조하는 구성이다. 이러한 방사블록(130)은 컨베이어(210)가 필라멘트들을 이송시키는 진행 방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열될 수 있다. 방사블록(130)은 복수로 구비되어 컨베이어(210)의 수직방향으로 배열될 수 있고, 복수의 방사블록(130)은 서로 소정의 거리로 이격되어 배열될 수 있다.
배기부(140)는 고온으로 열가소성 합성섬유의 원료를 용융시킬 시 발생하는 가스를 외부로 배출하는 구성이다.The
필라멘트 냉각부(150)는 방사블록(130)에 의해 장섬유로 제조된 필라멘트 번들(1)을 냉각시키는 구성이다. 이러한 방사블록(130)을 통해 제조된 필라멘트 번들(1)은 열이 가해진 상태이므로 고온을 유지하고 있다. 이 때 고온으로 유지된 필라멘트 번들(1)은 고온 상태에서 형태가 매우 유동적이기 때문에 이동 시에 필라멘트 번들(1) 형태에서 변화될 수 있다. 따라서 필라멘트 냉각부(150)는 장섬유로 제조되어 방사된 필라멘트 번들(1)에 냉각 공기를 제공하여 온도를 감소시킴으로써, 장섬유 형태를 유지시킨다.The
연신부(160)는 방사블록(130)의 하단에 구비되어 방사된 필라멘트 번들(1)을 연신하는 구성이다. 이러한 연신부(160)는 연신 파이프(160')를 포함할 수 있고, 유입된 압축공기를 이용하여 고속으로 연신할 수 있다. 연신된 필라멘트들은 높은 인장강도와 낮은 열수축율을 가지므로 후속 공정에서 연속적으로 가해지는 높은 장력 및 높은 온도에도 불구하고 고유 물성을 잃지 않는다. 연신이 완료된 후에는 필라멘트가 연신 파이프(160')를 거쳐 노즐(190)로 이동된다. 연신부(160)는 방사블록(130)과 연동될 수 있고, 컨베이어(210)가 필라멘트들을 이송시키는 진행 방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 방사블록(130)이 배열되는 경사 각도에 따라 동일한 경사 각도로 복수의 연신 파이프(160')가 배열될 수 있다. 예를 들어, 방사블록(130)이 컨베이어(210)가 필라멘트를 이송시키는 진행 방향으로부터 수직인 방향에 대해 30도로 배열되는 경사 각도를 형성한다면, 복수의 연신 파이프(160') 또한 컨베이어(210)가 필라멘트를 이송시키는 진행 방향으로부터 수직인 방향에 대해 30도로 배열되는 경사 각도를 형성하는 것이다.The stretching
코로나 대전부(170)는 노즐(190)의 상단 또는 하단에 구비되어 상기 필라멘트들의 표면에 이온을 부착시켜 연신된 필라멘트들을 분리 및 확산시키는 구성이다. 이러한 코로나 대전부(170)에는 복수의 대전침(172)이 구비되어 있고, 대전침(172)이 대전전극(171)에 의해 대전되어 필라멘트를 대전시킬 수 있다. 또한, 대전전극(171) 표면에는 다수의 홀이 형성되어 있고, 코로나 대전부(170) 일측에서 압축공기가 유입되어 대전전극(171) 표면에 형성된 홀을 통해 필라멘트로 분출할 수 있다. 또, 보호커버(173)는 대전침(172)을 외부로부터 보호할 수 있다. 아울러, 접지전극(174)과 대전전극(171)은 접지를 형성한다. 예를 들어, 코로나 대전부(170)는 연신 파이프(160')를 통해 연신된 필라멘트가 중력에 의해 하단으로 이동될 시 필라멘트가 연신 파이프(160')에서 이동되는 부근에 위치할 수 있다. 이에 따라, 코로나 대전부(170)는 대전침(172)으로 필라멘트에 이온을 주입함으로써 필라멘트들이 모두 (+)극 또는 (-)극의 한쪽으로 극성을 띄도록 하는 것이다. 하나의 극성으로 대전된 필라멘트들은 서로 척력이 발생하고, 척력에 의해 필라멘트들은 연신된 상태를 유지하여 서로 번들화 되지 않으면서 노즐(190)에서 토출될 수 있다.The
고전압 발생부(180)는 코로나 대전부(170)에 전압을 인가하여 코로나 대전부(170)의 대전침(172)을 (+)극, 또는 (-)극으로 대전시키는 구성이다.The
노즐(190)은 연신 파이프(160')의 하부에 각각 연결되어 연신된 필라멘트를 외부로 토출시키는 구성이다. 이러한 노즐(190)은 연결되어 있는 연신 파이프(160')와 동일하게 컨베이어(210)가 필라멘트들을 이송시키는 진행 방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 경사 각도를 형성하여 배열될 수 있다. 이에 따라 노즐(190)에서 토출된 필라멘트들은 도2에 도시된 바와 같이, 컨베이어(210)에 경사를 이루어 포집될 수 있고, 이에 따라 각각의 필라멘트들은 컨베이어(210)에서 포집되는 지점이 서로 상이할 수 있다. 즉, 컨베이어(210)의 진행방향에서 수직을 이루는 어느 한 지점으로부터 각각의 필라멘트가 포집되는 지점의 거리가 모두 상이한 것이다. 예를 들어 복수의 노즐(190)이 컨베이어(210)가 필라멘트들을 이송시키는 진행 방향으로부터 수직인 방향에 대해 30도로 배열되어 있다면, 토출된 필라멘트 또한 컨베이어(210)에서 포집될 시 필라멘트가 포집되는 지점들이 이루는 직선이 컨베이어(210)의 수평방향에 대해 30도로 형성됨을 의미한다. The
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 포집되는 지점들 중 적어도 두 지점이 컨베이어(210)의 진행방향으로부터 수직방향의 영역으로부터 서로 다른 거리에 위치할 수 있다. 예컨대, 두 개 또는 세 개 지점 단위로 상기 수직방향에 대해 일정한 기울기를 가질 수도 있다.In an embodiment of the present invention, at least two of the collected points may be located at different distances from a region in a vertical direction from the traveling direction of the
기류간섭방지판(200)은 노즐(190)마다 소정의 거리가 이격된 위치에 구비되어, 필라멘트에 가해질 수 있는 공기흐름을 차단하는 구성이다. 이러한 기류간섭방지판(200)은 지면으로부터 수직방향으로 구비되어 있으며, 소정의 각도로 기울어지는 것이 가능하다. 예를 들어, 기류간섭방지판(200)은 지면의 수직방향으로부터 30도로 기울어져 노즐(190)로부터 토출된 필라멘트가 충돌할 수 있다.The airflow
컨베이어(210)는 기류간섭방지판(200) 및 노즐(190) 하부에 구비되어, 노즐(190)에서 토출된 필라멘트를 포집하고, 배열된 필라멘트를 이송시키는 구성이다.The
흡입부(220)는 내부에 남아있는 압축공기를 외부로 배출시키는 구성이다.The
캘린더롤(230)은 컨베이어(210)에 배열된 필라멘트를 압착 및 결합하여 부직포를 제조하는 구성이다.The
냉각롤(240)은 제조된 부직포를 냉각시키는 구성이다.The
와인더(250)는 제조 완료된 부직포를 소정의 길이로 권취하는 구성이다.The
이하에서는 도면과 함께 구체적으로 본 발명의 구조를 설명하기로 한다. 장섬유 부직포 제조공정은 크게 세 부분으로 나누어질 수 있다.Hereinafter, the structure of the present invention will be described in detail together with the drawings. The manufacturing process of long fiber nonwoven fabric can be divided into three parts.
첫 번째는 열가소성 합성섬유를 고온에 녹여 방사노즐을 통해 장섬유를 제조하는 방사(Spinning)공정으로써, 일반적인 장섬유 필라멘트 제조공정과 유사하다.The first is a spinning process in which thermoplastic synthetic fibers are melted at high temperature to produce long fibers through a spinning nozzle, which is similar to a general long fiber filament manufacturing process.
두 번째는 방사된 열가소성 필라멘트들을 고속으로 연신시켜 고강도섬유를 제조한 다음, 필라멘트들을 분산시키는 구성을 이용해서 각각의 필라멘트들을 분리한 후, 컨베이어(210) 상에 균일하게 배열하는 것이다. 이 공정을 웹(web) 제조공정이라고도 일컫는다.Second, the spun thermoplastic filaments are stretched at high speed to produce high-strength fibers, and then each filaments are separated using a configuration in which the filaments are dispersed, and then the filaments are uniformly arranged on the
마지막 세 번째는 복수의 필라멘트들로 이루어진 웹(web)을 결합시켜 인장강도를 포함한 물리적인 성질을 부여하는 결합(Bonding)공정이다. 이러한 결합공정에서는 다양한 기술들이 사용될 수 있으나, 일반적으로는 가장 범용적인 장치인 열접착법(Thermal Bonding) 중에서 캘린더롤(230)을 많이 사용한다. 따라서 본 발명에서도 캘린더롤(230)을 사용하여 부직포를 결합시키는 것으로 설명한다.The third and last is a bonding process in which a web made of a plurality of filaments is bonded to give physical properties including tensile strength. Various techniques may be used in this bonding process, but in general, the
여기서, 필라멘트는 필라멘트 섬유를 간단히 줄인 말로써, 필라멘트는 필라멘트 섬유와 동일한 의미를 갖는다.Here, filament is a short term for filament fiber, and filament has the same meaning as filament fiber.
이와 같은 공정 중에서 두 번째인 웹(web) 제조공정은 부직포의 성능을 결정하는 핵심 공정이기 때문에 다양한 기술과 장치를 개발하여 사용하고 있다.The second of these processes, the web manufacturing process, is a core process that determines the performance of nonwoven fabrics, so various technologies and devices have been developed and used.
도3에서는 본 발명에서 목표로 하는 중량분포가 균일하면서 종방향 및 횡방향의 인장강도가 같은 장섬유 부직포를 제조하기 위해 방사블록(130), 연신파이프 및 노즐(190)의 경사진 배열을 통해 분할 경사(Bias) 배열법의 핵심적인 웹(web) 제조 배열방법이 나타나 있다.In FIG. 3, in order to manufacture a long fiber nonwoven fabric having the same tensile strength in the longitudinal and transverse directions while the target weight distribution is uniform in the present invention, the
또한, 본 발명의 분할 경사 배열법과 비교한 종래의 배열법은 도1에서 볼 수 있다.In addition, a conventional arrangement method compared to the divided tilt arrangement method of the present invention can be seen in FIG.
도1을 보면 웹(web) 제조 진행방향에 대해 수직방향으로 배열 및 설치된 방사블록(40)과, 방사블록(40)의 하부로 평행하게 설치된 복수의 연신 파이프(30)를 포함하는 연신부(30) 및 복수의 노즐(20)이 구비되어 있으며, 복수의 노즐(20)과 일정한 거리를 유지하면서 일체형으로 평행하게 배열된 충돌판(10)이 설치되어 있다. 이러한 배열에서는 노즐(20)간의 간격이 부직포의 중량분포와 종방향 및 횡방향 인장강도 발현에 아주 중요한 역할을 수행한다.Referring to FIG. 1, a stretching unit including a
도1에서와 같은 개념에 기초하여 종래에는 노즐(20)의 간격을 넓게 조정하여 필라멘트들을 횡방향으로 넓게 분산시키는 구조를 채택함으로써, 부직포의 종횡방향 인장강도를 균일하게 유지하는 방안을 제안했었다.Based on the concept as shown in FIG. 1, conventionally, a method of uniformly maintaining the tensile strength of the nonwoven fabric in the longitudinal and transverse direction has been proposed by adopting a structure in which the filaments are widely dispersed in the transverse direction by adjusting the spacing of the nozzles 20 wide.
그러나 이와 같은 구조는 노즐(20)의 간격이 상대적으로 넓기 때문에 노즐(20)을 설치하는 개수가 줄어드는 단점이 있다. 즉, 생산성이 하락할 수 있는 것이다. 또한, 노즐(20)의 간격이 넓기 때문에 인장강도 비율은 개선되지만, 노즐(20)이 분산시켜야 하는 면적도 넓어지기 때문에 중량분포가 불량해질 수 있다.However, this structure has a disadvantage in that the number of nozzles 20 is reduced because the spacing of the nozzles 20 is relatively wide. In other words, productivity can decline. In addition, since the distance between the nozzles 20 is wide, the tensile strength ratio is improved, but the area in which the nozzles 20 should be dispersed is also increased, so that the weight distribution may be poor.
본 발명은 도3에 보면 알 수 있듯이 본 발명은 방사블록(130)이 웹(web) 진행방향, 즉 컨베이어(210)가 진행하는 방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열되어 경사 각도를 형성하는 것이다. 여기서, 방사블록(130)은 복수의 연신 파이프(160') 및 복수의 노즐(190)과 연동되어 있다. 본 발명에서 복수의 노즐(190)은 각각 일정한 거리를 유지함으로써 본 발명에서 설명하는 효과가 발생한다. 즉, 노즐(190)의 수평간격(l1)과 수직거리(l2)는 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 결과적으로, 본 발명에서는 노즐(190)간 수평간격(l1)과 수직거리(l2)를 일정한 범위 내에서 유지하기 위해 복수의 노즐(190)과 연동되어 있는 방사블록(130)의 경사 각도를 형성하고, 이에 따라 복수의 연신 파이프(160') 및 복수의 노즐(190) 또한 방사블록(130)과 연동하여 컨베이어(210)가 진행하는 방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열되어 경사 각도가 형성되는 것이다.In the present invention, as can be seen from FIG. 3, the present invention is arranged in a non-zero inclination with respect to the direction perpendicular to the direction in which the
따라서 본 발명에서 방사블록(130)의 경사 각도는 웹(web) 또는 필라멘트의 진행방향, 즉 컨베이어(210)의 진행방향으로부터 수직인 방향에 대해 20도 이상 유지하는 것이 좋다. 또, 최대 각도는 80도 이하로 유지시켜주는 것이 좋다. 더 좋기로는 25도∼50도 수준이 바람직하며, 30도∼45도 수준이 가장 바람직하다. 본 발명에서 노즐간격(l0)은 수평간격(l1)과 수직거리(l2)로 나누어지며, 각각의 노즐(190)은 일정한 거리를 유지함으로써 본 발명에서 설명하는 효과가 발생한다.Therefore, in the present invention, the inclination angle of the
그러므로 본 발명에서 노즐(190)의 수평간격(l1)은 40mm 이상 유지하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기는 70mm 이상이며, 150mm를 초과하면 바람직하지 않다. 가장 바람직한 것은 70∼120mm 범위가 바람직하다.Therefore, in the present invention, it is preferable to maintain the horizontal spacing (l 1 ) of the
여기서, 노즐(190)의 수평간격(l1)이 40mm 미만이 되면 노즐(190)간 거리가 근거리이기 때문에 인접한 노즐(190)에서 분출되어 나오는 다량의 공기류에 의해 필라멘트들끼리 간섭이 발생하기 쉽다. 아울러, 수평간격(l1)이 150mm를 초과하면 노즐간격(l0)이 멀어져서 부직포의 중량분포가 불량해질 수 있다. 따라서 수평간격(l1)은 본 발명에서 제시하는 거리로 유지해야 한다.Here, when the horizontal distance (l 1 ) of the
본 발명에서 수직거리(l2)도 중요한 변수이다. 수직거리(l2)는 30mm 이상을 유지해야 하며, 넓을수록 인접한 노즐(190) 간의 간섭이 적기 때문에 바람직하다. 그러나 노즐(190) 간의 이격된 간격이 멀어지면, 즉 방사블록(130)의 경사각도가 너무 크면, 컨베이어(210)의 크기도 필요 이상으로 증가하기 때문에 제작 및 운전 유지에 많은 노력이 필요하게 된다. 따라서 수직거리(l2)는 일정한 간격 이하로 내려가지 않고, 안정적인 운전이 가능한 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.In the present invention, the vertical distance (l 2 ) is also an important variable. The vertical distance (l 2 ) should be kept at least 30mm, and the wider it is, the less interference between
방사블록(130)의 경사각도가 60도를 초과하게 되면, 제조되는 부직포의 폭이 일정할 때 더 많은 노즐(190)을 설치할 수 있게 되어 생산량을 증가시킬 수 있는 동시에 밀도 분포는 더욱 균일하면서 종방향 및 횡방향 인장강도가 우수한 부직포를 제조할 수 있는 이점이 있다.When the inclination angle of the
그러나 앞서 설명하였듯이 경사 각도가 너무 크면 컨베이어(210)의 길이가 증가하게 되기 때문에 제작과 운전에서 어려운 점이 있다. 따라서 운전환경을 고려하여 방사블록(130)의 기울기 각도는 25도∼50도 범위 내에서 유지하는 것이 바람직하다. 그러나 제작환경에 따라 각도를 60도∼80도 수준으로 변경해서 부직포를 제조하는 것도 가능하다.However, as described above, if the inclination angle is too large, the length of the
여기서, 복수개의 방사블록(130)과 복수의 연신 파이프(160') 및 복수의 노즐(190)이 컨베이어(210)의 진행방향으로부터 0이 아닌 기울기로 배열되어 경사 각도를 형성하는 것을 설명하였으나, 실시하기에 따라 방사블록(130)은 종래와 같이 컨베이어(210)의 진행방향에 대해 0의 기울기로 배치되더라도, 복수의 연신 파이프(160') 및 복수의 노즐(190)이 컨베이어(210)의 진행방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열되어 경사 각도를 형성할 수 있다.Here, it has been described that a plurality of radiation blocks 130, a plurality of elongation pipes 160', and a plurality of
이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은 노즐간격(l0) 거리를 150mm 이하로 좁혀서 우수한 품질의 부직포를 제조 가능한 방안을 제시하였다. 본 발명에 따르면, 더욱 많은 수의 노즐(190)을 설치할 수 있게 되어, 생산성이 증가하고 밀도 분포는 더욱 균일한 제품을 제조할 수 있게 된다. 즉, 종래기술에서는 종방향 및 횡방향의 인장강도 비율이 1.2 이상으로써 여전히 종방향 인장강도가 높게 나타나지만, 본 발명의 방법으로는 종방향 및 횡방향의 인장강도 비율이 1.0을 달성할 수 있다. As described above, the present invention proposes a method capable of manufacturing a nonwoven fabric of excellent quality by narrowing the nozzle spacing (l 0 ) distance to 150mm or less. According to the present invention, it is possible to install a larger number of
여기서, L1은 노즐(190)의 수평간격(l1)의 총합이고, L0은 노즐간격(l0)의 총합이다. 따라서 L0와 L1가 이루는 각도 또한 l0와 l1가 이루는 각도 와 동일하다.Here, L 1 is the total sum of the horizontal intervals (l 1 ) of the
또한, 본 발명에서는 노즐(190) 하부에 설치된 기류간섭방지판(200)에 의해 밀도 분포가 균일한 장섬유 부직포가 제조될 수 있다.In addition, in the present invention, a long fiber nonwoven fabric having a uniform density distribution may be manufactured by the airflow
종래기술에서는 마찰에 의한 정전기를 발생시키기 위해 충돌판(10)을 마련하여 필라멘트들이 충돌판(10)에 충돌함으로써, 마찰전기가 발생하도록 하였다. 따라서 보다 많은 정전기를 발생시키기 위해 연신 파이프(30)에 공급하는 압축공기량을 증가시킬 수밖에 없었으며, 마찰을 효과적으로 발생시키기 위해 합성섬유와의 대전서열이 높은 납(Pb)과 같은 중금속 물질을 충돌판(10)의 소재로 사용하였다. 또한, 노즐(20)을 배열할 시 노즐(20)이 일렬로 배치된 상태에서 충돌판(10)을 전방에 긴 일체형으로 제작하여 사용하는 한계가 있었다.In the prior art, a collision plate 10 is provided to generate static electricity due to friction, and the filaments collide with the collision plate 10 to generate triboelectricity. Therefore, in order to generate more static electricity, there was no choice but to increase the amount of compressed air supplied to the stretched pipe 30, and in order to effectively generate friction, a heavy metal material such as lead (Pb) having a high charging sequence with the synthetic fiber was used as a collision plate. It was used as the material of (10). In addition, when the nozzles 20 are arranged, there is a limit of using the collision plate 10 as a long integral type in the front while the nozzles 20 are arranged in a line.
하지만 본 발명에서는 방사블록(130) 또는 복수의 연신 파이프(160') 및 복수의 노즐(190)이 컨베이어(210)의 진행방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열되어 경사 각도가 형성된다. 따라서 인접 노즐(190)간의 기류간섭을 최소화하기 위해 일체형의 긴 충돌판(10) 대신에 각 노즐(190) 전방 하부에 분할되어 충돌판보다 짧은 폭의 기류간섭방지판(200)이 구비된다. 기류간섭방지판(200)은 인접한 노즐(190)에서 토출된 대량의 공기류가 확산함에 따라 공기의 와류(Turbulence)가 발생되는 것을 방지하고, 공기흐름을 차단하다.However, in the present invention, the
종래기술에서 채택된 긴 일체형의 충돌판(10)을 사용하면 폭의 양쪽 방향으로 기류가 흩어질 수 있기 때문에 노즐(20)간에 서로 간섭하는 현상을 방지하는 것이 불가능하다. 기류가 간섭하면 폭의 양쪽 방향으로 이동하는 필라멘트들의 진행을 방해할 뿐만 아니라, 와류도 발생하게 되어 부직포의 중량분포와 종방향 및 횡방향 인장강도의 비율 또한 불량해질 우려가 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 노즐(190)마다 분할된 폭이 짧은 기류간섭방지판(200)을 구비하여 공기의 와류가 발생되는 것을 방지하고, 공기흐름을 차단하는 것이다. When the long integrated collision plate 10 adopted in the prior art is used, the airflow may be scattered in both directions of the width, so it is impossible to prevent the phenomenon that the nozzles 20 interfere with each other. When airflow interferes, not only does it hinder the progression of the filaments moving in both directions of the width, but also causes vortices, so that the weight distribution of the nonwoven fabric and the ratio of the tensile strength in the longitudinal and transverse directions may also be poor. Accordingly, in the present invention, in order to solve this problem, the airflow
본 발명의 기류간섭방지판(200)의 폭(la)은 노즐(190)의 수평간격(l1)+(20mm 내지 100mm) 정도의 수치가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 노즐(190)의 수평간격(l1)+(20mm 내지 60mm) 수준이 바람직하다.The width (l a ) of the airflow
여기서, 폭(la)이 너무 짧으면 횡 방향으로 이동하는 기류가 웹(web) 진행 방향으로 유출될 수 있고, 이에 따라 중량분포와 종방향 인장강도가 증가하는 상황이 발생할 수 있다. 반대로, 폭(la)이 너무 길면 설치와 운전이 어려운 문제점이 있다.Here, if the width l a is too short, the airflow moving in the transverse direction may flow out in the web traveling direction, and accordingly, a situation in which the weight distribution and the longitudinal tensile strength increase may occur. Conversely, if the width l a is too long, there is a problem that it is difficult to install and operate.
기류간섭방지판(200)의 소재는 세라믹과 같은 무정전 재료가 바람직하지만, 접지한 도전체를 사용해도 무방하다. 또한, 대전된 필라멘트들과 같은 극성으로 대전시킨 소재를 사용할 수도 있다. 결과적으로, 대전된 필라멘트들이 기류간섭방지판(200)에 달라붙지 않는 다면 어떤 소재를 사용해도 무방하다. The material of the airflow
기류간섭방지판(200)의 세로길이(lb)는 50mm 내지 150mm 수준이 바람직하다. 여기서, 기류간섭방지판(200)의 세로길이(lb)가 너무 짧으면 하단 방향으로 이동하는 기류가 웹(web) 진행 방향, 즉 컨베이어(210)가 이송시키는 방향으로 유출될 수 있고, 이에 따라 중량분포와 종 방향 인장강도가 증가할 수 있다. 또한, 기류간섭방지판(200)의 세로길이(lb)가 너무 길면 필라멘트들이 노즐(190)에서 토출되는 속도가 하락하여 기류간섭방지판(200)에 섬유들이 부착되어 버리는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 기류간섭방지판(200)의 폭(la)과 세로길이(lb)는 앞서 설명한 바와 같이 유지하는 것이 바람직할 것이다. The vertical length (l b ) of the airflow
기류간섭방지판(200)은 수직으로 유지하는 것이 바람직하지만, 노즐(190)에서 토출된 필라멘트들의 부착을 방지하기 위해 일정한 각도를 유지하여 형성될 수 있다. 즉, 기류간섭방지판(200)이 지면으로부터 수직방향에서 기울여지는 각도(β)는 너무 크면 웹(web) 진행 방향, 즉 컨베이어(210)가 이송시키는 방향으로 기류가 방출되기 때문에 중량분포가 나빠지고, 종 방향 인장강도가 증가질 수 있다. 따라서 30도 이하로 유지하며, 더욱 바람직하기로는 20도 이하로 유지한다.Although it is preferable to keep the airflow
기류간섭방지판(200)과 노즐(190) 사이의 간격(d)도 일정한 거리를 유지하는 것이 필요하다. 간격(d)이 좁으면 간헐적인 방사성 불량에 의해 나타나는 절사(Yarn Break), 드롭(Drop)과 같은 현상에 의해 노즐(190)이 막히는 경우가 발생한다. 또, 간격(d)이 넓으면 노즐(190)에서 토출된 필라멘트들의 주행속도가 하락하여 기류간섭방지판(200)에 필라멘트들이 부착되는 경우가 발생한다. 따라서 기류간섭방지판(200)과 노즐(190) 사이의 간격은 6mm 내지 30mm 수준을 유지하는 것이 바람직하다.It is also necessary to maintain a constant distance (d) between the airflow
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 생산성을 더욱 증가시키기 위해 방사블록(130)을 웹(web) 진행 방향으로 2개 이상 복수로 구비할 수 있다. 이 경우, 복수로 배치되는 방사블록(130) 간의 간격(W)이 중요하다. 즉, 방사블록(130) 간의 간격(W)이 좁으면 전열 및 후열에서 분사되는 공기류가 서로 간섭하여 필라멘트의 밀도 분포가 불균일해 지는 가능성이 있으며, 반대로 간격(W)이 넓어지면 공기 간섭의 가능성은 감소하지만, 컨베이어(210)의 크기가 필요 이상으로 증가되어 제작이 어렵고 비용이 많이 소요될 수 있다. 따라서 적당한 간격(W)을 유지할 필요가 있는데, 이는 0.5M 내지 2.0M 수준이 바람직하다. As shown in FIG. 3, in the present invention, in order to further increase productivity, two or more radiating blocks 130 may be provided in a direction in which the web proceeds. In this case, the spacing W between the radiation blocks 130 disposed in plurality is important. That is, if the spacing (W) between the spinning blocks 130 is narrow, air flows injected from the front and rear rows interfere with each other, resulting in a non-uniform density distribution of the filaments. Conversely, if the spacing (W) increases, the air interference Although the possibility is reduced, the size of the
본 발명에서는 도면에 도시된 바와 같이, 직류 코로나 대전부(170)를 구비할 수 있다. 이를 도5를 통해 설명하기로 한다.In the present invention, as shown in the drawing, it may be provided with a DC
도5는 도2에 도시된 장섬유 부직포를 제조하는 장치에서 연신되어 배출된 필라멘트들을 대전시키는 구조를 확대하여 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is an enlarged schematic view of a structure for charging the filaments drawn and discharged in the apparatus for manufacturing the long-fiber nonwoven fabric shown in FIG. 2.
도5에 도시된 바와 같이, 코로나 대전부(170)는 고전압 발생부(180)(High Voltage Generator, HVG)에서 발생시킨 직류 고전압을 대전침(172)에 연결하여 이온빔(Ion Beam)을 발산하는 코로나를 방사한다. 대전침(172)에서 발생된 직류 이온은 연속으로 이동하는 필라멘트들 표면에 부착 및 대전되면서 같은 극으로 대전된 이온의 반발력으로 섬유들을 분리 및 확산시킬 수 있다. As shown in Fig. 5, the
본 발명에서 코로나 대전부(170)는 섬유 표면에 부착되는 이온량을 증가시키기 위해 코로나 대전부(170)에 압축공기를 유입시킨다. 압축공기는 수분과 불순물이 함유하지 않은 깨끗한 공기를 사용해야 한다(Instrument Air, IA). 수분과 불순물이 포함되어 있는 공기를 사용하면, 고압으로 대전할 시 스파크(Spark)가 발생하거나 절연된 부분이 파괴될 수 있고, 대전침(172)이 오염되는 문제점들이 발생할 수 있다. 대전전극(171)은 전기가 통하는 것이 용이한 동(Copper)이나 황동(Brass) 소재를 사용하고, 대전침(172)에 우수한 강도와 인성을 지닌 스테인리스를 재료로 구비되며, 대전전극(171)의 표면에는 직경 0.3mm 내지 1.0mm 수준의 구멍이 형성된다. 압축공기의 공급량은 정해져 있지 않지만, 대전전극(171) 후단에 공급되는 압축공기의 압력이 0.05∼1.0kg/㎠G 수준이 되도록 조정한다. In the present invention, the
코로나 대전부(170)에 유입된 압축공기는 대전전극(171)에 형성된 구멍을 통해 대전침(172) 주위로 분출될 수 있다. 분출된 압축공기는 대전침(172) 선단부에서 발생하는 이온의 양을 증가시키며, 대전된 공기의 이온이 보다 필라멘트들 쪽으로 용이하게 접촉되도록 하여 필라멘트들에 이온의 부착량을 증가시키는 동시에 균일하게 부착되도록 한다. 또한, 대전침(172) 표면에 오염물질이 부착되는 것을 방지하여 대전침(172)의 수명을 증가시키는 역할도 수행할 수 있다.Compressed air introduced into the
아울러, 대전침(172)의 앞에는 보호커버(173)가 구비되어 필라멘트들이나 기타 이물질들이 대전침(172)에 직접 접촉되지 않도록 보호한다. 보호커버(173)의 재질은 전기가 통하지 않는 절연물질로 구성된다.In addition, a
대전전극(171)에 압축공기가 유입되는 통로의 크기는 대전침(172) 선단에 항상 공기가 유입될 수 있도록 형성하여 공기압력을 조정할 수 있다. 압축공기의 공급 압력이 높으면 수직 하방으로 토출되는 필라멘트 및 공기류와 접촉하게 되어 와류를 발생할 수 있다. 따라서 유입되는 압축공기의 압력을 낮게 유지하여 사용하는 것이 바람직하다.The size of the passage through which compressed air is introduced into the charging
또한, 본 발명에서는 도6 및 도7을 통해 코로나 대전부(170)와 구조를 다양하게 실시할 수 있다.In addition, in the present invention, the
도6은 도5에 도시된 필라멘트들을 대전시키는 구조의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도7은 도5에 도시된 필라멘트들을 대전시키는 구조의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a view schematically showing another embodiment of the structure for charging the filaments shown in Figure 5, Figure 7 is a view schematically showing another embodiment of the structure for charging the filaments shown in FIG.
도6 내지 도7에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 코로나 대전부(170)의 위치가 노즐(190)의 하부로 위치하는 것 또한 가능하다. 즉, 도6에서는 연신 파이프(160')를 통해 연신된 필라멘트들이 노즐(190)에서 토출될 시 기류간섭방지판(200)에 먼저 충돌한 후에 코로나 대전부(170)에 의해 대전되는 것이다. 이에 따라, 노즐(190)에서 토출될 시 필라멘트들이 대전되지 않더라도, 분출된 후에 필라멘트들이 코로나 대전부(170)에 의해 대전될 수 있고, 코로나 대전부(170)에 유입된 압축공기는 대전전극(171)에 형성된 구멍을 통해 대전침(172) 주위로 분출됨으로써, 대전침(172) 선단부에서 발생하는 이온의 양을 증가시키며, 대전된 공기의 이온이 보다 필라멘트들 쪽으로 용이하게 접촉되도록 하여 필라멘트들에 이온의 부착량을 증가시키는 동시에 균일하게 부착될 수 있다.As shown in FIGS. 6 to 7, in the present invention, it is also possible to position the
또한, 도7에서는 기류간섭방지판(200)이 지면으로부터 수직방향에서 기울여지는 각도(β)만큼 코로나 대전부(170) 또한 측면이 기울여져 형성될 수 있다. 이에 따라, 코로나 대전부(170) 내부에 구비된 대전침(172) 또한 하부로 갈수록 코로나 대전부(170)의 측면과 동일하게 길어짐으로써, 기류간섭방지판(200)이 지면으로부터 수직방향에서 기울여지는 각도(β)에서 대전되는 위치를 유지할 수 있다.In addition, in FIG. 7, the
결과적으로, 본 발명에서는 방사블록(130)이 열가소성 합성섬유를 고온에 녹여 장섬유의 필라멘트 번들(1)로 방사시키고, 복수의 연신 파이프(160')를 통해 방사된 필라멘트들을 연신시키며, 복수의 연신 파이프(160')마다 연결된 노즐(190)이 필라멘트들을 토출하고, 기류간섭방지판(200)이 필라멘트들에 가해지는 공기의 흐름을 차단하며, 컨베이어(210)로 필라멘트들이 포집되어 배열되고, 필라멘트들을 제1방향으로 이송하여 결합시킴으로써 장섬유 부직포를 제조할 수 있다.As a result, in the present invention, in the present invention, the
본 발명에서 코로나 대전부(170)는 60gr/㎡ 이하의 저중량 부직포나 또는 필라멘트의 굵기가 3데니어 이하의 가는 필라멘트 및 생산성을 증대시키기 위해 필라멘트의 가닥수를 증가시킬 때 특히 유용한 방법이다. 예를 들면, 20gr/㎡ 이하의 저중량 부직포는 컨베이어(210)의 속도가 높으므로 밀도 분포가 불균일해지기 쉽고, 부직포를 구성하는 장섬유 필라멘트들이 제조되는 길이방향으로 배열되기 쉽다. 그러나 본 발명과 같이 코로나 대전부(170) 및 코로나 대전부(170)에 압축공기를 유입시키면 필라멘트들이 용이하게 대전되어 분리 및 분산되며, 필라멘트 간의 꼬임(Twist), 교락(Entanglement)과 같은 문제점들이 발생할 확률이 감소하여 중량분포가 우수한 부직포를 제조할 수 있다. 또, 필라멘트 굵기와 숫자에 관계없이 충분히 섬유 표면을 대전시켜 분산시킬 수 있다. In the present invention, the
이는 종래의 마찰식 대전방식에서 불가능한 효과이며, 본 발명에서는 압축공기를 유입시켜 대전침(172)을 용이하게 대전시키고, 사용수명을 개선할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 코로나 대전부(170)를 구비하여 생산성과 품질을 모두 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양한 제품군을 동일 설비에서 생산하도록 제공할 수 있다.This is an effect that is impossible in the conventional friction-type charging method, and in the present invention, compressed air is introduced to easily charge the charging
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명은 장섬유 부직포의 중량 분포와 종횡 강력비를 모두 만족시키는 우수한 기술을 제공한다. 특히, 60gr/㎡ 이하의 저중량, 20gr/㎡ 이하의 초저중량 제품에서도 우수한 중량 분포와 종횡방향 강력비가 동등한 새로운 장섬유 부직포의 제조기술은 제공한다. 또한, 제조되는 필라멘트의 굵기와 상관없이 생산성을 개선할 수 있고, 동시에 장섬유 부직포 제품의 제조 및 사용 시에도 인체에 친화적이고, 환경 친화적이다.As described above, the present invention provides an excellent technology that satisfies both the weight distribution and the aspect strength ratio of the long fiber nonwoven fabric. In particular, a new long fiber nonwoven fabric manufacturing technology with excellent weight distribution and strength ratio in the vertical and transverse directions is provided even for low weight products of 60gr/m2 or less and ultra-low weight of 20gr/m2 or less. In addition, it is possible to improve productivity regardless of the thickness of the filament to be manufactured, and at the same time, it is friendly to the human body and environmentally friendly even when manufacturing and using long fiber nonwoven products.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 효과와 결과는 하기의 실시예에 국한되지 않는다. 본 실시예와 비교예에서 제조된 부직포의 물리적 성능은 JIS L 1906(장섬유부직포의 평가방법)을 이용하여 평가하였다. 본 실시예는 도2 내지 도7에 도시된 장치의 구조 및 이상의 설명을 기반으로 실시하였다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The effects and results of the present invention are not limited to the following examples. The physical properties of the nonwoven fabrics manufactured in this Example and Comparative Example were evaluated using JIS L 1906 (evaluation method for long fiber nonwoven fabric). This embodiment was implemented based on the structure of the apparatus shown in FIGS. 2 to 7 and the above description.
[실시예 1∼3, 비교예 1∼2][Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 2]
고유점도(IV) 0.655 인 폴리에스터 칩(Chip)을 방사온도 296℃에서 녹여 방사노즐을 통해 필라멘트들을 제조하였다. 이 때 연신 파이프(160')에 유입되는 압축공기의 압력을 조정하여 방사속도가 5,200m/분이 되도록 토출량을 설정하고, 제조되는 필라멘트들의 굵기를 9데니어로 제조하였다. 연신 파이프(160')에 도입되는 필라멘트들의 수는 20∼40개로 조정하면서 생산능력 변화와 함께 부직포의 중량분포와 종방향 및 횡방향 인장강도와 비율을 각각 조사하였다. A polyester chip having an intrinsic viscosity (IV) of 0.655 was melted at a spinning temperature of 296° C. to prepare filaments through a spinning nozzle. At this time, the discharge amount was set so that the spinning speed was 5,200m/min by adjusting the pressure of the compressed air flowing into the stretching pipe 160', and the thickness of the manufactured filaments was manufactured to 9 denier. The number of filaments introduced into the stretched pipe 160' was adjusted to 20 to 40, and the weight distribution of the nonwoven fabric and the tensile strength and ratio in the longitudinal and transverse directions were investigated, respectively, along with the production capacity change.
또한, 방사블록(130)의 경사 각도는 35도로, 노즐간격(l0)은 80mm로 고정하였다. 기류간섭방지판(200)의 폭(la)과 세로길이(lb)는 120mm로, 노즐(190)과 기류간섭방지판(200)의 거리 d=15mm, 각도는 수직으로 고정하였다. 코로나 대전부(170)에 도입되는 직류 고전압 발생부(180)의 대전압은 22KV로 고정하였고, 공기압력은 0.25Kg/㎠G 로 일정하게 공급하였다. In addition, the inclination angle of the
비교예는 도1의 장치를 사용하였고, 노즐(190) 수평간격(l1)은 80mm로 고정하였으며, 충돌판(10)의 재질은 마찰 대전에 유리한 납(Pb)을 사용하였다. In the comparative example, the apparatus of FIG. 1 was used, and the horizontal gap (l 1 ) of the
제조된 부직포의 폭은 1.0m이었고, 부직포 제조 시 사용한 열접착용 캘린더롤(230)의 표면온도는 254℃, 선압은 47Kg/cm로 고정하였다. 최종적으로 와인더(250)에 권취된 부직포의 중량은 80gr/㎡ 이었다. The width of the prepared nonwoven fabric was 1.0m, the surface temperature of the
제조된 부직포의 중량분포의 조사는 폭 방향 샘플을 채취하여 CV%를 평가하였다. 중량 평가용 부직포 샘플은 MD, CD를 각각 10cm로 고정하였고, 폭 방향으로 10개를 채취하여 1차 조사하고 또 길이방향으로 10M 이후에 같은 방법으로 샘플 10개를 다시 채취하여 CV%를 조사하였다. 아래의 표1에 2회의 평가 결과를 종합하여 기록하였다. 또, 이 샘플을 이용하여 부직포 표면의 나타나는 필라멘트의 꼬임(Twist), 뭉침(Roping), 교락(Entanglement)과 같은 결점들은 3인의 평가자들이 육안으로 관찰하여 5단계로 구분하여 기록하였다(1: 아주 나쁨, 2 : 나쁨, 3: 보통, 4: 좋음, 5: 아주 우수). In the investigation of the weight distribution of the prepared nonwoven fabric, a sample in the width direction was collected and CV% was evaluated. As for the nonwoven fabric sample for weight evaluation, MD and CD were each fixed at 10 cm, and 10 samples were collected in the width direction and first irradiated, and 10 samples were collected again in the same manner after 10 M in the length direction to investigate CV%. . The results of the two evaluations were synthesized and recorded in Table 1 below. In addition, using this sample, defects such as twist, roping, and entanglement of the filaments appearing on the surface of the nonwoven fabric were visually observed by three evaluators and recorded in five stages (1: Very Bad, 2: bad, 3: moderate, 4: good, 5: very good).
(개/연신부)Number of filament strands
(Dog/extension part)
(gr/min/연신부)Discharge
(gr/min/extension part)
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
13.813.7/
13.8
13.913.3/
13.9
13.313.2/
13.3
(MD/CD)Tensile strength ratio
(MD/CD)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
점수Flaw evaluation
score
[실시예 4∼7, 비교예 3∼4][Examples 4 to 7 and Comparative Examples 3 to 4]
멜트 인덱스(Melt Index, MI)가 26인 폴리프로필렌 칩(Chip)을 이용하여 방사온도 220℃에서 필라멘트들을 제조하였다. 이 때 방사속도는 3,600m/분으로서, 필라멘트들의 굵기는 2.2 데니어로 조정하였다. 연신 파이프(160')에 도입되는 필라멘트들의 가닥수는 200개로 고정하고, 코로나 대전부(170)의 직류 고압전기는 24KV, 공기압력은 0.40Kg/㎠ 로 일정하게 공급하였다. 최종 제조된 부직포의 중량은 24gr/㎡ 가 되도록 컨베이어(210)의 속도를 조정하였다. 열접착용 캘린더롤(230)의 온도는 164℃, 선압은 35Kg/cm 로 고정하였다. 이 때 노즐간격(l0)를 85mm로 고정하였고, 방사블록(130)의 경사 각도를 0도∼80도로 변경하면서 부직포의 물성을 조사하였다. 기타 제조 장치와 조건은 실시예 1과 같이 하였고, 제조된 부직포의 물성도 실시예 1과 같이 조사하였다. 그 결과를 표2에서와 같이 조사하여 나타내었다. 비교예 4는 비교예 1과 같은 장치를 사용하였으며 연신 파이프(160')에 도입되는 필라멘트들의 가닥수는 100개로 고정하였다. Filaments were prepared at a spinning temperature of 220° C. using a polypropylene chip having a Melt Index (MI) of 26. At this time, the spinning speed was 3,600 m/min, and the thickness of the filaments was adjusted to 2.2 denier. The number of strands of the filaments introduced into the stretching pipe 160' is fixed at 200, and the DC high voltage electricity of the
각도(도)Radiation block
Angle (degrees)
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(MD/CD)Tensile strength ratio
(MD/CD)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
점수Flaw evaluation
score
[실시예 8∼12, 비교예 5][Examples 8 to 12, Comparative Example 5]
실시예 5와 같은 조건을 설정하여 시험을 실시하였다. 방사블록(130)의 경사 각도는 38도로 고정하였다. 이 때 노즐간격(l0)을 30mm∼200mm 까지 연속으로 변경하면서 시험을 실시하였다. 그 결과를 조사하여 표3에 나타내었다. The test was performed by setting the same conditions as in Example 5. The inclination angle of the
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
[실시예 13∼15, 비교예 6∼8][Examples 13 to 15, Comparative Examples 6 to 8]
실시예 5와 같은 조건을 설정하여 시험을 실시하였다. 코로나 대전부(170)의 직류 고압전기와, 공기압력을 변경하면서 시험을 실시하였다. 이 때 제조한 부직포의 중량은 18gr/㎡으로 제조하였다. 고전압 발생부(180)는 사용 전류가 6mmA 이하가 되도록 조정하면서 최대 전압이 발생하도록 조정하였다. 그 결과를 조사하여 표4에 나타내었다. The test was performed by setting the same conditions as in Example 5. The test was conducted while changing the direct current high-voltage electric and air pressure of the
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
발생
/샘플
제조
불가능Discharge
Occur
/Sample
Produce
impossible
분포
불량함/
물성
측정
불가능weight
Distribution
Poor/
Properties
Measure
impossible
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(MD/CD)Tensile strength ratio
(MD/CD)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
점수Flaw evaluation
score
[실시예 16, 비교예 9∼11][Example 16, Comparative Examples 9 to 11]
실시예 2와 같이 시험을 진행하였다. 기류간섭방지판(200)과 노즐(190) 사이의 간격(d)과 기류간섭방지판(200)의 수직방향각도(β) 및 기류간섭방지판(200)의 폭(la)과 세로길이(lb)를 조정하면서 시험을 진행하였다. 부직포의 중량은 30gr/㎡ 로 제조하였다. 시험 평가한 결과를 조사하여 표5에 나타내었다. The test was conducted as in Example 2. The distance (d) between the airflow
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
방지판
섬유 부착
발생
/샘플
제조
불가능Airflow interference
Prevention plate
Fiber attachment
Occur
/Sample
Produce
impossible
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(MD/CD)Tensile strength ratio
(MD/CD)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
이하에서는 도8 및 도9를 참고하여 장섬유 부직포를 제조하는 장치의 다른 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, another embodiment of an apparatus for manufacturing a long fiber nonwoven fabric will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
도8은 도2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 장섬유 부직포를 제조하는 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도9는 도8에서 흡입구(161)의 일측에 마련된 커버를 회전시켜 흡입구(161)의 크기를 조절하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 8 is a view showing another embodiment of the device for manufacturing a long-fiber nonwoven fabric according to the embodiment of the present invention shown in Figure 2, Figure 9 is a suction port by rotating a cover provided on one side of the
도8 및 도9의 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장섬유 부직포를 제조하는 장치는 연신 파이프(160')의 하부에 흡입구(161), 가이드부재(162) 및 연신 파이프 커버(163)를 추가로 구비할 수 있다.8 and 9, the apparatus for manufacturing a long-fiber nonwoven fabric according to the present invention includes a
흡입구(161)는 연신 파이프(160')의 하부 일측에 형성되어 외부의 공기가 추가적으로 연신 파이프(160')에 유입되더 필라멘트의 표면에 공기를 주입시키는 구성이다.The
가이드부재(162)는 연신 파이프(160')의 내부에서 연신 파이프(160')의 일측에 흡입구(161)가 형성된 지점의 바로 하부에 형성되어 흡입구(161)로 유입된 공기를 연신 파이프(160')의 내부로 유입되도록 가이드 하는 구성이다. 이러한 가이드부재(162)는 밑단(g)의 길이가 연신 파이프(160')의 내부 직경을 완전히 차단하지 않는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 연신 파이프(160')에는 연신된 필라멘트가 이동하는데, 이 때 가이드부재(162)는 밑단(g)의 길이로 연신 파이프(160') 내부를 좁히도록 형성됨으로써 흡입구(161)로 유입된 공기를 연신 파이프(160')의 내부로 효과적으로 유입될 수 있도록 가이드 하는 것이고, 이에 따라 유입된 공기가 더욱 필라멘트들의 표면에 닿을 수 있도록 한다. 따라서 가이드부재(162)는 연신 파이프(160')의 내부 직경을 좁히기는 하지만, 완전히 차단하지 않으며 유입된 공기가 효과적으로 유입될 수 있는 길이로 형성될 수 있다.The
연신 파이프 커버(163)는 연신 파이프(160')에서 흡입구(161)가 형성된 지점을 기준으로 연신 파이프(160')의 둘레를 따라 구비되며, 연신 파이프(160')의 둘레를 회전하여 흡입구(161)의 크기를 조절 가능한 구성이다. 연신 파이프 커버(163)에 의해 흡입구(161)의 크기가 축소된다면, 연신 파이프(160')의 내부로 유입되는 공기의 양이 감소될 수 있다. 따라서 장섬유 부직포를 제조하는 작업자는 흡입구(161)의 크기를 조절하여 연신 파이프(160')의 내부를 이동하는 필라멘트들에 닿는 공기를 조절할 수 있다.The stretched
또한, 대전 기류간섭방지판(200')은 이전 실시예와 동일하게 노즐(190)과 소정의 거리로 이격된 상태로 구비되며, 고전압 발생부로부터 전압을 공급받아 필라멘트를 추가로 대전시킬 수 있다. 이러한 대전 기류간섭방지판(200')의 둘레에는 일정한 면적만 외부로 노출될 수 있도록 방지판 커버(201)가 둘러싸고 있다. 따라서 대전 기류간섭방지판(200')은 복수의 표면 중에서 적어도 하나의 표면이 금속제 표면으로 구비되고, 이는 고전압 발생부(180)로부터 전압이 인가되어 대전될 수 있다.In addition, the charging airflow
대전 기류간섭방지판(200')은 필라멘트들을 좀 더 효율적으로 대전시키기 위해 추가적으로 필라멘트들을를 대전시킬 수 있다. 본 발명에 따른 장섬유 부직포를 제조하는 장치에서 생산성을 추가 개선하기 위해서는 필라멘트 표면에 직접 인가되는 코로나 대전의 효율을 올리고, 대전량을 추가 공급해야 한다. 따라서 대전 기류간섭방지판(200')이 고속 주행하는 필라멘트들의 표면에 충분한 양의 정전기 이온을 공급하고, 공급된 정전기가 필라멘트들의 표면에 균일하게 대전 된다면, 필라멘트들의 개수를 증대시켜도 섬유들이 서로 꼬임(Twist), 교락(Entanglement), 뭉침과 같은 부직포의 결점을 발생시키는 현상들이 나타나지 않는 것이다.The charging airflow
여기서, 방지판 커버(201)는 대전 기류간섭방지판(200')의 적어도 일부분을 외부와 절연시키고, 대전 기류간섭방지판(200')에서 노즐(190)과 마주보는 금속제 표면의 부분만을 외부로 노출시킨다.Here, the prevention plate cover 201 insulates at least a portion of the charged airflow interference prevention plate 200' from the outside, and only a portion of the metal surface facing the
필라멘트들의 개수를 증대시켜도 섬유들이 서로 꼬임(Twist), 교락(Entanglement), 뭉침과 같은 부직포의 결점을 발생시키는 현상들이 나타나지 않는 것은 최종적으로 장섬유 부직포의 생산량 증가와 함께 발생되는 제품의 결점을 관찰함으로써 평가할 수 있지만, 실험적으로는 필라멘트들의 표면에 대전량(또는 하전량)을 측정함으로서 간접적으로 확인할 수 있다. Even if the number of filaments is increased, phenomena that cause defects of nonwoven fabrics such as twisting, entanglement, and agglomeration of fibers do not appear. It can be evaluated by doing this, but experimentally, it can be confirmed indirectly by measuring the amount of charge (or amount of charge) on the surface of the filaments.
이하 도8 및 도9에서 제시한 본 발명의 주요 구성들에 대해 자세히 설명하기로 한다. 도8에서 코로나 대전부(170)는 도2 내지 도7에서 제시한 코로나 대전부(170)와 동일하다. 단, 코로나 대전부(170)에서 대전되는 대전량과 효율을 개선하기 위해 코로나 대전부(170)와 연결되는 연신부에서 연신 파이프(160')의 구조를 변경하였다. Hereinafter, main components of the present invention shown in FIGS. 8 and 9 will be described in detail. In FIG. 8, the
본 발명에서는 코로나 대전부(170)에서 필라멘트들의 표면을 효과적으로 대전시키기 위해 실험을 반복해서 수행한 결과, 일정한 조건에서 효율이 급증하는 것을 발견하였다. 즉, 코로나 대전부(170)에서 코로나가 발생되는 대전침(172)의 선단과 필라멘트들의 거리(Dc1)가 중요하다. 또한, 모든 필라멘트들의 표면을 가능한 균일하게 대전하기 위해 최대한 서로 겹치지 않게 섬유들을 직선상으로 평행하게 배열해야 한다. 따라서 섬유들을 겹치지 않게 평행 배열시킬 수 있으면서 거리(Dc1)의 변동도 최소화할 수 있다면, 계속 일정한 거리(Dc1)를 유지할 수 있기 때문에 고품질 제품의 생산에 더욱 바람직하다.In the present invention, as a result of repeatedly performing an experiment to effectively charge the surfaces of the filaments in the
먼저, 연신 파이프(160')의 하부에 외부 기류가 유입되는 흡입구(161)를 코로나 대전부(170)의 대전침(172)이 설치된 상단부에 형성한다. 그리고 유입되는 공기량을 조절 또는 밀폐하기 위해 연신 파이프 커버(163)를 구비한다. 연신 파이프 커버(163)를 설치하여 연신 파이프(160') 내부로 유입되는 공기량을 조정할 수 있는데 외부공기가 유입되면서 연신 파이프(160') 내부의 공기류 진행방향은 자연스럽게 코로나 대전부(170) 내부의 접지전극(174) 쪽으로 쏠리게 된다. 이런 현상을 더욱 가속시키기 위해 흡입구(161)의 바로 하부에는 가이드부재(162)를 구비한다. 가이드부재(162)는 공기류를 더욱 적극적으로 접지전극(174)으로 보내며, 이 때 공기류를 따라 이동하는 필라멘트들도 모두 접지전극(174)으로 향하게 된다. First, a
이와 같이 연신 파이프(160') 내부에서 무질서하게 하방으로 고속 진행하는 필라멘트들은 외부공기 흡입구(161)에서 유입된 공기류와 가이드부재(162)의 작용에 의해 접지전극(174) 방향으로 이동하면서 정렬하게 된다. 이 때 가이드부재(162)의 밑단 길이(g)는 (연신 파이프(160')의 내부 간격(Dp) - 내부 최소 간격(Dp1))으로 나타낼 수 있고, 이는 내부 간격(Dp)의 5분의 1 내지 3분의 1 수준으로 사이에서 유지한다. 내부 최소 간격(Dp1)이 3분의 1보다 크면 연신 파이프(160')의 내부에서 주행하는 필라멘트들이 가이드부재(162)에 걸려 막히는 현상이 나타난다. 그리고 내부 최소 간격(Dp1)이 1/5 미만으로 작으면 필라멘트들이 접지전극(174) 방향으로 이동성이 감소하고 필라멘트들도 일직선상으로 잘 배열되지 않기 때문에 대전효율이 하락한다.As described above, the filaments moving in a disorderly downward direction from the inside of the stretching pipe 160' are aligned while moving in the direction of the
흡입구(161)는 코로나 대전부(170)의 수직 상부 방향에 이격되어 위치한다. 이러한 흡입구(161)의 위치는 코로나 대전부(170)의 상단으로부터 내부 간격(Dp)보다 약 2배 내지 6배 이격된 거리로 위치하면 좋다. 또, 흡입구(161)의 면적은 연신 파이프(160')의 내부 면적 대비 0.2배 내지 1.0배 정도가 좋으며, 0.4내 내지 0.8배 수준이 바람직하다. 흡입구(161)의 열림 면적과 위치, 가이드부재(162)의 위치와 크기는 실제 생산 시 제조되는 섬유의 대전 상태를 육안으로 확인하면서 미세 조정하는 경우도 발생할 수 있다.The
다음으로, 본 발명에서 개발 적용된 주요 장치인 대전 기류간섭방지판(200')에 대해 자세히 설명하기로 한다. 본 발명에서는 코로나 대전부(170)에서 필라멘트들을 일차적으로 대전시키는데 더욱 개선된 방안을 제시하였다. 본 발명에서는 품질의 하락 없이 생산성을 더욱 개선하기 위한 방법을 고안하여 시험, 평가한 결과 대전 기류간섭방지판(200')을 구비한다.Next, a detailed description will be given of the charging airflow interference prevention plate 200', which is the main device developed and applied in the present invention. In the present invention, a further improved method for primarily charging the filaments in the
본 발명의 도2 내지 도7에서는 기류간섭방지판(200)을 제안하고 있다. 이러한 기류간섭방지판(200)은 필라멘트에 추가로 이온을 부여하지 않는다. 단지, 인접한 노즐(190)에서 분사되어 나오는 공기와 섬유들의 와류를 차단하고, 노즐(190)에서 분출된 섬유들을 횡 방향으로 이동, 배열하는 것이 주요 목적이다.In FIGS. 2 to 7 of the present invention, an airflow
또한, 기류간섭방지판(200)의 맞은편에 코로나 대전부(170)를 설치하여 필라멘트들을 분산하는 구조를 제시하고 있다. 이 구조는 노즐(190) 상부에 배치된 코로나 대전부(170)를 노즐(190) 하부에 이동 배치하여 필라멘트들의 대전과 와류 차단을 동시에 실시하는 구체적인 예시이다. 이와 같은 예시에서도 필라멘트들에 일차 대전을 부여할 뿐, 적극적인 추가 대전을 부여하는 기능이라고 할 수 없다. In addition, a structure for dispersing filaments by installing a
반면, 도8에서는 대전 기류간섭방지판(200')은 고전압의 직류 전기로부터 누전을 차단하기 위해 방지판 커버(20)가 있으며, 방지판 커버(20) 안쪽에 금속제의 대전 기류간섭방지판(200')이 설치되어 있다. 대전 기류간섭방지판(200')은 노즐(190)에서 분출되는 필라멘트들이 직접 접촉할 수 있도록 금속제 표면이 노즐(190)을 향하도록 구비되어 있다. On the other hand, in FIG. 8, the charged airflow interference prevention plate 200' has a prevention plate cover 20 to block electric leakage from high voltage direct current electricity, and a metal charged airflow interference prevention plate inside the prevention plate cover 20 ( 200') is installed. The charged airflow
또한, 노즐(190)과 대전 기류간섭방지판(200')과의 간격(Dc2)은 연신 파이프(160') 내부 간격(Dp)과 비교하여 간격(Dc2)은 내부 간격(Dp)의 0.5배 내지 2배로 나타낼 수 있다. 노즐(190)과 대전 기류간섭방지판(200')과의 간격(Dc2)이 너무 좁으면 필라멘트들이 하부로 이동하는 공간이 너무 좁아 막힐 수 있는 가능성이 증가하고, 노즐(190)과 대전 기류간섭방지판(200')과의 간격(Dc2)이 너무 넓으면 필라멘트들의 속도가 하락해서 기류간섭방지판(200')에 대전된 필라멘트들의 횡 방향 이동이 둔화되어 버린다. 따라서 노즐(190)과 대전 기류간섭방지판(200')과의 간격(Dc2)은 적절히 유지하는 것이 중요하다. In addition, the distance (D c2 ) between the
또한, 대전 기류간섭방지판(200') 본연의 기능으로서, 인접 노즐(190)로부터의 공기흐름을 방지하고, 필라멘트들의 횡 방향 이동과 같은 기능을 동시에 수행할 수 있다. 따라서 대전 기류간섭방지판(200')의 폭과 세로길이는 앞서 도2 내지 도7에서 설명한 바와 같으며, 지면을 기준으로 수직방향으로 구비되는 각도(β) 역시 동일하다. 그러므로 대전 기류간섭방지판(200')은 필라멘트들에 코로나 대전을 수행하는 것이 추가되는 것이다. 이러한 대전 기류간섭방지판(200')의 소재는 도체가 바람직하며, 특히 동(Copper)이나, 황동(Brass) 및 스테인레스 강(Stainless steel)과 같이 전기가 잘 통하면서 표면의 마모강도가 높고 녹이 슬지 않는 재료를 사용한다.In addition, as an inherent function of the charging airflow interference prevention plate 200', it is possible to prevent air flow from the
직류 대전전압은 고전압 발생부로부터 공급받는데, 전압은 10∼30KV 수준이다. 이러한 대전 기류간섭방지판(200')은 기존 하나의 고전압 대전부로부터 코로나 대전부(170)와 동시에 전압을 공급받을 수도 있고, 고접압 대전부가 하나 더 추가되어 대전 기류간섭방지판(200')에만 인가할 수도 있다. 대전 기류간섭방지판(200')은 10KV 미만으로 전압을 공급받으면 필라멘트들로의 대전성능이 불량해지고, 이에 따라 필라멘트들의 분리 및 분산 기능이 저하될 수 있다. 또한, 대전 기류간섭방지판(200')이 30KV 이상의 고압 직류전기를 공급받으면, 공기의 절연전압을 초과하게 되어 스파크(Spark) 발생하거나 플라즈마(Plasma) 방전과 같은 현상이 나타날 수 있다. 이에 따라, 대전 기류간섭방지판(200')에 공급된 전기가 공기 중으로 방사되어 위험한 상황이 초래할 수 있다. 따라서 고전압 대전부가 대전 기류간섭방지판(200')에 전압을 공급하는 것은 코로나 대전부(170)에 고전압 발생부가 전압을 공급하는 양과 동일하게 적용될 수 있다.The DC charging voltage is supplied from the high voltage generator, and the voltage is at the level of 10 to 30 KV. Such a charged airflow
아울러, 직류 고전압 전기의 극성("+" 또는 "-")은 필라멘트들의 정전기 대전서열을 고려하여 결정되는 경우가 많은데, 보통 열가소성 합성섬유의 경우 (-)음전하를 공급하여 대전한다.In addition, the polarity ("+" or "-") of direct current high voltage electricity is often determined in consideration of the electrostatic charging sequence of the filaments. In general, thermoplastic synthetic fibers are charged by supplying a negative charge (-).
결과적으로, 본 발명은 방사블록(130)이 열가소성 합성섬유를 고온에 녹여 장섬유의 필라멘트 번들로 방사시키고, 복수의 연신 파이프(160')를 통해 방사된 필라멘트들을 연신시키며, 복수의 연신 파이프(160')마다 연결된 복수의 노즐(190)이 필라멘트들을 토출하고, 컨베이어로 필라멘트들이 포집되어 배열되며, 마지막으로 배열된 필라멘트들을 이송하여 결합시키는 것을 포함하여 장섬유 부직포를 대량으로 제조할 수 있다.As a result, in the present invention, the
또한, 방사블록(130)이 열가소성 합성섬유를 고온에 녹여 장섬유의 필라멘트 번들로 방사시키고, 복수의 연신 파이프(160')를 통해 방사된 필라멘트들을 연신시키며, 복수의 연신 파이프(160')마다 연결된 복수의 노즐(190)이 필라멘트들을 토출하고, 대전 기류간섭방지판(200')이 필라멘트들에 가해지는 공기의 흐름을 차단하며, 필라멘트들에 추가로 이온을 부착시키고, 컨베이어로 상기 필라멘트들이 포집되어 배열되며, 배열된 필라멘트들을 이송하여 결합시키는 것을 포함하여 장섬유 부직포를 대량으로 제조할 수 있다.In addition, the
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 실험한 결과를 설명하기로 한다. 본 발명의 효과와 결과는 하기의 실시예에 국한되지 않는다. 본 실시예와 비교예에서 제조된 부직포의 물리적 성능은 JIS L 1906(장섬유부직포의 평가방법)을 이용하여 평가하였다. 본 실시예는 도2 내지 도9에 도시된 장치의 구조 및 이상의 설명을 기반으로 실시하였다.Hereinafter, results of experiments on other embodiments of the present invention will be described. The effects and results of the present invention are not limited to the following examples. The physical properties of the nonwoven fabrics manufactured in this Example and Comparative Example were evaluated using JIS L 1906 (evaluation method for long fiber nonwoven fabric). This embodiment was implemented based on the structure of the apparatus shown in FIGS. 2 to 9 and the above description.
[실시예 17∼19], 비교예 12∼14][Examples 17 to 19], Comparative Examples 12 to 14]
먼저 도8의 시험장치 중에서 코로나 대전부(170)와 연결된 흡입구(161) 및 가이드부재(162)의 효과를 조사하기 위한 시험 장치를 준비하였다. 기류간섭방지판(200)은 도2 내지 도7에 도시된 것을 사용하였다. First, a test apparatus for examining the effect of the
흡입구(161)의 면적 및 간격(Dp1)을 조정하면서 시험을 진행하였다. 연신 파이프(160')의 내부 간격(Dp)은 12mm로 고정하고, 단면적은 약 100㎟ 수준으로 하였다. 흡입구(161)의 위치는 코로나 대전부(170)의 상단 30mm에 구비하였다. The test was conducted while adjusting the area and the spacing (D p1 ) of the
멜트 인덱스(Melt Index, MI)가 26인 폴리프로필렌 칩(Chip)을 이용하여 방사온도 220℃에서 필라멘트들을 제조하였다. 또한, 방사블록(130)의 경사 각도는 33도, 노즐간격(l0)은 90mm로 고정하였다. 이 때 방사속도는 3,400m/분으로써, 필라멘트들의 굵기는 2.2데니어로 조정하였다. 연신 파이프(160')에 도입되는 필라멘트들의 가닥수는 260개로 고정하였고, 코로나 대전부(170)의 직류 고압전기는 22KV를, 공기압력은 0.5Kg/㎠로 일정하게 공급하였다. 최종 제조된 부직포의 중량은 20gr/㎡가 되도록 컨베이어의 속도를 조정하여 부직포의 폭을 1.0M로 제조하였다. 열접착용 캘린더롤의 온도는 162℃, 선압은 33Kg/cm 로 고정하였다. 기류간섭방지판(200)의 폭(la)과 세로길이(lb)는 각각 140mm, 110mm로, d=15mm, 각도(β)는 10도로 고정하였다. Filaments were prepared at a spinning temperature of 220° C. using a polypropylene chip having a Melt Index (MI) of 26. In addition, the inclination angle of the
제조되는 필라멘트들의 대전량을 조사하기 위해 도8에서 볼 수 있듯이 컨베이어 위에 패러데이 케이지(Faraday Cage)(260)를 그림과 같이 설치하였다. 전하량 측정기는 통상적으로 사용되는 전하량 측정기를 사용하였다. 패러데이 케이지(260)와 전하량 측정기와의 연결은 도8에 나타나 있으며, 특히 패러데이 케이지의 절연과 접지처리에 주의해야 한다. 패러데이 케이지(260)의 도체 부분은 공기가 투과되며 필라멘트들을 포집하기 위해 스테인레스의 메쉬망을 사용하였고, 절연물인 부도체는 베크라이트를 사용하였다.In order to investigate the amount of charge of the manufactured filaments, a Faraday cage 260 was installed on the conveyor as shown in FIG. 8 as shown in the figure. The electric charge meter used a commonly used electric charge meter. The connection between the Faraday cage 260 and the electric charge meter is shown in FIG. 8, and in particular, attention should be paid to insulation and grounding of the Faraday cage. The conductor portion of the Faraday cage 260 allows air to permeate and a stainless mesh mesh was used to collect the filaments, and the non-conductor, which is an insulating material, was used as beckrite.
따라서 코로나 대전부(170)에서 대전된 필라멘트들이 패러데이 케이지(260) 내부에 포집되면, 필라멘트들의 전하들이 이동하여 측정기에 측정된다. 이 때 전하량 측정기에서 전하량이 1,000nC에 도달할 때까지의 시간을 측정하여 대전성능을 평가한다. 도달 시간이 빠를수록 대전량이 증가하여 대전성능이 개선되었다고 판단한다. 이 때 필라멘트들의 개수 및 토출량에 따라 성능이 변하기 때문에, 필라멘트들의 개수 및 토출량의 2가지 인자는 평가시험 시 고정시켜야 한다. Therefore, when the filaments charged in the
제조된 부직포의 중량분포의 조사는 폭 방향 샘플을 채취하여 CV%를 평가하였다. 중량 평가용 부직포 샘플은 MD, CD 각각 10cm로 고정하였고, 폭 방향으로 10개를 채취하여 1차 조사하며, 또 길이방향으로 10M 이후에 같은 방법으로 샘플 10개를 다시 채취하여 CV%를 조사하였다. 아래의 표5에 2회의 평가 결과를 종합하여 기록하였다. 또, 이 샘플을 이용하여 부직포 표면의 나타나는 필라멘트들의 꼬임(Twist), 뭉침(Roping), 교락(Entanglement)과 같은 결점들은 3인의 평가자들이 육안으로 관찰하여 5단계로 구분하여 기록하였다(1: 아주 나쁨, 2 : 나쁨, 3: 보통, 4: 좋음, 5: 아주 우수). 시험 결과를 조사하여 표6에 나타내었다. In the investigation of the weight distribution of the prepared nonwoven fabric, a sample in the width direction was collected and CV% was evaluated. The non-woven fabric sample for weight evaluation was fixed at 10cm each of MD and CD, and 10 samples were collected in the width direction and first irradiated, and 10 samples were collected again in the same manner after 10M in the length direction to investigate CV%. . The results of the two evaluations were summarized and recorded in Table 5 below. Also, using this sample, defects such as Twist, Roping, and Entanglement of the filaments appearing on the surface of the nonwoven fabric were visually observed by three evaluators and recorded in five stages (1: Very Bad, 2: bad, 3: moderate, 4: good, 5: very good). The test results were examined and shown in Table 6.
(㎟)Air intake area
(㎟)
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
연신
부(160)
내부
막힘
발생
Stretching
Part (160)
inside
catch
Occur
시간(초)Reaching the amount of charge
Time in seconds
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(MD/CD)Tensile strength ratio
(MD/CD)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
[실시예 20~24, 비교예 15][Examples 20 to 24, Comparative Example 15]
실시예 1과 같은 조건을 설정하여 시험을 실시하였다. 도8의 구성 중에서 코로나 대전부(170)의 대전침(172)의 끝단과 접지전극(174)과의 간격(Dc1)효과를 조사하기 위한 시험을 준비하였다. 기류간섭방지판(200)은 도2 내지 도7에 도시된 것을 사용하였다. The test was conducted by setting the same conditions as in Example 1. In the configuration of FIG. 8, a test was prepared to investigate the effect of the distance (D c1 ) between the end of the charging
흡입구(161)의 면적은 100㎟, 내부 최소 간격(Dp1)=9mm로 고정하여 시험을 진행하였다. 연신 파이프(160')의 내부 간격(Dp)은 14mm로 고정하고, 단면적은 약 150㎟ 수준이었다. 흡입구(161)의 위치는 코로나 대전부(170)의 상단에서 35mm에 떨어진 위치하였다. 연신 파이프(160')에 공급되는 필라멘트들의 가닥수는 240∼300개로 변경하고, 필라멘트들의 굵기는 2.0 데니어가 되도록 토출량을 조절하면서 시험을 실시하였다. 제조된 부직포의 최종 중량은 20gr/㎡ 이었다. 이와 같이 시험을 진행하여 결과를 표7에 나타내었다. The test was carried out by fixing the area of the
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
코로나 대전부
(170)
내부
방전
발생
Corona charging department
(170)
inside
Discharge
Occur
시간(초)Reaching the electric charge
Time in seconds
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
[실시예 25∼28, 비교예 16∼17][Examples 25 to 28, Comparative Examples 16 to 17]
실시예 4와 같이 시험조건을 설정하였다. 연신 파이프(160')에 도입되는 필라멘트의 수는 320개로 고정하고, 도8에 도시된 바와 같이 노즐(190) 하단에 대전 기류간섭방지판(200')과 고전압 발생부를 설치하여 시험하였다. 대전 기류간섭방지판(200')의 재질은 동(Copper)을 사용하였으며, 대전 기류간섭방지판(200')의 폭()과 세로길이()는 각각 150mm, 120mm 로 고정하였다. 이 때 필라멘트들의 최종 굵기는 2.1 데니어가 되도록 토출량을 조정하여 최종 부직포의 중량을 20gr/㎡으로 제조하였다. Test conditions were set as in Example 4. The number of filaments introduced into the stretched pipe 160' was fixed at 320, and as shown in FIG. 8, a charging airflow interference prevention plate 200' and a high voltage generator were installed at the bottom of the
또한, 노즐(190)과 대전 기류간섭방지판(200')과 사이의 간격(Dc2)과 고전압 발생부의 직류 공급 전압을 조정하면서 시험을 실시하였다. 이와 같이 시험을 진행하여 결과를 표8에 나타내었다. Further, the test was conducted while adjusting the distance D c2 between the
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
필라멘트
막힘 현상
및
방전발생
filament
Clogging
And
Discharge occurs
시간(초)Reach the charge
Time in seconds
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
[실시예 13∼16, 비교예 7][Examples 13 to 16, Comparative Example 7]
본 실시예는 도8에 도시된 것을 기반으로 실시예 12와 같이 구성들을 준비하여 시험을 하였다. 고유점도(IV) 0.67 인 폴리에스터 칩(Chip)을 방사온도 296℃에서 녹여 방사노즐(190)을 통해 필라멘트들을 제조하였다. 이 때 연신 파이프(160')에 유입되는 압축공기의 압력을 조정하여 방사속도가 5,400m/분이 되도록 토출량을 설정하고, 제조되는 필라멘트들의 굵기를 9 데니어로 제조하였다. This embodiment was tested by preparing configurations as in Example 12 based on what is shown in FIG. 8. A polyester chip having an intrinsic viscosity (IV) of 0.67 was melted at a spinning temperature of 296°C to prepare filaments through a spinning
연신 파이프(160')에 도입되는 필라멘트들의 수는 30∼60개로 조정하면서 생산능력 변화와 함께 부직포의 중량분포와 종방향 및 횡방향 인장강도와 비율을 각각 조사하였다. 또한, 방사블록(130)의 경사 각도는 33도로, 노즐간격(l0)은 80mm로 고정하였다. The number of filaments introduced into the stretched pipe 160' was adjusted to 30-60, and the weight distribution of the nonwoven fabric and the tensile strength and ratio in the longitudinal and transverse directions were investigated, respectively, along with the production capacity change. In addition, the inclination angle of the
비교예 18은 도1에 도시된 종래의 장치를 사용하였고, 노즐간격(l0)은 80mm로 고정하였으며 충돌판(17)의 재질은 마찰 대전에 유리한 납(Pb)을 사용하였다. In Comparative Example 18, the conventional apparatus shown in FIG. 1 was used, and the nozzle spacing (l 0 ) was fixed to 80 mm, and the material of the collision plate 17 was lead (Pb), which is advantageous for frictional charging.
제조된 부직포의 폭은 1.0M이었고, 부직포 제조 시 사용한 열접착용 캘린더롤의 표면온도는 252℃, 선압은 54Kg/cm로 고정하였다. 최종적으로 와인더(250)에 권취된 부직포의 중량은 90gr/㎡ 이었다. 실험결과를 표9에 나타냈다.The width of the prepared nonwoven fabric was 1.0M, and the surface temperature of the calender roll for thermal bonding used in the manufacture of the nonwoven fabric was 252°C and the line pressure was fixed at 54Kg/cm. Finally, the weight of the nonwoven fabric wound around the
(개)Number of filament strands
(dog)
부
직
포
물
성
part
Straight
artillery
water
castle
(CV%)Weight distribution
(CV%)
시간(초)Reaching the electric charge
Time in seconds
(Kg/5cm)The tensile strength
(Kg/5cm)
(MD/CD)Tensile strength ratio
(MD/CD)
(Kgf)Tear strength
(Kgf)
점수Flaw evaluation
score
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art with ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions will be seen as falling within the scope of the claims of the present invention.
1 : 필라멘트 섬유 번들
110 : 원료 저장 및 공급 탱크
120 : 압출부
130 : 방사블록
140 : 배기부
150 : 필라멘트 냉각부
160 : 연신부
160' : 연신 파이프
161 : 흡입구
162 : 가이드부재
163 : 연신 파이프 커버
170 : 코로나 대전부
171 : 대전전극
172 : 대전침
173 : 보호커버
174 : 접지전극
180 : 고전압 발생부
190 : 노즐
200 : 기류간섭방지판
200' : 대전 기류간섭방지판
201 : 방지판 커버
210 : 컨베이어
220 : 흡입부
230 : 캘린더롤
240 : 냉각롤
250 : 와인더
260 : 패러데이 케이지
<종래기술>
10 : 충돌판
20 : 노즐
30 : 연신 파이프
40 : 방사블록
50 : 컨베이어1: filament fiber bundle
110: raw material storage and supply tank
120: extrusion section
130: radiation block
140: exhaust
150: filament cooling unit
160: extension
160': stretched pipe
161: inlet
162: guide member
163: stretched pipe cover
170: Corona charging unit
171: charging electrode
172: anti-static needle
173: protective cover
174: ground electrode
180: high voltage generator
190: nozzle
200: airflow interference prevention plate
200': Daejeon airflow interference prevention plate
201: prevention plate cover
210: conveyor
220: suction unit
230: calendar roll
240: cooling roll
250: winder
260: Faraday cage
<Conventional technology>
10: crash board
20: nozzle
30: drawing pipe
40: radiation block
50: conveyor
Claims (10)
상기 복수의 연신 파이프와 각각 연결되어 상기 연신된 필라멘트들을 토출하는 복수의 노즐;
상기 복수의 노즐로부터 상기 필라멘트들을 포집하여 제1방향으로 이송시키는 컨베이어; 및
상기 복수의 연신 파이프의 일측에 형성된 흡입구의 크기를 조절하여 유입되는 외부 공기의 양을 조절하기 위한 연신 파이프 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치.
A stretching unit including a plurality of stretching pipes, and stretching the spun filaments through the plurality of stretching pipes;
A plurality of nozzles respectively connected to the plurality of stretching pipes to discharge the stretched filaments;
A conveyor collecting the filaments from the plurality of nozzles and transferring them in a first direction; And
An apparatus for manufacturing a large amount of long-fiber nonwoven fabric, comprising: a stretch pipe cover for adjusting the amount of external air introduced by adjusting the size of the suction port formed on one side of the plurality of stretch pipes.
상기 복수의 연신 파이프 내측에서 상기 흡입구가 형성된 위치의 하부에는 상기 외부 공기를 가이드 하는 가이드부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치.
The method of claim 1,
A device for manufacturing a large amount of long fiber nonwoven fabric, characterized in that a guide member for guiding the external air is provided at a lower portion of the position at which the inlet is formed inside the plurality of stretching pipes.
상기 가이드부재는 밑단 길이에 의해 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경을 축소시키고,
상기 가이드부재의 밑단 길이에 의해 축소되는 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경은 5분의 1 내지 3분의 1 사이인 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치.
The method of claim 2,
The guide member reduces the inner diameter of the plurality of stretched pipes by the length of the hem,
The apparatus for manufacturing a large amount of long-fiber nonwoven fabric, characterized in that the inner diameter of the plurality of stretched pipes reduced by the length of the hem of the guide member is between one-fifth and one-third.
상기 복수의 노즐의 상단 또는 하단에 구비되어, 상기 복수의 연신 파이프에 압축공기를 유입시키고, 상기 필라멘트들의 표면에 이온을 부착시켜 상기 필라멘트들을 대전시킴으로써, 상기 필라멘트들을 분리 및 확산시키는 코로나 대전부;를 포함하고,
상기 흡입구는 상기 코로나 대전부의 상단으로부터 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경보다 2배 내지 6배 사이로 이격된 거리에 위치하며,
상기 흡입구의 면적은 상기 복수의 연신 파이프의 내부 면적으로부터 0.2배 내지 1.0배 사이로 형성하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치.
The method of claim 1,
A corona charging unit provided at an upper end or a lower end of the plurality of nozzles, introducing compressed air into the plurality of stretching pipes, and charging the filaments by attaching ions to the surfaces of the filaments to separate and diffuse the filaments; Including,
The suction port is located at a distance between 2 and 6 times the inner diameter of the plurality of elongated pipes from the upper end of the corona charging unit,
An apparatus for manufacturing a large amount of long fiber nonwoven fabric, characterized in that the area of the suction port is formed between 0.2 and 1.0 times the inner area of the plurality of stretched pipes.
상기 복수의 노즐의 일측에 구비되어, 상기 연신된 필라멘트들의 표면에 이온을 부착시키는 코로나 대전부;
상기 복수의 노즐로부터 상기 필라멘트들을 포집하여 제1방향으로 이송시키는 컨베이어; 및
상기 복수의 노즐에 각각 대응하여, 상기 복수의 노즐 각각으로부터 소정의 거리가 이격되어 형성되며, 상기 필라멘트들에 가해지는 공기의 흐름을 차단하고, 상기 필라멘트에 추가로 대전을 실행하는 복수의 대전 기류간섭방지판;을 포함하되,
상기 복수의 대전 기류간섭방지판 중 하나는 적어도 하나의 금속제 표면이 포함되어 전압이 인가됨에 따라 대전되고,
상기 대전 기류간섭방지판의 둘레에는 상기 대전 기류간섭방지판의 적어도 일부분을 외부와 절연시키는 방지판 커버가 구비되며,
상기 금속제 표면은 상기 복수의 노즐 중 하나로부터 토출되는 필라멘트들이 직접 접촉하도록 상기 복수의 노즐과 마주하여 구비되되, 상기 방지판 커버는 상기 대전 기류간섭방지판에서 상기 복수의 노즐과 마주보는 상기 금속제 표면의 부분만을 외부로 노출시키는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치.
A plurality of nozzles respectively connected to a plurality of drawing pipes and discharging the filaments drawn through the plurality of drawing pipes;
A corona charging unit provided on one side of the plurality of nozzles to attach ions to the surfaces of the stretched filaments;
A conveyor collecting the filaments from the plurality of nozzles and transferring them in a first direction; And
Corresponding to the plurality of nozzles, a plurality of charged air flows formed by being spaced apart from each of the plurality of nozzles by a predetermined distance, blocking the flow of air applied to the filaments, and additionally charging the filaments Including; interference prevention plate;
One of the plurality of charged airflow interference prevention plates includes at least one metal surface and is charged as a voltage is applied,
A prevention plate cover is provided around the circumference of the charged airflow interference prevention plate to insulate at least a portion of the charged airflow interference prevention plate from the outside,
The metal surface is provided facing the plurality of nozzles so that the filaments discharged from one of the plurality of nozzles directly contact, and the prevention plate cover is the metal surface facing the plurality of nozzles in the charged airflow interference prevention plate. An apparatus for manufacturing a large amount of long-fiber nonwoven fabric, characterized in that exposing only a portion of the outside.
상기 대전 기류간섭방지판 및 상기 복수의 노즐 사이의 이격된 간격은 상기 복수의 연신 파이프의 내부 직경의 0.5배 내지 2배 사이인 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 장치.
The method of claim 5,
The device for manufacturing a large amount of long-fiber nonwoven fabric, characterized in that the spaced apart distance between the charging airflow interference prevention plate and the plurality of nozzles is between 0.5 to 2 times the inner diameter of the plurality of stretching pipes.
상기 복수의 노즐은 상기 제1방향으로부터 수직인 방향에 대해 0이 아닌 기울기로 배열되도록 하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 제조하는 장치.
The method of claim 1 or 5,
The apparatus for manufacturing a long fiber nonwoven fabric, characterized in that the plurality of nozzles are arranged in a non-zero inclination with respect to a direction perpendicular to the first direction.
복수의 연신 파이프를 통해 상기 방사된 필라멘트들을 연신시키는 단계;
상기 복수의 연신 파이프마다 연결된 복수의 노즐이 상기 필라멘트들을 토출하는 단계;
상기 복수의 노즐로부터 컨베이어로 상기 필라멘트들이 포집되어 배열되는 단계; 및
배열된 상기 필라멘트들을 이송하여 결합시키는 단계;를 포함하고,
상기 복수의 연신 파이프의 일측에 형성된 흡입구의 크기를 조절하여 유입되는 외부 공기의 양을 조절하기 위한 연신 파이프 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 방법.
The spinning block melts the thermoplastic synthetic fibers and spins them into filament bundles of long fibers;
Stretching the spun filaments through a plurality of stretching pipes;
Discharging the filaments by a plurality of nozzles connected to each of the plurality of stretching pipes;
Collecting and arranging the filaments from the plurality of nozzles to a conveyor; And
Containing;
A method for producing a large amount of long-fiber nonwoven fabric, comprising: a stretch pipe cover for adjusting the amount of external air introduced by adjusting the size of the inlet formed at one side of the plurality of stretch pipes.
복수의 연신 파이프를 통해 방사된 필라멘트들을 연신시키는 단계;
코로나 대전부가 복수의 노즐의 일측에 구비되어, 연신된 상기 필라멘트들의 표면에 이온을 부착시키는 단계;
상기 복수의 연신 파이프마다 연결된 복수의 노즐이 상기 필라멘트들을 토출하는 단계;
대전 기류간섭방지판이 상기 필라멘트들에 가해지는 공기의 흐름을 차단하고, 상기 필라멘트들에 추가로 대전을 실행하는 단계;
상기 복수의 노즐로부터 컨베이어로 상기 필라멘트들이 포집되어 배열되는 단계; 및
배열된 상기 필라멘트들을 이송하여 결합시키는 단계;를 포함하되,
상기 복수의 대전 기류간섭방지판 중 하나는 적어도 하나의 금속제 표면이 포함되어 전압이 인가됨에 따라 대전되고,
상기 대전 기류간섭방지판의 둘레에는 상기 대전 기류간섭방지판의 적어도 일부분을 외부와 절연시키는 방지판 커버가 구비되며,
상기 금속제 표면은 상기 복수의 노즐 중 하나로부터 토출되는 필라멘트들이 직접 접촉하도록 상기 복수의 노즐과 마주하여 구비되되, 상기 방지판 커버는 상기 대전 기류간섭방지판에서 상기 복수의 노즐과 마주보는 상기 금속제 표면의 부분만을 외부로 노출시키는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포를 대량으로 제조하는 방법.The spinning block melts the thermoplastic synthetic fibers and spins them into filament bundles of long fibers;
Stretching the spun filaments through a plurality of stretching pipes;
A corona charging unit provided on one side of the plurality of nozzles to attach ions to the surfaces of the stretched filaments;
Discharging the filaments by a plurality of nozzles connected to each of the plurality of stretching pipes;
Blocking the flow of air applied to the filaments by a charging airflow interference prevention plate, and performing additional charging on the filaments;
Collecting and arranging the filaments from the plurality of nozzles to a conveyor; And
Including; Including,
One of the plurality of charged airflow interference prevention plates includes at least one metal surface and is charged as a voltage is applied,
A prevention plate cover is provided around the circumference of the charged airflow interference prevention plate to insulate at least a portion of the charged airflow interference prevention plate from the outside,
The metal surface is provided facing the plurality of nozzles so that the filaments discharged from one of the plurality of nozzles directly contact, and the prevention plate cover is the metal surface facing the plurality of nozzles in the charged airflow interference prevention plate. Method for producing a large amount of long fiber nonwoven fabric, characterized in that exposing only a portion of the outside.
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