KR20010054758A - 횡방향 강력이 향상된 장섬유 부직포 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장섬유 부직포에 관한 것으로서, 부직포의 기계방향강력:횡방향강력의 비가 1:1∼1:3인 것을 특징으로 하고 부직포의 내부에 일정간격으로 횡방향 사들이 배열된 것을 특징으로 하며, 이러한 부직포는 횡방향의 강도를 크게 향상되어 부직포의 적용범위를 확대시킬 수 있으며, 또한 이러한 구조의 부직포는 기존 장치의 간단한 설계 변경으로 용이하게 제조할 수 있게 된다.

Description

횡방향 강력이 향상된 장섬유 부직포 및 그 제조장치{Long staple non-woven fabric having enhanced transversal tenancity}

본 발명은 부직포에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 횡방향의 강력을 기계방향(길이방향)의 강력과 대등하거나 또는 보다 높게 향상시킨 장섬유 부직포 및 그 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 장섬유 부직포는 용융방사되는 원사가 랜덤하게 내려오면서 공기의 유속에 의해 연신되며 한방향으로 진행 회전하는 컨베이어식 네트 위에 다방향으로 산포되어 웹을 형성하고 이렇게 형성된 웹을 열카렌다롤로 압착시켜 접착시키거나 니들펀칭에 의한 3차원 교락으로 횡방향 및 기계방향(MD방향)의 강력을 갖게 하는 것에 의해 제조된다. 그러나 부직포는 네트의 회전에 의해 제품의 기계방향 또는 진행방향으로 대부분의 배향이 일어나므로 섬유간의 접착이 많은 반면 횡방향으로는 섬유간의 접착부위가 적어 강력이 기계방향에 비해 뒤떨어 지는 결점을 가지고 있다.

이러한 결점을 해결하고자 미국특허 제4,285,452호 공보에는 방사된 후 네트상에 뿌려지는 장섬유다발의 개섬폭을 넓게 하기 위해 유체가 확산되도록 고안한 코안다 장치에 좌우로 공기를 교대로 불어 넣는 에어오실레이션 장치를 붙여서 인접한 개섬장치간의 개섬된 섬유다발이 많이 겹쳐지도록 하여 횡방향의 강력을 향상시키는 방법이 제안되어 있다. 이 방법은 실용적으로 횡방향의 강력이 기존의 장섬유 부직포보다 10~20% 향상되는 효과가 있으나 기계방향 강력과 횡방향 강력비가 2:1 수준이기 때문에 일정 수준 이상의 횡방향 강력이 요구되는 용도에서는 사용되지 못하고 있다.

또한 미국특허 제4,163,305호나 미국특허 제4,833,758호에서는 개섬장치를 통해 내려오는 섬유다발들이 충돌판에 부딪치며 좌우로 폭이 넓어지게 하고 이 충돌판이 좌우로 회전하면서 좌우 즉, 횡방향의 섬유다발 확산폭을 넓혀주는 장치가 기술되어 있다. 이 방법은 횡방향의 강력이 많게는 30%까지 증가되는 효과를 나타내기도 하지만 서로 인접한 개섬장치를 통해 내려오는 섬유다발들이 서로 간섭을 일으키거나 서로 엉켜서 부직포의 섬유밀도가 불균일해지는 등의 문제점을 안고 있다.

한편 부직포에 비해 강력이 뛰어난 네트형태의 스크림 직물을 부직포의 중간층에 넣은 부직포가 있으나 이러한 부직포는 주로 단섬유 부직포를 제조할 때 서로 다른 소면기(card)에서만 만들어진 웹 사이에 스크림 직물을 넣고 그 위에 다음 소면시(card)에서 나오는 웹을 겹치도록 한 다음 니들이나 고압의 물로 섬유들을 서로 교락시키는 방법으로 제조하는 것으로, 제조원가가 높고 고가의 복잡한 설비를 이용해야 하는 단점과 장섬유 부직포의 스펀본드 공정에서는 적용할 수 없는 단점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 보다 간단하면서도 경제적인 방법으로 기계방향과 횡방향의 강력비를 서로 대등하게 하거나 또는 횡방향의 강도가 기계방향 강도보다 높은 장섬유 부직포를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명자의 연구에서 부직포의 내부에 일정간격을 두고 횡방향으로 사를 삽입하면 횡방향의 강도를 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이러한 구조의 부직포는 기존 장치의 간단한 설계 변경으로 용이하게 제조할 수 있게 된다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

도 1은 본 발명에 따르는 장섬유 부직포의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 2는 도 1의 부직포를 제조하기 위한 장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분의 설명 *

1 : 컨베이어식 네트 2 : 개섬수단어레이

2A, 2B : 개섬수단열

2A-1,2A-2...2A-5, 2B-1,2B-2...2B-5 : 개섬수단

3 : 열카렌다롤 4 : 권취기

5 : 에어젯 직기용 위사공급장치

ㄱ : 이젝터 ㄴ : 개섬기

그러므로 본 발명에 의하면 장섬유 부직포에 있어서, 부직포의 기계방향강력:횡방향강력의 비가 1:1∼1:3인 것을 특징으로 하는 횡방향 강력이 향상된 장섬유 부직포가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 장섬유 부직포에 있어서, 부직포의 내부에 일정간격으로 횡방향 사들이 배열된 것을 특징으로 하는 횡방향 강력이 향상된 장섬유 부직포가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 컨베이어식 네트와; 장섬유 다발을 에어이젝터를 통해 집속한후 개섬하여 회전하는 네트상에 뿌려주는 일련의 개섬수단들이 부직포의 횡방향으로 배열되어 이루어진 개섬수단열들이 다수개 배열된 개섬수단어레이와; 인접하는 두 개의 개섬수단열 사이에 배치되어 횡방향사를 공급하는 에어젯 직기용 위사공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포 제조장치가 제공된다.

이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따르는 부직포의 단면 구조가 개략적으로 도시된다. 도시되는 바와 같이 본 발명의 부직포는 장섬유들이 적층되어 이루어진 부직포의 내부에 횡방향 사들을 일정한 간격을 두고 배열하여 횡방향의 강력을 향상시킨 것에 특징이 있다.

본 발명의 장섬유 부직포는 장섬유들이 불규칙하게 적층되어 이루어진 부직포의 내부에 횡방향으로 사들이 일정하게 배열되어 부직포의 기계방향강력:횡방향강력의 비가 1:1∼1:3인 것이 바람직하다.

특별히 한정하기 위한 것은 아니지만 본 발명에서 횡방향 사들은 부직포의 기계방향강력:횡방향강력의 비가 1:1∼1:3이 되게 하는 정도로 부직포의 내층에 배열하는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 장섬유 부직포는 도 2에 나타내는 바와 같은 장치로 제조할 수 있다. 도 2의 장치는 회전하면서 웹을 이동시키는 컨베이어식 네트(1)와, 장섬유 다발을 에어이젝터를 통해 집속한 개섬을 시킨후 개섬된 장섬유를 회전하는 네트(1)상에 뿌려주는 하는 일련의 개섬수단들(2A-1,2A-2...2A-5)(2B-1,2B-2...2B-5)이 부직포의 횡방향으로 배열되어 이루어진 개섬수단열(2A)(2B)이 2열 이상 배열된 개섬수단어레이(2)와, 인접하는 두 개의 개섬수단열(2A)(2B) 사이에 배치되어 횡방향사를 공급하는 에어젯 직기용 위사공급장치(5)와, 네트(1)에서 이송된 웹을 가열압착하는 열카렌다롤(3)과, 제조된 장섬유 부직포를 권취하는 권취기(4)로 구성된다. 개섬수단은 기류에 의해 섬유다발을 집속하는 이젝터(ㄱ)와 대전을 걸어 전기적 반발에 의하여 개섬하는 개섬기(ㄴ)로 구성된다.

이와 같은 구성의 장치에서 전열의 개섬수단열(2A)과 후열의 개섬수단열(2B) 사이에 에어젯트직기의 위사공급장치(5)가 설치되어 이로부터 공급된 횡방향사들이장섬유 웹의 상층과 하층사이에 위치하게 되고, 이 웹이 후단의 열카렌다장치로 압착된다. 그 결과 장섬유부직포의 중간층에 자리잡은 횡방향 사들이 횡방향의 강력을 향상시키는 역할을 하게된다.

보다 상세히 설명하면, 전열의 개섬수단열(2A)에서 일차로 흩뿌려진 섬유웹을 형성시키고 전열의 개섬수단열(2A)과 후열의 개섬수단열(2B) 사이에 에어젯트 직기에서 사용되는 것과 같은 위사공급장치(5)를 설치하여 횡방향사를 가압공기와 함께 공급하고 양쪽변부에서 절단되도록 하여 전열의 개섬수단을 통해 형성된 섬유웹 위에 배열하도록 한다. 다음은 후열의 개섬수단열에서 흩뿌려진 섬유웹이 그 위에 형성되면서 도 1의 단면에서 보는 바와 같이 3층구조의 장섬유부직포가 제조된다. 이렇게 형성된 부직포웹은 네트(1)를 지나 열카렌다롤(3)을 통과하면서 열융착되며 장섬유부직포로 만들어진다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단, 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

고유점도(I.V.) 0.65인 폴리에스테르 칩을 구금을 통해 4데니어 수준의 단사섬도를 갖는 섬유다발(24필라멘트)로 방사하여 에어기류를 5000m/min의 속도로 이젝터(ㄱ)를 통해 집속한다음 2.5kv의 대전을 걸어 전기적 반발에 의한 개섬장치(ㄴ)로 개섬을 시킨 후 회전하는 네트(1)상에 뿌려지도록 한 스펀본드방식의 장섬유부직포 제조장치에서 전열의 개섬수단열(2A)에서 일차로 흩뿌려진 섬유웹을 형성시키고 전열의 개섬수단열(2A)과 후열의 개섬수단열(2B) 사이에 에어젯트 직기에서 사용되는 것과 같은 위사공급장치(5)를 설치하여 1분에 100개의 위사(일반 직물용 폴리에스테르섬유 150/48)가 0.8㎏ 압력의 공기와 함께 공급되고 양쪽변부에서 절단되도록 하여 전열의 개섬수단을 통해 형성된 섬유웹 위에 배열하도록 한다. 다음은 후열의 개섬수단열에서 흩뿌려진 섬유웹이 그 위에 형성되면서 도 2의 단면에서 보는바와 같이 3층구조의 장섬유부직포를 만든다. 이렇게 형성된 부직포웹은 네트를 지나 200℃의 쓰리바(3 bar)의 열카렌다(3)를 통과하면서 열융착되며 100g/㎡ 중량의 장섬유부직포로 만들어진다.

[비교예 1]

위사공급장치를 가동하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 장섬유 부직포를 제조하였다.

[비교예 2]

미국특허 제 4,833,758호에서와 같은 좌우회전하는 충돌판을 개선수단 하단에 달아 개섬수단을 통해 내려오는 섬유다발이 횡방향으로 잘 흩어지도록 한후 실시예와 같은 방법으로 장섬유부직포를 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예의 부직포에 대해 기계방향강력, 횡방향강력을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구 분	기계방향강력(㎏)	횡방향강력(㎏)	기계방향/횡방향강력비
실시예 1	28	32	1:1.15
비교예 1	27	14	1:0.51
비교예 2	27	16	1:0.59

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 부직포의 내부에 일정간격을 두고 횡방향으로 사를 삽입하면 횡방향의 강도를 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이러한 구조의 부직포는 기존 장치의 간단한 설계 변경으로 용이하게 제조할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 장섬유 부직포에 있어서, 부직포의 기계방향강력:횡방향강력의 비가 1:1∼1:3인 것을 특징으로 하는 횡방향 강력이 향상된 장섬유 부직포.
2. 장섬유 부직포에 있어서, 부직포의 내부에 일정간격으로 횡방향으로 사들이 배열된 것을 특징으로 하는 횡방향 강력이 향상된 장섬유 부직포.
3. 장섬유 부직포 제조방치에 있어서, 컨베이어식 네트와; 장섬유 다발을 에어이젝터를 통해 집속한후 개섬하여 회전하는 네트상에 뿌려주는 일련의 개섬수단들이 부직포의 횡방향으로 배열되어 이루어진 개섬수단열이 2열 이상 배열된 개섬수단어레이와; 인접하는 두 개의 개섬수단열 사이에 배치되어 횡방향사를 공급하는 에어젯 직기용 위사공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 장섬유 부직포 제조장치.