KR20020014740A - 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 부직포의 제조 방법은 상이한 투입 섬유들을 찢어서 믹싱하여 미리 정해진 비율의 상이한 투입 섬유들을 가지는 균일한 섬유 혼합물을 형성하는 단계; 섬유 혼합물을 소면하여 제 1 방향으로 주행하는 미리 정해진 두께의 균일한 웹을 형성하는 단계; 제 1 방향으로 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 이격되는 고점착성 방사들을 웹에 놓는 단계; 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로 주행하는 컨베이어 상에 고정된 길이의 웹을 교번 방식으로 침전시켜 겹치는 길이의 웹으로 구성된 매트를 컨베이어 상에 형성하는 단계; 및 매트를 재봉하여 부직포를 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법을 수행하기 위한 장치가 또한 제공된다.

Description

부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치{Method and Apparatus for Manufacturing Non-woven Fabrics}
본 발명은 부직포, 특히 토목섬유를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
부직 토목섬유는, 폴리프로필렌 및/또는 다른 합성 재료로 만들어진, 합성섬유로 구성된 시트형 재료고, 토양 배수(land drainage), 여과(filtration), 및 보강(reinforcement)과 같은 토목 분야에 사용된다.
부직 토목섬유를 제조하기 위한 공지의 생산 라인에 있어서, 미리 결정된 비율로 부직 제품에 통합되는 다량의 상이한 투입 섬유들은 우선 전자적으로 제어되는 계량기에 의해 계량된다. 그리고 나서, 투입되는 조성 섬유들은 주 찢기 장치(main opening machine)에서 찢기(opening) 및 믹싱(mixing) 작용을 받고 난 다음, 찢기고 혼합된 섬유들은 투입 섬유들의 혼합물(mixture)의 균일성을 최적화하도록 섬유대섬유 믹싱이 향상되는 믹싱 및 블렌딩 빈(mixing and blending bin)으로 이송된다. 다음으로, 믹싱 및 블렌딩 빈의 배출물은 완성된 제품이 일관된 밀도를 가지는 것을 보증하도록 투입 섬유들이 완전히 찢어져 균질한 혼합물로 융합되는 것을 보증하는 미세 찢기 장치로 들어간다. 미세 찢기 장치로부터 빠져나오는 투입 섬유 혼합물은 호퍼(hopper)로 운반되며, 호퍼는 일정한 유량으로 섬유 혼합물의 연속적인 흐름을 투입 섬유들의 혼합물을 빗질하고 곧게하여 필요한 두께의 소면된 웹(carded web)을 형성하는 소면기(梳綿機:carding machine)로 전달하도록 광감성 검출기(photosensitive detector)에 의해 정밀하게 제어되는 진동 시스템을 포함한다. 그리고 나서, 소면기에 의해 전달된 소면된 웹은 겹친 층들로서 층진 웹을 형성하도록 크로스 래핑 장치(cross-lapping machine)에 의해 소면된 웹의 길이 방향을 가로질러 주행하는 컨베이어 상에 놓여진다. 컨베이어는 층진 웹을 일련의 재봉 장치들(needle-punching machines)로 운반하며, 재봉 장치들은 겹친 층들의 섬유들을 확고하게 결합하고 얽어 마지막 재봉 장치를 떠난 다음 와인딩 장치에 의해 필요한 크기의 롤로 감기는 부직 토목섬유 스트립을 형성한다.
기술된 공정에 있어서, 크로스 래핑 장치까지의 생산 라인은 제품의 길이 방향으로 지향된다. 결과적으로, 소면기를 떠난 소면된 웹은 부득이하게 폭 방향보다 길이 방향으로 더 약한 강도 특성을 가진다. 그러면 크로스 래핑 장치의 작용 결과 겹쳐진 웹에서 길이 방향이 폭방향으로 되기 때문에, 그 결과 완성된 토목섬유 제품의 강도는 폭방향으로 어느 정도까지 저하된다. 공지된 공정이 많은 목적에 적합한 폭방향의 강도를 가지는 토목섬유 제품들을 만들 수 있는 반면, 폭 방향으로 더 큰 강도를 가지는 토목섬유 제품이 바람직한 환경들이 또한 많이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 폭 방향으로 향상된 강도를 가지는 섬유를 제공하는 소정 길이의 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 부직 토목섬유를 제조하기 위한 공지의 장치의 블록도.
도 2는 소면된 웹을 크로스 래핑하여 완성된 부직포를 형성하도록 다음 단계에서 재봉되는 층진 매트를 형성하는 것을 도시한 개략적인 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 크로스 래핑 공정 전에 고점착성 방사들을 소면된 웹에 부가하는 것을 도시한 개략적인 평면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 크로스 래핑 공정 전에 고점착성 방사들을 소면된 웹에 부가하는 것을 도시한 개략적인 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 생산 라인 2 : 투입 스테이션
4 : 투입 컨베이어 5 : 계량기
6 : 배출 컨베이어 7 : 주 찢기 장치
8 :믹싱 및 블렌딩 빈 9 : 미세 찢기 장치
10 : 호퍼 11 : 소면기
12 : 웹 13 : 크로스 래핑 장치
14 : 상측 컨베이어 16 : 하측 컨베이어
17 : 매트 18, 19, 20 : 재봉 장치
21 : 감기 장치
따라서, 일 양태에 있어서, 본 발명은 상이한 투입 섬유들을 찢어서 믹싱하여 미리 정해진 비율의 상이한 투입 섬유들을 가지는 균일한 섬유 혼합물을 형성하는 단계; 섬유 혼합물을 소면하여 제 1 방향으로 주행하는 미리 정해진 두께의 균일한 웹을 형성하는 단계; 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로 주행하는 컨베이어 상에 고정된 길이의 웹을 교번 방식으로 침전시켜 겹치는 길이의 웹으로 구성된 매트를 컨베이어 상에 형성하는 단계; 및 매트를 재봉하여 부직포를 형성하는 단계를 포함하며; 매트를 형성하도록 컨베이어 상에 상기 길이의 웹을 침전시키기 전에 제 1 방향으로 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 이격되는 고점착성성 방사들(high tenacity yarns)을 웹에 놓는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조 방법을 제공한다.
적당하게는, 고점착성 방사들은 웹이 소면기를 떠날 때 웹으로 떨어진다.
지는 방법.
제 2 방향 및 제 2 방향을 가로지르는 방향 모두로 부직포를 강화하는 본 발명을 실시하는 한 방법에 있어서, 각 고점착성 방사는 각 방사가 제 1 방향을 따라 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 파형을 이루도록 웹에 놓여진다.
바람직하게는, 고점착성 방사들은 폴리에스테르, 아라미드, 및 유리섬유들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들로부터 만들어지는 방사들을 포함한다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 상이한 투입 섬유들을 찢어서 믹싱하여 미리 정해진 비율의 상이한 투입 섬유들을 가지는 균일한 섬유 혼합물을 형성하기 위한찢기 및 믹싱 장치; 섬유 혼합물을 소면하여 제 1 방향으로 주행하는 미리 정해진 두께의 균일한 웹을 형성하기 위한 소면기; 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로 주행하는 컨베이어 상에 고정된 길이의 웹을 교번 방식으로 침전시켜 겹치는 길이의 웹으로 구성된 매트를 컨베이어 상에 형성하기 위한 크로스 래핑 장치; 및 매트를 재봉하여 부직포를 형성하기 위한 재봉 장치를 포함하며; 상기 길이의 웹을 컨베이어 상에 침전시키기 전에 제 1 방향으로 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 이격되는 고점착성 방사들을 초기 웹 상으로 놓기 위한 방사 접착 수단을 특징으로 하는 부직포 제조 장치를 제공한다.
적당하게는, 방사 접착 수단은 웹이 소면기로부터 떠날 때 고점착성 방사들을 웹으로 떨어뜨린다.
본 발명을 실시하는 한 장치에 있어서, 방사가 제 1 방향으로 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 파형을 이루도록 방사 접착 수단은 각 고점착성 방사를 웹에 놓으며, 이에 따라 제 2 방향 및 제 2 방향을 가로지르는 방향 모두로 부직포를 강화한다.
바람직하게는, 방사 접착 수단은 고점착성 방사들의 간격을 변화시켜 생성된 부직포의 강도를 변화시키도록 조정될 수 있다.
바람직하게는, 고점착성 방사들은 폴리에스테르, 아라미드, 및 유리섬유들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들로부터 만들어진다.
추가적인 양태에 있어서, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해 만들어지는 부직포를 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
우선 도 1을 참조하면, 부직 토목섬유를 제조하기 위한 생산 라인(1)은 상이한 투입 섬유들의 포장들(bale)(3)이 개봉되는 투입 스테이션(2)을 포함한다. 섬유들은 전자적으로 제어되는 계량기(5)의 투입 컨베이어(4)로 적재되며, 계량기는 제조될 토목섬유에 있어서 상이한 섬유들의 필요한 비율에 따라 각 투입 섬유의 필요한 양을 계량한다.
계량기(5)의 배출 컨베이어(6)는 계량된 양의 투입 섬유를 주 찢기 장치(7)로 운반하고, 주 찢기 장치는 투입된 섬유들에 제 1 믹싱 및 찢기 공정을 수행하고 생성된 섬유 혼합물을 믹싱 및 블렌딩 빈(8)으로 전달한다. 믹싱 및 블렌딩 빈(8)으로부터 섬유 혼합물은 최종 찢기 공정을 수행하는 미세 찢기 장치(9)로 이송된다.
미세 찢기 장치에 의해 전달된 섬유 혼합물은 진동성 공급 시스템을 가지는 호퍼(10)로 들어가며, 진동성 공급 시스템은 주 실린더(11a), 작업 롤(11b), 스트립퍼 롤들(stripper rolls)(11c, 11d), 및 도퍼 롤(doffer roll)(11e)을 포함하는 소면기(11)로 일정한 흐름의 섬유 혼합물을 연속적으로 공급하도록 2 세트의 광 검출기(photosensitive detector)에 의해 제어된다. 주 실린더와 다른 롤들은 금속 와이어들로 덮이고 각각의 수평축선을 중심으로 상이한 속도로 회전된다. 제 1 방향으로 주행하는 상측 컨베이어(14)를 가지는 크로스 래핑 장치(13)까지 제 1 방향으로 운반되는 소면된 웹(12)을 형성하도록 섬유 혼합물은 소면기에 의해 소면 및 빗질된다(combed). 상측 컨베이어(14)는 교대하고 겹치는 길이들(15)의 웹(12)(도 2 참조)을 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로 주행하는 하측 컨베이어(16)로 놓도록 왕복 방식으로 구동된다. 생성된 층진 매트(17)(도 2)는 완성된 토목섬유를 만들도록 일련의 재봉 장치들(18, 19, 20)로 공급되며, 그리고나서 완성된 토목섬유는 저장 및 운반을 위해 감기 장치(21)에 의해 롤로 형성된다.
기술된 생산 라인의 작동에 있어서, 기술된 토목섬유가 만들어지는 상이한 투입 섬유들의 양은 계량기(5)에서 세팅되고, 계량된 양의 섬유들은 계량기(5)로부터 받은 상이한 투입 섬유들을 처음으로 찢어서 혼합하도록 기능하는 주 찢기 장치(7)로 이송된다. 주 찢기 장치(7)로부터 빠져나오는 섬유 혼합물에서의 투입 섬유들의 혼합은 완성된 제품의 균일도를 최적화시키는 혼합 및 블렌딩 빈(8)을 통과하는 것에 의해 더 향상된다. 혼합 및 블렌딩 빈(8)에 의해 전달된 균질한 혼합물에서의 투입 섬유들의 완전한 찢기는 미세 찢기 장치(9)에 의해 수행되는 최종 찢기 공정에 의해 보증된다.
미세 찢기 장치(9)로부터 완전히 혼합되고 찢긴 투입 섬유들의 혼합물은 호퍼(10)으로 전달되고, 호퍼(10)의 제어된 공급 시스템에 의해 일정한 유량으로 소면기(11)로 공급된다. 혼합물이 소면기(11)을 통해 주행할 때, 섬유들은 주행 방향으로 빗질되고 강화된다. 소면 공정은 섬유들의 혼합물을 균일한 웹으로 변환시키고, 웹의 두께는 주 실린더와 다른 롤들의 회전 속도에 있어서의 차이에 의해 제어된다. 주 실린더와 다른 롤들의 작동에 의해 섬유 지향의 정도는 제어되고 유지될수 있다.
크로스 래핑 장치(13)는 소면기로부터 웹을 받아서 겹치는 길이의 웹을 하측 컨베어어(15)에 놓도록 작동하여 층진 매트를 형성하며, 층진 매트는 하측 컨베이어에 의해 일련의 재봉 장치들(18, 19, 20)의 입력측으로 운반되고, 재봉 장치들은 층진 매트의 섬유들을 연결하고 얽어 완성된 부직포를 형성하며, 그리고나서 완성된 부직포는 저장 및 운반을 위해 감기 장치(21)에 의해 롤로 형성된다.
도 3은 도 1 및 도 2를 참조하여 기술된 생산 라인에 적용된 바와 같은 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 본 발명의 이 실시예에 따라, 웹(12)이 소면기(11)로부터 크로스 래핑 장치(13)까지 진행할 때, 다수의 고점착성 방사들(22)이 웹의 표면에 놓여진다. 고점착성 방사들은, 예를 들면 폴리에스테르, 아라미드, 또는 유리섬유로부터 만들어지고, 제 1 방향, 즉 상측 컨베이어(14)의 주행 방향을 가로지르는 관계로 이격되어 놓여진다. 그리고 나서, 방사들(22)을 포함하는 생성된 층진 매트는 일련의 재봉 장치들(18, 19, 20)으로 들어가고, 재봉 장치들은 부직포들을 안정된 천으로 기계적으로 접착하며 동시에 부직포 내의 적소의 방사들(22)을 접착한다. 방사들은 웹(12)을 구성하는데 사용되는 폴리프로필렌 또는 다른 합성 투입 섬유들보다 상당히 강하며, 도 2에 도시된 바와 같이 놓여질 때 이들은 완성된 제품을 폭방향으로 상당히 강화시킨다. 개별 방사(22)의 수 및 그 간격을 조정하는 것에 의해, 한도 내에서 강도에 있어서의 어떠한 바람직한 증가도 달성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하며, 여기서 방사들(22)은 웹이 소면기로부터 빠져나올 때 웹 위의 정지된 위치로부터 떨어지고, 방사들이 제 1 방향을가로지르는 방향으로 지그재그 형상을 가지는 파형 구성을 채용하도록 낙하 기구는 진동된다. 이는 층진 매트를 가로질러 연장하는 것에 더하여 방사들(22)은 또한 길이 방향으로 연장하는 부분들을 가져, 재봉 장치로부터 빠져나오는 완성된 제품은 또한 길이 방향으로, 폭방향에 비해 적은 정도지만, 어느 정도까지는 강화된다는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "포함한다"라는 용어는 "포함한다 또는 구성된다"를 의미하며, "포함하는"이라는 용어는 "포함하는 또는 구성되는"을 의미한다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 상이한 투입 섬유들을 찢어서 믹싱하여 미리 정해진 비율의 상이한 투입 섬유들을 가지는 균일한 섬유 혼합물을 형성하는 단계; 섬유 혼합물을 소면하여 제 1 방향으로 주행하는 미리 정해진 두께의 균일한 웹을 형성하는 단계; 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로 주행하는 컨베이어 상에 고정된 길이의 웹을 교번 방식으로 침전시켜 겹치는 길이의 웹으로 구성된 매트를 컨베이어 상에 형성하는 단계; 및 매트를 재봉하여 부직포를 형성하는 단계를 포함하며; 매트를 형성하도록 컨베이어 상에 상기 길이의 웹을 침전시키기 전에 제 1 방향으로 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 이격되는 고점착성성 방사들을 웹에 놓는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 고점착성 방사들은 웹이 소면기를 떠날 때 웹으로 떨어지는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각 고점착성 방사는 각 방사가 제 1 방향을 따라 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 파형을 이루도록 웹에 놓여지는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 방향을 가로지르는 방향으로 부직포의 강도가 필요한 만큼 증가되도록 제 1 방향을 가로지르는 방향에서의 방사들의 간격이 선택되는 방법.
  5. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 고점착성 방사들은 폴리에스테르, 아라미드 및 유리섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로부터 만들어지는 방사들을 포함하는 방법.
  6. 상이한 투입 섬유들을 찢어서 믹싱하여 미리 정해진 비율의 상이한 투입 섬유들을 가지는 균일한 섬유 혼합물을 형성하기 위한 찢기 및 믹싱 장치; 섬유 혼합물을 소면하여 제 1 방향으로 주행하는 미리 정해진 두께의 균일한 웹을 형성하기 위한 소면기; 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로 주행하는 컨베이어 상에 고정된 길이의 웹을 교번 방식으로 침전시켜 겹치는 길이의 웹으로 구성된 매트를 컨베이어 상에 형성하기 위한 크로스 래핑 장치; 및 매트를 재봉하여 부직포를 형성하기 위한 재봉 장치를 포함하며; 상기 길이의 웹을 컨베이어 상에 침전시키기 전에 제 1 방향으로 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 이격되는 고점착성 방사들을 초기 웹 상으로 놓기 위한 방사 접착 수단을 특징으로 하는 부직포 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 방사 접착 수단은 웹이 소면기를 떠날 때 웹으로 고점착성 방사들을 떨어뜨리는 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 방사 접착 수단은 각 방사가 제 1 방향을 따라 연장하고 제 1 방향을 가로지르는 방향으로 파형을 이루도록 각 고점착성 방사를 웹에 놓는 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항에 있어서, 방사 접착 수단은 고점착성 방사들의 간격을 변화시켜 생성된 부직포의 강도를 변화시키도록 조정될 수 있는 장치.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 방사들은 폴리에스테르, 아라미드 및 유리섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로부터 만들어지는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 만들어진 부직포.
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