KR20020081131A

KR20020081131A - 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치

Info

Publication number: KR20020081131A
Application number: KR1020020020842A
Authority: KR
Inventors: 단지사토루; 고바야시도시오
Original assignee: 유니챰 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2002-10-26
Also published as: EP1251200A1; US20020155185A1; JP2002317373A; MY134023A; CN1381623A; CA2381684A1; US6877970B2; AU3435402A; CA2381684C; JP3996356B2

Abstract

본 발명은 연속 섬유가 균일하게 분포되는 웨브(web)를 제조하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

연속 섬유(13)로 이루어진 웨브(31)의 제조 장치(1)가 용융 압출기(2)와, 한 방향으로 주행하는 무단 벨트(endless belt: 3)와, 압출기(2)와 벨트(3) 사이에 위치하는 안내 박스(4)를 갖는다. 안내 박스(4)는 벨트(3)의 주행 방향 전방에 위치하는 전벽(17)과, 후방에 위치하는 후벽(18)과, 전후벽(17, 18) 사이에 개재하는 한 쌍의 측벽(16)으로 이루어지고, 상단 개구부(21)와 하단 개구부(22)를 갖는다. 압출기(2)로부터 토출된 섬유(13)는 하단 개구부(22)에 있어서 작용하는 흡입에 의해 상단 개구부(21)로 진입한다. 안내 박스(4)의 전벽(17) 및/또는 후벽(18)에는 외부 공기를 도입하기 위한 중간 개구부(57, 58)가 형성된다.

Description

연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치{PRODUCING APPARATUS OF WEB HAVING CONTINUOUS FIBERS}

본 발명은 열가소성 합성 수지의 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치에 관한 것이다.

일본 특허 공고 공보 소화 제48-38025호에는 "용융 방사된 다수의 단자 필라멘트에 의해 짜임 성질이 아닌 시트형 또한 양털(fleece)형의 섬유 성형체를 제조하는 방법 및 장치"라고 하는 발명이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 용융 방사된 다수의 연속 필라멘트로 이루어진 웨브가 섬유 성형체로서 얻어진다. 필라멘트는 그 표면층이 응고하는 데 충분한 거리만큼 용융 압출기에서 이격되어 그 압출기의 하방에 위치하는 서커(サッカン)의 내부로 유도된다. 서커의 내부에서는, 서커의 길이 방향으로 열을 이루며 늘어서는 다수의 필라멘트의 양측에 에어젯류가 작용하여 필라멘트가 냉각되면서 연신되는 동시에, 서커의 하방으로 보내어진다. 서커의 바로 아래에는 포집 벨트가 주행하고 있고, 다수의 필라멘트가 그 벨트 위에 퇴적되어 스펀 본드 부직포 등의 형태를 취한 섬유 성형체가 형성된다.

미국 특허 공보 제5,439,364호에는 다수의 연속 필라멘트로 이루어진 섬유 웨브의 제조 장치가 개시되어 있다. 이 장치에서는, 압출기의 다수의 노즐로부터 토출되어 일렬로 늘어서는 다수의 필라멘트가 급냉된 후에, 직사각형의 상단 개구부를 갖는 연신 안내부(drawing off passage)로 그 개구부를 통해 유도된다. 이 연신 안내부의 하단 개구부는 둘레면에 다수의 개공을 갖는 회전 드럼의 그 둘레면에 맞닿고 있다. 연신 안내부에서는, 회전 드럼의 내측으로부터의 흡입이 하단부에 대하여 작용하는 것 이외에, 상단 개구부와 하단 개구부의 중간부에도 흡입이 작용하여 필라멘트를 연신 안내부로 유도해 넣은 후에 회전 드럼의 둘레면에 퇴적시킨다. 이 드럼의 회전 방향에 있어서의 연신 안내부의 폭은 상단 개구부 근방에서 좁게, 하단 개구부 근방에서 갑자기 넓어지도록 형성되어 있다.

상기 양 공지 기술에 공통되는 과제는 다수의 필라멘트를 부분적으로 겹겹이 서로 얽히는 일없이, 이 웨브의 반송 수단인 포집 벨트나 회전 드럼의 길이 방향과 폭 방향으로 균일하게 분포시켜 길이 방향과 폭 방향에 있어서 섬유의 분포가 균등한 섬유 웨브를 얻는 것에 있다. 그런데, 상기 일본 특허 공고 공보 소화 제48-38025호의 장치에서는, 서커와 그 바로 아래의 포집 벨트가 거리(h₂)만큼 이격되어 있고, 그 거리(h₂) 사이에서는 서커의 폭이 좁은 하단부에서 분출한 공기가 난류가 되어 필라멘트가 균일하게 분포하는 것이 방해가 되는 경우가 있다.

또한, 미국 특허 공보 제5,439,364호의 장치에 있어서의 연신 안내부에서는, 상단 개구부에 회전 드럼 내측으로부터의 흡입과 중간부로부터의 흡입이 작용하는 한편, 중간부보다 하방에서는 회전 드럼 내측으로부터의 흡입만이 작용하기 때문에, 여기서는 흡입력이 약해진다. 연신 안내부로 유도된 필라멘트는 그 중간부보다하방에서 하강 속도를 저하시키면서 회전 드럼의 둘레면에 균일하게 퇴적된다. 이와 같이, 이 제조 장치에서는, 회전 드럼으로부터와 중간부로부터의 2 계통의 흡입이 필요하기 때문에, 장치가 그만큼 복잡하고 운전 조건의 관리도 그만큼 번잡해진다.

본 발명은 열가소성 합성 수지의 연속 섬유로 이루어진 웨브를 제조하는 장치의 개량에 관한 것으로, 연속 섬유를 부분적으로 서로 얽히는 일없이 균일하게 분포시키는 것이 가능하고, 또한 구조가 간단한 제조 장치의 제공을 과제로 하고 있다.

도 1은 장치의 사시도.

도 2는 도 1의 II-II선 단면도.

도 3은 실시 형태의 일례를 도시한 도 2와 동일한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 장치

3 : 반송 수단(벨트)

4 : 안내 박스

6 : 흡입 수단(박스)

12 : 노즐

13 : 연속 섬유

16 : 측벽

17 : 전벽

18 : 후벽

21 : 상단 개구부

22 : 하단 개구부

57, 58 : 중간 개구부

61, 62 : 셔터

상기 과제 해결을 위해 본 발명이 전제로 하는 것은 연속 섬유로 이루어진 웨브의 다음과 같은 제조 장치이다. 즉, 상기 제조 장치는 상방에 위치하는 용융 압출기와 하방에 위치하여 한 방향을 향해 주행하는 반송 수단을 갖고 있고, 상기 용융 압출기로부터 토출된 열가소성 합성 수지의 연속 섬유를 상기 반송 수단에 퇴적시키는 것이 가능한 것이다. 이러한 제조 장치는 상기 압출기와 상기 반송 수단 사이에, 상기 압출기의 노즐로부터 소정 치수 이격되어 있어 상기 연속 섬유를 진입시키는 것이 가능한 상단 개구부와, 상기 상단 개구부의 하방에 있어 상기 반송 수단에 접근하고 있고 상기 반송 수단이 주행하는 상기 한 방향에 있어서 상기 상단 개구부보다도 폭이 넓게 형성된 하단 개구부를 갖는 안내 박스를 구비하며, 상기 반송 수단을 통해 상기 안내 박스의 하단 개구부에 대향하여 배치되어 상기 연속 섬유를 상기 상단 개구부로부터 상기 안내 박스 내로 유도하여 상기 반송 수단위에 퇴적시키는 것이 가능한 흡입 수단을 갖는다. 상기 안내 박스에는 상기 반송 수단이 주행하는 상기 한 방향의 전방에 위치하는 전벽과 후방에 위치하는 후벽과 이들 양 벽 사이에 개재하여 상기 한 방향과 직교하는 방향에 있어서 서로 대향하는 한 쌍의 측벽이 형성되어 있다.

이러한 제조 장치에 있어서, 본 발명이 특징으로 하는 바는 상기 전후벽의 적어도 한쪽에는 상기 상단 개구부와 하단 개구부 사이에 위치하여 상기 안내 박스의 내외로 통하는 중간 개구부가 형성되어 있는 것에 있다.

첨부의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연속 섬유로 이루어진 웨브로서 스펀 본드 부직포를 예로 들어, 이 부직포를 제조하기 위한 장치의 상세한 내용을 설명하면, 이하와 같다.

도 1은 본 발명에 따른 부직포 제조 장치(1)의 부분 사시도이다. 장치(1)는 용융 압출기(2)와, 압출기(2)의 하방에 위치하는 반송 수단으로서의 무단 벨트(3)와, 압출기(2)와 무단 벨트(3) 사이에 위치하는 안내 박스(4)와, 무단 벨트(3)를 통해 안내 박스(4)에 대향하여 배치된 흡입 박스(6)를 갖는다. 무단 벨트(3)는 화살표 Y 방향으로 주행하는 것으로, 흡입 박스(6) 위에 있을 때에 안내 박스(4)에 대하여 흡입이 작용할 수 있도록 통기성 벨트로 만들어져 있다. 안내 박스(4)는 측방의 지주(7)에 의해 상하 방향으로 이동 가능한 상태로 지지되어 있다. 압출기(2)는 무단 벨트(3)의 폭 방향의 길이(51)의 범위로 다수의 압출 노즐(12: 도 2 참조)을 가지며, 안내 박스(4)는 무단 벨트(3)의 폭 방향으로 길이(52)를 갖는다. 본 발명은 이들 길이(51, 52)를 구체적으로 규정하는 것은 아니지만, 통상은 길이(51)가50∼3500 ㎜의 범위에 있고, 길이(52)가 100∼3700 ㎜의 범위에 있다.

도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다. 압출기(2)의 헤드 부분(11)내에서는, 벨트(3)의 폭 방향으로 늘어서는 다수의 압출 노즐(12)로부터 열가소성 합성수지로 이루어진 다수의 용융 섬유(13)가 정류 상태로 연속적으로 압출되어 견인 세화된다.

도 2에 있어서 헤드 부분(11)의 하방에 위치하는 안내 박스(4)는 벨트(3)의 양측 근방에 위치하는 한 쌍의 측벽(16: 도 1을 아울러 참조)과, 벨트(3)의 전후 방향에 위치하는 전벽(17)과, 후벽(18)을 갖는다. 안내 박스(4)는 그 단면 형상이 사다리꼴이며, 압출 노즐(12)의 바로 아래에 위치하는 상단 개구부(21)와, 벨트(3)가 진행하는 전후 방향에 있어서 상단 개구부(21)보다도 폭이 넓고, 벨트(3)의 상면에 접근하여 형성된 하단 개구부(22)를 갖는다. 바람직한 안내 박스(4)에서는, 상단 개구부(21)의 폭(53)이 2∼50 ㎜, 하단 개구부(22)의 폭(54)이 50∼1000 ㎜, 이들 양 개구부(21, 22) 사이의 높이(56)가 50∼1000 ㎜의 범위에 있다. 전벽(17)과 후벽(18)의 각각에는 무단 벨트(3)의 폭 방향으로 연장되는 중간 개구부(57, 58)가 형성되어 있다(도 1을 아울러 참조). 이들 양 개구부(57, 58)는 안내 박스(4)의 내측에서 상하로 움직이는 셔터(61, 62)를 가지며, 각각의 셔터(61, 62)는 손잡이(63, 64)에 의해 안내 박스(4)의 외측에서 조작하여 중간 개구부(57, 58)의 개방도를 조절할 수 있다. 도 2에서는, 전방의 중간 개구부(57)가 개방된 상태이고, 후방의 중간 개구부(58)가 폐쇄된 상태이다(도 1을 아울러 참조). 이들 중간 개구부(57, 58)는 안내 박스(4)의 상단 개구부(21)의 폭을 이등분하는 중심선(C-C)으로부터의 수평 방향으로의 거리(60)가 5∼400 ㎜, 보다 바람직하게는 10∼300 ㎜, 더욱 바람직하게는 30∼200 ㎜의 범위가 되도록 형성되어 있다. 중간 개구부(57, 58)는 전벽(17)과 후벽(18)의 적어도 한쪽에 형성되는 것으로, 개구부(57, 58)의 크기는 이들 개구 면적의 총합(B)이 상단 개구부(21)의 면적(A)과의 사이에서 A:B가 20:1∼2.5:1의 범위가 되도록 형성된다. 바람직한 중간 개구부(57, 58)는 도시예와 같이 벨트(3)의 주행 방향과 직교하는 방향으로 연장되어 있지만, 이들 중간 개구부(57, 58)의 각각은 분할하여 복수의 개구부로 하거나, 그 복수로 한 개구부를 적절한 레이아웃으로 전후벽(17, 18)에 형성할 수 있다.

전후벽(17, 18) 각각의 외측에서는, 하단 개구부(22)의 근방에 전롤러(23)와 후롤러(24)가 설치되어 있다. 이들 롤러(23, 24)는 벨트(3)가 진행할 때에 그 진행 방향(Y)을 향해 회전하는 것으로, 상하 방향으로 약간 이동 가능하고, 전후벽(17, 18)의 하단과 벨트(3)의 상면과의 간극을 실질적으로 막을 수 있다. 즉, 전롤러(23)는 안내 박스(4)의 전벽(17)의 하단과 벨트(3) 위의 섬유 웨브(31) 사이의 간극을 막을 수 있도록, 후롤러(24)는 후벽(18)의 하단과 벨트(3)의 상면 사이의 간극을 막을 수 있도록, 전후벽(17, 18)의 각각에 부착되어 있다. 각 롤러(23, 24)는 전후벽(17, 18)으로부터 연장되는 커버(26, 27)로 각각의 상반부가 덮여 있다.

흡입 박스(6)는 파이프(28)를 통해 진공 펌프(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 흡입 박스(6)로부터의 흡입을 안내 박스(4)에 대하여 작용시키면, 안내 박스(4)의 비교적 좁은 상단 개구부(21)로부터 외기를 유입시켜, 이 외기를 기세좋게 하단 개구부(22)를 향하게 할 수 있다. 이와 같이 흐르는 외기는 흡입의 강도에도 따르지만, 벨트(3)의 폭 방향으로 열을 이루는 압출 노즐(12)로부터 토출된 다수의 연속 섬유(13)의 정류 상태를 유지하면서, 상단 개구부(21) 근방에 있어서 섬유(13)의 토출 후의 속도도 유지 내지 증대시킬 수 있고, 또한 섬유(13)를 그 개구부(21) 근방에 있어서 재차 견인 세화하는 것도 가능하다. 섬유(13)는 또, 정류 상태 내지는 그것에 가까운 상태로 냉각되면서 벨트(3)에 포집되기 때문에, 섬유(13)는 그것이 포집될 때까지의 동안에 끊어지거나, 섬유(13)끼리 용착하여 다발을 형성하거나, 섬유(13)끼리 겹겹이 서로 얽혀 덩어리를 형성한다고 하는 일은 없다.

벨트(3)에 퇴적된 섬유(13)는 그것이 아직 연화된 상태라면 중첩된 것끼리 접합하고, 또한 이미 연화 상태가 아니라면 중첩된 채로의 상태로 웨브(31)가 되어 안내 박스(4)의 전벽(17)과 벨트(3)와의 약간의 간극을 지나 Y 방향으로 진행하여 권취된다. 섬유(13)끼리 접합하고 있는 웨브(31)는 스펀 본드 부직포(32)로서 권취된다. 전벽(17)의 외측에서는, 전롤러(23)가 웨브(31)의 상면에 맞닿으면서 반시계 방향으로 회전하고 있다. 전롤러(23)의 존재에 의해 전벽(17)과 벨트(3) 사이로부터의 공기의 진입이 확실하게 방지된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 안내 박스(4)의 단면 형상이 상방 부분에서 폭이 좁게, 하방 부분에서 폭이 넓게 형성되어 있고, 하방으로부터 흡입이 작용하고 있는 상태에서는, 안내 박스(4)에 거의 수직으로 진입한 섬유(13)의 속도가 벨트(3)에 접근함에 따라 점차로 저하하는 한편, 상단 개구부(21)로부터 하단 개구부(22)로 향하는 공기는 박스(4)의 하방 부분에서 흐름이 흐트러지기 쉽다. 섬유(13)는 그 공기의 영향을 받아 안내 박스(4)내에서 크게 진동하기 시작한다. 또한, 하방을 향해 흐르는 공기의 일부는 무단 벨트(3)에 닿아 튀어 오르는 경우가 있고, 그 튀어 오른 공기에 의해서도 섬유(13)의 진동이 커지고, 때로는 퇴적된 섬유(13)의 일부가 날아 올라가는 경우도 있다. 공기의 이러한 작용에 의해 섬유(13)는 부분적으로 겹겹이 서로 얽히고, 무단 벨트(3)의 길이 방향과 폭 방향에 있어서 분포가 균일해지지 않는 경우가 많다. 그러나, 본 발명의 장치에서는, 안내 박스(4)의 전벽(17) 및/또는 후벽(18)에 형성된 중간 개구부(57, 58)로부터 유입되는 외부 공기에 의해 안내 박스(4)의 하방 부분에 생기는 공기의 난류를 억제하여 섬유(13)의 진동을 작게 하는 것이 가능해진다. 또한, 중간 개구부(57, 58)로부터의 외부 공기는 전벽(17) 및 후벽(18)의 내면을 따라 흐르고, 그 흐름의 존재에 의해 상단 개구부(21)로부터 진입한 공기의 무단 벨트(3)에서의 튀어 오름을 억제할 수 있다. 그렇기 때문에, 섬유(13)는 안내 박스(4)의 내부에서 크게 진동하는 일도 없고, 따라서 또 부분적으로 겹겹이 서로 얽히는 일도 없으며, 무단 벨트(3)에 대하여 균일하게 분포하여 무단 벨트(3)의 길이 방향과 폭 방향에 있어서 균질한 섬유 웨브(31)를 형성한다. 이러한 섬유 웨브(31)를 효율적으로 얻기 위해서, 중간 개구부(57, 58)는 이들의 개방도를 셔터(61, 62)에 의해 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 형태의 일례를 도시한 도 2와 동일한 도면이다. 이 제조 장치(1)는 노즐(12)의 바로 아래에 공기 분출부(66)를 가지며, 분출부(66)로부터는 섬유(13)에 대하여 이것을 냉각하기 위한 공기(67)가 분출된다. 이러한 장치(1)에 있어서의 안내 박스(4)는 도 2와 동일하며, 노즐(12)로부터 토출된 연속 섬유(13)는 공기(67)에 의해 연화 온도 이하로까지 급격히 냉각된 후에 안내 박스(4)의 내부에서 흡입의 작용을 받기 때문에, 노즐(12)과 분출부(66) 사이에서 연신된다.

본 발명에 따른 웨브의 제조 장치에 따르면, 용융 압출기로부터 토출된 연속 섬유는 안내 박스로 진입했을 때에 토출 후의 정류 상태에 가까운 상태이고, 안내 박스내에서는 안내 박스의 전벽 및/또한 후벽의 중간 개구부로부터 유입하는 외부 공기가 연속 섬유의 진동을 억제하도록 작용하기 때문에, 연속 섬유끼리는 겹겹이 서로 얽히는 일이 없으며, 이 연속 섬유로부터 얻어지는 웨브는 섬유의 분포가 균일해진다.

Claims

상방에 위치하는 용융 압출기와 하방에 위치하여 한 방향을 향해 주행하는 반송 수단을 갖고 있고, 상기 용융 압출기로부터 토출된 열가소성 합성 수지의 연속 섬유를 상기 반송 수단에 퇴적시키는 것이 가능하며, 상기 압출기와 상기 반송 수단 사이에는 상기 압출기의 노즐로부터 소정 치수 이격되어 있어 상기 연속 섬유를 진입시키는 것이 가능한 상단 개구부와, 상기 상단 개구부의 하방에 있어 상기 반송 수단에 접근하고 있고 상기 반송 수단이 주행하는 상기 한 방향에 있어서 상기 상단 개구부보다도 폭이 넓게 형성된 하단 개구부를 갖는 안내 박스를 구비하고, 상기 반송 수단을 통해 상기 안내 박스의 하단 개구부에 대향하여 배치되어 상기 연속 섬유를 상기 상단 개구부로부터 상기 안내 박스 내로 유도하여 상기 반송 수단 위에 퇴적시키는 것이 가능한 흡입 수단을 가지며, 상기 안내 박스에는 상기 반송 수단이 주행하는 상기 한 방향의 전방에 위치하는 전벽과 후방에 위치하는 후벽과 이들 양 벽 사이에 개재하여 상기 한 방향과 직교하는 방향에 있어서 서로 대향하는 한 쌍의 측벽이 형성되어 있는 상기 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치에 있어서,

상기 전후벽의 적어도 한쪽에는 상기 상단 개구부와 하단 개구부 사이에 위치하여 상기 안내 박스의 내외로 통하는 중간 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 중간 개구부는 그것에 부속되는 셔터에 의해 개구 면적을 조정할 수 있도록 형성되어 있는 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안내 박스는 상기 한 방향에 있어서, 상기 상단 개구부의 폭이 2∼50 ㎜의 범위에 있고, 상기 폭의 중심에서 5∼400 ㎜의 범위에 상기 중간 개구부가 형성되어 있는 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상단 개구부와 상기 중간 개구부의 개구 면적의 비가 20:1∼2.5:1의 범위에 있는 연속 섬유로 이루어진 웨브의 제조 장치.