KR200213062Y1

KR200213062Y1 - 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치

Info

Publication number: KR200213062Y1
Application number: KR2020000023011U
Authority: KR
Inventors: 최웅수; 안병길; 오경근
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2000-08-12
Filing date: 2000-08-12
Publication date: 2001-02-15

Abstract

본 고안은 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치에 관한 것으로서, 가열되어 연화된 다음 멀티 노즐 헤드로부터 압출 방사된 미세 섬유를 포집하는 회전드럼을 포함하여 구성되는 부직포 제조장치에 있어서, 상기 회전드럼은 중공체로서 원통형 표면에는 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 관통공이 형성되어 있고, 상기 회전드럼의 내부에서는 상기 관통공들을 통해 회전드럼 외부의 공기를 흡입하는 공기 흡입 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치와, 상기 멀티 노즐 헤드의 분사 방향에 직각으로 상기 회전드럼을 좌우로 이동시킬 수 있는 회전드럼 좌우 이동장치를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치를 제공하므로써, 제조된 부직포의 표면 상태 내지 두께를 균일하게 하여 품질을 향상시킬 수 있도록 하고, 멀티 노즐 헤드의 폭 보다 1에서 10배까지 넓은 폭을 갖는 부직포를 제조할 수 있도록 하며, 관통공의 형태를 변형함으로써 부직포 표면에 다양하고도 자연스러운 요철(엠보싱) 구조를 줄 수 있도록 한 것이다.

Description

공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치{NON-WOVEN FABRIC MANUFACTURING SYSTEM USING SPRAY-SPINNING EXTRUSION}

본 고안은 열가소성 수지로부터 부직포를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조된 부직포의 표면상태를 균일하게 할 수 있고, 노즐 폭에 비하여 10 배 정도까지의 넓은 폭을 갖는 부직포를 제조할 수 있는, 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치에 관한 것이다.

부직포는 짜거나 뜨지 않은, 즉 직조하지 않고 만든 천을 말한다. 짧은 섬유에서 실을 뽑고 이 실을 다시 짜거나 떠서 천을 만드는 작업은 큰 노력을 필요로 하므로 이러한 번거로움을 피하기 위해 섬유에서 직접 천을 만드는 몇 가지의 방법이 고안되었고 이에 의해 제조된 천이 부직포인 것이다. 이러한 부직포는 탄력이 풍부하고 복원성이 큰 성질을 가지며, 그 용도는 의복용 심지가 가장 많고, 그 밖에 일회용 침대시트, 타월, 모포, 다리미 깔개, 카펫, 냅킨, 구두안창, 실내장식품 등으로 사용된다.

이러한 부직포를 만드는 방법으로는 펠트에서 만드는 방법, 필름에서 만드는 방법, 섬유를 결합시켜 펠트 상태로 하여 만드는 방법, 고무나 플라스틱 지지물 위에 펠트 상태 시트를 만드는 방법, 가열연화시킨 섬유를 용착시켜 만드는 방법, 섬유를 적당한 용매로 결합시켜 만드는 방법 등이 있는데, 본 고안은 이 중에서 가열연화시킨 섬유를 용착시켜 만드는 방법의 일종에 관한 것으로서, 가열연화시킨 섬유를 압축 공기를 이용하여, 여러 개의 다이 오리피스(orifice)가 배열된 멀티 노즐 헤드로부터 미세 섬유의 형태로 압출 방사하여 회전드럼의 표면에 포집되도록 하여 이 것이 냉각되면서 부직포가 되도록 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치에 관한 것이다.

이러한 공기 압출 방사 공정을 이용하여 부직포를 제조하는 경우에 부직포의 품질에 중요한 영향을 미치는 것은 미세 섬유가 회전드럼에 포집될 때의 표면 상태 내지 두께의 균일성이다. 그런데 종래의 장치에서는 멀티 노즐 헤드로부터 압출 방사된 미세 섬유가 회전드럼에 접촉하는 경우에 일부는 회전드럼에 포집되나 나머지 일부는 튀어 나가게 되는 경향이 있어 이에 따라 생산성이 저하되었고, 또한 튀어 나가는 정도가 회전드럼 전체에 걸쳐 일정하지도 않음에 따라 포집된 미세 섬유의 표면 상태 내지 두께가 균일하지 못하고 이에 따라 제조된 부직포의 표면 상태 내지 두께가 균일하지 못하여 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 장치에서는 멀티 노즐 헤드의 폭 정도의 부직포만 생산이 가능하여 넓은 폭의 부직포를 생산하기가 어려웠다. 멀티 노즐 헤드는 매우 정밀한 부품으로 고가이므로 넓은 폭의 부직포를 제조하기 위해 넓은 폭을 갖는 멀티 노즐 헤드를 마련하기 위해서는 고비용이 들어 넓은 폭의 부직포를 얻기가 어려웠던 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래 부직포 제조장치의 문제점을 인식하여 안출된 본 고안의 목적은, 멀티 노즐 헤드로부터 분사되어 회전드럼에 접촉되는 미세 섬유가 다시 튀어 나가는 것을 저감하여 생산성을 향상시킴과 아울러, 제조되는 부직포의 표면 상태 내지 두께를 균일하게 하여 품질을 향상시킬 수 있는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 멀티 노즐 헤드의 폭을 증가시킴이 없이 넓은 폭을 갖는 부직포를 제조할 수 있어 경제적이고 생산성이 높은 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 미감과 실용성 등의 이유로 제조된 부직포에 엠보싱 구조가 형성될 필요가 있는 경우가 많은데, 엠보싱 구조 형성을 위한 별도의 장치가 없이 부직포 표면에 다양하고도 자연스러운 엠보싱 구조를 만들 수 있는 부직포 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적과 장점 및 특징들은 아래의 설명으로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1 은 본 고안의 일실시예에 따른 부직포 제조장치의 측면을 개략적으로 보인 도.

도 2 는 멀티 노즐 헤드의 반대편 쪽에서 바라본 본 고안의 일실시예에 따른 부직포 제조장치를 보인 도.

***도면의 주요 부분의 부호에 대한 간단한 설명***

1: 부직포 제조장치 2: 회전드럼

2': 관통공 3: 중공축 겸 공기 흡입 장치

4: 부직포 이동 및 지지 롤러 5: 회전드럼 좌우 이동 장치

6: 부직포 권취 장치 7: 권취 속도 조절 장치

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 가열되어 연화된 다음 멀티 노즐 헤드로부터 압출 방사된 미세 섬유를 포집하는 회전드럼을 포함하여 구성되는 부직포 제조장치에 있어서, 상기 회전드럼은 중공체로서 원통형 표면에는 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 관통공이 형성되어 있고, 상기 회전드럼의 내부에서는 상기 관통공들을 통해 회전드럼 외부의 공기를 흡입하는 공기 흡입 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치가 제공된다.

또한, 상기 멀티 노즐 헤드의 분사 방향에 직각으로 상기 회전드럼을 좌우로 이동시킬 수 있는 회전드럼 좌우 이동장치를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치가 제공된다.

또한, 회전드럼에 포집되어 냉각되면서 제조된 부직포를 권취하는 부직포 권취 장치와, 상기 부직포 권취 장치에 권취되는 부직포의 선속도가 일정하도록 부직포 권취 장치의 회전속도를 조절하는 권취 속도 조절 장치를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치가 제공된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 고안의 일실시예에 따른 부직포 제조장치의 측면을 개략적으로 보인 것이고, 도 2 는 멀티 노즐 헤드의 반대쪽에서 바라본 본 고안의 일실시예에 따른 부직포 제조장치를 보인 것이다.

여기에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 부직포 제조장치(1)는 가열 연화된 다음에, 도 1의 왼쪽에 설치되는 멀티 노즐 헤드(미도시)로부터 압출 방사된 미세 섬유를 포집하는 회전드럼(2)을 포함하여 구성되는데, 본 고안에서의 회전드럼(2)은 속이 빈 중공체이며 양쪽의 평평한 부분을 제외한 원통형의 곡면 표면에는 전체에 걸쳐서 일정한 간격으로 관통공(2')이 형성되어 있다. 아울러, 회전드럼의 내부에는 상기 관통공(2')들을 통해 회전드럼(2) 외부의 공기를 흡입하는 공기 흡입 장치(3)가 설치되어 있다. 이러한 공기 흡입 장치(3)의 하나로는 상기 회전드럼(2)의 중심에 길이방향으로 배열된 중공의 축으로서 그 둘레에 일정한 간격의 구멍이 다수 형성되며 일단이 블로우어(blower)에 연결되어 있어 회전드럼(2)의 회전축으로 기능함과 동시에 공기 흡입 기능도 담당하는 장치인 중공축 겸 공기 흡입 장치(3)를 생각할 수 있으며, 그 외 일반적으로 공기의 흡입을 위해 사용되는 장치는 모두 사용 가능할 것이다.

한편, 상기 회전드럼(2)은 종래의 장치에서와 마찬가지로 회전만 하도록 할 수도 있겠으나, 회전드럼 좌우 이동장치(5)를 추가적으로 설치하여 멀티 노즐 헤드의 분사 방향에 직각으로 상기 회전드럼(2)을 좌우로 이동시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 회전드럼(2)을 좌우로 이동시켜 가면서 멀티 노즐 헤드 폭의 1배 내지 10배까지의 폭을 갖는 부직포를 제조하는 것이 가능하다. 상기 회전드럼 좌우 이동장치(5)는 기어 맞물림을 이용하거나 캠을 이용하는 등의 일반적인 기계장치에서 요소의 좌우 이동을 꾀하기 위한 장치를 사용할 수 있다.

또한, 회전드럼(2)에 포집되어 냉각되어서 제조된 부직포를 권취하는 부직포 권취 장치(6)를 추가적으로 구비하고 있는데, 종래의 장치에서는 부직포 제조장치와는 별도로 있던 장치를 부직포 제조장치와 일체로 통합하므로써, 별도의 장치가 필요하지 않아 설치면적을 줄이고 장비의 간이화를 꾀할 수 있다.

도면상 미설명 부호 4는 회전드럼(2)과 부직포 권취 장치(6) 사이에 위치하여 제조된 부직포를 회전드럼(2)으로부터 부직포 권취 장치(6)로 이동시킴과 아울러 쳐지지 않도록 지지하는 부직포 이동 및 지지 롤러이다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

열가소성 고분자 수지를 용융 온도 이상으로 가열하여 용융시키고, 이어서 고분자 용융체를 고온으로 유지되고 있는 멀티 노즐 헤드에서 압축공기를 이용하여 미세 섬유 형태로 압출 방사하게 된다. 이렇게 압출 방사된 미세 섬유는 회전하고 있는 회전드럼(2)의 표면과 충돌하게 되는데, 본 고안에서는 회전드럼(2) 표면에 관통공(2')들이 형성되어 있고 회전드럼(2)의 내부에는 공기 흡입 장치(3)가 설치되어 상기 관통공(2')들을 통해 외부 공기를 흡입하게 되므로, 회전드럼(2)의 표면과 충돌한 미세 섬유가 튀어나가지 않고 회전드럼(2) 표면에 안전하게 포집되게 된다.

상기 회전드럼(2)은 또한 회전드럼 좌우 이동 장치(5)에 의해 측방향으로 이동하게 되는데, 이에 따라, 이동가능한 거리에 따라 달라질 것이나 멀티 노즐 헤드의 폭보다 10배 정도까지 큰 폭을 갖는 부직포를 제조할 수 있게 된다. 회전드럼(2)에 포집된 미세 섬유는 회전드럼(2)과의 접촉을 통해 냉각되면서 자체 결합되어 부직포로 되게 되는데, 이렇게 된 부직포를 롤 형태의 제품으로 만들기 위해서 부직포의 첫부분을 사람이 손으로 걷거나 적절한 기계장치로 걷은 다음 당겨서 부직포 이동 및 지지 롤러(4)를 거쳐 부직포 권취 장치(6)에 걸어주게 된다. 상기 부직포 권취 장치(6)는 권취 속도 조절 장치(7)에 의해서 회전속도가 조정되게 된다. 즉, 회전드럼(2)이 일정한 회전속도로 회전하면서 부직포를 만들어내는 속도와 부직포 권취 장치(6)에 권취되는 속도가 일치하도록 조정되게 되는대, 부직포가 감겨서 형성된 부직포롤의 직경이 큰 경우에는 작은 경우보다 부직포 권취 장치(6)의 회전속도가 느려져서 단위 시간에 권취되는 부직포의 길이는 동일하게 되도록 즉, 부직포롤의 직경에 따라 부직포 권취 장치(6)의 회전속도를 변화시켜 부직포롤에 권취되는 부직포의 선속도가 동일하도록 조정되며, 또한 이 권취속도는 회전드럼(2)의 회전에 의해 부직포가 만들어지는 속도와 항상 동일하게 되도록 조정되는 것이다. 이러한 권취 속도 조절 장치(7)의 한 예로는 도 1에서와 같이 벨트와 풀리를 포함하여 구성되고 압축공기를 이용하여 벨트와 부직포 롤이 밀착되도록 하는 한편으로, 부직포롤의 직경이 커짐에 따라서 풀리의 회전되는 속도가 변경되면서 부직포의 권취 속도를 일정하게 하는 장치를 생각할 수 있다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안의 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치는 멀티 노즐 헤드로부터 분사되어 회전드럼에 접촉되는 미세 섬유가 다시 튀어 나가는 것을 저감하여 생산성을 향상시킴과 아울러, 제조되는 부직포의 표면 상태 내지 두께를 균일하게 하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 멀티 노즐 헤드의 폭을 증가시킴이 없이 넓은 폭을 갖는 부직포를 제조할 수 있어 경제적이고 생산성이 높은 효과가 있다.

아울러, 부직포 권취 장치가 부직포 제조장치와 일체로 통합되어 있으므로써 종래와 달리 별도의 장치가 필요하지 않아 설치면적을 줄이고 장비의 간이화를 꾀할 수 있다.

또한, 회전드럼(2) 표면에 형성된 관통공의 크기, 간격, 형태등을 변경함에 의해서 별도의 엠보싱 공정이 없이 다양하고도 자연스러운 엠보싱 구조를 부직포의 표면에 형성할 수 있다.

Claims

가열되어 연화된 다음 멀티 노즐 헤드로부터 압출 방사된 미세 섬유를 포집하는 회전드럼을 포함하여 구성되는 부직포 제조장치에 있어서, 상기 회전드럼은 중공체로서 원통형 표면에는 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 관통공이 형성되어 있고, 상기 회전드럼의 내부에서는 상기 관통공들을 통해 회전드럼 외부의 공기를 흡입하는 공기 흡입 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 멀티 노즐 헤드의 분사 방향에 직각으로 상기 회전드럼을 좌우로 이동시킬 수 있는 회전드럼 좌우 이동장치를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회전드럼에 포집되어 냉각되면서 제조된 부직포를 권취하는 부직포 권취 장치와, 상기 부직포 권취 장치에 권취되는 부직포의 선속도가 일정하도록 부직포 권취 장치의 회전속도를 조절하는 권취 속도 조절 장치를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 압출 방사 공정을 이용한 부직포 제조장치.