KR20050044346A - 발포체 형성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포체 형성 방법 및 장치에 관한 것이고, 파이버 발포체 현탁액이 제조기의 헤드 박스(78, 178)로부터 그의 웨브 형성 섹션으로 도입된다. 적어도 하나의 고체 재료가 헤드 박스(78, 178) 내의 발포체 내에 혼합된다. 본 발명의 방법 및 장치는 셀룰로오스, 글래스 파이버, 아라미드, 사이잘, 또는 다른 대응 파이버 재료의 다양한 웨브형 제품을 제조하는데 특히 적합하다.

Description

발포체 형성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FOAM FORMING}

본 발명은 발포체 형성 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법 및 장치는 셀룰로오스, 글래스 파이버, 아라미드, 사이잘, 또는 다른 대응 파이버 재료의 다양한 웨브형 제품을 형성하는데 특히 적합하다. 본 발명의 방법 및 장치는 예를 들면 다양한 차량 섀시부, 기계 및 장치 포위체 및 다른 대부분의 무수한 적용에 사용하기 위한 복잡한 다층 적층물 또는 복합물을 제조하는데 특히 적합하다. 본 발명의 방법 및 장치는 기다란 파이버 또는 연속 얀(yarn), 리본 또는 네트를 이용하는 제품의 제조에 사용하도록 의도된다. 본 발명에 설명된 바와 같은 발포체는 물과 계면 활성제로 주로 구성되는 발포체를 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제품은 다수의 경우에 있어서 동일한 적용을 위해 이전에 사용된 시트 금속 구조체를 대체하도록 의도되는데, 이는 시트 금속 구조체 및 다른 대응 금속 구조체가 예를 들면 부식을 회피하기 위해 제조 및 사용 모두 중에 상당한 주의 및 유지 보수를 필요로 하기 때문이다. 금속 구조체는 또한 충격이 단순히 미관상의 변형을 초래하거나 또한 도장면에 손상을 줄 수도 있기 때문에, 작은 충격에도 민감하다. 이는 따라서, 특히 구조체가 부식성 물질을 받게 되는 적용에 있어서 부식을 발생시킬 수 있다.

다양한 적층물 및 복합물은 상술한 적용에 있어 더 내구성이 있지만, 이들의 가격이 몇몇 경우에 상술한 시트 금속 구조체의 가격보다 약간 높다. 고비용의 이유 중 하나는 복잡한 제조 기술이다. 이하의 예는 자동차의 보닛(bonnet) 또는 윙(wing)의 제조에 관한 것이다.

외부로 가시화되는 자동차의 보닛 또는 윙의 부분이 매우 평활해야 하는 것은 당연하다. 임의의 다른 경우에, 도장 표면(보트의 선체가 이의 다른 예임)은 광을 불균일하게 반사할 수 있으며, 이는 낮은 품질 및 열악한 제조 정밀도의 신호로 고려된다. 달리 말하면, 적층물은 금속 시트의 표면 평활도와 유사한 표면 평활도를 나타내는 것이 요구된다. 실제로, 이는 제품이 예를 들면 글래스 파이버로 제조되는 경우 매우 세립 파이버가 사용되어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 세립 파이버의 특유한 특징은 그로부터 제조된 적층물이 예를 들면 자동차 윙으로서 사용을 위해 내구성이 충분하지 않을 수도 있다는 것이다. 따라서, 글래스 파이버 윙은 다수의 상이한 층으로 제조되어야 한다. 강도 및 내구성에 대한 요구는 약 45 내지 50mm의 길이, 종종 그 이상의, 종종 그 이하의 길이의 비교적 거친 파이버를 갖는 구조층이 존재하는 것을 지시한다.

최소한, 상술한 두 개의 층은 필요한 외관 및 강도를 성취하기에 충분할 수도 있지만, 생산의 자동화가 문제점을 유발한다. 먼저, 프로세스는 제품의 형상을 근접하게 재현하기 위한 몰드를 필요로 한다. 가장 용이한 방법은, 그 내부로 표면 매트가 먼저 배치되고 이어서 수지가 배치되는 단일 부품 몰드만을 배열하는 것일 수 있다. 이 후에 보강 매트가 위치될 수 있고, 그 상부에 수지의 다른 층이 위치되고, 그 후에 층은 임의의 기포를 제거하도록 함께 롤링(rolling)된다. 그러나, 이 종류의 제조는 수지의 확산 및 기포의 롤링 모두가 시각적으로 감시되어야 하기 때문에 전체적으로 수동적일 수 있다. 이에 부가하여, 이와 같은 적층 프로세스는 생산 중에 형성된 가스에 기인하여 양호한 조건에서조차 건강 위해성이다.

상술한 수동 작업은 산업 분야에서, 수지가 몰드의 표면층의 상부에 위치되고, 그 후에 예를 들면 보강 매트가 수지의 상부에 위치되는 방법으로 대체되어 왔다. 다음, 이와 같이 형성된 적층물은 몰드의 다른 반부에 의해 그 형상으로 가압되고, 이는 또한 양 층을 통해 수지가 가압될 수 있게 한다. 미국 특허 제5,672,309호는 다른 층이 그 상부에 배치된 상태로 표면층이 먼저 몰드 내에 배치되는 주입 방법이 개시한다. 층들 중 하나는 소정의 장소에 개구를 갖는다. 다음, 이들 두 개의 중첩된 층은 몰드의 다른 반부에 의해 서로에 대해 소정의 정도로 가압되어, 몰드의 에지가 조여지기 시작한다. 이 상태에서, 수지가 노즐에 의해 몰드의 한쪽 반부의 노즐에 대응하여 층들 중 하나 내의 구멍을 통해 층 사이로 주입되어, 몰드가 완전히 폐쇄될 때 수지가 몰드에 걸쳐 확산되어 양 층을 함침한다.

이의 부가의 개발은 몰드가 필요한 글래스 파이버 층이 그 사이에 위치된 상태로 서로에 대해 배치된 두 개의 부분으로 구성되는 진공 주입 성형법이다. 공개된 일본 출원 소58-168510호는 원리적으로 이 제조 기술을 개시하고 있다. 이에 부가하여, 개구는 몰드 내로 수지를 주입하기 위해 몰드의 부분 또는 부분들 내에 배열되어 있고, 따라서 개구는 수지에 의해 대체된 공기를 제거하기 위해 배열되어 있다. 흡인이 상술한 공기를 제거하기 위해 사용될 때, 용어 진공 주입 성형이 사용된다.

상술한 제품, 즉 자동차의 윙이 상술한 두 개의 층, 즉 표면층 및 보강층으로 제조되면, 미국 특허 제5,672,309호에 개시된 바와 같이 몰드가 약간 개방된 동안 수지가 층 사이로 도입되지 않거나 또는 개구가 적어도 보강층에 지향된 몰드의 측면 상에 서로 매우 근접하게 제공되지 않으면, 수지가 글래스 파이버 층 내에 양호하게 확산되지 않는다는 것을 즉시 주목할 수 있을 것이다. 이 이유는, 함께 가압될 때 글래스 파이버의 층이 수지를 실제 층의 방향으로 자유롭게 유동시키지 않고, 수지 유동의 주 방향이 층에 수직이기 때문이다. 따라서, 진공 주입 성형법에 의해 이들 두 개의 층으로부터 제품을 제조하기를 원하는 경우, 몰드가 부분적으로 개방되어야 하거나 또는 몰드 반부 중 하나가 수지를 몰드의 내부로 균일하게 확산시키도록 거의 전체적으로 천공되어야 한다. 그러나, 후자는 각각의 수지 유입 개구가 실제로는 그에 연결된 도관을 갖는 수지 공급 튜브를 필요로 할 수 있기 때문에 불필요하게 고비용의 해결책이다.

이 결점을 해결하기 위해, 비교적 두꺼운 가능하게는 심지어 중공 파이버로 구성된 층인 특정 유동층이 사용되어, 이에 의해 더욱 층의 방향으로의 수지 유동이 용이해질 수 있는 것이 제안되어 있다. 이는 유동층이 제품의 보강층 또는 표면층으로서 기능할 수 있는 경우 본질적으로는 바람직하지만, 실제로는 특히 표면층에 있어서 유동층 파이버의 거친 구조에 기인하여 불가능하다. 표면층의 평활도가 완성된 제품의 요구를 만족시키지 않을 수도 있다. 두꺼운 및/또는 중공 파이버는 보강층 최대 강도를 부여하지 않을 수 있고, 이에 의해 이들은 적어도 요구 적용에 있어 보강층에 사용될 수 없다.

따라서, 미국 특허 제5,672,309호에 개시된 바와 같은 부분 개방 몰드의 방법을 사용하지 않는 경우 적어도 3개의 상이한 층이 상기 예에 필요한 상황이 초래된다. 다른 경우에, 이하의 층, 즉 제품의 외부의 표면층, 내부의 보강층 및 이들 두 개의 층 사이의 유동층이 필요하다.

제조 프로세스가 전체 제조 체인을 고려하여 자동화되어야 하면, 제품을 제조하는 종래의 방법을 설명할 수 있다. 이는 상술한 일본 공개 출원 소58-168510호에 양호하게 개시되어 있다. 상기 특허는 어떠한 방식으로 각각의 층이 몰드 내에 개별적으로 위치되고, 그 후에 몰드 반부가 함께 가압되어 수지가 몰드 내로 주입되는지를 개시한다. 달리 말하면, 적층물의 층의 각각은 개별적으로 몰드 내로 도입된다. 실제로, 이는 각각의 층이 개별적으로 제조되고, 개별적으로 반송되며 각각의 층이 그 자신의 롤로부터 몰드 내로 언롤링(unrolling)된다.

각각의 층을 개별적으로 제조하는 이유는 지금까지 외관 및 강도 모두를 위한 최종 제품의 충분한 품질에 도달하도록 다층 제품을 제조하기 위한 방법이 제공되지 않았기 때문이다.

언급되는 중간 단계는 개별적으로 제조된 웨브가 스티칭(stitching)에 의해 조합되어 최선으로 단지 하나의 다층 파이버 매트가 몰드 내에 위치될 필요가 있는 제조 방법이다. 그러나, 파이버의 취급이 용이해지고 제품의 제조가 이에 의해 단순화되더라도, 최종 제품이 제안될 수 있을 정도로 완전히 양호하지는 않다는 것이 주지되어 있다. 다양한 웨브를 함께 스티칭하는 것은 마찬가지로 표면층의 변형을 발생시키고, 이에 의해 표면 자체는 평활할지라도 스티치가 최종 제품의 표면에 가시화된다. 이는 실제로 보강층과 유동층이 예로서 사용된 3층 제품에 함께 스티칭될 수 있지만, 표면층은 분리되어 유지되어야 하는 상황을 유도할 수 있다. 달리 말하면, 스티칭의 추가의 단계는 개별적으로 취급되는 매트의 수를 3개에서 두 개로 감소시킨다. 이는 스티칭의 사용의 소정의 회의론을 가한다.

적층물의 층으로서 사용되는 웨브를 제조하기 위한 다수의 방법이 존재한다. 이들은 페이퍼 기계에 사용되는 웨브 형성 시스템으로부터 가장 양호하게 공지된 소위 침수법(water method), 1970년대 이래로 위긴스 티이프(Wiggins Teape)에 의해 개발된 발포법, 및 소위 건조법이다. 이들 상술한 방법 모두는 필요시에 다층 제품을 제조하기 위해 사용될 수 있지만, 지금까지 어떠한 방법도 상기 적용에 논의된 제품을 위한 충분한 품질의 제품을 제조하는 것이 가능하지 않다.

침수법에서, 상술한 해결책에 사용된 파이버의 문제점은 헤드 박스 내의 사전의 파이버의 제어되지 않은 응집, 파이버의 말림(curling), 파이버 침전물(flock)의 개방 등이다. 상술한 문제점의 이유는, 한편으로는 미리 바인딩된 균질하게 치수 설정된 침전물을 개방하고 다른 한편으로는 단일의 침전물을 말리게 하는 침전법의 강력한 난류이고, 혼합됨에 따라 현탁액이 말려진 파이버에 응집 가능성을 제공하고 또한 다른 파이버를 함께 개방되지 않은 파이버 침전물로 바인딩하기 때문이다. 게다가, 침수법은 점주도(consistency) 변화에 매우 민감하고, 이는 실제로 점주도가 상기 방법이 균일하게 기능하게 하기 위해 최대한의 주의로 일정하게 유지되어야 한다는 것을 의미한다.

다층 제품을 제조하기 위해 침수법을 사용할 때, 파이버 층은 침수법의 큰 난류 레벨에 기인하여 매우 완전히 혼합되어, 상이한 층이 최선의 가능한 방법으로 이들의 할당된 기능을 수행할 수 없다. 부가적으로 침수법은 매우 적합한 것으로 고려되는 셀룰로오스 파이버의 웨브를 형성하는데 사용하기 위해 시작으로부터 개발된 것으로 고려되어야 한다. 달리 말하면, 셀룰로오스 파이버의 크기 및 강성은 물 현탁액에 적합하다. 따라서, 침수법에 존재하는 난류는 셀룰로오스 파이버를 말리게 하지 않거나 또는 이들을 과도하게 혼합하지 않지만, 웨브 형성 및 헤드 박스의 작동이 고려되는 한 최적이다. 그러나, 상이한 적층물 및 복합물이, 종종 대부분의 글래스 파이버로부터 개시하여 예를 들면 아라미드 파이버, 종종 탄소 파이버 또는 심지어 사이잘 또는 황마 파이버로 종료되는 파이버에 다양하게 사용되기 때문에, 웨브 형성 프로세스에 착수된 파이버의 요건은 셀룰로오스 파이버의 처리 요건과는 다소 상이하다. 예를 들면 적층물 및 복합물 단독에 사용되는 파이버의 크기 및 강성은 셀룰로오스 파이버의 크기 및 강성과 상당히 상이하다.

침수법에 존재하는 난류 레벨은 물의 점성에 상당히 의존하며, 이는 실제로 난류 레벨이 적어도 다양한 파이버의 요건이 관련되는 한 비교적 일정하다는 것을 의미한다. 이는 일반적으로 예를 들면 폴리에스테르 및 비스코스 파이버와 같은 소정 파이버 유형에서, 난류가 파이버를 만곡시키고 꼬이게 하여, 서로의 주위에 파이버가 꼬여져, 프로세스의 임의의 후속 단계에서 해결될 수 없는 매듭 및 큰 파이버 축적물을 형성한다.

한편, 건조법에서는, 단일 파이버들 또는 파이버 플록들 사이 및 파이버 층들 사이 모두에 혼합 난류가 존재하지 않기 때문에 파이버 층들 사이에 임의의 종류의 자연 결합이 설정되는 것이 곤란하다. 대신에, 각각의 층은 그 자신의 용이하게 탈착 가능한 층을 형성할 수도 있고, 이는 최종 제품의 품질에 필연적으로 영향을 미칠 수 있다. 공기법에서는, 파이버가 긴 파이버와 협동하지 않을 수 있는 스크린으로부터 웨브 상에 확산되기 때문에 파이버의 길이가 제한된다. 공기법을 사용할 때 파이버 층들을 서로에 대해 부착하는 것이 요구되면, 층들은 스티칭되어야 할 수 있고, 이는 스티칭된 층의 표면의 함침 또는 층들 사이의 특정 접착을 유발한다. 그러나, 이는 제품을 강화하여 롤링이 어렵게 한다. 게다가, 강성 제품의 롤링은 층들 사이의 파괴를 초래할 수도 있고, 이는 또한 제품의 품질에 영향을 줄 수 있다. 부가적으로 공기법에서는 비교적 큰 평량(grammage)의 국부 변동이 존재하는 것이 통상적이다.

발포법은 예를 들면 난류 레벨이 관련되는 한 이들 두 개의 웨브 형성법 사이에 위치된다. 발포법의 난류 특성은 침수법의 난류 특성과는 완전히 상이하다. 발포법에서, 난류는 균질 발포체가 형성된 후에가 아니라 발포체를 형성하기 위해서만 통상적으로 사용된다. 달리 말하면, 혼합 펄퍼에서 발포체 현탁액을 제조할 때, 난류 레벨이 침수법과 비교할 때 크기 또는 다수의 크기만큼 작더라도 큰 난류가 사용되며, 이는 발포체 현탁액에서 파이버가 침수법에서와 같이 용이하게 말리거나 손상되지 않는다는 것을 의미한다. 혼합 펄퍼로부터 헤드 박스로 발포체 현탁액을 이동시킬 때, 유동은 헤드 박스 자체에서와 마찬가지로 실제로 전체적으로 층류이다. 발포체 현탁액에서, 파이버는 기포를 형성하게 되고 이 기포에 의해 이들은 발포체가 흡인 박스의 영향 하에서 제조기의 와이어 상에 붕괴될 때까지 서로에 대해 본질적으로 이동 불가능하게 유지된다.

발포법에서, 점주도는 발포체 현탁액의 점주도가 각각의 적용을 위한 최적의 제조법을 찾을 때 중요한 인자일지라도 침수법에서만큼 중요하지는 않다. 발포법의 기본 사상은 원하지 않는 플록의 형성을 초래할 수 있기 때문에 파이버 또는 파이버 번들이 웨브 형성 전에 서로 접촉하여 돌진하지 않도록 발포체 기포 또는 기포들에 원하는 크기의 개별 파이버 또는 파이버 번들을 바인딩하는 것이다.

실제로 단일- 및 다층 제품 모두를 제조하기 위한 대부분의 유용한 방법은 발포법이고, 이에 의해 각각의 상이한 파이버 유형이 최적 방식으로 처리될 수 있다는 것을 주목하였다. 발포법은 위긴스 티이프에 의해 최초로 개발되고 예를 들면 미국 특허 제3,938,782호에 개시된 바와 같은 방법에 머무르지 않는다. 상기 특허에 개시된 방법(도 1)에서, 예를 들면 파이버, 계면 활성제, pH 조절제 및 안정제 등과 같은 개시 재료는 신중하게 계량된 투여량으로 혼합 펄퍼 내로 도입되고, 이 펄퍼 내로 예를 들면 제조기의 와이어 피트로부터의 발포체와 제조기의 액체 순환으로부터 또한 이용 가능한 물 모두가 공급된다. 대부분의 경우에, 웨브 형성을 위해 필요한 모든 개시 재료는 다양한 이유로 하나 및 동일한 펄퍼에서 함께 펄퍼링될 수 없고, 다수의 펄퍼를 사용할 필요가 있다. 특히 다층 웨브를 형성할 때, 펄퍼의 수는 적어도 웨브의 층의 수와 동일해야 한다는 것은 공지된 사실이다. 이들 재료는 펄퍼 또는 펄퍼들에서 발포체 현탁액으로 형성되고, 현탁액은 제조기로 또는 일시적으로 저장 탱크 내로 주문형 펌프에 의해 펌핑된다.

제조기 내로 도입된 발포체 현탁액은 일반적으로 와이어 피트를 경유하여 헤드 박스의 유입 튜브 내로 도입된다. 와이어 피트에서, 발포체 현탁액의 점주도는 소정 레벨로 조절된다. 헤드 박스 내의 공급 튜브는 헤더, 그와 관련하여 배열된 노즐 및 노즐로부터 헤드 박스로 유도되는 튜브로 구성된다. 통상적으로 튜브는 미국 특허 제3,938,782호(도 2)에 개시된 바와 같은 루프를 형성하도록 배열된 다수의 가요성 플라스틱 및 고무 튜브로 구성된다. 튜브는 발포체 현탁액이 균일하게 유지되도록 헤더 및 튜브의 접합부에 위치된 노즐과 함께 난류를 형성하여 유지한다. 튜브로부터, 발포체 현탁액은 그 디자인이 매우 간단할 수 있는 헤드 박스 내로 도입된다.

미국 특허 제6,019,871호(도 3), 제6,136,153호(도 5) 및 캐나다 특허 출원 제2301995호(도 4)에 개시된 해결책이 종래의 헤드 박스 디자인의 예로서 언급될 수 있다. 헤드 박스는 와이어 상에 균일한 웨브를 형성하도록 발포체를 투여하는데 사용된다. 웨브의 평량은 예를 들면 공급점에 따라 헤드 박스 내로의 신선한 발포체의 공급에 의해 조절되어 원래 발포체 현탁액의 점주도를 희석하거나 원래 파이버 발포체 현탁액의 층 두께를 국부적으로 얇게 한다.

다층 제품을 제조할 때, 즉 소위 다층 웨브 형성을 수행할 때, 헤드 박스는 그 각각이 독립적으로 작동하는 다수의 격실로 구성될 수 있다. 이러한 디자인의 예는 도 5(미국 특허 제6,136,153호)에 도시된다. 몇몇 경우에, 다층 웨브 형성은, 헤드 박스의 내부에 배열되거나 헤드 박스를 통해 취해진 특정 공급 튜브(도 6; 미국 특허 제6,238,518호)가 헤드 박스에 의해 형성된 웨브의 내부에서 소정의 장소에서 원하는 발포체 현탁액을 공급하기 위해 사용되도록 또한 수행될 수 있다.

그러나, 시험에 의하면 종래의 발포체 제조 프로세스 및 헤드 박스 내로의 발포체 현탁액의 공급은 불필요하게 복잡한 것으로 판명되었다. 더욱이, 예로서 공급 튜브는 발포체 현탁액 공급 장치 내에 문제점을 형성하는 것을 판명되었다. 실제 프로세스 및 시험은 이들 튜브가 막히는 경향이 있다는 것을 나타낸다. 실제로, 이는 단일 파이버, 예를 들면 말린 파이버 또는 파이버의 플록이 튜브의 내부 또는 튜브의 개구에서 포획되어, 포획된 파이버 또는 플록은 이어서 더 많은 파이버를 포획하여, 플록의 크기를 증가시키도록 발생한다. 플록의 시작은 매우 다공성이므로, 액체 및/또는 기체가 이를 통해 여전히 통과될 수 있어, 파이버 및 가능하게는 다른 고체를 액체 및/또는 기체가 그를 통해 여전히 유동하는 동안 플록 내에 포획되게 한다. 다소간의 크기의 증가를 가지며 튜브 또는 그의 개구에 더 점진적으로 긴밀하게 부착됨으로써, 플록은 또한 액체 및/또는 가스에 영향을 미치기 시작하여, 최종적으로는 튜브를 통하는 유동을 중단시킨다. 튜브 시스템의 튜브 중 하나의 폐색은 헤드 박스로부터 배출되는 웨브에 영향을 주기에 충분한 큰 양으로 반영될 수 있는 헤드 박스 내의 변화를 즉시 초래할 수 있다. 이들 폐색된 튜브를 통류하는 것이 가능할지라도 이러한 가능성이 장치의 디자인에 제공되면, 제조 프로세스를 전적으로 중단시키지 않고, 최선의 경우에조차 다수의 작업을 요구하고 최악의 경우에 비교적 큰 생산 손실을 요구할 수 있다. 또한 다소 당연한 바와 같이 재료의 파이버가 더 길수록, 튜브 및 헤더가 더 용이하게 폐색된다는 것이 주지되어 있다. 일반적으로, 사용된 파이버의 유형, 주로 파이버의 형태 및 강성은 얼마나 빨리 파이버 플록이 형성되는지 및 따라서 또한 튜브의 폐색 경향 모두에 영향을 미친다.

따라서, 종래의 발포 프로세스 또는 실제로 그에 사용된 헤드 박스 해결책은 긴 파이버를 갖는 발포체 현탁액을 처리하는데 항상 적합한 것은 아니다. 결국 파이버 유형에 따라서 발포법에 사용된 전형적인 헤드 박스, 또는 오히려 그의 튜브 시스템이 50 내지 100mm 길이 미만인 파이버만을 처리하는 것이 가능한 것이 사실이다.

예를 들면 얇은 연성의 및/또는 긴 파이버, 예를 들어 길이가 30mm를 초과하는 1,7 디텍스(dtex) 폴리에스테르 및 비스코스 파이버를 처리하는 몇몇 경우에, 난류는 전혀 유용하지 않다. 이들 파이버에서, 종래의 발포법조차 사용될 수 없고, 심지어 혼합 펄퍼에 존재하는 비교적 작은 난류가 프로세스 및 최종 제품 모두에 부정적인 영향을 미치는 플록을 형성하고 서로의 주위에 꼬임을 발생시키도록 파이버를 만곡시키고 이들을 혼합할 수 있다. 침수법은 또한 종래의 발포 프로세스보다 더 높은 난류에 의해 완전히 불가능하다.

웨브로의 몇몇 물 흡수 재료의 첨가가 또한 문제로서 간주된다. 이 문제점은 예를 들면 미국 특허 제6,019,871호에 논의되어 있다. 이 특허에서, 발포법은 종래의 침수법보다 본질적으로 양호한 것으로 판명되었지만, 발포체가 또한 물을 포함하기 때문에, 이 종래의 발포법은 또한 결점을 갖는다. 결점은 예를 들면 사용된 물 흡수 폴리머가 장기간 동안 발포체 내에 존재하는 물에 부가되어 그 효과를 대부분 완전히 손실한다는 것이다. 상술한 공보는 예를 들면 저온 냉동 또는 적어도 폴리머의 냉각, 폴리머의 코팅 또는 와이어로 공급되는 발포체 현탁액에 가능한 한 늦게 폴리머를 도입함으로써 이 문제점을 해결하려고 시도하였다. 열거된 모든 수단은 제조 비용을 본질적으로 증가시킬 수 있는 특정 장치를 필요로 한다.

이와 같이 종래의 발포법은 3층 제품과 같은 다층 제품을 제조하는데 다소 유용하지만, 상술한 튜브 시스템은 더 짧은 파이버에 의해서조차 폐색되는 것으로 판명되었기 때문에 종래 발포법에 의해 긴 파이버에 적합한 제품을 제조하는 것이 불가능하다. 폐색의 부분적인 이유는 발포체 현탁액을 형성하는 동안 덜 강성의 파이버가 만곡되고, 말려져 혼합 펄퍼에 이미 플록을 형성하기 때문이다.

미국 특허 제6,231,094호에 개시된 바와 같이, 전형적인 적층 재료와 관련된 문제점의 다른 예로서 차량 범퍼의 제조에 대해 논의한다. 이 범퍼는 도 7에 도시된 바와 같이 전체 범퍼에 걸쳐 파이버 함유 열가소성 웨브로 바람직하게 제조되며 더 좁은 두 개의 웨브, 또한 소정의 장소에서 범퍼의 본체를 보강할 수 있는 파이버 함유 열가소성 리본으로 구성된다. 상기 공보에 따르면, 모든 6개의 웨브 또는 리본은 분리되고 제조 단계에서만 서로 접촉한다. 얼마나 정밀하게 웨브를 배치하도록 요구되는지 및 특히 몰드가 폐쇄될 때 이들을 적소에 유지시키는지를 상상하는 것은 어렵지 않다.

도 1은 종래의 발포법 장치를 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 종래의 발포법과 관련하여 사용되는 헤드 박스의 상세를 도시하는 도면.

도 3은 종래의 발포법과 관련하여 사용되는 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 4는 다른 종래의 발포법과 관련하여 사용되는 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 5는 제3 종래의 발포법과 관련하여 사용되는 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 6은 제4 종래의 발포법과 관련하여 사용되는 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 7은 종래의 방법에 따른 차량 범퍼 본체의 제조를 취급하는 도면.

도 8은 신규한 개념을 표현하는 신규한 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 9는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 10은 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 11은 본 발명의 제4 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 12는 본 발명의 제5 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 13은 본 발명의 제6 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

도 14는 본 발명의 제7 바람직한 실시예에 따른 헤드 박스를 도시하는 도면.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 무엇보다도 상술한 문제점을 해결하고, 본 발명의 특유한 특징은 건조 재료 및 발포체가 제조기의 와이어 상에 현탁액을 도입하기 직전에 이들이 헤드 박스 내에 있을 때까지 발포체 현탁액으로 함께 혼합되지 않는다는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 방법에서 파이버 재료를 발포체로 혼합하기 위한 펄퍼가 필요하지 않다. 이에 의해, 헤더 박스로부터 발포체 펌프 또는 튜브, 뿐만 아니라 헤더 박스와 헤드 박스 사이에 튜브가 필요하지 않다.

더욱이, 본 발명에 따른 방법은 발포법에 사용되는 재료에 전적으로 비민감성이다. 파이버의 길이 또는 강성은, 파이버가 얇은 튜브를 폐색하지 않을 수 있고 와이어로의 파이버의 루트 상에 이러한 튜브가 존재하지 않기 때문에 자유롭게 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용하여, 예를 들면, 연속 파이버, 얀, 리본, 네트 또는 최종 제품에 필요한 대부분의 임의의 성분을 형성된 웨브의 하나 이상의 층으로 도입하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 다른 특유한 특징은 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.

이하에는, 본 발명에 따른 방법 및 장치를 첨부 도면을 참조하여 더 상세하게 설명한다.

도 1은 펄퍼(10)로부터 시작하도록 고려될 수 있는 종래의 발포 프로세스를 도시하고, 발포체는 적어도 액체, 바람직하게는 물과, 기체, 바람직하게는 공기와, 계면 활성제로 구성되고, 그 내부로 발포체 현탁액을 형성하기 위해 발포체 파이버, 충전재, pH 조절제, 안정화제, 착색제 및 바인더 및 다른 첨가제가 도입된다. 물은 펌프(14) 및 유량계(16)를 통해 도관(14)을 경유하여 펄퍼(10) 내로 도입된다. 물은 원래는 예를 들면 제조기의 물 분리 시스템 또는 신선한 물을 포함하는 소정의 다른 적합한 소스로부터 도래할 수 있다. 계면 활성제(20)는 스케일(18) 등에 의해 펄퍼 내로 투여되고, 적합한 파이버 재료(24)가 스케일(28) 등에 의해 도입되고, 충전재, 안정화제, 착색제, 바인더 및 pH 조절제가 스케일 또는 복수의 스케일(26)에 의해 투여된다. 바람직하게는 이들 각각은 이들 자신의 측정 장치를 통해 도입된다. 이와 같이 형성된 발포체 현탁액의 기체 함유량은 통상의 대기압 및 온도에서 50 내지 80%의 범위일 수 있고, 몇몇 경우에는 이 광범위한 범위 이외일 수도 있다. 발포체 현탁액의 고체 함유량은 2 내지 25% 이고, 종종 발포체의 밀도, 파이버의 유형 및 길이 및 제조될 제품에 따라 이보다 낮을 수도 있다. 다음, 이 발포체 현탁액은 원하는 제품을 제조하기 위해 펄퍼(10)로부터 헤드 박스(40)를 경유하여 제조기의 웨브 형성 와이어(30)로 도입된다. 개시된 종래의 발포 프로세스에서, 상술한 파이버 재료, 계면 활성제 및 충전재 등을 포함하는 고체가 펄퍼(10) 내로 도입된다. 재료들의 혼합비는 단위 시간당 정확한 비(kg/min)를 위한 필요량을 혼합하기 위해 예를 들면 스케일에 연결된 전용 공급 장치를 경유하여 각각의 재료를 도입함으로써 결정된다. 필요량의 물이 유량계(16)에 의해 마찬가지로 펄퍼 내로 도입되어, 물과 계면 활성제가 발포체를 형성하고, 그 내부로 고체가 펄퍼 내에 균일하게 분산된다.

몇몇 경우에, 재료는 펄퍼 내의 발포체로부터 양이 측정될 수 있는 스테이지에서만 펄퍼 내로 도입될 수 있다. 이는 예를 들면 pH 조절기와 연결될 수 있고, 이 경우 펄퍼 내의 발포체의 pH가 측정되어, 그 결과에 따라 pH 값이 펄퍼 내로 산 또는 염기 화학물을 도입함으로써 조절된다.

본질적으로 파이버리스 발포체(fibreless foam)가 또한 라인(38)을 경유하여 펄퍼(10) 내로 도입될 수 있고, 이 발포체는 웨브 형성부의 흡인 박스(32)로부터 펌프(36)의 보조에 의해 직접적으로 또는 와이어 피트(wire pit)(34)를 경유하여 복귀된다.

발포체 현탁액은 이를 위해 특정 설계된 펌프(42)에 의해 일정 유동으로서 펄퍼(10)로부터 배출된다; 펌프는 원심 펌프 또는 토출 펌프일 수 있다. 발포체 현탁액은 그의 점주도가 정확한 경우 헤드 박스(40)로 직접 펌핑될 수 있다. 이는 또한 와이어 피트(34)로 펌핑될 수 있고, 여기서 발포체 현탁액의 점주도가 정확하게 조절되고 이로부터 현탁액은 헤드 박스(40) 내로 더욱 펌핑되거나 또는 이러한 것의 사용이 필요한 것으로 간주되는 경우 저장 탱크(44) 내로 펌핑될 수 있다. 저장 탱크(44)로부터, 발포체 현탁액은 펌프(46)에 의해 사용을 위해 도입되는 것이 바람직하다.

발포체 현탁액이 헤드 박스(40) 내로 도입될 때, 종래 기술에 따르면 이는 먼저 헤더(50) 내로 공급되고, 여기서 발포체 현탁액은 노즐(52)에 의해 튜브 시스템(54) 내로 분배되고, 이에 의해 발포체 현탁액이 실제 헤드 박스(40) 내로 공급된다. 노즐(52) 및 튜브 시스템(54)은 도 2와 관련하여 더 상세히 설명된다.

본질적으로, 파이버-프리 발포체(fibre-free foam)는 또한 예를 들면 와이어 피트(34)로부터 헤드 박스(40)로 및/또는 공급 튜브 시스템으로 유도되어 발포체 현탁액의 점주도 및/또는 제품의 평량을 조절할 수 있다.

헤드 박스(40)로부터, 발포체 현탁액은, 흡인 박스(32)가 그 하부에, 또는 더 넓은 관점에서는 흡인에 의해 와이어(30)로부터 발포체를 제거하기 위해 발포체 현탁액에 대항하는 측면에 배열된 상태로 웨브 형성부의 와이어(30) 내로 공급된다. 이와 같이 형성된 웨브로부터 제거된 발포체는 와이어 피트(34) 내로 지향되거나 대안적으로 펄퍼(10) 내로 직접 지향되어 발포체 현탁액을 제조한다.

와이어(30) 상에 형성된 웨브는 건조, 가능하게는 이후에 코팅되도록 지향된다. 웨브를 위해 수행되는 후처리는 일반적으로 제품의 요구에 의존하므로, 본원에서는 이들을 설명할 필요가 없다.

도 2에 도시된 유입 노즐(52) 및 튜브 시스템(54)은 헤더(50)와 실제 헤드 박스(40) 사이에 배열된다. 복수의 노즐(52)이 헤더(50) 내에 배열되어 있고, 그 내부면은 원통형이 아니고, 튜브 시스템(54)의 이전에 발포체 현탁액의 난류 레벨을 증가시키기 위한 리지 등을 포함한다. 튜브 시스템(54) 내의 튜브의 수는 헤더(50) 내의 노즐(52)의 수와 동일하다. 튜브 시스템의 튜브(54)는 도면에 도시된 바와 같이 루프로서 대부분 배열된다. 이 튜브 및 노즐의 형상은 발포체 현탁액을 균일하게 유지하고 튜브 시스템(54)의 모든 튜브 내에 균등한 난류를 유지하기 위한 것으로 고려된다. 목표는 일반적으로 튜브가 헤드 박스(40) 내로 파이버가 침전되어 있지 않지만 이들이 제조기의 와이어 상에 즉시 균일하게 분배될 수 있는 발포체 현탁액을 배출할 수 있게 하는 것이다.

그러나, 실제로는 노즐(52) 및 튜브 시스템(54)이 매우 용이하게 폐색되는 것을 발견하였다. 이 위험은 특히 파이버의 길이가 발포체 현탁액에서 증가될 때 존재한다. 이는 현재 발포법이 산업적인 용도로 고려되고 있고 광대한 수의 상이한 제품이 이에 의해 생산될 수 있는 것으로 주지됨에 따라 문제가 있는 것으로 판명되었다. 이는 또한 다른 것들 중에서도 층들 중 하나가 예를 들면 보강층인 다층 제품을 의미한다. 다른 방법에 의해 제조된 보강 매트는 주로 파이버의 유형에 따라 약 5 내지 50mm의 파이버 길이를 갖고, 따라서 유사한 파이버 길이의 사용이 마찬가지로 발포법에도 필요하다. 그러나, 이는 이러한 길이의 파이버가 일반적으로 파이버 유형에 따라 매우 용이하게 침전될 수 있고 일단 얇은 튜브 내에서 이들이 전체 튜브를 용이하게 폐색할 수 있기 때문에 실시하기에 곤란한 것으로 판명되었다.

또한 도 1의 개시 내용에는 하나의 펄퍼만이 언급되어 있을지라도, 몇몇 경우에는 다수의 펄퍼가 제조를 위해 필요하다는 것이 명백하다는 것을 주목해야 한다. 예를 들면, 다층 제품을 제조할 때, 필요한 수의 펄퍼는 일반적으로 층의 수와 동일하다. 또한, 프로세스가 서로 접촉을 허용하지 않는 재료들을 포함하면, 양 재료들로부터의 개별 발포체 현탁액 및 이들이 중립적인 재료들을 혼합하고, 바람직하게는 헤드 박스의 직전에 발포체 형성 스테이지에서만 발포체 현탁액을 혼합하는 것이 적합하다. 달리 말하면, 다층 웨브 형성에 있어서 필요한 펄퍼의 수는 용이하게 최대 6개일 수 있다.

도 3은 종래의 발포 프로세스: 헤드 박스(40), 그에 선행하는 튜브 시스템(54) 및 헤드 박스 이후에 그의 와이어(30) 및 흡인 박스(32)를 갖는 웨브 형성 섹션을 개략적으로 도시한다. 상기 도면은 또한 도면 부호 48로 나타내는 도 1의 펌프(48)에 대응하는 펌프를 도시한다. 펌프(48)에 이어지는 라인에는, 도 2의 헤더(50) 및 튜브 시스템(54) 모두가 존재한다. 상기 도면은 또한 헤드 박스(40)가 어떠한 방식으로 두 개의 와이어(30) 사이의 갭으로 웨브 형성 섹션으로 직접 발포체 현탁액을 공급할 수 있는지를 도시하고, 도 1과는 달리 푸어드리니어(Fourdrinier) 와이어를 포함하는 더 많은 통상적인 웨브 형성 섹션을 도시한다. 도 3은 또한 웨브(30)의 외부에 배열된 흡인 박스(32)로부터 이용 가능한 발포체 또는 웨브 형성 섹션으로부터 일반적으로 이용 가능한 발포체가 어떠한 방식으로 펌프(48)와 헤드 박스(40) 사이의 소정 위치의 발포체 현탁액과 혼합되도록 라인(58)을 따라 펌프(56)에 의해 공급될 수 있는지를 도시한다. 바람직하게는, 이는 노즐(52) 또는 공급 튜브(54)와 관련하여 또는 실제 헤드 박스(40)에서 헤더(50) 이후에 수행된다. 바람직하게는, 첨가될 발포체의 양은 조절될 수 있다.

도 4는 발포체 현탁액을 희석하거나 또는 발포체를 첨가함으로써 제품의 평량을 균등화하기 위해 발포체 현탁액 도관(154)과 관련하여 배열된 발포체 유입 도관(158')을 갖는 매우 유사한 헤드 박스(140)를 도시한다. 도관(158")은 기능적으로 유사하고, 발포체를 헤드 박스(140)의 천정부로 유도하도록 배열되며, 도관으로부터의 발포체는 와이어(130)를 향해 헤드 박스(40)의 상부를 따라 지향된다. 발포체는 또한 발포체 현탁액의 유동 방향으로 발포체 현탁액의 파이버의 배향을 방지하기 위한 윤활제로서 기능한다.

도 5는 3층 제품을 제조하는 것을 가능하게 하는 제3 종래의 헤드 박스(240) 해결책을 도시한다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 헤드 박스(240)는, 각각 소스(248, 250, 252)로부터 자신의 발포체 현탁액을 수용하는 3개의 챔버(242, 244, 246)로 수직으로 분할된다. 그러나, 양 표면층[챔버(242, 246)에 발포체 현탁액으로부터 형성됨] 또는 심지어 모든 층이 유사한 것이 가능하지만, 도시된 기술은 마찬가지로 3개의 상이한 층을 제조하는 가능성을 제공한다. 상기 도면은 각각의 챔버(242, 244, 246) 내로 도입된 발포체 현탁액이 어떠한 방식으로 웨브(30) 사이의 웨브 형성 섹션으로 동시에 지향되는지를 도시한다. 웨브는 흡인 박스(32)에 의해 두 개의 방향으로 발포체를 제거함으로써 신속하게 형성되고 웨브의 상이한 층은 층의 경계 구역의 상이한 층의 파이버의 혼합에 기인하여 서로 고착된다.

도 6은 또 다른 종래의 헤드 박스(340) 해결책을 도시한다. 이 경우, 3개의 챔버(342, 344, 346)가 헤드 박스(340)의 설치 위치에 따라 서로의 상부 또는 서로의 옆에서 헤드 박스(340)에 배열되어 있다. 각각의 챔버(342, 344, 346)는 이전의 도면과 관련하여 설명한 바와 같이 웨브에 그들 자신의 층을 공급할 수 있다. 이 해결책은 챔버와 비교하여 웨브로의 스트립 또는 개별층의 형성의 또 다른 방법을 도시한다. 이는 한편으로는 공급 튜브(348) 및 다른 한편으로는 공급 튜브(350)가 그 자신의 스트립 또는 헤드 박스의 종방향(도면의 지면에 수직인)으로 다소 평행하게 위치되고, 공급 튜브(348) 및/또는 공급 튜브(350) 사이에 발포체 현탁액이 튜브(348, 350)로부터 확산되지 않는 명백한 영역이 존재하면, 웨브 내에 그 자신의 층을 형성하는 발포체 현탁액을 공급하는 챔버(344)를 통해 연장하는 튜브(348, 350)에 의해 수행된다. 바람직한 실시예에 따르면, 공급 튜브는, 각각의 챔버 내에 배열되는 것에 부가하여 적어도 그들의 종방향으로 이동되어야 한다. 실제로, 공급 튜브의 종방향 위치는 튜브로부터 배출된 발포체 현탁액이 형성하는 층 또는 스트립의 종류를 결정한다. 챔버의 개구 위치로부터 더 멀리 이격되어 튜브의 단부가 위치될수록, 발포체 현탁액으로부터 웨브로 배출되는 웨브 형성이 더 길게 진행되고 튜브로부터 배출되는 발포체의 경계가 더 첨예해진다. 튜브로부터의 공급이 챔버가 웨브로 개방된 후에 매우 신속하게 수행되면, 튜브로부터 배출되는 발포체는 다른 발포체와 효과적으로 혼합되고 튜브로부터 공급된 발포체로 형성된 스트립의 경계가 웨브의 나머지와 비교하여 매우 모호해진다.

도 7은 종래의 제품의 제조를 도시한다. 이 도면은 차량 범퍼 본체의 제조를 도시한다. 이 도면에 따르면, 몰드는 일반적으로 범퍼 본체의 형태에 대응하는 두 개의 부분(60, 62)으로 구성된다. 상기 공보에 설명된 기술에 따르면, 제1 열가소성 파이버 매트(64)는, 두 개의 더 좁은 매트 웨브(66, 68)가 매트의 양 단부에서 매트(64)의 상부에 배치된 상태로 하부 몰드 부분(62)의 상부에 배치된다. 최하측 매트에 대응하는 매트(70)는 이들 웨브의 상부에 배치되고, 성형 가능한 열가소성 재료(72)가 최종층(70)의 상부에 배치된다. 몰드 부분(60, 62)이 함께 가압되면, 상기 열가소성 재료(72)가 모든 매트층(64 내지 70) 내에 확산된다.

도 7에 도시된 제조 기술로부터, 제조 프로세스에 걸쳐 정확한 위치에 정착되고 거기에 잔류되도록 모든 매트층(64 내지 70)을 얻기 위해 큰 정밀도 및 다수의 예비 작업이 요구된다는 것을 쉽게 주목할 수 있다. 또한, 공장에서는 모든 필요한 웨브에 대해서 개별 저장, 운반 및 공급 장치가 제공되어야 하며, 본 예에서는 6개의 상이한 웨브가 존재한다. 또한, 매트는 공장에서 또는 매트의 제조업자에 의해서 정확한 크기로 절단되어야 한다. 실제로, 이는 보강 제품의 제조 스테이지에서 이미 하나의 제품에 모든 보강 웨브를 부착하는 방법이 존재하면 소정 폭의 6개의 웨브가 단지 하나의 웨브를 사용하는 것이 가능한 대신에 소정 장소에서 절단되어야 한다는 것을 의미한다.

도 8은 본 발명에 따른 신선한 발포체를 제조하기 위한 장치(76) 및 제조기 헤드 박스(78)를 도시한다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 헤드 박스(78)는 본 실시예에서 주로 상향 개방 또는 적어도 대기압의 대야(basin)(80), 발포체 노즐(94), 저부 부분(98) 및 립 개구(lip opening)(100)로 구성된다. 발포체 현탁액은 대야(8) 내에서 제조되고, 그 내부로 실제 제품의 제조를 위해 필요한 대부분의 고체가 펄퍼 또는 펄퍼들 내로 재료를 도입하기 위한 종래의 해결책에 사용된 바와 동일한 원리에 따라 도입된다. 달리 말하면, 고체 대야 내로 도입되는 양은 소정 제조를 위해 측정되고 파이버들 및 파이버 매트가 절단기에 의해 소정 길이로 절단된다. 파이버는 절단기 내로 도입된 파이버 재료의 양이 엄밀하게 조절될 수 있다. 파이버는 또한 균일한 양의 절단된 파이버가 대야(80) 내로 일정하게 절단되도록 캘리브레이션 컨베이어(82)에 의해 대야 내로 도입될 수 있다. 도 8은 또한 예를 들면 파이버, 바인더, 착색제 등 또는 이들의 미리 형성된 혼합물을 대야(80) 내로 도입하기 위해 다른 캘리브레이션 컨베이어(83)가 어떠한 방식으로 사용되는지를 도시한다. 본 발명의 주요점은 상기 고체의 적어도 부분이 액체 현탁액이 아니라 본질적으로 건조한 대야 내로 유도된다는 것이다. 고체는, 임의의 경우에 유리수(free water)가 고체와 함께 대야 내로 도입되지 않도록 필요하다면 습윤될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 특유한 특징은 제품의 구성을 위해 요구되는 파이버 성분의 주요부가 대야 내로 "건조" 상태로 도입된다는 것이다. 제품의 구성은 이 관점에서 활성화 탄소 또는 소정의 액체 흡수 재료와 같은 사용시에 그 특성에 영향을 갖고 가능하게는 제품에 속하는 성분이 아닌 제품의 파이버 망상 조직을 의미한다.

이에 부가하여, 특정 발포체 펄퍼(84) 내에 제조된 발포체는 대야(80) 내로 도입된다. 도 1에 이미 도시된 바와 같이, 발포체는 물, 계면 활성제 및 기체, 적합하게는 공기로부터 발포체 펄퍼(84) 내에 형성되고, 이 방법에서는 다른 재료가 펄퍼 내로 도입될 필요가 없다는 점이 구별된다. 그러나, 대야(80) 이전에 발포체 내로 고체를 혼합하는 것이 요구되면, 펄퍼(84) 내에 발포체의 형성과 관련하여 수행될 수 있다. 물과 계면 활성제의 양은 최적 발포체를 형성하기 위해 펄퍼(84) 내로 도입될 때 서로에 관하여 분할된다. 물과 계면 활성제의 혼합물은 공기가 소정의 기체 함유량 및 기포 크기를 형성하기에 적합한 양의 혼합물 내에 포획되도록 믹서에 의해 혼합된다.

도면에 점선으로 도시한 바와 같이 라인(86)을 경유하여 제조로부터 복귀된 발포체로 발포체의 적어도 부분을 대체하는 것이 가능하며 또한 실용적이다. 펄퍼(84) 내에서 제조되고 펌프(90)에 의해 라인(92) 내로 펌핑된 발포체는, 발포체 제트에 의해 발생되는 난류에 기인하여 고체가 효과적으로 혼합되어 균일한 발포체 현탁액을 형성하도록 노즐(94)에 의해 대야(80) 내로 단위 시간당 소정량으로 분무되는 것이 바람직하다. 발포체 현탁액이 형성될 때, 립 개구(100)를 향해 대야의 저부(98)를 경유하여 층류로서 유도된다.

발포체는 바람직하게는 각각의 파이버 형태에 적합한 속도로, 달리 말하면 균일한 발포체 현탁액을 형성할 수 있지만 파이버 내에 너무 많은 난류를 발생시킬 정도로 너무 높지 않은 속도로 노즐(94)로부터 공급된다. 소정 상황에서 혼합은 기계적 믹서(도시 생략) 또는 초음파 또는 마이크로파 혼합(도시 생략)을 대야 내로 배열함으로써 향상될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예는 고체가 제조기 와이어의 폭에 대응하여, 대야(80)의 전체 길이에 바람직하게 정상 유동으로 도입되어야 한다는 점에서 종래의 발포체 현탁액 펄퍼와는 상이하다. 따라서, 또한 발포체는 약 10cm 간격으로 위치된 노즐(94)로부터 대야 내로 도입된다. 발포체는 대야의 양 측면에 배열된 헤더 튜브(96)로 펌핑되는 것이 바람직하고(그러나, 몇몇 경우에 헤더 튜브 및 노즐은 대야의 일 측면에만 요구된다), 이로부터 실제 노즐(94)이 대야 내로 유도되고, 노즐은 기다란 노즐 튜브와 튜브의 단부에 배열된 실제 노즐로 본질적으로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 헤더 튜브는 대야(80)의 상부 에지와 실질적으로 동일한 높이에 위치되고, 이에 의해 노즐을 갖는 노즐 튜브가 대야의 벽 내로 구멍을 형성하지 않고 그 상부로부터 대야(80) 내로 유도될 수 있다. 노즐(94)은, 필요하다면 소정 난류에 따라서 서로 대면하거나 엇갈려서 대야(80)의 대향 측면에 배열될 수 있다. 노즐(94)은 또한 대야(80)의 일 측면 또는 양 측면 상에 다수의 층으로 배열될 수 있고, 이에 의해 발포체와 파이버의 다단 혼합을 배열하는 것이 가능하다. 또한, 대야(80)의 한 벽의 모든 노즐(94)은 단방향성일 수 있거나 또는 이들의 방향은 원하는 바에 따라 변화될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예의 대야(80)는 도 8에 도시된 바와 같이 하향 방향으로 좁아져서, 대야의 저부(98)가 깔때기를 형성하고, 이로부터 발포체 현탁액이 제로 기계의 와이어 사이 또는 와이어로 본질적으로 층류로서 공급된다. 그러나, 몇몇 경우에, 대야는 그 저부(98)에 위치된 립 개구(100)까지 균일한 폭일 수 있다.

웨브 형성 프로세스에서, 대야(80) 내에 발포체 현탁액의 일정한 표면 레벨을 유지하는 것이 필수적이다. 표면 레벨은 모든 성분, 즉 공급될 고체 및 라인(92)을 경유하여 도입된 발포체가 엄밀하게 측정된 양으로 대야 내로 도입되는 이유로 미리 일정하게 유지된다. 이에 부가하여, 레벨 제어는 고체 및 발포체의 도입 모두를 제어하고 필요하다면 신선한 발포체의 생산을 위해 대야와 연결되어 본질적으로 배열될 수 있다.

3층 웨브를 형성하기에 적합한 헤드 박스 해결책은 도 9와 관련하여 바람직한 실시예로서 도시된다. 실제로, 실시예에서 헤드 박스는 도 8에 따라 단지 3개의 평행한 부분(78', 78", 78'")으로 분할된다. 완성된 3층 제품이 고려되는 경우, 부분(78', 78", 78'")은 또한 서로의 상부에 배열될 수 있다. 이 경우, 헤드 박스의 부분(78', 78", 78'")의 대야(80', 80", 80'")의 저부 부분의 립 개구(101, 102, 103)는 평행하고, 각각 와이어(30) 사이의 웨브 형성 섹션으로 그들 자신의 발포체 현탁액을 공급한다. 립 개구(101, 102, 103)의 하나 이상은 다른 개구와 동시에, 그러나 약간 초기에 또는 이후에 와이어(30) 사이를 개방하지 않도록 배열될 수 있다. 이 절차는 얼마나 많은 웨브의 상이한 층이 서로 혼합되어야 하는지를 제어한다. 예를 들면, 중간 립 개구(102)가 웨브 형성부 내로 더 이후에 개방되면, 표면층의 형성이 더 나중에 진행되고 중간층의 파이버가 표면층의 파이버와 더 적게 혼합될 수 있다.

도 9에 따른 장치에 의해, 심지어 3개의 상이한 재료로부터 3층 웨브를 형성하는 것이 가능하다. 상이한 고체는 예를 들면, 도 8과 관련하여 설명된 장치를 사용하여 대야(80', 80", 80'")의 각각 내로 공급될 수 있다. 그러나, 헤더 튜브(96)로부터 모든 대야에 동일한 신선한 발포체를 공급하는 것이 바람직하고, 이에 의해 단지 하나의 발포체 펄퍼만을 사용하는 것이 가능하다. 이 관점에서 소정 경우에 발포체의 제조와 관련하여 발포체 펄퍼 내에서 발포체에 고체를 혼합하는 것이 바람직하며, 고체는 웨브의 모든 층에 공통적이라고 말할 수 있다. 이것의 예는 예를 들면 모든 층에 공통적인 바인더 또는 파이버 성분일 수도 있다.

그러나, 또한 몇몇 경우에 웨브의 상이한 층을 위해 사용된 재료가 서로 너무 많이 상이하여 모든 층 내에 유사한 발포체를 정확하게 사용하는 것이 바람직하지 않다는 것을 언급할 필요가 있다. 이 경우, 상이한 발포체는 일반적으로 상이한 펄퍼 내에서 제조되어 이들 자신의 튜브 시스템을 경유하여 헤드 박스 대야로 공급된다. 이 종류의 배열은 예를 들면 신선한 발포체를 갖는 웨브의 몇몇 층에 소정 바인더를 공급하는 것을 가능하게 하고, 바인더는 이들 층에 사용된 파이버를 위해서만 적합하다.

그러나, 상기로부터 1-, 2-, 3- 또는 다층 제품의 제조에 적용될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 상기 설명은 본 발명의 다수의 변형들의 예로서만 고려되어야 한다.

도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서, 대야는 본질적으로 수직으로 배열된다. 두 개의 대향된 와이어(30) 및 와이어의 외부에 배열된 흡인 박스(32)로 구성된 웨브 형성 섹션은 또한 본질적으로 수직이다.

도 10은 와이어(30) 및 흡인 박스(32)가, 발포체 현탁액의 혼합을 위해 사용된 적어도 이들의 상부 대야부(80', 80", 80'") 또는 실제 헤드 박스가 수직일지라도, 바람직하다면 헤드 박스의 경사진 저부 부분(98', 98", 98'")에 기인하여, 어떠한 방식으로 수평으로 배열될 수 있는지를 또한 도시한다.

도 8 내지 도 10에 도시된 본 발명에 따른 헤드 박스 해결책은 헤드 박스가 어떠한 방식으로 이들 실시예에서 상향으로 완전히 개방되는지를 명료하게 도시한다. 이는 형성될 웨브로 다양한 재료를 간단히 공급하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 글래스 파이버, 금속 스레드(thread), 리본 등을 제품의 하나 이상의 층 내로 공급하는 것이 완전히 가능하다. 상기 헤드 박스에 의해 본 발명에 따른 제품 내로 공급될 수 있는 다른 유용한 재료는 상이한 직물, 탄소 파이버, 아라미드 파이버 및 폴리에스테르 파이버 리본 등, 전기 도전성 스레드, 리본 또는 케이블, 광 파이버 등, 상이한 레지스터 와이어 또는 네트, 다른 네트, 온도의 함수로서 색상이 변화하는 재료 등이다.

이는 도 8에 도시된 바와 같은 기본 구조를 갖는 장치를 사용하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제품의 제조를 도시하는 도 11에 예시된다. 이 도면은 연속적인 파이버, 얀, 리본 등이 어떠한 방식으로 대야(80)를 경유하여 웨브로 도입되는지를 도시한다. 이 도면의 실시예에서, 연속적인 얀(106) 등이 롤 등으로부터 또는 몇몇 경우에 두 개의 제어 롤(110) 사이의 절첩 롤(108)로부터 제품으로부터 직접적으로 권취된다. 제어 롤(110)은 제조기 내의 웨브의 속도에 대응하도록 얀(106)의 공급 속도를 조절한다. 따라서, 본 실시예의 특유한 특징은 얀 등이 웨브에 평행한 직접 라인에 유지된다는 것이다. 심지어 헤드 박스의 이 기본 형태에서의 얀의 직선성은 발포체 현탁액을 형성하기 위해 필요한 난류가 너무 약해 소정 방향으로부터 얀을 매우 편향시킬 수 없다는 사실에 의해 보조된다. 침수법에서는 헤드 박스 내의 난류가 얀 웨이브를 너무 강하게 하여 최종 제품 내에서의 그의 최종 위치가 임의적일 수 있기 때문에, 침수법에서의 이와 같은 얀의 공급은 가능하지 않다. 얀이 최종 제품의 우측 위치로 정확하게 종결되는 것을 보장하는 방법은 적합한 튜브에 의해 층류의 영역으로 헤드 박스의 난류 구역을 통해 얀 등을 지향시키는 것이다.

얀(106)에 부가하여, 도 11에 도시된 해결책은 웨브 또는 제조기의 폭방향으로 현저하게 넓은 치수의 제품을 도입하기 위해 사용될 수 있다. 이들의 예는 네트가 요구되는 대부분의 임의의 재료로 제조되는 제조될 제품의 전체폭에 대해 본질적으로 연장되는 네트이다. 이것의 예는 가온을 위해 전기 시스템으로 최종 제품을 연결하기 위한 레지스터 와이어 네트이다. 다수의 가능성으로부터의 다른 대안은 미리 제조된 보강 매트이고, 이는 몇몇 이유로 방법에 의해 제조되는 제품과 동시에 제조될 수 없다. 매트는 롤로부터 제어 롤을 경유하여 대야로 지향되고 그로부터 웨브로 더욱 지향된다. 제3 대안은 예를 들어 대야를 경유하여 웨브로 천공된 얇은 강판 또는 좁은 스틸 스트립을 도입하는 것이다. 웨브로의 강판의 바인딩은 판의 구멍을 통한 파이버 및 수지의 바인딩에 의해 보장된다.

얀, 리본, 네트 등을 웨브가 이동하는 바와 동일한 속도로 웨브로 공급하기 위해 제어 롤(110)을 이용하는 해결책은 부가의 실시예로서 본원에 언급될 수 있다. 제조가 시작될 때, 상기 제어 롤은 얀 등의 속도를 약간 제공시키도록 고려될 수 있다. 이는 얀 등의 긴장을 보장하여, 제품의 소정 위치에 고정되어 임의의 방향으로 이동할 수 없다. 얀 등이 그 공급 방향에 수직으로 이동하는 것을 저지하는 다른 방법은 웨브 내의 우측 위치로 얀 등을 안내하기 위한 립 개구(100)와 관련하여 가이드를 배열하는 것이다. 이는 일반적으로 또한 얀, 리본, 네트 등을 가이드에 의해서만 대야의 저부 부분으로 층류의 영역으로 도입하고, 또는 원한다면 와이어 사이의 웨브 형성 섹션 내로 약간 깊게 도입하는 것을 가능하게 한다.

도 12는 연속적인 파이버, 얀 등(112)이 중간 대야(80")를 경유하여 형성되는 웨브 내로 도입되는 본 발명에 따른 바람직한 헤드 박스 해결책을 도시한다. 이 도면은, 제어 롤(110)이 웨브의 속도를 초과하는 속도로 얀 등(112)을 어떠한 방식으로 도입하는지를 도시한다. 사상은 얀 등(112), 바람직하게는 글래스 파이버로부터 개별 층을 형성하는 것이고, 이 층의 상부에는 얀, 파이버 등이 균일하게 절첩된다. "느슨한" 얀 등의 요소를 웨브 내로 도입하는 것은 침수법에서는 성공적일 수 없는데, 이는 침수법에서 파이버 현탁액 내의 파이버가 고 난류에 기인하여 얀을 포획하여 제품 상의 파이버의 균일한 분배가 불가능할 수 있기 때문이다. 또한 본 실시예의 경우, 공급 장치(82, 83)는 또한 충전재, 바인더 및/또는 몇몇 비연속적인 파이버 성분과 같은 다른 고체를 대야(80") 내로 공급하기 위해 사용된다.

도 11 및 도 12의 경우에서 하나 이상의 스레드 등이 제품의 폭을 따를 수 있다는 것이 명백하다. 이미 상술한 바와 같이, 얀 등은 적층물 내의 전체 층을 형성하기에 충분한 양으로 공급될 수 있다. 또한 파이버, 얀 등 자신을 발포체 또는 발포체 현탁액 없이 두 개 이상의 층 사이에 공급하는 것이 가능하다. 또한 도 11에 도시한 바와 같이, 예를 들면 도 12에 도시된 바와 같은 해결책을 사용하여 연속적인 파이버, 얀, 네트, 웨브 등을 형성된 웨브를 형성된 웨브 내로 공급하는 것이 가능하다. 따라서, 연속적인 얀 등이 또한 웨브의 속도를 초과하는 속도로 웨브의 임의의 층 내로 도입될 수 있는 것이 명백하다. 따라서, 도 12에 도시된 대야(80")의 공급 해결책은 또한 원한다면 다른 대야(80' 및/또는 80'")와 관련하여 배열될 수도 있다.

도 13은 또한 본 발명에 따른 헤드 박스 및 웨브 형성 방법의 다른 바람직한 실시예를 도시한다. 이 도면은 범퍼 본체에 요구되는 모든 층이 동일한 웨브 내로 공급되어, 범퍼 본체가 단지 수지를 부가함으로써 단일 적층물 매트로부터 하나의 제조 단계에서 간단하게 제조될 수 있는 신규한 발포법을 사용하여 도 7과 관련하여 이미 설명된 범퍼 본체의 제조를 도시한다.

도 13은 두 개의 공급 튜브(114, 116)가 어떠한 방식으로 헤드 박스의 중간 대야(80")를 통해 헤드 박스의 립 개구(100)를 약간 지나서 웨브 형성 섹션의 갭으로 유도되는지를 도시한다. 도 7에 도시된 제품에 있어서, 표면층(64)에 요구되는 재료는 대야(80')로부터 공급되고, 표면층(70)을 위한 재료는 챔버(80'")로부터 공급된다. 이에 부가하여, 중간 챔버(80")로부터의 표면층 사이에 소위 유동층을 공급하는 것이 가능하고, 이 층에는 수지가 제품에 걸쳐 균일하게 확산된다. 한편 제품의 폭을 가로질러, 즉 헤드 박스의 종방향으로 다수가 바람직하게 배열된 튜브(114)가 도 7에 도면 부호 66으로 도시된 얇은 매트 웨브(66, 68))로 형성된 웨브를 형성하기 위해 필요한 다른 발포체 현탁액을 공급하기 위해 사용되고, 웨브는 표면층(64, 70) 사이에 위치된다. 따라서, 튜브(116)는 완성된 제품의 매트 웨브(68)를 형성하는 발포체 현탁액을 공급하기 위해 사용된다. 이 도면은 튜브(114, 116)가 발포체 형태의 파이버 현탁액을 공급하기 위해 사용되는 상황을 도시한다. 동일한 최종 결과가 도 11에 도시한 바와 같은 웨브 내의 상술한 위치로의 좁은 파이버 웨브 또는 리본의 공급에 의해 성취될 수 있다. 나란한 다수의 제품 블랭크를 갖는 웨브가 헤드 박스의 전체 길이를 따라 적합한 간격으로 도면에 도시된 공급 튜브(114, 116)를 배열함으로써 제조될 수 있고, 다음 블랭크는 예를 들면 제품의 롤링과 관련하여 이들 자신의 개별의 더 좁은 웨브로 이후에 절단될 수 있다.

동일한 발포체 현탁액이 튜브(114, 116)를 통해 공급되는 것으로 상기에 개시되었지만, 본질적으로 튜브의 각각에 상이한 발포체 현탁액을 도입하는 것이 가능하다. 대응 방식으로, 발포체 현탁액에 의해 더 좁은 층 중 하나 및 완성된 웨브에 의해 다른 층을 형성하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 헤드 박스는 제품의 가능성 및 요건에 따라 제조 방법을 자유롭게 선택할 수 있게 한다.

두 개의 표면층 사이의 에지 구역에 보강층을 갖는 도 7에 따른 제품을 원한다면 도 13에 따른 장치에 의해서 뿐만 아니라 도입된 발포체 현탁액 스프레이의 두께가 변화되도록 단일 공급 튜브의 단부를 형성함으로써 제품을 제조하는 것이 가능하다. 이 경우, 스프레이의 더 두꺼운 부분은 두 개의 중첩된 파이버 웨브 또는 리본에 대응하고, 더 얇은 부분은 단지 이들 파이버 웨브 또는 리본 중 더 넓은 하나에 대응한다.

도 13은 또한 발포체 현탁액이 어떠한 방식으로 튜브(114, 116)를 경유하여 헤드 박스로 유도되는지를 도시한다. 달리 말하면, 발포체 현탁액은 원한다면 용도에 적합한 소형 펄퍼 내에서 개별적으로 형성된다. 다른 가능성은 이 발포체 현탁액을 위한 소형 대야를 배열하는 것이고, 현탁액은 대야 내에서 제조되고 층들 사이에 형성될 웨브 내로 그로부터 공급된다.

또한, 헤드 박스의 챔버 또는 챔버들을 통해 유도된 튜브는 완성된 웨브 또는 발포체 현탁액에 부가하여 또한 제품에 요구되는 고체를 웨브 내로 공급하기 위해 사용될 수 있다. 고체는, 예를 들면 단순히 절단된 파이버, 바인더, 바인더와 절단된 파이버의 혼합물 또는 실제 층 형성과 관련이 없는 소정의 다른 재료일 수 있다. 이 경우, 재료는 예를 들면 액체를 흡수하기 위해 사용되는 SAP(고흡수성 폴리머), 또는 예를 들면 고정 간격으로 시드가 그에 고정된 리본일 수 있다.

부가적으로 튜브(114 및/또는 116)는 웨브 내에 넓은 스트립을 형성하는 것이 가능한 웨브의 폭방향으로 연장되는 편평한 노즐 채널로 교체될 수 있다는 것이 명백하다. 종래 기술에 개시된 바와 같이, 튜브 또는 제트 채널은 종방향으로 이동 가능하고, 이에 의해 웨브 형성 섹션 내의 재료의 도입 지점은 적용을 적합화하도록 조절될 수 있다. 튜브 및/또는 노즐 채널은 또한 소정 이유로 웨브의 종방향으로 파형 스트립을 형성하는 것이 요구되면 마찬가지로 웨브의 두께 방향 및/또는 수직으로 이동 가능해질 수 있다.

도 14는 또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 헤드 박스 해결책(178)을 도시한다. 상술한 헤드 박스들과의 주요 차이점은 본 실시예에서 헤드 박스가 폐쇄, 즉 가압되는 반면, 다른 실시예들에서는 헤드 박스가 대기압이라는 것이다. 실제로, 예를 들면 도 8의 실시예에 대한 도 14의 실시예의 단지 차이점은 절단된 파이버 및 다른 고체가 이제 회전 공급기(182, 183) 또는 다른 대응 고압 공급 장치에 의해 헤드 박스(178)의 덮개(179)를 통해 도입된다는 것이다. 대응적으로, 적용이 연속적인 얀, 케이블, 파이버 등을 헤드 박스를 통해 형성될 웨브로 공급하도록 요구되면, 재료는 압력 저항 도관을 경유하여 도입되어야 한다. 헤드 박스의 덮개에 대해 기밀 밀봉된 밀봉 롤은 얀, 리본 등이 가압 헤드 박스로 대기압으로부터 통과되는 압력 저항 도관의 예로서 고려될 수 있다. 다른 해결책은 일반적으로 가압 공간 내에 재료의 스풀 또는 완전 롤을 배열하는 것일 수도 있다.

상술한 예시적인 실시예는 논의된 신규한 유형의 발포법이 대부분의 임의의 종류의 파이버계 제품의 제조를 허용한다는 것을 개시한다. 따라서, 무기 및 유기 파이버가 그 자신 또는 서로 함께 파이버 재료로서 사용될 수 있다. 상이한 글래스 파이버, 탄소 파이버, 석영 파이버, 세라믹 파이버, 지르코늄 파이버, 붕소 파이버, 텅스텐 파이버, 몰리브덴 파이버, 베릴륨 파이버 및 상이한 스틸 파이버가 무기 파이버의 예로서 언급될 수 있다. 유기 파이버의 예는 폴리아미드 파이버, 폴리에스테르 파이버, 폴리에틸렌 파이버, 아세테이트 파이버, 아크릴 파이버, 멜라민 파이버, 나일론 파이버, 모다크릴 파이버, 올레핀 파이버, 리오셀 파이버, 레이온 파이버, 아라미드 파이버 및 사이잘 및 황마 파이버와 같은 다양한 천연 파이버를 포함한다. 상술한 파이버들은 개별의 단일 파이버 또는 상이한 파이버 번들로서 사용될 수 있다. 또한, 단지 수 mm의 매우 짧은 길이로부터 완전히 연속적인 파이버까지의 모든 파이버 길이가 사용될 수 있다.

상기로부터 명백한 바와 같이, 신규한 유형의 제품 시리즈가 개발되었고, 이는 상술한 신규한 종류의 발포체 웨브 형성에 의해서만 제조될 수 있다. 상기에서 용어 "발포체"는 물과 계면 활성제로부터 제조되는 신선한 발포체 또는 제조기의 흡인 박스로부터 재생되어 고체의 주요부가 와이어 상에 제품을 보유하는 재생 발포체를 설명하도록 명세서 전반에 걸쳐 사용되었다. 따라서, "발포체"는 본질적으로 파이버-프리 발포체를 의미하도록 결정될 수 있다. 한편, 용어 "발포체 현탁액"은 파이버 및/또는 고체를 포함하는 발포체, 즉 원리적으로 와이어 상에 고체의 주요부를 제공하도록 제조기로 지향되는 발포체를 의미한다.

Claims (43)

1. 파이버 발포체 현탁액이 제조기의 헤드 박스(78, 178)로부터 그의 웨브 형성 섹션으로 도입되고 발포체는 파이버 웨브를 형성하기 위해 상기 웨브 형성 섹션 내에 위치된 적어도 하나의 와이어(30)를 통해 제거되는 발포체 웨브 형성을 수행하기 위한 방법에 있어서,

   상기 발포체 현탁액을 형성하기 위해 필요한 고체의 적어도 일부는 상기 헤드 박스(78, 178) 내에서 발포체에 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 발포체는 소위 발포체 펄퍼(84) 내에서 개별적으로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 발포체의 부분은 상기 제조기의 웨브 형성 섹션으로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 절단된 형태의 파이버 재료가 발포체 현탁액을 형성하기 위해 상기 헤드 박스(78, 178) 내에서 발포체에 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 고체는 노즐(94)로부터 헤드 박스(78, 178) 내로 고압에서 발포체를 도입함으로써 상기 발포체에 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 바인더, 충전재, 착색제 및 다른 재료가 헤드 박스(78, 178) 내에서 발포체에 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 고체는 발포체 현탁액을 형성하기 위해 상기 발포체가 헤드 박스 내로 도입되는 상태로 상기 헤드 박스(78, 178) 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 헤드 박스(78, 178)는 다층 웨브를 형성하기 위해 다수의 평행한 또는 중첩된 부분(78', 78", 78'")로 분할되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 연속적인 파이버 재료가 상기 헤드 박스(78, 178)를 경유하여 또는 그의 적어도 하나의 부분(78', 78", 78'")을 경유하여 형성될 웨브 내로 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 제8항에 있어서, 리본, 네트, 매트 또는 다른 본질적으로 편평한 재료가 상기 헤드 박스(78, 178) 또는 그의 적어도 하나의 부분(78', 78", 78'")을 경유하여 형성될 웨브 상에 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제8항에 있어서, 적어도 부분적으로 상이한 고체가 상기 헤드 박스(78, 178)의 각각의 부분(78', 78", 78'") 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 헤드 박스(78, 178)의 부분(78', 78", 78'")에 의해 형성된 웨브의 층 내에 필요한 공통의 고체가 그에 도입된 발포체를 갖는 헤드 박스(78, 178)의 부분(78', 78", 78'") 중 두 개 이상 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 또는 제8항에 있어서, 연속적인 파이버, 스레드, 케이블 등의 재료가 상기 헤드 박스(78, 178) 또는 그 적어도 하나의 부분(78', 78", 78'")을 경유하여 형성될 웨브 내로 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제9항, 제10항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료의 속도는 웨브 형성 속도와 동일하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제9항, 제10항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료의 속도는 웨브 형성 속도보다 높도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 웨브 형성 섹션에 형성되는 웨브 내로 직선으로 재료를 공급하기 위한 수단이 상기 헤드 박스(78, 178) 또는 그 적어도 하나의 부분(78', 78", 78'")을 경유하여 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 수단의 위치는 웨브의 이동 방향 및/또는 그에 수직인 임의의 방향으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 수단은 튜브 또는 노즐 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제16항에 있어서, 상기 재료는 절단 파이버, 바인더, 충전재 등의 고체 재료 또는 발포체 현탁액인 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제1항에 있어서, 상기 고체 재료는 제품의 기본 구조를 위해 요구되는 "건조" 재료인 것을 특징으로 하는 방법.
21. 립 개구(100, 101, 102, 103)를 갖는 헤드 박스(78, 178)와 웨브 형성 섹션을 포함하고, 하나 이상의 와이어(30) 및 형성된 웨브에 대향하여 상기 와이어(30)의 측면에 위치된 발포체 제거 수단(32)을 추가로 포함하는 발포체 웨브 형성을 수행하기 위한 장치에 있어서,

    상기 헤드 박스(78, 178)는 발포체를 수용하기 위한 수단(80, 80', 80", 80'") 및 상기 헤드 박스(78, 178)로 적어도 하나의 고체 재료를 도입하기 위한 수단(82, 83, 182, 183)을 구비하고, 발포체 현탁액을 형성하도록 상기 적어도 하나의 고체 재료를 발포체에 혼합하기 위한 수단(94)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 발포체를 수용하기 위한 수단 및 고체 재료를 혼합하기 위한 수단은 헤드 박스(78, 178)의 대야(80, 80', 80", 80'") 및 헤드 박스(78, 178)로 발포체를 분무하기 위한 노즐(94)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제21항에 있어서, 상기 발포체를 수용하기 위한 수단 및 고체 재료를 혼합하기 위한 수단은 그로부터 발포체가 노즐(94)로 분배되는 적어도 발포체 헤더 튜브(96)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제21항에 있어서, 상기 장치는 적어도 발포체 펄퍼(84)와 펌프(90) 및 상기 헤더 튜브(96)에 이를 연결하기 위한 튜브 시스템(92)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발포체 헤더 튜브(96)는 유동 루트(86, 92)에 의해 상기 발포체 제거 수단(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제21항에 있어서, 상기 고체 재료 도입 수단은 적어도 상기 고체 재료를 투여하기 위한 장치(82, 83, 182, 183)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 투여 장치는 스케일에 연결된 컨베이어(82, 83) 또는 쵸퍼인 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제21항에 있어서, 상기 고체 재료 도입 수단은, 회전 공급기와 같은 가압 공간 내로의 공급을 허용하는 공급 장치(182, 183)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제22항에 있어서, 상기 노즐은 노즐(94)로부터 배출된 스프레이가 엇갈리도록 상기 헤드 박스(78, 178)의 대야(80, 80', 80", 80'")의 대향 벽에 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
30. 제22항에 있어서, 상기 노즐은 상기 노즐(94)로부터 배출된 스프레이가 직접 서로 대향하도록 상기 헤드 박스(78, 178)의 대야(80, 80', 80", 80'")의 대향 벽에 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
31. 제22항에 있어서, 상기 노즐(94)은 상기 헤드 박스(78, 178)의 대야(80, 80', 80", 80'", 180)의 적어도 하나의 벽에 상이한 높이로 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
32. 제24항에 있어서, 상기 발포체 펄퍼(84)는 적어도 믹서 및 상기 발포체 펄퍼(84) 내로 계면 활성제 및 물을 투여하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
33. 제24항에 있어서, 상기 발포체 펄퍼(84)는 하나의 고체 재료 또는 다수의 고체 재료를 발포체 펄퍼(84) 내로 투여하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
34. 제21항에 있어서, 상기 헤드 박스(78, 178)는 형성될 웨브 상에 층을 형성하기 위해 나란히 배열된 다수의 부분(78', 78", 78'")으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
35. 제34항에 있어서, 상기 헤드 박스(78, 178)의 적어도 하나의 부분(78', 78", 78'")의 립 개구(101, 102, 103) 중 적어도 하나의 웨브의 이동 방향에서의 위치는 다른 립 개구(101, 102, 103)에 관하여 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
36. 제21항 또는 제34항에 있어서, 상기 헤드 박스(78, 178) 또는 그 부분(78', 78", 78'") 중 적어도 하나는 상기 헤드 박스(78, 178)를 경유하여 형성될 웨브 내로 연속적인 재료(106, 112)를 도입하기 위한 수단(108, 110)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
37. 제36항에 있어서, 상기 재료를 도입하기 위한 수단은 상기 재료(106, 112)의 공급 속도를 조절하기 위한 적어도 제어 롤러 또는 롤(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
38. 제36항에 있어서, 상기 재료(106, 112)를 도입하기 위한 수단은 제조될 웨브 내의 재료(106, 112)의 위치를 조절하기 위해 상기 립 개구(100, 101, 102, 103)에 근접하여 상기 헤드 박스(78, 178) 내에 배열된 제어 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
39. 제21항 또는 제34항에 있어서, 상기 헤드 박스(78, 178) 또는 그 부분(78', 78", 78'") 중 적어도 하나는 웨브 형성 섹션까지 형성되는 웨브 내로 재료를 도입하기 위한 수단(114, 116)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 재료는 절단된 파이버, 바인더, 충전재 등의 고체 재료 또는 적어도 발포체 및 고체 재료를 포함하는 발포체 현탁액인 것을 특징으로 하는 장치.
41. 제36항 또는 제39항에 있어서, 상기 장치는 고정되거나 적어도 웨브의 종방향으로 이동 가능한 하나 이상의 튜브(114, 116) 등인 것을 특징으로 하는 장치.
42. 제21항에 있어서, 상기 헤드 박스(78)는 대기압인 것을 특징으로 하는 장치.
43. 제21항에 있어서, 상기 헤드 박스(178)는 가압되고 압력 저항 공급 수단(182, 183)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.