KR20180102663A - 스펀본디드 웨브를 제조하기 위한 디바이스 - Google Patents

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라이펜호이저 게엠베하 운트 코. 카게 마쉬넨파브릭
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Abstract

모노필라먼트로부터 스펀본드 부직포(spunbond nonwoven)를 제조하기 위한 장치가 개시되고, 여기서 방사구가 필라먼트를 방사하고, 냉각기가 방사된 필라먼트를 냉각하고, 신장기가 필라먼트를 신장시킨다. 중간 통로가 냉각기와 신장기 사이에 제공되고, 중간 통로는 필라먼트의 진행 방향에서 전후로 제공되어 있는 적어도 2개의 수렴 통로 섹션을 갖는다. 필라먼트의 진행 방향에서 상부 통로 섹션은 하부 통로 섹션보다 짧은 길이를 갖는다. 상류측 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비는 1.5 내지 5.5이고, 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비는 1 내지 4이다.

Description

스펀본디드 웨브를 제조하기 위한 디바이스
본 발명은, 방사구(spinneret)가 필라먼트를 방사하고, 냉각기가 방사된 필라먼트를 냉각하고, 신장기가 필라먼트를 신장시키도록 된, 모노필라먼트로부터, 특히 열가소성 폴리머의 모노필라먼트로부터 스펀본드 부직포(spunbond nonwoven)를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 중간 통로가 냉각기와 신장기(stretcher) 사이에 제공된다. 모노필라먼트는 예를 들어, 10 mm 내지 60 mm의 훨씬 더 짧은 길이를 갖는 스테이플 파이버(staple fiber)로부터 이들의 사실상 무한 길이 때문에 상이한 것으로 알려져 있다. 전술된 장치는 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 장치이다.
전술된 유형의 장치의 다양한 실시예가 원리적으로 실제로부터 공지되어 있다. 그러나, 다수의 이들 공지의 장치는 필라먼트가 종종 스펀본드 부직포를 형성하도록 만족스럽게 축적(deposition)될 수 없는 단점을 갖는다. 이는 필라먼트의 축적에 있어서 스펀본드 부직포 내의 결함의 형태의 불규칙부를 야기한다. 스펀본드 부직포의 균질성은 이들 결함에 기인하여 다소 상당히 손상된다. 스펀본드 부직포 내의 결함의 일 원인은 하나 이상의 필라먼트의 인열(tearing) 뿐만 아니라 이에 의해 형성된 용융물의 축적으로부터 발생하는 소위 드립(drip)이다. 이들 드립은 스펀본드 부직포 내의 두꺼운 스폿의 형성을 야기할 수도 있다. 스펀본드 부직포 내의 이러한 드립 및/또는 결함은 일반적으로 2×2 mm 초과이다. 그러나, 스펀본드 부직포 내의 결함은 또한 방사된 필라먼트 내의 장력의 손실의 결과로서 발생하는 소위 "경질편(hard piece)"으로부터 발생한다. 필라먼트는 이완되고(relax) 재권취되며(recoil), 따라서 필라먼트의 용융된 상태 때문에 함께 고착하는 클러스터(cluster)를 형성한다. 이 방식으로 스펀본드 부직포 내에 생성된 결과적인 결함은 일반적으로 2×2 mm 미만의 크기이다. 그러나, 이들 결함은 실체적이고(tangible) 그리고/또는 가시적이다. 이러한 결함은 120 km/h/m 초과의 처리량에서, 특히 150 kg/h/m 초과의 처리량에서 주로 발생한다. 더 큰 방사 구역 길이는 또한 스펀본드 부직포 내의 불규칙부를 촉진한다.
필라먼트 처리를 더 균일하게 함으로써 이들 문제점을 감소시키기 위한 시도가 존재해 왔다. 특히, 냉각기 내에서 더 균일한 냉각에 의해 스펀본드 부직포 내의 결함을 감소시키기 위한 시도가 존재해 왔다. 그러나, 특히 높은 처리량에서, 이들 수단은 단지 제한된 정도로만 성공적이었다. 따라서, 개량의 요구가 존재한다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 심지어 높은 처리량 및/또는 높은 필라먼트 속도뿐만 아니라 수직으로 더 기다란 방사 구역에서도, 높은 균질성을 갖고 결함을 갖지 않는 스펀본드 부직포가 제조될 수 있는 상기에 규정된 유형의 장치를 제공하는 것이다.
이 목적을 얻기 위해, 본 발명은 모노필라먼트로부터, 특히 열가소성 폴리머의 모노필라먼트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 장치로서, 여기서
방사구(spinneret)가 필라먼트를 방사하고, 냉각기가 방사된 필라먼트를 냉각하고, 신장기가 필라먼트를 신장시키고,
중간 통로가 냉각기와 신장기 사이에 제공되고, 중간 통로는 필라먼트의 진행 방향에서 상하로 또는 전후로 제공되어 있는 적어도 2개의 수렴 통로 섹션을 갖고,
필라먼트의 진행 방향에서 상류측 및/또는 상부 통로 섹션은 필라먼트의 진행 방향에서 하류측 및/또는 하부 통로 섹션보다 짧은 길이를 갖고,
상류측 또는 상부 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비(BE/BA)는 1.5 내지 5.5, 바람직하게는 1.5 내지 4, 가장 바람직하게는 1.8 내지 3.5이고, 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)는 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3.3, 특히 1.2 내지 3.3, 가장 특히 바람직하게는 1.4 내지 3인 것인 장치를 사용하는 것을 개시하고 있다.
상부 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비(BE/BA)는 바람직하게는 1.8 내지 3, 바람직하게는 2 내지 2.9, 특히 2.2 내지 2.8이고, 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)는 추천에 따르면 1.6 내지 2.9, 바람직하게는 1.8 내지 2.8이다.
입구폭(BE, bE)은 장치의 기계 방향(machine direction: MD)에서 통로 섹션의 상단부에서 측정된다. 통로 섹션의 출구폭(BA, bA)은 이에 따라 기계 방향(MD)에서 통로 섹션의 하단부에서 측정된다. 본 발명의 범주 내에서, 용어 "기계 방향"(MD)은 특히 축적된 스펀본드 부직포 시팅(sheeting)의 진행 방향을 칭한다. 스펀본드 부직포 및/또는 스펀본드 부직포 시팅을 형성하도록 축적된 필라먼트는 축적 요소에 의해 그리고/또는 축적 메시 벨트로 운반되고, 이 진행 방향은 기계 방향(MD)에 대응한다.
중간 통로가 냉각기 및 신장기 및/또는 신장기의 하류측 통로를 서로 직접 연결하는 것이 본 발명의 범주 내에 있다. 중간 통로가 그 전체 길이에 걸쳐 좁게 설계되고 필라먼트의 진행 방향에서 그리고/또는 필라먼트의 축적 방향에서 테이퍼지는 것도 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 중간 통로는 전후로 그리고/또는 상하로 제공되어 있는 단지 2개의 수렴 통로 섹션을 갖는다. 수렴 통로 섹션이라는 것은 이에 따라, 각각의 통로 섹션의 단면 크기가 필라먼트의 진행 방향에서 그리고/또는 필라먼트의 축적을 향해 더 작게 성장하는 것을 의미한다. 추천되는 바와 같이, 전후로 수렴하고 그리고/또는 서로의 옆에 제공된 2개의 통로 섹션은 서로 직접 연결된다.
이미 전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 특히 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 스펀본딩 장치에 관한 것이다. 스펀본딩 장치는 필라먼트의 진행 방향에서 차례로 볼 때, 방사구, 냉각기, 중간 통로, 그에 연결된 신장 통로 및/또는 하부 통로 뿐만 아니라 스펀본드 부직포를 형성하기 위한 필라먼트의 축적을 위한 축적 장치를 갖는 것이 본 발명의 범주 내에 있다.
본 발명에 따른 중간 통로 및 그에 연결된 신장기의 신장 통로 및/또는 하부 통로는 서로 실질적으로 직접 병합한다. 기본적으로, 중간 통로 및 신장 통로 및/또는 하부 통로는 이어서 특히 전이 영역에서, 동일한 수렴각을 가질 수도 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 모노머 진공 디바이스가 방사구의 영역에, 바람직하게는 방사구와 냉각기 사이에 제공된다. 더욱이 본 발명에 따른 장치의 추천된 실시예에 따르면, 적어도 하나의 확산기가 신장 통로 및/또는 하부 통로와 축적부 사이에 제공된다. 축적 요소는 유리하게는 축적 메시 볼트로서 그리고/또는 연속 축적 메시 볼트로서 설계된다.
본 발명에 따른 장치의 가장 특히 추천된 실시예는, 냉각기, 중간 통로 및 그에 연결된 하부 통로의 조립체는 폐쇄형 시스템으로서 설계되고, 냉각기로의 냉각 공기의 공급을 제외하고, 이 폐쇄형 시스템 내로의 부가의 공기 공급이 없는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 특정 실시예는 또한, 적어도 2개의 확산기, 바람직하게는 단지 2개의 확산기가 하부 통로와 축적 부위 사이에서 필라먼트의 진행 방향에서 전후로 제공되는 것을 특징으로 한다. 주위 공기의 유입을 위한 적어도 하나의 2차 공기 입구 간극이 유리하게는 2개의 확산기 사이에 제공된다. 2개의 확산기 및 이들 사이에 2차 공기 입구 간극을 갖는 본 실시예는 또한 본 발명의 목적을 얻는 것을 향한 유리한 기여를 행한다.
일 실시예에 따르면, 중간 통로의 하부 수렴 통로 섹션 및 신장 통로 및/또는 그에 연결된 신장기의 하부 신장 통로는 동일한 수렴을 갖는다. 다음에, 중간 통로의 이 하부 수렴 통로 섹션 및 그에 직접 연결된 하부 신장 통로는 다소 연속적으로 하나가 다른 하나 내로 병합할 수 있다. 2개의 섹션의 동일한 수렴각의 이 경우에, 중간 통로의 하부 통로 섹션에 대해 상부 및 하부에 규정된 길이는 중간 통로의 하부 수렴 통로 섹션과 하부 신장 통로의 총 길이에 관련되는 것이 본 발명의 범주 내에 있다. 동일한 것이 바람직하게는 대응 길이 및/또는 계산된 곱(product) 및 비로 계산된 파라미터에 대해 사실이다.
본 발명이 기초로 하는 기술적 과제의 성공적인 해결책은 특히 하류측 통로 섹션의 길이(l)에 대한 상류측 통로 섹션의 길이(L)의 비(L/l)가 1:3 내지 1:20, 유리하게는 1:6 내지 1:12, 바람직하게는 1:6 내지 1:10 및 바람직하게는 1:7 내지 1:9인 특히 중간 통로인 것이 입증되었다. 따라서, 하류측 통로 섹션이 중간 통로의 상류측 통로 섹션보다 훨씬 더 길게 설계되는 것이 본 발명의 범주 내에 있다.
본 발명에 따른 장치의 추천된 실시예는, 상류측 및/또는 상부 통로 섹션의 상부 통로벽과 중간 통로를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(α)은 25° 내지 60°, 바람직하게는 30° 내지 55°, 매우 바람직하게는 35° 내지 50°인 것을 특징으로 한다. 중앙 평면(M)이 수직 중앙 평면(M)일 뿐만 아니라 추천된 바와 같이, 장치의 기계 방향에 대해 횡방향으로 그리고 바람직하게는 수직으로 연장하고, 특히 중간 통로의 중심을 통해 연장하는 것이 본 발명의 범주 내에 있다. 이 (가상) 중앙 평면(M)은 유리하게는 축적 요소 및/또는 축적 메시 벨트의 표면에 대해 직각으로 제공된다.
본 발명의 특히 추천된 실시예는, 하류측 및/또는 하부 통로 섹션의 하부 통로벽과 중간 통로를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(β)은 0.25° 내지 12°, 바람직하게는 0.3° 내지 8°, 매우 바람직하게는 0.4° 내지 6°인 것을 특징으로 한다. 중간 통로의 상부 통로 섹션에서의 단위 길이당 수렴 정도는 하부 통로 섹션에서보다 큰 것이 본 발명의 범주 내에 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 2개의 상부 통로벽과 중간 통로를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(α)은 동등하게 크거나 또는 본질적으로 동일하다. 본 발명에 따른 장치의 일 실시예에 따르면, 상부 통로벽과 중앙 평면(M) 사이의 개방각(α)은 조정 가능하고, 바람직하게는 단계식으로 조정 가능하다. 2개의 하부 통로벽과 중간 통로를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(β)은 동일하고 그리고/또는 본질적으로 동일한 것이 본 발명의 범주 내에 있다. 하부 통로벽과 중앙 평면 사이의 개방각(β)은 조정 가능하고, 바람직하게는 단계식으로 조정 가능한 것이 추천된다. 추천에 따르면, 상부 통로 섹션에서 단위 길이당 수렴 정도는 하부 통로 섹션에서의 단위 길이당 수렴 정도보다 크다.
본 발명의 입증된 실시예에 따르면, 상류측 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비(BE/BA)는 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)보다 크거나, 양 비(BE/BA, bE/bA)가 동일하거나 그리고/또는 본질적으로 동일하다. 비(BE/BA)와 상류측 및/또는 상부 통로 섹션의 길이(L)의 곱은 유리하게는 200 내지 500, 바람직하게는 250 내지 450, 특히 300 내지 400, 가장 특히 320 내지 390, 특히 바람직하게는 330 내지 385이다. 비(bE/bA)와 하류측 통로 섹션의 길이(l)의 곱은 1600 내지 3250, 바람직하게는 1800 내지 3250, 특히 2000 내지 2900, 가장 특히 2100 내지 2800 및 특히 바람직하게는 2200 내지 2750이어야 하는 것이 추천된다.
중간 통로의 총 길이(LG)에 대한 상류측 통로 섹션의 입구폭(BE)의 비는 0.15 내지 0.30, 바람직하게는 0.18 내지 0.30, 특히 0.20 내지 0.28, 가장 특히 바람직하게는 0.21 내지 0.27이어야 하는 것이 추천된다. 중간 통로의 총 길이(LG)에 대한 상류측 통로 섹션의 출구폭(BA)의 비는 유리하게는 0.05 내지 0.15, 바람직하게는 0.07 내지 0.13, 가장 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.12, 특히 바람직하게는 0.09 내지 0.11 정도이다. 중간 통로의 총 길이(LG)에 대한 하류측 통로 섹션의 입구폭(bE)의 비는 바람직하게는 0.03 내지 0.10, 특히 0.04 내지 0.08, 가장 특히 바람직하게는 0.05 내지 0.06이다. 입증된 실시예는 중간 통로의 총 길이(LG)에 대한 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)의 비가 0.01 내지 0.06, 바람직하게는 0.02 내지 0.05, 특히 바람직하게는 0.02 내지 0.04인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중간 통로의 실시예와 조합하여 본 발명의 기초로 하는 기술적 과제에 대한 해결책에 관하여 특히 중요한 일 실시예는, 방사 프로세스에서 형성된 가스를 흡출(sucking out)하기 위한 적어도 하나의 모노머 흡인기(aspirator)가 방사구로부터 하류측 또는 아래에 제공되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 모노머 흡인기에 의해, 공기 및/또는 가스가 방사구의 필라먼트 형성 공간으로부터 그리고/또는 방사구 바로 아래로부터 흡출된다. 이는 필라먼트 형성 공간으로부터 그리고/또는 필라먼트 형성 디바이스로부터 폴리머 필라먼트의 옆에서 나오는 모노머, 올리고머, 분해 생성물 등의 형태의 가스를 제거한다.
본 발명에 따른 장치의 특히 추천된 실시예는, 모노머 흡인기가, 바람직하게는 기계 방향(MD)에서 전후로 제공되어 있고 바람직하게는 기계 방향에 대해 수직으로 그리고 필라먼트가 방사되는 장소에 대해 서로 대향하여 각각 횡방향으로 연장하는 적어도 2개의 진공 포트를 갖는 것을 특징으로 한다. CD 흡인 포트가 CD 진공 서브포트로 세분되고 그리고/또는 CD 흡인 간극이 CD 흡인 서브포트로 세분되는 것이 본 발명의 범주 내에 있다. CD 흡인 서브포트는 또한 나란히 제공된 흡인 구멍의 형태로 설계될 수도 있다.
2개의 CD 진공 포트 및/또는 CD 흡인 가스는 추천에 따르면, 다른 대향하는 CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간극을 통해서보다 더 고체적의 가스의 흐름이 2개의 CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간극 중 하나를 통해 흡출될 수 있도록 셋업된다. 가스로서 더 고체적의 흐름의 흡인 제거는 CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간극의 상이한 크기 및/또는 폭을 사용함으로써 그리고/또는 CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간극에 연결된 진공 라인 및/또는 진공 유닛 상에 체적 흐름을 설정함으로써 실행될 수 있다. 진공 라인 및/또는 진공 유닛의 설정은 특히 스로틀 요소 및/또는 흐름 제어 요소의 도움으로 성취될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 더 고체적의 가스의 흐름은 다른 대향하는 CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간극을 통해서보다 2개의 CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간극 중 하나를 통해 계속 진공화될 수 있다. 그러나, 사이클로 동작하여, 더 고체적의 가스의 흐름이 하나의 CD 진공 포트를 통해 그리고 이어서 다른 CD 진공 포트를 통해 등으로 상류측으로 흡출될 수 있는 것이 또한 본 발명의 범주 내에 있다.
일 실시예에 따르면, CD 섹션 포트의 포트는 더 큰데, 즉 이는 방사 구역에 대해 대향측에서 제2 CD 진공 포트의 포트보다 크게 설정될 수 있다. 그러나, 기본적으로, 2개의 포트는 또한 동일한 크기를 가질 수도 있고, 2개의 측에서 상이한 양으로 흡출된 체적 흐름은 전술된 바와 같이 설정된다. CD 진공 간극 및/또는 CD 진공 간극 섹션의 포트는 조정 가능한 것이 또한 본 발명의 범주 내에 있다.
본 발명은, 전술된 모노머 흡인기의 실시예가 본 발명이 기초로 하는 목적을 얻는 것에 대해 본 발명에 따른 중간 통로의 실시예와 조합하여 특히 유리하다는 발견에 기초한다.
본 발명에 따른 중간 통로는 냉각기에 그리고/또는 냉각기에 직접 연결되는 것이 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 냉각기는 필라먼트의 진행 방향에서 상하로 그리고/또는 전후로 제공되어 있는 적어도 2개의 격실로 세분되고, 상이한 온도에서 공기 및/또는 냉각 공기가 2개의 통로 섹션으로부터 필라먼트 흐름 공간에 진입할 수 있다. 본 실시예는 또한 본 발명에 따른 중간 통로와 조합하여 매우 성공적인 것이 입증되었다.
방사 구역 길이는 유리하게는 120 내지 400 mm, 바람직하게는 150 내지 350 mm, 매우 바람직하게는 170 내지 300 mm, 특히 바람직하게는 185 내지 270 mm이다. 방사 구역 길이는 특히 기계 방향(MD)에서 방사된 필라먼트 번들의 정도를 칭한다. 본 발명의 특히 추천된 실시예에 따르면, 방사 구역 길이는 195 내지 260 mm이다. 전술된 방사 구역 길이에서, 본 발명에 따른 목적은 효과적으로 그리고 어떠한 문제 없이 얻어질 수 있다.
본 발명의 목적을 얻기 위해, 본 발명은 또한 모노필라먼트로부터, 특히 열가소성 폴리머로 제조된 모노필라먼트로부터 스펀본드 부직포를 제조하는 방법으로서, 여기서 필라먼트는 방사구에 의해 방사되고, 방사된 필라먼트는 냉각기 내에서 냉각되고, 이어서 중간 통로를, 그 후에 하부 통로를 통과하고, 필라먼트는 스펀본드 부직포를 형성하도록 축적 요소 상에 축적되고,
중간 통로는 수렴하도록 서로 상하로 그리고/또는 옆에 제공되어 있는 적어도 2개의 수렴 통로 섹션을 갖고, 2개의 통로 섹션의 수렴 정도는 상이하고, 2개의 수렴 통로 섹션의 길이는 상이하고, 상류측 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비(BE/BA)는 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)보다 크고, 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)는 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3.3, 특히 1.2 내지 3.3, 가장 특히 1.4 내지 3이고,
필라먼트는 100 내지 350 kg/h/m의 처리량으로, 바람직하게는 150 내지 320 kg/h/m의 처리량으로, 바람직하게는 180 내지 300 kg/h/m의 처리량으로, 매우 바람직하게는 200 내지 300 kg/h/m의 처리량으로 제조되는 것인 방법을 또한 개시하고 있다. 필라먼트는 유리하게는 2000 내지 4200 m/min, 바람직하게는 2200 내지 4000 m/min, 특히 2300 내지 3900 m/min의 스레드 속도로 제조된다.
본 발명은, 장치를 통한 필라먼트의 매우 안정한 운반이 본 발명에 따른 장치에 의해 그리고 특히 본 발명에 따른 중간 통로에 의해 가능하다는 발견에 먼저 기초한다. 프로세스 공기 및/또는 냉각 공기의 효과적인 가속이 중간 통로에서, 즉 프로세스 공기와 필라먼트 사이의 힘의 효율적인 하류측 전달을 위한 필수조건으로서 성취될 수 있다.
본 발명은 또한, 최적의 균질성에 의해 특징화되고 흠 및/또는 결함이 거의 관찰되지 않는 또는 거의 전혀 관찰되지 않는 스펀본드 부직포가 본 발명에 따른 장치로 문제 없이 제조될 수 있다는 발견에 기초한다. 본 발명에 따른 장치를 사용하는 스펀본드 부직포의 제조에 있어서, 단점으로서 언급된 전술된 드립 및 경질편이 상당히 방지되고 그리고/또는 최소화될 수 있다. 부직포의 다소 결함이 없는 축적이 또한 더 기다란 방사 구역에 의해서도 그리고 높은 처리량으로 뿐만 아니라 높은 스레드 속도로 성취될 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 이 맥락에서, 본 발명에 따른 중간 통로의 구현예가 비교적 간단한 수단 및/또는 조치로 가능하다는 것이 강조되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 저가인 것을 또한 특징으로 한다. 본 발명의 범주 내에서 그리고/또는 기술적 과제의 해결책을 위해, 한편으로는 본 발명에 따른 중간 통로와, 다른 한편으로는 이미 전술된 모노머 흡인기의 조합이 특정 주목을 받을만하다. 이 조합의 범주 내에서, 사실상 결함을 갖지 않는 특히 균질한 스펀본드 부직포가 이 장치로 제조될 수 있다. 그 결과, 우수한 품질 및/또는 균질성을 갖는 스펀본드 부직포가 본 발명에 따른 장치에 의해 제조될 수 있고, 그럼에도 불구하고 본 발명에 따른 장치는 간단하고 저가의 디자인을 갖는다.
본 발명은 일 예시된 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명된다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 장치를 통한 개략 수직 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 중간 통로를 갖는 도 1의 A에 도시되어 있는 개략 확대 상세도이고,
도 3은 도 1의 B에 도시되어 있는 확대 상세도이다.
모노필라먼트(2)로부터 스펀본드 부직포(1)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치가 도면에 도시되어 있고, 여기서 모노필라먼트(2)가 전적으로 또는 본질적으로 특히 열가소성 합성물로 제조된다. 이 예시된 실시예에서, 모노필라먼트(2)는 방사구(3)를 사용하여 방사되고, 방사구(3) 아래의 필라먼트 형성 구역(4)에서, 이들 모노필라먼트는 방사 프로세스 중에 형성된 가스의 진공 제거를 위해 모노머 흡인기(5)를 통과한다. 필라먼트의 진행 방향에서 볼 때 이 모노머 흡인기(5)로부터 하류측의 그리고/또는 아래의 냉각기(6)는 모노필라먼트(2)를 냉각한다. 유리하게는 그리고 예시된 실시예에서, 이 냉각기(3)는 바람직하게는 예시된 실시예에서 2개의 격실(7, 8)로 세분되어 있는 공기 공급 챔버를 갖는다. 조정 가능한 온도에서 냉각 공기는 유리하게는 그리고 예시된 실시예에서 필라먼트 번들(9)의 방향으로 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 중간 통로(10)는 필라먼트의 진행 방향에서 하류측의 냉각기(6)에 연결된다. 본 발명에 따른 중간 통로(10)는 상하로 또는 전후로 제공되어 있고 필라먼트의 진행 방향에서 수렴하는 2개의 수렴 통로 섹션(11, 12)으로 세분된다. 필라먼트의 진행 방향에서 상류측 및/또는 상부 통로 섹션(11)은 필라먼트의 진행 방향에서 하류측 및/또는 하부 통로 섹션(12)보다 짧은 길이(필라먼트의 진행 방향에서)를 갖는다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에서, 상류측 통로 섹션(11)의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비는 2.25 내지 2.75이다. 추천에 따른 그리고 예시된 실시예에 따른 하류측 통로 섹션(12)의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비는 1.9 내지 2.7의 값을 갖는다. 하류측 통로 섹션(12)의 길이(l)에 대한 상류측 통로 섹션(11)의 길이(L)의 비는 유리하게는 그리고 예시된 실시예에서 1:7 내지 1:9이다.
상류측 및/또는 상부 통로 섹션(11)의 상부 통로벽(13)과 중간 통로(10)를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(α)은 매우 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에서 30° 내지 50°이다. 중앙 평면(M)은 본 예시된 실시예에서 장치의 기계 방향(machine direction: MD)에 횡방향으로, 바람직하게는 수직으로 연장한다. 유리하게는 그리고 예시된 실시예에서, 하류측 및/또는 하부 통로 섹션(12)의 하부 통로벽(14)과 중간 통로(10)를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(β)은 0.4° 내지 6°이다.
추천에 따르면 그리고 예시된 실시예에서, 신장기(16)의 하부 통로(15)는 본 발명에 따라 중간 통로(10)에 연결된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에서, 냉각기(6), 중간 통로(10) 및 신장기(16) 및/또는 하부 통로(15)의 조립체는 폐쇄형 시스템으로서 설계되고, 냉각기(6) 내의 냉각 공기의 공급에 추가하여, 이 폐쇄형 시스템 내에 다른 공기 공급이 없다.
유리하게는 그리고 예시된 실시예에서, 모노필라먼트(2)가 통과되는 2개의 확산기(17, 18)가 필라먼트의 진행 방향에서 신장기(16)로부터 하류측에 그리고/또는 아래에 제공된다. 특히 바람직한 실시예에 따르면 그리고 예시된 실시예에서, 주위 공기의 유입을 위한 2차 공기 입구 간극 및/또는 주위 공기 입구 간극(25)이 2개의 확산기(17, 18) 사이에 제공된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에서, 모노필라먼트(2)는 확산기(17, 18)로부터 하류측에 스펀본드 부직포 웨브를 형성하도록 메시 벨트(19)로서 설계된 지지면 상에 축적된다. 스펀본드 부직포가 이어서 안정화 및/또는 사전 안정화를 위해 캘린더(calendar)(20)를 통과하는 것이 본 발명의 범주 내에 있다.
바람직한 실시예에 따르면 그리고 예시된 실시예에서, 모노머 흡인기(5)는, 기계 방향(MD)에서 전후로 제공되어 있고 기계 방향에 대해 횡방향으로 그리고 방사 구역에 대해 서로 대향하여 각각 연장하는 2개의 대향하는 CD 진공 포트(21, 22)를 갖는다. 이들 CD 진공 포트는 바람직하게는 예시된 실시예에서 CD 진공 간극(23, 24)으로서 설계된다. 여기서, 기계 방향에서 볼 때, 기계 방향에서 전방 CD 진공 간극(23)을 통해서보다 더 고체적의 흐름이 후방 CD 진공 간극(24)을 통한 흡인에 의해 제거된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에서, 기계 방향에서 후방 CD 진공 간극(24)의 수직 간극 높이(hA)는 기계 방향에서 전방 CD 진공 간극(23)의 수직 간극 높이(hE)보다 크다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 그리고 예시된 실시예에서, 기계 방향에서 후방 CD 진공 간극(24)의 간극 높이(hA)는 기계 방향에서 전방에 있는 CD 진공 간극(23)의 간극 높이(hE)의 2배 초과이다.

Claims (15)

  1. 모노필라먼트(2), 특히 열가소성 합성물로 제조된 모노필라먼트(2)로부터 스펀본드 부직포(1)를 제조하기 위한 장치로서, 방사구(3)가 필라먼트를 방사하기 위해 제공되고, 냉각기(6)가 방사된 필라먼트를 냉각하기 위해 제공되고, 신장기(16)가 필라먼트를 신장하기 위해 제공되며,
    중간 통로(10)가 상기 냉각기(6)와 상기 신장기(16) 사이에 제공되고, 상기 중간 통로(10)는 필라먼트의 진행 방향에서 상하로 또는 전후로 제공되어 있는 적어도 2개의 수렴 통로 섹션(11, 12)을 갖고,
    상기 필라먼트의 진행 방향에서 상류측 및/또는 상부 통로 섹션(11)은 상기 필라먼트의 진행 방향에서 하류측 및/또는 하부 통로 섹션(12)보다 짧은 길이를 갖고,
    상기 상류측 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비(BE/BA)는 1.5 내지 5.5, 바람직하게는 1.5 내지 4, 매우 바람직하게는 1.8 내지 3.5이고, 상기 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)는 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3.3, 특히 1.2 내지 3.3, 가장 특히 1.4 내지 3인 것인 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중간 통로(10)는 상기 냉각기(6) 및 상기 신장기(16) 및/또는 상기 신장기(16)의 하부 통로(15)를 서로 직접 연결하는 것인 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각기(6), 상기 중간 통로(10) 및 상기 신장기(16)에 의해 조립체가 폐쇄형 시스템으로서 형성되고, 상기 냉각기(6) 내의 냉각 공기의 공급 이외의 상기 폐쇄형 시스템 내로의 공기의 부가의 공급이 없는 것인 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하류측 통로 섹션의 길이(l)에 대한 상기 상류측 통로 섹션(11)의 길이(L)의 비(L/l)는 1:3 내지 1:20, 특히 1:6 내지 1:12, 바람직하게는 1:6 내지 1:10, 특히 1:7 내지 1:9인 것인 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상류측 및/또는 상부 통로 섹션(11)의 상부 통로벽(13)과 상기 중간 통로(10)를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(α)은 25° 내지 60°, 바람직하게는 30° 내지 55°, 매우 바람직하게는 35° 내지 50°인 것인 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하류측 및/또는 하부 통로 섹션(12)의 상부 통로벽(14)과 상기 중간 통로(10)를 통해 연장하는 중앙 평면(M) 사이의 개방각(β)은 0.25° 내지 12°, 특히 0.3° 내지 8°, 매우 바람직하게는 0.4° 내지 6°인 것인 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비(BE/BA)는 상기 비(bE/bA)보다 크거나 또는 상기 비(bE/bA)와 동일한 것인 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비(BE/BA)와 상기 상류측 및/또는 상부 통로 섹션(11)의 길이(L)의 곱(product)은 200 내지 500, 바람직하게는 250 내지 450, 특히 300 내지 400, 가장 특히 바람직하게는 320 내지 390인 것인 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비(bE/bA)와 상기 하류측 통로 섹션(12)의 길이(l)의 곱은 1600 내지 3250, 바람직하게는 1800 내지 3250, 특히 2000 내지 2900, 특히 바람직하게는 2100 내지 2800인 것인 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 통로(10)의 총 길이(LG)에 대한 상기 상류측 통로 섹션(11)의 입구폭(BE)의 비는 0.15 내지 0.30, 바람직하게는 0.18 내지 0.30, 특히 0.20 내지 0.28, 가장 특히 바람직하게는 0.21 내지 0.27인 것인 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 모노머 흡인기(5)가 방사 프로세스에서 형성된 가스의 제거를 위해 상기 방사구(3)의 영역에 그리고/또는 상기 방사구(3) 아래에 제공되는 것인 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 모노머 흡인기(5)는 가스(가스들)의 상이한 체적 흐름은 상기 방사 구역에 대향측에서 그리고/또는 특히 기계 방향에 대해 횡방향으로 대향하도록 배향된 상기 방사 구역의 측에서 필라먼트 흐름의 흡인에 의해 제거될 수 있도록 셋업되는 것인 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각기(6)는 전후로 그리고/또는 상하로 제공되어 있는 적어도 2개의 격실(7, 8)을 갖고, 상이한 온도에서 냉각 공기가 특히 필라먼트 흐름 공간에 진입하는 것이 가능하고, 상이한 대류식 방열 능력을 갖는 냉각 공기는 상기 필라먼트 흐름 공간에 진입할 수도 있는 것인 장치.
  14. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필라먼트는 상기 신장기(16) 이후에 그리고 축적 요소(deposition element) 상에 축적되기 전에 적어도 하나의 확산기(17, 18)를 통해 송출될 수 있는 것인 장치.
  15. 특히 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 장치로, 모노필라먼트로부터, 특히 열가소성 합성물로 제조된 모노필라먼트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 방법으로서, 필라먼트는 방사구에 의해 방사되고, 방사된 필라먼트는 냉각기 내에서 냉각되고, 이어서 중간 통로를, 그 후에 하부 통로를 통과하고, 상기 필라먼트는 스펀본드 부직포를 형성하도록 축적 요소 상에 축적되고,
    상기 중간 통로는 상기 필라먼트의 진행 방향에서 상하로 또는 전후로 제공되어 있는 적어도 2개의 수렴 통로 섹션을 갖고, 상기 수렴의 정도는 상기 2개의 통로 섹션에서 상이하고, 상기 2개의 수렴 통로 섹션의 길이는 상이하고, 상류측 통로 섹션의 출구폭(BA)에 대한 입구폭(BE)의 비(BE/BA)는 상기 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)보다 크고, 상기 하류측 통로 섹션의 출구폭(bA)에 대한 입구폭(bE)의 비(bE/bA)는 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3.3, 특히 1.2 내지 3.3, 가장 특히 1.4 내지 3이고,
    상기 필라먼트는 100 내지 350 kg/h/m의 처리량으로, 바람직하게는 150 내지 320 kg/h/m의 처리량으로, 바람직하게는 180 내지 300 kg/h/m의 처리량으로, 매우 바람직하게는 200 내지 300 kg/h/m의 처리량으로 제조되는 것인 방법.
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