KR20180102669A - 무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 장치로서, 필라멘트를 방적하기 위한 방적돌기가 마련되며, 필라멘트를 냉각시키기 위한 냉각기가 마련되는 것인 장치가 개시된다. 방적돌기에는, 방적 과정에서 형성되는 가스의 흡인식 제거를 위해 적어도 하나의 모노머 아스퍼레이터가 마련된다. 모노머 아스퍼레이터는, 기계 방향(MD)으로 서로 전후에 마련되며 각각 기계 방향에 대해 횡방향으로 연장되고 방적 영역의 대향측에 존재하는 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트를 갖는다. 2개의 CD 진공 포트 중 하나를 통한 흡인에 의해, 대향측 상의 다른 CD 진공 포트보다는 더 큰 체적 유동의 가스가 제거될 수 있도록 2개의 CD 진공 포트가 설정된다.

Description

무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 무단 필라멘트, 구체적으로 열가소성 폴리머로 제조되는 무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 장치에 관한 것이며, 여기서는 필라멘트의 방적을 위해 방적돌기가 마련되고, 필라멘트의 냉각을 위해 냉각기가 마련되며, 방적돌기와 냉각기 사이에는, 방적 과정 중에 방출되는 가스의 진공식 제거를 위해 적어도 하나의 모노머 아스퍼레이터(monomer aspirator)가 존재하는 것인 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다. 무단 필라멘트는, 예컨대 10 mm 내지 60 mm의 짧은 길이를 갖는 스테이플 섬유의 반연속 길이에 관련하여 다양한 것으로 알려져 있다. 모노머 아스퍼레이터를 이용하여, 공기 및/또는 가스가 방적돌기 바로 아래에 있는 필라멘트 형성 공간으로부터 진공식으로 제거된다. 이는 모노머, 올리고머, 분해 생성물 등의 형태로 폴리머 필라멘트와 함께 나타나는 가스가 적어도 부분적으로 필라멘트 형성 공간 및/또는 상기 장치로부터 제거될 수 있도록 하는 결과를 달성한다.
기본적으로, 이러한 장치는 다양한 실시예로 실제로 알려져 있다. 이러한 장치를 이용할 때, 필라멘트는 방적돌기에 의해 방적되며, 이후 냉각기에서 냉각되고, 다음으로 신장기를 통과하고, 궁극적으로 스펀본드 부직포를 형성하기 위해 지지부 상에 축적되게 된다. 이러한 장치는 또한 스펀본딩 기계로 불리기도 한다. 알려진 이러한 장치 중 다수의 장치는, 필라멘트가 종종 결함 없이 만족스러운 방식으로 스펀본드 부직포를 형성하도록 축적될 수 없다는 단점을 갖는다. 필라멘트가 축적되는 동안 스펀본드 부직포에서 흠 또는 결함의 형태의 비정상부가 나타난다. 스펀본드 부직포의 균일성은 이러한 결함 및/또는 장애(disturbance)로 인해 다소 상당한 정도로 훼손된다. 용융물로부터 당겨지고 용융물의 축적을 형성하는 하나 이상의 필라멘트로부터 유발되는 소위 드립(drip)은 스펀본드 부직포에서의 결함에 관한 한 가지 원인이다. 이러한 드립은, 스펀본드 부직포에서의 흠, 즉 짙은 점(spot)을 발생시키고, 및/또는 스펀본드 부직포를 위한 지지부에 달라붙는다 이러한 드립 및/또는 결함은 보통 2 × 2 mm보다 크다. 스펀본드 부직포에서의 결함은 또한, 장력의 소실로 인해, 방적된 필라멘트가 이완되고, 움츠러들고, 이러한 방식으로 필라멘트의 용융 상태 때문에 함께 달라붙은 클러스터(cluster)를 형성한다는 점에서 발생하는 소위 "하드 피스(hard piece)"로부터 유발된다. 이러한 과정에서, 보통 필라멘트의 박리는 존재하지 않는다. 스펀본드 부직포에서의 결과적인 결함은 보통 크기 면에서 2 × 2 mm보다 작지만, 이러한 결함은 보통 만져질 수 있으며 및/또는 시각적으로 확인할 수 있다. 본 발명은, 이러한 결함 및/또는 흠이 특히 빠른 필라멘트 속도에서 및/또는 120 kg/h/m보다 큰 산출량 및 구체적으로 150 kg/h/m보다 큰 산출량에서 스펀본드 부직포에 발생한다는 발견에 기초하고 있다. 스펀본드 부직포에서의 이러한 비정상부는 또한 구체적으로 큰 스피닝 제로 심도(spinning zero depth)에서 관찰될 수 있다.
과거에는 앞서 언급한 이러한 문제를 완화시키기 위해 냉각기에서 보다 균일하게 필라멘트를 취급함으로써 및/또는 예컨대 냉각 공기로 보다 균일하게 필라멘트를 냉각시킴으로써 더욱 균일한 필라멘트 흐름 및/또는 더욱 균일한 필라멘트 처리를 달성하려고 노력해 왔다. 이러한 조치는 특히 산출량이 클 때 단지 제한적인 성공사례로 귀결되었다. 따라서, 실제로 알려져 있는 장치는 개선될 필요가 있다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 전술한 유형의 장치로서, 이 장치를 이용하면 심지어 빠른 필라멘트 속도 및/또는 큰 산출량에서 뿐만 아니라 넓은 방적 영역 및/또는 깊은 방적 영역에서도, 높은 균일성을 갖고 임의의 현저한 결함이 없는 스펀본드 부직포가 제조될 수 있는 것인 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 이러한 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 대응하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 무단 필라멘트, 특히 열가소성 합성물로 제조된 무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 장치로서, 필라멘트를 방적하기 위한 방적돌기, 필라멘트를 냉각시키기 위한 냉각기, 방적돌기에서 제공되는 방적 과정에서, 바람직하게는 방적돌기와 냉각기 사이에서 형성되는 가스의 흡입식 제거를 위한 적어도 하나의 모노머 아스퍼레이터를 갖춘 장치를 개시하며,
여기서 상기 모노머 아스퍼레이터는 기계 방향(MD)으로 서로 전후로 제공되며 기계 방향(MD)에 대해 횡방향으로, 바람직하게는 수직하게 연장되고 방적 영역에 대해 서로 대향하는 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트를 갖고, 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 이 CD 진공 흡입 포트의 적어도 2개의 대향하는 CD 진공 흡입 서브포트는, 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 중 하나를 통한 흡인에 의해, 다른 대향하는 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트보다 더 많은 가스의 체적 유동이 제거될 수 있도록 설정된다.
본 발명에 따른 장치가 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 스펀본딩 장치로서, 방적돌기, 모노머 아스퍼레이터, 냉각기, 필라멘트를 신장시키기 위해 냉각기에 연결되는 신장기뿐만 아니라 스펀본드 부직 웨브를 형성하기 위해 필라멘트의 축적을 위한 축적용 지지부를 갖춘 스펀본딩 장치인 것은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명의 범위 내에서, 기계 방향(MD)은, 구체적으로 축적된 스펀본드 부직포의 운반 방향을 가리킨다. 대체로, 스펀본드 부직 웨브는 컨베이어 벨트 및/또는 연속적인 컨베이어 벨트에 의해 운반된다. 본 발명의 범위 내에서, CD 방향은, 구체적으로 스펀본드 부직 웨브의 운반 방향 및/또는 기계 방향에 대해 횡방향, 바람직하게는 수직인 방향을 가리킨다.
CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트는, 유리하게는 기계 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 2개의 대향 측벽에 마련되며, 이들 측벽은 방적돌기 아래의 박막 형성 공간의 경계를 한정한다. CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트는, 단지 진공 개구 및/또는 진공 간격 및/또는 복수의 진공 개구 및/또는 진공 간격에 의해서 형성될 수도 있다. 따라서, 예컨대, CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 서브포트는 또한 복수의 진공 구멍에 의해 형성될 수도 있다. 본 발명의 범위 내에서, 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 중 하나를 통한 흡인에 의해 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있다는 사실은 또한, 어떠한 가스도 및/또는 실질적으로 어떠한 가스도 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 중 다른 포트 및/또는 서브포트를 통한 흡인에 의해 제거될 수 없고, 가스의 체적 유동은 오직 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 중 상기 하나를 통한 흡인에 의해서만 제거되거나 제거될 수 있다는 것을 의미한다. 특허 청구항 1로부터 앞에 제시되는 문구는 또한, 가스의 체적 유동이 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 중 하나를 통해 공급되며, 가스의 체적 유동이 2개의 CD 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 중 다른 하나를 통한 흡인에 의해 제거되는 경우를 포함한다. 이러한 경우에 있어서, 가스의 큰 체적 유동은 또한, 다른 서브포트를 통해서가 아니라 후자의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트를 통한 흡인에 의해 제거된다.
모노머 아스퍼레이터에서의 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(들)이 적어도 하나의 수집 챔버에 진입하고 바람직하게는 수집 챔버에 연결된 적어도 하나의 수집 덕트에 진입하는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 적어도 하나의 수집 챔버 및 바람직하게는 각각의 수집 챔버에 연결되는 적어도 하나의 수집 덕트는 유리하게는 방적 영역의 대향측 상의 2개의 CD 진공 흡입 포트 각각에 대해 흡인에 의해 제거되는 가스를 수용하도록 마련된다. 이러한 대향측 중 각각의 측면에도, 또한 복수의 수집 챔버 및/또는 수집 덕트가 존재할 수 있다. 적어도 하나의 흡인 라인, 바람직하게는 복수 개의 흡인 라인은, 가스의 흡인 제거를 위한 각각의 수집 챔버에 연결되며, 제안에 따르면, 적어도 하나의 흡인 라인(들)은 수집 챔버를 수집 덕트에 연결시킨다. 상기 체적 유동은 예컨대 적어도 하나의 컷오프 요소(cutoff element)에 의해, 적어도 하나의 수집 챔버에 후속하는, 유리하게는 적어도 하나의 연결된 흡인 라인에서의 개방 단면을 조절하기 위한 선형 가이드(linear guide)를 갖춘 컷오프 슬라이드 밸브(cutoff slide valve)에 의해 조정될 수 있다. 이러한 조정 및/또는 스로틀링(throttling)은 본 발명의 범위 내에서 이루어지며, 이에 따라 방적 영역의 대향측 상의 CD 진공 흡입 포트들 중 하나를 통한 흡인에 의해, 다른 CD 진공 흡입 포트보다는 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있다.
본 발명의 범위 내에서, 모노머 흡인부의 일측에서의, 및/또는 특정 CD 진공 흡입 포트를 통한, 및/또는 특정 CD 진공 흡입 서브포트를 통한 큰 체적 유동의 진공식 제거는, CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트의 개방 폭 및/또는 유동 단면이 이에 따라 구성되고 및/또는 이에 따라 조정 가능하다는 점에서, 및/또는 구체적으로 적어도 하나의 수집 챔버 및/또는 흡입 라인(들)에서의 체적 유동의 흡인식 제거가 가스의 흡인식 제거를 위해 및/또는 적어도 하나의 수집 덕트에서 조정될 수도 있고/있거나 스로틀링될 수 있다는 점에서, 기본적으로 실시될 수 있다.
또한 모노머 아스퍼레이터의 양측 사이에서의 변화 및/또는 2개의 CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트 사이에서의 변화가 존재할 수 있는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 하나의 CD 진공 흡입 포트를 통해, 그리고 이후 다른 CD 진공 흡입 포트를 통해 구체적으로 장치의 연속적인 작업에 있어서 교호식의 흡인에 의해 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있다.
기술적 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 또한 무단 필라멘트, 구체적으로 열가소성 합성 수지로 제조되는 무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 장치를 개시하며, 여기서는 필라멘트의 방적을 위해 방적돌기가 마련되고, 필라멘트의 냉각을 위해 냉각기가 마련되며, 방적돌기와 냉각기 사이에는, 방적 과정 중에 형성되는 가스의 흡인식 제거를 위해 바람직하게는 적어도 하나의 모노머 아스퍼레이터가 존재하는 것인 장치로서,
모노머 아스퍼레이터는 진공 유동 단면 및 바람직하게는 기계 방향(MD)으로 서로 전후에 마련되는 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트를 가지며, 각각의 CD 진공 흡입 포트는 기계 방향(MD)에 대해 횡방향으로, 바람직하게는 수직하게, 연장되고, 방적 영역에 대해 (서로) 대향되고,
특히 CD 진공 흡입 포트에서의 진동 유동 단면의 유동 단면은 (기계 방향에 대해 횡방향으로, 즉 CD 방향으로 측정되는) 방적 영역에서 11,000 mm2/m보다 크거나 11,000 mm2/m보다 크게 되도록 조정 가능하며, 구체적으로는 방적 영역에서 12,000 mm2/m보다 크거나 12,000 mm2/m보다 크게 되도록 조정 가능하고, 유리하게는 방적 영역에서 20,000 mm2/m를 넘거나 또는 20,000 mm2/m를 넘게 되도록 조정 가능하고, 바람직하게는 방적 영역에서 30,000 mm2/m를 넘거나 30,000 mm2/m를 넘게 되도록 조정 가능하며, 매우 바람직하게는 방적 영역에서 40,000 mm2/m를 넘거나 40,000 mm2/m를 넘게 되도록 조정 가능하고, 특히 바람직하게는 방적 영역에서 50,000 mm2/m를 넘거나 50,000 mm2/m를 넘게 되도록 조정 가능한 것인 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 특히 CD 진공 흡입 포트의 진공 유동 단면의 유동 단면적이 바람직하게는 방적 영역에서 60,000 mm2/m를 넘거나 60,000 mm2/m를 넘게 되도록, 바람직하게는 방적 영역에서 65,000 mm2/m를 넘거나 65,000 mm2/m를 넘게 되도록 조정 가능한 것이 매우 권장된다. 특히 CD 진공 흡입 포트의 진공 유동 단면의 유동 단면적 및/또는 조정 가능한 유동 단면적은 방적 영역에서 최대 100,000 mm2/m이며, 바람직하게는 방적 영역에서 최대 90,000 mm2/m이고, 특히 바람직하게는 방적 영역에서 최대 85,000 mm2/m이다.
CD 진공 흡입 포트들의 각각의 유동 단면적은 바람직하게는, 2개의 대향하는 CD 진공 흡입 포트 중 하나를 통한 흡인에 의해, 다른 CD 진공 포트를 통해서보다 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있도록 구성되고 및/또는 조정 가능하다. CD 진공 포트의 유동 단면적이 방적 영역과 관련하여 대향하는 제2 CD 진공 포트의 유동 단면적보다 크거나 및/또는 대향하는 제2 CD 진공 포트의 유동 단면적보다 크게 조정될 수 있는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 예를 들어, 기계 방향(MD)에서의 하류의 CD 진공 포트의 유동 단면적은, 기계 방향으로 상류에 있는 CD 진공 포트의 유동 단면적보다 클 수도 있고 및/또는 기계 방향으로 상류에 있는 CD 진공 포트의 유동 단면적보다 크게 되도록 조정 가능할 수도 있고 또는 그 반대도 성립한다. 대향하는 CD 진공 흡입 포트의 유동 단면적들은 또한 번갈아 다양한 크기가 되도록 조정될 수도 있으며, 이에 따라 우선 큰 체적 유동이 하나의 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 그리고 이후 다른 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 모노머 아스퍼레이터의 양호하게 입증된 실시예는, 방적 영역의 대향측 상에 존재하는 CD 진공 포트, 바람직하게는 2개의 CD 진공 흡입 포트가 방적 영역의 전체 폭에 걸쳐 연장되고 및/또는 실질적으로 방적 영역의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 한다. 2개의 대향하는 CD 진공 흡입 포트의 전체 폭을 통한 흡인에 의해 다양한 체적 유동이 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 앞서 이미 지적한 바와 같이, 다양한 체적 유동의 흡인식 제거는 또한, 특정 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 어떠한 가스의 체적 유동도 및/또는 실질적으로 어떠한 가스의 유동도 제거되지 않고, 오직 방적 영역의 대향측 상에 존재하는 CD 진공 포트에서의 흡인에 의해서만 가스의 체적 유동이 제거된다는 것을 의미한다. 또한, 여기서 체적 유동의 다양한 흡인식 제거는, 특정 CD 진공 포트를 통해 가스의 체적 유동이 공급되며, 방적 영역의 대향측 상에 존재하는 다른 CD 진공 포트에서의 흡인에 의해 가스가 제거된다는 것을 역시 의미한다.
본 발명에 따른 모노머 아스퍼레이터의 시도되고 시험된 실시예는, 방적 영역의 대향측 상의 CD 진공 포트보다는, 기계 방향에 대해 횡방향으로 그 총 길이에 걸쳐 연속적으로 CD 진공 흡입 포트에서의 흡인에 의해 더 큰 체적 유동이 제거될 수도 있고 및/또는 제거되는 것을 특징으로 한다. 그러나, 또한, CD 진공 흡입 서브포트가 마련되며, 기계 방향에 대해 횡방향으로 서로 전후로 방적 영역의 각 측면 상에 마련되고, 방적 영역의 제2 측 상의 대향하는 및/또는 직접 대향하는 CD 진공 흡입 포트보다 방적 영역의 제1 측 상의 적어도 하나의 CD 진공 흡입 서브포트를 통한 흡인에 의해 더 큰 체적 유동이 제거되는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 그러나, 또한, 대향측 상에서 및/또는 직접 대향측 상에서 방적 영역의 제2 측 상의 CD 진공 흡입 서브포트를 통해서보다는 방적 영역의 제1 측 상의 적어도 하나의 추가적인 CD 진공 흡입 서브포트를 통한 흡인에 의해 더 적은 체적 유동이 제거될 수 있다. 방적 영역의 일 측 상에 마련되고 다양한 방향의 가스 유동을 나타내는 CD 진공 흡입 서브포트는 또한 기계 방향에 대해 횡방향으로 직접 나란하게 또는 서로 거리를 두게 마련될 수도 있다. 따라서, 대향하는 CD 진공 서브포트의 복수의 쌍은 방적 영역의 폭에 걸쳐 분배되는 방식으로, 기계 방향에 대해 횡방향으로 마련될 수 있으며, 이에 따라 전술한 구성은, CD 진공 흡입 서브포트를 통한 흡인에 의해 그리고 직접적으로 대향측 상의 다른 CD 진공 흡입 서브포트를 통한 흡인에 의해 가스의 큰 체적 유동이 제거될 수 있는 것인, 방적 영역의 대향측 상의 CD 진공 흡입 서브포트의 각각의 쌍에 대해 여전히 유효하다.
본 발명의 매우 권장되는 실시예는, CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(V1) 대 방적 영역의 대향측 상의 다른 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(V2)의 비율이 6:1 내지 1.1:1, 바람직하게는 5.5:1 내지 1.3:1, 특히 5.5:1 내지 1.5:1 그리고 특히 바람직하게는 5:1 to 1.75:1인 것을 특징으로 한다. 일 실시예에 따르면, 앞서 언급한 체적 유동 비율은 또한 CD 진공 흡입 포트의 대향하는 서브포트(대향하는 CD 진공 흡입 서브포트)에 대해 구현될 수도 있다. CD 진공 흡입 서브포트들의 여러 쌍은 이때 바람직하게는 CD 방향으로 균일하게 분배되도록 마련된다.
본 발명의 권장 실시예는, CD 진공 포트가 CD 방향으로 연장되는 적어도 하나의 CD 진공 간격(바람직한 실시예에서는 바람직하게는 하나의 CD 진공 간격임)으로서 구성되는 것을 특징으로 한다. 일 실시예에 따르면, CD 진공 간격은 다수의 CD 진공 간격 서브섹션으로 세분된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 4개 내지 40개, 바람직하게는 6개 내지 35개, 그리고 특히 8개 내지 30개의 CD 진공 간격 서브섹션이 CD 방향으로 동일한 수직 폭에 나란히 마련되는 것이 바람직하다. CD 방향에서의 이러한 CD 진공 간격 서브섹션의 길이는 10 cm 내지 70 cm, 바람직하게는 10 cm 내지 60 cm, 그리고 특히 15 cm 내지 40 cm에 해당한다. CD 진공 간격 서브섹션은 CD 방향으로 연장되는 CD 진공 간격을 형성하도록 서로 보충식으로 나란하게 마련된다. 기본적으로 2개 이상의 CD 진공 간격 및/또는 CD 진공 간격 서브섹션이 방적 영역의 각 측면 상에서 수직 방향으로 서로 상하로 마련될 수 있다.
방적 영역의 일측에 마련되는 적어도 하나의(바람직하게는 하나의) CD 진공 간격의 개방 단면적이 방적 영역의 타측에 마련되는 적어도 하나의(바람직하게는 하나의) CD 진공 간격의 개방 단면적보다 크게 되는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 예를 들면, 기계 방향으로 볼 때 하류측(스펀본드 부직 웨브의 출구측)에 있는 하나의 및/또는 적어도 하나의 CD 진공 간격의 개방 단면적은, 기계 방향으로 볼 때 상류측(스펀본드 부직 웨브의 입구측)에 있는 하나의 또는 적어도 하나의 CD 진공 간격의 개방 단면적보다 클 수도 있으며, 또는 이와 반대도 성립할 수 있다.
권장되는 일 실시예에 따르면, 2개의 대향하는 CD 진공 간격의 간격 폭(h) 및/또는 수직 간격 폭(h)은 상이하며, 예컨대 기계 방향에 있어서 하류측(스펀본드 부직 웨브의 출구측)의 CD 진공 간격의 간격 폭(hA)은 기계 방향에서 볼 때 상류측(스펀본드 부직 웨브의 입구측)에 있는 CD 진공 간격의 간격 폭(hE)보다 크다. 유리하게는, 하나의 CD 진공 간격의 간격 폭(h)은, 다른 CD 진공 간격의 간격 폭(h)의 2배 넘게, 그리고 바람직하게는 3배 넘게 더 클 수 있다. 권장하는 CD 진공 간격은 2 mm 내지 50 mm, 바람직하게는 4 mm 내지 40 mm, 특히 4 mm 내지 35 mm의 간격 폭 및/또는 수직 간격 폭(h)을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 큰 CD 진공 간격의 간격 폭(h)은 20 mm 내지 50 mm, 유리하게는 25 mm 내지 45 mm에 해당하고, 작은 CD 진공 간격의 간격 폭(h)은 바람직하게는 2 mm 내지 12 mm, 구체적으로 2 mm 내지 10 mm에 해당한다. 그러나, 기본적으로, 2개의 대향하는 CD 진공 간격은 또한 동일한 폭을 가질 수도 있고, 이때 2개의 CD 진공 간격에서의 흡인에 의해 제거되는 체적 유동은 세팅을 통해, 특히 단면 세팅을 통해 다양한 방식으로, 특히 적어도 하나의 수집 챔버에 대해 및/또는 수집 챔버들에 대해, 및/또는 흡인 라인에서 및/또는 흡인 라인들에서 구현된다. 앞서 이미 설명한 바와 같이, 큰 체적 유동의 흡인 제거가 모노머 아스퍼레이터의 일측으로부터 모노머 아스퍼레이터의 타측으로 연속적으로 전환되는 것, 및/또는 하나의 CD 진공 간격과 다른 CD 진공 간격 사이에서 연속적으로 전환되는 것도 또한 본 발명의 범위에 속한다. 원칙적으로, 이에 따라 CD 진공 간격의 간격 폭은 또한 CD 진공 간격들이 교호하게 되도록 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 모노머의 흡인식 제거의 범위 내에서, 방적 영역의 대향측 상의 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 다양한 체적 유동은, CD 진공 흡입 포트 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트, 그리고 구체적으로 CD 진공 간격 및/또는 CD 진공 간격 서브섹션의 기하학적 파라미터를 통해 조정될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 이러한 다양한 체적 유동은 또한 수집 챔버(들) 및/또는 수집 라인(들) 및/또는 각각의 CD 진공 포트에 할당된 수집 덕트(들)의 구성 및/또는 구조를 통해 조절될 수 있다. 앞서 이미 설명한 바와 같이, 또는 유리하게는 적어도 하나의 수집 챔버가 각각의 CD 진공 포트에 할당되며, 적어도 하나의 흡인 라인, 유리하게는 다수의 흡인 라인이 이에 연결된다. 각각의 CD 진공 포트에서의 흡인에 의해 제거되는 체적 유동은 흡인 라인의 개수 및/또는 크기 및/또는 단면을 통해 조절될 수 있다. 방적 영역의 1미터 당 2개 내지 12개의 흡인 라인, 바람직하게는 4개 내지 10개의 흡인 라인이 CD 진공 포트의 수집 챔버에 연결되는 것이 바람직하며, 상기 흡인 라인을 통해 수집 챕버로부터의 흡인에 의해 가스가 제거된다. 본 발명에 따른 장치가 적어도 2개의 수집 챔버, 바람직하게는 각각의 수집 챔버에 연결된 하나의 수집 덕트를 갖는 것은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명에 따른 모노머 아스퍼레이터의 매우 바람직한 실시예는, 모노머 아스퍼레이터가 기계 방향(MD)으로 그리고 방적 영역의 대향측 상에서 연장되는 적어도 2개의 MD 진공 흡입 포트를 갖는 것을 특징으로 한다. MD 진공 흡입 포트는 바람직하게는 방적돌기에 그리고 MD 방향으로 연장되는 상류 벽에 마련되며, 방적돌기 아래에서 박막 형성 공간의 경계를 한정한다. 상류 단부벽 그리고 또한 MD 진공 흡입 포트가, CD 방향으로 연장되는 박막 형성 공간의 측벽보다 짧거나 또는 훨씬 짧게 되도록, 그리고 이에 따라 또한 CD 진공 흡입 포트보다도 짧게 되도록 구성되는 것은 본 발명의 범위에 속한다. MD 진공 흡입 포트는 유리하게는 횡방향으로, 바람직하게는 CD 진공 흡입 포트에 대해 수직하게 연장된다. 가스는 또한, 가스가 CD 진공 흡입 포트를 바로 통과할 때 MD 진공 흡입 포트를 통한 흡인에 의해 제거되며, 방적돌기 아래에서 박막 형성 공간으로부터 제거된다. MD 진공 포트는 유리하게는 MD 방향으로 연장되는 적어도 하나의 MD 흡인 간격으로서 구성된다. 일 실시예에 따르면, 이러한 MD 흡인 간격은 복수의 MD 흡인 간격 서브섹션으로 세분되고, 구체적으로 2개 내지 5개의 MD 흡인 간격으로, 바람직하게는 2개 내지 3개의 MD 흡인 간격 서브섹션으로 세분된다. MD 흡인 간격 서브섹션은 바람직하게는 MD 방향으로 서로 전후로 마련되며, 유리하게는 동일한 수직 폭 및/또는 실질적으로 동일한 수직 폭으로 되어 있다. MD 흡인 간격 서브섹션의 길이는 바람직하게는 10 cm 내지 70 cm, 특히 10 cm 내지 60 cm, 특히 바람직하게는 15 cm 내지 40 cm이고, 특히 10 cm 내지 20 cm이다. 상기 길이는 MD 방향으로 측정된다. MD 흡인 간격 및/또는 MD 흡인 간격 서브섹션의 수직 간격 폭(h)은 권장하기로는 2 mm 내지 50 mm이며, 바람직하게는 25 mm 내지 45 mm이고, 매우 바람직하게는 2 mm 내지 12 mm이다. 일 실시예에 따르면, MD 진공 흡입 포트를 통한 흡인은 또한 개별적으로 조절될 수 있으며, 즉 CD 진공 흡입 포트를 통한 흡인과 독립적으로 조절될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, MD 진공 흡입 포트는 CD 진공 흡입 포트의 수집 챔버 및/또는 수집 덕트에 연결된다. 따라서, MD 진공 포트는 CD 진공 포트의 적어도 하나의 수집 챔버 및/또는 적어도 하나의 수집 덕트에 연결될 수 있다. 이때 연합 흡인 제거는 유리하게는 각각의 CD 진공 포트 및 각각의 MD 진공 포트를 통해 이루어진다.
2개의 대향하는 CD 진공 흡입 포트(바람직하게는 2개의 대향하는 CD 진공 간격)가, 2개의 대향하는 MD 진공 흡입 포트, 바람직하게는 2개의 대향하는 MD 흡인 간격과 동일한 수직 폭 및/또는 실질적으로 동일한 수직 폭으로 되어 있는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 기본적으로, 연속적인 흡인 제거 간격은 방적 영역의 둘레를 따라 연장된다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 대향하는 CD 진공 간격 및 대향하는 MD 흡인 간격 양자 모두는, 동일한 수직 폭 또는 실질적으로 동일한 수직 폭으로 나란하게 마련되는 CD 진공 간격 서브섹션 및 MD 흡인 간격 서브섹션으로 세분된다.
또한, CD 진공 포트 및/또는 CD 진공 간격이 MD 진공 포트 또는 MD 흡인 간격보다 길거나 혹은 훨씬 긴 것은 본 발명의 범위에 속한다. CD 진공 포트 또는 CD 진공 간격의 길이는 바람직하게는 MD 진공 포트 및/또는 MD 흡인 간격의 길이보다 적어도 2배의 길이이며, 특히 적어도 2.5 배의 길이이고, 매우 바람직하게는 적어도 3배의 길이이며, 특히 적어도 4배의 길이이다. 앞서 설명한 길이들은 바람직하게는 횡방향으로 그리고 기계 방향에 대해 특히 수직하게(CD 방향으로) 측정되며, 기계 방향(MD 방향)으로 측정된다.
CD 진공 흡입 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 가스의 총 체적 유동, 그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 바람직한 MD 진공 흡입 포트는 방적 영역의 1미터 당 35 m3/h 내지 1200 m3/h, 바람직하게는 방적 영역의 1 미터 당 40 m3/h 내지 1100 m3/h, 그리고 특히 방적 영역의 1 미터 당 50 m3/h 내지 1000 m3/h이다. 본 발명에 따르면, 소정 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동은 방적 영역의 대향측 상의 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동보다 크다.
본 발명에 따른 장치를 이용하는 경우, 표면들의 소일링(soiling) 및/또는 오염은, 스로틀링되는 체적 유동 때문에, 특히 응축물의 형성으로 인해, 일 흡인 면 상에서(특히 CD 진공 포트의 영역에서) 발생할 수 있다. 이러한 소일링은 적절한 가스 관리에 의해 완화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 진공 포트 및/또는 CD 진공 포트에서의 소일링의 위험이 있는 표면은, 먼지 및/또는 응축물을 집어올리는 커버링 재료(covering material) 및/또는 커버링 시트(covering sheet), 특히 먼지 및/또는 응축물에 대해 흡착성이 있고 및/또는 이들을 흡착함으로써 절연시키는 커버링 재료 및/또는 커버링 시트로 덮이게 된다. 이렇게 하는 과정에서, 커버링 재료 및/또는 커버링 웨브(covering web)는 적절한 방식으로, 위험이 있는 표면에 고정된다. 예를 들면, 멜트 블로운된 부직포 등이 커버링으로서의 역할을 할 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 권장되는 실시예에 따르면, 소일링의 위험이 있는 표면은, 특히 가열에 의해 소일링 및/또는 응축물 형성을 방지하기 위한 온도로 조절된다.
본 발명은, 한편으로는 전술한 바와 같은 모노머의 흡인식 제거의 특징이 구현되고 다른 한편으로는 특정 상세가 방적돌기의 실시예에서 및/또는 방적돌기의 구멍과 관련하여 유지되면 본 발명의 목적이 매우 효과적으로 달성될 수 있다는 발견에 기초한다. 용어 "방적돌기의 구멍"은, 방적돌기에 의해 방적되는 필라멘트를 위한 용융 합성수지가 해당 구멍을 통해 통과하는 통로를 가리킨다. 본 발명에 따른 장치의 한 가지 매우 바람직한 실시예에 따르면, 방적돌기는 제곱센티미터 당 1개 내지 6개의 구멍, 바람직하게는 제곱센티미터 당 2개 내지 5개의 구멍, 특히 제곱센티미터 당 2개 내지 4.5개의 구멍, 구체적으로 제곱센티미터 당 2개 내지 4개의 구멍, 가장 바람직하게는 제곱센티미터 당 2.2개 내지 3.2개의 구멍의 구멍 밀도를 갖는다. 방적돌기의 구멍 밀도는, 방적돌기의 외측 영역에서보다 방적돌기의 중앙 영역에서 더 낮은 것이 바람직하며, 방적돌기의 중앙 영역에서의 구멍 밀도는 바람직하게는 제곱센티미터 당 0개 내지 1개인 것이 바람직하다. 권장되는 구멍의 내경은 0.2 mm 내지 0.9 mm, 특히 0.3 mm 내지 0.8 mm이다. 방적돌기의 이러한 바람직한 특징은, 본 발명에 따른 모노머의 흡인식 제거에서 체적 흐름의 흡인 상의 차이와 함께, 본 발명의 범위 내에서 매우 성공적인 것으로 입증되었다.
방적 영역의 깊이는 바람직하게는 120 mm 내지 400 mm, 특히 150 mm 내지 350 mm, 더욱 바람직하게는 170 mm 내지 300 mm, 특히 바람직하게는 185 mm 내지 270 mm이다. 방적 영역의 깊이는 구체적으로 기계 방향(MD)에 있어서 방적된 필라멘트 다발의 크기를 가리킨다. 특히 권장되는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 방적 영역의 깊이는 195 mm 내지 260 mm에 해당한다. 앞서 언급한 방적 영역의 깊이를 이용하면, 어떠한 문제도 없이 본 발명의 목적이 달성될 수 있으며, 축적되는 스펀본드 부직 웨브에서의 결함 및/또는 결점이 예방될 수 있고 및/또는 실질적으로 알려진 조치들에 비해 완화될 수 있다. 실제로 알려진 조치를 이용하면, 축적된 스펀본드 부직 웨브에서, 특히 방적 영역의 깊이가 깊을수록, 원치 않는 불균일성 및/또는 결함이 발생하였다. 이러한 단점은 본 발명에 따른 장치를 이용하여 효과적으로 예방될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 특히 권장되는 실시예는, 냉각기 및 이에 연결되는 신장기가 필라멘트 흐름의 방향에서 볼 때 모노머 아스퍼레이터로부터 하류에 마련되는 것을 특징으로 한다. 상기 신장기는, 필라멘트 흐름의 방향으로 수렴하는 중간 통로뿐만 아니라 이에 연결되는 신장 통로를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 상기 중간 통로는, 필라멘트 이동 방향으로 나란히 및/또는 서로 전후로 마련되는 적어도 2개의 수렴 통로 섹션을 갖는다. 필라멘트 이동 방향으로의 제1 통로 섹션 및/또는 상위 통로 섹션은 필라멘트 이동 방향으로의 제2 통로 섹션 또는 하위 통로 섹션보다 짧은 길이를 갖는 것이 권장된다. 상기 중간 통로의 제1 수렴 통로 섹션 및/또는 상위 수렴 통로 섹션의 개구 각도(aperture angle)는, 바람직하게는, 상기 중간 통로의 제2 수렴 통로 섹션 및/또는 하위 수렴 통로 섹션의 개구 각도보다 크다. 상기 중간 통로 및/또는 상기 중간 통로의 하위 수렴 통로 섹션이 신장 통로 및/또는 신장기의 드로우 다운(draw-down) 통로 내로 어느 정도 전개되는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 상기 중간 통로 및/또는 중간 통로의 하위 통로 섹션 그리고 신장 통로 및/또는 드로우 다운 통로는 기본적으로 동일한 수렴성을 나타낼 수 있다.
적어도 하나의 디퓨저가 바람직하게는 필라멘트 이동 방향에서 신장기로부터 하류에 마련되고, 후속하여 스펀본드 부직포를 형성하도록 필라멘트를 축적하기 위한 축적용 지지부가 존재한다. 적어도 2개의 디퓨저, 특히 2개의 디퓨저가 필라멘트 이동 방향에 있어서 신장기로부터 하류에 마련되는 것이 본 발명의 범위 내에서 특히 바람직하며, 이러한 상황에서 적어도 하나의 주위 공기 입구 간격 및/또는 주위 공기 입구 간격이 주위 공기의 배출을 위해 2개의 디퓨저 사이에 마련되는 것은 성공적임이 입증되었다. 본 발명에 따른 장치의 가장 특별하게 권장되는 실시예는, 냉각기 및 신장기의 조립체가 폐쇄 시스템으로서 구성되며, 냉각기에 대한 냉각 공기의 공급 이외에 상기 폐쇄 시스템 내로 다른 공기 공급이 전혀 존재하지 않는 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 본 발명에 따른 모노머 아스퍼레이터가 특히 전술한 폐쇄 시스템과 조합하면 최적으로 작동된다는 발견에 기초하고 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 또한 무단 필라멘트, 특히 열가소성 합성 수지로 제조되는 무단 필라멘트로부터 스펀본드 부직포를 제조하는 방법을 개시하며, 여기서 필라멘트는 방적돌기에 의해 방적되고, 여기서는 방적돌기에 있는 필라멘트 형성 공간에서, 특히 방적돌기 아래에서 방출되는 가스가, 방적 과정에서와 같이, 흡인(모노머 흡인)에 의해 제거되고,
결과적인 가스의 적어도 하나의 체적 유동은, 기계 방향(MD)으로 서로 전후에 마련되는 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트를 통한 흡인에 의해 제거되며,
소정 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동은 다른 CD 진공 포트를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동보다 크고, 이에 따라 이후 필라멘트는 냉각 및 드로잉되며, 최종적으로 축적용 지지부 상에 축적되어 스펀본드 부직포를 형성하게 되는 방법이 개시된다.
본 발명에 따른 방법의 특히 성공적인 실시예는, 필라멘트가 100 kg/h/m 내지 350 kg/h/m의 산출량, 바람직하게는 150 kg/h/m 내지 320 kg/h/m의 산출량, 바람직하게는 180 kg/h/m 내지 300 kg/h/m의 산출량, 그리고 매우 바람직하게는 200 kg/h/m 내지 300 kg/h/m의 산출량으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은, 본 발명의 목적, 특히 스펀본드 부직 웨브에서의 불균일성 및 결함을 예방하려는 목적은, 구체적으로 또한 산출량이 높은 경우에도 문제 없이 달성될 수 있다는 발견에 기초하고 있다. 2000 m/min 내지 4200 m/min, 바람직하게는 2200 m/min 내지 4000 m/min 그리고 특히 2300 m/min 내지 3900 m/min의 필라멘트 속도로 필라멘트가 제조되는 것은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명은, 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법을 이용하면 균일성이 우수하며 실질적으로 결함 및/또는 결점 없는 것을 특징으로 하는 스펀본드 부직포를 얻을 수 있다는 발견에 기초하고 있다. 장점으로서, 앞서 언급한 바와 같은 드립(drip) 및 하드 피스는, 본 발명에 따른 장치를 이용하면 대체로 예방될 수 있으며 및/또는 최소한 완화될 수 있다. 부직포의 다소간 결함 없는 축적이 가능하며, 심지어 깊은 방적 영역 및/또는 넓은 방적 영역의 경우뿐만 아니라 높은 산출량 및 빠른 필라멘트 속도에서도 가능한 것이 특히 유리하다. 본 발명에 따라 달성되는 장점을 구현하기 위해, 본 발명에 따른 모노머의 흡인 제거 이외에 별도의 복잡한 조치가 전혀 필요 없다. 기술적인 문제에 대한 효과적인 해법을 얻기 위해, 특히 복합한 추가적인 장치 구성요소가 전혀 필요 없다. 본 발명의 범위 내에서, 한편으로는 모노머 흡인 특징들의 조합 그리고 다른 한편으로는 방적돌기의 실시예가 특히 중요하게 된다. 이를 위해, 앞서 설명한 방적돌기의 구멍 특징부들을 참고한다. 결과적으로, 스펀본드 부직포의 놀랍도록 균일하고 결점 없는 축적은, 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법을 이용하면, 상대적으로 깊은 방적 영역 및 상대적으로 높은 산출량에서 달성될 수 있다. 과거에 알려진 장치 및 방법을 이용할 때에는 결함율이 산출량에 따라 보통 증가하기 때문에, 이는 놀라운 것이다. 달성되는 현저한 장점과 관련하여, 본 발명에 따른 장치는 그 단순함 및 상대적으로 저렴한 비용을 특징으로 한다.
본 발명은, 개략적인 세부도로서 도시된 일 실시예를 제시하는 도면을 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 통한 수직 단면이다.
도 2는 도 1의 확대 세부도이며, 즉 도 2a는 종래 기술에 따른 모노머의 흡인식 제거에 관한 것이고, 도 2b는 본 발명에 따른 모노머의 흡인식 제거에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 모노머 아스퍼레이터의 사시도이다.
특히 및/또는 실질적으로 열가소성 합성 수지로 이루어지는 무단 필라멘트(23)로부터 스펀본드 부직포(22)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치가 도면에 도시되어 있다. 필라멘트(23)는, 방적돌기(1)를 이용하여 방적되며, 방적 과정 동안 형성되는 가스의 흡인식 제거를 위해 방적돌기(1) 아래의 필라멘트 형성 공간(29)에서 모노머 아스퍼레이터(2)를 통해 진행하게 된다. 토우 필라멘트(toe filament)를 위한 냉각기(3)는, 필라멘트 이동 방향에서 볼 때 모노머 아스퍼레이터(2)로부터 및/또는 모노머 아스퍼레이터 아래로 하류에 마련된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 이러한 냉각기는, 2개의 격실(13, 14)로 세분되는 공기 공급 챔버를 갖는다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 프로세스 공기 및/또는 냉각 공기는 상이한 온도로 상기 2개의 격실(13, 14)로부터, 하향하는 필라멘트 다발을 향해 분사될 수 있다. 이러한 신장기(15)는 필라멘트 이동 방향으로 하류에서 냉각기(3)에 연결된다. 신장기(15)는, 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 필라멘트 이동 방향으로 수렴하는 중간 통로(24)뿐만 아니라 이에 연결되는 신장 통로(25)를 갖는다. 권장되는 바와 같이 그리고 예시적인 실시예에 있어서, 냉각기(3) 및 신장기(15)로 형성되는 조립체는 폐쇄 시스템이다. 냉각기(3)에 대한 냉각 공기 및/또는 프로세스 공기의 공급 이외에, 이러한 폐쇄 시스템 내로의 어떠한 추가적인 공기 공급도 없다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 디퓨저(17, 18)가 필라멘트 이동 방향으로 하류에서 신장기(15)에 연결된다. 유리하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 서로 전후로 및/또는 나란하게 마련되는 2개의 디퓨저(17, 18)가 제공된다. 주위 공기 입구 간격(28)은 주위 공기의 진입을 위해 2개의 디퓨저(17 및 18) 사이에 마련되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 필라멘트(23)는 축적용 지지부(16) 상에 축적되어, 디퓨저(17, 18)로부터 하류에서 스펀본드 부직포를 형성한다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 축적용 지지부(16)는 연속적으로 회전하는 스크린 벨트로서 구성된다.
본 발명에 따르면, 방적 과정에서 형성되는 가스의 흡인식 제거를 위한 모노머 아스퍼레이터(2)가 방적돌기(1)에 마련된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 모노머 아스퍼레이터(2)가 방적돌기(1) 아래의 필라멘트 형성 공간(29)에 마련된다. 권장되는 바와 같이 그리고 예시된 실시예에 있어서, 이러한 모노머 아스퍼레이터(2)는, 기계 방향(MD)으로 서로 전후에 마련되며 각각 기계 방향에 대해 횡방향으로 연장되고 방적 영역(4)의 대향측에 존재하는 2개의 CD 진공 흡입 포트(5 및 6)를 갖는다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, CD 진공 흡입 포트(5 및 6)는 대향측 상에서 측벽(26)에 마련되며, CD 방향으로 연장되어, 필라멘트 형성 공간(29)의 경계를 한정한다. 방적 영역(4)의 대향측 상에 존재하는 이러한 CD 진공 흡입 포트(5 및 6)는, 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 각각 횡방향으로 및/또는 기계 방향에 대해 수직하게 연장되는 CD 진공 간격(7 및 8)으로서 구성된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 2개의 CD 진공 간격(7 및 8)은 각각 복수의 CD 진공 간격 섹션(7' 및 8')으로 세분된다. 이러한 CD 진공 간격 서브섹션(7' 및 8')은, 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 나란하게 마련될 뿐만 아니라 수직방향으로 동일한 폭으로 마련된다. 2개의 CD 진공 간격(7 및 8) 중 하나를 통한 흡인에 의해, 대향측 상의 다른 CD 진공 간격(7 및 8)을 통해서보다는 가스의 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있도록 대향측 상의 2개의 CD 진공 간격(7 및 8)이 설정되도록 되어 있는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 예시된 실시예에 있어서, 기계 방향으로 상류 CD 진공 간격(7)(스펀본드 부직 웨브의 내부)을 통해서보다는 기계 방향에서 볼 때 (스펀본드 부직 웨브의 출구측에서) 하류 CD 진공 간격(8)을 통한 흡인에 의해 더 큰 체적 유동(VA)이 제거될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 체적 유동의 비율(VA/VE)은 3:1에 해당할 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 기계 방향으로 볼 때(출구측에서) 하류 CD 진공 간격(8)의 수직 간격 폭(hA)은, 기계 방향에서 볼 때(입구측에서) 상류 CD 진공 간격(7)의 수직 간격 폭(hE)보다 크다. 그러나, 기계 방향으로 볼 때(스펀본드 부직 웨브의 출구측에서) 하류 CD 진공 간격(8)을 통해서보다는 기계방향으로 볼 때(스펀본드 부직 웨브의 입구측에서) 상류 CD 진공 간격(7)을 통해 더 큰 체적 유동(VE)을 진공으로 제거하는 것이 가능할 수도 있다. 체적 유동들 및 수직 간격 폭들의 비율은 이때 다소간 앞서의 상세사항으로 수렴하는 것으로 제시될 수 있다.
예시된 실시예에 있어서, 방적 영역(4)의 깊이(t)는 200 mm에 해당할 수 있으며, 이러한 예시된 실시예에 있어서 230 gk/h/m의 산출량 및 3300 m/min의 필라멘트 속도로 작업하는 것이 가능하다.
바람직한 실시예에 따르면 그리고 예시된 실시예에 있어서, 모노머 아스퍼레이터(2)는 또한, 기계 방향(MD)으로 그리고 방적 영역(4)의 대향측 상에서 연장되는 2개의 대향하는 MD 진공 흡입 포트(9 및 10)를 갖는다. MD 진공 흡입 포트(9 및 10)는, 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, MD 방향으로 연장되고 필라멘트 형성 공간의 경계를 한정하는 대향 벽(27)에 마련된다. 벽(27)은 유리하게는 CD 방향으로 연장되는 측벽(26)에 연결된다. 측벽(26)(CD 방향으로의 측벽)은, 권장되는 바와 같이 그리고 예시된 실시예에 있어서, 측벽(27)(MD 방향으로의 측벽)보다 길거나 또는 훨씬 길다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, MD 진공 흡입 포트(9 및 10)는 바람직하게는 MD 방향으로 연장되는 2개의 대향하는 MD 흡인 간격(11 및 12)으로서 구성된다. 유리하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, MD 흡인 간격(11 및 12)들은 또한 동일한 수직 폭으로 마련될 뿐만 아니라 CD 진공 간격(7 및 8)과 동일한 수직 폭으로 마련된다. MD 흡인 간격(11 및 12)은, 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 각각 MD 흡인 간격 서브섹션(11' 및 12'), 즉 권장되는 바와 같이 그리고 예시된 실시예에 있어서 각각 2개의 MD 흡인 간격 서브섹션(11' 및 12')으로 세분된다.
유리하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, CD 진공 간격(7 및 8)을 통한 흡인에 의해 제거되는 가스를 위한 수집 챔버(19 및 20)가 각각의 CD 진공 간격(7 및 8)에 마련된다. 모노머의 흡인식 제거의 일부로서 가스의 흡인식 제거를 위한 복수의 흡인 라인(21)이 각각의 수집 챔버(19 및 20)에 연결된다. 바람직하게는 그리고 예시된 실시예에 있어서, 각각의 수집 챔버(19 및 20)는 흡인 라인(21)을 통해 수집 덕트(32, 33)에 연결된다. 유리하게는, 예컨대 펌프의 형태인 적어도 하나의 흡인 디바이스(도시되어 있지 않음)가 가스의 흡인식 제거를 위한 수집 덕트(32, 33)에 연결된다. 또한, 흡인 라인(21)은 예컨대 사이드 밸브(side valve)의 형태인 컷오프 요소를 구비할 수 있으며, 대향측 상에서 CD 진공 간격(7 및 8)을 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동은 또한 전술한 컷오프 요소로 조정될 수 있다. 수집 덕트(32, 33)는 바람직하게는 CD 진공 간격(7 및 8)에 할당될 뿐만 아니라 대향측 상에서 2개의 MD 흡인 간격(11 및 12)에 할당된다. 따라서, 이러한 MD 흡인 간격(11 및 12)를 통한 흡인에 의해 제거되는 가스도 또한 수집 덕트(32, 33)에 포획될 수 있다. 도 3은 또한, 흡인에 의해 제거되는 가스를 위한 배플(30, 31)이 수집 챔버(19 및 20)에 마련되는 것을 도시하고 있다.
도 2a 및 도 2b의 비교를 통해, 종래 기술에 따른 모노머의 흡인식 제거 도중의 가스 유동(도 2a)과 본 발명에 따른 흡인식 모노머 제거를 이용한 경우의 가스 유동(도 2b)을 도시하고 있다. 도 2a에 도시된 종래 기술의 모노머 아스퍼레이터(2)를 이용하면, 방적 영역(4)으로부터 대향측 상에 있는 2개의 CD 진공 흡입 포트(5 및 6) 각각을 통한 흡인에 의해 가스의 동일한 체적 유동이 제거된다. 여기서, 방적돌기(1)에 의해 방적되는 필라멘트 다발이 그 중심에서 가스 스트림에 의해 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은, 이러한 실시예가 어느 정도, 도입부에서 설명한 바와 같이, 축적되는 스펀본드 부직 웨브에 결함 및/또는 결점이 초래되도록 필라멘트 상의 드립 및/또는 하드 피스의 형성을 초래할 수 있다는 발견에 기초한다. 그러나, 본 발명에 따른 모노머의 흡인식 제거를 이용하면, 도 2b에서 알 수 있는 바와 같이, 방적 영역(4)의 한쪽에서의 흡인에 의해 더 큰 체적 유동이 제거된다. 이러한 실시예에서는, 기계 방향으로 볼 때(스펀본드 부직 웨브의 입구측에서) 상류 CD 진공 간격(7)을 통해서보다는 기계 방향(MD)에서 볼 때 (스펀본드 부직 웨브의 출구측에서) 하류 CD 진공 간격(8)을 통한 흡인에 의해 더 큰 체적 유동(VA)이 제거된다. 또한 도 2b에 도시된 바와 같이, 이에 따라, 심지어 방적된 필라멘트 다발의 중앙에 마련되는 필라멘트도 가스 유동에 의해 영향을 받게 되는 결과를 유발시킨다. 본 발명은, 이를 통해 필라멘트 상의 드립 및 하드 피스의 형성을 효과적으로 예방할 수 있고, 또한 이에 따라 축적된 스펀본드 부직포에서의 결함 및/또는 결점의 형성을 예방할 수 있다는 발견에 기초한 것이다. 도 2a 및 도 2b는 냉각기(3)에서의 냉각 공기의 도입을 또한 도시한 것이다. 유입되는 냉각 공기는 여기서 하방을 지향하는 화살표로 기호화되어 있다.

Claims (20)

  1. 무단 필라멘트(23), 특히 열가소성 합성 수지로 된 무단 필라멘트(23)로부터 스펀본드 부직포(22)를 제조하기 위한 장치로서, 필라멘트를 방적하기 위한 방적돌기(1), 필라멘트를 냉각시키기 위한 냉각기(3), 방적돌기(1)에서의 방적 프로세스에서, 특히 방적돌기(1)와 냉각기(3) 사이에서, 형성되는 가스의 흡인식 제거를 위한 적어도 하나의 모노머 아스퍼레이터(2; monomer aspirator)를 갖춘 장치에 있어서,
    상기 모노머 아스퍼레이터(2)는, 기계 방향(MD)으로 서로 전후로 제공되며 각각 기계 방향(MD)에 대해 횡방향으로 연장되고 방적 영역(4)의 대향측 상에 있는 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트(5, 6)를 갖고, 2개의 CD 진공 흡입 포트(5, 6) 및/또는 CD 진공 흡입 포트(5, 6)의 적어도 2개의 대향하는 CD 진공 흡입 서브포트(5', 6')는, 2개의 CD 진공 흡입 포트(5, 6) 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트(5', 6') 중 하나를 통한 흡인에 의해, 다른 대향하는 CD 진공 흡입 포트(5, 6) 및/또는 CD 진공 흡입 서브포트(5', 6')보다 더 많은 가스(가스들)의 체적 유동이 제거될 수 있도록 설정되어,
    하나의 CD 진공 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(V) 대 방적 영역(4)의 대향측 상에 존재하는 다른 CD 진공 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(V)의 비율이 6:1 내지 1.1:1, 바람직하게는 5.5:1 내지 1.3:1, 특히 5.5:1 내지 1.5:1, 그리고 특히 바람직하게는 5:1 내지 1.75:1인 것인 장치.
  2. 제1항에 있어서, CD 진공 흡입 포트(5, 6)의 유동 단면(A)은, (기계 방향에 대해 횡방향으로 및/또는 CD 방향으로 측정될 때) 방적 영역(4)에서 11,000 mm2/m보다 큰 것에 해당하며 및/또는 바람직하게는 방적 영역(4)에서 12,000 mm2/m보다 크거나, 유리하게는 방적 영역(4)에서 20,000 mm2/m를 넘거나, 바람직하게는 방적 영역(4)에서 30,000 mm2/m를 넘거나, 매우 바람직하게는 방적 영역(4)에서 40,000 mm2/m를 넘거나, 특히 바람직하게는 방적 영역(4)에서 50,000 mm2/m를 넘게 되도록 조정 가능하고,
    CD 진공 흡입 포트(5, 6)들의 각각의 유동 단면적은 바람직하게는, 2개의 대향하는 CD 진공 흡입 포트(5, 6) 중 하나를 통한 흡인에 의해, 방적 영역의 대향측에 존재하는 제2 CD 진공 포트(5, 6)의 유동 단면을 통해서보다 더 많은 가스 유동이 제거될 수 있도록 구성되고 및/또는 조정 가능한 것인 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, CD 진공 포트(5, 6)의 유동 단면적이 방적 영역의 대향측 상의 제2 CD 진공 포트(5, 6)의 유동 단면적보다 크거나 및/또는 상기 제2 CD 진공 포트의 유동 단면적보다 크게 되도록 조정될 수 있는 것인 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 방적 영역(4)의 대향측 상에 존재하는 하나의 CD 진공 흡입 포트, 또는 바람직하게는 2개의 CD 진공 흡입 포트가 바람직하게는 방적 영역(4)의 전체 폭에 걸쳐 연장되고 및/또는 실질적으로 방적 영역의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 것인 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상이한 쪽에 존재하는 2개의 CD 진공 흡입 포트(5, 6)의 전체 폭을 통한 및/또는 실질적으로 상기 전체 폭에 걸친 흡인에 의해 상이한 체적 유동이 제거될 수 있으며, 바람직하게는 기계 방향에 횡방향인 전체 폭에 걸쳐 일관되게 특정 CD 진공 포트(5, 6)에서, 대향하는 CD 진공 포트(5, 6)보다 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있는 것인 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, CD 진공 흡입 포트(5, 6)는 CD 방향으로 연장되는 적어도 하나의 CD 진공 간격(7, 8)으로서 구성되며, 바람직하게는 CD 진공 간격(7, 8)은 복수의 CD 진공 간격 서브섹션(7', 8')으로 세분되는 것인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 특정 CD 진공 간격(7, 8)의 간격 폭(h)은 방적 영역의 대향측에서의 CD 진공 간격(7, 8)과 관련된 간격 폭(h)보다 크고, 하나의 CD 진공 간격(7, 8)의 간격 폭(h)은 다른 CD 진공 간격(7, 8)의 간격 폭(h)보다 바람직하게는 2배 넘게, 특히 3배 넘게 큰 것인 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가스의 흡인을 위한 적어도 하나의 수집 챔버(19, 20)가 각각의 CD 진공 포트(5, 6)에 대해 마련되며, 흡인에 의해 제거되는 가스의 상이한 체적 유동은, 바람직하게는 수집 챔버(19, 20)에 마련되는 혹은 수집 챔버(19, 20)에 연결된 흡인 라인(21)에 마련되는 적어도 하나의 스로틀 요소(throttle element)에 의해 조정 가능한 것인 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 번갈아 가면서 하나의 CD 진공 포트(5)를 통한 흡인에 의해, 다른 CD 진공 포트(6)를 통해서보다 더 큰 체적 유동이 제거될 수 있는 것인 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모노머 아스퍼레이터(2)는 기계 방향(MD)으로 그리고 방적 영역(4)의 대향측에 연장되는 적어도 2개의 MD 흡인 진공 포트(9, 10)를 가지며, 바람직하게는 MD 진공 포트(9, 10)는 MD 방향으로 연장되는 적어도 하나의 MD 흡인 간격(11, 12)으로서 구성되고, 일 실시예에 따르면, MD 흡인 간격(11, 12)은 복수의 MD 흡인 간격 서브섹션(11', 12')으로 세분되는 것인 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 진공 흡입 포트에서, 특히 적어도 하나의 CD 진공 포트(5, 6)에서 소일링(soiling)의 위험이 있는 표면은, 먼지를 붙잡아둠으로써, 특히 먼지를 흡착시킴으로써 흡착 및/또는 절연시키는 커버링 재료(covering material) 및 커버링 웨브(covering web)에 의해 덮여 있는 것인 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 진공 흡입 포트에서, 특히 적어도 하나의 CD 진공 포트(5, 6)에서 소일링(soiling)의 위험이 있는 표면은, 소일링을 방지하기 위해 및/또는 응축물의 형성을 방지하기 위해 열적으로 조절될 수 있고, 특히 가열 가능한 것인 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방적돌기(1)는 제곱센티미터 당 1개 내지 6개의 구멍, 바람직하게는 제곱센티미터 당 2개 내지 5개의 구멍, 특히 제곱센티미터 당 2개 내지 4.5개의 구멍, 특히 제곱센티미터 당 2개 내지 4개의 구멍인 구멍 밀도를 갖는 것인 장치.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 방적돌기(1)의 구멍 밀도는, 방적돌기(1)의 외측 영역에서보다 방적돌기(1)의 중앙 영역에서 더 낮고, 방적돌기(1)의 중앙 영역에서의 구멍 밀도는 바람직하게는 제곱센티미터 당 0개 내지 1개에 해당하는 것인 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 방적 영역의 깊이(t)는 120 mm 내지 350 mm, 바람직하게는 150 mm 내지 300 mm, 특히 바람직하게는 185 mm 내지 270 mm이며, 권장되는 바에 따르면, 방적 영역(4)의 깊이(t)는 140 mm 초과, 바람직하게는 160 mm 초과, 매우 바람직하게는 200 mm 초과, 특히 바람직하게는 210 mm 초과에 해당하는 것인 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 냉각기(3)는 서로 상하로 및/또는 서로 전후로 마련되는 적어도 2개의 격실(13, 14)을 가지며, 이 격실로부터 상이한 온도로 공기 및/또는 냉각 공기가 나올 수 있는 것인 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 냉각기(3) 및 이 냉각기에 연결되는 신장기(15)는 필라멘트 유동의 방향으로 모노머 아스퍼레이터(2)로부터 하류에 마련되며, 스펀본드 부직포를 형성하기 위해 필라멘트를 축적시키기 위한 축적용 지지부(16)가 필라멘트 이동 방향에서 볼 때 신장기(15)로부터 하류에 마련되고, 냉각기(3) 및 조절 유닛(15)의 조립체는 폐쇄 시스템으로서 구성되며, 냉각기(3)에서의 냉각 공기의 공급을 제외하고는 이 폐쇄 시스템 내로 어떠한 공기의 추가 공급도 존재하지 않는 것인 장치.
  18. 무단 필라멘트(23), 특히 열가소성 합성 수지로 제조되는 무단 필라멘트(23)로부터 스펀본드 부직포(22)를 제조하는 방법으로서,
    상기 필라멘트는 방적돌기(1)에 의해 방적되며,
    방적 과정 중에 형성되는 가스는 방적돌기(1) 아래의 필라멘트 형성 공간에서 흡인에 의해(모노머의 흡인식 제거에 의해) 제거되며,
    결과적인 가스의 적어도 하나의 체적 유동은, 기계 방향(MD)으로 서로 전후로 마련되는 적어도 2개의 CD 진공 흡입 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되고,
    하나의 CD 진공 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동이 다른 CD 진공 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동보다 더 많으며,
    하나의 CD 진공 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(V) 대 방적 영역(4)의 대향측 상에 존재하는 다른 CD 진공 포트(5, 6)를 통한 흡인에 의해 제거되는 체적 유동(V)의 비율이 6:1 내지 1.1:1, 바람직하게는 5.5:1 내지 1.3:1, 특히 5.5:1 내지 1.5:1 그리고 특히 바람직하게는 5:1 to 1.75:1인 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 필라멘트가 100 kg/h/m 내지 350 kg/h/m의 산출량, 바람직하게는 150 kg/h/m 내지 320 kg/h/m의 산출량, 바람직하게는 180 kg/h/m 내지 300 kg/h/m의 산출량, 그리고 매우 바람직하게는 200 kg/h/m 내지 300 kg/h/m의 산출량으로 제조되는 것인 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 필라멘트가, 2000 m/min 내지 4200 m/min의 필라멘트 속도로, 바람직하게는 2200 m/min 내지 4000 m/min의 필라멘트 속도로, 그리고 특히 2300 m/min 내지 3900 m/min의 필라멘트 속도로 제조되는 것인 방법.
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