KR20220053016A - 충전재의 제조방법 및 플랜트 및 충전재 - Google Patents
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Abstract
구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재의 제조방법은 식물석 카폭 섬유를 혼합 챔버(16)에 공급하는 단계, 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 식물성 카폭 섬유에 항하게 하여 혼합 챔버(16)에서 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않는 기본 카폭 필라멘트(210)를 분리하는 단계, 구스 및/또는 덕 다운을 혼합 챔버(16)에 공급하는 단계 및 혼합 챔버(16)에서 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 수단 예를 들면 적절하게 배치된 노즐(33)에 의해서 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)를 구스 및/또는 덕 다운에 연결하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 물새(거위 및/또는 오리) 깃털, 다운 및 카폭 섬유를 포함하는 충전재, 특히 예를 들면, 의류, 가구 제품, 가정용 린넨, 레져 액세서리를 위한 고품질 재료를 포함하는 충전재의 제조방법 및 플랜트에 관한 것이다.
고품질 충전재는 가볍고, 통기성이 뛰어나며, 해부학적 모양에 자연스럽게 적응되어야 한다. 의류, 가정용 린넨 및 레저용 액세서리(예:침낭 제조용)에 사용할 경우 충전재도 우수한 단열 특성을 가져야 한다.
충전재 생산을 위한 최고의 재료로 항상 여겨져 온 재료는 거위와 오리와 같은 양식 오리과의 꺼풀에서 얻는다.
이 새들의 깃털은 사실상 그들이 모든 온도에서 이동하고 생존할 수 있는 꺼풀을 구성한다. 꺼풀의 구조는 깃털과 솜털로 구성되어 있으며, 이 깃털은 체온의 분산을 방지하는 동시에 외부 공기가 새의 피부와 접촉하는 것을 방지하는 작은 온도 조절 공기 세포를 형성한다.
특히, 깃털은 축 부분, 깃촉인 그 뿌리, 깃대라고 불리는 자유 부분과 2개의 연속적인 박판으로 구성되어 있으며, 이 박판은 기포와 함께 깃판을 구성한다. 깃판은 가늘고 일반적으로 매우 짧은 필라멘트인 깃가지로부터 나눠지는 수많은 가지 또는 깃가지를 포함한다. 깃가지는 작은 고리 또는 갈고리 모양의 작은 돌기에 의해 인접한 깃가지에 연결된다.
다운은 부드럽고 가벼운 깃털로 구성되어 있으며, 깃촉과 깃대가 없으며 고리와 갈고리 모양의 작은 돌기가 없기 때문에 깃가지가 일관된 연속적인 깃판을 구성하지 않고 독립적으로 유지된다. 다운의 깃털은 본질적으로 독립적으로 다른 플레이크와 결합되지 않는 비단 같은 부드러운 플레이크를 형성한다. 다운은 주로 단열재 역할을 한다.
따라서, 깃털보다는 오리과의 다운이 충전재로 이상적인 소재이다.
물리적인 관점에서 볼 때 다운의 우수한 단열 특성은 다운의 깃털 사이에 갇힌 공기에 따라 달라진다. 예를 들어 1그램 다운은 약 0.4리터의 부피를 차지하며 압축 후에 그 부피를 완전히 복구할 수 있다.
관련분야
문서 KR101450655 및 DE10346773에서는 식물성 카폭 섬유를 베일 형태로 혼합하여 충전재를 만드는 방법을 설명한다.
문서 KR101398025B1 및 GB 274480A는 다양한 형태의 패들의 기계적 작용에 의해 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 분리하는 장치를 공개하고 있다.
문서 GB547117A는 서로 이동 가능한 한 쌍의 대향 스크린을 기계작용으로 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 분리하는 장치를 공개하고 있다.
문서 GB296582A는 베일 형태의 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 분리시키는 혼합기에 흡인하여 베일 형태의 식물성 카폭 섬유를 흡인하여 공급한 식물성 카폭섬유를 함께 혼합하는 방법을 제안한다. 다운은 부분 분리 작업 중 또는 이 작업 후에 혼합 기계에서 추가된다. 문서 GB296582A는 베일 형태의 식물성 카폭 섬유의 부분적인 분리는 식물성 섬유를 생성하기 위한 것이며, 부분적으로 분리가 끝난 식물성 카폭 섬유의 깃털을 추가하면 깃털의 가시와 깃가지가 이들 섬유와 결합할 수 있다고 설명한다. 이 방법으로 GB296582A에 따르면 식물성 카폭 섬유와 단열 특성을 가진 다운의 균일한 혼합물이 생성될 것이다.
본 출원인은 충전재로 다운을 사용하는 것은 킬로그램당 최대 100유로에 이르는 매우 높은 비용과 결과적으로 최종 제품의 높은 비용이라는 단점이 있다는 점에 주목했다.
또한, 본 출원인은 비동물성 기원 및 충전제를 매우 저렴한 대체 재료 중에서 카폭 섬유가 의심할 여지없는 장점을 가지며 따라서 충전재를 얻을 수 있는 추가 가능성은 다운 및 식물성 카폭 섬유의 혼합 구성에 의해 주어진다는 것을 관찰했다.
식물성 카폭 섬유는 카폭(학명 케입바 펜탄드라)이라는 나무의 열매에서 발견되는 매우 부드럽고 실크 같은 섬유이다.
식물성 카폭 섬유는 일반적으로 베일로 판매되며 크기와 무게는 수요에 따라 달라질 수 있으며, 저가(kg당 몇 유로)의 완전 천연 충전재로 사용된다. 식물성 카폭 섬유는 면보다 약 8배 가볍고 내부에 약 80%의 공기가 포함되어 있다.
본 출원인은 베일 형태의 식물성 카폭 섬유가 우수한 단열 특성을 갖고 있음에도 불구하고 고품질 충전재, 즉 우수한 부드러움 및 높은 단열 특성을 제공하는 충전재 제조에 거의 사용되지 않음을 확인하였다.
출원인의 경험에 따르면, 다운 깃털이 부분적으로 기계적으로 풀린 식물성 카폭 섬유에 결합된 충전재는 단열 특성을 가질 수 있지만 동시에 부드러움과 균질성이 충분하지 않거나 적어도 다운 충전재와 비교할 수 없는 부드러움과 균질성을 가질 수 있다.
특히, 출원인은 위에서 언급한 선행 기술에 의해 교시된 카폭 섬유를 기계적으로 풀기 위한 방법이 섬유의 부분적인 풀림만을 허용하지만 그럼에도 불구하고 다음과 같은 서로 얽히고 결합된 기본 필라멘트 클러스터로 이루어진 섬유 구조를 계속 유지한다는 것을 실험적으로 확인하였다.
이와 관련하여, 출원인은 상기 언급된 선행 기술의 교시에 따라 기계적으로 부분적으로 풀린 카폭 섬유의 이러한 구조가 구스 또는 덕 다운과 실질적인 친밀한 통합을 얻을 수 없도록 하여 결과적인 충전재가 카폭 섬유질의 '덩어리'를 가지고 있어 다운만으로 이루어진 충전재와는 비교할 수 없는 부드러움과 '촉감'을 가지고 있다.
따라서, 본 출원인은 카폭과 다운의 혼합물로부터 생산된 충전재, 뿐만 아니라 높은 수준의 부드러움, 단열성 및 균질성을 달성할 수 있도록 하는 카폭과 다운의 혼합물을 포함하는 충전재를 생산하는 방법 및 플랜트를 제공하는 목적을 설정했다.
따라서, 그의 첫번째 측면에서, 본 발명은 첨부된 청구항 1에 따른 충전재의 제조 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로 충전제의 제조방법과 관련된 본 발명은,
식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버에 공급하는 단계;
가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 상기 식물성 카폭 섬유에 항하게 하여 상기 혼합 챔버의 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않는 기본 카폭 필라멘트를 분리하는 단계;
구스 및/또는 덕 다운을 상기 혼합 챔버에 공급하는 단계;
상기 기본 카폭 필라멘트와 상기 구스 및/또는 덕다운을 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 의해 상기 혼합 챔버 내에서 혼합하여 구스 및/또는 덕 다운의 플레이크로 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 통합하는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 두번째 측면에서, 본 발명은 첨부된 청구항 24에 따른 구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재 제조용 플랜트에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 플랜트와 관련된 본 발명은,
구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유 플레이크의 혼합 챔버;
가압 유체 소스와 연통되고 각각의 가압 유체의 복수의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯이 혼합 챔버의 내부 공간을 향하며, 상기 내부 공간으로 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키도록 배향된 가압 유체의 복수의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯;를 포함하는 구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유;를 포함한다.
본 발명의 제3 측면에서, 본 발명은 첨부된 청구항 31에 따른 구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재에 관한 것이다.
보다 구체적으로 충전재에 관한 본 발명은,
a) 구스 및/또는 덕 다운 플레이크에 혼합된 서로 연결되지 않는 기본 카폭 필라멘트의 양이 카폭의 전체 무게의 10% 보다 큰 하이브리드 구스 및/또는 덕 다운; 및/또는
b1) 구스 및/또는 덕 다운; 및
b2) 서로 연결되지 않은 기본 카폭 필라멘트의 덩어리로 만들어지며, 다운 플레이크에 결합되지 않으며, 0.05g이상의 무게를 가지며, 전체 카폭의 무게의 20% 이하이며, 바람직하게는 전체 카폭의 무게의 15% 이하인 풀어진 카폭 섬유;를 구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함한다.
본 명세서 및 후술하는 청구범위에서 충전재를 언급할 때 용어 "부드러움("충전력")은 압축 작용을 받은 후 초기 부피를 회복하는 재료의 능력을 의미하도록 의도된다.
본 명세서 및 후술하는 청구범위에서, 카폭의 "기본 필라멘트"는 카폭 섬유의 다른 필라멘트와 엉키거나 뭉치지 않는 단일 필라멘트를 의미하는 것으로 의도된다.
본 명세서 및 후술하는 청구범위에서, 카폭의 "식물성 섬유"라는 용어는 기본 카폭 필라멘트의 클러스터를 형성하기 위해 서로 결합되고 얽혀 있는 기본 카폭 필라멘트의 집합체를 의미하도록 의도된다.
따라서, 본 명세서 및 후술하는 청구범위의 틀 내에서, 식물성 섬유 또는 기본 필라멘트의 클러스터는 다른 식물성 섬유 또는 기본 필라멘트의 클러스터와 물리적으로 구별된다. 두개의 식물성 카폭 섬유 또는 기본 카폭 필라멘트 클러스터는 물리적으로 서로 분리될 수 있다.
본 명세서 및 후술하는 청구범위에서, 용어 "하이브리드 구스 및/또는 덕 다운", "하이브리드 다운", "하이브리드 다운 플레이크"는 다운 또는 다운 플레이크가 적어도 하나의 기본 카폭 필라멘트, 예를 들어 다운의 깃가지 사이에 삽입된 하나 이상을 기본 필라멘트와 결합된 것이다.
본 명세서 및 후술하는 청구범위의 틀 내에서, 수량 매개, 변수, 백분율 등의 나타내는 모든 숫자의 수량은 달리 표시되지 않는 한 모든 상황에서 "약"이라는 용어가 선행하는 것으로 간주되어야 한다.
또한 수량의 모든 범위는 아래에 구체적으로 표시된 것 외에도 최대 및 최소 수치 값의 모든 가능한 조합과 가능한 모든 중간 범위를 포함한다.
출원인은 놀랍게도 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리하고 상기 기본 필라멘트를 구스 및/또는 덕 다운 플레이크로 통합함으로써 전체 다운 충전재와 비교하여 감소된 생산 비용 및 개선된 환경 지속 가능성으로 전체 다운 충전재와 유사한 열적, 부드러움 및 균질 특성을 갖는 충전재를 생산할 수 있음을 발견했다.
본 발명에 따르면, 식물성 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트의 분리 및 상당한 양의 이러한 기본 필라멘트를 구스 및/또는 덕 다운 플레이크로 통합하는 것은 위에서 언급한 선행 기술에 교시된 바와 같은 식물성 카폭 섬유 또는 구스 및/또는 덕다운에 기계적 수단의 개입이 필수적으로 필요하지 않은 가압 유체의 제트 및/또 블레이드의 단독 작용에 의해 유리하게 달성될 수 있다.
출원인은 실제로 실험적으로 전술한 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 작용 덕분에 섬유로부터 기본 카폭 필라멘트를 분리하고 다운의 깃가지 사이에 필라멘트 삽입을 효과적으로 촉진할 수 있음을 발견했다.
이러한 방식으로, 기본 카폭 필라멘트가 얽혀있고 다운의 깃가지에 결합되 상태를 유지하여 기본 카폭 필라멘트를 다운 플레이크 자체에 안정적으로 통합하는 하이브리드 플레이크를 생성한다.
부분적으로 풀린 식물성 섬유를 기계적 방식으로 사용하는 충전재와는 달리 깃털과 다운 깃가지에 연결된 기본 카폭 필라멘트로 구성된 이 하이브리드 플레이크는 다운 플레이크와 거의 동일한 특성을 유지하며 기본 카폭 필라멘트는 실질적으로 다운 플레이크보다 작기 때문에 다운 플레이크의 전형적인 형태와 특성을 실질적으로 수정할 수 없다.
이와 관련하여, 본 출원인은 다운만으로 이루어진 충전재와 실질적으로 동일한 부드러움 및 균질성을 갖는 충전재에서 다운 플레이트에 혼입된 서로 비결합된 기본 카폭 필라멘트의 양이 카폭 총 중량의 10% 이상인 것을 발견했다.
해석적 이론에 구속되기를 바라지 않고, 출원인은 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드가 식물성 카폭 섬유와 접촉할 때 다음의 이중의 효과를 발휘할 수 있는 고에너지, 고난류 흐름을 생성한다고 믿는다.
i) 별도의 상태로 보관된 기본 필라멘트를 분리하여 다운의 깃가지 사이에 효과적으로 삽입될 수 있도록 풀림이 없는 출발 식물성 카폭 섬유를 기점으로 침투시키는 효과와
ii) 출발 섬유보다 더 느슨하게 서로 결합된 기본 필라멘트의 클러스터로 이루어진 풀린 섬유를 생성함으로써 출발 식물성 카폭 섬유를 푸는 효과.
본 발명의 틀 내에서, 출원인은 또한 출발 섬유보다 더 느슨하게 서로 결합된 기본 필라멘트의 클러스터로 만들어진 풀린 섬유, 예를 들어 다음을 지시하여 기본 카폭 필라멘트를 분리하는 상기 단계에서 얻은 풀린 섬유를 발견하였다. 전술한 바와 같이 원래의 풀리지 않은 식물성 카폭 섬유에 대한 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 의해 분리된 기본 카폭 필라멘트는 0.05g 이하의 중량을 갖는다.
이와 관련하여, 출원인은 0.05 그램 이하의 중량을 같은 기본 필라멘트의 클러스터로 만들어진 풀린 섬유가 다운과 혼합되어 충전물을 형성할 때 충전물에 덩어리를 생성하지 않고 후자의 우수한 부드러움과 단열 성능을 제공하는 것을 발견했다. 이는 다운 플레이크에서 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트의 존재와는 무관하다.
출원인은 특히 구스 및/또는 덕 다운 및 다운 만으로 구성된 충전재와 실질적으로 동일한 부드러움 및 촉감 특성을 같는 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재에서, 0.05 g 이하의 무게를 갖는 풀린 식물성 카폭 섬유의 양이 전체 카폭 무게의 20% 보다 낮다는 것을 발견했다.
출원인은 실제로 고품질 충전재를 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트와 구스 및/또는 덕 다운을 혼합하는 것 뿐 만 아니라 다운에 0.05 g 이하의 무게를 갖는 필라멘트 클러스터로 만들어진 풀린 섬유를 혼합함으로 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.
사실, 출원인은 중량이 0.05g 이하인 기본 필라멘트 클러스터로 만들어진 풀린 섬유가 덜 "정렬"되어 있음을 관찰하였다. 즉, 그것들은 집합 코어 주변의 공간에서 보다 랜덤하게 방향을 잡은 기본 필라멘트 클러스터로 구성되어 있으며, 풀리지 않은 식물성 카폭 섬유의 시작 클러스터 타입에 관련되고 이는 통상적으로 군포의 형태로 제공되며 선행기술에 따라 순수하게 기계적인 방법으로 풀린 식물성 카폭 섬유에 관한 것이다.
해석이론에 얽매이는 것을 원하지 않고, 출원인은 0.05 g 이하의 무게를 가진 기본 필라멘트의 클러스터로 만들어진 풀어진 섬유, 예를 들면 본 발명의 방법에 따라 얻어진 풀려진 섬유는 서로 및 다운과 함께 풀리지 않은 시작 카폭 섬유 또는 완전히 기계적으로 풀린 섬유의 방법과는 다른 방법으로 상호작용하는 것을 믿는다.
이와 관련하여, 출원인은 0.05 g 이하의 무게를 가진 기본 필라멘트의 클러스터로 만들어진 풀어진 섬유가 0.05g 보다 큰 무게를 가지는 상당한 양의 기본 필라멘트 클러스터를 포함하는 완전히 기계적으로 풀려진 섬유보다 변형되지 않은 모양으로 잘 회복하려는 경향이 있다는 것을 실험적으로 확인하였다.
본 발명에 따른 중량이 0.05g 이하인 기본 필라멘트 클러스터로 만들어진 풀린 섬유를 포함하는 충전재는 실제로 선행기술에 따라 완전히 기계적인 방법으로 풀린 식물성 카폭 섬유에서 얻을 수 있는 거보다 훨씬 더 높은 부드러움과 균질성을 갖는다.
유리하게는, 출발 식물성 카폭 섬유에 대하여 지향된 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드는 섬유를 풀고, 선행기술에 의해 제공되는 기계적인 풀린 수단의 작용과 비교하여 카폭 섬유를 분해 또는 파손 가능성을 최소화하는 기본 필라멘트를 분리하는 효과를 발휘한다.
따라서, 이러한 방식으로 충전 재료의 원하는 부드러움 및 단열 효과를 달성하는 데 유용하지 않은 섬유 먼지 또는 파편의 생성을 최소화하는 것이 유리하게 가능하다.
더욱이, 유리하게는, 출발 카폭 섬유의 충분한 풀림과 섬유로부터 기본 필라멘트를 분리하는 효과는 비교적 짧은 시간에 섬유에 지향되는 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에의 의하여 달성된다.
본 발명에 따르면, 식물성 카폭 섬유와 다운의 적절한 중량 퍼센트를 선택함으로써, 순전히 다운으로 제조된 충전재보다 향상되거나 다소 유사한 특성을 같은 충전 제품을 얻는 것이 가능하다.
특히 카폭의 중량%를 감소시키고 다운의 중량%를 증가시킴으로써, 생성된 충전재는 전체가 다운으로 이루어진 충전재와 보다 유사한 특성을 갖는다. 카폭의 중량% 대신 다운의 중량%를 줄임으로써 생성된 충전재는 우수한 부드러움과 단열 특성을 유지하면서 전체 다운 충전재의 특성에서 더 멀리 떨어지는 특성을 갖는다.
본 발명은 하나 또는 둘 모두의 측면에서, 개별적으로 또는 조합하여 취하여진 다음의 바람직한 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트는 구스 및/또는 덕 다운에 카폭 전체 중량에 대하여 중량으로 15% , 20%, 25%, 30%, 35% 또는 40% 이상의 양으로 결합된다.
바람직하게는, 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트는 구스 및/또는 덕 다운 플레이크에 카폭 전체 중량에 대하여 중량으로 95% , 90%, 85%, 80%, 75% 또는 70% 이하의 양으로 결합된다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유는 다운 플레이크에 혼합되지 않고 0.05 g 이상의 무게를 가지며, 전체 식물성 카폭 섬유의 양에 대해 중량으로 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 1% 이하의 기본 카폭 필라멘트의 클러스터의 양을 포함한다.
보다 바람직하게는, 식물성 카폭 섬유는 다운 플레이크에 혼입되지 않고 0.05g 이상, 0%의 중량을 갖는 양의 카폭 필라멘트 클러스터를 포함한다.
이러한 방식으로, 생성된 충전재의 최적의 부드러움 특성을 얻는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 충전 재료는 충전 재료의 충 중량의 중량으로 5% 내지 80%, 바람직하게는 중량으로 10% 내지 75%, 더 바람직하게는 중량으로 10% 내지 50%의 식물성 카폭 섬유의 양을 포함한다.
이러한 방식으로, 생성된 충전 재료의 품질과 생산 비용 사이에 최적을 절충안을 얻는 것이 유리하게 가능하다.
본 출원인은 실제로 다운의 특성과 매우 유사한 특성을 갖는 재료를 얻기 위해 혼합물이 기본 카폭 필라멘트를 위한 저장소로 작용하기에 충분한 수의 다운 플레이크를 가져야 한다는 것을 관찰했다.
이와 관련하여, 출원인은 식물성 카폭 섬유의 양이 총 중량 대비 중량으로 80%를 증가할 때, 생성되는 재료의 부드러움, 균질성, 단열이라는 특성은 다운만으로 구성된 충전재로 사용하는 것과 대비하여 과도하게 저하될 수 확인하였다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유로부터 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리하는 단계는 0.05 g 이하의 중량을 갖는 서로 결합된 기본 필라멘트의 클러스터로 이루어진 풀린 식물성 카폭 섬유를 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 위에서 설명된 바와 같이, 단일 작업으로 기본 카폭 필라멘트의 분리 및 풀린 식물성 카폭 섬유의 형성 모두를 얻을 수 있으며, 이는 다운과 혼합될 때 고품질 충전 재료를 얻을 수 있게 한다.
0.05 g 이하의 중량을 갖는 풀린 식물성 카폭 섬유는 실제로 더 낮은 밀도의 기본 필라멘트를 가지고, 이는 응집 코어 주위에서 무작위로 스스로 재배향되는 경향이 있어 충전재에 대해 최적의 특성을 갖는 풀린 섬유를 생성한다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리하는 단계는 식물성 카폭 섬유의 총중량에 대하여30 중량% 내지 90 중량%, 보다 바람직하게는 40중량% 내지 70 중량%, 예를 들어 50 중량%의 기본 카폭 필라멘트의 무게 분율을 얻는 단계를 포함한다.
유리하게는, 이는 상당한 양의 카폭을 사용하더라도 고품질 충전 재료를 얻을 수 있게 한다.
위에서 언급한 바와 같이, 실제로 형성되는 하이브리드 플레이크는 본질적으로 다운과 동일한 부드러움과 보온성을 가지며, 반면에 0.05 g 이하의 중량을 갖는 기본 필라멘트의 클러스터로 구성된 풀린 섬유는 다운에 일체화 되지 않더라도 충전재에 우수한 부드러움과 높은 단열 성능을 부여한다.
바람직하게는, 기본 카폭 필라멘트를 구스 및/또는 덕 다운 플레이크에 통합하는 단계는 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리하는 것도 전술한 혼합 챔버에서 동시에 발생한다.
이러한 방식으로, 충전재를 생산하는 데 필요한 시간을 단축하면서 하이브리드 다운을 준비하는 데 최대 효율을 갖는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은 0.05 g 이하의 중량을 갖는 풀린 식물성 카폭 섬유를 구스 및/또는 덕 다운과 혼합하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로 위에서 설명한 바와 같이, 출발 식물성 카폭 섬유 전체를 기본 필라멘트로 반드시 변환할 필요 없이 고품질 충전 재료를 얻는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 구스 및/또는 덕 다운 플레이크에 결합하고 0.05 g 이하의 중량을 갖는 풀린 식물성 카폭 섬유를 구스 및/또는 덕 다운과 혼합하는 것을 동시에 수행될 수 있다.
이러한 방식으로, 충전 재료의 제조에 필요한 시간의 감소와 함께 최대 효율을 갖는 충전 재료의 제조가 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리하는 것은 혼합 챔버에서 식물성 카폭 섬유를 현탁 상태로 유지함으로써 수행된다.
이러한 방식으로, 식물성 카폭 섬유로부터 기본 카폭 필라멘트를 분리하고 난기류 상태에서 지속적으로 유지되는 덩어리에 있는 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 작용으로 인해 0.05g 이하의 풀린 섬유를 얻는 데 최대의 효과를 갖는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 기본 카폭 필라멘트와 구스 및/또는 덕 다운의 플레이크 내로 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트의 통합은 상기 혼합 챔버에서 현탁 상태로 기본 카폭 필라멘트와 구스 및/또는 덕 다운을 유지함으로써 수행된다.
바람직하게는, 풀린 식물성 카폭 섬유를 상기 구스 및/또는 덕 다운과 혼합하는 것은 풀린 식물성 카폭 섬유와 구스 및/또는 덕 다운을 혼합 챔버에서 현택액에서 유지함으로써 수행된다.
이들 마지막 2개의 바람직한 실시예 각각에 따르면, 하이브리드 다운 및 충전재의 제조에 있어서 최대 효율을 갖는 것이 그 제조에 필요한 시간의 감소와 함께 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 기본 카폭 필라멘트, 구스 및/또는 덕 다운 또는 풀린 식물성 카폭 섬유를 현탁 상태로 유지하는 것은 전술한 가압 유체의 제트 밑/또는 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 수행된다.
이러한 방식으로, 충전 재료의 제조에 필요한 시간의 감소와 함께 최대 효율을 갖는 충전 재료의 제조가 유리하게 가능하다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 전술한 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드는 유리하게 3가지 동시 효과를 발휘한다;
i) 식물성 카폭 섬유와 다운으로 구성된 이질적인 덩어리를 교반하여 유지
ii) 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리
iii) 카폭 기본 필라멘트를 다운 플레이크에 결합시키고 하이브리드 다운 플레이크를 충전재로서 사용하기에 최적의 특성을 가진 풀린 식물성 카폭 섬유를 혼합하는 것에 의해 서로 결합되지 않은 카폭 기본 필라멘트, 풀린 식물성 카본 섬유와 구스 및/또는 덕 다운 플레이크를 혼합
바람직하게는, 기본 카폭 필라멘트, 구스 및/또는 덕 다운 또는 풀린 식물성 카폭 섬유를 현탁 상태로 유지하는 것은 혼합 챔버 내에서 회전하는 빗에 의해 적어도 부분적으로 수행된다.
이러한 방식으로,
가압 유체의 제트 및/또는 블레이드가 동시에 존재하는 것으로 어떠한 원하지 않은 카폭의 기계적인 열화 현상을 최소화하는 동안에, 서로 혼합 및/또는 통합될 요소(기본 카폭 필라멘트, 구스 및/또는 덕 다운 및 풀린 식물성 카폭 섬유)을 현탁 상태로 유지하는 것에 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 작용에 도움을 주는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 상기 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 유도하는 단계는 상기 가압 유체를 0.1 MPa 이상의 압력에서 상기 혼합 챔버로 공급하는 단계를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 상기 가압 유체를 0.2 MPa 내지 2 MPa, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.0 Mpa 사이, 예를 들어 약 0.7 Mpa로 공급하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 전술한 기술적 효과를 달성하고 가압 유치의 제트 및/또는 블레이드 기인하는 것이 유리하게 가능하다.
실제로, 출원인은 혼합 챔버로 공급되는 압축공기와 같은 가압 유체가 다운 플레이크와 기본 카폭 필라멘트의 소용돌이 운동을 촉진하는 고 에너지, 고난류 공기 흐름을 생성한다고 믿는다. 그리고 이것은 전자를 다운에 통합하여 다운 깃가지에 대한 기본 카폭 필라멘트의 접착을 촉진하고 가속시킨다.
바람직하게는, 가압 유체 공급 시간은 2분보다 길고, 더욱 바람직하게는 3분보다 길고 예를 들어 약 10분이다.
출원인은 약 20분 동안 가압 유체의 최대 공급 시간 후에 다운과 기본 카폭 필라멘트 사이의 혼합 정도가 실질적으로 증가하지 않는다는 것을 발견하였다.
가압 유체의 공급은 연속적이거나 간헐적일 수 있다. 바람직하게는 가압 유체의 공급은 연속적이다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 복수의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯에 의해 혼합 챔버 내로 압축 가스, 바람직하게는 압축 공기를 공급하는 것을 포함한다.
이러한 방식으로, 최적의 방식으로 전술한 효과를 달성하는 가압 유체의 고도로 지향된 흐름을 달성하는 것이 유리하게 가능하다.
예를 들어, 길이가 약 3미터이고 직경이 약 2미터인 실질적으로 원통형인 혼합 챔버에는 4와 18 개 사이의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯, 바람직하게는 8개의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯을 설치해도 된다.
위에서 설명한 바와 같이, 각각의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 혼합 챔버의 내부 공간을 향하고 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 상기 내부 공간으로 향하도록 배향된다.
바람직하게는, 가압 유체의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 혼합 챔버의 실질적으로 대향하는 부분, 보다 바람직하게는 종방향으로 대향하는 부분에 상호 위치되는 하나 이상의 쌍에 따라 배치된다.
이러한 방식으로, 전술한 기술적 효과가 최적의 방식으로 달성되는 방식으로 가압 유체의 고도로 지향되고 배열된 흐름을 달성하는 것이 유리하게 가능하다.
바람직한 실시예에서, 혼합 챔버는 혼합 실린더, 바람직하게는 정적 실린더이다.
바람직하게는 혼합 실린더는 천공된 측벽을 갖고, 제트 및/또는 블레이드 형태의 가압 유체의 공급은 상기 혼합 실린더 내에서 발생한다.
이 바람직한 실시예에서, 가압 유체의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 실질적으로 서로 반대이고 혼합 실린더 내부 공간을 향하는 쌍으로 배열된다.
바람직하게는 혼합 챔버로 공급되는 기본 카폭 필라멘트와 풀린 카폭 섬유의 혼합물과 다운의 중량의 합과 입방미터로 측정된 혼합 챔버의 부피의 합계에 의한 중량(kg)의 비율이 0.2 내지 5 사이이다.
보다 바람직하게는, 이 비율이 0.2 내지 3.0, 더욱 더 바람직하게는 0.3 내지 2, 예를 들어 0.5 내지 1.5이다.
출원인의 경험에 따르면 이 비율은 기본 카폭 필라멘트가 다운 깃가지에 결합할 수 있도록 혼합 챔버 내에 충분한 공간이 있음을 보증한다.
바람직하게는, 다운, 기본 필라멘트 및 풀린 카폭 섬유는 혼합 챔버 내로 동시에 연속적으로 공급된다.
출원인은 압축 가스를 공급하는 동안 발생된 난류를 최대화하고 카폭 섬유가 환경으로 분산될 수 있는 것을 방지하기 위해 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버 내에 가두는 것이 바람직하다는 것을 확인했다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버에 공급하는 것은 식물성 카폭 섬유의 부분을 연속적으로 공급하는 것을 포함하며, 여기서 각 부분은 처리될 베일 형태의 식물성 카폭 섬유의 전체 양의 일부이다.
바람직하게는, 혼합 챔버에 공급되는 카폭의 질량 유량은 0.5 kg/min 내지 1.5 kg/min, 보다 바람직하게는 약 1 kg/min이다.
이와 같이, 작은 크기의 혼합실을 사용하여 베일 형태로 많은 양의 식물성 카폭 섬유도 엉킴을 풀고, 얻어진 카폭 필라멘트 및 풀린 카폭 섬유를 다운과 혼합하는 것이 유리하게 가능하다.
이러한 방식으로, 충전 재료의 부드러움 특성과 충전 재료의 생산 비용 절감 사이에서 최적의 절충안을 얻는 것이 유리하게 가능하다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버에 공급하기 전에 부분적으로 풀림시키는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 분리하고 서로 결합되어 있으며 무게가 0.05g 이하인 기본 필라멘트의 클러스터로 이루어진 카폭 섬유를 형성하는 후속 공정의 효율을 극대화하는 것이 유리하게 가능하며, 이는 전술한 혼합 챔버에서 다운과 함께 수행된다.
바람직하게는, 혼합 챔버에서 발생하는 것과 유사하게, 식물성 카폭 섬유의 이러한 부분적 풀림은 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유의 공급 경로를 따라 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 것을 포함한다.
이러한 방식으로 위에서 설명한 바와 같이, 출원인은 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드가 식물성 카폭 섬유와 접촉될 때 두가지의 유익한 효과를 발휘할 수 있는 고에너지, 고난류를 생성한다는 것을 믿는다.
i) 상기 다운과의 후속 혼합단계에서 상기 다운 깃가지 사이에 효과적으로 삽입될 수 있는 기본 필라멘트를 분리하기 시작하여 엉키지 않은 식물성 카폭 섬유를 기점으로 침투시키는 단계; 및
ii) 출발 섬유보다 더 느슨하고 중량인 0.05 g이하인 기본 필라멘트 클러스터로 이루어진 풀린 섬유를 생성함으로써 상기 출발 식물성 카폭 섬유를 푸는 단계
또한, 이 경우 압축 공기와 같은 가압 유체의 공급은 연속적이거나 간헐적일 수 있다. 바람직하게는, 가압 유체의 분사는 연속적이다.
바람직하게는 상기 식물성 카폭 섬유의 전술한 부분 풀림은 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 다운과 함께 혼합 챔버의 상류에 위치한 전처리 챔버 안에서 식물성 카폭 섬유에 향하게 하는 것을 포함한다.
이러한 방식으로, 위에서 강조한 유리한 기술적 효과를 달성하고 식물성 카폭 섬유를 챔버(처리 챔버) 안에서 가두는 것은 유리하게 가능하고, 이는 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 의해 생성된 난류를 최대화하고 기본 필라멘트와 풀린 카폭 섬유가 환경으로 분산될 수도 있는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 유도하는 단계는 식물성 카폭 섬유의 공급 경로에서 혼합 챔버로 또는 전처리 챔버에 압축가스, 바람직하게는 압축공기를 공급하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 위에서 설명한 기술적 효과를 최적으로 달성할 수 있는 고도로 지향된 가압 유체의 흐름을 얻는 것은 유리하게 가능하다.
바람직하게는 전처리 챔버에 있는 가압 유체의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 실질적으로 서로 마주보며, 혼합 챔버 또는 전처리 챔버로의 식물성 카본 섬유의 공급 경로의 내부 공간을 바라보며 쌍으로 배열된다
이러한 방식으로, 식물성 카폭 섬유의 부분적 풀림 효과가 최적으로 달성되는 방식으로 가압 유체의 고도로 지향되고 배치된 흐름을 달성하는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 푸는 단계는 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버로 또는 전처리 챔버로 공급하는 경로에서 현탁 상태로 식물성 카폭 섬유를 유지함으로써 수행된다.
이러한 방식으로, 식물성 카폭 섬유의 가장 높은 부분 풀림 효율을 갖는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버 또는 전처리 챔버로 공급하는 경로에서 현탁 상태로 식물성 카폭 섬유를 유지하는 것은 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 수행된다.
이러한 방식으로, 식물성 카폭 섬유의 가장 높은 풀림 효율을 갖는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유를 전처리 챔버에서 현탁 상태로 유지하는 것은 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버 내에서 회전하는 빗에 의해 적어도 부분적으로 수행된다.
이러한 방식으로, 동시적인 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드가 동시에 존재하여 의도하지 않은 카폭의 기계적의 열화를 최소화하는 동안에 식물성 카폭 섬유를 현탁 상태로 유지하여 부분적으로 풀리게 하는 데에 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 작용을 보조하는 것은 유리하게 가능하다.
바람직하게는, 상기 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 유도하는 단계는 상기 가압 유체를 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유 공급 라인이나 전처리 챔버에서 0.1 MPa 이상의 압력으로 공급하는 단계를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 유도하는 단계는 상기 가압 유체를 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유 공급 라인이나 전처리 챔버에서 0.2 MPa 내지 2 MPa, 훨씬 바람직하게는 0.3 내지 1.0 Mpa, 예를 들어 약 0.7 Mpa의 압력으로 공급하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유 공급 라인이나 전처리 챔버 내에서 작용하는 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 기인하는 앞서 기술한 기술적 효과를 적절한 방식으로 달성하는 것이 유리하게 가능하다.
사실, 출원인은 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유 공급 경로 또는 전처리 챔버 내로 공급되는 압축공기와 같은 가압 유체가 부분적인 풀림과 기본 필라멘트의 분리 모두를 선호하는 식물성 카폭 섬유의 소용돌이 운동을 촉진하는 고에너지, 고난류 공기 흐름을 생성한다는 것을 믿는다
바람직하게는, 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유 공급 경로 또는 전처리 챔버 내부에서 식물성 카폭 섬유의 체류시간은 1초 내지 1분이다.
혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유 공급 경로 또는 전처리 챔버 내부에서 가압 유체 공급은 연속적이거나 간헐적일 수 있다. 바람직하게는 가압 유체의 공급은 연속적이다.
바람직하게는, 전처리 챔버에 존재하는 식물성 카폭 섬유의 중량(kg)과 입방 미터로 측정된 전처리 챔버의 부피 사이의 비는 0.5 내지 10.0, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8.0, 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 6.0 예를 들어 2.0 내지 5.0 이다.
본 출원인의 경험에 따르면, 이 비율은 기본 필라멘트와 풀린 섬유로 효과적으로 분리되도록 풀릴 수 있는 출발 식물성 카폭 섬유, 예를 들면 베일 형태를 허용할 수 있는 전처리 챔버 안에 충분한 공간이 있다는 것을 보장한다.
바람직하게는, 전처리 챔버의 크기에 따라 베일 형태의 출발 카폭 섬유는 전체적으로 전처리 챔버에 도입될 수 있거나, 연속적으로 전처리 챔버에 도입될 수 있다.
바람직하게는, 베일 형태의 출발 카폭 섬유는 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 풀림 효과를 최적화하기 위해서 연속적으로 적재된다.
바람직하게는, 전처리 챔버에 공급되는 카폭의 질량 유량은 0.5 kg/min 내지 1.5 kg/m, 더욱 바람직하게는 약 1 kg/min이다.
전처리 챔버의 부피에 대한 전처리 챔버 내에 존재하는 식물성 카폭 섬유 베일의 중량은 어쨌든 상기 언급된 바람직한 범위 내이다.
바람직하게는, 전처리 챔버 내의 식물성 카폭 섬유 배일을 부분적으로 푸는 것에 의해 얻어지는 기본 필라멘트와 풀린 섬유의 혼합물은 다운과 혼합되도록 혼합 챔버에 즉시 보내진다.
바람직하게는, 기본 필라멘트와 풀린 섬유의 혼합물은 혼합 챔버, 예를 들면, 앞서 언급된 혼합 실린더에 연속적으로 공급된다.
베일 형태에서 출발 카폭 섬유가 전처리 챔버에 연속적으로 공급되는 경우, 식물성 카폭 섬유 베일의 각 부분을 푸는 동안에 기본 필라멘트와 풀린 섬유의 혼합물을 전처리 챔버로부터 가져오고, 혼합물을 혼합 챔버에 보내는 것이 바람직하게 예상된다.
이러한 방식으로, 베일 형태의 식물성 카폭 섬유의 연속적인 부분이 연속적으로 전처리 챔버에 공급될 수 있다.
바람직하게도, 기본 필라멘트와 풀린 섬유의 혼합물은 전처리 챔버의 출구를 다운이 있는 혼합 챔버의 입구에 연결하는 공압 이송 라인을 통하여 이송된다.
이러한 방식으로, 기본 필라멘트와 풀린 섬유가 형성되자 마자, 그들은 전처리 챔버의 바닥에 가라앉지 않고 바로 혼합 챔버로 이송된다.
바람직하게도, 공압 이송 라인은 카폭 섬유가 전처리 챔버로 도입되는 것과 실질적으로 동시에 활성화된다.
아직 풀리지 않은 카폭 섬유가 공압 이송 라인을 통해 이송되는 것을 방지하기 위해 전처리 챔버에서 공압 라인의 입구에 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 가압 유체의 공급 노즐을 설치하는 것이 바람직하게 예상된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 플랜트는 다음을 포함한다:
- 혼합 챔버의 상류에 위치한 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버;
- 가압 유체 소스와 유체 연통되며, 각 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 전처리 챔버의 내부 공간에 향하고, 상기 내부 공간을 향하여 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 배치되는 가압 유체의 복수의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯
바람직하게는, 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 전처리 챔버의 실질적으로 반대 부분에 하나 이상의 쌍에 따라 배열된다.
이러한 방식으로, 출발 식물성 카폭 섬유의 출발 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 푸는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법의 바람직한 실시예를 참조하여 상술한 기술적 효과를 달성하는 것이 유리하게 가능하다.
바람직하게는 , 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 전처리 챔버의 중심을 향해 압축 공기의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키도록 공급 노즐 및/또는 공습 슬롯을 배열하는 단계를 포함한다.
공급 노즐 및/또는 공급 슬롯은 그 안에 포함된 카폭 섬유를 차단하기 위해 전처리 챔버의 중심을 향해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키도록 전처리 챔버의 측벽에 배열될 수 있다.
예를 들어, 대략 1.4 미터 X 0.7 미터 X 0.4 미터의 치수를 갖는 실질적으로 각형인 용구에는 4 내지 18개, 바람직하게는 8개의 공급 노즐 및/또는 공급 슬롯의 다수의 공급 노즐 및/또는 공습 슬롯이 제공될 수 있다.
바람직하게는 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버는 혼합 챔버의 상류에 위치한 식물성 카폭 섬유의 전처리 장치의 용기 또는 혼합 챔버로의 식물성 카폭 섬유의 공급 도관이다.
마지막으로, 바람직한 실시예에서, 식물은 혼합 챔버 및/또는 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버 내에서 회전하는 빗을 추가로 포함할 수 있다.
발명의 추가 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 이루어진 우선 실시형태에 대한 다음 설명에서 보다 쉽게 알 수 있다.
- 도 1은 본 발명에 따른 충전재 제조방법을 실시하기 위한 플랜트의 바람직한 실시형태의 도표이다.
- 도 2와 3은 도 1의 플랜트의 세부사항을 개략적으로 나타낸 것이다.
- 도 4와 도 5는 도 1의 플랜트의 추가 세부사항을 개략적으로 나타낸 것이다.
- 도 6은 다운 플레이크의 개략도이다.
- 도 7은 기본 카폭 필라멘트의 20배 확대도이다.
- 도 8은 발명에 따른 풀린 식물성 카폭 섬유의 그림이다.
- 도 9는 기본 카폭 필라멘트를 포함하는 하이브리드 다운 플레이크의 개략도이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 충전재 제조방법을 실시하기 위한 플랜트의 바람직한 실시형태의 도표이다.
- 도 2와 3은 도 1의 플랜트의 세부사항을 개략적으로 나타낸 것이다.
- 도 4와 도 5는 도 1의 플랜트의 추가 세부사항을 개략적으로 나타낸 것이다.
- 도 6은 다운 플레이크의 개략도이다.
- 도 7은 기본 카폭 필라멘트의 20배 확대도이다.
- 도 8은 발명에 따른 풀린 식물성 카폭 섬유의 그림이다.
- 도 9는 기본 카폭 필라멘트를 포함하는 하이브리드 다운 플레이크의 개략도이다.
도 1은 본 발명에 따른 구스 및/또는 덕 다운 플레이크에 통합된 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 포함하는 충전재를 생산하기 위한 플랜트(10)의 바람직한 실시예를 개략적으로 나타낸다.
간단하게 하기 위해 플랜트(10)는 구스 및/또는 덕 다운 플레이크에 내장되어 하이브리드 플레이크를 형성하기 위해 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트를 포함한 충전재를 제조하는 발명에 따른 바람직한 방법의 실시형태에 대해 아래에 설명한다.
바람직하게는, 충전재의 제조 방법은 수집 장치(11)에 다운(100)을 도입하는 단계를 포함한다.
수집 장치(11)에 도입되는 다운의 양은 반드시 미리 정해진 것은 아니지만, 예를 들어 다운(100)의 판매에 일반적으로 사용되는 하나 이상의 봉투에 포함되는 다운(100)의 양이 될 수 있다.
다운(100)은 거의 및/또는 덕 다운이며, 대부분 플레이크(101) 형태이다.
도 6은 이러한 플레이크(101)의 전형적이지만 배타적이지 않은 구조를 개략적으로 보여준다. 플레이크(101)는 깃촉 및 깃대가 없고 일관된 깃판을 형성하지 않는 복수의 실질적으로 독립적인 작은 고리 또는 갈고리 모양의 작은 돌기(102)를 포함한다. 플레이크(101)의 돌기(102)는 개방 캐노피형 구조를 형성하도록 실질적으로 연장된 형상을 갖는다.
수집 장치(11) 내로 도입된 다운(100)은 공압 로딩 라인(12)에 의해 호퍼(13)로 이송된다. 호퍼(13)의 밑면에는 로드셀 등의 계량장치(14)가 설치되어 있다.
공압 로딩 라인(12)은 다운을 수집 장치(11)로부터 호퍼(13)로 이송하는 강제 공기 이송 라인을 생성한다. 공기 로딩 라인(12)은 예를 들어 팬 등의 송풍기를 이용하여 입구(12a)와 출구(12b) 사이에 압력차이가 생기는 직경 10 ~ 30 cm의 도관이어도 좋다. 입구(12a)는 수집 장치(11)에 있으며 출구(11b)는 호퍼(13)에 있다. 이 압력차는 입구(12a)의 압력이 주위압력 및 출구(12b)의 압력보다 낮아져 다운(100)을 호퍼(13)으로 운반하는 공기 흐름을 생성한다.
계량 장치(14)는 생산될 충전물의 유형에 따라 소정량의 다운을(100) 계량하는 기능을 갖는다.
참조할 작업예에서, 다운(100)의 양은 충전재의 총 중량에 대한 무게의 70%와 같다.
설명된 예에서 충전재의 총 중량은 5 kg이다. 따라서, 계량 장치(14)는 다운(100)의 3.5 kg을 계량하도록 설정된다.
이렇게 계량된 다운(100)은 예를 들어 컨베이어 벨트 등의 컨베이어 장치(미도시)에 보내져 균질화 용기(15)로 이송된다.
균질화 용기(15)의 기능은 플레이크(101)를 서로 분리하고(적어도 부적적으로), 플레이크(101) 응집을 방지하고, 단일 플레이크(101) 또는 적어도 플레이크(101)의 더 작은 덩어리로 플레이크(101)의 응집체를 분리하는 방식으로 다운(100)을 휘젓는다.
균질화 용기(15)의 예는 다운(100)을 교반하고 다운 플레이크를 서로 분리하는 다운(100)을 차단하는 복수의 패들 또는 빗이 회전하는 용기일 수 있다.
교반된 다운(100)은 혼합 챔버(16)으로 보내진다.
이를 위해, 균질화 용기(15)는 교반을 위한 출구(17)를 포함한다. 출구(17)은 공압 공급 라인(19)을 통해 혼합 챔버(16)의 입구(18)에 연결된다. 공압 공급 라인(19)는 예를 들어 팬 등의 송풍기를 이용하여 균질화 용기(15)로부터의 출구(17)와 혼합 챔버(16)로의 입구(18) 사이에 압력차가 생기는 직경 10 ~ 30 센티미터, 예를 들어 20 센티미터의 직경을 갖는 도관일 수 있다. 압력차이는 출구(17)의 압력이 입구(18)의 압력보다 낮아서 교반된 다운(100)을 혼합 챔버(16)로 운반하는 공기 흐름을 생성한다.
대안적으로, 다운(100)은 균질화 용기(15) 내로 도입되지 않고 혼합 챔버(16)로 직접 보내질 수 있다. 이 경우, 계량 장치(14)에서 계량된 다운(100)은 예를 들어 계량 장치(14)로부터 낙하하거나 수송 공기의 흐름이 이동하는 도관을 통하여 혼합 챔버(16)로 직접 도입된다.
충전재의 제조 방법은 또한 식물성 카폭섬유를 수집 장치(20)에 도입하는 것을 고려한다. 수집 장치(20)에 도입되는 식물성 카폭 섬유의 양은 반드시 미리 정해져 있는 것은 아니지만, 예를 들어 식물성 카폭 섬유의 판매에 일반적으로 사용되는 1개 이상의 봉투에 포함되는 식물성 카폭 섬유의 양일 수 있다.
수집 장치(20) 내로 도입된 식물성 카폭 섬유는 공압 카폭 로딩 라인(21)에 의해 호퍼(22)로 이송된다. 계량 장치(23), 예를 들어 로드셀이 호퍼의 밑면에 제공된다.
공압 카폭 로딩 라인(21)은 식물성 카폭 섬유를 수집 장치(20)로부터 호퍼(22)로 수송하는 강제 공기 수송 라인을 생성한다. 공압 카폭 로딩 라인(21)은 예를 들어 팬과 같은 송풍기를 사용함으로써 입구(21a)와 출구(21b) 사이에 압력차가 생성되는 10 내지 30 센티미터, 예를 들어 20 센티미터의 직경을 같는 도관일 수 있다. 입구(21a)는 카폭 전용 수집 장치(20)에 배치되고 출구(22b)는 카폭 전용 호퍼(22)에 배치된다. 이 압력차는 입구(21a)의 압력이 주위압력 및 출구(21b)의 압력보다 낮아져 식물성 카폭섬유를 호퍼(22)로 반송하는 공기류를 생성한다.
계량 장치(23)는 생산된 충전물의 유형에 따라 소정량의 식물성 카폭 섬유를 계량하는 기능을 갖는다.
참조된 예에서 식물성 카폭 섬유의 사용량은 충전재의 총 중량에 대한 무게로 30%와 같다.
따라서, 계량 장치(23)은 식물성 카폭섬유를 1.5 kg로 계량하도록 설정된다.
바람직한 실시예에서, 이와 같이 계량된 식물성 카폭 섬유는 예를 들어 컨베이어 벨트와 같은 컨베이어 장치(미도시)로 보내져 전처리 챔버(24)로 이송된다.
도면에 도시된 바람직한 실시예에서, 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버(24)는 혼합 챔버(16)의 상류에 위치된 식물성 카폭 섬유의 전처리 장치의 용기에 정의되며, 이 예시적인 실시예에서는 호퍼(22)와 계량장치(23)을 포함한다.
이 바람직한 실시예에서, 식물성 카폭 섬유는 전처리 챔버(24)에서 부분적으로 풀려져 0.05그램 이하의 무게를 가지며 서로 결합된 기본 필라멘트의 클러스터로 만들어진 기본 카폭 필라멘트(210) 및 풀린 식물성 카폭 섬유(22)을 얻는다.
기본 필라멘트(210) 및 풀린 식물성 카폭 섬유(220)는 각각 도 7 및 도 8에 도시되어 있다.
도 2에 더 잘 도시된 바와 같이, 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 풀기 위한 단계를 구현하기 위해, 전처리 챔버(24)는 적절한 가압 유체, 예를 들어 압축공기를 전처리 챔버(24) 내에 공급하도록 구성된 복수의 노즐(25), 예를 들어 8개의 노즐(25)를 갖춘다.
바람직하게는 각각의 노즐(25)은 전처리 챔버(24)의 내부 공간(26)을 향하고 상기 내부 공간(26)을 향해 가압 유체의 직선 제트를 지향시키도록 배향된다.
바람직하게는 공급 노즐(25)은 전처리 챔버(24)의 실질적으로 반대 부분에 위치된 복수의 쌍, 이 예시에는 4개의 쌍이 배열된다.
바람직하게는 공급 노즐(25)은 전처리 챔버(24)의 종축에 대해 횡방향으로 반대 부분에 위치된 배열로 배치된다.
노즐(25)은 전처리 챔버 내에서 식물성 카폭 섬유에 대해 그 자체로 알려진 방식으로 가압 유체의 소스, 예를 들어 압축공기에 연결되고, 0.1 MPa 보다 큰 압력, 예를 들어 0.6 MPa와 0.7 MPa 사이의 압력에서 압축 공기를 공급하도록 구성된다.
바람직하게는 공급 노즐(25)은 전처리 챔버(24) 내에서 식물성 카폭 섬유가 이동하는 동안 전처리 챔버(24) 내로 압축 공기를 공급한다.
편리하게는 전처리 챔버(24)는 밀폐되지 않고 외부 환경과 유체 연통되어 내부 압력이 공급 노즐(25)의 공급 압력과 같아지는 것을 방지한다.
바람직하게는 계량 장치(25)에 의해 계량된 식물성 카폭 섬유용 컨베이어 장치는 공급 노즐(25)이 혼합 챔버(16)에서 다운과 후속적으로 혼합되어야 하는 식물성 카폭 섬유 전체의 한정된 부분에 작용하도록 식물성 카폭 섬유의 연속부분을 전처리 챔버(24)에 도입한다.
특히 컨베이어 장치 및 전처리 챔버(24)는 바람직하게는 전처리 챔버(24)에 존재하는 식물성 카폭 섬유의 중량(kg)과 입방 미터로 측정된 용기의 부피 사이의 비율이 0.5 ~ 10 사이, 보다 바람직하게는 1.0 ~ 6.0 일 수 있다. 특허 바람직한 실시형태에서, 이 비율은 약 2.0 ~ 4.8이다.
예로서, 바람직한 실시예에서 전처리 챔버(24)는 약 1.4 미터의 길이, 약 0.35 미터의 폭 및 약 0.65 미터의 높이를 갖는다.
바람직하게는 전처리 챔버(24) 내로 도입되는 식물성 카폭 섬유의 각 부분은 0.5 내지 0.8 킬로그램의 중량을 갖는다.
바람직하게는, 식물성 카폭 섬유는 혼합 챔버(16)에 도달하기 전에 전처리 챔버(24)를 통해 이동하도록 연속적인 부분으로 연속적으로 전처리 챔버(24)로 공급된다.
예를 들어, 약 1.5 kg의 식물성 카폭 섬유가 전처리 챔버(24)에 연속적으로 공급되며, 전처리 챔버(24)를 완전히 연속적으로 통과하는 데 약 3분이 소요된다.
도시된 바람직한 실시예에서, 전처리 챔버(24)는 챔버 내에 배열되고 바람직하게는 전처리 챔버(24)의 전체 길이를 따라 연장되는 실질적으로 수평축을 중심으로 회전 가능한 회전빗(27)을 포함한다.
유리하게는 회전빗(27)은 전처리 챔버(24)의 내부 공간(26)에서 작동하고 식물성 카폭 섬유에 작용하여 전처리 챔버(24) 내에서 섬유를 현탁 상태로 유지시켜 노즐(25)에 의해 송출되는 압축공기의 제트에 더 효율적으로 노출시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여, 전처리 챔버(24) 내에서 식물성 카폭 섬유를 현탁 상태로 유지하는 이러한 작용은 주로 압축 공기 자체에 의해 이루어지며 회전빗(27)에 의해 보조된다.
바람직하게는 회전빗(27)은 중앙 샤프트(29)로부터 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드(28)를 포함한다.
이 바람직한 실시예의 틀 내에서 중앙 샤프트(29)는 수평 회전축을 중심으로 회전하여 블레이드(28)를 회전 구동시킨다.
따라서, 이러한 바람직한 실시예에서의 틀 내에서, 회전빗(27)은 압축 공기를 공급하는 동안 전처리 챔버(24)에서 식물성 카폭 섬유를 일정하게 이동시킨다.
바람직하게는, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 전처리 챔버(24)는 전처리 챔버(24)의 내부 공간(26)에 마주보는 오목부를 형성하기 위한 바닥만곡벽(24a)를 포함한다.
바람직하게는, 바닥만곡벽(24a)는 회전빗(27)의 블레이드(28)가 뒤따르는 궤적이 적어도 부분적으로 평행한 전개를 갖는다.
바람직하게는, 전처리 챔버(24)의 축방향 단부에는 기본 필라멘트(210) 및 전처리 챔버(24)에서 수행되는 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 푸는 단계로부터 얻은 풀린 식물성 카폭 섬유(220)를 위한 출구(30)가 있다.
바람직하게는, 출구(30)는 기본 카폭 필라멘트(210) 및 풀린 식물성 카폭 섬유(220)가 출구(30) 내로 흡입되는 방식으로 전처리 챔버(24)의 내부 공간(26)에 대해 더 낮은 압력에 있다.
이 바람직한 실시예에서, 기본 카폭 필라멘트(210) 및 풀린 식물성 카폭 섬유(220)은 혼합 챔버(16)로 보내진다.
이러한 이송 작업은 전처리 챔버(24)의 출구(30)를 혼합 챔버(16)의 입구(32)에 연결하는 공압 이송 라인(31)에 의해 수행된다.
공압 이송 라인(31)은 직경이 10 내지 30 센티미터, 예를 들어 20 센티미터인 도관일 수 있으며, 여기서 전처리 챔버(24)로부터의 출구(30)와 혼합 챔버(16)로의 입구(32) 사이에 압력차가 생성된다. 압력차는 출구(30)의 압력이 입구(32)의 압력보다 낮아서 기본 필라멘트(210)와 풀린 식물성 카폭 섬유(220)를 혼합 챔버(16)로 운반하는 공기 흐름을 생성하도록 한다.
대안적으로 카폭 섬유는 전처리 챔버(24)를 통과하거나 전처리 챔버(24)를 통과하지 않고 혼합 챔버(16)에 직접 공급되지만 압축 공기의 제트가 식물성 카폭 섬유로 향하지 않는다.
기본 필라멘트(210)와 풀린 식물성 카폭 섬유(220)가 혼합 챔버(16)에 들어갈 때, 이 방법의 바람직한 실시예는 압축된 유체, 예를 들어 이 경우에도 압축공기, 식물성 카폭 섬유 전체 특히 풀린 식물성 카폭 섬유(220)에 대하여 제트를 유도함으로써 혼합 챔버(16) 내의 풀린 식물성 카폭 섬유(220)로부터 서로 결합되지 않은 추가의 기본 카폭 필라멘트(210)를 분리하는 것을 포함한다.
이를 위해 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 혼합 챔버(16)는 복수의 공급 노즐(33), 예를 들어 8개의 노즐(33)을 포함하며, 이는 혼합 챔버(16) 내에서 적절한 가압 유체, 예를 들어 바람직하게는 압축 공기의 지향된 제트를 전달하도록 구성된다.
바람직하게는, 각각의 노즐(33)은 혼합 챔버의 내부 공간(34)을 향하고 상기 내부 공간(34)을 향해 가압 유체의 직선 제트를 지향시키도록 배향된다.
바람직하게는, 노즐(33)은 실질적으로 반대 부분에 위치된 복수의 쌍, 이 예시적인 경우에는 4개의 쌍에 따라 배열된다.
바람직하게는, 노즐(33)은 혼합 챔버(16)의 길이 방향 축에 대해 길이방향으로 반대 부분에 위치된 배열에 따라 배치된다.
노즐(33)은 그 자체로 알려진 방식으로 가압 유체의 소스, 예를 들어 이 경우 압축 공기에 연결되고, 0.1 MPa 초과, 예를 들어 0.6 MPa와 0.7 MPa사이의 압력에서 압축 공기를 혼합 챔버(16) 내에서 그 안에 존재하는 식물성 카폭 섬유에 대해 전달하도록 구성된다.
이 바람직한 실시예에서, 혼합 챔버 (16) 내에서 존재하는 식물성 카폭 섬유는 기본 필라멘트(210) 및 전처리 챔버(24)에서 수행된 카폭 섬유를 부분적으로 푸는 단계로부터 미리 얻은 풀린 식물성 카폭 섬유(220)로 본질적으로 이루어진다.
유리하게는, 노즐(33)에 의해 전달된 압축 공기의 제트를 식물성 카폭 섬유에 향하게 함으로써, 혼합 챔버(16)에서 얽힌 식물성 카폭 섬유(220)로부터 서로 풀린 추가적인 기본 카폭 필라멘트(210)를 분리하는 것이 가능하다.
또한, 유리하게는 노즐(33)에 의해 전달되는 압축 공기의 제트는 기본 필라멘트(210)가 서로 또는 풀린 식물성 카폭 섬유(220)와 다시 응집하는 것을 방지한다.
혼합 챔버(16) 내로의 카폭의 도입 이후에 또는 혼합 챔버(16) 내로의 카폭의 도입과 동시에, 본 발명의 방법은 구스 및/또는 덕 다운 (100) 혼합 챔버(16) 내로 공급하는 단계를 포함한다.
다운(100)의 이러한 공급에 이어, 다운(100)의 플레이크(1010) 내로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)을 통합하는 단계는 노즐(33)에 의해 전달된 압축 공기의 제트의 수단에 의해 기본 카폭 필라멘트(210)와 다운(100)을 혼합함으로써 혼합 챔버(16)에서 수행된다.
특히, 혼합 챔버(16) 내에서, 기본 카폭 필라멘트(210)는 플레이크(1010)의 깃가지(102)에 자체적으로 결속되고 플레이크(101) 자체에 삽입되는 방식으로 다운(100)을 결합한다.
이러한 통합 프로세스를 수행하기 위해, 공급 노즐(33)은 예를 들어 약 5분 동안 지속될 수 있는 혼합 프로세스의 전체 기간 동안 혼합 챔버(16) 내로 압축 공기를 도입한다.
동시에 그리고 전처리 챔버(24)에서 일어나는 일과 유사하게, 혼합 챔버(16)의 내부 공간(34)을 향하는 노즐(33)에 의해 전달되는 지향성 제트는 식물상 카폭 섬유의 추가적인 풀림을 수행하여 서로 결합된 기본 필라멘트 클러스터로 이루어지면 0.05 g 이하의 중량을 갖는 풀어진 식물성 카폭 섬유(220)을 얻게 된다.
예시적인 실시예에서 그리고, 아래에 더 잘 나타나게 될 바와 같이, 혼합 챔버(16)에서 수행되는 식물 카폭 섬유의 얽힘을 푸는 단계는 식물성 카폭 섬유의 약 66 중량%가 기본 필라멘트(21)를 생성하고, 약 34 중량%의 식물성 카폭 섬유의 중량은 0.05 g 이하의 중량을 같는 서로 결합된 기본 필라멘트 클러스터로 이루어진 풀린 식물성 카폭 섬유(220)를 발생시킨다.
출원인은 전처리 챔버(24) 내부와 혼합 챔버(16) 내부 모두에서 식물성 카폭 섬유의 체류 시간을 변화시킴으로써 얻을 수 있는 기본 필라멘트(210)의 백분율과 전술한 풀린 식물성 카폭 섬유(220)의 백분율이 그에 따라 변한다는 것을 관찰했습니다. 상호 반대 방식으로, 즉 체류 시간이 증가하는 경우 획득 가능한 기본 필라멘트(210)의 비율은 증가하고 전술한 풀린 식물성 카폭 섬유(220)의 비율은 감소하며, 체류시간 동안 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
바람직하게는 전처리 챔버(24)와 관련하여 위에서 설명한 것과 유사하게, 혼합 챔버(16)는 또한 밀폐되지 않고 외부 환경과 유체 연통하여 내부 압력이 공급 장치의 공급 노즐(33) 압력과 같아지는 것을 방지한다.
바람직하게는, 혼합 챔버(16) 내에서 도입된 카폭의 중량과 도입된 다운(100)의 중량의 합과 입방미터로 측정된 혼합 챔버(16)의 부피 사이의 비는 0.5 내지 2이며, 보다 바람직하게는 약 1이다.
예로서, 도시된 바람직한 실시예에서 혼합 챔버(16)은 수평 대칭축을 갖는 고정 혼합 실린더(35)에 정의된다.
혼합 실린더(35)에는 천공된 측벽(37) 및 길이 방향으로 대향하는 원형 베이스 벽(36)이 제공된다. 바람직하게는, 혼합 실린더(35)의 천공된 측벽(37)은 바람직하게는 수 밀리미터(예를 들어 0.9 내지 1.2 mm)의 직경을 갖는 복수의 구멍을 포함한다.
바람직하게는, 혼합 실린더(35)의 길이는 약 1.7 미터이고 직경은 약 1.7미터이다
상술한 바와 같이, 공급 노즐(33)은 바람직하게는 쌍으로 서로 대향하는 8개의 수가 베이스 벽(36) 및 측벽(37)에 배치된다(도 4).
바람직하게는, 혼합 챔버(16)는 실린더(35)에 정의된 혼합 챔버(16)의 전체 길이를 따라 연장되는 실질적으로 수평 축을 중심으로 회전 가능한 회전빗(28)을 포함한다.
회전빗(38)은 혼합 챔버(16)의 내부 부피(34)에서 작동하고 혼합 챔버(16)에 함유된 혼합물을 현탁 상태로 유지하는 것을 돕기 위한 것이다.
유리하게는, 혼합물을 현탁 상태로 유지하는 이러한 작용은 노즐(33)에 의해 혼합 챔버(16) 내로 전달되는 압축 공기의 제트와 상승 작용으로 수행된다.
바람직하게는, 회전빗(38)은 혼합 공정에 거쳐 기본 필라멘트(210)의 혼합물, 풀린 식물성 카폭 섬유(220) 및 다운(100)에 작용한다.
바람직하게는, 회전빗(38)은 중앙 샤프트(40)로부터 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드(39)를 포함한다.
바람직하게는, 중앙 샤프트(40)은 블레이드(39)를 회전 구동시키는 혼합 챔버(16)의 대칭축을 중심으로 회전한다.
바람직하게는, 혼합 실린더(35)는 프리즘 하우징(41)에 포함된다.
바람직하게는, 혼합 챔버(16)에서 다운(100), 기본 필라멘트(210) 및 풀린 식물성 카폭 섬유(220)를 혼합하는 단계는 마지막에 약 2분 내지 약 12분 예를 들어 약 5분의 시간범위를 가질 수 있다. 그 중 충전 제품은 혼합 챔버(16)로부터 배출될 준비가 되어 있고 그 자체로 알려진 방식으로 저장된다.
도 9는 다운 플레이크(101) 및 다운(100)의 플레이크(101)에 삽입된 기본 카폭 필라멘트(210)로 구성된 샘플이 어떻게 생겼는지에 대한 개략도를 도시한다. 기본 카폭 필라멘트(210)은 다운(100) 플레이크(101)의 깃가지(102) 사이에 삽입되어 천연 다운 플레이크(101)의 원래 특성을 거의 변경하지 않고 유지하는 하이브리드 플레이크를 생성한다.
이제 선행 기술 분야 및 본 발명에 따른 거위 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재의 제조 및 시험의 예시적이고 비제한적인 목적으로 의도된 하기 실시예에 의해 본 발명이 추가로 예시된다.
실시예 1 - 본 발명에 따른 충전재의 제조 및 분석
거의 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재는 약 70 중량부의 다운 및 30 중량부의 식물성 카폭 섬유로부터 이전 단락에 기재된 바와 같은 제조 방법을 구현하여 수득하였다.
이렇게 생산된 충전재는 셀룰로오스 기반 섬유와 관련하여 IDFB(International Down and Feather Bureau) 테스트 규정 프로토콜(2020년 6월 버전)의 조항에 따라 분석되었다. 출원인은 실제로 이 프로토콜이 정확히 셀룰로오스 기반 섬유인 기본 필라멘트 및 카폭 섬유와 다운이 혼합된 조성을 분석하는 데 효과적으로 사용될 수 있음을 발견했다.
특히, 이 프로토콜은 "조성(함량분석)"이라는 제목의 IDFB 테스트 규정 파트 3(2020년 6월 버전)에 언급된 정의, 도구 및 절차에 따라 셀룰로오스 기반 섬유와 다운이 혼합된 구성을 분석하기 위해 샘플을 준비하는 방법을 설명한다.
충전재의 조성은 IDFB 테스트 규정 파트 15-B.2의 a) ~ c) 단락에서 요구되는 첫번째 분리를 완료하고, IDFB 테스트 규정 파트 15-B.2(2020년 6월 버전)의 d) ~ g)(두번째 분리)에서 요구되는 것을 수행하지 않고 분석됐다.
이와 같이 분석한 충전재는 하기 표 1과 같은 결과를 얻었다.
| 재료 | 함량(중량 %) |
| 다운 및 섬유 | 86.1 |
| 물새 깃털 | 2.8 |
| 손상된 깃털 | 1.8 |
| 육지새 깃털 | 0.1 |
| 0.05g 미만의 분리가능한 카폭 섬유 | 9.2 |
| 0.05g초과의 분리가능한 카폭 섬유 | 0.0 |
충전재에 존재하는 다운 및 카폭 섬유의 실제 총량을 결정하기 위해 "Chemical Separation of Down and Feathers Blended with Cellulose"라는 제목의 IDFB 테스트 규정 프로토콜 파트 15-D(2019sus 6월 버전)의 조항에 따라 후자를 분석했다. 이 프로토콜은 셀룰로오스에서 다운을 분리하는 방법을 설명한다. 출원인은 이 프로토콜이 카폭으로부터 다운을 분리하는 데에도 효과적으로 사용될 수 있음을 발견했다.
이 추가 분석의 보고된 결과는 아래 표 2에 나와 있다.
| 재료 | 함량(중량 %) |
| 다운 및 섬유 | 72.8 |
| 카폭 | 27.2 |
0.05g 미만의 수동 분리 가능한 카폭 중량%를 계산하기 위해 공식이 적용되었다: IDFB 테스트 규정 프로토콜 파트 15-D에 의해 설정된 (0.05 미만의 수동 분리된 셀룰로오스 %) / (셀룰로오스 %)
이 경우 : 9.2% / 27.2% = 33.7%.
0.05g 초과의 수동 분리 가능한 카폭 중량%를 계산하기 위해 공식이 적용되었다: IDFB 테스트 규정 프로토콜 파트 15-D 에 의해 설정된 (0.05 초과의 수동 분리된 셀룰로오스 %) / (셀룰로오스 %)
이 경우: 0% / 27.2% = 0%.
완벽하게 혼합된 카폭의 중량%(즉, 깃가지에 의해 유지되어 플레이크에서 분리할 수 없는 기본 카폭 필라멘트의 중량%)의 계산은 다음 공식을 사용하여 수행되었다: 100% - (혼합되지 않은 카폭의 총 함량%)
이 경우: 100% - (33.7% + 0%) = 66.3%.
실시예 2 - 비교 충전재의 제조 및 분석
거의 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 비교 충전 재료는 이전 문단에서 앞서 언급한 동일한 플랜트를 사용하여 압축된 유체 분사 없이 빗 (27, 38)만 작동하여 약 70 중량부 다운 및 약 30 중량부의 식물성 카폭 섬유로부터 출발하여 제조하였다.
이것은 선행 기술에 의해 제공된 바와 같이 식물성 섬유를 풀고 다운과 혼합하는 순수한 기계적 처리를 시뮬레이션 하기 위한 것이다.
충전재는 부분적으로 풀린 카폭 섬유가 함께 그룹화되어 무게가 0.05g을 초과하는 덩어리를 형성하는 매우 불균일한 구조를 가지고 있어 위에서 언급한 IDFB 프로토콜에 따라 수행된 테스트에서 유의미하고 재현 가능한 결과를 얻을 수 없었다. 이는 샘플 간의 조성이 극도로 다양하기 때문이다.
따라서, 이 경우 다운 플레이크에 매립된 기본 카폭 필라멘트의 존재와 상대적인 양을 확인할 수 없었다. 어쨌든, 본 출원인은 0.05 g을 초과하는 부분적으로 풀린 카폭 섬유의 중량%가 평균적으로 30% 초과임을 관찰하였다.
실시예 3 - 실시예 1에 따른 충전재의 발수성 평가
실시예에 따른 얻은 충전재는 "Hydrophobic Shake Test"라는 제목의 IDFB 테스트 규정 파트 18-A 프로토콜(2015년 6월 버전)의 조항에 따라 분석되었다.
이 프로토콜은 조성물의 발수성을 평가하는 방법을 설명하고 카폭 섬유(액체에 뜨는 경향이 있음)와 다운(액체에 스며들어 가라 앉는 경향이 있음) 사이의 혼합 정도에 대한 정보를 추론할 수 있다.
실시예 1(발명)에 따른 충전재는 100분 진탕 시험 후 레벨 3(벌크다운이 물에 반쯤 담긴 상태)에 도달한 반면, 다운 만을 포함하는 기준 충전재는 100분 후에 레벨 5(아래에서 완전히 침수됨 - 완전 포화)에 도달하였다.
이 결과는 본 발명에 따른 실시예 1에 따라 얻어진 충전재에서 카폭과 다운의 최적 혼합이 이루어짐을 확인시켜준다. 이 경우, 카폭은 실제로 진동 테스트 조건에서 충전재의 부유 작용을 가할 수 있다.
반면, 다운만 포함된 충전재는 진동시험 조건에서 완전히 침수된 상태로 나타났다.
Claims (32)
- 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버(16)에 공급하는 단계;
가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 상기 식물성 카폭 섬유에 항하게 하여 상기 혼합 챔버(16)의 식물성 카폭 섬유로부터 서로 결합되지 않는 기본 카폭 필라멘트(210)을 분리하는 단계;
구스 및/또는 덕 다운(100)을 상기 혼합 챔버(16)에 공급하는 단계;
상기 기본 카폭 필라멘트(210)와 상기 구스 및/또는 덕 다운(100)을 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 의해 상기 혼합 챔버(16) 내에서 혼합하여 구스 및/또는 덕 다운(100)의 플레이크(101)로 서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)를 통합하는 단계;를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유로부터 결합되지 않은 기본 카폭 섬유를 분리하는 단계는 서로 결속되며 0.05그램 이하의 무게를 가지는 기본 필라멘트 덩어리로 만들어진 풀린 식물성 카폭 섬유(220)을 형성하는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 기본 카폭 필라멘트(210)를 구스 및/또는 덕 다운 플레이크(100)에 통합하는 단계는 기본 카폭 필라멘트(210)을 식물성 카폭 섬유로부터 분리하는 것과 동시에 상기 혼합 챔버(16)에서 발생하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 2 및 청구항 3 중 어느 한 한에 있어서,
상기 풀린 식물성 카폭 섬유(220)를 상기 구스 및/또는 덕 다운(100)과 혼합하는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 4에 있어서,
서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)를 구스 및/또는 덕 다운의 플레이트(100)에 통합하는 단계와 상기 풀린 식물성 카폭 섬유(220)을 상기 구스 및/또는 덕 다운(100)을 혼합하는 단계가 동시에 발생하는 충전재의 제조방법.
- 이 전 청구항 중에 어느 한 항에 있어서,
서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)을 식물성 카폭 섬유로부터 분리하는 단계는 혼합 챔버(16)에서 현탁 상태로 식물성 카폭섬유를 유지함으로써 수행되는 충전재의 제조방법.
- 이 전 청구항 중에 어느 한 항에 있어서,
서로 결합되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)를 구스 및/또는 덕 다운 플레이크(100) 내로 통합하는 단계는 상기 혼합 챔버(16)에서 기본 카폭 필라멘트(2100)와 구스 및/또는 덕 다운(100)을 현탁 상태로 유지함으로써 수행되는 충전재의 제조방법.
- 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 풀린 식물성 카폭 섬유(220)을 상기 구스 및/또는 덕 다운(100)과 혼합하는 하는 단계는 상기 혼합 챔버(16)에서 풀린 식물성 카폭 섬유(220)와 구스 및/또는 덕 다운(100)을 현탁 상태로 유지함으로써 수행되는 충전재의 제조방법.
- 청구항 6 내지 청구항 8 중에 어느 한 항에 있어서,
기본 카폭 필라멘트(210), 구스 및/또는 덕 다운(100) 또는 풀린 식물성 카폭 섬유(220)을 현탁 상태로 유지하는 단계는 적어도 부분적으로 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드에 의해 수행되는 충전재의 제조방법.
- 청구항 6 내지 청구항 8 중에 어느 한 항에 있어서,
기본 카폭 필라멘트(210), 구스 및/또는 덕 다운(100) 또는 풀린 식물성 카폭 섬유(220)을 현탁 상태로 유지하는 단계는 적어도 부분적으로 혼합 챔버(16) 내에서 회전하는 빗(38) 수단에 의해 수행되는 충전재의 제조방법.
- 이전 청구항 중에 어느 한 항에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 0.1 MPa 이상의 압력에서 상기 가압 유체를 상기 혼합 챔버(16) 내로 공급하는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법
- 이전 청구항 중에 어느 한 항에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유에 대해 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 복수의 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯 수단에 의해 압축 가스 바람직하게는 압축공기를 혼합 챔버(16)내로 공급하는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,
혼합 챔버(16)는 혼합 실린더에 형성되고, 상기 가압 유체의 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯은 혼합 챔버(16)의 내부 공간을 향하고 실질적으로 서로 대향하도록 쌍으로 배열되는 충전재의 제조방법.
- 이전 청구항 중에 어느 한 항에 있어서,
혼합 챔버(16)로 공급된 다운(100) 및 식물성 카폭 섬유의 중량의 합의 킬로그램 무게와 혼합 챔버(16)의 입방미터로 측정된 체적의 비는 0.2와 0.5 사이인 충전재의 제조방법.
- 이전 청구항 중에 어느 한 항에 있어서,
식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버(16)로 공급하기 전에 식물성 카폭 섬유를 부분적으로 푸는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유의 상기 부분적인 풀림 단계는 식물성 카폭 섬유의 공급 경로를 따라 식물성 카폭 섬유에 대해서 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유의 상기 부분적인 풀림 단계는 상기 혼합 챔버(16)의 상류에 위치한 전처리 챔버(24)에서 식물성 카폭 섬유에 대해서 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유에 대해서 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 압축 가스, 바람직하게는 압축 공기를 전처리 챔버(24)에서 복수의 공급 노즐(25) 및/또는 공급 슬롯의 수단에 의해 식물성 카폭 섬유의 공급 경로에서 혼합 챔버(16)로 공급하는 단계를 포함하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
식물성 카폭 섬유를 부분적으로 푸는 단계는 식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버(16) 또는 전처리 챔버(24)로의 공급 경로에서 현탁 상태로 유지함으로써 수행되는 충전재의 제조방법.
- 청구항 17 및 청구항 19에 있어서,
식물성 카폭 섬유를 혼합 챔버(16) 또는 전처리 챔버(24)로의 공급 경로에서 현탁상태로 유지하는 단계는 적어도 부분적으로 상기 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드의 수단에 수행되는 충전재의 제조방법.
- 청구항 17 및 청구항 19에 있어서,
전처리 챔버(24)에서 현탁 상태로 식물성 카폭 섬유를 유지하는 단계는 전처리 챔버(24) 내에서 회전하는 빗(27)의 수단에 의해 적어도 부분적으로 수행되는 충전재의 제조방법.
- 청구항 17 내지 청구항 21 중에 어느 한 항에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유에 대해서 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키는 단계는 상기 가압 유체를 혼합 챔버(16)로 또는 전처리 챔버(24) 내부로의 식물성 카폭 섬유의 공급 경로에서 0.1 MPa 이상의 압력으로 공급하는 충전재의 제조방법.
- 청구항 15 내지 청구항 22 중에 어느 한 한에 있어서,
전처리 챔버(24)에 존재하는 식물성 카폭 섬유의 중량의 합의 킬로그램 무게와 혼합 챔버(16)의 입방미터로 측정된 전처리 챔버(24) 체적의 비는 0.5에서 10.0 사이인 충전재의 제조방법.
- 구스 및/또는 덕 다운 및 식물성 카폭 섬유 플레이크의 혼합 챔버(16);
가압 유체 소스와 연통되고 각각의 가압 유체의 복수의 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯이 혼합 챔버의 내부 공간(34)을 향하며, 상기 내부 공간(34)으로 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키도록 배향된 가압 유체의 복수의 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯;를 포함하는 구스 및/또는 덕 다운(100) 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재를 생산하기 위한 플랜트.
- 청구항 24에 있어서,
상기 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯은 혼합 챔버(16)의 실질적으로 반대 부분에 위치된 하나 이상의 쌍에 따라 배열되는 플랜트.
- 청구항 24 또는 청구항 25에 있어서,
상기 혼합 챔버(16)는 혼합 실린더(35)인 플랜트.
- 청구항 24 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합 챔버(16)의 상류에 위치한 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버(24);
가압 유체 소스와 연통되고 각각의 가압 유체의 복수의 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯이 전처리 챔버의 내부 공간(26)을 향하며, 상기 내부 공간(26)으로 가압 유체의 제트 및/또는 블레이드를 지향시키도록 배향된 가압 유체의 복수의 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯;를 포함하는 플랜트.
- 청구항 27에 있어서,
상기 공급 노즐(33) 및/또는 공급 슬롯은 전처리 챔버(24)의 실질적으로 반대 부분에 위치된 하나 이상의 쌍에 따라 배열되는 플랜트.
- 청구항 27 또는 청구항 28에 있어서,
상기 식물성 카폭 섬유의 전처리 챔버(24)는 상기 혼합 챔버(26)의 상류에 위치하는 식물성 카폭 섬유 전처리 장치의 용기 또는 상기 혼합 챔버(16)로 공급하는 식물성 카폭 섬유의 공급 도관인 플랜트.
- 청구항 24 내지 청구항 29 중에 어느 한 항에 있어서,
혼합 챔버(16) 및/또는 식물성 카폭 파이버의 전처리 챔버(24)에서 회전하는 빗(27; 38)을 포함하는 플랜트.
- a) 구스 및/또는 덕 다운(100) 플레이크(101)에 혼합된 서로 연결되지 않는 기본 카폭 필라멘트(210)의 양이 카폭의 전체 무게의 10% 보다 큰 하이브리드 구스 및/또는 덕 다운(100); 및/또는
b1) 구스 및/또는 덕 다운(100); 및
b2) 서로 연결되지 않은 기본 카폭 필라멘트(210)의 덩어리로 만들어지며, 다운 플레이크(100)에 결합되지 않으며, 0.05g이상의 무게를 가지며, 전체 카폭의 무게의 20% 이하이며, 바람직하게는 전체 카폭의 무게의 15% 이하인 풀어진 카폭 섬유;를 구스 및/또는 덕 다운(100) 및 식물성 카폭 섬유를 포함하는 충전재.
- 청구항 31에 있어서,
식물성 카폭 섬유의 총량은 총 충량의 5중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 10중량% 내지 75중량%, 더욱 바람직하게는 10 중량% 내지 50 중량%인 충전재.
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