KR800000232B1

KR800000232B1 - 시트로부터 망상구조를 만드는 방법

Info

Publication number: KR800000232B1
Application number: KR7401185A
Authority: KR
Inventors: 환. 김 챨스.; 셍류 치아.; 맥더후 리챠드
Original assignee: 에스. 메이냐드. 투르크; 허큘레스 인코포레이티드
Priority date: 1973-01-16
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1980-03-22
Also published as: JPS5827097B2; US3922329A; CA1057015A; ZA74332B; JPS5849227A; IT1006924B

Abstract

내용 없음.

Description

시트로부터 망상구조를 만드는 방법

제1도는 본 발명의 원리에 따라 가소성 물질 시트의 양쪽에 줄기를 양각(陽刻:Emboss)시키는 투시도이며,

제2도는 제1도에 도시된 양각된 시트의 부분 확대 투시도이며,

제3도는 주줄기들이 비교적 서로 멀리 떨어져 위치하고 그들 사이에는 비교적 깊은 홈이 형성되어 있으며 또한 연결 줄기들이 서로 가까이 위치하고 그들 사이에는 비교적 얕은 홈이 있도록 양각된 시트의 부분 확대 투시도이고,

제4도는 주줄기들이 비교적 밀집하여 위치하고 그들 사이에는 비교적 얕은 홈이 형성되었으며 또한 연결 줄기들이 비교적 멀리 떨어져 위치하고 그들 사이에는 비교적 깊은 홈이 형성 되도록 양각된 시트의 부분 확대 투시도이고,

제5도는 제2도에 도시된 바와같이 양각된 시트를 두 방향으로 연신하여 오리엔트시킨 결과 얻어진 망상 구조를 위에서 본 투시도이고,

제6도는 제5도에 도시한 망상구조를 아래에서 본 투시도이며,

제7도는 제1도에 도시한 것과 비슷한 장치로서, 진행해오는 시트의 양면에 줄기를 양각하되 비연속적인 연결줄기가 기계 종방향으로 배열형성 되도록 하는 장치의 투시도이며,

제8도는 제7도에 도시한 시트의 연결줄기를 확대 투시한 것으로서 연결줄기가 비연속적임을 도시한 것이고,

제9도는 제8도에 도시한 양각된 시트의 부분 확대 투시도이며,

제10도는 연속적인 주줄기를 기계 종방향으로 시트의 한쪽면에 형성시키고 다른 한쪽면에는 비연속적인 연결줄기를 형성시키는 양각 장치의 투시도이고,

제11도는 제7,8 및 9도에 도시된 바와같은 시트를 두방향으로 연신하여 형성된 망상 구조를 도시한 것이며,

제12도는 제1도의 망상구조의 다른쪽면을 도시한 것이고,

제13도는 주필라멘트가 기계 종방향으로 배열되어 있고 연결 필라멘트가 기계 횡방향으로 배열된 망상구조의 일부를 도시한 평면도이며,

제14도는 주필라멘트가 기계 횡방향으로 배열되어 있고 연결된 필라멘트가 기계 종방향으로 배열된 망상구조의 일부를 도시한 평면도이며,

제15도는 주필라멘트가 기계 종방향에 대하여 일정한 각도로 기울어져 배열되어 있고 연결 필라멘트는 기계 횡방향으로 배열되어 있는 망상구조의 부분 평면도이고,

제16도는 주필라멘트가 기계 종방향에 어떤 각도로 기울어져 배열되어 있고 연결 필라멘트가 주필라멘트에 수직으로 배열된 망상 구조의 부분 평면도이며,

제17도는 본 발명의 원리에 따라서 다층(multi layer)직물을 제조하는 장치의 투시도이며,

제18도는 본 발명의 원리에 따라서 다층 직물을 제조하는 또 다른 장치의 투시도이며,

제19도는 어느 한층의 주필라멘트가 기계 횡방향으로 배열되어있고 나머지 두층의 주필라멘트들이 전술한 층의 기계 횡방향 주필라멘트에 대하여 서로 반대 방향으로 각각 동일한 각도로 경사되게 형성된 3층 직물의 부분 평면도이며,

제20도는 각각의 주필라멘트들이 서로 동일한 각도로 기계 종방향에 대하여 마주 기울어진 반드시 필요한건 아니지만 바람직하기는 서로 직각으로 기울어진 두 망상구조를 접착하여 제조한 2층 대각 교차직물의 부분 평면도이며,

제21도는 제15도의 층두개와 제18도의 층 두개를 여하한 순서로 접착하여 제조한 4층 등각(等角)직물의 부분 평면도이며,

제22도는 본 발명의 원리에 따라서 제조된 망상 구조를 중앙에 이용하여 종이, 박지(foil), 부직포 또는 필림을 보강하는 장치를 도시한 것이고,

제23도는 망상구조로부터 실을 만드는 장치를 도시한 것이고,

제24도는 제23도의 사침봉(leasing rods)의 확대도로서 이것으로 망상구조를 분리 또는 인렬하여 띠 형태로 만드는 것임을 도시한 것이며,

제25도는 피브릴화 하기전의 띠 형태의 부분 확대평면도이며,

제26도는 제25도의 띠를 피브릴화한 후를 도시한 것으로서 연결 필라멘트들이 끊어진 것을 도시한 것이며,

제27도는 공기 분사법에 의하여 서로 결착된 멀티-필라멘트사를 도시한 것으로서 측면 섬유들이 돌출되어 있음을 도시한 것이며,

제28도는 멀티-필라멘트사가 벌크되고 서로 얽힌 상태를 도시한 것이다.

본 발명은 열가소정 중합체 물질 시트(sheets)를 망상구조(網狀橫造)로 만드는 방법에 관한 것으로서 열가소성 중합체 물질 시트의 한면에 서로 평행하고도 연속적인 다수의 주줄기(main ribs)를 형성시키고, 다른 한면에는 다수의 평행한 연결줄기(tie ribs)를 주줄기와 상이한 방향으로 형성 시키고 (이 연결줄기는 연속적일 수도 있고 연속적이 아닐수도 있다. 이렇게 줄기가 형성된 시트를 한쪽 방향 또는 바람직하기는 서로 직각인 두방향으로 연신하여 시트가 망상구조로 되도록함과 동시에 주줄기를 오리엔트(orient)시키고 바람직하기는 연결줄기도 역시 오리엔트시킴으로서 달성되는 망상구조를 만드는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 새롭고도 개량된 망상구조를 만드는 방법에 관한 것이며 특히 열가소성 중합체 시트의 양면(兩面)이 다수의 줄기를 형성시키고 이 시트를 연신하여 줄기들 사이의 웹(web)부분이 째지거나 벌어지게 하여서 망상구조를 만드는 방법에 관한 것이다. 망상구조를 만드는 공지의 방법으로는 예를들면 미국 특허 제3,488,415호에 기재된 바와같이 가소성 물질 시트의 한쪽면에는 대각선 무늬의 연속적인 홈을 일방향(一方向)으로 형성 시키고 또다른 쪽면에는 대각선 무늬의 홈을 그와 반대방향으로 형성시켜서 시트를 횡방향으로 당기면 시트의 얇은 부분 즉 홈이 교차되는 점에서 째져서 구멍이 형성되므로해서 시트가 망상구조가 되는 것이었다. 따라서 이렇게하여 제조된 망상구조는 돌출부(ridges)가 서로 교차되는 곳은 두껍게 되고 이렇게 양각(Emboss)된 시트를 횡방향으로 연신하면 이 두꺼운 부분은 오리엔트가 된다해도 조금밖에 되지 않으므로 취약부가 되는 것이다.

이와같은 망상 구조물질의 인장강도 및 인렬강도는 비교적 낮은데 그 이유는 이런 방법으로 제조된 망상 조직에는 오리엔트되지 않는 두꺼운 부분이 존재하기 때문이며 또한 이런 망상구조는 외관도 균일하지 못하였다. 실(系)제조 기술에 있어서 미국 특허 제3,500,627호에 의거하면 가소성 물질 리본의 일면에 다수의 평행하는 필라멘트-형성 줄기를 형성시키고 다른 한쪽면에는 다수의 피브릴-형성 옆가지를 필라멘트-형성 줄기에 예각으로 연결하여 형성시키고 이 리본을 한방향으로 연신하여 오리엔트시킨 후, 이(齒)가 형성된 피브릴화 장치로 피브릴-형성 가지를 절단하는 기계적인 피브릴화에 의하여 피브릴이 측면에 돌출되어 있는 필라멘트를 제조한다.

본 발명에 의하면 열가소성 중합체 물질 시트의 일면에 평행하도록 연속적인 다수의 주줄기를 형성시키고 다른쪽면에는 평행하는 다수의 연결줄기를 주줄기에 대하여 일정 각도로 형성시키고(단 연결줄기는 연속적이거나 또는 비연속적일 수 있다)이 시트를 연신하면 줄기들이 오리엔트 및 분리되어 주줄기들은 주필라멘트가 되며 또한 연결 줄기들은 분리되어 주필라멘트들 사이를 상호 연결하는 연결 필라멘트가 되며, 연결줄기가 비연속적인 경우 연결줄기 필라멘트가 주줄기들사이의 웹에 형성되고 이것은 시트상에서 주줄기가 위치한 부위를 가로지르지 않는다. 주줄기의 단면적은 연결줄기의 단면적 보다 적어도 1.5배 이상 큰 것이 좋으며, 또한 주줄기의 두께는 주줄기들 사이에 있는 웹의 두께보다 적어도 3배 이상인 것이 바람직하다.

가소성 시트에 주줄기와 연결줄기를 형성시킨 후 시트를 연신하되 주줄기를 한방향으로 연신하여 연속적으로 균일하게 오리엔트시키거나 두방향, 바람직하기는 서로 직각인 방향으로 연신하되 주줄기 및 연결줄기 모드를 오리엔트 시킨다. 예를들면 주줄기가 기계 종방향으로 형성되어 있고 연결줄기가 기계 횡방향으로 형성되었을 경우 다만 한방향(이런 경우 기계종방향)으로만 연신하여도 망상구조가 될 수 있기는 하지만 좀더넓게 벌어진 망상구조를 얻으려면 기계종방향 및 기계 횡방향 연신을 단계적으로 또는 동시에 시행하여야 한다. 기계 종방향으로 주줄기가 형성되고 있는 시트를 단계적으로 연신할때에 있어서 먼저 연신하는 방향은 대개 기계 횡방향이다.

이렇게 연신함에 따라서 시트의 얇은 부분 즉 주줄기들 사이의 웹과 연결줄기들 사이의 웹이 서로 교차된는 곳이 오리엔트 되고 자연적으로 개구(opening)되어 시트에 구멍 또는 째진공간이 균일한 무늬로 형성되게 된다. 어떤 조건 및 연신정도에서는 최초의 연신에서는 웹이 개구되지 않고 있다가 처음과 직각방향인 다음의 연신시에 비로서 개구될 수도 있다.

여하한 경우에도 웹의 개구는 자연적으로 발생되는 것이며 따라서 기계적인 피브릴화가 필요치 않다. 웹의 이와같은 자연적인 피브릴화 또는 개구로 연결줄기가 연결필라멘트로 되고, 주줄기는 주필라멘트가 된다. 여기서 주의할 것은 주줄기 또는 연결줄기들은 웹에 의하여 상호 연결되어 있는 상태일때는 "줄기"라고 칭하고 웹의 째짐 또는 개구에 의하여 분리된 상태일때는 "필라멘트"라고 지칭한다.

망상구조에서 일 방향의 주필라멘트들에 타 방향의 연결 필라멘트들이 교차되도록 하고 한편 주필라멘트가 연결필라멘트 보다 크도록 하여 주필라멘트와 연결 필라멘트의 교차점에서의 오리엔트화가 주필라멘트에 집중 되도록 하는 것이 강도에 좋음을 발견하였다. 연결 필라멘트는 작은 것이 좋으며 또한 망상구조에 소요되는 정도의 구조적 강도를 부여하기에 충분하게 오리엔트 되는 것이 좋으며 이 연결 필라멘트들은 망상구조가 접히는 것을 방지하며 또한 주필라멘트들은 평행하면서도 균등한 간격으로 배열되어 있도록 유지하는 역할을 한다.

이렇게하여 제조된 단일층(single layer) 가소성 물질 망상구조는 칫수가 안정되며 자기지지정이 있고 취급하기 쉽고 또한 주필라멘트의 방향에 있어서 인장 강도가 크고 다른 방향에 있어서는 인렬 강도가 크다.

이와같은 망상은 특히 종이 제품이나 단섬유로 제조된 부직포의 부강재로서 적당하며 또한 흡착 패드를 커버하는데도 아주 좋다. 이렇게 하여 제조된 망상구조는 동일하거나 상이한 형태의 둘 또는 세겹의 망상구조를 상호 결합 시켜서 다층(multi-layer) 포지를 만들 수 있으며 이렇게 주필라멘트를 여러방향으로 교차시키므로서 다층 제품에 소망하는 강도를 부여할 수 있다. 예를들면 직각 교차 구조는 제1층의 주필라멘트와 제2층의 주필라멘트를 90°로 교차시켜서 제조하는 것이며 이렇게하여서 직포와 유사한 외관 및 물리적 성질을 얻을 수 있고 또한 종, 횡방향의 인장강도나 인렬강도를 증대시킬 수 있다.

대각선 교차 구조는 두층의 주필라멘트들이 바람직하기는 90°로 서로 교차하되 두층의 주필라멘트들이 기계 종방향에 대하여 일정 각도로 기울어지도록 하여서 제조하며, 이것은 기계방향에 있어서의 신장 및 회복 성능이 편물과 유사한 성능을 가진다.

각 망상구조 1층의 주필라멘트가 서로 상이하게 배열 되도록하여 셋 또는 그 이상의 층을 겹쳐서 제조한 섬유는 모든 방향으로 아주 탁월한 칫수 안정성, 고강도 및 인렬 강도와 높은 파괴강도를 지닌다. 3측(Triaxial)구조는 대각선 교차 구조의 두층 사이에 주필라멘트가 기계 종방향으로 배열되도록 망상구조층을 삽입한 것으로서 최소의 중량으로 최대의 파괴 강도를 나타낸다. 등각 구조는 적어도 4겹 이상의 층의 주필라멘트들이 서로 45°위치한 것이며 이것은 동일한 단중의 직포, 편지(編地) 또는 다른 부직포에서 얻을 수 없는 칫수 안정성이 있으며 어느 방향으로도 강도가 좋다.

본 발명에 따른 망상구조중 주필라멘트가 기계종방향으로 배열된 것은 망상구조를 가늘게 띠(strip) 상태로 분리시켜서 모노필라멘트, 테이프 또는 실(系)로 만들 수 있으며, 이것을 후에 피브릴화하고 가연(加撚) 또는 벌크 처리하여서 띠(strip)의 주필라멘트들이 서로 얽히게 할 수 있다. 또한 필요하면 이 띠를 크림프 또는 가연(假撚)처리할 수도 있다.

첨부된 도면 1 및 2도를 참조하면, 양각 롤 (21)에는 다수의 홈(22) 이 형성되어 있어서 열가소성 중합체 물질 시트(24)에 횡방향으로 다수의 주줄기(23)를 양각(陽刻:Emboss) 시키며, 주줄기(23)들은 두께가 감소된 부분인 웹(25)에 의하여 상호 연결되어 있다. 또 다른 양각 롤(26)은 다수의 고리모양 또는 나선상 홈(27)을 지니고서 롤(21)에 대응 설치되어 시트(24)의 다른쪽면에 길이 방향으로 다수의 연결줄기를 양각시키는데 이를 연결줄기들은 두께가 감소된 부분인 웹(30)에 의하여 상호 연결된다. 양각 롤(21 및 26)은 화살표의 방향으로 회전한다. 본문에 기술한바 2중 양각 효과를 내는 방법은 여러가지가 있다. 그 한가지 방법을 예를들면 압출다이(Extrusion die)로 부터 직접 나오는 용융 플라스틱시트(24)를 서로 대응하여 회전하는 양각 롤(21),(26)의 접합부속으로 공급하는 것으로서, 이때 양각 롤(21),(26)은 도시되어 있지 않은 소정의 장치로 서로 압접(壓接)되도록 되어 있다. 두롤 사이의 간격은 결국 양각된 시트의 두께가 되는바 이것은 양각롤에 도입되는 압출 시트의 두께를 조절하고, 또한 두 양각 롤 간의 압력을 조절함으로서 용이하게 조절할 수 있다. 롤의 온도는 대개 내부에서 조절하도록 되어 있으며 또한 용융플라스틱이 소정의 무뇌로 그 양면이 양각된 채로 냉각 및 고형화되는 것이다.

한편, 일단 주조된 시트 또는 필름을 그 연화점(軟化點)까지 재가열하고 한쌍의 양각 롤(21),(26) 사이로 통과시킬 수도 있다. 또 다른 방법을 예를들면 분말 상태인 중합체를 가열된 한쌍의 롤 사이로 공급하여(도시되지 않음)가열된 롤이 중합체를 용융 및 연화시켜서 시트상으로 만들고 이 시트를 한쌍의 양각롤(21) 및 (26)사이로 통과시켜서 양각시킬 수도 있다.

또 다른 방법을 예를들면, 이미 주조된 시트 또는 필름을 한쌍의 양각 롤에 공급하되 이 한쌍의 롤간에는 시트를 용융 또는 연화시키지 않고도 양각 무늬를 형성시키기에 충분한 압력이 부여되어 있도록 하는 방법도 있다.

본 발명의 원리를 실시함에 있어서 여러가지의 양각기술을 사용할 수 있음은 물론이다. 소망하는 줄기형태를 시트의 양면에 이루어 놓기 위하여 양각 롤을 사용하는 대신에 앞서 언급한 미국특허 제3,488,415호에 예시된 바와 같은 상대적으로 움직여지는 한 쌍의 동심축 다이를 사용할 수도 있다. 주줄기 단면적대 연결줄기 단면적의 가장 알맞는 비율은 1.5:1 내지 100:1의 범위이며, 주줄기의 높이대 주줄기 사이웹의 두개의 비율은 적어도 3:1 이상이 적당하다는 사실을 발견하였다.

이와같은 관계가 되어야 후속 연신 및 오리엔트화 단계에서 줄기가 형성된 시트가 망상구조로 됨에 있어서 균일하게 간격진 주필라멘트들이 그 길이 방향으로 연속적으로 균일하게 오리엔트되고 또한 단면이 균일하게 되는 것이다.

연결 줄기가 연속적이거나 단면적 비가 1.5 이하인 경우 특수한 중합체나 특수한 양각 조건 또는 방법으로 하지 않고서는 주필라멘트는 균일하고도 연속적으로 오리엔트화 되지 않으며 그 이유는 주필라멘트와 연결 필라멘트가 교차되는 곳에 두꺼운 부분이 형성되게 되고 그 부분을 연신하여도 오리엔트되지 않거나 약간 오리엔트되고 말기 때문이다.

제2도에 도시한 바와같이 주줄기의 단면적(A₁)과 연결줄기의 단면적(A₂)는 모두 줄기의 바닥에 인접한 웹의 단면적을 포함한다. 또한 제2도에 주줄기의 높이(T₁)와 주줄기들을 상호 연결하는 웹의 두께(T₂)를 도시하였다.

줄기의 단면 형태는 다양하게 할 수 있다. 즉 준-원형, 직사각형, 삼각형, 절두형(truncated) 또는 기타 여하한 모양으로도 만들 수가 있다. 또한 더 나아가서 주줄기 및 연결줄기의 모양도 동일하거나 상이하게 할 수도 있다.

마찬가지로 주줄기 또는 연결줄기들을 서로 격리시키는 홈의 형태나 크기도 다양하게 할 수 있다. 즉 홈을 줄기들이 밀집되도록 좁게 할 수도 있고 또한 넓게하여 줄기들이 넓게 격리되도록 할 수도 있다. 더 나아가서 연결줄기들을 주줄기들의 간격보다 더 넓게 격리하여 배열 하거나 또는 그 반대로 할 수도 있다. 망상 구조의 개구의 크기는 주줄기 및 연결줄기들의 간격을 조절하므로서 개구의 크기를 어느정도 조절할수 있다.

제3도에 도시한 양각된 시트(36)를 보면 다수의 주줄기(37)가 시트의 한면에 형성되어 있고 또한 다수의 연결줄기(38)가 시트의 다른쪽면에 주줄기(37)의 방향에 대하여 직각으로 배열되어 있다. 주줄기(37)은 연결줄기보다 더 넓은 간격으로 배열되어 있고, 또한 두께가 얇고 비교적 넓은 웹(39)이 주줄기들 사이에 있다. 한편 연결줄기(38)는 거의 웹이 없으나 한쌍의 인접한 연결줄기 사이에는 두께가 얇아진 부분이 있다.

주줄기(37)의 높이(41) 즉, 웹(39)로부터 주줄기(37)의 첨단까지의 길이가 (40)의 바닥으로부터 연결줄기(38)의 첨단까지의 길이인 연결줄기(38)의 높이보다 훨씬 길다.

그러나 제4도를 보면 다수의 주줄기(44)가 시트의 한면에 한 방향으로 밀집하게 배열되어 있으며 다른면에는 다수의 연결줄기(46)가 주줄기와 다른 방향으로 넓게 격리되어 배열되어 있다. 주줄기(44)들 사이의 두께가 감소된 부분(47) 또는 선(線)인 웹은 극히 작은데 비하여 연결줄기(46)사이의 웹(48)은 비교적 크다. 이와같이 본 발명은 줄기들의 간격이나 줄기의 높이와는 별 상관이 없음을 알 수 있을 것이다.

또한 주줄기의 방향도 여러가지로 할수 있는 것으로서 시트의 기계 종방향으로 만들거나 또는 예를들어 90° 또는 여하한 각도로 기계 횡방향으로 향하게 만들수도 있다.

주줄기를 기계 종방향 또는 기계 횡방향으로 일단 만든 후에는 통상적인 선상 자동속도 연신 롤장치 또는 통상적인 텐터(Tenter)를 사용하여 주줄기를 종, 횡방향으로 오리엔트시킬 수 있다. 마찬가지로 줄기들이 기계 종방향에 대하여 경사진 방향으로 양각 되었을 경우에도 동일한 타입의 장치를 사용하여서 줄기 및 망상구조를 오리엔트시킬 수 있다.

주줄기의 중심축이 기계종방향에 각이 지게끔 배열된 시트의 경우에는 장폭 선상 연신장치를 사용하는 것이 좋은데 그 이유는 시트의 기계 종방향으르 연신할때 시트를 넥크 다운(neck down)시키고 주로 주줄기의 종축을 따라서 주줄기를 오리엔트시키기 위함이다.

이와같이 연신할 때 시트를 텐터에 통과 시켜서 기계 횡방향으로 먼저 연신하는 것이 대개 바람직하다.

시트 뒷면의 연결줄기의 방향은 주줄기에 대하여 각을 이루며 그 각도는 90°인 경우가 많고 여하한 각도를 이룰 수 있으나 15° 내지 90°의 범위가 적당하다. 시트의 한쪽면에는 연속적인 주줄기 무늬가, 다른쪽면에는 연속적인 연결무늬가 양각되어 있을 때 시트를 연신하면 시트의 얇은 부분, 즉 웹(25) 및 (30)이 교차하는 부분은 저절로 째져서 개구를 형성한다. 2차 연신이 완료되면 제 5 및 6도에 도시한 바와 같은 망상구조가 형성된다. 제 1 및 2도에 도시된 바와같이 양각된 시트의 주줄기(23)들은 균일하고도 연속적으로 오리엔트되어 서로 분리되어 주필라멘트(53)가 된다. 연결줄기(28)들도 분리 및 오리멘트 되어 연결 필라멘트(54)가 되며 이 연결 필라멘트(54)들은 주필라멘트(53)들을 상호 연결함과 동시에 일정한 거리로 격리 시킨다. 제6도는 제5도 망상구조의 배면도로서 연결필라멘트(54)들이 거침없이 주필라멘트(53)을 통과하여 연속적으로 뻗쳐있다.

이와 반대로, 주필라멘트(53)와 교차되는 곳에서는 연결필라멘트(54)가 소멸되도록 (즉, 단속적으로)할 수도 있는데 그 방법으로는 "케이브-인(Cave-in)"효과를 얻도록 양각을 조정하는 법, 비연속적으로 연결줄기가 양각되는 양각롤을 사용하는 법등이 있다.

즉 전자의 예로서 제7도에 도시한 바와같이 홈이 형성된 양각 롤(55) 및 (56) (각각 제1도의 롤(21) 및(26)에 해당함)을 사용하여도 연결줄기를 단속적으로 할 수 있다. 주줄기 형성 롤(55)와 연결줄기형성 롤(56)간의 중합체(polymer)의 분포 상태는 용융온도, 양각 롤 온도, 롤 간의 압력, 양각된 시트가 롤에 접촉되는 시간, 엠보싱 롤 간의 접점에 도입되는 시트의 두께등을 조정함에 따라서 변한다. 또한 어느롤에 용융 시트가 먼저 접촉하는 가에 따라서도 중합체의 분포가 어느정도 조절되기도 한다.

또한 냉각시에 중합체가 수축하는 현상도 본 발명의 독특한 효과를 내는데 기여한다. 연결줄기를 단속적으로 되게하는 효과는 얇은 시트를 사용하고, 용융 폴리머를 양각 롤과 접촉 시키기전에 약간 냉각시키고, 시트를 롤들의 접합점(nip)에 도입시키기전에 짧은 거리로 롤 중의 하나(홈이 큰 롤과 접촉하는 것이 좋음)와 접촉 시키고, 시트를 롤 사이의 접합점을 통과시킨 후 얼마만큼의 거리로(바람직하기는 큰 홈을 가진 롤과) 계속 접촉 상태에 있도록 함으로서 연결줄기의 단속적인 효과를 높일 수 있다.

세밀한 무늬의 롤의 홈속에 중합체가 침투하는 정도와 롤 사이의 접합점에서 양각된 후 냉각시의 중합체의 수축 정도는 본 방법의 독특한 효과를 나타내는 중요한 요인임은 명확한 사실이다. 특히 시트가 비교적 얇을 경우, 주줄기 양각 롤(55)의 홈(57)이 연결줄기 양각 롤(56)의 홈(58)과 교차하는 점에서는 중찹체가 비교적 섬세한 홈(58)과 비교적 큰 홈(57)을 모두 메우기는 어려운 것이다. 그 이유는 중합체들이 저항이 적은쪽 즉 큰 홈(57)쪽으로 흘러들어가게 되기 때문이다.

심지어 두꺼운 시트에서도 압력이 낮으면 이와 같은 현상이 일어난다. 또한 양각 온도가 낮아도 연결줄기 무늬의 단속적인 효과가 더욱더 커진다. 따라서 이와같은 요인들을 조절하면 양각 롤(55)의 큰 홈(57)에는 중합체가 균일하게 채워지지만 양각롤(56)의 가는 홈(58)에는 완전히 차지 않게 된다. 이렇게하여 양각된 연결 줄기들은 제8도에 도시한 바와같이 단속적이 된다. 즉 연결줄기(59)가 주줄기(61)과 교차되는 점(60)에는 중합체가 연결줄기쪽에는 부족하게 되므로 단속적인 형태가 되는 것이다.

이것은 오리엔트시키면 강인하면서도 저렴한 망상구조릍 형성하게 되는데 그 이유중 한가지를 든다면 다른조작 조건에서 보다도 월등히 주줄기에 중합체가 많은 비율로 존재하게 되기 때문이며 연결 줄기(59)를 단속적인 형태로 만들면 주줄기(61)를 완전하고도 균일하게 오리엔트시킬 수 있기 때문에 그러하다. 균일하게 오리엔트되는 이유는 주줄기(61)와 연결줄기(59)와의 교차부분이 사실상 존재하지 않게되기 때문이다.

주줄기 단면적 대 연결줄기 단면적의 비율은 1.5:1 내지 100:1의 범위에 있는 것이 적당하고 주줄기의 높이와 웹의 두께간의 비율은 적어도 3:1 이상인 것이 좋다는 사실을 발견하였다. 제9도에 도시한 바와 같이 주줄기의 단면적(A₁)과 연결줄기의 단면적(A₂)은 모두 그 줄기의 밑면과 인접한 웹부릍 포함한다. 제2도에서도 도시한 바와같이 주줄기의 높이(T₁)과 주줄기들을 연결하는 웹의 두께(T₂)를 제9도에 도시하였다.

연결줄기를 단속적으로 만드는 방법을 또한가지 예로들면 제10도에 도시한 바와같이 연속적인 주줄기를 양각하는 주줄기 양각 롤(63)을 사용하여서 연결줄기릍 단속적으로 할 수 있다. 여기서 주줄기는 시트에 기계종방향으로 형성된다. 주줄기 양각 롤(62)에는 다수의 평행 홀(64)이 형성되어 있어서 이것이 시트(70)에 주줄기(65)를 양각한다. 연결줄기 양각 롤(63)에는 다수의 비연속적 홈 또는(凹)부 (66)가 롤의 축방향으로 평행하게 형성되어 있어서 이것이 단속적 연결줄기(67)을 양각한다. 양각 롤(63)의 각 홈(66)은 차단부(68)에 의하여 차단된 단속적인 홈인 것이다. 차단부(68)의 폭은 주줄기 엠보싱 롤(62)의 홈(64)와 동일하거나 약간 작은 것이 좋다. 연결줄기는 시트의 횡방향으로는 연속적이 아니고 주줄기(65)와 그와 인접한 주줄기 사이에서만 연속적이며(69)에서는 단속적임을 주의하기 바란다. 롤(63)의 형태상, 주줄기(65)의 시트 바로 반대쪽의 연결줄기에는 중합체가 적거나 아주 없다. 시트(70)를 이와같이 양각하고 이어서 두 방향으로 연신하면 주줄기는 연속적이고도 균일하게 고도로 오리엔트된다. 앞에서 기술한 바와같이 제8도에 도시한 바와같은 "케이브-인" 효과를 내기 위하여 양각 방법을 조정하거나 또는 제10도에 도시한 바와 갈은 단속적 연결줄기 형성방법을 이용할 경우 주줄기릍 교차하는 중합체는 아주 적거나 없기 때문에 주줄기와 연결줄기의 단면적 비율은 명확하지 않다. 따라서 때로는 1:1의 비율에서도 만족할만한 성능을 나타내기도 한다. 그러나 단중을 가볍게 하려 하거나 섬세한 망상 구조를 얻으려면 (예를 들어 1온스의 중합체로 평방 야드 이상의 망상구조를 제조하고자 할 경우) 제7-10도에 도시한 바와같이 주줄기보다 연결줄기가 더 많고 그 위에 또는 크기가 더 작은 것이 좋다. 제11 및 12도는 제10도에 도시한바와 같은 장치로 양각된 시트를 기계 횡방향 및 기계 종방향으로 연신하여서 제조한 망상구조의 상, 하부를 도시한 것이다.

주필라멘트(71)는 연신후에 약간 납작해지며, 연결 필라멘트(72)는 주필라멘트(71)를 균등하게 격리시킴을 주시하기 바란다. 연결 필라멘트(72)는 그 끝이 주필라멘트(71)에 연결되며 제11도에 도시한 바와 같이 주필라멘트(71)를 가로지르지 않는다.

양각된 시트를 연신할때는 사용된 중합체, 사용된 양각무늬, 최종 망상구조상에서 요구하는 주필라멘트간의 간격등에 따라 알맞는 연신량이 결정된다. 대개 1차 연신또는 오리엔트화 단계에서는 주줄기의 방향에 더하여 횡방향으로 시트를 연신하여서 주줄기들 사이의 얇은 부분이 오리엔트 되도록 하는것이 보통이다. 예를들면 제2도에 도시한 바와같이 주줄기(23)가 기계 횡방향으로 엠보스된 시트는 보편적으로 (그러나 반드시 그래야 하는 것은 아님) 일차적으로는 기계 종방향으르 연신한다.

이와갈은 연신은 통상적인 선상 자동속도 연신 롤(linear differential speed draw rolls)르 수행할 수 있다. 대개 1.5배 또는 그 이상의 연신율로 오리엔트시키면 잠정적 또는 실제적인 공간 또는 개구가 주줄기들 사이에 형성되며 동시에 조그만 연결 필라멘트들이 아직 오리엔트되지 않은 주줄기 또는 필라멘트들사이의 개구를 구획(spanning) 한다. 이 단계에서 5배(5×) 이상으로 연신히는 것은 대개 바람직하지 못하며 그 이유는 5배 이상으로 연신하면 주줄기와 연결 줄기가 교차하는 부분의 중합체들이 연신되어 교차부가 힁방향으로 오리엔트되기 때문이다. 그렇다면 다음 단계에서의 주줄기가 소망하는바 처럼 균일하게 오리엔트되지 않는다.

한편 최소 연신을 주줄기의 횡방향으로 연신하기에 앞서 주줄기의 종방향으로 2배까지 연신하는 것이 좋을 경우도 있다. 이렇게하면 주줄기가 오리엔트되어 강인해지고 또한 다음의 횡방향의 오리엔트단계에서 교차부의 중합체들이 횡방향으로 오리엔트되는 일이 방지된다. 2차 오리엔트는 대개 주줄기에 나란한 방향으로 수행한다. 따라서 제2도에 도시한 바와같이 양각된 시트의 2차 오리엔트는 기계 횡방향으로 연신한다. 이와같은 횡방향 연신은 통상적인 텐터(Tenter)에 의하여 할수 있다. 횡방향 연신으로 주줄기들이 그 중심측 방향으로 오리엔트되며 동시에 연결 필라멘트를 분리시킨다.

연신율에 의하여 주필라멘트의 강도 및 크기가 결정된다. 연신율은 최저 1.5배로부터 10배 또는 그 이상으로 다양하게 할수 있다. 최대 연신율은 다른 요인들도 관계가 있지만, 사용된 중합체의 오리엔트화 특성에 의하여 좌우된다. 연신 온도는 사용된 중합체의 종류에 따라 좌우 되지만 일반적으로 동일한 중합체로 만든 평면 시트를 오리엔트시킬 때 적용하는 온도 보다는 약간 낮게하는 것이 보통이다. 지금까지 제1차 및 제2차로 단계적으로 연신하는 예를 들었으나 소망한다면 동시에 수행할 수도 있다. 앞에서 기술한 방법으로 제조한 망상구조는 종방향 또는 횡방향 또는 비스듬한 방향으로 오리엔트된 주필라멘트들이 연결 필라멘트들에 의하여 상호 연결되어 형성되며 주필라멘트들은 그 길이 방향으로 균일하게 연속적으로 오리엔트되어 있다.

본 발명에 의하여 제조할 수 있는 또다른 형태의 망상구조들을 제13 및 14도에 예시하였다. 제13도 망상구조의 주필라멘트(73)는 기계 종방향으로 (화살표의 방향)뻗쳐 있고 연결 필라멘트(74)는 기계 종방향에 대하여 90°인 기계 횡방향으로 형성되어 있다. 제14도에서는 주필라멘트(75)가 기계 종방향(화살표 방향)에 대하여 횡방향으로 형성되어 있고, 연결 필라멘트(76)가 기계 종방향으로 형성되어 있다. 제15도에서는 주줄기(77)가 기계 종방향(화살표 방향)에 대하여 어떤 각도로 경사져 형성되어 있고 연결 필라멘트(78)는 기계 종방향으로 형성되어 있다. 한편 이와 반대로 제16도에는 기계 정방향에 대하여 어떤 각도로 경사진 주필라멘트에 직각으로 연결 필라멘트(78)가 교차하고 있다. 주필라멘트(77)가 기계 종방향에 대하여 75°또는 그 이하로 경사졌을 때 이 필라멘트를 오리엔트시키려면 기계 종방향으로 연신하되 망상구조를 넥크 다운(neck-down)되도록 하면서 연신하는 것이 좋다. 정상적으로는 이와 같은 형태로 만들려면텐터에서 기계 횡방향으르 먼저(필요하면) 연신한 다음 넥크 다운되도록 하면서 기계 종방향으로 연신하여서 만든다.

본 발명의 원리에 의거하여 여러가지 다양한 형태의 망상 구조를 만들 수 있으여 최대의 강도를 필요로 하는 방향으로 주필라멘트들을 어떤 각도로도 배열할 수 있으며 주필라멘트에 대하여 어떤 각도로도 연결필라멘트들을 배열시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본문에 기술된 망상구조는 주필라멘트가 그 길이 방향으르 균일하게 오리엔트되었기 때문에 주필라멘트의 방향으로는 강도가 우수하다. 그러나 그 반대 방향으로는 (즉 횡방향)약 한데 그 이유는 연결 필라멘트들이 가늘기 때문이다.

인렬 강도는 주필라멘트에 대하여 횡방향으로 큰 데 그 이유는 주필라멘트의 강도가 크기 때문이다. 제5,6,11 및 12도에 도시한 망상구조의 연결필라멘트들이 주필라멘트를 가로질러(횡단하여)연속적이거나 도는 비연속적이어서 주필라멘트에 결착되거나 간에 모두 그 교차점에 벤자리(notches)가 없는데 반하여 종래의 방법으로 만든 망상구조에는 벤 자리가 발생한다는 것을 주목하기 바란다. 결착점 또는 교차점에 벤자리가 발생되면 망상구조가 어느 방향으로든 간에 쉽게 깨지게 되는 것이다.

본 망상구조는 단층 레이어 망상 구조로도 유용하기는 하지만 또한 여러가지로 유용한 다층(multi-layer)포지 구조를 만드는데 이용할 수도 있다. 제17도에는 주필라멘트(82)가 기계 종방향으로 형성되어 있고 연결필라멘트가 도시되어 있지는 않으나 기계 횡방향으로 형성된 망상구조(81)를 주필라멘트(84)가 기계횡방향으로 형성된 또 따른 망상구조(83)와 포개져서 접착되어지는 것을 도시하였다. 제17-22도의 망상구조 도면에서는 포지의 구조를 이해하기 쉽도록 하기 위하여 모두 연결 필라멘트를 그려 넣지 않았다. 그러나 각 망상 구조에는 연결필라멘트가 형성되어 있으며, 제13-16도에 도시하고 또한 앞에서 기술한바와 똑같이 간주하여야 할 것이다. 두 망상구조(81) 및 (83)을 결합 시키는 한가지 방법은 이들을 롤(79)및 (80)사이로 통과시켜 예열기(84)로 보내어 망상구조에 오리엔트된 상태를 잃지 않도록 장력을 주면서 가열한 다음 두개의 가열된 칼렌다 롤(86) 및 (87) 사이로 보내어 서로 접착시키는 것이다. 롤(79) 및(80)은 롤(86) 및 (87)보다 조금 느린속도로 회전하는데 그 이유는 망상구조 (81) 및 (83)이 가열될때 오리엔트된 상태를 잃지 않도록 장력을 가하기 위하여서이다. 마찬가지로 망상 구조가 횡방향으로 수축하는것을 방지하기 위하여 텐터나 밀집하게 배열된 다수의 롤이나 기타 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

이렇게 두 층을 접착시키면 직포와 비슷한 외관 및 물리적 성질을 가지며 기계 종방향 및 횡방향으로도 높은 강도와 양호한 인렬 강도를 나타내는 2층 포지가 된다.

이와같은 포지는 실제적으로 기계 종방향 및 횡방향으로는 신장되지 않으나 사선(bias) 방향으로는 신장된다.

각 층의 주필라멘트의 방향을 각각 상이하게한 셋 또는 그 이상의 것으로 만든 포지는 모든 방향으로 강도가 크고 파괴 강도도 크다. 제18도를 보면 제1층 또는 망상구조(88)의 주필라멘트(89)가 기계 종방향 즉 화살표 방향에 대하여 어떤 각도로 경사 배열되어 있고 제2중간 또는 망상구조(91)의 주필라멘트(92)는 기계 종방향으로 배열되어 있다. 제3층 또는 망상구조(93)의 주필라멘트(94)는 제1층(88)의 주필라멘트와 정반대로 기계 종방향에 대하여 경사 배열되어 있다. 이들 세 층들은 롤(85)와 (90)의 접점(nip)을 통과하여 에열기(95)를 지난후 다시 가열된 두 칼렌터 롤(96)및 (97)의 접합점을 통과하면서 접착된다. 접착된 포지는 어닐링 장치(annealing)(98)을 통과하여 권취장치(99)에서 권취된다.

필요하다면 종래의 텐터 또는 기타의 장치들을 사용하여 가열 및 접착증 기계 횡방향으로 장력을 유지할 수도 있다. 이와같은 세겹 또는 그 이상의 층으로 된 포지는 어느 방향으로나 강도가 좋고 또한 동일한 단중의 직포, 편물 또는 기타 부직포에서는 얻을 수 없는 칫수 안정성을 지닌다.

이와같은 포지는 기계 횡방향으로 신장성이 양호하다.

제19도는 제18도에서 제조한 망상구조와 유사한 3층 포지를 도시한 것으로서 다만 중간층의 주필라멘트(100)가 기계 횡방향으로 형성된 점만이 상이하다. 이런 포지는 기계 종방향으로 신장성이 양호하다.

제18도에 도시된 망상구조에서 중앙의 망상구조(91)를 제거하면 제20도에 도시된 2층 포지가 형성되는데 예컨대 한 층(88)의 주필라멘트 (89)는 기계 종방향에 대하여 45°경사져 있고 다른 층 (93)의 주필라멘트는 주필라멘트(89)와 반대로 기계 종방향에 대하여 동일한 각도로 기울어져 있다. 만일 주필라멘트(89) 및 (94)가 기계 종방향에 대하여 45°기울어져 있다면 주필라멘트(94)는 주필라멘트(89)에 수직이 된다. 중간층(91)이 제외된 이와 같은 망상구조는 기계 종방향 및 횡방향으로의 신장 및 회복 성능이 편물과 유사하다. 즉 포지가 기계 종방향 및 횡방향으로 잘 신장된다.

필요하다면 제18도의 3층 구조에 제17도에 도시한 망상구조(83)를 겹쳐서 접착 시키면 4층 등각 포지가 된다. 제17도의 망상구조(83)의 주필라멘트는 기계 횡방향으로 형성되어 있다.

이와 같이하여 얻어진 4층 등각 포지를 제21도에 도시 하였다. 이 포지의 성능을 가장 균일하게 하려면 주필라멘트(89) 및 (94)가 기계 종방향에 대하여 45°로 되는 것이 좋다. 이런 포지는 칫수가 안정되고 또한 사실상 어떤 방향으로도 신장되지 않는다.

제22도를 참조하면 단층 열가소성 물질 망상구조(101)(주필라멘트(102)가 기계 횡방향으로 형성된 것)가 층(103)및 (104)의 사이에 접착되는 것을 도시한 것으로서 층 (103) 및 (104)는 종이, 필름, 박지 또는 부직포 면막(소면(Carding) 처리, 또는 가네트 처리(Garnetted) 또는 공기-배열식(air-laid)등으로 만든 면막), 또는 이들의 조합으로 된 것이며, 접착하는 방식은 먼저 망상구조(101)와 층(104)을 접착제 부여 장치(106)로 통과시킨후 이어서 층 (103)을 겹치고 가열대역인 칼렌더롤(107) 및 (108)사이로 통과시켜서 접착제를 숙성(curing)시킨 다음, 이 보강된 종이, 부직포 면막, 필름 또는 박지는 권취장치(109)에 권취된다.

일방향으로 배열된 주필라멘트를 가진 망상구조에 그와 다른 방향으로 배열된 주필라멘트를 가진 망상구조를 하나 또는 그 이상 겹침으로서 다양한 다층 포지가 본 발명의 원리에 의거하여 제조될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 각 층들을 접착하는 방법도 접착제를 층 사이사이에 첨가 또는 분무하고 오븐이나 칼렌더 롤에 통과시켜 층들이 서로 접착토록 하거나 또는 층들을 단순히 한쌍의 가열된 칼렌터 롤에 통과시켜서 열접착(heat bond)되게 하거나 또는 초음파 접착방법을 사용하거나 또는 스포트 접착 등 공지의 어떤 접착기술도 이용할수 있다. 본 발명의 망상구조의 용도로서는 단일 포지이든 간에 생리대, 기저귀, 컨티넌스패드(continence pads), 탬펀(tampons), 욋과용 붕대, 욋과용 스폰지, 화상치료 붕대 (Burndressings), 종이 및 종이 제품과 필름 및 기타 부직포 또는 직포의 보강재등으로 다양하다. 구체적으로 예를들면 이 망상구조를 마스킹 테이프 또는 벽지의 보강재로 이용하면 인장강도가 커지고 인렬강도도 커지게 된다. 종이 또는 단섬유의 부직포인 경우에는 제20도에 도시한 바와같이 주필라멘트가 기계 횡방향으로 형성된 망상구조가 특히 좋다. 그 이유는 종이 또는 단섬유의 부직포를 제조할때 단섬유들이 대개 기계 종방향으로 오리엔트되는 성향이 있기 때문에 기계 종방향의 인렬 강도는 물론 기계 횡방향의 강도를 보강할 필요가 있기 때문이다. 또 한가지 용도로서는 열가소성 물질 망상구조를 다른 물질을 열과 압력하에 서로 접착시키는 접착 매체로 사용할 수도 있다. 또한 이 망상구조는 셔츠(shirts)류의 가용성 내부 라이너로도 사용할 수 있으며, 치즈 제조시에 사용되는 치즈 클로즈(cheese cloth) 대용으로 사용할수도 있다.

앞에서 기술한 다층 포지들 역시 앞에서 기술한 단층 망상구조의 용도와 비슷한 용도에 유용하며 또한 특히 균형되고도 높은 인장 강도 및 인렬 강도를 필요로 하는 것에는 아주 적당하다. 다중 제품은 예를들어 충격내 구성이 큰 플라스틱 백의 제조, 1단 또는 2단 터포티드 카페트의 안감, 플라스틱을 도포한 포지, 기타 산업용 포지등의 용도에 아주 적합하다. 또한 흡수성이 없고 다른 물질에 감기거나 접착하는 성질이 없고 망상 구조에 많은 구멍이 있으므로 액체를 용이하게 통과시키고 비교적 가벼우면서도 강도가 큰 이와같은 망상구조 및 포지의 용도는 다양한 것이다.

지금까지 본 발명의 망상 구조에 대해 인장 강도와 인렬강도가 큰 점을 강조하였으나 물론 이와같은 성능이 그리 중요치 않은 용도에 사용할 경우에는 주필라멘트를 그렇게 고도로 연신할 필요가 없을때도 있다. 그런 용도는 촉감 및 부드러운 성질이 강도 보다도 중요시 되는 경우이다. 그 예를들면 망상구조 포지를 생리대를 싸는데 사용하는 것으로서 이때는 망상 구조 포지가 부드럽고 유연하여야 좋으며 또한 투과성이 좋아서 액체가 쉽게 통과하여 생리대속의 흡수성 충진제에 흡수되도록 하는 것이 중요한 것이다.

본 발명의 망상구조는 주필라멘트와 연결 필라멘트의 교차부에 보강부 또는 두꺼운 부분이 존재하지 않으므로 매우 평탄하다. 이와같은 평탄성은 망상구조에 부드러운 촉감 또는 느낌을 주므로 사용자 또는 착용자에 자극을 주지않는 성질이 중요한 용도에는 아주 적당한 것이다. 또한 본 발명에 의하면 망상구조를 비교적 평평한 구조가 되도록 연신할 수 있다. 즉 망상구조가 망상구조의 평면에 대하여 수직 평면으로 측정하였을 때 비교적 균일한 두께를 가지게할 수 있다. 이것은 또한 망상구조를 접착매체로 사용하여 두 물질을 서로 접착시켜서 균일한 두께를 가진 접착 또는 결합포를 제조할 경우에 특히 유용하다.

앞에서 기술한 망상구조로 부터 모노필라멘트 또는 사(系)를 만들 수도 있다. 제23도에는 주필라멘트(111)들이 기계 종방향으로 뻗쳐있고 연결 필라멘트(112)들이 기계 횡방향 즉 주필라멘트(111)에 대해 90° 뻗쳐있는 망상구조(110)가 도시되어 있다. 주필라멘트들이 기계 종방향으로 배열되어 있고 연결 필라멘트들이 기계 종방향에 대하여 어떤 각도로 경사지게 배열되어 있는 여하한 망상구조로도 모노필라멘트나 사를 만들 수 있다. 망상구조(110)는 롤(115)에 의하여 다수의 사침봉(lease rods)(114)을 통과하여 진행하면서 망상구조가 갈라져서 독립적인 필라멘트 또는 비교적 좁은 테이프 또는 띠(strip)(110a),(110b),(110c),(110d)등처럼 된다. 이들은 몇개의 주필라멘트가 연결 필라멘트에 의하여 상호 연결된 것이다. 망상구조(110)를 모노필라멘트 또는 여하한 폭의 테이프로도 용이하게 기를수 있다. 그 방법은 먼저 망상구조(110)의 선단을 소망하는 폭으로 째서 띠 상태로 하고 그것들을 인접한 띠끼리 사침봉(114)에서로 어긋나게 통과시키면 망상구조(110)가 진행함에 따라 사침봉이 망상구조를 소망하는 대로 가르게 되는 것이다. 이것을 예를들어 설명하면 제23및 24도에 도시한 바처럼 띠(110a)는 사침봉(114a)의 위로 통과하여 사침봉(114b)의 밑으로 통과하고 다시 사침봉(114c)의 위로 통과한다. 띠(110a)와 인접한 띠(110b)는 사침용(114a)의 밑으로 통과하여 사침봉(114b)의 위로 통과하고 다시 사침봉(114c)의 밑을 통과한다. 따라서 띠(110a)와 (110b)가 진행하면 인접한 띠를 상호 연결하고 있는 연결 필라멘트들을 사침봉이 끊게 된다. 주필라멘트와 연결 필라멘트의 상대적 크기를 비교하면 연결 필라멘트가 작기 때문에 사침봉을 통과할때 연결 필라멘트는 별도의 절단 또는 인렬장치가 필요없이 쉽게 끊어진다. 필요하다면 미국특허 제3,495,752호에 기술된 바와같은 비이터 봉(116)으로 띠를 통과시켜서 띠를 완전히 피브릴화하여 연결 필라멘트가 전부 끊어지게 할 수도 있다.

제25도에 피브릴화전의 띠(110a)가 부분적으로 도시되어 있다. 망상구조를 완전히 피브릴화하면 실질적으로 연결 필라멘트가 전부 절단되지만 주필라멘트는 그대로 남아서 이들이 모여진 띠가 실을 형성하며 이들 주필라멘트들은 서로 연결되지 않으며 (연결 필라멘트가 잘렸으므로)주필라멘트에는 절단된 연결 필라멘트들이 그로부터 직각 또는 어떤 각도로 돌출되어 있다.

제26도는 띠(110a)의 피브릴화후의 부분 확대도로서 연결 필라멘트들이 절단되어 있다. 주필라멘트들은 또 다른 롤(117)에 의하여 진행하여 사가이드(yarn guide)(118)을 통과하여 다음 단계로 넘어간다. 비이터 봉(116)을 사용하여 피브릴화하거나 또는 기타 다른 장치로 피브릴화 하면 띠(110a),(110b)등이 부분적 또는 완전히 분리되어 일련의 멀티-필라멘트가 되며 이들 필라멘트들의 측면에는 작은 필라멘트들이 돌출되어 있게된다.

필요하다면 공지의 크림핑(crimping) 또는 가연장치로 벌크가공을 할수 있다. 또한 주필라멘트가 2성분 중합체 시트로 제조한 것일 경우 열 이완(heat relaxation)에 의하여 벌크 가공을 할수 있다. 예를들어 제23도를 다시 참조하면 피브릴화된 띠(110a)를 사 가이드(118)로 통과시켜 가열기(119)에 도입하여 벌크가공을 할수도 있다. 또한 원한다면 가연 장치(假撚)(120)을 사용하여 실에 가연을 부여한 후 다시 권취장치(12)로 권취할 수도 있다.

또한 무연사(爲撚系)가 필요한 경우에는 피브릴화 하지 않았거나 또는 피브릴화한 띠(110b)를 제23도에 도시한 바 처럼 직접 권취장치(122)로 권취할 수도 있다. 또한 필요하다면 피브릴화된 띠(110c)를 공기-분산 인터레이서 (interlacer)(123)에 통과시켜서 권취 장치(124)로 권취할 수도 있다. 또한 필요하다면 피브릴화된 띠(110d)를 통상적인 가연기(126)로 통과시켜 권취장치로 권취할 수도 있다. 통상적인 공기-분사식 얽힘장치(entangling)를 사용하여 권취할 수도 있고 또한 팩캐지로 부터 쉽게 풀수 있는 형태로 실을 변환시킬 수도 있다.

제27도는 공기-분사식으로 얽은 실(128)을 도시한 것이고 제28도는 공기-분사식으로 더욱더 얽은 벌크사(129)를 도시한 것이다. 가연기의 권취 팩캐지를 사용하면 치밀하고 용이하게 곧 취급할 수 있는 실이 형성된다. 물론 예를들어 피브릴화후에 열이완 처리 및 가연(加撚)등으로 다양하게 조합 처리할 수도 있다.

피브릴화 하지 않은 띠 또는 테이프 망상구조 역시 유용한 것으로서, 가벼우면서도 강인하고 또한 최대의 커버 효과(coverage)를 가지는 포지가 필요한 경우 가연(加撚)하지 않은채로 직조 또는 편조하면 된다. 이와같은 직조 또는 편조작업은 띠 또는 테이프 제조작업과 일관되게 할수도 있다.

본 발명의 방법으로 제조한 실은 실을 구성하는 주필라멘트에 연결 필라멘트가 돌출되어 있어서 벌크성 및 피복성이 좋고 바람직한 외관을 가지는 특성이 있다. 이러한 실은 편조, 직조, 터프링(tuffting)부직포 및 연속 필라멘트 부직포용에 아주 적당하다. 이런실로 만든 포지를 코팅할 경우 측면 연결 필라멘트가 돌출하여 있기 때문에 플라스틱, 고무 또는 기타 코팅제가 잘 부착되는 장점이 있다. 더구나 측면에 돌출한 연결필라멘트 때문에 실 및 포지는 마모 및 필링 내구성이 좋다.

본 발명에 의하여 제조된 측면에 피브릴이 돌출된 띠(110)또는 별개의 필라멘트들은 또한 스프(단섬유 staple fiber)를 만들기 위하여 단섬유장으로 절단할 수도 있다. 이와 같은 단섬유는 예를들어 통상적인 면방적 모방적 또는 스모방적 공정을 거쳐 방적사로 만들기에 특히 적당하다고 또한 예를들어 통상적인 소면(carding) 또는 공기-배열식에 의한 부직포 제조에 유용하다. 단섬유 또는 연속적인 필라멘트로 제조한 실의 측면에 돌출한 연결 필라멘트나 단섬유의 측면에 돌출한 연결 필라멘트 때문에 이러한 실이나 단섬유로 제조한 부직포 또는 직포, 또는 편물 또는 터프티드 포지는 외관이 좋고 열차단성이 좋고, 흡습성이 좋고, 포지의 접착 또는 코팅제등에 대한 접착성이 양호하다.

양각 방법에 관한 앞서의 기술에서 통상적으로 하나의 양각 롤이 용융 시트를 사이로 한 다른 양각롤을 구동 시키며 이들은 동일한 속도로 회전한다. 그러나 자연적으로 째지기 어려운 중합체, 예를들어 폴리에스틸, 폴리아미드 및 비닐중합체 같은 것을 사용할 경우에는 한쌍의 양각롤의 속도를 서로 상이하게 하여서 양각 단계에서 중합체를 예비적으로 인렬시킬 수도 있다. 상이한 속도라함은 주줄기 양각 롤의 표면속도가 연결줄기 양각 롤의 표면속도보다 약간 상이한 정도에서 부터 약 50% 정도까지 빠르거나 느린것을 말한다. 이와 같이 주줄기 및 연결줄기 양각 롤의 속도를 상이하게 하므로서 양각된 시트에 양각 단계에서 얇은 웹 부분이 째지도록 할 수 있는 것이다. 이렇게 함으로서 다음에 연신하여 개구 또는 인렬시켜서 균일한 망상구조를 만드는 과정을 수월하게 하는 것이다.

포지 및 실등을 제조할 수 있는 망상구조를 만들 수 있는 물질로서는 여하한 열가소성 섬유-형성 중합체도 모두사용 가능하다. 이와같은 중합체들을 열거하면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 단일성분 중합체, 10%까지 기타 올레핀을 함유하는 프로필렌 임의(random)공중합체 25%까지 기타 올레핀을 함유하는 프로필렌 블록 공중합체, 나일론-6, 나일론-66, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 기타 고분자량의 열가소성 폴리에스틸, 폴리비닐 클로라이드와 같은 비닐계 중합체 등등이다.

두가지 또는 그 이상의 상이한 중합체들이 함께 사출되어 상이한 중합체의 레이어를 형성하는 콘쥬게이트 또는 2성분 플라스틱시트도 사용 가능하다. 예를들면 각각 비교적 용응융점이 높은 중합체 부분과 비교적 용융점이 낮은 중합체부분을 지닌 2층 망상구조들을 용융점이 낮은 중합체 부분을 서로 맞닿게 놓고 가열하여서 접착시킬 수도 있다. 또한 용융점이 높은 중합체로 만든 망상구조를 용융점이 낮은 중합체로 만든 망상구조에 접착시킬 수도 있다.

또한 비교적 용융점이 높은 중합체 부분과 비교적 용융점이 낮은 중합체 부분을 가지는 망상구조를 용융점이 높은 중합체로 만들어진 망상구조에 접착시킬 수도 있다. 특히 바람직하기는 용융점이 높은 성분(예:나일론, 폴리에스틸)이 주섬유의 주요부를 형성하도록 하는 것이 좋다. 그렇게하면 접착제 없이도 두레이어를 열과 압력에 의하여 접착시킬 수 있고, 이 망상구조 또는 이 망상구조로 부터 제조한 실을 가열함으로서 자기-벌키화에 의하여 접착할 수도 있는 것이다. 중합체를 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 원리를 다음의 실시예로서 설명하였는 바 이는 발명을 예시한 것 뿐이고 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

용융 유출 지수(melt flow index)가 7.5인 프로필렌 단일 중합체와 에칠렌 2.5% 함유하는 에칠렌과 프로필렌의 임의 공중합물(용융 유출지수는 동일함)을 슬릿트 다이로 465°F에서 동시-압출하여서 단일 중합체가 시트 두께의 75%를 차지하는 콘쥬게이트 시트를 제조하였다. 슬릿트 다이는 길이가 12인치이고 폭 15밀 (mils)인 개구부가 있는 것이다. 용융 시트를 한쌍의 크롬-도금 강철제 양각 롤의 접합점에 공급한다. 이들 양각 롤의 하나는 직경이 4인치이고 다른 하나는 직경이 3인치이며 그 길이는 모두 13인치이다.

4인치 직경 롤에는 다수의 홈이 롤의 둘레로 1인치당 48개의 홈의 밀도로 양각되어 있다. 이 롤은 70℃로 그 온도를 유지하도록 내부에서 냉각 시키도록 되어있다. 다른 3인치 직경 롤에는 그 축과 평행하게 뻗쳐있는 홈이 1인치당 111개의 밀도로 균일하게 양각되어 있다. 이 3인치 직경 롤은 냉각되지 않으며 약 6℃에 이른다.

용융 시트를 1분당 15피트 정도의 속도로 두 롤사이에 진입시켜서 180° 접촉각으로 1인치당 48홈 짜리 롤과 접촉시킨다. 콘쥬게이트 시트의 단일 중합체 부위를 1인치당 48홈짜리 롤과 접촉시키는 것이다.

이렇게 하여 양각된 시트에는 1인치당 48개의 주줄기가 길이 방향으로 형성되며 이들 줄기들은 10밀(mils)폭의 홈으로 격리되어 있게 된다. 시트의 다른쪽면에는 연속적인 연결줄기가 1인치당 111개의 밀도로 형성되며 각 연결줄기의 사이는 5밀폭의 홈으로 격리되어 있게 된다. 시트의 최대 두께는 15밀이다.

주줄기의 단면적과 연결줄기의 단면적의 비율은 2:1 이고 주줄기의 높이와 주줄기들 사이의 웹의 두께와의 비율은 8:1이었다. 양각된 시트를 순환공기로 110℃로 가열된 텐터속으로 분당 20피트의 속도로 공급하여 폭방향으로 두배로 연신하였다. 이 조각으로 균일한 망상구조가 되었으며, 주줄기들 사이의 홈들은 개구부릍 형성하였으며, 이 개구부는 오리엔트된 연결 필라멘트들로 교차되며 주줄기들은 약 30밀 정도 서로 격려되었다. 이 시트를 다시 120℃로 가열된 일련의 11개의 강철제 롤과 마찰접촉 상태로 통과시켜 길이 방향으로 연신하였다. 이때 강철제 롤은 점차적으로 속도가 빠르도록 배열된 것이다. 즉 시트를 분당 15피트의 속도로 공급하고 분당 105피트의 속도로 인출하여서 기계 종방향으로 7배 연신하였다. 얻어진 망상구조는 1평방야드당 중량 0.32온스이었다. 균일하게 오리엔트된 주필라멘트는 약 45데니어 정도의 크기였다. 이 망상구조의 기계 종방향의 인장 강도는 1인치당 11파운드였으며 신장율은 12%이었다.기계 횡방향의 인장 강도는 1인치당 1.9파운드였으며 신장율은 12%이었다. 이 망상구조의 기계 횡방향인렬강도는 아주 양호하여서 ASTA4 D-827의 휜치

지 인렬강도 시험법(Finchedge tear method)에 의한 시험결과 30파운드를 나타냈다.

[실시예 2]

용융 유출 지수가 7인 프로필렌 단일 중합체를 400℃F에서 실시예 1에서 기술한 바 있는 슬리트 다이로 사출하였다. 이 용융 시트를 한쌍의 롤로 양각하되 한 롤은 실시예 1에서 사용한 롤중 하나와 동일하게 1인치당 111개의 홈이 롤의 축심방향으로 배열된 양각 롤이고 또 다른 한롤은 1인치당 36개의 홈이 롤의 둘레로 배열된 양각 롤이다. 이런 한쌍의 롤로 양각된 시트의 한면에 형성된 주줄기의 단면적대 시트의 다른면에 형성된 열결줄기의 단적면의 비율은 약 13:1이었고 또한 주줄기의 높이와 이들 주줄기들 사이의 웹의 무게의 비율은 약 5:1이었다.

이렇게 양각된 시트를 80℃의 온도에서 텐터로 폭 방향으로 두배로 연신하였다. 이때 주필라멘트들 사이에 균일한 개구들이 형성되었다. 이 시트를 종방향으로 120℃의 온도에서 속도가 상이한 일련의 롤로 통과시켜서 9.2배로 연신하였다. 이렇게 하여 얻어진 망상구조는 1평방 야드당 0.45온스이었다. 또한 균일하게 오리엔트된 주필라멘트는 약 160데니어 정도의 크기였다. 이 망상구조의 인장강도는 기계 종방향으로 1인치당 22파운드였고 신장율은 12%이었다. 기계 횡방향으로의 인장강도는 1인치당 0.8파운드이었고, 신장율은 22%이었다. 또한 기계 횡방향의 인렬강도는 휜치 엣지인렬 시험법에 의하여 시험한 결과 50파운드 값을 가지는 아주 양호한 것이었다.

[실시예 3]

실시예 1의 망상구조를 주필라멘트가 기계 횡방향으로 형성된 유사한 망상구조에 270℃의 온도로 강철도금 압착프레스로 압착하여 접착시켜서 교차로 겹쳐지게한 포지를 제조하였다. 접착 방법은 15p.s.i.의 압력을 15초동안 가하는 것이다. 이렇게 하여 제조된 포지는 1평방 야드당 무게가 0.7온스이었으며, 한방향으로 1인치당 10파운드, 다른 방향으로도 1인치당 10파운드의 인장강도를 가졌으며 신장율은 두 방향모두 12%이었다. 이 포지는 기계 종방향으로 25파운드, 기계 횡방향으로도 25파운드의 아주 양호한 인렬강도를 두 방향으로 모두 나타내었다. 시험 방법은 휜치 엣지 인렬 시험법이었다. 이 포지의 뮬렌 파괴강도(Mullen burst strength)는 35p. s. i. 이었다.

[실시예 4]

용융 유출 지수가 10인 고밀도 폴리에칠렌을 450°F의 온도로 길이 18인치이고 개구의 폭이 15밀인 슬리트 다이로 사출하여 시트를 제조하였다. 이 용융 시트를 한쌍의 크롬-도금한 강철제 양각롤 (하나는 직경이 4인치이고 또 하나는 직경이 6인치이며, 길이는 각각 15인치 및 16인치이다) 사이로 통과시켜 양각하였다. 직경 4인치 롤에는 다수의 홈이 1인치당 75개의 밀도로 롤 둘레로 배열되었으되 롤의 중심축에 대하여 45° 경사져서 배열되었으며, 직경 6인치의 롤에는 다수의 홈이 1인치당 250개의 밀도로 롤 주위에 배열되었으되 롤의 중심측에 대하여 역시 45°로 경사져서 배열되어 있다. 이들 롤의 온도는 150°F로 유지되도록 내부에서 조절한다. 용융 시트는 이 두 롤 사이를 1분당 20피트의 속도로 통과하여 5밀(mils)의 두께를 가진다.

이렇게 하여 한면에는 1인치당 75개의 밀도로 주줄기가 경사지게 양각되며 이들 주줄기들은 폭이 5밀인 홈에 의하여 격리된다. 시트의 다른면에는 1인

치당 250개의 밀도로 연결줄기가 형성되며 이들 연결줄기들은 폭이 1밀인 홈에 의하여 격리된다. 주줄기 단면적대 연결줄기 단면적의 비율은 약 13:1이며 주줄기높이 대 주줄기들 사이의 웹의 두께와의 비율은 약 3.5:1이었다. 이렇게 양각된 시트를 120℃로 가열하여 분당 150피트의 외주 속도로 회전하는 연신 롤에 공급하여 길이 방향으로 3배 연신한다. 이 시트를 순환공기로 110℃로 가열된 텐터에 분당 150피트의 속도로 공급하여 폭 방향으로 3배 연신하였다. 이 조작으로 주줄기들 사이의 홈들이 개구를 형성하며 이들 개구들을 오리엔트된 연결 필라멘트들이 횡단하여 주필라멘트들은 약 15밀 정도로 격리되어 균일한 망상구조가 된다. 이 시트롤 120℃ 가열하였으며 점진적으로 속도가 빠르게 배열된 11개의 일련의 롤로 통과시켜 다시 한번 길이 방향으로 연신하였다. 즉 시트를 분당 115피트의 속도로 공급하고 분당 150피트의 속도로 인출하여 결과적으로 기계 종방향으로 약 1.3배 연신하였다. 이렇게 하여 제조한 망상구조는 1평방 야드당 무게가 0.35온스이었고 균일하게 오리엔트된 필라멘트는 약 90데니어의 크기였다.

Claims

본문에 상술하고 도면에 도시한 바와같이, 열가소성시트를 두개의 양각롤 사이로 통과시킴으로서 일면에는 서로 평행한 다수의 연속적인 주줄기를 형성시키고, 다른쪽면에는 서로 평행한 다수의 연속적 또는 단속적인 연결줄기를 주줄기에 대하여 각이 지게끔 형성시키는 한편, 이들 줄기들은 두께가 줄어든 웹에 의해 서로 연결되어 있도록 한 다음, 이 시트를 연신함으르서 주줄기들은 서로 분리되어 균일하게 오리엔트된 주필라멘트로 되고 연결줄기들은 서로 분리되어 주줄기들을 서로 연결시키는 연결 필라멘트로 되어 망을 형성하도록 함을 특징으로하는 시트로부터 망상구조를 만드는 방법.