KR100236606B1 - 필라멘트 분산장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 필라멘트군의 반송매체인기류의 흐트러짐을 억제하여 필라멘트군의 흐트러짐을 감소시킴으로써 필라멘트군을 이동 포집면위에 균일하고 폭넓게 분산 가능한 분산장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 분산장치(1)는 기립하여 대향하는 한쌍의 분산판(2)과 양분산판끼리를 연결하는 한쌍의 측판(3)으로 형성되고 상부에 필라멘트군 입구를 갖는 동시에 하부에 분산판과 측판으로 둘러쌓인 가늘고 긴 필라멘트군 취출구(5)를 갖고 또한 상기 필라멘트군 입구로부터 상기 필라멘트군 취출구(5) 까지의 거리를 Z라고 하였을 때에 상기 분산판간의 간격(t)는 거리(Z)가 길수록 좁아지고, 측판간의 간격(w)은 거리(Z)가 길수록 넓혀져 있는 형상의 분산관으로 된다.

이 분산장치에 의하면 반송기류의 흐트러짐을 감소시키고 필라멘트군을 포집면(14) 위에 균일하고 또한 폭넓게 분산할 수 있고 따라서 얼룩이나 실다발도 적은 외관이 양호한 웨브를 얻을 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

필라멘트 분산장치

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 기류와 함께 반송되는 필라 멘트군을 평면적으로 분산하근 부직포 제조용 필라멘트 분산장치에 관한 것이다.

[배경기술]

부직포의 제조방법으로서 방사노즐로부터 방출된 다수본의 필라멘트군을 에어건으로 인취하고 연신한후에 기류와 함께 이 필라멘트군을 가이드튜브내로 반송하고 이어서 이것을 분산장치(통상 분산노즐 또는 분산관으로 됨)로 분산하여 이동포집면위로 송출하여 웨브를 형성하는 방법이 알려져 있다.

일본국 특공소 47-24991호 공보에는 프리스(웨이드의 일종)을 제조하기 위하여 필라멘트를 분산 퇴적하는 장치가 기재되어 있고, 이 장치의 분산부로서 분산관의 양측판(측벽에 상당)간의 간격(W) 및 양분산판(상기 양측판 이외의 대면하는 분산관 부분)간의 간격(t)의 변화가 직선적인 예(동공보의 제1도), 측판간의 간격(W)이 분산관 출구(필라멘트 취출구)를 향하여 차차로 작아지는 곡율반경으로 넓어져가는 예(동공보 제2도의 a), 측판간의 간격(W)의 변화가 원호의 접선방향으로 직선적으로 확대되어 이것에 원호가 접속된 형상의 예(동공보의 제2도의 b)가 도시되어 있다.

일본국 특공소 47-24991호 공보에 기재된 것과 같은 분산관으로 된 분산장치에서는 단면적의 변화가 크든지 측판간의 간격(W)이 취출구를 향하여 급격이 넓혀저 있기 때문에 장치내에서 기류가 측판이나 분산판에서 박리되는 등으로 인해서 기류의 흐트러짐이 현저하고 또 이 때문에 기류에 의해서 반송되는 필라멘트군은 요동이 크고 웨브의 외관을 손상시키는 실다발의 발생원인으로 되었다.

[발명의 개시]

본 발명은 상기 사정에 비추어 행해진 것이며 그 목적은 필라멘트군의 반송매체인 기류의 흐트러짐을 억제하여 필라멘트군의 흐트러짐을 감소시킴으로써 필라멘트군을 이동포집면위에 균일하고 폭넓게 분산가능한 분산장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 이하와 같은 구성으로 하였다.

즉 본 발명은 기류와 함께 반송되는 필라멘트군을 분산하여 이동포집면위로 송출하는 부직포 제조용 필라멘트 분산장치이며

기립하여 대향하는 한쌍의 분산판과 양분산판끼리를 연결하는 한쌍의 측판으로 형성되고 상부에 필라멘트군 입구를 갖는 동시에 하부에 분산판과 측판으로 둘러쌓인 가늘고 긴 필라멘트군 취출구를 갖고 또 상기 필라멘트군 입구로부터 상기 필라멘트군 취출구까지의 거리를 Z라 하였을때에 상기 분산판간의 간격(t)은 거리(Z)가 길수록 좁아지고 측판간의 간격(W)은 거리(Z)가 길수록 넓혀져 있는 형상의 분산관(1)으로 된 것을 특징으로 하는 것이다.≤

본 발명의 분산장치에서는 분산관의 임의 부분의 Z축에 대해서 수직인 면에서의 단면적(S)(이하 단지 분산관의 단면적(S)이라 함)은 하기 식 1에 근사한 식으로 표시되는 동시에 모든 거리(Z)의 값에 대해서 dw/dz≥0 및 d²w/dz²≤0.6, 바람직하기로는 d²w/dz²≤0.3, 더욱 바람직하기로는 d²w/dz²≤0.006을 만족시키는 것이 좋다.

[식 1]

S = a × Z + b

(단 a는 -1.00 ≤ a ≤ 1.00, 바람직하기로는 a = 0의 정수, b는 필라멘트군입구의 단면적임)

이상의 각 경우에 분산판의 간격(t)은 거리(Z)에 대해서 단조롭게 감소되는 함수인 것이 바람직하다.

또 필라멘트군 취출구에 있어서의 분산판 간격은 조업성을 고려하면 1mm 이상인 것이 바람직하다.

이상과 같은 형상을 갖는 본 발명의 분산장치에 있어서의 필라멘트군의 반송조건에 대해서는 필라멘트군 취출구로부터의 기류속도(Va)가 반송기류량(Q)과 취출구 단면적(Send)과의 비(Q/Send)로 표시되고 또한 필라멘트 속도(Vf)에 대해서 2Vf＜Va＜4Vf의 관계에 있는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 도면에 의해서 구체적으로 설명하겠다.

제5도에 나타낸 것과 같이 용융수지를 실모양으로 압출하는 방사노즐로서의 스피나렛(11)과 그 아래에 있고 스피나렛(11)에서 압출된 팔라멘트(A)를 인취하여 연신하고 고속 공기류에 이 필라멘트를 실어서 송출하는 에어건(12)과 에어건(12)에 상단이 연결되고 필라멘트(A)를 공기류로 반송하는 가이드튜브(13)를 설비하고 그 아래에는 이동포집면(14)를 설비하였다. 이 이동포집면(14)은 공기 투과성의 스크린 벨트이고 이 이동포집면(14)의 위쪽 100mm∼600mm 정도의 높이에 상단을 가이드튜브(13)에 직결시킨 분산장치(1)를 설비하였다.

분산장치(1)는 예를들면 제1도의 종단측면도에 나타낸 것과같이 상하방향으로 기립해서 대향하는 한쌍의 평탄한 분산판(2)과 제2도의 종단 정면도에 나타낸 것과 같이 각 분산판(2)의 양측에 한쌍의 분산판끼리를 연결하는 측판(3)을 서로 떨어지는 방향으로 만곡시켜 설비하였다.

분산장치(1)의 필라멘트군 입구로부터 취출구(5)까지의 거리(Z)는 예를들면 20mm∼400mm 정도이고 그 입구에는 상기 가이드튜브(13)의 출구가 그 내면에 단차가 없이 접속되어 있다.

또 가이드튜브(13)는 예를들면 내경 6∼20mm이고 이 가이드튜브(13)로부터는 0.3∼15D(데니르) 섬도의 필라멘트 약 200개가 20∼60Nm³/hr의 기류에 실려서 송출되도록 되어 있다.

또 가이드튜브(13)의 내경이 6∼20mm이기 때문에 이에 대응하여 가이드튜브(13)에 연결된 분산장치(1)의 필라멘트군 입구경(T₂)도 6∼20mm이다.

한편 분산판(2)간의 간격(t)은 상기 거리(Z)가 길어질수록 좁혀져 취출구 부분에서의 간격(t₁)은 예를들면 0.7mm 이상 3mm 이하이다.

측판(3)간의 간격(w)은 상기 거리(Z)가 길어질수록 넓혀져 있다.

즉 제3도의 수평단면도에 나타낸 것과 같이 분산판(2)의 측판(3)을 조합하여 된 분산장치의 수평단면(Z축에 대해서 수직인 단면이고 이 부분의 면적은 S로 나타냄)의 형상은 거리(Z)가 짧을수록 대략 정방형(4a)이고 중간거리에서는 대략 구형(4b)으로 되고 하단부에서는 분산판(2)간의 간격(t)으로 형성되는 짧은 변이 예를들면 0.7mm∼3mm, 측판(3)간의 간격(w)으로 형성되는 긴변이 예를들면 20mm∼100mm라는 극히 가늘고 긴 구형(4C)의 필라멘트 취출구(5)를 형성하고 있다.

제1도 및 제2도의 장치에서는 상기 거리(Z)와 측판(3)간의 간격(W)과의 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

즉 dw/dz가 영(0) 또는 정(+)이고 그 증가율(d²w/dz²)이 0.6 이하 바람직하기로는 0.3이하이다. 특히 상단에서는 가이드튜브(13)의 취출구(5)와의 사이에 단차가 없고 그 결합부분(Z = 0)에서는 경사도 dw/dz = 0으로 되어 있다.

여기서 제6도에 w, t, S의 관계를 나타낸 그래프도를 나타낸다.

이 그래프도는 이하의 식을 나타낸다.

t = -0.076 ×Z + 9.000

S = -0.11 ×Z + 8.100

S = w × t

이 S식은 상기 식 1에 근사하다.

또 분산판(2), 측판(3)은 상기와 같은 평판에 한정되지 않고 다소 수평단면형상으로 만곡되어 있어도 좋고 예를들면 분산판(2)과 측판(3)이 조합된 분산장치의 중간 높이의 수평단면형상이 제4도에 나타낸 것과 같이 위쪽에서 대략 원형(6a), 중간높이에서 장축 방향이 충분히 신장되어 있지 않는 약간 짧은 타원형(6b), 하단의 취출구(5)에서는 극히 가늘고 긴 타원(6c)인 형상으로 되어 있어도 좋다.

그외에 상기 수평단면의 형상은 타원과 구형을 조합시킨 형상으로 되어 있어도 좋다.

이와 같은 필라멘트분산장치(1)는 스크린벨트(14)로부터 분산장치(1)의 취출구(5)까지의 거리가 100mm에서 600mm의 높이로 설치된다.

그리고 가이드튜브(13)를 통하여 고속도로 반송되어온 필라멘트군(A)은 분산판(2)의 대향 방향에서 더욱 집속되는 방향으로 모이지만 측판(3)의 대향방향에서는 측판(3)의 커브에 따라서 넓혀져 하단의 취출구(5)에서 균일하게 분산되면서 취출한다.

제5도와 같은 부직포 제조장치에서 제1도 및 제2도와 같은 필라멘트 분산장치를 사용하면 필라멘트군은 스크린 벨트(14)로부터의 높이나 기류의 풍속 등의 조건을 바꿈으로써 폭 600mm 이상의 범위로 분산시킬 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명 분산장치의 일예의 종단측면도.

제2도는 제1도의 분산장치의 종단정면도.

제3도는 제2도의 분산장치의 수평단면도.

제4도는 제2도의 분산장치의 변형예를 나타낸 수평단면도.

제5도는 본 발명의 분산장치에 사용되는 일예의 부직포 제조장치의 개략도.

제6도는 실시예 1에서 사용한 분산장치의 필라멘트군 입구에서 취출구까지의 거리(Z)와 측판간의 간격(w), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)과의 관계를 나타낸 그래프도.

제7도는 실시예 1에서 사용한 분산장치에서의 기류속도분포도.

제8도는 비교예 1에서 사용한 분산장치의 필라멘트군 입구에서 취출구까지의 거리(Z)와 측판간의 간격(W), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)과의 관계를 나타낸 그래프도.

제9도는 비교예 1에서 사용한 분산장치의 종단측면도.

제10도는 비교예 1에서 사용한 분산장치에서의 기류속도 분포도.

제11도는 비교예 2에서 사용한 분산장치의 필라멘트군 입구에서 취출구까지의 거리(Z)와 측판간의 간격(w), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)과의 관계를 나타낸 그래프도.

제12도는 비교예 3에서 사용한 분산장치의 필라멘트군 입구에서 취출구까지의 거리(Z)와 측판간의 간격(w), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)과의 관계를 나타낸 그래프도.

제13도는 비교에 4에서 사용한 분산장치의 필라멘트군 입구에서 취출구까지의 거리(Z)와 측판간의 간격(w), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)과의 관계를 나타낸 그래프도.

제14도는 비교예 4에서 사용한 분산장치에서의 기류속도 분포도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하에 본 발명을 실시예에 의해서 설명하겠다.

제5도에 나타낸 것과 같이 42Nm₃/시의 기류와 함께 100개의 2데니르의 폴리프로필렌 필라멘트군(A)이 Vf=3000m/분으로 반송되어 오는 내경 10mm의 가이드튜브(13)에 각종 형상의 분산장치(분산관)(1)을 부착시켰다. 이 분산장치의 필라멘트 취출구의 면에서 150mm의 위치에 섹숀장치를 갖는 이동포집면으로서 스크린벨트(14)를 설비하고 분산장치로 부터의 필라멘트군(A)을 포집하여 웨브를 얻었다. 또 분산장치는 분산판이 이동 포집면(14)의 흐르는 방향에 수직이 되도록 설치하였다. 이때의 필라멘트의 분산폭, 취출구로부터의 기류속도분포, 웨브의 외관에 대해서 평가하였다.

[실시예 1]

제6도에 나타낸 것과 같은 측판간의 간격(W), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)으로 표시되는 형상을 갖는 분산장치(제1도 및 제2도에 나타낸 것과 같은 장치)를 제5도의 부직포 제조장치에 부착시켜 평가하였다. 기류속도 분포를 제7도에 또 평가결과를 표 1에 나타냈다.

[비교예 1]

제8도에 나타낸 것과 같은 측판간의 간격(W), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)으로 표시되는 형상을 갖는 분산장치(제9도 및 제2도에 나타낸 것과 같은 장치)를 제5도의 부직포 제조장치에 부착시켜 평가하였다.

기류속도 분포를 제10도에 또 평가결과를 표 1에 나타냈다.

[비교예 2]

제11도에 나타낸 것과 같은 측판간의 간격(W), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)으로 표시되는 형상을 갖는 분산장치를 제5도의 장치에 부착시켜 평가하였다.

평가결과를 표 1에 나타냈다.

본 비교예의 경우는 취출구에서의 기류의 흐트러짐이 현저하고 기류속도 분포는 측정 불능이었다.

[비교예 3]

제12도에 나타낸 것과 같은 측판간의 간격(W), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)으로 표시되는 형상을 갖는 분산장치를 제5도의 장치에 부착시켜 평가하였다.

평가결과를 표 1에 나타냈다.

본 비교예의 경우는 취출기류속도가 측정 가능범위를 초과하였으므로 기류속도분포를 측정할 수 없었다. 그러나 측판에 연한 기류속도가 극단적으로 빨라져 있는 것이 확인 되었다.

[비교예 4]

제13도에 나타낸 것과 같은 측판간의 간격(W), 분산판간의 간격(t) 및 분산관의 단면적(S)으로 표시되는 형상을 갖는 분산장치를 제5도의 장치에 부착시켜 평가하였다.

기류속도 분포를 제14도에 또 평가결과를 표 1에 나타냈다.

[표 1]

표 1에서의 웨브의 외관 평가기준은 다음과 같다.

◎ … 매우 양호(균일하고 넓은 분산상태이고 실다발이 전혀 없음)

○ … 양호(대락 균일하고 넓은 분산 상태이고 실다발도 거의 없음)

× … 불량(좁고 불균일한 분산상태이고 실다발도 많음)

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 필라멘트 분산장치는 단면적 변화를 작게 하였으므로 반송기류의 흐트러짐이 감소되고 필라멘트군을 포집면위에 균일하게 또한 폭넓게 분산 가능하다. 따라서 종래의 분산장치에 비해서 얼룩이나 실다발도 적은 외관이 양호한 웨브를 얻을 수 있어 부직포 제조용으로 적합하다.

Claims (4)

1. 기류와 함께 반송되는 필라멘트(A)를 분산시켜 이동포집면(14)위로 송출하는 부직포 제조용 필라멘트 분산 장치이고, 상기 필라멘트 분산 장치는 상부에 필라멘트군 입구를 갖는 하부에 필라멘트군 취출구 사이의 거리(z)가 증가함에 따라 수직면 제1 방향의 분산관벽 사이의 거리(t)가 감소하는 동시에 상기 제1방향에 수직인 수직면 제2 방향의 분산관벽 사이의 거리(w)는 증가하는 기립하는 분산관(1)으로 형성되고, 상기 분산관의 임의 부분의 z축에 대해 수직인 면에서의 단면적 S는 하기 식 1에 근사하는 식으로 표시되고 또한 상기 거리(z)의 모든 값에 대해서 dw/dz≥0 및 d²w/dz²≤0.3을 만족하도록 상기 거리(w)가 특정되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 분산 장치.

   식 1: S = a × Z + b

   (단 a는 -1.00a1.00을 만족하는 상수, b는 필라멘트 입구의 단면적)
2. 제1항에 있어서, 상기 분산관(1)은 기립하여 대향하는 한쌍의 분산판(2)의 상기 분산판을 연결하는 한쌍의 측판(3)으로 되어 있고, 상기 거리(t)는 상기 분산판(2) 사이의 거리이고 상기 거리(w)는 상기 측판(3) 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 필라멘트 분산 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필라멘트군(A)의 반송 조건은 상기 필라멘트 취출구(5)에서의 기류속도(Va)가 반송 기류량(Q)과 취출구 단면적(Send)과의 비(Q/Send)로 표시되고 또 상기 기류 속도(Va)가 필라멘트 속도(Vf)에 대해서 2Vf＜Va＜4Vf의 관계를 갖도록 상기 분산관의 치수를 선정하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 분산 장치.
4. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항의 피라멘트 분산장치(1)로 제공되는 기류와 함께 반송되는 필라멘트군(A)을 이동포집면(14) 위로 분산하는 것으로 된 부직포 제조 방법.