KR20080033431A - 부직포 제품의 성형장치 및 방법 - Google Patents

부직포 제품의 성형장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부직포 제품을 성형하고 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 재료로부터 부직포 웹을 성형하는 단계와, 성형 단계 후 수용된 부직포 웹을 캘린더링하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 센서로부터 캘린더 수단의 다수의 파라미터 또는 성형된 부직포 웹에 관한 정보를 입력받아, 입력된 정보에 따라 캘린더 수단을 제어하는 단계를 포함한다.
부직포, 웹, 캘린더

Description

부직포 제품의 성형장치 및 방법{Apparatus and method for forming a nonwoven product}
본 발명은 섬유 재료(fibrous media)를 성형하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부직포를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
부직포의 생산은 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 상기한 제품은 제직(weaving) 또는 편물(knitting) 공정과 같은 종래의 직조방법 없이 섬유로부터 직접 생산되고 있다. 대신에 그들은 공기내재(airlaid), 드라이레이드(drylaid), 소모(梳毛)(carding), 스펀레이싱(spunlacing) 또는 이러한 공정들의 조합과 같은 부직포 제조방법에 의해 생산될 수 있다. 상기 공정에서 완전한 부직포 웹(nonwoven web)을 성형하기 위해 섬유가 가로 놓이게 된다.
부직포는 섬유웹이 하나로 묶여지거나 처리되거나 침전(deposition) 다음에 이어지게 되는 공기내재(airlaid) 또는 카딩(carding) 공정에 의해, 니들링(needling) 또는 하이드로엔텡글먼트(hydroentanglement)에 의한 부직포 제품으로 생산될 수 있다. 후자에서 고압의 워터젯들이 수직하방향으로 섬유들이 서로 얽 힌 웹에 향하도록 되어 있다. 니들링에서 얽히게 함(entanglement)이 기계적으로 미늘이 있는(barbed) 니들의 왕복베드를 사용함을 통해 달성될 수 있다. 상기 니들은 니들의 입구에서 주름을 펴는(stroke) 동안에 섬유를 웹 표면 위로 억지로 밀어넣는다.
현재는 부직포용 제조장치, 예를 들어 스펀본드 웹, 필라멘트 또는 통상적으로 열가소성 수지에서 만들어진 섬유로부터 제조되는 구조 또는 물품이 존재한다. 상기한 장치는 1998년 9월 29에 발행된 미국 특허 제5814349호에 개시되어 있으며, 상기 특허의 설명이 여기에 언급됨으로써 구체화 된다. 이것들은 통상적으로 섬유막(a curtain of strand)을 제조하기 위한 방사(紡絲) 노즐(spinneret)과, 열가소성 필라멘트를 형성하기 위해 냉각용(for cooling the same) 프로세스 공기를 섬유막에 불도록 하는 처리공기 블로워를 포함한다. 그리고나서, 열가소성 필라멘트는 통상적으로 서로 얽힌 필라멘트를 수집하고 웹을 형성하기 위해 디퓨져를 통과한 후, 연속해서 순환하는 채(sieve) 벨트에 침전된 열가소성 필라멘트를 공기동역학적으로 쭉 펴주는 프로세스 공기에 의해 공기동역학적으로 반출된다(entrained). 그 다음, 상기 웹, 구조 또는 물품, 이와 같이 형성된 것은 더 많은 프로세싱에 전달되고 지배된다.
부직포 재료를 제조하기 위한 멜트블로운(meltblown) 공정에서, 열가소성 형성용 폴리머가 성형기(extruder)안에 놓여지고, 그다음 다이 폭의 인치 당 약 20 대 40의 작은 오리피스를 포함하는 라이너 다이를 통과한다. 한쪽 방향으로 흐르는뜨거운 공기가 급속으로 돌출된 폴리머 스팀을 가늘게 하여 응고시켜주 는(solidifying) 필라멘트를 형성한다. 응고시켜주는 필라멘트는 바로 다음에 일어나는 고속의 공기에 의해 수축(take-up) 스크린 또는 다른 층의 직조된 또는 부직포 재료 위로 불로잉됨으로써 멜트블로운 웹을 성형할 수 있다.
스펀본딩(spunbonding) 및 멜트블로잉 프로세스는 SMS와 같은 애플리케이션에서 결합될 수 있다. SMS에서 스펀본드된 재료의 제1층은 벨트 또는 컨베이어에서 제조된다. 상기 벨트는 스펀본드 공정 동안에 올바른 웹 형성을 달성하기 위해 통상 균일한 표면과 공기투과성을 갖는다. 스펀본드된 재료는 제1스펀본드 빔에서 웹을 형성하기 위해 성형영역에 놓여진 벨트에 침전된다. 압력 닙, 또는 뜨거운 공기 나이프를 이용하는 것과 같은 시스템은 웹상에서 작용하는 예비 본딩 압력 및/또는 온도를 증가시켜주도록 도와줄 수 있다. 열가소성 섬유를 성형용 벨트로 끌어당기는 것을 보조하기 위해, 진공 박스가 벨트 아래에 위치하고 흡착을 벨트에 작용시킨다. 스펀본드에 필요한 공기흐름이 적당한 크기의 진공 펌프에 연결된 진공박스에 의해 시스템에 공급된다.
그 다음, 멜트블로운 빔에서, 짧고 작은 섬유는 바람에 의해 스펀본드 웹 층으로 움직인다. 멜트블로잉 공정 동안에 통상적으로 프레스 롤을 미리 결합하여 만들(precompaction) 필요가 없다. 최종적으로, 프레스롤을 갖는 제2스펀본드 빔은 제2스펀본드 층을 멜트블로운 층 및 제1스펀본드 층으로 형성된 웹상으로 작용한다. 복합 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 재료는 캘린더 닙 또는 건조 메커니즘(미도시)을 통해 하나로 통합되어(consolidated) 있다.
부직포 제품에는 좋은(engineered) 성능을 갖는 제품이 유리하게 채용될수 있도록 매우 다양한 애플리케이션이 사용된다. 이러한 종류의 제품은 전통적인 직물 직조 또는 편물 공정 없이 상기 제품의 섬유 또는 필라멘트가 착 달라붙은(coherent) 웹으로 통합된다는 점에서 통상의 직물 또는 편물과 다르다. 화학적 또는 열 병합과 같은 다른 프로세스와 연결된 부직포 웹의 섬유 요소의 얽힘은 바람직한 제품의 통합성(integrity), 기능성, 및 미학(aesthetics)을 제공한다.
부직포 제품은 일반적으로 화학적인 결합 또는 필라멘트 융합(fusing)의 필요가 있든지 또는 없든지 간에 강한 접착 구조를 제공하기 위해 섬유의 상호작용에 의해 공간에 잠긴(locked) 섬유들로 구성된다. 상기 제품들은 얽힌 섬유 영역들, 제품의 평균적인 면적밀도보다 더 높은 면적밀도(면적 당 중량)의 반복적인 패턴을 가질 수 있다. 상호연결된 섬유들은 빽빽하게 얽힌 영역들 사이에 연장되고 임의적으로 서로 함께 얽히게 된다. 한 장소에 배치된(localized) 얽힘 영역은 인접한 고밀도 영역보다 더 낮은 면적 밀도의 영역을 정의하기 위해 인접하게 얽힌 영역 사이로 연장된 섬유에 의해 상호연결될 수 있다. 실질적으로 섬유로부터 자유로운 패턴의 구멍은 빽빽하게 얽힌 영역들과 상호연결된 섬유들 안 또는 사이에서 경계가 정의될 수 있다. 어떤 제품들에서 빽빽하게 얽힌 영역은 규칙적인 패턴으로 정리되고 종래의 직조 직물 형태와 유사한 형태를 갖는 부직포 제품을 제공하기 위해 정연한(ordered) 섬유 그룹들에 의해 연결된다. 그러나 상기 영역에서 섬유는 얽힘(entangled) 영역으로부터 얽힘 영역까지 제품을 관통하여 나아간다(proceed). 정연한 그룹의 섬유들은 또한 실질적으로 평행하거나 다른 하나의 섬유그룹에 대하여 임의로 배치될(disposed) 수 있다. 구현예(embodiment)들은 다른 두께의 부직포 에 의존하여 위치하는 정연한 섬유 그룹에 의해 상호연결된 얽힘 섬유영역이 있는 복잡한 섬유구조를 갖는 부직포 제품을 포함하고, 특별히 의복(apparel)에 적당하고, 드레스 상품과 의류 재료, 및 닦는 것(wipes)과 같은 산업적인 제품을 포함한다.
설명된 바와 같이, 부직포 웹은 처리될 수 있고 섬유들이 섬유의 상호작용에 의해 제품의 공간에 고정(locked)될 수 있다. "공간에 고정된다"라 함은 상기 구조의 각 섬유들은 패턴된 구조에서 그들의 각 위치로부터 이동하는 경향(tendency)을 갖지 않을 뿐만 아니라, 자신들간 및/또는 다른 제품의 섬유들간에 상호작용에 의해 실질적으로 물리적으로 상기 움직임으로부터 제한됨을 뜻한다. 섬유들은 제품의 평균적인 면적밀도보다 더 높은 면적밀도를 갖는 얽힘 섬유 영역의 공간에 고정된다. 그리고 상기한 섬유 상호작용이 그밖에 다른 곳에서 또한 발생할 수 있다.
"상호작용"이라함은 섬유들이 바뀌고, 바람에 의해 움직이고, 앞뒤로 꼬이고, 상기 구조의 모든 방향으로 복잡하게 얽혀서 그들이 다른 하나와 서로 포개지도록 다른 하나의 여기저기를 지나간다는 것을 의미한다.
니들링(needling)과 같은 기계적인 얽힘 공정은 니들 베틀(needle loom) 또는 섬유 상자(locker)라 불리는 장치에 있는 다수의 날카로운(barbed) 바늘(needle)로 섬유성 웹을 고정시킴(impaling)으로써, 하나 또는 복수의 섬유층을 자신 또는 기재(substrate)에 결합 또는 부착시킨다. 이러한 작용은 섬유를 섬유층 표면에서 웹층의 용적(bulk) 안으로 및 웹층의 용적을 통해 밀어준다. 웹 안에서 이러한 섬유 얽힘에 의해 강한 성질이 향상되는 반면에, 처리속도가 느려질 수 있 고, 바늘이 섬유를 손상시킬 수 있고 그 자신들(needles)도 빠르게 마모될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 더 오래된 니들베틀의 얽힘 작용을 흉내내기 위해 조금한 직경의, 착 달라붙은 젯들(jets)의 고압의 수력 에너지를 사용하는 수력얽힘(hydroentangling)(또는 "스펀레이싱) 공정이 개발되어왔다. 상기 방법은 전술한 바와 같이 섬유를 형성하는 것과 관련 있다. 섬유를 형성한 후 고압의 매우 세밀한 젯들에 의해 섬유들은 얽혀지게 된다. 몇 줄의 워터 젯들은 이동가능한 와이어 또는 직물에 의해 지지되는 섬유웹에 대향하여(against) 나가게 된다. 그다음, 상기 얽힌 섬유웹은 건조된다. 재료에 사용된 섬유는 합성(synthetic) 또는 재생된 짧은(staple) 섬유, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 나일론이나 그와 유사한 것, 셀룰로오스 또는 다른 천연 섬유 또는 이러한 재료들의 조합으로 된 혼합물일 수 있다. 스펀레이스(spunlace) 재료는 합당한 가격 대비 질 좋은 것으로 생산될 수 있고 높은 흡수용량을 갖는다. 그것들은 의학적인 보호 및 위생학(hygiene)적인 목적을 위해 쓰고 버리는 재료와 같이 가정용 또는 산업용 재료를 문지르는(wiping) 데 사용될 수 있다.
수력얽힘 공정은 초기재료를 변화시키고 및/또는 사용된 부재를 벨트/패터닝함으로써 다수의 다른 제품을 생산하는데 사용될 수 있다. 초기재료는 어떠한 웹, 매트, 이불솜(batt) 또는 이와 유사한 어느 하나와 임의적인 관계 또는 어느 정도의 정렬로 배치된 촘촘하지 않은(loose) 섬유로 구성될 수 있다. 여기서 채용된 "섬유"라는 용어는 모든 종류의 섬유성 재료, 천연 또는 합성으로 제조되거나, 섬 유(fibrids), 종이 섬유, 직물의 짧은 섬유 및 연속적인 섬유를 포함함을 의미한다.
개선된 성질을 적절한 짧고 긴 섬유들의 조합에 의해 얻을 수 있다. 강화(reinforced) 제품이 실질적으로 연속적인 섬유성 스트랜드들(strands)을 갖는 짧은 길이의 섬유들의 조합에 의해 공급된다. 여기서, "스트랜드들"은 연속적인 필라멘트 및 다양한 형태의 종래 직물 섬유를 포함할 수 있다. 그것은 곧은 또는 주름지게(crimped) 될 수 있다. 그리고 초기재료에서 더 많이 주름진 및/또는 탄성 섬유들을 사용함으로써 다른 바람직한 제품들을 얻을 수 있다. 특히 섬유의 길이를 자유롭게 변화시키기 위해 연장, 주름(crimp), 움추림 또는 아니면 길이의 변화, 그런 다음 섬유의 잠재된 성질을 개발하도록, 패턴된 부직포 구조를 처리하는 잠재된 능력을 갖는 섬유를 포함하는 초기 재료를 사용함으로써 바람직하게 패턴된 부직포 제품들이 준비된다. 초기 재료는 예를 들어 줄어들 수 있는(shrinkable) 그리고 줄어들지 않는(nonshrinkable) 섬유들, 특별한 효과를 얻기 위해 한 종류의 섬유의 잠재된 성질을 활성화함에 따라 다른 종류의 섬유들을 포함할 수 있다.
부직포를 성형 및 처리하는 이러한 방법의 각각은 잇점들을 갖는 반면에, 현제조 시스템은 다른 생산 또는 처리 단계들에서 넓은 범위의 부직포 웹 성질을 얻을 수 있는 하나의 시스템 또는 방법을 제공하지 못한다. 더우기, 현 시스템은 생산 및 처리 및 생산중 다른 작동 및 부직포의 물리적인 조건들을 감지하면서 감지된 값에 근거하여 그러한 파라미터에 대한 최적화를 제공하는시스템 또는 방법을 제공하지 못한다. 본 발명은 이와 같은 것 그리고 기존 시스템의 다른 단점들을 극 복하는 것에 관한 것이다.
따라서, 부직포 웹 제품의 특성을 변경하기 위한 슈캘린더의 사용을 통해 본 발명의 수단을 제공하는데 주요한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 성형된 부직포 제품의 특성을 변화시키기 위해 부직포 웹 생산 라인의 작동적인 특징을 이용하는 방법 및 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 일측면은 재료를 수용하고 그로부터 부직포 웹을 형성하기 위한 성형 수단과, 상기 형성된 부직포 웹을 변경하기 위한 슈캘린더를 포함하여 부직포 제품을 성형하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 다수의 파라미터를 갖는 슈캘린더 또는 성형된 부직포 웹에 관한(pertaining) 정보를 감지하기 위한 감지수단을 포함하고, 상기 부직포 웹에서 슈캘린더는 상기 감지수단으로 부터 입력된 정보에 따라 제어되도록 하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 부직포 제품을 성형하기 위한 방법이다. 상기 방법은 하나의 재료로부터 부직포 웹을 성형하고 슈캘린더 닙에서 부직포 웹을 캘린더링하는 단계를 포함한다. 또한 상기 방법은 센서로부터 다수의 파라미터를 갖는 슈캘린더 닙 또는 성형된 부직포 웹에 관한 정보를 얻고 상기 정보에 따라 슈캘린더를 제어하는 단계를 포함한다. 게다가 부직포 웹이 캘린더 닙으로 들어가기 전에, 핫 에어 스트림 또는 다른 열원이 섬유에 또는 섬유를 향하여 가열하거나, 상기 웹의 효과를 향상시키기 위해 섬유 웹을 "미리 조정(precondition)"할 수 있다. 그것이 슈캘린더 닙을 통과할 때 처럼, 상기한 효과는 제한되지 않지만, 섬유 및 부직포 웹의 치밀화(densification), 재성형, 및 형상기억화를 포함할 수 있다.
이러한 및 다른 목적과 잇점들은 본발명에 의해 제공된다. 이와 관련하여, 본 발명은 비 압력 평상, 온도 및/또는 속도가 변하는 지능적인 슈캘린더 닙을 통해 부직포 웹을 처리함으로써, 부직포 웹의 밀도, 구조, 및 섬유/필라멘트의 결합(cohesion)을 변경하기 위한 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명에 의해, 그 목적 및 잇점들이 깨달아지게 될 것이다. 도면과 연계(conjunction)하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따라 부직포 생산라인에서 슈캘린더의 다양한 위치를 설명하는 이론상 부직포 생산라인의 측면도이다;
도 2는 본 발명의 지시에 따라 슈 닙 형상을 구체화 한 예시 도면이다;
도 3은 본 발명의 지시에 따라 슈 닙 형상을 구체화 한 예시도면이다;
도 4는 본 발명의 지시에 따라 슈 닙 형상을 구체화 한 예시도면이다;
도 5는 종이 및 종이보드 제품의 생산에 사용된 표준 슈 캘린더이다; 그리고
도 6은 본 발명의 일구현예에 따른 슈캘린더의 형상도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면, 도 1은 통상의 부직포 생산시스템(10)에서 이루어지는 다수의 공정 및 제조단계를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 실질적으로 시스템(10)의 요소들은 부직포의 생산에 사용될 수도 있고 사용되지 않을 수도 있다. 도시한 바와 같이, 상기 시스템(10)은 복수의 다른 처리 단계들을 포함한다. 또한, 도 1은 부직포 생산라인에서 또는 이론상(theoretical) 부직포 생산라인에서 다양한 생산 및 처리 요소들에 관하여 다양한 슈 캘린더(14)(shoe calender)의 가능한 위치를 보여주고 있다.
예를들어, 슈 캘린더(14)는 하나 또는 그 이상의 카딩(carding), 에어 레이드(air laid), 스펀 본드(spun bond), 멜트 블로운(melt blown), 및 웨트 레이드(wet laid) 처리공정을 포함하는 성형 장치(12 또는 16) 다음에 생산라인의 부직포 웹 상에 위치(placed)할 수 있다. 또한, 슈 캘린더(14)는 스펀 레이스(lace), 건조 중의 하나, 또는 열-결합(bonding) 공정을 포함하는 하나의 웹 처리 단계(18 또는 20) 다음에 위치할 수 있다.
통상적으로 슈 캘린더(14)는 도 6에 도시한 바와 같이 사용되고 있는 시스템 및 요구되는 부직포(nonwoven)의 특징에 따라 산포(Sanfor) 캘린더 또는 풀러(Fuller) 캘린더, 핫 캘린더로 작용하도록 구성(configured)될 수 있다. 상기 캘린더 자체는 통상적으로 하나 또는 그 이상의 롤들 또는 직물이 닙(nip)을 통과할 때 직물에 균일한 압력을 가하는 하나의 롤 및 슈(shoe)를 갖는 기계이다. 종이 제조에 사용되는 캘린더 슈 프레스에 대한 더 많은 설명 및 논의(discussion)는 미국 특허 제5836242호에서 찾아볼 수 있고, 그것은 여기서 참고문헌(reference)에 의해 구체화(incorporated) 된다. 그러나, 간단히 말해서, 이 참고문헌에 따르면, 통상적으로 캘린더링 시스템은 제지분야에 사용되고 도 5에 도시되어 있다. 이의 구현예로서, 상기 캘린더 슈 프레스 또는 캘린더 슈(14)는 가열된 롤(11)에 의해 정의되고, 실질적으로 고정된 반대 프레스 슈(30)는 고정 빔(미도시)에 의해 지지된다. 캘린더 벨트(24)는 프레스 슈(30)를 따라 끝없는 경로로 움직인다. 알려진 방법으로 프레스 슈(20) 상에 부착된 오일 필름에 의해 벨트(24)에 요구되는 마찰감소가 야기된다.
산포라이징은 직물의 주름을 방지하기 위해 사용되는 일반적인 기술이다. 유사하게, 풀링은 열, 압력 및 물이나 윤활유와 같은 첨가제(additive)의 조합은 섬유에 증가된 강도를 완화시켜주는데 사용되는 과정이다. 이러한 과정 둘다는 일단 생산가동을 위해 제자리에 셋팅되면, 캘린더의 특징은 대체로 고정되게 된다. 즉, 그것들은 쉽게 변하지 않고, 사실상 생산 가동 중 쉽게 감시되지 않는다. 생산 가동 중 기계 셋팅에 의존하는 것이 항상 바람직한 것은 아니고 생산라인의 낭비요인을 제거하고 생산성을 증가시키기 위해 생산 가동 중 부직포에 가해진 힘을 변경하는 능력 뿐만 아니라 실시간 정보를 받는 것이 바람직하고 필요하다.
본 발명의 일구현예는 부직포 웹 처리를 향상시키고 상기 웹에 바람직한 특징 및 기술적인 특징(specifications)을 제공하기 위해 슈 캘린더를 채용한다. 예를들어, 캘린더링은 직물의 두께를 바꿈으로써 직물의 용적(bulk) 밀도에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 그것은 특별히 가열되면 또한 표면의 부드러움에 영향을 줄 수 있다. 상기 시스템은 또한 스펀 레이싱/얽힘(entangling)효율을 향상시키 거나, 또는 특정한 웹 핸드의 획득을 용이하게 할 수 있다(facilitate). 이것은 슈캘린더를 통해 전술한 바와 같이, 도 1에 도시한 예를 들어 하이드로 얽힘 과정(18) 및 건조과정(20)의 조합으로 달성된다.
더우기, 부직포의 바람직한 성질이 알려져 있다. 예를들어, 바람직한 성질은 반복되는 저밀도 영역이 반복적인 고밀도 웹 영역을 뒤따라간다는 것이고, 생산라인의 속도가 알려지거나 주목할만하다는 것이다. 도 3에 도시한 그래프는 캘린더가 바람직하게 생산할 수 있는 압력 또는 온도 곡선의 일례를 제공한다. 이 문헌을 참고하면, 컴퓨터 또는 "지능적인(intelligent)" 시스템의 사용을 통해, 상기 그래프가 제어곡선으로 사용되어 바람직한 부직포가 생산될 수 있도록 캘린더의 셋팅을 변경할 수 있다.
부직포 웹(22)이 슈 캘린더(14)를 통해 처리되는 시스템이 도 6에 도시되어 있다. 상기 센서는 하나 또는 그 이상의 압력 롤(50), 활모양의(arcuate) 슈(30), 또는 캘린더 벨트(24)에 장착(imbeded)될 수 있다. 상기 센서들은 일반적으로 신호선(28)으로 도시된 신호를 발생시킨다. 상기 신호는 컴퓨터 또는 데이터 프로세서(26)로 보내어져서, 신호를 분석하고(interpret), 모델로부터 입력된 실제 데이터를 비교한다. 그런 다음 도 3의 그래프에 나타낸 바와 같이, 제어신호(32)를 슈 캘린더(14)에 보내어 슈 캘린더가 온도, 압력, 속도 또는 상기 비교에 따라 유사한 것들을 증가 또는 감소시키도록 지시한다. 이것은 프로세스 피드백/제어 루프를 만들어 낸다. 바람직하다면 자동으로 슈캘린더(14)의 작동을 바람직한 작동인자(operational parameters)에 따라 조절할 수 있다.
특별히 주목해야 할 것은, 도 6에 도시한 시스템에 대해, 슈 캘린더의 슈가 부직포 웹에 가해지는 압력을 바꿀 능력이 있다. 슈 프레스에서, 슈는 유압을 사용함으로 올라가거나 내려가는 피스톤 또는 빔 위에 안착된다. 피스톤 아래의 오일 량의 증가 또는 감소함으로, 슈 프레스가 더 가깝게 힘을 받거나 캘린더의 반대측 프레스 롤에서 멀리 떨어져 이동하도록 되어 있다. 추가적으로, 짝을 이루는 롤은 또한 닙의 로딩을 허락하도록 그리고 닙 압력이 증가되도록 움직일 수 있다. 압력을 변경함으로써 일정한 간격으로, 펄스들이 새롭게 만들어지게 되고, 부직포 웹에서 상대적으로 높고 낮은 밀도 영역을 초래한다. 이 패션에서 부직포의 물리적 성질에 대한 변경이 가능하다. 더우기, 이러한 사용은 정상적인 캘린더의 사용과는 대조적이고, 그 바램(desire)은 MD 및 CD 방향 둘다에서 균일한 특성을 갖는 부직포를 새롭게 만들어 내기 위한 것이다. 다른 변경예는 유일한 대체품(히팅 롤의 중심선에 대해)과 같은 부직포 제품 또는 전술한 압력 펄스들이 부직포 제품에서 표면성질(예로 부드러움)을 만들거나 개량하는(refine) 데 사용될 수 있도록 슈를 제어 또는 설계함에 있어서 유용할 수 있다. 슈의 압력, 그것의 위치 및 그 디자인의 수정을 변화시키기 위한 다른 방법은 당업자에게 자명할 것이다.
센서를 사용함으로 캘린더링 과정을 통해 부직포에 주입된 시스템의 특징을 확인할 수 있게 된다. 예를 들어, 본 발명의 일구현예로서 열전대가 온도를 측정하기 위해 캘린더 롤 또는 슈의 표면에 장착될 수 있다. 한편, 캘린더 과정 중 부직포에 가해지는 압력을 측정하는 피에조 크리스탈과 같은 트랜스듀서가 또한 또는 선택적으로 포함될 수 있다. 유사하게, 생산라인의 속도를 확인하기 위해 타코메타 가 사용될 수 있다. 그리고 다른 장치는 생산 및 처리 중 부직포에 가해진 쭉 폄(stretch)을 확인하기 위해 사용될 수 있다.
더우기, 전술한 바와 같이 정보 또는 데이터를 수집함으로써, 방법과 시스템에서 생산 중 압력, 온도, 또는 속도가 어떻게 변화되는 지를 제공하는 것이 가능하다. 또한, 부직포에서 바람직한 결과를 얻기 위해 시간이 지남에 따라 반복적인 또는 비반복적인 패턴으로 변화되도록 셋팅될 수 있다. 도 2 내지 도 4는 부직포를 생산하는 동안 부직포 생산라인의 슈 캘린더 닙에서 바람직한 압력 형상의 예를 설명한다. 압력 형상에 따른 압력의 증가 또는 감소에 의해, 직물의 CD방향으로 가로지르는 직물의 밀도가 변경될 수 있다. 이것은 다시 발생하는 패턴을 MD 방향으로 새롭게 만들기 위해 반복적으로 변경될 수 있다. 반복적인 기초에서 밀도의 변화는 단순한 미학, 제어되는 심지재료(wicking)의 표면 또는 3D 지오메트리를 포함하는 바람직한 특징을 만들어 내기 위해 사용될 수 있다.
속도는 또한 직물을 원하는 대로 쭉 폄 또는 주름지게 하기 위해 변경될 수 있다. 이것은 지역화된 직물의 기초 중량을 변경할 수 있다. 사용예들은 포함하지만, 부직포가 절단되거나 권취된 물건에서 편평한 물건으로 압축되는 부직포 내에서 위치를 제공하는데 제한되지 않는다.
이러한 과정에 의해 하나의 슈 캘린더는 특별한 압력, 온도, 및/또는 속도가 변하는 하나 또는 그 이상의 "지능적인" 슈 닙을 통해 처리함으로써, 부직포 웹의 밀도, 구조, 및 섬유/필라멘트의 접착(cohesion)을 변경할 수 있다. 그 결과 슈 캘린더(14)는 핫 캘린더, 산포 캘린더 또는 풀러 캘린더로 작용할 수 있다.
따라서 본 발명에 의해 그 목적 및 이익을 깨닫게 되고, 바람직한 구현예가 더욱 상세하게 설명되었지만, 그 범위 및 목적이 이것에 의해 제한되어서는 안되고; 오히려 그 범위가 첨부한 청구항에 의해 결정되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 재료를 수용하고 부직포 웹을 성형하기 위한 성형수단;
    상기 성형된 부직포 웹을 수용하기 위한 캘린더 수단; 및
    상기 부직포 웹 상에서 캘린더 수단과 함께 작동하며, 상기 캘린더 수단은 슈 캘린더를 포함하는 부직포 제품의 성형 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캘린더 수단의 하나 또는 그 이상의 파라미터와 관계된 또는 성형된 부직포 웹으로부터의 정보를 감지하는 감지 수단을 더 포함하고, 상기 캘린더 수단은 감지수단으로부터 입력받은 감지된 정보에 따라 제어되도록 사용되는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 캘린더 수단은 성형 구간 또는 상기 장치의 처리 구간에 위치한 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형 수단은 카딩, 공기내재, 스펀바운드, 멜트 블로운, 스펀레이스, 또는 웨트 레이드 작용을 하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 웹 처리 수단은 드라이어 또는 열 병합 작용을 하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 캘린더 수단은 상기 감지 수단으로부터 감지된 정보에 따라 처리 피드백/제어 루프를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 캘린더 수단의 압력, 온도, 속도; 또는 상기 성형된 부직포 웹의 연장(elongation)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 캘린더 수단의 작동 파라미터를 조정하기 위해 상기 장치에 설치된 제어구동수단; 및 상기 감지수단에 응답하고 상기 제어구동수단에 사용가능하게 연결된 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형장치.
  9. 하나의 재료로부터 부직포 웹을 성형하는 단계; 및
    캘린더 수단에서 성형 단계 다음에 수용되는 부직포 웹을 캘린더링을 하는 단계를 포함하고, 상기 캘린더 수단은 슈 캘린더인 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 캘린더 수단의 수많은 파라미터 또는 성형된 부직포 웹에 관련된 정보를 센서로부터 얻는 단계; 및
    상기 정보에 따라 캘린더 수단을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 성형단계는 카딩, 공기내재, 스펀 바운드, 멜트 블로운, 스펀레이스 또는 웨트 레이드 작용을 하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    건조 또는 열 병합에 의해 상기 부직포를 하나로 묶어 만드는(consolidating) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 정보를 얻는 단계는 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 파라미터는 캘린더의 압력, 온도 또는 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    캘린더의 프로세스 피드백/제어 루프에 의해 상기 파라미터를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 제품의 성형방법.
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