KR20180004768A - 몰드 내의 섬유 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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피터 키츠베르거
조란 부자노빅
올리버 골드
니엘스 모스백
얀 페첼
게오르그 ?크졸
게오르그 ??크졸
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Abstract

몰드(10)에서 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하기 위한 시스템은, 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 위치를 정의하도록 구성된 적어도 하나의 노즐(20)을 포함한다. 변위 메커니즘(21, 22)은 적어도 하나의 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성된다.

Description

몰드 내의 섬유 제어 시스템 및 방법
본 발명의 실시예는 섬유로 형성된 쿠션체에 관한 것이다. 본 발명의 실시예는 특히, 섬유 재료로부터 탄력 특성을 갖는 제품을 형성하는 공정에 사용될 수 있는 섬유를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예는 특히, 섬유로부터 섬유 쿠션체를 형성하는 공정에서 사용될 수 있는 섬유를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
폴리우레탄(PU) 발포체와 같은 발포체는 운송 산업의 차량 내장재와 같은 시트용 섬유 배킹으로 널리 사용된다. 발포체는 직물면 재료의 뒷면에 부착된다. 이러한 발포체 배킹된(backed) 복합물은 접촉 영역에서 편안한 또는 고급스러운 느낌을 제공할 수 있는 쿠션 효과를 갖는다.
폴리우레탄 발포체는 시트용 쿠션 재료로서 널리 사용된다. 그러나, 폴리우레탄 발포체 배킹된 재료는 휘발성 물질을 방출할 수 있으며, 이는 차량 또는 주택 내부의 '포깅(fogging)'에 기여할 수 있고 또한 인간 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 심각한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 발포체 자체가 시간이 지남에 따라 산화되어 재료의 색상 변화를 초래할 수 있다. 재활용 가능성이 또한 처리되어야 할 문제이다.
이러한 및 다른 이유로, 유사한 비용으로 발포체 재료의 특성과 유사한 쿠션 특성을 제공할 다른 재료에 대한 요구가 계속 존재한다. 이와 관련하여 주목 받고 있는 재료의 일 부류는 폴리에스테르 부직포와 같은 부직포이다. 이러한 재료는 많은 면 섬유에 적합한 배킹을 제공할 수 있다.
탄력 특성을 갖는 시트 쿠션체 또는 다른 섬유 제품을 생성하기 위해, 섬유의 배향 및/또는 밀도를 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 시트 쿠션체와 같은 고품질의 제품을 형성하는데 바람직한 제어 레벨을 제공하는 가스 유동 패턴의 생성은 상당한 난제이다.
상기와 관련하여, 제품을 형성하기 위한 몰드에 삽입된 섬유에 대한 향상된 제어를 제공하는 기술에 대한 당업계의 지속적인 요구가 존재한다. 특히, 제어될 수 있는 잘 정의된 유동 패턴을 제공하면서, 섬유 쿠션체 또는 주요 하중 방향을 따라 탄력 특성을 갖는 다른 제품을 형성하는 공정에서 사용하기에 적합한 시스템 및 방법에 대한 요구가 당업계에 존재한다.
이러한 및 다른 요구는 실시예에 따른 시스템, 방법 및 제품에 의해 처리된다. 예시적인 실시예에 따르면, 섬유가 충전(fill)된 몰드로부터 가스가 배출되는 위치를 정의하는 노즐이 제공된다. 실시예에 따른 시스템 및 방법은 노즐과 몰드 사이에서 상대적 변위가 수행되도록 구성된다. 노즐 및 노즐과 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 사용함으로써, 가스 유동 패턴에 대한 양호한 제어가 달성된다. 특히, 피봇가능한 엘리먼트를 사용하는 것으로 제한되는 유동 제어 메커니즘에 비해 더 균일한 유동 패턴이 달성될 수 있다.
일 실시예에 따른 몰드에서 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하기 위한 시스템은, 가스가 몰드로부터 배출되는 위치를 정의하도록 구성된 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 시스템은 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘을 포함한다.
이러한 시스템은 몰드 내의 가스 유동 패턴에 대한 향상된 제어를 제공한다.
변위 메커니즘은 몰드와 적어도 하나의 노즐 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은, 적어도 하나의 노즐이 몰드에 대해 변위되는 동안 몰드가 고정되어 유지되는 동안, 적어도 하나의 노즐의 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은, 몰드가 적어도 하나의 노즐에 대해 변위되는 동안 적어도 하나의 노즐이 고정되어 유지되는 동안, 몰드의 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 몰드의 병진 변위를 수행하고 적어도 하나의 노즐의 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있고, 몰드 및 적어도 하나의 노즐의 모션 속도 및/또는 방향은 서로 상이하다.
시스템은 섬유가 섬유 공급 방향을 따라 몰드 내로 공급되도록 구성될 수 있다. 시스템은 섬유를 섬유 공급 방향을 따라 몰드 내로 운반하는 운반 메커니즘을 포함할 수 있다.
변위 메커니즘은 적어도 하나의 노즐과, 섬유 공급 방향에 평행하게 지향되는 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 적어도 하나의 노즐과, 섬유 공급 방향을 가로질러 지향되는 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 추가로 구성될 수 있다.
시스템은 적어도 하나의 노즐로부터 흡입 채널로 가스를 안내하도록 구성된 유동 가이드를 포함할 수 있다. 유동 가이드는 복수의 채널을 포함할 수 있다. 이러한 유동 가이드는 유동 조화(flow harmonization)를 제공하여 몰드 내의 가스 유동 패턴을 추가로 개선할 수 있다.
유동 가이드는 환기 장치 또는 다른 흡입 디바이스를 포함하는 흡입 채널과 노즐 사이에 개재될 수 있다.
적어도 하나의 노즐이 몰드에 대해 제1 위치에 있는 경우 복수의 채널 중 제1 채널 세트와 유체 연통할 수 있다. 적어도 하나의 노즐이 제1 위치와 상이한, 몰드에 대한 제2 위치에 있는 경우 적어도 하나의 노즐은 적어도 하나의 노즐은 복수의 채널 중 제2 채널 세트와 유체 연통할 수 있고, 제2 채널 세트는 제1 채널 세트와 분리된다.
제2 채널 세트는 섬유 공급 방향에 평행한 방향으로 제1 채널 세트로부터 오프셋될 수 있다.
시스템은 복수의 채널 중 일부의 유동 저항을 증가시키도록 구성된 폐쇄 메커니즘을 포함할 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 그 단부 개구를 적어도 부분적으로 커버함으로써 채널의 일부의 유동 저항을 증가시키도록 구성될 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 노즐과 유체 연통하지 않는 그러한 채널의 유동 저항을 증가시키도록 구성될 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 적어도 하나의 노즐과 몰드의 상대 위치와 조정되는 방식으로 조절가능할 수 있다.
폐쇄 메커니즘 및 노즐은 적어도 하나의 노즐의 변위가 폐쇄 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다.
폐쇄 메커니즘은, 적어도 하나의 노즐에 부착되어 그와 함께 변위가능하게 되는 적어도 하나의 슬랫을 포함할 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 서로 힌지 커플링되는 복수의 슬랫을 포함할 수 있다.
하나의 환기 장치 또는 복수의 환기 장치가 적어도 하나의 노즐 상에 배열될 수 있다. 환기 장치 또는 복수의 환기 장치는 적어도 하나의 노즐의 내부 캐비티 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 장착될 수 있다.
시스템은 몰드의 충전 레벨의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 제어하도록 구성될 수 있다. 시스템은 몰드 내의 섬유 재료의 충전 레벨에 대응하는 레벨에 노즐이 위치되어 유지되도록 상대적 병진 변위를 제어하도록 구성될 수 있다.
시스템은 몰드의 충전 레벨의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 변위를 제어하도록 구성된 제어 디바이스를 포함할 수 있다.
제어 디바이스는, 섬유가 몰드 내로 공급되는 레이트에 따라 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
시스템은 환기 장치일 수 있는 흡입 디바이스를 포함할 수 있다.
흡입 디바이스는 적어도 하나의 노즐로부터 이격되도록 배열될 수 있다. 복수의 채널을 정의하는 유동 가이드는 적어도 하나의 노즐과 흡입 디바이스 사이에 개재될 수 있다. 따라서, 탄력 섬유 제품을 형성하기 위해 섬유를 배향시키는데 특히 적합한 유동 패턴이 달성될 수 있다.
제어 디바이스는 공간적으로 변하는 방식으로 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 조절하도록 상대적 변위 및/또는 흡입 디바이스를 제어하도록 구성될 수 있다.
제어 디바이스는 기능 시간으로서 섬유가 몰드에 공급되는 레이트의 함수로서 상대적 변위를 제어하도록 구성될 수 있다.
시스템은 예를 들어, 하나의 또는 몇몇 실(yarn)(들)을 커팅함으로써 섬유를 생성하는 커팅 디바이스를 포함할 수 있다. 제어 디바이스는 커팅 디바이스가 섬유 재료를 생성하는 레이트의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 변위를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스는 몰드의 충전 레벨의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 변위를 제어하기 위해 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 수행할 수 있다.
적어도 하나의 노즐은, 그 사이에 몰드를 수용하도록 배열된 제1 노즐 및 제2 노즐을 포함할 수 있다.
제1 노즐 및 제2 노즐은 독립적으로 변위가능할 수 있다.
제어 디바이스는 제1 노즐 및 제2 노즐 둘 모두를 몰드에 대해 변위시키기 위해 제1 노즐 및 제2 노즐의 변위를 제어하도록 구성될 수 있다.
시스템은 섬유 쿠션체를 생성하도록 구성될 수 있다.
섬유 쿠션체의 주요 하중 방향은, 적어도 하나의 노즐에 의해 가스가 몰드로부터 배출되는 방향에 대응할 수 있다.
시스템은 몰드 내로 삽입된 섬유 재료의 열 활성화에 의해 섬유 쿠션체를 생성하도록 구성될 수 있다. 시스템은 몰드 내에 충전된 섬유를 열적으로 활성화시키기 위한 가열 스테이션을 포함할 수 있다. 가열 스테이션은 섬유가 몰드 내로 공급되는 위치로부터 이격될 수 있다.
시스템은 몰드를 수용하기 위한 리셉터클을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 변위 메커니즘은 리셉터클과 적어도 하나의 노즐 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
시스템은 몰드를 포함할 수 있다. 몰드는 리셉터클에 수용될 수 있다.
실시예에 따른 몰드에서 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하는 방법이 제공된다. 본 방법은 적어도 하나의 노즐을 통해 몰드로부터 가스를 배출하는 단계를 포함한다. 본 방법은 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 수행하는 단계를 포함한다.
이러한 방법은 몰드 내의 가스 유동 패턴에 대한 향상된 제어를 제공한다.
본 방법은 일 실시예의 시스템에 의해 수행될 수 있다.
상대적 병진 변위를 수행하는 단계는, 적어도 하나의 노즐이 몰드에 대해 변위되는 동안 몰드가 고정되어 유지되는 동안, 적어도 하나의 노즐의 병진 변위를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상대적 병진 변위를 수행하는 단계는, 몰드가 적어도 하나의 노즐에 대해 변위되는 동안 적어도 하나의 노즐이 고정되어 유지되는 동안, 몰드의 병진 변위를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상대적 병진 변위를 수행하는 단계는, 몰드의 병진 변위를 수행하고 적어도 하나의 노즐의 병진 변위를 수행하는 단계를 포함할 수 있고, 몰드 및 적어도 하나의 노즐의 모션 속도 및/또는 방향은 서로 상이하다.
본 방법은 섬유를 섬유 공급 방향을 따라 몰드 내에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상대적 병진 변위를 수행하는 단계는 적어도 하나의 노즐과 섬유 공급 방향에 평행하게 지향되는 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상대적 병진 변위를 수행하는 단계는 적어도 하나의 노즐과 섬유 공급 방향을 가로질러 지향되는 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법에서, 유동 가이드는 적어도 하나의 노즐로부터 흡입 채널로 가스를 안내할 수 있다. 유동 가이드는 복수의 채널을 포함할 수 있다.
본 방법에서, 유동 가이드는 환기 장치 또는 다른 흡입 디바이스를 포함하는 흡입 채널과 노즐 사이에 개재될 수 있다.
본 방법에서, 적어도 하나의 노즐이 몰드에 대해 제1 위치에 있는 경우 적어도 하나의 노즐은 복수의 채널 중 제1 채널 세트와 유체 연통할 수 있다. 방법에서, 적어도 하나의 노즐이 제1 위치와 상이한, 몰드에 대한 제2 위치에 있는 경우 적어도 하나의 노즐은 복수의 채널 중 제2 채널 세트와 유체 연통할 수 있고, 제2 채널 세트는 제1 채널 세트와 분리된다.
본 방법에서, 제2 채널 세트는 섬유 공급 방향에 평행한 방향으로 제1 채널 세트로부터 오프셋될 수 있다.
본 방법은 복수의 채널 중 일부의 유동 저항을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 그 단부 개구를 적어도 부분적으로 커버함으로써 채널의 일부의 유동 저항을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 노즐과 유체 연통하지 않는 그러한 채널의 유동 저항을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
유동 저항은, 복수의 채널의 단부 개구와 적어도 부분적으로 중첩하는 폐쇄 메커니즘에 의해 증가될 수 있다. 방법은 적어도 하나의 노즐과 몰드의 상대 위치와 조정되는 방식으로 폐쇄 메커니즘을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법에서, 적어도 하나의 노즐의 변위는 폐쇄 메커니즘을 작동시킬 수 있다.
본 방법에서, 폐쇄 메커니즘은, 적어도 하나의 노즐에 부착되어 그와 함께 변위가능하게 되는 적어도 하나의 슬랫을 포함할 수 있다.
본 방법에서, 폐쇄 메커니즘은 서로 힌지 커플링되는 복수의 슬랫을 포함할 수 있다.
본 방법에서, 하나의 환기 장치 또는 복수의 환기 장치가 적어도 하나의 노즐 상에 배열될 수 있다. 복수의 환기 장치는 적어도 하나의 노즐의 내부 캐비티 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 장착될 수 있다.
본 방법은 몰드의 충전 레벨의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 병진 변위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 몰드 내의 섬유 재료의 충전 레벨에 대응하는 레벨에 노즐이 위치되어 유지되도록 상대적 병진 변위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
충전 레벨의 함수로서 상대적 병진 변위를 제어하기 위해, 상대적 병진 변위는 섬유가 몰드 내에 공급되는 레이트에 따라 제어될 수 있다.
방법에서, 흡입 디바이스는 적어도 하나의 노즐과 유체 연통될 수 있다. 흡입 디바이스는 환기 장치일 수 있다.
본 방법에서방법에서, 흡입 디바이스는 적어도 하나의 노즐로부터 이격되도록 배열될 수 있다. 복수의 채널을 정의하는 유동 가이드는 적어도 하나의 노즐과 흡입 디바이스 사이에 개재될 수 있다.
본 방법은 공간적으로 변하는 방식으로 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 조절하도록 상대적 변위 및/또는 흡입 디바이스를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 기능 시간으로서 섬유가 몰드에 공급되는 레이트의 함수로서 상대적 변위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 예를 들어, 하나의 또는 몇몇 실(들)을 커팅함으로써 섬유를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 커팅 디바이스가 섬유 재료를 생성하는 레이트의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 변위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 몰드의 충전 레벨의 함수로서 적어도 하나의 노즐과 몰드 사이의 상대적 변위를 제어하기 위해 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법에서, 적어도 하나의 노즐은, 그 사이에 몰드를 수용하도록 배열된 제1 노즐 및 제2 노즐을 포함할 수 있다.
본 방법은 제1 노즐 및 제2 노즐 둘 모두를 몰드에 대해 변위시키기 위해 제1 노즐 및 제2 노즐의 변위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법에서, 제1 노즐 및 제2 노즐은 독립적으로 변위가능할 수 있다.
본 방법은 몰드에서 배향되는 섬유로부터 섬유 쿠션체를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
섬유 쿠션체의 주요 하중 방향은, 적어도 하나의 노즐에 의해 가스가 몰드로부터 배출되는 방향에 대응할 수 있다.
섬유 쿠션체는 몰드 내로 삽입된 섬유 재료의 열 활성화에 의해 생성될 수 있다. 본 방법은 몰드 내에 충전된 섬유를 열적으로 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다.
섬유 쿠션체를 생성하는 방법은, 섬유를 몰드 내로 공급하는 단계, 임의의 실시예의 방법을 사용하여 몰드 내의 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하는 단계, 및 섬유 쿠션체를 형성하기 위해 섬유의 적어도 일부를 열적으로 활성화시키는 단계를 포함한다.
본 방법은 섬유 쿠션체를 후처리하는 단계를 포함할 수 있다.
섬유 쿠션체를 후처리하는 단계는 섬유 쿠션체에 적어도 하나의 채널을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
섬유 쿠션체를 후처리하는 단계는 섬유 쿠션체에 트림(trim) 재료를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 섬유 쿠션체를 시트에 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 섬유 쿠션체는 사용자의 넓적다리에 대한 지지 표면을 제공하기 위해 시트에 설치될 수 있다. 섬유 쿠션체는 사용자의 등에 대한 지지 표면을 제공하기 위해 시트의 등받이에 설치될 수 있다.
시트는 차량 시트일 수 있다. 방법은 차량 시트를 차량에 설치하는 단계를 포함할 수 있다.
시트는 거주용 또는 사무실용 좌석 가구일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 일 실시예에 따른 방법을 사용하여, 하중 방향을 따라 인가되는 하중에 대한 응답으로 탄력 특성을 갖는 섬유 제품이 제공된다.
다양한 양상 및 실시예에 따른 섬유 재료로부터 제품을 생성하기 위한 시스템 및 방법은 섬유 배향에 대한 향상된 제어를 제공한다.
다양한 양상 및 실시예에 따른 시스템 및 방법은 자동차, 항공기 및 기차용 시트 및 사무실 또는 가정용 시트를 포함하는 다양한 타입의 시트에 대한 시트 쿠션체를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 엘리먼트를 지정한다.
도 1은 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 2는 동작 시의 도 1의 시스템의 개략도이다.
도 3은 동작 시의 도 1의 시스템의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 시스템의 사시도이다.
도 6은 동작 시의 도 5의 시스템의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 9는 동작 시의 도 8의 시스템의 개략도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 시스템의 유동 가이드의 부분 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 시스템의 유동 가이드의 부분 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 시스템의 사시도이다.
도 13은 도 12의 시스템의 다른 사시도이다.
도 14는 도 12의 시스템의 측면 사시도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 시스템의 사시도이다.
도 16은 도 15의 시스템의 측면 사시도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 방법 또는 시스템에 의해 생성되는 섬유 쿠션 제품의 개략도이다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예가 설명될 것이다. 일부 실시예가 특정 적용 분야와 관련하여 설명될 것이지만, 실시예는 이러한 적용 분야로 제한되지 않는다. 추가로, 다양한 실시예의 특징은 구체적으로 달리 언급되지 않으면 서로 결합될 수 있다.
일부 실시예는 섬유 시트 쿠션체인 제품의 상황에서 설명될 것이지만, 실시예에 따른 툴, 시스템 및 방법은 또한 섬유 재료의 다른 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 몰드(10) 내의 섬유의 배향 및/또는 밀도를 제어하기 위한 시스템(1)의 개략도이다. 시스템(1)은 섬유 재료로부터 제품을 생성하도록 구성될 수 있다. 시스템(1)은 하중 방향을 따라 탄력 특성을 갖는 섬유 재료로부터 제품을 생성하도록 구성될 수 있다.
시스템(1)은 몰드(10) 내에 삽입된 느슨한 섬유 재료로부터 시트 쿠션체를 생성하기 위한 시스템일 수 있고, 시스템(1)은 시트 쿠션체의 특성을 제어하기 위해 몰드(10) 내의 섬유의 배향 및/또는 밀도를 제어하도록 구성된다. 특성은, 생성된 시트 쿠션체가 하중 방향을 따라 압축되는 경우 탄성을 포함할 수 있다.
시스템(1)은 적어도 하나의 노즐(20)을 포함한다. 시스템(1)은 하나의 노즐(20) 또는 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 도 1에는 단지 하나의 노즐이 도시되어 있지만, 시스템(1)은 복수의 노즐(20)을 포함할 수 있다. 노즐(20) 및 적어도 하나의 추가적인 노즐은 그 사이에 몰드(10)을 수용하도록 배열될 수 있다.
노즐(20)은 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 위치를 정의한다. 몰드(10)는 가스 통로를 갖는 적어도 하나의 면(11, 12)을 포함한다. 몰드(10)는 주면(11) 및 추가적인 주면(12)을 포함할 수 있고, 이들 각각에는 가스 통로가 형성된다. 노즐(20)은 동작 시에, 시스템(1)이 몰드(10)의 적어도 하나의 천공된 면(11, 12)을 통해 그리고 노즐(20)을 통해 가스를 배출하도록 구성될 수 있다.
노즐(20)은 가변 단면을 갖는 내부 캐비티를 가질 수 있다. 노즐(20)은 제1 방향을 따라 변위가능할 수 있다. 제1 방향에 평행한 평면에서 측정된 노즐(20)의 단면적은 몰드(10)으로부터의 거리의 함수로서 변할 수 있다. 제1 방향에 평행한 평면에서 측정된 노즐(20)의 내부 캐비티의 단면적은 몰드(10)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가할 수 있다. 가스 유동 패턴에서 정점 형성의 위험 감소와 함께 몰드에 근접한 증가된 유속이 이러한 구성에 의해 달성될 수 있다.
노즐(20)은 몰드(10)를 향하는 개구 및 몰드(10)로부터 먼 쪽을 향한 측에 대향 개구를 가질 수 있다. 몰드(10)를 향하는 개구는 몰드(10)로부터 먼 쪽을 향한 측의 대향 개구의 단면적보다 작은 단면적을 가질 수 있다.
아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 시스템(1)은 동작 시에, 노즐(20)과 몰드(10) 사이에서 상대적 변위가 수행되도록 구성된다. 상대적 변위는 몰드 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 수행될 수 있다. 시스템(1)의 제어 디바이스(9)는 충전 레벨에서의 변화에 응답하여 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 제어하도록 동작가능할 수 있다. 충전 레벨 및/또는 충전 레벨에서의 기회를 모니터링하기 위해, 제어 디바이스(9)는 섬유가 몰드 내로 공급되는 레이트를 모니터링할 수 있다. 이것은 다양한 방식으로, 예를 들어, 섬유를 공급하는 섬유 공급 디바이스(2)를 제어함으로써 및/또는 몰드(10) 내로 삽입되는 섬유의 양을 감지함으로써 달성될 수 있다.
아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 시스템(1)은 노즐(20) 및 몰드(10)가 서로에 대해 변위가능하도록 구성된다. 시스템(1)은 노즐(20)과 몰드(10)의 상대적 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘을 포함할 수 있다. 변위 메커니즘은 다양한 구성을 가질 수 있다. 변위 메커니즘은 몰드(10)가 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘은 몰드(10)가 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제1 방향을 따라 병진 방식으로 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘(10)은 몰드(10)가 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제2 방향을 가로지르는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 병진 방식으로 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘(10)은 노즐(20)이 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 몰드(10)를 변위시키도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘은 노즐(20)이 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제1 방향을 따라 병진 방식으로 몰드(10)를 변위시키도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘은 노즐(20)이 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제2 방향을 가로지르는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 병진 방식으로 몰드(10)를 변위시키도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘(10)은 기준 프레임에 대해 몰드(10) 및 노즐(20) 둘 모두를 변위시키도록 구성될 수 있고, 몰드(10) 및 노즐(20)의 이동은 상이하다. 변위 메커니즘(10)은 몰드(10) 및 노즐(20)이 제1 방향을 따라 서로에 대해 반대로 지향되는 속도를 갖도록 이들을 변위시키도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘(10)은 몰드(10) 및 노즐(20) 중 하나를 제1 방향을 따라 병진 방식으로 변위시키고, 몰드(10) 및 노즐(20) 중 다른 하나를 제1 방향을 가로지르는 제2 방향을 따라 병진 방식으로 변위시키도록 구성될 수 있다.
다양한 구현 중 임의의 구현에서, 변위 메커니즘은 몰드(10) 및 노즐(20) 중 적어도 하나의 피봇 또는 회전 운동을 수행하도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘은 몰드(10) 및 노즐(20) 중 적어도 하나의 병진 변위 및 피봇 운동 둘 모두를 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 변위를 안내하도록 구성된 가이드(21)를 포함할 수 있다. 가이드(21)는 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 병진 변위를 안내하도록 구성될 수 있다. 가이드(21)는 섬유가 몰드(10) 내에 공급되는 섬유 공급 방향에 평행할 수 있는 제1 방향을 따라 노즐(20)의 병진 변위를 안내하도록 배열될 수 있다.
가이드(21)는 다양한 구성을 가질 수 있다. 가이드(21)는 하나의 또는 적어도 2개의 가이드 부재를 포함할 수 있다. 2개의 가이드 부재는 노즐(20)이 변위가능한 제1 방향에 수직인 방향으로 오프셋될 수 있다. 가이드 부재는 가이드 돌출부, 가이드 로드(rod), 가이드 오목부를 포함할 수 있거나, 또는 다른 구성을 가질 수 있다.
변위 메커니즘은 액추에이터(22)를 포함할 수 있다. 액추에이터(22)는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 스테퍼 모터일 수 있다. 액추에이터(22)는 모터의 출력 샤프트의 회전 모션을 노즐(20)의 선형 변위로 변환하는 회전-직선 모션 변환 메커니즘을 포함할 수 있다. 액추에이터(22)는 모터로서 구현될 필요가 없다. 예시를 위해, 공압 액추에이터, 유압 액추에이터 또는 다른 전동 액추에이터가 사용될 수 있다.
액추에이터(22)는 제어 디바이스(9)에 의해 제어될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10)의 상대 위치를 설정하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는, 노즐(20)이 충전 레벨에 따라 재정렬되도록 섬유의 충전 레벨이 변경된 것을 검출하는 것에 대한 응답으로, 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 액추에이터(22)를 제어하도록 구성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 액추에이터(22)는 원하는 섬유 밀도에 따라 제어될 수 있다. 노즐(20)과 몰드(10)을 동일한 상대적 위치에 더 긴 기간 동안 유지함으로써, 섬유 밀도가 선택적으로 증가될 수 있다. 노즐(20)을 통한 가스의 유속 및/또는 노즐(20)이 몰드(10)를 따른 위치에 배치되는 시간은 섬유 밀도를 결정하고 섬유 밀도의 구배가 확립되도록 허용한다. 섬유 밀도의 구배는 특히 섬유 쿠션의 하중 방향을 가로지르는 방향으로 확립될 수 있다. 예시를 위해, 더 높은 섬유 밀도의 영역이, 예를 들어, 시트 쿠션에 강성 엘리먼트를 부착하기 위해 선택적으로 형성될 수 있다.
액추에이터(22)는 노즐(20)이 가이드(21)를 따라 변위되게 하여, 가스가 몰드로부터 배출되는 위치를, 섬유가 몰드 내에 충전되는 레벨과 정렬되게 유지할 수 있다. 섬유 공급 방향에 적어도 평행하게 수행되는 상대적 변위(18)는 노즐(20)을 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층과 정렬되도록 유지할 수 있다.
노즐(20) 및 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 병진 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘을 사용함으로써, 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도에 대한 양호한 제어가 달성될 수 있다.
시스템(1)은 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다. 시스템(1)은 섬유 공급 디바이스(2)를 포함할 수 있다. 섬유 공급 디바이스(2)는 섬유를 전달하는 콘베이어를 포함할 수 있다.
섬유 공급 디바이스(2)는 추가적으로 또는 대안적으로 하나의 실 또는 몇몇 실을 세그먼트로 커팅하여 몰드(10) 내로 삽입하기 위한 섬유를 형성하도록 구성된 커터를 포함할 수 있다. 섬유 공급 디바이스(2)는 적어도 하나의 실 공급부 및 하나의 실 또는 몇몇 실을 적어도 하나의 실 공급부로부터 커터에 공급하는 실 공급기를 포함할 수 있다.
제어 디바이스(9)는 섬유 공급 디바이스(2)에 커플링되어 그 동작을 제어할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 섬유 공급 디바이스(2)의 동작과 조정되는 방식으로 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 섬유 공급 디바이스(2)가 섬유를 생성 및 공급하는 레이트의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 제어하도록 구성될 수 있다.
제어 디바이스(9)는 섬유 공급 디바이스(2)에 의해 생성 및 공급되는 섬유의 양의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대 위치를 조절하여, 노즐(20)의 개구를, 몰드(10)에 삽입되는 섬유의 상단 층과 정렬되게 유지할 수 있다. 섬유의 배치(batch)의 생성이 시작되었기 때문에, 제어 디바이스(9)는 몰드(10)에 공급된 섬유의 총량의 함수로서 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 위치를 설정할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 대안적으로 또는 추가적으로 섬유가 몰드(10) 내로 삽입되는 레이트의 함수로서 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 위치를 증분적으로 조절할 수 있다.
제어 디바이스(9)는 섬유가 충전되는 몰드(10)의 캐비티(13)의 형상의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치를 설정하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 섬유가 충전되는 몰드(10)의 캐비티(13)의 단면적에서의 변동의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치를 설정하도록 구성될 수 있다.
제어 디바이스(9)는 저장 디바이스를 포함할 수 있거나 캐비티(13)의 형상에 대한 정보가 저장되는 저장 디바이스에 커플링될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 충전 레벨의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치를 설정하도록 구성될 수 있고, 충전 레벨은 캐비티(13)의 형상 및 몰드(10) 내에 공급되는 섬유의 양에 의존한다. 제어 디바이스(9)는 충전 레벨의 함수로서 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치를 설정하도록 구성될 수 있고, 충전 레벨은 몰드(10) 내에 공급되는 섬유의 높이 및 양의 함수로서 캐비티(13)의 단면적에서의 변동에 의존한다. 제어 디바이스(9)는 충전 레벨을 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 추가적으로 또는 대안적으로, 충전 레벨을 감지하는 적어도 하나의 센서에 커플링될 수 있다.
시스템(1)은 섬유(5)가 몰드 내로 운반되는 공급 경로(4)를 포함할 수 있다. 공급 경로(4)는 섬유 공급 디바이스(2), 예를 들어, 커터 및 몰드(10)를 연결시킬 수 있다. 공급 경로(4)의 적어도 일부는 수직 방향을 따라 연장될 수 있다. 예시를 위해, 공급 경로(4)는 몰드(10) 위에 수직으로 연장되는 튜브를 포함할 수 있다.
제어 디바이스(9)는 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 제어하는 경우, 섬유 공급 디바이스(2)로부터 몰드(10)의 충전 레벨까지 섬유(5)의 이동 시간을 고려하도록 구성될 수 있다. 예시를 위해, 제어 디바이스(9)는, 섬유 공급 디바이스(2)의 커터에 의해 생성된 섬유가, 커터로부터 몰드(10)까지의 경로의 길이에 의존하는 지연으로 몰드(10)의 충전 레벨에 도달한다는 것을 고려하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어 디바이스(9)는 몰드(10)에서 소정 양의 섬유의 생성과 섬유의 상단 층에의 섬유의 도달 사이의 시간 지연을 결정하는 경우 몰드(10)의 충전 레벨의 증가를 고려하도록 구성될 수 있다.
시스템(1)은 가스 유동 제어부(3)를 포함할 수 있다. 가스 유동 제어부(3)는 노즐(20)을 통한 가스 유동의 유속 및/또는 체적 레이트를 제어할 수 있다. 가스 유동 제어부(3)는 적어도 하나의 환기 장치를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 환기 장치는 고정되도록 배열될 수 있다. 노즐(20)이 이동가능한 경우, 적어도 하나의 환기 장치는 노즐(20)이 적어도 하나의 환기 장치에 대해 변위되도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 환기 장치가 노즐(20)과 함께 이동하도록, 적어도 하나의 환기 장치는 또한 노즐(20)까지 연장되도록 배열될 수 있다.
가스 유동 제어부(3)는 추가로 섬유 공급 디바이스(2)로부터 몰드(10)까지 가스 유동을 생성하도록 구성될 수 있다. 가스 유동 제어부(3)는 가스 유동을 조절하여 실 세그먼트를 복수의 필라멘트로 분리시키는 것을 수행하여 섬유(5)를 형성할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 섬유 공급 디바이스(2)로부터 몰드(10)로 섬유를 운반하는 가스의 유동 패턴 및/또는 체적 유량을 제어하도록 구성될 수 있다.
몰드(10)는 다양한 구성을 가질 수 있다. 몰드(10)는 천공된 면(11, 12)을 갖는 적어도 하나의 하프(half) 몰드를 포함할 수 있다. 몰드(10)는 가스 유동을 위한 통로를 갖는 면(11)을 갖는 제1 하프 몰드를 포함할 수 있다. 몰드(10)는 가스 유동을 위한 통로를 갖는 면(12)을 갖는 제2 하프 몰드를 포함할 수 있다. 제1 하프 몰드 및 제2 하프 몰드는 서로에 대해 변위가능할 수 있다.
몰드(10)는 내부 캐비티(13)를 내부에 정의하는 몰드의 부분에 대한 지지 구조(15)를 더 포함할 수 있다. 지지 구조(15)는 제1 하프 몰드 및 제2 하프 몰드와 별개로 제공될 수 있다. 지지 구조(15)는 그 사이의 캐비티(13)를 정의하는 제1 하프 몰드 및 제2 하프 몰드가 지지 구조(15)로부터 적어도 부분적으로 단열되도록 구성될 수 있다. 그 사이에 캐비티(13)을 정의하는 제1 하프 몰드 및 제2 하프 몰드는 지지 구조(15)의 열용량보다 작은 열용량을 가질 수 있다.
몰드(10)는 섬유가 몰드(10) 내로 삽입되는 위치로부터 변위가능하도록 구성될 수 있다. 시스템(1)은 몰드(10)를 노즐(20)로부터 멀리 운반하기 위한 운반 시스템을 포함할 수 있다. 운반 시스템은 몰드(10)를 노즐(20)로부터, 몰드 내로 삽입된 섬유가 열적으로 활성화되는 열처리 스테이션으로 운반하도록 구성될 수 있다. 운반 시스템은 새로운 섬유 쿠션을 생성하기 위해 몰드(10)를 노즐(20) 쪽으로 운반하도록 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3은 시스템(1)의 동작을 예시하는 개략도이다. 섬유(5)는 몰드(10)의 캐비티(13) 내로 충전된다.
변위 메커니즘은 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행한다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 상대적 변위는, 몰드의 천공된 면을 향한 노즐(20)의 노즐 개구가 몰드 내의 충전 레벨에서의 변화에 따라 변위되는 그러한 방식으로 시스템(1)에 의해 수행될 수 있다. 상대적 변위는, 노즐(20)의 노즐 개구가 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층과 정렬되어 유지되는 그러한 방식으로 시스템(1)에 의해 수행될 수 있다.
노즐(20), 및 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하기 위한 변위 메커니즘을 포함하는 시스템의 구성은 다양한 효과를 제공한다. 예시를 위해, 일정한 섬유 배향이 몰드(10) 내에 달성될 수 있다. 몰드(10) 내의 가스 유동 패턴에서 원하지 않는 정점이 형성될 위험이 완화될 수 있다. 시스템(1)은 섬유 배향에 대한 향상된 제어를 제공한다. 예시를 위해, 섬유 배향은 노즐(20)을 통해 몰드(10)로부터 가스를 배출함으로써 제어될 수 있다. 섬유는 캐비티(13)의 적어도 일부에서 섬유가 노즐(20)의 변위 방향(18)을 가로지르는 방향을 따라 주로 배향되도록 배향될 수 있다. 섬유는 형성될 섬유 제품의 주요 하중 방향을 따라 주로 배향될 수 있다. 섬유의 적어도 50 %가 각각의 방향에서 최대 45°의 각도를 둘러싸도록 지향되면, 섬유는 방향을 따라 "주로 배향된" 것으로 간주된다.
노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위의 이동 속도 및/또는 노즐(20)을 통한 가스의 체적 유량을 제어함으로써, 밀도 및 섬유 배향은 몰드(10) 내로 삽입되는 섬유 재료에서 변경될 수 있다. 예시를 위해, 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 방향에서 섬유의 국부적으로 증가된 정렬 및/또는 국부적으로 증가되는 밀도는 노즐(20)이 각각의 위치에 위치되어 유지되는 체류 시간을 연장시킴으로써 달성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 방향에서 섬유의 국부적으로 증가된 정렬 및/또는 국부적으로 증가되는 밀도는 노즐(20)이 각각의 위치에 위치되어 유지되는 동안 체적 유량을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
섬유 배향에 대한 제어를 더욱 향상시키기 위해, 하나의 또는 몇몇 유동 가이드 구조가 노즐(20) 내에 통합될 수 있다. 예시를 위해, 몇몇 가스 유동 채널이 노즐(20) 내에 정의될 수 있다. 몇몇 가스 유동 채널은 서로 적어도 부분적으로 밀봉될 수 있다. 몇몇 가스 유동 채널은 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이 하나의 또는 몇몇 튜브에 의해 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 벌집 구조 또는 다른 배플 구조가 노즐(20) 내에 통합될 수 있다.
시스템(1)은 하나의 노즐 또는 하나 초과의 노즐을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시스템(1)은 적어도 하나의 추가적인 노즐을 포함할 수 있고, 노즐(20) 및 적어도 하나의 추가적인 노즐은 그 사이에 몰드(10)을 수용하도록 구성된다.
도 4는 노즐(20)에 추가로 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)을 포함하는 시스템(1)의 개략도이다. 도 1 내지 도 3에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 시스템(1)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이 섬유 공급 디바이스 및/또는 가스 제어부를 포함할 수 있다.
추가적인 노즐(25)은 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 추가적인 위치를 정의한다. 추가적인 노즐(25)은 동작 시에, 시스템(1)이 몰드(10)의 적어도 하나의 천공된 면(11, 12)을 통해 그리고 추가적인 노즐(25)을 통해 가스를 배출하도록 구성될 수 있다.
추가적인 노즐(25)은 가변 단면을 갖는 내부 캐비티를 가질 수 있다. 추가적인 노즐(25)은 제1 방향을 따라 변위가능할 수 있다. 제1 방향에 평행한 평면에서 측정된 추가적인 노즐(25)의 단면적은 몰드(10)으로부터의 거리의 함수로서 변할 수 있다. 제1 방향에 평행한 평면에서 측정된 추가적인 노즐(25)의 내부 캐비티의 단면적은 몰드(10)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가할 수 있다. 가스 유동 패턴에서 정점 형성의 위험 감소와 함께 몰드에 근접한 증가된 유속이 이러한 구성에 의해 달성될 수 있다.
추가적인 노즐(25)은 몰드(10)를 향하는 개구 및 몰드(10)로부터 먼 쪽을 향한 측에 대향 개구를 가질 수 있다. 몰드(10)를 향하는 개구는 몰드(10)로부터 먼 쪽을 향한 측의 대향 개구의 단면적보다 작은 단면적을 가질 수 있다.
시스템(1)의 변위 메커니즘은 추가적인 노즐(25)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성될 수 있다. 상대적인 변위는 추가적인 노즐(25)을 몰드(10)에 대해 변위시킴으로써 수행될 수 있다.
변위 메커니즘은 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 함께 변위시키도록 구성될 수 있다. 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)은 이들의 상대적 위치가 고정되는 그러한 방식으로 배열될 수 있다. 이러한 경우, 액추에이터(22)는 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25) 둘 모두를 변위시키기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 간단한 구성 및 제어가 달성된다.
변위 메커니즘은 추가적인 노즐(25)이 노즐(20)과 독립적으로 변위가능하도록 구성될 수 있다. 이는 섬유 배향 및/또는 밀도에 대해 달성되는 제어를 추가로 개선한다. 변위 메커니즘은 몰드(10)에 대한 추가적인 노즐(25)의 변위를 안내하도록 구성된 추가적인 가이드(26)를 포함할 수 있다. 추가적인 가이드(26)는 몰드(10)에 대한 추가적인 노즐(25)의 병진 변위를 안내하도록 구성될 수 있다. 추가적인 가이드(26)는 섬유가 몰드(10) 내에 공급되는 섬유 공급 방향에 평행할 수 있는 제1 방향을 따라 추가적인 노즐(25)의 병진 변위를 안내하도록 배열될 수 있다.
추가적인 가이드(26)는 다양한 구성을 가질 수 있다. 추가적인 가이드(26)는 하나의 또는 적어도 2개의 가이드 부재를 포함할 수 있다. 2개의 가이드 부재는 추가적인 노즐(25)이 변위가능한 제1 방향에 수직인 방향으로 오프셋될 수 있다. 가이드 부재는 가이드 돌출부, 가이드 로드(rod), 가이드 오목부를 포함할 수 있거나, 또는 다른 구성을 가질 수 있다.
변위 메커니즘은 추가적인 액추에이터(27)를 포함할 수 있다. 추가적인 액추에이터(27)는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 스테퍼 모터일 수 있다. 추가적인 액추에이터(27)는 모터의 출력 샤프트의 회전 모션을 추가적인 노즐(25)의 선형 변위로 변환하는 회전-직선 모션 변환 메커니즘을 포함할 수 있다. 추가적인 액추에이터(27)는 모터로서 구현될 필요가 없다. 예시를 위해, 공압 액추에이터, 유압 액추에이터 또는 다른 전동 액추에이터가 사용될 수 있다.
추가적인 액추에이터(27)는 액추에이터(22)와 독립적으로 제어되도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 액추에이터(22)와 조정되는 방식으로 추가적인 액추에이터(27)를 제어하도록 구성될 수 있다.
추가적인 액추에이터(27)는 제어 디바이스(9)에 의해 제어될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 추가적인 노즐(25)과 몰드(10)의 상대 위치를 설정하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는, 추가적인 노즐(25)이 충전 레벨에 따라 재정렬되도록 섬유의 충전 레벨이 변경된 것을 검출하는 것에 대한 응답으로, 추가적인 노즐(25)과 몰드(10) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 추가적인 액추에이터(27)를 제어하도록 구성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 추가적인 액추에이터(27)는 원하는 섬유 밀도에 따라 제어될 수 있다. 추가적인 노즐(25)과 몰드(10)을 동일한 상대적 위치에 더 긴 기간 동안 유지함으로써, 섬유 밀도가 선택적으로 증가될 수 있다. 추가적인 노즐(25)을 통한 가스의 유속 및/또는 추가적인 노즐(25)이 몰드(10)를 따른 위치에 배치되는 시간은 섬유 밀도를 결정하고 섬유 밀도의 구배가 확립되도록 허용한다. 섬유 밀도의 구배는 특히 섬유 쿠션의 하중 방향을 가로지르는 방향으로 확립될 수 있다. 예시를 위해, 더 높은 섬유 밀도의 영역이, 예를 들어, 시트 쿠션에 강성 엘리먼트를 부착하기 위해 선택적으로 형성될 수 있다.
추가적인 액추에이터(27)는 추가적인 노즐(25)이 추가적인 가이드(26)를 따라 변위되게 하여, 가스가 몰드로부터 배출되는 위치를, 섬유가 몰드 내에 충전되는 레벨과 정렬되게 유지할 수 있다. 섬유 공급 방향에 적어도 평행하게 수행되는 상대적 변위는 추가적인 노즐(25)을 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층과 정렬되도록 유지할 수 있다.
추가적인 노즐(25) 및 추가적인 노즐(25)과 몰드(10) 사이의 병진 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘을 사용함으로써, 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도에 대한 양호한 제어가 달성될 수 있다.
하나의 또는 몇몇 유동 가이드 구조는 추가적인 노즐(25) 내에 통합될 수 있다. 예시를 위해, 몇몇 가스 유동 채널이 추가적인 노즐(25) 내에 정의될 수 있다. 몇몇 가스 유동 채널은 서로 적어도 부분적으로 밀봉될 수 있다. 몇몇 가스 유동 채널은 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이 하나의 또는 몇몇 튜브에 의해 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 벌집 구조 또는 다른 배플 구조가 추가적인 노즐(25) 내에 통합될 수 있다.
도 4에는 몰드(10)의 대향 측면 상에 배열된 2개의 노즐(20, 25)이 도시되어 있지만, 시스템(1)은 몰드(10)의 동일한 천공된 면(11, 12)을 따라 배열된 적어도 2개의 노즐을 포함할 수 있다. 예시를 위해, 제1 복수의 수평으로 오프셋된 노즐이 몰드(10)의 추가적인 면(12)을 따라 배열될 수 있다. 제2 복수의 수평으로 오프셋된 노즐이 몰드(10)의 면(11)을 따라 배열될 수 있다.
노즐(20) 및/또는 추가적인 노즐(25)은 시스템(1)의 프레임에 대해 변위가능하게 장착될 수 있지만, 변위 메커니즘은 도 5 내지 도 9를 참조하여 더 상세히 설명될 바와 같이 몰드(10)를 추가적으로 또는 대안적으로 변위시키도록 구성될 수 있다.
도 5는 시스템(1)의 개략도이다. 도 1 내지 도 4에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 시스템(1)은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이 섬유 공급 디바이스 및/또는 가스 제어부를 포함할 수 있다.
시스템(1)은 노즐(20), 몰드(10)을 수용하기 위한 리셉터클, 및 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘을 포함한다.
노즐(20)은 시스템(1)의 프레임(8)에 대해 고정되도록 제공될 수 있다. 시스템(1)은 프레임(8)에 대해 고정되도록 노즐(20)을 장착하는 장착부(24)를 포함할 수 있다.
변위 메커니즘은 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 몰드(10)를 변위시키도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 노즐(20)에 대해 몰드를 변위시키기 위해, 몰드(10)의 지지부(15)에 부착되도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 노즐(20)에 대한 몰드(10)의 변위를 안내하도록 구성된 가이드(31)를 포함할 수 있다. 가이드(31)는 노즐(20)에 대한 몰드(10)의 병진 변위를 안내하도록 구성될 수 있다. 가이드(31)는 섬유가 몰드(10) 내에 공급되는 섬유 공급 방향에 평행할 수 있는 제1 방향을 따라 노즐(20)의 병진 변위를 안내하도록 배열될 수 있다.
가이드(31)는 다양한 구성을 가질 수 있다. 가이드(31)는 하나의 또는 적어도 2개의 가이드 부재를 포함할 수 있다. 2개의 가이드 부재는 몰드(10)가 변위가능한 제1 방향에 수직인 방향으로 오프셋될 수 있다. 가이드 부재는 가이드 돌출부, 가이드 로드(rod), 가이드 오목부를 포함할 수 있거나, 또는 다른 구성을 가질 수 있다.
변위 메커니즘은 액추에이터(32)를 포함할 수 있다. 액추에이터(32)는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 스테퍼 모터일 수 있다. 액추에이터(32)는 모터의 출력 샤프트의 회전 모션을 몰드(10)의 선형 변위로 변환하는 회전-직선 모션 변환 메커니즘을 포함할 수 있다. 액추에이터(32)는 모터로서 구현될 필요가 없다. 예시를 위해, 공압 액추에이터, 유압 액추에이터 또는 다른 전동 액추에이터가 사용될 수 있다.
액추에이터(32)는 제어 디바이스(9)에 의해 제어될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 몰드(20) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 몰드(10)와 노즐(20)의 상대 위치를 설정하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는, 몰드(10)를 변위시킴으로써 노즐(20)이 충전 레벨에 따라 재정렬되도록 섬유의 충전 레벨이 변경된 것을 검출하는 것에 대한 응답으로, 몰드(10)와 노즐(20) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 액추에이터(32)를 제어하도록 구성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 액추에이터(32)는 원하는 섬유 밀도에 따라 제어될 수 있다. 노즐(20)과 몰드(10)을 동일한 상대적 위치에 더 긴 기간 동안 유지함으로써, 섬유 밀도가 선택적으로 증가될 수 있다. 노즐(20)을 통한 가스의 유속 및/또는 노즐(20)이 몰드(10)를 따른 위치에 배치되는 시간은 섬유 밀도를 결정하고 섬유 밀도의 구배가 확립되도록 허용한다. 섬유 밀도의 구배는 특히 섬유 쿠션의 하중 방향을 가로지르는 방향으로 확립될 수 있다. 예시를 위해, 더 높은 섬유 밀도의 영역이, 예를 들어, 시트 쿠션에 강성 엘리먼트를 부착하기 위해 선택적으로 형성될 수 있다.
액추에이터(32)는 몰드(10)가 가이드(31)를 따라 변위되게 하여, 가스가 몰드로부터 배출되는 위치를, 섬유가 몰드 내에 충전되는 레벨과 정렬되게 유지할 수 있다. 섬유 공급 방향에 적어도 평행하게 수행되는 상대적 변위(18)는 노즐(20)을 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층과 정렬되도록 유지할 수 있다.
노즐(20) 및 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 병진 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘을 사용함으로써, 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도에 대한 양호한 제어가 달성될 수 있다. 추가로, 섬유 공급 방향을 따라 변위가능한 몰드(10)의 경우, 섬유(5)가 몰드(10)에서 섬유 공급 디바이스(1)로부터 섬유의 상단 층까지 이동해야 하는 경로는 일정하게 유지될 수 있다. 따라서 제어는 단순화될 수 있다.
도 6은 다른 동작 상태인 도 5의 시스템(1)을 도시한다.
변위 메커니즘은 몰드(10)를 노즐(20)에 대해 변위시킴으로써 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행한다. 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 상대적 변위는, 몰드(10)가 몰드 내의 섬유의 충전 레벨에서의 변경에 따라 변위되는 그러한 방식으로 시스템(1)에 의해 수행될 수 있다. 상대적 변위는, 노즐(20)의 노즐 개구가 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층과 정렬되어 유지되는 그러한 방식으로 시스템(1)에 의해 수행될 수 있다.
노즐(20), 및 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하기 위한 변위 메커니즘을 포함하는 시스템의 구성은 앞서 설명된 바와 같이 다양한 효과를 제공한다.
상대적 변위의 이동 속도를 제어함으로써, 이러한 경우, 몰드(10) 및/또는 노즐(20)을 통한 가스의 체적 유량을 변위시킴으로써, 밀도 및 섬유 배향은 몰드(10) 내로 삽입되는 섬유 재료에서 변경될 수 있다. 예시를 위해, 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 방향에서 섬유의 국부적으로 증가된 정렬 및/또는 국부적으로 증가되는 밀도는 노즐(20)이 각각의 위치에 위치되어 유지되는 체류 시간을 연장시킴으로써 달성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 가스가 몰드(10)로부터 배출되는 방향에서 섬유의 국부적으로 증가된 정렬 및/또는 국부적으로 증가되는 밀도는 노즐(20)이 각각의 위치에 위치되어 유지되는 동안 체적 유량을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
섬유 배향에 대한 제어를 더욱 향상시키기 위해, 노즐(20)이 고정된 경우 하나의 또는 몇몇 유동 가이드 구조가 노즐(20) 내에 또한 통합될 수 있다. 예시를 위해, 몇몇 가스 유동 채널이 노즐(20) 내에 정의될 수 있다. 몇몇 가스 유동 채널은 서로 적어도 부분적으로 밀봉될 수 있다. 몇몇 가스 유동 채널은 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이 하나의 또는 몇몇 튜브에 의해 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 벌집 구조 또는 다른 배플 구조가 노즐(20) 내에 통합될 수 있다.
도 7은 노즐(25)에 대해 몰드(10)를 변위시키도록 구성된 변위 메커니즘을 포함하는 시스템(1)을 도시한다. 도 1 내지 도 6에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 시스템(1)은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 섬유 공급 디바이스 및/또는 가스 제어부를 포함할 수 있다.
시스템(1)은 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)을 포함한다. 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)은 시스템(1)의 프레임(8)에 대해 고정되도록 장착될 수 있다. 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)은 마운트(28)에 의해 고정되어 유지될 수 있다.
노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)은 그 사이에 몰드(10)을 수용하도록 배열될 수 있다. 변위 메커니즘은 몰드(10)를 변위시킴으로써 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25) 둘 모두에 대해 몰드(10)의 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘 및 제어 디바이스(9)는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 구성될 수 있다.
도 4 및 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 노즐(20)에 추가로 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)을 포함하는 시스템에서, 노즐(20) 및 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)을 통한 가스 유동은 독립적으로 제어가능할 수 있다. 예시를 위해, 제어 디바이스(9)는 서로 독립적으로 노즐(20) 및 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)을 통한 가스 체적 유량을 제어하도록 구성될 수 있다. 시스템(1)은 복수의 환기 장치를 포함할 수 있고, 별개의 환기 장치는 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)과 유체 연통한다. 제어 디바이스(9)는 노즐(20) 및 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)의 체적 가스 유량을 독립적으로 제어하기 위해 환기 장치 중 적어도 2개를 독립적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
체적 가스 유량에 대한 독립적인 제어는 국부적으로 증가된 섬유 밀도의 형성을 포함하는 다양한 적용에 대해 바람직할 수 있다. 예시를 위해, 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)보다 노즐(20)에 대한 체적 유량을 더 높게 설정함으로써, 노즐(10)이 가스를 배출하는 동안 몰드(10)의 면(12)에서 증가된 섬유 밀도가 달성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)보다 노즐(20)에 대한 체적 유량을 더 낮게 설정함으로써, 노즐(10)이 가스를 배출하는 동안 몰드(10)의 면(12)에서 감소된 섬유 밀도가 달성될 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 실시예 중 임의의 하나에서, 몰드(10)는 시스템(1)의 리셉터클 내에 수용될 수 있다. 리셉터클은 몰드(10)의 천공된 면(들)을 노즐(20), 및 존재한다면, 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)과 상호연결시키는 어댑터(14)를 포함할 수 있다. 어댑터(14)는 몰드의 천공된 면(들)(11, 12)으로부터 노즐(20)로 가스를 안내하는 하나의 또는 몇몇 튜브, 벌집 구조 또는 다른 유동 가이드를 포함할 수 있는 유동 가이드를 포함할 수 있다. 따라서, 층류 패턴의 생성이 개선될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 노즐(20), 및 존재한다면, 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)은 몰드(20)쪽으로 그리고 몰드(20)로부터 먼 쪽으로 변위가능하도록 구성될 수 있다. 노즐(20), 및 존재한다면, 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)은 몰드(20)쪽으로 그리고 몰드(20)로부터 먼 쪽으로 병진 방식으로 변위가능하도록 구성될 수 있다. 이는 충전 레벨이 변함에 따라 노즐(20)이 몰드(10)의 천공된 면(11, 12)의 윤곽을 따르도록 허용한다.
도 8은 적어도 노즐(20)을 변위시키도록 구성된 변위 메커니즘을 포함하는 시스템(1)을 도시한다. 도 1 내지 도 7에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 시스템(1)은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 섬유 공급 디바이스 및/또는 가스 제어부를 포함할 수 있다.
변위 메커니즘은 노즐(20) 및 몰드(10) 중 적어도 하나를 제1 방향(18)으로 변위시키도록 구성될 수 있다. 제1 방향(18)은 수직일 수 있고, 섬유 공급 방향에 평행할 수 있다.
변위 메커니즘은 추가적으로, 적어도 제1 방향(18)을 가로지르는 제2 방향(19)으로 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 변위 메커니즘은 서로 직교할 수 있는 적어도 2개의 방향으로 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 이러한 동작을 달성하기 위해 다양한 구성을 가질 수 있다. 예시를 위해, 로봇 운동 메커니즘이 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 노즐(20)은 가이드(36)를 따라 변위가능한 지지부(37)에 장착될 수 있다. 가이드(36)를 따른 지지부(37)의 변위는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이 구성될 수 있는 액추에이터(22)에 의해 수행될 수 있다.
변위 메커니즘은 제2 방향(19)을 따른 병진 변위를 수행하도록 구성되는 추가적인 액추에이터(38)를 포함할 수 있다. 추가적인 액추에이터(38)는 제어 디바이스(9)에 의해 제어될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 액추에이터(22)와 독립적이지만 조정되는 방식으로 추가적인 액추에이터(38)를 제어하도록 구성될 수 있다.
추가적인 액추에이터(38)는 모터일 수 있다. 회전-선형 모션 변환 메커니즘은 모터의 출력 샤프트의 회전 모션을 제2 방향(19)을 따른 노즐(20)의 선형 변위로 변환할 수 있다.
노즐(20)이 몰드(10)에 대해 위치되는 높이에 따라 추가적인 액추에이터(38)를 제어함으로써, 노즐(20)의 가스 입구 개구는 몰드(10)의 천공된 면(12)에 매우 근접하게 유지될 수 있다. 섬유 배향 및/또는 밀도에 대한 효율적인 제어가 달성된다.
변위 메커니즘은 몰드(10)에 대해 제1 방향(18) 및 제2 방향(19) 둘 모두를 따라 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다. 변위는 각각 병진 변위일 수 있다.
시스템(1)이 그 사이에 몰드(10)를 수용하도록 구성된 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 포함하는 경우, 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25) 둘 모두는 섬유 공급 방향을 가로지르는 제2 방향(19)으로 변위가능할 수 있다. 변위 메커니즘은, 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)이 공통 캐리어에 장착되는 경우에도 적어도 제2 방향을 따라 서로 독립적으로 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 변위시키도록 구성될 수 있다.
다른 구현에서, 변위 메커니즘은 제1 방향(18) 및 제2 방향(19) 중 하나를 따라 프레임(8)에 대해 몰드(10)를 변위시키고, 제1 방향(18) 및 제2 방향(19) 중 적어도 다른 하나를 따라 프레임에 대해 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다. 이러한 시스템의 예시적인 구현은 도 9에 도시된다.
도 9는 몰드(10)와 노즐(20) 둘 모두를 변위시키도록 구성된 변위 메커니즘을 포함하는 시스템(1)을 도시한다. 도 1 내지 도 8에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 시스템(1)은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이 섬유 공급 디바이스 및/또는 가스 제어부를 포함할 수 있다.
변위 메커니즘은 몰드(10)를 제1 방향(18)으로 변위시키도록 구성될 수 있다. 제1 방향(18)은 수직일 수 있고, 섬유 공급 방향에 평행할 수 있다. 노즐(20)은 제1 방향(18)을 따라 변위가능하지 않도록 장착될 수 있다.
변위 메커니즘은 추가적으로, 적어도 제1 방향(18)을 가로지르는 제2 방향(19)으로 노즐(20)을 변위시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 변위 메커니즘은 서로 직교할 수 있는 적어도 2개의 방향으로 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
변위 메커니즘은 이러한 동작을 달성하기 위해 다양한 구성을 가질 수 있다. 예시를 위해, 로봇 운동 메커니즘이 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 노즐(20)은 제1 방향(18)을 따라 고정되는 지지부(37)에 장착될 수 있다. 가이드(31)를 따른 몰드(10)의 변위는 도 5 또는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 구성될 수 있는 액추에이터(32)에 의해 수행될 수 있다.
변위 메커니즘은 제2 방향(19)을 따라 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 병진 변위를 수행하도록 구성되는 추가적인 액추에이터(38)를 포함할 수 있다. 추가적인 액추에이터(38)는 제어 디바이스(9)에 의해 제어될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 액추에이터(32)와 독립적이지만 조정되는 방식으로 추가적인 액추에이터(38)를 제어하도록 구성될 수 있다.
추가적인 액추에이터(38)는 모터일 수 있다. 회전-선형 모션 변환 메커니즘은 모터의 출력 샤프트의 회전 모션을 제2 방향(19)을 따른 노즐(20)의 선형 변위로 변환할 수 있다.
몰드(10)가 위치되는 높이에 따라 추가적인 액추에이터(38)를 제어함으로써, 노즐(20)의 가스 입구 개구는 몰드(10)의 천공된 면(12)에 매우 근접하게 유지될 수 있다. 섬유 배향 및/또는 밀도에 대한 효율적인 제어가 달성된다.
앞서 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 다양한 실시예 중 임의의 하나의 시스템(1)은, 노즐(20)로부터 가스 층류의 형성을 개선하고 그리고/또는 노즐(20)에서 가스 유동 패턴에서의 정점 형성을 감소시키는 구조를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 다양한 실시예 중 임의의 하나의 시스템(1)은 노즐(20)과 환기 장치 또는 다른 흡입 디바이스 사이에 개재될 수 있는 유동 조화 구조를 포함할 수 있다. 복수의 채널이 노즐(20)의 입구 개구의 하류에 정의될 수 있다. 추가적인 노즐(25)이 존재하는 경우, 추가적인 복수의 채널이 추가적인 노즐(25)의 입구 개구의 하류에 정의될 수 있다.
복수의 채널은 다양한 구성을 가질 수 있다. 복수의 채널은 튜브에 의해 정의될 수 있다. 튜브는 가요성 튜브일 수도 있거나 강성 튜브일 수 있다. 복수의 채널은 벌집 구조에 의해 정의될 수 있다. 복수의 채널은 노즐(20) 및 선택적으로는 추가적인 노즐(25)의 입구 개구의 하류에 배열되는 복수의 배플에 의해 정의될 수 있다.
이러한 실시예의 구성의 예시적인 구현은 도 10 내지 도 14를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 10은 일 실시예에 따른 시스템의 부분 단면도이다. 시스템은 몰드(10)에 대한 상대적 변위를 위해 구성될 수 있는 노즐(20)을 포함한다.
시스템(1)은 흡입 디바이스(71)를 포함한다. 흡입 디바이스(71)는 노즐(20)을 통한 가스 유동을 생성하도록 구성된다. 흡입 디바이스(71)는 가스가 노즐(20)을 통해 흡입 채널(70) 내로 흡입되게 하는, 흡입 채널(70)과 몰드(10) 사이의 정적 가스 압력에서의 차이를 생성하도록 구성될 수 있다.
흡입 디바이스(71)는 환기 장치로서 구현될 수 있다. 환기 장치는 노즐(20)로부터 이격되도록 배열될 수 있다.
시스템(1)은 복수의 채널(50)을 포함할 수 있다. 복수의 채널(50)은 노즐(20)의 입구 개구의 하류에 배열될 수 있다. 복수의 채널(50)은 노즐(20)의 출구 개구에 배열 및 연결되고, 출구 개구를 통해 가스가 노즐(20)을 빠져 나간다.
복수의 채널(50)은, 가스가 복수의 채널(50)에 진입할 수 있는 단면적을, 흡입 채널(70)과 대면되는 더 작은 단면적으로 감소시키는 테이퍼링 변화를 정의하도록 구성될 수 있다.
복수의 채널(50)은 복수의 입구 개구(41-45)를 가질 수 있다. 복수의 채널은 복수의 출구 개구(62, 64)를 가질 수 있다. 각각의 출구 개구(62, 63)는 입구 개구(41-45) 중 오직 하나와 각각 연관될 수 있다. 복수의 채널(50)은 입구 개구 중 각각의 하나를 복수의 출구 개구(62, 64) 중 하나, 그리고 오직 하나와 연통시키도록 구성될 수 있다.
복수의 입구 개구(41-45)는 제1 단부 부재(50) 상에 형성될 수 있다. 제1 단부 부재(40)는 노즐(20)이 제1 단부 부재(40)를 따라 슬라이딩하도록 배열될 수 있다.
복수의 출구 개구(62, 64)는 제2 단부 부재(60) 상에 형성될 수 있다. 제2 단부 부재(60)는 흡입 채널(70) 상에 배열될 수 있다. 제2 단부 부재(60)는 복수의 출구 개구(62, 64) 외부의 임의의 위치에서 제2 단부 부재(60)를 통한 가스의 통과를 방지하도록 배열될 수 있다.
복수의 입구 개구(41-45) 및/또는 복수의 출구 개구(62, 64)는 각각 2차원 어레이로 배열될 수 있다. 복수의 입구 개구(41-45)는 수평 방향을 따라 서로 오프셋된 입구 개구를 포함할 수 있다. 복수의 출구 개구(62, 64)는 수평 방향을 따라 서로 오프셋된 출구 개구를 포함할 수 있다.
제2 단부 부재(60)는 제1 단부 부재(40)에 의해 커버되는 영역보다 작은 영역을 커버할 수 있다. 복수의 채널(50)은, 몰드로부터 배출되고 제1 단부 부재(40)의 더 큰 영역에 제공된 입구 개구(41-45) 중 임의의 하나를 통과하는 가스를, 제2 단부 부재(60)의 더 작은 영역에 제공된 출구 개구(62, 64) 중 대응하는 출구에 안내하도록 동작가능할 수 있다. 더 높은 유속의 생성은, 가스가 노즐(20) 내로 배출되게 하는 몰드(10)의 면(12)의 영역보다 작은 그리고 가능하게는 훨씬 더 작은 단면적을 흡입 채널(70)이 가질 수 있는 구성에 의해 용이하게 된다.
복수의 채널(50)은 입구 개구(41-45)를 출구 개구(62, 64)와 연통시킬 수 있다. 노즐(20)은, 복수의 채널(50) 중 어느 채널(들)을 통해 몰드로부터 배출된 가스가 안내되는지를 정의할 수 있다.
시스템(1)은 복수의 채널(50) 중 일부를 통한 유동 저항을 선택적으로 증가시키는 폐쇄 메커니즘을 포함할 수 있다. 시스템(1)은 복수의 채널(50) 중 일부를 통한 공기 유동을 차단하도록 구성될 수 있다. 차단된 채널의 일부는 시간의 함수로서 변경될 수 있다. 차단된 채널의 일부는 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 변경될 수 있다. 차단된 채널의 일부는 노즐(20)과 몰드(10)의 상대적 위치의 함수로서 변경될 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 다양한 구성을 가질 수 있다. 채널(50)을 선택적으로 폐쇄 및 개방하기 위해 하나의 또는 몇몇 기계적, 전자기계적 또는 공압 폐쇄 엘리먼트가 제공될 수 있다. 일 실시예에 따른 시스템의 폐쇄 메커니즘의 하나의 예시적인 구현이 도 11을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 11은 일 실시예에 따른 시스템의 부분 단면도이다. 도 10에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 10을 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다.
도 11의 시스템(1)은 복수의 채널(41-45)의 일부를 선택적으로 폐쇄하도록 구성된 폐쇄 메커니즘을 포함한다. 폐쇄 메커니즘은 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는 복수의 슬랫을 포함할 수 있다. 복수의 슬랫은 서로 힌지 커플링될 수 있다.
적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는 복수의 입구 개구(41-45)의 적어도 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)가 변위되는 경우 입구 개구(41-45)의 상이한 그룹을 커버하도록 구성될 수 있다.
복수의 입구 개구(41-45)는 복수의 행으로 배열될 수 있다. 복수의 행은 서로 수직으로 이격될 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는, 유동 저항이 증가되지 않도록 행 중 적어도 일부만이 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)로부터 떨어져 유지되도록 구성될 수 있고, 행의 이러한 부분은 노즐(20)과 연통된다.
적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는 제1 단부 부재(40)를 따라 슬라이딩 변위를 위해 장착될 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)로부터 떨어져 유지되는 입구 개구(41-45)의 행(들)은 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)의 슬라이딩 변위에 의해 변경될 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)가 서로 힌지 커플링되는 복수의 슬랫으로 이루어지는 경우, 슬랫은 제1 단부 부재(40)의 상부 및 하부 단부에서 휘어져 구성 공간을 감소시키도록 안내될 수 있다.
적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는 몰드 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 변위될 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)는 노즐(20)에 커플링될 수 있다. 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 변위는 적어도 하나의 폐쇄 부재(46, 47)가 변위되게 하여, 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 복수의 채널(50) 중 상이한 채널을 개방할 수 있다.
시스템은, 가스가 몰드로부터 노즐(20)을 통해 배출될 때 가스가 안내되는 복수의 채널을 포함하여 다양한 이점을 제공할 수 있다. 가스의 층류 유동은 섬유 배향에 대한 개선된 제어를 제공한다. 노즐(20)과 함께 몰드(10)의 면(11, 12)으로부터 흡입 채널(70)까지의 단면적에서의 감소는, 섬유를 효율적으로 배향시키기 위한 높은 유속의 생성을 용이하게 한다.
폐쇄 메커니즘은, 가스가 입구 개구(41-45)의 몇몇 행 중 상이한 행을 통과하도록 선택적으로 허용하도록 구성될 수 있지만, 시스템(1)은 추가적으로 또는 대안적으로, 노즐(20)을 통한 유동 저항이 수평 방향을 따라 제어되도록 허용하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 예시를 위해, 하나의 또는 몇몇 제어가능한 통로가 수평 방향을 따라 변하는 가스 속도 프로파일을 생성하도록 노즐(20) 내에 통합될 수 있다.
흡입 채널(70), 흡입 디바이스(71) 및 복수의 채널(50)이 하나의 노즐(20)과 관련하여 도 10 및 도 11에 예시되어 있지만, 시스템(1)이 하나 초과의 노즐을 포함하면, 추가적인 흡입 채널, 추가적인 흡입 디바이스, 및 추가적인 노즐(25)을 추가적인 흡입 채널에 상호연결시키는 추가적인 복수의 채널이 제공될 수 있다.
도 12 내지 도 14는 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 포함하는 시스템(1)의 사시도이다. 도 1 내지 도 11에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다.
시스템(1)은 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 포함한다. 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)은 변위가능하게 장착될 수 있다. 변위 메커니즘(도 12 내지 도 14에 미도시)은 어댑터(14)와 대면되는 몰드(10)와 노즐(20) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘은 어댑터(14)와 대면되는 몰드(10)와 추가적인 노즐(25) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)은 각각 적어도 하나의 흡입 채널(70)과 연통될 수 있다.
복수의 채널(50)은 노즐(20)을 흡입 채널(70)과 연통시킬 수 있다. 가스는 복수의 채널(50)의 서브세트를 통한 흡입 채널(70)을 통해 노즐(20)로부터 유동할 수 있고, 서브세트는 몰드(10)에 대한 노즐(20)의 상대적 위치에 의존한다. 상대 위치가 몰드 내의 섬유의 충전 레벨의 변화에 대한 응답으로 변경되는 경우, 가스가 안내되는 채널(50)의 서브세트가 변할 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 복수의 채널(50)의 일부를 통한 가스 유동에 대한 유동 저항을 선택적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 가스 유동을 감소시키기 위해 노즐(20)과 직접 유체 연통하지 않는 채널이 선택적으로 차단될 수 있다.
복수의 채널(50)은 튜브(51, 52), 배플에 의해 한정되는 채널 또는 다른 채널 구성을 포함할 수 있다. 예시를 위해, 벌집 구조는 노즐(20)을 흡입 채널(70)과 대면시키기 위해 사용될 수 있다.
복수의 추가적인 채널(50')은 추가적인 노즐(25)을 추가적인 흡입 채널(70')과 연통시킬 수 있다. 가스는 복수의 추가적인 채널(50')의 서브세트를 통한 추가적인 흡입 채널(70')을 통해 추가적인 노즐(25)로부터 유동할 수 있고, 서브세트는 몰드(10)에 대한 추가적인 노즐(25)의 상대적 위치에 의존한다. 상대 위치가 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 변화에 대한 응답으로 변경되는 경우, 가스가 안내되는 추가적인 채널(50')의 서브세트가 변할 수 있다.
폐쇄 메커니즘은 복수의 채널(50')의 일부를 통한 가스 유동에 대한 유동 저항을 선택적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 가스 유동을 감소시키기 위해 추가적인 노즐(25)과 직접 유체 연통하지 않는 채널이 선택적으로 차단될 수 있다.
복수의 추가적인 채널(50')은 튜브(53, 54), 배플에 의해 한정되는 채널 또는 다른 채널 구성을 포함할 수 있다. 예시를 위해, 벌집 구조는 추가적인 노즐(25)을 추가적인 흡입 채널(70')과 대면시키기 위해 사용될 수 있다.
환기 장치 또는 다른 환기 디바이스가 노즐(20) 및 존재하는 경우 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)로부터 이격되도록 설치될 수 있지만, 하나의 또는 몇몇 흡입 디바이스는 각각 노즐(20) 및 존재하는 경우 적어도 하나의 추가적인 노즐 상에 제공될 수 있다.
도 15 및 도 16은 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 포함하는 시스템(1)의 사시도이다. 도 1 내지 도 14에서와 동일한 참조 부호로 지정된 엘리먼트 및 특징은 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 구성, 동작 모드 및 효과 중 임의의 하나를 가질 수 있다.
시스템(1)은 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 포함한다. 변위 메커니즘(도 12 내지 도 14에 미도시)은 어댑터(14)와 대면되는 몰드(10)와 노즐(20) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성될 수 있다. 변위 메커니즘은 어댑터(14)와 대면되는 몰드(10)와 추가적인 노즐(25) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성될 수 있다.
흡입 디바이스(80)는 노즐(20) 상에 제공될 수 있다. 흡입 디바이스(80)는 복수의 환기 장치(81-85)를 포함할 수 있다. 복수의 환기 장치(81-85)는 노즐(20) 상에 제공될 수 있다. 노즐(20)이 변위가능하면, 복수의 환기 장치(81-85)는 노즐(20)와 함께 변위가능하도록 장착될 수 있다. 복수의 환기 장치(81-85)는 노즐(20)을 통한 공기 유동을 생성하도록 구성될 수 있다.
제어 디바이스(9)는 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 복수의 환기 장치(81-85)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 복수의 환기 장치(81-85)를 제어함으로써 몰드 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 노즐을 통한 가스의 체적 유동을 제어하도록 구성될 수 있다.
복수의 환기 장치(81-85)는 독립적으로 제어가능할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 복수의 환기 장치(81-85)를 제어함으로써 노즐 입구 개구에서 수평으로 변하는 가스 속도 프로파일을 조절하도록 구성될 수 있다.
추가적인 흡입 디바이스(80')는 추가적인 노즐(25) 상에 제공될 수 있다. 추가적인 흡입 디바이스(80')는 복수의 환기 장치(86-87)를 포함할 수 있다. 복수의 환기 장치(86-87)는 추가적인 노즐(25) 상에 제공될 수 있다. 추가적인 노즐(25)이 변위가능하면, 복수의 환기 장치(86-87)는 추가적인 노즐(25)와 함께 변위가능하도록 장착될 수 있다. 복수의 환기 장치(86-87)는 추가적인 노즐(25)을 통한 공기 유동을 생성하도록 구성될 수 있다.
제어 디바이스(9)는 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 복수의 환기 장치(86-87)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 복수의 환기 장치(86-87)를 제어함으로써 몰드 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 노즐을 통한 가스의 체적 유동을 제어하도록 구성될 수 있다.
복수의 환기 장치(86-87)는 독립적으로 제어가능할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 복수의 환기 장치(86-87)를 제어함으로써 노즐 입구 개구에서 수평으로 변하는 가스 속도 프로파일을 조절하도록 구성될 수 있다.
흡입 디바이스(들)(80, 80')는 도 15 및 도 16에 도시된 것과 상이한 구성을 가질 수 있다. 예시를 위해, 상이한 수의 환기 장치, 또는 가스 유동을 생성하는 상이한 메커니즘이 사용될 수 있다.
제어 디바이스(9)는 노즐(20)을 통한 가스 유동을 생성하는 흡입 디바이스(80), 및 서로 독립적으로 추가적인 노즐(25)을 통한 가스 유동을 생성하는 추가적인 흡입 디바이스(80')를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 흡입 디바이스(80)가 노즐(20)을 통해 제1 체적 유량의 가스를 생성하도록 흡입 디바이스(80)를 제어할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 추가적인 흡입 디바이스(80')가 추가적인 노즐(25)을 통해 제2 체적 유량의 가스를 생성하도록 추가적인 흡입 디바이스(80')를 제어할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 몰드(10) 내의 섬유의 충전 레벨의 함수로서 제1 체적 유량 및 제2 체적 유량 둘 모두를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는, 노즐(20), 추가적인 노즐(25) 및 몰드(10) 사이의 적어도 하나의 상대적 위치에 대해, 제1 체적 유량 및 제2 부피 유량이 서로 상이하도록, 흡입 디바이스(80) 및 추가적인 흡입 디바이스(80')를 제어하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성은 몰드(10) 내의 섬유의 섬유 밀도 및/또는 섬유 배향의 제어된 변화를 생성하기 위해, 섬유 배향의 밀도 및/또는 정도가 제어되도록 허용한다.
도 17은 일 실시예에 따른 시스템(1)을 도시한다. 시스템(1)은 커터 시스템을 포함하는 섬유 공급 디바이스(2)를 포함한다. 섬유가 커터에 의해 생성되는 레이트는 몰드 내의 섬유의 충전 레벨이 변하는 레이트를 결정할 수 있다. 변위 메커니즘은 충전 레벨에서의 변화에 대한 응답으로 노즐(20)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행할 수 있다.
시스템(1)은 실(들)을 원재료로 사용할 수 있고, 실을 세그먼트로 커팅하여 결합 섬유 및 매트릭스 섬유를 생성하고, 결합 섬유 및 매트릭스 섬유를 몰드(10) 내로 운반한다. 몰드(10)에서, 적어도 결합 섬유는 열적으로 활성화될 수 있다. 따라서, 시트 쿠션체 또는 다른 제품은 가교 결합된 섬유의 일체형 본체로서 형성될 수 있다. 가교 결합은 결합 섬유의 열 활성화에 의해 달성될 수 있다. 제품은 시트 쿠션체의 적어도 일부의 섬유가 시트 쿠션체의 주요 하중 방향을 따라 주로 배향되도록 형성될 수 있다.
시스템(1)은 하나 이상의 실을 커팅하여 시트 쿠션체가 형성되는 섬유 재료를 생성하도록 구성된 커터 시스템(100)을 포함할 수 있다. 시스템(1)은 섬유를 커터 시스템(100)의 커팅 블레이드로부터 몰드(10) 내로 운반하도록 구성된 운반 메커니즘(110)을 포함할 수 있다.
시스템(1)은 하나 이상의 실(10)을 커터 시스템(100)에 공급하도록 구성된 실 공급 디바이스(90)를 포함할 수 있다. 실 공급 디바이스(90)는 실의 하나 이상의 스풀(spool)(91, 92)을 포함할 수 있다. 스풀(91, 92)은 동일한 실 또는 상이한 실로 형성될 수 있다. 각각의 스풀(91, 92)은 스풀(91, 92)로부터 실을 유발하기 위해 동력 드라이브(93)에 의해 구동될 수 있는 회전가능하게 지지된 것 상에 장착될 수 있다.
실 공급 디바이스(90)는 실의 스풀(들)(91, 92)이 수납되는 인클로저(97)를 가질 수 있다. 인클로저(97) 내에 저장되는 경우 실의 환경 파라미터는 실 공급 디바이스(90)의 대기 제어 디바이스(96)에 의해 제어될 수 있다. 인클로저(97)는 그 내부에 대기를 갖는다. 대기 제어 디바이스(96)는 인클로저(97) 내의 공기 습도 및/또는 대기의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다.
대기 제어 디바이스(96)는, 실 공급 디바이스(90)에 의해 공급된 실(들)이 적어도 2.5%의 재료 습도를 갖도록, 실이 저장된 인클로저(97) 내의 공기 습도 및 온도를 제어하도록 구성될 수 있다. 이는 섬유 재료를 생성하기 위해 실(들)이 커팅되는 경우 양호한 편안함을 제공하는 시트 쿠션체를 도출하는 것으로 입증되었다.
실 공급 디바이스(90)는 커터 시스템(100)을 향해 연장되는 적어도 하나의 채널(94, 95)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 채널(94,95)은 실 공급 디바이스(90)의 인클로저 내에 유지되는 대기와 유체 연통할 수 있다. 적어도 하나의 채널(94, 95)은 인클로저(97)로부터 연장된 튜브로서 구성될 수 있다. 실(들)(10)은 적어도 하나의 채널(94, 95)에서 안내될 수 있다. 실(들)(98)은, 실(들)(98)이 기껏해야 커터 시스템의 커팅 블레이드로의 짧은 운반 거리에 대해 주변 대기에 노출되는 그러한 방식으로, 채널(94, 95)을 통해 실 공급 디바이스로부터 커터 시스템(100)으로 운반될 수 있다.
실(들)(98)은 복수의 필라멘트로 각각 구성될 수 있다. 필라멘트는 스테이플 섬유 또는 끝없는 필라멘트일 수 있다. 상이한 단면, 재료 및/또는 직경의 필라멘트가 실(들)(98)에 포함될 수 있다.
2개의 실(98) 및 실의 2개의 스풀(91, 92)이 도 17에 도시되어 있지만, 다른 수의 실이 사용될 수 있다. 예시를 위해, 적어도 4개의 실이 실 공급 디바이스(90)로부터 커터 시스템(100)으로 공급될 수 있다. 실 공급 디바이스(90)는 4개 또는 4개 초과의 실을 커터 시스템(100)에 출력하도록 구성될 수 있다. 실 공급 디바이스(90)는 4개 내지 16개의 실을 커터 시스템(100)에 출력하도록 구성될 수 있다.
커터 시스템(100)은 그에 공급된 실을 세그먼트로 커팅하도록 구성될 수 있다. 시트 쿠션체를 형성하기 위한 결합 섬유 및 매트릭스 섬유 둘 모두는 실을 세그먼트로 커팅함으로써 생성될 수 있다. 제1 필라멘트의 세그먼트가 매트릭스 섬유로서 작용할 수 있고 제2 필라멘트의 세그먼트가 매트릭스 섬유로서 작용할 수 있도록, 실(들) 중 적어도 일부는 상이한 재료의 혼합으로 이루어질 수 있다.
커터 시스템(100)은 실(들)을 세그먼트로 커팅하기 위한 하나 이상의 커팅 블레이드(103, 104)를 포함할 수 있다. 예시를 위해, 회전 커팅 블레이드(103, 104)가 실(10)을 커팅하기 위해 제공될 수 있다. 회전 커팅 블레이드(103, 104)를 포함하는 커팅 헤드는 고정된 또는 반대로 회전하는 커팅 에지를 포함할 수 있고, 실(10)은 회전 커팅 블레이드(103, 104)와 커팅 에지 사이에서 세그먼트로 커팅된다. 센서는 커팅 블레이드(103, 104) 상에 작용하는 힘 및/또는 토크를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 커팅 헤드의 동작은 측정된 힘 및/또는 토크에 기초하여 제어될 수 있다.
각각의 커팅 헤드는 실을 안내하기 위한 채널을 포함할 수 있다. 채널은, 실이 가스 스트림에 의해 각각의 커팅 블레이드(103, 104)를 향해 전진되도록 구성될 수 있다. 가스 스트림은 각각의 커팅 블레이드(103, 104)의 회전에 의해 생성될 수 있으며, 이는, 채널의 출구와 채널의 입구 사이에 압력 차이를 유발한다. 압력 차이는 가스 유동을 확립하고, 이는 실을 커팅 헤드 쪽으로 전진시킨다.
드라이브(105)는 커터 시스템(100)의 커팅 블레이드(103, 104)를 회전 구동하도록 구성된다. 드라이브(105)는 제어 디바이스(106)에 의해 제어될 수 있다. 제어 디바이스(106)는 커팅 블레이드(103, 104)의 동작 및 커팅 스테이션의 실 공급기(101)의 동작을 조정된 방식으로 제어할 수 있다. 제어 디바이스(106)는 선택적으로 또한 실 공급 디바이스(90)의 드라이브(93)를 제어할 수 있다.
커터 시스템(100)은 실 공급기(101)를 포함할 수 있다. 실 공급기(101)는 실(들)(10)을 실 공급 디바이스(90)의 출력으로부터 회전 커터 블레이드(103, 104)를 포함하는 커팅 스테이션(102)으로 전진시키는 운반 벨트 또는 다른 운반 메커니즘을 포함할 수 있다. 실 공급기(101)는 튜브(94, 95)의 배출 개구에서 실(들)(10)을 수용하고 실(들)(10)을 커팅 스테이션(102)으로 운반하도록 구성될 수 있다. 실 공급기(101)는 하나의 또는 몇몇 콘베이어 벨트, 실(들)(10)을 잡고 전진시키는 그리퍼 또는 다른 전달 디바이스를 포함할 수 있다.
커터 시스템(100)은 실(들)(10)로부터 커팅된 섬유 재료를 생성한다. 실(들)(10)로부터 커팅된 실 세그먼트는 커터 시스템(100)의 커팅 작용에 의해 필라멘트의 세그먼트로 적어도 부분적으로 개방될 수 있다. 커터 시스템은 개별적인 필라멘트 세그먼트를 생성하기 위해 실 세그먼트를 필라멘트 세그먼트로 개방하는 개방 메커니즘을 포함할 수 있다.
커터 시스템(100)은 세그먼트의 길이가 조절될 수 있도록 구성될 수 있고, 이에 따라 상이한 길이의 섬유를 갖는 섬유 재료를 생성할 수 있다. 섬유의 길이는 몰드(10) 내의 섬유 재료의 충전 레벨에 따라 제어된 방식으로 조절될 수 있다.
충전 스테이션(10)은 섬유 재료를 커터 시스템(100)의 출력으로부터 몰드(10) 내로 운반하는 운반 메커니즘(110)을 포함할 수 있다. 운반 메커니즘(110)은 다양한 구성 중 임의의 구성을 가질 수 있다. 예시를 위해, 기계적으로 이동하는 전달 엘리먼트가 사용될 수 있다. 운반 메커니즘(110)는 커터 시스템(100)의 출력으로부터 충전 스테이션의 어댑터를 통해 몰드(10)로 섬유 재료를 운반하기 위한 가스 유동, 특히 공기 유동을 생성하도록 구성될 수 있다. 운반 메커니즘(110)는 커터 시스템(100)의 출력으로부터 몰드(10)로의 가스 유동을 확립하도록 동작가능한 하나의 또는 몇몇 가스 유동 제어 디바이스(111)를 포함할 수 있다. 가스 유동 제어 디바이스(110) 각각은 가스 유동을 생성하도록 동작가능한 환기 장치 또는 다른 액추에이터를 포함할 수 있다.
운반 메커니즘(110)는 가이드 채널(113) 내에 층류 공기 유동(114)을 확립하도록 구성될 수 있다. 공기 유동(114)은 섬유 재료를 커터 시스템으로부터 운반한다. 몰드(10)에서, 공기 유동은 몰드(10)의 개구를 통해 몰드를 빠져 나오도록 편향될 수 있다. 섬유는 이러한 공기 유동 패턴에 의해 몰드(10) 내에서 배향될 수 있다. 공기가 몰드(10)로부터 배출되는 위치는 노즐(20)과 몰드(10)의 상대 위치에 의해 및/또는 적어도 하나의 추가적인 노즐(25)과 몰드(10)의 상대적 위치에 의해 정의될 수 있다.
운반 메커니즘(110)은 커팅된 실 세그먼트를 이의 구성 필라멘트로 분리하는 것을 보조하도록 구성될 수 있다. 운반 메커니즘(110)은 커팅된 실 세그먼트를 이의 구성 필라멘트의 세그먼트로 분리하는 것을 보조하는 유동 패턴(112)을 생성할 수 있다. 운반 메커니즘(110)은 실 세그먼트의 필라멘트 세그먼트를 서로 분리시키는 것을 보조하는 난류 또는 층류 유동 필드(112)를 생성하도록 구성될 수 있다. 운반 메커니즘(110)은 커팅된 실 세그먼트를 구성 필라멘트의 세그먼트로 분리하는 것을 보조하기 위해 섬유 재료의 운반 경로에 배치된 하나의 또는 몇몇 기계적 엘리먼트를 포함할 수 있다.
시스템(1)은 제어 디바이스(9)를 포함할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 커터 시스템(100)의 커터 제어 디바이스(106)와 대면될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 실 공급 디바이스(90) 및/또는 운반 메커니즘(110)과 대면될 수 있다.
제어 디바이스(9)는 실 공급 디바이스(90) 및 변위 메커니즘의 동작을 조정된 방식으로 제어할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 디바이스(9)는 커터 시스템(100) 및 변위 메커니즘의 동작을 조정된 방식으로 제어할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 실 공급 디바이스(90), 커터 시스템(100) 및 변위 메커니즘의 동작을 조정된 방식으로 제어할 수 있다.
제어 디바이스(9)는 커터 시스템(100)이 섬유 재료를 생성하는 레이트의 함수로서 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 디바이스(9)는 몰드의 충전 레벨의 함수로서 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 제어하기 위해 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 수행할 수 있다.
시스템(1)은 몰드(10) 내에서 섬유를 열적으로 활성화시키기 위한 열처리 디바이스를 포함할 수 있다. 시스템(1)은 섬유가 열적으로 활성화되기 전에 몰드(10)을 노즐(20) 및/또는 추가적인 노즐(25)로부터 변위시키도록 구성될 수 있다.
시스템(1)은 섬유의 열 활성화 이후 섬유 쿠션체를 후처리하기 위한 후처리 디바이스를 포함할 수 있다. 후처리 디바이스는 섬유 쿠션체를 재성형하거나, 섬유 쿠션체에 트림 재료를 부착하거나, 다른 후처리 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 방법(120)의 흐름도이다. 방법(120)은 일 실시예에 따른 시스템(1)에 의해 수행될 수 있다.
121 단계에서, 섬유가 몰드(10) 내로 충전된다. 섬유는 느슨한 섬유 재료로서 몰드(10) 내에 충전될 수 있다. 느슨한 섬유 재료는 섬유를 형성하는 섬유 솜 및/또는 개별적인 필라멘트를 포함할 수 있다. 느슨한 섬유 재료는 섬유 재료의 열 가교 결합된 층을 포함하지 않도록 구성될 수 있다.
섬유는 적어도 2가지 상이한 타입의 섬유를 포함할 수 있다. 적어도 2개의 상이한 타입의 섬유는 매트릭스 섬유 및 결합 섬유를 포함할 수 있다. 매트릭스 섬유 및 결합 섬유는 재료, 길이 당 중량 및 단면 중 적어도 하나에서 서로 구별될 수 있다. 결합 섬유는 2 성분(BiCo) 섬유일 수 있다.
122 단계에서, 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치가 충전 레벨에서의 변화에 대한 응답으로 조절되는지 여부가 결정된다. 제어 디바이스(9)는 적어도 하나의 노즐(20, 25)이 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층과 재정렬되어야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 제어 디바이스(9)는 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치가 제어되는 개방 또는 폐쇄 루프 제어를 수행할 수 있다.
적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치가 조절되지 않는 경우, 방법은 121에서 계속될 수 있다.
123 단계에서, 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 위치가 조절되어야 한다면, 변위 메커니즘은 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행할 수 있다.
상대적 변위를 수행하기 위해, 적어도 하나의 노즐(20, 25)은 몰드(10)가 기준 프레임에서 고정되어 유지될 수 있는 동안 변위될 수 있다. 변위 메커니즘은 몰드(10)가 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제1 방향을 따라 병진 방식으로 적어도 하나의 노즐(20, 25)을 변위시킬 수 있다. 변위 메커니즘(10)은 몰드(10)가 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제2 방향을 가로지르는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 병진 방식으로 적어도 하나의 노즐(20, 25)을 변위시킬 수 있다.
상대적 변위를 수행하기 위해, 적어도 하나의 노즐(20, 25)이 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 몰드(10)가 변위될 수 있다. 변위 메커니즘은 적어도 하나의 노즐(20, 25)이 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제1 방향을 따라 병진 방식으로 몰드(10)를 변위시킬 수 있다. 변위 메커니즘은 적어도 하나의 노즐(20, 25)이 기준 프레임에서 고정되어 유지되는 동안 제2 방향을 가로지르는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 병진 방식으로 몰드(10)를 변위시킬 수 있다.
변위 메커니즘(10)은 기준 프레임에 대해 몰드(10) 및 적어도 하나의 노즐(20, 25) 둘 모두를 변위시킬 수 있고, 몰드(10) 및 적어도 하나의 노즐(20, 25)의 이동은 상이하다. 변위 메커니즘(10)은, 몰드(10) 및 적어도 하나의 노즐(20, 25)이 제1 방향을 따라 서로 대향하도록 지향된 속도를 가지도록 이들을 변위시킬 수 있다. 변위 메커니즘(10)은 몰드(10) 및 적어도 하나의 노즐(20, 25) 중 하나를 제1 방향을 따라 병진 방식으로 변위시킬 수 있고, 몰드(10) 및 적어도 하나의 노즐(20, 25) 중 다른 하나를 제1 방향을 가로지르는 제2 방향을 따라 병진 방식으로 변위시킬 수 있다.
상대적 변위는 적어도 하나의 노즐(20, 25)을 몰드(10) 내의 섬유의 상단 층에 대해 원하는 관계로 유지하는 그러한 방식으로 수행될 수 있다.
124 단계에서, 몰드(10) 내의 섬유의 충전이 완료되는지 여부가 결정된다. 섬유 제품의 생성에 필요한 배치가 몰드 내에 완전히 충전되지 않으면, 이 방법은 121로 리턴할 수 있다. 그렇지 않으면, 방법은 125에서 계속될 수 있다.
125 단계에서, 몰드(10) 내에 섬유를 충전하는 것이 적어도 간헐적으로 방해될 수 있다.
126 단계에서, 몰드 내로 충전되는 섬유는 열적으로 활성화될 수 있다. 열 활성화는 결합 섬유의 적어도 저 용융 성분을 활성화시키는 것을 포함할 수 있다.
섬유 쿠션체는 열 활성화에 의해 일체형 제품으로 형성될 수 있다. 실시예의 시스템 및 방법을 사용하여 달성된 섬유 배향에 대한 제어는 통기성 및 내구성과 관련하여 탄력 특성을 제공한다. 섬유 쿠션체의 적어도 일부에서, 적어도 50%의 섬유가 주요 하중 방향에서 최대 45°의 각도를 둘러싼다는 점에서 섬유는 주요 하중 방향을 따라 주로 배향될 수 있다.
127 단계에서, 섬유 쿠션체는 선택적으로 후처리를 겪을 수 있다. 후처리는, 예를 들어, 초음파에 의해 섬유 쿠션체를 재성형하는 것을 포함할 수 있다. 후처리는 섬유 쿠션체에 트림 재료를 부착하는 것을 포함할 수 있다. 후처리는 섬유 쿠션체를 시트에 설치하는 것을 포함할 수 있다. 섬유 쿠션체는 사용자의 넓적다리에 대한 지지 표면을 제공하기 위해 시트에 설치될 수 있다. 섬유 쿠션체는 사용자의 등에 대한 지지 표면을 제공하기 위해 시트의 등받이에 설치될 수 있다.
시트는 차량 시트일 수 있다. 방법은 차량 시트를 차량에 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 시트는 거주용 또는 사무실용 좌석 가구일 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 시스템(1) 또는 방법에 의해 생성된 시트 쿠션체(131)의 세부 단면도이다. 도 19의 단면도는 시트 쿠션체(131)의 주면에 수직이고 시트 쿠션체(131)의 주요 하중 방향에 평행한 평면을 따라 취해진 단면도이다. 시트 쿠션체(131)는 주요 하중 방향(132)을 따라 지향된 힘이 시트 쿠션체(131) 상에 가해지는 경우 탄력 특성을 제공하도록 구성될 수 있다.
시트 쿠션체(131)는 시트 쿠션체(131) 상에서 서로 대향하도록 배열되는 2개의 주면(133, 134)을 가질 수 있다. 주면(133, 134)은 본질적으로 주요 하중 방향(132)에 대해 수직으로 연장되는 대략 평탄한 형상을 가질 수 있다. 시트 쿠션체(131)는 주요 하중 방향(132)이 주면(133, 134)의 평면에 대한 법선을 정의하도록 구성될 수 있다. 돌출부 또는 오목부(도 19에는 도시되지 않음)는 주면 상에 제공되어 구조적 또는 기능적 시트 컴포넌트에 대한 부착 영역을 정의할 수 있다.
시트 쿠션체(131)는 열 가교 결합된 섬유로 일체형으로 형성된 단일체일 수 있다. 시트 쿠션체를 형성하는 섬유 재료는 적어도 2가지 상이한 타입의 섬유, 즉, 결합 섬유 및 매트릭스 섬유를 포함할 수 있다. 결합 섬유 및 매트릭스 섬유는 실을 세그먼트로 커팅함으로써 생성될 수 있다. 결합 섬유는 열을 공급함으로써 열적으로 활성화될 수 있는 섬유이다. 열 활성화 시에, 결합 섬유의 적어도 저 용융 부분이 용융되어, 섬유의 매트릭스가 형성되게 한다. 다양한 공지된 섬유 타입이 결합 및 매트릭스 섬유로서 사용될 수 있다. 시트 쿠션체를 형성하는 섬유 재료는 재활용 재료로부터 획득될 수 있는 그리고/또는 효율적인 방식으로 재활용될 수 있는 섬유를 포함할 수 있다. 결합 섬유는 2 성분(BiCo) 섬유일 수 있다. 결합 섬유는 매트릭스 섬유의 용융 온도보다 낮은 열 활성화 온도를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 결합 섬유는, 폴리에스테르 또는 폴리아미드의 코어를 갖고 폴리아미드 또는 개질된 폴리에스테르의 코팅을 갖는 BiCo 섬유일 수 있다. BiCo 섬유는 단면에서 삼각 단면(trilobal) 형상을 가질 수 있다. 매트릭스 섬유는, 폴리에스테르 또는 폴리아미드로 형성될 수 있고, 적어도 결합 섬유의 코팅의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 가질 수 있다. 매트릭스 섬유는 바람직하게는 13 내지 130 dtex 내의 선형 질량 밀도를 가질 수 있다. 결합 섬유는 7 내지 40 dtex 내의 바람직한 선형 질량 밀도를 가질 수 있다. 시트 쿠션체를 형성하는 섬유 재료는 하나 초과의 타입의 매트릭스 섬유 및/또는 하나 초과의 타입의 결합 섬유를 포함할 수 있다.
시트 쿠션체(131)는 복수의 상이한 부분(135-137)을 포함할 수 있다. 이 부분은 특징적인 섬유 배향 및/또는 시트 쿠션체(131)의 밀도 및/또는 평균 섬유 길이에 대해 서로 구별된다. 상이한 부분들 사이에는 어떠한 날카로운 경계도 없다. 오히려, 시트 쿠션체(131)는 상이한 부분들 사이에서 섬유 배향 및/또는 시트 쿠션체 밀도에 있어서 점진적 전이를 나타낼 수 있다. 시트 쿠션체(131)는 예리한 구역 경계를 포함하지 않는다는 점에서, 미리 형성된 직조된 섬유 시트를 융합시킴으로써 형성되는 본체와 구별될 수 있고, 이는 내구성 및 편안함을 향상시킨다.
섬유 배향 및/또는 밀도에서의 이러한 점진적인 변동은 적어도 하나의 노즐(20, 25), 및 적어도 하나의 노즐(20, 25)과 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성된 변위 메커니즘의 사용에 의해 제어될 수 있다.
시트 쿠션체(131)는 탄성부(135)를 가질 수 있다. 탄성부(135)는 시트 쿠션체의 주요 하중 방향(132)에 대응하는 섬유 배향을 가질 수 있다. 즉, 탄성부 내의 섬유의 우선적 방향은 주요 하중 방향(132)에 대응하고 시트 쿠션체(131)의 적어도 하나의 주면(133)에 수직이다. 섬유 매트릭스의 형성, 섬유 형상 및 섬유 배향의 통계적 분포로 인해, 모든 섬유가 탄성부에서 주요 하중 방향(132)을 따라 지향되지는 않을 것이다. 탄성부(135)는, 50% 초과의 섬유가 각각 주요 하중 방향(132)에 대해 45° 미만의 각도로 배향되면 주요 하중 방향(132)을 따른 섬유 배향을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 즉, 탄성부(135)에서, 섬유의 대부분은 주면(133)의 평면에 대해 45° 초과의 각도로 배치될 수 있다.
탄성부(135)의 섬유 구성은 삽도(145)에 개략적으로 표시되어 있다. 삽도(145)에서 확인되는 바와 같이, 탄성부(135) 내의 섬유의 대부분은 주요 하중 방향에 대해 45° 미만의 각도로 배향될 수 있고, 섬유 간격은, 주요 하중 방향(132)을 따라 하중이 가해지는 경우 섬유가 편향되도록 허용하기 위해 충분히 클 수 있다. 주로 주요 하중 방향(132)에 평행하게 배치된 섬유를 상호연결시키는 가교 결합 섬유는 섬유 매트릭스가 탄성부(135)에 형성되도록 허용한다.
시트 쿠션체(131)는 각각 주면(133, 134)에 배치된 추가적인 부분(136, 137)을 포함할 수 있다. 추가적인 부분(136, 137) 각각은 섬유 배향 또는 시트 쿠션체 밀도 중 적어도 하나에 대해 탄성부(135)과 구별될 수 있다. 도 19의 시트 쿠션체(131)에서, 추가적인 부분(136 및 137) 내의 섬유들은 각각 이들이 배치되는 주면의 평면에 평행한 우선 방향을 가질 수 있다. 주면(133 또는 134)에서의 시트 쿠션체의 밀도는 탄성부(135)의 밀도보다 클 수 있다. 추가적인 부분(136 및 137)에서의 섬유의 평균 길이는 탄성부(135)에서의 섬유의 평균 길이와 상이할 수 있다.
주면(133, 134)에서의 이러한 우선 섬유 배향은 몰드 면(11, 12)을 따른 섬유의 접촉에 의해 달성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하프 모드는 섬유가 추가적인 부분(136 및 137)의 주면(133, 134)을 따라 우선적으로 배향되게 하기 위해 서로를 향해 변위될 수 있다.
주면(133)에 배치된 추가적인 부분(136)의 섬유 구성은 삽도(146)에 개략적으로 표시되어 있다. 삽도(146)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 추가적인 부분(136) 내의 섬유의 대부분은 주면(133)의 평면에 대해 45° 미만의 각도로 배향될 수 있고, 섬유는 탄성부(135)에서보다 큰 패킹 밀도를 가질 수 있다. 추가적인 부분(136)의 섬유는 탄성부(135) 내의 섬유의 평균 길이보다 짧은 평균 길이를 가질 수 있다. 다른 주면(134) 상에 배치된 추가적인 부분(137)은 부분(136) 중 하나와 유사한 섬유 배향 및 시트 쿠션체 밀도에 관한 구성을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 시트 쿠션체(131)는 실시예에 따른 시스템(1) 및 방법에 의해 단일 방식으로 형성될 수 있다. 시트 쿠션체(131)는 탄성부(135)와 추가적인 부분(136 및 137) 사이의 섬유 배향 및 밀도에서 각각 점진적인 전이가 존재하도록 형성될 수 있다. 시트 쿠션체(131)는 탄성부(135)와 주면(133) 상의 추가적인 부분(136) 사이에 배치된 전이부(138)를 포함할 수 있다. 전이부(138)에서, 섬유 배향은 탄성부(135)의 섬유 배향으로부터 주면(133) 상의 추가적인 부분(136)의 섬유 배향으로 점진적으로 변하고, 쿠션체의 밀도는 탄성부의 밀도로부터 주면(133) 상의 추가적인 부분(136)의 밀도로 점진적으로 변한다. 탄성부(138)의 섬유 구성은 삽도(147)에 개략적으로 표시되어 있다.
시트 쿠션체(131)는 탄성부(135)와 주면(134) 상의 추가적인 부분(137) 사이에 배치된 전이부(139)를 포함한다. 전이부(139)에서, 섬유 배향은 탄성부(135)의 섬유 배향으로부터 주면(134) 상의 추가적인 부분(137)의 섬유 배향으로 점진적으로 변하고, 쿠션체의 밀도는 탄성부(135)의 밀도로부터 주면(134) 상의 추가적인 부분(137)의 밀도로 점진적으로 변한다.
시트 쿠션체(131)는 결합 및 매트릭스 섬유를 포함하는 섬유 재료로부터 단일 방식으로 형성될 수 있다. 시트 쿠션체(131)가 섬유 배향 및/또는 시트 쿠션체 밀도에 관해 서로 구별되는 부분을 갖지만, 시트 쿠션체(131)는 상이한 섬유 배향의 부분들 및/또는 시트 쿠션체 밀도 사이에서 어떠한 급격한 구역 경계도 존재하지 않는다는 점에서 균질이다. 따라서, 단일체로서 형성된 시트 쿠션체(131)는 4 cm보다 클 수 있는 높이(142)를 갖는다. 높이(141)를 갖는 탄성부(135)는 주면(133 및 134) 둘 모두로부터 이격되도록 배치될 수 있다.
섬유는 시트 쿠션체의 상이한 부분들 사이에서 연장될 수 있다. 예시를 위해, 적어도 매트릭스 섬유는 바람직하게는 15 mm 초과의 길이를 가질 수 있다. 추가적인 예시를 위해, 적어도 매트릭스 섬유는 바람직하게는 35 mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 섬유의 적어도 일부는 탄성부(135)로부터 주면(133) 상의 추가적인 부분(136)으로 또는 주면(134) 상의 추가적인 부분(137)으로 연장될 수 있다.
시트 쿠션체(131)에서, 주요 하중 방향(132)을 따른 섬유 배향을 갖는 탄성부(135)는 양호한 환기 및 복원력을 제공한다. 시트 쿠션체(131)가 열 가교 결합된 섬유로부터 단일 방식으로 형성되는 경우, 양호한 내구성 및 편안함이 달성된다.
실시예에 따른 시스템 및 방법이 상세히 설명되었지만, 추가적인 실시예에서 변경 및 수정이 구현될 수 있다. 예시를 위해, 몰드 내로 섬유를 충전하기 위한 충전 스테이션을 포함하는 시스템이 설명되었지만, 실시예에 따른 시스템은 상이한 수 및 타입의 처리 스테이션을 포함할 수 있다.
추가적인 예시를 위해, 적어도 하나의 노즐(20, 25)을 통해 몰드로부터 배출되는 가스는, 본 명세서에서 설명된 실시예 중 임의의 하나에서, 공기, 예를 들어 주변 공기일 수 있지만, 다른 가스가 사용될 수 있다.
추가적인 예시를 위해, 실시예에 따른 시스템 및 방법은 시트 쿠션, 예를 들어 사용자의 넓적다리 또는 등을 지지하기 위한 쿠션을 생성하기 위해 사용될 수 있지만, 실시예에 따른 시스템 및 방법은 다른 섬유 제품을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 및 방법은, 예를 들어, 단일체로 형성된 섬유 제품을 통해 섬유 배향 및/또는 밀도의 제어된 변동을 달성하기 위해, 섬유 배향 및/또는 밀도를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
시트 쿠션체가 사용될 수 있는 예시적인 시트는 자동차 시트, 기차 시트, 항공기 시트, 가정용 시트 및 사무실용 시트를 포함한다. 본 방법, 툴 및 시스템에 의해 생성된 시트 쿠션체는 시트의 다양한 컴포넌트에 대해 추가로 사용될 수 있다. 예시를 위해, 시트 쿠션체는 사람의 넓적다리를 수용하는 시트부, 사람의 등을 지지하는 등받이부, 또는 쿠션이 요구되는 머리 받침부 또는 다른 컴포넌트에서 사용될 수 있다.
실시예에 따른 시스템 및 방법은 시트 쿠션체를 포함하여 매우 다양한 3차원 제품을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 몰드(10) 내의 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하기 위한 시스템으로서,
    시스템(1)은,
    상기 몰드(10)로부터 가스가 배출되는 위치를 정의하도록 구성되는 적어도 하나의 노즐(20; 25),
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)과 상기 몰드(10) 사이의 상대적 변위를 수행하도록 구성되는 변위 메커니즘(21, 22; 21, 22, 26, 27; 31, 32; 22, 36-38; 31, 32, 38)을 포함하는,
    시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 시스템(1)은 섬유 공급 방향을 따라 상기 몰드(10) 내에 섬유를 공급하도록 구성되고,
    상기 변위 메커니즘(21, 22; 21, 22, 26, 27; 31, 32; 22, 36-38; 31, 32, 38)은, 상기 섬유 공급 방향에 평행하게 지향되는 상기 몰드(10)와 상기 적어도 하나의 노즐(20; 25) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 구성되는,
    시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 변위 메커니즘(22, 36-38; 31, 32, 38)은, 상기 섬유 공급 방향을 가로질러 지향되는 상기 몰드(10)와 상기 적어도 하나의 노즐(20; 25) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하도록 추가로 구성되는,
    시스템.
  4. 앞선 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)로부터 흡입 채널(70)로 가스를 안내하도록 구성되는 유동 가이드를 더 포함하고, 상기 유동 가이드는 복수의 채널(50)을 포함하는,
    시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)은,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)이 상기 몰드(10)에 대해 제1 위치에 있는 경우 상기 복수의 채널(50) 중 제1 채널 세트와, 그리고
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)이 상기 제1 위치와 상이한 상기 몰드(10)에 대한 제2 위치에 있는 경우 상기 복수의 채널(50) 중 제2 채널 세트와
    유체 연통하고, 상기 제2 채널 세트는 상기 제1 채널 세트와 분리되는,
    시스템.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 채널(50) 중 일부의 유동 저항을 증가시키도록 구성되는 폐쇄 메커니즘(46, 47)을 더 포함하는,
    시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)은 상기 폐쇄 메커니즘(46, 47)을 작동시키도록 구성되는,
    시스템.
  8. 앞선 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25) 상에 복수의 환기 장치(81-86)가 배열되는,
    시스템.
  9. 앞선 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드(10)의 충전 레벨의 함수로서 상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)과 상기 몰드(10) 사이의 상기 상대적 변위를 제어하도록 구성되는 제어 디바이스(9)를 더 포함하는,
    시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)과 유체 연통하는 흡입 디바이스(71; 80)를 더 포함하고,
    상기 제어 디바이스(9)는 공간적으로 변하는 방식으로 상기 섬유 배향 및/또는 상기 섬유 밀도를 조절하도록 상기 상대적 변위 및/또는 상기 흡입 디바이스(71; 80)를 제어하도록 구성되는,
    시스템.
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(9)는 기능 시간으로서 상기 섬유가 상기 몰드(10)에 공급되는 레이트에 따라 상기 상대적 변위를 제어하도록 구성되는,
    시스템.
  12. 앞선 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)은, 그 사이에 상기 몰드(10)를 수용하도록 배열된 노즐(20) 및 추가적인 노즐(25)을 포함하는,
    시스템.
  13. 앞선 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템(1)은 상기 몰드(10) 내로 삽입되는 상기 섬유의 적어도 일부의 열 활성화에 의해 섬유 쿠션체를 생성하도록 구성되는,
    시스템.
  14. 몰드(10) 내의 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하는 방법으로서,
    상기 몰드(10)로부터 적어도 하나의 노즐(20; 25)을 통해 가스를 배출하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 노즐(20; 25)과 상기 몰드(10) 사이의 상대적 병진 변위를 수행하는 단계를 포함하는,
    방법.
  15. 제14항에 있어서,
    제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1)에 의해 수행되는,
    방법.
  16. 섬유 쿠션체를 생성하는 방법으로서,
    섬유(5)를 몰드(10) 내로 공급하는 단계,
    제14 항 또는 제15 항의 방법을 사용하여 상기 몰드(10) 내의 섬유 배향 및/또는 섬유 밀도를 제어하는 단계, 및
    섬유 쿠션체를 형성하기 위해 섬유의 적어도 일부를 열적으로 활성화시키는 단계를 포함하는,
    방법.
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