우모 형상 면 소재 및 그 제조 방법

우모 형상 면 소재 및 그 제조 방법{DOWN-LIKE FIBERFILL MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은, 종래에 있어서의, 예를 들면 이불 충전용의 천연 우모(羽毛, dowm)가 가질 수 있는 후기의 여러 종류의 문제가 생기지 않음과 동시에, 볼륨감, 부피가 있으며, 동물 특유의 악취를 수반지 않고, 세탁성이 뛰어나며, 보온성, 단열성도 뛰어나고, 또한 경량으로 형성할 수 있어, 종래 전혀 존재하지 않는 신규하며 참신한 형태의 것으로, 천연 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 우모 형상 면 소재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 취침시에 사용하는 침구로서, 천연의 우모를 충전한 이불이 많이 사용되고 있다.

그러나, 종래, 천연의 우모 이불은, 누비더라도 네모 칸 안에서 하나하나의 우모가 움직여버려 칸 가득 채우지 않는 한 쏠림이 발생하여, 보온성을 해치는 점, 또한, 종래, 천연의 우모 이불을 세탁하려 하면, 소위 벌룬(balloon) 현상을 야기시키는 점 등의 이유로 세탁 불가하며, 또한, 우모 이불에 사용되는 덕(duck)이나 구스(goose)는, 동물로부터 채취하기 때문에, 기후나 환경 등에 좌우되어 공급량이 불안정함과 동시에, 동물 특유의 악취를 수반하는 점 등의 문제점이 지적되고 있다.

특허문헌 1에는, 장섬유(長纖維, long fiber)로 구성되는 충전물용 교락사(交絡絲, entangled yarn)로서, 상기 교락사는, 심사(芯絲, core yarn)와 상기 심사보다도 긴 화사(花絲, filament)를 포함하고, 상기 심사와 화사는 교락(交絡)에 의해 심사와 화사가 혼재하면서 화사가 심사에 휘감긴듯한 형태의 충전물용의 교락사가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 1에는, 장섬유의 심사와 장섬유의 화사를 2개의 피드 롤러에 의해 상이한 속도로 공지의 단순한 에어 교락 장치에 공급하여, 서로 교락, 일체화시킴으로써, 심사와 화사가 혼재하면서 화사가 심사에 휘감긴듯한 형태의 충전물용의 교락사의 제조 방법이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1의 충전물용 교락사의 경우, 공지의 단순한 에어 교락 장치에서 장섬유의 심사와 장섬유의 화사를 단순히 서로 에어 교락하고, 심사와 화사가 혼재하면서 화사가 심사에 휘감긴듯한 형태로 하여, 지극히 불규칙하게 형성된 단순한 장섬유 교락사를 얻는 것이며, 에어 교락 장치 등등의 기술 요소에 하등의 각별한 고안이 강구된 것이 아니어서, 이 때문에, 특허문헌 1의 충전물용 교락사에서는, 세탁성이 뛰어나고, 보온성, 단열성도 뛰어나며, 충분한 볼륨감, 부피를 얻는 것은 곤란한 것이었다.

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은, 종래의 우모 이불용의 천연 우모와 같은 상기 문제가 전혀 발생하는 일 없이, 본 발명 특유의 다운볼(down ball) 형상의 덩어리를 구비하여 충분한 볼륨감, 부피를 가지며, 동물 특유의 취기(臭氣)를 수반하는 일 없이, 또한, 세탁성, 보온성, 단열성도 뛰어나며, 종래 전혀 존재하지 않는 신규하고 참신한 형태의 것으로, 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 우모 형상 면 소재, 및 그 제조 방법이 종래 전혀 존재하지 않는 점이다.

또한, 상기 특허문헌 1의 충전물용 교락사의 경우, 그것은 단순히 심사와 화사가 지극히 불규칙하게 혼재하면서 화사가 심사에 단순히 휘감긴듯한 형태의 것이며 본원 발명과 같이, 여러 종류의 유용 효과를 발휘하는 종래 전혀 존재하지 않는 특유의 다운볼 형상의 덩어리를 형성되는 것은 아닌 점은 물론이다.

본 발명의 우모 형상 면 소재는, 종래 전혀 존재하지 않는 신규하고 참신한 형태의 것이며, 폴리에스테르계의 원사를 사용한 축사(軸絲, axial fiber)·부사(浮絲, float fiber)의 필라멘트끼리가 에어의 산란 분위기 중에서의 특수한 에어 교락에 의해 결속하여 얽히며 연결되어 다운볼 형상의 덩어리를 가지면서 일체화되어, 일렬로 연속된 형태의 것이며, 상기 다운볼 형상의 덩어리가 소정의 직경을 가지는 덩어리 상태로, 이 다운볼 형상의 덩어리가 축사의 길이 방향에 관하여 소정의 간격을 두고 연속적으로 배열된 면 형상의 장섬유로서 형성된 것을 가장 주요한 특징으로 한다.

청구항 1 내지 4에 기재된 발명에 의하면, 폴리에스테르계의 원사를 사용한 축사·부사의 필라멘트끼리가 에어의 산란 분위기 중에서의 에어 교락에 의해 결속하여 얽히며 연결되어 다운볼 형상의 덩어리를 가지면서 일체화되어, 일렬로 연속된 형태의 것이며, 상기 다운볼 형상의 덩어리가 소정의 직경을 가지는 덩어리 상태로, 이 다운볼 형상의 덩어리가 축사의 길이 방향에 관하여 소정의 간격을 두고 연속적으로 배열된 면 형상의 장섬유로서 형성된 것이며, 예를 들면 상기 다운볼 형상의 덩어리의 직경(φ)이 1.0∼3.5cm, 간격을 최대 10cm 정도 이내로 함으로써, 종래의 우모 이불용의 천연 우모와 같은 상기 문제가 전혀 발생하는 일 없이, 특유의 다운볼 형상의 덩어리를 구비하여 충분한 볼륨감, 부피를 가지고, 동물 특유의 취기(臭氣)를 수반하는 일 없이, 또한, 세탁성, 보온성, 단열성도 뛰어나고, 종래 전혀 존재하지 않는 신규이며 참신한 형태의 것으로, 천연 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 우모 형상 면 소재를 실현하여 제공할 수 있다.

청구항 5 내지 11에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 내지 4에 기재된 발명과 관련되는 우모 형상 면 소재를, 축사, 부사의 공급 공정, 에어의 산란 분위기 중에서의 에어 교락 공정, 권취 공정으로 간략하게 제조할 수가 있고, 나아가서는, 실리콘 수지의 정착(定着)에 의해 형상이 안정화된 우모 형상 면 소재를 간략하게 제조할 수가 있고, 또한, 축사와 부사의 공급 배율, 에어 교락용의 에어의 풍량, 에어압(壓), 노즐부와 벤투리(venturi)의 사이에 배치된 간격 조정 링의 유무, 두께의 변경에 의한 선단 노즐부와 벤투리의 절구 형상 벽면부 사이의 간격 조정의 각 요인의 조합에 의해, 상기 다운볼 형상의 덩어리의 크기, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리와의 간격, 부사 밀도를 여러 가지로 변경시켜 원하는 형태로 한 다운볼 형상의 덩어리를 구비하� �� 우모 형상 면 소재로도 할 수 있는 우모 형상 면 소재의 제조법 방법을 실현하여 제공할 수 있다.

[도 1] 도 1(a)은 본 발명의 실시예에 관련되는 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 다운볼 형상의 덩어리를 비교적 크게 하고, 또한, 면 형상의 장섬유로서 형성되어 완성된 상태의 우모 형상 면 소재를 선도(線圖)의 형태로 나타내는 확대 개념도이다. 도 1(b)은 본 발명의 실시예에 관련되는 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 다운볼 형상의 덩어리를 도 1(a)의 사이즈보다도 작게 하고, 또한, 면 형상의 장섬유로서 형성되어 완성된 상태의 우모 형상 면 소재를 선도의 형태로 나타내는 확대 개념도이다.
[도 2] 도 2는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조에 사용하는 부사의 각 형상예를 나타내는 확대도이다.
[도 3] 도 3은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정을 나타내는 플로차트이다.
[도 4] 도 4는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 축사, 부사의 공급 공정, 에어 교락 공정, 에어 교락 공정 종료 후의 권취 공정의 각 공정을 나타내는 개략 설명도이다.
[도 5] 도 5는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 에어 교락 공정시의 축사에 대한 부사의 Z 꼬임, S 꼬임 상태를 나타내는 확대 개략 설명도이다. 상술하면, 도 16(b)처럼 에어 교락용 유닛의 내부에서, 축사를 심으로 하여 부사가 Z 꼬임, 즉, Z문자 방향으로 에어 교락하면서 꼬여 도 1과 같은 다운볼 형상의 덩어리 상태의 우모 형상 면 소재가 형성되는 상태를 나타내는 개략 설명도임과 동시에, 도 16(b)처럼 에어 교락용 유닛의 내부에서, 상기 Z 꼬임으로부터 간격을 두고, 축사를 심으로 하여 부사가 S 꼬임, 즉, S문자 방향으로 에어 교락하면서 꼬여 도 1과 같은 다운볼 형상의 덩어리 상태의 우모 형상 면 소재가 형성되는 상태를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 6] 도 6은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛을 투시도 태양(態樣)으로 나타내는 개략 조립도이다.
[도 7] 도 7은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛의 분해 상태를 투시도 태양으로 나타내는 개략 정면도이다.
[도 8] 도 8은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛의 벤투리를 나타내는 개략 부분 단면도이다.
[도 9] 도 9는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛의 선단 노즐부를 나타내는 개략 단면도이다.
[도 10] 도 10은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛에 있어서의 멈춤 링을 나타내는 평면도이다.
[도 11] 도 11은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛의 유닛 내통체(內筒體), 유닛 외통체(外筒體), 위치 결정 조임 기구부를 구성하는 멈춤 링을 나타내는 부분 단면도이다.
[도 12] 도 12는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛의 실·에어 공급체에 설치한 위치 결정 조임 기구부를 나타내는 개략 정면도이다.
[도 13] 도 13은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛에 있어서, 실·에어 공급체를 유닛 외통체에 단단히 조이기 전의 상태, 및 실·에어 공급체를 유닛 외통체에 조인 상태를 나타내는 설명도이다.
[도 14] 도 14는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛에 있어서의 실·에어 공급체의 선단 노즐부, 벤투리의 각부의 치수예, 및 벤투리의 절구 형상 벽면부의 각도(角度)예를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 15] 도 15는 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛에 있어서의 실·에어 공급체의 선단 노즐부의 선단면에서 벤투리의 출구까지의 치수예를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 16] 도 16(a)은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 에어 교락 공정에서 사용하는 에어 교락용 유닛의 축사, 부사, 에어 공급체의 선단 노즐부의 선단면에서 벤투리의 출구까지를 나타내는 개략 설명도이며, 도 16(b)은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 에어 교락 공정에서 사용하는 에어 교락용 유닛의 에어 교락시의 부사의 교란 상태를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 17] 도 17은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 사용하는 에어 교락용 유닛에 있어서의 실·에어 공급체의 선단 노즐부의 선단면에서 벤투리의 절구 형상 벽면부까지의 간격을 조정하는 간격 조정 링을 사용하지 않는 경우와 사용하는 경우를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 18] 도 18은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 실리콘 수지 가공 공정을 나타내는 개략 설명도이다.
[도 19] 도 19는 본 실시예에 관련되는 축사 또는 부사의 열 수축 상태를 나타내는 설명도이다.
[도 20] 도 20은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 제2회 가열 공정 후의 열 수축 시험의 조건을 나타내는 도이다.
[도 21] 도 21은 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 제2회 가열 공정 후의 열 수축 시험의 결과를 나타내는 도이다.
[도 22] 도 22는 본 실시예에 관련되는 축사와 일체가 된 다운볼 형상의 덩어리의 치수, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격을 개념적으로 나타내는 설명도이다.
[도 23] 도 23은 본 실시예에 관련되는 다운볼 형상의 덩어리의 형상 사이즈와 에어 교락 공정시의 에어압의 관계를 정성적(定性的)으로 나타내는 그래프이다.
[도 24] 도 24는 본 실시예에 관련되는 다운볼 형상의 덩어리의 밀도와 축사, 부사의 공급 배율의 관계를 정성적으로 나타내는 그래프이다.

본 발명은, 종래 전혀 존재하지 않는 신규하고 참신한 형태의 것으로, 종래의 예를 들면 우모 이불용의 천연 우모와 같은 상기 문제가 발생하는 일 없이, 특유의 다운볼 형상의 덩어리를 구비하여 충분한 볼륨감, 부피를 가지고, 동물 특유의 취기를 수반하는 일 없이, 또한, 세탁성, 보온성, 단열성도 뛰어난 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 우모 형상 면 소재를 실현하여 제공한다는 목적을, 폴리에스테르계의 원사를 사용한 축사·부사의 필라멘트끼리가 에어의 산란 분위기 중에서의 에어 교락에 의해 결속하여 얽히며 연결되어 다운볼 형상의 덩어리를 간격을 두고 가지면서 일체화되어, 일렬로 연속된 형태의 것이며, 상기 다운볼 형상의 덩어리의 직경(φ)이 1.0∼3.5cm로, 이 다운볼 형상의 덩어리가 축사의 길이 방향에 관하여 최대 10cm 정도 이내의 간격을 두고 연속적으로 배열된 면 형상의 장섬유로서 형성되는 구성에 의해 실현되었다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 관련되는 천연의 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 종래 전혀 존재하지 않는 신규이며 참신한 우모 형상 면 소재 및 그 제조 방법에 관하여, 도 1 내지 도 24를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1(a)은 본 발명의 실시예에 관련되는 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 다운볼 형상의 덩어리를 비교적 크게 하고, 또한, 면 형상의 장섬유로서 형성되어 완성된 상태의 우모 형상 면 소재(1)를 선도(線圖)의 형태로 나타내는 개념도이다. 도 1(b)은 본 발명의 실시예에 관련되는 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 다운볼 형상의 덩어리를 도 1(a)의 사이즈보다도 작게 하고, 또한, 면 형상의 장섬유로서 형성되어 완성된 상태의 우모 형상 면 소재(1)를 선도의 형태로 나타내는 개념도이다.

본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)는, 후술하는 도 5, 도 16에 나타내듯이, 에어 교락용 유닛(21)의 내부에서, 축사(軸絲)(2)를 심으로 하여 부사(浮絲)(3)가 Z 꼬임, 즉, Z문자 방향으로 에어 교락하면서 꼬여 도 1과 같은 다운볼 형상의 덩어리 상태로 형성되고, 해당 Z 꼬임 다운볼 형상의 덩어리 상태의 우모 형상 면 소재(1)로부터 간격을 두고, 축사(2)를 심으로 하여 부사(3)가 S 꼬임, 즉, S문자 방향으로 에어 교락되면서 꼬여 도 1과 같은 다운볼 형상의 덩어리 상태의 우모 형상 면 소재(1)가 형성된다.

상기 Z 꼬임의 다운볼 형상의 덩어리 상태와, S 꼬임의 다운볼 형상의 덩어리 상태가 간격을 두고 연속적으로 형성되어, 이것이 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)가 된다.

본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)는, 도 1에 나타내듯이, 축사(2)와, 이 축사(2)보다도 긴 부사(3)를 포함하고, 상기 축사(2)와 부사(3)는, 우모 형상 면 소재의 제조 공정에 있어서의 에어 교락 공정에서 사용하는 에어 교락용 유닛(21)에 의한 에어 교락에 의해, 상기 부사(3)는 개섬(開纖)하여 면 형상 섬유를 형성하면서 축사(2)와 부사(3)가 얽히며 연결되어 일체화, 즉, 상기 Z 꼬임의 다운볼 형상의 덩어리 상태와, S 꼬임의 다운볼 형상의 덩어리 상태가 간격을 두고 연속적으로 형성되고, 또한, 면 형상의 장섬유를 형성하여, 전체적으로 우모를 모방하여 인공 제조한 것이다.

즉, 우모 형상 면 소재(1)는, 상기 축사(2)와 부사(3)가 얽히며 연결되어 상세는 후술하는 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리가 간격을 가지면서 배열되고, 또한, 전체로서 면 형상의 장섬유를 형성하고 있는 것이다.

본 실시예에 있어서의 다운볼 형상의 덩어리란, 도 1, 후기하는 도 22에 나타내듯이, 축사(2), 부사(3)의 필라멘트끼리가 결속하여 얽히며 연결되어 일체화되어, 일렬로 이어진 형태의 우모 형상 면 소재(1)의 축사(2)에 대하여, 대략 1cm∼10cm 이내, 즉 최대 10cm 정도 이내의 간격을 두고 연속적으로 배열되어 직경(φ)이 대략 1.0∼3.5cm인 부사(3)의 덩어리 상태 부분이라고 정의하고 이하의 설명을 실시한다.

상기 부사(3)의 형상으로서는, 도 2에 나타내듯이, 예를 들면 경량화를 위한 중공율 30∼40%의 중공사, C형 단면사, 이형 단면사를 채용할 수 있다.

중공사, C형 단면사의 경우, 동일 중량의 원형상 단면의 실과 비교하여 표면적이 넓고, 에어의 수(受)면적이 원형상 단면의 실과 비교하여 커지고, 이에 따라 에어 교락시 공기 저항이 커져, 부딪히는 에어류(공기류)에 의해 산란하여 교란하기 쉽고, 이에 의해, 에어 교락이 촉진된다. 동일 표면적의 실과 비교하여 경량이 되는 점 등의 이점이 있다.

이형 단면사(단면이 원형상은 아니고, 예를 들면 단면이 별모양, 마름모꼴, 요철을 가지는 사각형 모양 등)의 경우, 원형상 단면의 실과 비교하여 표면에 요철을 가지기 때문에, 표면적이 넓은 면이 있어 에어의 수면적이 커지고, 에어 교락시의 공기 저항이 한층 커진다는 이점이 있다. 즉, 원형상 단면의 실과 비교하여 표면적이 크기 때문에, 부딪히는 에어류(공기류)에 의해 산란하여 교란하기 쉽고, 이에 의해, 에어 교락이 한층 촉진된다.

다음으로, 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)의 재질, 소재 특성에 관하여 상술하면, 본 실시예에 있어서의 상기 축사(2), 부사(3)로서는, 예를 들면 폴리에스테르계의 원사를 사용하고, 무연사(無撚絲), 인터레스(interlace) 가공이 없는 것을 사용하며, 축사(2), 부사(3)의 각각의 토탈(total) 섬도는 30∼200D(데닐), 축사(2), 부사(3)의 각각의 토탈 필라멘트 수는 12∼96f인 것을 사용한다.

또한, 상기 축사(2)와 부사(3)의 길이량(에어 교락용 유닛(21)에 이송하는 길이량)의 비율은, 1:10∼1:40의 범위 내, 바람직하게는 1:20∼1:30으로 한다. 즉, 축사(2)에 대해서 10∼40배(바람직하게는 20∼30배)의 길이량의 부사(3)를 에어 교락용 유닛(21)에 보낸다. 길이량이 1∼9배에서는 휘감기기 위한 부사(3)의 양이 적고, 40배를 초과하면 부사(3)의 양이 너무 많아 양호한 다운볼 형상의 덩어리를 형성할 수 없다.

또한, 에어 교락용 유닛(21) 내의 에어압(壓)과 다운볼 형상의 덩어리의 치수의 관계에 관해서는 후술한다.

상기 우모 형상 면 소재(1)의 단위 길이 중량으로서는, 0.01∼3g/m, 특히 0.02∼1.5g/m가 바람직하다. 번수(番手) 혹은 데닐로 환산하면, 90∼27000D(데닐), 특히 180∼13500D가 바람직하다.

상기 부사(3)에 있어서 다운볼 형상의 덩어리 부분의 직경(φ)은 약 1.0∼8cm 정도로, 특히 1.0∼3.5cm 정도, 또는 1.5∼4cm 정도가 바람직하다.

상기 부사(3)의 단사 섬도는, 예를 들면 0.1∼300dtex(deci tex), 바람직하게는 1∼50dtex, 특히 2∼25dtex가 한층 바람직하다.

또한, 토탈 섬도는, 10∼600dtex, 바람직하게는 20∼250dtex, 특히 30∼100dtex가 한층 바람직하다.

상기 우모 형상 면 소재(1)에 있어서의 축사(2), 부사(3)의 중량에 관해서는, 총중량(축사(2)+부사(3))에 대한 부사(3)의 비율로서, 예를 들면, 100:51∼99wt%, 100:80∼98wt%, 100:85∼97wt% 등의 예를 들 수 있다.

상기 축사(2), 부사(3)는, 융착 섬유와 비융착 섬유를 포함하여 구성되어 있다. 융착 섬유는, 융점이 상이한 2 이상의 폴리머(고융점 폴리머, 저융점 폴리머)로 구성되어 있다.

예를 들면, 2 이상의 폴리머 중, 고융점 폴리머로서는, 폴리에스테르 멀티 필라멘트 또는 폴리프로필렌 폴리머를, 저융점 폴리머로서는 폴리에틸렌 폴리머 또는 저융점 폴리프로필렌 폴리머를 사용한 것이다.

또한, 융착 온도로서는 80∼200℃가 바람직하고, 융점 온도차는 10∼200℃인 것이 바람직하다.

상기 축사(2)에 있어서는, 저융점 폴리머를 융착시키기 위하여, 고융점 폴리머를 심(芯)으로 하고, 저융점 폴리머를 초(sheath)로 하는 심초 구조가 바람직하다.

특히, 다운볼 형상의 부분을 한층 확실하게 면 형상으로 일체화하려면, 초섬유(sheath fiber)와 저융점 열접착 섬유사의 조합이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 멀티필라멘트는, 벌키성이 손실되기 어려운 이점을 가지는 것이다.

융착 섬유와 비융착 섬유의 비율은, 0∼90%:10∼100%의 예를 들 수 있다.

한편, 상기 비융착 섬유의 구체적인 예로서는, 예를 들면 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌 등이 바람직하다.

또한, 축사(2)와 부사(3)에 대해서는, 실리콘 처리제가 열고정되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우의 실리콘 처리제의 바람직한 부착량으로서는, 축사(2)와 부사(3)의 총중량에 대하여, 0.1∼5.0%, 바람직하게는 0.5∼3.0%이다.

이 외, 상기 축사(2)와 부사(3)에 대해서는, 경도 조정을 위해 아크릴 수지, 우레탄 수지를 고정해도 된다.

또한, 장섬유의 에어 교락사의 중량은, 0.01∼3g/m, 바람직하게는 0.02∼1.5g/m로 한다.

다음으로, 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)의 제조 방법에 관하여, 도 3에 나타내는 플로차트, 및 도 4 내지 도 18을 참조하여 설명한다.

본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)의 제조 방법은, 도 3에 나타내듯이, 축사(2), 부사(3)의 공급 공정, 에어 교락용 유닛(21)에 의한 에어 교락 공정, 권취 공정, 실리콘 수지 가공 공정, 제1 가열 공정, 제2 가열 공정 및 냉각 공정으로 이루어지는 것이다.

상기 에어 교락용 유닛(21)의 상세에 관해서는 후술한다.

(1)(축사(2), 부사(3)의 공급 공정)

우선, 도 4에 나타내듯이, 축사(2)를 이송 롤러(11)을 사용하여 에어 교락용 유닛(21) 내에 이송함과 동시에, 크릴스탠드(12)에 의해 지지된 공급 롤러(13)에 미리 휘감은 부사(3)를 도시예에서 나타내는 일례의 가이드통(14), 이송 롤러(15)를 사용하여 에어 교락용 유닛(21) 내로 이송하고, 이때, 부사(3)가 가이드통(14), 이송 롤러(15)를 사용함으로써 자연스럽게 꼬여 에어 교락용 유닛(21) 내의 공기 저항을 한층 받기 쉽게 하기 위하여 꼬이면서 에어 교락용 유닛(21) 내로 이송된다.

또한, 도 4의 도시예에서는, 상기 가이드통(筒)(14)을 사용한 상태의 실시예를 나타내지만, 본 발명에 있어서는, 해당 가이드통(14)은 필수인 것은 아니고, 이를 사용하는 일 없이 실시해도 된다.

이 경우, 부사(3)의 에어 교락용 유닛(21)에 대한 이송 각도(θ)는, 축사(2)에 대하여 30∼160도, 바람직하게는 80∼120도로 하는 것이다.

해당 부사(3)의 에어 교락용 유닛(21)에 대한 이송 각도(θ)는, 상기 에어 교락용 유닛(21) 내에 들어가기 전에 축사(2), 부사(3)가 얽히지 않게 하기 위한 것임은 물론, 사용되는 부사(3), 축사(2)의 종류나 형상, 에어 교락용 유닛(21) 내의 풍량, 에어류(공기류) 등에 따라 해당 각도 θ의 조정이 필요하며, 이 각도 θ 조정이 나아가서는 형성되는 다운볼 형상의 덩어리 형성에도 영향을 준다.

상기 부사(3)의 축사(2)에 대한 이송 각도(θ)의 변경은, 도 4 중의 부사(3)의 에어 교락용 유닛(21)에 대한 이송 각도(θ)를 자유자재로 변경시킴으로써 가능해진다. 또한, 축사(2)와 부사(3)의 쌍방의 에어 교락용 유닛(21)에 대한 이송 각도(θ)를 자유자재로 변경시키는 것으로도, 부사(3)의 축사(2)에 대한 이송 각도(θ)의 변경이 가능해진다.

또한, 에어 교락용 유닛(21)의 입구에서 상방으로 분출되는 에어의 에어압에 의한 영향을, 축사(2), 부사(3)가 피하기 위해서 상기 이송 각도(θ)를 채용하여, 에어를 상방으로 내보내기 위함이기도 하다.

상기 각 이송 롤러(11, 15)에 의한 반송 속도는, 예를 들면 10m/분∼1500m/분으로 한다.

본 실시예에 관련되는 제조 방법에 있어서, 축사(2)용의 이송 롤러(15)에 의해 이송되는 축사(2)는 저속으로 이송되며, 부사(3)용의 이송 롤러(11)에 의해 이송되는 부사(3)는 고속으로 이송되도록 한다. 즉, 축사(2) 측보다도 부사(3) 측의 이송량을 크게 설정한다.

구체적으로는, 부사(3)는 축사(2)의 10∼40배의 길이량(공급 배율)으로 에어 교락용 유닛(21) 내에 이송한다. 이 경우, 축사(2) 측의 이송 롤러(15)에 대하여 부사(3) 측의 이송 롤러(15)의 회전 속도를 20배∼40배로 하는 것이 양호한 다운볼 형상의 덩어리를 형성하는데 있어서 바람직하다.

(2)(에어 교락 공정)

다음으로, 도 4에 나타내듯이, 에어 교락용 유닛(21)에 의해 축사(2), 부사(3)에 대한 에어 교락 공정을 실시한다.

여기서, 상기 에어 교락용 유닛(21)에 관하여 상술한다.

상기 에어 교락용 유닛(21)은, 도 4, 도 6, 도 7 등에 나타내듯이, 실·에어 공급체(31)와, 유닛 내통체(51)와, 유닛 외통체(61)와, 유닛 내통체(51) 내에 내장 된 예를 들면 세라믹스제의 벤투리(71)와, 상기 벤투리(71)의 하단으로부터 소정간격(약 25cm)을 두고 하부에 배치한 평탄판 형상의 충돌판(81)과, 상기 에어 교락용 유닛(21)에 설치한 에어 수전(受栓)(64)에 에어 파이프(92)를 통하여 에어 교락용의 에어(압축 공기)를 이송하는 에어압(壓), 풍량을 조정 가능한 에어 공급원(91)을 가지고 있다.

또한, 본 실시례의 상기 에어 교락용 유닛(21)은, 도시예로 나타내는 바와 같은 상기 벤투리(71)의 하단으로부터 소정간격(약 25cm)을 두고 하부에 배치되는 평탄판 형상의 충돌판(81)은 필수 구성은 아니다.

해당 충돌판(81)을 설치하는 일 없이, 벤투리(71)의 하단으로부터 배출되어 길이 방향으로 소정간격으로 형성되는 다운볼 형상의 덩어리인 우모 형상 면 소재(1)를 권취 이송 롤러(16)을 통하여 권취 롤러(17)에 권취되도록 하여도 된다.

상기 에어 교락용 유닛(21)은, 도 7, 도 8 및 도 9에 나타내듯이, 금속제로 대략 원통형의 유닛 외통체(61)를 구비하고, 이 유닛 외통체(61) 내의 상부측에서 윗쪽으로부터 장착되는 금속제로 대략 원통형의 유닛 내통체(51)의 상부측을 동심 배치로 고정 유지함과 동시에, 상기 유닛 내통체(51)의 하부측을 유닛 외통체(61)의 하단면 중앙부로부터 하부로 돌출시키듯이 구성하고 있다.

또한, 유닛 내통체(51)의 내부 하측에 상세는 후술하는 벤투리(71)을 내장함과 동시에, 이 벤투리(71)의 하단면을 유닛 내통체(51)의 하단면 중앙부로부터 하부로 돌출시키듯이 구성하고 있다.

또한, 유닛 외통체(61)의 윗쪽으로부터 유닛 내통체(51) 내에 장착되는 실·에어 공급체(31)의 하부측에 설치한 금속제의 노즐통부(筒部)(32)의 하단 중앙으로부터 하부를 향하여 돌출시킨 선단 노즐부(33)를 상기 벤투리(71) 내를 향하게 하여, 이 선단 노즐부(33)와 후술하는 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 사이의 공간에 에어의 산란 분위기 상태를 형성하도록 구성하고 있다.

상기 실·에어 공급체(31), 유닛 내통체(51), 유닛 외통체(61), 벤투리(71)에 관하여 더 상술한다.

상기 실·에어 공급체(31)는, 도 6, 도 7에 나타내듯이, 대략 원통형의 노즐통부(32)와, 노즐통부(32)의 하단 중앙으로부터 하부를 향하여 돌출시킨 선단 노즐부(33)를 구비하고 있다.

상기 노즐통부(32)의 상단측에는, 노즐수(受)통체부(38a)를 통하여 원형 핸들부(38)를 일체적으로 취부하고 있다. 원형 핸들부(38)의 저면측에는, 유닛 외통체(61)의 원형 상부가 진입하는 원형 요부(凹部)(38b)를 설치하고 있다.

또한, 상기 노즐통부(32)의 상단측의 중앙부로부터 노즐통부(32)의 하단 중앙부에 이르는 관통 구멍(35)을 설치하고 있다.

그리고, 상기 관통 구멍(35)의 상부측에는, 예를 들면 합성 수지재로 이루어지며 상부에 돌출 원형상부(37)를 가지고, 또한, 삽통 구멍(36a)을 가지는 대략 원통형의 입구통부(36)를 장착하고, 이 입구통부(36)의 삽통 구멍(36a) 내에 축사(2), 부사(3)를 이송하도록 구성하고 있다.

상기 노즐통부(32)에는, 상세는 후술하는 위치 결정 조임 기구부(41)를 구성하는 대경(大徑)통부(39)를 설치하고, 또한, 대경통부(39)의 하측에서 하단에 이르는 부분을 소경(小徑)통부(40)로 하고 있다.

상기 관통 구멍(35)의 상부는, 깊이 방향으로 작은 치수인 테이퍼 형상으로 형성되어 있음과 동시에, 테이퍼 형상 부분의 직하로부터 상기 대경통부(39)의 하단 상당 위치의 범위가 스트레이트 구멍(35a)이 되고, 또한 그 직하로부터, 소경통부(40) 내의 하단 근방의 범위에 걸쳐서 하부에 이름에 따라 축경(縮徑)하는 테이퍼 구멍(35b)으로 되어 있다.

또한, 상기 소경통부(40)의 하단측의 중앙부에는 하측 원형 단부(42)가 설치되고, 이 하측 원형 단부(42)의 중앙 위치에, 상기 선단 노즐부(33)의 상단부가 동심(同心) 배치로 장착 고정되도록 구성하고 있다.

상기 선단 노즐부(33)에도, 도 9에 나타내듯이, 노즐 테이퍼 구멍(33a)이 설치되고, 상기 관통 구멍(35)에 있어서의 테이퍼 구멍(35b)의 최하단의 구멍 지름과 노즐 테이퍼 구멍(33a)의 최상부의 구멍 지름을 동일하게 설정하여 단차를 없애고, 상기 관통 구멍(35)으로부터 노즐 테이퍼 구멍(33a)을 거쳐 벤투리(71) 내에 축사(2), 부사(3)를 원활히 이송하도록 구성하고 있다.

상기 소경통부(40)에는, 또한, 상기 테이퍼 구멍(35b)의 외측에 위치하고 중심의 주변에 예를 들면 120도의 범위에 이르는 에어 수령 요부(凹部)(43)가 설치되고, 또한, 이 에어 수령 요부(43)의 하면과 상기 하측 원형 단부(42)를 연통하여 그 하부를 향하여 에어를 분출하는 예를 들면 2개의 에어 구멍(43a)을 설치하고 있다.

상기 유닛 내통체(51)는, 도 6, 도 7에 나타내듯이, 전체로서 대략 원통형으로, 그 상부에, 측방으로 돌출하는 평면시(平面視) 원형상의 돌출통부(52)를 설치하고, 이 돌출통부(52)로부터 하부로 상기 돌출통부(52) 보다 작은 지름의 삽통통부(53)를 동심 배치로 돌출되게 설치함으로써 구성되어 있다.

상기 유닛 내통체(51)의 돌출통부(52)의 표면측에는, 상기 실·에어 공급체(31)의 대경통부(39)의 하부측이 장입되는 원형의 대경통부 수단부(受段部)(54)를 설치하고, 또한, 이 대경통부 수단부(54)의 중앙부로부터 삽통통부(53)의 내부를 거쳐 그 하단에 이르는 유닛 내통체 관통 구멍(55)을 설치하고 있다.

그리고, 유닛 내통체 관통 구멍(55)의 하단에는, 내경이 상기 유닛 내통체 관통 구멍(55)의 내경보다 작은 원형 돌부(突部)(55a)를 설치하여 유닛 내통체 관통 구멍(55)의 안쪽으로 돌출시켜, 상기 벤투리(71)의 하단을 수용하도록 구성되어 있다.

상기 유닛 내통체(51)의 돌출통부(52)의 측벽에는 O링(56)을 취부하여, 상기 돌출통부(52)를 상기 유닛 외통체(61)의 원형 수용 구멍부(62)에 장착했을 때, 상기 O링(56)을 원형 수용 구멍부(62)의 내벽면에 밀접시키듯이 구성하고 있다.

상기 유닛 내통체(51)에 있어서의 삽통통부(53)의 측벽부에는, 유닛 내통체(51)를 유닛 외통체(61)에 장착했을 때 상기 에어 수전(64)용의 장착 수공(受孔)(65)과 대응 배치가 되도록 에어 통과 구멍(57)을 설치하고 있다.

상기 유닛 외통체(61)는, 도 6, 도 7에 나타내듯이, 대략 원통형으로, 그 원형 상부(61a)의 내주부에는 상기 유닛 내통체(51)의 돌출통부(52)가 장착되는 원형 수용 구멍부(62)를 설치하고, 또한, 원형 수용 구멍부(62)의 하측에 하단에 이를 때까지 관통상태인 상기 원형 수용 구멍부(62)보다 작은 지름으로 형성되어, 유닛 내통체(51)의 삽통통부(53)을 관통시키는 관통 삽통 구멍(63)을 설치하고 있다.

상기 유닛 외통체(61)의 측벽부에는, 에어 파이프(92)를 통하여 에어 공급원(91)에 연통시키는 에어 수전(64)용의 장착수공(65)을 설치하고 있다.

또한, 상기 유닛 외통체(61)의 원형 상부(上部)(61a)의 내주부에는 원형 수용 구멍부(62)측이 개구한 원형 요부(凹部)(61b)를 설치하고, 이 원형 요부(61b)에 평탄한 C링(102)을 장착하도록 구성하고 있다.

상기 벤투리(71)는, 도 8, 도 9 등에 나타내듯이, 전체로서 대략 원통형으로, 그 내부 중앙의 위쪽에 축사(2), 부사(3)가 각각 진입하는 상단면측에서 하부에 이를수록 축경하는 절구 형상 벽면부(72)를 설치하고, 이 절구 형상 벽면부(72)의 최심부에서 하단면까지 축사(2), 부사(3)가 통과할 수 있도록 관통시킨 하단측만큼 확경(擴徑)하는 테이퍼 형상의 벤투리 관통 구멍(73)을 설치하고 있다.

상기 선단 노즐부(33)는, 도 9에 나타내듯이, 전체적으로 대략 원통형으로, 상단면측으로부터 하단면에 이를 때까지 관통하는 상태로, 또한, 상단면측에서 하단면에 이를수록 축경하는 노즐 테이퍼 구멍(33a)을 설치하고 있다.

다음으로, 상기 위치 결정 조임 기구부(41)에 관하여, 도 10 내지 도 13을 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 위치 결정 조임 기구부(41)는, 실·에어 공급체(31)의 대경통부(39)와, 상기 유닛 외통체(61) 내에서 상기 유닛 내통체(51) 위에 배치되는 멈춤 링(101)에 걸쳐 구성되어 있다.

상기 멈춤 링(101)은, 도 10에 나타내듯이, 상기 실·에어 공급체(31)의 대경통부(39)의 외경보다도 약간 큰 직경인 원형 구멍부(103)를 가지고, 이 원형 구멍부(103)의 일부에 그 안쪽을 향하여 돌출하는 반원 형상 또는 사다리꼴 형상을 나타내는 위치 맞춤용 및 당접(當接) 수용부로서 기능하는 소돌기(104)를 설치하고 있다.

그리고, 도 11에 나타내듯이, 상기 유닛 내통체(51)를 유닛 외통체(61)에 장착한 상태로, 이 유닛 내통체(51)의 돌출통부(52)의 상단면에 평탄한 원환상(圓環狀)의 멈춤 링(101)을 당접하고, 또한, 멈춤 링(101) 위에 배치한 C링(102)의 외주부를 상기 원형 요부(61b)에 장착함으로써, 상기 유닛 외통체(61) 내에 유닛 내통체(51)를 고정 배치로 내장(內裝)하도록 구성되어 있다.

상기 실·에어 공급체(31)에는, 도 12에 나타내듯이, 대경통부(39)에 상기 소돌기(104)에 위치 맞춤한 상태로, 이 대경통부(39)의 하부측을 소돌기(104)에 의해 차단되는 일 없이 유닛 내통체(51)의 대경통부 수단부(54) 내에 장입가능하게 하는 반원 형상 또는 사다리꼴 형상의 요부(44)와, 이 요부(44)의 일단측에서 대경통부(39)의 원주 방향으로 예를 들면 180도 떨어진 위치까지 설치한 상기 노즐수통체부(38a)의 하면 외주부와의 사이에 경사 홈부(46)를 형성하는 경사 외주부(45)를 설치하고 있다.

상기 경사 외주부(45)는, 요부(44)측의 두께가 얇고 요부(44)로부터 멀어질수록 두께가 두꺼워지도록 형성하고, 이에 의해, 경사 홈부(46)의 하면이 경사면을 나타내듯이 구성되어 있다.

도 13 좌란은, 상기 실·에어 공급체(31)의 유닛 외통체(61)에 대한 조임 전의 상태를 나타내고, 또한, 도 13 우란은, 상기 실·에어 공급체(31)의 원형 핸들부(38)를 회전 조작하여, 상기 위치 결정 조임 기구부(41)에 의해 상기 실·에어 공급체(31)를 유닛 외통체(61)에 조임 고정 상태로 한 상태를 나타내는 것이다.

즉, 상기 유닛 내통체(51)를 유닛 외통체(61) 내에 장착하여 고정한 후, 도 13 좌란에 나타내듯이 실·에어 공급체(31)를 위치 맞춤하여 유닛 내통체(51) 내에 장착하고, 다음으로 상기 원형 핸들부(38)를 회전 조작함으로써, 도 13 우란에 나타내듯이, 상기 위치 결정 조임 기구부(41)의 상기 경사 홈부(46)의 하면이 상기 멈춤 링(101)의 소돌기(104)의 하면에 압접하고, 이 결과, 실·에어 공급체(31)를 유닛 외통체(61)에 조임 고정할 수 있도록 하고 있다.

이 때, 실·에어 공급체(31)의 에어 수용 요부(43)는, 상기 유닛 내통체(51)의 에어 통과 구멍(57)의 측면으로 대향하도록 하고 있다.

또한, 도 13에 있어서는, 소돌기(104)를 상상선(想像線)으로 나타낸다.

여기서, 상기 에어 교락용 유닛(21)의 각부의 각도(角度), 치수 등의 설정예에 관하여, 도 14, 도 15를 참조하여 설명한다.

상기 선단 노즐부(33)의 돌출 길이(H1)(도 14)는, 예를 들면 5.8mm∼6.5mm로 설정되어 있다.

상기 벤투리(71)는, 상기 절구 형상 벽면부(72)의 개구부분이 예를 들면 직경(φ) 12mm, 높이 치수 15.5mm∼18mm로 설정되고, 상기 절구 형상 벽면부(72)의 경사면 각도(θ)는, 예를 들면 60도로 설정되어 있다.

상기 절구 형상 벽면부(72)의 경사면은, 요철이 10㎛ 이하가 되도록 연마로 마무리되어 있고, 부사(3)의 선회를 스무스하게 하여 에어 교락하기 쉽게 설정되어 있다.

상기 절구 형상 벽면부(72)의 최심부에서 하단면까지의 벤투리 관통 구멍(73)의 치수(H2)(도 14)는, 예를 들면 10mm로 설정되어 있다.

상기 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 틈새 간격은, 2.0∼4.0mm(바람직하게는 2.5∼3.5mm)로 설정되어 있다.

상기 틈새 간격이 작으면 다운볼 형상의 덩어리의 직경(φ)은 작고, 크면 다운볼 형상의 덩어리의 직경(φ)은 커지는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 상기 틈새 간격이 크면 부사(3)가 에어압을 받는 부분의 길이, 시간이 길어져, 보다 교란되고 축사(2)에 보다 많이 휘감기기 때문에 다운볼 형상의 덩어리의 직경(φ)이 커진다.

상기 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 벤투리 관통 구멍(73)의 출구까지의 치수(H3)(도 15)는, 예를 들면 9∼12.2mm로 설정되어 있다. 단, 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 벤투리 관통 구멍(73)의 출구까지의 치수(H3)는 자유자재로 변경할 수 있다.

상기 에어 교락용 유닛(21) 내에 공급되는 에어의 에어압은, 예를 들면 3.5∼4.0MPa의 예를 들 수 있다.

도 4에 나타내는 상기 에어 교락용 유닛(21)의 충돌판(81)은, 상기 에어 교락용 유닛(21)의 하단으로부터 예를 들면 21∼29cm(바람직하게는 25cm) 띄어서 설치한다.

충돌판(81)을 21cm 이상 띄어 놓으면 다운볼 형상의 덩어리가 형성됨에 지장이 없고, 29cm를 초과하여 띄어 놓으면, 그 후의 권취 공정에 지장이 발생한다.

상기 충돌판(81)을 설치함으로써, 우모 형상 면 소재(1)가 상기 에어 교락용 유닛(21)으로부터 나온 후, 이 에어 교락용 유닛(21)에서 밖으로 분출되는 에어에 의해 날아가 버리는 것을 완화시킬 수 있다. 우모 형상 면 소재(1)가 너무 날아가 버리면, 그 후의 권취 공정과의 리듬이 깨지거나, 주변의 기계 부품 등에 걸려 제조 공정에 지장이 발생하는 경우이 있다. 상기 충돌판(81)을 설치함으로써, 형성된 우모 형상 면 소재(1)의 권취를 원활하게 할 수 있다.

더 부언하면, 충돌판(81)을 근접시켜 튀어오르는 에어량이 많아질수록, 선단 노즐부(33)의 단부에서 실의 진행 방향으로 분출되는 에어를 충돌판(81)이 너무 튕겨내어, 에어 교락용 유닛(21) 내의 기류, 에어압에 영향을 미치고, 다운볼 형상의 덩어리 형성에 지장을 주거나, 또한, 형성된 우모 형상 면 소재(1)의 권취에 지장이 발생하는 경우가 있다.

또한, 충돌판(81)을 근접시켜 튀어오르는 에어량이 많아지면, 다운볼 형상의 덩어리 형성에 지장을 주는 것에 더하여, 튀어오른 에어의 압력을 받아 상기 이송 롤러(11, 15)를 거쳐 이송되어오는 축사(2), 부사(3)가 에어 교락용 유닛(21)에 들어가지 않고 그 앞에서 윗쪽으로 밀어 올려져 버리는 지장이 발생한다.

또한, 상술한 각도, 치수 등의 설정예는 일례이며, 이들로 한정되는 것은 아님은 말할 필요도 없다.

다음으로, 상술한 에어 교락용 유닛(21)에 의한 에어 교락 공정에 관하여 도 5, 도 16을 참조하여 상술한다.

상술한 축사(2), 부사(3)의 공급 공정을 거쳐 에어 교락용 유닛(21) 내에 이송된 축사(2), 부사(3)는, 실·에어 공급체(31)의 입구통부(36) 내, 관통 구멍(35) 내, 선단 노즐부(33) 내를 거쳐 벤투리(71) 내의 절구 형상 벽면부(72) 내에 진입한다.

한편, 상기 에어 수전(64)에 공급되는 에어는, 상기 에어 교락용 유닛(21) 내의 에어 수용 요부(43) 내에 이르고, 또한, 에어 구멍(43a)를 거쳐 상기 절구 형상 벽면부(72)가 형성되는 공간부에 공급되고, 절구 형상 벽면부의 경사면에 분무되어 도 16에 나타내듯이 산란한다.

이에 의해, 상기 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)가 형성되는 공간부 내에 진입한 부사(3)는, 상기 공간부 내에서 산란 상태가 된 에어의 흐름을 받아 교란되고, 축사(2), 부사(3)의 필라멘트끼리가 결속하여 얽히며(에어 교락) 연결되어 일체화되고, 예를 들면, 도 1(a), 도 1(b)에 나타내는 바와 같은 일렬로 연속된 형태의 다운볼 형상의 덩어리를 가지며, 또한, 면 형상이 된 형태의 우모 형상 면 소재(1)가 형성되어, 일렬로 연속된 형태의 다운볼 형상의 덩어리를 가지며, 또한, 면 형상이 된 형태의 우모 형상 면 소재(1)가 형성된다.

즉, 상기 공간부 내에서의 에어 교락시에는, 도 5에 나타내듯이, 축사(2)의 회전에 부사(3)의 S 꼬임·Z 꼬임 부분이 교대로 반복하는 형태로 부사(3)가 얽히며 연결되어, 상기 다운볼 형상의 덩어리의 직경(φ)이 약 1.0∼8cm 정도로, 특히 1.5∼4cm 정도, 바람직하게는 1.0∼3.5cm로, 이 다운볼 형상의 덩어리가 축사의 길이 방향에 관하여 대략 10cm 정도 이내의 간격(D)(도 22)을 가지고 연속적으로 배열된 면 형상의 형태의 우모 형상 면 소재(1)가 형성된다.

이 후, 우모 형상 면 소재(1)는, 상기 벤투리(71)의 벤투리 관통 구멍(73) 내를 통과하고, 상기 에어 교락용 유닛(21)의 하부로 방출되어, 충돌판(81) 위에 이르고, 또한, 상기 벤투리 관통 구멍(73)에서 충돌판(81)을 향하여 에어가 분무되므로 우모 형상 면 소재(1)는 충돌판(81)의 근린 혹은 주위에 비산 또는 이송된다.

도 17은, 평탄한 간격 조정 링(심링, shim ring)(105)을 사용하여 실·에어 공급체(31)의 하단과 벤투리(71)의 상단면의 사이에 평탄한 원환상 형태의 간격 조정 링(105)을 개재시키고, 상기 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 틈새 간격을 조정하는 구성을 나타내는 것이다. 또한, 본 발명에 있어서는, 상기 간격 조정 링(심링)(105) 부분의 유무를 불문하고 실시할 수 있음은 물론이다.

도 17 좌란은 간격 조정 링(105)을 사용하지 않는 경우로, 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 최심부까지의 틈새 간격을 d1으로 한 예를, 도 17 우란은 간격 조정 링(105)을 사용하는 경우로, 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 최심부까지의 틈새 간격을 d2(d2＞d1)로 한 예를 나타내고 있다.

상기 간격 조정 링(105)을 사용하는지 여부를 불문하지만, 예를 들면 간격 조정 링(105)을 사용하여, 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 최심부까지의 틈새 간격을 조정(d1 또는 d2)함으로써, 우모 형상 면 소재(1)의 다운볼 형상의 덩어리의 크기, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격, 부사 밀도를 적절히 조정할 수 있음이 판명되었다. 도시하지 않지만, 상기 간격 조정 링(105)의 두께를 변경하는 것에 의해서도, 선단 노즐부(33)의 단부와 벤투리(71)의 절구 형상 벽면부(72)의 최심부까지의 틈새 간격을 조정할 수 있으므로, 다운볼 형상의 덩어리의 크기, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격, 부사 밀도를 적절히 조정할 수 있음이 판명되었다.

이상 설명한 본 실시예에 관련되는 다운볼 형상의 덩어리를 구비하는 우모 형상 면 소재(1)의 제조 방법에 있어서, 다운볼 형상의 덩어리의 크기, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격, 부사 밀도를 조정하는 파라미터로서는, 축사(2)와 부사(3)의 공급 배율, 에어 공급원(91)에서의 에어의 풍량, 에어압, 노즐부와 벤투리 사이에 배치하는 간격 조정 링의 유무, 두께의 변경에 의한 선단 노즐부와 벤투리의 절구 형상 벽면부 사이의 간격 조정 등의 여러 가지의 요인을 들 수 있고, 이러한 요인을 여러 가지로 조합함으로써, 다운볼 형상의 덩어리의 크기, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격, 부사 밀도를 여러 가지로 변경시켜 원하는 형태로 한 다운볼 형상의 덩어리를 구비하는 우모 형상 면 소재(1)를 제조할 수 있다.

(3)(권취 공정)

상술한 바와 같이 하여 충돌판(81)의 측방으로 굽혀진 우모 형상 면 소재(1)는, 도 4에 나타내듯이 권취 이송 롤러(16)을 거쳐, 권취 롤러(17)에 의해 권취된다.

(4)(실리콘 수지 가공 공정)

다음으로, 상술한 바와 같이 하여 형성한 우모 형상 면 소재(1)를, 도 18에 나타내듯이, 용기(111) 내의 실리콘제에 침지한다.

또한, 실리콘 수지 가공 공정은, 도 18에 나타내듯이, 다운볼 형상, 또한, 면 형상의 우모 형상 면 소재(1)를 침지하는 것 외에, 스프레이 등의 수단(도시하지 않음)으로 산포(散布)에 의해 해당 면 형상의 장섬유에 실리콘제를 묻도록 해도 된다. 본 실시예에 있어서는, 스프레이 등의 수단(도시하지 않음)의 산포에 의해 장섬유에 실리콘제를 묻히는 것을 주(主)로 하고 있다.

상기 우모 형상 면 소재(1)를 구성하는 축사(2)나 부사(3)는, 그 표면이 요철을 가지기 때문에, 실리콘제의 양은, 개섬되는 면, 즉, 우모 형상 면 소재(1)(축사(2)와 부사(3))의 총량에 대하여, 0.1∼5.0%, 바람직하게는 0.5∼3.0%이다.

(5)(제1회 가열 공정)

다음으로, 실리콘 수지 가공 공정을 종료한 우모 형상 면 소재(1)에 대하여 제1회 가열 공정을 실시한다.

즉, 도시하지 않지만 건조기를 사용하여, 가열 시간 1분∼10분 (3분∼5분이 바람직하다.), 가열 온도 100∼149℃(특히 130℃가 바람직하다.)의 조건에서 제1회 가열 공정을 실시하고, 실리콘제를 희석했을 때의 수분을 날린다. 실리콘제를 희석했을 때의 수분을 날리기 위해서는, 100℃ 이상의 온도를 가할 필요가 있다. 생산 효율을 올리기 위해 짧은 시간에 수분을 날리려면 100∼149℃가 적온(適溫)이다.

또한, 가열 시간이 1분∼2분으로는 약간 너무 적어 희석했을 때의 수분이 충분히 날라가지 않고, 가열 시간이 10분을 넘으면 실리콘제가 과열에 의해 변색해 버리므로 3분∼5분이 적합하다.

(6)(제2회 가열 공정)

다음으로, 제1회 가열 공정을 종료한 우모 형상 면 소재(1)에 대하여 제2회 가열 공정을 실시한다.

즉, 도시하지 않지만 건조기를 사용하여, 가열 시간 1분∼10분(3분∼5분이 바람직하다.), 가열 온도 150∼200℃(특히 180℃가 바람직하다.)의 조건으로, 제2회 가열 공정을 실시하고, 우모 형상 면 소재(1)에 대한 큐어링(실리콘제 정착, curing) 및 열 수축을 실시한다. 이에 의해, 실리콘제에 의해 우모 형상 면 소재(1)에 피막이 생기어 미끄러짐이 좋아지고 매끄러운 느낌이 남과 동시에, 서로 이웃하는 부사(3)끼리 미끄러짐에 의해 얽히기 어려워지고, 또한, 푹신한 감이 생긴다.

또한, 제2회 가열 공정의 실시에 의해, 우모 형상 면 소재(1)를 구성하는 축사(2), 부사(3)에 열 수축이 발생하고, 도 19에 나타내듯이 형상이 변화하여(줄어들어), 열 수축 후의 형상이 안정되게 유지된다. 또한, 지름이 굵어지고 단단해져 부피가 생김과 동시에, 반발성이 높아지고, 또한, 내세탁성(세탁해도 형상이 안정하다)을 가지도록 할 수도 있다(방축가공).

도 20에 제2회 가열 공정을 실시한 우모 형상 면 소재(1)(6개의 실A 내지 실F)에 대하여 실시한 열 수축 시험의 조건을 나타내고, 도 21에 열 수축 시험의 결과(텐션 없음의 경우와 텐션 있음의 경우)인 수축률을 나타낸다.

(7)(냉각 공정)

제2회 가열 공정 실시 후의 우모 형상 면 소재(1)를, 예를 들면 건조기를 사용하여, 50∼90℃(특히 70∼85℃가 바람직하다.)의 온도로 냉각하여, 제품으로 한다.

열 수축한 후, 냉각함으로써 이 후의 작업시에 우모 형상 면 소재(1)의 형상이 바뀌는 것을 방지하는 것이다.

또한, 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)의 제조 방법에 있어서, 상술한 실리콘 수지 가공 공정을 실시하지 않는 제조 방법으로 할 수도 있다.

이 경우에는, 상술한 바와 같이 하여 형성한 우모 형상 면 소재(1)를 가열 시간 1분∼10분(3분∼5분이 바람직하다.), 가열 온도 150∼200℃(특히 180℃가 바람직하다.)의 조건에서 1회만 가열하고, 이 후, 예를 들면 건조기를 사용하여 50∼90℃(특히 70∼85℃가 바람직하다.)의 온도로 냉각 공정을 실시하여, 제품으로 하는 것이다.

도 22는, 본 실시예에 관련되는 축사(2)와 일체가 된 다운볼 형상의 덩어리의 치수, 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격을 개념적으로 나타내는 것이며, 축사(2), 부사(3)의 필라멘트끼리가 결속하여 얽히며 연결되고 일체화되어, 일렬로 연속된 형태의 우모 형상 면 소재(1)에 있어서의 상기 축사(2)에 대하여, 간격(D)이 10cm 정도 이내로, 직경(φ)이 대략 1.0∼3.5cm인 부사(3)의 덩어리가 형성된 것이다.

도 23은 본 실시예에 관련되는 다운볼 형상의 덩어리의 형상 사이즈와 에어 교락 공정시의 에어압의 관계를 정성적으로 나타내는 것이며, 에어압이 고압에서 저압으로 변화함에 따라 다운볼 형상의 덩어리의 형상 사이즈가 커지는 것이 판명되었다.

도 24는 본 실시예에 관련되는 다운볼 형상의 덩어리의 밀도와 축사(2), 부사(3)의 공급 배율의 관계를 정성적으로 나타낸다. 축사(2), 부사(3)의 공급 배율이 높아질수록(축사(2)에 대하여서 부사(3)의 공급량이 높으면 높을수록) 다운볼 형상의 덩어리의 밀도가 높아짐이 판명되었다. 즉, 축사(2)에 대하여 부사(3)의 공급이 많으면 많을수록 다운볼 형상의 덩어리의 밀도가 높아짐이 판명되었다.

이상 설명한 본 실시예의 다운볼 형상의 덩어리를 가지는 우모 형상 면 소재(1)에 의하면, 다운볼 형상의 덩어리는, 선행 문헌과 같은 것을 시작으로 하는 종래의 면 소재와는 완전히 상이한 것으로, 종래의 이러한 면 소재(종래 존재하는 면 소재에 있어서 겨우 두께를 바꿀 수가 있을 정도의 것)에서는 발휘할 수 없는 특유의 작용·효과를 발휘할 수 있다.

즉, 본 실시예의 우모 형상 면 소재(1)의 다운볼 형상의 덩어리는, 이 다운볼 형상의 덩어리가 일정 간격을 두고 형성되므로, 우모 형상 면 소재(1)로서 흡습성이 있고, 발한성·발산성도 좋다.

본 실시예의 우모 형상 면 소재(1)를 노인, 환자, 임산부, 아이 등등의 이불 사용자의 변화에 의해, 소재의 밀도를 변화시킨 이불 등을 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예의 우모 형상 면 소재(1)는, 종래의 타슬란(Taslan) 가공 등등으로부터 이루어지는 것과는 완전히 상이한 것이다.

또한, 상술한 경우의 외에, 상기 우모 형상 면 소재(1)를 장대 등에 걸어, 바람을 맞혀 여분의 수분을 더 날리도록 해도 된다. 이 경우의 바람은 냉풍이어도 되고, 온풍이어도 된다.

또한, 우모 형상 면 소재(1) 중의 수분이 제대로 날리도록 하기 위하여, 구석구석 바람이 닫도록 손 등으로 우모 형상 면 소재를 넓히듯이 푸는 것이 바람직하다.

그때, 다운 볼 형상의 덩어리인 부사(3)가 한층 더 펼쳐져 부피가 생기도록 손으로 비벼도 된다.

이러한 손으로 비비는 작업은, 다운 볼 형상의 덩어리인 부사(3)가 개섬하여 볼륨감(부피)을 한층 내기 위한 작업이다.

또한, 핸드 드라이어와 같은 표면의 수분을 풍압으로 날리는 기계를 사용하여, 여분의 수분을 가열·냉각기에 넣기 전에 가능한 한 빼는 것을 공정에 넣어도 된다. 이 경우의 바람은 냉풍이어도 온풍이어도 된다.

또한, 상술한 바와 같은 처리가 종료된 우모 형상 면 소재(1)를 손으로 풀어 공기를 포함하게 하도록 해도 된다. 이때, 한층더 다운볼 형상의 덩어리의 부분이 개섬하도록 손으로 비벼도 된다. 이와 같이 함으로써, 다수의 우모 형상 면 소재(1)를 늘어놓았을 때, 우모 형상 면 소재(1) 간의 틈새가 없어져 보온성 향상을 기대할 수 있다.

이상 설명한 본 실시예에 관련되는 우모 형상 면 소재(1)에 의하면, 우모재가 아닌 폴리머로 구성한 축사(2), 부사(3)를 원사로 하고, 해당 축사(2)와, 부사(3)가 상기 절구 형상 벽면부(72)가 형성되는 공간부 내의 에어 산란 분위기 중에서의 에어 교락에 의해 면 형상으로 일체화되고, 상기 축사(2)와 부사(3)가 얽히며 연결되어, 도 1 등에 나타내는 바와 같은 다운볼 형상의 덩어리를 구비하고, 또한, 면 형상의 장섬유로서 형성하고 있으므로, 종래의 우모 이불용의 우모와 같은 상기 문제가 발생하는 일 없이, 특유의 다운볼 형상의 덩어리를 구비하여 충분한 볼륨감, 부피를 가지며, 동물 특유의 악취를 수반하지 않고, 또한, 세탁성, 보온성, 단열성도 뛰어나고, 종래 전혀 존재하지 않는 신규하고 참신한 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 신규 면 소재를 실 현할 수 있다.

또한, 본 실시예에 관련되는 제조 방법에 의하면, 축사(2), 부사(3)의 에어 교락용 유닛(21) 내로의 공급 공정, 에어 교락용 유닛(21) 내에 있어서의 에어의 산란 분위기 중에서의 에어 교락 공정, 권취 공정으로, 간략하게 제조할 수가 있고, 상기 효과를 나타내는 우모를 모방한 형태로 인공 제조한 우모 형상 면 소재(1)를 얻을 수 있는 제조법 방법을 실현하여 제공할 수 있다.

산업상의 사용 가능성

본 발명에 관련되는 우모 형상 면 소재는, 특히 이불 등의 수납·충전으로서 사용되는 것 외에, 직물용·편물용으로서의 소재로서 적용 가능한 것은 물론, 의류, 모포나 침낭, 베개나 쿠션 등의 각종 의료품(衣料品)에 광범위하게 적용 가능하다.

1 우모 형상 면 소재
2 축사
3 부사
11 이송 롤러
12 크릴스탠드
13 공급 롤러
14 가이드통
15 이송 롤러
16 권취 이송 롤러
17 권취 롤러
21 에어 교락용 유닛
31 실·에어 공급체
32 노즐통부
33 선단 노즐부
33a 노즐 테이퍼 구멍
35 관통 구멍
35a 스트레이트 구멍
35b 테이퍼 구멍
36 입구통부
36a 삽통 구멍
37 돌출 원형상부
38 원형 핸들부
38a 노즐수통체부
38b 원형 요부
39 대경통부
40 소경통부
41 위치 결정 조임 기구부
42 하측 원형 단부
43 에어 수령 요부
43a 에어 구멍
44 요부
45 경사 외주부
46 경사 홈부
51 유닛 내통체
52 돌출통부
53 삽통통부
54 대경통부 수단부
55 유닛 내통체 관통 구멍
55a 원형 돌기부
56 O링
57 에어 통과 구멍
61 유닛 외통체
61a 원형 상부
61b 원형 요부
62 원형 수용 구멍부
63 관통 삽통 구멍
64 에어수전
65 장착 수공
71 벤투리
72 절구 형상 벽면부
73 벤투리 관통 구멍
81 충돌판
91 에어 공급원
92 에어 파이프
101 멈춤 링
102 C링
103 원형 구멍부
104 소돌기
105 간격 조정 링
111 용기
D 각 다운볼 형상의 덩어리와 덩어리의 간격
H1 돌출 길이
H2 벤투리 관통 구멍의 치수
H3 선단 노즐부의 단부와 벤투리 관통 구멍의 출구까지의 치수
d1 틈새 간격
d2 틈새 간격
θ 이송 각도
θ1 경사면 각도
φ 직경