KR100597939B1 - 열가소성 소재의 천공 구조물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1층(8) 및 상기 제1층(8)을 관통하여 연장되는 많은 수의 기공을 적어도 포함하는 천공된 열가소성 구조에 관한 것이다. 상기 기공은 3차원, 바람직하게는 대략 원뿔 또는 원통 형상(18)을 가진다. 상기 제2층은 상기 형상(18)의 내면(20)을 형성하는 반면에, 상기 제1층은 상기 형상(18)의 외면을 형성한다. 상기 제1층은 용융점이 상기 제2층의 열가소성 소재의 용융점보다 낮은 열가소성 소재를 포함한다.

라미네이트, 천공, 열가소성

Description

열가소성 소재의 천공 구조물 및 그 제조방법 {PERFORATED STRUCTURE OF THERMOPLASTIC MATERIAL AND PROCESS OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 적어도 하나의 제1층 및 제2층을 구비하는 천공된 라미네이트, 상기 라미네이트의 제조 방법 및 제품에 관한 것이다.

천공된 재료는 예를 들면 EP 0 472 991 B1에 개시되어 있다. 상기 문헌에 기술되어 있는 부직포는 구멍이 있고 표면이 솟은 영역을 구비한다. 구멍은 가열되지 않는 다수개의 핀(pin)을 구비한 롤러(roller)와, 그 맞은 편에 있고 상응하는 다수개의 구멍을 구비한 롤러에 의해 형성된다. 구멍 주위의 부직포 섬유는 일반적으로 고화되지 않은 상태이다. 따라서, 상기 섬유들은 이동 가능하고, 이 때문에 상응하는 압력이 가해질 경우 구멍이 다시 폐쇄될 수 있다.

본 발명의 목적은, 그 형상에 관하여 어느 정도의 저항도를 가진 3차원의 형상의 천공된 열가소성 구조물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 천공된 열가소성 구조물, 제7항의 특징을 갖는 천공된 라미네이트를 제조하기 위한 방법, 제11항의 특징을 갖는 제품 및 제12항 또는 제13항의 특징을 갖는 천공 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 개선 형상은 각각의 종속항에 제시되고, 기타 형상은 다음의 설명을 통해 기술된다.

본 발명은 적어도 제1층 및 다수개의 천공 구멍(perforation)을 가지는, 천공된 열가소성 구조물을 포함한다. 천공 구멍들은 제1층을 통해 연장되고, 3차원의, 주로 대략 원뿔(conical) 또는 원통(cylindrical) 형상을 갖는다. 적어도 제2층은 적어도 부분적으로 제1층과 결합한다. 천공 구멍은 또한 제2층을 통해 연장된다. 제2층은 천공 구멍 형상의 내측면을 형성하는 반면, 제1층은 형상의 외측면을 형성한다. 제1층은 또한 용융점이 제2층의 열가소성 소재(thermoplastic material)의 용융점보다 낮은 열가소성 소재를 갖는다.

제1층은 주로 천공 구멍 영역에서 적어도 부분적으로 녹고, 이로써 형상을 안정화한다. 본 발명의 일구현예에 따르면, 제2층은 천공 영역에서 적어도 대부분 녹지 않는다. 본 발명의 또 다른 형상에서는 제2층이 천공 영역에서 전혀 녹지 않는다.

천공된 구조물을 제조하기 위한 기계적인 작용으로 인한 천공되는 구조의 영구적인 변형은 온도의 상응하는 작용에 의해서만 일어난다. 이 경우, 온도의 영향은 주로 천공되지 않는 구조가 천공되는 구조로 변형되는 과정과 결합된다. 예를 들면, 이것은 적어도 제1 롤러 및 제2 롤러를 구비하는 캘린더(calender)에 의해 이루어진다. 제1 롤러는 주로 웅형 구조(positive structure)를 갖고, 상기 웅형 구조는 특히 제2 롤러의 자형 구조(negative structure)와 들어 맞는다. 이러한 캘린더는 하나의 구조를 관통 유도할 때 변형 과정이 일어난다. 이와 동시에 웅형 구조, 즉, 제1 롤러의 표면으로부터 솟아있는 융기부(elevations)가, 제1층의 열가소성 소재는 영향을 받는 반면 제2층의 열가소성 소재가 적어도 대부분 영향을 받지 않도록, 가열되면 천공의 형상이 안정화될 수 있다.

열가소성 소재가 상이할 때 용융점을 다르게 선택하면, 각각의 층은 서로 다른 속성들을 가질 수 있다. 변형 과정에서 에너지 투입에 가장 영향을 받지 않는 제2층은 주로 제품에서 적어도 부분적으로 외면이 남는다. 제2층의 용융 온도는, 특히 제2층의 표면 속성이 가능한 한 변하지 않도록 선택된다. 이것은 특히 섬유, 특히 부직포 섬유와 연관하여 예컨대 위생용품에 활용할 때뿐만 아니라 공업제품이나 의류제품의 경우에도 중요하다. 따라서, 딱딱하게 굳은 소재가 주로 제1층에 있게 되는 반면, 제2층은 에너지 투입으로부터 영향을 받지 않고 따라서 유연성(softness)에 변화가 없다. 변형 과정 중에 이루어지는 에너지 투입 외에도, 변화 과정에 이어 에너지 투입이 실행될 수 있다. 이것은 예를 들면 초음파나 열 복사(heat radiation)에 의해 이루어질 수도 있고, 화학반응을 통해 가능할 수도 있다. 화학반응에 의한 것은, 예를 들면 화학제품(chemical reagent)을 바르고 활성화시키거나, 화학제품을 제1층으로부터 제거함으로써 이루어진다. 이로써 제1층의 열가소성 소재는 적어도 부분적으로 딱딱하게 굳어진다. 예를 들면, 적어도 천공 영역에서 주로 분무 장치(spray device)에 의해 경화제(hardening agent)가 제1층에 직접 칠해진다. 제2층은 그 영향을 대체로 받지 않는다. 경화제를 칠하는 것은 변형 과정 전이나 후에 이루어질 수 있다.

본 발명의 추가적 구현예에 따르면, 임의의 제제(agent)를 제1층과 제2층 사이에 도포할 수도 있다. 변형이 이루어지는 동안, 예를 들면 에너지가 구조물에 공급되어, 상기 제제가, 예컨대 라텍스(latex)의 경우와 같이, 화학적으로 반응하도록 하고/하거나, 예컨대 핫 멜트(hotmelt)의 경우와 같이, 물리적으로 반응하도록 한다. 이러한 반응은 주로 제제 자체의 경화로 이어지고, 그 결과 제1층과 제2층이 안정화된다. 또한, 상기 제제는 접착제의 기능을 하는 성질을 지닐 수 있다. 이러한 사실은, 천공 구멍 바로 주위의 영역 뿐만 아니라 구조물의 나머지 영역들도 안정화시킨다.

바람직한 열가소성 소재 조합의 예는 다음의 도표를 통해 알 수 있다.

제2층의 소재	제1층의 소재
방적용 부직포(spinning fleece) PP	방적용 부직포 PE
카딩된(carded) PP	방적용 부직포 PE
방적용 부직포 PP	방적용 부직포 BICO, 예 PP/PE
방적용 부직포 PP	카딩된 BICO, 예를 들면 주로 PET(예컨대 10% 내지 40% 사이)를 갖는 PP/PE
막(film) PP	막 PE
부직포 물질 PP	막 PE
방적용 부직포 BICO PP/PE	방적용 부직포 PE
방적용 부직포 BICO PP/PE	막 PE
부직포 PP	고 체적(high-voluminous) 부직포 BICO PP/PE
방적용 부직포 HDPE	카딩된 BICO, 예를 들면 주로 PET(예컨대 10% 내지 40% 사이)를 갖는 PP/PE
부직포 물질 PP	카딩된 PE
부직포 물질 PP	예컨대 SoftspunTM 처럼 용융점이 낮은 PP 부직포 물질
방적용 부직포 BICO PP/PE	카딩된 BICO PP/PE

표면 중량의 검사는 다음과 같이 이루어졌다.

제2층의 표면 중량[gsm]	제1층의 표면 중량[gsm]
약 10부터 약 50까지	약 10부터 약 50까지

제1층의 표면 중량은 주로 제2층의 표면 중량보다 크다.

실험의 결과는 다음과 같았다.

방법 단위	샘플 A	샘플 B	샘플 C	샘플 D	샘플 E
표면중량 [g/㎡]	30	20 + 30	20 + 30	26 + 30	27 + 30
인열 강도 MD [N/50㎜] (tear strength)	26.63	62.97	75.44	39.07	41.87
인열 강도 CD [N/50㎜]	23.52	24.27	29.91	17.71	10.83
인열 강도 비율 MD/CD	1.13	2.60	2.52	2.21	3.87
인열 신장 MD [%] (tear extension)	21.93	23.87	27.18	17.56	18.07
인열 신창 CD [%]	30.14	39.25	41.58	78.84	75.72
5 N MD일 때의 신창 [%]	2.52	1.25	1.11	1.67	1.77
5 N CD일 때의 신창 [%]	7.83	9.03	7.20	22.54	35.28
10 N MD일 때의 신창 [%]	5.19	2.31	2.12	3.27	3.12
10 N CD일 때의 신창 [%]	12.06	14.78	12.28	38.16	62.38
접착 [N/25.4㎜]	-	0.160	0.173	0.037	0.031
제2층 섬도(titer) [dtex]	2.4	2.3	2.3	2.4	4.2
애드-온 레벨 탑시트 (Add-On Level Topsheet) [%]	0.56	0.60	0.60	0.16	0.20
스트라이크-스루 (Strike-Through) [s]	5.68	5.53	10.18	203.34	3.61
리웨트(Rewet) [g]	0.109	0.098	0.113	0.105	0.105
구멍 직경 비율 MD/CD	1.11	1.19	1.17	1.41	1.18
구멍 표면 [㎟]	1.28	1.30	1.29	0.90	1.11
열린 표면(이론상) [%]	19.69	19.95	19.77	13.85	17.06
열린 표면(측정된 것)[%]	18.40	18.99	17.84	15.65	17.39

샘플 A는 PP로 된 방적용 부직포로, 비교재로서의 기능을 한다. 샘플 B는 제2층에 방적용 부직포를, 제1층에 카딩된 2성분(Bico) 소재를 포함한다. 샘플 C는 제2층에 방적용 부직포를, 제1층에 카딩된 소재를 포함한다. 샘플 D는 제2층에 2성분 스펀본드된 (BICO-spunbonded) 부직포를, 제1층에 카딩된 2성분 부직포(Bico-부직포)를 포함한다. 샘플 E는 제2층에 HDPE-스펀본드된 부직포를, 제1층에 카딩된 2성분(Bico)소재를 구비한다. 상기 샘플들은 모두 천공 전에 각각 단일층으로 접착된다.

특히, 측정된 열린 표면과 이론적인 열린 표면 사이의 비교 및 주로 구멍 크기 비율(MD/CD)에서 알 수 있듯이, 특히 천공의 둥근 구멍들을 안정적으로 만들 수 도 있다. 구멍의 직경은 MD에서는 1㎜ 및 1.8㎜ 사이이고, CD에서는 0.8㎜ 및 1.7㎜ 사이이다.

구멍의 크기에 영향을 미치는 다른 요소로서, 구조물이 천공장치를 통과하는 속도를 들 수 있다. 구조물은 5m/s 내지 130m/s의 속도로 관통 유도되었다. 안정적인 천공을 제공하기 위해서는 45m/s 내지 120m/s 사이의 속도, 특히 60m/s 내지 95m/s 사이의 속도가 바람직한 것이 확인되었다. 구멍 직경들이 0.5㎜ 미만의 영역에서는, 움직일 때 구동 속도를 보다 높게 조정할 수 있다. 이 경우, 속도를 200m/s까지, 바람직하게는 150m/s 이상으로 조절할 수 있다. 이 경우 구멍 직경이 예컨대 0.5㎜ 내지 0.1㎜ 이다. 천공 롤러(perforating roller)는 소재에 따라 롤러 바닥에서 바람직하게는 약 100℃ 내지 160℃ 사이의 온도를 갖는다. 가열시, 오일 온도는 예를 들어, 135℃ 내지 180℃로 조절되는 반면, 카운터 롤러(counter roller)의 온도는 주로 45℃ 내지 95℃, 특히 55℃ 내지 75℃ 이다.

본 발명의 추가적 구현예에 따르면, 천공장치는 천공될 구조물을 위한 공급 장치(supply device)를 구비한다. 상기 공급장치는 구조물이 천공되기 전, 120°이상의 접촉각(angle of contact), 주로 150°이상의 접촉각에 의해 카운터 롤러를 따라 유도되도록 배치된다. 이로써 특히 카운터 롤러가 가열되는 경우, 구조물은 가열 상태로 천공롤러에 공급된다. 뿐만 아니라 휘감기의 결과, 카운터 롤러와 접촉하고 있는 소재의 인장력(tensile force)은 줄어든다. 그 결과 특히 안정적인 천공이 이루어진다.

본 발명의 추가의 구현예에 따르면, 카운터 롤러는 코팅, 주로 고무 코팅(rubber coating)을 구비한다. 코팅의 두께는 특히 1.5㎜ 내지 15㎜이고, 특히 적어도 4㎜ 정도는 된다. 천공 롤러의 융기부는 코팅과 맞물릴 수 있다. 천공 롤러의 융기부는 주로 약 2.5㎜ 내지 약 6㎜의 깊이에 들어맞는다.

일구현예에서, 천공될 2층 구조는 일체화된 제조 방법에 의해 제조된다. 예컨대, 부직포를 제조할 때 하나 이상의 빔(girder)을 구비한 방적용 부직포 기계가 제공된다. 첫번째 빔을 이용하여, 예를 들면 용융점이 낮은 폴리머 혼합물이 제조되고, 두번째 빔을 이용하여 BICO PP/PE-부직포가 만들어진다. 또한, 미리 제조된 소재에 제2층이 부착된 다음 천공될 수 있다. 또, 제1층과 제2층을 인라인(inline)으로 제조하고 이와 분리된 작업 공정에서 천공할 수도 있다. 부직포의 예에서 볼 수 있듯이, 필름과 부직포의 조합이 사용될 수도 있다. 예컨대, 필름을, 예를 들면 카딩된 부직포 상으로 압출시킨 다음 천공 유닛으로 공급할 수 있다.

본 발명의 일구현예에서, 부직포 소재를 제1층으로 사용하는 경우, 부직포 섬유가 부분적으로 녹을 수 있고, 이로 인해 형상의 기하가 안정화될 수 있다. 이 경우, 부직포 섬유는, 예를 들어 적어도 부분적으로 부직포 섬유의 형상을 잃을 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 부직포 섬유는 지배적으로는 자신의 형태를 유지하면서 접착성이 된다. 또 다른 구현예에 따르면, 제1층의 섬유는 적어도 부분적으로 제2층의 부직포의 섬유와, 특히 서로 엉키는 형태로 블렌드된다. 예를 들어, 서로 별개로 제조된 2개의 부직포 층 사이에는 소재의 경계가 있을 수 있는 반면, 부분적으로 서로 혼합된 2개의 부직포 층은 소재 전이(material transition)가 이루어진다. 소재 전이가 이루어진 곳 이외에서는, 하나의 층 및 다른 층이 각각 열가소성 소재를 갖는다. 이러한 구조는, 특히 인라인 방법에 의해 만들어진다. 바람직하게는, 천공된 구조는 상 전이(phase transition)를, 다른 구현예에서는, 예를 들어, 적어도 부분적으로 천공 영역에서 섬유의 완전한 혼합을 포함한다. 제1층과 제2층은 주로 동일한 방법으로 만들어진다. 2개의 층은 예를 들어 동일한 기계로 제조된 압출 부직포이다. 또, 각각 다른 특질을 가진 상이한 소재들을 하나의 천공된 구조로 형성할 수 있는 가능성이 존재한다. 하나의 부직포가 적어도 지배적으로 PP를 포함하는 반면, 다른 부직포는 지배적으로 HDPE나 DAPP로 이루어진다. 뿐만 아니라, 부직포들의 상이한 제조 방식을 결합할 수 있는 가능성이 있고, 특히 방적용 부직포를 갖는 고 체적의 스테이플 파이버(high-voluminous staple fiber) 부직포를 사용하거나, 방적용 부직포를 갖는 멜트 블로운(melting blown) 부직포 및 기타 조합들이 존재한다.

본 발명의 또 다른 형상에 따르면, 제1층은 제3층과 결합된다. 제3층은 열가소성 소재를 구비하고, 그 용융점은 제1층의 열가소성 소재의 용융점보다 높다. 이로써 일종의 "샌드위치"(Sandwich)를 만들어낼 수 있게 된다. 이때 중간층은 세 층에 있는 3차원 형상의 안정성을 확보해준다.

본 발명의 또 다른 구상은, 적어도 하나의 제1층 및 제2층을 구비하는 천공된 라미네이트를 만들기 위한 방법을 제공한다. 제1층의 열가소성 소재의 용융점은 제2층의 열가소성 소재보다 낮다. 제1층 및 제2층은 함께 천공 캘린더(perforating calender) 내로 유도된다. 이때 천공 캘린더에 캘린더 롤러(calender roller)의 융기부, 주로 적어도 바늘 비슷한 돌기부(projecting part)가 제1층 및 제2층을 파고들어 주로 융기부가 가열되고, 제2층은 제1층에 앞서서 융기부와 접촉하게 된다.

본 발명의 개선 형상에 따르면, 융기부와의 접촉을 통해서는 제2층이 녹지 않는 반면, 제1층은 적어도 부분적으로 접착성을 갖게 된다. 본 발명의 또 다른 방법에 따르면, 제2층은 녹지 않은 상태에서 캘린더에 의해 유도되지만, 제1층은 적어도 부분적으로 녹는다. 그러나, 본 발명의 또 다른 개선 형상에 따르면, 온도 및 에너지 투입이 너무 높아서 제1층의 열가소성 소재는 적어도 부분적으로 원래의 형상을 잃게 되고 냉각 때 다시 견고하게 된다. 이에 맞추어 온도가 상응하게 조절되면, 필라멘트(filament)가 제1층에서 녹더라도 필라멘트 형상은 그대로 유지될 수 있다.

기타 바람직한 특징들, 형상들 및 개선 형상들은 하기의 도면에 의거하여 보다 상세히 설명된다. 여기에서 기술되는 특징들은 앞에서 기술된 다른 실시 형상과 결합될 수 있다.

도 1은 천공될 구조를 직접 천공 롤러 상에 유도하는 제1 천공 장치를 나타낸다.

도 2는 천공될 구조를 우선 회전하는 롤러 상에 장착하는 제2 천공 장치를 도시한다.

도 3은 또 다른 천공 장치를 보여준다.

도 4 및 도 5는 천공의 원리가 진행되는 것을 보여준다.

도 1은 천공 롤러(2)를 구비하는 천공 장치(1)를 보여준다. 천공 롤러(2) 맞은 편에는 카운터 롤러(3)가 배치된다. 이것과 어긋나는 위치에 또 하나의 제3 롤러(4)가 있다. 천공 롤러(2)로부터 연장되는 융기부(5)는 카운터 롤러(3) 및 제3 롤러(4)와 적어도 부분적으로 맞물린다. 천공 롤러(2), 카운터 롤러(3) 및 제3 롤러(4)는 천공 캘린더(6)를 형성한다. 롤러들의 회전 속도는 상응하는 기어 및 전동기(electromotor)의 조정을 통해 조절될 수 있다. 천공 캘린더(6)에 열가소성 구조(7)가 삽입된다. 열가소성 구조는 평면 구조물로, 형상에 따르면 제1층(8) 및 제2층(9)을 구비한다. 제1층(8) 및 제2층(9)은 이러한 경우 각각 풀기 장치(unwinder)(10) 및 천공 캘린더(6)에 의해 공급된다. 그러나, 제1층(8) 및 제2층(9)은 사전에 함께 연장 롤러(expanding roller)(11)에 의해 유도된다. 두 개의 층(8, 9)이 연장 롤러(11)에 의해 함께 유도됨으로써, 두 개의 층(8, 9)은 주름(wrinkle) 형성 없이 완전 평면으로 겹쳐 놓여진다. 열가소성 구조(7)가 인장력을 받게 하기 위해, 천공 장치(1)는 이러한 형상에 따르면 적어도 하나의 회전 롤러(12)를 구비한다. 여기에 도시된 것처럼, 회전 롤러(12)는 연장 롤러(11)에 좌우되지 않는다. 그러나, 소재의 인장력을 회전 롤러 및 연장 롤러의 결합을 통해 얻을 수도 있는데, 이는 제1층(8) 및 제2층(9)이 연장 롤러(11)에 의해 직접 천공 캘린더(6) 내로 유도됨으로써 가능하다. 열가소성 구조(7)는 천공 장치(1) 내에서 적어도 부분적으로 가열된다. 이러한 경우, 열 에너지가 고온 공기 통풍기(hot-air ventilator)(13)에 의해 열가소성 구조(7) 내로 삽입된다. 고온 공기 통풍기(13)는 천공 캘린더(6) 바로 옆에 장착된다. 고온 공기 통풍기(13)는 주로 천공 롤러(2) 쪽에 직접 배열된다. 고온 공기 통풍기(13)로부터 흘러나오는 가열 된 매질(medium)의 온도는 제1층의 열가소성 소재가 갖는 열 변형 온도(heat distortion temperature)에 맞추어진다. 본 발명의 한 형상에 따르면, 매질은 적어도 대략이나마 이러한 온도로 가열된다. 본 발명의 개선 형상에 따르면, 매질의 온도는 제1층이 제1층의 열가소성 소재가 갖는 열 변형 온도 및 제2층의 열가소성 소재가 갖는 열 변형 온도 사이의 온도로 가열되는 정도가 된다. 천공될 구조에 맞는 이러한 온도 범위는 주로 다른 에너지 장입 방법에서도 선택된다. 이때 중요한 것은, 제1층의 열가소성 소재를 지각할 수 있는 정도의 온도이다. 예를 들어, 고온 공기 통풍기(13)로부터 나와 열가소성 구조(7)에 닿고 제1층(8)에 에너지를 계속 전달할 때 에너지 손실이 발생하기 때문에, 매질은 보다 높은 온도로 조절될 수 있다. 예컨대, 천공 롤러(2)의 융기부(5)를 가열할 때나, 에너지의 장입 가능성이 있는 다른 경우에도 마찬가지다.

도 1에 도시된 카운터 롤러(3)는 주로 카운터 롤러(3) 내로 연장되는 구멍들(14)을 표면에 구비한다. 구멍들(14)의 크기는 천공 롤러(2)의 융기부(5)에 상응한다. 구멍들(14)은, 예컨대 웨브(web)의 형성 때문에 카운터 롤러(3)의 표면에 생겨나는 것처럼, 둥근 구멍, 길이가 긴 구멍 또는 채널(channel)일 수도 있다. 천공 롤러(2)가 카운터 롤러(3)와 공동 작용함으로써 열가소성 구조(7)가 천공된다. 천공되는 열가소성 구조(7)는 카운터 롤러(3)를 따라 계속 제3 롤러(4) 쪽으로 유도되고, 이때 주로 열가소성 구조(7)가 냉각된다. 카운터 롤러(7)가 제3 롤러(4)와 서로 맞물림으로써, 천공되는 열가소성 구조는 제3 롤러(4) 상에 내려앉고 그곳으로부터 회전 롤러(12) 쪽으로 유도된다. 천공되는 열가소성 구조(7)는 회전 롤러에 의해 다시 연장 롤러(11)에 도달한다. 연장 롤러(11)에 의해 열가소성 구조(7)는 당겨 감기 장치(take-up unit)(15)에 도달한다. 천공되는 구조(7)를 당겨 감는 것은, 회전 롤러(12) 및 연장 롤러(11)에 의해 조절 가능한 인장력 하에서 이루어진다. 특히 인장력의 적응은, 천공되는 구조(7)가 당겨 감기 장치(15)에 도달하는 속도에 좌우된다. 연장 롤러(11)는 당겨 감을 때 주름이 형성되지 못하게 한다. 이와 동시에 인장력은 삼차원적인 형상이 분리되거나 파괴되지 않도록 조절된다. 이와 같은 방법을 통해 만들어진 삼차원적인 형상은 녹지 않는 열가소성 구조(7)에 비해 인장력이 높아야 당겨 감을 수 있다.

도 1에서 드러나듯이, 미리 제조된 층들은 함께 유도되고, 이어서 당겨 감겨진다. 두 층(8, 9)이 다시 서로 분리될 위험이 없이, 계속 가공하기 위해 당겨 감기 장치(15)를 이용하여 소재를 설치하기 위해서는, 천공을 통해 제1층 및 제2층이 결합하는 것으로 충분하다. 그러나, 본 발명의 개선 형상(상세히 도시되지 않음)에 따르면, 천공 이전 및/또는 이후에 종래의 기술에서 잘 알려져 있는 통상적인 방법을 통해 서로 적어도 부분적으로 결합되는 구조를 활용할 수 있는 가능성이 존재한다.

도 2는 도 1과 유사한 제2 천공 장치(16)를 보여주는데, 제2 천공 장치는 다시 천공 캘린더(6)를 구비한다. 여기에서도 열가소성 구조(7)는 풀기 장치(10)에 의해 천공되고, 당겨 감기 장치(15)에 의해 감긴다. 그러나, 제1 천공 장치(1)와 달리 제2 천공 장치(16)에서는 제1층(8) 및 제2층(9)이 우선 카운터 롤러(3) 상에 유도되고, 그곳에서 고온 공기 통풍기(13)에 의해 가열되며, 바로 이어서 천공 롤 러(2) 쪽으로 유도된다. 열가소성 구조(7)에서 조절되는 소재 인장력은 이로써 카운터 롤러(3)의 회전 속도 및 각각의 풀기 장치 속도에 의해 제1층 및 제2층(8, 9)에 맞게 조절된다. 카운터 롤러(3) 상에 장착하면, 제1층(8) 내에 장입되는 에너지는 제1층(8)이 매질과 직접 접촉할 필요가 없이 제2층(9)을 통해 투입될 수도 있다. 또한, 천공 캘린더(6)는 천공 롤러(2) 다음에 배열되는 회전 롤러(17)를 구비한다. 회전 롤러(17)는, 주로 천공되는 구조(7)가 다시 제3 롤러(4) 상에 공급되기 전에 인장력을 받아 천공 롤러(2) 및 제3 롤러(4)로부터 일단 이송되도록 배열된다. 회전 롤러(17)는, 특히 소재 폭이 500㎜ 이상일 경우에 유리하다. 여기에서 천공 캘린더(6)는 연장 롤러가 하나 보충될 수 있지만, 이 두 가지는 여기에서 상세히 도시되지 않는다.

도 1 및 도 2에 도시된 천공 장치(1, 2)는 천공 캘린더(6)를 형성하는 세 개의 롤러를 구비한다. 롤러들은 도시된 바와 같이, 롤러 중심점이 하나의 직선에 배열된다. 그러나 롤러들은 또한 상호 어긋나게 배열될 수 있다. 즉 주로 160° 및 40° 사이의 각도를 두고 배열될 수 있다. 천공 장치(1, 2)는 또한 분무 장치, 초음파 장치, 측정 장치와 같은 추가 장치들을 포함할 수 있다.

도 3은 천공 캘린더(6)가 카운터 롤러(3) 및 천공 롤러(2)만 구비하는 제3 천공 장치(19)를 도시한다. 구조(7)는 우선 카운터 롤러(3) 상에 장착되고, 여기에서 도시된 것처럼 주로 180°이상, 특히 190°및 220°사이의 범위에서 접촉각을 따라 남는다.

도 4 및 도 5는 제1층(8) 및 제2층(9)을 갖는 열가소성 구조(7)의 천공 과정 을 개략적으로 보여준다. 제1층(8)이 적어도 천공 구멍 영역에서 적어도 부분적으로 녹고, 주로 적어도 부분적으로는 완전히 녹는 반면, 제2층(9)은 그 형상을 유지한다. 이로써 천공 구멍에 의해 형성된 삼차원적인 형상(18)이 안정적으로 된다. 이 때, 제1층(8)은 형상(18)의 외부면(21)을 형성하는 반면, 제2층(9)은 형상(18)의 내부면(20)을 형성한다. 라미네이트 및 구조를 제품에 사용하는 예로는 위생용품, 보건 및 가정용품, 특히 행주, 의료 제품, 제품 표면에의 활용, 필터(filter) 재료, 안전 작업복, 지오텍스타일(geotextile), 일회용 제품 등이 있다.

Claims (16)

1. 적어도 하나의 제1층(8), 및

   상기 제1층(8)을 통해 연장되며 주로 원뿔 또는 원통과 같은 3차원 형상(18)을 가진 복수개의 천공구멍(perforations)을 포함하는, 열가소성 소재의 천공 구조물(7: perforated structure of thermoplastic material)로서,

   적어도 하나의 제2층(9)이 상기 제1층(8)과 적어도 부분적으로 결합되고, 상기 천공구멍들은 상기 제2층(9)을 통해서도 연장되며,

   상기 제1층(8)은, 그의 용융점이 상기 제2층(9)의 열가소성 소재가 갖는 용융점보다 낮은 열가소성 소재를 포함하고,

   상기 제2층(9)은 상기 3차원 형상(18)의 내측면(20)을 형성하고, 상기 제1층(8)은 상기 형상(18)의 외측면(21)을 형성하며, 상기 제2층(9)은 적어도 부분적으로 물품의 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는

   열가소성 소재의 천공 구조물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 천공 구멍들의 영역에서 상기 제1층(8)이 적어도 부분적으로 용융되어 상기 형상(18)을 안정화시키는 것을 특징으로 하는 열가소성 소재의 천공 구조물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 천공 구멍들의 영역에서 상기 제2층이 적어도 대부분 용융되지 않도록 제1층(8)의 열가소성 소재의 용융점이 제2층(9)의 열가소성 소재 보다 낮은 것을 특징으로 하는 열가소성 소재의 천공 구조물.
4. 제3항에 있어서,

   상기 천공 구멍들의 영역에서 상기 제2층(9)이 전혀 용융되지 않도록 제1층(8)의 열가소성 소재의 용융점이 제2층(9)의 열가소성 소재 보다 낮은 것을 특징으로 하는 열가소성 소재의 천공 구조물.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1층(8) 및 상기 제2층(9)은 섬유를 포함하고,

   상기 섬유들은 상기 천공 구멍들의 영역에서 적어도 부분적으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 열가소성 소재의 천공 구조물.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1층(8) 및 상기 제2층(9)은 동일한 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 열가소성 소재의 천공 구조물.
7. 제1항에 따른 열가소성 소재의 천공 구조물 제조방법으로서,

   제1층(8)의 열가소성 소재의 용융점이 상기 제2층(9)의 열가소성 소재의 용융점 보다 낮은, 적어도 하나의 제1층(8) 및 제2층(9)을 제공하고,

   상기 제1층(8) 및 제2층(9)을 함께 천공 캘린더(6) 안으로 공급하고,

   상기 천공 캘린더(6)에서 천공 롤러(2)의 융기부(5)가 상기 제1층(8) 및 제2층(9)을 파고 들고, 상기 제2층(9)이 상기 제1층(8)에 앞서서 상기 융기부(5)와 접촉하는 단계를 포함하는 천공 구조물 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2층(9)은 미용융 상태로 남아있는 반면, 상기 제1층(8)은 적어도 부분적으로 접착성이 되는 것을 특징으로 하는 천공 구조물 제조방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제2층(9)은 미용융 상태로 남아있는 반면, 상기 제1층(8)은 적어도 부분적으로 용융되는 것을 특징으로 하는 천공 구조물 제조방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제1층은 필라멘트를 포함하고, 상기 필라멘트는 용융시에도 제조 과정에서 그의 필라멘트 형상을 유지하는 것을 특징으로 하는 천공 구조물 제조방법.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,

    상기 융기부(5)가 가열되는 것을 특징으로 하는 천공 구조물 제조방법.
12. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,

    상기 제1층(8)이 적어도 상기 제2층(9)의 열가소성 소재의 열변형 온도(softening temperature)이하로 가열되는 것을 특징으로 하는 천공 구조물 제조방법.
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