스펀레이스란?

SL법은 제트수류를 웨브에 분사하여 섬유를 결합하는 방법이다. 이 방법은 설비투자에 따른 위험 부담이 크지만 대량생산이 가능하다. SL 부직포는 제트수류를 받는 웨브 밑에 설치된 판의 패턴에 따라 다양한 디자인을 얻을 수 있고, 접착제를 사용하지 않기 때문에 제품은 드레이프성 · 흡수성 · 벌키성 등이 우수하지만 제트수류의 수질관리에 많은 주의를 기울여야 한다.

SL 부직포의 원료는 주로 폴리에스터 · 레이온 · 펄프가 사용되어 왔으나, 최근에는 아라미드 섬유 · 면 · 나일론 · 아크릴 등의 원료를 사용하여 일부 제품화 하거나 연구 중에 있다.

제조방법

01. Honeycomb공정(Rotary 방식)

Honeycomb 공정은 기본적으로 Du-Pont 공정과 같으나 Du-Pont 공정은 웨브를 Mesh Belt Conveyor 위에서 수류처리하지만, Honeycomb 공정은 Drum에 웨브가 감겨 처리되며 사용되는 수류의 압력도 100 Bar 정도 높다.
제조공정은 카딩 또는 에어레이(Air-Laid)를 통하여 적층된 웨브가 Water Jet Station으로 보내어져 복수의 노즐로부터 분사된 고압의 수류로 웨브의 단면 또는 양면을 펀칭(Punching) 한다. 이 과정을 거친 웨브는 Vacuum Roll 또는 건조 Press Roll에 의해 탈수되어 제품화된다.

Honeycomb 공정은 크게 Jet manifold, Honeycomb Roll, Process Water System의 3가지 장치로 구성되어 있다.
 

          - Jet Manifold
           Jet Manifold는 고압 수류를 발생시키기 위해 특별이 설계된 Orifice Plate를 포함하는 기기이다. 최량의             효과를 얻기 위하여 각각의 Jet는 고압에 견딜 수 있도록 설계되어 있고, 40~60 Jet/2.5cm의 대단히 촘             촘한 간격으로 배열되어있다.
            사용되는 원료의 종류에 따라 압력의 정도는 차이가 있으며, 레이온 · 폴리에스터 · 펄프 등은 용도에 따             라 30~150Bar 정도로 충분하나 무겁고 강도가 높은 용도를 위해서는 더 높은 에너지가 필요하다.

        - Honeycomb Roll
           Honeycomb Roll은 Water Punching 공정 사이에 웨브를 반송하는 와이어와 부직포 지지매체로서 작용             한다. 이것은 웨브의 양면처리를 가능하게 하고, Sheet Run이 용이한 정밀설계를 가능하게 한다.
            Honeycomb Shell은 고압 Jet에서 방출된 물이 Roll Shell을 통과하여, 노즐에 대응하는 Roll Vacuum             Slot에 들어간 동안, 외이어를 지탱하는 역할을 한다. 접촉되지 않는 내부 Seal에 의해서 형성된 복수의             Vacuum Slot가 Roll중에 내장되어 있다.
            Vacuum Roll에서의 진공은 Water Jet지역에서 수분을 제거하고, 웨브의 수분상태를 통제한다. 사용된             물은 롤중앙의 파이프에 모여, 한쪽 끝을 통해서 Separator로 배출되고, 거기서 물은 재순환한다.

        - Process Water System
           SL법의 경우 타 공정에 비해 엄청난 양의 물이 소비된다. 따라서 Water Jet에서 사용된 물은 재생 · 여과             되어, 재사용될 수 있어야 한다

Honeycomb Roll에서 배출된 물은 기류분리기에서 첫 번째 여과장치를 통과하면서 여과된다. 이 후 물은 저수탱크에 모여서 보급수가 가해진다. 보급수의 양은 웨브에 의해 운반되어 지나가는 물의 양과 공정 중에서 밖으로 흘러나와 떨어지는 물의 양에 의해 결정된다. 보급수에 고형물이 쌓여 Orifice Plate를 막는 것을 방지하기 위하여 철분 제거가 이루어진다. 그리고, 저수탱크에서 물은 펌프로 퍼 올려 두 번째 미다공성 필터를 지나게 된다. 두 번째 필터에서는 첫 번째 필터에서 여과되지 않은 작은 입자를 Jet Manifold에 가기 전에 제거한다. 두 번째 여과장치를 거친 물은 공급탱크에 모여 고압펌프로 공급된다.

02. Perfojet 공정(Belt 방식)

Perfojet 공정에서는 웨브가 Pre-Wetting Unit에서 수분을 충분히 흡수한다. 이 단계에서 부직포 내의 모든 기포가 제거된다.
이 과정을 거친 웨브는 컨베이어에 올려져 Hydraulic et Injectors에 의해 형성된 미세한 수류가 부직포 표면에 분사되어 웨브를 결합시키고, 다시 컨베이어로 옮겨져 뒷면의 Water Punching 과정을 거친다.
Water Punching을 거친 웨브는 High Vacuum Exhauster를 거치면서 웨브 내부의 수분이 최대한 제거되며, 건조과정을 거쳐 최종 제품이 된다.

Perfojet 공정은 크게 Independent Conveyor 2개, Water Needle Injectors, Perforation/Patterning Module, Filtration & Water Circulation System의 4가지 장치로 구성되어 있다.
 

        - Independent Conveyor
            Conveyor Cover는 롤러(Roller)나 분사기 또는 고압 파이프 등을 기계 본체에서 분리시키지 않고 쉽게             교환할 수 있도록 설계되어 있다. 이것은 필요에 따라 많은 수의 분사기를 설치할 수 있도록 제작이 가능             하며, 모든 분사기는 유지보수가 가능하도록 수명 · 일 열로 배치되어 있다.

        - Water Needle Injectors
            필요에 따라 분사기의 수가 결정되며, 수압은 최고 250Bar까지 가능하다. 수압은 각 분사기 별로 조정이             가능하며, 일반적으로 첫째, 분사기는 약 50Bar, 나머지 분사기는 최고 250Bar까지 가능하다. 생산하고             자 하는 부직포의 종류에 따라 분사기의 수나 형태는 조정이 가능하며 일반적으로 최상의 웨브 결합을             위해서 첫째, 분사기 수침 직경은 120㎛ (0.12mm) 을 사용하며, 나머지 분사기 수침직경은 웨브의 매끄             러운 표명을 위하여 80~100㎛(0.08~0.1mm)을 사용한다.

        - Perforation/Patterning Module
            이 장치는 실린더 및 흡수기를 받치는 스텐레스 본체와 Perforation Cylinder로 구성되어 있다.
            Hydraulic Injector는 Cylinder위에 위치하고 있으며, Conveyor에 있는 Jetlace의 분사기와 유사하나             Perforated Strip이 다르다.
            분사기에서 분사된 고압수침은 무늬 실린더의 구멍을 통과하며, 여기를 통과한 고압의 물이 부직포 표면             을 변형시키기 때문에 실린더의 무늬가 부직포 표면에 재현된다.

        - Filtration & Water Circulation System
            일반적인 물을 순환시켜 반복 사용할 수 있도록 설계되어 있으며, 이 장치는 Air/Water Separators 3대,             고압펌프로 이루어져 있다.
 

Air/Water Separators 2대는 컨베이어 1대마다 각각 부착되어 있으며 모든 Dewatering Suction Box와 연결되어 있고, 1대는 Recirculation 펌프와 Vacuum Exhauster가 함께 부착되어 있다.
분사기를 통과한 물은 필터를 통해 순환하며, 여과기는 Self Cleaning Type으로서 기계작동 중 보수 필요성을 예방한다.
고압펌프는 1,000~3,800 PSI의 고압관에 연결되어 있으며, 에너지 효율의 극대화를 위해 DC Motor로 작동된다.