KR100196962B1 - 복합사 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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페도로브스키 로베르
부와쏭나 필립
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르네 뮬러; 에스 르 바그레즈
베뜨로떽스 프랑스 에스. 아.
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Abstract

본 발명은 연속적인 유리 실가닥과 열가소성 유기물 실가닥으로 형성된 복합사의 제조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공정은 주어진 지점에서 수렴하는 하나 이상의 시트 형태인 유기질 실가닥을 제1설비로부터 인발하는 공정과 유리 실가닥과 관련된 제2설비로부터 적어도 하나의 꼰실로 인발하는 공정을 포함하며 상기 꼰실은 수렴 지점에서 유기질 실가닥과 결합되기 전에 유기질 실가닥에 의해 안정된 구역 내부로 측면에서 도입된다.
이와 같이 얻은 복합사는 보강 부품을 제조하는데 사용된다.

Description

복합사 제조 방법 및 장치
제1도는 본 발명을 실행하는 설비의 조립을 도시하는 개략도.
제2도는 제1도에 도시한 설비의 일부를 도시하는 개략도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 부분 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 다이 13 :시트
15, 24 : 조립 장치 17 : 안내 부재
18 : 압출 헤드 20 : 파이프
26 : 복합사 35 : 안내 링
42 : 풀리
본 발명은 다수의 연속 유리 실가닥과 연속 열가소성 유기물 실가닥의 결합으로 형성되는 복합사를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용융 상태로부터 인발되는 연속적인 유리 실가닥과 열가소성 유기물 실가닥으로 복합사를 형성하도록 조합시키는 방법과 이들 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.
이러한 원리에 따라 복합사를 제조하는 것은 EP-A-0 367 661 호, 특허출원에 공지되어 있다. 이 특허 출원에는 연속적으로 유리 실가닥(glass filaments) 인발하는 다이와 연속적인 유기물 실가닥(organic meterial filaments)을 배출하기 위해 압력하에 열가소성 유기물을 공급하는 압출 헤드를 포함하는 설비를 기술하고 있다. 시트 또는, 시트 및 꼰실(thread) 형태의 다양한 실가닥들은 복합사를 형성하는 다양한 방법으로 조립된다.
상기 특허 출원은 유리 실가닥과 유기물 실가닥을 조합할때 순간적으로 유리 실가닥(또는 꼰실)을 유기물 실가닥으로 에워싸도록 구성하는 양호한 실시예를 제안하고 있다. 이러한 방법으로 제조되는 복합사는 복합사가 접촉되는 고체면상의 유리 실가닥의 마멸을 방지하거나 적어도 한정시키는 장점을 가진다.
상기 특허 출원에 따른 실시예에서는 유리 꼰실이나 유리 실가닥이 통과하는 중앙 개구에 환형 압출 헤드의 사용을 필요로 한다. 이러한 형태의 복합사는 특별한 형태의 설비로서만 얻을 수 있다는 것을 이 출원서의 설명으로부터 알 수 있다.
이와같이, 본 발명의 목적은 유기질 실가닥에 의해 에워싸인 하나이상의 유리 꼰실로 형성된 복합사 제조 방법을 제공하는 것이며, 이 방법은 유기질 실가닥을 얻는데 사용하는 압출 헤드 장치와는 별개의 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 합성섬유 산업 부분에 통상적으로 사용되는 압출 헤드를 사용하여 상기 형태의 복합사 제조를 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적은 하나 이상의 압출 헤드의 다이판내에 있는 구멍을 통해 압출되는 물질을 인발함으로써 얻은 연속적인 열가소성 유기물 실가닥과 연속적인 유리 실가닥을 용융 상태로부터 연속적으로 뽑아낸후 복합사를 형성하도록 이들 다수의 섬유를 조립하는 방법과, 다이판을 관통하는 면과 수렴점사이 구역의 일부 또는 모든 주변부를 한정하고 주어진 지점에서 수렴하는 하나이상의 시트인 유기질 실가닥을 뽑아내는 방법과 상기 유리 실가닥이 적어도 하나의 꼰실을 형성하도록 조합될때 수렴점에서 유기질 실가닥과 동시에 조합되는 유리 꼰실을 두 시트를 분리하는 통로를 경유해 상기 구역 내부로 또는 시트내의 개방 통로에 의해 도입시키는 방법에 의해 성취된다.
상기 유기질 실가닥의 경로는 압출 헤드의 다이판과 수렴점사이에 위치한 안내 장치에 의해 편향될 수 있다. 유기질 실가닥에 의해 한정되는 구역의 모양은 안내 장치의 모양 뿐만아니라 다이판 및/또는 다수의 조합된 압출 헤드의 모양에 의존한다.
가장 단순한 실시예중 안내 장치를 포함하지 않는 한 실시예에 있어서, 실가닥들은 원추형 또는 파라밋형 구역 주변부를 부분 또는 전체적으로 한정하는 하나 또는 복수의 시트로 인발된다.
이와같이, 유기질 실가닥은 정열된 복수의 구멍으로부터 인발되어 파라밋형 구역을 한정하는 복수의 시트를 형성한다. 이 구역은 유리 꼰실이 도입되는 선들중 한 면이 개방될 수 있다. 시트들은 예를들어 복수의 직사각형 다이판으로부터 나올 수 있다.
또한, 유기질 실가닥도 하나 또는 복수의 압출 헤드에 속하는 하나 또는 복수의 동심 링부 위나 동심 링의 열위에 분포된 다수의 구멍으로부터 인발된다. 그후 유기질 실가닥은 원추형 구역을 한정하는 하나이상의 시트로 인발된다.
상기 구역은 환형 다이판의 두부분으로 부터 나오는 두 시트사이나 표면의 일부에 구멍이 없는 환형 다이판으로부터 나오는 하나의 시트에 개방 섹터를 포함할 수 있다.
예를들어, 압출 헤드가 전표면에 걸쳐 구멍이 뚫려있는 환형 다이판을 포함할때 상기 구역의 주변부가 유기질 실가닥에 의해 완전히 한정되게 되면, 복수의 유기질 실가닥의 경로는 유리 꼰실이 유기질 실가닥 시트를 관통할 수 있도록 편향된다.
본 발명은 도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더 명확하게 이해할 수 있다.
제1도에 도시한 본 발명은 유리 공급원에 수직 연결되어 있는 다이(10)를 포함한다. 도면에 도시않은 이 유리 공급원은 용융 유리를 중력에 의해 복수의 다이 [상기 다이(10)와 유사]로 분배하는 노상(hearth)의 전방부일 수 있다.
이 다이(10)는 다이 위에 배열된 호퍼에 볼의 형태로 취해 축적되어 있는 냉유리를 공급할 수 있다.
다이(10)는 보통 백금-로듐 합금으로 형성되어 주울 효과에 의해 가열된다. 이 다이는 유리를 재용융시키거나 연속적인 실가닥 형태로 인발하기에 적합한 점성에 도달할 수 있는 충분한 온도로 유지할 수 있게 한다. 용융 유리는 스텃(11)같은 다수의 구멍에서 흘러내려 단일 시트(13)로 조합되는 다수의 실가닥(12)으로 즉시 인발된다.
이 시트(13)는 도면부호 14 로 나타낸 장치와 접촉하여 각각의 실가닥(12)을 피복한다. 이 장치(14)는 내부에 회전 롤러의 하부분이 침전되는 피니쉬 또는 풀통을 영구히 공급하는 컨테이너로 구성되어 있다. 롤러에는 표면 위를 미끄럼하는 실가닥(12)이 통과할때 흡수될 수 있는 박막이 늘 덮여 있다.
시트(13)는 다수의 실가닥을 꼰실(16)로 제조하도록 조합하는 조립 장치(15)를 향해 수렴된다. 이 장치는 단순히 홈진 풀리나 노치가 있는 평판을 포함한다.
예를들어, 홈진 풀리나 로드같은 안내 부재(17)를 통과한 후, 꼰실(16)은 타설비를 향해 진행한다.
타설비로는 열가소성 유기 물질을 압출해 복합사를 제조하는데 사용되는 압출 헤드(18)가 있다. 이 원통형 압출 헤드(18)의 기저부에는 다수의 구멍이 뚫린 환형 다이판이 제공되어 있다. 압출 헤드는 용융 상태로 압축되어 있는 열가소성 폴리머를 공급하는 도시않은 압출기에 연결되어 있다.
헤드(18) 내부의 구멍을 통해 배출되는 물질은 다수의 실가닥(19)으로 즉시 인발된다.
상기 실가닥(19)은 공지된 송풍 장치에 의해 성형되는 대로 냉각된다. 상기 장치는 헤드(18)의 수직축내에 위치하는 냉각 장치의 기부(21)에 파이프(20) 통해 연결되어 있는 송풍기(도시않음)같은 가스 유체 공급원을 포함한다. 장치의 기부(21)는 가스 유체를 받아 장치의 상부를 향해 가스 유체를 운반한다. 원통형의 장치 상부는 가스 유체가 실가닥(19) 방향에 반경 방향으로 규칙적으로 분배될 수 있게 하는 구조물의 벽에 의해 외부를 한정하고 있다. 이 벽은 하나 또는 복수의 금속 섬유나 다공 물질층을 포함하고 있다.
압출 헤드와 조합된 형태의 냉각 장치는 예를들어, US-A-3 135 811 호 US-A-3 259 681 호 또는 US-A-3 969 462 호에 기술되어 있다. 제1도에 도시한 실시예에 있어서, 상기 실가닥(19)은 장치(15)와 유사한 조립 장치(24)에 의해 조립되기 전에 안내 장치(23)에 의해 안전하게 고정된다.
상기 유리 꼰실(16) 안내 부재(17)와 유사한 부재(25)에 의해 유기질 실가닥(19)의 중심부로 안내된다. 이 꼰실(16)은 조립 장치(24)에서 실가닥(19)과 접촉하게 된다. 유리 꼰실을 유기질 실가닥으로 에워싸서 형성한 복합사는 장치(24)의 하류에서 제조된다. 소륜(27)같은 안내 부재를 통과한 후, 복합사(26)는 도시않은 프레임에 고정된 모터에 의해 회전하는 스핀들(28)상에 감긴다. 복합사(26)는 스핀들의 표면에서 왕복 운동에 의해 복합사를 안내하는 분배 부재(30)에 의해 코일 형태로 감긴다.
도시한 실시예에 있어서, 스핀들(28)은 상기 실가닥과 유기질 실가닥을 인발하는데 사용하는 부재이다.
제2도는 제1도에 개략적으로 도시한, 유기질 실가닥과 유리 꼰실을 조합하는데 사용하는 수단과 압출 헤드를 더 정확하게 도시하고 있다.
상기 원통형 헤드(31)의 기부에는 환형 다이판(32)이 제공되어 있다.
환형 다이판은 환형 구역의 두 부분위에 배열되어 있는 2 열의 구멍을 포함한다. 이들 구멍을 통해 배출되는 물질은 안내 링(35)에 의해 안전하게 고정되어 있는 두개의 분리 실가닥 시트(33, 34)의 형태로 즉시 인발된다. 이 시트는 수직축 내의 헤드(31) 아래에 위치하는 송풍 장치에 의해 냉각된다. 이 장치는 원통형 컬럼(38)의 외벽을 통해 방사상으로 확산되기 전에 파이프(37)로 기부(36)에 공기를 공급한다. 그후 시트(33, 34)는 소륜(39)에 의해 단일사로 형성되도록 조합된다.
상기 시트(33, 34)는 헤드(31)의 기부와 소륜(39)사이의 구역 주변부를 한정한다. 제2도에 도시한 실시예에 있어서, 이 구역은 헤드(31)와 링(35) 사이에서는 원통형이며 상기 링과 소륜(39)사이에서는 원추형이다. 이 구역은 상기 두 다른 위치의 전부분에 걸쳐 특히, 상기 구역의 원추형부에 있는 개방 섹터(40)에서 개방되어 있다.
상기 압출 헤드(31)의 수직축에 거의 수직한 방향을 따라 운반되는 유리 꼰실(41)은 풀리(42)를 통과한후 시트(33, 34)의 실가닥과 접촉하는 소륜(39)위를 통과한다. 풀리(42)는 원추형 구역 안쪽의 상당히 낮은 위치에 배열되어 있다. 상기 풀리(42)와 소륜(39) 사이의 유리 섬유에 의한 다음 경로는 압출 헤드(31)의 수직축과 일치하는 경로로부터 인발 방법중 유기질 실가닥에 의해 한정되는 구역 주변부에 위치하는 통로로 연장된다. 이와같이 유리 꼰실(41)은 소륜(39)에서 꼰실과 유기질 실가닥이 조합되는 대로 곧 유기질 실가닥에 의해 에워싸인다. 그후 복합사(43)는 상술한 대로 스핀들을 사용하여 감긴다.
예를들어 풀리(42)위에 배열된 다른 풀리를 경유해 유리 꼰실을 안내함으로써 제2다이로부터 다가오는 제2유리 꼰실을 원추형 구역 내부로 도입하는 것이 분명하게 가능해졌다.
이 유리 꼰실은 동일 섹터(40)나 대향 섹터를 경유해 도입될 수 있다.
본 실시예의 변형예에는 다이 판의 한 섹터 부분을 제외하고 전 표면에 걸쳐 천공된 환형 다이판에 제공된 압출 헤드를 사용하는 것도 포함된다. 유기질 실가닥 시트는 상기 섹터 기부의 한 곳에서 개방되어 있다.
제3도는 상술한 것과는 다른 수단과 결합되어 본 발명을 실행할 수 있는 압출 헤드를 도시하고 있다.
제2도와 같이, 도시된 설비는 전 표면에 걸쳐 다수의 구멍이 천공되어 있는 환형 다이판이 기부에 제공되어 있는 원통형 압출 헤드(44)를 포함한다. 이들 구멍을 통해 배출되는 유기질 물질은 모든 실가닥(47)이 조립되는 소륜(46)을 향해 수렴하는 시트(45) 형태로 즉시 인발된다.
파단선으로 도시한 원통형(48)으로 상징적으로 도시한 냉각 장치는 압출 헤드(34)의 기부에 위치한다. 이 냉각 장치는 공기같은 냉각 가스 유체가 공급되어 있는 원통형 실로 주로 형성된다. 실가닥(47)이 형성되는 구역에 있어서, 상기 실의 내벽은 공기를 방사상으로 확산시키는 다수의 구멍을 포함한다.
이 내벽은 하나 이상의 금속 섬유나 다공 물질의 시트를 포함한다.
이러한 형태의 냉각 장치는 특허 US-A-3 299 469 호에 상세히 기술되어 있다.
외부로부터 유기질 실가닥 형성 구역을 향해 공기를 불어낼 수 있는 다른 장치도 사용될 수 있다.
제3도에 도시한 실시예에 있어서, 상기 시트(45)는 헤드(44)의 다이 판과 소륜(46)사이의 원추형 구역 전 주변부를 한정한다.
상기 압출 헤드(44) 기부의 단부중 한 단부에 수직으로 고정된 바아(49)는 시트(45)를 향하는 방향으로의 두개 로드(50)를 갖는 개방 단부에 제공되어 있다. 이 로드는 다수의 실가닥이 이송되는 경로를 편향시킬 수 있게 한다. 이는 시트(45)의 안쪽에 갭(51)이 형성될 수 있게 한다. 압출 헤드(44)의 수직축에 거의 수직한 방향으로 이송되는 유리 꼰실(52)은 풀리(53)를 통과해, 시트(45)에 의해 외부와 경계를 이루고 있는 원추형 구역 내부로 갭을 경유하여 도입된다.
제2도에 도시한 실시예와 같이, 복합사(54)는 하류에서 복합사(54)가 제조되는 소륜(46)에서 실가닥(47)과 접촉한다. 이전의 실시예와 같이, 상기 유리 꼰실(52)은 유기질 실가닥(47)에 의해 한정된 구역의 주변부로부터 풀리(53)에 고정된 위치를 따라 헤드(44) 수직축으로 연장하는 경로를 따라 진행한다.
상술한 실시예는 본 발명을 한정하려는 것이 아니다.
특히, 기술 분야에 숙련된 자는 본 발명의 범주에서 이탈함이 없이, 하나이상의 다이로부터 다가오는 복수의 유리 꼰실과 복수의 압출 헤드로부터 다가오는 복수의 유기질 실가닥 시트를 조합할 수 있다.

Claims (8)

  1. 연속적인 유기 실가닥과 연속적인 열가소성 유기질 물질의 실가닥이 용융 상태의 상기 두 물질로부터 인발됨에 따라서 복합사로 형성하기 위해 다수의 실가닥을 조합하는 복합사 제조 방법에 있어서, 상기 유기질 실가닥은 주어진 지점에서 수렴하고 다이판을 관통한 면과 수렴 지점사이의 주변 구역을 부분 또는 전체적으로 한정하는 하나이상의 시트로 인발되며, 상기 유리 실가닥이 적어도 하나의 꼰실을 형성하도록 조합될때 꼰실은 두 시트를 분리하거나 시트 안쪽을 개방한 경로를 경유해 상기 구역 내부로 측면에서 도입된 후 수렴 지점에서 유기질 실가닥과 조합되는 것을 특징으로 하는 복합사 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기질 실가닥은 원추형 또는 피라밋형 구역의 주변부를 부분 또는 전체적으로 한정하고 있는 하나 이상의 시트로 인발되는 것을 특징으로 하는 복합사 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기질 실가닥은 공급 구멍으로부터 형성되어 면들중 적어도 한 면이 개방된 피라밋형 구역을 한정하고 있는 복수의 시트로 인발되며, 유리 꼰실이 이 개방면을 경유해 상기 구역으로 도입되는 것을 특징으로 하는 복합사 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 실가닥은 적어도 한 섹터에서 개방된 원추형 구역을 한정하는 하나 이상의 시트로 인발되며, 상기 유리 꼰실은 섹터를 경유해 상기 구역으로 도입되는 것을 특징으로 하는 복합사 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서, 복수의 유기질 실가닥의 경로는 상기 실가닥 시트 내부로의 통로를 형성할 수 있도록 편향되며, 유리 꼰실은 상기 통로를 경유해 유기질 실가닥에 의해 한정된 구역 내부로 도입되는 것을 특징으로 하는 복합사 제조 방법.
  6. 상기 항중 어느 한 항에 의해 정의되는, 연속적인 유리 실가닥과 열가소성 유기물 실가닥으로 구성되는 복합사 제조 장치에 있어서, 상기 장치는 일차적으로 중력에 의해 유리를 공급하여 주울 효과로 가열하며 하부면에 다수의 구멍(11)이 제공되어 있는 적어도 하나의 다이(10)와 유리 실가닥(12)을 피복하는 적어도 하나의 장치(14) 및 적어도 하나의 꼰실(16, 41, 52)을 형성하도록 상기 실가닥을 조립하는 적어도 하나의 장치(15)를 포함하며 이차적으로, 가압된 용융 열가소성 유기물을 공급하는 적어도 하나의 압출 헤드(18, 31, 44)와 기타 처리 방법을 실행하도록 유기질 실가닥(19, 47) 안쪽으로 유리 꼰실(16, 41, 52)을 안내하는 부재(25, 42, 53)와 유기질 실가닥 및 유리 꼰실을 구동시키는 공용 장치(28) 뿐만아니라 유기질 실가닥 및 유리 꼰실의 공용인 조립 장치(24, 39, 46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합사 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 장치는 다이판 표면 일부에 다수의 구멍이 천공된 환형 다이판(32)이 기부에 제공되어 있는 원통형 압출 헤드(18, 31, 44)를 포함하며, 상기 구멍은 하나 이상의 그룹으로 분포되며, 송풍 장치(22, 28)는 수직 방향의 압출 헤드(18, 31, 44) 아래에 위치하며, 유리 꼰실용 안내 부재(25, 42)는 구멍이 없는 압출 헤드 섹터의 기부에 배열되어 있는 풀리인 것을 특징으로 하는 복합사 제조 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 장치는 다이판 전표면에 걸쳐 다수의 구멍이 천공된 환형 다이판이 기부에 제공되어 있는 원통형 압출 헤드(44)와 압출 헤드 및 유기질 실가닥 형성 구역 주변부에 수직으로 위치하는 원통형 송풍 장치(48)와 유기질 실가닥(47)을 편향시키는 장치(49, 50)를 포함하며 유리 꼰실(52)을 안내하는 상기 부재(53)는 편향 장치의 기부에 배열된 풀리인 것을 특징으로 하는 복합사 제조 장치.
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