KR100562972B1 - 섬유재를 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유재(21), 예를 들면 부직포 또는 직물을 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 섬유재들은 처리를 위해 가압 스탠드(22)로 인도되고, 상기 가압 스탠드에서 프레스 롤러(51)에 의해 적어도 하나의 가압 구역(53)에서 가압되며, 이로써 상기 섬유재(21)에 이미 존재하는 처리액이 상기 섬유재(21)로부터 짜내어진다. 상기 처리액이 일단 짜내어지면, 제2 처리액이 상기 섬유재(21)안으로 유입된다. 가압한 섬유재(21)에 상기 제2 처리액이 가능한 한 빠르고 균질하게 분포하도록, 상기 처리액이 확장 영역(55)으로 유입되며, 상기 확장 영역에서 상기 프레스 롤러(51)에 의해 가해진 압력은 상기 프레스 롤 표면(59)을 통과하는 상기 섬유재(21)의 이동 방향(B)으로 감소하며, 상기 프레스 롤 표면(59)은 상기 섬유재(21) 위로 압력을 작용시키는 표면이 된다.
섬유재, 프레스 롤, 처리액

Description

섬유재를 처리하는 방법 및 장치{Method and device for treating a fiber mass}
본 발명은 직물 또는 부직포와 같은 섬유재(fibre mass)를 처리하는 방법에 관한 것으로서, 상기 섬유재는 가압 밀(pressing mill)을 통해 운반되고, 상기 섬유재는 상기 섬유재에 작용하는 압축력(pressing power)에 의해서 적어도 하나의 프레스 롤(press-roll)의 가압면 영역(pressing surface area)에 의해 적어도 하나의 가압 구역(pressing zone)에서 가압되고, 상기 가압된 섬유재는 처리액(treatment fluid)으로 함침 처리되고, 상기 섬유재는 상기 섬유재의 통과 방향으로 상기 압축력이 감소되는 상기 가압 구역 내 확장 영역(expansion region)을 통과하게 된다.
본 발명은 프레스 롤 장치에 대하여 상대적으로 움직이는 섬유재를 처리하기 위한 프레스 롤 장치(press-roll arrangement)에 관한 것으로서, 상기 장치는 적어도 하나의 프레스 롤을 포함하는데, 상기 프레스 롤은 가압면 영역과 함침 수단(impregnation means)을 구비하며, 가압 구역에서 작동 시 상기 섬유재에 작용하는 압축력이 상기 가압면 영역에 의해 발생되며, 작동 시에 처리액이 상기 함침 수단에 의해 상기 섬유재로 공급되며, 작동 시에 상기 가압 구역은 확장 영역을 형성하고, 상기 확장 영역에서 상기 압축력은 상기 섬유재의 이동 방향으로 감소된다.
상기 용어 "가압면 영역(pressing surface area)"은 가상의 또는 실제로 존재하는 표면으로서, 상기 섬유재의 상부 또는 하부 측면으로부터 가압 구역을 한정하는 표면, 즉 상기 압축력이 상기 섬유재에 작용하게 하는 이상적인 전개 표면을 나타낸다.
본 발명과 관련되는 섬유재를 제조하기 위해서, 일반적으로 중합체가 용매에 용융 또는 용해되어 방적 장치에서 연신되면 필라멘트사가 형성된다. 상기 필라멘트사를 제조하기 위해서, 건식 방적법 및 습식 방적법 또는 건식 및 습식 방적법들을 조합한 것과 같은, 여러 방적 공정들이 가능하다. 상기 공정에서, 필라멘트들이 방적기에서 생성되어 하나 이상의 연신 요소들에 의해서 상기 방적기로부터 연신되고, 동시에 필라멘트 번들(bundle) 또는 토우(tow)들로 형성된다. 그 후, 상기 필라멘트들은 세척되고 다른 공정 단계에서 후처리된다.
상기 후처리 전에, 예를 들면, 스테이플 섬유(staple fibre)의 제조에서, 상기 방적기로부터 연신된 평행하게 배열된 필라멘트사의 토우가 절단기로 공급된다. 상기 절단기를 나온 후, 일반적으로 개개의 스테이플 섬유로 형성된 부직포는 다른 처리를 위해 전달 장치 상에 놓여진다.
상기 스테이플들은 스테이플 절단기에 의해 생성되는데, 예를 들면 "울만 볼륨 11, 파제른-헤르스텔룽스베르파렌(Ullman Volume 11, Fasern-Herstellungsverfahren)", 249-289 페이지에 기재된 기계에 의해 건조 절단된다.
비스코스 섬유(viscose fibre)는 일반적으로 셀룰로오스 재생 섬유와 같이 수용성 매체에서 방사된다. 연속적으로 방사된 섬유 토우로부터 스테이플 섬유를 생성하기 위해서, 예를 들면, 절단기는 기본적으로, 상기 방사 토우를 상기 절단 장치로 이송하기 위한 한 쌍의 롤들, 실제 절단 장치 및 스테이플 섬유 세척 장치로 구성되는 것이 적당하다. 상기 절단 장치는 워터 젯 인젝터(water jet injector)를 통해 상기 연신 요소에 의해 공급된 상기 토우를 수평 회전 절단 나이프들로 끌어들인다. 상기 절단 나이프들은 연속적인 재연삭에 의해 상기 절단 공정 중에 날의 예리함을 유지한다. 또한, 워터 젯 공급에 의해서, 상기 절단 공정 중에 형성된 상기 스테이플 섬유 더미들의 제1 용해가 상기 후처리 기계에서 상기 스테이플 섬유 더미들의 부유(suspension) 전에 이루어진다. 상기 기계는 예를 들면 "아이엔지. 에이. 모러 에스.에이.(lng. A. Maurer S.A.)"사에 의해 제조된다.
예를 들면 비스코스 섬유의 후처리는 여러 처리 단계들로 이루어질 수 있거나 이루어져야만 한다. 상기 공정에서, 비스코스 섬유용 후처리 기계에서, 일반적으로 다음과 같은 단계들이 처리액이 공급되는 동안에 수행된다: 탈산, 탈황, 세척, 표백 및 세척, 항염소 처리, 물로 세척 및 아비바즈(avivage) 또는 팻 코트(fat coat) 처리 단계. 이러한 처리 단계들은 일반적으로 소정 장치에서 수행되는데, "플록(flock)"으로 불리는 절단 스테이플 섬유는 세척 장치를 통해 상기 절단기로부터 상기 소정 장치로 들어오는 한편 가능한 한 균일하게 분포된 부직포 코트(nonwoven coat)가 형성된다.
섬유재를 처리하기 위한 장치는 일반적으로 긴 집합체(long aggregate)로 형성되며, 상기 섬유재 또는 균일 부직포에 분포된 섬유재는 각각 개개의 처리 구역들을 통과하여 전달 수단으로 운반된다. 전달 수단으로는, 예를 들면 무단 이동 스크린 (endless travelling screen) 또는 무단 와이어-천 벨트(endless wire-cloth belt)을 구비한 벨트 컨베이어(belt conveyor), 진동 컨베이어 또는 편심 노치 컨베이어(eccentric notched conveyor)가 사용될 수 있다.
섬유재의 처리에 있어서, 개개의 처리 단계들에 공급된 처리액들이 상기 부유 부직포에 빨리 균질하게 산포되도록 주의하여야 한다.
동시에, 처리 단계를 실행하기 전에 전 처리 단계에서 나온 처리액을 상기 섬유재로부터 가능한 한 완전히 제거하는 것이 바람직하다.
섬유재로부터 처리액을 제거하기 위해서, 일반적으로, 프레스 롤 장치가 사용되는데, 상기 장치는 상기 섬유재에 압축력을 준다. 상기 압축력에 의해서, 상기 처리액이 상기 섬유재에서 짜내어진다. 후속 처리 단계에서, 상기 가압 섬유재는 이러한 처리 단계와 관련된 처리액으로 함침된다. 즉, 프레스 롤 장치에 의해서, 두 개의 연속 처리 단계들이 분리된다.
상기 섬유재에 압축력이 작용하는 영역, 즉 상기 가압 구역에서, 가장 높은 압축력 지점 바로 뒤에, 상기 섬유재의 운반 방향으로 압축력이 감소하는 영역이 형성된다. 이러한 영역은 확장 영역(expansion region)으로 지칭된다.
상기 섬유재를 상기 처리액으로 적시기 위해서, 일반적으로 상기 섬유재는 운송 수단상의 스프레이 튜브(spray tub) 아래를 지나게 된다. 눌려 짜내진 직후에, 상기 처리액은 그 위에 위치한 스프레이 설비에 의해 상기 섬유재 위로 떨어진 다. 하지만, 단지 적하(dropping)에 의해 상기 처리액을 적용하는 것은 막 압축된 상기 섬유재의 불균일한 함침과 습윤을 초래한다.
N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide: 이하 'NMMO'라 함) 또는 리오셀(lyocell) 공정에 의해 제조되는 셀룰로오스 섬유의 부직포 또는 셀룰로오스 섬유를 제조하는 중에 특정한 문제가 일어난다. 상기 공정에서, 물, 셀룰로오스 및 삼차 아민 옥사이드(tertiary amine oxide)를 함유한 방적 용액이 필라멘트사로 분출되고 연신된다.
상기 연신(drawing) 중에, 상기 셀룰로오스 필라멘트는 고 기계 응력에 노출된다. 상기 NMMO 또는 리오셀 공정에 따라 제조된 상기 필라멘트 및 스테이플 섬유는 각각 고 결정성 또는 배향성 셀룰로오스 분자들로 이루어진다. 제조 공정에서 유발된 이러한 제품 특징들로 인해서, 리오셀 섬유는 피브릴화되는 경향이 있다. 피브릴화(fibrillation)는 고 결정성 및 배향성으로 인해 작은 피브릴(fibril)이 개개의 섬유의 원형 섬유 표면에서 갈라지는 것을 의미한다. 피브릴의 형성은 섬유 축을 따라 계속된다.
피브릴화하는 경향을 감소시키기 위해서, 상기 피브릴 성분들을 섬유 주 본체에 결합시키는 화학 가교제(chemical cross-linker)로 섬유를 처리할 수 있다. 일반적으로, 인터레이싱(interlacing) 또는 가교 공정은 셀룰로오스 섬유 토우가 화학 가교제로 함침되고 가교 반응이 높은 온도에서 증기화에 의해 시작되도록 조절된다.
상기 가교제들은 섬유 제조 후 섬유재로 균질하게 유입되어야만 하며, 섬유 의 온도는 선택적으로 제어되어야만 하고 후속하는 처리 단계들에서 섬유는 세척되어야만 한다. 또한, 셀룰로오스 섬유는 다른 비셀룰로오스 섬유와 마찬가지로, 광택 가공되고 건조되어야만 한다.
이러한 처리에 있어서, 상기 가교제들이 자발적으로 화학 분해 또는 가수분해 반응을 일으키는 문제점이 있는데, 이는 상기 화학제들이 수용성 매질에서 가수분해하거나 장시간 안정하지 않기 때문이다. 반응 파라미터들, 예를 들면 반응 속도 또는 반응 온도가 정확히 준수되지 않으면, 분해 반응들이 일어날 수도 있다. 따라서, 반응 과정들이 가능한 한 정확히 제어되는 한편 상기 가교제는 근접한 영역들에서 유입되어야만 한다. 대개, 상기 가교제들은 셀룰로오스 섬유로 빠르게 유입되는 것이 요구되며, 그 후 온도의 빠른 제어와 함께 동시에 냉각하면서 가능한 한 빨리 남아 있는 화학제들을 세척하는 것이 필요하다. 소위 가교 공정 중에, 알칼리 또는 산 용액과 함께 섬유재에 고온이 작용한다. 상기 가교제와 셀룰로오스의 화학 반응은 높은 pH-값(예를 들면 약 11-14)에서 이루어지고, 이로 인해 상기 가교제는 가수분해를 일으킨다. 상기 가교제의 분해성은 가교 용기 안의 온도를 가능한 한 낮게 함으로써 억제될 수 있다. 이러한 낮은 온도는 상기 가압 장치 안에서 또는 그 전에 조절될 수 있다. 상기 가교제의 열 고정(thermal fixation), 즉 약 20 내지 98℃에서 셀룰로오스 체인들과 상기 가교제의 반응 후에, 셀룰로오스 섬유의 수축을 줄이기 위해서는 알칼리가 섬유재로부터 제거되어야만 한다.
셀룰로오스 섬유재에서 높은 섬유 밀도 및 섬유 팽윤으로 인해, 섬유재에 침투하기 위한 긴 지속 시간이 필요한데, 이는 그 위에 높여진 액체의 낮은 측지학적 높이만이 부직포에 작용하고, 부직포의 압력 손실이 처리액의 오랜 작용에 의해서만 극복될 수 있기 때문이다.
가압 섬유재가 처리액으로 단지 분사 처리되는, 종래의 방법 및 종래의 장치는 가교제와 같이 화학적으로 쉽게 반응하거나 분해되는 처리액들에서 공정 파라미터들을 정확히 제어하기에는 충분하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은, 섬유재를 처리하기 위해 일반적으로 이용되는 방법들과 장치들에 있어서, 처음에 언급된 방법과 장치를 각각 개선하여, 섬유재에서 여러 세척 매체뿐만 아니라 처리액, 온도 제어제(고온수, 고온 증기 및 임의의 다른 열전달 매체)의 분포가 가능한 한 빠르고 균질하게 이루어지고, 이에 따라 정확한 공정 제어가 가능하도록 하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은 처리액이 가압면 영역을 통하여 확장 영역 내 섬유재 안으로 흐르도록 함으로써 달성된다.
처음에 언급된 프레스 롤 장치에 있어서, 이러한 목적은 상기 프레스 롤 장치가 상기 확장 영역에서 개구들을 포함하고, 작동 시에 상기 개구들을 통하여 상기 처리액이 상기 가압면 영역을 지나 상기 섬유재 안으로 흐르도록 구성됨으로써 달성된다.
이러한 해결 방안은 간단하며, 상기 확장 영역에서 이완하는 상기 가압되고 압축된 섬유재에 상기 처리액이 매우 빠르고 균질하게 분포하는 이점이 있다. 상기 확장 영역에서 압축력이 상기 섬유재의 이동 방향으로 감소함에 따라, 이 영역에서 상기 섬유재는 자동적으로 상기 가압면 영역을 통해서 상기 처리액을 흡수한다. 따라서, 상기 가압 구역에서 상기 처리액이 상기 섬유재를 균일하고 빠르게 침투하게 된다. 이로써, 상기 처리 공정의 제어가 보다 용이해진다.
본 발명에 따른 해결 방안은 처리 기계의 전체 길이를 본질적으로 감소시킬 수 있는 다른 이점이 있다. 스프레이로 인해 섬유재의 침투가 오랜 작용 시간에 의해서만 가능하고 이에 따라 처리 구역을 통과하는 섬유재의 운반 거리가 길어지는, 종래의 기계들과는 대조적으로, 본 발명에 따른 해결 방안은 침투가 즉각적으로 이루어지므로, 처리액으로 섬유재를 함침한 후에 다음 처리 단계로 즉시 진행할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 해결 방안의 경우, 개개의 롤들이 롤링 방향으로 서로 바로 뒤따라오는 압연기(rolling mill)와 유사하게 상기 가압 밀을 구성할 수 있다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 섬유재의 처리 시 상기 섬유재가 몇몇 프레스 롤 장치들을 연속적으로 통과함으로써 몇몇 처리 단계들이 연속적으로 수행될 수 있으며, 하나의 프레스 롤 장치에서 각 제1 처리액은 상기 압축 영역에서 상기 섬유재로부터 짜내어지고 상기 섬유재는 상기 확장 영역에서 제2 처리액으로 함침 처리된다.
상기 섬유재는 예를 들면 프레스 롤이 수동으로 회전하는, 컨베이어 벨트의 형태로 이루어진 별개의 운반 수단에 의해서 상기 가압 구역을 통과하여 운반될 수 있다. 하지만, 상기 프레스 롤에는 고유한 구동 수단이 구비될 수도 있다. 이런 경우, 별개의 운반 수단이 불필요하게 될 수 있는데, 이는 상기 프레스 롤이 그 자체로 운반 수단을 형성하기 때문이다. 상기 프레스 롤들의 원주 속도(peripheral speed)는 0.1 내지 400 m/min, 바람직하게는 0.1 내지 60 m/min, 특히 0.1 내지 10 m/min일 수 있다. 이러한 원주 속도들을 갖는 경우, 처리 구역에서, 10 내지 1500 kg/(㎡h), 바람직하게는 10 내지 1200 kg/(㎡h)의 섬유 처리량(fibre throughput)이 달성될 수 있다. 상기 섬유 처리량은 무수 상태에서의 섬유재의 중량을 처리 구역(treatment field) 당 체류 시간(dwell time)으로 나누어 계산되며, 상기 처리 구역의 길이에 독립적이다.
상기 확장 영역 앞에서, 상기 섬유재는 상기 섬유재의 운반 방향으로 압축력이 증가되는 압축 영역을 통해 상기 가압 구역으로 움직일 수 있으며, 이로써 상기 섬유재에 이미 존재하는 처리액이 짜내어진다. 다른 바람직한 실시예의 경우, 상기 압축 영역에서 짜내어진 처리액은 상기 가압면 영역을 통하여 상기 섬유재로부터 방출될 수 있다. 그렇게 하기 위해서, 예를 들면 흡입 수단(suction means)이 제공될 수 있으며, 상기 흡입 수단을 통해서 작동 시에 상기 처리액은 상기 압축 영역으로부터 흡입될 수 있다. 하지만, 흡입 수단 대신에, 상기 가압 표면 영역 내 개구들만이 제공될 수 있으며, 상기 압축 영역에서 처리 방향으로 증가하는 압축력으로 인하여 상기 처리액은 자동적으로 상기 개구들을 통과하게 되며, 이로써 상기 섬유재가 상기 가압 구역을 통과한 후에 이전 처리 단계에서 나온 처리액이 더 이상 상기 섬유재에 함유되지 않는다.
본 발명에 따른 프레스 롤이 상기 섬유재에 가압하는 라인 압력(line pressure)은 최대 상기 롤 폭(mm) 당 100 N 까지이다.
상기 압축 영역에서 상기 처리액을 흡입하거나 방출하는 것에 택일적으로 또는 보충적으로, 처리액이 상기 가압면 영역을 통과하여 상기 압축 영역으로 들어와 상기 섬유재로 흘러 들어가서 가압 전에 상기 섬유재를 헹굴 수 있다. 예를 들면, 상기 섬유재는 상기 확장 영역에서 상기 상류 프레스 롤에 공급된 처리액으로 헹구어질 수 있으며, 그 결과 상기 섬유재의 전달 또는 운반 방향으로 상기 압축 영역의 앞에 있는 장치에 의해 행해지는 처리 단계에서 나온 처리액은 상기 운반 방향으로 상기 확장 영역 뒤에 배치된 처리 단계로 전달될 수 없다.
상기 처리액에 의해 상기 섬유재의 완전하고 균일한 함침은 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 처리액이 압력 하에, 예를 들면 상기 압축 및/또는 확장 영역에서 상기 가압 구역에 배치된 노즐들에 의해서 상기 섬유재 안으로 눌려져 들어가는 경우에 달성될 수 있다. 상기 프레스 롤 폭에 대하여 상기 액체의 처리량은 0.1 및 125 ㎥/(h m), 바람직하게는 0.1 내지 50 ㎥/(h m), 특히 0.1 내지 20 ㎥/(h m)일 수 있다.
상기 처리액을 상기 섬유재에 공급하게 하는 상기 함침 수단이 상기 프레스 롤 안에 적어도 부분적으로 배열되는 경우에 특히 조밀한 구성이 달성될 수 있다. 이런 경우에, 본 발명의 다른 실시예에 따라서, 상기 처리액은 상기 개구들을 통하여 상기 프레스 롤의 내측에서 상기 섬유재로 운반될 수 있다. 그렇게 하기 위해서, 상기 프레스 롤에는 상기 섬유재와 대면하고 있는 그 표면에 개구들이 구비될 수 있으며, 상기 처리액은 상기 개구들을 통하여 상기 섬유재로 운반된다. 상기 개구들은 프레스 롤의 표면에 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성될 수 있으며, 예 를 들면 본질적으로 노즐과 유사한 횡단면을 포함할 수 있다. 상기 롤의 개방 정도, 즉 상기 롤의 전체 표면에 대해 상기 개구들이 차지하는 표면적은 1 내지 95%, 바람직하게는 3 내지 90%, 특히 바람직하게는 3 내지 85%일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 프레스 롤은 상기 섬유재와 대면하고 있는 그 표면에서 리브(rib)들을 형성할 수 있으며, 상기 리브들은 적어도 부분적으로 상기 가압면 영역을 형성하며, 작동 시에 상기 리브들 사이에서 상기 처리액이 상기 섬유재 안으로 유입될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 이러한 리브들은 본질적으로 상기 섬유재의 이동 방향으로 또는 본질적으로 상기 섬유재의 이동 방향을 가로질러 연장된다.
상기 프레스 롤 장치에 의해 분리된 두 처리 단계들에서 나온 처리액들이 혼합되거나 전달되는 것을 방지하기 위해서, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 리브들은 둑(weir)을 구성하며, 상기 둑은 상기 프레스 롤을 통과하여 상기 압축 영역으로부터 상기 확장 영역으로 흐르는 상기 처리액의 흐름을 막도록 작동하고 따라서 상기 처리액이 운반되지 않도록 작동한다. 이는 특히 상기 리브들이 상기 섬유재의 이동방향을 가로질러 연장되는 경우에 가능하다. 이를 위해서, 상기 리브들의 높이는 상기 가압 구역에서 상기 섬유재로부터 떨어져 대면하는 리브의 상단부가 본질적으로 상기 압축 영역과 상기 확장 영역 사이에서 항상 상기 압축 영역 및/또는 확장 영역 내 상기 처리액의 레벨 위로 돌출하는 치수로 만들어질 수 있다.
특히 이격되어 있고 바람직하게는 상기 섬유재의 운반 방향을 가로질러 연장되는 리브들을 구비한 상기 프레스 롤의 실시예에서, 스프레이 노즐들은 다른 바람직한 실시예에 따라서 상기 프레스 롤의 안쪽에 일체로 형성될 수 있으며, 상기 스프레이 노즐들을 통해서 상기 처리액은 작동 시에 바람직하게는 스프레이 또는 제트 형태로 상기 가압 구역에서 상기 섬유재 위쪽을 향하게 된다. 상기 회전하는 프레스 롤을 통해서 상기 압축 영역으로부터 상기 확장 영역 안으로 상기 처리액이 운반되는 것을 방지하기 위해서, 상기 노즐들은 상기 압축 영역을 향하게 되고 그 안에 존재하는 처리액을 희석하거나 치환할 수 있다. 상기 노즐들의 분무 콘이 기본적으로 상기 섬유재의 영역 또는 상기 가압 구역에서 각각 겹쳐진다면, 상기 스프레이 노즐에 의해 전달된 처리액에 의한 상기 섬유재의 완전한 습윤이 달성된다.
상기 섬유재의 조성뿐만 아니라 상기 섬유재의 크기 및 중량, 사용된 처리액의 유형에 따라서, 상기 가압면 영역을 통과하여 상기 섬유재 위로 상기 처리액을 전달시키는 영역을 조정하는 것이 필요할 수 있다. 이렇게 하기 위해서, 함침 수단은 상기 가압면 영역에서 상기 처리액의 존재 영역의 크기와 배향을 조정하는 조정 수단(regulation means)을 포함할 수 있다. 이런 목적을 위해서, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 조정 수단은 상기 프레스 롤에 배열된 슬롯(slot)과 함께 상기 프레스 롤 내에 배치된 커버 본체(cover body)로 구성될 수 있으며, 상기 커버 본체는 가압면 영역 또는 프레스 롤의 일부분을 커버하여, 어떠한 처리액도 상기 부분을 통과할 수 없게 된다. 이러한 커버 본체는 예를 들면 상기 프레스 롤내에 회전 가능하게 고정되고 세로 슬롯을 구비한 관상체(tubular body)로 구성될 수 있다.
상기 프레스 롤의 내측으로부터 나온 처리액의 공급 라인 대신에 또는 상기 공급 라인에 추가하여, 상기 함침 수단은, 작동 시에 그것을 통하여 상기 처리액이 상기 프레스 롤의 외부로부터 본질적으로 상기 확장 영역 안으로 운반되는 공급 라인을 포함할 수 있다. 이러한 공급 라인은 다른 바람직한 실시예에 따라서 본질적으로 상기 섬유재의 이동 방향으로 연장하는 두 개의 리브들 사이에서 적어도 부분적으로 적어도 상기 가압 구역에 배열될 수 있다. 이런 경우, 상기 가압면 영역과 대면하고 있는 상기 공급 라인의 부분이 본질적으로 상기 리브들과 동일 평면에 있다면 바람직하며, 이로써 상기 가압면 영역은 가능한 한 평활해지며 상기 섬유재에 대해서 적은 마찰 저항을 주게 된다.
마지막으로, 본 발명은 섬유재를 처리하기 위한 가압 밀(pressing mill)에 관한 것으로서, 상기 가압 밀은 상기 섬유재를 가압하기 위한 적어도 하나의 프레스 롤 장치와, 상기 가압 밀을 통과하여 상기 섬유재를 운반하기 위한 운반 수단을 구비하며, 전술한 실시예들 중 하나에 따른 프레스 롤 장치가 사용된다.
상기 섬유재의 운반 방향으로 연속적으로 배열된 몇몇 프레스 롤 장치들을 구비한 가압 밀에서, 상기 프레스 롤은 서로 바로 뒤에 배치될 수 있다.
상기 가압 밀 및 상기 프레스 롤 장치는 단위 표면적 당 무수 중량이 0.1 내지 20 kg/㎡, 바람직하게는 0.1 내지 10 kg/㎡인 섬유재를 가지고 작동될 수 있다. 섬유재로서, 토우들 또는 무겁고, 두꺼운 부직포들이 후처리될 수 있다.
처리액으로서, 순수한 물, 수용성 유기 또는 무기 용매들, 수용성 또는 농축 알칼리 용액이나 산, 화학 표백제, 예비 수단(preparation means) 또는 비활성 가스들, 각각의 증기 유사 매질, 가열 또는 냉각 매질뿐만 아니라 용매 증기들이 사용될 수 있다.
상기 프레스 롤에 대향하여, 다른 프레스 롤이 상기 가압 구역 범위 내에서 상기 가압 밀에 배열될 수 있으며, 압축력을 흡수하기 위한 역압 수단(counterpressure means)으로 작용한다. 이런 제2 프레스 롤은 전술한 제1 프레스 롤과 동일하게 구성될 수 있다. 이런 구성에서, 상기 섬유재는 상기 두 개의 프레스 롤들 사이를 지나게 된다.
상기 프레스 롤들용 재료로서, 금속 또는 플라스틱이 사용될 수 있고, 그 표면은 고무 도포, 연마 또는 연삭될 수 있다. 섬유의 손상을 방지하기 위해서, 상기 프레스 롤의 가장자리 및 상기 프레스 롤에 배열된 개구들 및 리브들의 모서리들이 임의로 해체될 수 있다.
도 1은 섬유재를 제조하기 위한 플랜트의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 프레스 롤 장치의 제1 실시예의 횡단면도.
도 3은 도 2의 실시예의 다른 태양을 나타낸 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 프레스 롤 장치의 제2 실시예의 투시도.
도 5는 도 4의 실시예의 횡단면도.
도 6은 본 발명에 따른 프레스 롤 장치의 제3 실시예의 투시도.
도 7은 도 6의 실시예의 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 프레스 롤 장치의 제4 실시예의 횡단면도.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 섬유재의 제조 방법을 설명한다.
도 1에 단지 개략적으로 나타낸 시스템(system)(1)에서, 압출 용액(extrusion solution)(2)가 준비되어 있다. 이를 위해서, 하나 이상의 혼합기에, 건조 또는 습식 분쇄된 셀룰로오스 및 물 및/또는 삼차 아민 옥사이드의 현탁액이 형성된다. 저압에서 온도를 상승시키면, 압출 용액으로 작용하는 셀룰로오스 용액이 형성되는 정도까지 물이 상기 현탁액으로부터 증발된다. 반응 용기(1)에, 압출 용액(2)가 준비된다. 상기 압출 용액은 셀룰로오스, 물 및 N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide: 이하 'NMMO'라 함)와 같은 삼차 아민 옥사이드뿐만 아니라, 상기 셀룰로오스를 열적으로 안정화시키는 임의의 안정화제들과 용매를 포함한다. 상기 안정화제들로는 알칼리 작용을 하는 매질 또는 프로필 갈레이트(propyl gallate) 또는 이들의 혼합물들이 있다. 선택적으로, 다른 첨가제로는 희석제로서의 유기 용매뿐만 아니라, 인, 할라이드 또는 질소, 활성탄, 카본블랙(carbon black) 또는 전도성 카본 블랙, 규산(silicic acid)을 함유하는 방염제, 항박테리아제, 착색제(colorant), 폴리사카라이드(polysaccharide), 알긴산(alginic acid), 케투산(ketusane), 케틴(ketine), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose), 흑연(graphite), 바륨 설페이트(barium sulphate), 티탄 디옥사이드(titane dioxide) 등이 함유될 수 있다.
상기 압출 용액(2)는 펌프(pump)(3)를 통해 라인 또는 도관 시스템(4)를 통과하여 운반된다. 상기 라인 시스템(4)에, 압력 보상 용기(pressure compensation vessel)(5)가 배열되어, 상기 라인 시스템(4)에서 압력 및/또는 체적 흐름 변동들을 보상함으로써, 압출 헤드(extrusion head)(6)에 상기 압출 용액(2)가 연속적이고 균일하게 제공될 수 있다.
상기 라인 시스템(4)에는 필터 유닛(미도시)과 함께 온도 제어 수단(미도시)이 구비되며, 상기 온도 제어 수단에 의해서 여기서 실시예로 언급된 상기 압출 용액(2)의 온도가 정확하게 제어될 수 있다. 이는 상기 압출 용액의 화학적 그리고 기계적 특성들이 온도에 크게 의존하는 경우에 필요하다. 예를 들면, 상기 압출 용액 (2)의 점도는 온도 및/또는 전단 속도가 증가함에 따라 감소한다.
상기 라인 시스템 (4)에, 파열 방지 수단(bursting protection means)이 제공되는데, 이는 상기 압출 용액의 자발적인 발열 반응 경향으로 인해 필요하다. 상기 파열 방지 수단으로 인해서, 자발적인 발열 반응이 있는 경우에, 반응 압력 때문에 일어날 수 있는, 상기 라인 시스템(4)와 상기 압력 보상 용기(5)와 상기 하류 압출 헤드 (6)의 손상이 방지된다.
상기 압출 용액 (2)에서 자발적인 발열 반응은 예를 들면, 소정 온도를 초과하거나 특히 괸물 영역(dead water zone)에서 상기 압출 용액 (2)가 숙성(aging)되는 경우에 일어난다. 괸물 영역과 버블링(burbling)의 발생을 방지하고 상기 라인 시스템(4)를 통과하는 상기 압출 용액의 균일한 흐름을 보장하기 위해서, 상기 라인 시스템 (4)는 고 점도의 압출 용액이 통과하는 전체 영역에서 흐름을 증가시키도록 형성된다.
상기 압출 헤드(6)에서, 상기 압출 용액은 노즐 공간(nozzle space) (7)에서 방적 모세관(spinning capillary)들의 형태로 이루어진 다수의 압출 덕트(extrusion duct)들 (8)로 분배된다. 상기 방적 모세관들 (8)은 도 1에서 돌출 평면과 수직한 라인에 배열되어 있다. 단일 압출 헤드 (6)에 의해서, 복수의 연속성형 제품들이 동시에 제조된다. 또한, 복수의 압출 헤드들 (6)이 제공될 수도 있는데, 각각 복수의 연속성형 제품들을 형성하거나, 도 1의 실시예에서는 필라멘트(filament)들을 형성한다. 도 1에서는, 단순화하기 위해서 단지 하나의 방적 모세관 (8)만을 나타내었다.
일반적으로, 상기 방적 모세관은 500㎛ 보다 작은 내경 D를 가지며, 특정 용도의 경우, 상기 내경은 100㎛보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 약 50 내지 70㎛일 수 있다.
상기 압출 용액이 통과하는 상기 방적 모세관의 길이 L은 적어도 상기 내경 D의 두 배이며, 최대 상기 내경의 100 내지 150배이다.
상기 압출 덕트(방적 모세관) (8)은 가열 수단(heating means) (9)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 가열 수단에 의해서 상기 압출 덕트(방적 모세관) (8)의 벽 온도가 제어될 수 있다. 상기 압출 덕트(방적 모세관) (8)의 벽 온도는 작동 시에 약 150℃이다. 상기 방적 용액의 온도는 작동 시에 약 80 내지 130℃이다. 상기 압출 덕트(방적 모세관) (8)은 또한 캐리어 본체(carrier body)에 임의의 형태로 배치될 수 있으며, 그 온도는 외부로부터 제어되며, 이로써 상기 압출 헤드 (6)에서 구멍 밀도들은 높아진다.
상기 가열 수단 (9)는 상기 흐름 방향 S에 위치하는 상기 압출 덕트의 출구 (10)까지 연장되는 것이 바람직하다. 이로써, 상기 압출 덕트(방적 모세관) (8)의 벽은 아래로 상기 압출 덕트 개구 (10) 까지 가열된다.
상기 압출 덕트(방적 모세관)의 내부 벽에서 상기 압출 덕트(방적 모세관)의 직접 또는 간접 가열로 인해서, 그리고 상기 온도에 의존하는 상기 압출 용액의 점도로 인해서, 중심 흐름과 비교하여 낮은 점도를 갖는 가열 필름 흐름이 형성된다. 이로써, 상기 압출 덕트(방적 모세관)(8) 안에서 상기 압출 용액의 점도 프로파일 및 압출 공정은 개선된 루프 안정성과 상기 압출 방적 용액의 감소된 피브릴화가 달성되도록 확실하게 변화된다.
상기 압출 덕트(방적 모세관)(8)에서, 상기 압출 용액이 압출되고, 그 후 에어 갭(air gap) (12)에서 필라멘트 (11)의 형태로 방출된다. 상기 압출 용액의 흐름 방향 S에서, 상기 에어 갭은 높이 H를 갖는다.
상기 에어 갭 (12)에서, 공기 (13)이 상기 압출 헤드 (6)으로부터 나오는 상기 압출 용액에 고속으로 공급된다. 상기 흐름 방향은 상기 압출 필라멘트까지 수평으로 인도될 수 있으며, 상기 공기 (13)의 유속은 상기 연속성형 제품이 상기 압출 덕트 개구 (10)을 빠져나오는 상기 필라멘트의 압축 속도보다 클 수 있다. 본질적으로 동축상으로 인도되는 공기 흐름으로 인해서, 인장 응력(tensile stress)이 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)과 상기 공기 (13) 사이의 경계면에서 작용하며, 상기 응력은 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)을 연신할 수 있다.
상기 에어 갭 (12)를 지난 후, 상기 연속성형 제품(필라멘트)은 응고 욕 영역(coagulation bath zone) (14)로 들어가서, 응고액으로 적셔지거나 습윤된다. 상기 적심 과정은 스프레이 또는 습윤 장치(미도시)에 의해 이루어지거나 상기 응고 욕에 상기 연속성형 제품 (11)을 담금으로써 이루어진다. 상기 응고 욕 용액으로 인해서, 상기 압출 용액은 안정화된다.
상기 응고 욕 영역 (14)의 하류 인장 응력 없이도 본질적으로 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)이 컨베이어 수단 (15) 위에 놓여질 수도 있다. 상기 컨베이어 수단 (15)는 진동 컨베이어로 구성된다. 진동 컨베이어 (16)의 왕복 운동으로 인해서, 연속 필라멘트들이 직선화된 스테이플들 (17)로 상기 컨베이어 수단 위에 놓여진다. 인장 응력 없이 상기 컨베이어 수단 (15) 위에서의 운반으로 인해, 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)은 예를 들면, 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)의 압출 직후에 바로 가해지는 초기 기계적 부하에 의해 발생할 수 있는, 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)의 기계적 특성에 작용하는 불리한 효과들 없이 안정화될 수 있다.
구성에 따라서, 상기 연속성형 제품(필라멘트) (11)은 상기 컨베이어 수단 (15)의 상류 또는 하류의 연신 작업(draw-off work) (18)에 의해서 연신되고, 휨 또는 컨베이어 수단 (19)을 통해 절단기 (20)으로 공급되며, 타이터(titer), 안정도 및 신축도(stretching)와 같은 상응하는 섬유 파라미터들이 조정된다.
상기 압출 헤드들 (6)의 오직 일부 또는 모든 압출 헤드들 (6)의 연속성형 제품(필라멘트)들 (11)만이 평행하게 상기 절단기 (20)안으로 들어간다. 상기 절단기 (20)에서, 여러 압출 헤드들 (6)의 연속 성형 제품(11) 번들을 상기 절단기, 실제 절단기(미도시) 및 스테이플 섬유 세척 장치에 공급하기 위한 한 쌍의 롤들(미도시)이 존재한다. 상기 절단기(미도시)는 연신 롤 쌍에 의해 이송된 토우(tow)를 워터 젯 인젝터(water jet injector)를 이용하여 수평 회전 절단 나이프들로 끌어들인다.
상기 절단 나이프들에 의해 상기 섬유재는 소정 길이로 절단된다. 상기 절단 나이프들은 연속적인 재연삭에 의해 상기 절단 공정 중에 날의 예리함을 유지한다. 또한, 워터 젯 공급에 의해서, 상기 절단 공정 중에 형성된 상기 스테이플 섬유 더미들의 제1 용해가 상기 스테이플 섬유 더미들의 부유(suspension) 전에 이루어져 섬유재를 형성한다.
본질적으로 매트(mat)같은 섬유재 (21)이 상기 절단기 (20)으로부터 방출되며, 상기 섬유재는 상기 절단 공정 중에 공급된 물과 함께, 상기 섬유재 (21)을 처리하기 위한 장치 (22) 안에서 세척된다. 상기 섬유재 (21)은 상기 절단기 (20)에서 절단된 섬유재의 무질서한 배향에 의해 형성된다.
상기 섬유재 (21)을 처리하기 위한 장치 (22)는 본질적으로 본 발명의 기술 내용을 구성한다.
상기 장치 (22)에서, 탈산, 탈황, 세척, 표백 및 세척, 항염소 처리, 아비바즈(avivage)/ 팻 코팅(fat coating) 또는 다른 화학제로 처리하는 것과 함께 물로 세척하는 단계와 같은 비스코스 섬유에 대한 일반적인 처리 단계들이 수행된다. 상기 개개의 처리 단계들 또는 상들은 각각, 처리 구역들 (23, 24, 25, 26, 27)에서 일어나며, 상기 처리 구역들은 프레스 롤 장치들 (28, 29, 30, 31, 32, 33)에 의해서 서로 분리된다. 각 처리 구역 (23 내지 27)에서, 함침 수단 (34, 35, 36, 37, 38)을 통하여, 상기 처리 구역 또는 처리 단계에 각각 관련된 처리액이 대응 저장용기들 (39, 40, 41, 42, 43)으로부터 저마다 공급된다. 상기 처리 구역들은 상기 섬유재의 운반 방향으로 롤 중심에서 롤 중심까지 적어도 약 0.5 m의 간격을 가지지만, 상기 간격은 최대 10 m 로 이루질 수 있으며 상기 처리 동작의 요구에 따라 달라질 수 있다. 극단적인 경우에, 상기 개개의 프레스 롤 장치들 (28, 29, 30, 31, 32, 33)은 서로 바로 뒤따라올 수 있으며, 그 결과 상기 프레스 롤들은 바로 접촉하지만 않게 된다.
공정 중에, 상기 저장용기들 (39 내지 43)에 역으로 흐르는 처리액이 공급될 수 있는데, 즉 상기 섬유재 (21)의 운반 방향 B에서 연속적인 단계로부터 나온 처리액이 본질적으로 세척되지 않고 상기 처리 방향을 따라 상류 처리 단계로 이송되며, 상기 장치 (22)를 통과하는 처리액의 흐름 방향은 상기 장치 (22)를 통과하는 상기 섬유재 (21)의 운반 방향과 반대가 된다. 상기 운반 방향 B에서, 상기 섬유재 (21) 아래에 수집 용기로 배치된 상기 저장용기들 (39 내지 43)에서 상기 처리액의 순도는 증가된다. 상기 섬유재 (21)은 상기 장치 (22)에 의해 컨베이어 수단 (44)로 운반되며, 상기 컨베이어 수단은 무단 이동 스크린 또는 무단 와이어-천 벨트, 진동 컨베이어 또는 편심 노치 컨베이어로 구성될 수 있다.
상기 프레스 롤 장치들 (28 내지 33)은 도 1에 도시한 것과 같이, 쌍을 이룬 롤들 또는 고정 역압 면을 구비한 개개의 롤들로 구성될 수 있다. 상기 롤들의 압력은 예를 들면 레버장치에 의해, 기계적 뿐만 아니라 전기적, 수력적 또는 공기압적으로 발생될 수 있다. 상기 프레스 롤의 일반적인 압력은 대략 롤 폭(mm) 당 100 N 까지이다.
상기 프레스 롤 장치들 (28 내지 33)에 의해 가해진 압축력으로 인해서, 개개의 처리 구역 (23 내지 27) 안으로 유입된 처리액이 상기 섬유에서 짜내어지고, 상기 처리액이 이전 처리 단계에서 다음 처리 단계로 운반되는 것이 방지된다.
상기 장치 (22)를 지난 후, 상기 섬유재 (21)은 도 1에 도시되지 않은 다른 처리 단계로 이송될 수 있다. 예를 들면, 상기 섬유재를 제습하고 이완시키기 위해서 개구 집합체들을 갖춘 건조 장치 및 제품을 즉석에서 제조하기 위한 연속적인 포장 집합체가 따라올 수 있다.
도 1은 셀룰로오스를 함유한 방적 용액으로 섬유재를 제조하는 일 실시예를 나타낸다. 하지만, 상기 장치 (22)의 이용이 셀룰로오스 섬유에만 한정되는 것은 아니며, 다른 조성을 갖는 필라멘트의 직조 섬유재 또는 부직포 유사물에도 사용될 수 있다. 비-비스코스 또는 비-셀룰로오스 섬유와 같은 섬유재를 제조하기 위한, 다른 제조 방법들이 공지되어 있다.
다음으로, 하나의 프레스 롤 장치가 각각 실시예로 기재되어 있다. 상기 프레스 롤 장치들 (28 내지 33)의 기본 기능은 각 경우마다 동일하며, 이하에서는 단지 하나의 단일 프레스 롤 장치를 일 실시예로서 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 프레스 롤 장치 (50)의 제1 실시예를 나타낸 도면으로서, 상기 장치는 상기 섬유재 (21)의 이동 방향과 수직한 부분에서 상기 섬유재를 처리하기 위한 장치이다.
도 2에 나타낸 상기 프레스 롤 장치는 저속으로 상기 토우 또는 스테이플 섬유를 세척하고 대량의 섬유재를 처리하는데 사용되며, 상기 섬유재는 운반 방향으로 약 40 m/min의 속도로 이동된다. 이러한 속도는 상기 압출 헤드에서 연속성형 제품의 압출 속도와 일치한다. 무수 상태인 섬유재의 0.1 kg/㎡의 기본 중량의 경 우, 섬유 처리량은 약 52 kg/(㎡h)이며, 처리액은 롤 폭(m) 당 125 ㎥/(h m)의 유속으로 공급된다.
상기 프레스 롤 장치 (50)은 프레스 롤 (51)을 포함하며, 상기 프레스 롤은 도 2에는 도시되지 않은 베어링(bearing)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 섬유재 (21)을 움직이면서 화살표 P 방향으로 회전한다. 상기 프레스 롤 (51)은 압력 F의 힘으로 상기 섬유재 (21) 안으로 눌려진다. 상기 공정에서, 상기 프레스 롤 (51) 주위에서 이상화된 감싸는 표면인 가압면 영역(pressing surface area) (52)가 형성되며, 압력 F에 의해 발생된 압축력이 상기 가압면 영역에 의해 상기 섬유재 상에 작용한다.
상기 가압면 영역 (52)를 통해 상기 섬유재 상에 압출력으로 작용하는 압력 F가 가로지르는 영역은 가압 구역 (53)으로 표시하였다. 상기 섬유재 (21)의 이동 방향 B를 따라서, 상기 가압 구역에서 먼저 압축력은 상기 프레스 롤 (51)이 최대로 상기 섬유재 (21)을 침투하는 영역까지 대략적으로 증가된다. 상기 섬유재의 이동 방향 B에서 압축력이 증가하는 영역을 이하에서 압축 영역 (54)로 나타내었다. 상기 섬유재의 이동 방향 B에서 상기 압축 영역 (54) 다음에는 확장 영역 (55)가 뒤따라오며, 상기 확장영역에서는 상기 압축력이 상기 섬유재의 이동 방향 B를 따라 다시 감소된다.
상기 압축 영역 (54)에서, 증가된 압축력으로 인하여 상기 섬유재 (21)안에 흡수된 처리액 (56)은 짜내어지며, 그 결과 그 다음 압축 영역 (54)에서는 이전 처리 단계로부터 방출된 처리액 (56)이 거의 상기 섬유재 (21)에 존재하지 않게 된다.
도 2의 실시예에서, 상기 프레스 롤 (51)에는 통로들 (57)이 구비되며, 상기 통로들은 상기 프레스 롤의 내측으로부터 상기 프레스 롤의 외측까지 연장된다. 상기 프레스 롤 (51)의 외측 원주면 (59)에서, 상기 통로들 (57)은 리세스(recess)들 (58) 안에 귀착되며, 상기 리세스의 직경은 상기 통로들 (57)의 직경보다 크다. 상기 통로들은 상기 프레스 롤 축을 따라서 슬릿(slit)처럼 부착될 수 있으며, 둘레를 따라서 일정하게 분포되어 있다.
롤 직경이 400 mm인 경우 보어(bore)들의 직경은 3 내지 12 mm이다. 상기 프레스 롤 (51)의 개방 정도는 대개 그 직경과는 상관없이 약 5 내지 40%이다.
상기 관통 보어들 (57)은 상기 원주 방향 또는 축방향을 따라서 열을 지어 임의로 분포될 수 있으며 또는 외측 원주면 (59)에서 서로에 대해 구획될 수 있다.
도 2의 실시예에서, 상기 프레스 롤의 내측은 함침 수단의 일부를 형성하며, 상기 함침 수단을 통해서 처리액이 상기 섬유재 안으로 유입된다.
상기 프레스 롤 (51)의 내측에, 커버 본체 (60)이 제공되는데, 상기 커버 본체는 본질적으로 관상 구조를 가지며 개구 (61)을 포함하고, 상기 개구는 상기 가압 구역과 대면하는 슬릿 형태로 상기 프레스 롤 (51)의 축 방향으로 연장된다. 상기 커버 본체 (60)은 상기 프레스 롤 (51)과 함께 이동하지 않으며, 고정되어 있다. 상기 슬릿과 대면하는 그것의 단부에서, 상기 커버 본체 (60)은 실링 요소(sealing element)들 (62)를 구비하며, 이로써 상기 프레스 롤 (51)의 내부 공간 (63)으로부터 나온 어떠한 처리액도 상기 커버 본체 (60)과 상기 프레스 롤 (51)의 내측 원주면 (64) 사이로 들어올 수 없다.
상기 커버 본체 (60)은 처리 영역 (65)를 한정하며, 상기 처리 영역 (65)를 통해서 처리액이 상기 섬유재 (21) 안으로 유입된다. 도 2에서 상기 처리 영역 (65)는 주로 상기 확장 영역 (55)의 범위 안까지 연장되지만, 또한 적어도 부분적으로는 상기 압축 영역 (54)의 범위 안까지 연장된다. 예를 들면, 2.5 내지 3 bar의 압력 하에서, 처리액이 상기 통로들 (57)을 통하여 상기 프레스 롤 (51)의 내부 공간 (63)으로부터 전달된다면, 도 2에 개략적으로 나타내고 있듯이, 이러한 처리액은 상기 압축 영역 (54)에서 이전 처리단계에서 방출된 처리액 (56)을 씻어낼 것이며, 압력 감소로 인한 상기 섬유재 (21)의 팽창과 모세관 작용에 의해 상기 확장 영역 (55)에 흡수될 것이다. 결과적으로, 상기 가압면 영역 (52) 또는 가압 프레스 롤 (51)을 통해서 각각 공급된 처리액의 균일하고 빠른 분배가 달성된다. 상기 가압 구역 (53)에 대해서 상기 슬릿 (61)의 위치를 조정할 수 있도록, 상기 제1 커버 본체 (60)은 두 줄 화살표 A에 의해 암시되는 바와 같이 세로축 X 주위에서 선회하도록 상기 프레스 롤 (51)과 동축으로 고정되어 있다.
도 3은 도 2의 실시예의 다른 태양을 나타낸다. 이하에서는, 도 2의 실시예와의 차이점만을 설명한다.
도 3의 프레스 롤 장치는, 예를 들면 약 4.1 kg/㎡의 중량을 갖는 섬유재 (21)과 같은 셀룰로오스 부직포를 세척하는데 사용될 수 있다. 이런 경우에, 상기 섬유재는 약 0.1 m/min의 속도로 운반 방향으로 이동된다. 이런 경우 상기 롤 폭(m) 당 섬유 처리량은 약 40 kg/(h ㎡)이다. 상기 처리액은 0.7 ㎥/(h m)의 처리량으로 공급된다.
도 2의 일체형 커버 본체 (60)과는 대조적으로, 도 3의 다른 태양에서 상기 커버 본체는 두 개의 커버 본체들 (60a) 및 (60b)로 나누어진다. 상기 두 개의 커버 본체들 (60a, 60b)의 각각은 그 세로축 주위에서 선회하도록 상기 프레스 롤 (51)의 내측 원주면 (64)에서 다른 커버 본체와 독립적으로 유지된다. 따라서, 도 3에 따른 프레스 롤 장치 (50)에서, 상기 슬릿 (61)의 배향뿐만 아니라 개방각(Opening Angle) α는 상기 커버 본체들 (60a, 60b) 중 어느 하나 또는 양 커버 본체들 (60a, 60b)를 조정함으로써 변화될 수 있다. 상기 슬릿 영역의 바깥에서 상기 프레스 롤 (51)의 내부 공간 (63)을 밀봉하기 위해서, 실링체(sealing body) (66)이 제공되고, 상기 실링 본체는 이동 슬릿(moving slit) (67)을 커버하고, 상기 이동 슬릿은 상기 두 개의 커버 본체들 (60a, 60b)에 의해 형성되며, 상기 두 개의 커버 본체들 (60a, 60b) 서로에 대한 이동성을 보장한다. 상기 실링체 (66)은 상기 커버 본체들 (60a, 60b) 안에 배열될 수 있으며, 또는 택일적인 실시예에서, 상기 커버 본체들 (60a, 60b) 및 상기 프레스 롤 (51) 사이에 배열될 수 있다. 이런 배열을 위해서, 세로 슬릿을 갖춘 관상 실링체(sealing body) (66)에 실링 요소들 (68)이 구비되며, 상기 실링 요소들은 상기 커버 본체와 상기 실링체 사이에서 처리액의 침투를 방지한다.
도 3의 실시예에서, 상기 처리 영역 (65)의 크기와 위치에 대한 높은 가변성으로 인해, 개개의 처리 단계에 대한 정확한 적응과 이러한 처리 단계로 이송되는 처리액의 습윤 요구들이 이루어질 수 있다.
가상선(phantom line)에서, 예를 들면 상기 왼쪽 커버 본체 (60b)의 일 측면 조정이 도 3에 나타나 있으며, 이러한 조정으로 처리 영역 (65)는 상기 확장 영역 (55) 안에만 위치하게 되며, 상기 확장 영역을 통해서 처리액이 상기 섬유재 (21) 안으로 유입된다.
본 발명에 따른 프레스 롤 장치의 제2 실시예는 도 4에 도시되어 있다. 여기서, 이전 실시예의 구성 요소들과 본질적으로 상응하는 기능 또는 구성을 갖는 요소들에 대해서 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 4의 실시예에서, 상기 프레스 롤 (51)은 상기 프레스 롤 (51)의 축방향 X로 연장되는 복수의 리브들 (70)으로 형성된다. 상기 리브들은 상기 프레스 롤 (51)의 내측으로부터 외측으로 방사 방향으로 증가하는 벽 두께를 갖는다. 그 외측면에서, 상기 리브들 (70)은 적어도 부분적으로 상기 가압 구역 (53)에서 가압면 영역 (52)를 형성한다. 상기 리브들 (70)은 각각 상기 축방향 X에 위치한 상기 가압면 영역의 두 단부들에서 장착 플레이트들 또는 링들에 고정되어 있다. 상기 리브들 (70)은 모두 서로에 대해 평행하게 연장되고 서로 동일 간격으로 떨어져 있으며, 그들 사이의 구역 (71)은 실질적으로 물질이 없다. 상기 리브들 (70)은 원주 방향으로 연장되는 플레이트 또는 링과 같은 스트럿(strut)에 의해 상호 연결될 수 있으며, 이로써 상기 리브들은 보다 높은 기계적 안정성을 얻는다.
도 4에 도시된 실시예에서, 프레스 롤 (40)의 개방 정도는 개개의 경우들에 있어서 90 내지 95%일 수 있다. 리브들의 수는 30 내지 80, 바람직하게는 약 60개이다. 상기 프레스 롤의 직경이 400 mm인 경우, 상기 리브의 폭은 원주 방향으로 1 내지 20 mm로 구성될 수 있으며, 보다 넓은 스트럿들을 사용하면 압력은 보다 높아지지만, 유속은 느려진다.
상기 프레스 롤 (51)의 내부 공간 (63)에, 함침 장치 (72)가 배열되며, 상기 함침 장치를 통해서 처리액이 상기 프레스 롤 (51)의 내부 공간 (63)으로 안내된다. 이러한 함침 장치 (72)는 예를 들면 택일적으로 상기 커버 본체 (60) 대신에 또는 상기 커버 본체와 함께 도 2의 실시예에 사용될 수도 있다.
반대로, 상기 함침 장치는 상술한 상기 커버 본체 (60)과 함께 도 2나 도 3의 실시예들에 따라서 사용될 수도 있다.
도 4의 실시예에 도시된 상기 함침 장치 (72)는 상기 프레스 롤 (51)의 축 X와 동축으로 연장되는 중심 공급 라인 (73)으로 구성된다. 상기 공급 라인 (73)은 상기 축방향 X에 위치한 그 단부가 잘려진 채로 도 4에 도시되어 있지만, 도 4의 오른쪽 단부에, 단부 캡(end cap)이 제공될 수 있으며, 또는 상기 공급 라인 (73)은 상기 축방향 X로 전체 프레스 롤 (51)을 통과하여 연장될 수 있고, 다른 프레스 롤 장치에 처리액을 공급할 수 있다. 처리액의 흐름 방향 S에서 상기 공급 라인 (73)의 단부는 이런 처리 단계에서 상기 처리액을 재순환시킬 수 있도록 상기 공급 라인 (73)의 입구에 연결될 수 있다.
상기 함침 수단 (72)에는 하나 또는 복수의 스프레이 노즐들 (74)가 더 구비될 수 있으며, 상기 스프레이 노즐들은 상기 섬유재 (21)을 향해 있다. 상기 처리액은 상기 중심 공급 라인(또는 수집 튜브) (73)으로부터 상기 개개의 노즐들 (74)를 통하여 그리고 상기 리브들 (70) 사이를 지나 상기 섬유재 (21) 안으로 흘러간다.
도 5는 도 4의 실시예의 축방향 X에 수직한 단면도를 나타낸다.
도 5에서, 상기 스프레이 노즐들 (74)의 각각으로부터 나온 처리액이 분무 콘(atomizing cone) (75)를 형성하고, 상기 분무 콘들 (75)는 상기 가압 구역 (53)에서 상기 처리액에 의해 적셔지지 않는 영역이 없도록 겹쳐져 있는 것을 볼 수 있다. 상기 분무 콘들 (75)는 원뿔형 또는 평평하게 이루어질 수 있다.
상기 처리액 (56)이 상기 섬유재 (21)의 이동 방향 B에서 상기 가압 구역 (53)의 하류에 위치한 영역 안으로 운반되는 것을 방지하기 위해서, 각 리브 (70)의 높이 H는 상기 가압 구역 (53)에 실질적으로 위치한 리브들이 둑을 형성하고 상기 둑을 통해서 상기 가압 구역의 양 측면들에 있는 영역들 사이에서 처리액이 바로 흐를 수 없도록 구성된다.
상기 프레스 롤 51의 회전 D에 의해서 처리액이 상기 리브들 (70) 사이의 공간 (71)을 통하여 하나의 처리 단계로부터 다음 처리 단계로 운반될 수 있으므로, 스프레이 노즐 (74′)는 이전 처리단계로부터 흘러나올 수 있는 처리액 (56)을 씻어내기 위해서 상기 압축 영역을 향하여 있다.
조정 수단을 통해, 예를 들면 서로에 대해 회전 가능한 튜브들 (76)에 부착되어 있고 상기 공급 라인 (73)에 집중되어 있는 상기 스프레이 노즐들 (74)에 의해서, 상기 처리 영역 (65)는 상기 스프레이 노즐들 (74)를 조정함으로써 크기와 배향이 조절될 수 있다.
원주 방향에서 상기 리브들의 간격은 충분한 양의 처리액이 상기 리브들 사이를 지날 수 있도록 하며, 동시에 상기 가압 구역 (53)에서 압축력이 상기 섬유재 (21) 상에 균일하게 작용할 수 있도록 구성된다.
도 6은 본 발명에 따른 프레스 롤 장치 (50)의 제3 실시예의 투시도를 나타낸다. 여기서, 이전 실시예의 구성 요소들과 본질적으로 상응하는 기능 또는 구성을 갖는 요소들에 대해서 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 6에 나타낸 실시예의 프레스 롤 (51)은 상기 프레스 롤 (51)의 축방향 X에서 이격된 리브들 (70)을 포함하며, 상기 리브들 사이에 공간 (71)이 형성된다.
상기 프레스 롤 장치 (50)은 두 개의 함침 수단 (72a, 72b)를 더 포함하는데, 상기 함침 수단들은 단순화하기 위해 도 6에 도시하지 않는 섬유재의 이동 방향 B에 대하여 상기 프레스 롤 (51)의 양 측면들에 배열되어 있다.
각 함침 수단 (72a, 72b)는 상기 프레스 롤 (51)의 축방향 X에 평행하게 연장되는 수집 튜브(중심 공급라인) (73)을 포함하며, 상기 수집 튜브로부터 공급 라인들 (80)은 상기 리브들 (70) 사이의 공간들 (71) 안으로 연장되며, 상기 공간들은 상기 가압 구역 (53) 안쪽 아래를 향한다.
도 6의 실시예에서, 상기 두 개의 함침 수단 (72a, 72b)의 공급 라인들 (80)은 일체형으로 상호 연결되어 있으며, 그 결과 상기 함침 수단 (72a)의 수집 튜브(중심 공급 라인) (73)으로부터 나온 처리액이 상기 함침 수단 (72b)의 수집 튜브 (중심 공급 라인)(73)으로 흘러가며, 상기 처리액의 일부는 도 6에 도시되지 않은 상기 공급 라인들 (80)의 개구들을 통하여 상기 가압 구역 (53)으로 방출된다.
택일적으로, 함침 수단 (72a)의 공급 라인들 (80)과 함침 수단 (72b)의 공급 라인들 (80)은 분리될 수 있으며, 이로써 함침 수단 (72b)를 통과하기보다는 다른 함침 수단 (72a)를 통하여 다른 처리액이 상기 가압 구역 (53)으로 유입된다. 이러한 구성은 여러 섬유재들 및 처리액들과 함께 상기 프레스 롤 장치 (50)에 의해 운반되는 처리액의 가변성과 적용성을 보다 높일 수 있다.
상기 공급 라인들 (80)의 횡단면은 본질적으로 상기 공간들 (71)의 횡단면과 일치하도록 구성되어 대부분 상기 공간들 (71)을 채우게 된다. 상기 수집 튜브(중심 공급 라인) (73)을 통과하는 처리액의 흐름 S는 상기 공급 라인들 (80)을 통해서 상기 가압 구역 (53)으로 인도된다. 이는 특히 도 7에 잘 나타나 있으며, 도 6의 실시예의 정면도는 상기 섬유재 (21)의 이동 방향 B를 향해 도시되어 있다.
도 7에서, 공급 라인은 가압 구역의 범위 내에, 특히 상기 확장 영역 (55)의 범위 내에 부분적인 단면으로 나타나 있다.
상기 공급 라인은 이러한 영역에서 개구들 (81)을 포함하며, 상기 개구들을 통해서 상기 처리액은 상기 공간 (71) 안으로 방출되고 상기 가압면 영역 (52)를 통해 상기 섬유재 (21)로 들어간다.
도 7에 나타낸 것과는 택일적으로, 상기 섬유재 (21)에 대면하는 공급 라인들 (80)의 단면이 상기 섬유재와 (21)과 접촉하게 될 수도 있다. 하지만 이런 경우, 압력 하에 통과하게 되는 섬유재 (21)에 의한 공급 라인들 (80)의 초기 마모와 상기 섬유재의 손상을 방지하기 위해서 상기 공급 라인들 (80)의 내마모성과 표면 질과 관계된 특별한 장치들이 사용되어야만 한다.
도 6 및 도 7의 실시예의 택일적인 구성에서, 섬유재 (21)의 이동 방향 B에 대하여 앞쪽에 있는 함침 수단 (72a)는 흡입 수단으로 구성될 수도 있으며, 상기 흡입 수단에 의해 처리액이 예를 들면 상기 개구들 (81)을 거쳐 상기 압축 영역으로부터 상기 공급 라인들 (80)으로 흡입된다.
도 7에, 다른 구동 수단 (82), 예를 들면 전기 모터가 도시되어 있는데, 상기 구동 수단 의해 상기 프레스 롤 (51)은 상기 섬유재의 이동과 동시에 회전 가능하게 구동된다. 이러한 구동 수단 (82)는 다른 실시예들에서도 사용될 수 있다. 이런 구성에서, 상기 프레스 롤 자체는 상기 섬유재 (21) 용의 컨베이어 수단으로 이용될 수 있으며, 상기 컨베이어 수단에 의해 상기 섬유재 (21)은 상기 가압 밀의 개개의 처리 단계들을 거쳐 운반된다.
도 8은 본 발명에 따른 프레스 롤 장치 (50)의 제4 실시예를 나타내는데, 상기 프레스 롤 (51)의 축방향 X와 수직하고 상기 섬유재 21의 이동 방향 B와 평행한 단면이다. 도 8에 따른 프레스 롤 장치 (50)은 역압 롤(counterpressure roll) (90)을 포함하며, 상기 역압 롤은 상기 프레스 롤 (51)의 압력 F1에 대향하고 동일한 값을 갖는 압력 F2의 작용으로 상기 섬유재 (21) 안으로 눌려진다. 상기 프레스 롤 (51)과 상기 역압 롤 (90)은 모두 도 2 및 도 3에 나타낸 제1 실시예의 구성과 일치하는 동일 구성으로 이루어진다.
단순화하기 위해서, 도 8의 실시예의 경우 이전 실시예의 구성 요소들과 본질적으로 상응하는 기능 또는 구성을 갖는 요소들에 대해서 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 8의 실시예의 경우, 확장 영역 (54)에서 상기 처리액은 화살표 S1로 개략적으로 나타내었듯이, 상기 역압 롤 (90)에 의해 이전 처리 단계로부터 흡입되는 한편, 확장 영역 (55)에서 다음 처리 단계를 위해 처리액이 화살표 S2로 나타내었듯이, 프레스 롤 (51)를 통해 상기 섬유재 안으로 유입된다.
이러한 실시예와 택일적으로, 각 롤 (51, 90)은 가압 구역 (53)에서 함침뿐만 아니라 흡입에 의한 제거를 일으킬 수 있다.
도 1에 도시되어 있듯이 상기 처리 장치 (22) 즉, 가압 밀에서 본 발명에 따른 프레스 롤 장치 (50)을 사용하는 경우, 다음 처리 단계를 위해 상기 프레스 롤 장치가 바로 뒤에 올 수 있으며, 상기 가압면 영역 (52)를 통한 상기 섬유재 (21)의 함침으로 인해서, 상기 섬유재 (21)에 상기 처리액의 즉각적이고 균질한 분포가 이루어진다.
이로써, 상기 가압 및 처리 장치 (22)의 전체 길이는 상당히 감소된다.
발생하는 모세관 효과 및 확장 영역 (55)에서 짧은 섬유 방향에 의해 지지되는 상기 섬유재 (21) 안에서 즉각적이고 균질한 분포로 인해서, 상기 함침 과정은 보다 정확하게 달성되고 보다 용이하게 제어될 수 있다. 그 결과, 화학적으로 반응하기 쉬워, 주의 깊게 취급되어야 하는 처리액에 의한 고른 함침이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 롤들은 섬유를 제조하기 위한 플랜트의 다른 위치들에서도 사용될 수 있는데, 예를 들면 광택(waxing) 수단과 일체로 형성된 연신 롤들로 사용될 수 있다.
일 실시예로 기술한 셀룰로오스로 만들어진 섬유재와는 별도로, 천연 또는 함성 섬유로 이루어진 섬유재가 본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법에 의해 처리될 수 있으며, 예를 들면 비스코스, 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리아마이드 및 폴리아크릴로 이루어진 섬유재들이 처리될 수 있다.
이하에서, 전술한 실시예들을 설명하기 위한 특정 실시예들이 표에 나타나 있다.
다음 표의 실시예들 1 내지 4에서, 리오셀 방법에 따라 제조된 섬유 토우(fibre tow)가 습윤 절단기에 의해 스테이플 형태로 만들어지고, 이런 조건에서 섬유재 (21)로 처리 장치 (22)에 적용된다. 중량 표시와 관련하여, 무수 상태에서 섬유재의 중량이 측정된다. 실시예 5에서, 상기 섬유 토우는 절단하는 과정 없이 직접 섬유재 (21)로써 상기 처리 장치 (22)에 공급된다. 처리액으로서, 모든 실시예들에서 물이 사용된다. 모든 실시예들 1 내지 5에서 상기 장치 (22)는 모든 처리 구역에서 상기 섬유재 (21)이 처리액에 의해 그 전체 두께를 가로질러 완전히 침투되도록 구성된다.
실시예 1 2 3 4 5
함침 수단 스프레이 롤 롤 롤 롤
롤의 유형 - 도 4 도 4 도 2 도 2
조건 스테이플 스테이플 스테이플 스테이플 토우
프레스 롤 폭(mm)당 라인압력 N/mm 12 12 10 10 10
처리 구역 면적(㎡)당 섬유재 kg/㎡ 7.2 7.2 3.1 4.1 0.1
세척 속도 m/min 1.5 1.5 0.3 0.1 36
롤 록(m)당 액체 처리량 ㎥/hm 15.4 15.4 2.5 0.7 125
처리 구역(㎡)당 섬유 처리량 kg/㎡h 324.8 1299.4 93.8 41.3 51.6
실시예 1에서, 상기 섬유재의 함침은 상기 프레스 롤의 하류 운반 방향에서 상기 섬유재 위로 상기 처리액을 스프레이 하는 종래의 방법에 따라 이루어진다. 이런 방법에서, 상기 처리액과의 접촉 후에 처리액이 상기 섬유재 (21)을 즉각적으로 완전하게 침투하지 못하며, 그 결과 상기 처리액이 상기 섬유재 위에 호수처럼 축적되고 단지 점진적으로 상기 섬유재 (21)을 통과해 떨어진다. 이러한 호수의 형성은 상기 섬유재의 두께가 증가할 수록 증가한다. 상기 섬유재에 대한 상기 처리액의 완전한 침투는 상기 처리 구역에서 상기 섬유재의 체류 시간이 상대적으로 긴 경우에만 달성된다. 이를 위해서, 상기 처리 구역은 상기 처리 장치를 통한 상기 섬유재의 운반 방향으로 상응하는 길이로 구성되어야만 한다.
실시예 2에서, 상기 처리는 처리 조건들 또는 실시예 1과 동일한 처리 조건들로 본 발명에 따라 구성된 프레스 롤로 수행된다. 표에 잘 나타나 있듯이, 실시예들 1과 2를 비교하면, 실시에 1에서, 즉 종래의 방법에서, 상기 처리 구역(㎡) 및 시간 당 섬유 처리량은 실시예 2보다 상당히 낮다.
실시예들 3 내지 5에서, 본 발명에 따른 프레스 롤들이 또한 사용되며, 그 결과 액체와 접촉하는 경우에 즉각적으로 상기 액체가 섬유재에 침투하고, 상기 섬유재에 대한 완전한 침투를 위한 긴 처리 구역들이 필요하지 않게 된다. 또한, 이런 실시예들에서 본질적으로 상기 섬유재 안으로 상기 처리액의 보다 균일하고 보다 빠른 분포가 이루어진다.
본 발명은 섬유재를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 직물 또는 부직포와 같은 섬유재의 처리 분야에 이용 가능하다.

Claims (44)

  1. 직조 또는 부직, 필라멘트 복합재와 같은 섬유재(21)를 처리하는 방법으로서, 상기 섬유재(21)가 처리장치(가압 밀)(22)을 통해 운반되고, 상기 가압 밀에서 상기 섬유재(21)는 상기 섬유재(21)에 작용하는 압축력에 의해 적어도 하나의 프레스 롤(51)의 가압면 영역(52)을 통해 적어도 하나의 가압 구역(53)에서 가압되며, 상기 가압된 섬유재는 처리액으로 함침 처리되고, 상기 가압 구역(53) 내 상기 섬유재(21)는 상기 섬유재(21)의 통과 방향으로 상기 압축력이 감소되는 확장 영역(55)을 통해서 운반되는, 상기 섬유재(21)를 처리하는 방법에 있어서,
    상기 확장 영역(55)에서 처리액은 상기 가압면 영역(52)을 통해서 상기 섬유재(21)로 전달됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 상기 가압 구역(53)의 압축 영역(54)을 통해서 상기 확장 영역(55) 앞으로 운반되며, 상기 압축 영역에서 상기 압축력은 상기 섬유재(21)의 통과 방향(B)으로 증가되고, 이미 존재하는 처리액(56)이 상기 섬유재(21)로부터 짜내어짐을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 짜내어진 처리액은 상기 가압면 영역(52)을 통해 상기 압축 영역(54)에서 방출됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리액은 상기 압축 영역(54)에서 상기 섬유재(21) 안으로 눌려짐을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 처리액은 상기 가압면 영역(52)을 통해서 상기 압축 영역(54)에서 상기 섬유재(21) 안으로 운반됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 상기 가압 구역(53)에서 적어도 두 개의 프레스 롤들(51, 90) 사이를 지나가게 됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리액은 압력 하에 상기 섬유재(21) 안으로 눌려짐을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리장치(가압 밀)(22) 앞에서 상기 섬유재(21)가 0.1 내지 20 kg/㎡의 비중량으로 제조됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 매트(mat) 형태로 상기 처리장치(22)에 공급됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 복수의 프레스 롤 장치들(28, 29, 30, 31, 32, 33)을 통해서 연속적으로 운반되며, 각 장치에서 제1 처리액은 상기 압축 영역(54)에서 상기 섬유재(21)로부터 짜내어지고 상기 섬유재(21)는 상기 확장 영역(55)에서 제2 처리액으로 함침 처리됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 셀룰로오스, 물 및 삼차 아민 옥사이드를 함유한 용액으로 만들어짐을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프레스 롤(51)은 적어도 0.1 m/min의 원주 속도로 구동됨을 특징으로 하는 섬유재를 처리하는 방법.
  13. 프레스 롤 장치에 대하여 상대적으로 움직이는 섬유재(21)를 처리하기 위한 프레스 롤 장치(50)로서, 상기 장치는 적어도 하나의 프레스 롤(51)을 포함하는데, 상기 프레스 롤(51)은 가압면 영역(52)과 적어도 하나의 함침 수단(72, 72a, 72b)을 구비하며, 가압 구역(53)에서 작동 시 상기 섬유재(21)에 작용하는 압축력이 상기 가압면 영역(52)을 통해서 발생되며, 작동 시에 처리액이 상기 함침 수단을 통해서 상기 섬유재(21)로 공급되며, 작동 시에 상기 가압 구역(53)은 확장 영역(55)을 형성하고, 상기 확장 영역(55)에서 상기 압축력은 상기 섬유재(21)의 이동 방향(B)으로 감소되는, 상기 프레스 롤 장치에 있어서,
    상기 프레스 롤 장치(50)는 상기 확장 영역(55)에서 개구들(57, 78, 71, 81)을 포함하며, 작동 시에 상기 개구들을 통하여 상기 처리액은 상기 가압면 영역(52)을 지나서 상기 섬유재(21) 안으로 전달됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 함침 수단(72, 72a, 72b)은 적어도 부분적으로 상기 프레스 롤(51) 안에 배치됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 프레스 롤(51)은 상기 섬유재(21)와 대면하는 그 표면(59)에서 리브들(70)을 형성하며, 상기 리브들은 적어도 부분적으로 상기 가압면 영역(52)을 형성하며, 상기 리브들 사이에서 작동 시에 상기 처리액은 상기 가압면 영역(52)을 통해서 상기 섬유재(21)로 유입될 수 있음을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 리브들(70)은 본질적으로 상기 섬유재의 이동 방향을 가로질러 연장됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 리브들(70)은 본질적으로 상기 섬유재(21)의 이동 방향(B)으로 연장됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 프레스 롤(51)에 노즐들(74)이 일체로 형성되며, 상기 노즐들을 통해서 상기 처리액이 작동 시에 상기 섬유재(21)로 향하게 됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 노즐들(74)은 분무 콘들(75)이 겹쳐지도록 구성됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 노즐들(74)은 상기 프레스 롤(51) 안에 배열되고, 상기 분무 콘들(75)은 상기 리브들(70) 사이를 통과하도록 인도되는 것을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  21. 제13항에 있어서, 상기 리브들(70)은 둑을 형성하며, 상기 둑은 상기 프레스 롤(51)을 통해 상기 압축 영역(54)으로부터 상기 확장 영역(55)으로 이동하는 상기 처리액의 흐름을 막도록 작동함을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  22. 제13항에 있어서, 상기 함침 수단(72, 72a, 72b)에는 조정 수단(60, 66, 78)이 구비되며, 상기 조정 수단에 의해 작동 시에 상기 처리액이 통과하는 상기 가압면 영역(52)의 처리 영역(65)의 크기가 조정될 수 있음을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 조정 수단(60, 66)은 상기 영역(65)과 결합되는 개구(61)를 가진, 상기 프레스 롤(51, 90) 안에 배치된 커버 본체(60)로 구성됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  24. 제23항에 있어서, 조정 수단이 제공되고, 제공된 조정 수단에 의해 상기 개구(61)의 배향 및 크기 중 적어도 하나가 조정될 수 있음을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  25. 제13항에 있어서, 흡입 수단이 제공되고, 작동 시에 상기 처리액이 상기 흡입 수단을 통해서 상기 압축 영역(54)으로부터 흡입됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  26. 제13항에 있어서, 상기 함침 수단(72, 72a, 72b)은 공급 라인(73, 80)을 포함하며, 작동 시에 상기 처리액은 상기 공급 라인을 통해서 상기 프레스 롤 바깥으로부터 본질적으로 상기 확장 영역(55) 안으로 전달됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 공급 라인(73, 80)은 상기 섬유재(21)의 이동 방향(B)으로 본질적으로 연장되는 두 개의 리브들(70) 사이에서 적어도 부분적으로 상기 가압 구역(53)에 적어도 배열됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  28. 제13항에 있어서, 상기 외측 원주면(59)의 최대 95%가 상기 처리액 용의 통로 표면으로 구성됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 외측 원주면(59)의 최대 90%가 상기 처리액 용의 통로 표면으로 구성됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 외측 원주면(59)의 최대 85%가 상기 처리액 용의 통로 표면으로 구성됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 외측 원주면(59)의 적어도 1% 내지 3%은 상기 처리액용의 통로 표면으로 구성됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  32. 제13항에 있어서, 상기 프레스 롤(51)은 400 m/min보다 작은 원주 속도로 구동됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 프레스 롤(51)은 60 m/min보다 작은 원주 속도로 구동됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  34. 제32항에 있어서, 상기 프레스 롤(51)은 10 m/min보다 작은 원주 속도을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  35. 제13항에 있어서, 상기 롤 폭에 대하여 상기 처리액은 0.1 내지 125 ㎥/(h m)로 공급됨을 특징으로 하는 프레스 롤.
  36. 제35항에 있어서, 상기 롤 폭에 대하여 상기 처리액은 0.1 내지 50 ㎥/(h m)로 공급됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  37. 제35항에 있어서, 상기 롤 폭에 대하여 상기 처리액은 0.1 내지 20 ㎥/(h m)로 공급됨을 특징으로 하는 프레스 롤 장치.
  38. 섬유재의 운반 방향으로 연속하는 적어도 두 개의 프레스 롤 장치들(50)을 구비하며, 상기 프레스 롤 장치들 사이에서 적어도 하나의 처리 구역(treatment field)가 형성되어, 상기 처리 구역에서 처리액이 상기 섬유재에 작용하도록 구성되는 섬유재(21)를 처리하기 위한 처리장치(가압 밀)(22)에 있어서,
    상기 프레스 롤 장치(50)는 제13항에 따라서 구성됨을 특징으로 하는 가압 밀.
  39. 제38항에 있어서, 적어도 하나의 프레스 롤 장치가 운반 수단으로 형성되며, 상기 운반 수단에 의해 상기 섬유재가 상기 처리 장치(가압 밀)을 통하여 전달됨을 특징으로 하는 가압 밀.
  40. 제38항에 있어서, 상기 가압 밀은 적어도 한 쌍의 프레스 롤들(51, 90)을 포함하며, 작동 시에 상기 섬유재(21)는 상기 프레스 롤들 사이를 통과함을 특징으로 하는 가압 밀.
  41. 제38항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 작동 시에 0.1 내지 20 kg/㎡의 면적 당 중량으로 이루어짐을 특징으로 하는 가압 밀.
  42. 제41항에 있어서, 상기 섬유재(21)는 작동 시에 0.1 내지 10 kg/㎡의 면적 당 중량으로 이루어짐을 특징으로 하는 가압 밀.
  43. 제38항에 있어서, 상기 처리 구역 당 상기 섬유재의 처리량은 10 내지 1500 kg/(㎡h)임을 특징으로 하는 가압 밀.
  44. 제43항에 있어서, 상기 처리 구역 당 상기 섬유재의 처리량은 10 내지 1200 kg/(㎡h)임을 특징으로 하는 가압 밀.
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