KR100583382B1 - 이동하는 다수-필라멘트 토우 가열세팅을 위한 캘린더링 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

이동하는 다수-필라멘트 토우 열경화를 위한 캘린더링 장치 및 방법은 기본적으로 토우가 롤에 의해서 전도적으로 가열되도록 꾸불꾸불한 경로로 이동하는 다수의 가열된 롤을 사용하고, 각 롤에서 토우와 접촉하여 각 롤의 부분을 직면하는 아치형 배열내 다수의 적외선 램프가 토우의 대향면에 적외선 방사를 적용시킨다. 한 양태에서, 적외선 램프의 이러한 배열은 통상적인 캘린더링 장치로 역설비된다. 다른 양태는 감소된 수의 캘린더 롤에 뒤이어 토우 열경화 달성에 집합적으로 효과적인 일련의 적외선 가열 터널을 제공한다. 각 캘린더링 장치 및 방법의 속도 및/또는 처리량은 유사한 크기의 통상적인 장치의 효과적으로 2 배이다.

Description

이동하는 다수-필라멘트 토우 가열세팅을 위한 캘린더링 장치 및 방법{CALENDERING APPARATUS AND METHOD FOR HEAT SETTING A TRAVELING MULTI-FILAMENT TOW}

도 1은 연속 필라멘트를 토우 형태로 드로잉하고 열경화하기 위한 통상적인 선행 기술 시스템을 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명의 일양태에 따른 캘린더링 장치 및 방법을 사용하는 토우의 드로잉 및 열경화 시스템의 일양태를 도시하는 유사한 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 캘린더링 장치 및 방법의 다른 양태를 사용하는 토우의 드로잉 및 열경화 시스템을 도시하는 유사한 개략도.

본 발명은 일반적으로 합성 중합체 물질의 섬유 제조를 위한 필라멘트의 형태로의 생산, 좀더 상세하게는, 이러한 필라멘트 물질, 특히 보통 폴리에스테르라고 언급되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 물질을 열경화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

합성사의 통상적인 제조에서, 용융된 중합체 물질이 다수 연속 필라멘트의 형태로 압출되고, 급냉하여 필라멘트를 냉각시킨 후, 수집하고 수직 수송시켜 보통 토우로 불리는 세로로 공-연장된 다발로 제조한다. 특히 PET와 같은 중합체 물질일 경우, 토우를 후속 드로잉 및 가열 작업으로 투입하여 각 토우내 각 성분 필라멘트의 분자 구조를 배향시키고 열경화시킨다.

전형적인 드로잉 및 열경화 작업은 다수 토우를 토우 및 이의 개별 필라멘트에 종방향 연신력을 발휘하기 위해서 점진적으로 더욱 큰 추진 속도로 순차적으로 둘 이상의 드로스탠드 개구를 통하여 나란한 반응에 수송시키고 이로 인해 개별 필라멘트를 분자 배향시키기 위해서 드로잉을 수행한 다음, 토우가 꾸불꾸불한 경로에서 둘레로 이동하는 일련의 가열된 롤을 갖는 캘린더 구조가 충분히 가열되어 필라멘트의 분자 배향을 세팅시킴을 수반한다. 보통, 토우는 급냉 스탠드를 통하여 수송되어 즉시 다음의 캘린더 구조를 냉각시키고 최후로 소위 스터퍼 박스라 불리는 크림퍼를 통하여 수송되어 개별 필라멘트로의 조직 및 벌크를 부여한다.

상술된 유형의 토우 드로잉 및 열경화 라인은 상당히 효과적이고 의도된 목적에 부합되는 것으로 증명되었다. 그러나, 섬유 산업이 계속해서 효율을 개선하고 제조 비용을 감소시키기 위해서 계속해서 노력함에 따라, 각 토우내 다발로 되는 필라멘트의 수를 증가시키고 필라멘트가 드로잉 및 열경화 라인을 통하여 가공되는 이동 선속도를 증가시키도록 시도하기 위해서 많은 수고를 기울여왔으나, 라인내 장치의 구성과 토우내 모든 구성 필라멘트 열경화의 효과적인 달성에 있어서 특별한 어려움 및 문제점이 존재한다.

특히, 토우가 통상적인 드로잉과 열경화를 통하여 가공되어 5 백만 데니어에 속하는 토우내 모든 필라멘트의 누적 데니어를 지님은 이상한 일이 아니다. 일반적으로 중합체 물질, 및 특히 PET는 낮은 열 전도성을 나타내고, 다수의 개별 미세 데니어 필라멘트를 집합적으로 포함하는 토우에서, 개별 필라멘트간 간질 공간은 토우 두께 전반에 걸쳐서 열 전달의 곤란을 심화시킨다. 롤과 접촉하는 토우 표면을 가열하는 능력만을 갖는 캘린더 롤로, 적용된 열은 토우 두께를 통하여 상대적으로 느리게 관통하고 차례로 토우의 전체 두께가 균일하게 가열되도록 보장하기 위해서 충분히 느린 이동 속도와 함께 충분한 수의 연속 캘린더 롤의 공급을 필요로 한다.

토우를 통한 더욱 신속한 열 전달을 더 잘 촉진시키기 위해서, 롤의 길이를 따라 리본 또는 밴드의 형태로 토우의 개별 필라멘트의 유포를 허용하는 충분히 긴 외팔보 롤을 갖는 캘린더를 구성하는 것이 흔한 일이 되었다. 그러나, 불리하게도 캘린더 롤은 매우 크도록 구성되어야 하고, 캘린더 프레임의 기계적 베어링 구조는 부수적으로 롤을 지지하기 위해서 충분히 대규모 이어야 하고 토우의 통상적으로 가공되는 크기 및 데니어에 의해서 부여되는 휨 모멘트 및 편향력에 저항해야 한다.

이러한 다양한 요소가 통상적인 드로잉 및 열경화 라인에 필요한 자본 투자를 현저히 증가시키지만, 현재 사용하는 이러한 유형의 가공 라인은 그럼에도 불구하고 토우내 모든 필라멘트를 균일하게 열경화하기 위해서 바람직한 가공 속도보다다 더 낮은 속도에서 작동해야 한다.

통상적인 토우 크림핑 장치가 상술된 통상적인 캘린더링 장치가 의도되는 얇 게 유포된 토우 밴드보다 더 두꺼운 조밀한 토우를 요하므로, 긴 대규모 롤을 갖는 이러한 캘린더의 사용의 문제 및 단점은 장치의 추가 유닛이 토우를 크림퍼로의 운반에 적합한 두께로 압축시키고 재성형시키기 위해서 캘린더 구조와 크림퍼 사이에 삽입되어야 하고, 이것이 이러한 드로잉 및 열경화 라인에 필요한 자본 경비를 추가로 부가한다는 점이다.

따라서, 본 발명의 목적은 토우 두께를 통하여 열 전달 속도를 실질적으로 개선시키고 가공이 이에 따라 증가된 토우의 이동 속도에서 수행될 수 있게 하는, 개별 필라멘트를 가열하기 위해 이동하는 다수-필라멘트 토우를 캘린더링하는 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 더욱 특정한 목적은 존재하는 드로잉 및 가열 라인에 갱신될 수 있는 캘린더링 장치 및 방법에 이러한 개선점을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 토우 두께를 통한 개선된 열 전달로 인하여, 더욱 고속으로 작동시킬 수 있거나 또한 더 큰 두께의 토우를 가열할 수 있어 이로 인해 캘린더 롤의 길이가 감소되고 캘린더 구조가 대체로 작제하기에 규모가 덜 크고 비용이 덜 들도록 할 수 있는 신세대의 캘린더링 장치의 작제 및 제조를 가능하게 하는 것이다. 토우의 더 큰 두께를 가열할 능력으로, 본 발명의 추가의 목적, 효과 및 장점이 이후 제공되는 설명으로부터 명백해질 것이다.

간단하게 요약하자면, 본 발명은 가장 기본적인 양태에서, 기본적으로 토우의 한 면을 가열하기 위해 롤 둘레 부분과 회전식으로 맞물린 토우의 이동을 위해 가열되는 원통형 둘레를 갖는 적어도 하나의 회전식 롤을 포함하고, 동시에 전자기 방사가 롤의 원통형 둘레에 대한 대향 이격된 페이싱에 배열된 전자기 방사원에 의해서와 같이 이동하는 토우의 대향면으로부터 방사 가열을 위해 롤 둘레의 동일한 부분의 방향으로 동시에 적용되는, 이동하는 다수-필라멘트 토우의 캘린더링 장치 및 가열 방법을 제공함으로써 이러한 목적을 달성한다.

바람직하게는, 캘린더링 장치 및 방법은 연속적으로 각각의 롤 주위의 꾸불꾸불한 경로에서 토우의 이동을 위해 서로에 대해서 배열된 다수의 이러한 가열된 롤과 토우 둘레에 맞물려 있는 각각의 롤의 부분에서 인도되는 전자기 방사원을 사용한다. 현재 일반적으로 각 롤의 원통형 둘레에 합치시킨 아치형 배열의 각 롤과 연계된 적외선 램프를 사용함이 바람직한 것으로 여겨지지만, 방사원은 적외선, 라디오파 또는 극초단파 스펙트럼 중에서, 또는 가능하게는 이들 조합의 전자기파를 생성할 수 있다.

특히 상술된 유형의 통상적인 캘린더에 역설비되도록 개조시킨 본 장치 및 방법의 양태는 단순히 장치의 하나 이상의 가열된 캘린더에 인접한 적외선 램프의 적합한 아치형 배열로 장비한다. 또다른 양태에서, 각각이 각 롤의 둘레에서 인도된 적외선 램프 또는 기타 적합한 전자기 방사원의 아치형 배열과 연계된 다음 토우가 대향하는 적외선 램프와 같은 전자기 방사원 사이에 수송되는 하나 이상의 터널이 캘린더 롤의 추가 방사 가열된 하류인, 실질적으로 감소된 수의 가열된 캘린더 롤(통상적인 캘린더와 비교하여)을 사용하는 신규 형태의 캘린더링 장치를 제공함이 고려된다.

기본적으로, 토우 대향면의 동시 전자기 방사 가열과 병행하여 토우의 한 면 의 표면 가열을 위한 캘린더 롤의 조합은 토우내 필라멘트의 가열이 캘린더 롤만에 의한 토우의 통상적인 표면 가열을 사용하는 것의 2배에 속하는 속도로 수행될 수 있게 하고, 따라서 차례로 주어진 드로잉 및 가열 라인이 통상적인 캘린더를 사용함이 가능한 2 배에 속하는 토우 전선속도로 작동될 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 캘린더링 장치의 전체 크기가 통상적인 캘린더와 비교하여 생산성에 현저하게 영향을 미치지 않으면서 실질적으로 감소된 크기로 구성될 수 있게 한다.

첨부 도면 및 먼저 도 1에 관하여, 본 발명이 개선하고자 하는 유형의 도면 및 열경화 필라멘트 토우를 위한 통상적인 PET 가공 라인이 개략적으로 도시되고 전체가 10으로 표시된다. 라인은 기본적으로 순차적으로 한 기계 유닛으로부터 다음 유닛으로의 토우의 수송을 위해 서로 정렬되어 배열된 일련의 기계 유닛을 포함한다. 바람직하게는 각각의 기계 유닛은 토우 맞물림 롤이 외팔보 방식으로 외부로 연장하는 한 면으로부터 중앙의 꼿꼿한 프레임을 포함한다.

기본적으로, 저장 캔 또는 기타 적합한 공급원이 초기에 각 상부 및 하부 롤 둘레와 순차적으로 맞물린 꾸불꾸불한 경로에서 토우(t)의 이동을 위해 중앙 프레임(16)의 세로 길이를 따라 상부 및 하부 수평 라인을 따라 교대로 배열된 일련의 추진 원통형 롤(14)을 갖는 예비긴장 스탠드로 운반되고, 이로 인해 다수 롤(14)이 토우(t)의 하류 드로잉에 임시적인 가공 라인(10)의 초기 긴장점을 집합적으로 성립시킨다.

두 드로스탠드(18,20)가 예비긴장 스탠드(12)로부터 및 서로로부터 이격된 하류에 배치되고, 각각의 드로스탠드(18,20)가 다수 원통형 외팔보 롤이 순차적으로 각 롤(24) 주위 둘레에 꾸불꾸불한 경로를 따른 유사한 방식으로 토우(t)의 이동을 위해 상부 및 하부 수평 라인을 따라 교대로 외부로 연장하는 중앙의 꼿꼿한 프레임(22)을 유사하게 포함하고, 이로 인해 두 드로스탠드(18,20)가 가공 라인(10)을 따라 추가의 긴장점을 성립시킨다. 예비드로잉 조, 바람직하게는 물-기제 에멀션을 함유하는 배트(vat)(26)를 제 1 드로스탠드(18)로 유입되기 전에 토우(t)에 적용시키기 위해서 예비긴장 스탠드(12)와 드로스탠드(18) 사이에 배치한다. 일련의 롤(28)을 조로의 함침을 위한 토우(t)의 이동을 인도하기 위해서 배트(26)의 유입 및 배출 말단에 및 또한 조 수준 이하의 배트(26) 내에 장착한다. 기본적으로, 가온 물 분무 대기를 함유하는 밀폐된 터널로서 구성된 제 1 드로 용기(30)를 드로스탠드(18,20) 사이를 이동하는 동안 가온수를 토우(t)에 적용시키기 위해서 두 다운 스탠드(18, 20) 사이에 배치한다. 다른 드로 용기(32)를 제 2 다운스탠드(20)의 하류면에 배치하지만, 제 1 드로 용기(30)보다 더 높은 온도에서 작동시키고, 용기의 터널을 통하여 이동하는 동안 스트림을 토우(t)에 적용시킨다.

캘린더 프레임(34)을 제 2 드로 용기(32)의 하류에 즉시 배치하고 기본적으로 다수의 큰-직경 캘린더 롤(38)이 예비긴장 스탠드(12) 및 드로스탠드(18,20)에 관하여 상술된 바와 유사한 식으로 순차적으로 롤(38) 주위 둘레 토우(t)의 꼬불꼬불한 이동을 위해 상부 및 하부 수평 라인을 따라 교대로 외부로 외팔보화되는 큰 중앙 프레임(36)을 갖는 상대적으로 대규모 구조를 포함한다. 각 캘린더 롤(38)의 원통형 둘레는 토우(t)내 개별 필라멘트를 열경화하기에 충분한 온도(토우의 물리 적 특성, 이동 속도 및 기타 공지된 변수에 따라 선택됨)로 적합한 통상적인 수단에 의해서 롤(38) 내부로부터 가열되고, 토우(t)의 꾸불꾸불한 이동은 이것이 한 롤(38)로부터 다음 롤로 이동하므로 토우(t) 양면에 열 적용을 달성한다.

즉시 캘린더 프레임(34)의 하류에, 유사하게 외부로 확장하는 순차적인 외팔보 롤(44)을 갖는 프레임(42)을 포함하는 급냉 스탠드(40)가 토우(t) 주름을 조절하기 위해서 토우(t)를 캘린더 프레임(34)에 의해 성립된 열경화 온도 이하로 충분하게 냉각시키기 위해서 제공된다. 토우(t)는 다음으로 급냉 스탠드(40)로부터 토우(t)내 필라멘트의 후속 크림핑을 증진시키기 위해서 적용되는 적합한 피니싱 조성물의 분무가 이동하는 토우(t)에 적용되는 분무 스탠드(46)를 통하여 이동한다.

상술된 바와 같이, 가공 라인(10)의 통상적인 전속 상업적 작동의 토우(t)는 전형적으로 총 약 5 백만 데니어 이하의 필라멘트를 포함할 것이고, 따라서, 드로잉력의 균일한 적용 및 특히 토우(t)내 모든 필라멘트에의 가열을 최적화하기 위해서, 필라멘트를 토우(t)의 정상 로프형 다발 배치로부터 얇은 실질적으로 평평한 리본형 또는 밴드형 배치로 분산시키고 동시에 상류 기계 유닛의 다양한 롤 주위를 이동시킨다. 그러나, 크림프를 토우(t)에 부여하기 위한 통상적인 장치는 평평한 얇은 리본형 토우 밴드에 부적합하다. 따라서, 토우(t)를 크림핑하는 최종 단계에 대비하여, 필라멘트가 더 두꺼운 밴드로 축합되어야 하고, 이는 분무 스탠드(46) 하류에 즉시 배치되는 소위 스태커 프레임(48)에 의해서 달성된다. 스태커 프레임(48)은 토우(t)의 분리된 부분이 독립적인 경로를 따라 이동하도록 인도할 수 있는 분리된 이동 경로를 제한하기 위해서 도 1에 도시된 바와 같이 배열된 다수의 롤(50)을 포함하고, 롤(50)은 토우(t)의 분리된 부분이 더 두꺼운 토우 밴드를 형성하기 위해서 다른 하나의 상단에서 재집합되는 스태커 프레임(48)의 배출 롤을 따라 토우의 분리된 부분을 공통점으로 인도하기 위해서 다른 롤(50)과 평행 관계가 아닌 공지된 방식으로 배향되는 상이한 토우 이동 경로를 제한한다.

토우(t)는 스태커 프레임(48)으로부터 기본적으로 제 3 롤(58)이 토우(t)에 신장 파동을 채우기 위해서 이동성인 정지 유입 및 배출구 롤 (54,56)을 갖는 공지된 구성의 소위 댄서 프레임(52)으로 운반되고, 이로 인해 토우(t)가 실질적으로 긴장시에 하류로 운반되도록 보장한다.

토우(t)가 댄서 프레임(52)으로부터 터널형 증기 용기(60)내 증기 대기를 통하여 수송되고 이로부터 크림프 또는 조직, 예를 들면, 소위 스터퍼 박스, 기어 크림핑 유닛 또는 기타 적합한 대안 장치를 토우(t)로 부여하기 위해서 공지된 구성일 수 있는 크림퍼(62)로 운반된다. 크림퍼(62)의 하류, 따라서 크림핑되거나 직조된 토우(t)가 건조된 다음 방사의 제조를 위해 통상적인 방적 작업으로 운반되기 위해서 베일 형태로 수집된 스테이플 길이 및 스테이플 필라멘트로 절단된다.

상술된 바와 같이, PET 가공 라인(10)은 연속 합성 필라멘트의 드로잉(분자 배향), 열경화 및 직조를 위한 현상태 기술 하에서 가장 효과적인 구조 및 방법을 나타내고, 전반적인 구조는 모든 구성 필라멘트에 전체 토우(t) 전반에 걸쳐서 균일하게 열을 만족스럽게 적용시키기 위해서 대부분 캘린더 프레임(34), 특히 캘린더 프레임(34), 특히 캘린더 롤(38)의 직경 크기로 요구되는 크기 및 프레임(36) 및 기울기에 대한 롤(38)을 지지하는 베어링 구조의 요구사항으로 인하여 매우 대규모이고 매우 비용이 많이 든다. 토우(t)의 상대적으로 얇은 리본-형 토우 밴드 형태로의 확산 기술을 사용하더라도, 캘린더 프레임(34)은 도 1의 비율이 도시하는 바와 같이, 여전히 매우 대규모여야 하고, 충분한 열경화 온도를 토우 밴드 전반에 걸쳐서 균일하게 부여함에 있어서의 어려움이 주어진 집합성 데니어의 토우(t)가 가공될 수 있는 이동 속도에 대한 제한을 부여한다.

기본적으로, 본 발명은 실질적으로 증가된 토우 가공 속도가 획득될 수 있고 열경화 장비를 위한 자본 지출이 상당히 감소될 수 있는 통상적인 열경화의 이러한 어려움과 단점을 실질적으로 극복한다. 첨부 도면의 도 2 및 3에 관하여, 본 발명의 2 개의 다른 양태가 도시되어 있다.

먼저 도 2에 관하여, 도면 및 열경화 라인이 기본적으로 본 발명으로 역설비된 도 1에서 도시되고 상술된 유형의 통상적인 캘린더 프레임(34)을 포함하는 캘린더 프레임(134)으로 도시된다. 통상적인 캘린더 프레임(34)에 대해서 캘린더 프레임(134)에 있어서의 본질적으로 유일한 변화는 전자기 방사를 적용시키기 위한, 바람직하게는 적외선 방사 형태로 가열된 캘린더 롤(38)에 의해 적용된 전도 가열과 함께 동시에 이동하는 토우(t)의 방사 가열을 위한 배열의 첨가이다. 좀더 상세하게는, 프레임(136)은 각각의 캘린더롤(38) 위 또는 아래에 이의 전체 길이를 따라 인접하게 배치된 일련의 서브프레임(136)으로 장비되고, 밀접한 방사 외부에서 서로 나란하게 배열된 다수의 적외선 램프(137)을 지지하는 각각의 서브프레임(136)은 그 다음의 아크를 따라 각각의 캘린더 롤(138)로부터 이격되고 캘린더 롤의 부분을 이동하는 토우(t)와의 둘레의 가열 맞물림에 합치시킨다. 이러한 방식으로, 전도성 열이 가열된 캘린더 롤(138)로부터 이동하는 토우(t)의 한 면으로 적용되고, 적외선 램프(137)는 토우(t)의 대향하는 외부 면으로 방사 열을 적용시킨다.

유리하게도, 램프(137)로부터의 적외선 방사는 단지 열을 토우 표면에 적용시킨다기 보다는 이동하는 토우의 두께를 통하여 침투하고, 이렇게하여 본래부터 토우(t)의 두께 전반에 걸쳐서 가열을 촉진한다. 또한, 공지된 바와 같이, 적외선 방사의 흡수는 방사가 효율이 토우 온도가 증가함에 따라 감소되는 캘린더 롤(138)에 의한 전도성 가열과는 대조적으로 이러한 보충 적외선 가열이 원하는 열경화 온도로 토우(t)의 더욱 신속한 가열을 촉진하도록 적용되는 물질의 온도에 상대적으로 독립적이다. 또한, 토우(t)에 접촉하는 각각의 캘린더 롤(138)의 일부에 직접 대향하는 적외선 가열 램프(137)의 배치는 토우 표면으로부터 주위 대기로의 방사 및 대류 열 손실을 감소시킬 보충적 장점을 제공한다.

당해분야 기술자들은 캘린더 롤(138)과 적외선 램프(137)의 결합된 효과가 열을 토우(t)에 부여할 정확한 비율이 예를 들면, 토우의 이동 속도, 토우의 데니어, 토우의 밀도(특히 토우내 간성 공기 공간), 토우의 두께, 적외선 방사의 파장 및 토우 물질의 물리적(분자) 특성(예를 들면, 열 전도성 및 열 용량) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 특정 인자의 상호작용에 달려 있을 것임을 인식할 것이다.

보충 적외선 가열 램프(137)의 본 발명의 설비가 토우가 캘린더가 적외선 램 프 없이 작용되는 것의 2 배의 이동 선속도로 수송될 수 있게 하거나 캘린더가 적외선 램프(물론 캘린더 프레임의 기계적 구조가 충분히 경질이고 강한 점을 취하면서) 또는 이러한 증가의 조합의 부재하에 가공되는 것의 2 배의 집합성 데니어의 토우를 처리할 수 있게 함으로써 본질적으로 통상적인 캘린더 프레임(34)의 생산성을 배가하기 위해서 더욱 대부분의 양태에서 예상된다.

보충 방사 가열의 추가 또는 대안적 장점으로서, 토우(t)는 토우의 얇은 스프레딩을 밴드형 배치로 제거하고도 더욱 두꺼운 형태로 가공될 수 있고, 동시에 여전히 토우 두께를 통하여 효과적인 가열을 달성하고, 이로 인해 스태커 프레임(48)의 제거를 잠재적으로 가능하게 한다.

물론, 당해분야 전문가들은 또한 캘린더 롤 가열 및 적외선 또는 기타 전자기 방사 가열의 본 발명의 조합된 용도의 적용 및 장점이 통상적인 캘린더 프레임의 역설비 적용에 제한되지 않음을 인식할 것이다. 사실상, 본 발명의 최적 용도 및 적용과 이로부터 수득된 부수적인 장점의 최대 달성은 본 발명을 도 3에 도시된 도면 및 열경화 라인에 묘사된 하나의 가능한 양태인 본질적으로 뚜렷한 생성의 캘린더링 장치의 구성으로 개조시킴으로써 인식될 수 있음이 고려된다. 구체적으로 말해서, 본 발명에 의해서 달성된 가열의 증가된 속도 및 표면 가열만으로 대향된 토우의 내부 두께로 열을 적용시키는 증진된 능력과 더불어, 큰 직경의 대규모 캘린더 롤및 이의 수를 사용하는 이전의 필요가 상당히 감소될 수 있고, 동시에 통상저인 처리량 속도로 주어진 토우의 효과적인 열경화를 달성한다.

이러한 캘린더 프레임의 예가 되는 형태가 도 3의 234에 도시되어 있다. 캘린더 프레임(234)은 기본적으로 가열된 캘린더 롤이 외팔보 방식으로 외부로 연장하는 한 면으로부터 중앙의 꼿꼿한 프레임(236)을 갖는 캘린더 프레임(34)의 것과 유사하게 구성되지만, 실질적으로 감소된 수의 이러한 캐린더 롤(238)이 필요하고, 단지 4 개의 이러한 롤이 도시된 양태에서 제공되고, 롤(238)은 또한 감소된 직경 및/또는 길이일 수 있다. 도 2의 역설비 캘린더 프레임(134)에서와 같이, 적외선 램프(137)가 보충 적외선 가열을 제공하기 위해서 이동하는 토우(t)를 접촉시키는 롤(238)의 원통형 둘레의 각 부분 주위의 아치 배열에 제공된다. 또한, 도 3의 캘린더 구조는 기본적으로 각각이 신장된 꾸불꾸불한 방식으로 2 개의 롤스탠드(239) 사이에 전후로 수평하게 토우(t)의 이동을 위한 수직 오프셋 축에서 수직의 일련의 편향 롤(241)을 지지하는 2 개의 세로로 이격된 롤 스탠드(239)를 포함하는 캘린더 터널 유닛(235)을 포함한다. 2 개의 롤스탠드 사이에, 터널 유닛(235)은 터널 유닛(235)을 통한 이동하는 토우(t)로의 적외선 방사 가열 연속된 적용을 제공하기 위해서 각 이동 경로 단편의 각각의 대향하는 상부 및 하부 면을 따라 적외선 램프(243)의 수평 배열을 갖는 토우의 꾸불꾸불한 이동 경로의 각각의 수평 단편을 밀폐시키는 일련의 터널형 경로를 규정한다.

유리하게도, 캘린더 프레임(234)과 터널 유닛(235)의 조합은 토우(t)의 전도면 가열과 토우(t)의 전자기 방사 가열간 균형이 더욱 정확히 엔지니어링되고 캘린더 프레임(234)의 크기 및 자본 비용을 감소시킬 궁극적 목표를 향하여 더 잘 조절될 수 있게 하고, 동시에 토우(t)로의 열경화 에너지의 가장 효율적인 적용을 최고로 유연한 처리량 속도 및/또는 비율로 달성한다. 앞서 지적되었고 인식될 바와 같이, 적외선 가열은 주어진 토우 두께 전반에 걸쳐서 더욱 신속하고 효율적인 열 적용에 대한 잠재성을 제공하고, 동시에 실질적으로 모든 가공 롤의 길이 및/또는 직경을 감소시킨다.

요약하건데, 상기의 설명이 예시하는 바와 같이, 본 발명은 유리하게도 토우 열경화 작업의 속도 및/또는 비율을 최적화하고, 조합된 토우의 캘린더 롤 가열 및 토우의 적외선 방사 가열의 기본적인 개념에 의해서 이의 부수적인 비용(가공 비용 및 자본 비용 중 하나 또는 모두)을 감소시킬 궁극적 목표를 제공한다. 그러나, 중요하게도 당해분야 기술자들은 이러한 기본적 발명의 개념이 설명의 목적만으로 제공된 두 양태에 제한되지 않음을 인식할 것이다. 기재된 바와 같은 기본 발명내 다수의 기타 변형 및 가능성이 당해분야 기술자에게 일어날 것이다. 예를 들면, 적외선 방사 가열이 현재 공지되어 있고 이용가능한 장치 및 기술의 한계 내에서 바람직한 것으로 고려되지만, 이것은 또한 적외선 가열 세대 및 적외선 램프의 기재된 배열에 의한 다른 적용이 사용될 수 있고, 또한 예를 들면, 라디오 주파수 또는 전자파 방사에 의한 전자기 방사 가열이 상술된 다수 또는 모든 동일한 장점과 효과적으로 충족될 수 있는 것으로 사려된다.

그러므로, 당해분야 기술자들에 의해서 본 발명이 광범위한 용도 및 적용을 용일할 수 있음이 쉽게 이해될 것이다. 상술된 것이 아닌 본 발명의 다수의 양태 및 개조물 및 다수의 변이, 변형 및 동등 장치가 본 발명의 물질 또는 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명 및 이의 상술된 기재로부터 명백해질 것이고, 본 발명에 의해서 합당하게 제시될 것이다. 따라서, 본 발명이 바람직한 양태에 관하여 본원 에 상세하게 기재하였지만, 이러한 기재가 본 발명에 단지 설명적이고 예시적이며 단순히 본 발명의 완전하고 합법화된 기재를 제공할 목적으로 제조되었음이 이해되어야 한다. 상술된 기재는 본 발명을 제한하거나 이러한 기타 양태, 개조물, 변이, 변형 및 동등 장치를 배제하는 것으로 의도되거나 해석되어서는 안되며, 본 발명은 단지 이에 첨부된 특허청구범위 및 이의 등가물에 의해서만 제한된다.

본 발명은 토우 두께를 통하여 열 전달 속도를 실질적으로 개선시키고 가공이 이에 따라 증가된 토우의 이동 속도에서 수행될 수 있게 하는, 개별 필라멘트를 가열하기 위해 이동하는 다수-필라멘트 토우를 캘린더링하는 개선된 장치 및 방법을 제공한다.

Claims (25)

1. 이동하는 다수 필라멘트 토우(t)를 가열하기 위한 캘린더링 장치에 있어서,

   상기 장치(134, 234)는 다수 필라멘트 토우의 공급원;

   토우와 연속적으로 맞물리도록 배치되고, 충분한 온도를 갖도록 하는 수단에 의해서 롤의 내부로부터 가열된 원통형 둘레를 구비하며, 상기 둘레는 상기 이동하는 토우의 한 면과 회전 가열 맞물림을 위해서 배열되는 한 쌍 이상의 회전 가능한 롤(138, 238) 및

   상기 이동하는 토우의 대항면으로부터 방사가열 하는 방향으로 전자기 방사를 가하기 위해서 상기 롤의 상기 원통형 둘레의 아치형 부분에 대해서 간격을 두고 마주보도록 배치되는 전자기 방사의 적용 수단을 포함하는 캘린더링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 전자기 방사의 적용 수단은 적외선, 라디오파 및 극초단파 스펙트럼 중 하나 이상으로 구성된 방사를 방출시키기는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 전자기 방사의 적용 수단은 적외선 방사를 생성하는 다수의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 적외선 방사를 생성하는 램프(237)는 롤(238)의 원통형 둘레에 일치하는 아치형 배열로 배치되는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 한 쌍 이상의 회전가능한 롤에 이어서 터널을 통과하는 토우의 이동을 위한 터널(235)을 추가로 포함하고, 상기 터널은 터널(235) 내에서 토우(t)의 추가 방사 가열을 위해 이동하는 토우의 대향면에 전자기 방사를 가하기 위한 전자기 방사의 적용 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 터널내 전자기 방사의 적용 수단은 적외선 방사를 생성하는 다수의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 이동하는 다수 필라멘트 토우를 가열하기 위한 캘린더링 장치에 있어서,

    상기 장치는 충분한 온도를 갖도록 하는 수단에 의해서 롤(138, 238)의 내부로부터 가열된 원통형 둘레를 구비하며 토우의 대항면의 가열을 위해 각각의 롤의 둘레 일부와 회전식으로 맞물려 꾸불꾸불한 경로에서 연속적으로 토우(t)의 이동을 위해 서로에 대해서 배열되는 다수의 롤(138, 238) 및,

    각각의 롤에 방사 가열을 위해 이동하는 토우의 다른 한면으로부터 동시에 적외선 방사를 가하기 위한 이동하는 토우의 한 면과 가열 맞물려있는 각각의 롤의 일부에 대해 간격을 두고 마주보도록 배치된 적외선 방사를 생성하기 위한 다수의 램프(137, 237)를 포함하는 캘린더링 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 다수의 롤에 이어서 터널을 통과하는 토우의 이동을 위한 터널(235)을 추가로 포함하고, 상기 터널은 터널 내에서 토우의 추가 방사 가열을 위해 이동하는 토우의 대향면에 적외선을 가하기 위한 다수의 램프(243)를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
12. 이동하는 다수 필라멘트 토우의 가열을 위한 캘린더링 방법에 있어서,

    원통형 둘레를 갖는 하나 이상의 회전식 롤을 제공하는 단계와,

    롤의 내부로부터 둘레를 가열하는 단계와,

    토우의 한 면을 가열하기 위해 롤의 가열된 둘레 부분과 회전식으로 맞물려 이동하도록 토우를 안내하는 단계 및

    이동하는 토우의 대향면으로부터의 방사 가열을 위해 가열된 롤 둘레 부분의 방향으로 전자기 방사를 동시에 가하는 단계를 포함하는 캘린더링 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 전자기 방사는 적외선, 라이오파 및 극초단파 스펙트럼 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 전자기 방사는 롤로부터 외부를 향해 방사상으로 이격되고 원통형 둘레에 합치하는 아크로부터 롤 둘레 부분을 향하여 방사상으로 적용되는 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    원통형 둘레를 갖는 제 2 회전식 롤을 제공하는 단계와,

    제 2 롤의 내부로부터 둘레를 가열하는 단계와,

    상기 하나 이상의 롤을 뒤따르는 토우를 제 2 롤의 가열된 각 둘레의 부분과 연속적으로 회전하면서 맞물려 이동하도록 인도하는 단계 및

    이동하는 토우의 방사 가열을 위해 제 2 롤의 가열된 둘레 부분의 방향으로 전자기 방사를 동시에 가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 터널내에서 이동하는 토우의 대향면에 전자기 방사를 가하면서 제 2 롤에 뒤따르는 토우를 터널을 통하여 이동하도록 인도하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 터널내에서 가해지는 상기 전자기 방사는 적외선 방사인 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
18. 제 12 항에 있어서, 터널내에서 이동하는 토우의 대향면에 전자기 방사를 가하면서 하나 이상의 롤에 뒤따르는 토우를 터널을 통하여 이동하도록 인도하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 터널내에서 가해지는 상기 전자기 방사는 적외선 방사인 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
20. 이동하는 다수 필라멘트 토우의 가열을 위한 캘린더링 방법에 있어서,

    각각 원통형 둘레를 갖는 다수의 롤을 제공하는 단계와,

    둘레를 각각의 롤의 내부로부터 가열하는 단계와,

    토우의 대향면을 가열하기 위해 롤의 각 가열된 둘레의 부분과 회전식으로 맞물려 연속적으로 꾸불꾸불한 경로로 이동하도록 토우를 인도하는 단계 및

    각 롤에 롤로부터 외부를 향해 방사상으로 이격되고 원통형 둘레에 합치하는 아크를 따라 이로부터 적외선 방사를 동시에 생성시키는 단계 및,

    이동하는 토우 다른 면의 동시 방사 가열을 위해 이동하는 토우의 한 면과 가열 맞물림으로 각각의 롤 둘레의 부분을 향하여 방사상으로 적외선 방사를 인도하는 단계를 포함하는 캘린더링 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 터널내에서 이동하는 토우의 대향면으로 전자기 방사를 가하면서 다수의 롤에 뒤따르는 토우를 터널을 통하여 이동하도록 인도하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.
22. 삭제
23. 삭제
24. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서, 토우의 이동을 위한 터널을 포함하고, 상기 터널은 토우의 방사 가열을 위해 이동하는 토우의 대항면에 터널내에서 적외선 방사를 가하기 위한 다수의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 장치.
25. 제 12 항 또는 제 20 항에 있어서, 터널내에서 이동하는 토우의 대향면에 전자기 방사를 적용시키면서 토우를 터널을 통하여 꾸불꾸불한 경로로 이동하도록 인도하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 캘린더링 방법.

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