KR100741614B1 - 용해 스펀 재료를 조절하기 위한 공정 및 장치 - Google Patents

Abstract

피니쉬를 필라멘트 번들 내부를 향한 공기를 갖는 켄칭 시스템 내에서 확장된 필라멘트 배열에 적용시키기 위한 장치 및 공정이다. 어플리케이터는 반경 방향식, 공기식, 횡유동식 켄칭 시스템의 내부 또는 인접부에서 사용될 수도 있다. 장치는 방사구(20), 상기 방사구 아래에 위치된 켄칭 영역(80)을 포함하고, 냉각 가스는 상기 켄칭 영역(80) 내부의 확장된 필라멘트 배열(50) 및 켄칭 영역(80) 내부 또는 아래의 어플리케이터의 내부를 향하게 되고, 상기 어플리케이터(60)는 필라멘트와 접촉하고 피니쉬를 확장된 필라멘트 배열(50)로 이송한다.

어플리케이터, 필라멘트 배열, 켄칭 영역, 방사구, 번들

Description

용해 스펀 재료를 조절하기 위한 공정 및 장치 {Process and Apparatus for Conditioning of Melt-Spun Material}

본 발명은 중합체 필라멘트, 필라멘트, 얀(yarn)의 생산 방법 및 그 방법에 의해 생산된 다른 제품과 압출된 필라멘트로 조절 오일을 이송하면서 필라멘트 켄칭 및 섬유 균일성을 향상시키는 장치에 관한 것이다.

폴리에스테르와 같은, 대부분의 합성 중합체 필라멘트는 용해 스펀이고, 즉 그들은 중합체 방출원인 즉 가열된 중합체의 용해물로부터 압출된다,

예를 들어 200 내지 10,000개의 범위가 될 수 있는, 복수의 모세 구멍을 갖는 방사구를 통해, 용해 스펀 중합체 필라멘트는 폴리에틸렌 테레프탈라이트 및 동류의 폴리에스테르와 같은, 용해된 중합체를 압출함으로써 생산된다. 필라멘트는 방사구를 나와서 냉각 영역 내에서 냉각된다. 용해된 중합체의 냉각 및 연속적인 고체화에 대한 세부 사항은 통상적으로 표준 처리(staple process)를 위해 견인 형태로 집합적으로 인발되는 특성 및 상호 필라멘트 균일성으로 나타나는 특성과 같이 스펀 필라멘트의 품질에 중대한 영향을 가질 수 있다.

반경 방향 켄칭로서 언급되는, 일반적으로 실시되는 냉각 기술은 필라멘트를 냉각시키도록 반경 방향 내부로 향하는 냉각 가스, 일반적으로 공기의 도입에 의해 환상 배열의 필라멘트의 냉각을 포함한다. 이러한 냉각 공기는 환상의 필라멘트 번들(bundle) 외부에서, 스크린과 같은 실린더형 다공 매체로부터 일반적으로 발생하고, 필라멘트에 수직인 스크린을 통해 내향으로 유동한다. 냉각에 이어서, 필라멘트는 필라멘트에 피니쉬(Finish) 오일을 도포하는 회전 가이드를 넘어서 통과한다. 정방(精紡) 필라멘트 번들 내부로 이송된 이러한 켄칭 공기는 다음 처리를 위해 번들을 고체화시키도록 나중에 제거되어야만 한다. 번들로부터의 켄칭 공기 제거는 상당한 양의 공기 난류 및 실선 변동을 생성할 수 있고, 원하지 않은 필라멘트 변화의 중요한 근원이 된다.

폴리에스테르 필라멘트를 생산하기 위한 일반적인 상업적 공정에서, 방사구 내 모세 구멍의 배열에 대응하는 배열 또는 번들 내에서, 새로운 스펀 필라멘트는 켄칭 영역을 통해 연속적으로 이동하고 이어서 그곳을 통과할 때 각 필라멘트에 피니쉬 액체를 인가시키는 접선 어플리케이터 롤을 넘어 이동한다. 어플리케이터 롤은 고정식이며 이동하는 필라멘트 번들의 중심선에 대해 중심을 벗어나게 위치되어 있으며, 고정되고 약간 경사진 실의 경로를 형성한다. 작동 중, 필라멘트 번들은 피니쉬 액체를 수용하도록 어플리케이터 롤에 대항하여 붕괴된다. 또한 어플리케이터 롤의 고정적인 성질은 용해된 필라멘트가 켄칭, 즉 냉각됨에 따라 기울기가 또한 고정된다는 것을 의미한다. 이러한 형태의 구성에서는 심각한 난류가 어플리케이터 롤에 대항하여 붕괴하는 필라멘트 번들에 의해 형성될 수 있다.

필라멘트 번들을 안정화시키고, 공기 난류를 제거 또는 감소시키고, 필라멘트 이동 및 내부 필라멘트 질량 변화를 감소시키고, 연속적인 필라멘트 공정의 지향 균일성의 향상시키고, 피니쉬 액체 적용성 향상시키고, 생산성을 증대시키며, 생산 비용을 저하시키기 위한 개선된 방법을 통해 내향 켄칭 시스템을 개선시킬 필요가 있다.

이러한 필요에 따라, 용해 스펀 재료를 조절하기 위한 공정 및 장치가 제공된다.

본 발명은 시스템으로부터 이송된 켄칭 공기를 쉽고 균일하게 뽑아내기 위해 피니쉬 어플리케이터를 사용하여 필라멘트 번들을 안정화시킴으로써 켄칭 시스템을 개선한다.

본 발명은 환상 형태로 압출됨으로써 자유 필라멘트를 안정화시키고 지지되지 않은 필라멘트 길이를 단축한다. 이것은 가능한 필라멘트 진동의 진폭을 감소시키는 효과가 있어, 필라멘트는 보다 균일한 방법으로 켄칭된다.

본 발명은 연속적으로 중합체 필라멘트를 정방하기 위한 용해 정방 기구이며,

(a) 복수의 모세 구멍을 가진 방사구과,

(b) 상기 방사구와 연결되도록 배열되고, 방사구 내에 모세 구멍의 배열에 대응하는 연속적으로 이동하는 배열의 용해된 중합체 필라멘트를 생성하도록 그를 통해 용해된 중합체를 이송하는 중합체 방출원과,

(c) 상기 방사구 아래에 위치되고, 이동하는 필라멘트의 배열에 대해서 내부 방향으로 냉각 가스를 통과시킴으로써 그를 통해 이동함에 따라 용해된 필라멘트의 배열을 수용하고 냉각하도록 배열된 켄칭 영역과,

(d) 많은 양의 피니쉬 액체를 배열에 적용시키도록 켄칭 영역의 내부 또는 아래에 위치된 피니쉬 어플리케이터를 포함하고, 상기 피니쉬 어플리케이트는,

(ⅰ) 이동하는 용해된 필라멘트 배열의 단면에 대응하는 주연 에지를 갖는 기부판과,

(ⅱ) 동심인 상부 및 하부를 갖고 상기 기부판과 연결된 본체부를 포함하고,

상기 하부는 기부판의 주연 에지에 의해 형성된 형태에 대응하는 형태이고, 상기 상부와 상기 하부 사이에 그려진 복수의 선에 의해 형성된 표면은 필라멘트 배열의 이동 방향에 대해 외부로 경사져 있다.

또한 필라멘트 배열의 단면에 대응하는 주연 에지를 갖는 기부판과, 동심인 상부 및 하부를 갖고 상기 기부판에 연결된 본체부를 포함하는 이동하는 확장된 중합체 필라멘트 배열에 피니쉬를 도포하기 위한 어플리케이터가 제공되고, 상기 하부는 기부판의 주연 에지에 의해 형성되는 형태에 대응하는 형태이고, 상기 상부와 하부 사이에 이어진 복수의 선에 의해 형성된 표면은 필라멘트 배열의 이동 방향에 대해 외부로 경사져 있다.

또한 연속적인 중합체 필라멘트를 정방하기 위한 용해 정방 공정이 제공되며,

중합체 필라멘트의 배열을 형성하도록 방사구를 통해 중합체 용해물을 통과시키는 단계와,

켄칭 영역으로 필라멘트 배열을 보내고 필라멘트를 냉각하도록 상기 배열을 향해 내부를 향하는 냉각 가스를 제공하는 단계와,

상기 켄칭 영역의 안 또는 아래에 위치되고, 필라멘트와 접촉하고 피니쉬를 필라멘트로 이송시키도록 배열된, 피니쉬 어플리케이터를 넘어 상기 필라멘트를 통과시키는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 필라멘트, 얀 및 상기 공정에 따라 생산된 제품을 제공한다.

또한 본 발명의 목적, 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

도1은 통상적인 용해 정방 공정 및 장치의 개략도이다.

도2는 본 발명에 따른 용해 정방 공정 및 장치의 일반적인 배치를 도시한 개략도이다.

도3은 본 발명에 따른 피니쉬 어플리케이터의 단면도이다.

도1에서는, 종래의 용해 정방 장치를 도시하고 있다. 용해점보다 약 20 ℃ 내지 30 ℃ 이상의 온도에서 원하는 상대적인 점도를 갖는 용해된 중합체가 압출기(도시하지 않음)를 사용하는 중합체 방출원으로부터 200 내지 10,000개의 모세 구멍을 갖는 복수 모세 구멍 방사구판(2)을 가진 정방팩(1)으로 공급된다. 용해된 중합체는 방사구판(2)을 통해 복수 용해류 내부로 압출된다. 대기 온도에 근접한 냉각 가스는 켄칭 스크린(8)을 통해 통과하고 필라멘트(5)를 형성하도록 켄칭 영역(3) 내에서 냉각되는 용해류로 도입된다. 필라멘트(5)는 회전 롤 피니쉬 어플리케이터(6) 및 수렴 가이드(7)와 접하도록 얀(9)의 내부에서 합체되고 이끌린다. 덮힌 부분(4)은 주위 실내 조건에 의해 생긴 난류를 감소시키도록 켄칭 영역(3) 다음에 포함될 수도 있다. 얀(9)은 한 쌍의 가열되지 않는 공급 고데트(godet) 롤(도시하지 않음)에 의해 켄칭 영역으로부터 제거된다. 부분적으로 액체 욕조 내에 침지된 회전 롤 피니쉬 어플리케이터(6)는 합체된 필라멘트 번들이 롤과 접촉할 때 코팅 액체의 도포를 달성한다. 피니쉬 적용은 코팅 액체가 균일하게 덮히도록 필라멘트 번들 주위를 둘러싸야하거나 그를 통해 이동해야하므로 할 때 변화성이 요구된다.

또한, 회전 롤 피니쉬 어플리케이터(6) 내부 및 그 주위에서 필라멘트 배열이 합체함에 따라 이동하는 필라멘트와 과도한 공기 난류와의 접촉 변화로 인해 변화가 일어난다. 또한, 도포 지점은 일반적으로 고정적이고 공정 또는 생산 품질의 개선을 위해 최적으로 위치될 수는 없다.

본 발명은 예를 들어 환상의 필라멘트 번들에서 내부로 향하는 공기를 갖는 반경 방향 켄칭 시스템 내에서, 용해 스펀 필라멘트의 생산, 향상된 켄칭 및 피니쉬 균일성을 가능하게 하는 장치와 공정을 제공한다. 이 기술 분야에서 공지된 어떠한 반경 방향 켄칭 시스템도 사용할 수 있다. 예를 들어, 여기에 각각 참조된 미국 특허 제4,156,071호 제5,250,245 및 5,288,533호를 참조한다. 본 발명은 반경 방향 켄칭 시스템에 제한되지 않고 또한 횡유동식, 공기식 및 필라멘트의 배열을 냉각하는 데 사용되는 다른 켄칭 시스템에 사용될 수도 있다. 또한 시스템은 엄격한 환상의 필라멘트 배열을 갖는 시스템에 제한되지 않는다. 본 발명의 어플리케이터는 어플리케이터가 확장된 배열 내에 위치되고 피니쉬가 도포되도록 배열의 필라멘트를 접촉하는 한, 직사각형, 타원 등과 같이 다양한 기하학적 모양으로 사용되도록 적용될 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 횡유동식 켄칭은 새롭게 압출된 필라멘트 배열의 일반적으로 한 측으로부터 횡방향으로 가로지르게 냉각 가스를 송풍하는 것을 포함한다. 많은 양의 횡유동 공기는 필라멘트 배열의 다른 측을 통과하여 외부로 나아간다. 그러나, 여러 가지 인자에 종속되어, 약간의 공기는 필라멘트에 의해 끌려질 수도 있고, 일반적으로 각 정방 위치의 기부에 위치되어 구동되는 풀러 롤을 향해 필라멘트와 함께 아래로 운반될 수도 있다.

본원에서 각기 전체가 참조된 미국 특허 제4,687,610호, 제4,691,003호, 제5,141,700호, 제5,034,182호 및 5,824,248호는 가스가 그 온도 및 감쇠 특성을 제어하도록 새롭게 압출된 필라멘트를 둘러싸는, 일반적으로 "공기식 켄칭"이라 언급되는 가스 처리 기술을 설명한다. 이러한 켄칭 시스템은 본 발명에서 사용될 수 있다. 공기식 켄칭은 중합체의 복수 필라멘트 용해물이 나오는 방사구 아래 영역 내로 가스를 도입하는 것을 포함한다. 또한 공기 및 공기에 의해 둘러싸인 필라멘트 번들의 체적은 장치의 바닥부 상에 작은 원형 출구로 수렴하는 통로를 갖는 경사진 장치를 통해서 일반적으로 통과하고, 그로 인해, 통로를 통해 이동함으로써 공기를 가속시키고, 이동 공기 흐름이 여전히 용해된 필라멘트 상에 인발력을 가할 기회를 생성하고, 용해물 내에 필라멘트를 가늘게 만든다.

본 발명의 장치는 임의의 바람직한 피니쉬 오일을 필라멘트 배열에 적용시키는데 사용될 수 있다. 새로운 스펀 필라멘트는 마찰을 감소시키고 고속 섬유 가공에서 일반적인 정전하 발생을 제거하도록 적절한 피니쉬 오일로 처리된다. 본 발명의 장치는 농축액 또는 묽은 수성 유제의 형태로서 어떠한 형태의 피니쉬 또는 조절 오일도 정확하게 이송할 수 있다. 조절 오일은 도포 온도 미만에서 응고점을 갖는 어떠한 오일 또는 오일 혼합물로 형성되는 액체 상태로 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법 및 장치의 예시적인 실시예는 도2에 도시되어 있다. 원하는 상대 점도를 갖는 용해된 중합체는 압출기(도시 생략)를 사용하여 중합체 방출원으로부터 200 내지 10000개의 모세 구멍을 갖는 다중 모세 구멍 방사구판(20)을 갖는 방사팩(10)으로 공급된다. 냉각 가스는 켄칭 스크린(80)을 통과하고 켄칭 영역(30) 내의 필라멘트 배열(50)로 도입되고, 필라멘트 배열(50)에서 내부를 향해 균일하거나 또는 대략 균일한 공기 속도를 갖고, 바람직하게는 방사구판(20)으로부터 약 5 mm 내지 약 45 mm 이내에서 시작해서 바람직하게는 약 100 mm로부터 1000 mm까지 피니쉬 어플리케이터(60)를 향해 아래로 연장한다. 또한 방사구판(20)에서 가장 가까운 켄칭 영역 부분은 제품 특성의 개선을 위해 가열 장치 또는 냉각을 지연하는 지연 부분을 포함할 수도 있다. 덮힌 부분(40)은 주변 실내 조건에 의해 기인된 난류을 감소시키도록 켄칭 영역(30) 다음에 포함될 수도 있다.

본 발명의 장치는 피니쉬 어플리케이터(60)를 포함한다. 피니쉬 어플리케이터(60)는 켄칭 영역(30)의 단부 아래 약 200 mm 내지 약 400 mm에 있는 바람직한 위치를 갖고, 방사구 판(20) 아래에서 약 120 mm 내지 200 mm로 가능한 한 가깝게 설치될 수 있다. 횡유동식 또는 공기식 켄칭 시스템에 대해, 피니쉬 어플리케이터(60)는 켄칭 영역(30) 내부에 위치될 수도 있다. 주어진 내부 및 외부 방사구 배열 반경에 대해, 피니쉬 어플리케이터의 치수는 최외부 필라멘트 크기의 약 70 % 내지 약 120 % 사이의 범위에 있는 것이 바람직하다. 바람직한 어플리케이터 치수는 반출된 공기가 최소의 난류를 갖고 시스템으로부터 쉽게 압출되도록 허용하고, 상호 필라멘트 분리를 유지한다.

예시적인 피니쉬 어플리케이터(60)는 도3에 더욱 상세하게 도시된다. 어플리케이터는 기부판 부분(A) 및 본체부(B)을 포함한다. 기부는 필라멘트 배열과 접촉하는 주연 에지 접촉 표면(11)을 갖는다. 그러므로, 기부판은 필라멘트 배열이 접촉될 수 있도록 필라멘트 배열과 대응하는 단면을 가져야한다. 본체부는 도2에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 경사지는 것이 바람직하다.

피니쉬 어플리케이터(60)의 모양은 원하는 공정 적용 및 중합체 형태에 따라 변화될 수도 있지만, 경사진 모양이 침전된 켄칭 공기를 제거하기 위해서 특히 바람직하다. 바람직하게 경사진 표면은 축척된 공기를 필라멘트의 내부로부터 외부로 부드럽게 편향시킨다. 바람직한 실시예에서 어플리케이터 형태는 반경 방향으로 균일한 방식으로 켄칭 공기를 점진적으로 제거하기 위하여 경사진 표면을 제공한다. 경사지거나 또는 원추형인 본체(17)는 약 170도 내지 약 45도에 이르는 각(β)을 가질 수도 있고, 약 60도로부터 약 90도에 이르는 각을 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 피니쉬를 확장된 환상의 필라멘트 배열로 이송시키기 위한 주연 이송 슬롯(13)을 갖는 평판 조립체(16)는 외부 표면상에서 주연 섬유 접촉 표면(11)과 접속된다. 피니쉬 어플리케이터(60)는 과도한 피니쉬를 제거하도록 배출 구멍(15)을 부가적으로 포함할 수도 있다.

피니쉬 어플리케이터(60)는, 생산 중에는 필라멘트 배열 내부로 어플리케이터를 삽입하고 정방 공정 중 파열되는 경우에 어플리케이터를 제거하도록 선형 운동하도록 배열되는, 피니쉬 어플리케이터를 이동시키기 위한 수단인 지지 아암(12) 상에 장착될 수 있다. 필라멘트로부터 어플리케이터를 제거하는 어떠한 선형 운동 장치도 사용될 수 있다. 선형 운동 장치 또는 지지 아암(12)은 개선된 공정 또는 생산물 품질을 위해 요구되는 바에 따라 위치 설정되고 조절될 수도 있다. 또한 지지 아암은 필라멘트 배열 내에서 피니쉬 어플리케이터(60)가 위 아래로 이동하도록 적용될 수 있다.

지지 아암(12)은 실선의 보통 경로와의 간섭을 최소화하는 방식으로 수동식으로, 공기식으로, 또는 전기식으로 구동되고 배열된다. 바람직한 위치에서, 피니쉬 어플리케이터(60)는 환형으로 압출됨으로써 자유 필라멘트(50)를 안정화시키고, 지지되지 않는 필라멘트 길이를 짧게 하고, 필라멘트 진동의 진폭을 감소시키고, 이로써 필라멘트(50)는 균일한 방식으로 응고 또는 안정화된다.

필라멘트(50)는 피니쉬 오일이 입구(14)에 의해 공급된 주연 이송 슬롯(13)으로부터 연속적으로 보충될 수 있는 주연 섬유 접촉 표면(11)에서 피니쉬 어플리케이터(60)의 습한 환경 상으로 피니쉬 어플리케이터(60)와 접촉한다. 입구(14)를 통해 이송된 피니쉬는 공급 채널(18)을 통해 위로 이동해서, 주연 이송 슬롯(13)의 반경 방향 외부로 이동하도록 진행한다. 액체 공급은, 제한되지는 않지만 탱크, 계량 펌프, 압력 헤더를 포함한 것에 의해 공급될 수 있다. 지지 아암(12) 및 주연 섬유 접촉 표면(11)은 내마모성 세라믹 산화물 또는 다른 적절한 고강도 재료로 코팅될 수 있고, 이동하는 필라멘트와의 연속적인 미끄럼 접촉으로부터 어플리케이터 마모 표면을 보호하도록 작동한다. 개선된 마모 저항을 위해 이러한 표면 처리의 예는 산화 처리 및 크롬 및/또는 알루미늄 산화물, 티타늄 또는 실리콘 질화물의 증착법을 포함한다. 또한, 필라멘트 배열의 외부로부터 들어오는 켄칭 공기의 배열은 작동을 촉진하고 켄칭 및 피니쉬 처리 공정이 분리됨으로써 용해되거나 켄칭되지 않은 필라멘트 번들의 조작을 배제시킨다.

처음 공정이 시작된 후에, 필라멘트(50)가 구동 롤 또는 흡입 장치에 의해 제공된 20 mg/데니어(denier)를 초과하는 정방 인장을 가질 때, 피니쉬 어플리케이터(60)는 허용 가능한 피니쉬 생산물을 생산하도록 정방 실선 내로 삽입된다. 피니쉬 어플리케이터(60)의 위치는 필라멘트 카운트(필라멘트당 데니어의 함수), 켄칭 공기 속도와 위치 및 정방 속도에 의해 결정되고, 카운트가 낮을수록 높은 피니쉬 어플리케이터 위치에 더 적합하다. 피니쉬 어플리케이터로부터 기인하는 증가된 정방 안정성은 향상된 공정 연속성, 보다 높은 냉각제 유동률, 증가된 방사구 상의 모세 구멍 밀도 및 증가된 생산 능력을 가능하게 한다.

피니쉬 어플리케이터(60)는 액체 이송이 공간적으로 균일하고 선행 필라멘트에 균등하게 적용되도록 반경 방향으로 대칭인 것이 바람직하다. 확장된 피라멘트 배열에 대한 피니쉬의 적용은 일반적인 롤 적용과 비교할 때 섬유상에 측정된 피니쉬 내에서 보다 나은 일관성 뿐만 아니라 더욱 완전한 섬유 표면 범위를 이송할 수 있다. 피니쉬 적용 후, 필라멘트는 보빈 상으로 또는 캔 안으로의 수집을 위해 적절한 가이드(70)에 의해 모여진다. 이어서 수집된 필라멘트는 연속적인 피라멘트 얀의 패키지를 형성하도록 권취될 수 있거나, 그렇지 않으면 예를 들어, 처리를 위해 수평 연속적인 필라멘트인 수평 번들 예를 들면, 연속적인 필라멘트 토우로서 수집되고, 전환을 위해, 예를 들어 얀 또는 다른 방직 처리 내부에서 처리될 수 있다.

상기 설명 및 다음의 예는 본 발명에 따른 원추형 피니쉬 어플리케이터를 사용하는 상세한 폴리에스테르 필라멘트의 상세를 제공한다. 일반적으로 약 0.5 이상의 고유 점도를 갖는 기초 중합체로부터 만들어짐으로써, 폴리에스테르 필라멘트는 직경이 약 0.1 mm 내지 0.5 mm인 모세 구멍을 통해서 압출되고 약 1000 m/분 내지 약 8000 m/분 범위의 속도로 취해진다. 이러한 유용한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부티엔 테레프탈레이트(PBT 또는 4GT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT 또는 3GT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 그 화합물을 포함하고 결합체는 그 혼성 중합체를 포함하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테리프탈레이트)로부터 만들어진 것과 같은 이중 성분 폴리에스테르 섬유를 포함한다.

본 발명의 피니쉬 어플리케이터로 사용될 수 있는 섬유는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 그 혼성 중합체를 포함하는 그룹에서 선택된 제1 성분 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 그 혼성 중합체를 포함하는 제2 성분의 이중 성분 섬유를 포함할 수도 있고, 상기 두 성분은 70:30 내지 30:70의 중량비로 존재한다. 이중 성분 섬유의 단면은 나란하거나 또는 편심된 덮개/코어일 수 있다. 그러나, 본 발명은 폴리에스테르 필라멘트에 한정되지 않고, 폴리올레핀, 폴리아미드 및 폴리우레탄을 포함한 어떠한 용해 방사 가능한 중합체에도 적용될 수도 있다. 여기에서 사용된 "중합체" 라는 용어는 단지 몇몇 예로서 혼성 중합체, 혼합된 중합체, 혼합물 및 사슬가지화된 중합체를 포함한다. 또한 "필라멘트" 라는 용어는 포괄적으로 사용되고 합성 중합체가 용해된 스펀일 때 연속적인 폴리머 필라멘트의 형태로 초기에 일반적으로 만들어짐에도 불구하고, 절단된 섬유(스테이플로 종종 언급됨)를 배제하지 않는다.

예

본 발명은 다음의 비제한적인 예에 의해 예시될 것이다. 도1에 도시된 바와 같이 피니쉬를 적용하도록 회전하는 롤을 갖는 접촉부에 실선을 갖는 용해 정방 공정은 제어로서 사용되었다. 영역(40)을 갖는 도2 및 3의 장치는 본 발명에 따른 예를 위해 사용되었다.

섬유 특성은 ASTM 방법에 의해 지시된 바와 같이, 통상적으로 측정된 선형 밀도 및 인장 특성으로 표시된다.

선형 밀도는 ASTM D1577에 따라 측정되고 필라멘트 당 데니어로 표시되었다.

신도 대 브레이크 및 브레이크 강도는 신도가 최초 샘플 길이에 기초된 퍼센트로써 표시되고 브레이크력이 필라멘트 데니어에 의해 표준화된 그램으로 표시된 ASTM D 3822에 따라 측정되었다.

제1 예

본 예는 통상적인 켄칭 제어 및 본 발명을 위한 내부 필라멘트 데니어 및 신도 대 브레이크 변화를 비교한다. 생산물은 27/75 트리클로로페놀/페놀 용액내에서 측정하여 0.65의 고유 점성을 갖는 티타늄 산화물을 포함한 0.2 %의 무광택제를 포함한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체로부터 만들어졌다. 중합체는 0.39 gm/분/모세 구멍의 비율에서 길이 0.25 mm 및 0.5 mm의 반경을 갖는 모세 구멍을 통해 295 ℃에서 압출되었다. 압출된 필라멘트는 환형 배열로 배열되고, 1.2 m/s 의 속도에서 반경 방향 내부을 향하고 방사구판의 아래 거의 20 mm에서 시작한 켄칭 공기로 냉각되었다. 켄칭 공기는 22℃ 및 65 %의 상대 습도로 조절되었고, 200 mm의 길이까지 확장되었다.

피니쉬 어플리케이터는 제어를 위한 켄칭 영역 아래 거의 1m 및 본 발명을 위한 켄칭 영역(30) 아래 500 mm에 위치되었다. 피니쉬 어플리케이터 반경은 외부 필라멘트 배열의 105 %에서 고정되었다. 어플리케이터는 조절 오일 중량당 0.7 %의 수용액을 이송하였다. 조절 오일은 필라멘트 번들 안에서 마찰 및 정적 제어의 목적으로 에멀션화된 계면 활성제를 포함하였다. 필라멘트에 부가된 습기는 모든 경우에서 중량당 거의 10 %였다.

필라멘트는 보빈 권취기 상에서 1800 m/분의 속도로 수집되었고, 인장 및 데니어 균일성을 위해 분석되었다. 스펀 생산물은 모든 제어 및 테스트 항목에 대해 2.13의 단일 필라멘트 진동 데니어, 220 % 신도 대 브레이크 및 2.6 g/den 브레이크 강도를 가졌다. 생산물 변화성는 200개 단일 필라멘트 측정의 분석으로부터 결 정되었고 표1에 샘플 분산 및 분산 퍼센트 계수(%CV) 모두로서 표시되었다. 샘플 분산은 1보다 작은 샘플 카운트에 의해 제곱 정규화된 편차의 합으로써 표준화되었을 때 평균에 대한 적절한 각각의 측정 위치를 고려한다. %CV는 샘플 평균에 의해 표준화된 샘플 분산의 제곱근으로써 형성되고 퍼센트로 표현된다. 샘플 평균은 총 샘플 카운트에 의해 분할된 개개 측정 총계로서 결정된다. 샘플 변화 분석에 기초하여, 본 발명은 신도에 대해서는 35 % 및 선형 밀도에 대해서는 64 %만큼 생산 변화성을 감소시킨다.

스펀 생산물은 연속적으로 당겨지는 제어 및 본 발명 모두에 대해 0.96 데니어의 선형 밀도, 6.4 g/den의 강도 및 23% 신도 대 브레이크를 갖는 스테이플 생산물을 산출하는 통상적인 견인 공정 내에서 어닐링되었다.

표1

	제어		본 발명
	분산	%CV	분산	%CV
신도 대 브레이크	351 %	8.4	228 %	6.9 %
필라멘트 데니어	0.033	8.5	0.012	5.3

표1 - 본 발명의 보다 나은 균일성을 나타내는 종래 기술 및 본 발명으로부터의 생산물의 브레이크-신도 및 필라멘트 데니어에 대한 샘플 분산 및 %CV.

제2 예

본 예는 본 발명에 따른 장치를 사용하여 보다 높은 모세 구멍 생산율 또는 높은 필라멘트 선형 밀도에 대한 질적의 향상을 나타낸다. 중합체 공급, 켄칭 및 피니쉬 배열은 0.32 mm 모세 구멍 반경 및 0.67 gm/분/모세 구멍의 생산율을 제외하고 제1 예와 동일하였다.

필라멘트는 패키지 권취기 상에서 1780 m/분의 속도로 수집되었고, 인장 및 데니어 균일성을 위해 분석되었다. 생산물 변화성은 표2에 표시된 샘플 평균 및 샘플 분산를 갖는 100개의 단일 피라멘트 측정의 분석으로부터 결정되었다.

표2

	제어		본 발명
	평균	분산	평균	분산
신도 대 브레이크	240 %	366	220 %	217
필라멘트당 데니어	3.53	0.087	3.41	0.032

표2 - 본 발명의 보다 나은 균일성을 나타내는 종래 기술 및 본 발명으로부터의 생산물의 브레이크-신도 및 필라멘트 데니어에 대한 샘플 분산 및 평균

제3 예

본 예는 제어에 대한 본 발명으로 얻어진 조절 오일의 적용에 대해 향상된 균일성을 나타낸다. 어플리케이터는 도1 및 도2에 도시되었고, 유화 계면 활성제 중량당 0.7 %인 수용액을 이송하였다. 필라멘트에 대해 부가된 습기는 모든 경우에서 중량당 거의 10%이었다. 섬유상에 피니쉬 레벨은 건조후 피니쉬 생산물 상에 존재하는 조절 오일 중량 퍼센트로 표시된다. 샘플 평균 및 %CV는 예1에서 공정과 다른 시간 간격에서 취해진 16개 샘플의 측정으로부터 결정되었다. 샘플 평균 및 %CV는 표3에 표시되고, 예1에서 설명된 바와 같이 계산된다. 피니쉬 어플리케이터의 일시적인 균일성을 나타내는 %CV에 대한 결과는 본 발명에 의해 향상된다.

표3

	제어		본 발명
	평균	%CV	평균	%CV
피니쉬 레벨(%W/W)	0.071	27.2 %	0.069	5.1 %

본 발명이 예시의 목적으로 상세히 설명되었음에도 불구하고, 본 기술 분야에 숙련된 자는 다음의 청구항에 의해 청구된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 많은 변화 및 변경을 할 수도 있다는 것을 이해해야한다.

Claims (26)

1. 연속 중합체 필라멘트를 정방하기 위한 용해 정방 장치이며,

   (a) 복수의 모세 구멍을 갖는 방사구와,

   (b) 상기 방사구와 연통하여 방사구 내에 모세 구멍의 배열에 대응하여 용해된 중합체 필라멘트의 연속적으로 이동하는 배열을 생성하도록 이를 통해 용해된 중합체를 이송하도록 배열된 중합체 방출원과,

   (c) 상기 방사구 아래에 위치되고 상기 이동하는 필라멘트의 배열에 대해서 내부로 냉각 가스를 통과시킴으로써 이를 통해 필라멘트가 이동함에 따라 용해된 필라멘트의 배열을 수용하여 냉각시키도록 배열된 켄칭 영역과,

   (d) 많은 양의 피니쉬 액체를 상기 배열에 도포시키도록 켄칭 영역의 내부 또는 아래에 위치된 피니쉬 어플리케이터를 포함하고,

   상기 피니쉬 어플리케이터는,

   ⅰ) 상기 이동하는 용해된 필라멘트 배열의 단면에 대응하는 주연 에지를 갖는 기부판과,

   ⅱ) 동심인 상부 및 하부를 갖고 상기 기부판에 연결된 본체부를 포함하고,

   상기 하부는 상기 기부판의 상기 주연 에지에 의해 형성된 형태에 대응하는 형태이고, 상기 상부와 상기 하부 사이에 그려지는 복수의 선에 의해 형성된 표면은 상기 필라멘트 배열의 이동 방향에 대해 외부로 경사져 있는 용해 정방 장치.
2. 제1항에 있어서, 필라멘트 배열의 내부 및 외부로 피니쉬 어플리케이터를 이동시키기 위한 수단을 더 포함하는 용해 정방 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 어플리케이터는 원추형 피니쉬 어플리케이터인 용해 정방 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 피니쉬 어플리케이터는 세라믹 산화물로 코팅된 필라멘트 접촉 표면을 포함하는 용해 정방 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 피니쉬 어플리케이터는 주연 섬유 접촉 표면과 연통하는 하나 이상의 주연 피니쉬 이송 슬롯을 포함하는 용해 정방 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 환형인 상기 필라멘트 배열은 내부 및 외부 필라멘트 배열 반경을 갖고, 상기 외부 필라멘트 배열 반경의 70 % 내지 120% 범위로 상기 피니쉬 어플리케이터의 반경을 결정하는 용해 정방 장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 연속적인 중합체 필라멘트를 정방하기 위한 용해 정방 공정이며.

    중합체 필라멘트의 배열을 형성하도록 방사구를 통해 중합체 용해물을 통과시키는 단계와,

    필라멘트 배열을 켄칭 영역으로 통과시키고 필라멘트를 냉각하도록 상기 배열을 향해 내부를 향하는 냉각 가스를 제공하는 단계와,

    상기 켄칭 영역 안 또는 아래에 위치되고 필라멘트와 접촉하고 필라멘트에 피니쉬를 이송하도록 위치된 피니쉬 어플리케이터 상에서 상기 필라멘트를 통과시키는 단계를 포함하는 용해 정방 공정.
16. 삭제
17. 제15항에 있어서, 상기 피니쉬 어플리케이터는 반출된 냉각 가스를 제거하고 상기 필라멘트 배열의 상호 필라멘트 분리를 유지시키도록 하기 위하여 경사진 형상을 포함하는 용해 정방 공정.
18. 삭제
19. 삭제
20. 제15항에 있어서, 상기 중합체 필라멘트는 이중 성분 폴리에스테르를 포함하고, 상기 이중 성분 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 그 혼성 중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택된 제1 성분과, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 그 혼성 중합체를 포함한 그룹에서부터 선택된 제2 성분을 포함하는 용해 정방 공정.
21. 제20항에 있어서, 상기 제1 성분 및 제2 성분은 70:30 내지 30:70의 중량 비율로 존재하는 용해 정방 공정.
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제

Images