KR100860244B1 - 매끄러운 저수축성 얀의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고강도 및 저수축성 합성 플랫 얀의 제조방법 및 장치에 관한 것이다. 용융 방사후, 필라멘트는 결합하여 얀을 형성하고 연신된다. 이어서, 얀은 온도의 영향하에 압축되어 플러그로 된다. 이 플러그는 일정한 거리이상 이송되어, 낮은 장력상태 및 온도의 영향하에서 얀이 이완된다. 최종적으로 플러그가 장력상태에서 풀어져서 플랫 얀을 형성하고, 이 플랫 얀이 패키지로 권취된다.

Description

매끄러운 저수축성 얀의 제조방법 및 제조장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A LOW-SHRINKING SMOOTH YARN}

본 발명은 청구항 1 의 전문에서 정의된 저수축성 합성 플랫 얀의 제조방법 뿐만 아니라 청구항 10 의 전문에서 정의된 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.

예를 들어, PVC-코팅 타르폴린(tarps), 이송 벨트, 또는 V-벨트에 사용되는 고강도 플랫 얀은, 이후의 처리공정에서 열의 작용으로 인한 수축이 거의 없을 것이 요구된다.

따라서, 이러한 플랫 얀의 제조에 있어서, 얀을 이완시킬 수 있도록, 용융 방사 및 연신 단계 후의 얀을 증가한 온도와 감소된 장력을 한번 더 받게한다. 그러한 방법이 EP 0 164 624 B1 에 기재되어 있다.

얀의 낮은 장력, 온도, 및 시간은 이완중 얀의 수축성에 대한 중요한 파라미터이다. EP 0 164 624 B1 에 기재된 장치는 필요에 따라 파라미터인 얀의 장력, 시간, 및 온도의 조정이 간단하지 않다. 한편, 만족스러운 얀의 진행을 위해 얀은 최소 장력을 유지할 필요가 있다. 한편, 긴 체류시간은 빠른 속도로 얀이 많은 거리를 커버할 필요가 있으며, 이것은 매우 작은 얀의 장력하에서 얀의 불안정한 진행을 또한 초래하기 쉽다. 최종 패키지상에 있는 얀의 수축을 제거한 결과, 권취 후, 큰 힘이 얀의 패키지에 가해져서 패키지가 더 이상 심축으로부터 벗어나지 않게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 공지의 방법 및 공지의 장치를 확장하여, 이완동안 체류시간은 길게 하는 반면, 얀의 장력은 가능한 낮게 유지하는 것이다.

본 발명에 따라, 이 목적은 청구항 1 의 단계들을 갖는 방법 및 청구항 10 의 특징을 갖는 장치에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 유리한 변형예들이 종속항 제 2 항 내지 제 9 항에 정의되어 있으며, 본 발명에 따른 장치의 유리한 다른 개선예들이 종속항 제 11 항 내지 제 14 항에 정의되어 있다.

본 발명은 체류시간이 긴 이완처리가 비교적 고속의 얀에서 조차 가능하다는 점에서 특징이 있다. 이러한 공정에서, 멀티필라멘트 얀은 용융 방사된 후 제 1 단계에서 연신된다. 그 이후의 이완을 위해, 얀은 스터퍼 박스 챔버를 구비한 이완장치내에서 압축되어 플러그로 된다. 이를 위해, 얀은 열작용에 의해 스터프 박스 챔버 속으로 진행되어, 이 곳에서 압축된다. 계속적인 얀의 공급으로 인해, 플러그는 어떤 장력도 받지 않으면서 이완장치를 통해 진행된다. 플러그가 얀보다 확실히 큰 직경을 갖기 때문에, 플러그의 속도는 얀의 공급이 연속상태이므로 얀의 공급속도보다 휠씬 작다. 그리하여, 이완장치의 짧은 가이드 길이로, 장력이 없는 상태의 고온에서 비교적 긴 체류시간을 얻는 것도 가능하다. 플랫 얀이 이완장치를 떠나자 마자, 장력을 가함으로써 플랫 얀은 플러그로부터 인출된다. 플러그가 보통 주름을 형성하기 위해 냉각되는 주름장치와 반대로, 얀이 가열된 상태에서 이완장치로부터 인출되고, 얀의 고장력하에서 더 진행되어 얀에는 어떤 주름도 존재하지 않게 되고, 따라서 전형적인 플랫 얀이 생산된다.

특히, 폴리에스테르의 사용은 이미 비교적 낮은 인출 장력하에서 플러그로부터 플랫 얀의 제조를 가능하게 한다. 따라서, 모든 형태의 폴리에스테르가 매우 적절한 것으로 간주된다.

열작용으로 얀을 플러그로 진행시키기 위해, 공급노즐이 얀과 함께 스터퍼 박스 챔버로 공급하는 가열된 매체를 사용하는 것이 바람직하다. 이 매체는 예열공기 또는 예열증기로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 변형예로는 이완후 최종 연신이 제공된다. 이것은 얀에 잔존할 수 있는 잠재적인 잔류 주름의 제거를 가능하게 한다.

본 발명의 특히 유리한 변형예에 있어서, 플러그를 푸는 단계는 추가적인 방법의 단계로 보충되어 보장된다. 얀 또는 방법 파라미터의 변동은 별도로 많은 얀의 질량유량의 공급과 인출을 발생시키고, 이것은 플러그의 길이를 연속적으로 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다. 이러한 이유로 인해, 방법의 이러한 변형예는 플러그 단부의 위치를 감지하고, 매체의 온도에 대한 교정작용을 제공한다.

본 방법의 다른 유리한 변형예에 있어서, 얀을 인출시키는 고데(godet)의 회전속도는 대체적으로 또는 추가적으로 영향을 받을 수 있다. 이러한 개입은 플러그의 길이에 대해 즉각적인 영향을 끼친다.

본 발명의 특징은 이완장치의 하류에서의 얀의 경로에서 얀의 속도가 이완장치의 상류에서의 얀의 경로에서 얀의 속도보다 더 작다는 것에 있다. 그러나, 권취속도는 다시 이완장치의 하류에서의 얀의 속도보다 약간 더 높다. 본 발명에 있어서, 이 결과, 이완장치의 상류에 있는 마지막 고데의 원주속도의 85%를 초과하는 권취속도에서 권취장치가 작동하게 된다.

당연히, 모노필라멘트, 즉, 하나의 두꺼운 필라멘트로만 구성된 얀의 제조에 본 발명의 방법을 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 방법을 실행하기 위한 장치는 필라멘트가 용융방사되는 방사기, 얀이 고강도 얀으로 연신되는 연신영역, 이완장치인 스터퍼 박스 챔버, 및 권취장치를 포함한다. 스터퍼 박스 챔버는, 얀의 압축중 침적된 필라멘트가 가능한 소수의 루우프와 주름을 형성하도록 구성된다. 이 공정에서 예열된 얀(tempered yarn)이 가능한 가장 긴 체류시간동안 장력이 거의 없는 상태에서 스터퍼 박스 챔버내의 플러그로 진행하여, 플러그를 푼 후, 매우 저수축성 플랫 얀을 제조하는 것이 중요하다.

본 발명에 따른 장치의 다른 발전형태에 있어서, 이러한 최종 연신영역은 이완장치의 하류에 있는 얀을 다시 편평하게 할 목적으로 얀의 장력을 약간 증가시킨다. 가장 단순한 경우에 있어서, 권취장치와 상호 작동하는 고데 쌍이 최종 연신영역을 형성한다. 그러나, 얀의 장력을 증가시키기 위해, 조금 더 높은 속도로 제 2 고데 쌍이 작동하는 두개의 고데 쌍을 사용하는 것도 가능하다. 고데 쌍 대신에, 가이드 롤을 구비한 고데를 사용하는 것도 가능하다.

얀을 동시에 가열하면서 얀을 균일하게 진행시키기 위해, 이완장치는 바람직하게 매체원과 연결되어 고온 매체를 수용하는 공급 노즐을 포함한다. 이 노즐, 예들 들어, 예열 공기 또는 예열 증기에 의해 얀을 가열하면서 진행시킨다.

이하에서, 본 발명의 방법 및 본 발명에 따른 장치의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 방법이 사용된, 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시형태의 개략도이며,

도 2 는 도 1 의 실시형태중 이완장치의 개략적인 단면도이며,

도 3 은 이완장치의 다른 실시형태의 개략도이다.

도 1 은 본 발명의 방법이 사용된, 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시형태의 개략도이다.

상기 장치는 방사기를 포함하며, 이 방사기는 방사헤드 (1) 및 다수의 방사구 (15) 로 형성된다. 방사헤드 (1) 는 용융물 공급라인 (29) 을 통해 용융물 공급원(비도시), 예를 들어, 압출기에 연결된다. 방사헤드 (1) 의 밑면에는 다수의 방사구 (15) 가 장착되어 있으며, 이 각각의 방사구는 다수의 방사 노즐 보어를 포함하고 있어 이를 통해 필라멘트군 (2) 을 압출한다. 실시형태는 예를 들어, 4개의 방사구 (15) 를 도시하고 있다.

압출후, 각 필라멘트군 (2) 은 냉각공기 (3) 로 냉각되고, 윤활장치 (4) 내 에서 윤활제로 적시어져, 얀 (5) 으로 결합한다. 비록 이 설명은 멀티필라멘트 얀에 적용되지만, 기본적으로 모노필라멘트 얀에도 이용가능하다.

얀 (5) 이 형성된 후, 이 얀은 가이드 롤 (25) 과 상호 작동하는 고데 (6) 에 의해 먼저 인출된다. 이러한 방사라인에서 평행한 프로세스로 다수의 얀을 제조하고, 동일한 고데상에서 이 얀들을 평행하게 처리하는 것이 관행이다. 이하에서, 단순하게 하기 위해 하나의 얀에 대해서 본 장치의 방사기 및 방법을 설명한다.

고데 (6) 의 하류에서 얀 (5) 은 쌍으로 된 다수의 고데 (7.1, 7.2, 7.3) 로 형성된 연신영역으로 진행한다. 그렇게하여, 얀은 제 1 연신영역 (8.1) 에서 두개의 가열된 고데 쌍 (7.2, 7.3) 사이에서 먼저 연신되고, 이어서, 제 2 연신영역 (8.2) 에서 두개의 가열된 고데 쌍 (7.2, 7.1) 사이에서 연신된다. 이러한 처리후, 얀 (5) 은 고강도를 획득하지만, 온도의 영향으로 수축하는 경향이 있다. 이것은 특히 서술된 적용에 바람직하지 않으며, 얀은 이후의 다른 공정처리에서 가열된 피복물질로 피복된다. 이러한 이유로 인해, 얀 (5) 은 이완장치 (9) 가 설치된 하류의 이완영역 (16) 을 통과하여 진행한다. 온도에 의해 그리고 장력이 없는 상태에서, 얀 (5) 은 이완장치 (9) 내에서 이완, 즉, 얀의 수축경향을 제거할 기회를 갖게 된다. 그렇게 함으로써, 얀은 폴리머 및 공정의 파라미터에 따라 약 13% 까지 수축한다.

이러한 목적을 위해, 얀 (5) 은 도 2 에서 더욱 상세히 도시된 이완장치 (9) 내의 플러그로 압축된다. 다수의 얀에 대해 평행하게 처리함으로써, 각각의 얀에 대해 별개의 이완장치를 제공하거나, 또는 다수의 얀에 대해 공통의 이완장치를 제공할 수 있게 된다.

이완후, 플러그를 장력하에서 플랫 얀 (22) 으로서 인출한다. 이 목적을 위해, 본 실시형태에서 다른 고데 쌍 (7.4) 에 의해 형성된 최종 연신영역 (21) 을 제공한다. 이어서, 권취장치 (10) 에 의해 플랫 얀 (22) 을 감아서 패키지 (26) 를 만든다.

이완장치 (9) 의 하류, 특히 고데 쌍 (7.4) 과 권취장치 (10) 사이에는 얀의 장력이 크기 때문에, 얀에 잔존할 수 있는 어떤 주름도 제거된다. 덧붙여 말하자면, 이 작업이 소위 최종 연신이다.

플러그를 풀기 위해, 최종 연신영역 (21) 은 또한 가이드 롤을 구비한 고데에 의해 형성될 수 있다. 이 때 최종 연신을 위해, 고데가 권취장치와 상호 작동한다.

도 2 는 이완장치 (9) 의 가능한 실시형태의 단면도이다. 이완장치로 인해, 본 발명의 방법을 실행시키는 것이 가능하다. 이완장치 (9) 는, 라인 (28) 을 통해 가열된 매체 (18) 를 수용하는 공급 노즐 (17) 을 포함한다. 히터 (13) 에 의해 미리 가열된 매체 (18) 는 얀 (5) 을 진행시키는 얀 채널 (27) 로 들어간다. 얀 채널 (27) 은 이완장치 (9) 의 스터퍼 박스 챔버 (19) 에서 종결한다. 스터퍼 박스 챔버 (19) 내부에서는, 얀 (5) 이 진행하여 플러그 (20) 를 형성한다. 이 공정에서, 얀은 루우프를 형성하며, 이 루우프로 인하여 축적과 압축이 일어나며, 얀 (5) 이 플러그 (20) 를 형성하며, 이 플러그는 이완장치 (9) 의 스터퍼 박스 챔버 (19) 를 통해 느리게 진행한다. 이 공정에서, 고온 공기 또는 증기 등의 고온 유체는 이완에 필요한 온도레벨을 얀에 부여하는 이송 매체 (18) 로서 사용된다. 스터퍼 박스 챔버 (19) 의 가이드부 (23) 는 다수의 슬롯을 포함하며, 이 슬롯을 통해 이송매체가 다시 방출된다. 이어서, 플러그 (20) 가 출구 개구 (24) 를 통해 이완장치 (9) 를 떠나고, 플러그가 풀리면서 플랫 얀 (22) 을 형성한다.

5000 m/min의 공급속도 뿐만 아니라 1000 dtex의 얀 데니어를 가정하는 경우, 이들은 500 g/min의 입구측 질량유량에 해당한다. 직경 2 cm, 및 길이 10 cm인 약 31 cm³ 의 스터프 영역의 부피에 대해서, 플러그 밀도는 20%이고, 폴리머로서 폴리에스테르가 이완장치 (9) 에서 대략 1초의 얀의 체류시간을 갖는다.

플랫 얀 (22) 이 이완장치를 떠난 후, 그 후에 도 1 에 도시된 고데 쌍 (7.4) 에 의해 고속으로 다시 진행하기 때문에 플랫 얀이 플러그 (20) 로부터 인출된다. 이 공정에서 높은 가속이 발생하기 때문에, 질량력(mass forces)이 상승하고, 이것이 얀에 장력을 발생시켜, 얀을 적절히 안정화시킨다. 이 공정에서, 단위시간당 이완장치에 공급되는 얀 질량과 이완장치로부터 인출되는 얀 질량이 동일하도록 인출되는 얀의 속도를 조정할 필요가 있다.

인출되는 얀의 질량이 더 많으면, 플러그는 이완장치로부터 완전히 인출될 것이다. 인출되는 얀의 질량이 더 적으면, 스터퍼 박스 챔버 (19) 의 입구에서 플러그의 발달이 출구 (24) 에서 플러그의 인출보다 더 커서, 플러그가 이완장치 (9) 밖으로 성장할 것이다. 도 3 은 이완장치 (9) 의 다른 실시형태를 도시하고 있으며, 이것도 도 1 의 장치에 사용가능하며, 플러그 형성의 조정을 포함한다. 이 이완장치 (9) 는 실질적으로 도 2 의 실시형태와 동일하게 구성되기 때문에 이하에서는 오직 차이점만 서술하겠다.

이완장치 (9) 의 출구 개구 (24) 에 센서 (11) 가 제공되며, 이 센서는 플러그의 성장 또는 감소를 감지한다. 센서 (11) 의 신호값은 비교 측정기 (30) 에서 바람직한 값과 비교되어, 오차가 발견되면 제어기 (12) 에 공급된다. 제어기 (12) 는 히터 (13) 에 연결되며, 이 히터는 공급 노즐 (17) 에 공급되는 매체 (18) 를 가열한다. 제어기 (12) 를 통해, 매체 (18) 의 가열에 대한 영향을 교정하는 것이 가능하다. 제어기 (12) 는 또한 고데장치 (14) 에 연결되며, 이 고데장치는 최종 연신영역 (21) 의 고데 쌍 (7.4) 을 작동시킨다. 따라서 고데 쌍 (7.4) 을 작동시키는 구동원 (14) 의 회전속도의 변경을 교정하는 것이 가능하다.

매체 (18) 의 온도증가는 얀을 더 많이 이완시켜, 수축 및 이에 따라 길이당 더 많은 질량을 실현시킨다. 이리하여 고데 쌍 (7.4) 의 일정한 원주속도에서 더 많은 질량의 인출이 일어나며, 플러그는 가늘게 된다.

고데 쌍 (7.4) 의 회전속도의 증가는 직접적으로 더 많은 질량을 이송하게 하여, 마찬가지로 플러그 (22) 를 가늘게 한다. 이와 관련하여, 고데 쌍 (7.4) 의 회전속도는 즉시 플러그의 길이에 영향을 끼치는 반면, 온도는 단지 시간 지연과 함께 플러그의 길이에 영향을 끼치며, 시간 지연은 이완장치내 얀의 체류시간과 대략 일치한다는 것을 주목해야 한다.

그러나, 또한 이송 매체의 온도제어와 연계해서만 또는 고데 쌍의 속도제어로만 도 3 에 도시된 이완장치 (9) 를 사용하는 것도 가능하다.

도 2 와 도 3 에 도시된 이완장치는 대표적인 것이다. 따라서, 이송 매체가 얀을 진행시켜 플러그를 형성하고 스터퍼 박스 챔버 내부에서 플러그를 가열하는 어떤 이완장치도 도 1 의 장치에 사용하는 것이 가능할 것이다. 얀의 압축으로 인해 심지어 고속의 얀에서도 얀을 이완하는 적절한 체류시간을 확보하는 것이 가능하다. 플러그 풀기중 이미 컬과 루우프의 완전한 제거를 달성하기 위해 저밀도의 플러그로 얀을 압축하여 얀이 더 이상 주름을 포함하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 방사헤드 2 필라멘트군

3 냉각공기 4 얀 윤활장치

5 얀 6 고데

7.1 - 7.4 고데 쌍 8.1, 8.2 연신영역

9 이완장치 10 권취장치

11 센서 12 제어기

13 히터 14 고데장치

15 방사구 16 이완영역

17 공급노즐 18 이송 매체

19 스터퍼 박스 챔버 20 플러그

21 최종 연신영역 22 플랫 얀

23 가이드부 24 출구 개구

25 가이드 롤 26 패키지

27 얀 채널 28 라인

29 용융물 공급라인 30 비교 측정기

Claims (16)

1.1 용융 폴리머로부터 다수의 필라멘트 얀을 용융 방사하는 단계;

1.2 상기 필라멘트를 냉각하고 결합하여 얀을 형성하는 단계;

1.3 상기 얀을 드로잉하는 단계;

1.4 증가한 온도에서 얀을 압축하여 플러그를 형성하는 단계;

1.5 상기 플러그를 진행시키는 단계;

1.6 장력하에서 플러그를 풀어서 플랫 얀을 형성하는 단계; 및

1.7 상기 플랫 얀을 패키지로 권취하는 단계를 포함하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 필라멘트를 용융 방사하기 위하여 상기 용융 폴리머는 폴리에스테르로부터 압출되는 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 얀을 플러그로 압축하는 단계는 플러그를 형성하도록 얀을 진행시키는 매체의 도움으로 행해지는 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 3 항에 있어서, 상기 매체는 고온 공기 또는 고온 증기인 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그를 푼 후에 상기 플랫 얀을 추가적으로 연신하는 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그를 푸는 동안, 플러그 단부의 위치가 감지되며, 플러그 단부의 위치에 따라, 매체의 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그를 푸는 동안, 플러그 단부의 위치가 감지되며, 플러그 단부의 위치에 따라, 플러그로부터 플랫 얀의 인출속도가 제어되는 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 압축되기 전에, 얀은 고데에 의해 안내되며, 플랫 얀의 권취속도와 고데의 원주속도의 비가 0.85 : 1 보다 큰 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얀은 단일의 필라멘트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 합성 플랫 얀의 제조방법.

방사기 (1; 15), 연신영역 (7.1 - 7.3), 이완장치 (9) 및 권취장치 (10) 를 포함하는 플랫 얀의 제조장치로서,

상기 이완장치 (9) 는 스터프 박스 챔버 (19) 를 포함하며, 이 스터프 박스 챔버내에서 얀 (5) 이 압축되어 플러그 (20) 로 되는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

제 10 항에 있어서, 플랫 얀 (22) 을 인출하고 연신하기 위해 이완장치 (9) 의 하류에 최종 연신영역 (21) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

제 11 항에 있어서, 상기 최종 연신영역 (21) 은 하나 이상의 고데 쌍 (7.4), 또는 가이드 롤을 구비한 하나 이상의 고데에 의해 형성되고, 이 최종 연신영역은 권취장치 (10) 와 상호 작동하는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이완장치 (9) 는 스터프 박스 챔버 (19) 의 상류에서 공급노즐 (17) 을 포함하며, 이 공급노즐은 예열 매체에 의해 얀 (5) 을 스터퍼 박스 챔버 (19) 로 진행시키는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이완장치 (9) 는 스터프 박스 챔버 (19) 의 상류에서 공급노즐 (17) 을 포함하며, 이 공급노즐은 고온 공기에 의해 얀 (5) 을 스터퍼 박스 챔버 (19) 로 진행시키는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

제 13 항에 있어서, 상기 스터프 박스 챔버 (19) 는 가스 침투성 가이드부 (23) 를 포함하며, 이 가이드부를 통해서 매체가 스터프 박스 챔버 (19) 를 떠나는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

제 14 항에 있어서, 상기 스터프 박스 챔버 (19) 는 가스 침투성 가이드부 (23) 를 포함하며, 이 가이드부를 통해서 매체가 스터프 박스 챔버 (19) 를 떠나는 것을 특징으로 하는 플랫 얀의 제조장치.

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