KR101489700B1 - Method for preventing yarn breakage - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 중합체를 방사구금을 통해 방사하여 멀티필라멘트 얀을 수득하는 단계, 상기 얀을 세척하는 단계 및 임의로 상기 얀을 중화 및/또는 건조시키는 단계 및 상기 얀을 보빈에 권사하는 단계를 포함하는 멀티필라멘트 얀 방사공정 동안 얀 파단을 방지하기 위한 멀티필라멘트 얀 방사공정의 용도로서, 이러한 얀 파단을 방지하기 위한 멀티필라멘트 방사 공정이 멀티필라멘트 얀의 각각의 필라멘트를 개별적으로 세척하고, 중화시키는 경우, 멀티필라멘트 얀의 각각의 필라멘트를 개별적으로 중화시키는 것을 포함하는 용도에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 얀은 제트 세척기로 세척된다.The present invention is directed to a method of making a yarn comprising spinning a polymer through a spinneret to obtain a multifilament yarn, washing the yarn, optionally neutralizing and / or drying the yarn, and winding the yarn onto a bobbin For use in a multifilament yarn spinning process to prevent yarn breakage during a multifilament yarn spinning process, if the multifilament spinning process to prevent such yarn breakage is to individually clean and neutralize each filament of the multifilament yarn, And separately neutralizing each filament of the multifilament yarn. Preferably, the yarn is washed with a jet washer.
Description
본 발명은 필라멘트 얀의 방사공정 동안 얀 파단을 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preventing yarn breakage during the spinning process of filament yarn.
얀 제조시 롤 기계 상의 액체 가공 동안 얀이 파단하는 것은 흔한 문제였다. 방사 직후 얀 세척시와 같은 얀의 액체 가공시, 상기 얀은 통상적으로 여러 쌍의 롤 둘레를 몇 회 통상적으로 돌며, 상기 얀은 세척액으로 분무되거나 접촉된다. 얀 파단을 유도하는 필라멘트 파단 및 상기 방사 공정의 중단으로 인해 공정 연속성이 유지되기 어렵다. 그러므로, 방사 필라멘트를 서로 떨어진 상태로 유지시킴으로써 상기 문제를 최소화하는 것이 통상적이다. 미국 특허 제5,034,250호에는, 한 쌍 중의 롤을 둘 다 구동시키기 위해 동기식 모터(synchronous motor)를 사용함으로써 롤 상의 액체 처리 동안의 얀 파단을 경감시킬 수 있음이 기술되어 있다. 실질적으로 동일한 속도로 상기 롤을 구동시키도록 설정되고 실질적으로 동일한 직경을 갖는 롤을 사용하는 상기 동기식 모터를 사용하면 선행 기술의 장치를 사용하는 경우에 비해 얀 파단이 더 줄어드는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 동기식 롤 구동 모터만을 사용해서는 얀 파단이 충분히 감소되지 않으며, 적절한 개선과 적절한 간격 유지를 보장하기 위해 약한 장력이 얀에 인가되어야 한다. 처리 액체의 표면 장력으로 인해 인접 얀들 간의 인력을 모두 제거하려면, 인접 얀들이 밀접하게 간격을 유지하는 경우 이들 얀들은 액체가 얀들 사이의 액체 웹을 형성할 수 있는 경우 처리 액체의 표면 장력에 의해 보다 더 밀접하게 함께 당겨져야 하는 것으로 인식되어 왔다. 상기 얀들은 문제를 방지하기 위해 서로로부터 약 0.64cm보다 가깝지 않아야 함이 추가로 기술되어 있다. 간격(이는 피치라고도 한다)이 이보다 가까우면 필라멘트 파단 및 감김과 궁극적인 얀 파단이 유도된다. It has been a common problem that the yarn breaks during liquid processing on the roll machine during yarn manufacturing. Upon liquid processing of the yarn, such as in the cleaning of the yarn immediately after the spinning, the yarn typically rotates around several pairs of rolls several times, and the yarn is sprayed or contacted with a cleaning liquid. It is difficult to maintain the process continuity due to filament breakage inducing yarn breakage and interruption of the spinning process. Therefore, it is common to minimize this problem by keeping the filaments separated from each other. U.S. Patent No. 5,034,250 describes the use of a synchronous motor to drive both rolls in a pair to mitigate yarn breakage during liquid processing on the roll. It has been found that the use of the synchronous motor, which uses rolls having substantially the same diameter, set to drive the rolls at substantially the same speed, further reduces yarn breakage compared to using prior art devices. However, using only synchronous roll drive motors does not sufficiently reduce yarn breakage, and weak tension must be applied to the yarn to ensure proper improvement and proper spacing. To remove all of the attraction between adjacent yarns due to the surface tension of the treatment liquid, if the adjacent yarns are closely spaced, these yarns may be separated by surface tension of the treatment liquid if the liquid is able to form a liquid web between the yarns. It has been recognized that they must be pulled more closely together. It is further described that the yarns should not be closer than about 0.64 cm from each other to avoid problems. If the spacing (also referred to as pitch) is less than this, filament breakage and winding and ultimate yarn breakage are induced.
본 발명은 모터 구동에 관해 보다 많은 자유도를 허용하고 인가된 장력 및 얀들의 간격의 최소화를 허용하는 파단 문제의 보다 간단한 해법에 관한 것이다.The present invention relates to a simpler solution of the rupture problem that allows more freedom in motor drive and allows for minimization of applied tension and spacing of yarns.
본 발명에 이르러, 세척 및 중화 단계에서와 같이 액체가 공급되는 단계들을 개량함으로써 필라멘트 및 얀 파단이 제거될 수 있음이 밝혀졌다. 세척 및 중화는 통상 방사 스트리트에서 얀 위에 물을 분무함으로써 수행되거나 물 함유 장치를 통해 방사된 얀을 당김으로써 수행된다. 이러한 방법은 미국 특허 제5,034,250호에 기술되며, 여기서 얀을 접촉하기 위해 액체 다기관 바로부터 분무된다. 상기 얀에 분무되고, 그 속에 함유된 필라멘트는 필라멘트 번들로서 세척되지만, 상기 분무는 각각의 필라멘트를 개별적으로 타격하지는 않는다.In accordance with the present invention, it has been found that filament and yarn breakage can be eliminated by improving the steps in which the liquid is supplied, such as during the cleaning and neutralization steps. Washing and neutralization is usually carried out by spraying water onto the yarn in the spinning street or by pulling the yarn spun through the water containing device. Such a method is described in U.S. Patent No. 5,034,250, where it is sprayed from the liquid manifold to contact the yarn. The yarn is sprayed and the filaments contained therein are washed as a filament bundle, but the spray does not hit each filament individually.
미국 특허 제5,667,743호에서, 아라미드 섬유의 습식 방사공정이 기술되어 있다. 이들 섬유는 3개의 제트 추출 모듈을 사용하여 세척 구역에서 세척될 수 있다. 상기 참조문헌은 제트 세척기를 기술하지만, 이는 얀 번들의 각각의 필라멘트가 개별적으로 세척된다는 것을 기재하지 않는다. 추가로, 상기 문헌은, 얀 필라멘트가 개별적으로 세척된다면 제트 세척기 사용이 얀 파단을 보다 적게 유도할 수 있다는 기술적 교시를 기재하지 않는다.In U.S. Patent No. 5,667,743, a wet spinning process of aramid fibers is described. These fibers can be washed in the wash zone using three jet extraction modules. The reference describes a jet washer, but does not mention that each filament of the yarn bundle is individually cleaned. In addition, this document does not describe the technical teaching that using a jet washer can lead to less yarn breakage if the yarn filaments are individually cleaned.
본 발명에 이르러, 본 발명의 본 발명자들은 멀티필라멘트 얀을 제조하기 위한 방사공정에서, 예를 들면, 제트 세척기를 적용함으로써 멀티필라멘트 얀의 필라멘트들을 개별적으로 세척 및 중화하는 것을 신규하게 사용하는 것을 발견하였으며, 상기 사용은 멀티필라멘트 얀의 방사공정 동안 얀 파단을 방지한다. 상기 방사공정은 중합체를 방사구금을 통해 방사하여 멀티필라멘트 얀을 수득하는 단계, 상기 얀을 세척하는 단계 및 임의로 상기 얀을 중화 및/또는 건조시키는 단계 및 상기 얀을 보빈에 권사하는 단계를 포함하며, 상기 얀의 각각의 필라멘트를 개별적으로 세척하고, 중화시키는 경우, 개별적으로 중화시킴을 특징으로 한다. In accordance with the present invention, the inventors of the present invention have found that novel use is made of washing and neutralizing filaments of multifilament yarns individually, for example, by applying a jet washer in the spinning process for producing multifilament yarns And the use prevents yarn breakage during the spinning process of the multifilament yarn. The spinning process comprises spinning the polymer through a spinneret to obtain a multifilament yarn, washing the yarn, optionally neutralizing and / or drying the yarn, and winding the yarn onto a bobbin , Characterized in that the individual filaments of the yarn are separately cleaned and, if neutralized, neutralized separately.
액체 처리가 얀의 개별 필라멘트에 대해 수행되는 경우, 특히 세척 및 중화 처리에 대해, 상기 필라멘트의 교락 및 얀의 파단이 상당히 감소되며, 심지어 동기식 모터가 구동하고 장력 및 간격 유지의 정밀한 제어가 더 이상 가장 중요하지 않을 정도로 감소된다. 상기 롤이 본 발명의 조건하에 0.05% 이상의 차이를 갖는 표면 속도에서 회전될 수 있고, 이로써 상기 방사 및 세척/중화 공정이 상당히 간략해짐을 유의하는 것이 중요하다. 비동기식 모터 구동의 사용은 또한 본 발명의 조건하에 가능하며, 장력 제어는 더 이상 중요하지 않다. 미리 0.64cm 이상이어야 하는 간격은 필라멘트 교락 및 얀 파단의 치명적 증가 없이 약 0.4cm로, 심지어 약 0.2cm로 용이하게 감소될 수 있다.If the liquid treatment is carried out on the individual filaments of the yarn, especially for cleaning and neutralization treatments, the entanglement of the filaments and the breakage of the yarn are considerably reduced and even the synchronous motor is driven and precise control of tension and spacing maintenance is no longer It is reduced to the least significant. It is important to note that the rolls can be rotated at surface velocities having a difference of 0.05% or more under the conditions of the present invention, thereby greatly simplifying the spinning and cleaning / neutralizing process. The use of asynchronous motor drive is also possible under the conditions of the present invention, and tension control is no longer important. The interval that should be more than 0.64 cm in advance can be easily reduced to about 0.4 cm, even to about 0.2 cm, without a fatal increase in filament entanglement and yarn breakage.
본 발명의 공정은 특히 세척 및 중화 처리에서 사용되거나, 보다 일반적으로 중합체를 방사구금을 통해 방사하고 상기 중합체를 얀으로 응고시킨 후이면서 보빈 상에 상기 얀을 권사하기 전에 임의의 섬도(denier)를 갖는 얀의 임의의 액체 처리에서 사용된다. 섬도가 더 높은 얀의 가공이 가장 유리하다. 70 내지 450dtex의 얀과 같은 저섬도 얀은 덜 엄격한 간격 요건에 의해 유리한데, 그 이유는 저점도 얀이 액체 처리의 표면장력에 의해 가장 많은 영향을 받으며 보다 취약하여, 보다 용이하게 손상될 수 있기 때문이다.The process of the present invention is particularly useful in cleaning and neutralization processes or, more generally, after spinning the polymer through a spinneret and solidifying the polymer with the yarn, and before winding the yarn on the bobbin, a random denier Lt; RTI ID = 0.0 > liquid. ≪ / RTI > Processing of yarn with higher fineness is most advantageous. Low-grade yarns such as yarns of 70 to 450 dtex are advantageous due to less stringent spacing requirements because the low-viscosity yarns are most affected by the surface tension of the liquid treatment and are more vulnerable, Because.
얀의 액체 처리는 50 내지 1200m/min 범위에서 실제적으로 임의의 얀 속도에서 수행되며, 얀은 모든 속도에서 파단한다. 본 발명의 공정은 실질적으로 모든 얀에 대해 모든 속도에서 실질적으로 파단 없이 작동하게 한다.The liquid treatment of the yarn is carried out at practically any yarn speed in the range of 50 to 1200 m / min, and the yarn breaks at all speeds. The process of the present invention allows virtually all yarns to operate substantially at all speeds without breaking.
개별 필라멘트의 액체 처리는 단일 필라멘트를 액체 처리하기 위해 얀 번들을 개방할 수 있는 임의의 고압 액체 장치에 의해 수행할 수 있으며, 바람직하면서도 가장 용이하게는 다수의 제트 세척기에 의해 수행된다. 방사 스트리트의 길이에 따라, 예를 들면, 5 내지 30개의 제트 세척기가 각각의 얀에 대해 사용될 수 있다. 제트 세척기는 얀 번들을 개방하고 각각의 필라멘트 둘레에 있는 경계층을 새롭게 하는 데 있어서 특히 효과적이다. 얀 자체의 제트 세척은, 예를 들면, GB 762,959 및 WO 93/06266으로부터 당분야에 공지되어 있다. 제트 세척기는 세척 및 중화 처리 둘 다에 대해 사용될 수 있거나 상기 필라멘트 상에 코팅 또는 마감을 도포하는 것과 같은 기타 액체 처리에 대해 사용될 수 있다. 제트 세척기는 소형화되어 각각의 얀 번들에 대해 하나 이상의 개별 제트 세척기가 사용될 수 있다. 추가의 개선은 상기 얀으로부터 과량의 물을 제거함으로써 수득될 수 있다. 인접한 얀들이 처리 액체(예: 물)의 표면 장력에 의해 함께 당겨지므로, 상기 액체가 얀들 사이에 액체 웹을 형성할 수 있는 경우, 이들 인력은 세척 또는 중화 후 얀에 잔류하는 액체가 가능한 한 적은 경우 감소될 수 있다. 그러므로, 추가의 개선은 제트 세척기를 통과한 후 상기 얀의 외부 표면으로부터 과량의 액체를 제거하는 것이다. 액체의 제거는 에어 제트, 스트리퍼, 핀 등에 의해 수행될 수 있다.The liquid treatment of the individual filaments can be carried out by any high pressure liquid device which is capable of opening the yarn bundles to process a single filament, and is preferably, and most conveniently, carried out by a plurality of jet washers. Depending on the length of the spinning streets, for example, from 5 to 30 jet washers can be used for each yarn. The jet washer is particularly effective in opening the yarn bundle and renewing the boundary layer around each filament. Jet cleaning of the yarn itself is known in the art, for example from GB 762,959 and WO 93/06266. The jet washer can be used for both cleaning and neutralization treatments or for other liquid treatments such as applying a coating or finish on the filaments. The jet washer may be miniaturized and one or more individual jet washers may be used for each yarn bundle. A further improvement can be obtained by removing excess water from the yarn. As the adjacent yarns are pulled together by the surface tension of the treatment liquid (e.g. water), so that when the liquid is able to form a liquid web between the yarns, these attraction forces are such that the liquid remaining in the yarn after washing or neutralization is as small as possible Can be reduced. Therefore, a further improvement is to remove excess liquid from the outer surface of the yarn after passing through the jet washer. The removal of the liquid can be carried out by an air jet, a stripper, a pin or the like.
본 발명의 공정은 응고욕 직후 습식 또는 에어 갭 방사된 섬유를 세척하는 데 특히 유용하다. 이러한 습식 또는 에어 갭 방사 섬유는 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드)와 같은 메타-아라미드; 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)[트바론(Twaron)®, 케블라(Kevlar)®로서 시판 중임), 코-폴리-(p-페닐렌/3,4'-옥시페닐렌 테레프탈아미드[테크노라(Technora)®]와 같은 파라-아라미드; 폴리 p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸[(자일론(Zylon)®], 폴리{2,6-디이미다조[4,5-b:4'5'-e]피리디닐렌-1,4(2,5-디하이드록시)페닐렌}(PIPD, M5®)과 같은 폴리벤즈아졸형 섬유 등을 포함한다.The process of the present invention is particularly useful for cleaning wet or air gap radiated fibers immediately after a coagulation bath. Such wet or air-gap spinning fibers include meta-aramids such as poly (m-phenylene isophthalamide); Poly (p- phenylene terephthalamide) [bit Baron (Twaron) ®, Kevlar (Kevlar) ® as commercially available), co-poly - (p- phenylene / 3,4'-oxy-phenylene terephthalamide [Technorati (Technora) ®] with the same para-aramid; poly-p- phenylene-2,6-benzo-bis-oxazol [(Giles Ron (Zylon) ®], poly {2,6-imidazo [4,5-b : 4'5'-e] pyridinylene-1,4 (2,5-dihydroxy) phenylene} (PIPD, M5 ® ).
본 발명은 하기 실시예에 의해 설명된다.The invention is illustrated by the following examples.
A. 세척 및 중화용으로 통상적인 롤 기계를 사용하여, 440dtex PPTA(폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 얀을 물과 희석 염기로 처리하였다. 상기 얀 간격은 0.48cm이었다. 상기 방사된 섬유를 실온에서 얀 번들 상에 물을 분무하는 액체 다기관 바를 사용하여 실온에서 물로 세척하였다. 파단 전 수행 시간(run time)은 4 내지 32시간(평균 약 15시간)이었다.A. 440 dtex PPTA (poly (p-phenylene terephthalamide) yarn was treated with water and dilute base using a conventional roll machine for cleaning and neutralization, the yarn spacing being 0.48 cm. The liquid manifold bars spraying water onto the yarn bundles at room temperature were used and washed with water at room temperature. The run time before rupture was between 4 and 32 hours (on average about 15 hours).
B. 세척 및 중화용으로 롤 기계를 사용하여 420dtex PPTA 얀을 물과 희석 염기로 처리하였다. 상기 얀 간격은 0.40cm이다. 상기 방사된 섬유를 각각의 얀 번들에 대해 20개의 제트 세척기를 사용하여 세척 및 중화시켰다. 파단 전 수행 시간은 무한하다(전혀 파단 없이 수개월 동안 수행될 수 있다).
B. 420 dtex PPTA yarns were treated with water and dilute base using a roll machine for cleaning and neutralization. The yarn spacing is 0.40 cm. The spun fibers were washed and neutralized using 20 jet washers for each yarn bundle. The run time before fracture is infinite (it can be done for several months without breaking at all).
Claims (5)
(ii) 상기 얀을 세척하는 단계, 및
(iv) 상기 얀을 보빈에 권사하는 단계를 포함하고,
상기 멀티필라멘트 얀의 각각의 필라멘트가 개별적으로 세척되고, 5 내지 30개의 제트 세척기가 상기 얀의 세척에 사용되는 것을 특징으로 하는, 방사공정 동안 얀 파단을 방지하기 위한 멀티필라멘트 얀의 방사방법.(i) spinning the polymer through spinneret to obtain a multifilament yarn,
(ii) washing the yarn, and
(iv) winding the yarn on a bobbin,
Characterized in that each filament of the multifilament yarn is individually cleaned and from 5 to 30 jet washers are used to clean the yarn.
5. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the multifilament yarn is an aramid yarn.
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