KR19990082988A

KR19990082988A - 용융방사방법 및 용융방사장치

Info

Publication number: KR19990082988A
Application number: KR1019990011961A
Authority: KR
Inventors: 파이피터에이치.와이.; 오시우미코오이치로오
Original assignee: 무라타 기카이 가부시키가이샤; 후앙 진루; 선텍스 화이버 컴퍼니 리미티드
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 1999-11-25
Also published as: EP0949362A2; JP3218507B2; US6277320B1; CN1231351A; JPH11293514A; TW517102B; EP0949362A3

Abstract

불안정 영역내를 통과중인 필라멘트끼리를 접촉시키지 않는 용융방사.

여러개의 노즐에서 토출된 용융상태의 각 필라멘트(F)를 세화(細化)·고화(固化)시켜서 여러개의 필라멘트(F)로 이루어진 사조(絲條)로 하는 용융방사방법에 있어서, 세화중인 각 필라멘트(F)를 동극(同極)에 대전시켜 두고, 여러개의 필라멘트(F)를 집합시켰을 때에는 제전(除電)하고 있도록 한다. 윗쪽의 토출장치(2)의 마우스 피스(mouth piece)(2a)와 아랫쪽의 필라멘트 집속부(B)와의 사이에서 각 필라멘트(F)를 급격히 세화시키는 과정에서 필연적으로 발생하는 불안정 영역(A)이 존재하는 용융방사장치(11)에 있어서, 마우스 피스(2a)부터 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 동극에 대전시키기 위한 대전장치(12)를 설치하고, 불안정 영역(A)의 출구(Ab)부터 필라멘트 집속부(B)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 제전하기 위한 제전장치(13)를 설치한다.

Description

용융방사방법 및 용융방사장치{MELT SPINNING PROCESS AND MELT SPINNING DEVICE}

본 발명은, 열가소성 폴리머를 용융방사하는 방법 및 장치에 있어서, 필라멘트가 급격히 세화되는 과정에서 필연적으로 발생하는 불안정 영역내에서, 필라멘트끼리의 접촉을 방지하는 것에 관한 것이다.

종래, 용융방사방법은, 도 3에 나타내듯이 토출장치(2)와 방사통(3)과 급유장치(4)와 권취장치(5)를 구비한 용융방사장치(1)를 이용하며, 토출장치(2)의 마우스 피스(2a)에 설치된 여러개의 노즐에서 토출된 용융상태의 각 필라멘트(F)를 방사통(3)안에 설치한 냉각장치(6)로 냉각 고화하고, 그 후, 여러개의 필라멘트(F)를 급유장치(4)의 아랫쪽 집속부(B)의 위치에서 집합시켜 1개의 사조(Y)로 하고, 상기 사조(Y)를 권취장치(5)로 권취하도록 하고 있다.

상기 용융방사방법에 있어서는, 필라멘트(F)가 급격히 세화되는 과정에서 필연적으로 발생하는 불안정 영역(소위 「네킹 에리어(necking area)」)가 존재한다. 불안정 영역(A)내에서 각 필라멘트(F)는, 급격히 세화되면서 속도를 증속해 가지만, 필라멘트(F)의 위치가 내측과 외측 등에 의해, 냉각상태가 각각 다르다라는 이유에 의해, 그 세화의 상태가 각각 다르다. 그 때문에, 불안정 영역의 동일한 높이의 위치에서, 필라멘트(F)는, 다른 필라멘트(F)와 속도가 반드시 일치하지 않는다. 이 때문에, 필라멘트끼리가 접촉하면, 보풀이나 루프(loop)가 발생해서 품질을 현저히 저하시키거나, 최악의 경우에는 필라멘트 끊어짐을 초래해서 생산능률을 저하시키는 문제가 발생했다.

그래서, 본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해, 불안정 영역내를 통과중인 필라멘트끼리를 접촉시키지 않는 용융방사방법 및 용융방사장치의 제공을 목적으로 한다.

제1항에 기재된 본 발명이 채용한 수단은, 여러개의 노즐에서 토출된 용융상태의 각 필라멘트를 세화·고화해서 여러개의 필라멘트로 이루어진 사조를 얻는 용융방사방법에 있어서, 세화중인 각 필라멘트를 동극에 대전시켜 두는 것을 특징으로 하는 용융방사방법이다.

본 발명에 있어서는, 세화중인 각 필라멘트가 동극에 대전하고 있으므로, 필라멘트끼리가 접근하는 상황하에서도, 세화중인 필라멘트끼리를 접촉시키지 않도록 반발시킬 수 있다.

제2항에 기재된 본 발명이 채용한 수단은, 제1항에 있어서, 상기 여러개의 필라멘트를 집합시켰을 때에는 제전하고 있도록 하는 용융방사방법이다.

본 발명에 있어서는, 집합전의 고화한 필라멘트끼리가 제전하고 있으므로 원활하게 집합한다.

제3항에 기재된 본 발명이 채용한 수단은, 윗쪽의 토출장치의 마우스 피스와 아랫쪽의 필라멘트 집속부와의 사이에서 각 필라멘트를 세화시키기 위해 형성되는 불안정 영역이 존재하는 용융방사장치에 있어서, 마우스 피스부터 불안정 영역의 입구까지의 사이에서 각 필라멘트를 동극에 대전시키기 위한 대전장치를 설치한 것을 특징으로 하는 용융방사장치이다.

본 발명에 있어서는, 대전장치로 각 필라멘트를 동극에 대전시키는 것에 의해, 세화중인 각 필라멘트도 동극에 대전하므로, 필라멘트끼리가 접근하는 상황하에서도 필라멘트끼리를 접촉시키지 않도록 반발시킬 수 있다.

제4항에 기재된 본 발명이 채용한 수단은, 제3항에 있어서, 상기 불안정 영역의 출구부터 상기 필라멘트 집속부까지의 사이에서 각 필라멘트를 제전하기 위한 제전장치를 설치한 용융방사장치이다.

본 발명에 있어서는, 제전장치로 집합전의 고화한 필라멘트를 제전해서, 원활하게 집합시킬 수 있다.

제5항에 기재된 본 발명이 채용한 수단은, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 대전장치가, 상기 마우스 피스부터 상기 불안정 영역의 입구까지의 사이에 형성한 필라멘트군 통로로 이온화한 공기를 송풍하는 것인 용융방사장치이다.

본 발명에 있어서는, 필라멘트군 통로를 통과하는 여러개의 필라멘트에 이온화한 공기를 모두 접촉시켜, 각 필라멘트를 동극에 대전시킬 수 있다.

제6항에 기재된 본 발명이 채용한 수단은, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 대전장치가, 상기 마우스 피스부터 상기 불안정 영역의 입구까지의 사이에 형성한 필라멘트군 통로의 외측을 둘러싸도록, 대전시키기 위한 전극을 설치한 용융방사장치이다.

본 발명에 있어서는, 전극으로부터의 방전에 의해 필라멘트군 통로의 공기가 이온화하여, 각 필라멘트를 동극에 대전시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1실시예를 나타낸 개략도이다.

도 2는, 본 발명의 제2실시예를 나타낸 개략도이다.

도 3은, 종래의 용융방사장치를 나타낸 개략도이다.

(부호의 설명)

2…토출장치 2a…마우스 피스

11,31…용융방사장치 12,32…대전장치

13,33…제전장치 A…불안정 영역

B…필라멘트 집속부 F…필라멘트

Y…사조

이하, 본 발명에 관한 용융방사방법 및 용융방사장치를 도면에 나타낸 실시예에 근거해서 설명한다.

(제1실시예)

도 1은, 본 발명의 제1실시예를 나타낸 개략도이다. 본 실시예의 용융방사장치(11)는, 토출장치(2)와 방사통(3)과 노즐식 급유장치(4)와 필라멘트 집속부(B)와 권취장치(5)를 구비하고, 토출장치(2)의 마우스 피스(2a)에 설치된 여러개의 노즐(도시생략)에서 토출된 용융상태의 각 필라멘트(F)를, 방사통(3)안에 설치한 냉각장치(6)에 의해 냉각고화시키면서 급격히 세화시키고, 노즐식 급유장치(4)로 급유하는 동시에 아랫쪽의 필라멘트 집속부(집속 가이드)(B)로 집속시켜 여러개의 필라멘트(F)를 1개의 사조(Y)로 하고, 권취장치(5)로 권취하도록 하고 있다. 마우스 피스(2a)의 아랫쪽의 링 등으로 이루어진 필라멘트 집속부(B)와의 사이에는, 불안정 영역(「네킹 에리어」라고도 함)(A)이 존재한다. 용융방사장치(11)의 개량점은, 마우스 피스(2a)부터 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 모두 동극에 대전시키기 위한 대전장치(12)를 설치하는 동시에, 불안정 영역(A)의 출구(Ab)부터 필라멘트 집속부(B)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 제전하기 위한 제전장치(13)를 설치한 것이다.

상기 대전장치(12)는, 마우스 피스(2a)부터 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에 형성한 필라멘트군 통로(R1)로 이온화한 공기를 송풍하는 것으로, 이온화한 공기를 발생시키는 이온공기발생장치(14)와, 발생한 이온화 공기를 필라멘트군 통로(R1)로 안내하는 공기 안내기구(15)를 구비하고 있다. 이온공기 발생기구(14)는, 공기를 통과시키는 케이싱(16)과, 코로나방전 등에 의해 케이싱(16)안에서 이온을 발생시키는 이온 발생기구(17)와, 케이싱(16)의 유입구에 접속한 송풍기(18)를 구비하고 있다. 공기 안내기구(15)는, 필라멘트군 통로(R1)의 외측에 설치되는 동시에 필라멘트군 또는 그 통로(R1)를 향해서 이온공기를 내뿜기 위한 흡출구(19a)를 다수개 개구한 고리모양의 노즐상자(19)와, 노즐상자(19)의 유입구와 케이싱(16)의 유출구를 접속하는 덕트(20)를 구비하고 있다. 노즐상자(19)는, 필라멘트군 통로(R1)로 처음에 필라멘트(F)군이 통과할 때의 작업성을 좋게 하기 위해, 2개로 분할할 수 있도록 되어 있고, 분할한 것을 소정의 흡출위치에서 필라멘트군 통로(R1)로부터 떨어진 후퇴위치까지의 사이를 진퇴하도록 구성하는 일도 있다.

상기 제전장치(13)는, 불안정 영역(A)의 출구(Ab)부터 필라멘트 집속부(B)까지의 사이에서 형성한 필라멘트군 통로(R3)로 이온화한 공기를 송풍하는 것이고, 상기 대전장치(12)의 이온극성과 반대의 극성이 되는 이온화한 공기를 발생시키는 이온공기 발생장치(21)와, 발생한 이온화 공기를 필라멘트군 통로(R3)로 안내하는 공기 안내기구(22)를 구비하고 있다. 이온공기 발생기구(21)는, 공기를 통과시키는 케이싱(23)과, 코로나방전 등에 의해 케이싱(23)내에서 이온을 발생시키는 이온 발생기구(24)와, 케이싱(23)의 유입구에 접속한 송풍기(25)를 구비하고 있다. 공기 안내기구(22)는, 필라멘트군 통로(R3)의 외측에 설치되는 동시에 필라멘트군 또는 그 통로(R3)를 향해서 이온공기를 분출하기 위한 흡출구(26a)를 다수개 개구한 고리모양의 노즐상자(26)와, 노즐상자(26)와 케이싱(23)의 유출구를 접속하는 덕트(27)를 구비하고 있다. 노즐상자(26)는, 필라멘트군 통로(R3)로 처음에 필라멘트(F)군이 통과할 때의 작업성을 좋게 하기 위해, 2개로 분할 할 수 있도록 되어 있고, 분할한 것을 소정의 흡출위치에서 필라멘트군 통로(R3)로부터 떨어진 후퇴위치까지의 사이를 진퇴하도록 구성하는 일도 있다. 또, 상기 제전장치(13)는, 생략하는 것도 가능하다.

용융방사장치(11)는, 대전장치(12)로 마우스 피스(2a)에서 용융방출된 각 필라멘트(F)를 모두 동극에 대전시킴으로써, 세화중인 각 필라멘트(F)도 모두 동극에 대전시켜 둘 수 있고, 제전장치(13)로 집합전의 고화한 필라멘트(F)를 제전할 수 있다. 상술한 용융방사장치(11)를 이용한 용융방사방법에서는, 불안정 영역(A)을 통과하는 세화중인 각 필라멘트(F)를 동극에 대전시키고 있으므로, 인접하는 필라멘트끼리가 접근하는 상황하에서도, 필라멘트끼리를 접촉시키지 않도록 반발시킬 수 있고, 또 집합전의 고화한 필라멘트끼리가 제전하고 있으므로 원활하게 집합시킬 수 있다. 또, 인접하는 필라멘트끼리를 접근시켜도 접촉하는 일이 없으므로, 마우스 피스(2a)의 노즐(세공(細孔))의 간격을 좁힐 수 있고, 장치의 소형화를 달성할 수 있다. 게다가, 필라멘트(F)를 모두 동극에 대전시키고 있으므로, 필라멘트(F)사이에 간극이 유지되고, 냉각장치(6)의 냉각공기의 통과가 양호하게 되고, 각 필라멘트(F)가 균일하게 냉각되게 된다. 또, 동극에 대전하고 있는 각 필라멘트(F)를 대전상태로 집합시킬 수 있을 때에는, 집합전의 고화한 필라멘트끼리를 적극적으로 제전시키지 않는 것도 가능하다. 급유장치(4)는, 노즐식 대신에 롤러식을 이용해도 좋다.

(제2실시예)

도 2는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 개략도이다. 본 실시예의 용융방사장치(31)는, 마우스 피스(2a)부터 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 모두 동극에 대전시키기 위한 대전장치(32)를 설치하는 동시에, 불안정 영역(A)의 출구(Ab)부터 필라멘트 집속부(B)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 제전하기 위한 제전장치(33)가 설치되어 있다.

상기 대전장치(32)는, 마우스 피스(2a)부터 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에 형성한 필라멘트군 통로(R1)의 외측을 둘러싸듯이 전극기구(34)를 설치하고, 필라멘트군 통로(R1)의 분위기 공기를 이온화하도록 되어 있다. 전극기구(34)는, 전극(36,37)을 한 조로 한 것의 복수조와, 전극부착용 케이싱(35)을 구비하고, 전극(36,37)사이에서 방전시키도록 되어 있다. 케이싱(35)은, 필라멘트군 통로(R1)로 처음에 필라멘트군이 통과할 때의 작업성을 좋게 하기 위해 두 개로 분할할 수 있도록 되어 있고, 분할한 것을 필라멘트군 통로(R1)로부터 떨어진 후퇴위치에서 소정의 방전위치까지의 사이를 진퇴하도록 구성하는 일도 있다.

또, 상기 대전장치(32)는, 전극(36,37)에서 발생한 이온화 공기를 필라멘트군 통로(R1)의 중심까지 적극적으로 이동시키도록 하기 위해, 도면에는 나타내지 않았지만, 전극(36,37)의 주변에서 필라멘트군 통로(R1)의 중심을 향해서 이온화 공기를 이동시키도록, 공기흡출용 노즐상자를 설치하는 일도 있다.

상기 제전장치(33)는, 필라멘트 집속부(B)에서 집속하기 직전 또는 직후의 필라멘트다발을 어스(earth)해서 제전하도록, 필라멘트다발을 통전가능하게 접촉하는 어스기구(38)로 구성하는 것도 가능하다. 이 예에서는, 급유장치(4)의 노즐부(4a)를 어스기구(38)와 겸용하도록 하고 있다. 필라멘트 집속부(B)를 어스기구로 해도 좋다. 또, 상기 제전장치(33)는, 생략하는 것도 가능하다.

용융방사장치(31)는, 대전장치(32)로 각 필라멘트(F)를 모두 동극에 대전시킴으로써, 세화중인 각 필라멘트(F)도 동극에 대전시켜 둘 수 있고, 제전장치(33)로 집합전의 고화한 필라멘트(F)를 제전할 수 있다. 용융방사장치(31)를 이용한 용융방사방법에서는, 불안정 영역(A)을 통과하는 세화중인 각 필라멘트(F)를 동극에 대전시키고 있으므로, 인접하는 필라멘트끼리가 접근하는 상황하에서도, 필라멘트끼리를 접촉시키지 않도록 반발시킬 수 있고, 또 집합전의 고화한 필라멘트끼리가 제전하고 있으므로 원활하게 집합시킬 수 있다. 또, 동극에 대전하고 있는 각 필라멘트(F)를 대전상태대로 집합시킬 수 있을 때에는, 집합전의 고화한 필라멘트끼리를 적극적으로 제전시키지 않는 것도 가능하다.

(그밖의 실시예)

도 1에 나타낸 제전장치(13)를 도 2에 나타낸 제전장치(33)로 치환하는 것도, 도 2에 나타낸 대전장치(32)를 도 1에 나타낸 대전장치(12)로 치환하는 것도 가능하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은, 불안정 영역내를 통과중인 필라멘트를 동극에 대전시켜 반발시키므로, 필라멘트끼리를 접촉시키지 않고 고품질의 필라멘트가 얻어지는 동시에, 필라멘트 끊어짐을 없애 생산능률을 비약적으로 향상시킬 수 있는 우수한 효과를 갖는다. 또, 마우스 피스에 설치한 복수의 세공의 간격을 작게 할 수 있고, 마우스 피스의 소형화, 나아가서는 용융방사장치의 소형화를 달성할 수 있다. 본 발명은, 방사속도가 4000m/분 이상, 특히 6000m/분 이상의 고속 방사에 대해서 유효하다.

Claims

여러개의 노즐에서 토출된 용융상태의 각 필라멘트(F)를 세화·고화해서 여러개의 필라멘트(F)로 이루어진 사조(Y)를 얻는 용융방사방법에 있어서, 세화중인 각 필라멘트(F)를 동극에 대전시켜 두는 것을 특징으로 하는 용융방사방법.
제1항에 있어서, 상기 여러개의 필라멘트(F)를 집합시켰을 때에는 제전하고 있도록 하는 것을 특징으로 하는 용융방사방법.
윗쪽의 토출장치(2)의 마우스 피스(2a)와 아랫쪽의 필라멘트 집속부(B)와의 사이에서 각 필라멘트(F)를 세화시키기 위해 형성되는 불안정 영역(A)이 존재하는 용융방사장치에 있어서, 마우스 피스(2a)부터 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 동극에 대전시키기 위한 대전장치(12)를 설치한 것을 특징으로 하는 용융방사장치.
제3항에 있어서, 상기 불안정 영역(A)의 출구(Ab)부터 상기 필라멘트 집속부(B)까지의 사이에서 각 필라멘트(F)를 제전하기 위한 제전장치(13)를 설치한 것을 특징으로 하는 용융방사장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 대전장치(12)가, 상기 마우스 피스(2a)부터 상기 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에 형성한 필라멘트군 통로(R1)로 이온화한 공기를 송풍하는 것인 것을 특징으로 하는 용융방사장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 대전장치(12)가, 상기 마우스 피스(2a)부터 상기 불안정 영역(A)의 입구(Aa)까지의 사이에 형성한 필라멘트군 통로(R1)의 외측을 둘러싸도록, 대전시키기 위한 전극을 설치한 것을 특징으로 하는 용융방사장치.