KR19990088232A - 열가소성폴리머로부터고역가균일성을갖는마이크로필라멘트사를생산하기위한장치및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 장치 및 방법에 의하여, 합성 폴리머로 만든 마이크로필라멘트사의 증가된 역가 균일성, 염료 흡수, 및 높은 홀 밀도의 방사노즐 및 중앙 냉각 장치로 방사 공정에 의하여 증가된 생산 속도에서 개선된 실의 물리적인 특성을 갖는 것으로 생산될 수 있다.

Description

열가소성 폴리머로부터 고역가 균일성을 갖는 마이크로필라멘트사를 생산하기 위한 장치 및 방법{Device and method for producing microfilament yarns with titer uniformity thermoplastic polymers}

본 발명은 열가소성 폴리머로부터 고역가 균일성(어스터 값(Uster value))을 갖는 마이크로필라멘트사를 생산하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이며, 상기 마이크로필라멘트사는 직물을 더욱 가공하려고 하는 것이 바람직하다.

필라멘트 및 필라멘트사의 생산을 용융 방사법에 따라서 행한다.

압출기 또는 중축합 장치로부터 직접 전달된 용융 흐름에 기초하여, 폴리머를 방적 펌프에 의하여 개개의 방사노즐에 분배한다. 용융물이 필라멘트 형태로 방사노즐의 모세공을 빠져나간 후, 이들을 냉각 매질로 냉각시킨 후, 모으고, 다발로 묶고, 방적 유제로 처리한 후, 권취한다.

용융 방사법의 개발 초기에, 방사 필라멘트를 권취하는 도중에 공기 매체 중에서 필라멘트 자체의 수직 운동에 의하여 장치의 활성 지지체 없이 필라멘트를 냉각시킨다.

50 중간의 활성 냉각 시스템으로, 주로 횡류 공기 확산을 사용해서, 이용하여 기계의 높이를 낮추고 용량을 증가시킨다.

필라멘트의 냉각은 폴리머 필라멘트의 제조의 전체 공정에서 매우 중요한 공정이다. 질량의 균일, 염료 흡수의 질과, 강도 및 인장과 같은 직물의 특성은 필라멘트의 냉각에 의하여 영향을 받는다.

과거 십년 동안 개개 필라멘트, 소위 마이크로필라멘트의 미세역가가 필라멘트 당 1dtex 이하의 선형 밀도를 갖는 필라멘트사를 제조하기 위한 방적기술에 있어서 발달이 있었다.

직물 생산에 일반적으로 사용되고. 총역가 84dtex 또는 각각 167dtex를 갖는 필라멘트사를 36 또는 72 필라멘트로 더 이상 구성하지 않고, 기술의 현상태에 따라서 약 100 내지 200개별 필라멘트를 구성한다.

이와 같이 많은 마이크로필라멘트로 만든 제품은 소비자에게 유리한 특별한 성질에 의하여 구별된다.

필라멘트 또는 트레드(threads)를 냉각시키기 위하여, 일반적으로 소위 횡류공기 확산법을 기술의 상태에 따라서 사용한다. 그러나, 이것은 높은 필라멘트 번(番)을 갖는 실에 대해서 직경이 큰 방사노즐을 이용할 필요를 만들어주는데, 그 이유는 제품의 균일성의 이유로, 필라멘트를 이들 방법으로 냉각함으로써 방사노즐에서 약 8홀/㎠의 홀 밀도를 초과할 수 없기때문이다.

그러나, 대형 방사노즐은 생산 장치의 공간 요건에 대하여 그리고 제품 품질에 대하여 불리함을 초래하는데, 그 이유는 방사노즐 표면에서 불균일한 온도가 증가하고, 노즐 패키지 중에서 폴리머 용융물의 머무름 시간(dwell time)이 증가하기 때문이다.

복수 모세관 생성물을 방사하기에 특히 적합한 것으로 나타낸 장치는 예를 들면 DE 36 29 731 A1, DE 196 53 451 C1 또는 WO 92/15732 A1에 기재되어 있다.

이들 장치에서, 필라멘트는 방사노즐을 빠져나온 후 중앙 공기 확산기에 의해 냉각된다. 이 목적으로, 필라멘트는 방사노즐로부터 방사하며, 이 방사노즐의 모세공 또는 홀은 한개 또는 수개의, 바람직하기로는 동심환으로 배열한다. 가장 작은 환의 직경은 방사장치 밑에 중심을 둔 냉각 장치, 소위 기류 캔들(air flow candle)을 설치할 수 있게 하기 위하여 충분히 커야만 한다, 튜브형, 다공성 가스 침투성 중공체로 구성되는 이 기류 캔들에 공기를 튜브 일단부로부터 공급하고, 반대쪽에 위치한 튜브 단부는 폐쇄한다. 냉각 공기는 다공성 캔들을 통해서 외부로 방사형으로 흐르고, 이 방법으로 필라멘트를 냉각하며, 필라멘트는 캔들 주위로 동심적으로 배열된다. 공기 확산 영역을 통과한 후에, 필라멘트는 방사 제조를 적용하기 위해 고리를 스치고 지나간다. 그 후에, 필라멘트는 기류 캔들 밑에서 스트랜드(strand)에 합쳐진다. 이 방법으로 방사된 필라멘트는 스테이플 섬유(staple fiber) 생산에 적합하다.

낮은 수축율과 높은 모듈러스에 의하여 구별되는 공업용사를 1dtex/fil 이상의 큰 모세관 역가를 갖는 다수의 개별 필라멘트로부터 제조하는 중앙 공기 확산법이 DE 196 53 451 C1에 청구되어 있다.

낮은 역가를 가지며, 한편으로 중앙 냉각 장치를 사용하는 공업용 폴리에스테르사의 생산은 약 15 내지 60㎝ 길이의 영역에서 출발하여, 이 영역을 통해서 공기를 확산시키지 않지만, 외부로부터 가열해서 실의 어스터 균일성을 향상시키는 것이 US 3,969,462에 기재되어 있다.

방사노즐과, 방사 방해를 막아주는 기류 캔들 사이에 배열한, 환상 다이 슬롯 스크린을 갖는 중앙 공기 확산 장치가 DE 38 22 571 A1에 기재되어 있다. 실제 사용에 있어서, 이와 같은 배열 없이, 필라멘트의 끊김 때문에 작동의 중지가 빈번하고, 필라멘트의 질량 균일성이 횡류 공기 확산과 비교하여 만족스럽지 못한 것으로 지적되었다.

선행 기술에서 알려진 장치가 높은 처리율로 제품을 생산함에 있어서 그 자체로 증명되어서, 이와 같은 장치가 스테이플 섬유 및 공업용사의 생산에 필요할지라도, 이와 같은 장치는 마이크로필라멘트 엔들리스 실의 생산에 불충분하며, 여기서 노즐 당 처리율은 상당히 작다. 마이크로필라멘트사의 생산과 관련해서 명백한 불이익이 있으며, 이것은 다음에 구체적으로 기술한다.

직물 실용 마이크로필라멘트의 방사는 당업자에게 결코 대단치 않은 일이 아니다. 선행 기술에서 알려진 바와 같이, 이와 같은 제품과 관련해서, 용융 처리율이 낮기 때문에 방사노즐이 냉각하는 위험이 생기고, 이것 때문에 방사문제가 더욱 더 생기게 된다(Th. Tekaat in "Chemiefasern/Textilindustrie" [Chemical Fibers/Textile Industry], 42/94, p. 879)

그러므로, 공지의 장치는 1dtex/fil 이상의 큰 역가, 또는 방사노즐 당 매우 높은 홀 카운트를 갖는 섬유 방사법에서만 이용된다. 예를 들면, DE 37 08 168 C2에 방사노즐 당 700홀 이상의 것이 기재되어 있다. 섬유 방사법에서, 방사노즐에 높은 용융 처리율이 요구되기 때문에 용융 덩어리에 의해서 열을 충분히 제공한다.

마이크로필라멘트의 생산 중에 방사노즐의 냉각을 극복하기 위하여, 당업자는 특히 횡류 공기 확산의 경우에 고온 방사 또는 각각의 용융 온도를 사용한다. 그러나, 높은 온도는 공정의 신뢰성을 상당한 정도로 역으로 영향을 주거나, 또는 용융물 공급 시스템에서 폴리머 용융물의 열분해 증가, 소위 "방적빔(spin beam)" 및 노즐 패키지와 방사노즐 표면에서 증가되는 오염때문에 중지 빈도를 증가시킨다.

방사 필라멘트의 수동 냉각용 장치가 미공고 DE 197 16 394.7-26에 기재되어 있으며, 이 장치에 의해 직경 최대 110㎜와 홀 밀도 약 10홀/㎠를 갖는 재래식 크기의 방사노즐에 대하여 홀 카운트 최대로 300을 성취할 수 있다.

최대로 25홀/㎠의 홀 밀도는 EP 0 646 198 B1에 기재된 바와 같이, 환형 배열의 홀을 갖는 방사노즐에서 달성된다.

그리하여, 선행 기술에서 알려진 홀 밀도의 상한치는 30홀/㎠ 이하이다. 보다 높은 홀 밀도는 품질을 손상시키고 방사 문제를 증가시키지 않고는 상기 장치로 달성할 수 없다.

선행 기술에 기재된 장치와 방법은 이 목적을 달성할 수 없다.

그러므로, 본 발명은 방사 방해 수효를 줄이고, 개선된 직물-기계 특성과 더욱 균일한 염료 흡수를 갖는 마이크로필라멘트사를 생성하는 방법으로, 적당한 장치의 도움으로 1dtex/fil 미만의 개별 모세관 역가를 갖는 열가소성 폴리머로부터 마이크로필라멘트를 방사하는 것과 관련해서, 특히 냉각시키는 방법 단계를 설계하는 목적에 기초한 것이며, 여기서 장치 및 생산 비용은 가능하다면 줄일 수 있다.

이 목적은, 총 역가 최대로 500dtex 및 개별 필라멘트 역가 최대로 1dtex, 바람직하기로는 최대로 0.8dtex를 갖고, 높은 역가 균일성을 갖는 열가소성 폴리머로부터 마이크로필라멘트사를 생산하기 위한 청구항 1에 따른 장치의 특징에 대하여, 한편으로는 본 발명에 따른 장치를 사용하여 청구항 24에 따른 마이크로필라멘트를 제조하는 방법에 의하여, 그리고 청구항 37에 따른 방법으로 생산한 마이크로필라멘트사에 의하여 성취된다.

도 1a, b는 본 발명의 장치와 방법의 개략도이다.

도 2a는 구멍이 있는 구조를 갖는 삽입 장치의 개략도이다.

도 2b는 비늘형 구조를 갖는 삽입 장치의 개략도이다.

도 3은 방울 형태 필라멘트 가이드를 겸비한 장치의 개략도이다.

도 4a, b는 여러 가지의 유제 도포기에 의한 유제처리를 나타낸 개략도이다.

도 5a는 링 갭을 장착한 위치 제어 필라멘트 가이드의 개략도이다.

도 5b는 트럼펫형 필라멘트 가이드의 개략도이다.

도 6a, b는 필라멘트 가이드가 없는 장치의 개략도이다.

도 7은 두개의 별개의 필라멘트 다발을 갖는 방법을 나타낸 개략도이다.

도 8은 이중 원뿔형의 호스인 냉각 장치 개략도이다.

도 9a는 주름통형의 냉각 장치 개략도이다.

도 9b는 마개 충전형의 냉각 장치의 개략도이다.

도 10a, b는 상부 및 하부 튜브 부재로 된 냉각 장치의 개략도이다.

도 11은 냉각 장치가 축을 중심으로 안쪽으로 선회되어 있는 방사 설비의 개략도이다.

도 12는 냉각 장치가 축을 중심으로 바깥 방향으로 선회(현재 위치)되어 있는 방사 설비의 개략도이다.

도 13은 이동 상황을 개략적으로 나타낸 냉각 장치의 배면도이다.

본 발명자들은 최대로 500dtex, 바람직하게로는 250dtex를 가지며, 개별 모세관 역가 1dtex/fil 미만, 바람직하기로는 0.8dtex/fil 이하를 갖는 마이크로필라멘트사를 생산하기 위하여, 적당한 활성 중안 맹각 유니트를 갖는 본 발명에 따른 장치에서 매우 높은 홀 밀도를 달설할 수 있음을 놀랍게도 발견했다.

그러므로, DE 38 22 571 A1에 기재된 환상 다이 슬롯 스크린은 마이크로필라멘트의 생산에 부족한 것으로 나타났다. 또한, DE 195 44 662 A1에 청구된 바와 같이, 노즐 부근에서 좁은 슬롯형 세그먼트(segment)에서만 필라멘트를 냉각시키는 것은 불충분하다.

원하는 목적을 달성하기 위하여, 중앙 냉각 장치의 냉각 기능을 개발하고, 이 냉각 장치의 위치 선정 및 그의 형태를 새로이 개발해야만 하는 것이 필요하다.

필라멘트의 응고가 장치의 실 가이드 부재(yarn guide element)와 처음 접촉하기 전에 일어나고, 공기 확산 속도의 분포가 횡단면 전면에서 가능한 일정한 본 발명에 따른 장치의 기능이 또한 중요하다.

또한, 방사노즐 전역에서 온도 프로필이 가능한 한 균일한 것이 보장되어야 하는데, 즉 방사노즐의 불균일한 냉각을 방지하는 단계를 취할 필요가 있다. 통합 냉각 장치를 갖는 본 발명에 따른 장치는, 횡류 공기 확산과 비교해서 특히 높은 홀 카운트를 갖는 방사노즐용 필라멘트의 매우 균일한 냉각을 보장해 준다.

필라멘트 전체는 튜브형 봉투 방식으로 소위 기류 캔들을 봉하므로, 방사상으로 도입된 냉각 공기는 누출하기 위해서, 이중 원뿔형 방식으로 이 봉투를 넓히려는 경향이 있다. 이 필라멘트 봉투의 넓힘은 개별 필라멘트가 에어 쿠션 상태에 있을 경우, 개별 필라멘트의 위치를 더욱 안정시키고, 개별 필라멘트 사아의 측면 거리가 증가하기 때문에 상호 접촉을 방지해 준다. 이것때문에, 선행 기술과 비교해서 방사노즐에서 두개의 모세관 구멍 사이의 측면 거리를 명백히 줄일 수 있다.

이것은 차례로 홀의 서클당 모세공 또는 노즐 개구부의 수효를 더욱 많게 해 줄 수 있으며, 이것때문에 홀 열(hole rows)의 수효는 횡류 공기 확산과 비교해서 매우 명백하게 줄일 수 있다. 공기가 흐르는 홀 열의 감소는 생산 차질을 감소 시켜준다.

따라서, 횡류 공기 확산과 대비해서, 본 발명에 따른 장치로, 더욱 많은 냉각의 결과로서 개별 필라멘트 사이에 질량 차이가 매우 작다. 이러한 매우 작은 질량 차이는 차례로 직물의 물리적 특성의 양호한 CV치에 결정적 요인이 된다.

본 발명에 다른 장치는 바람직한 목적을 달성시켜주는데, 특히 선행 기술에 따라서 관례적으로 직경 최대로 110㎜ 및 모세공 최대 600개를 갖고, 유효 출구표면(홀의 열) ㎠ 당 최대로 40개의 홀의 홀 밀도를 갖는 방사노즐을 활성 냉각 장치와 결합시키며, 이 활성 냉각 장치는 거리 S에서 노즐 바로 밑에서 퇴출되는 필라멘트의 냉각을 개시하고, 이 냉각은 에어 쿠션에서 계속하며, 이 에어 쿠션은 응고 및 제조시까지 유효하게 냉각시킨 전체 길이에 걸쳐서 균일한 속도로 유출되는 기류에 의하여 형성된다.

만일 상기 현상이 일어나지 않는다면, 필라멘트는 조절되지 않는 방법으로 진동하기 시작하며, 이것은 균일성의 어스타치를 결정적으로 감소시킨다. 다음의 도 1 내지 13은 본 발명의 예시적인 구현예를 설명하기 위하여 사용하며, 이 도면은 부분적으로 종단면도 및 횡단면도를 나타냈다.

본 발명에 따른 장치는 도 1a과 1b에 개략적으로 예시되어 있는 바와 같이, 방사 다이 매니폴드(3)에 있는 방사노즐(2)로 폴리머 용융물을 공급하는 용융 라인(1), 방사노즐(2)의 모세공을 통해서 압출되고 냉각 장치(5)를 따라서 응고되어지는 필라멘트(4), 위치 제어 필라멘트 가이드(6), 통합 공기 공급 라인(도면에 도시하지 않음)을 갖는 삽입 장치(7)의 아암 및 권취 장치(8)로 이루어지되 여기서, 냉각 장치(5)가 삽입 상태일 경우에는 방사노즐(2) 밑에서 중심을 두고 거리 S 정도 떨어져서 위치하고 있으며, Lk는 냉각 장치(5)의 유효 냉각 길이이다.

냉각 장치(5)는 방사노즐(2) 밑에서 부터 최대 35 mm의 거리 S에서 센터링 핀에 의해 다이에 대해 중심 대칭적으로 고정되어 있다. 이 거리 S는 역가의 함수로서 다양하게 조정할 수 있다.

거리 S를 갖는 플러그 직경의 기학적으로 확장된 공간은 방사노즐(2)의 외측 표면의 전체 단면 및 방사노즐(2)과 냉각 장치(5) 간의 온도차이를 피하기 위해서 가열 및 냉각 부재가 열적으로 절연되어 있거나 추가로 제공되어 있다.

이러한 절연은 방사노즐의 온도를 상당히 넓은 범위에서 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 압출 용융물의 온도를 5 내지 10℃ 이하로 유지시킬 수 있게 한다.

상기 절연체로는 저열전도성 재료로 만드는 것이 바람직하다.

절연체는 방사노즐(5)에 통합되어 있는 것이 바람직하다.

방사노즐(2)에 있는 모세공의 고리 또는 환형 배열은, 각각의 필라멘트 가이드 부재의 도움을 받아 각각의 필라멘트의 화합물을 별개의 필라멘트 다발로 보다 쉽게 만들고, 냉각 장치(5)의 삽입 장치(7) 위쪽 지역에 필라멘트(4)가 없도록 하기 위해서 서로 간섭하거나 군으로 분리되어 있다.

실제 냉각 장치(5)는 호스형 공기 투과 직물 재료(도 8)로 이루어져 있되 퇴출 냉각 공기압 하에서 이중 원뿔 형태로 넓혀져 있으면서 한 측면에 공기 급송관이 있고 방사노즐 쪽의 반대편 선단은 밀폐되어 있는 구멍이 있는 튜브 부재로 이루어져 있다.

다른 한편으로, 냉각 장치는 각각 방사노즐(2)에 대해 삽입 장치의 방향에서 위 방향으로 향하고 있는 튜브 부재와, 필라멘트의 이동 경로에서 아래방향을 향하고 있는 튜브 부재로 이루어져 있다(도 10a, b).

하부 튜브 부재는 바닥을 향해서 원뿔 형태로 한 점으로 모이게 설계되어 있다. 냉각 장치(5)의 길이와 직경은 변할 수 있으며, 이러한 방법에서는 특히, 방사 속도와 필라멘트의 방사 역가와 같은 방사 조건과 일치되어야 한다.

상기 직경은 10mm 와 106mm 사이의 범위가 바람직하며, 방사노즐(2)에 있는 고리 형태의 모세공의 내부 원 보다 1 내지 40mm 작은 것이 특히 바람직하다. 길이 즉, 유효 냉각 길이 Lk는 구멍이 있는 부위의 길이, 또는 구멍이 없거나 서로 다르게 구멍이 있는 중간고리에 의해서 설정할 수 있다. 바람직하기로는 50mm와 1000mm 사이의 범위일 때이다.

냉각 장치(5)는 주름통형이거나 Lk를 바꾸기 위해서 마개 충전형일 수 있다(도 9a, b).

또한, 냉각 장치(5)의 구멍은 홀의 크기와 형태, 홀간의 거리, 홀의 깊이 또는 상기 장치의 벽면 두께 및 방향에 의해서 필요한 수단이 주어지며, 마찬가지로, 송풍되는 공기를 조절하기 위해 장치의 길이에 걸쳐 이들 파라메터의 다른 구현에에 의해서 필요한 수단이 주어진다. 15 내지 200℃ 사이의 온도 범위, 바람직하게는 방사 폴리머의 T_G보다 18 내지 10℃ 낮은 온도 범위로 조절할 수 있으며, 압출 속도도 조절할 수 있다.

송풍되는 공기는 냉각 장치(5)로부터 배출되기 전에만 조절되어진다. 이것은 균일하게 또는 다른 온도에서 다른 지역에서 일어날 수 있다.

송풍되는 공기의 속도를 바람직하게는 0.05 내지 0.7m/s로 통제하기 위해서 냉각 장치(5)의 안쪽에 변위체가 설치되어 있으며, 또한, 다른 온도에서 냉각 장치(5)의 일부 지역에서 송풍되는 공기를 사용하기 위한 장치도 설치되어 있다.

냉각 장치(5)는 삽입 장치(7)의 아암에 의해서 방사노즐(2) 밑에 수평하게 그리고 수직하게 자리잡을 수 있거나, 또한, 바람직한 방식으로, 수직한 환형 회전축 트랙(13)에 위치하게 할 수 있으며, 각각은 필라멘트 이동 경로 밖으로 완전하게 회전시킬 수 있다.

안쪽 및 바깥쪽으로의 회전은 기계적으로, 공기학적으로, 전자적으로 조절할 수 있으며, 필라멘트 모니터와 통합시킬 수 있다.

특히, 냉각 장치의 바깥쪽 방향으로의 회전은 그 자체의 중량 또는 탄력에 의해서 일어나게 할 수 있다. 냉각 장치(5)를 위한 공기 공급 라인 속으로 통합되어 있는 삽입 장치(7)의 아암은, 바람직하게는 단면이 사각형 또는 달걀 모양으로 좁게 되어 있다.

상기 표면은 마찰을 감소시키는 비스듬한 구조로 설계되어 있거나 다이아몬드 또는 비늘 형으로 각인되어 있다(도 2b). 필라멘트를 동반하는 공기로 부터 에어 쿠션을 만들어내며, 광대한 범위에서 필라멘트가 삽입 장치(7)와 직접 접촉하는 것을 방지하게 된다.

상기 아암은 환형(도 2a) 또는 슬릿 형태로 공기 토출 개구부와 함께 제공되어 있다. 이것은 충돌하고 접착되는 필라멘트로 부터 장치를 보호하도록 필라멘트 편향 기류을 만들어내게 된다.

상기 개구부는 임계점 즉, 필라멘트(4)와의 접촉을 피해야 하는 장소에서, 공기 보호 때문에 밀폐 그리드에 고르게 배열되게 하는 것이 바람직하다.

물론, 본 구현예가 어떤 구조와 구멍의 조합물은 물론 서로 다른 구조와 구멍의 기하학적 모양이 조합되어 이루어진 것도 적당하며, 마찬가지로 냉각 장치의 홀더가 관통되어 있는 것도 좋다.

삽입 장치(7)의 아암은 특별한 형태, 예를 들면 방울 형태로 된 필라멘트 가이드(도 3의 9) 때문에 필라멘트와 접촉하는 것으로 부터 보호를 받는다.

위치 제어 필라멘트 가이드(6,10)(도 4)의 직경을 크게한 것은 냉각 과정에서 바람직하지 못한 필라멘트(4)의 자체 진동 이동을 방지하는데 유리하다.

이 필라멘트 가이드는 건조 필라멘트 가이드나 유제를 도포하기 위한 부재로 설계되어 있다. 건조 필라멘트 가이드의 고리(10)은 필라멘트를 가볍게 누르고 있으며, 세라믹 산화알루미늄과 같은 내마모 재료나 금속 기제에 내성 재료가 코팅된 상기와 유사한 표면을 갖는다.

고리 형태의 위치 제어 필라멘트 가이드(10)는 도 5a에 예시되어 있다. 이 경우에, 가스는 링 갭을 통해서 흐르게 된다. 그 이유는 개개의 필라멘트(4)가 전체 고리 주변에 있게 되는 가스 쿠션 위에서 흘러나오게 하고, 위치 제어 필라멘트 가이드(6)와 필라멘트(4) 간의 직접적인 접촉이 상당히 넓은 범위에 걸쳐 방지될 수 있게 하기 위해서이다.

위치 제어 필라멘트 가이드(6)는 도 5b와 같이 원뿔 형태로 이루어져 있다. 이것은 깔대기 또는 트럼펫 형태로서 아래로 갈수록 넓어지게 된다. 필라멘트(4)를 따라서 운반되는 공기는 이러한 원뿔에서 가속을 받게 되고, 필라멘트(4)에 반대되는 작용을 한다. 에어 쿠션은 구부러져서 끌어 들여진 공기에 의해서 형성된다. 따라서, 필라멘트(4)와 필라멘트 가이드 간의 직접 접촉은 광범위한 지역에 걸쳐 방지되게 된다.

필라멘트 가이드의 직경은 다음 식 Ⅰ에 따라 결정된다.

I

Dpf = 위치 제어 필라멘트 가이드의 직경(mm),

DL = 모세공의 홀 직경(mm),

Ddp = 방사노즐의 직경(mm).

유제 장치에서도 동일한 방법으로, 높이를 조정할 수 있고, 냉각 장치(5)의 실제 선단의 앞에 최소한 1 내지 40 mm인 장소에 고정되게 편성되어 있다.

본 발명의 장치의 다른 구현예로서, 필라멘트 이동 방향에서 보아서 유제 도포기의 정면 가까이에 공기 탈색 판넬이 배치되어 있으며, 이것은 방해를 받지 않게 되므로 유제의 도포를 균일하게 한다.

도 4에 따라 필라멘트와 유제의 도포를 통합하기 위한 구현예로서, 높이를 조절할 수 있는 하나 또는 여러개의 유제 도포기(11)가 제공되어 있다. 이것은 필라멘트 이동 방향에서 하나 뒤에 다른 하나가 배치되어 있으며, 펌프에 의해서 방사 유제를 균일하게 공급하게 된다.

유제는 분무되는 경우에, 내부로 분무시키기 위해서 안쪽으로는 물론 바깥쪽으로 동작하기 위해서 중앙에 분무 방사노즐을 배열하는 것이 바람직하다.

한편, 필라멘트 모니터가 각 필라멘트 다발에 대해 제공되어 있다. 이 모니터는 필라멘트 파손과 얽힘의 풀림을 자동적으로 즉각적으로 기록하게 된다. 이에 따라 냉각 장치가 그 자체의 중량에 의해서 필라멘트 밖으로 이동하게 되며, 공기 기류 캔들의 오염과 손상이 신뢰받을 수 있을 정도로 방지되게 된다.

본 발명은 최대 500 dtex의 열가소성 폴리머로 부터 필라멘트 사를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것으로 본 발명에 따른 장치에 의해서 매우 고역가 균일성을 갖되 최대 1 dtex의 필라멘트 역가를 갖는다. 본 발명의 방법은 다음 단계로 이루어진다.

· 2000∼700m/분 사이의 방사속도에서 총 역가 22∼500dtex를 갖는 필라멘트를 용융 방사시키고,

·냉각 장치에 의해서 조절된 공기로 필라멘트를 균일하고 위치를 안정시키는 냉각을 실시하고,

·분리된 가이드 부재 중의 필라멘트를 하나 또는 수개의 필라멘트 다발로 선택적으로 분할하고,

·분리된 필라멘트 다발에 유제를 도포하고,

·분리된 필라멘트 다발을 2000∼7000m/분 사이의 속도에서 귄취하는 단계로 이루어진다

여기서, 거리 S를 하기 식의 함수이다.

S = 방사노즐과 냉각 장치 사이의 거리[㎜],

TEK = 개별 모세공의 역가[dtex],

RL = 방사노즐 상에서 서로 뒤에 위치한 최대로 35㎜의 길이를 갖는 홀 열의 수이고, 용융 온도와 비교해서, 방사노즐의 표면은 전체 방사노즐 전역에 걸쳐서 최대로 10℃까지 균일하게 냉각될 수 있고, 필라멘트 다발의 응고점이 역가 및 냉각 장치의 유효 냉각 길이 Lk의 단부상에서 1 내지 40㎜에서 방사 속도의 함수로서 정해진다.

본 발명에서 바람직한 개개의 필라멘트 역가는 0.1 과 1 dtex, 바람직하게는 0. 3 내지 0.8 dtex 사이이며, 바람직한 실 전체의 역가는 최대 250 dtex이다.

정확하게 중심 위치에 있는 냉각 장치에 의한 실 필라멘트의 냉각은 방사노즐 아래쪽 거리 S에서 처음 시작된다. 이 거리는 최대 35 mm, 바람직하게는 5mm 내지 10mm 이다. 이 경우에, 거리 S의 주변을 절연시키면 특히 유리하다. 거리 S는 여러 방법에 의해서 가열 및 냉각되어진다.

방사노즐은 방적빔으로 같은 높이로 한계를 짓지 않는다면, 예를 들어, 노즐이 방적빔에 의해서 값 R로 함몰된다면, 도 1에 따른 장치는 원하는 거리 S만큼 우묵하게 삽입되게 된다.

여러 가지 필라멘트 역가에 대한 적합성을 위해, 방사노즐(2)에서 부터 냉각 장치 까지의 거리 S는 0.2 내지 35 mm, 바람직하게는 1 내지 10 mm로 설정하는 것이 바람직하며, 다음 관계를 적용한다.

S = 방사노즐의 거리[㎜],

TEK = 개별 모세공의 역가[dtex],

RL = 서로 뒤쪽에 위치하는 방사노즐 홀의 열의 수이다.

모노머 또는 올리고머 침적물이 폴리머 방사시 방사노즐의 주변에 침전된다면, 가열된 공간이 특히 유리하다.

냉각 장치의 꼭대기에 침전물의 퇴적으로 인한 방해를 감소시키는 가열기는 바람직한 방식으로 방사 의존성을 증가시키게 된다.

냉각 장치의 중심에서 부터 모세공의 가장 안쪽에 있는 홀 환형 직경의 거리에서 측정한 송풍되는 공기의 속도는 0.05와 0.7m/s 사이, 바람직하게는 0.1과 0.5 m/s 사이이며, 이 속도는 역가와 필라멘트의 방사 속도와 조화를 이루게 된다. 이와 관련해서, 냉각 장치(5)를 따라 가는 송풍 공기의 적당한 속도 프로필은 특히 중요하다.

냉각 장치의 안쪽에 있는 변위체를 사용해서 조절하는 방식은 난류의 형성을 방지하는데 필요하다.

다른 변형예로서, 특히 구멍의 형태나 분포는 역가의 함수로서 냉각 장치의 유효 냉각 길이에 따라 변화한다.

기류 경로의 유효 냉각 길이 Lk는 최소한 50mm, 최대 1000mm 및 바람직하게는 100mm와 500mm 사이이다.

기류는 15와 200℃ 사이로 조절하여 채택하는 것이 유리하다. 바람직한 방법은 실온과 45℃ 사이의 온도이다. 다른 예로, 실 폴리머의 T_G이하인 최대 30 내지 10℃로 조절한다.

다른 방법으로, 기류는 소위 기류 캔들인 상부 출구 지역, 특히 유효 냉각 길이 LK의 상부 1/3 내지 2/3에 대해서만 조절한다.

본 발명의 따른 장치 중에서 냉각 장치(5)의 직경은 본질적으로 노즐 기하학의 함수이다. 통례적으로 마이크로필라멘트사 방사노즐에 사용된 직경은 70 내지 110mm 범위이다.

반경이 최소 1mm 에서 최대 40mm 까지 차이가 나는 방사노즐(2)의 모세공 중에서 가장 깊은 원에서 부터 냉각 장치(5) 까지의 거리는 최소한 2 mm 에서 최대 30mm로 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 장치에서 냉각 장치의 직경은 가장 바람직하기로는 최소 10mm 내지 최대 106mm의 범위에 있는 것이며, 직경은 대략 최대 60 mm 까지는 바람직하다.

냉각 장치는 호스 형태이고, 내열성 및 공기 투과성 직물 재료로 이루어진 것을 채용하는 것이 바람직하며, 그 내부에서 가스의 과도한 압력으로 팽창되게 되며, 이중 원뿔 형태로 된 필라멘트의 이동 경로와 일치되게 하는 것이 바람직하다(도 8). 유효 냉각 길이 Lk 걸쳐 우수하고 균일한 필라멘트가 필라멘트 다발로 부터의 짧은 거리에 의해서 달성되게 된다. 이러한 유효 냉각 길이 LK는 상기 방법의 커다란 번수에 의해서 결정되게 된다. 냉각된 필라멘트 다발의 고화 지점은 상기 장치와 첫번째로 접촉 전에 하는 것이 중요하다.

응고 지점은 적어도 1 mm, 바람직하게는 길이 Lk의 선단 앞의 적어도 40mm를 응고시키는 것이 좋다. 서로 다른 제품의 제조와 실의 장력을 최적으로 하는 것은 본 발명에 따른 방법으로 길이 LK를 변경하는 수단에 의해서 설정이 가능하다.

여러가지 노즐의 기하학적인 구조, 역가와 필라멘트 수에 대한 냉각 장치의 적합성, 길이 Lk에 걸친 공기역학적인 변화에 대한 냉각 장치의 적합성 등은 본 발명의 방법에 의해서 이루어진다. 주름통형 구현예(도 9a)를 사용하는 경우에, 지속적으로 길이를 조정할 수 있으며, 마개 충전형의 구현예(도 9b)는 특히 적당하다고 할 수 있다. 바람직한 길이로는 50mm 와 1000mm 사이이며, 보다 바람직한 길이는 100 mm 내지 500 mm이다.

구멍이 없거나 서로 다르게 구멍이 뚫려진 피스를 삽입하는 것도 유리하다. 이것은 각종 용융물과 서로 다른 생성물에 상기 장치를 적합하게 하는 특히 간단한 방법이다. 또한, 필라멘트사를 권취하는 데 필요한 실 장력을 조정하는데 특히 간단한 방법이다.

고정된 시간 간격이 요구되는 방사노즐에서의 유지 작업을 위해서, 중심 냉각 장치를 방사노즐의 작업 영역에서 일시적으로 제거할 필요가 있다. 이것은 냉각 장치를 기계의 뒤쪽 방향으로 축을 중심으로 해서 바깥쪽으로 선회시키는 간단한 방법으로 할 수 있다.

본 발명의 복합 설비가 도 11, 12, 13 에 개략적으로 예시되어 있다. 이 설비는 연소해서 필라멘트(4)가 흘러나오는 지역 밖으로 축을 중심으로 선회할 수 있는 적어도 하나의 냉각 장치(5)로 이루어져 있다. 꼭대기에 배열된 중심핀과 함께 체결되어 작동 위치로 삽입되는 경우, 센터링 핀에 있는 구멍은 방사노즐(2)로 절단된다(도 13).

외부에서 선회하는 냉각 장치(pivoted-out cooling unit)를 갖는 유지 위치가 도 12에 나타냈다. 도 13은 장치의 후면을 나타내고, 여기서 개개의 이동상은 다음과 같다.

배열은 환형 피벗 경로(13)에 의해서 구별되고, 상기 환형 피벗 경로의 축(14)은 공기 공급관(15)의 단면 내부로 확장되고, 이 공기 공급관은 피벗의 이동에 따라 회전가능하고, 여기서 적어도 하나, 그러나 바람직하게는 임의의 수, 특히 바람직하게는 2 내지 12개의 냉각 장치(5)가 일반적 기계적인 삽입 및 이동 장치의 수단에 의하여 해당하는 다수의 필라멘트(4) 다발로 선회될 수 있다. 이 목적을 위하여, 이들은 공기 공급관(15)으로부터 송풍되는 공기를 냉각 장치(5)로 이끄는 각각 하나의 연결기 또는 삽입 장치(7)를 통해 공기 공급관(15) 위에 함께 고정된다. 이 장치는 평평하고, 적어도 실 가이드(6)를 위치시키는 부근에서 필라멘트 경로 영역에서 있도록 고안하고, 바람직하게는 좁은 직사각형 단면을 갖는다. 외부에서, 피벗 이동은 각각, 차례로, 구동 수단, 도시하지 않았지만, 바람직한 구현예에서 핸들(17)을 통해 수동으로 작동되는 레버(16)에 의하여 전달되고, 공정에서 호(29)를 따라 이동한다. 제 2 레버(19)는 각각 레버(16)의 각 베어링 포인트(18) 위에 배열되고, 냉각 장치에 연결된 크로스 바(20) 위에서 냉각 장치 당 하나의 쟁기 비슷한 필라멘트 분할기(21)로 지지한다. 그러므로, 모든 필라멘트 분할기(21)는 베어링 포인트(18)를 통해 확장하는 피벗 축(28) 주위에서 함께 선회될 수 있고, 말단 위치(22)에서 그 자신의 중량에 의해 냉각 장치(5)의 외부에서 선회하는 위치에 유지되고, 상기 말단 위치는 도 13에서, 필라멘트 분할기(21)의 피벗 축(28) 주위의 일반적 피벗 경로의 좌측 말단에 놓여, 활동 위치를 구분한다. 냉각 장치(5)의 내부에서 선회하는 이동 경로에서, 이것은 축(14) 주위의 그의 호(23) 위를 따라 선회하고 냉각 장치(5)의 앞에서 필라멘트 다발로 담그고, 다발을 분할하고, 측면으로 개개의 필라멘트를 구부려, 축(14) 주위에서 수동적으로 회전하는 것에 의하여, 레버(19), 크로스 바(20) 및 필라멘트 분할기(21)로 이루어진 시스템의 중력의 중심에 작용하는 중력 벡터(24)는 베어링 포인트(18)를 통해 확장하는 흥미를 갖는 피봇 축(28)을 갖고, 그 결과 장치는 베어링 위치(25) 주위에서 그 반대편 및 따라서 그의 수동성의, 또는 유지 위치로 기울어진다. 이것 때문에, 필라멘트 분할기(21)는 필라멘트(4) 다발의 밖에서 선회하고, 냉각 장치(5)의 삽입 경로(13)의 마지막 부분 위에서 상기 필라멘트 다발을 토출하여, 센터링 핀이 방적 타이 플레이트(2) 중 중심 구멍으로 이동될 수 있고, 상기 타이 플레이트는 센터링 핀에 배당된다. 동시에 필라멘트(4) 다발의 전체 경로는 방적 공정에 대하여 방출되고, 필라멘트 다발의 경로 밖의 냉각 장치(5)를 선회하는 동안 설명된 작동은 반대 순서로 반복된다.

방적 기능 부전이 발생하자 마자(실 끊김 모니터의 응답), 냉각 장치(5)는, 그 중량 때문에 또는 외부 에너지로 제공되는 구동에서 또는 구동에 의하여 선회하는 경우 팽팽해진 스프링 때문에, 흘러나오는 필라멘트 영역 밖에서, 도 12와 관련된 유지 위치로 자동적으로 선회한다. 이것을 위해 요구되는 기계 장치 및 기어 배열은 본 발명의 부분이 아니고, 따라서 명쾌한 이유에 대하여 기재하지 않는다.

또한, 방적 공정 동안 센터링 핀을 통한 방사노즐(2)로부터 전환되어 나오는 너무 큰 열 흐름을 방지하기 위하여, 방사노즐의 중심 영역이 유리하게 열 절연체가 제공된 방사노즐(2)이 이용되고, 상기 열 절연체는 열 절연물질로 충전되거나 또는 다른 구현예에서는, 비워지고, 필요한 경우 가열되고, 바람직하게 용접된 덮개(27)에 의해 고립되는, 오목부(28)의 수단에 의해 일어나는 것이 바람직하다.

공기 공급은 개개의 삽입 장치(7) 또는 연결기의 각각에 대하여 정지가능한 조절판 장치(12) 수단에 의하여 조절될 수 있다.

냉각 및 응고 후에, 필라멘트는 다발로 되고 그 후 유제를 접촉 또는 분무에 의해 제공되고, 여기서 실 가이드 및/또는 유제 장치는 유효한 냉각 길이 Lk 말단의 적어도 1 내지 40㎜ 앞에서 위치한다.

냉각 장치 주위에 동심적으로 배열되는 필라멘트는 유제처리되지 않은 상태에서 냉각 장치 영역에서 삽입 장치와 의도하지 않은 접촉이 있을 수 있고, 이것은 목적하지 않은 나머지 필라멘트와 관련하여 변화된 성질을 갖는 결과를 갖게된다.

이 접촉은 단순한 경우에, 삽입 장치의 영역에서의 모세공을 갖지 않은 방사노즐을 이용하는 것에 의해 방지되고, 따라서 즉, 노즐 구멍의 동심환이 이 위치에서 방해된다. 만약, 가능한 한 균일한 폴리머 분배의 이유에 대하여, 모세공이 방해되지 않는 경우, 본 발명에 다른 냉각 장치의 관련된 특별한 구현예가 도 3에 따른 공기 공급 아래의 실 가이드의 배열을 제공하고, 이것은 삽입 장치와 접촉하는 필라멘트의 영역에서 방울 같은 갖게 되고데, 그 이유는 접촉은 단지 이 실 가이드에서만 일어나고 모든 필라멘트 다발에 대하여 거의 동일하기때문이다.

또 다른 방법의 변형은 마찰-감소 구조 또는 필라멘트 접촉 영역에서 삽입 장치의 아암의 표면 위에 비늘, (도 2b), 다이아몬드, 대각선 등의 형태로 각인하는 수단에 의하여 필라멘트를 수반하는 공기로부터 에어 쿠션의 생성으로 놓이고, 그 이유는 필라멘트와 삽입 장치 아암의 직접 접촉이 크게 방지되기 때문이다.

또 다른 방법의 변형은 필라멘트와 삽입 장치 사이의 건조 접촉의 방지로 놓이다. 도 2는 어떻게 삽입 장치가 통과하는 필라멘트(passing filaments) 영역에서 미세한 개구를 제공하는 지의 예를 나타내고, 상기 통과하는 필라멘트는, 필라멘트와 삽입 장치의 접촉을 방지하는, 존재 공기 수단에 의해 에어 쿠션의 생성을 허용한다.

여기서, 공기에 대한 출구 개구는 공기가 일정하고 방사상으로 흐르는 방식으로 고안된다. 특별한 구현예에서, 공기는 필라멘트의 흘러나오는 방향으로 흐르도록 제공되었다.

또 다른 변형이, 필라멘트가 하나 또는 여러 개의 유제 도포기(11)의 수단에 의하여 다발로 된 후, 도 4에 따른 방적 유제 적용이고, 상기 유제 도포기는 필라멘트가 흘러나오는 방향에서 하나가 다른 하나 뒤에 배열되고 펌프 수단에 의해 균일한 양의 방적 유제를 제공한다.

바람직한 구현 변형예에서, 유제는 외부로부터 내부로 뿐만 아니라 내부로부터 외부 방향으로 분무 될 수 있다. 또 다른 방법 변형에서, 필라멘트 흐름에서 유제 도포기의 앞부분 근처에 배열된 공기 탈색 판넬(air stripping panels)은 확실히 방해되지 않고 따라서 일정하게 유제를 적용할 수 있다. 냉각 경로에서 필라멘트의 바람직하지 않은 진동 자기-이동(oscillating self-movement)을 피하기 위하여, 건조하게 또는 충분히 큰 직경을 갖는 유제 적용 부재로서, 고리 모양의 위치화 실 가이드(6)가 바람직하다(도 4).

도 5a에 따라서, 또 다른 방법 변형에서, 가스 흐름은 위치화 실 가이드에서 고리 모양 틈을 통해 수행되고, 그 이유는 개개의 필라멘트는 전체 고리 원주에서 가스 쿠션 위에서 흘러나오기때문이고, 위치화 실 가이드 및 필라멘트 사이의 마찰은 감소된다. 추가의 변형에서, 도 5와 관련하여 트럼펫 모양으로 아래쪽으로 넓어지는 원뿔형으로 만들어진 위치 제어 실 가이드가 사용된다. 필라멘트를 따라 운반되는 공기는 이 원뿔형에서 구부러지고 필라멘트로 향하게된다. 에어 쿠션은 전환되어 끌어진 공기에 의해 형성되어, 필라멘트와 필라멘트 가이드 사이의 직접 접촉을 피하게 한다.

원뿔 모양에서 바닥으로 향하는 위치로 가도록 고안된 냉각 장치(5)를 이용하는 방법 변형에서, 최대 필라멘트(4) 다발까지의 극히 짧은 길이로 도달하는 것이 가능하며, 이것은 위치 제어 실 가이드를 생략하는 것이 가능하다.

특히 적합한 방법의 구현예에서, 필라멘트는 도 6에 나타낸 바와 같이, 앞의 접촉없이 유제 도포기(11)로 직접적으로 수행된다.

방사노즐(2)에서 여러개의 필라멘트 다발을 방적하기 위하여, 필라멘트 시트가 도 7에 따라서 분할되고, 생성되는 필라멘트 다발이 분리하여 모아지고, 처리되고, 권취된다. 이것은 설치비용을 분명하게 줄이고, 따라서 질의 저하없이 생산 비용을 줄이는 본발명의 방법 수단에 의하여 가능하다.

필라멘트 끊김의 경우에 냉각 장치 또는 실 가이드 부재 위에 더 이상 제거된 필라멘트를 쌓는 것을 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은 각 필라멘트 다발에 실 모니터를 제공한다. 이 실 모니터가 끊김을 보고하는 경우, 제륜 장치(도시하지 않음)는 자동적이고 즉각 방출되어, 그래서 냉각 장치는 그 자신의 중량 또는 방적력에 의하여 필라멘트 경로로부터 제거되고, 소위 유지 위치로 이동되고, 이것에 의하여 기류 캔들의 손상 또는 오손, 또는 방사노즐조차도 믿음직하게 방지된다.

중심 냉각 장치(5)의 수단에 의하여 필라멘트에서 보다 균일하고 위치-안정화 취입 성형때문에, 방사노즐(2)의 홀 밀도는 횡류 확산에 대하여 8홀/㎠ 및 특허 EP 0 646 189 B1에 따른 장치에 대하여 25홀/㎠과 비교하여, 40홀/㎠ 만큼 본 발명에서 증가하지만, 바람직하게는 35홀/㎠만큼으로 증가한다.

개개의 필라멘트의 균일성 및 그러므로 필라멘트사의 균일성은 동시에 증가한다. 특허 EP 0 646 189 B1와 유사하게, 압출 성형에 대하여 중대한 표면은 홀 밀도를 계산하기 위해 고려된다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 마이크로필라멘트의 증가된 균일성때문에,

·생산 속도가 증가하고,

·생산 휴지시간이 최소화되며,

·방적기가 필요한 공간을 줄이고,

·증가된 홀 밀도때문에 방사노즐의 직경을 감소하거나, 또는

·변화되지 않은 방사노즐 직경을 유지하며, 방사노즐 당 여러 개의 분리된 필라멘트 다발을 방적하고, 추가로 이들을 분리하여 처리하고, 또는 이들 각각을 권취하며,

·기계 당 고정된 다수의 필라멘트를 만들기 위하여, 방사노즐 수 및/또는 방적 시설의 길이, 즉 빔의 길이를 분명하게 감소시키고, 그러므로

·시설에 대한 투자비를 상당히 낮추고, 그러므로 또한 생산비를 낮추는 것이 가능하다.

본 발명과 관련된 방법의 원리를 도 1에 나타냈다.

폴리머 용해물은 방적빔(3)에서 용융 라인(1)을 통해 방사노즐(2)로 공급된다. 이어서 용해물을 필라멘트 형태의 방사노즐(3)의 모세공에 존재하게한다. 응고를 위하여, 이들은 본 발명에 따른 장치의 냉각 장치(5)를 따라서 집중적으로 수행되고, 모아지고, 이어서 권취 유니트(8)에 감겨진다.

아래의 소위 공기 흐름 캔들 또는 냉각 장치(5)에서, 고리 모양 기하 구조의 위치 제어 실 가이드(6)는 필라멘트(4)를 고정한다. 이것은 동시에 또한 필라멘트(4)의 제조를 위하여 사용될 수 있다.

실시예 1(중심 냉각 장치)은 균일성(어스터치 및 어스터1/2 치) 및 질(그레이드 수)의 관점에서 비교예 2와 비교하여 어떻게 질이 향상될 수 있는 가를 나타낸다. 실시예 3에 나타낸 값은, 본 발명에 따른 장치를 사용하여, 매우 많은 마이크로필라멘트로 이루어진 실의 질이, 종래 기술에 따른 장치를 사용하는 비교예 5에 나타낸 하나의 값보다 분명히 우수하다는 것을 확신한다. 실시예는, 본 발명에 따른 장치를 이용하는 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 홀 수를 증가할 수 있고, 선행 기술에 따른 장치를 통해 상당히 향상된 질에 도달할 수 있다는 것이 분명하다. 동일한 노즐 직경을 사용하면서 이러한 고-모세관 생성물의 제조는 횡류 확산의 도움으로 가능하지않다. 본 발명에 따른 장치를 이용하는 본 발명에 따른 방법의 향상된 질은 선행 기술의 시스템과 비교하여 공정의 속도를 증가하기 위하여 사용될 수 있다. 실시예 3 및 5에서 관련된 홀 수는 또한 각 방출돌기를 이용하는 120개의 필라멘트의 두개의 개개의 다발을 방적하기 위해 적합하다. 실시예 2의 방사노즐는 각 120개 필라멘트의 세 개의 개개의 다발을 방적하기 위해 적합할 수 있다.

예상과 반대로, 마이크로필라멘트사는 소비자에 대한 이득에도 불구하고 예상되는 정도로 받아들여지지 않는다. 이러한 중요한 이유는 일반적인 필라멘트 역가 범위의 실과 비교하여 상기 실의 균일한 염료 흡수 처리가 어렵고, 필연적으로 추가의 처리 단계의 생산 속도가 감소된다.

고역가의 개개의 필라멘트를 갖는 실은 현재 본 발명에 따른 방법의 수단에 의해여 제공된다. 상기 마이크로필라멘트는 이것의 향상된 물리적인 섬유 특성, 특히 균일한 염료 흡수에 의하여 구별되고, 이것은 빠른 생성 속도로 제조될 수 있다.

당업자가 알고있는 바와 같이, 어스터 비-균질성은 예상되는 필라멘트 역가의 균일성, 물리적인 섬유 특성 및 최종 직물에서 이러한 실의 염료 흡수의 관점에서 필라멘트사의 질을 판단하기 의한 필수적인 파라메터이다. 측정된 어스터치가 높을 수록, 예를 들면 염료 균일성이 낮아질 것이다. 특히 간섭은 낮은 파장에서 변하는 색상 친화도이고, 왜냐하면 이들은 단기간의 결합 이외의 최종 섬유에서 상당히 보다 분명하게 나타나기 때문이다. 이러한 염료의 오차는 심각한 처리 문제 및 비싼 소송으로 이끈다. 백분율로 표현되는 어스터치인 U½은 문제가 없는 추가의 염료 처리에 대한 파라메터에 대한 기초를 이룰 수 있다. 일반적인 필라멘트 역가 범위 중 실과 관련하여, U 0.40% 내지 0.70%, 및 U½ 0.25% 내지 0.65% 대한 값이 일반적으로 본 명세서에서 도달된다. 일반적으로, 본 발명의 실과 관련하여 어떤 문제점도 발견되지 않는다.

선행 기술에 따른 마이크로필라멘트 실을 사용하여, 0.70 내지 0.95의 증가된 값이 통상적이다. 본 발명에 따른 방법을 사용하는 것에 의하여, U½에 대하여 0.25% 내지 0.70%의 염색에 대한 안전한 범위에서 필라멘트를 제조하는 것이 가능하다. 본 발명의 방법에 따른 또 다른 장점은 최고 45%까지 낮은 방사노즐의 표면 온도때문에 노즐 표면의 세척 주기 진동수가 증가된다.

선행 기술에 따라서, 1dtex/필라멘트 이하로 필라멘트 역가를 갖는 폴리머로부터 필라멘트를 제조하기 위하여 방적 수행을 향상시키기 위하여 보다 높은 방적 온도를 이용하는 것이 필요하다고 알려져있다. 그러나, 증가된 온도는 방적-빔에서 폴리머 용해물의 열분해 및 노즐 패키지가 가속된다는 단점이 있다.

놀랍게도 본 발명의 방법에 따라서, 본 발명의 장치에 따른 장치를 사용하는 경우, 전체 방사노즐를 통해 표면 온도를 균일하게 최대 5℃, 바람직하게는 최대 10℃까지 낮추는 것이 가능하다는 것을 발견하였다. 방사노즐의 보다 낮은 온도는 모세공에 존재하는 폴리머 용해물의 열분해 속도가 표면에서 낮아지고, 노즐 세척을 위한 간격이 이로 인하여 증가된다는 결과를 갖는다.

또한 이것 때문에 일어나는 증가된 장력은 필라멘트를 안정화하고, 증가된 균일성, 또는 각각 매우 낮은 어스터치를 갖게 된다.

또한, 물리적인 섬유사 특성이 본 발명에 따른 방법에서 본 발명에 따른 장치의 이용에 의해 향상된다는 사실을 놀랍게도 발견하였다. 예를 들면, 소위 그레이드 수가 특히 일정한 생산 속도와 함께 일어나고, CV 팽창 및 CV 강도가 향상된다(실시예 1). 본 발명에 따른 방법은 특별한 방법으로 추가로 처리되는 섬유 마이크로필라멘트에 대하여 뛰어나게 적합하다. 이러한 목적을 위하여 권취 전에 추가로 필라멘트 다발을 교차하고, 필요한 경우, 추가의 시간 동안 유제를 적용하는 것이 가능하다.

또한, 권취 전에 필라멘트 다발은 갈레트(galette) 수단에 의하여 가열되고 냉각되며, 동시에 또는 순차적으로 인장시키고, 수축시키고, 주름지게하고/또는 교차하게 하는 경우에 실용적이다.

실시예에 나타낸 바와 같이, 필라멘트 및 실 끊김의 감소는 높이 배향된 필라멘트사 등의, 빠른 방적 속도로 방적하기 위한 방법에 특히 적합하게 만든다.

또한, 장치의 강력한 냉각은 수렴 길이(convergence length)의 감소를 가능하게 만들고, 그 이유는 감소된 방적사 응력이 가능하게 되기 때문이다. 이러한 수단에 의하여, 빠른 끌어내는 속도에서 문제가 없고, 갈레트가 없는 작업이 종래의 방법과 비교하여 실용적으로 되었다.

본 발명의 방법은 열가소성 폴리머로부터 마이크로필라멘트사를 방적하기 위해 사용하는데 바람직하고, 여기서 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀으로 만들어진 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 바람직하게는 0.2 내지 1.0dtex의 개개의 역가를 갖고, 특히 이들에서 29 내지 35/%^*N/dtex의 그레이드 수(그레이드 수=세기^*/신장)에서 0.9% 이하의 어스터치를 나타내는 상기에서 기재된 방법에 상기에서 제조된 마이크로필라멘트를 포함한다.

또한 인장시키고, 수축시키며, 주름지게하고/또는 교차하게 하는 추가의 방법 단계로 높이 배향된 필라멘트사로, 빠른 처리 속도에서 추가로 처리되는 것이 의도되는 마이크로필라멘트사를 포함한다.

바람직하게는 이러한 단계는 권취 전에 본 발명에 다른 방법으로 합쳐질 수 있다.

실시예	본 발명에 따른 장치	표면/횡류
실시예	1	2
폴리머	PET	PET
상대 점도[1%-크레졸, 25℃]	1.64	1.64
용융 온도[℃]	290	296
방사노즐 직경[㎜]	70	70
홀 수	144	144
내부 직경[㎜]	40	0
외부 직경[㎜]	56	56
홀 밀도 수[수/㎠]	11.9	5.8
생산량	36.1	36.4
"캔들" 길이[㎜]	350	-
"캔들" 직경[㎜]	34	-
거리 S[㎜]	3	20
확산 길이[㎜]	350	600
송풍되는 공기 속도[m/s]	0.35	0.35
송풍되는 공기 온도[℃]	21	21
수렴 길이[㎜]	560	600
방적 속도[m/min]	2900	2900
총 역가[dtex]	124.9	125.9
모세관 역가[dtex]	0.87	0.87
찢어진 틈에서의 신장[%]	109.2	111.1
찢어진 틈에서의 CV 신장[%]	2.4	2.9
찢음에 대한 저항성[cN/dtex]	2.75	2.58
CV 찢음에 대한 저항성[%]	2.3	3.1
어스터[%]	0.62	0.83
어스터½[%]	0.31	0.71
염료-흡수-그레이 스케일	5	4-5
그레이드 수[수/t]	28.7	27.2
필라멘트 끊김[수/t]	0.3	2.2
잔털[수/10,000m]	0.4	2.3

	본 발명에 따른 장치	본 발명에 따른 장치	표준/횡류
실시예	3	4	5
폴리머	PET	PET	PET
상대 점도[1%-크레졸, 25℃]	1.64	1.64	1.64
용융 온도[℃]	290	290	296
방사노즐 직경[㎜]	70	70	95
홀 수	288	360	288
내부 직경[㎜]	40	43	0
외부 직경[㎜]	56	56	73
홀 밀도[수/㎠]	23.9	35.6	6.9
생산량	53.0	43.2	54.0
"캔들" 길이[㎜]	300	280	-
"캔들" 직경[㎜]	22	24	-
거리 S[㎜]	2	1	20
확산 길이[㎜]	300	280	600
송풍되는 공기 속도[m/s]	0.38	0.38	0.3
송풍되는 공기 온도[℃]	21	21	21
수렴 길이[㎜]	550	550	590
방적 속도[m/min]	2400	2215	2400
총 역가[dtex]	221.4	195.4	225.6
모세관 역가[dtex]	0.77	0.54	0.78
찢어진 틈에서 신장[%]	105.0	100.4	109.9
찢어진 틈에서 CV 시장[%]	3.1	3.3	7.2
찢음에 대한 저항성[cN/dtex]	2.68	2.70	2.48
CV 찢음 저항성[%]	3.2	3.6	6.1
어스터[%]	0.82	1.14	1.64
어스터½[%]	0.62	0.68	1.41
염료 흡수-그레이 스케일	5	5	4
그레이드 수	27.5	27.1	26.0
필라멘트 끊김[수/t]	0.3	1	5.7
잔털[수/10,000m]	1.1	1.3	4.0

본 발명에 따라서 제조되는 마이크로필라멘트사는 방사 방해 수효를 줄이고, 개선된 직물-기계 특성과 더욱 균일한 염료 흡수를 갖고, 적당한 장치의 도움으로 1dtex/fil 미만의 개별 모세관 역가를 갖는 열가소성 폴리머로부터 마이크로필라멘트를 방사하는 것과 관련해서, 특히 냉각시키는 방법 단계를 설계하는 목적에 기초한 것이며, 여기서 장치 및 생산 비용은 가능하다면 줄일 수 있다.

Claims (39)

1. ·고리 형태의 배열의 모세관 홀과 유효 출구 표면의 홀 밀도 L/A 최대 40홀/㎠를 갖는 방사노즐(2),

   ·방사노즐 밑에서 거리 S에서 중앙에 위치시켜 적소에 고정될 수 있는 조절된 공기의 공기 투과성 활성 냉각 장치(5),

   ·냉각 장치(5)용 통합 공기 공급 장치를 갖는 삽입 장치(7),

   ·실 가이드 또는 가이드 판넬의 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 실 가이드 부재(9),

   ·적어도 하나 이상의 유제 도포기,

   ·삽입 장치(7)의 조종 수단과 임의로 적합한 실 모니터, 및

   ·적어도 하나 이상의 권취 장치(8)로 구성되고,

   방사노즐로부터 함께 방사된 필라멘트(4)를 개별적으로 안내하거나 또는 하나 이상의 분리된 필라멘트 다발로 분할해서, 제조 및 권취하고,

   여기서, 거리 S를 하기 식의 함수로 정하고

   (식 중, S는 방사노즐과 냉각 장치 사이의 거리(㎜)이고,

   TEK는 개별 모세공의 역가(dtex)이고,

   RL은 방사노즐 상에서 서로 뒤에 위치한 최대로 35㎜의 길이를 갖는 홀 열의 수 이고, 냉각 장치의 유효 냉각 길이 Lk는 역가와 방사 속도의 함수로서 정해질 수 있음),

   최대로 총역가 500dtex 및 필라멘트의 개별 역가 최대 1dtex 및 고역가 균일성을 갖는 열가소성 폴리머로부터 마이크로필라멘트사를 제조하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 방사노즐에서 홀의 고리 형태 배열이 중단되거나 또는 군(群)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 방사노즐(2)로부터 필라멘트를 필라멘트 가이드 부재(9)의 도움으로 적어도 2개의 분리된 필라멘트 다발로 분할시킬 수 있음을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 방사노즐(2)과 냉각 장치(5)의 사이의 거리 S에 절연체를 제공함을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 절연체에 가열 또는 냉각 부재를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 거리 S가 0.2∼35㎜인 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 거리 S가 1∼10㎜인 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 활성 냉각 장치가 공기 투과성 직물로 되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 활성 냉각 장치가 그의 일단부가 막힌, 적어도 하나의 천공된 튜브 부재로 되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1항에 있어서, 냉각 장치(5)가 상향 및 하향 튜브 부재로 되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 냉각 장치(5)가 수평으로 또는 수직으로 위치를 정하거나, 또는 삽입 장치(7)에 의하여 환형 피벗 통로(13)에 위치를 정하고, 센터링 핀에 의하여 방사노즐에 대하여 중심이 되는 적소에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 기능부전의 경우에, 냉각 장치(5)가 필라멘트 통로로부터 유지 위치로 자동적으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 삽입 및 수축하는 동안에, 삽입 장치(7)의 이동이 주로 수평 방향으로 일어나고, 방사노즐(2)에 대하여 센터링 하는 동안 주로 수직 방향으로 일어나는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 삽입 장치(7)가 기계적으로, 공기의 작용으로 또는 전기적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 삽입 장치(7)가 그의 표면의 형태 또는 구멍에 의해 필라멘트를 반발하도록 설계된 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 삽입 장치(7)가 축(14) 주위의 환형 삽입 통로(13) 상에서 회전하고, 여기서 피벗 운동이 레버(18)를 거쳐 전달되고, 이 레버 상에서 제 2 레버(19)가 베어링 포인트(18)에 의하여 힌지되고, 이 제 2레버(19)가 크로스 바(20)에 의하여 쟁기와 같은 필라멘트 분할기(21)를 지지해서, 이 필라멘트 분할기(21)가 한편으로 베어링 포인트(19) 주위에서 선회하고, 다른 한편으로 축(14) 주위에서 냉각 장치(5)와 함께 선회될 수 있고, 냉각 장치(5)가 초기에 필라멘트 통로로 선회하는 동안에 냉각 장치가 초기에 필라멘트 분할기(21)에 의해 덮혀져서 필라멘트 분할기(21)가 처음에 필라멘트 통로로 빠져들어가서 필라멘트 통로를 분할하고, 냉각 장치(5)가 그의 수직 단부위치에 거의 도달해서 모세공에 의해 천공되지 않은 방사노즐(2)의 중심 영역 밑에 완전히 위치할 때까지 냉각 장치(5)가 필라멘트에 의해 접하지 않고, 그 후에 필라멘트 분할기(21)가 필라멘트 통로로부터 베어링 포인트(18) 주위에서 선회하여 필라멘트(14)의 통로를 차단하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 냉각 장치의 길이 및 직경이 가변적이고, 여기서 직경이 10 내지 106㎜ 범위이고, 고리형태로 배열된 모세공이 가장 작은 원의 내경보다 적어도 1㎜ 더 적은 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 냉각 장치(5)의 유효 냉각 길이 Lk 및 냉각 장치의 천공의 구현을 역가 및 냉각되는 필라멘트으로의 방사 속도에 적응시키는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 공기가 15℃ 내지 200℃ 사이에서 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 냉각 장치의 출구 속도 및/또는 출구 온도 및/또는 냉각 장치의 전장에서 공기의 유출 방향이 역가 및 필라멘트(4)의 방사 속도에 적응하도록 가변적으로 정해질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 하나의 항에 있어서, 필라멘트 가이드(9) 및 유제 도포기(11)의 높이를 조절할 수 있으므로 필라멘트의 응고점이 또한 냉각 장치(5)의 유효단부에 적어도 1 내지 40㎜ 앞서서 정해질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제 1항 내지 제 21항 중 어느 하나의 항에 있어서, 필라멘트 가이드(9)가 추가 공기 출력으로 또는 추가 공기 출력 없이 지지 고리 또는 판넬로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제 1항 내지 제 22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 필라멘트 가이드(9)가 방울 형태로 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
24. ·2000∼700m/분 사이의 방사속도에서 총 역가 22∼500dtex를 갖는 필라멘트를 용융 방사시키고,

    ·필라멘트를 방사노즐로부터 거리 S에서 유효 냉각 길이 Lk를 갖는 냉각 장치에 의하여 조절된 공기로 냉각시키고,

    ·분리된 가이드 부재 중의 필라멘트를 하나 또는 수개의 필라멘트 다발로 분할하고,

    ·분리된 필라멘트 다발에 유제를 도포하고,

    ·분리된 필라멘트 다발을 2000∼7000m/분 사이의 속도에서 귄취하는 단계로 이루어지고,

    여기서 거리 S를 하기 식의 함수로서 정하고

    (식 중, S는 방사노즐과 냉각 장치 사이의 거리(㎜)이고,

    TEK는 개별 모세공의 역가(dtex)이고,

    RL은 방사노즐 상에서 서로 뒤에 위치한 최대로 35㎜의 길이를 갖는 홀 열의 수임),

    용융 온도와 비교해서, 방사노즐의 표면은 전체 방사노즐 전역에 걸쳐서 최대로 10℃까지 균일하게 냉각될 수 있고, 필라멘트 다발의 응고점이 역가 및 냉각 장치의 유효 냉각 길이 Lk의 단부상에서 1 내지 40㎜에서 방사 속도의 함수로서 정해지고, 최대로 총 역가 500dtex 및 필라멘트의 개별 역가 최대 1dtex 및 고역가 균일성을 갖는 열가소성 폴리머로부터 마이크로필라멘트사를 제 1항 내지 제 23항에 따른 장치에 의하여 제조하는 방법.
25. 제 24항에 있어서, 필라멘트의 개별 역가가 0.2∼1dtex인 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제 24항 또는 제 25항에 있어서, 거리 S가 절연, 냉각 또는 가열된 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제 24항 내지 제 26항 중 어느 하나의 항에 있어서, 거이 S가 1∼35㎜ 사이에서 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제 24항 내지 제 27항 중 어느 하나의 항에 있어서, 거리 S가 1∼10㎜ 사이에서 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제 24항 내지 제 28항 중 어느 하나의 항에 있어서, 역가 및 필라멘트의 방사 속도에 적응시킨 공기 속도가 냉각 장치의 유효 냉각 길이 Lk 전체에 걸쳐서 0.05∼0.7m/s 사이에서 가변적으로 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제 24항 내지 제 29항 중 어느 하나의 항에 있어서, 15℃ 내지 200℃ 사이의 온도에서 조절된 공기가 냉각 장치에서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제 30항에 있어서, 폴리머의 T_G밑의 10℃ 내지 30℃의 조절한 공기가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제 24항 내지 제 31항 중 어느 하나의 항에 있어서, 다르게 조절된 및/또는 조종한 공기가 냉각 장치의 다른 지역에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제 24항 내지 제 32항 중 어느 하나의 항에 있어서, 필라멘트 다발의 응고점이 역가 및 냉각 장치의 유효점 위의 1∼40㎜에서 방사속도의 함수로서 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제 24항 내지 제 33항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유제를 링 갭을 통해서 또는 그 위에 분무해서 적용시키는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제 24항 내지 제 34항 중 어느 하나의 항에 있어서 합성 폴리머로서 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 개별 필라멘트 역가 0.1∼1.0dtex를 갖는 것을 특징으로 하는, 제 24항 내지 제 35항 중 어느 하나의 방법에 따라서 생산한 고역가 균일성을 갖는 마이크로필라멘트사.
37. 제 36항에 있어서, 1.2% 밑의 U 및 0.8% 밑의 U½의 어스터치를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로필라멘트사.
38. 제 36항 또는 제 37항에 있어서, 이들을 더욱 처리하거나, 방법과 병합시키거나, 인장시키거나, 주름잡히게 하거나, 수축시키거나 또는 교착시키는 것을 특징으로 하는 마이크로필라멘트사.
39. 제 37항 또는 제 38항에 있어서, 높은 공정 속도에서 높은 배향을 갖는 필라멘트사로 처리되는 것을 특징으로 하는 마이크로필라멘트사.