KR20030004398A - 인장 응력 없이 연속 성형물을 이송하기 위한 방법 및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물, 셀룰로오스 및 제3 아민 옥사이드를 포함하는 압출 용액으로부터 압출된 셀룰로오스 연속 성형물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 종래 기술과 비교하여 압출된 연속 성형물의 직물 특성을 개선하기 위하여, 본 발명에 있어서는, 압출 다이 개구와 배출 유닛(4) 사이에서 연속 성형물(5)이 컨베이어 기구(11) 상에서 본질적으로 인장 응력을 받지 않고 이송된다. 그 사이에 개재된 컨베이어 기구(11)의 이송 속도는 압출 속도와 배출 유닛(24)의 배출 속도보다 낮은 것이 바람직하다. 이러한 수단은 루프 강도와 미소 섬유 형성 경향과 같은 직물 특성을 상당히 개선한다.

Description

인장 응력 없이 연속 성형물을 이송하기 위한 방법 및 장치{PROCESS AND DEVICE FOR THE TRANSPORT OF CONTINUOUS MOLDINGS WITHOUT TENSILE STRESS}

당업계에 따르면, 응고 및 안정화 이후에 압출된 연속 성형물의 치수는 인장 응력의 인가에 의하여 설정된다. 이러한 인장 응력은 배출 유닛(draw-off unit)에 의하여 생성되는바, 이는 연속 성형물을 홀딩하고, 그것을 배출하여 다음 처리 단계로 보낸다.

따라서, 국제 특허 공개 제WO 93/19230호에 개시된 방법과 장치에 의하면, 다수의 연속 성형물의 조합은, 디플렉터 롤러(deflector roller)를 경유하여 스핀 노즐 표면으로부터 나타난 후 스트랜드의 형태로 함께 그룹화되어 배출된다. 디플렉터 롤러는 침전조내에 위치한다.

응고조(coagulation bath) 내부에서 디플렉터 롤러에 연속 성형물이 표시나게 편향되면, 실에 높은 기계적 부하가 걸리게 된다. 이에 의해서 섬유 품질이 손상되어, 상기 국제 특허 공개 제WO 93/19230호에 개시된 방법 및 장치는 취성, 미소 섬유 형성(fibrillation) 및 필라멘트 파손 경향이 있는 섬유를 생성한다.

응고조 내부에서의 편향으로 인하여, 국제 특허 공개 제WO 93/19230호에 개시된 장치 및 방법은 응고조의 점성으로 인하여 응고조 내부에서의 스트랜드 속도의 관점에서 제한을 받는다.

전술한 문제를 피하기 위하여, 국제 특허 공개 제WO 96/30566호에 개시된 방법과 장치에 따르면, 연속 성형물은 응고 액체 필름을 통해서 처리된다. 응고 액체를 연속 성형물로부터 제거하기 위하여, 성형물은 오버플로우(overflow)의 하부 단부에서 45도 내지 60도의 각도로 급격하게 회전된다.

상기 국제 특허 공개 제WO 96/30566호에 개시된 방법과 장치에 따르면, 연속 성형물은 기계적 섬유 배출 공구에 의하여 야기된 인장 응력에 의하여 압출 다이 개구로부터 상방으로 영향을 받게 된다.

인장 응력과 갑작스런 회전에 기인한 높은 기계적 부하로 인하여, 상기 국제 특허 공개 제WO 96/30566호에 개시된 방법 및 장치를 통해 획득된 섬유는 열악한직물 특성을 나타낸다. 특히, 미소 섬유 형성 경향, 루프 강도 및 크림핑(crimping) 행동은 개선되어야 할 많은 것을 나타낸다.

유럽 특허 공개 공보 제EP 0 617 150 A1호에 개시된 방법 및 장치에 따르면, 비스코스 스피닝 필라멘트가 롤러를 이용하여 연속 케이블 형태로 배출되고, 다수의 롤러를 가로질러 안내되어, 벨트 컨베이어로 전달되어, 방적 접착 섬유(spun-bonded fabric)를 생성한다. 상기 과정에 의하면, 의도한 목적은 섬유의 형성이다. 랜덤 층의 형성과 필라멘트의 걸림으로 인하여, 상기 시스템은 스테이플 섬유를 제조하기에 부적합하다.

또한, 상기 시스템에 의하면, 적당히 양호한 섬유 특성을 제공하는 섬유가 생성된다.

본 발명은 필라멘트, 스테이플 섬유, 멤브레인 및 필름과 같은 셀룰로오스 연속 성형물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 방법에서는 물, 셀룰로오스 및 제3 아민 옥사이드를 포함하는 압출 용액이 적어도 하나의 연속 성형물로 압출되고 연속 성형물은 신장되며 이어서 연속 성형물은 컨베이어 기구상에서 들어 올려져 배출 유닛을 통해 컨베이어 기구에 의해 끌어당겨진다.

본 발명은 또한 필라멘트, 스테이플 섬유, 멤브레인 및 필름과 같은 셀룰로오스 연속 성형물의 제조 장치에 관한 것으로, 본 장치는 적어도 하나의 압출 다이 개구(이를 통해 압출 용액이 흐르며 이의 하류로 압출 용액이 연속 성형물로 압출된다)와 배출 유닛(이를 통해 인장 응력이 연속 성형물로 인가될 수 있으며 연속 성형물은 기구로부터 배출될 수 있다)을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 도시한다.

도 1A는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 도 1의 실시예의 제1 변형예이다.

도 1B는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 도 1의 실시예의 제2 변형예이다.

도 1C는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 도 1의 실시예의 제2 변형예이다.

도 2는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 도시한다.

종래 기술의 단점을 고려하면, 본 발명의 목적은 스테이플 섬유와 필라멘트와 같은 연속 성형물의 직물 특성을 개선할 수 있는 방법과 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 방법과 장치는 섬유가 미소 섬유를 형성하고 루프 강도를 증가시키는 경향을 감소시키는 목적에 기초한다.

상기 목적은 연속 성형물이 컨베이어 기구상에서 성형된 이후에 들어 올려져서 본질적으로 인장 응력 없이 배출 유닛까지 컨베이어 기구상에서 이송되는 것에 의하여 달성된다.

상기 장치에 의하면, 본 발명에 따른 목적은, 압출 다이 개구와 배출 유닛 사이에 컨베이어 장치가 제공되며, 이것을 통해서 연속 성형물이 본질적으로 인장응력 없이 배출 장치까지 이송됨으로써 달성된다.

본 발명에 따르면, 연속 성형물은 응고 및 안정화되거나 이완될 수 있는 영역에서 본질적으로 인장 응력 없이 이송된다. 놀랍게도, 성형 이후에 임계 영역에서 특히 연속 성형물에 기계적으로 인가되는 인장 응력이 영향을 미치지 않으면, 연속 성형물의 직물 특성이 이러한 유형의 방법 및 장치에 의하여 상당히 개선되는 것으로 발견되었다.

컨베이어 기구의 영역에서 압출된 연속 성형물은 응고 및 안정화하기 때문에, 상기 연속 성형물에 작용하는 응력은 연속 성형물의 기계적 특성에 특히 큰 영향을 준다. 이러한 영향은 본 발명에 따라서 최소화된다.

본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법은 필름, 필라멘트 복합물 및 멤브레인의 제조용으로 그리고 스테이플 섬유의 제조용으로 사용될 수 있다. 본 발명이 방적 기술에 적용되면, 연속 성형물은 스트랜드이며, 압출 다이 개구는 스피닝 노즐 개구이다.

본 발명에 따른 장치 및 방법에 의하면, 일반적으로 다수의 연속 성형물이 동시에 처리된다. 모든 연속 성형물이 동일한 방식으로 평행하게 처리되기 때문에, 상기 방법과 장치는 간명성을 위하여 하나의 예로서 하나의 단일 연속 성형물만을 사용하는 것을 예시하고 있다. 다수의 연속 성형물이 동일한 시간에 동일한 처리 단계를 거쳐 상기 장치에 의하여 처리되는 것이 명백히 제안되어진다.

방적 기술 분야에서 본질적으로 인장 응력 없이 이송하는 컨베이어 기구는 이미 공지되어 있다. 그러나, 이러한 컨베이어 기구는 그 상부에서 이송되는 압출물의 직물 특성을 향상시키기에는 부적합하다.

예를 들면, 독일 특허 공개 제DE 29 50 015 A1호는 섬유 케이크(fiber cake)를 세척 장치를 통해 이송시키는 진동 컨베이어를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 진동 장치는 압출 성형물의 압출 방향으로 배출 유닛 후방에 배치되어 있다. 따라서, 독일 특허 공개 제DE 29 50 014 A1호의 연속 성형물은 또한 기계적으로 인가된 인장 응력 하에서 압출 다이로부터 인발된다. 전술한 바와 같이, 이것은 연속 성형물의 직물 특성에 부정적인 영향을 미친다.

독일 특허 공개 제DE 29 50 014 A1호의 진동 컨베이어가 배치된 영역에서, 연속 성형물의 직물 특성은 더 이상 영향을 받지 않는다. 본원에 개시된 진동 컨베이어는 섬유를 세척하기 위한 용도로만 사용된다.

국제 특허 공개 제WO 98/07911호에는, 부직포 섬유를 제조하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이를 위하여, 스피닝 노즐 형태의 압출 다이에서, 압출 스트랜드는 당겨지고, 강력한 공기 유동을 이용한 출현 직후에 절단된다. 이러한 짧은 섬유는 벨트 컨베이어 상에 무작위로 낙하하며, 상기 컨베이어 상에서 섬유가 부직포 섬유로 응고된다.

상기 국제 특허 공개 제WO 98/07911호에 개시된 장치 및 방법은 연속 성형물이 형성될 수 없으므로 본 발명에 따른 장치 및 방법과 비교할 수 없다. 게다가, 상기 국제 특허 공개 제WO 98/07911호에 개시된 장치 및 방법은 균일한 섬유 특성의 제조에 부적절하다. 이것은 매우 높은 적정량(titre) 변동에서 그리고 인장 강도 및 루프 강도의 불균일한 값에서 발견될 수 있다. 필라멘트 개개의 랜덤 위치와 연속 필라멘트의 절단을 통해 스테이플 섬유로의 필요한 이송으로 인하여, 절단 길이가 균일하게 될 수 없다-절단 길이에서 넓은 분포 범위가 존재한다.

본 발명의 목적은 개별 성형물 각각의 기계적 특성을 향상시키는 것이다. 본 발명에 따르면, 연속 성형물은 배출 유닛으로의 이송 동안 절단되지 않는다. 한편, 상기 국제 특허 공개 제WO 98/07911호에 개시된 부직포 매트의 기계적 특성은 개별 절단 스트랜드 특성에 의해서가 아니라 랜덤 위치의 성질에 의해서 상당한 영향을 받는다.

컨베이어 상에서 인장 응력 없이 연속 성형물을 이송하는 것이 가능한 바, 상기 방법 및/또는 장치의 다른 실시예에서, 연속 성형물이 연속 성형물의 압출 속도보다 낮은 이송 속도로 컨베이어 기구 상에서 이송되는 경우에 특히 바람직하다. 낮은 이송 속도는 인장력이 연속 성형물에 인가되지 않는 것을 보장한다. 따라서, 연속 성형물은 이송 중에 이완될 수 있으며, 그리고 이완된 이후에 배출 유닛에 의하여 제거되어 절단기로 보내진다.

상기 방법 또는 장치의 또 다른 실시예에서, 연속 성형물은 연속 성형물의 압출 속도와 실질적으로 동일한 배출 속도로 배출 유닛에 의하여 배출될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 컨베이어 기구는 중간 버퍼 영역을 형성하며, 그 영역에서 상기 압출된 연속 성형물은 응력을 받지 않고 이송된다. 배출 유닛의 높은 배출 속도는 버퍼 영역이 과류(overflow)하지 않고 배출 장치 후방의 부가적인 처리 단계의 처리 속도가 그 배출 속도에 상응하게 된다는 것을 보장한다.

연속 성형물이 바람직하게는 이송 방향에 대하여 가로지는 방향으로 컨베이어 기구의 앞뒤로 이동에 의하여 컨베이어 기구 상에서 이송되는 경우에 특히 유리하다. 특히, 컨베이어 기구는 셰이크(shake)컨베이어, 요동(oscillation)컨베이어 또는 진동(vibration)컨베이어로서 장착될 수 있다.

컨베이어 기구의 왕복이동으로 인하여, 연속 성형물을 이송하고 이와 동시에 컨베이어 기구 상에서 연속 성형물 케이크의 형태로 연속 성형물을 기하학적 위치에 배치하는데 필요한 이러한 이동을 이용하는 것이 또 다른 실시예에서 가능하다. 연속 성형물은 이동중인 컨베이어 기구 상에 도착하며, 연속 성형물과 컨베이어 기구 사이의 상대 이동때문에, 웨이브 형태 또는 와이드 방식으로 자동적으로 배치되어, 성형물이 적절히 이완될 수 있다. 게다가, 연속 성형물을 응력이 없는 상태로 이송하면, 팽창 상태에 의해서 섬유 크림핑이 최적으로 이루어지며, 이것은 특히 스테이플 섬유의 또 다른 처리에서 중요한 기준이 된다.

컨베이어 기구의 이송 속도를 압출 속도 및/또는 배출 속도 및/또는 연속 성형물의 품질 및 치수와 같은 여러 가지 작동 매개변수에 적합하게 하기 위하여, 또 다른 실시예에서는 제어 기구를 구비할 수 있는바, 이 제어 기구는 컨베이어 기구에 영향을 미치고 또 이것을 통해서 컨베이어 기구 및/또는 배치 기구의 이동 주파수 및/또는 리프트가 조절될 수 있다. 또한, 센서가 제공될 수 있는데, 센서는 연속 성형물의 압출 속도, 배출 속도, 품질, 및/또는 치수를 감시하고 또 제어 회로를 설치하여 컨베이어 기구를 제어할 수 있다.

스테이플 섬유 및 필라멘트를 제조하는 동안, 필라멘트 개개의 루핑(looping)을 방지하기 위하여 방적 공적 이후에 연속 성형물의 균일한 배치에특별한 주의를 기울여야 한다. 이것은 양호하고 균일한 절단 길이 분포를 얻기 위하여 스테이플 섬유를 제조하는데 있어서 특히 중요하다. 컨베이어 기구의 이송면상에 연속 성형물을 배치하기 위하여, 위상면에서 적어도 고정적이거나 컨베이어 기구와 함께 이동하는 안내 기구가 제공되어, 연속 성형물이 부딪혀서 이동중인 컨베이어 기구 상에 안내될 수 있다. 상기 연속 성형물은 안내 기구에 의하여 안전하게 파지되어 제어되는 방법으로 컨베이어 기구 상을 통과할 수 있다. 안내 기구와 컨베이어 기구간의 상대 이동때문에, 연속 성형물은 축적(stacked), 적층(layered) 또는 접혀있는 연속 성형물 케이크로서 안내 기구 후방에 이송 방향으로 질서 정연한 형태로 배치된다.

특히, 컨베이어 기구 상에서 연속 성형물의 폭넓은 배치 또는 웨이브상 배치에 기초하여, 압출 속도 및 배출 기구와 비교하여 컨베이어 기구의 이송 속도를 낮추는 것이 가능하다.

또 다른 실시예에서, 연속 성형물은 액체조, 예를 들면 이송 방향으로 유동하는 응고조를 통해 안내 기구에 의하여 이송된다. 이것은 안내 기구와 연속 성형물간의 마찰을 최소화시킨다. 대안으로 또는 부가적으로, 안내 기구는 평활한 표면 및/또는 접착 방지 코팅을 구비할 수 있다. 안내 기구와 컨베이어 기구에는 응고조 용액을 배출하기 위한 천공구 및/또는 연속 성형물을 안내하기 위한 홈(grooves)이 제공될 수도 있다. 압출 다이 개구 바로 하방에는 안내판이 중력 방향으로 또는 압출 방향으로 배치될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 컨베이어 기구 상의 연속 성형물 케이크는 인피이드 영역, 배수 영역, 세척 영역 및 후처리 영역과 같은 다수의 영역을 통해 이송될 수 있다. 이러한 영역은 개별적으로 또는 소정의 조합으로 나란하게 다중 베이스에 제공될 수 있다.

인피이드 영역에서, 연속 성형물 케이크는 응고조를 통해 이송된다. 응고조는 컨베이어 기구의 표면상에 배치되며, 응고조 유입 기구로부터 응고조 용액으로 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

세척 영역에서, 세척액이 컨베이어 기구 상의 연속 성형물 케이크로 보내진다. 이것은 연속 성형물 케이크가 용제 없이 본질적으로 세척될 수 있음을 의미한다. 상기 세척 영역 내부의 세척액이 연속 성형물 케이크가 이송되는 방향을 거슬러 유동하는 경우에 특히 바람직하다.

배수 영역에서, 세척액 및/또는 응고조 용액은 컨베이어 기구로부터 배수된다. 배수된 응고조 용액 및/또는 배수된 세척액은 재사용되어 상기 공정으로 다시 보내질 수 있다.

세척 영역 이후에, 연속 성형물은 동일한 방식으로 후처리 영역에서 후처리되거나 지방성 코팅으로 주입될 수 있다.

상기 배수 영역에는 웅고조 또는 세척액을 배수하기 위하여 천공부가 제공될 수 있다. 상기 천공부 하방에는, 수집 용기가 배치되어 배수된 응고조 및/또는 세척액을 수집한다.

바람직하게는, 컨베이어 기구에 의해서, 이송 방향으로 인피이드 영역은 배수 영역의 전방에 배치되고 또 배수 영역은 세척 영역의 전방에 배치된다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 이송 영역은 연속 성형물 케이크의 이송을 개선시키기 위한 기구를 구비할 수 있다. 따라서, 이동 방향에 대하여 교차하는 방향으로 연장하여 이 이동을 제한하는 이송 표면의 가장자리에서 이송 표면 상방으로 돌출하는 제한 기구가 제공될 수 있다. 이러한 제한 기구는 연속 성형 케이크가 컨베이어 기구로부터 낙하하는 것을 방지하며 또 배치된 연속 성형물의 균일한 길이방향 조정을 가능케 하여, 배출 유닛 이후에 절단기로 보내어져서 스테이플 섬유를 제조할 수 있게 한다.

이송 표면의 특정 실시예는 스테이플 섬유의 균일한 절단 길이에 긍정적인 영향을 미친다.

또한, 이송 영역은 연속 성형물 케이크가 안내 및 이송되는 컨베이어 홈을 구비할 수도 있다. 이것은 특히 다수의 연속 성형물이 동시에 제조되는 경우에 유리하다.

컨베이어 기구의 단부에서 다수의 압출된 연속 성형물을 배출 유닛으로 용이하게 제거할 수 있도록, 압출 다이가 각각의 컨베이어 홈에 할당될 수 있다. 특히, 각각의 압출 다이에는 하나의 컨베이어 홈이 제공될 수 있다. 이것은 스피닝 케이크에 풀릴 수 없는 매듭이 형성되는 것을 방지한다.

컨베이어 홈은 거의 직사각형 형상 또는 거의 V자 형상의 단면을 가질 수 있다. 컨베이어 홈의 단면 디자인은 다른 필수요건에 따라 다른 형상을 가질 수도 있다.

아래에서 본 발명에 따른 장치와 방법은 도면을 참조하여 두개의 실시예를이용하여 설명되어 있다. 본 발명은 스트랜드를 제조하기 위한 하나의 방법 및 장치를 설명한다. 그러나, 본 발명은 본 적용으로 제한되지 않는다. 실제로, 컨베이어 기구에 대한 특별한 수정 없이 필름, 멤브레인, 중공 멤브레인 및 스테이플 섬유가 본 발명에 의하여 제조될 수 있다.

도1의 실시예는 가열 파이프라인 시스템(2)을 통해 비스코스 압출 용액이 공급되는 압출 헤드로서 일련의 헤드(1)가 도시되어 있다. 스피닝 헤드(1)에 대한 연속적인 공급을 보장하기 위하여, 파이프라인 시스템(2)은 버퍼 컨테이너(3)를 구비하는 바, 이는 압출 헤드 이전에 파이프라인 시스템(2) 내부에서의 용적 유동 및 압력 변동을 균일하게 한다.

제1 실시예에서 사용된 압출 용액은 15%의 셀룰로오즈형 모도 크라운 디졸빙(MoDo Crown Dissolving)-DP 510 내지 550, 75%의 NMMO (N-메틸-모르폴린-N-옥사이드) 및 10%의 물로 구성된 방사액이다. 파이프라인 시스템(2) 내부의 압출 용액의 온도는 100℃이다. 제1 실시예에 따른 전단 용액의 제로 전단 점성도는 7900Pas이다.

스피닝 헤드(1) 각각은 적어도 하나의 가열된 스피닝 모세관(4), 바람직하게는 한 줄로 다수의 스피닝 모세관(4)을 구비한다. 스피닝 모세관은 250μm의 내경과 약 20mm의 길이를 갖는 크롬-니켈강으로 제조된 작은 파이프이다. 길이 대 직경(L/D)비는 약 80이다. 또한, 상당히 큰 L/D 비를 갖는 스피닝 모세관이 사용될 수도 있다. 스피닝 헤드의 스피닝 모세관의 중간축 간의 거리는 약 1 mm이다.

하나의 스피닝 모세관 당 방사액 흐름은 분당 약 0.10g이다. 스피닝 모세관은 온수를 이용하여 약 150℃의 온도까지 가열된다.

스피닝 모세관(4)은 압출 다이 개구 내부에서 종단하며, 이것으로부터 방사액이 압출된 연속 성형물로서 스트랜드(5) 형태로 배출된다.

상기 압출 다이 개구를 통해 압출된 연속 성형물(5)은 공극 또는 가스 섹션(6)을 통해 통과한다. 가스 섹션(6)에서, 연속 성형물(5)은 그 연속 성형물(5)을 따라 스트랜드의 축과 평행하게 스피닝 또는 압출 헤드(1)로부터 외측으로 유동하는 공기(7)를 이용하여 신장된다. 공기(7)의 속도는 스트랜드의 압출 속도보다 크다. 약 30℃의 온도에서, 공기(7)의 상대 습도는 약 70%이다. 스피닝 또는 압출 다이 개구는 원형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다.

가스 섹션(6)을 통과한 이후에, 압출 및 신장된 연속 성형물은 응고조 용액과 함께 스프링클러 장치(8)에 의하여 분사된다. 스프링클러 장치는 스프레이 또는 미스트(mist) 챔버로서 구성될 수 있다. 스프링클러 장치는 습기의 양을 정확하게 공급하여, 커튼 형태로 다수의 압출 다이 개구로부터 배출되는 연속 성형물의 점착을 방지한다.

스프링클러 장치(9)를 통과한 이후에, 각각의 연속 성형물(5)은 압출 방향(E)으로 압출 다이 개구 바로 하방에 위치하는 안내 기구(9)와 마주친다. 도 1의 실시예에 따른 안내 기구는 안내판으로 구체화되는 바, 상기 안내판에는 중력의 영향으로 연속 성형물 공급 장치에서 연속 성형물(5)의 압출 및 신장 방향으로 유동하는 응고조 용액(10)이 연속적으로 공급된다. 응고조 필름이란 안내판(9)까지 연장하는 연속 성형물(5)이 손상을 덜 입으면서 이송될 수 있는 것을 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다수 줄의 스피닝 헤드(1)가 제공되면, 개별 안내 기구(9)가 이러한 줄 각각에 배치될 수 있다.

컨베이어 기구(11)는 연속 성형물 이송의 방향으로 안내 기구(9)에 인접한다. 컨베이어 기구(11)는 진동형 컨베이어 기구로 설계되며, 전자기계 언밸러스 구동장치(11a), 탄성 베어링(11b) 및 이송 영역(11c)을 구비한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 단지 하나의 컨베이어 기구(11)가 도시되어 있다. 구동장치(11a)의 스트로크 또는 진폭과 주파수는 제어 장치(비도시)에 의하여 제어되며, 압출된 물질의 품질과 조성, 압출속도, 압출 다이의 치수 및 압출 용액의 온도와 같은 공정 매개변수에 따라 자동 또는 수동으로 조절될 수 있다.

필요에 따라서, 소정 개수의 컨베이어 기구(11)가 이송 방향으로 나란히 배치될 수 있다. 이송면(11c)은 3개의 영역(12, 13, 14)을 갖는다. 이송 방향으로제1 영역(12)은 인피이드 영역으로 이루어지는 바, 여기에서 연속 성형물 공급 장치(9)로부터의 응고조 용액(10)이 수집되어 이송 방향(F)으로 이송된다.

이송 방향으로 상기 인피이드 영역(12) 다음의 제2 영역, 즉 배수 영역(13)에 있어서, 상기 이송면(11c)에는 천공부(15)가 제공된다. 상기 배수 영역(13)은 방적 영역의 일부로서, 컨베이어 기구(11)로부터 천공부(15)를 통해 방적 공정 동안 공급되는 응고조 용액을 배수하는 역할을 한다. 이를 위하여, 천공부(15) 하측에는 수집 용기(16)가 제공되며, 수집 용기내에 응고조 용액이 수집되어 안내 기구(9) 및/또는 인피이드 영역(12) 또는 스프링클러 장치(8)로 보내진다.

컨베이어 기구(11)의 이송 방향(F)으로, 상기 배수 영역(13) 다음에는 제3 영역(14), 즉 세척 영역이 배치된다. 세척 영역(14)은 컨베이어 기구(11)의 이송면 상의 연속 성형물에 세척액을 공급하는 적어도 하나의 세척 장치(17)를 갖는다. 또한, 하나 이상의 세척 장치가 지방성 코팅 또는 다른 후처리, 습식 또는 표백 화학물을 연속 성형물에 도포하는데 사용될 수 있다.

세척액은 용제 없이 연속 성형물 케이크를 세척하며, 도 1에 도시된 실시예에서, 45℃에서 마무리 재료 (클라리언트 게엠베하에 의하여 제조된 50%의 Leomin OR-50% Leomin WG-질소성 지방산 폴리글리콜 에스테르) 10 g/l를 공급한다. 양호한 섬유 처리 공정을 위해 지방성 코팅이 제공된다.

상기 이송면은 세척 영역에서 천공될 수도 있다.

세척 영역(14)의 이송면에 형성된 천공부 하측에는, 세척 장치의 일부일 수도 있는 수집 용기(18)가 배치된다. 이송면(11c)으로 역류한 세척액이 수집용기(18) 내부에 수집되어 세척장치(17)로 다시 보내진다.

이송면(11c)은 실질적으로 수평면으로서 도 1의 실시예에 제공된다. 스트랜드 안내판(9)의 표면과 같이, 이송면의 표면은 이송면의 표면에 연속 성형물이 부착하는 것을 방지하기 위하여 연마 및/또는 코팅된다.

이송면은 기본적으로 수평 방향으로 연장하며, 불평형 구동장치(11a)를 통해 이송 방향으로 진동 운동하면서 전후로 이동한다. 이송면(11c)의 진동은 주기적 또는 준주기적 및 사인곡선이나 지그재그형으로 일어난다.

도 1A 내지 도 1C는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 이송면(11c)의 단면도이다.

도 1A의 제1 변형예에서, 이송면(11c)은 이송 방향과 직각으로 배치된 두개의 가장자리에서, 이송면(11c)의 표면 상방으로 솟아 오르는 제한 기구(19)를 구비한다. 상기 제한 기구(limiting device: 19)는 이송면(11c) 상에서 연속 성형물 케이크(20)를 안내하는데 사용된다.

도 1B에 따른 제 2 변형예에서, 이송면(11c)은 상기 제한 기구(19) 이외에, 지주(strut; 22)를 통해 서로 분리된 컨베이어 홈(21)을 구비한다. 상기 지주(22) 상방의 영역에는, 압출 다이 개구가 존재하지 않는다. 스피닝 케이크는 컨베이어 홈(21)을 통해 안내되어 개별 부분으로 나누어진다.

연속 성형물 케이크(20)의 이동 방향(F)에 대하여 횡단하는 수평 방향으로 배향된 직사각형 다이가 사용되면, 압출 다이 개구는 압출 및 신장 방향으로 지주(22) 상방에 제공되지 않을 수도 있다.

도 1C에 따른 제3 변형예에서, 컨베이어 홈(21)은 V형으로 제조된다. 다시설명하면, 분리 영역(23) 상방에는 압출 다이 개구가 존재하지 않으므로, 연속 성형물(5)이 컨베이어 홈(21) 내부에 항상 배치된다.

압출 다이 개구는 이동 방향으로 그리고 연속 성형물 케이크의 이동 방향으로 교차하도록 배치될 수 있다.

이송면(11c)의 진동 운동이 이송 방향(F)이기 때문에, 연속 성형물 공급 장치에 의하여 공급되는 연속 성형물(5) 각각은 이송면(11c) 상에서 예를 들면 웨이브형 스택(stacks)형태로 기하학적으로 정렬된 층으로 배치되어 있다.

연속 성형물(5)이 접힌 상태로 또는 웨이브 모양으로 배치되어 있기 때문에, 연속 성형물의 압출 속도와 비교하여 컨베이어 기구(11)의 이송 속도를 상당히 감소시키는 것이 가능하다. 도 1의 실시예에서, 처리 속도는 컨베이어 기구(11)의 이송 속도의 50 내지 150배이다.

컨베이어 기구(11)의 단부에서, 스피닝 케이크(20)의 형태로 웨이브 형상으로 배치된 연속 성형물은 배출 유닛(24)을 이용하여 펼쳐져서, 배출되고 압출 속도로 다시 가속된다.

배출 유닛에 후속하여 절단기(25)가 배치될 수 있다. 절단기(25)는 연속 성형물(7)을 스택으로 절단하며, 스택은 이어 약 105℃에서 건조된다.

도 1의 실시예에 의하여 생성된 스트랜드는 약 1.5 dtex의 섬도(fineness)와 약 40mm의 스테이플 길이를 갖는다.

건조 이후에, 스트랜드 습기는 약 10%로 설정된다. 증가된 스트랜드 크림프와 필라멘트 건조의 발생과 같은 연속 성형물에 대한 부가적인 처리 옵션이 추가될수도 있다.

도 1의 실시예에서는 건조 이전에 부가적인 표백이 실시되지 않았다.

이송면(11c)의 영역에서, 연속 성형물 케이크를 누르거나 배수하는 가압기 (비도시)가 제공될 수 있다.

정상적인 표준 공정을 이용하여 측정된 도 1의 실시예에 따른 연속 성형물의 직물 특성은 다음과 같다.

인열 강도 드라이는 약 40 cN/tex; 브레이크 드라이에서의 신장은 약 13%; 루프 인열 강도는 17cN/tex 이상이고 미소 섬유형성 등급은 2였다.

이것에 따르면, 직물 특성은 당업계의 상태보다 상당히 양호하다.

스프링클러 장치(8)를 이용하여 응고조 용액에 의한 분사가 직물 특성에 관하여 어떠한 중대한 역효과도 미치지 않고 본 발명의 프레임워크 내부에서 제거될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한다.

아래에서는 간명성을 위하여 도 1의 제1 실시예와의 차이점만을 설명하기로 한다.

가열 스피닝 모세관 대신에, 도 2의 실시예는 소형 캡을 갖는 원형 노즐(30)을 사용한다. 노즐은 약 8500의 색인 구멍을 가지며, 개별 모세관은 100μm의 직경을 갖는다. 원형 노즐의 외경은 약 80mm 이다.

원형 노즐(30)로부터 나오는 모든 연속 성형물 또는 스트랜드(5)는 우선 공극(6)을 통과해서 스피닝 펀넬(spinning funnel; 31)로 직접 진행한다.

스피닝 펀넬(31)은 응고조 내부에 배치되어, 방사욕조 용액의 일부가 펀넬의 상부 가장자리에서 과류하도록 방사 욕조 공급구가 설치된다.

실시예 1에서와 같이 연속 성형물에 따르면, 스피닝 펀넬로부터 배출되는 연속 성형물의 그룹은 부가적인 신장 없이 컨베이어 기구(11) 상에 배치된다.

이것은 컨베이어 기구의 기능과 관련해서 개개의 스트랜드와 스트랜드 그룹간에 차이가 없음을 의미한다. 스트랜드와 스트랜드 그룹 모두는 본 발명에서 규정된 바와 같이 연속 성형물이다.

원형 노즐(30)과 스프닝 펀넬(31)은 컨베이어 기구의 이송 방향에 대하여 길이방향 및 교차방향 모두에 배치될 수 있다. 특히, 원형 노즐과 스피닝 펀넬(30, 31)은 그리드 형상으로 배열될 수 있다.

도 2의 실시예의 방적 속도는 약 3.8 dtex의 적정량(titre)을 갖는 30m/min이다.

스트랜드의 직물 특성은 또한 원형 노즐이 사용되는 경우에 당업계의 상태보다 우수하다. 인열 강도 드라이는 약 15% 드라이의 브레이크에서 연신을 갖는 29 cN/tex 이상이다. 루프 인열 강도는 약 8.5 cN/tex이고 미소 섬유형성 등급은 1이다.

두 실시예에서, 압출 속도와 배출 속도보다 낮은 이송 속도는 개별 연속 성형물로서 또는 연속 성형물 케이크에서 연속 성형물 그룹으로서 연속 성형물에 인장 응력을 발생시키지 않고 이송하게 한다.

본 발명에 따른 장치를 이용하여 제조된 연속 성형물은 실 제조용 혼합 성분으로서 또는 부직포 및 제직 섬유를 제조하기 위해 패키징 및 섬유 재료의 제조를 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치 및 방법을 이용하여 제조된 연속 성형물의 또다른 공정에서, 무명, 리오셀(Lyocell), 레이욘, 카바셀(Carbacell), 폴리에스테르, 폴리아미드, 셀룰로오스 아세테이트, 아크릴레이트, 폴리프로필렌 또는 이의 혼합물과 같은 부가적인 성분이 최대 30 중량% 까지 첨가될 수 있다.

Claims (44)

1. 필라멘트, 스테이플 섬유, 멤브레인 및 필름과 같은 셀룰로오스 성형물을 제조하는 방법에 있어서,

   물, 셀룰로오스 및 제3 아민 옥사이드를 포함하는 압출 용액을 적어도 하나의 연속 성형물로 압출하는 단계와;

   상기 연속 성형물을 신장하는 단계와;

   상기 연속 성형물(5)을 컨베이어 기구 상에서 들어 올리는 단계와;

   상기 연속 성형물(5)을 컨베이어 기구(11) 상에서 본질적으로 인장 응력없이 배출 유닛(24)까지 이송시키는 단계와;

   상기 연속 성형물(5)을 인장 응력이 배출 유닛에 의하여 부가된 상태로 컨베이어 기구(11)로부터 끌어당기는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 그 연속 성형물(5)의 압출 속도보다 낮은 이송 속도로 컨베이어 기구(11)상에서 이송되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 그 연속 성형물(5)의 압출 속도와 본질적으로 동일한 배출 속도로 배출 유닛(24)에 의하여 배출되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 바람직하게 이송 방향(F)으로 컨베이어 기구(11)의 진동(oscillating)이동에 의하여 그 컨베이어 기구(11) 상에서 이송되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 컨베이어 기구(11)의 이동 진폭 및 주파수가 적어도 연속 성형물(5)의 구성 및 압출 속도의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 컨베이어 기구(11) 상에서 연속 성형물 케이크(20)로 질서 정연하게 배치되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 적어도 부분적으로 고정된 안내 기구에 의하여 컨베이어 기구(11)에 공급되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 이송 방향(F)으로 유동하는 용액, 바람직하게는 응고조 용액으로 구성된 용액에서 안내 기구(9)에 의하여 이송되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물 케이크가 컨베이어 기구(11) 상에서 안내 기구(9)에 후속하는 인피이드 영역에서 응고조를 통과해서 이송되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물 케이크가 컨베이어 기구(11) 상에서 배수 영역(13)을 통과해서 이송되며, 상기 배수 영역에서 응고조 용액은 컨베이어 기구(11)로부터 배수되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물 케이크가 컨베이어 기구(11) 상에서 세척 영역(13)을 통과해서 이송되며, 상기 세척 영역에서 세척액은 컨베이어 기구(11)로 보내지고 연속 성형물(5)은 본질적으로 용제없이 세척되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 세척액은 이송 방향(F)과 반대 방향의 역류로 세척 영역에 공급되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 세척액은 세척 영역에서 배수되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 컨베이어 기구 상에서 가압되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)이 가스 섹션을 통과하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 섹션(6) 내부의 연속 성형물(5)에 응고조 용액을 분사하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
17. 이를 통해 셀룰로오스, 물 및 제3 아민 옥사이드를 포함하는 압출 용액이 통과하여 연속 성형물(5)로 압출되는 적어도 하나의 압출 다이 개구와, 이를 통해 상기 연속 성형물(5)을 인장 응력을 인가하면서 배출할 수 있는 배출 유닛을 구비하는, 필라멘트, 스테이플 섬유, 멤브레인 및 필름과 같은 셀룰로오스 성형물을 제조하는 장치에 있어서,

    상기 압출 다이 개구와 배출 유닛(24) 사이에 컨베이어 기구(11)가 배치되며, 이 기구를 통해서 작동 중인 연속 성형물(5)이 본질적으로 인장 응력없이 배출 기구로 이송될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 컨베이어 기구(11)는 작동중에 본질적으로 이송 방향(F)으로 왕복구동되는 진동(vibrating)컨베이어로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 장치는 컨베이어 기구(11)와 연결된 제어 기구를 구비하며, 상기 제어 기구를 통해서 컨베이어 기구(11)의 이동 주파수 및/또는 리프트가 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨베이어 기구(11)는 이송면(11c)을 들어 올려 연속 성형물(5)을 더욱 이송시키는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 이송면(11c)은 상방향으로 배향되고, 중력 방향으로 또는 압출 방향(E)으로 본질적으로 압출 다이 개구 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제20항 내지 제21항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)은 이송면(11c) 상에서 연속 성형물 케이크(20)로서 본질적으로 질서 정연하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송면(11c)에는 이송 방향(F)으로 연장하는 적어도 하나의 컨베이어 홈(21)이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제23항에 있어서, 다수의 컨베이어 홈과 압출 다이 개구가 제공되면, 각각의 컨베이어 홈(21)은 하나의 압출 다이 개구에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제23항 또는 제24항에 있어서, 다수의 압출 다이 개구와 컨베이어 홈이 제공되면, 정확히 하나의 컨베이어 홈(21)은 각각의 압출 다이에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨베이어 홈(21)은 본질적으로 V형 또는 직사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제20항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송면(11c)은 제한 기구가 그 이송면(11c) 상방으로 돌출하는 상태에서 이송 방향(F)으로 가로지르는 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 제한 기구(19)는 적어도 단면에서 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제17항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨베이어 기구(11)는 인피이드 영역(23)으로 구성된 영역을 구비하며, 상기 인피이드 영역에서는 연속 성형물(5)이 응고조에 의하여 영향을 받는 것을 특징으로 하는 장치.
30. 제17항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송면(11c)은 세척 영역으로 구성된 영역을 구비하며, 상기 세척 영역에서는 세척 기구가 배치되고, 이것을 통해서 세척액이 세척 영역에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
31. 제17항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송면(11c)에는 컨베이어 기구(11)로부터 응고조 또는 세척액을 배수하기 위하여 천공부를 갖는 배수 영역(13)으로 구성된 영역이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
32. 제17항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 성형물(5)의 이송 방향(F), 바람직하게는 컨베이어 기구(11)의 바로 전방에는, 압출 헤드(1)에 대하여 본질적으로 이동하지 않는 안내 기구(9)가 제공되며, 상기 안내 기구는 연속 성형물(5)과 충돌되고, 이를 통해서 연속 성형물이 이동하는 컨베이어 기구(11)를 향하여 안내되는 것을 특징으로 하는 장치.
33. 제32항에 있어서, 상기 연속 성형물 공급 장치는 연속 성형물(5)이 보내지는 이송 방향(F)으로 유동하는 응고조 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
34. 제17항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 다이 개구와 컨베이어 기구(11) 사이에 가스 섹션(6)이 배치되며, 상기 가스 섹션에는 연속 성형물(5)이 압출 방향(E)으로 안내되는 유체 유동에 의하여 둘러싸여 신장되는 것을 특징으로 하는 장치.
35. 제17항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 다이 개구와 컨베이어 기구(11) 사이에 스프링클러 기구가 제공되며, 상기 스프링클러 기구를 통해서 작동중에 연속 성형물(5)이 응고조로 뿌려질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
36. 제17항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨베이어 기구(11)에는 가압 기구가 제공되며, 상기 가압 기구를 통해서 연속 성형물(5)이 이송면(11c) 상에서 가압되는 것을 특징으로 하는 장치.
37. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조된 연속 성형물.
38. 제37항에 있어서, 상기 연속 성형물은 필름, 멤브레인, 직물 또는 섬유인 것을 특징으로 하는 연속 성형물.
39. 제38항에 있어서, 상기 섬유, 스테이플 섬유 또는 연속 필라멘트는 모노필라멘트 또는 필라멘트 그룹 형태인 것을 특징으로 하는 연속 성형물.
40. 패키징 또는 섬유 재료로서 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 따른 연속 성형물의 용도.
41. 실을 제조하기 위한 혼합 성분으로서 섬유 재료 형태의 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 따른 연속 성형물의 용도.
42. 부직포 또는 제직물의 제조를 위한 섬유 재료 형태의 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 따른 연속 성형물의 용도.
43. 무명, 리오셀(Lyocell), 레이욘, 카바셀(Carbacell), 폴리에스테르, 폴리아미드, 셀룰로오스 아세테이트, 아크릴레이트, 폴리프로필렌 또는 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 성분을 추가적으로 포함하는, 부직포 또는 제직물의 제조를 위한 섬유 재료 형태의, 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 따른 연속 성형물의 용도.
44. 제43항에 있어서, 상기 부가 성분을 0 내지 30 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.