KR20030071543A - 필라멘트 부직 섬유 웹의 연속 생산 장치 - Google Patents

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KR20030071543A KR10-2003-0012229A KR20030012229A KR20030071543A KR 20030071543 A KR20030071543 A KR 20030071543A KR 20030012229 A KR20030012229 A KR 20030012229A KR 20030071543 A KR20030071543 A KR 20030071543A
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Abstract

본 발명은 공기 역학적으로 연신된 열가소성 플라스틱 필라멘트로 제조되는 부직 섬유 웹의 연속 생산 장치로서, 출사구(出絲具)와, 공기 공급 챔버로부터 필라멘트 냉각용 처리 공기가 주입될 수 있는 냉각 챔버를 구비하는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 또한 하부 드래프트 채널을 구비한 연신 유닛과, 부직 섬유 웹용 필라멘트를 퇴적하는 퇴적 장치를 구비한다. 상기 냉각 챔버에 인접하여 배치되는 상기 공기 공급 챔버는 2개 이상의 챔버 섹션으로 분할되며, 각 챔버 섹션으로부터 다양한 온도의 처리 공기가 주입될 수 있다.

Description

필라멘트 부직 섬유 웹의 연속 생산 장치{ARRANGEMENT FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF A FILAMENT NON-WOVEN FIBROUS WEB}
본 발명은 열가소성 플라스틱으로 제조된 공기 역학적으로 연신된 필라멘트로 구성되는 부직 섬유 웹의 연속 생산 장치로서, 출사구(出絲具)(spinneret)와, 공기 공급 챔버로부터 필라멘트를 냉각시키기 위한 처리 공기(processing air)가 주입될 수 있는 냉각 챔버와, 하부 드래프트 채널(draft channel)을 구비한 연신 유닛과, 부직 섬유 웹용 필라멘트를 퇴적하는 퇴적 유닛(deposit unit)을 구비하는 부직 섬유 웹의 연속 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명이 기초로 하고 있는 서두에 언급한 형태의 공지의 장치(DE 196 20 379 C2)는 일반적으로 공기 역학적으로 연신된 필라멘트로 제조되는 부직 섬유 웹의 생산용으로 알려져 있다. 이 장치에 있어서는, 연신 유닛이 타이어링 시스템(tiering system)과 공기 역학적으로 분리되고, 이 타이어링 시스템에는 디퓨저(diffuser)가 마련되어 있다. 여기에서, 연신 유닛의 타이어링 유닛으로부터의 명확한 기능적 분리가 이루어진다. 이러한 목적으로, 하부 드래프트 채널은 간극의 폭과 관련하여, 타이어링 유닛을 연신 유닛으로부터 공기 역학적으로 분리시키는 바링 에어 샤프트(barring air shaft)로서 구현된다. "바링 에어 샤프트"라고 하는 용어는 작동 중에 하부 드래프트 채널이 디퓨저로 도입되지만 질량 플럭스(mass flux)와 소정양의 운동 에너지를 가지는 처리 공기를 연속해서 방출하는 것을 말하는데, 이는 공기 유동 시스템 및/또는 냉각 챔버 내에서의 공기 역학적 상태에 교란 작용을 야기하는 타이어링 유닛 내에서의 압력 변화, 그리고 타이밍 유닛 내에서의 압력 변화를 야기하는 공기 유동 시스템 및/또는 냉각 챔버 내에서의 공기 역학적 상태의 교란 작용을 방지한다. 그러므로, 이러한 장치에 있어서는 냉각 챔버 내에서의 냉각 공정 및/또는 공기 유동 공정이 타이어링 공정을 간섭하는 일 없이, 따라서 부직 섬유 웹의 형성을 방해는 일이 없이 최적화될 수 있다. 한편, 타이어링 시스템도 부직 섬유 웹의 형성과 관련하여 공기 유동 시스템 및/또는 냉각 시스템이 간섭을 받는 일이 없이 최적화될 수 있다. 이러한 장치의 출사구의 하부에 배치되는 냉각 챔버에는 공기 유동 블로워(air flow blower)가 추가로 마련되며, 이러한 블로워에 의하여 필라멘트 냉각용 처리 공기가 필라멘트로 송풍된다. 그러나, 필라멘트의 속도와 필라멘트의 섬도(纖度)가 상승하는 경우(예컨대, 역가(titers)를 1보다 확실히 더 낮은 값으로 저감(reducint)하는 경우), 공지된 형태의 장치는 그것들의 한계에 도달한다. 이러한 장치에서 수행되는 공기 유동 공정은 더 높은 처리량(throughput)에는 적합하지 않은데, 그 이유는 필라멘트의 형성에 문제가 발생하기 때문이다. 결과적으로, 필라멘트가 자체적으로 이동하면, 필라멘트들이 서로를 향하여 이동하게 되고, 따라서 필라멘트들은 오로지 번들 필라멘트(bundle filament)의 형태로 퇴적될 수 있다. 필라멘트 속도를 상승시키기 위하여 공지된 장치 내에서의 공기의 속도를 상승시키면, 필라멘트의 강력한 냉각이 초래된다. 이처럼 강력한 냉각은 필라멘트의 조기 냉동을 초래하고, 따라서 필라멘트 속도 및/또는 필라멘트 섬도를 제한한다.
반대로, 본 발명은 서두에 언급된 형태의 장치에 있어서 보다 빠른 필라멘트 속도 및 향상된 필라멘트 섬도를 얻을 수 있고, 전술한 문제들이 효율적으로 회피될 수 있는 장치를 제공하는 기술적 문제를 바탕으로 하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 수직 관통 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 대상물의 A 부분의 확대 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 대상물의 B 부분의 확대 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 대상물의 C 부분의 확대 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 출사구
2: 냉각 챔버
3: 중간 채널
4: 연신 유닛
5: 드래프트 채널
7: 퇴적 스크린
8: 공기 공급 챔버
13, 14: 디퓨저
15: 공기 도입 간극
18, 19, 20: 퇴적 영역
27: 흡입 장치
이러한 기술적 문제를 해결하기 위하여, 서두에 언급한 형태의 장치에 있어서, 냉각 챔버 다음에 배치된 공기 공급 챔버는 2개 이상의 섹션으로 분리되어 있고, 이들 섹션으로부터 다른 온도의 처리 공기가 주입될 수 있으며, 냉각 챔버와 연신 유닛의 연결부가 완전히 폐쇄되고 도입하는 공기 유동없이 구현되는 장치를 교시한다. 본 발명의 범위는 공기 공급 챔버가 수직 방향으로 서로 상하에 배치된 2개 이상의 챔버 섹션을 구비하는 것을 포함한다. 2 개의 챔버 섹션이 서로에 대해서 상하에만 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 매우 바람직한 실시예에 따르면, 온도가 15℃ 내지 75℃, 바람직하기로는 18℃ 내지 70℃인 처리 공기가 제1 챔버 섹션으로부터 주입될 수 있고, 온도가 15℃ 내지 38℃, 바람직하기로는 18℃ 내지 35℃인 처리 공기가 제2 챔버 섹션으로부터 주입될 수 있다. 여기에서는, 제1 챔버 섹션과 제2 챔버 섹션은 수직 방향으로 서로 상하에 배치되어 제1 챔버 섹션이 상부 챔버 섹션을 형성하고, 제2 챔버 섹션이 하부 챔버 섹션을 형성하는 것이 유리하다. 본 발명의 범위는 상부 챔버 섹션으로부터 주입되는 공기가 하부 챔버 섹션으로부터 주입되는 공기보다 온도가 더 높은 것을 포함한다. 그러나, 일반적으로는 상부 챔버 섹셕으로부터 주입되는 공기가 하부 챔버 섹션으로부터 주입되는 공기보다 더 낮은 온도일 수도 있다. 각 챔버 섹션에는 처리 공기를 주입하기 위한 하나 이상의 블로워(blower)가 연결되는 것이 바람직하다. 본 발명의 범위는 각 챔버 섹션의 온도가 조절될 수 있는 것을 포함한다. 또한, 본 발명의 범위는 주입되는 공기 유동의 각 챔버 섹션에서의 질량 플럭스가 조절될 수 있는 것을 포함한다. 특히, 상부 챔버 섹션의 질량 플럭스와 온도를 조절함으로써, 보다 높은 필라멘트 속도가 가능하고, 더욱 가느다란 필라멘트를 방적할 수 있도록 필라멘트의 냉각 속도를 늦출 수도 있다.
종래 기술에서 공지된 장치에 있어서, 공기 공급 챔버는 일반적으로 공기 블로우 챔버로 구분되고 있다. 이들 장치에 있어서는, 필라멘트 및/또는 필라멘트 번들에 대하여 제어된 공기 유동이 발생한다. 본 발명의 범위는 본 발명에 따른 장치에서 필라멘트 및/또는 필라멘트 번들에 대하여 아무런 공기 유동도 발생하지 않는 것을 포함한다. 반대로, 처리 공기가 필라멘트 및/또는 필라멘트 커튼으로부터 흡출된다. 다시 말해서, 필라멘트 번들은 필요한 처리 공기를 흡입한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 냉각 챔버가 수동형 시스템(passive system)에 상당하여, 처리 공기가 필라멘트로 송풍되기 보다는 챔버 섹션으로부터 흡출되는 것을 포함한다. 개별적인 각 필라멘트의 둘레에는 동심으로 프레임 에어 포켓(framing air pocket)이 형성되는데, 이들 경계층의 구조로 인하여, 필라멘트 및/또는 필라멘트 번들이 처리 공기를 흡입한다. 상기 경계층은 필라멘트 상호간의 충분한 거리를 보장한다. 활성 공기 유동을 효율적으로 억제하면 필라멘트들이 정렬로부터 벗어나 교란 이동될 가능성을 배제하고 필라멘트들이 서로 간섭하지 않도록 하는 데에기여한다. 냉각 챔버와 챔버 섹션들 사이에 허니컴(honeycombs)이 마련되는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 이러한 실시예에 있어서, 냉각 챔버 및/또는 공기 공급 챔버의 챔버 섹션으로의 분할로 인하여, 그리고 다양한 온도 및/또는 질량 플럭스의 공기 유동의 주입 가능성으로 인하여, "연신 및 하부 드래프트"섹션으로부터 "방적 및 냉각" 섹션의 효율적인 격리 및/또는 분리가 달성될 수 있다. 다시 말해서, 냉각 챔버 내의 상태에 미치는 연신 유닛 내에서 변화하는 압력의 영향이 본 발명에 따른 조치에 의하여 크게 보상될 수 있다. 공기 역학적 분리는 또한 후술되는 본 발명에 따른 추가적인 특징에 의하여 지원 및/또는 향상된다.
상기 장치의 출사구에는 필라멘트를 방출하기 위한 분사공(jet holes)이 마련된다. 본 발명의 범위 내에서 특히 중요한 매우 바람직한 실시예에 따르면, 출사구의 중앙의 분사공 상호간의 거리는 외측 영역에서 보다 더 멀다. 그러므로, 출사구의 분사판 내의 분사공의 거리는 외측에서 중심을 향하여 증가된다. 이들 분사공의 이러한 배열로 인하여, 필라멘트들의 충분한 최소 거리가 매우 효율적으로 보장될 수 있다.
본 발명의 범위는 공기 공급 챔버가 출사구의 분사판으로부터 소정 거리에 배치되고, 공기 공급 챔버가 유리하기로는 분사판 아래 수 센티미터에 배치되는 것을 포함한다. 본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 분사판과 공기 공급 챔버 사이에 모노머 흡입 장치(monomeric suction device)가 배치된다. 모노머 흡입 장치는 분사판 바로 아래의 필라멘트 형성 챔버로부터 공기를 흡입하는데, 이는 장치로부터 가령 모노머, 올리고머(oligomer), 분해 생성물 등과 같은 폴리머 필라멘트와 함께 방출된 가스를 제거한다. 또한, 분사판 아래의 공기 유동은 모노머 흡입 장치와 함께 제어될 수 있는데, 그렇지 않으면 분사판은 대수롭지 않은 조건 때문에 정지 상태에 있지 않을 수도 있다. 모노머 흡입 장치에는 흡입 챔버가 마련되는 것이 유리하며, 이 흡입 챔버에는 하나 이상의 흡입 블로워가 연결되는 것이 바람직하다. 바람직하기로, 상기 흡입 챔버에는 필라멘트 형성 챔버와 마주한 하부 섹션에 제1 흡입 간극이 마련된다. 매우 바람직한 실시예에 따르면, 상기 흡입 챔버에는 또한 그것의 상부 섹션에 제2 흡입 간극이 마련된다. 이러한 제2 흡입 간극을 이용하여 흡입하면, 분사판과 흡입 챔버 사이의 영역에 교란 난류가 발생하는 것이 방지된다. 유리하기로, 흡입된 질량 플럭스는 모노머 흡입 장치를 사용하여 제어될 수 있다.
본 발명의 범위는 냉각 챔버와 연신 유닛 사이에 중간 채널이 마련되고, 이 중간 채널이 수직 방향 단면도에서 보았을 때 냉각 챔버로부터 나와서 연신 유닛의 하부 드래프트 채널로 들어갈 때까지 원추형으로 좁아지는 것을 포함한다. 상기 중간 채널은 수직 방향 단면도에서 하부 드래프트 채널의 입구에서 이 하부 드래프트 채널의 입구의 폭으로 원추형으로 좁아지는 것이 유리하다. 바람직하기로는, 중간 채널의 다른 경사각들은 조절될 수 있다. 본 발명의 범위는 공기 속도가 향상될 수 있도록 하기 위하여 중간 채널의 기하학적 형상이 조절 가능한 것을 포함한다. 이러한 방법으로, 고온에서 발생하는 필라멘트의 바람직하지 못한 이완이 회피될 수 있다.
본 발명은, 본 발명에 따른 방안이 이행되는 경우, 전술한 기술적 문제가 효율적으로 해결될 수 있고, 특히 필라멘트의 속도와 필라멘트의 섬도가 놀라운 범위까지 향상될 수 있다고 하는 연구 결과를 바탕으로 하고 있다. 결과적으로, 광학적으로 매우 고품질의 부직 섬유 웹이 생성된다. 또한, 본 발명은, 이러한 기술적인 문제를 해결하기 위해서는 필라멘트의 연신으로부터의 필라멘트 냉각의 공기 역학적인 분리가 필수적이고, 이러한 공기 역학적 분리는 본 발명에 따른 전술한 방안을 이행함으로써 달성될 수 있다고 하는 연구 결과를 바탕으로 하고 있다. 여기에서, 본 발명에 따르면 주로 본 발명에 따른 냉각 챔버 및/또는 공기 공급 챔버의 구현과 주입되는 공기의 다양한 온도 및 질량 플럭스의 조절능이 필수적이다. 그러나, 본 발명에 따른 다른 전술한 방안들은 공기 역학적 분리도 또한 부가한다. 본 발명의 범위 내에서, 필라멘트의 냉각이 필라멘트 연신으로부터 기능적으로 및/또는 공기역학적으로 분리된다. 여기에서, 공기 역학적 분리는 연신 유닛 내에서의 압력의 변화가 필라멘트의 냉각 챔버 내의 조건에 영향을 주지만 이러한 영향은 분리된 공기 유동의 조절능에 의하여 대부분 보상될 수 있다는 것을 나타낸다.
본 발명의 범위는 하나 이상의 디퓨저를 구비한 타이어링 유닛이 연신 유닛에 인접하여 마련되는 것을 포함한다. 바람직하기로, 타이어링 유닛 및/또는 디퓨저는 다단, 바람직하기로는 2단으로 구현된다. 본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 타이어링 유닛은 제1 디퓨저 및 이것에 바로 후속하는 제2 디퓨저를 구비한다. 제1 디퓨저와 제2 디퓨저 사이에는 주위 공기 도입 간극이 마련되는 것이 바람직하다. 제1 디퓨저 내에서는, 하부 드래프트 채널의 단부에서 필라멘트를 연신하는 데에 필수적인 높은 공기 속도의 저하가 발생하며, 결과적으로 상당한 압력이 회복된다. 개방각(α)이 제1 디퓨저의 하부에 있는 발산 영역에서 연속해서 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 목적으로, 제1 디퓨저의 발산하는 측벽은 이동 가능하다. 발산 측벽의 이러한 조정능은 제1 디퓨저의 중심 레벨에 관하여 대칭 또는 비대칭으로 발생할 수 있다. 제2 디퓨저의 시작부에, 주위 공기 도입 간극이 마련된다. 제1 디퓨저 단으로부터의 높은 방출 모멘텀으로 인하여, 주위 공기 도입 간극을 통해서 주위로부터 이차적인 공기가 흡입된다. 바람직하기로, 주위 공기 도입 간극의 폭은 조정될 수 있다. 여기에서, 주위 공기 도입 간극은 흡입된 공기의 질량 플럭스가 처리 공기의 도입하는 질량 플럭스의 30%까지 되도록 조정될 수 있는 것이 바람직하다. 제2 디퓨저의 높이를 조정할 수 있고, 특히 높이를 연속해서 조정할 수 있는 것이 유리하다. 그러므로, 퇴적 장치 및/또는 퇴적 스크린으로의 거리가 변동될 수 있다. 여기에서, 필라멘트 형성 영역과 퇴적 영역의 효율적인 공기 역학적 분리가 본 발명에 따른 타이어링 장치에 의하여 달성될 수 있다는 것이 강조되어야 한다.
기본적으로, 본 발명의 범위는 본 발명에 따른 장치에 어떤 공기 가이드 장치 및/또는 어떤 디퓨저 없이 타이어링 유닛이 마련되는 것을 포함한다. 이 경우, 필라멘트-공기 혼합물이 연신 유닛으로부터 방출하여 어떤 공기 가이드 장치 없이 곧바로 퇴적 유닛 및/또는 퇴적 스크린에 충돌한다. 또한, 본 발명의 범위는 필라멘트가 연신 유닛을 나온 후에 정전기적으로 영향을 받으며, 이러한 목적으로, 정적 또는 동적 전기장을 통해서 안내되는 것을 포함한다. 여기에서, 필라멘트들은이들이 상호 작용하는 접촉이 방지되도록 대전(帶電)된다. 유리하게는, 필라멘트들이 그 후에 제2 전기장을 거쳐 이동되는데, 이로써 퇴적이 최적화된다. 필라멘트에 여전히 존재하는 어떤 전위 전하(potential charge)가, 예컨대 특별한 도전성 퇴적 스크린 및/또는 어떤 적절한 방전 장치에 의하여 방전되게 된다.
본 발명의 범위는 퇴적 장치에 필라멘트 부직 섬유 웹을 위한 연속 이동 퇴적 스크린 및 퇴적 스크린 아래의 하나 이상의 흡입 장치가 마련되어 있는 것을 포함한다. 최소한 하나의 흡입 장치는 흡입 블로워로 구현되는 것이 바람직하다. 유리하기로, 그 흡입 장치는 제어 및/또는 조정될 수 있는 하나 이상의 흡입 블로워로 구현된다. 본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 3개 이상의 흡입 영역이 퇴적 스크린의 웹 운반 방향으로 일렬로 배치되고 하나의 주 흡입 영역이 필라멘트 부직 섬유 웹의 퇴적 영역에 배치되며, 제1 흡입 영역은 퇴적 영역의 전방에, 그리고 제2 흡입 영역은 퇴적 영역의 후방에 배치된다. 그러므로, 제1 흡입 영역은 제조 방향에 있어서 퇴적 영역 및/또는 주 흡입 영역 전방에 배치되고, 제2 흡입 영역은 제조 방향에 있어서 퇴적 영역 및/또는 주 흡입 영역 후방에 배치된다. 주 흡입 영역은 개별적인 벽에 의하여 제1 흡입 영역 및 제2 흡입 영역으로부터 분리되어 있는 것이 유리하다. 바람직하기로, 주 흡입 영역의 벽은 분사부 형태로 구현된다. 본 발명의 범위는 주 흡입 영역에서의 흡입 속도가 제1 흡입 영역 및 제2 흡입 영역에서의 흡입 속도 보다 더 높은 것을 포함한다.
본 발명에 따른 장치를 사용하면, 필라멘트의 속도 및 필라멘트의 섬도가 종래 기술에서 공지된 전술한 장치에 비하여 상당히 향상될 수 있다. 그러므로, 더높은 필라멘트 처리량과 더욱 가느다란 역가의 필라멘트가 산출될 수 있다. 아무런 문제없이 역가를 확실하게 1 미만의 값으로 감소시키는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 장치는 넓은 범위의 용도, 특히 폴리에스터 필라멘트용으로도 적합하다. 본 발명에 따른 장치를 이용하면, 광학적으로 높은 품질을 특징으로 하는 매우 균질한 부직 섬유 웹을 제조할 수 있다.
이하, 단지 설명을 목적으로 한 예시적인 실시예를 나타내는 도면을 사용하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 도면들은 개략적으로 도시되어 있다.
첨부 도면은 열 가소성 플라스틱으로 제조되는 공기 역학적으로 연신된 필라멘트로 부직 섬유 웹을 연속 생산하는 장치를 보여주고 있다. 이 장치에는 출사구(1)와 이 출사구(1) 아래에 배치되는 냉각 챔버(2)가 마련되고, 이 냉각 챔버 내로는 필라멘트를 냉각시키기 위하여 처리 공기가 주입될 수 있다. 상기 냉각 챔버(2)에는 중간 채널(3)이 후속된다. 이 중간 채널(3)에 이어서, 하부 드래프트 채널(5)을 구비한 연신 유닛(4)이 후속된다. 하부 드래프트 채널(5)에 인접하여 타이어링 유닛(6)이 마련된다. 분배 유닛(6) 아래에는, 부직 섬유 웹용 필라멘트를 퇴적하기 위한 연속 이동 퇴적 스크린(deposit screen)(7) 형태의 퇴적 유닛이 마련되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 냉각 챔버(2) 및 이 냉각 챔버(2)에 인접한 공기 공급 챔버(8)를 보여주고 있다. 이 예시적인 실시예에서는, 공기 공급 챔버(8)가 상부 챔버 섹션(8a)과 하부 챔버 섹션(8b)으로 분할되어 있다. 이들 두 챔버 섹션(8a, 8b)으로부터 온도가 다른 처리 공기가 주입될 수 있다. 유리하게는, 그리고 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 처리 공기는 18℃ 내지 70℃ 범위의 온도로서 상부 챔버 섹션(8a)으로부터 냉각 챔버로 도입한다. 처리 공기는 18℃ 내지 35℃ 범위의 온도를 갖는 하부 챔버 섹션(8b)으로부터 냉각 챔버(2)로 도입하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 상부 챔버 섹션(8a)을 떠나는 처리 공기는 하부 챔버 섹션(8b)을 떠나는 처리 공기보다 온도가 더 높다. 일반적으로, 상부 챔버 섹션(8a)을 떠나는 처리 공기에는 또한 하부 챔버 섹션(8b)을 떠나는 처리 공기보다 더 낮은 온도가 부여될 수도 있다. 여기에서, 처리 공기는 일반적으로 출사구(1)로부터 나오는 필라멘트(도시되지 않음)에 의하여 흡수된다. 유리하기로는, 그리고 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 각기 처리 공기를 주입하기 위한 하나의 블로워(9a, 9b)가 각 챔버 섹션(8a, 8b)에 연결된다. 본 발명의 범위는 도입되는 처리 공기의 질량 플럭스가 조절 가능한 것을 포함한다. 본 발명에 따르면, 개별적인 상부 챔버 섹션(8a) 또는 하부 챔버 섹션(8b)에 도입하는 처리 공기의 온도 역시 조절 가능하다. 챔버 섹션(8a, 8b)이 모두 냉각 챔버(2)의 우측 및 좌측에 배치되는 것도 또한 본 발명의 범위 내에 속한다. 챔버 섹션(8a, 8b)의 좌측 절반부는 또한 개별적인 블로워(9a, 9b)에 연결된다.
특히 도 2로부터 인식할 수 있겠지만, 모노머 흡입 장치(27)가 출사구(1)의 분사판(10)과 공기 공급 챔버(8)와의 사이에 배치되어, 방적 공정 중에 발생되는 어떤 공기의 교란 현상도 본 발명의 장치로부터 제거될 수 있게 한다. 모노머 흡입장치(27)에는 흡입 챔버(28)와, 이 흡입 챔버(28)에 연결되는 흡입 블로워(29)가 마련된다. 흡입 챔버(28)의 하부 섹션에는 제1 흡입 간극(30)이 마련된다. 본 발명에 따르면, 흡입 챔버(28)의 상부 섹션에는 제2 흡입 간극(31)이 추가로 마련된다. 유리하기로는, 그리고 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 제2 흡입 간극(31)은 제1 흡입 간극(30)보다 좁게 구현된다. 본 발명에 따르면, 추가적인 제2 흡입 간극(31)에 의하여 분사판(10)과 모노머 흡입 장치(27) 사이의 어떤 간섭도 방지된다.
도 1로부터 인식할 수 있는 바와 같이, 중간 채널(3)은 수직 방향 단면에 있어서 원추 형상을 이루는 방식으로 냉각 챔버(2)로부터 연신 유닛(4)의 하부 드래프트 채널(5)의 입구까지, 그리고 유리하게는 이 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 하부 드래프트 채널(5)의 입구 폭으로 좁아진다. 본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 그리고 본 예시적인 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 중간 채널(3)의 다양한 경사각이 조절될 수 있다. 바람직하게는, 그리고 본 예시적인 실시예에 나타난 바와 같이, 하부 드래프트 채널(5)은 수직 단면에 있어서 원추형을 이루는 방식으로 타이어링 유닛(6)을 향하여 좁아진다. 본 발명의 범위는 하부 드래프트 채널(5)의 채널 폭이 조절 가능한 것을 포함한다.
특히 도 3에서, 타이어링 유닛(6)이 제1 디퓨저(13) 및 이것에 인접하여 후속되는 제2 디퓨저(14)를 포함하고, 상기 제1 디퓨저(13)와 제2 디퓨저(14) 사이에 주위 공기 도입 간극(15)이 마련된다는 것을 인식할 수 있다. 도 3은 각 디퓨저(13, 14)에 상부 수렴부와 하부 발산부가 마련되어 있는 것을 보여주고 있다. 그러므로, 각 디퓨저(13, 14)에는 상부 수렴부와 하부 발산부 사이에 가장 좁은 부분이 마련된다. 필라멘트를 연신시키기 위하여 필수적인 연신 유닛(4)의 단부에서의 높은 공기 속도의 저하는 제1 디퓨저(13)에서 발생한다. 그러므로, 상당한 압력 회복을 초래한다. 제1 디퓨저(13)에는 발산부(32)가 마련되는데, 이 발산부의 측벽(16, 17)은 힌지 방식으로 조절 가능하다. 이러한 방법으로, 발산 영역(32)의 개방각(α)이 조절될 수 있다. 이 개방각(α)은 0.5 내지 3°인 것이 유리하고, 1°까지 또는 약 1°인 것이 바람직하다. 개방각(α)은 연속해서 조절될 수 있는 것이 유리하다. 측벽(16, 17)의 조절은 중심 레벨(M)에 대하여 대칭으로든 또는 비대칭으로든 수행될 수 있다.
제2 디퓨저(14)의 시작부에서, 분사기 원리에 따라 주위 공기 도입 간극(15)을 통해서 이차적인 공기가 흡입된다. 제1 디퓨저(13)의 처리 공기의 높은 방출 모멘텀으로 인하여, 이차적인 주위 공기는 이 주위 공기 도입 간극(15)을 통해서 흡입된다. 유리하기로는, 그리고 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 주위 공기 도입 간극(15)의 폭은 조절 가능하다. 또한, 제2 디퓨저(14)의 개방각(β) 역시 연속해서 조절 가능한 것이 바람직하다. 또한, 제2 디퓨저(14)는 높이가 조절되도록 구현된다. 이러한 방법으로, 퇴적 스크린(7)으로부터의 제2 디퓨저(14)의 거리(a)는 조절될 수 있다. 제2 디퓨저(14)의 높이의 조절능 때문에 및/또는 제1 디퓨저(13)의 발산 영역(32)에 있어서의 측벽(16, 17)의 힌지식 조절능 때문에, 주위 공기 도입 간극(15)의 폭이 조절될 수 있다. 본 발명의 범위는 도입하는 이차적인 공기의 접선 방향 유동이 발생하도록 주위 공기 도입 간극(15)이 조절 가능한 것을 포함한다. 또한, 타이어링 유닛(6)의 몇 가지 특징적인 측정부가 도 3에 도시되어 있다. 제1 디퓨저(13)의 측벽(16, 17)과 중심 레벨(M) 사이의거리(s2)는 0.8s1내지 2.5s1(s1은 제1 디퓨저(13)의 가장 좁은 지점에서의 측벽에 대한 중심 레벨(M)의 거리와 등가임)인 것이 유리하다. 측벽에 대한 중심 레벨(M)의 거리(s3)는 제2 디퓨저(14)의 가장 좁은 지점에서 0.5s2내지 2s2인 것이 바람직하다. 제2 디퓨저(14)의 측벽의 하연부에 대한 중심 레벨(M)의 거리(s4)는 1s2내지 10s2이다. 길이(L2)는 1s2내지 15s2의 값을 갖는다. 주위 공기 도입 간극(15)의 폭에 대해서는 상이한 가변적인 값이 가능하다.
본 발명의 범위는 냉각 챔버(2), 중간 채널(3), 연신 유닛(4) 및 타이어링 유닛(5)을 포함하는 군은 냉각 챔버(2) 내로의 공기 흡입 및 주위 공기 도입 간극(15)에서의 공기 도입을 제외하고는 폐쇄계를 구성하는 것을 포함한다.
도 4는 도시되지 않은 필라멘트 부직 섬유 웹을 위한 연속 이동 퇴적 스크린(7)을 보여주고 있다. 바람직하게는, 그리고 예시적인 실시예에 나타난 바와 같이, 3개의 흡입 영역(18, 19, 20)이 퇴적 스크린(7)의 주행 방향으로 일렬로 배열되어 있다. 주 흡입 영역(19)은 필라멘트 부직 섬유 웹의 퇴적 영역에 마련되어 있다. 제1 흡입 영역(18)이 퇴적 영역의 전방에 및/또는 주 흡입 영역(19)의 전방에 마련되어 있다. 주 흡입 영역(19) 뒤에 제2 흡입 영역(20)이 마련되어 있다. 일반적으로, 각 흡입 영역(18, 19, 20)마다 별도의 흡입 블로워가 할당될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 또한 하나의 흡입 블로워만을 설치하는 것과, 흡입 영역(18, 19, 20)에서의 개별적인 흡입 조건이 조절 장치 및 쵸크(chokes)에 의하여 조절되는 것을 포함한다. 제1 흡입 영역(18)은 벽(21, 22)에 의하여 한정된다. 제2 흡입 영역(20)은 벽(23, 24)에 의하여 한정된다. 바람직하게는, 그리고 예시적인 실시예에 나타난 바와 같이, 주 흡입 영역(19)의 벽(22, 23)은 분사부 윤곽을 형성한다. 유리하게는, 주 흡입 영역(19)에서의 흡입 속도가 제1 흡입 영역(18) 및 제2 흡입 영역(20)에서의 흡입 속도보다 더 높다. 본 발명의 범위는 주 흡입 영역(19)에서의 흡입 강도가 제1 흡입 영역(18) 및 제2 흡입 영역(19)에서의 흡입 강도와 독립적으로 조절 및/또는 제어되는 것을 포함한다. 제1 흡입 영역(18)의 목적은 퇴적 스크린(7)과 함께 도입되는 공기를 제거하고 경계부에서의 유동 벡터를 퇴적 스크린(7)에 대하여 직교하게 주 흡입 영역(19)으로 지향시키는 것이다. 추가로, 제1 흡입 영역(18)은 퇴적 스크린(7)에 이미 확실하게 퇴적된 필라멘트를 유지하는 작용을 한다. 필라멘트와 함께 주행하는 공기는 부직 섬유 웹이 확실하게 퇴적될 수 있도록 주 흡입 영역(19)을 자유로이 나와야 한다. 주 흡입 영역(19) 뒤에 위치한 제2 흡입 영역(20)은 퇴적 스크린(7)에 퇴적된 부직 섬유 웹의 운반을 보장하고 및/또는 이들 섬유 웹을 고정시키는 역할을 한다. 본 발명의 범위는 제2 흡입 영역(20)의 적어도 일부가 퇴적 스크린(7)의 주행 방향으로 압축 롤러 쌍(33)의 전방에 배치되는 것을 포함한다. 제2 흡입 영역(20)의 1/3 이상, 바람직하게는 제2 흡입 영역(20)의 길이의 1/2 이상이 운반 방향에 관하여 압축 롤러 쌍(33)의 전방에 위치하는 것이 유리하다.
본 발명에 따르면, 필라멘트의 속도 및 필라멘트의 섬도가 종래 기술에 비하여 상당히 향상된다. 따라서, 필라멘트 처리량이 더욱 향상되고 더욱 가느다란 역가의 필라멘트를 제조할 수 있다. 나아가, 어떤 문제없이 역가를 확실하게 1 미만의 값으로 감소시키는 것이 가능하다. 본 발명은 넓은 범위의 용도, 특히 폴리에스터 필라멘트용으로도 적합하다. 본 발명에 의하면, 광학적으로 높은 품질을 특징으로 하는 매우 균질한 부직 섬유 웹을 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. 공기 역학적으로 연신된 열가소성 플라스틱 필라멘트로 제조되는 부직 섬유 웹을 연속적으로 생산하는 장치로서, 출사구(1)와, 공기 공급 챔버(8)로부터 필라멘트 냉각용 처리 공기가 주입될 수 있는 냉각 챔버(2)와, 하부 드래프트 채널(5)을 구비한 연신 유닛(4)과, 부직 섬유 웹용 필라멘트를 퇴적하는 퇴적 장치를 구비하며, 상기 공기 공급 챔버(8)는 상기 냉각 챔버(2)에 인접하여 배치되고 2개 이상의 챔버 섹션(8a, 8b)으로 분할되며, 각 챔버 섹션으로부터 다양한 온도의 처리 공기가 주입될 수 있고, 냉각 챔버(2)와 연신 유닛(4) 사이의 연결부는 주위에 대하여 폐쇄되고 공기가 도입되지 않게 구현되어 있는 것인 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  2. 제1항에 있어서, 온도가 15℃ 내지 75℃, 바람직하기로는 18℃ 내지 70℃ 범위의 처리 공기가 제1 챔버 섹션(8a)로부터 주입될 수 있고, 온도가 15℃ 내지 38℃, 바람직하기로는 18℃ 내지 35℃ 범위의 처리 공기가 제2 챔버 섹션(8b)으로부터 주입될 수 있는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출사구(1)의 분사공(9) 상호간의 거리가 상기 출사구(1)의 외측 영역에서보다는 상기 출사구의 중간 영역에서 더 먼 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 출사구(1)와 공기 공급 챔버(8) 사이에는 방적 공정중에 발생되는 가스를 흡입하기 위한 모노머 흡입 장치(27)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 냉각 챔버(2)와 연신 유닛(4) 사이에는 중간 채널(3)이 마련되어 있고, 이 중간 채널(3)은 수직 단면도로 도시하였을 때 상기 냉각 챔버(2)의 출구로부터 상기 연신 유닛(4)의 하부 드래프트 채널(5)의 입구까지 원추형으로 수렴하고, 상기 중간 채널(3)의 여러 가지 선단각은 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 하나 이상의 디퓨저(13, 14)를 구비한 타이어링 유닛(6)이 연신 유닛(4)의 다음에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 타이어링 유닛(6)은 제1 디퓨저(13) 및 인접한 제2 디퓨저(14)를 구비하고, 이 제1 디퓨저(13)와 제2 디퓨저(14) 사이에는 주위 공기 도입 간극(15)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 퇴적 장치에는 필라멘트 부직 섬유 웹을 위한 연속 이동 퇴적 스크린(7)과, 이 퇴적 스크린(7) 아래에 배치되는 하나 이상의 흡입 장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 퇴적 스크린(7)의 주행 방향으로 상호 분리된 3개 이상의 흡입 영역이 일렬로 배열되어 있고, 이 중 주 흡입 영역(19)은 필라멘트 부직 섬유 웹의 퇴적 영역에 배치되고, 제1 흡입 영역(18)은 이 퇴적 영역 전방에 배치되며, 제2 흡입 영역(20)은 이 퇴적 영역 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주 흡입 영역(19)의 흡입 강도는 상기 제1 흡입 영역(18) 및 제2 흡입 영역(20)의 흡입 강도와 독립하여 조절 가능한 것을 특징으로 하는 부직 섬유 웹 연속 생산 장치.
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