KR20040008312A - 링 정방기에서의 방적사 잔털 감소 방법 및 장치, 그리고상기 방법 및 장치에 의해 제조된 방적사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링 정방기를 이용한 방적사 잔털 감소 방법, 장치 및 상기 방법 및 장치에 의해 제조된 방적사에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 링 정방기에서 백 로울러 쌍(12), 에이프런 쌍(14) 및 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)으로 이루어진 드래프트부를 통해 조사(1)를 꼬아서 방적사(2)를 제조하고 상기 방적사(2)를 상기 프런트 로울러 쌍(16a, 16b) 후방의 보빈(24)에 권취하되, 섬유 사이의 응집성을 향상시키는 종류의 액체를 상기 조사(1)에 공급하여 방적사(2)의 잔털을 감소시킨다. 본 발명에 따라, 방적 공정 중에 드래프트되는 조사에 소정 액체를 공급함으로써 방출되기 바로 전 조사를 최대한 집속시켜 정방삼각 크기를 최소한으로 만들어 주므로, 기존 방적사에 비해 잔털이 획기적으로 감소된 방적사를 제조할 수 있다. 또한 방적사의 강도 및 포합성도 증가하여 후공정에서의 방적사의 공정 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

링 정방기에서의 방적사 잔털 감소 방법 및 장치, 그리고 상기 방법 및 장치에 의해 제조된 방적사{METHOD AND DEVICE FOR REDUCING YARN HAIRINESS IN RING SPINNING MACHINE AND YARN MANUFACTURED VIA THE SAME}

본 발명은 링 정방기를 이용한 방적사의 제조 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 링 정방기의 드래프트부 및 드래프트부 전후에서 소정의 섬유 응집성 향상용 액체를 조사에 공급함으로써 방적사의 잔털을 감소시키는 방적사 잔털 감소 방법 및 장치 그리고 이와 같은 방법 및 장치에 의해 제조된 방적사에 관한 것이다.

통상의 링 정방기의 드래프트 구간에서는 얻고자 하는 실의 번수에 따라서 조사(組絲, roving)에 적절한 드래프트가 이루어지며, 실에 강도를 부여하기 위해 꼬임이 부여된다. 실에서의 꼬임 회전은 트래블러에서 발생되어 프런트 로울러 닙(nip) 라인으로 전파되는데 실제로 닙 라인까지 완전하게 전달되지는 못한다. 따라서 프런트 로울러 닙 라인에서 실 형성 지점에 이르는 부분에는 항상 꼬임이 없는 삼각형의 섬유 다발이 존재하게 되는데 이를 정방삼각(spinning triangle)이라 부른다. 이 부분은 사절이 발생하기 가장 쉬운 지점으로 가장자리에 있는 섬유들이 실 본체로 완전하게 결합되지 못하기 때문에 방적사에 많은 잔털이 발생하게 된다.

방적사의 잔털은 직물 및 편성물의 촉감을 부드럽게 하는 긍정적인 측면도 있지만, 방적, 편성 및 제직 공정시 플라이 발생으로 인한 사절증가, 소제 정대시간 증가, 제품 결점 증가, 작업 환경 악화 등의 문제와 가호(sizing) 및 제직공정에서 경사의 엉킴 및 직편성물에서의 필 형성 증가 등의 부정적인 측면이 더 많다.

최근 이러한 문제를 극복하기 위한 목적으로 다양한 방적사 잔털 감소 장치가 개발되어 상용화되고 있다. 오늘날 가장 활발하게 개발이 진행되고 있는 기술은 컴팩트 정방 기술(USP 5,724,800, USP 6,189,308, USP 6,272,834 등)로 이것은 링 정방기의 프런트 로울러 통과후 공기역학적인 방법에 의해 섬유 흐름을 압축하여 실의 구조를 컴팩트하게 함으로써 잔털감소, 강도 및 광택의 증가를 목적으로 한다. 그러나 이 방법은 장치 비용뿐만 아니라 에너지 소모량이 과다한 단점이 있다.

한편 소모방적에 많이 사용되고 있는 솔로스펀(Solospun) 정방기술은 여러 개의 홈이 난 특수 로울러를 링 정방기의 프런트 로울러 쌍의 하부 로울러에 부착하여 닙 라인을 통과하는 섬유들이 홈을 통과함으로써 평행하게 배열되어 최종적으로 잔털을 감소시키는 것을 목적으로 하지만, 이 방법은 주로 양모섬유 등 섬유장이 긴 섬유에 한해 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

또한 권사기에 특수 장치를 부착하여 주로 긴 잔털을 감소시키는 기술(USP 6,332,311 등)이 있으나 정방 공정에서 잔털을 감소하는 것보다 효과적이지 못한 것으로 알려져 있다.

따라서 본 발명자는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 링 정방기를 이용하여 잔털이 적고 높은 강도를 갖는 방적사를 제조할 수 있는 방법 및 그 제조 장치를 개발하였다.

본 발명의 목적은 링 정방기의 드래프트부 및 드래프트부 전후에서 소정의 섬유 응집성 향상용 액체를 조사에 공급함으로써, 섬유 사이의 응집력을 향상시키고 섬유 스트랜드를 집속시켜 정방삼각(spinning triangle)의 크기를 작게 하여 방적사의 잔털을 감소시키고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 섬유 스트랜드의 집속 및 방출시 비산면 흡입을 위한 흡입 공기를 사용하지 않음으로서 에너지 소모량을 감소시키기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방적사의 잔털을 감소시킴으로써 방적, 편성 및 제직 공정에서 플라이 발생을 감소시키고 그에 따라 작업 환경을 개선하고 공정 성능 및 제품 품질을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방적사의 리와인딩 즉 권사 공정 이후에도 잔털의 발생을 최소화하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 섬유 사이의 응집력을 높여 세번수 방적사를 용이하게 제조하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 섬유의 포합력을 높여 제직 준비 공정인 가호 및 소모(singeing)공정에서 가호량 및 가스량 감소나 공정의 일부 생략을 통해 제조 원가를 절감하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 컴팩트된 방적사로 인하여 침염 및 날염시 선명한 색상을 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공급하는 액체에 다양한 가공제를 첨가하여 방출되는 실의 후공정성을 개선하고 특수 효과를 부여하기 위한 것이다.

본 발명의 여러 가지 목적들은 후술되는 바와 같은 본 발명의 구성 및 작용에 의하여 모두 달성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방적사 잔털 감소 장치의 개략도.

도 2는 도 1에 도시된 벌룬 제어 튜브를 보다 상세히 도시하는 개략도.

도 3은 도 1에 도시된 프런트 로울러 쌍에서 하부 로울러의 확대도.

도 4a는 종래의 방법에 따라 제조한 방적사를 전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 사진.

도 4b는 본 발명의 일실시예에 따라 제조한 방적사를 전자현미경으로 촬영한 사진.

< 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 >

1: 조사(粗絲) 2: 방적사

12: 백 로울러 쌍14: 에이프런 쌍

16a, 16b: 프런트 로울러 쌍18: 클리어러

20: 액체 공급 장치22: 얀 가이드

24: 보빈26: 트래블러

32: 벌룬 제어 튜브

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 방적사 잔털 감소 방법은 백 로울러 쌍, 에이프런 쌍 및 프런트 로울러 쌍으로 이루어진 드래프트부를 구비하는 링 정방기에서 상기 드래프트부를 통해 조사를 꼬아서 방적사를 제조하고 상기 방적사를 프런트 로울러 쌍 후방의 보빈에 권취하는 방적사 제조 방법에 있어서, 섬유 사이의 응집성을 향상시키는 종류의 액체를 상기 조사에 공급하여 방적사의 잔털을 감소시킨다.

본 발명의 다른 특징에 따른 방적사 잔털 감소 장치는 백 로울러 쌍, 에이프런 쌍 및 프런트 로울러 쌍으로 이루어진 드래프트부를 구비하며 상기 드래프트부를 통해 조사를 꼬아서 방적사를 제조하고 상기 방적사를 프런트 로울러 쌍 후방의 보빈에 권취하는 방적사 제조 장치에 있어서, 섬유 사이의 응집성을 향상시키는 종류의 액체를 상기 조방사에 공급하여 방적사의 잔털을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 방적사는 전술한 제조 방법 및 장치에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 응집성 향상용 액체가 로울러에 공급되면 조사의 집속이 극대화되고, 특히 메인 드래프트 부분에서 조사가 최대로 집속됨으로써, 정방삼각의 크기가 작아지고 그에 따라 잔털이 거의 없는 방적사가 형성된다. 이 때 집속된 조사는 기계 및 공기를 비롯한 어떠한 매체를 이용한 것보다도 우수한 집속 효과를 나타내었다.

한편, 응집성 향상용 액체를 사용한 이러한 습식 드래프트 방식은 건식 드래프트 방식에 비해 드래프트 힘이 클 뿐만 아니라 액체의 흡수가 균일하게 이루어지지 않은 경우 드래프트 거동이 원활하지 못할 수도 있다. 이때 공급되는 액체에 소량의 가공제를 함유시켜 섬유로의 침투 속도 및 균일성을 향상시키면, 위와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

링 정방기의 방적사 생산속도가 증가할수록 드래프트 로울러를 통과하는 조사의 이동속도가 빨라지므로 상기 액체는 가능한 섬유 내부로 신속 균일하게 침투되어야 한다. 이를 위해서 침투제를 소량 예컨대 0.05% 내지 1.0% 첨가하면 섬유 표면 및 내부로의 수분 침투가 용이해 진다. 통상 침투제를 섬유에 가하면 섬유의 표면장력이 낮아지고 모세관 효과는 커지게 되므로, 섬유가 빠르고 균일하게 적셔져 염료나 약제의 침투가 신속하게 된다. 이러한 침투제의 작용으로 섬유 사이의 응집력 및 그에 따른 조사의 집속성이 향상되어 그 결과, 일반 물(증류수)을 사용할 때보다 방적사의 잔털이 감소하고 강도가 증가하게 되며 보다 양호한 방적성을갖게 된다.

이때 상기 침투제 용액의 조성은 물 97 내지 99.95wt%, 침투제 0.03 내지 2.0wt% 및 불순물 1.0wt% 이하이며, 바람직하게는 물 99.0 내지 99.95% 및 침투제 0.05 내지 1.0wt% 및 불순물 0.02wt% 이하이다.

침투제 대신 유연제를 상기의 조성으로 사용할 수 있으며, 침투제 및 유연제의 혼합물을 상기 조성으로 사용할 수도 있다.

한편 통상의 수돗물 자체를 응집성 향상용 용액으로 사용할 수 있으며, 수돗물에 침투제를 상기 조성으로 첨가하여도 무방하다. 이 경우 상기와 같은 성분 이외에 수돗물 소독용 약제인 염소, 기타 중금속 등의 성분이 포함될 수도 있다.

상기 효과 이외에도 또 다른 효과를 부여하기 위하여 다양한 종류의 액체를 첨가하여 공급할 수 있다. 예컨대 유연제 등을 이용함으로써 권사 공정에서의 파라핀 사용을 대체하고 기타 금속제와의 마찰을 감소시키는 등 후공정성 개선을 도모할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방적사 잔털 감소 장치의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방적사 잔털 감소 장치(10)는 공급되는 조사(1)를 백 로울러 쌍(12), 에이프런 쌍(14) 및 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)의 연동을 통해 방적사(2)를 형성한다. 형성된 방적사(2)는 얀 가이드(22) 및 트래블러(26)를 거쳐 보빈(24)에 감긴다. 보빈(24)의 아래에는 링(28) 및 링 레일(30)이설치되어 있다.

백 로울러 쌍(12)의 위쪽에는 상기 조사(1)에 소정의 응집성 향상용 액체를 공급하기 위한 액체 공급부(20)가 설치되어 있다. 한편 보빈(24)의 주변에는 보빈(24)에 감기는 방적사의 벌룬을 제어하기 위한 벌룬 제어 튜브(32)가 설치되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 벌룬 제어 튜브(32)를 보다 상세히 도시하는 개략도이다.

본 발명에 따른 장치에 의해 제조되는 방적사는 드래프트될 때 액체를 공급받게 되어 중량이 증가하며 그에 따라 벌루닝시 원심력이 높아져 정방 장력이 증가하게 된다. 이와 같이 정방 장력이 증가하면 사절 증가 및 방적사 신도 감소를 초래하기 쉽다. 따라서 이를 방지하기 위해 벌룬 제어 튜브(32)를 설치하여 벌룬의 크기를 줄여 방출되는 방적사에 걸리는 정방 장력을 감소시킨다.

벌룬 제어 튜브(32)는 지지대(34)에 의해 링 레일(30)에 고정되어 있으며, 링(28)과 튜브(32) 하단과의 간격은 보빈(24)의 길이와 실이 보빈에 감기는 상하거리(Lift)에 따라 조절 가능하다. 또한 튜브에 홈(36)을 내어 사절 발생시 실잇기 작업이 용이하도록 하였다.

한편 도 1을 다시 참조하면, 본 발명에서는 방출시 발생되는 비산면을 흡입하기 위한 종래의 플루트 장치를 제거하였다. 이에 따라 에이프런 쌍(14) 및 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)의 상부 로울러(16a)에 부착되는 섬유를 제거하고 에이프런 쌍(14)에 항상 균일한 양의 액체가 유지될 수 있도록 직경이 큰 클리어러(18)를 설치하였다. 이와 같은 클리어러(18)는 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)과의 접촉 면적보다 에이프런 쌍(14)과의 접촉 면적이 넓어 에이프런 쌍(14)의 회전 속도와 같은 속도로 회전한다.

도 3은 도 1에 도시된 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)에서 하부 로울러(16b)의 확대도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하부 로울러(16b)는 액체를 중심부로 안내하기 위한 V자 형태의 홈(17)이 형성되어 있다. 따라서 중심부에 형성된 사도(絲道)에 액체가 모여 적은 양의 액체로도 섬유의 집속 효과를 극대화할 수 있다.

도 4a는 종래의 방법에 따라 제조한 방적사를 전자현미경으로 촬영한 사진이며, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따라 제조한 방적사를 전자현미경으로 촬영한 사진이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 종래의 방법으로 제조된 방적사(도 4a)와 비교할 때 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 방적사(도 4b)는 잔털이 상당히 감소하였을 뿐만 아니라 방적사 본체 자체도 상당히 컴팩트한 것을 알 수 있다.

이하, 후술하는 비교 실험을 통해 본 발명의 효과를 알아본다.

본 발명의 실시예에서는 링 정방기를 이용하여 방적 공장에서 통상 사용하는 CM 40용 면섬유 조사(520tex)로부터 면방적사를 제조하였으며, 방적사 물성 시험의 제반 조건은 표1에 나타낸 바와 같다.

방적사 물성 시험 조건

물성	시험법	단위	시험기
잔털	H-index	우스터법(Uster Method)	방적사 1㎝내에 있는 모든 잔털 길이의 합(지수)	USTER TESTER 3
	SUM	KS K 0406	1㎜이상 잔털수(10m당)	ZEWEIGLE G565
	S3	KS K 0406	3㎜이상 잔털수(10m당)
강도	우스터법(Uster Method)	gf	USTER TENSORAPID 3

실시예 1: 공급 액체 종류의 영향

본 발명에서는 공급 액체의 종류에 따른 영향을 검토하기 위하여 방적사 방출 속도는 11m/min, 액체 공급량은 1.2㎖/min, 침투제 및 유연제는 0.1 중량 퍼센트로 하여 30수(Ne 30)의 면방적사를 제조하고, 그 물성의 측정결과를 표 2 및 표 3에 기록하였다. 이때 침투제는 triton x-100을 사용하고 유연제는 통상의 실리콘계 유연제를 사용하였다. 한편 인용례에서는 액체를 공급하지 않는 종래의 건식 방법에 따라 방적사를 제조하였다.

액체에 따른 방적사 잔털 특성

액체잔털 특성	인용례	증류수	침투제	유연제
H-index	4.54	2.70	2.60	2.95
SUM	2,253	312	234	360
S3	323	8	6	15

액체에 따른 방적사 강도 특성

공급 액체강도 특성	인용례	증류수	침투제	유연제
인장 강도(gf)	337	448	476	410

표 2 및 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 방적사는 잔털이 상당히 감소되고 강도가 증가되었다. 이러한 물성은 방적, 편성 및 제직 공정에서 플라이 발생을 감소시켜 방적사의 공정 성능 및 품질을 향상시킨다.

한편 본 발명은 전술한 실시예에 사용된 CM 40용 면섬유 조사(520tex) 이외에도 스테이플 형태의 모든 조사를 원료로 이용하여 본 발명의 방적사를 제조할 수 있다.

본 발명은 방적 공정 중에 드래프트되는 조사에 소정 액체를 공급함으로써 방출되기 바로 전 조사를 최대한 집속시켜 정방삼각 크기를 최소한으로 만들어 주므로, 기존 방적사에 비해 잔털이 획기적으로 감소된 방적사를 제조할 수 있다. 또한 방적사의 강도 및 포합성도 증가하여 후공정에서의 방적사의 공정 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 효과로 인하여 본 발명은 제품의 품질 향상뿐만 아니라 에너지절감, 공정 성능 및 작업 환경 개선 등의 장점을 갖는다.

본 발명이 전술한 실시예에 관해 기재되었지만 이 분야의 통상의 지식을 가진 자(당업자)는 본 발명을 용이하게 변형 내지 수정할 수 있으며, 이러한 변형이나 수정은 모두 본 발명의 사상과 영역에 포함되는 것으로 본다.

Claims (7)

1. 백 로울러 쌍(12), 에이프런 쌍(14) 및 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)으로 이루어진 드래프트부를 구비하는 링 방정기에서 상기 드래프트부를 통해 조사(1)를 꼬아서 방적사(2)를 제조하고 상기 방적사(2)를 상기 프런트 로울러 쌍(16a, 16b) 후방의 보빈(24)에 권취하는 링 방적 방법에 있어서,

   섬유 사이의 응집성을 향상시키는 종류의 액체를 상기 조사(1)에 공급하여 방적사의 잔털을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방적사 잔털 감소 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 액체는 상기 조사(1)가 상기 드래프트부를 통과하기 전 또는 통과한 후에 공급되는 것을 특징으로 하는 방적사 잔털 감소 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 액체는 물, 침투제 용액 및 유연제 용액을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 액상 물질인 것을 특징으로 하는 방적사 잔털 감소 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 침투제 용액은 물 97 내지 99.95wt%, 침투제 0.03 내지 2.0wt% 및 불순물 1.0wt%이하인 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 방적사 잔털 감소 방법.
5. 제1항에 있어서, 방적사(1)의 정방장력을 감소시키도록 하부의 내경이 상부보다 큰 원통형의 벌룬 제어 튜브(32)를 상기 보빈(24) 주위에 제공하는 것을 특징으로 하는 방적사 잔털 감소 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 프런트 로울러 쌍(16a, 16b)의 하부 로울러(16b)는 조방사(1)에 공급되는 액체를 사도 부분에만 효과적으로 집속하기 위하여 V자 형태의 홈(17)을 구비하는 것을 특징으로 하는 방적사 잔털 감소 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방적사.