KR200482558Y1

KR200482558Y1 - 단섬유 제조용 토우가이드

Info

Publication number: KR200482558Y1
Application number: KR2020110009075U
Authority: KR
Inventors: 박정명; 오상길
Original assignee: 코오롱글로텍주식회사
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2017-02-22
Also published as: KR20130002384U

Abstract

본 고안은 다수의 방사 필라멘트들을 토우(tow)형태로 모아 연신 공정으로 안내하는 안내개구를 갖는 단섬유 제조용 토우가이드에 관한 것으로서, 상기 안내개구에는 상기 필라멘트들이 접촉되는 접촉안내면이 복수로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 사용 수명이 증대되고, 단섬유 생산성 향상과 생산비용이 절감되는 단섬유 제조용 토우가이드가 제공된다. 또한, 토우 밀도의 균일도를 유지하여 섬유 물성이 향상되는 단섬유 제조용 토우가이드가 제공된다.

Description

단섬유 제조용 토우가이드{Tow guide for producing staple fibers}

본 고안은 단섬유 제조용 토우가이드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사된 다수의 섬유 필라멘트를 연신공정을 향해 토우 형태로 안내하는 구조가 개선된 단섬유 제조용 토우가이드에 관한 것이다.

일반적으로 단섬유 제조 공정은 용융상태 또는 용액상태의 섬유 고분자 물질을 필라멘트로 형성하는 방사 공정과, 방사된 다수의 필라멘트를 모아 하나의 섬유사로 형성하는 연신 공정으로 이루어진다.

이러한 단섬유 제조 공정은 방사와 연신이 인라인(Inline)으로 이루어진 1step 공정과, 방사와 연신이 별도의 공정으로 분리된 2step 공정으로 대별될 수 있으며, 2step 공정의 경우 방사된 필라멘트가 캔(can)에 담겨지고, 일정 개수의 캔이 마련되면 이들 캔에 담겨진 필라멘트들을 하나의 다발로 모아 연신 공정이 진행된다.

여기서, 캔들에 담겨진 필라멘트들을 하나의 다발로 모아지는 형태를 토우(Tow)라 하며, 이 토우의 형태를 형성하기 위해 이용되는 것이 토우가이드(Tow guide)이다.

토우가이드(101)는 도 1에 도시된 바와 같이, 방사된 필라멘트(120)가 담겨진 캔(can)(105)들과 연신 공정 사이에 배치되는 것으로서, 일반적으로 복수의 토우가이드(101)가 지지부재(미도시)에 지지된 형태로 연신 공정의 시작 영역에 설치된다.

종래 단섬유 제조용 토우가이드(101)는 그 내측에 캔(105)들로부터 연신 공정을 향하는 필라멘트(120)들을 하나의 다발로 모으는 안내개구(110)가 형성되어 있는데, 이 안내개구(110)는 필라멘트(120)들이 접촉되는 직선형의 접촉안내면(111)과, 필라멘트(120)들이 접촉안내면(111)에서 벗어나지 않도록 하는 반원형의 이탈방지안내면(113)을 갖는 반원 개구 형상을 가지고 있다.

이러한 단섬유 제조용 토우가이드(101)는 안내개구(110)의 내측면 특히 접촉안내면(111)에 다수의 필라멘트(120)들이 접촉하여 마찰에 의한 마모가 발생하기 때문에, 안내개구(110)의 마모 상태에 따라 적절한 시기에 마모된 해당 토우가이드(101)를 교체해주어야 한다. 이는 안내개구(110)의 접촉안내면(111) 마모에 따른 토우(130)의 밀도 균일도 불량을 방지하는데 있어 매우 중요한 사항이다.

그런데, 종래 단섬유 제조용 토우가이드의 경우에는 실직적으로 필라멘트들이 접촉하는 직선형의 접촉안내면이 단일면으로 형성되어 있기 때문에, 토우가이드의 활용도가 일회성으로 그 사용 수명이 다하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 토우가이드의 활용도가 비효율적이며, 빈번한 부품 교체에 따른 생산성 저하 및 생산비용 증가의 원인을 초래한다.

또한, 토우가이드 교체시기를 지나쳐 토우의 밀도가 불균일해짐으로 인해서 연신 공정에서 열과 압력이 불균일하게 토우로 전달되어 Oil pick-up률(OPU), 크림프(Cripm), 코히즌(cohesion)과 같은 섬유 물성이 불균일해지는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 고안의 목적은 사용 수명을 증대시킬 수 있고, 단섬유 생산성 향상과 생산비용 절감을 도모할 수 있는 단섬유 제조용 토우가이드를 제공하는 것이다.

이와 더불어, 본 고안의 또 다른 목적은 토우 밀도의 균일도를 유지하여 섬유 물성이 향상되는 단섬유 제조용 토우가이드를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 고안에 따라서, 다수의 방사 필라멘트를 토우(tow)형태로 모아 연신 공정으로 안내하는 안내개구를 갖는 단섬유 제조용 토우가이드에 있어서, 상기 안내개구에는 상기 필라멘트들이 접촉되는 접촉안내면이 복수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단섬유 제조용 토우가이드에 의해 달성된다.

여기서, 상기 안내개구는 상기 접촉안내면들이 직선형으로 상호 평행하게 대향하는 한 쌍으로 형성된 타원형 개구로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또는, 상기 안내개구는 상기 접촉안내면들이 복수의 직선형으로 형성된 다각형 개구로 형성되어 있는 것이 효과적이다.

한편, 상기 각 토우가이드의 접촉안내면 폭 길이는 5,000±1,000denier/cm인 것이 바람직하다.

또한, 상기 연신 공정에는 상기 토우가이드들로부터 전달되는 토우를 크림프하는 크림퍼롤이 마련되어 있으며, 상기 토우가이드들과 상기 크림퍼롤은 (TGw × TGn ÷ 2) < CRw(여기서, TGw는 토우가이드의 접촉안내면 폭 길이, TGn은 토우가이드의 총 개수, CRw는 크림퍼롤의 폭)의 조건을 갖는 것이 효과적이다.

본 고안에 따르면, 사용 수명이 증대되고, 단섬유 생산성 향상과 생산비용이 절감되는 단섬유 제조용 토우가이드가 제공된다.

또한, 본 고안에 따르면, 토우 밀도의 균일도를 유지하여 섬유 물성이 향상되는 단섬유 제조용 토우가이드가 제공된다.

도 1은 단섬유 제조 공정의 토우가이드 설치 영역을 간략히 나타낸 도면,
도 2는 종래 토우가이드의 사시도,
도 3은 본 고안에 따른 토우가이드의 사시도,
도 4는 도 3의 토우가이드 사용 상태를 나타낸 간략한 사시도,
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 토우가이드의 사시도,
도 6는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 토우가이드의 사시도.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 토우가이드(1)는 그 내측에 방사된 필라멘트(20)를 담은 캔(미도시)들로부터 연신 공정을 향하는 필라멘트(20)들을 하나의 다발로 모으는 안내개구(10)가 형성되어 있다.

안내개구(10)는 필라멘트(20)들이 접촉되는 접촉안내면(11)이 복수로 형성되어 있는 구조를 가지고 있는데, 안내개구(10)의 형상은 도 3에 도시된 바와 같이, 접촉안내면(11)이 직선형으로 상호 평행하게 대향하게 한 쌍으로 형성된 타원형 개구로 형성될 수 있다. 즉, 타원형 안내개구(10)의 장변이 필라멘트(20)가 접촉되는 직선형 접촉안내면(11)으로 형성되고, 타원형 안내개구(10)의 단변이 필라멘트(20)들이 접촉안내면(11)에서 벗어나지 않도록 하는 원호형의 이탈방지안내면(13)으로 형성되어 있는 것이다.

물론, 안내개구(10)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 접촉안내면(11)들이 복수의 직선형으로 형성된 삼각형 또는 사각형 등의 다각형 개구로 형성되어 있는 구조를 가질 수도 있다. 이때, 안내개구(10)의 모서리 영역은 라운드 처리된 이탈방지안내면(13)으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 안내개구(10)를 갖는 토우가이드(1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 토우가이드(1)가 지지부재(40)에 지지된 형태로 연신 공정의 시작 영역에 설치되며 각 토우가이드(1)들에서 다발로 모아진 다수의 토우(30)들이 연신 공정으로 이동하여 인장, 가열 냉각 등을 포함하여 크림퍼롤(50)에서 크림핑 되는 등의 일련의 연신과정을 거치게 된다.

이때, 각 토우가이드(1) 안내개구(10)의 접촉안내면(11)에서 필라멘트(20)들이 토우(30) 형태로 형성되는 과정에서 토우(30)의 밀도가 균일하게 유지되어야 연신 공정에서 섬유의 물성이 균일해질 수 있다. 이에 따라, 본 고안에 따른 토우(30)가이드(1)는 토우(30)의 밀도가 균일하게 유지될 수 있는 접촉안내면(11)의 폭 길이(TGw)로서, 접촉안내면(11)의 폭 길이가 해당 접촉안내면(11)을 거치는 필라멘트(20)들의 밀도를 5,000±1,000denier/cm로 맞출 수 있는 폭 길이를 갖는다.

즉, TGw = 5,000±1,000denier/cm 일 때, 토우(30)의 밀도가 균일하게 유지될 수 있는 것이다.

또한, 토우가이드(1)들로부터 연신 공정의 크림퍼장치를 향하는 토우(30)들은 크림퍼장치를 거치는 과정에서 크림프 균일성이 일정하게 유지되어야 하는데, 이를 위해서는 연신 공정 시작점에 지지부재(40)에 설치된 토우가이드(1)들과 크림퍼롤(50) 간에 다음 식1과 같은 조건이 유지되어야 한다.

(TGw × TGn ÷ 2) < CRw - 식1

여기서, TGw는 토우가이드(1)의 접촉안내면(11) 폭 길이, TGn은 토우가이드(1)의 총 개수, CRw는 크림퍼롤(50)의 폭이다.

이러한 구조와 조건을 갖는 본 고안에 따른 토우가이드(1)들과 종래 토우가이드(101)들을 이용한 단섬유 제조 공정에서 제조된 섬유의 물성 오차 범위를 검사한 결과가 아래 표 1과 같이 확인되었다.

물성항목	단위	종래 물성 오차 범위	본 발명 물성 오차 범위
OPU	%	± 0.05	+ 0.3 - 0.2
Crimp	ea/cm	± 0.5	+0.4 -0.3
Cohesion	g	± 5.0	± 3.0

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 토우가이드(1)의 접촉안내면(11)의 폭 길이(TGw)를 5,000±1,000denier/cm로 하여 토우(30)의 밀도를 균일하게 유지하고, 연신 공정 시작점에 지지부재(40)에 설치된 토우가이드(1)들과 연신 공정의 크림퍼롤(50) 간에 전술한 식1과 같은 조건이 유지되도록 함으로써, 연신 공정에서 섬유 물성의 오차범위를 효과적으로 줄임으로써, 섬유의 물성이 균일해지는 것이 확인되었다.

한편, 본 고안에 따른 토우가이드(1)는 안내개구(10)가 타원 또는 다각형 형태를 가짐으로써 직선형 접촉안내면(11)이 복수로 형성되어 있는 구조로서, 필라멘트(20)들이 접촉하는 접촉안내면(11)에 마모가 발생하면, 토우가이드(1)의 방향을 변경함으로써, 다른 접촉안내면(11)을 이용할 수 있다. 이에 따라, 토우가이드(1)의 활용도가 접촉안내면(11)의 개수만큼 증가하여 토우가이드(1)의 사용 수명이 연장된다.

이에 따라, 토우가이드(1)의 활용도가 효율적이며, 부품 교체 횟수 절감에 따른 생산성 향상 및 생산비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 고안에 따르면, 사용 수명이 증대되고, 단섬유 생산성 향상과 생산비용이 절감되는 단섬유 제조용 토우가이드가 제공된다. 또한, 토우 밀도의 균일도를 유지하여 섬유 물성이 향상되는 단섬유 제조용 토우가이드가 제공된다.

1 : 토우가이드 10 : 안내개구
11 : 접촉안내면 20 : 필라멘트
30 : 토우 40 : 지지부재
50 : 크림퍼롤

Claims

다수의 방사 필라멘트들을 토우(tow)형태로 모아 연신 공정으로 안내하는 안내개구를 갖는 단섬유 제조용 토우가이드에 있어서,
상기 안내개구에는 상기 필라멘트들이 접촉되는 접촉안내면이 복수로 형성되어 있고,
상기 안내개구는 상기 접촉안내면들이 복수의 직선형으로 형성된 다각형 개구로 형성되어 있고,
상기 각 토우가이드의 접촉안내면(11)의 폭 길이(TGw)는 해당 접촉안내면(11)을 거치는 필라멘트(20)들의 밀도를 5,000±1,000denier/cm로 맞출 수 있는 폭 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 단섬유 제조용 토우가이드.
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제1항에 있어서,
상기 연신 공정에는 상기 토우가이드들로부터 전달되는 토우를 크림프하는 크림퍼롤이 마련되어 있으며, 상기 토우가이드들과 상기 크림퍼롤은
(TGw × TGn ÷ 2) < CRw
(여기서, TGw는 토우가이드의 접촉안내면 폭 길이, TGn은 토우가이드의 총 개수, CRw는 크림퍼롤의 폭)의 조건을 갖는 것을 특징으로 하는 단섬유 제조용 토우가이드.