KR20060033007A - 섬유속의 개섬방법 및 그 방법에 사용되는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 임의의 수의 고강도 섬유속을 일거에 고속 및 간편하게 개섬하는 것이 가능하고, 구성 단섬유가 폭방향으로 평행하고 또한 일정한 밀도로 정렬된 상태의 고품질의 개섬 섬유속 및 개섬사 시트를 고능률로 제조가능한 섬유속의 개섬방법과, 이 방법에 사용하는 개섬장치를 제공한다.
본 발명은, 급사기 또는 급사크릴로부터 섬유속을 송출하는 한편, 이 섬유속에 긴장과 이완의 장력변화를 번갈아 연속시켜, 이러한 장력변화를 수반하면서 이동하는 섬유속을 이 이동진로에 따라 일렬로 배설된 복수의 유체통류부를 포함하는 유체통류 개섬기구에 부유상태로 순서대로 이동시키고, 이들 유체통류부를 이동하는 때에 상기 섬유속이 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 휘고, 또한 상기 접촉저항을 받아 섬유결속이 느슨해져 형성된 상기 섬유속의 인접하는 단섬유의 간극에 유체를 통과시켜, 장력변화와 거기에 인가되는 유체접촉저항의 상호작용에 의해 섬유속을 광폭으로 개섬시키는 것이다.

Description

섬유속의 개섬방법 및 그 방법에 사용되는 장치{Method of producing a spread multi-filament bundle and an apparatus used in the same}
본 발명은 섬유속의 개섬 기술, 보다 상세하게는, 소망하는 수만큼의 단섬유(monofilament)를 포함하는 섬유속을 물결형태 또는 소망하는 형태로 연속적으로 굴곡시키고 난류가 발생하지 않는 유체에 가능한 한 여러 번 반복적으로 접촉시키며, 상기 섬유속이 그 진행코스에 대해 폭 방향으로 국부적이고 간헐적으로 누르는 것에 의해 가해지는 장력의 변화를 반복적으로 받으며 또는 개섬 과정에서 섬유속에 대해 폭 방향으로 직선적인 진퇴마찰을 받으면서, 고품질의 개섬 섬유속 및 개섬사 시트를 양산하는 것이 가능한 섬유속의 개섬방법과 그 방법에 사용되는 개섬장치에 관한 것이다.
주지하다시피, 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드 섬유와 같은 강화섬유와 에폭시 수지와 같은 매트릭스 수지를 포함하는 섬유 강화 복합재료는 무게가 가볍고 기계적 강도와 내 부식성이 우수하므로 비행기 우주로켓의 제조에도 사용될 뿐만 아니라 낚시대, 골프채 및 산업용 기계의 구조부품 등과 같은 일반 수요자용 제품에도 광범위하게 사용되고 있다. 상기 섬유 강화 복합재료로 만들어진 제품과 부품들을 제조하고 요구되어 지는 일정 형태로 만들기 위해서는, 상기 섬유 강화 복합재료는 일반적으로 상기 강화섬유들로 만들어진 사전함침 시트의 단섬유 성분들간에 매트릭스 수지가 함침되는 조건하에서 제공되어 지며, 최근의 그러한 제품들과 무거운 건조물의 경량화에 대한 기대 때문에 사전함침 시트의 균일 밀도와 두께에 대한 개선이 추구되고 있다.
상기 균일한 밀도와 더 작은 두께를 가지는 사전함침 시트의 큰 규모의 저렴한 공급은 얇고 가벼운 모양의 제품을 대량생산할 수 있게 할 뿐만 아니라 단섬유가 일축 방향으로 배열되어 있는 사전함침 시트가 겹겹이 라미네이트 될 수 있도록 해주며 각각의 시트의 방향이 서로에 대해 수평하게, 수직하게, 대각선방향으로 옮겨 놓아 복합 사전함침 시트를 얻을 수 있게 해준다. 상기 복합 사전함침 시트로부터 만들어지는 물건의 생산은 그러한 물건의 파열강도를 대단히 향상시킬 수 있다. 따라서, 각각의 산업계에서는 단섬유가 가로로 평행하게 배열되어 있고 밀도가 균일하게 분포되어 있는 더 얇은 개섬 섬유시트의 합리적인 제조기술이 수립되었다고 매우 기대하고 있다.
이러한 관점에서, 사전함침 시트를 적절히 생산하기 위해서는 개섬된 강화섬유속의 재료비를 줄이는 것이 요구되어 진다. 보통은, 일축방향으로 배열되어 있는 단섬유수가 적은 강화섬유속의 사용은 두께가 더 적고 밀도면에서 단섬유들이 균일하게 분포하는 사전함침 시트의 생산을 용이하게 한다. 그러나, 일축방향으로 배열되어 있는 단섬유수가 적은 강화섬유속은 비싸므로 다수의 단섬유를 가지는 강화섬유속 사용이 불가피하다. 따라서, 종래 기술에 비해 비용 효과적인 방법으로는 두께가 얇고 단섬유들이 밀도면에서 균일하게 분포되어 있는 사전함침 시트를 생산하기 위해서 다수의 단섬유를 가지는 강화섬유속을 개섬하여 얇은 강화 섬유속 개섬 시트를 형성하는 방법이 필요하다.
종래에는, 섬유속을 원형 막대에 댐으로써 각각의 단섬유들을 개섬하고, 수류 또는 고압의 공기 흐름에 의해 폭방향으로 각각의 단섬유들을 쪼개고, 각각의 섬유속을 초음파 진동시켜서 쪼개는 등의 방법이 알려져 있었다. 원형 막대에 의한 방법의 몇 가지 예로는, 섬유속을 축방향으로 진동하는 회전 롤러에 통과시키고 맞물리도록 하여 개섬시키는 것이 일본 특허 공개공보 제56-43435에 공개되어 있고, 서로 30도에서 90도 정도 옮겨져 배치되어 있는 복수의 롤러에 섬유속을 통과시키고 맞물리도록 하여 개섬시키는 것이 일본 특허 공고공보 제3-31823에 공개되어 있다. 다음으로, 수류 또는 고압의 공기 흐름에 의한 방법의 몇 가지 예로는, 섬유속을 고압 유체에 대어 개섬시키는 것이 일본 특허 공개공보 제52-151362에 공개되어 있고, 유체에 의해 분산력을 부여하기 위해 섬유속의 이동방향에 대해서 수직으로 흐르는 유체에 섬유속을 대어서 개섬시키는 것이 일본 특허 공개공보 제57-77342에 공개되어 있다. 게다가, 상기 초음파를 이용하는 방법의 예로는 축방향으로 초음파진동하는 원형 막대에 직교방향으로 섬유속을 접촉시켜서 개섬시키는 것이 일본 특허 공개공보 제1-282362에 공개되어 있다.
하지만, 상기 선행기술들 모두 수렴위치로 회복하려는 경향을 가지는 섬유속을 잡아당기는 동안 강제로 섬유속을 구성하는 단섬유들을 폭방향으로 이동시키려고 물리력을 가하여 섬유속을 개섬하려 하고 있다. 이러한 이유로, 개섬 섬유속의 폭이 기대치보다 더 적어지고 단섬유들이 손상을 받고,보풀이 일며 결국 절단되게 된다. 상기 원형 막대를 사용하는 경우, 섬유속의 공급 속도를 높이는 것은 막대와 섬유속간의 마찰 저항을 증가시켜 결국 작동중에 절단되는 단섬유들의 수가 늘어나게 되며, 상기 수류를 사용하는 경우, 단섬유들과 함침된 수분을 건조시키는 데 더 많은 가열 에너지가 필요하게 된다. 따라서, 종래에는 고속의 공급속도로 섬유속을 연속적이고 안정적으로 개섬하는 효과적인 방법이 확립되지 않았다.
이러한 상황에서, 본 발명자들은 '개섬시트의 제조방법 및 개섬시트 제조장치'라는 발명의 명칭을 가지는 일본특허 제3049225호 및 '멀티필라멘트 개섬시트의 제조방법 및 그 제조장치'를 제안하였는바, 섬유속을 유연하게 굽힌 상태에서 섬유속의 진행방향에 대해서 가로지르는 방향으로 흡인 공기류를 작용시키는 것에 의해서 각각의 섬유속들을 더 넓게 개섬하고 이들을 이루는 단섬유들이 밀도면에서 균일하게 분포되도록 하고 있다. 이러한 방법들은 섬유속을 굽혀서 이들을 이루는 단섬유들을 무리없이 폭방향으로의 이동을 용이하게 하거나 또는 단섬유들을 폭방향으로 용이하게 개섬되도록 하고 이러한 상태에 있는 단섬유들을 각각의 인접 단섬유들 간에 흡인 공기를 통과시키는 것에 의하여 각각의 섬유속들을 넓게 개섬하고 이들을 이루는 단섬유들이 밀도면에서 균일하게 분포되도록 하는데 성공적이다.
그러나, 본 발명자들에 의해 제안된 상기 방법들은 적어도 전면 공급기(front feeder), 흡인 공간(suction air cavity), 후면 공급기(back feeder), 및 굽힘 조건 측정 센서(bending condition measuring sensor)를 한 단위로 하는 개섬기구를 필요로 한다. 따라서, 단섬유들을 밀도면에서 보다 균일하게 분포시키고 섬유속을 보다 넓게 개섬시키기 위해서는 일련의 상기 개섬 기구들이 연속으로 배치되어 개섬 작용을 점차로 계속하는 것이 요구되어 지며, 이로 인해 가로로 배치된 다수의 섬유속에 대해 개섬 작용이 동시에 진행될 때에 전체 기구의 규모가 더 커지게 하고 구조가 보다 복잡해지게 하며, 상기 개섬 기구 한 세트는 병렬로 배열되는 것이 요구되어 지고, 이로 인해 전체 개섬 기구 규모가 훨씬 더 커지게 하고 구조가 훨씬 더 복잡해지게 한다.
개섬 섬유속을 제조하는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 구성 단섬유들이 폭방향으로 평행하게 배열되어 있고 균일 밀도로 분포되어 있는 고품질의 개섬 섬유속과 개섬사 시트를 효과적으로 제조하는 방법과 이 방법에 사용되는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 섬유강화 열가소성수지(Fiber Reinforced Thermoplastics: FRTP), 섬유 강화 수지(Fiber Reinforced Plastics: FRP) 제품으로 사용될 수 있을 정도로 충분히 넓고, 구성하고 있는 인접한 단섬유들 사이에 고점도 용융 열가소성 수지가 부드럽고 균일하게 함침될 수 있는 개섬 섬유속을 제조하는 방법과 이 방법에 사용되는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 방향족 폴리아마이드 섬유 등과 같은 고강도 단섬유들이 집속된 폭이 더 커진 개섬 섬유속을 공간과 비용을 절약하면서 경제적으로 생산하는 방법과 이 방법에 사용되는 장치를 제공한다.
게다가, 본 발명은 임의 개수의 고강도 섬유속을 고속으로 그리고 쉽게 동시에 개섬할 수 있는 방법과 이 방법에 사용되는 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 1의 설명을 위한 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 장치예 1의 설명을 위한 평면도이다.
도 3(a) 및 (b)는 장력 변화기의 작용에 따른 유체 통류부를 통과하는 섬유속에 대한 효과를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 2의 설명을 위한 측면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 장치예 2의 설명을 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 2의 설명을 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 3의 설명을 위한 측면도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 장치예 3의 설명을 위한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 4의 설명을 위한 측면도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 장치예 4의 설명을 위한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 5의 설명을 위한 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 6의 설명을 위한 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 7의 설명을 위한 측면도이다.
도 14는 개섬 섬유속들이 겹겹이 쌓여서 본 발명의 제4 실시예에 따른 개섬 섬유 시트를 형성하는 단계를 나타내는 설명도이다.
도 15는 개섬 섬유 시트들이 겹겹이 쌓여서 혼합된 개섬 섬유 시트를 형성하는 단계를 나타내는 설명도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 8의 설명을 위한 측면도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 장치예 8의 설명을 위한 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 9의 설명을 위한 측면도이다.
도 19는 도 18에 나타낸 장치예 9의 설명을 위한 평면도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 10의 설명을 위한 측면도이다.
도 21은 도 20에 나타낸 장치예 10의 설명을 위한 평면도이다.
도 22는 장치예 10의 유체 통류부의 내부 구조의 확대도이다.
도 23은 도 22의 A-A를 따라 자른 단면도이다.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 11의 설명을 위한 측면도이다.
도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 12의 설명을 위한 측면도이다.
도 26은 도 25에 나타낸 장치예 12의 폭방향 진퇴마찰기를 구성하는 가이드 롤러, 크랭크 모터, 크랭크 암과 연결 기구 사이의 연결관계를 나타내는 확대평면도이다.
도 27은 크랭크 모터의 회전운동이 가이드 롤러로 전달되는 폭방향 진퇴 운동으로 전환되는 메카니즘을 나타내는 구조도이다.
도 28은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 13의 설명을 위한 측면도이다.
도 29는 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 14의 설명을 위한 측면도이다.
도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 15의 설명을 위한 측면도이다.
도 31은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 16의 설명을 위한 측면도이다.
도 32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 장치예 17의 설명을 위한 측면도이다.
도 33은 본 발명의 제7 실시예에 따른 개섬 섬유속의 생산 방법에 사용되는 또다른 장치예 18의 설명을 위한 측면도이다.
도 34는 본 발명의 제3 실시예의 수정된 실시예로서 수지 시트가 개섬 섬유시트의 위 아래면에 각각 융합되어 사전함침 시트가 제조되는 것을 나타내는 도면이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 채택한 방법적 수단과 기계적 수단을 첨부도면을 참조하여 아래에서 설명한다.
첫째로, 본 발명의 섬유속의 개섬방법은 급사기(11, yarn supplier)(보빈, 콘, 치즈 등)로부터 공급되는 섬유속(Tm)이 섬유속 Tm의 이동경로를 따라서 일렬로 마련되는 유체 통류 개섬기구(3,fluid flowing spreader)의 31a, 31b, 31c 등의 복수의 유체 통류부(fluid flowing portions)를 각각 부유상태(in suspension)로 통과하여 유체저항을 받아서 유체가 흐르는 방향으로 굽게 되고, 유체저항 때문에 인접한 단섬유들 간의 결속이 느슨해진 상기 섬유속의 인접 단섬유들 사이에 형성된 간극을 유체가 통과하여 흐르므로 인접한 단섬유들 사이의 상기 간극은 넓어지게 되고, 따라서, 섬유속의 개섬작용을 더 촉진하게 하며, 이렇게 개섬작용을 받은 섬유속(Tm)은 상류측에 위치하는 유체 통류부 31a와 31b, 31c 등의 하류측에 위치하는 각각의 유체 통류부를 연속해서 통과하여 섬유속(Tm)과 상기 유체간의 접촉 면적을 점차 확대시키게 되고, 이로 인해 점차로 광폭으로 섬유속(Tm)을 개섬하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 섬유속의 개섬방법은 급사기(11)로부터 공급되는 섬유속(Tm)을 국지적으로 그리고 간헐적으로 섬유속(Tm)에 대해서 폭방향으로 누름으로써 섬유속에 가해지는 장력이 긴장과 이완 사이에서 교대로 그리고 반복적으로 변동하고, 이러한 변동을 받는 섬유속(Tm)이 섬유속(Tm)의 이동경로를 따라서 일렬로 마련되는 유체 통류 개섬기구(3)의 31a, 31b, 31c 등의 복수의 유체 통류부를 각각 부유상태로 통과하여 유체저항을 받아서 유체가 흐르는 방향으로 굽게 되고, 유체저항 때문에 결속이 느슨해진 상기 섬유속의 인접 단섬유들 사이에 형성된 간극을 유체가 통과하여 흐르므로 인접한 단섬유들 사이의 상기 간극은 넓어지게 되고, 따라서, 섬유속의 개섬작용을 더 촉진하게 하며, 이렇게 개섬작용을 받은 섬유속(Tm)은 상류측에 위치하는 유체 통류부 31a와 31b, 31c 등의 하류측에 위치하는 각각의 유체 통류부를 연속해서 통과하여 섬유속(Tm)과 상기 유체간의 접촉 면적을 점차 확대시키게 되고, 이로인해 점차로 광폭으로 섬유속(Tm)을 개섬하는 것을 특징으로 한다. 덧붙여 말하자면, 개섬 작용은 급사기(11)로부터 풀려나오는 섬유속(Tm)을 되감기는 것을 저지하면서 공급하고 국지적으로 그리고 간헐적으로 섬유속(Tm)에 대해서 폭방향으로 섬유속(Tm)을 누름으로써 섬유속(Tm)에 가해지는 장력을 긴장과 이완 사이에서 교대로 그리고 반복적으로 변화시킴으로써 보다 효과적으로 할 수 있으며, 가장 끝단에 있는 유체 통류부(31c)로부터 배출되는 개섬 섬유속(Ts)에 대해 폭방향으로 직선적인 진퇴마찰을 가함으로써 더욱더 효과적으로 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 섬유속의 개섬방법은 크릴(1)의 각각의 급사기(11ㆍ11ㆍㆍ)로부터 풀려나오는 다수의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)이 동일 평면상에 평행하게 배열되어 공급되고 공급된 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)은 각각의 섬유속(Tm)의 이동경로를 따라서 일렬로 마련되는 유체 통류 개섬기구(3)의 31a, 31b, 31c 등의 복수의 유체 통류부를 각각 부유상태로 통과하여 유체저항을 받아서 유체가 흐르는 방향으로 굽게 되고, 유체저항 때문에 결속이 느슨해진 각각의 섬유속의 인접 단섬유들 사이에 형성된 간극을 유체가 통과하여 흐르므로 인접한 단섬유들 사이의 상기 간극은 넓어지게 되고, 따라서, 각각의 섬유속에 대한 개섬작용을 더 촉진하여 각각의 개섬 섬유속(TsㆍTsㆍㆍ)이 형성되도록 하며, 동일한 방향으로 이동하는 일군의 각 개섬 섬유속들(Ts)을 국지적으로 그리고 간헐적으로 각 개섬 섬유속들(Ts)에 대해서 폭방향으로 누름으로써 각각의 개섬 섬유속(Ts)에 가해지는 장력이 긴장과 이완 사이에서 교대로 상반되게 변동하여 31a, 31b, 31c 등의 각각의 유체 통류부에 의한 개섬 작용을 촉진하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 섬유속의 개섬방법은 크릴(1)의 각각의 급사기(11ㆍ11ㆍㆍ)로부터 풀려나오는 다수의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)이 동일 평면상에 평행하게 배열되어 공급되고 공급된 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)은 각각의 섬유속(Tm)의 이동경로를 따라서 일렬로 마련되는 유체 통류 개섬기구(3)의 31a, 31b, 31c 등의 복수의 유체 통류부를 각각 부유상태로 통과하여 유체저항을 받아서 유체가 흐르는 방향으로 굽게 되고, 유체저항 때문에 결속이 느슨해진 각각의 섬유속의 인접 단섬유들 사이에 형성된 간극을 유체가 통과하여 흐르므로 인접한 단섬유들 사이의 상기 간극은 넓어지게 되고, 따라서, 각각의 섬유속에 대한 개섬작용을 더 촉진하여 각각의 개섬 섬유속(TsㆍTsㆍㆍ)이 형성되도록 하며, 어느 인접한 개섬 섬유속들(Ts 및 Ts)의 측변(fringe side) 단섬유들을 접선방향으로 배열하기 위해 동일 평면상에서 이동하는 일군의 각 개섬 섬유속들(Ts)에 대하여 폭방향으로 직선적인 진퇴마찰을 가해서 단섬유들이 전체적으로 밀도에 있어서 균일하게 분포되어 있는 개섬 섬유시트(Tw)를 형성시키는 것을 특징으로 한다. 덧붙이자면, 개섬 작용은 각 개섬 섬유속들에 대하여 폭방향으로 진퇴마찰을 가하기 전에 일군의 각 개섬 섬유속들 (Ts)을 국지적으로 그리고 간헐적으로 각 개섬 섬유속들에 대해서 폭방향으로 누름으로써 각각의 개섬 섬유속(Ts)에 가해지는 장력을 긴장과 이완 사이에서 교대로 변동시켜서 보다 효과적으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 섬유속의 개섬방법은 31a, 31b, 31c 등 각각의 유체 통류부에 각 섬유속의 일정한 굽힙 정도를 보장하는 플로팅 컨트롤 브리지(35, floating control bridge)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 문제점을 해결하기 위한 기계적 수단으로서 상기 방법에서 사용되어 지는 섬유속 개섬장치는 보빈, 콘, 치즈 등의 급사기(11) 또는 섬유속(Tm)이 감기는 급사기(11)를 다수 갖춘 크릴; 급사기(11) 또는 급사 크릴로부터 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)을 일정 장력하에 풀어서 당해 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)의 되감김를 제어하면서 공급하는 섬유속 공급기(2); 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)을 부유상태로 지지한 상태에서 유체를 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)에 대해서 직교방향으로 접촉시키고 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)사이를 통과시키고 유체가 흐르는 방향으로 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)을 굽혀서 개섬하기 위한, 공급된 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)의 이동경로를 따라 연속으로 배치된 31a, 31b, 31c 등의 유체 통류부를 포함하는 유체 통류기(3); 긴장과 이완 사이에서 교대로 섬유속 또는 각각의 섬유속들에 가해지는 장력을 변화시키는 장력변화기(4)(도 3 참조)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 문제점을 해결하기 위한 기계적 수단으로서 상기 방법에서 사용되어 지는 섬유속 개섬장치는 급사기(11) 또는 섬유속(Tm)이 감기는 급사기(11)를 다수 갖춘 크릴; 급사기(11) 또는 급사 크릴로부터 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)을 일정 장력하에 풀어서 당해 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)의 되감김를 제어하면서 공급하는 섬유속 공급기(2); 섬유속 (Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)을 부유상태로 지지한 상태에서 유체를 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)에 대해서 직교방향으로 접촉시키고 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)사이를 통과시키고 유체가 흐르는 방향으로 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)을 굽혀서 개섬하기 위한, 공급된 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(TmㆍTmㆍㆍ)의 이동경로를 따라 연속으로 배치된 31a, 31b, 31c 등의 유체 통류부를 포함하는 유체 통류기(3); 긴장과 이완 사이에서 교대로 공급되는 섬유속 또는 각각의 섬유속들에 가해지는 장력을 변화시키는 장력변화기(4); 및 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(Tm)에 포함된 각각의 단섬유들에 인접하여 개섬과정에서 섬유속(Tm) 또는 각각의 섬유속들(Tm)에 대해 폭방향으로 앞뒤로 움직여 각각의 단섬유들에게 마찰력을 가하는 폭방향 진퇴 마찰기(6)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 요소에 대하여 약간의 보충설명을 하자면 다음과 같다.
(1) 본 발명이 포함하는 섬유속은 섬유강화 열가소성수지(Fiber Reinforced Thermoplastics: FRTP) 및 섬유 강화 수지(Fiber Reinforced Plastics: FRP) 제품의 강화 매트릭스로 사용되는 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 폴리옥시메틸렌 섬유, 폴리아마이드 섬유 등과 같은 통상 알려진 고강도 단섬유들이 집속된 섬유속이 주이지만, 본 발명은 또한 다수의 금속 단섬유들 또는 통상적으로 알려진 합성 단섬유들이 집속된 섬유속을 포함하며, 또한 필요하다면 경우에 따라 상기 것들 이외의 모든 유형의 섬유속들을 포함할 수도 있다.
(2) 또한, 접촉하여 개섬시키기 위해 섬유속에 작용하는데 사용되는 유체의 유형에 관해서는 공기나 수증기와 같은 기체류에 의해 발생된 운동에너지, 물이나 기타 액체와 같은 액체류에 의해 발생된 운동에너지 또는 액체-기체 이상류(two-phase flow)에 의해 발생된 운동에너지를 포함한다.
(3) 유체 통류기(3)을 이루는 31a, 31b, 31c, 31d 등의 유체 통류부들에 관해서는 각 통유부의 유체 속도는 같거나 다를 수 있다. 예를 들자면, 각각의 유체 통류부간에 고속에서 저속으로 또는 저속에서 고속으로 유체 속도에 차이가 있을 수 있다. 섬유속이 개섬되는 과정에 따라서, 가장 효율적인 유체 속도가 선택될 수 있다.
(4) 거듭, 본 발명에서는, 섬유속(Tm)의 이동 경로를 따라 일련으로 배치된 31a, 31b, 31c, 31d 등의 유체 통류부들을 통하여 섬유속(Tm)이 부유상태로 통과할 때에 섬유속을 구성하는 각각의 단섬유들이 폭방향으로 움직여 개섬되고 유연하게 굽여지므로, 사용되는 섬유속의 물리적 특성과 이동 속도를 고려하여 섬유속(Tm)에 가해지는 장력과 유체 속도가 정하여 질 것이다. 지나치게 강한 장력이 각각의 섬유속에 가해지거나 유체의 유동 속도가 지나치게 느리면 각각의 섬유속들이 유체가 흐르는 방향으로 굽혀지지 않고 각각의 유체 통류부들을 지나치게 될 것이고 이로 인해 원활한 개섬 작용을 수행하는 데 실패하게 된다.
(발명의 효과)
전술한 바와 같이, 본 발명은 각 섬유속들의 이동 경로를 따라 연속으로 배치되어 있고 유체 통류 개섬기구를 이루는 다수의 유체 통류부를 동일 평면상에 평행하게 배치되어 동일 속도로 급사 크릴로부터 풀려 공급되는 각각의 섬유속들이 부유상태로 통과하는 동안 유체저항을 받아서 유체 흐름방향으로 굽혀지고, 그러한 유체 저항을 받고 느슨해진 각각의 섬유속들의 어느 인접한 단섬유들 사이를 유체가 통과하여 흐르게 되는 유체역학적 메카니즘을 사용하고 있으므로, 어느 인접한 섬유속들의 측변(fringe side) 단섬유들이 평행으로 그리고 균일한 밀도로 접선방향으로 배열하고 있는 이상적인 광폭 개섬사 시트를 효율적으로 양산할 수 있다.
본 발명은 되감기는 것을 억제하면서 급사기 또는 크릴로부터 공급되는 하나의 섬유속 또는 복수의 섬유속들 중 어느 하나가 긴장과 이완 사이에서 가해지는 장력의 변화를 받고, 상기 섬유속 또는 상기 각각의 섬유속들이 이동경로를 따라 일렬로 배치된 복수의 유체 통류부를 통과하는 동안 유체 저항을 받아서 유체가 흐르는 방향으로 굽혀지며, 그러한 유체 저항을 받고 느슨해진 섬유속 또는 각각의 섬유속들의 어느 인접한 단섬유들 사이를 유체가 통과하여 흐르게 되는 메카니즘을 채택하였다. 따라서, 개섬 섬유속 생산을 위한 개섬 작용 및 어느 인접한 섬유속들의 측변(fringe side) 단섬유들이 평행으로 그리고 균일한 밀도로 접선방향으로 배열하고 있는 이상적인 광폭 개섬사 시트의 생산을 위한 개섬 작용 모두 고효율로 이루어질 수 있다.
개섬되고 긴장과 이완 사이에서 장력의 변화를 받는 과정에서 각각의 섬유속에 대해서 폭 방향으로 선형의 진퇴마찰을 가하는 수단을 채택함으로써 구성 단섬유들에 손상을 덜 입히고 구성 단섬유들이 전체적으로 균일하게 분포되도록 하면서 개섬 섬유속 또는 광폭 개섬사 시트가 생산되는 것을 가능하게 해준다. 따라서, FRP 및 FRTP로 만든 제품용 강화재료로 사용할 수 있을 정도로 넓고 구성 단섬유들 사이에서 고점도 가용 열가소성 수지가 균일하고 원활하게 함침될 수 있게 하는 수지 흡수성이 우수한 고품질의 개섬사 시트를 저렴하게 공급할 수 있다.
하나 또는 여러 개의 급사기를 갖춘 크릴, 섬유속 공급기, 복수의 유체 통류부를 갖춘 유체 통류 개섬기구, 각각의 섬유속에 대해 가해지는 장력을 긴장과 이완사이에서 교대로 변화시키는 장력 변화기를 필수적으로 구비하는 매우 능률적인 기구의 사용으로, 탄소섬유, 세라믹섬유, 폴리옥시메틸렌섬유, 방향족 폴리아마이드 수지 등을 포함하는 섬유속이 공간과 비용을 절약하면서 고효율로 고품질 광폭 개섬 섬유속으로 제조되어 진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
(제1 실시예)
본 실시예에서는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 장치예 1에 의해 하나의 섬유속이 개섬되어 지는 메카니즘이 이하 설명되어 진다.
(장치예 1)
도 1 및 2에서 참조번호 11은 장섬유속 Tm이 감겨져 있는 보빈 타입의 급사기를 나타내며, 급사기는 급사 모터(12)의 전원축에 맞물려 있는 보빈 축(12a)에 걸쳐있고, 급사기로부터 섬유속(Tm)이 급사 모터(12)의 회전에 의해 풀려나온다. 본 실시예가 포함하는 섬유속은 탄소 섬유속, 유리 섬유속, 아라미드 섬유속 및 세라믹 섬유속 등과 같이 구성 단섬유들이 고강도를 가지는 강화 섬유속과, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론6, 나일론66, 나일론12, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르 에테르 케톤 등으로부터 만들어진 단섬유들을 집속한 열가소성 수지 섬유속을 포함한다. 가연된 섬유속은 꼬임을 풀지 않으면 연속적으로 개섬될 수 없기 때문에 생산비를 절약하기 위해서는 가연되지 않은 섬유속 또는 사전에 꼬임을 푼 섬유속을 사용하여야 한다는 점을 주의하여야 한다.
다음으로, 도면들 중에서 참조번호 2는 섬유속 공급기를 나타내는데, 이 공급기는 급사기(11)로부터 풀려져 나오는 섬유속(Tm)을 고정된 위치에 지지하는 회전가능한 가이드 롤러(21); 가이드 롤러(21)의 하류부에서 섬유속(Tm)을 지지하기 위한 전후방 한 쌍의 회전 지지 롤러(22 및 22); 상류부의 지지 롤러(22)와 가이드 롤러(21)사이에 회전가능하도록 위치하여 통과하는 섬유속(Tm)에 인접하고 섬유속 (Tm)에 가해지는 장력의 변화에 따라 올라가고 내려가 결국 섬유속(Tm)의 장력을 일정하게 유지시키는 장력 안정 롤러(24a); 장력 안정 롤러(24a)의 상한 위치를 감지하는 상한 위치 센서(25a) 및 장력 안정 롤러(24a)의 하한 위치를 감지하는 하한 위치 센서(25b); 하류부의 지지 롤러(22)를 누르고, 지지 롤러(22)와 그 자신의 사이에 끼워진 섬유속(Tm)과 함께 회전하는 닙 롤러(23a); 그리고 섬유속(Tm)의 공급방향으로만 닙 롤러(23a)를 회전시켜서 공급 경로의 반대방향으로 섬유속(Tm)이 되감기는 것을 방지하는 일방향 회전 클러치(23b)를 포함한다.
장치예 1의 급사기(11)로부터 송출되는 섬유속(Tm)에 가해지는 장력의 안정화는 다음과 같이 실현된다. 즉, 섬유속 공급기의 장력 안정 롤러(24a)는 이동중인 섬유속(Tm)의 장력이 증가할 경우에는 위로 이동하고 감소할 경우에는 아래로 이동한다. 또한, 장력 안정 롤러(24a)가 그 상한 위치에 도달하였을 때, 상한 위치 센서(25a)가 그 위치를 감지하고, 이에 대한 신호가 급사 모터(12)에 입력되어 급사기(11)의 회전 속도를 증가시켜 섬유속(Tm)의 공급을 증가시키고 장력 안정 롤러 (24a)를 하강시킨다. 반면에, 장력 안정 롤러(24a)가 그 하한 위치에 도달하였을 때, 하한 위치 센서(25b)가 그 위치를 감지하고, 이에 대한 신호가 급사 모터(12)에 입력되어 급사기(11)의 회전 속도를 감소시켜 섬유속(Tm)의 공급을 감소시킨다. 이런 방식으로, 장치예 1의 사용에 의해 섬유속(Tm)에 가해지는 장력이 항상 일정하게 유지된다.
상기 일정 초기 장력이 가해진 섬유속(Tm)은 지지 롤러(22)와 닙 롤러(23a) 사이에서 진행한다. 이런 관점에서, 닙 롤러(23a)는 일방향 회전 클러치(23b)를 가져서 후술하는 하류부에 배치된 장력변화기에 의해 섬유속이 상반되는 긴장과 이완을 받더라도 닙 롤러(23a)는 섬유속의 공급방향의 반대 방향으로는 회전하지 않고 닙 롤러(23a)의 상류부에는 영향이 없어 결국 공급경로를 따라 섬유속(Tm)이 일정장력으로 풀리게 된다.
또한, 도면들 중에서 참조번호 3은 풍동관(cavity tube) 방식의 유체 통류 개섬기구를 나타낸다. 본 발명에서는 구멍이 유체 통류부(31a)로 기능하는 흡인 풍동관(suction cavity tube)을 유체 통류 개섬기구로 채택하였다. 섬유속(Tm)의 공급 경로와 같은 높이에 유체 통류부(31a)가 위치하고 있고, 통과하는 섬유속(Tm)의 높이가 일정 수준을 유지토록 유체 통류부(31a)의 입구부와 출구부에 각각 가이드 롤러(32)가 배치되어 있다. 흡인 풍동관으로 작용하는 유체 통류부(31a)는 흡기 펌프(34)를 가지고, 필요한 만큼 조절되는 유속 조절 벨브(33)을 가지는 흡기 펌프 (34)는 유체 통류부(31a) 내부에 요구되는 만큼의 유속으로 흡인 기류를 일으킨다.
또한, 도면들 중에서 참조번호 4는 장력변화기를 나타내며, 이것은 유체 통류 개섬기구(3)의 하류부에 상호간 간격을 가지고 수평하게 위치한 전후방 한 쌍의 지지 롤러(41 및 41) 사이에 배치되어 있다. 장치예 1의 상기 장력변화기 (4)는 하부 끝단에 가압 롤러(42a)가 배치된 상승 막대(42); 상기 상승 막대(42)와 맞물리는 신장 및 수축 크랭크 암(43); 및 파워 샤프트(power shaft)에 크랭크 암 (43)에 맞물리는 로터(43a,rotor)를 구비한 크랭크 모터(44)를 포함한다. 크랭크 모터(44)의 운전으로 로터(43a)를 회전시키는 것에 의해 크랭크 암(43)을 통해 발생하는 상승 막대(42)의 상승과 하강에 따라서, 가압 롤러(42a)는 개섬 과정에 있는 섬유속(Tm)에 대해서 가압과 이탈 동작을 반복하여 섬유속(Tm)에 가해지는 장력이 긴장과 이완 사이에서 교대로 변한다. 상기 장력변화기(4)는 개섬되는 과정의 섬유속을 일정 높이로 지지하는 한 쌍의 지지 롤러(41 및 41) 사이에 배치되어 있다. 주목할 점은, 크랭크 모터(44)의 회전 속도의 변화로 섬유속(Tm)에 가해지는 긴장과 이완의 상반된 사이클을 조절한다는 점이다.
지지 롤러(22)와 닙 롤러(23a)사이에서 섬유속(Tm)이 끼여 있는 부분을 통과한 후 섬유속(Tm)이 부유상태로 유체 통류부(31a)를 통과중에 있는 동안, 하류부에 배설된 장력변화기(4)의 가압 롤러(42a)에 의해 섬유속(Tm)은 상반되게 긴장과 이완 사이에서 갑작스런 장력의 변화를 받고, 이 변화는 지지 롤러(22)와 닙 롤러 (23a)사이에 섬유속(Tm)이 끼여 있는 부분에 영향을 주게 된다. 따라서, 기류를 흡인하면서 상기와 같이 상반되는 긴장과 이완에 의해 영향을 받는 섬유속(Tm)에 대하여, 섬유속(Tm)에 가해지는 장력이 도 3에서 (a)에서 (b)로 향하는 화살로 나타낸 바와 같이 긴장에서 이완으로 변할 때, 섬유속(Tm)은 기류 흐름 방향으로 굽혀져 유체 통류부(31a) 내부에 존재하는 각각의 단섬유들의 길이가 순간적으로 길어져서 섬유속을 폭방향으로 개섬하는 것을 용이하게 해준다. 즉, 섬유속의 이완은 인접한 단섬유들 간의 장력을 완화시켜서 이러한 인접 단섬유들 사이를 관통하여 흐르는 공기류의 체적을 증가시키고, 이로써 개섬 작용을 증대시키게 된다. 반대로, 섬유속에 가해지는 장력이 도 3에서 (b)에서 (a)로 향하는 화살로 나타낸 바와 같이 이완에서 긴장으로 변할 때는, 유체 통류부(31a) 내부에서 섬유속(Tm)이 굽는 정도가 감소하고, 개섬 섬유속은 그대로 유지하면서 흡인 기류에 의해 빗질된 것처럼 정돈되어 각각의 구성 단섬유들이 배열된다.
이와 같이 개섬된 섬유속(Ts)는 귄취 기구(5)에 의해 권취되고, 이 권취 기구는 한 쌍의 권취 롤러(52)와 권취 모터(52)를 포함한다. 상기 설명에 덧붙이자면, 섬유속의 이동속도는 모터(52)의 회전속도에 의해 결정되어 지며, 그 속도는 도시되지 않은 스피드 세터(speed setter)로 모터(52)를 조절하는 것으로 조절할 수 있다. 게다가, 도시되지 않은 권취 빔(beam)이 개섬 섬유속(Ts)를 권취하기 위해 권취기(5)의 하류부에 설치되어 있고, 필요하다면, 권취 섬유속(Ts)에 갖가지 수지들을 함침시키기 위해 도시되지 않은 사전 함침 기구를 일렬로 설치할 수도 있다.
(제2 실시예)
본 실시예에서, 다수의 개섬 섬유속들이 도 4 및 도 5에 나타낸 장치예 2의 사용으로 생산되는 메카니즘이 이하 설명되어 진다.
(장치예 2)
도면 중의 참조번호 1은 다수의 레이어에 장 섬유속(Tm)이 감겨져 있는 보빈형의 다수의 급사기(11)(여기서는 5개의 급사기가 도시되어 있음)가 다단계로 배치되어 있는 크릴을 나타낸다. 장치예 1과 마찬가지로, 장치예 2의 각각의 급사기(11)에 급사 모터(12)가 마련되며, 이 모터의 회전으로 각각의 급사기들(11)로부터 섬유속(Tm)이 풀리게 된다.
크릴(1)의 급사기(11ㆍ 11ㆍㆍ)로부터 다수의 섬유속들(Tm)이 풀려 나오는데, 각각의 섬유속들에 대응하여 배치된 섬유속 공급기(2)에 의해 권취되면서 각각의 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)이 풀려나온다. 각각의 급사기(11)에 대응하는 장치예 2의 각 섬유속 공급기(2) 부분의 기본 구조는 장치예 1의 그것과 같고, 상기 섬유속 공급기는 급사기(11)로부터 풀려져 공급되는 섬유속(Tm)을 고정된 위치에 지지하는 회전가능한 가이드 롤러(21); 섬유속들(Tm)을 지지하기 위해 가이드 롤러(21)의 하류부에 회전하면서 배치된 전후방 한 쌍의 지지 롤러(22 및 22); 상류부의 지지 롤러(22)와 가이드 롤러(21)사이에 회전가능하도록 위치하여 통과하는 섬유속(Tm)에 인접하고 섬유속(Tm)에 가해지는 장력의 변화에 따라 올라가고 내려가 결국 섬유속(Tm)의 장력을 일정하게 유지시키는 장력 안정 롤러(24a); 장력 안정 롤러(24a)의 상한 위치를 감지하는 상한 위치 센서(25a) 및 장력 안정 롤러(24a)의 하한 위치를 감지하는 하한 위치 센서(25b); 하류부의 지지 롤러(22)를 누르고, 하류부의 지지 롤러(22)와 그 자신의 사이에 끼워진 섬유속(Tm)과 함께 회전하는 닙 롤러(23a); 그리고 섬유속(Tm)의 공급방향으로만 닙 롤러를 회전시켜서 섬유속이 되감기는 것을 방지하는 일방향 회전 클러치(23b)를 포함한다. 주목할 점은, 장치예 2의 경우 급사기들(11ㆍ 11ㆍㆍ)이 여러 단계에서 놓인다는 관점에서, 풀리는 각 섬유속들(Tm)은 같은 높이로 평행하게 배치되어 일군의 각 섬유속들을 정렬해야 하므로, 상기 구성요소들 이외에 장치예 2에는 한 쌍의 상,하 정렬 가이드 롤러(26,26)이 구비된다. 이러한 가이드 롤러(26,26)은 그 사이에 급사기(11)로부터 여러 단계에서 같은 높이로 풀려나오는 다수의 섬유속(Tm)을 파지하기 위한 것으로서 서로 간에 평행하게 그리고 같은 높이 수준으로 질서있게 배열된 일군의 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)로 정렬하는 것과 같이 각 섬유속들을 통제한다. 이러한 가이드 롤러의 배치는 후술하는 장력변화기에서 각각의 섬유속들이 받는 장력의 변동이 이 롤러의 상부에 영향을 미치는 것을 방지한다.
장치예 1과 마찬가지로, 섬유속 공급기(2)에 의해 권취되고 장력 안정 롤러(24a)를 통과하는 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ) 중 어느 것에나 가해지는 장력이 증가할 때 장력 안정 롤러(24a)가 위로 이동하고, 장력이 감소할 땐 아래로 이동한다. 장력 안정 롤러(24a)가 그 상한 위치에 도달하였을 때, 상한 위치 센서(25a)가 그 위치를 감지하고, 이에 대한 신호가 급사 모터(12)에 입력되어 급사기의 회전을 증가시켜 풀리는 섬유속(Tm)의 양을 증가시킨다. 반면에, 장력 안정 롤러(24a)가 그 하한 위치에 도달하였을 때, 하한 위치 센서(25b)가 그 위치를 감지하고, 이에 대한 신호가 급사 모터(12)에 입력되어 급사기(11)의 회전을 감소시켜 풀리는 섬유속(Tm)의 양을 감소시킨다. 다음으로, 섬유속 공급기(2)의 자기 조절 작용에 의해 가해지는 장력을 일정하게 유지하면서 각각의 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)이 정렬 가이드 롤러(26,26)로 유도되어 서로 평행하고 같은 높이 수준에서 정렬된다.
다음으로, 정렬 가이드 롤러(26,26)를 통과하는 각 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)이 장력변화기(4)를 거쳐서 유체 통류 개섬기구(3)으로부터 권취 롤러(5)까지 이동한다. 각각 장치예 2를 이루는 섬유속 공급기(2), 유체 통류 개섬기구(3), 장력변화기(4) 및 권취기(5)의 설치는 장치예 1의 그것과 근본적으로 동일하지만, 장치예 2에서는 다수의 섬유속(Tm)(여기서는 5개의 섬유속)개섬 작용을 받는다는 관점에서 디자인에 수정이 있다. 따라서, 그러한 수정들에 대해 이하 보충설명한다. 주지할 것은, 중복을 피하기 위해 섬유속 공급기(2)에 대한 설명을 생략하였다.
우선, 장치예 2의 유체 통류 개섬기구(3)은 장치예 1과 동일한 풍동관(cavity tube) 방식을 채택하였으나, 이들간의 차이점은 다음과 같은 점에 있다. 즉, 장치예 2의 유체 통류 개섬기구(3)은 흡인 기류가 각각의 섬유속들 (TmㆍTmㆍㆍ)에 전반적으로 작용할 필요가 있다는 관점에서 3개의 유체 통류부 (31a, 31b, 31c)를 가지며, 개구부의 폭은 하류부에서 상류부 순서로 커진다. 유체 통류부(31a, 31b, 31c)각각의 개구부는 각 섬유속들의 공급경로와 동일한 높이에 설치되어 있고, 이동중인 각 섬유속들(Tm)을 일정한 높이로 지지하기 위해 개구부의 입구쪽과 출구쪽 각각에 가이드 롤러(32)가 설치되어 있다. 흡인 기류는 흡인 펌프를 작동시키는 것에 의해 각각의 유체 통류부(31a, 31b, 31c)내에서 발생되며, 이 펌프에는 유속 조정 벨브(33)가 구비되어 각각의 유체 통류부 내부의 흡인 기류의 유속이 유속 조정 벨브(33)에 의해 필요할 때 조정된다.
다음으로, 장치 실시예 2의 장력 변화기 4는 하부 끝단에 가압 롤러(42a)가 배치된 상승 막대(42,elevating rod); 상기 상승 막대(42)와 맞물리는 수축 및 신장 크랭크 암(43); 및 파워 샤프트(power shaft)에 크랭크 암(43)에 맞물리는 로터(43a,rotor)를 구비한 크랭크 모터(44)를 포함한다는 점과 간격을 가지고 상류 및 하류 지지롤러(41,41)사이에 설치된다는 점에서 장치 실시예 1의 것과 동일하다. 하지만, 장력 변화기(4)의 상승 막대(42)는 서로 평행하게 움직이는 각 섬유속들 (Tm ㆍTmㆍㆍ)을 누르기에 충분히 넓은 가압롤러(42a)를 하부 끝단부에 구비하고 있다.
크랭크 모터(44)를 작동시키는 것에 의한 로터(43a)의 회전에 대하여, 크랭크 암(43)을 통해 상승 막대(42)가 위 아래로 이동하고 따라서, 가압 롤러(42a)는 개섬 과정에 있는 각각의 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)에 대해서 가압과 이탈 동작을 수행하여 각각의 섬유속들에 가해지는 장력을 일정 타이밍에 긴장과 이완 사이에서 교대로 변화시키고, 가해지는 장력의 변화는 상류부에 설치되어 있고 거기서 출발하는 정렬 가이드 롤러(26,26)에 까지 영향을 미친다. 유체 통류부(31a, 31b, 31c)를 통과하는 각각의 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)은 가압롤러(42a)의 작동에 의해 긴장과 이완 사이에서 장력의 변화를 받는다. 이러한 장력의 변화하에서 흡인 기류에 대게 되는 각각의 섬유속들에 대해, 각 섬유속들에 가해지는 장력이 이완 상태인 경우 각 섬유속들의 인접 단섬유들간의 장력은 이완되어 인접 단섬유들 사이를 관통하여 흐르는 흡인 기류에 의해 체적을 증가시키고 이로써 개섬 작용을 증대시키게 된다. 반면에, 각 섬유속들에 가해지는 장력이 이완 상태에서 긴장 상태로 바뀐 경우, 개섬 섬유속들은 그대로 유지하면서 흡인 기류에 의해 빗질된 것처럼 정돈되어 각각의 섬유속들이 배열된다. 이러한 유리한 작용들은 장치 실시예 1에서 이미 언급하였다.
다음으로, 유체 통류 개섬기구(3)에서 폭이 커지고 가해지는 장력이 일정 타이밍에서 긴장과 이완 사이에서 변하는 각각의 개섬 섬유속들(Ts ㆍTsㆍㆍ)이 권취기(5)에 의해 권취된다. 장치 실시예 2의 권취기(5)는 상,하한 쌍의 권취 롤러 (51,51) 및 이러한 롤러들을 구동하는 모터(52)를 포함한다. 그러나, 동시에 다수의 개섬 섬유속들(Ts)을 권취할 수 있을 만큼 넓은 롤러들을 여기서는 채택하였다.
(제3 실시예)
본 실시예에서는, 장치 실시예 2와 동일한 장치가 개섬 섬유 시트를 생산하기 위해 사용된다. 다수의 섬유속들(Tm ㆍTmㆍㆍ)을 폭방향으로 개섬하여 개섬 섬유속 시트(Tw)한 장을 형성하는 공정을 도 6에 나타내었다. 본 실시예에서 개섬 섬유 시트를 생산하는 데 사용되는 장치에 대한 설명은 생략하였고, 그것의 구조적 배열은 장치예 2의 것과 동일하다. 본 실시예에서도 역시, 다수의 섬유속들 (Tm ㆍTmㆍㆍ)에 대해 수행되는 개섬 작용은 제2 실시예와 동일한 방식으로 수행된다. 본 실시예와 제2 실시예간의 차이점은 다음과 같은 점에 있다.
즉, 본 실시예는 각각의 섬유속(Tm)에 대하여 개섬할 최대폭을 미리 정하며 각각이 상기 최대 폭에 대응하는 간격만큼 나란히 배치된 각 급사기(11)로부터 각 섬유속들(Tm)을 공급하며 이들을 섬유속 공급기(2)와 유체 통류 개섬기구(3)을 통과하여 장력 변화기(4)에 이동시키고, 유체 통류 개섬기구(3)에서 각 섬유속들이 상승적으로 흡인 기류에 대고 장력변화기(4)에서 긴장과 이완 사이에서 가해지는 장력의 변화를 받게 되어 점차 개섬되고, 개섬 섬유속들을 어느 인접한 개섬 섬유속들의 측변(fringe side) 단섬유들이 나란히 접선방향으로 배열하고 있는 개섬 섬유속 시트(Tw)로 통합하는데에 방법적인 특징이 있다.
본 실시예에 따른 개섬 섬유속 시트 제조방법은 도 7 및 8에 나타낸 바와 같이 장치예 3의 사용으로 실행될 것이다.
(장치예 3)
장치예 2 와 본 실시예에 따른 기구간의 차이점은 후자는 장력변화기(4)와 권취기(5) 사이에 폭방향 진퇴마찰기(6)을 구비하여 마치 바이올린을 연주하기 위해 활로 줄을 문지르는 것처럼 이동중인 각 개섬 섬유속(Ts)에 대해 폭방향으로 진퇴 마찰을 선형적으로 가하고 있다는 점에 있다. 다시 말하면, 마찰기(6)를 구비하고 있다는 점을 제외하고는 장치예 2와 장치예 3간에는 다른 차이점이 없다.
장치예 3의 진퇴마찰기(6)은 이동중인 각 개섬 섬유속(Ts)에 대해 폭방향으로 선접촉을 하도록 배치되어 있는 보우바(61,bow bar), 각 개섬 섬유속(Ts)에 대해 폭방향으로 상기 활모양의 바를 앞 뒤로 이동시키는 62와 63으로 표시한 크랭크 기구(crank mechanism) 및 크랭크 기구에 동력을 전달하는 크랭크 모터 (64)를 포함한다. 스테인리스 스틸로 만들고 마찰을 높이기 위해 표면에 거칠기 가공을 한 원형 파이프를 상기 보우바로서 채택한다. 장력 변화기(4)를 통과한 후 이동중인 각 개섬 섬유속들(Ts)이 마찰기를 통과하는 동안 앞 뒤로 상반되게 이동하는 상기 보우바(61)를 만나게 되어 폭방향으로 진퇴마찰을 받게 되고, 개섬 섬유속들(Ts)를 구성하는 각 단섬유들은 각각 차례로 문질러지고, 인접한 단섬유들이 서로 결합되어 있는 개섬 섬유속의 단 일부라도 부드럽게 분리되어 각각의 개섬 섬유속들(Ts)이 내부에 균일하게 분포되어 있는 고품질의 개섬 섬유속 시트 (Tw)가 형성된다.
(장치예 4)
제3 실시예에 따른 개섬 섬유속시트의 제조방법을 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같은 장치예 4를 사용하여 행해도 좋다.
장치예 4는, 각각의 유체 통류부(31a, 31b, 31c)에 이들 각각을 통과하는 각각의 섬유속(TmㆍTmㆍㆍ)의 휘어지는 정도를 최저로 확보하기 위해서 부유제어 브릿지(35)를 설치한 것을 특징으로 하며, 그외의 구조적 배치는 장치예 3과 동일하다.
장치예 4를 사용하여 행한 제3 실시예에 있어서, 각각의 유체 통류부(31a, 31b, 31c)에 설치된 부유제어 브릿지(35) 아래로 각각의 섬유속을 통과시킴으로써, 각각의 섬유속(TmㆍTmㆍㆍ)에 흡인기류를 통기시킨다. 따라서, 상기 부분을 통과한 각각의 섬유속(Tm)에 가해지는 장력이 장력가변기(4)의 작용 등에 의해 증대되어도, 각각의 섬유속(Tm)은 부유제어 브릿지(35)에 접하여 있어 직신화 또는 각각의 섬유속(Tm)의 휘어지는 정도가 부유제어 브릿지(35)에 의해 확보된 것보다 작아지는 것이 억제된다. 따라서, 흡인기류와 각각의 섬유속(Tm) 상이의 최소 접촉면적이 확보되어, 유체 통류 개섬기구(3) 상에서의 개섬 작용이 안정화된다.
(장치예 5)
그 다음, 제3 실시예에 따른 개섬 섬유속시트의 제조방법을 도 11에 나타낸 바와 같은 장치예 5를 사용하여 행해도 좋다.
장치예 4와 장치예 5의 차이점은 후자는 각각의 유체 통류부(31a, 31b, 31c) 의 상방에 열풍기 등의 가열기(7)가 설치되어 있어 그 부분을 통과하는 각각의 섬유속(Tm)을 향해 열풍을 블로잉하게 되어 있고, 그 외의 구조적 배치는 전자와 동일하다.
장치예 5는 개섬 대상의 각각의 섬유속(Tm)을 이루는 각각의 단섬유가 합성수지계 사이징제와 결합되어 있는 경우 특히 유효하다. 장치예 5에 있어서 가열기(7)로서 채용된 열풍기로부터 불어온 열풍은 각각의 섬유속(Tm)을 이루는 단섬유를 결합시키는 사이징제를 연화시킴으로써 인접한 단섬유 사이의 결합이 이완되어, 그 유체통류부(31a, 31b, 31c)에서 수행되는 개섬 작용을 더욱 촉진시킨다. 열풍의 온도는 사용되는 사이징제의 종류에 따라 다르지만, 에폭시계 사이징제의 경우, 80~150℃ 범위의 열풍에 의해 충분히 연화될 수 있다. 원적외선 가열기, 고주파 가열기를 가열기(7)로 채용해도 좋다.
(장치예 6)
제3 실시예에 따른 개섬 섬유속시트의 제조방법을 도 12에 나타낸 바와 같은 장치예 6을 사용하여 행해도 좋다.
장치예 5와 장치예 6의 차이점은 후자는 각각의 섬유속(Tm)의 공급방향으로 개구가 길게 연장하여 있는 흡인 공동관형의 유체 통류 개섬기구(3)가 설치되어 있고, 그 개구가 상류측으로부터 하류측까지 유체 통류부(31a, 31b, 31c)에 균등하게 분할되어 있는 것 이외의 구조적 배치는 전자와 동일하다. 장치예 6은 유체통유 개섬기구(3)에 대해 하나의 유속밸브(33)와 단일 흡기펌프(34)만이 필요하여, 장치 제조비용이 저감될 수 있고, 그 조작도 간단하다.
(제4 실시예)
본 실시예에 있어서, 상술한 바와 같이 장치예 5와 실질적으로 동일한 장치에 있어서, 유체통류부(31a, 31b, 31c) 상방으로 열풍기 등의 가열기(7)를 복잡하게 배치하여 각각의 유체통류부(31a, 31b, 31c)를 향해서 열풍을 블로잉하여, 개섬 멀티필라멘트 섬유속 또는 개섬 섬유속시트 중 하나를 제조하고, 이 섬유속 또는 시트를 서로 오버랩하여 복합 개섬 섬유속시트를 제조한다. 혼섬 개섬 섬유속시트의 제조방법을 도 13~도 15에 나타낸다.
(장치예 7)
도 13에 본 발명에 사용되는 장치예 7을 나타낸다. 이 장치예 7은 상부 및 하부 배치를 갖고, 이 배치 중 어느 하나로 크릴(1), 섬유속 일 방향 공급기(2), 유체통류 개섬기구(3), 가열기(7) 및 가이드롤러(8)가 설치되어 있고, 또한 한쌍의 합류롤러(9), 장력가변기(4), 보우바(61, 61) 및 권취기(5)을 구비한 가로방향의 진퇴마찰기(6)을 더 포함한다.
이 장치예(7)는 각각의 상방 및 하방 크릴(1)로부터 다수의 섬유속(TmㆍTmㆍㆍ)(여기서는 5개의 섬유속)을 풀어, 각각의 일방향 섬유속 공급기(2)에 의해 이들 각각의 섬유속에 소정의 장력을 가하면서, 닙롤러와 일방향 회전 클러치를 사용하여 이들 각각의 섬유속이 역류하는 것을 억제하여 각각의 유체통류 개섬기구(3)로 이동시킨다. 그 다음, 각각의 유체통류 개섬기구(3)의 섬유속(TmㆍTmㆍㆍ)에 대해, 하류의 장력가변기(4)에 의해 발생되는 긴장과 이완 사이에 가해진 장력을 상호변화시키고, 가해진 장력변화 하에서 이들 각각의 섬유속에 대해 흡인기류 작용에서 스트레드를 진행한다. 그 후, 각각의 섬유속(Tm)은 개섬 섬유속 또는 개섬 섬유속시트로 형성하고, 이러한 섬유속 또는 시트는 각각의 가이드롤러(8)를 통해 합류롤러(9)의 방향을 향해서 이동하고, 합류롤러(9)에 있어서, 각각의 상하 개섬 섬유속 또는 각각의 상하 개섬 섬유속시트를 서로 오버랩하여, 서로 적층시킨 후, 보우바(61, 61) 및 권취기(5)를 구비한 가로방향의 진퇴마찰기(6)을 장력가변기(4)을 통해 이동시킨다. 그 다음, 상기 적층된 개섬 섬유속 또는 개섬 섬유속시트에 대해, 장력가변기(4)에 의해 긴장과 이완 사이에서 적층된 각각의 섬유속 또는 시트에 대해 인가된 장력을 변화시키고, 이 변동 하에서 적층된 개섬 섬유속 또는 개섬 섬유속시트를 그 섬유속 또는 시트에 대해 가로방향으로 이동하는 진퇴마찰기(6)의 보우바에 의해 진퇴마찰시킨다. 여기서, 상측 개섬 섬유속 또는 상측 개섬 섬유속시트를 이루는 각각의 단섬유는 하측 개섬 섬유속 또는 하측 개섬 섬유속시트를 이루는 각각의 단섬유와 균일하게 혼섬하여, 혼화성이 우수하고, 두께가 균일한 복합 개섬 섬유속시트를 형성하고, 이 복합 시트를 권취 기(5)에 의해 권취하여 도시하지 않은 권취빔으로 권취한다.
도 14는 하측 개섬 섬유속으로 오버랩된 상측 개섬 섬유속과 적층된 개섬 섬유속을 복합 개섬 섬유속시트로 형성하는 프로세스를 나타낸다. 도 15는 하측 개섬 섬유속으로 오버랩된 상측 개섬 섬유속과 적층된 개섬 섬유속을 혼섬 개섬 섬유속시트로 형성하는 프로세스를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 도 13~도 15에 나타내듯이 상하 2단 각각으로 얻어지는 개섬 섬유속을 서로 오버랩하여 혼섬시켜서, 복합 개섬 섬유속시트로 형성하지만, 3단 이상의 다단식 배치를 채용해도 좋다.
또한, 복합 개섬 섬유속시트로 형성하기 위해서 혼섬할 적층된 개섬 섬유속을 동종의 재료로 한정하지 않고, 이종의 것이어도 좋다. 예컨대, 동일한 섬유속이 오버랩된 개섬 탄소섬유 섬유속, 동일한 섬유속이 적층된 개섬 폴리프로필렌 수지섬유 섬유속과 같은 동종의 조합 뿐만 아니라, 개섬 유리섬유 섬유속에 오버랩된 개섬 탄소섬유 섬유속, 개섬 아라미드 수지섬유 섬유속이 적층된 개섬 탄소섬유 섬유속과 같은 이종 조합 또는 개섬 폴리프로필렌 수지섬유 섬유속으로 오버랩된 개섬 탄소섬유 섬유속, 개섬 나일론 6 수지섬유 섬유속이 적층된 개섬 유리섬유 섬유속과 같은 강화섬유 섬유속과 열가소성 수지섬유 섬유속의 조합이 이용될 수 있다.
이후, 제1 실시예 내지 제4 실시예에 기초하여 다음의 시험예를 나타내어 본 발명의 실제 형태를 검정한다.
제1 실시예의 작용을 검정하기 위해서, 도 1에 나타내듯이 장치예 1의 유체통류 개섬기구(3)의 상방에 가열기로서 사용되는 열풍가열기가 더 설치되어 있는 구성의 장치를 사용하여 탄소섬유 섬유속 상에서 개섬 조작을 행한다.
이 시험예에 있어서, 각각 7㎛의 직경을 가지는 12,000개의 탄소 단섬유를 섬유속으로 만든 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 제품의 상품명 'PYROFIL TR 50S'의 탄소섬유 섬유속 12K를 시험샘플로서 채용한다. 여기서, 최초 장력 40g을 장력안정화 롤러(24a)에 의해 탄소섬유 섬유속(Tm)에 가하고, 그 섬유속을 흡인공동형 유체통류 개섬기구(3)에 공급한다.
(1) 유체통류부(31a)의 개구의 크기는 폭이 40mm, 섬유속의 공급방향으로의 길이가 30mm이고, 빈공간 조건에서 흡인기류의 유속은 20m/초로 설정되어 있다.
(2) 유체통류부(31a)의 입구측과 출구측 상에, 직경 10mm이고 스테인레스 강으로 이루어졌으며, 그 표면이 광택가공(satin finished)된 가이드 롤러(32)가 위치하여 있다.
(3) 유체통류부(31a)를 향하여 배향된 가열기(열풍 가열기)는 120℃의 열풍을 연속적으로 블로잉할 수 있다.
(4) 장력가변기(4)의 크랭크 모터(44)의 회전수가 350rpm, 로드(42)로 섬유속의 아래쪽으로 가압하는 스트로크를 20mm으로 설계되어 있다.
(5) 권취기(5)에 의한 섬유속 권취속도는 10m/초로 설정되어 있다.
이 시험예에 있어서는, 개섬 처리 전의 초기 폭이 5mm, 초기 두께가 0.15mm인 탄소 섬유속(12K)이 폭 20mm, 두께 0.04mm의 개섬 섬유속(Ts)로 조제된다. 상업적으로 말하면, 상기 개섬 섬유속(Ts)은 개섬 폭이 안정되고, 그 단섬유의 배열 및 분산성도 양호하다고 확인된다.
(시험예 2)
도 4에 도시된 바와 같이 장치예 2를 사용하여 유체 통류 개섬 기구(3)의 상방에 설치된 가열기(7)(열풍기) 및 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c)의 깊이 10cm 내부에 설치된 유동 억제 브릿지(35)에 의해 5개의 탄소 섬유속이 동시적으로 개섬되어 5개의 개섬 섬유속로 제조된다. 여기에서는, Toray Co.,Ltd.에서 제조되어 상표명 TORAYCA M55J 으로 판매되며, 540GPa의 고탄성율을 가지는 6000개의 탄소 섬유가 각각 집속된 탄소 섬유속(6K)를 탄소 섬유속으로 채택한다. 일반적으로 사용되는 탄소 섬유의 탄성율은 대략 240GPa이다.
이 실험에서, 5개조의 섬유속(Tm.Tm..)이 폭방향으로 10mm 간격으로 나열되도록 5개의 급사기(11)가 배치되고, 각 섬유속(Tm)에 가해진 장력이 25g이 되도록 장력 안정 롤러(24a)에 의해 조절된다. 그 후, 이들 섬유속은 흡인 풍동관 타입의 유체 통류부(31a, 31b, 31c)가 설치된 유체 통류 개섬 기구(3)로 이러한 순서로써 이송된다. 여기에서 사용된 장치는 다음과 같이 배열된다.
(1) 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c)의 개구 치수는 폭 50mm, 각 섬유속의 이송 방향으로의 길이 30mm이며, 흡인 공기류의 유속은 섬유속이 없는 빈 상태에서 20m/sec로 설정된다.
(2) 각 유체 통류부의 입구측 및 출구측에는 직경 10mm의 표면이 광택 가공된(satin finished) 스테인레스강으로 이루어진 가이드 롤러(32)가 설치된다.
(3) 각 유체 통류부를 향하는 가열기(열풍기)는 120℃의 열풍을 연속적으로 불 수 있다.
(4) 장력 가변기(4)의 크랭크 모터(44)가 350rpm로 설계되고 로드(rod)(42)에 의한 각 섬유속에 대하여 하측으로 미는 스트로크가 20mm로 설정된다.
(5) 권취기(5)에 의한 각 섬유속의 권취 속도는 10m/min으로 설정된다.
이 시험예에서는, 개섬 처리 전의 초기 폭이 1mm, 초기 두께가 0.2mm인 탄소 섬유속(6K)이 5개의 개섬 탄소 섬유속(Ts)로 각각 제조된다. 고탄성율의 탄소 섬유가 사용되며 각 개섬 속의 단섬유가 규칙적이고 균일하게 정렬되고 분산되어 있다는 사실에도 불구하고, 단섬유 상에는 섬유절단이 거의 없다고 확인된다.
(시험예 3)
이 시험예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 장치예 5를 사용하여 16개의 탄소 섬유속이 동시적으로 개섬되어 개섬 멀티-필라멘트 섬유속 시트로 합쳐진다. Mitsubishi Rayon Co., Ltd.에서 제조되어 상표명 'PYROFIL TR 50S'으로 판매되며, 각각 직경 7㎛를 가진 12000개의 단섬유가 집속된 탄소 섬유속(12K)이 본 시험예로 채택된다.
여기에서, 16개조의 섬유속(Tm)이 폭방향으로 20mm 간격으로 나열되도록 16개의 급사 보빈이 배치되고, 각 섬유속에 가해진 장력이 40g이 되도록 장력 안정 롤러(24a)에 의해 조절된다. 그 후, 이들 섬유속은 흡인 풍동관 타입의 유체 통류부(31a, 31b, 31c)가 설치된 유체 통류 개섬 기구(3)로 이송된다. 각 유체 통류부의 개구는 320mm의 폭과 섬유속의 이송 방향을 따라 30mm의 길이를 가지며 흡인 공기류의 유속은 섬유속이 없는 빈 상태에서 25m/sec로 설정된다. 각 섬유속의 이동 방향으로부터 10mm의 깊이에 직경이 10mm인 유동 억제 브릿지(35)가 각 유체 통류부에 설치된다. 표면이 광택 가공된(satin finished) 스테인레스강으로 이루어진 원형 로드가 유동 억제 브릿지로 채택된다. 그 다음, 개섬되는 과정 도중에 각 유체 통류부와 대향해서 배치된 가열기(7)(열풍기)로부터 120℃의 열풍이 각 섬유속(Tm)으로 불어진다. 장력 가변기(4)의 크랭크 모터(44)가 350rpm으로 회전하고 로드(42)에 의한 각 섬유속에 대하여 하측으로 미는 스트로크는 20mm로 설정된다. 또한, 폭방향 진퇴 마찰기(6)에 표면이 광택 가공(satin finished)되고 스테인레스강 원형 로드로 각각 이루어진 2개의 보우 바(bow bar)가 설치되고, 상기 마찰기(6)의 크랭크 모터(65)가 200rpm으로 회전하며 상기 보우 바의 진퇴 스트로크는 각각 4mm로 설정되어 개섬 멀티 필라멘트 섬유속 시트에 대해 폭방향으로 진퇴 마찰을 부여한다. 이 시험예에서, 권취기(5)에 의한 각 섬유속의 권취 속도는 10m/min으로 설정된다.
상기 실험의 결과로서, 개섬 처리 전의 초기 폭이 5mm, 초기 두께가 0.15mm인 각각의 탄소 섬유속(12K)이 폭 20mm의 개섬 섬유속으로 처리된다. 이들 개섬 섬유속(Ts)은 320mm의 폭과 0.04mm의 두께를 가지는 개섬 멀티 필라멘트 섬유속 시트(Tw)로 합쳐지고, 여기에서는 모든 인접 개섬 섬유속(Ts)의 측변 단섬유가 규칙적인 방식으로 접선 상태로 정렬되고 전체적으로 단섬유가 밀도면에서 균일하게 분산된다.
(시험예 4)
여기에서는, 도 12에 도시된 바와 같이 장치예 6을 사용하여 16개의 탄소 섬유속이 동시적으로 개섬되어 개섬 멀티-필라멘트 섬유속 시트로 합쳐진다. Mitsubishi Rayon Co., Ltd.에서 제조되어 상표명 'PYRONFIL TR 50S'으로 판매되며, 각각 직경 7㎛를 가진 12000개의 단섬유가 집속된 탄소 섬유속(12K)이 본 시험예로 채택된다.
여기에서는, 16개조의 탄소 섬유속(Tm)이 폭방향으로 20mm 간격으로 나열되도록 16개의 급사 보빈이 배치되고, 40g의 장력이 각 섬유속(Tm)에 가해지도록 장력 안정 롤러(24a)에 의해 조절된다. 이들 섬유속은 흡인 풍동관의 길이 방향 개구부를 섬유속의 이동 방향을 따라 일정 간격으로 구분하여 형성한 유체 통류부(31a, 31b, 31c)가 설치된 유체 통류 개섬 기구(3)로 이송된다. 상기 유체 통류 개섬 기구(3)는 320mm의 폭을 가지며 섬유속의 이동 방향을 따라 구분된 유체 통류부 각각은 30mm의 길이를 가진다. 가이드 롤러(32)는 직경이 10mm인 스테인레스강 원형 로드이며, 그 표면은 광택 가공(satin finished)되어 있다. 섬유속이 없는 빈 상태에서 유체 통류 개섬 기구(3)내의 흡인 공기류의 유속이 25m/sec로 설정되도록 유체 조정 밸브(33)를 조정함으로써 흡기 펌프(34)가 작동한다. 또한, 구분된 각 유체 통류부에 섬유속의 이동 방향으로부터 10mm의 깊이에 직경 10mm를 가진 유동 억제 브릿지(35)가 설치된다. 그 다음, 개섬되는 과정 도중에 유체 통류 개섬 기구(3) 상방에 설치된 가열기(7)(열풍기)로부터 120℃의 열풍이 각 섬유속으로 연속적으로 불어진다. 장력 가변기(4)의 크랭크 모터(44)는 350rpm으로 회전하고 로드(42)에 의한 각 섬유속에 대하여 하측으로 미는 스트로크는 20mm로 설정된다. 한편, 폭방향 진퇴 마찰기(6)의 크랭크 모터(65)는 200rpm으로 회전하고 각 보우 바(61, 61)의 진퇴 스트로크는 4mm로 설정함으로써 통과하는 개섬 멀티-필라멘트 섬유속 시트(Tw)의 표면이 폭방향으로 왕복하며 진퇴 마찰한다. 개섬 멀티-필라멘트 섬유속 시트(Tw)는 권취기(5)에 의해 10m/min으로 권취된다.
상기 실험의 결과로서, 개섬 처리 전의 초기 폭이 5mm, 초기 두께가 0.15mm인 각각의 탄소 섬유속(12K)이 폭 20mm인 각 개섬 섬유속(Ts)으로 처리된다. 이들 개섬 섬유속(Ts)은 320mm의 폭과 0.04mm의 두께를 가지는 개섬 멀티 필라멘트 섬유속 시트(Tw)로 합쳐지고, 여기에서는 모든 인접 개섬 섬유속의 측변 단섬유가 규칙적인 방식으로 접선 상태로 정렬되고 전체적으로 단섬유가 밀도면에서 균일하게 분산된다.
(시험예 5)
여기에서는, 도 13에 도시된 바와 같이 장치예 7을 사용하여 16개의 탄소 섬유속이 동시적으로 개섬되어 개섬 멀티-필라멘트 섬유속 시트로 합쳐진다. Mitsubishi Rayon Co., Ltd.에서 제조되어 상표명 'PYROFIL TR 50S'으로 판매되며, 각각 직경 7㎛를 가지는 12000개의 단섬유가 집속된 탄소 섬유속(12K)이 본 시험예로 채택된다.
많은 줄 공급 보빈이 하부 크릴(1)상으로 배치되기 때문에 8줄 공급 보빈(11)은 상단 크릴(1)상에 배치되어 상단 크릴(1)과 하단 크릴(1)로부터 개별적으로 공급된 각각의 섬유속(Tm)은 사이에 40㎜의 간격을 두고 옆으로 정렬된다. 또한, 그 이동경로를 따라 주행하는 각각의 섬유속(Tm)이 배열되어 인접한 섬유속들은 20㎜로 떨어져서 위치설정된다. 또한, 40g의 장력은 롤러(24a)를 안정시키는 각각의 장력에 의해 각각의 섬유속(Tm)에 적용되고, 흡인풍동관식(suction cavity tube type)의 유체통류부(31a, 31b, 및 31c)가 제공되는 각각의 유체통류개섬기구(3)에 공급된다. 각각의 유체통류부의 개구는 320㎜의 폭과 40㎜의 너비를 갖고, 흡인기류는 개방상태에서 25m/second의 유속으로 생성된다. 각각의 유체통류부는 섬유속의 이동경로를 따라 그 상단 에지(upper edge)로부터 10㎜의 깊이에서 10㎜의 직경을 갖는 플로팅 제어 브리지(35)가 설치된다. 120℃의 뜨거운 공기는 유체통류개섬기구(3)에 대향하여 설치되는 가열기(열풍기)(7)로부터 각각의 섬유속에 연속적으로 불어온다. 장력 가변기(4)의 크랭크 모터(44)는 200rpm으로 회전하고, 가압롤러(42a)에 의한 푸시다운 스트로크(pushdown stroke)를 각각의 섬유속에 대하여 20㎜로 설정한다. 한편, 횡방향 진퇴마찰기(6)의 각각의 보우바(61, 61)에 의한 진퇴 스트로크를 4㎜로 설정함으로써 통과된 개섬섬유속 시트(Tw)는 그 횡방향으로 왕복 진퇴마찰된다.개섬섬유속 시트(Tw)는 권취기(5)에 의해 1m/min에서 권취된다.
상기 테스트의 결과에 따라, 개섬처리 전의 초기 폭이 5㎜, 초기 두께가 0.15㎜인 각각의 탄소섬유속(12K)은 상단 및 하단 유체통류개섬기구(3)를 통해 통과된 40㎜의 폭을 갖는 각각의 개섬섬유속(Ts)으로 처리된다. 이 개섬섬유속(Ts)은 접한상태로 배치된 근접 개섬섬유속(Ts, Ts)의 측변 단섬유를 갖는 각각의 개섬섬유속 시트(Tw)의 형성로 상단 및 하단 유체통류개섬기구(3)로부터 각각 송출되고, 이어서, 각각의 가이드롤러(8)를 통해 합류롤러(9)에서 오버랩되며, 오버랩된 시트는 진퇴마찰기(6)에 의해 횡방향으로 진퇴마찰되어 서로 균일한 밀도로 전체로서 분산되고 혼섬된 단섬유를 갖는 혼섬된 개섬섬유속 시트(Tw)로 형성되고, 혼섬된 시트는 320㎜의 폭과 0.04㎜의 두께를 갖는다.
제 1 내지 4 실시예에 의거한 실시시험예가 설명되었고, 본 발명의 다른 실시예에 대해서도 후술한다.
(제 5 실시예)
본 발명의 실시예에 따른 개섬섬유속의 생산방법을 도 16 및 17에 도시된 장치예 8에 의거하여 설명한다.
도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 실공급보빈(11)으로부터 섬유속공급기구(2)에 의해 인출된 직경 5㎜의 탄소섬유 멀티필라멘트 섬유속(Tm)(Mitsubishi Rayon Co., LTD.에 의해 제품번호 'TR 50S'로 판매되며 각각의 직경이 7㎛인 12000개의 단섬유로 이루어짐)은 상기 공급기구(2)에 있어서의 롤러(21, 22, 및 23)를 통과할 때에 10m/min의 속도로 유체통류개섬기구(3)에 송출된다.
유체통류개섬기구(3)로 송입된 탄소 멀티필라멘트 섬유속(Tm)은 20m/min의 속도를 갖는 흡인기류가 생성된 각각의 유체통류부(31a, 31b, 31c, 및 31d)의 개구된 흡인풍동을 통과함으로써 상류로부터 하류로 이동한다. 또한, 흡인기류와 접촉한 멀티필라멘트 섬유속은 흡인공기의 통류방향을 향하여 굽어져 섬유속(Tm)과 기류 사이의 접촉면적을 증가시킨다. 이같은 접촉면적의 증가는 기류가 섬유속(Tm)의 모든 근접 단섬유를 통해 통류하게 하여 멀티필라멘트 섬유속의 개섬을 개시하는 결합을 완화시킨다. 섬유속(Tm) 유체통류부(31b)를 통해 상류의 유체통류부(31a)로부터 하류의 유체통류부(31c)로 이동하는 반면, 섬유속은 순차적으로 개섬되고, 가장 먼 하류에 위치된 유체통류부(31d)를 통과할 때 약 25㎜의 폭을 갖는 개섬 멀티필라멘트 섬유속(Ts)로 처리된다.
(장치예 8)
도 16 및 17은 상기 제 5 실시예에 따른 '개섬 멀티필라멘트 섬유속의 생산방법'에 사용되는 장치를 나타낸다.
즉, 도면의 부호 11은 보빈 주위에 섬유속(Tm)이 감겨진 보빈 타입의 실공급기를 나타낸다.
이어서, 도면의 부호 2는 멀티필라멘트 섬유속 공급기를 나타내며, 이 공급기는 실공급기(11)로부터 풀린 섬유속(Tm)을 고정된 위치레벨로 지지하도록 그 사이에 간격을 두고 배치된 한 벌의 지지롤러(21, 22); 그 사이에 섬유속이 끼워진 실공급기(11)로부터 섬유속(Tm)을 인출하는 일방향 드라이빙롤러(23, 23); 및 그 하단부에 회전하능한 장력안정롤러(24a)가 형성된 장력안정덤퍼(24)를 포함하고, 섬유속(Tm)과 인접한 롤러(24a)가 섬유속(Tm)에 대향하여 지속적으로 압력을 가하도록 장력안정롤러(24a)가 일정 압력으로 공급기(11)로부터 풀린 섬유속(Tm)과 인접한 지지롤러(21, 22) 사이에 배치되어, 섬유속과 인접한 롤러(24a)가 계속해서 수축하여 상기 적용된 장력이 롤러에 의해 적용된 압력보다 크고 소정 레벨보다 큰 경우에, 상기 적용된 장력이 소정 레벨로 될 때까지 섬유속의 휨 정도를 감소시키는 반면 상기 적용된 압력이 롤러에 의해 적용된 압력보다 작고 소정 레벨보다 작은 경우에 상기 적용된 장력이 소정 레벨로 될 때까지 상기 적용된 압력의 증가와 함께 섬유속의 휨 정도를 증가시킨다. 멀리필라멘트 섬유속 공급기(2)로부터 풀리고 일방향 드라이빙롤러(23, 23) 사이를 통과하는 섬유속(Tm)은 후술하는 바와 같이 유체통류개섬기구로 공급된다.
이어서, 도면의 부호 3은 흡인풍동관식의 유체통류개섬기구를 나타내고, 상기 개섬기구에는 각각의 유체통류부(31a, 31b, 31c, 및 31d)가 형성된다. 즉, 각각의 유체통류부는 섬유속(Tm)의 이동경로를 따라 동일한 위치레벨에 배치되고, 각 유체통류부의 입구측과 출구측상에는 소정 레벨위치로 통과하는 섬유속을 안내하는 가이드롤러(32)가 형성된다. 각각의 흡인풍동관에는 흡인공기펌프가 형성되고, 필요에 따라 유량조정밸브(33)로 흡인공기를 조절하는 펌프의 동작에 의해 각 부의 필요에 따라 요구되는 속도를 갖는 흡인기류가 생성된다. 유체통류부를 통과하는 섬유속(Tm)은 접촉된 흡인기류의 통류방향을 향하여 휘고, 이 흡인기류는 근접 단섬유를 통해 통류하여 개섬동작을 수행한다.
이어서, 도면의 부호 51은 10m/min의 속도로 유체통류부를 통과한 후 개섬 멀티필라멘트 섬유속(Ts)을 권취하는 권취롤러를 나타내고, 권취롤러(51, 51)를 통과한 개섬섬유속(Ts)은 와인딩빔(B)에 감긴다.
(제 6 실시예)
본 발명에 따른 개섬섬유속 시트의 생산방법을 도 18 및 19에 도시된 바와 같이 장치예 9에 의거하여 설명한다.
5㎜의 직경을 갖는 각각의 탄소 멀티필라멘트 섬유속(TmㆍTmㆍTm)(Mitsubishi Rayon Co., LTD.에 의해 제품번호 'TR 50S'로 판매되며 각각의 직경이 7㎛인 12000개의 단섬유로 이루어짐)은 각각의 멀티필라멘트 섬유속 공급기구(2)에 의해 각각의 보빈(11ㆍ11ㆍ11)으로부터 풀리고, 동일평면에서 병렬로 배열된 유체통류개섬기구(3)에 동일한 속도로 공급되며, 일방향 드라이빙롤러(23, 23)으로 통과하는 동안 그 사이에 동일한 간격을 둔다.
유체통류개섬기구(3)으로 공급되는 각각의 멀티필라멘트 섬유속(TmㆍTmㆍTm)은 20m/second의 속도를 갖는 흡인기류가 생성된 각각의 유체통류부(31a, 31b, 31c, 및 31d)의 개구된 풍동관을 연속적으로 통과함으로써 상류로부터 하류로 이동한다. 또한, 흡인기류와 접촉한 각각의 멀티필라멘트 섬유속(Tm)은 흡인공기의 통류 방향을 향하여 휘어져 각각의 섬유속과 흡인기류 사이의 접촉면적을 증가시킨다. 이러한 접촉면적의 증가로 인해 흡인기류는 각각의 섬유속(Tm)의 모든 근접 단섬유를 통과하여 각각의 섬유속의 개섬을 개시하는 결합을 완화시킨다. 각각의 섬유속(TmㆍTmㆍTm)은 유체통류부(31b)를 통해 상류의 유체통류부(31a)로부터 하류의 유체통류부(31c)로 이동하는 동안, 순차적으로 개섬되어 가장 먼 하류에서 유체통류부(31d)를 통하는 때에 60㎜의 폭을 갖는 모든 근접 섬유속의 측변 단섬유가 접한 상태로 배열되는 개섬 멀티필라멘트 섬유속 시트(Tw)로 처리된다.
(장치예 9)
도 18 및 19는 제 6 실시예에 따른 개섬 섬유속 시트의 생산방법에 사용되는 장치예 9를 나타낸다.
즉, 도면의 부호 1은 각각 섬유속(Tm)이 감겨진 세개의 보빈 타입 실공급기(11ㆍ11ㆍ11)가 달린 크릴을 나타낸다. 또한, 세개의 공급기만 도시되어 있지만, 공급기의 수는 페그(peg) 배열을 통한 필요에 따라 더 많은 공급기로 변형될 수 있다.
이어서, 도면 부호 2는 멀리필라멘트 섬유속을 나타내고, 섬유속은 각각의 실공급기(11)로부터 각각의 섬유속(TmㆍTmㆍTm)을 인출하여, 동일 속도로 동일 평면에 병렬로 배열된 섬유속에 공급하는 일방향 드라이빙롤러(23, 23); 일방향 드라이빙롤러(23, 23)과 각각의 공급기(11) 사이에 끼워지고, 멀리-스테이지 배열(여기서는 세개의 스테이지가 도시됨)로 배치되어 고정된 위치에서 풀려진 각각의 섬유속(TmㆍTmㆍTm)을 지지하는 지지롤러(21, 22); 및 지지롤러(21, 22) 사이에 배치되고, 그 하단에 장력안정롤러(24a)가 형성된 각 스테이지의 장력안정덤퍼(24)를 포함하고, 롤러(24a)는 각각의 섬유속(Tm)과 인접한 롤러(24a)가 섬유속에 대하여 지속적으로 압력을 가하도록 일정 압력하에 각각의 실공급기(11)로부터 풀려진 각 스테이지의 각각의 섬유속(Tm)과 인접하여 장력이 소정 레벨보다 큰 경우에 수축하도록 섬유속에 인접한 롤러(24a)가 각각의 섬유속에 의해 되튀어져, 각각의 섬유속에 적용된 장력을 일정하게 유지하는 반면, 각각의 섬유속의 장력이 소정 레벨보다 작은 경우 장력이 소정 레벨이 될 때까지 상기 적용된 장력을 증가시킨다. 각각의 멀티필라멘트 섬유속 공급기구(2)에 의해 전방으로 운반되는 각각의 섬유속(TmㆍTmㆍTm)은 일방향 드라이빙롤러(23, 23)을 통과하는 때에 동일한 간격두고 배치되고 동일 평면상에 병렬로 배치된 각각의 섬유속을 갖는 유체통류개섬기구(3)에 후술하는 바와 같이 일정 장력으로 공급된다.
그 다음, 본원에서의 참조 번호(3)는 흡인 공동관 방식의 유체 통류 개섬 기구를 나타내며, 이 개섬 기구는 상면에 개구부를 각각 갖는 4개의 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)를 포함한다. 즉, 각 유체 통류부는 일방향 드라이빙 롤러(23 및 23)에 의해 동일 평면의 정렬 상태로 그리고 동일 속도로 평행하게 송출되는 각 섬유속의 이동 진로를 따라 동일한 상승 레벨에 배치되어 있고, 각 유체 통류부의 입구측 및 출구측에는 통과하는 각 섬유속을 일정한 상승 레벨로 지지하기 위한 가이드 롤러(32)가 설치되어 있다. 흡기 펌프(34)는 장치예 9의 각 흡입 공동관에 접속되어 있고, 필요에 따라 유량 조정 밸브(33)로 조절된 흡기 펌프의 동작은 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)에 필요한 속도의 흡인 기류를 발생시킨다. 이들 유체 통류부를 통과하는 각 섬유속(TmㆍTmㆍTm)은 그것과 접촉하여 흡인 기류의 유통 방향으로 휘어지며, 이 흡인 기류는 각 섬유속의 어떤 인접한 단섬유 사이를 흐르게 되므로 개섬 동작이 그 위에서 수행된다.
참조 번호(51 및 51)는 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)를 통과하는 광폭으로 개섬된 섬유속 시트(Tw)를 10m/min의 속도로 권취하는 권취 롤러를 나타내며, 이 권취 롤러를 통과한 상기 시트는 권취 빔(B)에 의해 권취된다.
(장치예 10)
도 20 내지 23은 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 개섬 방법에 사용되는 다른 장치예 10을 도시한다. 이 장치예 10은 부동 억제 브릿지(35)가 각 섬유속(Tm)의 이동 진로와 교차하는 장치예 9의 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)에 설치되고, 그 다른 구조 배열이 장치예 9의 것과 동일하다는 것에 특징이 있다. 이 장치예 10에 의해 각 섬유속의 개섬 동작을 수행하기 위하여, 각 섬유속은 이들 각각이 각 브릿지(35)를 통과하면서 흡인 기류에 종속되므로, 상기 유체 통류부를 이동하는 각 섬유속이 직진화되거나 휘어지는 정도가 소정의 최소 레벨보다 더 작게 되는 경우가 없고, 흡인 기류와의 접촉 면적이 넓어짐에 따라 개섬 효율이 양호해진다. 게다가, 장치예 10은 각 브릿지(35)의 상승 레벨이 도면에 도시되지 않은 주지의 크로스바 기구에 의해 수직으로 이동가능하게 배열될 수 있도록 변경된다.
더 설명하면, 부동 억제 브릿지(35)가 장치예 10에서와 같이 각 유체 유통부(31a, 31b, 31c 및 31d) 내부에 설치된 경우에, 도 23에 도시된 바와 같이, 개섬 중의 섬유속(Tm)은 각 가장자리 측 근방에 위치된 단섬유만이 상기 브릿지(35)에 접촉되면서 중앙 부위에 위치된 것들이 흡인 기류에 의해 흡인되어 브릿지로부터 분리된 상태에서 이동 진로를 따라 진행된다. 따라서, 섬유속(Tm)이 흡인 기류의 작용에 의해 개섬되는 경우에, 광폭 개섬되는 섬유속을 얻기 위하여 중심 부위와 각 가장자리 측 부위 사이에서 개섬 단섬유 길이의 불일치가 존재하지 않아서, 그 단섬유의 분포가 양호해진다.
(장치예 11)
도 24는 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 개섬 방법에 사용되는 다른 장치예 11을 도시한다. 이 장치예 11은 업 앤 다운 프레스 롤러형의 장력 가변 기구(4)가 일방향 드라이빙 롤러(23 및 23)와 최상류의 유체 통류부(31a)의 입구측의 가이드 롤러(32) 사이에 삽입되고 그 다른 구조 배열이 장치예 10의 것과 동일한 것에 특징이 있다. 이의 장력 가변 기구(4)는 섬유속(Tm)의 이동 진로와 교차하여 연장되는 로드 부재로 구성되며, 이 부재는 급사 크릴로부터 동일 평면에 병행하여 동일 속도로 송출되는 다수의 섬유속(TmㆍTmㆍTm)에 대하여 상하 그리고 가로 방향으로 이동됨으로써 운반 중인 각 섬유속(Tm)에 인가된 장력을 선택적으로 그리고 반복적으로 신장과 이완 사이에서 동시에 변화시킨다. 일방향 드라이빙 롤러(23 및 23)와 최상류의 유체 통류부(31a)의 입구측의 가이드 롤러(32) 사이에서 이동하는 각 섬유속(Tm)은 장력 가변 기구(4)에 의해 그러한 단속적인 프레스에 종속되면, 장력 가변 기구(4)에 의해 마찰 및 프레스된 각 섬유속의 부위에 대응하는 인접한 단섬유들 간의 결합은 완화되고 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)로 이동하는 각 섬유속(Tm)에 인가된 장력은 일정한 타이밍에 신장과 이완 사이에서 반복적으로 변화된다. 각 섬유속에 인가된 장력의 그러한 변화는 그 인접한 단섬유의 결합이 완화되어 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)에서 흡인 기류에 종속된 때에 유리한 개섬 효과를 발생시킨다. 즉, 각 섬유속(Tm)에 인가된 장력이 이완으로 변화된 때, 각 유체 통류부를 이동하는 섬유속 각각은 크게 휘어져 흡인 기류의 접촉 면적을 증대시킴으로써 각 섬유속이 더 개섬되는 한편, 각 섬유속에 인가된 장력의 그러한 변화는 최상류의 유체 통류부(31a)에서 하류의 유체 통류부(31d)로 이동하는 섬유속 각각 사이에서 동수준화(leveled out)되며, 그 상태에서 개섬 섬유속 시트(Tw)는 권취 빔(B)에 의해 권취된다.
(장치예 12)
도 25 내지 27은 상기 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 재섬 방법에 사용되는 다른 장치예 12를 도시한다. 장치예 9 및 이 장치 간의 차이는 각 유체 통류부의 입구측과 출구측에 각 섬유속(Tm)을 지지하기 위하여 배치된 가이드 롤러(32)가 일정한 상승 레벨로 후자에 설치되어 있고 각 섬유속의 이동 진로에 대하여 진퇴 교차 방향으로 왕복 이동되도록 배열된다는 것에 있고, 그 다른 구조 배열은 전자의 것과 동일하다. 즉, 각 가이드 롤러(32)는 크랭크 모터(32a)에 의해 구동되는 크랭크 아암(32b)에 접속된 주지의 링크 기구(32c)에 맞물리고, 이 크랭크 모터(32a)의 회전에 의해, 크랭크 아암(32b)은 그러한 회전을 진퇴 운동으로 변환하며, 그 운동은 링크 기구(32c)에 전달되어 각 가이드 롤러(32)가 동시에 진퇴 운동된다. 섬유속 마찰기(M)와 선상 접촉하여 이동하는 섬유속의 각 단섬유는 상기 기구(M)를 포함하는 각 가이드 롤러의 진퇴 왕복 운동에 의해 마찰되므로, 그 인접한 단섬유가 함께 단단히 결합되는 각 섬유속의 부위도 서로 예민하게 분리되어 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)에서 흡인 기류의 작용에 의해 개섬 동작을 더 향상시킨다.
(장치예 13)
도 28은 상기 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 개섬 방법에 사용되는 다른 장치예 13을 도시한다. 이 장치와 장치예 9간의 차이는 각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)에 대향하여 배치된 가열기(열풍기)가 전자에 설치되어 있다는 것에 있고, 그 다른 구조 배열은 후자의 것과 동일하다. 이 장치는 섬유속(Tm)의 각 단섬유가 합성수지계 사이징제(sizing agent)로 함께 결합될 때 특히 효과적이다. 각 유체 통류부로 송풍되는 섭씨 120도의 열기에 의해, 각 섬유속의 단섬유가 함께 결합되는 사이징제가 연화되어 각 유체 통류부에서 흡인 기류의 작용에 의해 개섬 동작을 더 향상시킨다.
(장치예 14)
도 29는 상기 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 개섬 방법에 사용되는 다른 장치예 14를 도시한다. 이 장치와 장치예 9간의 차이는 각 섬유속의 이동 진로에 대하여 흡인 공동관의 연장 개구부가 각각 유체 통류부(31a, 31b, 31c 및 31d)로 나누어지는 배열로 전자가 제공된다는 것에 있고, 그 다른 구조 배열은 후자의 것과 동일하다. 장치예 9에 비교하여, 하나의 흡기 펌프(34) 및 하나의 유량 조정 밸브만이 그 장치에 요구되어, 장치의 제조 비용이 감소되고 그 동작이 용이해진다.
(장치예 15)
도 30은 상기 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 개섬 방법에 사용되는 장치예 15를 도시한다. 장치예 14와 상기 장치간의 차이는 부동 억제 브릿지(35)가 각 유체 통류부에 설치되어 있다는 것에 있고, 그 다른 구조 배열은 장치예 14의 것과 동일하다. 이 부동 억제 브릿지(35)는 장치예 9의 것과 동일한 방법으로 동작한다.
(장치예 16)
도 31은 상기 제 6 실시예에 따른 섬유속 시트의 제조 방법에 사용되는 다른 장치예 16을 도시한다. 상기 장치와 장치예 9간의 차이는 운반중인 각 섬유속(Tm)의 폭에 대응하는 개구 면적에 섬유속 각각을 제공하기 위하여 각 유체 통류부의 개구부를 커버하는 밀봉판(31s)이 전자에 설치되어 있다는 것에 있고, 그 다른 구조 배열은 후자의 것과 동일하다. 각 유체 통류부의 개구부가 그러한 밀봉판(31s)으로 커버되면, 흡인 기류의 비경제적인 사용으로 인한 에너지 손실이 방지되어 동작 비용을 절감한다.
(제 7 실시예)
본 실시예의 "개섬섬유속 시트의 제조방법(섬유속의 개섬방법)"을 도 32에 도시한 장치예17에 기초하여 설명하면, 다음과 같다.
크릴(1)의 각 보빈(11)으로부터 섬유속공급기구(2)에 의해 인출된 속경(束徑) 5mm의 탄소 멀티필라멘트 섬유속(Tm) (미츠비시 레이온 주식회사: 제품번호 'TR 50S' = 지름 7㎛의 카본 단섬유가 12,000본 집속)은, 상기 공급기구(2)의 일방향 드라이브 롤러(23, 23)의 사이를 통과하는 때에 동일평면상에 등간격으로 또한 평행하게 정렬되어 등속도로 유체통류 개섬기구(3)에 송출된다.
상기 섬유속(Tm)은, 상기 일방향 드라이브 롤러(23, 23)로부터 권취빔(B)을 향해 이동하는 과정에서, 80℃의 순환 열수 (유속=5m/sec)가 흐르고 있는 밀봉액관 타입의 유체통류부 (31a, 31b, 31c, 31d) 내를 통과한다. 이때, 이들 각 섬유속(Tm)은, 수밀하게 구성된 각 얀 통공(yarn passage holes)(h)을 통해 밀봉액관인(water-sealed tube type) 유체통류부 내를 부유상태로 통과한다. 이때 순환 열수에 접촉한 상기 섬유속(Tm)은, 그 흐름방향으로 굴곡되어, 섬유속과 상기 순환열수와의 접촉면적이 서서히 확대되어 간다. 섬유속(Tm)과 열수의 접촉면적이 크게 되면, 상기 섬유속을 구성하는 단섬유 간에 순환 열수가 더 많이 통과하여 섬유속(Tm)의 단섬유간의 결합이 느슨해져 개섬이 시작하게 된다. 이렇게 해서 상류측의 유체통류부(31a)로부터 하류측의 유체통류부(31b->31c)에 섬유속(tm)이 이동하여 가는 동안에 서서히 개섬이 진행하고, 최하류의 유체통류부(31d)를 통과한 때에는, 이들 섬유속(Tm)의 인접하는 각각의 측변의 단섬유끼리가 접선상태로 접근한 상태의 횡폭이 약 75mm인 광폭(廣幅)의 개섬섬유속 시트(Tw)로 개섬된다.
(장치예 17)
도 32에는, 상기 제 7 실시예의 섬유속의 개섬방법에 사용하는 장치예 17이 도시되어 있다. 즉, 도 32에 있어서, 부호 1로 표시된 것은 급사크릴이고, 여기에는 3개의 보빈(11)이 매달려 있고, 이들 각 보빈 (11)에는 섬유속(Tm)이 감겨져 있다. 또한 부호 2로 표시되는 것은 섬유속 공급기구로서, 상기 보빈(11)으로부터 섬유속(Tm)을 풀어 인출하고, 이들 섬유속을 동일 평면에 정렬하여 평행으로 송출하는 일방향 드라이브 롤러(23, 23)와, 이 드라이브 롤러(23, 23)와 상기 각각의 ㅂ보빈(11)의 사이에 개재하여 섬유속을 소정위치에 지지하는 롤러 열(21, 22)과, 전후로 인접하는 롤러(21)과 롤러(22)의 사이에 배설되어 회전가능한 장력안정롤러(24a)를 하단에 구비한 장력안정 덤퍼(24,dumper)에 의해 구성되어 있다. 장치예 17에 있어서 급사크릴(1)과 섬유속 공급기구(2)의 구성은 전술한 장치예 9의 경우와 동일하다.
다음에 도 32에 있어서 부호 3으로 지시하는 것은, 순환 수류방식의 유체통류 개섬기구이다. 이 유체통류 개섬기구(3)에 있어서는, 두개의 대향하는 측에 얀 통공(h)이 설치된 확경 튜브형의 밀봉액관으로 이루어진 4개의 유체통류부 (31a, 31b, 31c, 31d)를 포함하고 있다. 즉, 상기 액체통류부(31a, 31b, 31c, 31d)는, 상기 섬유속(Tm)의 이동진로에 따라 동일 승강 레벨에 그 두 대향하는 측에 얀 통공(h)을 가지고, 이들 얀 통공(h)이 구비된 각 유체통류부의 각각의 입구측 및 출구측에는 통과하는 섬유속(Tm)을 일정 승강 레벨로 지지하기 위한 고무제 가이드 롤러(32)가 수밀하게 유지되어 배설되어 있다. 그래서, 유체통류부(31a, 31b, 31c, 31d)의 각각에는 액순환 펌프(34)가 접속되어 있고, 적절히 유량조정밸브(33)에서 유량조절하여 각 액순환 펌프(34)를 작동시키면 각 순환파이프(3c)를 경유하여 유체통류부(31a, 31b, 31c, 31d)에 필요한 유속의 순환 수류가 발생된다. 이들 액체통류부의 얀 통공(h)을 통과하는 섬유속(Tm)은 수류(순환 열수)와의 접촉저항에 의해 순환수류의 흐름방향으로 굴곡됨과 아울러, 상기 섬유속을 구성하는 단섬유 사이에 순환수류가 통과하여, 개섬작용이 진행한다.
따라서, 상기한 최하류에 위치한 유체통류부(31d)의 출구측에는 한 쌍의 권취롤러(take-up roller)(51, 51)가 배치되고, 상기 롤러들 사이에서 유체통류부(31d)의 얀 통공(h)로부터 나오는 개섬섬유속 시트(Tw)가 10m/min의 속도로 권취되어 권취빔(B) 주위에 감기게 된다. 여기서, 도 32의 도면부호 8은 습윤 상태로 최하류의 유체통류부(31d)의 얀 통공(h)으로부터 나오는 개섬 섬유속 시트(Tw)로부터 수분을 제거하는 주지의 건조 롤러를 나타낸다.
(장치예 18)
도33에는, 상기한 제7실시예의 "섬유속의 개섬방법"에 사용하는 장치예 18이 도시되어 있다. 장치예 18에서는 확경 밀봉액 튜브형의 유체통류 개섬기구(3)가 채용되어 있고, 이 유체통류 개섬기구 (3)는 일정 간격으로 구분되어 유체통류부 (31a, 31b, 31c, 31d)를 형성한 점이 상술한 장치예 17 과 상이하고, 그 외의 기본적인 구성은 장치예 17과 동일하다. 이 장치예 18 은, 장치예 17과 비교하여 순환 펌프 (34) 및 유량조정밸브 (33)를 각각 1개만 구비하므로, 제작비가 저렴하고, 조작도 간단하다.
본 명세서와 도면에 구체적으로 예시하는 본 발명의 실시예는 대체로 상술한 바와 같지만, 본발명은 상술한 실시례에 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위 기재 내에 있어서 여려 변형실시가 가능하다는 것은 말할 필요도 없으며, 예를 들어 이하에 거론되는 변형례가 본발명의 기술적 범위에 속하는 것은 말할 필요도 없다.
(1) 상술한 제 1 ~ 제 7 실시예 및 장치예 1 ~ 18에 있어서는, 3~5개의 보빈으로부터의 섬유속 (Tm)을 처리하는 것을 예시하여 설명하고 있지만, 상기 보빈의 수는 상술한 수에 한정되는 것은 아니며, 임의의 수의 보빈으로부터 풀리는 그 수만큼의 섬유속이 처리될 수 있도록 보빈의 수를 증가시키는 것이 가능하다.
(2) 또한, 상술한 제 1~ 제7 실시예 및 장치예 1~18에 있어서는, 플로팅 제어 브리지(35)는 둥근 봉형상의 것을 채용하고 있지만, 중앙부분이 굵은 엔타시스 형의 둥근 봉재를 사용하는 것도 바람직하다.
(3) 상기 실시예들 중 몇몇에서는 열풍식의 가열기 (7)가 채용되어 있지만, 반드시 열풍식에 한정되는 것은 아니며, 초음파발진기, 또는 원적외선방사기 등을 채용하는 것도 가능하다.
(4) 또한, 상술한 제 7 실시예에 있어서는, 섬유속 (Tm)에 유체마찰을 부여하여 개섬하는 작동유체로서 80℃의 열수를 사용하는 예를 들어 설명하지만, 냉수 또는 온수를 사용하는 것도 가능하며, 또한 기포수 등의 기액 이상류(氣液二相流, liquid-gas two-phase flow)를 사용하여 섬유속 (Tm)을 구성하는 단섬유에 기포를 충돌시켜 파쇄하여 미세화한 기포를 상기 충돌의 진동으로 느슨해진 섬유속의 인접하는 단섬유 간에 통류시켜 개섬을 촉진하는 것도 가능하다.
(5) 또한, 본발명의 제 3 실시예에 대해서는, 장치예 5(도 9 참조)의 하류측을 따라, 도 34에 도시한 바와 같이, 생성되어 오는 개섬속 시트 (Tw) 에 대하여, 그 상하면에 수지 시트(St, St)를 공급하여 중합시키고, 또한 상기 수지 시트(St, St)의 각각의 외면에 릴리스 시트(release sheet)(Rs, Rs)를 중합시켜 접합기 (H)에서 개섬시트 (Tw) 의 상하면에 수지시트(St)를 용융 일체화한 후, 그 용융 일체화에 의해 얻어진 사전함침(pre-impregnation) 시트(P)를 분리하여 권취롤(R)에 수납하는 수지함침공정을 부가하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 섬유속의 개섬방법과 장치에서는, 급사기 내지는 급사크릴로부터 1개 내지 다수의 섬유속이 풀려서 송출되어 상기 섬유속의 이동진로에 따라 배설된 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 이동하고, 이들 유체통류부를 이동하는 때에 상기 섬유속은 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 굴곡되고, 또한 상기 접촉저항으로 결합이 느슨해진 섬유속을 구성하는 인접한 단섬유간에 유체를 통과시킨다고 하는 메카니즘을 채용하고 있으므로, 고능률로 개섬섬유속을 제조하는 것이 가능하며, 또한 대량의 섬유속을 개섬하는 경우에는 인접하는 각각의 섬유속 측변의 단섬유끼리가 평행하고 또한 일정한 밀도로 접선상채로 접근한 상태의 균질한 고품질의 개섬 섬유속 시트를 제조하는 것이 가능하므로, 산업상 이용가능성이 매우 높다.
또한, 본발명이 제공하는 개섬장치는, 급사크릴과 섬유속 공급기구와 섬유속의 이동진로에 따라 복수의 유체통류부를 일렬로 연접시켜 구성된 유체통류 개섬기구를 기본요소로 하고 있어 매우 간단한 구성인데다가, 탄소섬유, 유리섬유, 세라믹섬유, 폴리옥시메틸렌섬유, 아로마틱 폴리아미드 섬유 등의 고강도 섬유속을 공간절약적으로 효율적으로 개섬하는 것이 가능하여, 얻어진 개섬섬유속이나 개섬 섬유속 시트의 제조비가 저렴하면서 생산성도 높기 때문에, 그 산업상의 이용가능성이 매우 높다.

Claims (18)

  1. 급사기로부터 섬유속을 풀어 송출하는 단계;
    송출되어 오는 상기 섬유속을, 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치되고 연속하여 유체통류 개섬기구를 구성하는 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 통과시키는 단계;
    상기 각 유체통류부를 통해 이동하는 때에 상기 섬유속이 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 휘는 단계; 및
    상기 유체접촉저항을 받아 섬유간 결속이 느슨하게 되어 형성된 상기 섬유속의 인접한 단섬유들 사이의 간극에 상기 유체를 통과시켜 상기 간극을 확대함으로써, 상기 섬유속의 개섬작용을 촉진시키고, 이렇게 개섬작용을 받은 상기 섬유속을, 상류측에 위치하는 유체통류부로부터 하류측에 위치하는 유체통류부에 순서대로 연속통과시키는 것에 의해 유체와 섬유속과의 접촉면적을 점차 확대시키고, 상기 섬유속을 점차 광폭으로 개섬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  2. 급사기로부터 송출되어 오는 섬유속을, 그 이동방향과 교차하는 방향으로 국부적으로 상반되게 누르는 것에 의해, 이동과정에 있는 상기 섬유속의 장력을 긴장과 이완 사이에서 번갈아 반복적으로 변화시키는 단계;
    상기 장력변화를 수반하면서 이동하는 섬유속을, 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치되고 연속하여 유체통류 개섬기구를 구성하는 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 통과시키는 단계;
    상기 각 유체통류부를 통해 이동하는 때에 상기 섬유속이 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 휘는 단계; 및
    이 유체접촉저항을 받아 섬유결속이 느슨하게 되어 형성된 상기 섬유속의 인접한 단섬유 사이의 간극에 상기 유체를 통과시켜 상기 간극을 확대함으로써, 상기 섬유속의 개섬작용을 진행시키고, 이렇게 개섬작용을 받은 상기 섬유속을, 상류측에 위치하는 유체통류부로부터 하류측에 위치하는 유체통류부에 순서대로 연속통과시키는 것에 의해 유체와 섬유속과의 접촉면적을 점차 확대시키고, 상기 섬유속을 점차 광폭으로 개섬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  3. 급사기로부터 송출되어 오는 섬유속을, 그 이동방향과 교차하는 방향으로 국부적으로 및 상반되게 누르는 것에 의해, 이동과정에 있는 상기 섬유속의 장력을 긴장과 이완 사이에서 번갈아 반복적으로 변화시키는 단계;
    상기 장력변화를 수반하면서 이동하는 섬유속을, 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치되고 연속하여 유체통류 개섬기구를 구성하는 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 통과시키는 단계; 및
    상기 각 유체통류부에 있어서 장력에 긴장과 이완 사이에서 반복적인 변화가 부여되어 섬유속의 인접한 임의의 단섬유 사이에 유체가 유통하여 개섬이 진행하는 상기 섬유속에 대하여, 폭방향으로의 직선적인 진퇴마찰을 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 급사기로부터 풀려진 섬유속의 드로운백(drawn back)을 억제하면서 송출하고, 드로운백이 억제된 개소로부터 하류측으로 이동하는 섬유속의 장력을, 그 이동방향과 교차하는 방향으로 국부적으로 상반되게 누르는 것에 의해 긴장과 이완 사이에서 번갈아 반복적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 복수의 유체통류부의 각각에, 소정 레벨에서 섬유속의 휨량(degree by which said bundle bends)을 확보하는 플로팅제어 브리지가 배설되어 있고, 상기 플로팅제어 브리지의 아래에 섬유속을 담구어 유체에 접촉시키는 것에 의해 상기 유체통류부를 이동하는 섬유속의 휨량이 상기 소정 레벨 이하로 감소하지 않도록 규제하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 각 유체통류부를 통해 부유상태로 이동하는 섬유속을, 이동중에 상기 섬유속에 포함된 가호제(sizing agent)를 가열하는 것에 의해 연화시켜, 연화하여 단섬유간의 결합이 느슨해져 있는 상기 섬유속을, 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치된 상기 유체통류부의 각각에 통과시켜 개섬하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  7. 급사크릴의 각 급사기로부터 풀려져 오는 복수의 섬유속으로 이루어진 섬유속군을 평행하고 동일한 평면에 정렬시켜 송출하는 단계;
    이렇게 송출되어 오는 상기 섬유속군의 각 섬유속을, 복수의 유체통류부가 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치되고 연속하여 유체통류 개섬기구를 구성하는 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 통과시키는 단계;
    상기 각 유체통류부를 통해 각각 이동하는 때에 상기 각 섬유속이 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 휘는 단계; 및
    이 유체접촉저항을 받아 섬유결속이 느슨하게 되어 형성된 상기 섬유속의 인접한 단섬유 사이의 간극에 상기 유체를 통과시켜 상기 간극을 확대함으로써, 상기 섬유속의 개섬작용을 진행시키고, 동일한 평면 내에서 이동하는 상기 개섬 섬유속군을, 상기 섬유속의 이동방향과 교차하는 방향으로 국부적으로 및 상반되게 눌러 상기 섬유속의 장력을 긴장과 이완 사이에서 번갈아 반복적으로 변화시키는 것에 의해, 상기 각 유체통류부에 의한 개섬작용을 더욱 증진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  8. 급사크릴의 각 급사기로부터 풀려져 오는 복수의 섬유속으로 이루어진 섬유속군을 평행하고 동일한 평면에 정렬시켜 송출하는 단계;
    이렇게 송출되어 오는 상기 섬유속군을, 복수의 유체통류부가 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치되고 연속하여 유체통류 개섬기구를 구성하는 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 통과시키는 단계;
    상기 각 유체통류부를 통해 각각 이동하는 때에 상기 각 섬유속이 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 휘는 단계;
    이 유체접촉저항을 받아 섬유결속이 느슨하게 되어 형성된 상기 섬유속의 인접한 단섬유 사이의 간극에 상기 유체를 통과시켜 상기 간극을 확대함으로써, 상기 섬유속의 개섬작용을 진행시키는 단계, 및
    이렇게 개섬이 진행하여 동일평면 상을 이동하는 개섬섬유속군에 대하여, 폭방향으로의 직선적인 진퇴마찰을 부여하여 인접하는 각각의 개섬섬유속 끼리의 측변에 위치하는 단섬유끼리를 접선상태로 접근시켜, 전체적으로 일정한 밀도로 분포된 개섬 섬유속 시트로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  9. 급사크릴의 각 급사기로부터 풀려져 오는 복수의 섬유속으로 이루어진 섬유속군을 평행하고 동일한 평면에 정렬시켜 송출하는 단계;
    이렇게 송출되어 오는 상기 섬유속군을, 복수의 유체통류부가 상기 섬유속의 이동진로에 따라 일렬로 배치되고 연속하여 유체통류 개섬기구를 구성하는 복수의 유체통류부를 통해 부유상태로 통과시키는 단계;
    상기 각 유체통류부를 통해 각각 이동하는 때에 상기 각 섬유속이 유체와의 접촉저항에 의해 유체통과방향으로 휘는 단계; 및
    이 유체접촉저항을 받아 섬유결속이 느슨하게 되어 형성된 상기 섬유속의 인접한 단섬유 사이의 간극에 상기 유체를 통과시켜 상기 간극을 확대함으로써, 상기 섬유속의 개섬작용을 진행시키는 단계,
    동일한 평면 내에서 이동하는 상기 개섬 섬유속군을, 상기 각 섬유속의 이동방향과 교차하는 방향으로 국부적으로 및 상반되게 눌러 상기 각 섬유속의 장력을 긴장과 이완 사이에서 번갈아 반복적으로 변화시키는 것에 의해, 상기 각 유체통류부에 의한 개섬작용을 더욱 증진시키는 단계; 및
    이렇게 개섬이 진행하여 동일평면 상을 이동하는 개섬섬유속군에 대하여, 폭방향으로의 직선적인 진퇴마찰을 부여하여 인접하는 각각의 개섬섬유속 끼리의 측변에 위치하는 단섬유끼리를 접선상태로 접근시켜, 전체적으로 일정한 밀도로 분포된 개섬 섬유속 시트로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬방법.
  10. 급사기, 또는 상기 급사기를 다수 장비한 급사크릴;
    상기 급사기 또는 상기 급사크릴의 급사기로부터의 섬유속 또는 섬유속군을 일정 장력으로 풀어 상기 섬유속의 드로운백을 억제하면서 상기 섬유속 또는 섬유속군을 일정 평면에 유지하여 송출하는 섬유속 공급기구;
    이렇게 송출되어 이동하여 오는 섬유속 또는 섬유속군의 이동진로에 따라 일렬로 배치되어 있고, 이렇게 이동하는 상기 섬유속 또는 섬유속군을 부유상태로 지지한 상태에서 상기 이동진로에 직교방향으로 유체를 접촉 및 통과시키는 복수의 유체통류부를 포함하는 유체통류 개섬기구; 및
    이동과정에 있는 섬유속 또는 섬유속군에 가해지는 장력을 긴장과 이완 사이에서 번갈아 반복적으로 변화시키는 장력변화기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 장력변화기가, 하단에 가압롤러을 가지는 승강로드, 상기 승강로드에 맞물리는 수축 및 신장가능한 크랭크 암, 상기 크랭크 암에 연결된 로터를 출력축에 구비한 크랭크 모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 급사기 또는 급사크릴로부터 풀려져 송출되어 오는 섬유속에 대하여, 일정한 압력으로 접촉하는 장력안정 롤러를 구비하고,
    상기 섬유속에 가해지는 장력이 소정 장력 이하로 감소하여 상기 롤러의 압력보다 열세한 때에는 상기 섬유속에 접촉하고 있는 상기 장력안정 롤러가 섬유속의 휨량을 증대시켜 상기 섬유속을 소정의 장력보다 커질 때까지 계속 가압하여 장력을 상승시키는 한편, 상기 섬유속에 가해지는 장력이 상기 소정 장력보다 커져 상기 롤러의 압력보다도 우세한 때에는 상기 섬유속에 접촉하고 있는 상기 장력안정 롤러가 반등하여 퇴축하여 섬유속의 휨량이 감소하여 상기 섬유속에 상기 소정 장력이 가해질 때까지 퇴축시킴으로써, 이동하는 섬유속에 가해지는 장력을 일정하게 유지하는 장력안정기구가 상기 유체통류 개섬기구보다 상류측에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 유체통류부의 각각의 내부에는, 상기 섬유속 또는 섬유속군의 이동방향에 직교하듯이 플로팅제어 브리지가 가설되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 플로팅제어 브리지가, 중간부가 굵은 엔타시스형상의 원주체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 유체통류부의 각각의 상부에, 가열기가 대향배치되어 있고, 통과중의 상기 섬유속 또는 섬유속군을 가열가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  16. 제 10 항에 있어서, 개섬 과정에 있는 상기 섬유속 또는 섬유속군에 대하여, 상기 섬유속 또는 섬유속군을 구성하는 단섬유에 접촉시킨 상태로 폭방향으로 진퇴마찰을 부여하는 폭방향 진퇴마찰기를 구비한 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 각각의 유체통류부가, 상기 섬유속 또는 섬유속군의 이동방향에 따라 긴 구경의 개구부를 일정간격으로 구분하는 것에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 유체통류부 각각은 그 진입측 및 퇴출측에서 얀 통공을 가지는 확경 튜브형의 수밀 튜브로서, 순환 펌프에 연결된 순환 파이프를 통하여 액체순환로를 구성하고 있고, 순환 펌프를 작동시키는 것에 의해 상기 순환 파이프를 경유하여 각 유체통류부에 필요한 유속의 순환 수류가 발생하여, 이들 액체통류부의 얀 통공을 통과하는 상기 섬유속 또는 섬유속군은 수류와의 접촉저항에 의해 순환 수류의 흐름방향으로 굴곡됨과 아울러, 상기 섬유속 또는 섬유속군을 구성하는 단섬유의 사이의 간극에 순환액이 통과하여 개섬하는 것을 특징으로 하는 섬유속의 개섬장치.
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