KR20070026821A

KR20070026821A - 셀룰로오스 아세테이트 토우 및 그 제작 방법

Info

Publication number: KR20070026821A
Application number: KR1020077001120A
Authority: KR
Inventors: 윌리암 에스. 샌더슨
Original assignee: 셀라네세 아세테이트 앨앨씨
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2007-03-08
Also published as: MXPA06014330A; US20050285299A1; DE602005019572D1; ATE458841T1; US7425289B2; EP1769107B1; CN1973067B; KR100775955B1; EP1769107B2; JP4753940B2; WO2006007010A3; CN1973067A; JP2008504450A; WO2006007010A2; EP1769107A4; EP1769107A2

Abstract

직물 토우, 특히 셀룰로오스 아세테이트 토우의 제조에 있어서, 견고한 세라믹 재질의 한 쌍의 롤러를 구비한다.

Description

셀룰로오스 아세테이트 토우 및 그 제작 방법{CELLULOSE ACETATE TOW AND METHOD OF MAKING SAME}

본 발명은 셀룰로오스 아세테이트 토우(cellulose acetate tow) 및 그 제작방법에 관한 것이다.

셀룰로오스 아세테이트 토우의 생산자는 담배 필터 생산자와 일정한 압력강하(pressure drop, 이하 PD) 단위로 거래한다. 토우는, 그러나, 무게단위로 파는 것이 일반적이다. PD와 무게 사이의 관계는 수율(yield, PD/무게)로 표현된다. 수율은 종종 x 축은 무게이고, y 축은 PD인 그래프상의 라인으로 표현된다. 수율 라인의 최저점은 라드(rod)의 끝이 오목해지기 시작하는 포인트로 정의되며, 수율 라인의 최고점은 라드가 쪼개지거나 너무 많은 토우로 인하여 기계의 롤(roll)이 감싸지는 포인트로 정의된다. 이상은 1990년, 호이스트 셀래니스 코포레이션(Hoechst Celanese Corporation)의 브라운 C.L(Browne C.L.)의 담배의 설계의 66페이지를 참고하였다.

담배 필터는 매우 복잡한 구조이며, 많은 요소가 생산성이나 성능에 영향을 미친다. 복잡한 구조로 인하여, 많은 요소들은 종종 상호간 영향을 미치고 있기 때문에, 한 요소의 변화는 다른 요소들에 영향을 미치게 된다.

여러 요소들, 특별히 여기서 언급할 것으로는 견고성(firmness), 압력강하, PD 변화, 플라이(fly)와 개방성이다. 이러한 요소들은 필터 생산자에 의하여 토우 공급자를 비교할 때 고려된다. 라드의 질 중에서 견고성은 정해진 접촉 시간동안에 정해진 힘을 받았을 경우의 필터 라드 변형을 말한다. 단위 무게당 힘과 접촉 시간은 사용된 측정장치에 의해 조절된다. 견고성은 일반적으로 유지된 지름의 퍼센트로 표현된다(즉, 높은 퍼센트가 더 바람직하다). 라드의 질 중에서 PD 변화는 많은 수의 라드의 PD 일정성 및 변화계수 Cv에 의한 양을 말한다. 필터 생산자는 담배 흡연 요소의 전달 과정에서 적은 변화가 생기도록 가능한 낮은 Cv의 값을 원하게 된다. 플라이는, 역시 린트(lint)라고 불리는데, 자주 정량화하는 것은 아니나, 곤포(梱包, bale)나 라드 제조 장치상에서 토우를 제거할 때 쉽게 필터 생산자에게 드러나는 것이며, 결점있는 필터의 라드(필터의 덩어리, 벌레구멍)의 중요한 원인이 되며, 더 빈번하게는 개구부 및 라드 제조기계의 청소의 원인이 된다. 토우의 질 중에서 개방성은 라드 제조장비에 토우를 완전히 재장착하거나, 완전개방(bloom)되는 것을 말하며, 자주 정량화되지는 않지만 쉽게 필터 생산자에게 드러나는 것이다.

명백하게도, 필터 생산자는 토우 생산물이 견고성과 낮은 PD 변화, 용이한 개방과 플라이가 없는 라드이기를 원한다. 현재의 기술 수준에서는 이러한 생산물은 쓸모없는 것이다. 더구나, 이러한 생산물이 발생하는 원인이 담배 필터 생산물과 담배 필터 토우의 복잡한 연관 관계로 인하여 명확하지 않다.

당업자는 견고성, 압력 강하, PD 변화, 플라이 및 개방성은 토우 크림프(捲縮, crimp)에 의하여 영향을 받는다. 크림프는 제조 과정에서 합성 직물에 부가된 주름이며, 크림프 수준은 펼침 에너지(uncrimping energy, UCE)로 측정 가능하다. 당업자는 크림프가 한 요소의 질을 향상시키면 종종 다른 요소의 질이 저하된다는 사실을 인식하고 있다. 예를 들면, 펼침 에너지를 증가시키면 플라이가 증가되고(나쁜 현상), PD 변화가 줄어들고(좋은 현상), 그리고 개방성이 억제되며(나쁜 현상), 다른 공정 조건은 일반적으로 변화하지 않는다.

고 크림프(high crimp)를 이용한 제품이 생산되고 있지만, 이러한 문제에서 자유롭지 않다. 예를 들어, Rhodia Acetow^® 은 상품명 Rhodia SK^® 하에서 제품을 생산한다. Rhodia SK^® 는 높은 수율(즉, 낮은 무게당 높은 PD)이며, 고 크림프의 결과를 얻을 수 있다. 그러나, Rhodia SK는 역시 보통보다 높은 플라이를 가지며, 통상의 토우를 사용하여 일반적인 조건하에서 개방하기 힘들다. 이것은 다음과 같이 개선을 수반한다. 개방과 관련된 어려움은 전형적인 라드 제작 세팅의 변화를 요구하는 것처럼 보이는데, 즉, 토우를 완전히 재장착하기 위하여, 또는 완전개망(bloom)되기 위해, 더 많은 일이 필요하며, 토우는 스레드 롤(threaded roll) 설계나, 스레드 롤 압력 또는/그리고 롤 스피드의 변화가 토우에 적용되어야 한다. 이러한 증가된 일은 파이버 분쇄로 인한 추가적인 플라이로 귀결된다.

따라서, 문제는 개방이 용이하고, 원하는 견고성을 갖는 필터 라드를 공급하며, 낮은 PD 변화와 낮은 플라이를 갖는 토우 생산물을 어떻게 생산할 수 있는가이다. 종래에 기술에 따르면, 이러한 생산물은 단순히 고 크림프 토우에 의해서는 달성될 수 없는 것이다.

미국 특허 3,353,239호는 원주상에 홈(groove)를 구비한 닙 롤러(nip roller)가 있는 충전 박스 크림퍼(crimper)를 제시하고 있다.

일본 특허 2964191호(1991년 12월 27일에 출원된 일본 출원번호 1991-358234호)는 담배 토우 생산물을 위한 충전 박스 크림퍼(crimper)를 제시한다. 이 특허는 크림핑(crimping) 전에 윤활제(즉, 물)로 토우의 모서리를 25 내지 50 cc/min 의 공급 비율로 공급하여 윤활함으로써 플라이를 감소시키는 것을 제시하고 있다.

미국 특허 3,305,897호는 충전 박스 크림퍼에 폴리에스터 토우의 증기 크림핑을 제시하고 있다. 20 내지 40 psig의 스팀이 충전 챔버로 안내된다. 미국 특허 5,225,277 및 5,618,620호는 크림퍼의 상부나 토우가 크림퍼 상에 있을 때 증기를 이용하는 열처리된 토우를 제시한다. 일본 출원번호 54-127861호는 크림퍼의 토우 상부의 열처리를 제시한다. 미국 특허 5,591,388호는 크림퍼의 충전 박스 안에서 직물이 크림프되었을 때 파이버 상으로 과가열된 (건식) 증기가 약간 배출되는 크림프된 요셀 (lyocell, 용제 방사된 셀룰로오스)을 제시한다. 과가열된 증기의 압력은 5 내지 70 psi 정도거나 그 이상이다.

WIPO 공개번호 WO 02-087366호는 증가된 크림프 정도가 토우의 플라이(잔털, fluff)를 증가시킨다는 것을 예시하였다. 예제를 주목하라.

본 발명을 설명하기 위하여, 현재 도면을 예시하고 있지만, 이는 설명을 위한 것이며, 본 발명이 예시된 정확한 배치나 수단에 의하여 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 담배 토우의 생산 공정을 예시한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 충전 박스 크림퍼를 명료하도록 일부분을 생략하여 도시한 측단면도이다.

도 3은 도 2에 충전 박스 크림퍼를 명료하도록 일부분을 생략하여 도시한 평면도이다.

도 4는 도 2의 충전 박스 크림퍼의 입구 영역을 명료하도록 일부분을 생략하여 도시한 전단면 상세도이다.

도 5는 필터 라드의 라드 대 라드의 압력 강하에서 UCE와 변화 계수(Cv)의 일반적인 관계를 도시한 그래프이다.

도 6은 종래의 토우와 개량된 토우를 플라이와 UCE를 그래프로서 비교한 것이다.

도 7은 견고성과 충전 박스 증기(steaming)가 각각 있고 없는 토우에서 가소제(plasticizer)의 변화시키며 제조된 필터 라드의 관계를 예시한 그래프이다.

도 8은 토우의 총 증기 퍼센트(%)(크림퍼 출구에서 측정된)와 UCE의 일반적인 관계를 예시한 그래프이다.

도 9는 토우의 총 증기 퍼센트(%)(크림퍼 출구에서 측정된)와 플라이의 일반 적인 관계를 예시한 그래프이다.

일반적으로, 담배 토우는 다수의 필라멘트에 도프(dope)를 방사(spinning)하는 단계, 상기 필라멘트를 권취하는 단계, 상기 필라멘트를 윤활하는 단계, 상기 다수의 필라멘트를 번들링(bundling)하여 토우를 형성하는 단계, 상기 토우를 크림핑하는 단계, 크림핑된 상기 토우를 건조하는 단계 및 크림핑되어 건조된 토우를 곤포(baling)하는 단계에 의해 만들어진다. 본 발명에서 각각의 단계들은 종래 기술을 제외하고 아래에서 논의된다.

도프는 폴리머 및 용매의 용액이다. 상기 폴리머로서는 아세테이트 셀룰로오스가 바람직하고, 상기 용매로서는 아세톤이 바람직하다. 아세테이트 셀룰로오스는 일반적으로 치환도(degree of substitution)가 3.0 미만이 담배 필터 재료로 사용하는데 적합하다. 바람직하게는 치환도가 2.2 ~2.8 정도인, 더욱 바람직하게는 치환도가 2.4 ~ 2.6 정도인 것이 담배 필터 재료로 사용될 수 있다.

상기 필라멘트들은 일반적으로 필라멘트 당 데니어(dpf, denier per filament)가 1 ~ 10 정도이다. 상기 필라멘트들은 원형(circular), 톱니형(crenulated), Y형, X형, 및 견골형(dog bone)을 포함하는 다양한 단면 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 상기 토우는 총 데니어가 10,000 ~ 100,000 정도이다. 상기 토우는 상기 크림퍼 출구에서 3인치(8cm) 미만의 폭(측면 가장자리에서 측면 가장자리까지)을 가진다.

도 1을 참조하면, 담배 토우 공정(100)이 도시되어 있다. 도프 준비 스테이 션(102)은 복수개의 캐비닛(104)으로 도프를 공급한다(단지 3개가 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않는다). 상기 캐비닛(104)에서는 통상적인 방법에 의해 섬유들이 생산된다. 상기 섬유들은 권취 롤러(106)에 권취된다. 이들 섬유들은 가공처리제(finish)(이하에서 자세히 논의된다)를 포함하며 윤활스테이션(108)에서 윤활된다. 윤활된 이들 섬유들은 롤러(110)에서 토우를 형성하도록 함께 번들화된다. 상기 토우는 가소스테이션(112, plasticizing station)(이하에서 자세히 논의된다)에서 가소화된다. 상기 토우는 그 후 크림퍼(114)(이하에서 자세히 논의된다)를 통과하여 지나간다. 크림핑된 상기 토우는 건조기(116)에서 건조된다. 크림핑되어 건조된 상기 토우는 그 후 곤포스테이션(118)에서 곤포된다.

일반적으로, 담배용 필터라드들은 상기 토우의 탈곤포화 및 개방에 의해 만들어진다. 그리고, 상기 토우의 개방은 독일 함부르크 하우니(Hauni)사의 하우니 AF-KDF-2E 또는 AF-KDF-4와 같은 통상적인 라드 제작기계를 통해 이루어질 수 있다. 상기 라드제조기에서 상기 토우는 개방(opening) 또는 완전개방((bloom)되고, 라드 안에 형성되며, 플러그랩에 대응되게 종이와 같이 감싸진다. 상기 필터 라드는 그 후에 지정된 길이로 절단되고, 담배에 결합된다. 본 발명에서 상기 라드 제작기술은 통상적인 방법이 사용된다.

본 실시예는 본질적으로 담배 토우에 관한 것이다. 본 발명은 다양한 방사 가능한 폴리머의 생산에서도 역시 사용될 수 있다. 이러한 방사 가능한 폴리머는 폴리올레핀(polyolefins), 폴리아미드(polyamides), 폴리에스테르(polyesters), 셀룰로오스 에스테르(cellulose esters), 에테르(esters) 및 그들의 파생물, 폴리랙 틱 애시드(polylactic acid, PLA) 및 그와 같은 것을 포함하며, 이에 한정되지 않는다.

상기 윤활제(또는 가공처리제)는 미네럴 오일,(mineral oil) 유화제(emulsifiers), 및 물을 포함하며, 제1윤활스테이션(108)에서 상기 섬유에 공급된다. 상기 미네럴 오일은 액상 석유 추출물이다. 품질 좋은 미네날 오일은 무색 투명한(즉, 깨끗한) 미네날 오일이 100°F에서 측정된 점도가 80 내지 95 SUS(세이볼트 초, Saybolt Universal Seconds) 정도이다. 유화제는 유화제의 혼합이 바람직하다. 바람직한 혼합은 솔비탄 모노러레이트(sorbitan monolaurate)(예를 들어, 독일 윌밍턴사의 SPAN 20)과 POE 20 솔비탄 모노러레이트(sorbitan monolaurate)(예를 들어, 독일 윌밍턴사의 TWEEN 20). 물은 미네날이 제거날 물이거나, 이온화되지 않은 물이거나, 그렇지 않으면 대략 필터링되거나 처리된 물인 것이 바람직하다.

윤활제는 중량 %로 표현하면, 62.0% ~ 65% 정도의 미네날 오일, 27.0 ~ 28.0% 의 유화제 및 8.0 ~10.0% 정도의 물로 구성되는 것이 바람직하며, 63.5% ~ 64% 정도의 미네날 오일, 27.5 ~ 28.0% 의 유화제 및 8.3 ~8.5% 정도의 물이 더욱 좋으며, 63.6%의 미네날 오일, 28.0% 의 유화제 및 8.4%의 물로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

유화제 혼합은(중량 %로 표현하고, 이해의 편의를 위해 일부 물은 이 물질들에 포함될 수 있으나 여기서는 포함시키지 않았다) 50.0 ~ 52.0%의 솔비판 모노러레이트와 48.0 ~ 50.0%의 POE (20) 솔비탄 모노러레이트일 수 있으며, 바람직하게 는 50.5 ~ 51.5%의 솔비판 모노러레이트와 48.5 ~ 49.5%의 POE (20) 솔비탄 모노러레이트일 수 있으며, 가장 바람직하게는 50.9 ~ 51.4%의 솔비판 모노러레이트와 49.6 ~ 49.1%의 POE (20) 솔비탄 모노러레이트이다.

윤활제는 3 ~ 15%의 물 에멀젼(water emulsion)을 형성하기 위한 물(예를 들면, 이온화되지 않거나 미네날이 제거된 물)과의 혼합이다. 물 에멜젼은 토우상에 첨가되었을 때, 최종적으로 0.7 ~ 1.8% FOY 정도(즉, 건조 후에), 바람직하게는 대략 1.0% FOY(FOY 는 방사 가공처리제이며, 첨가된 물이 적게 함유된 윤활제를 나타낸다)이다.

직물이 토우로 다발이송되고, 토우가 크림퍼로 들어가기 전에, 토우는 가소 스테이션(112)에서 가소화된다. 가소 스테이션(112)은 토우가 용이하게 크림퍼(114)로 들어가고, 크림퍼 밑으로 식별될 수 있도록 상하좌우로 조정된다. 가소 스테이션(112)은 크림퍼(114)와 이격되어 있다. 가소 스테이션(112)은 가소제가 토우에 첨가되어 토우를 충분한 시간동안 가소시킬 수 있도록 크림퍼(114) 전에 배치되어 있다. 바람직하게는 가소 스테이션(112)은 크림퍼 닙 전에 최소 1/2 미터 전에 배치되며, 보다 바람직하게는 크림터 닙 전에 1미터 전에 배치되는 것이다. 가소 스테이션(112)은 토우에 가소제를 첨가하며, 바람직하게는 물을, 가장 바람직하게는 미네날이 제거된 물을 첨가한다. 가소제는 크림퍼 닙 롤로부터 스프레이 백(spray-back)의 초과점의 최대 비율로 적용하게 된다. 실시한 비율은 바람직하게는 10,000 ~ 100,000 토탈 데이어의 토우를 구비하여 선속도 200 ~ 1,000 분당 미터에서 300cc/min 보다 작도록하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 10,000 ~ 100,000 토탈 데이어의 토우를 구비하여 선속도 200 ~ 1,000 분당 미터에서 25 ~ 200cc/min 인 것이다.

응용예는 바람직하게는 "스풀(spool)" 타입 가이드를 가소제를 운반하도록 적용하는 것이 좋다. 바람직하게는, 한 쌍의 스풀 가이드를 사용하여 토우의 양 측면이 잘 젖을 수 있도록 하는 것이 좋다. 스풀 가이드는 이격되어 있어서, 토우가 직선 형태로 그 사이에서 운전되거나, "S" 모양의 경로로 토우가 그 사이에서 운전될 수 있도록 할 수 있다.

스풀 가이드의 표면은 평평하거나, 곡선을 이룬다(예를 들어, 함몰되거나, 돌출되거나, 주름지게 또는 함몰/돌출되도록). 스풀 가이드는 세라믹 물질이나 세라믹 코팅으로 이루어진다. 스풀 가이드는 플랜지에 고정되거나 플랜지가 없을 수도 있다. 스풀 가이드는 복수개의 개구부가 구비되어 가소제가 토우에 이를 통해 공급될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 충전 박스 크림퍼(10)를 보여준다. 크림퍼(10)는 베이스 프레임(12)과 탑 프레임(14)을 구비한다. 베이스 프레임(12)과 탑 프레임(14)은 종전과 동일한 방법으로 결합되며, 탑 프레임(14)은 베이스 플레임(12)에 대하여 움직일 수 있다(혹은 부양가능하다). 토우는 화살표 A 방향으로 크림퍼를 통해 이동한다.

일반적으로, 토우는, 미도시하였지만, 샤프트(23)에 장착되고 키(21)를 통해 정위치에 고정가능한 운전하는 한 쌍의 닙 롤러(20, 22)(보다 자세히는 후술하도록 한다)에 의하여 크림퍼(10)를 통해 당겨진다. 상측 닙 롤러(20)는 탑 프레임(14) 에 장착된다. 하측 닙 롤러(22)는 베이스 프레임(12)에 장착된다. 샤프트(23)는 모터와 연동되어 있다(미도시). 토우는 닙 롤러(20, 22)를 떠나서 채널(30)과 캐널(30)의 첨단에 위치한 플래퍼(32)를 구비한 충전 박스(보다 자세히는 후술하도록 한다)로 진입한다. 채널(30)에서는, 플래퍼(32)에 대하여 채널(30)로 토우가 밀려서(충전되어) 유발되는 배압과 만나 토우가 이동 방향과 직교하도록 접힌다. 이러한 접힘은 토우에서 크림프를 만든다.

본 발명에서 닙 롤러(20, 22)는 "유도 크림프" 롤이라고 명명된다. 유도 크림프 롤은 닙을 통과하면서 자국이 생기고(또는 구부러지고), 크램프가 있는 토우로 "이동(train)"된다(예를 들어, 크림프된 토우의 약화 영역에 의하여 토우에서 크림프의 위치에 영향을 미친다. 결과는 보다 균일한 크림프된 토우이다. 보다 균일한 수단은, 일면에서 생각해 보면, 크림프된 토우의 첨단(크림프된 토우는 일반적으로 측면에서 관찰시 톱니 형태를 가진다고 가정하면)은 상호간 평행하며(평면도에서 볼 때); 유도 크림프 롤이 생략되면, 크림프된 토우의 첨단은 보다 상호간 불규칙적으로 기울어져 있다(서로 일정하게 평행하지 않다). 본 발명에 있어서, 유도 크림프 롤이 크림퍼의 닙 롤러가 바람직하다고 하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 유도 크림프 롤은 크림퍼(10) 전에 있는 다른 쌍의 롤러일 수 있다. 또한, 미끄러짐을 방지하기 위하여 유도 크림프 롤은 토우를 그립(grip)할 수 있다.

한 쪽 또는 두 쪽의 닙이 "유도 크림프 롤"이 될 수 있다. 하나의 닙 롤은 원주 방향의 표면이 매끈하며, 다른 하나는 원주 방향의 표면이 축방향으로 홈이 형성되거나, 양쪽 모두 원주 방향의 표면이 축 방향으로 홈이 형성되어 있다. 축 방향의 홈이 형성된 롤은 토우에 자국을 내며, 일정한 방법으로 크림프로 이동한다. 홈이 형성된 롤은 한 쌍 중에서 상부나 하부에 위치할 수 있으나, 하부에 위치하는 것이 바람직하다.

"홈(grooved)"이란 용어는 크림프를 "유도하는(induce)" 어떤 표면 구조를 말한다. 표면 구조가 홈(groove), 함몰(dimple) 또는 다른 구조의 타입을 포함한다. 표면은 홈을 구비한 것이 바람직하다. 홈은 바람직하게는 사인 커브(sine curve) 형태인 것이 바람직하나, 사각형, 삼각형, 반원형 노치, 홈, 또는 평평한 표면이 구비 또는 구비되지 않은 상태로 롤러의 면을 가로질러 축 방향(즉, 측면에서 측면까지)으로 형성된 융기일 수 있다. 이러한 홈은 인치(2.5cm) 당 10 에서 100의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 인치(inch, 2.5cm) 당 25 에서 75의 범위, 가장 바람직하게는 인치(2.5cm) 당 50개를 가지는 것이 좋다. 홈의 깊이(마루에서 골까지)는 0.5밀(mil)에서 5밀(12.5 에서 150 마이크로미터)일 수 있으며, 바람직하게는 1밀(mil)에서 2밀(25 에서 50 마이크로미터)인 것이 좋다.

상부 닙 롤(20), 매끈한 롤, 은 메탈이나 세라믹 재질로 구성된다. 이 물질들은 티타늄 탄화물(titanium carbides), 텅스텐 탄화물(tungsten carbides), HIP 처리된(hipped) 또는 HIP 처리되지 않은(unhipped) MgO 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia) 또는 HIP 처리된(hipped) 또는 HIP 처리되지 않은(unhipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia)를 포함하나 이에 한정된 것은 아니다(HIP(hipped)이라는 것은 고온 등압 프레싱되었다는 것을 말한다 ). 지르코니아가 바람직하다. HIP 처리된 이트리아 안정 지르코니아는 가장 선호되는데, 이것은 칩 저항(chip resistance)과 마모 수명이 가장 좋기 때문이다. 표면 마감(구조)는 예리한 측모서리와 칩이 없도록 16 rms 보다 크기 않는 것이 바람직하다.

하부 닙 롤(20), 축방향으로 홈이 형성된 롤, 은 메탈이나 세라믹 재질로 구성된다. 이 물질들은 티타늄 탄화물(titanium carbides), 텅스텐 탄화물(tungsten carbides), HIP 처리된(hipped) 또는 HIP 처리되지 않은(unhipped) MgO 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia) 또는 HIP 처리된(hipped) 또는 HIP 처리되지 않은(unhipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia)를 포함하나 이에 한정된 것은 아니다(HIP(hipped)이라는 것은 고온 등압 프레싱되었다는 것을 말한다). 지르코니아가 바람직하다. HIP 처리된 이트리아 안정 지르코니아는 가장 선호되는데, 이것은 칩 저항(chip resistance)과 마모 수명이 가장 좋기 때문이다. 표면 마감(구조)는 예리한 측모서리와 홈 모서리가 라운드지고, 칩이 없도록 12 rms 보다 크기 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 변형 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 닙 롤(20, 22)은 "유도 크림프"가 아닐 수 있다(즉, 롤(20, 22) 중 어디에도 축 방향 홈이 없다). 이러한 실시예에서는, 닙 롤(20, 22)은 단단한 세라믹 물질로 구성된다(즉, 단순 코팅이 아니다). 세라믹 물질은 티타늄 탄화물(titanium carbides), 텅스텐 탄화물(tungsten carbides), HIP 처리된(hipped) 또는 HIP 처리되지 않은(unhipped) MgO 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia) 또는 HIP 처리된(hipped) 또는 HIP 처 리되지 않은(unhipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia)를 포함하나 이에 한정된 것은 아니다(HIP(hipped)이라는 것은 고온 등압 프레싱되었다는 것을 말한다). 지르코니아가 바람직하다. HIP 처리된 이트리아 안정 지르코니아는 가장 선호되는데, 이것은 칩 저항(chip resistance)과 마모 수명이 가장 좋기 때문이다. 표면 마감(구조)는 예리한 측모서리와 칩이 없도록 16 rms 보다 크기 않는 것이 바람직하다.

측면 플레이트(24)(도 3)은 닙 롤러(20, 22)의 측면 사이에 위치하며, 조정 블레이드(25, doctor blade)에 인접되어 있다. 측면 플레이드(24)는 닙 롤러(20, 22) 사이에 위치한 닙에 있는 토우를 유지시키는데 사용된다. 측면 플레이트(24)는 금속, 세라믹, 또는 세라믹 코팅된 메탈로 만들어진다. 바람직하게는, 측면 플레이트는 마모 저항과 낮은 마찰때문에 알루미나 세라믹이 좋다.

충전 박스는 탑 프레임(14)에 고정된 상반부(26)와 베이스 프레임(12)에 고정된 하반부(28)를 구비한다. 이들 반부들은 충전 박스 채널(30)의 짝을 이루는 것이다. 플래퍼(32)는 채널의 첨단부에 위치한다. 플래퍼(32)는 피벗(34)을 통하여 상반부(26)에 장착되어 플래퍼(32)가 채널(30)로 회전하고 부분적으로 동일하게 닫히도록 하는 것이 바람직하다. 플래퍼(32) 이동은 로드(38)를 통해 플래퍼(32)와 작동이 연동되어 있는 엑츄에이터(36)에 의해 제어된다. 플래퍼(32)의 이동은 바람직하게는 크림프의 균일성을 보장하기 위하여, 이에 한정되는 것은 아니지만, 무게나 공압, 또는 전기 또는 전자적 수단을 포함하는 종래의 수단에 의하여 제어된다.

조정 블레이드(25)는 충전 박스의 상반부(26)와 하반부(28)의 결합 파트인 것이 바람직하다. 조정 블레이드(25)는 닙 롤러(20, 22)에 인접되어(예를 들어, 대략 1 밀(25 마이크로미터) 정도의 간극을 갖도록), 토우가 롤에 부착되지 않고 바로 채널(30)로 안내되도록 한다.

증기 주입기(58)는 충전 박스의 상반부(26)에 위치한다. 증기 주입기(58)는 실질적으로 가능하도록 닙 롤(20)에 인접한 조정 블레이드(25)의 첨단에 근접하도록 배치된다. 증기 주입기(58)는 플래퍼(32)와 닙 롤(20)에 인접한 조정 블레이드(25)의 첨단 사이에 위치한다. 증기 주입기(58)는 충전 박스 채널(30)과 연통된다. 증기 주입기(58)는 증기가 채널(30) 상의 토우의 크림프에 세트되어 약간 부착되도록 한다. 증기 주입기(58)는 모든 타입의 적당한 개구부, 예를 들어 하나 또는 다수개의 슬롯(slot) 또는 하나 또는 다수개의 홀을 구비한다. 증기 주입기(58)는 바람직하게는 채널(30)의 전폭에 대응하는 복수개의 원형의 홀을 가져서, 증기가 토우의 폭을 경유하여 균일하게 분산되도록 한다. 증기(채널로 삽입된)는 100°C 에 저압 증기인 것이 바람직하다. 증기는 100°C 에 저압 건조 증기인 것이 가장 바람직하다. 증기 압력은 0.01에서 5 psig 범위에 있다. 바람직하게는, 증기는 2 마이크로미터 필터를 통하여 필터링되어 증기 및 필터로부터 공급되는 증기로부터 스테인레스 스틸 배관을 통해 주입기까지 있는 파티클들을 제거하는 것이 좋다. 증기는 바람직하게는 충전 박스에 상당히 인접 배치된 니들 밸브(다른 적당한 밸브도 사용할 수 있다)에 의하여 제어되는 것이 좋다. 바람직하게는, 밸브와 충전 박스 사이에 워터 트랩(water trap)을 구비하는 것이 좋다. 증기 압력은 증 기 주입기(58)의 홀/슬롯의 크기 및 사이즈에 의하여 변화한다. 증기는 유연하게 연동되어 있는 증기 입구(62)를 통하여 주입기(58)로 안내되어, 충전 박스의 상반부(26)가 탑 프레임(14)에 부양할 수 있다.

증기 주입기(60)는 충전 박스의 하반부(28)에 위치한다. 증기 주입기(60)는 실질적으로 가능하게 닙 롤(22)에 인접한 조정 블레이드(25)의 첨단에 가깝게 위치한다. 증기 주입기(60)는 충전 박스의 상반부(26)의 주입기(58) 바로 아래에 위치하는 것이 바람직하다. 증기 주입기(60)는 충전 박스 채널(30)과 연통된다. 증기 주입기(60)는 증기가 채널(30) 상의 토우의 크림프에 세트되어 약간 부착되도록 한다. 증기 주입기(60)는 모든 타입의 적당한 개구부, 예를 들어 하나 또는 다수개의 슬롯(slot) 또는 하나 또는 다수개의 홀을 구비한다. 증기 주입기(60)는 바람직하게는 채널(30)의 전폭에 대응하는 복수개의 원형의 홀을 가져서, 증기가 토우의 폭을 경유하여 균일하게 분산되도록 한다. 증기(채널로 삽입된)는 100°C 에 저압 증기인 것이 바람직하다. 증기는 100°C 에 저압 건조 증기인 것이 가장 바람직하다. 증기 압력은 0.01에서 5 psig 범위에 있다. 바람직하게는, 증기는 2 마이크로미터 필터를 통하여 필터링되어 증기 및 필터로부터 공급되는 증기로부터 스테인레스 스틸 배관을 통해 주입기까지 있는 파티클들을 제거하는 것이 좋다. 증기는 바람직하게는 충전 박스에 상당히 인접 배치된 니들 밸브(다른 적당한 밸브도 사용할 수 있다)에 의하여 제어되는 것이 좋다. 바람직하게는, 밸브와 충전 박스 사이에 워터 트랩(water trap)을 구비하는 것이 좋다. 증기 압력은 증기 주입기(58)의 홀/슬롯의 크기 및 사이즈에 의하여 변화한다. 증기는 증기 입구(64)를 통해 주입기(60)로 안내된다.

증기 주입기(58, 60)에 의해 충전 박스 채널로 주입되는 증기의 총량은 토우의 파운드당 0.002 ~ 0.008 증기 파운드 범위이며, 바람직하게는 토우의 파운드당 0.005 ~ 0.02 증기 파운드인 것이 좋다.

토우의 모서리는 충전 박스 크림퍼(10)로 들어가기 전에 윤활된다. 윤활은 바람직하게는 충전 박스 크림퍼(10)로 들어가지 바로 전에 첨가되는 것이 좋다. 윤활은 롤(20, 22) 사이에 위치한 닙으로 토우가 들어가기 바로 전에 토우의 모서리에 즉시 첨가되는 것이 가장 바람직하다. 이러한 모서리 윤활은 닙 롤과 측면 플레이드 사이의 필라멘트 손실을 최소화한다. 이러한 모서리 윤활 시스템은 베이스 프레임(12)에 부착된 정렬 베이스(40) 상에 장착된다. 고정 메카니즘(56)(도 3)은 닙 롤(20, 22)에 상대적인 위치에 있는 측면 플레이트(24)를 일반적인 방법(즉, 쐐기(shims 또는 wedges))으로 가져다 놓는다. 도 4는 두 개의 모서리 윤활 기구(42)가 베이스(40) 상에 확실히 장착된 것을 도시하였으며, 토우가 크램퍼(10)로 들어갈 때, 토우의 모서리가 물과 같은 적당한 윤활제로 윤활될 수 있다.

각 모서리 윤활 기구(42)는 기구면(44)과 배면 플레이트(50)로 구성된다. 배면 플레이트(50)는 기구면(44)과 측면 플레이트(24)(도 3)를 모두 지지(즉, 뒤로 연장된다)할 수 있을 만큼 충분히 길다. 기구면(44)은 배면 플레이트(50)에 고정된다. 기구면(44)은 바람직하게는 낮은 마찰과 마모성이 우수하도록 프레임 스프레이 세라믹을 코팅한다. 측면 플레이트(24)는 플레이트(50)에 고정되지 않으나 대체하여 교환하거나 첨가된 부분을 제거하도록 한다. 기구면(44)은 길이 방향의 홈(46)을 구비한다. 토우 모서리는 윤활된 홈(46)을 경유하여 접촉 진행한다. 하나 또는 다수의 오리피스(48)(도 2)는 기구(42)에 의하여 절단되며, 홈(46)과 연통된다. 오리피스(48)는 작업에 적합한 어떠한 개수, 사이즈 또는 모양을 가질 수 있다. 오리피스(48)는 슬롯 또는 원형의 홀을 가질 수 있다. 바람직하게는, 오리피스(48)는 원형이며, 같은 지름을 갖는 것이 좋다. 지름은 최상의 분배, 예를 들면, 바람직하게는 토우의 높이와 동일하도록 최적화된다. 입구(54)는 기구(42)에 윤활제를 공급한다. 기구를 통해 첨가되는 윤활제의 비율은 다양한 요소들, 포함하나 이에 한정되지는 않는, 토우 스피드, 토우 크기(총 대니얼), 필라멘트 크기(dpf) 및 몇 개의 언급된 단면 모양에 의하여 변화한다. 윤활제는 최대 비율 이하로 첨가되며, 최대 비율은 토우 라인이 펄럭거리거나, 크림퍼로부터 과도한 스프레이백(sprayback)에 이르렸을 때이다. 전형적으로, 윤활제 첨가 비율은 측면당 분당 100cc 보다 작으며, 바람직하게는 측면당 분당 50cc 보다 작으며, 측면당 분당 10 ~ 50 cc 사이에 있는 것이 가장 좋다.

담배 토우(즉, 앞서 말한 기구를 사용하여 생산되고 진행하는)는 높은 펼침 에너지(UCE), 낮은 플라이, 향상된 견고성, 및 용이하게 개방되는 성질을 갖는다. 더군다나, UCE가 증가하기 때문에, 라드 대 라드 압력 강하 변화 계수(Cv)가 감소한다.

도 5와 관련하여, 일반적인 Cv와 UCE 사이의 관계를 도시한다. UCE가 증가하면, Cv가 감소한다고 알려져 있다. 도 6과 관련하여, 곡선 A는 일반적인 UCE와 플라이 사이의 관계를 도시한다. UCE가 증가함에 따라 플라이가 빠르게 감소함을 주목하라. 곡선 A로 표현된 관계로 인하여, 토우 생산자는 도 5에 도시된 관계의 모든 이점을 취할 수 없다. 직선 D는 0.06g/30분 정도의 수용 가능한 플라이의 상한값을 나타낸다.

한편으로, 도 6의 곡선 B는 UCE와 플라이 사이의 진보된 관계를 도시한다. 즉, 높은 UCE와 낮은 플라이이다. 이러한 관계는 다음과 같이 표현된다.

플라이(g/30분) = 0.00009 e ^0.0209 ^UCE

등가 UCE에서 진보된 토우는 감소된 플라이를 갖는 점을 주목하라. 곡선 C는 획득된 실험값을 도시한다(공정은 후술한다). 실험 결과는 다음과 같이 표현된다.

플라이(g/30분) = 0.00017UCE - 0.276

UCE가 증가함에 따라, 플라이는 거의 변화하지 않고 유지됨을 주목하라. 그러므로, 토우 생산자는 낮은 플라이를 갖는 높은 UCE 토우( 낮은 Cv 토우로 해석되는)fmf 만들 수 있다. 더군다나, 진보된 토우는 높은 UCE에도 불구하고 종래의 토우와 같이 개방된다.

도 6의 곡선 C로 표현되는 토우는 유도 크림퍼 롤러를 구비한 공정(전술한 바와 같이)과 모서리 윤활 기구(42)(전술한 바와 같이)에 의하여 만들어지나, 이것은 가소 스테이션(112) 또는 증기 주입기(58, 60)를 사용하지 않았다. 가소 스테이션(112) 또는 증기 주입기(58, 60)에 의해 얻을 수 있는 이점을 아래에서 후술한다.

도 7과 관련하여, 견고성과 주어진 라드에 첨가되는 가소제의 양(예를 들면, 직물 부착에 사용되는 트라이아세틴(triacetin) 등)의 관계를 도시한다. 곡선 A는 일반적인 토우이며, 곡선 B는 0.2psig 증기가 공급된 진보된 토우이다. 라드는 길이 108mm, 지름 24.45mm이며, 곡선 A와 곡선 B의 단 하나의 차이점은 증기이고, 다른 것(예를 들면, 토우, 플러그랩(plugwrap), 가소제(직물 결합용), 라이마커(rodmaker) 및 테스터)은 모두 동일하다. 견고성 테스트는 아래에서 논의한다.

등가 라드에 있어서, 견고성은 증기에 의하여 향상되고, 증가된 증기압은 더욱 다른 효과를 증가시킨다. 증기의 효과는 최소한 라드 견고성에서 0.5 견고성 유닛(firmness unit)의 향상이다.

가소 스테이션은 공정과 생산물에서 토우의 습기의 양을 증가시켜주는 효과를 가질 수 있다. 증가된 토우의 습기의 장점을 아래에서 설명한다.

도 8과 관련하여, 크림퍼로 들어가는 총 습기(크림퍼 출구에서 측정된)과 UCE 사이의 일반적인 관계를 나타낸다. 토우 모듈러스(modulus)가 감소하고 주어진 크림퍼 세팅에서 더 많은 크림퍼가 관여되므로, UCE가 증가된다. 더군다나, 도 9에 도시한 바와 같이, 이와 같이 증가된 습기는 플라이를 감소시킨다. 크림퍼 토우가 더 용이해짐에 따라, 적은 기계일이 크림퍼에 작용하고, 따라서, 적은 토우 데미지가 발생한다.

그러나 여러 공정 어려움으로 인하여 도 8에 도시된 것과 같이 일정 범위(20%와 25%에 있는 수직선) 이상으로 습기를 증가시키는 것은 불가능하다. 가소 스페이션은 이러한 문제를 해결하며, 플라이를 감소시키고 더 일정한 크림프 변화 의 이점들이 공정 및 생산물에 생기도록 제공한다. 크림퍼의 모서리 물 기구를 이용하여 플라이 감소시키는 메카니즘과 가소 스테이션을 이용한 메카니즘은 구별되며, 상보적이다. 모서리 물 기구는 고압의 첨가 윤활에 의하여 직물 보호를 제공하며, 즉, 크림퍼의 마모 영역을 보호하는 반면에, 가소 스테이션이 크림프에 작용하는 기계적 일과 일반적인 직물 데미지를 감소시킨다.

바람직한 실시예에 따르면, 토우는 다음과 같은 UCE/플라이의 관계를 가진다.

플라이 값이 0.06까지는 플라이(g/30분) < 0.00009 e ^0.0209 ^UCE 이다.

선택적으로, 토우는 평균 UCE > 280 gcm/cm 이고, 평균 플라이 <= 0.030 g/30분 이거나, 또는 평균 UCE > 265 gcm/cm 이고, 평균 플라이 <= 0.023 g/30분이거나, 또는 평균 UCE > 250 gcm/cm 이고, 평균 플라이 <= 0.017 g/30분 정도이다.더군다나 이러한 토우는 평균 Cv < 2.5 또는 2.2 또는 1.75 이다. 이러한 토우는 역시 80 견고성 유닛을 가지거나 또는 세룰리안(Cerulean)(이전에는 필트로나) QTM-7에 보다 기초한다. 이러한 토우는 총 대니얼이 10,000 ~ 100,000 범위이며, dpf는 1.5 ~ 4 범위를 갖는다.

UCE는 직물을 펼치는데 요구되는 일의 양이다. UCE는, 현재까지 알려진 바에 따르면, 곤포 이전에, 즉, 후건조하고 전 곤포전에 측정된다. UCE, 여기서 사용한 것은, 다음과 같이 측정된다. 웜업(예열, warmed up)하고(일반적인 측정 20분 전에), 인스트론 직물 테스터(모델 1130, 크로스헤드 기어 - 기어 번호는 R1940-1 및 R940-2, 인스트론 씨리즈 IX-버젼 6 데이터 획득 및 분석 소프트웨어, 인스트론 50Kg 최대수용 로드셀 ,인스트론 탑 롤러 어셈블리, 1"x4"x1/8" 두께 고단계 버나-N(Buna-N) 70 쇼어(shore) A 경도계 고무 그립면), 대략 76cm의 길이를 가지며, 고리지고 탑 롤러의 중심을 가로지르도록 고르게 분산된 미리 조건을 맞춘 토우 샘플(22°C +/- 2°C 및 상대 습도 60% +/- 2 % 를 24시간 동안 조절한), 이것은 100g +/- 2g (판독 디스플레이마다)까지 부드럽게 당겨 미리 인장되고, 샘플의 각 끝단은 고정되며(가장 사용가능한 높은 압력으로, 그러나 제조장치의 권장사항을 넘지는 않도록), 그 후에 크로스헤드 속도가 30cm/min의 속도로 파괴될 때까지 실험한다. 이 실험은 세개의 수용할만한 테스트를 얻을 때까지 반복되며, 이러한 실험에서 획득한 세 데이터 포인트의 평균값을 얻는다. 에너지(E)는 0.220 Kg과 10.0 Kg의 사이가 한계이다. 변위(D)는 10.0 Kg이 현재 포인트이다. UCE는 다음과 같은 공식으로 구한다.

UCE (gcm/cm) = (E * 1000)/((D*2)+500)

여기서 사용된 수치는 평균 UCE이다. 평균 UCE는 최소 35개의 토우의 곤포의 평균값을 말하며, 토우는 가능한 변동성의 95% 신뢰 수준에서 샘플간 차이가 10 UCE 로 탐지될 수 있는 것을 나타낸다.

플라이는 담배 토우에서 작은 분쇄 필라멘트이다. 여기서 사용된 플라이는 다음과 같이 측정된다.

플라이는 평평하고 검은 포마이카(formica)로 만든 29.5 cm * 68.5 cm 크기이고 Hauni AF-2 개구 유닛(opening unit)의 스레드 롤에 중심 사이에 장착된 보드 위에 수집된다. 토우를 청정 상태(플라이 없는 상태)로 Hauni AF-2/KDF-2 라드마커(셋업: 라드 마커 속도 - 400m/min (5% 공차), 스레드 롤 비율 - 1.5:1, 스레드 롤 압력 - 2.5 Bars, 기인장(pre-tension) 압력 - A 타입 - 1.0 Bar)로 10분간 운전시키고, 10분 후에 테어드(tared, 밀리그램에 가까운) 마스킹 테이프(대략 6.5 cm ~ 7.5 cm 길이로 실린더에 장착되고, 접착면이 외부로 노출된)로 보드 상의 모든 플라이를 수집한 후에, 플라이가 수집된 테이프 무게를 결정한다. 플라이는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

플라이(g/30분) = (G - T) * 3

G = 플라이가 수집된 테이프의 총 무게

T = 테이프의 자체 중량

여기서 사용된 수치는 평균 플라이 값이다. 평균 플라이는 최소 100개의 토우의 곤포의 평균값을 말하며, 이것은 가능한 변동성의 95% 신뢰 수준에서 샘플간 차이가 0.01g/30분으로 탐지될 수 있는 것을 나타낸다.

압력 강하는 공기가 라드를 통해 유동 비율 17.5 cc/second로 유동할 때, 필터 라드의 끝단 사이의 압력 차이이다. 여기서 사용된 압력 강하( 라드 대 라드 압력 강하 Cv)는 다음과 같이 측정된다.

미국 버지니아의 라치몬드의 셀룰리안사의 압력 강하 퀄러티 테스트 모듈(Quality Test Module) (QTM-6)이 사용되며, 캡슐된 튜브 - 라텍스(latex), 엠버(amber) 5/16'' ID x 0.015'' 벽 두께, 35 +/- 5 경도계, 인증 1.0g 무게 및 라드 주변과 글래스는 셀룰리안 표준(Cerulean standard)으로 계산되며, QTM은 공기압 - 50 psi, 유동비율 - 목표치 17.7 cc/sec, 캡슐링된 튜브 - 5/16'' ID x 0.015'' (길이 157mm(8% 인장)) 및 lf = on, cr = on, stop 2 = off, parity = off, baud = 9600, Pd settle = 0, inches = off, Pd = on, shape = off, roundness = off, ova = off, size-laser = on, suspend = off, wt = on, QTM ld = 0, auto cal = off, protocol = 0 (혹은 만약 HOST = on 이면 1), host = off(혹은 LIMS 상에 있거나 PC 연결), sw2 ident = 2, sw1 ident = 1, batch size = 0, cofv = on, statistics = on, results = on, language = GB, printer = on, 30 기조건(기조건은 22°C +/- 2°C, 상대습도 - 6-% +/- 2%에서 48시간)으로 세팅되고, 라드를 테스트하며, 압력 강하값과 Cv를 도출한다. 더욱이, 여기서 사용된 수치는 평균 Cv 값이다. 평균 Cv는 최소 400개 토우의 곤포의 평균을 말하며, 95% 신뢰 수준에서 15% 변화를 탐지하는 하는 것을 나타낸다.

견고성(또는 단단함(hardness))는 일정 압력에서 필터 라드의 변형을 말한다. 견고성은 힘이 걸렸을 때 유지되는 %로 나타내며, 종종 다음과 같은 견고성 유닛으로 나타낸다.

견고성 % = (최초 지름 - 압축)/(최초 지름)*100

견고성은 여기서는 QTM-7으로 측정되며, 버지니아 리치몬드의 셀룰리안 사의 획일적 세팅을 이용한다.

본 발명의 필수 구성요소나 사상에서 벗어남이 없이 본 발명은 다른 형태로 변형 가능하며, 따라서, 발명의 범위가 나타내는 것에 따라 전술한 명세서보다 첨부된 청구범위를 본 발명의 해석 기준으로 하여야 한다.

Claims

토우에 작용하며 한 쌍으로 구성되되, 그 중 하나는 견고한 세라믹 재질로 된 닙 롤러;

상기 한 쌍의 닙 롤러 사이로 토우를 유지시키기 위하여 상기 한 쌍의 닙 롤러에 병렬 배치는 한 쌍의 측면 플레이트;

상기 한 쌍의 닙 롤러에 상기 토우가 부착되는 것을 방지하도록 상기 한 쌍의 닙 롤러의 출구 끝단에 근접 배치되는 조정 블레이드; 및

상기 한 쌍의 조정 블레이드에 인접된 충전 채널을 구비하며, 상기 한 쌍의 닙 롤러로부터 상기 채널로 상기 토우를 수납하며, 상기 토우에 지지하도록 적용되며 상기 채널의 첨단에 위치한 플래퍼를 구비한 충전 박스;

를 포함하는 토우를 위한 충전 박스 크림퍼.
제 1항에 있어서,

상기 세라믹 재질은 티타늄 탄화물(titanium carbides), 텅스텐 탄화물(tungsten carbides), HIP 처리되지 않은(unhipped) 산화 마그네슘(MgO) 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia), HIP 처리된(hipped) 산화 마그네슘(MgO) 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia), HIP 처리된(hipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia), HIP 처리되지 않은(unhipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia)의 그룹에서 선택되는 것을 더 포함하는 충전 박스 크림퍼.
제 2항에 있어서,

상기 견고한 세라믹 재질은 HIP 처리된 이트리아 안정 지르코니아인 충전 박스 크림퍼.
제 1항에 있어서,

상기 견고한 세라믹 재질은 표면 거칠기가 16 rms보다 크지 않는 충전 박스 크림퍼.
셀룰로오스 및 용매로 이루어진 용액으로 구성된 도프를 방사하는 단계;

방사된 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 감는 단계;

상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 윤활하는 단계;

상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 토우 폼으로 포밍하는 단계;

한 쌍으로 이루어져 상기 토우에 작용하되, 하나의 롤러는 견고한 세라믹 재질로 된 닙 롤러, 상기 한 쌍의 닙 롤러 사이로 토우를 유지시키기 위하여 상기 한 쌍의 닙 롤러에 병렬 배치는 한 쌍의 측면 플레이트, 상기 한 쌍의 닙 롤러에 상기 토우가 부착되는 것을 방지하도록 상기 한 쌍의 닙 롤러의 출구 끝단에 근접 배치되는 조정 블레이드, 및 상기 한 쌍의 조정 블레이드에 인접된 충전 채널을 구비하며 상기 한 쌍의 닙 롤러로부터 상기 채널로 상기 토우를 수납하며 상기 토우에 지지하도록 적용되며 상기 채널의 첨단에 위치한 플래퍼를 구비한 충전 박스에 의하여 상기 토우를 크림핑하는 단계;

상기 크림핑된 토우를 건조하는 단계; 및

상기 건조된 토우를 곤포시키는 단계;

를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 토우의 제조 방법.
제 5항에 있어서,

상기 충전 박스 크림퍼는 견고한 세라믹 재질로 구성되되, 상기 세라믹 재질은 티타늄 탄화물(titanium carbides), 텅스텐 탄화물(tungsten carbides), HIP 처리되지 않은(unhipped) 산화 마그네슘(MgO) 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia), HIP 처리된(hipped) 산화 마그네슘(MgO) 안정 지르코니아(MgO stabilized zirconia), HIP 처리된(hipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia), HIP 처리되지 않은(unhipped) 이트리아 안정 지르코니아(YTZP, Yttria stabilized zirconia)의 그룹에서 선택되는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 충전 박스 크림퍼는 상기 견고한 세라믹 재질이 HIP 처리된 이트리아 안정 지르코니아인 방법.
제 5항에 있어서,

상기 충전 박스 크림퍼는 상기 견고한 세라믹 재질의 표면 거칠기가 16 rms보다 크지 않는 방법.