KR20080113272A - 복합 스트랜드의 제조 공정 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 유리 필라멘트와 고수축성 유기 열가소성 필라멘트를 결합하여 형성된 복합 스트랜드의 제조 공정 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 인발된 후에 웨브 (10) 의 형태로 유리 필라멘트의 다발 또는 웨브 (2) 와 섞이고, 가열된 후에 지지부에 투사되는 동안, 상기 지지부의 운동 속보보다 큰 속도로 가동 지지부 (17) 에 투사된다. 또한 본 발명은 상기의 공정을 실행하기 위한 적절한 장치에 관한 것이다.

Description

복합 스트랜드의 제조 공정 및 장치{PROCESS AND DEVICE FOR MANUFACTURING A COMPOSITE STRAND}
본 발명은 다수의 연속 유리 필라멘트와 연속 고수축 유기 열가소성 필라멘트를 결합하여 형성되는 복합 스트랜드의 제조 공정 및 장치에 관한 것이다.
복합 스트랜드의 제조는 특히 EP-A-0367 661 에 기재되어 있는데, 용융 유리를 포함하며 연속 유리 필라멘트가 인발되는 부싱을 포함하는 제 1 설비와, 연속 필라멘트를 전달하며 유기 열가소성 물질이 압력 하에서 공급되는 스피닝 헤드를 포함하는 제 2 설비를 이용하는 공정을 설명하고 있다.
2 가지 유형의 필라멘트가 적어도 하나의 복합 스트랜드로 결합되고 결합 동안 필라멘트는 웨브의 형태, 또는 웨브 및 스트랜드 형태일 수도 있다. 복합 스트랜드에서, 유리 필라멘트 또는 스트랜드는 스트랜드와 접촉하는 고체면에서의 마찰로부터 유리를 보호해주는 열가소성 필라멘트로 둘러싸인다.
열가소성 필라멘트의 결합이 스트랜드의 내마모성을 향상되게 해주더라도, 상기 필라멘트의 수축 현상 (유리 필라멘트의 굴곡을 야기함) 으로 인해 스트랜드에 인장을 발생시키게 된다. 굴곡의 존재는 특히 복합 스트랜드가 보빈의 전체 주변에 걸쳐 변형되면서 보빈의 형태로 권취될 때 보여진다.
이 수축 현상은 몇가지 단점을 갖는다: 수축 현상은 보빈이 복합 스트랜드에 의해 발생되는 수축을 견딜 수 있도록 보빈을 생성하기 위한 두꺼운 스풀의 사용을 필요로 하고 또한 원하는 경우에 요구되는 이상적인 기하학적 특성을 갖지 않는다는 사실로 인해 보빈으로부터 스트랜드가 풀리는 것을 방해한다. 또한, 이러한 스트랜드는 대형의 평평한 부분을 위한 강화재로서 사용될 수 있는 직물을 제조하는데 유리하지 않은데, 왜냐하면 굴곡으로 인해 필라멘트가 최종 복합품에 완벽하게 배열되지 않기 때문이다. 주어진 방향에서 스트랜드의 강화가능성이 감소된다는 것이 밝혀졌다.
열가소성 필라필라멘트의 수축의 문제점을 해결하기 위해서, 다양한 해결책이 제안되어 왔다.
EP-A-0 505 275 에서, EP-A-0 367 661 에 미리 설명된 것과 유사한 복합 스트랜드의 제조 공정이 제안되어 있는데, 이는 합성 섬유 산업 분야에서 일반적으로 이용되는 스피닝 헤드를 사용하여 열가소성 필라멘트를 형성하는 것을 계획한다. 이 방식으로, 유기 필라멘트에 의해 둘러싸인 하나 이상의 유리 스트랜드로 형성되는 복합 스트랜드를 얻는 것이 가능하고, 이는 유기 필라멘트를 압출하는데 사용되는 스피닝 헤드의 구성과는 상관없다.
EP-A-0 599 695 에는, 유리 필라멘트의 인발 속도보다 더 큰 혼합 동안의 속도로 열가소성 필라멘트와 유리 필라멘트를 섞는 것이 제안된다. 속도차는 수축 현상이 유리 필라멘트에 대한 열가소성 필라멘트의 과도한 초기 길이를 보상하도록 결정된다.
일 실시형태에서, 열가소성 필라멘트는 과도한 길이를 강조하는 드럼을 포함하는 가변 속도의 인발 유닛을 통과하여서, 유리 필라멘트가 선형이고 열가소성 필라멘트가 굴곡져 있는 복합 스트랜드를 얻을 수 있다.
EP-A-0 616 055 에는, 유리/열가소성 복합 스트랜드의 제조 공정 또한 제안되는데, 이는 열가소성 필라멘트의 웨브와 유리 필라멘트의 다발 또는 웨브와 섞는 것으로 구성되고, 열가소성 필라멘트는, 집합 지점의 상류에서, 이완 온도 이상의 온도로 가열되고, 인발된 후에 냉각된다. 얻어진 복합 스트랜드는 굴곡이 없고 시간이 지나도 안정적이다.
테이프의 풀림 및 스트랜드의 권취의 중간 단계를 통과하지 않고, 로빙을 직접 제조하는 것이, 유리 필라멘트의 인발과 양립하는 속도에서 부싱 아래로 복합 스트랜드를 인발함으로써 연속적으로 실행된다. 이 고속도 (초당 수 미터 내지 약 10 미터) 는 집합 지점 상류의 더 높은 열가소성 필라멘트의 상류의 인발 속도와 관련된다.
이러한 조건 하에서 굴곡 없는 복합 스트랜드의 제조는 인발 유닛의 회전 요소의 상대 속도의 정확한 동기화를 통해서 또한 유리 필라멘트의 인발 속도와 열가소성 필라멘트의 인발 속도 사이의 초기 차를 유지함으로써 발생한다.
이들 조건은 제한된 수축을 받는 열가소성 물질에 한정된다. 수축이 더 커질 때, 인발 유닛은 복합 스트랜드가 어떠한 굴곡도 갖지 않도록 열가소성 필라멘트의 길이를 충분히 증가시키도록 속도가 더이상 증가될 수 없다는 사실로 인해 작동불가능하게 된다.
본 발명의 목적은 혼합된 연속 유리 필라멘트 및 연속 고수축 열가소성 필라멘트를 포함하며 제조 동안에 어떠한 굴곡도 갖지 않고 시간이 지나도 안정적으로 유지되는 복합 스트랜드의 제조를 가능하게 하는 공정을 제공하는 것이다.
이 목적은 용융 유리로 채워진 부싱에 있는 구멍으로부터 기계적으로 인발되는 연속 유리 필라멘트와 스피닝 헤드로부터 나오는 연속 유기 열가소성 필라멘트를 혼합하여 형성되는 복합 스트랜드의 제조 공정을 통해 달성되고, 상기 열가소성 필라멘트는 유리 필라멘트의 웨브 또는 다발의 형태로 섞이며, 유리 필라멘트와 혼합되기 전에, 열가소성 필라멘트가 인발, 가열된 후에 가동 지지부 위로 투사되고, 상기 지지부 위로 투사되는 동안에 열가소성 필라멘트의 속도는 상기 지지부의 운동 속도보다 더 크다. 가열된 열가소성 필라멘트의 인발 및 투사의 결합 효과는 고레벨의 권축을 주어서 복합 스트랜드에서 열가소성 물질의 수축을 보상하는 것을 가능하게 해준다.
유리하게는, 열가소성 필라멘트의 가열 및 보호가 동시에 실행된다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따라서, 열가소성 필라멘트는 웨브의 형태로 유리 필라멘트까지 안내되고, 또한 웨브의 형태로, 코팅 롤과 모든 필라멘트를 복합 스트랜드로 모으는 지점 사이에서 동일한 속도로 유리 필라멘트와 결합된다.
다른 실시형태에 따라서, 열가소성 필라멘트는 상기 지지부의 이동 방향으로, 가동 지지부에 장착된 유리 필라멘트로 투사된다. 따라서 주름잡힌 열가소성 필라멘트와 선형의 유리 필라멘트가 엉켜서 형성된 웨브가 얻어지고, 이 웨브는 따라서 결합되어 복합 스트랜드를 형성하게 된다.
본 발명에 따른 공정은 어떠한 굴곡도 없는 복합 스트랜드를 얻는 것이 가능하고, 복합 스트랜드의 조성물에 통합되는 유리 필라멘트는 열가소성 필라멘트와의 결합 직후에 선형으로 되고, 패키지 형태로 수집된 후에 선형으로 유지된다. 최종적으로, 복합 스트랜드의 열가소성 필라멘트는 시작시에 열가소성 필라멘트에 주어지는 권축의 정도에 따라 선형이거나 굴곡질 수도 있다.
본 발명 덕분에, 특히 복합 스트랜드의 수축이 없이 통상적인 두께의 스풀을 이용하여 유리 스트랜드를 제조하기 위한 일반적인 조건 하에서 보빈을 형성하는 것이 가능하고, 이들 스풀은 볼을 얻기 위해 제거되거나 필요하다면 재사용될 수 있다. 이것은 풀림 (unwinding) (외부로부터) 또는 올풀림 (unravelling) (내부로부터) 의 방법에 따라 복합 스트랜드를 압출할 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 공정은 고수축 열가소성 필라멘트를 이용하여 굴곡이 없는 복합 스트랜드를 얻을 수 있도록 해준다는 것 외에, 복합 스트랜드 내에서 필라멘트의 균일한 분포 및 고혼합을 보장한다.
본 발명은 이 공정을 실행하기 위한 장치도 또한 제공한다.
본 발명에 따라, 연속 유리 필라멘트 및 연속 고수축 열가소성 필라멘트로 형성된 복합 스트랜드의 제조를 가능하게 하기 위해서, 본 장치는, 한편으로는, 하부면이 매우 많은 수의 구멍을 갖고 유리가 공급되는 적어도 하나의 부싱으로서 코팅 장치와 관련되는 부싱을 포함하는 설비, 다른 한편으로는 하부면에 매우 많은 수의 구멍이 구비되고 용융된 유기 열가소성재가 압력 하에 공급되는 적어도 하나의 스피닝 헤드를 포함하는 설비를 포함하고, 상기 스피닝 헤드는 드럼을 포함하는 유형의 인발 유닛, 가열 수단이 제공되며 열가소성 필라멘트를 투사하기 위한 장치, 드럼형 가동 지지부 및 열가소성 필라멘트가 유리 필라멘트와 섞일 수 있도록 해주는 수단과 관련되며, 최종적으로 두 가지 설비에 대한 공통적인 수단은 복합 스트랜드를 결합 및 권취할 수 있다.
드럼 인발 유닛은 바람직하게는 열가소성 필라멘트의 증가하는 선형 속도를 보장하는, 가변 속도에서 작동하는 적어도 2 개의 롤을 갖는다. 인발 유닛이 두 개 이상의 롤을 포함할 때, 롤은 유리하게는 쌍으로 작동한다. 인발 유닛에는 예를 들어 전기 또는 적외선 가열 수단 등의 가열 수단이 제공될 수 있고 이 가열 수단은 열가소성 필라멘트를 예열하여 인발을 촉진할 목적으로 열가소성 필라멘트가 만나는 제 1 드럼에 위치되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 열가소성 필라멘트가 가동 지지부 위로 투사되도록 하는 수단은 펄스 또는 압축 공기 등의 가스 또는 액체일 수도 있는 유체의 특성을 이용하는 장치이다. 유리하게는, 이것은 벤츄리 시스템이고, 벤츄리 시스템의 역할은 열가소성 필라멘트에 어떠한 추가적인 속도를 주지 않으면서, 그 필라멘트에 적절한 공간적 분포 및 배향을 줌으로써 열가소성 필라멘트를 투사하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 특히 전기적인 가열 수단이 열가소성 필라멘트의 투사를 보장하는 장치와 관련이 있다. 이렇게 해서, 열가소성 필라멘트의 연화점에 가까운 온도에서 열가소성 필라멘트의 가열이 균일하고 신속하게 실행되어서, 가동 지지부 위로 투사하는 동안에 만족할만한 권축을 얻을 수 있게 된다.
가동 지지부는 표면이 천공으로 이루어진 드럼으로 만들어질 수도 있고, 이 드럼은 내부 공간을 적어도 두 개의 격실로 분리하기 위한 요소를 포함하는데, 한 격실은 진공하에서 유지될 수 있도록 하는 수단에 연결되고, 다른 격실은 과도 압력 하에 있도록 하는 수단에 연결된다. 격실의 크기 및 위치는 제 1 격실 위에 놓인 드럼의 표면에서 웨브의 형태로 초기 권축 상태로 열가소성 필라멘트를 유지하고, 웨브가 제 2 격실을 통과할 때 그 웨브를 분리할 수 있도록 선택된다.
두 가지 유형의 필라멘트를 섞을 수 있는 수단은 앞에서 미리 설명된 바와 같이 열가소성 필라멘트가 유리 필라멘트의 다발 또는 웨브 안으로 투사되도록 할 수 있는 벤츄리 시스템에 의해 구성될 수도 있다. 바람직하게는, 이 시스템은 유리 필라멘트의 인발 속도와 동일한 속도로 열가소성 필라멘트를 투사한다.
필라멘트의 혼합을 가능하게 하는 수단은 드럼-가동 지지부로 구성될 수도 있다. 이 경우에, 드럼은 드럼 주위에 권취되는 유리 필라멘트의 웨브를 지지하는데 사용되고, 웨브 형태의 권축된 열가소성 필라멘트는 드럼의 모선을 따라 유리 필라멘트와 섞인다.
앞에서 설명된 장치는 어떠한 후속 변형도 갖지 않는, 즉 시간이 경과하여도 안정적인 상태로 남아있는 복합 스트랜드를 미리 권축된 고수축 열가소성 필라멘트 및 유리 필라멘트로부터 생성할 수 있다.
이러한 장치는 예를 들어 E-유리, R-유리, S-유리, AR-유리 또는 C-유리 등의 공지된 어떠한 유형의 유리에도 적용될 수 있고, 바람직하게는 E-유리이다.
동일한 방식으로, 고수축을 갖는 어떠한 열가소성재도 사용할 수 있는데, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) 등의 폴리에스테르, 및 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-11 및 나일론 -12 등의 폴리아미드에 속하는 폴리머 등의 고수축성을 가질 수 있는 어떠한 열가소성 물질도 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 세부 사항 및 유리한 특징들은 첨부되는 도면을 참조하여 설명되는 본 발명을 실행하기 위한 장치의 예의 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태의 개략도이다.
참조되는 도 1 은 본 발명에 따른 완전한 설비의 개략도이다. 상기 설비는 단순히 중력에 의해 떨어지는 구슬 형태로 냉간 유리를 포함하는 호퍼를 통해, 또는 호퍼의 상부에 유리를 직접 공급하는 노의 전로로부터 용융 유리가 공급되는 부싱 (1) 을 포함한다.
공급의 형태가 어떻든지간에, 부싱 (1) 은 일반적으로 백금-로듐 합금으로 만들어지고 유리를 재용융하거나 고온에서 유지할 수 있도록 저항 가열 (resistance heating) 에 의해 가열된다. 용융 유리의 다수의 스트림이 부싱 (1) 으로부터 유동하고, 이들 스트림은 보빈 (3) 이 형성되도록 해주는 장치 (도시되지 않음) 에 의해 필라멘트의 다발 (2) 의 형태로 인발된다. 예를 들어 흑연 으로 만들어진 코팅 롤 (4) 이 다발 (2) 의 경로에 위치되고, 유리 필라멘트와 접촉하게 되는 부재들과 그 필라멘트 사이의 마찰을 방지하거나 제한하기 위한 사이즈를 유리 필라멘트 위에 증착한다. 사이즈는 수성 또는 무수성 (즉, 5 중량% 미만의 물을 포함함) 일 수도 있고 복합 스트랜드 (6) 를 형성하기 위해서 유리 필라멘트와 결합될 열가소성 필라멘트 (5) 의 조성에 통합되는 화합물, 또는 이들 화합물의 유도체를 포함할 수도 있다.
도 1 에 개략적으로 나타난 바와 같이 열가소성 필라멘트 (5) 가 압출되는 스피닝 헤드 (7) 가 있다. 스피닝 헤드 (7) 에는 인발 및 냉각에 의해 필라멘트 (5) 를 형성하기 위해서, 입상물이 공급되는 압출기 (도시되지 않음) 로부터 나오는 용융된 고수축 열가소성 물질이 공급되고, 이 물질은 스피닝 헤드 (7) 아래에 위치된 다수의 구멍을 통해 압력 하에서 유동한다. 필라멘트의 냉각은 스피닝 헤드 (7) 를 위해 적절한 형상을 갖는 컨디셔닝 장치 (8) 에 의해 강제 대류에 의해 실행되며 상기 컨디셔닝 장치는 필라멘트에 수직인 공기 층류를 발생시킨다. 냉각 공기는 일정하게 유지되는 유동 속도, 온도 및 습도를 갖는다. 그 후에 필라멘트 (5) 는 한편으로는 필라멘트를 웨브 (10) 의 형태로 결합시킬 수 있고, 다른 한편으로는 필라멘트의 경로를 전향시킬 수 있는 롤 (9) 을 통과한다.
롤 (9) 을 통과한 후에, 열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 는 동일한 속도로 회전하거나 상이한 속도를 가져서 열가소성 필라멘트의 이동 방향으로 가속될 수 있도록 할 수도 있는 예컨대 롤 (12, 13) 로 형성되는 인발 유닛 (11) 을 통과한다. 인발 유닛 (11) 은 필라멘트 (5) 를 인발하고 웨브 (10) 에 설정 속도를 부여하는 역할을 한다. 드럼 (17) 위에서의 열가소성 필라멘트의 투사 속도를 정확하게 조정하도록 롤 (12 및 13) 의 회전 속도를 바꿀 수 있다. 롤 (12 및 13) 은, 적절하다면, 예컨대 전기 가열 시스템 등의 가열 시스템과 연관될 수도 있는데, 이 시스템은 롤의 표면과 접촉함으로써 열가소성 필라멘트의 균일하고 신속한 예열을 보장할 수 있다. 인발 유닛 (11) 은 예를 들어 4 개 또는 6 개의 더 많은 수의 롤로 형성될 수도 있으며, 이들 롤러는 쌍으로 기능하는 것이 바람직하다.
선택적으로 예열되는 열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 는 그 후에 가열되거나 선택적으로 모터구동될 수도 있는 편향 롤 (14) 을 향한 후에, 예를 들어 벤츄리 시스템 (16) 및 드럼 (17) 으로 형성되는 권축 장치 (15) 에 들어가게 된다.
벤츄리 시스템 (16) 은 열가소성 필라멘트를 분리한 채로 유지하여서 적절한 크기의 일정한 웨브로서 그 필라멘트를 드럼 (17) 상으로 투사할 수 있게 해준다. 벤츄리 시스템 (16) 은 압축 공기의 주입으로 작동하고 웨브 (10) 에 추가적인 속도를 부여하지 않는다. 이 시스템은 예를 들어 뜨거운 공기 또는 스팀 등의 유체를 사용하는 가열 장치 (도시되지 않음) 와 관련이 있고, 열가소성 필라멘트의 권축성을 향상시키기 위해서 열가소성 필라멘트를 열가소성 필라멘트의 연화점 근처의 온도까지 이르게 하는 역할을 한다.
벤츄리 시스템 (16) 의 출구에서, 열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 가 드럼 (17) 위로 투사된다. 드럼 (17) 의 회전 속도는 열가소성 필라멘트의 투사 동안에 웨브 (10) 의 속도보다 낮아서 상기 드럼의 표면과 열가소성 필라멘트가 접촉 할 때 필라멘트가 권축된다.
드럼 (17) 에는, 다중 구멍 (도시되지 않음) 이 뚫려있고 드럼의 폭보다 약간 더 좁은 폭을 갖는 중앙 홈 (18) 이 있다. 또한 드럼은 드럼의 내부를 두 개의 격실 (20, 21) 로 분리하는데 사용되고, 드럼에 대하여 동축이고 고정되어 있는 요소 (19) 를 포함한다. 격실 (20) 은 이 격실을 진공으로 만들 수 있는 예컨대 흡입 펌프 등의 장치에 연결되어 있고, 격실 (21) 은 이 격실을 과도 압력 하에 있도록 할 수 있는 예컨대 공기 주입 장치 등의 장치 (도시되지 않음) 에 연결된다.
드럼 (17) 위로 투사된 후에, 권축된 필라멘트의 웨브 (10) 는 진공 하에 있는 격실 (20) 과 동등한 레벨의 홈 (18) 에 유지되고 필라멘트에 분무되는 예컨대 물 또는 사이징 조성물 등의 유체를 통해 또는 천공된 표면과 단순히 접촉함으로써 냉각된다. 다음으로, 웨브 (10) 는 천공을 통과하는 가압된 공기의 영향 하에 있는 격실 (21) 과 동등한 레벨의 드럼 (17) 의 표면으로부터 분리된다.
그 다음에 웨브 (10) 는 편향 롤 (22) 을 통과한 후에, 권축된 열가소성 필라멘트가 웨브 (24) 의 유리 필라멘트와 섞일 때까지 그 열가소성 필라멘트를 개별적인 형태로 유지시켜주는 벤츄리 장치 (23) 에 들어간다.
열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 와 유리 필라멘트의 웨브 (24) 의 접합은 필라멘트를 복합 스트랜드로 결합하는데 사용되는 요소 (25) 와 코팅 롤 (4) 사이에서 발생한다. 필라멘트의 혼합 동안에, 열가소성 필라멘트는 유리 필라멘트의 속도와 동일한 속도에 이른다.
노치가 구비된 편향기 (26) 는 특히 가장자리를 따라 모든 필라멘트를 제 위치에 유지하고, 권축된 열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 가 유리 필라멘트의 웨브 (24) 에 투사되는 순간에 그 유리 필라멘트의 웨브가 겪는 교란을 감소시키는 것을 돕는다.
서로 섞인 권축된 열가소성 필라멘트 및 유리 필라멘트의 웨브 (27) 는 그 후에, 복합 스트랜드 (6) 로 필라멘트가 결합되는 것을 가능하게 하는 장치 (25) 를 통과하게 되며, 이 스트랜드는 원하는 선형 밀도를 보증하기 위해 일정하게 유지되는 주어진 선형 속도로 작동하는 인발 장치 (도시되지 않음) 덕분에 보빈 (3) 의 형태로 즉시 권취된다.
유리 필라멘트의 인발을 가능하게 하는 이 선형 속도는 일반적으로 드럼 (17) 에 의해 상기 권축된 열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 에 부여되는 속도와 동일하다. 그럼에도 불구하고, 열가소성 필라멘트의 투사 동안에, 유리 필라멘트와의 혼합 지점까지 열가소성 필라멘트를 웨브 형태로 유지하기 위한 능력을 향상시키기 위해 열가소성 필라멘트에 추가적인 인장을 주기 위하여 더 낮을 수도 있는 속도로 유리 필라멘트와 열가소성 필라멘트를 섞을 수 있다. 이들 조건 하에서, 열가소성 필라멘트의 투사 속도와 유리 필라멘트의 인발 속도 사이의 차는 10 % 를 초과하지 않는다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 설비를 나타낸다. 이 도면에서, 공통의 장치 및 수단에는 도 1 과 동일한 도면부호가 부여된다.
부싱으로부터 유동하는 유리 필라멘트의 다발 (2) 은 보빈 (3) 을 형성하는 장치 (도시되지 않음) 에 의해 인발된다. 다발 (2) 은 유리 필라멘트에 사이즈를 증착시키는 코팅 롤 (4) 을 통과하고 형성된 웨브 (24) 는 드럼 (17) 에 권취된다.
스피닝 헤드 (7) 로부터 압출되어 컨디셔닝 장치 (8) 에 의해 냉각된 열가소성 필라멘트 (5) 는 롤 (9) 과 동등한 레벨의 웨브 (10) 로 결합된다. 그 후에 웨브 (10) 는 롤 (12, 13) 을 갖는 인발 유닛 (11) 을 통과하여 도 1 과 동일한 조건 하에서 인발된다. 롤 (13) 이후에, 웨브 (10) 는 선택적으로 가열 및/또는 모터구동되는 롤 (14) 을 향하고 벤츄리 시스템 (16) 및 드럼 (17) 으로 형성된 권축 장치 (15) 에 들어간다.
벤츄리 시스템에서, 웨브 (10) 의 열가소성 필라멘트는 그들 각각의 상태로 유지되고 높은 수준의 권축을 얻는 것을 돕기 위하여 연화점 근처의 온도에서 가열된다.
가열된 웨브 (10) 는 필라멘트의 투사 속도보다 낮은 속도에서 회전하는 드럼 (17) 위로 투사되어 권축된다. 권축된 열가소성 필라멘트의 웨브 (10) 와 유리 필라멘트의 웨브 (24) 와의 접합이 드럼 (17) 의 모선을 따라 실행된다. 웨브 (10) 의 투사는 웨브 (24) 의 필라멘트가 드럼 (17) 의 홈 (18) 내부에서 유지되는 동안 일어나고, 이렇게 해서 유리 필라멘트의 웨브의 교란을 방지하여서 상기 필라멘트의 파손의 위험을 감소시킬 수 있다.
권축된 열가소성 필라멘트와 웨브 (24) 와의 접합 직후에, 권축된 열가소성 필라멘트는 유리 필라멘트와 서로 섞이고 진공 하에 있는 격실 (20) 과 동등한 레 벨의 홈 (18) 의 바닥에 납작하게 된다. 드럼 (17) 에 권취된 열가소성 필라멘트 및 유리 필라멘트의 웨브가 가압된 공기의 작용을 받는 격실 (21) 과 동등한 레벨로 될 때, 상기 격실의 내부로부터 공기압의 영향을 받아 표면으로부터 떨어지게 된다.
웨브 (27) 는 롤 (22) 및 필라멘트를 복합 스트랜드 (6) 로 모으기 위한 장치 (25) 를 통과하고, 상기 복합 스트랜드는 보빈 (3) 의 형태로 권취된다. 제 2 장치 (25) 는 복합 스트랜드의 더 나은 결합을 얻는 것을 돕기 위하여 롤 (22) 과 드럼 (17) 의 출구 사이에 위치될 수도 있다.
본 발명에 따른 공정을 이용하여 얻어진 보빈은 복합 스트랜드로 구성되고, 복합 스트랜드의 유리 필라멘트는 선형이고 열가소성 필라멘트는 영구적이고 시간이 경과하여도 안정적인 방식으로 권축 (또는 굴곡) 된다. 복합 스트랜드의 열가소성 필라멘트의 권축 또는 굴곡의 정도는 가동 지지부에 투사되는 동안에 주어진 권축의 크기에 따라 달라진다.
또한, 복합 스트랜드 내에서 유리 필라멘트 및 열가소성 필라멘트의 분포는 균일하고, 이는 필라멘트의 양호한 혼합으로 이어진다.
위에서 설명된 공정 및 장치에 일부 변형을 가할 수 있다. 먼저, 서로 접촉할 때 비교적 짧은 시간에 걸쳐 공중합될 수 있는 화합물을 포함하고, 수성일 수도 있고 아닐 수도 있는 몇몇 용액으로 이루어진 사이즈를 사용할 수 있다. 이 경우에, 코팅 장치는 별도의 롤을 포함하고, 각각의 롤은 유리 필라멘트에 사이징 용액 중 하나를 증착시킨다. 또한 권취 전에, 물이 유리 필라멘트로부터 제 거될 수 있게 하거나 적어도 물의 함량이 실질적으로 감소될 수 있게 하는 건조 장치를 예상할 수 있다.
합성 복합 스트랜드, 즉 상이한 수축율을 갖는 유기 열가소성 물질을 포함하는 복합 스트랜드의 제조에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어 하나 이상의 스피닝 헤드로부터 상이한 유형의 필라멘트를 형성하고, 개별적인 형태로 또는 결합된 이후에 그 필라멘트를 유리 필라멘트에 투사할 수 있다.
실시예 1
이하의 조건 하에서 도 1 에 설명된 설비로 복합 스트랜드가 제조되었다:
- 열가소성 필라멘트:
열가소성 물질: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET),
필라멘트의 수: 1200 필라멘트,
선형 밀도: 359 텍스,
장치 (8) 의 유량: 500 m3/h,
인발 유닛의 속도: 1500 m/min, 롤 (12 및 13) 의 온도: 240 ℃, 용융상에서의 인발비: 1560,
벤츄리 장치 (16) 에서의 공기 온도: 260 ℃,
드럼 (17) 의 회전 속도: 990 m/min, 물 분무에 의한 냉각, 및
권축 정도: 8 %.
(권축 정도는 식 100 × (L-L0)/L0 에 따라 측정되었고, 여기서 L0 는 권축된 필라멘트의 길이이고 L 은 더 선형으로 만들기 위한 충분한 인발 이후에 동일한 필라멘트의 길이이다.)
- 유리 필라멘트:
필라멘트의 수: 1600 개,
- 복합 스트랜드:
유리/열가소성 필라멘트의 중량비: 75/25,
선형 밀도: 1491 텍스, 및
선형 속도 (권취): 1000 m/min.
보빈 (3) 은 118 ℃ 의 오븐에서 32 시간 동안 건조되었다. 열가소성 필라멘트의 수축율은 약 6 % 였다. 보빈의 기하학적 형상은 건조 후에도 변하지 않았다.
실시예 2
이하의 조건 하에서 도 2 에 설명된 설비로 복합 스트랜드가 제조되었다:
- 열가소성 필라멘트:
열가소성 물질: 폴리아미드 (PA),
필라멘트의 수: 1200 필라멘트,
선형 밀도: 466 텍스,
장치 (8) 의 유량: 400 m3/h,
인발 유닛의 속도: 1800 m/min, 롤 (12 및 13) 의 온도: 180 ℃, 용융 상에서의 인발비: 3640,
벤츄리 장치 (16) 에서의 공기 온도: 200 ℃,
드럼 (17) 의 회전 속도: 1008 m/min, 물 분무에 의한 냉각, 및
권축 정도: 10 %.
(권축 정도는 식 100 × (L-L0)/L0 에 따라 측정되었고, 여기서 L0 는 권축된 필라멘트의 길이이고 L 은 더 선형으로 만들기 위한 충분한 인발 이후에 동일한 필라멘트의 길이이다.)
- 유리 필라멘트:
필라멘트의 수: 1600 개,
- 복합 스트랜드:
유리/열가소성 필라멘트의 중량비: 70/30,
선형 밀도: 1597 텍스, 및
선형 속도 (권취): 1008 m/min.
보빈 (3) 은 118 ℃ 의 오븐에서 32 시간 동안 건조되었다. 열가소성 필라멘트의 수축율은 약 7 % 였다. 보빈의 기하학적 구성은 건조 후에도 변하지 않았다.

Claims (9)

  1. 부싱 (1) 으로부터 나오는 연속 유리 필라멘트 (2, 24) 와 스피닝 헤드 (7) 로부터 나오는 연속 유기 열가소성 필라멘트 (5, 10) 를 혼합하여 형성되는 복합 스트랜드 (6) 의 제조 공정으로서, 상기 열가소성 필라멘트 (5) 는 웨브 (10) 의 형태로 유리 필라멘트의 웨브 (24) 또는 다발 (2) 과 섞이는 복합 스트랜드의 제조 공정에 있어서, 유리 필라멘트의 웨브 (24) 또는 다발 (2) 에 열가소성 필라멘트 (10) 가 들어가기기 전에, 그 열가소성 필라멘트가 인발, 가열 및 가동 지지부 (17) 위로 투사되고, 상기 지지부 (17) 위로 투사 동안에 열가소성 필라멘트의 속도가 상기 지지부 (17) 의 운동 속도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 공정.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합은 코팅 롤 (4) 과 필라멘트를 복합 스트랜드 (6) 로 모으기 위한 장치 (25) 사이에서 유리 필라멘트 (2, 24) 에 열가소성 필라멘트 (5, 10) 를 투사함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 공정.
  3. 제 2 항에 있어서, 열가소성 필라멘트 (5, 10) 의 투사 동안에 그 열가소성 필라멘트의 속도가 유리 필라멘트 (2, 24) 의 인발 속도와 동일한 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 공정.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 필라멘트 (5, 10) 는 가동 지지부 (17) 에서 유리 필라멘트 (2, 24) 와 혼합되는 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 공정.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 지지부 (17) 는 드럼이고, 상기 필라멘트들의 혼합이 그 드럼의 모선을 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 공정.
  6. 연속 유리 필라멘트 (2, 24) 및 연속 유기 열가소성 필라멘트 (5, 10) 를 혼합함으로써 복합 스트랜드를 제조하는 장치로서, 하부면이 매우 많은 수의 구멍을 갖고 유리가 공급되는 적어도 하나의 부싱 (1) 으로서 코팅 장치 (4) 와 관련되는 부싱과 하부면에 매우 많은 수의 구멍이 구비되고 용융된 유기 열가소성 물질이 공급되는 적어도 하나의 스피닝 헤드 (7), 및 복합 스트랜드 (6) 를 결합 및 인발하며 부싱 (1) 및 스피닝 헤드 (7) 에 공통적인 수단 (3, 25) 을 포함하는 복합 스트랜드의 제조 장치에 있어서, 상기 스피닝 헤드 (7) 는 드럼 (12, 13) 을 포함하는 유형의 인발 유닛 (11), 가열 수단에 제공되는 열가소성 필라멘트를 투사하기 위한 장치 (16), 드럼형 가동 지지부 (17) 및 열가소성 필라멘트 (5, 10) 가 유리 필라멘트 (2, 24) 와 섞일 수 있도록 해주는 수단 (17, 23) 과 관련되는 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 인발 유닛 (11) 은 열가소성 필라멘트 (5, 10) 에 증가된 속도를 제공하는 적어도 2 개의 드럼 (12, 13) 을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 드럼 (17) 은 드럼의 내부를 적어도 두 개의 격실 (20, 21) 로 분리하기 위한 요소 (19) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 필라멘트 (5, 10) 을 투사하기 위한 상기 장치 (16) 는 벤츄리 시스템인 것을 특징으로 하는 복합 스트랜드의 제조 장치.
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