KR20210005091A - 방사 장치 및 방사 방법 - Google Patents
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Abstract
방사 장치는, 상하 방향으로 연장되는 방사통과, 복수의 구금공을 가짐과 함께, 방사통의 상단측에 배치되어 구금공으로부터 방사 원액을 방사통의 내부 공간에 토출시키는 방사 구금과, 방사통에 접속되고, 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 방사 구금보다 상방으로부터 내부 공간에 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 공급로와, 방사통에 접속되고, 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 방사 구금보다 하방으로부터 내부 공간에 공급하는 제 2 가스 공급로를 구비한다.
Description
본 발명은, 방사 (紡絲) 장치 및 방사 방법에 관한 것이다.
방사 장치는, 예를 들어 특허문헌 1 에 개시되는 바와 같이, 복수의 구금공이 형성된 방사 구금과, 상단측에 방사 구금이 배치되고 상하 방향으로 연장되는 방사통을 구비한다. 방사 장치에 의해 방사하는 경우, 예를 들어, 필라멘트의 원료 성분과 휘발 (용매) 성분을 포함하는 방사 원액 (도프) 이, 방사 구금의 각 구금공으로부터 방사통 내에 토출된다. 방사 원액은, 방사통 내에 공급되는 가스와 접촉함으로써 건조된다. 이로써, 복수 개의 필라멘트 (단섬유) 가 방사된다. 복수 개의 필라멘트는, 묶여서 얀이 되고, 고뎃 롤에 권취된 후, 소정 방향으로 반송된다.
방사 장치에 대해서는, 방사 효율을 향상시켜 생산 코스트를 저감하는 것이 요망되고 있다. 방사 효율을 향상시키는 방법으로는, 예를 들어, 구금공으로부터의 방사 원액의 토출 속도에 대한 고뎃 롤의 권취 속도의 비로서 정의되는 드래프트를 향상시키는 방법을 들 수 있다. 그러나, 토출 속도에 대하여 권취 속도를 단순히 증대시키면, 방사통 내에서 실 끊김이 발생함으로써, 드래프트를 향상시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
따라서 본 발명은, 방사 장치에 있어서, 방사통 내에서 발생하는 실 끊김을 방지함으로써, 방사 효율의 향상을 도모할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
드래프트를 향상시키고자 한 경우에 방사통 내에서 실 끊김이 발생하는 원인의 하나는, 방사 원액이 방사 구금으로부터 토출된 직후에, 방사 원액의 휘발 성분이 방사통 내에 공급되는 가스에 의해 급격히 휘발됨으로써, 방사 원액이 연신되기 어려워지기 때문인 것으로 생각된다.
이 문제에 대하여, 방사통 내에 공급하는 가스의 단위 시간당 공급량을 단순히 저감하거나, 방사통 내에 공급하는 가스의 온도를 단순히 저감하거나 하면, 방사 원액이 충분히 건조되지 않아, 방사통 내에서 복수의 구금공으로부터 토출된 방사 원액끼리가 실 흔들림에 의해 접촉함으로써, 실 끊김이 발생하는 것을 알 수 있었다.
본 발명은, 이와 같은 지견에 기초한 것으로, 구금공으로부터 토출된 직후의 방사 원액을 양호하게 연신 가능함과 함께, 방사통 내에서의 복수의 방사 원액끼리의 접촉에 의한 실 끊김을 방지하면서 방사 원액을 건조 가능하게 한다.
즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 방사 장치는, 상하 방향으로 연장되는 방사통과, 복수의 구금공을 가짐과 함께, 상기 방사통의 상단측에 배치되어 상기 구금공으로부터 방사 원액을 상기 방사통의 내부 공간에 토출시키는 방사 구금과, 상기 방사통에 접속되고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 상기 방사 구금보다 상방으로부터 상기 내부 공간에 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 공급로와, 상기 방사통에 접속되고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 상기 방사 구금보다 하방으로부터 상기 내부 공간에 공급하는 제 2 가스 공급로를 구비한다.
상기 구성에 의하면, 구금공으로부터 토출된 직후의 방사 원액이, 방사 구금보다 상방으로부터 제 1 가스 공급로에 의해 공급되는 상기 제 1 가스와 접촉함으로써, 비교적 완만하게 건조된다. 이로써, 구금공으로부터 토출된 직후의 방사 원액이 급속히 건조되는 것을 막아, 실 끊김을 방지하면서 방사 원액을 연신할 수 있으므로, 드래프트를 향상시킬 수 있다.
또, 구금공으로부터 토출된 방사 원액이, 방사 구금보다 하방으로부터 제 2 가스 공급로에 의해 공급되는 상기 제 2 가스와 접촉함으로써, 건조가 촉진된다. 이로써, 방사통 내에 있어서, 건조 도중의 복수 개의 방사 원액끼리가 접촉하여 실 끊김이 발생하는 것을 방지하면서, 방사 원액을 건조시킬 수 있다. 또, 제 1 가스와는 별도로 제 2 가스를 방사통의 내부 공간에 공급할 수 있으므로, 제 1 가스 및 제 2 가스의 온도나 공급량을 개별적으로 제어하기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 방사 효율의 향상을 도모할 수 있다.
상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치보다 하방에서 상기 방사통에 접속되고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 3 가스를 상기 내부 공간에 공급하는 제 3 가스 공급로를 추가로 구비해도 된다. 이로써, 제 2 가스에 의해 어느 정도까지 건조된 방사 원액을, 제 3 가스 공급로로부터 공급되는 제 3 가스에 의해 더욱 건조시킬 수 있다.
상기 방사통은, 상기 내부 공간으로부터 상기 방사통 밖으로 가스를 배출하는 가스 배출구를 갖고, 상기 가스 배출구가, 상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 상기 방사통에 대한 제 3 가스의 공급 위치 사이에 배치되어 있어도 된다.
이로써, 방사통의 내부 공간에 있어서, 제 3 가스의 공급 위치로부터 가스 배출구의 위치를 향하여, 제 3 가스를 하방으로부터 상방으로 유통시킬 수 있고, 내부 공간을 반송되는 방사 원액에 휘발 성분 농도가 낮은 가스를 접촉시켜, 방사 원액을 효율적으로 건조시킬 수 있다.
상기 제 1 가스 공급로는, 상기 방사 구금의 상방으로부터, 상기 방사 구금의 하방을 향하여, 상기 방사통의 길이 방향을 따라 제 1 가스를 공급 가능하게 배치되어 있어도 된다. 이로써, 각 구금공으로부터 토출된 직후의 방사 원액끼리가 제 1 가스에 의해 실 흔들림을 일으켜 접촉하는 것을 방지하면서, 방사 원액을 제 1 가스에 의해 완만하게 건조시킬 수 있음과 함께, 드래프트를 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 다른 양태에 관련된 방사 방법은, 상하 방향으로 연장되는 방사통의 상단측에, 복수의 구금공을 갖는 방사 구금을 배치하고, 상기 구금공으로부터 방사 원액을 상기 방사통의 내부 공간에 토출시킴과 함께, 상기 구금공을 통과한 방사 원액과 접촉 가능하게, 상기 방사 구금보다 상방으로부터 상기 내부 공간에 제 1 가스를 공급하고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 상기 방사 구금보다 하방으로부터, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 상기 내부 공간에 공급한다.
상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치보다 하방에서, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 3 가스를 상기 내부 공간에 공급해도 된다.
상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 상기 방사통에 대한 제 3 가스의 공급 위치의 상하간에 있어서, 상기 내부 공간으로부터 상기 방사통 밖으로 가스를 배출해도 된다.
상기 방사 구금의 상방으로부터, 상기 방사 구금의 하방을 향하여, 제 1 가스를 공급해도 된다.
본 발명에 의하면, 방사 장치에 있어서, 방사통 내에서 발생하는 실 끊김을 방지함으로써, 방사 효율의 향상을 도모할 수 있다.
도 1 은, 실시형태에 관련된 방사 장치의 전체도이다.
도 2 는, 고뎃 롤의 권취 속도와 최고 드래프트의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 고뎃 롤의 권취 속도와 최고 드래프트의 관계를 나타내는 도면이다.
(실시형태)
본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 실시형태에 관련된 방사 장치 (1) 의 전체도이다. 방사 장치 (1) 는, 일례로서, 건식 방사법에 의해, 셀룰로오스아세테이트 섬유의 필라멘트 (F) 를 방사한다.
방사 장치 (1) 는, 혼합 장치 (2), 여과 장치 (3), 방사통 (4), 방사 구금 (5), 제 1 가스 공급로 (R1), 제 2 가스 공급로 (R2), 제 3 가스 공급로 (R3), 가스 배출로 (R4), 디퓨저 (6), 유제 첨착 (添着) 유닛 (7), 고뎃 롤 (8), 및 안내 부재 (9, 10) 를 구비한다. 도 1 에는 도시하지 않지만, 본 실시형태의 방사 장치 (1) 는, 복수의 방사통 (4) 을 구비하고, 공급로 (R1 ∼ R3) 는, 분기되어 각 방사통 (4) 에 접속되어 있다.
혼합 장치 (2) 는, 방사 원액 (D) 을 혼합한다. 방사 원액 (D) 은, 필라멘트 (F) 의 원료 성분과, 휘발 성분을 포함한다. 일례로서, 필라멘트 (F) 의 원료 성분은 셀룰로오스아세테이트이고, 휘발 성분은 아세톤이다. 여과 장치 (3) 는, 혼합 장치 (2) 에 의해 혼합된 방사 원액 (D) 을 여과한다.
방사통 (4) 은, 상하 방향으로 연장되어 있다. 방사통 (4) 에는, 제 1 가스 공급구 (4a), 제 2 가스 공급구 (4b), 제 3 가스 공급구 (4c), 가스 배출구 (4d), 및 필라멘트 반출구 (4e) 가, 방사통 (4) 의 길이 (상하) 방향으로 이격되어 형성되어 있다. 이 중 제 2 가스 공급구 (4b), 제 3 가스 공급구 (4c), 및 가스 배출구 (4d) 는, 방사통 (4) 의 측부에 배치되어 있다.
제 1 가스 공급구 (4a) 는, 방사통 (4) 의 상단에 배치되어 제 1 가스 공급로 (R1) 에 접속되어 있다. 제 2 가스 공급구 (4b) 는, 방사 구금 (5) 의 하단보다 하방에 배치되어 제 2 가스 공급로 (R2) 에 접속되어 있다. 제 3 가스 공급구 (4c) 는, 제 2 가스 공급구 (4b) 보다 하방에 배치되어 제 3 가스 공급로 (R3) 에 접속되어 있다.
가스 배출구 (4d) 는, 방사통 (4) 에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 방사통 (4) 에 대한 제 3 가스의 공급 위치의 상하간 (바꾸어 말하면, 제 2 가스 공급구 (4b) 와 제 3 가스 공급구 (4c) 의 상하간) 에 배치되어, 내부 공간 (S) 으로부터 방사통 (4) 밖으로 가스를 배출한다. 가스 배출구 (4d) 는, 가스 배출로 (R4) 에 접속되어 있다. 필라멘트 반출구 (4e) 는, 방사통 (4) 의 하단에 배치되어, 방사통 (4) 내에서 방사된 필라멘트 (F) 를 방사통 (4) 밖으로 반출한다.
구체예로서, 제 2 가스 공급구 (4b) 는, 방사통 (4) 의 길이 방향 중앙보다 상측에 배치되어 있다. 또 일례로서, 제 2 가스 공급구 (4b) 는, 방사통 (4) 의 상단과, 가스 배출구 (4d) 의 상단 사이의 중앙 위치 (P1) 보다 하방의 위치에 배치되어 있다. 제 2 가스 공급구 (4b) 의 상단은, 방사 구금 (5) 의 하단보다 하방에 위치하고 있다. 제 2 가스 공급구 (4b) 의 상단은, 방사통 (4) 의 상단으로부터, 방사통 (4) 의 길이 치수의 2 할 이상 3 할 이하의 범위의 거리를 둔 하방의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
또 가스 배출구 (4d) 는, 방사통 (4) 의 길이 방향 중앙보다 하측에 배치되어 있다. 일례로서, 가스 배출구 (4d) 는, 제 2 가스 공급구 (4b) 의 하단과, 제 3 가스 공급구 (4c) 의 상단 사이의 중앙 위치 (P2) 와 겹치는 위치에 배치되어 있다.
또, 방사통 (4) 의 상단으로부터 가스 배출구 (4d) 의 상단까지의 길이 치수는, 방사통 (4) 의 제 2 가스 공급구 (4b) 의 하단으로부터 제 3 가스 공급구 (4c) 의 상단까지의 길이 치수보다 길다. 또, 방사통 (4) 의 상단으로부터 제 2 가스 공급구 (4b) 의 상단까지의 길이 치수는, 방사통 (4) 의 하단으로부터 제 3 가스 공급구 (4c) 의 하단까지의 길이 치수보다 길다.
방사 구금 (5) 은, 복수의 구금공 (5a) 을 가짐과 함께, 방사통 (4) 의 상단측에 배치되어 있다. 방사 구금 (5) 은, 구금공 (5a) 으로부터 방사 원액 (D) 을 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 토출시킨다. 방사 장치 (1) 는, 펌프 (11) 에 의해 방사 원액 (D) 을 가압하여, 방사 원액 (D) 을 구금공 (5a) 으로부터 토출시킨다. 구금공 (5a) 으로부터 방사 원액 (D) 을 토출하는 토출 속도 V1 은, 펌프 (11) 를 조정함으로써 설정된다.
제 1 가스 공급로 (R1) 는, 방사통 (4) 에 접속되고, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 과 접촉 가능하게, 방사 구금 (5) 보다 상방으로부터 내부 공간 (S) 에 제 1 가스를 공급한다. 본 실시형태에서는, 제 1 가스 공급로 (R1) 와 접속되는 방사통 (4) 의 제 1 가스 공급구 (4a) 가, 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 있어서의 방사 구금 (5) 의 상방에 배치되어 있다. 이로써 제 1 가스 공급로 (R1) 는, 방사 구금 (5) 의 상방으로부터, 방사 구금 (5) 의 하방을 향하여, 방사통 (4) 의 길이 방향을 따라 제 1 가스를 공급 가능하게 배치되어 있다. 내부 공간 (S) 에 공급되는 제 1 가스의 온도는, 일례로서, 60 ℃ 이상 70 ℃ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
제 2 가스 공급로 (R2) 는, 방사통 (4) 에 접속되고, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 과 접촉 가능하게, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 방사 구금 (5) 보다 하방으로부터 내부 공간 (S) 에 공급한다. 본 실시형태에서는, 제 2 가스 공급로 (R2) 는, 방사통 (4) 의 측방으로부터, 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 제 2 가스를 공급 가능하게 배치되어 있다. 내부 공간 (S) 에 공급되는 제 2 가스의 온도는, 일례로서, 70 ℃ 보다 고온이고, 여기서는 90 ℃ 이상 95 ℃ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
또, 제 2 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량은, 일례로서, 제 1 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량과 동등 또는 그 이상의 값으로 설정되어 있다. 일례로서, 제 2 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량은, 제 1 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량의 100 % 이상 143 % 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
제 3 가스 공급로 (R3) 는, 방사통 (4) 에 대한 제 2 가스의 공급 위치보다 하방에서 방사통 (4) 에 접속되고, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 과 접촉 가능하게, 제 3 가스를 내부 공간 (S) 에 공급한다. 본 실시형태에서는, 내부 공간 (S) 에 공급되는 제 3 가스는, 제 1 가스보다 고온이다. 또 제 3 가스 공급로 (R3) 는, 방사통 (4) 의 측방으로부터, 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 제 3 가스를 공급 가능하게 배치되어 있다. 제 3 가스는, 제 2 가스보다 고온이어도 되고, 제 2 가스보다 저온이어도 된다. 여기서 제 1 ∼ 제 3 가스는, 방사 원액 (D) 을 건조시키기 위한 건조용 가스이며, 모두 일례로서 공기이다.
배출로 (R4) 는, 방사통 (4) 에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 방사통 (4) 에 대한 제 3 가스의 공급 위치의 상하간에서, 방사통 (4) 에 접속되고, 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 으로부터 가스를 배출한다.
디퓨저 (6) 는, 방사 구금 (5) 보다 하방에 있어서, 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 공급되는 제 2 가스를 확산시키면서 방사통 (4) 의 직경 방향 내측에 공급한다. 디퓨저 (6) 는, 통체이며, 통축 방향을 방사통 (4) 의 길이 방향에 일치시킨 상태로, 내부 공간 (S) 에 배치되어 있다. 디퓨저 (6) 의 둘레면에는, 다수의 개구 (6a) 가 형성되어 있다. 제 2 가스는, 디퓨저 (6) 의 개구 (6a) 를 통과함으로써 확산되면서, 디퓨저 (6) 의 직경 방향 내측에 공급된다.
또한, 디퓨저 (6) 를 사용하지 않아도 제 2 가스가 내부 공간 (S) 에서 충분히 확산되는 경우 등에는, 디퓨저 (6) 를 생략해도 된다. 유제 첨착 유닛 (7) 은, 방사된 필라멘트 (F) 에 섬유 유제 (일례로서 섬유 유제 에멀션) 를 첨착한다.
고뎃 롤 (8) 은, 그 롤축 둘레로 회전 가능하게 축 지지되어 있다. 고뎃 롤 (8) 은, 구동 장치 (12) 로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하면서 필라멘트 (F) 와 둘레면에 있어서 접촉함으로써, 필라멘트 (F) 를 안내 부재 (9, 10) 를 향하여 반송한다. 고뎃 롤 (8) 의 회전 속도 (권취 속도) V2 는, 구동 장치 (12) 에 의해 조정된다.
방사 장치 (1) 에서는, 속도 V1, V2 를 개별적으로 조정함으로써, 드래프트 V2/V1 이 조정된다. 드래프트 V2/V1 은, 적절히 설정 가능하지만, 1.0 보다 큰 값으로 설정됨으로써, 방사 구금 (5) 의 구금공 (5a) 으로부터 토출되는 방사 원액 (D) 이 반송 방향으로 연신된다. 본 실시형태에서는, 드래프트 V2/V1 은, 일례로서 1.0 보다 큰 값으로 설정되어 있다. 안내 부재 (9, 10) 는, 고뎃 롤 (8) 로부터 반출된 필라멘트 (F) 를 소정 방향으로 안내한다.
본 실시형태의 방사 방법은, 상기 구성을 갖는 방사 장치 (1) 를 사용하여 방사한다. 즉, 방사통 (4) 의 상단측에 방사 구금 (5) 을 배치하고, 구금공 (5a) 으로부터 방사 원액 (D) 을 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 토출시킴과 함께, 구금공 (5a) 을 통과한 방사 원액 (D) 과 접촉 가능하게, 방사 구금 (5) 보다 상방으로부터 내부 공간 (S) 에 제 1 가스를 공급한다.
또, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 과 접촉 가능하게, 방사 구금 (5) 보다 하방으로부터, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 내부 공간 (S) 에 공급한다. 일례로서, 제 1 가스는, 방사 구금 (5) 의 상방으로부터, 방사 구금 (5) 의 하방을 향하여 공급한다.
또, 방사통 (4) 에 대한 제 2 가스의 공급 위치보다 하방에서, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 과 접촉 가능하게, 제 3 가스를 내부 공간 (S) 에 공급한다. 또, 방사통 (4) 에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 방사통 (4) 에 대한 제 3 가스의 공급 위치의 상하간에 있어서, 내부 공간 (S) 으로부터 방사통 (4) 밖으로 가스를 배출한다.
구체적으로 방사 장치 (1) 의 구동시에는, 혼합 장치 (2) 와 여과 장치 (3) 를 통과한 방사 원액 (D) 이, 펌프 (11) 의 구동력에 의해, 방사 구금 (5) 의 각 구금공 (5a) 으로부터 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 상방으로부터 하방을 향하여 토출된다. 또, 제 1 가스 공급로 (R1) 로부터 제 1 가스 공급구 (4a) 를 통하여, 제 1 가스가 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 공급된다.
내부 공간 (S) 에 공급되는 제 1 가스의 온도는, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 이 완만하게 건조되도록, 내부 공간 (S) 에 공급되는 제 2 가스의 온도보다 낮게 설정된다. 따라서, 방사 원액 (D) 의 휘발 성분은, 방사 원액 (D) 이 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후에는 제 1 가스에 의해 일부 휘발되지만, 미리 설정된 드래프트 V2/V1 의 값에 대응하여 방사 원액 (D) 이 연신될 정도로, 방사 원액 (D) 중에 잔류한다. 이로써 방사 장치 (1) 에서는, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 이, 제 1 가스에 의해 완만하게 건조되면서, 반송 (상하) 방향으로 안정적으로 연신된다.
여기서, 방사 원액 (D) 의 방사 구금 (5) 에 대한 공급량을 일정하게 유지한 채로, 권취 속도 V2 를 올려 가면, 구금공 (5a) 으로부터 토출되는 방사 원액 (D) 의 직경이 가늘어진다. 그리고, 당해 방사 원액 (D) 으로부터 방사된 필라멘트 (F) 를 고뎃 롤 (8) 에 의해 안정적으로 권취하는 것이 불가능해진다. 이 고뎃 롤 (8) 에 의한 권취가 불가능해지는 시점의 비 V2/V1 이 최고 드래프트로 정의된다.
본 실시형태에서는, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 을 안정적으로 연신할 수 있으므로, 최고 드래프트 V2/V1 을 높일 수 있다. 이로써, 예를 들어, 권취 속도 V2 를 종래와 동등하게 설정한 경우의 최고 드래프트 V2/V1 을 향상시킬 수 있음과 함께, 권취 속도 V2 를 종래보다 고속으로 설정한 경우에도, 최고 드래프트 V2/V1 이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 제 2 가스 공급로 (R2) 로부터 제 2 가스 공급구 (4b) 를 통하여, 제 2 가스가 내부 공간 (S) 에 공급된다. 제 2 가스는, 내부 공간 (S) 에 있어서 디퓨저 (6) 에 의해 확산되면서, 방사 원액 (D) 과 접촉한다. 제 2 가스는 제 1 가스보다 고온이기 때문에, 방사 원액 (D) 이 제 2 가스와 접촉함으로써, 방사 원액 (D) 의 휘발 성분의 휘발이 촉진된다.
방사 원액 (D) 의 휘발 성분의 휘발이 어느 정도 진행되면, 방사 원액 (D) 에 피막이 형성됨과 함께, 방사 원액 (D) 이 고화되어 필라멘트 (F) 가 형성된다. 본 실시형태에서는, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 방사 원액 (D) 에 접촉시켜 방사 원액 (D) 의 휘발 성분의 휘발을 촉진함으로써, 복수의 구금공 (5a) 으로부터 토출된 복수의 방사 원액 (D) 끼리가, 내부 공간 (S) 을 유통하는 가스에 의해 접촉하여 실이 끊기는 (실 흔들림에 의해 실이 끊기는) 것을 방지하면서, 복수 개의 필라멘트 (F) 를 양호하게 형성할 수 있다.
또, 제 3 가스 공급로 (R3) 로부터 제 3 가스 공급구 (4c) 를 통하여, 제 3 가스가 내부 공간 (S) 에 공급된다. 방사통 (4) 에서는, 가스 배출구 (4d) 가 제 3 가스 공급구 (4c) 보다 상방에 배치되어 있으므로, 제 3 가스는, 제 2 가스 공급구 (4b) 로부터 가스 배출구 (4d) 를 향하여, 내부 공간 (S) 을 하방으로부터 상방으로 유통한다.
이 때문에 반송 중의 필라멘트 (F) 는, 내부 공간 (S) 에 있어서, 향류 건조에 의해, 휘발 성분 농도가 비교적 낮은 상태의 제 3 가스와 접촉할 수 있으므로, 더욱 건조가 촉진된다. 휘발 성분을 포함한 제 1 ∼ 제 3 가스는, 가스 배출구 (4d) 로부터 방사통 (4) 의 외부로 배출되고, 배출로 (R4) 를 유통한 후에 회수된다.
여기서 내부 공간 (S) 에서는, 제 1 가스가 상방으로부터 하방으로 유통됨과 함께, 제 2 가스가 제 1 가스와 혼합되어, 상방으로부터 하방으로 유통된다. 일례로서, 내부 공간 (S) 의 제 2 가스 공급구 (4b) 와 가스 배출구 (4d) 사이의 영역은, 내부 공간 (S) 에 있어서 가스의 유속이 가장 고속이 되는 영역을 포함한다. 또 일례로서, 내부 공간 (S) 의 방사통 (4) 의 상단과 제 2 가스 공급구 (4b) 사이의 영역은, 내부 공간 (S) 에 있어서 가스의 유속이 가장 저속이 되는 영역을 포함한다.
방사통 (4) 의 필라멘트 반출구 (4e) 로부터 반출된 필라멘트 (F) 는, 집속되어 얀 (Y) 이 된다. 얀 (Y) 은, 유제 첨착 유닛 (7) 에 의해 섬유 유제가 첨착된 후, 고뎃 롤 (8) 에 의해 권취된다. 얀 (Y) 은, 고뎃 롤 (8) 의 둘레면을 주회 주행한 후, 안내 부재 (9, 10) 에 의해 가이딩되면서 소정 방향으로 반송된다.
또한 일례로서, 제 3 가스 공급구 (4c) 는, 가스 배출구 (4d) 의 하방에 배치되어 있지만, 제 2 가스 공급구 (4b) 보다 하방 또한 가스 배출구 (4d) 의 상방에 배치해도 된다. 또, 방사 원액 (D) 의 휘발 성분의 휘발을 제 1 및 제 2 가스에 의해 충분히 실시할 수 있는 경우 등에는, 제 3 가스 공급구 (4c) 및 제 3 가스 공급로 (R3) 는 생략해도 된다. 또, 제 3 가스를 사용하지 않는 경우 등에는, 가스 배출구 (4d) 및 배출로 (R4) 는 생략해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 이, 방사 구금 (5) 보다 상방으로부터 제 1 가스 공급로 (R1) 에 의해 공급되는 제 1 가스와 접촉함으로써, 비교적 완만하게 건조된다. 이로써, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 이 급속히 건조되는 것을 막아, 실 끊김을 방지하면서 방사 원액 (D) 을 연신할 수 있으므로, 드래프트 V2/V1 을 향상시킬 수 있다.
또, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 이, 방사 구금 (5) 보다 하방으로부터 제 2 가스 공급로 (R2) 에 의해 공급되는 제 2 가스와 접촉함으로써, 건조가 촉진된다. 이로써, 방사통 (4) 내에 있어서, 건조 도중의 복수 개의 방사 원액 (D) 끼리가 접촉하여 실 끊김이 발생하는 것을 방지하면서, 방사 원액 (D) 을 건조시킬 수 있다. 또, 제 1 가스와는 별도로 제 2 가스를 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 공급할 수 있으므로, 제 1 가스 및 제 2 가스의 온도나 공급량을 개별적으로 제어하기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 방사 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또, 방사 장치 (1) 가 제 3 가스 공급로 (R3) 를 구비하므로, 제 2 가스에 의해 어느 정도까지 건조된 방사 원액 (D) 을, 제 3 가스 공급로 (R3) 로부터 공급되는 제 3 가스에 의해 더욱 건조시킬 수 있다.
또, 방사통 (4) 의 가스 배출구 (4d) 가, 방사통 (4) 에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 방사통 (4) 에 대한 제 3 가스의 공급 위치 사이에 배치되어 있으므로, 방사통 (4) 의 내부 공간 (S) 에 있어서, 제 3 가스의 공급 위치로부터 가스 배출구 (4d) 의 위치를 향하여, 제 3 가스를 하방으로부터 상방으로 유통시킬 수 있고, 내부 공간 (S) 을 반송되는 방사 원액 (D) 에 휘발 성분 농도가 낮은 가스를 접촉시켜, 방사 원액 (D) 을 효율적으로 건조시킬 수 있다.
또, 제 1 가스 공급로 (R1) 는, 방사 구금 (5) 의 상방으로부터, 방사 구금 (5) 의 하방을 향하여, 방사통 (4) 의 길이 방향을 따라 제 1 가스를 공급 가능하게 배치되어 있으므로, 각 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 끼리가 제 1 가스에 의해 실 흔들림을 일으켜 접촉하는 것을 방지하면서, 방사 원액 (D) 을 제 1 가스에 의해 완만하게 건조시킬 수 있음과 함께, 드래프트 V2/V1 을 향상시킬 수 있다.
(고뎃 롤 (8) 의 권취 속도 V2 와 최고 드래프트 V2/V1 의 관계에 대해)
도 2 는, 고뎃 롤 (8) 의 권취 속도 V2 와 최고 드래프트 V2/V1 의 관계를 나타내는 도면이다. 도 2 는, 제 1 가스 공급구 (4a) 를 폐색하고, 또한, 제 2 가스 공급구 (4b) 의 위치를 방사 구금 (5) 과 겹치는 방사통 (4) 의 측방 위치로 변경한 방사 장치 (1) 를 사용하여, 내부 공간 (S) 에 공급하는 제 2 가스의 온도와, 제 2 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량을 상이한 값으로 설정하여 필라멘트 (F) 를 방사했을 때의 고뎃 롤 (8) 의 권취 속도 V2 와 최고 드래프트 V2/V1 의 관계를 나타낸다. 방사 구금 (5) 은, 삼각형상의 구금공 (5a) 을 100 개 갖는 구성으로 하였다.
도 2 중, 설정 A ∼ C 는, 제 2 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량이 동등하고, A, B, C 의 순서로, 내부 공간 (S) 에 공급하는 제 2 가스의 온도가 낮다. 설정 C ∼ E 는, 내부 공간 (S) 에 공급하는 제 2 가스의 온도는 동등하고, 설정 C, D, E 의 순서로, 제 2 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량이 적다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 설정 A ∼ E 의 어느 것에서도, 권취 속도 V2 가 증대되면, 최고 드래프트 V2/V1 은 감소한다. 이 원인은, 예를 들어, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 방사 원액 (D) 에 반송 방향으로 작용하는 장력이 증대되어, 실 끊김이 발생하기 쉬워지기 때문인 것으로 생각된다.
또, 설정 A ∼ E 의 어느 것에서도, 내부 공간 (S) 에 공급하는 제 2 가스의 온도가 상승하면, 최고 드래프트 V2/V1 은 감소한다. 이 원인은, 예를 들어, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 이, 비교적 고온의 제 2 가스에 의해 급격히 건조되고, 연신되기 어려워져 실 끊김이 발생하기 쉬워지기 때문인 것으로 생각된다.
또 설정 C, D 에 나타내는 바와 같이, 내부 공간 (S) 에 공급하는 제 2 가스의 온도와 권취 속도 V2 가 동등해도, 제 2 가스의 단위 시간당 내부 공간 (S) 에 대한 공급량이 많으면, 최고 드래프트 V2/V1 은 감소한다. 이 원인은, 예를 들어, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 이, 비교적 대량의 제 2 가스에 의해 급격히 건조되고, 연신되기 어려워져 실 끊김이 발생하기 쉬워지기 때문인 것으로 생각된다.
이에 대하여 본 실시형태의 방사 장치 (1) 에서는, 제 2 가스보다 저온의 제 1 가스에 의해, 구금공 (5a) 으로부터 토출된 직후의 방사 원액 (D) 을 완만하게 건조시킴으로써, 방사 원액 (D) 을 반송 방향으로 연신하기 쉽게 하고 있으므로, 종래와 동등한 권취 속도 V2 에 있어서의 최고 드래프트 V2/V1 을 향상시킬 수 있다. 따라서, 권취 속도 V2 를 증대시킨 경우에도, 종래에 비해 최고 드래프트 V2/V1 의 감소를 억제할 수 있다. 따라서, 방사통 (4) 내에서 발생하는 실 끊김을 방지함으로써, 방사 효율의 향상을 도모할 수 있다.
(확인 시험)
도 1 에 나타내는 방사통 (4) 을 실시예로서 제작하였다. 또, 방사통 (4) 의 제 1 가스 공급구 (4a) 를 폐색하고, 또한, 제 2 가스 공급구 (4b) 의 위치를 방사 구금 (5) 과 겹치는 방사통 (4) 의 측방 위치로 변경한 것 이외에는 실시예와 동일한 구성을 갖는 방사통을 비교예로서 제작하였다.
실시예 및 비교예의 방사 장치의 상단에 동일한 방사 구금 (5) 을 배치하고, 동일한 방사 원액 (D) 을 사용하여 방사하였다. 그 결과, 실시예에서는, 구금공 (5a) 으로부터 토출 후의 방사 원액 (D) 의 건조 부족을 비교예와 동등 정도로 억제하고, 또한, 최고 드래프트 V2/V1 을 일정값으로 유지하면서, 권취 속도 V2 를 비교예에 비해 약 23.7 % 고속화할 수 있었다. 이로써 실시예에서는, 비교예에 비해 최고 드래프트 V2/V1 을 향상시키기 쉬운 것을 알 수 있었다.
또 본원 발명자들의 다른 검토에 의하면, 제 2 가스 공급구 (4b) 와 제 3 가스 공급구 (4c) 사이에 있어서, 가스 배출구 (4d) 의 위치를 방사통 (4) 의 하측으로 이동시킬수록, 제 2 가스에 의한 방사 원액 (D) 의 실 흔들림이 발생하기 어려워져, 최고 드래프트 V2/V1 을 향상시키기 쉬워지는 것을 알 수 있었다. 그러나, 가스 배출구 (4d) 의 위치를 방사통 (4) 의 하측으로 이동시킬수록, 방사 원액 (D) 의 건조가 느려지기 쉬워지는 것도 알 수 있었다. 따라서, 방사하고자 하는 필라멘트 (F) 의 원료 성분, 필라멘트 데니어 (FD), 및 속도 V1, V2 등에 따라, 가스 배출구 (4d) 를 방사통 (4) 의 적절한 위치에 배치하는 것이 바람직하다고 생각된다.
또, 제 2 가스 공급구 (4b) 의 위치를 방사통 (4) 의 상측으로 이동시킬수록, 내부 공간 (S) 을 반송되는 방사 원액 (D) 의 건조를 제 2 가스에 의해 촉진할 수 있음으로써, 복수의 방사 원액 (D) 끼리의 접촉에 의한 실 끊김을 방지하기 쉬운 것을 알 수 있었다. 따라서, 제 1 가스에 의한 방사 원액 (D) 의 완만한 건조를 실시할 수 있는 범위 내에서, 제 2 가스 공급구 (4b) 의 위치를 방사통 (4) 의 상측에 배치하는 것이 바람직하다고 생각된다.
본 발명은, 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 그 구성 및 방법을 변경, 추가, 또는 삭제할 수 있다.
산업상 이용가능성
이상과 같이 본 발명은, 방사 장치에 있어서, 방사통 내에서 발생하는 실 끊김을 방지함으로써, 방사 효율의 향상을 도모할 수 있는 효과를 갖는다. 따라서, 이 효과의 의의를 발휘할 수 있는 방사 장치에 본 발명을 널리 적용하면 유익하다.
D : 방사 원액
R1 : 제 1 가스 공급로
R2 : 제 2 가스 공급로
R3 : 제 3 가스 공급로
S : 내부 공간
4 : 방사통
4d : 가스 배출구
5 : 방사 구금
5a : 구금공
R1 : 제 1 가스 공급로
R2 : 제 2 가스 공급로
R3 : 제 3 가스 공급로
S : 내부 공간
4 : 방사통
4d : 가스 배출구
5 : 방사 구금
5a : 구금공
Claims (8)
- 상하 방향으로 연장되는 방사통과, 복수의 구금공을 가짐과 함께, 상기 방사통의 상단측에 배치되어 상기 구금공으로부터 방사 원액을 상기 방사통의 내부 공간에 토출시키는 방사 구금과,
상기 방사통에 접속되고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 상기 방사 구금보다 상방으로부터 상기 내부 공간에 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 공급로와, 상기 방사통에 접속되고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 상기 방사 구금보다 하방으로부터 상기 내부 공간에 공급하는 제 2 가스 공급로를 구비하는, 방사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치보다 하방에서 상기 방사통에 접속되고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 3 가스를 상기 내부 공간에 공급하는 제 3 가스 공급로를 추가로 구비하는, 방사 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 방사통은, 상기 내부 공간으로부터 상기 방사통 밖으로 가스를 배출하는 가스 배출구를 갖고,
상기 가스 배출구가, 상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 상기 방사통에 대한 제 3 가스의 공급 위치 사이에 배치되어 있는, 방사 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 가스 공급로는, 상기 방사 구금의 상방으로부터, 상기 방사 구금의 하방을 향하여, 상기 방사통의 길이 방향을 따라 제 1 가스를 공급 가능하게 배치되어 있는, 방사 장치. - 상하 방향으로 연장되는 방사통의 상단측에, 복수의 구금공을 갖는 방사 구금을 배치하고, 상기 구금공으로부터 방사 원액을 상기 방사통의 내부 공간에 토출시킴과 함께, 상기 구금공을 통과한 방사 원액과 접촉 가능하게, 상기 방사 구금보다 상방으로부터 상기 내부 공간에 제 1 가스를 공급하고, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 상기 방사 구금보다 하방으로부터, 제 1 가스보다 고온의 제 2 가스를 상기 내부 공간에 공급하는, 방사 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치보다 하방에서, 상기 구금공으로부터 토출된 방사 원액과 접촉 가능하게, 제 3 가스를 상기 내부 공간에 공급하는, 방사 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 방사통에 대한 제 2 가스의 공급 위치와, 상기 방사통에 대한 제 3 가스의 공급 위치의 상하간에 있어서, 상기 내부 공간으로부터 상기 방사통 밖으로 가스를 배출하는, 방사 방법. - 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방사 구금의 상방으로부터, 상기 방사 구금의 하방을 향하여, 제 1 가스를 공급하는, 방사 방법.
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