KR20220107074A - 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드 및 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법 - Google Patents
셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드 및 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지함으로써, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 효율을 향상 가능하게 하는 것이다. 본 발명의 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 의해 구성되는 토우 밴드로서, 토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되고, 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
Description
본 발명은, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드 및 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법에 관한 것이다.
본서에서는, 이하와 같이 정의된 각 용어를 사용한다.
TD : 전체 섬유도 (토탈 데니어) 로서, 토우의 집합체 (토우 밴드) 의 섬유도 (9000 m 당의 그램수) 를 가리킨다.
FD : 단섬유도 (필라멘트 데니어) 로서, 단섬유 (1 개의 필라멘트) 의 섬유도 (9000 m 당의 그램수) 를 가리킨다. 단섬유 데니어로도 칭해진다.
필라멘트 : 연속된 장섬유 (long fiber) 를 가리키고, 특히, 하기 방사공으로부터 토출된 단섬유를 가리킨다.
방사공 : 필라멘트를 토출하는 하기 방사 구금의 구멍을 가리킨다.
토우 밴드 : 복수의 방사통의 각각으로부터 토출된 필라멘트 (단섬유) 의 집합체인 토우가 합일되고, TD 가 소정의 수치로 설정된다. 이 합일되고 또한 TD 가 소정의 수치로 설정된 토우는 권축된다. 이 권축된 토우 (필라멘트의 집합체) 가 토우 밴드이다. 즉, 토우 밴드는, TD 와 권축수를 갖는 것이다. 토우 밴드는, 베일상으로 곤포된다.
토우 : 방사공으로부터 토출된 복수 개의 필라멘트 집합체를 가리킨다. 엔드나 얀도 토우의 하나의 양태이다.
엔드 : 복수의 방사공으로부터 토출된 복수 개의 필라멘트가 합일 (수속) 되어 소정의 토탈 데니어를 갖는 필라멘트의 집합체를 가리킨다.
얀 : 1 개의 방사통으로부터 방사되는 필라멘트의 다발을 가리킨다. 따라서, 얀은, 합일되기 전의 필라멘트의 집합체이다.
셀룰로오스 아세테이트, 특히 셀룰로오스 디아세테이트로 이루어지는 섬유는, 전자 담배를 포함하는 시가렛에서 사용되는 시가렛 필터의 재료나, 위생 용품의 흡수체의 재료 등으로서 유용하다. 이들 용도에는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 의해 구성되는 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드가 사용되고 있다.
일반적으로 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는 경우, 방사 구금의 방사공으로부터, 셀룰로오스 아세테이트를 유기 용매에 용해시킨 방사 원액 (도프로도 칭한다) 을 토출시킨다. 그리고, 방사 원액 중의 용매를 증발시킴으로써 방사 (부형 (賦形)) 한다. 종래의 방사 원액에는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 광택 제거제 등으로서 산화티탄이 필수 성분으로서 함유되어 있다. 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는 경우, 방사 원액에 함유되는 유기 용매로는 아세톤이 사용되는 경우가 많다. (비특허문헌 1)
특허문헌 1 에 개시되는 바와 같이, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드 (이하, 간단히 토우 밴드로도 칭한다) 를 제조하는 경우, 복수 개의 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 의해 얀이 형성된다. 복수 개의 얀이 합일되어 토우가 형성된다. 토우가 권축됨으로써 토우 밴드가 제조된다. 토우 밴드는, 곤포 상자에 충전되어 압축 곤포된다.
여기서 특허문헌 2 에는, 방사 원액에, 어느 종류의 티탄 화합물 (예를 들어 킬레이트형의 티탄 화합물) 을 첨가함으로써, 방사 원액의 점도를 향상시켜 방사성의 향상을 도모하는 기술이 개시되어 있다.
Issue edited by : P. Rustemeyer. March 2004. Cellulose Acetates : Properties and Applications. Pages 266-281
토우 밴드는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 의한 우수한 특성을 갖고 있지만, 제조 효율을 향상시켜 생산 코스트를 저감시키는 것이 요망되고 있다. 그러나, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 고속으로 방사하고자 하면 실 끊김이 발생하여, 제조 효율의 향상을 도모하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
그래서 본 발명은, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지함으로써, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 효율을 향상 가능하게 하는 것을 목적으로 하고 있다.
본원 발명자의 검토에 의해, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때에 실 끊김이 발생하는 원인의 하나는, 토우 밴드에 함유되어 있는 산화티탄에 있는 것이 발견되었다. 그리고, 제조된 토우 밴드의 산화티탄의 함유량이 최대한 적어지도록 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사함으로써, 이와 같은 실 끊김을 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다. 특히, 필라멘트 데니어가 큰 토우 밴드를 제조하는 경우에는, 제조된 토우 밴드의 산화티탄의 함유량이 최대한 적어지도록, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
또, 일반적인 기술 상식으로서, 산화티탄은, 섬유 표면의 요철을 증가시키므로, 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 마찰 저항을 감소시키는 것으로 생각되고 있었다. 그러나, 본원 발명자의 검토에서는, 제조된 토우 밴드의 산화티탄의 함유량을 저하시키면, 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 마찰 저항이 감소하였다. 이 때문에, 제조 장치에 있어서 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 소정 방향으로 안내하거나, 특히 권축하거나 할 때, 셀룰로오스 아세테이트 섬유가 외부로부터 받는 마찰력이 저하되었다.
셀룰로오스 아세테이트 섬유가 가이딩 (안내) 부재로부터 받는 마찰력은, 지나치게 큰 경우에는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 플라이 (보풀이 이는 것이나 단섬유의 사상체 (絲狀體)) 의 요인이 된다. 한편, 셀룰로오스 아세테이트 섬유가 가이딩 부재로부터 받는 마찰력은, 지나치게 작은 경우에는, 가이딩 부재에 있어서, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 (얀 및 엔드) 의 가이딩 위치가 안정되지 않는다. 특히, 엔드가 권축 장치 내에 들어갈 때의 엔드와 닙 롤의 상대적인 위치 관계가 변동하여, 권축이 일정하게 실시되지 않을 우려가 있다. 이와 같은 권축이 된 토우 밴드는, 권축 상태가 일정하지 않다. 이 때문에, 그 토우 밴드를 시가렛 필터의 제조에 사용한 경우, 시가렛 필터의 통기 저항이 토우 밴드의 길이 방향에서 변동하게 되어, 문제가 발생한다.
따라서, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 적절히 가이딩 및 권축하는 것이 중요하고, 그러기 위해서는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 마찰 저항을 일정 범위로 설정하는 것이 필요하다. 특히, 권축률이 높은 토우 밴드의 경우에는, 상기한 문제가 현저하게 확인된다. 상기한 문제는, 특히, 토탈 데니어가 작은 토우 밴드에 있어서 발견되었다. 따라서, 토탈 데니어가 작고, 권축률이 높으며, 산화티탄의 함유량이 적은 토우 밴드는, 제조가 곤란하다. 또, 가령 권축이 가능했다고 해도, 토우 밴드의 품질이 저하될 우려가 있다. 본 발명은, 이와 같은 지견에 기초하고 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드는, 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 의해 구성되는 토우 밴드로서, 토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되고, 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되고, 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제 (油劑) 의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
상기 구성에 의하면, 토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정된 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 제조하는 경우에 있어서, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 산화티탄의 함유량을, 최대한 적게, 실질적으로 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드가 산화티탄을 함유하지 않을 정도로 설정할 수 있다. 이 때문에, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 고속으로 방사할 때, 방사 구금 바로 아래에서의 실 끊김을 양호하게 방지할 수 있다.
또 상기 구성에 의하면, 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정된다. 따라서, 상기와 같이 산화티탄의 함유량이 설정된 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 예를 들어 소정 방향으로 안내 또는 권축할 때, 셀룰로오스 아세테이트 섬유가 외부로부터 받는 마찰력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축할 때의 마찰 저항의 저하에 의한 권축 불량을 억제할 수 있다. 따라서, 고품질의 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 안정적으로 제조할 수 있다.
필라멘트 데니어가, 1.0 이상 12.0 이하의 범위의 값으로 설정되어 있어도 된다. 이로써, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드에 있어서의 필라멘트 데니어의 설정 자유도를 높일 수 있다.
필라멘트 데니어가, 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정되고, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 권축되어 있고, 식 1 에 의해 산출되는 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있어도 된다.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다.
상기 구성에 의하면, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정된 비교적 가는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 크림핑 (％) 을 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정함으로써, 적절히 권축된 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 안정적으로 제조할 수 있다.
필라멘트 데니어가, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토탈 데니어가, 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정되고, 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 10 ㎎ 이상 30 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되고, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 권축되어 있고, 식 1 에 의해 산출되는 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 30 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있어도 된다.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다.
상기 구성에 의하면, 필라멘트 데니어가, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토탈 데니어가, 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정됨으로써, 필라멘트 데니어가 비교적 크고, 토탈 데니어가 비교적 작게 설정되어 있어도, 크림핑 (％) 이 상기 범위의 값으로 설정되도록 양호하게 권축된 토우 밴드가 얻어진다.
본 발명의 일 양태에 관련된 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법은, 방사 원액을 제작하는 방사 원액 제작 공정과, 상기 방사 원액을 사용하여, 제조 후의 토우 밴드의 토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 복수 개의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는 방사 공정과, 제조 후의 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 섬유 유제를 첨착 (添着) 하는 첨착 공정을 구비하고, 상기 방사 원액 제작 공정에서는, 제조 후의 상기 토우 밴드의 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록 조정된 상기 방사 원액을 제작한다.
상기 방법에 의하면, 토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정된 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 제조하는 경우에 있어서, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 산화티탄의 함유량을, 최대한 적게, 실질적으로 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드가 산화티탄을 함유하지 않을 정도로 설정할 수 있다. 이 때문에 방사 공정에 있어서, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 고속으로 방사할 때, 방사 구금 바로 아래에서의 실 끊김을 양호하게 방지할 수 있다.
또, 상기 방법에 의하면, 제조 후의 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 55 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 첨착 공정에 있어서 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 섬유 유제가 첨착된다.
따라서, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 제조할 때에 필요한 범위 내에서, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 섬유 유제의 함유량을 비교적 적게 설정할 수 있다. 이로써, 상기와 같이 산화티탄의 함유량이 설정된 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 예를 들어 소정 방향으로 안내 또는 권축할 때, 셀룰로오스 아세테이트 섬유가 외부로부터 받는 마찰력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축할 때의 마찰 저항의 저하에 의한 권축 불량을 억제할 수 있다. 따라서, 고품질의 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 안정적으로 제조할 수 있다.
상기 방사 공정에서는, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 12.0 이하의 범위의 값으로 설정된 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사해도 된다. 이 방법에 의하면, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 12.0 이하의 범위의 값으로 설정된다. 또, 산화티탄을 실질적으로 함유하지 않는 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 안정적으로 제조할 수 있다.
식 1 에 의해 산출되는 제조 후의 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축하는 권축 공정을 추가로 구비하고, 상기 방사 공정에서는, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정된 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사해도 된다.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다.
상기 방법에 의하면, 방사 장치에 있어서, 필라멘트 데니어가 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정된 비교적 가는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 크림핑 (％) 이 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록 권축 장치에 의해 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축한다. 이로써, 적절히 권축된 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드를 안정적으로 제조할 수 있다.
식 1 에 의해 산출되는 제조 후의 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 30 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축하는 권축 공정을 추가로 구비하고, 상기 방사 공정에서는, 제조 후의 상기 토우 밴드의 필라멘트 데니어가, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토탈 데니어가, 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 복수 개의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하고, 상기 첨착 공정에서는, 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 10 ㎎ 이상 30 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 섬유 유제를 첨착해도 된다.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다.
상기 방법에 의하면, 필라멘트 데니어가, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토탈 데니어가, 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정됨으로써, 필라멘트 데니어가 비교적 크고, 토탈 데니어가 비교적 작은 토우 밴드여도, 크림핑 (％) 이 상기 범위의 값으로 설정되도록 양호하게 권축할 수 있다.
상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 고데 롤에 의해 권취하여 미리 정해진 반출 방향 하류측으로 반송하는 반송 공정을 추가로 구비하고, 상기 방사 공정에서는, 복수의 방사공이 형성된 방사 구금의 상기 복수의 방사공으로부터 상기 방사 원액을 토출시키고, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 상기 고데 롤에 의해 권취할 때의 권취 속도 V2 를, 400 m/min 이상 900 m/min 이하의 범위의 값으로 설정하고, 또한, 상기 방사 구금의 상기 복수의 방사공으로부터 상기 방사 원액을 토출시킬 때의 토출 속도 V1 과 상기 권취 속도 V2 의 비 V2/V1 을, 1.0 이상 1.8 이하의 범위의 값으로 설정해도 된다.
상기 방법에 의하면, 방사 공정에 있어서 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 비 V2/V1 을 1.0 이상 1.8 이하의 범위의 값으로 설정한다. 이로써, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 장력을 부여하면서 더욱 효율적으로 방사할 수 있다.
또, 비 V2/V1 의 설정 범위를 비교적 넓게 확보할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 동일한 방사 구금을 사용하면서, 비 V2/V1 을 조절함으로써, 필라멘트 데니어가 상이한 복수의 품종의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 효율적으로 방사할 수 있다.
본 발명에 의하면, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지함으로써, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 은, 실시형태에 관련된 토우 밴드 제조 장치의 전체도이다.
도 2 는, 실시예 및 비교예에 있어서의 얀의 권취 속도와 최고 드래프트의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시예 및 비교예에 있어서의 얀의 권취 속도와 최고 드래프트의 관계를 나타내는 도면이다.
(실시형태)
본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 반송 방향이란, 셀룰로오스 아세테이트 (이하, CA 로도 칭한다) 필라멘트(섬유) (30), 얀 (31), 엔드 (32), 및 CA 토우 밴드 (33) (이하, 토우 밴드 (33) 로도 칭한다) 의 반송 방향을 가리킨다.
도 1 은, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드 제조 장치 (1) (이하, 제조 장치 (1) 로도 칭한다) 의 전체도이다. 제조 장치 (1) 는, 건식 방사법에 의해 CA 필라멘트 (30) 를 방사한다. 또 제조 장치 (1) 는, CA 필라멘트 (30) 에 의해 토우 밴드 (33) 를 제조한다.
제조 장치 (1) 에서는, 셀룰로오스 디아세테이트 등의 셀룰로오스 아세테이트 플레이크가 유기 용매에 용해된 방사 원액 (22) 이 사용된다. 이 방사 원액 (22) 은, 혼합 장치 (2) 내에서 혼합된 후, 여과 장치 (3) 에서 여과된다. 여과 장치 (3) 를 통과한 방사 원액 (22) 은, 방사 유닛 (4) 의 방사통 (14) 상에 구비된 방사 구금 (15) 이 갖는 복수의 방사공으로부터 토출된다. 각 방사공으로부터 토출된 방사 원액은, 도시가 생략된 건조 유닛으로부터 방사통 (14) 내에 공급되는 열풍에 의해, 유기 용매가 증발됨으로써 건조된다. 이로써, 고체의 CA 필라멘트 (30) 가 형성된다.
CA 필라멘트 (30) 는, 안내 장치 (가이딩으로도 칭해진다) 인 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 가이딩된다. 이 안내 장치에서는, 복수 개의 CA 필라멘트 (30) 의 사조 (絲條) 의 폭이, 폭 결정 가이드에 의해 조정된다. 1 개의 방사통 (14) 내를 통과한 복수 개의 CA 필라멘트 (30) 는, 폭 결정 가이드에 의해 집속되어 얀 (31) 이 된다. 얀 (31) 은, 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 가이딩되면서, 유제 첨착 유닛 (5) (일례로서 회전 롤식) 에 의해 섬유 유제 (여기에서는 섬유 유제 에멀션) 가 첨착된다.
섬유 유제가 첨착된 얀 (31) 은, 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 사조의 폭이 더욱 가늘게 조정된다. 그 후, 얀 (31) 은, 고데 롤 (6) 에 의해 권취된다. 얀 (31) 은, 고데 롤 (6) 의 둘레면을 약 4 분의 3 만큼 주회 주행한 후, 소정의 권취 장치에 의해 인취된다. 이 얀 (31) 을 제조하는 일련의 유닛, 즉, 방사 구금 (15) 으로부터의 방사 원액 (22) 을 토출하여 CA 필라멘트 (30) 를 방사하는 방사 유닛 (4), 건조 유닛, 유제 첨착 유닛 (5), 및, 고데 롤을 갖는 권취 유닛은, 합쳐서 스테이션으로 칭해진다. 통상적으로는, 복수의 스테이션이, 일렬로 나열하여 배치되어 있다.
얀 (31) 은, 고데 롤 (6) 의 둘레면으로부터 권취 장치에 의해 수평 방향으로 인취된다. 각 스테이션을 통과한 얀 (31) 은, 가이딩의 방향이 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 90°전환된다. 각 얀 (31) 은, 스테이션의 배열 방향을 따라 반송되고, 순차 집적 또는 적층된다. 이로써, 복수의 얀 (31) 이 수속되어, 얀 (31) 의 편평한 집합체인 엔드 (토우) (32) 가 형성된다. 엔드 (32) 는 복수의 얀 (31) 을 수속하여 최종적으로 소정의 토탈 데니어로 설정된 것이다. 엔드 (32) 는 수평 상태로 반송되어 권축 장치 (9) 에 유도된다.
권축 장치 (9) 는, 스터핑 박스 (권축 상자) (18) 에 엔드 (32) 를 압입하기 위한 1 쌍의 닙 롤 (16, 17) 을 구비하고 있다. 1 쌍의 닙 롤 (16, 17) 에 의한 엔드 (32) 의 스터핑 박스 (18) 에 대한 압입에 수반하여, 스터핑 박스 (18) 내로부터 저항이 발생한다. 그러나, 이 저항보다 큰 힘으로 엔드 (32) 를 스터핑 박스 (18) 내에 압입함으로써, 엔드 (32) 에 권축이 부여된다. 이로써, 토우 밴드 (33) 가 제조된다. 권축 장치 (9) 를 통과한 토우 밴드 (33) 는, 건조 장치 (10) 에 의해 건조된다. 건조 장치 (10) 를 통과한 토우 밴드 (33) 는, 집적된 후, 압축 곤포되어 베일이 된다.
여기서, 본 실시형태의 토우 밴드 (33) 의 제조 방법은, 방사 원액 제작 공정, 방사 원액 여과 공정, 방사 원액 반송 공정, 방사 공정, 첨착 공정, 안내 공정, 및 권축 공정을 구비한다.
방사 원액 제작 공정에서는, 방사 원액 (22) 을 제작한다. 구체적으로는, 방사 원액 (22) 으로서, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 산화티탄의 함유량 (이하, 간단히 산화티탄의 함유량으로도 칭한다) 이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록 조정된 방사 원액을 제작한다. 즉, 본 실시형태의 토우 밴드 (33) 에 있어서는, 산화티탄은 함유되지 않아도 된다. 따라서, 산화티탄이 0 중량％ 이상이라는 것은, 산화티탄이 함유되어 있지 않은 경우와 산화티탄이 분석 한계값 이하의 흔적량 밖에 함유되어 있지 않은 경우를 포함한다.
그러나, 상기와 같이 토우 밴드 (33) 의 제조 방법은, 방사 원액 제작 공정, 방사 원액 여과 공정, 및 방사 원액 반송 공정을 구비하는 것이다. 통상적인 토우 밴드의 제조에 있어서는, 산화티탄을 함유하는 토우 밴드가 제조된다. 이 때문에, 본 실시형태의 토우 밴드 (33) 의 제조 방법은, 방사 원액 제작 공정, 방사 원액 여과 공정, 혹은 방사 원액 반송 공정에 있어서, 산화티탄이 의도하지 않게 함유되는 경우도 포함하는 것이다.
또한, 제조 후의 토우 밴드 (33) 에 있어서의 산화티탄의 함유량은, 원자 흡광 분석법 등에 의해 측정할 수 있다. 또, 제조 후의 토우 밴드 (33) 에 있어서의 산화티탄의 함유량은, JIS L 1013 에 규정되는 화학 섬유 필라멘트사 시험 방법 : 2010 에 따라 측정할 수도 있다. 이 JIS L 1013 에 규정되는 시험 방법에 사용하는 기구로는, JIS K 0050 에 규정된 기구를 사용할 수 있다. 그 시험 방법은, 구체적으로는 이하와 같다.
a) 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 시료 약 5 g 의 절건 (絶乾) 질량을 구하고, 그 시료를 전기로 중에서 강열을 피하여 회화 (灰化) 한다. 이것을 소량의 물로 200 ㎖ 의 비커에 옮기고, 그 비커를 가열하여 수분을 제거한다. 그 후, JIS K 8951 에 규정하는 특급의 농황산 (비중 1.84) 15 ㎖, 및, JIS K 8960 에 규정하는 특급의 황산암모늄 약 10 g 을 첨가하여, 시계 접시로 덮는다. 그리고, 사욕 (砂浴) 상에서 처음에는 서서히, 마지막은 강하게, 액이 투명해질 때까지 가열한다.
b) 방랭 후, 액온이 50 ℃ 이상이 되지 않게 주의하면서 물을 첨가하여 전체량을 약 100 ㎖ 로 한다. 이것을 1 ℓ 의 전량 플라스크에 옮기고, 물로 표선까지 희석시킨다. 이 액 중에서, A ㎖ (산화티탄 함유량 및 셀의 두께에 따라, 정색액 (呈色液) 의 흡광도가 0.3 ∼ 0.5 가 되는 양으로 한다) 의 액을 피펫으로 50 ㎖ 의 전량 플라스크에 옮긴다. 그 후, 전량 플라스크의 액에 JIS K 8230 에 규정하는 특급의 과산화수소수 (3 ％) 5 ㎖, 및, JIS K 8951 에 규정하는 특급의 1 ㏖/ℓ 황산 10 ㎖ 를 첨가함으로써, 액을 발색시킨다. 그 후, 액을 물로 표선까지 희석시킨다.
c) 이 전량 플라스크의 액을 셀에 옮기고, 광전 비색계로 파장 420 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 측정한다. 이 측정값으로부터, 미리 작성한 검량선에 의해, 산화티탄 농도 (g/50 ㎖) 를 구한다. 그리고, 다음의 식 2 에 의해 산화티탄의 백분율을 산출하고, 2 회의 평균값을 JIS Z 8401 에 규정하는 규칙 B (사사오입법) 에 의해 소수점 이하 2 자릿수로 반올림한다.
[식 2]
T1 (％) ＝ ((B × 1000)/(C × A)) × 100
단, T1 은 산화티탄 (％), A 는 채취한 희석액 (㎖), B 는 산화티탄 농도 (g/50 ㎖), C 는 시료의 절건 질량 (g) 으로 한다. 또한, 제조 후의 토우 밴드 (33) 에 있어서의 산화티탄의 함유량은, 상기한 원자 흡광법이나 JIS 법 이외에, 중량법에 의해서도 측정할 수 있다.
여과 공정에서는, 방사 원액 (22) 을 여과한다. 방사 공정에서는, 상기와 같이 제작한 방사 원액 (22) 을 사용하여, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 TD 가 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 복수 개의 CA 필라멘트 (30) 를 방사한다. 또, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 FD 가 1.0 이상 12.0 (일례로서 1.0 이상 5.0 미만) 의 범위의 값으로 설정되도록, CA 필라멘트 (30) 를 방사한다. 방사 공정은, 토출 공정과 건조 공정을 갖는다. 토출 공정에서는, 여과된 방사 원액 (22) 을 방사 구금 (15) 의 방사공으로부터 토출한다. 건조 공정에서는, 열풍 건조에 의해 방사 원액 (22) 중의 아세톤을 증발시켜 CA 필라멘트 (30) 를 고화한다.
반송 공정에서는, CA 필라멘트 (30) 를 고데 롤 (6) 에 의해 권취하여 미리 정해진 반출 방향 하류측으로 반송한다. 본 실시형태의 반송 공정에서는, CA 필라멘트 (30) 를 고데 롤 (6) 에 의해 권취할 때의 권취 속도 V2 를, 400 m/min 이상 900 m/min 이하의 범위의 값으로 설정하고, 또한, 방사 구금 (15) 의 복수의 방사공으로부터 방사 원액을 토출시킬 때의 토출 속도 V1 과 권취 속도 V2 의 비 V2/V1 을, 1.0 이상 1.8 이하의 범위의 값으로 설정한다.
권취 속도 V2 는, 500 m/min 이상 900 m/min 이하의 범위의 값인 것이 바람직하고, 550 m/min 이상 900 m/min 이하의 범위의 값인 것이 보다 바람직하다. 또, 비 V2/V1 의 하한값은, 1.1 이상의 값인 것이 바람직하고, 1.2 이상의 값인 것이 보다 바람직하다. 또, 비 V2/V1 의 상한값은, 1.7 이하의 값인 것이 바람직하고, 1.4 이하의 값인 것이 보다 바람직하다.
첨착 공정에서는, CA 필라멘트 (30) 에 섬유 유제를 첨착한다. 이로써, CA 필라멘트 (30) 가 제조 장치 (1) 의 각 부재에 접촉하여 마모 또는 손상되는 것을 방지한다. 또, 복수 개의 CA 필라멘트 (30) 의 집속성을 향상시킨다.
구체적으로 첨착 공정에서는, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, CA 필라멘트 (30) 에 섬유 유제를 첨착한다. 디에틸에테르 추출법에 의한 섬유 유제의 함유량은, JIS L 1013 : 2010 에 따라 측정할 수 있다. 디에틸에테르 추출법은, 구체적으로는 이하와 같다.
제조 후의 토우 밴드 (33) 의 시료 약 5 g 의 절건 질량을 구하고, JIS R 3503 에 규정하는 속슬렛 추출기에, 그 시료를 원통 여과지를 사용하지 않고 가볍게 넣는다. 그 후, 부속 플라스크에 100 ㎖ ∼ 150 ㎖ 의 JIS K 8103 에 규정하는 특급의 디에틸에테르를 넣는다. 이 부속 플라스크를 수욕 상에 놓고, 추출액이 약하게 비등을 유지할 정도 (10 분간 1 회 사이폰관을 통하여 용제가 환류될 정도) 로 1.5 시간 가열한다. 그 후, 시료부에 모인 용액을 부속 플라스크로 되돌린다. 부속 플라스크의 내용물을 10 ㎖ ∼ 15 ㎖ 로 농축시킨 후, 필요가 있으면, 1G1 또는 3G1 의 유리 여과기로 여과한다. 이것을 미리 105 ± 2 ℃ 에서 항량을 구한 칭량병에 옮긴다.
추출 플라스크 (부속 플라스크) 는 디에틸에테르로 세정하고, 세정액을 (유리 여과기를 사용한 경우에는, 상기 유리 여과기로 여과 후) 칭량병에 합하여 넣고, 수욕 상에서 용제를 휘산시킨다. 그 후, 105 ± 2 ℃ 의 항온 건조기 중에 1.5 시간 방치하고, 데시케이터 중에서 냉각시켜 추출분의 질량을 잰다.
추출분은, 디에틸에테르 추출량의 절건 시료 질량에 대한 백분율로 나타내고, 2 회의 평균값을 JIS Z 8401 에 규정하는 규칙 B (사사오입법) 에 의해 소수점 이하 2 자릿수로 반올림한다.
본 실시형태의 첨착 공정에서는, CA 필라멘트 (30) 에 섬유 유제 에멀션을 첨착한다. 이 섬유 유제 에멀션에는, 섬유 유제와 물이 함유된다. 섬유 유제 에멀션에 있어서의 섬유 유제의 함유량은 소정 범위 내에서 설정 가능하다. 섬유 유제는, 210 ℃ 에 있어서의 세이볼트 유니버설 (Saybolt Universal Second : SUS) 점도가 80 초 이상 130 초 이내의 범위의 값으로 설정된 광물유를 포함한다. 이와 같은 광물유를 사용함으로써, 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 얀 (31) 에 적당한 마찰력을 부여하여 얀 (31) 을 가이딩하기 쉽게 할 수 있다. 또, 권축 장치 (9) 에 있어서 엔드 (32) 를 적절히 권축할 수 있다. 이 광물유의 상기 점도는, 90 초 이상 120 초 이내의 범위의 값이어도 되고, 95 초 이상 105 초 이하의 범위의 값이어도 된다.
또한, 제조 후의 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이 1 m 당 65 ㎎ 을 초과하면, 토우 밴드의 제조 코스트가 상승할 우려가 있다. 또, 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 얀 및 토우를 가이딩하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 또, 권축 장치 (9) 에 있어서 토우를 적절히 권축할 수 없게 될 우려가 있다. 또, 그 토우 밴드를 사용하여 시가렛 필터를 제조하는 경우, 시가렛 필터의 단위 중량당의 토우 밴드 중량이 감소하여 필요한 통기 저항이 얻어지지 않게 될 우려가 있다.
또, 토우 밴드에 섬유 유제가 첨착되어 있지 않거나, 제조 후의 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이 1 m 당 5 ㎎ 미만이거나 하면, 얀 및 토우가 가이드 핀 (7, 8) 등에 대한 접촉으로부터 받는 마찰이 커진다. 이로써, 데미지나 플라이가 발생할 우려가 있다.
또, 제조 후의 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이 1 m 당 5 ㎎ 미만이면, 얀 (31) 에 첨착되는 섬유 유제량이 얀 (31) 의 반송 중에 감소하여 유막을 유지하기 어려워질 우려가 있다. 그 결과, 얀 (31) 의 주행 위치가 불안정해질 우려가 있다. 또, 후술하는 권축 공정에 있어서의 엔드 (32) 의 권축이 불안정해질 우려가 있다. 그 결과, 플라이의 발생량이 증가하거나 할 우려가 있다. 또, 제조 장치 (1) 에 있어서 얀 (31) 이나 엔드 (32) 가 외부로부터 받는 마찰 저항이 과도해질 우려가 있다.
안내 공정에서는, 섬유 유제가 첨착된 CA 필라멘트 (30) 를 적어도 1 개의 가이드 부재 (가이드 핀 (7, 8)) 에 의해 가이딩한다. 안내 공정에서는, CA 필라멘트 (30) 가 가이딩되어 얀 (31) 이 형성된다. 또, 안내 공정에서는, 복수의 얀 (31) 을 합일하도록 가이딩되어 얀의 집합체인 엔드 (32) 가 형성된다.
권축 공정에서는, 엔드 (32) 를 권축한다. 일례로서, 방사 공정에서는, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정된 CA 필라멘트 (30) 를 방사하고, 권축 공정에서는, 식 1 에 의해 산출되는 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 엔드 (32) (복수 개의 CA 필라멘트 (30)) 를 권축한다.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 토우 밴드 (33) 에 CA 필라멘트 (30) 의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 토우 밴드 (33) 의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 토우 밴드 (33) 에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 토우 밴드 (33) 의 길이이다. 본 실시형태에서는, 토우 밴드 (33) 의 제조 방법의 각 공정은, 제조 장치 (1) 에 있어서 실현된다.
상기와 같이, 건식 방사법에 의해 CA 필라멘트를 방사하는 경우, 방사 원액의 용매로서 아세톤이 사용된다. 여기서, 셀룰로오스 아세테이트를 아세톤에 용해시킨 방사 원액을 사용하여 CA 필라멘트를 건식 방사법에 의해 방사하는 경우의 하나의 중요한 문제는 실 끊김이다. 실 끊김이란, 건식 방사 중인 CA 필라멘트가, 건식 방사 공정의 도중에 파단되는 것이다. 실 끊김이 발생하는 지점은 복수 존재한다. 주된 실 끊김 지점은, 고데 롤나 가이드 핀 등, CA 필라멘트에 대해 마찰이 발생할 수 있는 지점이다.
최근, CA 필라멘트의 용도가, 담배 용도로부터 위생 용품의 흡수체의 재료 용도 등으로 확대됨에 따라, 방사 속도를 향상시켜 토우 밴드의 제조량을 증대시키는 것이 시도되고 있다. 이것에 수반하여, 방사 구금 (15) 의 방사공 바로 아래에서의 실 끊김이 증대하였다. 본 실시형태는, 이 방사 구금 (15) 의 방사공 바로 아래에서의 실 끊김을 방지하는 것이다.
토우 밴드의 제조 스피드를 향상시키는 것은, 방사 속도를 크게 하는 것을 의미한다. 동일한 단섬유경 (바꾸어 말하면 동일한 FD) 의 토우 밴드를 얻으면서, 방사 속도를 크게 하는 것은, 방사 원액이 방사공을 통과하는 속도 (방사공으로부터의 방사 원액의 토출 속도 [단위 시간당의 토출량]) 를 올리는 것을 의미한다.
여기서 본원 발명자는, 이와 같은 실 끊김의 원인의 하나가, 제조된 토우 밴드에 함유되는 산화티탄에 있는 것을 밝혀내었다. 방사 원액에 산화티탄이 함유되어 있는 경우, CA 필라멘트를 방사할 때의 토출 속도를 어느 정도 이상으로 증대시키면, 실 끊김이 발생하는 경우가 있다.
실 끊김의 발생 원인은 분명하지 않다. 그러나, 예를 들어, 산화티탄에 의해 방사 원액의 점성이나 유동성 등의 물성이 변화됨으로써, 방사공으로부터 토출되는 방사 원액의 흐름이 불안정해지는 것이 생각된다. 또, 방사 원액에 고체로서 함유되는 산화티탄의 1 차 입자가 응집되어 2 차 입자가 되는 경우가 있다. 이 2 차 입자가 방사 구금의 방사공의 적어도 일부를 폐색하여, 방사액의 방사공 근처의 흐름을 저해하는 것이 생각된다. 이 때문에, 방사 원액의 토출 속도를 올려 가고자 하면, 방사 원액의 용액 점성의 문제인지, 방사공에 있어서 방사 원액의 유동성이 불안정해져, 실 끊김 빈도가 커진다.
그래서 본 실시형태는, 방사 원액 (22) 의 산화티탄을 최대한 줄이도록 규정한 것이다. 구체적으로, 본 실시형태의 방사 원액 제작 공정에서는, 방사 원액 (22) 에 대한 산화티탄의 첨가량을 실질적으로 0 이 되도록 조정한다. 이로써, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위가 되도록 한다. 또, 본 실시형태의 방사 공정에서는, 방사 원액 (22) 을 사용하여, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 TD 가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 복수 개의 CA 필라멘트 (30) 를 방사한다.
또 첨착 공정에서는, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, CA 필라멘트 (30) 에 섬유 유제를 첨착한다.
이로써 토우 밴드 (33) 는, CA 필라멘트 (30) 에 의해 구성되고 또한 TD 가 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다. 또 토우 밴드 (33) 는, 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
또 토우 밴드 (33) 는, 제조 후의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다.
이로써, 토우 밴드 (33) 를 제조하는 경우에 있어서, 방사액 중의 산화티탄의 함유량을, 최대한 적게, 실질적으로 산화티탄을 함유하지 않을 정도로 설정할 수 있다. 이 때문에, CA 필라멘트 (30) 를 고속으로 방사할 때, 방사 구금 (15) 바로 아래에서의 실 끊김을 양호하게 방지할 수 있다.
또한, 산화티탄을 실질적으로 함유하지 않는 CA 필라멘트는, 산화티탄을 실질적으로 함유하는 CA 필라멘트와의 물성의 차이에 의해, 가이드 핀 등의 가이드 부재로부터 받는 마찰력이 작아진다. 이로써, CA 필라멘트가 가이드 부재에 의해 안정적으로 가이딩되기 어려워진다.
이 경우, 얀의 가이딩이 불량이면, 각 방사통으로부터 반출되는 복수의 얀을 배열한 엔드 중에서의 얀의 분포가 불균일해진다. 이 때문에, 권축 장치에 의해 엔드를 균일하게 권축하는 것이 곤란해진다. 또, 토우 밴드의 권축수를 증대시키기 어려워진다. 또, 권축 장치의 한 쌍의 닙 롤에 대한 엔드의 마찰 저항이 감소한다. 이 때문에, 각 닙 롤이 엔드를 문지름으로써 플라이의 발생량이 증대할 우려가 있다.
이에 반해, 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량을 상기 범위의 값으로 설정함으로써, CA 필라멘트 (30) 의 마찰 저항이 증대된다. 따라서, 상기와 같이 산화티탄의 함유량이 설정된 CA 필라멘트 (30) 를 예를 들어 소정 방향으로 안내 또는 권축할 때, CA 필라멘트 (30) 가 외부로부터 받는 마찰력의 저하를 방지할 수 있다. 특히, CA 필라멘트 (30) 를 권축할 때의 마찰 저항의 저하에 의한 권축 불량을 억제할 수 있다. 따라서, 고품질이고 고권축의 (크림핑 (％) 이 큰) 토우 밴드 (33) 를 안정적으로 제조할 수 있다.
또, 토우 밴드 (33) 를 사용하여 시가렛 필터를 제조하는 경우, 토우 밴드 (33) 는, 곤포 상자로부터 조출된다. 그 후, 토우 밴드 (33) 는 개섬 (開纖) 되고 또한 가소제가 첨가되어 원기둥상으로 성형된다. 토우 밴드 (33) 에는, 비교적 고점도의 섬유 유제가 유제 첨착 유닛 (5) 에 의해 첨착되어 있다. 이 때문에, 발명자가 실시한 확인 시험에 의해, 시가렛 필터의 제조 공정에 있어서 토우 밴드 (33) 를 개섬할 때의 플라이의 발생량을 종래에 비해 약 10 ％ 저감시킬 수 있는 것이 밝혀져 있다.
또한, 토우 밴드 (33) 의 TD 는, 10000 이상 37000 이하의 범위의 값인 것이 바람직하고, 특히 12000 이상 25000 이하의 범위의 값인 것이 보다 바람직하고, 12000 이상 22000 이하의 범위의 값인 것이 특히 바람직하다. 또, 토우 밴드 (33) 의 FD 는, 3.0 이상 10.0 이하의 범위의 값인 것이 바람직하고, 3.3 이상 9.0 이하의 범위의 값인 것이 보다 바람직하고, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값인 것이 특히 바람직하다.
또, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량은, 1 m 당, 5 ㎎ 보다 크고 45 ㎎ 이하의 범위의 값인 것이 바람직하고, 5 ㎎ 보다 크고 38 ㎎ 이하의 범위의 값인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎎ 보다 크고 35 ㎎ 이하의 범위의 값인 것이 특히 바람직하다.
또 토우 밴드 (33) 는, FD 가 1.0 이상 12.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 또한, TD 가 15000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다. 이 때문에, CA 필라멘트 (30) 를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 토우 밴드 (33) 에 있어서의 FD 와 TD 의 설정 자유도를 높일 수 있다.
또, 본 실시형태의 토우 밴드 (33) 는, 일례로서, FD 가 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정되고, 크림핑 (％) 이 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있다. 이 때문에, CA 필라멘트 (30) 를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 적절히 권축된 토우 밴드 (33) 를 안정적으로 제조할 수 있다.
여기서 토우 밴드 (33) 는, FD 가 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, TD 가 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정되고, 산화티탄의 함유량이 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되고, 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 10 ㎎ 이상 30 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 토우 밴드 (33) 는, 크림핑 (％) 이 10 ％ 이상 30 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
비교적 FD 가 큰 토우 밴드는, 산화티탄을 함유하지 않는 경우에는 권축이 곤란하고, 특히 고권축이 곤란하다. 그러나 본 실시형태의 토우 밴드 (33) 는, FD 가 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, TD 가 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정됨으로써, FD 가 비교적 크고, TD 가 비교적 작게 설정되어 있어도, 상기한 함유량으로 섬유 유제를 함유하고 있기 때문에, 크림핑 (％) 이 10 ％ 이상 30 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록 양호하게 권축되어 있다.
구체적으로, CA 필라멘트 (30) 에 대한 권축은, 엔드 (32) (복수 개의 CA 필라멘트 (30)) 에 대해 실시된다. 이 때문에, 토우 밴드 (33) 의 미끄러짐성은, 토우 밴드 (33) 의 섬유 유제의 함유량에 의해 변화한다. 따라서 본 실시형태에서는, 토우 밴드 (33) 의 단위 길이 (1 m) 당의 섬유 유제의 함유량을 엄밀하게 조정함으로써, 토우 밴드 (33) 가 실질적으로 산화티탄을 함유하지 않는 경우에도 권축을 적절히 실시할 수 있다. 특히, FD 가 크고 또한 TD 가 작으며, 산화티탄을 실질적으로 함유하지 않는 토우 밴드 (33) 를 제조하는 경우라도, 제조 후의 토우 밴드 (33) 가 상기한 함유량으로 섬유 유제를 함유하도록 설정함으로써, 크림핑 (％) 이 10 ％ 이상 30 ％ 의 범위의 값으로 설정되도록 권축된 토우 밴드 (33) 를 양호하게 얻을 수 있다.
또, 상기한 토우 밴드 (33) 의 제조 방법에 의하면, 방사 유닛 (4) 에 있어서 CA 필라멘트 (30) 를 방사할 때의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또, 비 V2/V1 을 1.0 이상 1.8 이하의 범위의 값으로 설정함으로써, CA 필라멘트 (30) 를 장력을 부여하면서 더욱 효율적으로 방사할 수 있다.
또, 비 V2/V1 의 설정 범위를 비교적 넓게 확보할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 동일한 방사 구금 (15) 을 사용하면서, 비 V2/V1 을 조절함으로써, FD 가 상이한 복수의 품종의 CA 필라멘트 (30) 를 효율적으로 방사할 수 있다.
또, 토우 밴드 (33) 는 산화티탄을 실질적으로 함유하고 있지 않다. 이 때문에, 예를 들어, 토우 밴드 (33) 를 위생 용품의 흡수체 등의 재료로서 사용하는 경우, 산화티탄에 대해 알레르기를 갖는 사용자 등이어도, 이 위생 용품을 양호하게 사용할 수 있다.
또한, 비 V2/V1 은, 당연히 상기 이외의 범위의 값 (예를 들어, 1.8 보다 크고 10.0 이하의 범위의 값) 으로 설정해도 된다. 또 권취 속도 V2 는, 예를 들어, 100 m/min 이상 400 m/min 미만의 범위의 값으로 설정해도 된다. 비 V2/V1 및 권취 속도 V2 를 각각 이와 같은 수치 범위의 값으로 설정해도, CA 필라멘트 (30) 를 양호하게 방사할 수 있다.
(확인 시험)
[시험 1]
FD 와 TD 가 상이한 복수의 토우 밴드 No.1 ∼ 6 을 제작하고, 각 토우 밴드에 있어서의 섬유 유제 함유량의 바람직한 범위를 측정하였다. 구체적으로는, 방사 원액 (22) 의 목표 조성을, CA (아세틸 치환도 2.5) 29.0 중량％, 아세톤 68.5 중량％, 및 물 2.5 중량％ 로 설정하여, CA 가 아세톤에 용해된 방사 원액 (22) 을 제작하였다.
한 변이 소정 길이인 삼각형상의 개구 형상을 갖는 복수의 방사공이 형성된 방사 구금 (15) 을 준비하였다. 방사 원액 (22) 을 50 ℃ 로 가온하고, 여과 장치 (3) 에 의해 여과한 후, 방사 구금 (15) 의 방사공으로부터 토출시켜 CA 필라멘트 (30) 를 방사하였다. 이 때의 방사 속도 (1 쌍의 닙 롤 (16, 17) 의 권취 속도) 는 500 m/min 으로 설정하였다.
유제 첨착 유닛 (5) 의 섬유 유제 에멀션은, 섬유 유제를 베이스로 하도록 (w/o) 조정하였다. 구체적인 섬유 유제의 조성은, 210 ℃ 에 있어서의 세이볼트 유니버설 점도가 80 초인 광물유 63 중량％, 소르비탄 지방산 에스테르 16 중량％, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르 14 중량％, 및 물 7 중량％ 로 설정하였다. 이것을 유화함으로써, 농도 5 ％ (섬유 유제가 5 중량％) 의 오일 인 워터인 섬유 유제 에멀션을 조정하였다.
얀 (31) 과 유제 첨착 유닛 (5) 의 접촉압을 조정하여, 얀 (31) 에 대한 섬유 유제의 첨착량을 조정하였다. 즉, 첨착 공정에 있어서, CA 필라멘트 (30) 에 첨착하는 섬유 유제량을, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 1 m 당의 섬유 유제의 함유량이 상이하도록 변화시켰다.
이와 같은 조건에서 방사하고 또한 섬유 유제를 첨착한 CA 필라멘트 (30) 를 사용하여 엔드 (32) 를 제작하고, 엔드 (32) 를 권축 장치 (9) 에 의해 권축하였다. 이로써, FD 및 TD 가 소정 값으로 설정된 이하의 No.1 ∼ 6 의 토우 밴드 (33) 를 얻었다. 얻어진 각 토우 밴드 (33) 는, 시가렛 필터용 토우 밴드로서, 곤포 상자에 압축 곤포하여 (토우) 베일로 하였다.
No.1 : FD 가 3.0 또한 TD 가 35000 으로 설정되고, 직경 방향의 단면 형상이 Y 상인 토우 밴드 (표 1 에서는 3Y35000 으로 기재한다).
No.2 : FD 가 3.0 또한 TD 가 28000 으로 설정되고, 직경 방향의 단면 형상이 Y 상인 토우 밴드 (표 1 에서는 3Y28000 으로 기재한다).
No.3 : FD 가 4.0 또한 TD 가 25000 으로 설정되고, 직경 방향의 단면 형상이 Y 상인 토우 밴드 (표 1 에서는 4Y25000 으로 기재한다).
No.4 : FD 가 5.0 또한 TD 가 20000 으로 설정되고, 직경 방향의 단면 형상이 Y 상인 토우 밴드 (표 1 에서는 5Y20000 으로 기재한다).
No.5 : FD 가 6.0 또한 TD 가 17000 으로 설정되고, 직경 방향의 단면 형상이 Y 상인 토우 밴드 (표 1 에서는 6Y17000 으로 기재한다).
No.6 : FD 가 8.0 또한 TD 가 15000 으로 설정되고, 직경 방향의 단면 형상이 Y 상인 토우 밴드 (표 1 에서는 8Y15000 으로 기재한다).
No.1 ∼ 6 의 토우 밴드 (33) 를 제조할 때의 얀 (31) 의 가이딩의 안정성과, 엔드의 권축 장치에 있어서의 안정성의 평가를 실시하였다. 얀 (31) 의 가이딩의 안정성의 평가는, 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 얀 (31) 이 적절히 가이딩되었는지의 여부를 확인함으로써 실시하였다.
구체적으로는, 주행 중인 얀 (31) 의 위치가 가이드 핀 (7, 8) 의 위치에 대해 일정하게 변동하지 않는 경우를 A1 로 평가하였다. 또, 주행 중인 얀 (31) 의 위치가 가이드 핀 (7, 8) 의 위치에 대해 변동하고 있지만 방사 가능한 경우를 A2 로 평가하였다. 또, 장시간의 토우 밴드 (33) 의 제조 과정에 있어서, 얀 (31) 의 가이드 핀 (7, 8) 에서의 감김이 발생한 경우를 A3 으로 평가하였다. 평가는, A1, A2, A3 의 순서로 낮아진다.
또, 권축 장치 (9) 의 닙 롤 (16, 17) 의 직전 위치에서, 주행 중인 엔드 (32) 의 위치가 닙 롤 (16, 17) 의 위치에 대해 일정하여 변동하지 않는 경우를 B1 로 평가하였다. 또, 닙 롤 (16, 17) 의 직전 위치에서, 주행 중인 엔드 (32) 의 위치가 닙 롤 (16, 17) 의 위치에 대해 가끔 변동하는 경우를 B2 로 평가하였다.
또, 닙 롤 (16, 17) 의 직전 위치에서, 주행 중인 엔드 (32) 의 위치가 닙 롤 (16, 17) 의 위치에 대해 안정되지 않는 경우를 B3 으로 평가하였다. 또, 닙 롤 (16, 17) 의 직전 위치에서, 주행 중인 엔드 (32) 의 위치가 닙 롤 (16, 17) 의 위치에 대해 항상 변동하는 경우를 B4 로 평가하였다. 평가는, B1, B2, B3, B4 의 순서로 낮아진다.
이 시험에 있어서, 비교적 양호한 평가 결과가 얻어진 토우 밴드 (33) 의 1 m 당의 섬유 유제 함유량의 범위를 표 1 에 나타낸다. 표 1 에서는, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 1 m 당의 섬유 유제의 함유량 (㎎) 을 기재하고 있다.
또, 이 시험에 있어서, 얀 (31) 의 가이딩의 안정성과, 엔드 (32) 의 권축 장치 (9) 의 입구 (1 쌍의 닙 롤 (16, 17) 의 직전 위치) 에 있어서의 안정성의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.
표 2 에서는, 유제 첨착 조건 X1 ∼ X10 을 나타낸다. 이 유제 첨착 조건 X1 ∼ X10 에서는, X1 에서 X10 으로 갈수록, 얀 (31) 과 유제 첨착 유닛 (5) 의 접촉압이 증가하고, 또한, 얀 (31) 에 대한 섬유 유제의 첨착량이 증가한다.
표 1 에 나타내는 바와 같이, No.1 ∼ 6 의 토우 밴드 (33) 전체에서는, 토우 밴드 1 m 당의 섬유 유제의 함유량이 11.0 ㎎ 이상 64.1 ㎎ 이내의 범위의 값에 있어서 비교적 양호한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
또 표 2 에 나타내는 바와 같이, No.4 ∼ 6, 즉, FD 가 5.0 이상 8.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 또한, TD 가 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정된 경우에서는, 토우 밴드 (33) 의 1 m 당의 섬유 유제의 함유량은, 특히 11.0 ㎎ 이상 27 ㎎ 이하의 범위의 값이면 양호한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
또, 본원 발명자들의 다른 검토에 의해, No.1 ∼ 6 의 토우 밴드 전체에서는, 토우 밴드 1 m 당의 섬유 유제의 함유량이, 15.0 ㎎ 이상 42.8 ㎎ 미만의 범위의 값인 경우에 있어서 더욱 양호한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
또, No.1 ∼ 6 의 토우 밴드에서는, 각각의 토우 밴드 1 m 당의 섬유 유제의 함유량이, 5.0 ㎎ 보다 크고, 특히 11.0 ㎎ 이상이면, 양호한 결과가 나타나는 것을 알 수 있었다.
따라서, 산화티탄을 함유하지 않는 토우 밴드에서는, 표 1 에 나타낸 하한값 (㎎) 미만의 범위의 값인 경우에 있어서도, 어느 정도의 양호한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
또, 표 1 및 2 로부터 분명한 바와 같이, 산화티탄을 함유하지 않고, 또한, FD 가 크고 TD 가 작은 토우 밴드에서는, 통상적인 토우 밴드 (No.1 의 3Y35000 의 토우 밴드) 보다 섬유 유제의 함유량을 적게 하는 것이 제조 안정성을 얻기 위해서 중요한 것이 판명되었다. 다음으로, 이하와 같이 실시예 1 ∼ 4 와 비교예 1 ∼ 2 를 제작하고, 복수의 확인 시험을 실시하였다. 실시예 1 ∼ 4 와 비교예 1 ∼ 2 의 권축수 (개/인치) 는, 일본 공개특허공보 평7-316975호에 기재된 측정 방법에 의해, 조명을 쬔 토우 밴드의 표면을 촬상 수단에 의해 촬상하고, 촬상된 화상을 컴퓨터 처리함으로써 측정하였다.
[실시예 1]
방사 원액 (22) 의 목표 조성을, CA (아세틸 치환도 2.5) 29.0 중량％, 아세톤 68.5 중량％, 및 물 2.5 중량％ 로 설정하여, CA 가 아세톤에 용해된 방사 원액 (22) 을 제작하였다. 즉, 실시예 1 의 토우 밴드 (33) 는, 산화티탄을 함유하지 않는 것으로 하였다.
한 변이 60 ㎛ 인 삼각형상의 개구 형상을 갖는 방사공이 600 개 형성된 방사 구금 (15) 을 준비하였다. 방사 원액 (22) 을 50 ℃ 로 가온하고, 여과 장치 (3) 에 의해 여과한 후, 방사 구금 (15) 의 방사공으로부터 토출시켜 CA 필라멘트 (30) 를 방사하였다. 이 때의 방사 속도 (1 쌍의 닙 롤 (16, 17) 의 권취 속도) 는, 500 m/min 으로 설정하였다.
유제 첨착 유닛 (5) 의 섬유 유제 에멀션은, 섬유 유제를 베이스로 하도록 (w/o) 조정하였다. 구체적인 섬유 유제의 조성은, 210 ℃ 에 있어서의 세이볼트 유니버설 점도가 80 초인 광물유 63 중량％, 소르비탄 지방산 에스테르 16 중량％, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르 14 중량％, 및 물 7 중량％ 로 설정하였다. 이것을 유화함으로써, 농도 5 ％ (섬유 유제가 5 중량％) 의 오일 인 워터인 섬유 유제 에멀션을 조정하였다. 얀 (31) 과 유제 첨착 유닛 (5) 의 접촉압을 조정하여, 얀 (31) 에 대한 섬유 유제의 첨착량을 조정하고, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량을, 1 m 당 55.7 ㎎ 이 되도록 설정하였다.
이와 같은 조건에서 방사하고 또한 섬유 유제를 첨착한 CA 필라멘트 (30) 를 사용하여 엔드 (32) 를 제작하고, 엔드 (32) 를 권축 장치 (9) 에 의해 권축하였다. FD 가 3.0 으로 설정되고, 또한, TD 가 35000 으로 설정된 실시예 1 의 토우 밴드 (33) 를 얻었다. 실시예 1 의 토우 밴드 (33) 의 권축수는, 1 인치당 34.0 으로 설정하였다. 얻어진 토우 밴드 (33) 는, 시가렛 필터용 토우 밴드로서, 곤포 상자에 압축 곤포하여 (토우) 베일로 하였다.
[실시예 2]
제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량을, 1 m 당 41.0 ㎎ 이 되도록 조정하고, 섬유 유제 에멀션에 함유되는 광물유로서, 210 ℃ 에 있어서의 세이볼트 유니버설 점도가 100 초인 광물유를 67.5 부 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, FD 가 3.0 으로 설정되고, 또한, TD 가 35000 으로 설정된 실시예 2 의 토우 밴드 (33) 를 얻었다. 즉, 실시예 2 의 토우 밴드 (33) 는, 산화티탄을 함유하지 않는 것으로 하였다. 실시예 2 의 토우 밴드 (33) 의 권축수는, 1 인치당 34.0 으로 설정하였다.
[실시예 3]
한 변이 58 ㎛ 인 삼각형상의 개구 형상을 갖는 방사공이 350 개 형성된 방사 구금 (15) 을 사용하여 방사하고, 제조 후의 토우 밴드 (33) 의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량을, 1 m 당 41.0 ㎎ 이 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, FD 가 2.7 보다 크고 3.0 미만의 범위의 값으로 설정되고, 또한, TD 가 35000 으로 설정된 실시예 3 의 토우 밴드 (33) 를 얻었다. 즉, 실시예 3 의 토우 밴드 (33) 는, 산화티탄을 함유하지 않는 것으로 하였다. 실시예 3 의 토우 밴드 (33) 의 권축수는, 1 인치당 34.0 으로 설정하였다.
[실시예 4]
한 변이 56 ㎛ 인 삼각형상의 개구 형상을 갖는 방사공이 600 개 형성된 방사 구금 (15) 을 사용하여 방사하고, 권축 장치 (9) 의 설정에 의해 권축수를 변화시킨 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, FD 가 2.7 로 설정되고, 또한, TD 가 35000 으로 설정된 실시예 4 의 토우 밴드 (33) 를 얻었다. 즉, 실시예 4 의 토우 밴드 (33) 는, 산화티탄을 함유하지 않는 것으로 하였다. 실시예 4 의 토우 밴드 (33) 의 권축수는, 1 인치당 33.5 로 설정하였다.
[비교예 1]
방사 원액의 목표 조성을 CA 28.9 중량％, 이산화티탄 0.1 중량％, 아세톤 68.5 중량％, 및 물 2.5 중량％ 로 설정하여 방사 원액을 제작한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, 비교예 1 의 토우 밴드를 얻었다. 비교예 1 의 토우 밴드 (33) 의 권축수는, 1 인치당 34.0 으로 설정하였다.
[비교예 2]
방사 원액의 목표 조성을 CA 28.9 중량％, 이산화티탄 0.1 중량％, 아세톤 68.5 중량％, 및 물 2.5 중량％ 로 설정하여 방사 원액을 제작한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법에 의해, 비교예 2 의 토우 밴드를 얻었다. 비교예 2 의 토우 밴드 (33) 의 권축수는, 1 인치당 34.0 으로 설정하였다. 이들 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 2 의 설정 조건을 표 3 에 나타낸다.
[시험 2]
실시예 1 및 비교예 1 의 각 얀이 제조 장치 (1) 의 가이드 핀 (7) 에 의해 가이딩될 때의 각 얀과 가이드 핀 (7) 사이의 동마찰 계수를 측정하였다. 구체적으로는, 얀과의 접촉 영역의 표면 조도가 일정한 복수의 가이드 핀 (7) (직경 10 ㎜) 을 준비하였다. 가이드 핀 (7) 에 대한 얀의 접촉각 θ 는, 135°로 설정하였다. 여기서 말하는 접촉각 θ 는, 가이드 핀 (7) 의 축 방향에서 보아, 가이드 핀 (7) 보다 반송 방향의 얀과 가이드 핀 (7) 보다 반출 방향측의 얀 사이의 각도로서 정의된다.
이들 가이드 핀 (7) 을 사용하고, 제조 장치 (1) 의 가이드 핀 (7) 의 반출 방향 하류측에 있어서, 권취 장치를 사용하여 소정의 권취 속도로 얀을 권취하였다. 이 권취시, 고데 롤 (6) 과 가이드 핀 (7) 사이에 있어서의 얀의 장력 T1 과, 가이드 핀 (7) 과 권취 장치 사이에 있어서의 얀의 장력 T2 의 차분 (T2 － T1) 을 마찰 장력으로서 계산하였다. 또한, 이 계산 방법에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2004-068198호의 기재를 참조할 수 있다.
상기 권취 장치에 있어서의 얀의 권취 속도는, 200, 400, 600, 800, 및 1000 m/min 중 어느 것으로 설정하였다. 또 동마찰 계수는, 상기 계산한 마찰 장력값과 접촉각 θ [rad] 를 사용하여, 이하의 식 3 에 의해 산출하였다.
[식 3]
동마찰 계수 (μd) ＝ 1/θLog (T2/T1)
이 측정 결과를 표 4 에 나타낸다.
표 4 로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 의 얀 (31) 의 동마찰 계수는, 권취 속도에 따라 변화하는 것을 알 수 있었다. 실시예 1 의 얀 (31) 의 동마찰 계수는, 권취 속도가 600 m/min 인 경우에 최대가 되었지만, 권취 속도가 저속측 또는 고속측의 어느 것으로 설정되어 있는 경우에도, 동마찰 저항은 저하되었다. 그에 반해 비교예 1 의 얀은, 권취 속도에 대해 거의 일정한 높은 동마찰 저항을 나타내었다. 표 3 에 나타내는 결과로부터, 얀과 가이드 핀 사이의 동마찰 계수는, 얀이 산화티탄을 함유하지 않는 경우 쪽이, 얀이 산화티탄을 함유하는 경우보다 작아지는 것이 확인되었다.
[시험 3]
실시예 1, 2 및 비교예 1 의 각 얀이 가이드 핀 (7, 8) 에 의해 가이드될 때의 가이드 핀 (7, 8) 으로부터 얀에 작용하는 저속 마찰력 (g) 을 측정하였다. 구체적으로는, 수평 방향으로 연장되도록 배치한 직경 1.5 ㎜ 의 금속 핀 (가이드 핀 (7, 8) 으로 간주한 것) 에 얀을 450°(5/4 둘레분) 감은 상태로 하였다.
이 상태에서, 얀의 일방의 단부에 소정 하중 S1 (여기서는 30 g) 을 부하한 상태에서 늘어뜨리고, 또한, 얀의 타방의 단부를 금속 핀보다 상방에 배치한 활차가 형성된 스프링계에 통과시켰다.
그리고, 활차가 형성된 스프링계의 활차에 의해, 얀의 타방의 단부를 일방의 단부측으로 180°회전시켜 하방으로 안내하고, 얀의 타방의 단부를 권취 롤에 의해 권취 속도 3 ㎝/min 으로 권취하였다. 이 권취시에 얀에 작용하는 장력 S2 를 측정하였다. 이 측정값을 사용하여, 이하의 식 3 에 의해 저속 마찰력 (g) 을 산출하였다.
[식 3]
저속 마찰력 (g) ＝ (S2 － S1)/2
단, S1 은, 활차가 형성된 스프링계에 의해 측정한 측정값이다. S2 는, 얀의 상기 일방의 단부에 가한 하중 (상기 경우에는 30 g) 이다. 이 산출 결과를 표 5 에 나타낸다.
표 5 에 나타내는 바와 같이, 토우 밴드가 산화티탄을 함유하지 않는 경우(실시예 1) 에는, 토우 밴드가 산화티탄을 함유하는 경우 (비교예 1) 에 비해, 가이드 핀으로 간주한 직경 1.5 ㎜ 의 금속 핀으로부터 얀에 작용하는 저속 마찰력이 약간 저하되는 것을 알 수 있었다.
그러나, 실시예 2 와 같이 토우 밴드의 섬유 유제의 함유량을 감소시킨 경우에는, 금속 핀으로부터 얀에 작용하는 저속 마찰력은, 비교예 1 과 동일한 정도까지 증가하는 것을 알 수 있었다.
구체적으로는, 실시예 2 의 금속 핀으로부터 얀에 작용하는 저속 마찰력은, 실시예 1 의 금속 핀으로부터 얀에 작용하는 저속 마찰력에 비해 약 5 ％ 증가하는 것을 알 수 있었다. 이로써 실시예 2 에서는, 실시예 1 에 비해 얀을 가이드 핀 (7, 8) 으로부터 받는 마찰력에 의해 안정적으로 가이딩할 수 있는 것으로 생각된다.
[시험 4]
실시예 3 및 비교예 2 에 있어서, 고데 롤의 권취 속도 V2 를 700, 800, 및 900 m/min 중 어느 것으로 설정하였다. 이로써, 방사 구금에 대한 방사 원액의 공급량을 변화시켜, 각 방사공으로부터 방사 원액을 안정적으로 토출 가능한 드래프트 (draft) 범위를 조사하였다.
여기서 드래프트란, 토출 속도 V1 과 권취 속도 V2 의 비 V2/V1 로서 정의된다. 방사 구금에 대한 방사 원액의 공급량을 감소해 가면, 방사공으로부터 토출되는 실이 가늘어진다. 그리고, CA 필라멘트를 안정적으로 권취하는 것이 불가능해진다. 이 권취가 불가능해지는 시점의 비 V2/V1 이 최고 드래프트로 정의된다. 표 6 에, 실시예 3 및 비교예 2 의 상이한 권취 속도 V2 에 있어서 측정한 최고 드래프트의 값을 나타낸다. 도 2 는, 실시예 3 및 비교예 2 에 있어서의 얀의 권취 속도 V2 와 최고 드래프트의 관계를 나타내는 도면이다.
표 6 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 시험한 권취 속도의 범위에 있어서, 실시예 3 은, 비교예 2 에 비해 최고 드래프트 범위가 넓은 것을 알 수 있었다. 이로써, 상기 실시형태에 의해 토우 밴드를 제조하는 경우, 드래프트의 안정 범위 (드래프트의 하한값 (1.0) 과 드래프트의 상한값 (최고 드래프트값) 사이의 범위)를 넓게 확보할 수 있는 것으로 생각된다.
드래프트의 안정 범위를 넓게 확보함으로써, CA 필라멘트를 방사할 때, 방사 원액의 농도, 점도, 온도, 및 유로의 적어도 어느 것이 변동함으로써 실 끊김이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, CA 필라멘트의 예사성 (曳絲性) 이 향상됨으로써, CA 토우 밴드의 제조 효율의 향상을 기대할 수 있다.
또, 시험한 권취 속도의 범위에서는, 실시예 3 은, 비교예 2 에 비해, 최고 드래프트값이 높은 것을 알 수 있었다. 이와 같이, 최고 드래프트값을 증대시킴으로써, 드래프트의 설정 자유도를 향상시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 동일한 방사 구금 (15) 을 사용하여 제조 가능한 CA 필라멘트 (30) 의 FD 의 범위를 확대할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들어, 동일한 방사 구금 (15) 을 사용하여, 드래프트값을 저감시킴으로써 FD 가 큰 CA 필라멘트 (30) 를 방사할 수 있고, 또한, 드래프트값을 증대시킴으로써 FD 가 작은 CA 필라멘트 (30) 를 방사할 수 있다.
따라서, 종래라면, 방사공의 구멍 직경이 작은 방사 구금 (15) 과 교환하지 않으면 실 끊김이 발생할 우려가 있는 FD 가 작은 CA 필라멘트 (30) 를 방사하는 경우에도, 방사 구금 (15) 을 교환하지 않고, 드래프트값을 조정함으로써, CA 필라멘트 (30) 를 안정적으로 방사할 수 있다. 이로써, 방사 구금 (15) 의 교환을 위해서 제조 라인을 정지시키지 않고, 동일한 방사 구금 (15) 을 사용하여, FD 가 상이한 복수의 품종의 CA 필라멘트 (30) 를 효율적으로 제조할 수 있다.
또, 동일한 방사 구금 (15) 을 사용하면서 드래프트값을 조정함으로써 상이한 FD 의 CA 필라멘트 (30) 를 방사할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 방사공의 구멍 직경을 비교적 큰 값으로 설정할 수 있다. 이로써, 만일, 방사 원액 (22) 중에 어느 정도의 크기의 불순물이 함유되어 있어도, 불순물에 의해 방사 구금 (15) 의 방사공이 폐색되는 것이 방지된다. 따라서, CA 필라멘트 (30) 를 안정적으로 방사할 수 있는 것으로 생각된다.
[시험 5]
보르그와르드 (Borgwardt) (주) 제조 시험기 「토우 테스터 G02」를 사용하여, 실시예 4 의 토우 밴드 (33) 의 크림핑 (％) 을 측정하였다. 이 측정시에는, 권축 장치 (9) 의 설정 (1 쌍의 닙 롤 (16, 17) 간의 간극이나, 스터핑 박스 (18) 에 배치된 상하 1 쌍의 판상 부재 (도 1 참조) 의 수평 방향에 대한 경사 각도 등의 조정) 에 의해, 크림핑 (％) 의 값이 상이하도록 권축된 9 편의 실시예 4 의 토우 밴드 (길이 250 ㎜) 를 준비하였다.
각 토우 밴드 (33) 에 있어서의 CA 필라멘트 (30) 의 권축이 펴지는 방향의 일단의 위치를 고정시키고, 각 토우 밴드 (33) 에 있어서의 CA 필라멘트 (30) 의 타단을 상기 시험기의 측정 헤드에 고정시킨 상태에서, 측정 헤드를 상기 방향을 따라 이동 속도 300 ㎜/분으로 이동시킴으로써, 길이 L0, L1 을 측정하였다.
이 측정 방법에 의해 측정한 9 편의 실시예 4 의 토우 밴드 (33) 는, 크림핑 (％) 의 값이 18 ％ 이상 32 ％ 이하의 범위의 값이었다. 이로써, 실시예 4 의 토우 밴드 (33) 의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는 것을 알 수 있었다.
본 발명은, 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 그 구성 및 방법을 변경, 추가, 또는 삭제할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은, 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사할 때의 실 끊김을 방지함으로써, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 우수한 효과를 갖는다. 따라서, 이 효과의 의의를 발휘할 수 있는 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드, 및, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법에 본 발명을 널리 적용하면 유익하다.
6 : 고데 롤
15 : 방사 구금
22 : 방사 원액
30 : 셀룰로오스 아세테이트 섬유
33 : 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드
15 : 방사 구금
22 : 방사 원액
30 : 셀룰로오스 아세테이트 섬유
33 : 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드
Claims (9)
- 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 의해 구성되는 토우 밴드로서,
토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되고, 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되고, 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드. - 제 1 항에 있어서,
필라멘트 데니어가, 1.0 이상 12.0 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
필라멘트 데니어가, 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정되고,
상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 권축되어 있고, 식 1 에 의해 산출되는 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
필라멘트 데니어가, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토탈 데니어가, 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정되고, 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 10 ㎎ 이상 30 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되고,
상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 권축되어 있고, 식 1 에 의해 산출되는 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 30 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되어 있는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. - 방사 원액을 제작하는 방사 원액 제작 공정과,
상기 방사 원액을 사용하여, 제조 후의 토우 밴드의 토탈 데니어가, 8000 이상 44000 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 복수 개의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는 방사 공정과,
제조 후의 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 5 ㎎ 보다 크고 65 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 섬유 유제를 첨착하는 첨착 공정을 구비하고,
상기 방사 원액 제작 공정에서는, 제조 후의 상기 토우 밴드의 산화티탄의 함유량이, 0 중량％ 이상 0.01 중량％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록 조정된 상기 방사 원액을 제작하는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 방사 공정에서는, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 12.0 이하의 범위의 값으로 설정된 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
식 1 에 의해 산출되는 제조 후의 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 40 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축하는 권축 공정을 추가로 구비하고,
상기 방사 공정에서는, 필라멘트 데니어가, 1.0 이상 5.0 미만의 범위의 값으로 설정된 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
식 1 에 의해 산출되는 제조 후의 상기 토우 밴드의 크림핑 (％) 이, 10 ％ 이상 30 ％ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권축하는 권축 공정을 추가로 구비하고,
상기 방사 공정에서는, 제조 후의 상기 토우 밴드의 필라멘트 데니어가, 5.0 이상 9.0 이하의 범위의 값으로 설정되고, 토탈 데니어가, 15000 이상 20000 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 복수 개의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 방사하고,
상기 첨착 공정에서는, 상기 토우 밴드의 디에틸에테르 추출법에 의해 측정한 섬유 유제의 함유량이, 1 m 당 10 ㎎ 이상 30 ㎎ 이하의 범위의 값으로 설정되도록, 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 섬유 유제를 첨착하는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법.
[식 1]
크림핑 (％) ＝ [(L1 － L0)/L0] × 100
단, L0 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 권축을 펴는 방향으로 250 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. L1 은, 길이 250 ㎜ 의 제조 후의 상기 토우 밴드에 상기 방향으로 2500 g 의 하중을 부하했을 때의 상기 토우 밴드의 길이이다. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 고데 롤에 의해 권취하여 미리 정해진 반출 방향 하류측으로 반송하는 반송 공정을 추가로 구비하고,
상기 방사 공정에서는, 복수의 방사공이 형성된 방사 구금의 상기 복수의 방사공으로부터 상기 방사 원액을 토출시키고,
상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 상기 고데 롤에 의해 권취할 때의 권취 속도 V2 를, 400 m/min 이상 900 m/min 이하의 범위의 값으로 설정하고, 또한, 상기 방사 구금의 상기 복수의 방사공으로부터 상기 방사 원액을 토출시킬 때의 토출 속도 V1 과 상기 권취 속도 V2 의 비 V2/V1 을, 1.0 이상 1.8 이하의 범위의 값으로 설정하는, 셀룰로오스 아세테이트 토우 밴드의 제조 방법.
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