KR810000851B1 - 유리 섬유 필라멘트의 절단 검출 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유리 섬유 필라멘트의 절단 검출 방법

제1도는 본 발명이 적용되는 유리 섬유 필라멘트 방사 장치에 사용되는 오리피스 플레이트의 개략 상면도.

제2a도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선상의 단면도로서, 유리 섬유 필라멘트가 안정되어 방사되고 있는 상태도.

제2b도는 제2a도와 유사하되, 절단이 발생한 오리피스 하면에 용융 유리의 비이즈가 생성되어 있는 상태도.

제2c도는 제2b도와 유사하되, 용융 유리의 비이즈가 오리피스 플레이트 하면에 성장 확대되어 있는 상태도.

제3도는 본 발명에 사용되는 방사 온도계를 배치한 방사로의 부분 측면도.

제4도는 방사 온도계가 오리피스 플레이트의 길이 방향으로 왕복 운동할 수 있도록 배치된 방사로의 저면도.

제5a도는 용융 유리 필라멘드가 안정되어 방출되고 있을 때의 방사 온도계의 시야 상태도.

제5b도는 필라멘트의 절단이 발생하여 용융 유리의 비이즈가 생성되어 있는 상태에 있어서의 방사 온도계의 시야도.

제6도는 제3도의 방사로에 있어 방사 온도계가 수직축을 중심으로 피봇 운동하게 배치된 상태도.

본 발명은 오리피스 플레이트의 오리피스를 통해 방출되고 있는 유리 섬유 필라멘트의 절단을 검출하는 방법에 관한 것이다.

종래, 다수개의 유리 섬유 필라멘트를결속하여 연사(然사)를 형성할 시에 이 연사의 절단을 검출하는 방법으로서, 압전기(壓電氣) 소자를 연사에 접촉 배치하여 연사와 압전기 소자간의 접촉압의 변동에 따른 압전기 소자의 출력변화를 통하여 연사의 절단을 검출하는 방법이 잘 알려져 있다. 그러나, 이와 같은 방법을 단일 오리피스 플레이트에서 방출되는 수천개의 유리 섬유 필라멘트의 하나하나에 적용한다는 것은 실제상 불가능한 일이다. 설사 그와 같은 방법을 각 필라멘트의 적용한다 할지라도 필라멘트와 압전기 소자와의 접촉 자체기 필라멘트의 절단되는 경향이 야기할 것이며, 또한 이와 같은 경향을 가령 최소한의 접촉압으로 압전기 소자를 필라멘트와 접촉시킴으로써 회피할 수 있다 할지라도 그러한 경우에, 압전기 소자의 소기의 기능은 신뢰될 것이 못되는 것이다. 이렇듯, 방출되는 유리 섬유 필리멘트의 절단을 검출하는 성공적인 방법은 아직 제시된 바 없고, 방출되는 무수한 유리 섬유 필라멘트를 다만 조작자가 상시 감시하여 절단을 알아내는 수 밖에 없는 것이 현재 실정인 것이다.

유리 섬유 필라멘트는 오리피스 플레이트에 조밀하게 천설된 다수의 오리피스를 통해 방출되는데, 이와 같이 조밀하게 방출되는 유리 섬유 필라멘트의 한가닥이 절단되면 그 절단이 발생한 오리피스 위치에서 오리피스 플레이트 하면에 용융 유리의 방울, 즉 비이즈가 생성된다. 이와 같이 생성된 용융 유리 비이즈가 시간이 경과함에 따라 점차 성장하여 결국 자중에 의하여 낙하하게 되는 것인데, 이때 주위의 필라멘트에 접촉되어 이들 필라멘트의 절단을 야기한다. 더우기 인접된 오리피스 간의 간격이 극히 근소할 시에는 필라멘트의 절단으로 생성된 용융 유리 비이즈가 성장하여 오리피스 플레이트의 하면을 따라 팽창하여 인접된 용융 유리의 역원추상(逆元錐狀) 콘과 합체하게 된다. 그러므로, 용융 유리의 비이즈가 성장 팽창되어 갈수록 더 많은 유리 필라멘트가 절단된다. 따라서, 이러한 사태를 초래하기 전에 적절한 대책을 취할 수 있도록 한 유리 섬유 필라멘트의 절단은 한시라도 빨리 검출하여야 하는 것이다.

이와 같은 절실한 요망을 감안한 본 발명은 유리 섬유 필라멘트와의 물리적 접촉에 의하지 않고 방출되고 있는 유리 섬유 필라멘트의 절단을 용이하게 검출하는 벙법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이와 같은 목적하에, 오리피스 플레이트의 오리피스를 통해 방출되고 있는 유리 섬유 필라멘트의 절단을 검출하는 방법을 제공하려는 것으로, 본 발명에 의한 방법은 방사온도계(放射溫度計)를 오리피스의 직하의 유리 섬유 필라민트 부분이 시야에 들도록 배치하고, 한 오리피스를 통해 방출되는 유리 필라멘트의 절단으로 말미암아 오리피스 플레이트의 하면에 생성되어 성장하는 용융 유리 비이즈를 상기 방사온도계의 시야에 포착함으로써 생기는 방사 온도계의 출력변화에 의하여 필라멘트의 절단 검출을 가능케 하는 것이다.

오리피스 플레이트에 종렬 및 횡렬로 다수의 오리피스가 천설 배열되어 있는 경우에 횡렬의 오리피스에서 방출되고 있는 유리 섬유 필라멘트가 상기 방사 온도계의 사야에 중복된 상태로 포착되게 방사온도계를 배치하고, 상기 방사 온도계를 상기 오리피스의 횡렬에 수직되는 방향으로 수평 왕복 운동 시켜서 상기 각 횡렬에서 방출되는 유리 섬유 필리멘트를 순차적으로 연속하여 감시하에 하여 각 횡렬 내에 있어서의 필라멘트의 절단을 검출하게 함으로써 소기의 목적을 달성할 수가 있다.

이하 본 발명을 일 실시예를 나타내는 첨부 도면에 의거 상세히 설명하겠다.

제1도는 다수의 오리피스(a),(b),(c)…가 천설되어 있는 오리피스 플레이트(1)를 나타내는 것으로 통상 1개의 오리피스 플레이트에 800~6000개의 오리피스가 천설되어 있다. 제2a도, 제2b도 및 제2c도는 각각 제1도의 선상의 단면도로서, 제2a도는 각 오리피스(a),(b).(c)…로부터 방사로 중의 용융 유리의 해드압에 의하여 자연 유출한 용융 유리가 오리피스 플레이트(1)의 표면에서 용융 유리콘(2)을 형성하고 이로부터 필라멘트(3)로 연신(延伸)되어 안정된 상태로 방출되고 있는 상태를 나타낸다. 이 경우 모든 오리피스로부터 유출 생성된 각 용융 유리 콘(2)는 방사가 안정된 상태로 계속되는 한, 모두 동일한 크기의 역원추 모양으로 형성되어 있기 때문에 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선상의 오리피스의 후방의 각 열의 오리피스로 부터 유출하는 콘은 Ⅱ-Ⅱ 선상의 각 콘의 후방에 중복되어 하나로 인식된다. 예를 들면, 직선 Y-Y'상에 위치하는 각 오리피스로부터 유출하여 생성된 용융 유리 콘은 오리피스(b)로부터 유출생성된 용융 유리 콘과 중복일치되므로 제일 앞쪽의 오리피스(b)로부터 유출한 용융 유리 콘(2) 이외에는 보이지 않는다.

그런데, 각 필라멘트가 안정된 상태에서 방출되고 있는 동안데 오리피스(b')로부터 방출되고 있던 필리멘트가 어떠한 원인으로 절단되면, 오리피스(b')의 위치에서 방사로의 중의 용융 유리 헤드 압에 의하여 자연 유출한 용융 유리가 오리피스 플레이트(1)의 하면에 구상(球狀)의 용융 유리 비이즈(4)를 생성하게 되고, 이 용융 유리 비이즈(4)가 제2b도에 나타내는 바와 같이 오리피스(b)에 생성되는 유리콘(2)의 후방에 보일 수 있게 된다. 시간이 경과함에 따라 유리 비이즈(4)는 점차 성장하여 결국 그 자중에 의하여 자연히 낙하된다. 이때, 유리 비이즈(4)는 처음은 용융 유리의 점성에 의하여 서서히 낙하하지만, 중량이 증대됨에 따라 그 속도가 점차 빨라져 최후에는 급속히 낙하하게 되는 바, 방출되고 있는 주위의 필리멘트와 접촉하여 이들 주위의 필라멘트(3)를 절단하여 버린다.

또한, 인접된 오리피스 간의 간격의 근소 및/또는 방사 온도하에 있어서의 용융 유리의 습윤 정도에 따라서는, 전술한 바와 같이 생성된 용융 유리 비이즈(4)가 성장하여 오리피스 플레이트(1)의 하면을 따라 팽창되어 결국은 인접된 오리피스에 형성되어 있는 용융 유리 콘과 합체하여 제2c도에 나타내는 바와 같은 사이즈가 큰 용융 유리 비이즈(5)를 형서하게 되고, 이와 같이 용융 유리 비이즈(5)가 더욱 확대되어 필라멘트 (3)를 차례 차례로 절단하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해소하려는 것으로, 전술한 바와 같은 용융 유리 콘(2)의 형상의 변화, 즉 제2b도 및 제2c도에 관해 상술한 바와 같이, 용융 유리 콘(2)로부터 연신되는 필라멘트(3)의 절단 발생으로 인하여 용융 유리콘(2)이 정상시의 콘보다 그 체적이 증대된 구상 (球狀)의 용융 유리 비이즈(4) 또는 (5)로 변화함으로써, 그 부분에 발생하는 휘도(輝度) 또는 복사열의 변화를 방사온도계에 의하여 검출하고 이것을 전기 신호로 변환시켜서 필라멘트의 절단을 감지하도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명을 제3도 및 제4도에 의해 상술하면, 방사 온도계(6)는 오리피스 플레이트(1)부터의 고열에 영향을 받지 않는 한, 그 한 측연부(側緣部)에 가급적 근접되게 오리피스 플레이트(1)과 평행 방향으로 오리피스 플레이트의 하면이 시야에 들지 않게 위치시켜 이 오리피스 플레이트의 연부를 따라 제4도에 있어 화살의 범위(R) 내를 도시 않는 임의의 기구에 의하여 왕복 운동하게 구성되어 있는데, 경우에 따라서는 방사온도계(6)를 제6도에 나타내는 바와 같이 상기 왕복운동 범위의 중앙부(7)에 위치시켜 오리피스 플레이트(1)의 일단부에서 타단부까지를 주축 회전케 하여 감시시킬 수도 있다.

본 발명에 있어 사용되는 상기 방사 온도계(6)으로서는 광고온계(光高溫計), 열전대형(熱電對型) 온도계, 실리콘-셀형 온도계, 중폭형 온도계 등의 공지 방사온도계를 사용할 수 있는데, 오리피스 플레이트 주변의 고온에 의한 영향을 받지 않도록 액체 또는 기체에 의한 냉각통 내에 수용하여 항시 냉각된 상태로 유지할 필요가 있다. 그리고, 필라멘트의 절단을 검출하였을 때의 방사온도계의 출력 변화를 보다 크게 하기 위하여 방사 온도계의 시야는 가능한 한 좁게 하는 것이 좋다.

이하 본 발명은 방사 온도계로서 일본국 찌노세이사꾸쇼(于野製作所)제 ＂Pyroeye(파이로아이) SBX-600-900＂으로 알려진 실리콘-셀형 온도계를 사용한 경우를 예로 들어 더욱 상세히 설명하지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 다른 형식의 실리콘-셀형 온도계는 물론, 기타 전술한 바 어느 형의 온도계일지라도 그 감도, 사양서 등을 고려하여 사용할 수 있음을 말할 나위도 없다.

상기한 방사 온도계를 사용하여 필라멘트 절단 후의 경과시간에 대한 방사 온도계의 출력변화를 측정한 결과는 표 1과 같았다.

[표 1]

비고 :

(1) 방사 온도계의 최대 시야 15mm

(2) 방사 온도계의 시야의 중심과 오리피스 플레이트 사이의 간격

실험 No.1 및 4 : 10mm

실험 No.2 및 5 : 15mm

실험 No.3 및 6 : 20mm

(3) 방사온도 : 1, 170℃

(4) 필라멘트의 절단위치

실험 No.1, 2 및 3 : 방사 온도계 설치측에서 보아 오리피스 플레이트의 중심보다 더 가까운 오리피스측에서 절단이 발생한 경우.

실험 No.4, 5 및 6 : 방사 온도계 설치속에서 보아 오리피스 플레이트의 중심보다 먼 오리피스 측에서 절단이 발생한 경우.

유리 섬유 필라멘트(3)가 안정된 상태로 방출되고 있을 때에는 용융 유리의 콘(2)과 필라멘트(3)가 방사 온도계의 시야에 제5a도에 나타내는 바와 같이 포착되는데, 일단 어떤 필라멘트(3)가 절단되면 제5b도에 나타내는 바와 같이 용융 유리 콘(2)과 필라멘트(3) 이외에 필라멘트 절단부에 생성된 용융 유리의 비이즈(4)가 방사 온도계(6)의 시야에 함께 포착된다. 즉 제5a도에 나타낸 바와 같이 안정된 상태에서 필라멘트가 방출되고 있을 때에는 용융 유리 콘(2)과 필라멘트(3)가 방사 온도계(6)의 시야에서 차지하는 비율이 일정하기 때문에 방사 온도계의 출력은 일정하게 안정되어 있다. 그러나, 일단 필라멘트의 절단이 발생하면 제5b도에 나타내는 바와 같이 용융 유리의 비이즈(4)가 생성되어 방사 온도계의 시야에 들게 되고, 더우기 이 비이즈(4)는 시간이 경과함에 따라 성장하여 점차 팽창됨으로써 방사 온도계의 시야에 차지하는 비율이 증가되고, 그 결과 휘도 혹은 복사열이 증가하기 때문에 방사 온도계(6)의 출력도 그것에 수반되어 증가하게 되는 것이다.

오리피스의 지름과 오리피스 플레이트에 있어서의 오리피스 밀도 기타 조건에 의하여 생성되는 용융 유리콘(2)의 크기는 작은 것이 보통이기 때문에 이와 같이 작은 용융 유리 콘(2)이 방사 온도계의 시야에 포착되도록 방사 온도계를 설치하는 것은 곤란한 일인 바, 이 경우 용융 유리의 역원추상 콘(2)의 직하의 필라멘트(3)가 시야에 들도록 방사 온도계를 설치하여도 일단 생성된 용융 유리 비이즈(4)는 용융 유리의 역원추상 콘(2)보다 훨씬 크게 성장되어 방사 온도계의 시야에 포착됨으로써 제5b도에 관해 전술한 바와 같이 필라멘트의 절단 발생을 검출할 수 있다. 제6도는 방사 온도계(6)를 수직축을 중심으로 오리피스 플레이트(1)의 일단에서 타단까지의 범위를 피봇 운동할 수 있게 배치함으로써 오리피스 플레이트를 한 상태를 나타내는 것으로, 용융 유리의 콘은 방사 온도계의 시야에 넣지 않고 큰 직하의 필라멘트만을 시야에 포착할 의도에서 나온 배치인 것이다. 이 경우, 방사 온도계의 피봇 운동에 따라 그 시야에 포착되는 필라멘트의 수가 변동되지만 이와 같은 필라멘트의 수의 변동은 한정된 방출상태에 있어 유리 섬유 필라멘트가 휘도 혹은 복사열을 거의 갖고 있지 않기 때문에 필라멘트가 안정된 상태에서 방출되고 있는한, 방사 온도계의 출력에 하등의 영향을 주지 않는다. 그러나, 일단 한 필라멘트의 절단이 발생하는 때에는 용융 유리의 비이즈가 생성되어 온도계의 시야에 포착됨으로 온도계의 출력이 증대된다. 따라서, 방사 온도계의 출력이 증대된 위치에 있어서의 온도계의 축 방향의 오리피스 열 상에서 필라멘트의 절단을 검출 할 수 있게 되는 것이다.

일반적으로, 필라멘트의 절단이 발생하여 용융 유리 비이즈(4)가 생성되어 점차 성장 팽창하여 그 자중에 의해 낙하되기까지에는 약 70초를 요하는 것이 보통이다. 따라서, 용융 유리 비이즈의 생성과 그 성장에 따른 방사 온도계의 출력 변화를 60초 이내, 가급적 40초 내지 50초 이내에 전기 신호로서 포착하여 적절한 제어장치를 작동시킴으로써 필라멘트의 절단에 의한 대응조치를 취하면 되는 것이다.

상기 표 1에서 이해되는 바와 같이, 방사 온도계의 출력의 변화는 이 온도계의 시야에 중심과 오리피스 플레이트 간의 간격이 작을수록 단시간에 나타나기 때문에 방사 온도계는 가능한 한 오리피스 플레이트에 근접한 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예의 경우 방사 온도계의 출력이 0.4mV 정도에 달하였을 때에 이것을 전기 신호로서 포착하여 전달 신호를 발신하도록 설정함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있었다.

시험 실시전에는 방사 온도계의 설치 측을 기준으로 하여 오리피스 플레이트의 중심보다 가까운 오리피스 측에서 필라멘트의 절단이 발생한 경우와 먼 오리피스 측에서 필라멘트의 절단이 발생한 경우에 있어서는 방사 온도계의 출력변화에 차이가 생길 것으로 예상되었는데, 상기 표 1에서 분명한 바와 같이 그 차이는 극히 근소한 것인 바, 무시할 수 있는 것이다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명은 방출되고 있는 필라멘트에 절단이 발생하였을 때에 그 오리피스 위치에 생성되는 용융 유리 비이즈의 성장에 따른 휘도 혹은 복사열의 변화를 방사 온도계에 의하여 전기 신호로서 포착함으로써 필라멘트의 절단을 검출하는 것으로, 특히 오리피스가 극히 조밀하게 천설되어 있는 오리피스 플레이트를 사용하여 유리 섬유를 방사하는 경우 유효 적절하게 작용함으로 그 효과가 지대한 것이다.

Claims (1)

1. 오리피스 플레이트에 천설된 오리피스를 통해 방출되는 유리 섬유 필라멘트의 적어도 한 오리피스의 직하 부분이 시야에 포착되게 방사온도계를 설치하고, 유리 섬유 필라멘트가 절단되었을 때 그 오리피스 위치에 생성되는 용융 유리 비이즈를 상기 방사 온도계의 시야에 포착하여 상기 비이즈의 성장에 따른 상기 온도계의 출력 변화에 의하여 절단을 검출하는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 필라멘트의 절단 검출 방법.

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