KR820001156B1 - 세장화성 물질을 섬유로 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

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Description

세장화성 물질을 섬유로 제조하는 방법

제1도는 다수의 섬유형성 센터를 구비하고, 섬유형성 및 수집을 위하여 본 발명에 따른 장치의 두개의 주요성분으로써 주가스의 발생기 및 가스 젯트류를 합판 매니폴드박스의 일부 단면 중단개략 투시도.

제2도는 젯트류에의 세장화되는 물질의 흐름의 공급을 설명하는 젯트류의 하나, 안내장치 및 이것에 의해서 생기는 흐름의 확대 투시도.

제3도는 젯트류와 세장화되는 물질의 흐름을 공급하는 공급원과 공통평면을 통한 섬유 형성 중심의 제요소의 중단면도로서, 이 도면을 또한 주가스류 발생기의 일부를

제4도는 제3도의 4-나선에서 절취한 종단면도.

제5도는 고려되는 디멘존을 나타내였으며, 세장화되는 물질의 공급선단을 통한 수평 단면도.

본 발명은 세장화 할수 있는 물질에서 섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로써, 더우기 본 발명은 여러가지의 열가소성물질, 특히 가열에 따라 용융상태로 변할 수 있는 글라스 또는 유사한 조성물과 같은 무기질물의 세장화에 관한 것이다.

본 발명은 또 폴리스티렌폴리프로필렌, 폴리카보네이트 및 폴리아미드와 같은 모종의 세장화될 수 있는 유기물질에서의 섬유의 제조에도 적용된다.

그러나 본 발명에 따른 장치는 글라스 및 유사한 열가소성물질의 세장화에 대하여 특히 흥미 있는 것이므로, 이 특정의 용법에 대하여 예시 한다.

용융글라스의 세장화에 따라 섬유를 조성하기 위하여 선회류를 사용하는 방법은 예를 들어 프랑스공화국 특허 제2223318호 공보에 기재되어 있다. 이 공보는 가스젯트류 이하에 보조젯트류 또는 케이어젯트류 라고함)을 그것보다 큰 디멘죤의 주 가스류로 향하여 주가스류중에 침입시키는 것에 따라 조정한 상호작용 대역중의 한쌍의 반대방향으로 회전하는 용권상류를 형성 시키는 것을 이용하여 용융 글라스의 흐름을 이 상호작용대역에 보내여 거기서 세장화하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법을 실시하기 위한 장치에서는 글라스류를 상호 작용대역에 향하여 보내지는 글라스 공급오리피스는 주 가스류의 경계 또는 이 경계에 접근하여 설치되어 있다.

그러나 1975년 2월 18일자 특허출원에 관계 되는 프랑스 공화국 특허원 제7504970호에 기재된 바와 같이 글라스 공급 오리피스를 주 가스류의 경계에서 약간 떨어져서 설치하여 글라스류를 중력에 따라 상호작용 대역에 보내는 것도 가능하다.

글라스공급 오리피스와 보조젯트류 방사 오리피스와의 양방을 주 가스류의 경계에서 약간 떨어져 설치하고 글라스류를 상기 젯트류에 공급하여 젯트류의 작용에 따라 대응하는 상호작용 대역에 도입하는 것도 생각되었다. 이 경우 글라스류는 하나의 보조젯트류 중에서 다른 것은 주가스류 중에서의 이단계 세장화 처리를 받는다. 이 배열은 특히 1976년 2월 9일자 및 1976년 12월 16일자로 출원된 프랑스 공화국 특허원 제7603416호 및 제7637884호 명세서에 기술되어 있다.

더우기 상기 프랑스 공화국특허원 제7637884호에 따르면 보조젯트류 중에 안전한 층류대역이 조성되어 이 젯트류는 글라스를 주 가스류와의 상호작용 대역에 운반하여 상기 층류대역은 보조(케리어) 젯트류가 주 가스류 중에 침입하기전에 형성되는 한쌍의 동일한 쌍을 이루는 상호반대 방향으로 회전하는 용권상류간에 조성된다. 글라스류는 이 층류대역에 이송된다음, 용권상류구역에 들어가 용권상류는 그 후 케리어 젯트류의 하류측에서 합병한후 주 가스류에도 달한다.

따라서 제1단계의 세장화는 글라스류가 케리어(보조)젯트류의 용권상류 중에 운반될때 일어나고, 제2단계(이는 유리하나, 경우에 따라 임의이다)는 케리어젯트류 및 부분적으로 세장화된 글라스류가 주가스류에 들어간후에 주가스류를 와의 상호작용 대역중에 일어난다.

상술의 특허원의 발명에 있어서는 각 섬유 형성 센터에서의 젯트류의 외란에 따라 케리어젯트류 중의 용권상류와 층류대역이 조성되며, 이 젯트류의 외란에 따라 일반적으로 젯트류는 방향을 휘게 된다. 이 외란은 젯트류의 류로에 디프렉터 또는 안내장치를 개재시키므로서 조성되며 그 결과 동시에 젯트류의 방향은 휘여진다. 이는 섬유형성계로 글라스의 도입을 안정화시키고 글라스가 각 케리어 젯트류 중에 보내지는 장소와 주 가스류가 떨어져 있는 데도 불구하고 조작을 규칙적으로 실시될 수 있도록 한다.

본 발명의 특히 중요한 목적의 하나는 가스류중에 조성된 용권상류간에 층류대역을 형성하는데 따라 글라스류 또는 다른 세장화할 수 있는 물질의 흐름을 안정화시키는데 있다. 그러나 본 발명에 따라 사용하는 케리어장치는 상술의 특허원에 관계된 발명의 것과는 상이한 형태로의 것으로 이하에서 말하는 바와 같이 여러가지 특별한 특히 흥미 있는 이점을 주는 것이다.

이들의 케리어 장치는 동시에 안내장치 및 젯트류 방사장치이지마는 케리어, 라는 용어는 그것 들도 의미하는 것으로서의 기술에 사용된다. 본 발명에 따르면 각 섬유 형성센터에 대하여 개개의 케리어 장치가 사용된다. 각 젯트류는 내벽 즉 장치가 사용된다. 각 젯트류는 내벽 즉 작은쪽의 반경의 벽이 제외된 구부러진관의 형상의 홈에 유사한 凸형 디프렉터를 흘러내리게 하여 세장화 할 수 있는 물질의 흐름은 내벽이 없는 구부러진관 구역의 젯트류 중에 도입된다.

이리하여 세장화 될 수 있는 물질의 흐름은 젯트류가 홈의 형상인 凸형 디프렉터와 안내장치 중을 흐르는 구역으로 보내진다.

젯트류의 방향을 휘게 하는 것과 홈형을 디프렉터의 벽에 따른 젯트류의 횡 방향의 확대의 제한과 주위의 가스의 흡입과의 짝지워진 작용에 따라 각 젯트류중에 두개의 용권상류간에 위치하는 준층류 대역이 형성되여, 세장화될 수 있는 물질의 흐름은 한쌍을 용권상류에 따라 에워싸인 층류대역중에 운반되며, 이리하여 젯트류중에서 일차 세장화 처리가 행하여 진다. 간단하게 상술한 흐름의 계통에 따라 달성되는 세장화 처리는 모종의 형태의 섬유를 조성하는데에 유효하지마는 본 발명은 또 가스젯트류와 주 가스류를 짝지운 가스젯트류와 함께 작동하는 디프렉터와의 사용에 따라 2단계로 세장화를 행하는 방법 및 장치를 제공하는 것으로 이 2단계 세장화는 본 발명의 가장 적합한 실시형태로, 매우 가는 섬유를 조성하는 것을 가능하게 한다. 주가스류는 그것보다 더 단위체적당 큰 운동에너지를 가지며 또한 주 가스류를 가로지르는 방향에서 디멘죤이 주가스류보다 작은 상기 젯트류와 교차시켜서 주가스류중에 침입시켜 상호작용대역을 형성시킨다. 이것은 프랑스 공화국특허원 제2223318호 명세서에 기재되어 있다.

젯트류는 두 개의 상호 반대방향으로 회전하는 용권상류를 포함하고 이것이 제2단계의 세장화를 행하는 것을 가능케한다.

상술한 프랑스 공화국 특허원 제7637884호의 발명에서는 일연의 젯트류가 조성되며 이들의 젯트류는 횡방향에 상호 적당한 거리를 두고 배치되여 그 결과 일연의 젯트류는 디프렉터의 적어도 하류역에서 상호 충돌하여 그들의 상호충돌이 준층류대역의 양측에 접하여 한쌍식의 반대방향으로 회전하는 용권상류의 발달을 촉진한다. 한편 본 발명에 따르면 준 층류 대역에 접하여 한쌍식의 용권상류가 인접한 젯트류의 상호 충돌없이 조성되며, 따라서 젯트류간의 특정의 거리를 유지할 필요가 없다.

디프렉터의 만곡된 부분에서의 용권상류의 형성 및 디프렉터의 특수한 형상때문에 각 젯트류중에 생성한 두개의 용권상류는 젯트류와 주가스류와의 상호 작용 대역에서 조성되는 용권상류와 동일한 회전 방향을 갖는다. 따라서 젯트류중에 생성한 용권상류의 잔류회전은 각대응하는 상호작용대역의 용권상류를 증강한다.

여기에 간결하게 기재하는 방법 및 장치는 섬유가 도중에서 절단하지 않고 바람직하게는 2단계에서 이루는 세장화처리에 세장화될 수 있는 물질의 흐름을 거는 것에 따라 세장화될 수 있는 물질섬유로 변화시키는 유효한 수단을 구성하는 것이다. 본 발명의 여러가지의 목적 및 이점은 도면을 참조하여 기술하는 과정에서 명백하여 질것이다.

이미 상술한 바와 같이, 본 발명의 기술은 글라스 및 유사한 열가소성 물질의 세장화에 특히 적합하므로 이하에서 글라스를 사용한 경우에 대하여 기술한다.

제1도는 6개의 섬유 형성센터를 사용하는 장치를 나타낸 것이다. 주가스류 B를 방사하는 발생기 6은 예를 들면 연소가스 생성물에서 열 주가스류를 조성하기 위한 버어너에 접속한 노즐로 이루어진다. 주가스류의 폭 즉 횡방향의 디멘죤을 이하에 기재하는 젯트류의 열의폭보다 크다.

가스 젯트류 예를 들면 압착공기를 공급하는 매니폴드 박스 7은 주가스류에서 어느정도 떨어져서 설치되며 일련의 오리피스를 설치한 벽을 가추고, 각 오리피스는 각데 프레크타장치 8을 갖춘다.

제2도에 표시한 바와 같이 각 디프렉터 장치 8은 일정한 곡율반경의 구부러진 관에 따라 형성되는 것이 유리하고 구부러진관의 일단은 매니폴드 박스의 대응하는 오리피스에 고정된다. 구부러진관의 곡율은 그러나 변경될 수 있다. 구부러진관의 내측부분에서 예를 들면 구부러진관의 약 절반을 구성하는 부분은 제외된다.

디프렉터장치는 구부러진 관의 외측 부분을 구성한다. 따라서 그 축방향으로 구부려져 있는 우묵해진곳의 곡율을 갖는 홈 9의 형부분을 포함한다.

뷰싱 11의 형에서 제3도, 제4도 및 제5도에서 개략도식에 표현한 적당한 공급원에서 공급되는 글라스 10의 유근 상류 또는 원치상류와 각 디프렉터 장치가 짝지워져 뷰싱 11은 젯트류의 열을 덮는데에 충분한 폭을 갖는 것이 바람직하다. 이 뷰싱은 글라스를 공급하기 위한 일련의 선단을 갖추고 이 선단은 공급컵 13중에 개구하는 계량 오리피스 12를 갖추고 공급컵 13외단부는 공급 오리피스 13a를 구성한다. 따라서 각 섬유 형성 센터는 글라스 공급선단과 짝지워진 젯트류를 방사장치를 갖추고 상기양자는 주가스류와 공동하여 각 섬유 형성 센터는 한 개의 필라멘트를 조성한다.

각 섬유형성 센터에서 생기는 처리과정은 제2도에 표현되나 제2도는 각 젯트류의 방사의 순간에 일어나는 현상을 설명한다. 젯트디프렉터장치의 만곡때문에 또 이 젯트류가 홈 9의 형인 데프레크타 장치에 안내되어 또 그 측면을 제한되기 때문에 이 凹형 홈의 양측벽에 따라서 용권상류 14가 발달한다. 이들의 용권상류외 회전방향은 화살표에 의하여 형시되어 있다. 용권상류의 기원은 凹형 홈의 측벽상이 있고 용권상류는 젯트류의 하류에서 디멘죤이 커져서 점점 준층류역의 중간부 L에서 합병한다.

젯트류의 준층류 대역은 흡입되는 공기량의 류입을 함께하여 이 공기의 흡입은 화살표에 의하여 표시된다. 이 공기의 흡입은 글라스(구근상류) 10을 글라스류에 세장화하여 얻어진 글라스류를 젯트류중 더욱 상세하게는 용권상류 14간 층류대역중으로 운반하는 경향이 있다.

제2도에서 기호 14a의 떼어놓은 젯트류하류로서 표현한 구역은 용권상류가 젯트류의 하류에서 서서히 합병하여 파선으로 표시하는 바와 같이 점점 분명치않게 되는 것을 표시하고 있다.

젯트류의 용권상류간에 위치하는 층류대역중에 글라스류를 공급하는 상태는 제2도의 문자 S에 의하여 표시된다. 글라스류는 이어서 용권상류의 작용에 따라 운반되어 젯트류중 특히 한쌍의 용권 상류간의 구역에서 일차 세정화가 행하여지고 그 결과 글라스류는 점점 단면이 작아져서 필라멘트를 형성한다. 글라스류 S가 준층류 대역에 운반되는 것은 여러가지의 이점이 있다.

특히 이것은 글라스가 도입되는 준층류대역에는 교란이 존재치 않기 때문에 글라스류의 절손이 방지되며, 따라서 상당한 길이의 필라멘트 또는 섬유의 제조를 유리하게 한다. 더우기 층류대역 부근에서 흡입되는 공기류는 글라스류를 용권 상류간의 중앙부근에 자동적으로 밀어 부치는 경향을 갖고, 이 작용은 글라스 공급 오리피스와 젯트류와의 오배열의 결함을 자동적으로 보완하는데 충분할 정도로 강력하다. 화살표로 표시하는 바와 같이 공기의 흡입은 젯트류의 류로에 따라 하류까지 이어진다.

젯트류중에서 행하여지는 글라스흐름의 세장화는 모종의 용도에 대하여서는 적당한 섬유를 제조하는데에 충분하지마는 주가스류를 사용하여 더우기 부가적으로 세장화를 행하는 것에 따라 2단계의 세장화 처리를 행하는 것이 바람직하다.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이 제2단계의 세장화처리는 경사지게 주가스류로 향하는 각 젯트류와 만나서 그중에 침입하여 상호 대역을 조성하는 것에 따라 행하여 진다. 제2단계의 세장화는 프랑스 공화국 특허제2,223,318호 및 상술한 제특허원의 명세서에 기재된 바와 같이 이 상호 작용 대역에서 향하여진다.

제1도와 제2도와를 비교하면 각 젯트류중에 생성한 두 개의 용권상류는 젯트류가 주가스류중에 침입하는 것에 따라 조성된 한쌍의 용권상류와 동일한 회전방향을 갖는 것을 알 수 있다.

주가스류에 젯트류의 침입이 일어나기 위하여는 젯트류는 주가스류보다 단위체당의 운동 에너지를 가져야만 한다. 더우기 그 단면적 즉 주가스류를 가로지르는 방향에서 적어도 단면의 디멘죤이 주가스류보다 작아야 한다. 이들의 디멘죤 및 운동에너지의 관계는 특히 젯트류가 주가스류중에 침입하는 구역에서 존재하지 않으면 안된다. 따라서 이 구역에서의 흐름은 합병한 용권상류 14a와 흡입공기에 따라 구성되므로 발생점에서 즉 매니폴드 박스 7의 오리피스를 떨어질때에 균등하게 고운동에너지를 갖는 젯트류를 사용하는 것이 필요하다.

주 가스류에 침입할때에 젯트에서 발생한 흐름은 그중에 15에서 표시하는 한쌍의 용권상류를 생성하고 이 하나의 동일한 한쌍을 이루는 용권상류는 제1도에 표시하는 바와 같이 반대 방향으로 회전하고 있다.

각 섬유형성 센터에서 세정화된 흐름 즉 필라멘트는 이리하여 용권상류 15를 구성하는 고속도류의 작용하에서 부가적인 세장화력이 작용하여 제2단계의 세장화가 행하여지며, 자른 섬유가 조성된다.

이와 같은 장치의 여러가지의 섬유형성센터에서 조성된 섬유는 예를 들면 한개 또는 그 이상의 흡인실 17상을 이동하는 콘 베이어 벨트 16과 같은 천공섬유 포집 장치상에 집중하여 콘 베이어의 이동하는 벨트상에 맷트 또는 브라켓트 형태로 집중시킬수가 있다.

소망에 따라 수지 결합제와 같은 적당한 결합제를 예를 들면 제1도가 절단되어 있는 구역에서 섬유상에 분무하여도 좋다.

합침된 맷트는 이어서 결합제를 중합시키기 위한 로와 같은 처리스테이션에 보내진다. 이미 상술한 바와 같이, 가스 온도가 가령 어떻게 된다 하더라도 젯트류는 주가스류 보다 높은 단위체당의 운동에너지를 가질 것이다. 예를 들면 버어너에 접속한 가스원을 사용하여 그 결과 주가스류와 젯트류가 함께 고온도로 함께 저밀도이다. 이 경우 운동에너지에 대한 소망의 관계를 얻기 위하여는 주가스류 보다 고속도의 젯트류가 사용된다.

이 관계는 젯트류에 대하여 상대적으로 낮은 온도 따라서 고비중 예를 들면 실온의 압착공기를 사용하고 한편 주가스류는 고온도의 연소 생성물로 이루어지는 경우에도 얻을수가 있고 이 경우에는 젯트류의 속도는 상술한 경우보다 낮고 주가스류의 속도보다 낮아도 상관없다. 실제로 소망의 결과 즉 주가스류보다 높은 단위체적당의 운동 에너지를 갖는 젯트류를 생성하고 그 결과 젯트류는 주가스류 중에 침입하여 소망의 상호 작용대역을 생성한다.

제3도, 제4도 및 제5도는 섬유형성센터의 세개의 주요소, 즉 주가스류 발생기, 젯트류 방사기 및 세장화될 수 있는 물질 공급원간의 관계를 표시한다. 이들의 도면에는 여러가지의 파라메터 특히 모 부분의 디멘죤 또는 각 도를 규정하기 위한 기호가 들어 있고 이들의 기호는 하기표에서 디멘죤 또는 각도의 적당한 변화 범위나 호적치를 표시하기 위하여 사용된다.

기호 X_BJ에 있어서, 부(負)의치는 주가스류를 방상하는 노즐 출구가 주가스류의 전파방향에서 보아 보조젯트류 방사 오리피스의 상류측에 위치하는 제3도의 경우에 적용된다.

디멘죤 Z_DB에 있어서는 치가 영인 경우가 있는 것을 알게될 것이다. 이것은 디프렉터의 하단의 위치가 주가스류의 경계에 있는 경우에 대응하여 젯트류의 용권상류는 주가스류와의 상호작용 대역에서도 존속하여 보다 강력하게 되며 젯트류의 세장화작용과 주가스류의 세장화 작용과의 보다 양호한 연속성이 얻어진다.

섬유형성 센터의 수는 150과 같이 다수이여도 무방하지만 글라스 또는 유사한 열가소성 물질에서 섬유를 형성하기 위한 보통장치에서는 적당한 뷰싱은 예를 들면 70개의 공급선단을 갖는다. 본 명세서에서의 기술에서 사용한 세장화될 수 있는 물질에 대한 "공급 오리피스"란 술어는 매우 일반적인 의미로 해석되어야 한다. 이것은 디프렉터 장치중을 흐르는 젯트류에서 세장화될 수 있는 물질을 공급하는 격리된 오리피스를 의미하는 것 또는 젯트류의 열 즉 일연의 젯트오리피스와 공동하는 공급 스롯트를 의미할 수도 있다.

오리피스를 열은 사실 젯트류의 열 및 공동하는 디프렉터 장치의 하류측의 주가스류를 가로지르도록 설치된 스롯트에 의하여 치환된다. 스롯트에서 나온 물질은 젯트류 및 흡입되는 공기류의 작용에 따라 일연의 원추상류 및 흐름에 세분되어 각흐름은 대응하는 젯트류의 층류대역중에 운반된다. 본 발명에 따른 장치의 운반조건은 여러가지의 요인 예를 들면 섬유로 하려고 하는 물질의 특성에 따라 변화한다.

본 명세서의 앞부분에서 언급한 바와 같이 본 발명은 광범위의 세장화 가능한 물질에서 적용이 가능하다. 뷰싱 또는 공급원의 온도는 섬유로 변화시키려는 물질에 따라 변화하지마는 글라스 또는 기타의 무기열가소성 물질의 경우에는 그것은 약 1400 내지 1800℃의 온도 범위내이다. 보통 형태의 글라스조성물의 경우에는 뷰싱의 온도는 1480℃ 부근이다.

단위인취속도는 24시간당 구공당 20 내지 150kg 대표적으로는 24시간당 구공당 50 내지 80kg이다. 젯트류 및 주가스류에 관한 하기표에 표시한 바와 같은 수치는 중요하다. 표중 하기의 기호를 사용하였다.

P = 압력 T = 온도

V = 속도 ρ = 단위체적당의 질량

젯트류와 주가스류와의 양방을 사용할 때는 젯트류의 폭 바람직 하기로는 횡방향의 단면은 상술한 바와 같이 주가스류의 폭보다도 작고, 젯트류가 주가스류에 침입하여 상호 작용대역(여기서 제2단계의 세장화가 일어난다)을 조성하여야 한다. 이때문에 젯트류는 주가스류보다 그들이 공동하는 구역에서는 큰단위체적당의 운동에너지를 가져야 한다. 단위체적당의 운동 에너지의 특히 바람직한 비는 10/1 즉

=10이다.

선행특허원에서 이미 상술한 이점외에 본 발명에 따른 방법은 매우 광범위한 재료, 특히 글라스 또는 기타의 유사물질과 같은 열가소성 무기 조성물에서 섬유를 조성하는데에 중요한 몇개의 매우 특수한 이점을 갖는다. 이 방법은 장치의 주요 요소간의 상당한 거리, 더욱상세하게는 글라스 공급처 젯트류 방사기 및 주가스류발생기간의 상당한 거리에도 불구하고 글라스류의 안정된 도입 따라서 원추상 글라스의 안정된 도입이 달성된다. 이들의 요소가 떨어져 있는 것은 이들이 요소의 각각에 따라 소망의 온도를 능률적, 규칙적으로 섬유의 제조를 행하는데에 소망되는 정밀도를 가지고 유지하는 것을 가능케 한다.

본 발명은 또 젯트류중에 매우 안정된 쌍을 이루는 용권상류의 형성을 가능하게 하고 그 안정성은 특히 용권상류의 기원이 구상을 이루는 디프렉터 내측의 만곡된 부분에 위치하고 따라서 그들은 안정한 위치에 고정되기 때문이다. 이것은 세장화될 수 있는 물질의 공급에 큰 안정성을 생성한다. 각 젯트류에서 구상의 디프렉터를 사용하는 것은 이웃의 젯트류와는 무관하고 각 흐름중에 용권상류가 형성되는 것을 가능하게 하므로 젯트류간의 거리를 임의로 선택할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 적어도 한개의 가스 젯트류를 확립하여 이 가스 젯트류를 만곡 및 측면을 제한한 류로에 따라서 방향을 편향시키게 하는 것에 의하여 이 방향을 편향시키게한 류의 측면으로 부터 발생하는 상호 반대방향으로 회전하는 한쌍의 용권상류를 형성하여 세장화시킬 수 있는 상태의 물질의 류를 젯트류에 의해 흡입되는 가스중에 젯트류의 류로(流路)의 요표면에 도입함에 의해 본질적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스류에 의하여 세장화성 물질을 섬유로 제조하는 방법.

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