KR820001962B1 - 봉상 섬유성형체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

봉상 섬유성형체의 제조방법

제1도는 본 발명을 실시하는데 사용되는데 사용되는 성형체의 일예이고,

제2도는 본 발명의 1 실시상태의 전체를 알기쉽게 표시한 도면이다.

종래에, 싸인펜용 촉심과 필터등에 이용하는 봉상섬유 성형체는 양모의 축스휄트 또는 화학섬유의 바인더 혹은 기계적으로 얽어서 만든 휄트를 일정한 형상과 일정한 치수로 재단한 것이 사용된다.

또, 담배필터와 같은 경우에는, 권축토우에 트리아세틴을 부착시켜서 가소화하고 봉상으로 성형하는 방법을 취하고 있다. 또 근년에는, 열접착성 복합섬유를 사용하여 여러가지의 섬유 성형체를 얻는 방법이 실시되고 있는데, 예를들면 외부에서 가열시킨 파이프속에 섬유다발을 통과시켜서 봉상 섬유 성형체를 얻고 있지만, 이것으로는 섬유 다발의 표면과 내부의 가열정도의 차가 크게되기 쉽고, 성형체가 이그러지기쉽다.

본 발명의 목적은, 열접착성 복합섬유를 함유하는 섬유다발에서 지극히 단시간에 그리고 또 용이하게 내부까지 충분히 열접착되고, 이그러지지 않는 봉상 섬유 성형체를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명자들은, 열접착성 복합섬유를 열접착온도로 가열된 열압축기체에 직접 충분히 접촉시킬때, 순간에 열접착 가능한 상태에 도달하는 것을 발견하여 이것을 이용하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은, 열접착성 복합섬유를 적어도 20%(중량)을 함유하는 섬유다발을 가열, 냉각하여 봉상성형체를 제조하는 방법에 있어서, 분사 실과, 그 분사실의 벽면에 형성한 분사공 및 바라는 단면 형상을 가진 다이를 가진 섬유다발 출구 및 그 출구와 상태되는 위치에 있으며 또 단면적이 그 출구보다도 크고 또 출구를 향하여 분사실내에 돌출되도록 설치한 섬유다발 도입통으로 된 성형기를 사용하고, 분사공으로 부터 열압축기체를 분사하면서 섬유다발을 그 성형기의 도입통에서 출구에 통과시켜서 열접착온도로 가열 성형하는 것을 특징으로 하는 봉상섬유 성형채의 제조방법이다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용하는 열접착성 복합섬유로서는, 복합성분 사이에 10-100℃의 융점차가 있고, 낮은 융점 성분이 섬유 표면의 적어도 일부를 형성하여 열접착성이 있는 것이라면 어느 것이라도 사용할 수 있으나, 좋은 것으로는 융점차가 20-60℃이고, 낮은 융점 성분의 섬유단면 원주율 50-100%가 되도록 병열형 또는 칼집형의 구조이고, 복합 성분의 조합으로서(폴리프로피렌/폴리에티렌),(폴리프로피렌/에티렌-초산비닐 공중합체, 또는 그 검화물, 또는 이들과 폴리에틸렌의 혼합물)(폴리에스텔/폴리프로피렌)(나이론 6/나일론 66) 등의 것이 사용된다. 이들 양 복합성분의 융점사이의 온도를 열접착 온도로 가열함에 따라, 섬유형태를 유지한 상태에서 낮은 융점성분이 용융 접착된다.

섬도로서는 0.5-200D/F(D/F는 필라멘트당 데니어의 약칭)의 넓은 범위에서 적절히 선택할 수 있다. 권축(捲縮)이 있는 것과 없는 것을 사용할 수 있으나, 예를들면 3마운트/인치-30마운트/인치의 권축을 가진 것이 좋고, 기계 권축이라도 입체권축도 좋다. 섬유다발의 형태로서는, 토우, 필라멘트, 슬라이버, 방적사 등을 사용할 수 있다. 그 복합섬유와 혼합되는 다른 섬유로서는 천연섬유와 인피(靭皮)섬유, 화학섬유, 합성,섬유 등이 사용된다.

열압축기체용 기체로서는, 보통 공기, 또는 증기를 사용하는데, 기타 질소등의 기체도 좋다. 증기는 공기에 비하여 열전도가 좋고, 장치는 콤팩트하게 할수 있으며, 성형속도도 빠르게 할수 있는데, 습기를 쬐는 것이 좋지않을 경우에는 공기가 좋다.

섬유다발이 될수 있으면 조속히, 열량을 전달하기 위하여, 가열기체를 압축하여, 압력은 높혀두고, 분사에 의하여 강한기체의 흐름으로 섬유다발의 내부까지 통과시켜서 감압된 대기로 방출된다. 그러므로 압력은 0.5-10kg/㎤(G)의 원압으로 방출전의 온도는 100-250℃가 바람직하다. 기체를 가열하는 데는, 시이즈히이터로 가열된 가열기 중에 기체를 통과시키거나, 기체가 통과하는 배관의 외부에서 가열하면 된다. 이하에서 본 발명의 제조방법에 사용되는 장치를 들면서, 설명을 계속한다.

제1도는 본 발명의 제조방법에 사용하는 성형기의 일예이고, 또 제2도는 본 발명 제조방법의 1실시상태의 전체를 알기쉽게 표시한 것으로서, 부호(1)은 섬유다발 도입통이고,(2)는 그 도입통의 나팔형 가이드이며,(3)은 그 도입통의 선단부,(4)는 다이,(5)는 분사공, (6)은 분사실, (7)은 성형기, (8)은 섬유다발, (9)는 인장기,(10)은 컷터, (11)은 제품, (12)는 압축기체가 가열기이다.

섬유다발은 나팔형 가이드(2)로부터 도입통(1) 내에 끌려들어가서 그 선단부(3)으로 나오고, 다이(4)를 통과하여 성형기 밖으로 인출된다. 분사공(5)에서 열 압축기체를 분사하면, 분사된 열기체가 도입통(1)의 외면을 가열하고, 도입통(1)과 출구(3)에서 외기로 나오려고 한다. 이때 도입통(1)의 단면적은 출구의 단면적보다 크므로, 단면에서의 섬유밀도는 작고, 따라서 섬유의 간격이 보다 크므로, 도입통(1)의 길이가길드라도, 분사 열기체의 대부분은 출구보다도 도입통을 통과하여 외기로 빠져나가게 된다. 따라서, 섬유다발은 도입통을 통과하는 사이에, 그통의 외부에서 가열될 뿐 아니라, 통내를 빠져나가는 열기체에 의하여도 가열되므로 섬유다발의 내부까지도 균일하게, 또 열기체와 직접 접촉하므로, 예를들면 0.1초 내지 2초와 같은 지극히 짧은 시간에 접착 가능한 상태까지 가열되는 것이다. 만약, 도입통의 외측 표면만을 가열하는 경우는 섬유다발의 내부는 가열이 부족하게 되고, 또 도입통의 내부에만 열기체를 통과시킬 때는, 중심부보다 외주면에 가까운 부분의 기체가 외기에 의하여 냉각되거나, 유속이 저하되므로 가열이 불충분하기 되기 쉽다. 도입통의 선단부(3)과 다이(4) 사이에서 섬유다발은 또다시 추가된 열을 받고, 다이(4)에 의한 여러가지 단면 현상으로 용이하고 확실하게 성형된다. 분사공(5)을 도입통(1)의 근부 가깝게 위치되게 하므로서, 그 도입통(1)의 외면 가열을 충분하게 하고, 또 도입통(1)의 선단부(3)에서 나오는 섬유다발을 향하여 직접 분사할 때의 가열과 섬유다발이 흐트러지는 것을 방지할 수 있기 된다.

본 발명에 있어서는, 섬유다발이 도입통(1)을 통과하는 동안에, 비교적 밀도가 작은 상태로 섬유다발의 내부까지도 균일하게 가옅되므로 열로 변형되는 성질을 가지고 있는 경우에는 잠재적인 권축의 발현과 수축율이 균일하게 일어난다. 따라서 다이(4)에 의하여 성형된 후에는 그 형태가 안정되고 또 이그러지는 일이 없게 된다.

도입통(1)의 통공의 단면적은, 지나치게 크면 열기체가 섬유다발 도입구 즉, 나팔형가이드(2)로 방출되므로 도리혀 가열되기 어렵고 또 그 단면적이 지나치게 작으면 섬유 다발을 압착하거나, 불균일한 접착상태가 되기 쉽고, 극단적인 경우에는 다이(4)에서 인출할 수 없게 된다. 도입통(1)의 통공의 단면적으로서는, 다이(4)의 통공의 단면적의 1.2-4배의 범위로 하는 것이 좋다.

섬유다발 도입통(1)의 길이는 섬유다발의 외면을 짧은시간 직접적인 열기체로 가열하는 것과 분사실(6)의 열기체가 도입통으로 들어가는 입구를 만들기 위하여, 도입통(1)의 선단부(3)와 다이(4)와의 사이에 분사실(6)대의 도입통(1)과 다이(4)를 포함한 분사실(6)의 전장의 1활-3활을 남긴 길이가 좋다.

성형용 다이(4)의 단면형상은 바라는 성형체의 단면 형상으로 하는 것인데 예를 들면 진원, 타원, 파상원주, 지그재그 원주등 여러가지의 모양의 것을 사용하게 된다. 재질은 통상적으로 스테인레스 스틸이 좋은데, 특히 섬유다발이, 금속에 융착되기 쉬운 것이라면, 테프론봉을 뚫어서 사용하는 것이 좋다.

다이(4)를 나온 성형봉은 냉각으로 고체화 되고, 안출기(9)로 인출되어 컷터(10)에 의하여 소정된 길이로 재단된다. 냉각은 공기, 물 등으로 냉각되는 파이프를 통과시키는 등, 일반적으로 실시하는 방법으로한다.

공냉인 경우에는 통상적으로, 다이(4)에서 나온후, 인출기(9)까지의 사이에서 실시된다. 인출수단은 로울러로 가볍게 잡아당기는 정도로 하면 충분하다.

본 발명의 효과로서는 다음과 같은 점을 들수 있다.

(1) 얻어지는 봉상섬유 성형체는 외측뿐 아니라, 내부도 충분히 균일하게 접착되고 치수가 안정된 것을 얻게된다.

(2) 이것을 제조하는데 있어, 지극히 용이하고, 또 고속으로 생산되며, 이에 소요되는 장치를 콤팩트한것으로 할수 있다.

(3) 얻어진 봉상 섬유성형체의 내부까지도 충분히 균일하게 열접착된 것이 되므로, 그 섬유의 체적과 밀도는 예를들면 1-40%와 같이 크고 작은 것을 넓은 범위로 할수 있다.

[실시예]

낮은 융점 성분인 폴리에티렌(N4P 135℃), 높은 융점 성분의 포리프로피렌(MP 165℃)으로 낮은 융점성분의 섬유단면 원주율이 60%인 열접착성 복합 섬유의 필라멘트를 모아서 실온에서 3배로 연신하고, 이것을 이완하여, 권축 발생시킨, 단사당 섬유 3데니어(이하 3D/F와 같이 표시)의 합계섬도 30만데니어의 권축 섬유다발을 봉상으로 성형하였다. 140℃로 가열된 5kg/㎠의 증기를 제1도에 표시한 바와 같은 구조의 섬유다발 도입통의 길이(이하 분사실내의 부분을 말함) 20cm,(분사실 전장 24cm)로 하고 15mm

의 원형 다이를 가진 성형기에 분사시키면서 상기한 섬유다발을 30m/min로 통과시켜서 가열 성형하여 공냉후 인출하고,10cm 길이로 컷트하여 유성 싸인펜의 심지로 하였다. 그 심지는 권축 섬유다발이 균일하고 가늘하여, 부분 접착되고 있으므로, 미세한 공간이 균등하게 구성되고, 잉크의 유지성이 좋으므로 종래의 2배의 잉크량을 유지할 수 있고, 긴섬유로 된 섬유다발로 만들어지고 있으므로, 잉크의 토출도 순조롭고, 싸인펜용 심지로서 최격한 것이었다.

[실시예 2]

낮은 융점성분인 에티렌-초산 비닐 공중합체(EVA라고 약기함)(초산비닐분 20%)와 포리에티렌의 1 : 3의 브랜드물(MP110℃)로, 높은 융점 성분인 포리푸로피렌(MP165℃)의 낮은 융점 성분의 섬유단면 원주율이 80%인 열접착성 복합섬유로, 높은권축성을 가긴 3D/F 102m/m의 섬유30%(중량)와, 높은 권축성을 가진 4D/F, 102m/m의 세르로즈 아세테이트 스테이플 70%(중량)을 카아드로 혼합 개섬하고, 9g/m의 슬라이버로 하였다.

그 슬라이버를 120℃로 가열된 3kg/cm²의 압축공기가 분사되는 섬유다발 도입통 30cm(분사실 전장42cm)의 제 1 도와 같은 성형기에 유도하여, 8mm

의 원형다이로 인출하고 102mm 길이로 컷트하여 달배필터용 브랙으로 하였다. 이것은 향기와 긱연맛도 좋고, 니코틴·탈의 유지성도 좋을뿐 아니라 탄력성이 있으며 사용하는데 충분히 견딜 수 있는 것이었다.

[실시예 3]

낮은 융점 성분인 폴리프로피렌(MP 165℃), 높은 융점 성분인 폴리에스텔(MP190℃)의 열접착성 복합섬유(칼집형 구조 30D/F)의 합계데니어 100만 데니어의 권축토우를 개섬한후, 170℃로 가열된 5kg/cm²의 증기가 분사되는 길이 50cm의 섬유다발 도입통(분사실 전장 65cm)을 가진 제1도와 같은 성형기에 도입하여 별모양(일변의 길이 1.5cm) 다이로 인출하고, 길이 15m의 섬유파일로 하여 연약한 지방을 드레인재로 하였다.

이것은 긴 섬유로된 섬유다발로, 구성되는 고로, 강력이 많고, 정융착으로 되기 때문에 투수(透水)효과가 크고(투수계수 3.7×10^-2cm/sec) 별형 파일이므로 집수효과도 크며, 중량이 가벼운 드레인재로로는 최적한 것이었다.

[실시예 4]

낮은 융점 성분의 EVA(초산비닐분 5%)(MP105℃)와 높은 융점 성분이 PP(MP 165℃)이고, 낮은 융점 성분의 섬유단면 원주율이 70%인 열접착성 복합섬유 6D/F의 권축 필라멘트를 모아서 7만데니어섬유다발로 하고, 130℃로 가열된 공기가 2kg/cm²으로 분사되는 섬유다발 도입통의 길이 20cm(분사실 전장23cm)의 제1도와 같은 성형기에 도입하고, 출구부에서 4m/m의 4각 다이로 압착하여 굳어지게 하고, 냉각후에 컷트하여 선단부를 원추형의 예각으로 깎아서 붓, 싸인펜의 촉심으로 하였다.

이것은 긴 섬유로된 섬유다발로 만들었으므르, 잉크등의 액체의 토출성이 좋고, 수지로 접착된 것이 아니므로, 굳은 만면에 탄력성이 좋으며, 필기용 또는, 화장용 붓의 촉심으로 최적한 것이었다.

Claims (1)

1. 열접착성 복합섬유를 적어도 20%(중량)을 함유한 섬유다발을 가열, 냉각하여 봉상섬유 성형체를 제조하는 방법에 있어서, 분사실과 그 분사실의 벽에 형성된 분사공과, 바라는 단면 형상을 가진 다이를 가진 섬유다발 출구 및 그 출구와 상대되는 위치에 있으면서 통공의 단면적이 그 출구의 것 보다도 크고 또 그출구를 향하여 분사실내에 돌출되도록 설치된 섬유다발 도입통으로된 성형기를 사용하고, 분사공으로부터 열 압축기체를 분사하면서 섬유다발을 그 성형기의 도입통에서 출구로 통과시켜, 열접착 온도로 가열성형하는 것을 특징으로 하는 봉상 섬유 성형체의 제조방법.

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