KR850001305B1 - 불연속 필라멘트 다발의 제조방법 및 날카로운 단부를 갖는 필라멘트 - Google Patents

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Description

불연속 필라멘트 다발의 제조방법 및 날카로운 단부를 갖는 필라멘트

제1-7도는 본 발명의 방법의 예들을 설명하는 개략도.

제8도는 열연신비와 비등후 수축도 사이의 관계를 나타내는 도표.

제9도는 절단단계에서의 냉각매체 온도와 비등후 절단필라멘트의 수축도 사이의 관계를 나타내는 도표.

제10도는 20℃의 온도와 65%의 상대습도에서 측정된 합성아크릴 필라멘트(상품명 : 카시밀론)의 강도-신도곡선을 나타내는 도표.

제11(a)도 및 제11(b)도는 크림프의 상태를 도식적으로 나타내는 도면.

제12도는 크림프 각을 나타내는 도면.

제13도는 크림프를 갖는 아크릴 합성 필라멘트(상품명 : 카시밀론)에서의 인장신도와 인장강도 사이의 관계를 나태내는 도표.

제14도는 절단단계에서의 냉각매체의 온도와 절단강도 사이의 관계를 나타내는 도표.

제15도는 아크릴 합성 필라멘트의 절단단계에서의 냉각매체의 온도와, 비등후 절단 단일 필라멘트의 수축도 사이의 관계를 나타내는 도표.

제16도는 초과공급비와 절단강도 사이의 관계를 나타내는 도표.

제17(a)도 및 17(b)도는 절단 필라멘트의 원추형 상단부와 절단 필라멘트의 비스듬히 절단된 상단부를 각각 나타내는 측면도.

제18도는 상단부로부터의 길이 ℓ과, 원추형 절단단부를 갖는 필라멘트 및 비스듬한 절단단부를 갖는 필라멘트의 단면적과의 사이의 관계를 나타내는 도표.

제19도는 플라스틱 변형부를 통과한 연신-절단 필라멘트의 상단부를 나타내는 측면도.

제20(a)도-제20(f)도는 본 발명 필라멘트의 날카로운 상단부의 예들을 나타내는 측변도와 절단면들의 정면도.

제21도는 냉각매체의 온도와 비스듬한 절단단부를 갖는 필라멘트의 빈도 사이의 관계를 나타내는 도표.

본 발명은, 토우 또는 멀티필라멘트와 같은 연속 필라멘트의 다발로부터 방적사를 제조하는데 사용하기 위한 중간제품인 불연속 필라멘트 다발을 제조하는 방법에 관한 것이다.

방적사 제조를 위한 공지의 공정으로서, 스테이플 화이버를 카딩단계, 길링 또는 연신단계, 조방단계와 정방단계를 통하여 통과시키는 공정을 언급할 수 있다. 그러나, 이 공정은 카딩단계를 포함하기 때문에 다음 문제점들을 야기시킨다.

(1) 생산성이 낮다.

(2) 수축성이 정방단계에서 방적사에 부여될 수 없다.

(3) 섬유제조 단계의 초기에, 섬유를 방적목적에 적합한 길이를 갖는 스테이플 화이버로 절단하는 것이 필요하다.

(4) 카딩단계에서, 넵(nep)(단일섬유의 얽힘)과 후크(단일섬유의 상단부의 구부러짐)이 형성되고 단일섬유들의 평행화도가 낮다. 즉, 길링단계를 연장시키기 위한 장치 또는 다른 특별한 장치가 필요하게 된다.

토우 또는 멀티필라멘트와 같은 연속필라멘트의 다발을 불연속 필라멘트 다발로 전환시키고 불연소필라멘트 다발로부터 방적사를 형성하는 것으로 구성되는 공정으로서, 불연속 필라멘트 다발을 퍼로르케 시스템(perlihrke System) 또는 터보 시스템(Turbo System)에 따라 실온에 가까운 온도에서 형성시키는 공정이 알려져 있다.

퍼로르케 시스템에 따라, 각 단일필라멘트들을 절단하기 위해 연속 필라멘트들의 다발이 로울러들에 의해 연신되고, 그리하여 고속에서 높은 평행도를 갖는 불연속 필라멘트 다발이 얻어진다.

제10도의 아크릴 합성섬우(상품명 : 카시밀론)의 강도-신도 곡선(20℃ 온도와 65%의 상대습도에서 측정)에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 방법의 절단단계에서, 필라멘트를 약 5%까지 연신시키는 탄성변형지역을 통과시킨후, 필라멘트를 5%이상 연신시키는 즉, 필라멘트를 절단시키도록 절단신도점까지 연신시키는 플라스틱 변형지역을 통과시킨다. 따라서, 다음 문제점들이 퍼로르케 시스템에 채택할때 야기된다.

(1) 통상의 방적조건하에서, 큰 잔류변형이 절단조작에 의해 필라멘트에 부여되므로 낮은 수축도를 갖는 방적사의 생산이 제한된다.

(2) 강도와 신도, 특히 루우프신도와 루우프강도가 절단조작에 의해 심하게 감소되기 때문에, 필라멘트의 절단 또는 필라멘트의 비산이 방적사 제조를 위한 공정에서 자주 일어난다.

(3) 높은 신도를 갖는 필라멘트가 연신되고 절단될때, 예비연신이 먼저 수행되고 다음 연신-절단이 퍼로르케 시스템에 따라 수행되기 때문에, 상기 (2)항에 언급된 결함이 증가된다.

(4) 절단필라멘트의 상단부들이 곱슬곱슬하게 되어 방적사, 특히 직방사(直妨四)의 질을 저하시킨다.

터보 시스템에 따라, 연속 필라멘트의 다발이 연신되면서 전단력에 의해 절단된다. 이 방법에서, 필라멘트를 절단시도점까지 연신시키는 것이 필요하지 않으나 상기 언급된 결점(1)-(3)이 거의 제거되지 않고 절단필라멘트의 스테이플 다이아그램이 불량하게 된다. 즉, 과도하게 긴 섬유 또는 짧은 섬유의 양이 증가된다.

본 발명의 주목적은, 종래 방법의 상기 언급된 결점들이 제거된 공정을 제공하는데 있다. 더 구체적으로는, 본 발명은, 필라멘트의 절단 또는 비산없이 양질의 방적사를 고속 생산할 수 있고 종래 방법의 상기 결점들이 제거되고 저수축도를 갖는 방적사 뿐만 아니라 고수축도를 갖는 방적사를 임의로 제조할 수 있는 불연속 필라멘트 다발의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 -5℃ 이하의 온도로 유지된 매체를 연속 필라멘트 다발에 접촉시키면서 또는 그러한 접촉직후 연신력 또는 전단력을 연속필라멘트 다발에 부여하여, 다발을 이루는 각개 단일필라멘트들을 절단하는 것을 포함하는 불연속 필라멘트 다발의 제조방법을 제공한다.

연속 필라멘트 다발로서, 통상 토우 또는 멀티필라멘트가 본 발명에서 사용된다. 연속 필라멘트로서, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리아크릴, 개량된 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 비닐론 섬유들과 같은 합성섬유, 아세테이트 섬유와 같은 반합성섬유, 및 레이온과 쿠프라섬유와 같은 재생섬유가 사용된다.

아크릴 타입의 합성섬유가 특히 바람직하게 사용된다. 다발로서, 0.1 내지 60d의 단일 필라멘트 데니어와 30 내지 2, 000, 000d의 전체 데니어를 갖는 큰 필라멘트 및 토우가 통상 사용된다. 스테이플 화이버 다발 또는 다른 섬유의 다발과 상기 연속 필라멘트 다발의 혼합물의 사용될 수도 있다.

연속 필라멘트의 다발을 -5℃ 이하의 온도로 유지된 매체와 접촉시키면, 필라멘트의 강성을 증가되고 신도는 매우 낮게 된다(탄성변형지역에서). 본 발명에 따라, 필라멘트 다발을 구성하는 각개 단일 필라멘트의 절단이 된 상태에서 이행된다. 이 절단은 -5℃ 이하온도로 유지된 메체와 필라멘트 다발을 접촉시키는 동안 또는 그 직후 수행된다.

접촉온도가 -5℃를 초과하고 정상온도(약 20℃)에 가까와진다면, 필라멘트의 신도는 증가되고 절단에 기인한 필라멘트의 잔류변형이 증가되며 그 결과로서 저수축도를 갖는 방적사를 얻기 어려우며, 퍼로르케 시스템과 터보 시스템의 결점들이 명백하게 나타나고 본 발명의 목적이 충분히 달성될 수 없게 된다.

본 발명의 효과를 더욱 만족스럽게 증진시키기 위해서, 메체의 온도를 -20℃ 이하, 바람직하게는 -40℃ 이하로 낮추는 것이 바람직하다.

저수축사가 신장-절단 시스템에 따라 제조되는 경우에, 수축도의 하한선은 출발섬유의 종류에 따라 결정되고 요구되는 수축도에 따라 각종 출발섬유가 사용된다. 감소된 수축도를 갖는 출발섬유가 사용되는 경우, 그 섬유는 쉽게 절단되기 때문에 비산물의 형성이 현저하게 되고 스테이플 다이아그램이 나쁘게 된다. 따라서, 얻어진 방적사는 나쁜 신도를 가지며, 불균제도와 후속처리단계에서의 비산물의 형성 때문에 방적사의 질이 떨어진다.

본 발명에서 이 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라, 고수축 특성을 갖는 출발섬유를 사용하고 -5℃ 이하의 온도에서 슬라이버를 절단함에 의해, 저수축도를 갖는 출발섬유가 사용될때 얻어질 수 있는 높은 수축도와 비교될 수 있는 고수축도를 얻는 것이 가능하다. 절단온도가 -20℃보다 낮으면, 출발섬유의 성질에 관계없이 저수축도를 갖는 불연속 필라멘트 다발을 얻는 것이 가능하다. 절단온도가 -40℃보다 낮으면, 메우 안정적인 4% 이하의 수축도를 얻는 것이 가능하다.

절단온도의 하한선은 절대온도로 0°K이지만, 너무 낮은 온도는 사용된 매체의 가격 또는 장치의 제한성의 견지에서 바람직하지 않다. 따라서 -20℃ 내지 -195℃의 온도가 바람직하다.

온도가 -5℃ 이하인한 어떠한 매체도 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 암모니아, 이산화탄소, 공기, 산소 및 질소와 같은 가스 및 기화성 액체와, 고체탄소 무수물과 알콜류 또는 에테르류의 혼합물, 염화아연, 염화나트륨, 질산나트륨, 황화나트륨과 같은 염화물, 질화물 또는 황화물과 얼음의 혼합물과 같은 냉동혼합물이 본 발명에서 사용될 수 있다. 또한 전기적 냉각방법이 채택될 수 있다.

냉각매체와 필라멘트 다발을 접촉시키기 위한 시간은 섬유의 종류, 슬라이버 공급방법 및 냉각매체의 종류 또는 온도에 따라 변화되나, 통상적으로 접촉시간은 약 0.1초 내지 100분, 바람직하기로는 0.1초 내지 10분이다.

냉각매체와 필라멘트 다발을 접촉시키기 위한 방법을 특히 중요한 것은 아니고, 예를 들어 연속 필라멘트의 다발을 냉각부재의 표면과 접촉시키는 방법, 연속 필라멘트의 다발을 냉각가스의 분위기 또는 냉각액체를 통하여 통과시키는 방법과, 냉각매체를 연속필라멘트의 다발에 떨어뜨리는 방법이 채택될 수 있다.

연속 필라멘트 다발의 절단은 -5℃ 이하의 온도로 유지된 매체와 그 다발을 접촉시키면서 또는 그 직후 수행될 수 있다. 절단은 연속 필라멘트 다발에 연신력 또는 전단력을 부여함에 의해 달성되고, 그리하여 각개 단일 필라멘트가 절단된다. 다른 절단력이 연신력 또는 전단력과 함께 사용될 수 있다. 균일한 폭과 균일한 두께의 토우 또는 멀티 필라멘트가 냉각지역에 공급되는 것이 바람직하다. 그와 같이 절단조작이 수행되면, 좋은 스테이플 다이아그램을 갖는 불연속 필라멘트의 다발이 얻어질 수 있다.

얻어지는 불연속 필라멘트의 다발의 형태로는, 슬라이버, 조사, 직방사 및 방적사를 들 수 있다.

제9도는 냉각매체의 온도와 다발을 구성하는 단일 필라멘트의 수축도와의 사이의 관계를 나타내는 도표로서, 아크릴 필라멘트가 100mg/d의 하중하에, 다양한 온도의 냉각매체와 접촉될때 관찰되는 관계를 나타낸다. 이 그라프로부터 본 발명에 따라 저수축도 또는 고수축도중 어느 것이라도 임의로 얻을 수 있음이 쉽게 이해될 것이다.

냉각단계에서 매체를 위해 어떤 온도가 설정된때, 단일필라멘트의 수축도는 이 온도에 따라 결정된다.

그렇게 하여 결정된 수축도보다 높은 수축도는, -5℃보다 낮은 온도로 유지된 매체와의 접촉전에 연신, 바람직하기로는 열연신을 행함에 의해 얻어질 수 있다.

제8(c)도는 아크릴 필라멘트를 미리 열연신한 다음 -50℃로 유지된 냉각매체에 접촉시키면서 절단할때 관찰되는 수축도의 변화를 나타낸 것이다. 열연신이 수행되지 않을때, 수축도는 4%(제8도와 9도참조)이지만, 열연신 조작시 연신비를 증가시키면, 수축도가 증가된다. 제8(d)도는 절단이 퍼로르크시스템에 따라 수행될때 관찰된 수축도를 보여준다. 이 경우에서, 수축도는 23% 내지 28% 범위내에서만 조정될 수 있다.

본 발명에 따라, 불연속 필라멘트의 다발이 -5℃ 이하의 온도로 유지된 냉각매체와 연속 필라멘트 다발의 접촉에 의해 제조되기 때문에, 하기의 현저한 효과들이 얻어질 수 있다.

(a) 냉각매체의 온도를 변화시킴에 의해, 저수축도 내지 고수축도 범위내의 임의의 수축도를 갖는 방적사를 제조할 수 있다.

(b) 연신처리가 절단에 앞서 수행되는 경우, 수축도는 임의의 수준으로 조정될 수 있다.

(c) 필라멘트의 비산물 또는 절단물질의 형성이 방적단계에서 현저히 감소된다.

(d) 본 발명 공정에 따라 얻어진 연속 필라멘트 다발로부터 제조된 방적사는 불균제부를 거의 가지지 않으며 사강도가 매우 높다.

또한, 본 발명에 따라, -20℃ 이하 온도, 바람직하기로는 -40℃ 이하, 더욱 바람직하기로는 -80℃이하의 온도로 유지된 냉각매체를 필라멘트 다발에 접촉시키면서 또는 그 직후 크림프를 갖는 아크릴 타입의 합성섬유들로 아루어진 연속 필라멘트 다발에 크림프를 가진 상태로 냉각지역에서 연신력 또는 전단력을 가하여 각개 단일필라멘트를 절단하는 것을 포함하는 불연속 필라멘트 다발의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 따라, 상기 언급된 온도로 유지된 냉각매체를 필라멘트 다발에 접촉시키면서 또는 그직후 크림프를 갖는 아크릴 타입의 합성섬유들로 이루어진 연속 필라멘트 다발에 냉각지역에서 크림프가 필라멘트 다발을 초과 공급시킴에 의해 보유되는 상태하에 연신력 또는 전단력을 가하여 각개 단일필라멘트를 절단시키는 것을 포함하는 불연속 필라멘트 다발 제조방법을 제공한다.

제13(a)도는 크리프를 갖는 아크릴 필라멘트를 크림프가 유지되어 있는 동안 -100℃로 유지된 질소가스와 45초동안 접촉시킨 상태에서 연신시킬때 얻어진 강도-신도 곡선을 보여주고, 제13도에서 B는 상기 필라멘트를 크림프가 제거된때 -100℃로 유지된 질소가스로 45초동안 접촉시킨 상태에서 연신시킬 때 얻어진 강도-신도 곡선을 보여준다.

제14(a)도는 크림프가 유지되어 있는 동안 상기 아크릴 필라멘트를 여러 온도에서 1분간 방치시킨 후위 아크릴 필라멘트의 절단강도 곡선을 보여주고, 제4(b)도는 크림프를 추분히 신장시킨 상태에서 같은 처리를 행한 후의 절단강도의 곡선을 보여준다. 크림프를 고정시키기 위해 크림프가 유지된 상태하에 -20℃ 이하의 온도로 유지된 냉각매체와 필라멘트 다발을 접촉시킨때, 절단에 필요한 힘은 냉각이 크림프 신장상태에서 수행될때 요구되는 절단력과 비교하여 10% 감소되는 것을 알 수 있다. 절단에 필요한 이 힘은 종래의 신장-절단 방법에서 요구된 절단력과 비교될 수 있다. 필라멘트 다발이 -40℃보다 낮은 온도로 유지된 매체와 접촉될때, 필라멘트 손상이 현저히 감소되고 비산물질의 형성 또는 수축발생이 조절되고 물리적 성질이 좋고 평행도와 균제도가 양호하면서도 넵과 같은 결점이 제거된 불연속 필라멘트 다발을 얻을 수 있다. 필라멘트 다발을 -80℃ 이하의 온도로 유지된 매체와 접촉시킨 경우에는 절단이 통상의 신장-절단방법에서 요구된 절단력의 반 이하 힘으로 가능하게 된다.

크림프의 상태를 제11(a)도 및 제11(b)도를 참조하여 이하 설명한다.

축방향으로 연속 필라멘트의 다발(51)을 구성하는 단일 필라멘트(52)의 크림프(53)은 제11(a)도에 도시된 바와 같이 연속적으로 존재할 수 있으며 또는 적어도 하나의 크림프(53)이 제11(b)도에 도시된 바와 같이 절단길이 L의 지역에 존재할 수 있다. 크림프는 연속 필라멘트 다발(51)에서 축방향으로 불규칙하게 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 그러한 크림프를 갖는 연속 필라멘트 다발은 그 다발이 일정한 폭과 일정한 두Rp의 단일 필라멘트로 균일하게 분할된 상태로 냉각지역으로 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 절단 에너지를 감소시키기 위해서, 연속 필라멘트 다발을 초과공급에 의해 냉각지역으로 공급시키는 것이 특히 바람직하다. 더 구체적으로는, 필라멘트 다발이 초과공급에 의해 초기 크림프를 가능한한 많이 보유시킨채 -20℃ 이하의 온도로 유지된 냉각매체와 그 다발을 접촉시키면서 또는 그 직후 절단된다.

제16도는 크림프를 갖는 아크릴 타입 합성섬유로 구성된 연속 필라멘트 다발(3d의 데니어를 갖는 100개의 단일 필라멘트로 구성)이 각종 초과공급비로 45초동안 -100℃로 유지된 냉각지역에 공급될때 관찰된 절단강도를 보여준다. 초과공급비의 증가에 따라 절단강도, 즉, 절단에 필요한 힘이 감소되는 것을 쉽게 알 수 있다.

본 발명에서 필라멘트 다발이 냉각지역으로 공급될때, 적어도 하나의 크림프가 각 단일 필라멘트의 절단지역길이 L에 존재하고 크림프의 각 θ가 제12도에서와 같이 0°<θ

120°, 더욱 바람직하게로는 10°

θ

120°범위인 것이 바람직하다. 각 θ는 2mg/d의 하중하에 측정된 값이다.

온도가 -20℃ 이하인한 어떠한 매체도 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 암모니아, 이산화탄소, 공기, 산소 및 질서와 같은 기체 및 기화성 액체류와, 고체탄화 무수물과 알콜류 또는 에테르류와의 혼합물, 염화아연, 염화나트륨, 질산나트륨 및 황화나트륨과 같은 염화물, 질화물 또는 황화물과 얼음의 혼합물과 같은 냉동혼합물이 상용될 수도 있다. 또한, 전기적 냉각방법이 채택될 수 있다.

냉각매체와 필라멘트 다발의 접촉시간은 섬유의 종류, 슬라이버 공급방법과 냉각매체의 종류 또는 온도에 따라 변화되나, 통상적으로 접촉시간은 약 0.1초 내지 100분, 바람직하기로는 0.1초 내지 10분이다.

냉각매체와 필라멘트 다발과의 접촉방법을 특히 중요한 것은 아니고, 예를 들면, 연속 필라멘트 다발을 냉각부재의 표면에 접촉시키는 방법, 연속 필라멘트 다발을 냉각가스 분위기 또는 냉각액체를 통하여 통과시키는 방법 및 냉각매체를 연속 필라멘트 다발에 떨어뜨리는 방법이 채택될 수 있다.

연속 필라멘트 다발의 절단은 -20℃ 이하 온도로 유지된 매체와 필라멘트 다발을 접촉시키는 동안 또는 그 직후 수행될 수 있다. 절단은 연속 필라멘트의 다발에 연신력 또는 전단력을 가함에 의하여 달성될 수 있으며 그리하여 각개 단일필라멘트가 절단된다. 다른 절단력이 연신력 또는 전단력과 함께 사용될 수 있다. 그렇게 하여 절단조작이 수행된때, 좋은 스테이플 다이아그램을 갖는 불연속 필라멘트 다발이 얻어질 수 있다. 얻어진 불연속 필라멘트 다발로서는, 슬라이버, 조사, 직방사 및 방적사가 언급될 수 있다.

본 발명에 따라, 불연속 필라멘트 다발이 -20℃ 이하 온도로 유지된 냉각매체와 연속성 필라멘트 다발을 접촉시켜 제조되기 때문에 하기의 우수한 효과가 얻어질 수있다.

(1) 불연속 필라멘트 다발이 크림프보유 상태에서 연속 필라멘트 다발을 절단함에 의해 제조될때, 절단에 필요한 에너지는 매우 적다.

(2) 냉각매체의 온도를 변화시킴에 의해, 저수축도 내지 고수축도 범위의 임의의 수축도를 갖는 방적사가 제조될 수 있다.

(3) 냉각매체의 온도를 변화시킴에 의해, 크림프는 절단후 단일필라멘트에 잔류할 수 있고, 좋은 방적성, 높은 평행화도와 높은 벌키성을 갖는 불연속 필라멘트 다발이 얻어질 수 있다.

(4) 연신처리가 절단에 앞서 수행된다면, 수축도가 임의의 수준으로 조정될 수 있다.

(5) 필라멘트의 비산물 또는 절단물의 형성이 방적단계에서 현저히 감소된다.

(6) 본 발명에 따라 얻어진 불연속 필라멘트 다발로부터 제조된 방적사는 불균제부를 거의 가지지 않으며 사강도가 매우 높다.

본 발명 방법에 따라 얻어진 첨단부를 갖는 단일 필라멘트 및 이들 단일 필라멘트의 적어도 15%를 포함하는 방적사를 이하 설명한다.

본 발명의 제1, 제2 또는 제2특징의 공정에 따라 얻어진 단일 필라멘트는 필라멘트축의 방향에 따라 경사적으로 절단된 날카로운 단부를 적어도 일단부에 가지고 있고 필라메트축에 대한 절단된 상단부의 경사각 α는 70°이하이다.

이러한 날카로운 단부를 가진 필라멘트는 모피의 것과 같은 부드럽고 매끄러운 촉감을 가지며, 양호한 탄성을 가지며, 인조가죽용 필라멘트, 양모형태의 필라멘트 또는 모발형태의 필라멘트로서 매우 가치가 있는 것이다. 또한, 이러한 날카로운 단부를 가진 필라멘트는 필라멘트의 절단 또는 비산물의 형성이 방적과 같은 푸처리에서 표과적으로 조절되는 특성을 가진다.

이제까지, 날카로운 단부를 갖는 각종 필라멘트들이 제안되어 왔다. 예를 들면, 태세(太細)(thick-thin)필라멘트 또는 해도(islands-in-a-sea) 필라멘트를 출발섬유 또는 이들의 다발로 제조하는 방법, 필라멘트를 후처리단계에서 열풍 또는 열판에 접촉시켜 연신 또는 절단시키는 방법, 필라멘트의 상단부를 기계적으로 연마하는 방법 및 필라멘트의 상단부를 용매에서 용해시켜 날카롭게 하는 방법을 들 수 있다.

또한, 필라멘트의 상단부를 -190℃ 내지 -30℃의 온도에서 연마물질과 접촉시켜 뾰족하게 하는 방법이 일본 특허 공개공보 제55-142736호에 기술되어 있다.

이들 방법에서, 필라멘트의 상단부는 스테이플 상태로 처리되고, 이들 필라멘트를 방적사, 직포, 편직물 또는 부직포와 같은 제품 또는 슬라이버 또는 조사와 같은 중간제품으로 형성하기 위해서, 이들 필라멘트는 방적과 같은 각종 처리단계를 통과되어야 한다. 이들 필라멘트의 상단부는 바늘과 같은 날카로운 원추형 형태, 둥근 회전포물면 형태 또는 사다리꼴 형태와 같은 절두 원추형태를 갖는다. 바늘과 같은 날카로운 원추형 단부를 갖는 필라멘트는 촉감이 좋으나, 방적과 같은 처리에의 적합성의 점에서 불량하고, 필라멘트의 절단과 비산물의 형성이 일어난다.

또한, 날카로운 단부를 가진 이런 형태의 필라멘트의 제조에 있어서, 테세 필라멘트 또는 해도 필라멘트는 출발섬유 또는 이들의 다발로 제조되어야 하며, 방사방법과 중합방법이 매우 복잡하고 생산성이 매우 낮다. 또한, 상단부는 후처리에서 그 상단부를 날카롭게 하기 위해 용융상태로 가열되어야 하므로, 융합과 접착의 문제점이 발생한다. 용매를 사용할때, 용매의 제거, 용해된 성분의 제거, 필라멘트의 질 및 제조원가의 점에서 각종 문제점이 발생한다. 원추형 상단부 또는 회전포물면 형태의 상단부를 갖는 필라멘트가 후처리단계에서 연속적으로 기계적으로 형성되는 방법은 알려져 있지 않다.

앞에서 지적된 바와 같이 날카로운 단부를 가진 필라멘트로서, 날카로운 원추형 상단부, 둥근회전 포물면 상단부 또는 사다리꼴 상단부를 갖는 필라멘트가 알려져 있다. 날카로운 원추형 상단부를 갖는 필라멘트는 촉감이 좋으나 방적성은 불량하고 필라멘트의 절단 또는 비산물의 형성이 쉽게 일어난다. 날카로운 상단부와 그 상단부의 형태는 양질의 제품을 제조하는데 중요하고, 사 또는 제품의 촉감과 부드러움에 중대한 영향을 미친다. 또한, 상단부와 단면적은 후처리적합성 및 방적성의 관점에서 중요하고, 필라멘트절단 또는 비산물의 형성과 생산성 및 질에 영향을 주므로, 날카로운 단부를 가진 필라멘트의 상단부의 형태가 매우 중요하다.

원형단면을 갖는 필라멘트의 경우에 물리적 성질에 대핸 상단부 형태의 영향을 제17도 및 제18도를 참조하여 이하 설명한다. 제17(a)도에 도시된 바와 같이 원추형을 갖는 상단부의 경우에서, 그 상단부는 날카롭고 동시에, 직경 D와 단면적 S_A는 제18도에서 보여준 바와 같이 점차적으로 감소된다. 따라서, 상단부부분의 길이가 증가되면, 필라멘트의 절단 또는 비산물의 형성이 일어난다. 반대로, 제17(b)도에서 보여준 바와 같이 경사적으로 절단된 원주형태를 갖는 상단부의 경우에서, 그 상단부는 날카로우나, 제18도에 도시된 바와 같이 상단부 길이 ℓ이 증가되면, 단면적 S_B는 제17(a)도에서 보여준 바와 같은 원추형 상단부를 갖는 필라멘트의 것보다 크고 필라멘트의 절단과 비산물의 형성이 조절된다. 상단부가 날카로운때, 단면의 형태를 끝쪽으로 더욱 날카로와지고 비원형성의 정도가 증가한다. 따라서, 단면적은 크고 필라멘트는 끝으로부터 같은 거리에서 비교할때 원추형 상단부의 원형단면의 경우보다 높은 탄성을 가지며, 따라서 촉감이 같은 단면적의 원추형 상단부의 경우보다 더 부드럽고 미끄럽다.

본 발명에서, 제17(b)도에서 보여준 바와 같이 상단부의 형태는 필라멘트 축방향에서의 상단부의 경사각 α에 의해 정의된다. 본 발명의 필라멘트에서, 절단상단부의 경사각 α를 70°이하로 하기 위해서 일단부를 경사적으로 절단시키는 것이 절대 필요하다. 각 α가 작으면 작을수록 상단부가 날카롭게 되고 비원형 정도가 크게 되어, 필라멘트가 촉감이 부드럽고 매끄럽게 된다. 그러나, 만약 경사각이 너무 작으면 단면적은 감소되고, 필라멘트의 절단 또는 비산물질의 형성이 일어난다. 필라멘트의 절단 또는 비산물질의 형성을 조절하기 위해서, 상단부의 경사각이 α

5°범위인 것이 바람직하다. 다른 한편, 촉감이 부드러운 것을 얻기 위해서는, 상단부의 경사각 α가 α

5°의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 상단부의 경사각이 5°

α

30°의 범위인 것이다. 이 경우에, 촉감이 부드럽고 방적상과 같은 우수한 후처리 적합성을 가지는 경사적으로 절단된 단부를 갖는 필라멘트가 얻어진다.

상기 언급한 방식으로 필라멘트를 절단함에 의해 얻어진 본 발명의 필라멘트의 상단부가 제20도에 상세히 도시되어 있다.

제20(a)도에서, 필라멘트의 상단부는 균일한 경사각 α를 갖는 일평면의 단면을 가지지만 제20(b)도, 제20(c)도, 제20(d), 제20(e)도에 도시된 필라멘트의 경우에는, 상단부의 단면은 경사각 α의 일평면을 갖으나, 그 평면의 기부에, 필라멘트축에 대해 직각의 절단면 또는 겅사각 α에 반대방향으로 경사진 절단면을 가진다.

제20(f)도에 도시된 필라멘트에서는, 필라멘트의 상단부가 필라멘트축 쪽으로 동일한 방향으로 경사진 2개의 불연속 절단면과 그 두 절단면들 사이에 형성된 면을 가진다. 예를 들면, 3-데니어 아크릴 필라멘트(카시밀론

, 아사히 가세이 고교 가부시기 가이샤 제품)을 본 발명에 따라 절단한때, 절단 필라멘트의 상단부 형태의 발생빈도는 (A)>(B)>(D)>(F)로 표시되고 절단필라멘트의 대부분에서, 각 α는 5°

α

30°범위내에 포함된다. 15-데니어 필라멘트가 절단될때, 형태(B)의 발생빈도가 가장 높으며, 절단필라멘트의 대부분의 상단부는 상단부형태 (B)와 (A)를 가지며 각 α가 5°

α

30°의 범위이다. 3-데니어 큐프라 필라멘트(벰베르그, 아사히 가세이 고교 가부시기 가이샤 제품)의 경우, 절단필라멘트의 대부분은 형태(A)의 상단부를 가지며 절단필라멘트의 대부분에서, 각 α는 30°

α

50°범위이다.

제21도는 아크릴섬유(카시밀론)가 각종 온도의 냉각매체와 접촉되면서 100mg/d의 하중하에 절단된때 관찰된 불연속 필라멘트 다발에서 경사적으로 절단된 단부를 갖는 단일 필라멘트의 빈도와 냉각매체의 온도와의 상기 관계를 보여주는 도표이다. 이 도표로부터 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에서, 불연속 필라멘트 다발내 날카로운 단부를 가진 필라멘트들의 혼합비는 의도하는 용도에 따라 적절히 조정될 수 있다. 즉, 낮은 수준으로부터 100%까지의 범위내 임의의 혼합비를 갖는 불연속 필라멘트 다발이 본 발명에 따라 임의로 제공될 수 있다.

본 발명의 필라멘트는 단독적으로 또는 다른 공지의 필라멘트와 함께 사용될 수 있다. 통상적으로, 본 발명의 날카로운 단부를 가진 필라멘트의 함량은 적어도 15%인 것이 바람직하다. 혼합은 방적단계에서 행해질 수 있다. 또한, 필라멘트 다발내 각개 단일필라멘트가 본 발명 방법에 따라 -5℃ 이하의 온도로 유지된 매체와의 접촉시 또는 그 직후 연신력 또는 전단력에 의해 절단되는 경우, 냉각매체의 온도에 따라 결정되는 함량으로 본 발명의 날카로운 단부를 가진 필라멘트를 함유하는 불연속 필라멘트 다발의 얻어질 수 있다. 만약 냉각매체의 온도가 -5℃보다 높다면, 제19도에 도시된 바와같이 절단단부의 대부분은 원주형태를 갖는다. 본 발명의 날카로운 단부를 가진 필라멘트의 혼합비를 적절히 변화시킴에 의해서, 제품의 촉감과 탄성이 임의의 변경될 수 있다.

본 발명의 필라멘트는 비스듬히 절단된 날카로운 단부를 적어도 일단에 가지고 있다. 따라서 본 발명의 필라멘트는 촉감이 부드럽고 탄성이 좋다. 또한, 후처리 단계에서의 절단발생 또는 비산물의 형성이 종래의 날카로운 단부를 가진 필라멘트와 비교하여 많이 감소된다. 필라멘트가 냉각매체로 냉각하고 냉각매체의 온도를 적절히 변화시킴에 의해 제조될때, 각종 슬라이버 예를 들면, 균일한 단면의 통상의 연속 필라멘트 다발 및 의도하는 용도에 따라 매우 낮은 비로부터 100% 까지의 범위내에서 날카로운 단부를 가진 필라멘트 혼합비를 가지는 불연속 필라멘트 다발을 제조하는 것이 가능하다. 날카로운 단부를 가지는 필라멘트를 적어도 15%를 함유하는 방적사는 촉감이 부드럽고 탄성이 풍부한 제품을 제공할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면에 예시된 구체예에 따라 이하 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 일구체예를 설명하는 공정 도식도이다. 일정한 폭과 균일한 두께의 각개 필라멘트들로 분할된 연속 필라멘트 다발(1)이 공급되고, 백로울러(7)과 프론트로울러(8) 사이에 배치된 저온탱크(2)에서 -5℃보다 낮은 온도록 유지된 냉각매체와 접촉되며, 그리하여 필라멘트의 강도가 증가되고 신도가 감소된다. 동시에, 그 필라멘트 다발을 그 다발에 인장응력을 부여하여 연신시키고 절단시키며 불연속 필라멘트 다발(3)이 형성된다. 그 필라멘트들에 크림퍼(crimper)(4)와 (5)에 의해 크림프를 형성시키고, 얻어진 다발을 캔(6)에 넣는다.

제2도에 도시된 구체예에서는, 보조절단 장치(10)이 중간 로울러(9)와 프론트 로울러(8) 사이에 배치된다. 이 예에서, 연속필라멘트 다발은 백로울러(7)과 중간로울러(9) 사이에 배치된 저온탱크(2)에서 냉각매체와 접촉되고, 그 직후, 그 필라멘트를 보조절단장치(10)으로 절단하여 불연속 필라멘트 다발(3)을 형성한다.

제2도는 임의의 수축도를 갖는 불연속 필라멘트 다발(3)의 제조에 적합한 구체예의 공정도식도이다. 이예에서, 불연속 필라멘트 다발(1)이 백로울러(7)과 중간로울러(9) 사이에 배치된 1쌍의 상하부 열판(11)에 의해 가열·연화되며, 동시에, 그 다발이 미리 정해진 수축도를 얻는데 적합한 연신비로 연신된다. 다음, 그 다발을 중간로울러(9)와 프론트 로울러(8) 사이에 배치된 저온탱크(2)에서 -5℃ 이하 온도로 유지된 냉각매체와 접촉시킴과 동시에 1쌍의 로울러들에 의해 인장응력을 그 다발에 부여하여 필라멘트를 절단하고 불연속 필라멘트 다발(3)을 형성한다.

제4도는 필라멘트를 크림프 보유상태에서 절단시키는 구체예를 보여주는 공정도식도이다. 일정한 폭과 균일한 두께는 갖는 각개 필라멘트가 분리되어 있는 크림프를 가지며 단일필라멘트 다발(31)이 원래의 크림프(32)를 회복, 발현시키면서 그 필라멘트 다발을 저온탱크(33)으로 공급시키도록 백로울러(36)에 의해 초과공급되고, 그 다발이 저온탱크(33)에서 -20℃ 이하 온도로 유지된 냉각매체와 접촉된다. 그리하여 필라멘트의 강도가 증가되고 신도가 거의 0으로 감소되고 크림프는 고정된다. 다음, 소정의 절단드라프트를 중간로울러(37)과 절단로울러(38) 사이에서 슬라이버에 부여하여 고정된 크림프에 전단응력 또는 집중응력을 생성시키고 단일필라멘트를 절단하며, 얻어진 불연속 필라멘트 다발(34)를 프론트로울러(39)에 의해연신시키고 캔(35)에 넣는다.

제5도는 크림프되지 않거나 또는 약하게 크림프된 연속 필라멘트 다발(31)에 적당한 크림프(32)를 부여하도록 크림퍼(40)이 백로울러(36)과 중간로울러(37)에 배치되고 필라멘트 다발이 저온탱크(33)에 공급되고 절단 드라프트가 중간로울러(37)과 절단로울러(38) 사이에서 그 다발에 부여되어 필라멘트를 절단시키고 불연속 필라멘트 다발(34)을 형성하는 예를 나타내는 공정도식도이다.

제6도는 임의의 수축도를 갖는 불연속 필라멘트 다발(34)를 제조하는데 적합한 예를 나타내는 공정도식도이다. 이 예에서, 연속 필라멘트 다발(31)이 백로울러(36)과 연신로울러(41) 사이에 배치된 1쌍의 상하부 열판(42)에 의해 가열 및 연화되고, 동시에, 미리 정해진 수축도를 얻는데 적당한 연신비로 그 다발을 연신시킨다. 그후, 크림프(32)를 크림퍼(40)에 의해 필라멘트에 부여하고, 필라멘트 다발을 저온탱크(33)에 공급하고, 소정의 절단드라프트를 중간로울러(37)과 절단로울러(38) 사이에 부여하여, 고정된 크림프에 전단응력 또는 집중응력을 생성시키고 단일 필라멘트를 절단시킨다. 형성된 불연속 필라멘트 다발(34)를 캔(35)에 넣는다.

제7도는 직접방적공정의 구체예를 설명하는 공정도식도이다. 이 예에서, 연속필라멘트 다발(21)이 공급되고 백로울러(27)과 중간로울러(28) 사이에 배치된 저온탱크(22)에서 -5℃ 이하 온도로 유지된 냉각매체와 접촉되고, 그 필라멘트들이 중간로울러(28)과 프론트 로울러(29) 사이에서 연신 및 절단되어 불연속 필라멘트 다발(23)을 형성한다. 그 다발은 링트레블러 시스템에 다라 가연되어 방적사(24)를 형성하고 그방적사(24)는 종이스풀(25)상에 권치된다. 한편, 참조번호 (26)과 (30)은 각각 에프론밴드와 스네일 와이어 가이드를 나타낸다.

본 발명에서의 연신-절단을 위해, 아래와 같은 시판 연신-절단장치가 이용될 수 있다. 즉, 예를 들면, TR-WII형, TR-WIII형, TR-WIV형 (일본의 OM 메뉴펙춰링 컴페니사 제품)과 같은 OM토우 리엑터 ; TR-CIII형과 같은 OM 슬라이버 리엑터(일본의 OM 메뉴펙춰링 컴페니사 제품) ; 671형, 671-S형, 673형, 675형, 670형, 677형, 770형과 같은 세이델 토우-톱 시스템(독일의 세이달 컴페니사 제품) ; MS-T19형, MST 9형, MST 10형과 같은 테마텍스 컨버터(이태리의 테마텍스 컴페니 제품) ; 970형과 같은 듀라니트레 컨버터(벨기에의 듀라니트레 컴페니 제품) ; 터브폴리-브레이커 및 터보 스테이플러와 같은 터보 컨버터(미국의 터보 컴페니 제품) ; 토레이 스테이플러 EJ-TR과 같은 호와 컨버터(일본의 호와 인더스트리알 컴페니 제품)과 이용될 수 있다.

본 발명을 실시예들로서 이하 상세하 설명한다. 여기에 언급된 각종 성질을 다음과 같이 측정되었다.

단일필라멘트 데니어 : JIS(일본 공업규격) L 1074; 인장강도 : JIS L 1069; 인장강도 : JIS L 1069 ; 루우프 강도 : JIS L 1069 ; 루우프신도 : JIS ; 1069 ; 수축도 : 듀퐁 기술정보 "OR LON" 회보 OR-112 ; 평행도 : 린슬리(Lindsley) 방법 ; U% : 우스터균제도 테스터(젤베거 컴페니) ; 크림프수 : JIS L 1074 : 권축도(curliness) : JIS ; 1074.

[실시예 1]

3데니어 폴리아크릴로니트릴 필라멘트로 된 500, 000데니어 토우를 제1도에 도시된 장치에 셋트하고 하기 조건하게 방적하였다.

냉 각 매 체 : 질소가스 절단드라프트비 : 2.04

저온탱크내온도 : -50℃ 방 적 속 도 : 100m/분

체 류 시 간 : 30초

비교를 위해, 상기 토우를 OM 토우 리엑터(OM 매뉴팩츄어링 컴페니에서 제조판매)에 셋트하고 하기조건하에 방적하였다.

열 판 온 도 : 120℃ 전체드라프트비(절단드라프트비) : 6.51(2.53)

열 연 신 비 : 1.218 방 적 속 도 : 100m/분

얻어진 결과들을 위해서 얻어진 결과들과 비교하였다.

상기 3데니어 필라멘트를 70-127mm 길이의 스테이플 호이버로 절단하였고, 그 스테이플 화이버를 카아드-방적단계에서 로울러 카아드에 공급하고 하기 조건으로 방적하였다.

방 적 속 도 : 30m/분

슬라이버의 작업성 및 물리적 성질을 위해서 얻어진 결과와 비교하였다.

[표 1]

[표 2]

통상의 방적공정에 의해 상기 슬라이어버들(토우 리엑터의 경우에는 슬라이버에 크림프를 형성시키고 이완셋팅처리했음)로부터 제조된 링 방적사 및 제품을 비교하였다.

[표 3]

전체 데니어 500, 000의 토우를 -50℃로 유지된냉각 매체와 접촉시켰을 때, 그 토우는 2.04의 절단 드라프트비에서 절단되었으나, 토우 리엑터를 사용한 통사의 방법에 따라 1.218의 연신비로 열연신한 후에는 2.1이하의 절단 드라프트비에서 절단되지 않았다.

또한, 비산물 또는 폐설물의 발생이 감소되었고 그 양도 통상의 카아드 방법에서 보다 적었다. 또한, 얻어진 슬라이버는 낮은 수축도를 가졌고, 트우 리엑터 방법에서는 절대 필요한 이완 셋팅이 필요없었다. 본 발명에 따라 얻어진 슬라이버는 U%, 평행도, 넵(nep) 발생도의 점에서 카아드 방법에 따라 얻어진 슬라이버 보다 더 우수하였고 제조속도 역시 카아드 방법에서 보다 높았다.

사의 성질에 있어서, 필라멘트 손상이 토우 리엑터를 사용한 통상의 방법과 비교하여 본 발명의 공정에서 감소되었고, 번수-강도정수(定數)가 토우 리엑터방법에서 보다 높았으며, 본 발명의 공정에 따라 얻어진 사는 U% 및 결점 방지의 점에서 카아드 방법에 따라 얻어진 사에서보다 매우 양호하다. 더우기 본 발명에 따라 얻어진 제품은 카아드 방법에 따라 얻어진 제품과 비교하여 탄성, 염색성 및 열 연마기에 의 적응성에서 우수 하였다.

[실시예 2]

3데니어 폴리아크릴로니트릴 필라멘트로된 500, 000데니어 토우를 제3도를 도시된 장치에서 하기 조건하에 방적하였다.

* 본 발명의 조건 * 토우 리엑터의 조건

열판 온도 : 120℃ 열판 온도 : 120℃

냉각매체 : 질소가스 전체드라프트비 : 6.51

저온탱크내 온도 : -50℃ (절단드라프트비) (2.53)

체류시간 : 30초 연신-절단지역의 온도 : 20℃

절단드라프트비 : 2.04 방적속도 : 100m/분

방적속도 : 100m/분

열판에서의 열연신비 및 얻어진 슬라이버의 수축도를 토우리엑터를 사용하는 통상의 방법에서의 것과 비교하였다. 얻어진 결과는 제8도에 나타내었다. 통상의 방법(곡선 D)에서, 연신-절단이 열연신후 수행되었기 때문에 단일 필라멘트는 절단신도점까지 연신되어야 했고 따라서 연신-절단에 의한 수축이 열연신에 의한 수축에 추가되었다. 따라서, 열연신비가 비교적 높은 범위에서 수축도는 열연신비에 비례하였으나, 열연신비가 낮은 때에서 소정값보다 낮은 수축도가 상기 부가 수축때문에 얻어질 수 없었다. 따라서, 얻어질 수 있는 수축도의 범위는 비교적 좁았다. 대조적으로, 본 발명(곡선 C)에서, 수축도는 열연신비와 비례하여 최대 수준까지 증가되었으며, 최적 수축도를 갖는 슬라이버가 본 발명에 따라 쉽게 얻어질 수 있음을 확인 되었다.

[실시예 3]

3데니어 폴리에스터 필라멘트로된 450,000데니어 토우를 제2도에 도시된 장치에 셋트하고 하기 조건하에 방적하였다.

냉각 매체 : 질소가스 절단드라프트비 : 2.50

저온탱크내 온도 : -100℃ 방적속도 : 100m/분

체류시간 : 45초

상기 토우를 OM토우 리엑터에 셋트하고 하기 조건하에 방적하였다.

열연신온도 : 140℃ (절단드라프트비) : (2.56)

열연신비 : 1.281, 1.457 또는 1.689 연신-절단지역의 온도 : 20℃

전체드라프트비 : 6.52

이 결과들을 위에서 얻어진 결과들과 비교하였다.

상기 3데이어 필라멘트들을 70-127mm길이의 스테이플 화이버로 절단하였고, 그 스페이플 화이버를 카아드-방적단계에서 로울러 카아드에 공급하고 하기 조건하에 방적하였다.

방적속도 : 30m/분

이 방법을, 방적성, 단일 필라멘트의 물리적성질, 및 슬라이버품질의 점에서 본 발명의 상기 방법과 비교하였다.

[표 4]

[표 5]

출발 필라멘트인 3데니어 폴리에스터 필라멘트의 성질

인장강도(g/d) : 5.1 루우프강도(g/d) : 8.6

인장신도(%) : 57 루우프신도(%) : 44

폴리에스터 필라멘트는 높은 강도와 신도를 가지고 있다. 따라서, 통상의 토우 리엑터 방법에서, 열연신온도 및 열연신비를 증가 시키지 않고는 연신-절단이 불가능하였다. 대조적으로, 본 발명에 따라 2.50의 낮은 절단 드라프트비에서도 절단이 가능하였다. 더우기 본 발명에 따라 얻어진 슬라이버는 평행도 및 넵 발생 방지의 점에서 통상의 카아드 방법에 따라 얻어진 슬라이버 보다 매우 우수하였다.

폴리에스터 필라멘트가 통상의 토우 리엑터 방법에서와 같이 열연신될때, 결정화가 일어나 인장신호 뿐만 아니라 루우프강도 및 신도가 감소되고, 그 결과 필라멘트가 부서지기 쉽게된다. 따라서, 토우 리엑터 방법에서, 폴리에스터 필라멘트를 열연신 처리수 110℃에서 이완 셋텅처리를 하여도 그 필라멘트의 물리적 성질은 회복될 수 없다. 대조적으로, 본 발명에서, 상당한 수축이 일어나지 않고 물리적 성질의 감소도 일어나지 않는다. 또한, 높은 품질의 슬라이버가 고속으로 제조될 수 있다.

[실시예 4]

3데니어 폴리아크릴로니트릴 필라멘트로된 500, 000데니어 토우를 제4도에 도시된 장치에 셋트하고 하기조건하에 방적하였다.

크림프수 : 인치(2.54cm)당 12개(권측도 : 13%, 크림프각 60°

θ

120°)

초과공급비 : 8% 체류시간 : 45초

냉각매체 : 질소가스 절단드라프트비 : 2.08

저온탱크내온도 : -100℃ 방적속도 : 100m/분

상기 토우를 OM토우 리엑터(OM매뉴팩츄어링 컴페니에서 제조판매)에 셋트하고 하기 조건하에 방적하였다.

열판온도 : 120℃ (절단 드라프트비) : (2.53)

열연신비 : 1.218 연신-절단지역의 온도 : 20℃

체류시간 : 6초 방적속도 : 100m/분

전체드라프트비 : 6.51

얻어진 결과를 위에서 얻어진 결과와 비교하였다.

상기 3데니어 필라멘트를 70-127mm길이의 스테이플 화이버로 절단하였고, 그 스테이플 화이버를 카아드-방적단계에서 로울러 카아드에 공급하여 하기 조건하에 방적하였다.

방적속도 :30m/분

이 방법으로 작업성 및 슬라이버의 성질의 점에서 본 발명의 상기 방법과 비교 하였다.

[표 6]

[표 7]

통상의 방적 공정에 의해 상기 슬라이버(토우 리엑터의 경우 그 슬라이버를 권축 및 이완 셋팅처리함)로 부터 제조된 링방적사 및 제품들을 비교하였다.

[표 8]

전체 데니어 500,000의 토우를 -100℃로 유지된 냉각 매체와 접촉시킨때, 그 토우는 8%초과 공급후에도 2.08의 절단 드라프트비에서 절단될 수 있으나, 토우 리엑터를 사용한 통상의 방법에 따라 1.218의 연신비로 열연신된 후에는 2.1이하의 절단 드라프트비에서 절단될 수 없었다. 또한, 플라이 또는 폐설물의 발생이 감소되고 그의 양도 통상의 카아드 방법에서 보다 적었다. 또한, 얻어진 슬라이버를 낮은 수축도를 가졌고, 원래의 크림프가 유지되었고, 토우 리엑터 방법에서 크림프 고정에 필요하였던 이완셋팅 작업이 필요없었다.

본 발명에 따라 얻어진 슬라이버는 U%, 평행도 및 넵형성의 점에서 카아드 방법에 의해 얻어진 수축없는 슬라이버 보다 매우 우수하였다. 또한, 제조 속도 역시 카아드 방법에서 보다 높았다.

사의 성질에 있어서, 필아멘트 손상이 토우 리엑터를 사용한 통상의 방법과 비교하여 본 발명의 방법에 서는 감소되었고, 번수-강도정수가 토우 리엑터 방법에서 보다 높았으며, 본 발명에 의해 얻어진 사가 U% 및 결함 방지의 점에서 카아드 방법에 의해 얻어진 사보다 우수하였다. 또한, 본 발명에 따라 얻어진 제품이 탄성, 염색성 및 열연마기에의 적합성의 점에서 카아드 방법에 따라 얻어진 제품보다 우수하였다.

[실시예 5]

절단에 필요한 인장력에 대하여 본 발명의 방법과 통상의 방법을 비교하기 위해, 3데니어 폴리아크릴로니트릴 필라멘트(2.54cm당 크림프수 : 12, 크림프각도 : 60°

θ

120°)로 된 300데니어 슬라이버를 하기 조건하게 "텐실론"테스터로 신장하여 S-S곡선을 얻었다. 얻어진 결과를 제13도에 나타내었다.

* 통상의 방법 : 슬라이버의 20℃온도에서 연신 절단함(곡선 C)

* 본 발명의 방법 : 단일 필라멘트의 슬라이버를 종방향으로 10%만큼 이완시키고, 크림프가 나타난 상태에서, -100℃의 질소가스로 45초간 냉각시킨 다음 연신 절단함(곡선 A). 또한, 크림프가 장력부여에 의해 펴진 상태에서 슬라이버를 45초간 -100℃로 냉각 시킨다음 연신 절단함(곡선 B).

[실시예 6]

실시예 5에 사용된 것과 동일한 슬라이버 샘플을, 크림프가 나타나고 -100℃의 질소 가스로 냉각시킴에 의해 고정된 상태, 또는 크림프가 펴진 상태에서 질소가스로 냉각시켰고, 냉각온도, 절단에 필요한 인장력 및 절단온도에서의 수축도 사이의 관계를 시험하였다. 얻어진 결과를 제14 및 15도에 나타내었다.

* 본 발명의 방법 : 슬라이버를 10% 이완시킴에 의해 크림프가 나타난 상태에서 45초간 냉각시킨 다음 연신 절단함(제14도의 곡선 A).

* 비교 방법 : 슬라이버를 크림프가 펴진 상태에서 45초간 냉각시킨 다음, 연신 절단함(제14도의 곡선B).

상기 결과들로 부터, 슬라이버가 냉각매체와 접촉될때 매우 낮은 절단 드라프트비에서 절단이 가능하고 상당한 수축성이 나타나지 않음이 쉽게 이해될 것이다. 또한, 크림프가 고정된 상태에서 슬라이버에 절단드라프트가 주어진때, 절단이 매우 적은 인장력에 의해 가능하고 수축성이 매우 낮은 수준으로 조절되는 것이 이해될 것이다.

[실시예 7]

실시예 5에서 사용된 것과 동일한 토우 샘플을 초과 공급하고 -100℃의 질소 가스로 냉각시켜 크림프를 고정시켰으며, 절단에 필요한 인장력과 초과공급비 사이의 관계를 시험하였다. 얻어진 결과를 제16도에 나타내었다.

[실시예 8]

3데니어 폴리아크릴로니트릴 필라멘트로된 500, 000데니어 토우를 제4도에 도시한 장치에 셋트하고, 0∼120℃로 유지된 냉각 매체와 접촉시킨 다음, 절단하고 하기 조건하에 방적하였다.

냉각매체 : 질소가스 체류시간 : 20초

저온탱크내온도 : 0∼-120℃ 방적속도 : 100m/분

절단드라프트비 : 2.52

얻어진 불연속 필라멘트들을 특성, 물리적 성질 및 작업성에 대하여 비교하였다.

[표 9]

[표 10]

통상의 방적공정에 의해 상기 슬라이버들로 부터 제조된 링 방적사 및 제품을 시험하였다. 방적사의 번수는 1/30Nm이었다.

[표 11]

×거칠고 단단함

0 : 약간 부드럽고 약간 탄성있음

◎ : 부드럽고, 탄성이 많음

상기 결과들로 부터 전체 데니어 500,000이고 균일한 단면을 갖는 토우를 -5℃이하의 온도로 유지된 냉각매체와 접촉시킨때, 드라프트성질이 증진되고 단섬유, 플라이의 형성이 감소되며, U%가 증진됨을 볼 수 있다. 또한, 우수한 품질의 슬라이버가 고속으로 제조될 수 있다.

더우기, 사 성질들에 관하여 각종 잇점들이 얻어진다. 예를들어, 수축도가 감소되고, 신도가 증가되며 강도가 충분하다. 더우기, 제품에 있어서, 경사지게 절단된 원주형 필라멘프들의 혼합비가 높으면 높을수록 잔여 크림프의 수가 많게되고 촉감이 양호하게 된다.

[실시예 9]

200본의 3데이너 아크릴 필라멘트(캐시밀론), 200본의 15데니어 아크릴 필라멘트(캐시밀론), 및 200본의 3데니어 큐프라 필라멘트(벱베르그)로 각각 이루어진 연속 필라멘트 슬라이버들을 -80℃의 온도에서 20초간 냉각시킨 다음, 연신력을 가함에 의해 절단하였다. 경사지게 절단된 원주상 필라멘트의 발생 빈도수, 절단면의 형태, 상단부의 각도를 시험하였고, 얻어진 결과를 표 12에서 나타내었다.

[표 12]

표 12에서 도시된 결과로 부터, 하기 사항을 알 수 있다.

아크릴 필라멘트(캐시밀론)의 경우, 냉각매체의 온도가 -80℃일때, 경사지게 절단된 원주형 필라멘트들의 발생 빈도수가 90%이상 이었고 이 빈도수는 3데니어 필라멘트의 경우보다 15데니어 필라멘트의 경우에 더 높았다. 더우기, 절단면들은 3데니어 필라덴트의 경우보다 15데니어 필라멘트의 경우 더 평활하였다. 3데니어 필라멘트 및 15데니어 필라멘트 모두의 경우, 상단부 각도 α는 5°

α

30°범위이었고 절단단부들의 대부분이 제20(a)도 및 제20(b)도에 도시된 형태를 가졌다. 또한 매끄럽고 부드러운 촉감과 높은 탄성의 고품질의 제품이 안정되게 얻어질 수 있었다.

큐프라 필라멘트(벰베르그)의 경우, 냉각 매체의 온도가 -80℃일때, 경사지게 절단된 원주상 필라멘트의 발생 빈도수가 90%만큼 높았고 절단면들이 평활하였다. 더우기, 상단부 각도 α는 5°

α

30°이었고, 제20(a)도에 도시된 절단단부 형태를 갖는 필라멘트들이 안정되게 얻어질 수 있었다.

Claims (11)

1. 크림프 보유 상태로 냉각지역에서 -20℃보다 낮은 온도로 유지된 냉각매체를 연속 필라멘트 다발에 접촉시키는 동안 또는 그직후, 크림프를 아크릴 타입 합성섬유로 구성된 연속 필라멘트 다발에 연신력또는 전단력을 부여하여, 필라멘트 다발을 구성하는 각개 단일 필라멘트를 절단시키는 것을 포함 아크릴타입 합성섬유로 구성된 불연속 필라멘트 다발의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 매체가 기체 또는 액체 암모니아, 이산화탄소, 공기, 산소, 질소; 알콜류 또는 에테르류와 고체탄화무수물의 혼합물; 염화물, 질화물 및 황화물과 얼음의 혼합물; 및 전기전 냉각 수단으로 부터 선택되는 방법.
3. 제1항에 있어서, 크림프의 각도 θ가 0°<θ

   

   120°범위인 방법.
4. 제3항에 있어서, 각도 θ가 10°<θ

   

   120°범위인 방법.
5. 제1항에 있어서, 매체가 -40C이하 온도로 유지되는 방법.
6. 제5항에 있어서, 매체가 -80℃이하 온도로 유지되는 방법.
7. 필라멘트의 축방향에 비스듬히 절단된 날카로운 단부가 필라멘트의 적어도 일단에 형성되고, 필라멘트에 대한 절단 상단부의 경사각 α가 70°보다 작은, 날카로운 단부를 가진 필라멘트.
8. 제7항에 있어서, 각 α가 5°보다 작지않은 필라멘트.
9. 제7항에 있어서, 각 α가 45°보다 크지 않은 필라멘트.
10. 제9항에 있어서, 각 α가 5°내지 30° 범위인 필라멘트.
11. 필라멘트 축방향에 대해 비스듬히 절단된 날카로운 단부를 적어도 일단에 가지고 있고 필라멘트축에 대한 절단 상단부의 경사각 α가 70°보다 작게된 날카로운 단부를 가진 필라멘트를 적어도 15%함유하는 방적사.

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