KR850001669B1 - 꾜임이 없는 멀티 필라멘트 합성사 및 이를 제조하는 방법과 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사 및 이를 제조하는 방법과 장치

제1도는 본 발명 장치의 구체적 예시도.

제2도는 분사 장치를 통과한 실의 형태를 확대하여 도시한 도면이다.

제3도는 공정이 끝난 실의 형태를 확대하여 도시한 도면이다.

본 발명은 합성사(synthetic yarn), 특히 실제로는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트(multi-filament) 합성사 및 이를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.

다음 명세서 중에 "실(yarn)"이란 단어는 아주 광범위한 섬유의 의미로 사용되며 또한 실과 유사한 구조를 갖고 있는 모든 것을 내포하고 있다. 직물 및 편물 조직을 형성하는 모든 형태의 실들 뿐만 아니라 바느질실과 같은 이중사도 포함하고 있으며 또한 끈, 삼 노끈(twine), 밧줄과 같이 실과 비슷한 형태를 한 구조물도 포함하는 것으로 알려져 있다.

다수의 필라멘트들이 함께 꼬여서 이루어진 하나하나의 가닥들이 여러개 모여 형성된 실을 제조하므로써 요구하는 선밀도를 갖고 있는 실을 얻을 수 있게 되었다. 꼬는 작용은 필라멘트들이 실을 구성하여 일정한 크기의 지름과 사실상 매끄러운 바깥면을 갖고 있는 통합된 구조를 형성하도록 한다.

이렇게 꼬인 구조를 형성하는데 필요한 조작들은 그들의 부수적 요인들에 따라서 다단게 공정의 사용을 요구하며 그 결과로 꼬인 실을 제조하려면 생산하는데 비교적 많은 시간이 소모되고 품질 관리를 엄격히 해야하는 결점이 있다.

꼬지 않은 실이 갖고 있는 장점들 때문에 이러한 실을 생산하려는 많은 시도들이 이루어지고 있는데 가장 일반적인 방법은 어떤 형태의 점착성 물질을 삽입시키므로써 실을 이루고 있는 구성요소들이 서로 서로 달라붙도록 하는 것이다.

때로는 높은 온도에서 점착성을 갖는 물질 몇 방울을 실의 구성 요소 모두 혹은 몇개에 묻히고 그 다음에 이 실을 가열하므로써 점착성 물질이 녹아 부근요소들이 서로 부착되도록 할 수 있다. 또 한가지 방법은 실의 구성 요소중 하나를 녹는 점이 낮은 물질로 만들고 그 다음에 적당한 수의 구성요소들을 함께 모은 다음 이렇게 형성된 실을 가열하므로써 녹는점이 낮은 물질로 된 실의 가닥이 녹아서 기타 다른 가닥들을 결합시키는 접착제로써 작용하도록 하는 것이다.

이러한 모든 방법들을 사용하여 꼬임이 없는 실을 제조하는 경우에는, 실들이 뻣뻣하게 되는 단점이 있는데 그 까닭은 적당한 결합성을 주기 위해 사용해야 하는 비교적 다량의 점착성 물질 혹은 녹는 점이 낮은 물질들 때문이다. 이는 실을 구부렸을때 실을 이루는 요소들이 서로 서로 매끄럽게 움직 일 수 없는데서 기인한 것으로 다시 말하면 실은 하나의 박층 구조로써라기 보다는 오히려 단단한 막대와 같이 작용하는 경향이 있다.

공지됨 단점들을 전혀 갖고 있지 않은 유연하고 꼬임이 없는 실을 제조할 수 있다면 당해 업계에 커다란 발전을 가져올 수 있을 것인데 바로 이러한 실을 제공하고 또 이러한 실을 제조하는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 따라서, 열가소성 물질로 된 적어도 두 개의 분리된 가닥들을 사용하며 사실상 꼬임이 없는 실운 제조하는 방법은 다음과 같이 이루어진다. 여러가닥 중 적어도 한가닥을 처리하여 특정한 물질로 된 가닥에 대해서 높은 온도에서 정상보다 높은 수축비를 갖도록 하고 이 가닥들을 여러가지 공급속도로 앞쪽으로 공급하는 동안이 가닥들이 난류유체와 만나게 하므로저 가닥들 위에 루우프(loops)가 생기고 이들이 뒤섞여 그 결과 혼합사(intermingled yarn)를 형성할 수 있도록 하고, 그 가닥들이 각각 다른 비율로 수축하면서 각각의 혼합사가 예정 길이를 유지하도록 하는데 충분한 온도가 될 때까지 일정양의 혼합사를 계속해서 가열하고, 그 다음에 앞에서 말한 각각의 혼합사를 예정 길이는 유지하면서 수축을 멈추는 온도 이하가 될때까지 냉각시킨다.

이때 유체는 액체이거나 혹은 기체일 수도 있다. 한 가닥이 평균보다 큰 수축비를 갖도록 하기 위한 처리방법으로는 연신처리(drawing treatment)가 있는데 이 방법은 열처리를 하든 하지 않든 특정한 물질로된 가닥에 대해서 평균보다 연신율이 크도록 하는 것이다. 연신율은 특정한 물질로 된 가닥에 대해서 정상보다 적어도 15%는 더 크다.

가열과 냉각은 가급적 연속 공정으로 실시하는 것이 좋다. 각각의 가닥은 여러개의 필라멘트로 구성되어 있으며 처음엔 어느 정도의 꼬임을 가질 수도 있다.

이 공정은 단지 두개의 가닥만을 사용하여 실시할 수도 있으나 셋 혹은 그 이상의 가닥들을 사용하는 것이 더 좋은데 적어도 한 가닥은 그 가닥을 이루고 있는 물질의 수축율이 정상보다 더 크도록 처리한 것이다.

실가닥의 재료는 예를들면 폴리에스테르나 혹은 플리아미드이며 이들은 이미 이 러한 물질의 정상적인 연신율보다 작은 비율로 연신된 것일 수도 있다. 실의 특정한 재료에 대한 정상적인 연신율이 1 : 1.7인 경우에 1 : 2.2의 비율로 잡아늘이면 충분히 연신된 것이라고 볼 수 있다.

이와 같은 연신율의 목적은 섭씨 180도이상의 온도에서 수축을 증가시키기 위한 것이다. 폴리레스테르실의 경우에 본 공정에서 사용하는 실가닥의 재료에 대한 바람직한 수축비는 12% 내지 18%의 범위 내에 있다.

본 방법을 수행하는테 필요한 장치는 원하는 연신율로 출발 가닥 물질을 잡아 늘이기 위한 연신기관(drawing means), 실을 이루는 요소들을 한데 모아서 혼합사를 형성하기 위한 혼합기관(interming means), 실이 혼합기관을 빠져나가는 속도에 대해서 여 러가지 서로 다른 공급 속도로 이 실을 혼합기관으로 보내주도록 배치되어 있는 공급기관(feeding means), 혼합사에 열을 가하기 위한 가열 기관, 가열기관에 의해서 열이 가해지고 그 다음에 이 실이 냉각되는 동안에 계속적으로 혼합사가 일정한 길이를 유지하도록 하는 기관 그리고 앞에서 말한 가열기관으로부터 이 실을 계속적으로 이동시키는 기관으로 이루어진다.

혼합기관은 실의 통로와 유체의 흡입통로를 갖고 있는 하나의 분사장치로 이루어진다. 이 유체는 난류를 형성하고 그 결과 난류와 실이 부딪쳐서 난류는 전방으로 이 실을 운반하게 되며 그동안 필라멘트들은 서로 겹쳐져서 루우프를 형성하는데 이러한 방식에 의하여 앞에서 말한 두개의 통로는 서로 만나게 된다.

이 분사 장치는 하나의 장벽(barrier)을 포함할 수도 있는데 이 장벽은 유체와 실이 만난후에 이 유체에 의해 실이 꽉 죄어질 수 있게금 배치돠어 있다. 이 분사 장치에 실의 통로와 유체 통로와의 관계를 변화시킬 수 있는 기관을 삽입해도 좋은데 그 삽입 위치는 분사장치의 극과 극 사이이다. 다시 말해서 이 제트가흡인 제트(aspirating jet)로, 즉 장치로 들어오는 실을 빨아들이는 제트로서 작동하는 위치와 단지 구동 제트(driving jet)로, 즉 실을 거의 흡인하지 않거나 전혀 흡인함이 없이 전방으로 실을 이동시킬 수사이이다. 이러한 있는 제트로서 작동하는 위치의 방식으로 작동이 일어날 수 있는 분사장치는 잘 알려져 있다.

실의 가닥들을 공급하기 위한 기관으로 공급 로울러(feed rollers)들 들 수 있는데 이것은 서로 다른 주변속도로 작동되게끔 배열되어 있다. 혼합사(intermingled yarn)에 열을 전달하고 또 일련의 혼합사가 연속 공정에 의하여 예정 길이를 계속 유지할 수 있도록 하는 기관들은 적어도 하나의 가열된 로울러를 함유하며 실은 이 가열 로울러 주위로 끌려간다. 이 가열된 로울러는 분리 로울(separator roll)과 결합하여 작동하든 홈이 파인 로울러일 수도 있으며 이때 실은 분리 로울 주위에 있는 가열된 로울러의 한쪽 홈으로부터 또 다른쪽 홈으로 이동하게 된다.

본 발명은 또 본 발명의 방법에 따라 형성된 실을 제공하는바, 이러한 실은 서로 뒤섞여 있는 적어도 두개의 멀티 필라멘트 가닥들로 이루어지며, 이 중 적어도 한가닥의 필라멘트들은 이 필라멘트들이 각각 따로 움직이지 못하도록 꼭 조여진 루우프들에 의해 형성된 식물의 눈 같이 생긴 일련의 돌기 부분들을 가지고 있어 이렇게 형성된 실은 단일 구조를 이루게되며 따라서 단일 구조를 이루고 있는 가닥들을 하나하나 별도로 분간하기는 어려운 것이다.

본 발명의 실을 몇개 모아서 꼬으면 겹쳐 꼬은실(plied yarn)을 형성할 수 있으며 이렇게 만든 겹쳐 꼬은실 몇개를 모아서 케이블 실(cabled yarn)을 형성할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된실을 사용하여 겹쳐 꼬거나 케이블 실을 형성하는 방법은 공지된 방법을 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명에 의한 장치의 응용가능한 구체적 실예는 제1도에 제시한 반도해적인 첨부도면으로 예시된다. 이 장치는 세가닥으로 된 실을 제조하는 것으로써 나타난다. 다른 수의 가닥으로 된 실을 제조할 수도 있는데 이러한 경우에 필요한 장치의 단 한가지 다른점이라면 가닥의 수에 따라서 공급 로울러와 연신 로울러의 수가 변한다는 것 뿐이다. 분사 장치를 통과하는 실의 형태는 제2도에 크게 확대하여 도시하였고 공정이 끝난 상태의 실의 길이는 제3도에 크게 확대하여 도시하였다. 도면을 단순화 시키기 위해서, 가닥들은 각각 단 한개의 필라멘트로 이루어져 있는 것처럼 나타내었다.

도면들 중에서 먼저 제1도를 살펴보면, (1),(2),(3)은 각각 서로 다른 가닥들을 나타내고 (4),(5),(6)은 이 실의 가닥들을 여러가지 공급속도로 전방으로 보내도록 배열되어 있는 한쌍의 공급로울러를 각각 나타낸다. 이 공급 로울러들은 한가닥에만 적용되는데 예를들면 (1)은 다른 가닥들의 공급율보다 낮은 율로 공급되도록 배열되는 것이 좋으며 출발속도보다 약간 빠를 수도 있다. 다른 가닥들 (2)와 (3)을 위한 공급 로울러들은 가닥들 (2)와 (3)을 서로 다르긴 하나 출발속도보다 상당히 빠른 속도로 공급하도록 배열되어 있다. (7),(8),(9)는 연신로울러를 나타낸다.

가닥들(2)와 (3)에 적당한 연실율은 정상보다 약 50% 더 높은 연신율을 제공하는데 충분한 것이다. 이러한 연신율은 가닥들이 잘 수축하는 성질을 갖도록 한다. (10)은 하나의 분사장치로 구성된 혼합기관을 나타내며 이 분사 장치는 공급 로울러로부터 나온 가닥들(1),(2),(3)을 받도록 배열되어 있는 통로(11)을 갖고 있다. (12)는 실가닥의 물질을 가소화시키는 온도보다 낮은 온도의 유체를 위한 흡입로를 나타낸다.

통로(11)의 위치는 분사장치의 몸체(10)내에서 변할 수 있다. 통로(11)의 위치는 변할 수 있으므로 이렇게 설치되어 있는 분사장치는 실을 제조할 목적으로 즉 실의 가닥들을 분사장치를 통하여 공급하기 위해서 통로(11)로 실을 잡아 당기는 흡인 제트로써 작용하거나 또는 실의 가닥들을 전방으로 공급하는 구동제트로써 작용할 수 있다.

(13)은 유체와 실이 만나서 실의 요소들이 서로 뒤섞이고 그 결과 혼합사(14)를 형성하게 되는 혼합구역을 나타낸다. (15)는 분사장치를 향해서 왔다 갔다 움직일 수 있는 장벽(barrier)을 나타낸다. 이 장벽은 분사장치의 작동에 유리한 효과를 가져다 준다.

(16)은 가열 로울러를 나타내고 (17)은 분리기 로울러를 나타낸다. (18)은 닙 로울러 (nip rollers)를 나타내며 이것의 기능은 분리기 로울러(17)과 닙 로울러 (18)사이에 위치한 실이 더이상 수축되지 않도록 이를 지탱하는 것인데 이 수축된 실은 더 이상 수축이 일어날 수 없는 온도까지 냉각구역(19)에서 냉각된다. (20)은 실감기 장치로 가는 도중에 있는 공정이 끝난 실을 나타낸다.

제2도에 예시한 가닥들은 분사장치를 지나간 실의 모양을 나타낸다. 가닥들은 여기 저기 서로 겹쳐서 루우프(21)들을 형성하고 있다.

제3도는 가닥들이 서로 다른 수축비로 수축이 일어난 후 최종 형태를 이루고 있는 실을 예시하고 있다. (22)는 가닥들이 수축되는 동안 루우프(21)들이 팽팽하게 잡아당겨지므로써 형성된 식물의 눈과 같은 모양의 돌기부분을 나타낸다.

앞에서 설명한 구체적인 장치의 작동에 대해서 살펴보면, 가닥들(1),(2),(3)이 연신 로울러(7),(8),(9)를 지나가는데 이때 가닥(2)와 (3)은 수축율이 높은 특성을 가지고 있다. 그 다음에 이가닥들은 여전히 따로 따로 분리되어 있는 상태에서 서로 다른 공급속도로 함께 통로(11)로 들어가며 분사장치(10)의 구동(驅動)작용(driving action)에 의하여 혼합구역(13)을 통과하는데 이 혼합구역 (13)내에서는 통로(12)를 통해 들어온 유체가 가닥들이 서로 뒤섞이게 하는 동시에 가닥을 이루고 있는 필라멘트들은 분사장치(10)의 작용에 의하여 아주 작은 간격으로 루우프(21)들을 형성하게 한다. 이렇게 형성된 혼합사(14)는 가닥들이 들어올 때의 속도보다 느린 속도로 분사장치(10)을 빠져나가서 장벽을 통과하여 가열 로울러(16)과 분리기 로울러로 향한다.

이러한 로울러들 주위를 통과할 때 로울러(16)과 로울러(17)에 있는 회선형(convoluted borm)의 각각의 실은 로울러(16)에 의해 가열되는 동안에 예정길이로 유지된다.

뒤섞여 있는 가닥들(1),(2),(3)은 각각 그것의 수축성에 따라서 수축하려 하나 로울러(16)과 로울러(17)에서 예정 길이로 유지되는데 이 가닥들은 뒤섞여 있는 필라멘트들이 수축하게끔 하는 장력이 그 내부에 생기기 때문에 서로 잡아 당겨진다.

이러한 작용은 루우프(21)들이 팽행하게 당겨져서 가닥들 위에 식물의 눈과 같은 돌기(22)들을 형성하게 한다. 마지막으로 가열로울러(16)을 떠난 수축된 실은 냉각구역(19)를 통과하여 닙 로울러(18)로 간다.

닙 로울러(18)은 로울러(17)과 로울러(18)사이에 있는 수축된 실이 더 이상 수축되지 않도록 지탱해주는데 이 수축된 실은 수축이 더이상 일어날 수 없는 온도까지 냉각구역(19)에서 냉각된다.

닙 로울러(18)을 떠난 실(20)은 이제 아주 안정한 상태이다. 서로 다른 가닥들 위의 돌기(22)들은 수축이 일어나는 동안 서로 작용하여 단단히 고착된다. 가장 많이 수축한 가닥(1)은 그 주위에 밀집해 있는 다른 가닥들이 중심가닥이 되려는 경향이 있다.

공정이 끝난 실은 꼬임이 없어도 요소들이 서로 분리되려는 경향은 나타내지 않고 실제로 균일한 횡단면과 어느정도의 유연성도 갖고 있는데 이는 식물의 눈같이 생긴 각각의 돌기들이 서로 엉켜서 그 가닥들 하나하나를 분간할 수는 없어도 어느 정도 조금씩은 서로 움직일 수 있기 때문이다. 이 방법을 수행하는데는 최소한의 조작과 품질관리가 요구되며 하나의 연속공정으로 실시 가능하다.

본 공정을 실시하는 실예를 다음에 기술하였다. 167d'tex(150데니어) 폴리에스테르사의 멀티-필라멘트 세개를 각각 조금씩 연신시켰더니 섭씨 150도에서 측정하였을 때 이들의 잔류 수축율은 12%-l8%였다.

도면에 예시한 장치를 사용하고 앞에서 기술한 바에 따라서 이 가닥들을 결합하여 뒤섞여 있는 구조를 만든다. 가닥(2)와 가닥(3)을 가닥(1)의 속도보다 각각 7.5%와 18% 빠른 속도로 분사장치 속으로 보내고 가닥(1)은 뒤섞여진 가닥들이 분사장치를 빠져 나가는 속도보다 4% 빠른 속도로 이 분사장치 속으로 공급하였다.

이 분사장치를 지나간 통합된 구조의 뒤섞인 가닥들은 로울러 시스템 주위를 통과하면서 섭씨 180도를 다소 초과하는 온도까지 가열되는데 이와 같은 온도까지 가열되면 이 가닥들은 각각 다른 비율로 수축하여 가닥(1)의 주위에 밀집해 있는 가닥들(2)와 (3)이 단단히 고착되었다. 그 다음에 이 구조를 냉각시켰는데 단단히 고착된 실은 안정한 상태가 되어 바느질의 일반적 용도에 적합한 실이 되었다. 이 실시예에서 본 장치를 빠져나가는 실의 속도는 150m/분 이었다.

공정이 끝난 실은 유연성이 있고 균일한 횡단면을 가지고 있으며 안정하여 가닥들이 따로 따로 분리되려는 경향은 나타내지 않았다.

Claims (10)

1. 열가소성 물질로 된 적어도 두개의 가닥들(1,2,3)로부터 사실상 꼬임이 없는 실을 제조하는 방법에 있어서, 적어도 한 가닥(2,3)을 처리하여 특정한 물질로 된 가닥에 대해서 높은 온도에서 정상보다 높은 수축비를 갖도록 하고 이 가닥들을 여러가지 공급속도로 전방으로 보내는 동안이 가닥들이 난류 유체(turbulent fluid)와 만나게 하므로써 가닥들위에 루우프(loops)(21)가 생기고 이들이 뒤섞여 그 결과 혼합사(intermingled yarn)(14)를 형성할 수 있도록 하고, 그 가닥들이 각각 다른 비율로 수축하면서 각각의 혼합사가 예정 길이를 유지하도록 하는데 충분한 온도가 될 때까지 일정양의 혼합사를 계속해서 가열하고 그 다음에 앞에서 말한 각각의 혼합사를 예정길이는 유지하면서 수축은 멈추는 온도 이하로 냉각시킴을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사의 제조 방법
2. 제1항에 있어서 한 가닥이 정상보다 큰 수축율을 갖도록 하는 처리 방법은 이 가닥을 열 처리를 하든 하지 않든 특정한 물질로 된 가닥에 대해서 정상보다 연신율이 크도록 하는 연신처리(7,8,9)임을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 연신율은 특정한 물질로 된 가닥에 대해서 정상보다 적어도 15%는 더큼 을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 각각의 가닥은 여러개의 필라멘트로 이루어져 있음을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 이 방법에 따라 제조된 실은 적어도 세가닥(1,2,3)으로 이루어지되 적어도 한가닥(2,3)은 그 가닥을 이루는 물질에 대해서 정상보다 큰 수축율을 갖도록 처리함을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서 본 방법의 수행중에 처리할 가닥을 이루는 물질은 그 물질의 연평균 신율보다 작은 비율로 이미 연신되어 있는 것임을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사의 제조방법.
7. 제1항의 방법을 실시하는데 필요한 장치에 있어서, 이 장치는 연신기관(7,8,9), 공급기관(4,5,6), 그리고 가열기관(16)으로 이루어지되, 연신기관(7,8,9)은 가닥의 출발물질(1,2,3)을 예정 연신율로 연신 시키도록 배열되어 있고, 혼합기관(10)은 실의 요소들을 함께 모아서 혼합사를 형성하는 작용을 하며, 공급기관(4,5,6)은 이 실을 혼합기관을 떠나는 실의 속도에 대해서 서로 상이한 속도로 혼합기관으로 보내도록 배열되어 있고, 가열기관(16)은 혼합사에 열을 가하도록 배치되는데 기관(16, 17 및 17, 18)은 가열기관에 의해서 열이 가해지고 그 다음에 이 실의 냉각이 일어나는 동안 혼합사가 예정길이를 그대로 유지하도록 하며 또 기관(18)은 이 가열기관으로부터 실을 계속적으로 내보내는 역할을 함을 특징으로 하는 합성사 제조장치.
8. 제7항에 있어서, 혼합기관은 실을 위한 통로(11)와 유체 흡입 통로(12)를 갖고 있는 분사장치(10)로 이루어지되, 이 유체는 난류를 형성하고 실과 부딪쳐서 실을 전방으로 운반하며 그 동안 필라멘트들은 서로 겹쳐져서 루우프를 형성하게 되는데 이러한 방식로 앞에서 말한 두개의 통로가 서로 만나도록 함을 특징으로 하는 합성사 제조장치.
9. 제8항에 있어서, 분사장치(10)은 유체와 실이 만난후에 이 유체에 의해 채워지도록 배치된 장벽(15)을 함유함을 특징으로 하는 합성사 제조장치.
10. 제1항의 방법에 따라 제조된 실에 있어서, 이 실은 서로 뒤섞여 있는 적어도 두개의 멀티 필라멘트 가닥들(1,2,3)로 이루어지며, 이중 적어도 한 가닥의 필라멘트들은 이 필라멘트들이 각자 따로 움직이지 못하도록 꽉 조여진 루우프(21)들에 의해 형성된 식물의 눈같이 생긴 일련의 돌기부분(22)들을 가지고 있어 이렇게 형성된 실(20)은 하나 하나 별도로 분간할 수 없는 가닥들이 단일 구조를 이루고 있음을 특징으로 하는 꼬임이 없는 멀티 필라멘트 합성사.

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