KR950010743B1 - 고속권취를 위한 방사법 - Google Patents

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KR950010743B1
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바마크 악티엔게젤샤프트
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Abstract

내용 없음.

Description

고속권취를 위한 방사법
제 1 도는 방사설비의 전면도이고,
제 2 도는 방사설비의 측면도이고,
제 3 도 내지 제9b도는 제 1 도 및 제 2 도에 의한 방사설비의 변형예를 나타내고,
제10도는 실 장력과 미끄럼 사이의 관계를 나타내는 다이어그램이고,
제11도 내지 제13도는 각각 실 장력 조절을 위한 공급장치의 추가 변형예를 나타내고,
제14도는 실처리법이 적절히 조합된 특수 변형예를 나타내고,
제15도는 실을 버얼처리(엉킴)하면서 방사-연신-텍스쳐가공하는 공정 배치도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실 2 : 스풀스핀들
3 : 트래버스장치 4 : 헤드사안내
5 : 수집사안내 7 : 공급장치
8 : 방사노즐 9,10 : 로울러
16 : 엉킴노즐 33 : 실프러그
35 : 접촉공급장치
본 발명은 특허청구의 범위 제 1 항의 대개념에 따른 방사방법에 관한 것이다. 이 방법은 알려져 있고 예컨대 "화학섬유/섬유공업"잡지(Chemiefasern/Textilindustrie", 1991년 9월, 1002, 1004페이지)에 기재되어 있다(또한 DE-A 22 04 397을 참고하라).
공지의 방법은 다중사 제조를 위한 일단계 방사방법으로, 실이 높은 속도로 공급장치에 의해 방사노즐로 부터 방출되고 이어서 권취장치에 의해 권취된다. 공급장치는 두 로울로 구성되어 있고 실은 그 로울을 180°로 둘러싸고(감고)있다. 즉, 로울상부에서 실 장력은 낮은 방출장력으로부터 시작하여 공기마찰에 의해 또는 마찰작용에 의해 로울까지 계속 증가하여 도입 실장력(탑승 사장력)에 이르고 시른 그 장력으로 로울에 감겨진다. 그래서 실장력은 방법 방사된 실이 완전히 또는 부분적으로 연신될 정도로 증가된다. 그러나 그렇게 큰 실장력 그대로 실이 스풀위에 권취되는 것은 소망스럽지도 않고 목적에 맞지도 않다. 기재되어 있는 방법에 의하면 두 로울은 연마된 크롬피복표면을 갖고 있다. 그리하여 실과 로울표면사이에는 동마찰 및 정지마찰의 높은 마찰저항이 존재한다. 원하는 만큼 실장력을 낮추기 위해서는 방사방출기계는 두 로울 또는 전달로울러가 부착된 로울러를 필요로하며 그래야 충분한 실 장력감소와 실의 양호한 균일성(에스터치)을 달성할 수 있다. 5000m/분을 초과하는 방출속도의 경우, 이 방법은, 대단히 가느다란 필라멘트로 구성된 실의 제조시, 필라멘트가 절단되며 절단된 필라멘트는 더 이상 로울에 의해 이송되지 않고 로울을 둘러싸는 공기흐름에 동반되고 이어서 로울위에 랩(lap)을 형성하는 결점을 갖는다. 그런 랩형성은 운전중지를 초래한다. 이때에는 실이 큰 속도차이로 인해 끊어지기 때문에 실감기도 또한 대단히 어렵다. 한편으로는 공급장치 그리고 다른 한편으로는 권취장치 및 트래버스장치의 속도를 조정하는 것도 또한 대단히 어렵다.
그리고 이들 속도는 서로 독립적으로 조정가능해야 하면서도 절단 또는 처짐(실장력이 너무 낮아)을 방지하기 위해 대단히 정확하게 상호간에 조정되어야 하며 그래도 절단 또는 랩형성으로 인한 실 손상 또는 운전중지의 우려가 존재한다. 특히 권취스풀의 원주속도는 공급장치의 원주속도보다 약간 낮아야 한다. 그러나 다른 한편으로 상기 속도는 스풀의 원주속도와 실이 스풀을 따라 왕복이동되는 트래버스속도의 벡터합보다 크게 낮아서는 안된다. 끝으로 이 방법에 있어서는 원하는 실 장력을 조정하기가 어렵고 안정성이 없다.
이 결점은 소위 무로울(로울이 없는) 방사에서는 회피될 수 있다. 그 경우에는 실이 직접 권취스풀에 의해 방사노즐로부터 방출된다. 그러나 그때에는 방사노즐과 권취부 사이에서 실을 완전히 또는 부분적으로 연신하는데 요구되는 큰 실 장력을 가져야 하는 결점이 있다. 따라서 실이 권취될때의 실 장력은 연신헤 필요한 실 장력보다 훨씬 크다. 그리하여 무로울방사는 장력 완화로울을 함께 구비한 권취장치가 설치되어 있는 경우에만 가능하다. 이를 위해서는 DE-C 23 45 898 및 USP 3,861,607의 권취장치를 참고할 수 있을 것이다. 이 권취기의 경우에는 실이 스풀에 권취되기전에 60 내지 120°의 접촉각으로 트래버스 장치의 구성요소인 홈로울주위를 안내된다. 이 홈로울은 스풀의 원주속도보다 더 큰 원주속도로 구성될 수 있다. 그렇게해서 실 장력 완화 및 무로울 방사가 가능해진다. 그리고 그런 권취기는 무로울 방사를 위해 널리 사용되어 왔다.
DE-PS 30 16 662에 의한 권취장치에 있어서도, 먼저 트래버스장치를 통해, 그다음은 권취스풀보다 높은 원주속도로 회전할 수 있는 평활 로울러를 통해, 그 다음은 두번째 트래버스장치를 통해 실을 안내하여 스풀에 공급함으로써, 같은 효과를 얻을 수 있다. 이 경우 평활로울이 사용되고 180°로 감기기 때문에 랩형성의 우려 및 실 감기의 어려움은 그대로 존재한다. 스풀의 속도조정에 따라 로울 및 트래버스장치를 조정함으로써도 대단히 엄격히 조정되어야만 그런 결함이 회피될수 있다.
한번의 작업단계로 완전연신 또는 부분연신사(FOY 또는 POY)를 얻고 그러면서도 지나치게 높은 실 장력이 스풀에 걸리지 않게 하려는 노력은 역시 공지의 방법에 기초를 두고 있다. 어떤 로울이 이 목적에는 적합할지 모르지만 다른 한편으로는 여전히 상기한 어려움을 갖게 될 것이다.
본 발명의 목적은 실이 권취장치에 유입되기전에 실 장력을 감소시키고 그러면서도 공지로울의 결점을 제거할 수 있는 가능성을 제공하는 것이다. 이 목적은 특허청구의 범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다.
공급장치는 한개의 구동되는 로울러, 또는 연속해서 배치되는 두개의 구동되는 로울러로 구성될 수 있으며, 그렇게하여 실이 적어도 45°의 접촉각으로 각각의 로울을 둘러싸도록(감도록) 앞뒤로 배치된다. 따라서 총 접촉각은 항상 90°이다. 그러나 이 각은 확실이 360°이하 바람직하게는 270°이하이어야 한다. 공급장치가, 공급장치위로 탑승하는 실이 갖는 실 속도보다 더 높은 원주속도로 구동되게 함으로써, 공급장치의 표면과 실사이에는 속도차이로 인해서 미끄럼 마찰이 있게 된다. 그런데 속도차의 경우 미끄럼 마찰의 마찰계수는 미끄럼의 정도에 따라서 돌발적이고 예측할 수 없게 달라진다는 것이 발견되었다. 그래서 로울 및 공급장치에는 그 마찰거동을 고려해서(마찰거동이 접합하도록) 종래부터 적당한 표면이 제공되어 있고, 또한 미끄럼마찰을 막기에 충분한 정도의 실로 둘러감게 되어 있다. 그러나 이제 속도차(미끄럼)가 적어도 3%, 바람직하게는 5%이상이 되고, 그에 대응하여 접촉각이 특정한 범위내로 조정될 때에는, 뜻밖에도 공급장치의 표면에 대한 실의 마찰 거동이 실제적으로 건조 미끄럼마찰시 물체의 마찰거동과 실질적으로 동일하다는 것을 발견하였다.
건조 미끄럼 마찰시 물체의 마찰거동은, 미끄럼마찰계수가 정마찰 계수보다 작고 또한 미끄럼마찰계수는 속도에 좌우되지 않는데에 특징이 있다. 다시 말하면, 움직이는 물체에 작용하는 저항력이 속도에 의존하지 않기 때문에 재현성이 있다. 그것은, 본 발명을 위해서는, 미끄럼의 변동에 관계없이 항상 일정한 마찰력이 작용하여 정확히 한정된 실 장력의 감속 얻어질 수 있다는 것을 뜻한다. 그래서 실 장력 감소는 공급장치의 표면위에서는 실 속도, 즉 실의 상대속도에 의존하지 않는다.
본 발명의 의미는, 이 비의존성이 실 장력을 감소시키려는 미끄럼 공급장치에 요구된다는 것과, 또한 그런 공급장치에 있어서 이 비의존성이 존재하는 미끄럼 영역이 있다는 것을 인식한데에 있다. 그럼으로써, 한편으로는 분명한 실 장력 감소가 얻어지고, 다른 한편으로는 공급장치의 조정된 속도차가 주어진 한계이상이기만 하면 전혀 문제가 되지 않게 될 수 있다. 공지의 방법 그리고 공급장치 및 로울의 공지의 사용목적과는 반대로, 표면은 실에 대해 작은 마찰계수를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서 표면은 결코 평활하거나 윤이 나지 않고 거칠다. 그런 종류의 내마모성 표면은 예컨대 금속산화물의 플라즈마 피복에 의해 만들어질 수 있다. 특히 바람직한 것은 실 공급장치에 공급되기전에 마찰계수가 낮도록 유체로 실을 처리하는 것이다. 미끄럼 마찰에 대한 마찰계수는 0.2가 바람직하다. 이러한 태양에 있어서 아이텔바인(Eytelwein)계수(M=Eμ알파, μ는 마찰계수이고 알파는 접촉각이다)는 4보다 크지 않고, 바람직하게는 3보다 작다.
추가적인 중요한 특징은, 공급장치는 트래버스장치의 전단에 위치하며, 실의 장력이완은 트래버스 삼각형(traversing triangle)의 꼭지점을 이루는 헤드사안내의 상부에서 일어나는 것이다. 알려져 있는 것처럼 트래버스 동작이 행해지면 실은 높은 속도로 그 진행방향에 대해 횡방향으로 왕복하고 그리하여 트래버스 삼각형을 그리는데, 실 장력은 심하게 변하게 트래버스의 말단영역이 실 장력의 정점(피이크)이 된다.
위에서 제안된 방법에 의해, 이 실 장력정점이 방사노즐로 부터의 실 방출후 연신작업시 생기는 높은 실 장력에 추가되는 것이 방지될 수 있다. 그래서 또한 이 실 장력 장점이 실의 품질에 나쁜 영향을 미치지 않을 수 있다.
총 접촉각의 범위는 두 기준에 의해 정해지는 것이 바람직하다. 한 기준은 충분하고 분명한 실 장력의 감소이고 다른 기준은 조용하고 방해없는 실 주행이다. 그러나 접촉각의 크기는 물론 대단히 크지 않지만 미끄럼의 최소치 크기에 영향을 미치며, 이 미끄럼의 최소치는 건조마찰시와 같은 미끄럼 거동이 얻어지도록 미리 설정되어야 한다. 그 값의 한계는 특허청구의 범위의 제 2 항에 주어져 있다.
그래서 공급장치에 실이 접촉하는 속도와 공급장치의 표면속도사이의 속도차는 어느 경우에만 미끄럼마찰이 존재할만큼 작아야 한다. 이 과정에서 실이 공급장치에 접촉하기 때문에 실은 고정된 형성체가 아니고 공급장치의 표면속도에 따라 그 자신이 신장단축(수축)될 수 있다는 것을 고려해야 할 것이다. 그런데 그러한 현상은 방지되어야 한다. 미끄럼의 최소치는 한편으로는 공급장치의 각 표면에 따라 또 한편으로는 각 실에 따라서 서로 다른 것이다. 그러나 특허청구의 범위의 제 3 항에 따른 실험결과 미그럼은 실속도보다 적어도 3%, 바람직하게는 5% 이상으로 조절되어야 함이 밝혀졌다. 3% 이상의 범위에서는 항상 안정한 실주행이 얻어질 수 있으며 그리고 5% 내지 20%까지의 미끄럼의 경우에도 공급장치의 표면속도에 의해 실 장력이 더 이상 영향받지 않는 것도 발견되었다. 환언하면, 3%이상 5%까지의 미끄럼을 갖는 이 작동범위에서는 실장력 감소가 최적으로 일정하게 유지되어, 작동조건이 대단히 안정될 수 있다. 그 결과, 실속도가 일정하게 되어 실의 질도 더 이상 미끄럼의 크기에 영향을 받지 않고 일정하게 된다. 그리하여 이 미끄럼의 작동범위에서는 총 접촉각이 90°이면 실장력과 배출장력사이의 장력감소가 30%가 되고, 접촉각이 135°이면, 실 장력 감소는 약 40%만큼되고 접촉각이 225°이면 실 장력 감소가 70%에 이른다. 즉, 실 장력 감소는 전적으로 접촉각에 의존하고 따라서 접촉각의 조정에 의해 간단하고 재현성있게 조절될 수 있다.
그런데 공급장치의 전 또는 후에는 특허청구의 범위의 제 4 항에 따라 특히 미끄럼 마찰계수를 적당히 조절하는 역할을 하는 실처리를 추가적으로 행할 수 있다. 예를 들면, 공급장치에 실리전에 유체로 습기를 가지게 할 수 있다.
특허청구의 범위 제 1 항에 의한 방법은 무엇보다 실의 필라멘트들이 높은 속도로 방사노즐로부터 방출되어 전적으로 또는 부분적으로 연신되게 하는데 이용될 수 있다. 그래서 본 발명에 의한 공급장치는 이 장치에 랩이 전혀 형성되지 않으며 한편으로는 연신을 위한 높은 실 장력이 실에 인가될 수 있으며 다른 한편으로는 권취구역에서 실 장력 감소가 달성될 수 있다는 이점을 갖는다.
특히 그 긁기만이 아니라 특히 높은 강도가 특징인 산업용 실의 제조시에는, 높은 마찰계수를 갖고 있는, 미끄럼없는 통상의 즉, 수회 권회하는 로울에 의해 실의 필라멘트를 방사노즐로부터 방출시켜 경우에 따라서는 두 로울사이에서 1단 또는 2단으로 연신시킬 필요가 있을 수 있다. 그런경우 실은 높은 마찰계수를 가진 그러한 미끄럼없는 다중 권회로울에 의해 권취 구역에 공급되어야 하지만, 이런 로울에는 사슬과 같이 낮은 권취 장력으로 인해 랩이 쉽게 발생하는 결점이 있다. 이런 이유로 인해 그러한 로울과 권취구역의 헤드사안내 사이에도 본 발명에 의한 공급장치를 설치하는 것이 합목적적인데, 그 이유는 이런공급장치가 있는 경우에는 실이 충분한 실 장력으로 로울러부터 방출되지만 권취부에는 낮은 실장력으로 공급될 수 있기 때문이다.
특허청구의 범위 제 7 항에 따라 공급장치 및 트래버스 삼각형의 꼭지점을 이루는 헤드사안내 사이에서 예컨대 수증기 공급노즐에 의해 열처리를 행할 것이 제안되고 있다. 그런 방법을 이용함으로써 특히 폴리아미드사는 3500m/분 이상의 높은 속도로 고속방사에 의해 제조될 수 있고 이 경우 5000/분 이상의 속도로 권취되는 폴리에스테르사도 마찬가지이다. 그리고 완전 배향된 실을 제조하려면 예컨대 미국특허 USP 4,902,461 및 USP 3,229,330에 기재된 것과 같은 가열관을 공급장치 전단에 설치한 것을 추천한다.
증기처리를 중간에 삽입함으로써, 특히 나일론의 경우, 그리고 또한 5000/분 이상의 속도로 방사되는 폴리에스테르의 경우, 연신에 의해 생긴 수축성이 유발되고 그러한 큰 수축이 일어남으로써 내구성 및 수축성의 면에서 양호한 실이 얻어진다는 이점이 생긴다.
끝으로 공급장치와 트래버스 삼각형의 헤드사안내사이에 경우에 따라서는 수증기처리 장치후 소위 엉킴노즐(entanglement nozzle)을 설치하는 것은 가능하고 추천할만하다. 이 노즐에서는 분사공기가 실주행방향에 대해 횡방향으로 실에 뿜어지고 그로인해 각 실의 엉킴이 실길이에 걸쳐 분포되어 형성되게 한다. 이에 의해 실의 각 필라멘트사이의 결합을 강화시킨다.
본 발명의 방법은 소위 "단거리 방사(short spinning)"에 특히 적합하다. 그래서 공급장치는 방사노즐 하부 2m 이하의 대단히 짧은 거리에 배치되어 있다. 실은 이 짧은 거리에서 적당히 냉각이 행해지도록 공급장치에 의해 신속히 방출된다. 그와 동시에 높은 공기저항이 실에 작용하고 실에 잔류하는 잔류열이 함께 작용하여 실의 걸의 완전한 연신이 행해진다. 속도는 이때 7000m/분 이상이다.
본 발명이 그 기초를 두고있는 놀라운 발견은, 현재까지는 비 실제적이었던 값인 2%이상 바람직하게는 3%이상까지 미끄럼을 증가시켜도, 로울 이후 또는 공급장치 이후의 실 장력 변화가 로울의 표면 속도에 더이상 좌우되지 않는다는데 있다. 따라서 이 방법의 경우에는, 필라멘트 절단 및/또는 랩 형성에 의해 공급장치가 작동중지가 이루게 되려는 경향이 사실상 제거될 수 있기 때문에, 대단히 안정한 작업이 가능해진다. 거기에 반하여 실 장력의 크기는 접촉각(α)에 의해 명백하고 안정되게 결정된다.
실이 공급장치로부터 배출될때의 실 장력이 낮은데도 불구하고 미끄럼의 크기의 의해서 공급장치에 일어나는 랩형성의 위험이 또한 동시에 제거된다. 따라서 대단히 큰 장력감소가 생길수 있다. 첫번째 로울은 정지 마찰범위에서 작동하여 실장력이 크게 감소하는 이점이 얻어진다. 둘째 로울은 추가적인 실장력의 감소를 일으켜 작동상태가 균일화, 안정화된다. 장력이 크게 감소하기 때문에 이 방법은 상기한 연신공정후의 후처리 공정의 삽입에도 특히 적합하다. 그래서 공급장치와 헤드사안내 사이에서, 실이 열작용을 받는 수축처리 및/또는 분출공기가 사축에 의해 횡방향으로 실에 충돌하고 그에의해 각 필라멘트 사이에 결합이 만들어지는 엉킴처리를 행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 방법은, 상기와 같이 재현성 있는 공정변수 특히 실 장력 및 실속도를 조절할수 있는 것이 특징이다. 그러나 이제 최고의 정확도가 얻어지는 경우도 생각할수 있는 한편, 다른 한편으로는 장기간 운전하는 동안에 표면성상의 변화 또는 실 성상의 변화에 의해 공정변수가 변하고 그와 함께 실 성질도 변하게 되는 경우도 또한 생각할 수 있다. 이를 제거하기 위해, 실 장력을 조절하고 접촉각이 측정된 실 장력에 따라 조정되도록 할 것이 추가적으로 요청된다. 이때에는 측정장치에 의해 접촉각도 동시에 조절될 수 있는 것으로, 공급장치의 로울들중의 하나 또는 공급장치의 전단에 배치된 추가로울이, 스프링힘에 맞선 실장력을 받으면서, 그 로울의 움직임에 따라 접촉각이 변하도록, 가동적으로 배치된다. 이것은 하나의 실시예이다. 그러나 위치(변위) 표시계기와 함께 측정 검출기가 또한 설치될 수 있고, 검출기에 의해 공급장치 로울의 상대적 위치는 접촉각이 변하도록 변동된다.
본 발명에 의한 공급장치에 의해 상술한 단거리방사 및 가열관 방사의 새로운 변형방법이 실현될 수 있다. 이 변형방법이 청구범위 제11항 및 제12항의 대상이다.
가열관 방사법과 마찬가지로 단거리 방사방법은 이제까지는, 얻게되는 연신된 실이 대단히 수축하기 쉬워 권취시에 상당히 어려움을 준다는 불리점을 갖고 있었으나, 본 발명에 따른 변형법에 의하면 수축의 감소도 달성될 수 있다. 이것이 특허청구의 범위 제13항의 대상이다.
추가의 유리한 변형 방법이 방사 방적에 대해 생길수 있다. 방사방벅은 DE-PS 2 326 082(Bag. 990)에 의해 알려져 있다.
그 방법에 의하면 방금 방사되어 연신된 실이 열풍노즐 또는 과열증기 노즐을 통하여 스터퍼박스(stuffer box)에 송급되어 거기서 실프러그로 압착된다.
실 플러그(yarn plug : 플러그형의 실)는 실과 열풍(증기)이 충돌하는 가운데 스터퍼박스를 통과하고 그 스터퍼박스로부터 실 플러그로서 방출되고 냉각로울위에 권취된다. 냉각로울로부터 배출되기전에 실플러그가 방출되면서 실장력의 커다란 변동을 일으킨다. 그래서 크림프된 실이 균일한 엉킴처리를 받게하는 데는 어려움이 있는데, 그 이유는 실 장력 변동으로도 상이한 엉킴의 결과를 일으키기 때문이다. 또한 냉각 드럼과 엉킴노즐사이에 통상의 공급로울을 삽입 설치하는 것도 아무 구제수단이 되지 않는데 그 이유는 공급로울이 변동하는 실장력을(다음으로) 이전시켜 버리기 때문이다.
특허청구의 범위 제14항에 의한 변형예에 의한 이러한 어려움이 해소된다. 또한 미끄럼 없는 공급장치 또는 특히 그 실 브레이트(yarn brake)의 사용에 의해 실장력의 추가적인 균일화가 이루어진다.
다음에는 본 발명을 실시예에 따라 설명한 것이다.
도시된 실시예는 제 1 도 및 제 2 도에서 공통의 스풀스핀들(2)위에서 감겨 각각의 스풀로 되는 4개의 실(1)에 대한 방사설비를 보여준다. 권취기전에는 트래버스장치(3)가 있으며 그 장치에 의해 각 실은 그 장치에 할당된 스풀을 따라 이쪽저쪽으로 안내된다. 각 실은 위치가 고정된 헤드사안내(4)와 트래버스장치(3)사이에는 트래버스 삼각형을 이룬다.
수집사안내(5)와 헤드사안내(4)사이에는 공급장치(7)가 있다. 수집사안내(5)는 방사노즐들(8)의 간격에 해당하는 실들 상호의 간격을 스핀들(2)에 있는 스핀들간의 간격으로 축소시키는 역할을 한다. 공급장치(7)는 수집사안내(5)의 전체 길이에 걸쳐 뻗어있다. 공급장치(7)는 2개의 로울러(9 및 10)로 구성되어 있는데 이 로울들은 서로 평행으로 그리고 높이가 어긋나게 배치되어 있고 제 2 도에서는 정확히 같은 직경을 갖고 있다.
제 1 도에서는 로울러(9, 10)두개가 있다는 것을 명확히 나타내기 위해 도시적 이유에서 높이 차이를 확대표시하고 있다. 두 로울러는 실질적으로 동일한 원주속도로 서로 다른 방향으로 회전한다. 로울러들은 적어도 90°의 접촉각(α)으로 실에 의해 감겨있고 실에 대해 예컨대 0.2 내지 0.6의 작은 마찰계수를 갖고 있다. 원주속도(공급속도)는 실 속도보다 예컨대 3% 내지 30% 더 높다. 실 속도는 일정한 스풀의 원주속도와 트래버스장치(3)의 트래버스속도와의 벡터합으로 생긴다.
공급장치의 두 로울러는 서로 변위될수 있어, 실은 한 로울과 접촉함이 없이 스풀헤드에 놓여질수도 있다. 이를 위해 로울러들(9, 10)은 예컨대 회전가능한 지지 플레이트(제9a,9b도에서 17)에 회전가능하게 지지된다. 로울러들은 구동연결을 통해 한 모우터로 구동될수도 있고 또는 독립적으로 제어되는 두 모우터에 의해 구동될 수 있다. 그리하여 로울러(9)에서는 정지마찰이, 그리고 로울러(10)에서는 3%이상의 미끄럼이 있는 미끄럼 마찰이 생기도록, 첫번째 로울러(9)의 속도는 로울러(10) 속도보다 낮게 조정될 수 있다.
제10도에는, 공급장치(7)와 권취기 사이에 생기는 cN으로 측정된 실 인장력(F)이 미끄럼에 어떻게 영향을 받는가가 표시된 다이아그램이 있다. 여기서 미끄럼은 공급장치(7) 직전의 표면속도(VLW) 빼기 공급장치의 실 속도는(VF)나누기 상기 실 속도(VF)의 백분율로 표시된다.
상기식은 미끄럼이 일정치 이하일때 성립된다. 이 범위에 있어서는 실 안정력과 미끄럼 사이의 관계는, 특히 미끄럼이 1% 미만일때에는 실제적으로 재현성있게 표시될 수 없다. 그 범위를 지나서는 실장력이 미끄럼 크기에 의존함을 나타내는 사실상 재현성있는 관계가 나온다.
이 영역에서는 실 안정력 또는 실 견인력의 감소가 실의 공급장치(7)의 피동로울을 휘감는 접촉각(α) 또는 그 합에 의존하는 것도 나타나 있다. 그러나 특히 2.5%정도의 일정한 미끄럼 부터는 실 장력이 미끄럼에 사실상 의존하지 않아 미끄럼값이 그이상 커져도 실 장력의 감소는 더 이상 얻어질 수 없음이 또한 나타나 있다. 이러한 이유에 의해 본 발명에 따른 공급장치의 작동점은 공급장치의 뒤에는 측정된 실 장력이 더이상 미끄럼 크기에 의존하지 않는 그런 범위에 놓인다. 이때 실과 공급장치의 표면사이에는 사실상 건조마찰시의 미끄럼 마찰거동에 해당하는 미끄럼 마찰거동이 존재하게 된다. 이렇게하여 균일도가 높은양질의 스풀 및 실이 얻어질 수 있다. 다른 한편 필라멘트 절단이 일어나는것 그리고 필라멘트, 절단된 필라멘트 또는 실이 공급장치의 로울에서 랩을 형성할 우려가 없어진다.
제 3 도 내지 제 9 도에는 변형예가 표시되어 있다. 이 변형은, 제 2 도의 도면에 있어서 일정 쇄선으로 둘러싸인 부분에 해당하는 영역, I, II, III에 관한 것이다. 제 3 도는 공급장치(7)의 변형을 나타낸다. 여기서 공급장치는 구동되는 로울(10)로 구성되어 있고 실은 자유회전가능한 아이들 로울러(11)를 지나 이 로울(10)에 인도된다. 본 발명의 이점을 실현하기 위해서 여기서는 접촉각(α)은 전적으로 피동로울(10)에서 조정되어야 한다. 미끄럼은 전적으로 구동되는 로울(10)에 존재한다.
제 4 도는 공급장치의 변형예를 보여준다. 여기서는 공급장치는 2개의 피동로울(9 및 10)로 구성되어 있다. 그러나 첫째 로울(9)은 정확히 실 속도(VF)와 같은 원주속도로 구동된다. 그래서 소망하는 실 장력 또는 실 견인력을 형성하는데 요구되는 접촉각(α)은 로울(10)에서 조정되어야 한다. 이 로울(10)의 원주속도는 실 속도 또는 앞선 로울(9)의 표면속도보다 소망하는 미끄럼만큼 더 빠르다.
제 5 도 및 제 6 도는 본 발명에 의한 공급장치(7) 앞부분 영역(II)의 변형을 보여준다. 제 5 도에 의하면 공급장치의 앞에 가열장치가 있다. 그래서 가열장치는 표시된 바와 같이 증기실(12)에 해당한다. 이 증기실에는 증기노즐(13)이 배치되어 있으며 실은 그 노즐을 통과하고 그 노즐내에서는 실에 과열증기 또는 포화증기가 가해진다. 이 가열장치가 설치되는 곳에 고온플레이트 또는 또는 직선상 가열관이 배치될 수 있는데 그 경우 이 관내로 실이 비접촉적으로 통과하고 실의 연신 및 고착이 그 안에서 일어난다. 그런 가열장치는 예컨대 DE 38 08 854 A1(IP-1571/Bag. 1584)에 기재되어 있다.
제 6 도에는 가열로울러(14)와 아이들 로울러(15)가 있는 연결되어 상기 영역(II)의 변형예가 표시되어 있다. 가열로울러는 반복하여 실에 의해 접촉된다. 이 로울러는 실이 방사 노즐로 부터 방출되는 속도에 해당하는 속도를 갖는다. 이 가열로울러에 의해 방출된 실의 고착이 이루어진다. 여기서의 온도는 실 종류에 따라 90℃ 내지 240℃의 범위에 있다.
그런뒤 실은 후단에 설치된 제2도, 제3도 또는 제 4 도의 공급장치에 의해 배출된다. 이 경우 미끄럼로울(10)의 표면속도는 소망하는 미끄럼(S)에 따라서 가열로울(14)의 표면속도보다 높다. 그럼으로써 한편으로는 실온가열된 로울로부터 확실히 인출되고 랩이 형성되지 않을 수 있고 다른 한편으로는 그러면서도 상기와같은 실 장력 또는 실 견인력이 확실히 생길수 있다.
제 7 도 및 제 8 도는 본 발명에 의한 공급장치(7)와 헤드사안내(4) 사이의 영역(III)에 관한 변형예를 보여준다.
제 7 도의 변형예에서는 이 영역에 엉킴노즐(16)이 배치되어 있다. 이 노즐의 경우 실은 측방에 통기관이 연결되어 있는 원통형 통로를 통과한다. 실에 배향된 분출공기에 의해 실의 필라멘트들은 연속적으로 또는 일정 간격으로 간헐적으로 서로 엉킨다. 필라멘트들은 한 덩어리가 되어 권취가 용이해진다.
제 8 도의 변형예에서는 엉킴노즐 대신에 증기실(12) 및 노즐(13)을 갖춘 증기노즐이 채용되어 있다. 노즐(13)의 실통로에서는 과열증기 또는 포화증기의 흐름이 실에 인도된다. 공급장치(10)에 의한 장력감소때문에, 그런 노즐 및 증기처리실에 의해 수축은 대단히 효과적으로 일어날 수 있다. 이를 위해 공급장치(7)에는 큰 접촉각(실이 감겨진 범위)이 선택되며, 따라서 실 장력은 영역(III)에서 낮고 실은 그에따라 수축할 수 있다. 증기처리 대신에 열풍처리가 시행될 수 있다. 또한 이 처리방식은 그 목적에 따라 실 종류 및 실 재료에 따라 바뀐다.
제9a도 및 제9b도는 영역(I)에 있는 공급장치(7)의 변형을 보여준다.
공급장치는 이 경우에는 2개의 미끄럼 로울(9 및 10)로 구성되어 있다. 이 미끄럼로울은 회전가능한 플레이트(17)에 지지되어 있다. 플레이트(17)은 비작동위치에 고정될 수 있다. 이 비작동 위치에서는 로울들(9 및 10)은 실과 접촉하지 않는다. 그래서 흡인건(19)으로 실을 로울(9, 10)에 걸기가 대단히 간단하다. 이때에는 공급장치에 의한 이송이 없어 방사노즐에서 나온 실은 일정하지 않은 속도를 갖는다고 말할 수 있을 것이다. 또는 실은 방사노즐로부터 느린 속도로 방출될수도 있다. 따라서 단지 작은 흡인능력을 가진 통상의 흡인건(19)으로 실은 방사노즐(8)로부터 방출시켜 스풀헤드에 충분히 걸리게 할 수 있다. 이어서 비로소 플레이트(17)는 화살표(18)의 방향으로 제9b도에 도시된 위치로 회전될 있다. 그리하여 로울(9 및 10)은 실과 접촉하게 된다. 회전플레이트(17)의 회전은 소망하는 총 접촉각(α)이 두 로울(9 및 10)에서 조정되도록 선택될 수 있다.
제11도는 제 1 도의 방사설비와 유사한 변형예를 나타낸다. 따라서 이하에서는 제 1 도의 설명이 그대로 이용된다. 이 변형예의 경우에서는 로울(9)은 선회부재(20)의 끝에 회전가능하게 장착되어 있고 구동된다. 선회부재(20)는 로울(10)의 축과 동축으로 되어있는 선회축 주위로 선회될수 있다. 선회부재(20)는 일정한 공기압이 걸려있는 실린더-피스톤-장치(21)에 의해 자기중량이 완전히 보상되도록 자중을 극복하여 지지되어 있다. 선회부재(20)는 다른쪽에 있어서는 고정 지지된 실린더-피스톤-장치(21)의 힘에 대항하여 스프링(22)에 실려있다. 그래서 선회레버(20)상의 실장력은 스프링힘(22)에 대항하여 작용한다. 그렇기 때문에 선회레버(20)는 실 장력에 따라 선회된다. 또한 그와 동시에 로울(9 및 10)에서의 접촉각(α)도 변한다. 접촉각이 더 작아지면 실 장력이 더 작아지고 따라서 그런 경향에 의해 스프링(22)은 다시 접촉각을 크게하는 방향으로 선회레버를 선회시킨다. 실 장력이 커질때는 반대현상이 일어난다. 따라서 로울(9)와 함께 선회레버(20)는 먼저 실 장력 측정장치로서, 나아가 접촉각의 조정장치로서 끝으로 본 발명에 의한 공급장치 또는 그 일부로서의 역할도 한다. 이 장치의 경우 사실상 큰 질량의 운동이 요구되어서 상당한 관성을 부여한다고 해도 이 장치는 단지 실 장력의 장기간 요동만을 제어하도록 의도된 것이다.
제 2 도의 영역(I)을 표시하는 제12도의 변형에서는 공급장치가 실에 의해 감겨있는 한 로울(10)만으로 구성되어 있다. 제 3 도의 변형예와 유사하게 이 로울(10)의 앞부분에는 자유회전가능한 아이들 로울러(11)가 배치되어 있고 이 로울러에 의해 접촉각이 정해진다. 아이들 로울러는 선회레버의 끝에 지지되어 있다. 선회레버(20)는 로울(10)의 축주위로 스프링힘(22)에 대항하여 선회될 수 있다. 스프링(22)은 실장력이 선회레버에 작용하는 토크에 대해서 작용하도록 배치되어 있다. 이 경우 아이들 로울러(11)는 실 장력 측정장치로서 작용하고 동시에 접촉각(α)의 조정장치로서의 역할을 하는데 이 접촉각은 실장력값이 클때는 선회와 함께 커지고 실 장력값이 작을때는 작아진다.
제13도의 변형예는 역시 제 2 도의 영역 I에 관한 것이다. 여기서 로울러(9)는 슬라이더위에 지지되어있고 그 슬라이더는 들어오는 실에 평행하게 안내이동될 수 있다. 슬라이더(24)는 스핀들에 의해 높이조정(이동)될 수 있다. 그럼으로써 접촉각이 변한다. 이 실시형의 특별한 이점은 로울(9)의 높이 조정에 의해서도 실의 통로가 변하지 않는다는 데 있다. 그래서 각각 공급장치의 전후에 배치된 실안내(5) 및 실 안내(4)에서의 마찰조건도 일정하게 유지된다.
이 실시에에서는 스핀들을 수동으로 회전시킬 수 있음을 알 수 있다. 그러나 이 스핀들을 조정 모우터에 연결시키고 공급장치 전단에 배치된 견인력 측정기에 따라 그 조정 모우터가 작동되게 하는 것, 상세하게는 실 장력이 증가할 때에는 하향 이동하여 접촉각을 확대시키는 방향으로 또한 실 장력이 감소할때는 상향 이동으로 접촉각을 축소시키는 방향으로 스핀들을 작동시킬 수도 있다. 이 경우 견인력 검출기가 예컨대 공급장치 전단에 배치된 실안내(5)영역에 배치될수 있다. 그럼으로써 작은 실 장력 변동시에도 접촉각(α)은 크게 변동될 수 있다.
제14도는 특히 적합한 방법들의 조합을 보여준다. 여기에서는 방사노즐(8)에서나온 실이 먼저 수집(집결)되고 그런다음 영역(II)내의 가열관(26)내에서 가열된다. 그러한 가열관은 예컨대 DE-A 38 08 854(Bag. 1584/1571)에 표시, 설명되어 있다.
가열관은 외부로부터의 전기 저항에 의해 90℃이상의 온도로 가열된다. 가열관은 대단히 좁기 때문에 실은 해당 온도에 이르러 공기와의 마찰저항 및 가열관내에서의 연화로 연신된다. 가열관내에서 실의 완전연신 또는 적어도 일부 연신이 일어난다.
실은 가열관(26)이 있는 영역(II)으로부터 본 발명의 대상인 공급장치(I)를 거쳐 배출된 다음 영역(III)에 도입된다. 거기에서 실은 증기 처리실의 처리를 받는다. 그럼으로써 실의 수축성이 생긴다. 곧, 본 발명에 따라 실은 공급장치를 통해 대단히 작은 장력으로 이동되고 이와함께 증기노즐처리도 받기 때문에 충분한 수축이 일어날수 있다. 그럼으로써 잔류수축성은 허용가능한 정도로 감소되며, 그리하여 수축성이 심한 실 예컨대 나일론사도 이런 방식에 의해 처리되고 권취될 수 있다. 제14도에는 권취부가 표시되어 있다. 증기처리실과 권취부사이에는 추가적으로 공급장치가 배치될 수 있음을 특히 유의해야 할 것이다.
제15도는 엉킴에 의해 연속처리로 실을 짜는 방사연신에 적합한 장치실을 보여준다.
필라멘트 다발이 방사노즐(8)에서 방출되고 실 안내에 의해 집결된다 그런뒤 실은 연신로울(27 및 28)을 통해 안내되고 그 로울들중의 적어도 하나는 가열될 수 있다. 로울쌍의 원주속도는 대단히 커서 실은 두 로울쌍(27 및 28)사이에서 연신될수 있다. 그런다음 실은 열풍 노즐 또는 과열증기노즐(29)에 공급된다. 이 열풍노즐에서는 실이 실통로에 주입되는 고온공기 제트에 의해 이송되고 이어서 인접하는 관상 스터퍼박스(30)에 이송된다. 거기서 실은 실플러그(33)을 형성한다. 스터퍼박스(30)의 입구에서의 공기압력에 의해 실플러그는 스터퍼박스(30)를 통해 이동하고 로울쌍(31)에 의해 스터퍼박스로부터 배출된다. 실 플러그는 그런다음 적어도 부분적으로 감기면서 냉각로울(32)에 공급된다. 냉각로울(32)은 느린 원주속도로 구동된다. 그런데 냉각로울(32)은 다공성이고 공기흐름이 외부로부터 로울내부로 흡입되어서 실플러그를 냉각한다. 이어서 실은 실 플러그로부터 인출되어 다시 하나씩으로 분리된다. 인출점은(34)로 표시되어 있지만 여기서 지적할 것은 불가피한 실 플러그의 불규칙성 때문에 인출점이 일정하지 않다는 것이다. 그래서 분리되어 주행하는 실의 실장력은 변동한다. 인출점(34)에서 실을 배출하기 위해서 본 발명에 의한 공급장치(9)가 사용된다. 공급장치(9)는 표시된 실시예에서는 거의 180°의 접촉각으로 감겨있다. 원주속도는 실속도보다 3%이상 크다. 그래서 실 장력은 공급장치(9) 이후에 아주 심하게 낮아지고 그에따라 실 장력의 변동도 크게 작아진다. 이어서 접촉공급장치(35)가 작용할 수 있다. 이에 의해 실장력 변동은 최대한 더욱 더 균일화될 수 있다. 물론, 통상적 사용의 경우에는, 본 발명에 의한 공급장치(9)는 이어지는 엉킴노즐(16)에서 균일한 엉킴결과를 달성시키는데 충분할 것으로 기대할 수 있다.
엉킴노즐(16)에서는 공기제트가 실측에 대해 횡방향으로 실에 취입된다. 그럼으로써 규칙적인 간격으로 엉킴이 형성된다. 엉킴은 실장력이 균일해질수록 그 형상, 안정성 및 간격이 균일해진다. 제15도에는 트래버스장치(3)와 엉킴 노즐 사이에도 추가적인 접촉공급장치(36)가 배치된 것이 표시되어 있다. 이 접촉공급장치는, 헤드사안내(4)와 권취스풀사이의 트래버스영역에서 발생하는 불가피한 실 장력 변동이 엉킴 영역으로 이월되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한 여기서 이 공급장치는 엉킹의 균일화에는 유리하게 작용하지만 통상의 경우 반드시 있어야 하는 것은 아니다. 트래버스장치에서 나오는 실은 가이드로울을 통해 권취스폴(2)에 공급된다.

Claims (18)

  1. 실(1)가 접촉각(α)으로 둘러싸는 공급장치(7)에 의해 실은 높은 방출사장력으로 공급장치로 공급되고 이어서 권취장치의 회전 구동되는 스풀에 의해 감소된 실 장력으로 공급장치로부터 배출되며 트래버스 삼각형을 형성하면서 트래버스장치(3)에 의해 스풀을 따라 왕복이동(트래버스)되어 스풀에 권취되는, 방사영역 또는 연신영역으로 부터 무단합성사(I)를 방출하는 방법에 있어서, 접촉각(α) 및 공급장치의 원주속도는, 원주속도가 공급장치위에서의 실 속도보다 높도록 조정되며, 공급장치(7)의 표면과 실 사이에는, 공급장치의 표면위에서의 실의 미끄럼 거동이 건조 마찰의 마찰거동과 같은(속도비 의존 미끄럼마찰) 미끄럼 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 실(1)이 90°내지 270°의 총 접촉각(α)로 공급장치(7)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 미끄럼은 실속도의 적어도 3%가 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 실은 로울위에 실리기전에, 특히 유체에 의한 습윤을 통하여, 실이 미끄럼 마찰작용 영역에서 공급장치의 표면에 대해 0.4이상의 마찰계수를 갖도록 전처리 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 실은 그의 원주속도가 실질적으로 로울위의 실의 실속도보다 2%까지 더 큰 로울에 의해 공급장치에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 실은 공급장치에 의해 방사노즐로 부터 방출되며 그때 부분적으로 연신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 실(1)은 공급장치(7)의 통과전에 엉킴처리 및/또는 추가의 수축처리를 받는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 실은 공급장치의 통과전에 가열관에 연신처리 및/또는 고착처리를 받는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 공급장치(7)와 권취부의 헤드사안내사이에서, 실(1)의 열처리하에 엉킴처리 및/또는 수축처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 공급장치(7)에서의 접촉각이 공급장치 전단에서 측정된 실 장력에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 실(1)은 공급장치(7)의 통과전에 가열되는 좁은 관내를 통과하고 거기서 90℃이상의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 6 항에 있어서, 공급장치는 3미터 이하의 거리만큼 떨어져 방사노즐 하부에 설치되며 6000m/분 이상의 원주속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 공급장치(7)와 권취부의 헤드사안내(4) 사이에는 열공급하에 특히 과열수증기 또는 포화수증기의 공급하에 수축처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 실이 접촉각(α)으로 둘러싸는 공급장치(7)에 의해 방사-텍스쳐가공장치, 특히 방사-연신-텍스쳐가공장치의 실 플러그(33)로부터 실이 방출되고, 높은 실장력으로 공급장치 위에 공급되고 이어서 공기노즐내에서 규칙적 간격으로 엉킴처리를 받은 다음 권취되는 무단 합성사의 방출방법에 있어서, 공급장치의 접촉각(α) 및 원주속도는, 원주속도가 공급장치 위에서의 실 속도보다 높도록 조정되며, 공급장치(7)의 표면과 실 사이에는, 공급장치의 표면위에서의 실의 미끄럼 거동이 건조마찰이 마찰거동과 같은(속도비 의존 미끄럼마찰) 미끄럼이 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 공급장치와 엉킴노즐(16)사이에는 실을 사실상 미끄럼없이 이송시키는 접촉공급장치(35)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 공급장치와 엉킴 노즐 사이에는 실 브레이크가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 2 항에 있어서, 미끄럼은 실속도가 5%가 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 실은 로울위에 실리기전에 특히 유체에 의한 습윤을 통하여, 실이 미끄럼 마찰작용 영역에서 공급장치의 표면에 대해 0.25이하의 마찰계수를 갖도록 전처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
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