KR960000030B1 - 유리실과, 그의 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유리실과, 그의 제조방법 및 장치

제1도는 본 발명에 의한 유리실 제조방법에 적용된 장치의 태양의 측면도.

제2도는 제1도에 도시된 태양의 정면도.

제3a도는 종래의 감기 방법에 의해 형성된 케이크의 정면도.

제3b도는 제3a도에 도시된 케이크의 측면도.

제4a도는 단정방형 치즈 권사의 정면도.

제4b도는 제4a도에 도시된 단정방형 치츠 권사의 측면도.

제5도는 양 단부가 변형된 치즈 권사의 절반부의 단면도.

제6도는 단정방형 치즈 권사가 형성된 경우 가닥에 작용하는 장력과 그 권사의 변형폭사이의 관계를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부싱 2 : 필라멘트실

3 : 풀재료 도포기 4 : 모음장치

5 : (한)가닥 6 : 장력완화장치

7 : 가로이송장치 8 : 감기모음

9 : 감기관 10 : 단정방형 치즈권사

11 : 칩(chip)

본 발명은 3 내지 9μ의 필라멘트실 직경을 갖는 유리실에 관한 것으로 특히 단정방형 치즈권사(square-end cheese package)의 형태로 감기는 유리실과 상기와 같은 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.

부싱의 하부에 형성된 수백개의 오리피스를 통하여 흘러나온 용융된 유리를 고속으로 인발함으로써 유리섬유사 수백개의 필라멘트실로 형성됨은 공지이다.

그후 필라멘트 실에 풀재료가 도포되고 상기 필라멘트실들은 하나의 가닥(str and)으로 모아진다. 상기한 가닥은 이송장치에 의해 이송되면서 감기 장치에 의해 감겨져 일시적으로 케이크를 형성한다(제3a도 및 제3b도 참조). 사용시에는, 상기 유리섬유는 다음과 같이 분류되는 두가지 방법들 각각에 사용되도록 상기 케이크로부터 풀린다 : 첫번째 방법은 상기 케이크가 정해진 시간동안 가열되고 건조된 후 감기관이 제거되며 상기 한 가닥이 상기한 케이크의 내측으로부터 뽑아내진다(일반적으로 전술한 방법을 ″내취(內取) 방식″이라 한다). 그후 정해진 수(보통 10 내지 30)의 가닥들이 평행하게 위치되어 감기장치에 의해 감겨서 유리 조방사(租紡絲)를 형성한다. 이것에 대한 대안으로서, 상기한 가닥들을 절단기에 공급하여 FRP 또는 FRTP등의 제조에 있어 보강 재료로서 사용되는 짧게 잘려진 가닥들로 형성한다. 또 다른 방법으로 상기한 케이크를 정해진 기간동안 자연건조하고 그 케이크를 되감기장치 상에 고정시킨다. 상기한 가닥을 꼬기위해 케이크를 회전시키면서 상기한 케이크의 외측으로부터 그 가닥을 뽑아낸다 (일반적으로 전술한 방법을 ″외취(外取) 방식″이라 한다). 그 결과, 유리실이 형성되고 그 유리실은 유리 섬유직물에 사용되기 위해 실 타래둘레에 감긴다.

상기한 케이크는 원통형으로 형성되며, 그 중간부분은 상기한 가닥이 이송장치가 행정거리 b로 왕복운동하는 방식으로 제3a도에 도시된 바와 같은 진폭으로 이송되어지면서 전술한 바와 같이 감기기 때문에 제3a도에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 돌출된다. 그러나, 상기한 케이크의 중앙부에서의 돌출정도는 감겨진 가닥의 양에 비례하여 바람직하지 못하게 증가한다. 상기한 케이크의 중앙부가 과도하게 돌출되면, 케이크내의 위치에 따라서 주변속도가 변하기 때문에 상기한 가닥이 이송되어지면서 감길때 그 가닥의 속도는 항상 변한다. 전술한 속도변화는 용융된 유리를 고속으로 인발하는 속도의 변화를 야기한다. 그에 따라서 상기한 가닥의 사이즈가 바람직하지 않게 변화한다. 그러므로 동일한 실번호를 갖는 가닥들로 형성되는 유리실이 제조될 수 없다. 상기한 가닥들을 감음으로써 형성되는 케이크의 양을 증대시킬 목적으로 돌출 정도를 증대시키게 되면, 그 가닥의 사이즈는 정해진 범위내에 포함될 수 없다. 그러므로, 상기한 가닥을 감아서 특정한 값보다 큰 케이크의 돌출부를 형성할 수 없다. 그 결과 상기한 케이크의 내경은 상기한 가닥을 감음으로써 형성된 케이크의 양을 증가시키기 위하여 확장되는 추세이며 결국 그에 따라 과도하게 큰 사이즈의 케이크를 형성하게 된다. 또한 전술한 큰 케이크는 얇은 형상으로 형성된다. 또한 설상가상으로 케이크의 양종단부는 과도하게 얇고 날카로운 형상으로 형성된다. 그러므로, 상기한 케이크는 쉽게 취급할 수가 없다. 그 상태 그대로 사용자가 케이크를 취급하기가 매우 어렵고, 운송을 위한 포장도 쉽게 할 수 없다. 비록 상기한 케이크가 포장될 수 있다하여도 운송될 수 있는 양에 따라서 포장사이즈가 과도하게 크게 되고 만족스럽고 효율적인 운송이 되지 못하는 문제점을 야기한다. 그 결과, 케이크에 감긴 상기한 가닥이 그 자체로 생산물이 된다면 실 사용이라는 면에서 볼때 경제적인 문제점이 드러난다. 그러므로, 전술한 그 다음 과정을 수행하여야 한다.

상기한 유리실에 있어서, 상기한 가닥은 전술한 바와 같은 정해진 정도가 되도록 꼬이면서 케이크로부터 되감겨서 실권사를 형성한다. 전술한 과정에 사용되는 되감기 트위스터는 감기관을 갖는 케이크가 장착될 수 있는 대(creel)를 갖는다. 상기한 가닥은 분배대에 장착된 케이크의 외측부로부터 뽑아져나와서 종래의 보통의 트위스팅 기구에 의해 꼬여진다. 그후 그 가닥은 감겨서 실 권사로 형성된다.

상기한 대로부터 그 가닥을 분배하는 방법은 그 대가 기동회전하는 방법과 상기한 가닥을 정해진 속도로 뽑아내기 위하여 그 대의 회전이 자유로되는 방법으로 분류된다. 보풀의 생성을 방지하기 위하여 그 가닥을 분배하는데 회전기동 방법을 채용하는 것이 고려된다. 가닥을 감음으로써 형성되는 케이크의 두께가 두꺼우면 내층에서의 꼬임 횟수와 외측에서의 꼬임횟수가 서로 다르다. 그 결과, 합사 과정과 트위스팅 과정 그리고 직조과정등 그다음 과정에서 어떤 문제점이 야기된다. 전술한 사실은 유리실케이크의 두께가 상당히 증가되지 못하는 이유중의 하나이다.

또한, 상기한 유리실은 만족스러운 일정 길이 비율을 가져야만 하는 면에서 유리 조방사와는 상이하다. 길이보다 짧은 유리실이나 접착부위를 갖는 유리실은 계속되는 과정중에서 항복을 야기하거나 그 생상물의 품질의 저하를 야기하기 때문에 상기와 같은 유리실들은 자유롭게 사용될 수 없다. 상기 조방사는 10 내지 30개의 가닥들을 평행하게 위치시켜서 제조되는 유리조방사 형태 또는 상기 가닥을 일정한 길이를 갖도록 잘라서 얻어진 잘개 쪼개진 가닥의 형태로 사용되기 때문에, 일정 길이 비율이 임계요소는 아니다.

상기한 유리실의 일정 길이 비율은 방적 과정중의 절단율과 되감기 과정중의 절단율에 좌우된다. 케이크당 절단율은 감겨서 케이크를 형성하는 유리실의 길이에 비례하여 상승한다. 그 반면에 일정 길이 비율은 감겨진 유리실의 길이에 역비례하여 낮아진다. 그러므로, 감겨진 유리실의 양은 보통 ECG 75의 경우 8kg(67.5의 텍스 번호를 갖는 9μ 직경의 필라멘트실 400개)과 3.5kg(22.5의 텍스번호를 갖는 7μ 직경이 필라멘트실 200개)으로 만들어진다.

합사 과정중 상기한 가닥에 작용하는 장력(텍스 번호당)은 유리섬유에 대한 나머지 조건들이 동일하다면 필라멘트실의 직경에 역비례하여 증가한다. 그러므로, 유리실은 조방사보다 필라멘트실의 직경이 작기 때문에 유리실에는 큰 텍스당의 합사장력이 가해진다. 유리실에 대한 합사장력의 증가는 필라멘트실의 직경에 역비례 한다. 케이크를 형성하기 위한 감기의 양이 증가되면, 케이크의 내층에 작용하는 감기 압력이 증가되기 때문에 큰 합사장력은 내층의 실의 품질에 문제점을 야기한다. 즉, 내층의 실은 쉽게 금이가고, 쉽게 보풀을 생성한다. 예를들어, 베타-실로 알려진 3μ의 필라멘트실 직경을 갖는 유리실은 케이크의 양이 2kg 또는 그 이상으로 만들어지면 그 내층의 실의 품질이 저하되기 때문에 실체적으로 사용될 수 없다. 전술한 이유들 때문에 감겨진 유리실의 양은 비록 필라멘트실의 직경과 필라멘트실의 수에 의해 좌우되지만 감겨진 유리실의 양을 최상의 조건하에서 약 150,000m로 제한하는 것도 고려되었다.

상기한 유리실은 여러가지 방법으로 사용되어져 왔고, 그러므로 유리실은 여러가지 요구 조건들을 만족시켜야만 했다. 예를들어, 비록 상기한 유리실은 정해진 꼬임을 갖는다고 간주되어 왔음에도 불구하고 꼬이지 않은 유리실에 대한 요구가 생겨난다.

감겨서 케이크 형상을 형성하는 유리 실에 있어서, 케이크의 종단부에 감겨진 가닥과 중간부에 감겨진 가닥은 실 번호에 있어서 서로 상이하다. 그러므로, 실 번호는 한 가닥내에서도 이송 주기에 따라 변화한다. 전술한 현상은 케이크의 양에 비례하여 과도하게 생긴다. 비록 다음 과정에서의 제어란 면에 있어서 감겨진 유리실의 양이 큰 것이 바람직하지만, 실 번호의 분산은 방지되어야만 하므로 감기의 양은 제한된다.

상기 케이크는 제3a도에 도시된 바와 같이 두 얇은 단부를 갖는 형상으로 형성되기 때문에 쉽게 취급할 수 없다. 그 단부가 손상되면 그 케이크로부터 가닥을 뽑아낼때 손상된 부위에서 가닥이 잘릴 수 있다. 그러므로, 상기 케이크를 운송하고 포장하는 것은 대단히 곤란하다.

최근, 꼬이지 않은 유리실에 대한 요구가 있어 왔다. 비록 통형상의 것이 케이크를 형성하기 위해 가닥을 감고, 상기와 동일한 것을 되감기 트위스터에 의해 가닥을 꼬이면서 되감는데 매우 적합하지만, 트위스팅을 생략한 상태에서는 가닥을 되감는데에는 적합하지 않다.

상기한 케이크를 고정한 상태로 상기한 가닥을 실체적으로 꼬임이 전혀 없게 하는 방법으로 감으면, 예를들면 수평으로 놓여진 케이크의 내측으로 부터 그 가닥을 뽑아내려고 하면, 원하는 가닥과 더불어 인접한 가닥이 바람직하지 못하게 뽑아져 나온다. 즉, 소위 스크램블 인발 현상이 발생하고 그에 따라 상기 가닥은 원한바대로 뽑아져나올 수 없다. 이러한 것에 대한 이유는 유리실의 케이크를 이송하기 위한 철선 이송방법은 이송각을 정확하게 조절할 수 없다는 것이다. 또다른 이유는 공기에 의해 건조되는 전분 타입의 풀재료는 케이크의 형상으로 남아있을 수 없다는데에 있다. 그러므로 상기 가닥은 작은 충격이 가해지면 다른 가닥들로부터 쉽게 분리될 수 있다.

수직으로 위치된 케이크로부터 상기한 가닥을 뽑아내려고 하면, 케이크의 단부가 얇고 뽀족하기 때문에 케이크의 무게에 의해 그 하단부가 구부러지고 변형된다. 그 결과 뽑아내지고 있는 가닥이 그 부위에서 걸리고 절단될 수 있다. 감기관을 포함하는 케이크가 수직으로 위치되면, 케이크의 중앙부는 두께가 두껍고 그 양 단부로 갈수록 두께가 감소하기 때문에 케이크의 하부로부터 가닥이 뽑아져 나오는 경우에, 뽑아내지고 있는 가닥은 가닥이 조밀하게 감겨있는 중앙부와 접촉하게 되고 마찰되게 된다. 그 결과, 보풀이 쉽게 발생하고 결국 가닥의 절단을 야기한다. 전술한 바와 같이, 케이크 형태로 감겨진 유리실로부터는 꼬이지 않은 유리실을 얻는 것은 곤란하다. 게다가, 종래의 유리실은 감기의 양과 감기의 길이에 있어 제한된다. 그러므로 다음 과정 없이 감기의 양을 증대시키려는 요구가 있게 된다. 감기의 양의 증대는 다음의 유리실 공정에 의해 만들어진 종래의 요구와 더불어 유리실이 광범위하게 사용되기 때문에 매우 중요해졌다.

여러 조사의 결과로, 전술한 문제점들은 합사 과정에 사용하기 위한 가닥의 권사형태를 종래의 통형 케이크 대신 현실적으로 형성이 불가능하다고 여겨졌던 단정방형 치즈 권사 형태로 형성함으로써 극복될 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 전술한 문제점들은 3 내지 9μ의 필라멘트실 직경을 가지며, 풀재료가 도포되어지며, 꼬이지 않고, 단정방형 치즈 권사를 형성하기 위해 감기는 유리실을 채용함으로서 극복될 수 있다는 것을 발견하였다. 상기한 ″9μ″ 필라멘트실은 유리섬유 공업분야에서는, 9.1 내지 9.2μ의 평균 직경을 갖는 필라멘트실이다.

단 정방형 치즈 권사는 유리실을 합사하는 때에 모음 롤러 하부에 위치한 장력 완화 장치를 사용함으로써 형성할 수 있다는 사실을 발견하였다. 즉, 단 정방형 치즈 권사는 다음의 과정에 의해 형성될 수 있다 : 3 내지 9μ의 유리 필라멘트실은 부싱의 저부에 형성된 복수개의 오리피스를 통하여 방출된 용융된 유리를 인발함으로서 형성한다 ; 복수개의 유리 필라멘트실에 풀재료를 도포한다 ; 모음장치에 의해 한 가닥이 형성된다 ; 상기한 한 가닥은 장력완화장치의 적어도 하나의 회전 드럼과 접촉하게 된다 ; 상기한 가닥은 정해진 진폭을 갖는 이송장치에 의해 이송되어지면서, 감기 모음에 고정된 감기관 둘레에 감겨진다 ; 그리고 그 가닥은 단 정방형 치즈 권사를 형성한다.

지금까지는, 10μ 이상의 필라멘트실 직경을 갖는 몇몇 종류의 유리 조방사의 경우 단정방형 치즈 권사로 형성된 생산물이 있었다. 전술한 설비는 하나의 부싱이 2000 내지 4000 필라멘트실을 형성하는 것을 가능하게 하는 합사 기술의 발달에 의해 실현될 수 있다. 그러므로, 하나의 합사 가닥이 그 자체로 조방사로서 사용될 수 있다. 지금까지는, 유리 조방사는 단정방형 치즈 권사를 형성하기 위하여 10 내지 30 조방사 가닥들을 평행하게 위치시키고 감아서 형성되었다. 일반적으로, 전술한 조방은 ″직접 조방″이라고 하고 후술한 조방은 ″다발조방″이라 한다. 부싱당의 생상물의 양이 증대될 수 있는 장점과 제조 과정이 단축될 수 있는 장점이 얻어질 수 있기 때문에 필라멘트실 감기 분야의 압출분야에 다발조방 대신에 직접 조방이 채용되었다. 보통의 직접 조방은 필라멘트실의 직경이 13 내지 20μ의 큰 값을 가지며 텍스 번호가 1000 내지 3000 즉, 각 필라멘트실이 큰 직경을 가질 뿐만 아니라 큰 가닥 사이즈를 갖는 설비를 갖는다. 그러므로, 감기에 의해 형성된 권사의 양이 16kg이라고 할 때, 가닥의 실번호가 2000 텍스일 경우 감기 길이는 8,000m이다. 전술한 바와 같이 감기 양은 비교적 작다.

그 반면에, 상기 유리실은 3 내지 9μ의 아주 작은 필라멘트실 직경을 가지며 직접 조방과 비교했을때 아주 가는 3 내지 140 텍스의 작은 가닥 실번호를 갖는다.

그러므로 유리섬유공업 분야에 있어서, 상기한 유리 실은 단 정방형 치즈 권사를 형성하기 위하여 유리실을 감는 개념이 없다는 면에서 유리 조방사와는 상이하였다.

정력적인 연구의 결과, 전술한 문제점들을 극복하기 위해서는 상기한 가닥을 단정방형 치즈 권사를 형성하도록 감아야만 한다는 사실을 발견하였다. 또한, 내층의 실이 압력에 의해 변형되지 않으며 유리실을 단정방형 치즈 권사 형태로 감을 수 있는 합사 조건을 채용함으로써 외층의 실과 실체적으로 동일한 품질을 갖는 유리실이 얻어질 수 있음을 발견하였다.

9μ 또는 그 이하의 직경을 갖는 유리실이 감겨서 단정방형 치즈 권사를 형성한다면, 유리실이 큰 합사장력을 갖기 때문에 제5도에 도시한 바와 같이 중간층의 실은 강제적으로 방출된다. 제5도의 5a의 크기는 필라멘트실의 직경에 반비례하여 증가하고, 감기 양에 비례하여 증가한다. 유리실이 감겨서 케이크를 형성하면 케이크에 작용하는 변형력은 케이크의 중앙부에 작용한다. 그러므로, 상기의 유리실은 상기한 변형력을 견딜 수 있다. 그러나, 유리실의 마찰계수는 다음의 제조과정의 수행을 용이하게 할 수 있도록 작게 만들어진다. 그러므로 그 실이 감겨서 단정방형을 형성하면 상기한 실은 쉽게 미끄러지며, 그 단부는 쉽게 돌출한다. 돌출부의 실의 품질이 과다하게 저하되기 때문에 이러한 타입의 단정방형 치즈 권사는 생산물로 사용될 수 없다.

단정방형 치즈 권사를 변형하는 가장 중요한 요소는 감겨서 권사를 형성하는 가닥의 장력과 그 가닥의 사이즈 사이의 관계이다. 그와 대조적으로, 변형을 방지하는 요소는 권사상에 감기는 가닥의 각도 즉, 이송각의 크기이다. 이송각이 동일한 경우에는 변형도는 장력/사이즈에 좌우된다. 장력이 반감되면, 그 사이즈가 반일 경우에 변형도는 동일하다. 가닥의 사이즈와 장력이 동일하다면 권사의 변형도는 가닥의 속도 즉, 가닥이 감기는 속도가 3000m/min인 경우와 그 속도가 유리 섬유를 제조하는 보통의 가닥 속도인 1500m/min의 경우의 두 경우 사이에서 동일하다. 즉, 변형도는 감겨서 권사를 형성하는 가닥으로부터 부가되는 부피당의 힘에 의해 좌, 우 된다. 유리 필라멘트실 직경이 9μ 또는 그 이하일 때 현실화되는 장력의 실시예를 설명한다. 비록 장력이 유리의 점성, 부싱 오리피스의 형상, 가닥이 뽑아져 나오는 속도에 의존하여 상당하게 변화할지라도 속도가 3000m/min 이고 가닥 사이즈가 33.7텍스(g/1000m)이라면 다음의 장력들이 실현된다 : 유리 필라멘트실 직경이 9.2μ(200 필라멘트실) 일때 170gf ; 유리 필라멘트실 직경이 7.5μ(300필라멘트실) 일때 190gf ; 유리 필라멘트실 직경이 6.5μ(400필라멘트실) 일때 215gf ; 유리 필라멘트실 직경이 5.3μ(600필라멘트실) 일때 320gf ; 유리 필라멘트실 직경이 3.7μ(1200 필라멘트실) 일때 490gf.

전술한 바와 같이, 동일 가닥 사이즈당 걸리는 장력은 유리 필라멘트실의 직경에 역비례하여 급격히 증가한다.

가닥 사이즈가 33.7 텍스이고 이송각이 4.5일 경우 상기한 장력은 용이하게 단정방형 치즈 권사를 형성하는 가닥 속도와 관계없이 바람직한 형태를 유지하면서 150gf 또는 그 이하로 감소된다. 이송각이 3°로 감소되면 그 장력은 가닥을 용이하게 감을 수 있도록 감소되어 져야만 한다. 전술한 바와 같이, 감겨질 수 있는 가닥에 걸리는 장력의 목표값은 이송각에 의해 좌우된다. 비록 이송각이 상기 권사의 변형을 방지하기 위하여 작용하지만, 변형을 방지하기 위한 이송각 증대의 필요성은 장력을 더욱 낮추면 제거될 수 있다. 그러므로, 단 정방형 치즈 권사를 형성하기 위한 가닥 감기는 장력을 감소시킴에 의해 용이하게 할 수 있다.

장력 완화 장치는 적어도 하나의 회전 드럼을 포함한다. 드럼의 주변속도는 권선을 형성하기 위해 가닥이 감기는 속도보다 빠르게 만들어진다. 또한, 그 가닥은 적어도 하나의 드럼과 접촉하게 된다. 상기의 장력완화 장치가 생략된다면 그 가닥은 용융된 유리를 인발하기 위한 권사의 회전력에 의해 당겨진다. 그러므로 용융된 유리를 인발할 때 발생되는 장력은 가닥의 장력으로서 권사의 표면에 작용한다. 용융된 유리를 인발하는 힘을 장력 완화장치의 드럼에 분산시킴으로서, 장력이 제거된 가닥이 권사에 공급될 수 있다. 그러므로, 훌륭한 형태를 드러내는 단 정방형 치즈 권사가 형성된다.

상기한 가닥을 단정방형 치즈 권사를 유지하면서 정해진 형태로 감음으로써, 유리실을 실타래에 감아 생산물을 제조하는 보통의 과정이 생략될 수 있다. 그러므로, 그 가닥은 케이크의 제한양보다 큰 양까지 권사를 형성하기 위해 감길 수 있다. 그 결과, 제조 산출고가 증가된다. 또한 실제적으로 실 번호의 변경이 없으며 꼬임이 없는 최고양의 유리 섬유를 제조할 수 있다.

이하 도면을 참조로하여 본 발명을 상세히 설명한다. 제1도와 제2도는 각각 본 발명에 의한 유리 필라멘트실의 직경이 9μ 또는 그 이하인 가닥을 단정방형 치즈 권사로 형성하기 위한 장치의 태양의 측면도와 정면도이다. 복수개의 필라멘트실(2)들은 복수개의 구멍을 갖는 부싱(1)의 하부 표면에 형성된 복수개의 오리피스를 통하여 당겨진다. 상기 필라멘트실(2)들에는 풀재료가 도포되어지고 한가닥(5)으로 형성되기 위하여 모음 장치(4)에 의해 모여진다. 상기 가닥(5)은 장력완화장치(6)에 공급되고, 이동되기 전에 상기 장력완화장치(6)내의 적어도 하나의 드럼과 접촉하게 된다. 상기의 태양에 따라 장력완화장치(6)는 두번째 드럼이 자유로이 이동할 수 있도록 배열된 세개의 드럼들로 형성된다. 그 결과, 상기 가닥을 당기는 힘은 임의로 변환 가능하다. 본 발명은 적어도 하나의 드럼을 사용함에 의해 실현 가능하다는 것을 납득하여야 한다. 그 이유는 비록 하나의 드럼만이 사용될지라도, 상기 가닥을 당기는 힘은 상기 가닥이 상기 드럼에 접촉하는 각을 크게함에 의해 또는 상기 가닥을 상기 드럼 둘레에 일회 또는 그 이상으로 감음에 의해 발생될 수 있기 때문이다. 장력완화장치(6)로부터 인도된 상기 가닥(5)은 정해진 진폭을 갖는 가로 이송 장치(7)에 의해 좌, 우로 이송된다. 그후, 상기 가닥(5)은 감기 모음(8) 상에 삽입된 감기관(9) 둘레에 감긴다. 그 결과, 상기 가닥(5)은 단 정방형 치즈 권사(10)로 형성된다.

제1도 및 제2도에 도시된 상기 장력완화장치(6)는 상기 가닥(5)의 속도보다 빠른 특정한 속도로 각각 회전하는 세개의 드럼들을 포함한다. 상기 세개의 드럼들은 각각 지정된 속도로 고정할 수 있다. 또한, 두번째 드럼의 측방위치도 그 위의 드럼과 그 아래의 드럼들에 대하여 자유롭게 이동가능하다. 그 결과, 상기 드럼들에 대하여 상기 가닥(5)을 누르는 힘의 조절이 가능하며, 장력완화장치(6)로부터 인도될 상기 가닥(5)의 장력도 임의로 조절가능하다. 가로이송장치(7)는 상기 가닥(5)을 잡고, 상기 가닥(5)을 정해진 진폭으로 진동시키기 위한 칩(11)을 가지며, 상기 가닥(5)을 좌우로 이송시키면서 감기관에 공급하기 위하여 상기 칩(11)을 정해진 진폭으로 진동시키는 장치이다. 더 나아가, 가로이송장치(7)는 단정방향 치즈권사(10)의 외경이 감기 작동이 진행됨에 따라 증가될 때 단정방향 치즈권사(10)의 표면으로 부터의 거리를 일정한 거리로 유지하면서 이동하는 기능도 갖는다. 감기 모음(8)은 감기 작동이 진행됨에 따라 단정방형 치즈권사(10)의 외경이 증가되는 경우에도 권사의 속도 변화 즉 상기 가닥(5)이 감기는 속도의 변화를 방지하기 위하여 그 회전 속도를 조절하는 기능을 갖는다.

제4a도와 제4b도는 변형을 방지하면서 단정방형 치즈권사(10)를 감기관(9) 둘레에 감음으로서 형성된 한 생상물을 도시한다. 제4a도의 '4a'는 감기의 폭을 나타내며, '4b'는 감기의 두께를 나타내고, '4c'는 감긴 가닥의 가로 이송각을 나타내고, '4d'는 감기 모음(8)의 직경을 나타내며, '4e'는 감기관(9)의 두께를 나타낸다. 제5도는 단정방형 치즈권사가 상기 가닥의 과다한 장력에 의해 변형된 상태의 한 예를 도시한 것으로 감기관(9) 둘레에 감긴 상기 단정방형 치즈 권사의 일부만 도시된 단면도이다. 제5도의 점선부분은 변형되지 않은 상기 권사의 단면을 도시한다. 제5도의 '5a'는 변형의 폭을 나타낸다.

한 실험의 결과가 표1에 도시된다. 상기 실험은 상기 가닥의 장력을 변화시키면서 두가지 종류의 가닥과 두가지 이송각을 사용하여 단정 방형 치즈 권사를 형성할때 상기 권사의 변형을 시험하기 위하여 수행되었다. 상기 실험의 조건들은 다음과 같다 : 감기폭 '4a'는 2000mm ; 감기 두께 '4b'는 20mm ; 두 이송각 '4c'는 3.07°와 4.45°; 감기 모음 직경 '4d'는 150mm ; 감기관 두께 4e는 0.5mm ; 가닥 감기 속도는 3000m/min ; 두가지 종류의 가닥은 각각 400개의 필라멘트실로(필라멘트 직경 : 6.5μ)로 형성된 33.7 텍스 가닥과 600개의 필라멘트실(필라멘트 직경 : 5.3μ)로 형성된 다른 33.7 텍스 가닥이 사용되었다.

상기 실험의 결과는 표 1에 표시된다.

[표 1]

표1의 결과는 제6도에 도시된다.

표1에서 볼 수 있듯이 상기 네개의 가닥들은 1.5배로 변하는 600과 400개의 서로 다른 수의 필라멘트실을 갖는 반면에 33.7 텍스의 동일 사이즈를 갖는다. 그 결과, 생성된 장력은 332g와 201g였다. 따라서, 얇은 필라멘트실이 보다 큰 장력을 갖는 것을 알 수 있다.

제6도에 도시되듯이 장력 완화 장치에 의해 상기 가닥에 생성된 장력을 완화하면서 상기 가닥이 감기게 되면 상기 권사의 변형 폭은 감소될 수 있다. 더나아가, 경사도는 상기 가닥이 감기는 이송각, 상기 이송각은 4.45°와 3.07°에 따라 변화한다. 상기 가닥들이 동일한 이송각으로 감기고, 동일한 사이즈의 것들이 사용된다면 상기 가닥들의 장력에 관계없이 동일한 결과가 얻어진다. 상기 권사의 변형폭이 상기 장력이 클때 상기 이송각의 약간의 변화에 의해 꽤많이 변할지라도, 상기 장력이 작으면 상기 권사의 변형폭은 꽤많이 변하지 않는다.

단정방형 치즈권사의 변형도는 상기 이송각과 장력/가닥 사이즈에 의존한다. 그러므로 상기 이송각이 동일한 경우에 있어서 상기 가닥의 사이즈가 두배로 되고 상기 장력 또한 두배로 된다면 변형도는 동일하다. 전술한 사실 또는 실험에 의해 확증되었다.

유리 섬유에 있어서, 가닥 사이즈당 장력은 상기 필라멘트실의 사이즈에 역비례하여 급격히 증가된다. 전술한 사실은 상기 유리 섬유가 직경이 9μ 또는 그 이하인 유리실은 단정방형 치즈권사를 형성하기 위하여 쉽게 감길 수 없다는 곤경에 처하게 된다. 그러나, 상기 가닥에 생성된 큰 장력이 장력 완화 장치에 의해 꽤 많이 완화된 후 감기로 진행되는 본 발명의 배열은 상기 가닥의 장력에 관계없이 가닥이 감겨 단정방형 치즈권사를 형성하는 것을 가능하게 한다.

종래의 방법은 상기 유리 가닥이 일시적으로 감겨서 소위 케이크(cake)를 형성하고, 상기 케이크가 생산물을 제조하기 위해 실타래에 다시 감기는 배열을 갖는다. 그러나, 본 발명은 종래의 기술에 따라 상기 케이크가 제조되는 과정내에서 단정방형 치즈권사를 형성함으로써 상기 단정방형 치즈권사가 생산물이 되는 것을 가능하게 한다. 더 나아가 실타래에 다시 감는 다음의 과정도 완전히 생략될 수 있다. 그 결과로, 경비가 상당히 절감된다. 그러므로, 다음의 문제점들이 극복된다 : 상기 가닥이 실타래에 다시 감기는 과정중에 발생하는 상기 가닥이 닿이 스치는 현실 때문에 품질이 저하된 문제와 상기 가닥의 절단 때문에 발생하는 불만족스러운 양품률 문제.

상기 케이크를 형성하는 종래 기술은 감기 작동이 진행되면서 상기 가닥 사이즈의 변화가 과다하게 되는 문제에 직면한다. 더 나아가, 큰 케이크를 형성하게 되면 압축될 하부층 내에 상기 가닥이 감기게 되는 동시에 상기 가닥에 생성되는 장력은 유리 필라멘트실의 사이즈에 역비례하여 증가된다. 그 결과, 품질이 과다하게 저하되고 그에 따른 큰 케이크를 형성할 수 없다. 그러나, 평면을 갖는 단정방형 치즈권사가 상기 가닥의 감기에 의해 형성되는 배열을 갖는 본 발명은 상기 가닥 사이즈의 변화가 제거되는 것을 가능하게 한다. 또한 장력 완화 장치는 상기 가닥의 장력을 꽤많이 완화시킨다. 그러므로, 대량으로 가닥을 감아서 형성되는 큰 권사가 형성될 수 있다.

Claims (16)

1. 9.5μ 또는 그 이하의 직경을 갖는 단필라멘트실을 포함하는 유리실에 있어서, 풀재료를 갖는 단정방형 치즈권사(square-end cheese package)를 형성하기 위하여 꼬이지 않은 상태로 감기는 유리실.
2. 제1항에 있어서, 상기 필라멘트실의 직경이 3 내지 9μ인 유리실.
3. 제2항에 있어서, 상기 유리실이 180,000m 또는 그 이상의 길이까지 감기는 유리실.
4. 제3항에 있어서, 상기 유리실이 7°또는 그 이하의 이송각으로 감기는 유리실.
5. 부싱의 하부에 형성된 복수개의 오리피스들을 통하여 흘러나온 용융된 유리를 인발에 의해 복수개의 필라멘트실로 형성하는 단계 ; 상기한 복수개의 유리 필라멘트실에 풀재료를 도포하고 모음장치를 사용하여 상기 복수개의 유리 필라멘트실들을 모아 한 가닥(strand)을 형성하는 단계 ; 상기한 한가닥의 장력을 완화하는 단계 ; 그리고 상기한 장력이 완화된 한가닥을 하나의 단정방형 치즈권사를 형성하기 위한 감기 단계를 포함하는 유리실 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 용융된 유리를 인발함으로써 형성된 상기 복수개의 필라멘트실들 각각의 직경이 3 내지 9μ인 유리실 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 상기한 한가닥이 감기기 전에, 그 한가닥을 감기 속도보다 빠른 속도로 회전하는 적어도 하나의 드럼과 접촉하게 함으로써, 그 가닥의 장력을 감소시키는 유리실 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기한 한가닥의 장력(gf)이 가닥 사이즈(tex)×150/33.7 또는 그 이하로까지 감소되는 유리실 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기한 한가닥이 드럼 주위에 한번 또는 그 이상의 횟수로 감기는, 감는 속도보다 빠른 속도로 회전하는 하나의 드럼과 접촉함으로써 상기한 한가닥의 장력이 감소되는 유리실 제조방법.
10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 정해진 진폭을 갖는 이송장치에 의해 이송되어지면서 감기모음에 고정된 감기관 둘레에 감기는 방법으로 상기한 단정방형 치즈 권사를 형성하기 위하여 상기한 한가닥을 감는 단계가 수행되는 유리실 제조방법.
11. 그 하부에 복수개의 오리피스들을 갖는 부싱 ; 복수개의 유리 필라멘트실을 형성하기 위하여 상기 오피리스들로 부터 흘러나온 용융된 유리를 인발하는 장치 ; 상기 복수개의 유리 필라멘트실에 풀재료를 도포하기 위한 풀재료 도포구 ; 풀재료가 도포된 상기 유리 필라멘트실들을 한가닥으로 형성하기 위한 모음 장치 ; 상기한 한가닥의 장력을 감소시키기 위한 장력 완화 장치 ; 이송장치로 상기한 한가닥을 이송하면서 장력 완화 장치에 의해 장력이 감소된 상기한 한가닥을 단정방형 치즈권사를 형성하도록 감기위한 감기 장치를 포함하는 유리실 제조장치.
12. 제11항에 있어서, 상기한 한가닥을 정해진 진폭으로 이송하기 위한 상기한 이송장비를 포함하는 유리실 제조장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 감기과정이 진행됨에 따라 상기한 단정방형 치즈권사의 외경이 증가될때 그 단정방향 치즈권상의 표면으로부터 상기 이송장치까지의 거리를 일정하게 유지하도록 하는 이송장치를 이동시키기 위한 장치들을 추가로 포함하는 유리실 제조장치.
14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기한 장력 완화 장치가 상기한 한가닥이 접촉하고, 그 가닥이 감기는 속도보다 빠른 속도로 회전하는 적어도 하나의 드럼을 포함하는 유리실 제조방법.
15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기한 장력 완화 장치가 상기한 한가닥이 지그재그로 순서대로 접촉하도록 수직으로 배열되며, 그 가닥이 감기는 속도보다 빠른 속도로 회전하고, 세드럼들중 가운데 드럼의 위치가 나머지 수직으로 배열된 두 드럼들에 관하여 측방으로 이동 가능하도록 설비된 세개의 드럼을 포함하는 유리실 제조장치.
16. 제11항 또는 제12항에 있어서, 그 가닥을 감음으로써 형성되는 상기 단정방형 치즈권사의 외경이 증가될 때 상기한 한가닥이 감기는 속도를 정속으로 유지하기 위하여 감기장치가 감기모음의 회전속도를 줄이기 위한 속도 조절장치를 갖는 유리실 제조장치.