KR20020010898A - Process for Winding Elastomeric Fiber Package - Google Patents
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Abstract
튜브코어, 및 권취가 시작한 후 커져가는 패키지 상에 특성 프로파일에 따라 감소하는 힘을 가하는 접촉롤을 이용하는 탄성체 섬유 패키지의 권취 방법을 제공한다.A method of winding an elastomeric fiber package using a tube core and a contact roll that applies a force that decreases with a characteristic profile on a package that grows after winding starts.
Description
탄성체 섬유를 기재로 한 생성물은 공업용 재료, 의류 및 일회용 개인 위생용품 (예를 들면, 기저귀)과 같은 여러 분야에서 사용되고 있다. 탄성체 섬유는 직물 형태로 제직 및 편성되고, 부직물 형태로 스티칭 결합되고, 부직물 및 필름과 같은 시트 물질 위에 바로 부착된다. 탄성체 섬유는 통상적으로 튜브코어 상에 권취되어 제공된다. 귄취된 섬유 및 그 섬유가 권취되어 있는 튜브코어를 "패키지(package)"로 언급한다. 사용시, 탄성체 섬유는 연속식 또는 병렬식으로, 수동적으로 (예를 들어 "오버-엔드 테이크-오프(over-end take-off)"로) 또는 능동적으로 (예를 들어 "롤링 테이크-오프(rolling take-off)"로) 패키지로부터 풀려 하류 공정으로 공급된다.Products based on elastomeric fibers are used in many fields such as industrial materials, apparel, and disposable personal care products (eg, diapers). Elastomeric fibers are woven and knitted in the form of fabrics, stitched and bonded in the form of nonwovens, and directly attached onto sheet materials such as nonwovens and films. Elastomeric fibers are typically provided wound on a tube core. The twisted fiber and the tube core on which the fiber is wound are referred to as a "package." In use, the elastomeric fibers may be continuously or in parallel, either passively (eg "over-end take-off") or actively (eg "rolling take-off"). take off) from the package and supplied to the downstream process.
그러나, 현재까지 탄성체 섬유 패키지는 종종 열등한 패키지 형상을 가지는 문제점이 있어 왔다. 이러한 패키지는 튜브코어 및 패키지 상에서 접촉롤의 상승력으로 권취되어 왔다. 이러한 열등한 패키지 형태는 탄성체 섬유가 (예를 들어, 선적 물질 또는 다른 탄성체 섬유 패키지와의 마찰 결과로) 패키지에서 쉽게 벗겨지게 하여, 풀리는 탄성체 섬유가 벗겨진 탄성체 섬유와 얽키게 되어 섬유의 파단을 유발할 수 있다. 이러한 파단은 또한 마찰의 직접적인 결과로 발생한다. 결과적으로, 이러한 패키지로부터의 섬유의 해사는 비경제적이기 때문에, 개선된 탄성체 섬유 패키지 권취 방법이 필요하다.However, to date, elastomeric fiber packages often have problems with inferior package shapes. Such a package has been wound with the lifting force of the contact roll on the tube core and the package. This inferior package form can cause the elastomeric fibers to peel off easily from the package (eg, as a result of friction with shipping materials or other elastomeric fiber packages), causing the loosening fibers to become entangled with the stripped elastomeric fibers, causing the fibers to break. have. This failure also occurs as a direct result of friction. As a result, the dissolution of fibers from such a package is uneconomical, and therefore an improved method of winding an elastomeric fiber package is needed.
<발명의 요약>Summary of the Invention
본 발명은The present invention
(A) 접촉롤과 접촉하게 튜브코어를 회전시키는 단계,(A) rotating the tube core in contact with the contact roll,
(B) 접촉롤이 튜브코어 상의 섬유에 대해 초기 힘을 가하고 패키지가 형성되기 시작하도록 튜브코어 상에 섬유를 권취하는 단계,(B) winding the fiber onto the tube core such that the contact roll exerts an initial force on the fiber on the tube core and the package begins to form,
(C) 권취 시간의 초기 30% 동안 첫번째로 힘을 초기 힘의 약 25 내지 60%로 점차 감소시키는 단계,(C) first gradually decreasing the force to about 25 to 60% of the initial force during the initial 30% of the winding time,
(D) 권취 시간의 마지막 30%까지 힘을 실질적으로 일정하게 유지시키는 단계, 및(D) keeping the force substantially constant until the last 30% of the winding time, and
(E) 두번째로 힘을 초기 힘의 약 10% 이상인 정도로 감소시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는,(E) secondly reducing the force to an extent that is at least about 10% of the initial force,
힘의 변곡 프로파일을 생성시켜 탄성체 섬유를 권취하는 방법을 제공한다.It provides a method of winding an elastomeric fiber by creating an inflection profile of the force.
본 발명은 탄성체 섬유 패키지의 권취 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 권취 동안 가변 압력을 가하는 접촉롤을 이용하여 패키지를 권취하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for winding an elastomeric fiber package, and more particularly, to a method for winding a package using a contact roll applying a variable pressure during winding.
도 1은 본 발명의 방법에 의해 수득되는 탄성체 섬유 패키지를 예시한 측면개략도이다.1 is a schematic side view illustrating an elastomeric fiber package obtained by the method of the present invention.
도 2는 본 발명의 방법에서 접촉롤이 튜브코어 및 패키지에 가하는 힘 대 패키지 직경을 권취 초기에서부터 권취 마지막까지 플롯한 것이다. 이는 힘의 변곡 프로파일의 일 예이다.Figure 2 plots the force applied to the tube core and package by the contact roll versus the diameter of the package from the beginning to the end of the winding in the method of the present invention. This is an example of the inflection profile of the force.
도 3은 종래 권취 방법으로 제조된 탄성체 섬유 패키지의 단면도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows a cross-sectional view of the elastic fiber package produced by the conventional winding method.
도 4는 종래 권취 방법에서 사용되는 것과 같은 힘의 비변곡 프로파일의 일 예를 예시한 것이다.4 illustrates an example of an uninverted profile of force as used in the conventional winding method.
도 5는 접촉롤이 탄성체 섬유 패키지에 가하는 힘을 변화시키기 위하여 본 발명에서 사용할 수 있는 수단의 일 예를 개략적으로 예시한 것이다.Figure 5 schematically illustrates an example of the means that can be used in the present invention to change the force the contact roll exerts on the elastomeric fiber package.
본 발명자들은 탄성체 섬유 패키지, 특히 양호한 해사 특성 및 우수한 패키지 형상을 갖는 대형 패키지는 힘의 변곡 프로파일로 패키지를 권취함으로써 제조될 수 있다는 것을 발견하였다.The inventors have found that elastomeric fiber packages, in particular large packages with good maritime properties and good package shape, can be produced by winding the package with an inflection profile of force.
"탄성체 섬유"란 임의의 권축과 관계없이 100%를 초과하는 파괴 신도를 가지며, 신장시킨 후 이완시켰을 때 신속히 그리고 강력하게 실질적으로 그의 원래 길이로 수축되는 필라멘트를 의미한다. 이러한 섬유는 고무 섬유, 스판덱스 또는 엘라스탄, 폴리에테르에스테르 섬유, 폴리에테르아미드 섬유, 특정 폴리프로필렌 및 엘라스토에스테르를 포함한다. "스판덱스" 및 "엘라스탄"은 섬유 형성 물질이 분절 폴리우레탄을 85 중량% 이상 포함하는 장쇄 합성 엘라스토머인 인조 섬유를의미한다. "힘의 변곡 프로파일"이란 패키지 직경 대 튜브코어 및 권취 패키지에 대한 접촉롤 힘의 플롯에서, 플롯을 보는 관점에 따라 고정된 선에 대해 오목한 부분으로부터 볼록한 부분으로 또는 그 반대로 곡률의 변화가 있는 플롯을 의미한다.By "elastic fiber" is meant a filament having a fracture elongation of more than 100%, regardless of any crimp, which contracts rapidly and strongly substantially to its original length when stretched and relaxed. Such fibers include rubber fibers, spandex or elastane, polyetherester fibers, polyetheramide fibers, certain polypropylenes and elastomers. "Spandex" and "elastane" refer to artificial fibers wherein the fiber forming material is a long chain synthetic elastomer comprising at least 85% by weight of segmented polyurethane. "Inflection profile of force" is a plot of package diameter versus contact core force for a tube core and a wound package, with a change in curvature from concave to convex or vice versa for a fixed line, depending on the view of the plot. Means.
엘라스탄, 폴리에테르아미드 섬유 및 폴리에테르에스테르 섬유와 같은 합성 탄성체 섬유는 중합체 글리콜로부터 제조될 수 있고, 공중합체 글리콜이 또한 사용될 수 있다. 엘라스탄의 경우, 중합체 글리콜은 (코)폴리에테르 글리콜, (코)폴리에스테르 글리콜 및(또는) (코)폴리카르보네이트 글리콜일 수 있다. 중합체 글리콜은 전형적으로 디이소시아네이트 및 1종 이상의 디아민, 알칸올아민 및(또는) 디올과 반응하여 중합체를 형성한다. 폴리에테르에스테르의 경우, 폴리에테르 글리콜은 이산 및 1종 이상의 저분자량 디올과 반응하여 중합체를 형성할 수 있다. 폴리에테르 디아민, 이산 및 저분자량 디아민을 사용하여 폴리에테르아미드를 제조할 수 있다. 중합체의 분자량을 제어하기 위하여 알콜 및 아민과 같은 일관능성 사슬 종결제를 사용할 수 있다.Synthetic elastomeric fibers such as elastane, polyetheramide fibers and polyetherester fibers can be made from polymeric glycols, and copolymer glycols can also be used. In the case of elastane, the polymer glycol may be (co) polyether glycol, (co) polyester glycol and / or (co) polycarbonate glycol. Polymer glycols typically react with diisocyanates and one or more diamines, alkanolamines, and / or diols to form polymers. In the case of polyetheresters, polyether glycols can be reacted with diacids and one or more low molecular weight diols to form a polymer. Polyetheramides can be prepared using polyether diamines, diacids and low molecular weight diamines. Monofunctional chain terminators such as alcohols and amines can be used to control the molecular weight of the polymer.
제조되는 중합체의 종류에 따라, 용액 중합 또는 용융 중합을 사용할 수 있다. 유사하게, 중합체의 종류에 따라, 건식 방사, 습식 방사 또는 용융 방사를 사용하여 섬유를 제조할 수 있다. 첨가제 및 안정화제를 본 발명의 방법에 불리한 영향을 주지 않는 한 섬유에 첨가할 수 있다.Depending on the kind of polymer produced, solution polymerization or melt polymerization can be used. Similarly, depending on the type of polymer, fibers can be produced using dry spinning, wet spinning or melt spinning. Additives and stabilizers can be added to the fibers as long as they do not adversely affect the process of the present invention.
섬유가 방사된 후, 전형적으로 섬유는 횡단 수단에 의해 그의 이동 방향의 횡방향으로 왕복 운동하고 튜브코어 상에 권취된다. 튜브코어는 통상적으로 스핀들 어셈블리 상에 탑재되고, 섬유는 접촉롤의 도움으로 튜브코어 상에 권취된다.스핀들 어셈블리가 구동되고 접촉롤이 구동되지 않을 수 있다(자유롭게 회전될 수 있다). 또한, 스핀들 어셈블리가 구동되지 않고 접촉롤이 구동되어, 스핀들 어셈블리를 회전시키는데 필요한 회전 구동력을 제공할 수 있다.After the fiber is spun, the fiber is typically reciprocated in the transverse direction of its movement direction by traversing means and wound on the tube core. The tube core is typically mounted on the spindle assembly and the fibers are wound on the tube core with the aid of a contact roll. The spindle assembly may be driven and the contact roll may not be driven (it can be freely rotated). In addition, the contact roll can be driven without the spindle assembly being driven, thereby providing the rotational driving force necessary to rotate the spindle assembly.
본 발명의 방법에 있어서, 접촉롤이 튜브코어 (및 권취가 시작된 후 커져가는 패지지)에 가하는 힘은 특정 프로파일에 따라 권취 동안 감소된다. 힘의 감소는 권취 초기에 사용된 힘("초기 힘")에 관련하여 본원에서 기술한다. 최대 초기 힘은 10 Kg일 수 있고, 최소 힘은 1 Kg일 수 있다. 권취 시간의 초기 30%, 바람직하게는 10% 동안, 첫번째로 힘을 초기 힘의 약 25 내지 60%로 점차 감소시킨다. 접촉롤의 힘을 이어서 권취 시간의 마지막 30%, 바람직하게는 약 20%까지 실질적으로 일정하게 유지시키고, 이어서 두번째로 힘을 초기 힘의 약 10% 이상인 정도, 바람직하게는 약 10 내지 35%로 감소시킨다. 권취 시간은 패키지 직경과 대략 일치하며, 권취 패키지의 직경에 대한 접촉롤 힘의 플롯은 도 2에 예시된 바와 같이 힘의 변곡 프로파일을 제공한다.In the method of the invention, the force that the contact roll exerts on the tube core (and the package that grows after winding starts) is reduced during winding according to the particular profile. The reduction in force is described herein in relation to the force used at the beginning of the winding (“initial force”). The maximum initial force may be 10 Kg and the minimum force may be 1 Kg. During the initial 30%, preferably 10% of the winding time, the force is first gradually reduced to about 25-60% of the initial force. The force of the contact roll is then kept substantially constant up to the last 30%, preferably about 20%, of the winding time, and then secondly, the force is at least about 10% of the initial force, preferably about 10 to 35%. Decrease. The winding time approximately coincides with the package diameter and the plot of the contact roll force against the diameter of the wound package provides the inflection profile of the force as illustrated in FIG. 2.
본 발명의 방법은 실질적으로 균일한 권취 폭을 가지는 탄성체 섬유 패키지를 제공하고, 이로 인해 우수한 해사 및 형상 보유 특성이 제공된다. 즉, 본 발명에 의해 권취 패키지 폭의 최대 수치 δmax와 최소 수치 δmin의 차이 δω가 작은, 도 1에 예시된 패키지가 제조된다. 작은 δω는 튜브코어의 축에 바람직하게는 실질적으로 평평하고 수직인 측벽을 의미하며, 이러한 패키지는 양호한 해사 특성을 가진다.The method of the present invention provides an elastomeric fiber package having a substantially uniform winding width, thereby providing excellent sea sand and shape retention properties. That is, according to the present invention, the package illustrated in FIG. 1 is manufactured in which the difference δ ω between the maximum value δ max and the minimum value δ min of the wound package width is small. Small δ ω means a sidewall which is preferably substantially flat and perpendicular to the axis of the tube core, such a package having good maritime properties.
본 발명의 방법은 중량이 3 Kg 이상, 심지어 4 Kg을 초과하는 탄성체 섬유 패키지에 특히 유용하다.The process of the invention is particularly useful for elastomeric fiber packages having a weight of at least 3 Kg and even more than 4 Kg.
접촉롤이 패키지에 대해 가하는 힘을 제어하고 변화시키기 위한 수단으로서 임의의 적합한 방법이 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 예시된 바와 같은, 유압 실린더 (5)가 제어 장치 (나타내지 않음)로부터의 신호에 따라 작동되어 탄성체 섬유 (2)가 권취됨에 따라 튜브코어 및 패키지 (1)과 접촉하여 회전하는 접촉롤 (3)을 지지하는 팔 (4)의 중량을 조정하는 장치가 사용될 수 있다. 따라서, 실린더가 연장되었을 때, 접촉롤의 힘은 감소하고, 실린더가 수축하였을 때, 힘은 증가한다. 수압 실린더를 유압 실린더 대신에 사용할 수 있다. 또한, 다른 기하학적인 장치가 본 발명의 힘의 변곡 프로파일을 수득하기 위하여 사용될 수 있다.Any suitable method can be used in the present invention as a means for controlling and varying the force that the contact roll exerts on the package. For example, as illustrated in FIG. 5, the hydraulic cylinder 5 is operated in response to a signal from a control device (not shown) in contact with the tube core and the package 1 as the elastic fiber 2 is wound up. An apparatus for adjusting the weight of the arm 4 supporting the rotating contact roll 3 can be used. Therefore, when the cylinder is extended, the force of the contact roll decreases, and when the cylinder contracts, the force increases. Hydraulic cylinders can be used in place of hydraulic cylinders. In addition, other geometric devices may be used to obtain the inflection profile of the force of the present invention.
<실시예 1><Example 1>
560 데니어 (622 디텍스) 라이크라(Lycra 등록상표) 스판덱스 (타입 127, 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니사(E. I. du Pont de Nemours and Company)의 등록상표)를 통상적인 수단으로 건식 방사하고 175 mm 길이 튜브코어 상에 권취하여 중량 4.5 Kg의 권취 패키지를 제조하였다. 가공제를 섬유에 도포하지 않았다. 권취 동안 접촉롤이 패키지에 가한 힘은 패키지 직경 (mm)을 횡좌표 상에 플롯하고 접촉롤이 패키지에 가해지는 힘(Kg)을 세로좌표에 플롯한 도 2에 나타낸 힘의 변곡 프로파일을 따랐다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 전체 권취 직경은 약 282 mm이었다. 접촉롤의 힘이 첫번째로 감소하는 동안 권취의 시작은 약 9 mm이었고 (전체직경의 5% 및 전체 권취 시간의 약 5%), 힘이 두번째로 감소하는 동안 권취 마지막은 약 46 mm이었다 (전체 직경의 24% 및 전체 권취 시간의 약 24%). 힘은 권취 시작에서 약 5.7 Kg으로부터, 권취 중간에서 약 2.9 Kg으로 또는 초기 힘의 약 50%로 감소시켰다. 접촉롤의 힘은 초기 힘의 약 31%, 달리 말해 약 1.8 Kg으로 좀더 감소하는 지점인 권취의 마지막까지 실질적으로 일정하게 유지시켰다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 권취 폭의 차이는 작었고 생성물은 측벽 형성 및 해사 특성이 우수하였다.560 Denier (622 Detex) Lycra Spandex Spandex (Type 127, registered trademark of EI du Pont de Nemours and Company) by dry spinning 175 mm Winding packages weighing 4.5 Kg were made by winding onto length tubecores. No processing agent was applied to the fibers. The force exerted by the contact roll on the package during winding followed the inflection profile of the force shown in FIG. 2, plotting the package diameter (mm) on the abscissa and the force on the package (Kg) on the ordinate. As shown in FIG. 2, the total winding diameter was about 282 mm. The start of winding was about 9 mm while the force of the contact roll first decreased (5% of the total diameter and about 5% of the total winding time), and the end of the winding was about 46 mm during the second decrease of the force (total 24% of the diameter and about 24% of the total winding time). The force was reduced from about 5.7 Kg at the start of winding, to about 2.9 Kg in the middle of winding or to about 50% of the initial force. The force of the contact roll was kept substantially constant until the end of the winding, which point was reduced further to about 31% of the initial force, in other words about 1.8 Kg. As shown in Table 1, the difference in winding width was small and the product had excellent sidewall formation and seaworthy properties.
<비교예 1>Comparative Example 1
접촉롤이 패키지에 가하는 힘을 도 4에 나타낸 바와 같이 통상적인 권취 동안 증가시킨 것을 제외하곤 탄성체 섬유를 실시예 1에서와 정확히 동일하게 방사하고 권취하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 생성된 패키지는 실시예 1의 패키지의 권취 폭보다 큰 권취 폭을 가지며 열등한 해사 특성을 나타내었고, 도 3에 나타낸 바와 같이 측벽은 (상당한 부풀음이 있는) S 형상이었다.The elastomeric fiber was spun and wound exactly as in Example 1, except that the force applied by the contact roll to the package was increased during conventional winding as shown in FIG. As shown in Table 1, the resulting package had a winding width greater than the winding width of the package of Example 1 and exhibited inferior maritime characteristics, and the sidewalls were S-shaped (with significant swelling) as shown in FIG.
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