KR100190273B1 - 2성분 유리섬유 제조용 스피너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융유리를 방사(紡絲)하여 유리섬유를 제조함에 있어서, 서로 다른 화학 조성성분을 갖는 2종의 용융유리를 하나의 오리피스(Orifice)를 통하여 동시에 방사시켜 2성분 유리섬유를 제조할 수 있도록 2성분의 용융유리를 서로 융착시켜 한가닥으로 방사시키기 위한 유리섬유 제조용 스피너에 있어서, 상부가 개방되고 내면에 등간격으로 형성된 다수의 안내홈과 오리피스가 형성된 제1 몸체와, 상부에는 일정한 경사각을 갖는 이탈방지턱이 형성되고 내면 중앙에는 내부를 구획하는 분리판이 형성되며 내면상에는 분리판을 기점으로 상부와 하부에 서로 엇갈리도록 관통된 공급홀이 형성된 제2 몸체로 이루어져 방사된 유리섬유가 냉각시 자기 권축성을 갖도록 하여 결합제를 사용하지 않고도 일정 형태로의 성형이 용이함은 물론, 스피너의 구조를 단순화 하여 제작이 용이하며, 뿐만 아니라, 고속 회전으로 인한 변형을 방지할 수 있어 스피너의 수명을 연장할 수 있는 것이다.

Description

2성분 유리섬유 제조용 스피너

본 발명은 용융유리를 방사(紡絲)하여 유리섬유를 제조함에 있어서, 서로 다른 화학 조성성분을 갖는 2종의 용융유리를 하나의 오리피스(Orifice)를 통하여 동시에 방사시켜 2성분 유리섬유를 제조할 수 있도록 한 2성분 유리섬유 제조용 스피너에 관한 것이다.

일반적으로, 단일성분이며 단섬유(短纖維)인 유리섬유로서 집면된 집합체는 보온 단열 효과와 흡음성 및 내구성이 우수한 난연성 보온단열재로 주로 사용되고 있으나, 이는 단섬유들이 불규칙하게 중첩, 적층된 구조로서 단열재 표면에 절단된 유리섬유 말단 접촉에 의해 촉감이 따갑고, 집합체 표면의 단섬유가 부스러지면서 탈리되어 작업자의 의복 등에 전이되므로써, 일시적인 가려움증을 유발할 수 있으며, 단섬유를 집면 적층시켜 판상의 집합체를 성형하고자 할 때 사용하는 결합제(Binder)인 페놀수지는 환경오염을 야기시킬 수 있는 문제점을 갖고 있다.

이러한 단일성분의 단섬유와는 달리, 서로 다른 열팽창계수를 갖는 2성분 용융유리를 일체로 방사하여 제조된 2성분 유리섬유에서는 집합된 두 성분간의 열팽창계수가 서로 달라 수축정도의 차이가 생겨 스프링형태나 불규칙적으로 꼬불꼬불한 형태의 굴곡을 갖게 되는 자기권축성(Self crimp)이 발현되므로, 섬유들끼리 서로 엉키게 되어 집합체(Bulk)를 형성하는 과정에서 별도의 결합제를 사용하지 않고도 일정한 형태로 만들 수 있으며, 집합체로 만들어 졌을 때 복원성이 매우 우수하고 촉감이 부드러워지는 특성을 나타낸다.

이와 같은 2성분 유리섬유를 만드는 데에 있어서는 고온에서 두 성분이 섞이지 않고 단지 융착될 수 있도록 하는 공정이 필요한데, 단일성분의 단섬유인 기존 유리섬유의 제조에 일반적으로 사용되그 있는 고속원심방사공법의 핵심기술인 스피너의 구조를 적절히 변경시키면 앞서 언급한 2성분 유리섬유를 제조할 수 있으며, 생산성도 높일 수 있다.

따라서, 첨부 도면 제1도는 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 사용상태를 나타내는 단면도로서, 별도의 용해로(1)로부터 용융 공급되는 서로 다른 성분의 2가지 용융유리(2a, 2b)가 공급관(3)을 통해 각각 하방의 스피너(7)로 공급되면 스피너(7)는 버너(13)에 의해 일정온도로 가열된 상태에서 별도의 동원력이 회전축(12)을 구동시킴으로써 고속으로 회전하여 스피너(7)에 공급된 용융유리(2a, 2b)가 원심력에 의해 외측으로 흘러 유리섬유(15)로 방사되고, 연속 방사되는 유리섬유(15)는 측상방 외연에 설치된 고압공기분사장치(14)의 고압공기에 의해 하향 절곡됨과 동시에 연신·냉각되면서 이송장치(16)로 낙하하여 후작업 공정으로 이송되는 것을 나타낸 것이다.

제2도는 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 종단면도로서, 공급관(3a, 3b)을 통해 공급되는 서로 다른 성분의 2가지 용융유리(2a, 2b)가 각각 스피너(7)의 내벽(6)과 외벽(5) 사이에 방사상으로 설치되는 'v'자형 분리판(8)의 상부 및 내벽(6)과 회전축(12) 사이를 통과하여 바닥판(4)으로 직접 공급되므로서, 원심력에 의해 일측 용융유리(2a)는 내벽(6)에 형성된 통공(11)을 통하여 분리판(8)의 저부로 안내되면서 외벽(5)측으로 압송되고 타측 용융유리(2b)는 분리판(8)의 상부로 낙하하여 외벽(5)측으로 압송되어 양측 용융유리(2a, 2b)가 안내홈(9)에서 분리판(8)을 중심으로 합치되면서 각 오리피스(10)를 통해 한 가닥의 유리섬유(15)로 방사되는 것을 나타낸 것이다.

이와 같은 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너는 구조가 매우 복잡하므로 스피너의 제작이 용이하지 못하며, 또한, 매우 강한 원심력을 받으면서 고속 회전하기 때문에 변형을 일으켜 스피너의 수명이 단축되는 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스피너의 형태를 원통형으로 단순화하고 종방향 칸막이를 제거하여 칸막이벽수를 최소화하므로서 스피너의 제작을 용이하게 하고 스피너의 변형 가능성을 최소화 한 새로운 형태의 2성분 유리섬유 제조용 스피너를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열팽창계수가 서로 다른 2성분의 용융유리를 서로 융착시켜 한가닥으로 방사시키기 위하여 수평방향의 칸막이벽과 외벽에 2개 이상의 분리 공급 구멍을 갖는 안쪽 스피너와, 내벽에형상의 홈을 다수 가지고 외벽에는 V형 또는 Y형의 오리피스를 갖는 2개의 스피너로 이루어진 특징을 갖는다.

제1도는 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 사용상태를 나타내는 단면도.

제2도는 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 종단면도.

제3도는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 사용상태를 나타내는 제조 공정 개략도.

제4도는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 결합상태를 나타내는 개략도.

제5도는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 다른 실시예를 나타내는 결합상태 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

27 : 스피너 28 : 안내홈

30 : 오리피스 34 : 고압분사장치

35 : 유리섬유 40, 40' : 제1 몸체

42 : 이탈방지턱 44 : 분리판

46 : 공급홀 48 : 제2 몸체

50 : 회전축

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 갈다.

제3도 내지 제5도에 도시된 바와 같이, 별도의 용해로(21)로부터 용융 공급되는 서로 다른 성분의 2가지 용융유리(22a, 22b)가 공급관(23)을 통해 각각 하방의 스피너(27)로 공급되면, 스피너(27)는 별도의 동력원이 회전축(50)을 구동시킴으로써, 고속으로 회전하여 스피너(17)에 공급된 용융유리(22a, 22b)가 원심력에 의해 외측으로 흘러 유리섬유(35)로 방사되고, 연속 방사되는 유리섬유(35)는 양측상방에 설치된 고압분사장치(34)의 고압공기에 의해 하향 절곡됨과 동시에 연신·냉각되면서 이송장치(36)로 낙하하여 후작업 공정으로 이송되는 것을 나타낸 것이다.

제4도는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 결합상태를 나타내는 개략도로서, 스피너(27)는 상부가 개방되고 내면에 등간격으로 형성된 다수의 안내홈(28)과 오리피스(30)가 형성된 제1 몸체(40)와, 상부에는 일정한 경사각을 갖는 이탈방지턱(42)이 형성되고 내면 중앙에는 내부를 구획하는 분리판(44)이 형성되며 내면상에는 분리판(44)을 기점으로 상부와 하부에 서로 엇갈리도록 관통된 공급홀(46)이 형성된 제2 몸체(48)의 바닥면 중앙에 회동축(50)이 결합된 것을 나타내는 것이다.

여기에서, 공급홀(46)은 상하측으로의 고른 분배를 위하여 다양한 각도의 경사각을 가져야 할 것이나, 그 각도 범위가 너무 크거나 작을 경우 용융유리(22a, 22b)의 원활한 공급이 이루어지지 못하게 됨에 따라 각 공급홀(46)로 공급되는 양에 편차가 생겨 양질의 유리섬유(35)를 제조할 수 없게 되는바, 그 각도 범위는 중심에 대하여 ∠20∼90°로 함이 바람직하다.

제5도는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 다른 실시예를 나타내는 결합상태 개략도로서, 상부에는 제2 몸체(48)의 이탈방지턱(42)에 협지되는 후크편(52)이 하향 돌출되며 하부가 개방된 제1 몸체(40')가 제2 몸체(48)의 외연을 감싸며 결합된 것을 나타내는 것이다.

이와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

제3도 내지 제5도에 도시된 바와 같이, 별도의 동력원으로부터 회동되는 회동축(50)의 회전력에 의해 스피너(27)가 고속으로 회전하게 되므로 원심력이 발생되며, 이에 따라 스피너(27)에 공급된 용융유리(22a, 22b)가 방사상으로 작용하는 원심력에 의해 오리피스(30)를 통해 여러 가닥의 유리섬유(35)로 강하게 방사되게 되는바, 이때 양측상방에 설치된 고압공기분사장치(34)가 고압의 공기를 분사하므로서 유리섬유(35)를 하방으로 절곡시킴과 동시에 연신·냉각시키게 되어 양측 용융유리(22a, 22b)간에 열팽창계수의 차이에 따른 수축편차가 발생되도록 하여 유리섬유(35)가 꼬불꼬불한 형태로 굴곡되거나 스프링 형태로 굴곡되는 등의 자기권축성을 갖도록 하므로서, 이를 집면하여 일정한 형태로 성형할 경우 결합제를 사용하지 않고도 섬유간의 엉킴에 의해 용이하게 성형할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 서로 다른 성분을 갖는 2가지 성분의 용융유리를 단일 가닥으로 방사되도록 하므로서, 냉각시 자기권축성을 갖도록 하여 결합제를 사용하지 않고도 일정 형태로의 성형이 용이함은 물론, 스피너의 구조를 단순화하여 제작이 용이하며, 고속 회전으로 인한 변형을 방지할 수 있어 스피너의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 2성분의 용융유리를 서로 융착시켜 한가닥으로 방사시키기 위한 유리섬유 제조용 스피너에 있어서, 내면에 등간격으로 형성된 다수의 안내홈(28)과 오리피스(30)가 형성된 제1 몸체(40)와, 내면 중앙에는 내부를 구획하는 분리판(44)이 형성되며 내면상에는 분리판(44)을 기점으로 상부와 하부에 서로 엇갈리도록 관통된 공급홀(46)이 형성된 제2 몸체(48)로 이루어진 2성분 유리섬유 제조용 스피너.
2. 제1항에 있어서, 제2 몸체(48)의 상부에 이탈방지턱(42)이 내향 형성된 2성분 유리섬유 제조용 스피너.
3. 제1항 및 제2항에 있어서, 제2 몸체(48)의 이탈방지턱(42)에 하부가 개방되고, 상부에 후크편(52)이 하향 돌출되는 제1 몸체부(40')가 결합된 2성분 유리섬유 제조용 스피너.
4. 제1항에 있어서, 공급홀(46)이 중심에 대하여 ∠20∼90° 범위로 형성된 2성분 유리섬유 제조용 스피너.