KR100285922B1 - 방사구 - Google Patents

Abstract

섬유 방사용 방사구는 방사 조립체에 연결하기 위한 플렌지(21)을 갖고 있는 장방형 프레임(20)과 방사 도프용 통로를 형성하는 평평한 다공판(32)을 갖고 있으며, 다공판(32)은 방사공을 갖고 있고 외주연부에서 프레임(20)의 저면에 전자빔 용접 되었음.

Description

방사구

제1a도는 간단한 접시형 다공판을 갖는 공지된 방사구의 단면도이고.

제1b도는 제1도 방사구의 다공판 저면을 보인 저면도.

제2a도는 공지된 클러스터형 방사구의 한 예를 보인 단면도.

제2b도는 제2a도 방사구의 ⅡB 부분 확대도.

제3도는 본 발명에 의한 방사구의 사시도.

제4도는 제3도 방사구의 평면도.

제5도는 제3도 방사구의 단면도.

제6도는 제5도의 하단 모서리 부분의 요부 확대 단면도.

제7도는 제6도의 확대도.

제8도는 본 발명에 의한 다공판의 사시도.

제9a도 내지 제9g도는 다공판의 각종 방사공 배치형태를 보여주는 다공판의 일부분 확대 평면도.

제10도는 방사공의 확대 단면도.

제11도는 본 발명에 의한 방사구의 평면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

20 : 외주벽 21 : 플렌지

22,23 : 장축방향 격벽 24 : 단축방향격벽

25 : 구멍 27,28,29 : 인면

31 : 턱 32 : 다공판

33 : 주연부 40,42,44,46,48,51,56 : 다공판 연부

41,43,45,47,49,50,52,57,58 : 방사공 60 : 원통형 부분

61 : 내경 62 : 길이

63 : 경사 부분 70 : 플렌지

71 : 내지 76 : 구멍판

75, 76 : 다공판 75A,75B,76A,76B : 다공판연부

본 발명은 방사구에 관계되는 것으로서, 특 3급 아민 N-옥사이드 같은 용매중의 셀룰로우스 용액으로부터 셀롤로우스 성형 제품(예를들면 필라멘트)을 방사하는데 적당한 방사구에 관한 것이다.

맥코슬리의 미국특허 제4,416,698호에는 3급 아민 N-옥사이드 같은 적당한 용매에 셀룰로우스를 용해시켜 셀룰로우스 필라멘트를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이러한 시스템의 한 형태에서는 도프라 부르는 셀룰로우스 용액을 사용하도록 되었으며, 이러한 용액은 뜨거우면서 다량의 셀룰로우스를 포함하는 경우 15 내지 200바의 압출 압력에 요구되는 점성을 나타내도록 되었다. 이러한 압력은 폴리에스텔 시스템 같은 용융방사 중합체 시스템에 나타나는 압력과 동일한 것이다.

용매중의 셀룰로우스 용액을 제조한 후에는 용액을 성형 물질을 압출하기 위한 사출공을 갖는 적당한 금형 어쌤블리를 통하여 압출 또는 방사하고, 압출 또는 방사되는 도프를 물 속으로 통과시켜 압출물로부터 아민옥사이드 용매를 침출제거하여 셀룰로우스를 재생시킨다.

이러한 용액 또는 액체를 방사구에서 압출 또는 방사하여 인조 필라멘트를 제조하는 방법은 이미 알려졌다. 이러한 종래의 방법에서는 처음에 비교적 적은 수의 필라멘트들을 제조하고 이러한 필라멘트들을 권사하여 연속 필라멘트 물질로 사용하도록 되었다. 이러한 사실은 제조할 연속 필라멘트의 수가 건조 전 또는 건조 후에 권사되는 필라멘트의 수에 의하여 결정됨을 의미한다.

그러나 섬유가 토우로 제조되거나 또는 스태플 섬유로 제조되는 경우에는 어느 경우에도 한꺼본에 제조될 수 있는 필라멘트의 수가 달라질 수 있다. 토우는 개별적으로 처리되지 아니하는 평행한 필라멘트의 번들을 포함하고, 스태플 섬유는 짧은 섬유 스트랜드의 매스를 포함한다. 스태플 섬유는 건조 토우를 절단하여 제조할수도 있고, 토우를 형성한 다음 젖어 있는 동안에 절단하거나 또는 절단된 매스 상태의 스태플 섬유를 건조하여 제조할 수도 있다.

토우 제품이나 스태플 제품의 경우에는 각개 필라멘트들을 개별적으로 분리하여 처리할 필요가 없으므로 많은 수의 스트랜드 또는 필라멘트들을 동시에 제조 할 수도 있다.

따라서 토우 또는 스태플 섬유 제조용 방사구의 경우에는 연속 필라멘트 물질 제조용 방사구에 비하여 더 많은수의 방사공을 갖고 있는 방사구를 사용하는 것이 경제적으로 유리하다.

최초에는 방사속도를 증가시키므로서 생산성이 향상되도록 하기위하여 20 내지 200개의 방사공을 갖는 방사구를 사용하였다. 그러나 토우 또는 스태플 제조용으로 사용되는 방사구에서는 방사공의 수를 수천 내지 수만 개까지 늘릴수 있다. 생산성은 방사속도의 증가 뿐만아니라 방사공의 수를 늘리므로서 증가 될 수 있다. 종래에는 이러한 다수의 방사공을 갖고 있는 방사구를 폴리에스터 방사구의 경우와 같이 두꺼운 판으로 제조하였다. 그러나 두꺼운 판에 많은수의 방사공을 형성하는 것은 제조 경비와 제조 시간의 소모가 많은 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선 하기위하여 얇은 금속판을 접시형으로 만들고 이 접시형 금속판의 바닥에 적당한 모양으로 배열된 방사공을 형성하여서된 접시형 다공판을 갖는 방사구를 제조하는 방법이 시도되었다. 이러한 접시형 다공판은 방사 물질 제조용 방사구의 압출 구멍속에 볼트로 결합시켰다.

그러나 이러한 방사구의 형성은 대단히 비용이 많이들고 시간이 많이 소요되는 공정이다. 각개 구멍은 개별적으로 형성된다. 경우에 따라서 방사공들이 복합 형태로 형성되었는데, 이러한 방사공들은 드릴링, 펀칭 또는 매시닝 작업에 의하여 제조되었다. 최근에는 이러한 작업방법이 반자동화 되었다.

일부의 제조공정에서는 비교적 정도는 낮지만 결함이 나타나는데, 각개 방사공에서 나타나는 고유의 결함은 방사구에 있는 방사공의 수가 증가하면 증가하게 된다. 이러한 사실은 최종 제품에 개선할 수 없는 너무 많은 결함이 나타날수 있기 때문에 단일 방사 표면에 있는 구멍의 증가는 바람직하지 않다.

이러한 문제를 해결하는 하나의 방법은 소위 클리스터 방사구 또는 원통형 방사구를 사용하는 것이다. 클리스터 방사구에서는 다수의 소형 원통형 방사구들이 사용되는데, 이 원통형 방사구들은 각각 특정 수의 구멍, 예를 들면 1 내지 1500개의 방사공 갖고 있다. 클러스터 방사구의 각개 원통들은 비교적 염가로 제조되고 한 원통에 있는 한 방사공에서 결함이 발견된다 해도 수천 개의 구멍을 형성하는 작업을 중단함이 없이 결함이 있는 특정 원통 만을 교체할수 있는 이점이 있다. 클러스터 방사구의 원통들은 방사구내에서 나타나는 도프 또는 방사용액의 압력이 방사판들을 클러스터 방사구의 지지체속으로 압입할 수 있도록 클러스터 방사구의 지지체속에 삽입되게 설치한다.

이와 같은 다수의 방사공을 갖는 단일 접시형 또는 클러스터 방사구형 방사 어쌤블리는 비스코우스 셀룰로우스의 제조에 광범위하게 사용되고 있다. 비스코우스 셀룰로우스는 습식 방사에 의하여 제조된다. 이러한 방사구의 예들은 울만 엔사이클로페디아 어브 인다스트리알 케미스트리, 5판, 1987, 볼륨 A10, 554페이지에 나와 있다.

울만은 또한 폴리올렌핀 섬유의 방사에 4각형 방사구를 사용하는 것을 제안하고 있다.

본 발명은 용매중의 셀룰로우스 용액으로부터 셀룰로우스 섬유를 제조하는데 적당한 방사구와 그 제조방법에 관계된다. 이러한 방사구는 특히 아민옥사이드와 같은 용매중의 셀룰로우스 용액으로부터 셀룰로우스의 스태플 섬유를 제조하는데 유용하게 이용된다.

본 발명의 한 형태는 방사 용액으로부터 성형품을 방사하기 위한 다수의 방사공을 갖고 있고 외주연부가 금속 프레임에 용접 고정되는 다공판을 포함하는 방사구로 구성된다.

본 발명의 또하나의 형태는 용매중의 셀룰로우스 용액으로부터 다수의 셀룰로우스 필라멘트를 방사하기 위한 방사구에서, 이 방사구가 필라멘트를 형성하기 위한 용액이 통과하는 구멍을 형성하는 프레임을 포함하고 있으며 프레임에 가장 가까이에 인접한 방사공의 최저 직경이 프레임으로부터 떨어져 있는 방사공보다 크게 되었음을 특징으로하는 것이다.

본 발명의 한 형태는 셀룰로우스 용매중의 셀룰로우스 용액으로부터 다수의 셀룰로우스 필라멘트를 생산하는 방사구에 있어서,

ⅰ) 방사구의 금속 프레임은 평면에서 볼때 통상적인 장방형으로 되고, 프레임 외주벽의 높이는 방사구의 깊이에 일치하는 공간부를 형성하는 높이로 되었으며, 장방형 프레임은 장축과 단축을 구성하도록 폭보다 길이가 길게 형성되고,

ⅱ) 외주벽의 외주연부에는 외주벽과 일체로 되게 외측으로 연장된 플렌지가 형성되었으며,

ⅲ) 외주벽 내측에 프레임을 관통하는 다수의 구멍이 형성되도록 최소한 하나의 장축 방향 격벽과 전기한 장축방향 격벽을 가로지르는 단축 방향 격벽이 설치되고,

ⅳ) 각개 구멍을 형성하는 외주벽과 측벽의 외단 연부에 다공판이 삽입 고정되는 턱이 형성되고,

ⅴ) 전기한 다공판은 전기한 턱의 내측에 삽입 고정될 수 있는 크기로 되었으며,

ⅵ) 각개 다공판에는 셀룰로우스 용액이 필라멘트를 형성하기 위하여 통과하는 다수의 방사공이 형성되고

ⅶ) 전기한 다공판은 전체 외주연부가 프레임과 격벽에 형성된 턱에 용접되었음을 특징으로 하는 방사구로 구성된다.

본 발명의 방사구는 다음의 공정에 의하여 제조된다:

(ⅰ) 평면에서 볼때 장방형으로되고 높이가 방사구의 깊이와 일치하는 외주벽을 포함하고 장축과 단축을 형성하도록 길이가 폭보다 큰 스테인레스스틸 프레임을 제공하는 공정,

(ⅱ) 외주벽의 단부에 외주벽과 일체로되는 플렌지를 외측으로 돌출되게 형성하는 공정,

(ⅲ) 프레임내에 다수의 구멍이 형성되도록 외주벽 내에 최소한 하나의 장축 방향 격벽과 장축 방향 격벽을 가로지르는 단축 방향 격벽을 형성하는 공정,

(ⅳ) 각개 구멍을 둘러싸는 외주 측벽과 격벽의 하단부 내주연에 다공판이 삽입되는 턱을 형성하는 공정,

(ⅴ) 각개 격벽의 턱 반대측 단부에 경사 연부를 형성하는 공정,

(ⅵ) 다수의 다공판을 전술한 구멍 주변의 턱속에 삽입 고정될 수 있는 크기로 되게 스테인레스스틸판으로 제조하는 공정,

(ⅶ) 각개 다공판에 셀룰로우스 용액이 통과하면서 필라멘트를 형성하는 다수의 방사공을 형성하되 방사공의 일측 단부가 타측 단부보다 큰 직경을 갖도록 형성하는 공정,

(ⅷ) 전기한 (ⅶ) 공정을 실시할때 프레임 외주벽과 격벽에 인접한 다공판의 외주연부에 형성된 방사공이 다공판 중앙부의 방사공보다 크게되도록 형성하는 공정, 및

(ⅸ) 다공판을 전체 외주에 걸쳐 프레임 외주벽과 격벽에 형성된 턱에 전자빔 용접방법으로 용접시키는 공정.

이하 본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1a 및 제1b도는 플렌지(2)를 갖는 접시판(1)의 형태로된 종래의 방사구를 보여주는 것으로서, 제1a도는 단면도이고 제1b도는 단부에서 본 단부도이다. 플렌지(2)는 방사 헤드(4)의 단부와 대형 너트(3)사이에 지지 고정되었다. 이 방사 헤드(4)는 적당한 연결구(5)에 의하여 도프와 같은 방사액 공급용 파이프(6)에 연결되었다. 전술한 종래의 방사구는 도프로부터 필라멘트를 생성하여 섬유를 형성하는 다수의 방사공(7)을 접시판 저면(8)에 갖고 있다. 비스코스 레이욘의 제조에 사용되는 전술한 방사구의 경우에는 방사구가 방사욕 속에 삽입되어 방사된 도프가 방사욕 속으로 통과할 때 도프로부터 셀룰로우스 섬유가 재생되게 된다. 비스코우스의 연속 필라멘트를 생산하기 위한 방사공(7)의 수는 10개 내지 100개이다.

토우(전술한 바와같이 제조되는 다수의 필라멘트)또는 스태플 섬유(토우를 절단하여 제조한 짧은 길이의 각개 섬유)를 생산하기 위하여는 방사공(7)의 수가 대단히 많아야 한다. 이러한 형태의 종래 방사구는 직경 10㎝ 정도로 크게 형성되고 50,000개의 방사공을 갖고 있다. 방사공은 전술한 울만 엔사이클로페디아에 예시된 바와같이 환형으로 배치될수도 있다.

전술한 이유로 인하여 방사구의 방사공 수를 증가시키는 것은 통계적인 결함율을 제로까지 감소시키는 것이 실질적으로 불가능하다는 제조상의 문제점을 가져온다. 이러한 문제에 대한 해답은 제2a, 2b도에 도시된 형태의 클러스터 방사구를 사용하는 것이다. 제2a도에 설명된 클러스터 방사구는 제1도에 도시된 접시판(1)과 너트(3) 대신 내부 나사(10)로 헤드(4)에 결합시킬 수 있도록 되었다. 제2a 및 2b도에 설명된 예에서는 클러스트 방사구가 내주면의 암나사(10)와 계단식 구멍(11)을 갖고있는 접시판(9)을 포함한다. 전술한 계단식 구멍(11)들은 내측의 대 구경부(12)와 외측의 소 구경부(13)를 갖고 있다. 다단계 구멍(11)내에는 플렌지(15), 원륜상 주벽(16) 및 저면판(17)을 포함하는 원통(14)이 삽입되었다. 이 원통(14)의 저면(17)에는 방사공(18)이 형성되었다. 전술한 종래의 방사구에서는 원통들이 지지체의 내측으로부터 삽입되었으므로 원통에 가하여지는 도프의 압력은 도프를 원통 측으로 밀어서 원통이 구멍의 경사진 내주면에 밀착되게 한다. 원통을 내측에서 삽입하는 목적은 압력을 받은 도프가 밀봉을 향상시키는 방향으로 작용하여 구멍에 대한 원통의 밀봉을 향상시키기 위한 것이다. 필요에 따라서는 각개 원통을 구멍내에 나삽할수도 있고 대 구경부(12)의 내주벽에 암나사를 형성하여 관상 숫나사 부재를 삽입하므로서 원통의 플렌지를 고정시킬 수도 있다. 원통(14)은 방사구(9)의 표면 외측으로 돌출되게 설치할 수도 있다. 이러한 구성은 전술한 울만 엔사이클로페디아 554페이지 도시되었다.

제3도 내지 8도에는 본 발명에 의한 방사구가 도시되었다. 방사구는 제3도에 도시된 바와 같이 필수적으로 장방형으로 되었다. 방사구는 장방형 외주벽(20)과 일체로된 상단 플렌지(21)를 갖고 있는 프레임을 포함한다. 플렌지(21)에는 구멍이 형성될 수 있다. 외주벽(20) 내측에는 보강 격벽(22),(23),(24)이 형성되어 있는데, 이 보강 격벽들은 단일 박판을 가공하여 일체로되게 형성할 수 있다. 전술한 외주벽(20)과 보강격벽(22, 23, 24)들은 본 발명의 방사구 프레임을 형성한다. 격벽(22),(23)은 방사구의 길이방향 장축을 따라 형성되고 격벽(24)은 전기한 방사구의 장축을 가로지르는 단축을 따라 형성되었다. 전술한 격벽들은 외주벽과 함께 다수, 예를 들면 6개의 구멍(25) 또는 통로를 형성한다. 전기한 방사구의 외주벽과 격벽은 스테인레스스틸, 특허 AISI 코드 304의 스테인레스스틸로 형성하는 것이 바람직하다. 격벽(22),(23),(24)의 상단 표면은 칼날같은 정상부 인면(27),(28),(29)이 형성되도록 양측에서 중앙부쪽으로 상향 경사지게 형성되었다. 격벽(24)의 정상부 인면(27)은 격벽(29)의 상면 중앙에 위치하고 있으나, 격벽(22),(23)의 정상부 인면(28),(29)은 각개 정상부 인면(28),(29)사이와 전술한 정상부 인면(28),(29)과 측벽(20)의 내주면 사이의 거리(d)가 일정하게 되고 그에따라 각개 구멍(25)의 면적이 일정하게 되도록 격벽(22),(23)상면의 일측으로 치우쳐 지도록 형성되었다. 이러한 구성은 사용중 동일한 량의 도프가 각개 구멍속으로 통과할 수 있도록 하고, 격벽의 경사면은 상면이 평평한 격벽에 비하여 방사구를 통과하는 도프의 압력강화를 감소시킨다.

전술한 외주벽(20)과 격벽(22),(23),(24)의 하단부는 구멍(25)의 하단 주연부를 구성한다. 각개 격벽(22),(23),(24)의 저면과 외주벽(20)의 저면은 동일한 평면(30)에 놓여있다. 각개 측벽의 구멍 하단 연부에는 턱(31)이 형성되고, 이 턱(31)에는 다공판(32)이 지지되었다. 다공판(32)은 AISI코드 430의 스테인레스스틸로 형성되었다. 전술한 다공판(32)에는 다수의 방사공들이 형성되었으며, 이 방사공들은 "파이버 프로듀서", 1978년 12월호 42페이지에 엥카의 스와브에 의하여 발표된 통상적인 가공 기술 또는 "파이버 프로듀서", 1978년 4월호, 14-18페이지 및 74-75페이지에 스피닝 서비스 앤드 시스템의 랭글리에 의하여 발표된 통상적인 가공기술에 의하여 제조될 수 있다. 방사공들은 제7도에 도시된 바와같이 내측 직경이 크고 외측 직경이 적어지도록 경사지게 형성되었다.

제조된 다공판은 외주벽(20)과 격벽하단에 형성된 턱 내에 삽입하여 전자 빔용접방법으로 주연부(33)에서 용접하여 구멍(25)내에 밀봉 고정시킨다.

전술한 다공판(32)의 두께를 턱(31)의 깊이와 같은 것으로 선택하고 용접부위가 구멍 밑으로 돌출되지 않도록하면 다공판의 저면은 방사구의 저면과 동일 평면(30)상에 위치하게 된다.

다공판(32)은 조립 전에 방사구속에 삽입하여 고정시키는데, 실질적으로 평평한 형태의 사각형으로 형성되었으므로 이들은 취급 및 삽입이 용이하게 되었다. 이들은 종래의 방사구에서와 같이 플렌지를 구멍속에 삽입할 필요가 없다. 이러한 구성에 의하면 방사공들은 다공판의 연부, 즉 방사구의 구멍 주벽과 격벽에 대단히 가까운 부분에까지 형성할수 있게 된다. 그리고 전자 빔 용접 방법의 사용은 어쌤블리의 뒤틀림을 최소화한다. 전술한 바와 같이 두 종류의 스테인레스스틸을 선택하여 보다 연질 등급의 스테인레스스틸은 방사공을 형성하여 다공판으로 사용하고 보다 경질등급의 스테인레스스틸은 방사구로 사용하면 방사구의 외주벽과 격벽에 대한 용접이 용이하게 된다. 전자빔 용접에 의하면 다공판들이 변형되지 않고 일체화되게 결합되도록 할 수 있으므로 다른 방법보다 더 유용하게 이용된다. 그러나 레이져 용접과 플라스마 아크 용접 방법으로 결합시킬 수도 있다.

본 발명에 따르면 방사구는 저면이 평평하고 다공판과 같은 작은 부품으로 제작할 수 있으면서 방사공이 형성되는 면적이 넓어서 많은수의 각개 스트랜드를 한꺼번에 생산할수 있게 된다.

금속 다공판(32)은 0.5-3㎜의 두께를 갖고 있다. 용접 구조의 사용은 다공판이 사용중에 가하여지는 높은 내부 압력에 견딜 수 있게 한다. 이러한 사실은 생산중에 고압 도프가 사용되는 경우에는 다공판으로 0.5㎜의 얇은 금속판을 사용할 수있음을 의미한다. 다공판으로서는 0.75㎜, 1㎜, 1.25㎜, 1.5㎜, 2㎜, 2.5㎜ 또는 3㎜ 두께의 두꺼운 금속판을 사용할 수도 있다. 금속판들은 단축에 있는 양측연부에서 용접 지지되므로 장축방향의 길이는 어느 정도 변경될 수 있다. 판의 폭은 보통 50㎜가 적당하지만 10, 15, 20, 25, 30, 35 또는 45㎜의 폭으로 될 수 있고, 길이는 500㎜가 바람직하지만 100, 150, 200, 250, 300, 350 또는 400㎜길이로 될 수도 있다. 일반적으로 길이에 대한 폭의 비율은 1 : 1 내지 50 : 1의 비율로 되는 것이 바람직 하다.

AISI 430 스테인레스스틸판을 다공판(32)으로 사용하면 방사공을 쉽게 형성할수 있게 된다. 방사공들은 다공판(32)에 규칙적으로 배열된다. 제9a 내지 9g도에는 규칙적인 방사공 배치 형태가 도시되었다. 제9a도에는 방사공(57),(58)이 다공판의 일측연부(40)에 형성된 방사공을 정점으로하는 정삼각형의 각 모서리에 위치하고 있다. 제9b도에서는 방사공(41)이 일측변이 다공판의 측연부(42)에 평행한 6각형의 각 모서리에 위치하고 있다. 제9c도에서는 방사공(43)이 다공판의 일측연부(44)에 위치하는 방사공을 정점으로 하는 두변의 길이가 저변보다 긴 2등변 3삼각형의 각 모서리에 위치하고 있다. 이와는 달리 양변의 길이가 다공판 연부(44)에 평행한 밑변의 길이보다 짧을 수도 있다. 제9d도에는 방사공(45)들이 다공판의 연부(46)에 평행한 변을 갖고 있는 정사각형의 모서리에 위치하고 있다. 제9e도에는 방사공(47)이 다공판의 연부(48)에 평행한 다이아몬드형 다각형의 모서리에 위치하고 있다.

제9f도에는 방사공들이 다공판의 연부(51)에 평행한 열로 형성되었으나, 각열에 있는 방사공(49),(50)이 연부(51)로부터의 길이가 다른 위치에 서로 평행한 열을 하도록 위치하고 있다. 그러나 방사공(52)들은 다공판 연부에 직각으로되는 라인위에 꼭 놓여있을 필요는 없고, 제9g도에서와 같이 방사공(52)이 다공판 연부(56)에 직각으로되는 라인(55)에서 각도(54)만큼 경사진 라인(53)에 위치하도록 할 수도 있다.

일반적으로 각개 다공판은 2775개의 방사공을 갖고 있으며 방사공들은 중심간의 최단거리가 0.7 내지 1.5㎜, 특히 1.2㎜ 정도 떨어져 있다. 제9a도에서 설명된 방사공(57)의 경우 가장 가까운 위치에 있는 방사공(58)으로부터 1.2㎜ 정도 떨어져 있다. 다른 형태로 배치된 방사공의 경우에는 방사공들 간의 거리가 달라질 수 있다.

제10도에는 대표적인 방사공의 단면이 도시되었다. 방사공은 평행한 주벽으로 된 소구경 원통형 부분(60)을 갖고 있는 트럼펫 형태로 되었으며, 원통형 부분은 내경(61)과 길이(62)를 갖고 있다. 전술한 원통형 부분(60)위에는 경사 부분(63)이 형성되었다. 소구경 원통형 부분(60)의 길이(62)는 원통형 부분(60)의 직경(61)과 거의 동일하다. 효과적인 방사공 길이는 실질적으로 모세관 길이, 즉 소구경 부분(60)의 길이이다. 경사 부분(63)은 도프를 방사공의 소구경 부분(60)으로 이송하는 안내 수단에 불과하다. 전기한 소구경 부분(60)은 방사구를 사용하여 제조되는 섬유의 최종 데시텍스에 따라 25, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 또는 150μ직경으로 될 수 있다. 길이(62)는 직경(61)과 동일하거나 또는 직경(61)의 0.1 내지 10배 , 특히 0.5 내지 2배로 되는 것이 좋다.

방사구에 있는 방사공들은 드릴링, 펀칭, 브로칭등의 통상적인 방법에 의하여 형성될 수 있다. 대표적인 방사공 형성방법은 전술한 "파이버 프로듀서"에 슈와브와 랭글리에 의하여 발표되었다.

본 발명에 의한 방사구에 의하면 모든 방사공은 모세관 부분(60)의 직경이 동일하여야 한다.

제11도에는 외주연 플렌지(70)를 갖고 있고 6개의 다공판(71 내지 76)들이 설치된 방사구의 평면도가 도시되었다. 다공판들은 제3도 내지 8도에서 설명한 방법으로 프레임 내에 용접 고정되었다. 다공판(71 내지 74)의 양측연부(71A, 71B 내지 74A, 74B)에 있는 방사공의 모세관 부분은 다공판(71 내지 74)의 나머지 부분에 있는 방사공의 모세관 부분보다 10%정도 더 크게 형성되었다. 유사하게 다공판(75),(76)의 양측 연부(75A),(75B),(76A),(76B)에 있는 방사공의 모세관 부분도 구멍판(75),(76)의 나머지 부분에 있는 방사공의 모세관 부분 직경보다 10%정도 더 크게 형성되었다.

경사 부분(63)은 부분적으로 원만하게 경사지게 형성할 수도 있으나 모세관 부분(60)까지 절두 원추형으로되게 경사면을 형성하는 것이 제작하기 용이하다.

본 발명에 의한 용접된 방사구의 구조는 종래 구조에 비하여 많은 이점을 갖고 있다.

용접된 구조는 얇은 다공판을 사용할 수 있으면서 방사공을 형성할 수 있는 면적이 크게 된다는 이점이 있다. 얇은 다공판은 틀에 용접 고정되면 고압 도프 사용시 나타나는 변형이 방지되므로 고점성 도프를 방사할 때도 얇은 다공판을 갖는 방사구를 사용할 수 있는 이점이 있다. 고점성 도프의 사용은 높은 생산량이 요구되는 경우 방사공을 통하여 도프를 압출하기 위하여 200바이상의 고압이 사용되어야 함을 의미하므로, 본 발명은 이와 같은 고 점성 도프를 사용한 방사에 유리하게 이용할 수 있다.

또한 용접된 구조는 방사용액이 정체될 수 있는 방사구 내의 사각지대를 감소시킨다. 이러한 방사용액이 침체되는 사각지대는 특히 뜨거운 도프를 찬 구역으로 방사하는 경우 불균일한 방사를 초래한다. 용접된 구조는 평탄한 저면이 형성되도록 쉽게 제작할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 의한 방사구의 또 다른 이점은 장방형으로 되어 있어서 제작하기 쉽다는 것이다. 다공판들은 프레임내에 용접 고정하기 전에 재 가공할수 있기 때문에 그들의 연부 가까운 위치에 방사공을 형성할 수 있다. 다공판들은 동일한 크기이므로 반복 생산할 수 있으며 한 다공판이 결함이 있는 방사공을 포함하고 있는 경우에는 해당하는 판만을 교체, 제거하면 된다. 또한 본 발명의 방사구는 대형 단일 방사판에 비하여 제조가 더 용이하고 또한 압력에 의하여 덜 변형된다. 제1a도에 도시된 형태의 압착 성형된 단일 방사판은 접시형 내측의 가공이 어려우므로 연부에 가까운 위치에 방사공을 형성하는 것이 대단히 곤란하고, 사용중에 변형되지 않도록 하기 위하여는 두껍게 형성하여야 한다. 또한 판 전체에 걸쳐 방사공을 형성하기 곤란하므로 방사공들을 서로 가깝게 형성하는 것이 불가능하다.

본 발명의 방사판은 AISI 430 스테인레스스틸(16-18 중량%의 크롬과 0.5% 이하의 닉켈, 0.5% 이하의 망간, 0.5% 이하의 믈리브렌 및 0.12% 이하의 탄소를 함유함)을 사용하면 사출조건에 견뎌낼수 있으면서 펀칭 및 용접이 용이하다.

Claims (17)

1. 셀룰로우스 용액으로부터 다수의 필라멘트를 방사하기 위한 필라멘트 방사용 다수의 방사공을 갖고 있는 금속 다공판(32)을 포함하고 이 다공판(32)의 외주연부가 스테인레스스틸 금속 프레임(20, 22, 23, 24)에 부착된 방사구에 있어서, 방사판(32)이 200바 이상의 압력에 견딜수 있도록 0.5 내지 3㎜ 두께의 스테인레스스틸 판으로 구성되고, 스테인레스스틸 다공판(32)의 외주연부가 스테인레스스틸 금속 프레임(20, 22, 23, 24)에 용접 고정되었음을 특징으로 하는 방사구.
2. 제1항에서, 각개 다공판(32)이 500 내지 10,000개의 방사공를 갖고 있음을 특징으로 하는 방사구.
3. 제1항 또는 2항에서, 프레임(20)이 다공판(32)의 반대측 단부에 외측으로 일체로 되게 연장된 플렌지(21)를 갖고 있음을 특징으로 하는 방사구.
4. 제1항 또는 2항에서, 다공판(32)이 프레임(20, 22, 23, 24)에 전자빔 용접 방법에 의하여 용접되었음을 특징으로 하는 방사구.
5. 제1항에서, 프레임(20)이 다공판(32)이 삽입되어 용접되는 턱(31)을 갖고 있음을 특징으로 하는 방사구.
6. 제5항에서, 다공판(32)이 턱(31)의 깊이와 거의 같은 두께로 된 것임을 특징으로 하는 방사구.
7. 제1항 또는 2항에서, 다공판(32)이 에이아이에스아이 430등급의 스테인레스스틸로 형성된 것임을 특징으로 하는 방사구.
8. 제1항 또는 2항에서, 프레임(20)이 에이아이에스아이 304 등급의 스테인레스스틸로 형성된 것임을 특징으로 하는 방사구.
9. 제1항에서, 프레임(20)이 사각형으로 형성되었고 다공판(32)은 내면 외주연부가 프레임(20)속에 삽입되도록 프레임(20)에 용접 고정되었으며, 방사공(60)은 내측으로 경사져서 다공판(32)의 내면측에서 더 넓어지도록 형성되었음을 특징으로 하는 방사구.
10. 제9항에서, 방사공의 최저 직경이 25㎛ 내지 200㎛ 범위임을 특징으로 하는 방사구.
11. 제1항 또는 2항에서, 다공판의 중앙부에 있는 방사공의 직경(61)이 다공판(71, 72, 73, 74, 75, 76)의 변부(71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B, 74A, 74B, 75A, 75B, 76A, 76B)에 인접한 방사공의 직경보다 적음을 특징으로 하는 방사구.
12. 제1항에서, 금속 프레임(20)내에 사각형으로된 두 개 이상의 구멍(25)을 형성하는 내부 격벽(22, 23, 24)이 설치되었으며, 두 구멍(25)은 장방형이고 다공판(32)의 하단부에 밀봉 결합되었음을 특징으로 하는 방사구.
13. 제12항에서, 격벽(22, 23, 24)이 상단부에 경사 연부를 갖고 있고, 이 경사 연부에 의하여 구획된 구멍(25)의 입구측 면적이 동일하게 형성되었음을 특징으로 하는 방사구.
14. 제12항 또는 13항에서, 금속 프레임(20)이 하나 이상의 내부 격벽(22, 23 24)을 제공하도록 고형 판을 가공하여서된 것임을 특징으로 하는 방사구.
15. 제12 또는 13항에서, 격벽(22, 23, 24)의 상단 연부가 프레임의 프렌지(21) 상면과 동일 평면에 놓여있음을 특징으로 하는 방사구.
16. 제1항 또는 2항에서, 방사공들이 그 중앙부 간의 간격이 0.5 내지 3㎜ 범위로 되도록 서로 떨어져 있음을 특징으로 하는 방사구.
17. 용매중의 셀룰로우스로부터 셀룰로우스를 제조하는 방법에서, 전술한 셀룰로우스가 청구범위 1항에 청구된 방사구를 이용하여 제조한 것임을 특징으로 하는 셀룰로우스 필라멘트 제조방법.