KR100465272B1 - Apparatus for manufacturing basalt continuous fibers - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method and a manufacturing device of basalt continuous fiber having excellent heat resistance, alkali resistance and mechanical properties are provided. CONSTITUTION: The basalt continuous fiber is obtained by the steps of: grinding basalt into broken stone having under 20mm of size and supplying the broken stone; melting the broken stone at 1440-1480deg.C; maintaining the melted basalt at 1380-1480deg.C and simultaneously drawing the basalt; cooling slowly the continuous fiber into 960-1150deg.C; coating a surface of the fiber with a surface treatment; and then drying the treatment and winding the continuous fiber. The manufacturing device thereof is comprised of: a grinder(20) grinding the basalt(10); a silo(40) keeping the broken stone(12) and discharging the broken stone(12); a melting furnace(50) supplied with the broken stone(12) from the silo(40); a burner(60) heating and melting the broken stone(12); a fiber forming device(70) forming the fiber through a transfer channel(53); and a winder(86).

Description

현무암 연속섬유 제조장치{Apparatus for manufacturing basalt continuous fibers} Basalt continuous fiber production apparatus {Apparatus for manufacturing basalt continuous fibers}

본 발명은 현무암 연속섬유 제조방법 및 이에 사용되는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속섬유 제조에 적합한 현무암을 이용하여 품질이 우수한 현무암 연속섬유를 제조할 수 있도록 된 현무암 연속섬유 제조방법 및 이에 사용되는 장치에 관한 것이다. The invention basalt continuous fiber production process and thus the present invention relates to apparatus for use, and more particularly, the basalt continuous fiber production process to produce a basalt continuous fiber with excellent quality by using a suitable basalt continuous fiber production and thereby use It relates to a device.

현무암은 화강암의 일종으로 용암이 화산작용으로 지표에 토출되어 형성된 암석으로서 한국에서는 제주도, 철원, 포항 영일만 등에 다량으로 매장되어 있는 값싼 천연재료이다. Basalt is a rock formed by volcanic lava discharged to the surface as a type of granite In Korea, a cheap natural material which is buried in a large amount or the like island, Cheorwon, Pohang Youngil Bay.

현무암 연속섬유는 수천만년 이상 풍화가 이루어지고 안정화과정을 거친 현무암만으로 제조된 환경친화적 섬유로서 내열성, 내알카리성, 기계적인 물성 등이 뛰어나다. Basalt continuous fibers such as heat resistance, alkali resistance, excellent mechanical properties as an environmentally friendly fiber produced solely made of basalt weathering over millions of years via a stabilization process. 따라서, 현무암 연속섬유는 플라스틱 보강섬유, 콘크리트 구조물 보수보강섬유, 자동차 방음재료, 방화재료용 내열섬유, 복합재료의 보강섬유 등 다양한 분야에서 사용된다. Therefore, the basalt continuous fiber is used in various fields such as reinforcement fibers in the fiber reinforced plastic, concrete rehabilitation fiber, car noise insulating materials, heat-resistant fiber, a composite material for fire protection materials.

현무암 연속섬유와 관련된 종래기술의 하나인 일본특허공개 평9-500080호는, 필라멘트 직경이 7 미크론 이하인 현무암 섬유를 제조하는데 있어서의 인발속도 및 가열온도에 대한 조건을 제시하고 있으며, 다른 하나인 일본특허공개 2001-508389호는 현무암 가루를 사용하여 현무암 연속섬유를 제조하는데 있어서의 용융물 주입장치내에서의 안정화 조건을 제시하고 있다. One of the prior Japanese Patent Application Publication No. Hei 9-500080 a technique related to the basalt continuous fibers, the filament diameter and the present conditions for the drawing speed and the heating temperature in the manufacture of a not more than 7 microns, basalt fiber, and the other of Japan Patent Application Publication No. 2001-508389 has proposed the use of basalt powder stabilizing conditions in the melt in the injection device in the manufacture of a basalt continuous fiber.

또한, 미국특허 제4199336호는 실험실 규모의 전기로를 사용하여 현무암을 포함하는 재료로부터 한 가닥의 현무암 세라믹 섬유를 제조하는 것에 관한 것으로 섬유형성후 결정성분을 증가시키기 위하여 가열시키는 것을 제시하고 있으며, 미국특허 제6125660호는 암석이나 유리를 함유한 폐기물로부터 단섬유 및 연속적인 섬유를 제조하는 방법으로 주로 용광로 내부구조에 대한 것을 제시하고 있다. In addition, U.S. Patent No. 4,199,336 discloses and suggests that heating to increase crystal component after fiber forming to be directed to producing a basalt ceramic fibers of a strand from the material comprising the basalt by using an electric furnace of a laboratory-scale, USA Patent No. 6.12566 million suggests that for mainly furnace inside structure by the method for producing a short fiber and continuous fiber from waste containing rock or glass.

그러나, 이러한 종래기술에서는 전체적인 제조공정중 일부분의 제조조건만을 제시하고 있어 서로의 연관성을 파악하고 전체적인 제조공정을 체계화시키는 것이 불가능하기 때문에 이들 종래기술을 이용하여 실제 현무암 연속섬유를 제조하는 것은 매우 곤란한 문제점이 있었다. However, this prior art it presents only the manufacturing conditions of a portion of the overall manufacturing process because it is not possible to identify the association between each other and organize the whole manufacturing process is for producing a real basalt continuous fiber using these prior art is very difficult there was a problem.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연속섬유 제조에 적합한 현무암을 이용하여 품질이 우수한 현무암 연속섬유를 제조할 수 있도록 된 현무암 연속섬유 제조방법 및 이에 사용되는 장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention for solving these conventional problems, and its object a continuous fiber the basalt continuous fiber production process to produce a basalt continuous fiber with excellent quality by using a suitable basalt to manufacture and provide a device used therein have.

도1은 본 발명에 따른 현무암 연속섬유 제조공정이 개략적으로 도시된 블록도; Figure 1 is a block basalt continuous fiber manufacturing process is schematically illustrated in accordance with the present invention;

도2는 본 발명에 따른 현무암 연속섬유 제조설비가 전체적으로 도시된 개략 구성도; Figure 2 is a basalt continuous fiber manufacturing facility is a schematic showing a whole structure of the present invention;

도3은 도2의 "A"부 상세도; 3 is "A" section in detail in Figure 2;

도4는 본 발명의 요부인 섬유형성기가 도시된 상세도; Figure 4 illustrates a detailed view of the main portion-forming fiber of the present invention;

도5 및 도6은 본 발명의 장치에 다수개의 섬유형성기가 구비된 상태를 도시한 개략 구성도이다. 5 and 6 are a schematic view showing a state equipped with a plurality of fiber-forming apparatus of the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ 2. Description of the Related Art ※ ※

10 : 현무암 12 : 현무암 쇄석 10: basalt 12: basalt stone

20 : 분쇄기 30 : 컨베이어 20: 30 Grinder: Conveyors

40 : 사일로 50 : 용융로 40: Silos 50: Melting Furnace

53 : 용융물 이동통로 55 : 수직벽 53: molten material flow channel 55: vertical wall

60 : 버너 62 : 배관 60: 62 burners: Plumbing

64 : 공기공급구 65 : 연료공급구 64: Air supply port 65: fuel supply port

66 : 열교환기 68 : 연료/공기 혼합기 66: heat exchanger 68: the fuel / air mixture

70 : 섬유형성기 72 : 스크린판 70: fiber formers 72: Screen Edition

75 : 용융물 통과구멍 76 : 부싱 75: the melt passage hole 76: Bushing

78 : 노즐 80 : 가열기 78: nozzle 80: heater

82 : 도포기 84 : 건조기 82: 84 applicator: Dryer

86 : 권취기 90 : 냉각장치 86: winder 90: cooling unit

91 : 가열장치 91: heating unit

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 현무암을 20㎜ 이하의 굵기로 된 현무암 쇄석으로 분쇄하여 공급하는 단계; As a technical configuration for achieving the above object, the method comprising the present invention, pulverized, fed to a thickness of not higher than the basalt 20㎜ basalt stone; 상기 현무암 쇄석을 1,440℃ ∼ 1,480℃에서 용융하는 단계; The method comprising melting the basalt stone from 1,440 ℃ ~ 1,480 ℃; 상기 단계에서 용융된 현무암을 1,380℃ ∼ 1,480℃로 유지시키면서 인발하는 단계; The step of drawing, while maintaining the molten basalt in the above step to 1,380 ℃ ~ 1,480 ℃; 상기 연속섬유를 960℃ ∼ 1,150℃로 서서히 냉각하는 단계; The step of gradually cooling the continuous fibers 960 ℃ ~ 1,150 ℃; 상기 연속섬유의 표면에 표면처리제를 도포하는 단계; Applying a surface treatment agent on the surface of said continuous fibers; 및 상기 연속섬유에 도포된 표면처리제를 건조하고 권취하는 단계를 포함하는 현무암 연속섬유 제조방법을 마련함에 의한다. And all of the basalt continuous fiber manufacturing method comprising the steps taken dry the surface treatment agent applied to the continuous fiber and the volume maryeonham.

또한, 본 발명은, 현무암을 분쇄시키는 분쇄기; In addition, the present invention is a mill for crushing basalt; 상기 분쇄기에서 분쇄된 현무암 쇄석을 저장하여 정량 배출시키는 사일로; Silo for quantitative discharge to store the basalt stone crushed by the crusher; 상기 사일로에서 현무암 쇄석을 공급받는 용융로; Melting furnace being supplied with basalt stone in the silo; 상기 용융로의 현무암 쇄석을 가열하여 용용시키는 버너; Burners for melting by heating the basalt stone of the melting furnace; 상기 용융로의 일측에 형성된 용융물 이동통로를 통해 용융된 현무암을 받아 섬유를 형성시키는 섬유형성기; Fiber-forming fibers to form molten basalt received through the melt flow channels formed at one side of the furnace; 및 상기 섬유형성기에서 배출된 현무암 섬유를 권취시키는 권취기가 포함된 현무암 연속섬유 제조장치를 마련함에 의한다. And all of the winding group including basalt continuous fiber manufacturing apparatus for the take-up the discharged basalt fiber from the fiber-forming in maryeonham.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. It will be described in detail below the present invention.

우선, 본 발명에서 사용되는 현무암의 조성을 설명한다. First, a description of the composition of the basalt is used in the present invention.

연속섬유제조에 적합한 현무암은 SiO 2 47 ∼ 56 중량%, Al 2 O 3 14 ∼ 19 중량%, FeO + Fe 2 O 3 7.0 ∼ 15 중량%, CaO 8 ∼ 11 중량%, MgO 3.5 ∼ 10.0 중량%, K 2 O + Na 2 O 2.5 ∼ 6.0 중량%, TiO 2 0.2 ∼ 2.0 중량%, P 2 O 5 0.3 ∼ 0.8 중량%, Cr 2 O 3 0.04 중량% 이하, MnO 0.2 중량% 이하, SO 3 0.2 중량% 이하의 조성을 갖는다. Continuous basalt SiO 2 47 ~ 56% by weight suitable for fiber production, Al 2 O 3 14 ~ 19 wt.%, FeO + Fe 2 O 3 7.0 ~ 15 wt%, CaO 8 ~ 11 wt%, MgO 3.5 ~ 10.0% by weight , K 2 O + Na 2 O 2.5 ~ 6.0 wt%, TiO 2 0.2 ~ 2.0 wt%, P 2 O 5 0.3 ~ 0.8 wt%, Cr 2 O 3 0.04 wt% or less, MnO 0.2% by weight or less, SO 3 0.2 It has a composition in% by weight or less.

연속섬유를 제조하는데 적합한 현무암이 가져야 할 조건은, 현무암을 용융시켰을 때 균질한 용융물이 형성될 수 있을 것, 연속섬유를 제조할 수 있는 점도를 유지할 수 있는 온도범위가 충분히 클 것 등이며, 이러한 요건을 만족하는 경우에 균일한 물성을 갖는 우수한 제품을 대량으로 생산할 수 있게 된다. Condition to have a suitable basalt in preparing the continuous fibers, and the like, there will be a homogeneous melt may be formed when sikyeoteul melting basalt, the temperature range capable of maintaining the viscosity to prepare a continuous fiber that is sufficiently large, this a superior product with uniform properties in the case of satisfying the requirements it is possible to produce in large quantities.

특히, 현무암 등의 암석은 결정화 및 점도 등이 온도에 의존성이 큰 경향을 갖는바, 현무암을 이용하여 연속섬유를 생산하기 위하여는 연속섬유를 제조할 수 있는 점도를 유지할 수 있는 온도범위가 70℃ 이상이어야 하며, 70℃ 이하의 온도범위에서는 연속섬유를 연속적으로 생산하는 것이 곤란할뿐더러 생산이 가능하다고 하여도 제조조건이 까다로워서 생산성이 현저하게 떨어지고 따라서 경제성이 떨어지는 문제점을 갖는다. In particular, basalt such as rock is 70 ℃ temperature range capable of maintaining the viscosity which can be produced is a continuous fiber to produce a continuous fiber using a basalt bar, having a greater tendency dependent on the temperature of crystallization, and the viscosity of the or more, and it must be, in the temperature range of not more than 70 ℃ be that production is possible, nor difficult to produce a continuous fiber is continuously dropped to the production conditions tricky significantly the productivity and therefore has a poor economic problems.

상기에서, SiO 2 는 용융물의 점도, 용융온도, 내화학성, 연속섬유 생산가능 온도범위, 재결정화 경향 등에 관계되는 성분으로, 이 성분이 47 중량% 미만인 경우에는 연속섬유을 생산할 수 있는 점도를 유지하는 온도 범위가 70℃이하가 되어서 생산성 및 경제성에 문제점을 갖고, 56 중량% 이상인 경우에는 용융온도가 높아서 연료소모가 크고 또한 점도가 높아서 섬유가 끊어지는 현상이 자주 발생하여 생산성에 문제점이 있다. In the above, SiO 2 is a constituent such as viscosity of the melt, melt temperature, chemical resistance, continuous fiber production temperature range, re-crystallization tendency, when the component is less than 47% by weight, to maintain the viscosity to produce a continuous seomyueul not less than the temperature range be less than 70 ℃ has a problem in productivity and economic efficiency, and 56% by weight, there is a problem in productivity, high melt temperatures is large and also the fuel consumption is high and the phenomenon that the viscosity fiber is broken frequently.

또한, Al 2 O 3 는 점도, 결정화온도, 내열성 등에 관계되는 성분으로, 이 성분이 14 중량% 미만인 경우에는 결정생성현상이 둔화가 되어 강도가 떨어지는 문제점을갖고, 18 중량% 이상인 경우에는 점도 및 결정화온도가 높아져서 용융온도가 높아져야 하는 문제점을 갖는다. Further, the viscosity and not less than Al 2 O 3 has a viscosity, as a constituent such as crystallization temperature, heat resistance, when the composition is less than 14% by weight, is the slowing the crystallization phenomenon have a falling strength problems, 18% by weight high and the crystallization temperature has a problem that the melting temperature is higher.

또한, FeO + Fe 2 O 3 는 점도, 용융온도, 결정화 경향 등에 관계되는 성분으로, 이 성분이 7.0 중량% 미만인 경우에는 점성이 낮아서 연속섬유 생산이 어려운 문제점을 갖고, 15 중량% 이상인 경우에는 부싱의 백금과의 반응속도가 급격히 증가하여 고가인 부싱의 수명을 줄이고 부싱의 노즐을 쉽게 막히게 하여 균일한 직경의 섬유생산에 어려운 문제점을 갖는다. Also, FeO + Fe 2 O 3 is, the bushing or more viscosity, the constituent or the like tend to melting temperature, crystallization, this component has less than 7.0% by weight, the lower the viscosity of continuous fiber production difficult, 15% increases of reaction rate of as platinum rapidly to reduce the life of the bushing has a high difficult to produce fibers of uniform diameter to easily clog the nozzle of the bushing.

또한, CaO는 강도, 내열성, 내화학성 등에 관계되는 성분으로, 이 성분이 8 중량% 미만인 경우에는 내화학성이 나빠지는 문제점을 갖고, 11 중량% 이상인 경우에는 강도 및 내열성이 나빠지는 문제점을 갖는다. In addition, CaO is a constituent such as strength, heat resistance, chemical resistance, if the component is less than 8% by weight, have a poor are problems chemical resistance, has a has strength and a poor heat resistance is a problem when more than 11% by weight.

또한, MgO는 팽창성, 내열성, 내화학성 등에 관계되는 성분으로, 이 성분이 3.5 중량% 미만인 경우에는 내화학성 및 내열성이 나빠지는 문제점을 갖고, 10.0 중량% 이상인 경우에는 열간 팽창성이 커져서 섬유인발시 냉각으로 인한 표면균열이 다량으로 발생하여 강도를 저하시키는 문제점을 갖는다. Further, MgO is inflatable, heat-resistant, a constituent such as chemical resistance, this component is less than 3.5% by weight or more has a worse is the problem in chemical resistance and heat resistance, and 10.0% by weight, the hot-swellable large, fiber draw cooling during this surface crack due to the problem that has to occur in a large amount lowers the strength.

또한, K 2 O + Na 2 O는 용융온도, 내알카리성, 내산성 등에 관계되는 성분으로, 이 성분이 2.5 중량% 미만인 경우에는 내알카리성이 낮아지는 문제점을 갖고, 6.0 중량% 이상인 경우에는 내산성이 낮아지는 문제점을 갖는다. Further, the lower the acid resistance not less than the constituent or the like K 2 O + Na 2 O is the melting temperature, alkali resistance, acid resistance, when this component is less than 2.5% by weight, has a problem that the alkali resistance lowered, 6.0% by weight which poses a problem.

또한, 미량성분인 TiO 2, P 2 O 5, Cr 2 O 3, MnO 및 SO 3 는 강도, 용융온도, 표면특성, 결정화속도 등에 관계되는 성분으로 과량으로 함유하게되면 표면흡착특성이 나빠지고 냉각시 국부적인 결정화가 발생하여 균일한 물성을 얻기가 어렵고, 용융액 균질화에 어려움이 있어 제조조건이 까다로워 경제성이 떨어지는 문제점을 갖는다. Further, trace components of TiO 2, P 2 O 5, Cr 2 O 3, MnO and SO 3 is When contained in an excess amount to the constituent or the like strength, melting temperature, surface properties, the crystallization speed that the surface adsorption properties or deteriorating cooling when having a localized crystallization occurs and it is difficult to obtain uniform physical properties, it is difficult to homogenize melt stringent manufacturing conditions falling economical problems.

다음에, 상기한 성분을 갖는 현무암을 이용하여 연속섬유를 제조하는 공정에 대하여 도1을 참조하여 설명한다. Next, using a basalt with the above-described components will be described with reference to Figure 1 with respect to the process for making continuous fibers.

〔 현무암 분쇄단계 〕 [Basalt grinding step]

상기 조성을 갖는 현무암을 준비하여 적정한 속도로 용융될 수 있고 용융물의 온도 교란을 일으키지 않는 정도의 크기로 분쇄시킨다. It can be melted at an appropriate speed to prepare a composition having the basalt and ground into a degree that does not cause a temperature disturbance of the melt size. 바람직하게는, 현무암의 대략적인 직경이 5㎜ ∼ 20㎜의 범위에 있는 것이 좋으며, 20㎜ 보다 큰 크기를 갖는 현무암을 직접 용융로에 투입시킬 경우, 현무암이 제대로 용융되지 않을 뿐만 아니라, 차가운 현무암이 용융로에 투입되면서 용융로의 온도를 저하시켜 균질한 용융액을 연속적으로 얻기가 어려운 문제점을 갖기 때문에 바람직하지 않다. Preferably, the approximate diameter of the basalt it is recommended in the range of 5㎜ ~ 20㎜, if to a basalt with a size greater than 20㎜ In the direct melting furnace, cold basalt, as well as basalt is not properly melted as the input to the melting furnace to obtain a homogeneous melt by lowering the temperature of the melting furnace it is continuously is not preferred because it has the difficult problems.

〔 현무암 투입단계 〕 [Basalt] In step

분쇄된 현무암을 용융로에 적정한 속도로 투입시킨다. The crushing basalt then added to an appropriate speed at the melting furnace. 물론, 현무암의 투입속도 및 투입량은 설비의 섬유생산능력 등에 관련된다. Of course, the feed rate and the amount of the basalt fiber or the like is related to the production capacity of the plant. 상기 분쇄된 현무암을 빠른 속도로 용융로에 투입시켜 섬유의 생산성을 향상시킬 수 있으나, 현무암을 너무 빠른 속도로 용융로에 투입시키는 경우 용융로에 투입된 현무암이 미처 용융되지 않는 문제점을 가지므로 바람직하지 않다. The furnace was turned on to crushed basalt rapidly, but can improve the productivity of the fiber, when an input to the furnace basalt too fast is not desirable because of the problem is put into the furnace basalt is not micheo melt. 반면에, 현무암을 너무 낮은 속도로 용융로에 투입시키면 섬유의 생산성을 저하시키는 문제점을 가지므로 바람직하지 않다. On the other hand, when put into a melting furnace basalt to an extremely low speed it is undesirable because of the problem of lowering the productivity of the fiber.

〔 현무암 용융단계 〕 [Basalt melting step]

용융로에 투입된 현무암을 1,440℃ ∼ 1,480℃의 범위로 가열하여 용융시킨다. Heating the basalt charged into the melting furnace in the range of 1,440 ~ 1,480 ℃ ℃ melt. 상기 용융로의 온도를 너무 낮게 설정하면, 현무암 용융물이 제대로 혼합되지 않는 등 균질화가 이루어지지 않아 바람직하지 않고, 너무 높게 설정하면 에너지 소모가 과다하여 바람직하지 않다. Setting the temperature of the melting furnace is too low, the homogenization is not preferred because not made such a basalt melt not mixed properly, if set too high is not preferred to consume excessive energy.

〔 현무암 용융물 균질화 단계 〕 [Basalt melt homogenization step]

연속섬유를 생산하는데 적합하고 제조되는 연속섬유의 물성변화가 최소화되도록 현무암 용융물을 균질화시킨다. To produce the continuous fiber and thereby suitable for homogenizing the basalt melt such that minimal changes in physical properties of the continuous fibers to be produced. 현무암 용융물의 균질화가 제대로 이루어지지 않는 경우, 인발되는 섬유, 또는 인발이 완료된 섬유의 길이방향에 대한 물성이 균일하지 않아 약한 부분이 끊어지는 등 여러 가지 문제점을 가지므로 바람직하지 않다. If the homogenization of basalt melt does not work well, because of various problems such as the weak part that breaks the physical properties of the longitudinal direction of the fiber to be drawn, or drawn fiber is completed not even undesirable.

〔 연속섬유 형성단계 〕 [Continuous fiber-forming step]

균질화된 현무암 용융물을 작은 직경을 통해 인발시켜 연속섬유를 형성시킨다. It was drawn through the small diameter of the homogenized melt to form a basalt continuous fiber. 이때, 현무암 용융물의 온도가 급격하게 변화되는 것을 억제시키는 것이 좋으며, 이는 용융물의 온도가 급격하게 변화되면 섬유의 표면에 균열이 발생되기 때문이다. At this time, it is recommended to suppress the temperature of the basalt melt suddenly changes, since if the temperature of the molten material suddenly changes to cracks in the surface of the fiber occurs. 바람직하게는, 인발된 연속섬유를 960℃ ∼ 1,150℃의 온도에서 가열하면서 냉각시킨다. Preferably, the cooling and heating the drawn continuous fiber at a temperature of 960 ℃ ~ 1,150 ℃. 상기 가열온도를 너무 높게 설정하면 결정화속도가 빨라지고 국부적으로 강도가 증가하는 현상으로 섬유가 끊어져서 생산성이 급격히 떨어진다. By setting the heating temperature is too high, the faster the crystallization rate local to the fiber kkeuneojyeoseo a phenomenon that the strength drops sharply increase productivity.

〔 표면처리단계 〕 [Surface treatment step]

인발된 연속섬유의 표면에 표면처리제를 도포시킨다. Thereby coating the surface treatment agent to the surface of the drawing continuous fibers. 이 표면처리제는 섬유의 용도에 따라 선택될 수 있으며, 섬유표면의 윤활성 향상, 표면 보호, 마찰력 감소, 인장강도 증가, 표면접착성 증가 등의 작용을 수행한다. The surface treatment agent performs an action, such as may be selected according to the purpose of the fiber, and improved lubrication of the fiber surfaces, surface protection, friction reduction, increased tensile strength, increased surface adhesion.

상기 표면처리제는 유기표면처리제와 무기표면처리제가 사용될 수 있으며, 유기표면처리제는 주로 필름형성제, 커플링제, 윤활제 및 가공보조제로 구성되고, 무기표면 처리제는 무기필름형제 및 가공보조제로 구성된다. The surface treatment agent is I may be used an organic surface treatment agent and the inorganic surface treatment, the organic surface treatment agent is composed mainly of film formers, coupling agents, lubricants and processing aids, inorganic surface treating agent is composed of inorganic film brother and processing aids. 도포된 표면처리제에 따라 건조 혹은 경화가 단시간에 이루어질 수 있도록 580℃ ∼ 820℃의 온도에서 표면 처리를 수행하는 것이 바람직하다. At a temperature of 580 ℃ ~ 820 ℃ depending on the applied surface treatment agent is dried or cured to be formed in a short time it is preferable to perform the surface treatment. 건조 및 경화온도가 너무 낮으면 적용시간이 짧기 때문에 충분한 건조 및 경화가 일어나지 못하여 제 기능을 발휘할 수 없고 또한 건조 및 경화온도가 너무 높으면 유기물의 산화로 균일한 표면도포가 불가하여 표면처리제의 역할을 못하게 된다. The drying and curing temperature is too low, the application time is short, sufficient drying and the mothayeo occur hardening can not exert its function also drying and curing temperature is too high, a surface coated uniformly to the oxidation of organic material because it is unavailable to act as a surface treatment agent let be. 이때 사용되는 표면처리제는 섬유에 대하여 0.1 중량% ∼ 3 중량%로 하는 것이 좋다. The surface treating agent used is preferably in the range of 0.1% to 3% by weight relative to the fiber. 이 성분이 0.1 중량% 이하가 되면 표면처리가 완전하게 되지 않아서 표면처리의 효과를 얻을 수 없으며, 이 성분이 3 중량% 이상이 되면 건조 및 경화가 단 시간에 완료되기가 어려워서 균일한 도포층을 형성하기가 어려운 문제점이 있다. If the component is not more than 0.1% by weight, not because the surface treatment is not fully achieve the effect of the surface treatment, the component is above 3% by weight of drying and a uniform coating layer is difficult to be completed in a short time curing there is a problem difficult to form.

〔 섬유감기단계 〕 [Fiber winding step]

인발된 후 표면처리된 섬유를 여러 가닥으로 집속하여 감음으로써 섬유제조단계가 완료된다. A fiber manufacturing step is completed by winding and bundling the drawing after the surface-treated fiber of several strands.

이하, 본 발명에 따른 현무암 연속섬유 제조장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. With reference to the accompanying drawings, with respect to the basalt continuous fiber producing apparatus according to the present invention will be described in detail.

도2는 본 발명에 따른 현무암 연속섬유 제조설비가 전체적으로 도시된 개략 구성도이다. Figure 2 is a schematic block diagram a basalt continuous fiber manufacturing equipment according to the invention shown as a whole.

크기가 큰 현무암(10)을 잘게 부수도록 구비된 분쇄기(20)의 출구에 컨베이어(30)가 설치되고, 상기 컨베이어(30)의 끝단 하부에 사일로(silo)(40)가 장착된다. And a conveyor (30) installed at the outlet of the grinder 20 is provided to finely break the basalt 10 is large in size, the silo (silo), (40) the lower end of the conveyor 30 are mounted. 즉, 상기 분쇄기(20)에서 분쇄된 현무암 쇄석(12)이 상기 컨베이어(30)를 통해 사일로(40)에 저장된다. That is, the basalt stone 12 is pulverized in the pulverizer 20 is stored in the silo 40 via the conveyor 30.

상기 사일로(40)의 하단에 현무암 쇄석 배출기(42)가 구비되며, 상기 현무암 쇄석 배출기(42)는 사일로(40)에 저장된 현무암 쇄석을 일정한 속도로 배출시킨다. And the bottom of the silo 40 is provided with a basalt stone ejector 42, the basalt stone ejector 42 is to discharge the basalt stone stored in the silo 40 is at a constant rate.

상기 현무암 쇄석 배출기(42)의 하부에 현무암을 용융시키기 위한 용융로(50)가 구비되며, 상기 용융로(50)는 외부와 차단된 밀폐 공간을 갖는 것이 좋다. Is equipped with a melting furnace 50 for melting the basalt below the basalt stone ejector (42), the furnace (50) is preferably having the closed space isolated from the outside.

상기 용융로(50)의 일측 상부에는 상기 현무암 쇄석 배출기(42)에서 배출된 현무암 쇄석(12)을 받아 용융로(50)로 공급시킬 수 있도록 된 현무암 쇄석 공급구(52)가 갖춰진다. One side of an upper portion of the melting furnace 50, the basalt stone ejector 42. The basalt stone supply port 52 receives the basalt stone outlet 12 to be supplied to the melting furnace 50 at the equipped.

또한, 상기 용융로(50)의 다수 개소에 가열용 버너(60)가 설치되며, 상기 버너(60)는 공기와 연료가스를 공급받아 연소시킴으로써 용융로(50) 내부의 현무암 쇄석을 용융시킨다. Further, the heating burner 60 is installed for a number of sites of the melting furnace 50, the burner 60 is to melt the basalt stone of the inner furnace (50) by burning when supplied air and fuel gas. 여기에서, 상기 버너(60)는 용융로(50)의 상부에서 수직 하방으로 향하게 설치하여 고속화염이 용융물을 혼화하게 하는 것이 바람직하고, 상기 용융로(50)를 이루는 내화벽돌이 열화되는 것을 방지할 수 있도록 용융로 주변에 냉각설비를 구비시키는 것이 바람직하다. Here, the burner 60 can be prevented from being desirable, and the refractory brick is degraded forms the melting furnace 50 to the mixing the high-speed flame the melt installed facing vertically downward on top of the melting furnace (50) so that it is preferable that a cooling equipment around the furnace.

상기 버너(60)는 공기 및 연료가스 공급배관(62)을 통해 공기와 연료가스를 공급받도록 연결되고, 상기 공기 및 연료가스 공급배관(62)에는 공기 공급구(64)와연료 공급구(65)가 구비된다. The burner 60 includes air and the fuel gas supply piping 62 is connected to receive the supply of air and fuel gas, the air and the fuel gas supply piping 62, the air supply port 64 and fuel supply port (65 through ) it is provided. 보다 바람직하게는, 상기 공기 공급구(64)를 통해 유입되는 차가운 공기를 용융로(50)에서 배출되는 고온의 배기가스와 열교환시키는 열교환기(66)가 더 구비되어 적정한 온도로 예열된 공기를 버너(60)에 공급시킬 수 있도록 구성되고, 연소에 적정한 비율의 공기와 연료가스를 버너(60)에 공급시킬 수 있도록 연료/공기 혼합기(68)가 더 구비된 것이 좋다. More preferably, the heat exchanger 66 is further provided with pre-heated to an appropriate temperature burners for heat exchange with the air supply port of the high temperature that the cold air flowing through (64) discharged from the melting furnace 50, exhaust gas it is configured to be capable of supplying (60), preferably a so as to supply a proper ratio of air and fuel gas for combustion in the burner 60, the fuel / air mixture 68 is further provided.

그리고, 상기에서 현무암 쇄석 공급구(52)를 버너(60) 사이에 배치시킴에 의하여 현무암 쇄석이 가열된 상태로 용융로(50)로 공급될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. And, it is preferable to configure so as to be supplied to the basalt stone supply port 52 to the melting furnace 50 to the basalt stone is heated by Sikkim disposed between the burner 60 above.

상기 용융로(50)에서 용융된 현무암은 용융물 이동통로(53)를 통해 섬유형성기(70)로 공급되며, 이를 도2 및 도3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. The basalt melted in the melting furnace 50 through the melt flow channel 53 is supplied to the fiber formers 70, More specifically described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.

상기 용융로(50)의 저부 일측에 바닥(54)보다 높게 수직벽(55)을 형성시키고, 상기 수직벽(55)의 상단을 통해 오버플로우(Overflow)되는 현무암 용융물을 섬유형성기(70)로 안내하는 용융물 이동통로(53)가 상기 수직벽(55)의 상단과 대략 동일한 높이를 갖도록 형성된다. To form a vertical wall (55) above the floor 54 to one side of a bottom of the melting furnace 50 and guided to the overflow (Overflow) fiber former (70) a basalt melt through the top of the vertical wall 55 the melt flow channel 53 which is formed to have a top and a substantially equal height of the vertical wall (55). 즉, 상기 용융로(50)의 바닥(54) 상부에서 현무암 쇄석이 용융된 후 수직벽(55)의 상단을 통해 용융물 이동통로(53)로 오버플로우됨으로써 섬유형성기(70)로 이동될 수 있는 것이다. That is, by being over-flow in the melt flow channel (53) through the top of the vertical wall 55, after the basalt stone melt in the upper bottom 54 of the furnace 50 to which can be moved into a fiber-former 70 .

상기 섬유형성기(70)는 상기 용융물 이동통로(53)의 소정 위치에 구비되며 그 상단이 용융물 이동통로(53)의 바닥과 대략 동일한 높이에 있도록 설치된다. The fiber former 70 is provided at a predetermined position of the melt flow channel (53) is provided to the floor and approximately the same height of the top of the melt flow channel (53).

상기 섬유형성기(70)는 도4에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 가장자리 부분과 상, 하단부가 판재로 차단되어 내부에 소정의 공간이 마련된 상자 형태로 형성되고, 이 섬유형성기(70)의 내부 공간은 수평한 스크린판(72)에 의해 상, 하로 분리된다. The fiber formers 70 onto the edge portion as shown in Figure 4 a more detailed illustration, the lower end is blocked by the plate member is formed of a box shape provided with a predetermined space therein, the inner space of the fiber former (70) phase is separated up and down by a horizontal screen plate 72. 이러한 구성의 섬유형성기(70)를 이루는 상단 부분인 상부벽(74)에는 상하로 관통된 적어도 하나 이상의 용융물 통과구멍(75)이 형성되고 하단 부분인 부싱(76)에는 상하로 관통된 180 ∼ 210개의 관통구멍(77)이 일정 간격으로 배치된다. An upper part forming the fiber-former 70 having such a configuration the top wall 74 there is a 180 ~ 210 through up and down the at least one melt passage hole 75 is formed in the lower part of the bushing (76) through up and down of through holes 77 are arranged at regular intervals. 또한, 상기 부싱(76)의 하부에는 상기 관통구멍(77)의 각각에 대응되며 직경이 2 ∼ 3㎜(보다 바람직하게는, 1.7 ∼ 2.3㎜)인 노즐(78)이 고정 설치된다. Further, corresponding to each of the through holes 77, the lower portion of the bushing 76, there is (are more preferably, 1.7 ~ 2.3㎜) having a diameter of 2 ~ 3㎜ the nozzle 78 is provided with fixing. 특히, 상기 섬유형성기(70)는 현무암 용융물과 접촉되는 모든 부위가 산화철과 결합하여 부식되는 것이 방지되고 고온에서 화학적으로 안정한 백금-로듐 합금으로 제조된다. In particular, the fiber former (70) is chemically stable platinum at high temperature is prevented from being in contact with all parts of basalt melt corrosion in combination with iron oxide, and - is made of a rhodium alloy. 따라서, 고가인 백금-로듐 합금의 사용을 최소화하기 위하여는, 상기 섬유형성기(70)의 부피를 최소화하고 두께를 0.7㎜ ∼ 1.7㎜ 정도로 얇게 형성시키는 것이 좋다. Thus, the expensive platinum-in order to minimize the use of rhodium alloy, it is preferable to minimize the volume of the fiber former (70) forming a reduced thickness so 0.7㎜ ~ 1.7㎜.

그리고, 상기 스크린판(72)에는 상기 노즐(78)의 직경보다 작은 직경을 가지면서 상하로 관통된 300 ∼ 400개의 관통구멍(73)이 일정 간격으로 배치된다. In addition, the screen plate 72 is 300 to 400 of through-hole 73 a while having a diameter less than the diameter of the through-up and down of the nozzle 78 is disposed at a predetermined interval.

또한, 상기 섬유형성기(70)의 주변에는 현무암의 연속섬유에 적정한 온도와 점도로 일정하게 유지시킬 수 있도록 하기 위한 냉각 및 가열장치(90)(91)가 설치된다. In addition, the peripheral has cooling and heating devices (90) for so as to remain constant at an appropriate temperature and the viscosity of the continuous basalt fibers 91 of the fiber former (70) is provided.

상기 섬유형성기(70)의 하부에는 노즐(78)을 통해 인발된 현무암 연속섬유가 급속하게 냉각되는 것을 방지하기 위한 가열기(80)가 장착된다. A lower portion of the fiber-former 70 is provided with a heater 80 for preventing the basalt continuous fiber drawn through the nozzle 78 is rapidly cooled is mounted.

또한, 상기 가열기(80)의 하부에는 연속섬유의 표면 물성을 향상시키기 위하여 물리, 화학적으로 연속섬유의 표면을 처리하는 표면처리제 도포기(82)가 설치되며, 상기 표면처리제 도포기(82)의 하부에는 연속섬유의 표면에 도포된 표면처리제를 건조시키는 건조기(84)가 설치되고, 상기 건조기(84)의 하부에는 여러 가닥의 연속섬유를 실의 형태인 스트랜드로 만들 수 있도록 집속하여 감도록 된 권취기(86)가 설치된다. Further, the lower of the heater (80) is a physical, a chemical surface treatment agent applicator 82 for processing the surface of the continuous fiber installed in order to improve the surface properties of the continuous fibers, the surface treatment agent applicator (82) lower portion of the lower portion of the continuous dryer (84) of the fiber to dry the surface treatment agent is applied to the surface has been installed, the dryer 84 is to sense the focus to create a continuous fiber of a different strand in the form of yarn strands the winder 86 is installed.

도5는 현무암 섬유의 생산량을 증가시키기 위하여 용융로(50A)에 다수개의 섬유형성기(70)를 구비시킨 경우를 도시하며, 이를 위하여 용융로(50A)의 다수 위치에 용융물 이동통로(53)를 형성시키고, 이들 각각의 용융물 이동통로(53)에 대응되도록 섬유형성기(70)가 설치되며, 상기 섬유형성기(70)의 하부에 가열기(80A), 도포기(82A), 건조기(84A) 및 권취기(86A)가 설치되는 구성은 상기와 유사하다. Figure 5 shows a case that includes a plurality of fiber-forming (70) in the melting furnace (50A) in order to increase the production of basalt fibers and to form a molten material flow channel 53 to the number of positions of the melting furnace (50A) To this end, , and the fiber-forming (70) installed so as to correspond to each of the melt flow channel (53) thereof, the fiber heater (80A) in the lower portion of the former (70), the applicator (82A), the dryer (84A) and a coiler ( configured 86A) to be installed is similar to the above.

도6은 용융로에 다양한 형태로 용융물 이동통로가 형성되는 태양을 나타내며, (a)도는 용융로(50B)의 일측에 5개의 용융물 이동통로(53)가 형성되고 이들 각각의 용융물 이동통로(53)에 섬유형성기(70)가 대응되도록 설치된 구성을 보이며, (b)도는 용융로(50B)의 양측에 각각 2개의 용융물 이동통로(53)가 형성되고 이들 각각의 용융물 이동통로(53)에 섬유형성기(70)가 대응되도록 설치된 구성을 보인다. In Figure 6 indicates the sun which the melt flow channel formed in a variety of forms in the melting furnace, (a) to turn the melting furnace is the five melt flow channel 53 on one side is formed of the melt flow channel (53) thereof (50B) fiber former (70) showed the configuration provided to a corresponding, (b) turning each of two melt flow channels (53) on both sides of the melting furnace (50B) formed fiber-forming for each of the melt flow channel (53) thereof (70 ) shows a configuration is installed such that the corresponding.

상기한 본 발명의 장치를 이용하여 현무암 연속섬유를 제조하는 과정을 보다 상세하게 설명한다. By using the apparatus of the present invention will be described in more detail the process for producing a basalt continuous fiber.

이물질 등이 제거되어 연속섬유제조에 적합한 현무암(10)을 분쇄기(20)에 공급시키면 상기 분쇄기(20)는 현무암(10)을 대략적인 직경이 5㎜ ∼ 20㎜의 범위에포함되도록 분쇄시키며, 이렇게 분쇄된 현무암 쇄석(12)이 컨베이어(30)로 배출된다. The foreign matter is removed if the feed basalt (10) suitable for producing a continuous textile mill 20 sikimyeo crushed into the crusher 20 includes a basalt 10 to the range of the approximate diameter 5㎜ ~ 20㎜, the thus crushed basalt stone 12 is discharged to the conveyor 30.

상기 컨베이어(30)로 배출된 현무암 쇄석(12)은 컨베이어(30)에 의해 사일로(40)로 수송되어 저장된다. The basalt stone 12 is discharged to the conveyor 30 are transported to the storage silo 40 by the conveyor 30.

상기 사일로(40)에 저장된 현무암 쇄석(12)은 사일로(40)의 하단에 구비된 현무암 쇄석 배출기(42)를 통하여 일정한 속도로 용융로(50)에 투입되고, 상기 현무암 쇄석(12)의 투입속도는 본 장치의 현무암 섬유 제조능력과 연동되도록 미리 설정된다. Basalt stone 12 is stored in the silo 40 is put into a melting furnace 50 at a constant rate through a basalt stone ejector 42 is provided at the bottom of the silo 40, the input speed of the basalt stone 12 It is preset to work with basalt fiber manufacturing capabilities of the apparatus.

이때, 상기 현무암 쇄석 배출기(42)에서 배출되는 현무암 쇄석(12)을 상기 현무암 쇄석 배출기(42)를 에워싸거나 근접되도록 설치되는 버너(60)에 의해 300℃ ∼ 400℃ 정도로 예열시키는 것이 바람직하다. At this time, it is desirable to warm up enough to 300 ℃ ~ 400 ℃ by the burner 60 is installed to the basalt stone 12 to be discharged from the basalt stone ejectors 42 enclosed wrap or close to the basalt stone ejectors 42 . 또한, 상기 현무암 쇄석 배출기(42)는 현무암 쇄석을 용융로(50)의 상부에서 사방으로 분산시킬 수 있게 구성시키는 것이 바람직하다. In addition, the basalt stone ejectors 42, it is preferable to configured such that it can be dispersed in the basalt stone on top of the melting furnace (50) in all directions.

용융로(50)에 투입된 현무암 쇄석(12)은 1,440℃ ∼ 1,480℃의 정도로 버너(60)에 의해 가열/용융되며, 상기 버너(60)에는 공기 및 연료가스 공급배관(62)을 통해 연소용 공기와 연료가스를 공급받고, 이렇게 공급받는 공기는 열교환기(66)에서 280℃ ∼ 300℃ 정도로 예열된다. Basalt stone 12 is charged into the melting furnace 50 is heated / melted by the burners 60 around the 1,440 ℃ ~ 1,480 ℃, the burner 60, the combustion air through the air and the fuel gas supply pipe 62 and receiving a fuel gas supply, so the supplied air is preheated about 280 ℃ ~ 300 ℃ in the heat exchanger (66).

상기 현무암 쇄석(12)이 용융로(50)에서 용융되면서 현무암에 포함된 불순기체 등이 비중에 의해 용융물 상부로 배출되며, 순수한 현무암 성분만이 수직벽(55)의 상단을 통해 용융물 이동통로(53)로 공급된다. The basalt stone (12) while the melt in the melting furnace 50 such as the impurity gas contained in the basalt is by gravity discharged to melt an upper, pure basalt component only can the melt flow channels (53 through the top of the vertical wall 55 ) it is supplied to the. 특히, 상기 현무암 쇄석(12)의용융 온도는 현무암 용융물의 점도를 적정한 상태로 유지시켜 섬유 인발시 끊어지는 현상을 방지함고 동시에 섬유표면에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 충분히 균질화되는 온도로 설정된다. In particular, the basalt stone 12 Biomedical melting temperature is set at a temperature which is sufficiently homogeneous to be prevented to maintain the viscosity of the basalt melt in an appropriate state prevented from being dropped during fiber draw hamgo cracks in the fiber surface occurs at the same time do.

계속하여, 상기 용융물 이동통로(53)의 현무암 용융물은 섬유형성기(70)의 상부벽(74)에 하나 이상으로 형성된 용융물 통과구멍(75)을 통해 섬유형성기(70)의 내부로 공급된다. Subsequently, basalt melt of the melt flow channel 53 is supplied through the melt passage hole formed in one or more of the top wall 74 of the fiber former (70) (75) into the interior of the fiber former (70).

이때, 상기 섬유형성기(70)의 상부벽(74)의 상부면, 즉 상기 용융물 통과구멍(75)의 위치를 현무암 용융물(58)의 표면에 대하여 15㎜ ∼ 20㎜ 정도 깊은 곳에 있게 하는 것이 바람직한데, 이는 현무암 용융물(58)의 물성이 깊이에 따라 약간 다르게 형성되고 균질화가 가장 적절하게 이루어지는 깊이인 15㎜ ∼ 20㎜ 정도의 깊이에 있는 현무암 용융물(58)을 섬유형성기(70)로 공급시키기 위함이다. At this time, the upper surface of the upper wall 74 of the fiber-former 70, that is, it is desirable to allow the position of the melt passage hole (75) 15㎜ ~ 20㎜ level deep to the surface of the basalt melt 58 together, which is supplied to a basalt melt (58) in a depth of about 15㎜ ~ 20㎜ depth the physical properties of the basalt melt 58 is formed slightly differently with depth comprising the homogenizer is best suited to the fiber formers 70 It is intended.

상기 섬유형성기(70)의 용융물 통과구멍(75)을 통해 스크린판(72)의 상부로 공급된 현무암 용융물은 상기 스크린판(72)의 상부에 일정한 높이로 넓게 퍼지고 동시에 스크린판(72)의 관통구멍(73)을 통해 하부로 배출된다. The basalt melt supplied to the upper portion of the screen plate (72) through the melt passage hole 75 of the fiber-former 70 is spread wide at a constant height at the top at the same time through the screen plate 72 of the screen plate 72 It is discharged through the holes 73 to the lower portion. 그리고, 이러한 과정을 통해 현무암 용융물이 더 균질화된다. And, basalt melt is further homogenized through this process.

계속하여, 상기 스크린판(72)의 관통구멍(73)을 통해 하부로 배출된 현무암 용융물은 부싱(76)의 상부에 일정한 높이로 넓게 퍼지고 동시에 부싱(76)의 관통구멍(77) 및 이 관통구멍(77)에 고정 설치된 노즐(78)을 통해 각각 한 가닥의 현무암 섬유가 인발되는 것이다. Subsequently, through-holes 77 and the through of the screen plate 72, the through holes 73 a basalt melt discharged through a lower part of the bushing (76) spreads wider at a constant height at the top at the same time, the bushing 76 of the through the fixed nozzle 78 is installed in the hole 77 to which the pull-out of basalt fibers in each strand.

이때, 상기 노즐(78)을 통해 인발되는 현무암 섬유의 직경은 주로 노즐(78)의 내부직경과 길이, 부싱(76) 상부의 용융물 깊이, 용융물의 동적점도 및 인발속도 등에 영향을 받지만, 노즐(78)의 내부직경과 동적점도에 의해 가장 큰 영향을 받으므로 노즐(78)의 내부직경을 적정하게 설정하고 용융물의 동적점도를 적정하게 유지하는 것이 매우 중요하다. At this time, the diameter of the basalt fiber is drawn through the nozzle 78 is chiefly affected by the inner diameter and length, the bushings 76, melt depth, the dynamic viscosity, and the drawing speed of the melt in the upper portion of the nozzle 78, the nozzle ( therefore, have the greatest impact by the inner diameter and the dynamic viscosity of 78), it is important to properly set the inner diameter of the nozzle 78 to maintain properly the kinematic viscosity of the melt. 특히, 상기 부싱(76) 상부에 머무는 현무암 용융물의 높이를 낮고 일정하게 유지시킴과 동시에 이 부분의 현무암 용융물이 갖는 온도를 현무암 연속섬유 생산에 적정한 온도로 일정하게 유지시키는 것이 매우 중요하며, 이는 노즐(78)을 통해 배출되어 섬유로 제조되는 현무암 용융물의 흐름 속도와 온도를 일정하게 유지시켜 물성 변화가 적은 우수한 제품 생산이 가능하게 한다. In particular, it is very important to and simultaneously maintain a constant low height a basalt melt staying in the upper part of the bushing (76) maintaining a constant temperature with a basalt melt of the part to the proper temperature in the basalt continuous fiber production, which nozzle is discharged through 78, makes it to maintain a constant flow rate and temperature of the melt is made of basalt fiber can be excellent in manufacturing the physical properties change little.

상기 노즐(78)을 통해 인발되는 현무암 섬유는 상기 섬유형성기(70)의 하부에 설치된 가열기(80)를 통과하며, 이 가열기(80)에서는 현무암 섬유가 외기에 의하여 급냉되는 것이 방지되도록 현무암 섬유를 960℃ ∼ 1,150℃ 정도로 가열시키면서 서냉시킨다. Basalt fiber is drawn through the nozzle 78 is a basalt fiber to be prevented from the passes through the heater 80 installed in the lower part, the heater 80 of the fiber-forming (70) a basalt fiber rapidly cooled by the outside air then gradually cooled while heated to about 960 ℃ ~ 1,150 ℃.

그리고, 상기 가열기(80)에서 배출된 현무암 섬유의 외표면에는 도포기(82)에서 현무암 섬유에 적합한 특성을 부여하도록 표면처리제가 도포되며, 이렇게 현무암 섬유의 표면에 도포된 표면처리제는 580℃ ∼ 820℃로 유지되는 건조기(84)를 통과하면서 짧은 시간에 건조 및 경화된다. And, and the surface treatment agent is applied so as to give suitable properties for basalt fiber from the heater 80, the outer surface of the applicator 82 of the basalt fiber discharged from, and thus the surface treatment agent is applied to the basalt fiber surface is 580 ℃ ~ as it passes through the dryer 84 is maintained at 820 ℃ is dried and cured in a short time. 특히, 상기 현무암 섬유의 표면에 도포되는 표면처리제는 종류에 따라 다양한 특성을 가지지만, 대개 현무암 섬유의 표면에서 윤활성을 증가시키고, 표면을 보호하며, 마찰력을 감소시켜서 절단을 방지하고, 강도 및 표면접착성을 높이고, 지름의 편차를 감소시킴으로써 물성 및 품질을 향상시키고 생산성을 높일 수 있는 것이다. In particular, only have a range of characteristics surface treatment agent according to the type to be applied to the surface of the basalt fiber, usually to increase the lubricity on the surface of the basalt fiber and to protect the surface, by reducing the friction forces preventing the cutting, and the strength and surface improve adhesion, improve the physical properties and quality by reducing the variation in the diameter and is to increase productivity.

계속하여, 현무암 섬유는 다수 가닥이 하나로 집속되어 권취기(86)에 의해 감겨진다. Subsequently, the basalt fiber has a number of strands are converged into one wound by a coiler (86).

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 설명한다. It will be described below by the present invention in embodiments.

〔실시예〕 [Example]

본 발명자 등은 표1의 화학조성를 갖는 현무암을 5 ∼ 20㎜의 굵기를 갖도록 분쇄시키고, 분쇄된 현무암 쇄석을 300℃로 예열하여 용융로에 투입한 후, 1,460℃로 가열하여 용융하여 1,360 ∼ 1,430℃로 연속섬유를 인발하고, 계속하여 유기표면처리제를 연속섬유의 표면에 도포시킨 후 건조 및 경화시켰다. The present inventors are the basalt having the chemical joseongreul in Table 1 was pulverized so as to have a thickness of 5 ~ 20㎜, the crushed basalt stone after the pre-heated to 300 ℃ In the melting furnace, the heating temperature of 1,460 to 1,360 ~ 1,430 ℃ molten ℃ by drawing a continuous fiber, and continuously dried and cured after applying the organic surface treatment agent on the surface of the continuous fiber. 또한 표1의 화학조성을 갖는 현무암으로 온도에 따른 점도를 측정하여 표2에 나타내었고 연속섬유를 제조할 수 있는 점도를 유지할 수 있는 온도범위는 세 시료 모두가 70℃ 이상이었다. In addition, by measuring the viscosity with temperature of basalt having the chemical composition shown in Table 1 were shown in Table 2, the temperature range capable of maintaining the viscosity which can be made a continuous fiber was in all three samples are above 70 ℃. 표3에서는 표1의 화학조성을 갖는 현무암으로 제조한 현무암 연속섬유의 인장강도와 화학적 내구성을 측정하여 나타내었다. Table 3 shows measured tensile strength and chemical durability of the continuous basalt fibers made of basalt having the chemical composition shown in Table 1.

[표 1] 현무암의 조성 Table 1 The composition of the basalt

산화물시료번호 Oxide sample number SiO 2 SiO 2 Al 2 O 3 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 + FeO Fe 2 O 3 + FeO MgO MgO CaO CaO Na 2 O Na 2 O K 2 O K 2 O TiO 2 TiO 2 MnO MnO Cr 2 O 3 Cr 2 O 3 P 2 O 5 P 2 O 5
K1 K1 54.48 54.48 18.95 18.95 8.42 8.42 4.82 4.82 8.07 8.07 2.25 2.25 1.09 1.09 1.01 1.01 0.09 0.09 0.04 0.04 0.27 0.27
K2 K2 51.20 51.20 17.80 17.80 13.00 13.00 4.04 4.04 7.57 7.57 2.80 2.80 1.02 1.02 1.41 1.41 0.15 0.15 0.02 0.02 0.42 0.42
K3 K3 52.50 52.50 18.50 18.50 10.30 10.30 4.70 4.70 7.53 7.53 2.90 2.90 1.20 1.20 1.31 1.31 0.20 0.20 0.02 0.02 0.30 0.30

[표 2]온도에 따른 점도 TABLE 2 viscosity with temperature

시료번호 Sample number 용융액의 온도(℃)에 따른 점도(P) The viscosity according to the temperature (℃) of the melt (P)
1450 1450 1400 1400 1350 1350 1300 1300 1250 1250 1200 1200
K1 K1 180 180 370 370 680 680 1140 1140 2100 2100 4210 4210
K2 K2 140 140 250 250 470 470 960 960 1970 1970 3980 3980
K3 K3 152 152 275 275 500 500 1020 1020 2060 2060 4200 4200

[표 3]현무암 연속섬유의 인장강도 및 내화학성 Table 3 basalt tensile strength and chemical resistance of the continuous fibers

시료번호 Sample number 섬유직경(㎛) Fiber diameter (㎛) 인장강도(MPa) Tensile Strength (MPa) 화학적 내구성 Chemical durability
H 2 O H 2 O NaOH0.5 시간 NaOH0.5 time NaOH2 시간 NaOH2 time HCl2 시간 HCl2 time
내수성% % Water resistance 내화학성% Resistance% 내화학성% Resistance% 내화학성% Resistance%
K1 K1 9 9 3380 3380 99.67 99.67 97.20 97.20 96.80 96.80 92.30 92.30
10 10 3260 3260
K2 K2 9 9 3320 3320 99.61 99.61 97.70 97.70 95.30 95.30 91.40 91.40
10 10 3260 3260
11 11 3200 3200
K3 K3 9 9 3330 3330 99.66 99.66 98.76 98.76 97.20 97.20 93.80 93.80
10 10 3280 3280
11 11 3250 3250
13 13 3190 3190

상기 표3에 의하면, 시료 K1, K2 및 K3 모두 연속섬유를 생산할 수 있는 점도를 유지하였고 인장강도는 3200 ∼ 3400 MPa이었다. According to Table 3, samples K1, K2 and K3 were all in viscosity to produce a continuous fiber tensile strength was 3200 ~ 3400 MPa. 또한, 내수성, 내알카리성 및 내산성이 우수하게 나타났다. In addition, water resistance, and alkali resistance and acid resistance were excellently.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 현무암 연속섬유 제조방법 및 이에 사용되는 장치에 의하면, 내열성, 내알카리성, 기계적인 물성 등이 뛰어난 현무암 연속섬유를 제조할 수 있는 우수한 효과를 갖는다. According to the basalt continuous fiber method and device used therein according to the present invention, as described above, it has an excellent effect capable of producing a basalt continuous fiber with excellent heat resistance, alkali resistance and mechanical properties.

Claims (10)

  1. 현무암(10)을 분쇄시키는 분쇄기(20); Crusher 20 for crushing basalt (10);
    상기 분쇄기(20)에서 분쇄된 현무암 쇄석(12)을 저장하여 정량 배출시키는 사일로(40); To store the basalt stone 12 is pulverized in the pulverizer 20 silo 40 for discharge amount;
    상기 사일로(40)에서 현무암 쇄석(12)을 공급받는 용융로(50); Melting furnace 50 is fed to the basalt stone 12 in the silo (40);
    상기 용융로(50)의 현무암 쇄석(12)을 가열하여 용용시키는 버너(60); Burner 60 to melt by heating the basalt stone 12 of the furnace 50;
    상기 용융로(50)의 일측에 형성된 용융물 이동통로(53)를 통해 용융된 현무암을 받도록 상하로 관통 형성된 용융물 통과구멍(75)을 갖는 상부벽(74)과, 상기 상부벽(74)의 하부에 수평하게 배치되고 상기 용융물 통과구멍(75)을 통해 공급된 현무암 용융물을 통과시키는 다수개의 관통구멍(73)이 상하로 관통 형성된 스크린판(72)과, 상기 스크린판(72)의 하부에 수평하게 배치되고 상기 관통구멍(73)을 통해 공급된 현무암 용융물을 통과시켜 섬유를 형성시키는 다수개의 노즐(78)이 설치된 부싱(76)으로 이루어진 섬유형성기(70); The lower portion of the upper wall 74 and the top wall (74) having a melt passage hole 75 through the melt flow channel (53) to receive the melted basalt is formed penetrating up and down formed on a side of the melting furnace (50) disposed horizontally and horizontally in the lower portion of the plurality of through holes 73 is a screen plate formed through a bottom 72 and the screen plate 72 for passing the basalt melt supplied through the melt passage hole 75 It was arranged and passing the basalt melt supplied through the through-holes 73 fiber former 70 made up of a plurality of the nozzle bushing 76, 78 is provided to form a fiber; And
    상기 섬유형성기(70)에서 배출된 현무암 섬유를 권취시키는 권취기(86)가 포함된 현무암 연속섬유 제조장치. The basalt continuous fiber production device comprises a winder 86 for winding the exhaust basalt fiber from the fiber former (70).
  2. 제1항에 있어서, 상기 섬유형성기(70)에서 배출된 섬유를 가열하여 서냉시키는 가열기(80)가 더 포함됨을 특징으로 하는 현무암 연속섬유 제조장치. The method of claim 1, wherein the basalt continuous fiber production apparatus, characterized by the further included a heater 80 to heat the slow cooling by the discharge from the fiber-forming fiber (70).
  3. 제1항에 있어서, 상기 섬유형성기(70)에서 배출된 섬유의 표면에 표면처리제를 도포시키는 도포기(82)와, 상기 도포기(82)에서 배출된 섬유를 건조시키는 건조기(84)가 더 포함됨을 특징으로 하는 현무암 연속섬유 제조장치. The method of claim 1, wherein the dryer (84) to the applicator (82) for applying a surface treatment agent to the surface of the emission fibers in the fiber-forming unit 70, drying the discharged fiber in the applicator 82 is further basalt continuous fiber manufacturing apparatus, characterized by the included.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용융물 이동통로(53)는 상기 용융로(50)의 일측에 형성되어 현무암 용융물을 오버플로우시키는 수직벽(55)과 연결 설치됨을 특징으로 하는 현무암 연속섬유 제조장치. The method of claim 1, wherein the melt flow channel 53 is continuous basalt fiber production apparatus characterized by a connection installed with the vertical wall 55 which is formed at one side of the furnace 50. Overflow a basalt melt.
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