KR100626613B1 - Manufacturing apparatus of high tenacity polyethylene fiber - Google Patents
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Abstract
고강도 및 고신도를 갖는 초강도 폴리에틸렌섬유를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 겔섬유로부터 제1용제를 완전하게 추출할 수 있는 초고강도 폴리에틸렌섬유의 제조장치가 개시되어 있다. 제1공급부는 필요한 양 만큼 계량된 제1 용제를 공급한다. 제2 공급부는 제1 용제 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%의 중량비를 갖도록 계량된 초고분자량 폴리에틸렌을 공급한다. 교반기는 제1 용제 및 초고분자량 폴리에틸렌을 소정 온도 분위기를 유지하면서 교반하여 슬러리 형태의 혼합액을 얻는다. 원추형 이중 축 리본 혼합기는 슬리러 형태의 혼합액을 회전 혼합하여 겔화 용액을 얻는다. 용융 압출기는 겔화용액을 용융 상태를 유지하면서 압출한다. 겔 섬유 형성부는 용용 압출된 겔화 용액을 방사시키고 냉각하여 겔 섬유를 얻는다. 용제추출부는 겔 섬유로부터 제2용제에 의하여 제1용제를 추출하고, 제1 용제가 추출된 겔 섬유를 이송한다. 연신부는 제1용제가 추출된 겔 섬유를 연신하여 초고강도 폴리에틸렌 섬유를 얻는다.Disclosed is an apparatus for producing ultra high strength polyethylene fibers, which can produce ultra high strength polyethylene fibers having high strength and high elongation, as well as completely extract a first solvent from gel fibers. The first supply supplies the first solvent metered in as required. The second supply part supplies the ultra high molecular weight polyethylene weighed to have a weight ratio of 5 to 20% by weight relative to 100% by weight of the first solvent. The agitator stirs the first solvent and the ultrahigh molecular weight polyethylene while maintaining a predetermined temperature atmosphere to obtain a mixed liquid in the form of a slurry. The conical dual axis ribbon mixer is a rotary mixing of the slurry in the form of a slurry to obtain a gelling solution. The melt extruder extrudes the gelling solution while maintaining the molten state. The gel fiber forming section spins and cools the molten extruded gelling solution to obtain gel fibers. The solvent extraction unit extracts the first solvent from the gel fiber by the second solvent, and transports the gel fiber from which the first solvent is extracted. The stretching section stretches the gel fibers from which the first solvent is extracted to obtain ultra high strength polyethylene fibers.
초고강도 폴리에틸렌, 강도, 신도 Ultra High Strength Polyethylene, Strength, Elongation
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 폴리에틸렌섬유 제조장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing an ultra-high strength polyethylene fiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 혼합기를 상세하게 도시한 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating in detail the mixer shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 스크루 컨베이어를 상세하게 도시한 구성도이다.3 is a configuration diagram showing in detail the screw conveyor shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 제1 또는 제 2 스케일 호퍼를 상세하게 도시한 사시도이다.4 is a perspective view showing in detail the first or second scale hopper shown in FIG.
도 5는 도 1에 도시된 교반기를 상세하게 도시한 구성도이다.5 is a configuration diagram showing in detail the stirrer shown in FIG.
도 6은 도 1에 도시된 원추형 이중 축 리본 혼합기를 상세하게 도시한 구성도이다.FIG. 6 is a detailed view showing the conical dual axis ribbon mixer shown in FIG. 1 in detail.
도 7은 도 1에 도시된 용융 압출기를 상세하게 도시한 구성도이다.FIG. 7 is a detailed view illustrating the melt extruder illustrated in FIG. 1.
도 8은 도 1의 다이스 및 냉각조를 확대 도시한 확대도이다.FIG. 8 is an enlarged view illustrating the dice and the cooling tank of FIG. 1.
도 9는 도 8에 도시된 다이스의 평면도이다.FIG. 9 is a plan view of the dice shown in FIG. 8. FIG.
도 10은 도 1에 도시된 추출조를 상세하게 도시한 사시도이다.10 is a perspective view showing in detail the extraction tank shown in FIG.
도 11은 도 1에 도시된 연신부를 상세하게 도시한 사시도이다.FIG. 11 is a detailed perspective view of the drawing unit illustrated in FIG. 1. FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
102: 제1 공급부 104: 제 2 공급부102: first supply part 104: second supply part
106: 교반기 108: 원추형 이중 축 리본 혼합기106: stirrer 108: conical dual axis ribbon mixer
110: 용융 압출기 112: 겔 섬유 형성부110: melt extruder 112: gel fiber forming portion
114: 연신부 118: 권취기114: stretcher 118: winder
120: 회수조 122: 제 1 펌프 120: recovery tank 122: first pump
123: 연결 파이프 124: 저유조 탱크 123: connecting pipe 124: reservoir tank
126: 제 2 펌프 128: 제1 스케일 호퍼 126: second pump 128: first scale hopper
132: 혼합기 134: 스크루 컨베이어 132: mixer 134: screw conveyor
136: 제 2 스케일 호퍼 202: 용기 136: second scale hopper 202: container
204: 회전축 206: 모터 204: rotating shaft 206: motor
208: 내부 리본 210: 외부 리본 208: inner ribbon 210: outer ribbon
212: 토출 댐퍼 302: 원통형 케이스 212: discharge damper 302: cylindrical case
304: 스크루 306: 모터 304: screw 306: motor
308: 토출 댐퍼 402: 용기 308: discharge damper 402: container
404: 로드 셀 406: 토출 댐퍼 404: load cell 406: discharge damper
502: 용기 504: 회전축 502: container 504: rotation axis
506: 모터 508: 교반 날개 506: motor 508: stirring blade
510: 토출 댐퍼 512: 온도 센서 510: discharge damper 512: temperature sensor
602: 역 원추형 용기 604: 제1 회전축 602: reverse conical container 604: first axis of rotation
606: 모터 608: 구동 베벨 기어 606: motor 608: drive bevel gear
610: 종동 베벨 기어 612: 제 2 회전축 610: driven bevel gear 612: second axis of rotation
614: 리본 616: 히터 614: ribbon 616: heater
618: 온도계 620: 토출 댐퍼 618: thermometer 620: discharge damper
702: 케이스 704: 회수조 702: Case 704: Recovery Tank
706: 히터 708: 스크루 706: heater 708: screw
710: 모터 712: 기어 펌프 710: motor 712: gear pump
802: 다이스 804: 냉각조 802: dice 804: cooling tank
1002: 추출조 1004: 상부 롤러 1002: extraction tank 1004: upper roller
1006: 하부 롤러 1008: 보조 롤러 1006: lower roller 1008: auxiliary roller
1010: 배관 1012: 회수조 1010
1014: 보조 회수조 1102: 롤러1014: auxiliary recovery tank 1102: roller
1104: 온욕조1104: hot tub
본 발명은 초고강도 폴리에틸렌 섬유 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용액 용융 방사에 의하여 강도가 우수하고 신도가 우수한 초고강도 폴리에틸렌섬유를 제조하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra high strength polyethylene fiber manufacturing apparatus, and more particularly, to an apparatus for producing an ultra high strength polyethylene fiber excellent in strength and elongation by solution melt spinning.
고강도 폴리에틸렌섬유는 고강도, 고신도 등의 우수한 기계적 특성과 뛰어난 내약품성 등의 우수한 화학적 특성에 의하여 여러 분야에서 다양한 용도로 종래부 터 널리 사용됐다.High-strength polyethylene fiber has been widely used in various fields in various fields due to its excellent mechanical properties such as high strength and high elongation and excellent chemical properties such as excellent chemical resistance.
이러한 고강도 폴리에틸렌섬유를 제조하는 방법으로서 초고연신법, 고체상태 압출법, 대역연신법, 겔방사법 등이 있으나, 이 중 대량생산이 가능한 겔방사법이 널리 행해지고 있다.As a method for producing such a high strength polyethylene fiber, there are an ultra high stretching method, a solid state extrusion method, a band stretching method, a gel spinning method, etc. Among these, a gel spinning method capable of mass production is widely used.
종래에 전기 히터에 의한 용융 방사에 의해 생산된 폴리에틸렌 섬유의 인장 강도는 4 ~ 6 g/d에 불과하다.Conventionally, the tensile strength of polyethylene fibers produced by melt spinning by electric heaters is only 4-6 g / d.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 고강도 및 고신도를 갖는 초강도 폴리에틸렌섬유를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 겔섬유로부터 제1용제를 완전하게 추출할 수 있고 또한 제1용제와 제1용제를 겔섬유로부터 추출하는 제2용제를 용이하게 분리하여 재사용할 수 있는 초고강도 폴리에틸렌섬유의 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems can not only produce a super-strength polyethylene fiber having a high strength and high elongation, but also completely extract the first solvent from the gel fiber and also the first solvent and the first solvent It is an object of the present invention to provide an apparatus for producing an ultra high strength polyethylene fiber which can be easily separated and reused from a second solvent extracted from gel fibers.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은 필요한 양 만큼 계량된 제1 용제를 공급하는 제1 공급부; 상기 제1 용제 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%의 중량비를 갖도록 계량된 초고분자량 폴리에틸렌을 공급하는 제 2 공급부;상기 제1 공급부로부터의 상기 제1 용제 및 상기 제 2 공급부로부터의 상기 초고분자량 폴리에틸렌을 소정 온도 분위기를 유지하면서 교반하여 슬러리 형태의 혼합액을 얻는 교반기; 상기 교반기로부터의 상기 슬리러 형태의 혼합액을 회전 혼합하여 겔화 용액을 얻는 원추형 이중 축 리본 혼합기; 상기 원추형 이중 축 리본 혼합기 로부터의 상기 겔화용액을 용융 상태를 유지하면서 압출하는 용융 압출기; 상기 용용 압출기로부터의 상기 용용 압출된 겔화 용액을 방사시키고 냉각하여 겔 섬유를 얻는 겔 섬유 형성부; 상기 겔 섬유 형성부에 의해 형성된 겔 섬유로부터 제2용제에 의하여 제1용제를 추출하고, 상기 제1 용제가 추출된 겔 섬유를 이송하는 용제 추출부; 및 상기 제1용제가 추출된 겔 섬유를 30~50:1의 연신비로 연신하여 초고강도 폴리에틸렌 섬유를 얻는 연신부를 포함하는 초고강도 폴리에틸렌 섬유 제조장치를 제공한다.The present invention devised to achieve the above object is a first supply unit for supplying a first solvent metered in the required amount; A second supply part for supplying ultra high molecular weight polyethylene measured to have a weight ratio of 5 to 20% by weight with respect to 100% by weight of the first solvent; the ultra high molecular weight from the first solvent and the second supply part from the first supply part An agitator for stirring polyethylene while maintaining a predetermined temperature atmosphere to obtain a mixed liquid in the form of a slurry; A conical double shaft ribbon mixer obtained by rotationally mixing the slurry of the slurry form from the stirrer to obtain a gelling solution; A melt extruder for extruding the gelling solution from the conical dual axis ribbon mixer while maintaining a molten state; A gel fiber forming unit for spinning and cooling the molten extruded gelling solution from the molten extruder to obtain gel fibers; A solvent extracting unit for extracting a first solvent from a gel fiber formed by the gel fiber forming unit by a second solvent and transferring the gel fiber from which the first solvent is extracted; And stretching the gel fibers from which the first solvent has been extracted at a stretching ratio of 30 to 50: 1 to obtain an ultra high strength polyethylene fiber.
바람직하게는, 제 1 공급부는 상기 용융 압출기에 의한 압출에 의해 상기 겔화용액로부터 분리된 상기 제1 용제를 회수하여 저장하는 회수조; 상기 회수조에 저장된 상기 제1 용제를 펌핑하는 제1 펌프; 상기 제1 펌프로부터 연결 파이프를 통하여 이송된 상기 제1 용제를 저장하는 저유조; 중량을 측정하기 위하여 상기 저유조에 저장된 상기 제1 용제를 일정양 단위로 펌핑하는 제 2 펌프; 및 상기 제2 펌프로부터의 상기 일정양 단위의 제1 용제를 이송받아 저장 배출하는 제 1 스케일 호퍼를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 제2 공급부는 상기 초고분자량 폴리에틸렌을 상하로 이동하여 혼합하는 혼합기; 회전하면서 상기 혼합기로부터의 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 공급받아 일정양 단위로 이동시키는 스크루 컨베이어; 및 상기 스크루 컨베이어로부터의 일정양 단위의 초고분자량 폴리에틸렌를 이송받아 저장 및 배출하는 제 2 스케일 호퍼를 포함한다.Preferably, the first supply portion recovery tank for recovering and storing the first solvent separated from the gelling solution by extrusion by the melt extruder; A first pump for pumping the first solvent stored in the recovery tank; A storage tank for storing the first solvent transferred from the first pump through a connecting pipe; A second pump pumping the first solvent stored in the oil storage tank in a predetermined amount unit to measure a weight; And a first scale hopper configured to receive and store the first solvent in the predetermined amount unit from the second pump. More preferably, the second supply unit is a mixer for mixing the ultra-high molecular weight polyethylene by moving up and down; A screw conveyor which receives the ultra high molecular weight polyethylene from the mixer while rotating and moves the unit by a predetermined amount; And a second scale hopper for receiving, storing, and discharging ultra high molecular weight polyethylene in a predetermined amount from the screw conveyor.
가장 바람직하게는, 상기 혼합기는 상부에 형성된 원료 투입구을 통하여 투입된 초고분자량 폴리에틸렌를 저장하는 용기; 상기 용기의 측면 중심부에서 좌우 로 가로 질러 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축의 일단에 연결되어 설치되어 상기 회전축에 회전력을 전달하는 모터; 상기 회전축의 둘레에 배치되어 상기 회전축의 회전과 동시에 회전하여 상기 용기에 수납된 상기 초고분자량 폴리에틸렌 원료를 상호 반대 방향으로 이동시켜 혼합시키는 내부 및 외부 리본들; 및 상기 용기 내에 혼합된 초고분자량 폴리에틸렌을 토출하는 토출 댐퍼를 포함한다.Most preferably, the mixer is a container for storing the ultra-high molecular weight polyethylene introduced through the raw material inlet formed in the upper portion; A rotating shaft rotatably installed to the left and right at the center of the side of the container; A motor connected to one end of the rotating shaft to transmit a rotating force to the rotating shaft; Inner and outer ribbons disposed around the rotary shaft to rotate simultaneously with the rotation of the rotary shaft to move and mix the ultra-high molecular weight polyethylene raw material contained in the container in opposite directions; And a discharge damper for discharging the ultrahigh molecular weight polyethylene mixed in the container.
실시예에 의하면, 제 2 스케일 호퍼는 상기 스크루 컨베이어로부터 상부에 형성된 투입구를 통하여 이송된 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 저장하는 용기; 상기 용기를 지지하는 로드 셀; 상기 용기의 하부에 설치되어 상기 용기에 저장된 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 일정양 단위로 토출하는 토출 댐퍼를 포함한다. 실시예에 의하면, 상기 교반기는 상기 초고분자량 폴리에틸렌 및 제 1 용제가 투입되는 좌측 및 우측 투입구를 갖는 용기; 상기 용기를 중심부에서 상하로 가로 질러 설치된 회전축; 상기 회전축의 상단에 연결되어 설치된 모터; 상기 회전축의 선단 및 중앙에 각각 고정 설치되어 상기 초고분자량 폴리에틸렌 및 제 1 용제를 교반시켜 슬러리를 얻는 교반 날개들; 상기 용기의 하단에 설치되어 상기 슬러리를 토출하는 토출 댐퍼; 외부에서 필요한 공정 온도를 유지하기 위하여 상기 용기 외벽에 설치되어 상기 용기의 내부를 가열하는 히터; 및 상기 용기의 내부에 설치되어 상기 용기 내부 온도를 감지하는 온도 센서를 포함한다.According to an embodiment, the second scale hopper comprises: a container for storing the ultra high molecular weight polyethylene transferred from the screw conveyor through an inlet formed at an upper portion thereof; A load cell supporting the container; And a discharge damper installed under the container to discharge the ultra high molecular weight polyethylene stored in the container in a predetermined amount. According to an embodiment, the stirrer may include: a container having left and right inlets through which the ultra high molecular weight polyethylene and the first solvent are introduced; A rotating shaft installed across the container from the center up and down; A motor connected to an upper end of the rotating shaft; Stirring vanes fixedly installed at the front and center of the rotary shaft to obtain a slurry by stirring the ultrahigh molecular weight polyethylene and the first solvent; A discharge damper installed at a lower end of the container to discharge the slurry; A heater installed on an outer wall of the vessel to maintain a required process temperature from the outside, and heating the inside of the vessel; And a temperature sensor installed inside the container for sensing a temperature inside the container.
실시예에 의하면, 상기 원추형 이중 축 리본 혼합기는 상기 교반기로부터 공급구를 통하여 투입된 상기 슬러리 형태의 혼합액을 저장하는 역 원추형 용기; 상기 역 원추형 용기의 일측에 상하로 비스듬히 설치되는 제1 회전 축; 상기 제1 회 전축의 일단에 연결되어 설치되어 상기 제1 회전축에 회전력을 전달하는 모터; 상기 제 1 회전축의 상단에 고정 설치된 구동 베벨 기어; 상기 구동 베벨 기어에 맞물려 회전되는 종동 베벨 기어; 상기 종동 베벨 기어로부터 상기 용기 내부로 연장 설치되는 제2 회전축; 상기 제 1 및 제 2 회전축에 연결 배치되어 상기 제 1 및 제2 회전축의 회전과 동시에 회전하여 상기 역 원추형 용기에 수납된 상기 혼합액을 좌우로 유동시켜 혼합시키는 한쌍의 리본; 상기 역 원추형 용기를 보온하기 위하여 상기 역 원추형 용기의 외부에 설치되는 히터; 상기 역 원추형 용기의 내부에 설치되어 상기 역 원추형 용기의 내부 온도를 측정하는 온도계; 및 상기 용기의 하부에 설치되어 상기 겔화 용액을 용융 압출기로 토출하는 토출 댐퍼를 포함한다.According to an embodiment, the conical double shaft ribbon mixer includes an inverted conical container for storing the mixed liquid in the form of slurry introduced from the stirrer through a supply port; A first rotating shaft installed obliquely up and down on one side of the inverted conical container; A motor connected to one end of the first rotational shaft and transmitting a rotational force to the first rotational shaft; A driving bevel gear fixed to an upper end of the first rotation shaft; A driven bevel gear that rotates in engagement with the drive bevel gear; A second rotating shaft extending from the driven bevel gear into the container; A pair of ribbons connected to the first and second rotation shafts to rotate simultaneously with the rotation of the first and second rotation shafts so that the mixed liquid contained in the inverted conical container flows left and right and mixed; A heater installed outside the inverted conical container to insulate the inverted conical container; A thermometer installed inside the inverted conical container and measuring an internal temperature of the inverted conical container; And a discharge damper installed under the container to discharge the gelling solution to the melt extruder.
유익하게는, 상기 용융 압출기는 상기 혼합기로부터의 상기 겔화용액을 수용하고, 하부 일단에 상기 겔화용액에 포함된 제 1 용제의 일부를 상기 제1 공급부로 배출하기 위한 구멍이 형성되어 있는 케이스; 상기 케이스의 외부에 설치되어 상기 겔화용액을 용융 상태로 유지시키는 히터; 상기 케이스의 내부에 설치되어 회전하면서 상기 히터에 용융 상태로 유지된 상기 겔화 용액을 이송시키는 스크루; 상기 스크루의 일단에 고정 설치되어 상기 스크루에 회전력을 전달하는 모터; 상기 스크루로부터의 상기 겔화 용액을 겔 섬유 형성부로 펌핑하는 기어 펌프를 포함한다. 유익하게는, 상기 겔 섬유 형성부는 상기 용용 압출기로부터의 상기 용용 압출된 겔화 용액을 다이스를 통하여 방사시키고, 상기 다이스로부터의 상기 겔화 용액을 냉각수에 의해 냉각하는 냉각조를 포함한다.Advantageously, the melt extruder includes a case for receiving the gelling solution from the mixer and having a hole formed at one lower end thereof for discharging a portion of the first solvent contained in the gelling solution to the first supply unit; A heater installed outside the case to maintain the gelling solution in a molten state; A screw installed inside the case and rotating to transfer the gelling solution maintained in the molten state to the heater; A motor fixed to one end of the screw to transmit rotational force to the screw; And a gear pump for pumping the gelling solution from the screw to a gel fiber forming portion. Advantageously, the gel fiber forming portion includes a cooling bath for spinning the melt extruded gelling solution from the melt extruder through a die and cooling the gelling solution from the die with cooling water.
유익하게는, 상기 용제 추출부는 상기 겔 섬유 형성부에 의해 형성된 겔 섬 유를 함침하는 제 2 용제를 담고 있는 추출조; 상기 추출조의 내부에 상호 소정 간격을 두고 설치되어 회전 동작에 의해 상기 겔 섬유 형성부에 형성된 겔 섬유를 통과시켜 상기 제2용제에 함침된 상기 제1용제를 추출하는 다수의 롤러; 상기 다수의 롤러에 의해 상기 제1 용제가 추출된 겔 섬유를 이송하는 배관; 상기 추출조로부터 추출된 제1 및 제2 용제를 오버플로우 관을 통하여 회수하고, 상기 제2 용제를 회수 파이프를 통하여 상기 추출조로 공급하는 회수조; 및 상기 제1 용제를 상기 회수조로부터 공급받아 저장하고 상기 제1 공급부로 공급하는 보조 회수조를 포함한다. 유익하게는, 상기 연신부는 상호 소정 거리 이격되어 설치되어 상기 제1용제가 추출된 겔 섬유를 압축하여 연신하는 다수의 롤러; 및 상기 다수의 롤러의 후단에 각각 설치되어 상기 연신된 겔 섬유에 뜨거운 공기를 방출하는 다수의 온욕조를 포함한다.Advantageously, the solvent extracting unit comprises: an extraction tank containing a second solvent impregnating gel fibers formed by the gel fiber forming unit; A plurality of rollers installed in the extraction tank at predetermined intervals to extract the first solvent impregnated in the second solvent by passing the gel fibers formed in the gel fiber forming unit by a rotation operation; A pipe for transporting the gel fibers from which the first solvent has been extracted by the plurality of rollers; A recovery tank for recovering the first and second solvents extracted from the extraction tank through an overflow pipe and supplying the second solvent to the extraction tank through a recovery pipe; And an auxiliary recovery tank for receiving and storing the first solvent from the recovery tank and supplying the first solvent to the first supply unit. Advantageously, the stretching portion is provided with a plurality of rollers spaced apart from each other by a predetermined distance to compress and stretch the gel fibers from which the first solvent is extracted; And a plurality of hot tubs respectively installed at rear ends of the plurality of rollers to discharge hot air to the stretched gel fibers.
이하 본 발명의 초고강도 폴리에틸렌섬유 제조장치에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described in detail with respect to the ultra-high strength polyethylene fiber manufacturing apparatus of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 폴리에틸렌섬유 제조장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing an ultra-high strength polyethylene fiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 초고강도 폴리에틸렌섬유 제조장치는 제1 공급부(102), 제 2 공급부(104), 교반기(106), 원추형 리본 혼합기(108), 용융 압출기(110), 겔 섬유 형성부(112), 연신부(116), 및 권취기(118)를 포함한다.Ultra high strength polyethylene fiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, the
제1 공급부(102)는 필요한 양 만큼 계량된 제1 용제를 공급한다. 그리고 상기 초고분자량 폴리에틸렌을 용해하는 제1용제는 종래에 일반적으로 사용되는 파라 핀유, 크실렌, 톨루엔, 트리클로로벤젠 등을 사용할 수도 있으나, 비점이 350℃ 이상인 하이드로카본계 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 초고분자량 폴리에틸렌에 대한 용해성이 우수하고 추출공정시 제2용제에 의하여 추출이 원활하게 이루어지며, 또한 재사용이 가능할 뿐만 아니라 화재 위험 등이 없어 취급성이 우수하기 때문이다. 상기 하이드로카본계의 용제는 석유계 광유, 미네랄 오일 등이 있다. 상기 제1 공급부(102)는 회수조(120), 제1 펌프(122), 저유조 탱크(124), 제 2 펌프(126), 및 제 1 스케일 호퍼(128)를 포함한다.The
회수조(120)는 후술할 용융 압출기에 의한 압출에 의해 겔화 용액으로부터 분리된 제1 용제를 회수하여 저장한다. 제1 펌프(122)는 상기 회수조(120)에 저장된 상기 제1 용제를 펌핑한다. 저유조 탱크(124)는 상기 제1 펌프(122)로부터 연결 파이프(123)를 통하여 이송된 상기 제1 용제를 저장한다. 제 2 펌프(126)는 중량을 측정하기 위하여 상기 저유조 탱크(124)에 저장된 상기 제1 용제를 일정양 단위로 펌핑한다. 제 1 스케일 호퍼(128)는 상기 제2 펌프(126)로부터의 상기 일정양 단위의 제1 용제를 이송받아 저장 배출한다. 상기 제1 스케일 호퍼(128)는 후술하는 제 2 스케일 호퍼(136)와 동일한 구조를 갖는다.The
제 2 공급부(104)는 상기 제1 용제 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%의 중량비를 갖도록 계량된 초고분자량 폴리에틸렌을 공급한다. 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 그 반복단위가 에틸렌으로만 이루어진 호모폴리머(homopolymer)로 이루어진 경우와, 그 반복단위가 실질적으로 에틸렌으로 이루어지고 다른 모노모가 소량 공중합되는 코폴리머(copolymer)로 이루어진 경우 모두를 말한다. 상기 제2 공급부 (104)는 혼합기(132), 스크루 컨베이어(134), 및 제 2 스케일 호퍼(136)를 포함한다.The
혼합기(132)는 상기 초고분자량 폴리에틸렌을 상하로 이동하여 혼합한다. 도 2는 도 1에 도시된 혼합기(132)를 상세하게 도시한 구성도이다. 상기 혼합기(132)는 용기(202), 회전축(204), 모터(206), 내부 및 외부 리본들(208 및 210), 및 토출 댐퍼(212)를 포함한다. 용기(202)는 상부에 형성된 원료 투입구(203)을 통하여 투입된 초고분자량 폴리에틸렌를 저장한다. 회전축(204)은 상기 용기(202)의 측면 중심부에서 좌우로 가로 질러 회전 가능하게 설치된다. 모터(206)는 상기 회전축(204)의 일단에 연결되어 설치되어 상기 회전축에 회전력을 전달한다. 내부 및 외부 리본들(208 및 210)은 상기 회전축(204)의 둘레에 배치되어 상기 회전축(204)의 회전과 동시에 회전하여 상기 용기(202)에 저장된 상기 초고분자량 폴리에틸렌 원료를 상호 반대 방향으로 이동시켜 혼합시킨다. 토출 댐퍼(212)는 상기 용기(202) 내에 혼합된 초고분자량 폴리에틸렌을 토출한다. The mixer 132 moves the ultra high molecular weight polyethylene up and down and mixes it. FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating the mixer 132 shown in FIG. 1. The mixer 132 includes a
동작에 있어서, 원료 투입구(203)를 통하여 용기(202) 내에 원료를 투입하면 내부 및 외부 리본들(208 및 210)이 각기 원료를 서로 반대로 이송하여 원료 혼합을 일으킨다. 가장 적합한 원료의 혼합을 위하여 내부 리본(208)의 직경은 외부 리본(210)의 직경의 1/2이며, 내부 및 외부 리본들(208 및 210)의 피치는 상호 동일한 것이 바람직하다. 내부 및 외부 리본들(208 및 210)의 끝과 용기(202)의 간격이 1 ~ 3 mm이하의 갭이 되어야 가장 양호한 혼합이 된다. 모터 회전 20 rpm 부근에서 0.6 m3 원료가 혼합되는 시간은 약 2분간이며, 이후 토출 댐퍼(212)를 오픈한다.In operation, when the raw material is introduced into the
스크루 컨베이어(134)는 회전하면서 상기 혼합기로부터의 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 공급받아 일정양 단위로 이동시킨다. 도 3은 도 1에 도시된 스크루 컨베이어(134)를 상세하게 도시한 구성도이다. 스크루 컨베이어(134)는 원통형 케이스(302), 스크루(304), 모터(306), 및 토출 댐퍼(308)를 포함한다.The screw conveyor 134 rotates and receives the ultra high molecular weight polyethylene from the mixer and moves it in a predetermined amount unit. 3 is a diagram illustrating in detail the screw conveyor 134 shown in FIG. The screw conveyor 134 includes a
원통형 케이스(302)는 상기 혼합기(132)로부터 상부에 형성된 공급구(303)를 통하여 공급된 상기 혼합된 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 공급받는다. 스크루(304)는 상기 케이스(302) 내에 설치되어 회전하면서 일정양의 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 이동시킨다. 모터(306)는 상기 스크루(304)의 일단에 설치되어 상기 스크루(304)를 구동한다. 토출 댐퍼(308)는 상기 스크루(304)에 의해 이동된 상기 초고분자량 폴리에틸렌을 일정양 단위로 토출한다. 제 2 스케일 호퍼(136)는 상기 스크루 컨베이어(134)로부터의 일정양 단위의 초고분자량 폴리에틸렌를 이송받아 저장 배출한다. 도 4는 도 1에 도시된 스케일 호퍼(136)를 상세하게 도시한 사시도이다. 제 2 스케일 호퍼(136)는 용기(402), 로드 셀(404), 및 토출 댐퍼(406)를 포함한다. 용기(402)는 상기 스크루 컨베이어(134)로부터 상부에 형성된 투입구(403)를 통하여 이송된 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 저장한다. 로드 셀(404)은 상기 용기(402)를 지지한다. 토출 댐퍼(406)는 상기 본체(402)의 하부에 설치되어 상기 용기(402)에 저장된 상기 초고분자량 폴리에틸렌를 일정양 단위로 토출한다. The
도 4를 참조하면, 상기 제 1 스케일 호퍼(128) 및 상기 제 2 스케일 호퍼 (136)은 각기 중량을 정확히 측정하기 위하여, 로드 셀(404)을 취부하고, 상부에는 투입구(403)을, 하부에는 토출 댐퍼(406)를 둔다.Referring to FIG. 4, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 초고분자량 폴리에틸렌의 중량이 혼합기(132)의 토출 댐퍼(212)를 통하여 상기 제 2 스케일 호퍼(136)에 설정한 중량까지 이르면, 스크루 컨베이어(134)는 정지된다. 2 and 3, when the weight of the ultra high molecular weight polyethylene reaches the weight set in the
교반기(106)는 상기 제1 공급부(102)로부터의 상기 제1 용제 및 상기 제 2 공급부(104)로부터의 상기 초고분자량 폴리에틸렌을 소정 온도 분위기를 유지하면서 교반하여 슬러리 형태의 혼합액을 얻는다. The
도 5는 도 1에 도시된 교반기(106)를 상세하게 도시한 구성도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating in detail the
교반기(106)는 용기(502), 회전축(504), 모터(506), 교반 날개들(508), 토출 댐퍼(510), 히터(510), 및 온도 센서(512)를 포함한다. 용기(502)는 체적 0.4 내지 0.5 m3으로 구성된 스테인리스 강의 원통형으로, 상기 초고분자량 폴리에틸렌 및 제 1 용제가 각각 투입되는 좌측 및 우측 투입구(503 및 505)를 갖는다. 회전축(504)은 상기 용기(502)를 중심부에서 상하로 가로 질러 설치된다. 모터(506)는 상기 회전축(504)의 상단에 연결되어 설치된다. 교반 날개들(508)은 상기 회전축(504)의 선단 및 중앙에 각각 고정 설치되어 상기 초고분자량 폴리에틸렌 및 제 1 용제를 교반시켜 슬러리를 얻는다. 토출 댐퍼(510)는 상기 용기(502)의 하단에 설치되어 상기 슬러리를 토출한다. 히터(510)는 외부에서 필요한 공정 온도, 즉 130℃의 온도를 유지하기 위하여 상기 용기 외벽에 설치되어 상기 용기(502) 내부를 가열한 다. 온도 센서(512)는 상기 용기(502) 내부에 설치되어 상기 용기(502)의 내부 온도를 감지한다.The
동작에 있어서, 원하는 설정 온도 및 원추형 이중 축 리본 혼합기(108)의 압력이 설정 압력 보다 낮으면 토출 댐퍼(510)가 개방되고, 이러한 슬러리는 배관(514)을 통하여 원추형 이중 축 리본 혼합기(108)로 이송된다.In operation, the
원추형 이중 축 리본 혼합기(108)는 상기 교반기(106)로부터의 상기 슬러리 형태의 혼합액을 회전 혼합하여 겔화 용액을 얻는다. 즉, 상기 초고분자량 폴리에틸렌과 제1 용제인 미네랄 오일을 중량비로 2 ~ 20 % 까지 혼합하여, 겔 상태로(최적 적정비는 미네랄 오일 중량의 5 % 초고분자량 폴리에틸렌) 만든 후, 상대 점도비가 12 ~ 40 dl/g가 되게 한 후, 공기 갭에서 1/5 이상으로 당기면서 공기 갭 간격 최적 5 mm를 통과한 후(이때, 냉각조 물 표면에 닿기 전에 냉각풍을 1m/분으로 불어 주면 좋고 N2 가스이면 더욱 좋다). 그리고 이때 초고분자량 폴리에틸렌의 겔화용액의 고유점도는 17 내지 23dl/g로 하는 것이 바람직하다. 이는 우수한 결정화도를 갖기 때문에 연신이 원활하게 이루어지고, 또한 우수한 강도 및 신도를 얻을 수 있기 때문이다.The conical dual
도 6은 도 1에 도시된 원추형 이중 축 리본 혼합기(108)를 상세하게 도시한 구성도이다. 상기 원추형 이중 축 리본 혼합기(108)는 역 원추형 용기(602), 제1 회전 축(604), 모터(606), 구동 베벨 기어(608), 종동 베벨 기어(610), 제2 회전축(612), 한쌍의 리본(614), 히터(616), 온도계(618), 및 토출 댐퍼(620)를 포함한 다. FIG. 6 is a detailed view of the conical dual
상기 역 원추형 용기(602)는 체적 0.4 내지 0.5 m3로 구성된 스테인리스 강에 의해 제조되어 상기 교반기(106)로부터 공급구(603)를 통하여 투입된 상기 슬러리 형태의 혼합액을 저장한다. 제1 회전 축(604)은 상기 역 원추형 용기(602)의 일측에 상하로 비스듬히 설치된다. 모터(606)는 상기 제1 회전축(604)의 일단에 연결 설치되어 회전수 20 rpm으로 상기 제1 회전축(604)에 회전력을 전달한다. 구동 베벨 기어(608)는 상기 제 1 회전축(604)의 상단에 고정 설치되어 상기 제1 회전축(604)의 회전에 따라 회전된다.The inverted
종동 베벨 기어(610)는 상기 구동 베벨 기어(608)에 맞물려 회전된다. 제2 회전축(612)은 상기 종동 베벨 기어(610)로부터 상기 용기(602) 내부로 연장 설치된다. 한쌍의 리본(614)은 상기 제 1 및 제 2 회전축(604 및 612)에 연결 배치되어 상기 제 1 및 제2 회전축(604 및 612)의 회전과 동시에 회전하여 상기 역 원추형 용기에 수용된 상기 혼합액을 좌우로 유동시켜 혼합시킨다. 상기 한쌍의 리본(614)의 피치는 동일하고, 토출 댐퍼(620)로 내려 갈수록 용적이 작아지는 관계로 하부에서 강력한 펌핑 작용이 일어난다. 상기 한쌍의 리본(614)을 통하여 상기 역 원추형 용기(602)의 가장 자리에는 상부에서 하부로, 중앙에서는 하부에서 상부로의 혼합이 일어난다.The driven
히터(616)는 상기 역 원추형 용기(602)을 보온하기 위하여 상기 역 원추형 용기(502)의 외부에 설치된다. 온도계(618)는 상기 역 원추형 용기(602)의 내부에 설치되어 상기 역 원추형 용기(502)의 내부 온도를 측정한다. 토출 댐퍼(620)는 상기 역 원추형 용기(602)의 하부에 설치되어 상기 겔화 용액을 용융 압출기(110)로 토출한다.The
본 발명의 실시예에 사용되는 상기 미네랄 오일의 종류는 탄화 수소 계열이고, 중기압이 175 ℃, 20kpa이며, 비등점은 350 ℃ 이상이고, 미네랄 오일의 색은 자연색이다. 135 ~ 150 ℃ 가열 상태에서 1 ~ 2 분 이내에 겔화되고 하부에 있는 토출 댐퍼(510)를 오픈하게 되면, 용융 압출기(110)로 겔화 용액이 공급되고, 상기 원추형 이중 축 리본 혼합기(108)의 압력 트랜스미트에 의해 상기 공정이 배치로 연속 공급하게 된다. The kind of the mineral oil used in the embodiment of the present invention is hydrocarbon-based, medium pressure is 175 ℃, 20 kpa, boiling point is 350 ℃ or more, the color of the mineral oil is natural color. The gelation solution is supplied to the
용융 압출기(110)는 상기 원추형 리본 혼합기(108)로부터의 상기 겔화용액을 용융 상태를 유지하면서 압출한다. 도 7은 도 1에 도시된 용융 압출기(110)를 상세하게 도시한 구성도이다. 상기 용융 압출기(110)는 케이스(702), 회수조(704), 히터(706), 스크루(708), 모터(710), 기어 펌프(712)를 포함한다. The
케이스(702)는 상기 원추형 이중 축 리본 혼합기(108)로부터 공급구(705)를 통하여 공급된 상기 겔화용액을 수용한다. 상기 케이스(702)의 내부는 일반적인 폴레에틸렌 용융 시스템의 온도 보다 10 ~ 20 ℃ 낮은 160 ~ 180 ℃의 온도 범위로 유지된다. 상기 케이스(702)의 하부 일단에는 상기 겔화용액에 포함된 제 1 용제인 미네랄 용액의 일부, 약 15%를 배출하기 위한 구멍(705)이 형성되어 있다. The
상기 용융 압출기(110)에 의한 압출에 의해 상기 겔화용액로부터 구멍(703)을 통하여 배출된 제1 용제는 회수조(704)에 저장된다. 즉, 미네랄 오일을 회수하 는 공정으로 겔화 용액에서 약 15 %가 회수되어 회수조(704)에 저장되어 다시 저유조 탱크(124)로 이송되어 재 사용된다.The first solvent discharged from the gelling solution through the
히터(706)는 상기 케이스(702)의 외부에 설치되어 상기 겔화용액을 용융 상태로 유지시킨다. 스크루(708)는 상기 케이스(702)의 내부에 설치되어 회전하면서 상기 히터(706)에 의해 용융 상태로 유지된 상기 겔화 용액을 이송시킨다. 모터(710)는 상기 스크루(708)의 일단에 고정 설치되어 상기 스크루(708)에 회전력을 전달한다. 기어 펌프(712)는 상기 스크루(708)로부터의 상기 겔화 용액을 일정한 압력을 유지하는 방식으로 겔 섬유 형성부(112)의 다이스(802)로 펌핑한다. The
겔 섬유 형성부(112)는 상기 용용 압출기(110)로부터의 상기 용용 압출된 겔화 용액을 방사시키고 냉각하여 겔 섬유를 얻는다. 도 8은 도 1의 다이스(802) 및 냉각조(804)를 확대 도시한 확대도이다. 도 9는 도 8에 도시된 다이스(802)의 평면도이다. 상기 겔 섬유 형성부(112)는 상기 용용 압출기(110)로부터의 상기 용용 압출된 겔화 용액을 다이스(802)를 통하여 방사시키고, 상기 다이스(802)로부터의 상기 겔화 용액을 냉각하는 냉각조(804)를 포함한다. 상기 다이스(802)의 구멍 직경은 0.7 ~ 1.6 mm 사이이며, ℓ/d 비는 1/25 이상이고 1/40가 가장 바람직하다.The gel
겔용액을 방사구를 통하여 방사되도록 압출하는 압출기의 온도는 160 내지 180℃로 유지하는 것이 바람직하며, 그리고 상기 다이스의 온도는 190℃ 내지 210℃로 유지하는 것이 바람직하다.The temperature of the extruder extruded to spin the gel solution to spin through the spinneret is preferably maintained at 160 to 180 ℃, and the temperature of the die is preferably maintained at 190 ℃ to 210 ℃.
그리고 다이스의 L/D비는 다이스의 방사구를 통과하는 겔용액을 최적의 고유점도로 유지하도록 하여 강도와 신도가 우수한 연신사를 제조할 수 있도록 25~60:1 로 하는 것이 바람직하다. 여기서 L은 다이스에 형성된 방사구의 길이이고, D는 다이스에 형성된 방사구의 직경이다.In addition, the L / D ratio of the die is preferably 25 to 60: 1 so that the gel solution passing through the spinneret of the die can be maintained at an optimum intrinsic viscosity so as to prepare a drawn yarn having excellent strength and elongation. Where L is the length of the spinneret formed in the die and D is the diameter of the spinneret formed in the die.
상기 다이스(802)의 방사구를 통과한 겔섬유는 냉각조(804)의 냉각수에 의하여 냉각되고, 이때 다이스(802)의 선단과 냉각수의 표면의 간격인 공기 갭(Air gap)은 2 내지 10mm이고, 상기 공기 갭에 1m/분의 공기를 불어 주는 것이 바람직하다. 공기 갭에 산화를 방지하기 위하여 공기 대신에 N2 가스를 불어 주는 것이 더욱 바람직하다.The gel fiber passing through the spinneret of the
상기 냉각수의 온도는 0 내지 20℃인 것이 좋으며, 이는 다이스의 방사구를 통과한 겔섬유의 인장 강도를 저하하지 아니하고 작업성을 향상시키기 위한 것이다.The temperature of the cooling water is preferably 0 to 20 ℃, which is intended to improve the workability without lowering the tensile strength of the gel fiber passed through the spinneret of the die.
용제 추출부(114)는 상기 겔 섬유 형성부(112)에 의해 형성된 겔 섬유로부터 제2용제에 의하여 제1용제를 추출하고, 상기 제1 용제가 분리된 겔 섬유를 이송한다. 도 10은 도 1에 도시된 용제 추출부(114)를 상세하게 도시한 사시도이다. 상기 용제 추출부(114)는 추출조(1002), 다수의 롤러(1004, 1006, 및 1008), 배관(1010), 회수조(1012), 및 보조 회수조(1014)를 포함한다. 추출조(1002)는 밀폐 및 개방할 수 있는 구조의 스테인리스 철판에 의해 구성되어, 상기 겔 섬유 형성부(112)에 의해 형성된 겔 섬유를 함침하는 제 2 용제를 담고 있다. 더욱 상세하게는 제2용제가 담긴 추출조(1002)에 겔섬유를 통과시켜 겔섬유로부터 제1용제를 추출하는 것이고, 상기 제2용제는 트리클로로트리플로로에탄, 노멀헥산, 에탄으로 이루어 진 군 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 비점이 50±10℃인 것이 양호하고 인체에 무해한 것이 바람직하다.The solvent extracting
이때 상기 추출조(1002)에 제1용제의 추출에 의하여 제1용제 및 제2용제가 오버플로우(overflow)될 수 있도록 추출조와 연통되는 회수파이프(1015)를 형성하고, 회수파이프 일부분에 제2용제를 기화시킬 수 있는 온도로 유지되는 추출조(1002)를 형성하여 제2용제를 다시 추출조(1002)로 공급하여 재사용하고, 또한 제2용제와 분리된 제1용제를 다시 초고분자량 폴리에틸렌을 용해하는 것에 재사용할 수 있는 이점이 있다. 특히 비점이 350℃ 이상인 하이드로카본계 용제를 제1용제로 사용할 경우 더욱 제2용제와 분리가 용이하게 이루어져 보다 효과적으로 제1용제를 재사용할 수 있는 이점이 있다.In this case, a
상기 다수의 롤러(1004, 1006, 및 1008)는 상기 용기 내부에 상호 소정 간격을 두고 설치되어 회전 동작에 의해 상기 겔 섬유 형성부(112)에 형성된 겔 섬유를 통과시켜 상기 제2용제에 함침된 상기 제1용제를 추출하는 적어도 5개의 상부 롤러(1004), 적어도 3개의 하부 롤러(1006), 및 적어도 2개의 보조 롤러(1008)를 포함한다. 배관(1010)은 상기 다수의 롤러(1004, 1006, 및 1008)에 의해 상기 제1 용제가 추출된 겔 섬유를 연신부(116)로 이송한다.The plurality of
회수조(1012)는 약 0.5 m3 체적을 가지며, 상기 용기(1002)로부터 추출된 제1 및 제2 용제를 오버플로우 관(1013)을 통하여 회수하고, 콘덴싱 코일(1017)을 타고 기화된 상기 제2 용제를 회수 파이프(1015)를 통하여 상기 추출조(1002)로 공급 한다. 히터(1020)는 회수조(1012)의 외부에 설치되어, 상기 회수조(1012)의 내부 온도를 일정하게 유지시킨다. 보조 회수조(1014)는 상기 제1 용제를 상기 회수조(1012)로부터 공급받아 저장하고 상기 제1 공급부(102)의 회수조(102)로 공급한다. The
세척조(115)는 용제 추출부(114)로부터의 상기 제1 용제가 분리된 겔 섬유를 세척한다.The
연신부(116)는 세척조(115)에서 세척된 제1용제가 추출된 겔 섬유를 30~50:1의 연신비로 연신하여 초고강도 폴리에틸렌 섬유를 얻는다. 상기 완성된 초고강도 폴리에틸렌 섬유는 약 30 ~ 40 g/d의 인장 강도, 3 ~ 5 %의 신율을 갖는다.The stretching
도 11은 도 1에 도시된 연신부(116)를 상세하게 도시한 사시도이다. 연신부(116)는 다수의 롤러(1102) 및 다수의 온욕조(1104)를 포함한다.FIG. 11 is a detailed perspective view of the stretching
다수의 롤러(1102)는 상호 소정 거리 이격되어 설치되어 상기 제1용제가 추출된 겔 섬유를 연신한다. 다수의 온욕조(1104)는 상기 다수의 롤러(1102)의 후단에 각각 설치되어 상기 연신된 겔 섬유에 뜨거운 공기를 방출한다. A plurality of
한편, 액체상태로 다이스로부터 토출되는 공정에서는 5~10:1 으로 당기는 것이 바람직하다. 이는 균제도의 향상 및 연신공정시 사절을 발생하여 작업성을 향상시키기 위함이다.On the other hand, in the step of discharging from the die in the liquid state, it is preferable to pull at 5 to 10: 1. This is to improve workability by improving trimming and generating trimming during the stretching process.
제2용제가 추출된 미연신 겔섬유는 연신단계에서 소정의 연신비로 연신된다. 상기 연신단계는 120 내지 155℃의 온도분위기 내에서 총연신비 30~50:1로 연신되고, 이때 연신단계는 1단계로 행해질 수도 있으나 연신시 사절되는 것을 방지하고 균일하게 연신을 행하기 위하여 2단계이상으로 행하는 것이 바람직하다.The unstretched gel fiber from which the second solvent is extracted is stretched at a predetermined stretch ratio in the stretch step. The drawing step is drawn in a total draw ratio of 30 to 50: 1 in a temperature atmosphere of 120 to 155 ℃, the drawing step may be carried out in one step, but the second step in order to prevent stretching and uniformly stretched at the time of drawing It is preferable to perform above.
다시, 도 1을 참조하면, 상기 권취기(118)는 소정 속도로 회전하면서 상기 연신부(116)로부터의 상기 초고강도 폴리에틸렌 섬유를 권취한다.Referring again to FIG. 1, the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 초고강도 폴리에틸렌 섬유 제조 장치에 의하면 30g/d이상의 고강도와 3% 이상의 고신율을 갖는 초고강도 폴리에틸렌섬유를 제조할 수 있는 효과가 있다. 이러한 초고강도 폴리에틸렌섬유는 방탄복, 안전장갑, 의학용, 각종 로프, 헬멧, 스키판 등 여러분야에서 다양한 용도로 사용될 수 있다.As described above, according to the ultrahigh strength polyethylene fiber manufacturing apparatus of the present invention, there is an effect of producing an ultrahigh strength polyethylene fiber having a high strength of 30 g / d or more and a high elongation of 3% or more. These ultra high strength polyethylene fibers can be used in a variety of applications, such as body armor, safety gloves, medical, various ropes, helmets, ski boards.
그리고 비점이 350℃ 이상인 하이드로카본계 용제를 제1용제로 사용하고, 트리클로로트리플로로에탄, 노멀헥산, 에탄 중 어느 하나를 제2용제로 사용함으로써, 겔섬유로부터 제1용제를 완전하게 추출할 수 있고, 제1용제와 제2용제의 분리가 용이하여 제1용제 및 제2용제의 재사용이 가능함으로써 제조비용 절감 및 환경오염을 방지하는 효과가 있다.The first solvent is completely extracted from the gel fibers by using a hydrocarbon solvent having a boiling point of 350 ° C. or higher as the first solvent and using any one of trichlorotrifluoroethane, normal hexane and ethane as the second solvent. In addition, since the separation of the first solvent and the second solvent is easy, the first solvent and the second solvent can be reused, thereby reducing manufacturing costs and preventing environmental pollution.
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