KR100792622B1

KR100792622B1 - 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치 그리고그 장치를 이용한 수세 및 건조 방법

Info

Publication number: KR100792622B1
Application number: KR1020050116843A
Authority: KR
Inventors: 김우철
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2008-01-09
Also published as: KR20070057413A

Abstract

본 발명은 방사 이후 공정을 연속 공정화하여 수세 효율을 높여 수세수 사용량을 줄여 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 라이오셀 장섬유사의 품질을 증대시킬 수 있는 라이오셀 장섬유사의 수세 및 건조장치를 개시한다. 본 발명의 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치는, 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치에서, 구동원에 의하여 회전되어 토출 및 응고된 장섬유사를 이동시키는 제1 롤러, 상기 구동원에 의하여 회전되며 상기 제1 롤러와 중심축이 어긋나게 설치되어 쌍을 이루고 상기 장섬유사를 이동시키는 제2 롤러, 상기 제1 롤러 또는 제2 롤러 측으로 수세수를 분사하는 수세수 분사기, 상기 수세수 분사기에서 분사된 수세수를 모으는 수세수조, 상기 수세수조에 수용되는 수세수가 펌프에 의하여 펌핑되어 상기 제1 롤러 또는 제2 롤러에 분사되도록 하는 다수의 분사노즐을 포함하며, 상기 수세수조는 칸막이들로 구획되는 다수의 쳄버를 구비한다.

라이오셀, 장섬유사, 필라멘트사, 수세, 건조, 넬슨식, 롤러, 격벽, 수세수

Description

라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치 그리고 그 장치를 이용한 수세 및 건조 방법{Cleaner and dryer for fabricating lyocell filament yarn and method using the same}

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 도 1의 주요 부분을 상세하게 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명은 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치 그리고 그 장치를 이용한 수세 및 건조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사 이후 공정을 연속 공정화하여 수세 효율을 높여 수세수 사용량을 줄여 제조 비용을 감소시킬 수 있는 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치 그리고 그 장치를 이용한 라이오셀 장섬유사의 수세 및 건조 방법에 관한 것이다.

라이오셀 장섬유사('필라멘트사'로 사용하기도 함)의 방사 후 수세, 건조, 후처리 기술은 일반적인 습식방사의 것을 사용하여 제조할 수 있다. 같은 셀룰로오즈계 섬유인 레이온 필라멘트사의 제조에 사용되는 방사 방법을 라이오셀 공정에 수정하여 사용할 수 도 있다.

레이온 섬유의 방사 방법은 비연속식과 연속식이 있으며, 비연속식인 경우 원심식 방사법과 보빈식 방사법으로 나누어지고, 연속식인 경우 대표적인 방법으로 넬슨식, 오스카 코오혼식, 커디언식, 인더스트리얼 레이온식 등이 있다. 상기 연속식 방사법 중 넬슨식의 방사기는, 어느 정도 거리를 두고 평행한 2 평면상에서 서로 중심축이 일정한 각도로 어긋난 경사에 의해 2개의 롤러를 주체로 하여 롤러의 회전에 따라 사(絲, 실을 의미함)를 양 롤러에 감으면서 장축 방향으로 이송하는 구조를 가지며, 이동도중 롤러 상부에 수세수를 스프레이하여 수세하고 상부 롤러의 말단부를 가열식으로 하여 건조 공정을 진행하고 유제처리 후 권취한다. 이러한 구조를 라이오셀의 방사기에 적용한 경우 수세수가 많이 소모되어 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 적은 수세수의 양으로 라이오셀 장섬유사 내에 포함되어 있는 솔벤트인 NMMO(N-Methyl-Molpholine-N-Oxide)를 연속 공정으로 단시간 내에 잔존 농도를 현저하게 감소시켜 제조 비용을 줄일 수 있는 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치 그리고 그 장치를 이용한 라이오셀 장섬유사의 수세 및 건조 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치에서, 구동원에 의하여 회전되어 토출 및 응고된 장섬유사를 이동 시키는 제1 롤러, 상기 구동원에 의하여 회전되며 상기 제1 로울러와 중심축이 어긋나게 설치되어 쌍을 이루고 상기 장섬유사를 이동시키는 제2 롤러, 상기 제1 롤러 또는 제2 롤러 측으로 수세수를 분사하는 수세수 분사기, 상기 수세수 분사기에서 분사된 수세수를 모으는 수세수조, 상기 수세수조에 수용되는 수세수가 펌프에 의하여 펌핑되어 상기 제1 롤러 또는 제2 롤러에 분사되도록 하는 다수의 분사노즐을 포함하며, 상기 수세수조는 칸막이들로 구획되는 다수의 쳄버를 구비한다.

상기 제2 롤러는 외주면을 따라 돌출되어 배치되는 다수의 격벽을 포함할 수 있다.

상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러는, 일측에 상기 롤러들이 연장되어 장섬유사를 건조시키는 건조 롤러들이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 격벽은, 상기 격벽이 이루는 방향과 사선 방향으로 홈이 제공될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 도 1의 주요 부분을 확대하여 도시한 도면으로, 라이오셀 장섬유사 제조 장치를 도시하고 있다. 상기 라이오셀 장섬유사 제조 장치는, 방사 패키지(1), 응고욕(3), 수세 및 건조장치(5), 그리고 권취기(7)를 포함한다. 상기 방사 패키지(1)는 장섬유사(또는 '필라멘트사' 라고도 함)를 토출하는 통상의 장치이다. 그리고 응고욕(3)은 방사 패키지(1)에서 토출된 장섬유사를 응고시키는 것으로 이 역시 통상의 장치가 사용 될 수 있는 것이다.

상기 수세 및 건조 장치(5)는, 방사용매로 사용되는 솔벤트인 NMMO(N-Methyl-Molpholine-N-Oxide)를 제거하고 상기 장섬유사를 세정하는 것으로, 쌍으로 이루어지는 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53), 수세수 분사기(55), 그리고 상기 제2 롤러(53)의 하부에 배치되는 수세수조(57)를 포함한다. 상기 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53)는 회전 중심이 서로 어긋나게 배치되는 이른바 넬슨식의 구조를 이루고 있다. 즉, 상기 제1 롤러(51)와 제2 롤러(53)는 쌍으로 이루면서 배치되는데, 회전 중심축이 화살표 방향으로 갈수록 서로 가까워지는 구조로 배치된다. 이러한 구조는 장섬유사가 이동되는 방향과 일치하는 것으로 상기 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53)의 회전에 따라 장섬유사가 화살표 방향(101)으로 이동될 수 있는 구조로 이루어진다. 상기 제1 롤러(51) 및 상기 제2 롤러(53)는, 모터(M)에 의하여 서로 같은 방향으로 회전될 수 있는 것이다.

한편, 상기 제1 롤러(51) 및 상기 제2 롤러(53)는, 수세부(A)와 건조부(B)로 나누어진다(도 1에 도시하고 있음). 상기 수세부(A)는 응고욕(3)을 통과한 장섬유사가 수세수에 의하여 세척(또는 세정)되는 구간이며, 상기 건조부(B)는 열 등에 의하여 수세된 장섬유사가 건조되는 구간을 말한다. 상기 수세부(A)는 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53)의 일부 구간에 배치되며, 또한, 상기 건조부(B)는 상기 수세부(A)를 이루는 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53)의 일부가 연장된 건조롤러(51a, 53a)들을 포함한다. 그리고 상기 건조롤러(51a, 53a)들은, 도시는 생략하였으나, 별도의 히터에 의하여 열을 공급받을 수 있는 통상의 구조를 가지고 있으며, 수세 수에 의하여 세척된 장섬유사를 건조시키는 역할을 하는 것이다.

상기 제2 롤러(53)는 외주면에 돌출되는 형태로 격벽(53b)들이 배치될 수 있다. 상기 격벽(53b)들은 통상 5개에서 20개 정도로 이루어질 수 있으며, 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 격벽(53b)들은 제2 롤러(53)의 외주면의 동일 원주상에 돌출되는 형태로 이루어지며, 격벽(53b)들의 사이가 공간(a, b, c, ...)을 이루면서 장섬유사가 배치될 수 있는 것이다(도 1 및 도 2에 도시하고 있음). 상기 격벽(53b)들은 수세수 분사기(53) 및 후술하는 노즐에서 분사되는 수세수가 일정한 장소에 모이도록 수세수를 안내하는 역할을 하는 것이다. 또한, 상기 격벽(53b)들은 중심을 기준으로 사선 방향으로 홈(53c) 들이 형성될 수 있다. 상기 홈(53c)들은 수세 작업 초기에 장섬유사를 걸어 고정하기 위한 것이다. 그러나 반드시 상기 격벽(53b)들이 필요한 것은 아니며 단지 격벽(53b)이 제공된 경우에는 수세수를 일정한 위치로 안내하므로 수세수를 모으는데 유리한 것이다. 또한, 상기 홈(53c) 역시 반드시 필요한 것은 아니다.

상기 제2 롤러(53)의 하부에는 수세수조(57)가 배치된다. 상기 수세수조(57)는 다수의 칸막이(59)들로 구획되는 쳄버(61a, 61b, 61c,...)들이 제공된다. 상기 칸막이들(59)은 그 크기가 순차적으로 점점 작아지는 형태(도 1에서 오른쪽을 기준으로 하여 왼쪽을 향하는 방향을 기준으로 함)로 배치되면서 쳄버(61a, 61b, 61c,...)들을 이룬다. 즉, 본 발명은 수세수가 반복적으로 사용되는 횟수에 따라 서로 다른 쳄버(61a, 61b, 61c,...)에 수세수가 모이는 구조를 가지는 것이다. 그리고 상기 각 쳄버(61)들은 펌프(P)들이 연결되고, 상기 펌프(P)는 다수의 노즐 (63)들과 연결된다. 따라서 상기 펌프(P)들은 상기 각각의 쳄버(61a, 61b, 61c,...) 들에 수용되어 있는 수세수를 노즐(63) 측으로 분사하여 장섬유사의 수세가 이루어지도록 하는 것이다. 상기 노즐(63)들은 각각 상기 격벽(53b)들이 이루는 사이의 공간(a, b, c,...) 부분에 수세수를 분사할 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 노즐(63)들은 제1 롤러(51) 또는 제2 롤러(53) 측에 수세수를 분사할 수 있으며, 상기 제1 롤러(51) 및 상기 제2 롤러(53) 모두에 수세수를 분사할 수 있다.

한편, 상기 장섬유사(Y)가 건조 롤러(51a, 53a)를 지나오면서 건조가 되고 그 후에 별도로 설치되는 권취기(7)에 권취가 이루어지는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서 격벽(53b)들이 있는 경우를 예로 설명하고 있으며 이에 한정되는 것은 아니며, 격벽(53b)들이 없는 경우에도 동일 또는 유사한 효과를 얻을 수 있다.

상기 방사 패키지(1)에서 방사되어 응고욕(3)을 통하여 응고된 장섬유사(Y)가 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53)에 감겨진 상태로 도 1 기준으로 우측(101, 화살표 방향)으로 이동하게 된다. 이와 같이 상기 장섬유사(Y)가 화살표 방향으로 이동하는 것은 쌍을 이루는 제1 롤러(51) 및 제2 롤러(53)의 회전 중심축이 서로 엇갈리게 배치되어 있기 때문이다. 그리고 상기 장섬유사(Y)는 상기 제2 롤러(53)의 격벽(53b)들 사이사이에 배치될 수 있다. 그리고 상기 장섬유사(Y)는 건조 롤러(51a, 53b)에 감겨져 이동될 수 있으며, 최종적으로 권취기(7)에 감겨지는 것이다. 이와 같이 장섬유사(Y)가 계속 이동할 때 수세수 분사기(55)를 통하여 수세수가 장섬유사(Y)의 일측에 분사된다. 이때 상기 수세수 분사기(55)에서 분사되는 수세수는, 격벽(53b)들의 마지막 부분에 위치하는 공간 측으로 분사가 된다(도 1에서 a로 표시함). 이는 가장 청결한 상태의 수세수로 장섬유사(Y)의 수세가 이루어지고, 바로 건조 롤러(51a, 53b)로 이동되면서 건조가 이루어지는 것이다. 이때 건조 롤러(51a, 53a)는 별도의 통상의 히터 등을 통하여 열을 전달받아 장섬유사(Y)를 건조할 수 있는 것이다. 그리고 상기 격벽(53b)들이 이루는 공간(a)에 분사된 수세수는 격벽(53b)들에 안내되어 수세수조(57)의 쳄버(61a, 상기 공간 a와 대응하는 위치에 배치되는 쳄버)에 모아진다. 그리고 넘치는 것은 인접하여 배치되는 또 다른 쳄버(61b)로 모아진다. 그리고 펌프(p)에 의하여 상기 수세수조(57)의 쳄버(61a)에 모아진 수세수(1차로 수세가 이루어진 수세수)는 제2 롤러(53)의 격벽(53b)들이 이루는 공간(b, 상기 공간 a에 인접한 공간임)에 또 다른 노즐(63, 노즐은 편의상 구분하지 않고 동일한 부호를 부여하여 설명함)에 의하여 분사가 이루어진다. 그리고 상기 공간 b에 분사된 수세수는 장섬유사(y)를 수세하고(세정하고) 수세수조(57)의 쳄버(61b)로 모이게 된다. 계속해서 상기 쳄버(61b)에 모인 수세수(2차로 수세가 이루어진 수세수)는 또 다른 펌프(P)에 의하여 격벽(53b)들이 이루는 공간 c로 노즐(63)에 의하여 분사가 이루어진다. 그리고 상기 공간 c로 분사된 수세수는 수세수조(57)의 쳄버(61c)로 모이게 된다. 이러한 과정을 반복하면서 장섬유사가 배출되는 측(건조되는 부분측)에 위치하는 부분은 가장 오염이 적은 청정한 수세수로 수세가 이루어지고, 이 수세수를 반복으로 사용하면서 장섬유사의 수세가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

따라서 본 발명은 적은 수세수를 사용하여 장섬유사의 수세 공정을 진행할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다. 그리고 연속적인 공정을 통하여 수세가 이루어지도록 하고, 라이오셀 응고사에 포함되어 있는 솔벤트인 NMMO(N-Methyl-Molpholine-N-Oxide)를 단시간 내에 현저히 낮출 수 있어 원사의 품질을 양호하게 하는 것이 가능하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 수세수 분사기에서 공급된 수세수가 다수의 쳄버를 구비한 수세수조에 유입되어 모아지고, 이 수세수를 다시 펌프를 이용하여 재활용하는 구조를 채용하여 수세수 사용량을 현저히 줄여 제조 비용을 감소시키는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 격벽을 구비한 롤러를 이용하여 각 부분이 나누어 수세가 이루어지도록 하여 연속적인 공정으로 수세가 가능하고 최소한의 수세수량으로 라이오셀 응고사 내에 포함되어 있는 솔벤트인 NMMO(N-Methyl-Molpholine-N-Oxide)를 연속공정으로 단시간 내에 현저히 낮출 수 있어 원사의 품질을 양호하게 할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치에서,

구동원에 의하여 회전되어 토출 및 응고된 장섬유사를 이동시키는 제1 롤러;

상기 구동원에 의하여 회전되며 상기 제1 롤러와 중심축이 어긋나게 설치되어 쌍을 이루고 상기 장섬유사를 이동시키는 제2 롤러;

상기 제1 롤러 또는 제2 롤러 또는 상기 제1 롤러 및 제2 롤러 모두에 수세수를 분사하는 수세수 분사기;

상기 수세수 분사기에서 분사된 수세수를 모으는 수세수조;

상기 수세수조에 수용되는 수세수가 펌프에 의하여 펌핑되어 상기 제1 롤러 또는 제2 롤러에 분사되도록 하는 다수의 분사노즐을 포함하며,

상기 수세수조는 칸막이들로 구획되는 다수의 쳄버를 구비한 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 수세수조의 칸막들은 상기 칸막이들은 그 높이가 순차적으로 다르게 이루어지는 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러는

일측에 상기 롤러들이 연장되어 장섬유사를 건조시키는 건조 롤러들이 제공되는 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 롤러는 외주면을 따라 돌출되어 배치되는 다수의 격벽을 더 포함하는 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치.
제4항에 있어서, 상기 격벽은

상기 격벽이 이루는 방향과 사선 방향으로 홈이 제공되는 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치.
라이오셀 장섬유사를 수세 및 건조하는 방법에 있어서,

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 라이오셀 장섬유사 제조를 위한 수세 및 건조장치를 사용하여 라이오셀 장섬유사를 수세 및 건조하는 방법.