KR101503765B1

KR101503765B1 - 원심방사장치

Info

Publication number: KR101503765B1
Application number: KR1020130078363A
Authority: KR
Inventors: 홍성화; 이원종; 김진국; 고만우
Original assignee: 주식회사 유성텔레콤
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-03-19
Also published as: WO2015002419A1; KR20150005756A

Abstract

본 발명은 노즐관의 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성됨에 따라 섬유의 극세화를 이룰 수 있고, 섬유의 직경 균일성을 높일 수 있는 원심방사장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 원심방사장치는, 축 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 내부의 수용공간에 수용된 방사액을 방사 노즐을 통해 방사하는 원심회전체를 포함하여 구성되어 섬유를 제조하기 위한 원심방사장치로서, 상기 방사 노즐은 상기 수용공간과 상기 원심회전체의 외표면을 연통하도록 형성된 노즐공 및 상기 노즐공과 연통되어 외측으로 연장된 노즐관을 포함하여 구성되며, 상기 노즐관은 상기 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성된다.

Description

원심방사장치{Apparatus for centrifugal spinning}

본 발명은 원심방사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 노즐관의 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성됨에 따라 섬유의 극세화를 이룰 수 있고, 섬유의 직경 균일성을 높일 수 있는 원심방사장치에 관한 것이다.

섬유의 방사공정(spinning process)이란, 고분자 유체를 가는 구멍을 통해 계속적으로 밀어내어 길고 가는 섬유로 전환시키는 공정을 의미한다.

일반적으로 방사공정은 뜨거운 고분자 유체가 스피너렛(spinneret)이라는 가는 구멍이 있는 부위(이하, '방사 노즐'이라고 통칭함)를 지나서 나온 후, 냉각부를 지나 식어 고화하면, 이를 권취부에서 당겨 감음으로서 이루어진다.

한편, 방사공정으로서 대표적인 것은 용융방사, 용액방사(습식방사, 건식방사), 원심방사 등이 있다.

용융방사란 고분자칩을 방사기의 원료 저장고에 넣고 고온의 압출기에서 녹인 후 방사 노즐을 통해 섬유를 압출시킨 후, 차가운 냉각공기(QUENCHING SYSTEM)에 의해 고화시킨 후, 권취부에 의해 연신하는 방법이다.

용액방사(습식방사, 건식방사)는 저장고에서 원료고분자를 용매에 녹인 후, 이를 열교환기 등을 통과시켜 분자량이나 점도를 조절하여 방사 노즐을 통과시킨 후 차가운 응고액을 통과시키거나(습식방사) 또는 고온가스로 빨리 증발시켜(건식방사) 권취부에서 감겨 섬유가 되게 하는 방법이다.

원심방사는 원심식 방사공정에 의해 수지를 방사시킴으로서 섬유를 제조하는 방법이다.

도 1은 종래의 원심방사장치를 도시한 개략도로서, 상기 원심방사장치는 회전플레이트(1), 구동 샤프트(2), 수지공급라인(3), 날개부(7, 8), 건조공기공급용 샤프트(4, 5), 방사 노즐(9) 및 오버플로우 홀(6)을 포함하여 구성된다.

상기 종래의 원심방사장치에서는 회전 플레이트(1) 내의 수지공급라인(3)에 수지를 공급한 후, 장치를 구동시키면 원심력에 의하여 원심력 방향으로 개방된 노즐(9)로 섬유가 방사되어 나오게 된다.

그러나, 상기한 원심방사장치에서는 원료가 원심력 방향으로 개방된 노즐(9)을 통해 방사되므로, 섬유의 극세화가 어려운 문제점이 있었다.

[참고 선행기술문헌] 등록특허 제10-289250호(2001.02.16)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 노즐관의 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성됨에 따라 섬유의 극세화를 이룰 수 있고, 섬유의 직경 균일성을 높일 수 있는 원심방사장치를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 원심방사장치는, 축 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 내부의 수용공간에 수용된 방사액을 방사 노즐을 통해 방사하는 원심회전체를 포함하여 구성되어 섬유를 제조하기 위한 원심방사장치로서, 상기 방사 노즐은 상기 수용공간과 상기 원심회전체의 외표면을 연통하도록 형성된 노즐공 및 상기 노즐공과 연통되어 외측으로 연장된 노즐관을 포함하여 구성되며, 상기 노즐관은 상기 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성된다.

바람직하게, 상기 원심회전체는 상부가 개구된 원반형 또는 원통형으로 형성되어 상기 수용공간이 형성되며, 상기 수용공간의 저면 중심부에 상기 축이 수직 상방으로 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 원심회전체의 외주면에는 복수의 오목홈이 형성되며, 상기 노즐공은 상기 오목홈과 상기 수용공간을 연통하도록 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 노즐관의 단부는 상기 원심회전체의 외주면보다 돌출되도록 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 방사 노즐은 상기 축을 중심으로 하는 가상 원의 반지름 방향에 대해 상기 축 회전 방향의 반대방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 방사 노즐은 직선형상으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 방사 노즐은 만곡부를 포함하여 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 원심회전체의 외측에는 상기 방사 노즐을 통해 방사된 섬유사를 포집하기 위한 콜렉터가 구비되되, 상기 콜렉터는 적어도 하부가 개구된 원통형으로 형성되고, 상기 콜렉터의 하측에는 상기 콜렉터에 포집되어 낙하되는 섬유사를 안정화로로 운반하는 컨베이어가 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 콜렉터의 내측 공간으로 열풍을 공급하는 열풍공급수단이 구비될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 노즐관의 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성됨에 따라 섬유의 극세화에 유리하다는 이점이 있다.

또한, 섬유를 제조하기 위한 방사 노즐이 원심력 방향에 대해 경사지게 형성됨에 따라 섬유의 극세화를 이룰 수 있고, 섬유의 직경 균일성을 높일 수 있다는 이점이 있다.

또한, 방사 노즐이 노즐공과 노즐관으로 구성되되, 상기 노즐관이 원심회전체의 외주면에 형성된 오목홈 내에 형성되기 때문에 원심회전에 의한 노즐관의 냉각이 방지되어 노즐관 내에서 방사액이 경화되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 노즐관의 단부가 원심회전체의 외주면보다 돌출되도록 형성됨에 따라 방사액이 원활하고 효과적으로 방사될 수 있다는 이점이 있다.

또한, 원심회전체의 외측에 구비된 콜렉터에서 낙하되는 섬유사를 컨베이어를 이용하여 그대로 안정화로로 이송할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 콜렉터의 내측 공간으로 열풍을 공급하는 열풍공급수단이 구비되어 노즐관 내에서 방사액이 경화되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래의 원심방사장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원심방사장치의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심방사장치를 구성하는 원심회전체를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심방사장치를 구성하는 원심회전체에 형성된 직선 형상의 방사 노즐을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원심방사장치를 구성하는 원심회전체에 형성된 만곡된 형상의 방사 노즐을 도시한 단면도이다.
도 6은 원심회전체에 원심력 방향과 동일한 방향으로 형성된 방사 노즐을 도시한 단면도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원심방사장치의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.

본 실시예의 원심방사장치는, 방사액 공급부(100), 원심회전체(200), 콜렉터(300), 컨베이어(400), 안정화로(500)를 포함하여 구성되며, 상기 원심회전체(200)가 축 회전함에 따라 발생하는 원심력을 이용하여 방사액을 방사하여 섬유를 제조한다.

상기 방사액 공급부(100)는 상기 원심회전체(200)의 수용공간(S)에 방사액을 공급하기 위한 부분이다.

상기 원심회전체(200)는 회전축(210)이 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 내부의 수용공간(S)에 수용된 방사액이 방사 노즐(202)을 통해 방사되도록 하는 부분이다.

상기 콜렉터(300)는 상기 원심회전체(200)의 외주부를 감싸도록 설치되어 상기 원심회전체(200)에서 방사된 섬유사를 포집하기 위한 부분이다.

상기 컨베이어(400)는 상기 콜렉터(300)의 하측에 구비되어 상기 콜렉터(300)에서 포집된 섬유사로 이뤄진 원통형의 섬유제품을 안정화로(500)로 이동시키기 위한 부분이다.

이하에서는, 상술한 각 구성요소에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 상기 방사액 공급부(100)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 방사액 공급부(100)는, 상기 원심회전체(200)의 수용공간(S)에 방사액을 공급하기 위한 부분이다.

상기 방사액 공급부(100)는 상기 원심회전체(200)의 내부 수용공간(S)으로 방사액을 일정하게 지속적으로 공급할 수 있다면, 다양한 공지의 공급수단을 채택하여 적용할 수 있다.

예를 들어, 상기 방사액 공급부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 원심회전체(200)의 내부로 방사액을 드롭 방식으로 공급하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 방사액 공급부(100)는, 호퍼(110), 압출기(120), 투입기(130), 가열히터(140), 조절밸브(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 호퍼(110)는 용융된 방사액의 투입이 용이하도록 상광하협의 통 형상으로 형성된다. 상기 호퍼(110)로 투입된 방사액은 상기 압출기(120)의 일측으로 공급된다.

상기 압출기(120)의 일측은 상기 호퍼(110)가 연통되도록 구성된다. 상기 압출기(120)의 타측은 상기 투입기(130)와 연통되도록 구성된다.

따라서, 상기 압출기(120)의 일측에 구비된 호퍼(110)를 통해 공급된 방사액은 상기 압출기(120)의 내부에 구비된 압출스크류(미도시)에 의해 압출되어 상기 투입기(130)로 공급될 수 있다.

한편, 상기 압출기(120)의 외주면에는 가열히터(140)가 구비된다. 상기 가열히터(140)는 상기 압출기(120)를 통과하는 방사액이 응고되지 않도록 압출기(120)의 표면을 전체적으로 가열한다.

상기 투입기(130)로 공급된 방사액은 상기 투입기(130)의 하부에 위치된 원심회전체(200)의 수용공간(S)으로 공급된다.

이때, 상기 투입기(130)에서 원심회전체(200)로 공급되는 방사액의 공급량 조절을 위해 조절밸브(150)가 구비될 수 있다.

따라서, 상기 투입기(130)에서 상기 원심회전체(200)의 수용공간(S)으로 공급되는 방사액의 공급량을 일정하게 유지할 수 있다.

한편, 상기 방사액 공급부(100)가 호퍼(110), 압출기(120), 투입기(130), 가열히터(140), 조절밸브(150)를 포함하여 구성된 경우에 대해 예시하였으나, 상기 구성요소 중 일부가 생략되거나 별도의 구성요소가 더욱 추가되도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 방사액 공급부(100)는 상술한 바와 같은 드롭 방식 이외에, 종래와 같이 상기 원심회전체(200)의 회전축(210) 내부에 방사액을 공급하기 위한 공급관이 구비되도록 구성될 수 있으며, 상기 공급관을 통해 상기 원심회전체(200)의 내부로 방사액을 직접 공급할 수 있다.

상술한 바와 같은 방사액 공급부(100)를 통해 상기 원심회전체(200)의 내부 수용공간(S)으로 일정량의 방사액을 일정하게 지속적으로 공급할 수 있다.

다음으로, 상기 원심회전체(200)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 원심회전체(200)는, 회전축(210)이 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 내부의 수용공간(S)에 수용된 방사액을 방사 노즐(202)을 통해 방사하여 섬유사를 생성하기 위한 부분이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심방사장치를 구성하는 원심회전체를 도시한 사시도로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방사 노즐(202)은 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)을 따라 복수개가 등간격으로 배치될 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)에는 복수의 오목홈(h)이 형성되며, 상기 방사 노즐(202)은 상기 오목홈(h)과 상기 수용공간(S)을 연통하는 노즐공(202a) 및 상기 노즐공(202a)과 연통되어 외측으로 연장된 노즐관(202b)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 노즐관(202b)은 상기 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측 단부의 길이가 타측 단부의 길이보다 길도록 사선 방향으로 절단된 형태로 형성되되, 상기 회전축(210) 회전 방향의 반대측 단부 길이가 회전축(210) 회전 방향 측 단부 길이보다 길도록 절단되어 형성되는 것이다.

상기 원심회전체(200)의 회전시 발생하는 공기의 흐름은 회전축(210) 회전 방향 측 단부에서 회전축(210) 회전 방향의 반대측 단부로 흐르게 된다.

이때, 상술한 바와 같이 노즐관(202b)의 단부가 사선방향으로 절단형성되면, 노즐관(202b)의 단부에서 방사되기 직전의 방사액이 공기의 흐름에 의해 회전축(210) 회전 방향 측 단부에서 회전축(210) 회전 방향의 반대측 단부로 흐르도록 유도되는 효과가 발생한다.

따라서, 상기 노즐관(202b)을 통해 방사되는 방사액의 방사가 가속화되어 섬유의 극세화가 이뤄질 수 있다.

또한, 상기 회전축(210) 회전 방향의 반대측 단부 길이가 회전축(210) 회전 방향 측 단부 길이보다 길도록 절단된 형상은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 노즐관(202b)의 단부 표면적이 점차 작아지는 타원 형상이다.

따라서, 상기 노즐관(202b)의 단부에서 방사되기 직전의 방사액이 타원의 폭이 좁은 부분을 통해 방사되어 섬유의 극세화가 이뤄질 수 있다.

이때, 상기 노즐관(202b)의 단부는 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)보다 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 원심회전체(200)의 회전시 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)을 따라 흐르는 공기의 흐름에 의해 상기 노즐관(202b)의 단부에서의 방사액 방사가 원활하게 이뤄지도록 하기 위함이다.

상술한 바와 같은 형상으로 방사 노즐(202)이 형성됨에 따라 섬유의 극세화가 이뤄질 수 있다.

상기 원심회전체(200)는 상부가 개구된 원반형 또는 원통형으로 형성될 수 있으며, 개구된 상부를 통해 수용공간(S)의 내부로 방사액이 공급되어 수용될 수 있다.

상기 회전축(210)은 상기 원심회전체(200)의 수용공간(S)의 저면 중심부에서 수직 상방을 향하여 연장되도록 고정구비된다. 상기 회전축(210)이 회전함에 따라 상기 원심회전체(200)가 회전하여 수용공간(S)에 수용된 방사액이 상기 방사 노즐(202)을 통해 방사될 수 있다.

상기 원심회전체(200)는 상기 회전축(210)을 회전시키기 위한 회전구동부에 의해 회전될 수 있다.

상기 회전구동부는, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(210)과 동심축상으로 고정결합된 고정풀리(220), 회전구동력을 발생하는 회전모터(230), 상기 고정풀리(220)와 상기 회전모터(230)의 구동축을 연결하여 상기 회전모터(230)의 구동력을 상기 고정풀리(220)에 전달하는 구동벨트(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 회전구동부는 상기 회전축(210)을 회전시킬 수만 있다면 다양한 공지의 회전구동수단을 선택하여 적용할 수 있음은 물론이다.

예를 들어, 상기 회전구동부는 회전구동력을 발생하는 회전모터(230)의 구동축이 커플링을 통해 상기 회전축(210)과 동축상으로 연결되어 회전구동력을 전달하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방사 노즐(202)은 상기 회전축(210)을 중심으로 하는 가상 원의 반지름 방향(X, 원심력 방향)에 대해 상기 회전축(210) 회전 방향의 반대방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

즉, 상기 방사 노즐(202)이 직선형상으로 형성되되, 상기 노즐공(202a)과 상기 노즐관(202b)이 동일한 경사도를 갖도록 직선형상으로 형성될 수 있다.

도 8은 원심회전체에 원심력 방향과 동일한 방향으로 형성된 방사 노즐을 도시한 단면도로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 방사 노즐(202)이 원심력 방향과 동일한 방향을 향하도록 형성된 경우에는 원심회전체(200)의 회전 시 방사 노즐(202)의 단부에서 방사되는 방사액이 공기저항에 의해 원활하게 방사되기가 어렵다.

즉, 방사 노즐(202)의 단면 전체에 걸쳐 수직방향으로의 공기저항이 발생하기 때문에 방사액의 원활한 방사가 이뤄지지 못해 섬유의 극세화가 어려운 것이다.

본 실시예의 방사 노즐(202)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 방사 노즐(202)의 형성 방향이 원심력 방향에 대해 경사진 방향으로 형성되기 때문에 원심회전체(200)의 회전 시 방사 노즐(202)의 단부에서 방사되는 방사액이 원활하게 방사될 수 있다.

이는, 방사 노즐(202)에서 방사되는 방사액의 방사방향이 공기저항에 대해 수직방향이 아닌 사선방향을 향하기 때문에 노즐관(202b)의 단부에서 방사되기 직전의 방사액이 공기의 흐름에 의해 방사가 유도되는 효과로 인해 방사액의 방사가 가속화되기 때문이다.

한편, 상기 노즐관(202b)의 대부분이 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)에 형성된 오목홈(h) 내에 위치하도록 형성되므로, 원심회전 시 공기의 흐름에 의한 상기 노즐관(202b)의 냉각을 방지하여 방사액의 경화를 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 원심회전체(200)의 회전 시, 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)에는 공기흐름에 의한 냉각효과가 발생하게 되는데, 공기흐름이 상대적으로 적어 냉각효과가 적은 오목홈(h)의 내측에 상기 노즐관(202b)의 대부분이 위치하도록 형성됨에 따라 노즐관(202b) 내부의 방사액 경화가 방지되는 것이다.

한편, 상기에서, 상기 방사 노즐(202)이 직선형상으로 형성된 경우에 대해 예시하였지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 방사 노즐(202)은 만곡부를 포함하여 형성될 수 있다.

즉, 상기 노즐공(202a)은 직선형태로 형성되고, 상기 노즐관(202b)이 만곡된 형태로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 상기 노즐관(202b)은 상기 회전축(210)을 중심으로 하는 가상 원의 반지름 방향(원심력 방향)에 대해 상기 회전축(210)의 회전 방향의 반대방향으로 경사지도록 만곡된 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 노즐공(202a)과 상기 노즐관(202b)이 모두 만곡된 형태로 형성될 수도 있음은 물론이다.

이때, 상기 만곡형성된 노즐관(202b)의 단부는 상기 원심회전체(200)의 외주면(200a)보다 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기에서는, 상기 방사 노즐(202)이 노즐공(202a)과 노즐관(202b)으로 구성된 경우에 대해 예시하였지만, 상기 방사 노즐(202)은 상기 노즐관(202b)이 없이 상기 노즐공(202a)만으로 구성될 수도 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은 원심회전체(200)를 통해 수용공간(S) 내부의 방사액을 방사함에 따라 섬유의 극세화를 유도할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 콜렉터(300)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 콜렉터(300)는, 상기 원심회전체(200)의 방사 노즐(202)을 통해 방사된 섬유사를 포집하기 위한 부분으로서, 상기 콜렉터(300)는 상기 원심회전체(200)의 외표면에서 소정 거리 이격되어 상기 원심회전체(200)의 외주부를 감싸도록 형성된다.

구체적으로, 상기 콜렉터(300)는 적어도 하부가 개구된 원통형으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 상부가 개방된 형태 또는 상부가 폐쇄된 형태로 구성될 수 있다.

한편, 상기 콜렉터(300)는 상기 콜렉터(300)의 내측 공간(S1, 방사액의 방사가 이뤄지는 공간)으로 열풍을 공급하는 열풍공급수단(310)이 구비될 수 있다.

상기 열풍공급수단(310)은 상기 콜렉터(300)의 내측 공간으로 열풍을 공급함에 따라 상기 콜렉터(300)의 내측 공간 온도를 높일 수 있으며, 이를 통해 상기 원심회전체(200)에 구비된 상기 방사 노즐(202)의 냉각을 방지하여 상기 방사 노즐(202) 내에서 방사액을 경화되는 것을 방지할 수 있다.

상기 열풍공급수단(310)에 의해 조절되는 상기 콜렉터(300)의 내측 공간(S1) 온도는, 상기 원심회전체(200)에서 방사되어 원통형의 섬유제품 생성을 방해하지 않는 적절한 온도로 유지되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 콜렉터(300)와 상기 원심회전체(200)에는 원심력 이외의 방사액의 방사를 더욱 원활하게 하기 위해 전압인가수단(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다.

예를 들어, 상기 콜렉터(300)와 상기 원심회전체(200)를 전기가 통하는 재질로 형성하고, 상기 원심회전체(200)에 + 전압을 인가하고, 상기 콜렉터(300)에 - 전압을 인가하는 전압인가수단이 구비될 수 있다.

따라서, 상기 원심회전체(200)의 수용공간(S)에 수용된 방사액이 + 이온으로 하전된 상태이고, 이렇게 + 이온으로 하전된 방사액이 상기 - 전압으로 인가된 콜렉터(300)를 향해 이송하게 되므로, 원심력과 정전기력에 의해 더욱 효율적인 방사가 이뤄질 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 콜렉터(300)를 통해 상기 원심회전체(200)에서 방사된 섬유사가 콜렉터(300)의 내측 표면에 포집되어 원통형의 섬유제품을 형성할 수 있다.

다음으로, 상기 컨베이어(400)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 컨베이어(400)는, 상기 콜렉터(300)의 하측에 구비되어 상기 콜렉터(300)의 내측 표면에 포집된 후 낙하되는 원통형의 섬유제품을 안정화로(500)로 운반하는 부분이다.

상기 원심회전체(200)에서 방사된 섬유사는 상기 콜렉터(300)의 내측 표면에 포집되며, 상기 콜렉터(300)의 내측 표면에 포집되어 형성된 원통형의 섬유제품은 자중에 의해 점차적으로 콜렉터(300)의 내측 표면을 따라 하측으로 밀리게 된다.

상기 콜렉터(300)의 내측 표면을 따라 하측으로 밀려 내려온 원통형의 섬유제품은 상기 콜렉터(300)의 개구된 하부를 통해 상기 컨베이어(400)의 상부로 낙하하게 된다.

상기 컨베이어(400)의 상부로 낙하된 원통형의 섬유제품은 제품을 안정화시키기 위한 안정화로(500)로 이송되어 안정화처리가 이뤄지게 된다.

상술한 바와 같은 컨베이어(400)를 통해 상기 콜렉터(300)에서 포집되어 형성된 원통형의 섬유제품을 그대로 안정화로(500)로 이송하여 안정화 처리할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

100:방사액 공급부 100:호퍼
120:압출기 130:투입기
140:가열히터 150:조절밸브
200:원심회전체 202:방사 노즐
202a:노즐공 202b:노즐관
210:회전축 220:고정풀리
230:회전모터 240:구동벨트
300:콜렉터 310:열풍공급수단
400:컨베이어 500:안정화로
h:오목홈

Claims

축 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 내부의 수용공간에 수용된 방사액을 방사 노즐을 통해 방사하는 원심회전체를 포함하여 구성되어 섬유를 제조하기 위한 원심방사장치로서,
상기 방사 노즐은 상기 수용공간과 상기 원심회전체의 외표면을 연통하도록 형성된 노즐공 및 상기 노즐공과 연통되어 외측으로 연장된 노즐관을 포함하여 구성되며,
상기 노즐관은 상기 축 회전 방향의 반대측 단부 길이가 축 회전 방향 측 단부 길이보다 길게 형성되고, 상기 축을 중심으로 하는 가상 원의 반지름 방향에 대해 상기 축 회전 방향의 반대방향으로 경사지도록 만곡되게 형성된 것을 특징으로 하는 원심방사장치.
제1항에 있어서,
상기 원심회전체는 상부가 개구된 원반형 또는 원통형으로 형성되어 상기 수용공간이 형성되며, 상기 수용공간의 저면 중심부에 상기 축이 수직 상방으로 구비된 것을 특징으로 하는 원심방사장치.
제2항에 있어서,
상기 원심회전체의 외주면에는 복수의 오목홈이 형성되며, 상기 노즐공은 상기 오목홈과 상기 수용공간을 연통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 원심방사장치.
제3항에 있어서,
상기 노즐관의 단부는 상기 원심회전체의 외주면보다 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 원심방사장치.
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제1항에 있어서,
상기 원심회전체의 외측에는 상기 방사 노즐을 통해 방사된 섬유사를 포집하기 위한 콜렉터가 구비되되, 상기 콜렉터는 적어도 하부가 개구된 원통형으로 형성되고, 상기 콜렉터의 하측에는 상기 콜렉터에 포집되어 낙하되는 섬유사를 안정화로로 운반하는 컨베이어가 구비된 것을 특징으로 하는 원심방사장치.
제8항에 있어서,
상기 콜렉터의 내측 공간으로 열풍을 공급하는 열풍공급수단이 구비된 것을 특징으로 하는 원심방사장치.