KR101506662B1 - 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치 - Google Patents

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KR101506662B1
KR101506662B1 KR1020130138379A KR20130138379A KR101506662B1 KR 101506662 B1 KR101506662 B1 KR 101506662B1 KR 1020130138379 A KR1020130138379 A KR 1020130138379A KR 20130138379 A KR20130138379 A KR 20130138379A KR 101506662 B1 KR101506662 B1 KR 101506662B1
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김정삼
강영식
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도레이케미칼 주식회사
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Abstract

본 발명은 건식 방사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사통을 통과한 사조를 제1롤러를 통해 냉각시킨 후 제2롤러를 통해 사조에 함유된 냉각액을 추출하여 줌으로써 후처리 공정의 공정성 확보 및 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치에 관한 것이다.
본 발명은 내부공간을 갖는 방사통; 외부로부터 공급되는 방사원액을 하방으로 토출시키는 방사구금을 갖추어 상기 방사통의 상단에 배치되는 헤드; 및 상기 방사구금으로부터 배출되는 사조가 통과할 수 있도록 상기 방사통의 하부측에 회전가능하게 구비되고 상기 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시킬 수 있도록 내부로부터 외부로 냉각액을 분사하는 제1롤러와, 상기 제1롤러에서 분사된 냉각액이 일정량 체류되는 받침조 및 상기 사조에 부착된 냉각액을 추출하는 제2롤러를 포함하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치를 제공한다.

Description

컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치{Dry Spinning Apparatus including conditioning device}
본 발명은 건식 방사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사통을 통과한 사조를 제1롤러를 통해 냉각시킨 후 제2롤러를 통해 사조에 함유된 냉각액을 추출하여 줌으로써 후처리 공정의 공정성 확보 및 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치에 관한 것이다.
통상적으로, 합성수지 섬유는 제조방식에 따라 크게 건식, 습식 및 용융방사로 나뉘어진다. 이중 건식 및 습식 방사방법은 합성수지를 용제에 녹인 후 방사 중에 용제를 증발 또는 추출하여 제조하는 방식으로 전세계 제조 프로세스 중 90%이상을 점유하고 있다.
이중 건식방사 방식의 경우 물성면에서 우수한 제품생산이 가능하므로 가장 많이 채용하고 있는 프로세스로 방사통 내에서의 용제 증발의 용이성, 후공정에서의 사절 방지 등을 목적으로 방사구금을 통하여 멀티파이버로 방사된 후 멀티파이버가 서로 융착 또는 점착되는 원사형태를 이룬다.
통상적으로, 이러한 건식방사 공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 방사헤드(1)에 공급된 방사원액을 방사구금(2)을 통하여 방사통(3)내로 토출하고, 방사통(3)의 일측에 구비된 유입구(4)를 통하여 도입되는 열풍에 의해 방사구금(2)으로부터 토출되는 복수 개의 파이버에 포함된 용매가 증발되면서 고화된 후 고뎃롤러(5)를 통해 연신해줌으로써 최종 제품을 생산하게 된다.
이때, 방사구금을 통해 나온 필라멘트가 균일하게 냉각되지 않으면 각 필라멘트마다 고화지점이 다르게 되고, 각 모노 필라멘트마다 굵기의 차이가 생기게 된다. 이 상태에서 고뎃롤러를 통해 연신이 일어나게 되면 각 모노 필라멘트는 불균일 연신이 일어나게 되므로 후공정에서 단사가 발생되거나 최종 제품에서 모우등이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방사통의 하부측에 컨디셔닝부를 마련하여 방사통을 통과한 사조를 냉각시켜 줌으로써 후처리 공정의 공정성을 확보하고 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 제1롤러를 통해 컨디셔닝부를 통과하는 사조측으로 냉각액을 분사하여 줌으로써 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시켜 냉각효율을 높일 수 있는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치를 제공하는 데 있다.
더욱이, 본 발명은 제2롤러를 통해 사조에 함유된 냉각액을 추출하여 줌으로써 후처리 공정의 공정성 확보 및 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부공간을 갖는 방사통; 외부로부터 공급되는 방사원액을 하방으로 토출시키는 방사구금을 갖추어 상기 방사통의 상단에 배치되는 헤드; 및 상기 방사구금으로부터 배출되는 사조가 통과할 수 있도록 상기 방사통의 하부측에 회전가능하게 구비되고 상기 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시킬 수 있도록 내부로부터 외부로 냉각액을 분사하는 제1롤러와, 상기 제1롤러에서 분사된 냉각액이 일정량 체류되는 받침조 및 상기 사조에 부착된 냉각액을 추출하는 제2롤러를 포함하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치를 제공한다.
삭제
바람직하게는, 상기 사조는 상기 제1롤러와 상기 받침조의 사이를 통과할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1롤러는 내부 반경방향으로 관통형성되는 다수 개의 분사구가 구비되어 상기 제1롤러의 내측으로 공급되는 냉각액이 상기 분사구를 통해 외부로 토출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1롤러는 길이방향을 따라 일정깊이 절개형성되는 다수 개의 홈부가 구비되고 상기 홈부에 상기 분사구가 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 받침조의 상부면은 상기 제1롤러와의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 하방으로 볼록한 원호부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1롤러의 중앙부는 길이방향을 따라 중공으로 구비되고 상기 다수 개의 분사구가 상기 중공과 연통되도록 구비되어 외부로부터 공급되는 냉각액이 상기 중공으로 유입된 후 분사구를 통해 외부로 토출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2롤러는 내부 반경방향으로 관통형성되는 다수 개의 흡입공이 구비되어 상기 제2롤러의 내측과 연결된 진공장치를 통하여 상기 사조에 부착된 냉각액이 추출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2롤러는 길이방향을 따라 일정깊이 절개형성되는 다수 개의 홈부가 구비되고 상기 홈부에 상기 흡입공이 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2롤러의 중앙부는 길이방향을 따라 중공으로 구비되고 상기 다수 개의 흡입공이 상기 중공과 연통되도록 구비되어 상기 중공과 연결된 진공장치를 통하여 공급되는 진공압으로 상기 사조에 부착된 냉각액이 흡입공을 통하여 흡입될 수 있다.
본 발명에 의하면, 방사통의 하부측에 컨디셔닝부를 마련하여 방사통을 통과한 사조를 냉각시켜 줌으로써 후처리 공정의 공정성을 확보하고 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 제1롤러를 통해 컨디셔닝부를 통과하는 사조측으로 냉각액을 분사하여 줌으로써 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시켜 냉각효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명은 제2롤러를 통해 사조에 함유된 냉각액을 추출하여 줌으로써 후처리 공정의 공정성 확보 및 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 건식 방사장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 건식 방사장치를 나타낸 개략도.
도 3은 도 2에 사용되는 제1롤러 및 받침조를 나타낸 개략도.
도 4는 도 3의 사시도.
도 5는 도 2에 사용되는 제2롤러를 나타낸 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
본 발명에 따른 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치(100)는 방사통(110)의 하부측에 냉각액을 분사시킨 후 사조에 함유된 냉각액을 다시 추출하는 컨디셔닝부(130)를 배치하여 방사구금(122)으로부터 배출되는 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시키고 사조의 표면에 부착된 냉각액을 제거함으로써 후처리 공정의 공정성을 확보하고 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 데 기술적 특징이 있다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치(100)는 방사통(110), 헤드(120) 및 컨디셔닝부(130)를 포함한다.
상기 방사통(110)은 섬유모양으로 성형되는 공정이 이루어지도록 일정크기의 내부공간을 갖는 대략 중공형의 원통형 구조물이다.
상기 헤드(120)는 이물질이 제거된 고분자 용액인 방사원액을 기어펌프에 걸리는 압력을 분산시켜 공급받을 수 있도록 상기 방사통(110)의 상단에 설치된다.
이러한 헤드(120)는 하부측이 상기 방사통(110)의 내부로 노출되며, 헤드(120)의 하부단에는 외부로부터 공급되는 방사원액을 방사통(110)의 내부에서 섬유상으로 만들어 하향 토출시키는 방사구금(122)이 구비된다.
이때, 상기 방사구금(122)은 높이방향을 따라 다수 개의 노즐공이 관통형성되어 상기 방사통(110)의 내부측으로 방사원액을 섬유상으로 토출시킬 수 있도록 한다.
여기서, 상기 노즐공은 상기 방사구금(122)의 하부면에 원주방향을 따라 일정간격을 두고 배치된다.
한편, 상기 방사통(110)의 일측에는 질소와 같은 불활성 가스가 방사통(110)의 내부로 유입될 수 있도록 유입구(112)가 마련된다.
이러한 유입구(112)는 고온의 불활성 가스가 방사통(110)의 내부공간으로 공급되어 열풍을 제공함으로써 상기 방사구금(122)으로부터 토출되어 방사원액으로부터 섬유상의 파이버로 전환되는 과정에서 상기 파이버에 포함된 용매를 증발시키게 된다.
상기 컨디셔닝부(130)는 상기 방사통(110)의 하부측에 배치되어 상기 방사구금(122)으로부터 토출된 사조가 통과되도록 함으로써 용매를 제거하기 위해 사용되는 열풍에 의해 가열된 사조를 냉각액으로 냉각시킨 후 사조에 포함된 냉각액을 제거하는 역할을 한다.
한편, 방사구금(122)으로부터 토출된 사조가 균일하게 냉각되지 않으면 각 사조마다 고화지점이 다르게 되고, 각각의 사조는 굵기의 차이가 생기게 된다. 이 상태에서 고뎃롤러를 통해 연신이 일어나게 되면 개개의 사조는 불균일 연신이 일어나게 되므로 후공정에서 단사가 발생되거나 최종 제품에서 모우 등이 발생하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치(100)는 방사통(110)의 하부측에 사조를 냉각시키는 컨디셔닝부(130)가 구비되어 방사통을 통과한 사조를 균일하게 냉각시켜 줌으로써 후처리 공정의 공정성을 확보하고 최종 제품의 물성을 확보할 수 있게 된다. 더불어, 제2롤러(136)를 통하여 냉각과정에서 사조에 부착된 냉각액을 다시 추출하여 제거함으로써 냉각과정에서 사용되는 냉각액에 의한 컨디셔닝 효과의 저하를 방지할 수 있게 된다.
이를 위해, 상기 컨디셔닝부(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 회전가능하게 구비되고 내부로부터 외부로 냉각액을 분사하는 제1롤러(134)와, 상기 제1롤러(134)에서 분사된 냉각액이 일정량 체류되는 받침조(132) 및 회전가능하게 구비되고 진공압을 통하여 상기 사조에 부착된 냉각액을 추출하는 제2롤러(136)로 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 받침조(132)의 상부측에 제1롤러(134)가 회전가능하게 배치되어 방사구금(122)으로부터 토출된 사조가 제1롤러(134)와 받침조(132)의 사이를 통과할 수 있도록 한다. 즉, 상기 받침조(132)는 일측이 개구된 공간부를 갖도록 대략 'ㄴ'자 형상으로 구비되어 상기 공간부 측에 상기 제1롤러(134)가 배치되도록 한다. 이에 따라, 상기 제1롤러(134)에서 분사된 냉각액은 일측이 개구된 상기 받침조(132)의 공간부 측에 일정량 저장된다. 이때, 상기 받침조(132)의 상부면은 상기 제1롤러(134)와의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 하방으로 볼록한 원호부(132a)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1롤러(134)를 통해 토출된 냉각액이 상기 받침조(132)에 일정량 체류됨으로써 제1롤러(134)와 받침조(132) 사이를 통과하는 사조와 냉각액의 접촉효율을 증대시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 상기 사조의 균일한 냉각이 이루어짐으로써 후처리 공정의 공정성을 확보하고 최종 제품의 물성을 확보할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1롤러(134)는 외부로부터 냉각액을 공급받아 내부에서 외부로 냉각액을 토출함으로써 컨디셔닝부(130)를 통과하는 사조를 냉각시키게 된다. 이를 위해, 상기 제1롤러(134)는 둘레방향을 따라 내부 반경방향으로 관통형성되는 다수 개의 분사구(134a)가 구비되며, 중앙부는 길이방향을 따라 중공(134b)으로 구비되어 상기 다수 개의 분사구(134a)와 연통된다. 이에 따라, 냉각액은 외부로부터 상기 중공(134b)측으로 유입된 후 다수 개의 분사구(134a)를 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기 제1롤러(134)는 길이방향을 따라 일정깊이 절개형성되는 다수 개의 홈부(134c)가 둘레방향을 따라 배치된다. 그리고, 상기 홈부(134c)에는 상기 분사구(134a)가 각각 구비된다.
이에 따라, 상기 제1롤러(134)의 외주면에 상기 사조가 접촉된다 하더라도 상기 분사구(134a)의 출구와는 미접촉된 상태를 유지할 수 있음으로써 분사구(134a)를 통해 토출되는 냉각액이 더욱 원활하게 사조에 접촉될 수 있게 된다.
상기 제2롤러(136)는 사조의 진행방향에서 제1롤러(134)의 후방측에 배치되어 진공압을 통하여 사조에 포함된 냉각액을 추출할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 제2롤러(136)는 둘레방향을 따라 내부 반경방향으로 관통형성되는 다수 개의 흡입공(136a)이 구비되며, 중앙부는 길이방향을 따라 중공(136b)으로 구비되어 상기 다수 개의 흡입공(136a)과 서로 연통된다. 그리고, 상기 중공(136b)은 외부의 진공장치(미도시)와 연결되어 상기 중공(136b)에 진공압을 제공하게 된다. 이에 따라, 상기 제1롤러(134)를 통과하면서 냉각되는 사조는 상기 진공압을 통하여 제2롤러(136)측에 권취되면서 사조에 포함된 냉각액이 진공압에 의하여 추출된 후 흡입공(136a)을 통해 제2롤러(136)의 중공(136b)으로 유입된다. 이로 인해, 사조의 표면에 부착되어 있던 냉각액이 진공압에 의해 추출되어 제거됨으로써 후공정에서 사조에 부착된 냉각액으로 인한 컨디셔닝 효과의 저하를 억제할 수 있게 된다.
이때, 상기 제2롤러(136)는 길이방향을 따라 일정깊이 절개형성되는 다수 개의 홈부(136c)가 둘레방향을 따라 배치된다. 그리고, 상기 홈부(136c)에는 상기 흡입공(136a)이 각각 구비될 수 있다.
한편, 상기 컨디셔닝부(130)의 후방 측에는 적어도 하나의 고뎃롤러(140)가 배치되어 컨디셔닝부(130)를 통과한 사조를 연신시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 의하면, 방사통의 하부측에 컨디셔닝부를 마련하여 방사통을 통과한 사조를 냉각시켜 줌으로써 후처리 공정의 공정성을 확보하고 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 제1롤러를 통해 컨디셔닝부를 통과하는 사조측으로 냉각액을 분사하여 줌으로써 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시켜 냉각효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명은 제2롤러를 통해 사조에 함유된 냉각액을 추출하여 줌으로써 후처리 공정의 공정성 확보 및 최종 제품의 물성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 변형물 및 교체물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.
100 : 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치
110 : 방사통 112 : 유입구
120 : 헤드 122 : 방사구금
130 : 컨디셔닝부 132 : 받침조
132a : 원호부 134 : 제1롤러
134a : 분사구 134b : 중공
134c : 홈부 136 : 제2롤러
136a : 흡입공 136b : 중공
136c: 홈부 140 : 고뎃롤러

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 내부공간을 갖는 방사통;
    외부로부터 공급되는 방사원액을 하방으로 토출시키는 방사구금을 갖추어 상기 방사통의 상단에 배치되는 헤드; 및
    상기 방사구금으로부터 배출되는 사조가 통과할 수 있도록 상기 방사통의 하부측에 회전가능하게 구비되고 상기 사조와 냉각액과의 접촉을 촉진시킬 수 있도록 내부로부터 외부로 냉각액을 분사하는 제1롤러와, 상기 제1롤러에서 분사된 냉각액이 일정량 체류되는 받침조 및 상기 사조에 부착된 냉각액을 추출하는 제2롤러를 포함하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 사조는 상기 제1롤러와 상기 받침조의 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1롤러는 내부 반경방향으로 관통형성되는 다수 개의 분사구가 구비되어 상기 제1롤러의 내측으로 공급되는 냉각액이 상기 분사구를 통해 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1롤러는 길이방향을 따라 일정깊이 절개형성되는 다수 개의 홈부가 구비되고 상기 홈부에 상기 분사구가 구비되는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 받침조의 상부면은 상기 제1롤러와의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 하방으로 볼록한 원호부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제1롤러의 중앙부는 길이방향을 따라 중공으로 구비되고 상기 다수 개의 분사구가 상기 중공과 연통되도록 구비되어 외부로부터 공급되는 냉각액이 상기 중공으로 유입된 후 분사구를 통해 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 제2롤러는 내부 반경방향으로 관통형성되는 다수 개의 흡입공이 구비되어 상기 제2롤러의 내측과 연결된 진공장치를 통하여 상기 사조에 부착된 냉각액이 추출되는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2롤러는 길이방향을 따라 일정깊이 절개형성되는 다수 개의 홈부가 구비되고 상기 홈부에 상기 흡입공이 구비되는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2롤러의 중앙부는 길이방향을 따라 중공으로 구비되고 상기 다수 개의 흡입공이 상기 중공과 연통되도록 구비되어 상기 중공과 연결된 진공장치를 통하여 공급되는 진공압으로 상기 사조에 부착된 냉각액이 흡입공을 통하여 흡입되는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝부를 구비한 건식 방사장치.
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