KR101508743B1 - Cooling apparatus for spinnerette - Google Patents

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김정삼
강영식
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도레이케미칼 주식회사
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Abstract

Disclosed is an apparatus for cooling a spinneret. According to the present invention, a closed cooling line is arranged in the spinneret in order to control the temperature of the whole spinneret. The apparatus is a spinning apparatus including the spinneret which discharges threads after a fiber polymer in a liquid phase is provided to a spinning head. The apparatus includes a refrigerant pipe, which is installed on an outer surface of the spinneret to cool the spinneret by heat exchange of the refrigerant, and a pump installed on a flow channel of the refrigerant pipe to control circulation of the refrigerant.

Description

방사구금 냉각장치 {Cooling apparatus for spinnerette}[0001] The present invention relates to a cooling apparatus for spinnerette,

본 발명은 방사구금 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 방사구금의 내부에 전체 온도를 조절할 수 있도록 밀폐된 냉각라인이 설치된 방사구금의 냉각장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a spinneret cooling apparatus, and more particularly, to a spinneret cooling apparatus in which a sealed cooling line is installed inside a spinneret so as to control the overall temperature.

일반적으로, 건식방사(dry spinning)는 섬유 고분자를 쉽게 증발할 수 있는 용매에 녹인 다음 이 용액을 뜨거운 공기 속으로 압출하여 용매를 증발시켜 섬유상으로 고화시키는 방법이다.In general, dry spinning is a method of dissolving a fiber polymer in a solvent capable of easily evaporating, then extruding the solution into hot air to evaporate the solvent to solidify it into a fibrous phase.

최초의 건식방사로 아세테이트섬유가 공업적으로 생산된 이래 염화비닐과 아세트산비닐의 공중합체인 비닐론(vinylon)이 건식방사로 생산 되었으며, 그 이후 아세테이트 섬유를 비롯하여 트리아세테이트섬유, 폴리염화비닐섬유, 아크릴 섬유(올론), 스판덱스, 아라미드(aramid) 등이 건식방사로 생산 제조되기에 이르렀다.Since the first dry spinning acetate fibers were produced industrially, vinylon, which is a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate, has been produced by dry spinning. After that, acetate fibers, triacetate fibers, polyvinyl chloride fibers, acrylic fibers (Olone), spandex, aramid, etc., have been produced and produced by dry spinning.

건식방사 공정은 고분자의 용해, 미세 불순물을 제거하는 여과, 기포를 제거하는 탈포, 섬유모양으로 성형하는 방사, 용매를 회수하여 재사용하는 용매회수, 섬유성능향상을 위한 연신 등의 순서로 이루어진다. 건식방사 공정의 권취 및 연신 이후의 공정은 제품의 형태(필라멘트, 스테이플, 토우)에 따라 다르나, 용융방사와 거의 같으며, 방사구의 토출은 용융이나 습식방사와 유사한 기술로 진행된다. 다만 토출사의 건조방식이 건식방사의 특유한 공정이다. The dry spinning process is carried out in the order of dissolution of polymer, filtration to remove fine impurities, defoaming to remove bubbles, spinning to form fiber, recovery of solvent to recover solvent, and stretching to improve fiber performance. The process of winding and drawing after dry spinning process is almost the same as melt spinning though it depends on the form of the product (filament, staple, tow), and ejection of spinneret proceeds with a technique similar to melting or wet spinning. However, the drying method of the dust discharge is a unique process of dry radiation.

본 발명은 특히, 상술한 건식방사 공정 중에 토출사를 방사하는 방사구금의 온도제어와 관련된 장치이다.In particular, the present invention relates to a device relating to temperature control of a spinneret that emits a discharge yarn during the dry spinning process described above.

이러한 공정에 사용되는 종래기술에 의한 방사구금은 용융된 상태의 용액을 수용하는 방사헤드 하단에 설치되고, 상기 방사헤드에는 용융라인이 연결되어 용액을 공급하는 구조이다. 따라서 방사장치 설계자들은 방사구금으로부터 토출되는 토출사의 온도를 예상하고 그에 맞은 온도의 용액으로 만들어 용융라인과 방사헤드로 공급한다.The spinneret according to the prior art used in this process is installed at the lower end of the spinning head to receive the molten solution, and the spinning head is connected to the melt line to supply the solution. Therefore, the radiator designers expect the temperature of the discharged yarn discharged from the spinneret to be made into a solution of the temperature corresponding thereto and supply it to the melt line and the spinning head.

그러나, 방사구금 하부로 토출되는 토출사로부터 용매의 회수와 건조가 진행되도록 고온가스가 공급되기 때문에 직접적으로 고온가스에 노출되는 방사구금이 과열되어 방사성이 불안정해지는 문제점이 있다.However, since the hot gas is supplied from the discharged yarn discharged to the lower portion of the spinneret so that the solvent is recovered and dried, the spinneret which is directly exposed to the hot gas is overheated and the radioactivity becomes unstable.

이를 해결하기 위하여 방사구금의 하부에 수조를 설치하여 방사구금을 냉각시키는 구성이 고안되었으나, 이렇게 수조 순환방식을 구성한 경우에는 방사통에 고급되는 고온가스(250℃이상)로 인해 수조의 물이 증기로 변환되며, 증기로 변환된 후의 냉각효율은 크게 감소할 수 있어 거의 그 역할을 수행하지 못하게 되고, 증기로 기화된 냉수를 다시 응축/냉각시키기 위한 별도의 장치가 필요하게 되어 그 가동효율도 저하되는 문제점이 있다.
In order to solve this problem, a water tank is installed at the lower part of the spinneret to cool the spinneret. However, when the water tank circulation system is constructed, the water in the water tank becomes steam And the cooling efficiency after conversion into steam can be largely reduced, so that it can not perform its role and a separate device for condensing / cooling the vaporized vaporized water again is needed, so that the operation efficiency is lowered There is a problem.

대한민국 등록실용신안 20-0157868Korea Registered Utility Model 20-0157868

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 방사구금의 금형 내부에 냉매라인을 형성하고 방사구금의 온도를 피드백하여 방사구금의 온도를 제어함으로써 이상적인 온도에서 토출되는 토출사를 얻을 수 있는 방사구금 냉각장치를 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for forming a coolant line in a mold of a spinneret and feeding the temperature of the spinneret by controlling the temperature of the spinneret, And to provide a spinning cup cooling apparatus that can be obtained.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 용액 상태의 섬유고분자가 방사헤드로 공급된 다음 토출사로 분사되는 방사구금을 포함하는 방사장치에 있어서, 상기 방사구금의 외면에 설치되어 냉매의 열교환에 의해 상기 방사구금을 냉각하는 냉매관과, 상기 냉매관의 유로 상에 설치되어 상기 냉매의 순환을 제어하는 펌프를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a spinning apparatus including a spinneret in which a fiber polymer in a solution state is fed to a spinneret and then sprayed to a spinneret, And a pump installed on the flow path of the refrigerant pipe to control the circulation of the refrigerant.

바람직하게는, 상기 냉매관에는 외부 열교환기가 연결되어, 상기 방사구금의 열을 흡수한 냉매를 냉각한다.Preferably, an external heat exchanger is connected to the refrigerant tube to cool the refrigerant absorbing the heat of the spinneret.

바람직하게는, 상기 냉매관은 상기 방사구금을 적어도 한 번 이상 감싸도록 유로가 형성된다.Preferably, the refrigerant pipe is formed with a flow path so as to surround the spinneret at least once.

바람직하게는, 상기 방사구금에는 외측방향으로 돌출된 다수개의 핀이 형성되고, 상기 냉매관에 상기 핀들이 위치한다.Preferably, the spinneret has a plurality of fins protruding outwardly, and the fins are located in the refrigerant tube.

바람직하게는, 상기 핀은 주름진 형태로 이루어진다.Preferably, the pin is in a corrugated form.

바람직하게는, 상기 냉매관은 상기 방사구금을 코일 형태로 복수 번 감싸도록 설치된다.
Preferably, the refrigerant tube is installed so as to surround the spinneret in the form of a coil a plurality of times.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The present invention as described above has the following effects.

(1) 본 발명에 의한 방사구금 냉각장치는 방사구금에 밀폐된 형태의 냉매관을 설치하고 냉매의 흐름을 제어함으로써 방사구금의 온도를 적정하게 유지하여 최적의 토출사를 사출할 수 있는 효과를 제공한다.(1) In the spinneret cooling apparatus according to the present invention, a sealed refrigerant tube is provided in the spinneret and the flow of the refrigerant is controlled to maintain the temperature of the spinneret at an appropriate temperature, to provide.

(2) 본 발명에 의한 방사구금 냉각장치는 방사구금에서 최대한 신속하게 열을 흡수하여 냉각할 수 있도록 핀 구조의 열교환 구조를 구현하고 외부에는 순환되는 냉매를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 외부 열교환기를 설치하여 피드백되는 방사구금의 온도에 신속하게 대응할 수 있는 효과를 제공한다.
(2) The spinneret cooling apparatus according to the present invention implements a fin-structure heat exchange structure for absorbing and cooling heat as quickly as possible in the spinneret, and an external heat exchanger is installed to cool the circulated refrigerant quickly Thereby providing an effect of quickly responding to the temperature of the spinneret fed back.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 방사구금 냉각장치가 설치된 방사장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 방사구금 냉각장치가 설치된 방사장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 의한 방사구금 냉각장치가 설치된 방사장치의 단면도이다.1 is a sectional view of a spinning device provided with a spinneret cooling device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a sectional view of a spinning device provided with a spinneret cooling device according to a second embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a spinning apparatus provided with a spinneret cooling apparatus according to a third embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제1실시 예에 따른 방사구금의 냉각장치가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 방사구금 냉각장치는 용액 상태의 섬유고분자가 방사헤드(2)로 공급된 다음 토출사(4)로 분사되는 방사구금(1)을 포함하는 방사장치에 있어서, 상기 방사구금(1)의 외면에 설치되어 냉매의 열교환에 의해 상기 방사구금(1)을 냉각하는 냉매관(10)과, 상기 냉매관(10)의 유로 상에 설치되어 상기 냉매의 순환을 제어하는 펌프(13)와, 상기 냉매관(10)에는 상기 방사구금(1)의 열을 흡수한 냉매를 냉각하도록 연결된 외부 열교환기(12)를 포함한다.A cooling apparatus of a spinneret according to a first embodiment of the present invention is shown in Fig. As shown in the figure, the spinneret cooling apparatus includes a spinneret 1 in which a fiber polymer in a solution state is supplied to a spinneret 2 and then ejected to a spinneret 4, wherein the spinneret 1 And a pump 13 installed on the flow path of the refrigerant pipe 10 and controlling the circulation of the refrigerant. The refrigerant pipe 10 is provided on the outer surface of the refrigerant pipe 10 to cool the spinnerette 1 by heat exchange of the refrigerant, And an external heat exchanger (12) connected to the refrigerant pipe (10) to cool the refrigerant absorbing the heat of the spinneret (1).

상기 방사구금(1)은 상기 방사헤드(2)에 설치되고, 방사헤드(2)에 용융라인(3)이 연결되어 용액 상태의 섬유고분자가 공급된 다음, 상기 방사구금(1)의 노즐을 통하여 토출사(4)가 토출된다.The spinneret 1 is installed in the spinning head 2 and the melt line 3 is connected to the spinning head 2 to supply a fiber polymer in a solution state and then the nozzle of the spinneret 1 The discharged yarn 4 is discharged.

상기 방사구금(1) 외면에는 냉매관(10)이 방사구금(1)을 둘러 싸도록 설치되어 있다. 상기 냉매관(10)이 상기 방사구금(1)에 직접 접촉하여 열교환이 가능하도록 설치되어 있는 것이다. 따라서 가장 열효관 효율이 뛰어난 형태이다.On the outer surface of the spinneret (1), a coolant pipe (10) is provided so as to surround the spinneret (1). The refrigerant pipe (10) is provided so as to be in direct contact with the spinneret (1) to enable heat exchange. Therefore, it is the most efficient type.

상기 냉매관(10)에는 냉매가 흐르게 되고, 그 냉매의 흐름은 펌프(13)에 의해 제어된다. 물론 펌프(13)도 피드백되는 방사구금(1)의 온도에 따라 제어될 수 있도록 설치된다. 따라서 상기 방사구금(1)이 일정 온도 이상으로 올라가면 펌프(13)의 동작에 의해 냉매가 흐르면서 냉각이 시작되어 상기 방사구금(1)을 냉각하게 되고, 상기 방사구금(1)의 온도가 적정온도가 되면 펌프(13)가 동작을 멈춰 최적의 온도를 유지하게 된다.A refrigerant flows through the refrigerant pipe (10), and the flow of the refrigerant is controlled by a pump (13). Of course, the pump 13 is also installed so that it can be controlled according to the temperature of the spinning cup 1 to be fed back. Accordingly, when the spinnerette 1 is raised to a predetermined temperature or more, the cooling of the spinneret 1 is started by the operation of the pump 13 by the operation of the pump 13 to cool the spinneret 1, The pump 13 stops operating to maintain the optimum temperature.

상기 외부 열교환기(12)는 상기 방사구금(1)으로부터 흡수한 열을 외부로 전달하여 냉매의 온도를 낮추게 된다. 외부 열교환기가 없어도 냉매가 펌프(13)와 냉매라인(11)을 통하여 순환하면서 흡수된 열을 방출하게 되나, 이처럼 외부 열교환기(12)가 설치되어 있으면 더욱 신속하게 열을 방출할 수 있기 때문에 방사구금(1)을 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.The external heat exchanger (12) transfers heat absorbed from the spinneret (1) to the outside to lower the temperature of the refrigerant. Even if there is no external heat exchanger, the refrigerant circulates through the pump 13 and the refrigerant line 11 to release the absorbed heat. However, if the external heat exchanger 12 is installed, The nipping 1 can be cooled more quickly.

도 1에 도시된 바와 같이, 용융라인(3)을 따라 방사헤드(2)로 유입된 용액 상태의 섬유고분자는 상기 방사구금(1)을 통하여 토출사(4)로 방사된다. 이때 방사통(5) 내부 상하부에서 용매 회수와 건조를 위하여 고온가스가 공급된다. 이렇게 설계된 설비에 따라 공정이 진행되면서 토출사(4)를 방사하여 제품을 생산하게 된다.As shown in FIG. 1, a fiber polymer in a solution state flowing into the spinning head 2 along the melting line 3 is radiated to the discharge yarn 4 through the spinneret 1. At this time, a high temperature gas is supplied to the top and bottom of the radiation cylinder (5) for solvent recovery and drying. As the process is progressed according to the designed equipment, the discharge yarn 4 is radiated to produce the product.

여기서, 방사공정을 계속 진행하게 되면 고온가스에 의해 방사통(5) 내부의 온도가 상승하게 되고 물론 상기 방사구금(1)의 온도도 상승하게 된다.Here, if the spinning process continues, the temperature inside the spinning cylinder 5 is raised by the hot gas, and of course the temperature of the spinneret 1 also increases.

상기 방사구금(1)의 온도가 일정온도 이상으로 상승하게 되면 상기 펌프(13)가 작동하게 된다. 펌프(13)의 작동에 의해 냉매는 냉매관(10), 냉매라인(11), 그리고 열교환기(13)를 흘러 다시 냉매관(10)으로 유입되는 사이클을 겪게 되고, 그 와중에 방사구금(1)의 열을 흡수하여 외부 열교환기(12)와 냉매라인(11)에서 외부로 열을 방출하는 작업을 반복하게 된다. 방사구금(1)의 온도가 일정온도 이하로 내려가면 펌프(13)의 작업은 중지된다.When the temperature of the spinneret 1 rises above a predetermined temperature, the pump 13 is operated. The refrigerant flows through the refrigerant pipe 10, the refrigerant line 11 and the heat exchanger 13 and then flows into the refrigerant pipe 10 by the operation of the pump 13, And discharges the heat from the external heat exchanger 12 and the refrigerant line 11 to the outside. When the temperature of the spinnerette 1 falls below a predetermined temperature, the operation of the pump 13 is stopped.

한편, 도 2에 본 발명에 의한 제2실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1실시예와 같은 구성을 취하고 있으나, 냉매관(10)에 다수개의 핀(100,100')을 적층하여 설치한 점에서 다르다. 이러한 핀(100,100')들을 적층함으로써 냉매와의 접촉면적을 더욱 넓혀 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.On the other hand, Fig. 2 shows a second embodiment according to the present invention. As shown in the drawing, the refrigerant pipe 10 is different from the refrigerant pipe 10 in that a plurality of fins 100 and 100 'are stacked on the refrigerant pipe 10, though the same construction as that of the first embodiment is adopted. By stacking the fins 100 and 100 ', the contact area with the coolant can be further increased to increase the heat exchange efficiency.

상기 핀(100,100')들은 상기 방사구금(1) 외면에 구금과 함께 일체로 금형으로 제작할 수도 있고, 방사구금(1)을 제작한 다음 이에 맞게 제작된 핀(100,100')들을 적층하여 설치할 수도 있다. 물론 상기 방사구금(1)에 일체로 형성하는 것이 열효관 효율에는 유리하다.The pins 100 and 100 'may be integrally formed with a metal mold on the outer surface of the spinnerette 1 or may be formed by stacking the pins 100 and 100' manufactured according to the spinneret 1 . Of course, it is advantageous to integrally form the spinneret 1 in the above-mentioned spinneret 1 with the efficiency of heat conduction.

도 2에서 (a)는 일반적인 편평한 모양의 핀(100)을 설치한 것이고, (b)는 이보다 제작은 어렵지만 열교환 효율이 뛰어난 주름진 형태의 핀(100')을 도시하고 있다.FIG. 2 (a) shows a pin 100 having a general flat shape, and FIG. 2 (b) shows a pin 100 'having a corrugated shape with a high heat exchange efficiency.

한편, 도 3에는 본 발명에 의한 제3실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 상기 냉매관(10')은 상기 방사구금(1)을 코일 형태로 복수 번 감싸도록 설치되어 있다. 이러한 구조가 가장 제작하기 용이한 형태로 열교환 효율은 떨어지나 제작이 매우 용이한 형태이고, 원래의 방사통(5) 설계에서 변형을 적게 가져갈 수 있는 구조이기도 하다.On the other hand, FIG. 3 shows a third embodiment according to the present invention. As shown in the figure, the refrigerant pipe 10 'is installed to surround the spinneret 1 in a coil form a plurality of times. This structure is the easiest to manufacture and it has a low heat exchange efficiency but it is very easy to manufacture and it is also a structure that can take less strain in the design of the original radiation cylinder (5).

도 3을 참고하면, 냉각라인(11)을 연장하여 코일형태로 냉매관(10')을 구성하면 되는 것이다. 펌프(13)와 외부 열교환기(12)도 모두 동일하게 설치된다.Referring to FIG. 3, the refrigerant pipe 10 'may be formed in a coil shape by extending the cooling line 11. Both the pump 13 and the external heat exchanger 12 are installed in the same manner.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

1 : 방사구금
2 : 방사헤드 3 : 용융라인
4 : 토출사 5 : 방사통
10 : 냉매관 11 : 냉매라인
12 : 외부 열교환기 13 : 펌프1: spinning detention
2: spinning head 3: melting line
4: Toei 5: Radiator
10: refrigerant tube 11: refrigerant line
12: external heat exchanger 13: pump

Claims (6)

용액 상태의 섬유고분자가 방사헤드로 공급된 다음 토출사로 분사되는 방사구금을 포함하는 방사장치에 있어서,
상기 방사구금의 외면에 설치되어 냉매의 열교환에 의해 상기 방사구금을 냉각하는 냉매관;
상기 냉매관의 유로 상에 설치되어 상기 냉매의 순환을 제어하는 펌프;
를 포함하고,
상기 방사구금에는 외측방향으로 돌출된 다수개의 핀이 형성되고, 상기 냉매관에 상기 핀들이 위치되는 것을 특징으로 하는 방사구금 냉각장치.A spinning device comprising a spinneret in which a fiber polymer in a solution state is fed to a spinning head and then ejected into a spinneret,
A refrigerant pipe provided on an outer surface of the spinneret for cooling the spinneret by heat exchange of the refrigerant;
A pump installed on the flow path of the refrigerant pipe to control the circulation of the refrigerant;
Lt; / RTI >
A plurality of fins protruding outwardly are formed in the spinneret, and the fins are positioned in the coolant pipe. 제1항에 있어서,
상기 냉매관에는 외부 열교환기가 연결되어, 상기 방사구금의 열을 흡수한 냉매를 냉각하는 것을 특징으로 하는 방사구금 냉각장치.The method according to claim 1,
And an external heat exchanger is connected to the refrigerant tube to cool the refrigerant absorbing the heat of the spinneret. 제1항에 있어서,
상기 냉매관은 상기 방사구금을 적어도 한 번 이상 감싸도록 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 방사구금 냉각장치.The method according to claim 1,
Wherein the refrigerant pipe is formed with a flow path so as to surround the spinneret at least once. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 핀은 주름진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사구금 냉각장치.The method according to claim 1,
Wherein the fin is formed in a corrugated shape. 제1항에 있어서,
상기 냉매관은 상기 방사구금을 코일 형태로 복수 번 감싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 방사구금 냉각장치.



The method according to claim 1,
Wherein the coolant pipe is installed so as to surround the spinneret in the form of a coil a plurality of times.



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