KR101536435B1 - 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식 방사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사통의 하부에 배치되는 컨디셔닝부가 방사통에 대하여 비직선형으로 배치됨으로써 사조와 접촉되는 냉각액의 체류시간을 증대시키고 유입되는 사조의 장력제어가 가능한 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치에 관한 것이다.
본 발명은 내부공간을 갖는 방사통; 외부로부터 공급되는 방사원액을 하방으로 토출시키는 방사구금을 갖추어 상기 방사통의 상단에 배치되는 헤드; 및 상기 방사통의 하부에 배치되어 내부를 통과하는 사조에 냉각액을 접촉시키는 컨디셔닝부;를 포함하고, 상기 컨디셔닝부는 상기 방사통으로부터 배출되는 사조가 비직선형으로 유입되어 내부를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치를 제공한다.

Description

비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치{Dry Spinning Apparatus including non-leaner passage}

본 발명은 건식 방사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사통의 하부에 배치되는 컨디셔닝부가 방사통에 대하여 비직선형으로 배치됨으로써 사조와 접촉되는 냉각액의 체류시간을 증대시키고 유입되는 사조의 장력제어가 가능한 비직선형 경로를 갖는 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 고뎃롤러를 통해 연신해줌으로써 최종 제품을 생산하게 된다.

이때, 방사구금을 통해 나온 사조들의 물성편차가 균일하지 않으면 이후의 연신과정에서 불균일 연신이 일어나게 되므로 후공정에서 단사가 발생되거나 최종 제품에서 모우등이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방사통의 하부에 배치되는 컨디셔닝부를 방사통에 대하여 비직선형으로 배치하여 사조와 접촉되는 냉각액의 접촉시간을 증대시키고 유입되는 사조의 장력을 제어함으로써 방사통으로부터 배출되는 사조들의 물성편차를 최소화할 수 있는 비직선형 경로를 갖는 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 방사통의 하부에 배치되어 내부를 통과하는 사조에 냉각액을 접촉시키는 컨디셔닝부;를 포함하고, 상기 컨디셔닝부는 상기 방사통으로부터 배출되는 사조가 비직선형으로 유입되어 내부를 통과하도록 배치되며, 상기 컨디셔닝부는 냉각액이 유입되는 복수 개의 유로가 구비되는 한 쌍의 몸체로 구비되고, 상기 한 쌍의 몸체는 서로 대면하는 면 사이로 상기 사조가 통과할 수 있도록 서로 일정간격 이격배치되어 통과로를 형성하는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 컨디셔닝부는 내부를 통과하는 사조가 상기 방사통의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 통과하도록 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 컨디셔닝부는 내부를 통과하는 사조가 상기 방사통의 길이방향에 대하여 45도 각도로 유입되도록 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 컨디셔닝부 및 방사통 사이에는 상기 사조가 지나가는 롤러가 구비되고, 상기 컨디셔닝부로 유입되는 사조는 상기 롤러를 통해 방향이 전환될 수 있다.

삭제

바람직하게는, 상기 통과로는 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 형성되도록 절곡형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 방사통의 하부에 배치되는 컨디셔닝부를 방사통에 대하여 비직선형으로 배치하여 사조와 접촉되는 냉각액의 접촉시간을 증대시키고 유입되는 사조의 장력을 제어함으로써 방사통으로부터 배출되는 사조들의 물성편차를 최소화하여 최종 제품의 품질을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 건식 방사장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 건식 방사장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 건식 방사장치를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 사용되는 컨디셔닝부를 나타낸 개략도.

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 발명의 바람직한 실시예에 따른 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치(100,200)는 방사통(110)의 하부에 배치되는 컨디셔닝부(130)를 방사통(110)에 대하여 비직선형으로 배치하여 사조(10)와 접촉되는 냉각액과의 접촉시간을 증대시키고 유입되는 사조(10)의 장력을 제어함으로써 방사통(110)으로부터 배출되는 사조들의 물성편차를 최소화할 수 있는데 기술적 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치(100,200)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 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 방사통(110)으로부터 토출되는 사조(10)를 냉각액과 접촉시켜 물성편차를 최소화하기 위한 것이다. 이러한 컨디셔닝부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 냉각액이 유입되는 복수 개의 유로(133)가 구비되는 한 쌍의 몸체(132)로 구비되고, 상기 한 쌍의 몸체(132)는 서로 대면하는 면 사이로 방사통(110)으로부터 배출되는 사조(10)가 통과할 수 있도록 일정간격 이격배치되어 통과로(134)를 형성한다.

이에 따라, 상기 사조(10)는 상기 통과로(134)를 통과하면서 유로(133)에서 공급되는 냉각액과 접촉된다. 이때, 상기 통과로(134)는 통과로(134)를 통과하는 사조(10)와 냉각액과의 접촉시간을 증대시킬 수 있도록 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 형성되도록 절곡형성된다.

더불어, 상기 컨디셔닝부(130)는 방사통(110)으로부터 배출되어 상기 컨디셔닝부(130) 측으로 유입되는 사조가 비직선형으로 유입될 수 있도록 상기 방사통(110)의 하부에 배치된다.

이때, 상기 컨디셔닝부(130) 및 방사통(110)의 사이에는 상기 사조가 지나가는 롤러(140)가 구비되어 상기 컨디셔닝부(130)로 유입되는 사조(10)가 상기 롤러(140)를 통해 방향이 전환된 후 유입될 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 컨디셔닝부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 통과로(134)를 통과하는 사조가 상기 방사통(110)의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 통과할 수 있도록 방사통(110)의 하부측에 배치될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 통과로(134)를 통과하는 사조가 상기 방사통(110)의 길이방향에 대하여 45도 각도로 유입되도록 배치될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 롤러(140) 및 컨디셔닝부(130)를 서로 일직선상에 배치하여 상기 사조(10)가 통과로(134)의 길이방향과 평행한 방향으로 통과하도록 한다. 이에 따라, 상기 컨디셔닝부(130)는 한 쌍의 몸체(132) 중 일측이 하부측에 배치되고 그 상부측에 통과로(134)가 형성됨으로써 유로(133)를 통해 공급되는 냉각액이 통과로(134)측에 체류되는 시간이 증대된다. 이에 따라, 상기 통과로(134)를 통과하는 사조(10)와의 접촉시간이 증대됨으로써 유로(133)를 통해 공급되는 냉각액과의 접촉시간이 증대되는 효과를 얻을 수 있다. 더불어, 상기 롤러(140)를 통해 방향이 전환되면서 상기 컨디셔닝부(130) 측으로 유입되는 사조(10)의 장력이 제어됨으로써 냉각액과의 접촉효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 방사통(110)에서 토출되는 사조(10)가 롤러(140)를 통해 45도 기울어진 후 컨디셔닝부(130)의 통과로(134) 측으로 유입되도록 할 수도 있다. 이를 통해, 상기 방사통(110)을 통과한 사조(10)는 롤러(140)를 통해 방향이 전환되면서 상기 컨디셔닝부(130) 측으로 유입되는 사조(10)의 장력이 제어됨으로써 냉각액과의 접촉효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 컨디셔닝부(130)의 후방 측에는 적어도 하나의 고뎃롤러(150)가 배치되어 컨디셔닝부(130)를 통과한 사조를 연신시킬 수 있도록 한다.

본 발명에 의하면, 방사통의 하부에 배치되는 컨디셔닝부를 방사통에 대하여 비직선형으로 배치하여 사조와 접촉되는 냉각액의 접촉시간을 증대시키고 유입되는 사조의 장력을 제어함으로써 방사통으로부터 배출되는 사조들의 물성편차를 최소화하여 최종 제품의 품질을 높일 수 있는 장점이 있다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 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.

100,200 : 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치
110 : 방사통 112 : 유입구
120 : 헤드 122 : 방사구금
130 : 컨디셔닝부 132 : 몸체
133 : 유로 134 : 통과로
140 : 롤러 150 : 고뎃롤러

Claims (6)

1. 내부공간을 갖는 방사통;
   외부로부터 공급되는 방사원액을 하방으로 토출시키는 방사구금을 갖추어 상기 방사통의 상단에 배치되는 헤드; 및
   상기 방사통의 하부에 배치되어 내부를 통과하는 사조에 냉각액을 접촉시키는 컨디셔닝부;를 포함하고,
   상기 컨디셔닝부는 상기 방사통으로부터 배출되는 사조가 비직선형으로 유입되어 내부를 통과하도록 배치되며,
   상기 컨디셔닝부는 냉각액이 유입되는 복수 개의 유로가 구비되는 한 쌍의 몸체로 구비되고, 상기 한 쌍의 몸체는 서로 대면하는 면 사이로 상기 사조가 통과할 수 있도록 서로 일정간격 이격배치되어 통과로를 형성하는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 컨디셔닝부는 내부를 통과하는 사조가 상기 방사통의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 컨디셔닝부는 내부를 통과하는 사조가 상기 방사통의 길이방향에 대하여 45도 각도로 유입되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨디셔닝부 및 방사통 사이에는 상기 사조가 지나가는 롤러가 구비되고, 상기 컨디셔닝부로 유입되는 사조는 상기 롤러를 통해 방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 통과로는 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 형성되도록 절곡형성되는 것을 특징으로 하는 비직선형 경로를 갖는 건식 방사장치.

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