KR102109674B1 - 원사 균일성이 개선된 방사팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사액이 유입되는 유입관을 내부에 구비하는 유입부; 상기 유입부의 유입관을 통해 유입되는 방사액을 여과하는 여과부; 상기 여과부에서 여과된 방사액을 균일하게 혼합하는 혼합부; 및 상기 혼합부를 통해 혼합된 방사액을 토출하는 구금을 포함하고, 상기 혼합부는 일정한 원판에 동일한 간격으로 통과구멍이 분포된 분배판 및상기 분배판 하부에 일정한 방향성을 갖는 삼각피라미드 혼합막대가 일정한 간격으로 수평위치한 혼합판 3~5개가 수직으로 결합되고, 이웃한 혼합판의 방향성은 동일한 각도를 갖는 분배혼합체로 구성되어 있으며, 상기 방사액이 분배혼합체의 분배판 및 혼합판을 통과하면서 방사액이 혼합되는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩에 관한 것이다.

Description

원사 균일성이 개선된 방사팩{Spinning pack with improved yarn uniformity}
본 발명은 원사 균일성이 개선된 방사팩에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다수의 평행한 삼각형 로드로 구성된 분배판이 복수층으로 구성된 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 노즐팩에 관한 것이다.
일반적으로 섬유를 얻기 위해서는 고분자수지를 이용하여 방사액을 제조하고, 제조한 방사액을 방사하여 필라멘트를 형성하는 공정을 거치게 된다.
방사팩은 상기 방사액을 방사하기 위한 장비로서, 종래의 방사팩은 방사액이 주입되는 주입구, 상기 주입구로 주입된 방사액을 분산시키는 분산판, 상기 분산된 방사액을 여과하기 위한 여과필터, 및 다수의 방사홀을 구비한 구금을 포함하여 구성된다. 따라서, 방사액은 상기 주입구로 주입된 후 상기 분산판을 통해 분산되고 상기여과필터에서 여과된 후 상기 구금의 방사홀을 통해 토출됨으로써 필라멘트를 형성하게 된다.
이와 같은 방사팩을 이용하여 방사공정을 수행하면 상기 구금의 방사홀의 개수만큼의 모노필라멘트가 형성된다. 이때, 각각의 모노필라멘트 사이의 물성 편차가 증가되면 원하는 섬유의 물성을 담보할 수 없게 되므로, 모노필라멘트 사이의 물성 편차를 줄이는 것이 필요하다.
모노필라멘트 사이의 물성 편차를 줄이기 위해서는 상기 방사구금의 다수의 방사홀로 진입하는 방사액 사이의 특성차이를 최소화하는 것이 필요하다. 그러나,
종래의 방사팩은 상기 주입구로 주입된 방사액이 서로 다른 경로를 통해 구금의 방사홀로 진입하기 때문에 구금의 방사홀 각각으로 진입하는 방사액 사이의 특성차이가 발생할 수 밖에 없고, 그로 인해서 방사공정에 의해 얻어진 모노필라멘트 사이의 물성 편차를 줄이는데 한계가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 구금의 방사홀 각각으로 진입하는 방사액 사이의 특성차이를 최소화함으로써 방사공정에 의해 얻어진 모노필라멘트 사이의 물성 편차를 줄일 수 있는 방사팩, 및 그와 같은 방사팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 방사액이 유입되는 유입관을 내부에 구비하는 유입부; 상기 유입부의 유입관을 통해 유입되는 방사액을 여과하는 여과부; 상기 여과부에서 여과된 방사액을 균일하게 혼합하는 혼합부; 및 상기 혼합부를 통해 혼합된 방사액을 토출하는 구금을 포함하고, 상기 혼합부는 일정한 원판에 동일한 간격으로 통과구멍이 분포된 분배판 및상기 분배판 하부에 일정한 방향성을 갖는 삼각피라미드 혼합막대가 일정한 간격으로 수평위치한 혼합판 3~5개가 수직으로 결합되고, 이웃한 혼합판의 방향성은 동일한 각도를 갖는 분배혼합체로 구성되어 있으며, 상기 방사액이 분배혼합체의 분배판 및 혼합판을 통과하면서 방사액이 혼합되는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 삼각피라미드 혼합막대의 사면에는 일정한 방향의 복수의 사선홈이 구성되어, 상기 홈 방향에 따라 이동되는 방사액의 방향성이 정해지는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 삼각피라미드 혼합막대의 수평으로 이웃한 사면의 사선홈의 방향성은 동일한 방향인 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 혼합부는 상기 분배혼합체의 상부에 형성되어 상기 유입관을 통해 유입된 방사액의 분산을 유도하는 제1분산유도부를 추가로 포함하는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제1분산유도부는, 상기 방사액의 분산을 유도할 수 있도록 경사지게 구성된 유도면 및 상기 유도면에서 연장되어 상기 여과부를 가압할 수 있도록 돌출된 돌출구를 구비하는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 혼합부는 상기 분배혼합체의 하부에 형성되어 상기 분배혼합체에 의해 분산된 방사액을 수집한 후 수집한 방사액의 분산을 유도하는 제2분산유도부를 추가로 포함하는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제2분산유도부는 상기 방사액을 수집하고 분산을 유도하기 위한 돌출판을 포함하여 이루어지며, 상기 돌출판의 일면은 상기 방사액의 수집을 용이하게 하기 위해서 경사지게 구성되고 상기 돌출판의 타면은 상기 수집된 방사액의 분산을 용이하게 하기 위해서 경사지게 구성된 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩을 제공한다.
본 발명에 따른 방사팩은 혼합부를 포함하고 있어 혼합부에서 방사액의 혼합이 이루어지고, 그와 같이 혼합된 방사액이 구금으로 진입하기 때문에 구금의 방사홀 각각으로 진입하는 방사액 사이의 특성차이가 최소화될 수 있어, 결국 방사공정에 의해 얻어진 모노필라멘트 사이의 물성 편차를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사팩의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사팩을 구성하는 분배혼합체의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각피라미드 혼합막대의 사면에는 일정한 방향의 복수의 사선홈에 대한 사시도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사팩(1)의 개략적인 단면도이다. 본 발명은 방사액이 유입되는 유입관(110)을 내부에 구비하는 유입부(100); 상기 유입부의 유입관(110)을 통해 유입되는 방사액을 여과하는 여과부(200); 상기 여과부(200)에서 여과된 방사액을 균일하게 혼합하는 혼합부(300); 및 상기 혼합부(300)를 통해 혼합된 방사액을 토출하는 구금을 포함하는 방사팩(1)에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사팩(1)을 구성하는 분배혼합체(330)의 개략적인 사시도이다.
상기 혼합부(300)는 일정한 원판에 동일한 간격으로 통과구멍이 분포된 분배판(331) 및상기 분배판(331) 하부에 일정한 방향성을 갖는 삼각피라미드 혼합막대(337)가 일정한 간격으로 수평 위치한 혼합판(335) 3~5개가 수직으로 결합되고, 이웃한 혼합판(335)의 방향성은 동일한 각도를 갖는 분배혼합체(330)가 적층되어 있다.
상기 방사액이 분배혼합체(330)의 분배판(331) 및 혼합판(335)을 통과하면서 방사액이 혼합되는 것에 특징이 있다.
상기 분배판(331)은 원판에 동일한 간격으로 통과구멍이 분포된 것으로, 유입관(110)으로부터 이동되는 방사액은 방사팩(1)의 중심부로 이동되는 것으로 상기 분배판(331)은 이동되는 방사액의 저항을 주어 수직이동을 수평이동으로 방향을 변경시켜 상기 분배판(331)의 통과구멍을 통과해서 하기 혼합판(335)으로 방사액이 이동된다.
상기 혼합판(335)은 일정한 방향성을 갖는 삼각피라미드 혼합막대(337)가 일정한 간격으로 수평위치한 혼합판(335)이 복수개로 적층 구성될 수 있다.
동일한 층에 위치한 혼합판(335)은 삼각피라미드 혼합막대(337)가 상호 평행하게 위치하고 일정한 간격을 갖고 있다. 상기 혼합판(335)이 3~5개가 수직으로 결합된다. 이때 각각의 혼합판(335)의 방향성은 동일하지 않으며 이웃한 혼합판(335)의 방향성은 동일한 각도를 갖는 특징이 있다.
혼합판(335)으로 이동한 방사액은 각층의 혼합판(335)의 삼각피라미드의 사면을 따라 이동한다. 이때 각층의 사면의 각도가 동일하지 않으므로 복수 개의 혼합판(335)을 따라 이동되는 방사액은 수직이동이 아닌 사면방향에 따라 방향이 바뀜에 따라 회전에 의한 혼합과 같은 효과를 얻는다.
이때 삼각피라미드 혼합막대의 상부각은 30~60°가 유체흐름에 방해가 되지 않고 상기 삼각피라미드 혼합막대 사이로 일정한 속도로 통과되여 와류에 의한 혼합되는 효과가 상당하다. 60°초과의 경우 유체흐름이 방해되어 이동속도가 너무 느려 와류에 의한 혼합력이 낮고 반대로 30°미만의 경우 유체흐름에 방해가 되지 않아 와류가 발생되지 안을 수 있다.
따라서 상기 각도에서 방사액은 상기 혼합부(300)를 통과하면서 자연스럽게 혼합이 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각피라미드 혼합막대(337)의 사면에는 일정한 방향의 복수의 사선홈(337a)에 대한 사시도이다. 상기 삼각피라미드 혼합막대(337)의 수평으로 이웃한 사면의 사선홈(337a)의 방향성은 동일한 방향인 것으로, 이웃한 삼각피라미드 혼합막대(337)의 사면홈의 방향에 따라 이동한 방사액은 서로 정면으로 충돌하여 와류가 형성되면서 더욱 혼합이 용이하게 된다.
다음은 상기 혼합부(300)는 상기 분배혼합체(330)의 상부에 형성되어 상기 유입관(110)을 통해 유입된 방사액의 분산을 유도하는 제1분산유도부(310)를 추가로 포함되고, 상기 제1분산유도부(310)는, 상기 방사액의 분산을 유도할 수 있도록 경사지게 구성된 유도면 및 상기 유도면에서 연장되어 상기 여과부(200)를 가압할 수 있도록 돌출된 돌출구를 구비하는 것에 특징이있다.
또한 상기 혼합부(300)는 상기 분배혼합체(330)의 하부에 형성되어 상기 분배혼합체(330)에 의해 분산된 방사액을 수집한 후 수집한 방사액의 분산을 유도하는 제2분산유도부(350)를 추가로 포함하는 것에 특징이 있고 상기 제2분산유도부는 상기 방사액을 수집하고 분산을 유도하기 위한 돌출판을 포함하여 이루어지며, 상기 돌출판의 일면은 상기 방사액의 수집을 용이하게 하기 위해서 경사지게 구성되고 상기 돌출판의 타면은 상기 수집된 방사액의 분산을 용이하게 하기 위해서 경사지게 구성된 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선되는 효과가 있다.
즉, 혼합된 방사물은 제2분사유도부(350)의 돌출판(355)의 경사진 상면(355a)을 따라 이동하여 수집된 후 구금(400)의 방사홀(410)로 유입된다. 이때, 상기 수집된 방사물의 일부는 직접 구금(400)의 방사홀(410)로 유입되고, 나머지는 제2분사유도부(350)의 돌출판(355)의 경사진 하면(355b)을 따라 분산되면서 구금(400)의 방사홀 (410)로 유입된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 설명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이며, 하기 실시예는 예시적인 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것으로 해석될 수 없다.
실시예 1
혼합판이 3개 적층되고 이웃한 혼합판과의 삼각피라미드 혼합막대의 각도가 60℃이며, 각 혼합판의 삼각피라미드 혼합막대의 개수가 50개이고, 혼합막대 간의 간격이 3mm이고, 혼합막대의 단면이 3mm의 변의 길이를 갖는 정삼각형이고, 방사액이 PET 수지와 폴리올레핀 저융점 수지가 각각 30 대 70의 중량비를 갖고 혼합되기 전의 열가소성 수지인 경우 본 발명의 방사팩에 의해 방사된 수지의 열접착강도가 4.2kgf/15mm이다.
실시예 2
삼각피라미드 혼합막대의 간격이 5mm인 것과 혼합판의 혼합막대의 개수가 35개이며, 각각의 삼각피라미드 혼합막대의 사면에 일정한 간격의 사선홈 이외에 실시예 1과 동일하며, 열접착강도가 3.7kgf/15mm이다.
실시예 3
혼합판이 4개 적층되고 이웃한 혼합판과의 삼각피라미드 혼합막대의 각도가 45℃이며, 혼합막대의 분배각(상부의 예각)이 30°으로 각 혼합판의 혼합막대의 개수가 100개이며, 이외에 실시예 1과 동일하며, 열접착강도가 4.5kgf/15mm이다. .
비교예 1
혼합막대의 분배각(상부의 예각)이 120°으로 각 혼합판의 혼합막대의 개수가 35개이며, 혼합막대간의 간격이 3mm이외에 실시예 1과 동일하며, 열접착강도가 2.8kgf/15mm이다.
비교예 2
혼합판이 2개 적층된 것과 혼합막대간의 간격이 3mm이외에 실시예 1과 동일하며, 열접착강도가 2.4kgf/15mm이다.
비교예 3
혼합판이 없고 분배판(331)만 존재하며, 이외 실시예 1과 동일하며, 열접착강도가 1.5kgf/15mm이다.
구분 혼합판
적층 개수		 이웃한 혼합판의 방향성 각도(°) 혼합막대의 상부각(분배 각도)(°) 각 혼합판의 혼합막대의 개수 혼합막대 사이 가격(mm) 평균열접착강도(kgf/15mm) 편차(CV%)
실시예1 3 60 60 50 3 4.2 1.9
실시예2 3 60 60 35 5 3.7 2.1
실시예3 4 45 30 100 3 4.5 2.5
비교예1 3 60 120 35 3 2.8 5.2
비교예2 2 90 60 50 3 2.4 5.6
비교예3 - - - - 1.5 4.5
상기 표1에서 혼합판의 개수는 3~4개이고 혼합막대 사이 간격이 3~5mm일 경우 열접착강도(kgf/15mm)가 3.7~4.5임을 알 수 있다.
또한 혼합막대의 분배 각도가 30~60°의 경우 열접착강도가 우수하다.
반면에, 120°의 경우 방사액의 복수의 혼합판 통과에 방해될 수 있다. 유체흐름이 느려지고 혼합막대사이 간격에서 와류에 의한 혼합효과가 낮아질 수 있다(비교예 1).
또한 혼합판 적층 개수가 2개인 경우 유체흐름의 방향성 변환의 개수가 적어 혼합효과가 낮아질 수 있다(비교예 2)
혼합판 개수가 2개인 경우 방사액의 혼합정도가 약해 열접착강도 실시예보다 낮고 또한 혼합이 균일하지 않아 편차도 4.5이상으로 높다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
1: 방사팩 100: 유입부
110: 유입관 200: 여과부
300: 혼합부 310: 제1분산유도부
330: 분배혼합체 331 : 분배판
335 : 혼합판 337 : 삼각피라미드 혼합막대
337a : 사선홈 350: 제2분산유도부
400 : 구금 410: 방사홀

Claims (7)

  1. 방사액이 유입되는 유입관을 내부에 구비하는 유입부;
    상기 유입부의 유입관을 통해 유입되는 방사액을 여과하는 여과부;
    상기 여과부에서 여과된 방사액을 균일하게 혼합하는 혼합부; 및
    상기 혼합부를 통해 혼합된 방사액을 토출하는 구금을 포함하고,
    상기 혼합부는 분배혼합체를 포함하고,
    상기 분배혼합체는 원판에 동일한 간격으로 통과구멍이 분포된 분배판과 상기 분배판 하부에 일정한 방향성을 갖는 삼각피라미드 혼합막대가 일정한 간격으로 수평위치한 혼합판이 3~5개가 수직으로 결합되어 구성되고,
    상기 혼합판이 3~5개가 수직으로 결합되되,
    이웃한 혼합판(335)의 삼각피라미드 혼합막대 사이의 각도는 동일한 것으로,
    상기 방사액이 분배혼합체의 분배판 및 혼합판을 통과하면서 방사액이 혼합되는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삼각피라미드 혼합막대의 사면에는 일정한 방향의 복수의 사선홈이 구성되어, 상기 사선홈 방향에 따라 이동되는 방사액의 방향성이 정해지는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 삼각피라미드 혼합막대의 수평으로 이웃한 사면의 사선홈의 방향성은 동일한 방향인 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 혼합부는 상기 분배혼합체의 상부에 형성되어 상기 유입관을 통해 유입된 방사액의 분산을 유도하는 제1분산유도부를 추가로 포함하는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1분산유도부는, 상기 방사액의 분산을 유도할 수 있도록 경사지게 구성된 유도면 및 상기 유도면에서 연장되어 상기 여과부를 가압할 수 있도록 돌출된 돌출구를 구비하는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 혼합부는 상기 분배혼합체의 하부에 형성되어 상기 분배혼합체에 의해 분산된 방사액을 수집한 후 수집한 방사액의 분산을 유도하는 제2분산유도부를 추가로 포함하는 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2분산유도부는 상기 방사액을 수집하고 분산을 유도하기 위한 돌출판을 포함하여 이루어지며, 상기 돌출판의 일면은 상기 방사액의 수집을 용이하게 하기 위해서 경사지게 구성되고 상기 돌출판의 타면은 상기 수집된 방사액의 분산을 용이하게 하기 위해서 경사지게 구성된 것에 특징이 있는 원사 균일성이 개선된 방사팩.
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