KR19980061688A - 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융유리를 방사(紡絲)하여 유리섬유를 제조함에 있어서, 서로 다른 화학성분을 갖는 2성분의 용융유리를 하나의 오리피스(Orifice)를 통하여 동시에 방시시켜 2성분을 갖는 유리섬유를 제조할 수 있도록 한 스피너의 제조 방법에 관한 것이다.

이와 같은 스피너에 사용되는 종래 오리피스의 형상으로는 V형과 Y형의 두가지가 주로 사용되고 있는데, V형의 경우는 가공이 간단한 반면 제조되는 유리섬유의 불량률이 높았으며, Y형의 경우는 제조되는 유리섬유의 불량률이 낮은 반면 오리피스의 가공이 매우 어려운 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 스피너의 외벽에 가공이 용이한 V형의 오리피스를 만들고, 그 둘레에 직선형의 오리피스가 가공된 링을 부착시켜 이들 각 오리피스가 연통되어 Y형이 되도록 하므로서, 오리피스의 가공 용이성과 양질의 유리섬유 양산성을 동시에 취할 수 있도록 한 것이다.

Description

2성분 유리섬유 제조용 스피너의 제조방법

본 발명은 용융유리를 방사(紡絲)하여 유리섬유를 제조함에 있어서, 서로 다른 화학성분을 갖는 2성분의 용융유리를 하나의 오리피스(Orifice)를 통하여 동시에 방시시켜 2성분을 갖는 유리섬유를 제조할 수 있도록 한 스피너의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 단일성분인 단섬유(短纖維)의 유리섬유를 집면한 집합체는 보온 단열 효과와 흡음성 및 내구성이 우수한 난연성 보온단열재로 주로 사용되고 있으나, 이는 단섬유들이 불규칙하게 중첩, 적층된 구조로서 단열재 표면에 절단된 유리섬유 말단 접촉에 의해 촉감이 따갑고, 집합체 표면의 단섬유가 부스러지면서 탈리되어 작업자의 의복 등에 전이되므로써, 일시적인 가려움증을 유발할 수 있으며, 단섬유를 집면 적층시켜 판상의 집합체를 성형하고자 할 때 사용하는 결합제(Binder)인 페놀수지는 환경오염을 야기시킬 수 있는 문제점을 갖고 있다.

이러한 단일성분의 단섬유와는 달리, 서로 다른 열팽창계수를 갖는 2성분의 용융유리를 일체로 방사하여 제조된 2성분 유리섬유에서는 접합된 두 성분간의 열팽창계수가 서로 다르므로 수축정도에 차이가 생겨 스프링 형태나 불규칙적으로 꼬불꼬불한 형태의 굴곡을 갖는 자기권축성(Self crimp)이 발현되므로, 섬유들끼지 서로 엉키게 되어 집합체를 형성하는 과정에서 별도의 결합제를 사용하지 않고도 일정한 형태로 만들 수 있다.

이러한 2성분 유리섬유를 만드는데에 있어서는 고온에서 두 성분이 섞이지 않고 단지 융착될 수 있도록 하는 공정이 필요한데, 단일성분의 단섬유인 기존 유리섬유의 제조에 일반적으로 사용되고 있는 고속원심방사공법의 핵심기술인 스피너의 구조를 적절히 변경시키면 앞서 언급한 2성분 유리섬유를 제조할 수 있으며, 생산성도 높일 수 있다.

한편, 첨부 도면 도 1은 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 사용상태를 나타내는 단면도로서, 별도의 용해로(1)로부터 용융 공급되는 서로 다른 성분의 2가지 용융유리(2a, 2b)가 공급관(3a, 3b)을 통해 각각 하방의 스피너(7)로 공급되면 스피너(7)는 버너(13)에 의해 일정 온도로 가열된 상태에서 별도의 동력원이 회전축(12)을 구동시 고속 회전하므로서 스피너(7)에 공급된 용융유리(2a, 2b)가 원심력에 의해 외측으로 흘러 유리섬유(15)로 방사되고, 연속 방사되는 유리섬유(15)는 측상방 외연에 설치된 고압공기분사장치(14)의 고압공기에 의해 하향 절곡됨과 동시에 연신·냉각되면서 이송장치(10)로 낙하하여 후작업 공정으로 이송되는 것을 나타낸 것이다.

이와 같은 스피너에 사용되는 오리피스의 형상으로는 V형과 Y형의 두가지가 주로 많이 사용되고 있는데, V형 오리피스의 경우에는 형상이 간단하므로 쉽게 가공되어질 수 있으나 섬유화되는 시간에 비하여 두 용융유리가 서로 접합할 수 있는 시간이 극히 짧기 때문에 두 용융유리가 효과적으로 접합되지 못하고 일부 용융유리가 단일성분 그대로 섬유화되어 굴곡이 없고 짧은 단섬유로 제조되므로 기존 유리섬유의 단점을 그대로 갖는 집면체로 만들어지는 경우가 많으므로 불량률이 높아지고 생산성이 저하되며, 또한, Y형의 오리피스는 형상이 복잡하여 가공이 매우 어려우나, 두 용융유리가 서로 접합할 수 있는 시간이 V형의 오리피스에 비하여 상당히 길어지므로 두 용융유리간의 융착이 확실하게 이루어져 단일성분의 섬유가 생성되는 경우가 거의 없게 된다.

이와 같은 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 오리피스는 구조가 매우 복잡하므로 가공이 용이하지 못하며, 또한, 가공시 눈으로 오리피스의 형상을 확인할 수 없으므로 오차에 의한 불량이 발생되는 문제를 안고 있다.

본 발명은 상기 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스피너의 외벽에 가공이 비교적 용이한 V형의 오리피스를 만들고 그 둘레에 단순한 직선 형상의 오리피스가 형성된 환형의 링을 부착시켜 오리피스의 형상이 Y형이 되도록 한 새로운 형태의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 사용상태를 나타내는 종단면도.

도 2는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 Y형 오리피스를 나타낸 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 링을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 2성분 유리섬유 제조용 스피너를 나타내는 요부 확대 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 링의 다른 실시예를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 용해로2a, 2b : 용융유리

3a, 3b : 공급관7 : 스피너

10 : 이송장치12 : 회전축

14 : 고압공기분사장치15 : 유리섬유

16, 16a, 16b : 링17 : 직선형 오리피스

18 : V형 오리피스19 : 협지편

20 : 후크편21 : 볼트

22 : 너트

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 스피너(7)의 외벽에 가공이 용이한 V형 오리피스(18)를 만들고 그 둘레에 단순한 직선형 오리피스(17)가 형성된 환형의 링(16)을 부착시켜 오리피스의 형상을 Y형이 되도록 한다.

이때, V형의 오리피스(18)가 형성된 스피너(7)와 링(16)을 부착 시키기 위해서는 스피너(7)의 외벽에 링(16)을 직접 용접할 수도 있는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 링의 다른 실시예를 나타낸 단면도로서, 상부에 일정한 각을 가지며 내측으로 절곡된 협지편(19)이 형성된 링(16a)과, 상부에 소정의 모양으로 절곡된 협지편(19)과 후크편(20)이 형성된 링(16b)을 나타내는 것이다.

또한, 상기와 같은 링(16b)은 스피너(7)에 구멍을 뚫어 볼트(21)와 너트(22)를 이용하여 고정할 수도 있는 것이다.

이와 같이 하여, 스피너(7)에 결합된 링(16)의 용접 부위인 접합부도 실제 사용할 때에는 약 1000 ~ 1100℃의 고온으로 가열되기는 하지만, 고속으로 회전하고 있기 때문에 용접부위 및 그 주변이 전체적으로 고르게 가열되기 때문에 국부적인 가열에 의한 균열이나 전파는 발생하지 않으며, 또한, Y형의 오리피스를 종래의 방법으로 가공한 스피너의 외벽에 비해 내구성이 향상되는 것이다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 협지편(19)과 후크편(20)이 형성된 링(16a, 16b)을 사용케 되면 스피너(7)와의 접촉면적이 확대되므로 스피너의 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 열팽창계수가 서로 다른 2가지 성분의 용융유리를 서로 융착시켜 방사시키는 Y형의 오리피스를 제조하는데 있어서, 작업고정의 난이도를 최소화하고 내구성을 향상시킬 수 있으며, 스피너의 가공비용이나 노동력을 최소화시킬 수 있는 지대한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 열팽창계수가 서로 다른 2성분의 용융유리를 서로 융착시켜 한가닥으로 방사시키기 위한 유리섬유 제조용 스피너를 제조함에 있어서,

   스피너(7)의 외벽에 V형의 오리피스(18)를 형성한 후, 그 둘레에 직선형의 오리피스(17)가 형성된 링(16)을 각 오리피스(18) (17)가 연통되도록 결합시킨 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 링은 상부에 내측으로 절곡된 협지편(19)을 갖는 링(16a)으로 형성된 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 링은 협지편(19)의 내연에 후크편(20)을 갖는 링(16b)으로 형성된 2성분 유리섬유 제조용 스피너의 제조방법.