KR20050058117A - 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치 - Google Patents

냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 냉각 필터로부터 분출되는 냉각 공기의 분출 속도를 냉각 구간의 위치에 따라 서로 다르게 조절함으로써 향상된 물성의 필라멘트를 생산할 수 있는 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명인 냉각 필터의 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께는 하부 끝단의 단면 두께보다 두껍고, 상부 끝단과 하부 끝단 사이의 단면 두께가 선형적으로 변화한다. 본 발명인 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치는 노즐로부터 방사된 필라멘트를 급속히 냉각시킴으로써 향상된 물성을 가지는 필라멘트를 생산할 수 있다.

Description

냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치{Cooling filter and chemical yarn manufacturing apparatus provided with it}
본 발명은 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 냉각 필터로부터 분출되는 냉각 공기의 분출 속도를 냉각 구간의 위치에 따라 서로 다르게 조절함으로써 향상된 물성의 필라멘트를 생산할 수 있는 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화학 섬유사의 제조 공정은 노즐을 통하여 용융된 폴리머를 방사하고, 방사된 폴리머 즉, 필라멘트에 냉각 공기를 공급하여 고화시킨 후 집속하고, 보빈에 권취하는 공정을 포함한다.
상기 공정 중에서 냉각 공기를 공급하여 필라멘트를 냉각시키는 냉각 공정은 필라멘트의 비원율, 탄성회복율, 강도 등에 중대한 영향을 미친다. 즉, 분사되는 냉각 공기의 속도, 냉각 공기의 양, 냉각 공기의 흐름 방향 등이 중요한 영향을 미친다.
상기 냉각 공기를 공급하는 방식으로는 횡류 공기 확산법과 중앙 공기 확산법이 있다.
상기 횡류 공기 확산법은 방사된 필라멘트의 외부 측면에서 냉각 공기를 분사하여 필라멘트를 냉각시키는 방법이다. 그러나, 상기 횡류 공기 확산법은 냉각 공기 공급 수단과 가까운 곳의 필라멘트는 급속히 냉각되고, 먼 곳의 필라멘트는 상대적으로 냉각이 지연되어 균일한 냉각이 곤란한 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 중앙 공기 확산법이 제안되었다.
상기 중앙 공기 확산법은 노즐 중앙의 하부에 냉각 필터를 설치하고 주위의 필라멘트를 향하여 냉각 공기를 분사하여 필라멘트를 냉각시키는 방법이다. 상기 중앙 공기 확산법은 대한민국 특허출원 10-1999-0016987호에 개시되어 있다. 상기 냉각 필터는 냉각 필터의 위치에 관계없이 일정한 속도의 냉각 공기를 분출한다.
상기 중앙 공기 확산법을 이용하여 향상된 물성을 갖는 필라멘트를 제조하기 위해서는 필라멘트를 급속 냉각시켜야 한다. 그러나, 필라멘트의 급속 냉각을 위하여 냉각 필터의 위치에 관계없이 일정한 속도의 냉각 공기를 과도하게 분출하거나 너무 빠른 속도로 냉각 공기를 분출하게 되면 필라멘트끼리 서로 부딪히게 되어 접착이 일어나고, 필라멘트 주위에 미세 먼지가 생기게 되는 문제점이 생긴다. 그러므로, 분출되는 냉각 공기의 양과 냉각 필터의 위치에 따른 냉각 공기의 분출 속도 프로파일(profile)을 최적화 시키는 것이 필요하다. 아울러, 최적의 냉각 공기 양, 및 속도 프로파일의 냉각 공기를 분출할 수 있는 냉각 필터의 구조를 정하는 것이 필요하다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 냉각 필터로부터 분출되는 냉각 공기의 양과 속도 프로파일을 최적화하여 향상된 물성의 필라멘트를 제조할 수 있는 냉각 필터 및 이를 구비한 화학 섬유사 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 문제점들을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 냉각 필터는 그 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께가 하부 끝단의 단면 두께보다 두껍고, 상기 상부 끝단과 하부 끝단 사이의 단면 두께가 선형적으로 변화한다.
바람직하게, 상기 냉각 필터의 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께와 하부 끝단의 단면 두께가 다음 식을 만족한다.
1≤T1/T2≤1.2
상기 식에서, T1은 냉각 필터에서 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 하부 끝단의 단면 두께이고, T2는 냉각 필터에서 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께이다.
더욱 바람직하게, 상기 냉각 공기가 분출되는 미세 공극의 직경과 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 길이가 다음 식을 만족한다
30μm≤D≤45μm
220mm≤H
상기 식에서, D는 냉각 공기가 분출되는 미세 공극의 직경이고, H는 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 길이이다.
본 발명의 다른 측면인 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치는, 상기 냉각 필터; 상기 냉각 필터의 하부에 설치되고 상기 냉각 필터와 연통되는 캡 부재와, 상기 캡 부재와 연통되어 냉각 공기를 공급하는 아암, 및 상기 캡 부재와 아암을 이동시키는 이동 수단을 포함하는 냉각 공기 공급수단; 상기 냉각 필터와 캡 부재 사이에 설치되어 상기 필라멘트와 냉각 필터 및 상기 필라멘트와 캡 부재간의 접촉을 최소화하고, 내부에는 소정 크기의 천공부가 형성되어 상기 냉각 공기가 통과하는 링; 및, 상기 아암의 필라멘트가 통과하는 부위의 상단과 하단에 설치되어 상기 필라멘트와 상기 아암의 접촉을 최소화하는 필라멘트 가이드 수단을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 노즐은, 상면의 중심부에서 측면에 근접한 지점까지 소정 각도로 형성된 하향 경사면과, 상기 측면에 근접한 지점부터 하면에 근접한 지점까지 수직으로 형성된 토출구, 및 상기 토출구의 끝단과 연통되어 용융된 폴리머를 방사할 수 있도록 형성된 노즐 홀을 구비하고, 상기 노즐 홀이 다음 식을 만족시킨다.
2.5≤S/G≤3.5
(단, 0.1mm≤G≤0.18mm)
상기 식에서, S는 상기 노즐 홀의 길이이고, G는 상기 노즐 홀의 직경이다.
더욱 바람직하게, 상기 토출구는 다음 식을 만족시킨다.
S≤6mm
2mm≤K≤10mm
(단, 60≤W≤300)
상기 식에서, S는 상기 중심부에서 가장 가까운 토출구와 상기 중심부에서 가장 멀리 떨어진 토출구 사이의 거리이고, K는 냉각 필터의 표면에서 가장 가까운 토출구와 냉각 필터의 표면 사이의 거리이며, W는 상기 노즐의 직경이다.
또한, 상기 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치는, 상기 노즐과 근접한 소정 위치에 설치되어 냉각 필터로부터 분출된 냉각 공기가 노즐까지 확산되는 것을 차단하는 냉각 공기 차단 유니트를 더 구비하고, 상기 냉각 공기 차단 유니트는 플레이트, 및 상기 플레이트에 설치되는 서브 플레이트를 포함하며, 상기 플레이트는 소정 크기의 제1 천공부가 형성되어 상기 노즐로부터 방사된 필라멘트가 통과하며, 냉각 필터가 선택적으로 삽입되고, 상기 서브 플레이트는 상기 제1 천공부와 상응하는 위치에 형성된 제2 천공부를 구비하여 상기 필라멘트가 상기 제2 천공부를 통과하고 상기 냉각 필터가 상기 제2 천공부에 선택적으로 삽입되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 서브 플레이트는 상기 노즐과 서브 플레이트 사이의 공기를 선택적으로 가열하는 가열수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치를 나타낸 측면도이고, 도 2는 상기 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치에 장착되는 냉각 필터를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 냉각 필터의 미세 공극을 나타낸 부분 단면도이다. 아울러, 도 4는 상기 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 냉각 필터 및 냉각 공기 공급수단을 나타낸 측단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 냉각 필터(10)는 노즐(72)의 하부에 설치되어 주위의 필라멘트(88)에 냉각 공기를 분사한다.
상기 냉각 필터(10)의 내부는 냉각 공기가 통과할 수 있도록 중공(中空)으로 형성되고, 냉각 필터(10)의 하부는 후술할 캡부재(22)와 연결되어 냉각 공기가 냉각 필터(10)의 내부로 공급된다. 아울러, 냉각 필터(10)의 상부에는 노즐(72)의 열을 차단하는 절연부재(11)가 설치된다. 냉각 필터(10)는 필터 직물, 강화 필터 직물, 또는 구리 등의 소결 합금 등을 이용하여 제조된다.
상기 냉각 필터(10)의 측벽에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 방사상으로 미세 공극(12)이 형성되어 이를 통해 냉각 필터(10) 내부의 공기가 외부로 분출됨으로써 냉각 기능을 수행하게 된다. 도 2에서 냉각 공기가 분출되는 구간을 냉각 구간(H)으로 표시하였다.
향상된 물성을 갖는 필라멘트를 생산하기 위해서는 방사된 필라멘트를 급속 냉각시켜야 한다. 필라멘트의 급속 냉각을 위하여 냉각 필터의 위치에 관계없이 일정한 속도의 냉각 공기를 과도하게 분출하게 되면 필라멘트끼리 서로 부딪히게 되어 접착이 일어나고, 필라멘트 주위에 미세 먼지가 생기게 되는 문제점이 생긴다.
따라서, 냉각 필터(10)의 상부에서는 냉각 공기 분출 속도를 빠르게 하고, 하부에서는 냉각 공기 분출 속도를 상부에서보다 느리게 하는 것이 바람직하다.
냉각 필터(10) 상부에서의 냉각 공기 분출 속도를 하부에서의 냉각 공기 분출 속도보다 빠르게 하기 위해서는 냉각 구간(H) 상부의 단면 두께를 하부의 단면 두께보다 얇게 하여야 한다. 그리고, 상기 냉각 구간(H) 상부 끝단(13a)과 하부 끝단(13b) 사이의 단면 두께가 선형적으로 변해야 한다. 즉, 하부 끝단(13b)의 단면 두께가 상부 끝단(13a)의 단면 두께보다 두껍고, 하부 끝단(13b)과 상부 끝단(13a) 사이의 단면 두께는 하부 끝단(13b)에서 상부 끝단(13a)으로 갈수록 점차적으로 얇아진다.
바람직하게, 냉각 구간(H)의 상부 끝단(13a)에서의 분출 속도를 냉각 구간(H)의 하부 끝단(13b)에서의 분출 속도보다 20% 이내에서 빠르게 한다. 도 3에서 V는 미세 공극(12)을 통하여 분출되는 냉각 공기의 분출 속도를 나타낸다.
상기 상부 끝단(13a)에서의 냉각 공기 분출 속도(V2)가 하부 끝단(13b)에서의 냉각 공기 분출 속도(V1)보다 20%를 초과하여 빠르게 되면 과도한 급속 냉각으로 인하여 필라멘트(88)의 비원율 등이 좋지 않게 되는 문제점이 생긴다. 즉, 다음 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
상기 수학식 1에서, V1은 냉각 구간(H)의 하부 끝단(13b)에서의 냉각 공기 분출 속도이고, V2는 냉각 구간(H)의 상부 끝단(13a)에서의 냉각 공기 분출 속도이다.
상기 수학식 1을 만족하기 위해서는 냉각 구간(H)의 하부 끝단(13b)의 단면 두께와 상부 끝단(13a)의 단면 두께가 다음 수학식 2를 만족해야 한다.
상기 수학식 2에서,
T1 : 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간(H)의 하부 끝단(13b)의 단면 두께.
T2 : 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간(H)의 상부 끝단(13a)의 단면 두께.
상기 수학식 2는 유체 역학의 무디 차트(Moody Chart)를 이용하여 계산한 것이다. 상기 하부 끝단(13b)에서의 냉각 공기 분출 속도를 0.36m/s 정도로 가정하고, 냉각 공기가 분출되는 미세 공극(12)의 직경(D)을 37.5㎛로 가정하여 계산하였다. 아울러, 상기 하부 끝단(13b)과 상부 끝단(13a)의 미세 공극(12)에서의 수두 손실(head loss)은 동일하다고 가정하고, 입구 압력 손실(entrance pressure drop)은 0으로 가정하였다.
또한, 상기 미세 공극(12)의 직경(D)은 다음 수학식 3을 만족하는 것이 바람직하다.
30μm≤D≤45μm
상기 수학식 3에서 D는 미세 공극(12)의 직경이다.
상기 미세 공극(12)의 직경이 45㎛를 초과하면 분출된 냉각 공기로 인하여 공기 중에 미세 먼지가 생기게 되고, 미세 공극(12)의 직경이 30㎛보다 작으면 냉각에 효과적이지 못하다.
또한, 상기 냉각 구간(H)의 길이는 다음 수학식 4를 만족하는 것이 바람직하다.
220mm≤H
상기 수학식 4에서, H는 냉각 필터(10)로부터 냉각 공기가 분출되는 구간의 길이이다.
냉각 구간의 길이(H)가 220mm 미만이면 필라멘트의 냉각에 불충분하다.
상기 냉각 필터(10)는 냉각 구간(H)의 길이가 220mm 이상으로서, 의료용 섬유사의 제조 뿐만 아니라, 산업용 섬유사의 제조에도 적용될 수 있다.
상기 절연부재(11)는 방사팩(70) 또는 노즐(72)의 열이 냉각 필터(10) 쪽으로 전달되는 것을 차단한다. 상기 절연부재(11)는 세라믹을 사용하여 제조되는 헤미트(Hemit)이고, 그 길이는 10∼80mm 정도가 바람직하다. 상기 절연부재(11)의 상부에는 돌기(15)가 형성되어 노즐(72)의 하면에 형성된 요홈(미도시)에 삽입되어 고정된다. 이것은 냉각 필터(10)를 노즐(72) 하면의 중앙에 정확하게 위치시키기 위함이다.
상기 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치(900)는 냉각 공기 공급수단을 포함한다. 상기 냉각 공기 공급수단(20)은 냉각 필터(10)의 하부에 설치된 캡 부재(22)와, 상기 캡 부재(22)와 연통되어 냉각 공기를 공급하는 아암(30), 및 이동 수단(26)을 포함한다.
상기 이동 수단(26)은 캡 부재(22) 및 아암(30)을 이동시켜 냉각 필터(10)를 노즐(72)의 중앙 하부에 위치하도록 한다.
상기 이동 수단(26)은 수직 이동을 가능하게 하는 수직 이동수단(26a)과 수평 이동을 가능하게 하는 수평 이동수단(26b)을 포함한다. 상기 수직 이동수단(26a)과 수평 이동수단(26b)은 각각 유압 또는 공압으로 작동되는 피스톤과 실린더를 구비한다. 상기 이동수단(26)은 제어 부재(미도시)에 연결되어 제어될 수 있다.
상기 캡 부재(22)는 냉각 필터(10)의 하부에 설치되어 아암(30)을 통하여 공급된 냉각 공기를 냉각 필터(10)로 공급한다. 캡 부재(22)의 내부는 그 길이 방향으로 중공부(22a)가 형성된다. 상기 중공부(22a)는 아암(30)과 연통되어 냉각 공기를 공급받는다.
상기 캡 부재(22)의 상부는 냉각 필터(10)에 삽입되어 설치될 수 있도록 냉각 필터(10)의 내경과 상응하게 형성된다. 상기 캡 부재(22)는, 도 4에 나타난 바와 같이, 볼트 부재(24)를 사용하여 냉각 필터(10)에 설치된다. 상기 볼트 부재(24)는 캡 부재(22)의 하부로부터 삽입되어 상기 절연부재(11)와 체결한다.
상기 아암(30)은 캡 부재(22)의 중공부(22a)와 연통되어 냉각 공기 공급관(30a)으로부터 공급된 냉각 공기를 캡 부재(22)로 공급한다. 상기 아암(30)과 연결되는 냉각 공기 공급관(30a)에는 냉각 공기 조절 밸브(30b)가 설치되어 냉각 공기량을 조절한다.
바람직하게, 상기 아암(30)의 상단과 하단에는 방사된 필라멘트(88)와 아암(30)의 접촉을 최소화하는 필라멘트 가이드 수단(34)이 설치된다. 즉, 방사된 필라멘트(88)가 통과하는 곳에 필라멘트 가이드 수단(34)을 설치하여 방사된 필라멘트(88)와 아암(30)의 접촉을 최소화한다. 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 필라멘트 가이드 수단(34)에 형성된 구멍(34a)에 상기 아암(30)의 돌출부(31)를 삽입하여 필라멘트 가이드 수단(34)을 설치한다.
또한, 상기 냉각 필터(10)와 캡 부재(22) 사이에는 필라멘트(88)와 냉각 필터(10) 및 필라멘트(88)와 캡 부재(22)간의 접촉 및 마찰 저항을 최소화하는 링(32)이 설치될 수 있다. 상기 링(32)의 내부에는, 도 6에 나타난 바와 같이, 소정 크기의 천공부(32a)가 형성되어 냉각 공기가 통과한다.
상기 필라멘트 가이드 수단(34)과 링(32)은 마찰 및 접촉저항을 최소화할 수 있는 세라믹 재료를 사용하여 제조한다. 바람직하게, 상기 필라멘트 가이드 수단(34)과 링(32)의 표면을 0.8∼3.0㎛의 조도(roughness)를 갖도록 제조한다.
바람직하게, 상기 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치(900)는 냉각 필터(10)로부터 분사된 냉각 공기가 노즐(72)과 접하는 것을 차단하는 냉각 공기 차단 유니트(400)를 더 포함한다.
상기 냉각 공기 차단 유니트(400)는 노즐(72)과 근접한 위치에 설치된다. 상기 냉각 공기 차단 유니트(400)는, 도 7에 나타난 바와 같이, 냉각 공기를 차단하는 플레이트(40)와, 상기 플레이트(40)에 선택적으로 설치되는 서브 플레이트(50)를 포함한다.
상기 플레이트(40)는 소정 크기로 형성된 제1 천공부(42)를 구비한다. 상기 제1 천공부(42)는 노즐(72)으로부터 방사된 필라멘트(88)와 냉각 필터(10)의 절연부재(11)가 통과할 수 있다.
상기 플레이트(40)는 절연부재(11)의 하면(11a)과 동일한 높이에 설치되거나, 또는 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 상부 끝단(13a) 보다 상측에 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 서브 플레이트(50)는 제1 천공부(42)와 상응하는 위치에 형성된 제2 천공부(52)를 포함한다. 즉, 상기 서브 플레이트(50)가 플레이트(40)에 설치되면, 제2 천공부(52)와 제1 천공부(42)는 서로 겹치게 되어 냉각 필터(10)의 절연 부재(11)와 방사된 필라멘트(88)가 통과할 수 있다.
바람직하게, 상기 서브 플레이트(50)는 플레이트(40)에 슬라이딩되어 설치된다. 이를 위하여, 상기 플레이트(40)는, 도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 상부 플레이트(44a)와, 상기 상부 플레이트(44a)와 대향하는 하부 플레이트(44b), 및 상기 상부 플레이트(44a)와 하부 플레이트(44b) 사이에 설치되어 상부 플레이트(44a)와 하부 플레이트(44b)를 소정간격 이격 시키는 간격재(46)를 포함한다. 상기 간격재(46)는 플레이트(40)의 양측에 설치되고 상기 간격재(46) 사이로 서브 플레이트(50)가 삽입된다.
바람직하게, 상기 서브 플레이트(50)가 삽입되는 입구(47)의 반대편에는 스토퍼(48)가 더 설치된다. 상기 스토퍼(48)는 서브 플레이트(50)의 제2 천공부(52)와 플레이트(40)의 제1 천공부(42)가 일치하는 위치에 상기 서브 플레이트(50)가 정지되도록 한다. 상기 상부 플레이트(44a)와 하부 플레이트(44b)에는 각각 제1 천공부(42)가 형성된다.
또한, 상기 슬라이딩 방법에 대한 대안으로서, 상기 플레이트(40)와 서브 플레이트(50)를 나사 결합 또는 볼트 결합시킬 수도 있다.
상기 서브 플레이트(50)는, 도 10에 나타난 바와 같이, 일측에 설치된 손잡이 부재(54)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 손잡이 부재(54)는 서브 플레이트(50)를 상기 상부 플레이트(44a)와 하부 플레이트(44b) 사이에 슬라이딩시켜 장착하는 역할을 한다.
상기 서브 플레이트(50)는 노즐(72)과 서브 플레이트(50) 사이의 공기를 선택적으로 가열하는 가열수단(56)을 구비할 수 있다. 상기 가열수단(56)은 서브 플레이트(50)에 설치된 전열선(56a)과 서브 플레이트(50)의 온도를 측정하는 온도 센서(56b)를 포함한다.
상기 전열선(56a)은 서브 플레이트(50)에 설치되어 서브 플레이트(50)를 소정 온도로 가열하는 역할을 한다. 상기 온도 센서(56b)는 서브 플레이트(50)의 온도를 측정하여 제어 부재(미도시)로 전달한다. 상기 온도 센서(56b) 뿐만 아니라 노즐(72)과 서브 플레이트(50) 사이의 공기 온도를 측정하여 제어 부재(미도시)로 전달하는 온도 센서(미도시)를 추가로 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 서브 플레이트(50)의 온도, 또는 노즐(72)과 서브 플레이트(50) 사이의 공기 온도를 측정하고, 그 온도를 제어 부재로 전달하여 전열선(56a)에 공급되는 전원(미도시)을 제어한다.
상기 노즐(72)과 서브 플레이트(50) 사이의 온도는 제조되는 화학 섬유사의 종류에 따라 다를 수 있지만, 일반적으로 100∼320℃ 사이인 것이 바람직하다. 너무 고온이 되면 용융된 폴리머의 물성이 변할 수 있고, 너무 저온이면 용융된 폴리머의 유동성에 문제가 생길 수 있다.
상기 냉각 공기 차단 유니트(400)는 화학 섬유사 제조 장치(900)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 냉각 공기 차단 유니트(400)는, 도 11에 나타난 바와 같이, 상기 화학 섬유사 제조 장치(900)의 프레임(60)에 설치된 가이드 부재(58)를 더 포함한다. 단, 도 1에는 냉각 공기 차단 유니트(400)를 나타내기 위하여 가이드 부재(58)가 생략되었다.
상기 가이드 부재(58)는 하부 가이드 부재(58a)를 포함한다. 또한, 상기 가이드 부재(58)는 상기 하부 가이드 부재(58a)와 소정 간격 떨어진 상부 가이드 부재(58b)를 더 구비할 수도 있다. 상기 소정 간격은 플레이트(40)가 슬라이딩되어 삽입될 수 있는 간격이다.
상기 냉각 공기 차단 유니트(400)를 화학 섬유사 제조 장치(900)에 설치하는 방법은 상기 가이드 부재에 슬라이딩시켜 설치하는 방법 이외에 나사 결합 또는 볼트 결합 등을 이용하여 설치할 수도 있다.
한편, 냉각 공기 차단 유니트는 서브 플레이트(50)를 제외하고 플레이트(40)만 포함할 수도 있다. 즉, 서브 플레이트(50)를 장착하지 않은 냉각 공기 차단 유니트를 화학 섬유사 제조 장치(900)에 설치한다. 바람직하게, 상기 냉각 공기 차단 유니트는 가이드 부재(58)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 또한, 상기 플레이트(40)는 서브 플레이트(50)의 가열수단(56)과 동일한 가열수단을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 플레이트(40)는 전열선 및 온도 센서를 포함하는 가열수단을 구비하여 노즐(72)과 플레이트(40) 사이의 공기를 선택적으로 가열한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 노즐을 나타낸 평면도이고, 도 13은 도 12의 B-B 단면도이다.
상기 노즐(72)은 상면의 중심부(73)에서 측면에 근접한 지점(75)까지 소정 각도로 형성된 하향 경사면(77)과, 상기 측면에 근접한 지점(75)부터 하면에 근접한 지점까지 수직으로 형성된 토출구(79)를 포함한다.
상기 하향 경사면(77)은 분배판(distributer)(미도시)을 통과한 용융 폴리머가 상기 토출구(79) 쪽으로 원활히 흐를 수 있도록 소정 각도(θ)로 경사져 있다. 바람직하게, 상기 소정 각도(θ)는 다음 조건을 만족한다.
5°≤θ≤ 15°
상기 수학식 5에서, θ는 하향 경사면(77)과 수평면과의 각도이다.
만약, θ〈 5°이면, 용융된 폴리머의 흐름이 너무 느려지기 때문에 방사팩 내부의 압력이 증가하게 된다. 경우에 따라서는 방사팩 내부의 압력 증가로 인하여 용융된 폴리머가 방사팩 외부로 누출되기도 한다.
또한, θ 〉 15°이면, 용융된 폴리머의 흐름은 빨라지지만 노즐(72) 내부의 데드 스페이스(dead space)가 많아지는 문제점이 있다. 상기 데드 스페이스는 용융된 폴리머가 흐르지 못하고 정체되는 공간이다. 따라서, 상기 데드 스페이스가 많아지면 폴리머의 물성에 좋지 못한 영향을 준다.
도 12 및 도 13에 나타난 바와 같이, 상기 토출구(79)는 다수개의 동심원(同心圓)의 원주 상에 배열된다. 중심부(73)에서 가장 가까운 토출구(79a)와 중심부(73)에서 가장 멀리 떨어진 토출구(79b) 사이의 거리(J)가 커질수록 상기 각 토출구(79a)(79b)를 통하여 토출되는 필라멘트 간의 물성 차이가 커진다. 즉, 중심부(73)에서 가장 가까운 토출구(79a)를 통과하는 용융 폴리머와 중심부(73)에서 가장 멀리 떨어진 토출구(79b)를 통과하는 용융 폴리머는 그 체류 시간이 서로 다르기 때문에 제조된 필라멘트의 물성의 차이가 생기게 된다. 또한, 상기 각 토출구(79a)(79b) 작용하는 압력의 차이가 있기 때문에 각 토출구(79a)(79b)를 통한 토출량도 차이가 생기게 된다. 따라서, 중심부(73)에서 가장 가까운 토출구(79a)와 중심부(73)에서 가장 멀리 떨어진 토출구(79b) 사이의 거리(J)가 짧을수록 제조되는 필라멘트 간의 물성의 차이가 작게 된다.
바람직하게, 중심부(73)에서 가장 가까운 토출구(79a)와 중심부(73)에서 가장 멀리 떨어진 토출구(79b) 사이의 거리(J)는 다음 수학식 6을 만족한다.
J≤6mm
(단, 60mm≤W≤300mm)
상기 수학식 6에서 W는 노즐(72)의 직경이다.
상기 노즐(72)의 직경(W)은 60mm∼300mm 로서, 일반 의료용 섬유사의 제조 뿐만 아니라, 산업용 합섬 섬유사의 제조에도 적용될 수 있다. 즉, 일반 의료용 섬유사 및 산업용 합섬 섬유사의 비원율, 강도, 및 신도의 향상을 위하여 적용될 수 있다.
한편, 도 14는 노즐(72)과, 노즐(72)로부터 방사된 필라멘트(88)를 나타낸 도면이다. 냉각 필터(10)의 표면에서 가장 가까운 토출구와 냉각 필터(10)의 표면 사이의 거리(K)는 다음 수학식 7을 만족하는 것이 바람직하다.
2mm≤K≤10mm
상기 수학식 7에서 K는 냉각 필터(10)의 표면에서 가장 가까운 토출구와 냉각 필터(10)의 표면 사이의 거리이다.
상기 K가 2mm보다 작으면 냉각 필터(10)와 필라멘트(88)가 접착될 우려가 있고, K가 10mm 보다 크면 필라멘트(88)의 냉각에 효과적이지 못하다.
상기 노즐 홀(81)은, 도 15에 나타난 바와 같이, 토출구(79)의 끝단에 형성되며, 토출구(79)를 통하여 유입된 용융 폴리머를 방사하는 역할을 한다. 상기 노즐 홀(81)의 직경(G)과 길이(S)의 비(S/G)는 다이 스웰링 현상과 관련이 있다.
상기 다이 스웰링 현상은, 도 16에 나타난 바와 같이, 노즐 홀(81)을 통과한 폴리머가 노즐 내부와 외부의 압력 차이로 인하여 팽창하는 현상이다. 다이 스웰링 현상으로 인한 팽창부(89)의 직경(τ)이 작을수록 제조된 필라멘트의 비원율이 향상된다. 비원율의 계산을 위한 수학식은 다음과 같다.
상기 수학식 8에서 최소 외접원과 최대 내접원은 각각 필라멘트에 접하는 원을 뜻한다.
상기 팽창부(89)의 직경(τ)이 작을수록 방사된 필라멘트의 직경(Φ)이 노즐 홀(81)의 직경(G)과 같아지는 지점이 노즐 홀(81)로부터 멀어진다. 즉, 도 16의 M의 길이가 길어지게 된다. 도 16에서 M은 방사된 필라멘트의 직경(Φ)이 노즐 홀의 직경(G)과 같아지는 지점과 노즐 홀(81)과의 거리이다.
상기 다이 스웰링 현상을 최소화하여 필라멘트의 물성을 좋게 하기 위해서는 상기 노즐 홀(81)의 직경(G)과 길이(S)가 다음 수학식 9를 만족하도록 하는 것이 바람직하다.
2.5≤S/G≤3.5
(단, 0.1mm≤G≤0.18mm)
상기 수학식 9에서 G는 노즐 홀(81)의 직경이고, S는 노즐 홀(81)의 길이이다.
상기 노즐 홀(81)의 직경(G)은 제조할 필라멘트의 직경, 용융 폴리머가 노즐 홀(81)을 통과하는 경우에 생기는 압력 손실, 및 노즐 홀(81)의 내부 표면과 용융 폴리머 사이의 마찰계수 등을 고려하여 정한다.
상기 노즐 홀(81)의 직경(G)과 길이(S)의 비 즉, S/G가 2.5 보다 작은 경우에는 팽창부(89)의 직경(τ)이 노즐 홀(81)의 직경(G)의 5배 이상이 된다. 또한, S/G가 3.5 보다 큰 경우에는 용융 폴리머의 압력 손실이 너무 커지기 때문에 작업에 영향을 준다. 즉, 방사 속도가 지나치게 떨어지는 문제점이 생긴다.
또한, 비원율이 1% 미만이어야 필라멘트 생산에 적합한 것으로 알려지고 있다. S/G가 2.5 보다 작은 경우 또는 S/G가 3.5 보다 큰 경우는 비원율이 1% 이상이 되어 필라멘트 생산에 적합하지 못하다.
그러면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치(900)를 이용하여 화학 섬유사(90)를 제조하는 공정을 설명하기로 한다.
먼저, 방사팩(70)으로 이동된 용융 폴리머는 방사팩(70) 하면에 설치된 노즐(72)을 통하여 방사된다. 상기 노즐(72)의 노즐 홀(81)은 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노즐의 토출구(79)는 수학식 6과 7을 만족하는 것이 바람직하다.
방사된 필라멘트(88)는 냉각 필터(10)로부터 분사되는 냉각 공기에 의하여 냉각된다. 상기 냉각 공기의 온도는 약 16∼25℃이고, 풍속은 0.05∼0.7m/s이다. 또한, 효과적인 급속 냉각을 위하여 냉각 구간(H)의 상부 끝단(13a)의 풍속과 하부 끝단(13b)의 풍속이 수학식 1을 만족하도록 한다. 이 때, 냉각 공기 차단 유니트(400)는 상기 냉각 필터(10)로부터 분사된 냉각 공기가 노즐(72)에 접하는 것을 차단한다. 아울러, 서브 플레이트(50)에 설치된 가열 수단(56)은 노즐(72)과 서브 플레이트(50) 사이의 공기를 선택적으로 가열한다.
냉각 필터(10)와 캡 부재(22) 사이에 설치된 링(32)은 필라멘트(88)와 캡 부재(22) 간의 접촉 및 필라멘트(88)와 냉각 필터(10) 간의 접촉을 최소화한다. 아울러, 상기 아암(30)의 필라멘트(88)가 통과하는 부위의 상단과 하단에 설치된 필라멘트 가이드 수단(34)은 필라멘트(88)와 아암(30)의 접촉을 최소화한다.
냉각 공기에 의하여 냉각된 필라멘트(88)는 노즐 하부의 약 70cm에서 집속된다. 이어서, 오일 공급부재(92)의 오일 제트 가이드(oil jet guide)(92a)(92b)를 이용하여 집속된 섬유사(90)에 오일을 공급하고, 마이그레이션 노즐(migration nozzle)(94)을 이용하여 공급된 오일을 섬유사에 골고루 분산시켜 준다. 상기 오일은 정전기 발생을 방지하고, 섬유사(90)에 평활성을 부여하여 연신 공정에서의 취급을 용이하게 한다.
다음으로, 상기 오일 공급 부재(92)의 하측에 설치된 권취기(미도시)를 이용하여 섬유사를 권취한다.
이하에서는, 본 발명인 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치(900)를 다음의 실시예들을 통하여 설명하기로 한다.
(실시예 1)
용융된 폴리아미드(polyamide)를 노즐(72)을 통하여 방사하고, 냉각 필터(10)를 통하여 냉각 공기를 공급하여 방사된 폴리아미드 필라멘트를 냉각시킨다. 이 때, 냉각 공기의 온도는 20℃이며, 평균 풍속은 0.36m/s이고, 냉각 공기의 압력은 100mmHg(게이지 압력)이다. 상기 냉각 공기는 노즐(72) 하부 80mm부터 방출된다. 노즐(72) 하부 70cm에서 집속을 하고, 노즐(72) 하부 73cm에서 오일 공급 부재(92)를 이용하여 오일을 공급한다. 폴리아미드 필라멘트의 방사 속도는 3500m/min이다.
다음의 표 1은 T1/T2의 비가 필라멘트의 비원율 및 탄성 회복율에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 상기 비원율은 방사된 필라멘트의 단면 10 곳을 임의로 선정하여 측정한 후, 수학식 8을 이용하여 계산한다. 탄성 회복율은 다음의 수학식 10을 이용하여 계산한다.
상기 수학식 10에서 Ys는 탄성 한계의 강도 내에서 750gf의 하중을 1시간 동안 가한 후, 상기 하중을 제거하였을 때의 섬유사의 길이이고, Yo는 원래의 섬유사의 길이이다.
T1/T2 비원율(%) 탄성회복율(%)
실시예 1-1 1.0 0.90 112
실시예 1-2 1.12 0.82 108
실시예 1-3 1.2 0.89 113
비교예 1-1 0.62 2.21 120
비교예 1-2 1.53 1.44 119
상기 표 1에서, T1/T2의 비가 1.0 미만이거나 1.2를 초과하는 경우에는 비원율이 1%를 초과하고, 탄성회복율이 115% 이상이 됨을 알 수 있다. 이것은 냉각 과정에서 필라멘트의 냉각이 효과적이지 못하기 때문이다.
(실시예 2)
다음의 표 2는 냉각 공기가 분출되는 미세 공극의 직경(D)과 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 길이(H)가 비원율 및 탄성 회복율에 미치는 영향을 나타낸 것이다. D와 H를 제외한 나머지 시험 조건은 실시예 1과 같다.
D(㎛) H(mm) 비원율(%) 탄성회복율(%)
실시예 2-1 30.0 250 0.96 113
실시예 2-2 37.1 270 0.93 112
실시예 2-3 45.0 220 0.89 110
비교예 2-1 35.6 190 1.6 118
비교예 2-2 48.8 253 1.8 118
상기 표 2에서, 30.0㎛≤D≤45.0㎛이고, 220mm≤H 인 경우에는 비원율이 1.0% 미만이고, 탄성 회복율도 115% 미만임을 알 수 있다. 이에 비하여, D 또는 H가 상기 구간을 벗어나는 경우에는 비원율(%)이 1.0%를 초과하고, 탄성회복율(%)도 115%를 초과한다.
(실시예 3)
다음의 표 3은 노즐 홀(81)의 길이(S)와 직경(G)의 비(S/G)가 비원율, 및 M(방사된 필라멘트의 직경(ψ)이 노즐 홀의 직경(G)과 같아지는 지점과 노즐(72)과의 거리)에 미치는 영향을 나타낸 것이다. S/G 및 G를 제외한 나머지 시험 조건은 실시예 1과 같다.
S/G G(mm) 비원율(%) M(mm)
실시예 3-1 2.5 0.15 0.8 78
실시예 3-2 2.8 0.10 0.7 102
실시예 3-3 3.3 0.13 0.72 99
실시예 3-4 3.5 0.18 0.84 92
비교예 3-1 2.0 0.13 1.3 41
비교예 3-2 3.8 0.15 1.8 45
상기 표 3과 같이, S/G가 2.5 미만이거나 또는 3.5를 초과할 경우에는 비원율이 1%보다 커지게 되어 섬유사의 생산에 부적합하게 되고, M도 50mm 미만이 되어 그 물성이 현저히 떨어짐을 알 수 있다.
(실시예 4)
다음의 표 4는 J(노즐의 중심부(73)에서 가장 가까운 토출구(79a)와 중심부(73)에서 가장 멀리 떨어진 토출구(79b) 사이의 거리)가 섬유사의 강도에 미치는 영향을 나타낸 것이다. J를 제외한 나머지 시험 조건은 실시예 1과 같다.
J(mm) G(mm) W(mm) 강도(g/d)
실시예 4-1 5.5 0.12 155 5.1
실시예 4-2 6.0 0.14 60 5.3
실시예 4-3 5.7 0.14 240 5.1
실시예 4-4 5.9 0.16 300 5.0
비교예 4-1 7.0 0.13 70 4.5
비교예 4-2 7.5 0.15 90 4.4
이와 같이, J가 6.0mm를 초과할 경우에는 폴리아미드 섬유사의 강도가 4.5(g/d) 이하가 되어 그 물성이 현저히 저하됨을 알 수 있다.
(실시예 5)
아울러, 다음의 표 5는 냉각 필터(10)의 표면에서 가장 가까운 토출구와 냉각 필터(10)의 표면 사이의 거리(K)가 섬유사의 강도에 미치는 영향을 나타낸 것이다. K를 제외한 나머지 시험 조건은 실시예 1과 같다.
K(mm) G(mm) W(mm) 강도(g/d)
실시예 5-1 2.0 0.11 122 5.2
실시예 5-2 6.5 0.14 65 5.6
실시예 5-3 10.0 0.17 186 5.5
실시예 5-4 8.0 0.17 242 5.4
비교예 5-1 1.2 0.14 90 4.0
비교예 5-2 12.0 0.16 70 4.4
이와 같이, K가 2mm 미만이거나, 10mm를 초과할 경우에는 폴리아미드 섬유사의 강도가 4.5(g/d) 이하가 되어 그 물성이 현저히 저하됨을 알 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 냉각 필터로부터 분출되는 냉각 공기의 속도 프로파일을 최적화 함으로써 향상된 물성의 필라멘트를 제조할 수 있다.
둘째, 냉각 필터로부터 분출되는 냉각 공기의 양을 최적화 함으로써 향상된 물성의 필라멘트를 제조할 수 있다.
셋째, 냉각 공기가 노즐까지 확산되는 것을 차단하여 노즐 내부의 용융 폴리머의 온도 저하를 방지함으로써 물성이 향상된 필라멘트를 제조할 수 있다.
넷째, 노즐과 근접한 공기를 선택적으로 가열함으로써 물성이 향상된 필라멘트를 제조할 수 있다.
다섯째, 노즐을 통하여 방사되는 필라멘트의 다이 스웰링 현상을 최소화하고, 제조된 필라멘트의 비원율을 향상시킬 수 있다.
여섯째, 각각의 노즐 홀을 통하여 방사되는 필라멘트 간의 물성 차이를 최소화하여 제조되는 섬유사의 강도를 증가시킬 수 있다.
일곱째, 냉각 필터의 표면에서 가장 가까운 토출구와 냉각 필터 표면 사이의 거리를 최적화하여 필라멘트의 냉각을 효과적으로 함으로써 향상된 물성을 갖는 섬유사를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 냉각 필터를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 냉각 필터의 미세 공극을 나타낸 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 냉각 필터 및 냉각 공기 공급수단을 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 필라멘트 가이드 수단을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 링을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 냉각 공기 차단 유니트를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 서브 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치를 나타낸 정면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 노즐을 나타낸 평면도이다.
도 13은 도 12의 B-B 단면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 노즐로부터 방사된 필라멘트를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 13의 C 부분의 확대 단면도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치의 노즐로부터 방사된 필라멘트를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10:냉각 필터 20:냉각공기 공급수단
40:플레이트 50:서브 플레이트
72:노즐 400:냉각 공기 차단 유니트
900:냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치

Claims (8)

  1. 냉각 공기를 분출하여 노즐로부터 방사된 필라멘트를 냉각시키는 냉각 필터의 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께가 하부 끝단의 단면 두께보다 두껍고, 상기 상부 끝단과 하부 끝단 사이의 단면 두께가 선형적으로 변하는 것을 특징으로 하는 냉각 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께와 하부 끝단의 단면 두께가 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 냉각 필터.
    1≤T1/T2≤1.2
    상기 식에서,
    T1은 냉각 필터에서 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 하부 끝단의 단면 두께.
    T2는 냉각 필터에서 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 상부 끝단의 단면 두께.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 공기가 분출되는 미세 공극의 직경과 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 길이가 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 냉각 필터.
    30μm≤D≤45μm
    220mm≤H
    상기 식에서,
    D는 냉각 공기가 분출되는 미세 공극의 직경.
    H는 냉각 공기가 분출되는 냉각 구간의 길이.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 냉각 필터;
    상기 냉각 필터의 하부에 설치되고 상기 냉각 필터와 연통되는 캡 부재와, 상기 캡 부재와 연통되어 냉각 공기를 공급하는 아암, 및 상기 캡 부재와 아암을 이동시키는 이동 수단을 포함하는 냉각 공기 공급수단;
    상기 냉각 필터와 캡 부재 사이에 설치되어 상기 필라멘트와 냉각 필터 및 상기 필라멘트와 캡 부재간의 접촉을 최소화하고, 내부에는 소정 크기의 천공부가 형성되어 상기 냉각 공기가 통과하는 링; 및,
    상기 아암의 필라멘트가 통과하는 부위의 상단과 하단에 설치되어 상기 필라멘트와 상기 아암의 접촉을 최소화하는 필라멘트 가이드 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노즐은,
    상면의 중심부에서 측면에 근접한 지점까지 소정 각도로 형성된 하향 경사면과, 상기 측면에 근접한 지점부터 하면에 근접한 지점까지 수직으로 형성된 토출구, 및 상기 토출구의 끝단과 연통되어 용융된 폴리머를 방사할 수 있도록 형성된 노즐 홀을 구비하고, 상기 노즐 홀이 다음 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치.
    2.5≤S/G≤3.5
    (단, 0.1mm≤G≤0.18mm)
    상기 식에서,
    S는 상기 노즐 홀의 길이.
    G는 상기 노즐 홀의 직경.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 토출구가 다음 식을 만족시킴을 특징으로 하는 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치.
    S≤6mm
    2mm≤K≤10mm
    (단, 60mm≤W≤300mm)
    상기 식에서, S는 상기 중심부에서 가장 가까운 토출구와 상기 중심부에서 가장 멀리 떨어진 토출구 사이의 거리.
    K는 냉각 필터의 표면에서 가장 가까운 토출구와 냉각 필터의 표면 사이의 거리.
    W는 상기 노즐의 직경.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 노즐과 근접한 소정 위치에 설치되어 냉각 필터로부터 분출된 냉각 공기가 노즐까지 확산되는 것을 차단하는 냉각 공기 차단 유니트를 더 구비하고, 상기 냉각 공기 차단 유니트는 플레이트, 및 상기 플레이트에 설치되는 서브 플레이트를 포함하며,
    상기 플레이트는 소정 크기의 제1 천공부가 형성되어 상기 노즐로부터 방사된 필라멘트가 통과하며, 냉각 필터가 선택적으로 삽입되고,
    상기 서브 플레이트는 상기 제1 천공부와 상응하는 위치에 형성된 제2 천공부를 구비하여 상기 필라멘트가 상기 제2 천공부를 통과하고 상기 냉각 필터가 상기 제2 천공부에 선택적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서브 플레이트는 상기 노즐과 서브 플레이트 사이의 공기를 선택적으로 가열하는 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 필터를 구비한 화학 섬유사 제조 장치.
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KR20220107285A (ko) * 2020-12-22 2022-08-02 지앙수 더리 케미칼 파이버 컴퍼니 리미티드 고균일성 초극세 폴리에스테르 섬유 생산 설비 및 이의 제조 방법

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