KR20170126451A - 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔 - Google Patents

용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔 Download PDF

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트뤼 쯔쉴러 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 액체 플라스틱 재료가 외부 배치 압출기를 통해 적어도 하나의 펌프로 이송되고, 액체 플라스틱 재료를 방적 돌기(spinneret)를 갖는 적어도 하나의 방사 팩(spin pack)으로 이송하는 용융 방사형(melt-spun) 필라멘트 제조용 방사 빔(spinning beam)으로서, 적어도 펌프와 방사 팩이 보일러에서 가열된 열전달 매체에 의해 가열되는 것인 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔에 관한 것이다.
본 발명은, 펌프(24), 보일러(25) 및 방사 팩을 수용하는 개구(23)가 모듈형 조립체(20)로 구성되며, 모듈형 조립체가 단독으로 또는 앞뒤로 복수 개가 방사 빔(1)의 프레임(2)에 설치되고 고정된다.

Description

용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 용융 방사형(melt-spun) 필라멘트 제조용 방사 빔(spinning beam)에 관한 것이다.
기지의 방사 빔은 그 아래에 방적 돌기 팩(spinneret pack)이 열로 배열된다. 설비의 크기에 따라, 복수 개의 방사 빔 모듈이 나란히 고정 배치되고, 열전달 매체용 파이프를 통해 서로 고정 연결된다. 나란히 배치된 방사 빔 모듈의 넓은 공간 요건은 가열 로드와 펌프의 장착 위치에 좌우되며, 가열 로드와 펌프는 유지 보수될 수도 있고, 필요하다면 교체될 수도 있는데, 이를 위해서는 방사 빔 모듈들 사이에 충분한 공간이 존재해야만 하기 때문에 교체가 매우 어렵다. 증가된 설비 용량에 대한 적응은 큰 지출이 있을 때에만 가능하다.
EP 2122019 B1는 합성 요소를 용융 방사하는 디바이스를 개시하며, 여기에서 방사 펌프가, 방사 빔의 하우징으로부터 거리를 두고 배치된 별개의 펌프 지지부 상에 배치된다. 이것은 펌프와 방적 돌기 사이의 거리가 매우 멀게 하며, 이는 체류 시간이 길다는 기술적인 단점과 관련되고, 공간 요건으로 인해 높은 지출로만 가능한 설비 확장을 가능하게 한다.
본 발명의 목적은, 구성을 콤팩트하게 하는 것과 동시에, 펌프의 유지 보수를 위한 접근을 보다 용이하게 하도록 구성면에서 기지의 방사 빔을 단순화하는 것이다.
상기 목적은, 액체 플라스틱 재료가 외부 배치 압출기를 통해 적어도 하나의 펌프로 이송되고, 액체 플라스틱 재료를 방적 돌기를 갖는 적어도 하나의 방사 팩(spin pack)으로 이송하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔으로서, 적어도 펌프와 방사 팩이 보일러에서 가열된 열전달 매체에 의해 가열되는 것인 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔에 의해 달성된다.
본 발명은, 펌프, 보일러 및 방사 팩을 수용하는 개구가 모듈형 조립체로 구성되며, 모듈형 조립체가 단독으로 또는 앞뒤로 복수 개가 방사 빔 프레임에 설치 및 고정되는 것을 특징으로 한다.
방사 빔은 이에 따라 원한다면 다른 방사 팩에 의해 확장될 수도 있으며, 이에 따라 설비 용량이 생산 증가에 매우 용이하게 맞춰질 수 있다.
모듈형 조립체는 바람직하게는, 적어도 2개의 크로스 부재를 포함하는 서스펜션을 갖는다. 크로스 부재는, 방사 빔 프레임 내에 설치 가능한 크기를 갖는다. 모듈형 조립체는 전체가 크로스 부재에 장착된다.
다른 개선예에서, 크로스 부재는 적어도 하나의 방사 팩을 수용하는 개구가 형성되는 방식으로 적어도 하나의 가열 챔버에 연결된다. 크로스 챔버와 가열 챔버는 이에 따라, 방사 팩을 수용하는 개구가 배치되는 프레임을 형성한다. 크로스 부재를 가열 챔버에 연결함으로써, 모듈형 조립체의 다른 모든 구성요소가 고정될 수 있는 지지 프레임이 형성된다.
펌프는 바람직하게는 수평방향 및 횡방향으로 또는 프레임의 장변측에 대해 수직방향으로 배치된다. 따라서, 펌프는 광범위한 해체 작업을 할 필요없이, 프레임워크의 서비스 통로로부터 유지 보수될 수 있다.
다른 개선예는, 보일러를 수평방향 및 횡방향으로 또는 프레임의 장변측에 대해 수직방향으로 배치하는 것에 의해 달성된다. 두 가지 방법, 즉 프레임의 장변측에 수직한, 보일러와 펌프의 수평 배치는 방사 팩들 사이에 또는 조립체들 사이에 2개 구성요소의 유지 보수를 위한 공간이 필요 없기 때문에 방사 빔의 보다 컴팩트한 구성을 허용한다. 유지 보수는, 긴 가열 로드 및 펌프를 변경하기에 충분한 공간을 갖는 프레임워크의 서비스 통로에서만 실시된다. 특히 보일러의 이러한 구성에 의해, 개별 조립체들의 공간 요건이 감소되고, 이에 따라 액체 플라스틱 재료를 위한 파이프들도 또한 보다 좁은 간격으로 더 짧게 형성될 수 있다. 보일러의 측면 배치는 또한 펌프 및 단량체 추출 시스템에 대한 양호한 접근을 가능하게 한다. 블로우 샤프트(blow shaft)들 사이의 가용 공간이 보일러를 위해 사용되므로, 별도의 보일러를 위한 강제 플랫폼에 다른 바닥 공간이 요구되지 않는다. 보일러의 배치는 좁은 간격을 허용하는데, 그 이유는 가열 로드가 방사 빔의 축에 대해 대략 90°로 놓이기 때문이다.
펌프와 보일러는 종방향 캐리어에 대해 정확하게 수직으로 배치될 필요가 없다. 종방향 캐리어 - 구성요소, 예컨대 가열 로드가 여기에서 서비스 통로를 통해 교체 가능함 - 에 대한 보일러와 펌프의 종축의, 예컨대 75°로 약간 경사진 배치도 또한 횡방향 또는 수직방향에 속할 것이다. 종래 기술에서는, 펌프와 보일러가 방사 팩들 사이에서 분해되도록 배치되어, 방사 팩들 사이의 거리가 교체형 구성요소를 분해하는 데 요구되는 공간에 의해 결정된다. 본 발명에 따르면, 방사 빔들은 서로 매우 밀접하게 배치될 수 있으며, 이것은 설비 전체가 보다 콤팩트하게 하고, 용융물을 전달하는 파이프를 단축하는데, 이는 액체 플라스틱 재료의 경우에 체류 시간이 단축된다는 공정 관련 장점을 갖는다.
펌프는 바람직하게는 샤프트를 통해 구동부에 의해 구동되며, 구동부는 방사 빔 외측에서 프레임워크 상에 배치된다. 샤프트를 분해하는 것에 의해, 펌프는 배우 용이하게 접근 가능해지고, 소수의 나사를 풀어 용이하게 분해될 수 있다.
방사 빔을 형성하도록 복수 개의 모듈형 조립체를 배치함으로써, 모든 보일러가 파이프에 의해 진공 스테이션과 컨덴서에 연결된다. 특히 보일러들은 파이프에 의해 서로 연결되기 때문에, 연통 파이프 시스템이 형성되며, 이에 따라 각각의 모듈 조립체에 대해 동일한 가열 환경이 얻어진다.
다른 개선예는, 플랜지 연결부를 통해 적어도 하나의 파이프에 의해 액체 플라스틱 재료를 펌프로 공급하는 것에 의해 달성되며, 파이프는 수직방향으로 배치된다. 따라서, 상이한 점성의 액체 플라스틱 재료의 침전물들이 형성되는 것이 불가능하다. 종래 기술과 대조적으로, 상기 구성은 짧은 용융물 라인을 허용하며, 이때 액체 플라스틱 재료에 있어서의 체류 시간이 이에 대응하여 짧다.
첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
도 1은 모듈형 구성의 방사 빔의 사시도이고,
도 2는 방사 빔의 내부 구조의 사시도이며,
도 3은 복수 개의 모듈형 조립체가 나란히 배치된 방사 빔의 사시도이고,
도 4는 복수 개의 모듈형 조립체가 나란히 배치된 방사 빔의 측면도이다.
도 1은, 모든 중요한 구성요소가 배치되거나 고정되는 둘레 프레임(2)을 갖는 모듈형 구성의 방사 빔(1)을 보여준다. 프레임(2)은 U자형이나 이중 T자형 둘레 캐리어로 형성되며, 이 캐리어에 모듈형 조립체(20a)(도 2)가 장착 또는 설치될 수 있다. 프레임(2)은 직사각형 형상으로, 2개의 단변측(2a)과 2개의 장변측(2b)을 갖는다. 설치될 방사 팩을 위한 개구(23a, 23b, 23c)가 모듈형 조립체(20a) 내부에 배치되고, 프레임(2) 상에 배치된 커버(3a, 3b, 3c)와 절연체로 덮일 수 있다. 방사 빔(1) 외부에, 펌프(24)를 위한 구동부(4)가 배치되고, 구동부(4)는 샤프트(5)를 통해 펌프(24)에 연결 가능하다. 펌프(24)는 수평방향 및 횡방향으로 배치되거나, 방사 빔(1)의 장변측에 수직하게 배치되며, 방사 팩의 노즐을 통해 액체 플라스틱 재료를 이송한다. 구동부(4)는, 모듈형 구성의 방사 빔(1)을 수용하는 프레임워크 상의 프레임(2) 외측에 배치될 수 있다. 방사 빔(1) 내부에는 보일러(25)도 또한 배치되며, 보일러는 가열 매체로서, 예컨대 디필(Diphyl)을 수용한다. 열전달 매체를 가열하기 위해, 보일러(25)에 개구(26)가 마련되며, 이 개구 내로 가열 로드가 압박될 수 있다. 보일러(25)와 가열 로드용 개구(26) 모두는 각각의 커버(6, 7)에 의해 외측에서 폐쇄된다. 방사 빔(1) 위에는, 컨덴서(9)와 함께 진공 스테이션(8)이 장착되며, 이들은 파이프(10)를 통해 가열 챔버(27a)에 연결된다. 가열 챔버(27a)는 적어도 하나의 다른 가열 챔버(27b)와 대응하기 때문에, 방적 돌기가 적어도 2개의 측부에서 밀폐되어, 진공 스테이션, 가열 챔버(27a, 27b) 및 보일러(25) 사이에서 가열 매체 흐름의 순환이 형성된다. 컨덴서(9)와 진공 스테이션(8) 모두는 그 보조 구성요소를 사용하여 방사 빔(1)에 고정된다. 열전달 매체, 예컨대 디필은 가열 로드에 의해 보일러(25) 내에서 기상으로 변환되어, 증기가 가열 챔버(27a, 27b)를 통과해 흐른다. 가열 회로 내부에 형성된 응축물이 응축물 라인을 통해 다시 진공 스테이션(8)과 컨덴서(9)로 안내된다.
도 1은 외부 배치 압출기로부터 펌프(24)로 액체 플라스틱을 이송하는 파이프를 위한 플랜지 연결부(11)를 더 보여준다. 플랜지 연결부(11)도 마찬가지로 방사 빔(1)에 고정되며, 파이프(12)에 의해 펌프(24)와 방적 돌기에 연결된다. 방사 빔(1)은 절연재(13)가 아래에 배치되고 접근 가능한 표면을 더 갖는다.
도 2에 따른 모듈형 조립체(20a)는 실질적으로 서스펜션(21)을 포함하며, 서스펜션은 적어도 2개의 크로스 부재(21a, 21b)를 갖고, 이들 크로스 부재 사이에 방적 돌기를 갖는 방사 팩을 위한 개구(23a, 23b, 23c)와 가열 챔버(27a, 27b)가 배치된다. 본 실시예에서, 방사 빔(1)은 방적 돌기를 각각 갖는 3개의 방사 팩을 위해 구성되는데, 그 이유는 각각의 개구(23a, 23b, 23c)가 하나의 방사 팩만을 수용할 수 있기 때문이다. 그러나, 방사 빔(1)은 또한 단지 하나의 방사 팩, 2개의 방사 팩 또는 3개 이상의 방사 팩을 위해 구성될 수도 있다. 방사 팩들은 이에 따라 가변하는 개수의 방사 인출 시스템을 생성하기 위해 방사 빔(1)의 종방향으로 앞뒤로 배치된다. 가열 챔버(27a, 27b)는 서스펜션(21)의 일체형 부분이며, 크로스 부재(21a, 21b)를 함께 연결하기 때문에, 방사 빔(1) 내에 자가 지지 모듈형 조립체(20a)가 형성된다. 열전달 매체가 순환 가능하게 하기 위해, 가열 챔버(27a, 27b)는, 방사 팩도 또한 2개의 다른 측부, 즉 전방 페이스에서 균일하게 가열되도록 크로스 부재(21a, 21b) 영역에서 서로 연결된다. 모듈형 조립체(20a)를 프레임(2)이나 프레임워크에 현수할 수 있는 지지체(22a 내지 22d)가 크로스 부재(21a, 21b) 상에 배치된다. 가열 챔버(27a, 27b) 반대 측부에는, 보일러(25)가 크로스 부재(21b)에 대해 수평방향으로 배치된다. 이를 위해, 각도 프로파일이 본 실시예에서 크로스 부재(21a, 21b)의 전방 페이스 상에서 형성되며, 보일러(25)는 각도 프로파일에 대해 조정 가능하게 고정된다. 보일러(25)는, 가열 로드를 위한 개구(26)가 추가의 분해 없이 프레임워크의 통로로부터 접근 가능하도록 수평방향으로 위치 설정된다. 이를 위해, 보일러(25)는 횡방향으로 또는 프레임(2)의 장변측(2b) 또는 방사 빔(1)의 장변측(2b)에 대해 수직하게 배치된다. 다른 파이프(10)가 열전달 매체를 가열 챔버(27b)로부터 멀어지게 컨덴서(9)로 이송한다.
모듈형 조립체(20a)는 이에 따라 서스펜션(21)을 포함하며, 서스펜션은 2개의 크로스 부재(21a, 21b)에 의해 그 사이에 배치된 가열 챔버(27a, 27b)에 연결된다. 가열 챔버(27a)는 파이프(28)를 통해, 마찬가지로 모듈형 조립체(20a)의 일부인 보일러(25)에 연결된다. 모듈형 조립체(20a)의 다른 부분은 펌프(24)이며, 펌프는 가열 챔버(27b) 영역에 또는 가열 챔버 영역에서 수평방향으로 배치되고, 조립체에 포함되는 모든 방적 돌기와 파이프(10)에 압출 플라스틱 재료를 공급한다. 크로스 부재(21a, 21b)는 지지체(22a 내지 22d)를 더 갖고, 지지체에서 모듈형 조립체(20a)가 프레임(2)이나 프레임워크에 현수되고 고정된다.
샤프트(5)를 통해 구동부(4)에 연결되는 펌프(24)에는 파이프(12)를 통해 방사 빔(1) 외부에 배치된 압출기로부터 액체 플라스틱 재료가 공급된다. 이를 위해, 액체 플라스틱 재료가 플랜지 연결부(11)를 통해 펌프(24)로 그리고 펌프에 의해 다른 파이프를 통해 방적 돌기로 안내된다. 액체 플라스틱 재료를 방적 돌기로 안내하는 모든 파이프가 수직방향으로 배치되므로, 구성요소가 교체될 때에 액체 용융물이 다시 압출기나 펌프(24)로 흐르는 것이 방지된다는 장점이 있다. 액체 플라스틱 재료를 위한 파이프, 예컨대 파이프(12) 내부에, 용융 플라스틱 재료를 완전히 혼합하는 믹서가 1개 이상의 위치에 포함될 수 있다.
도 3 및 도 4의 실시예에서는, 4개의 모듈형 조립체(20a, 20b, 20c, 20d)가 프레임(2) 상에 배치되며, 방사 빔(1)을 형성한다. 각각의 모듈형 조립체(20a 내지 20d)는 2개의 크로스 부재(21a, 21b)에 의해 프레임(2)에 현수되며, 지지체(22a-22d)는 프레임(2)의 프로파일 상에 지지되고 연결된다. 본 실시예에서, 각각의 모듈형 조립체(20a-20d)는 각각 방적 돌기를 갖는 2개의 방사 팩을 수용할 수 있고, 방사 팩은 개구(23a, 23b)에 설치 가능하고 커버(3a, 3b)에 의해 폐쇄 가능하다. 커버(3a, 3b) 아래에서, 방사 팩은 설치 가능한 가열 블럭에 의해 정상부에 대해 절연 가능하며, 가열 블럭은 개구(23a, 23b) 내부에서의 굴뚝 효과를 피하기 위해 둘레 시일을 갖는다. 방사 팩은 프레임(2)의 장변측(2b)들 사이에 평행하게 배치된다. 진공 스테이션(8)과 컨덴서(9)는 모든 조립체의 가열 회로를 위해 파이프를 통해 모든 보일러(25)에 연결되고, 파이프(28)는 열전달 매체를 각각의 보일러(25)로부터 가열 챔버(27a)로 안내한다. 보일러(25)는 파이프(14)를 통해 서로 연결되므로, 다수의 구성인 경우에도 동일한 가열 회로가 각각의 모듈 조립체(20a 내지 20d)에 대해서 얻어진다. 모든 방사 팩에는 단일 플랜지 연결부(11)를 통해 외부 압출기로부터 액체 플라스틱 재료가 공급된다. 이를 위해, 플랜지 연결부(11)에서 시작하고, 액체 플라스틱 재료를 펌프(24)로 안내하는 파이프(12)가 마련된다. 그 영역에 구동부(4)가 배치되는 방사 빔(1)의 전방측은 펌프의 유지 보수를 위해 작업자가 쉽게 접근 가능하므로, 보일러(25) 내의 가열 로드도 또한 이 측부로부터 교환 가능하다. 이를 위해, 보일러(25)는 수평방향 및 횡방향으로 또는 프레임(2)의 장변측(2b)에 수직하게 배치된다. 펌프(24)도 또한 수평방향 및 횡방향으로 또는 방사 빔(1)의 장변측에 수직하게 배치되기 때문에, 전체 방사 빔(1)이 하나의 위치로부터 유지 보수될 수 있다. 두 가지 방법, 즉 횡방향으로의 또는 프레임(2)의 장변측에 수직한 보일러와 펌프의 수평 배치는 방사 팩들 사이에 또는 조립체들 사이에 2개 구성요소의 유지 보수를 위해 공간이 필요 없기 때문에 방사 빔의 보다 컴팩트한 구성을 허용한다. 유지 보수는, 긴 가열 로드 및 펌프(24)를 변경하기에 충분한 공간을 갖는 프레임워크의 서비스 통로에서만 실시된다.
1 : 방사 빔
2 : 프레임
2a : 단변측
2b : 장변측
3a 내지 3c : 커버
4 : 구동부
5 : 샤프트
6 : 커버
7 : 커버
8 : 진공 스테이션
9 : 컨덴서
10 : 파이프
11 : 플랜지 연결부
12 : 파이프
13 : 절연체
14 : 파이프
20a 내지 20d : 모듈형 조립체
21 : 서스펜션
21a, 21b : 크로스 부재
22a 내지 22d : 지지체
23a 내지 23c : 개구
24 : 펌프
25 : 보일러
26 : 개구
27a, 27b : 가열 챔버
28 : 파이프

Claims (9)

  1. 용융 방사형(melt-spun) 필라멘트 제조용 방사 빔(spinning beam)으로서,
    액체 플라스틱 재료가 외부 배치 압출기를 통해 적어도 하나의 펌프로 이송되고, 액체 플라스틱 재료를 방적 돌기(spinneret)를 갖는 적어도 하나의 방사 팩(spin pack)으로 이송하며, 적어도 펌프와 방사 팩이 보일러에서 가열되는 열전달 매체에 의해 가열되는 것인 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔에 있어서,
    적어도 펌프(24), 보일러(25) 및 방사 팩을 수용하는 개구(23)가 모듈형 조립체(20)로 구성되며, 모듈형 조립체는 단독으로 또는 앞뒤로 복수 개가 방사 빔(1)의 프레임(2)에 설치 및 고정 가능한 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  2. 제1항에 있어서, 모듈형 조립체(20)는 적어도 2개의 크로스 부재(21a, 21b)를 포함하는 서스펜션(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  3. 제2항에 있어서, 크로스 부재(21a, 21b)는, 적어도 하나의 방사 팩을 수용하는 개구(23)가 형성되는 방식으로 적어도 하나의 가열 챔버(27a, 27b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  4. 제1항에 있어서, 펌프(24)는 수평방향 및 횡방향으로 또는 프레임(2)의 장변측(2b)에 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  5. 제1항에 있어서, 보일러(25)는 수평방향 및 횡방향으로 또는 프레임의 장변측(2b)에 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프(24)는 샤프트(5)를 통해 구동부(4)에 의해 구동되고,
    구동부(4)는 방사 빔(1) 외부에서 프레임워크 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  7. 제1항에 있어서, 복수 개의 모듈형 조립체(20a, 20b, 20c, 20d)가 방사 빔을 형성하고, 진공 스테이션(8)과 컨덴서(9)가 파이프에 의해 모든 보일러(25)에 연결되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  8. 제1항에 있어서, 보일러(25)들은 파이프(14)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 플라스틱 재료는 적어도 하나의 파이프(12)에 의해 플랜지 연결부(11)를 거쳐 펌프(24)로 안내되고, 파이프는 수직방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 용융 방사형 필라멘트 제조용 방사 빔.
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