KR880002436B1 - 무기섬유의 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

무기섬유의 제조방법 및 그 제조방법

제 1 도는 본 발명의 전체적인 공정을 보인 설명도.

제 2 도는 본 발명에 의한 안내휠, 제면휠의 구조를 보인 종단면도.

제 3 도는 본 발명에 의한 각 휠의 에어링 및 섬유표면처리제 노즐을 보인 설명도.

제 4 도는 본 발명에 의한 휠의 회동부 구조를 보인 종단면도.

제 5 도는 본 발명에 의한 휠의 회동부 a-a 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

3 : 안내휠, 4,4',4": 제면휠,

5 : 에어링, 6 : 표면처리제 노즐,

10 : 후육부, 11 : 각형요홈,

12 : 용융액봉, 20 : 회전축,

21 : 축수부, 24 : 완충고무,

26 : 케이싱,

본 발명은 무기 단열 섬유제조를 위한 열연화성 무기물질을 적당한 점도를 갖는 액상으로 용융시킨 후 그 용융액을 고속으로 회전하는 다수의 회전휠 주면에 순차로 낙하되게 함과 동시에 그 배면에서 전방을 향하여 공기 및 액상의 섬유표면처리제를 분사하여 줌으로써 소정의 길이와 굵기를 갖는 무기섬유를 얻을 수 있게 한 원심분리식 무기섬유의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.

종래에도 미국특허 3303009호, 일본특허공고소 57-1495호, 한국특허공개 83-8936호에 의하여 회전휠을 이용한 원심분리기 무기섬유 제조공법이 알려져 있었으며 이들은 모두가 암면 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로 그 공통적인 구조는 용융상태의 섬유재료를 회전하는 첫번째 회전휠 도입시켜 그 원심력에 의하여 세분되면서 두번째 회전휠로 인계되도록 하고 인계된 용융액은 두번째 회전휠의 원심력에 의하여 일부는 섬유로 분리되고 일부는 다시 하방에 설치된 세번째 회전휠로 인계되어 원심력에 의하여 재차 섬유로 분리되게 하는 것이며, 또한 한국특허공개 83-8936호는 다수의 회전휠에 의하여 용융액이 섬유화 되었을때 이들 섬유는 상호간 접착력을 갖고 있지 않으므로 섬유화시키면서 표면처리제를 분사하여야 하는 바 이를 위하여 섬유표면처리제를 회전휠이 회동하면서 그 내부에서 분사하도록 하며 공기는 회전휠 외주의 고정판엥서 다수의 구멍을 통하여 분사되도록 한 것이다. 이와같이 하여 비산되어 표면처리된 무기섬유는 집면실로 날아가 목표하는 단열섬유매트나 브랑켓트등을 제조하면 되는 것이나 1500℃에 달하는 고온의 용융액이 고속으로 회전하는 안내휠 및 제면휠 주면에 낙하되기 때문에 크랙이 발생되고 마모가 심하여 다수의 회전휠의 재질은 내열성이 우수하고 내마모성이 탁월한 고가의 재질로 제작되어야 한다. 따라서 제작비가 상승되어 시설비 부담이 과중하고 회전휠에 송풍장치 및 섬유표면처리제 분무장치를 부설하여야 하는 것이어서 그 구조가 조밀하고 복잡하여 제작에도 많은 어려움이 따르게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이상에서와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 낙하되는 용융액을 세분화시키기 위한 회전휠(이하 안내휠이라함) 및 실질적인 섬유화가 이루어지는 회전휠(이하 제면휠이라함)을 저가의 재질로도 제작 사용이 가능하도록 함으로써 시설비 부담이 대폭 경감되도록 하면서도 휠의 작업 수명을 연장할 수 있게 하고 제면휠의 구조가 단순화 되게 하여 제작이 용이하도록 하여 섬유표면처리제의 분무압이 낮아도 원활하게 비산되어 섬유표면에 접착시킬 수 있게 함과 동시에 제면휠의 직경을 크게 하거나 제면휠의 회전 속도를 증가시키기 않고서도 제면휠과 용융액의 접촉면적을 충분히 넓게 하여 줌으로서 용융액의 섬유화 수율을 증가시킴에 있으며 아울러 제면휠의 수명이 연장되게 함으로써 조업의 연속성을 유지시켜 생산성 향상 및 유지보수비를 줄일 수 있게 함에 있다.

이러한 본 발명은 개개의 구동모터를 갖는 안내휠 및 제면휠을 시계방향과 반시계방향으로 고속으로 회전시키되 고속으로 회전하는 안내휠 및 제면휠의 내부에 냉각수를 투입 순환시켜 고온의 용융액과 접촉하는 회전휠이 열적 파괴되는 일이 없도록 하고 안내휠 및 제면휠의 수명연장을 위하여 휠표면에 저탄소강으로된 후육부를 육성하였고 또한 이 후육부의 표면을 요철형태로 가공함으로써 용융액과의 접촉면적을 크게 하였다. 아울러 요철후육부에 의하여 제면휠 원주면에서의 용융액 확산을 억제시켜 제섬수율을 향상시켰으며 또한 고온으로 가열된 상태로 회전하게 되는 안내휠 및 베면휠의 축수로 사용되는 베어링에는 윤활유를 분무하고 또한 이의 회전에 의한 진동을 완충시켜 줌으로서 비산되는 섬유의 물성이 진동에 의하여 악화되지 않도록 하여 소정의 섬유경, 길이등을 갖는 고품질의 제품을 얻고 수율을 향상시킬 수 있도록 한 것으로 이를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

무기단열섬유 제조용 열연화성 무기물질을 용융로에서 용융하고 출탕구를 거쳐서 유출되게 한 용융액(1)을 래들(Ladle)을 거쳐 고속으로 회전하는 안내휠(3)에 낙하시켜 원심력에 의하여 용융액(1)이 세분되면서 제면휠(4)에 인계되게 하고 안내휠(3)과는 반대방향으로 고속으로 회전하는 제면휠(4)의 원심력에 의하여 제면휠의 표면에 부착된 일부의 용융액(1)은 회동에 따라 방출되면서 섬유(F)가 형성되며, 나머지 용융액(1)은 재차 고속으로 회전하는 제면휠(4'),(4")의 원심력에 의하여 같은 과정으로 섬유(F)로 방출되도록 하되, 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4')(4")의 후방에 설치된 송풍토출구(이하 에어링이라 함)(5) 및 섬유처리제분무노즐(6)에 의하여 섬유(F)는 집면실(7)로 날아가면서 섬유처리제(8)에 의하여 점착되어 집속체로 되는 것인바 이를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")의 주면에 요홈(9)을 굴국하고 이에 내열성 및 내마모성이 강한 조성의 용접봉을 감아 용접하되 용접된 용접봉간의 기밀이 유지되도록 하면서 안내휠(3)이나 제면휠(4),(4'),(4")을 분단 31-35cm 정도로 회전시키면서 아크용접 방법으로 용접하며 이때의 용접온도는 4000-6000℃ 정도면 치밀한 구조로 요홈(9)에 용접봉을 용착시켜 후육부(10)를 육성할 수 있게 된다.

이때 용접봉의 재질은 고온의 용융액(1)이 후육부(10)에 낙하되어 담금질(Quenching) 현상이 발생되더라도 마르텐사이트(Martencite)조직으로 변하지 않도록 탄소함유량이 0.2% 이하인 재질을 선택하였다. 따라서 갈라짐(Crack)이 발생하지 않아 내열성을 갖게 되고 또한 고온의 용융액(1)이 후육부(10)에 낙하되면서 후육부(10)를 마모시키게 되는 것이나 용접봉은 망간등의 성분이 함유된 것이므로 내마모성이 풍부하며 장구한 수명을 갖게 되는 것이다.

또한 제면휠(4),(4'),(4")의 직경을 크게 하거나 고속으로 회전되게 하여 용융액(1)과 접촉되는 표면적을 증대시킴으로서 섬유화수율을 높이는 종래의 방식과는 달리 후육부(10)에 각형 효홈(11)을 삭설하여 줌으로써 용융액(1)과 접촉되었을시 접촉면적이 대폭 증대될 뿐만 아니라 낙하되는 용융액이 다수의 요홈(11)들과 부닺혀서 확산되는 각도를 감소시킬수 있으므로 섬유화 수율을 증가시킬 수 있게 되는 것이어서 제면휠(4),(4'),(4")을 대형화시키지 않아도 되며 고속 회전시켜야 할 필요가 없게 되는 것이다.

이와같이 하여 투입된 용융액(1)은 거의 대부분 섬유(F)로 되어 수율이 대단히 높게 되는 것이며 또한 본 발명에서는 구득이 쉽고 저가인 재질로 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")을 제작하였으므로 1500℃에 달하는 고온의 용융액이 접촉되었을때 열의 방출을 위한 수단으로써 제 2 도에 표현된 바와같이 냉각수를 순환시키는 구조를 마련하였으며 냉각수가 회전축(20) 내부에 설치된 급수관(21)을 통하여 각휠의 내부에 도달하고 이에서 열교환 작용이 이루어진후 다시 출구(22)로 배출되도록 하였다.

따라서 본 발명에서는 저가의 재질로 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")의 제작이 가능하게 되는 것이므로 종래의 것과 같이 구하기 어렵고 매우 고가인 내열성 및 내마모성이 우수한 합금으로 제작하는 것보다 제작비가 극히 저렴하게 되는 것이며 안내휠 및 제면휠의 작업수명을 연장시키게 되어 냉각수를 순환시켜야 하는 불이익에도 불구하고 오히려 작업의 연속성이 보장되므로 생산성이 향상되고 유지비가 적게 드는 잇점이 있게 되는 것이다. 그리고 일반적으로 무기질 섬유는 균일한 품질의 단열 성능을 얻기 위하여 섬유(F) 하나하나가 일정하고 균일한 섬유경, 길이를 가지고 있어야 하는바 바람직하기로는 무기질 섬유는 길이가 길수록 좋으며 그 굵기는 가늘수록 좋은 것이므로 이러한 섬유(F) 조성을 얻기 위하여는 용융액 낙하시의 점도, 낙하되는 용융액봉(12)의 굵기, 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")과의 거리 및 각도, 각 휠의 순간 접촉원주 면적 각휠의 직경비, 각휠의 회전속도, 송풍압, 송풍각도, 각휠과 송풍구와의 거리등 많은 인자를 적절히 조절하여 주어야 한다. 이들 인자는 섬유(F)의 성상 뿐만 아니라 제섬량에도 큰 영향을 끼치게 되는바 본 발명에서는 이를 위하여 각 인자들을 분석하여 목표하는 섬유를 얻게 되었다.

이를 구체적으로 살펴보면 열연화성 물질 원료를 섬유화하기 위한 적절한 용융액의 점도는 5-20 CPS 이며 이러한 용융액(1)이 안내휠(3), 제면휠(4),(4'),(4")에 낙하되는 과정에서 섬유화되지 못한 용융액(1)은 그 낙하되는 각도가 점차 확산되어가므로 각 휠의 폭은 선정되어야 하는데 휠의 폭은 안내휠(3)과 용융액(1)이 낙하하는 래들(2)의 방출구 중간에서 측정한 용융액 봉의 직경보다 4-6배 되는 폭이어야 섬유화 수율이 높아지게 되기 때문에 각 휠의 크기 증가에 따른 구동모우터의 용량증가를 억제하는 범위내에서 적당한 휠의 폭은 실험결과 100-150mm임을 알수 있었다. 그리고 섬유화되는 제섬량은 휠의 원주면적과 비례하므로 휠의 직경이 클수록 섬유화 수율을 높일 수는 있으나 휠의 직경을 크게 하면 모우터(M)의 부하 증가와 아울러 제작비의 앙등이 초래되며, 반면에 휠의 직경이 적을수록 고속회전이 용이하나 섬유화표면적이 적어 수율이 떨어지게 된다. 그리고 안내휠(3)에서는 낙하되는 용융액을 단순히 받아 방향 조정내지는 세분화 또는 분무상태로 만들어 제면휠(4),(4'),(4")에서 섬윰화 할수 있도록 인계하는 기능만을 갖도록 설계하면 된다.

그러므로 안내휠(3)은 그 직경을 크게할 필요가 없으며 안내휠(3)에서 용융액을 받아 제면휠(4)에서 1차로 섬유화시키고 미섬유 상태의 용융액은 제면휠(4')에 인계되어 2차로 섬유화되고 여기에서도 섬유화 되지 못한 용융액(1)은 제면휠(4")에서 완전히 섬유화되는 것이므로 이러한 일정한 폭을 갖는 안내휠(3) 밑 제면휠(4),(4'),(4")의 직경은 용융액봉(12)의 전단면적(낙하되는 용융액봉(4),(4'),(4")을 거치면서 확산 분무된 용융액을 손실없이 접수하여 섬유화하기 위하여는 각 휠의 직경이 충분히 확보되어야 한다.

이를 위하여 안내휠(3)보다 제면휠(4)의 직경은 약 1.2배 내지 2.0배 가량 커져야 섬유화 효율이 커지며, 특히 1.3 배 내지 1.6배인 경우가 바람직하다. 그리고 제면휠(4)에 비하면 제면휠(4'),(4")의 직경은 클수도 있으나 구동모우터(M)의 용량증가를 억제하기 위하여 동일한 직경으로 하여도 무방하다.

또한 각 휠의 직경을 크게 하면 중량화되며 고속회전에 의한 진동 및 마찰에 의하여 기계적인 손상이 초래되고 휠의 진동에 따라 섬유의 성상, 즉 섬유경 및 길이가 균일하게 되지 않아 품질의 저하를 가져오게 된다.

이상과 같은 조건들을 감안하였을때 용융액봉의 전단면적을 1.5-3.0㎠라고 하면 안내휠(3)의 직경은 210-250mm 제면휠(4),(4'),(4")은 270-400mm 정도가 가장 적합하며 제면휠의 직경이 2400mm 이고 휠의 폭이 130mm인 경우의 휠표면적은 980㎠이고 제면휠의 직경이 3400mm이고 폭이 130mm이면 제면휠의 표면적은 1400㎠이 되며 이때의 용융액의 섬유화 수율은 휠직경 2400mm의 경우는 4%, 휠직경 3400mm인 경우는 73%에 이르며 휠의 직경은 이 이상 증대되며 모우터에 과부하 현상이 초래되고 진동이 심하여지므로 바람직하지 못하게 된다. 아울러 이때의 각 휠간의 거리와 각도는 섬유의 성상에 지대한 영향을 끼치게 되는바 래들(2)에서 출발한 용융액이 안내휠 및 제면휠을 거쳐서 섬유화 되는데 소요되는 시간은 6mS(이하 통과시간이라 함)의 매우 짧은 시간이며 이 이상이 되면 용융액의 일부가 그대로 고화되는 이른바 샤트(13)가 생성되고 그 이하가 되며 미쳐 섬유화되지 못하여 수율이 저하된다. 그러므로 각 휠간의 거리를 가까이 하게 되면 통과시간이 단축되어 샤트의 양이 증가하개 되고 안내휠 밑 제면휠의 중심선을 이는 사각 내에서 섬유화 기능 비율이 감소되어 수율이 더욱 저하된다.

또한 각 휠간의 거리가 멀게되면 상기한 경우와는 반대로 통과시간이 길어지게 되므로 용액 경화 형상이 야기되어 제면휠(4),(4'),(4")을 가격하게 되어 균열리 발생될 수 있는 문제가 있고 제면휠간의 인계 용액이 감소되고 수율이 저하된다.

또한 용융액이 비산되는 각도가 확산되어 제면휠(4'),(4")가 인계받는 용융액의 양이 감소되어 섬유의 수율이 더더욱 감소된다. 그러므로 이러한 제인자를 감안하였을때 실용상 가장 적합한 안내휠(3)과 제면휠(4)사이의 거리는 30-55mm, 제면휠(4')과의 거리는 20-4-mm, 제면휠(4')과 제면휠(4")과의 거리는 20-3-mm 정도가 적합하며 여기에서의 휠간 거리란 휠 외주면과 외주면의 가장 근접한 부위의 거리를 말하는 것이다.

아울러 각 휠간의 각도를 조절하여 섬유화 되지 못하고 인계되는 용융액이 각 휠에서 최대의 접촉면적을 갖도록 설계하여 제섬량을 증대시켜야 하는데 제 3 도에 보인 바와같이 각 휠간의 각도를 Q₁-Q₂라 할때 Q₂가 작을수록 제면휠(4)에서 제면휠(4')로 인계되는 용융액이 줄게 되고 Q₃가 적을 수록 제면휠(4')에서 제면휠(4")로 인계되는 용융액이 줄게 되어 제섬량을 감소시키므로 Q₁은 24-29°, Q₂는 27-33°, Q₃는 29-34°가 적당하며 이러한 상태에서는 샤트로 되는 양이 거의 없이 높은 섬유수율을 얻을 수 있는 바람직한 상태가 된다. 그리고 원심분리법에 의한 섬유화 방법에서 얻어지는 섬유의 물성을 결정짓는 가장 중요한 인자중의 하나는 각 휠의 회전속도이며, 각 휠의 회전속도가 빠를수록 얻어지는 섬유의 굵기는 가늘게 되어 판상섬유 제품의 열전도도를 낮추게 되어 보온 및 단열 성능이 대폭 개선도는 것이나 회전속도가 일정 속도이상으로 빠르게 되면 용융액은 섬유화 되기전에 반발되어 섬유수율이 대폭 저하될뿐만 아니라 고온의 용융액이 집면 실내에서 비산되어 화재가 유발될수도 있으므로 적절한 회전속도를 유지시켜 주어야 하도 또한 휠들이 지나치게 저속으로 회전하면 섬유경이 굵어져서 품질을 저하시키게 되며 이때 용융액의 점도 또한 적정한 수준일 것이 요구되는바 가장 적절한 점도는 실험결과 10 CPS-15 CPS 이고 이러한 점도로써 섬유화에 적합한 각 휠의 회전수를 살펴보면 안내휠(1)은 2400-2500 rpm, 제면휠(4)는 4400-5600 rpm, 제면휠(4')는 4600-6200 rpm, 제면휠(4")는 rpm이 적당한 것이며 이와같이 하방에 설치된 휠일수록 회전속도를 증가시켜야 하는 이유는 미섬유 용융액이 하방으로 내려 갈수록 온도가 급격히 저하되면서 점도가 상승되므로 휠에 용착되어 작업성이 저하되는 것이어서 하방의 휠일수록 점도상승 되더라도 섬유화가 가능하도록 높은 회전력을 부여하여야 하기 때문이다.

이와같이 하여 용융액(1)이 낙하되어 안내휠 (4), (4'),(4")에서 섬유화됨에 있어서 섬유(F)의 길이, 직경을 결정하는 또 다른 인자중의 하나가 고압으 송풍앙ㅂ이며 본 발명에서는 각 휠의 주연에 에어링(27)을 설치하고 여기에서 고압으 송풍압을 불어줌으로써 각 휠에서 섬유화 됨과 동시에 집면실로 이송되게 하였다.

고압의 공기를 확포시켜 분무함으로 집면실(7) 좌우의 변면에 섬유가 엉켜붙어 벽면에 부착되어 경화된 섬유덩어리를 제거해야 하며 또한 벽에 부닺힌 섬유들이 흘러내림으로써 섬유(F)의 집면상태는 섬유의 비산 방향으로 볼때 벽측 부위가 중간 부위보다 집면상태가 두껍게 된다. 더구나 집면실 벽면에 부착되어 경화돼 버린 섬유덩어리에 의하여 섬유제조체 전방에서 공기의 흐름 변화가 일어나 정상상태의 집면위치보다 후방에 집면되다. 이때 집면실(7)의 후방으로 갈수록 섬유확포가 커지게 되므로 집면편차도 더욱 커지게 된다. 한편 각 휠의 중심축을 연이은 사각 외부에서 제섬된 섬유는 에어링의 직접적인 송풍에 의하여 집면실로의 이동이 가능하나 사각내부에서 형성된 섬유는 송풍의 영향을 거의 받지 못하여 각도를 주어 송풍함으로서 사각 내부에서의 생성된 섬유의 이송도 가능하게 된다.

또한 비산되는 섬유표면처리제 역시 섬유에 고루 도포되지 못하기 때문에 제 1도에서와 같은 각 휠의 중심축 방향으로 17-23°정도 기울어진 상태로 분사함으로서 상기 제반문제를 해결하게 되었다. 또한 에어링(27)에서 토출되는 공기의 송풍압잉 지나치게 높을 경우에는 섬유의 길이가 가늘어지기는 하나 단 섬유로되는 것이어서 접속시켜 제품화 하였을 때 압축 복원력이 저하되며 특히 CaO 함량이 많은 스라그베이스(Base)등의 원료 조성물인 경우에는 가루화 현사이 발생되므로 송풍압이 지나치게 높아도 불합리하고 또한 송풍압이 너무 낮은 경우에도 섬유의 길이가 길어지기는 하나 섬유경이 10μ 이상으로 되어 보온 및 단열재용 섬유로 부적합하므로 적정한 송풍압을 유지하여야 하며 실제로는 에어링으로부터 1m 떨어진 곳에서 "U"자형 나노메터로 측정하였을때 700-900mmAg가 되면 적정 직경과 길이를 갖는 바람직함 물성의 섬유를 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명에서는 집면과정에서 생길수 있는 좌우의 집면밀도의 불균일을 시정할 수 있도록 각 휠의 주연에 설치되어 있는 에어링을 6개로 구획하여 송풍압을 달리할수 있도록 함으로써 집면시에 좌우의 집면밀도가 고르게 유지될수 있게 함은 물론 사실상의 제섬 기능을 갖는 제면휠(4), (4')에 집중적으로 송풍압이 가해지므로써 송풍 효율을 향상시키고 송풍압을 조절하여 줌으로써 섬유경, 섬유 길이를 적절히 할수 있는 것이다.

동시에 종래와 같이 송풍압을 극복할 수 있는 정도의 고압으로 표면처리네를 분사하는 것이 아니고 저압으로 분사하여 섬유의 표면처리가 가능하게 하기 위하여 에어링(5) 내부에 섬유표면처리제 노즐(6)을 설치 하였다. 그러므로 섬유표면처리제는 저압으로 분무하더라도 에어링(5)에서 고앙ㅂ으로 토출되는 공기와 함께 분사되므로 섬유(F)표면에 용이하게 점착되는 것이며 뿐만 아니라 에어링(5)의 방벽 효과로 섬유표면 철리제 배관이 간소화되엇고 또한 섬유표면 처리제 노즐(6)이 받는 열저항을 줄일수 있는 부수적인 효과도 얻게 되었고 더욱이 본 발명에서는 섬유화가 대부분 이루어지는 제면휠(4)과 제면휠(4')의 주위에 표면처리제의 노즐(6)을 50% 이상 설치하여 줌으로써 적은 송풍량으로 최대의 섬유 처리 효율을 얻을 수 있게 되는 것이고, 이와같이 하여 집면실로 비산되면서 이송된 결속 상태의 섬유들(F)은 이송 콘베이어를 타고 이송되어 각종의 보온단열재를 제조하기 위한 원료 섬유로 사용하게 되는 것이다.

상기한 바와같이 섬유화 조건에 대한 여러 인자들을 분석하여 양질의 섬유를 얻고 그 수율을 증대시키기 위한 조건을 제시하였으며 그외에 부수적인 인자들이 따르게 되는 바 이는 회전축(20)의 길이, 휠의 내진동성, 회전축의 윤활 설비등이다.

먼저 휠의 내진동 장치에 대하여 살펴보면, 고속 회전을 하게 되는 각 휠은 무게의 평형이 잘 이루어지도록 하여야 진동을 줄일 수 있는 것이나 실제로는 용융액(1)과 부딪혀 섬유화 시키는 기능을 담당하는 부위는 회전되는 각 휠의 한 부분이므로 부하가 편중된 상태와 같이 진동을 일으키게 되고 이러한 진동은 베러링의 손상, 볼트, 너트의 풀림 등 기게 구조에 악 영향을 초래함은 물론 섬유화 하기 위한 저점도의 용융액은 약간의 진동에 의하여도 쉽게 반발 내지는 비산되는 것이므로 진동이 있을 경우에 샤트가 다량 발생되며 생성되는 섬유의 굵기가 불균일하게 되므로 섬유 품질의 저하를 가져오게 되고 수율을 저하시키므로 이러한 진동을 막아야 하며 본 발명에서는 이를 위하여 각 휠의 회전축(20)의 길이가 되도록 단축되게 하였고, 진동의 흡수를 위하여 회전축(20)의 축수부(23)가 전체적으로 완충고무(24)에 의하여 지지되도록 하였으며 축수부(23)의 베어링(25)에는 윤활유를 분무하여 주도록 하였다.

즉, 회전축(20)의 길이가 길게 되면 회전휠의 진동으로 인하여 용융액(1)이 불규칙한 방향으로 비산 내지 반발되어 섬유 수율이 저하되고 샤트가 다량 발생하게 되므로 이러한 현상을 막을 수 있는 최대한 회전축 길이는 실험에 의하여 850mm 이하가 적당함을 알수 있었다.

또한 회전축(20)의 축수부(23) 주위에 6개의 완출고무(24)을 개재시켜 케이싱(26)에 고정하여 줌으로써 완충고무(24)에 의하여 회전축(20)의 진동을 흡수하도록 하였으며, 본 발명에서의 축수부(23)는 그 베어링(25)이 고열을 받게 될 뿐만 아니라 고속 회전하는 것이므로 윤활유를 분무하도록 항 과열되지 않도록 함으로써 베어링(25)의 원활한 작동으로 진동을 흡수하고 수명 연장을 꾀할 수 있게 하였다. 그리고 본 발명에서는 베어링(25)에 윤활유가 일정 압력 이사으로 공급되지 않으면 구동모우터(M)가 작동 정지되도록 감지 스위치를 설치하였다.

이와같이 하여 본 발명에서는 각 휠의 외주면에 용접봉으로된 후육부를 육성하고 각 휠의 내부에 냉각수를 순환시켜 줌으로써 내열성 및 내마모성 대폭 증진시켜 주고 수명을 장구하게 하여 작업의 연속성을 유지시켜 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이며, 설비 설치 비용이 매우 적게 들고 그 유지비도 저렴한 것이며, 후육부에 요철을 형성하여 줌으로써 용융액과의 접촉 표면적을 증대시켜 섬유 수율을 향상시킬수 있다.

아울러 에어링내에서 섬유표면 처리제가 공기와 함께 분사되도록 하되 일전 각도를 이루어 분사되도록 함으로써 효율적인 표면처리가 가능하도록 하고 또한 에어링을 각 휠별로 구획하여 집면되는 과정에서 좌우의 밀도 차이가 없이 균일하게 퇴적될 수 있도록 하며 섬유화 기능을 발휘하는 제면휠에 집중적으로 공기 및 표면처리제를 분사할수 있어서 매우 효율적이므로 생산성 향상에 크게 기여할 수 있게 되는 것일뿐만 아니라 각 휠의 회전축 진동을 거의 없앨 수 있어서 우수한 섬유상상을 얻을 수 있게 된다. 그리고 각 휠 축수부의 베어링에는 윤활유 분무하여 고온으로 가열된 상태에서 고속 회전하는 악 조건에도 불구하고 그 수면이 연장되는 것이며, 각 휠의 두께나 직경 그리고 각 휠간의 거리, 각도를 상기한 바와같이 일정 범위내로 제한함으로써 보온 단열재를 제조하기 위한 섬유로서 갖추어야 할 굵기, 길이를 적정 범위로 유지시킬 수 있게 되고 샤트의 발생을 감소시키며, 섬유의 수율을 극대화시키며 목표하는 제섬량을 얻을 수 있게 되는 것이다.

Claims (19)

1. 열연화성 무기 물질을 용융시키고 이를 고속 회전하는 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")에 의하여 원심분리법으로 섬유화하고 공기 및 섬유표면 처리재와 함께 분사하여 집면실에 퇴적되게 하되, 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")의 외주면에 후육부(10)를 육성하고 그표면에 각형 요홈(11)을 형성시켜 낙하되는 용융액과의 접촉면적이 증가하도록 하고 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")의 내부에 냉각수를 순환시켜 과열되지 않도록 하며, 각 휠의 폭, 직경 및 휠간의 거리, 각도등을 적정 범위내로 한정하여 섬유의 굵기, 길이가 적정하게 유지되도록 하고 섬유의 수율을 증대시키며, 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")의 주위에서 표면처리제 및 공기를 경사진 방향으로 분사하도록 하는 무기섬유의 제조방법.
2. 제 1 하에 있어서, 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")의 후육부(10)는 탄소함유량 0.2% 이하의 저탄소강 용접봉으로 형성함을 특징으로하는 무기섬유의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 후육부(10)의 형성은 각 휠의 회전속도를 분당 31-35cm로 하고 이때의 용접 온도는 4000℃-6000℃로 유지시켜서 되는 무기섬유의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")의 폭은 낙하되는 용융봉(12)의 단면적보다 4-6배에 해당하는 두께로 함을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
5. 제 1 하에 있어서, 안내휠(3)보다 제면휠(4)의 직경은 1.2-2.0배 크게 하며 제면휠(4'),(4")의 직경은 제면휠(4)보다 작지 않게 함을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 안내휠(3)의 직경은 210mm-250mm 이며, 제면휠(4),(4'),(4")의 직경은 270m-400mm의 범위내에 있음을 특징으로 하는 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서, 안내휠(3)과 제면휠(4)의 중심축간의 수평각(Q₁)은 24°-20°, 제면휠(4)과 제면휠(4')의 축간 수평각(Q₂)은 27°-33°, 제면휠(4')의 축간 수평각(Q₃)은 29°-34°의 범위내에 있음을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서, 안내휠(3)과 제면휠(4)과의 가장 근접한 거리는 30-50mm, 제면휠(4)과 제면휠(4')간의 가장 근접한 거리는 20-40mm, 제면휠(4')과 제면휠(4")과의 가장 근접한 거리는 20-3-mm의 범위내에 있음을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서, 안내휠(3)의 회전수는 2400-2500 rpm, 제면휠(4)의 회전수는 4400-5600 rpm, 제면휠(4')의 회전수는 4600-6200 rpm, 제면휠(4")의 회전수는 4800-6900 rpm의 범위내에 있음을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서, 공기의 송풍각은 각 휠의 회전축(20)을 기준으로 하여 17-23°이며, 송풍압은 700-900mmAg 범위내에 있음을 특징으로 하는무기섬유의 제조방법.
11. 열연하성 무기물질을 용융시키고 이를 고속 회전되는 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")에 의하여 원심분리법으로 섬유화하고 공기 및 섬유표면 처리제와 함께 분사하여 집면실에 퇴적되게 하되, 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")의 외주면에 각형 효홈(11)을 형성하고 안내휠(3)과 제면휠(4),(4'),(4")의 회전축(20) 내부에 급수관(21)을 설치하여 냉각수가 각 휠의 내부를 순환하여 배출되도록 하고 회전축(20)의 축수부(23)는 완충고무(24)에 의하여 케이싱(26)에 고정되게 하며 축수부(23)의 베어링(25)은 윤활유를 분무시키거나 순환시켜 주고 각 휠의 주위에는 다수의 구획되고 내부에 섬유표면 처리제 노즐(6)을 갖는 에어링(5)을 형성하여서된 무기섬유의 제조장치.
12. 제11항에 있어서, 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")의 각형요홈(11)을 굴설하고 이에 저탄소강 용접봉으로 후육부를 형성하여서된 무기섬유의 제조방법.
13. 제11항에 있어서, 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")의 폭은 10-15cm의 범위로 함을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
14. 제11항에 있어서, 표면처리제 노즐(6)은 에어링(5)내에 설치하되 표면처리제 노즐(6) 총수량이 50%-70%를 제면휠(4),(4'),(4") 주위에 배치하여서 됨을 특징으로 하는 무기섬유의 제조장치.
15. 제11항에 있어서, 에어링(5)를 각 휠을 기중으로 하여 다수개로 구획하여서 됨을 특징으로 하는 무기섬유의 제조장치.
16. 제11항에 있어서, 각 휠의 회전축(20)의 길이는 850mm 이내로 한정시킴을 특징으로 하는 무기섬유의 제조장치.
17. 제11항에 있어서, 각 휠의 회전축(20)의 진동 흡수를 위하여 케이싱(26)과의 사이에 완충고무(24)을 개재시켜 고정함을 특징으로 하는 무기섬유의 제조방법.
18. 제11항에 있어서, 안내휠(3)의 직경은 210mm 내지 250mm로 하고 제면휠(4),(4'),(4")의 직경은 270mm 내지 400mm로 하며, 안내휠(3)과 제면휠(4), 제면휠(4)과 제면휠(4')과 제면휠(4")간의 수평각(Q₁),(Q₂),(Q₃) 및 가장 근접한 거리는 24°-29°및 30mm-50mm, 27°-33°및 20-40mm, 29°-34°및 20-30mm 로 됨을 특징으로 하는 무기섬유의 제조장치.
19. 제11항에 있어서, 안내휠(3) 및 제면휠(4),(4'),(4")이 배치된 외주의 형상에 따라 굴곡시켜 인접되게 설치하여서된 에어링(5)을 갖는 무기섬유의 제조장치.

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