KR101063593B1 - Radiator combined with heating and cooling mechanism - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기에 관한 것이다.The present invention relates to a radiator incorporating a heating and cooling mechanism.

압출기에 의해 고분자 재료로부터 섬유화(纖維化)하는 방사부(紡絲部)와, 가열 연신롤러에 의해 원사를 연신하는 연신부(延伸部)로 된 방사기(紡絲機)에 있어서, 원사를 연신(延伸)하는 여러 개의 가열 연신롤러(hot godet roller)를 복수의 다단으로 설치하여, 가열 연신롤러에 필라멘트의 접촉확률과 롤러의 접촉시간을 증대시키어 원사의 연신에 유효한 고분자 분자쇄의 유동성(mobility)의 부여(附與)와, 멀티 필라멘트간의 균일한 온도구배를 유지하여, 원사의 축방향 결정과정에서 동일한 탄성응력의 유지로 균일한 연신이 가능하게 하며, 상기 연신부에 열풍 및 냉풍의 공급이 가능한 가열 및 냉각기구(heating/cooling setting system)를 결합하여 원사를 열풍 및 냉풍영역을 통과시키어 연신롤러의 접촉과정에서 발생되는 멀티 필라멘트간 온도구배의 편차를 균일하게 조정하면서 연신 또는 수축이 일어나게 하여 고강도 저수축성 원사를 이루고 마지막 단계에서 가열 세팅롤러와 냉각세팅롤러에 의해 원사의 분자쇄의 결정(結晶)을 고정화처리 하여, 원사의 안정적인 수축률을 가진 고강도의 원사를 제조할 수 있게 한 것이다. In the spinning machine which consists of the spinning part which fiberizes from a polymeric material with an extruder, and the drawing part which draws a yarn with a heat drawing roller, it stretches a yarn. (I) Install multiple hot godet rollers in multiple stages, increase the contact probability of filament and the contact time of the rollers on the hot draw roller, and increase the mobility of the polymer molecular chain effective for yarn stretching. ) And the uniform temperature gradient between the multifilaments, which enables uniform stretching by maintaining the same elastic stress during the axial determination of the yarn, and supplying hot and cold air to the stretching section. By combining this possible heating and cooling mechanism (heating / cooling setting system), the yarn is passed through the hot and cold zones to uniform the deviation of the temperature gradient between the multifilaments generated during the contact of the stretching roller. Stretching or shrinking occurs to make high-strength low-shrink yarn, and at the last step, the heat setting roller and the cooling setting roller fix the crystals of the molecular chain of the yarn, and thus the high-strength yarn with stable shrinkage of the yarn. It will be able to manufacture.

방사기, 방사부, 연신부, 가열 연신롤러, 가열 및 냉각기구.Spinning machine, spinning part, drawing part, heating drawing roller, heating and cooling mechanism.

Description

가열 및 냉각기구가 결합된 방사기{SPINING MACHINE HAVING A HEATING/COOLING SETTING SYSTEM}Spinner with combined heating and cooling mechanism {SPINING MACHINE HAVING A HEATING / COOLING SETTING SYSTEM}

본 발명은 고분자 재료로부터 고강력 원사(原絲)의 제조를 위한, 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기에 관한 것이다.The present invention relates to a radiator incorporating a heating and cooling mechanism for the production of high strength yarns from polymeric materials.

본 발명과 관련된 종래의 한 예의 고분자 재료의 방사기(紡絲機)는, 제1도에 표시된 바와 같이, 원료의 공급수단에 의해 홉퍼(h)로 투입된 원사의 고분자재료가 가열기구가 구비된 원통(d)에서 용융되면서 스크류에 의해 압출되어, 다수의 미세한 방사공이 형성된 방사 블록(b)에서 섬유로 방사되는 압출기(e), 압출된 원사(f)의 고분자 재료의 분자유동을 억제하기 위하여 냉각(quenching)하는 냉각부(Quenching system)(q)로 이루어진, 기틀(m)의 상부측의 방사부(紡絲部)(S)와, 압출된 원사의 진행중에 방사유제도포롤러(Spin finish supply roller)에 의해 방사 유연제를 도포하는 유연제도포부(c), 원사에 열에너지를 공급하면서 소정의 연신배율로 섬유축방향(길이방향)으로 연신(drawing)하는, 복수의 가열 연신롤러(hot godet roller)(r)와, 제조된 원사를 보빈에 권취하는 권취부(w)로 이루어진 기 틀(m)의 하부측의 연신부(延伸部)(D)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a spinning machine of a conventional polymer material related to the present invention is a cylinder in which a polymer material of a yarn fed into a hopper h by a raw material supply means is provided with a heating mechanism. (d) extruded by a screw while being melted and cooled to suppress molecular flow of the polymer material of the extruder (e) and the extruded yarn (f), which is extruded by fibers in the spinning block (b) in which a plurality of fine spinnerets are formed Spin finish supply of spinning part S on the upper side of the base m, which is made of a quenching system q, and during spinning of the extruded yarn. A flexible coating unit (c) for applying a spinning softener by rollers, and a plurality of hot godet rollers which draw in a fiber axis direction (length direction) at a predetermined draw ratio while supplying heat energy to the yarn. (r) and the winding-up part which winds up the manufactured yarn to bobbin ( It consists of the extending | stretching part D of the lower side of the framework m which consists of w).

종래의 방사기는, 방사부(S)에서 방사된 원사(f)가 연신부(D)에서 고속으로 회전하는 연신롤러(r)를 감아 돌면서 연신롤러(r) 간의 회전비의 차이에 따라 설정된 배율의 섬유축방향으로 연신되는 바, 이때 연신롤러(r)는 내장된 가열기구에 의해 연신롤러(r)의 주면이 설정된 온도로 가열되고 가열된 연신롤러의 주면에 원사의 필라멘트가 접촉되어 연신(延伸)에 필요한 열에너지가 공급되어 고분자 재료의 유동성이 부여되어 연신하게 되어 있다. The conventional spinning machine has a magnification set in accordance with the difference in the rotation ratio between the stretching rollers r while spinning the stretching rollers r that the yarn f radiated from the spinning unit S rotates at a high speed in the stretching units D. The drawing roller (r) is stretched in the fiber axis direction, wherein the drawing roller (r) is heated to a predetermined temperature by the built-in heating mechanism, and the filament of the yarn is brought into contact with the main surface of the heated drawing roller (延伸). The heat energy required for) is supplied to extend the fluidity of the polymer material.

그런데, 원사가 멀티필라멘트(multifilament)의 경우에는 연신롤러(r)의 주면에 접촉되어 열을 공급받는 필라멘트(monofilament)와, 연신롤러(r)의 주면에 접촉되지 못하여 열을 공급받지 못하는 필라멘트가 있게 된다. 이와 같이 원사중 열을 받고 연신되는 필라멘트와, 열을 공급받지 못하고 연신되는 필라멘트 간에 열 공급의 불균형이 발생되어, 적은 양의 열에너지를 공급받은 필라멘트는 고배율 연신 과정에서 고배율의 연신비를 견디지 못하고 절단되는 문제점이 발생된다.By the way, in the case of multifilament yarns, filaments (monofilament) that is in contact with the main surface of the stretching roller (r) to receive heat, and filaments that do not receive heat because they do not contact the main surface of the stretching roller (r) Will be. In this way, an imbalance in heat supply occurs between the filament being heated and stretched in the yarn and the filament being stretched and unheated, and the filament which is supplied with a small amount of heat energy is not cut at a high magnification draw ratio in the process of high magnification stretching. A problem arises.

따라서 원사를 고배율의 연신을 하고자 해도 충분한 열에너지를 공급을 받지 못한 필라멘트의 절단으로 인하여 결국, 이보다 낮은 배율의 연신비를 선정하여 연신할 수밖에 없고 이러한 연신비의 한계성으로 인하여 높은 강도의 원사의 제조가 어려운 문제점이 있었다.Therefore, even if the yarn is drawn at a high magnification, due to the cutting of the filament that is not supplied with sufficient heat energy, it is necessary to select a draw ratio of a lower magnification and draw it, and it is difficult to manufacture a yarn of high strength due to the limitation of the draw ratio. There was this.

또 원사의 고강도를 획득할 수 있는 고배율 연신은 분자쇄의 자유로운 이동성을 높이기 위해 에너지공급에 의해 강제로 이루어지기 때문에 원사를 제조한 후에 후공정 사용과정에서 원사제조과정에서 공급된 에너지 이상의 에너지가 투입되면 원사내 분자쇄들의 자유로운 운동이 일어나면서 배향성이 흐트러지게 되고 이것은 결국 원사의 수축률이 높아지고 원사의 강도가 낮아지는 결과를 가진다. In addition, since high magnification stretching that can obtain high strength of yarn is made by energy supply to increase free mobility of molecular chain, more energy is supplied than the energy supplied in the yarn manufacturing process during the post-process use after manufacturing the yarn. In this case, the free movement of the molecular chains in the yarn occurs and the orientation is disturbed, which results in a higher shrinkage of the yarn and a lower strength of the yarn.

본 발명의 목적은 방사기의 연신부에 배치되는 가열 연신롤러(hot godet roller)의 설치개수를, 원사의 멀티필라멘트의 접촉확률과, 온도의 접촉시간을 증대시킬 수 있는 범위로 한정하여, 섬유축방향으로 연신에 유효한 유동성 (mobility)의 부여(附與)와, 고배율(高倍率)의 연신(延伸)이 가능한 "가열 및 냉각기구가 결합된 방사기"를 제공하려는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to limit the number of installation of a hot godet roller disposed in the elongating portion of the spinning machine to a range that can increase the contact probability of the multifilament of yarn and the contact time of the temperature, and the fiber shaft It is to provide a "radiator combined with a heating and cooling mechanism" capable of imparting effective mobility to stretching in a direction and stretching at high magnification.

본 발명의 다른 목적은 방사기의 연신부측에 열풍 및 냉풍의 선택적인 공급이 가능한 가열 및 냉각기구(heating/cooling setting system)를 결합하여 가열 연신롤러의 접촉과정에서 발생되는 멀티 필라멘트의 온도구배의 편차를 균일하게 조정할 수 있는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기를 제공하려는데 있다. It is another object of the present invention to combine a heating and cooling mechanism (heating / cooling setting system) capable of selectively supplying hot and cold air to the stretching part side of the radiator, so that the temperature gradient of the multifilament generated during the contacting process of the heating and stretching roller is possible. An object of the present invention is to provide a radiator combined with a heating and cooling mechanism that can uniformly adjust the deviation.

본 발명의 또 다른 목적은 연신부의 단말측에 가열세팅롤러와 냉각세팅롤러를 배치하여, 원사의 고분자 분자쇄 결정(結晶)을 고정화시키어 수축률이 낮은 강력한 원사를 제조할 수 있는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기를 제공하려는데 있다. Still another object of the present invention is to provide a heating and cooling mechanism in which a heating setting roller and a cooling setting roller are arranged on the terminal side of the drawing unit to fix a polymer molecular chain crystal of the yarn to produce a strong yarn having a low shrinkage rate. Is to provide a combined radiator.

본 발명의 제1발명은 방사된 원사의 연신에 필요한 열에너지를 균등하게 공급할 수 있는 가열 연신롤러의 배열수단에 관한 것이다.The first invention of the present invention relates to an arrangement means of a heated drawing roller capable of equally supplying thermal energy required for drawing a spun yarn.

즉 압출기에 의해 고분자 재료로부터 섬유화(纖維化)하는 방사부(紡絲部)와, 가열 연신롤러(hot godet roller)에 의해 방사된 섬유를 소정의 배율로 연신하는 연신부(延伸部)로 구성된 방사기(紡絲機)에 있어서, 가열 연신롤러(hot godet roller)의 설치개수를, 원사의 필라멘트의 롤러에 대한 접촉확률 및 온도의 접촉시간을 증대할 수 있는 범위로 한정하여 증가배치 한다. That is, it consists of the spinning part which fiberizes from a polymeric material by an extruder, and the extending part which draws the fiber spun by the hot godet roller at a predetermined magnification. In the spinning machine, the number of installation of the hot godet roller is increased and limited to the range in which the contact probability of the filament of the yarn and the contact time of the temperature can be increased.

원사에 열에너지를 공급하는 가열 연신롤러의 설치개수가 증대되어 있기 때문에 원사의 필라멘트가 가열 연신롤러에 접촉할 수 있는 확률이 높게 되고 롤러의 접촉시간이 그만큼 증대된다. 따라서 원사의 모든 필라멘트가 균일한 온도구배로 열 에너지를 공급받기 때문에 연신에 유효한 원사의 고분자 분자쇄(chain)의 유동성(mobility)이 부여(附與)되어 원사의 고분자 분자쇄가 섬유축방향으로 배향 (orientation)되도록 고배율(高倍率)의 연신(延伸)이 가능하게 된다. Since the number of installations of the heat-stretched roller for supplying thermal energy to the yarn is increased, the probability that the filament of the yarn is in contact with the heat-stretched roller is increased, and the contact time of the roller is increased accordingly. Therefore, since all the filaments of the yarn are supplied with thermal energy at a uniform temperature gradient, the mobility of the polymer molecular chain of the yarn effective for drawing is given, so that the polymer molecular chain of the yarn is directed in the fiber axis direction. High magnification stretching is possible so as to be oriented.

본 발명에서 채용된 가열 연실롤러는 롤러의 내부에 내장된 가열기구에 의하여 롤러의 표면이 가열되어 이 롤러에 접촉된 필라멘트에 열에너지를 공급하게 된 공지한 것이다. The heated combustion roller employed in the present invention is known in that the surface of the roller is heated by a heating mechanism built into the roller to supply thermal energy to the filament in contact with the roller.

본 발명에서는 가열 연신롤러를 필라멘트의 온도구배의 편차를 균일하게 할 수 있는 조건을 충족시킬 수 있는 개수(個數)로 한정하여, 멀티필라멘트가 가열 연신롤러에 접촉확률을 높이고 온도의 접촉시간을 연장하여 멀티 필라멘트간에 온도구배의 편차를 제거할 수 있게 한 점이 종래의 것과 다르다. In the present invention, the heat-stretching roller is limited to the number that can satisfy the condition that can uniformize the variation of the temperature gradient of the filament, the multifilament increases the contact probability of the heat-stretching roller and the contact time of the temperature It is different from the conventional one in that it is possible to extend and eliminate the deviation of the temperature gradient between the multifilaments.

또 가열 연신롤러의 설치수가 증대되어 있기 때문에 설치된 롤러의 수에 상응하게 목적하는 원사의 연신배율을 좁은 폭으로 분할 설정하여, 좁은 폭의 연신작 용이 다단으로 이루어지면서 결국 목적하는 배율로 균일하게 연신되어 강도가 높은 양질의 원사를 제조할 수 있다. In addition, since the number of installations of the heating and stretching roller is increased, the stretching ratio of the desired yarn is divided and set in a narrow width corresponding to the number of the installed rollers, so that the stretching of the narrow width is made in multiple stages, and eventually stretching uniformly at the desired magnification. It is possible to manufacture high quality yarns with high strength.

일반적으로 고분자 재료의 섬유화 공정에서 원사의 강도를 높이는 가장 좋은 방법은 섬유축으로 고분자의 분자쇄(chain)를 고배향(high orietation)시키는 방법으로 알려져 있다. 이러한 이유는 모든 합성 고분자의 경우 섬유화 과정에서 결정영역과 비결정영역이 연속으로 반복 형성되면서 섬유에 물리적인 성질(Physical property)을 부여하게 되는데, 이들 결정영역(cryatal part)와 비결정 영역(amorphous part)의 비율과 배향(orientation)의 정도에 따라 물리적인 성질, 즉, 강도(tenacity), 신장도(elongation), 수축률(shrinkage)등이 달라지게 된다.In general, the best way to increase the strength of the yarn in the fiberization process of the polymer material is known as a method of high orietation of the molecular chain (chain) of the polymer with the fiber axis. This is because in the case of all synthetic polymers, the crystalline and amorphous regions are repeatedly formed in the process of fiberization, thereby imparting physical properties to the fibers. Physical properties such as tenacity, elongation and shrinkage vary depending on the ratio and degree of orientation.

즉 원사에 있어 상대적으로 강한 결정영역의 분율이 높아짐에 따라 원사의 강도가 증가하게 된다. 이러한 결과는 X-ray 회절법에 의해 원사 내의 결정화도를 측정함으로서 알 수 있으며 결정화가 높은 원사의 강도가 높다.That is, the strength of the yarn increases as the fraction of the relatively strong crystal region in the yarn increases. These results can be seen by measuring the degree of crystallinity in the yarn by X-ray diffraction, and the strength of the yarn with high crystallization is high.

섬유에 있어 강도를 높이는 과정은 이렇게 결정화도를 높여주는 방법에 의해 이루어진다. 한편 원사의 강도를 높여주기 위해서는 무조건 고분자의 분자쇄의 고배향을 위해서 무조건 연신비를 높일 수 있는 것은 아니다. 합성 고분자 내에 존재하는 분자쇄들은 무질서하게 정렬되어 있는데 이들을 섬유축 방향으로 배향시키기 위해서는 원사의 연신과정에서 유리전이온도(glass trasition tempreture) 이상의 온도가 주어져야 섬유축방향으로 분자쇄의 이동이 일어난다. 이러한 온도의 부여는 외부로부터 공급해야 한다. 즉 외부에서 열에너지를 공급하여 분자쇄의 내부 에너지를 증가시키고 이 내부에너지의 증가가 분자쇄의 유동성(mobility)을 증가시키어, 분자쇄의 이동이 가능해 지는 것이다.The process of increasing the strength in the fiber is achieved by this method of increasing the crystallinity. On the other hand, in order to increase the strength of the yarn, it is not possible to increase the draw ratio unconditionally for the high orientation of the molecular chain of the polymer unconditionally. The molecular chains present in the synthetic polymers are arranged in an orderly manner. In order to orient them in the fiber axis direction, the molecular chains move in the fiber axis direction only when a temperature above the glass trasition tempreture is given during the drawing process of the yarn. The provision of these temperatures must be supplied from the outside. In other words, by supplying heat energy from the outside to increase the internal energy of the molecular chain and the increase of the internal energy increases the mobility (mobility) of the molecular chain, it is possible to move the molecular chain.

이러한 원사의 연신과정에서 외부에너지는 주로 가열 연신롤러에 의해 공급된다. 원사가 단필라멘트(monofilament)의 경우에는 종래의 방사기의 연신부에 배치된 가열 연신롤러에 의해서도 원사에 열을 공급하여 연신이 가능하다. 그러나 원사가 멀티필라멘트(multifilament)인 경우에는, 원사의 멀티필라멘트가 고속으로 회전하는 가열 연신롤러를 감아 돌면서 접촉하는 시간은 극히 순간적이고 열에너지의 공급에 의해 또 가열 연신롤러에 접촉되는 필라멘트와 동 롤러에 접촉되지 않는 필라멘트가 생기어 멀티 필라멘트 간에 온도구배의 편차가 크게 된다. In the yarn drawing process, external energy is mainly supplied by a heat drawing roller. In the case of the monofilament yarn, the drawing can be performed by supplying heat to the yarn by a heat drawing roller disposed in the drawing section of the conventional spinning machine. However, when the yarn is a multifilament, the contact time while the multifilament of the yarn is wound around the heated stretching roller rotating at a high speed is extremely instantaneous, and the filament and the copper roller which are in contact with the heated stretching roller by the supply of thermal energy. The filament does not come into contact with each other, resulting in a large variation in temperature gradient between the multifilaments.

원사의 멀티 필라멘트에 공급된 열에너지의 온도구배의 편차가 크게 되면, 고배율로 연신하는 경우, 높은 열에너지를 공급받은 필라멘트는 고배율 연신이 가능하지만 적은 열에너지를 공급 받게 된 필라멘트는 고배율의 연신을 건디지 못하고 절단되는 문제가 발생하기 때문에 그 보다 낮은 배율로 연신비를 조정하여 연신할 수밖에 없는 한계성을 가진다. 이것이 원사의 강도를 높일 수 있는 한계점이 있다. When the temperature gradient of the thermal energy supplied to the multifilament of the yarn becomes large, when stretching at high magnification, the filament with high thermal energy can be stretched at high magnification, but the filament with low thermal energy cannot be touched with high magnification. Since there is a problem of cutting, there is a limit that the drawing ratio can only be drawn by adjusting the draw ratio at a lower magnification. This has the limitation of increasing the strength of the yarn.

이를 이론적으로 살펴보면 다음과 같다. Theoretically, this is as follows.

필라멘트간 온도 구배는 원사 내부의 탄성응력(Q, tensil stress)을 변화 시키는데 그 메카니즘은 다음 식과 같다.The temperature gradient between filaments changes the elastic stress (Q, tensil stress) inside the yarn. The mechanism is as follows.

식 1Equation 1

Figure 112008066132774-pat00001
Figure 112008066132774-pat00001

일반적으로 방사연신 공정에서 dv/dx는 constant로 간주함으로 Q는 ne에 비례하는 값을 갖는다.In general, dv / dx is considered to be constant in the radial drawing process, so Q is proportional to n e .

그런데 ne는 다음 식으로 나타낼 수 있다.However, n e can be represented by the following equation.

식 2 Equation 2

Figure 112008066132774-pat00002
Figure 112008066132774-pat00002

(ne*: Specific Elongational Viscosity ;고분자물질의 고유값, 변하지 않는 값. T: 온도, 273을 더하면 절대온도가 됨. exp : exponential(수학기호) E : 온도와 관계 있는 열에너지 상수로 온도 dimension을 갖임. 방사온도가 정해지면 일정한 값을 갖게 됨.) (n e *: Specific Elongational Viscosity; Intrinsic value of polymer material, unchanging value. T: Temperature, becomes 273 by adding 273. exp: exponential. Once the spinning temperature is set, it will have a constant value.)

위 식2에서 ne*와 E는 고분자 고유의 물리적 성질이므로 위의 식1과 식2로 부터 ne와 Q는 온도에 반비례함을 알 수 있다.In Equation 2, n e * and E are inherent physical properties of the polymer, so from the above Equations 1 and 2, n e and Q are inversely proportional to temperature.

즉 원사의 배향 결정화에서 온도에 따라 탄성응력이 변화함을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the elastic stress changes with temperature in the orientation crystallization of the yarn.

따라서 필라멘트간 균일한 온도구배가 원사의 배향 결정화 과정에서 같은 탄성응력을 갖게 하고 이것은 균일한 연신을 가능케 한다.Thus, the uniform temperature gradient between the filaments gives the same elastic stress during the orientation crystallization of the yarn, which enables uniform stretching.

본 발명의 제1발명에 의하면, 가열 연신롤러가 필라멘트의 온도구배를 균일하게 유지할 수 있는 범위로 한정하여, 복수열의 다단으로 배치되어 있기 때문에 연신과정에서 하나의 가열 연신롤러를 통과할 때 동 롤러에 접촉된 필랄멘트는 열을 공급받게 되고 동 롤러에 접촉되지 못한 필라멘트는 다음의 가열 연신롤러를 통과할 때 동 롤러에 접촉되어 열공급을 받을 수 있다. 이러한 작용의 반복에 의해 결국 모든 가열 연신롤러에 대한 필라멘트의 접촉확률이 높게되고 온도의 접촉시간이 증대되어 멀티필라멘트 간 온도구배의 편차가 없이 균일화가 이루어진다.According to the first invention of the present invention, the heating and stretching roller is limited to the range capable of maintaining the temperature gradient of the filament uniformly, and is arranged in a plurality of rows in multiple stages. The filament that is in contact with the heat is supplied with heat, and the filament that is not in contact with the roller may be in contact with the heat roller when it passes through the next hot drawing roller. As a result of this repetition, the contact probability of the filament is increased and the contact time of the temperature is increased to all the heat-stretching rollers, thereby achieving uniformity without deviation of the temperature gradient between the multifilaments.

이와 같이, 멀티필라멘트의 가열 연신롤러에 접촉되는 확률을 높이고 온도에 접촉되는 시간을 늘리어 섬유축방향으로 분자쇄의 유동성(mobility)을 증가시키는 동시, 멀티 필라멘트간의 균일한 온도구배를 달성하여 원사의 배향 결정화 과정에서 같은 탄성응력(tensile stress)을 갖게 되어 균일한 연신이 가능하게 되는 것이다.In this way, it is possible to increase the probability of contacting the heat-stretching roller of the multifilament and increase the time of contact with the temperature to increase the mobility of the molecular chain in the fiber axis direction, and at the same time achieve a uniform temperature gradient between the multifilaments In the orientation crystallization process of the same elastic stress (tensile stress) will be able to uniformly stretch.

즉, 섬유용 고분자를 섬유축방향으로 방사 연신하게 되면, 방사과정에서 형성된 결정핵(結晶核)이 연신(延伸)과정을 거치면서 결정(結晶)으로 성장되는데 이때 연신비율(draw ratio)를 높여 주면, 결정핵 주변의 분자쇄들이 묶이게(folded)되면서 쇄속(鎖束 ;folded chain)이 형성하게 되고 이러한 쇄속이 많아지면서 이들 의 결정(結晶)이 성장(成長)하며 이러한 과정이 지속되면서 결정화도(結晶化度)가 높아지게 된다. 이뿐만 아니라 다수의 가열 연신롤러에 의하여 원사의 연신폭을 작게 하면서도 다단계의 연신작용을 통하여 결국 고배율의 연신이 균일하게 이루어져서 고강도의 원사의 제조가 가능하게 되는 것이다. In other words, when the fiber polymer is radially stretched in the fiber axis direction, crystal nuclei formed during the spinning process are grown into crystals during the stretching process, and the draw ratio is increased. Mainly, the molecular chains around the nucleus are folded to form a folded chain, and as these chains increase, their crystals grow, and the process continues and the degree of crystallinity ( The degree of change becomes high. In addition to this, a plurality of heating drawing rollers reduce the drawing width of the yarn, but through a multi-stage drawing action, a high magnification of the drawing is made uniformly, thereby enabling the production of a high strength yarn.

본 발명의 제2발명은 상기 방사기의 연신부에 열풍 및 냉풍의 선택적인 공급이 가능한 가열 및 냉각기구(heating/cooling setting system)를 결합하여, 가열 연신롤러에 의하여 원사의 필라멘트에 연신(延伸)에 유효한 열에너지를 공급하는 과정에서 발생되는 멀티필라멘트간의 온도구배의 편차를 균일화한 것이다.According to a second aspect of the present invention, a heating / cooling setting system capable of selectively supplying hot air and cold air to a drawing unit of the radiator is drawn and stretched to yarn filaments by a heat drawing roller. The uniformity of the temperature gradient between the multifilaments generated in the process of supplying effective thermal energy to the

즉 상기 제1발명에서 설명한 바와 같이 가열 연신롤러에 접촉되는 필라멘트와 비접촉 필라멘트간에 가열 연신롤러에 의해 공급되는 외부 열에너지의 수열조건의 차이로 인하여 멀티필라멘트간에 온도구배의 편차가 발생되는 경우가 있는데 이러한 편차를 없에고 온도구배를 균등화 균등화 하기 위해서 원사에 열풍영역에 필라멘트를 통과시키어 원사에 외부 열에너지를 충분히 공급하여 필라멘트의 온도구배를 균일하게 하는 것이다.That is, as described in the first invention, there is a case where the temperature gradient is varied between the multifilaments due to the difference in the hydrothermal conditions of the external thermal energy supplied by the heat drawing roller between the filament contacting the heat drawing roller and the non-contact filament. In order to equalize and equalize the temperature gradient without passing the deviation, the filament is passed through the hot air region to the yarn to supply external heat energy to the yarn to uniform the temperature gradient of the filament.

또한 냉풍영역으로 원사를 통과시키어 필라멘트의 온도구배를 균일하게 할 수도 있다. It is also possible to make the temperature gradient of the filament uniform by passing the yarn through the cold wind zone.

이미, 방사된 원사의 연신 과정에서 필라멘트에 대한 열공급의 차이에 따라 발생되는 멀티필라멘트의 온도구배의 편차가 크게 되면, 고배율의 연신이 어렵게 되는 점에 대하여는 상기 제1발명에서 상세히 설명한 바와 같다.Already, when the deviation of the temperature gradient of the multifilament caused by the difference in the heat supply to the filament in the spinning process of the yarn is increased, the stretching of the high magnification is difficult as described in detail in the first invention.

따라서 고강도의 원사를 제조하기 위해서는 멀티필라멘트의 온도구배를 균일하게 유지하는 것이 필요적 요건이며, 종래의 선행기술의 방사기에는 이러한 멀티필라멘트의 온도구배를 균일화하는 구체적인 수단에 대한 설명이 개시(開示)되어 있지 않았다. Therefore, in order to manufacture high-strength yarns, it is necessary to maintain a uniform temperature gradient of the multifilament, and a description of specific means for uniformizing the temperature gradient of the multifilament is disclosed in the conventional prior art radiator. There was not.

본 발명의 제2발명의 가열 및 냉각기구는 열풍 및 냉풍 영역이 확보된 본체와, 격실 내부에서 원사를 상하 지그재그로 안내하도록 배치된 인버터모터로 구동되는 복수의 안내롤러 및 연신롤러와, 원사의 이동방향의 측방향에서 열풍,또는 냉풍을 원사에 공급하는 다수의 작은 통공이 천공된 다공판(honeycomb), 및 열풍 및 냉풍의 공급용 송풍덕트가 구비되고 배기공이 구비된 도어가 여닫을 수 있게 본체의 앞쪽에 경첩으로 장착되어 있다. The heating and cooling mechanism of the second invention of the present invention includes a main body secured with hot and cold wind regions, a plurality of guide rollers and stretching rollers driven by an inverter motor arranged to guide the yarn up and down zigzag inside the compartment, The main body is provided with a honeycomb perforated with a plurality of small holes for supplying hot air or cold air to the yarns in the lateral direction of the movement, and a blower duct for supplying hot and cold air, and the door having an exhaust hole can be opened and closed. It is mounted on the front of the hinge with a hinge.

가열 및 냉각기구에 대한 열의 공급수단으로는 송풍덕트를 통하여 외부로부터 열풍, 또는 냉풍을 공급할 수 있고 또 가열 및 냉각기구 내에 전기히터, 또는 원적외선 히터를 내장하여 내부적으로 열에너지를 공급할 수 있다. As a means for supplying heat to the heating and cooling mechanism, hot air or cold air can be supplied from the outside through a blower duct, and heat energy can be supplied internally by embedding an electric heater or a far-infrared heater in the heating and cooling mechanism.

제2발명의 가열 및 냉각기구는 연신부의 연신롤러군의 후반부에 배치되고 연신공정 중에 원사가 온도처리(quenching)되는 부분이다.The heating and cooling mechanism of the second invention is a portion disposed in the second half of the drawing roller group in the drawing section, and is a portion where the yarn is quenched during the drawing process.

즉, 연신부의 각 가열 연신롤러를 통과하면서 연신된 원사는, 가열 및 냉각기구의 열풍 및 냉풍영역에 인버터 모터로 회전비를 가변할 수 있게 배치된 다수의 안내롤러에 의해 상하 지그재그의 궤도를 따라 설정된 회전비의 차등에 의해 원사의 늘어짐을 방지하면서 진행한다. 진행궤도의 길이는 약 20m 정도이고 1500m~250m/min의 속도로 진행한다. 이 속도는 독자적인 것이 아니고 전단계의 연신롤러의 회전주면속도(回轉周面速度)와 권취부의 와인더 속도에 관련된다. 송풍덕트를 통하여 외부에서 공급된 열풍 또는 냉풍을 공급하여 다공판의 통공으로 분출시킨다. 원사의 수직진행방향의 직각측방에서 공급된 유체가 원사에 접촉되어 냉풍인 경우에는 냉각시키고 열풍인 경우에는 가열시킨다.That is, the yarn drawn while passing through each heating drawing roller of the drawing section is arranged along the trajectory of the up and down zigzag by a plurality of guide rollers arranged in the hot and cold wind regions of the heating and cooling mechanism so as to vary the rotation ratio by the inverter motor. Proceeding while preventing the sagging of the yarn due to the difference in the set rotation ratio. The trajectory is about 20m long and proceeds at a speed of 1500m ~ 250m / min. This speed is not independent and is related to the rotational circumferential speed of the stretching roller of the previous stage and the winder speed of the winding part. Hot air or cold air supplied from the outside is supplied through the air blowing duct to blow into the through hole of the porous plate. The fluid supplied from the right side of the yarn in the vertically advancing direction comes into contact with the yarn and is cooled in the case of cold wind and heated in the case of hot wind.

열풍의 온도는 60~120℃정도이고 냉풍의 온도는 2~30℃정도이다. 열풍 및 냉풍영역은 격실의 공간이며, 원사가 이 열풍 및 냉풍영역을 통과하는 시간은 불과 4~6초정도이므로 열풍, 또는 냉풍과의 접촉은 극이 짧은 시간이다. 열풍을 가할 것인가, 아니면, 냉풍을 가할 것인가는 선택적 사항이다. The temperature of hot air is about 60 ~ 120 ℃ and the temperature of cold air is about 2 ~ 30 ℃. The hot wind and cold wind zones are spaces in the compartment, and since the yarn passes through the hot and cold wind zones for only about 4 to 6 seconds, contact with the hot or cold wind is a short time. Whether to apply hot air or cold air is optional.

원사의 멀티필라멘트는 열풍, 또는 냉풍의 접촉에 의하여 자체의 내부 에너지의 온도구배의 편차가 균일화되는 것이다. In the multifilament of yarn, the deviation of the temperature gradient of its internal energy is uniformed by the contact of hot or cold wind.

본 발명의 제2발명에 의하면, 가열 연신롤러에 의하여 열에너지를 공급받으면서 연신되는 과정에서 발생되는 멀티필리멘트의 온도 구배를 균일화할 수 있으므로 이 과정에서 보다 높은 강도의 원사를 얻기 위한 연신부를 부여하면 원사의 배향성이 높아져 강도를 높일 수 있고 반대로 열에너지를 공급하면서 권축비(over feed)를 부여하면 5~20%의 수축이 발생하면서 원사 내부의 수축률을 획기적으로 줄일 수 있다. 즉, 고강도 저수축 원사의 제조가 가능하게 된다. According to the second invention of the present invention, since it is possible to uniformize the temperature gradient of the multifilament generated in the process of being stretched while being supplied with the heat energy by the heat-stretching roller, in this process, the stretching portion for obtaining the yarn of higher strength is provided. Orientation of the yarn is increased to increase the strength, and conversely, if the feed ratio is given while supplying thermal energy (over feed), 5 ~ 20% of shrinkage occurs and the shrinkage of the yarn can be significantly reduced. That is, it becomes possible to manufacture high strength low shrink yarn.

일반적으로 고강도를 달성하기 위해 높은 연신비를 부여하면, 섬유축 방향으로 배향성이 높아져 원사 사용시 외부 에너지의 공급에 의해 배향성이 흩어지면서 원사가 수축하게 된다. 이러한 수축의를 수축률이라 하는데 고강도 원사의 경우 특히 배향성이 높기 때문에 수축률 또한 높게 된다. In general, when a high draw ratio is provided to achieve high strength, the orientation is increased in the fiber axis direction, and the yarn shrinks while the orientation is dispersed by the supply of external energy when the yarn is used. Such shrinkage is referred to as shrinkage rate, and in the case of high strength yarns, the shrinkage rate is also high because the orientation is high.

그러나 고강도를 이용하는 용도에서도 낮은 수축률의 원사를 요구하는 경우가 많은데 이 경우 수축률을 제어할 마땅한 방법이 없었다. However, even in high strength applications, low shrinkage yarns are often required. In this case, there was no proper way to control the shrinkage rate.

본 발명의 제2발명의 가열 및 냉각기구를 설치하여 이 기구를 적용하면, 연신비, 권축비, 등을 이 공정에 도입하여 고강도 저수축 원사의 제조가 가능하게 된다. 또 이러한 가열 및 냉각기구를 통과한 원사는 고분자물질의 강도와 관계가 있는 분자쇄의 쇄속(folded chain)의 결정화 균일성 및 결정의 밀도가 증가되어 원사의 강도에 균일성을 갖게 되는 특징이 있다.When the heating and cooling mechanism of the second invention of the present invention is provided and the mechanism is applied, draw ratios, crimp ratios, and the like are introduced into this process, thereby making it possible to manufacture high strength low shrink yarns. In addition, the yarn passed through the heating and cooling mechanism is characterized in that the uniformity of crystallization and the density of crystals in the folded chain of the molecular chain, which is related to the strength of the polymer material, are increased, thereby making the yarn uniform. .

본 발명의 제3발명은 가열 센팅롤러와 냉각 세팅롤러가 권취부의 바로 전단부에 각각 2단으로 배치된 것이다. 가열 세팅롤러는 가열 연신롤러와 같은 구조이고 냉각 세팅롤러는 냉각수단이 구비된 냉각연신롤러 (cooling godet roller)로서 롤러의 구성은 공지된 것을 채용하였다. According to a third aspect of the present invention, the heating centrifugal roller and the cooling setting roller are disposed in two stages at the front end of the winding section. The heating setting roller has the same structure as the heating stretching roller, and the cooling setting roller is a cooling godet roller provided with cooling means.

본 발명의 제3발명은 연신 과정을 거친 원사의 고분자 재질을 가열 및 냉각에 의해 안전한 수축률을 갖도록 고정화 처리(setting treatment)하는 것이다. The third invention of the present invention is to set the treatment of the polymer material of the yarn after the stretching process to have a safe shrinkage rate by heating and cooling.

즉, 가열 및 냉각기구의 열풍 및 냉풍영역을 통과한 원사는 가열 세팅롤러를 통과하는 중에 소정의 온도로 가열 세팅되고 이어서 냉각세팅롤러를 통과하는 중에 소정의 온도로 냉각 세팅되어 원사의 고분자의 분자쇄 결정이 고정화된다. That is, the yarn passing through the hot and cold wind zones of the heating and cooling mechanism is heated and set to a predetermined temperature while passing through the heating setting roller, and then cooled and set to a predetermined temperature while passing through the cooling setting roller to produce molecules of the polymer of the yarn. Chain crystals are immobilized.

본 발명의 제3발명에 의하면, 연신된 원사의 고분자 물질이 최종적으로 가열에 의한 세팅과 냉각에 의한 세팅에 의해 고정화 처리되었기 때문에 후에 원사의 가공이나 사용시에 연신 과정에서 공급된 열에너지 이상의 열에너지가 투입되어도 원사는 수축률의 변화가 크지 않고 안정성을 갖게 된다.According to the third invention of the present invention, since the polymer material of the stretched yarn is finally immobilized by setting by heating and setting by cooling, thermal energy of more than the thermal energy supplied in the stretching process is added after processing or using the yarn. Even if the yarn is made, the change in shrinkage rate is not large and stability is achieved.

제조된 원사는 공지의 권취부(winding part)의 권취 보빈(winding bobbin)에 감긴다.The yarn produced is wound on a winding bobbin of a known winding part.

본 발명은 방사기의 연신부에 가열 연신롤러를 원사의 멀티 필라멘트에 균일하게 열에너지를 공급할 수 있는 범위로 한정한 수로 증설 배치하였기 때문에, 종래의 것에 비하여 원사에 대한 균일한 열에너지의 공급이 원활하게 이루어져서 고분자쇄의 결정화 과정에서 동일한 탄성응력으로 균일한 연신이 가능하고 설정된 고배율의 연신비를 가열 연신롤러의 수에 상응하게 다단의 좁은 폭으로 분할설정하여 안정된 연신에 의해 고강도의 원사를 제조할 수 있다.In the present invention, since the extension of the heat stretching roller is limited to the range capable of supplying the thermal energy uniformly to the multifilament of the yarn, the uniform supply of uniform thermal energy to the yarn is made smoother than the conventional one. In the crystallization process of the polymer chain, uniform stretching is possible with the same elastic stress, and the high-strength stretching ratio is set to a narrow width of the multi-stage corresponding to the number of heating stretching rollers, thereby producing a high strength yarn by stable stretching.

또 연신부에 결합된 가열 및 냉각기구에 의해, 가열 연신롤러로부터 열을 공급받는 과정에서 발생되는 멀티필라멘트의 온도구배를 균일화되게 조정하여 연신 및 권축이 일어나게 함으로서 강도증가와 안정된 수축률을 갖는 원사의 제조가 가능하고 원사의 연신에 따른 분자쇄의 결정화도를 균일하게 높일 수 있다.In addition, the heating and cooling mechanism coupled to the drawing unit adjusts the temperature gradient of the multifilament generated in the process of receiving heat from the heat drawing roller to make the drawing and crimping uniform, thereby increasing the strength and stable shrinkage. It is possible to manufacture and uniformly increase the crystallinity of the molecular chain according to the stretching of the yarn.

또 원사를 가열세팅및 냉각세팅처리에 의해 원사의 고분자의 분자쇄의 결정을 고정화 하였기 때문에 후에 원사의 가공및 사용시, 연신할 때 공급된 열에너지 이상의 열을 가해도 분자쇄의 배열이 흐트러지지 않아, 원사의 수축률이 안정되고 품질이 향상된 강력한 원사를 제조할 수 있는 여러 가지 효과가 있다. In addition, since the crystals of the polymer chain of the polymer of the yarn are immobilized by heat setting and cooling setting of the yarn, the arrangement of the molecular chain does not become disturbed even when heat is applied beyond the thermal energy supplied when the yarn is processed and used later. There are various effects to produce a strong yarn with stable shrinkage and improved quality.

본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.The invention is explained in detail by the accompanying drawings.

제2도는 본 발명의 한 실시예의 방사기의 측면도, 제3도는 본 발명의 가열 및 냉각기구의 한 실시예의 정면 사시도, 제4도는 가열 및 냉각기구의 동 측면도,제5도는 가열 및 냉각기구의 동 평면도이다. 2 is a side view of one embodiment of the radiator of the present invention, FIG. 3 is a front perspective view of one embodiment of the heating and cooling mechanism of the present invention, FIG. 4 is a side view of the heating and cooling mechanism, and FIG. Top view.

본 발명의 실시에서 선행기술과 같은 구조에 대하여는 종래와 동일한 부호를 기재하고 그 부분에 대하여는 설명을 생략한다. In the practice of the present invention, the same reference numerals are used for the same structures as the prior art, and the description thereof is omitted.

제2도에 표시된 바와 같이, 고분자 재료를 섬유화하는 방사기에 있어서, 방사기의 연신부(D)에는 가열 연신롤러(R)에 방사된 원사의 필라멘트가 원활하게 접촉하여 충분한 열에너지를 공급받아, 멀티필라멘트 간에 온도구배가 균일화 할 수 있는 범위로 한정한 개수의 가열 연신롤러가 복수열의 다단으로 설치되어 있다. 제2도에는 10개의 가열 연신롤러가 설치되어 있다.각 가열 연신롤러(R1-Rn)는 내부에 구비된 전열기구에 의해 설정된 열(80℃~120℃)을 롤러의 주면에 공급하여 0.5~ 0.8mm 지름의 미세한 방사공으로 방사된 90~100가닥의 원사(f)가 상기 가열 연신롤러(R)를 감아 돌아 이동하는 중 롤러에 접촉시간 동안 롤러의 표면접촉을 통하여 필라멘트에 고분자 분자쇄의 유동성 부여에 유효한 열에너지가 공급된다. 또 각 가열 연신롤러(R)의 회전비는 상대적으로 단차(段差)를 두어, 예컨데, 1번째 가열 연신롤러의 회전면속도가 600m/min이면, 2번째 가열 연신롤러(R2)의 회전 주면속도는 900m/min, 그 다음은 1200m/min 등으로 점차 회전비를 다르게 설정되어 소정의 연신 배율로 원사(f)를 열에너지의 공급조건에서 연신하게 되어 있다.As shown in FIG. 2, in the spinning machine for fiberizing a polymer material, the filament of the yarn radiated to the heating stretching roller (R) is smoothly contacted with the stretching portion (D) of the spinning machine to receive sufficient thermal energy, thereby multifilament The number of heating and stretching rollers limited to the range in which the temperature gradient can be uniformized is provided in multiple rows of multiple rows. In FIG. 2, ten heating and stretching rollers are provided. Each of the heating and stretching rollers R1-Rn supplies the heat (80 ° C. to 120 ° C.) set by the heat transfer mechanism provided therein to the main surface of the roller. The fluidity of the polymer molecular chain in the filament through the surface contact of the roller during the contact time of the roller during the 90 ~ 100 strand (f) wound around the heated stretching roller (R) while spinning with a fine spin hole of 0.8mm diameter The heat energy effective for provision is supplied. In addition, the rotation ratio of each heating stretching roller R is relatively stepped. For example, if the rotational surface speed of the first heating stretching roller is 600 m / min, the rotational peripheral surface speed of the second heating stretching roller R2 is 900 m. / min, followed by 1200m / min and the like, gradually set the rotation ratio differently to draw the yarn f at a predetermined draw ratio under the conditions for supplying thermal energy.

연신부(D)의 가열 연신롤러(R)군의 후부측에 열풍 및 냉풍을 선택적으로 공급하는 가열 및 냉각기구(HC)가 결합되어 있다. 본 실시예의 가열 및 냉각기구(HC)는 제3도,제4도및 제5도에 표시된 바와 같이, 열풍 및 냉풍영역(A)의 격실(1a)를 가진 직사각형 입방체의 본체(1)의 뒤쪽에 유체가 통풍되는 다수의 통공(2h)이 배열된 다공판(2)이 배치되고 다공판(2)의 전면 상하측에 다수의 안내롤러(3)가 배치되어 연신된 원사(f)가 안내롤러(3)에 의해 상하 지그재그로 열풍 및 냉풍영역(A)에 노출상태로 이동하게 되어 있다. 입구측(i)은 조단부의 가열 연신롤러(Rn)와 연관되어 있고 출구측(u)에는 일조의 롤러(godet roller)(3R)(3Rn)가 배치되어 있다. 상기 다공판(2)의 후부에는 열풍 및 냉풍의 공급용 송풍덕트(4)가 구비되어 도시되지 않은 외부의 열풍공급원 또는 냉풍공급원과 연통하여 60~130℃의 열풍, 또는 2~30℃의 냉풍을 공급하게 되어 있다. 본체(1)의 앞쪽에는 투명유리판(5g)이 장착된 도어(5)가 힌지(5n)로 여닫을 수 있게 장착되어 있고 도어(5)의 상부측에 배기공(5h) 구비되어 공급된 공기가 습기와 함께 격실(1a)의 외부로 배출하게 되어 연신된 원사의 내부 열에너지의 온도구배를 균일화 처리하게 되어 있다. The heating and cooling mechanism HC which selectively supplies hot air and cold air is couple | bonded with the rear part side of the heating extending roller R group of the extending | stretching part D. The heating and cooling mechanism HC of the present embodiment is the rear of the main body 1 of the rectangular cube having the compartment 1a of the hot air and cold air regions A, as shown in FIGS. 3, 4 and 5. The perforated plate 2 in which the plurality of through holes 2h through which the fluid is vented is arranged is arranged, and a plurality of guide rollers 3 are arranged on the front and upper sides of the perforated plate 2 to guide the stretched yarn f. By the roller 3, it moves to the exposure state to the hot air and cold wind area | region A by zigzag up and down. The inlet side (i) is associated with the heating and stretching roller (Rn) at the fore end, and a set of godet rollers (3R) and 3Rn are arranged on the outlet side (u). The rear portion of the porous plate 2 is provided with a blowing duct 4 for supplying hot and cold winds to communicate with an external hot air supply source or a cold air supply source that is not shown, and hot air of 60 to 130 ° C., or cold air of 2 to 30 ° C. It is supposed to supply. The front of the main body 1 is equipped with a door 5 equipped with a transparent glass plate 5g so as to be opened and closed by a hinge 5n, and the air supplied with an exhaust hole 5h at the upper side of the door 5 is provided. It discharges to the exterior of the compartment 1a with moisture, and makes the temperature gradient of the internal heat energy of the stretched yarn uniform.

이때 제6도에 표시된 바와 같이, 가열 및 냉각기구(HC)의 본체(1)의 내부의 다공판(2)의 뒤쪽에 전열히터(EH)를 설치하여 송풍관(4)을 대체하여 내부적으로 열에너지를 공급할 수 있고 또 제7도에 표시된 바와 같이, 본체(1)의 내부의 다공판(2)의 뒤쪽에 원적외선 히터(UH)를 설치하여 내부적으로 열에너지를 제공할 수도 있다.At this time, as shown in Figure 6, the heat transfer heater (EH) is installed in the rear of the porous plate (2) inside the main body (1) of the heating and cooling mechanism (HC) to replace the blower tube (4) to internally heat energy Also, as shown in FIG. 7, a far-infrared heater UH may be provided behind the porous plate 2 inside the main body 1 to provide thermal energy internally.

상기 가열 및 냉각기구(HC)의 출구(u)측에서 하부측 권취부(W) 사이의 중간부에는 2개 1조의 가열세팅롤러(HR1)와 냉각세팅롤러(CR1)가 배치되어 구성된 것이다. Two sets of heating setting rollers HR1 and cooling setting rollers CR1 are arranged at an intermediate portion between the lower winding portion W at the outlet u side of the heating and cooling mechanism HC.

상기 가열세팅롤러(HR)는 가열 연신롤러(R)와 같은 구성의 롤러로서 가열온도는 60~130℃이고 냉각 세팅롤러(CR)는 롤러 내부에 냉각기구가 구비된 롤러로서 냉각 온도는 2~30℃이다. The heating setting roller (HR) is a roller having the same configuration as the heating stretching roller (R), the heating temperature is 60 ~ 130 ℃ and the cooling setting roller (CR) is a roller having a cooling mechanism inside the roller, the cooling temperature is 2 ~ 30 ° C.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예는 원료공급수단에 의해 방사부(S)의 압출기(e)의 홉퍼(h)로 투입된 원사의 고분자재료가 원통(d)에서 내부의 가열수단에 의해 80~270℃로 용융되면서 스크류에 의해 압출되어, 다수의 미세한 방사공이 형성된 방사 블록(b)에서 90~100가닥의 원사가 방사된다. 방사된 원사(f)는 냉각부(q)를 통과하는 중에 소정의 온도로 냉각되어 원사의 고분자 재료의 분자유동이 억제된다. 기틀(m)의 상부측에서 방사된 원사는 기틀(m)의 하부측 연신부(D)로 진행하여 유연제도포부(c)에서 도포롤러에 의해 방사 유연제가 도포되고 복수의 가열 연신롤러(R)에 의해 원사에 열에너지를 공급하면서 원사의 고분자의 분자쇄를 섬유축방향으로 고배향시키는 소정 배율의 연신(drawing)작용이 순차적으로 이루어진다. 이때 원사(f)의 멀티 필라멘트는 가열 연신롤러에 접촉되어 열에너지를 공급받는 필라멘트와, 동 롤러에 접촉되지 못하여 열에너지를 공급받지 못한 필라멘트 간에 온도구배에 편차가 생기게 된다. 그러나 다단으로 배치된 다수의 가열 연신롤러에 필라멘트 접촉 확률이 높아지므로 모든 가열 연신롤러를 통과하는 중에 결국 모든 필라멘트는 연신작용에 유효한 열에너지를 균일하게 공급받게 되어 균등하게 연신작용이 이루어진다.Embodiment of the present invention configured as described above is the polymer material of the yarn introduced into the hopper (h) of the extruder (e) of the spinning unit (S) by the raw material supply means 80 ~ 270 by the heating means inside the cylinder (d) Extruded by a screw while being melted to ℃, 90 ~ 100 strands of yarn is spun in the spinning block (b) a number of fine spinning holes are formed. The spinning yarn f is cooled to a predetermined temperature while passing through the cooling section q to suppress the molecular flow of the polymer material of the yarn. The yarn spun from the upper side of the base (m) proceeds to the lower side stretching portion (D) of the base (m), and the spinning softener is applied by the application roller in the softening coating unit (c), and the plurality of heating and stretching rollers (R) The drawing action at a predetermined magnification of high orientation of the molecular chain of the polymer of the yarn in the fiber axis direction is sequentially performed while supplying thermal energy to the yarn. At this time, the multi-filament of the yarn (f) is a temperature gradient between the filament that is in contact with the heat stretching roller is supplied with thermal energy, and the filament is not contacted with the heat roller is not received. However, since the probability of filament contacting a plurality of heat-stretched rollers arranged in multiple stages increases, all filaments are uniformly supplied with heat energy that is effective for the stretching action during all the heat-stretched rollers.

최종 가열 연신롤러(Rn)를 통과한 연신된 원사(f)는 가열 및 냉각기구(HC)의 입구(i)를 통하여 열풍 및 냉풍영역(A)으로 안내된다. 안내된 원사(f)는 모터(dm)로 구동되는 다수의 안내롤러(3)에 의하여 상하 지그재그의 궤도로 이동되며, 이때의 이동속도는 1500m~2500m/min 정도이고 각 안내롤러(3)의 회전비에 소정의 등차(等差)를 두어 원사의 늘어짐을 방지한다. 이때 송풍덕트(4)를 통하여 다공판(2)의 통공(2h)을 통하여, 진행하는 원사의 측면에서 외부에서 공급되는 열풍 또는 냉풍을 가한다. 열풍을 가하는 때는 열에너지를 공급한 조건에서 연신하는 경우이고 냉풍을 공급하는 때는 가열된 원사의 내부 열에너지를 일단 냉각 수축상태에서 연신하는 경우로서 어느 경우든 간에 원사의 필라멘트의 온도구배의 편차를 균일화하여, 섬유측방향으로 배향된 분자쇄의 결정화가 균일화되어 고강도의 원사를 제조하기 위한 것이다. 따라서 열풍과 냉풍의 공급은 연신조건에 따라 선택적이다. 열풍의 온도는 60~130℃이고 냉풍의 온도는 2~30℃정도이다. 열풍, 또는 냉풍에 접촉되는 원사의 길이는 약 20m,접촉시간은 약 4~5초간이다. 즉 원사가 격실(1a)의 입구(i)로 유입하여 안내롤러(3)를 거치는 동안 온도처리가 이루어지고 출구(u)로 나가기 직전,일조의 연신롤러(3R)(3Rn)에 의해 연신된다. The stretched yarn f which has passed through the final heat drawing roller Rn is guided to the hot air and cold wind zone A through the inlet i of the heating and cooling mechanism HC. The guide yarn f is moved to the upper and lower zigzag tracks by a plurality of guide rollers 3 driven by a motor dm, and the moving speed is about 1500m to 2500m / min and the guide rollers 3 A predetermined equal difference is provided in the rotation ratio to prevent sagging of the yarn. At this time, the hot air or cold air supplied from the outside from the side of the yarn to proceed through the through hole (2h) of the porous plate 2 through the blowing duct (4). When hot air is applied, it is drawn under the condition of supplying heat energy, and when cold air is supplied, internal heat energy of the heated yarn is drawn in a cold shrinking state. In any case, the temperature gradient of the filament of the yarn is equalized. The crystallization of the molecular chains oriented in the fiber direction is uniform to produce yarns of high strength. Therefore, the supply of hot and cold winds is optional depending on the stretching conditions. The temperature of hot air is 60 ~ 130 ℃ and the temperature of cold air is about 2 ~ 30 ℃. The length of yarn in contact with hot or cold wind is about 20m, and the contact time is about 4 ~ 5 seconds. That is, while the yarn enters the inlet i of the compartment 1a and passes through the guide roller 3, temperature treatment is performed and immediately before exiting to the outlet u, it is stretched by a set of stretching rollers 3R (3Rn). .

상기 가열 및 냉각기구(HC)에서 원사에 열을 공급하는 경우에는 제6도및 제7도에 표시된 바와 같이, 전열히터(EH), 또는 원적외선 히터(UH)에 의하여 송풍덕트(4) 대신 내부적으로 열에너지를 공급해도 된다. 또 수증기를 통하여 열을 공급해도 된다.When heat is supplied to the yarns by the heating and cooling mechanism HC, as shown in FIGS. 6 and 7, the heat transfer heater EH or the far infrared heater UH is used instead of the blower duct 4. You may supply thermal energy by In addition, heat may be supplied through steam.

가열 및 냉각기구(HC)를 통과하는 원사는 전단계(前段階)인 가열 연신롤러에 의해 원사에 열에너지를 공급하는 과정에서 발생되는 멀티필라멘트의 온도구배의 편차를 균일화시킨다. 송풍된 공기는 수분과 함께 도어(5)의 상부측에 형성된 배기공(5h)으로 배출된다.The yarn passing through the heating and cooling mechanism HC equalizes the deviation of the temperature gradient of the multifilament generated in the process of supplying the thermal energy to the yarn by the heat drawing roller as a previous step. The blown air is discharged to the exhaust hole 5h formed in the upper side of the door 5 together with the moisture.

이와 같이, 방사된 원사는 열에너지를 공급하면서 연신하는 과정에서 원사의 고분자 분자쇄가 축방향으로 배향되면서 결정화되고 열풍 및 냉풍영역에서 원사의 멀티필라멘트간의 온도구배의 편차가 균일화되어 균일한 온도분포에 의해 균일한 연신이 이루어지거나, 권축비에 의한 수축이 진행되어 고강도 원사이면서 수축률이 낮은 저수축사의 제조가 가능하게 된다.In this way, the spun yarn is crystallized while the polymer molecular chain of the yarn is axially oriented in the process of stretching while supplying thermal energy, and the temperature gradient between the multifilaments of the yarn is uniform in the hot and cold wind regions, resulting in a uniform temperature distribution. By this, uniform stretching is achieved, or shrinkage by crimping ratio proceeds, thereby making it possible to manufacture low shrinkage yarns with high shrinkage and low shrinkage.

마지막으로 상기 가열 및 냉각기구(HC)를 통과한 원사는 가열세팅롤러(HR)에 의해 가열세팅된 다음 이어서 냉각세팅롤러(CR)에 냉각세팅 된다. 세팅처리에 의해 원사의 고분자의 분자쇄결정이 고정화되어, 후에 연사의 가공이나 사용시, 연신과정에서 외부에서 공급된 열에너지 온도 이상의 온도가 가해져도 원사는 수축률이 크지 않고 안정성을 가진 고강도의 원사로 된다. 제조된 원사는 공지의 권취부(W)에서 보빈에 감긴다. Finally, the yarn passed through the heating and cooling mechanism HC is heat-set by the heat setting roller HR, and then is cooled set on the cooling setting roller CR. Molecular chain crystals of the polymer of the yarn are fixed by the setting treatment, and when the yarn is processed or used later, even if a temperature higher than the heat energy temperature supplied from the outside is applied, the yarn becomes a high strength yarn with high shrinkage and stability. . The yarns produced are wound on bobbins in known windings (W).

제1도는 본 발명과 관련된 종래의 방사기의 예시도1 is an illustration of a conventional radiator associated with the present invention.

제2도는 본 발명의 한 실시예의 방사기의 측면도 2 is a side view of the radiator of one embodiment of the present invention

제3도는 본 발명의 가열 및 냉각기구의 한 실시예의 정면 사시도3 is a front perspective view of one embodiment of the heating and cooling mechanism of the present invention.

제4도는 가열 및 냉각기구의 동 측면도4 is a side view of the heating and cooling mechanism

제5도는 가열 및 냉각기구의 동 평면도5 is a plan view of the heating and cooling mechanism

제6도는 가열 및 냉각기구의 내부에 전열히터를 내장한 측면 예시도6 is an exemplary side view of the electric heater inside the heating and cooling mechanism

제7도는 가열 및 냉각기구의 내부에 원적외선 히터를 내장한 측면예시도7 is a side view illustrating a far-infrared heater embedded in a heating and cooling mechanism.

1 : 본체 2 : 다공판 2h : 통공 3 : 안내롤러 3r : 연신롤러DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Perforated plate 2h Through hole 3 Guidance roller 3r Stretching roller

4 : 송풍닥터 5 : 도어 5h : 배기공 D : 연신부 S : 방사부 4 Blowing Doctor 5 Door 5h Vent hole D Stretching part S Radiating part

R : 가열 연신롤러 HR : 가열세팅롤러 CR : 냉각세팅롤러 R: Heating stretching roller HR: Heating setting roller CR: Cooling setting roller

EH :전열히터 UH :원적외선 히터EH: Electric Heater UH: Far Infrared Heater

c : 유연재도포부 f : 원사 w : 권취부 q : 냉각부 c: Flexible material coating part f: Yarn w: Winding part q: Cooling part

Claims (5)

압출기에 의해 고분자 재료로부터 섬유화(纖維化)하는 방사부(S)와, 가열 연신롤러에 의해 방사된 원사를 연신하는 연신부(D)로 된 방사기에 있어서,In the spinning machine comprising a spinning unit S, which is fiberized from a polymer material by an extruder, and a stretching unit D, which stretches the yarn spun by a heating stretching roller, 원사에 열에너지을 균일하게 공급하여 고분자의 분자쇄에 유동성을 부여하면서 섬유축방향으로 배향시키어 결정화를 이루게 하여 원사의 강도를 높이도록 연신하는 가열연신롤러(R)가 복수열의 다단으로 배치된 연신부(D)에, Stretching section in which a plurality of heat stretching rollers (R) are arranged in a plurality of rows in order to increase the strength of the yarn by orientating in the fiber axis direction while providing fluidity to the molecular chain of the polymer by providing fluidity to the polymer uniformly. D), 열공급 연신과정에서 가열 연신롤러와 원사의 접촉과정에서 생기는 멀티 필라멘트 간의 온도구배의 편차를 균일화 처리하면서 연신하도록 열풍 및 냉풍영역(A)에 원사를 상하 지그재그로 안내하도록 배치된 다수의 안내롤러(3)와, 일조의 연신롤러(3R)(3Rn)가 구비된 가열 및 냉각기구(HC)와,A plurality of guide rollers arranged to guide the yarn up and down in the hot and cold wind zones (A) in the hot and cold wind zones (A) so as to uniformly process the deviation of the temperature gradient between the heating and stretching roller and the multifilament produced during the heat feeding drawing process. ), A heating and cooling mechanism (HC) provided with a set of stretching rollers (3R) (3Rn), 권취부의 전단부(前段部)에 배치되어 연신공정을 거친 원사의 분자쇄의 결정을 최종적으로 고정화처리하는 가열세팅롤러(HR) 및 냉각세팅롤러(CR)가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기.A heating set roller (HR) and a cooling set roller (CR), which are arranged at the front end of the winding part and finally fix the crystallization of the molecular chain of the yarn which has undergone the stretching process, are combined. And a radiator incorporating a cooling mechanism. 제1항에 있어서 가열 및 냉각기구(HC)는, 열풍 및 냉풍영역(A)의 격실(1a)를 가진 직사각형 입방체의 본체(1)의 뒤쪽에 유체가 통풍되는 다수의 통공(2h)이 배열된 다공판(2)이 배치되고 다공판(2)의 전면 상하 측에 원사를 안내하는 다수의 안내롤러(3)가 배치되며, 출구측(u)에 일조의 연신롤러(3R)(3Rn)가 배치되고 상기 다공판(2)의 후부에는 열풍 및 냉풍의 공급용 송풍덕트(4)가 구비되며, 본체(1)의 앞쪽에는 투명 유리판(5g)이 장착되고 배기공(5h)이 상부에 형성된 도어(5)가 여닫을 수 있게 장착되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기.The heating and cooling mechanism (HC) according to claim 1, wherein a plurality of through holes (2h) through which fluid is ventilated is arranged behind the main body (1) of the rectangular cube having the compartments (1a) of the hot air and cold air regions (A). And a plurality of guide rollers 3 for guiding yarns on the front and upper sides of the perforated plate 2, and a set of stretching rollers 3R (3Rn) on the outlet side u. And a blowing duct 4 for supplying hot and cold air at the rear portion of the porous plate 2, a transparent glass plate 5g is mounted at the front of the main body 1, and an exhaust hole 5h is disposed at the top thereof. Radiator combined with a heating and cooling mechanism, characterized in that the formed door (5) is configured to be opened and closed. 제2항에 있어서, 가열 및 냉각기구(HC)의 본체(1)의 내부의 다공판(2) 뒤쪽에 열공급수단으로서 전열히터(EH)를 배치하여 내부적으로 열에너지를 공급하게 된 것을 특징으로 하는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기.The heat transfer heater (EH) is arranged as a heat supply means behind the porous plate (2) inside the main body (1) of the heating and cooling mechanism (HC) to supply thermal energy internally. Radiator with combined heating and cooling mechanism. 제2항에 있어서, 가열 및 냉각기구(HC)의 본체(1)의 내부의 다공판 뒤쪽에 열공급수단으로 원적외선(UH)를 배치하여 내부적으로 열에너지를 공급할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기.3. The heating and cooling according to claim 2, wherein the far infrared rays (UH) are arranged behind the perforated plate inside the main body (1) of the heating and cooling mechanism (HC) to supply thermal energy internally. A radiator with a combined mechanism. 제2항에 있어서 가열 및 냉각기구의 열풍 및 냉풍영역(A)을 통과하는 원사를 처리하는 열풍의 온도는 60~130℃, 냉풍의 온도는 2~30℃, 원사의 열풍공기 접촉길이는 20m 정도인 것을 특징으로 하는 가열 및 냉각기구가 결합된 방사기.The hot air for treating the yarn passing through the hot air and the cold wind zone (A) of the heating and cooling mechanism is 60 ~ 130 ℃, the temperature of the cold wind is 2 ~ 30 ℃, the hot air air contact length of the yarn is 20m A radiator combined with a heating and cooling mechanism, characterized in that the degree.
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