KR20030058353A

KR20030058353A - 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어방법 및제어장치

Info

Publication number: KR20030058353A
Application number: KR1020010088771A
Authority: KR
Inventors: 임영호
Original assignee: 백석기
Priority date: 2001-12-31
Filing date: 2001-12-31
Publication date: 2003-07-07

Abstract

종래의 합성섬유세사의 방사장치에서 냉각장치는 노즐 하단에 설치된 냉각존에 설치되어, 노즐에서 방사되는 필라멘트에 냉각공기를 공급하여 고화시키고, 하향되는 필라멘트를 따라서 가속관과 스핀튜브를 거쳐서 권취존 측으로 하향배출되었다. 따라서 방사속도가 일정 속도이상으로 높아지면은 필라멘트의 하강속도에 대응하여 냉풍상승기류가 발생하여 가속영역에서 필라멘트를 유동시킬 뿐 아니라 냉각존으로 상승하여 하강기류의 흐름을 방해하고 필라멘트를 유동시켜 고화 물성을 저하시키며, 노즐의 온도를 저하시키는 등 방사조건을 변동시켜서 고속방사가 어렵고, 동일 방사장치에서 냉각 특성의 조절 폭이 좁아서 생산 물성을 변화시키고자 할 경우에는 생산라인의 장치들을 다시 설계하여 교체하여야되는 문제점이 있었던 것이다. 본 발명은 상기와 같은 각장치의 문제점들을 해결하고자 제공되는 것으로서, 가속관의 내벽둘레에 2차 냉각공기를 하향으로 공급하여 냉각존에서의 1차 냉각공기의 흐름을 제어하고 냉풍상승기류의 흐름을 제어하어, 방사조건의 변동을 방지할 수 있고, 신율과 균일도를 높이며, 방사속도를 높일 수 있는 열가소성 합성섬유세사 방사장치용 냉풍제어방법과 제어장치를 제공함에 특징이 있다.

Description

열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어방법 및 제어장치{Method of and apparatus for controlling quenching air in spinning machine for thermoplastic synthetic microfiber}

본 발명은 용융 방사공정에 의한 열가소성 합성섬유세사의 방사장치에 적용되는 냉각장치에 관한 것으로, 특히 필라멘트의 가속영역에 2차 냉각공기를 공급하여 냉각존에 공급되는 1차 냉각공기의 흐름을 제어하고 가속영역에서의 냉풍상승기류의 제어하는 냉풍제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.

열 가소성 합성섬유세사의 용융방사 공정은, 고분자 용융액을 방사노즐을 통하여 수십 가닥의 필라멘트들로 토출시키면서, 토출되는 필라멘트들에 대하여 냉각장치에 의하여 냉풍을 일정 압력으로 공급하여 냉각 고화시키고, 냉각 고화되는 수십 가닥의 필라멘트들을 가속영역을 통과시켜 안정화하고, 한 줄의 세사(얀:yarn)로 모아 권취존에서 후가송 및 권취장치에 의하여 보빈에 권취시켜 합성섬유세사로 형성하는 공정이다.

상기한 열 가소성 합성섬유세사의 용융방사공정에서 방사노즐로부터 토출되는 필라멘트들은 비스코스한 점탄성 유체로써 가느다란 필라멘트 다발을 형성하게 되는데 이때 냉각장치를 이용하여 필라멘트 다발에 냉풍을 부여하여 냉각 고화시켜주면 물성이 플라스틱 성질에서 섬유 성질로 변하게 된다.

이러한 필라멘트의 냉각 고화과정에서 냉각장치의 특성과, 냉풍의 온도와 풍속이 전체적인 합성섬유세사의 형성과정에 중요한 역할을 하게 되고, 냉각장치에서의 냉풍의 공급량, 압력 조절, 기류의 흐름은 합성섬유세사의 물성과 특성 및 생산속도, 조업성을 좌우하는 중요한 요소이다.

지금까지 제공되어 있는 제반 냉각장치 중에서 인플로우 방식(in flow type)의 냉각장치는 노즐의 하단에 설치되어, 방사되는 필라멘트에의 외부 공기를 차단하면서 외부로부터 공기는 공급되는 다공질 에어필터를 설치하여, 임의로 조절되는 냉각공기를 방사되는 필라멘트에 일정 풍속으로 공급하여 냉각시키는 구성이다.

이러한 구성의 인플로어 방식 냉각장치는 필라멘트의 고화과정에서 외부측으로부터의 간섭 기류(온도 및 바람)를 에어필터가 차단하는 점에서 다른 종류의 냉각장치에 비하여 비교적 안정적인 열적 평형을 얻을 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기 인플로어 방식 냉각장치도 다공질 에어필터로 인입된 냉각공기의 흐름 특성은, 냉각공기가 전체적으로 방사되는 필라멘트에 고르게 작용하지 못하고, 다공질 에어필터 안에서 전 방향으로 회류 내지는 상하로 유동하는 난류현상이 발생하며, 방사되는 필라멘트에 작용된 냉각공기도 하부의 스핀튜브 측으로 원만하게 배출되지 못하는 특성이 있음으로서 고품질의 냉각효과를 얻을 수 없었다.

또한 방사속도(와인딩 속도)를 일정 속도(약 4500m/min)이상으로 유지하여야하는 고속방사의 경우에는 필라멘트의 하강속도에 대응하여 스핀튜브(spin tube)의 내부 외측에서 냉각존(quenching zone)측으로 상승하는 냉풍상승기류가 발생하게됨으로, 이 냉풍상승기류는 스핀튜브 내에서의 기류를 불안정화함은 물론 , 냉각존의 다공질 에어필터의 내부로 유입되어 1차 냉각공기의 기류 불안정을 유발함으로서, 방사되는 필라멘트를 유동시켜 절사 현상을 일으키고, 냉각존의 열적 평형을 무너뜨리고 일정수치의 고온을 유지하여야 하는 노즐의 온도를 변동시키는 등의 방사조건을 변화시킴으로서 고화되는 필라멘트의 신율과 균일도 등의 물성을 저하시키는 문제점이 발생한다.

상기한 문제점들 중에서, 고속방사에서의 냉풍상승기류에 의한 냉각존에서의 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 냉각존 측에 히팅장치를 갖는 핫존(hot zone)을 병설하여, 냉풍상승기류에 의한 노즐과 필라멘트의 온도저하현상은 일정 수준까지 보정하고 있으나, 냉풍상승기류에 의한 필라멘트의 유동에 의한 물성 저하를 원천적으로 해결 할 수 없으므로서 냉풍상승기류의 발생을 억제하는 수준이하로 방사속도를 낮추어 방사조건을 맞추고 있는 실정이다.

일반적으로 합성섬유세사를 극세사화 할수록 방사속도를 증가시켜서 생산성을 맞추어야 하나, 상기와 같은 냉풍상승기류에 의한 문제점 및 인플로어 방식의 냉각장치가 갖는 다공질 에어필터에 의한 냉풍의 공급량 및 압력 조절의 한계성에 의하여, 방사속도를 일정 속도이상으로 높일 수 없었고, 이로 인하여 궁극적으로는 조업성 및 생산속도가 한정되어 생산성이 낮았으며, 냉각효율과 냉각품질의 불균일화로 고품질의 극세사 등을 원만하게 생산할 수 없었다.

또한, 임의 규격의 포리머(polymer)를 사용하여 임의 규격의 방사장치로 임의 규격의 합성섬유세사를 생산하고자 할 경우에는, 인플로우 냉각장치의 특성을 포리머의 특성과 방사노즐의 특성 및 생산하고자 하는 합성섬유세사의 특성에 맞추어 제작하게되는 바,

동일 방사장치에서 다른 종류의 포리머를 사용하던가 또는 합성섬유세사의 물성을 변경하고자 할 경우에는 냉각공기의 공급량과 냉각거리 등의 변화를 주어대응하여야 하나, 인플로우 냉각장치는 다공질 에어필터의 특성상 냉각공기의 공급량과 냉각거리 등이 거의 한정적으로 특정되어, 생산속도의 가감이 어렵고, 생산라인에 설치된 수 백개의 냉각장치 전체를 다시 설계하여 교체하여야되는 문제점이 있었던 것이다.

현실적으로 볼 때 상기와 같이 임의 규격의 방사장치에서 포리머의 종류나 물성을 변경할 경우마다 수 백개의 냉각장치 전체를 다시 설계하거나 교체한다는 것은 고비용이 들어 생산성의 저하를 유발하는 문제점이 있었던 것이다.

종래에 2차 냉각공기를 냉각존과 권취존 사이의 가속존에서 공급하여 냉각존에서의 1차 냉각공기의 흐름을 제어하고, 권취존에서의 냉풍상승기류의 냉각존에의 유입을 제어하는 이론이 알려져 있으나, 방법적인 원리만 제공되어 있을 뿐 실용적인 방법이나 구성이 미약하여 현장에의 적용이 어려웠고, 그 이론적인 효과도 상술한 문제점들을 원만하게 해결 할 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 방사장치에서의 인플로우 방식이나 또는 기타의 냉각장치의 냉각문제점들을 해결하고자 제공되는 것으로서, 냉각존에서의 1차 냉각공기의 흐름을 제어하고 2차 냉각공기를 공급하며 냉풍상승기류의 흐름을 제어하어, 방사조건의 변동을 방지할 수 있고, 신율과 균일도를 높이며, 방사속도를 높일 수 있는 열가소성 합성섬유세사 방사장치용 냉풍제어방법과 제어장치를 제공함에 목적이 있다.

또 다른 목적은 동일 조건의 방사장치와 방사조건 하에서 다품종의 방사공정을 실시할 수 있도록, 방사속도에 대응하여 발생하는 냉풍상승기류를 강제적으로 하향기류화해서 권취존 하부로의 배출조건을 임의적으로 조절할 수 있는 열가소성 합성섬유세사 방사장치용 조절식 냉풍제어장치를 제공함에 목적이 있다.

또 다른 목적은 상기 목적과 관련한 장치의 구성에 있어서 기존 인플로우 방식의 냉각장치가 설치된 방사장치에의 적용이 용이하고, 구조가 간단하며, 가격이 저렴한 조절식 냉풍제어장치를 제공함에 목적이 있다.

도1은 본 발명에 의한 일 실시예의 냉풍제어장치의 단면 구성도

도2는 본 발명의 일 실시예 냉풍제어장치가 적용된 일 예의 방사장치 구성도

도3은 본 발명에 의한 일 실시예의 냉풍제어장치의 단면 분해도

도4는 본 발명에 의한 일 실시예의 냉풍제어장치의 다른 사용상태 단면도

도5는 도3의 A-A 선 단면도

도6은 본 발명에 의한 일 실시예의 냉풍제어장치의 요부 단면 확대도

도7은 도6의 구성중 일 부분 발췌 확대도

도8은 본 발명에 의한 다른 실시예 냉풍제어장치의 단면 구성도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명)

11:노즐 12:방사 필라멘트 12:슬러지 투입용 호퍼

20:인플로우 냉각덕트 21:다공질 에어필터

23,23a:에어필터 상하부 플랜지 24:조임바

25,26:냉각덕트의 상하부 플레이트 28:1차 송풍기

29:2차 송풍기 30:콘덴서 31,32:콘덴서 상하부 플랜지

31a:상하부 플랜지의 볼트 체결공 40:냉풍제어장치

41:냉풍제어관 41a:냉풍제어관의 볼트 체결공

42:조절관조립구 42a:암나사부 43:제어공기함실

44:제어가속구 44a:제어가속구(44)의 상단부 내측단

45:연결구 46:냉풍조절관 47:냉풍조절링

48a:숫나사부 48:플랜지 49:파지공

50:스핀튜브 51:플랜지 B1,B2,B3:볼트

CL:냉풍조절링(47)과 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과의 틈새

상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구성은,

용융 방사공정에 의한 열가소성 합성섬유세사의 방사공정에 있어서, 인플로우 방식(in flow type)이나 또는 기타의 냉각장치를 사용하는 냉각존의 하부에 설치되는 콘덴서와, 이 콘덴서의 하단에 연결되는 가속관과, 이 가속관의 하단에 연결되는 원추형 스핀 튜브를 구비하는 방사장치에 적용하는 것으로, 상기 가속관의 내벽 둘레 측으로 2차 냉각공기를 하향으로 공급하는 공정을 포함하는 냉풍제어방법으로 구성함을 특징으로 한다.

상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 구성은,

용융 방사공정에 의한 열가소성 합성섬유세사의 방사장치에 있어서, 인플로우 방식이나 또는 기타의 냉각장치를 사용하는 냉각존의 하부에 설치되는 콘덴서와, 이 콘덴서의 하단에 연결되는 가속관과, 이 가속관의 하단에 연결되는 원추형 스핀 튜브를 구비하는 구성에 적용하여, 상기 가속관의 내벽 둘레 측으로 2차 냉각공기를 하향으로 공급하는 2차 냉각공기 주입수단을 구비한 냉풍제어장치로 구성함을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구성은, 상기 일 목적을 달성하기 위한 냉풍제어장치에 대하여 상기 2차 냉각공기 주입수단에 주입공기량 조절수단을 더 포함하는 냉풍제어장치로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 냉풍제어방법과 냉풍제어장치를 첨부된 일 실시예의 냉풍제어장치의 구성 및 사용상태도와 함께 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도7에는 일 예의 인플로우 방식의 냉각장치를 갖는 방사장치에 적용한 본 발명의 일 실시예 냉풍제어장치의 구성과 사용상태가 도시되어 있다.

각도에서 부호 11은 방사 노즐이고, 부호 12는 방사 필라멘트이며, 부호 20은 1차 냉각공기를 공급하는 인플로우 냉각덕트 전체, 부호 30은 콘덴서, 부호 40은 본 발명의 일 실시예 냉풍제어장치 전체, 부호 50은 스핀튜브를 각각 표시한다.

인플로우 냉각덕트(20)는 중앙측에 다공질 에어필터(21)가 설치되고, 외측에는 1차 송풍기(28)로부터 냉각공기를 공급하는 송풍관(22)이 연결된다.

인플로우 냉각덕트(20)의 상하부는 상하부플레이트(25)(26)와 다공질 에어필터의 상하부플랜지(23)(23a)를 조임바(24)에 의하여 조여서 밀폐된다.

상기 콘덴서(30)는 상기 인플로우 냉각덕트(20)의 하단에 부착되는 역 원추형관으로, 상단은 상부 플랜지(31)가 부착되어 상기 인플로우 냉각덕트(20)의 하부플랜지(26) 하단에 조임바(24)에 의하여 밀폐상태로 조립되고, 하단은 하부플랜지 (32)가 부착되어 냉풍제어장치(40)의 상단과 볼트(B1)로 조립된다.

상기 냉풍제어장치(40)는 냉풍제어관(41)과 냉풍조절관(46)으로 구성된다.

상기 냉풍제어관(41)에는 상측으로 상기 콘덴서(30)의 내경보다 큰 직경의 조절관조립구(42)가 암나사부(42a)를 갖고 형성되며, 중간에는 상기 조절관조립구 (42)의 직경보다 큰 직경의 원통 함실로 형성되면서 일 측단으로 2차 송풍기(29)로부터 냉각공기를 공급받는 연결구(45)를 갖는 제어공기함실(43)이 형성되며, 하측에는 상기 제어공기함실(43)의 내측 하단에서부터 상기 콘덴서(30)의 내경과 근사치의 직경으로 하단까지 원통형 구멍으로 관통된 제어가속구(44)가 형성된다.

상기 냉풍조절관(46)은 상기 냉풍제어관(41)의 상단부인 조절관조립구(42)에 나사조립으로 끼워지는 숫나사부(48a)를 갖는 플랜지(48)와, 상기 플랜지(48)의 하단에 연장되어 상기 제어가속구(44)에 상단부 내경과 일정 틈새(CL)를 갖고 내접되며 외측면이 하향 구배로 형성된 냉풍조절링(47)으로 구성된다.

상기 스핀튜브(50)는 통상의 원추형관으로 상단에 플랜지(51)를 갖고 상기 냉풍제어관(41)의 하단에 볼트(B2)로 조립된다.

미설명 부호 31a는 콘덴서플랜지(31)에 형성된 볼트체결공이고, 부호 41a는 냉풍제어관(41)의 상하단에 형성된 볼트체결공이며, 부호 49는 냉풍조절관(46)의 회전을 위한 파지공을 표시한 것이다.

상기한 구성에서 본 발명의 일 실시예 냉풍제어장치(40)는 냉풍제어관(41)의 상단에서 조절관조립구(42) 내부에 냉풍조절관(46)을 나사 결합으로 임의의 깊이로 조립하여,

폴리머의 종류나 원사의 종류 및 기타의 방사조건에 따라서 결정되는 임의의2차 공기 공급계수치에 맞추어, 냉풍조절관(46)의 하단 부재인 냉풍조절링(47)과 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과의 틈새(CL)를 임의의 간격으로 조절하여 고정식으로 사용한다.

상기와 같은 일 예의 인플로우 방식의 냉각장치를 갖는 방사장치에 적용한 본 발명의 일 실시예 냉풍제어장치(40)의 작용상태는 다음과 같다.

도1에 도시한 바와 같이 일 예 인플로우 방식의 냉각장치를 갖는 방사장치에서, 소정의 방사조건으로 세팅된 방사장치에서 폴리머 방사공정이 시작되면, 노즐(11)로부터 여러 가닥의 필라멘트(12)가 방사되어 인플로우 냉각덕트(20)의 다공질 에어필터(21)의 중앙을 거쳐 콘덴서(30)와 냉풍조절관(46)의 냉풍조절링(47) 중앙부를 거쳐서 스핀튜브(50)로 배출되고, 스핀튜브(50)의 하부에서 소정의 오일링공정과 기타의 후공정을 거쳐 보빈에 권취하는 방사공정이 완료된다.

상기한 방사공정에서 노즐(11)로부터 방사되는 여러 가닥의 필라멘트(12)에는, 인플로우 냉각덕트(20)의 송풍관(22)에서 인입된 일정 풍속의 1차 냉각공기가 다공질 에어필터(21)를 통하여 필라멘트(12)를 냉각 고화시키게 되고, 필라멘트 (12)에 작용한 냉각공기는 하향되는 필라멘트(12)를 따라서 콘덴서(30)을 거치고 냉풍조절관(46)의 냉풍조절링(47) 중앙부와 제어가속구(44)의 중앙부를 거쳐서 스핀튜브(50)의 하부로 배출된다.

이러한 인플로우 냉각덕트(20)에서 1차 냉각공기를 통한 방사 필라멘트(12)에의 냉각 고화공정과 배출공정들과 병행하여, 냉풍제어장치(40)에서 2차 냉각공기를 냉풍제어관(41)의 제어가속구(44)로 공급한다.

냉풍제어장치(40)에서 2차 냉각공기를 냉풍제어관(41)의 제어가속구(44)로 공급하는 과정은, 2차 송풍기(29)에서 연결구(45)를 통하여 일정 풍속으로 2차 냉각공기를 제어공기함실(43)로 공급하면, 2차 냉각공기는 소정의 방사조건으로 세팅된 냉풍조절관(46)의 하단 부재인 냉풍조절링(47)과 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과의 접속 전 둘레의 틈새(CL)를 통하여 제어가속구(44)의 내벽을 타고 하향으로 압출된다.

따라서 제어가속구(44)의 내벽을 타고 하향으로 압출되는 2차 냉각공기는 제어가속구(44)와 스핀튜브(50)의 중앙부를 통과하는 필라멘트(12)의 다발에 대하여 2차 냉각작용을 하고, 동시에 필라멘트(12)와 함께 하강 배출되는 1차 냉각공기의 하강흐름에 배속력을 부가하여 인플로우 냉각덕트(20)의 다공질 에어필터(21) 내에서 유동하는 1차 냉각공기를 하향으로 하강 유도하는 작용을 하며, 또한 동시에 필라멘트(12)의 하강속도에 대응하여 스핀튜브(50) 내에서 발생하는 냉풍상승기류의 발생을 억제하거나 하강 제어하는 작용을 한다.

이와 같은 본 발명을 실시함에 있어서 상술한 일 실시예의 구성들은 본 고안을 실시하는 바람직한 일 실시예로 제시된 것이지 반드시 이에 국한하는 것은 아니다.

본 발명의 냉풍제어장치를 구성함에 있어서 2차 냉각공기 주입수단은 전술한 일 실시예와 같이, 냉풍조절관(46)의 하단부재인 냉풍조절링(47)이 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과 내접되어 형성되는 일정 틈새(CL)를 조절식으로 구성하여, 2차 냉각공기 주입량을 조절식으로 형성하는 것이 방사장치의 범용성 측면에서바람직하나, 특정 방사조건에 맞추어 설정된 2차 냉각공기 주입량을 고정식으로 공급하는 구성으로 형성하는 것도 제작성과 다량생산성 측면에서 바람직하다.

도8에는 본 발명의 냉풍제어장치를 구성함에 있어서 2차 냉각공기 주입수단을 고정식하여 2차 냉각공기 주입량을 고정식으로 형성한 다른 실시예의 냉풍제어장치(40b)의 구성이 도시되어 있다.

상기 다른 실시예의 냉풍제어장치(40b)의 구성은, 콘덴서(30)와 스핀튜브 (50) 사이에 플랜지이음으로 결합되는 냉풍제어관(41b)과, 상기 냉풍제어관(41b)의 내부에 고정식으로 조립되는 냉풍조절관(46b)을 구비하는 냉풍제어장치(40b)로 구성되어,

상기 냉풍제어관(41b)은 상측으로 콘덴서(30)의 내경보다 큰 직경의 조절관조립구(42b)가 상단에 단턱을 갖고 형성되며, 중간에는 상기 조절관조립구(42)의 직경보다 큰 직경의 원통 함실로 형성되면서 일 측단으로 2차 송풍기(29)로부터 냉각공기를 공급받는 연결구(45)를 갖는 제어공기함실(43)이 형성되며, 하측에는 상기 제어공기함실(43)의 내측 하단에서부터 상기 콘덴서(30)의 내경과 근사치의 직경으로 하단까지 원통형 구멍으로 관통된 제어가속구(44)가 형성되고,

상기 냉풍조절관(46b)은 상단부가 상기 냉풍제어관(41b)의 상단부인 조절관조립구(42b)의 상단 단턱에 고정식으로 조립되며, 하단부가 상기 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과 일정 틈새(CL)를 갖고 내접되며 외측면이 하향 구배로 형성된 냉풍조절링(47b)으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 구성의 다른 실시예의 냉풍제어장치(40b)의 구성에 의하면,

2차 냉각공기 주입수단의 주요 구성요소인 냉풍조절관(46b)이 냉풍제어관 (41b)에 고정식으로 조립되어, 냉풍조절링(47b)의 외측면이 상기 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과 형성하는 틈새(CL)가 임의의 규격으로 고정되어 있어서, 제어가속구(44)의 내벽측으로 공급하는 2차 냉각공기 공기주입량도 임의의 일정량으로 고정되어 공급된다.

따라서 상기 다른 실시예의 냉풍제어장치(40b)는, 임의의 방사장치에 적용함에 있어서 냉풍조절링(47b)의 외측면과 상기 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과의 틈새(CL)를 적용할 특정 방사조건에서의 2차 냉각공기 주입량에 맞추어 고정식으로 제작되는 것이다.

상기와 같은 고정된 규격의 틈새(CL)를 갖는 다른 실시예의 냉풍제어장치 (40b)는 그 적용성이 특정 범위의 방사장치에만 사용할 수 있어 범용성이 낮은 단점은 있으나, 대부분의 방사시설 및 장치는 일 종류의 합성섬유세사를 수 백대의 동일 방사장치로 대량 생산하고 있어서 동일 특성과 성능의 냉각제어장치도 수 백개가 소요되는 점에서는, 2차 냉각공기 주입량을 조절식를 형성하는 일 실시예의 구성에 비하여 제작이 용이하고 대량생산성이 있어서 제조원가를 낮출 수 있는 장점을 갖는다.

이외에도 본 발명의 냉풍제어장치의 구성요소들은 적용되는 방사장치의 규격이나 특성에 따라서 그 규격이나 형태를 변형시켜 실시할 수도 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명의 냉풍제어방법과 이에 의한 냉풍제어장치에 의하면,용융 방사에 의한 열가소성 합성섬유세사의 방사공정에서 필라멘트의 가속영역에서 2차 냉각공기를 가속관인 제어가속구의 내벽 둘레에 하향으로 공급하여 냉각존에 공급되는 1차 냉각공기의 흐름을 하향 흐름으로 유도 제어하고, 가속영역에서의 냉풍상승기류를 효과적으로 제어함으로서,

가속영역의 중앙부에서 하향으로 배출되는 필라멘트의 다발에 대하여 2차 냉각작용을 하고, 동시에 필라멘트와 함께 하강 배출되는 1차 냉각공기의 하강흐름에 배속력을 부가하고 냉각존의 기류를 안정화시키며, 또한 동시에 스핀튜브에서 필라멘트의 하강속도에 대응하는 냉풍상승기류의 발생을 억제하거나 하강 제어하는 작용을 하여 냉각속도와 특성을 높일 수 있다.

특히 본 발명의 냉풍제어방법과 제어장치는 인플로우 냉각방식을 사용하는 방사장치에 적용함에 있어서, 다른 구성요소의 변경없이 단순히 종래의 가속관을 본 발명의 냉풍제어장치로 교체하는 것으로서 가능하기 때문에 실용성이 매우 높으며, 다공질 에어필터 안에서 전 방향으로 회류 내지는 상하로 유동하는 1차 냉각공기의 난류현상을 효과적으로 감소시킬 수 있고, 냉풍의 공급량 및 압력 조절의 한계를 극복하여, 방사속도를 고속으로 설정할 수 있다.

또한 본 발명은 구조가 단순하여 고장 부위가 거의 없으므로 운전상 하자 보수에 따른 운영비와 유지 보수비를 절감할 수 있고, 냉풍 주입수단의 중요한 구성요소인 냉풍조절관이 냉풍제어관과 간편하고 신속하게 분리되는 구성임으로 청소 및 교환도 용이한 장점을 갖는다

이러한 본 발명의 상기 특성들은 궁극적으로 냉각존에서의 열적 평형을 일정하게 유지하고, 필라멘트의 고화공정시에 발생하였던 필라멘트의 유동에 의한 절사 현상을 적극적으로 해소할 수 있고, 일정수치의 고온을 유지하여야 하는 노즐 온도의 변동을 방지하여 필라멘트의 신율과 균일도 등의 물성을 높여주며 전체적으로 품질 균일화를 얻을 수 있는 효과를 갖는다.

또한 상기한 특성들의 제고로 인하여, 방사속도를 고속(약 4500m/min)으로 설정하여 방사조건을 조성할 수 있음으로서, 극세사 등의 고신율 고품질의 방사를 가능하게 할 뿐 아니라, 방사속도의 증가에 따른 생산성 증가효과를 얻을 수 있다.

또한 방사장치와 방사공정에서 방사조건을 설정하는 데 중요한 변수인 방사속도와 냉각공기의 공급량 및 공급속도의 가감 조절기능을 가짐으로서, 동일 방사장치에서 다양한 방사조건의 설정을 가능하게 하여, 다른 종류의 포리머를 사용하던가 또는 합성섬유세사의 물성을 변경하고자 할 경우에도 이를 효과적으로 수용하여 생산라인에 설치된 수 백개의 냉각장치나 노즐, 스핀튜브 등의 방사팩 전체를 다시 설계하거나 교체하여야되는 문제점을 완전히 해결하여, 생산 품종이나 물성 변경에 따른 방사장치의 재설계, 재배치, 재제작 등의 설비비를 절감하며, 그에 따른 시간도 절약하여 생산원가를 낮출 수 있는 것이다.

Claims

용융 방사공정에 의한 열가소성 합성섬유세사의 방사공정에 있어서, 인플로우 방식(in flow type)이나 또는 다른 종류의 냉각장치를 사용하는 냉각존의 하부에 설치되는 콘덴서와, 이 콘덴서의 하단에 연결되는 가속관과, 이 가속관의 하단에 연결되는 원추형 스핀 튜브를 구비하는 방사장치에 적용하는 것으로, 상기 가속관의 내벽 둘레 측으로 2차 냉각공기를 하향으로 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어방법.
용융 방사공정에 의한 열가소성 합성섬유세사의 방사장치에 있어서, 인플로우 방식이나 또는 기타의 냉각장치를 사용하는 냉각존의 하부에 설치되는 콘덴서와, 이 콘덴서의 하단에 연결되는 가속관과, 이 가속관의 하단에 연결되는 원추형 스핀 튜브를 구비하는 방사장치에 적용하여, 상기 가속관의 내벽 둘레 측으로 2차 냉각공기를 하향으로 공급하는 2차 냉각공기 주입수단을 구비하여 구성함을 특징으로 하는 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어장치.
제2항에 있어서 상기 냉풍 제어장치의 2차 냉각공기 주입수단은 주입공기량이 고정식으로 형성되는 고정식 주입수단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어장치.
제2항에 있어서 상기 냉풍 제어장치의 2차 냉각공기 주입수단은 주입공기량이 임의의 범위로 조절되는 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어장치.
제2항에 있어서 상기 냉풍제어장치는, 콘덴서(30)와 스핀튜브(50) 사이에 플랜지이음으로 결합되는 냉풍제어관(41b)과, 상기 냉풍제어관(41b)의 내부에 고정식으로 조립되는 냉풍조절관(46b)을 구비하는 냉풍제어장치(40b)로 구성되어,

상기 냉풍제어관(41b)은 상측으로 콘덴서(30)의 내경보다 큰 직경의 조절관조립구(42b)가 상단에 단턱을 갖고 형성되며, 중간에는 상기 조절관조립구(42)의 직경보다 큰 직경의 원통 함실로 형성되면서 일 측단으로 2차 송풍기(29)로부터 냉각공기를 공급받는 연결구(45)를 갖는 제어공기함실(43)이 형성되며, 하측에는 상기 제어공기함실(43)의 내측 하단에서부터 상기 콘덴서(30)의 내경과 근사치의 직경으로 하단까지 원통형 구멍으로 관통된 제어가속구(44)가 형성되고,

상기 냉풍조절관(46b)은 상단부가 상기 냉풍제어관(41b)의 상단부인 조절관조립구(42b)의 상단 단턱에 고정식으로 조립되며, 하단부가 상기 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과 일정 틈새(CL)를 갖고 내접되며 외측면이 하향 구배로 형성된 냉풍조절링(47b)으로 구성됨을 특징으로 하는 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어장치.
제2항에 있어서 상기 냉풍제어장치는, 콘덴서(30)와 스핀튜브(50) 사이에 플랜지이음으로 결합되는 냉풍제어관(41)과, 상기 냉풍제어관(41)의 내부에 나사 결합으로 조립되는 냉풍조절관(46)을 구비하는 냉풍제어장치(40)로 구성되어,

상기 냉풍제어관(41)은 상측으로 콘덴서(30)의 내경보다 큰 직경의 조절관조립구(42)가 암나사부(42a)를 갖고 형성되며, 중간에는 상기 조절관조립구(42)의 직경보다 큰 직경의 원통 함실로 형성되면서 일 측단으로 2차 송풍기(29)로부터 냉각공기를 공급받는 연결구(45)를 갖는 제어공기함실(43)이 형성되며, 하측에는 상기 제어공기함실(43)의 내측 하단에서부터 상기 콘덴서(30)의 내경과 근사치의 직경으로 하단까지 원통형 구멍으로 관통된 제어가속구(44)가 형성되고,

상기 냉풍조절관(46)은 상기 냉풍제어관(41)의 상단부인 조절관조립구(42)에 나사조립으로 끼워지는 숫나사부(48a)를 갖는 플랜지(48)와, 상기 플랜지(48)의 하단에 연장되어 상기 제어가속구(44)의 상단부 내측단(44a)과 일정 틈새(CL)를 갖고 내접되며 외측면이 하향 구배로 형성된 냉풍조절링(47)으로 구성됨을 특징으로 하는 열가소성 합성섬유세사 방사장치의 냉풍 제어장치.