1. 용융방사공정기술
용융방사(melt spinning)는 열에 의해 분해되지 않고 용융하는 고분자에 의해 응용된다. 즉 중합공정에서 제조된 가방성(spinnability)을 갖는 중합체를 그 융점 이상의 온도에서 용융시키고 방사구의 세공으로부터 압출하고 냉각시켜 가늘고 긴 모양의 고체로 하여 권취하는 공정을 넓은 의미의 용융방사(melt spinning)라 한다. 용융 방사 후 아직 섬유로서의 물성을 갖추고 있지 못한 것을 미연신사(undrawn yarn)라 하는데, 이것을 다시 가늘게 인장시켜 분자의 배향을 증가시키는 공정을 연신이라 한다. 방사와 연신은 여러 개의 공정으로 구성되어 있으나 섬유형태에 따라 방사장치가 서로 다르다. 그러나 방사원리에 있어서는 스테이플과 필라멘트의 차이는 없다.
1) 건조, 혼합 공정
중합공정과 방사공정이 직접 연결되어 있는 경우를 제외하면 중합물은 일단 중합 후 칩(chip)으로 만들어지고, 방사공정 전에 로트간 혼합을 겸 해 건조가 행해진다. 건조공정은 방사공정에서 고온으로 가열할 때 중합 물이 가수분해에 의해 분자량이 저하하는 것을 방지함과 동시에 로트간 의 분자량의 차이를 제거하기 위해서 행해진다. 건조온도는 중합물의 2차 전이점과 융착온도 사이에서 결정된다. 건조 후 칩(chip)은 밀폐된 용기에 보관되어 다음 공정으로 보내진다.
2) 용융공정
최근에는 중합물의 용융에 주로 압출기(extruder)가 사용된다. 압출기는 스크루(screw)와 바렐(barrel)로 구성되어 있는데, 중합물은 스크루와 바 렐 사이에서 스크루의 회전으로 공급되면서 압축․탈포 또는 혼합․용융 되면서 다음 공정으로 균일한 용융액이 되어 공급된다.(그림 3-1) 용융시 공기 중의 산소에 의해서 중합물이 열 산화되는 것을 방지하기 위해서질소 충진하에서 행해진다. 가열은 바렐 외벽에 장착된 히터에 의해 이루 어지며 용융고분자는 스크루에 의해 여러개의 관을 통해 방사두(melthead)로 공급된다.
3) 방사두(spin block)
방사두는 금속으로 되어 있으며, 계량 펌프와 방사구 블록이 장착되어 있고, 열매에 의해서 블록 전체가 균일하게 가열되도록 되어 있다. 계량 펌프로서는고 정밀도의 기어 펌프(gear pump)가 사용된다. 고온(300℃), 고압(300kg/Cm2)의 작동 조건하에서 일정한 토출량을 유지하기 위해 정 밀도와 재질이 우수한 것을 사용하여야 한다. 계량된 고분자 용융액은 방 사구 블록의 여과장치로 보내져 방사시 사절의 원인이 되는 이물질을 제거한다. 필터에 의해 여과된 고분자의 용융액은 방사구에 공급되어 공 기 중으로 토출된다. 필라멘트의 경우, 생산 품목에 따라 다르나 한 방사 구에 보통 몇 개에서 몇 십개의 세공이 뚫려 있으며 스테이플의 경우는몇 백 개부터 몇 만개에 이르는 세공이 한 방사구에 뚫려 있다. 특히 방 사구는 직경의 오차가 적어야 하며 온도가 균일하게 유지되도록 설계되 어 있어야 한다. 방사온도는 고분자의 특성에 따라 결정되나 온도가 너무 높으면 고분자의 열분해가 일어나 분자량이 저하되며 그 결과 사절이 일 어난다. 반대로 온도가 너무 낮으면 이상유동이 발생하여 방사가 불가능 해지거나 품질이 나쁜 실이 제조 된다.
4) 사조 냉각공정
토출된 사조(thread line)는 냉각 기류에 의해 냉각되어 고화된다. 냉각 방법으로는 사조에 대해 수직 방향으로 송출되는 기류에 의해 냉각하는 방법과 원주로부터 사조 내부로 송출되는 냉각방식이 있다. 냉각기류로서는 상온부근의 온도에서 습도를 일정하게 조절한 공기를 사용해야 한다.
5) 오일(oil) 부여공정
미연신사의 권취시 안정성을 부여 함과 동시에 또 연신, 가연 등의 후처리 공정에서 실의 취급을 용이하게 하기 위해서 권취 직전에 필라멘트사에 오일을 부여한다. 오일은 보통 평활제, 유화제, 대전방지제, 집속제 등을 조합시킨 수성 에멀션을 사용한다. 때에 따라서 비수계의 오일을 사용하기도 한다. 오일은 회전 로울러의 표면에 오일을 픽업(pick up)시켜 로울러와 필라멘트사를 접촉시켜 부여하거나, 가이드에 오일공급구를 설치하여 사조와 접촉점에서 공급하는 방법이 있다. 오일부여시 오일 공급장치와 실과의 접촉저항을 가능한 한 줄여 균일하게 오일이 부착되도록 한다. 나일론의 경우는 흡수에 의해 사조가 늘어나 권취를 어렵게 하므로 주의해야 한다.
6) 권취공정
오일이 부여된 사조는 곧바로 권취장치에서 권취된다. 필라멘트용 권취기는 고데트 로울러(godet roller)와 권취부로 이루어져 있는데. 하나의 고데트 로울러의 사조를 여러 개의 사조로 나뉘어 권취되도록 되어 있다. 권취속도는 보통 1,000m/min 정도이나 최근에는 권취속도가 6,000m/min 에 이르는 것도 사용되고 있다. 스테이플의 경우에는 여러 개의 방사구로 부터 토출된 사조를 권취 로울러에서 방향 전환시키고 모아서, 사조를 토 우 형태로 정돈하여 토우 통(can)에 떨어뜨리도록 된 것도 있다.
7) 연신공정
최근 방사공정과 연신공정이 직접 연결된 소위 스핀 드로오(spin draw)방식이 채용되고 있으나 방사와 연신은 일반적으로는 독립된 공정에서이루어진다. 필라멘트의 경우 미연신사는 습도 조절한 후 연신에 공급된 다. 연신기는 미연신사를 송출하는 공급 로울러와 핀(pin)또는 로울러를사용하는 연신 고정장치, 바로 뒤에 설치된 가열판 및 권취로울러, 최종 적으로 실에 꼬임을 주면서 펀(pirn)에 권취하는 스핀들(spindle)로 이루 어져 있는데 권취속도는 대략 1,000m/min이다. 폴리에스테르섬유의 연신 은 제2차 전이점이 높기 때문에(70℃ 부근)연신점 고정에는 가열 핀 또는 로울러가 사용되나, 나일론에서는 제 2차 전이점이 낮기 (대략 40℃) 때 문에 상온에서 2～3단 연신을 하는 경우가 많다. 스테이플의 경우는 여러 개의 토우를 모아서 정리하고 토우상태로 연신기에 공급된다. 연신에는건식과 습식이 있는데, 두 방법 모두 연신점을 어떻게 고정하는가의 방법 에 따라 분류된다. 높은 강력의 섬유를 만들고자 할 때는 2단 연신이 행해진다.
8) 열고정, 권축가공, 절단가공
필라멘트사나 스테이플의 치수 안정성을 향상시키기 위해 연신 후열고정을 행한다. 열고정에는 정장 열고정 또는 이완 열처리 방법이 있는 데, 이 때 습도 및 이완율 등의 처리조건은 후공정의 요구사항에 따라 정 해진다. 필라멘트사는 일반적으로 실의 벌키성(bulky)을 높혀 주기 위해 권축 가공을 해주며 권축 가공은 보통 가연방법에 의해 행해진다. 최근에 는 3,000m/min이상의 속도로 고속방사하여 생산된 반연신사(partiallyoriented yarn, POY)를 사용하여 연신과 가연을 동시에 행하는 연신-가 연(draw-texturing)방법이 가연사 제조에 주류를 이루고 있다.
스테이플의 생산공정은 필라멘트사에 비해 훨씬 단순하므로 권축, 절단, 포장(baling)까지 연신에 직결되어 있다. 스테이플의 열처리는 주로 권축 을 고정하기 위해서 행해지는데, 토우 상태에서 행하거나 스테이플로 절 단된 후 열처리 장치에서 행해진다. 토우 상태에서 행하거나 스테이플로 절단된 후 열처리 장치에서 행해진다. 토우 상태에서 열처리한 경우는 열처리 후에 절단되며, 절단한 후에 열처리한 경우는 포장기(baler)로 보 내져 포장된다. 또 방적을 용이하게 하기 위해서 오일은 절단 전후 적당 하게 부여한다.
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2. 습식방식의 생산공정 기술
습식방사(wet spinning)는 섬유고분자를 적당한 용매에 용해시켜 방사원액을 만들고 이것을 응고액 중의 방사구를 통하여 압출하면 섬유고분자는 재생, 응고되어 섬유상으로 고화되는 방식이다. 습식방사용 고분자의 방사원액 물성은 다음 <표 1>과 같다.
<표 1> 방사원액의 물성
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고 분 자 |
용 매 |
방사 원 액 | ||
|
농도(%) |
점도(poise) |
중합도 | ||
|
폴리아크릴로니트릴 비스코스레이온 폴리비닐알콜 폴리염화비닐 |
디메틸포름아미드 가성소다수용액 물 테트라히드로퓨란 |
19 7.5 15 15 |
210 45-55 30 33 |
1240
1472 1900 |
습식방사는 일반적으로 섬유형성 고분자가 끓는점이 낮은 용매에 녹지 않거나 쉽게 용융하지 않을 때 사용되는 방법이다. 그러므로 습식방사는 용융방사나 건식방사와는 달리 필라멘트 고화에 열이동을 필요로 하지 않는다. 비스코스 레이온의 방사시에는 응고욕이 황산, 황산나크륨, 황산아연 등을 함유하고 있어서 응고욕 중에 반응물질을 용해시켜 응고와 함께 섬유고분자의 화학방응을 일으켜서 최후에 셀룰로오스가 섬유상으로 재생된다.
습식방사는 방사법 중 가장 오래된 역사를 가지고 있으며 많은 방법이 개발되고 있었는데, 응고욕은 수평방향으로 놓는 것이 보통이나 수직방향으로 하는 방법도 있으며, 응고 욕도 1개만 사용하는 방법, 여러 개의 응고욕을 조합하여 사용하는 방법도 있다. 방사에 이어서 연신, 수세, 건조, 열처리를 행하는데 이때 이들 공정을 연속으로 처리하는 방법 또는 개별공정을 독립적으로 행하는 경우도 있다.
습식방사는 용융방사나 건식방사에 비해 공정이 복잡하여 시설투자가 크게 요구되며 방사 속도도 응고욕에서의 마찰저항 때문에 매우 낮다. 습식방사는 다른 방법으로 방사할 수 없는 물질을 섬유화할 때 이용하는 방법으로 대표적인 것은 비스코스레이온, 구리암모늄레이온, 재생단백질섬유, 폴리비닐알콜섬유(PVA), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리염화비닐섬유(PVC) 섬유 등의 생산에 이용되고 있다.
공업적으로 사용되는 습식방사기에서 권취방법은 보빈식과 원심식의 2종류가 있다. 보빈식은 원심식으로는 가장 간단하여 응고한 실을 보빈에 감을 따름이다. 원심식은 응고한 실을 유도로울러에 유도하여 사도를 통하여 위에서 아래로 고속으로 회전하고 있는 방사 톱중으로 유도한다. 유도된 실은 원심력으로 톱내부에서 먼쪽으로 내던져져서 감겨진다. 이때 회전에 의하여 실에 꼬임이 주어지는 것이 원심법의 큰 장점의 하나이다.
3. 방사 준비공정
1) 건조된 중합체와 용제를 도프탱크에 넣고 교반하면서 완전히 용해시킨다
2) 용해과정에서 발생한 기포(방사시 사절의 원인제공)를 진공펌프를 용하여 제거한다.
3) 용해된 중합체(도프)를 노즐까지 정량적으로 이송 할 수 있는 기어펌프와유도관을 연결 부착한다.
4) 노즐을 통과한 도프를 성형 고정시킬 수 있는 응고욕조를 준비하여 설치한다.(어느 정도의 용제 제거)
(5) 용제 완전제거를 위한 수세욕조를 준비설치한다.
(6) 섬유를 연신시킬 수 있는 연신욕조를 준비설치한다.
4. 노즐팩 준비공정
1) 노즐팩 부품 및 노즐을 용제를 사용하여 중합제등의 부착물을 제거한다
2) 1차로 부착물을 제거한 노즐을 1차 수세하고 다음 초음파 세척기를 사용하여 노즐안의 이물질을 깨끗이 제거한다.
3) 노즐을 건조한 후 현미경으로 개개의 홀 상태를 확인한다.
4) 홀 상태 확인시 부착물이 잔존하고 있을때는 재크리닝한다.
5) 중합체 등의 부착물을 제거한 노즐팩 부품(노즐홀더, 필터 등)을 물로 수세한 후 건조시킨다.
6) 노즐 홀 또는 표면에 상처가 있는 노즐을 폐기한다.
7) 노즐홀더에 필터와 노즐 등을 삽입하여 부품들을 조립한다.
5. 방사공정
1) 준비한 노즐팩을 도프탱크에 연결되어 있는 유도관 끝에 부착 고정한다
2) 기어펌프 구동 회전수를 조정한여 토출량을 고정한다.
3) 일정시간 도프를 방류한다.
4) 방류되고 있는 도프상태를 확인한 후 기포발생이 없는 상태가 되면 노즐 팩을 응고욕에 담근다.
5) 응고욕에 담근 후 노즐표면으로부터 도프를 분리하면 섬유의 형태로 응고 고화된다.
6) 응고화된 섬유를 가이드를 거쳐 회전 로울러에 의해 다음 공정(수세) 으로 연속으로 공급한다.
7) 방사가 진행되는 동안 응고욕 농도와 온도를 일정히 유지시킨다.
8) 수세욕조를 통과시켜 용제를 완전히 제거한다.
9) 전공정이 연속으로 작동되게 되면 토출량, 펌프회전수, 로울러 속도 등 을 설계조건과 일치하는지 확인한다.
6. 연신공정
1) 연신기를 청결하게 청소를 실시한다.
2) 연신기에 열을 가한다.
3) 연신비, 연신속도등을 규정에 맞게 확인한다.
4) 연신기에 가한 열로부터 일정온도가 되면 연신기를 가동하여 연신작업 을 한다.
5) 연신작업은 수세한 후 연속공정으로 공급하여 연신할 수도 있고 수세한 섬유를 모아 두었다가 연신할 수도 있다.
6) 연신시 연신사의 상태를 확인 연신배율이 적정한지 확인한다.
7) 연신된 섬유를 연속으로 권취 와인더에 감는다.
8) 연신된 섬유를 귄축(크림프)공정에 공급한다.
7. 권축 및 열고정 공정
1) 권축기를 청결하게 청소를 한다.
2) 연신된 연신사를 권축기에 공급하기전에 대전방지 등을 위한 유제처리 를 한다.
3) 권축수, 권축속도 등을 확인한다.
4) 권축기에 이상이 없으면 연신사를 연속으로 공급하여 권축사를 얻는다.
5) 권축사를 용도에 맞게 열고정(연속 혹은 비연속)한다.
6) 열고정한 섬유를 건조한다.
7) 건조한 섬유를 소비자의 요구에 맞추어 커팅하여 스테이플 상태로 포장 하든지 토우상태로 포장한다.
8) 포장된 섬유에 섬유규격이나 중량을 표시한 제품라벨을 부축한다.
9) 포장된 제품을 창고에 입고시킨다.
8. 안전 및 유의사항
1) 도프농도를 확인하여 농도조절에 유의한다.
2) 노즐관리를 철저히 하여 흠이 가지 않도록 한다.
3) 중합체의 용해 상태를 확인하여야 한다.
4) 중합체 용해에 사용되는 용제는 인체 및 의복을 손상시키는 경우가 많 으므로 유의해야 한다.
5) 연결부위에 누출상태를 확인하여 누출이 생기지 않도록 한다.
6) 노즐 관리를 철저히 하여 흠이 가지 않도록 한다.
7) 도프의 불순물 여과 필터의 이상 유무를 확인한다.
8) 노즐홀더 연결부의 누출현상을 확인하여 누출이 생기지 않도록 한다.
9) 방사가 진행되는 동안 도프공급은 일정히 해야 한다.
10) 응고욕 농도와 온도는 최종 섬유물성에 큰 영향을 미치므로, 일정하게유지해야 한다.
11) 응고욕 중에도 다소 많은 양의 용제를 포함하고 있으므로 안전에 유의한다.
12) 방사공정에서 로울러에 손이나 의복이 말려들어가지 않도록 항상 유의한다.
13) 기계 각부를 철저히 점검하여 최적한 운전상태가 되도록 한다.
14) 항상재해 위험이 있으므로 혼자서 방사하는 것은 피해야 한다.
15) 작업중 섬유가 헝클어지지 않도록 한다.
16) 연신기는 고온의 상태이므로 화상을 입지 않도록 유의한다.
17) 연신온도를 확인해야 한다.. 연신온도가 규정온도 보다 떨어지면 연신성이 떨어져 단사가 발생할 수 있다.
18) 기계의 주위를 정기적으로 점검해야 한다.
19) 권축기의 온도를 규정된 조건으로 해 주어야 한다.
20) 유제 공급은 정상으로 되는지 확인한다.
21) 열고정온도와 용도에 맞게 설정되었는지를 확인하고 일정히 유지한다.
22) 열고정은 대부분 100℃ 이상이므로 항상 유의해야 한다.
23) 기계의 주위를 정기적으로 점검한다.
24) 섬유의 규격과 중량을 표시한 제품라벨 부착에 유의해야 한다
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3. 건식방사의 생산공정기술
건식방사(dry spinning)는 섬유 고분자를 쉽게 증발할 수 있는 용매에 녹인 다음 이 용액을 뜨거운 공기 속으로 압출하여 용매를 증발시켜 섬유상으로고화시키는 방법이다.
1891년 브리티시 셀라니스사에 의해서 최초의 건식방사로 아세테이트섬유가 공업적으로 생산된 이래 염화비닐과 아세트산비닐의 공중합체인 비일론(vinylon)이 건식방사로 생산 되었으며, 그 이후 아세테이트 섬유를 비롯하여 트리아세테이트섬유, 폴리염화비닐섬유, 아크릴 섬유(올론), 스판덱스, 아라미드(aramid) 등이 건식방사로 생산 제조되기에 이르렀다.
건식방사 공정의 공정순서와 목적 및 장치를 <표 1>에 나타내었다. 권취 및 연신 이후의 공정은 제품의 형태(필라멘트, 스테이플, 토우)에 따라 다르나, 용융방사와 거의 같으며, 방사구의 토출은 용융이나 습식방사와 유사한 기술로 진행된다. 다만 토출사의 건조방식이 건식방사의 특유한 공정이다.
<표 1> 건식방사공정의 순서와 목적
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공 정 |
목 적 |
장 치 |
|
용해 여과 탈포 방사 용매회수 연신 |
고분자의 용해 미세 불순물의 제거 기포의 제거 섬유모양으로 성형 용매의 회수, 재사용 배향, 결정화로 섬유 성능향상 |
교반용해기, 반죽기 필터 프레스 정치 탱크, 박막탈포기 기어펌프, 방사구, 방사통, 귄취기 흡수탑, 흡착포, 증류탑 연신기 |
1. 용매의 선택
용매의 성질은 건식방사의 성패를 결정하여 주는 중요한 인자이다. 용매 선택시 가장 중요하게 고려해야 할 사항은 용매가 대상 섬유고분자에 대한 용해성능이다. 용해 성능의 판단에는 분자 응집밀도를 이용하는 것이 편리한데, 고분자는 비슷한 값의 용해파라미터를 갖는 용매에 용해된다.
섬유 고분자의 용해에 사용되는 용매는 방사 후 증발 제거되나, 대부분의 경우 회수되어 재사용 되므로 그 사용량을 가능한 한 줄이도록 하여야 한다. 그렇게 하기 위해서는 방사용 섬유 고분자 용액의 농도로 높게 하는 것이 유리하나, 방사 전에 실시하는 여과와 탈포는 농도가 낮은 것이 유리하다.
섬유고분자의 초기 용해는 용액의 점성도가 낮은 상태에 있으므로 섬유 고분자가 서로 접촉하여 응집함으로서 입자 내에서의 용매 확산에 많은 시간이 소요된다. 그러나 용해가 한참 진행된 후에는 용액점도가 상승하여 고분자 상호간의 응집 가능성이 적으므로 용매의 확산속도를 늘리는 것이 바람직하다. 용해가 완료된 후에는 미량의 미립자를 2단계 여과하여 제거한 후 방사원액을 상압에서 탈포시키며 기포는 가압하여 제거시킨다.
2. 방사(건조)
건식방사법으로 생산되고 있는 섬유의 방사조건을 <표 2>에 나타내었다.
<표 2> 여러섬유의 건식방사조건
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고분자 |
용 매 |
고분자 농도(중량%) |
토출시 원액온도(℃) |
방사속도 (m/min) |
|
디아세트산 셀롤로오스 |
아세톤/물 95/5 |
약 25 26.8 |
50～60 78 |
300～800 800 |
|
트리아세트산 셀롤로오스 |
CH2Cl2/메탄올 90/10 |
18～20 21.8 |
45～50 76 |
- 400 |
|
PVC |
아세톤/벤젠 60/40 |
32.5 |
90 |
220 |
|
PAN |
DMF |
26 |
140 |
282 |
|
PVA |
물 |
43 |
125～130 |
30～35 |
|
폴리우레탄 |
DMF |
30 |
110 |
110 |
건식방사 공정은 다음의 3가지 기본공정 즉 방사구(nozzle)로 부터의 토출, 토출사의 건조, 섬유의 권취로 구성되어 있다. 이들 공정중 다른 공정들은 다른 방사법과 공통된 기술이므로, 여기서는 건조와 관련된 것을 다루기로 한다.
방사구로부터 방사 원액을 토출하는 장치를 방사두라 하며 방사두는 보통 방사통내에 설치되어 방사구로 원액을 토출하도록 되어 있다. 개개의 방사구로부터 토출되는 원액은 온도를 균일하게 유지하는 것이 제품의 균일화에 가장 중요하다. 용매를 건조하기 위하여 열풍을 사용하는 것이 일반적이나, 용매를 비점 이상으로 가열하여 용매 회수 공정을 간략화 시킨 방법도 있다. 열풍을 사용할 경우 실의 흐름과 같은 방향 또는 반대방향으로 하는 방법이 있으나, 중요한 것은 방사구 부근에서 토출된 직후의 액류가 요동하지 않도록 기류의 온도나 풍속의 불균일성을 최소화 할 것에 주의해야 한다. 그러나 고화된 후 기류는 용매 건조 촉진에 필요하므로, 난류 상태가 바람직하다. 가연성 용매를 사용하는 건식방사에서는 건조 기류중에 포함되어 있는 용매 증기의 농도를 폭팔농도 이하로 유지되도록 열풍의 유량 조절에 특히 주의를 해야한다.
3. 방사원액 제조공정
(1) 후레이크를 호퍼를 통해 투입하여 저장탱크에 일정량 준비한다.
(2) 아세톤 탱크에 아세톤을 이송하여 일정량 준비한다.
(3) 일정량의 증류수를 계량, 준비한다.
(4) 일정량의 우드펄프를 분쇄, 계량 준비한다.
(5) 후레이크를 계량대차로 일정량 이송 후 지정 용해기로 투입을 준비한다
(6) 용해기 내부의 송액이 완료되었는지 육안으로 확인후, 아세톤가스의과 다발생방지를 위해 데어레이션(deaeration, 가스방출을 위한 방출line) 을 개방한다.
(7) 준비된 아세톤을 지정 용해기 라인(line)으로 투입하고, 증류수와 우드펄프를 혼합, 투입한다.
(8) 임펠러(용해기내 교반날개)는 기존 도프송액, 완료 후 운전을 시작한 다.
(9) 아세톤이 50% 정도 투입된 후, 후레이크를 투입한다. 이때 투입개도를 조절하여 투입속도를 조절하며, 계량대차의 하단부를 접지한다.
(10) 용해기의 원료투입이 완료되면, 일정시간 용해하여 규정의 농, 점도를 가진 도프(dope, 원액명칭)를 만든 후, 2～3회에 걸쳐 예열 및 여과를 시킨다.
(11) 도프내의 기포를 제거하여 방사에 적합한 물성을 지니도록 하기 위해 일정기간 탈포시킨다.
(12) 각 여과기의 입출압을 점검하여 여재 교체시점을 정하고, 배관내의 송출압을 일정하게 유지시키기 위해 송출펌프 회전수를 적절하게 조정한다.
4. 노즐 팩 조립 작업공정
(1) 팩 본체 및 부품과 노즐을 조립대 위에 올려 놓는다.
(2) 팩 본체를 건조한 걸레로 깨끗이 닦는다.
(3) 팩 본체와 노즐 접촉면에 가스켓을 넣는다.
(4) 팩 본체에 현미경으로 검사한 노즐을 넣는다.
(5) 노즐위에 여과재(필터류)를 넣고 오일 프레스로 압착한후 팩 커버를 덮는다.
(6) 이형제를 바른 팩 조임 볼트를 팩 커버 볼트구멍에 끼워 L-렌치로1차 조인 후 팩 본체와 커버가 일치하도록 한다.
(7) 쇠파이프에 L-렌치를 끼워 1-2차에 걸쳐 볼트 조일한다.
(8) 팩 본체 옆면에 노즐규격 및 사용처를 기재한다.
(9) 조립된 팩을 운반대차에 적재하여 현장 예비팩 케비넷에 넣어 둔다.
(10) 작업장 정리정돈 및 청소를 한다.
5. 노즐 팩 분해 작업공정
(1) 취외된 팩을 운반대차를 이용하여 분해대차에 운반한다.
(2) 임펙트 렌치에 복스를 끼워 팩 조립볼트를 취외 후 팩커버를 분리한다.
(3) 와이퍼로 내부폴리우레탄 도프제거 및 여과재를 드라이버로 제거한다.
(4) 팩케이스에서 노즐을 분리한다.
(5) 분리한 부품을 각각의 바스켓에 구분하여 적재한다.
(6) 바스켓에 구분 적재한 부품(노즐 팩캡 팩케이스 볼트 등)을 용제속에 24시간 정도 침적시켜 잔류 도프를 용출 제거한다.
(7) 잔류 도프가 용출제거된 부품은 물로 세척하여 건조시킨 다음 노즐을 제외한 부품은 외관 검사 후 부품함에 적재한다.
(8) 노즐은 상온의 용제 속에 4시간 정도 침적시키고 물로 세척하여 잔류 도프를 2차 용출 제거한다.
(9) 노즐은 초음파 세척기로 4-5시간 정도 세척 후 3kgf/cm2 압력의 공기를 분사시켜 미세한 이물질 및 수분을 제거한다.
(10) 현미경을 이용하여 노즐 홀 세척상태 및 이상유무를 검사 후 정상 노즐만 노즐 보관함에 적재한다.
(11) 작업장 주변 정리정돈 및 청소를 한다.
6. 노즐 팩 교환 작업공정
(1) 팩 취외 작업
가) 임펙트 렌치를 에어 밸브에 부착 시킨다.
나) 토오크 렌치로 팩 취부 볼트를 살짝 푼 후 임펙트 렌치로 볼틀를 취외 한다.
다) 팩 취외 보조기구를 사용하여 팩을 취외한다.
라) 취외된 팩을 운반대차를 이용하여 분해장소로 운반한다.
(2) 팩 취부 작업
가) 팩 받침대를 이용하여 새로 정비한 팩을 스핀 블록내에 삽입한다.
나) 팩 고정용 볼트를 임펙트벤치를 사용하여 대각선 방향으로 팩취부용 볼트를 조인다.
다) 토오크 렌치를 사용하여 취부용 볼트의 조임상태를 확인한다.
라) 취부된 팩의 노즐표면에 와이핑 오일을 2-3회 분사 후 정상 토출이 되도록 기어펌프를 가동한다.
(3) 점검사항
가) 계획된 노즐이 취부되었는지 확인한다.
나) 노즐의 슬로 홀(slow-hole, 토출량이 작은 홀)이나 블라인드홀 (bling-hole, 홀내에 이물질이 존재하여 토출이 안되는 홀)의 유무를 확인한다.
7. 기어펌프 정비 작업공정
(1) 기어펌프를 스핀 빔에서 취외한다.
(2) 기어펌프를 고정박스에 놓고 기어펌프 조립 볼트를 취외한다.
(3) 커플링 케이스, 상부 후렘기어 케이스, 기어, 후렘, 구동축 및 고정축 분해 불리한다.
(4) 문해한 기어펌프 부품들을 용제 속에 24시간 정도 침적시켜 도프를 1차 용출 제거한다.
(5) 1차 용제처리 후 물로 각 부품들을 세척한다.
(6) 세척한 부품들을 상온의 용제 속에 4시간 정도 침적시킨후 물로 세척하여 도프를 2차 용출 제거한다.
(7) 초음파 세척된 부품들을 마른 걸레로 깨끗이 닦은 후 분해 역순으로 조립한다.
(8) 조립된 기어 펌프를 고정박스에 놓고 10회 정도 기어를 회전시켜 정상 유무를 확인한 후 보관함에 적재한다.
(9) 작업장 주변 청소를 실시한다.
8. 기어펌프 교환 작업공정
(1) 기어펌프측을 기어펌프에서 분리한다.
(2) 기어펌프 보온커버를 취외한 후 스핀빔과 기어펌프와의 고정볼트를
풀어 펌프를 취외한다.
(3) 스핀빔의 폴리머 토출구를 깨끗이 청소한다.
(4) 교체할 기어펌프를 폴리머 토출구와 일치되게 놓은 후 기어펌프 취부 볼트로 1차 취부한다.
(5) 기어펌프 회전축을 5-6회 회전시켜본 후 볼트 조립용 복스를 확용하여 대각선 방향으로 취부 볼트를 견고하게 조운다.
(6) 구동 회전축의 타페트를 기어펌프 커플링 훔에 맞춘다.
(7) 사용 공구 및 주변 청소를 한다.
(8) 2시간 정도 운전 후 도프의 리크(Leak)유무를 확인한다. 이상 없을시 보온 커버를 덮는다.
9. 출사노즐 준비공정
(1) 기 사용된 출사 노즐을 방사헤드에서 취외하여 노즐만 별도 분해후 아세톤에 일정시간 침적시킨다.
(2) 노즐을 제외한 링, 메시, 아답타등은 아세톤 침적후 브러싱, 수세한다.
(3) 일정시간 아세톤 침적한 노즐은 질산세척 및 초음파 처리하여 노즐 홈안의 이물질을 깨끗이 제거한다.
(4) 아세톤 침적후 건조된 노즐은 현미경으로 개개의 홀(Hole)청결상태를 점검한다.
(5) 노후된 노즐과 표면 손상이 심한 노즐은 폐기한다.
(6) 제품설계에 맞추어 적절한 노즐을 여재와 함께 조립한다.
10. 방사 준비공정
(1) 방사기의 도프 입,출배관의 압력및 온도를 적정수준으로 조정한 후, 방사헤드의 온수, 온도를 설정, 입력한다.
(2) 각 추별 소요 입풍량을 감안하여 전체 입풍량을 설정, 적정온도로 조정한다. 방사헤드 위측의 정류관은 막힘이 없는지 확인하고 열풍의 방향이 치우침이 없는지 점검한다.
(3) 제품설계에 맞는 출사 노즐을 준비하고, 기어펌프를 메인모터와 연결 하여 일정시간 헤드를 통해 도프를 방류시킨다.
(4) 기어펌프와 방사헤드 간의 부위별 압력을 측정하여 압력손실이 일정 범위를 벗어나면 디스크필터의 여재를 교체한 후 재방류 한다.
(5) 권취부의 출풍덕트는 막힘이 없는지 확인하고 출풍량을 적절하게 설정 한다.
(6) 제품설계에 맞추어 각종 생산조건(입,출풍량, 기어펌프 회전수, 유제급 유조건, 인터레이스 에어압, 권취조건 등)을 적절하게 설정한다.
11. 방사공정
(1) 방사헤드의 온도를 점검한다. 이상시 헤드온수 입,출밸브를 재개폐하고 설정조건을 확인한다.
(2) 입,출풍량이 적절한지 확인한 후, 이상시 풍량조절개를 점검한다.
(3) 각 추별로 출사압력이 적절한지 확인한다.
(4) 권취실의 권취자에게 출사신호를 하여 특정추에서 일정방향으로 권취 준비를 시킨다.
(5) 도프방류를 중지하고, 기어펌프를 재취부하여 출사 노즐면을 아세톤으로 와이핑한다.
(6) 노즐을 통해 출사되는 상태를 확인하고, 막히거나 흔들리는 경우는 재와이핑한다. 만약, 2-3회의 와이핑 후에도 출사상태가 불량면 출사 노즐을 교체한다.
(7) 출사가 완료되면 일정량을 받아서 동그랗게 뭉친후 방사통 내벽에 들어 붙지 않도록 아래로 떨어뜨린다.
(8) 별도의 와류(vortex)가 생기지 않도록 신속히 감시창을 닫는다.
12. 유제 준비공정
(1) 유제 조제조건에 맞게 근거하여 투입량을 산출한다.
(2) 유제용해기에 유제 원액을 준비하고, 순수 가온탱크를 지난 일정온도로 가온된 순수가 일정량 투입하여 용해성을 양호하게 한다.
(3) 전상점을 찾은 유제는 혼합기에서 원하는 농도로 유화시키기 위해 순수를 일정량 투입한다.
(4) 일정시간 교반후 점도 및 투명도를 측정하여 관리 범위내에 드는지 확인한다.
(5) 조제된 유제는 유제 이송펌프를 이용하여 유제 헤드탱크로 이송하고, 적절한 유제온도를 유지하기위해 유제 쿨러(cooler)를 통해 순환된다.
(6) 유제 헤드탱크에서 각 권취기옆의 유제탱크로 슬롯밸브를 통해 계속적으로 이송되어 유제 로울러가 침적된 유제배드로 순환된다.
(7) 유제탱크 및 유제로울러, 유제배드는 일정기간 주기로 청소를 실시한다.
13. 권취공정
(1) 권취실 내부가 규정된 온습도 조건인가 확인,점검한다.
(2) 출입구의 기류가 내부로 향하는지(부압이 결려 있는지) 점검한다.
(3) 권취자는 유제로울러를 운전시키고 회전수와 점착상태를 확인한다.
(4) 에어노즐의 청결상태를 확인하고 적정 공기압을 주입한다.
(5) 권취용 와인다를 운전시킨다.
(6) 사의 점촉부위를 깨끗이 닦은후, 보빈홀더에 새 지관을 규정된 방향대로 삽입한다.
(7) 아스피레이터(aspirater, 사 흡입기구)의 에어압을 점검하고 폐사통은 적절히 비워져서 사용가능한지 확인 점검한다.
(8) 하부 댐퍼를 열어 사 건조통의 사를 날리지 않게 돌돌 말아 끄집어낸 후 일정부위의 사를 절단하여 아스피레이터에 흡입시킨다.
(9) 아스피레이터 압력을 밸브로 조절하여 분섬이 가능한 적절한 장력이 되도록 한 후 사를 분리한다.
(10) 각 사는 가이드, 유제 로울러, 인터레이스 등의 지정된 사도대로 걸어준다.
(11) 사도 하부의 진자가이드와 아스피레이터 사이의 사를 잡아끌어, 지관 슬릿(slit,사가 걸리도록 파여진 지관의 흠)부위에 갖다대어 지관에 사가 권취되도록 한다.
(12) 지관에 일정 권취시간 동안 일정량의 실을 감은 후, 각 사를 다시 아스피레이터에 절단 흡입시킨 후 만권을 취외하여 이동대차로 옮긴다.
(13) 새 지관을 취부한 후 동일한 방식으로 권취한다.
(14) 제품설계에 적당한 물성조건(데니어, 교락, O.P.U, 강도, 신도 등)인지 확인한다.
14. 안전 및 유의사항
1) 아세톤 투입시 정전기 발생으로 인해 아세톤 가스에 인화되지 않도록 필히 투입구를 접지한다.
2) 도프송출시 스트레이너 및 여과기의 통과압력을 수시로 점검하여 적절한 시점에서 교환하여 준다.
3) 조립할 노즐의 규격을 정확하게 확인한다.
4) 작업전 몸을 유연하게 하기위해 기초체조를 한다.
5) 팩 운반시 충격이 가하지 않도록 한다.
6) 고온의 용제를 다루므로 보안경, 면장갑 및 토시를 착용하여 화상을방지한다.
7) 노즐표면에 이물질이 뭍지 안도록 운반시 주의한다.
8) 팩볼트 조임시 무리한 힘을 가하지 않는다.
9) 교체 할 팩노즐에 이물질이 부착되지 않도록 주의한다.
10) 고온의 용제를 사용하므로 화상에 주의한다.
11) 각부 부품이 분해시 손망실 되지 않도록 한다.
12) 파손된 부품은 새것으로 교체한다.
13) 볼트가 마모되지 않도록 무리한 힘을 가하지 않는다.
14) 기어펌프의 도프누출 및 압력변동을 수시로 점검하여 적절한 시점에 교환해준다.
15) 헤드온수 순환이 원할한지 에드온도를 수시로 점검한다.
16) 방사통내에 이물질은 없는지, 정류관의 막힘은 없는지 수시 점검한다.
17) 출사조건을 확인하여 이상없는 상태에서 출사하도록 한다.
18) 노즐관리는 철저히 하여 흠이 가거나, 이물이 끼지 못하게 한다.
19) 폐사 및 권취용 철사가 회전체에 감기지 않도록 한다.
20) 사 분리가 제대로 되었는지 확인한다.
21) 에어 노즐에서 이탈된 사는 없는지 수시로 점검한다.
22) 절사되어 방사통에 쌓이고 있는 사는 없는지 수시 점검, 조치한다.
23) 노즐준비간 관리를 철저히 하여 이물이 들어가지 않게 한다.
24) 질산세척시 필히 환기 및 안전장구를 갖추고 작업한다.
25) 유제조제시 순수의 온도 및 교반시간, 조제 비율을 준수한다.
26) 유제순환이 제대로 되는지, 이물이 끼거나 청소주기를 넘지는 않았는지 점검한다.
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