The synthetic fiber industry is one of the largest in Korea. The acrylic fiber occupies the portion of 26 percentage of the synthetic fiber production by the two companies. And the demands have been increasing steadily.
The OBJECTIVE of this PROJECT is the research and development of a novel process which should be competitive with other processes. The process is to be designed based on the data selected and optimized by the operation of the mini-plant designed through literature survey. and laboratory experiments. And UNIT TRAIN concept considering the plant capacity is introduced for scale-up design and process evaluation.
The proposed process is a compact and continuous one to result in SIMPLICITY for designing and operating of the plant, and therefore an INNOVATIVE and ECONOMIC PROCESS.
Zinc chloride aqueous solution is used as a solvent for the polymerization of acrylonitrile and spinning system in both dope preparation and spinning solution. The polymer is produced by isothermally continuous solution polymerization, which can be directly spun without separation of the solvent. The processing step, therefore, is simplified with omitting the processes for solidifying polymer and preparing dope solution. And the spinning solution is controlled by the concentration of zinc chloride in coagulation bath, and fiber washing system is very easy due to high diffusivity of $ZnCl_2$ to.water. Further-more the cost of $ZnCl_2$ is low and it is domestically available and the solvent is recovered almost completely to be economical in solyent cost as well as to be free from waste disposal.
The final product is expected to have the quality equal or better than existing acrylic fiber physical properties and can be made to be especially good in DYEABILITY although dyeably fiber is not within the present scope of the project.
This project has been executed by three groups and reports consist of three volumes as follows;
. Volume A : SOLVENT PREPARATION AND RECOVERY
. Volume B : POLYMERIZATION
. Volume C : FIBER SPINNING AND TREATING
This volume covers the Fiber Spinning and Treating.
국내의 합성섬유 생산량의 두번째를 차지하는 ACRYLIC FIBER 는 국내 섬유업의 중요한 위치를 점하고 있다.
그러나, 섬유생산 기술을 외국에서 도입하고 국내기술의 참여가 한정된 상태이다. 이때에 기존 생산공정의 문제점을 개선하여 생산비의 절감은 물론 섬유의 질 (QUALITY) 을 개선하는데 주목적이 있는 본 PROJECT는 큰 의미가 있다고 사려된다.
본 PROJECT 에서는 기존의 복잡한 생산공정을 단순하게하고 또 각 공정의 효율을 향상시키도록 했다.
POLYMER 의 고체화와 SPINNING SOLUTION 을 만드는 공정을 제외 시켰다. 즉 $ZNCL_2$ 를 용매로 사용 POLYMERIZATION 과 SPINNING에 공용하게 했으며 또한 사용된 SOLVENT 는 회수장치에서 거의 완전 회수되므로 비용의 절감과 공해문제를 해결토록 하였다.
방사부문은 습식방식을 택했으며 전공정이 매우 단순하다.
DOPE SOLUTION 은 METERING PUMP 를 거쳐 SPINNERETTE 에서 $ZNCL_2$ (35%) 속으로 방사되어 GEL 상태의 섬유가 되며 WASHING UNIT 에서 섬유속의 용매를 모두 추출하고 연신장치에서 연신된다. 연신공정에서 순수한 아크릴섬유의 염색성을 개량하기 위해 고온수중에 연신을 하며 염료를 IMPREGNATION 시킴으로서 종래의 공중합에 의한 섬유보다 질의 개선을 도모할 수 있게 했다.
연신된 섬유는 본 PROJECT 에서 고유하게 설계된 CRIMPER 에서 CRIMPING 되어 곧 BELT DRYER 에서 건조되면서 THERMAL SETTING 이 이루어진다.
모든 장치는 PROJECT에 참가한 학생들에 의해 설계되었으며 많은 장치가 과학원의 공작과에서 제작되었다.
실험실에서의 실험과 MINI-PLANT 의 설계 및 실험에 기초하여 설계된 PLANT (UNIT TRAIN)는 투자비 및 생산비에 있어 다른 어느공정보다 저렴하리라 예상된다.
본 보고서는 MINI-PLANT 실험이 충분하지 못한 상태에서 작성 되었으므로 PLANT 설계 DATA 는 MINI-PLANT 설계 DATA 를 이용했다. 그러므로 계속적인 실험과 연구를 하여 설계자료를 획득하여 SCALE-UP 설계를 하면 매주 좋은 결과를 얻으리라 사려된다.
