KR0154525B1 - 중공 섬유막의 압출 - Google Patents

중공 섬유막의 압출

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Abstract

내용없음

Description

중공 섬유막의 압출
제 1 도는 본 발명에 따른 압출 다이의 모형도이다.
제 2 도는 본 발명의 한 구현예에 따른 압출 다이 조립체의 횡단면도이다.
제 3 도는 제 2도의 압출 다이 조립체의 상부 또는 용융 다이 부위의 횡단면 확대도이다.
제 4 도는 제 2도에 기재된 압출 다이의 저부 또는 냉각관 부위의 횡단면 확대도이다.
제 5 도는 제 2도에 기재된 압출 다이 조립체의 용융 다이 부위의 배출 노즐의 횡단면 확대도이다.
제 6 도는 본 발명의 한 구현예에 따른 압출 장치의 모형도이다.
본 발명은 다공질 중공(hollow) 섬유막의 제조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 상기 막을 형성시키기 위한 압출 다이 조립체에 관한 것이다.
0.01 내지 10 미크론 범위 내의 공극을 가지는 다공질 중합체성 구조물이 미세 여과용으로 통상 사용한다. 상기 막 구조물을 침전 기법을 사용하여 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있고 중공섬유 또는 평면 시이트 등의 각종 형상품으로 형성될 수 있다.
막 형성용 열 침전 기법은 승온에서 용매에 열가소성 중합체의 용액을 형성시키는 것에서 개시된다. 그런 다음, 용액을 냉각시키고, 중합체, 용매, 용매중의 중합체 농도 및 냉각 속도에 죄우되는 특정 온도에서 상분리가 발생하며 액상 중합체가 용매로부터 분리된다.
진용액은 용매 및 용질이 존재할 것을 필요로 하다. 용매는 연속상을 구성하며, 용질은 용매 내에 분자 수준으로 랜덤하게 분포되어 있다. 이러한 상태는 중합체 용액에는 거의 알려져 있지 않다. 긴 중합체 사슬은 자체에서 이면으로 구부러지는 경향이 있으며 그들이 접촉하는 다른 중합체와 일시적으로 상호작용하거나 결합한다. 이들 상호작용은 끊임없이 형성 및 파괴되며, 새로운 상호작용이 일어난다. 따라서 중합체 용액은 거의 진용액이 아니고 진용액과 혼합물 중간의 어느 상태인가로 존재한다.
많은 경우에 있어서, 어떤 것이 용매이고 어떤 것이 용질인지를 정의하기는 또한 어렵다. 당 업계에서는, 어느 상도 명백하게 다른 상에 포함되어 있지 않고 광학적으로 투명하다면 중합체와 용매의 혼합물을 용액이라고 칭하는 것이 실제로는 허용되고 있다. 그 다음에, 상분리는 통상 광학적으로 검출 가능한 분리가 일어나는 지점인 것으로 인정된다.
중합체, 용매, 및 만일 있다면 다른 성분과의 가열 혼합물은 용어이 통상적인 의미에서는 용액도 아니고 혼합물도 아닌 또다른 경우도 있다. 그것은 계면활성제가 미셀 같이 전열된 구조를 형성하기에 충분한 농도로 존재하는 경우이다.
미합중국 특허 제 4,708,799 호에 기재된 중공 섬유 형성 장치는 중합체와 이 중합체에 비활성인 액체의 가열 용액을 함유하는 용기를 포함하는데, 이것은 펌프에 의하여 압출 다이로 이송된다. 중공 섬유는 노즐을 통하여 용액의 비활성액체를 함유하는 방적관 내로 압출된다. 섬유 및 비활성 액체는 동일한 방향으로 그리고 실질적으로 동일한 선형 속도로 대기 틈을 통하여 방적관으로 이송된다.
상기 장치에서, 중공 섬유는 용융 상태로 압출되고 방적곤에서 형성된다. 용융된 섬유에 비활성 액체를 도포하면 섬유 표면의 다공성에 불리한 효과를 미친다. 또한 방적관의 사용은 불편하며 비용이 든다.
본 발명의 첫번째 관점에 따르면, 하기 단계를 포함하는 중합체성 다공질 중공 섬유의 제조 방법이 제공된다 :
a) 열가소성 중합체 및 용매의 혼합물을 중합체와 용매가 상호 용해되는 온도 및 시간 동안 가열하고,
b) 용융 혼합물을 중공 섬유를 형상화하게 적합시킨 압출 헤드내로 도입하고,
c) 압출 헤드 내의 형상화된 섬유를 비평형 액체-액체 상분리가 일어나서 중합체와 용매가 큰 접촉 표면적의 두 개의 혼성 분리 상들을 형성하고 있는 용매 및 종합체의 불연속 매트릭스를 형성시키는 온도로 냉각시키고,
d) 용매를 중합체에서 제거한다.
본 발명에 따르면, 4개의 농축 통로를 갖는 4중 공압출 헤드의 중공 섬유막을 제조하기 위한 압출 다이 조립체가 또한 제공된다. 축을 이루는 통로는 루맨(lumen : 내강) 형성 유체를 수용하며, 다음의 외축 통로는 중합체와 계면 활성제 용매의 균질 혼합물을 수용하여 막을 형성시키고, 그 다음 외측의 농축 통로는 코우팅 유체를 수용하며, 최외측 통로는 차가운 냉각 유체를 수용한다.
각각의 유체는 개개의 계량 펌프에 의해 압출 헤드로 이송된다. 4종류의 유체는 열적으로 절연되어 있는 열 트레이스관 (traced pipe)을 따라서 개별적으로 가열 및 이송된다. 압출 헤드는 수많은 온도 대역을 갖는다. 루멘 유체, 막 도우프 및 코우팅 유체를, 도우프를 조성하는 중합체 용액이 형상화되는 온도 대역에 가깝게 조절된 동일한 온도로 한다. 도우프가 비평형 액체-액체 상분리를 이행하는 냉각 대역으로 냉각 유체를 도입하여, 접촉 표면적이 큰 두 액체의 이연속 매트릭스를 형성시키고, 여기서 접촉 표면적이 적은 명백한 상들로 응집 분리가 일어날 수 있기 전에 중합체상을 고형화시킨다.
중공 섬유막은 완전히 형성된 채로 압출 헤드를 떠나고, 막 제조 공정에 공통인 후-압출 조작에서 계면 활성제 용매를 막에서 제거하는 것을 제외하고는 더 이상의 형성 처리가 불필요하다. 종합체를 용해시키지 않는 휘발성 용매는 마무리된 막에서 종합체용 계면 활성제 용매를 제거시키기 위해 사용한다.
본 발명에 따라 제조된 중궁 섬유막은 레이스형 또는 필라멘트형 구조를 특징으로 한다. 본 명세서에 있어서, 용어 '레이스형(lacey) 이란 막이 각 스트랜드를 따라 여러 위치에서 함께 교절되어 있는 복수의 중합체 스트랜드로 구성되어 있음을 의미한다. 각 교절점 (connecting point) 은 스트랜드의 횡단면보다 단지 약간만 큰 크기를 갖는다. 각 스트랜드의 길이는 스트랜드 직경의 5 내지 50 배이고 스트랜드는 원형에서 타원형까지의 다양한 횡단면 형상을 가지며, 타원형의 경우에 타원의 장축은 타원의 단축보다 5 배까지일 수 있다. 표현 레이스형 또는 필라멘트형 구조 란 불연속 구조에서 유래되는 3차원 만곡 레이스 필렛으로서 또한 도시될 수 있다.
본 발명의 바람직한 중공 섬유막은 섬유의 축 방향으로 스트랜드가 약간 배향 되어 있어 루멘 기체 블로우백(blowback) 공정으로 섬유를 청정시킬 때 틈의 크기가 평균적으로 커져서 틈에 박힌 어떠한 재료가 용이하게 빠겨나오게 되어 있는 레이스형 구조를 갖는다. 틈은 일반적으로 축방향으로 긴 형상이고, 기체 블로우백 공정을 실시할 때에는 축방향으로 긴 틈의 형태가 일반적으로 정방형으로 변형되어 틈의 최소 크기가 커지게 된다. 또한 기체 블로우백 공정은 섬유를 연신시켜서 틈의 최소크기를 증가시킬 것이다.
본 발명을 더욱 용이하게 이해하고 실효화시키기 위해서, 하기 첨부된 도면들을 참고로 한다.
제 1 도는 본 발명에 따른 압출 다이의 모형도이다.
제 2 도는 본 발명의 구현예에 따른 압출 다이 조립체의 횡단면도이다.
제 3 도는 제 2도의 압출다이 조립체의 상부 또는 용융 다이 부위의 횡단면 확대도이다.
제 4 도는 제 2도에 기재된 압축 다이의 저부 또는 냉각관 부위의 횡단면 확대도이다.
제 5 도는 제 2도에 기재된 압출 다이조립체의 용융 다이 부위의 배출 노즐의 횡단면 확대도이다.
제 6 도는 본 발명의 한 구현예에 따른 압출 장치의 모형도이다.
제 1 도에 나타낸 압출 다이는 그 상부 말단에 3개의 동심 통로 (11, 12 및 13)을 갖는다. 축상 통로(11)은 질소 기체와 같은 루멘 유체 (14)를 운반하고, 내부의 환상 통로(12)는 중합체 물질 및 계면활성제의 균질 용액(또는 도우프)를 운반하며, 그리고 외측 환상 통로 (13)는 대두유와 같은 열코우팅 유체(16)을 운반한다. 루멘 유체나 코우팅 유체 모두 통로(12)를 통과하는 도우프에 존재하는 계면 활성제를 함유하지 않는다. 제 1도의 두꺼운 선은 벽을 나타내고 얇은 선은 각종 유체 사이의 경계를 나타낸다.
압출 헤드(10)의 상부(17)은 면밀하게 조절된 온도 대역이다. 고온 대역(17) 내에서, 코우팅 물질은 형성되는 막 (21)위에 코우팅된 채로 남아 있고, 막 (21) 표면의 부분을 용해시켜 막 위에 다공질 표면을 제공한다. 고온 대역(14) 아래에는 환상의 냉각 유체 통로 (19)를 갖는 냉각 대역(18) 이 있다. 차가운 대두유일 수 있는 냉각 유체는 냉각 통로 (19)를 통하여 고정된 속도로 주입되며, 냉각제 또는 냉각 유체는 대기에 노출되지 않는다.
냉각 통로(19)의 내벽은 냉각 유체가 통과하는 일련의 구멍(20)을 갖는다. 압출 헤드(10)의 아래에는 압출된 막 (21)을 수용하기 위한 수집 위치가 있다.
본 발명의 한 구현예에 따르는 압출 다이 조립체(30)를 제 2∼5도에 나타내는데, 이는 상부 또는 용융 다이 부위(31)과 접합자(33)에 의해 짝지워진 저부 또는 냉각관 다이 부위(32)로 구성된다.
제 3 도에 확대되어 나타낸 용융 다이 부위(31)은 막 형성 도우프를 수용하기 위한 주입구(35)와 코우팅 유체를 수용하기 위한 주입구(36)을 갖는 몸체(34)를 갖는다. 몸체는 중앙의 구멍(37)을 가지며 그 상부 말단에는 루멘 형성 유체를 수용하기 위한 축상통로(39)를 갖는 밀폐판(38)이 있다. 그 판(38)은 볼트(40)에 의해 몸체 (34)에 단단히 고정되며 시일링 0 고리(41)에 의해 제공된다.
몸체(34)의 중앙구멍(37) 내에는 판(38) 으로부터 의지된 노즐 멤버(42)가 있다. 축상통로 (39)는 하부 말단에서 직경이 감소되며, 여기에서 노즐멤버(42)의 테이프형 말단(43)을 통과한다. 노즐 멤버 (42)는 0 고리(44)에 의해 몸체(34)에 시일링된다. 통로(39)는 제 1도의 통로(11)에 해당된다.
도우프 주입구 (35)는 노즐(42)의 외부 표면에 형성된 황상 챔버(46)과 교통하여 도우프 이송 통로(45)에 통한다. 도우프는 챔버(46)로부터 통로(47)로 방출되어, 노즐(42)의 외부표면과 다이판(50)에 형성된 홈(49) 사이를 경계짓는 테이프형 환상 섬유 형성관(48)으로 배출된다.
제 3도 및 제 5도에서 보여진 바처럼, 섬우 형성관(48)은 상부 원추형 부위(48a)와 하부 원추형 부위(48b)를 갖는다. 상부 (48a)는 하부 (48b)보다 수직 방향에 대하여 더 큰 각으로 기울어져 있다. 이러한 경우, 상부의 경사각은 축으로부터 3°∼60°이고, 하부의 경사각은 축으로부터 1°∼10°이다. 바람직한 구현예에서, 노즐(42)의 상부에서 축으로부터의 각은 44°이고, 다이판(50)의 상부에서는 50°이며, 노즐(42)의 저부에서는 3°이고, 고리판(50)의 저부에서는 5°이다. 테이프형 관 (48)은 2.1 내지 1의 넥-다운 비율(neck-down ratio)를 제공한다. (넥-다운 비율이란 관(48)의 바닥에서 용융 도우프의 직경 대 마무리된 섬유의 직경의 비율이다). 넥-다운 비율은 1 : 4 내지 10 : 1의 범위일 수 있다.
코우팅 유체 주입구(36)은 몸체(34)의 바닥에 있는 홈과 다이판(50)에 의해 형성된 환상 쳄버(52)와 교통하여 코우팅 우체 이송통로(51)에 도달한다. 코우팅 유체는 쳄보(52)로부터 다이판(50)에 형성된 통로(53)으로 방출되어 다이판(50)의 바닥과 고리판 (51)의 사이에 형성된 환상 쳄버(54)로 배출된다.
고리판(51)은 볼트(55)의 의해 몸체(34)에 단단히 고정된다. 0고리(56)은 고리판(51), 다이판(50) 및 몸체(34) 사이에 시일링을 제공하며, 0고리(57)은 다이판(50) 및 몸체 (34) 사이에 시일링을 제공한다. 고리판(51)의 측부 (59)의 중앙 구멍(58)은 루멘 유체에 의해 중공 형태로 유지되며 코우팅 유체로 코우팅되는 섬유를 수용한다.
제4도에 확대하여 나타낸 냉각관 부위 (32)는 몸체 부위(60)과, 거기에 볼트(62)로써 고정된 연결판(61)을 갖는다. 0고리(63)는 몸체(60) 및 판(61) 사이에 시일링을 제공한다. 냉각 유체 주입구(64)로서 몸체(60)은, 몸체 (60)에 형성된 홈(66)에 의해 형성된 냉각 유체 쳄버(65)와 통한다.
홈(66)내에는 축상의 구멍(68)을 갖는 냉각 오일 확산기(67)이 있다. 통로(69)는 쳄버(65)를 구멍(68)에 연결시킨다.
0 고리(70)은 확산기(67)을 몸체(60)에 대하여 시일링시키고, 0고리(71)은 확산기(67)를 연결판(61)에 대하여 시일링시킨다. 확산기(67)의 구멍(68)은 몸체(60)의 구멍(72)와 통하고 다시 배출관 (74)의 구멍(73)과 통한다.
제 5 도는, 상기 경우에서 쳄버(48)내에 바늘 (80)을 중심축에 맞추도록 작용하는 다수의 돌기(81)을 가지는 바늘(80)의 성질을 가지도록 개량된 배출노즐(42)의 확대도이다.
제 6 도에 나타낸 압출 라인은 용액 또는 도우프를 형성하는 막을 함유하는 용기(90)을 포함한다. 용기(90)의 주위에는 라인(92 및 93)에 의해 가열오일 시스템(도시되지 않았음)에 커플링된 가열 자켓 (91)있다. 용기(90)로 부터의 도우프 기어펌프(96)에 의해 라인 (94) 및 밸브(95)를 통해 연신된다. 기어펌프(96)로부터 도우프는 라인(99 및100)에 의해 가열 오일 시스템에 커플링된 가열 쟈켓(98)을 갖는 필터 (97)를 통과한다.
필터(97)의 하류에서, 도우프 라인(94)는 압출다이헤드(101, 102, 103 및 104)에 각각 이르는 네 개의 라인(94a, 94b, 94c 및 94d)로 분지된다. 각 다이헤드는 제 3 도에서 기술한 종류의 용융부위(105), 및 제 4 도에서 기술한 종류의 냉각관 부위(106)을 갖는다. 라인(107)은 다이헤드(101, 102, 103 및 104)에서 압출된 형성된 중공 섬유를 나타낸다. 중공 섬유를 얼레(도시되지 않음)로 감는다.
냉각 유체를 함유하는 용기(108)은 라이(110 및 111)에 의해 오일 가열 시스템에 짝지워진 가열 쟈켓 (109)를 갖는다. 냉각 유체는 기어펌프(114)에 의해 라인 (112) 및 밸브(113)을 통해 당겨져 있다. 펌프(114)의 하류에서, 라인(112)는 다이헤드(101, 102, 103 및 104)의 냉각관 부위(106)으로 이르는 네 개의 라인(112a, 112b, 112c 및 112d)로 분지진다.
관 부위(106)을 통과한 후, 냉각 유체는 저장기 (117)에 수집되고 라인 (118)을 통해 용기(108)로 순환된다.
루멘 형성 유체는 라인(119) 및 밸브(120)을 통해 도입된다. 밸브(120)의 하류에서 라인(119)는 다이헤드(101, 102, 103, 및 104)의 각각의 용융부위(105)에 이르는 라인(121, 122, 123 및 124)로 분지된다.
장치의 각종 파이프는 단열되고 모든 매개 변수는 마이크로 센서에 의해 제어된다.
본 발명을 다공질 중공 섬유막의 제조를 들어 더욱 상세히 설명한다.
[실시예 1]
도우프는 200g의 폴리프로필렌 펠렛, 7300g의 테릭 N2(TERIC N2) 및 100g의 산화방지제 에타녹스 330 (ETHANOX 330)(ETHANOX 및 TERIC은 상표명이다)을 혼합한 다음, 가열하여 형성된다. 테릭N2는 노닐 페녹시에톡시에탄올이다. 도우프의 온도를 진공하에서 교반하면서 220℃ 이상으로 상승시켜 혼합물을 균질하게 만든다. 그런다음, 도우프를 220℃의 온도에서 4중 통로 다이를 통해 압출시킨다.
혼합중에, 용기(90)을 -96kPa 진공 및 245℃로 유지된 오일 가열 시스템하에서 유지시킨다. 용기(90)의 온도가 160℃일 때 혼합을 시작한다. 혼합 및 가열 시간은 24분이다. 압출 중에, 루멘 형성 질소 기체는 200kPa에서 유지된다. 필터(97)은 20미크론의 평균 공극 직경을 가지며, 필터를 통과한 후 압력하강은 50kPa 이다.
질소는 루멘 형성 유체로서, 대두유는 코우팅 유체 및 냉각 유체로서 사용된다. 하강 유동율은 22 cc/분, 루멘 펌프 유동율은 7.6cc/분, 코우팅 펌프 유동율은 5.0cc/분, 및 냉각관 펌프 유동율은 1750cc/분이다.
용매의 압출 이전의 섬유의 충실도는 95%이고 파괴 신장율은 175%이다. 용매 압출 후, 섬유의 물리적 특징은 하기와 같다.
루멘 340 미크론
외경 640 미크론
충실도
집중성
버블점 170kPa
0.16 미크론이상의 공극% 50%
평균 공극 크기 0.20 미크론
50kPa에서의 투수성 40cc/분/m
산출힘 0.8N
파괴힘 1.0N
파괴 신장율 150%
표면공극
폭(공칭) 1미크론
이렇게 형성된 섬유의 구조는 일반적으로 레이스형이다. 레이스형 구조는 셀 및 공극과 같은 선행 기술의 막을 설명하는 용어로서 매우 자세히는 설명할 수는 없다. 미합중국 특허 제 4,519,90 호와 같은 선행 기술에서, 셀은 구형에 대비되고 공극은 실린더형에 대비된다. 어떤 면에서, 하나의 공동이 다른 것과 교차하는 레이스형 구조의 부분들은 셀과 동등할수 있고 실제 교차점 자체는 공극이다. 분포상, 레이스형 구조의 이러한 셀은 인접한 구형에 관련되고, 이러한 공극은 교차점에 의해 형성된 원형에 관련되는 반면, 선행기술에서 셀은 분리된 구형에 관련되고, 공극은 교절하는 실린더형에 관련된다.
이러한 공극 및 셀 뿐만 아니라, 레이스형 구조는 셀보다 큰 알베올리를 가지며, 이것들은 더 많은 수의 셀에 연결된다. 레이스형 구조는 알베올리 사이의 공간을 점유한다.
대표적인 레이스형 구조는 셀 사이를 연결하는 0.1 내지 0.5 미크론의 실질적으로 원형 공극을 갖는 0.1 내지 5 미크론의 실질적으로 구체형 셀을 가질 수 있다. 공극은 또한 셀을 약 8내지 20 미크론의 알베올리에 연결시킨다. 투수성 시험은 외부로부터 루멘으로의 대표 섬의 투수성이 루멘으로부터 외부로의 투수성의 1/3임을 나타낸다.
본 실시예는 폴리프로필렌/테릭N2용액에 관해 기술되었지만, 압출 공정을 다른 용액에도 적용할 수 있음은 물론이다. 캐스터 오일 함유 또는 무함유 대두유가 공-용매로서 용액에 첨가될 수 잇고, 신프롤람(SYNPROLAM) 35 X2 또는 브리지(BRIJ)92가 테릭N2대신에 사용될 수 있다. 신프롤람 및 브리지는 상표명이다. 용매는 코우팅 유체에 첨가 될 수 있다.
표면 공극 면형은 온도 조절 및 코우팅 유체의 조성의 변화에 의해 실행될 수 있다. 막은 축 방향으로 신장되었지만 방사상 및 원주 방향으로는 대칭 형태인 공극을 갖도록 제조될 수 있다. 표면 공극율은 스킨으로부터 완전 방사상 등방성 및 또 막의 나머지보다 더 다공성인 표면을 갖는 것(역비대칭성)까지 방사상 공극율이 변화될 수 있다.
압출중에, 코우팅 유체를 생략할 때 냉각 유체가 혼합하는 것보다는 더욱 높은 정도로 코우팅 유체는 용융된 중합체와 혼합한다. 코우팅 유체는 막의 표면 공극율을 조절한다. 고온 코우팅 유체는 도우프 상의 냉각 유체의 갑작스런 냉각 효과를 개선한다. 코우팅 유체는 분리, 고압출성이고, 막 입출이나 냉각 공압출의 어느 부분도 아니다.
구조 형성의 자세한 메카니즘은 불명확하지만, 액체-액체 이연속 시스템이 형성되고, 이것이 충분한 시간동안 유지된다면 2개의 분리층이 되는 것처럼 보인다. 이 공정중에 시스템은 레이스형 구조를 거친 다음, 공극을 연결하면서 거의 구형인 셀-단계를 거친다. 주어진 중합체 및 용매 혼합을 위해, 셀의 크기 범위는 냉각 속도 및 중합체 풍부 및 중합체 부족 상간의 계면 표면 장력에 좌우되는 반면 공극 크기는 냉각 속도 및 아주 적게는 중합체의 분자량에 좌우된다.
섬유가 냉각 유체와는 현저히 다른 선상 속도로 냉각관을 따라 내려가는 것이 주목되어 진다. 압출된 섬유는 냉각 유체의 평균 속도보다 3내지 4배 더 빠른 속도로 이동한다. 평균 속도에서 계산된 그러한 속도 차이는 또한 섬유가 냉각 유체의 최대 속도보다 대략 2배 정도인 속도로 이동한다는 것을 의미한다. 상기의 평균 및 최대 속도는 섬유가 하나도 존재하지 않을 때의 속도로서 취해진 것이다.
비록 상기 실시예가 루멘 협성 유체로서 질소의 사용을 언급할지라도, 매우 다양한 액체와 마찬가지로 임의의 포화 증기를 사용할 수 있다. 질소(또는 포화된 증기)가 사용될 때, 더 큰 비대칭을 주는 루멘 표면 공극 크기를 감소시키는 효과를 가지고 있다. 포화 증기의 사용은 냉각 유체가 다공성 벽을 통과하게 함으로써 냉각하에서 루멘에서 응축하여 고형화하는 막에 대한 기계적 압축의 측정을 할 수 있게 하는 성질을 갖는다.
비록 폴리프로필렌이 현재 열가소성 중합체로 바람직할지라도 다음의 중합체가 사용될수도 있다 :
(a) 폴리부틸렌 (b) 폴리비닐리덴 디플루오라이드
(c) 폴리비닐리덴 디클로라이드 (d) 폴리아마이드
(e) 폴리비닐 클로라이드 (f) 폴리스티렌
(g) 폴리메틸 메타크릴레이트 (h) 폴리페닐렌 옥사이드
(i) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (j) 폴리아크릴로니트릴
(k) 셀룰로오스 아세테이트
테릭(TERIC) N2와 별도로 하기 일반식의 아민 에톡실레이트인 신프롤람(SYNPROLAM) 35 X2와 같은 다른 용매가 사용될 수도 있다.
Figure kpo00002
[상기식에서, x + y =2 내지 50이고, R은 대략 반이 직쇄이고 나머지 부분이 측쇄종인 대략 70 : 30 의 비율이 C13및 C15지방 라디칼의 혼합물이다.] 신프롤람 35 X2의 경우에는 x + y = 2이다. 아직 사용할 수 있는 다른 용매는 폴리옥시에틸렌(2) 올레일 알코올인 브리지(BRIJ)92이다. 본 발명이 방법을 실행하는데 사용될 수도 있는 다른 용매로는 다음이 있다.
(a) 테릭 17A2 와 같이 세틸-올레일 알코올의 에틸옥시화된 유도체
(b) 테릭 T2와 같이 톨(tall)유와 에틸렌 옥사이드의 축합물
(c) 테릭 124와 같이 고분자량 지방산으로부터의 자체 유화성 유도체
(d) 소르비탄 모노올레에이트
(e) 소르비탄 모노스테아레이트
(f) 소르비탄 세스퀴올레에이트
(g) POE 헥시탄 지방산 에스테르
(h) ATLAS G-70140 [ICI (Imperial Chemical Industries PLC) Americas Inc. 제조] 같은 POE 세틸 올레일 알코올
(i) ATMER 605 [ICI (Imperial Chemical Industries PLC) Americas Inc. 제조] 비 이온성 계면 활성제
(j) POE (2) 세틸알코올
(k) PEO (2) 스테아릴 알코올
(l) 시라솔(CIRRASOL) EN-MB [mperial Chemical Industries PLC 제조] 및 시라솔 EN-MP 와 같은 POE 지방 알코올
(m) 레넥스 (RENEX) 702 [ICI (Imperial Chemical Industries PLC) Americas Inc. 제조]와 같은 POE (2)합성 일차 C13/C15알코올
아틀라스(ATLAS), 아트머(ATMER) 및 레넥스 (RENEX) 는 ICI (Imperial Chemical Industries PLC) Americas Inc. 제조의 등록상표명이고, 시라솔(CIRRASOL)은 Imperial Chemical Industries PLC의 등록 상표명이다.
동일한 물질이 코우팅, 루멘 또는 냉각 유체로서 사용될 수도 있다. 루멘 형성 유체는 대두유 또는 질소 같은 불활성 기체 같이 다양한 물질에서 선택될 수도 있다. 물을 냉각 유체로 사용할 수도 있다. 루멘 형성 유체, 코우팅 유체 및 냉각 유체로 사용할 수 있는 다른 물질로는 다음이 있다 :
(a) 파라핀유
(b) 낙화생유
(c) 틸(teel)유
(d) 볼레코유
(e) 겨자유
(f) 올리브유
(g) 세네카유
(h) 코코넛 유
(i) 커피유
(j) 평지씨유
(k) 옥수수유
(l) 면실유
(m) 글리세롤
(n) 글리세릴 트리올레에이트
(o) 트리미리스틴
(p) 조조바(jojoba)유
(q) 마카사르(macassar)유
(r) 니임(neem)유
(s) 카스토르(castor)유
(t) 오리스(orris)근유
(u) 사플라우어(safflower)유
(v) 올레산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 아라키돈산, 베헨산, 리그노세르산, 리놀레산, 리놀렌산, 엘라이드산, 박센산 및 이들의 글리세라이드류, 그리고 나트륨, 칼륨 및 칼슘염과 혼합된 것
(w) 탄소원자수 6 이상의 알코올의 디옥틸 프탈레이트 및 다른 프탈레이트 에스테르
[실시예 2]
5.2kg의 휙스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg 의 테릭 N2 및 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각 유체의 온도는 31.3℃이다.
섬유의 크기는 322 미크론 루멘 직경 및 671 미크론 외부직경이다.
수득한 섬유는 96kPa에서 106ml/분/m, 398kPa에서 367ml/분/m 및 599kPa에서 478ml/분/m의 투수성 및 0.301 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 90.7%이다.
[실시예 3]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg의 테릭 N2 및 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각 유체의 온도는 29.9℃이다.
섬유의 크기는 324미크론 루멘 직경 및 625 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 96kPa에서 126ml/분/m, 398kPa에서 430ml/분/m 및 599kPa에서 543ml/분/m의 투수성 및 0.380 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 95.2%이다.
[실시예 4]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg의 테릭 N2 및 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해 시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각 유체의 온도는 31.7℃이다.
섬유의 크기는 323 미크론 루멘 직경 및 640 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 95kPa에서 94ml/분/m, 396kPa에서 330ml/분/m, 598kPa에서 448ml/분/m의 투수성 및 0.301 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 87.9% 이다.
[실시예 5]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg의 테릭 N2 및 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해 시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각유체의 온도는 31.8℃이다.
섬유의 크기는 320 미크론 루멘 직경 및 627 미크론 외부 지경이다.
수득한 섬유는 98kPa에서 80ml/분/m, 399kPa에서 288ml/분/m, 600kPa에서 393ml/분/m의 투수성 및 .0260 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 80.9%이다.
[실시예 6]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg의 테릭 N2 및 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각 유체의 온도는 30.5℃이다.
섬유의 크기는 325 미크론 루멘 직경 및 642 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 98kPa에서 73ml/분/m, 399kPa에서 288ml/분/m, 600kPa에서 393ml/분/m의 투수성 및 0.260 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 80.9%이다.
[실시예 7]
6.75kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 18.25kg의 테릭 N2 및 0.25kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해 시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각 유체의 온도는 30.1℃이다.
섬유의 공칭크기는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 95kPa에서 68ml/분/m, 402kPa에서 288ml/분/m, 600kPa에서 347ml/분/m의 투수성 및 0.270 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 80.1%이다.
[실시예 8]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg의 테릭 N2 및 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해 시키고 230℃의 온도에서 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 압출한다. 냉각 유체 온도는 31.5℃이다.
섬유의 크기는 310 미크론 루멘 직경 및 599 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 96kpa에서 52ml/분/m, 397kPa에서 241ml/분/m, 598kPa에서 305ml/분/m의 투수성 및 0.322 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 65.7% 이다.
[실시예 9]
5.2kg의 쉘 폴리프로플렌 LY6100을 9.8kg의 두유 및 4.6kg의 피마자유의 혼합물에 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330과 함께 용해시키고, 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하겨 195℃에서 압축한다. 냉각 유체의 온도는 26.2℃이다.
섬유의 공칭 치수는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 175kPa 버블점, 0.3미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 87.4%이다.
[실시예 10]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPR 1070을 9.8kg의 두유 및 4.6kg의 피마자유의 혼합물에 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330과 함께 용해 시키고 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 197℃에서 압출한다. 냉각 유체의 온도는 26.0℃이다.
섬유의 공칭 치수는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 133kPa의 버블점, 0.45 미크론 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 100% 이다.
[실시예 11]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPR 1070을 10.8kg의 두유 및 5.0kg의 피마자유의 혼합물에 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해시키고 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 186℃에서 압출한다. 냉각 유체의 온도는 27.5℃이다.
섬유의 공칭 치수는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 245kPa의 버블점, 0.19 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 86.2%이다.
[실시예 12]
5.2kg의 획스트 폴리프로필렌 PPR 1070을 14.6kg의 의 테릭N2에 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330에 용해시키고 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 196℃에서 압출한다. 냉각 유체의 온도는 25.4℃이다.
섬유의 공칭 치수는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 140kPa의 버블점, 0.24 미크론의 평균 공극의 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 89.6%이다.
[실시예 13]
4.8kg의 획스트 폴리프로필렌 PPN 1070을 15.0kg의 테릭N2에 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330과 함께 용해시키고, 루멘, 코우팅 및 냉각 유체로서 대두유를 사용하여 198℃에서 압출한다. 냉각 유체의 온도는 20.7℃이다.
섬유의 공칭 치수는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수득한 섬유는 175kPa의 버블점, 0.23 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미클론 이상의 공극이 82.8% 이다.
[실시예 14]
5.2kg의 휙스트 폴리프로필렌 PPN 1060F를 14.6kg 의 테릭 N2에 0.2kg의 산화방지제 에타녹스 330과 함께 용해시키고 루멘, 코우팅 및 냉각유체로서 대두유를 사용하여 238℃에서 압출한다. 냉각 유체의 온도는 21.4℃이다.
섬유의 공칭 치수는 320 미크론 루멘 직경 및 650 미크론 외부 직경이다.
수측함 섬유는 280kPa의 버블점, 0.18 미크론의 평균 공극 크기를 가지며, 0.16 미크론 이상의 공극이 83.4% 이다.

Claims (10)

  1. 루멘 형성 유체를 수용하기 위한 축상 통로, 축상 통로 둘레에 있으며 중공 섬유가 형성되는 용융 혼합물을 수용하기 위한 제 1 환상 통로, 제 1환상 통로의 반경 외측에 있으며, 코우팅 유체를 수용하기 위한 제 2 환상통로 및 냉각 유체를 수용하기 위한 제 3 환상통로를 경계짓는 연신 몸체 및 냉각 유체를 코우팅 유체의 외부 표면 쪽으로 유도하기 위한 장치로 구성된 중합체성 다공질 중공 섬유 제조용 압출 헤드.
  2. 제 1항에 있어서, 축상 통로, 제 1 환상 통로 및 제 2 환상 통로가 압출헤드의 제 1 부위에 위치하고, 제 3 환상통로가 압출 헤드의 제 2 부위에 위치하는 압출헤드.
  3. 제 2항에 있어서, 압출 헤드는 제 1 및 제 2 부위에 연결된 통로를 가지며, 제 3 환상 통로는 유도 장치와 함께 연결 통로의 외측에 방사상으로 있는 압출 헤드.
  4. 제 1항에 있어서, 축상 통로는 제 1 환상 통로내에 돌출되어 있는 노즐에서 종결되는 압출헤드.
  5. 제 4항에 있어서, 노즐은 그의 외측 바깥 둘레의 주위에 제 1 환상 통로에 대해 노즐의 중심을 맞추기 위한 다수의 돌기를 가지는 압출 헤드.
  6. 제 1항에 있어서, 제 1 환상 통로는 압출 헤드의 축 쪽으로 내부에서 테이프형인 압출헤드.
  7. 제 6항에 있어서, 제 1 환상통로는 제 1 테이프형 부위 및 제 2 테이프형 부위를 가지며, 제 1 테이프형 부위는 제 2 테이프형 부위에 비해 축에 대해 더 큰 각도인 압출 헤드.
  8. 제 1항에 있어서, 축상 및 제 1 환상 통로는 압출 헤드내의 동일 지점에서 종결되는 압출 헤드.
  9. 제 1항에 있어서, 제 2 환상 통로가 일정한 단면의 제 1부위 및 축상통로의 축쪽으로 테이프형인 제 2 부위를 가지는 압출 헤드.
  10. 제 1항에 있어서, 유도 장치는 테이프형 내공을 갖는 연장된 환상 구성분으로 구성되며, 섬유의 유도 방향에 비해 외측으로 증가하는 테이퍼는 압출 헤드를 통해 흐르는 압출 헤드.
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