KR100270441B1 - 중공섬유제조용 방사구금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공의 형태안정성이 우수한 중공섬유제조용 방사구금으로서 2개의 반타원형 슬릿이 좌, 우측에서 마주보고 있으며 0 ＜ c ＜ a, 0.3e ≤ d ≤ 2.0e의 조건을 만족하는 것이다.

단, ａ ; 슬릿의 내경

ｃ ; 슬릿연장부분의 길이

ｄ ; 슬릿의 간격

ｅ ; 슬릿의 두께

Description

중공섬유제조용 방사구금

본 발명은 2C형의 중공섬유제조용 방사구금에 관한 것으로서, 방사구금의 슬릿형태를 타원형으로 만듦으로써 중공율의 향상과 연신에 의한 중공부의 찌그러짐을 예방할 수 있는 중공섬유제조용 방사구금에 관한 것이다.

중공섬유는 섬유에 자연감, 생동감있는 반발탄성, 드레이프성, 중공부에 의한 보온성 및 경량감을 부여한다. 이때 중공율을 높이면 부피감 및 경량감 등의 주요특성이 향상되기 때문에 이에 관한 연구들이 많이 진행되어 왔다.

중공율, 즉 섬유횡단면의 전체면적에 대한 중공부분의 면적비에 영향을 미치는 주요인자는 방사구금의 규격, 중합체의 점도, 냉각조건등이다.

대표적인 중공섬유 제조용 방사구금은 도 1에 표시한 바와같은 것이다. 슬릿이 하나로 구성되어 있느냐 혹은 여럿으로 구성되어 있느냐에 따라 작업성 및 형성되는 중공율의 차이가 현저하며 각각은 서로 다른 장단점들을 가진다.

도1 (가)의 1C형은 중공형성을 위한 공기의 유입이 원활치 못해 고중공율의 중공사를 제조가 어려우며, (다),(라)와 같이 슬릿이 여러개의 경우에는 중공형성을 위한 공기의 유입은 용이하지만 방사초기단계부터 중공이 형성되지 못하고 깨지는 등의 작업성 불량이 발생한다. 또한, 구성슬릿들간의 접합부분은 중공단면의 약점으로 작용하여 연신, 압축포장 등의 공정단계에서 집중된 힘을 받게 되면 찌그러들어 변형되며, 결과적으로 중공율의 감소를 초래한다. (마)와 같이 중심부에 기계 공기 공급부를 갖는 경우에는, 중앙의 공기 공급부에 의해서 방사시 중공율이 저하되는 것을 방지할 수 있으나 각각의 공기공급부에 공급되는 공기 공급정도의 차가 발생할 때에는 균일한 중공율을 갖는 섬유를 제조하기 힘들며, 과도하게 공기를 공급할 때에는 방사단계에서 중공이 파열되는 문제가 발생한다. 도 1의 (나)에 나타난 2C형의 방사구금은 적당한 수준의 공기유입을 유지하면서도 약점으로 작용할 수 있는 접합수가 상대적으로 적은 장점이 있다. 하지만, 중공율을 높이기 위한 목적으로, 낮은 방온의 과격한 냉각을 통해 제조된 2C형 중공섬유의 단면은 도 2와 같은 타원형을 갖게 되는데, 이런 타원형의 단면은 원형단면에 비해 중공율이 떨어질 뿐만아니라, 외력이 집중되는 곳이 슬릿간 접합점과 일치하게 되기 때문에 연신 또는 압축포장단계에서 단면이 찌그러들어 변형되는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상술한 바와같은 2C형 방사구금의 문제점을 해결한 것으로서 연신 또는 압축포장단계에서 단면이 찌그러지지 않으며 높은 중공율을 갖도록 하는 2C형 방사구금을 제공하는데 기술적과제를 둔 것이다.

도 1 의 (가)∼(라)는 일반 1C형∼4C형 중공 방사구금의 확대평면도

도 1의 (마)는 기계 공기 공급형 중공노즐의 확대 평면도

도 2 는 도 1 (나)의 방사구금으로 제조한 중공사의 횡단면도 및 그 특성설명도

도 3 은 본발명의 2C형 중공 방사구금의 확대평면도.

도 4 는 도 3의 방사구금으로 제조한 중공사의 횡단면도 및 그 특성 설명도

이하 본 발명을 도 3 및 도 4 에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명의 방사구금의 확대횡단면도로서 슬릿(1)과 슬릿(2)는 반타원형으로 되어있으며 반타원형의 슬릿(1)과 슬릿(2)이 좌, 우측에서 서로 마주보고 있다.

도 3의 a는 슬릿(1)(2)의 내경을, b는 슬릿(1)(2)의 외경을, c는 외력의 집중을 슬릿의 접점에서 벗어나도록 하기위해 추가시킨 슬릿(1)(2)의 연장부분(1′)(2′)의 길이를, d는 슬릿(1)(2)의 간격으로서 이부분은 중공형성을 위한 공기유입구 역할을 한다.

e는 슬릿(1)(2)의 두께를 표시한다.

a와 b, d, e는 제조하고자 하는 섬유의 섬도, 슬릿의 깊이등에 따라 변하는 값들이다. 따라서, 본 발명은 c와 d이 값이 다음의 조건을 만족시킴을 특징으로 하는 중공섬유제조용 방사구금이다.

다 음

0 ＜ c ＜ a , 0.3e ≤ d ≤ 2.0e

c가 0일때, 두 개의 슬릿은 하나의 정원을 이룬다. c값이 커짐에 따라 형성되는 중공섬유의 단면은 타원에서 원을 거쳐, 다시 타원으로 변한다. c값이 a 이상의 값을 가질때는 각 슬릿이 두개의 중공을 갖는 8자형의 단면을 형성하게 된다.

d를 0.3e 미만으로 할 때는 슬릿두께에 비해 공기유입구가 너무 작아 중공형성을 위한 공기의 유입이 어렵고, 슬릿과 슬릿을 연결해주는 연결부분이 너무 가늘게되어 팩압을 견디지 못하고 중공형성을 위한 지지부분인 f 영역이 빠지게 된다. 2.0e를 초과할 때는 두 슬릿간의 간격이 너무 넓어, 각 슬릿에서 토출되는 용융체들이 만나기 어렵게 돼 중공이 형성되지 못한다.

상기한 바와같은 본 발명의 방사구금으로 제조한 중공섬유는 연신할 때 혹은 압축포장할 때 외력이 가해지더라도 중공이 찌그러지지 않으므로 중공의 형태안정성이 우수하며 동시에 중공율도 감소되지 않는다.

실시예 1

고유점도 0.64의 폴리에스테르를 방사온도 280℃, 방사속도 1000m/분으로 방사하여 540데니어/18필라멘트 굵기의 실을 제사하였다. 냉각은 1m길이의 측면(side)냉각장치를 이용하여 25℃의 1.0m/초의 공기로 냉각하였다. 사용한 방사구금은 도 3의 것으로써 a=0.6mm, b=0.8mm, c=0.3mm, d=0.2mm, e=0.2mm 규격의 것을 사용하였다.

비교예 1

도 1의 (나)형 방사구금으로써 a=0.6mm, b=0.8mm, d′= 0.2mm, e=0.2mm 규격의 것을 사용하였으며 기타의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.

비교예 2

도 3의 방사구금으로써 a=0.6mm, b=0.8mm, c=0.8mm, d=0.2mm, e=0.2mm 규격의 것을 사용하였으며 기타의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.

비교예 3

도 3의 방사구금으로써 a=0.6mm, b=0.8mm, c=0.3mm, d=0.04mm, e=0.2mm 규격의 것을 사용하였으며 기타의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.

비교예 4

도 3의 방사구금으로써 a=0.6mm, b=0.8mm, c=0.3mm, d=0.45mm, e=0.2mm 규격의 것을 사용하였으며 기타의 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.

실시예 1 과 비교예 1 ∼ 4의 결과는 표 1 과 같았다.

	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
작업성 및중공단면형성성	양호	양호	8자형단면생성	f부분빠짐(중공사제조불능)	중공형성안됨
중공율(%)(연신사)	30	22	14	-	-
중공율(%)(연신사)	32	14*	15	-	-
연신후단면변화	양호	불량(찌그러짐)	양호	-	-

* 중공율의 저하는 중공단면의 변형에 의한 것임.

본 발명은 2C형 중공방사구금의 슬릿형태를 타원형으로 하고, 슬릿의 접합점위치를 외력이 집중되지 않는곳으로 두며 또 슬릿의 구성요건이 특정조건을 만족하도록 함으로서 중공형태가 안정하고 중공율이 높으며 중공율의 저하가 없는 중공섬유를 제조할 수 있다.

Claims (1)

1. 두 개의 반타원형 슬릿(1)(2)이 좌, 우측에서 서로 마주보고 있으며 아래의 조건을 만족하고 있는 것을 특징으로 하는 중공섬유제조용 방사구금.

   아 래

   0 ＜ c ＜ a

   0.3e ≤ d ≤ 2.0e

   단, ａ ; 슬릿의 내경

   ｃ ; 슬릿연장부분(1′)(2′)의 길이

   ｄ ; 슬릿의 간격

   ｅ ; 슬릿의 두께