KR100399551B1 - 고중공형성용방사구금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융상태의 폴리머를 방사시켜 고중공율의 중공사를 제조하기 위한 방사구금에 관한 것으로 특히 구금의 형태를 변형시켜 즉 구금홀의 하측 중앙에 위치된 중공형성용 핀의 상단면의 높이를 기준으로 핀의 길이가 구금홀 내주면의 하단까지의 길이보다 상대적으로 소정길이 만큼 길도록 하여 즉 핀의 하단 일부가 구금홀의 하단에서 외부로 소정 길이만큼 돌출 되도록 구성 하므로써 토출되는 미연신 중공사의 팽윤에 있어 구금홀의 내주면과 접촉되는 외측의 팽윤이 핀과 접촉되는 내측보다 상대적으로 큰 팽윤이 발생되도록 함으로써 동일 크기의 일반적인 구금에 비해 고중공율을 실현할 수 있도록 한 것이다.

Description

고중공 형성용 방사 구금

본 발명은 용융상태의 폴리머를 방사시켜 고중공율의 중공사를 제조하기 위한 방사구금에 관한 것으로 특히 구금의 형태를 변형시켜 즉 구금홀의 하측 중앙에 위치된 중공형성용 핀의 상단면의 높이를 기준으로 핀의 길이가 구금홀 내주면의 하단까지의 길이보다 상대적으로 소정길이 만큼 길도록 하여 즉 핀의 하단 일부가구금홀의 하단에서 외부로 소정 길이만큼 돌출되도록 구성 하므로써 토출되는 미연신 중공사의 팽윤에 있어 구금홀의 내주면과 접촉되는 외측의 팽윤이 핀과 접촉되는 내측보다 상대적으로 큰 팽윤이 발생되도록 함으로써 동일 크기의 일반적인 구금에 비해 고중공율을 실현할 수 있도록 한 것이다.

통상 중공사는 중공부에 의해 강한 반발력 및 복원성이 있으며 겉보기 비중을 저하시켜 가볍게 하며 중공부 내부에 공기를 함유하므로써 보온성이 양호하고 파이프와 같은 원리로 강도가 우수하며 중공율만큼 폴리머를 감소시키는 효과가 있으며 이형단면의 중공으로 하면 부드러운 촉감과 은은한 광택으로 직물의 품위를 향상시킬 수 있는 것이다.

본래는 의류산업에만 이용되었으나 현재는 인공심장을 비롯하여 해수의 담수화, 지하수의 탈염 및 각종 폐수의 정화에도 이용되고 있는 것으로 보다 나은 품질을 유지하기 위해서는 고중공율을 유지하는 것이 필수적인 것이다. 이와 같은 용도로 이용되는 중공사의 제조 방법으로는

1) 폴리머 용착을 이용하는 방법

2) 구금홀에 모세관을 고정시켜 방사시 공기를 불어넣어 주는 방식

3) 구금홀에 모세관을 고정시켜 방사시 자동 흡인하는 방식

등이 있으며 이중 가장 일반적으로 사용하는 방식은 제 3도 및 제 4도와 같은 형태의 구금홀의 구성을 갖는 1)의 방식이다.

하지만 이와같은 방식은 구금(1)에 다수개의 중공사 제조용 구금홀(2)을 두고 중공형성용 핀(3)이 구금홀(2)의 내주면과 소정간격으로 이격되도록 소정갯수의연결편(4)을 이용하여 구금홀(2)의 하단 중앙에 일체로 위치 고정시킴으로써 연결편(4) 사이에 다수개의 폴리머토출공(5)을 구비시키고 구금홀(2)의 하단 중앙에 설치되는 중공형성용 핀(3)의 하단면(3A)과 구금홀(2) 내주면의 하단부(2A)가 수평으로 일치하는 즉 미연신 중공사의 외주면과 내주면이 동시에 공기에 노출되도록 한 구조로써 구금홀(2)을 통과한 폴리머가 토출직후 연결편(4)에 의해 그 두께의 폭 만큼 갈라져 토출 폴리머가 팽창하여 서로 융착되기위한 공간을 이루는 불연속부(C)에서 공기가 흡입됨과 동시에 폴리머가 가지는 점탄성 유동으로 인해 급격한 온도 및 압력변화에 의해 토출된 미연신사가 팽윤을 하게되고 이에따라 불연속부(C)가 서로 접착되어 구금홀(2)의 모양과 유사한 모양의 중공사가 형성되는 것이나 미연신 중공사의 내· 외주면이 동시에 동일 크기로 팽윤하게 되는 관계로 핀(3)의 직경과 같은 크기로 토출되던 중공부의 직경이 수축되어 중공율이 떨어지게 되는 것이어서 중공사로서의 기능과 효과가 미비하게 되는 것이다.

한편 불연속부(C)에서 공기가 흡입될 때 구금(1)의 불연속부(C)가 너무 좁으면 중공사 중심부에 공기가 차지하고 있는 부분의 비율이 작아지게 되어 공기가 흡인되기 어렵게 됨과 동시에 폴리머의 량이 과도하게 되어 중심부 쪽으로 쏠려 중공률이 낮게되고 반대로 너무 넓으면 폴리머 토출후 접착이 어렵게되어 중공이 형성되지 않게 되는 설계 조건상의 문제점으로 인해 구금홀의 설계가 상당히 까다로우며 폴리머 토출시 팽윤을 제어할 수 없어 원하는 고중공율을 기대하기 어려운 형편이며 무리하게 고중공율을 위해 홀의 직경을 확장하게 되면 필라멘트에 미융착 부위가 생기게되며 이러한 미융착 부위는 추후 가공시 결점으로 나타나 불량의 원인이 되는 것이며 또한 기존의 방식중 2)와 3)은 생산 설비를 위한 장치비가 막대하게 소요되므로 생산 단가가 높아져 불리한 폐단이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래방식에서 기인되는 제반 문제점을 해결보완하기 위하여 안출된 것으로 구금홀의 하측중앙에 위치된 중공형성용 핀의 상단면의 높이를 기준으로 핀의 전체길이가 구금홀 내주면의 하단까지의 길이보다 상대적으로 소정길이 만큼 길도록 하여 즉 핀의 하단 일부가 구금홀의 하단에서 외부로 소정길이 만큼 돌출되도록 구성하므로써 동일 크기의 일반적인 구금에 비해 고중공율을 실현할 수 있도록 한 것으로 첨부된 일실시예의 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

구금(1)에 다수개의 중공사 제조용 구금홀(2)을 두고 중공형성용 핀(3)이 구금홀(2)의 내주면과 소정간격으로 이격되도록 소정갯수의 연결편(4)을 이용하여 구금홀(2)의 하단 중앙에 일체로 위치 고정시킴으로써 연결편(4) 사이에 다수개의 폴리머토출공(5)을 구비시키는 공지의 구조에 있어서;

상기 중공성형 핀(3)의 상단면(3')의 높이를 기준으로 핀(3)의 길이(L)가 구금홀(2)내주면의 하단까지의 길이(ℓ )보다 1.1배 이상 길도록 하므로써 토출되는 미연신 중공사의 팽윤에 있어, 구금홀(2)의 내주면과 접촉되는 외측의 팽윤 크기가 핀(3)과 접촉되는 내측에 비해 상대적으로 크도록 함을 특징으로 하는 것이다.

도면중 미설명부호(A)는 핀의 외주면과 구금홀의 내주면 사이의 공간폭이고, (B)는 구금홀의 내경을 보인것이며, (C)는 연결편(4)의 두께로서 불연속부를 나타낸다.

이와같이 구성되는 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 구금홀(2)에 용융상태의 폴리머가 도입되어 연결편(4)사이의 폴리머토출공(5)을 진입하게 되면 연결편(4)에 의해 그 두께만큼 갈라진 형태의 다수의 불연속부(C)를 갖게 되는 상태로 토출하게 되는 것인바, 토출되는 과정에서 제 2도에서와 같이 미연신 중공사의 외주면이 접촉하는 구금홀(2)의 내주면의 길이(ℓ )가 핀(3)의 길이(L)보다 짧게 구성되는 관계로 중공사의 외측이 핀(3)에 접하는 중공사의 내측에 비해 공기중으로의 노출이 빠르게되고 따라서 상대적으로 먼저 발생되는 일방향의 팽윤작용에 의해 팽윤이 크고 외향으로 집중되는 상태인 반면 중공사의 내측은 길이(D)만큼 핀(3)에서 접촉되어 그만큼 공기에의 노출이 늦어지게 되고 팽윤이 이미 외측으로 진행된 후이어서 내측으로는 미소한 잔여 팽윤만이 나타나는 것이므로 즉 폴리머가 폴리머토출공(5)을 빠져 나오는 동시에 중공사의 외측은 자유로운 팽윤이 발생되게 하는 반면 내측은 핀(3)의 돌출되는 길이(D)만큼 팽윤을 억제시킴으로써 중공사 외측의 팽윤 크기가 핀과 접촉되는 내측에 비해 상대적으로 큰 팽윤이 발생되도록 함으로써 동일크기의 일반적인 구금에 비해 고중공율을 실현할 수 있도록 한 것이다.

이때 불연속부(C)의 간격은 변동됨이 없으므로 폴리머의 융착에는 아무런 지장을 초래하지는 않게된다.

이와같은 본 발명의 방사구금의 성능은 다음의 비교예 및 실시예에 의해 그 우수성을 증명시킬 수 있는 것이다.

《실시예 1 ∼ 3》

고유점도가 0.65인 폴리에스테르 중합체를 제 1도 및 제 2도의 구금형태로 290℃로 방사· 연신하여 100데니어/24필라멘트의 중공사를 제조하였다. 폴리에스테르 중공사의 생산을 목적으로 제 3도의 구금홀 형태로 제 1도와 같이 구금 하부를 변경시킨 상태에서 표 1의 조건을 갖는 구금홀 3종류를 설계하여 중공율을 측정하였다.

《비교예 1 ∼ 3》

고유점도가 0.65인 폴리에스테르 중합체를 제 3도의 구금홀 형태로 290℃로 방사, 연신하여 100데니어/24필라멘트의 중공사를 제조하였다. 폴리에스테르 중공사의 생산을 목적으로 제 3도의 구금홀 3종류를 설계하여 표 2에서와 같은 구금의 제원으로 중공율을 측정하였다.

[표 1]

표 1에서 알 수 있듯이, 동일 조건에 대해 실시예의 중공율이 비교예에 비해월등히 높으며 중공형상도 안정적임을 알 수 있고, 상기 비교예 3에서와 같이 구금홀의 내경이 1.2mm 이상일 경우에는 중공율이 증가하지만 중공의 형상이 불규칙하고 불량하게 되는 데, 이는 추후 제직시 결점으로 나타나게 된다.

제 1도는 본 발명의 일 실시예를 보인 요부 절취 사시도.

제 2도는 본 발명을 적용시킨 구금의 종단면 예시도.

제 3도는 종래 구조의 중공사 제조용 방사구금의 일 실시예를 보인 요부 절취 사시도.

제 4도는 종래구조의 중공사 제조용 방사구금의 구성을 보인 종단면 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 구금 2: 구금홀

3: 중공형성용 핀 4: 연결편

5: 폴리머토출공

Claims (1)

1. 구금(1)에 다수개의 중공사 제조용 구금홀(2)을 두고 중공형성용 핀(3)이 구금홀(2)의 내주면과 소정간격으로 이격되도록 소정갯수의 연결편(4)을 이용하여 구금홀(2)의 하단 중앙에 일체로 위치 고정시킴으로써 연결편(4) 사이에 다수개의 폴리머토출공(5)을 구비시키는 공지의 구조에 있어서;

   상기 중공성형 핀(3)의 상단면(3')의 높이를 기준으로 핀(3)의 길이(L)가 구금홀(2)내주면의 하단까지의 길이(ℓ )보다 1.1배 이상 길도록 하므로써 토출되는 미연신 중공사의 팽윤에 있어, 구금홀(2)의 내주면과 접촉되는 외측의 팽윤 크기가 핀(3)과 접촉되는 내측에 비해 상대적으로 크도록 함을 특징으로 하는 고중공 형성용 방사 구금.