KR100622684B1 - A process for manufacturing functional PVC fine filament - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리염화비닐 수지 85 ~ 93 중량%, 열안정제 5 ~ 10 중량%, 활제 1 ~ 3 중량% 및 산화방지제 1 ~ 2 중량%의 혼합물을 압출하여 펠렛을 제조하는 단계; 상기 펠렛을 150 ~ 220 ℃로 가열용융하여 0.2 ~ 0.6 mm 구경의 방사구를 통해 방사하여 미연신사를 제조하는 단계; 상기 미연신사를 2 ~ 10 데니어의 섬도를 갖도록 스핀 연신하고 연신된 필라멘트사를 인터레이스 공정을 거쳐 처리하는 단계; 및 상기 처리된 필라멘트사를 권취하는 단계를 포함하는 폴리염화비닐 세사 및 그로부터 제조된 가공사의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 제조방법을 통해 제조된 폴리염화비닐 가공사를 사용하여 제조한 직물 제품은 음이온 발생과 항균성 및 보온성이 우수하여 건강섬유로서 널리 사용된다.The present invention comprises the steps of preparing a pellet by extruding a mixture of 85 to 93% by weight of polyvinyl chloride resin, 5 to 10% by weight of heat stabilizer, 1 to 3% by weight of lubricant and 1 to 2% by weight of antioxidant; Heat-melting the pellets at 150 to 220 ° C. to spin through a spinneret having a diameter of 0.2 to 0.6 mm to produce undrawn yarn; Spin-drawing the undrawn yarn to have a fineness of 2 to 10 deniers and treating the stretched filament yarn through an interlacing process; And it provides a method for producing a polyvinyl chloride fine yarn and a processed yarn prepared therefrom comprising the step of winding the treated filament yarn. Fabric products produced using polyvinyl chloride processed yarn prepared by the manufacturing method according to the present invention is widely used as a health fiber with excellent anion generation, antibacterial and heat retention.
기능성 폴리염화비닐 세사, 가공사, 건강섬유Functional polyvinyl chloride yarn, processed yarn, health fiber
Description
본 발명은 의류 및 침장류에 사용되는 기능성 폴리염화비닐 세섬도 필라멘트사 (세사) 및 그로부터 처리된 가공사의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리염화비닐 수지를 기본으로 한 펠렛으로부터 용융방사단계, 연신단계 및 인터레이스단계를 거쳐 폴리염화비닐 세사를 제조하는 방법 또는 이렇게 제조된 폴리염화비닐 세사로부터 폴리염화비닐 가공사를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing functional polyvinyl chloride fine fine filament yarn (cesa) and a processed yarn treated therefrom, which are used in clothing and acupuncture, and more specifically, a melt spinning step from pellets based on polyvinyl chloride resin, It relates to a method for producing a polyvinyl chloride fine yarn through the stretching step and the interlacing step or a method for producing a polyvinyl chloride processed yarn from the polyvinyl chloride fine yarn thus produced.
폴리염화비닐 섬유 제조분야에 있어서 대표적인 기업인 일본의 데이진사와 프랑스의 로빌사의 경우, 용매를 이용한 건식방사법을 이용하여 상업적 규모로 단섬유를 제조하고 있는데, 상기 건식방사시의 속도는 일반적으로 100 ~ 500 m/min이다. 한편 건식방사법과 대비되는 습식방사법의 경우, 그 방사속도가 건식방사법에 비해서 1/10 정도에 불과하므로 폴리염화비닐 세사의 제조에 적합하지 못하다는 단점이 있다. 그러나 습식방사법을 적용하여 제조되는 토우사의 경우를 예로 들면, 방사조건상 방사구를 대량으로 설치하여 필라멘트를 생산하는 것이 보통이어서 그 생산량은 건식방사법을 적용한 공정에 비교하여 크게 떨어지지 않으므로 문제가 되 지 않는다.In the field of polyvinyl chloride fiber manufacturing, Teijin Co., Ltd. and Rovill Co., Ltd., France, manufacture short fibers on a commercial scale using a dry spinning method using a solvent. The speed of dry spinning is generally 100 to 100 ~. 500 m / min. On the other hand, in the case of wet spinning in contrast to dry spinning, the spinning speed is only about 1/10 of that of dry spinning, which is not suitable for the production of polyvinyl chloride fine yarn. However, in the case of Tosa manufactured by applying the wet spinning method, for example, it is common to produce filaments by installing a large number of spinnerets under the spinning conditions, and the production amount does not become a problem because it does not drop much compared to the dry spinning process. .
의류용 폴리염화비닐 세사를 제조함에 있어서, 습식 또는 건식방사를 이용하는 경우 그 섬도가 1.8 데니어까지의 단사를 제조할 수 있다고 알려져 있다. 건식방사법을 적용하여 제조된 폴리염화비닐 섬유의 경우 일반적으로 인장강도는 1.2 ~ 3.0 g/d이고 신도는 12 ~ 50 %를 나타내며 양모섬유 및 면섬유가 갖는 물성을 어느정도 공유하게 된다.In manufacturing polyvinyl chloride fine yarn for garments, when wet or dry spinning is used, it is known that the fine yarn up to 1.8 denier can be manufactured. In general, polyvinyl chloride fibers prepared by dry spinning have tensile strengths of 1.2 to 3.0 g / d, elongation of 12 to 50%, and share some of the properties of wool and cotton fibers.
한편 어망이나 인조모발에 사용되는 폴리염화비닐 섬유의 경우에는 용융방사법을 적용하여 제조되는데 단사기준으로 어망용의 경우 300 데니어 그리고 인조모발용인 경우 50 ~ 70 데니어의 섬도를 갖는다. 종래기술에 의하면, 용융방사법을 적용하여 인조모발용 폴리염화비닐 세사를 제조함에 있어서 섬도가 50 ~ 70 데니어인 제품을 제조할 수 있으며, 방사노즐과 연신비를 적절하게 조절함으로써 섬도가 대략 20 데니어인 단사를 절사없이 제조할 수 있다. 그러나 단사기준으로 20 데니어인 필라멘트사를 의류 및 침장류에 사용하는 것은 제직이나 편직공정에서 뿐만 아니라 가공사 제조단계에서부터 어려움이 존재한다. 왜냐하면 상기 섬유제품에 사용되기 위해서는 최소한 10 데니어 이하의 섬도를 갖는 필라멘트 세사가 필요하기 때문이다. 또한 원하는 최종용도에 적합한 섬유를 제조하기 위해서는 단사로부터 가공사로 처리하는 제조기술이 부가적으로 필요하게 된다. 일반적으로는 어망이나 인조모발용으로 사용되는 폴리염화비닐 필라멘트사를 위하여 적용되는 용융방사법을 이용할 경우 단사 기준으로 10 데니어 미만의 섬도를 획득하기 어렵지만, 섬유제조공정의 전과정에서 정교한 배합처방의 수립과 공정조건중 방사, 연신 및 권취 조건의 개선을 통해 용도에 맞는 세섬도의 필라멘트사의 제조가 가능하다. On the other hand, polyvinyl chloride fibers used for fishing nets or artificial hairs are manufactured by melt spinning method, and have a fineness of 300 deniers for fishing nets and 50 to 70 deniers for artificial hairs as a single yarn standard. According to the prior art, it is possible to produce a product having a fineness of 50 ~ 70 denier in the production of polyvinyl chloride fine yarn for artificial hair by applying the melt spinning method, single yarn having a fineness of approximately 20 denier by appropriately adjusting the spinning nozzle and the draw ratio Can be prepared without cutting. However, the use of filament yarn of 20 denier on single yarn basis for clothing and bedding has difficulties not only in the weaving or knitting process but also in the manufacturing process of the processed yarn. This is because a filament yarn having a fineness of at least 10 denier is required to be used in the textile product. In addition, in order to produce fibers suitable for the desired end use, a manufacturing technique for processing from single yarn to processed yarn is additionally required. In general, when the melt spinning method applied for polyvinyl chloride filament yarn used for fishing nets or artificial hair is difficult to obtain fineness of less than 10 denier on a single yarn basis, it is difficult to establish fine blending prescriptions and processes throughout the entire fiber manufacturing process. It is possible to manufacture the fine filament yarn of the fineness for the purpose by improving the spinning, stretching and winding conditions of the conditions.
한편 천연광석이나 은을 섬유제품에 응용함으로써 항균성과 항곰팡이 효과, 탈취, 전자파차단 및 음이온방출 효과가 크다고 알려져 있으며 현재 주로 직물의 코팅분야에 적용되고 있다. 그런데 이러한 코팅과는 달리, 천연광석 입자나 은 나노입자를 필라멘트 방사원료에 혼합시켜 필라멘트사를 제조할 수 있다면 그 직물은 상기 코팅직물과는 비교할 수 없을 정도로 기능성이 우수하여 고부가가치 섬유제품으로서의 활용이 가능하게 될 것이다. 그러나 방사단계에서 천연광석 입자 또는 은 나노입자 등의 기능성 첨가물을 혼합하여 사용하는 기술은 현재 폴리에스테르 필라멘트사 제조분야 외에는 실현되고 있지 못한 실정이다.On the other hand, by applying natural ore to textile products, it is known that antibacterial and antifungal effect, deodorization, electromagnetic wave blocking and anion emission effect are large and are mainly applied to the coating field of textiles. However, unlike these coatings, if the filament yarn can be manufactured by mixing natural ore particles or silver nanoparticles into the filament spinning material, the fabric is superior in functionality to that of the coating fabric, and thus utilized as a high value-added textile product. This will be possible. However, a technique of using a mixture of functional additives such as natural ore particles or silver nanoparticles in the spinning step is currently not realized outside the field of polyester filament yarn manufacturing.
필라멘트사에 은 나노입자가 200 ppm 이상 함유되어 있으면 항균성과 항곰팡이, 탈취 및 이온방출 특성이 있으며 3,000ppm 이상 함유하는 경우에는 전자파를 차단하기 시작하는 것으로 알려져 있다. 이와 같이 기능성 첨가물은 그 입자크기에 따라 나노급 입자는 섬유제조시 사용할 수 있으며 마이크로급 입자는 코팅직물에 사용되고 있다.If filament yarn contains more than 200 ppm of silver nanoparticles, it is known to have antimicrobial, anti-mold, deodorizing and ion-releasing properties. If it contains more than 3,000 ppm, it is known to start blocking electromagnetic waves. As such, the functional additives may be used in fabrication of nano-grade particles according to their particle size, and micro-grade particles are used for coating fabrics.
폴리염화비닐 섬유는 열전도성이 낮아 보온성이 좋고 음이온 대전성을 나타내기 때문에 류머티스 관절치료용 제품, 허리보호용 복대, 임산부복, 속옷 등 건강과 관련된 의류 및 매트리스 커버재나 배게 등 침장류에 널리 사용될 수 있다. 또한, 열수축이 크게 일어나는 것을 이용하여 타섬유와 혼방하면 실에 특수한 장식효과를 부여할 수 있으며 파일직물 제조에 이용할 수 있으며 내연성(LOI > 38)도 우수하여 커튼과 카펫 등과 같은 인테리어 제품에도 사용할 수 있다. 다른 섬유와는 달리 폴리염화비닐 섬유는 매끄럽고 유제에 의한 포합성(cohesiveness)이 떨어지는 단점이 있기 때문에 직물로 제조하기 위해 필라멘트사의 조밀하고 평행한 구조를 완화시켜 촉감향상과 더불어 신축성이 좋고 벌키하고 함기량이 많은 구조의 가공사가 필요하다. 상기 섬유제품에 응용할 수 있는 폴리염화비닐 섬유를 용융방사법을 적용하여 제조하기 위해서는 통상적으로 10 데니어 이하의 필라멘트 단사가 필요하다. 현재 용융방사법을 적용한 폴리염화비닐 섬유의 제조에 있어서 열안정제와 활제 등의 개발과 방사 및 연신조건의 개선을 통해서 단사 기준으로 20 데니어 정도의 필라멘트사를 상업적 규모로 생산할 수 있다. 그러나 용융방사시 열분해와 함께 탄화가 형성되는 문제점으로 인해서 더 이상의 세섬도를 갖는 폴리염화비닐 세사의 개발은 곤란한 실정이다. Because polyvinyl chloride fiber has low thermal conductivity and shows good thermal insulation and negative ion chargeability, it can be widely used in products related to rheumatism joints, waist protection bags, maternity clothing, underwear, and other health-related clothes and beddings such as mattress covers and pillows. . In addition, when heat shrink is used, it can be mixed with other fibers to give a special decorative effect to the yarn. It can be used to manufacture pile fabrics and has excellent flame resistance (LOI> 38) so that it can be used for interior products such as curtains and carpets. have. Unlike other fibers, polyvinyl chloride fiber has the disadvantage of being smooth and having low cohesiveness due to emulsion, so that the dense and parallel structure of filament yarn is alleviated to make the fabric, and the elasticity is good and bulky. There is a need for a highly skilled workman. In order to manufacture polyvinyl chloride fibers applicable to the textile products by applying the melt spinning method, filament yarns of 10 denier or less are usually required. In the production of polyvinyl chloride fiber using the melt spinning method, filament yarn of about 20 denier on a single yarn basis can be produced on a commercial scale through the development of heat stabilizers and lubricants and improvement of spinning and drawing conditions. However, due to a problem in that carbonization is formed with pyrolysis during melt spinning, it is difficult to develop polyvinyl chloride fine yarn having more fineness.
본 발명은 이러한 기술적 문제점에 착안하여 제안된 것이다. 본 발명은 폴리염화비닐의 탄화를 방지하면서 흐름성을 향상시킬 수 있는 원료배합기술, 방사, 연신 및 권취조건의 개선을 통해서 원하는 용도에 적합한 폴리염화비닐 세사의 제조가 가능함을 확인하고 이를 제안한 것이다. The present invention has been proposed in view of these technical problems. The present invention confirms and proposes that it is possible to manufacture a polyvinyl chloride fine yarn suitable for a desired use through improvement of raw material mixing technology, spinning, stretching and winding conditions which can improve flowability while preventing carbonization of polyvinyl chloride. .
또한 앞서 설명한 바와 같이 폴리염화비닐 섬유는 자체로 음이온발생과 항균성 및 보온성이 우수하여 건강섬유로서 탁월한 효능을 가지는 것으로 알려져 있으며 음이온이 발생하는 천연광석입자나 항균성 및 방취기능을 하는 은 나노입자가 추가로 혼합되면 폴리염화비닐 섬유의 효능에 관련하여 시너지 효과가 클 것으로 예상된다. 따라서 본 발명은 제조공정중 펠렛제조시에 은 나노입자나 천연광석 입자를 혼합시켜 음이온 방출성 및 항균성을 더 향상시켜 건강섬유로서의 역할을 충 분히 발휘할 수 있는 기능성 폴리염화비닐 세사 및 그 가공사의 제조방법을 제안하고자 한다.In addition, as described above, polyvinyl chloride fibers are known to have excellent effects as health fibers because they have excellent anion generation, antimicrobial properties, and thermal insulation, and natural ore particles that generate anions or silver nanoparticles that have antibacterial and deodorizing functions are added. When mixed with, it is expected that synergistic effect will be great with respect to the efficacy of polyvinyl chloride fibers. Therefore, the present invention is to prepare a functional polyvinyl chloride fine yarn and its processed yarn that can fully play a role as a health fiber by further mixing the silver nanoparticles or natural ore particles during the manufacture of the pellet during the manufacturing process to further improve the anion release and antibacterial properties I would like to suggest a method.
본 발명의 하나의 목적은 폴리염화비닐의 탄화를 방지하면서 흐름성을 향상시킬 수 있는 원료배합기술, 방사, 연신 및 권취조건의 개선을 통해서 원하는 용도에 적합한 폴리염화비닐 세사의 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for producing a polyvinyl chloride fine yarn suitable for the desired use through the raw material mixing technology, spinning, stretching and winding conditions can be improved while preventing the carbonization of polyvinyl chloride. will be.
본 발명의 다른 하나의 목적은 음이온 방출, 항균성, 내연성, 대전방지 및 보온성 등 다양한 기능성을 가지는 폴리염화비닐 세사 및 신축성과 촉감이 우수한 폴리염화비닐 가공사의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a polyvinyl chloride fine yarn having a variety of functionalities such as anion release, antibacterial, flame retardant, antistatic and warmth and a polyvinyl chloride processed yarn excellent in stretch and touch.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폴리염화비닐 수지 85 ~ 93 중량%, 열안정제 5 ~ 10 중량%, 활제 1 ~ 3 중량% 및 산화방지제 1 ~ 2 중량%의 혼합물을 압출하여 펠렛을 제조하는 단계; 상기 펠렛을 150 ~ 220 ℃로 가열용융하여 0.2 ~ 0.6 mm 구경의 방사구를 통해 방사하여 미연신사를 제조하는 단계; 상기 미연신사를 2 ~ 10 데니어의 섬도를 갖도록 스핀 연신하고 연신된 필라멘트사를 인터레이스 공정을 거쳐 처리하는 단계; 및 상기 처리된 필라멘트사를 권취하는 단계를 포함하는 폴리염화비닐 세사의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pellet by extruding a mixture of 85 to 93% by weight of polyvinyl chloride resin, 5 to 10% by weight of heat stabilizer, 1 to 3% by weight of lubricant and 1 to 2% by weight of antioxidant. Making; Heat-melting the pellets at 150 to 220 ° C. to spin through a spinneret having a diameter of 0.2 to 0.6 mm to produce undrawn yarn; Spin-drawing the undrawn yarn to have a fineness of 2 to 10 deniers and treating the stretched filament yarn through an interlacing process; And it provides a method for producing a polyvinyl chloride fine yarn comprising winding the treated filament yarn.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 상기 펠렛 제조단계에서 천연광석 입자 및 은 나노입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 기능성 첨가물을 추가로 혼합하여 폴리염화비닐 세사에 기능성을 부여할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, in the pellet manufacturing step, the functional additive selected from the group consisting of natural ore particles and silver nanoparticles may be further mixed to impart functionality to the polyvinyl chloride fine yarn.
여기서 상기 천연광석 입자는 1 ~ 40 미크론의 입경을 갖는 것이 바람직하고, 상기 은 나노입자의 경우 그 입경이 10 ~ 90 나노미터인 것이 바람직하다.Herein, the natural ore particles preferably have a particle size of 1 to 40 microns, and in the case of the silver nanoparticles, the particle size thereof is preferably 10 to 90 nanometers.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 앞서 설명된 제조방법에 의해 제조된 폴리염화비닐 세사를 핀가연기 또는 스터퍼박스법을 이용하여 가공사로 제조하는 방법을 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a polyvinyl chloride fine yarn produced by the manufacturing method described above to a processed yarn using a pin combustor or stuffer box method.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 폴리염화비닐 가공사를 이용하여 제조된 직물을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a fabric produced using the polyvinyl chloride processed yarn.
본 발명의 제조방법에 있어서, 방사에 이용되는 펠렛은 2가지 형태로 선택적으로 제조가능하다. 즉 폴리염화비닐 수지에 열안정제, 활제 및 산화방지제가 혼합한 펠렛을 이용할 수 있고, 한편으로 은 나노입자나 천연광석 입자 등의 기능성 첨가물이 추가로 혼합된 펠렛을 이용할 수도 있다. 기능성 첨가물이 추가로 혼합됨으로 인해서, 폴리염화비닐 섬유 본연의 기능에 더하여 음이온 방출성 및 항균성 등이 상승적으로 증진된다. 본 발명에서는 폴리염화비닐 수지를 기본으로 한 펠렛에 은 나노입자 또는 천연광석 입자를 80 ~ 100 ℃에서 분산시킴으로써 혼합하는데, 80 ℃ 이하에서 분산시킬 경우에는 혼련성이 떨어지며 100 ℃ 이상에서 분산시킬 경우에는 폴리염화비닐의 탄화를 방지할 수 없다.In the production method of the present invention, the pellets used for spinning can be selectively produced in two forms. That is, a pellet in which a polyvinyl chloride resin is mixed with a heat stabilizer, a lubricant, and an antioxidant can be used. On the other hand, a pellet in which functional additives such as silver nanoparticles and natural ore particles are additionally mixed can also be used. As the functional additives are further mixed, anion release and antimicrobial properties are synergistically enhanced in addition to the polyvinyl chloride fiber inherent function. In the present invention, it is mixed by dispersing silver nanoparticles or natural ore particles at 80 ~ 100 ℃ to pellets based on polyvinyl chloride resin, when it is dispersed below 80 ℃ kneading property is less than 100 ℃ It is not possible to prevent the carbonization of polyvinyl chloride.
본 발명에 있어서, 폴리염화비닐 수지는 백색 분말로서 당업계에서 용융방사법에 적용가능하다고 공지된 최적의 중합도를 갖는 성분을 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 그 함량에 있어서 전체 혼합물 기준으로 93 중량% 이상으로 사용하면 기능성 세사의 평활성과 작업성이 불량해지고 85 중량% 이하로 사용하면 강도와 신도 가 떨어져 원사가 쉽게 끊어지게 된다. 더욱 바람직하기로는 87 ~ 91 중량%의 폴리염화비닐 수지를 사용한다. In the present invention, the polyvinyl chloride resin may be optionally used as a white powder by arbitrarily selecting a component having an optimum degree of polymerization known in the art to be applicable to the melt spinning method. If the content is more than 93% by weight based on the total mixture, the smoothness and workability of functional fine yarns are poor, and if the content is less than 85% by weight, the yarn is easily broken because of its strength and elongation. More preferably, 87 to 91% by weight of polyvinyl chloride resin is used.
본 발명에 따른 열안정제 역시 당업계에 알려져 있는 성분을 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 유기주석계 또는 금속석금계 안정제를 사용한다. 기본적으로 안정제는 방사와 사가공시에 폴리염화비닐이 염소의 유리로 분해되어 열화되는 것을 방지하고 폴리염화비닐에 내열성을 부여하며 동시에 물성을 개선시키는 역할을 수행하는 것이다. 본 발명에서 안정제의 바람직한 함량은 전체 혼합물 기준으로 5 ~ 10 중량%이다. 상기 함량은 종래 인조모발용 원사 또는 어망용으로 사용되는 폴리염화비닐 섬유의 제조시에 비해서 과량이라고 할 수 있는데, 이는 본 발명에서 사용되는 방사기 노즐의 구경이 매우 작고 이러한 작은 구경의 방사기 노즐을 이용할 경우 방사과정에서 폴리염화비닐의 탄화가 발생될 우려가 크기 때문에 이를 방지하기 위해서 상대적으로 과량의 안정제가 투입될 필요가 있기 때문이다. The thermal stabilizer according to the present invention can also be used by appropriately selecting the components known in the art, preferably using an organic tin or metal tin stabilizer. Basically, the stabilizer is to prevent polyvinyl chloride from degrading and degrading into glass of chlorine during spinning and processing, to impart heat resistance to polyvinyl chloride and to improve physical properties. The preferred amount of stabilizer in the present invention is 5 to 10% by weight, based on the total mixture. The content can be said to be excessive compared to the production of polyvinyl chloride fibers used for yarns or fishing nets for conventional artificial hair, which is very small when the diameter of the spinneret nozzle used in the present invention is used and such a small diameter spinneret nozzle is used. This is because there is a high possibility that carbonization of polyvinyl chloride occurs during the spinning process, and a relatively excessive amount of stabilizer needs to be added to prevent this.
본 발명에서 활제는 당업계에 공지된 성분중에서 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위내에서 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 특히 왁스분말, 지방산 알콜 및 가공조제가 혼합된 성분을 사용하는 것이 바람직하며, 전체 혼합물 기준으로 1 ~ 3 중량%의 함량으로 혼합하는 것이 바람직하다.In the present invention, the lubricant may be appropriately selected and used within the range not impairing the effects of the present invention from components known in the art, and in particular, it is preferable to use a component in which a wax powder, a fatty alcohol and a processing aid are mixed. It is preferred to mix in an amount of 1 to 3% by weight based on the total mixture.
본 발명에서 산화방지제 역시 당업계에서 용융방사법을 적용한 폴리염화비닐 섬유의 제조분야에서 공지된 성분중 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 산화방지제는 가공후의 변색 및 가공단계에서의 산화를 방지하기 위하여 첨가되는 것으로서 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 전체 혼합물 기준으로 1 ~ 2 중량% 첨가되는 것이 바람직하다. Antioxidant in the present invention may also be used by appropriately selected from components known in the art of producing polyvinyl chloride fibers to which the melt spinning method is applied in the art. Antioxidant is added to prevent discoloration after processing and oxidation in the processing step, according to a preferred embodiment of the present invention is preferably added 1 to 2% by weight based on the total mixture.
한편 본 발명의 일실시예에 따르면 목적하는 색상을 발현하기 위해서 상기 방사원료에 안료를 혼합할 수 있다. 안료는 칼라펠렛 형태로 제조되어 방사시에 혼합될 수도 있고, 폴리염화비닐 수지 및 기타 첨가물과 함께 혼합될 수도 있다. 본 발명에서 안료는 전체 혼합물 기준으로 0.1 ~ 5.0 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, a pigment may be mixed with the radiation source to express a desired color. The pigment may be prepared in the form of color pellets and mixed at the time of spinning, or mixed with polyvinyl chloride resin and other additives. In the present invention, the pigment is preferably added in 0.1 to 5.0% by weight based on the total mixture.
본 발명에 있어서, 폴리염화비닐 세사를 제조하기 위해서는 기존의 방사기 노즐의 구경(>1.0mm)을 최소화하면 할 수록 바람직한데, 한편으로 방사기 노즐의 구경을 작게 하면 할수록 탄화가 조기에 발생된다는 문제를 피할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는, 0.2 ~ 0.6 mm 구경의 방사기 노즐을 사용하면서도 탄화를 방지하면서 장시간 방사할 수 있도록, 앞서 설명하였듯이 열안정제의 함량을 상대적으로 증량함과 아울러, 방사기 노즐의 구조를 개선하는 방법을 채용함으로써 종래기술과 동일한 수준 이상의 작업성을 확보할 수 있도록 하였다. 극한의 섬도를 갖는 폴리염화비닐 세사를 제조하기 위하여 방사기 노즐의 구경을 0.2 mm 미만으로 설정할 경우에는 장시간 방사시에 폴리염화비닐의 탄화현상을 방지할 수 없어서 방사성이 불량하므로, 상기 방사기 노즐의 구경범위는 본 발명의 효과를 발휘하기 위한 최적의 범위에 속한다. In the present invention, in order to manufacture polyvinyl chloride fine yarn, it is preferable to minimize the aperture size (> 1.0mm) of the existing spinneret nozzle, while on the other hand, the smaller the diameter of the spinneret nozzle, the earlier carbonization occurs. can not avoid. In order to solve this problem, in the present invention, while using a radiator nozzle having a 0.2 ~ 0.6 mm diameter, as described above, the amount of the thermal stabilizer can be relatively increased, and the structure of the radiator nozzle can be used to radiate for a long time while preventing carbonization. By adopting a method to improve the to ensure the workability of the same level as the prior art. In order to manufacture polyvinyl chloride fine yarn having extreme fineness, when the diameter of the radiator nozzle is set to less than 0.2 mm, the carbonization of polyvinyl chloride cannot be prevented during prolonged spinning, so the radioactivity is poor. The range is in the optimum range for achieving the effect of the present invention.
본 발명의 제조방법에 따르면 앞서 설명한 조성을 갖는 혼합물을 압출하여 제조된 펠렛을 150 ~ 220 ℃로 가열용융하여 0.2 ~ 0.6mm 구경의 방사구를 통해 원 형 또는 이형단면을 갖는 미연신사를 방사한 후, 스핀 연신법을 통해서 연신비 2.0 ~ 4.0로 직연신한다. 직연신 방식을 채택하면 습열 또는 건열연신방식에 비해서 연신비를 높일 수 있어서 원하는 섬도를 갖는 세사의 제조에 보다 용이하며 한편으로 공정경제적으로도 유리하다. 본 발명의 일실시예에 따르면 스핀 연신을 이용한 직연신을 통해서 수득된 미연신사의 섬도가 2 ~ 10 데니어가 되는 것이 바람직하다.According to the manufacturing method of the present invention, the pellets prepared by extruding the mixture having the composition described above are heated and melted at 150 to 220 ° C., and then spun undrawn yarn having a circular or shaped cross section through a spinneret having a diameter of 0.2 to 0.6 mm. Direct stretching is performed at a draw ratio of 2.0 to 4.0 through spin drawing. Adopting the direct drawing method can increase the draw ratio compared to the wet heat or dry heat drawing method, it is easier to manufacture a fine yarn having a desired fineness, and also advantageous in the process economics. According to one embodiment of the present invention, the fineness of the undrawn yarn obtained through the straight drawing using spin drawing is preferably 2 to 10 deniers.
용융방사법을 이용한 폴리염화비닐 섬유 제조에 있어서, 방사된 미연신사의 유동성을 증대시켜 원활한 방사성을 확보하기 위해서 노즐 직하부에 보온통을 설치하는 것이 일반적인데, 본 발명의 경우 상기 보온통의 온도는 200 ~ 250 ℃로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 설정된 보온통의 온도범위는 방사와 동시에 연신단계가 수행되므로 미연신사 제조공정에 비해 연신온도가 높게 설정되어야 하기 때문이다.In the production of polyvinyl chloride fiber using the melt spinning method, it is common to install a thermos directly under the nozzle in order to increase the fluidity of the unstretched yarn and to ensure smooth spinning, in the case of the present invention, the temperature of the thermos is 200 ~ It is preferable to keep it at 250 degreeC. This is because the temperature range of the thermostat is set to be higher than the non-drawn yarn manufacturing process because the stretching step is performed simultaneously with the spinning.
본 발명에 따르면, 연신된 필라멘트사는 권취단계 이전에 인터레이스 공정을 거친다. 인터레이스 공정은 가공사 제조시 또는 가연사를 제조할 때 필라멘트 상호간의 포합성을 위해서 필요한 공정이다. 공기압에 의한 인터레이스 공정을 거치지 않은 필라멘트사는 가공사 제조시 해사되면서 사절이 일어나 권취가 불가능하게 된다. 인터레이스 공정에서는 4 ~ 5 kg/cm2 의 공기압을 적용하는 것이 바람직하다. 상기 공기압의 범위는 인터레이스 공정의 효과를 극대화할 수 있는 최적의 범위로서 공기압이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 현저한 인터레이스 효과를 기대할 수 없다. According to the invention, the drawn filament yarn undergoes an interlacing process before the winding step. The interlace process is a process necessary for incorporation of filaments with each other in the manufacture of processed yarns or in the production of false twisted yarns. The filament yarn which has not undergone the interlacing process by pneumatic pressure is dismantled during the manufacture of the processed yarn, so that it is impossible to wind up due to trimming. In the interlacing process, it is preferable to apply an air pressure of 4 to 5 kg / cm 2 . The range of the air pressure is an optimal range for maximizing the effect of the interlacing process, and when the air pressure is out of the range, a remarkable interlacing effect cannot be expected.
인터레이스 공정을 거친 필라멘트사는 300 ~ 500 m/min의 권취속도하에서 보빈에 의해 권취된다.The interlaced filament yarns are wound by bobbins at a winding speed of 300 to 500 m / min.
이상의 공정단계를 거쳐 제조된 폴리염화비닐 세사의 인장강도는 1.8 ~ 2.2 g/d이고, 신도는 30 ~ 38 %이다. 본 발명에 따라 제조된 폴리염화비닐 세사는 정교하게 수립된 배합처방과, 적절하게 개선된 방사, 연신, 인터레이스 및 권취단계를 수행함으로써 공정시에 사절빈도수가 낮으며 노즐면의 슬러지 발생이 크게 감소함은 물론 우수한 방사성을 나타낸다.The tensile strength of the polyvinyl chloride fine yarn produced through the above process step is 1.8 ~ 2.2 g / d, elongation is 30 ~ 38%. The polyvinyl chloride yarn produced according to the present invention has a low trimming frequency during the process and greatly reduces sludge generation at the process by performing a carefully formulated formulation and appropriately improved spinning, stretching, interlacing and winding steps. Of course, it shows excellent radioactivity.
본 발명에 따르면, 앞서 제조된 폴리염화비닐 세사의 신축성과 함기량을 향상시키고 필라멘트사의 단점을 개선하기 위해서 핀 가연기 또는 스터퍼박스법을 거쳐 가공사를 제조하고 그 가공사를 사용하여 제조한 직물을 제조하는 방법을 제공한다. According to the present invention, in order to improve the elasticity and the content of the polyvinyl chloride fine yarn prepared before, and to improve the disadvantages of filament yarn, to manufacture a processed yarn through a pin combustor or stuffer box method and fabrics manufactured using the processed yarn It provides a method of manufacturing.
이하 본 발명에 따른 기능성 폴리염화비닐 세사의 제조 공정을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the functional polyvinyl chloride fine yarn according to the present invention will be described in detail.
(펠렛 제조)(Pellet production)
폴리염화비닐 수지 85 ~ 93 중량%, 안정제 5 ~ 10 중량%, 활제 1 ~ 3 중량% 및 산화방지제 1 ~ 2 중량%를 90 ~ 140℃로 혼합하거나 또는 상기 혼합물에 은 나노입자나 천연광석 입자를 혼합한다. 상기 혼합수지는 150 ~ 200 ℃의 압출기에서 토출, 커팅하여 원형단면인 펠렛을 제조한다. 한편 경우에 따라 안료를 0.1 ~ 5.0 중량% 첨가할 수 있다.85 to 93% by weight of polyvinyl chloride resin, 5 to 10% by weight stabilizer, 1 to 3% by weight of lubricant and 1 to 2% by weight of antioxidant are mixed at 90 to 140 ° C or silver nanoparticles or natural ore particles Mix it. The mixed resin is discharged and cut in an extruder of 150 ~ 200 ℃ to produce a pellet having a circular cross section. Meanwhile, in some cases, 0.1 to 5.0 wt% of the pigment may be added.
(방사, 연신, 인터레이스 및 권취) (Spinning, stretching, interlacing and winding)
상기 펠렛을 150 ~ 220 ℃로 가열된 압출기 (방사기)에 투입하여 0.2 ~ 0.6 mm 구경의 방사구를 통해 방사하고 동시에 2 ~ 4배 연신하며, 공기압 4 ~ 5 kg/cm2 을 적용한 인터레이스 공정을 거쳐 원형단면과 이형단면의 폴리염화비닐 세사를 권취한다.The pellet was put into an extruder (spinning machine) heated to 150-220 ° C. and spun through a spinneret with a diameter of 0.2-0.6 mm, and stretched 2-4 times at the same time. The interlacing process was applied with air pressure of 4-5 kg / cm 2 . After that, the polyvinyl chloride fine yarn of the circular section and the release section is wound up.
(가공사 제조 및 직물 제작) (Processing and Fabrication)
스터퍼박스법과 핀 가연법을 이용하여 80 ~ 130 ℃에서 150 ~ 200 m/min 사속으로 가공사를 제조하며 인터레이스 갯수를 100 ` 150 회/m로 한다. 횡편기를 사용하여 편직하였으며 12 게이지를 사용하였다. 직물 시편의 크기는 100 ×200 cm로 한다.Using the stuffer box method and the pin flamming method, machined sand is manufactured at a speed of 150 ~ 200 m / min at 80 ~ 130 ℃ and the number of interlace is 100 `150 times / m. Knitting was done using a flat knitting machine and 12 gauges were used. Fabric specimens shall be 100 × 200 cm in size.
이하 실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples.
[실시예 1]Example 1
폴리염화비닐 분말로서 PVC 9200 g과 유기주석계/금속석금계 열안정제 530 g, 활제로서 왁스분말 50 g, 지방산 알콜 70 g 및 스테아린산 50 g 그리고 산화방지제 100 g을 믹서에 넣은 후, 90 ~ 140 ℃에서 혼합 교반하고, 이를 150 ~ 200 ℃로 유지된 압출기에 투입하여 용융시킨 후 토출 및 커팅하여 펠렛을 제조하였다. 상기 제조된 펠렛에 칼라펠렛을 50 g 혼합하고 직경 50 mm의 방사기에 공급한 다음, 0.3 mm 방사구를 통해 방사온도 150 ~ 220 ℃에서 방사한 직후에 3.0배로 연신하였다. 이때 5 kg/cm2의 공기압하에서 인터레이스 공정을 처리하여 폴리염화비닐 필라멘트사 세사 (5d/f)를 권취한 다음, 스터퍼박스법과 핀가연법을 이용하여 110 ℃에서 150 m/min로 가공사를 제조하고 편직 (12게이지)하였다. 이온측정은 에어이온카운터 (air ion counter ; FISA사 제품)를 이용하여 측정하며 빗으로 직물 표면을 마찰한 직후, 시편의 음이온을 측정하였고 초기값을 선택하였다. 항균성은 KS K0693을 기준으로 staphylococcus aureus와 klebsiella pneumoniae 공시균 2종류에 대해 측정하였다. 9200 g of PVC as a polyvinyl chloride powder, 530 g of an organotin / metal-platinum thermal stabilizer, 50 g of wax powder as a lubricant, 70 g of fatty alcohol and 50 g of stearic acid, and 100 g of antioxidant, were put into a mixer, and then 90 to 140 ° C. After mixing and stirring, it was put into an extruder maintained at 150 ~ 200 ℃ to melt and discharged and cut to prepare a pellet. 50 g of the color pellets were mixed into the prepared pellets, fed to a spinning machine having a diameter of 50 mm, and stretched by 3.0 times immediately after spinning at a spinning temperature of 150 to 220 ° C. through a 0.3 mm spinneret. At this time, the interlacing process is carried out under an air pressure of 5 kg / cm 2 to wind the polyvinyl chloride filament yarn fine yarn (5d / f), and then the processed yarn is processed at 110 m and 150 m / min using a stuffer box method and a pin flame method. Made and knitted (12 gauge). Ion measurement was performed using an air ion counter (FISA), and immediately after rubbing the fabric surface with a comb, the anion of the specimen was measured and an initial value was selected. Antimicrobial activity was measured against two strains of staphylococcus aureus and klebsiella pneumoniae based on KS K0693.
[실시예 2]Example 2
실시예 1에서 0.3 mm 방사구 대신에 0.4 mm 방사구를 통해 와이형 필라멘트사를 10 d/f로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 폴리염화비닐 가공사와 직물을 제조하였다.The polyvinyl chloride processed yarn and the fabric were manufactured under the same conditions as in Example 1, except that the wired filament yarn was manufactured at 10 d / f through a 0.4 mm spinneret instead of a 0.3 mm spinneret.
[실시예 3]Example 3
폴리염화비닐 분말로서 PVC 9100 g, 콜로이드상의 은 나노입자 100 g과 유기주석계/금속석금계 열안정제 530 g, 활제로서 왁스분말 50 g, 지방산 알콜 70 g 및 스테아린산 50 g 그리고 산화방지제 100 g을 배합처방으로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 폴리염화비닐 가공사와 직물을 제조하였다.As a polyvinyl chloride powder, 9100 g of PVC, 100 g of colloidal silver nanoparticles, 530 g of organotin / metal-platinum thermal stabilizer, 50 g of wax powder as lubricant, 70 g of fatty alcohol and 50 g of stearic acid, and 100 g of antioxidant Except for prescription, polyvinyl chloride processed yarn and fabric were manufactured under the same conditions and methods as in Example 1.
[실시예 4]Example 4
은 나노입자 대신에 천연광석 입자 100 g을 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 3에서와 동일한 조건과 방법으로 폴리염화비닐 가공사와 직물을 제조하였다.A polyvinyl chloride processed yarn and a fabric were manufactured under the same conditions and methods as in Example 3 except that 100 g of natural ore particles were mixed instead of silver nanoparticles.
[비교실시예 1]Comparative Example 1
20수 면사로 면니트 (16게이지)를 제조하여 음이온과 항균성을 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 측정하였다. Cotton knit (16 gauge) was manufactured from 20 cotton yarns, and anion and antimicrobial properties were measured under the same conditions and methods as in Example 1.
상기 실시예 및 비교실시예에서 제조된 폴리염화비닐 가공사의 물성시험 결과를 표 1에 나타내었다.
Table 1 shows the physical property test results of the polyvinyl chloride processed yarns prepared in Examples and Comparative Examples.
[표 1]TABLE 1
상기 표 1에서 보듯이, 용융방사법을 이용하여 폴리염화비닐 세사를 효과적으로 방사할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한 강도 및 신도 등의 물성도 기존 건식방사에 의한 제품에 비해 오히려 우수한 원형 및 이형의 필라멘트의 제조가 가능하였다. As shown in Table 1, it can be seen that it is possible to effectively spin the polyvinyl chloride fine yarn using the melt spinning method. In addition, the physical properties such as strength and elongation, it was possible to manufacture the filament of excellent circular and mold release rather than the product by the conventional dry spinning.
기능성 섬유로서의 특성으로 음이온 및 양이온이 발생하는데 실시예 1 및 2의 경우에 음이온의 발생량이 양이온의 발생량보다 3배 이상 많아 건강섬유로서의 가치가 매우 클 것으로 예상된다. 여기에 은 나노입자나 천연광석 입자를 투입한 실시예 3 및 4의 경우에는 음이온 발생량을 더 높이는 것으로 확인되었다. 또한 항균성은 폴리염화비닐 섬유 자체로 매우 우수하다는 사실을 알 수 있다. 한편 비교실시예에 따른 면섬유는 음이온과 양이온의 발생량이 상호 유사하므로 건강섬유로서의 사용이 불가능할 뿐더러 항균성 또한 없는 것으로 확인되었다.Anion and cation are generated due to the characteristics of the functional fiber. In the case of Examples 1 and 2, the amount of anion is expected to be very high as the health fiber because the amount of anion is more than three times greater than the amount of cation. In the case of Examples 3 and 4 in which silver nanoparticles or natural ore particles were added thereto, it was confirmed to further increase the amount of negative ions generated. It can also be seen that the antimicrobial properties are very good with polyvinyl chloride fiber itself. On the other hand, the cotton fiber according to the comparative example was confirmed that not only can not be used as a health fiber and also antibacterial because the generation amount of anion and cation are similar to each other.
본 발명에 따른 제조 방법은, 배합처방을 포함하는 공정의 전체 단계를 정교하게 설계함으로써 용융방사법을 이용한 폴리염화비닐 세사의 제조를 가능하게 하였으며, 제조된 세사는 음이온 발생 및 항균성 등 기능성이 매우 우수하여 건강섬유로서 여러 가지 용도로 사용이 가능하다.The manufacturing method according to the present invention enables the production of polyvinyl chloride fine yarn using melt spinning by precisely designing the whole step of the process including the compounding prescription, and the manufactured fine yarn has excellent functionality such as anion generation and antibacterial activity. As a health fiber, it can be used for various purposes.
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