KR101241733B1 - 700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재 - Google Patents

700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재 Download PDF

Info

Publication number
KR101241733B1
KR101241733B1 KR1020110024389A KR20110024389A KR101241733B1 KR 101241733 B1 KR101241733 B1 KR 101241733B1 KR 1020110024389 A KR1020110024389 A KR 1020110024389A KR 20110024389 A KR20110024389 A KR 20110024389A KR 101241733 B1 KR101241733 B1 KR 101241733B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
manufacturing
sea
fiber
nanofilament
Prior art date
Application number
KR1020110024389A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120106334A (ko
Inventor
박상원
김재호
김희동
Original Assignee
성안합섬주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성안합섬주식회사 filed Critical 성안합섬주식회사
Priority to KR1020110024389A priority Critical patent/KR101241733B1/ko
Publication of KR20120106334A publication Critical patent/KR20120106334A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101241733B1 publication Critical patent/KR101241733B1/ko

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/36—Matrix structure; Spinnerette packs therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/02—Spinnerettes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은, 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~ 200배이고, 용융 방사온도는 220~270℃이고, 퀀칭온도는 13~ 18℃, 방사구금은 사각형이며 방사구금의 수는 3,000 ~ 4,000홀/m로서 용융 방사속도는 4,000~6,000m/min이며, 상기 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 상기 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~150배이며 상기 해성분 이용성 폴리머 대비 도성분 섬유형성 폴리머의 중량비가 10~40 중량%: 60~90중량%로써, 상기 폴리머는 폴리에스터, 나일론, 코폴리에스터, 올레핀 및 스티렌계로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택 것을 특징으로 하는 700 ~ 800nm 나노필라멘트 장섬유 제조방법 및 이러한 제조방법에 의해 제조된 장섬유 및 직물에 관한 것이다.

Description

700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재{700㎚ Fiber filament Manufacturing Method, Filament and Fiber Filament thereof}
섬유 한 가닥의 직경이 1~100nm인 것을 nano-fiber라고 한다. 구체적으로 살펴보면, 섬유 한 가닥의 직경이 0.1~1㎛의 섬유를 angstrom(A)-fiber, 1~100nm 의 것을 nano-fiber, 100~1000nm(0.1~1㎛)의 것을 submicron-fiber, 1000~10000nm(1~10㎛)의 것을 Dicron size fiber혹은, micro fiber라고 부른다.
따라서, nano-fiber라고 하는 것은, 직경의 굵기가 1~100nm이고 길이가 직경의 100배 이상의 섬유상물질이라고 정의 할 수 있다. 특별히, angstrom 크기의 직경을 가진 섬유를 고분자 사슬(넓은 의미로 고분자쇄)라 부르고, sub micron 크기와 micron 크기의 섬유를 micro-fiber, 수십㎛ 이상의 직경을 가진 섬유를 실용섬유라고 부르고 있다.
통상적으로 나노섬유를 제조하는 방법은 4가지로 분류된다. 첫째는 멜트블로운 방법으로 알려진 부직포 제조방법이다. 멜트블로운 제조방법은 용융 점도가 극히 낮은 섬유형 성능을 가지는 용융압출기를 이용하여 압출하고 이에 고온, 고압의 공기 제트를 분사시키면서 방사하여 고분자가 일축 연신되면서 수집도어 얻어지는 방법이다. 두 번째 방법은 플래쉬 방사법으로, 이는 섬유형 성능을 가지는 고분자를 용매에 용해시키고 이를 방사하되, 방사되면서 상분리가 일어나도록 유도하는 방법이다. 세 번째 방법은 전기방사에 의한 방법이다. 전기방사법은 생산성이 낮고, 제조된 나노섬유의 기계적 물성이 취약하여 주목 받지 못하다가 최근에 미국, 일본을 중심으로 그 용도가 개발되고 있다. 네 번째 방법인 해도형 복합방사방법은 나노섬유를 제조하는 방법중 가장 안정적인 방법으로 폴리에틸렌 테레트탈레이트(PET)기준으로 0.01 denier급까지 상용화 되어 있다. 해도형 복합 방사 방법은 이용출성 해(海 ) 성분 폴리위에 최종적으로 초 극세사 필라멘트의 다발이 되는 도(島) 성분 폴리머를 심는 방법이다.
기후 온난화에 따른 구조적인 담수 부족 및 환경오염 등으로 인하여 여과막을 통한 수자원 활용의 중요성이 높아졌다. 오염 및 폐수용 필터는 금속망 또는 섬유망 직물 여재로 제작될 수 있는데, 필터용 섬유망 직물 여재는 압력 손실의 편차가 심하며, 자체 강도가 낮아 형태 변형이 발생하며 내구성이 약한 단점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~ 200배이고, 용융 방사온도는 220~270℃이고, 퀀칭온도는 13~ 18℃, 방사구금은 사각형이며 방사구금의 방사수의 수는 3,000 ~ 4,000홀/m2이고 방사속도는 4,000~6,000m/min인 것을 특징으로 하는 700 ~ 800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트를 제조방법인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폴리머들은 폴리에스터, 나일론, 코폴리에스터, 올레핀 및 스티렌계로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택되는 것을 특징으로 하는 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 상기 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~150배인 것을 특징으로 하는 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해성분 이용성 폴리머 대비 도성분 섬유형성 폴리머의 중량비가 10~40 중량%: 60~90중량%인 것을 특징으로 하는 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 제조방법에 의해 제조된 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 및 이를 이용한 수처리 필터용 직물여재인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 700nm급 고강도 수처리용 해도형 나노필라멘트를 제조하여 압력손실의 편차를 감소시키고 강도를 높여 내구성을 향상시켜서 사용수명을 보다 연장시킴으로써 잦은 교체에 따른 비용 부담을 감소시키고 생산성의 향상 및 제조비 절감효과를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 700nm-800nm급 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법은, 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~ 200배이고, 용융 방사온도는 220~270℃이고, 퀀칭온도는 13~ 18℃, 방사구금은 사각형이며 방사구금의 방사수의 수는 3,000 ~ 4,000홀/m2이고 방사속도는 4,000~6,000m/min인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 '700nm-800nm급 고강도 수처리용 나노필라멘트'는 700nm-800nm의 굵기를 갖는 고강도 수처리용 나노필라멘트를 의미하는 것으로 정의된다.
본 발명에 따른 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법에 있어서, 상기 폴리머들은 폴리에스터, 나일론, 코폴리에스터, 올레핀 및 스티렌계로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법에 있어서, 상기 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 상기 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~150배인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법에 있어서, 상기 해성분 이용성 폴리머 대비 도성분 섬유형성 폴리머의 중량비가 10~40 중량%: 60~90중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 700-800nm급 고강도 수처리용 나노필라멘트는 상술한 제조 방법 중의 어느 하나에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 700-800nm급 고강도 수처리용 나노필라멘트를 이용한 필터용 직물여재는 상술한 제조 방법 중의 어느 하나에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술에 의해 더욱 명확하게 될 것이다. 먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.
현재 이용되는 해도형 필라멘트의 구성은 주로 폴리에스터나 나일론, 또는 코폴리에스터를 이용하여 복합방사법으로 섬유를 제조한다. 해(海)성분은 주로 도(島)성분보다 융점이 낮고 용출하기 쉬운 소재를 배열한다. 즉, 폴리에스터와 나일론 조합에서는 폴리에스터가 도성분으로 작용하고 폴리에스터와 코폴리에스터 조합에서는 폴리에스터가 도성분, 코폴리에스터와 나일론 조합에서는 나일론이 도성분으로 이용된다. 해도형 필라멘트는 후공정에서 용출하면서 섬유의 극세화를 실시하기 때문에 특히, 원료의 복합비가 중요하다. 즉, 섬유를 구성하는 해성분과 도성분 중에서 해성분은 용출공정에서 용제에 의해 완전 제거되고, 남은 도성분이 극세화되므로, 가능한 낮은 비율을 유지하는 것이 여러면에서 유리하다.
나노필라멘트의 분리를 위해 海/島 복합체로부터 島부분을 알칼리 용액을 이용하여 용해시키는 것이 중요하다. 즉, 폴리머의 海부분이 島부분에 비해 빠르게 용해되어야 하는 것이 관건이다. 만약, 동 용해속도가 빠르지 못하면 중심지역의 海부분은 그대로 남아있기 때문에 나노섬유는 완벽히 분리되지 못한다.
알칼리 용액을 통한 20개 海/島부분의 분리거동을 관찰한 결과, 섬유의 표면에서 중심부방향으로 알칼리 용액이 침투하는 모습을 보였다. 동 분리거동에 따르면, 海부분의 폴리머 개발에 있어서 알칼리 용액의 용해속도가 중요하다.
1가닥내에 300개(10겹)의 해/도 부분이 존재하고, 필라멘트의 직경이 700n~800nm이며, 해/도의 비율이 30-70%인 경우 해부분 폴리머의 용해속도를 추정한 결과가 해도 부분의 용해속도비가 100-200배인 경우가 가장 효과적이다. 즉, 해도부분의 용해속도비가 100-200배인 경우는 컨쥬게이트 필라멘트 중심 내부 해(海)부분의 폴리머가 잔존하지 않고 도(島) 부분의 용해비율2% 정도로 우수하다. 해도부분의 용해속도비가 100배 미만인 경우는 해부분의 폴리머가 10%이상 잔존하게 되고, 용해속도비가 200배 이상인 경우는 도 부분의 용해비율이 5%이상이 된다.
용용방사온도는 220~270℃이고, 퀀칭 에어온도는 13~ 18℃의 범위가 가장 적합하다. 방사온도 220℃ 미만인 경우에는 온도가 너무 낮아 안정된 용융상태가 되기 어렵고, 얻어진 섬유의 얼룩이 커지며 또 만족할 수 있는 강도, 연신도를 나태내지 않게 된다. 또 방사온도가 270℃이상인 경우는, 열분해가 격렬해지고, 얻어진 실은 착색되며 또 만족할 수있는 강도를 나타내지 않는다. 퀸칭 에어온도는 13℃미만인 경우와 18℃이상인 경우는 얻어진 실의 강도 및 연신도가 낮아지므로 퀸칭 에어온도는 13~ 18℃가 가장 적합하다.
방사구금의 형상이 원형 방식(tube cop)이 아닌 사각형 방식(rectangular)으로 종래의 방식인 원형방식에 비해 유효면적이 넓고 방사구금의 수에 대한 제한성이 적으며, 균제도가 우수하여 생산성면에서 유리한 특징이 있다. 본 발명의 방사구금의 방사수의 수는 3000~4,000 holes/m2 인 경우 균제도 및 생산성 면에서 가장 우수한 효과를 보였다.
방사속도는 4000m/min ~ 6000m/min인 경우가 작업의 안정성과 균일한 품질의 섬유상 필라멘트를 제조하는데 유리하다. 4,000m/min이하이거나 6,000m/min이상인 경우는 섬유상 필라멘트의 강도 및 연신도가 균일하지 않은 문제가 발생한다.
상기의 제조방법중 하나의 방법으로 제조된 섬유상 필라멘트로 수처리용 필터에 사용되는 직물여재를 만들 수 있다. 수처리용 필터로 사용되기 위해서는 압력 손실의 편차가 작아야, 자체 강도가 낮아 형태 변형이 발생되지 않아서 내구성이 강해야 한다. 상기의 필라멘트 제조방법으로 사용된 직물여재의 경우, 내구성이 강해서 수처리용 필터로 사용가능하다.

Claims (6)

  1. 700~800nm 나노필라멘트 장섬유 제조방법에 있어서,
    도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~ 200배이고, 용융 방사온도는 220~270℃이고, 퀀칭 에어온도는 13~ 18℃, 방사구금은 사각형이며 방사구금의 방사수의 수는 3,000 ~ 4,000홀/m2이고 방사속도는 4,000~6,000m/min인 것을 특징으로 하는 700 ~ 800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머들은 폴리에스터, 나일론, 코폴리에스터, 올레핀 및 스티렌계로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택되는 것을 특징으로 하는 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도(島)성분 섬유형성 폴리머 대비 상기 해(海)성분 이용성 폴리머의 용출속도가 100배 ~150배인 것을 특징으로 하는 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 해성분 이용성 폴리머 대비 도성분 섬유형성 폴리머의 중량비가 10~40 중량%: 60~90중량%인 것을 특징으로 하는 700~800nm 고강도 수처리용 나노필라멘트 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020110024389A 2011-03-18 2011-03-18 700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재 KR101241733B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110024389A KR101241733B1 (ko) 2011-03-18 2011-03-18 700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110024389A KR101241733B1 (ko) 2011-03-18 2011-03-18 700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120106334A KR20120106334A (ko) 2012-09-26
KR101241733B1 true KR101241733B1 (ko) 2013-04-02

Family

ID=47113060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110024389A KR101241733B1 (ko) 2011-03-18 2011-03-18 700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101241733B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103409878A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 苏州龙杰特种纤维股份有限公司 一种新型复合纺丝布料及其制备工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100192656B1 (ko) 1996-12-31 1999-06-15 한형수 초극세 복합섬유의 제조방법
KR100222519B1 (ko) 1997-07-22 1999-10-01 한형수 초극세 폴리에스테르사의 제조방법
US20070196649A1 (en) * 2004-03-30 2007-08-23 Mie Kamiyama Island-in-sea type composite fiber and process for producing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100192656B1 (ko) 1996-12-31 1999-06-15 한형수 초극세 복합섬유의 제조방법
KR100222519B1 (ko) 1997-07-22 1999-10-01 한형수 초극세 폴리에스테르사의 제조방법
US20070196649A1 (en) * 2004-03-30 2007-08-23 Mie Kamiyama Island-in-sea type composite fiber and process for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120106334A (ko) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107385683B (zh) 一种无纺过滤介质及其制备方法和用途
Zhou et al. Manufacturing technologies of polymeric nanofibres and nanofibre yarns
US7431869B2 (en) Methods of forming ultra-fine fibers and non-woven webs
CN103981593B (zh) 一种聚乙烯醇熔纺超细纤维的制备方法
JP5272229B2 (ja) 分割型複合繊維、その集合体および該分割型複合繊維を用いた繊維成形体
KR101758204B1 (ko) 나노섬유 기반 복합 가연사 및 그의 제조방법
CN110438666B (zh) 一种复合熔喷无纺布及其制备方法
KR20060130193A (ko) 해도형 복합섬유 및 그 제조방법
WO2007112443A2 (en) Micro and nanofiber nonwoven spunbonded fabric
CN102277690B (zh) 一种亲水基布及其制造方法
CN101498059A (zh) 一种异形复合纤维及其制造方法
KR101241733B1 (ko) 700㎚ 필라멘트의 제조방법, 필라멘트 및 이로 제작된 수처리 필터용 직물여재
JP2014101613A5 (ja) 極細繊維の製造方法
CN1287016C (zh) 超细旦聚氨酯短纤维
CN1282776C (zh) 超细旦聚氨酯长丝
KR20180127653A (ko) 고분자량 및 저분자량 미세 섬유와 ｔｐｕ 미세 섬유
JP7176850B2 (ja) 海島型複合繊維束
JP6221608B2 (ja) 海島複合繊維
JP7307143B2 (ja) 赤外放射に透明な基材、ならびにそれを生成し使用するシステムおよび方法
US20220136138A1 (en) Micro/nano-layered filaments
CN103789926A (zh) 一种海岛型纺粘长丝非织造材料及其制造方法
KR101294135B1 (ko) 나노 필라멘트를 이용한 수처리용 여과재
CN216400808U (zh) 一种pps复合非织造材料
JP7176886B2 (ja) 海島型複合繊維及び極細繊維束
KR101314061B1 (ko) 친환경 해도형 극세섬유 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
GRNT Written decision to grant
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160302

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170302

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180302

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200304

Year of fee payment: 8