KR101446622B1 - Multi-divisional hollow fiber, spinning nozzle having slit therefor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 분할 중공사, 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐 및 그를 이용한 다중 분할 중공사의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다중 분할 중공사는 열가소성 고분자 수지로 이루어진 중공사 내부의 중공이 2개 이상으로 분할되어, 3 내지 50%의 높은 중공율을 가지면서도 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않아 경량화와 볼륨감이 유지되면서, 기존 중공사 대비, 고경량, 고단열(보온), 고탄성, 고내구성이 구현된다. 나아가, 본 발명은 상기 다중 분할 중공사를 제공하기 위해 최적화된 슬릿을 설계하고 이를 이용하고 고속 또는 저속 연신공정에 의해 장섬유, 단섬유 또는 부직포 형태로 제조함으로써, 제조된 다중 분할 중공사는 단열재 등의 산업용 건축 섬유소재; 보온 및 쿠션용 침구류 및 소파, 인테리어 등의 생활용 섬유소재; 및 레저 및 스포츠용 등의 경량 보온 의류용 섬유 소재; 자동차, 항공기, 열차 등의 수송용 내외장재용의 경량, 보온, 단열 및 쿠션용도의 산업용 섬유소재로서 유용하다. The present invention relates to a spinning nozzle including a slit for forming a multi-split hollow fiber, a multi-split hollow fiber, and a method for manufacturing a multi-split hollow fiber using the same.
In the multi-part hollow fiber of the present invention, the hollow inside the hollow fiber made of the thermoplastic polymer resin is divided into two or more pieces, and the hollow section is easily deformed or deformed due to external force while having a high hollow ratio of 3 to 50% As volume maintains, high light weight, high thermal insulation (warmth), high elasticity, and high durability are realized compared to conventional hollow yarn. Furthermore, the present invention can be achieved by designing a slit optimized for providing the multi-segmented hollow fiber, and using the slit as a long fiber, short fiber or nonwoven fabric by a high-speed or low-speed stretching process, Industrial building textile materials; Bedding materials for thermal insulation and cushioning, and living fiber materials for sofa and interior; And textile materials for lightweight warm clothing such as leisure and sports; And is useful as an industrial textile material for lightweight, thermal insulation, heat insulation and cushion use for interior and exterior materials for transportation such as automobiles, airplanes and trains.
Description
본 발명은 다중 분할 중공사, 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐 및 그를 이용한 다중 분할 중공사의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열가소성 고분자 수지로 이루어진 중공사 내부의 중공이 2개 이상으로 분할되고, 높은 중공율을 가지도록 설계된 슬릿을 포함하는 방사노즐을 이용하여 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않는 다중 분할 중공사, 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐 및 그를 이용한 다중 분할 중공사의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a spinning nozzle including a slit for forming a multi-part hollow fiber, a multi-part hollow fiber, and a method for manufacturing a multi-part hollow fiber using the same, and more particularly, , And a slit for forming the multi-split hollow fiber yarn, wherein the hollow section is not easily crushed or deformed by an external force using a spinning nozzle including a slit designed to have a high hollow ratio, And a method for producing a multi-segmented hollow fiber using the same.
일반적으로 중공사는 내부에 기공을 가진 섬유로서, 동일 데니어를 가지는 일반 원사 대비 부피가 커서 볼륨감이 있을 뿐 아니라 중공부에 대한 무게 감소로 인한 비중 감소로 경량감을 느낄 수 있다. Generally, a hollow fiber is a fiber having an internal pore, and its volume is larger than a regular yarn having the same denier, so that it is not only a volume feeling but also a lightweight feeling due to a reduced weight due to weight reduction to a hollow portion.
또한, 중공부에 공기가 존재함으로써, 공기의 열전도율이 낮은 점을 이용하여 단열효과 및 보온효과를 구현할 수 있으며, 상대적으로 넓은 섬유 표면적으로 인해 섬유간의 수분의 흡수 및 건조가 빠른 특징을 갖고 있다.In addition, the presence of air in the hollow portion can realize a heat insulating effect and a warming effect by utilizing the low thermal conductivity of air, and has a feature of absorbing and drying moisture between fibers due to a relatively large fiber surface area.
이에, 중공사는 침구류, 인테리어 등의 생활용도와 레저와 스포츠용도의 의류 소재로 주목 받고 있으며, 중공구조를 가지고 있어 외력에 반발 또는 회복특성이 있어, 상대적으로 높은 반발탄성의 물성으로 인하여, 자동차 내장재 또는 인테리어 쿠션재 용도로 적용되고 있다.Accordingly, the hollow fiber has attracted attention as a living material such as bedclothes, interior, and garment material for leisure and sports use. Since it has a hollow structure and has a repulsive or restoring characteristic against external force and has relatively high rebound resilience, Interior or interior cushioning materials.
중공사의 제조방법은 복합방사 후 하나의 성분을 용해시켜 제거하는 방법과 비연결부를 가진 구금을 이용하여 구금 직하에서 방사용액을 융착시켜 원사내부에 공기를 포함하는 중공부가 형성되도록 고화시키는 방식으로 구분된다. The hollow fiber manufacturing method is classified into a method of dissolving and removing one component after the composite spinning and a method of fusing a spinning solution under the detente under a detente using a non-connected portion to solidify the hollow portion including air in the yarn do.
이에, 복합방사 후 하나의 성분을 용해시켜 제거하는 방법의 일례로서, 대한민국 공개특허 제2001-47525호는 폴리에스테르 또는 폴리아미드 수지로 구성되며, 섬유단면 상에 동심원 형태의 중공부가 5~100개 존재하고, 섬유단면적 대비 중공부 면적 비율이 35∼75중량% 이고, 단사섬도가 0.1∼6.0데니어인 것을 특징으로 하는 다중 중공섬유를 개시한다. 이때, 상기 다중 중공섬유는 알카리 이용해성 폴리머를 도성분으로 하고 폴리아미드 또는 폴리에스테르를 해성분으로 하여, 섬유단면상 상기 도성분들이 해성분 중에 동심원 형태로 5~100개 존재하도록 복합방사 및 연신하여 해도형 복합섬유를 제조한 후, 상기 해도형 복합섬유 중 도성분들을 알카리 수용액으로 용출하여 수득한다.Korean Patent Laid-Open No. 2001-47525 discloses a method of dissolving and removing one component after composite radiation, which comprises a polyester or polyamide resin, and has a hollow section of 5 to 100 concentric circles , Wherein the hollow fiber area ratio of the fiber cross-sectional area to the fiber cross-sectional area is 35 to 75 wt%, and the single fiber fineness is 0.1 to 6.0 denier. At this time, the multiple hollow fibers are produced by composite spinning and stretching such that the alkali-soluble polymer is used as a conductive component and the polyamide or polyester is used as a sea component and the above-mentioned conductive components are present on the cross- After the sea-island complex fibers are produced, the island components of the sea-island complex fibers are eluted with an aqueous alkaline solution.
또 다른 일례로 대한민국특허 제991729호에는 섬유단면상에 3개 이상의 알칼리 이용해성 폴리머인 용출성분(S)이 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 구조를 가지는 용출형 복합섬유를 가연한 후, 이를 사용하여 원단으로 제조하고, 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출형 복합섬유를 다중 중공사로 변형시켜 다중 중공사 원단을 제공한다. As another example, Korean Patent No. 991729 discloses a process for producing an elution-type conjugate fiber having a structure in which an eluting component (S), which is a three-or more alkali-soluble polymer, is dispersed and arranged on a fiber cross- Then, the fabric is used as a fabric and treated with an aqueous alkali solution to transform the elution-type conjugate fiber into a multi-hollow fiber, thereby providing multiple hollow fiber fabrics.
이상의 복합방사의 경우, 2성분 이상의 폴리머 중 한 성분을 용출해내는 방식의 경우, 용출해 내는 폴리머의 소비가 크고, 제조비용이 높으며, 용출공정을 거치기 때문에 가공비용이 많이 발생하는 단점이 있고, 용출형 폴리머 중 폴리에스테르 성분은 수산화나트륨과 같은 알칼리용액을 용출액으로 사용하기 때문에 환경오염의 문제도 있다.In the case of the composite spinning method described above, in the case of dissolving one component out of two or more components, there is a disadvantage in that the consumption of the polymer to be eluted is large, the production cost is high, Among the elution-type polymers, the polyester component uses an alkaline solution such as sodium hydroxide as an eluent, which is also a problem of environmental pollution.
중공사의 제조방법으로 또 다른 방법은 방사구금을 이용한 방법으로서, 대한민국특허 제963877호에는 열가소성수지의 방사용액을 방사구금을 통해 방사하여 이형단면 중공사를 제조할 때 C자형으로 구부러진 고리 모양이며 서로 동일한 크기를 갖는 3개의 C자형 슬릿들이 세잎클로버 형태로 균일한 각도로 배열되어 있는 방사구금을 사용한 이형단면 중공사를 보고하고 있다.Another method for producing a hollow fiber is a method using a spinneret. Korean Patent No. 963877 discloses a method for producing a hollow fiber by spinning a spinning solution of a thermoplastic resin through a spinneret to produce a hollow fiber having a C shape bent in a ring shape Three hollow C-shaped slits having the same size are arranged at uniform angles in the form of three-leaf clovers.
또한, 대한민국특허 제1123939호에 의하면, 중공사용 방사구금의 중공부가 삼각단면을 형성하도록 중공사형 방사구금을 설계하여 얻어진 중공사를 보고하고 있다. Korean Patent No. 1123939 discloses a hollow fiber obtained by designing a hollow fiber type spinneret so that the hollow portion of the hollow spinning spinneret forms a triangular cross section.
그러나, 일반적으로 중공사의 중공율이 높을수록 물성이 개선효과가 높아짐에 따라, 중공사의 중공율을 높이고자 연구가 진행되고 있으나, 한편으로는 통상 10% 수준 이상의 중공율의 경우, 외력에 의해 쉽게 단면이 찌그러지고 변형되는 문제가 발생하며, 변형될 경우 단열 및 보온성, 반발탄성 등의 중공사 고유물성이 급격히 저하될 것이다. However, in general, as the hollow ratio of the hollow fiber increases, the effect of improvement of the physical properties increases. Therefore, studies have been made to increase the hollow ratio of the hollow fiber. On the other hand, There is a problem that the cross section is distorted and deformed, and if it is deformed, the inherent properties of the hollow fibers such as heat insulation, heat insulation property and rebound resilience will be drastically lowered.
이에, 본 발명자들은 종래의 문제점을 해소하고자 노력한 결과, 방사노즐의 설계로 인하여 중공사의 높은 중공율에도 중공단면이 쉽게 찌그러지지 않는 중공사를 얻고 그 물성을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors have made efforts to solve the problems of the prior art, and as a result, the present inventors have completed the present invention by obtaining a hollow fiber having a hollow section which is not easily collapsed even at a high hollow ratio of the hollow fiber by the design of the spinning nozzle.
본 발명의 목적은 높은 중공율에도 중공변형이 최소화된 다중 분할 중공사를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a multi-part hollow fiber having a minimized hollow strain even at a high hollow ratio.
본 발명의 다른 목적은 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 1개 이상 포함하는 방사노즐을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a spinning nozzle comprising at least one slit for forming a multi-split hollow fiber yarn.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐을 이용한 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a multi-part hollow fiber using a spinneret including a slit for forming a multi-part hollow fiber yarn.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열가소성 고분자 수지로 이루어진 중공사 내부의 중공이 2개 이상으로 분할되고, 중공율이 3 내지 50%을 충족하는 다중 분할 중공사를 제공한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a multi-part hollow fiber which is divided into two or more hollows in a hollow fiber made of a thermoplastic polymer resin and which has a hollow ratio of 3 to 50%.
본 발명의 다중 분할 중공사에 있어서, 중공사는 0.1 내지 10,000 데니어이고, 2.0g/den. 이상의 강도, 5 내지 100%의 신도 및 10g/den. 이상의 탄성율을 충족한다.In the multi-part hollow fiber of the present invention, the hollow fiber is 0.1 to 10,000 denier, 2.0 g / denier. , An elongation of 5 to 100%, and an elongation of 10 g / den. Or more.
본 발명은 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 1 개 이상 포함하여 다분할 홀의 갯수가 2 개 이상인 방사노즐을 제공한다.The present invention provides a spinning nozzle having one or more slits for forming multiple split hollow fibers, wherein the number of multi-split holes is two or more.
이에, 상기 다중 분할 중공사 형성용 슬릿은 중공 중심부로부터 이격되어 중공을 분할 및 지지하는 구조의 내측 슬릿; 및 상기 내측 슬릿의 연장선이 외부 슬릿의 중앙에 연결되고 중공 중심부로부터 중공의 외측반경을 결정하는 구조의 외측 슬릿;으로 구성된 슬릿 단위체를 1홀 내 2개 이상 구비하고, 상기 2개 이상의 슬릿 단위체에서 외측 슬릿간의 간격(a)이 0.05 내지 1㎜로 설계되어 외측 슬릿간 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.The slit for forming the multi-divided hollow fiber yarn has an inner slit that is separated from the hollow center and divides and supports the hollow. And an outer slit having a structure in which an extension line of the inner slit is connected to the center of the outer slit and which determines the outer radius of the hollow from the hollow center portion, wherein the slit unit body includes two or more slit unit bodies in one hole, And the outer slits are designed such that the distance a between the outer slits is 0.05 to 1 mm.
이때, 상기 2개 이상의 슬릿 단위체에서 중공 중심부로부터 이격된 내측 슬릿들간의 거리(c)가 0.01 내지 1㎜이다.In this case, the distance c between the inner slits spaced from the center of the hollow in the at least two slit unit bodies is 0.01 to 1 mm.
또한, 슬릿 단위체에서, 내측 슬릿 및 외측 슬릿의 폭(b)이 0.05 내지 5㎜ 이고, 외측 슬릿의 분할 각도(d)는 180/n 내지 360/n로 설계된다. 상기에서, n은 1홀 내 구비된 외측 슬릿 갯수이다. Further, in the slit unit body, the width b of the inner slit and the outer slit is 0.05 to 5 mm, and the division angle d of the outer slit is designed to be 180 / n to 360 / n. In the above, n is the number of outer slits provided in one hole.
이상의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 의해 형성된 홀은 하기 식 1을 충족하는 외경(OD)을 가진다.The hole formed by the slit for forming a multi-split hollow fiber has an OD (OD) satisfying the following formula (1).
식 1 Equation 1
OD = ID + 2bOD = ID + 2b
(상기에서 ID는 홀의 내경이고, b는 슬릿의 폭이다.)(Where ID is the inner diameter of the hole and b is the width of the slit).
또한, 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 의해 형성된 홀의 길이(L)는 외측 슬릿 폭(b)의 2 배 이상인 것으로 설계된다.Further, the length L of the hole formed by the slit for forming a multiple division hollow fiber is designed to be at least twice the outer slit width b.
이때, 방사노즐의 전단압(ΔP)은 30 내지300 kg/㎠이고, 방사노즐 홀 내의 전단속도(γ)는 20,000 sec-1 이하이다.At this time, the shear pressure AP of the spinning nozzle is 30 to 300 kg / cm 2, and the shearing speed? In the spinning nozzle hole is 20,000 sec -1 or less.
본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 있어서, 외측 슬릿은 원형; 또는 다각형;에서 선택되는 형상일 수 있으며, 상기 형상의 균등분할 또는 편중분할된 형상을 포함한다. In the slit for forming multiple split hollow fibers of the present invention, the outer slit may be circular; Or a polygon; and includes an evenly divided or biased divided shape of the shape.
또한, 상기 외측 슬릿 표면에 돌출형 슬릿이 추가되어 표면 요철을 제공할 수 있다.In addition, protruding slits are added to the outer slit surface to provide surface irregularities.
본 발명은 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공한다. 더욱 구체적으로는, The present invention provides a method for producing a multi-part hollow fiber. More specifically,
1) 열가소성 고분자 수지에서 선택되는 1종이상의 유기 고분자를 용융 압출하고 1) One or more organic polymers selected from thermoplastic polymer resins are melt-extruded
2) 상기 용융 압출된 고분자를 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐에 유입시켜 5 내지 3,000 m/min미만의 방사속도로 방사하여 미연신사(Undrawn Yarn, UDY) 또는 부분연신사(Partial Oriented Yarn)로 수득하고,2) The melt-extruded polymer is introduced into a spinning nozzle including a slit for multi-division hollow fiber formation and is spinned at a spinning speed of less than 5 to 3,000 m / min to form an undrawn yarn (UDY) or a partially stretched yarn Oriented Yarn)
3) 상기 미연신사 또는 부분연신사를 인라인 또는 오프라인 연신 후 열처리하여 완전연신사의 장섬유로 수득하는 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공한다.3) A method of producing a multi-part hollow fiber which is obtained by in-line or in-line stretching of the unstretched or partially stretched yarn followed by heat treatment to obtain long fibers of fully drawn yarn.
또 다른 방법으로는, 1) 열가소성 고분자 수지에서 선택되는 1종이상의 유기 고분자를 용융 압출하고 As another method, 1) one or more organic polymers selected from thermoplastic polymer resins are melt-extruded
2) 상기 용융 압출된 고분자를 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐에 유입시켜 변형유도결정화(strain-induced crystallization)가 일어나는 3,000 내지 8,000 m/min의 방사속도로 고속방사하여 고배향사(High Oriented Yarn, HOY)의 장섬유로 수득하는 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공한다.2) The melt-extruded polymer is introduced into a spinning nozzle containing a slit for multi-division hollow fiber formation, and is spinned at a spinning speed of 3,000 to 8,000 m / min at which strain-induced crystallization occurs. High Oriented Yarn, HOY) as long fibers.
또한, 본 발명의 제조방법은 상기 제조방법에서 수득된 장섬유를 크림프가공, 건조공정 및 절단공정을 거쳐 단섬유로 수득할 수 있다.In addition, in the production method of the present invention, the long fibers obtained in the above-mentioned production method can be obtained as short fibers through a process of crimping, drying and cutting.
또한, 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿 노즐에서 토출된 섬유를 공기유입장치를 이용하여 500 m/min이상의 미연신사(Undrawn Yarn, UDY) 또는 부분연신사(Partial Oriented Yarn)로 방사하고, 공기 또는 기계장치를 이용하여 섬유를 컨베이어 벨트상에 연속적으로 뿌린 후 열처리 및 캘린더링 공정을 수행하여 다중 분할 중공사를 포함한 부직포의 제조방법을 제공한다. In addition, the fibers discharged from the slit nozzle for multi-division hollow fiber formation according to the present invention were spun into an Undrawn Yarn (UDY) or Partial Oriented Yarn of 500 m / min or more using an air inflow device, The present invention also provides a method for producing a nonwoven fabric including multiple split hollow fibers by continuously spraying fibers on a conveyor belt using air or a mechanical device, followed by a heat treatment and a calendering process.
이러한 물성으로 이용하여, 본 발명의 다중 분할 중공사는 단열재 등의 산업 건축용 단열재; 경량 보온 속한속건 의류용 스포츠 섬유; 보온 및 쿠션용 침구류 및 소파, 인테리어 등의 보온 및 쿠션용도의 생활용품 섬유; 또는 자동차, 항공기 및 열차로 이루어진 군에서 선택되는 산업수송용 내외장재 소재로서 유용하게 적용될 수 있다. With this property, the multi-part hollow fiber of the present invention can be used as a heat insulation material for industrial construction such as a heat insulation material; Sports fabric for quick-drying clothing belonging to light-weight thermal insulation; Bedding for thermal insulation and cushioning, and household fiber for thermal insulation and cushioning for sofa and interior; Or as an interior and exterior material for industrial transportation selected from the group consisting of automobiles, airplanes and trains.
본 발명에 따라, 높은 중공율에도 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않는 다중 분할 중공사를 제공함으로써, 경량화와 볼륨감은 유지되면서, 중공사 고유물성이 구현되므로, 기존 중공사 대비, 고경량, 고단열(보온), 고탄성, 고내구성이 구현된다. According to the present invention, since the multi-divided hollow fiber yarn is not easily crushed or deformed by the external force even with a high hollow ratio, the light weight and the volume feeling are maintained and the inherent property of the hollow fiber yarn is realized. Lightweight, high thermal insulation (heat insulation), high elasticity, and high durability are realized.
이러한 물성으로 인하여, 본 발명의 다중 분할 중공사는 단열재 등의 산업용 건축 섬유소재; 보온 및 쿠션용 침구류 및 소파, 인테리어 등의 생활용 섬유소재; 및 레저 및 스포츠용 등의 경량 보온 의류용 섬유 소재로서 유용하게 적용될 수 있다. Due to such physical properties, the multi-part hollow fiber of the present invention can be used as an industrial building fiber material such as a heat insulating material; Bedding materials for thermal insulation and cushioning, and living fiber materials for sofa and interior; And as a fiber material for lightweight thermal insulation garments such as leisure and sports.
본 발명은 다중 분할 중공사를 제공하기 위한 슬릿을 설계하고 이를 이용하고 고속 또는 저속 연신공정에 의해 장섬유, 단섬유 또는 부직포 형태로 제조할 수 있다. The present invention can be manufactured in the form of a long fiber, a short fiber or a nonwoven fabric by designing and using the slit for providing the multi-part hollow fiber and by a high speed or low speed drawing process.
이상의 다중 분할 중공사는 우수한 물성으로 인하여, 단열재 등의 산업용 건축 섬유소재; 보온 및 쿠션용 침구류 및 소파, 인테리어 등의 생활용 섬유소재; 및 레저 및 스포츠용 등의 경량 보온 의류용 섬유 소재; 자동차, 항공기, 열차 등의 수송용 내외장재용의 경량, 보온, 단열 및 쿠션용도의 산업용 섬유소재로서 유용하다.The above-mentioned multi-segmented hollow fiber has been widely used as an industrial building fiber material such as an insulation material due to its excellent physical properties; Bedding materials for thermal insulation and cushioning, and living fiber materials for sofa and interior; And textile materials for lightweight warm clothing such as leisure and sports; And is useful as an industrial textile material for lightweight, thermal insulation, heat insulation and cushion use for interior and exterior materials for transportation such as automobiles, airplanes and trains.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 다중 분할 중공사의 단면을 촬영한 광학 현미경 사진이고,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 다중 분할 중공사의 단면을 촬영한 광학 현미경 사진이고,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 다중 분할 중공사의 압축회복강도곡선결과이고,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 다중 분할 중공사의 압축회복강도곡선결과이고,
도 5a는 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 평면 모식도이고,
도 5b는 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 단면 모식도이고,
도 6은 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 형상의 일례이고,
도 7은 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 형상의 다른 일례이고,
도 8은 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 표면에 추가형성되는 돌출형 슬릿 형상의 일례이고,
도 9는 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 표면에 추가형성되는 돌출형 슬릿 형상의 다른 일례이고,
도 10은 본 발명의 다중 분할 중공사 중 장섬유에 대한 제조방법을 도시한 것이다. 1Is an optical microscope photograph of a cross section of a multi-section hollow fiber according to Example 1 of the present invention,
2Is an optical microscope photograph of a cross section of a multi-section hollow fiber according to Example 2 of the present invention,
3Is a compression recovery strength curve of the multi-split hollow fiber according to Example 1 of the present invention,
4Is a compression recovery strength curve of the multi-split hollow fiber according to Example 2 of the present invention,
5AIs a schematic plan view of a slit for forming a multiple division hollow fiber yarn of the present invention,
5BSectional view of a slit for forming a multiple division hollow fiber yarn of the present invention,
6Of the slit for forming the multiple division hollow fibers of the present invention As an example of the outer slit shape,
7Of the slit for forming the multiple division hollow fibers of the present invention As another example of the outer slit shape,
8Of the slit for forming the multiple division hollow fibers of the present invention Shaped slit shape additionally formed on the outer slit surface,
9Of the slit for forming the multiple division hollow fibers of the present invention Another example of the protruding slit shape additionally formed on the outer slit surface is shown in Fig.
10Shows a method for producing long fibers among the multi-part hollow fibers of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 열가소성 고분자 수지로 이루어진 중공사 내부의 중공이 2개 이상으로 분할되고, 중공율이 3 내지 50%을 충족하는 다중 분할 중공사를 제공한다. The present invention provides a multi-part hollow fiber in which hollows of a hollow fiber made of a thermoplastic polymer resin are divided into two or more and a hollow ratio of 3 to 50% is satisfied.
이에, 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예 1 및 2에서 제조된 다중 분할 중공사의 단면을 촬영한 주사전자현미경 사진으로서, 각각의 다중 분할 중공사는 11.9% 및 12.6%의 중공율을 보이면서, 중공단면이 찌그러지거나 변형되지 않은 원형 형상을 유지하고 있음을 확인할 수 있다. 1 and 2 are SEM photographs of cross sections of the multi-split hollow fibers produced in Examples 1 and 2 of the present invention, wherein each multi-split hollow fiber has a hollow ratio of 11.9% and 12.6% It can be confirmed that the hollow section maintains a circular shape which is not distorted or deformed.
이때, 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않는 최적의 중공율은 10 내지 50중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30%인 다중 분할 중공사를 제공한다. At this time, the optimum hollow ratio at which the hollow section is not easily crushed or deformed by the external force is preferably 10 to 50% by weight, more preferably 10 to 30%.
본 발명의 다중 분할 중공사에 있어서, 중공사는 0.1 내지 10,000 데니어이며, 높은 중공율을 가지면서도 하기 물성을 충족한다. In the multi-part hollow fiber of the present invention, the hollow fiber has a hollow ratio of 0.1 to 10,000 denier and satisfies the following properties while having a high hollow ratio.
1) 2.0g/den. 이상의 강도, 1) 2.0 g / d. Or more,
2) 5 내지 100%의 신도 및 2) 5 to 100% elongation and
3) 10g/den. 이상의 탄성율을 충족한다.3) 10 g / d. Or more.
특히, 도 3 및 도 4에서 실시예 1 및 2에서 제조된 다중 분할 중공사의 압축회복강도곡선 결과에서 확인되는바 와 같이, 종래의 비중공사와 종래 중공사 대비, 본 발명의 다중 분할 중공사는 압축 후, 원래 형태로 돌아오는 복원력이 우수한 결과를 확인할 수 있다. Particularly, as can be seen from the compression recovery strength curve of the multi-split hollow fibers produced in Examples 1 and 2 in FIGS . 3 and 4 , the multi-split hollow fibers of the present invention, compared to the conventional non- Afterwards, you can see the excellent resilience of returning to its original form.
이에, 본 발명의 다중 분할 중공사는 중공사 내부의 중공이 2개 이상으로 분할된 형태이고, 3 내지 50%의 높은 중공율을 가지면서도 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않을 뿐 아니라, 압축이후에도 복원력이 우수함으로써, 경량화와 볼륨감이 유지되면서, 기존 중공사 대비, 고경량, 고단열(보온), 고탄성, 고내구성이 구현된다.Accordingly, the multi-division hollow fiber of the present invention is a hollow fiber in which the hollow is divided into two or more and has a high hollow ratio of 3 to 50%, but is not easily distorted or deformed by the external force, It is lightweight and maintains a volume feel, so it has a high light weight, high thermal insulation (warmth), high elasticity, and high durability compared to conventional hollow fiber.
본 발명은 다중 분할 중공사를 형성하기 위하여 설계된 슬릿을 1 개 이상 포함하여 다분할 홀의 갯수가 2 개 이상인 방사노즐을 제공한다.The present invention provides a spinning nozzle having one or more slits designed to form a multi-split hollow fiber, wherein the number of multi-split holes is two or more.
도 5a는 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 평면 모식도로서, 상기 다중 분할 중공사 형성용 슬릿은 FIG. 5A is a schematic plan view of a slit for multi-division hollow fiber formation according to the present invention, wherein the slit for multi-
중공 중심부로부터 이격되어 중공을 분할 및 지지하는 구조의 내측 슬릿; 및 An inner slit having a structure spaced apart from the hollow center and dividing and supporting the hollow; And
상기 내측 슬릿의 연장선이 외부 슬릿의 중앙에 연결되고 중공 중심부로부터 중공의 외측반경을 결정하는 구조의 외측 슬릿;으로 구성된 슬릿 단위체를 1홀 내 2개 이상 구비하고, 상기 2개 이상의 슬릿 단위체에서 외측 슬릿간의 간격(a)이 0.05 내지 1㎜로 설계되어 외측 슬릿간 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.And an outer slit having a structure in which the extension line of the inner slit is connected to the center of the outer slit and which determines the outer radius of the hollow from the hollow center portion, and the slit unit body includes two or more slit unit bodies in one hole, And the interval a between the slits is designed to be 0.05 to 1 mm so that the outer slit holes are formed.
이에, 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿은 종래 중공 노즐 홀과는 달리, 중공사 내부의 중공을 하나가 아닌 2개 이상의 중공으로 분할하는 동시에 중공 내부에 중공을 분할 및 지지할 수 있는 구조로 설계됨으로써, 높은 중공율에도 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않는 고내구성 및 고탄성이 구현된다. Accordingly, unlike the conventional hollow nozzle hole, the slit for forming a multi-divided hollow fiber membrane of the present invention has a structure in which the hollow inside the hollow fiber is divided into two or more hollows instead of one, The durability and the high elasticity are realized in which the hollow section is not easily crushed or deformed even at a high hollow ratio.
또한, 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿은 외측 슬릿간 홀이 형성됨으로써, 용융된 폴리머가 토출되면서 공기가 들어가는 통로를 확보할 수 있어, 이후 다시 용융된 폴리머가 합쳐져 공기가 들어간 여러 개의 중공을 고화된 섬유 내에 균일하게 형성할 수 있다. 즉, 외측 슬릿의 나눠진 수와 내부의 중공을 나눠주는 단면중심 방향으로의 슬릿 수는 동일해야 한다.In addition, since the slit for forming a multi-divided hollow fiber of the present invention has the holes formed between the outer slits, the molten polymer can be discharged to secure a passage for the air, and then the melted polymers are combined to form a plurality of hollow Can be uniformly formed in the solidified fibers. That is, the number of slits in the outer slit and the slit in the center direction of the slit that divides the inner hollow should be the same.
이때, 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에서, 외측 슬릿간의 간격(a)이 0.05 내지 1㎜이 바람직하며, 상기 간격이 0.05㎜ 미만으로 좁으면, 공기가 들어갈 틈이 없어 중공형성이 어려우며, 반대로 상기 간격이 1㎜를 초과하여 큰 경우에는 중공이 깨지거나 갈라지는 문제가 발생한다. At this time, in the slit for multi-division hollow fiber formation, the interval (a) between the outer slits is preferably 0.05 to 1 mm, and if the interval is narrower than 0.05 mm, there is no gap for air entry, If the interval is larger than 1 mm, the hollow may break or crack.
본 발명의 2개 이상의 슬릿 단위체에서 중공 중심부로부터 이격된 내측 슬릿들간의 거리(c)은 0.01 내지 1㎜로 설계된다. 물론, 해당 노즐 홀의 내경(ID)보다는 작아야 한다. 이때, 내측 슬릿들간의 거리(c)가 0.01㎜ 미만으로 너무 좁으면, 홀 가공이 어렵고, 장시간 운전시 홀의 파손이 우려되는 반면에, 1㎜를 초과하면, 중공이 분할되기 어렵다. 본 발명의 가장 바람직한 형태로서 실시예에서는 외측 슬릿간의 간격(a)과 내측 슬릿들간의 거리(c)이 동일한 수치조건으로 설계되고, 내부 및 외부 슬릿 폭(b)보다는 동일하거나 큰 값으로 설계되어 제조되나 이에 한정되는 것은 아니다. The distance (c) between the inner slits spaced from the center of the hollow in the at least two slit unit bodies of the present invention is designed to be 0.01 to 1 mm. Of course, it should be smaller than the inner diameter (ID) of the nozzle hole concerned. At this time, if the distance c between the inner slits is too narrow to less than 0.01 mm, hole machining is difficult and breakage of the hole is liable to occur during long-time operation, while if it exceeds 1 mm, the hollow is hardly divided. As a most preferable form of the present invention, in the embodiment, the distance a between the outer slits and the distance between the inner slits c are designed to have the same numerical condition, and are designed to be the same or larger than the inner and outer slit widths b But is not limited thereto.
또한, 슬릿 단위체에서, 내측 슬릿 및 외측 슬릿의 폭(b)은 0.05 내지 5㎜로서 동일하게 설계되는데, 상기 내측 슬릿 및 외측 슬릿의 폭(b)이 너무 좁으면, 노즐 홀의 전단압(ΔP)의 과도한 상승으로 노즐 변형이 올 수 있으며, 전단속도도 상승하여 용융 파괴(melt fracture) 등의 품질 및 작업성 저하 문제가 발생한다. 또한 홀 토출구에서 용융 폴리머가 탄성 특성으로 인해 부피가 부풀어 오르는 버러스 효과(barus effect)가 커져서 중공율이 저하된다. 반면에, 내측 슬릿 및 외측 슬릿의 폭(b)이 5㎜를 초과하여 지나치게 넓으면, 노즐 홀의 전단압(ΔP)이 낮아져 홀 간 토출 편차가 심해져서 불균일하게 되어 섬유 물성 및 품질이 저하된다. If the width b of the inner slit and the outer slit is too narrow, the shear force ΔP of the nozzle hole is set to be smaller than the width b of the inner slit and the outer slit, The nozzle may be deformed due to the excessive increase of the shear rate, and the shear rate also increases, thereby causing quality problems such as melt fracture and lowering of workability. In addition, the hollow portion of the molten polymer at the hole outlet increases the barus effect due to the elasticity of the bulge, resulting in a decrease in the hollow ratio. On the other hand, if the width (b) of the inner slit and the outer slit is excessively wider than 5 mm, the shear force? P of the nozzle hole is lowered so that the inter-hole discharge deviation becomes worsened and nonuniform, and the physical properties and quality of the fiber are deteriorated.
이때, 본 발명에서 바람직한 방사노즐의 전단압(ΔP)은 30 내지300 kg/㎠이다. 상기 전단압(ΔP)이 30 kg/㎠ 미만이면, 홀 간 토출 편차가 심해지고 섬유직경 및 중공율이 불균일하게 되어 섬유 물성 및 품질저하 문제 발생되고, 300 kg/㎠를 초과하는 전단압의 경우는 노즐 변형이 올 수 있다. At this time, the shear pressure AP of the spinning nozzle is preferably 30 to 300 kg / cm 2 in the present invention. If the shear force? P is less than 30 kg / cm 2, the deviation between the holes is increased, the fiber diameter and the hollow ratio become uneven, resulting in problems of fiber properties and quality deterioration. In the case of shear pressure exceeding 300 kg / The nozzle may be deformed.
또한 본 발명에서 바람직한 방사노즐 홀의 전단속도(γ)는 20,000 sec-1 이하이다. 이때, 전단속도가 매우 높으면 용융 파괴(melt fracture) 등의 문제로 품질 및 작업성이 저하된다.The shearing speed? Of the spinning nozzle hole is preferably 20,000 sec -1 or less in the present invention. At this time, if the shear rate is very high, quality and workability are deteriorated due to problems such as melt fracture.
도 5a에 도시된 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에서, 외측 슬릿의 분할 각도(d)는 180/n 내지 360/n로 설계될 수 있으며, 홀의 내측 슬릿을 중심으로 균일한 각도로 분할하거나 한쪽으로 편중된 각도로 분할할 수 있다. 상기에서, n은 1홀 내 구비된 외측 슬릿 갯수이다. In the slit for multi-split hollow fiber formation shown in Fig. 5A, the split angle d of the outer slit may be designed to be 180 / n to 360 / n, and may be divided into a uniform angle about the inner slit of the hole, It can be divided into biased angles. In the above, n is the number of outer slits provided in one hole.
이상의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 의해 형성된 홀은 하기 식 1을 충족하는 외경(OD)을 가진다.The hole formed by the slit for forming a multi-split hollow fiber has an OD (OD) satisfying the following formula (1).
식 1 Equation 1
OD = ID + 2bOD =
(상기에서 ID는 홀의 내경이고, b는 슬릿의 폭이다.)(Where ID is the inner diameter of the hole and b is the width of the slit).
이때, 홀의 내경(ID)은 0.1 내지 10 mm이며, 이때, 내경이 상기 범위보다 작을 경우, 공기가 머물 공간이 작아져 중공형성이 어려우며, 반대로 지나치게 크면, 안정적인 중공형성이 어려워 중공율이 떨어진다.If the inner diameter of the hole is less than the above range, the hollow space becomes small and the hollow is difficult to form. On the contrary, if the inner diameter is too large, stable hollow formation is difficult and the hollow ratio is decreased.
또한, 도 5b는 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 단면 모식도를 나타낸 것으로서, 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 의해 형성된 홀의 길이(L)는 외측 슬릿 간격(b)의 2 배 이상인 것으로 설계된다. 이때, 길이가 너무 짧으면 노즐 홀의 전단압(ΔP)이 낮아져 홀 간 토출 편차가 심해지고 불균일하게 되어 섬유 물성 및 품질이 저하 되고, 길이가 지나치게 길면, 노즐 홀의 가공이 어렵고 전단압(ΔP)의 과도한 상승으로 노즐 변형이 발생한다. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of a slit for forming a multiple division hollow fiber yarn of the present invention. The length L of the hole formed by the slit for forming a multiple split hollow fiber yarn is two times or more of the outer slit interval b do. In this case, if the length is too short, the front end pressure? P of the nozzle hole is lowered and the deviation between the holes becomes worsened and non-uniform and the physical properties and quality of the fiber are deteriorated. If the length is too long, the nozzle hole is difficult to be machined, As a result, the nozzle deformation occurs.
이상의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 구비한 방사노즐은 종래 방사노즐에서 홀의 구조만을 특수하게 설계하여 적용한 것으로서, 복합방사 등의 특수한 방사법, 방사장비의 개조, 섬유 방사 후 후처리 등의 추가 작업이 필요 없으므로, 가격 경쟁력에 유리하다.The spinning nozzle having the slit for multi-division hollow fiber formation has been specially designed and applied only to the structure of the hole in the conventional spinning nozzle, and additional work such as special spinning of composite spinning, modification of spinning equipment, Since it is not necessary, it is advantageous in price competitiveness.
본 발명의 실시예에서는 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 형상으로 바람직한 일례로 원형으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 삼각형이나 사각형 등의 다각형 형상으로 설계될 수 있다. 이러한 다각형으로 형상화하면, 중공율 개선에 유리할 수 있으며, 상기 형상이 균등분할 또는 편중분할되어 형성된다. In the embodiment of the present invention, the outer slit shape of the slit for forming the multi-divided hollow fiber yarn is described as circular as a preferable example, but it is not limited to this, and it can be designed as a polygonal shape such as a triangle or a square. If this polygonal shape is formed, it may be advantageous to improve the hollow ratio, and the shape is formed by evenly dividing or biasing.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 형상으로서, 삼각형 또는 사각형 형상을 도시한 것이다. FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views of a slit for forming a multi- And shows an outer slit shape in a triangular or rectangular shape.
또한 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 속한, 속건 등의 기능성을 부가하기 위하여, 섬유 외측의 표면적을 증가시키고 요철을 주기 위하여, 외측 슬릿에 돌출형 슬릿 하나 이상을 추가로 형성할 수 있다.Further, in order to increase the surface area outside the fibers and impart irregularities, one or more protruding slits may be additionally formed in the outer slits in order to add fast drying and other functionalities belonging to the slits for forming multi-split hollow fibers of the present invention .
도 8 및 도 9는 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿의 외측 슬릿 표면에 추가 형성되는 돌출형 슬릿 형상의 일례를 도시한 것이다. FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of the slit for forming a multi- And a protruding slit shape additionally formed on the outer slit surface.
나아가, 본 발명은 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐을 이용한 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공한다. Furthermore, the present invention provides a method of manufacturing a multi-part hollow fiber using a spinneret including a slit for forming a multi-part hollow fiber yarn.
바람직한 제1실시형태로는 1) 열가소성 고분자 수지에서 선택되는 1종이상의 유기 고분자를 용융 압출하고 In a first preferred embodiment, 1) one or more organic polymers selected from thermoplastic polymer resins are melt-extruded
2) 상기 용융 압출된 고분자를 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐에 유입시켜 5 내지 3,000 m/min 미만의 방사속도로 방사하여 미연신사(Undrawn Yarn, UDY) 또는 부분연신사(Partial Oriented Yarn)로 수득하고,2) The melt-extruded polymer is introduced into a spinning nozzle including a slit for multi-division hollow fiber formation and is spinned at a spinning speed of less than 5 to 3,000 m / min to form an undrawn yarn (UDY) or a partially stretched yarn Oriented Yarn)
3) 상기 미연신사 또는 부분연신사를 인라인 또는 오프라인 연신 후 열처리하여 완전연신사의 장섬유로 수득하는 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공한다.3) A method of producing a multi-part hollow fiber which is obtained by in-line or in-line stretching of the unstretched or partially stretched yarn followed by heat treatment to obtain long fibers of fully drawn yarn.
도 10은 본 발명의 다중 분할 중공사 중 잠섬유의 제조방법을 도시한 것으로서, 제1실시형태의 제조방법은 상기 방사속도 범위에서, 저속 연신공정으로 수행할 경우, 미연신(UDY) 또는 부분 연신사(POY)로 방사한 후 연신 및 열처리를 별도로 진행하는 저속 오프라인 연신공정으로서, 2단계 공정(two steps)을 거쳐 장섬유 제품을 얻을 수 있다. Fig. 10 shows a manufacturing method of the sleeping fibers among the multiple division hollow fibers of the present invention. In the manufacturing method of the first embodiment, in the above-mentioned spinning speed range, when the low speed drawing step is performed, A low-speed off-line stretching process in which stretching and heat treatment are separately performed after spinning with a drawn yarn (POY), and a two-step process is performed to obtain a long fiber product.
또한, 상기 방사속도 범위에서 미연신(UDY) 또는 부분 연신사(POY)로 방사한 후 연속으로 고속 연신 및 열처리를 수행하는 고속 인라인 연신공정을 통해, 1단계 공정(one step)을 거쳐 장섬유 제품을 얻을 수 있다. Also, by a high-speed in-line stretching process in which high-speed stretching and heat treatment are successively performed after being radiated as unstretched (UDY) or partially stretched (POY) yarns in the above-mentioned spinning speed range, Products can be obtained.
또한, 본 발명의 다중 분할 중공사의 바람직한 제2실시형태의 제조방법은 1) 열가소성 고분자 수지에서 선택되는 1종이상의 유기 고분자를 용융 압출하고 Further, the manufacturing method of the second embodiment of the multi-division hollow fiber of the present invention is characterized in that 1) an organic polymer selected from the thermoplastic polymer resin is melt-extruded
2) 상기 용융 압출된 고분자를 다중 분할 중공사 형성용 슬릿을 포함하는 방사노즐에 유입시켜 변형유도결정화(strain-induced crystallization)가 일어나는 3,000 내지 8,000 m/min의 방사속도로 고속방사하여 고배향사(High Oriented Yarn, HOY)의 장섬유로 수득하는 다중 분할 중공사의 제조방법을 제공한다.2) The melt-extruded polymer is introduced into a spinning nozzle containing a slit for multi-division hollow fiber formation, and is spinned at a spinning speed of 3,000 to 8,000 m / min at which strain-induced crystallization occurs. High Oriented Yarn, HOY) as long fibers.
이때, 제2실시형태의 제조방법은 변형유도결정화(strain-induced crystallization)가 일어나도록 3,000 내지 8,000 m/min의 고속방사속도로 수행하여, 고배향사(High Oriented Yarn, HOY)의 장섬유를 1단계 공정(one step)을 통해 얻을 수 있는 것이 특징이다.At this time, the manufacturing method of the second embodiment is carried out at a high spinning speed of 3,000 to 8,000 m / min so that strain-induced crystallization can occur, and the long fibers of the high orientation yarn (HOY) It is characterized by what can be obtained through one step.
이상의 제1실시형태 및 제2실시형태 중 (1)공정에서, 선택되는 열가소성 고분자 수지는 열에 녹아 유동성을 보이는 모든 열가소성 고분자 수지라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 폴리에스테르 수지를 사용하여 설명하고 있으나, 이 기술분야에 공지된 열가소성 수지에서 선택하여 대체 적용할 수 있다. In the process (1) of the first embodiment and the second embodiment described above, the thermoplastic polymer resin to be selected may be any thermoplastic polymer resin having heat resistance and fluidity without any limitation. In the embodiment of the present invention, However, it can be alternatively selected from the thermoplastic resins known in the art.
본 발명의 바람직한 실시형태로서, 실시예 1에서 방사속도 1,000 m/min로 수행하여 제조된 다중 분할 중공사의 경우, 중공율 11.9%를 가지며 원형의 균일 중공단면으로 제공된다.As a preferred embodiment of the present invention, in the case of the multi-part hollow fiber produced in Example 1 at a spinning speed of 1,000 m / min, the hollow fiber has a hollow ratio of 11.9% and is provided in a circular uniform hollow cross section.
또한, 실시예 2를 통해, 방사속도 3,000 m/min로 수행할 경우에도, 12.6%의 중공율을 가지며, 원형의 균일 중공단면으로 제공되는 다중 분할 중공사로 제조된다.Also, through Example 2, even when the spinning speed is 3,000 m / min, it is made into a multi-part hollow fiber having a hollow ratio of 12.6% and provided with a uniform uniform hollow cross section.
본 발명의 다중 분할 중공사는 단섬유로 제공될 수 있는데, 그 제조방법은 상기 제1실시형태 및 제2실시형태의 제조방법에서 수득된 장섬유를 크림프가공, 건조공정 및 절단공정을 거쳐 단섬유로 수득할 수 있다.The multifraction hollow fiber of the present invention can be provided as a single fiber, which is obtained by crimping, drying and cutting the long fibers obtained by the production methods of the first and second embodiments, . ≪ / RTI >
또한, 본 발명의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿 노즐에서 토출된 섬유를 공기유입장치를 이용하여 500 m/min이상의 미연신사(Undrawn Yarn, UDY) 또는 부분연신사(Partial Oriented Yarn)로 방사하고, 공기 또는 기계장치를 이용하여 섬유를 컨베이어 벨트상에 연속적으로 뿌린 후 열처리 및 캘린더링 공정을 수행하여 다중 분할 중공사를 포함한 부직포로 제조할 수 있다. In addition, the fibers discharged from the slit nozzle for multi-division hollow fiber formation according to the present invention were spun into an Undrawn Yarn (UDY) or Partial Oriented Yarn of 500 m / min or more using an air inflow device, Air or a mechanical device, the fibers may be continuously sprayed on the conveyor belt, followed by a heat treatment and a calendering process, thereby producing a nonwoven fabric including multiple division hollow fibers.
이상의 제조방법으로 제조된 다중 분할 중공사는 중공부에 대한 무게 감소로 인한 비중 감소로 경량감을 제공하며, 중공부에 존재하는 공기의 낮은 열전도율에 의해 보온성을 또한 유지할 수가 있다. The multi-division hollow fiber produced by the above manufacturing method provides a lightweight feeling by reducing the specific gravity due to the weight reduction to the hollow portion and can maintain the warmth property by the low thermal conductivity of the air existing in the hollow portion.
따라서, 본 발명의 제조방법으로 제조된 다중 분할 중공사는 섬유 집합체로서 의복에 적용될 경우, 가볍고, 얇으면서도 보온성이 우수한 소재로서 유용하다. 이러한 장점으로 인하여, 겨울철 옷이 두꺼워져 무게도 높아지고, 무게가 줄면 보온성이 떨어지는 단점을 해소할 수 있다.Accordingly, the multi-part hollow fiber produced by the production method of the present invention is useful as a material which is lightweight, thin and excellent in thermal insulation when applied to clothes as a fiber aggregate. Because of these advantages, it can solve the disadvantage that the weight of winter clothes increases, and the weight decreases, which lowers warmth.
이러한 물성으로 이용하여, 본 발명의 다중 분할 중공사는 단열재 등의 산업 건축용 단열재; 경량 보온 속한속건 의류용 스포츠 섬유; 보온 및 쿠션용 침구류 및 소파, 인테리어 등의 보온 및 쿠션용도의 생활용품 섬유; 또는 자동차, 항공기 및 열차로 이루어진 군에서 선택되는 산업수송용 내외장재 소재로서 유용하게 적용될 수 있다.
With this property, the multi-part hollow fiber of the present invention can be used as a heat insulation material for industrial construction such as a heat insulation material; Sports fabric for quick-drying clothing belonging to light-weight thermal insulation; Bedding for thermal insulation and cushioning, and household fiber for thermal insulation and cushioning for sofa and interior; Or as an interior and exterior material for industrial transportation selected from the group consisting of automobiles, airplanes and trains.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. The present invention is intended to more specifically illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
<< 실시예Example 1> 1>
폴리에스테르 수지(고유점도 0.65)를 압출기(extruder)를 이용하여 260℃에서 용융 압출하고 외부 슬릿이 원형형상으로 이루어진 4 분할 중공사용 방사노즐에 유입시켜 285℃ 방사온도에서 방사한 후 권취속도 3㎞/min 고속 인라인(in-line) 연신공정을 수행하여 최종 20 데니어급 4분할 중공사(filament)를 제조하였다. 이때, 상기 제조된 20 데니어급 4분할 중공사는 다중 분할 중공사 형성용 슬릿에 의해 형성된 홀의 내경(ID)은 0.5㎜이고, 외경(OD)은 0.7㎜이고, 홀의 길이(L) 0.6㎜로 제조되었으며, 제조된 중공사는 강도 3.8 g/d, 신도 60%, 중공율 11.9%를 충족하였다. 또한, 50% 압축율에서 측정한 압축 강도 결과, 기존 중공사 대비 82%가 증가하였다. The polyester resin (intrinsic viscosity: 0.65) was melt-extruded at 260 ° C using an extruder, and the outer slit was introduced into a circular hollow spinning nozzle having a circular shape and spun at a spinning temperature of 285 ° C. / min A high-speed in-line stretching process was performed to produce a final 20 denier-class quadrant filament. At this time, the 20 denier-class quadruple hollow fiber was manufactured by forming the hole formed by the slit for multi-split hollow fiber formation with an inner diameter (ID) of 0.5 mm, an outer diameter (OD) of 0.7 mm and a hole length (L) of 0.6 mm , And the prepared hollow fiber satisfied the strength of 3.8 g / d, elongation of 60%, and hollow ratio of 11.9%. The compressive strength measured at 50% compression ratio was 82% higher than that of conventional hollow fiber.
상기에서 중공율(%)은 중공 단면적/섬유 전체 면적×100에 의해 산출하였다. The hollow ratio (%) was calculated from the hollow cross-sectional area / total fiber area x 100.
<수행조건><Performance condition>
방사온도: 285℃Radiation temperature: 285 ℃
목표 섬유 굵기: 20 dpfTarget fiber thickness: 20 dpf
1st 롤 속도 및 온도: 1000 m/m (85℃)1 st roll speed and temperature: 1000 m / m (85 캜)
2nd 롤 속도 및 온도: 3000 m/min (130℃) 2 nd Roll speed and temperature: 3000 m / min (130 ° C)
연신비: 3.0 배 Stretching ratio: 3.0 times
권취속도: 2,960 m/minWinding speed: 2,960 m / min
<< 실시예Example 2> 2>
폴리에스테르 수지(고유점도 0.65)를 압출기(extruder)를 이용하여 260℃에서 용융 압출하고 상기 실시예 1과 동일한 4 분할 중공사용 방사노즐에 유입시켜 285℃ 방사온도에서 방사한 후 방사속도 3㎞/min의 고속 방사 공정을 수행하여 최종 5 데니어급 4분할 중공사(filament)를 제조하였다. 이때, 상기 제조된 5 데니어급 4분할 중공사는 강도 3.3 g/d, 신도 80%, 중공율 12.6%이었다. 또한, 50% 압축율에서 측정한 압축 강도 결과 기존 중공사 대비 36%가 증가하였다. The polyester resin (intrinsic viscosity: 0.65) was melt-extruded at 260 DEG C by using an extruder, introduced into the same four-part hollow spinning nozzle as in Example 1 at a spinning temperature of 285 DEG C, min to produce a final filament of 5 denier class quaternary. At this time, the 5-denier four-part hollow fiber produced had a strength of 3.3 g / d, elongation of 80% and hollowness of 12.6%. Also, the compressive strength measured at 50% compressibility increased by 36% compared to the conventional hollow fiber.
<수행조건><Performance condition>
방사온도: 285℃Radiation temperature: 285 ℃
목표 섬유 굵기: 5 dpfTarget fiber thickness: 5 dpf
1st 롤 속도 및 온도: 3,000 m/m (상온)1 st Roll speed and temperature: 3,000 m / m (room temperature)
2nd 롤 속도 및 온도: 3,000 m/min (상온) 2 nd Roll speed and temperature: 3,000 m / min (room temperature)
권취속도: 2,980 m/minWinding speed: 2,980 m / min
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 높은 중공율에도 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않는 다중 분할 중공사를 제공하였다. 상기의 다중 분할 중공사는 경량화와 볼륨감은 유지되면서, 중공사 고유물성이 구현되므로, 기존 중공사 대비, 고경량, 고단열(보온), 고탄성, 고내구성이 구현된다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention provides a multi-part hollow fiber having a hollow section which is not easily distorted or deformed by an external force even at a high hollow ratio. Since the multi-division hollow fiber has a light weight and a sense of volume, the hollow fiber inherent properties are realized, so that it is possible to realize high light weight, high thermal insulation (warmth), high elasticity and high durability compared to conventional hollow fiber.
이러한 물성을 가지는 다중 분할 중공사를 제공하기 위해 최적화된 슬릿을 설계하고 이를 이용하고 고속 또는 저속 연신공정에 의해 장섬유, 단섬유 또는 부직포 형태로 제조할 수 있다. In order to provide a multi-part hollow fiber having such properties, an optimized slit can be designed and used, and can be made into a long fiber, a short fiber or a nonwoven fabric by a high speed or low speed drawing process.
상기 물성으로 인해 본 발명의 다중 분할 중공사는 단열재 등의 산업용 건축 섬유소재; 보온 및 쿠션용 침구류 및 소파, 인테리어 등의 생활용 섬유소재; 및 레저 및 스포츠용 등의 경량 보온 의류용 섬유 소재; 또는 자동차, 항공기 및 열차로 이루어진 군에서 선택되는 산업수송용 내외장재 소재로서 유용하게 적용될 수 있다.Due to the physical properties, the multi-part hollow fiber of the present invention can be used as an industrial building fiber material such as a heat insulation material; Bedding materials for thermal insulation and cushioning, and living fiber materials for sofa and interior; And textile materials for lightweight warm clothing such as leisure and sports; Or as an interior and exterior material for industrial transportation selected from the group consisting of automobiles, airplanes and trains.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. While the invention has been shown and described with reference to certain exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (24)
상기 2개 이상의 슬릿 단위체에서 외측 슬릿간의 간격이 0.05 내지 1㎜로 설계되어 외측 슬릿간 홀이 형성되고,
상기 형성된 홀이 하기 식 1을 충족하는 외경(OD)을 가지는 것을 특징으로 하는 방사노즐:
식 1
OD = ID + 2b
상기에서 ID는 홀의 내경이고, b는 외측 슬릿의 폭이다.At least two slit unit bodies each composed of an inner slit having a structure for dividing and supporting the hollow and spaced from the hollow center portion and an outer slit having an extension line of the inner slit connected to the center of the outer slit and determining the outer radius of the hollow from the hollow center portion And at least one slit for forming a multi-split hollow fiber yarn,
The spacing between the outer slits in the at least two slit unit bodies is designed to be 0.05 to 1 mm to form the outer slit holes,
Characterized in that the formed hole has an OD (OD) satisfying the following formula (1): < EMI ID = 1.0 >
Equation 1
OD = ID + 2b
ID is the inner diameter of the hole, and b is the width of the outer slit.
2) 상기 용융 압출된 고분자를 제7항의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿이 적어도 1개 이상 포함된 방사노즐에 유입시켜 5 내지 3,000 m/min의 방사속도로 방사하여 미연신사(Undrawn Yarn, UDY) 또는 부분연신사(Partial Oriented Yarn)로 수득하고,
3) 상기 미연신사 또는 부분연신사를 인라인 또는 오프라인 연신 후 열처리하여 완전연신사의 장섬유로 수득하는 다중 분할 중공사의 제조방법.1) One or more organic polymers selected from thermoplastic polymer resins are melt-extruded
2) The molten extruded polymer is introduced into a spinning nozzle containing at least one slit for forming a multi-part hollow fiber yarn as defined in claim 7 and spinned at a spinning speed of 5 to 3,000 m / min to form an undrawn yarn (UDY) Or Partial Oriented Yarn,
3) A method for producing a multi-part hollow fiber which is obtained by in-line or in-line stretching the unstretched or partially stretched yarn and then heat-treating the unstretched yarn or partially stretched yarn as long fibers of fully drawn yarn.
2) 상기 용융 압출된 고분자를 제7항의 다중 분할 중공사 형성용 슬릿이 적어도 1개 이상 포함된 방사노즐에 유입시켜 변형유도결정화(strain-induced crystallization)가 일어나는 3,000 내지 8,000 m/min의 방사속도로 방사하여 고배향사(High Oriented Yarn, HOY)의 장섬유로 수득하는 다중 분할 중공사의 제조방법.1) One or more organic polymers selected from thermoplastic polymer resins are melt-extruded
2) The melt-extruded polymer is introduced into a spinning nozzle containing at least one slit for forming a multi-part hollow fiber yarn of claim 7, and a spinning speed of 3,000 to 8,000 m / min at which strain-induced crystallization occurs To obtain long fibers of high orientation yarn (HOY).
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