KR101712844B1 - Shaped cross-section hollow fiber and fibrous Assemblies using thereof for high heat-resistance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이형단면 중공섬유에 있어서, 상기 섬유는 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트로 사용되고, 상기 섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 이형단면 중공섬유를 제공한다.The present invention relates to a modified hollow fiber, wherein the fiber is used as polycyclohexylene dimethylene terephthalate, the fiber comprising a hollow portion, a shape retaining portion, and a volume control portion, And the end portion may be in the form of a round shape.
Description
본 발명은 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체에 관한 것으로 보다 상세하게는 고내열성 이형단면 중공섬유 및 이를 이용한 섬유 집합체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hollow fiber having a uniform cross section and a fiber aggregate using the hollow fiber.
일반적으로 고내열성 및 흡음재 등 기능성을 요구하는 섬유집합체에 사용되는 섬유는 대부분 고내열성인 PU폼이나 Glass Fiber(유리섬유), 레진펠트(resin-felt)등을 사용하여 대표적인 다음과 같은 방법에 의해 제조되고 있다.In general, fibers used for fiber aggregates requiring high functionality such as high heat resistance and sound absorbing properties are mostly made of PU foam, glass fiber, resin-felt, etc. having high heat resistance Are manufactured by the following representative methods.
이러한 기술들 중 대한민국 공개특허 2001년 제0109937호는 E-유리섬유의 내열성을 향상시키기 위해 E-유리섬유를 염산수용액 내에 침지하여 내열성이 약한 산화보란(B2O3)이나 산화마그네슘(MgO) 및 알카리성분을 용해시켜 추출제거하는 화학적인 처리방법 및 그 E-유리섬유를 사용한 흡음제가 설명되어 있다. Among these techniques, Korean Patent Laid-Open No. 2001-109937 discloses a method of immersing an E-glass fiber in an aqueous hydrochloric acid solution to improve the heat resistance of E-glass fiber to form an oxide boran (B2O3), magnesium oxide (MgO) Is dissolved and removed by extraction, and a sound absorbing agent using the E-glass fiber is described.
이는 흡음제로 사용되는 E-유리섬유의 내열성을 향상시킬 수 있으나, 유리섬유는 무게가 무겁고 그 가공이 어렵고, 유리섬유는 유기섬유에 비해 흡음성이 떨어진다는 단점을 가지고 있다. This can improve the heat resistance of the E-glass fiber used as a sound absorbing material, but the glass fiber is heavy in weight and difficult to be processed, and glass fiber has a disadvantage that it is less sound-absorbing than organic fiber.
또 다른 방법은 고내열성을 가지는 부직포와 높은 흡음성을 가지는 부직포를 적층하여 사용하는 것이다. 상부와 하부에는 고내열성을 가지는 무기섬유를 포함하는 부직포를 위치하고, 중간부에는 흡음에 유리한 유기섬유를 포함하는 부직포를 위치하여 열융착에 의해 적층하였다.Another method is to use a nonwoven fabric having a high heat resistance and a nonwoven fabric having a high sound absorbing property. A nonwoven fabric containing inorganic fibers having high heat resistance was placed in the upper part and a nonwoven fabric containing organic fibers favorable for sound absorption was placed in the middle part and laminated by heat fusion.
이러한 기술들 중 대한민국 2015년 등록특허 제1499812호에서는 무기섬유 부직포를 열경화성 바인더에 함침하여 기재층을 형성하는 기재층형성단계, 슈퍼섬유 부직포를 열경화성 바인더에 함침하여 표피층을 형성하는 표피층형성단계, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 상기 표피층을 적층하는 적층단계 및 상기 적층단계를 통해 제조된 적층체를 성형하는 성형단계가 설명되어 있다.Among these techniques, Korean Patent Registration No. 1499812 of Korea in 2015 discloses a base layer forming step of forming a base layer by impregnating an inorganic fiber nonwoven fabric with a thermosetting binder, a skin layer forming step of forming a skin layer by impregnating the superfine nonwoven fabric into a thermosetting binder, A lamination step of laminating the skin layer on the upper and lower surfaces of the substrate layer, and a molding step of molding the laminate manufactured through the lamination step are described.
이는 고내열성을 가지면서 흡음에 유리한 제품을 제조할 수 있으나, 여전히 무기섬유를 사용하고 있고 무기섬유 부직포와 유기섬유로 부직포를 적층하기 위해 바인더를 이용하여 내구성이 떨어진다는 단점이 있다. It is possible to produce a product having high heat resistance and favorable sound absorption, but still uses inorganic fibers and has a drawback in that durability is deteriorated by using a binder for laminating nonwoven fabrics with inorganic fibers and organic fibers.
이에 고내열성과 흡음성을 가지는 복합기능성 섬유 및 섬유집합체가 간절히 요청되었다.Therefore, complex functional fibers and fiber aggregates having high heat resistance and sound absorption properties have been earnestly requested.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 중공부의 형태성이 안정적으로 확보되면서 섬유집합체에서 부피를 제어하기 위한 요소가 확보되어 섬유 간 공간 확보를 통해 다양한 기능을 발현할 수 있는 섬유를 제공함에 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a fiber capable of manifesting various functions by securing a space between fibers by securing an element for controlling volume in the fiber aggregate while securing the morphology of the hollow portion stably. .
본 발명의 다른 목적은 높을 열을 견디는 섬유를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a high heat resistant fiber.
본 발명의 또 다른 목적은 흡음성을 가지는 섬유 및 섬유 집합체를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide fibers and fiber aggregates having sound-absorbing properties.
본 발명의 또 다른 목적은 자발 크림프 발현을 통해 다양한 기능을 발현할 수 있는 섬유를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a fiber capable of manifesting various functions through spontaneous crimp expression.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이형단면 중공섬유에 있어서, 상기 섬유는 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(Polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT) 수지로 사용되고, 상기 섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어진 이형단면 중공섬유를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a modified hollow fiber, wherein the fiber is used as a polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT) resin, and the fiber comprises a hollow portion, And a volume control unit, wherein the volume control unit may protrude in a direction opposite to the center of the fiber, and the distal end may have a round shape.
또한 본 발명은 상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유를 제공한다.The present invention also provides a modified hollow fiber having the following characteristics when the uppermost portion of the volume control portion is defined as a peak and the volume control portion is defined as a valley.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4 (1) -3? Z? 4
(2) 0.9 ≤ ≤ 1.8(2) 0.9? 1.8
여기서, here,
R : 피크의 곡률반경R: radius of curvature of peak
r : 밸리의 곡률반경r: radius of curvature of the valley
또한 본 발명은 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유를 제공한다.The present invention also provides a modified hollow fiber having the following properties.
(3) ≥ 0.80(3) ≥ 0.80
(4) ≥ 0.30(4) ≥ 0.30
여기서,here,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값T1: the distance from the center point M to the
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값T2: the distance from the center point M to the
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값t1: the distance from the center point M to the
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값t2: the distance from the center point M to the
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원CTmax: the distance from the center point M to the
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원CTmin: T2 is a circle formed by connecting the tangent of the
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원Ctmax: A circle formed by connecting the tangent of the
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원Ctmin: a circle formed by connecting the tangent of the
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값CTmax-R: Difference value between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값CTmin-R: Difference value between the center point CTminM of the CTmin and the center point M
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값Ctmax-r: Difference value between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값Ctmin-r: Difference value between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
또한 본 발명은 상기 부피제어부가 4 내지 12개가 형성된 이형단면 중공섬유를 제공한다.Also, the present invention provides a modified hollow fiber having 4 to 12 volume control portions.
또한 본 발명은 상기 중공부가 섬유 단면 면적에서 15 내지 30%로 형성된 이형단면 중공섬유를 제공한다.In addition, the present invention provides a modified cross-section hollow fiber in which the hollow portion is formed at 15 to 30% in cross-sectional area of the fiber.
또한 본 발명은 상기 섬유를 포함하는 섬유 집합체를 제공한다.The present invention also provides a fibrous aggregate comprising the fibers.
본 발명의 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유는 중공율이 비교적 높으면서 형태가 안정된 섬유를 제공할 수 있다.The modified hollow fiber according to an embodiment of the present invention can provide a fiber having a relatively high hollow ratio and a stable shape.
또 본 발명은 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트을 사용하여 높은 열에도 견디는 섬유를 제공할 수 있다.The present invention can also provide high heat resistant fibers using polycyclohexylene dimethylene terephthalate.
또 본 발명은 부피제어부의 간섭효과로 섬유 집합체에서 벌키성이 확보되는 장점이 있으며, 이로 인해 데드에어를 보다 많이 확보할 수 있어 높은 흡음성을 나타낼 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has an advantage of securing the bulky property in the fiber aggregate due to the interference effect of the volume control part, thereby securing more dead air and exhibiting a high sound absorption characteristic.
또한 본 발명은 중공부와 더불어 자발크림프 구조에 의해 벌키성 및 탄력성과 함께 경량성 및 보온성이 우수한 장점이 있다. In addition, the present invention is advantageous in that the hollow portion and the spontaneous crimp structure are excellent in light weight and heat retention as well as bulging property and elasticity.
도 1 내지 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 단면 개념도.
도 7는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 부피제어부에 대응되는 방사구금의 개념도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유 집합체의 단면 개념도.
도 9는 종래기술에 의한 방사구금의 개념도.1 to 6 are schematic views of a fiber cross section according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a conceptual view of spinning and detaching corresponding to a volume control unit according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a schematic cross-sectional view of a fiber assembly according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a conceptual view of spinning and detaching according to the prior art.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that, in the drawings, the same components or parts have the same reference numerals as much as possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms "substantially", "substantially", and the like are used herein to refer to a value in or near the numerical value when presenting manufacturing and material tolerances inherent in the meanings mentioned, Absolute numbers are used to prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the mentioned disclosure.
본 명세서에서 섬유집합체라 함은 장섬유, 단섬유를 모두 포함하는 것으로 비제한적인 예로서, 직물, 편물, 원단, 부직포, 웹, 슬라이버, 토우 등 1 이상의 섬유가 집합되어 있는 것을 의미한다. As used herein, the term fibrous aggregate refers to a group including at least one kind of fibers such as a fabric, a knitted fabric, a fabric, a nonwoven fabric, a web, a sliver, a tow, and the like.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유는 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 (Polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT)로 이루어질 수 있고, 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 단섬유 상태나 부직포 형태에서 벌키성 및 흡음성을 향상시키는데 기여할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the modified hollow fiber may be made of polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT), and may be produced by spontaneous crimp development due to the difference in crystallization rate during cooling and solidification, It can contribute to improving the bulging property and the sound absorbing property in the state or nonwoven fabric form.
폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 (Polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT)는 폴리에스터계로서, 결정화 속도가 PET보다는 월등히 빠르고 사출 성형이 가능하다. 또한, PA계 고분자 대비 수분흡수율이 낮고 열에 의한 내변색성이 매우 우수하다.Polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT) is polyester based, and its crystallization speed is much faster than that of PET and injection molding is possible. In addition, it has a low water absorption rate compared to the PA-based polymer and is excellent in discoloration resistance by heat.
PCT를 이용한 섬유의 경우, 260℃까지 견딜 수 있는 고내열성으로 혹독한 열적환경에서도 장기간 사용 시에도 성능변화가 적고 PU폼이나 유리섬유 제품 대비 소음저감 능력이 우수하여 흡음재로 사용하기 용이하다.In case of fiber using PCT, it can withstand high temperatures up to 260 ℃. It is easy to use as a sound absorbing material because it has less change in performance even in long term use in harsh thermal environment and excellent noise reduction ability compared to PU foam or glass fiber product.
PCT의 중합 반응은 하기 반응도와 같다.The polymerization reaction of PCT is the same as the following reaction scheme.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이형단면 중공섬유의 개념도로서 상기 섬유(10)은 중공부(100), 형태유지부(200), 부피제어부(300)로 형성될 수 있다. 상기 중공부(100)의 중공율은 섬유 전체 면적에서 약 15 내지 30%임이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 중공유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부(200)는 중공부(100)에서부터 부피제어부(300) 사이의 섬유상을 의미한다. FIG. 1 is a conceptual view of a modified hollow fiber according to a preferred embodiment of the present invention. The
상기 부피제어부(300)는 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 이 때 말단부의 최상부를 피크(310)로, 부피제어부 사이를 밸리(330)로 정의할 수 있다. 이 때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피제어부마다 서로 다른거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.(도 2) The
또 중공부(100)의 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값을 t2으로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 할 때; CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmin-r라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 3 내지 6) A value T1 is the largest distance from the center point M of the
피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.When the deviation between the curvature radius R of the peak and the curvature radius r of the valley is defined as Z, the above Z may be defined by the following conditions (1) and (2).
(1) -3 ≤ Z ≤ 4(1) -3? Z? 4
(2) 0.9 ≤ ≤ 1.8(2) 0.9? 1.8
여기서, here,
R : 피크의 곡률반경R: radius of curvature of peak
r : 밸리의 곡률반경r: radius of curvature of the valley
섬유단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서 일 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못해 섬유 집합체의 균제도에 나쁜 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 상기 범위 내에서 섬유들간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있어 섬유 집합체에서 균제도를 향상시키는 요소가 될 수 있다. Many tests by the present inventors through fiber cross-sectional morphology analysis showed that the volume control portion of one fiber was inserted into the valley between the volume control portions of the adjacent fibers in the outside of the above range to show a structural characteristic as if the gears were engaged, And it is analyzed that it has a bad influence on the uniformity of the fiber aggregate. The volume control part between the fibers interferes with each other within the above range, and the bulky property is maintained. Even if the volume control part is inserted into the valley of the adjacent fiber, the fiber control part can be easily detached by flow or the like, thereby improving uniformity in the fiber aggregate.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 섬유는 CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, Ctmin-r이 다음 조건을 만족할 수 있다. The fibers according to the preferred embodiment of the present invention may satisfy the following conditions: CTmax-R, CTmin-R, Ctmax-r, and Ctmin-r.
(3) ≥ 0.8(3) ≥ 0.8
(4) ≥ 0.30(4) ≥ 0.30
여기서,here,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값T1: the distance from the center point M to the
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값T2: the distance from the center point M to the
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값t1: the distance from the center point M to the
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값t2: the distance from the center point M to the
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원CTmax: the distance from the center point M to the
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원CTmin: T2 is a circle formed by connecting the tangent of the
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원Ctmax: A circle formed by connecting the tangent of the
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원Ctmin: a circle formed by connecting the tangent of the
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값CTmax-R: Difference value between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값CTmin-R: Difference value between the center point CTminM of the CTmin and the center point M
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값Ctmax-r: Difference value between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값Ctmin-r: Difference value between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 될 수 없다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 섬유 집합체에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 중공부(100)와 형태유지부(200)의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 중공형성성과 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다. The above conditions (3) and (4) may relate to the formation of fibers according to an embodiment of the present invention. Ideally, the value should be 1, but not 1 due to the rheological properties of the polymer. The condition (3) may be related to formation of the volume control portion. Outside of the above range, the deviation of the volume control portion may be large and the variation of the r value may be large, which may affect the carding property in the process or the bulkiness in the fiber aggregate. Condition (4) can be interpreted as fiber morphology, which can affect the formability of
한편 상기와 같은 섬유단면을 형성하기 위해 상기 부피제어부(300)의 방사구금은 도 7에 도시된 바와 같이 방사상 형태로 이루어질 수 있다. 이 때 중심점(M)을 기준으로 각(θ) 10 내지 17도로 형성될 수 있다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위내에서 중공성도 유지되면서 이형단면의 부피제어요소로서 상기 부재(300)가 기능을 발현하기 위한 위 조건들을 만족할 수 있는 섬유 단면 형상이 구현되었다. In order to form the fiber cross-section as described above, the spinneret of the
본 발명에서 사용되는 이형단면 중공섬유의 단면 형상은 섬유 표면에 부피제어부가 4 내지 12개로 형성될 수 있다. The cross-sectional shape of the modified hollow fiber used in the present invention may be 4 to 12 volume control parts on the fiber surface.
또한 본 발명의 일실시예에 의한 섬유는 비제한적인 예로서 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 단섬유 상태나 부직포 형태에서 벌키성 및 흡음성을 향상시키는데 기여할 수 있다. In addition, the fibers according to one embodiment of the present invention are non-limiting examples of which can contribute to improvement in baldness and sound absorption in the form of short fiber or nonwoven fabric through spontaneous crimp development due to a difference in crystallization speed in cooling and solidification processes.
본 발명에 의한 섬유는 본 발명에 의한 섬유만으로 또는 섬유간의 결속 구조를 형성하기 위한 결속재가 포함된 섬유 집합체를 니들 펀칭 공정, 열 접착 공정 또는 멜트블로링 공정을 통해 부직포 형태로 성형하여 제조할 수 있다. The fiber according to the present invention can be produced by forming a fibrous assembly including a binding material for forming a binding structure between fibers or only the fibers according to the present invention into a nonwoven fabric through a needle punching process, a heat bonding process, or a meltblowing process have.
이하 실시예로서 설명한다.Hereinafter, this embodiment will be described.
실시예 1 Example 1
폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 비결정성 폴리에스테르계 저융점사를 30중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 두께가 5mm이고 중량은 약 800g되도록 하였다.Polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT) resin was used to prepare fibers having six volume control members. A fiber having a single fiber fineness of 6 Da and a fiber length of 64 mm was produced. Using this fiber, an amorphous polyester low melting point yarn was mixed in an amount of 30% by weight, and a nonwoven fabric was produced by needle punching. The nonwoven fabric had a thickness of 5 mm and a weight of about 800 g.
실시예 2Example 2
폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 반결정성 폴리에스테르계 저융점사를 30중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 두께가 5mm이고 중량은 약 800g되도록 하였다.Polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT) resin was used to prepare fibers having six volume control members. A fiber having a single fiber fineness of 6 Da and a fiber length of 64 mm was produced. Using this fiber, a semi-crystalline polyester low melting point yarn was mixed in an amount of 30% by weight, and a nonwoven fabric was produced by needle punching. The nonwoven fabric had a thickness of 5 mm and a weight of about 800 g.
비교예 1 Comparative Example 1
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 비결정성 폴리에스테르계 저융점사를 30중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 두께가 5mm이고 중량은 약 800g되도록 하였다.Using a polyester having an intrinsic viscosity of 0.64, fibers having six volume control members were produced. A fiber having a single fiber fineness of 6 Da and a fiber length of 64 mm was produced. Using this fiber, an amorphous polyester low melting point yarn was mixed in an amount of 30% by weight, and a nonwoven fabric was produced by needle punching. The nonwoven fabric had a thickness of 5 mm and a weight of about 800 g.
비교예 2Comparative Example 2
극한 점도 0.64의 폴리에스테르를 사용하여 부피제어부재가 6개인 섬유를 제조하였다. 단섬유 섬도 6De이고, 섬유장 64mm인 섬유를 제조하였다. 이 섬유를 이용하되, 반결정성 폴리에스테르계 저융점사를 30중량%가 되도록 혼합하여 니들펀칭으로 부직포를 제조하였다. 이 부직포는 두께가 5mm이고 중량은 약 800g되도록 하였다.Using a polyester having an intrinsic viscosity of 0.64, fibers having six volume control members were produced. A fiber having a single fiber fineness of 6 Da and a fiber length of 64 mm was produced. Using this fiber, a semi-crystalline polyester low melting point yarn was mixed in an amount of 30% by weight, and a nonwoven fabric was produced by needle punching. The nonwoven fabric had a thickness of 5 mm and a weight of about 800 g.
* 측정 방법* How to measure
가. 잔향실법에 의한 흡음률 측정end. Sound absorption rate measurement by reverberation method
ISO 354(KS F 2805: 잔향실내의 흡음율 측정방법)에 준하는 장비를 사용하여Using the equipment according to ISO 354 (KS F 2805: Sound absorption rate measurement method of reverberation room)
측정하였다. 시험편의 크기는 1.0m x 1.2m 로하며, 잔향시간은 초기 읍압 대비Respectively. The size of the specimen is 1.0m x 1.2m, and the reverberation time is
20dB 감쇄되었을 때로 하며, 음원은 1/3 Octave band 음원을 사용했다. 주파수 범20 dB attenuation, and a 1/3 octave band sound source was used as the sound source. Frequency range
위는 0.4~10kHz 범위에서 흡음율을 측정하였다.The sound absorption rate was measured in the range of 0.4 ~ 10kHz.
나. 내열성(인장강도, 수축율)I. Heat resistance (tensile strength, shrinkage)
1. 인장강도1. Tensile strength
KS M 6518에 따르며, 80±2℃에서 50 시간 방치 후 인장강도를 측정한다.According to KS M 6518, the tensile strength is measured after standing at 80 ± 2 ° C for 50 hours.
2. 수축율2. Shrinkage
150 x 150 mm 시험편의 중앙에 100 x 100 mm의 표식을 넣어 80±2℃에서 50 시간 방치 후 온도 23±2℃, 상대습도 50±5%에서 60분간 유지 후, 가로 및 세로 방향의 수축율을 구한다. 150 x 150 mm The mark of 100 x 100 mm was placed in the center of the test specimen and the specimen was left at 80 ± 2 ℃ for 50 hours and maintained at a temperature of 23 ± 2 ℃ and a relative humidity of 50 ± 5% for 60 minutes. I ask.
(Hz)Example 1
(Hz)
(Hz)Example 2
(Hz)
(Hz)Comparative Example 1
(Hz)
(Hz)Comparative Example 2
(Hz)
(℃)Heat resistance
(° C)
(MPa)The tensile strength
(MPa)
(%)Contraction ratio
(%)
실시예 1 내지 2로 제조된 고내열성 이형단면 중공섬유는 기존의 흡음재로 사용되고 있던 비교예1 내지 2와 흡음성능이 유사 및 향상되어 흡음성이 우수함을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the high heat-resistant cross-section hollow fibers prepared in Examples 1 and 2 have similar and improved sound absorption performance to those of Comparative Examples 1 and 2, which were used as conventional sound absorption materials, and thus are excellent in sound absorption properties.
또한, 비교예1 내지 2의 평균 인장강도인 0.6Mpa에 비해 실시예1 내지 2의 평균 내열성은 3.15Mpa로 약 5배 향상되었고,In addition, the average heat resistance of Examples 1 and 2 was improved to about 3.15 MPa by about 5 times as compared with the average tensile strength of 0.6 MPa of Comparative Examples 1 and 2,
비교예1 내지 2의 평균 수축률인 4.9%에 비해 실시예1 내지 2의 평균 수축률은 1.65%로 약 3배 감소되었음을 알 수 있다. The average shrinkage ratio of Examples 1 and 2 was 1.65%, which is about three times lower than that of Comparative Examples 1 and 2, which is 4.9%.
즉, 실시예 1 내지 2로 제조된 고내열성 이형단면 중공섬유는 기존의 흡음재로 사용되고 있던 비교예1 내지 2에 비해 내열성이 우수함을 확인 할 수 있다. That is, the high heat-resistant cross-section hollow fibers prepared in Examples 1 and 2 are superior in heat resistance to those of Comparative Examples 1 and 2 which were used as conventional sound absorbing materials.
또한, 폴리에스테르계 저융점사로 비결정성 바인더 섬유보다 반결정성 바인더 섬유를 사용하였을 때, 고온에서의 열 변형을 보완하여 내열성이 증가함을 확인 할 수 있다.In addition, when a semi-crystalline binder fiber is used as the polyester low melting point yarn rather than the amorphous binder fiber, heat resistance at high temperature is compensated for and heat resistance is increased.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be clear to those who have knowledge of.
Claims (6)
상기 섬유는 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(Polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT) 수지로 사용되고,
상기 섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되,
상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상을 가지되,
상기 섬유는 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유.
(3) ≥ 0.80
(4) ≥ 0.30
여기서,
T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값
T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값
t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값
t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값
CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원
CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값
Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값 In the modified hollow fiber,
The fiber is used as polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT) resin,
Wherein the fiber comprises a hollow portion, a shape retaining portion, and a volume control portion,
The volume control part may protrude in a direction opposite to the center of the fiber, the distal part may have a round shape,
Wherein the fiber satisfies the following conditions.
(3) ≥ 0.80
(4) ≥ 0.30
here,
T1: the distance from the center point M to the peak 310 is the largest value
T2: the distance from the center point M to the peak 310 is the smallest value
t1: the distance from the center point M to the valley 330 is the largest value
t2: the distance from the center point M to the valley 330 is the smallest value
CTmax: the distance from the center point M to the peak 310 on the basis of T1 is a circle formed by connecting the tangent of the volume controller 300 having the next higher order value,
CTmin: T2 is a circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 having a smaller distance from the center point M to the peak 310,
Ctmax: A circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 having the next higher order distance from the center point M to the peak 310 with reference to t1
Ctmin: a circle formed by connecting the tangent of the volume control unit 300 having a smaller distance from the center point M to the peak 310,
CTmax-R: Difference value between the center point (CTmaxM) and the center point (M) of CTmax
CTmin-R: Difference value between the center point CTminM of the CTmin and the center point M
Ctmax-r: Difference value between the center point (CtmaxM) and the center point (M) of Ctmax
Ctmin-r: Difference value between the center point (CtminM) and the center point (M) of Ctmin
상기 부피제어부 말단부의 최상부를 피크로, 부피제어부 사이를 밸리로 정의할 때 하기 조건을 만족하는 이형단면 중공섬유.
(1) -3 ≤ Z ≤ 4
(2) 0.9 ≤ ≤ 1.8
여기서,
R : 피크의 곡률반경
r : 밸리의 곡률반경
Z : R과 r의 편차
The method according to claim 1,
Wherein the uppermost portion of the end portion of the volume control portion is defined as a peak, and the portion between the volume control portions is defined as a valley.
(1) -3? Z? 4
(2) 0.9? 1.8
here,
R: radius of curvature of peak
r: radius of curvature of the valley
Z: Deviation of R and r
상기 부피제어부는 4 내지 12개가 형성된 이형단면 중공섬유.The method according to claim 1,
Wherein the volume control unit comprises 4 to 12 hollow fibers.
상기 중공부의 중공율이 15 내지 30%로 형성된 이형단면 중공섬유.The method according to claim 1,
Wherein the hollow portion has a hollow ratio of 15 to 30%.
A fiber aggregate comprising a fiber according to any one of claims 1, 2, 4 and 5.
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