KR101841386B1

KR101841386B1 - 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금 및 이를 사용한 사의 제조방법

Info

Publication number: KR101841386B1
Application number: KR1020170001460A
Authority: KR
Inventors: 김규창; 김정규; 김민철; 박옥근
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-03-22

Abstract

본 발명은 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금 및 이를 사용한 사의 제조방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금은 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 특정한 구금 스펙을 만족하도록 구성되는 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금 및 이를 사용한 사의 제조방법은 특정한 형태의 방사구금을 사용하므로 섬유 내부에 공기층을 효과적으로 형성하여 열의 이동을 억제하여 보온성이 우수하며 높은 반발 탄성과 형태 안정성으로 가연 공정 후에도 단면의 손상이 없고 중공률이 높게 유지되어 부드러운 촉감과 볼륨감을 가지는 동시에 염색 이상과 같은 품질 문제를 일으키지 않아 고급 보온의류 등에 적용할 수 있는 이형단면사를 제공함으로써 상기한 문제를 해결하면서 사를 안정적으로 생산할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금 및 이를 사용한 사의 제조방법{Spinneret for shaped fiber having an excellent warming property and manufacturing method of fiber by using the same}

본 발명은 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금 및 이를 사용한 사의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 원사 단면이 종래의 보온 경량성 원사인 중공사의 단면 형상을 변경하여 이형도 및 중공율을 극대화하여 보온성과 경량성이 우수하면서도 가연 공정 후 단면의 손상 및 형태의 변형이 기존 중공사보다 적어 촉감 및 염색성 균일성이 우수하게 되는 이형단면사용 방사구금과 이를 사용한 사의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 보온 경량성 원사는 일반적으로 중공사로 원사 중앙에 공기를 포함한 중공으로 인해 보온성과 경량감이 우수하며, 이를 이용하여 보온성과 함께 경량감이 요구되는 스포츠웨어, 내의류, 겨울용 방한 의류 및 침구류 등에 이용되어 오고 있으며 기능성 소재의 요구 증가로 인해 적용 범위가 점차적으로 확대되고 있는 추세이다. 이러한 보온 경량성 원사의 경우 단면 형상이 대부분 C자 형태(도 2 참고) 혹은 두 개의 C자가 마주보고 있는 형태(도 3 참고)인데 도 2의 C자 형태의 경우에는 이형도 및 중공율이 낮아서 만족할 만한 수준의 보온성과 경량성을 얻을 수 없어 효과가 떨어지는 단점이 있으며, 도 3의 C자가 마주보고 있는 형태의 경우에는 중공율은 우수하나 공기를 폴리머가 감싸고 있으므로 방사 조업성이 불량하며 가연작업 등의 후 공정시 중공이 손상될 경우 원단의 품질문제, 예를 들어 염색이상 등과 같은 문제를 유발시키는 원인이 되어 개선이 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 새로운 발명을 하여 제안하였는데, 즉 대한민국 특허공개공보 제2005-0047037호는 이형단면 중공사 및 그의 제조방법이라는 명칭으로, 일정한 폭과 외경을 갖는 C자형 슬리트 3개를 동일한 각도로 개구부를 마주하도록 배열하고 방사시에 융착하도록 하여 세 잎 클로버 형태의 단면을 제조하는 새로운 형태의 중공사로, 기존의 구금 마모에 의한 염색 불량과 중공부 개환에 의한 단면형성성 저하의 문제를 해결한다고 제시하고 있으며, 또 다른 예로서, 대한민국 특허공개공보 제2006-0125161호는 이형단면 중공사 및 그의 제조방법이라는 명칭으로, 열가소성 수지의 방사용액을 C자형으로 구부러진 고리 모양이며 서로 동일한 크기를 갖는 3개의 C자형 슬릿들이 세잎클로버 형태로 균일한 각도로 배열되어 있는 방사구금을 통해 방사하여 원사 단면이 8자형 또는 세잎클로버 형태이고, 원사 내부에 중공부를 갖는 이형단면 중공사를 제조하여 이형단면 중공사 제조시 방사구금의 마모에 의한 염색불량 및 중공부의 개환에 의한 단면형성성 저하 문제를 개선할 수 있고, 흡한속건성과 반발성, 보온성 및 경량성이 뛰어나다고 개시하고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 단면 형상을 지닌 원사도 가열 및 냉각조건에 따라 기존의 중공사와 같이 토출시 미융착으로 인해 단면 형성성이 떨어질 가능성이 존재하며, 융착이 되더라도 접합부의 매끄럽지 못한 표면에 의해 광택의 불균일을 초래할 수 있다는 단점이 있고, 또한 공기를 폴리머가 감싸고 있으므로 방사 조업성이 불량하다.

또한, 종래의 중공사는 동일한 단사 섬도의 범용원사 대비 단면적이 넓고 드레이프성이 높아 딱딱한 촉감을 가지며 광택성이 떨어져 고급원단에 이용하기가 어렵다는 단점이 있으며, 따라서 중공사의 이러한 딱딱한 촉감과 낮은 광택성을 개선하기 위해 가연 공정을 거치게 되는데, 이러한 가연 작업 등의 후 공정 시 중공이 손상될 경우 중공부의 손상 및 형태 변형으로 인해 중공사 고유의 경량감 및 보온성이 떨어질 뿐만 아니라, 염색성 저하와 같은 원단의 품질문제를 유발시키는 원인이 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점을 해결하여 가연 공정 후에도 단면의 손상이 없고 중공률이 높게 유지되어 중공사의 고유한 특성인 경량감과 보온성을 가지는 동시에 염색 이상과 같은 품질 문제를 일으키지 않고 부드러운 촉감을 지녀 고급 보온의류 등에 적용할 수 있는 이형단면사를 제공하기 위해 예의 연구한 결과, 특정한 형태의 방사 구금을 제공하고, 이를 사용하여 필라멘트를 방사한 이형단면사를 제공함으로써 상기한 문제를 해결하면서 사를 안정적으로 생산할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하게 되었다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2005-0047037호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제2006-0125161호

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 제일 목적은 원사 단면이 종래의 보온 경량성 원사인 중공사의 단면 형상을 변경하여 이형도 및 중공율을 극대화하여 보온성과 경량성이 우수하면서도 가연 공정 후 단면의 손상 및 형태의 변형이 종래 중공사보다 적어 촉감 및 염색성 균일성이 우수하게 되어 염색 이상과 같은 품질 문제를 일으키지 않는 이형단면사용 방사구금을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 이형단면사용 방사구금을 사용하여 사를 제조함으로 제조된 사의 중공률을 크게 하여 더욱 많은 중공의 공간을 포함하여 보온성 의류의 가장 궁극적인 목적인 보온성과 경량성을 함께 극대화한 사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한, 종래의 중공사가 형태가 일정하지 못함에 기인한 염색의 불균일을 원형의 중공과는 다른 형태의 단면으로 제조함으로써 보온성과 경량성을 갖는 사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 방사구금을 사용하여 우수한 생산성으로 보다 용이하게 사를 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금은;

단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 아래 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 것임을 특징으로 한다:

(식 1) 0.05 ≤ S ≤ 0.20

(식 2) 0.1 ≤ E ≤ 0.50

(식 3) 0.5 ≤ Y/X ≤ 5.0

(식 4) 30 ≤ A ≤ 270

상기 식에서,

S는 슬리트의 폭 (㎜)이고, E는 폴리머가 토출되는 면적(㎟)이고, X는 X축의 슬리트 길이(㎜)이고, Y는 Y축의 슬리트 길이(㎜)이고, A는 변형된 C자 부분의 양 끝에서 꺽여 지는 슬리트의 각도(°)이다.

상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법은;

열가소성 폴리머를 방사구금에 일정간격으로 배치된 폴리머 토출구에서 폴리머를 단시간 일정하게 거리를 유지하면서 토출하고 냉각장치에 의해 냉각하여 필라멘트 사를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방사구금은 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 아래 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 것을 사용하여 제조함을 특징으로 한다:

(식 1) 0.05 ≤ S ≤ 0.20

(식 2) 0.1 ≤ E ≤ 0.50

(식 3) 0.5 ≤ Y/X ≤ 5.0

(식 4) 30 ≤ A ≤ 270

상기 식에서,

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 제조방법은 아래 식 5 내지 6을 만족하는 조건으로 방사하며, 아래 식 7 및 8을 만족하는 조건으로 냉각시킴을 특징으로 한다:

(식 5) 3 ≤ Q ≤ 15

(식 6) 30 ≤ ΔP ≤ 300

(식 7) 3,000 ≤ γ ≤ 30,000

(식 8) 0.3 ≤ H/N ≤ 1.4

상기 식에서, Q는 홀 단위 면적당 폴리머의 토출량(g/min.㎟)이고, ΔP는 구금 배면압(㎏/㎠)이고, γ는 전단속도(sec-1)이고, H는 구금 직하면에서 냉각공기가 나오는 지점까지의 거리(㎜)이고, N은 구금 하면의 직경(㎜)이다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 열가소성 폴리머를 200 내지 300℃의 온도로 토출 홀에서 방사함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 방사된 폴리머를 고뎃롤 1 및 2를 통해 70 내지 130℃의 온도에서 1.2배 내지 5.0배로 연신시킨 후 1.0 내지 5.0㎏/㎠로 교락한 다음 권취기에서 3500 내지 6000m/min으로 권취시켜 완전 연신사를 제조함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 방사된 폴리머를 별도로 연신 및 교락공정을 거치지 않고 권취기에서 1500 내지 4500m/min으로 권취시켜 부분연신사를 제조함을 특징으로 한다.

상기한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 섬유는;

열가소성 폴리머를, 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 상기 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 방사구금에 일정간격으로 배치된 폴리머 토출구에서 폴리머를 단시간 일정하게 거리를 유지하면서 토출하고 냉각장치에 의해 냉각하여 제조된 이형단면사 섬유로서 섬도는 20 내지 300데니어이고, 6 내지 288 필라멘트인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 섬유는 미터당 교락수가 10 내지 50개임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 섬유는 중공률이 5 내지 70%임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 열가소성 폴리머는 0.38 내지 0.42 중량%의 이산화티탄(TiO₂)을 함유하는 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금 및 이를 사용한 사의 제조방법은 특정한 형태의 방사구금을 사용하므로 섬유 내부에 공기층을 효과적으로 형성하여 열의 이동을 억제하여 보온성이 우수하며 높은 반발 탄성과 형태 안정성으로 가연 공정 후에도 단면의 손상이 없고 중공률이 높게 유지되어 부드러운 촉감과 볼륨감을 가지는 동시에 염색 이상과 같은 품질 문제를 일으키지 않아 고급 보온의류 등에 적용할 수 있는 이형단면사를 제공함으로써 상기한 문제를 해결하면서 사를 안정적으로 생산할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 방사구금 토출구 형태의 개략도이고,
도 2 및 도 3은 종래의 방사구금 토출구 예시적인 형태의 개략도이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니며 그 요지의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다. 또한, 상세한 설명에서는 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금은 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 아래 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 것이다:

(식 1) 0.05 ≤ S ≤ 0.20

(식 2) 0.1 ≤ E ≤ 0.50

(식 3) 0.5 ≤ Y/X ≤ 5.0

(식 4) 30 ≤ A ≤ 270

상기 식에서, S는 슬리트의 폭 (㎜)이고, E는 폴리머가 토출되는 면적(㎟)이고, X는 X축의 슬리트 길이(㎜)이고, Y는 Y축의 슬리트 길이(㎜)이고, A는 변형된 C자 부분의 양 끝에서 꺽여 지는 슬리트의 각도(°)이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사는 그 중공율 및 보온성을 도 3의 종래의 방사구금 단면으로 제조된 원사와 동등수준 그 이상으로 되며, 방사 조업성 및 품질 수준은 도 2의 종래의 방사구금 수준으로 하도록 하기 위해 본 발명의 도 1과 같은 단면 형상의 방사구금을 제공하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 방사구금을 사용한 이형단면사의 제조는 도 2와 같은 방사구금을 사용하는 것과 같은 방사 조업성과 품질수준이 문제없는 선까지 이형도를 확대한 것으로 이형도가 올라가서 중공율이 상승하며 이에 따라 보온성 및 경량성이 우수한 폴리에스테르사를 제조할 수 있게 한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법은 열가소성 폴리머를 방사구금에 일정간격으로 배치된 폴리머 토출구에서 폴리머를 단시간 일정하게 거리를 유지하면서 토출하고 냉각장치에 의해 냉각하여 필라멘트 사를 제조하는 방법으로서, 상기 방사구금은 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 상기 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 것을 사용하여 제조한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 본 발명의 제조방법은 아래 식 5 내지 6을 만족하는 조건으로 방사하며, 아래 식 7 및 8을 만족하는 조건으로 냉각시키는 것이 바람직하다.

(식 5) 3 ≤ Q ≤ 15

(식 6) 30 ≤ ΔP ≤ 300

(식 7) 3,000 ≤ γ ≤ 30,000

(식 8) 0.3 ≤ H/N ≤ 1.4

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 열가소성 폴리머를 200 내지 300℃의 온도로 토출 홀에서 방사하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 방사된 폴리머를 고뎃롤 1 및 2를 통해 70 내지 130℃의 온도에서 1.2배 내지 5.0배로 연신시킨 후 1.0 내지 5.0㎏/㎠로 교락한 다음 권취기에서 3500 내지 6000m/min으로 권취시켜 완전 연신사를 제조할 수 있.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 방사된 폴리머를 별도로 연신 및 교락공정을 거치지 않고 권취기에서 1500 내지 4500m/min으로 권취시켜 부분연신사를 제조할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 섬유는 열가소성 폴리머를, 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 상기 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 방사구금에 일정간격으로 배치된 폴리머 토출구에서 폴리머를 단시간 일정하게 거리를 유지하면서 토출하고 냉각장치에 의해 냉각하여 제조된 이형단면사 섬유로서 섬도는 20 내지 300데니어이고, 6 내지 288 필라멘트인 것일 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 섬유는 미터당 교락수가 10 내지 50개로 할 수 있.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 섬유는 중공률이 5 내지 70%로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 열가소성 폴리머는 0.38 내지 0.42 중량%의 이산화티탄(TiO₂)을 함유하는 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 형태를 갖는 방사구금을 통해 토출된 고유점도 0.640 내지 0.670 사이인 열가소성 폴리머를 방사온도 250℃ 내지 350℃로, 더욱 자세하게는 280℃ 내지 300℃로 방사하고 방사직후 15℃ 내지 25℃의 온도를 가지는 냉각공기로 냉각을 시켜 원사를 제조할 수 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 냉각장치를 통해 고화된 폴리머들은 이하 종래의 작업방식과 같이 급유롤러, 스트레치 롤러, 고뎃롤러 등을 거쳐 연신이 되며 최종적으로 권취하여 제품을 생산하게 된다. 기존의 방사구금을 사용한 경우 방사 조업성 열악, 염색 불균일과 같은 문제를 초래하였지만, 상기 본 발명에 따른 방사구금을 통해 방사된 폴리머들은 이러한 문제가 없는 우수한 품질의 이형단면사로 제조할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 실시예로보다 자세히 설명하지만 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 4

이산화티탄 함량이 0.4중량%인 극한점도(η)=0.652 수준의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 방사온도 285℃로 도 1의 형태와 표 1에 나타난 구금 스펙을 가지는 구금홀이 배열된 방사 구금으로 방사하였다. 방사된 사를 권취공정에서 고뎃롤 1과 고뎃롤 2에서 81℃로 연신에 필요한 온도를 부여하고, 1.75배로 연신한 다음 3.0 ㎏/㎠로 교락한 후 권취기에서 5,000m/min 속도로 권취하여 75데니어 36필라멘트의 연신사를 얻었다. 이렇게 얻어진 연신사를 통상의 방법으로 보온 경량성을 갖는 직물을 제조하였다.

이렇게 얻어진 원사를 중공률, 보온성, 염색줄 무늬, 사절수를 측정하고 그 측정결과는 다음 표 1에 나타내었다.

비교예 1 내지 2

표 1에 나타난 구금 스펙을 가지는 구금홀을 사용하는 외에는 상기 실시예 1과 같이 하여 원사를 제조하였다.

비교예 3 및 4

구금 토출구의 형태를 도 2 및 3의 것을 사용하는 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 원사를 제조하였다.

실험예

상기 각 실시예 및 비교예에 따라 생산된 직물의 특성인 중공률, 보온성, 염색줄 무늬, 사절수는 다음과 같이 평가되었다.

(1) 보온성은 KS K 0560:2006 법으로 측정하였다.

(2) 중공률은 하기 식을 사용하여 계산하였다:

중공율(%) = {중공부분의 면적/(중공부분의 면적 + 섬유부분의 면적)}×100

(3) 염색줄 무늬는 뚜렷하게 관찰되므로 염색기로 염색 후 육안으로 미터당 개수를 확인하였다(개/m).

(4) 사절수는 한 개 POS에서 일주일간 가동한 결과이다(개/일.POS).

구분		단위	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
구금 스펙	S	㎜	0.10	0.10	0.20	0.20	0.03	0.20	도 2	도 3
	E	㎟	0.20	0.40	0.20	0.40	0.20	0.20
	Y/X	㎜	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
	A	도	135	180	135	180	180	300
결과	중공율	%	26	31	28	33	27	16	12	23
	보온성	%	22	28	25	29	22	17	13	19
	염색줄무늬	개	0	1	0	0	1	0	2	9
	사절수	개	1	0	0	0	3	1	0	5

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들에 의해 제조된 사는 중공율과 보온성이 우수한 이형단면사로 그 중공율 및 보온성이 도 3의 종래의 방사구금 단면으로 제조된 원사와 동등수준 그 이상으로 되며, 방사 조업성 및 품질 수준은 도 2의 종래의 방사구금 수준 또는 그 보다 양호하게 됨을 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시형태 및 전술한 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

(부호 설명 없음)

Claims

단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 아래 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 것임을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금:
(식 1) 0.05 ≤ S ≤ 0.20
(식 2) 0.1 ≤ E ≤ 0.50
(식 3) 0.5 ≤ Y/X ≤ 5.0
(식 4) 30 ≤ A ≤ 270
상기 식에서,
S는 슬리트의 폭 (㎜)이고, E는 폴리머가 토출되는 면적(㎟)이고, X는 X축의 슬리트 길이(㎜)이고, Y는 Y축의 슬리트 길이(㎜)이고, A는 변형된 C자 부분의 양 끝에서 꺽여 지는 슬리트의 각도(°)임.
열가소성 폴리머를 방사구금에 일정간격으로 배치된 폴리머 토출구에서 폴리머를 단시간 일정하게 거리를 유지하면서 토출하고 냉각장치에 의해 냉각하여 필라멘트 사를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방사구금은 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지며 아래 식 1 내지 4를 모두 만족하도록 구성되는 것을 사용하여 제조함을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법:
(식 1) 0.05 ≤ S ≤ 0.20
(식 2) 0.1 ≤ E ≤ 0.50
(식 3) 0.5 ≤ Y/X ≤ 5.0
(식 4) 30 ≤ A ≤ 270
상기 식에서,
S는 슬리트의 폭 (㎜)이고, E는 폴리머가 토출되는 면적(㎟)이고, X는 X축의 슬리트 길이(㎜)이고, Y는 Y축의 슬리트 길이(㎜)이고, A는 변형된 C자 부분의 양 끝에서 꺽여 지는 슬리트의 각도(°)임.
제2항에 있어서, 상기 제조방법은 아래 식 5 내지 6을 만족하는 조건으로 방사하며, 아래 식 7 및 8을 만족하는 조건으로 냉각시킴을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법:
(식 5) 3 ≤ Q ≤ 15
(식 6) 30 ≤ ΔP ≤ 300
(식 7) 3,000 ≤ γ ≤ 30,000
(식 8) 0.3 ≤ H/N ≤ 1.4
상기 식에서, Q는 홀 단위 면적당 폴리머의 토출량(g/min.㎟)이고, ΔP는 구금 배면압(㎏/㎠)이고, γ는 전단속도(sec-1)이고, H는 구금 직하면에서 냉각공기가 나오는 지점까지의 거리(㎜)이고, N은 구금 하면의 직경(㎜)임.
제2항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머를 200 내지 300℃의 온도로 토출 홀에서 방사함을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 방사된 폴리머를 고뎃롤 1 및 2를 통해 70 내지 130℃의 온도에서 1.2배 내지 5.0배로 연신시킨 후 1.0 내지 5.0㎏/㎠로 교락한 다음 권취기에서 3500 내지 6000m/min으로 권취시켜 완전 연신사를 제조함을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 방사된 폴리머를 별도로 연신 및 교락공정을 거치지 않고 권취기에서 1500 내지 4500m/min으로 권취시켜 부분연신사를 제조함을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 방사구금을 사용한 사의 제조방법.
열가소성 폴리머를, 단면형상이 변형된 C자형의 형태로 이루어지는 청구항 제1항의 방사구금에 일정간격으로 배치된 폴리머 토출구에서 폴리머를 단시간 일정하게 거리를 유지하면서 토출하고 냉각장치에 의해 냉각하여 제조된 이형단면사 섬유로서 섬도는 20 내지 300데니어이고, 6 내지 288 필라멘트인 것을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 섬유.
제7항에 있어서, 상기 섬유는 미터당 교락수가 10 내지 50개임을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 섬유.
제7항에 있어서, 상기 섬유는 중공률이 5 내지 70%임을 특징으로 하는 보온성 및 경량성이 우수한 이형단면사 섬유.