KR101865965B1 - 전선용 폴리에스테르 부직포의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전선 제조시 구리선을 테이핑할 때 같은 중량 대비 강도가 높고 두께가 얇은 부직포를 사용하여 절단현상이 현저히 줄어들어 작업성이 현저하게 좋으며 전선 전체의 부피도 줄일 수 있는 전선용 폴리에스테르 부직포 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 전선용 폴리에스테르 부직포는 코어(core) 부분에 융점이 250 내지 260℃인 고융점 폴리에스테르와 시스(sheath) 부분에 융점이 200 내지 250℃인 저융점 폴리에스테르를 컨쥬게이트 방사법으로 방사하여 만든 부직포로 구금의 가로와 세로 직경이 9 내지 15배 차이 나는 구금을 사용하여 방사한 섬유로 제작된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 전선용 폴리에스테르 부직포는 고융점 폴리에스테르와 저융점 폴리에스테르를 컨쥬게이트 방법으로 방사하여 부직포를 제작할 때 원형이 아닌 가로 세로 직경의 비가 9배 이상 차이 나는 구금을 사용하여 강도를 개선시키고 두께를 줄여 상기한 종래의 문제를 해결할 수 있다.

Description

전선용 폴리에스테르 부직포의 제조방법{The method for manufacturing Polyester nonweaven fiber for using an electric wire}

본 발명은 전선용 폴리에스테르 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전선 제조시 구리선을 테이핑할 때 같은 중량 대비 강도가 높고 두께가 얇은 부직포를 사용하여 절단현상이 현저히 줄어들어 작업성이 현저하게 좋으며 전선 전체의 부피도 줄일 수 있는 전선용 폴리에스테르 부직포의 제조 방법에 관한 것이다.

종래로부터 부직포는 의류용, 산업용, 토목건축용, 농업용, 위생용, 생활용 등과 같이 산업의 발달에 따라 매우 다양하게 그 용도가 확대되고 있으며, 용도별로 요구되는 특성 또한 다양하지만, 그 중 전선용은 고속으로 테이핑을 하기 때문에 작업성을 위해서는 인장강도가 매우 중요하며 전선 전체를 설계하는데 있어서 부피도 중요한 인자이므로 두께 관리도 매우 중요하다.

통상 부직포는 단섬유 부직포와 장섬유 부직포로 나눌 수 있는데 단섬유 부직포는 스테이플 파이버를 이용하여 물리적, 화학적 결합을 통해 부직포를 형성하는 것이고 장섬유 부직포는 방사와 동시에 웹을 형성하여 물리적, 화학적 방법으로 결합시켜 부직포를 만드는 것인데, 상기 단섬유 부직포의 경우 장섬유 부직포에 비해 물성이 낮은 경향이 있어서 높은 인장강도가 요구되는 전선용 제품에는 적합하지가 않다.

부직포를 만드는 방법 중 방사기술에 있어서 컨쥬게이트 방법은 코어부분과 시스부분의 고분자를 다르게 구성할 수 있으며 고분자의 종류와 배합 비율에 따라 다양한 특성의 제품을 제작할 수 있기 때문에 원하는 특성의 제품을 만들기 용이한 것으로 알려져 있다. 또한, 방사기술 중에 구금을 원형이 아닌 이형으로 만들 경우에 섬유의 특성이 변하면서 부직포의 특성도 변한다. 구금 모양을 변형시켜서 만들 경우 강도, 두께, 공기투과도 등 기본 물성이 변화하며 그에 따라 단열성, 차폐성 등의 특성도 변화한다.

일반적으로 스펀 본드 부직포의 강도를 높이는 방법에는 제조 조건을 변경하여 열압착 조건을 올려 웹의 강도를 향상시키거나 섬유의 강도를 높이는 방법이 있고 후가공으로 수지처리를 하여 강도를 향상시키는 방법이 있다. 전자의 경우는 강도 향상이 크지 않으며 후자의 경우에는 제품 생산시 공정이 늘어나며 비용적인 측면에서도 경제적이지 않다.

한편, 전선 피복용으로서 부직포의 사용을 제시한 것으로는 대한민국 등록특허 제0180634호에서 아크릴 수용성 바인더를 사용하여 부직포의 강도를 올려 전선 피복용으로 사용을 하는 것을 개시하고 있다. 하지만, 위에서 언급한 대로 후가공이 추가가 되면 공정관리가 더 어려워지고 비용도 늘어나 시간적으로나 경제적으로도 바람직하지가 않다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과 컨쥬게이트 방사법을 이용하여 특정 구조의 구금을 사용하여 방사한 섬유로 웹을 형성하여 만든 부직포를 통해 상기 문제점을 해결할 수 있음을 안출하여 본 발명을 완성하였다.

특허문헌 1: 대한민국 등록특허 제0180634호

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 실정을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 제일 목적은 부직포의 인장 강도를 향상시켜 전선 제작시 작업성을 우수하게 할 수 있도록 하고 부직포의 두께를 줄여 전선의 전체 부피를 줄일 수 있는 전선용 폴리에스테르 부직포를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 갖는 전선용 폴리에스테르 부직포를 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조 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 전선용 폴리에스테르 부직포는;

코어(core) 부분에 융점이 250 내지 260℃인 고융점 폴리에스테르와 시스(sheath) 부분에 융점이 200 내지 250℃인 저융점 폴리에스테르를 컨쥬게이트 방사법으로 방사하여 만든 부직포로 구금의 가로와 세로 직경이 9 내지 15배 차이 나는 구금을 사용하여 방사한 섬유로 제작된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 구금의 가로와 세로 직경은 10배 차이 나는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 저융점 폴리에스테르의 함량은 5중량% 내지 40중량%의 비율로 됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 부직포의 결합방법은 열 압착을 이용하는 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 전선용 폴리에스테르 부직포는 고융점 폴리에스테르와 저융점 폴리에스테르를 컨쥬게이트 방법으로 방사하여 부직포를 제작할 때 원형이 아닌 가로 세로 직경의 비가 9배 이상 차이 나는 구금을 사용하여 강도를 개선시키고 두께를 줄여 상기한 종래의 문제를 해결할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전선용 부직포는 전선 제작시 작업성을 개선할 수 있는 산업상 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따라 컨쥬게이트 방사법으로 방사된 섬유의 단면도를 개략적으로 나타낸 개략단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시형태에 따라 열압착을 통해 제조되는 부직포 제조 공정의 모식도이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의하여 보다 자세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따라 컨쥬게이트 방사법으로 방사된 섬유의 단면도를 개략적으로 나타낸 개략단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시형태에 따라 열압착을 통해 제조되는 부직포 제조 공정의 모식도이다.

본 발명에서 사용될 수 있는 폴리에스테르 고분자는 고유점도 값이 0.5 내지 0.7 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 고융점 폴리에스테르의 경우 융점이 250℃ 내지 260℃이며, 저융점 폴리에스테르의 경우 중합시 테레프탈릭에시드(TPA)에 이소프탈릭에시드(IPA)를 첨가하여 융점을 저하시킨 것으로 200 내지 250℃ 정도의 융점을 가지는 것을 사용하며, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 고융점 폴리에스테르는 코어부분(1-1)을 형성하고, 상기 저융점 폴리에스테르는 시스부분(1-2)을 형상하도록 한다. 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 고융점 폴리에스테르는 섬유의 강도를 유지하는 역할을 하며 저융점 폴리에스테르는 열융착이 쉽게 되어 강도를 향상시키는 역할을 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 전선용 부직포의 제조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중합체용 익스트루더는 고융점 폴리에스테르 익스트루더(2-1)와 저융점 폴리에스테르 익스트루더(2-2)로 구성되어 지며, 마스터배치는 저융점 폴리에스테르와 함께 용융되어 혼련 후 스핀블록으로 이동한다. 스핀블록에서는 컨쥬게이트 방사 구금을 이용하여 코어부분에 고융점 폴리에스테르를 방사하고 시스 부분에 저융점 폴리에스테르를 방사하여 이형 단면의 섬유를 형성하도록 컨쥬게이트 방사(2-3)하게 된다. 이때, 사용하는 방사 구금은 가로와 세로의 비가 9 내지 15배 차이 나는 것을 사용하여야 하고, 바람직하기로는 10배 차이 나는 것을 사용할 수 있다.

이렇게 컨쥬게이트 방사(2-3)된 이형단면 섬유는 퀀칭을 통해 냉각을 시키고 이젝터를 거치면서 연신을 하고 충돌판에 충돌시켜 필라멘트를 분산시키면서 이동식 컨베이어(2-4) 위에 랜덤으로 뿌려지게 만든다. 이렇게 뿌려진 필라멘트는 본딩율이 5 내지 30%인 요철형 롤과 매끄러운 롤 사이에서 열과 압력으로 열 압착(2-5)되어 웹을 형성하게 되고, 전선용 부직포로 와인더(2-6)에 권취되어 진다.

이하, 본 발명은 다음의 실시예에 의해 보다 자세하게 설명되어 진다. 그러나, 아래의 실시예는 본 발명을 단지 상세하기 설명하기 위한 것이며 본 발명의 범주를 한정하기 위함이 아님은 물론이다.

아래의 실시예 및 비교예에 의해 각각 제조된 부직포 특성의 측정과 평가는 다음과 같은 방법으로 분석하였다.

(1) 인장강도, 신도: 미국의 유나이티드(united) 사의 인장강도 측정기로 시료폭 5cm 시료장 10cm의 시료를 준비하여 300mm/min의 속도로 인장강도와 신도를 측정하였다.

(2) 두께: 두께측정기를 이용하여 전폭에 걸쳐 5cm 단위로 측정한 후 평균 값을 구하였다.

(3) 공기투과도 : 38cm²의 시료에 125pa의 공기압을 유지시키면서 공기투과도를 측정하였다.

실시예 1

고유점도가 0.65인 고융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, "PET"라 함) 칩과 고유점도가 0.66인 저융점 PET를 드라이어를 통해 수분율을 100ppm 이하로 낮추고 컨쥬게이트 방사법으로 고융점 PET와 저융점 PET의 비율을 85:15으로 방사한다. 이때 사용하는 방사 구금은 가로 세로의 비가 10인 구금을 사용하였다. 방사한 부직포는 컨베이어에 랜덤으로 쌓이게 되고, 토출량과 컨베이어 속도를 조절하여 부직포 단위 중량이 40g/㎡이 되도록 한다. 제조된 웹을 요철형 롤과 매끄러운 롤 사이를 통과시켜 온도와 압력을 주어 형태안정성을 부여한다.

실시예 2

부직포의 단위 중량은 상기 실시예 1과 같이 20g/㎡ 이 되도록 하고, 그 외 기타 생산조건은 실시예 1과 동일하게 하여 부직포를 제조하였다.

비교예 1

원형 구금을 사용하여 방사를 한 것 이외 생산조건은 실시예 1과 동일하게 하여 부직포를 제조하였다.

비교예 2

원형 구금을 사용하여 방사를 한 것 이외 생산조건은 실시예 2과 동일하게 하여 부직포를 제조하였다.

항 목		실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2
인장강도 (kgf/5cm)	MD	23.4	18.9	9.1	7.5
	CD	13.1	10.4	6.3	4.9
신도 (%)	MD	30	28	27	25
	CD	38	34	33	32
두께(mm)		0.11	0.17	0.06	0.1
공기투과도(ccs)		47	114	148	327

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따라 가로와 세로 직경의 비가 10인 구금을 사용하여 컨쥬게이트 방사법으로 제작하고, 부직포의 단위 중량은 실시예 1,2에서와 같이 20~40g/㎡ 인 부직포의 경우 인장 강도가 증가하였으며 두께도 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었다.

1-1 : 코어 부분
1-2 : 시스 부분
2-1 : 저융점 폴리에스테르 익스트루더
2-2 : 고융점 폴리에스테르 익스트루더
2-3 : 컨쥬게이트 방사
2-4 : 컨베이어
2-5 : 열 압착
2-6 : 와인더

Claims (4)

1. 폴리에스터르 고분자를 용융하여 방사하되, 필라멘트를 형성시킨 후 공기로 냉각 및 연신시켜 필라멘트를 연속으로 구동되는 컨베이어 벨트 상에서 열압착하여 웹을 형성하게 되는 전선용 폴리에스테르 부직포의 제조방법에 있어서,
   상기 폴리에스테르 고분자는 고융점 폴리에스테르와 저융점 폴리에스테르가 함께 용융되어 혼련 후 컨쥬게이트 방사법으로 방사되는데, 기본적으로 상기 폴리에스테르 고분자는 고유점도 값이 0.5 내지 0.7 정도의 것을 사용해야하며;
   상기 고융점 폴리에스테르는 융점이 250℃ 내지 260℃이고, 저융점 폴리에스테르의 경우에는 중합시 테레프탈릭에시드(TPA)에 이소프탈릭에시드(IPA)를 첨가하여 융점을 저하시킨 것으로 200 내지 250℃ 정도의 융점을 가지는 것을 사용하고, 전체 폴리에스테르고분자에 대한 저융점 폴리에스테르의 함량은 5 내지 40중량%가 되어야하며;
   상기 고융점 폴리에스테르는 섬유의 강도를 유지하기 위한 코어부분으로 형성되고, 상기 저융점 폴리에스테르는 열융착이 쉽게 되어 강도를 향상시키기 위한 시스부분으로 형성되며;
   중합체용 익스트루더는 상기 고융점 폴리에스테르의 익스트루더와, 저융점 폴리에스테르의 익스트루더로 구성되고, 마스터배치는 저융점 폴리에스테르와 함께 용융되어 혼련 후 스핀블록으로 이동하는데, 스핀블록에서는 컨쥬게이트 방사 구금을 이용하여 코어부분에 고융점 폴리에스테르를 방사하고 시스 부분에 저융점 폴리에스테르를 방사하여 이형 단면의 섬유를 형성하도록 컨쥬게이트 방사하게 되며;
   이와 같이 컨쥬게이트 방사된 이형단면 섬유는 냉각, 연신 및 열압착과정을 거쳐 웹을 형성하게되는데, 이때 사용하는 방사 구금은 가로와 세로의 비가 9 내지 15배 차이 나는 것을 사용하고, 방사된 부직포의 중량은 20 내지 40g/m²이 되도록 함을 특징으로 하는 전선용 폴리에스테르 부직포의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 컨쥬게이트 방사된 이형단면 섬유는 퀀칭을 통해 냉각을 시키고 이젝터를 거치면서 연신을 하고 충돌판에 충돌시켜 필라멘트를 분산시키면서 이동식 컨베이어 위에 랜덤으로 뿌려지게되며, 이렇게 뿌려진 필라멘트는 본딩율이 5 내지 30%인 요철형 롤과 매끄러운 롤 사이에서 열과 압력으로 열 압착되어 웹을 형성함을 특징으로 하는 전선용 폴리에스테르 부직포의 제조방법.
3. 삭제
4. 삭제

Images