KR102264020B1 - High-strength composite yarn having improved cut resistance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경질 섬유가 코어사를 형성하고 고강도 방적사가 상기 코어사의 외주연에 형성되는 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 있어서, 상기 고강도 방적사는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 주요 반복 단위가 에틸렌인 폴리에틸렌 섬유를 포함하고, 상기 폴리에틸렌 섬유는 용융지수가 0.6 내지 2g/10min이고, 분자량 분포지수가 5 내지 10인 폴리에틸렌 수지로 형성되며, 상기 폴리에틸렌 섬유의 결정화도가 75% 이상, 결정사이즈가 10Å이상이되, 상기 고강도 복합사는 하기의 식(2)를 만족하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 관한 것이다.
식(2) 0 ≤ X ∠ A/2
X: 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리
복합사의 중심점: 복합사의 최단축 길이(A)를 지름으로 하는 원의 중심(M)
코어사의 중심점: 코어사의 최단축 길이(a)를 지름으로 하는 원의 중심(m)
The present invention relates to a high-strength composite yarn in which a hard fiber forms a core yarn and a high-strength spun yarn is formed on the outer periphery of the core yarn, wherein the high-strength spun yarn is formed of a polyethylene resin and the main repeating unit is ethylene. Including, wherein the polyethylene fiber has a melt index of 0.6 to 2 g / 10 min, is formed of a polyethylene resin having a molecular weight distribution index of 5 to 10, the degree of crystallinity of the polyethylene fiber is 75% or more, and the crystal size is 10 Å or more, The high-strength composite yarn relates to a high-strength composite yarn with improved cut resistance satisfying the following formula (2).
Equation (2) 0 ≤ X ∠ A/2
X: the distance between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn
The center point of the composite yarn: the center of the circle with the shortest length (A) of the composite yarn as the diameter (M)
The center point of the core yarn: the center of the circle with the shortest length (a) of the core yarn as the diameter (m)

Description

내절단성이 향상된 고강도 복합사{HIGH-STRENGTH COMPOSITE YARN HAVING IMPROVED CUT RESISTANCE}High-strength composite yarn with improved cut resistance {HIGH-STRENGTH COMPOSITE YARN HAVING IMPROVED CUT RESISTANCE}

본 발명은 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 관한 것으로 구체적으로는 고강도 폴리에틸렌 멀티필라멘트를 사용하여 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 관한 것이다. The present invention relates to a high-strength composite yarn having improved cut resistance, and more particularly, to a high-strength composite yarn having improved cut resistance by using a high-strength polyethylene multifilament.

다양한 산업분야에서는 일정 소재, 원자재나 부품 등을 사용가능하도록 절단하여 사용되고 있으며, 이러한 산업에서는 노동자의 안전을 위해 절단되지 않도록 보호하기 위한 내절단성을 갖는 작업복을 필요로 하고 있다.In various industrial fields, certain materials, raw materials or parts are cut so that they can be used, and in these industries, work clothes with cut resistance are required to protect workers from being cut for the safety of workers.

이 목적에 적합한 방적사의 예로는 아라미드, 고강도 폴리에틸렌 또는 폴리벤즈옥사졸로 만들어진 섬유가 있다.Examples of spun yarns suitable for this purpose are fibers made of aramid, high strength polyethylene or polybenzoxazole.

특히, 고강도 폴리에틸렌 수지는 가격이 저렴하고, 내화학성, 제품 가공성이 우수하여, 엔지니어링 플라스틱, 필름, 섬유 및 부직포 용도로 활용이 증가되고 있으며, 섬유 분야에서는 모노필라멘트 및 멀티필라멘트로 제조되어 의류용, 산업용 등으로 용도가 확대되고 있다. 특히 최신 섬유 동향에 따라 고강도 및 고탄성률을 요구하는 고 기능성 폴리에틸렌 섬유에 관한 관심이 증가하고 있다.In particular, high-strength polyethylene resins are inexpensive and have excellent chemical resistance and product processability, so their use is increasing for engineering plastics, films, fibers and non-woven fabrics. In the textile field, monofilaments and multifilaments are manufactured and used for clothing, Its use is expanding for industrial purposes. In particular, according to the latest fiber trends, interest in high-functional polyethylene fibers requiring high strength and high modulus of elasticity is increasing.

미국특허 제4,228,118호에서는 수평균분자량이 20,000 이상, 중량평균분자량이 125,000 이하인 폴리에틸렌 수지를 사용하여 방사온도 220 내지 335℃에서 용융한 후 8홀인 노즐에 압출하여 열연신온도 115 내지 132℃, 핫 튜브온도 200 내지 335℃를 두고 최소 방사속도 30m/min로 권취한 후 20배 이상 연신하여 10 내지 20g/d의 섬유를 제조하였다. 하지만, 이러한 방법은 폴리에틸렌 섬유의 상업적인 제조에 있어 노즐 홀수 및 스핀드로우 방법에 따른 방사속도가 낮아 생산량에 한계가 있으며, 수십 내지 수백의 멀티필라멘트를 생산할 때 균제도 및 방사 작업성이 우수한 폴리에틸렌 섬유를 생산하는데 어려움이 있다.In US Patent No. 4,228,118, a polyethylene resin having a number average molecular weight of 20,000 or more and a weight average molecular weight of 125,000 or less is melted at a spinning temperature of 220 to 335° C. After winding at a temperature of 200 to 335° C. at a minimum spinning speed of 30 m/min, it was stretched 20 times or more to prepare a fiber of 10 to 20 g/d. However, this method has limitations in production due to the low number of nozzles and the spinning speed according to the spin draw method in the commercial production of polyethylene fibers, and produces polyethylene fibers with excellent uniformity and spinning workability when producing tens to hundreds of multifilaments. have difficulty doing

또한, 대한민국 등록특허 제0909559호에서는 중량평균분자량이 300,000이하이고, 분자량분포지수인 중량평균분자량과 수평균분자량의 비(Mw/Mn)가 4.0이하이며, 고강도를 발현하는 고강도 폴리에틸렌 섬유에 대해 명시하고 있다. 하지만, 원료의 분자량분포지수를 4.0 이하로 제어하기가 어려우며, 분자량분포지수가 낮게 형성되어 고강도를 발현하기 위해서는 10배 이상 고연신이 필요하여 방사작업성 등이 공정성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, in Korean Patent Registration No. 0909559, the weight average molecular weight is 300,000 or less, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw/Mn), which is a molecular weight distribution index, is 4.0 or less, and high strength polyethylene fibers that express high strength are specified. are doing However, it is difficult to control the molecular weight distribution index of the raw material to 4.0 or less, and since the molecular weight distribution index is formed low, high stretching of 10 times or more is required to express high strength, so there is a problem in that spinning workability and fairness are lowered.

일반적으로 고강도 폴리에틸렌 섬유는 내절단성이 우수하여 산업용 안전장갑 등 산업용 물품으로 많이 사용되고 있으나, 종래의 고강도 폴리에틸렌 섬유로 제조되는 산업용 물품의 내절단성은 폴리에틸렌 섬유의 강도로만 발현되는 물성으로 고강도 폴리에틸렌 섬유의 강도가 균일하지 못하거나 특정 부분에서 강도가 약화될 경우 내절단성이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.In general, high-strength polyethylene fibers have excellent cutting resistance and are widely used as industrial products such as industrial safety gloves. However, the cutting resistance of conventional high-strength polyethylene fibers is expressed only by the strength of polyethylene fibers. If the strength is not uniform or the strength is weakened in a specific part, there is a problem that the cutting resistance may be reduced.

또한, 상기와 같이 고강도 폴리에틸렌 섬유는 내절단성을 향상시키기 위해 지속적으로 개량이 되었으나, 고강도 폴리에틸렌 섬유 단독으로 형성되는 실은 내절단성인 Cut Level이 4이상 얻기가 어려웠으며 내절단력 또한 10N 이상을 발현하는데 한계가 있다. 이에 극한의 환경에서의 내절단 성능을 발현하기 위한 복합사의 개발이 필요한 실정이다.In addition, as described above, the high-strength polyethylene fiber was continuously improved to improve the cut resistance, but it was difficult to obtain a cut level of 4 or higher in the yarn formed by the high-strength polyethylene fiber alone, and the cutting resistance also expresses 10N or more. There are limits. Accordingly, it is necessary to develop a composite yarn for expressing cutting resistance in extreme environments.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 경질 섬유와 내절단성을 갖는 고강도 방적사를 활용하여 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a high-strength composite yarn with improved cut resistance by utilizing hard fibers and high-strength spun yarn having cut resistance.

또한, 본 발명은 신도가 높은 폴리에틸렌 섬유를 포함하는 내절단성이 향상된 방적사를 활용하여 착용성이 향상된 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a high-strength composite yarn with improved cut resistance with improved wearability by using a spun yarn with improved cut resistance including polyethylene fibers having high elongation.

본 발명은 경질 섬유가 코어사를 형성하고 고강도 방적사가 상기 코어사의 외주연에 형성되는 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 있어서, 상기 고강도 방적사는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 주요 반복 단위가 에틸렌인 폴리에틸렌 섬유를 포함하고, 상기 폴리에틸렌 섬유는 용융지수가 0.6 내지 2g/10min이고, 분자량 분포지수가 5 내지 10인 폴리에틸렌 수지로 형성되며, 상기 폴리에틸렌 섬유의 결정화도가 75% 이상, 결정사이즈가 10Å이상이되, 상기 고강도 복합사는 하기의 식(2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.The present invention relates to a high-strength composite yarn in which a hard fiber forms a core yarn and a high-strength spun yarn is formed on the outer periphery of the core yarn, wherein the high-strength spun yarn is formed of a polyethylene resin and the main repeating unit is ethylene. Including, wherein the polyethylene fiber has a melt index of 0.6 to 2 g / 10 min, is formed of a polyethylene resin having a molecular weight distribution index of 5 to 10, the degree of crystallinity of the polyethylene fiber is 75% or more, and the crystal size is 10 Å or more, High-strength composite yarn provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that it satisfies the following formula (2).

식(2) 0 ≤ X ∠ A/2Equation (2) 0 ≤ X ∠ A/2

X: 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리X: the distance between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn

복합사의 중심점: 복합사의 최단축 길이(A)를 지름으로 하는 원의 중심(M)The center point of the composite yarn: the center of the circle with the shortest length (A) of the composite yarn as the diameter (M)

코어사의 중심점: 코어사의 최단축 길이(a)를 지름으로 하는 원의 중심(m)The center point of the core yarn: the center of the circle with the shortest length (a) of the core yarn as the diameter (m)

또한, 상기 폴리에틸렌 섬유의 강도가 12 내지 16g/d인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, there is provided a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the polyethylene fiber has a strength of 12 to 16 g/d.

또한, 상기 폴리에틸렌 섬유는, 용융지수가 0.6 내지 2 g/10min이며, 분자량 분포지수가 5 내지 10인 폴리에틸렌 수지를 230~290℃에서 용융방사하여 미연신사를 형성하는 방사 단계; 상기 미연신사를 연신하는 연신 단계; 및, 연신된 폴리에틸렌 섬유를 90~130℃에서 에이징하는 에이징 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the polyethylene fiber, a melt index of 0.6 to 2 g / 10 min, a spinning step of melt-spinning a polyethylene resin having a molecular weight distribution index of 5 to 10 at 230 ~ 290 ℃ to form an undrawn yarn; a stretching step of stretching the undrawn yarn; And, it provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that it is prepared including an aging step of aging the drawn polyethylene fibers at 90 ~ 130 ℃.

또한, 상기 방사 단계에서 방사 속도는 120~160mpm인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the spinning speed in the spinning step provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that 120 ~ 160mpm.

또한, 상기 에이징 단계는 5~20초간 에이징하는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the aging step provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that aging for 5 to 20 seconds.

또한, 상기 제조방법은 하기의 식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the manufacturing method provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that it satisfies the following formula (1).

식(1) 210≤S+T≤290Equation (1) 210≤S+T≤290

단, S는 방사 단계의 방사속도(mpm)의 정수이고, T는 에이징 단계의 에이징 온도(℃)의 정수임.However, S is an integer of the spinning speed (mpm) of the spinning step, and T is an integer of the aging temperature (℃) of the aging step.

또한, 상기 폴리에틸렌 섬유는 섬유장이 20~100㎜인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the polyethylene fiber provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the fiber length is 20 to 100 mm.

또한, 상기 내절단성이 향상된 고강도 복합사는 번수가 10~50수인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the high-strength composite yarn with improved cut resistance provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the number of counts is 10 to 50.

또한, 상기 경질 섬유는 광물섬유 또는 금속섬유인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사를 제공한다.In addition, the hard fiber provides a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the mineral fiber or metal fiber.

또한, 상기의 고강도 복합사를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품을 제공한다.In addition, it provides an article comprising the high-strength composite yarn.

또한, 상기 물품은 내절단성 규격에 의한 레벨(Level)이 5 이상인 것을 특징으로 하는 물품을 제공한다.In addition, the article provides an article characterized in that the level (Level) according to the cut resistance standard is 5 or more.

또한, 상기 물품은 내절단력이 10N 이상인 것을 특징으로 하는 물품을 제공한다.In addition, the article provides an article, characterized in that the cutting force is 10N or more.

본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 복합사는 경질 섬유를 코어사로 사용하고 내절단성을 갖는 고강도 방적사를 상기 코어사 외주연에 형성시켜 내절단성이 향상되는 효과가 있다.The high-strength composite yarn with improved cut resistance according to the present invention uses a hard fiber as a core yarn and a high-strength spun yarn having cut resistance is formed on the outer periphery of the core yarn, thereby improving cut resistance.

또한, 본 발명은 신도가 높은 폴리에틸렌 섬유를 포함한 내절단성이 향상된 방적사로 의류로 제조시에 착용성이 향상되는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving wearability when manufactured into clothing with a spun yarn with improved cut resistance including polyethylene fibers having high elongation.

도 1은 본 발명에 따른 고강도 복합사의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고강도 폴리에틸렌 섬유의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고강도 폴리에틸렌 섬유 제조공정 중 에이징 단계를 간략히 나타낸 도면이다.
1 is a view showing a cross-section of a high-strength composite yarn according to the present invention.
2 is a process diagram showing a method of manufacturing a high-strength polyethylene fiber according to the present invention.
Figure 3 is a view briefly showing the aging step of the high-strength polyethylene fiber manufacturing process according to the present invention.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 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.Hereinafter, a preferred embodiment of 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 are denoted by the same reference numerals whenever possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted so as not to obscure the gist 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 'about', 'substantially' and the like are used in or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and provide an understanding of the present invention. To help, precise or absolute figures are used to prevent unfair use by unscrupulous infringers of the stated disclosure.

도 1은 본 발명에 따른 고강도 복합사의 단면을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 고강도 폴리에틸렌 섬유의 제조방법을 나타낸 공정도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고강도 폴리에틸렌 섬유 제조공정 중 에이징 단계를 간략히 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 고강도 복합사의 SEM 사진이다.1 is a view showing a cross-section of a high-strength composite yarn according to the present invention, FIG. 2 is a process diagram showing a method of manufacturing a high-strength polyethylene fiber according to the present invention, and FIG. 3 is an aging step in the high-strength polyethylene fiber manufacturing process according to the present invention. It is a schematic view, and FIG. 4 is an SEM photograph of a high-strength composite yarn according to the present invention.

본 발명은 도 1에서와 같이 경질 섬유가 코어사(10)를 형성하고 고강도 방적사(20)가 상기 코어사의 외주연에 형성되는 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength composite yarn with improved cut resistance in which hard fibers form a core yarn 10 and a high-strength spun yarn 20 is formed on the outer periphery of the core yarn as shown in FIG. 1 .

상기 코어사(10)는 경질 섬유로 형성되는 것으로 강도가 높고 표면 경도가 높은 섬유로 본 발명에서는 유리섬유, 그라스울, 미네랄울 등의 광물섬유이나, 철섬유, 알루미늄섬유, 스테인리스섬유, 텅스텐섬유 등의 금속섬유를 사용할 수 있을 것이다.The core yarn 10 is formed of hard fibers and is a fiber with high strength and high surface hardness. In the present invention, mineral fibers such as glass fiber, glass wool, mineral wool, iron fiber, aluminum fiber, stainless fiber, tungsten fiber, etc. of metal fibers may be used.

본 발명에서는 경제성이 좋은 유리섬유 또는 스테인리스섬유를 사용하는 것이 바람직할 것이다.In the present invention, it will be preferable to use economical glass fiber or stainless fiber.

상기 코어사인 경질 섬유는 멀티필라멘트사인 것이 바람직하며, 50~100데니어의 섬도를 갖는 것이 바람직할 것이다.The hard fiber as the core yarn is preferably a multifilament yarn, and preferably has a fineness of 50 to 100 denier.

상기 고강도 방적사는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 주요 반복 단위가 에틸렌인 폴리에틸렌 섬유를 포함하여 형성된다.The high-strength spun yarn is formed of polyethylene resin and includes polyethylene fibers whose main repeating unit is ethylene.

상기 폴리에틸렌 섬유는 용융지수가 0.6 내지 2g/10min이고, 분자량 분포지수가 5 내지 10인 폴리에틸렌 수지로 형성되어 상기 폴리에틸렌 섬유의 결정화도가 75% 이상, 결정사이즈가 10Å이상인 것을 특징으로 한다.The polyethylene fiber has a melt index of 0.6 to 2 g/10 min, and is formed of a polyethylene resin having a molecular weight distribution index of 5 to 10, so that the polyethylene fiber has a crystallinity of 75% or more and a crystal size of 10 Å or more.

본 발명은 결정화도 및 결정사이즈를 제어하여 고강도 폴리에틸렌 섬유의 내절단성을 향상시키는 발명으로 내절단성능을 발현하는 요인은 구체적으로 밝혀진바는 없으나, 논문 J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys., vol. 48, pp.1861-1872(2010), 논문 Mater. Sci. Eng. A, vol. 500, 216-224(2009)에서 폴리에틸렌의 결정화의 Fibril Formation과 Fracture Mechanism을 참고하면 폴리에틸렌 멀티필라멘트가 기계적 강도를 발현하기 위해 연신이 진행되면서 결정이 최대가 되는 시점부터 표면 결정의 슬립피지(Slippage)로 인하여 내절단성이 발현되는 것으로 추정할 수 있다. The present invention is an invention for improving the cut resistance of high-strength polyethylene fibers by controlling the degree of crystallinity and crystal size. Although the factors for expressing the cutting resistance have not been specifically identified, the paper J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys., vol. 48, pp.1861-1872 (2010), Paper Mater. Sci. Eng. A, vol. Referring to Fibril Formation and Fracture Mechanism of crystallization of polyethylene in 500, 216-224 (2009), slippage of surface crystals from the point at which crystals are maximized as polyethylene multifilaments are stretched to express mechanical strength. Therefore, it can be estimated that the cut resistance is expressed.

상기 내절단성 측정 방법은 날카로운 원형 칼날에 일정 하중을 주어 폴리에틸렌으로 구성된 직, 편물에 반복적으로 절단하였을 때, 반복하는 횟수로 계산하여 정의하거나 폴리에틸렌으로 구성된 직, 편물에 일자형 칼날에 의해 일정 길이로 절단되는 하중으로 정의할 수 있으며, 본 발명에서 일정 강도 이상을 가지는 일정 강도 이상을 가지는 폴리에틸렌 섬유에 한해서 절단 시 칼날에 의한 섬유 표면에 외력으로 인하여 결정 슬립피지(Slippage) 현상이 발생되어 내절단성이 발현되는 것으로 추정하며 이는 결정화도와 결정 사이즈가 내절단성능에 일정 관계가 있음을 알 수 있다.The cut resistance measurement method is defined by calculating the number of repetitions when repeatedly cutting a woven or knitted fabric made of polyethylene by applying a constant load to a sharp circular blade, or a woven or knitted fabric made of polyethylene to a certain length by a straight blade. It can be defined as the load to be cut, and in the present invention, only the polyethylene fiber having a certain strength or more having a certain strength or more occurs crystal slippage due to an external force on the fiber surface by the blade when cutting, resulting in cut resistance It is estimated that , and it can be seen that there is a certain relationship between the degree of crystallinity and the crystal size on the cutting resistance.

상기 본 발명의 폴리에틸렌 섬유는 결정화도가 75% 이상, 결정사이즈가 10Å이상인 것이 바람직하며, 상기 결정화도가 80% 이상, 결정사이즈가 12Å이상인 것이 더욱 바람직할 것이다.The polyethylene fiber of the present invention preferably has a crystallinity of 75% or more and a crystal size of 10 Å or more, and it is more preferable that the crystallinity is 80% or more and a crystal size of 12 Å or more.

본 발명의 고강도 폴리에틸렌 섬유를 형성하는 폴리에틸렌 수지는 용융지수가 0.6 내지 2.0g/10min이고, 바람직하게는 0.8 내지 1.4g/10min인 폴리에틸렌 수지를 사용하는 것이 바람직할 것이다.The polyethylene resin forming the high-strength polyethylene fiber of the present invention has a melt index of 0.6 to 2.0 g/10 min, preferably 0.8 to 1.4 g/10 min.

상기 용융지수가 0.6g/10min미만이면 압출기 내 폴리에틸렌 수지의 용융액의 흐름성이 좋지 못하여 방사속도를 높일 수 없고, 방사시 노즐면 사절 등의 원인으로 작용하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 용융지수가 2.0g/10min을 초과하는 경우 방사 작업성은 우수하나, 적정 방사온도에서 흐름성이 적합하지 않아 연신 후 고강도의 폴리에틸렌 섬유를 수득하기가 어려울 수 있다.If the melt index is less than 0.6 g/10 min, the flowability of the melt of polyethylene resin in the extruder is not good, so that the spinning speed cannot be increased, and there may be problems that act as a cause of the nozzle surface during spinning. In addition, when the melt index exceeds 2.0 g/10 min, spinning workability is excellent, but flowability is not suitable at an appropriate spinning temperature, so it may be difficult to obtain high-strength polyethylene fibers after stretching.

또한, 본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌 수지는 중량평균분자량(Mw)이 100,000 내지 300,000이고, 분자량분포지수(중량평균분자량/수평균분자량, Mw/Mn)가 5 내지 10인 것이 바람직할 것이다.In addition, the polyethylene resin used in the present invention may preferably have a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 to 300,000, and a molecular weight distribution index (weight average molecular weight/number average molecular weight, Mw/Mn) of 5 to 10.

상기 중량평균분자량(Mw)이 100,000 미만일 경우에는 방사시 방사 작업성이 좋아지나 고강도를 발현하는데 한계가 있고, 300,000을 초과하는 경우에는 용융방사시 압출기 내부에서 수지의 흐름성에 영향을 끼쳐 방사 균제도 및 작업성이 불리하게 작용할 수 있다.When the weight average molecular weight (Mw) is less than 100,000, spinning workability is improved during spinning, but there is a limit to expressing high strength, and when it exceeds 300,000, it affects the flowability of the resin inside the extruder during melt spinning, so that the spinning uniformity and Workability may be adversely affected.

상기 분자량분포지수가 5 미만일 경우에는 고강도를 발현하기 위해서 10배 이상의 고배율 연신이 필요하고, 그에 따른 모우나 연신롤러의 결점이 증가하여 연신사절횟수가 증가함에 따라 품질을 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 분자량분포지수가 10을 초과하는 경우 폴리에틸렌 수지 내 고분자량 폴리에틸렌과 저분자량 폴리에틸렌이 다수 혼재되어 있어 원활한 연신공정이 이루어질 수 없고, 그에 따라 고강도를 발현하는데 제한이 있다.When the molecular weight distribution index is less than 5, high magnification stretching of 10 times or more is required to express high strength, and the defects of the hair or the stretching roller are increased accordingly, so that the quality may be deteriorated as the number of stretching trimmings increases. In addition, when the molecular weight distribution index exceeds 10, a smooth stretching process cannot be performed because a large number of high molecular weight polyethylene and low molecular weight polyethylene are mixed in the polyethylene resin, and thus there is a limitation in expressing high strength.

상기와 같이 본 발명의 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유는 도 1에서와 같이 방사 단계(100), 연신 단계(200), 에이징 단계(300)를 포함하여 제조된다.As described above, the high-strength polyethylene fiber with improved cut resistance of the present invention is manufactured including a spinning step 100 , a stretching step 200 , and an aging step 300 as shown in FIG. 1 .

본 발명의 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유는 방사 단계(100)에서의 방사속도와 연신 후 고온에서 실시되는 에이징 단계(300)를 통해 폴리에틸렌 섬유의 결정화도와 결정 사이즈를 제어한다.The high-strength polyethylene fiber with improved cut resistance of the present invention controls the crystallinity and crystal size of the polyethylene fiber through the spinning speed in the spinning step 100 and the aging step 300 carried out at a high temperature after stretching.

상기 방사 단계(100)는 상기 용융방사하여 미연신사를 형성하는 단계로 상기 분자량분포지수 및 용융지수가 제어된 폴리에틸렌 수지를 압출기에서 용융시키고, 노즐 핫튜브를 설치하여 미연신사를 제조할 수 있다. The spinning step 100 is a step of forming an undrawn yarn by performing the melt spinning. The polyethylene resin having the molecular weight distribution index and the melt index controlled is melted in an extruder, and an undrawn yarn can be prepared by installing a nozzle hot tube.

상기 폴리에틸렌 섬유의 결정화도와 결정사이즈를 제어하는데 있어 방사 단계에서 방사 온도는 230~290℃인 것이 바람직하며, 방사속도는 120~160mpm인 것이 바람직할 것이다.In controlling the crystallinity and crystal size of the polyethylene fiber, the spinning temperature in the spinning step is preferably 230 ~ 290 ℃, the spinning speed will preferably be 120 ~ 160mpm.

상기 방사 시 방사노즐은 60홀 내지 400홀인 것이 사용하여 본 발명의 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유를 제조할 수 있다.When spinning, the spinning nozzle having 60 to 400 holes can be used to manufacture high-strength polyethylene fibers with improved cut resistance of the present invention.

상기 방사 단계에서 방사속도가 120mpm 미만이면 미연신사 제조 공정성이 향상되나 연신 단계에서 연신성이 저하되어 섬도 제어가 어렵고 섬유의 모우나 루프가 발생할 수 있다.If the spinning speed is less than 120mpm in the spinning step, the manufacturing processability of the undrawn yarn is improved, but the stretchability is lowered in the drawing step, so it is difficult to control the fineness, and hair or loops of the fiber may occur.

또한, 상기 방사 단계에서 방사속도가 160mpm를 초과하면 노즐면 사절 혹은 냉각 시 사절 발생 가능성이 높아져서 공정성이 저하될 수 있으므로 방사 속도는 방사속도는 120~160mpm인 것이 바람직할 것이다.In addition, if the spinning speed exceeds 160 mpm in the spinning step, the possibility of thread trimming on the nozzle face or the occurrence of thread trimming during cooling may increase, thereby reducing fairness. Therefore, it is preferable that the spinning speed be 120 to 160 mpm.

상기 방사 온도와 방사속도는 고강도 폴리에틸렌 섬유의 배향과 관계 깊으며, 섬유의 배향이 잘되어 있는 폴리에틸렌 섬유의 경우 연신 시 공정성이 유리하게 된다.The spinning temperature and spinning speed are closely related to the orientation of high-strength polyethylene fibers, and in the case of polyethylene fibers with good fiber orientation, fairness during drawing is advantageous.

상기 연신 단계(200)는 방사 단계에서 제조된 미연신사를 연신하는 단계로 다단연신롤러를 사용하여 연신 단계를 실시할 수 있으며, 60~120℃에서 2단 또는 3단 연신으로 연신하는 것이 바람직할 것이다.The stretching step 200 is a step of stretching the undrawn yarn prepared in the spinning step. The stretching step may be performed using a multi-stage stretching roller, and it is preferable to stretch in two or three stages at 60 to 120 ° C. will be.

상기 연신 단계는 전체 연신비(DR)를 6 내지 10인 것이 바람직한 것으로 상기 전체 연신비(DR)가 6보다 낮으면 폴리에틸렌 섬유의 강도가 낮아지고, 10보다 높으면 연신 중 사절 발생이 심하여 폴리에틸렌 섬유의 품질이 저하될 수 있다.In the drawing step, the overall draw ratio (DR) is preferably 6 to 10. If the overall draw ratio (DR) is lower than 6, the strength of the polyethylene fiber is lowered, and if it is higher than 10, the quality of the polyethylene fiber is severe due to the occurrence of yarn breakage during drawing. may be lowered.

상기 에이징(Aging) 단계(300)는 연신된 폴리에틸렌 섬유를 90~130℃에서 체류시켜 에이징(숙성)하는 단계이다.The aging (Aging) step 300 is a step of aging (aging) the stretched polyethylene fibers by staying at 90 ~ 130 ℃.

상기 에이징 단계(300)는 도 2에서와 같이 히팅 챔버(310) 내부에 다수의 에이징 롤러(330)를 이용하여 일정 온도에서 연신된 폴리에틸렌 섬유를 에이징 시킬수 있다.In the aging step 300 , as shown in FIG. 2 , the polyethylene fiber drawn at a predetermined temperature may be aged using a plurality of aging rollers 330 in the heating chamber 310 .

상기 에이징 단계는 고온의 온도를 갖는 롤러로 인한 섬유의 결점을 방지하기 위하여 롤러에 직접적으로 열을 전달하는 히팅 롤러를 사용하지 않고, 도 2에서와 같이 히팅 챔버를 이용한 비접촉식으로 에이징 단계를 실시하는 것이 바람직할 것이다.The aging step does not use a heating roller that directly transfers heat to the roller in order to prevent defects of fibers due to the roller having a high temperature, and performs the aging step in a non-contact type using a heating chamber as in FIG. it would be preferable

도 3에서와 같이 에이징 단계(300)를 히팅 챔버를 통해 실시할 경우 롤러 표면에서 일정한 고온으로 유지되는 히팅 챔버에서 폴리에틸렌 섬유는 에이징 온도에 의한 처짐 현상이 발생할 수 있으므로 히팅 챔버 내로 진입 하기 전에 제1, 제2 가이드롤러(210,230)와 텐션롤러(250)에서 일정한 텐션을 제어하는 것이 바람직할 것이다.3, when the aging step 300 is carried out through the heating chamber, the polyethylene fiber may sag due to the aging temperature in the heating chamber maintained at a constant high temperature on the roller surface. , it would be preferable to control a constant tension in the second guide rollers 210 and 230 and the tension roller 250 .

상기 히팅 챔버(310)는 히팅 롤러 방식이 아닌 챔버 내 분위기 온도를 제어함으로써 폴리에틸렌 섬유가 받는 열을 일정하게 유지시킨다. The heating chamber 310 maintains a constant heat received by the polyethylene fiber by controlling the ambient temperature in the chamber rather than the heating roller method.

본 발명의 고강도 폴리에틸렌 섬유는 결정화 속도가 빠르고 단시간에 결정을 형성하고 결정 사이즈가 커질 수 있기에 결정 에이징 시간은 다수의 에이징 롤러(330)를 통과하는 시간으로 제어하는 것이 바람직할 것이다.Since the high-strength polyethylene fiber of the present invention has a fast crystallization rate and can form crystals in a short time and increase the crystal size, it is preferable to control the crystal aging time to pass through a plurality of aging rollers 330 .

상기 에이징(Aging) 온도는 90 내지 130℃ 범위인 것이 바람직하며, 연신 배율을 0.98 내지 1.02로 롤러의 속도를 제어하는 것이 바람직할 것이다. The aging temperature is preferably in the range of 90 to 130 ℃, it will be preferable to control the speed of the roller with a draw ratio of 0.98 to 1.02.

상기 에이징 온도가 90℃ 미만에서 에이징 롤러(330)에서 장력이 상승하여 섬유가 절단되는 현상이 발생하여 공정성이 저하될 수 있으며, 에이징 온도가 130℃를 초과하면 섬유가 롤러 표면에 융착하거나 불균일적으로 폴리에틸렌 섬유의 물성이 저하되어 모우나 루프 등의 결점 발생될 수 있다. If the aging temperature is less than 90 ℃, the tension in the aging roller 330 may increase and the fiber may be cut, thereby reducing fairness. If the aging temperature exceeds 130 ℃, the fibers may be fused to the roller surface or non-uniform. As a result, the physical properties of the polyethylene fiber may be reduced, and defects such as wool or loops may occur.

상기 에이징 단계는 5초에서 20초인 것이 바람직한 것으로 에이징 시간이 5초 미만일 경우, 결정화도와 결정 사이즈에 대한 제어가 미미할 수 있으며, 20초 이상일 경우에는 폴리에틸렌 섬유가 이완되어 물성이 저하될 수 있다.The aging step is preferably 5 to 20 seconds. When the aging time is less than 5 seconds, control over crystallinity and crystal size may be insignificant, and if it is 20 seconds or more, the polyethylene fiber is relaxed and the physical properties may be reduced.

상기 에이징 단계(300)를 거친 고강도 폴리에틸렌 섬유는 가변 가이드 롤러(410)를 통해 권취할 수 있다.The high-strength polyethylene fiber that has undergone the aging step 300 may be wound through a variable guide roller 410 .

상기에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유는 방사 단계에서의 방사속도와 에이징 단계에서 에이징 온도를 통해 결정화도 및 결정사이즈가 제어되는 것으로 본 발명의 제조방법은 하기의 식(1)을 만족하는 것이 바람직할 것이다.As described above, in the high-strength polyethylene fiber with improved cut resistance according to the present invention, the degree of crystallinity and crystal size are controlled through the spinning speed in the spinning step and the aging temperature in the aging step. It would be desirable to satisfy (1).

식(1) 210≤S+T≤290Equation (1) 210≤S+T≤290

단, S는 방사 단계의 방사속도(mpm)의 정수이고, T는 에이징 단계의 에이징 온도(℃)의 정수임.However, S is an integer of the spinning speed (mpm) of the spinning step, and T is an integer of the aging temperature (℃) of the aging step.

상기 S+T가 210 미만이거나, 290을 초과하면 결정화도 및 결정사이즈가 낮아지게 되어 내절단성의 향상 효과가 저하될 수 있다.If the S+T is less than 210 or exceeds 290, the crystallinity and crystal size may be lowered, thereby reducing the effect of improving the cutting resistance.

상기와 같이 방사 단계(100), 연신 단계(200), 에이징 단계(300)를 포함하여 제조되는 본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유는 상기 방사 단계, 연신 단계, 에이징 단계가 연속적으로 실시되는 원 스텝(One step) 공정으로 실시될 수 있으며, 또는 미연신사를 제조하는 방사 단계 실시 후에 연신 단계와 에이징 단계를 연속으로 실시하는 투 스텝(Two step)공정으로 제조할 수 있을 것이다.The high-strength polyethylene fiber with improved cut resistance according to the present invention, which is manufactured including the spinning step 100, the stretching step 200, and the aging step 300 as described above, has the spinning step, the drawing step, and the aging step successively. It may be carried out as a one-step process, or it may be manufactured as a two-step process in which a stretching step and an aging step are continuously performed after the spinning step of manufacturing an undrawn yarn.

상기와 같이 제조되는 본 발명의 폴리에틸렌 섬유는 멀티필라멘트로 제조되는 것으로 리와인딩 하여 토우로 제조한 후, 컷팅 공정으로 단섬유로 제조하여 방적사로 제조된다.The polyethylene fiber of the present invention prepared as described above is manufactured as a multifilament, and is manufactured into a tow by rewinding, and then manufactured as a short fiber by a cutting process to be manufactured as a spun yarn.

상기 폴리에틸렌 섬유로 제조되는 단섬유는 방적사의 목적에 따라 섬유장을 조절할 수 있으나, 통상적으로 섬유장이 20~100㎜인 단섬유로 제조하여 방적사로 제조하는 것이 바람직할 것이다.The short fibers made of the polyethylene fibers can be adjusted in fiber length depending on the purpose of the spun yarn, but it is generally preferable to prepare short fibers having a fiber length of 20 to 100 mm to prepare the spun yarn.

상기 고강도 폴리에틸렌 방적사는 일반적인 방적사 제조방법으로 제조할 수 있는 것으로 혼타, 소면/정소면, 연조, 조방, 정방 공정으로 제조할 수 있을 것이다.The high-strength polyethylene spun yarn can be manufactured by a general spun yarn manufacturing method, and it may be manufactured by honta, somen/refined, soft, roving, and spinning processes.

상기 고강도 폴리에틸렌 방적사는 10~50수로 형성하는 것이 바람직한 것으로 고강도 폴리에틸렌 방적사를 50수를 초과하도록 제조할 경우, 방적사 굵기가 가늘어지면서 편직물의 착용감이 우수해지나, 방적사 공정 중 연조 공정 시 단섬유의 슬립 발생이 심하여 각각의 모노섬도가 불균일해지며 강도와 내절단성이 불균일해질 가능성이 있으며 슬립으로 인한 공정성이 저하될 수 있다. 또한, 방적사 10수 미만일 경우, 강력을 향상 시킬 수 있으나, 방적사의 굵기가 커지면서 작업자가 느끼는 착용감이 낮아질 수 있다.The high-strength polyethylene spun yarn is preferably formed in 10 to 50 numbers, and when the high-strength polyethylene spun yarn is manufactured to exceed 50 numbers, the spun yarn thickness becomes thinner and the knitted fabric is excellent in wearing comfort, but the slip of short fibers during the softening process during the spun yarn process Due to the severe occurrence, each monofineness may become non-uniform, and strength and cutting resistance may become non-uniform, and fairness due to slip may be reduced. In addition, when the number of spun yarns is less than 10, the strength may be improved, but as the thickness of the spun yarns increases, the wearer's wearing comfort may be lowered.

본 발명의 고강도 폴리에틸렌 섬유는 12g/d 이상 고강도를 발현하고 있으며 내절단성을 발현할 수 있는 결정화도와 결정화 사이즈를 가지고 있어 상기 고강도 폴리에틸렌 섬유로 제조된 방적사는 내절단성을 발현할 수 있다. The high-strength polyethylene fiber of the present invention exhibits high strength of 12 g/d or more, and has a crystallinity and crystallization size capable of expressing cut resistance, so that the spun yarn made of the high-strength polyethylene fiber can express cut resistance.

상기 고강도 폴리에틸렌 섬유가 12g/d 미만일 경우에 방적사에도 동일하게 내절단성이 저하되는 것을 확인할 수 있으며 결정화도가 75% 미만인 경우에도 내절단성이 저하되었다. 이는 방적사로 제조되었음에도 구성하는 폴리에틸렌 섬유가 고강도를 발현하며 결정화도와 결정사이즈가 내절단 성능을 극대화 할 수 있는 범위 내에 있기에 가능한 것으로 판단된다.When the high-strength polyethylene fiber was less than 12 g/d, it was confirmed that the cut resistance was similarly lowered in the spun yarn, and even when the crystallinity was less than 75%, the cut resistance was lowered. This is thought to be possible because the polyethylene fiber constituting the spun yarn exhibits high strength, and the crystallinity and crystal size are within the range for maximizing the cutting resistance.

또한, 본 발명의 고강도 폴리에틸렌 섬유는 신도가 7%이상으로 다양한 의류로 제조시 착용성이 향상되며, 방적사로 제조시 공정성이 향상된다.In addition, the high-strength polyethylene fiber of the present invention has an elongation of 7% or more, which improves wearability when manufactured into various clothes, and improves processability when manufactured with spun yarn.

상기 고강도 폴리에틸렌 섬유 제조 후에 단섬유로 커팅하기전에 방적사의 물성 및 착용성 개선을 위해 폴리에틸렌 섬유에 크림프 가공 등의 후가공을 실시할 수 있을 것이다.After the high-strength polyethylene fiber is manufactured, post-processing such as crimping may be performed on the polyethylene fiber to improve the physical properties and wearability of the spun yarn before cutting into short fibers.

상기에서와 같은 코어사와 고강도 폴리에틸렌 방적사는 일반적인 커버링 공정 또는 연사 공정을 통해 고강도 폴리에틸렌 방적사를 코어사의 외주연에 형성시켜 본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 복합사로 형성할 수 있으며, MVS 방적기를 통해 고강도 폴리에틸렌 방적사와 커버링을 동시에 실시하여 복합사로 제조할 수 있을 것이다.The core yarn and high-strength polyethylene spun yarn as described above can be formed into high-strength composite yarn with improved cut resistance according to the present invention by forming high-strength polyethylene spun yarn on the outer periphery of the core yarn through a general covering process or twisting process, and through the MVS spinning machine It will be possible to manufacture a composite yarn by simultaneously applying high-strength polyethylene yarn and covering.

본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 복합사는 폴리에틸렌 방적사 및 코어사의 내절단 특성으로 내절단성을 갖으며, 경질 섬유인 코어사를 통해 내절단성이 크게 향상되는 것으로 코어사가 폴리에틸렌 복합사 중앙부에 위치될 경우 내절단성이 가장 우수하지만, 실제 복합사 단면은 도 1에서와 같이 원형 또는 타원형의 형태로 코어사가 복합사 중앙보다 한 쪽으로 치우칠 수 있다.The high-strength composite yarn with improved cut resistance according to the present invention has cut resistance due to the cutting resistance of the polyethylene spun yarn and the core yarn, and the cut resistance is greatly improved through the core yarn, which is a hard fiber, and the core yarn is located in the center of the polyethylene composite yarn. When positioned, the cut resistance is the best, but the actual cross-section of the composite yarn may have a circular or oval shape as shown in FIG. 1, and the core yarn may be biased toward one side than the center of the composite yarn.

상기 코어사가 한 쪽으로 치우쳐서 폴리에틸렌 방적사 외부로 탈락되어 외부로 노출될 경우 내절단성이 저하될 수 있으며, 코어사의 경질성으로 촉감 및 착용성이 저하될 수 있다.When the core yarn is biased to one side and is dropped to the outside of the polyethylene spun yarn and exposed to the outside, the cut resistance may be reduced, and the touch and wearability may be deteriorated due to the hardness of the core yarn.

따라서, 본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 복합사는 하기의 식(2)를 만족하는 것이 바람직할 것이다.Therefore, the high-strength composite yarn with improved cut resistance according to the present invention will preferably satisfy the following formula (2).

식(2) 0 ≤ X ∠ A/2Equation (2) 0 ≤ X ∠ A/2

X: 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리X: the distance between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn

복합사의 중심점: 복합사의 최단축 길이(A)를 지름으로 하는 원의 중심(M)The center point of the composite yarn: the center of the circle with the shortest length (A) of the composite yarn as the diameter (M)

코어사의 중심점: 코어사의 최단축 길이(a)를 지름으로 하는 원의 중심(m)The center point of the core yarn: the center of the circle with the shortest length (a) of the core yarn as the diameter (m)

상기 X값이 0일 경우는 복합사의 중심점과 코어사의 중심점이 일치하는 것으로 코어사가 복합사의 중심에 위치하는 것으로 내절단성이 향상되며, X값이 0 보다 크고 A/2 보다 낮을 경우 코어사가 폴리에틸렌 방적사 외부로 노출되는 것이 방지되어 내절단성 저하가 크지 않다.When the X value is 0, the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn coincide, and the core yarn is located at the center of the composite yarn, so the cut resistance is improved, and when the X value is greater than 0 and lower than A/2, the core yarn is polyethylene It is prevented from being exposed to the outside of the spun yarn, so the cut resistance is not greatly reduced.

상기 X값이 A/2를 초과할 경우에는 코어사가 폴리에틸렌 방적사 외부로 노출되거나 노출될 수 있어 복합사의 내절단성 및 물성이 저하될 수 있다.When the X value exceeds A/2, the core yarn may be exposed or exposed to the outside of the polyethylene spun yarn, thereby reducing cut resistance and physical properties of the composite yarn.

상기 X값은 코어사와 방적사의 꼬임수로 제어 가능하며, 코어사와 방적사의 꼬임수가 150TM 내지 300TM일 경우, X 값이 커짐으로서 코어사가 복합사의 중심에 위치할 수 있다. 꼬임이 150TM 미만일 경우, 피복되는 폴리에틸렌사의 밀도가 낮아짐으로 코어사를 피복하는데 한계가 있어 X 값이 낮아지게 되어 내절단성능이 저하된다. 또한 꼬임수가 300TM을 초과할 경우, 피복되는 폴리에틸렌사의 높은 꼬임으로 인하여 유리섬유가 파손될 확률이 높아지며, 그로 인하여 중심으로부터 멀어질 가능성이 있고 내절단성능이 저하될 수 있다. The X value can be controlled by the number of twists of the core yarn and the spun yarn, and when the number of twists between the core yarn and the spun yarn is 150 TM to 300 TM, the X value increases and the core yarn may be located at the center of the composite yarn. If the twist is less than 150TM, the density of the polyethylene yarn to be coated is lowered, so there is a limit to coating the core yarn, and the X value is lowered, thereby lowering the cutting resistance. In addition, when the number of twists exceeds 300TM, the probability of glass fiber breakage increases due to high twisting of the polyethylene yarn to be coated, which may cause a possibility of moving away from the center and lowering of the cutting resistance.

상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 복합사는 직물이나 편물로 제조하였을 때, 내절단성이 우수하며 내절단성 인덱스(Cut Index)가 21 이상인 내절단성 레벨(Cut Level) 5이상이고 내절단력이 10N 이상인 용품을 제조할 수 있다. The high-strength composite yarn with improved cut resistance according to the present invention manufactured as described above has excellent cut resistance and has a cut resistance index of 21 or more when manufactured as a woven fabric or knitted fabric (Cut Level) 5 or more and an article having a cut resistance of 10N or more can be manufactured.

상기 내절단성이 향상된 고강도 복합사는 또한 광범위한 다른 유형의 물품들에 사용될 수도 있다. The high strength composite yarn with improved cut resistance may also be used in a wide variety of other types of articles.

비제한적인 예시는, 예를 들면, 냉장 유닛(예, 냉장고, 냉동고, 자동 판매기 등)을 위한 절연 물질들; 자동차 부품(예, 전면 또는 후면 시트, 헤드레스트, 암레스트, 도너 패널, 후면 선반/패키지 트레이, 스티어링 휠 및 내장 트림, 대쉬보드 등); 건축 패널 및 부품(예, 지붕, 벽 공동, 언더 플로어 등); 의류(예, 코트, 셔츠, 바지, 장갑, 앞치마, 작업복, 신발, 부츠, 모자, 양말 라이너 등); 가구 및 침구(예, 침낭, 이불 등); 유체 저장/이송 시스템(예, 액체/기체탄화수소, 액체 질소, 산소, 수소, 또는 원유의 파이프 또는 탱크); 극한 환경(예, 수중 또는 우주); 음식 및 음료 제품(예, 컵, 컵 홀더, 접시 등); 용기 및 병; 등을 포함한다. Non-limiting examples include, for example, insulating materials for refrigeration units (eg, refrigerators, freezers, vending machines, etc.); automotive parts (eg front or rear seats, headrests, armrests, donor panels, rear shelf/package tray, steering wheel and interior trim, dashboard, etc.); building panels and components (eg roofs, wall cavities, underfloors, etc.); clothing (eg coats, shirts, pants, gloves, aprons, work clothes, shoes, boots, hats, sock liners, etc.); furniture and bedding (eg sleeping bags, duvets, etc.); fluid storage/transfer systems (eg, pipes or tanks of liquid/gas hydrocarbons, liquid nitrogen, oxygen, hydrogen, or crude oil); extreme environments (eg, underwater or in space); food and beverage products (eg cups, cup holders, plates, etc.); containers and bottles; etc.

또한, 고강도 폴리에틸렌 섬유는 일반적으로 신체의 일부에 대하여 맞게 되는 형상을 갖는 임의의 용품을 포함하는 것을 의미하는 "의복"에 사용될 수 있다. 이러한 용품의 예는, 제한 없이, 의류(예를 들어, 셔츠, 바지, 청바지, 슬랙스, 스커트, 코트, 액티브웨어, 운동복, 에어로빅, 및 체육복, 수영복, 사이클링 저지 또는 반바지, 수영복/욕실 수트(bathing suit), 레이스 수트, 땀복, 바디수트 등); 신발류(예를 들어, 신발, 양말, 부츠 등); 보호용 의류(예를 들어, 소방관 코트), 의류 액세서리(예를 들어, 벨트, 브라 스트랩, 사이드 패널, 장갑, 양말, 레깅스, 정형외과 교정기(orthopedic brace)등), 속옷(예를 들어, 언더웨어, t-셔츠 등), 압박 옷, 걸치는 옷(예를 들어, 킬트 샅바, 토가, 판초, 망토, 숄등)을 포함한다.In addition, high strength polyethylene fibers may be used in "garment", which is meant to include any article that has a shape that is generally tailored to a part of the body. Examples of such articles include, but are not limited to, apparel (eg, shirts, pants, jeans, slacks, skirts, coats, activewear, athletic wear, aerobics, and gym clothes, swimwear, cycling jerseys or shorts, swimwear/bathing suits) suit), lace suits, sweat suits, body suits, etc.); footwear (eg, shoes, socks, boots, etc.); Protective clothing (e.g. firefighter coats), clothing accessories (e.g. belts, bra straps, side panels, gloves, socks, leggings, orthopedic braces, etc.), underwear (e.g. underwear, t-shirts, etc.), compression garments, and draping clothing (eg, kilt loincloth, toga, poncho, cape, shawl, etc.).

이하 본 발명에 따른 실시예로 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 방적사를 제조하였다. 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a high-strength polyethylene spun yarn with improved cut resistance was prepared as an example according to the present invention. The present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1 내지 7, 1 to 7, 비교예comparative example 1 내지 4 1 to 4

용융지수 1.0 g/10min, 분자량분포지수 7.0, 중량평균분자량 120,000g/mol인 폴리에틸렌 수지를 압출기에 투입하여 용융 폴리머를 압출시키고, 냉각 장치를 이용하여 냉각시킨 다음, 방사유제 부여 장치를 이용하여 방사유제를 부착하고, 유제가 부착된 미연신사를 권취하였다.Polyethylene resin having a melt index of 1.0 g/10min, a molecular weight distribution index of 7.0, and a weight average molecular weight of 120,000 g/mol is put into an extruder to extrude the molten polymer, cooled using a cooling device, and then spun using a spinning emulsifier. An oil agent was attached, and the undrawn yarn to which the oil agent was attached was wound up.

상기 미연신사를 약 70~90℃에서 2단 연신으로 전체 연신비(DR) 8.5로 연신하였고, 연신된 폴리에틸렌 섬유를 도 3에서와 같은 장치를 사용하여 에이징 단계를 실시하였다. 그 이후, 교락 장치 및 와인더를 이용하여 권취하여 본 발명에 따른 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유를 제조하였다.The undrawn yarn was drawn to a total draw ratio (DR) of 8.5 by two-stage drawing at about 70 to 90° C., and the drawn polyethylene fiber was subjected to an aging step using the same apparatus as in FIG. 3 . After that, the high-strength polyethylene fiber with improved cut resistance according to the present invention was prepared by winding it using an entangled device and a winder.

상기에서 제조된 고강도 폴리에틸렌 섬유를 컷팅하여 38㎜인 단섬유로 제조 후, 일반적인 방적사 제조공정을 통해 본 발명의 내절단성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 방적사를 제조하였다.After the high-strength polyethylene fiber prepared above was cut to produce short 38 mm fibers, the high-strength polyethylene spun yarn with improved cut resistance of the present invention was prepared through a general spun yarn manufacturing process.

각각의 실시예, 비교예에서 사용된 폴리에틸렌 수지의 용융지수, 중량평균분자량, 분자량분포지수와 폴리에틸렌 섬유의 방사온도, 방사속도, 에이징 온도 및 폴리에틸렌 방적사의 번수를 하기 표 3,4의 조건과 같으며 그 외 방사조건은 동일하게 실시하였다. Melt index, weight average molecular weight, molecular weight distribution index and spinning temperature of polyethylene fiber, spinning speed, aging temperature and number of polyethylene spun yarns of the polyethylene resin used in each Example and Comparative Example are as the conditions in Tables 3 and 4 below. and other radiation conditions were the same

비교예 5Comparative Example 5

400 데니어의 멀티필라멘트사인 UHMWPE 섬유(도요보사 다이니마)를 사용하여 실시예 1과 동일하게 고강도 복합사를 제조하였다. A high-strength composite yarn was prepared in the same manner as in Example 1 using a 400 denier multifilament yarn, UHMWPE fiber (Dainima, Toyobo Corporation).

◈ 측정방법◈ How to measure

상기 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 5에서 폴리에틸렌 섬유의 강도, 신도 및 고강도 복합사의 내절단성 인덱스 및 레벨, 내절단력 등을 측정하였다.In Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5, the strength, elongation, and cut resistance index and level of the polyethylene fiber and the high strength composite yarn, cut resistance, and the like were measured.

상기 내절단성 인덱스 및 레벨, 내절단력은 상기 실시예 1 내지 6와 비교예 1 내지 5의 고강도 복합사로 편물를 제조한 후 측정하였다.The cut-resistance index and level, and the cut-resistance were measured after manufacturing a knitted fabric with the high-strength composite yarns of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5.

상기 내절단성 평가는 심사에 스판사 100D를 이용하여 고강도 복합사와 커버링하고 제조된 커버링사를 13Guage L 사이즈 장갑편직기를 이용하여 장갑 편직하여 편물 제조하여 평가하였다.The cut resistance evaluation was evaluated by covering the high-strength composite yarn using span yarn 100D for screening, and knitting the prepared covering yarn using a 13Guage L size glove knitting machine to knit the knitted fabric.

실시예들의 내절단성 레벨, 내절단력은 표 3, 비교예들의 내절단성 레벨, 내절단력은 표 4에 나타내었다.Examples of the cutting resistance level and cutting force are shown in Table 3, and the cutting resistance level and cutting strength of the comparative examples are shown in Table 4.

* 폴리에틸렌 원료 특성 : 고온 GPC를 이용하여 중량평균분자량 및 분자량 분포를 측정하였고, Tosoh사 HLC-8331모델을 이용하여 측정하였으며 측정용매는 TCB+0.4%BHT를 이용하고 칼럼온도는 160℃에서 측정하였다. 시료 농도는 3mg/mol이며, 표준시료는 Polystyrene을 사용하였으나 원활한 Data 확보를 위하여 Mark-Houwink Equation에 의하여 폴리에틸렌의 분자량을 보정하였다. * Characteristics of polyethylene raw material: The weight average molecular weight and molecular weight distribution were measured using high-temperature GPC, and measured using Tosoh's HLC-8331 model. The measurement solvent was TCB+0.4% BHT, and the column temperature was measured at 160°C. . The sample concentration was 3 mg/mol, and Polystyrene was used as the standard sample, but the molecular weight of polyethylene was corrected by Mark-Houwink Equation to ensure smooth data.

* 용융지수 측정 : ASTM D1238에 의거하여 측정하였으며 측정온도는 190℃이며 추 무게는 2.16kg으로 정의 하였으며, 측정 중 프리히팅 5분, 프리러닝 3분 진행하였으며, 10회 측정한 값을 평균값으로 정의하였다.* Melt index measurement: Measured in accordance with ASTM D1238, the measured temperature was 190℃, and the weight was defined as 2.16kg. During the measurement, preheating was performed for 5 minutes and free running for 3 minutes, and the values measured 10 times were defined as the average value. did.

* 결정화도/결정사이즈 : BRUKER 사 D8 DISCOVER를 이용하여 결정화도 및 결정 사이즈 측정하였다.* Crystallinity/Crystal Size: The degree of crystallinity and crystal size were measured using BRUKER's D8 DISCOVER.

* 강도/신도 측정방법 : ASTM D2256 규격에 의거하여 측정온도 20℃, 습도 65%하에서 Instron사 만능시험기(UTM, Universal Testing Machine)를 이용하여 섬유 강도 및 신도를 측정하였다.* Strength/elongation measurement method: In accordance with ASTM D2256 standard, fiber strength and elongation were measured using Instron's Universal Testing Machine (UTM) under a measurement temperature of 20°C and a humidity of 65%.

* X값 : 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리로 도 4에서와 같이 복합사의 최단축(A)을 지름으로 하는 원의 중심(M)을 복합사의 중심점으로, 코어사의 최단축(a)을 지름으로 하는 원의 중심(m)을 코어사의 중심점을 설정한 후, 복합사의 중심점과 코어사의 중심점의 사이 거리를 측정하였으며, 50개의 X값을 측정하여 평균하였다.* X value: The distance between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn. As shown in FIG. 4, the center (M) of the circle with the shortest axis (A) of the composite yarn as the diameter is the center point of the composite yarn, and the shortest axis (a) of the core yarn. After setting the center point of the core yarn with the center (m) of the circle having a diameter of , the distance between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn was measured, and 50 X values were measured and averaged.

* 내절단성 인덱스 및 레벨 : 편물의 내절단성 평가 방법은 EN388 규격에 의거하여 제조된 장치인 Mesdan사 Glove cut tester를 사용했다. 측정은 러버 지지체 위에 필터페이퍼가 감싸진 알루미늄 호일을 붙이고 대조 샘플 및 테스트 샘플을 위치한 후 테스트 전 대조 샘플과 테스트 샘플을 측정하여 5회 측정하여 아래와 같이 평가하여 인덱스를 계산하였다.* Cut-resistance index and level: Mesdan's glove cut tester, a device manufactured according to EN388 standard, was used for the cut-resistance evaluation method of knitted fabrics. The measurement was performed by attaching an aluminum foil wrapped with filter paper on a rubber support, placing the control sample and the test sample, measuring the control sample and the test sample before the test, measuring 5 times, and evaluated as follows to calculate the index.

<내절단성 인덱스><Cut resistance index>

SequenceSequence C
Control specimen
C
control specimen
T
Test specimen
T
test specimen
C
Control specimen
C
control specimen
I
Index
I
Index
1One C1 C 1 T1 T 1 C2 C 2 i1i1 22 C2 C 2 T2 T 2 C3 C 3 i2i2 33 C3 C 3 T3 T 3 C4 C 4 i3i3 44 C4 C 4 T4 T 4 C5 C 5 i4i4 55 C5 C 5 T5 T 5 C6 C 6 i5i5

[내절단성 인덱스(I) 수식][Cut resistance index (I) formula]

Figure 112019094984031-pat00001
Figure 112019094984031-pat00001

<내절단성 레벨><Cut resistance level>

내절단성 indexcut resistance index >1.2>1.2 >2.5>2.5 >5>5 >10>10 >20>20 내절단성 LevelCut resistance level 1One 22 33 44 55

* 내절단력(N) : 직물 혹은 편물의 내절단력 평가 방법은 ISO13997 규격에 의거하여 제조된 장치인 Satara사 STM610 모델을 사용했다. 절단은 힘의 범위가 시료 표면에 수직인 칼날에 적용될 때, 20mm의 칼날질에 재료를 자를 때 필요한 내절단력으로 측정하며 측정 순서는 시료와 칼날 사이를 일정한 힘이 점진적으로 가해지며 5초 이내에 자르기를 시작하고 5mm와 50mm 사이의 절단 길이로 적어도 15개 기록이 얻어질 때까지 다른 힘으로 시험을 반복하여 평가한다. * Cutting resistance (N): The STM610 model manufactured by Satara, a device manufactured in accordance with ISO13997 standard, was used for the evaluation method of the cutting resistance of fabrics or knitted fabrics. Cutting is measured by the cutting resistance required to cut the material with a blade quality of 20 mm when the range of force is applied to the blade perpendicular to the sample surface. The measurement sequence is that a constant force is gradually applied between the sample and the blade, cutting within 5 seconds. and repeat the test with different forces until at least 15 records are obtained with cut lengths between 5 mm and 50 mm.

내절단력은 5mm에서 15mm, 15mm에서 30mm, 30mm에서 50mm 범위에서 얻어지며, 보정계수 C와 절단 길이를 곱한 값을 그래프화 하여 절단길이 20mm일 때의 힘을 내절단력으로 측정한다. The cutting resistance is obtained in the range of 5mm to 15mm, 15mm to 30mm, and 30mm to 50mm, and the value obtained by multiplying the correction factor C by the cutting length is graphed to measure the strength when the cutting length is 20mm as the cutting resistance.

<내절단력 보정계수><Cutting resistance correction factor>

C = K/lC = K/l

C는 보정계수, l은 5.0N 네오프렌상 절단동작길이 mm, K=20C is correction factor, l is 5.0N neoprene cutting operation length mm, K=20

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 용융지수
(g/10min)
melt index
(g/10min)
1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0
중량평균
분자량(g/mol)
weight average
Molecular Weight (g/mol)
120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000120,000 120,000 120,000
분자량분포지수Molecular Weight Distribution Index 7.07.0 7.07.0 7.07.0 7.07.0 7.07.0 7.07.0 7.07.0 방사온도
(℃)
radiation temperature
(℃)
290290 290290 290290 290290 290290 290290 290290
방사속도
(mpm)
radial speed
(mpm)
160160 160160 160160 160160 160160 160160 160160
에이징 온도
(℃)
aging temperature
(℃)
9090 110110 130130 130130 130130 130130 130130
결정화도(%)Crystallinity (%) 83.183.1 82.982.9 82.282.2 82.282.2 82.282.2 82.282.2 82.282.2 결정사이즈
(Å)
crystal size
(Å)
12.412.4 12.612.6 11.511.5 11.511.5 11.511.5 11.511.5 11.511.5
PE섬유 강도
(g/d)
PE fiber strength
(g/d)
15.415.4 15.115.1 1515 1515 1515 1515 1515
PE섬유 신도(%)PE fiber elongation (%) 8.48.4 8.18.1 88 88 88 88 88 코어사core yarn 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 스테인리스 섬유stainless fiber 텅스텐
섬유
tungsten
fiber
복합사
최단축(㎛)
composite yarn
Shortest axis (㎛)
7272 7272 6868 8686 6868 6868 6868
X (㎛)X (μm) 2020 1818 2020 1414 1818 1212 1212 방적사 번수yarn count 3030 3030 3030 3030 3030 3030 3030 Cut IndexCut Index 28.228.2 24.424.4 22.422.4 36.436.4 21.921.9 36.136.1 3737 Cut LevelCut Level 55 55 55 55 55 55 55 내절단력(N)Cutting force (N) 10.610.6 10.410.4 10.410.4 11.211.2 10.210.2 15.615.6 15.415.4

구분division 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 비교예5Comparative Example 5 용융지수
(g/10min)
melt index
(g/10min)
1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 --
중량평균
분자량(g/mol)
weight average
Molecular Weight (g/mol)
120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000 120,000120,000 --
분자량분포지수Molecular Weight Distribution Index 7.07.0 7.07.0 7.07.0 7.07.0 -- 방사온도
(℃)
radiation temperature
(℃)
290290 290290 290290 290290 --
방사속도
(mpm)
radial speed
(mpm)
160160 160160 120120 160160 --
에이징 온도
(℃)
aging temperature
(℃)
130130 130130 4040 135135 --
결정화도(%)Crystallinity (%) 82.282.2 82.282.2 68.968.9 73.273.2 -- 결정사이즈
(Å)
crystal size
(Å)
11.511.5 11.511.5 8.38.3 9.29.2 --
PE섬유 강도
(g/d)
PE fiber strength
(g/d)
1515 1515 15.215.2 14.214.2 31.231.2
PE섬유 신도(%)PE fiber elongation (%) 88 88 7.67.6 8.88.8 3.13.1 코어사core yarn 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 유리섬유fiberglass 복합사
최단축(㎛)
composite yarn
Shortest axis (㎛)
6868 8686 8686 9090 7272
X (㎛)X (μm) 3636 4646 4646 5050 2020 방적사 번수yarn count 3030 3030 3030 3030 1515 Cut IndexCut Index 17.117.1 15.415.4 1414 11.811.8 16.516.5 Cut LevelCut Level 44 44 44 44 44 내절단력(N)Cutting force (N) 8.58.5 8.58.5 4.54.5 88 9.19.1

표 3 및 표 4에서와 같이 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4는 모두 용융지수가 1.0 g/10min, 분자량분포지수가 7.0, 중량평균분자량이 120,000g/mol인 폴리에틸렌 수지를 사용하였으며, 290℃의방사 온도에서 방사하였으나, 방사속도 및 에이징 온도를 달리하여 고강도 폴리에틸렌 섬유를 제조하였다.As shown in Tables 3 and 4, in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, polyethylene resins having a melt index of 1.0 g/10min, a molecular weight distribution index of 7.0, and a weight average molecular weight of 120,000 g/mol were used, Although spinning at a spinning temperature of 290°C, high-strength polyethylene fibers were prepared by varying the spinning speed and aging temperature.

상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4의 폴리에틸렌 섬유는 모두 신도가 7%이상이며, 실시예 1 내지 5는 신도가 8% 이상으로 비교예 5의 UHMWPE 섬유 보다 2배이상 높아 의류로 제조시에 UHMWPE 섬유로 제조된 의류 보다 착용성이 우수할 것이다.All of the polyethylene fibers of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 had an elongation of 7% or more, and Examples 1 to 5 had an elongation of 8% or more, which was more than twice as high as the UHMWPE fiber of Comparative Example 5. It will be more wearable than garments made from UHMWPE fibers.

상기 실시예 1 내지 7의 폴리에틸렌 섬유는 방사속도 160mpm, 에이징 온도 90~130℃로 제조되어 모두 결정화도가 75% 이상, 결정사이즈가 10Å이상이며, 강도가 12g/d이상인 것을 알 수 있다. The polyethylene fibers of Examples 1 to 7 were manufactured at a spinning speed of 160 mpm, an aging temperature of 90 to 130° C., and all had a crystallinity of 75% or more, a crystal size of 10 Å or more, and a strength of 12 g/d or more.

또한, 실시예 1 내지 7는 경질 섬유를 사용한 고강도 복합사로 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리(X값)가 크지 않아 내절단성 인덱스(Cut Index)가 21 이상, 내절단성 레벨(Cut Level) 5이고 내절단력이 10N 이상인 것을 알 수 있다.In addition, Examples 1 to 7 are high-strength composite yarns using hard fibers, and the distance (X value) between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn is not large, so that the cut resistance index (Cut Index) is 21 or more, the cut resistance level (Cut) Level) 5 and it can be seen that the cutting resistance is more than 10N.

상기 비교예 1 내지 4의 폴리에틸렌 섬유는 방사속도 160mpm이나, 에이징 온도가 90℃ 미만이거나 130℃를 초과하는 온도에서 실시된 것으로 결정화도가 75% 미만, 결정사이즈가 10Å 미만으로 측정된 것으로 동일 방사 속도에서도 에이징 온도에 따라 결정화도 및 결정사이즈에서 큰차이가 있는 것을 알 수 있다.The polyethylene fibers of Comparative Examples 1 to 4 had a spinning speed of 160 mpm, but the aging temperature was less than 90° C. or was carried out at a temperature exceeding 130° C., the crystallinity was less than 75%, and the crystal size was less than 10 Å. Also, it can be seen that there is a large difference in crystallinity and crystal size according to the aging temperature.

또한, 비교예 1, 2의 복합사는 코어사에 경질 섬유를 사용하였으나, 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리(X값)이 너무 멀어 내절단성이 낮아지는 것을 알 수 있으며, 비교예 3,4는 폴리에틸렌 섬유의 낮은 결정화도 및 결정사이즈로 폴리에틸렌 방적사의 내절단성이 낮게 되어 복합사의 내절단 성능을 발현하는데 부족하며, 비교예 1 내지 4의 복합사는 내절단성 인덱스(Cut Index)가 21 미만으로 내절단성 레벨(Cut Level) 4이고 내절단력이 10N 미만으로 실시예 1 내지 7보다 물성이 낮을 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the composite yarns of Comparative Examples 1 and 2 used hard fibers for the core yarn, but the distance (X value) between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn was too far to lower the cut resistance, and Comparative Example 3 , 4 is the low crystallinity and crystal size of the polyethylene fiber, and the cut resistance of the polyethylene spun yarn is low, which is insufficient to express the cutting resistance of the composite yarn, and the composite yarn of Comparative Examples 1 to 4 has a cut resistance index (Cut Index) of 21 It can be seen that less than the cut resistance level (Cut Level) 4 and the cutting force is less than 10N, which has lower physical properties than Examples 1 to 7.

또한, 비교예 5는 UHMWPE 섬유를 사용한 고강도 복합사로 UHMWPE 섬유는 중량평균 분자량이 100만 이상인 초분자량을 갖는 폴리에틸렌 섬유로 높은 강도를 가지고 있으나, 신도가 낮아 내절단력이 10N이하이고 의류로 제조시에 착용성이 우수하지 못할 것이다.In addition, Comparative Example 5 is a high-strength composite yarn using UHMWPE fibers, and UHMWPE fibers are polyethylene fibers having a weight average molecular weight of 1 million or more and have high strength, but have high strength, but have low elongation and cut resistance of 10N or less. Wearability will not be excellent.

Claims (12)

경질 섬유가 코어사를 형성하고 고강도 방적사가 상기 코어사의 외주연에 형성되는 내절단성이 향상된 고강도 복합사에 있어서,
상기 고강도 방적사는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 주요 반복 단위가 에틸렌인 폴리에틸렌 섬유를 포함하고,
상기 폴리에틸렌 섬유는 용융지수가 0.6 내지 2g/10min이고, 분자량 분포지수가 5 내지 10인 폴리에틸렌 수지로 형성되며, 상기 폴리에틸렌 섬유의 결정화도가 75% 이상, 결정사이즈가 10Å이상이되,
상기 고강도 복합사는 하기의 식(2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
식(2) 0 ≤ X ∠ A/2
X: 복합사의 중심점과 코어사의 중심점 사이의 거리
복합사의 중심점: 복합사의 최단축 길이(A)를 지름으로 하는 원의 중심(M)
코어사의 중심점: 코어사의 최단축 길이(a)를 지름으로 하는 원의 중심(m)
In the high-strength composite yarn with improved cut resistance in which hard fibers form the core yarn and the high-strength spun yarn is formed on the outer periphery of the core yarn,
The high-strength spun yarn is formed of a polyethylene resin and includes a polyethylene fiber whose main repeating unit is ethylene,
The polyethylene fiber has a melt index of 0.6 to 2 g/10 min, and is formed of a polyethylene resin having a molecular weight distribution index of 5 to 10, and the polyethylene fiber has a crystallinity of 75% or more and a crystal size of 10 Å or more,
The high-strength composite yarn is a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that it satisfies the following formula (2).
Equation (2) 0 ≤ X ∠ A/2
X: the distance between the center point of the composite yarn and the center point of the core yarn
The center point of the composite yarn: the center of the circle with the shortest length (A) of the composite yarn as the diameter (M)
The center point of the core yarn: the center of the circle with the shortest length (a) of the core yarn as the diameter (m)
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 섬유의 강도가 12 내지 16g/d인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
According to claim 1,
High-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the strength of the polyethylene fiber is 12 to 16 g/d.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 섬유는,
용융지수가 0.6 내지 2 g/10min이며, 분자량 분포지수가 5 내지 10인 폴리에틸렌 수지를 230~290℃에서 용융방사하여 미연신사를 형성하는 방사 단계;
상기 미연신사를 연신하는 연신 단계; 및,
연신된 폴리에틸렌 섬유를 90~130℃에서 에이징하는 에이징 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
According to claim 1,
The polyethylene fiber,
A spinning step of melt-spinning a polyethylene resin having a melt index of 0.6 to 2 g/10min and a molecular weight distribution index of 5 to 10 at 230 to 290°C to form undrawn yarn;
a stretching step of stretching the undrawn yarn; and;
A high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that it is manufactured including an aging step of aging the drawn polyethylene fibers at 90 to 130°C.
제3항에 있어서,
상기 방사 단계에서 방사 속도는 120~160mpm인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
4. The method of claim 3,
High-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the spinning speed is 120 to 160 mpm in the spinning step.
제3항에 있어서,
상기 에이징 단계는 5~20초간 에이징하는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
4. The method of claim 3,
The aging step is a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that aging for 5 to 20 seconds.
제3항에 있어서,
상기 제조방법은 하기의 식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
식(1) 210≤S+T≤290
단, S는 방사 단계의 방사속도(mpm)의 정수이고, T는 에이징 단계의 에이징 온도(℃)의 정수임.
4. The method of claim 3,
The manufacturing method is a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that it satisfies the following formula (1).
Equation (1) 210≤S+T≤290
However, S is an integer of the spinning speed (mpm) of the spinning step, and T is an integer of the aging temperature (℃) of the aging step.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 섬유는 섬유장이 20~100㎜인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
According to claim 1,
The polyethylene fiber is a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the fiber length is 20 to 100 mm.
제1항에 있어서,
상기 고강도 방적사는 번수가 10~50수인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
According to claim 1,
The high-strength spun yarn is a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the number of counts is 10 to 50.
제1항에 있어서,
상기 경질 섬유는 광물섬유 또는 금속섬유인 것을 특징으로 하는 내절단성이 향상된 고강도 복합사.
According to claim 1,
The hard fiber is a high-strength composite yarn with improved cut resistance, characterized in that the mineral fiber or metal fiber.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 고강도 복합사를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.An article comprising the high-strength composite yarn of any one of claims 1 to 9. 제10항에 있어서,
상기 물품은 내절단성 규격에 의한 레벨(Level)이 5 이상인 것을 특징으로 하는 물품.
11. The method of claim 10,
The article is an article, characterized in that the level (Level) according to the cut resistance standard is 5 or more.
제10항에 있어서,
상기 물품은 내절단력이 10.0N 이상인 것을 특징으로 하는 물품.
11. The method of claim 10,
The article is an article, characterized in that the cutting force is 10.0N or more.
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