KR19990049779A - 도전성 복합섬유의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특수하게 설계된 방사구금장치를 이용하여 방사함으로써 도전성 물질이 5 내지 40중량% 함유된 열가소성 폴리머와 도전성물질이 포함되지 않은 일반 열가소성 폴리머가 중량비 1 : 9 내지 2 : 8 비율로 구성되고 도전성 폴리머가 원사표면에 접촉하는 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 복합섬유의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하여 제조된 복합섬유는 안정된 단면을 형성하면서 도전성 물질이 섬유 표면에 나와 있기 때문에 우수한 도전성을 발현하여 전자, 정밀기계 산업에서 요구되는 무진복, 무진장갑 및 정전기 발생이 많은 카페트 등에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 대전방지 성능이 우수한 도전성 복합섬유의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특수하게 설계된 방사구금을 통하여 방사함으로써 복합섬유 횡단면에 있어서 도전성 물질이 5 내지 40중량% 함유된 열가소성 폴리머와 도전성 물질이 포함되지 않은 통상의 열가소성 폴리머가 중량비 1 : 9 내지 2 : 8로 형성된 대전방지 성능이 우수한 도전성 복합섬유의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 나일론, 폴리에스터, 아크릴 등의 합성섬유는 분자구조상 소수성을 띄기 때문에 흡습에 의한 통전성이 떨어져 면등 천연섬유에 비하여 정전기 발생이 심하고, 먼지부착에 의한 오염이 발생하기 쉬우며 스파크 방전에 의하여 의복착용자에게 불쾌감을 주는 단점이 있다.
이와 같은 단점을 보완하고자 합성섬유의 대전방지 성능을 향상시키는 방법에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 그 방법의 하나로 섬유표면에 금속입자를 진공흡착시키는 방법이 있으나, 가공이 용이하지 않고 섬유에 심각한 손상을 주는 이유로 최근에는 거의 사용되고 있지 않고 있는 실정이다.
최근 합성섬유에 대전방지성을 부여하는 방법으로 복합방사에 의해 원사단계에서 도전성을 부여하는 방법이 주로 사용되고 있다.
일본국 특개소 52-3245호, 일본국 특개평 1-183519호 등에서 카본블랙이나 금속입자 등의 도전성 입자를 분산시킨 열가소성 중합체와 섬유형성성 중합체를 심초형(Skin-Core) 또는 중공사 형태의 단면으로 복합방사하는 방법이 제안되어 있으나, 상기와 같은 방법은 도전성 성분이 비도전성 매트릭스 수지에 의해 완전히 둘러싸인 형태로 되어 요구하는 도전성을 충족시키는데는 여전히 어려움을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 특수한 형태의 방사구금을 사용하여 방사함으로써 안정된 단면 형성성을 가지면서 도전성 물질이 섬유 표면에 접하기 때문에 우수한 도전성을 갖는 도전성 복합섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 복합방사구금 장치의 개략도이고,
도 2a는 도 1의 분배판에 부착된 파이프의 확대도이고,
도 2b는 도 1의 분배판에 부착된 파이프의 횡단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 도전성 복합섬유의 횡단면도이고,
도 4는 종래의 심초형 복합섬유의 횡단면도이다.
* 도면중 주요부분 부호의 설명 *
1 : 분배판 2 : 노즐
3 : 분배판에 돌출된 파이프 4 : 분배판 파이프의 내공
5 : 분배판 파이프의 홈 d1: 분배판 파이프의 내공직경
d2: 분배판 파이프의 직경 l1: 분배판 파이프의 홈 너비
l2: 분배판 파이프의 홈 깊이
R1: 분배판 파이프의 횡단면에서 중심부로 부터 내공까지의 길이
R2: 분배판 파이프의 반지름 θ : 분배판 파이프 절단부의 내각
P1: 도전성 폴리머 P2: 일반 폴리머
즉, 본 발명은 하기식을 만족하는 파이프가 설치된 방사구금을 이용하여 방사함으로써 도전성물질이 5 내지 40중량% 함유된 열가소성 폴리머와 도전성물질이 포함되지 않은 열가소성 폴리머가 중량비 1 : 9 내지 2 : 8 비율로 구성되고 도전성폴리머가 원사표면에 접한 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 복합섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.
0.07≤ d1/d2≤0.20
0.5≤ l1/l2≤1.0
0.4≤ R1/R2≤0.6
45°≤ θ ≤120°
도전성을 부여하기 위하여 본 발명에서 사용되는 도전성 물질로는 상용되는 카본블랙을 사용하며 도전성 폴리머내에 5 내지 40중량%, 원사 전체중에 5 내지 20중량%가 되도록 투입하는 것이 바람직하다. 카본블랙의 함량이 도전성 폴리머내 20%를 초과하면 도전성은 향상되나, 제사공정중 유동성이 저하되어 실린더 및 스핀헤드 도관내에 체적이 많게되어 제사성이 불량해지고, 열가소성 폴리머중에 균일하게 분산시키기 어려워 균일한 도전성을 갖는 섬유를 제조하기 어렵게 된다. 또한, 상기 도전성 물질의 함량이 원사전체의 5%미만이면 양호한 도전성을 수득할 수 없게 되므로 본 발명에서 도전성 물질의 함량은 상기 범위내로 유지되는 것이 요구된다.
본 발명에서 카본블랙을 배합하는 열가소성 폴리머와 매트릭스 폴리머인 일반 열가소성 폴리머는 나일론 6, 나일론 66, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등 용융방사가 가능한 통상의 폴리머가 사용될 수 있다.
본 발명을 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 복합방사구금 장치의 개략도로서, 일반 폴리머(P2)는 노즐(2)에 일부분 삽입되어 있는 분배판(1)의 파이프(3)에 유입되고, 일반 폴리머(P2)는 하기식을 만족하도록 설계된 도 2a에 도시된 바와 같은 파이프(3)에 뚫려있는 작은 내공(4)을 통해 노즐(2)로 유입된다.
0.07≤ d1/d2≤0.20
0.5≤ l1/l2≤1.0
0.4≤ R1/R2≤0.6
45°≤ θ ≤120
여기서, d1은 분배판 파이프의 내공직경, d2는 분배판 파이프의 직경 l1은 분배판 파이프의 홈 너비, l2는 분배판 파이프의 홈 깊이, R1은 분배판 파이프의 횡단면에서 중심부로 부터 내공까지의 길이, R2는 분배판 파이프의 반지름, θ는 분배판 파이프 절단부의 내각을 나타낸다.
한편, 도전성 폴리머(P1)는 도 1의 분배판(1)에서 파이프(3) 외곽으로 흘러들어와 도 2a 파이프(3)의 홈(5)을 타고 노즐(2)에 유입되어 일반 폴리머(P2)성분과 합류하게 된다. 이와 같이 합류된 두 폴리머층은 노즐(2)을 통해 방출되어 도 3의 단면을 갖는 복합섬유를 형성하게된다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같은 형태를 갖는 복합섬유의 단면형상 구성은 도전성 물질이 5 내지 40중량% 함유된 열가소성 폴리머와 도전성물질이 포함되지 않은 일반 열가소성 폴리머가 중량비 1 : 9 내지 2 : 8의 비율로 형성되고 도전성 폴리머가 원사표면에 접한 형태로 제조되어 도 4에 도시된 종래의 심초형 복합섬유와 다른 형상을 갖게된다.
이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 하나 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 및 비교예 1∼7
카본블랙과 황산상대점도 3.0인 나일론 폴리머를 3 : 7의 중량분율로 균일혼합하여 제조한 도전성 폴리머(비저항 1.0×102Ω㎝)와 도전성 물질이 함유되지 않은 일반 나일론 폴리머(황산상대점도 3.0 황산 95%)를 준비하고, 도 1 및 도 2a, b로 나타낸 방사구금 장치를 사용하여 복합비 2 : 8, 방사온도 295℃, 방사속도 1,000m/min로 방사하여 미연신사를 제조하였다. 이어서, 얻어진 미연신사를 플레이트 온도 120℃, 롤러온도 80℃, 연신비 3.2의 조건으로 열연신하여 도 3에 도시된 것과 같은 연신사를 제조한 후 d1/d2, l1/l2, R1/R2, θ 의 값에 따른 제사성, 원사단면 형성성 및 원사의 전기 저항치를 표 1에 나타내었다.
비교예 8
실시예 1과 동일한 도전성 나일론 폴리머와 일반 폴리머를 준비하고 통상의심초형 방사구금 장치를 이용하여 복합비 2 : 8, 방사온도 295℃, 방사속도 1,000m/min로 방사하여 미연신사를 제조하였다. 이어서, 얻어진 미연신사를 플레이트 온도 120℃, 롤러온도 80℃, 연신비 3.2의 조건으로 열연신하여 도 4의 심초형 단면을 갖는 연신사를 제조한 후 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 방사구금내 파이프형태 | 제사성 | 단면형성성 | 전기저항(Ω/㎝) | ||||
| d1/d2 | l1/l2 | R1/R2 | θ(°) | ||||
| 실시예1 | 0.1 | 0.8 | 0.5 | 60 | ◎ | ◎ | 5×106 |
| 비교예1 | 0.1 | 0.8 | 0.5 | 30 | △ | ◎ | 7×106 |
| 비교예2 | 0.1 | 0.8 | 0.5 | 150 | △ | △ | 7×106 |
| 비교예3 | 0.1 | 0.8 | 0.3 | 60 | ×× | △ | - |
| 비교예4 | 0.1 | 0.4 | 0.5 | 60 | △ | △ | 5×107 |
| 비교예5 | 0.1 | 1.2 | 0.5 | 60 | △ | × | 7×107 |
| 비교예6 | 0.3 | 0.8 | 0.5 | 60 | ◎ | × | 3×107 |
| 비교예7 | 0.05 | 0.8 | 0.5 | 60 | × | △ | 3×107 |
| 비교예8 | - | - | - | - | ◎ | ◎ | 3×108 |
◎ : 양호 △ : 약간불량 × : 매우불량 ×× : 작업불가
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 복합섬유는 안정된 단면을 형성하면서 도전성 물질이 섬유 표면에 나와 있기 때문에 우수한 도전성을 발현하여 전자, 정밀기계 산업에서 요구되는 무진복, 무진장갑 및 정전기 발생이 많은 카페트 등에 유용하게 사용될 수 있다.
Claims (1)
- 하기식을 만족하는 파이프가 설치된 방사구금을 이용하여 방사함으로써 도전성물질이 5 내지 40중량% 함유된 열가소성 폴리머와 도전성물질이 포함되지 않은 열가소성 폴리머가 중량비 1 : 9 내지 2 : 8 비율로 구성되고 도전성폴리머가 원사표면에 접한 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 복합섬유의 제조방법.0.07≤ d1/d2≤0.200.5≤ l1/l2≤1.00.4≤ R1/R2≤0.645°≤ θ ≤120°d1: 분배판 파이프의 내공직경d2: 분배판 파이프의 직경 l1: 분배판 파이프의 홈 너비l2: 분배판 파이프의 홈 깊이R1: 분배판 파이프의 횡단면에서 중심부로 부터 내공까지의 길이R2: 분배판 파이프의 반지름 θ : 분배판 파이프 절단부의 내각
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970068776A KR19990049779A (ko) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 도전성 복합섬유의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970068776A KR19990049779A (ko) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 도전성 복합섬유의 제조방법 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR19990049779A true KR19990049779A (ko) | 1999-07-05 |
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| KR1019970068776A KR19990049779A (ko) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 도전성 복합섬유의 제조방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR19990049779A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990083802A (ko) * | 1999-08-09 | 1999-12-06 | 김태근 | 도전사 및 이로부터 제조된 정전기 방지성 폴리프로필렌 직물 |
-
1997
- 1997-12-15 KR KR1019970068776A patent/KR19990049779A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR19990083802A (ko) * | 1999-08-09 | 1999-12-06 | 김태근 | 도전사 및 이로부터 제조된 정전기 방지성 폴리프로필렌 직물 |
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