KR20110073979A - Method of process for cellulose multi-filament - Google Patents

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KR20110073979A
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최재신
이현직
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주식회사 효성
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof

Abstract

PURPOSE: A method for preparing cellulose multifilament is provided to ensure proper strength to lyocell multifilament. CONSTITUTION: A method for preparing cellulose multifilament comprises: a step of mixing liquid concentrate N-methylmorpholine N-oxide solution and cellulose powder for a swelling and homogenized cellulose solution; a step of extruding/spinning the cellulose solution through a spinning nozzle in an angle(alpha) of 65-85 degrees between the nozzle surface and outermost single yarn; a step of passing the yarn through an air layer; and a step of solidifying, washing, and drying.

Description

셀룰로오스 멀티필라멘트 제조방법{Method of process for cellulose multi-filament} Method of manufacturing cellulose multifilament {Method of process for cellulose multi-filament}

본 발명은 셀룰로오스 멀티필라멘트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing cellulose multifilament.

셀룰로오스 섬유인 라이오셀은 여러 가지 고유 특성을 가지고 있으며, 특히 타 섬유보다 우수한 기계적 특성과 열안정성을 가지고 있어서 형태 안정성이 요구되는 분야의 소재로 매우 적합한 섬유이다. 이러한 특성을 기반으로 하여 여러 산업용 보강재로 사용이 되며, 특히 타이어, 벨트, 호스 등의 제조 분야에서는 설계 단계에서부터 치수 안정성과 열안정성은 제품의 성능을 구현하는데 있어서 중요한 영향을 미친다. 이러한 관점에서 라이오셀 멀티필라멘트는 적용 제품의 종류 및 용도에 따라서 보강재로서의 다양한 특성이 요구된다. 특히, 열안정성이 우수한 라이오셀 섬유의 보강재로서의 요구 물성은 기본적으로 원사의 강력 외에 형태안정성 및 내피로성과 관련된 모듈러스와 파단신도로 대표될 수 있으며, 적용 제품의 종류 및 용도에 맞게 보강재의 요구 물성의 범위가 결정된다.Lyocell, a cellulose fiber, has various inherent properties, and in particular, has excellent mechanical properties and thermal stability than other fibers, and is a very suitable fiber as a material in a field requiring form stability. Based on these characteristics, it is used as various industrial reinforcement materials. Especially in the manufacturing field of tires, belts, hoses, etc., dimensional stability and thermal stability from the design stage have an important influence on the performance of the product. In view of this, lyocell multifilament requires various properties as a reinforcing material depending on the type and application of the applied product. In particular, the required physical properties of the reinforcement of lyocell fibers with excellent thermal stability can be represented by modulus and elongation at break, which are related to morphological stability and fatigue resistance in addition to the strength of the yarn. The range of is determined.

또한 라이오셀 필라멘트는 셀룰로오스 섬유가 가지는 촉감, 광택, 염색성 및 드레이프성이 우수하며, 레이온 섬유와는 달리 흡습에 따른 강도와 모듈러스의 저 하가 적어 세탁견뢰도 및 내후성에서도 우수한 특성을 가진다. 그리고 CS2, H2S와 같은 환경공해물질을 유발하는 레이온의 제조공법과는 달리 사용되는 용매인 NMMO를 전량 회수, 재사용하는 친환경공법으로 제조된다. 이와 같은 방법들은 미국 특허 제3,447,939호를 시작으로 하여 많은 방법들이 제안되고 있다. 라이오셀 필라멘트 제조 공정에 있어서 물성들을 변화시킬 수 있는 방법으로는 원사 제조 단계에서 몇 가지 방법들을 생각해볼 수 있으며, 단계별로 원료 펄프의 중합도에 따른 원사 물성의 변화, 방사 연신에 의한 배향도에 따른 원사 물성의 변화, 응고조건에 의한 물성의 변화, 방사 이후 공정에서 부여되는 원사의 온도 및 장력에 의한 결정 구조 변화로써 실현되는 원사 물성의 변화, 첨가제의 첨가에 의한 물성의 변화 등으로 크게 나누어 볼 수 있다. 국제특허 WO10-0395278호에서는 라이오셀 필라멘트의 방사 후 공정 단계별로 장력 조건에 따른 원사 물성 값들을 예시하고 있으며, 조건별로 원사 물성 값들이 많이 차이가 남을 볼 수 있다. 그러나 본 발명의 방법은 상기에서 언급되지 않은 노즐면과 최외각의 단사가 이루는 각도(α)를 조절하여, 셀룰로오스 섬유의 기계적 특성과 피브릴 발생을 억제하는데 중점을 두었다. 노즐면과 최외각 단사의 각도(α)에 따라 단사가 응고욕의 수면과 만나는 각도가 바뀌게 되고, 이는 응고욕 수면의 흔들림과 단사가 받게 되는 장력의 변화를 야기하게 되어 단사의 기계적 특징과 피브릴 발생에 영향을 주게 된다. 본 발명에서는 노즐면과 최외각 단사의 각도(α)를 조절하기 위해 응고욕의 길이를 변경하여 셀룰로오스 섬유의 기계적 특성, 내피브릴성 그리고 섬도의 균일성을 향상시키고자 하였다.In addition, lyocell filament has excellent touch, gloss, dyeing and drape properties of cellulose fibers, and unlike rayon fibers, it has low strength and modulus due to moisture absorption, and thus has excellent washing fastness and weather resistance. And unlike the manufacturing method of rayon that causes environmental pollutants such as CS 2 , H 2 S is manufactured by an environmentally friendly method that recovers and reuses the entire amount of NMMO, a solvent used. Many of these methods have been proposed, starting with US Pat. No. 3,447,939. As a method of changing the properties of the lyocell filament manufacturing process, several methods can be considered in the yarn manufacturing step, and the yarn properties according to the degree of orientation of the raw material pulp by the degree of polymerization and the degree of orientation by spinning Changes in physical properties, changes in physical properties due to solidification conditions, changes in yarn properties realized by changes in crystal structure due to yarn temperature and tension in the process after spinning, and changes in properties due to the addition of additives have. International Patent WO10-0395278 illustrates yarn property values according to tension conditions in each step of a process after spinning of lyocell filaments, and it can be seen that yarn property values vary greatly depending on conditions. However, the method of the present invention focuses on controlling the mechanical properties and fibril generation of cellulose fibers by adjusting the angle α between the nozzle face and the outermost single yarn not mentioned above. The angle at which the single yarn meets the surface of the coagulation bath changes according to the angle (α) of the nozzle surface and the outermost single yarn, which causes the shaking of the surface of the coagulation bath and the change in the tension of the single yarn. It will affect the production of brill. In the present invention, in order to adjust the angle (α) of the nozzle surface and the outermost single yarn to change the length of the coagulation bath to improve the mechanical properties, fibrillation resistance and uniformity of the cellulose fiber.

라이오셀 필라멘트 제조 공정은 건·습식 방사 공정으로서 방사 공정 이후 단계별로 응고, 수세, 건조, 유제 및 권취 공정을 거쳐서 제조 된다. 특히 응고과정에서 대부분의 연신이 이루어지게 되며, 이에 따른 최종 얻어지는 섬유의 배향도에 지대한 영향을 미치게 된다. 또한, 응고과정에서 응고욕의 수면은 방사속도가 50m/min 이상이 되면 흔들림이 심하게 되는데 이와 같은 현상은 공정 안정성을 저해하는 요인이 된다. 이런 응고욕 수면의 흔들림은 노즐에서 토출되는 단사들의 응고욕 투입각도에 많은 영향을 받게 되므로 본 발명에서는 노즐면과 최외각 단사와의 각도(α)를 조정하여 전반적인 기계적 특성, 피브릴성, 섬도가 향상된 셀룰로오스 섬유를 제조할 수 있도록 하려고 한다.The lyocell filament manufacturing process is a dry and wet spinning process, which is produced by solidification, washing, drying, emulsion, and winding after the spinning process. In particular, most of the stretching is performed during the solidification process, thereby having a significant influence on the degree of orientation of the final fiber obtained. In addition, during the coagulation process, the surface of the coagulation bath is shaken when the spinning speed is 50 m / min or more. Such a phenomenon becomes a factor that impairs process stability. Since the shaking of the surface of the coagulation bath is greatly influenced by the coagulation bath input angles of the single yarns discharged from the nozzle, in the present invention, the angle (α) between the nozzle face and the outermost single yarn is adjusted to adjust the overall mechanical properties, fibrillation, and fineness. It is intended to be able to produce improved cellulose fibers.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (A) 액상 농축 N-메틸모폴린 N-옥사이드(NMMO) 용액과 셀룰로오스 분말을 팽윤화 및 균질화된 셀룰로오스 용액으로 제조하는 단계; (B) 상기 셀룰로오스 용액을 오리피스 개수가 300∼1,500인 방사노즐을 통해 노즐면과 최외각 단사와의 각도가 65∼85도로 되게 압출 방사하는 단계; (C) 상기 압출 방사된 사를 공기층을 통과시켜 응고욕에 도달시킨 후, 이를 응고시켜 수세 건조하는 단계를 포함하는 셀룰로오스 멀티필라멘트의 제조 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: (A) preparing a liquid concentrated N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) solution and cellulose powder into a swelled and homogenized cellulose solution; (B) extruding the cellulose solution such that the angle between the nozzle face and the outermost single yarn is 65 to 85 degrees through a spinning nozzle having an orifice number of 300 to 1,500; (C) it provides a method for producing a cellulose multifilament comprising the step of passing the extruded spun yarn through an air layer to reach a coagulation bath, followed by coagulation and washing with water.

본 발명에 따라 제조된 셀룰로오스 섬유는 노즐면과 최외각 단사와의 각도를 65도 내지 85도로 조정하여 라이오셀 멀티필라멘트에 적합한 고강력, 및 내피브릴 특성을 가지고 있었다. 이러한 원사들은 치수안정성이 탁월하고 동시에 내피로성이 향상된 셀룰로오스 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 제조된 셀룰로오스 섬유는 높은 강도와 높은 내피브릴성을 가진다.The cellulose fiber prepared according to the present invention had high strength and fibrill resistance suitable for lyocell multifilament by adjusting the angle between the nozzle face and the outermost single yarn at 65 degrees to 85 degrees. These yarns relate to cellulose fibers excellent in dimensional stability and at the same time improved fatigue resistance, and a method for producing the same. The cellulose fibers prepared according to the present invention have high strength and high fibril resistance.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 셀룰로오스 섬유를 제조하는 방법에 있어서, (A) 액상 농축 N-메틸모폴린 N-옥사이드(NMMO) 용액과 셀룰로오스 분말을 팽윤화 및 균질화된 셀룰로오스 용액으로 제조하는 단계; (B) 상기 셀룰로오스 용액을 오리피스 개수가 300∼1,500인 방사노즐을 통해 노즐면과 최외각 단사와의 각도가 65∼85도로 되게 압출 방사하는 단계; (C) 상기 압출 방사된 사를 공기층을 통과시켜 응고욕에 도달시킨 후, 이를 응고시켜 수세 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 물성 및 내피브릴성이 향상된 셀룰로오스 멀티필라멘트의 제조 방법이 제공된다. According to a suitable embodiment of the present invention, in the method for producing cellulose fiber, (A) preparing a liquid concentrated N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) solution and cellulose powder into a swelled and homogenized cellulose solution ; (B) extruding the cellulose solution such that the angle between the nozzle face and the outermost single yarn is 65 to 85 degrees through a spinning nozzle having an orifice number of 300 to 1,500; (C) providing a method for producing a cellulose multifilament improved mechanical properties and fibrillation resistance comprising the step of passing the extruded spun yarn through an air layer to reach a coagulation bath, followed by coagulation and washing with water do.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 (B) 단계에서 방사노즐의 외경을 90mm 내지 150mm로 하고, 응고욕의 길이를 80mm 내지 400mm로 조절하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 멀티필라멘트의 제조방법이 제공된다.According to another suitable embodiment of the present invention, in the step (B), the outer diameter of the spinning nozzle is 90mm to 150mm, and the length of the coagulation bath is adjusted to 80mm to 400mm provides a method for producing a cellulose multifilament do.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

멀티 필라멘트는 응고과정동안 노즐의 토출속도와 방사속도간의 비율에 따른 연신과 배향이 이루어지고, 이는 각각의 단사가 받게 되는 장력의 변화를 의미하며 이는 곧 필라멘트의 기계적인 특성의 변화를 의미하게 된다. 또한 방사속도가 50m/min 이상이 되면 응고욕 수면의 흔들림이 크게 되어 단사의 피브릴성에도 영향을 주게 된다. 본 발명에서는 이와 같이 노즐에서 토출되어 응고욕에 입수하는 과정은 최종 제품의 기계적인 특성에 지대한 영향을 주게 된다는 점에 주목하고, 이를 해결하고자 노즐면과 최외각 단사가 이루는 각도(α)를 조절하여 필라멘트사의 물성, 내피브릴성 그리고 섬도가 향상된 제품을 얻을 수 있었다. The multifilament is drawn and oriented according to the ratio between the ejection speed and the spinning speed of the nozzle during the solidification process, which means a change in tension of each single yarn, which is a change in the mechanical properties of the filament. . In addition, if the spinning speed is more than 50m / min, the shaking of the surface of the coagulation bath becomes large, affecting the fibrillation of the single yarn. In the present invention, it is noted that the process of discharging from the nozzle and obtaining the coagulation bath has a great influence on the mechanical properties of the final product, and to solve this problem, the angle (α) between the nozzle surface and the outermost single yarn is adjusted. As a result, a product having improved physical properties, fibril resistance and fineness of filament yarn was obtained.

본 발명은 단사 섬도가 0.5 내지 3.0 데니어 범위를 갖는 라이오셀 멀티필라멘트의 제조방법으로 노즐의 외경이 90mm 내지 150mm이며 홀 수가 300 내지 1500인 노즐을 통해 나오는 셀룰로오스 NMMO 용액이 차가운 공기층을 거쳐 응고욕에 들어가 하나의 번들(Bundle)로 되어 응고, 수세, 건조 공정을 거쳐 얻어지는 셀룰로오스 섬유의 제조방법에 관한 것이다. 세부적으로 노즐면과 여러 단사와 하나의 번들로 모이는 부분을 가상의 삼각형으로 보고 노즐면과 최외각의 단사와 이루는 각도(α)를 65도 내지 85도로 조절하여 제조되는 셀룰로오스 섬유의 물성을 향상하기 위한 셀룰로오스 섬유의 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for producing a lyocell multifilament having a single yarn fineness in the range of 0.5 to 3.0 denier, and a cellulose NMMO solution coming out through a nozzle having an outer diameter of 90 mm to 150 mm and a hole number of 300 to 1500 is applied to a coagulation bath through a cold air layer. It is related with the manufacturing method of the cellulose fiber formed into a bundle, and passing through a coagulation | solidification, water washing, and a drying process. To improve the physical properties of the cellulose fiber manufactured by adjusting the angle (α) between the nozzle face and the outermost single yarn in 65 to 85 degrees in detail as a virtual triangle of the nozzle face and several single yarns and a bundle of bundles in one bundle. It relates to a method for producing a cellulose fiber for.

본 발명은 노즐면과 최외각 단사가 이루는 각도(α)를 조절하기 위해 두 가지 요소를 도입하였는데, 노즐의 외경과 응고욕의 길이이다. 노즐면은 밑변, 최외각 단사는 빗면, 그리고 노즐면 중앙에서 하나의 번들(Bundle)로 모여지는 부분까 지의 직선거리가 높이이다. 노즐의 외경은 90mm 내지 150mm 바람직하게는 100mm 내지 120mm이며, 응고욕의 길이는 80mm 내지 400mm, 바람직하게는 150mm 내지 250mm이다. 노즐과 응고욕 수면까지의 거리는 70mm이고 이 구간이 냉각풍이 들어오는 공기층이 된다. 노즐면과 최외각 단사와의 각도(α)가 작을수록 노즐 중앙의 단사와 최외각 단사와의 장력차가 커지게 되고, 이는 최종 필라멘트의 물성의 저하를 가져오게 된다. 또한 최외각 단사가 응고욕 수면에 입수하는 각도가 커지게 되어 응고욕의 수면과 단사가 부딪치게 되는 면적이 넓어지게 되어 피브릴 발생이 농후하게 된다. 그러나 노즐면과 최외각 단사와의 각도(α)가 커지게 되면 응고욕의 길이가 커지게 되고, 이는 방사공간의 문제와 설비투자비와 관련이 있게 되어 다른 문제를 야기할 수 있다. 그러므로 최적의 노즐면과 최외각 단사와의 각도(α)를 정하는 것이 매우 중요하게 된다. In the present invention, two factors are introduced to adjust the angle α between the nozzle surface and the outermost single yarn, which is the outer diameter of the nozzle and the length of the coagulation bath. The nozzle face is the base, the outermost single yarn is the slope, and the straight distance from the center of the nozzle face to the area where it is gathered into one bundle is high. The outer diameter of the nozzle is 90 mm to 150 mm, preferably 100 mm to 120 mm, and the length of the coagulation bath is 80 mm to 400 mm, preferably 150 mm to 250 mm. The distance between the nozzle and the surface of the coagulation bath is 70mm and this section becomes the air layer where the cooling wind enters. As the angle α between the nozzle face and the outermost single yarn becomes smaller, the tension difference between the single yarn in the center of the nozzle and the outermost single yarn increases, which leads to a decrease in physical properties of the final filament. In addition, the angle of getting the outermost single yarn to the surface of the coagulation bath is increased, so that the area where the surface of the coagulation bath collides with the surface of the single yarn is widened, and the fibril generation is rich. However, as the angle α between the nozzle face and the outermost single yarn increases, the length of the coagulation bath increases, which may be related to the problem of the radiation space and the capital investment cost, which may cause other problems. Therefore, it is very important to determine the angle α between the optimum nozzle surface and the outermost single yarn.

이하, 구체적인 실시예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하겠지만, 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 실시예에서 필라멘트의 물성은 하기와 같은 방법으로 평가하였다.Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described in more detail with specific examples, but the examples are only intended to more clearly understand the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. Physical properties of the filament in the Example was evaluated in the following manner.

물성 평가 방법Property evaluation method

(a) 멀티 필라멘트의 강도(g/d), 절단신도(%), 탄성률(g/d) 및 중간신도(%)(a) Strength (g / d), Elongation at break (%), Modulus of elasticity (g / d) and Intermediate elongation (%) of multifilament

열풍 건조기로 107℃에서 2시간 동안 건조 후 즉시 측정하였다. 상기 측정을 위하여 인스트론(Instron)사의 저속 신장형 인장 시험기(Instron 4465)를 사용하였 고, 이때 원사의 측정 조건은 80Tpm(80회 twist/m)의 꼬임을 부가한 후 시료장 250mm, 인장속도 300mm/min 으로 하여 측정하였다. 탄성률은 일정수준의 신장을 일으키기 위한 하중의 기울기로 표현되고, 강신도 시험에서의 신도-하중 곡선의 기울기를 말한다. 중간신도(Elongation at specific load)는 하중 4.5kg(필라멘트가 1500 데니어인 경우), 또는 6.8kg(필라멘트가 2000 데니어인 경우)인 지점의 신도를 나타내는 데 중간신도가 낮을수록 탄성률이 크며 필라멘트의 변형이 적음을 나타낸다.Immediately after drying for 2 hours at 107 ℃ in a hot air dryer. Instron (Instron 4465) was used for the measurement. In this case, the measurement conditions of the yarn were added to the twist of 80 Tpm (80 twist / m) and then 250 mm of sample length and tensile speed. It measured by 300 mm / min. Modulus of elasticity is expressed as the slope of the load to produce a certain level of elongation, and refers to the slope of the elongation-load curve in the elongation test. Elongation at specific load represents the elongation at the point of 4.5 kg (for 1500 denier of filament) or 6.8 kg (for 2000 denier of filament), the lower the elongation, the higher the elastic modulus and the deformation of the filament This is less.

(b) 피브릴지수(b) Fibril index

본 발명에서 제조된 셀룰로오스 섬유는 아래의 방법을 이용하여 피브릴화 지수(F.I.)를 평가하였다. 피브릴을 강제로 유발시키기 위해 25℃의 물이 담긴 250 ml 엘렌메이어 좁은 목 플라스크(Erlenmeyer Flask)(narrow neck)에 길이가 10 mm가 되는 멀티 필라멘트 50개를 넣고 직경 5 mm 스테인리스 금속 볼 10개를 마그네틱 교반기(마그네틱 바 40L×10mmφ)를 이용하여 10 rpm으로 30분간 회전시킨 후 건조시켜 광학현미경을 통해 피브릴화 지수(F.I.)를 평가하였다. The cellulose fiber prepared in the present invention was evaluated for the fibrillation index (F.I.) using the following method. 10 force 5 mm stainless metal balls with 50 10 mm length multifilaments in a 250 ml Erlenmeyer Flask (narrow neck) containing 25 ° C water to force fibrils. It was rotated for 30 minutes at 10 rpm using a magnetic stirrer (magnetic bar 40L × 10mmφ) and dried to evaluate the fibrillation index (FI) through an optical microscope.

섬유의 샘플을 피브릴화의 증가 정도에 따라 배열하였다.Samples of the fibers were arranged according to the increase in fibrillation.

각 샘플로부터 기준 섬유장을 측정하여, 기준 장에 따른 피브릴수를 세고, 각 피브릴의 길이를 측정하고, 평균 피브릴 길이를 계산한 다음 피브릴수와 곱하여 얻어진 값을 각 섬유에 대하여 정하였다.From each sample, the reference fiber length is measured, the number of fibrils according to the reference field is counted, the length of each fibrils is measured, the average fibrillation length is calculated, and the value obtained by multiplying the number of fibrils is determined for each fiber. It was.

상기 값의 최고치를 나타내는 섬유가 가장 피브릴화된 섬유이고, 기준이 되 는 임의의 값으로 피브릴화지수 10을 정하고, 전체적으로 피브릴화 하지 않은 섬유에 대하여 피브릴화지수를 0으로 하고, 나머지 섬유를 1에서 10의 범위에서 피브릴화 정도에 따라 적당한 값을 정하는 방법으로 배열하였다. The fiber showing the highest value is the most fibrillated fiber, the fibrillation index is set to an arbitrary value as a reference, and the fibrillation index is set to 0 for the fibers that are not fibrillated as a whole. The remaining fibers were arranged in a range of 1 to 10 by setting appropriate values according to the degree of fibrillation.

(c) 균제도(U%) 측정 방법(c) Method of measuring uniformity (U%)

20℃, 65%RH의 표준 상태에 24시간 이상 방치 후에 케이소키(Keisokki)사의 모델명 KET 80Ⅲ/C의 균제도 측정 장치를 사용하여 S형(S Type)의 꼬임(Twist)을 부여하면서 슬롯(Slot)의 통과 속도를 50m/min으로 하여 2분 30초 동안 측정하였다. After standing at 20 ° C for 65 hours at 65% RH for more than 24 hours, use a measuring device of Keisokki's model name KET 80III / C to give a twist of S type while giving a slot of S type. ) Was measured at 50 m / min for 2 minutes 30 seconds.

실시 예Example

[실시 예 1][Example 1]

액상 농축 NMMO에 중합도(DPw)가 1,200인 벅키(Buckeye)사 펄프(V-81)를 300㎛ 이하로 분쇄하여 분말 상태로 제조한 다음 연속적으로 펄프 공급용 사이드 피더를 이용하여 쌍축압출기 내부로 강제 공급하였다. 상기 방법으로 제조된 셀룰로오스 용액을 110m/min의 속도로 방사하였다. Powdered NMMO was prepared by pulverizing Buckeye's pulp (V-81) having a degree of polymerization (DPw) of 1,200 to 300 µm or less, and then continuously forced into the twin screw extruder using a side feeder for pulp supply. Supplied. The cellulose solution prepared by the above method was spun at a speed of 110 m / min.

상기 방사 과정에서 방사용 노즐의 오리피스(Orifice) 수를 900개로 하였으며, 오리피스 직경과 길이의 비(L/D)는 6, 외경이 100mmΦ인 방사노즐로부터 70mm이 길이로 조정된 공기층을 통하여 토출시켰고, 상기 토출된 용액의 셀룰로오스 농도는 11.5중량%이었다.In the spinning process, the number of orifices (orifices) of the spinning nozzle was 900, and the ratio of the orifice diameter and length (L / D) was discharged through the air layer having a length of 70 mm from the spinning nozzle having a diameter of 6 and an outer diameter of 100 mm. , The cellulose concentration of the discharged solution was 11.5% by weight.

또한, 응고액의 온도는 25℃, 농도는 20%가 되도록 NMMO 수용액을 조정하였으며, 응고액의 온도와 농도는 굴절계를 사용하여 연속적으로 모니터링을 하였다. 응고욕을 빠져나온 필라멘트는 수세공정을 지나 건조공정으로 들어오게 된다.In addition, the temperature of the coagulation liquid was adjusted to 25 ℃, the concentration of 20% NMMO aqueous solution, the temperature and concentration of the coagulation liquid was continuously monitored using a refractometer. The filament exiting the coagulation bath passes through the washing process and enters the drying process.

섬유의 비결정영역의 배향도를 최대한으로 높이고, 결정의 치밀화를 유도하여 형태안정성이 향상된 탄성률이 높은 라이오셀을 제조하기 위하여 이때의 노즐면과 최외각 단사가 이루는 각도(α)를 78도가 되도록 하기 위해 응고욕의 길이를 170mm로 하였다. 공기층과 응고욕의 길이를 합친 총 길이는 240mm이다.In order to increase the degree of orientation of the amorphous region of the fiber to the maximum and to induce the densification of the crystal to produce a lyocell having a high modulus of elasticity with improved morphological stability, the angle α between the nozzle face and the outermost single yarn is 78 degrees. The length of the coagulation bath was 170 mm. The total length of the air layer and the coagulation bath is 240 mm.

[실시 예 2][Example 2]

실시 예 1과 같은 방법으로 얻어진 산업용 라이오셀 멀티필라멘트를 노즐면과 최외각 단사가 이루는 각도(α)를 82도로 하기 위해 응고욕의 길이를 280mm로 하였으며, 공기층과 응고욕의 총 길이는 350mm로 하였다.The length of the coagulation bath was 280 mm, and the total length of the air layer and the coagulation bath was 350 mm in order to set the angle α between the nozzle surface and the outermost single yarn in the industrial lyocell multifilament obtained in the same manner as in Example 1. It was.

[실시 예 3]Example 3

실시 예 1과 같은 방법으로 얻어진 라이오셀 멀티필라멘트를 노즐의 외경이 120mmΦ, 노즐면과 최외각 단사와의 각도(α)를 78도로 하여 얻어진 원사의 물성을 표 1 에 정리하였다.The physical properties of the yarn obtained by lyocell multifilament obtained in the same manner as in Example 1 with the nozzle outer diameter of 120 mm Φ and the angle α between the nozzle face and the outermost single yarn at 78 degrees are summarized in Table 1.

[비교 예] [Comparative Example]

실시 예 1과 같은 방법으로 얻어진 산업용 라이오셀 멀티필라멘트를 노즐면 과 최외각 단사가 이루는 각도(α)를 72도로 하기 위해 응고욕의 길이를 70mm로 하였으며, 공기층과 응고욕의 총 길이는 140mm로 하였다. 얻어진 원사의 물성을 표 1 에 정리하였다.The length of the coagulation bath was 70 mm, and the total length of the air layer and the coagulation bath was 140 mm in order to make the angle α between the nozzle face and the outermost single yarn in the industrial lyocell multifilament obtained in the same manner as in Example 1. It was. The physical properties of the obtained yarns are summarized in Table 1.

Figure 112009080183878-PAT00001
Figure 112009080183878-PAT00001

표 1 의 실시예 1, 2 그리고 3에 나타난 바와 같이 노즐면과 최외각 단사와의 각도(α) 및 응고욕 길이, 그리고 노즐 외경을 변경함에 따라 최종 필라멘트의 물성이 변화되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 실시예 1과 비교예를 비교하여 보면, 노즐외경 크기가 동일하더라도 노즐면과 최외각 단사가 이루는 각도의 크기에 따라 최종 필라멘트의 물성이 변화되는 것을 확인 할 수 있었다. As shown in Examples 1, 2, and 3 of Table 1, the physical properties of the final filament were changed by changing the angle α between the nozzle surface and the outermost single yarn, the length of the coagulation bath, and the nozzle outer diameter. . In addition, when comparing Example 1 with the comparative example, it was confirmed that the physical properties of the final filament is changed according to the size of the angle formed by the nozzle surface and the outermost single yarn even if the nozzle outer diameter size is the same.

따라서 라이오셀 멀티필라멘트를 제조함에 있어서, 노즐면과 최외각 단사와의 각도 및 노즐 외경을 조정함으로써 최종 얻어지는 원사의 물성을 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다. Therefore, in manufacturing the lyocell multifilament, it can be seen that the physical properties of the finally obtained yarn can be adjusted by adjusting the angle between the nozzle face and the outermost single yarn and the nozzle outer diameter.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims. .

도 1은 노즐면과 최외각의 단사가 이루는 각도를 도식화하여 나타낸 것이다.1 is a diagram showing an angle formed by the nozzle surface and the outermost single yarn.

Claims (2)

셀룰로오스 섬유를 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing cellulose fibers, (A) 액상 농축 N-메틸모폴린 N-옥사이드(NMMO) 용액과 셀룰로오스 분말을 팽윤화 및 균질화된 셀룰로오스 용액으로 제조하는 단계;(A) preparing a liquid concentrated N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) solution and cellulose powder into a swelled and homogenized cellulose solution; (B) 상기 셀룰로오스 용액을 오리피스 개수가 300∼1,500인 방사노즐을 통해 노즐면과 최외각 단사와의 각도가 65∼85도로 되게 압출 방사하는 단계;(B) extruding the cellulose solution such that the angle between the nozzle face and the outermost single yarn is 65 to 85 degrees through a spinning nozzle having an orifice number of 300 to 1,500; (C) 상기 압출 방사된 사를 공기층을 통과시켜 응고욕에 도달시킨 후, 이를 응고시켜 수세 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 물성 및 내피브릴성이 향상된 셀룰로오스 멀티필라멘트의 제조 방법.(C) a method of producing a cellulose multifilament improved mechanical properties and fibrillation resistance comprising the step of passing the extruded spun yarn through an air layer to reach a coagulation bath, followed by coagulation and washing with water. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (B) 단계에서 방사노즐의 외경을 90mm 내지 150mm로 하고, 응고욕의 길이를 80mm 내지 400mm로 조절하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 멀티필라멘트의 제조방법.In step (B), the outer diameter of the spinning nozzle is set to 90 mm to 150 mm, and the length of the coagulation bath is adjusted to 80 mm to 400 mm.
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