KR20130044998A - Polyvinyl alcohol coated polyethylene terephthalate staple fiber and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20130044998A
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Abstract

PURPOSE: A polyvinyl alcohol-coated polyethylene terephthalte staple fiber and a manufacturing method thereof are provided to improve the adhesion to a cement matrix by reforming hydrophobic properties of polyester and improve the mechanical properties and the process. CONSTITUTION: A polyvinyl alcohol-coated polyethylene terephthalte staple fiber is formed by coating polyvinyl alcohol on the surface of a multi-lobal(11) which is formed of polyester. The multi-lobal has a cross section of a propeller surface with a plurality of protrusions or a triangle surface which has inserts and grooves. The fiber field of the multi-lobal is 10-100 mm and the multi-lobal has crimps within 9-20/inches. The multi-lobal of the triangle shape has a wider surface area than a simple circular micro lobal, thereby increasing the adhesion to the polyvinyl alcohol which is coated on the surface.

Description

폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버 및 그의 제조방법 {Polyvinyl alcohol coated polyethylene terephthalate staple fiber and manufacturing method thereof}Polyvinyl alcohol coated polyethylene terephthalate staple fiber and manufacturing method

본 발명은 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 토목 및/또는 건축에서 사용될 수 있는 콘크리트 복합재료(concrete composite materials)의 제조를 위한 시멘트 섬유 보강재로서 적절하도록 폴리에스테르의 소수특성을 개질시켜 시멘트 매트릭스와의 부착강도를 높일 수 있도록 함으로써 폴리에스테르의 우수한 기계적 특성, 가격 경쟁력, 우수한 가공성 및 내열성 등을 적절히 활용할 수 있도록 한 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to polyvinyl alcohol coated polyester staple fibers and methods for their preparation, in particular, to the suitability as polyester fiber reinforcement for the production of concrete composite materials that can be used in civil engineering and / or construction. Polyvinyl alcohol-coated polyester staple fiber and its manufacturing method that can utilize the excellent mechanical properties, cost competitiveness, excellent processability and heat resistance of the polyester by modifying the hydrophobic property to increase the adhesion strength with the cement matrix. It is about.

콘크리트는 시멘트가 물과 반응하여 굳어지는 수화반응(水和反應)을 이용하여 골재(骨材)를 시멘트풀(시멘트를 물로 개어 풀처럼 만든 것)로 둘러싸서 다진 것이다. 로마시대에 화산회(火山灰)와 석회석을 써서 만든 것이 시초라고 하나, 일반적으로는 19세기 초에 포틀랜드시멘트(Portland cement)가 발명된 후, 1867년 프랑스에서 철망으로 보강된 콘크리트가 만들어진 것이 최초이다. 그 후, 독일을 중심으로 철근콘크리트의 개발이 계속되어 근년에는 댐, 도로포장, 교량 등의 토목공사나 건축용 구조재료의 중심이 되고 있다.The concrete is chopped by surrounding the aggregate with cement paste (made of grass like cement) by using a hydration reaction in which cement reacts with water to harden. The beginnings were made of volcanic lime and limestone in the Roman era, but in general, after Portland cement was invented in the early 19th century, concrete was reinforced with wire mesh in France in 1867. Since then, the development of reinforced concrete has continued, mainly in Germany, and in recent years it has become the center of civil engineering works such as dams, pavements, bridges, and structural materials for construction.

그러나 이러한 콘크리트는 특히 인장강도가 약하기 때문에 일반적으로 콘크리트 구조물이나 내화물 등의 구조물을 성형할 때는 이들 구조물의 기계적, 물리적인 성질을 향상시키기 위하여 그 재료인 콘크리트 및/또는 내화물 복합체에 강섬유나 합성섬유 또는 천연섬유 등의 섬유나 철근 등의 보강재를 혼합하여 성형하는 것이 일반적이며, 이러한 보강재와 시멘트를 함께 혼합하여 제조되는 콘크리트를 통상 이를 콘크리트 복합재료라 한다. 이러한 콘크리트 복합재료는 시공기간의 단축, 소재의 경량화, 건물의 대형화 및 지정학적 환경변화 등에 따라 그 필요성이 점점 증대되고 있다.However, since these concretes are particularly weak in tensile strength, when forming structures such as concrete structures or refractory materials, steel fibers or synthetic fibers or the like may be used to improve the mechanical and physical properties of these structures. It is common to mold by mixing reinforcement materials such as fibers such as natural fibers or reinforcing bars, and concrete prepared by mixing the reinforcement material and cement together is commonly referred to as concrete composite material. Such concrete composite materials are increasingly required due to shortening of construction period, light weight of materials, large building, and geopolitical environment.

상기한 바와 같은 콘크리트 복합재료를 사용하여 성형이 완료된 구조물은 상기의 강섬유 등의 보강재로 인해 인장력과 압축력, 전단력, 충격력, 인성 등의 기계적인 성질 및 물리적인 성질이 향상된다.Structures completed using the concrete composite material as described above is due to the reinforcing materials such as steel fibers, mechanical properties and physical properties such as tensile force, compressive force, shear force, impact force, toughness is improved.

건물과 같이 크기가 크고 하중을 많이 받는 콘크리트 구조물의 제조에 있어서는 서로 결합시킨 철근을 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 철근 대신 섬유 보강재를 사용하여 콘크리트를 강화시키는 방법도 널리 사용되고 있다. 일반적으로 섬유 보강재는 콘크리트(concrete) 등의 시멘트 조성물에 첨가되어 시멘트 조성물의 여러 가지 물성을 향상시키는 역할을 하며, 압축강도, 휨강도, 휨인성 및 충격강도 등의 구조성능의 강화하는 것과; 소성수축 및 건조수축균열을 제어하여 내구성능을 향상시키는 것을 예로 들 수 있으며, 이러한 용도로 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함한 합성섬유 등이 널리 사용되고 있다.Reinforcing bars are generally used in the manufacture of concrete structures that are large and under load such as buildings. In addition, a method of reinforcing concrete using fiber reinforcement instead of rebar is widely used. In general, the fiber reinforcing material is added to the cement composition such as concrete (concrete) to serve to improve the various physical properties of the cement composition, and to enhance the structural performance such as compressive strength, flexural strength, flexural toughness and impact strength; The plastic shrinkage and drying shrinkage crack control to improve the durability performance, for example, polypropylene or synthetic fibers including polyethylene terephthalate is widely used for this purpose.

아울러, 콘크리트 등의 시멘트 조성물에 첨가되어 구조성능을 향상시키기 위하여 사용되는 강섬유는 금속성 섬유로서 물과 접촉하게 되면 부식이 발생하게 되고 강섬유의 콘크리트 등의 시멘트 조성물의 주요 파괴원인이 된다. 따라서, 물과 접촉하거나 수분이 다량으로 존재하는 콘크리트 등의 시멘트 조성물의 경우 강섬유를 대체할 수 있는 섬유의 개발이 필요하다. 그리고, 콘크리트 등의 시멘트 조성물에 첨가되어 부식의 우려 없이 구조성능을 향상시킬 수 있는 섬유로는 합성섬유를 고려할 수 있다. 그러나, 기존의 합성섬유는 재료 자체의 물성치(인장강도, 탄성계수 등)가 콘크리트 등의 시멘트 조성물의 구조성능을 향상시키기에는 충분하지 못하다.In addition, the steel fibers used to add to the cement composition such as concrete to improve the structural performance is a metallic fiber when contacted with water causes corrosion and becomes a major cause of destruction of the cement composition such as concrete of the steel fiber. Therefore, in the case of cement compositions such as concrete in contact with water or in which a large amount of water is present, it is necessary to develop fibers that can replace steel fibers. In addition, synthetic fibers can be considered as fibers that can be added to cement compositions such as concrete to improve structural performance without fear of corrosion. However, the existing synthetic fibers are not sufficient to improve the structural performance of the cement composition such as concrete material properties (tensile strength, elastic modulus, etc.) of the material itself.

그러나, 상기한 바와 같은 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 합성섬유들은 그들의 소수성으로 인하여 시멘트 메트릭스와의 부착강도가 낮아져서 마찰저항력이 충분치 못하며, 따라서 시멘트 메트릭스로부터 쉽게 분리되어 전체 콘크리트 복합재료의 물성을 저하시키고, 보강에 의해 수득하고자 하는 물성을 충분히 얻지 못하게 되는 문제점이 빈발하였다.However, the synthetic fibers containing polypropylene or polyethylene terephthalate as described above, due to their hydrophobicity, the adhesion strength with the cement matrix is low, so that the friction resistance is not sufficient, and thus the physical properties of the entire concrete composite material are easily separated from the cement matrix. There is a frequent problem of lowering and not sufficiently obtaining the physical properties to be obtained by reinforcement.

또한, 현재 적용되고 있는 단순한 원주 형상의 섬유는 시멘트 조성물에 첨가되어 외부 하중을 받을 시 충분한 저항성을 확보하지 못하고 시멘트 조성물로부터 뽑히는 현상이 발생한다. 따라서, 섬유 보강재와 시멘트 조성물의 부착성능을 향상시키기 위한 기술의 개발이 필요하다.
In addition, the presently applied simple cylindrical fiber is added to the cement composition does not secure sufficient resistance when subjected to an external load, the phenomenon occurs that the pull out from the cement composition. Therefore, the development of a technique for improving the adhesion performance of the fiber reinforcement and the cement composition is required.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above is to provide a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber and its manufacturing method.

본 발명은 특히, 토목 및/또는 건축에서 사용될 수 있는 콘크리트 복합재료의 제조를 위한 시멘트 섬유 보강재로서 적절하도록 폴리에스테르의 소수특성을 개질시켜 시멘트 매트릭스와의 부착강도를 높일 수 있도록 함으로써 폴리에스테르의 우수한 기계적 특성, 가격 경쟁력, 우수한 가공성 및 내열성 등을 적절히 활용할 수 있도록 한 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 다른 일 목적으로 한다.
The present invention is particularly well suited to polyesters by modifying the hydrophobic properties of polyesters to be suitable as cement fiber reinforcements for the production of concrete composites that can be used in civil engineering and / or construction to increase adhesion strength with cement matrices. It is another object of the present invention to provide a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber and a method for manufacturing the same, which can appropriately utilize mechanical properties, price competitiveness, excellent processability, heat resistance, and the like.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버는, 폴리에스테르로 이루어지는 이형단면사의 표면에 폴리비닐알코올을 코팅시켜서 이루어짐을 특징으로 한다.Polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention for achieving the object as described above is characterized in that the polyvinyl alcohol is coated on the surface of the release cross-section yarn made of polyester.

상기 이형단면사는 삼각형, 아령형, 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형 또는 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면들 중의 어느 하나의 단면을 가질 수 있다.
The shaped cross section yarn may have a cross section of any one of a triangle, a dumbbell shape, a propeller shape having a plurality of radially projecting portions, or a triangular cross section in which grooves are formed.

본 발명에 따르면, 토목 및/또는 건축에서 사용될 수 있는 콘크리트 복합재료(concrete composite materials)의 제조를 위한 시멘트 섬유 보강재로서 적절하도록 폴리에스테르의 소수특성을 개질시켜 시멘트 매트릭스와의 부착강도를 높일 수 있도록 함으로써 폴리에스테르의 우수한 기계적 특성, 가격 경쟁력, 우수한 가공성 및 내열성 등을 적절히 활용할 수 있도록 한 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버 및 그의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
According to the present invention, by modifying the hydrophobic properties of the polyester to be suitable as a cement fiber reinforcement for the production of concrete composite materials that can be used in civil engineering and / or construction to increase the adhesion strength with the cement matrix Thereby, there is an effect of providing a polyvinyl alcohol-coated polyester staple fiber and a method for producing the same, which are able to appropriately utilize the excellent mechanical properties, cost competitiveness, excellent processability and heat resistance of the polyester.

도 1은 본 발명에 따른 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 하나의 실시예로서 삼각형의 단면을 갖는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 다른 하나의 실시예로서 아령형의 단면을 갖는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 하나의 실시예로서 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형의 단면을 갖는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 변형예로서 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면을 갖는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber having a triangular cross section as one embodiment of a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber having a dumbbell-shaped cross section as another embodiment of the polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention.
3 shows a cross section of a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber having a propeller-shaped cross section with a plurality of projections radially projecting as one embodiment of a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention; to be.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber having a triangular cross section in which grooves are formed as a modification of FIG. 1.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버는, 폴리에스테르로 이루어지는 이형단면사의 표면에 폴리비닐알코올을 코팅시켜서 이루어짐을 특징으로 한다.The polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention is characterized in that the polyvinyl alcohol is coated on the surface of a release cross-section yarn made of polyester.

앞서 언급한 바와 같이, 콘크리트 복합재료의 제조에서 보강재로서 현재 적용되고 있는 단순한 원주 형상의 합성섬유가 시멘트 조성물에 첨가되어 외부 하중을 받을 시 충분한 저항성을 확보하지 못하고 시멘트 조성물에 뽑히는 현상이 발생하는 것을 해결하고자, 본 발명에서는 종래의 단순 원형의 단면을 갖는 보강재로서의 섬유 대신 폴리에스테르로 이루어지는 이형단면사의 표면에 폴리비닐알코올을 코팅시켜서 이루어짐을 특징으로 한다.As mentioned above, the simple cylindrical cylindrical fiber that is currently applied as a reinforcement in the manufacture of concrete composites is added to the cement composition and does not secure sufficient resistance when subjected to external load. In order to solve, the present invention is characterized in that it is made by coating a polyvinyl alcohol on the surface of the release cross-section yarn made of polyester instead of the fiber as a reinforcing material having a conventional simple circular cross section.

상기 폴리비닐알코올은 주쇄 중에 다수의 히드록시기(-OH기)가 포함되어 있는 대표적인 친수성, 수용성의 특징을 가지며, 유기 중합체 계열에 속하는 가연성의 무색 수지이다. 폴리아세트산 비닐의 가수 분해로 얻어지며, 합성 섬유, 비닐론, 도료, 접착제, 분산제 따위를 만드는 데에 주로 사용된다. 기름이나 그리스(grease：점도가 높은 윤활유)에 강한 약품을 종이 또는 직물에 바르거나, 필름을 용매와 산소에 견딜 수 있게 만들기 위해, 그리고 접착제나 유화제의 성분 및 다른 수지를 만들기 위한 출발물질 등으로 사용된다. 폴리비닐알코올은 폴리아세트산비닐을 산이나 염기로 처리해 그 분자의 긴 사슬구조를 깨뜨리지 않으면서 아세트산기를 떼내어 만든다. 이 반응이 완전히 이루어진다면 그 생성물은 물에는 매우 잘 녹으나, 모든 유기용매에는 사실상 녹지 않게 된다. 아세트산기가 완전히 제거되지 않기 때문에 물에는 잘 녹지 않지만 몇몇 유기 용매에는 보다 잘 녹는 수지가 만들어진다. 폴리비닐알코올은 합성 고분자의 일종이면서 “물에 녹는” 독특한 성질을 가지고 있다. 폴리비닐알코올은 탄소(Ｃ), 수소(H), 산소(Ｏ)로 된 합성 수지이며, 염소(Ｃl), 질소(Ｎ), 유황(Ｓ) 등의 성분은 포함되어 있지 않다. 또한 폴리비닐알코올 수지는 조막성(造膜性 ; 막을 형성하는 성질), 접착성, 유화성(乳化性), 내유성(耐油性), 내약품성(耐藥品性) 등이 뛰어나다. 이들 특징을 살려 비닐론 섬유와 필름의 원료 비롯 섬유 가공제, 종이 가공제, 접착제, 염화비닐의 중합 안정제 등 광범위한 용도로 확대되고 있다. 더욱 최근에는 자동차 앞 유리용 중간막 원료, 잉크제트용 종이의 가공제, 인쇄판재 등 새로운 용도로 이용되고 있다. 폴리비닐알코올의 화학적 성질은 보다 간단한 알코올의 성질과 유사하다. 알데히드와의 반응은 부가적인 수지 물질을 제조하는 데 특히 유용하다. 폴리비닐알코올과 포름알데히드가 반응하여 만들어지는 폴리비닐포름알과, 아세트알데히드로부터 얻어지는 폴리비닐아세탈은 래커, 도장제, 필름을 만드는 데 쓰인다. 부티르알데히드로부터 만들어지는 폴리부탄알은 유리가 산산이 부서지지 않도록(안전유리) 만들기 위해 유리를 여러 장 겹쳐 붙이거나, 이와 비슷한 용도로 널리 쓰이는 질기고 깨끗하며 접착성 있는 방수막으로 생산된다.The polyvinyl alcohol has a typical hydrophilic and water-soluble characteristic in which a large number of hydroxyl groups (-OH groups) are included in the main chain, and is a flammable colorless resin belonging to an organic polymer series. Obtained by hydrolysis of polyvinyl acetate, it is mainly used to make synthetic fibers, vinylon, paints, adhesives and dispersants. Applying chemicals resistant to oils and greases on paper or textiles, making the film resistant to solvents and oxygen, and starting materials for making adhesives, emulsifiers and other resins. Used. Polyvinyl alcohol is prepared by treating polyvinyl acetate with acid or base to remove acetic acid groups without breaking the long chain structure of the molecule. When this reaction is complete, the product is very soluble in water, but virtually insoluble in all organic solvents. Because acetic acid groups are not completely removed, resins are less soluble in water, but more soluble in some organic solvents. Polyvinyl alcohol is a kind of synthetic polymer and has the unique property of being "soluble in water". Polyvinyl alcohol is a synthetic resin made of carbon (C), hydrogen (H) and oxygen (O), and does not contain components such as chlorine (Cl), nitrogen (N) and sulfur (S). Moreover, polyvinyl alcohol resin is excellent in film-forming property, adhesiveness, emulsification property, oil resistance, chemical resistance, etc. Taking advantage of these characteristics, it is expanding to a wide range of applications such as raw materials for vinylon fibers and films, fiber processing agents, paper processing agents, adhesives, and polymerization stabilizers for vinyl chloride. More recently, it is being used for new applications such as interlayer raw materials for windshields of automobiles, processing agents for ink jet paper, and printing plate materials. The chemical properties of polyvinyl alcohol are similar to those of simpler alcohols. Reaction with aldehydes is particularly useful for preparing additional resinous materials. Polyvinyl formal produced by the reaction of polyvinyl alcohol and formaldehyde and polyvinyl acetal obtained from acetaldehyde are used to make lacquer, paint, and film. Polybutanal, made from butyraldehyde, is produced as a tough, clean, and adhesive waterproofing membrane that is widely used for stacking multiple sheets of glass, or similar applications, to prevent glass from shattering (safety glass).

본 발명에서는 상기 폴리비닐알코올을 폴리에스테르로 된 스테이플 화이버의 표면에 코팅하여 친수성을 갖는 폴리비닐알코올이 소수성을 갖는 폴리에스테르의 표면을 피복하도록 하여 폴리에스테르가 갖는 고유의 소수성을 감소시켜서 콘크리트 복합재료의 제조 시, 시멘트를 물로 반죽한 시멘트 메트릭스 내에 잘 분산되도록 하고, 시멘트의 고화에 의해 형성되는 콘크리트로부터 쉽게 분리되지 않도록 하여 보강재로 보강하는 원래의 의도인 인장력과 압축력, 전단력, 충격력, 인성 등의 기계적인 성질 및 물리적인 성질이 향상되도록 한다.In the present invention, the polyvinyl alcohol is coated on the surface of a staple fiber made of polyester so that the hydrophilic polyvinyl alcohol covers the surface of the polyester having hydrophobicity, thereby reducing the inherent hydrophobicity of the polyester and thus the concrete composite material. In the manufacture of, it is well known that tensile and compressive forces, shear forces, impact forces, toughness, etc., which are intended to be well dispersed in the cement matrix kneaded with water and are not easily separated from concrete formed by solidification of cement, are reinforced with reinforcement materials. Improve mechanical and physical properties.

상기 폴리에스테르의 표면에의 폴리비닐알코올의 코팅은 통상의 침지법이나 분무법에 의해 수행될 수 있으며, 침지는 폴리비닐알코올에 폴리에스테르 섬유를 담갔다거 꺼내는 것에 의해 수행되고, 분무는 분무기를 사용하여 폴리비닐알코올을 폴리에스테르 섬유의 표면에 분사하여 수행되는 것으로서, 당업자에게는 모두 용이하게 실시할 수 있을 정도로 용이하게 이해될 수 있는 것이다.Coating of the polyvinyl alcohol on the surface of the polyester may be carried out by a conventional dipping method or spraying method, the dipping is carried out by dipping or removing the polyester fibers in polyvinyl alcohol, spraying using a sprayer As it is carried out by spraying polyvinyl alcohol on the surface of the polyester fiber, it can be easily understood to those skilled in the art can be easily carried out.

특히, 본 발명에서는 폴리에스테르 섬유로서 이형단면사를 사용하는 점에 특징이 있다. 대부분의 화학섬유 특히 용융방사된 섬유가 일반적으로 단면이 원형인 경우가 대부분이며, 단면이 원형에 가까울수록 촉감은 부드러워지나, 미끄러지기 쉬워 피복성이 나쁘고 또 필라멘트(filament)로 된 원단은 납질감을 주며, 섬유에 부착된 오염이 확대 투과되어 불결하게 보일 뿐만 아니라 필링(pilling ; 보푸라기)이 심하게 생기는 단점이 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 이형단면사는 이러한 원형단면사의 결점을 보완하고 새로운 성질을 부여하기 위하여 방사시에 방사구(노즐, nozzle)의 형태를 변경시켜 단면을 3각형(trilobal), 5각형(pentalobal), 중공(hallow, macaroni) 등으로 개량한 섬유를 일컫는 것이다. 이형단면사는 광택이 좋고, 까실까실한 촉감을 주며, 특히 본 발명에서는 원형단면사에 비해 덜 미끄럽고, 표면적을 증대시켜 콘크리트 복합재료를 구성하는 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 증대시키도록 하며, 또한 표면적의 증가로 인하여 폴리비닐알코올과의 접착성도 높이도록 한다는 점에 특징이 있는 것이다.In particular, in the present invention, there is a feature in that a release section yarn is used as the polyester fiber. Most chemical fibers, especially melt-spun fibers, generally have a circular cross section. The closer the cross section is to a circular shape, the softer the feel is, but it is more slippery and has poor coverage and filament fabric. In addition, the contamination adhered to the fiber is enlarged and permeated, and not only looks dirty, but also has a disadvantage of severe peeling. The shaped cross-section yarn used in the present invention changes the shape of the spinneret (nozzle, nozzle) during spinning in order to compensate for the shortcomings of the circular cross-section yarn and to impart new properties. ) Refers to a fiber improved by hollow (hallow, macaroni) and the like. Deformed cross section yarns have a good gloss and a firm touch, and in particular, the present invention is less slippery than circular cross section yarns, and the surface area is increased to increase the contact area with the cement matrix constituting the concrete composite material, and also the surface area. Due to the increase in the adhesion to the polyvinyl alcohol is characterized in that it also increases.

상기 이형단면사는, 바람직하게는, 삼각형, 아령형, 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형 또는 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면들 중의 어느 하나의 단면을 가질 수 있다.The shaped cross section yarn may preferably have a cross section of any one of a triangle, a dumbbell, a propeller having a plurality of radially projecting protrusions or a triangular cross section in which grooves are formed.

삼각형의 단면을 갖는 이형단면사를 도 1에 나타내었다. 이러한 삼각형의 단면을 갖는 이형단면사(11)는 이형단면사의 하나의 예시로서 제안되는 것이며, 이러한 삼각형의 이형단면사 역시 단순한 원형단면사에 비해 높은 표면적을 가지며, 따라서 그 표면에 코팅되는 폴리비닐알코올(12)과의 접착성을 높일 수 있으며, 또한 콘크리트 복합재료를 구성하는 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 증대시킬 수 있다.1 shows a cross-sectional yarn having a triangular cross section. The shaped cross-section yarn 11 having such a triangular cross section is proposed as an example of a shaped cross-section yarn, and such a triangular shaped cross-section yarn also has a higher surface area than a simple circular cross-section yarn, and thus polyvinyl coated on its surface. Adhesion with the alcohol 12 can be improved, and the contact area with the cement matrix constituting the concrete composite can be increased.

한편, 아령형의 단면을 갖는 이형단면사를 도 2에 나타내었다. 이러한 아령형의 단면을 갖는 이형단면사(11)는 단순한 원형단면사에 비해 높은 표면적을 가질 뿐만 아니라, 상기한 삼각형의 이형단면사에 비해서도 더 높은 표면적을 갖는 것으로서, 앞서 언급한 바와 같이 원형단면사에 비해 덜 미끄럽고, 표면적을 증대시켜 콘크리트 복합재료를 구성하는 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 증대시키도록 하며, 또한 표면적의 증가로 인하여 폴리비닐알코올(12)과의 접착성도 높일 수 있도록 한다. 특히, 상기 아령형의 단면을 갖는 이형단면사의 경우, 중간에 오목한 부분이 형성되어 있으며, 그에 따라 이형단면사와 폴리비닐알코올 간의 접촉면적 및 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 더욱 증대시키고, 종래의 원형단면사에 비해 입체적으로 저항을 더 받을 수 있기 때문에 훨씬 덜 미끄럽고 그에 따라 외부 하중을 받을 시 종래의 원형단면사에 비해 더 높은 저항성을 확보하여 시멘트 조성물로부터 뽑힐 수 있는 가능성을 현저하게 낮출 수 있다. 특히, 상기한 아령형의 단면을 갖는 이형단면사의 표면에 폴리비닐알코올을 코팅시키는 경우, 폴리비닐알코올로 이루어지는 층에도 홈(22)이 형성될 수 있다.On the other hand, a release cross-section yarn having a dumbbell-shaped cross section is shown in FIG. The cross-sectional cross-sectional yarn 11 having a dumbbell-shaped cross section not only has a high surface area compared to a simple circular cross-section yarn, but also has a higher surface area than the above-described triangular cross-section cross-section yarns, as mentioned above. It is less slippery than sand, and the surface area is increased to increase the contact area with the cement matrix constituting the concrete composite material, and also to increase the adhesion with the polyvinyl alcohol 12 due to the increase in the surface area. Particularly, in the case of the release cross-section yarn having a dumbbell-shaped cross section, a concave portion is formed in the middle, thereby further increasing the contact area between the release cross-section yarn and the polyvinyl alcohol and the contact area between the cement matrix, and the conventional circular cross section. It is much less slippery because it can be more dimensionally resisted than yarns and thus can significantly lower the likelihood of being pulled out of the cement composition by obtaining a higher resistance compared to conventional circular section yarns when subjected to external loads. In particular, when the polyvinyl alcohol is coated on the surface of the release cross-section yarn having the dumbbell-shaped cross section, the groove 22 may be formed in the layer made of polyvinyl alcohol.

또한, 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형의 단면을 갖는 이형단면사를 도 3에 나타내었다. 이러한 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형의 단면을 갖는 이형단면사(11)는 상기한 다수의 돌출부(12)들의 존재로 인하여 단순한 원형단면사에 비해서는 물론 본 발명의 앞서 설명된 다른 이형단면사들에 비해 더 높은 표면적을 갖는 것으로서, 앞서 언급한 바와 같이 원형단면사에 비해 덜 미끄럽고, 표면적을 증대시켜 콘크리트 복합재료를 구성하는 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 증대시키도록 하며, 또한 표면적의 증가로 인하여 폴리비닐알코올과의 접착성도 높일 수 있도록 한다. 또한, 상기 돌출부(12)들 사이에는 자연적으로 다수의 홈(13)들이 형성될 수 있으며, 그에 따라 상기 이형단면사의 표면에 코팅되는 폴리비닐알코올로 이루어지는 층에도 다수의 홈(22)들이 형성되게 될 수 있다. 특히, 상기 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형의 단면을 갖는 이형단면사의 경우, 중간에 다수의 홈들이 형성되어 있으며, 그에 따라 이형단면사와 폴리비닐알코올 간의 접촉면적 및 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 더욱 증대시키고, 종래의 원형단면사에 비해 입체적으로 저항을 더 받을 수 있기 때문에 훨씬 덜 미끄럽고 그에 따라 외부 하중을 받을 시 종래의 원형단면사에 비해 더 높은 저항성을 확보하여 시멘트 조성물로부터 뽑힐 수 있는 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.In addition, a non-sectional cross-section yarn having a propeller-shaped cross section having a plurality of protrusions projecting radially is shown in FIG. 3. The hetero sectional yarn 11 having a propeller-shaped cross section having a plurality of radially projecting protrusions is, of course, compared to a simple circular cross-section yarn due to the presence of the plurality of protrusions 12 described above, as well as other described above of the present invention. It has a higher surface area compared to the shaped section yarns, and as mentioned earlier, it is less slippery than the circular section yarns, and the surface area is increased to increase the contact area with the cement matrix constituting the concrete composite material. Due to the increase can also increase the adhesion with polyvinyl alcohol. In addition, a plurality of grooves 13 may be naturally formed between the protrusions 12, such that a plurality of grooves 22 may be formed in a layer made of polyvinyl alcohol coated on the surface of the release cross-section. Can be. Particularly, in the case of a release cross-section yarn having a propeller-shaped cross section having a plurality of radially projecting portions, a plurality of grooves are formed in the middle thereof, and thus the contact area between the release cross-section yarn and polyvinyl alcohol and contact with the cement matrix. It is much less slippery because it increases the area more and can be more dimensionally resisted than conventional circular section yarns, and thus can be pulled out of the cement composition with higher resistance than conventional circular section yarns when subjected to external loads. The likelihood of being present can be significantly lowered.

또한, 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면을 갖는 이형단면사를 도 4에 나타내었다. 이는 도 1에 나타낸 이형단면사의 변형예로서, 이러한 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면을 갖는 이형단면사(11)는 단순한 원형단면사에 비해 높은 표면적을 가질 뿐만 아니라, 상기한 바와 같이 홈이 형성되지 않은 삼각형의 이형단면사에 비해서도 더 높은 표면적을 갖는 것으로서, 앞서 언급한 바와 같이 원형단면사에 비해 덜 미끄럽고, 표면적을 증대시켜 콘크리트 복합재료를 구성하는 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 증대시키도록 하며, 또한 표면적의 증가로 인하여 폴리비닐알코올과의 접착성도 높일 수 있도록 한다. 특히, 상기 내부로 함입되는 홈(13)들이 형성된 삼각형의 단면을 갖는 이형단면사의 경우, 중간에 홈이 형성되어 있으며, 그에 따라 상기 이형단면사의 표면에 코팅되는 폴리비닐알코올로 이루어지는 층에도 다수의 홈(22)들이 형성되게 될 수 있으며, 또한 이형단면사와 폴리비닐알코올 간의 접촉면적 및 시멘트 메트릭스와의 접촉면적을 더욱 증대시키고, 종래의 원형단면사에 비해 입체적으로 저항을 더 받을 수 있기 때문에 훨씬 덜 미끄럽고 그에 따라 외부 하중을 받을 시 종래의 원형단면사에 비해 더 높은 저항성을 확보하여 시멘트 조성물로부터 뽑힐 수 있는 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.In addition, a cross-sectional cross-sectional yarn having a triangular cross section formed with grooves to be recessed therein is shown in FIG. This is a variation of the hetero sectional yarn shown in Fig. 1, wherein the sectional sectional yarn 11 having a triangular cross section in which such recesses are formed has not only a higher surface area than a simple circular sectional yarn, It has a higher surface area than this unformed triangular shaped section yarn, which is less slippery than the circular section yarn, and the surface area is increased to increase the contact area with the cement matrix constituting the concrete composite material. In addition, due to the increase in the surface area to improve the adhesion with polyvinyl alcohol. Particularly, in the case of a release cross-section yarn having a triangular cross section in which the grooves 13 are formed, the grooves are formed in the middle, and thus a plurality of layers of polyvinyl alcohol coated on the surface of the release cross-section yarn are also provided. Grooves 22 can be formed, further increasing the contact area between the release cross-section yarn and polyvinyl alcohol and the contact area between the cement matrix, and much more because they can be more dimensionally resisted than conventional circular cross-section yarns. Less slippery and thus more resistant to conventional circular section yarns when subjected to external loads can significantly lower the likelihood of being pulled out of the cement composition.

상기 이형단면사는 바람직하게는 10 내지 100㎜의 범위 이내의 섬유장 및 8 내지 20개/인치의 범위 이내의 크림프수를 갖는 것이 될 수 있다. 상기 이형단면사의 섬유장은 바람직하게는 10 내지 100㎜의 범위 이내가 될 수 있으며, 10㎜ 미만으로 되는 경우, 섬유장이 너무 짧아져서 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버를 포함하는 콘크리트의 기계적 특성, 특히 휨강도의 강화효과가 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 100㎜를 초과하는 경우, 이형단면사가 콘크리트 내에 균일하게 분포하여 수득되는 콘크리트의 물성을 강화시키기 보다는 오히려 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버가 뭉쳐서 존재하게 될 가능성이 높아지고 그에 따라 역시 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버를 포함하는 콘크리트의 기계적 특성의 향상이 충분치 못하게 되는 문젠점이 있을 수 있다.The release cross section yarn may preferably have a fiber length within the range of 10 to 100 mm and a crimp number within the range of 8 to 20 pieces / inch. Fiber of the release cross-section yarn may be preferably in the range of 10 to 100mm, when less than 10mm, the fiber length is too short to include a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention There may be a problem that the mechanical properties of the concrete, in particular, the strengthening effect of the bending strength is not sufficient, on the contrary, if it exceeds 100 mm, rather than strengthening the physical properties of the concrete obtained by uniformly distributed cross-sectional yarns in the concrete to the present invention According to the present invention, it is more likely that the polyvinyl alcohol-coated polyester staple fibers will be present in agglomerates, and accordingly, the improvement of the mechanical properties of concrete including the polyvinyl alcohol-coated polyester staple fibers according to the present invention will not be sufficient. There may be points.

상기 이형단면사는 또한 바람직하게는 8 내지 20개/인치의 범위 이내의 크림프수를 갖는 것이 될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버를 구성하는 이형단면사로서 크림프를 갖는 이형단면사를 사용함에 따라 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버를 포함하는 콘크리트와의 부착면적으로 증대시키고, 또한 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버가 콘크리트 내에서 3차원의 형상을 갖도록 함으로써 역시 상기한 바의 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버를 포함하는 콘크리트의 기계적 물성의 향상을 도모할 수 있다. 상기 이형단면사의 크림프수가 8개/인치, 즉 1인치(2.54㎝) 미만으로 되는 경우, 상기한 바와 같은 콘크리트의 기계적 물성의 향상이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 20개/인치를 초과하는 경우, 오히려 너무 많은 크림프들로 인하여 본 발명에 따른 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버를 포함하는 콘크리트의 기계적 특성, 특히 휨강도의 강화효과가 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있다.The release cross-section yarn may also be one having a crimp number preferably in the range of 8 to 20 pieces / inch. That is, the polyvinyl alcohol-coated polyester staple fiber according to the present invention comprises a polyvinyl alcohol-coated polyester staple fiber according to the present invention by using a mold-shaped cross-section yarn having a crimp. The polyvinyl alcohol coated with the polyvinyl alcohol according to the present invention as described above is also increased by increasing the adhesion area with the concrete and also allowing the polyester staple fiber coated with the polyvinyl alcohol according to the present invention to have a three-dimensional shape in concrete. The mechanical properties of concrete including polyester staple fibers can be improved. When the number of crimps of the release cross-section yarn is less than 8 / inch, that is, 1 inch (2.54 cm), there may be a problem that the improvement of the mechanical properties of the concrete as described above is not sufficient, on the contrary more than 20 / inch If so, there may be a problem that due to too many crimps, the mechanical properties of the concrete including the polyester staple fiber coated with polyvinyl alcohol according to the present invention, in particular, the strengthening effect of the bending strength is not sufficient.

본 발명을 앞서 도 1 내지 도 4들에 나타낸 바와 같은 삼각형, 아령형, 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형 또는 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면들 중의 어느 하나의 단면을 갖는 이형단면사들을 예시적으로 나열하여 설명하였으나, 본 발명이 단지 이들에 제한되는 것은 아니며, 이들은 예시적으로 열거된 구체적인 실시예들로 기술된 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 자들에게는 본 발명의 사상을 일탈함이 없이 다양한 이형단면을 구현하여 사용할 수 있음은 이해될 수 있으며, 이러한 변형예들 역시 본 발명의 범주에 속하는 것은 당연한 것으로 이해될 수 있는 것이다.1 to 4, the present invention has a triangular, dumbbell-shaped, propeller-like having a plurality of radially projecting protrusions, or a release having a cross-section of any one of the cross-sections of the triangular grooves formed therein. Although the cross-sectional yarns have been described by way of example, the present invention is not limited to them, but these are described by way of specific embodiments listed by way of example, and for those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be understood that various modified cross-sections can be implemented and used without departing from the spirit of the present invention, and it can be understood that such modifications are also within the scope of the present invention.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버의 경우, 기계적인 강도를 구현하기 위하여 사용되는 폴리에스테르가 가격 경쟁력이 우수하고, 가공성이 우수하며, 높은 내열성을 갖는 섬유로서 콘크리트 구조물들의 보강을 위한 콘크리트 복합재에 널리 사용될 수 있는 한편으로 폴리에스테르 특유의 높은 소수성으로 인한 문제점들을 상기한 바와 같이 폴리비닐알코올로 코팅하여 해소한 점에 특징이 있으며, 특히 상기 코팅된 폴리비닐알코올은 우수한 내알칼리성과 우수한 부착특성 및 우수한 친수성을 나타내며, 따라서 본 발명에 따라 폴리비닐알코올이 코팅된 폴리에스테르 스테이플 화이버의 경우, 콘크리트 복합재의 제조를 위한 보강재로서 높은 경쟁력을 가질 수 있다.
In the case of the polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber according to the present invention having the configuration as described above, the polyester used to implement mechanical strength is excellent in cost competitiveness, excellent workability, and high heat resistance fiber It can be widely used in concrete composites for reinforcement of concrete structures, and is characterized by eliminating the problems caused by high hydrophobicity peculiar to polyester by coating with polyvinyl alcohol as described above, in particular the coated polyvinyl The alcohol exhibits excellent alkali resistance, good adhesion properties and good hydrophilicity, and thus, in the case of the polyester staple fiber coated with polyvinyl alcohol according to the present invention, it can have a high competitiveness as a reinforcing material for the production of a concrete composite.

본 발명은 토목 및/또는 건축에서 사용될 수 있는 콘크리트 복합재료(concrete composite materials)의 제조를 통하여 토목 및/또는 건축 산업에서 이용될 수 있다.
The invention can be used in the civil and / or building industry through the manufacture of concrete composite materials that can be used in civil and / or construction.

11 : 이형단면사 12: 돌출부
13 : 홈
21 : 폴리비닐알코올 22 : 홈11: shaped cross section 12: protrusion
13: Home
21: polyvinyl alcohol 22: home

Claims (3)

폴리에스테르로 이루어지는 이형단면사의 표면에 폴리비닐알코올을 코팅시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버.Polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber, characterized in that the polyvinyl alcohol is coated on the surface of the release cross-section yarn made of polyester. 제 1 항에 있어서,
상기 이형단면사가 삼각형, 아령형, 방사상으로 돌출되는 다수의 돌출부들을 갖는 프로펠러형 또는 내부로 함입되는 홈들이 형성된 삼각형의 단면들 중의 어느 하나의 단면을 갖는 것임을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버.The method of claim 1,
Polyvinyl alcohol-coated polyester staples characterized in that the cross-sectional cross-sectional yarns have a cross section of any one of the cross-sections of the triangle, dumbbell-shaped, propeller-type having a plurality of protrusions radially projecting or the grooves are formed inwardly Fiber. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이형단면사가 10 내지 100㎜의 범위 이내의 섬유장 및 8 내지 20개/인치의 범위 이내의 크림프수를 갖는 것임을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 코팅 폴리에스테르 스테이플 화이버.
3. The method according to claim 1 or 2,
The release cross-section yarn is a polyvinyl alcohol coated polyester staple fiber, characterized in that it has a fiber length within the range of 10 to 100mm and crimp number within the range of 8 to 20 / inch.
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