KR20200036171A - Polyethylene Yarn, Method for Manufacturing The Same, and Skin Cooling Fabric Comprising The Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리에틸렌 원사, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 냉감성 원단 에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 시원함(cooling feeling) 또는 냉감(cooling sensation)뿐만 아니라 부드러운 촉감(soft tactile sensation)을 사용자에게 제공할 수 있으며 우수한 필링저항성(pilling resistance), 내마모성(abrasion resistance), 재단성(cuttability) 및 봉제성(sewability)을 갖는 냉감성 원단의 제조를 가능하게 하는 향상된 제직성(weavability)을 갖는 폴리에틸렌 원사, 그 제조방법 및 이를 포함하는 냉감성 원단에 관한 것이다.The present invention relates to a polyethylene yarn, a manufacturing method thereof, and a cold-sensitive fabric comprising the same, and more specifically, provides a user with a soft tactile sensation as well as a cooling feeling or a cooling sensation. Polyethylene yarn with improved weavability, which enables the manufacture of cold-sensitive fabrics with excellent pilling resistance, abrasion resistance, cuttability and sewability, It relates to a manufacturing method and a cold-sensitive fabric comprising the same.
지구 온난화가 진행됨에 따라 무더위 극복에 이용될 수 있는 원단의 필요성이 증대되고 있다. 무더위 극복에 이용될 수 있는 원단을 개발함에 있어서 고려될 수 있는 요소들로는, (i) 무더위 요인의 제거, 및 (ii) 사용자 피부로부터의 열 제거 등이 있다.As global warming progresses, the need for fabrics that can be used to overcome the heat is increasing. Factors that may be considered in developing fabrics that can be used to overcome heat, include (i) removal of heat factors, and (ii) heat removal from user skin.
무더위 요인의 제거에 초점을 맞춘 방법으로서, 섬유 표면에 무기 화합물을 부여함으로써 광을 반사시키는 방법(예를 들어, JP 4227837B 참조), 무기 미립자를 섬유 내부 및 표면에 분산함으로써 광을 산란시키는 방법(예를 들어, JP 2004-292982A 참조) 등이 제안된 바 있다. 그러나, 이와 같은 외부 요인의 차단은 추가적인 무더위를 방지할 수 있을 뿐, 이미 더위를 느끼는 사용자에 대해서는 유의미한 해결책이 될 수 없을 뿐만 아니라 원단의 촉감이 저하된다는 한계가 있다.As a method focused on the elimination of heat and heat factors, a method of reflecting light by imparting an inorganic compound to the fiber surface (see, for example, JP 4227837B), and a method of scattering light by dispersing inorganic fine particles inside and on the fiber ( For example, JP 2004-292982A) has been proposed. However, blocking of such external factors can only prevent additional heat, and may not be a meaningful solution for users who already feel the heat, but also has a limitation in that the texture of the fabric is deteriorated.
한편, 사용자 피부로부터 열을 제거할 수 있는 방법으로서, 땀의 증발열을 이용하기 위하여 원단의 흡습성을 향상시키는 방법(예를 들어, JP 2002-266206A 참조), 피부로부터 원단으로의 열 전달을 증가시키기 위하여 피부와 원단의 접촉 면적을 증가시키는 방법(예를 들어, JP 2009-24272A 참조) 등이 제안된 바 있다.On the other hand, as a method to remove heat from the user's skin, a method of improving the hygroscopicity of the fabric to use the heat of evaporation of sweat (for example, see JP 2002-266206A), increasing the heat transfer from the skin to the fabric For this, a method of increasing the contact area between the skin and the fabric (for example, see JP 2009-24272A) has been proposed.
그러나, 땀의 증발열을 이용하는 방법의 경우, 원단의 기능은 습도, 사용자의 체질 등의 외부 인자에 크게 의존하기 때문에 그 일관성이 보장될 수 없다는 문제가 있고, 피부와 원단의 접촉 면적을 증가시키는 방법의 경우, 상기 접촉 면적이 증가할수록 원단의 통기성이 저하되기 때문에 원하는 만큼의 냉각 효과(cooling effect)를 얻을 수 없다.However, in the case of the method using the heat of evaporation of sweat, since the function of the fabric is highly dependent on external factors such as humidity and user's constitution, there is a problem that its consistency cannot be guaranteed, and a method of increasing the contact area between the skin and the fabric In the case of, since the air permeability of the fabric decreases as the contact area increases, a desired cooling effect cannot be obtained.
따라서, 원단 자체의 열전도도를 향상시킴으로써 피부로부터 원단으로의 열 전달을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위하여, JP 2010-236130A는 높은 열전도도를 갖는 초고강력 폴리에틸렌 섬유(Dyneema® SK60)를 이용하여 원단을 제조할 것을 제안하고 있다. Therefore, it may be desirable to increase heat transfer from the skin to the fabric by improving the thermal conductivity of the fabric itself. To this end, JP 2010-236130A proposes to fabricate fabrics using ultra high strength polyethylene fibers (Dyneema ® SK60) with high thermal conductivity.
그러나, JP 2010-236130A에서 사용된 Dyneema® SK60 섬유는 600,000 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Polyethylene: UHMWPE) 섬유로서, 비록 높은 열전도도를 나타내기는 하지만, (i) UHMWPE의 높은 용융 점도(melt viscosity)로 인해 겔 방사 방식에 의해서만 제조될 수 있기 때문에 환경 문제가 유발되고 유기용매의 회수에 막대한 비용이 소요된다는 문제가 있고, (ii) 28 g/d 이상의 높은 강도, 759 g/d 이상의 높은 인장 모듈러스, 및 3-4 %의 낮은 파단신도를 갖고 그 강신도 곡선에서 1 g/d 강도에서의 신도가 0.5% 미만이기 때문에 그 제직성이 좋지 못하고 그 강연도(stiffness)가 너무 높아 사용자 피부와의 접촉을 전제로 하는 냉감성 원단의 제조에 사용되기에 부적합하며, (iii) 120 J/m3을 초과하는 높은 강인성(toughness)을 갖기 때문에 이를 이용하여 제조된 원단의 재단성 및 봉제성이 저하된다는 문제가 있다.However, the Dyneema ® SK60 fiber used in JP 2010-236130A is an Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) fiber having a weight average molecular weight of 600,000 g / mol or more, although it exhibits high thermal conductivity (i ) Due to the high melt viscosity of UHMWPE, it can only be produced by the gel spinning method, causing environmental problems and high cost of recovery of organic solvents. (Ii) Higher than 28 g / d The strength, 759 g / d or higher tensile modulus, and a low elongation at break of 3-4% and elongation at 1 g / d strength in the stiffness curve are less than 0.5%, so the weavability is poor and its strength ( because stiffness) is so high and not suitable for use in the production of cold-sensitivity fabric that assumes contact with the user's skin, (iii) has high toughness (toughness) in excess of 120 J / m 3 There is a problem that the Foundation Castle and the sewing of the fabric produced by the degradation.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 폴리에틸렌 원사, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 냉감성 원단에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a polyethylene yarn capable of preventing problems caused by limitations and disadvantages of the related art as described above, a manufacturing method thereof, and a cold-sensitive fabric comprising the same.
본 발명의 일 관점은, 시원함 또는 냉감 뿐만 아니라 부드러운 촉감을 사용자에게 제공할 수 있으며 우수한 필링저항성, 내마모성, 재단성 및 봉제성을 갖는 원단의 제조를 가능하게 하는 향상된 제직성을 갖는 폴리에틸렌 원사를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention, as well as cool or cold feeling, can provide the user with a soft touch, and provides a polyethylene yarn with improved weavability that enables the manufacture of fabrics with excellent peeling resistance, abrasion resistance, cutability and sewing properties. Is to do.
본 발명의 다른 관점은, 시원함 또는 냉감 뿐만 아니라 부드러운 촉감을 사용자에게 제공할 수 있으며 우수한 필링저항성, 내마모성, 재단성 및 봉제성을 갖는 원단의 제조를 가능하게 하는 향상된 제직성을 갖는 폴리에틸렌 원사를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to produce a polyethylene yarn having improved weavability that can provide a user with a feeling of coolness or cold as well as a soft touch and has excellent peeling resistance, abrasion resistance, cutability and sewing properties. Is to provide a way to do it.
본 발명의 또 다른 관점은, 시원함 또는 냉감 뿐만 아니라 부드러운 촉감을 사용자에게 제공할 수 있으며 우수한 필링저항성, 내마모성, 재단성 및 봉제성을 갖는 원단을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a fabric having excellent feeling of peeling resistance, abrasion resistance, cutability and sewing, which can provide a user with a soft feel as well as a cool or cold feeling.
위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the above-mentioned aspects of the present invention, other features and advantages of the present invention will be described below, or it will be clearly understood by those skilled in the art from the description.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 폴리에틸렌 원사로서, 상온에서 측정하여 얻어진 상기 폴리에틸렌 원사의 강신도 곡선에서, (i) 1 g/d의 강도에서의 신도가 0.5 내지 3 %이고, (ii) 3 g/d의 강도에서의 신도가 5.5 내지 10 %이고, (iii) 4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이가 5.5 내지 25 %이며, 상기 폴리에틸렌 원사는 상온에서 55 내지 120 J/m3의 강인성을 갖는, 폴리에틸렌 원사가 제공된다. According to one aspect of the present invention as described above, as a polyethylene yarn, in the elongation curve of the polyethylene yarn obtained by measuring at room temperature, (i) elongation at a strength of 1 g / d is 0.5 to 3%, and (ii) 3 Elongation at the strength of g / d is 5.5 to 10%, (iii) the difference between elongation at 4 g / d strength and elongation at maximum strength is 5.5 to 25%, and the polyethylene yarn is 55 to 120 at room temperature. A polyethylene yarn having a toughness of J / m 3 is provided.
상기 폴리에틸렌 원사는 4 g/d 초과 6 g/d 이하의 인장강도, 15 내지 80 g/d의 인장 모듈러스, 14 내지 55 %의 파단신도, 및 60 내지 85 %의 결정화도를 가질 수 있다.The polyethylene yarn may have a tensile strength of more than 4 g / d and 6 g / d or less, a tensile modulus of 15 to 80 g / d, an elongation at break of 14 to 55%, and a crystallinity of 60 to 85%.
상기 폴리에틸렌 원사는 50,000 내지 99,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw) 및 5 내지 9의 다분산 지수(Polydispersity Index)(PDI)를 가질 수 있다.The polyethylene yarn may have a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 99,000 g / mol and a polydispersity index (PDI) of 5 to 9.
상기 폴리에틸렌 원사는 75 내지 450 데니어(denier)의 총섬도를 가질 수 있고, 상기 폴리에틸렌 원사는 1 내지 5 데니어(denier)의 섬도를 각각 갖는 다수의 필라멘트들을 포함할 수 있다.The polyethylene yarn may have a total fineness of 75 to 450 denier, and the polyethylene yarn may include a plurality of filaments each having a fineness of 1 to 5 denier.
상기 폴리에틸렌 원사는 원형 단면을 가질 수 있다.The polyethylene yarn may have a circular cross section.
본 발명의 다른 관점에 따라, 상기 폴리에틸렌 원사로 형성된 냉감성 원단으로서, 20℃에서 상기 냉감성 원단은 0.0001 W/cm·℃ 이상의 두께 방향 열전도도, 0.001 W/cm2·℃ 이상의 두께 방향 열전달계수, 및 0.1 W/cm2 이상의 접촉냉감(Qmax)을 갖는, 냉감성 원단이 제공된다.According to another aspect of the present invention, as the cold-sensitive fabric formed of the polyethylene yarn, the cold-sensitive fabric at 20 ° C is 0.0001 W / cm · ° C or more in the thickness direction thermal conductivity, 0.001 W / cm 2 · ° C or more in the thickness direction heat transfer coefficient , And 0.1 W / cm 2 or more, having a contact cooling feeling (Q max ).
ASTM D 4970-07에 따라 측정되는 상기 냉감성 원단의 필링저항성은 4등급 이상일 수 있고, KS K ISO 12947-2:2014에 규정된 마틴데일 방법(Martindale method)에 따라 측정되는 상기 냉감성 원단의 내마모성은 5000 cycles 이상일 수 있다.The peeling resistance of the cold-sensitive fabric measured according to ASTM D 4970-07 may be 4 or higher, and the cold-sensitive fabric measured according to the Martindale method defined in KS K ISO 12947-2: 2014. Abrasion resistance can be over 5000 cycles.
상기 냉감성 원단의 면밀도는 75 내지 800 g/m2일 수 있다.The surface density of the cold-sensitive fabric may be 75 to 800 g / m 2 .
본 발명의 또 다른 관점에 따라, 0.941 내지 0.965 g/cm3의 밀도, 50,000 내지 99,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 5.5 내지 9의 다분산 지수(PDI), 및 6 내지 21 g/10min의 용융지수(Melt Index: MI)(190℃에서)를 갖는 폴리에틸렌을 용융시키는 단계; 다수의 홀들을 갖는 구금을 통해 상기 용융된 폴리에틸렌을 압출하는 단계; 상기 용융된 폴리에틸렌이 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때 형성되는 다수의 필라멘트들을 냉각시키는 단계; 및 상기 냉각된 필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트를 연신하는 단계를 포함하는, 폴리에틸렌 원사의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 99,000 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 5.5 to 9, and 6 to 21 g / Melting polyethylene having a melt index (MI) of 10 min (at 190 ° C.); Extruding the molten polyethylene through a custody having a plurality of holes; Cooling the plurality of filaments formed when the molten polyethylene is discharged from the holes of the custody; And stretching the multifilament made of the cooled filaments.
상기 연신 단계는 2.5 내지 8.5의 연신비로 수행될 수 있다.The stretching step may be performed at a stretching ratio of 2.5 to 8.5.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.The general description of the present invention as described above is only for illustrating or describing the present invention, and does not limit the scope of the present invention.
본 발명의 냉감성 원단용 폴리에틸렌 원사는 높은 열전도도, 적절한 범위로 조정된 강인성, 및 우수한 제직성을 가지며, 환경 문제를 유발하지 않으면서 비교적 저렴한 비용으로 용이하게 제조될 수 있다.The polyethylene yarn for cold-sensitive fabric of the present invention has high thermal conductivity, toughness adjusted to an appropriate range, and excellent weavability, and can be easily produced at relatively low cost without causing environmental problems.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌 원사로 제직된 냉감성 원단은, (i) 습도 등과 같은 외부 인자와 상관 없이 사용자에게 냉감을 일관되게 제공할 수 있고, (ii) 통기성의 희생 없이 사용자에게 충분한 냉감을 지속적으로 제공할 수 있고, (iii) 사용자에게 부드러운 촉감을 제공할 수 있고, (iv) 높은 필링저항성 및 내마모성을 가짐으로써 최종 제품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, (v) 우수한 재단성 및 봉제성을 가짐으로써 최종 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the cold-sensitive fabric woven from the polyethylene yarn of the present invention can (i) consistently provide cooling to the user irrespective of external factors such as humidity, and (ii) sufficient cooling to the user without sacrificing breathability. Can be provided, (iii) can provide a soft touch to the user, (iv) has a high peeling resistance and abrasion resistance, thereby improving the durability of the final product, and (v) excellent cutting and sewing properties. By having, it is possible to improve the productivity of the final product.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에틸렌 원사 제조장치를 개략적으로 보여주고,
도 2는 냉감성 원단의 접촉냉감(Qmax)를 측정하는 장치를 개략적으로 보여주며,
도 3은 냉감성 원단의 두께 방향의 열전도도 및 열전달계수를 측정하는 장치를 개략적으로 보여준다.The accompanying drawings are intended to help the understanding of the present invention and constitute a part of the present specification, and exemplify embodiments of the present invention, and describe the principles of the present invention together with a detailed description of the present invention.
Figure 1 schematically shows a polyethylene yarn manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 schematically shows a device for measuring the contact cooling (Q max ) of the cold-sensitive fabric,
3 schematically shows an apparatus for measuring the thermal conductivity and heat transfer coefficient in the thickness direction of a cold-sensitive fabric.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below are presented for illustrative purposes only to aid in a clear understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
사용자가 충분한 냉감을 느낄 수 있게 하기 위하여, 냉감성 원단의 제조에 사용되는 원사들은 높은 열전도도를 갖는 고분자 원사들인 것이 바람직하다.In order to allow the user to feel a sufficient cooling feeling, it is preferable that the yarns used in the manufacture of the cold-sensing fabric are polymer yarns having high thermal conductivity.
고체의 경우, 일반적으로, 자유전자의 이동과 '포논(phonon)'이라는 격자 진동(lattice vibration)을 통해 열이 전달된다. 금속의 경우에는 주로 자유전자의 이동에 의해 열이 고체 내에서 전달된다. 이에 반해, 고분자와 같은 비금속 물질의 경우에는 주로 포논(phonon)을 통해 열이 고체 내에서(특히, 공유결합을 통해 연결된 분자 사슬 방향으로) 전달된다.In the case of solids, in general, heat is transferred through the movement of free electrons and lattice vibrations called 'phonon'. In the case of metal, heat is transferred in a solid mainly by the movement of free electrons. On the other hand, in the case of a non-metallic material such as a polymer, heat is mainly transferred through a phonon in a solid (especially in the direction of a molecular chain connected through a covalent bond).
사용자가 충분한 냉감을 느낄 수 있을 정도로 원단의 열전도도를 향상시키기 위해서는, 고분자 원사의 결정화도를 60% 이상으로 증가시킴으로써 상기 고분자 원사의 포논을 통한 열 전달 능력을 강화시킬 필요가 있다.In order to improve the thermal conductivity of the fabric so that the user can feel a sufficient cooling feeling, it is necessary to enhance the heat transfer ability through the phonon of the polymer yarn by increasing the crystallinity of the polymer yarn to 60% or more.
본 발명에 의하면, 이렇게 높은 결정화도를 갖는 고분자 원사를 제조하기 위하여, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 사용된다. 0.910 내지 0.925 g/cm3의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 제조된 원사 및 0.915 내지 0.930 g/cm3의 밀도를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)으로 제조된 원사에 비해, 0.941 내지 0.965 g/cm3의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 제조된 원사는 상대적으로 높은 결정화도를 갖기 때문이다.According to the present invention, high-density polyethylene (HDPE) is used to produce a polymer yarn having such high crystallinity. 0.941 to 0.965 g / compared to yarns made of low density polyethylene (LDPE) with a density of 0.910 to 0.925 g / cm 3 and yarns made of linear low density polyethylene (LLDPE) with a density of 0.915 to 0.930 g / cm 3 This is because yarns made of high density polyethylene (HDPE) having a density of cm 3 have a relatively high crystallinity.
한편, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 원사는 그 중량평균분자량(Mw)에 따라 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Polyethylene: UHMWPE) 원사와 고분자량 폴리에틸렌(High Molecular Weight Polyethylene: HMWPE) 원사로 분류될 수 있다. UHMWPE는 일반적으로 600,000 g/mol 이상의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 선형 폴리에틸렌을 지칭하는 것인 반면, HMWPE는 일반적으로 20,000 내지 250,000 g/mol의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 선형 폴리에틸렌을 지칭한다.Meanwhile, high-density polyethylene (HDPE) yarns may be classified into ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) yarns and high molecular weight polyethylene (HMWPE) yarns according to their weight average molecular weight (Mw). UHMWPE generally refers to linear polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of at least 600,000 g / mol, while HMWPE generally refers to linear polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 to 250,000 g / mol. .
전술한 바와 같이, Dyneema®와 같은 UHMWPE 원사는 UHMWPE의 높은 용융 점도로 인해 겔 방사 방식에 의해서만 제조될 수 있기 때문에 환경 문제가 유발되고 유기용매의 회수에 막대한 비용이 소요된다는 문제가 있다.As described above, since UHMWPE yarns such as Dyneema ® can be produced only by a gel spinning method due to the high melt viscosity of UHMWPE, there is a problem that environmental problems are caused and it takes a great cost to recover the organic solvent.
HMWPE는 UHMWPE에 비해 상대적으로 낮은 용융 점도를 가지기 때문에 용융 방사가 가능하고, 그 결과, UHMWPE 원사에 결부되어 있는 환경 문제 및 고비용의 문제점이 극복될 수 있다. 따라서, 본 발명의 냉감성 원단용 폴리에틸렌 원사는 HMWPE로 형성되는 원사이다.Since HMWPE has a relatively low melt viscosity compared to UHMWPE, melt spinning is possible, and as a result, environmental problems and high cost problems associated with UHMWPE yarns can be overcome. Therefore, the polyethylene yarn for cold-sensitive fabric of the present invention is a yarn formed of HMWPE.
상온(ambient temperature)에서 측정하여 얻어진 본 발명의 폴리에틸렌 원사의 강신도 곡선에서, (i) "1 g/d의 강도에서의 신도"는 0.5 내지 3 %이고, (ii) "3 g/d의 강도에서의 신도"는 5.5 내지 10 %이며, (iii) "4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도(즉, 인장강도)에서의 신도의 차이"는 5.5 내지 25 %이다. 또한, 본 발명의 폴리에틸렌 원사는 상온에서 55 내지 120 J/m3의 강인성을 갖는다.In the elongation curve of the polyethylene yarn of the present invention obtained by measuring at ambient temperature, (i) "elongation at strength of 1 g / d" is 0.5 to 3%, and (ii) strength of "3 g / d Elongation at ”is 5.5 to 10%, and (iii)“ Difference between elongation at 4 g / d strength and elongation at maximum strength (ie tensile strength) ”is 5.5 to 25%. In addition, the polyethylene yarn of the present invention has a toughness of 55 to 120 J / m 3 at room temperature.
폴리에틸렌 원사의 상기 "1 g/d의 강도에서의 신도"가 0.5 % 미만이면, 그 원사로 제직되는 원단이 지나치게 뻣뻣해(즉, 원단의 강연도가 지나치게 높아) 사용자에게 나쁜 촉감을 야기한다. 반면, 폴리에틸렌 원사의 상기 "1 g/d의 강도에서의 신도"가 3 %를 초과하면, 원단을 제직할 때 상기 원사가 늘어나는 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 원단의 밀도를 요구되는 밀도로 맞추기 어렵다.If the "elongation at strength of 1 g / d" of the polyethylene yarn is less than 0.5%, the fabric woven from the yarn is too stiff (i.e., the ductility of the fabric is too high), causing a bad touch to the user. On the other hand, if the "elongation at the strength of 1 g / d" of the polyethylene yarn exceeds 3%, the phenomenon that the yarn increases when weaving the fabric occurs, thereby setting the density of the fabric to the required density. it's difficult.
폴리에틸렌 원사의 상기 "3 g/d의 강도에서의 신도"가 5.5 % 미만이면, 소정 크기의 장력이 가해지는 원단 제직 공정에서 사절이 야기될 위험이 크다. 반면, 폴리에틸렌 원사의 상기 "3 g/d의 강도에서의 신도"가 10 %를 초과하면, 원단을 제직할 때 크림프(crimp)가 불충분하게 발현되어 낮은 인열강도 및 낮은 내구성을 갖는 원단이 야기된다.When the "elongation at the strength of 3 g / d" of the polyethylene yarn is less than 5.5%, there is a high risk of thread trimming in the fabric weaving process in which a predetermined size of tension is applied. On the other hand, when the "elongation at the strength of 3 g / d" of the polyethylene yarn exceeds 10%, crimps are insufficiently expressed when weaving the fabric, resulting in a fabric having low tear strength and low durability. do.
상기 강인성은 강신도 곡선(x축: 신도, y축: 강도)과 x축 사이의 면적(적분값)으로서, 상기 "4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이"가 클수록 커지는 경향을 갖는다.The toughness is the area (integral value) between the elongation curve (x-axis: elongation, y-axis: intensity) and the x-axis, and becomes larger as the difference between elongation at 4 g / d intensity and elongation at maximum intensity is greater. Have a tendency
폴리에틸렌 원사의 상기 "4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이"가 5.5 % 미만이거나 상기 폴리에틸렌 원사의 강인성이 55 J/m3 미만이면, 그 원사로 제직된 원단의 필링저항성 및 내마모성이 만족스럽지 못하다. 즉, 상기 폴리에틸렌 원사가 5.5 % 이상의 "4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이" 및 55 J/m3 이상의 강인성을 가짐으로써, 이를 이용하여 제조된 냉감성 원단이 4등급 이상의 필링저항성(ASTM D 4970-07에 따라 측정) 및 5000 cycles 이상의 내마모성(KS K ISO 12947-2:2014에 규정된 마틴데일 방법(Martindale method)에 따라 측정)을 가질 수 있다.If the "difference between elongation at 4 g / d strength and elongation at maximum strength" of the polyethylene yarn is less than 5.5% or the toughness of the polyethylene yarn is less than 55 J / m 3 , the peeling resistance of the fabric woven from the yarn And wear resistance is not satisfactory. That is, the polyethylene yarn has a toughness of 5.5% or more, "difference between elongation at 4 g / d strength and elongation at maximum strength" and toughness of 55 J / m 3 or higher, and the cold-sensitive fabric produced using the same is grade 4 It can have an ideal peeling resistance (measured according to ASTM D 4970-07) and a wear resistance of 5000 cycles or more (measured according to the Martindale method specified in KS K ISO 12947-2: 2014).
반면, 폴리에틸렌 원사의 상기 "4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이"가 25 %를 초과하거나 상기 폴리에틸렌 원사의 강인성이 120 J/m3를 초과하면, 상기 원사로 제직되는 원단의 재단성 및 봉제성이 좋지 못해 최종 제품의 생산성이 저하되며, 이를 극복하기 위해 고가의 특수 재단기 및 봉제기를 사용하는 것은 생산 비용의 증가가 초래된다.On the other hand, if the "difference between elongation at 4 g / d strength and elongation at maximum strength" of the polyethylene yarn exceeds 25% or the toughness of the polyethylene yarn exceeds 120 J / m 3 , the yarn is woven into the yarn. The productivity of the final product is lowered due to the poor cutting and sewing properties of the fabric, and the use of expensive special cutting and sewing machines to overcome this leads to an increase in production cost.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에틸렌 원사는 4 g/d 초과 6 g/d 이하의 인장강도, 15 내지 80 g/d의 인장 모듈러스, 14 내지 55 %의 파단신도, 및 60 내지 85 %의 결정화도를 갖는다.In addition, the polyethylene yarn according to an embodiment of the present invention has a tensile strength of more than 4 g / d and 6 g / d or less, a tensile modulus of 15 to 80 g / d, a elongation at break of 14 to 55%, and 60 to 85% Has a crystallinity of
인장강도가 6 g/d를 초과하거나, 인장 모듈러스가 80 g/d를 초과하거나, 파단신도가 14% 미만이면, 상기 폴리에틸렌 원사의 제직성이 좋지 못할 뿐만 아니라 이를 이용하여 제조된 원단이 지나치게 뻣뻣하여 사용자가 불편함을 느끼게 된다. 반대로, 인장강도가 4 g/d 이하이거나, 인장 모듈러스가 15 g/d 미만이거나, 파단신도가 55%를 초과하면, 이러한 폴리에틸렌 원사로부터 제조된 원단을 사용자가 지속적으로 사용할 경우 상기 원단에 보푸라기(pills)가 유발되고, 심지어는 원단 파손이 초래된다.If the tensile strength exceeds 6 g / d, the tensile modulus exceeds 80 g / d, or the elongation at break is less than 14%, the weavability of the polyethylene yarn is not only poor, but the fabric produced using it is too stiff As a result, the user feels uncomfortable. Conversely, if the tensile strength is 4 g / d or less, the tensile modulus is less than 15 g / d, or the elongation at break exceeds 55%, the lint may be applied to the fabric if the user continuously uses fabrics made from these polyethylene yarns. pills), and even fabric breakage.
폴리에틸렌 원사의 결정화도가 60% 미만이면, 그 열전도도가 낮아 그것으로 제조된 원단은 사용자에게 충분한 냉감을 제공할 수 없다. 즉, 상기 폴리에틸렌 원사가 60 내지 85 %의 결정화도를 가짐으로써. 이를 이용하여 제조된 냉감성 원단이, 20℃에서, 0.0001 W/cm·℃ 이상의 두께 방향 열전도도, 0.001 W/cm2·℃ 이상의 두께 방향 열전달계수, 및 0.1 W/cm2 이상의 접촉냉감(Qmax)을 가질 수 있다.If the crystallinity of the polyethylene yarn is less than 60%, its thermal conductivity is low, and the fabric made of it cannot provide a sufficient cooling feeling to the user. That is, by having the crystallinity of the polyethylene yarn 60 to 85%. The cold-sensitive fabric manufactured using this, at 20 ° C, has a thickness direction thermal conductivity of 0.0001 W / cm · ° C or more, a thickness direction heat transfer coefficient of 0.001 W / cm 2 · ° C or more, and a contact cooling feeling of 0.1 W / cm 2 or more (Q max ).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에틸렌 원사는 50,000 내지 99,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw) 및 5 내지 9의 다분산 지수(Polydispersity Index)(PDI)를 갖는다. 상기 다분산 지수(PDI)는 수 평균 분자량(Mn)에 대한 중량 평균 분자량(Mw)의 비율(Mw/Mn)로서, 분자량 분포지수(MWD)로 지칭되기도 한다. 폴리에틸렌 원사의 중량평균분자량(Mw) 및 다분산 지수(PDI)는 그 원료로 사용되는 폴리에틸렌의 물성과 밀접한 관련이 있다.In addition, the polyethylene yarn according to an embodiment of the present invention has a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 99,000 g / mol and a polydispersity index (PDI) of 5 to 9. The polydispersity index (PDI) is a ratio (Mw / Mn) of a weight average molecular weight (Mw) to a number average molecular weight (Mn), and may also be referred to as a molecular weight distribution index (MWD). The weight average molecular weight (Mw) and polydispersity index (PDI) of polyethylene yarn are closely related to the properties of polyethylene used as the raw material.
본 발명의 폴리에틸렌 원사는 1 내지 5의 DPF(Denier Per Filament)를 가질 수 있다(즉, 상기 폴리에틸렌 원사는 1 내지 5 데니어의 섬도를 각각 갖는 다수의 필라멘트들을 포함할 수 있다). 또한, 본 발명의 폴리에틸렌 원사는 75 내지 450 데니어의 총섬도를 가질 수 있다.The polyethylene yarn of the present invention may have a Denier Per Filament (DPF) of 1 to 5 (ie, the polyethylene yarn may include multiple filaments each having a fineness of 1 to 5 denier). In addition, the polyethylene yarn of the present invention may have a total fineness of 75 to 450 denier.
소정의 총섬도를 갖는 폴리에틸렌 원사에 있어서 각 필라멘트의 섬도가 5 데니어를 초과하면, 상기 폴리에틸렌 원사로 제조된 원단의 평활성이 부족해지고, 신체와의 접촉면적이 작아짐으로 인해 사용자에게 충분한 냉감성을 제공할 수 없다. 일반적으로, DPF는 구금의 각 홀당 토출량(이하, "단공토출량")과 연신비를 통해 조절될 수 있다.When the fineness of each filament in the polyethylene yarn having a predetermined total fineness exceeds 5 denier, the smoothness of the fabric made of the polyethylene yarn is insufficient, and the contact area with the body is reduced, thereby providing sufficient cold feeling to the user. Can not. In general, the DPF can be adjusted through the ejection amount per hole of the detention (hereinafter referred to as "single hole discharge amount") and the draw ratio.
본 발명의 폴리에틸렌 원사는 원형(circular) 단면 또는 이형(non-circular) 단면을 가질 수 있으나, 사용자에게 균일한 냉감성을 제공할 수 있다는 점에서 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다.The polyethylene yarn of the present invention may have a circular cross-section or a non-circular cross-section, but it is preferable to have a circular cross-section in that it can provide a uniform cooling feeling to a user.
상술한 폴리에틸렌 원사로 제조된 본 발명의 냉감성 원단은 75 내지 800 g/m2의 단위면적당 중량(즉, 면밀도)를 갖는 직물(woven fabric) 또는 편물(knitted fabric)일 수 있다. 원단의 면밀도가 75 g/m2 미만이면 원단의 조밀성이 부족해지고 원단 내에 많은 공극들이 존재하게 되는데, 이러한 공극들은 원단의 냉감성을 저하시킨다. 반면, 원단의 면밀도가 800 g/m2를 초과하면 지나치게 조밀한 원단 구조로 인해 원단이 매우 뻣뻣해지고, 사용자가 느끼는 촉감에 문제가 발생하며, 높은 중량으로 인해 사용상의 문제점이 유발된다.The cold-sensitive fabric of the present invention made of the above-mentioned polyethylene yarn may be a woven fabric or a knitted fabric having a weight per unit area of 75 to 800 g / m 2 (ie, surface density). If the cotton density of the fabric is less than 75 g / m 2, the denseness of the fabric is insufficient and many voids exist in the fabric, and these voids deteriorate the cold feeling of the fabric. On the other hand, if the cotton density of the fabric exceeds 800 g / m 2 , the fabric becomes very stiff due to the excessively dense fabric structure, and a user feels a problem, and a high weight causes problems in use.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명의 냉감성 원단은 400 내지 2,000의 커버팩터를 갖는 직물일 수 있다. 상기 커버팩터는 하기의 식 1에 의해 정의된다.According to an embodiment of the present invention, the cold-sensitive fabric of the present invention may be a fabric having a cover factor of 400 to 2,000. The cover factor is defined by Equation 1 below.
* 식 1: CF = WD·WT 1/2 + FD·FT 1/2 * Equation 1: CF = W D · W T 1/2 + F D · F T 1/2
여기서, CF는 커버팩터이고, WD는 경사밀도(ea/inch)이고, WT는 경사섬도(denier)이고, FD는 위사밀도(ea/inch)이며, FT는 위사섬도(denier)이다.Here, CF is the cover factor, W D is the slope density (ea / inch), W T is the slope fineness (denier), F D is the weft density (ea / inch), and F T is the weft fineness (denier). to be.
원단의 커버팩터가 400 미만이면 원단의 조밀성이 부족하고 원단 내의 지나치게 많은 공극들로 인해 원단의 냉감성이 떨어지는 문제가 있다. 반면, 원단의 커버팩터가 2,000을 초과하면 원단의 조밀성이 지나치게 높아져 원단의 촉감이 나빠지고 높은 원단 중량으로 인해 사용상의 문제가 야기될 수 있다.If the cover factor of the fabric is less than 400, there is a problem that the density of the fabric is insufficient and the cold feeling of the fabric is deteriorated due to too many pores in the fabric. On the other hand, if the cover factor of the fabric exceeds 2,000, the denseness of the fabric becomes excessively high, resulting in a poor texture and a problem in use due to the high fabric weight.
본 발명의 냉감성 원단은, 20℃에서, 0.0001 W/cm·℃ 이상의 두께 방향 열전도도, 0.001 W/cm2·℃ 이상의 두께 방향 열전달계수, 및 0.1 W/cm2 이상의 접촉냉감(Qmax)을 갖는다. 상기 원단의 열전도도, 열전달계수, 및 접촉냉감(Qmax)를 측정하는 방법은 후술한다.The cold-sensitive fabric of the present invention, at 20 ° C, has a thickness direction thermal conductivity of 0.0001 W / cm · ° C or more, a thickness direction heat transfer coefficient of 0.001 W / cm 2 · ° C or more, and a contact cooling feeling of 0.1 W / cm 2 or more (Q max ). Have The method for measuring the thermal conductivity, heat transfer coefficient, and contact cooling (Q max ) of the fabric will be described later.
ASTM D 4970-07에 따라 측정되는 본 발명의 냉감성 원단의 필링저항성은 4등급 이상이고, KS K ISO 12947-2:2014에 규정된 마틴데일 방법(Martindale method)에 따라 측정되는 본 발명의 냉감성 원단의 내마모성은 5000 cycles 이상이다.The peeling resistance of the cold-sensitive fabric of the present invention measured according to ASTM D 4970-07 is 4 or higher, and the cold of the present invention measured according to the Martindale method defined in KS K ISO 12947-2: 2014. The wear resistance of sensitive fabrics is over 5000 cycles.
전술한 강신도 특성들, 강인성, 인장강도, 인장 모듈러스, 파단신도, 및 결정화도를 갖는 폴리에틸렌 원사를 제조하기 위해서는, (i) 방사 온도, (ii) 구금의 L/D, (iii) 용융된 폴리에틸렌의 구금으로부터의 토출 선속도, (iv) 구금으로부터 다단연신부[구체적으로는, 다단연신부의 첫 번째 고뎃 롤러부]까지의 거리, (v) 냉각 조건, 및 (vi) 방사 속도 등과 같은 공정 인자들이 정밀하게 제어되어야 할 뿐만 아니라, 본 발명에 적합한 물성들을 갖는 원료가 선택될 필요가 있다.To prepare a polyethylene yarn having the above-described stiffness properties, toughness, tensile strength, tensile modulus, elongation at break, and crystallinity, (i) spinning temperature, (ii) L / D in custody, (iii) of molten polyethylene Process parameters such as the linear velocity of discharge from the custody, (iv) the distance from the custody to the multi-stage stretching section (specifically, the first Godet roller section of the multi-stage stretching section), (v) cooling conditions, and (vi) spinning speed. In addition to these being precisely controlled, it is necessary to select a raw material having properties suitable for the present invention.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 냉감성 원단용 폴리에틸렌 원사를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 1 will be described in detail a method for producing the cold-sensitive polyethylene yarn of the present invention.
먼저, 칩(chip) 형태의 폴리에틸렌을 익스트루더(extruder)(100)로 투입하여 용융시킨다.First, the polyethylene in the form of a chip is injected into the
본 발명의 폴리에틸렌 원사의 제조를 위해 원료로 사용되는 폴리에틸렌은 0.941 내지 0.965 g/cm3의 밀도, 50,000 내지 99,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 및 6 내지 21 g/10min의 용융지수(MI)(190℃에서)를 갖는다. 또한, 방사 과정에서 다분산 지수가 감소할 수 있다는 점을 고려하여, 원료로 사용되는 본 발명의 폴리에틸렌은 타겟 다분산 지수(즉, 원사의 다분산 지수)보다 다소 높은 5.5 내지 9의 다분산 지수(PDI)를 갖는다.Polyethylene used as a raw material for the production of the polyethylene yarn of the present invention has a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 99,000 g / mol, and a melt index of 6 to 21 g / 10min ( MI) (at 190 ° C). In addition, considering that the polydispersity index may decrease in the spinning process, the polyethylene of the present invention used as a raw material has a polydispersity index of 5.5 to 9, which is somewhat higher than the target polydispersity index (ie, the polydispersity index of yarn). (PDI).
높은 냉감성을 제공하는 원단을 제조하기 위해서는 상기 폴리에틸렌 원사가 60 내지 85 %의 높은 결정화도를 가져야 하며, 이렇게 높은 결정화도를 갖는 폴리에틸렌 원사를 제조하기 위해서는 0.941 내지 0.965 g/cm3의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 사용이 바람직하다.In order to manufacture a fabric providing high cold feeling, the polyethylene yarn must have a high crystallinity of 60 to 85%, and to produce a polyethylene yarn having such a high crystallinity, high density polyethylene having a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 (HDPE) is preferred.
원료로 사용되는 폴리에틸렌의 중량평균분자량(Mw)이 50,000 g/mol 미만일 경우에는 최종적으로 얻어지는 폴리에틸렌 원사가 4 g/d를 초과하는 강도 및 15 g/d 이상의 인장 모듈러스를 발현하기 어렵게 되고, 그 결과, 원단에 보푸라기가 유발된다. 반대로, 상기 폴리에틸렌의 중량평균분자량(Mw)이 99,000 g/mol을 초과할 경우에는 지나치게 높은 강도 및 인장 모듈러스로 인해 폴리에틸렌 원사의 제직성이 좋지 못하고 그 강연도가 너무 높아 사용자 피부와의 접촉을 전제로 하는 냉감성 원단의 제조에 사용되기에 부적합하다.When the weight-average molecular weight (Mw) of polyethylene used as a raw material is less than 50,000 g / mol, it is difficult to express a strength and a tensile modulus of more than 15 g / d and a polyethylene yarn that is finally obtained as a polyethylene yarn finally obtained. , Lint is induced in the fabric. Conversely, when the weight average molecular weight (Mw) of the polyethylene exceeds 99,000 g / mol, the weavability of the polyethylene yarn is poor due to excessively high strength and tensile modulus, and its strength is too high to presuppose contact with the user's skin. It is unsuitable for use in the manufacture of cold-sensitive fabrics.
원료로 사용되는 폴리에틸렌의 다분산 지수(PDI)가 5.5 미만이면 상대적으로 좁은 분자량 분포로 인해 흐름성이 좋지 못하고 용융압출시의 가공성이 떨어져서 방사 공정 중 토출 불균일로 인한 사절이 야기된다. 반대로, 상기 HDPE의 PDI가 9를 초과하면 넓은 분자량 분포로 인해 용융흐름성 및 용융압출시의 가공성은 좋아지나 저분자량 폴리에틸렌이 지나치게 많이 포함되어 있어서 최종적으로 얻어지는 폴리에틸렌 원사가 4 g/d를 초과하는 강도 및 15 g/d 이상의 인장 모듈러스를 갖기 어렵게 되고, 그 결과, 원단 상에 보푸라기가 상대적으로 쉽게 유발된다.If the polydispersity index (PDI) of polyethylene used as a raw material is less than 5.5, the flowability is poor due to the relatively narrow molecular weight distribution and the processability during melt extrusion is lowered, resulting in thread trimming due to uneven discharge during the spinning process. Conversely, when the PDI of the HDPE exceeds 9, the melt flowability and the processability at the time of melt extrusion are improved due to the wide molecular weight distribution, but the polyethylene yarn finally obtained exceeds 4 g / d because it contains too much low molecular weight polyethylene. It becomes difficult to have strength and tensile modulus of 15 g / d or more, and as a result, lint on the fabric is relatively easily caused.
원료로 사용되는 폴리에틸렌의 용융 지수(MI)가 6 g/10min 미만이면, 용융된 폴리에틸렌의 높은 점도 및 낮은 흐름성으로 인해 익스트루더(100) 내에서 원활한 흐름성을 확보하기가 어렵고 압출물의 균일성 및 가공성이 저하되어 방사 공정 중 사절이 발생할 위험이 커진다. 반면, 상기 폴리에틸렌의 용융지수(MI)가 21 g/10min을 초과할 경우, 익스트루더(100) 내에서의 흐름성은 상대적으로 양호해지나 최종적으로 얻어지는 폴리에틸렌 원사가 4 g/d를 초과하는 강도 및 15 g/d 이상의 인장 모듈러스를 갖기 어렵다.When the melt index (MI) of polyethylene used as a raw material is less than 6 g / 10min, it is difficult to secure a smooth flowability in the
선택적으로, 폴리에틸렌에 플루오르계 폴리머를 첨가할 수 있다. 플루오르계 폴리머의 첨가 방법으로는, (i) 폴리에틸렌 및 플루오르계 폴리머를 포함하는 마스터 배치(master batch)를 폴리에틸렌 칩과 함께 익스트루더(100)로 투입한 후 그 안에서 용융시키는 방법, 또는 (ii) 폴리에틸렌 칩을 익스트루더(100)에 투입하면서 사이드 피더(side feeder)를 통해 플루오르계 폴리머를 상기 익스트루더(100)에 투입한 후, 이들을 함께 용융시키는 방법 등이 있다. 폴리에틸렌에 플루오르계 폴리머를 첨가함으로써 방사 공정 및 다단연신 공정 중의 사절 발생을 더욱 억제하여 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 폴리에틸렌에 첨가되는 플루오르계 폴리머는, 예를 들어, 테트라플루오로에틸렌 공중합체일 수 있다. 플루오르계 폴리머는 최종 생산된 원사 내 플루오르(fluorine)의 함량이 50 내지 2500 ppm가 되도록 하는 양으로 상기 폴리에틸렌에 첨가될 수 있다.Optionally, a fluorine-based polymer can be added to the polyethylene. As a method for adding a fluorine-based polymer, (i) a master batch containing polyethylene and a fluorine-based polymer is introduced into the
전술한 물성들을 갖는 폴리에틸렌이 익스트루더(100)로 투입되어 용융된 후, 용융된 폴리에틸렌이 상기 익스트루더(100) 내의 스크루(미도시)에 의해 구금(100)을 통해 운반되며, 상기 구금(200)에 형성된 다수의 홀들을 통해 압출된다. 상기 구금(200)의 홀들의 개수는 제조될 원사의 DPF 및 총섬도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 75 데니어의 총섬도를 갖는 원사를 제조할 경우 상기 구금(200)은 20 내지 75 개의 홀들을 가질 수 있고, 450 데니어의 총섬도를 갖는 원사를 제조할 경우 상기 구금(200)은 90 내지 450 개, 바람직하게는 100 내지 400 개의 홀들을 가질 수 있다.After the polyethylene having the above-described properties is introduced into the
상기 익스트루더(100) 내에서의 용융 공정 및 구금(200)을 통한 압출 공정은 150 내지 315 ℃, 바람직하게는 250 내지 315 ℃, 더욱 바람직하게는 265 내지 310 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 익스트루더(100) 및 구금(200)이 150 내지 315 ℃, 바람직하게는 250 내지 315 ℃, 더욱 바람직하게는 265 내지 310 ℃로 유지되는 것이 바람직하다. The melting process in the
상기 방사 온도가 150℃ 미만일 경우, 낮은 방사온도로 인해 폴리에틸렌의 균일한 용융이 이루어지지 않아서 방사가 곤란할 수 있다. 반면, 방사 온도가 315℃를 초과할 경우 폴리에틸렌의 열분해가 야기되어 원하는 강도를 발현하지 못할 수 있다. When the spinning temperature is less than 150 ° C, spinning may be difficult because uniform melting of polyethylene is not achieved due to the low spinning temperature. On the other hand, when the spinning temperature exceeds 315 ° C, thermal decomposition of polyethylene may be caused, so that the desired strength may not be exhibited.
상기 구금(200)의 홀 직경(D)에 대한 홀 길이(L)의 비율인 L/D는 3 내지 40일 수 있다. L/D가 3 미만이면 용융 압출시 다이스웰(Die Swell) 현상이 발생하고 폴리에틸렌의 탄성 거동 제어가 힘들게 됨으로써 방사성이 좋지 못하게 되고, L/D가 40을 초과하는 경우에는 구금(200)을 통과하는 용융 폴리에틸렌의 넥킹(necking) 현상에 의한 사절과 함께 압력강하에 따른 토출 불균일 현상이 발생될 수 있다.The ratio L / D of the hole length D to the hole diameter D of the
용융된 폴리에틸렌이 구금(200)의 홀들로부터 토출되면서 방사온도와 실온 간의 차이에 의해 폴리에틸렌의 고화가 시작되면서 반고화 상태의 필라멘트들(11)이 형성된다. 본 명세서에서는, 반고화 상태의 필라멘트는 물론이고 완전 고화된 필라멘트 모두를 "필라멘트"라 통칭한다.As the melted polyethylene is discharged from the holes of the
다수의 상기 필라멘트들(11)은 냉각부(또는 "quenching zone")(300)에서 냉각됨으로써 완전 고화된다. 상기 필라멘트들(11)의 냉각은 공냉 방식으로 수행될 수 있다.The plurality of the
상기 냉각부(300)에서의 상기 필라멘트들(11) 냉각은, 0.2 내지 1 m/sec 풍속의 냉각풍을 이용하여 15 내지 40 ℃로 냉각되도록 수행되는 것이 바람직하다. 상기 냉각 온도가 15℃ 미만이면 과냉각으로 인해 신도가 부족하여 연신 과정에서 사절이 발생할 수 있고, 상기 냉각 온도가 40℃를 초과하면 고화 불균일로 인해 필라멘트들(11) 간 섬도 편차가 커지고 연신 과정에서 사절이 발생할 수 있다.The cooling of the
이어서, 집속기(400)로 상기 냉각 및 완전 고화된 필라멘트들(11)을 집속시켜 멀티필라멘트(10)를 형성시킨다.Subsequently, the cooled and fully solidified
도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 방법은, 상기 멀티필라멘트(10)를 형성시키기 전에, 오일 롤러(OR) 혹은 오일 제트(oil jet)를 이용하여 상기 냉각된 필라멘트들(11)에 유제를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 유제 부여 단계는 MO(Metered Oiling) 방식을 통해 수행될 수도 있다.As illustrated in Figure 1, the method of the present invention, before forming the multi-filament (10), using an oil roller (OR) or oil jet (oil jet) emulsion to the cooled filaments (11) It may further include the step of giving. The emulsion application step may be performed through a MO (Metered Oiling) method.
선택적으로, 상기 집속기(400)를 통한 멀티필라멘트(10) 형성 단계와 유제 부여 단계가 동시에 수행될 수도 있다.Alternatively, the step of forming the multifilament 10 through the
도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 폴리에틸렌 원사는 직접방사연신(DSD) 공정을 통해 제조될 수 있다. 즉, 상기 멀티필라멘트(10)가 다수의 고뎃 롤러부들(GR1...GRn)을 포함하는 다단연신부(500)로 직접 전달되어 2.5 내지 8.5, 바람직하게는 3.5 내지 7.5의 총연신비로 다단연신된 후 와인더(600)에 권취될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the polyethylene yarn of the present invention may be manufactured through a direct spin stretching (DSD) process. That is, the multi-filament 10 is directly transferred to the
대안적으로, 상기 멀티필라멘트(10)를 미연신사로서 일단 권취한 후 상기 미연신사를 연신함으로써 본 발명의 폴리에틸렌 원사가 제조될 수도 있다. 즉, 본 발명의 폴리에틸렌 원사는 폴리에틸렌을 용융방사하여 미연신사를 일단 제조한 후 상기 미연신사를 연신하는 2단계 공정을 통해 제조될 수도 있다. Alternatively, the polyethylene yarn of the present invention may be produced by winding the multifilament 10 as an unstretched yarn and then stretching the unstretched yarn. That is, the polyethylene yarn of the present invention may be produced through a two-step process of stretching the unstretched yarn once the unstretched yarn is prepared by melt spinning polyethylene.
연신 공정에서 적용되는 총연신비가 3.5 미만, 특히 2.5 미만이면, (i) 최종적으로 얻어지는 폴리에틸렌 원사가 60% 이상의 결정화도를 가질 수 없어 상기 원사로 제조되는 원단이 충분한 냉감을 사용자에게 제공할 수 없으며, (ii) 상기 폴리에틸렌 원사가 4 g/d을 초과하는 강도, 15 g/d 이상의 인장 모듈러스, 및 55% 이하의 파단신도를 가질 수 없어 상기 원사로 제조되는 원단 상에 보푸라기가 유발될 위험이 크다.If the total draw ratio applied in the stretching process is less than 3.5, especially less than 2.5, (i) the polyethylene yarn finally obtained cannot have a crystallinity of 60% or more, and the fabric made of the yarn cannot provide a sufficient cooling feeling to the user, (ii) Since the polyethylene yarn cannot have a strength exceeding 4 g / d, a tensile modulus of 15 g / d or more, and a breaking elongation of 55% or less, there is a high risk of causing lint on the fabric made of the yarn. .
반면, 상기 총연신비가 7.5 초과, 특히 8.5를 초과하면 최종적으로 얻어지는 폴리에틸렌 원사가 6 g/d 이하의 강도, 80 g/d 이하의 인장 모듈러스, 및 14% 이상의 파단신도를 가질 수 없어 상기 폴리에틸렌 원사의 제직성이 좋지 못할 뿐만 아니라 이를 이용하여 제조된 원단이 지나치게 뻣뻣하여 사용자가 불편함을 느끼게 된다.On the other hand, when the total elongation ratio exceeds 7.5, especially when it exceeds 8.5, the polyethylene yarn finally obtained cannot have a strength of 6 g / d or less, a tensile modulus of 80 g / d or less, and a breaking elongation of 14% or more. Not only is the weavability of the fabric poor, but the fabric produced using the fabric is too stiff, and the user feels uncomfortable.
본 발명의 용융 방사의 방사속도를 결정하는 첫 번째 고뎃 롤러부(GR1)의 선속도가 결정되면, 상기 다단연신부(500)에서 2.5 내지 8.5, 바람직하게는 3.5 내지 7.5의 총 연신비가 상기 멀티필라멘트(10)에 적용될 수 있도록, 나머지 고뎃 롤러부들의 선속도가 적절히 결정된다.When the linear speed of the first Godet roller portion GR1 for determining the spinning speed of the melt spinning of the present invention is determined, the total stretching ratio of 2.5 to 8.5, preferably 3.5 to 7.5 in the
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 다단연신부(500)의 고뎃 롤러부들(GR1...GRn)의 온도를 40 내지 140 ℃의 범위에서 적절히 설정함으로써 상기 다단연신부(500)를 통해 폴리에틸렌 원사의 열고정(heat-setting)이 수행될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 고뎃 롤러부(GR1)의 온도는 40 내지 80 ℃일 수 있고, 마지막 고뎃 롤러부(GRn)의 온도는 110 내지 140 ℃일 수 있다. 상기 첫 번째 및 마지막 고뎃 롤러부들(GR1, GRn)을 제외한 나머지 고뎃 롤러부들 각각의 온도는 그 바로 전단의 고뎃 롤러부의 온도와 동일하거나 그보다 더 높게 설정될 수 있다. 상기 마지막 고뎃 롤러부(GRn)의 온도는 바로 전단의 고뎃 롤러부의 온도와 동일하거나 그보다 더 높게 설정될 수 있으나, 그보다 다소 낮게 설정될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the polyethylene through the
다단연신부(500)에 의해 상기 멀티필라멘트(10)의 다단연신과 열고정이 동시에 수행되며, 다단연신된 멀티필라멘트(10)가 와인더(600)에 권취됨으로써 본 발명의 냉감성 원단용 폴리에틸렌 원사가 완성된다.The multi-stage stretching and heat setting of the multi-filament 10 are simultaneously performed by the
이하, 구체적 실시예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through specific examples. However, the following examples are only to aid the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited thereby.
* 폴리에틸렌 원사의 제조* Production of polyethylene yarn
실시예Example 1 One
도 1에 예시된 장치를 이용하여 200개의 필라멘트들을 포함하고 총섬도가 400 데니어인 폴리에틸렌 원사를 제조하였다. 구체적으로, 0.961 g/cm3의 밀도, 87,660 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 6.4의 다분산 지수(PDI), 및 11.9 g/10min의 용융지수(MI at 190℃)를 갖는 폴리에틸렌 칩을 익스트루더(100)에 투입하여 용융시켰다. 용융된 폴리에틸렌은 200개의 홀들을 갖는 구금(200)을 통해 압출되었다. 구금(200)의 홀 직경(D)에 대한 홀 길이(L)의 비율인 L/D는 6이었다. 구금 온도는 265℃ 이었다.A polyethylene yarn comprising 200 filaments and having a total fineness of 400 denier was prepared using the apparatus illustrated in FIG. 1. Specifically, a polyethylene chip having a density of 0.961 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 87,660 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 6.4, and a melt index (MI at 190 ° C) of 11.9 g / 10min. Was injected into the
구금(200)으로부터 토출되면서 형성된 필라멘트들(11)은 냉각부(300)에서 0.45 m/sec의 풍속의 냉각풍에 의해 30℃로 최종 냉각되었고, 집속기(400)에 의해 멀티필라멘트(10)로 집속되어 다단연신부(500)로 이동하였다.The
상기 다단연신부(500)는 총 5단의 고뎃 롤러부들로 구성되었으며, 상기 고뎃 롤러부들의 온도는 70 내지 115℃로 설정되되, 후단의 고뎃 롤러부 온도는 바로 전단의 고뎃 롤러부 온도와 같거나 높게 설정되었다.The
상기 멀티필라멘트(10)가 상기 다단연신부(500)에 의해 7.5의 총연신비로 연신된 후 와인더(600)에 권취됨으로써 폴리에틸렌 원사가 얻어졌다.After the multi-filament 10 was stretched by the
실시예Example 2 2
0.958 g/cm3의 밀도, 98,290 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 8.4의 다분산 지수(PDI), 및 6.1 g/10min의 용융지수(MI at 190℃)를 갖는 폴리에틸렌 칩이 사용되었고 구금 온도가 275℃이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 원사를 얻었다.Polyethylene chips with a density of 0.958 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 98,290 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 8.4, and a melt index (MI at 190 ° C.) of 6.1 g / 10 min were used. A polyethylene yarn was obtained in the same manner as in Example 1, except that the detention temperature was 275 ° C.
실시예Example 3 3
0.948 g/cm3의 밀도, 78,620 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 8.2의 다분산 지수(PDI), 및 15.5 g/10min의 용융지수(MI at 190℃)를 갖는 폴리에틸렌 칩이 사용되었고, 구금 온도는 255℃이었으며, 총연신비는 6.8이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 원사를 얻었다.Polyethylene chips with a density of 0.948 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 78,620 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 8.2, and a melt index of 15.5 g / 10min (MI at 190 ° C.) were used. , Detention temperature was 255 ℃, except that the total draw ratio was 6.8 polyethylene yarn was obtained in the same manner as in Example 1.
비교예Comparative example 1 One
0.962 g/cm3의 밀도, 98,550 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 4.9의 다분산 지수(PDI), 및 6.1 g/10min의 용융지수(MI at 190℃)를 갖는 폴리에틸렌 칩이 사용되었고 구금 온도는 285℃이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 원사를 얻었다.Polyethylene chips with a density of 0.962 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 98,550 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 4.9, and a melt index (MI at 190 ° C) of 6.1 g / 10min were used. A polyethylene yarn was obtained in the same manner as in Example 1, except that the detention temperature was 285 ° C.
비교예Comparative example 2 2
0.961 g/cm3의 밀도, 98,230 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 7.0의 다분산 지수(PDI), 및 2.9 g/10min의 용융지수(MI at 190℃)를 갖는 폴리에틸렌 칩이 사용되었고, 구금 온도는 290℃이었으며, 총연신비는 8.6이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 원사를 얻었다.Polyethylene chips with a density of 0.961 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 98,230 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 7.0, and a melt index (MI at 190 ° C) of 2.9 g / 10min were used. , Detention temperature was 290 ℃, the total drawing ratio was 8.6, except that the polyethylene yarn was obtained in the same manner as in Example 1.
비교예Comparative example 3 3
0.961 g/cm3의 밀도, 180,550 g/mol의 중량평균분자량(Mw), 6.4의 다분산 지수(PDI), 및 0.6 g/10min의 용융지수(MI at 190℃)를 갖는 폴리에틸렌 칩이 사용되었고, 구금 온도는 300℃이었으며, 총 8단의 고뎃 롤러부들로 구성된 다단연신부(500)를 통해 14의 총연신비로 연신되었으며, 고뎃 롤러부들의 온도는 75 내지 125 ℃로 설정되었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 원사를 얻었다.Polyethylene chips with a density of 0.961 g / cm 3 , a weight average molecular weight (Mw) of 180,550 g / mol, a polydispersity index (PDI) of 6.4, and a melt index of 0.6 g / 10min (MI at 190 ° C.) were used. , Detention temperature was 300 ℃, was stretched at a total draw ratio of 14 through a
실시예 1-3 및 비교예 1-3에 의해 각각 제조된 폴리에틸렌 원사들의 강신도 특성들, 강인성, 인장강도, 인장 모듈러스, 파단신도, 결정화도, 및 다분산 지수(PDI)를 아래와 같이 각각 측정하였고, 측정 결과들을 아래의 표 1에 나타내었다.The stiffness properties, toughness, tensile strength, tensile modulus, elongation at break, crystallinity, and polydispersity index (PDI) of the polyethylene yarns prepared by Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3, respectively, were measured as follows, Measurement results are shown in Table 1 below.
* * 폴리에틸렌 원사의 강신도 특성들, 인장강도, 인장 Elongation properties of polyethylene yarn, tensile strength, tensile 모듈러스Modulus , 및 , And 파단신도Rupture , 및 강인성, And toughness
인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 ASTM D885 방법에 따라 폴리에틸렌 원사의 상온에서의 강신도 곡선(x축: 신도, y축: 강도)을 얻었고(샘플 길이: 250mm, 인장속도: 300 mm/min, 초기 로드(load): 0.05 g/d), 이로부터, 상기 폴리에틸렌 원사의 "1 g/d의 강도에서의 신도", "3 g/d의 강도에서의 신도", "4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이", 인장강도, 인장 모듈러스, 및 파단신도를 각각 구하였다. 또한, 상기 강신도 곡선(x축: 신도, y축: 강도)과 x축 사이의 면적을 적분을 통해 산출함으로써 폴리에틸렌 원사의 강인성을 구하였다.Elongation curves (x-axis: elongation, y-axis: strength) of polyethylene yarn at room temperature were obtained according to ASTM D885 method using an all-purpose tensile tester from Instron Engineering Corp (Canton, Mass) (sample length: 250 mm) , Tensile speed: 300 mm / min, initial load: 0.05 g / d), from which the polyethylene yarn "elongation at strength of 1 g / d", "elongation at strength of 3 g / d "," The difference between elongation at 4 g / d strength and elongation at maximum strength ", tensile strength, tensile modulus, and elongation at break were respectively obtained. In addition, the toughness of the polyethylene yarn was obtained by calculating the area between the stiffness curve (x-axis: elongation, y-axis: strength) and the x-axis through integration.
* 폴리에틸렌 원사의 결정화도* Crystallinity of polyethylene yarn
XRD 기기(X-ray Diffractometer)[제조사: PANalytical社, 모델명: EMPYREAN]를 이용하여 폴리에티렌 원사의 결정화도를 측정하였다. 구체적으로, 폴리에틸렌 원사를 절단하여 2.5cm의 길이를 갖는 샘플을 준비하였고, 상기 샘플을 샘플 홀더에 고정시킨 후 아래의 조건들 하에서 측정을 실시하였다.The crystallinity of the polystyrene yarn was measured using an XRD instrument (X-ray Diffractometer) (manufacturer: PANalytical, model name: EMPYREAN). Specifically, a sample having a length of 2.5 cm was prepared by cutting a polyethylene yarn, and after fixing the sample to a sample holder, measurement was performed under the following conditions.
- 광원(X-ray Source): Cu-Kα radiation-X-ray Source: Cu-Kα radiation
- 전력(Power): 45 KV x 25 mA-Power: 45 KV x 25 mA
- 모드: 연속 스캔 모드-Mode: Continuous scan mode
- 스캔 각도 범위: 10~40°-Scanning angle range: 10 ~ 40 °
- 스캔 속도: 0.1°/sec-Scan speed: 0.1 ° / sec
* * 폴리에틸렌 원사의 Polyethylene yarn 다분산지수Polydispersity Index (( PDIPDI ))
폴리에틸렌 원사를 아래의 용매에 완전히 용해시킨 후 다음의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 폴리에틸렌 원사의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)을 각각 구한 후, 상기 수 평균 분자량(Mn)에 대한 상기 중량 평균 분자량(Mw)의 비(Mw/Mn)를 산출함으로써 폴리에틸렌 원사의 다분산 지수(PDI)를 구하였다.After the polyethylene yarn was completely dissolved in the following solvent, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the polyethylene yarn were respectively determined by gel permeation chromatography (GPC), and then the number average molecular weight (Mn) The polydispersity index (PDI) of the polyethylene yarn was determined by calculating the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to).
- 분석기기: PL-GPC 220 system-Analyzer: PL-GPC 220 system
- 컬럼: 2 × PLGEL MIXED-B (7.5×300mm)-Column: 2 × PLGEL MIXED-B (7.5 × 300mm)
- 컬럼 온도: 160 ℃-Column temperature: 160 ℃
- 용매: 트리클로로벤젠(TCB) + 0.04 wt.% 디부틸히드록시톨루엔(BHT) (after drying with 0.1% CaCl2)-Solvent: trichlorobenzene (TCB) + 0.04 wt.% Dibutylhydroxytoluene (BHT) (after drying with 0.1% CaCl 2 )
- 용해 조건: 160 ℃, 1~4 시간, 용해 후 유리필터(0.7㎛)를 통과한 용액을 측정-Dissolution conditions: 160 ℃, 1-4 hours, after dissolving, measure the solution that passed through the glass filter (0.7㎛)
- Injector, Detector 온도: 160℃-Injector, Detector temperature: 160 ℃
- Detector: RI Detector- 유속: 1.0 ㎖/min-Detector: RI Detector- Flow rate: 1.0 ml / min
- 주입량: 200㎕-Injection volume: 200 μl
- 표준시료: 폴리스티렌-Standard sample: Polystyrene
* * 냉감성Cold feeling 원단의 제조 Fabric Manufacturing
실시예Example 4 4
실시예 1의 폴리에틸렌 원사를 경사 및 위사로 사용하여 평직을 수행함으로써 30 ea/inch의 경사밀도 및 30 ea/inch의 위사밀도를 갖는 직물을 얻었다.Fabrics having a warp density of 30 ea / inch and a weft density of 30 ea / inch were obtained by performing plain weaving using the polyethylene yarn of Example 1 as warp and weft.
실시예Example 5 5
실시예 2의 폴리에틸렌 원사를 사용하였다는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 직물을 얻었다.Fabrics were obtained in the same manner as in Example 4, except that the polyethylene yarn of Example 2 was used.
실시예Example 6 6
실시예 3의 폴리에틸렌 원사를 사용하였다는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 직물을 얻었다.Fabrics were obtained in the same manner as in Example 4, except that the polyethylene yarn of Example 3 was used.
비교예Comparative example 4 4
비교예 1의 폴리에틸렌 원사를 사용하였다는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 직물을 얻었다.Fabrics were obtained in the same manner as in Example 4, except that the polyethylene yarn of Comparative Example 1 was used.
비교예Comparative example 5 5
비교예 2의 폴리에틸렌 원사를 사용하였다는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 직물을 얻었다.Fabrics were obtained in the same manner as in Example 4, except that the polyethylene yarn of Comparative Example 2 was used.
비교예Comparative example 6 6
비교예 3의 폴리에틸렌 원사를 사용하였다는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 직물을 얻었다.Fabrics were obtained in the same manner as in Example 4, except that the polyethylene yarn of Comparative Example 3 was used.
실시예 4-6 및 비교예 4-6에 의해 각각 제조된 냉감성 원단들의 접촉냉감(Qmax), 열전도도(두께 방향), 열전달계수(두께 방향), 필링저항성, 내마모성, 및 강연도를 아래와 같이 각각 측정하였고, 측정 결과들을 아래의 표 2에 나타내었다.The contact cooling feeling (Q max ), thermal conductivity (thickness direction), heat transfer coefficient (thickness direction), peeling resistance, abrasion resistance, and ductility of the cold-sensitized fabrics prepared by Examples 4-6 and Comparative Examples 4-6, respectively. Each was measured as follows, and the measurement results are shown in Table 2 below.
* 원단의 * Of fabric 접촉냉감Contact cooling (( QQ maxmax ))
20cm×20cm 사이즈의 원단 샘플을 준비한 후 20±2℃의 온도 및 65±2%의 RH의 조건하에서 24시간 동안 방치하였다. 이어서, 20±2℃의 온도 및 65±2%의 RH의 테스트 환경에서 KES-F7 THERMO LABO Ⅱ (Kato Tech Co., LTD.) 장치를 이용하여 원단의 접촉냉감(Qmax)을 측정하였다. 구체적으로, 도 2에 예시된 바와 같이, 20℃로 유지되는 베이스 플레이트('Water-Box'로도 지칭됨)(21) 상에 상기 원단 샘플(23)을 올려놓고, 30℃로 가열된 T-Box(22a)(접촉면적: 3cm×3cm)를 상기 원단 샘플(23) 상에 1초 동안만 올려놓았다. 즉, 일면이 베이스 플레이트(21)과 접촉하고 있는 상기 원단 샘플(23)의 타면을 T-Box(22a)에 순간적으로 접촉시켰다. 상기 T-Box(22a)에 의해 상기 원단 샘플(23)에 가해진 접촉 압력은 6 gf/cm2이었다. 이어서, 상기 장치에 연결된 모니터(미도시)에 표시된 Qmax 값을 기록하였다. 이와 같은 테스트를 10회 반복하였고, Qmax 값의 산술평균을 산출하였다.After preparing a fabric sample having a size of 20 cm × 20 cm, it was left for 24 hours under the conditions of 20 ± 2 ° C. and 65 ± 2% RH. Subsequently, the contact cooling (Q max ) of the fabric was measured using a KES-F7 THERMO LABO II (Kato Tech Co., LTD.) Apparatus at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a test environment of 65 ± 2% RH. Specifically, as illustrated in FIG. 2, the
* 원단의 열전도도 및 열전달계수* Heat conductivity and heat transfer coefficient of fabric
20cm×20cm 사이즈의 원단 샘플을 준비한 후 20±2℃의 온도 및 65±2%의 RH의 조건하에서 24시간 동안 방치하였다. 이어서, 20±2℃의 온도 및 65±2%의 RH의 테스트 환경에서 KES-F7 THERMO LABO Ⅱ (Kato Tech Co., LTD.) 장치를 이용하여 원단의 열전도도 및 열전달계수를 구하였다. 구체적으로, 도 3에 예시된 바와 같이, 20℃로 유지되는 베이스 플레이트(21) 상에 상기 원단 샘플(23)을 올려놓고, 30℃로 가열된 BT-Box(22b)(접촉 면적: 5cm×5cm)를 상기 원단 샘플(23) 상에 1분 동안 올려놓았다. 상기 BT-Box(22b)가 상기 원단 샘플(23)과 접촉하는 동안에도 그 온도가 30℃로 유지될 수 있도록 상기 BT-Box(22b)에 열이 지속적으로 공급되었다. 상기 BT-Box(22b)의 온도 유지를 위해 공급된 열량[즉, 열류 손실((heat flow loss))]이 상기 장치에 연결된 모니터(미도시)에 표시되었다. 이와 같은 테스트를 5회 반복하였고, 열류 손실의 산술평균을 산출하였다. 이어서, 원단의 열전도도 및 열전달계수를 아래의 식 2 및 식 3을 이용하여 산출하였다.After preparing a fabric sample having a size of 20 cm × 20 cm, it was left for 24 hours under the conditions of 20 ± 2 ° C. and 65 ± 2% RH. Subsequently, the thermal conductivity and heat transfer coefficient of the fabric were obtained using a KES-F7 THERMO LABO II (Kato Tech Co., LTD.) Apparatus at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a test environment of 65 ± 2% RH. Specifically, as illustrated in FIG. 3, the
식 2: K = (W·D)/(A·ΔT)Equation 2: K = (W · D) / (A · ΔT)
식 3: k = K/DEquation 3: k = K / D
여기서, K는 열전도도(W/cm·℃)이고, D는 원단 샘플(23)의 두께(cm)이고, A는 상기 BT-Box(22b)의 접촉 면적(= 25 cm2)이고, ΔT는 원단 샘플(23) 양면의 온도 차이(= 10 ℃)이고, W는 열류 손실(Watt)이며, k는 열전달계수(W/cm2·℃)이다.Here, K is the thermal conductivity (W / cm · ℃), D is the thickness (cm) of the
* 원단들의 강연도(stiffness)* Stiffness of fabrics
ASTM D 4032에 따른 강연도 측정장치를 이용하여 Circular Bend법으로 원단의 강연도를 측정하였다. 강연도(kgf)가 낮을수록 원단이 부드러운 특성을 갖는다. The ductility of the fabric was measured by the circular bend method using a ductility measurement device according to ASTM D 4032. The lower the stiffness (kgf), the softer the fabric.
* 원단들의 * Fabrics 필링저항성Peeling Resistance
마틴데일 시험기(Martindale tester)를 이용하여, ASTM D 4970-07에 따라 원단의 필링저항성을 측정하였다(마찰운동 횟수: 총 200회). 필링저항성 등급 기준은 다음과 같다.Using a Martindale tester, the peeling resistance of the fabric was measured according to ASTM D 4970-07 (friction motion number: 200 times in total). The peeling resistance class criteria are as follows.
- 1등급: 필링 매우 심함-Level 1: Peeling is very severe
- 2등급: 필링 심함-Level 2: Peeling
- 3등급: 필링 중간 정도 있음-Level 3: Middle filling
- 4등급: 필링 약간 있음-Level 4: Some peeling
- 5등급: 필링 전혀 없음-Level 5: No peeling at all
* 원단들의 내마모성* Wear resistance of fabrics
마틴데일 시험기(Martindale tester)를 이용하여, KS K ISO 12947-2:2014에 규정된 마틴데일 방법(Martindale method)에 따라 원단의 내마모성을 측정하였다. 구체적으로, 원단에서 2올의 실이 끊어질 때까지의 횟수(cycles)를 측정하였다.Using a Martindale tester, the abrasion resistance of the fabric was measured according to the Martindale method specified in KS K ISO 12947-2: 2014. Specifically, the number of cycles (cycles) from the fabric until two yarns were cut was measured.
100: 익스트루더
200: 구금
300: 냉각부(quenching zone)
400: 집속부
500: 다단연신부
600: 와인더100: Extruder 200: Detention
300: cooling zone (quenching zone) 400: focusing section
500: multistage stretching unit 600: winder
Claims (10)
상온에서 측정하여 얻어진 상기 폴리에틸렌 원사의 강신도 곡선에서, (i) 1 g/d의 강도에서의 신도가 0.5 내지 3 %이고, (ii) 3 g/d의 강도에서의 신도가 5.5 내지 10 %이고, (iii) 4 g/d 강도에서의 신도와 최대 강도에서의 신도의 차이가 5.5 내지 25 %이며,
상기 폴리에틸렌 원사는 상온에서 55 내지 120 J/m3의 강인성을 갖는,
폴리에틸렌 원사.In the polyethylene yarn,
In the elongation curve of the polyethylene yarn obtained by measuring at room temperature, (i) elongation at a strength of 1 g / d is 0.5 to 3%, and (ii) elongation at a strength of 3 g / d is 5.5 to 10%. , (iii) The difference between elongation at 4 g / d intensity and elongation at maximum intensity is 5.5 to 25%,
The polyethylene yarn has a toughness of 55 to 120 J / m 3 at room temperature,
Polyethylene yarn.
상기 폴리에틸렌 원사는 4 g/d 초과 6 g/d 이하의 인장강도, 15 내지 80 g/d의 인장 모듈러스, 14 내지 55 %의 파단신도, 및 60 내지 85 %의 결정화도를 갖는,
폴리에틸렌 원사.According to claim 1,
The polyethylene yarn has a tensile strength of more than 4 g / d and 6 g / d or less, a tensile modulus of 15 to 80 g / d, an elongation to break of 14 to 55%, and a crystallinity of 60 to 85%,
Polyethylene yarn.
상기 폴리에틸렌 원사는 50,000 내지 99,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw) 및 5 내지 9의 다분산 지수(Polydispersity Index)(PDI)를 갖는,
폴리에틸렌 원사.According to claim 1,
The polyethylene yarn has a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 99,000 g / mol and a polydispersity index (PDI) of 5 to 9,
Polyethylene yarn.
상기 폴리에틸렌 원사는 75 내지 450 데니어(denier)의 총섬도를 갖고,
상기 폴리에틸렌 원사는 1 내지 5 데니어(denier)의 섬도를 각각 갖는 다수의 필라멘트들을 포함하는,
폴리에틸렌 원사.According to claim 1,
The polyethylene yarn has a total fineness of 75 to 450 denier,
The polyethylene yarn comprises a plurality of filaments each having a fineness of 1 to 5 denier (denier),
Polyethylene yarn.
상기 폴리에틸렌 원사는 원형 단면을 갖는,
폴리에틸렌 원사.According to claim 1,
The polyethylene yarn has a circular cross section,
Polyethylene yarn.
20℃에서 상기 냉감성 원단은 0.0001 W/cm·℃ 이상의 두께 방향 열전도도, 0.001 W/cm2·℃ 이상의 두께 방향 열전달계수, 및 0.1 W/cm2 이상의 접촉냉감(Qmax)을 갖는,
냉감성 원단.A cold-sensitive fabric formed of the polyethylene yarn of any one of claims 1 to 5,
The cold-sensitive fabric at 20 ° C. has a thickness direction thermal conductivity of 0.0001 W / cm · ° C. or more, a thickness direction heat transfer coefficient of 0.001 W / cm 2 · ° C. or more, and a contact cooling feeling (Q max ) of 0.1 W / cm 2 or more,
Cool fabric.
ASTM D 4970-07에 따라 측정되는 상기 냉감성 원단의 필링저항성은 4등급 이상이고,
KS K ISO 12947-2:2014에 규정된 마틴데일 방법(Martindale method)에 따라 측정되는 상기 냉감성 원단의 내마모성은 5000 cycles 이상인,
냉감성 원단.The method of claim 6,
Peeling resistance of the cold-sensitive fabric measured according to ASTM D 4970-07 is 4 or higher,
The wear resistance of the cold-sensitive fabric measured according to the Martindale method defined in KS K ISO 12947-2: 2014 is 5000 cycles or more,
Cool fabric.
상기 냉감성 원단의 면밀도는 75 내지 800 g/m2인
냉감성 원단.The method of claim 6,
The surface density of the cold-sensitive fabric is 75 to 800 g / m 2
Cool fabric.
다수의 홀들을 갖는 구금을 통해 상기 용융된 폴리에틸렌을 압출하는 단계;
상기 용융된 폴리에틸렌이 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때 형성되는 다수의 필라멘트들을 냉각시키는 단계; 및
상기 냉각된 필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트를 연신하는 단계
를 포함하는,
폴리에틸렌 원사의 제조방법.Density from 0.941 to 0.965 g / cm 3 , weight average molecular weight (Mw) from 50,000 to 99,000 g / mol, polydispersity index (PDI) from 5.5 to 9, and melt index from 6 to 21 g / 10min (Melt Index: MI ) (At 190 ° C.) melting the polyethylene;
Extruding the molten polyethylene through a custody having a plurality of holes;
Cooling the plurality of filaments formed when the molten polyethylene is discharged from the holes of the custody; And
Stretching the multifilament made of the cooled filaments
Containing,
Method of manufacturing polyethylene yarn.
상기 연신 단계는 2.5 내지 8.5의 연신비로 수행되는,
폴리에틸렌 원사의 제조방법.The method of claim 9,
The stretching step is performed at a stretching ratio of 2.5 to 8.5,
Method of manufacturing polyethylene yarn.
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