KR840002331B1 - Melt spinning method of ultrafine polyester filament - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 제조공정 개략도1 is a manufacturing process schematic diagram of the present invention
제2도는 본 발명에 사용되는 에어제트장치의 단면도2 is a cross-sectional view of an air jet apparatus used in the present invention.
도면중 1은 구금, 2는 사조, 3은 원통형냉각장치, 4는 에어제트장치, 5는 유도관, 6은 오일링장치, 7은 권취장치이다.1 is a detention, 2 is thread, 3 is cylindrical cooling device, 4 is air jet device, 5 is induction pipe, 6 is oil ring device, 7 is winding device.
본 발명은 단사섬도 0.7데니아 이하의 폴리에스테르 극세섬유의 용융방사 방법에 관한 것으로 그 목적은 사균제도가 우수하고 조업성이 양호한 연속극세섬유를 경제적으로 제조하기 위한 방법을 제공함에 있다. 극세섬유는 인공피혁, 삽성지, 필리등의 새로운 소재로서 최근 대단히 주목되고 있으며 그 제조방법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 종래 통상의 용융방사방법에 의해 제조하는 경우 사균제도가 불량할 뿐 아니라 방사 및 연신시의 조업성이 극히 불량하기 때문에 절사가 다량 발생하여 극세 섬유를 안정하게제조하기가 곤란하였다. 이 때문에 극세섬유를 제조하고자 하는 경우 최근에는 친화성이 없는 2성분이상의 종합체를 복합방사하여 연신한 후 후처리공정에서 물리적 또는 화학적처리를 함으로써 각 성분을 분리시키거나 해성분을 용해시킴으로써 세섬화하는 방법이 채용되고 있으나 이 경우 특수한 방사장치가 필요하고 제조공정이 복잡하여 제품의 수율이 떨어지고 제조원가가 상승하는 결점이 있으며, 용도에도 제한이 있어 일반적인 제조공정이라고 할 수는 없다. 그래서 본발명자들은 통상의 용융방사방법을 개선하여 (단사섬도가 0.7 데니아 이하의 극세섬유를 경제적으로 안정하게 제조하는 공업적방법에 대하여 연구하였다. 그 결과 이와같은 극세섬유를 양호한 군제도에서 안정하게 제조하기 위해서는 토출량, 방사드래프트에 관련되는 방사속도와 구금토출공 직경과의 관계, 토출사조의 냉각고화조건 및 주행사에 작용하는 공기저항력과 장력등이 중요한 요인이라는 것을 알게 되었다.The present invention relates to a melt spinning method of polyester microfibers having a single yarn fineness of 0.7 denier or less, and an object thereof is to provide a method for economically manufacturing continuous microfibers having excellent killing ability and good operating performance. Microfiber is a new material such as artificial leather, shovel paper, pilli, etc., and has been very much attention in recent years, and research on the manufacturing method is being actively conducted. However, when manufactured by the conventional melt spinning method, not only the bactericidal agent is poor, but also the operability at the time of spinning and drawing is extremely poor, so that a large amount of cutting is generated, making it difficult to stably manufacture the ultrafine fibers. For this reason, in order to manufacture ultrafine fibers, recently, a composite spinning of two or more components having no affinity is drawn and stretched, followed by physical or chemical treatment in a post-treatment process to separate each component or dissolve the sea component. However, in this case, a special spinning device is required, and the manufacturing process is complicated, so that the yield of the product is reduced and the manufacturing cost is increased. Thus, the present inventors have improved the conventional melt spinning method (study on the industrial method of producing microfibers with single yarn fineness of 0.7 denier or less economically and stably. As a result, such microfibers are stably For manufacturing, it was found that the discharge factor, the relationship between the spinning speed related to the spinning draft and the diameter of the discharge hole, the cooling solidification conditions of the discharge yarn, and the air resistance and tension acting on the driving yarn were important factors.
특히 공기저항력의 억제는 극세섬유제조에 있어서 중요한 사항이며, 방사속도가 높아질수록 공기저항력이 증대하여 방사절사 및 권취장력상승의 원인이 되기 때문에 이를 위해서 수반기류를 적절히 조절함으로써 고화점부근에서의 실흔들림의 방지가 가능하고 양호한 조업상태에서 안정하게 조업할 수 있음을 알게 되었다. 즉 방사토출부에서 가능한 한 낮은 방사드래프트로 토출된 사조를 사조주행방향으로 냉각풍을 불어주는 원통형 냉각장치에 의하여 1차 급냉고화시키고 그 아래위치에 설치된 에어제트장치로써 사조를 완전히 냉각 집속시켜 유도관을 통해 분출에어와 함께 인취장치에 유도하여 오일링한 다음 인취하여 미연신사를 제조한후 통상의 연신기에서 잔류신도가 25∼30%되게끔 적절한 조건에서 연신함으로써 단사섬도 0.7데니아 이하의 극세사를 생산가능하게 되었다. 다음에 본 발명의 내용을 예시도면에 의하여 상세히 설명한다.In particular, the suppression of air resistance is an important issue in the manufacture of microfibers.As the spinning speed increases, air resistance increases, which causes radiation cutting and winding tension increase. It has been found that shaking can be prevented and stable operation can be achieved under good operating conditions. In other words, the first and second quenching is done by the cylindrical cooling device that blows the cooling wind in the spinning direction as low as possible in the spinning draft as low as possible. Microfiber yarns with a single yarn fineness of 0.7 denier or less are produced by drawing them in the drawing device together with the ejecting air through the pipe, oiling them, and then drawing them to produce undrawn yarn. Can be produced. Next, the contents of the present invention will be described in detail by way of example.
제1도는 본 발명방법에 사용된 방사장치의 일례를 나타낸 것이고, 제2도는 에어제트장치의 상세도이다. 본 발명의 방사방법을 도면에 의하여 설명하면 방사속도 2,500m/min 이상에서 단사섬도 0.7데니아 이하의 극세 멀티필라멘트를 제조할 때 특정된 방사조건을 만족하는 구금(1)의 토출공에서 토출된 사조(2)는 방사구금하 100mm까지의 온도가 폴리마 방사온도 보다 5∼15℃ 낮게 유지된 고온분위기를 지나, 방사구금하 00∼300mm 걸쳐 설치된 원통형 냉각장치에서 냉각풍을 사조주행방향에 대하여 내측하방으로 30°∼45°각도로 취부시키면서 냉각고화하고, 방사구금하 500∼700mm 위치에 설치된 에어제트장치(4)에 의해 완전 냉각되면서 집속되어 분출에어와 함께 유도관(5)을 통한후 오일링장치(6)를 거쳐 권취장치(7)에 보내짐으로써 2,500m/min 이상의 고속에서도 0.5g/ 이하의 저장력권취가 가능하며, 여기에서 제조된 미연신사를 통상의 연신기에서d 1.5∼2.5배 연신함으로써 극세섬유를 경제적으로 안정하게 생산할 수 있는 것이다.1 shows an example of a spinning apparatus used in the method of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of the air jet apparatus. Referring to the spinning method of the present invention, the yarns discharged from the discharge hole of the
통상의 용융방사장치에서 토출량을 줄여 극세섬유를 방사하는 경우 단사섬도 0.7데니아 이하의 극세사를 얻기 위해서는 공당(孔當)로 출량은 0.3g/min 이하이어야 한다. 그러나 이 경우 각로출공마다 토출량변화가 심하여져서 심한경우에는 점적현상이 발생하여 사균제도가 불량해지고 조업성도 극히 악화된다 또. 이 때의 방사드래프트는 200 이상으로 되어 급격한 단면변화로 인하여 불균일한 미연신사를 얻게되며 방사에서의 과도한 분자배향으로 잔류신도가 저하하여 연신배율이 낮아져서 극세섬유제조목적을 달성할 수 없다. 여기에서 공당 토출량을 늘이고 방사드래프트를 낮게 조정하기 위한 조건으로 방사속도 2,500∼4,000m/min로 하고 토출공 직경을 조정하여 방사드래프트를 100∼150 범위내로 정함으로써 가장 안정한 방사가 가능하게 된다. 그리하여 본발명자들은 하기의 식을 만족하는 방사조건에서 방사상태가 양호하고 사균제도로 균일하다는 것을 알게 되었다.In the case of spinning the microfibers by reducing the discharge amount in the conventional melt spinning apparatus, the output amount of the sugar must be 0.3 g / min or less in order to obtain microfibers having a single yarn fineness of 0.7 denier or less. However, in this case, the discharge amount changes in each furnace construction, so that in severe cases, dropping occurs, and the bactericidal system is poor, and operationability is extremely deteriorated. At this time, the spinning draft becomes 200 or more, so that uneven unstretched yarn is obtained due to the rapid cross-sectional change, and the residual elongation is reduced due to excessive molecular orientation in the spinning, so that the draw ratio is lowered to achieve the purpose of producing ultrafine fibers. Here, the most stable spinning is possible by setting the spinning draft within the range of 100 to 150 by adjusting the discharge hole diameter to 2,500 to 4,000 m / min and adjusting the discharge hole diameter as conditions for increasing the discharge amount per empty and lowering the spinning draft. Thus, the present inventors found that the spinning condition is good and the bactericidal agent is uniform under the spinning conditions satisfying the following equation.
이 식에서 d/VD2의 값이 50미만인 경우에는 구금토출공이 너무적어지므로 구금가공의 정밀도에 약간의 변동이 있어도 단사간의 단면변화가 커지고 구금세정이 어려워져 조업상태가 불량해지며, d/VD2의 값이 100을 초과할 경우에는 토출공이 커지고 또한 방사드래프트가 증대하기 때문에 변형영역에서의 방사절사가 일어나기 쉽고 불균일한 변형으로 인하여 사균제도가 불균일하여져 조업상태도 불량하게 된다. 또 방사드래프트가 증대함에 따라 분자배향이 발달하기 때문에 잔류신도가 낮아지고 연신배율이 저하하므로 세섬화하는 것이 곤란하게 된다. 세섬화하기 위해서 연신배율을 높이는 것도 하나의 방법이며 이를 위하여 통상의 방사온도보다 5∼10℃ 높이고 방사구금하 100mm까지의 온도는 고도로 배향된 분자배향을 완화시키기 위하여 방사온도보다 5∼15℃ 낮게함으로써 더욱 좋은 결과를 얻을 수 있다.In this equation, if the value of d / VD 2 is less than 50, the ejection hole is too small, so even if there is slight variation in the precision of the machining, the cross-sectional change between single yarns becomes larger, and the detention is difficult. When the value of 2 exceeds 100, the discharge hole becomes large and the radiation draft increases, so that the radiation is easy to occur in the deformation area, and the microbial system becomes uneven due to the non-uniform deformation, resulting in poor operation. In addition, since the molecular orientation develops as the radial draft increases, the residual elongation is lowered and the draw ratio is lowered. In order to obtain finer detail, increasing the draw ratio is one method. For this purpose, a temperature of 5 to 10 ° C. higher than the normal spinning temperature and a temperature of 100 mm below the spinneret are 5 to 15 ° C. lower than the radiation temperature to alleviate highly oriented molecular alignment. You will get better results.
방사속도가 2,500m/min 이상이되면 방사장력이 증가하며, 이 현상은 사조의 공기접촉면적이 커지고 방사장이 길어질수록 현저하게 증가하여 실흔들림이 심하게 되며 변형영역에 영향을 주어 사균제도가 나빠지고 방사절사가 발생하기 쉽다. 또 방사장력의 증가로 권취장력이 증가하여 권취형태가 불량해져서 연신공정에 지장을 주어 조업성이 불량하게 된다.When the spinning speed is more than 2,500m / min, the radiation tension increases, and this phenomenon increases significantly as the air contact area of yarns increases and the radiation length increases, causing severe shaking and affecting the deformation area. It is easy to cause truncation. In addition, the winding tension is increased due to the increase in the radial tension, the winding form is poor, which interferes with the stretching process, resulting in poor operability.
따라서 고속방사에서는 방사장력이 조업안정의 중요한 요인으로서 이 방사장력을 낮게 조정하는 것이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본발명자들은Therefore, in high-speed radiation, radiation tension is an important factor for operational stability, and it is necessary to adjust this radiation tension low. In order to solve this problem, the inventors
첫째 방사구금하 100∼30mm에 걸쳐 원통형냉각 장치를 설치하여 냉각풍을 사조주행 방향에 대하여 30∼45°내측하방으로 불어줌으로써 사조에 작용하는 공기저항력을 어느 정도 줄이는 것이 가능하며,First, by installing a cylindrical cooling device over 100 ~ 30mm under the spinneret, it is possible to reduce the air resistance acting on the thread by blowing the cooling wind 30 ~ 45 ° inward and downward in the direction of thread movement.
둘째 방사구금하 500∼700mm 위치에 에어제트장치를 설치하여 사조를 냉각 접속하여 분출에어와 함께 유도관을 통하여 인취장치에 이송함으로써 방사장력을 0.15g/d이하로 낮게하면 사조가 안정하고 권취형태도 양호해진다는 것을 알게 되었다.Second, install the air jet device at 500 ~ 700mm position under the spinneret to cool the thread and connect it to the take-out device through the induction pipe together with the ejection air to lower the radial tension below 0.15g / d. It turned out that the better.
특히 본발명 방법에서 형통원 냉각장치의 냉각풍 각도는 사조의 주행방향에 대하여 30∼45°내측하방으로 하여야 한다. 30°보다 작을 경우 사조에 대한 냉각풍접촉점이 하방으로 이동하여 불충분한 냉각으로 인하여 고화점이 낮아지므로 사조간 융착, 충돌이 일어나 방사절사가 유발하게 되며 변형영역에서의 실흔들림도 심해지게 된다. 반면 45°보다 클 경우 냉각풍의 상호교란이 일어나 사조가 불안정하게 되어 조업상태가 악화될 뿐 아니라 수반기류와의 마찰력저하를 기대할 수 없게 된다. 사조의 냉각접속 목적으로 사용되는 에어제트장치는 방사구금하 500∼700mm 위치에 설치되어야 한다. 그 위치가 50mm보다 작아 구금에 너무 가까운 경우에는 사조의 냉각고화가 불충분한 상태에서 집속되기 때문에 사조간 융착이 발생하기 쉬우며 집속각도가 커지므로 에어제트장치의 사조도입부와 사조간의 마찰이커져 방사장력이 증대하며 사조에 영향을 주어서 절사가 증가하게 된다.In particular, in the present invention, the angle of cooling wind of the cylindrical cylinder cooling device is to be 30 to 45 ° inward downward with respect to the running direction of thread. If it is less than 30 °, the cooling wind contact point for the thread moves downward and the freezing point is lowered due to insufficient cooling, which causes fusion and collision between the yarns, causing radiation loss, and also causing severe shaking in the deformation zone. On the other hand, if the temperature is greater than 45 °, the cooling winds may be disturbed, resulting in unstable threading, which may lead to deterioration of the operating conditions and reduction of friction with the accompanying airflow. Air jet devices used for the purpose of cooling connection of thread must be installed at 500 ~ 700mm below the spinneret. If the position is smaller than 50mm and it is too close to the detention, because the cooling solidification of the thread is insufficient, the convergence occurs easily between the threads, and the focusing angle is increased, so that the friction between the thread introduction part and the thread of the air jet device increases. The tension increases and affects thread thread, resulting in increased cutting.
또 그 위치가 700mm 이상일 때에는 멀티필라멘트와 공기와의 접촉면적이 커지기때문에 공기 저항력이 증가하여 좋지않다. 이렇게하여 유도관을 통한 집속멀티필라멘트에 통상의 오일링장치로써 급유하고 방서장력을 0.15g/d 이하의 상태에서 권취함으로써 방사속도 2,500∼4,000m/min에서 잔류신도 120∼240%의 미연신사를 얻을 수 있으며 이것을 통상의 연신기에서 1.5∼2.5배 연신하여 비로써 양호한 조업상태에서 단사섬도에 0.7 니아이 하의극 세멀티필라멘트 생산이 가능하게 된 것이다.In addition, when the position is 700 mm or more, the contact area between the multifilament and the air increases, which is not good because the air resistance increases. In this way, the non-expanded yarn with residual elongation of 120 to 240% at a spinning speed of 2,500 to 4,000 m / min is supplied by lubricating the focused multifilament through the induction pipe with a conventional oil ring device and winding the anti-tension under 0.15 g / d. It can be obtained by stretching 1.5 to 2.5 times in a conventional drawing machine, and it is possible to produce a polar fine filament of less than 0.7 Ni in single yarn fineness in good operating conditions.
본 발명의 방사장치에 사용하는 에어제트장치의 모형은 제2도에 나타내었다. 그림에서 에어유입구(4a)를 통해 들오간 에어는 분산판(4b)에서 선회성이 없도록 조정된후 소간격을 통해 고속제트에어로 되어 사도입부(4c)로부터 사조를 흡인하여 사출구(4d)를 통해 분출시킨다. 이 에어제트장치에 공급되는 에어는 2∼5kg/cm2의 고압에어로서 방사속도 5,000m/min까지 적용가능하며 목표로하는 방사속도에 따라 조정함으로써 방사장력의 조정이 가능하다.The model of the air jet apparatus used for the spinning apparatus of this invention is shown in FIG. In the figure, the air drawn in through the
본 발명에 사용되는 에어제트장치의 규격은 사도입부내경 3∼5mm 사출구내경 4∼6mm이며 사도입부노즐면 각도 θ1과 노즐내 에어분사각도 θ2는 사조주행방향에 대하여 각각 30∼40°, 5∼15°가 적당하다.The air jet apparatus used in the present invention has a specification of an inlet diameter of 3 to 5 mm and an inlet diameter of 4 to 6 mm, and an angle of inlet nozzle angle θ 1 and an air spray angle θ 2 in the nozzle are 30 to 40 ° with respect to the thread running direction, respectively. , 5 to 15 degrees are suitable.
이하 실시예로서 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
[실시예]EXAMPLE
제1도 및 제2도에 나타낸 방사장치를 이용하여 고유점도(오르토 클로로페놀 측정) 25℃에서 0.65인 풀리에스테르를 토출공수 72, 구금직경 100mm인 구금을 이용하여 295℃에서 방사하였으며, 각종 방사조건 연신배율, 결과는 제1도에 나타난 바와 같다. 또한 냉각조건은 아래와 같이 설정하여 시험하였다.Using the spinning apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the pulley ester having an intrinsic viscosity (ortho chlorophenol measurement) of 0.65 at 25 ° C. was spun at 295 ° C. using a discharge hole of 72 and a detention diameter of 100 mm. Conditional draw ratio, results are as shown in FIG. In addition, the cooling conditions were set and tested as follows.
(1) 냉각풍 취출면 내경-130mm(1) Cooling air blowout inner diameter -130mm
(2) 냉각풍 취출면 길이-200mm(2) cooling air outlet surface length-200mm
(3) 냉각장치 설치위치-방사구금하 100mm(3) Cooling device installation location-100mm under the spinneret
(4) 냉각풍 온도-19℃(4) Cooling wind temperature -19 degrees Celsius
(5) 냉각풍속-0.34m/sec(5) cooling wind velocity-0.34 m / sec
그 결과 방사성 및연신고 그리고 균제도가 대단히 양호한 제품을 제조할 수 있었다.The result was a product with very good radioactivity, stretching and leveling.
[표 1]TABLE 1
[비교예 1]Comparative Example 1
실시예에서와 같은 방사장치를 이용하여 고유점도(오르토 클로로페놀 25℃에서 측정) 0.65인 폴리에스테르를 토출공수 72, 구금직경 100mm인 구금을 통하여, 방사속도, 토출공직경, 냉각풍각도, 에어제트 장치위치를 제2표와 같이 변화시키면서 295℃에서 방사하였다. 또한 냉각조건은 실시예에서와 같았다.Spinning speed, discharge diameter, cooling airflow angle, air of polyester with intrinsic viscosity (measured at 25 ° C. ortho chlorophenol) 0.65 using a spinning device such as in Example The jet device position was spun at 295 ° C. while changing as shown in the second table. Cooling conditions were the same as in the examples.
그 결과 방사성불량으로 인하여 연신성 및 균제도가 불량한 제품이 얻어졌다.As a result, a product having poor elongation and uniformity due to radioactive defects was obtained.
[표 2]TABLE 2
[비교예 2]Comparative Example 2
통상의 용융방사장치를 이용하여 고유점도(오르토 클로로페놀 25℃에서 측정) 0.65인 폴리에스테르를 토출공직경 0.23mm, 토출공수 72, 구금직경 100mm인 구금을 통해 토출량과 방사속도, 연신배율을 제3표에 나타난 바와 같이 변화시키면서 290℃에서 방사하였다. 냉각은 횡취형 냉각장치로서 아래와같은 냉각조건으로 선정하여 시험하였다.Using a conventional melt spinneret, a polyester with an intrinsic viscosity (measured at ortho chlorophenol at 25 ° C) of 0.65 was used to obtain a discharge amount, spinning speed, and draw ratio through a mold with a discharge hole diameter of 0.23 mm, a discharge number of 72, and a cage diameter of 100 mm. It was spun at 290 ° C. while changing as shown in Table 3. Cooling was tested under the following cooling conditions as a transverse chiller.
(1) 냉각풍 취출면 내경-130mm(1) Cooling air blowout inner diameter -130mm
(2) 냉각풍 취출면 길이-900mm(2) cooling air outlet surface length-900mm
(3) 냉각장치 설치위치-방사구금하 150mm(3) Cooling device installation location-150mm under the spinneret
(4) 냉각풍 온도-19℃(4) Cooling wind temperature -19 degrees Celsius
(5) 냉각풍속-0.34m/sec(5) cooling wind velocity-0.34 m / sec
그 결과 방사성 불량으로 인하여 연신성과 사균제도도 대단히 불량하였다.As a result, the drawability and the bactericidal agent were very poor due to the radioactive defect.
[표 3]TABLE 3
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1019830000139A KR840002331B1 (en) | 1983-01-15 | 1983-01-15 | Melt spinning method of ultrafine polyester filament |
Publications (2)
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KR840003300A KR840003300A (en) | 1984-08-20 |
KR840002331B1 true KR840002331B1 (en) | 1984-12-19 |
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KR1019830000139A KR840002331B1 (en) | 1983-01-15 | 1983-01-15 | Melt spinning method of ultrafine polyester filament |
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- 1983-01-15 KR KR1019830000139A patent/KR840002331B1/en not_active IP Right Cessation
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