KR870000743B1 - 합성섬유용 방사구금 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

합성섬유용 방사구금

제1도는 종래의 방사구금에 관련된 단면도로서,

1-a도는 종래의 대표적인 삼각단면형 방사구의 단면도.

1-b도는 상기 종래의 방사구금으로 방사한 폴리에스텔 미연신사의 단면도.

1-c도는 상기 종래의 방사구금으로 방사후 연신가공한 폴리에스텔 가연가공사의 단면도.

제2도는 본 발명 방사구금에 관련된 단면예시도로서,

2-a도는 본 발명 방사구의 단면예시도.

2-b도는 상기 본 발명 방사구금으로 방사한 폴리에스텔 미연신사에 단면예시도.

2-c도는 상기 본 발명 방사구금으로 방사후 연신 가공한 폴리에스텔 가연가공사의 단면예시도.

제3도는 본 발명 방사구의 구체적인 단면확대예시도.

제4도는 본 발명 방사구의 돌출부분 단면확대예시도.

본 발명은 섬유형성성 폴리에스텔 중합체로부터 천연실크와 같은 (부드러운 촉감 및 특이한 광택을 지니는 삼각단면 폴리에스텔 섬유를 제조할 수 있는 새로운 방사구금에 관한 것이다.

특히 본 발명은 연신 및 가연가공시 우수한 조업성을 가지고 안정된 물성과 고유한 광택을 지니는 삼각단면폴리에스텔 가연가공사를 제조할 수 있는 삼엽형 방사구금에 관한 것이다.

종래 열가소성 합성섬유용 선상중합체를 이형방사구금에 의하여 용융압출하여 이형단면의 섬유를 얻는다는 것은 이미 공지된 기술이다.

합성섬유 특유의 결점인 미끄러운 감촉, 차가운 외양감 등을 개선하기 위한 연구로서 T형, Y형 및 삼각형 스릿트를 가진 방사구금으로 이들을 방사하는 기술은 오래전부터 알려져 왔다. 이들은 섬유에 천연실크에 유사한 단면효과를 부여하기 위하여 제1-a도에 예시하는 바와 같은 이형방사구금을 사용하여 합성 섬유의 결점인 액시한 감촉을 줄이고 섬유표면에 독특한 섬광성을 얻는데 어느정도 성공하였다. 그러나 이들 종래에 사용된 공지의 T형 Y형 및 삼각형 스릿트를 가진 방사구금으로 제조된 필라멘트사의 단면은 제1-b도에서 보는 바와 같이 방사후의 미연신 필라멘트 상태에서는 그 단면이 이 형상으로서 뚜렷하지만 연신 및 가연가공후에는 삼엽의 귀가 찌그러지는 경향이 많고(제1-c도 참조) 또는 볼록면과 오목면의 곡선으로 형성되어 있어 전반적으로 빛의 반사광량이 적어 우아하고 품위있는 섬광성이 부족한 결점이 있다.

그리고 무엇보다도 이들 공지의 방사구금으로 방사연신시킬 경우 원형구금의 경우보다 방사연신성이 현저히 불량하고 사의 물성도 저하되는 결점이 있으며, 이들을 다시 가연가공할 경우에는 더욱 조업성이 하락하는 문제점이 있다. 이같은 문제점들은 주로 방사구내의 응용폴리머의 불안정한 유동성에 기인하는 것으로, 즉 공지의 슬리트만으로 구성된 T형 Y형 및 삼각형 방사구금에서는 구금내 중심측을 통과하는 용융폴리머의 점성응력과 외측슬리트를 통과하는 용융폴리머의 점성응력사이에 차이가 심하여 폴리머의 유동이 불안정하기 때문이다. 즉, 예를들어 설명하면 아래와 같은 공지된 구금에 있어서 중심부 ㉠에서는 점성응력이 낮아 폴리머의 유동이 용이하나 슬리트부인 ㉡에서는 점성응력이 극히 높아 폴리머의 유동이 불안정하고 유량(流量)도 극히 적어 양부분간에 분자배향의 차이가 발생한다. 슬리트의 이형도가 너무 크면 폴리머가 흐르지 못하게 되는 극단적인 경우도 있다.

이같은 필라멘트사의 물성불안정은 이후 가연가공 공정에서 더욱 현저하게 조업성하락을 유인하기 때문에 가연가공용으로의 폴리에스텔 이형단면사용도에 제한적 요인이 되어 왔다.

본 발명자는 종래의 이같은 결점을 해결하기 위하여 많은 연구끝에 본 발명에 도달하게 된 것이다.

본 발명자는 먼저 공지된 Y형의 방사구금을 이용하여 폴리에스텔 필라멘트를 방사 연신하고 가연가공한 사의 광택이 이상 반짝임 현상을 가지고 있음에 유의하였고, 이를 현미경으로 조사한 결과 그 가공사를 구성하고 있는 다수의 단사가 이상단면을 형성하고, 특히 가공사의 외곽에 위치하는 단사에 삼엽의 귀가 찌그러짐 현상이 심하여 이로 인한 광반사 현상이 감소되고 있음을 알았고, 이러한 이상변형은 미연신사가 처리될 때 가연히터상에서 섬유축 방향으로 연신작용 및 꼬임작용이 이루어지면서 외곽위치 단사들의 첨예한 돌출부분에 심한 마찰압력을 받아 생기는 것에 착안하였다. 그리고 첨예하게 돌출한 부분을 가지는 이형단면사보다는 알맞게 돌출시켜 전체적으로는 삼각단면을 유지하는 방법이 가공마찰에 견딜수 있으며, 또한 이같이 형성된 삼각단면사는 오목면과 볼록면으로 된 공지의 이형사보다 빛의 반사량이 크기 때문에 광택효과가 우수하다는 사실에 착안하였다.

본 발명자는 또한 이형도가 큰 구금에서는 구금단면 평균 점성응력이 크기 때문에 폴리머 유동이 불안정하고 슬리트부와 중심부의 유속차이로 인한 분자배향 구조면에서도 심한 차이가 있기 때문에 방사, 연신성이 불량하게 된다는 사실에 또한 착안하였다.

본 발명에서는 상기와 같은 종래의 T형, Y형 및 삼각형단면구금에서의 방사, 연신 및 가연가공성을 현저히 개선하고 이형단면사 고유의 효과인 광택을 극대화하기 위한 방안으로 삼각형상의 방사구금 2 또는 3변에 곡률반경을 갖는 곡선으로 구성하고 삼각형의 꼭지점에 원호상(圓弧)의 슬리트를 조합한 새로운 방사구금을 개발한 것이다.

본 발명 구금예시도인 제3도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전체적으로 삼각형의 형상을 구현시킨 것은 사의 단면을 삼각형으로 발현시키고 동시에 구금내에서 폴리머의 점성응력을 감소시켜 방사성을 향상시키기 위한 것이다. 삼각형의 꼭지점 부분에 슬리트를 형성하고 슬리트 끝부분을 원호상으로 구성한 것은 사의 단면을 삼각형으로 하고 또한 슬리트내폴리머 유동을 좋게하기 위한 것이다. 무엇보다도 중요한 것은 전체적으로는 삼각형을 이루면서 적어도 2변을 곡율반경을 갖는 곡선으로 설계한 것으로 이것은 종래에 직선상으로 처리한 공지변형구금과는 크게 다른 것이다. 이것은 슬리트부분이 중심부분과 어떤 지역구분을 이룸이 없이 자연스럽게 점차적으로 연결되게 한 것으로 전체적으로 폴리머유동을 균일하게 하는 효과가 있으며, 또한 부드러우면서도 정확한 삼각단면사를 얻도록 함과 아울러 삼엽의 끝부분이 첨예하게 돌출되지 않도록 한 것이다.

본 발명자는 이상과 같은 특성을 갖는 폴리에스텔 삼각단면사 제조용 구금에 대한 여러가지 실험을 행한 결과 다음과 같은 범위의 구조를 갖는 구금이 가장 바람직하다는 결론을 얻었다. 제3도에서와 같이 삼각형상 구금의 2 또는 3개의 변이 곡율반경을 갖는 곡선으로 구성되고, 두변의 변곡점간의 직선중앙점에서 돌출부분 곡선까지 거리 r₂와 두변의 변곡점간의 거리의

인 r₁사이에 0.5

2.4 관계를 만족하고, 곡율 반경 R이 두변 변곡점간의 직선거리 d 의 0.1 내지 9.0배이고, 구금중심점과 곡율 반경 R의 원주상 변곡점을 연결하는 직선과 구금중심점에서 d/2점을 연결한 직선이 이루는 각도 θ가 0 내지 25°이며, d 는 0.04 내지 0.1mm, 구금중심부에서 구금외부까지의 최장거리 L은 2.5d 내지 4d 관계를 만족하는 삼엽 형태의 방사구금이 본 발명의 목적과 일치하는 특성을 발현시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 방사구금을 사용하여 이형단면 폴리에스텔 가연가공사를 제조함에 있어서, 방사속도는 2000 내지 6000m/분에서 복굴절 0.030 내지 0.075로 설계하여 방사함이 좋다. 복굴절이 0.020 미만인 경우에는 가연가공시 이형사 돌출부의 귀에 변형이 크고 광택효과가 적어지며, 반대로 0.135를 초과할 경우에는 실질적으로 연신사에 가깝기 때문에 연신 가연하는 것이 불가능하다. 가연가공온도는 170 내지 235℃ 특히 190 내지 225℃가 적당하며 170℃미만일 경우 권축발현성이 충분하지 않고 235℃를 초과할 때는 융착현상이 발생되어 강신도가 저하된다. 연신가연시 연신비는 미연신사의 복굴절에 따르지만 1.1 내지 2.5배의 핀 타잎(pin type)보다 프릭션타잎(Friction type)이 적당하다.

이하에 실시예를 들어 설명한다

[실시예]

종래의 이형단면 방사구금과 본 발명의 방사구금을 사용하여 표 2의 조건하에서 방사, 가연가공하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 표에서 보면 본 발명 방사구금을 사용하는 경우 공지의 이형단면 방사구금을 사용하는 것에 비교하여 방사, 가연성이 극히 우수하고 사물성도 양호하며 모우, 광택불량이 거의 발생되지 않는다.

Claims (1)

1. 삼각형상의 방사구금에 있어서, 2 또는 3개의 변이 곡율반경을 갖는 곡선으로 구성되고 각각의 수치가 다음 관계식들을 만족시키는 것을 특징으로 한 삼각단면 폴리에스텔가연가공사 제조용 방사구금.

   

   상기식에서,

   R은 곡률반경, d는 구금 2변의 변곡점간의 직선거리, θ는 구금중심점과 곡율반경 R의 원주 변곡점을 연결하는 직선과 구금중심점에서 d/2점을 연결한 직선이 이루는 각도, L은 구금중심부에서 구금외부 까지의 최장거리, r₁은 d/2이고 r₂는 d의 중앙점에서 돌출부곡선까지의 최장거리를 나타낸다.

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