KR910004454B1

KR910004454B1 - Spinnerette pack for hollow fibers

Info

Publication number: KR910004454B1
Application number: KR1019880014334A
Authority: KR
Inventors: 김덕환; 윤종대; 박세웅; 김격현
Original assignee: 주식회사 코오롱; 이상철
Priority date: 1988-11-01
Filing date: 1988-11-01
Publication date: 1991-06-29
Also published as: KR900008071A

Abstract

Number of arc-shaped slits which constitute the spinneret is 3. The length/ diameter (L/D) of slit is 2,6 and the width of slit is below 0.1mm. Also the spaced between the slits is set in a way that satisfies the following condition [0.2×(L/D)-1 + C1/2 ÷100<= d(mm) <= [0.3 (L/D)-1+ C1/2 ÷100, where C; concentration of polymer (wt.%) in the case of solution spinning, 100% in case of melt spinning. L; length of slit, D; diameter of slit, a; width of slit. The spinneret is used in the mfr. of a hollow fiber by polt mer melt or -solution melthod.

Description

Device for manufacturing hollow fiber

제 1 도는 본 발명 구금장치에 있어서, 3개의 슬릿을 가진 스핀너렛드의 확대도1 is an enlarged view of a spinneret having three slits in the detention apparatus of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

a : 슬릿의 폭 d : 슬릿과 슬릿간의 거리a: width of slit d: distance between slit and slit

본 발명은 중공섬유 제조용 구금장치에 관한 것이다.The present invention relates to a detention apparatus for producing hollow fibers.

더욱 상세히 설명하면, 본 발명은 우수한 중공형태를 가진 중공사를 폴리머멜트 또는 폴리머솔루션 방식에 의하여 양호한 조업성을 제조할 수 있게 하며 긴 수명을 가진 중공섬유제조용 구금장치에 관한 것이다.In more detail, the present invention relates to a hollow fiber manufacturing apparatus for manufacturing hollow fibers having an excellent hollow shape by a polymer melt or a polymer solution method and having a long life.

멜트스핀닝 또는 솔루션 스프닝방식에 의하여 중공섬유를 제조하는 방법은 이미 많이 알려져 있다.Many methods for producing hollow fibers by melt spinning or solution spinning are well known.

첫 번째로 용융된 폴리머 멜트가 아크형태로 이루어져 스핀너렛드를 통과한 후 챔버내에서 낮은 온도의 외기와 접촉하게 되면 점탄성(粘彈性) 때문에 스핀너렛드의 지름보다 더 긴 압축물을 형성하게 되고 이것이 근접해 있는 압출물과 접합하게 되는 다이 스웰을 이용하는 방법이 있으며, 두 번째로 스핀너렛드 중앙에 위치하는 중공니들을 통하여 개스 또는 액체를 폴리머 멜트 내부로 강제로 주입시키는 에어 젯드 또는 워터 젯드방식등이 있다.Firstly, the melted polymer melt is formed in an arc, and passes through the spinneret, and then comes into contact with a low temperature outside air in the chamber, thereby forming a compact that is longer than the diameter of the spinneret due to viscoelasticity. There is a method of using a die swell, which is joined to an adjacent extrudate, and secondly, an air jet or water jet method forcing the gas or liquid into the polymer melt through the hollow needle located at the center of the spinneret. There is this.

그러나 첫 번째의 다이 스웰을 이용한 중공섬유의 제조방법에 있어서는 스핀너렛드를 이루고 있는 슬릿의 사이즈 및 개수에 따라 중공형태 및 중공율이 달라지므로 제작에 각별한 주의가 필요하며, 두 번째의 에러젯드 또는 워터 젯드방식에 있어서는 구금제작은 간단하고 용이하지만 실용화되는 경우 에어 또는 액체의 유량에 따라서 필라멘트 내부와 외부의 공기저항력(空氣抵抗力)의 불균형으로 인하여 조업성의 저하되는 문제점이 있었다.However, in the method of manufacturing hollow fiber using the first die swell, since the hollow shape and the hollow ratio vary depending on the size and number of the slits forming the spinneret, special attention is required for the manufacture, and the second error jet or In the water jet method, the production of detention is simple and easy, but when it is practically used, there is a problem that the operability is deteriorated due to the imbalance of air resistance inside and outside the filament depending on the flow rate of air or liquid.

또한 용융방사시에 사용한 중공섬유 제조용 구금장치를 건식방사 또는 습식방사에서의 폴리머 솔루션 방사장치로 사용할 때는 중공형태가 이루어지지 않거나 불완전한 중공형태를 이루어서 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.In addition, when the apparatus for manufacturing hollow fibers used for melt spinning is used as a polymer solution spinning apparatus in dry spinning or wet spinning, there is a problem in that the hollow form is not made or the hollow form is incomplete.

본 발명자들은 중공섬유 제조용 구금장치에 있어서 이상과 같은 문제점을 해결한 것으로서 이하 상세히 설명하면 다음과 같다.The present inventors have solved the above problems in the apparatus for manufacturing hollow fibers, which will be described below in detail.

즉, 본 발명은 일정한 L/D를 갖는 아크형태의 슬릿으로 이루어진 스핀러렛드에 있어서 슬릿의 수효(n)를 제 1 도와 같이 3개로 하였다.That is, in the present invention, the number n of the slits is set to three as the first degree in the spinneret composed of the slits of the arc shape having a constant L / D.

스핀러렛드에 있어서 슬릿의 수효가 하나 또는 두 개인 경우 스핀너렛드를 통과하여 이루어진 압출물의 형태가 상당히 매끄럽고 중공율 또한 높일 수 있는 유리한 면도 있지만 반면에 폴리머 멜트의 용융점도가 높거나 토출량이 많은 경우 구금에 걸리는 압력이 너무 높아 스핀너렛드가 파열되는 등 구금수명이 짧아지는 결점이 있다.If the number of slits in one or two slit in the spinneret is advantageous in that the extrudate formed through the spinneret is considerably smooth and can also increase the hollow ratio, while the melt viscosity of the polymer melt is high or the discharge amount is high. The pressure on the detention is so high that the spinneret ruptures.

한편 스핀너렛드를 형성하고 있는 슬릿의 수효가 3을 넘는 경우 구금수명은 길어서 경제적이나 스핀너렛드를 지나 형성되는 압출물 또는 원사의 중공의 파열되어 원사물성이 떨어지거나 바람직한 중공율을 나타내지 못하는 등 불리한 점이 많다.On the other hand, when the number of slits forming the spinneret is more than 3, the detention life is long and economical. There are many disadvantages.

본 발명은 이상과 같은 결점을 보완하여 구금수명도 길며 또한 원하는 중공율 및 조업성에 지장을 주지 않도록 슬릿의 수효를 3개가 되게 하였다.The present invention compensates for the drawbacks described above, so that the number of slits is three, so that the detention life is long and does not interfere with the desired hollow ratio and operability.

또한 본 발명에 있어서 스핀너렛드를 형성하는 아크형태의 3개를 슬릿의 L/D을 2-6이 되게 하였으며 동시에 시핀너렛드를 형성하는 아크형태의 3개의 슬릿에 있어서 슬릿과 슬릿간의 간격(d)이 아래의 식을 만족하도록 한 것이다.In addition, in the present invention, the three arc types forming the spinneret have the L / D of the slit 2-6, and at the same time, the spacing between the slits and the slits in the three slit of the arc forming the chiffinneret ( d) satisfies the following equation.

아 래Below

0.2×(L/D)^-1+C^1/2÷100

d

0.3×(L/D)^-1+C^1/2÷1000.2 × (L / D) ^-1 + C ^1/2 ÷ 100

d

0.3 × (L / D) ^-1 + C ^1/2 ÷ 100

단, C : 폴리머농도 (중량분율) L : 슬릿의 길이Where C is the polymer concentration (weight fraction) and L is the length of the slit.

멜트스핀닝일 때 100% D : 슬릿의 직경100% D: Melt Spinning Diameter of Slit

솔루션 스피닝일 때 폴리머농도Polymer concentration at solution spinning

d : 슬릿과 슬릿간의 간격(단위는 mm)d: distance between slits and slits (unit is mm)

또한 스핀너렛드를 형성하는 슬릿의 직경(D)은 0.1mm이하가 되도록 하였다.In addition, the diameter (D) of the slit forming the spinneret was 0.1 mm or less.

본 발명에 있어서 3개의 슬릿의 L/D가 2이하인 경우 스핀너렛드를 지나는 폴리머멜트 또는 폴리머솔루션에 가해지는 쉐어 래이트(Share rate)가 극히 스핀너렛드를 지난 압출물의 과도한 스웰링 현상으로 인해 폴리머멜트 또는 폴리머솔루션의 방사성이 떨어지며, L/D가 6이상인 경우 스핀너렛드에서 폴리머멜트 또는 폴리머솔루션이 받는 전단응력이 한계점을 상회하게 되어 폴리머의 표면이 찢어지는 멜트프랙쳐 현상이 일어나게 된다. 본 발명에서 가장 바람직한 L/D는 3-5이다. 또한 본 발명에 있어서 스핀너렛드를 형성하는 아크형태의 3개의 슬릿의 슬릿과 슬릿간의 간격(d)이 0.3×(L/D)^-1+C^1/2÷ R100%이상인 경우 슬릿을 통과한 압출물의 다이 스웰 레이셔(die swell ratio)보다 슬릿과 슬릿간의 간격이 더 크게 되어 중공섬유의 중공형태가 파열되는 등 중공형태를 이루지 못하며, 0.2 ×(L/D)^-1+C^1/2÷100이하인 경우에는 형성되는 중공섬유의 중공율이 크게 낮아지거나 심지어는 중공형성이 되지 않는다.In the present invention, when the L / D of the three slits is 2 or less, the share rate applied to the polymer melt or polymer solution passing through the spinneret is due to excessive swelling of the extrudate after the spinnerard. The radioactivity of the polymer melt or polymer solution is inferior, and when the L / D is 6 or more, the shear stress of the polymer melt or the polymer solution in the spinneret exceeds the threshold, causing the melt fracture phenomenon that the surface of the polymer is torn. Most preferred L / D in the present invention is 3-5. In the present invention, when the distance d between the slits and the slits of the three arc-shaped slits forming the spinneret is 0.3 × (L / D) ⁻¹ + C ^1/2 ÷ R100% or more, the slit has passed through the slit. The gap between the slits and the slits is greater than the die swell ratio of the extrudate, so that the hollow shape of the hollow fiber is not broken, and thus the hollow shape is not formed. 0.2 × (L / D) ^-1 + C ^1/2 If ÷ 100 or less, the hollow ratio of the hollow fiber to be formed is significantly lowered or even not formed.

이상과 같이 본 발명의 중공섬유 제조용 구금장치는 용융방사 뿐만 아니라 습식 및 건식방식등 솔류션 스피닝에서도 사용가능하므로 다용도를 갖는 아주 유용한 것이다. 중공섬유의 제조에 있어서 구금장치 뿐만 아니라 방사시 폴리머멜트 또는 폴리머솔루션의 온도와 방사속도등의 조절로서 고품질의 중공섬유를 제조할 수 있지만 본 발명자들이 제시한 중공섬유 제조용 구금장치는 이러한 여러가지 변수들을 고려하여 만든 장치이기 때문에 극히 유용하게 사용할 수 있는 것이다.As described above, the apparatus for manufacturing hollow fibers of the present invention is very useful because it can be used in solution spinning such as wet spinning and wet spinning as well as melt spinning. In the manufacture of hollow fibers, not only the detention apparatus but also the manufacturing of high-quality hollow fibers by controlling the temperature and spinning speed of the polymer melt or polymer solution during spinning, but the detention apparatus for manufacturing the hollow fibers of the present inventors can provide these various parameters. It is extremely useful because it is a device made with consideration.

이하 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명한다.It will be described in more detail according to the following examples.

실시예 1-2 및 비교예 1-6Example 1-2 and Comparative Example 1-6

중량평균분자량 2.5 ×10⁴, 다분산성(polydispersity) (Mm/Mn)인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 표(1)과 같은 구금을 사용하여 구금온도 295℃, 방사속도 1800m/min로 하여 미연신 중공섬유를 제조한 다음 강도, 신도 및 중공율을 측정한 결과는 표 (1)과 같다.Unstretched hollow fiber was produced by using polyethylene terephthalate having a weight average molecular weight of 2.5 × 10⁴ and polydispersity (Mm / Mn) as the detention as shown in Table (1) at a detention temperature of 295 ℃ and a spinning speed of 1800m / min. The results of the measurements of strength, elongation and hollow rate are given in Table (1).

[표 1]TABLE 1

Claims

In the apparatus for manufacturing hollow fibers, the number of arc-shaped slits forming the spinneret is three, the L / D of the three slits is 2-6, and the width of the three slits is 0.1 mm or less. , The apparatus for manufacturing hollow fibers in which the spacing d of the slits satisfies the following conditions

Below

0.2 × (L / D) ^-1 + C ^1/2 ÷ 100

d (mm)

0.3 × (L / D) ^-1 + C ^1/2 ÷ 100

C: polymer concentration (weight fraction)

100% when melt spinning

Polymer concentration at solution spinning

L: length of slit D: diameter of slit