KR960011591B1 - 분할형 복합섬유 및 그 방사구금장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

분할형 복합섬유 및 그 방사구금장치

제1도는 본 발명의 방사구금장치의 종단면도.

제2도는 제1도의 X-X선 단면도.

제3도는 본 발명의 복합사 단면 예시도.

제4도는 종래의 방사상 복합사 단면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

I : 분배판 II : 노즐

1 : 분배공 2 : 저장실

3 : 분배공 4 : 분배공 스리트

5 : 병열상 스리트 6 : 합류공

7 : 노즐공 Da : 노즐공의 직경

D1 : 중심부의 병열상 스리트의 직경

D₁' : 중심부에서 첫번째의 분배공 스리트의 직경

d₁: 중심부의 병열상 스리트의 폭 h₁:중심부의 병열상 스리트의 깊이

k₂: 중심부에서 2번째의 분배공 스리트의 폭

1₂: 중심부에서 2번째의 분배공 스리트의 깊이.

본 발명은 폴리에스테르와 폴리아미드로 되어 있는 다수의 세그먼트들이 병열상으로 접합되어 있는 분할형 복합섬유 및 그 방사구금장치에 관한 것이다.

더욱 구체적으로는 본 발명의 분할형 복합섬유는 연신후에 3~27개의 편평상 세그먼트로 분할되어서 0.3-0.5데니어의 극세사로 될 수 있으며, 본 발명의 방사구금장치는 상기한 바와 같은 분할형 복합섬유를 제조하기에 적합한 것이다.

최근에 인공피혁류나 투습방수직물을 만들기 위한 초극세 합성섬유의 제조방법이 활발하게 제안되고 있다.

일본 특허공고 소 46-3817, 소 46-26723 등에는 비상용성 고분자를 해도상 단면으로 복합방사하여 해성분을 제거하는 방법을 제안하고 있지만, 이 경우 방사구금이 고가이고 제조공장이 복잡하며 한 성분을 결국 제거해야 하기 때문에 제조원가면에서 유리한 방법이라 말할 수 없다.

한편, 일본 특허공고 소 48-28005, 소 48-37044, 일본 특허공개 소 51-130317 등에 공개된 바와 같이 비상용성 고분자를 다층 방사상 접합형 단면을 갖는 복합섬유로 만들고 이것을 박리, 분할하는 방법은 그 원사의 제조방법이 간단하고 각 고분자가 고유의 특성을 가지면서 섬유를 형성하는 이점이 있다.

그러나 다층 방사상 복합섬유는 제그먼트가 방사상으로 배열되어 있으므로 박리분할이 불균일하며 세그먼트수가 작을 경우 방사, 연신 등의 제조공정중에 분할이 되기 쉬워 방사, 연신작업성이 불량하며, 분할후 단면이 동일한 쐐기상을 이루어 이섬도가 불가능하다는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결한 것으로서, 본 발명은 방사 및 연신작업성이 양호하며 분할후의 사단면형태가 극세 편평 단면으로 되어서 드레이프성이 우수한 분할형 복합섬유와 그 방사구금장치를 제공하는데 그 목적이 있는 바 이하 상세히 설명하면 아래와 같다.

제1도는 본 발명의 방사구금장치의 전체를 도시한 종단면도이고, 제3도는 이 방사구금장치로 얻어진 복함섬유의 횡단면도이다.

제1도에서 도시한 바와 같이 분배판(I)은 중앙부에 볼리머(B)가 유입되는 저장실(2)을 가지며 그 하부에는 다수의 분배공(1)이 분배판 하부의 분배공 스리트(4)의 중앙에 병열상으로 천공되어 있다.

분배판 하부의 분배공 스리트(4)는 합류공(6)을 중심으로 하여 병열상으로 배치되어 있다.

또 분배판(I)의 양측에는 분배공(3)이 천공되어 있으며 상기 분배공(3)은 노즐(II)의 상단부에 천공되어 있는 병열상 스리트(5)와 연통되어 있으며 노즐(II)의 중앙에는 합류공(6)과 노즐공(7)이 또한 천공되어 있다.

이상에서 설명한 방사구금장치에서 분배공(3)에 유입된 폴리머(A)가 병열상 스리트(5)에 공급되고, 분배공(1)에 유입된 폴리머(B)가 분배공 스리트(4)에 공급되어 A,B 두 종류의 폴리머가 동시에 노즐(II)의 합류공(6)을 향해 다층 병열상으로 접합하면서 유입하게 된다.

이때 일반 원형 노즐공(7)을 사용하여 방사할 경우, 노즐공(7)의 직경(Da)은 0.25mm~0.33mm의 범위로 하고 , 노즐드래프트(V/V₀)를 70~130으로 할때 방사작업성이 가장 양호함을 알 수 있었다.

이때 노즐드래프트의 계산식은 다음과 같다.

노즐드래프트(V/V₀)=ρπD² _aV/4Q

V : 권취속도

V₀: 고분자 토출속도(=4Q/ρπDa²)

ρ : 고분자 용융 밀도

Q : 분당 토출량

Da : 노즐공직경

본 발명에서 슬리트(4)와 슬리트(5)의 합계는 3-27개까지 가능하지만 3~15개가 가장 적합하다.

본 발명에서 폴리머(A)와 폴리머(B)의 복합비 (A/B)는 3/7~5/5가 좋으며, 이 범위로 하였을때 방사성, 연신성 및 분할성이 우수하였다.

또 본 발명에서 폴리머(A)는 나일론-6 또는 나일론-66을, 폴리머(B)는 폴리에스텔을 사용하였다.

상술한 바와 같은 방사구금장치를 이용하여 용융 방사한 미연신 복합섬유를 공지의 방법으로 연신하여 제조한 분할형 복합섬유의 단면 및 박리분할성은 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비, 폴리머 A,B의 복합비 및 점도차 등에 의해서 결정된다. 이때 d_n/h_n의 비율이 0.5d_n/h_n1.5(단, 0.1d_n1.0mm, 0.1h_n1.0mm)일때 단면형성성 및 박리분할성이 양호하였다. 만일 1.5 이상일 경우에는 단면형성성 및 박리분할성이 불량하고 0.5 이하일때는 단면형성성은 양호하나 연신시 박리분할로 인한 작업성이 좋지 않다. 따라서 스리트의 폭과 깊이의 비는0.5d_n/h_n1.5일때 단면형성성 및 방사, 연신작업성이 양호하며 후공정에서의 박리분할성도 양호하게 된다.

본 발명에 있어서 섬유의 단면형성성은 D_n/h_nD'_n,K_n,l_n등과도 밀접한 관계를 가지며, 다음과 같은 범위를 만족할 때 단면형성성이 양호하게 된다.

5 D_n/hn 50,

0.1D_nD'_n0.8D_n,

k_n=d_n, l_n=h_n, n=1, 2, 3, 4, ....

D_n: 중심부에서 n번째의 병열상 스리트의 직경,

D'_n: 중심부에서 n번째의 분배공 스리트의 직경,

d_n,h_n: 중심부에서 n번째의 병열상 스리트의 폭과 깊이,

k_n,l_n: 중심부에서 n번째의 분배공 스리트의 폭과 깊이,

D_n/h_n의 크기가 5 이하일때는 압력손실(이하 압손)이 너무 작아 B 부분의 단면적이 커져 A 부분의 단면 형성이 제약을 받고 50 이상일때는 압손이 너무 커 단면형성성이 불량해진다. 또한 D'_n의 크기에 의해 A 부분의 단면형성성이 결정되며 0.1D_n이하일 때에는 A 부분이 압손이 너무 작고, 0.8D_n이상일 때에는 압손이 너무 커져 단면형성성이 불량해진다.

본 발명의 분할형 복합섬유를 제직 또는 편직하여 동상의 폴리에스테르 감량 가공방법인 4% 가성 소오다수용액으로 20분간 처리하여 박리, 분할하면 세그먼트의 섬도가 0.3~0.5데니어 범위인 극세섬유를 얻을 수 있었다.

이하 실시예와 비교실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

폴리머(A)로서 황산 상대점도 (η rel) 2.8인 나일론-6과 폴리머(B)로서 오르소페놀 극한점도가 0.64인 폴리에스테르를 분배판에 두 폴리머의 복합비(A/B)를 3/7로 하여 공급하고 II 세그먼트로 분할 분배한 다음, 병열상 스리트의 폭(dn)과 깊이(hn)의 비를 1로 하고 D_n/h_n=10, D'_n=0.2 D_n, k_n=d_n, l_n=h_n로 하고 방사속도 1,200m로 방사하였다.

상기의 미연신사를 스리트 히터형 연신기에서 3.2배 연신하여 섬도 75데니어/24필라멘트, 강도 4.5g/d, 신도 40%의 연신사를 얻었다.

상기 연신사를 사용하여 직물을 만든 다음 알카리 감량처리를 하여서 각 세그먼트들을 분리시켰다.

[실시예 2]

병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 1.2로 하고 기타는 실시예 1과 동일한 방법으로 방사하여, 섬도 75데니어/24필라멘트, 강도 4.2g/d, 신도 38%의 연신사를 얻었다.

[실시예 3]

폴리머 A/B의 복합비를 5/5로 하고, 세그먼트수를 7개로, 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 1로 하였으며, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 4]

병열상 스리트의 직경(D_n)과 깊이(h_n)의 비(D_n/h_n)를 20으로 하고, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 5]

분배공 스리트의 직경(D'_n)의 크기를 D'_n=0.5D_n으로 하고, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 1~2]

병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 0.3과 1.5로 하고, 세그먼트수를 11개로 기타는 실시예 1과 동일한 방법으로 하였다.

[비교실시예 3~4]

폴리머 A/B의 복합비를 3/7로 하고, 세그먼트수를 3.15개로, 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 1로 하였으며, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 5~6]

폴리머 A/B의 복합비를 2/8, 8/2로 하고, 세그먼트수를 11개로, 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 1로 하였으며, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 7]

병열상 스리트의 직경(D_n)과 깊이(h_n)의 비(D_n/h_n)를 50으로 하고, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 8]

분배공 스리트의 직경(D'_n)의 크기를 D'_n=0.8D_n으로 하고, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 9]

폴리머 A/B의 복합비를 3/7로 하고, 세그먼트수를 15개로, 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 0.5로 하였으며, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 10]

폴리머 A/B의 복합비를 7/3으로 하고, 세그먼트수를 15개로, 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 1로 하였으며, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 11]

폴리머 A/B의 복합비를 5/5로 하고, 세그먼트수를 11개로, 병열상 스리트의 폭(d_n)과 깊이(h_n)의 비를 0.5로 하였으며, 기타는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예와 비교예의 결과는 표 1과 같다.

※방사성 : 풀보빈(Full bobin)을 90% 이상-양호, 90-85% ~보통, 85% 미만-불량

※ 연신성 : 사절 및 모우발생율 2% 이하-양호, 2~4%-보통, 4% 이상-불량

※ 방사, 연신성 : ○→양호, △→보통, ×→불량

※ 수분확산성 : 직물위에 0.2cc의 물방울을 적하한 후 2분후의 물방울의 퍼짐면적과의 비가 140% 이상-양호, 140~120%-보통, 120% 미만-보통

90% 이상-양호, 90~80%-보통, 80% 미만-불량

※ 분할후 섬도 : 0.4d 이하-양호, 0.4~0.6d-보통, 0.6d 이상-불량

Claims (6)

1. 비상용성인 섬유형성성 폴리머(A)(B)로 되어 있으며 폴리머(A)와 (B)의 복합비는 3 : 7~5 : 5이고, 또 편평상 세그먼트가 병열상으로 접합되어 있으며 총 세그먼트의 수가 3~27개인 분할형 복합섬유.
2. 제1항에 있어서, 섬유형성성 폴리머(A)는 폴리아미드이고, 섬유형성성 폴리머(B)는 폴리에스테르임을 특징으로 하는 분할형 복합섬유.
3. 분배판(I)과 노즐(II)이 결합되어 있는 방사구금장치로서, 분배판(I)에는 저장실(2)과 분배공(1)을 가지며 또 분배공(1)의 하부는 분배공 스리트(4)와 연통되어 있으며, 분배판(I)의 분배공(3)은 노즐(II)에 천공된 병열상 스리트(5)와 연통되어 있되, 상기 분배공 스리트(4)와 병열상 스리트(5)는 서로 병열로 배열되어 있으며, 그리고 노즐(II)에서는 통상의 합류공(6)과 노즐공(7)을 가짐을 특징으로 하는 분할형 복합섬유제조용 방사구금장치.
4. 제3항에 있어서, 병열상 스리트(5)의 폭(dn)과 깊이(h_n)의 비가임을 특징으로 하는 분할형 복합섬유 제조용 방사구금장치.
5. 제3항에 있어서, 중심부에서 n번째 병열상 스리트의 직경(D_n)과 깊이(h_n)의 비가 5 D_n/h_n50임을 특징으로 하는 분할형 복합섬유 제조용 방사구금장치.
6. 제3항에 있어서, 중심부에서 n번째 분배공 스리트(4)의 폭(k_n), 깊이(l_n) 및 직경(D'_n)이 k_n=d_n, l_n=h_n, 0.1D_nD'|_n0.8D_n임을 특징으로 하는 분할형 복합섬유 제조용 방사구금장치.

   단, d_n: 병열상 스리트의 폭

   h_n: 병열상 스리트의 깊이

   D_n: 병열상 스리트의 직경