KR960011593B1

KR960011593B1 - 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치

Info

Publication number: KR960011593B1
Application number: KR1019940012814A
Authority: KR
Inventors: 김학용; 오상균; 윤영현
Original assignee: 주식회사 삼양사; 김상응
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1996-08-24
Also published as: KR960001208A

Abstract

내용없음.

Description

이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치

제1도는 본 발명 방사구금 장치의 종단면도이고,

제2도는 제1도의 X-X선 단면도이며,

제3도는 방사상스리트의 폭과 깊이를 도시한 것이고.

제4도는 본 발명의 복합사 단면도이며,

제5도는 종래의 방사상 복합사의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

I : 분배판 II : 노즐

1 : 중심부 분배공 2 : B수지 저장실

3 : A수지 분배공 4 : 환상배열의 B수지 분배공

5, 5' : 방사상스리트 6 : 합류공

7 : 방사공 8 : 중심부분배공 스리트 구멍

9 : 환상 배열의 B수지 분배공스리트 구멍

D₁: 환상 배열의 B수지 분배공 열의 직경

D_a: 노즐공의 직경 W : 방사상스리트 폭

h₁, h₂: 방사상스리트 깊이

본 발명은 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 폴리아미드(A수지)와 폴리에스테르(B수지)로 되어 있는 다수의 세그먼트들이 접합, 방사상으로 배열되어 있고, 연신후 박리 분할되어 0.1~0.5데니어의 이섬도 이단면 극세사로 될 수 있는 이섬도 이단면 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치에 관한 것이다.

최근에 합성섬유를 이용하여 인공피혁류나 투습방수직물을 만들기 위한 초극세 섬유의 제조방법이 활발하게 연구되어 있다. 예를 들어, 일본특공소 46-3817호 및 소46-26723호 등에는 비상용성 고분자를 해도상단면으로 복합방사하여 해성분을 제거하는 방법이 공지되어 있지만, 상기 방법들은 방사구금이 고가이고 제조공정이 복잡하며, 한 성분을 결국 제거해야 하기 때문에 제조원가 면에서 유리한 방법이라 할 수 없다. 또한, 일본특공소 48-28005호 및 소48-37044호, 일본특개소 51-130317호 등에는 비상용성 고분자를 다층방사상접합형 단면을 갖는 복합섬유를 만들고 박리, 분할하는 방법이 기재되어 있으나, 이 방법은 원사제조 방법상 제조방법이 간단하고 각 고분자가 고유의 특성을 가지면서 섬유를 형성하는 이점이 있는 반면에 방사상의 세그먼트의 배열로 인한 박리분할이 불균일하며 세그먼트 수가 작을 경우 방사연신등의 제조 공정중에 분할이 되기 쉬워 방사, 연신 작업성이 불량하고, 분할후 단면이 동일한 쐐기상을 이루어 이심도가 불가능하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 방사구금 장치의 문제점을 해결하면서 방사 및 연신작업성이 양호하며 분할후의 사단면 형태가 극세 이섬도 이단면으로 되어 촉감이 우수한 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 분배판에 중심부 분배공과 환상배열의 B수지 분배공을 형성하고 노즐에 깊이가 상이한 2종 이상의 방사상스리트를 형성하되 교호, 대칭으로 배열 형성하는 방사구금 장치를 사용함으로써 방사 및 연신작업성이 양호하며 이섬도 이단면을 갖는 극세 섬유를 얻을 수 있었다.

본 발명을 첨부 도면에 의거 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명 방사구금 장치의 종단면도이고, 제2도는 제1도의 X-X선 단면도이며, 제3도는 방사상스리트의 폭과 깊이를 도시한 것이고, 제4도는 본 발명의 복합사 단면도이며, 제5도는 종래의 방사상 복합사의 단면도이다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 본 발명의 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치는 분배판(I)과 노즐(II)이 결합되는 공지의 방사구금 장치에 있어서, 분배판(I)에는 B수지 저장실(2)과 중심부 분배공(1), 환상 배열의 B수지 분배공(4) 및 A수지 분배공(3)을 가지며, 분배공(1) 및 환상배열의 B수지 분배공(4)의 하부는 중심부 분배공스리트 구멍(8)과 환상 배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)에 연통되어 있고, A수지 분배공(3)은 노즐(II)에 천공된 방사상스리트(5)(5')와 연통되어 있으며, 노즐(II)에는 환상배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)과 방사상스리트(5)(5')가 서로 교호로 방사상으로 배열되어 있되, 방사상스리트(5)(5')는 폭과 깊이의 비가 서로 다르게 교호, 대칭으로 배열되어 있고, 통상의 합류공(6)과 노즐공(7)이 형성되어 있는 것이다.

즉, 본 발명의 방사구금 장치는 서로 다른 형태를 갖는 2종 이상의 스리트를 교호, 대칭으로 배열하는 것을 특징으로 하는 것이며, 복합사 단면의 형태 안정성을 중요한 관점으로 고려하여 방사구금 장치를 설계하므로서 복합방사에 의해서도 이단면 이섬도를 갖는 분할형 복합섬유를 얻을 수 있도록 하였다.

본 발명의 방사구금 장치에 있어서, A수지 분배공(3)에 유입된 폴리머(A)는 방사상스리트(5)(5')에 공급되고, B수지 저장실(2)에 유입된 폴리머(B)는 중심부 분배공(1)과 환상배열의 B수지 분배공(4)에 공급되어, A, B 두종류의 폴리머가 동시에 노즐(II)의 합류공(6)을 향해 교호로 분리, 방사상으로 접합하면서 유입하게 되어 이단면 이섬도를 갖는 복합섬유로 방사된다.

상술한 바와 같은 방사구금 장치를 이용하여 용융방사한 미연신 복합섬유를 공지의 방법으로 연신한 분할형 복합섬유의 단면형성성 및 박리 분할성은 중심부 분배공스리트 구멍(8)의 직경(X), 환상 배열의 B수지 분배공스리트 구멍의 직경(Y), 방사상스리트(5)(5')의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂), 고분자 A, B의 복합비 및 점도차 등에 의해서 결정된다.

본 발명에 있어서는 다음과 같은 범위를 만족할때 제반물성 및 효과가 양호한 이단면 이섬도 복합섬유를 제조할 수 있었다.

0.1K₁=w/h₁2

0.5K₂=w/h₂4

0.1X1.0mm

0.1Y1.0mm

0.1w1.5mm

0.1h_n1.5mm, n=1,2

W : 방사상스리트(5)(5')의 폭

h₁및 h₂: 방사상스리트(5)(5')의 깊이

X : 중심부 분배공스리트 구멍(8)의 직경

Y : 환상 배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)의 직경

통상적으로 중심부 분배공스리트 구멍(8)의 직경(X)과 환상배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)의 직경은 동일하다.

중심부 분배공스리트 구멍(8)과 환상배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)의 직경 X 및 Y가 동일한 경우 방사상스리트(5)(5')의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)가 0.1K₁2, 0.5K₂4이어야만 단면 형성성 및 박리분할성이 양호하며, K₁, K₂가 각각 2, 4를 초과할 경우에는 단면 형성성과 박리분할성이 불량하였다. 즉, 방사상스리트(5)(5')의 폭과 깊이의 비가 0.1K₁2, 0.5K₂4일때 단면 형성성 및 방사, 연신작업성이 양호하며 후공정에서의 박리 분할성도 양호하게 된다.

한편, 본 발명에 있어서, 이섬도, 이단면성은 K₁과 K₂의 차이(D=K2-K1)가 0.5D2일때 분할후 섬도 차이가 0.1~0.5데니어가 되는 복합섬유를 얻을 수 있었다.

K₁과 K₂의 차이가 0.5이하가 되었을 경우에는 이단면 이섬도 형성성이 제약을 받고, 2이상이 되었을 경우에는 폴리머의 압력손실차이가 너무 커 단면 형성성 및 박리분할성이 불량하였다.

또한, 본 발명에 있어서 섬유의 이섬도 이단면 형성성은 방사상스리트(5)(5')의 압력손실(이하 압손)△P₁, △P₂과 밀접한 관계를 가지며 압력손실은 다음식에 의존한다.

△P₁= {2Q(1/n+2)/K₁ ²H³}ⁿ(2KL/K₁H)

△P₂={2Q(1/n+2)/K₂ ²H³}ⁿ(2KL/K₂H)

Q : 토출량

K : 파우어(Power)상수

n : 지수법칙인자

L : 방사상스리트(5)(5')의 길이

H : 방사상스리트(5)(5')의 깊이

K₁: 방사상스리트(5)의 폭과 깊이의 비

K₂: 방사상스리트(5')의 폭과 깊이의 비

동일한 방사상스리트 구멍의 크기를 가질때에 방사상스리트(5)(5')의 압력손실의 비(△P₂/△P₁)가 1△P₂/△P₁10의 범위를 만족할때 단면형성성이 양호한 이섬도 이단면 섬유가 가능하게 되며, 더욱 양호하게는 2△P₂/△P₁5의 범위를 만족할때 0.1~0.5d의 이섬도가 가능하게 된다.

복합사의 이단면 이섬도 형성성은 복합비가 같을때에는 △P₂/△P₁의 크기에 의존하며 방사상스리트(5)(5')의 압손비(△P₂/△P₁)가 10보다 클 경우에는 B수지 분배공과 연통된 환상배열의 분배공(9)으로부터의 폴리머(A) 유입을 방해해 복합사의 단면형성성 및 단면안정성이 제약을 받아 방사 및 연신 작업성이 좋지 않게 된다.

방사공(7)이 일반적인 원형으로 된 장치를 사용하여 방사할 경우, 방사공(7)의 직경(D_a)은 0.25mm~0.33mm의 범위로 하고, 노즐드래프트(V/V₀)를 100~130으로 할때 방사작업성이 가장 양호하였다.

이때 노즐드래프트의 계산식은 다음과 같다.

노즐드래프트(V/V₀)=ρπD_a ²V/4Q

V : 권취속도

V₀: 고분자 토출속도(=4Q/ρπD_a ²)

ρ : 고분자 용융밀도

Q : 분당토출량

D_a: 노즐공직경

본 발명에서 폴리머(A)와 폴리머(B)의 복합비(A/B)는 3/7~5/5가 좋으며, 상기 범위로 하였을때 방사성, 연신성 및 분할성이 우수하였고, 폴리머(A)는 폴리에스테르를 폴리머(B)는 폴리아미드를 사용하였다.

본 발명에 있어서 복합섬유를 통상의 방법으로 제직하여 폴리에스테르 감량 가공방법인 4% 가성소오다 수용액으로 20분간 처리한 후 박리, 분할하여 세그먼트모노데니어가 0.1~0.5데니어 범위인 극세 섬유를 얻을 수 있었다.

다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

고분자(A)로서 황산상대점도(n rel) 2.8인 나일론-6과 고분자(B)로서 오르소페놀극한점도가 0.64인 폴리에스테르를 분배판에 두 고분자의 복합비(A/B)를 3/7로 하여 공급하고 17세그먼트로 분할 분배하되, 중심부 분배공(1)과 환상 배열의 B수지 분배공(4)의 스리트 구멍(8)(9)의 직경 X,Y를 각각 0.3mm로 하고 방사상스리트(5)(5')의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)가 0.6인 2종의 방사상스리트를 형성하여 방속 1,200m로 방사하였다. 제조된 미연신사를 스리트히터형 연신기에서 3.2배 연신하여 섬도 75d/24f, 강도 4.3g/d, 신도 40%의 연신사를 얻었다.

연신사의 단면형성성 및 방사, 연신 작업성이 양호하였으며, 연신사를 통상의 방법으로 제직후, 4% 가성 소오다 수용액으로 20분간 처리하여 박리, 분할하여 극세 섬유를 얻었다. 극세 섬유의 각 세그먼트의 분할현상도 양호하였고 분할 후의 섬도분포가 0.1~0.4 데니어이었다.

[실시예 2]

방사상스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)를 1.2로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 방사하여, 섬도 75d/24f, 강도 4.1g/d, 신도 38%의 연신사를 얻었다.

[실시예 3~4]

고분자 A/B의 복합비를 5/5로 하고 방사상스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)를 0.6과 1.2로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 5]

중심부 분배공(1)과 환상 배열의 B수지 분배공(4)의 스리트 구멍(8)(9)의 직경 X,Y를 각각 0.3, 0.5mm로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 6]

중심부 분배공(1)과 환상 배열의 B수지 분배공(4)의 스리트 구멍(8)(9)의 직경 X,Y를 각각 0.5, 0.3mm로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 1~2]

방사상스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)를 0.3과 1.5로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였다.

[비교실시예 3~4]

고분자 A/B의 복합비를 5/5로 하고, 방사상스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)를 0.3과 1.5로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 하였다.

[비교실시예 5~6]

중심부 분배공(1)과 환상 배열의 B수지 분배공(4)의 스리트 구멍(8)(9)의 직경 X, Y를 각각 0.3, 1.2mm로 하고, 방사상스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)를 0.3과 1.5로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 하였다.

[비교실시예 7~8]

중심부 분배공(1)과 환상 배열의 B수지 분배공(4)의 스리트 구멍(8)(9)의 직경 X, Y를 각각 1.0, 0.3mm로 하고, 방사상스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)의 비(K₁,K₂)의 차이 (D=K₂-K₁)를 0.3과 1.5로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였다.

Claims

분배판(I)과 노즐(II)이 결합되는 공지의 방사구금 장치에 있어서, 분배판(I)에는 B수지 저장실(2)과 중심부 분배공(1), 환상 배열의 B수지 분배공(4) 및 A수지 분배공(3)을 가지며, 분배공(1) 및 환상배열의 B수지 분배공(4)의 하부는 중심부 분배공스리트 구멍(8)과 환상 배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)에 연통되어 있고, A수지 분배공(3)은 노즐(II)에 천공된 방사상스리트(5)(5')와 연통되어 있으며, 노즐(II)에는 환상배열의 B수지 분배공스리트 구멍(9)과 방사상스리트(5)(5')가 서로 교호로 방사상으로 배열되어 있되, 방사상스리트(5)(5')는 폭과 깊이의 비가 서로 다르게 교호, 대칭으로 배열되어 있고, 통상의 합류공(6)과 노즐공(7)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치.
제1항에 있어서, 중심부 분배공과 환상의 배열의 B수지 분배공스리트 구멍의 직경 X, Y의 크기와 방사성 스리트의 폭(W)과 깊이(h_n)가 각각 0.1X1.0mm, 0.1Y0.1mm, 0.1W0.5mm, 0.1h_n1.5mm (n=1,2)임을 특징으로 하는 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치.
제1항에 있어서, 방사상스리트(5)(5')의 폭과 깊이의 비(K₁,K₂)가 0.1K₁2, 0.5K₂4이고 그 차이(D=K₂-K₁)가 0.5D2임을 특징으로 하는 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치.
제1항에 있어서, 방사상스리트(5)(5')의 압력손실의 비(△P₂/△P₁)는 1△P₂/△P₁10임을 특징으로 하는 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치.
제1항에 있어서, 방사공(7)의 직경(D_a)은 0.25~0.33mm이고, 노즐드래프트(V/V₀)는 100~130임을 특징으로 하는 이단면 이섬도 분할형 복합섬유 제조용 방사구금 장치.