KR870001366B1 - 중공 복합섬유 방사 구금장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

중공 복합섬유 방사 구금장치

제1도는 본 발명의 단면 예시도.

제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

제3도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

제4도는 본 발명에 의해 방사된 중공 복합사의 단면 예시도.

제5도는 종래 다층접합형 섬유(복합사)의 단면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 분배판 2 : 저장실

3 : 분배공 4 : 방사구금

5 : 합류공 6 : 스리트

7 : 분배공 8 : 스리트

9 : 방사공 9' : 스리트

D₁: 분배공(3)열의 직경 D₂: 분배공 합류공의 직경

T : 스리트(9')의 폭 W : 스리트(9')의 사이의 간격

P : 스리트공열직경

본 발명은 폴리에스터와 나이론등 2종 이상의 고분자 용융물(이하 폴리머라 함)들이 방사과정에서 다수의 세그먼트(Segment) 상태로 분할 접합되고 섬유 중심부에 중공(Hollow)이 형성되는 다층 접합형 중공 복합섬유를 방사하기 위한 중공복합섬유 방사구금장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 세그멘트들의 분할 접합상태가 균일하고 분리작업이 간단하며 방사, 연신작업이 우수한 특징을 갖는 방사구금장치에 관한 것이다.

최근 인공피혁류나 고밀도 직물등의 제조에 필요한 원사로서 초세극샘유, 예로서 0.01-0.1 데니어(Denier) 정도의 초세극섬유의 개발에 대한 관심이 고조되면서 여러가지 제조방법이 제안된바 있었다.

그러나 종래 제안된 방법에 있어서는 대개가 공업적으로 이용하여 실시하기에는 아직까지 많은 문제점이 나타나 실요화하기가 매우 어려운 실정이었다.

예로서 나이론과 폴리에서트를 해도상(海島狀)으로 복합 방사하는 해도섬유의 경우에는 방사 장치가 복잡하여 설비비가 많이 요구되는 설비상의 문제점이 나타나고, 극세화시 바다(海)성분, 예로서 나이론 성분을 용제처리하여 제거하여야만 하기 때문에 제조단가면에서 매우 분리한 것등의 여러가지 경제적인 결함을 나타내고 있으며, 또한 제5도에 도시된 바와 같은 공지의 기술로 제조되는 비중공형(非中空型) 복합 섬유의 경우에 있어서는 그 제조방법은 간단한 잇점은 있으나, 복합섬유의 분리가 어렵고 분리후 섬도가 크기 때문에 극세사(極細

)의 효과를 기대하기가 어려운 결함이 나타나고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명은 극세사를 효과적으로 방사 제조할 수 있으며 그 설비가 간단한 방사구금을제공함에 그 목적이 있으며, 또한 방사시 각 세크멘트들의 분할, 접합상태가 균일하여 분리작업이 간단하며 방사, 연신 작업성이 우수하여 우수한 품질의 극세섬유를 제공할 수 있도록 한 것으로, 이를 첨부한 도면과 실시예에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 방사구금 장치의 전체 종단면도를 도시한 것이며, 제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도를 나타낸 것이다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 분배판(1)은 중앙부에 폴리머(A)가 유입되는 저장실(2)을 형성하고 다수의 분배공(3)을 저장실(2) 하부에 연통시켜 환상으로 천설하고 있으며, 각각의 분배공(3)은 직경(D₁)의 간격을 두고 환상으로 배치되어 배열되어 있다.

환형으로 배치된 분배공(3)의 하방에는 방사구금(4)의 합류공(5)의 중심부를 향하여 수평상으로 좁은 스리트(6)가 방사상으로 설치하고 있으며, 수평상이며 방사상으로 설치된 좁은 스리트(6) 사이 사이에는 상부 분배판(1)의 또다른 폴리머(B)가 유입되는 분배공(7) 하방과 연통하는 좁은 스리트(8)가 역시 합류공(5)의 중심부를 향하여 제2도에 도시된 바와 같이 방사상으로 배치되어 설치되어 있다.

따라서 폴리머(A)는 분배판(1)의 상부에 있는 원통형의 폴리머(2) 저장실에 유입된 다음, 환상으로 배열된 다수의 분배공(3)(제2도에서는 8개가 설치되어 있음)을 통하여 분배되고, 다시 상대적으로 좁은 스리트(6)를 통과하면서 수평방향으로 고속 유입된후 방사구금(4)의 합류공(5)에서 합류된다. 또다른 폴리머(B)는 분배공(7)을 통하여 저속으로 유입한 다음, 방사상의 좁은 스리트(8)에서 고속화되어 유입하게 된다.

각 스리트(6)(8)에서 교호로 분할되어 고속유입하는 폴리머(A)(B)의 세크멘트들은 환형으로 배열된 다수의 분배공(3) 열의 직경(D₁)보다 작은 직경(D₂)을 가지는 합류공(5)에서 합류 접합되기 때문에 각 폴리머(A)(B)의 세크멘트들은 서로 혼합되거나 상변화(相變化)가 발생하지 않게 된다.

이경우 합류공(5)의 직경(D₂)가 분배공(3)이 환형상으로 배치된 분배공(3)열의 직경(D₁)가 보다 작아야 상변화가 일어나지 않는 점이 중요하다. 예로서 합류공(5)의 직경(D₂)이 분배공(3)열의 직경(D₁)보다 큰 경우에는 동종 폴리머(A)또는 (B)의 세그멘트들끼리 접합하여 세그멘트의 크기가 분균일하게 되고 심한 경우에는 상기에서 언급한 해도형(海島型)과 같은 형상으로 상변화가 발생하게 되어 합류공(5)의 직경(D₂)은 분배공(3)열의 직경(D₁)보다 작아야 하나 0.2

D₂/D₁

0.8의 범위가 가장 바람직하다.

또한 본 발명에 있어 섬유 한가닥속에 접합하는 세그멘트수 역시 매우 중요한 요소의 하나임이 연구결과 입증되었다.즉, 세그멘트수는 세그멘트간의 접합력과 밀접한 관계를 갖고 있기 때문에 분리성과 관련되어 방사, 연신 작업성에 큰영향을 미치게 된다.

본 발명에 있어서는 상용성(相溶性)이 없는 이종의 폴리머를 물리적으로 접합시키게 되어 섬유상태에서는 작은 충격에도 쉽게 접합된 이종의 폴리머가 분할되게 된다. 따라서 이들 세그멘트간의 접합력은 세그멘트의 수와 직접적인 상관성을 나타나게 되고, 이에 따라 세그멘트수가 적은 경우에는 상대접합면의 길이(세그멘트 단면의 접합길이를 세그멘트 단면적으로 나눈 값)가 작아지기 때문에 접합력이 낮아지게 되고 이에 따라 접합력이 작으면 방사나 연신공정에서 불필요한 분할이 일어나 모우(毛羽), 루우프에 의한 로울러권, 사절 등의 문제점이 발생하게 되는 바, 예로서 나이론과 폴리에스터를 2개로 세그멘트로 방사한 경우, 방사시 100% 분할되어 방사작업이 불량하고 연신도 불가능하게 되는 문제점이 발생하였다.

따라서 이종의 폴리머 분배의 한계와 제작작업성의 두가지 문제를 고려할 때 본 발명에서의 세그멘트수는 12~32개의 범위가 가장 바람직함을 확인할 수 있었다.

또한 섬유중심부에 형성되는 중공부(Hollow)의 크기는 세그멘트들의 분할성을 결정하는 바, 중공율이 클수록 분할성이 증대되는 결과를 나타내었다. 실제로 제5도와 같은 종래 방사구금에 의한 비중공형 복합섬유의 경우, 분할이 어렵고, 분할이 가능하다 하여도 분할후 굵은 성분이 잔존하게 되므로서 초극세섬유로서의 기능을 발휘할 수 없음은 주지의 사실이다.

이에 비하여 본 발명에 의한 중공형의 복합섬유의 경우에는 각 세그멘트들 완전 분할 상태로 접합되어 있게 되므로서 분리 공정이 매우 간단하고 분리 상태도 완벽하게 된다.

그러나 중공부가 너무 큰 경우에는 상기에서 언급한 바와 같이 세그멘트간의 상대 접합길이가 작아 접합력이 저하되기 때문에 원사 제조과정 즉, 방사나 연신공정에서 분리가 일어나는 문제가 발생한다.

이와 반대로 중공율이 너무 작은 경우에는 중공형성이 어렵게 되거나 비중공형상화되는 현상이 나타나게 되어 분리가 불가능하게 된다.

따라서 제4도에 도시된 본 발명의 중공 복합섬유(F)의 단면적에 대하여 0.5~2% 정도가 가장 바람직하다.

제3도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서 중공형성 방사공(9)의 단면 예시도를 나타낸 것으로, 복합섬유(F)의 중공율의 조정은 방사공 (9)의 스리트(9')의 폭(T)과 스리트(9') 사이의 간격(W)의 비(W/T)와 스리트(9')의 폭(T)과 스리트공열직경(P)의 비(P/T)의 조합에 의해 결정되며, 중공율의 계산식은 다음식과 같다.

(식)

상기 설명과 같은 본 발명 2종 이상의 폴리머를 각기 방사상의 스리트(6)(8)을 교호로 설치한 분배판(1)에 의하여 다수의 세그멘트 형태로 분할, 분배시킨 다음, 방사구금(4)의 합류공(5)내에서 합류, 접합시킴으로서 각 세그멘트들의 상변화가 발생하지 않게 되고 이에 따라 방사 및 연신성이 우수하며 분리(극세화) 작업을 간단한 설비로서 용이하게 수행할 수 있게 되는 것이다.

이하 실시예 및 비교실시예에 의거 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

기존의 용융압출 장치와 계량 공급장치로 용융 폴리에스터와 나이론 폴리머를 각각 20g/분의 속도로 분배판(1)에 유입시키고 분배판(1)의 스리트(6)(8)의 수를 각각 8개씩 총 16개로 하여 16세그멘트로 분할 분배한 다음, 방사구금 (4)의 방사공(9)의 스리트(9')의 폭(T)과 각 스리트(9')사이의 간격(W)의 비(W/T)를(W/T=1)로 하고 스리트공열직경(P)과 스리트(9')의 폭(T)의 비를9(P/T=9)로 한 4형 중공구금(9)를 통하여 중공율 1.5%의 비연신사를 방사하였다. 이 방사된 미연신사를 3.25배 연신하여 섬도 90d/48f 강도 4.2g/d, 신도 35%의 연신화 하고 제직한 다음, 100C 정도의 더운물로 이완, 열처리하여 각 세그멘트들을 분리 극세화 하였다.

이때 방사시 방사구금(4)의 합류공(5)의 직경(D₂)과 분배공열의 직경(D₁)의 비는 0.2

D₂/D₁

0.8의 조건으로 실시하였다.

본 실시예에서의 방사 과정에서 상변화 및 분할이 일어나지 않았으며, 연신성, 제직성이 매우 양호 하였으며 각 세그멘트의 분리 현상도 완벽하였다.

그 결과는 (표 1)과 같다.

[비교 실시예 1]

방사시 방사구금(4)의 합류공(5)의 직경(D₂)와 분배공열의 직경(D₁)을 같게 하고 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.

이결과 방사공 합류부에서 폴리에스터의 세그멘트들이 2개씩 접합되는 현상이 나타나 각 세그멘트 분리후 섬도가 굵은 현상이 나타나고, 세그멘트 분리상태가 불량하여 연신작업이 불량하였으며, 그 결과는 (표 1)과 같다.

[비교 실시예 2]

방사구금(4)의 방사공(9)의 형상을 W/T=1.1, P/T=12로 하여 중공율 5%의 미연신사를 얻은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

이결과 방사 및 연신작업시 분리 현상이 나타나고 있으며, 그 결과는 (표 1)과 같다.

[비교 실시예 3]

세그멘트수를 4개로 하여 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그결과 방사된 미연신사의 세그멘트들이 전부 분리되어 연신작업이 불가능하였다. 그 결과는 (표 1)과 같다.

[비교 실시예 4]

세그멘트를 8개로 하고 실시예 1과 동일하게 실시한 바, 방사된 미연신사의 세그멘트 대부분이 분리되어 연식작업이 불가능하였다. 그 결과 (표 1)과 같다.

[비교 실시예 5]

방사구금(4)의 방사공을 중공형이 아닌 원형으로 하여 실시예 1과 동일한 조건으로 실시한바, 방사, 연신, 제직성은 우수하나 열수축처리시 분할이 거의 되지 않았으며, 분할된 것들 중에도 8개의 세그멘트가 접합되어 있기 때문에 최종제품에서 극세직물의 효과를 기대할 수 없었다.

그 결과는 (표 1)과 같다.

[표 1]

Claims (2)

1. 폴리에스터와 나이론 등 2종 이상의 폴리머가 섬유단면내에 다수의 세그멘트로 분할, 방사상으로 배열된 다층 접합형 중공복합섬유의 방사 구금장치에 있어서, 다수의 분배공(3)을 환상으로 배열하고, 이들 분배공(3)의 하단유출부와 방사구금의 합류공 (5) 중심부 사이에 좁은 스리트(6)를 방사상으로 천공하여 폴리머(A)을 분배시키고, 상기스리트(6) 사이에 또 다른 스리트(8)를 합류공(5) 중심부 사이에 방사상으로 천공하여 타종의 폴리머(B)를 분배시켜 각기 다른 폴리머(A)(B)가 교호로 분리, 분배되게 함을 특징으로 하는 중공복합섬유 방사 구금장치.
2. 제1항에 있어서, 합류공(5)의 직경(D₂)과 분배공(3)열의 직경(D₁)의 크기를 0.2=D₂/D₁=0.8의 범위로 함을 특징으로 하는 중공복합 섬유 방사구금 장치.

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