KR102132560B1 - Side by side type monofilament with excellent crimp property and manufacturing method the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형(side by side type) 모노필라멘트사에 관한 것이다. 구체적으로, 이종의 폴리머를 사이드 바이 사이드 형으로 복합방사함으로써, 나선(spiral) 형태의 물리적 구조를 형성함으로써 양모와 같은 촉감과 권축성을 발현하는 사이드 바이 사이드형(Side by side type) 모노필라멘트사에 관한 것이다. 특히, 탄성 특성이 없는 통상의 폴리머를 사이드 바이 사이드 형으로 복합방사하여 나선(spiral) 형태의 물리적 구조를 갖도록 함으로써 우수한 권축성이 발현될 수 있는 사이드 바이 사이드형(Side by side type) 모노필라멘트사에 관한 것이다.The present invention relates to a side by side type monofilament yarn having excellent crimpability. Specifically, a side-by-side monofilament yarn that expresses a tactile and crimp-like feel by forming a spiral-shaped physical structure by complex spinning a heterogeneous polymer in a side-by-side form. It is about. Particularly, a side by side type monofilament yarn capable of exhibiting excellent crimp property by complex spinning of an ordinary polymer having no elastic properties into a side-by-side type to have a spiral-shaped physical structure. It is about.
최근 고신축성을 요구하는 원단의 수요가 커지면서 스판덱스에 대한 시장 수요가 점점 늘어가는 추세에 있다. 스판덱스란 폴리우레탄계 섬유의 일종으로 폴리올(polyol)과 디이소시아네이트(diisocyanate)를 중합하여 용융방사함으로써 제조되는 섬유이다.Recently, as the demand for fabrics requiring high elasticity increases, the market demand for spandex is gradually increasing. Spandex is a type of polyurethane fiber and is a fiber produced by polymerizing polyol and diisocyanate to melt spinning.
상기 스판덱스는 고무줄보다 가볍고 내노화성 (耐老化性)이 강하며, 원길이의 5~8 배가 늘어날 수 있을 정도로 신축성이 우수하다. The spandex is lighter than a rubber band, has strong aging resistance, and has excellent elasticity enough to increase 5 to 8 times the original length.
상기 스판덱스는 신축성 및 내구성, 발한성, 건조성 등이 우수하여 속옷, 안감, 겉옷 등 여러 가지 용도로 다양하게 사용되고 있다. The spandex is excellent in elasticity and durability, sweating, drying, and the like, and thus has various uses for various purposes such as underwear, lining, and outerwear.
특히, 대한민국 특허출원 제2007-0046520호 및 대한민국 특허출원 제2000-7004226호 등에는 신축성이 우수한 스판덱스 섬유를 개시하고 있다. 그러나 스판덱스는 가격이 비싸고 열에 약하며, 내알카리성에 문제가 있다. 또한 스판덱스 원사 단독으로는 사용할 수 없고 별도의 커버링 공정 등이 필요한 단점이 있다. 따라서 상대적으로 두꺼운 원단을 얻을 수 밖에 없어서 점점 얇은 원단을 원하는 시장의 요구에 한계가 있다.In particular, Korean Patent Application No. 2007-0046520 and Korean Patent Application No. 2000-7004226 disclose a spandex fiber having excellent elasticity. However, spandex is expensive, weak to heat, and has problems with alkali resistance. In addition, spandex yarns cannot be used alone, and there is a disadvantage in that a separate covering process is required. Therefore, there is a limit to the market demand for a thinner fabric because it is inevitable to obtain a relatively thick fabric.
이러한 스판덱스의 단점을 극복하기 위해서 신축성 잠재권축 멀티필라멘트사가 제시되었다. 잠재권축섬유란 열수축 특성이 다른 2종의 폴리머를 사이드 바이 사이드형(Side By Side type) 또는 심초형(Sheath-Core)으로 복합 방사한 후, 방사공정이나 연신공정에서 열을 가함으로써 열수축성 차이에 의해 나선 형태가 되어, 스프링과 유사한 원리로 고도의 신축성을 갖는 섬유이다. In order to overcome the disadvantages of spandex, a stretchable latent crimp multi-filament yarn has been proposed. Latent crimp fibers are two types of polymers with different heat-shrinking properties, which are mixed by side-by-side type or sheath-core, and then heat-shrinkable by applying heat in a spinning process or a stretching process. It becomes a spiral shape by and is a fiber with high elasticity on a principle similar to a spring.
상기와 같은 잠재권축 멀티필라멘트사로써, 종래에는 점도차가 있는 폴리에스테르 수지를 복합방사한 섬유가 제시되었는데, 상기와 같은 방법에 의한 섬유는 목적하는 신축성을 얻기에는 부족한 문제점이 있었다.As the latent crimping multifilament yarn, fibers having a composite spinning of a polyester resin having a viscosity difference have been conventionally proposed, but the fiber by the above method has a problem that it is insufficient to obtain a desired elasticity.
또한, 고신축성을 위해 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(Polytetramethylene terephthalate, 이하 PTT)를 잠재권축사에 포함시킨 복합섬유가 제시되었으나, 상기 PTT는 중합시에 소요되는 단량체의 가격이 높아 원료비 상승에 따른 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.In addition, for high elasticity, polytetramethylene terephthalate (Polytetramethylene terephthalate, hereinafter referred to as PTT) has been proposed as a composite fiber containing latent winding yarn, but the PTT is high in the price of the monomer required for polymerization, so the manufacturing cost is increased due to the increase in raw material cost There is a problem that increases.
한편, 모노필라멘트사는 필터, 어망, 벨크로, 인조잔디, 칫솔모 등에 주로 이용되며, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르 등을 이용하여 주로 제조된다. 특히 권축성을 갖는 모노필라멘트사는 종래에 열가소성 엘라스토머를 사용하여 제조하여, 스타킹 및 서포터 등의 의복재료, 트램펄린 등의 스포츠 자재, 침대 등의 침구 자재, 및 사무용 의자 등의 착석 자재 등으로 용도가 활발하게 진행되고 있다. On the other hand, monofilament yarn is mainly used for filters, fishing nets, velcro, artificial turf, bristles, etc., and is mainly produced using polypropylene, nylon, polyester, and the like. In particular, monofilament yarns having crimp properties are conventionally manufactured using thermoplastic elastomers, such as clothing materials such as stockings and supporters, sports materials such as trampolines, bedding materials such as beds, and seating materials such as office chairs. Is going on.
그런데, 종래의 열가소성 엘라스토머로 구성되는 모노필라멘트사를 사용한 직편물은 반복 변형 시의 탄성 회복률이 저하되고, 장기 사용 시의 처짐 현상이 발생되는 문제점이 있다. However, a knitted fabric using a monofilament yarn composed of a conventional thermoplastic elastomer has a problem in that the elastic recovery rate during repeated deformation is lowered and sagging occurs during long-term use.
따라서 나선 형태의 물리적 구조에 의해 탄성과 권축 특성이 발현됨으로써, 반복 변형 시의 탄성 회복률이 우수하여 장기 사용시에도 처짐 현상이 발생되지 않는 모노필라멘트사의 개발이 시급한 상황이다.Therefore, the elastic and crimping characteristics are expressed by the helical physical structure, and thus the elastic recovery rate during repeated deformation is excellent, so that the development of a monofilament yarn that does not cause sagging even in long-term use is an urgent situation.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 점도가 상이한 이종의 폴리머를 이용하여 사이드 바이 사이드 형으로 복합방사하여 제조함으로써, 나선 형태의 물리적 구조를 형성하게 하여 우수한 탄성력과 권축성이 발현되는 모노필라멘트사 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention is manufactured by compound spinning in a side-by-side form using heterogeneous polymers of different viscosity, thereby forming a helical physical structure, thereby exhibiting excellent elasticity and crimping properties. It is a technical task to provide a filament yarn and a manufacturing method.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사는, 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)가 사이드 바이 사이드 형으로 복합방사되어 제조되며, 상기 고점도 폴리머(A) 및 저점도 폴리머(B)는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 나일론 6(Nylon 6), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene terephthalate), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리우레탄계 엘라스토머(Thermoplastic polyurethane), 폴리에스테르계 엘라스토머(Polyester elastomer), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리락트산(Polylactic acid)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. The side-by-side monofilament yarn having excellent crimp properties of the present invention for solving the above-mentioned problems is manufactured by combining a high-viscosity polymer (A) and a low-viscosity polymer (B) in a side-by-side composite spinning, and the high-viscosity polymer (A ) And low-viscosity polymers (B) include polyethylene terephthalate, nylon 6, polytrimethylene terephthalate, polypropylene, polyurethane-based elastomers, poly It is preferred to be selected from the group consisting of an ester elastomer, polyethylene, and polylactic acid.
또한, 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 고유점도의 차이는 0.2 ~ 0.9 dl/g 이며, 용융흐름지수의 차이는 30 ~ 80 g/10min 이며, 특히 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 비율은 20 ~ 80 : 80 ~ 20 중량% 인 것이 바람직하다.In addition, the difference between the intrinsic viscosity of the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is 0.2 to 0.9 dl/g, and the difference in melt flow index is 30 to 80 g/10min, especially the high-viscosity polymer (A). The ratio of the low-viscosity polymer (B) is preferably 20 to 80: 80 to 20% by weight.
그리고, 본 발명의 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사의 제조방법은, 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)를 용융하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 용융된 용융물을 사이드 바이 사이드 형태로 복합방사하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 복합방사된 모노필라멘트사(100)를 냉각하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서 냉각된 모노필라멘트사(100)를 연신하는 제 4 단계; 상기 세 4 단계에서 제조된 모노필라멘트사(100)를 열처리하는 제 5 단계; 및 상기 제 5 단계에서 열처리된 모노필라멘트사(100)를 권취하는 제 6 단계;를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the method of manufacturing a side-by-side monofilament yarn having excellent crimp properties of the present invention comprises: a first step of melting a high-viscosity polymer (A) and a low-viscosity polymer (B); A second step of multi-spinning the melt melted in the first step in a side-by-side form; A third step of cooling the
본 발명의 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)는 점도가 상이한 이종의 폴리머를 이용하여 나선 형태의 물리적 구조를 형성하게 함으로써, 열처리 및 배향에 의해 크림프를 발현하여 우수한 탄성력과 권축성이 발현되는 효과를 갖는다. The side-by-
도 1은 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 단면 모식도이며,
도 2는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 현미경 사진이며,
도 3은 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)를 제조하는 공정의 개략도이며,
도 4는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)에 발현된 크림프의 모식도이며,
도 5는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100) 제조용 방사노즐의 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a side-by-
2 is a micrograph of the side-by-
3 is a schematic diagram of a process for manufacturing a side-by-
Figure 4 is a schematic view of the crimp expressed in the side-by-
5 is a cross-sectional view of a spinning nozzle for manufacturing a side-by-
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and the following embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. In addition, for convenience of description, in the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced. In the drawings, for example, depending on the manufacturing technique and/or tolerance, deformations of the illustrated shape can be expected. Therefore, embodiments of the inventive concept should not be interpreted as being limited to a specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape resulting from manufacturing.
이하, 본 발명에 따른 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100) 및 그 제조방법에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 단면 모식도이며, 도 2는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 현미경 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)를 제조하는 공정의 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)에 발현된 크림프의 모식도이며, 도 5는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100) 제조용 방사노즐의 단면도이다.Hereinafter, the side-by-
본 발명에 따른 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)가 사이드 바이 사이드 형으로 복합방사되어 제조되는 것을 특징으로 한다. The side-by-
이를 자세히 살펴보면, 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 고유점도 차이는 0.2 ~ 0.9 dl/g인 것이 바람직하며, 상기 고유점도 차이가 0.2 ~ 0.9 ㎗/g인 2종의 폴리머들이 도 1과 같이 단면상에 사이드 바이 사이드형(Side by side type)으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다. Looking at this in detail, the difference between the intrinsic viscosity of the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is preferably 0.2 to 0.9 dl/g, and the two types of polymers with the intrinsic viscosity difference of 0.2 to 0.9 ㎗/g It is characterized in that it is arranged in a side by side type (Side by side type) on the cross section as shown in FIG.
본 발명에 바람직한 구현에 의하면, 상기 고점도 폴리머(A)는 고유점도(Intrinsic viscosity, IV)가 0.90 ~ 1.30 dl/g인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 저점도 폴리머(B)는 고유점도가 0.40 ~ 0.70 dl/g 인 것을 사용하여 섬유의 길이 방향으로 사이드 바이 사이드 단면을 갖는 복합방사섬유를 제조하는데, 이때 방사시 상기 두 폴리머간 용융점도 차이가 1,500 poise 이하가 되도록 하는 것이 중요하다. According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the high viscosity polymer (A) has an intrinsic viscosity (IV) of 0.90 to 1.30 dl/g, and the low viscosity polymer (B) has an intrinsic viscosity of 0.40 to A composite spinning fiber having a side-by-side cross-section in the longitudinal direction of the fiber is manufactured by using 0.70 dl/g, and it is important that the difference in melt viscosity between the two polymers is 1,500 poise or less during spinning.
상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B) 간의 고유점도의 차이가 0.2 dl/g 미만인 경우에는 방사공정시 방사노즐의 하부에서 사조가 용융점도가 높은 쪽으로 휘어지는 현상이 발생하여 방사공정성이 불량해지며, 얻어진 모노필라멘트사의 권축발현이 불량하게 된다. When the difference between the intrinsic viscosity between the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is less than 0.2 dl/g, during the spinning process, a phenomenon in which the thread moves from the lower part of the spinning nozzle to the higher melt viscosity occurs, resulting in poor spinning processability. And the crimping expression of the obtained monofilament yarn becomes poor.
한편, 사용되는 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 고유점도의 차이가 0.9 dl/g를 초과하는 경우에도 마찬가지로 방사공정 및 연신공정이 불량하게 된다.On the other hand, even when the difference between the intrinsic viscosity of the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) used exceeds 0.9 dl/g, the spinning process and the stretching process are also poor.
이때 상기 고유점도는 각 폴리머를 120 ℃의 오르토-클로로페놀(o-chlorophenol)에 1 중량%의 농도로 충분히 용해시킨 후 30 ℃ 항온조에서 우벨로드형 점도계(Ubbelohde Viscometer )를 사용하여 측정한다. Wherein the inherent viscosity of the 120 ℃ ortho to each polymer-measured using a load woobel type viscometer (Ubbelohde Viscometer) at 30 ℃ temperature chamber was sufficiently soluble to a concentration of 1% by weight of the chlorophenol (o -chlorophenol).
또한 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 용융흐름지수(Melt flow index, 이하 MI)의 차이는 30 ~ 80 g/10min인 것이 바람직하다. In addition, the difference between the melt flow index (Melt flow index, MI) of the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is preferably 30 to 80 g/10min.
상기 MI는 정해진 일정 조건 즉, 특정 부하와 온도에서 열가소성 고분자 용융물을 피스톤에서 압출하였을 때의 유량으로, 용융물의 흐름의 용이성을 나타내는 지수를 가리킨다. 상기 MI는 ASTM D1238 법에 의하여, 2.16 kg 추를 사용하여 230 ℃에서 5회 측정하여 평균한 값으로부터 구할 수 있다. The MI refers to an index indicating the ease of flow of the melt, at a flow rate when the thermoplastic polymer melt is extruded from the piston at a certain predetermined condition, that is, at a specific load and temperature. The MI can be obtained from the average value by measuring 5 times at 230°C using a 2.16 kg weight according to the ASTM D1238 method.
그리고 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, 이하 PET), 나일론 6(Nylon 6), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Polytrimethylene terephthalate, 이하 PTT), 폴리프로필렌(Polypropylene, 이하 PP), 폴리우레탄계 엘라스토머(Thermoplastic polyurethane, 이하 TPU), 폴리에스테르계 엘라스토머(Polyester elastomer), 폴리에틸렌(Polyethylene, 이하 PE), 폴리락트산(Polylactic acid, 이하 PLA)로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. And the high-viscosity polymer (A) and low-viscosity polymer (B) are polyethylene terephthalate (PET), nylon 6 (Nylon 6), polytrimethylene terephthalate (Polytrimethylene terephthalate, PTT), polypropylene (Polypropylene) , Hereinafter referred to as PP), polyurethane-based elastomer (hereinafter referred to as TPU), polyester-based elastomer, referred to as polyethylene (hereinafter referred to as PE), polylactic acid (hereinafter referred to as PLA). .
특히, 본 발명의 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 경우에 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 비율은 20 ~ 80 : 80 ~ 20 중량% 인 것이 바람직하다. Particularly, in the case of the side-by-
상기와 같은 조성비로 모노필라멘트사(100)의 형성시 폴리머 간의 수축률 차이가 5 ~ 10 % 정도로 발현됨으로써, 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B) 간의 점도차이에 의해 발생되는 응력 차이로 크림프(crimp)의 형성이 우수하게 된다. 상기와 같이 모노필라멘트사(100)에 크림프가 형성되면, 도 4에 도시된 바와 같이 권축 직경(h) 즉, 권축이 발생한 모노필라멘트사(100)의 크림프(crimp)의 직경을 측정함으로써 권축성을 평가할 수 있다. .When the
이에 따라 제조된 모노필라멘트사(100)의 권축성이 우수하며, 또한 상기 모노필라멘트사(100)의 용융방사시 방사성 및 섬유물성이 우수하게 발현될 수 있다.Accordingly, the crimping property of the manufactured
또한, 상기 모노필라멘트사(100)의 섬유의 직경은 0.2 ~ 0.3 mm이고, 도 4에 도시된 바와 같이 나선 구조의 권축직경(h)은 0.2 ~ 0.4 mm이며 인장강도는 3.0 ~ 4.0 g/de, 신도는 60 ~ 80 %, 탄성회복율은 100 ~ 200% 인 것이 바람직하다. 특히 권축율(%)은 50 ~ 60 % 인 것이 바람직하다.In addition, the diameter of the fibers of the
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)는 고유점도가 상이한 2종의 폴리머 즉, 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)를 모노필라멘트사(100)의 단면상에 사이드 바이 사이드형(Side by side type)으로 복합방사함으로써 제조된다. First, in the side-by-
도 1은 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 단면 모식도이며, 도 2는 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 현미경 사진이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a side-by-
상기 모노필라멘트사(100)의 섬유 직경은 0.2 ~ 0.3 mm 인 것이 바람직하다. 상기와 같이 모노필라멘트의 직경이 0.2 ~ 0 3 mm 인 경우에 상기 모노필라멘트사(100)의 형태안정성과 권축성은 더욱 증대될 수 있다. The
고유점도가 서로 상이한 2종의 폴리머 간의 고유점도 차이는 0.2 ~ 0.9 ㎗/g 인 것이 바람직하다. 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B) 간의 고유점도의 차이가 0.2 ㎗/g 미만인 경우에는 크림프 형성이 불량하게 되고, 0.9 ㎗/g을 초과하는 경우에는 방사성이 저하된다.The difference in intrinsic viscosity between two polymers having different intrinsic viscosities is preferably 0.2 to 0.9 mm 2 /g. When the difference in intrinsic viscosity between the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is less than 0.2 ㎗/g, crimp formation becomes poor, and when it exceeds 0.9 ㎗/g, radioactivity is lowered.
고유점도가 서로 상이한 2종의 폴리머들 중에서 상대적으로 고유점도가 높은 고점도 폴리머(A)의 고유점도는 0.90 ~ 1.30 ㎗/g이고, 상대적으로 고유점도가 낮은 저점도 폴리머(B)의 고유점도는 0.40 ~ 0.70 ㎗/g 인 것이 바람직하다.Among the two types of polymers having different intrinsic viscosity, the intrinsic viscosity of the high-viscosity polymer (A) having a relatively high intrinsic viscosity is 0.90 to 1.30 ㎗/g, and the intrinsic viscosity of the low-viscosity polymer (B) having a relatively low intrinsic viscosity is It is preferable that it is 0.40 to 0.70 Pa/g.
상기 고점도 폴리머(A) 및 저점도 폴리머(B)에는 소광제, 자외선 차단제 등의 첨가제를 소량 첨가할 수도 있다.A small amount of additives such as a matting agent and a sunscreen may be added to the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B).
본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)는 고유점도가 서로 상이한 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)를 도 3과 같은 공정으로 도 1과 같은 단면형태를 갖도록 복합방사한 후 연신 및 열처리하여 제조할 수 있다.The side-by-
도 3은 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)를 제조하는 공정 개략도이다.3 is a process schematic diagram of manufacturing a side-by-
상기 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 제조공정을 살펴보면, 고유점도가 서로 상이한 2종의 폴리머를 각각 고점도 폴리머용 익스트루더(10)와 저점도 폴리머용 익스트루더(20)에 각각 별도로 공급하여 용융시킨 후(제 1 단계), 고점도 폴리머용 정량펌프(30)와 저점도 폴리머용 정량펌프(40)를 거쳐 방사구금(50)을 통해 용융된 폴리머를 토출시켜 복합방사한다(제 2 단계). 상기 제 2 단계에서 복합방사되는 모노필라멘트사(100)의 방사속도는 100 ~ 200 m/min 인 것이 바람직하다. Looking at the manufacturing process of the side-by-
상기와 같이 복합방사된 폴리머는 냉각조(70)를 통과하면서 모노필라멘트사(100) 형태로 고화된다(제 3 단계).The composite-spun polymer is solidified in the form of a
본 발명의 상기 방사구금(50)에 구비되는 방사노즐은 도 5에 도시된 바와 같이 사이드 바이 사이드 형으로 폴리머가 토출되도록 반달형 슬릿모양으로 형성된다.The spinneret provided in the
즉, 상기 방사노즐에는 반달형의 고점도 폴리머용 슬릿(120)과 저점도 폴리머용 슬릿(130)이 한 쌍으로 마주보도록 이루어진 2슬릿형 방사노즐을 사용하는 것이 바람직하다. That is, it is preferable to use a two-slit type spinning nozzle in which the
본 발명에서 상기 방사노즐은 도 5에 도시된 바와 같이 반달형의 고점도 폴리머용 슬릿(120)과 저점도 폴리머용 슬릿(130)의 한 쌍이 마주보도록 형성되고, 상기 고점도 폴리머용 슬릿(120)은 외측호(125)의 지름이 0.39 ~ 0.41 ㎜이고, 내측호(128)가 지름 0.16 ~ 0.17 ㎜인 반달모양으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the spinning nozzle is formed to face a pair of slits for high-viscosity polymer slit 120 and low-viscosity polymer of half-moon type, as shown in Figure 5, the slit for high-
또한 상기 저점도 폴리머용 슬릿(130)은 외측호(135)의 지름이 0.43 ~ 0.45 ㎜,이며 내측호(138)의 지름이 0.13 ~ 0.15 ㎜인 반달모양으로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the low-viscosity polymer slit 130 is preferably formed in a half moon shape with a diameter of the
상기와 같이 고점도 폴리머용 슬릿(120)과 저점도 폴리머용 슬릿(130)이 형성되는 경우에 상기 고점도 폴리머(A) 및 저점도 폴리머(B)의 고유점도 차이를 고려할 때 모노필라멘트사(100)가 안정적으로 형성될 수 있다.
상기 냉각조(70)는 방사된 모노필라멘트사(100)를 냉각하기 위한 것으로써, 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 Tg 이하의 온도인 50 ℃ 이하의 냉각수가 저수되는 것이 바람직하다. The
상기와 같이, 냉각조(70)에 의해 냉각된 섬유는 이후에 연신부(80)에서 적절하게 연신되는 것이 바람직하다(제 4 단계). 즉, 연신부(80)에서 연신온도는 70 ~ 100 ℃ 인 것이 바람직하다. As described above, it is preferable that the fibers cooled by the
상기와 같이 연신된 모노필라멘트사(100)는 이후에 비접촉식 히터(85)를 이용하여 열처리를 하게 된다(제 5 단계). 상기 제 5 단계는 복합방사된 모노필라멘트사(100)를 열처리함으로서, 크림프를 형성하여 권축 특성을 발현하기 위해서 진행하며, 100 ~ 160 ℃의 온도에서 30 ~ 100초 동인 실시하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 제 5 단계에서 열처리를 하게 되면, 복합방사된 모노필라멘트사(100)의 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B) 간의 점도 차이에 기인하는 응력이 발생하고, 이에 따른 수축특성의 차이로 인하여 크림프가 형성된다.The stretched
상기와 같이, 열처리가 완료된 모노필라멘트사(100)는 권취롤러(90)에 150 ~ 200 m/min의 속도로 권취함으로써 본 발명의 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 제조가 완료된다(제 6 단계).As described above, the heat-treated
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 1] [Example 1]
고유점도(IV)가 0.130 dl/g 이며, MI가 20 g/10min 인 PET 수지를 고점도 폴리머(A)로 사용하고, 고유점도(IV)가 0.70 dl/g 이며, MI가 80g/10min인 나일론 6 수지를 저점도 폴리머(B)로 사용하여 복합방사하여, 섬유의 직경이 0.24 mm인 모노필라멘트사(100)를 제조하였다. 이때 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 조성비는 20 : 80 중량%로 조절하였다. Nylon with an intrinsic viscosity (IV) of 0.130 dl/g, a MI resin of 20 g/10min, as a high viscosity polymer (A), an intrinsic viscosity (IV) of 0.70 dl/g, and an MI of 80g/10min 6 The resin was used as a low-viscosity polymer (B) to perform composite spinning to prepare a
이후에 50 ℃의 냉각조(70)를 통과하고 70 ℃의 온도와 100 m/min의 선속도가 부여된 롤러(82)에서 1.5배로 연신하고, 이후에 160 ℃ 인 비접촉식 히터(85) 구간을 통과하면서 30초 동안 열처리를 실시하였다. 그 후에 150 m/min 속도로 권취롤러(90)에 권취하여 나선구조의 모노필라멘트사(100)를 제조하여 시험편으로 사용하였다. Subsequently, it passes through the
[실시예 2] [Example 2]
고유점도(IV)가 0.130 dl/g 이며, MI가 20 g/10min 인 PET 수지를 고점도 폴리머(A)로 사용하고, 고유점도(IV)가 0.40 dl/g 이며, MI가 100 g/10min 인 PTT 수지를 저점도 폴리머(B)로 사용하여 50 : 50 중량% 비율로 용융하였다. 상기와 같이 용융된 폴리머를 지름 0.24 mm의 사이드 바이 사이드 형태로 복합방사한 후 50 ℃의 냉각조를 통과하고, 85 ℃ 이며 150 m/min의 선속도가 부여된 롤러(82)에서 1.2배로 연신하고, 130 ℃ 의 비접촉식 히터(85) 구간을 통과하면서 50초 동안 열처리를 실시하였다. 이후에 200 m/min 속도로 권취롤러(90)에 권취하여 나선구조의 모노필라멘트사(100)를 제조하여 시험편으로 사용하였다. PET resin with an intrinsic viscosity (IV) of 0.130 dl/g, MI of 20 g/10min is used as a high-viscosity polymer (A), intrinsic viscosity (IV) of 0.40 dl/g, MI of 100 g/10min PTT resin was used as a low-viscosity polymer (B) to melt at a ratio of 50 to 50% by weight. As described above, after the composite polymer is spun in a side-by-side form with a diameter of 0.24 mm, it passes through a cooling bath at 50° C., and is stretched 1.2 times at a
[실시예 3][Example 3]
고유점도(IV)가 0.90 dl/g 이며, MI가 50 g/10min 인 폴리프로필렌 수지를 고점도 폴리머(A)로 사용하고, 고유점도(IV)가 0.52 dl/g 이며, MI가 100 g/10min인 PLA 수지를 저점도 폴리머(B)로 사용하여 복합방사하여, 섬유의 직경이 0.30 mm인 모노필라멘트사(100)를 제조하였다. 이때 상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 조성비는 40 : 60 중량%로 조절하였다. Polypropylene resin with an intrinsic viscosity (IV) of 0.90 dl/g, MI of 50 g/10min is used as a high-viscosity polymer (A), intrinsic viscosity (IV) of 0.52 dl/g, MI of 100 g/10min Phosphorus PLA resin was used as a low-viscosity polymer (B) to perform composite spinning to prepare a
이후에 50 ℃의 냉각조(70)를 통과하고 85 ℃의 온도와 180 m/min의 선속도가 부여된 롤러(82)에서 1.2배로 연신하고, 이후에 120 ℃ 인 비접촉식 히터(85) 구간을 통과하면서 100초 동안 열처리를 실시하였다. 그 후에 200 m/min 속도로 권취롤러(90)에 권취하여 나선구조의 모노필라멘트사(100)를 제조하여 시험편으로 사용하였다. After passing through the
[실시예 4][Example 4]
고유점도(IV)가 0.120 dl/g 이며, MI가 50 g/10min 인 PTT 수지를 고점도 폴리머(A)로 사용하고, 고유점도(IV)가 0.62 dl/g 이며, MI가 80 g/10min인 TPU 수지를 저점도 폴리머(B)로 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 나선구조의 모노필라멘트사(100)를 제조하여 시험편으로 사용하였다. PTT resin with an intrinsic viscosity (IV) of 0.120 dl/g, MI of 50 g/10min is used as a high-viscosity polymer (A), intrinsic viscosity (IV) of 0.62 dl/g, and MI of 80 g/10min. A spiral
[실시예 5][Example 5]
고유점도(IV)가 0.90 dl/g 이며, MI가 25 g/10min TPE 수지를 고점도 폴리머(A)로 사용하고, 고유점도(IV)가 0.45 dl/g 이며, MI가 100 g/10min인 PLA 수지를 저점도 폴리머(B)로 사용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 나선구조의 모노필라멘트사(100)를 제조하여 시험편으로 사용하였다. PLA with intrinsic viscosity (IV) of 0.90 dl/g, MI of 25 g/10min TPE resin as high viscosity polymer (A), intrinsic viscosity (IV) of 0.45 dl/g, MI of 100 g/10min
[비교예 1][Comparative Example 1]
고유점도(IV)가 0.90 dl/g이며, MI가 50 g/10min 인 폴리에스테르계 엘라스토머(TPE)를 단독으로 구성비로 용융하고 이를 지름 0.24mm의 원형 형태로 방사한 후 50 ℃의 냉각조를 통과하고 120 ℃ 이며 140 m/min의 선속도가 부여된 롤러(82)에서 연신하고, 120 ℃ 인 비접촉식 히터(85) 구간을 60초 동안 통과하면서 열처리를 하고, 200 m/min 속도로 200 m/min 속도로 권취롤러(90)에 권취하여 나선구조의 모노필라멘트사(100)를 제조하여 시험편으로 사용하였다.The polyester-based elastomer (TPE) having an intrinsic viscosity (IV) of 0.90 dl/g and a MI of 50 g/10min is melted at a composition ratio alone, spun it in a circular shape with a diameter of 0.24 mm, and then cooled to a cooling bath of 50°C. Passed and drawn at the
상기와 같이 제조된 모노필라멘트사(100)의 권축직경(h), 인장강신도, 탄성회복율 및 권축율(%)에 대하여 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.The crimp diameter (h), tensile strength, elastic recovery rate and crimp ratio (%) of the
1) 권축 직경(h)1) Crimp diameter (h)
권축이 발생한 모노필라멘트사(100)의 단면을 현미경으로 촬영하여 측정하였다. The cross section of the
2) 인장강신도2) Tensile strength
시험편의 인장강도 및 신도는 KSK 0520(텍스타일 - 천의 인장 성질 - 인장 강도 및 신도 측정 : 그래브법)에 의거하여 측정하였다. The tensile strength and elongation of the test piece were measured in accordance with KSK 0520 (Textile-Tensile properties of fabric-Tensile strength and elongation: Grab method).
3) 탄성회복율3) Elastic recovery rate
시험편의 탄성회복율은 길이가 200 mm인 시험편을 인스트롱 시험기에서 200 mm/분의 상승속도로 시료의 신장율이 40 %가 될 때까지 신장시킨 다음, 40% 신장 상태에서 1 분간 방치하고, 다시 200 mm/분의 하강속도로 신장을 제거한 후, 시료에 다시 0.002 g/d의 초하중을 부여하여 시료 잔류 신장(L)을 측정한다. 상기와 같이 측정된 잔류신장(L)을 아래 식에 대입하여 탄성회복율(%)을 계산하였다. The elastic recovery rate of the test piece is stretched until the test piece having a length of 200 mm is elongated at a rate of 200 mm/min in an Instron tester until the elongation of the sample reaches 40%, and then left for 1 minute at 40% elongation, again 200 After the elongation is removed at a descending speed of mm/min, the sample residual elongation (L) is measured by again applying a superload of 0.002 g/d to the sample. The elastic recovery rate (%) was calculated by substituting the residual elongation (L) measured as above into the following equation.
4) 권축율4) Crimping rate
0.1 g/d의 권취장력으로 물레에 10회 감아 타래를 만든다. 95℃ 이상의 끓는 물에서 30분간 크림프를 발현 시킨다. 물기를 제거한 후 표준상태에서 자연 건조 시킨다. 20±2℃의 물에서 0.1g/d의 정하중과 0.002g/d의 초하중을 부가하여 2분간 방치후 길이(L0)를 측정한 후, 0.1g/d의 정하중을 즉시 제거한후 초하중만 걸린 상태에서 3분간 방치후 길이(L1)를 측정한 후 아래 식에 대입하여 권축율(%)을 계산하였다. A skein is made by winding it 10 times on a spinning wheel with a winding tension of 0.1 g/d. The crimp is expressed for 30 minutes in boiling water above 95°C. After removing moisture, let it dry naturally under standard conditions. After adding a static load of 0.1g/d and a superload of 0.002g/d in water at 20±2℃, measure the length (L 0 ) after leaving it for 2 minutes, remove the static load of 0.1g/d immediately, and then superload After standing for 3 minutes with only the condition taken, the length (L 1 ) was measured, and then substituted into the following formula to calculate the crimp ratio (%).
상기 표 1을 살펴보면, 비교예의 시험편의 경우에 탄성회복율은 92 %로 측정되나, 실시예 1 ~ 5의 시험편의 경우에 탄성회복율은 100 ~ 200 %의 범위의 측정값을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한 권축율의 경우에도 비교예의 시험편이 42 %를 나타내나, 실시예 1 ~ 5의 시험편의 경우에 50 ~ 60 %의 측정값을 나타내는 것을 알 수 있다. Looking at Table 1, it can be seen that in the case of the test piece of the comparative example, the elastic recovery rate is measured to be 92%, but in the case of the test pieces of Examples 1 to 5, the elastic recovery rate indicates a measurement value in the range of 100 to 200%. In the case of the crimp ratio, it can be seen that the test piece of the comparative example shows 42%, but the test piece of Examples 1 to 5 shows the measured value of 50 to 60%.
또한 신도의 경우에 60 ~ 80 %의 측정값을 나타냄으로써, 폴리에스테르계 엘라스토머(TPE)로 제조된 비교예의 시험편 대비 우수한 값을 나타낸다. 따라서 본 발명의 모노필라멘트사(100)는 탄성 특성이 없는 통상의 폴리머를 사이드 바이 사이드 형으로 복합방사하여 나선(spiral) 형태의 물리적 구조를 갖도록 함으로써 우수한 권축특성이 발현되는 것을 확인할 수 있다. In addition, by showing the measured value of 60 to 80% in the case of elongation, it shows an excellent value compared to the test piece of the comparative example made of polyester-based elastomer (TPE). Therefore, it can be seen that the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100 : 모노필라멘트사
70 : 냉각조
80 : 연신부
85 : 비접촉식 히터
90 : 권취롤러100: monofilament company
70: cooling tank
80: stretch section
85: non-contact heater
90: Winding roller
Claims (6)
High-viscosity polymer (A) and low-viscosity polymer (B) are manufactured by compound spinning in a side-by-side type, and the difference in melt flow index between the high-viscosity polymer (A) and low-viscosity polymer (B) is 30 to 80 g/min. Side by side type monofilament yarn excellent in crimping characteristics, characterized in that (100).
상기 고점도 폴리머(A) 및 저점도 폴리머(B)는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 나일론 6(Nylon 6), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene terephthalate), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리우레탄계 엘라스토머(Thermoplastic polyurethane), 폴리에스테르계 엘라스토머(Polyester elastomer), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리락트산(Polylactic acid)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100).
The method according to claim 1,
The high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) are polyethylene terephthalate, nylon 6, polytrimethylene terephthalate, polypropylene, polyurethane-based elastomer ( Thermoplastic polyurethane), polyester-based elastomer (Polyester elastomer), polyethylene (Polyethylene), polylactic acid (Polylactic acid) is characterized in that it is selected from the group consisting of a side by side type monofilament yarn excellent in crimpability (100).
상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 고유점도의 차이는 0.2 ~ 0.9 dl/g 인 것을 특징으로 하는 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100).
The method according to claim 1,
The difference in intrinsic viscosity between the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is 0.2 to 0.9 dl/g, a side-by-side monofilament yarn 100 having excellent crimp characteristics.
상기 고점도 폴리머(A)와 저점도 폴리머(B)의 비율은 20 ~ 80 : 80 ~ 20 중량% 인 것을 특징으로 하는 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100).
The method according to claim 1,
The ratio of the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is 20 to 80: 80 to 20 to 20% by weight of the side by side type monofilament yarn excellent in crimp characteristics.
상기 제 1 단계에서 용융된 용융물을 사이드 바이 사이드 형태로 복합방사하는 제 2 단계;
상기 제 2 단계에서 복합방사된 모노필라멘트사(100)를 냉각하는 제 3 단계;
상기 제 3 단계에서 냉각된 모노필라멘트사(100)를 연신하는 제 4 단계;
상기 세 4 단계에서 제조된 모노필라멘트사(100)를 열처리하는 제 5 단계; 및
상기 제 5 단계에서 열처리된 모노필라멘트사(100)를 권취하는 제 6 단계;를 포함하는 권축성이 우수한 사이드 바이 사이드형 모노필라멘트사(100)의 제조방법.
A step of melting a high-viscosity polymer (A) and a low-viscosity polymer (B), wherein the difference in melt flow index between the high-viscosity polymer (A) and the low-viscosity polymer (B) is 30 to 80 g/min;
A second step of multi-spinning the melt melted in the first step in a side-by-side form;
A third step of cooling the monofilament yarn 100 spun in the second step;
A fourth step of stretching the monofilament yarn 100 cooled in the third step;
A fifth step of heat-treating the monofilament yarn 100 prepared in the above three four steps; And
The sixth step of winding the monofilament yarn 100 heat-treated in the fifth step; Method of manufacturing a side-by-side monofilament yarn 100 having excellent crimpability.
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