KR100231195B1 - Spinning spinneret device for fineness mono filament - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬도가 0.055mm~0.2mm인 세섬도 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조에 적합한 방사구금장치임.The present invention is a spinneret suitable for the production of fine-grained polyester monofilament having a fineness of 0.055 mm to 0.2 mm.

본 발명은 2~10개의 직사각형 슬릿이 동일 간격으로 평행하게 배열되어 있고, 상기 슬릿들의 중앙부가 연결부로 연결되어 있는 토출공들이 다수다중으로 배치되어 있는 방사구금장치임.The present invention is a spinneret device in which two to ten rectangular slits are arranged in parallel at equal intervals, and a plurality of discharge holes having a central portion of the slits connected to a connecting portion are arranged in multiple.

본 발명으로 수개의 연결부를 가진 모노필라멘트를 제조한 후 알카리감량으로 연결부를 제거시키면 세섬도 모노필라멘트를 작업성 좋게 높은 생산성으로 제조할 수 있음.By producing a monofilament having several connecting parts according to the present invention, removing the connecting parts by reducing the amount of alkali can produce fine fine monofilaments with high productivity.

Description

세섬도 모노필라멘트용 방사구금장치Spinnerets for fine-grain monofilament

본 발명은 산업 용도로 사용되는 세섬도(직경이 0.055mm~0.2mm)의 모노필라멘트를 제조하는데 이용되는 방사구금장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spinneret device used to produce a monofilament of fineness (diameter of 0.055 mm to 0.2 mm) used for industrial use.

특히 본 발명의 세섬도 모노필라멘트는 고급인조모발, 인쇄스크린, 공기여과기용 필터등에 사용되는 폴리에스테르계 모노필라멘트이다.In particular, the fine-grained monofilament of the present invention is a polyester-based monofilament used in high-quality artificial hair, a printing screen, an air filter and the like.

일반적으로 폴리에스테르 고분자로 제조하는 모노필라멘트는 섬유의 섬도, 즉 섬유 한올의 굵기가 직경으로 0.055mm(섬도 30데니어)정도인 경우에는 섬도가 가늘어서 방사시 냉각 및 고화가 어려우므로 통상적인 폴리에스테르섬유의 제조방법인 공냉식으로는 섬유의 제조가 곤란하다. 또한 섬유의 굵기가 직경 0.2mm(섬도 400데니어) 정도인 경우에는 산업용 모노필라멘트의 제조방법으로는 섬도가 너무 굵어서 연신성과 권취성등의 작업성이 불량하거나 그 조절이 매우 어려우며 만약의 경우 공정조건이 잘 조화되어 양호한 섬유가 제조된다고 하여도 낮은 권취속도(통상 100~200m/분). 한정된 생산 추수 등 설비의 특성상 생산성이 매우 낮아 제조원가가 매우 높아진다는 문제가 있다.In general, monofilaments made of polyester polymers have a fineness of fiber, that is, when the thickness of the fiber is about 0.055 mm (30 deniers) in diameter, the fineness of the fineness makes it difficult to cool and solidify during spinning. Air-cooling, which is a method for producing a fiber, is difficult to produce. In addition, when the thickness of the fiber is about 0.2mm in diameter (400 denier), the manufacturing method of industrial monofilament is so thick that the workability such as elongation and winding property is poor or the adjustment thereof is very difficult. Low winding speeds (typically 100 to 200 m / min), even if these fibers are well harmonized to produce good fibers. Due to the nature of the equipment, such as limited production harvesting, there is a problem that the production cost is very high due to the very low productivity.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로서 방사 설비의 근본적인 개체나 개조없이도 높은 생산선으로 섬도가 0.055mm~0.2mm인 세섬도 모노필라멘트를 제조할 수 있는 방사구금장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention solves the problems as described above, and provides a spinneret apparatus capable of manufacturing fine fine monofilament having a fineness of 0.055 mm to 0.2 mm with a high production line without the essential entity or modification of the spinning equipment. It is.

제1도는 본 발명의 세섬도 모노필라멘트용 방사토출공의 단면예시도.1 is an exemplary cross-sectional view of the spinning discharge hole for the fineness monofilament of the present invention.

제2도는 본 발명의 방사구금의 평면도로서, 방사 구금공을 동심원상으로 배치한 예시도.Figure 2 is a plan view of the spinneret of the present invention, an illustration of the spinneret arranged concentrically.

제3a도, 제3b도는 본 발명으로 제조된 사의 확대횡단면도.Figure 3a, Figure 3b is an enlarged cross-sectional view of the yarn produced by the present invention.

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

A : 슬릿 B : 연결부A: Slit B: Connection

C : 슬릿의 길이 D : 슬릿의 폭C: length of slit D: width of slit

E : 방사토출공의 전체 폭E is the total width of the spout

본 발명을 예시도면에 의하여 상세히 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 우선 폴리에스테르 고분자 용융체의 냉각 고화거동을 고려하여 용융 방사장치의 직하부에 설치된 냉각수조를 이용하여 수냉공정을 부여하고 이후 연속적으로 가열연신 및 열고정을 행할 수 있는 일련의 제사설비가 수평으로 배열된 모노필라멘트 제조설비를 활용하고, 생산성을 향상하기 위하여 종래의 모노필라멘트 방사구금장치를 개조하여 적어도 2개 이상의 슬릿을 갖는 토출공을 가진 노즐을 방사구금에 다수다중으로 배치하여 용융 방사 후에 추가공에서 통상의 알카리 감량에 의한 분리를 행함으로써 결과적으로 용융 방사되는 섬유의 총 필라멘트수를 증대시키고 방사 섬유의 총섬도를 증래시켜 최종적으로 세섬도의 모노필라멘트를 얻었다.In the present invention, first, in consideration of the cooling solidification behavior of the polyester polymer melt, a series of manufacturing facilities capable of providing a water cooling process using a cooling water tank installed directly under the melt spinning apparatus and subsequently performing heat drawing and heat setting may be provided. In order to utilize the monofilament manufacturing equipment arranged horizontally and improve the productivity, the conventional monofilament spinneret apparatus is retrofitted, and a plurality of nozzles having discharge holes having at least two slits are arranged in the spinneret in multiple numbers to melt spinning. Subsequently, separation was carried out in a further hole by ordinary alkali reduction, and as a result, the total number of filaments of the melt-spun fiber was increased, and the total fineness of the spun fiber was increased to finally obtain a mono fine filament of fineness.

이때 토출공의 슬릿(A)갯수는 2~10개가 좋다. 만약 10개를 초과하면 모노필라멘트의 방사 작업성 빛 권취 작업성이 크게 저하되며 2개미만이면 세섬도제조용으로 부적합하다. 더욱 좋기로는 슬릿갯수가 2~6인 것이다.At this time, the number of slits (A) of the discharge hole is 2 to 10 is good. If the number exceeds 10, the workability of the radiation work of the monofilament is greatly reduced. If the number is less than 2, it is not suitable for the fineness manufacturing. More preferably, the number of slits is 2-6.

동일 토출공내에서 슬릿(A)와 연결부(B)의 면적비는 2≤A/B≤40의 범위에 있어야 한다. 만일 그 비율이 40을 초과하면 단일토출공에서 방사된 모노필라멘트의 단면에서 단위섬조(

)간의 간격 형성이 어려워져 후가공에서 알카리 감량에 의한 분리작업이 어려워지며, 비율이 2미만인 경우에는 연결부의 면적이 너무 커져 또한 알카리 감량의 분리작업이 곤란하다. 분리 작업성이 가장 좋은 비율은 4≤A/B≤15이다.The area ratio of the slit A and the connection part B in the same discharge hole should be in the range of 2 ≦ A / B ≦ 40. If the ratio exceeds 40, the unit thread (s) in the cross section of the monofilament

It is difficult to form a gap between the strips, which makes it difficult to separate by alkali reduction in post-processing. When the ratio is less than 2, the connection area becomes too large and it is difficult to separate alkalis. The best ratio of separation workability is 4 ≦ A / B ≦ 15.

또한 토출공의 슬릿(A)의 모양변형비(C/D)는 1≤C/D≤15인 것이 좋다. 모양변형비가 15을 초과하면 동일 토출공에서 방사된 모노필라멘트의 단위 섬조들의 단면 모양이 원형보다는 사각형에 가깝게 되며, 모양변형비가 1 미만이 되면 후가공 알카리 감량시에 분리 작업성이 불량하게 된다.In addition, it is preferable that the shape deformation ratio C / D of the slit A of the discharge hole is 1 ≦ C / D ≦ 15. When the shape deformation ratio exceeds 15, the cross-sectional shape of the unit threads of the monofilaments radiated from the same discharge hole is closer to the square than the circular shape, and when the shape deformation ratio is less than 1, the separation workability is poor at the time of reducing the post processing alkali.

이상과 같은 조건의 토출공을 다수 다중으로 배치한 방사구금장치로 방사한 후 알카리 감량의 후공정을 통하여 연결부(B)를 주로 제거시키면 다중의 섬조들이 분리되어 세섬도의 모노필라멘트가 높은 생산성으로 제조될 수 있다.After spinning the spinneret with a plurality of discharge holes under the above conditions, remove the connecting part (B) mainly through the post process of reducing alkali, and the multiple threads are separated, so that the monofilament of the fineness is high. Can be prepared.

본 발명에 관련되는 세섬도 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the method of producing a fine-grained polyester monofilament according to the present invention.

통상의 제조방법으로 얻어진 펠렛상의 섬유형성용 폴리에스테르계 중합체를 100-140℃에서 결정화하고 100~180℃에서 5시간 이상 건조하여 수분율 0.003%이하가 되도록 건조한 다음 원료로 사용하였다. 방사 온도는 280~300℃에서 실시한다.The pellet-formed polyester polymer for fiber formation obtained by a conventional manufacturing method was crystallized at 100-140 ° C., dried at 100 ° C. to 180 ° C. for at least 5 hours, dried to a moisture content of 0.003% or less, and used as a raw material. Spinning temperature is carried out at 280 ~ 300 ℃.

방사구금에서 압출된 용융상태의 모노필라멘트는 다수의 섬유속이 뭉쳐진 토우형태로 방사구금의 직하부에 설치된 물을 매체로 하는 수조에 직각으로 들어가게 되며, 수조 온도(60~95℃)는 폴리에스테르의 유리전이온도 이상의 온도로 조절된다. 수조의 내부에는 1개 혹은 다수의 봉모양의 가이드를 설치하여 토우를 안내, 분리시키며 장력도 조절한다.The molten monofilament extruded from the spinneret is a tow in which a plurality of fiber bundles are agglomerated and enters a water tank installed at the bottom of the spinneret as a medium at a right angle. The temperature is higher than the glass transition temperature. Inside the tank, one or more rod-shaped guides are installed to guide and separate the tow and adjust the tension.

냉각수조를 통과하여 충분히 굳어진 미연신 상태의 섬유는 이후 단계적으로 다단계의 연신과 열처리를 실시하여 최종적으로 완성된 폴리에스테르 모노필라멘트로 권취한다. 권취속도은 통상 분당 60~200미터의 속도로 하며, 미연신 모노필라멘트의 제1로울러에의 공급속도는 작업성을 고려하여 분당 수십미터 수준으로 설정한다. 최종 연신까지의 연신비는 4~6정도로 실시되며, 열처리 온도는 80℃~200℃로 단계별로 실시한다. 이렇게 하여 얻어진 제품은 단위섬조의 크기가 직경 0.055~0.2mm(섬도 30~400데니어)이며 모노필라멘트의 총섬도가 60~2000데니어인 모노필라멘트 제품이 된다.The fibers in the unstretched state, which are sufficiently hardened through the cooling water bath, are then subjected to multi-step stretching and heat treatment step by step and finally wound into a finished polyester monofilament. The winding speed is usually 60 to 200 meters per minute, and the feed rate of the undrawn monofilament to the first roller is set at a level of several tens of meters per minute in consideration of workability. The stretching ratio until the final stretching is carried out at about 4 to 6, and the heat treatment temperature is carried out step by step at 80 ℃ ~ 200 ℃. The product thus obtained is a monofilament product having a unit thread size of 0.055 to 0.2 mm in diameter (30 to 400 denier in fineness) and a total fineness of monofilament of 60 to 2000 denier.

본 발명에서 얻어지는 최종제품의 형태는 세섬도 모노필라멘트가 균일하게 권취되어 있는 형태이며, 이러한 폴리에스테르 모노필라멘트는 다음 용도로 전개하기 위하여 개개의 모노필라멘트로 나누거나 섬유속 형태로 재편성하여야 하므로 통상적인 방법의 분사 공정을 거치거나, 리와인딩 공정을 거치게 된다. 특히 인조모발용 섬유인 경우에는 수요자의 요구 형태에 따라 최종 열처리공정 이후에 권취공정을 생략하고 연속된 토우의 형태로 제품화할 수도 있다.The final product obtained in the present invention is a form in which fine-grained monofilaments are uniformly wound, and such polyester monofilaments must be divided into individual monofilaments or reassembled into a fiber bundle in order to be developed for the next use. The injection process of the method or the rewinding process. In particular, in the case of artificial hair fibers, the winding process may be omitted after the final heat treatment process according to the form required by the consumer, and may be commercialized in the form of continuous tow.

이러한 모노필라멘트를 통상의 알카리 감량의 후가공을 통해서 연결부(B)를 분리하면 최종적으로 세섬도의 모노필라멘트를 얻을 수 있다.The monofilament can be finally obtained by separating the connecting portion (B) through the post-processing of ordinary alkali weight loss.

[실시예 1~4]EXAMPLES 1-4

제1도에서 예시한 바와 같은 본 발명의 방사구금장치를 사용하여 상술한 바와 같은 제조방법으로 세섬도의 폴리에스테르 모노필라멘트를 제조하였다. 방사구금은 제2도에서 예시한 바와 같이 노즐을 동심원상으로 배치하였으며, 토출공의 조건은 표 1과 같이 하여 실시하였다. 이때 알카리 감량의 후가공으로 분섬을 실시하였으며, 분섬된 최종 모노필라멘트의 목표섬도는 섬유직경으로 0.1mm, 섬도로는 약 100데니어로 하여 통상의 제조방법으로 제조하였다.Using the spinneret of the present invention as illustrated in FIG. 1, a monofine filament of fineness was produced by the manufacturing method as described above. The spinneret was arranged concentrically with the nozzle as illustrated in FIG. 2, and the discharge hole conditions were performed as shown in Table 1. At this time, the division was performed by post-processing of the loss of alkali, and the target fineness of the divided final monofilament was 0.1 mm in fiber diameter, and the fineness was about 100 denier.

이때의 작업성 및 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.The workability and physical properties at this time were evaluated and shown in Table 1.

[비교예 1]Comparative Example 1

통상의 폴리에스테르 모노필라멘트용 방사기를 사용하여 비교 실시하였다. 사용한 방사구금은 공경 0.2mm인 통상의 방사구금이고, 방사 공정은 실시예 1~4와 같은 제조방법에 따랐다.Comparison was carried out using a conventional spinning machine for polyester monofilaments. The spinneret used was a normal spinneret having a pore diameter of 0.2 mm, and the spinning process was in accordance with the same production method as in Examples 1-4.

이때의 작업성 및 생산성을 기준으로 하여 실시예 1~4와 비교 평가하여 표 1에 나타내었다.Based on the workability and productivity at this time and compared with Examples 1 to 4 are shown in Table 1.

[비교예 2~5][Comparative Examples 2-5]

제1도에서 예시한 바와 같은 본 발명의 방사구금장치를 사용하되, 표 1과 같은 조건으로 하여 실시하였다. 상기 실시예 1~4와 같은 조건으로 제조하여 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.Using the spinneret of the present invention as illustrated in Figure 1, it was carried out under the conditions shown in Table 1. Table 1 shows the results obtained under the same conditions as in Examples 1 to 4 and evaluated.

[표 1]TABLE 1

[작업성 평가][Workability Assessment]

방사 및 연신공정의 작업성은 다음과 같이 평가하였다. 작업시간 10시간 동안의 작업결과를 가지고 우선 방사 혹은 연신작업 자체가 곤란한 경우에는 '불량', 작업은 가능하였으나 심한 부분적 사절 혹은 전체 사절로 인하여 작업이 1회이상 중단된 경우에는 '보통', 부분적 사절은 있으나 작업에 영향을 주지는 않는 정도인 경우에는 '양호', 부분적 사절없이 작업이 양호하게 계속된 경우에는 '우수'등으로 평가 판정하였다.The workability of the spinning and stretching process was evaluated as follows. 'Working' is possible when it is difficult to radiate or stretch work with working results for 10 hours, but 'Working' is possible when work is interrupted more than once due to severe partial trimming or total trimming. However, it was judged as 'good' in case of the degree that does not affect the work, and 'excellent' in case the work continued well without partial trimming.

[알카리 감량 분리 후가공][Alkaline Weight Loss After Processing]

통상의 폴리에스테르의 알카리 감얄 방법을 선택하고 경우에 따라 감량속도를 조절하기 위하여 알카리 용액의 농도 및 가공 조건을 조절하여 실시할 수 있다.It can be carried out by adjusting the concentration and processing conditions of the alkali solution in order to select the alkali method of ordinary polyester and to adjust the weight loss rate in some cases.

[섬유직경의 평가][Evaluation of Fiber Diameter]

최종 후가공 알카리 감량 분리처리하여 나뉘어진 모노필라멘트 섬유 시료를 추별로 랜덤하게 5개 취하여 섬유의 굵기를 마이크로미터를 사용하여 각 시료별로 10미터이상 간격으로 10회 이상 실측하여 그 평균값을 취하였다. 직경편차는 평균값에 대한 실측값들의 편차범위를 백분율로 표시하며, 그 값이 대체로 1%미만이면 우수, 1%이상 2%미만이면 양호, 2%이상 3%미만이면 보통, 3%이상이면 제품으로는 사용될 수 없다고 평가한다.Five monofilament fiber samples divided by the final post-processing alkaline weight loss treatment were randomly taken by weight, and the thickness of the fibers was measured 10 times or more at intervals of 10 meters or more for each sample using a micrometer to obtain an average value thereof. The diameter deviation indicates the range of deviation of the measured values with respect to the average value as a percentage, and if the value is generally less than 1%, it is good if it is more than 1% and less than 2%, and if it is more than 2% and less than 3%, the product is more than 3%. It cannot be used as such.

본 발명은 2개 이상의 슬릿이 연결부로 연결되어 있는 토출공으로 용융, 방사하여 2개 이상의 섬조들이 연결되어 있는 형태의 폴리에스테르 모노필라멘트를 제조한후 알카리감량으로 각 섬조들을 분리시켜서 세섬도 모노필라멘트가 제조되도록 한 것이므로 방사, 연신 작업성이 우수하고, 생산성이 매우 높다.The present invention is to produce a polyester monofilament of the form in which two or more threads are connected by melting and spinning to the discharge hole in which two or more slits are connected to the connection portion, and then separated each thread by alkali loss to reduce the fineness of the monofilament. Since it is made to manufacture, it is excellent in spinning and drawing workability, and its productivity is very high.

Claims (1)

직사각형의 슬릿이 2~10개 만큼 동일 간격으로 평행하게 배열되어 있되, 슬릿(A)의 면적 대 연결부(B)의 면적비가 2≤A/B≤40이고, 슬릿(A)의 모양변형비(C : 슬릿의 길이/D : 슬릿의 폭)가 1≤C/D≤15이며, 상기 슬릿(A)의 중앙부분이 연결부(B)로 연결되어 있는 형태의 토출공들을 가짐을 특징으로 하는 세섬도 모노필라멘트용 방사구금장치.2 to 10 rectangular slits are arranged in parallel at equal intervals, and the area ratio of the area of the slit A to the connection part B is 2 ≦ A / B ≦ 40, and the shape deformation ratio of the slit A ( C: the length of the slit / D: the width of the slit) is 1≤C / D≤15, characterized in that the central portion of the slit (A) has a discharge hole of the form connected to the connecting portion (B) Spinneret for fineness monofilament.

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