KR800000069B1 - 폴리에스테르섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리에스테르섬유의 제조방법

도면은 권축된 섬유의 확대도이다.

본 발명은 폴리에스텔섬유의 방적성이 양호하고 우수한 품질의 방적사로 할 수 있는 폴리에스텔 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.

폴리에스텔 섬유는, 단독으로 혹은 면, 마, 레이욘 등과 혼방하여, 방적사로서 널리 사용되고 있다.

이러한 폴리에스텔 섬유의 방적성을 향상시키는 방법으로서 섬유의 고강력화, 저신도화, 고 모듈러스화를 행하는 것이 일반적이다. 이에 의하여 방적공정에 있어서 가장 요구되는 정방의 고속화는 공정상태의 악화(특히 사절의 증가)를 수반하지 않는 범위에서 어느 정도 달성된다. 그렇지만 이러한 고강력, 저신도(抵伸度), 고모듈러스의 섬유는 권축하기 어렵기 때문에 권축성능이 나빠지고(특히 가는 데니어 일수록 이 경향이 높다). 랩형성, 랩해서성, 카딩성, 코일형성등 집속성, 권부성에 관계되는 방적특성이 대폭적으로 저하된다.

또한 저신도로 인하여 방적사의 조반(繰返), 제직, 제편 공정에서의 사절이 많아진다.

본 발명자들은 상기와 같은 문제가 없는 폴리에스텔 섬유에 대하여 연구를 거듭한 결과 에치렌 테레프탈레이트 단위를 85몰 %이상 함유하는 폴리에스텔로 된 섬유로서 (a) 단사데니어 1.58-0.005N 이하 (단 N는 방적사의 번수), (b) 파단 강도 6.3 7.2g/d, (e) 파단신도 25∼30%, (d) 10% 신장시에 모듈러스 2.2∼3·5g/d, (f) 180℃ 30분간의 건열 수축율 4-7% (g) 1차 크림프권축수 11-15/25mnb (h) 1차 크림프 권축도 10-13%, (i) 2차 크림프권축수 10-14/25㎝ (j) 2차 크림프 권축도 10-20%의 물성 및 권축성능을 갖춘 섬유에 한하여 고속 (18,000-20,000rpm, 즉 19-21m/min)으로 정방이 가능하며 또한 랩형성 카딩성, 연조권부성 등 전방(前紡)에서의 집속성, 권부성이 양호하고 그위에 조반이나 제편직시 사절이 적다는 것을 알아서 본 발명에 도달한 것이다.

상기 폴리에스텔로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 가장 적합하나 염색성이나 항필(pill)성을 개선한 목적으로 제3성분 (이소프탈산) P-히드록시 안식향산, 탄소수 3이상의 글리콜등)을 공중합 시키거나 다른 폴리머(나일론, 폴리오레핀등)를 소량 혼합한 것이라도 좋으며 폴리머의 극한 점도 (0-크로로 페놀-35℃중)는 0.50-0.70의 범위내가 가장 적합하다.

이 섬유의 단면 형상은 원형에 한하지 않고 트라이 로발형이나 wnd공형이라도 좋다.

단사데니어(D)는 목적으로 하는 방적사의 변수 (영국식) N에 따라서 D≥ 1.58-0.005N로 할 필요가 있다. 단사 데sl어가 이 범위보다 큰 것은 다른 조건에도 불구하고 18,000-20,000rpm의 정방에 있어서 사절이 많이 발생하고 또한 얻어진 방적사의 강도도 저하되므로 바람직하지 못하다.

또 이 섬유의 파단강도(TS) 및 10% 신장시의 모듈러스(M₁₀)도 고속 정방에 있어서 사절이나 방적사의 강도에 영향을 미치게 하고 TS가 6.3g/d 미만, M₁₀이 2.2g/d 미만에서는 정방의 사절이 많아져서 방적사의 강도가 현저하게 저하된다.

단, TS＞7.2g/d의 것이나 M₁₀＞ 3.5g/d의 것은 다른 물성의 악화를 수반하는 일이 없이 제조하기는 곤란할 뿐만 아니라 권축성능이나 염색성도 악화되므로 바람직하지 않다.한편 섬유의 파단신도(TE)는 방적사의 신도를 좌우하고 TE가 25%미만에서는 방적사의 신도가 불충분하게 되어 조반시나 제작 제편시의 이상장력에 의하여 사절을 일으키기 쉽게 된다.

단 TE는 30%를 초과할 필요는 없고, 오히려 TE＞30%의 경우는 물성이 악화하므로 바람직하지 않다.

또 편직물은 일반적으로 180℃부근에서 열고정 되는데, 이때의 치수 안정성을 유지하기 위하여 섬유는 180℃, 30분간의 건열수축(DS)이 4∼7%의 범위에 있는 것이 필요하다.

권축성능은 주로 전방(前紡)의 접속성이나 권부성에 영향을 주나 1차 크림프 및 2차 크림프가 하기와 범위내의 것에 한하여 전방(前紡)의 조업성이 양호하다.

1차 크림프 권축수(CN) 11∼15/25mm

권축도(CD) 10∼13%

2차 크림프 권축수(CN) 10∼14/25cm (바람직하기는 11∼13)

권축도(CD) 10∼20% (바람직하기는 13∼18%)

또한 여기에서 말하는 1차 크림프란 통상의 압입권축사에서 불 수 있는 세권축(細卷縮)을 말함이고 도면의 1,1'가 그것이다.

1차 크림프의 권축수 및 권축도는 JIS-L1,060에 의하여 측정된다.

2차 크림프란 도면의 2에서 2'에 이르는 큰 파형 부분의 것이다. 이 2차 크림프의 권축수, 권축도는 단 섬유에 0.15mg/dl의 하중을 걸어서 2분간 방치후의 길이 ℓ₂로 하였을 때 다음 식에 의하여 산출되는 값이다.

이상과 같은 불성 및 권축 특성을 겸비한 폴리에스텔 섬유는 종래 제조하기가 곤란하다고 생각되었으나 본원의 방법이 의해서 제조 할 수 있게 되었다.

즉 상기한 폴리에스텔을 용융 방사하여 얻은 미연신 토우를 냉연신 배율 1.02∼1.08의 연신 배율로 연신한 후 160℃∼180℃로 긴장 열처리하고 이어서 이 토우를 유제 처리한 후 습윤 상태에서 압입권축을 행함과 동시에 이 압입 권축기의 권축상자내에 수증기를 분사시키고 그런 후에 충전용 슈트내에서 250kg/㎥ 이상의 충전 밀도로 충전시킨 토우를 세운 상태로 열처리기에 연결되는 콘베이어 위에 적재시켜서 120∼150℃의 온도로 자유 수축열처리를 행하고 최후에 필요에 따라서 소정 섬유 길이로 절단 하는 것에 의하여 제조할 수가 있다.

이 방법에 있어서 용융 방사는 통상의 방법에 의하여 행할수가 있고 얻어진 미연신사는 50,000∼1,000, 000데니어 정도의 토우로 하여서 냉연신 배율(CDR) 1.02-1.08의 연신 배율로 연신 된다.

여기에서 냉연신 배율이란 미연신사를 20℃∼30℃, RH 50∼70℃의 실내에서 방사후 12∼48시간 방치한 후 약 30cm의 섬유 길이로 절단하고 2,000∼3,000데니어의 서브 토우 (Sub Tow)로 하고 이것을 상기 온습도의 실내에서 인장속도 30∼50cm/sec로 인장응력이 급격히 상승할때까지 인장하였을 때의 연신 배율이다.

이 냉연신 배율은 주로 미 연신사의 복굴절에 의하여 변화하는데 통상의 방법에 의하여 방사한 미연신사의 CDR은 통상 3.5∼4.5배의 범위내에 있다. 상기한 연신은 60∼100℃의 수욕중에서 행하는 것이 바람직하고 필요하면 연신을 2단으로 나누어 60∼80℃의 제1욕중에서 연신한 후 제1욕 온도∼100℃의 제2욕중에서 연신하여도 된다. 통상의 방적용 폴리에스텔 섬유의 제조에 있어서는 연신된 토우를 그대로 혹은 100℃정도로 예열한후 압입 권축을 행하나 본 발명에서는 연신 토우를 l60℃∼180℃에서 긴장 열처리를 행한다.

이 처리는 (가) 토우를 가열 플래이트상을 접촉주행시칸다. (나) 토우를 가열 로울러 사이로 지그재그상태로 지행시킨다. (다)로우를 가열실내로 통과시키는 등의 방법이 의하여 실시할 수 있지만 어느것이 열처리 시간은 0.5∼10초 정도가 바람직하다.

이와 같이 연신 열처리한 토우는 다음에 유제 처리된다. 유제 처리는 보통 유제에멀존 또는 유제 수용액의 욕중에 토우를 통하게 하든가 혹은 이에 멀존 또는 수용액을 분사시키는 것에 의하여 행할 수 있다.

본 발명에서는 유제 처리에 의하여 습윤 상태에 있는 토우를 압입권축기에 공급할 필요가 있기 때문에 유체처리는 권축 직전에 행하는 것이 바람직하다. 압입 권축기는 통상의 것을 사용할수 있으나 권축상자에는 수증기를 분사시킬 필요가 있다.

수증기는 100℃ 부근의 것으로 충분하다. 권축기에서 추출된 토우는 슈 트를 거쳐서 콘베이어 위에 적재 시켜서 자유 수축 열처리를 행한다.

이때 토우는 예를 들면 일본국 특공소 46-22 883호의 장치를 사용하는 것에 의해서 그 콘베이어 위에 세운 상태로 공급되는데 그때 이 콘베이어이의 주행 속도를 조절하는 것에 의하여 콘베이어 위에 공급되는 토우의 충전 밀도를 250kg/㎥ 이상으로 할 필요가 있다.

즉, 권축이 부여된 토우는 비틀림 가이드 장치에 의하여 대략 90° 각도로 비틀려진뒤 그 아래쪽에서 지점을 축으로 하여 요동하는 진입통(振入筒)에 의하여 하방에 설치한 ㄴ자 형상의 슈-트 즉, 상부 구멍의 긴변이 진입통(振入箇)의 진폭과 대략 동일하고 또한 긴변의 길이가 하방을 향하여 일정하고 또한 하부가 콘베이어와 평행하게 되도록 굴곡된 슈-트에 지그재그 모양으로 접히면서 수납된다. 그리고 상기 콘베이어의 주행 속도를 조절하고 슈-트내에 퇴적되는 토우의 양을 조정하는 것에 의하여 토우의 충전 밀도를 임의로 조절함이 가능하다.

또한 콘베이어 위에 250kg/㎥ 이상의 충전밀도이며 또한 세운 상태로 토우를 공급할 수 있는 것이면 상기 L자 형상의 슈-트 이외의 장치를 사용하여도 지장이 없다. 또 이때의 열처리 온도를 120∼150℃로 할 필요가 있다. 이렇게 하여 열처리된 토우를 필요에 따라서 소망의 길이로 절단한다. 이상과 같이해서 얻어진 폴리에스텔 섬유는 단독으로 방적하거나 혹은 다른 섬유(면, 레이온, 마 등)와 혼방할때 전방(討紡)에서의 랩절단, 랩리킹, 카트권부등이 개선되고 또한 전방의 고속화를 달성할 수가 있다.

예를들면 시판되는 폴리에스텔 SF를 폴리에스텔 65/면 35의 비율로 혼방하고 45'S의 방적사로 할 경우 정방 회전수는 겨우 16,000rpm 정도이었으나 본 발명에서는 18,000∼20,000rpm으로 정방가능하고 방적사의 강도(리-강력)도 증대하고 상기의 예에서는 종래의 것이 겨우 29kg이었든 것이 31∼32kg까지 상승된다.

또한 조반, 제직, 제편 공정의 능률도 5∼20%정도 상승된다.

다음에 본 발명의 실시예를 상술한다.

또한 예중에서 말하는 랩리킹은 랩을 해서(解舒)할때의 리킹 발생 정도를 하기한 5단계로 평가한 것이다.

5 대단히 양호

4 양호

3 대략 양호

2 어느정도 불량

1 불량

또 카드 권부도(卷付度)는 면의 카드 통과성을 표시하는 척도 이고 정상 운전상태에서 카드 침포에 잔존하는 면의 양을 지표화 한 것으로서 카드에 면을 공급개시하여 5분 후에 면의 공급을 중지하고 공급정지후 침포 로울러에서 토출되는 잔류면의 량을 칭량한다. 카드 권부도는 이 잔존면의 량(gr)을 평균 슬라이버 굵기 g/m로 나눈 값이다.

정방시 사절은 정방기 1대의 1시간당 사절회수이다.

또 제작시 사절은 제작기를 가동하고 있을 동안에 경사 및 위사의 절단회수를 1대 1시간당의 절단 회수로 환산한 것, 통상 5대로 6일간 운전하여 환산한 값이다.

[실시예 1]

25℃의 0-크로로 페놀 용액으로 측정한 극한점도가 0.64인 폴리에치렌 데레프탈레이트를 통상 방법에 의하여 용융 방사하여서 얻은 미연신토우(이 토우의 CDR=3.8배)를 유제 처리한후 70℃의 제1연신옥에서 3.8배로 연신하고 계속해서 90℃의 제2연신옥에서 1.08배 연신하여 전 연신 배율을 4.1배로 하고 이어서 이 토우를 180℃로 유지된 5개의 가열로울러 상을 지그재그 모양으로 주행 시켜서 긴장 열처리한 후 예 욕중에서 85℃로 예열하고 압입 크림퍼에 공급하여 크림퍼에 수증기를 분사시키면서 권축을 행하였다.

크림퍼에서 나은 권축 토우는 L자 형상의 슈-트 내에 있어서 270kg/㎥의 충전 밀도로 충전된 후 그 충전 밀도를 유지한 상태로 철망콘베이어 위에 공급되고 열풍에 의하여 연속적으로 140℃로 자유수축 처리 한후 컷터로서 38mm 길이의 단섬유로 절단하였다.

다음에 각각의 원면을 사용해서 방적을 할때에 연조 공정에서 폴리에스텔 65%/면 35%의 비율로 되도록 슬라이버 혼합을 행하고 정방은 45' S를 연수(撚數) 24T/in로 방적하였다.

이때의 결과를 제1표에 표시한다.

[제 1 표]

(원면물성 및 방적성)

[실시예 2]

실시예 1에 있어서, 긴장열처리에 있어서 가열 로울러 온도, 크림퍼 내의 증기분사의 유무, 자유수축 열처리시의 토우 충전밀도를 제2-1표와 같이 변경시키는 이외는 동일하게 방사연신 열처리 및 방적을 행하였다.

그 결과를 제2-2표에 표시한다.

[제 2-1 표]

(제조 조건)

[제 2-2 표]

(원면물성성 및 방직성)

[실시예 3]

실시예 1이 있어서 미연신토우의 CDR 및 연신조건을 다음의 제 3-1표와 같이 변경시키는 이외는 동일하게 방사연신 열처리 및 방걱을 행하였다. 그 결과를 제 3-2표에 표시한다.

[제 3-1 표]

(연신 조건)

[제 3-2 표]

(원면특성 및 방적성)

[실시예 4]

실시예 1에 있어서, 자유수측 열처리조건을 제4표와 같이 변경시키는 이외는 동시에 방사연신처리하여 방적을 행하였다.

[제 4 표]

Claims (1)

1. 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 85%이상 함유하는 폴리에스텔을 용융방사하여서 얻은 미연신 섬유 토우를 냉연신 배율 1.02∼1.08의 연신배율로 연신한후 160∼180℃로 긴장 열처리하고 이어서 이 연신 열처리 토우를 유체 처리한 후 습윤 상태에서 압입권축을 행함과 동시에 이 압입권축기의 권축상자내에 수증기를 분사한 후에 충전용의 슈-트 내에서 250kg/㎥ 이상의 충전 밀도로 충전한 토우를 세운 상태로 열처리기에 연결되는 콘베이어 위에 적재 시켜서 120°∼150℃의 온도로 자유 수축 열처리 하는 것을 특징으로 하는 권축 폴리에스텔 섬유의 제조 방법.

Images