KR0135185B1 - 폴리에스터 중공섬유의 제조방법 - Google Patents

폴리에스터 중공섬유의 제조방법

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KR0135185B1 KR1019950028037A KR19950028037A KR0135185B1 KR 0135185 B1 KR0135185 B1 KR 0135185B1 KR 1019950028037 A KR1019950028037 A KR 1019950028037A KR 19950028037 A KR19950028037 A KR 19950028037A KR 0135185 B1 KR0135185 B1 KR 0135185B1
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Abstract

본 발명은 폴리에스터 중공섬유를 제조함에 있어서, 하기 일반식(Ⅰ)~(Ⅳ)의 조건으로 5,000m/min이상으로 방사하고,
여기에서 Ts : 방사온도, Th : 구금하부 히터온도, Q : 토출량, Sa : 슬리트면적, A : 풍량, H : 구금의 홀수를 나타낸다.
구금은 슬리트의 중심점이 1개 이상, 슬리트의 수가 2개이상, 슬리트의 폭이 0.08~0.15mm, 슬리트간 간격이 0.1~2.0mm 그리고 반지름이 0.35~0.6mm임을 특징으로 하는 폴리에스터 중공섬유의 제조 방법이다.

Description

폴리에스터 중공섬유의 제조방법
제1도는 슬릿수 2개, 중심점 2개인 방사구금.
제2도는 슬릿수 3개, 중심점 3개인 방사구금.
제3도는 슬릿수 4개, 중심점 4개인 방사구금.
제4도는 슬릿수 3개, 중심점 1개인 방사구금이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
W : 슬리트 폭R : 슬리트 반지름
L : 슬리트 간격
본 발명은 폴리에스터 중공섬유의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 통상의 폴리에스터를 사용하여 폴리머 개질로 인한 내열성 및 원사의 강도저하를 방지하였고 특정한 방사구금을 사용하여 5000m/min이상의 방사속도로 방사하여 원사의 비결정 영역의 배향도를 낮취 감량률을 향상시킴으로써 종래 중공사의 형태 불안정으로 인한 중공률의 감소 및 이광택성을 개선하여 형태 안정성이 우수한 중공률 20% 이상의 고중공사를 제조할 수 있었다.
폴리에스터 섬유는 많은 우수한 특성을 가지고 있지만, 폴리에스터 자체가 소수성이기 때문에 천연섬유에 비해 흡수성 및 흡습성이 불량한 문제가 있다. 이러한 폴리에스터 섬유의 단점을 개선하는 방법으로는 섬유의 단면을 조절함으로써 섬유와 섬유사이 또는 섬유내에서 모세관을 형성시켜 흡수성을 부여하는 방법으로 이형단면 구금을 사용하는 일반 방사법과 일본특개 소59-192721호, 평5-117913호에 기재된 복합방사법에 있다. 또한 중공섬유를 제조후 알카리 감량으로 폴리머와 폴리머내에 포함된 내부 및 외부입자를 용출시킴으로써 섬유의 축방향으로 미세다공을 형성시키고 형성된 미세다공의 일부가 중앙의 중공부까지 관통되어 흡수 및 흡습성을 부여하는 방법이 일본특공 소56-31014호, 소54-101917호, 소49-81620호, 소57-11212호, 소61-23221호, 소57-139518호 등에 소개되어 있다.
섬유의 단면을 조절하는 일반방사법에 의한 이형단면사의 제조는 단면의 변동이 심하고, 방사시 작업성이 불량한 문제점 있으며, 복합방사법에 의한 이형단면화는 방사시 일반 폴리머와 이용성 폴리머를 복합방사후 염가공단계에서 심부(芯部)의 이용성 폴리머를 용출시켜 중공사를 제조하고 있으나, 이러한 복합방사법에 의한 고중공사의 제조는 중공부의 형태 안정성을 우수하지만 용출에 의한 생산원가의 증가, 용출 불균일로 인한 제품의 품질변동 및 폐수처리시 환경문제를 발생시키는 문제점이 있다.
또한 중공 섬유를 제조한 후 알카리 감량에 의해 형성된 미세공의 일부를 원사 중앙의 중공부까지 관통시켜 흡수 및 흡습성을 부여하는 방식은 원사의 중공률이 20%이상 되어야 하며, 만일 20% 미만의 중공률에서는 흡수 및 흡습성을 부여하기 어렵다. 또한 흡습성 및 감량성 향상시키기 위하여 공중합되는 설폰산 금속염 및 알카리 토금속계 인화합물의 영향으로 내열성과 원사의 강도 저하 및 팩압 상승 등의 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리에스터 중공섬유의 제조방법을 제공하는데 있다.
이에 본 발명에서는 일반폴리머를 사용하여 폴리머 개질로 인한 내열성 및 원사의 강도 저하를 방지하였고, 5000m/min이상으로 방사하여 원사의 비결정 영역의 배향도를 낮춰 감량률을 향상시킴으로써 종래 중공사의 형태 불안정으로 인한 중공률의 감소 및 이광택성을 구금의 개량으로 형태 안정성이 우수한 중공률 30% 이상의 고중공사를 제조할 수 있었다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 통상의 중합법으로 제조된 폴리에스터를 하기 일반식(Ⅰ)~(Ⅳ)를 만족하는 조건으로 특정한 방사구금을 사용하여 5000m/min 이상의 속도로 방사하여 폴리에스터 중공섬유를 제조하였다.
여기에서 Ts : 방사온도, Th : 구금하부 히터온도, Q : 토출량, Sa : 슬리트면적, A : 풍량, H : 구금의 홀수를 나타낸다.
본 발명에 사용된 구금의 홀(hole)은 슬리트의 중심점을 1개 이상으로 하고, 슬리트 수를 2개 이상의 원형 또는 타원형으로 배열하였다. 슬리트 폭(W)은 0.08~0.15mm, 슬리트 반지름(R)은 0.35~0.60mm, 슬리트 간격(L)은 0.10~2.0mm로 제작한 구금을 사용하였다. 만일, 슬리트 폭(W)이 0.08mm 미만일 경우 구금을 제작하기 어렵고 세정시 문제점이 발생하며, 0.12mm 초과일 경우 표면 수축효과로 중공률이 낮아지게 된다. 또한, 슬리트 반지름(R)이 0.35mm 미만일 경우 중공율이 낮아지며, 0.60mm 초과일 경우 원사의 단면 변동이 크고 방사가 불안정하게 된다. 또한 슬리트 간격(L)이 0.1mm 미만일 경우 홀(hole)내 압력에 의해 슬리트가 파괴되는 문제가 생기게 되고 2mm 초과인 경우 토출 폴리머의 접착성 불량으로 중공단면 형성이 어렵게 된다.
본 발명은 통상의 중합법으로 제조된 고유점도 0.650 정도의 폴리에스터 칩을 수분율이 50PPm 이하로 건조시킨 후 270~290℃에서 용융방사하였다. 만일, 방사온도가 270℃ 미만이면 중공률은 높으나 용융폴리머의 흐름성 불량으로 사절이 발생하고 방사 작업성이 불량하며, 290℃ 이상일 경우에는 중공률이 20% 이상인 원사를 제조할 수 없었다.
본 발명에서는 고중공률을 달성하기 위해 방사온도를 낮추었고, 용융폴리머의 흐름성 및 방사 작업성을 개선시키기 위해 구금 하부에 히터를 설치하였다. 이때 히터의 온도는 Th/Ts가 1.0~1.45범위로 설정하였다. 만일, Th/Ts가 1.0 미만일 경우 용융폴리머의 흐름성이 개선되지 않으며, 1.45 초과일 경우 중공률이 낮아지게 된다. 구금으로부터 토출된 사는 중공률의 변동을 최소화시키기 위해 구금과 냉각침니(Quenching stact)간의 장을 130mm 이하로 변경하였다.
사의 냉각은 하기 일반식(4)
여기에서, Sa : 슬리트 면적
A : 풍량
H : 구금의 홀수
을 만족하는 범위에 실시하였으며 만일, AㆍH/Sa가 40미만일 경우 중공률 20% 이상인 필라멘트의 제조가 불가능하며, 90초과일 경우 사의 떨림이 심하여 원사의 중공률의 변동이 크고 균제도가 불량해지는 문제점이 있었다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
고유점도 0.65 수준의 폴리에스터 칩을 수분률을 50PPm 이하로 건조후 용융 및 방사온도를 290℃로 설정하고 구금하부의 히터온도를 330℃로 하여 방사하였다. 구금은 슬리트(slit)가 2개이며, 슬리트 폭(W) 및 슬리트간 간격이 0.1mm, 반지름(R)이 0.35mm인 구금(제1도)을 사용하였다. 구금으로부터 방출된 사는 25m/min의 냉각 공기에 의해 고화 냉각된 후 5500m/min으로 권취하여 75de/36f의 원사를 제조하였다. 원사의 물성 및 중공률은 표 1에 표기하였다.
실시예 2
구금의 슬리트 수를 3개로 변경한 것(제2도)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 중공 필라멘트를 제조하였다. 원사의 물성 및 중공률은 표 1에 표기하였다.
실시예 3
구금의 슬리트 수를 4개로 변경한 것(제3도)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 중공 필라멘트를 제조하였다. 원사의 물성 및 중공률은 표 1에 표기하였다.
실시예 4
실시예 1에서 구금하부의 히터온도를 350℃로 설정하고, 방사온도를 280℃로 하고, 슬리트 반지름을 0.45mm로, 슬리트 수를 4개로 변경한 구금(제3도)을 사용하여 중공 필라멘트를 제조하였다. 원사의 물성 및 중공률은 표 1에 표기하였다.
실시예 5
실시예 1에서 슬리트 폭을 0.08mm로, 슬리트간 간격을 0.14mm로, 슬리트 반지름을 0.45mm로, 슬리트 수가 4개로 변경한 구금(제3도)을 사용하고 방사온도를 275℃로 하여 중공 필라멘트를 제조하였다. 이때 구금 하부의 히터온도는 400℃로 설정하였다. 원사의 물성 및 중공률은 표1에 표기하였다.
비교예 1
제4도에 나타낸 구금을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 중공 필라멘트를 제조하였다. 원사의 물성 및 중공률은 표1에 표기하였다.
비교예 2
히터를 사용하지 않고 방사온도를 280℃로 변경한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 조건으로 중공 필라멘트를 제조하였다.
[표 1]
● 물성평가
1.
2. 원사의 물성평가
(1) 섬도 : JIS-L 1013법에 의거하여 측정함.
(2) 강ㆍ신도 : JIS-L 1013법에 의거하여 SHIMADTU AUTOGRAPH로 측정.
(3) 균제도 : ZELLWEGER사(스위스)의 USTER 3을 사용하여 측정
3. 방사 안정성 평가.
◎ : 1회 사절/2일, ○ : 1회 사절/1일, △ : 2회 이상 사절/1일, × : 권취후 30분 이내 사절.

Claims (2)

  1. 폴리에스터 중공섬유를 제조함에 있어서, 하기 일반식(Ⅰ)~(Ⅳ)의 조건으로 방사속도 5,000m/min 이상으로 방사함을 특징으로 하는 폴리에스터 중공섬유의 제조방법.
    여기에서 Ts : 방사온도, Th : 구금하부 히터온도, Q : 토출량, Sa : 슬리트면적, A : 풍량, H : 구금의 홀수를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서, 구금은 슬리트의 중심점이 1개 이상, 슬리트의 수가 2개 이상, 슬리트의 폭이 0.08~0.15mm, 슬리트간 간격이 0.1~2.0mm 그리고 반지름이 0.35~0.6mm임을 특징으로 하는 폴리에스터 중공섬유의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101389737B1 (ko) * 2012-11-23 2014-05-30 도레이케미칼 주식회사 태섬도 고중공사의 초고속 방사 구금 장치 및 그 제조방법

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