KR0151857B1 - 수축률이 낮은 고강력 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)사 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

폴리아미드사는 적어도 약 85중량%의 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)이고 50 이상의 상대점도, 적어도 약 9.5g/d의 강력, 적어도 약 30g/d의 모듈러스, 약 2퍼센트 미만의 160℃에서의 수축을, 약 83% 이상의 결정 완전 지수, 및 약 105Å이상의 장주기 간격을 갖는다. 본 사의 제조방법은 최종 연신 단게에서 적어도 약 190˚로 가열하는 동안 적어도 3.8g/d의 연신 장력으로 공급사를 연신하고, 이어서 적어도 약 190℃로 가열하는 동안 길이 감소가 약 13.5 내지 약 30%로 되도록 장력을 감소시키고, 본 사를 냉각 및 패키징함을 포함한다.

Description

수축률이 낮은 고강력 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) 사 및 이의 제조방법

제1도는 본 발명에 따르는 바람직한 사를 제조하는데 유용한 방법을 나타내는 개략도이다.

본 발명은 공업용 폴리아미드 사, 특히 수축률이 낮은 고강력 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) 사 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

여러 가지 고강력 폴리아미드 사가 공지되어 있으며 다양한 목적에 공업적으로 이용되고 있다. 이러한 수많은 폴리아미드 사는 고강력, 즉 10.5g/d 이하의 강력으로 인하여 타이어의 코드에 유용하다. 이러한 사는 또한, 타이어 코드로 전환시키기 위해서는 건열 수축률의 허용 수준이 전형적으로 160℃에서 5 내지 10％이다.

로프, 공업용 직물, 에어백(airbag) 및 강화 고무 제품[예 : 호스(hose) 및 컨베이어 벨트]과 같은 특정한 제품에서는 타이어 사에서 나타난 것보다 수축률이 낮은 사가 바람직하다. 수축률이 낮은 몇 가지 사가 공지되어 있긴하나, 이러한 사의 강력은 일반적으로 수축률이 감소함에 따라 저하된다. 따라서, 보다 낮은 강력은 대개 바람직하지 않게 큰 데니어의 사용을 필요로 하거나 또는 최종 적용에서 보다 많은 수의 사를 필요로 한다. 연신(drawing)시킨 후 비교적 오랜시간 동안 증기처리 하는 것과 같은 처리단계를 사용하는 방법으로 고강력 수준을 갖는 다른 저수축성 사가 제조된 바 있으나, 이러한 방법은 공업용 제품의 생산에는 대개 적합하지 않다. 게다가, 이러한 공정(방법)으로 제조한 사는 전형적으로 무듈러스 수준이 훨씬 뒤떨어지고 성장(growth)이 바람직하지 않은 특성을 나타냈다.

특히, 낮은 수축 장력 및 높은 모듈러스를 포함하여 특성의 균형을 갖춘, 수축률이 매우 낮으면서도 동시에 고강력을 제공하는, 열안정성 폴리아미드 사가 위와 같은 적용을 위해 대단히 바람직하다. 이러한 사는, 공업적으로 손쉬운 방법으로 용이하게 제조할 수만 있다면, 훨씬 더 바람직하다.

본 발명에 따라, 상대점도가 50 이상이고 장력이 약 9.5 g/d 이상이고 모듈러스가 약 30 g/d 이상이고 건열 수축률이 160℃에서 약 2％ 미만이고 결정 완전 지수(crystal perfection index)가 약 83 이상이며 장주기 간격(long period spacing)이 약 105Å 이상이고, 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)가 약 85% 이상인 폴리아미드 사가 제공된다.

본 발명의 바람직한 양태에 따라서, 사는 모듈러스가 약 35 g/d 이상이고 밀도가 약 1.15 g/cc 상이다. 본 발명에 따르는 바람직한 사는 강력이 약 10 g/d 이상이고 최대 수축 장력이 약 0.37 g/d 미만이다. 본 발명에 따르는 사는 파단신도 값이 약 18%이상이며 인성 값(toughness value)이 200g/d% 상이다.

본 발명에 따르는 신규한 고강력 사는 2% 미만의 건열 수축률을 나타내면서도 고 모듈러스를 포함하는 다른 목적하는 용도 특성의 탁월한 조화를 유지한다. 또한, 바람직한 사의 건열 수축 장력은 약 0.37g/d를 초과하지 않는다. 따라서, 이러한 사를 강제로 고정되는 직물에 사용할 경우, 실제 수축률은 160℃에서의 사의 수축률보다 작을 수 있다.

본 발명에 따라, 연신, 부분 연신 또는 미연신 공급사로부터 강력이 약 9.0g/d 이상이고 건열 수축률이 약 2% 미만이며 모듈러스가 30g/d 이상인 약 85% 이상의 폴리(헤사메틸렌 아디프아미드) 사를 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은 적어도 최종 연신단계에서 공급사를 가열하고 연신시키는 방법을 포함한다. 연신 및 가열은, 약 190℃ 이상의 사 연신온도까지 가열하는 경우, 연신 장력이 3.8g/d 이상으로 될 때까지 지속시킨다. 충분히 연신시킨 후, 약 13.5 내지 약 30%, 바람직하게 약 15 내지 약 25% 최대 길이 감소까지 길이가 감소하도록 사의 장력을 감소시킨다. 이완시키는 동안, 최대 길이 감소에 도달하는 경우, 사는 약 190℃ 이상의 사 이완온도로 가열한다.

바람직한 방법에서, 이완 동안의 가열은, 사의 결정 완전 지수가 약 83 이상으로 되기에 충분한 시간 동안 지속시킨다. 바람직하게, 장력의 감소는 길이에서의 최초 감소를 유발시키기 위해 장력을 초기 이완 증가에서 적어도 부분적으로 장력을 감소시킨 후, 최종 이완 증가에서 최대 길이 감소까지 사 길이가 더 감소하도록 장력을 추가로 감소시킴으로써 수행한다. 바람직한 방법에서, 사 이완온도는 최대 길이 감소에 도달됨에 따라 오븐 속에서 약 220 내지 320℃에서 약 0.5 내지 약 1초 동안 가열하여 수득한다.

본 발명의 방법은 공업적으로 손쉬운 방법을 제공하며, 여기서 다수의 공급사 말단(multiple feed yarn ends)의 경사는 고강력, 저수축률 사로 전환될 수 있다. 미연신으로부터 “완전히 연신된” 사에 이르는 공급사는 이 방법에 성공적으로 사용될 수 있다. 이 방법에 완전히 연신된 사가 사용되는 경우, 이들 사의 수축률은 2% 이하로 감소시키면서, 고강력, 고신도 및 고모듈러스와 같은 다른 작용 특성은 유지할 수 있다. 미연신 또는 부분 연신 공급사가 사용되는 경우, 이들은 고강력, 저수축률 및 고 모듈러스 사로 전환시킬 수 있다.

본 발명에 따르는 사에 유용한 섬유 형성용 폴리아미드는, 포름산을 기준으로 하여, 상대점도가 약 50 이상인 85% 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)이며, 이는 전형적으로 연신에 의해 고강력 섬유를 생성시킬 수 있는 용융방사 가능한 것이다. 바람직하게, 폴리아미드는 종종 나일론 66으로 불리는 단독중합체인 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)이다.

본 발명에 따르는 사의 강력은 약 9.5 g/d 이상으로서 사를 고강력을 요하는 용도에 사용할 수 있도록 한다. 바람직하게는, 사 강력은 약 10.0g/d 이상이다. 본 발명의 사에서, 사 강력은 12.0g/d 이상으로 높은 것일 수 있다. 바람직한 사의 모듈러스는 약 30g/d 이상, 바람직하게는 약 35g/d 이상이다. 약 60g/d 이상의 모듈러스 값도 가능하다. 바람직한 파단신도는 약 18% 이상이며 약 30% 이상으로 높아서 인성 값(강력 x 파단신도)이 바람직하게는 약 200g/d% 이상, 가장 바람직하게는 약 225g/d % 이상으로 되게 할 수 있다. 인성은 약 300g/d% 이상으로 높을 수 있다.

사의 데니어는 목적하는 최종 용도 및 사를 제조하는데 사용되는 장비의 능력에 따라 크게 달라진다. 통상의 데니어는, 예를 들면, 약 100 내지 4000데니어 정도이다. 필라멘트당 데니어(dpf)는 또한 광범위하게 달라질 수 있으나 공업용 제품의 경우 통상 약 1 내지 약 30데니어, 바람직하게는 약 3 내지 약 7dpf이다.

본 발명의 사의 건열 수축률은 160℃에서 2.0% 미만으로서 사가 저수축이 요구되는 용도에 특히 적합하도록 한다. 통상, 수축률을 약 0.3% 미만으로 감소시키면서도 고강력 및 고 모듈러스를 유지하기는 매우 힘들므로 바람직한 수축률 범위는 약 0.3% 내지 약 2.0%이다. 본 발명의 사의 경우, 수축 장력은 통상적인 사용 온도에서 극히 낮은데, 이는 중합체의 융점 근처에 이를 때까지, 즉 약 250℃ 이상으로 될 때 까지는 최대 수축 장력이 발생하지 않기 때문이다. 최대 수축 장력은 바람직하게는 약 0.37g/d 미만, 가장 바람직하게는 약 0.30g/d 미만이다. 본 발명의 사에서 수축 장력 수준은 약 0.15g/d 이하로 낮을 수 있다. 바람직한 사의 성장률은 약 9% 미만이며 5% 이하로 낮을 수 있다.

본 발명에 따르는 사가 고강력, 저수축률 및 고 모듈러스와 함께 기타 유용한 특성들을 고루 갖추고 있는 것은 섬유의 신규한 미세 구조 때문이다. 이러한 미세 구조는 폴리아미드 섬유에서는 지금까지 관찰되지 않은 약 83 이상의 결정 완전 지수(CPI)를 포함하는 특성의 조합을 특징으로 한다. 약 105Å 이상의 장주기 간격 또한 본 발명의 섬유의 특징이다. 약 2.7 이상의 정규분포된 장기간 강도(LPI)가 본 발명에 따르는 바람직한 사에서 관찰된다. 겉보기 결정 크기(ACS)는 매우 큰데, (100)면에서 약 62Å 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 사는 밀도가 약 1.15g/cc 이상으로 높고 복굴절 값이 약 0.056 이상이다. 바람직한 사는 음파 모듈러스(sonic modulus) 값이 약 80g/d 이상이다.

섬유 미세구조는 다음과 같이 작용하여 고강력, 저수축률, 고 모듈러스 및 기타의 탁월한 특성들의 조합을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 폴리아미드 섬유에는, 기능적으로 직렬로 연결되며 섬유 특성에 원인이 되는 2개 이상의 상이 존재한다. 이러한 사들 중의 하나는 결정성으로서 고도의 1차원 분자 망상으로 효과적으로 매듭지워지는 결정들로 이루어진다. 결정들을 연결하는 것은 비결정성 중합체 쇄 단편이다. 이들 연결 분자들의 농도(즉, 단위단면적당 수)와 균일성이 섬유의 최종 강도를 결정한다.

본 발명에 따르는 섬유에서, 예외적으로 높은 밀도, 높은 결정 환전 지수 및 높은 겉보기 결정 크기에 의해 밝혀지듯이, 결정화도가 매우 높아 섬유의 일부가 연결 분자의 열 수축으로 인해 수축되기 쉬운 경향을 가소시킨다. 섬유는 고도로 연장된 구조를 갖지만 고복굴절, 저수축률 및 저수축장력에 의해 밝혀지듯이 낮은 내부 응력 구조를 갖는다. 더욱이, 본 발명의 사에서, 연결 분자는 섬유축에 수직인 면에 걸친 이의 농도가 극히 높은 수준이 되도록 구성되는 것으로 밝혀졌다. 결과적으로, 연결 분자는 측면으로 서로 충분히 접근하여 수축을 감소시키면서도 강도를 증가시키고 모듈러스를 유지하도록 하는 방식으로 서로 간섭하는 것으로 밝혀졌다.

발명에 따르는 사는 조심스럽게 조절된 연신 및 이완 단계를 포함하는 본 발명에 따른 방법으로 공지된 폴리아미드 사로부터 제조할 수 있다. 공정은 본 발명의 사의 제조와 관련된 경제성을 향상시키기 위해 다수의 공급사 말단의 경사를 사용하여 실시하는 것이 유리하다.

이후의 설명에서 더욱 명백해지는 바와 같이, 본 발명의 사 제조용 공급사는 품질이 우수해야 하며“완전”연신, “부분”연신 또는 미연신 폴리아미드 사일 수 있다. 양질의 공급사, 즉 파단된 필라멘트가 거의 없으며, 말단을 따르는 데니어 가변성이 낮고, 염소제(delusterant) 또는 거대 구정(spherulite)과 같은 비필수 성분을 거의 함유하지 않거나 전혀 함유하지 않는 중합체로 이루어진 사가 허용되는 공정 연속성에 있어서 필수적이다. “완전”연신이란 용어는 현재 사용되고 있는 공업적으로 실시되는 제조공정에서 목적하는 최종 용도를 위해 고강력 수준으로 연신한 사에 상응하는 특성을 갖는 사를 언급하기 위한 것이다. 공급사로서 사용하기 적합한 통상의 시판되는 “완전히” 연산된 사는 강력이 약 8내지 10.5g/d이고 복굴절 값이 약 0.050 내지 0.060이다. 부분 연신 및 미연신 공급사는 통상 널리 시판되지는 않지만, 당해 기술 분야에 널리 공지된 것이다. 부분 연신사는 어느 정도까지 연신되지만, 일반적으로 추가로 연신시키지 않고는 사용할 수 없다. 이러한 부분 연신사의 복굴절 값은 전형적으로 약 0.015 내지 0.030이다. 미연신이란 방사 및 급냉되었으나 계속 연신하여 급냉시키지 않은 사를 언급하기 위한 것이다. 전형적으로, 미연신사의 복굴절 값은 약 0.008이다.

이제 도면에 관해서 언급하며, 도면에 나타낸 장치(10)를 본 발명의 공정에 사용하여“완전”연신, 부분 연신 또는 미연신 공급사로부터 본 발명에 따르는 사를 제조할 수 있다. 이후에는 단일 목적 공정을 제시하여 기술하지만, 공정은 다수의 공급사 말단의 경사를 사용하여 경제성을 높이는 다목적 공정에도 직접 적용할 수 있다. 도면에서, 공급사(Y)는 공급 패키지(12)에서 출발하여 적합한 사 장력 조절부재(14)를 통과하고 통상 숫자 (16)으로 나타낸 연신영역으로 공급된다.

연신영역(16)에서, 하기에서 더욱 명백하게 되는 하나 이상의 최종 연신단계에서 동시에 가열되는 동안 공급사가 연신된다. 사가 약190℃ 이상의 사 연신 온도로 가열될 때 약 3.8g/d 이상의 연신장력이 사에 적용될 때까지 연신 및 가열을 수행한다. 이를 성취하기 위해, 상이한 연신단계, 상이한 전체 연신비 및 상이한 가열 유형이 상이한 공급사에 대해 사용된다. 예를 들면, 초기의 가열되지 않은 연신단계에서 5.5배 이상의 전체 연신이 미연신사에서 요구될 수 있는 반면, 1.1 내지 1.3배의 연신이 “완전히”연신된 사를 위해 적합할 수 있다. 부분적으로 연신된 사를 특정의 중간 비로 연신시킬 수 있다. 전체 공급사 유형의 연신에서, 최종 연신단게 도중의 강력은, 측정하는 경우, 일반적으로 약 10% 내지 30%, 즉 약 10.5 내지 12.5g/d까지 전형적으로 “완전히”연신된 사의 초기 강력보다 더욱 크게 증가할 것이다.

최종 연신단계에서, 연신은 사가 가열됨에 따라 증가시켜 수행하는 것이 바람직하다. 연신은 일련의 연속적인 연신단계에서 가열된 롤(roll)에서 시작할 수 있다. 연신 장력이 약 3.8g/d 이상인 경우 고온에 도달하기 때문에, 사를 비접촉 가열시키는 것이 바람직하다. 이러한 가열은 적외선 가열기 또는 극초단파 가열기 등이 장착된 강화-공기 오븐 속에서, 바람직하게는 오븐 속에서 가열하여 수행할 수 있다.

도면에 대해 다시 언급하면, 도면에 나타낸 공정의 연신영역(16)에서 사(Y)의 연신은 사가 집합적으로 (18)로서 그리고 각각(18a) 내지 (18g)로서 표시되는 7개의 연신 롤로 이루어진 제1 롤 세트를 S자형 방식으로 통과할 때 개시된다. 이러한 롤은 적합하게는 가열된 오일의 순환에 의해 내부 가열됨으로써 가열될 수 있는 고뎃 롤(godet roll)에 의해 제공된다. 또한, 롤의 회전속도를 조절하여 롤 세트에서 각각의 연속적인 압연기 사이에서 사에 대해 전형적으로 0.5% 내지 1%의 연신을 부여하여 사를 약간 연신시키고 사가 롤에 단단하게 접촉되도록 한다. 사(Y)를 닙 롤(nip roll)(20)에 의해 제1 롤(18a)에 대해 압착 시킴으로써 미끄러짐을 방지한다.

이후에, 사(Y)를 내부가열된 7개의 연신 롤(22a) 내지 (22g)로 이루어진 제2 롤 세트(22)로 진행시키고 이의 회전속도를 제1 롤 세트(18)과 유사하게 조절한다. 전형적으로, 롤의 회전속도를 조절하여 전형적으로 제1 롤 세트에서와 같이 롤 세트에 각각의 연속적인 압연기 사이에서 사에 대해 0.5% 내지 1%의 연신을 부여한다. 제1 롤 세트(18)와 제2 롤 세트(22) 사이[롤(18a)와 롤(22a) 사이]의 속도 차이가 다양하여 이것이 롤 세트 사이에서 진행됨에 따라 사를 연신시킬 수 있다. 미연신 공급사의 경우, 연신의 대부분, 예를 들면, 2.5 내지 4.5 배가 통상적으로 제1 롤 세트(18)를 단지 조정하거나 가열하지 않고서 제1 롤 세트와 제2 롤 세트 사이에서 최초의 “이격”연신영역에서 수행된다. “완전히”연신된 공급사의 경우, 실질적으로 제1 롤 세트(18)와 제2 롤 세트(22) 사이에서 전형적으로 사에 연신이 전혀 제공되지 않으며 경우에 따라 제1 롤 세트(18)을 우회시킬 수 있지만 롤(18a)와 롤(20)의 닙을 통해 사를 진행시켜 사가 능동적으로 맞물리도록 하고 이후의 연신 동안 미끄러짐을 방지하는 것이 유용하다. 부분적으로 연신된 사는 일반적으로 이격 연신영역에서 요구되는 대로 연신됨으로써 이격 연신 후에 사에 의해 이루어지는 전체 연신이 “완전히”연신된 공급사와 유사하거나 이보다 약간 적도록 해야한다. 대개, 전체 공급사 유형에 대해, 제2 롤 세트(22)를 사용하여 승온, 예를 들면, 전형적으로 약 150 내지 215℃의 롤 온도에서 최종 연신을 위한 제조에서 전도에 의해 사를 가열한다.

제2 롤 세트(22)를 통과한 후, 사(Y)를 2개의 오븐, 각각(24) 및 (26)에 의해 제공되는 가열된 연신영역에 공급하며, 이러한 오븐은 약 300℃ 이상의 오븐 온도를 제공할 수 있는 강제 열풍형일 수 있다. 공정의 최대 연신을 수득하는 최종 연신단계는 가열된 연신영역에서 수행된다. 오븐에서의 체류시간과 온도는, 사(Y)가 약 190℃ 이상으로 가열되지만 사 온도는 폴리아미드 융점을 초과하거나 이에 너무 근접할 수 없다. 효과적인 가열을 성취하기 위해, 오븐 온도는 전형적인 공정속도에서 130℃ 이상 정도까지 사 온도를 초과할 수 있다. 본 발명의 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) 사의 경우, 바람직한 사 온도는 약 190 내지 약 240℃이며 오븐 온도는 바람직하게는 약 220 내지 약 320℃이며 체류시간은 약 0.5 내지 약 1.0초이다. 가열된 연신영역에서의 연신은 제2 롤 세트(22)의 제1 롤(22a)과 제3 롤 세트(28)[7개의 롤(28a) 내지 (28g)]의 제1 롤(28a)의 속도에 의해 결정되며, 이를 통해 사(Y)는 오븐(24) 및 (26)을 지난 후에 S자형으로 진행한다. 공정의 전체 연신은 제1 롤 세트의 제1 롤(18a)의 속도와 제3 롤 세트의 제1 롤 (28a)의 속도에 의해 결정된다. 제3 롤 세트의 이러한 제1 롤(28a)은 연신영역(16)의 말단을 나타내기 때문에, 제1 롤 세트 및 제2 롤 세트와는 달리, 롤 세트(28)의 연속 롤 속도는 사가 진행함에 따라 0.5 내지 1.0%까지 감소한다. 따라서, 일반적으로 숫자 (30)으로 나타낸, 공정의 이완 영역은 롤(28a)에서 시작한다.

이완영역(30)에서, 사는 약 13.5 내지 약 30%, 바람직하게는 약 15 내지 약 25%로 통제된 방식으로 이완된다(여기서, 장력은 감소하며 사는 길이가 감소하게 된다). 사를 이완 동안 가열함으로써 약 190℃ 이상의 사 이완온도에 도달한다. 이완 동안 공정 연속성을 유지시키는 것을 보조하고 생성물에서 높은 모듈러스와 낮은 성장율을 유지시키기 위해, 사에서 전형적으로 위에서 기술한 약 0.1g/d 이상의 작은 장력을 유지시켜야 한다.

이완은 사가 가열됨에 따라 증가하도록 수행하는 것이 바람직하다. 최초의 이완은 가열된 롤에서 수행될 수 있으며 최초 이완 증가에서 일련의 연속적인 이완단계인 것이 유리하다. 최종 이완 증가 동안 요구되는 고온으로 인해, 바람직하게는 오븐 속에서, 사를 비접촉 가열하는 것이 바람직하다. 바람직한 방법에서, 이완 동안 사가 약 83 이상의 결정 완전 지수를 지니도록 하기에 충분하게 지속적으로 계속 가열한다.

도면에서 설명한 바와 같이, 설명된 바람직한 공정에서의 이완과정은 약 150 내지 215℃로 가열한 제3 롤 세트(28)에서 이완을 증가시킴으로써 초기에 수행한다. 이러서, 이완이 최대로 일어나는 동안 약 300℃ 이상의 최대 오븐 온도를 제공할 수 있는 이완 오븐(32) 및 (34)를 통해 사를 통과시킨다. 필요한 사 이완 온도의 달성 여부는 오븐 온도와 오브내 사의 체류시간에 좌우된다. 바람직하게는, 오븐은 이상적인 공정속도에서 효과적인 가열을 위하여 약 130℃까지의 과도한 사 온도의 공기를 함유한다. 본 발명에 따르는 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) 사의 경우, 바람직한 사 온도는 약 190 내지 약 240℃이고 오븐 온도는 바람직하게는 약 220 내지 약 320℃이며 체류시간은 약 0.5 내지 약 1.0초이다.

사가 오븐(32)와 (34)를 통과한 후, 사(Y)는 미끄러짐을 방지하기 위해 닙 롤(38)에 의해 최종 롤(36c)에 대해 압축되는 꾸불꾸불한 (S자) 형태로 3개의 롤(36a 내지 36c)의 제4 롤 세트(36)를 통과한다. 제4 롤 세트(36)의 표면은 권취시키기에 적합한 수준으로 사 온도를 감소시키는 데에 도움을 주기 위하여 냉각수로 내부 냉각시킬 수 있다. 사는 안정한 런닝 사를 생성시키고 롤(36b)에 감기는 것을 피하기 위하여 롤(36c)에서 약간의 장력을 다시 가한다. 따라서, 총 이완율은 제3 롤 세트(28)의 제1 롤(28a)와 제4 롤 세트(36)의 제1 롤(36a) 사이의 속도 차이에 의해 결정된다.

사(Y)는 공정의 이완영역(30)을 지난 후 사 필라멘트를 동시 혼합시키기 위한 교락 제트(interlace jet)(나타내지 않았음), 사 가공물을 적용하기 위한 가공 적용장치(42) 또는 사에 대한 기타 처리장치를 포함할 수 있는 사 표면 처리영역(40)을 통해 공급된다. 권취부위(나타내지 않았음)에서 사(Y)의 다수 말단은 운반 및 목적 용도에 적합한 패키지로 권취시킨다.

다수의 말단의 경사에 대하여 설명한 바와 같은 장치를 사용하는 본 발명에 따르는 공정의 경우, 바람직한 권취속도는 150mpm 내지 750mpm이다.

이후에 나타내는 실시에는 본 발명을 설명하여 이로써 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 사의 특성은 다음과 같은 시험방법에 다라 측정한다. 달리 언급하지 않는 한, %는 중량을 기준으로 한다.

[시험방법]

컨디셔닝 : 패키징된 사를 시험하기에 앞서 적어도 2시간 이상 동안 55% ± 2% 상대습도, 74℉± 2 ℉(23℃ ± 1℃) 대기에서 컨디셔닝시키고 달리 언급하지 않는한 이와 유사한 조건하에서 측정한다.

상대점도 : 상대점도는 25℃에서 모세관 점도게로 측정한 용액과 용매의 점도 비를 말한다. 용매는 물을 10중량% 함유하는 포름산이다. 용액은 용매에 용해된 8.4중량%의 폴리아미드 중합체이다.

데니어 : 데니어 또는 선밀도는 사 9000m의 중량(g)이다. 데니어는 멀티필라멘트사 패키지에서 데니어 릴까지의 사의 이미 알고 있는 길이, 대개 45m를 0.001g의 정확도로 천칭에서 중량을 측정함으로써 결정된다. 이어서, 데니어는 45m 길이의 측정 중량으로부터 계산한다.

인장 특성 : 인장 특성(강력, 파단신도 및 모듈러스)은 본 발명에서 참조문헌으로 인용한 리(Li)의 미합중국 특허 제4,521,484호의 칼럼2, 라인 61 내지 컬럼 3, 라인 6에 기술된 바와 같이 측정한다.

초기 모듈러스는 응력-변형율 곡선의 “초기”직선부 대한 접선 방향으로 도시한 선의 기울기로부터 측정된다. “초기”직선부는 완전한 스케일 부하의 0.5%에서 개시되는 직선부로 정의된다. 예를 들면, 완전한 스케일 부하는 600내지 1400데니어 사의 경우 50.01b이므로, 응력-변형율 곡선의 “초기”직선부는 0.251b에서 개시된다. 완전한 스케일 부하는 1800 내지 2000데니어 사의 경우 1001b이고 곡선의 초기 직선부는 0.501b에서 개시된다.

인성 : 인성은 측정된 강역(g/d)과 측정된 판단신도(%)로서 계산한다.

건열 수축률 : 건열 수축률은 테스트라이트 수축장치(Testrite shrinkage instrument)(제조원: Testrite Ltd. Halifax, England)에서 측정한다. 길이가 약 24˝(61㎝)이하인 멀티필라멘트사를 테스트라이트에 삽입시키고 0.05g/d 하중하에 160℃에서 2분 경과 후의 수축률을 기록한다. 최초 길이와 최종 길이는 0.05g/d 하중하에서 측정한다. 최종 길이는 사가 160℃일 때 측정한다.

수축 장력 : 최대 수축 장력 및 최대 수축 장력에서의 온도는 본 발명에서 참조문헌으로 인용하는 미합중국 특허 제4,343,860호의 칼럼 11, 라인 15 내지 33에 기술된 바와 같이 측정한다. 이러한 방법에서, 10㎝길이의 루프를 오븐 속에서 30℃/min으로 가열하고 장력을 측정하여 온도에 대하여 도시함으로써 장력/온도 스펙트럼을 수득한다. 사 샘플을 사의 융점(260 내지 265℃)까지 가열한다. 최대 수축 장력에서의 온도 및 최대 수축 장력 또는 힘은 장력/온도 스텍트럼에서 직접 판독한다.

성장 : 섬유 성장은 프레임으로부터의 50 내지 60㎝ 길이의 사를 현탁시키고 0.01g/d 하중하에서 이의 초기 길이를 측정한 다음 30분 경과 후에 1.0g/d 하중하에서 이의 길이를 측정함으로써 측정된다. 이러한 섬유 성장율은 다음 시에서 %로 계산해 낸다.

상기식에서, L(f)는 30분 경과 후의 최종 길이이고, L(i)는 초기 길이이다.

복굴절 : 본 발명에 따르는 섬유의 광학적인 파라미터는 본 발명에서 참조문헌으로 인용되고 후술되는 에의 사항과 첨가 사항이 기술된, 프랭크포트(Fronkort) 및 녹스(Knox)의 미합중국 특허 제4,134,882호의 칼럼 9, 라인 59에서 칼럼 10의 라인 65에 걸쳐 기술되어 있는 방법에 따라 측정한다. 먼저, 플라로이드(Ploaroid) T-410 필름 및 1000배율 대신, 오실로스코프 추적 기록용 고속 35㎜ 필름 및 300배율을 사용하여 간섭 패턴을 기록한다. 또한, 동일한 결과를 제공하는 적합한 전자 영상 분석법을 사용할 수 있다. 두 번째로, 칼럼 10, 라인 26에서 “보다”를“그리고”로 대체시켜 오자를 교정한다.

X 선 파라미터 결정 와전 지수 및 겉보기 결정 크기 결정 완전 지수 및 겉보기 결정 크기는 X 선 회절 주사로부터 유도된다.

이들 조성물로 이루어진 섬유의 회절 패턴은 산란각 약 20˚내지 21˚ 및 23˚2θ에서 발생하는 피크를 갖는 2개의 뚜렷한 적도 X-선 반사가 특징이다.

이들 섬유의 X-선 회절 패턴은 회절-비임 모노-크로마터(diffracted-beam mono-chromator) 및 신틸레이션 검출기(scintillation detector)를 사용하여, 반사 형식의 X-선 회절측정기(제조원: Philips Electronic Instruments, Mahwah, N. J., cat. no. PW 1075/00)로 측정한다. 강도 자료는 속도계기로 측정하고 컴퓨터 처리된 자료 수집기/환원 시스템으로 기록한다. 회절 패턴은 기계적 셋팅을 사용하여 수득한다:

주사속도 : 1˚2θ/min 스텝핑 증분(stepping increment) : 0.025˚2θ 주사 범위 : 6˚내지 38˚, 2θ 및 펄스 높이 분석기, “회절식”결정 완전 지수와 겉보기 결정 크기의 측정에 있어서, 회절 자료는 자료를 고르게 하고, 기본선을 측정하며, 피크 위치와 높이를 측정하는 컴퓨터 프로그램으로 처리한다.

나일론 66, 나일론 6 및 나일론 66과 나일론 6과의 공중합체에서 결정화도의 X-선 회절 측정치가 결정 완전 지수(CPI)이다[참조: P. F. Dismore and W. O. Statton, J. Polym. Sci. Part C, No. 13, pp. 133-148, 1966]. 21˚ 및 23˚2θ에서의 2개의 피크의 위치는 이동하는 것으로 관찰되었으며, 결정화도가 증가하면 피크는 보다 멀리 이동하고 분-가너(Bunn-Garner) 나일론 66 구조에 기초하여 “이상적인”위치에 해당하는 위치로 접근한다. 피크 위치에서의 이러한 이동은 나일론 66에서 결정 완전 지수의 측정에 대한 기준치를 제공한다:

상기식에서, d(외부) 및 d(내부)는 각각 23˚ 및 21˚에서의 피크에 대한 브랙(bragg)'d'간격이고, 분모 0.189는 분(Bunn) 및 가너(Garner)[참조: Proc. Royal Soc.(London), A189, 39, 1947]에 의해 보고된 바와 같이 결정화가 잘 된 나일론 66에 대한 d(100)/d(010)에 대한 값이다.

2θ 값에 기초한, 동등하고 보다 유용한 식은 다음과 같다 :

CPI = [2θ(외부)/2θ(내부)-1]×546.7

겉보기 결정 크기 : 겉보기 결정크기는 적도 회절 피크에 대한 ½ 높이 피크 나비의 측정치로부터 계산한다. 2개의 적도 피크가 겹치므로, ½ 높이 피크 나비는 ½ 높이에서의 ½ 나비에 기초한다. 20˚내지 21˚피크의 경우, ½ 최대 피크 높이의 위치를 계산하고, 이러한 강도에 대한 2θ값은 낮은 각 측변에서 측정한다. 이러한 2θ값과 최대 피크 높이에서의 2θ값 사이의 차이에 2를 곱하여 ½ 높이 피크(또는 “라인”) 나비를 구한다. 23˚피크의 경우, ½최대 피크 높이의 위치를 계산하고 이러한 강도에 대한 2θ값을 높은 각 측면에서 측정한다; 이러한 2θ값과 최대 피크 높이에서의 2θ값 사이의 차이에 2를 곱하여 ½ 높이 피크 나비를 구한다.

이러한 측정에서, 보정은 기계적 확장에 대해서만 수행한다; 다른 모든 확장 효과는 결정 크기의 결과로 추정된다. ‘b’가 샘플의 측정된 라인 나비인 경우, 보정된 라인 나비‘b’는 다음 식으로 나타낸다.

상기식에서, 'b'는 기기적 확장 상수이다.

'b'는 실리콘 결정상 분말 샘플의 회절 패턴에서 약 28˚2θ에 위치한 피크의 라인 나비를 측정하여 결정한다.

겉보기 결정 크기(ACS)는 다음 식으로 구한다.

ACS = (Kλ)/(β cosθ)

상기식에서, K는 1로서 취하고, 는 X-선 파장(여기서는 1.5418Å)이며, β는 보정된 라인 나비(라디안)이고, θ는 ½ 브랙 각(Bragg angle)(회절 패턴으로 수득한, 선별된 피크의 2θ 값의 ½)이다.

X-선 배향각 : 직경 약 0.5㎜의 필라멘트 번들(bundle)을 조심스럽게 샘플 홀더에 감고 필라멘트를 본질적으로 평행하게 한다. 가득 감긴 샘플 홀더에 감긴 필라멘트를 필립스 X-선 발생기(기종: Model 12045B, 제조원 : Philips Electronic Instruments)에 의해 발생된 X-선 비임에 노출시킨다. 샘플필라멘트로부터의 회절 패턴을 워루스 핀홀 카메라(Warhus pinhole camera)의 Kodak DEF Diagnostic Direct Exposure X-선 필름(카탈로그 제154-2463번)에 기록한다. 카메라 시준기의 직경은 0.64㎜이다. 약 15분 내지 30분 동안 계속해서 노출시킨다(또는 일반적으로 측정되는 회절 양상을 광학밀도 ∼1.0에서 기록하기 위해 보다 오랫 동안 노출시킨다). 회절패턴의 디지탈하된 영상을 비디오 카메카로 기록한다. 투과 강도를 흑색 및 백색 참조물을 사용하여 측정하고, 회색 수준(0-255)을 흡광도로 전환시킨다. 나일론 66, 나일론 6, 및 나일론 66과 나일론 6과의 공중합체 회절 패턴은 2θ약 20˚내지 21˚ 및 23˚에서 2개의 뚜렷한 적도 반사를 갖는다; 외부(∼23˚)반사는 배향각의 측정에 사용된다. 2개의 선택된 적도 피크를 통한 방위각 트레이스에 상응하는 자료배열(즉, 이러한 패턴의 각 측면에서의 외부 반사)은 디지탈 영상 자료 파일로부터 보간시켜 수득한다; 이 배열은 1 자료점이 호에서 1˚의 1/3에 해당하도록 구성된다.

배향각(OA)는 백그라운드에 대해 보정된, 적도 피크의 최대 ½ 광학밀도에서의 호의 길이(˚)(50% 최대 밀도의 각에 대한 점)로 취한다. 이는 피크의 각 측면의 ½ 높이점들 사이의 자료점의 수로부터 컴퓨터로 계산한다(보간법이 사용되며 수치는 정수가 아니다). 두 피크를 모두 측정하고 배향각을 두 측정치의 평균으로 취한다.

장주기 간격 및 정규분포된 장주기 강도

장주기 간격(LPS)과 장주기 강도(LPI)를 크랫키 소각 회절기(kratky small angle diffractometer)[제조원: Anton Paar K. G., Graz, Austria]로 측정한다. 회절기는 45KV 및 40ma에서 작동되는 장 미세 포커스 X-선 튜브를 갖춘 필립스 XRG3100 X-선 발생기의 라이-포커스 포트(line-focus port)에 설치한다. X-선 초점은 6˚ 테이크-오프 각도(take-off angle)에서 가시화되고 비임 나비는 입구 슬릿에서 120㎛로 한정된다. X-선 튜브로부터의 구리 k-α 방사는 0.7㎜ 니켈 필터로 여과되고 90% Cuk-α 방사가 대칭적으로 통과되도록 고정된 펄스 높이 분석기가 구비된 NaI(TI) 신틸레이션 계수기로 측정한다.

나일론 샘플을, 홀더가 2㎝ 직경의 구멍을 갖도록 섬유를 각각에 대해 평행하게 권취시켜 제조한다. 섬유가 덮혀진 영역은 약 2㎝×2.5㎝이고 전형적인 샘플은 약 1g의 나일론을 포함한다. 샘플의 실제량은 강한 CuK-α X-선 신호의 샘플을 사용하여 감쇄화(attenuation)하여 측정하고 샘플의 두께를 X-선 비임의 투과율이 1/e 또는 0.3678로 될 때까지 조정함으로써 결정된다. 투과율을 측정하기 위해, 강한 산란기를 회절 부위속에 위치시키고 나일론 샘플을 비임 한정된 슬릿을 바로 넘어선 전면에 삽입한다. 감쇄화시키지 않고 측정한 강도가 I₀이고 감쇄화된 강도가 I인 경우, 투과율 T는 I/(I₀)이다. 투과율이 1/e인 샘플은, 두께가 최적 이상 또는 미만인 샘플에서의 회절 강도가 두께가 최적인 샘플에서의 회절 강도 미만이기 때문에 최적의 두께를 지닌다.

나일론 샘플은, 섬유 축이 비임의 길이와 수직(또는검출기의 운행 방향과 평행)으로 되도록 올려놓는다. 수평선 초점을 나타내는 크랫키 회절 측정기에 있어서, 섬유 축은 테이블 상부와 수직이다. 180개의 주사점은 다음과 같이 0.1과 4.0˚2θ사이로 회수한다 : 단계 크기가 0.1과 1.1˚사이의 0.0125˚인 81개의 주사점; 단계 크기가 1.1과 3.1˚사이의 0.025˚인 80개의 주사점; 단계 크기가 3.1과 4.0˚사이의 0.05˚인 19개의 주사점으로 회수한다. 각각의 주사시간은 1시간이고 각각의 주사점에 대한 게산시간은 20초이다. 수득한 자료는 포물선 윈도우(windows)를 이용시켜 완만하게 하고 장치적 배경을 제거한다. 장치적 배경[즉, 샘플이 없는 상태에서 수득한 주사]은 투과율 T로 곱하고 샘플로부터 수득한 주사로 부터 점 대 점으로 공제한다. 이후에, 주사의 자료점은 교정인자 CF = -1.0/(eT ℓn(T))로 곱해서 샘플 두께에 대하여 교정한다. 여기서, e는 자연 로그의 밑이고 ℓn(T)는 T의 자연로그이다. T가 1 미만이기 때문에, ℓn(T)는 항상 음수이고 CF는 양수이다. 또한, T가 1/e인 경우, 최적 두께의 각각의 샘플에 대한 CF는 1이다. 따라서, CF는 항상 1 이상이고 최적 두께 이외의 샘플로부터의 강도를 교정하여 관찰한 강도가 최적의 두께를 지니도록 한다. 최적 두께에 근사한 샘플 두께는, 일반적으로 샘플 두께에 대한 교정이 통계학적으로 계산한 불확실성 내에 있는 비율 미만이 되도록 유지시키기 위해 1.01 미만으로 유지시킬 수 있다.

측정된 강도는 이의 회절 벡터가 섬유 축에 평행인 반사광으로부터 구한다. 대부분의 나일온 섬유에서, 반사광은 1˚2θ 부근에서 관찰된다. 이러한 반사광의 정확한 위치와 강도를 측정하기 위해, 배경선을 먼저 피크 바로 아래, 즉 피크 자체보다 높고 낮은 양 각도에서 회절 곡선에 접하도록 도시한다. 이후에, 배경선 접선에 평행인 선을 피크의 외관상 최대점 근처이지만 일반적으로 2θ 값보다 약간 높은 곳에서 피크에 접하도록 도시한다. 샘플 배경이 감해지면 최대 위치가 되므로 이러한 접촉점에서의 2θ값을 위치로서 취한다. 장주기 간격, LPS를 이와 같이 유도된 피크 위치를 사용하여 브랙 법책(Bragg Law)으로부터 계산한다. 작은 각에 대해, 이것은 다음과 같이 나타낸다 :

LPS =λ/ sin(2θ)

피크의 강도 LPI를 , 커브의 접촉점과 그 밑의 배경선 사이의 수직거리(counts/sec)로서 규정한다.

크랫키 회절 측정기는 단일 비임 장치이며, 측정된 강도는 표준화할 때까지는 임의적이다. 측정된 강도는 장치마다 장치에 주어진 ㅅ간에 따라 다양할 수 있는데, 이것은 X-선 튜브의 수명, 정렬의 다양성, 트리프트(drift) 및 신틸레이션 결정의 열화(deterioration) 때문이다. 샘플 사이의 정량적 비교를 위해, 측정된 강도를 안정된 표준 대조 샘플과의 비율을 정해 정규분포시킨다. 대조 샘플은 본 발명의 첫 번째 실시예에서 공급 사로서 사용된 나일론 66 샘플(T-717 사; 제조원 : 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이. 아이. 듀 퐁)로 선택된다.

[공급사 1]

음향 모듈러스(sonic modulus) : 음향 모듈러스는 패코프키(Pacofsky)의 미합중국 특허 제3,748,844호의 칼럼 5, 라인 17 내지 38에 기록된 방법에 따라 측정하는데, 여기에는 섬유를 시험하기 전에 70℉(21℃) 및 65% 상대습도에서 24시간 동안 컨디셔닝하고 나일론 섬유를 인용된 특허 문헌에 기술된 폴리에스테르 섬유에 대하여 0.5 내지 0.7 이상인 0.1g/d의 장력으로 시험하는 것을 제외한 설명이 기술되어 있다.

밀도 : 폴리아미드 섬유의 밀도는 사염화탄소와 헵탄액체를 25℃에서 사용하여 ASTM D150556-68에 기술된 밀도 기울기 칼럼 기술을 사용하여 측정한다.

장력 : 공정을 수행하는 동안에, 장력은 미합중국 뉴 저지주 세다르허스트(Cedarhurst) 11516 소재의 일렉트로매틱 에퀴프먼트 캄파니 인코포레이티드(Electromatic Equipment Company, Inc.)에서 제조한 모델 체크라인(model checkline) DXX-40, DXX-500, DXX-1K 및 DXX-2K 수동식 장력 측정기를 사용하여 연신 및 이완영역[도면에서, 연신영역의 오븐(26)을 통과시킨 후 및 오븐의 배출구로부터 약 12in(30㎝) 이격된 이완영역의 오븐(34)을 통과시킨 후]에서 측정한다.

사 온도 : 사 온도는, 사가 오븐 배출구로부터 약 4in(10㎝) 떨ㅇ진 연신 오븐(26)과 이완 오븐(34)에 남겨진 후에 측정한다. 7.9μ 필터(약 0.5μ의 밴드가 통과함)와 넓은 밴드 검출기를 갖춘 적외선 광학 주사 시스템으로 이루어진 비접촉 적외선 온도 측정 시스템을 사용하여 측정하여 시험 사화 300℃까지 정밀하게 가열시킬 수 있는 사 뒤에 위치한 흑체(blackbody)의 참조 온도를 가지하도록 한다. 참조로 한 J형 열전쌍은 구제 표준국에서 승인한 플루크 모델 2170A 디지탈 지시기와 함께 사용하여 참조 온도를 측정한다. 폴리아미드사의 온도 측정치는, 7.9μ 필터가 방사율이 단일한 것(1)에 근접한 것으로 밝혀진 흡수 밴드에 상응하기 때문에 매우 정밀하다. 실제로, 참조 온도는 사 라인 주사 영상이 오실로스코프에 나타남에 따라 사라지고, 이 영점(null point)에서 사의 온도가 참조 온도와 동일해진다.

[실시예 1]

포름산 상대점도가 약 67인 완전히 연신된 848데니어, 140필라멘트 사(공급사 1)는 단독중합체인 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)를 연속 중합시키고 압출시킴으로써 제조하고 굿(Good)의 미합중국 특허 제3,311,691호의 방법을 사용하여 부수적으로 연신시킨다. 표 2에 완전히 나타낸 바와 같이 9.6gpd 강력, 8.8% 수축률, 163g/d% 인성 및 다른 특성을 갖는 이러한 “완전 연신” 사를 도면에 나타낸 공정에서 공급사로서 사용한다.

표 1에 나열한 공정조건을 사용하여 작동하는 제1도에 나타낸 장치를 사용하여, 사 말단 4개를 공급 팩키지(package)(12) 끝으로부터 해서시키고, 장력 조절을 위해 장력 조절부재(14)로 진행시킨 다음, 닙 롤(nip rol)(20) 및 롤 셋(roll set)(18)의 고뎃 롤(godet roll)(18a)을 사용하여 닢핑시킨다. 롤 셋(18)의 (18b)를 통과하여(18g)로 통과시키고 사를 직접 롤 셋(22)의 고뎃 롤(22a 내지 22g)로 진행시키고 오븐(24) 및 (26)을 통과시켜 롤 셋(28)으로 진행시킨다. 연신 장력은 사 온도 240℃에서 4.02g/d이다. 이후에, 사를 롤 셋(28)의 모든 7개의 롤, 오븐(32) 및 (34), 그리고 롤 셋(36)의 롤을 통과시킨 다음 권취시킨다. 이완 오븐(34)으로부터 빠져나온 사의 온도는 240℃이고 이완율은 13.5%이다. 0.5%증가된 연신을 롤 셋(22)의 각각의 롤 쌍 사이에 사용하고 0.5% 증가된 이완을 세 번째 롤 셋(28)의 각각의 롤 쌍 사이에 사용한다.

롤 속도와 오븐 및 롤 온도를 포함하는 공정 파라메터의 상세한 사항을 표 1에 나타내었다.

권취시켜 수득한 796데니어 사는 포름산 상대점도가 공급사와 동일하지만 각각 점도가 10.4g/d이고 형행 수축률이 1.9%이다. 모듈러스(modulus)는 45.0g/d이고 인성은 210g/d%이다. 결정 완전 지수는 86.1이고 장주기 간격은 114A이며 밀도는 1.1526이다. 이러한 특성의 더욱 상세한 목록을 표 3에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 2의 공급사는 실시예 1에서 기술한 것(공급사1)과 동일하고 제조방법은 경사 한 올만을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 유사하며 공정 조건은 표 1에 기술된 바와 같다. 오븐(26)을 통과한 후의 232℃의 사 온도에서 연신 장력은 4.35g/d이다. 오븐(34)으로부터 빠져나온 사의 온도는 240℃이고 이완율은 18.2%이다.

권취시켜 수득한 804데니어 사는 각각 10.1g/d의 점도 및 1.4%의 평행 수축률을 갖는 것을 제외하고는 67의 포름산 상대점도와 동일하다. 모듈러스는 42.8g/d이고, 인성은 227g/d%이다. 결정 완전 지수는 88.1이고, 장주기 간격은 120A이고, 밀도는 1.1540이다. 이러한 특성의 더 상세한 사항을 표 3에 나타내었다.

[실시예 3]

포름산 상대점도가 89인, “완전 연신”1260 데니어, 210필라멘트 사는 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)를 연속 중합시키고 사출시킴으로써 제조하고 굿의 미합중국 특허 제3,311,691호의 방법을 사용하여 부수적으로 연신시킨다. 강력이 10.0gpd이고 수축률이 7.6%이며 인성(공급사 2)이 278g/d%인 이러한 “완전히”연신된 공급사를 표1에서 기술한 공정조건을 실행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 유사하게 제조한다. 연신 장력은 오븐(26)을 통과시킨 후의 사 온도 212℃에서 4.78g/d이다. 오븐(34)에서 빠져나온 사 온도는 218℃이고 이완율은 21.4%이다.

권취시켜 수득한 1340 데니어 사는 포르산 상대점도가 89로 동일하지만, 강력과 평형 수축률이 각각 10.2g/d 및 0.9%이다. 모듈러스는 31.9g/d이고 인성은 294g/d%이다. 결정 완전 지수는 85.9이고, 장주기 간격은 113Å이며 밀도는 1.1527이다. 이러한 특성의 더욱 상세한 사항을 표 3에 나타내었다.

[실시예 4]

실시예 4의 공급사는 실시예 3(공급사 2)에서 기술한 것과 동일하고 제조방법은 표 1에 나타낸 공정조건을 제외하고는 실시예 3과 동일하다. 연신 장력은 사 온도 212℃에서 4.79g/d이다. 오븐(34)으로부터 빠져나온 사 온도는 218℃이고 이완율은 21.2%이다.

권취시켜 수득한 1336데니어 사는 포름산 상대점도가 89로 동일하지만, 강력과 평형 수축률이 각각 10.5g/d 및 1.5%이다. 모듈러스는 37.2g/d이고 인성은 271g/d%이다. 결정 완전 지수는 85.0이고, 장주기 간격은 112Å이며, 밀도는 1.1572이다. 이러한 특성의 보다 상세한 사항을 표 3에 나타내었다.

[실시예 5]

포름산 상대점도가60(공급사 3)인, 방사되었지만 연신시키지 않은 3714데니어, 140필라멘트 사를 폴리(헥가메틸렌 아디프아미드) 중합체를 연속 중합시키고 압출시킴으로써 제조한다. 압출시킨 후에, 사를 급냉시키고, 440ypm로 직접 권취한다. 방사된 사의 복굴절은 약 0.008이고 파단신도는 575%이다. 사를 후속적으로 48시간 동안 65% RH에 저장하여 약 4.5%의 평형 수분율에 이르게 한다.

표 1에 나타낸 공정조건을 사용하여 작동하는 도면에 나타낸 장치를 사용하는 경우, 공급사(3)의 하나의 말단을 공급 팩키지(12)로부터 해서시키고, 70g에서 장력 조절을 위해 장력 조절부재(14)로 진행시킨 다음, 닙 롤(20)과 롤 셋(18)의 고뎃 롤(18a)을 사용하여 닙핑시킨다. 롤 셋(18)의 (18b)를 통과하여 (18g)까지 모든 고뎃 롤을 사용하고 사를 표 1에 나타낸 연신비로 롤 셋(18)과 롤 셋(22)의 고뎃 롤(22a 내지 22g) 사이에서 저온에서 연신시킨다. 선행 실시예에서와 같이, 사를 오븐(24) 및 (26)을 통과하여 진행시킨다. 연신 장력은 오븐(26)을 통과시킨 후에 사 온도 226℃에서 4.04g/d이다. 이후에, 사를 롤 셋(28)의 모든 7개의 롤, 오븐(32) 및 (34) 및 롤 셋(36)의 롤을 통과시킨 다음 권취시킨다. 오븐(34)으로 부터 빠져나온 사의 온도는 226℃이고 이완율은 14.4%이다. 0.5% 증가된 연신을 롤 셋(22)의 각각의 롤 쌍 사이에 사용하고 0.5% 증가된 이완을 세 번째 롤 셋(28)에서 각각의 롤 쌍에 사용한다.

권취시켜 수득한 792데니어 사는 강력과 평형 수축률이 각각 9.9g/d 및 1.7%이다. 포름산 상대점도가 60으로 동일하지만, 모듈러스는 46.4g/d이고 인성은 204g/d%이다. 결정 완전 지수는 1.1500이다. 이러한 특성의 보다 상세한 사항을 표 3에 나타내었다.

[실시예 6 내 11]

표 4에 나타낸 공정 파라메터를 사용하는 제1도에 나타낸 장치를 사용하여, 소정의 공급사의 하나의 말단을 사용하여 본 발명에 따르는 사를 제조한다. 공급사(4, 5 및 6)의 특성의 부분적인 목록을 표 2에 나타내었다; 이러한 공급사는 연속적으로 중합된 중합체로부터 방사하고 미합중국 특허 제3,311,691호에 기술된 방법으로 연신시킨 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)이다. 실시예 6 내지 11의 사의 데니어, 사의 인장특성 및 수축률의 목록을 표 5에 나타내었다.

Claims (19)

1. 상대점도가 50 내지 95이고 강력이 9.5g/d 내지 12.5g/d이고 모듈러스가 30g/d 내지 60g/d이고 160℃에서의 수축률이 0.3% 내지 2%이고 결정 완전 지수가 83 내지 95이며 장주기 간격이 105Å 내지 130Å이고 폴리(헥사메틸렌 아드프아미드)를 85% 내지 100% 포함하는 폴리아미드사.
2. 제1항에 있어서, 밀도가 1.15g/cc 내지 1.16g/cc인 사.
3. 제1항에 있어서, 복굴절이 0.056 내지 0.060인 사.
4. 제1항에 있어서, 장주기 강도가 2.7 내지 10인 사.
5. 제1항에 있어서, 파단신도가 18% 내지 30%인 사.
6. 제1항에 있어서, 인성이 200g/d % 내지 300g/d %인 사.
7. 제1항에 있어서, 음파 모듈러스가 80g/d 내지 90g/d인 사.
8. 제1항에 있어서, 최대 수축 장력이 0.15 내지 0.37g/d인사
9. 제1항에 있어서, 폴리아미드가 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) 단독중합체를 포함하는 사.
10. 제1항에 있어서, (100)면에서 측정한 겉보기 결정 크기가 62Å 내지 75Å인 사.
11. 제1항에 있어서, 성장율이 5% 내지 9%인 사.
12. 적어도 최종 연신단계에서 공급사를 연신시키고; 적어도 최종 연신단게 동안 공급사를 가열하며; 사가 190℃ 내지 240℃의 사 연신온도로 가열되는 경우 3.8g/d 내지 4.0g/d의 연신 장력에 도달할 때까지 공급사를 계속 연신, 가열하고; 연신 후, 사의 최대 길이에 대한 길이 감소가 13.5 내지 30%로 되도록 사에 대한 장력을 충분히 감소시키며; 장력의 감소 동안, 최대 길이 감소에 도달하는 경우 사를 190℃ 내지 240℃의 사 이완온도로 가열한 다음; 장력이 감소된 후 사를 냉각 및 패키징(packaging) 함을 포함하여, 연신사, 부분 연신사 및 미연신사로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 공급사로부터, 강력이 9.0g/d 내지 12.5g/d이고 수축률이 0.3% 내지 2.0%이며 모듈러스가 30g/d 내지 60g/d이고 85 중량% 내지 100중량%의 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)를 포함하는 폴리아미드 사를 제조하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 사의 최대 길이 감소가 15 내지 25%로 되도록 장력을 충분히 감소시키는 방법.
14. 제13항에 있어서, 장력의 감소동안 사가 83 내지 95의 결정 완전 지수를 갖기에 충분한 기간 동안 계속 가열 하는 방법.
15. 제12항에 있어서, 장력의 감소가, 길이에서 초기 감소를 야기시키는 적어도 초기 이완 증가에서 부분적으로 장력을 감소시킨 다음 사가 최종 이완 증가에서 최대 길이 축소로 길이가 감소 되도록 장력을 추가로 감소시킴으로써 수행되는 방법.
16. 제12항에 있어서, 다수의 사 말단에 대해 150 내지 750mpm의 패키징 정 속도에서 동시에 수행되는 방법.
17. 제12항에 있어서, 공급사가 부분 연신 공급사 또는 미연시 공급사이고 또한 연신공정이 최종 연신단게 전에 하나 이상의 초기 연신단계를 추가로 포함하는 방법.
18. 제12항에 있어서, 연신 동안의 가열공정이 220 내지 320℃의 오븐 속에서 수행되고, 오븐 속에서의 체류시간이 0.5 내지 1.0초인 방법.
19. 제12항에 있어서, 장력의 감소 동안의 가열공정이, 온도가 220 내지 320℃인 오븐 속에서 수행되고, 이러한 오븐 속에서의 사의 체류시간이 0.5 내지 1.0초인 방법.