KR0169530B1 - 고수축 나이론 66 고강력사 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 황산 상대점도가 3.2~3.6 수준(황산 96% 용액 사용)인 나이론 66계 원사를 용융방사법에 의해 제조함에 있어서, 중합 및 방사단계에서 내열제로서 구리를 15ppm 이상 첨가하고, 요오드를 구리함량의 13배~15배+500ppm 수준으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 고수축 나이론 66 고강력사의 제조방법 및 그에 의하여 수득된 나이론 66 고강력사를 제공하는 것으로, 본 발명의 나이론 고강력사는 고강력이면서 수축율이 극히 높고 강력잔존율이 우수하여 치밀한 직물 조직을 요구하는 에어백용 원단 또는 특수한 산업용 자재로서 용도전개가 가능하다.

Description

고수축 나이론 66 고강력사 및 그의 제조방법
제1도는 스핀드로공법에 의한 본 발명의 고수축 나이론 66 고강력사 제조방법의 공정개략도.
제2도(a)는 기존 2단계공법에 의한 본 발명의 고수축 나이론 66 고강력사 제조방법의 공정중 방사공정개략도.
제2도(b)는 기존 2단계공법에 의한 본 발명의 고수축 나이론 66 고강력사 제조방법의 공정중 연신공정개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 방사구금 2 : 유제부여장치
3 : 제 1 고데트롤러 4 : 제 2 고데트롤러
5 : 제 3 고데트롤러 6 : 제 7 고데트롤러
7 : 제 5 고데트롤러 8 : 권취기
3',4' : 고데트롤러 11 : 미연신사
12 : 가이드롤러 13 : 호트롤러
14 : 가열판 15 : 연신롤러
16 : 콥사
본 발명은 고수축 나이론 66 고강력사 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황산 상대점도(황산 96% 용액) 3.0~3.6 수준의 나이론 66 원사를 제조함에 있어서 중합 및 방사단계에서 일정한 양의 내열제 및 요오드를 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고수축 나이론 66 고강력사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
나이론 66은 헥사메틸렌디아민과 아디핀산의 중축합에 의하여 제조되는 폴리아미드로서, 의료용 섬유, 산업용 각종 섬유, 플라스틱성형품등에 널리 이용되고 있다. 최근 에어백 또는 산업용 자재등의 소재로 나이론 66 고강력사에 대한 수용가 급속히 증가되고 있는 추세이다. 또한, 코팅을 하지 않은 에어백용 원단의 재료가 되는 고강력이면서 고밀도인 직물에서는 수축율이 높은 원사가 요구되고 있다.
그러나, 종래의 나이론 고강력사의 제조기술에 의해 제조되는 나이론 고강력사들은 고강력이기는 하지만 수축율이 낮은 것이어서 이러한 업계의 요구에 부응할 수 없었다. 종래의 일반적인 나일론 고강력사의 제조방법은 황산 상대점도(황산 96% 용액사용)2.7~3.0 수준으로 하여, 전체 연신비 4~6배, 200℃ 이상의 충분한 열고정, 연신후 4~10% 수준의 충분한 릴렉스를 준 후 권취하여 수축율이 낮은 고강력사를 제조하는 것이다. 이때 강력잔존율을 높이기 위한 방법으로 나이론 66계 고분자의 중합 및 방사단계에서 내열제로서 구리화합물을 순수 구리함량 15~50ppm 수준으로 혼합하는 방법이 있다. 그러나, 상술한 방법에 의해 제조되는 나일론 고강력사는 수축율이 낮아서, 수축율이 높은 원사가 요구되는 에어백용등 고강력이면서 고밀도인 직물에 사용하는데는 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술상의 결점을 극복하기 위한 것으로, 고강력이면서도 수축율이 극히 높고 강력잔존율이 우수한 원사 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 황산 상대점도가 3.2~3.6수준(황산 96% 용액 사용)인 나일론 66계 원사를 용융방사법에 의해 제조함에 있어서, 중합 및 방사단계에서 내열제로서 구리를 15~50ppm 첨가하고, 요오드는 구리함량의 13~15배 수준 내지 이 수준에 500ppm을 더한 수준까지 첨가하는 것을 특징으로 하는 고수축 나일론 66 고강력사의 제조방법 및 그에 의하여 제조되는 나일론 고강력사를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명에 의해 제조되는 나일론 원사는 최종 원사의 섬도가 100 내지 600데니어이고, 최종 원사의 단사섬도가 2~10데니어이며, 비등수축율(130℃에서 1시간 처리)이 13% 이상이고, 건열수축율(180℃에서 30분간 처리)은 9.0% 이상이며, 원사의 강도는 7.5g/d 이상이고, 절단신도는 17~24%이상이며, 내열 강력잔존율(180℃에서 20시간 건열처리)이 85% 이상인 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 고수축 나일론 66 고강력사는 제1도에 도시된 바와 같은 방사와 연신을 동시에 행하는 스핀드로우 공법 또는 제2도에 도시된 바와 같은 기존의 2단계 공법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 원사의 황산 상대점도는 3.2~3.6 수준(황산 96% 용액 사용)인데, 이와 같이 상대점도가 높으면 높을수록 고강력 발현에 유리하다.
수축율이 높은 나일론 66 고강력사를 제조함에 있어서, 수축율이 향상되는 것은 원사의 강도수준을 결정하는 결정간의 타이체인이 증가하기 때문이며, 또한 분자량이 크면 클수록 고분자쇄간의 전체길이에 대한 고분자 쇄끝과 끝의 거리의 비율이 작아지게 되어 수축율이 높게되는 것이다.
또한, 내열제를 쉽게 용해시키기 위해 요오드가 사용되는데, 요오드는 내열제를 용해시키는 기능외에 분자쇄의 유동을 크게하는 기능이 있어, 과량사용되면 원사의 내열 강력잔존율이 저하된다.
본 발명에 의해 고수축 나일론 66 고강력사를 제조하는 경우에는 중합 및 방사단계에서 내열제로서 구리를 15 내지 50ppm 첨가하고, 요오드를 상기 구리함량의 13~15배 수준 내지 이 수준에 500ppm을 더한 수준까지 첨가해야만 하는데, 이때 요오드의 첨가량이 구리함량의 13배 내지 15배 수준 미만이면 내열제를 쉽게 용해시키지 못하게 되고, 구리함량의 13배 내지 15배 수준에 500ppm을 더한 값을 초과하는 경우에는 원사의 내열 강력잔존율을 저하시키게 된다. 따라서, 본 발명에서 요오드의 첨가량은 상기 범위내인 것이 필수적이다.
제1도에 도시된 스핀드로우 공법에 의해 고수축 나일론 66 고강력사를 제조하는 경우에는, 황산 상대점도 3.0~3.6인 나일론 66 칩을 방사구금(1)을 통해 압출하여 냉각고화시킨 후 유제부여장치(2)를 이용하여 유제를 부여함으로써 방사속도 300~700m/분으로 방사한 후 연이어 연신한다.
이때, 제 1 고데트롤러(3)와 제 2 고데트롤러(4) 사이의 프리드로우 연신비는 1.01~1.08로 하고, 제 2 고데트롤러(4)와 제 3 고데트롤러(5) 사이의 1단의 연신비는 2.5~3.5, 제 3 고데트롤러(5)와 제 4 고데트롤러(6) 사이의 2단 연신비는 1.5~2.5로, 전체 연신비 4.0~6.0의 수준으로 연신한 후 0~6% 수준의 릴렉스를 준 다음 최종원사의 권취속도 2,000~3,000m/분으로 권취한다. 제 1 고데트롤러(3) 온도는 상온이고, 제 2 고데트롤러(4)의 온도는 상온~90℃, 제 3 고데트롤러(5)의 온도는 120~200℃, 제 4 고데트롤러(6)의 온도는 180~230℃, 제 5 고데트롤러(7)의 온도는 상온~150℃로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 고수축 나일론 66 고강력사를 기존의 2단계 공법으로 제조하는 경우에는 우선 제2도에 도시된 바와 같이, 황산 상대점도 3.0~3.6인 나일론 66 칩을 방사구금(1)을 통해 압출하여 냉각고화시킨 후 유제부여장치(2)를 이용하여 유제를 부여함으로써 방사속도 300~700m/분으로 방사하여 고데트롤러(3') 및 고데트롤러(4')를 지나 스핀튜브내에 스팀을 사용하거나 또는 스팀을 사용하지 않는 일반적인 방법을 사용하여 권취기(8)로 권취한다. 이어서, 수득된 미연신사(11)를 48시간 이내로 건조(시즈닝:seasoning)한 후 연신기에서 가이드롤러(12)를 거쳐 호트롤러(13)를 통해 상온~100℃로 예열한 후 가열판(14)을 통하여 150~220℃로 가열하고 연신롤러(15)를 통해 4~6배로 연신하여 콥사(16)를 권취기(15)를이용하여 권취속도 300~800m/분 수준으로 권취한다.
본 발명의 방법에 의하여 제조되는 나일론 66 고강력사는 고강력이면서 수축율이 극히 높고 강력잔존율이 우수하여 치밀한 직물 조직을 요구하는 에어백용 원단 또는 특수한 산업용 자재로서 용도전개가 가능하다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한을 받는 것은 아니다.
[실시예 1]
상대점도 3.2인 나일론 66 폴리미를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 구리 50ppm, 요오드 1200ppm을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법1에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 나일론 66계 폴리머를 사용하여 하기 표2에 나타낸 방사연신 조건하에서, 방사연신하되 방사단계어서 구리 50ppm, 요오드 1200ppm을 첨가하여 기존 2단계 공법에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표3에 함께 나타내었다.
[비교예 1]
상대점도 2.7인 나일론 66 폴리머를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 요오드 500ppm만을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법1에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
[비교예 2]
상대점도 2.7인 나일론 66 폴리머를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 구리 50ppm, 요오드 500ppm을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법1에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
[비교예 3]
상대점도 3.2인 나일론 66 폴리머를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 구리 50ppm, 요오드 100ppm을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법2에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
[비교예 4]
상대점도 3.2인 나일론 66 폴리머를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 구리 50ppm, 요오드 200ppm을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법2에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
[비교예 5]
상대점도 2.7인 나일론 66 폴리머를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 구리 50ppm, 요오드 800ppm을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법2에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
[비교예 6]
상대점도 3.2인 나일론 66 폴리머를 하기 표 1에 나타낸 조건으로 방사하되, 방사단계에서 구리 50ppm, 요오드 2000ppm을 첨가하여 하기 표 1의 스핀드로 공법2에 따라 최종 단사의 섬도가 약 6데니어인 210데니어/34필라멘트로 제조하였다. 수득된 원사의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
※ 비등수축율 : 130℃의 수중에서 1시간 처리한 후 원래의 시료장에 대한 수축한 길이의 비율로 측정.
※ 건열수축율 : 건조한 180℃의 공기 중에서 30분 처리한 후 원래의 시료장에 대한 수축한 길이의 비율로 측정.
※ 내열 강력잔존율 : 건조한 180℃의 공기 중에서 20시간 처리한 후 원래의 강력에 대한 잔존강력의 비율로 측정.

Claims (2)

  1. 황산 상대점도가 3.2~3.6 수준(황산 96% 용액 사용)인 나일론 66계 원사를 용융방사법에 의해 제조함에 있어서, 중합 및 방사단계에서 내열제로서 구리를 15~50ppm 첨가하고, 요오드를 구리함량의 13~15배 수준 내지 이 수준에 500ppm을 더한 수준까지 첨가하는 것을 특징으로 하는 고수축 나일론 66 고강력사의 제조방법.
  2. 제1항의 방법에 의해 제조되고, 하기 물성을 만족시키는 것을 특징으로 하는 고수축 나일론 66 고강력사.
    최종 원사의 섬도 : 100~600데니어
    최종 원사의 단사섬도 : 2~10데니어
    비등 수축율 : 13.0%
    건열 수축율 : 9.0% 이상
    원사강도 : 7.5g/d 이상
    절단신도 : 17~24%
    내열 강력잔존율 : 85% 이상
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101272683B1 (ko) * 2006-12-28 2013-06-10 주식회사 효성 변형거동이 균일한 나일론 66 원사

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