KR100235758B1 - High modulous polyester yarn for tire cord and composites and the manufacture method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 사는 PEN 또는 유사한 경질 단량체를 결합하여 생성된 기타 반 - 결정질 폴리에스테르 중합체를 배향 및 결정도가 적절한 무정형 상태로 방사하여 제조된다. 이는 복굴절율이 최소한 0.030인 미연신 폴리에스테르사가 형성되도록 공정매개변수를 선택함으로써 달성된다. 그후, 스핀사는 총 연신비가 1.5/1 - 6.0/1이 되도록 열연신되고 결과물인 연신 반 - 결정성 폴리에스테르사의 Tg는 100℃이상이고 융점이 최소한 8℃ 상승된다. 강성도가 최소한 6.5g/d이고, 치수 안정성(EASL + 수축율)이 5% 미만이며 수축율이 4%이하인 사가 바람직한 것이다.The yarns of the present invention are made by spinning PEN or other semi-crystalline polyester polymers produced by combining similar hard monomers in a suitable amorphous state with orientation and crystallinity. This is accomplished by selecting process parameters such that undrawn polyester yarns having a birefringence of at least 0.030 are formed. Thereafter, the spin yarn is hot drawn to have a total draw ratio of 1.5 / 1-6.0 / 1, and the resulting Tg of the semi-crystalline polyester yarn is at least 100 캜 and the melting point is raised at least 8 캜. Yarns with a stiffness of at least 6.5 g / d, dimensional stability (EASL + shrinkage) of less than 5% and shrinkage of 4% or less are preferred.
결과물인 사는 종래 기술에 의한 사에 비하여 수축율이 낮으며 모듈러스와 강성도가 놀라울 정도로 높음을 나타낸다.The resulting yarns exhibit lower shrinkage and surprisingly high modulus and stiffness than conventional yarns.
Description
[발명의 명칭][Name of invention]
타이어코드 및 복합물용 고(高) 모듈러스 폴리에스테르사 및 그 제조방법High Modulus Polyester Yarn for Tire Cords and Composites and Manufacturing Method Thereof
[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]
제 1도는 강성도(tenacity) 6.2g/d(54.7mN/dtex)에서 실시예 1과 2의 PEN사에 대한 모듈러스를 비교한 그래프이다.1 is a graph comparing the modulus for the PEN yarns of Examples 1 and 2 at a stiffness of 6.2 g / d (54.7 mN / dtex).
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
[기술분야][Technical Field]
본 발명은 타이어의 섬유 보강물로써 특히 유익하며, 아주 높은 모듈러스, 양호한 강성도 및 낮은 수축율을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 멀티필라멘트사 및 비슷한 강성의 단량체 조합으로 제조된 사(絲)에 관한 것이다. 본 발명에 의한 PEN사는 통상적인 공정에 의해 조제된 PEN사에 비하여 모듈러스와 칫수안정성이 개선된다. 본 발명의 일 견지에 의하면 멀티필라멘트 PEN사 제조 공정이 제공된다.The present invention is particularly advantageous as a fiber reinforcement of tires and relates to yarns made of polyethylene naphthalate (PEN) multifilament yarns and similar rigid monomer combinations having very high modulus, good stiffness and low shrinkage. PEN yarn according to the present invention has improved modulus and dimensional stability compared to PEN yarn prepared by conventional processes. According to one aspect of the invention there is provided a multifilament PEN manufacturing process.
[배경기술][Background]
일반적으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필라멘트는 레이디얼 타이어(radial tire)의 본체, 컨베이어 벨트, 시트 벨트, V 벨트 및 호스등 산업 적용처에 널리 사용된다. 그러나 모노플라이 고성능 타이어의 본체와 같은 보다 수요가 증대되는 적용처에 있어서는 보다 높은 모듈러스 및 칫수 안정성이 바람직하며 레이디얼 승용차 타이어 벨트에 이들이 요구된다.Generally, polyethylene terephthalate (PET) filaments are widely used in industrial applications such as radial tire bodies, conveyor belts, seat belts, V belts and hoses. However, for more demanding applications such as the body of monoply high performance tires, higher modulus and dimensional stability are desirable and are required for radial passenger car tire belts.
칫수안정성은 4.5g/d(39.7mN/dtex)에서의 신도와 수축율의 합으로 정해진다. Shima 등의 미국특허 제 3,616,832에서는 칫수안정성과 강성도가 우수한 PEN으로 보강된 고무성 물품을 제시하고 있으며, Kawase 등의 미국 특허 제 3,929,180에서는 카아커스(carcass) 보강재로서 PEN을 사용한 타이어를 제시하고 있다. 그러나, 이들 특허는 통상적인 방법으로 제조한 미연신(undrawn) 복굴절율이 낮은 PEN에 관한 것이며, 본 발명의 목적에서와 같이 이 물질의 잠재적인 특성을 완전히 달성할 수 없는 것이다. 이는, 통상적으로 방사된 PEN의 최적 연신(延伸, drawing)에 대하여 가르치고 있는 Hamana 등의 영국특허 제 1,445,464에서도 마찬가지이다.Dimensional stability is determined by the sum of elongation and shrinkage at 4.5 g / d (39.7 mN / dtex). US Pat. No. 3,616,832 to Shima et al. Presents a rubbery article reinforced with PEN with good dimensional stability and stiffness. US Pat. No. 3,929,180 to Kawase et al. Presents a tire using PEN as a carcass reinforcement. However, these patents relate to low undrawn birefringence PENs prepared by conventional methods and are unable to fully achieve the potential properties of this material as for the purposes of the present invention. This is also the case in Hamana et al. 1,445,464, which teaches about optimal drawing of spun PEN, which is typically radiated.
Hamana 등의 미국특허 제 4,000,239에서는 융점이 높고, 내열성이 있는 전기 절연성 직물용 미연신 PEN 제조 공정을 제공한다. 이들 물질은 결정도(crystallinity)가 높거나 최소한 고도로 핵화된 구조에 효과적인 고응력 조건하에서 제조되기 때문에 이들은 연신성(延伸性, drawability)이 감소되어 본 발명에서 의도된 적용처를 위한 높은 모듈러스를 얻지 못하는 것이다.US Pat. No. 4,000,239 to Hamana et al. Provides an unstretched PEN manufacturing process for electrically melting fabrics with high melting points. Because these materials are manufactured under high stress conditions that are effective in high crystallinity or at least highly nucleated structures, they have reduced drawability and do not achieve high modulus for the intended applications of the present invention. will be.
이와 같은 적용처를 위한 산물이 미국특허 제 4,001,479등에 제공되며, 이는 높은 신도 및 낮은 강성도를 갖는 일부 배향된 사(絲)에 관한 것이다.Products for such applications are provided in US Pat. No. 4,001,479, et al., Which relates to some oriented yarns having high elongation and low stiffness.
본 발명의 사(絲)는 PEN 혹은 유사한 경질 단량체의 결합으로부터 제조된 기타 반결정성 폴리에스테르 중합체를 비정질 배향도 및 결정화도가 최적인 상태로 방사(紡絲)하여 제조된다. 본 발명은 복굴절율이 최소한 0.030인 미연신 폴리에스테르사가 형성되도록 공정 매개변수를 선택함으로써 달성된다. 그 후 상기 방사된 사의 총연신비가 1.5/1-6.0/1이 되도록 열연신되며, 그 결과물인 연신된 반결정성 폴리에스테르사의 Tg는 100℃이상이고 융점이 최소한 8℃ 상승된다. 강성도가 최소한 6.5g/d(57.4mN/dtex)이고, 칫수안정성(EASL+수축율)이 5% 미만이고, 수축율이 4%이하인 사가 바람직하다.The yarns of the present invention are made by spinning other semicrystalline polyester polymers prepared from the combination of PEN or similar hard monomers in an optimal state of amorphous orientation and crystallinity. The present invention is accomplished by selecting process parameters such that undrawn polyester yarns having a birefringence of at least 0.030 are formed. Thereafter, the drawn yarn is thermally drawn to have a total draw ratio of 1.5 / 1-6.0 / 1, and the resultant Tg of the stretched semicrystalline polyester yarn is 100 ° C or more and the melting point is raised by at least 8 ° C. Preferred is a yarn having a stiffness of at least 6.5 g / d (57.4 mN / dtex), dimension stability (EASL + shrinkage) of less than 5%, and shrinkage of 4% or less.
그 결과 산출되는 사(絲)는 종래의 사에 비하여 놀라울 정도로 높은 모듈러스와 강성도 및 낮은 수축율을 나타낸다.The resulting yarns show surprisingly high modulus, stiffness and low shrinkage compared to conventional yarns.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 폴리에스테르 멀리필라멘트사는 이러한 물질이 타이어와 같은 고무 복합물내에 섬유상 보강재로 편입될 때 아주 바람직한 높은 모듈러스, 높은 칫수안정성 및 뛰어난 강성도 특성을 나타낸다. PEN 멀티필라멘트사 혹은 유사한 강성 단량체의 결합으로부터 제조된 다른 폴리에스테르 중합체 사는 레이디얼 승용차 타이어의 두 부품, 카아커스와 벨트를 보강하는데 이롭게 사용될 수 있다. 일반적으로 승용차 타이어 카아커스는 주로 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 보강된다.The polyester mulfilament yarns of the present invention exhibit high modulus, high dimensional stability and excellent stiffness properties which are very desirable when incorporated into fibrous reinforcements in rubber composites such as tires. Other polyester polymer yarns made from a combination of PEN multifilament yarns or similar rigid monomers can be advantageously used to reinforce the two parts of car radial tires, carcass and belts. In general, car tire carcasses are mainly reinforced with polyethylene terephthalate.
카아커스 코드의 칫수안정성(주어진 수축율에서의 모듈러스)에 의하여 조절되는 타이어의 두가지 특성은 측면결각(缺刻)과 타이어 핸들링이다. PET와 종래의 PEN에 비하여 본 발명의 PEN 혹은 기타 폴리에스테르사의 모듈러스와 칫수안정성이 높다는 것은 본 발명의 사(絲)로 카아커스가 보강된 타이어는 보다 낮은 측면 결각과 보다 뛰어난 핸들링 작용을 나타냄을 의미한다. 또한 본 발명의 사는 이들의 유리전이온도(Tg)가 100℃이상이므로, 즉 PEN의 Tg 120℃, PET의 Tg 80℃와 비교할 때 보다 높아 바람직한 보강물질인 것이다.Two characteristics of the tire, controlled by the dimensional stability of the carcass cord (modulus at a given shrinkage), are side grain and tire handling. The higher modulus and dimensional stability of the PEN or other polyester yarns of the present invention compared to PET and conventional PENs indicate that the tires reinforced with carcass of the present invention exhibit lower side etch and better handling. it means. In addition, the present invention is because the glass transition temperature (Tg) of the present invention is more than 100 ℃, that is higher than the Tg 120 ℃ of PEN, Tg 80 ℃ of PET is a preferred reinforcing material.
Tg가 높으면 PET 타이어에 비하여 넓은 온도 범위에 걸쳐서 코드의 열방생이 적게 되어 결과적으로 타이어의 수명이 길게 되고 전체 타이어 운행온도를 보다 낮게 한다. 더욱이, 모듈러스는 Tg이상의 온도에서 급강하하므로, 본 발명에 의한 사의 모듈러스는 PET보다 넓은 범위의 온도에 걸쳐 유지될 수 있다. 고성능 타이어는 이들 적용시, 특히 고속 주행으로 작동 온도가 상승하였을 때, 낮은 코드 열방생과 높은 모듈러스가 요구되므로 본 발명의 사가 고성능 타이어의 보강에 사용될 때 상기한 모든 잇점은 매우 중요한 것이다.Higher Tg results in less heat generation of the cord over a wider temperature range than PET tires, resulting in longer tire life and lower overall tire operating temperatures. Moreover, since the modulus drops sharply at temperatures above Tg, the modulus of the yarns according to the invention can be maintained over a wider range of temperature than PET. High performance tires require low cord heat generation and high modulus in these applications, especially when the operating temperature rises at high speeds, so all of the above advantages are very important when the present invention is used to reinforce high performance tires.
본 발명의 PEN 멀티필라멘트사와 기타 폴리에스테르사는 레이디얼 승용차 타이어의 벨트와 레이디얼 트럭 타이어의 카아커스 보강에 또한 사용될 수 있다. 현재는 이러한 적용처를 위해, PET는 주어진 코드 직경에 대한 강도와 모듈러스가 충분하지 못하므로, 강철이 주로 사용된다. PET에 비하여 PEN의 모듈러스가 높고, 본 발명의 PEN은 부가적인 모듈러스를 가지므로 이는 PEN을 강철의 대체물로서 사용될 수 있는 이상적인 물질로 되게 한다.PEN multifilament yarns and other polyester yarns of the present invention may also be used for carcass reinforcement of radial passenger car tire belts and radial truck tires. Currently for these applications, PET is mainly used because of the insufficient strength and modulus for a given cord diameter. The modulus of PEN is higher than that of PET, and the PEN of the present invention has an additional modulus, which makes PEN an ideal material that can be used as a substitute for steel.
본 발명의 폴리에틸렌 나프탈레이트사는 폴리에틸렌 나프탈레이트를 최소한 90몰% 함유한다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 폴리에스테르는 실질적으로 모두 폴리에틸렌 나프탈레이트이다.The polyethylene naphthalate yarn of the present invention contains at least 90 mole percent polyethylene naphthalate. In one preferred embodiment, the polyester is substantially all polyethylene naphthalate.
선택적으로, 상기 폴리에스테르는 에틸렌글리콜 및 2,6-나프탈렌 디카르복시산 혹은 이들의 유도체이외의 하나 또는 그 이상의 에스테르-형성 성분으로부터 유도된 소량의 유니트를 공중합체 유니트로서 편입할 수 있다. 폴리에틸렌 나프탈레이트 유니트와 공중합가능한 다른 에스테르 형성 성분의 예로는 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올등과 같은 글리콜과, 테레프탈산, 이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 스틸벤 디카르복시산, 비벤조산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산과 같은 디카르복시산을 포함한다.Optionally, the polyester may incorporate small units derived from one or more ester-forming components other than ethylene glycol and 2,6-naphthalene dicarboxylic acid or derivatives thereof as copolymer units. Examples of other ester forming components copolymerizable with polyethylene naphthalate units include glycols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and the like, terephthalic acid, isophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, stilbene Dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid, bibenzoic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid.
본 발명의 다른 폴리에스테르사는 결과물인 중합체가 용융방사가능하고 반결정성이며, Tg가 100℃이상인 조건을 만족한다면 강성 및 연성(flexible) 단량체를 적절히 조합하여 제조한 폴리에스테르 중합체를 함유하도록 제조될 수 있다.Other polyester yarns of the present invention may be prepared to contain polyester polymers prepared by combining appropriately rigid and flexible monomers, provided that the resulting polymer is melt-spinable, semicrystalline, and has a Tg of 100 ° C. or higher. have.
강성 단량체의 예로는 2,6-나프탈렌 디카르복시산, 2,7-나프탈렌 디카르복시산, 디페닐 디카르복시산, 스틸벤 디카르복시산 및 테레프탈산과 같은 디카르복시산; 하이드로퀴논, 비페놀, p-크실렌 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸렌 글리콜과 같은 디히드록시 화합물 ; 과 p-히드록시벤조산 및 7-히드록시-β-나프토산과 같은 히드록시카르복시산 ;을 포함한다. 연성 단량체의 예로는 옥살산, 숙신산, 아디프산, 세바스산과 같은 디카르복시산과, 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올과 같은 디히드록시 화합물을 포함한다. 그 융점 이상에서의 상기 중합체의 열안정성은 용융처리시 과도한 분해가 발생하지 않도록 충분하여야 하는 것이 중요하다.Examples of rigid monomers include dicarboxylic acids such as 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, 2,7-naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid, stilbene dicarboxylic acid and terephthalic acid; Dihydroxy compounds such as hydroquinone, biphenol, p-xylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentylene glycol; And hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid and 7-hydroxy-β-naphthoic acid. Examples of soft monomers include dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and dihydroxy compounds such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol. Include. It is important that the thermal stability of the polymer above its melting point should be sufficient to avoid excessive decomposition during melt processing.
본 발명의 멀티필라멘트사는 필라멘트당 약 1-20(예를 들면, 약 3-10) 데니어이고 약 6-600개의 연속 필라멘트(예를 들면, 약 20-400개의 연속 필라멘트)로 구성된다. 필라멘트당 데니어와 사에 존재하는 연속 필라멘트의 수는 광범위하게 변화시킬 수 있으며, 이는 그 기술 분야에서 숙련된 자라면 용이할 것이다.The multifilament yarns of the present invention are about 1-20 (eg about 3-10) denier per filament and consist of about 6-600 continuous filaments (eg about 20-400 continuous filaments). The number of continuous filaments present in denier and yarn per filament can vary widely, which will be readily apparent to those skilled in the art.
상기 멀티필라멘트사는 종래에 고강도 폴리에스테르 섬유가 사용되던 산업 적용처에 특히 적합하다. 상기 섬유는 특히 고온(예를 들면 100℃) 조건에서 사용되는 경우에 적합하다. 이 필라멘트 물질은 모듈러스를 개선시킬 뿐만 아니라 고 모듈러스 섬유상 열가소성 플라스틱에 대하여 아주 낮은 수축율을 갖게 한다.The multifilament yarn is particularly suitable for industrial applications where high strength polyester fibers have conventionally been used. The fibers are particularly suitable when used in high temperature (eg 100 ° C.) conditions. This filament material not only improves modulus but also has very low shrinkage for high modulus fibrous thermoplastics.
상기 예기치못한 칫수 안정성은 방사동안 독특한 조직 형태가 형성됨에 따라 이루어지는 것같으며, 이같은 조직형태는 최소 0.03 바람직하게는 0.03-0.30의 미연신 복굴절율로 특징지워지는 고도로 배향된 비정질 부위의 결정화에서 기인된다. 이 결정화는 방사도중 가하여진 응력(stress)의 수준에 따라 연신단계나 방사단계에서 일어난다. 만약 방사도중 너무 큰 응력이 가하여지면 미연신사는 연신성이 저하되는 경향이 있으며, PEN에 대하여 290℃이상의 융점을 나타낸다.The unexpected dimensional stability is likely due to the formation of a unique tissue morphology during spinning, which is due to the crystallization of highly oriented amorphous sites characterized by an unstretched birefringence of at least 0.03, preferably 0.03-0.30. . This crystallization takes place in the stretching or spinning phase, depending on the level of stress applied during spinning. If too much stress is applied during spinning, the unstretched yarn tends to be lowered in stretchability, and has a melting point of more than 290 ° C for PEN.
본 명세서에서의 특성화 매개변수는 실질적으로 평행한 필라멘트로 구성된 멀티필라멘트사를 시험함으로써 간편하게 측정할 수 있다.Characterization parameters herein can be readily determined by testing multifilament yarns consisting of substantially parallel filaments.
1. 복굴절율 - 베렉(Berek) 보상계가 장착된 편광 현미경을 사용하여 복굴절율을 측정하였다. 만약 검은 소광밴드가 육안으로 관찰되지 않으면 자주색 밴드를 측정에 사용하여야 한다.1. Birefringence-The birefringence was measured using a polarizing microscope equipped with a Berek compensator. If black matt bands are not visible to the naked eye, purple bands should be used for the measurement.
2. 밀도 - 23℃에서 n-헵탄/카본 테트라클로라이드 밀도 구배 컬럼에서 밀도를 측정하였다. 그 구배컬럼은 ASTM D1505-68에 따라서 제조하고 교정하였다.2. Density-Density was measured on an n-heptane / carbon tetrachloride density gradient column at 23 ° C. The gradient column was prepared and calibrated according to ASTM D1505-68.
3. 융점 - Perkin-Elmer 차등 주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter; DSC)를 사용하여 분당 20℃에서 시료 10mg을 주사하여 최대 흡수결과로부터 융점을 측정하였다. 같은 시험조건하에서 유리전이온도와 관련된 열용량 변화시의 변곡점을 취하여 Tg를 구한다. 연신사에 대한 융점 상승(△Tm)은 △Tm = Tm′- Tm″에 의하여 계산된다. 단, 상기 식에서 Tm′는 목적 연신사의 융점이고, Tm″는 예비 용융되고 분석하기 전에 DSC에서 급냉된 사의 융점이다.3. Melting point-Melting point was determined from the maximum absorption result by injecting 10 mg of sample at 20 ° C. per minute using a Perkin-Elmer Differential Scanning Calorimeter (DSC). Under the same test conditions, Tg is obtained by taking the inflection point when the heat capacity changes with respect to the glass transition temperature. Melting | fusing point rise ((DELTA) Tm) with respect to a stretched yarn is calculated by (DELTA) Tm = Tm'-Tm ". Where Tm 'is the melting point of the target stretched yarn, and Tm ″ is the melting point of the yarn quenched in DSC prior to premelting and analysis.
4. 고유점도 - 중합체와 사(絲)의 고유점도(IV)는 중합도와 분자량 측정에 편리한 것이다. IV는 페놀과 테트라클로로에탄(60/40중량)의 혼합 용매에서 상대 용액 점도(ηγ)를 측정하여 결정한다. ηγ는 표준 모세관을 통과하는 순수한 용매의 흐름 시간에 대한 PEM/용매 용액의 흐름 시간의 비이다. IV는 농도 0에 상대 용액 점도 데이터를 외삽하여 계산한다.4. Intrinsic Viscosity-The intrinsic viscosity (IV) of polymer and yarn is convenient for measuring polymerization and molecular weight. IV is determined by measuring the relative solution viscosity (ηγ) in a mixed solvent of phenol and tetrachloroethane (60/40 weight). ηγ is the ratio of the flow time of the PEM / solvent solution to the flow time of the pure solvent through the standard capillary. IV is calculated by extrapolating relative solution viscosity data at concentration 0.
5. 물리적 특성 - 게이지 길이를 10인치(25.4㎝)로 하고 변형율(strain rate)을 분당 120%로 하여 Instron 인장 시험기를 사용하여 인장 특성을 측정하였다. 모든 인장 측정은 실온에서 이루어졌다. 칫수안정성은 주어진 수축율에서 얻은 응력 수준을 의미한다. 타이어 산업에 있어서, 칫수안정성은 특정한 하중에서의 신도(elongation)와 수축율의 합으로 정의된다. 이 경우에, 특정한 하중에서의 신도(elongation at a specified load ; EASL)는 하기 방정식을 사용하여 초기 모듈러스 시험결과로부터 유도된다.5. Physical Properties-Tensile properties were measured using an Instron tensile tester with a gauge length of 10 inches (25.4 cm) and a strain rate of 120% per minute. All tensile measurements were made at room temperature. Dimensional stability refers to the stress level obtained at a given shrinkage. In the tire industry, dimensional stability is defined as the sum of elongation and shrinkage at a particular load. In this case, elongation at a specified load (EASL) is derived from the initial modulus test results using the following equation.
연신비가 증가함에 따라 강성도와 모듈러스가 증가한다는 것은 잘 알려져 있다. 그 자체로서 강성도가 보다 큰 것이 언제나 매우 바람직하지만, 높은 신장비(extension ratio)는 사의 품질이나 심한 수축문제로 인하여 종종 달성되지 않는다.It is well known that stiffness and modulus increase as the draw ratio increases. Higher stiffness by itself is always very desirable, but high extension ratios are often not achieved due to yarn quality or severe shrinkage problems.
본 발명의 물질은 주어진 수준의 강성도에 대하여 높은 수준의 모듈러스를 갖는다. 이는 다음과 같이 강성도에 대한 L-5의 비에 의하여 매개변수 LT로 정량화 된다 :The materials of the present invention have a high level of modulus for a given level of stiffness. It is quantified by the parameter L T by the ratio of L-5 to stiffness as follows:
L-5 혹은 LASE-5는 5% 신도에서의 하중(g/d)로 정한 모듈러스의 크기이다. 본 발명 물질의 LT는 최소한 25이다. 만약 사의 신도가 5% 미만이어서 L-5 측정이 불가능하면 5%이상으로 신도를 증대시키기 위하여 시험전에 상승된 온도에서 사를 예비이완시킬 수 있다.L-5 or LASE-5 is the magnitude of the modulus determined by the load at 5% elongation (g / d). The L T of the inventive material is at least 25. If the elongation of the yarn is less than 5% and the L-5 measurement is not possible, the yarn may be pre-loosed at elevated temperature prior to the test to increase the elongation above 5%.
수축율값은 0.05gr/denier(0.44mN/dtex)의 힘으로 압박하여 177℃에서 1분간 유지한 후 ASTM D885에 따라 측정하였다.Shrinkage was measured in accordance with ASTM D885 after holding for 1 minute at 177 ℃ pressed by a force of 0.05gr / denier (0.44mN / dtex).
이하에 본 발명의 개선된 사를 제조할 수 있는 것으로 발견된 공정에 대하여 기술한다. 다만 여기 기술된 공정 매개 변수는 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아닌 것이다.The following describes the process found to be able to produce the improved yarn of the present invention. However, the process parameters described herein are not intended to limit the scope of the present invention.
용융 - 방사가능한 폴리에스테르를 그 융점이상의 온도 및 실질적으로 중합체가 열화하는 온도 이하에서 압출 방사노즐(spinnerette)로 공급한다. 이 단계에서의 머무름 시간을 최소로 하고 온도가 350℃이상, 바람직하게는 320℃이상이 되지 않도록 하여야 한다.Melt-spun polyester is fed to an extrusion spinnerette at temperatures above its melting point and substantially below the temperature at which the polymer degrades. The retention time at this stage should be minimized and the temperature should not be above 350 ° C, preferably above 320 ° C.
압출된 필라멘트는 그후 통상의 사(絲) 고화구역을 통과하며, 거기서 바람직한 내부 구조 형태로 냉각되어 필라멘트가 서로 융합되는 것이 방지된다.The extruded filaments are then passed through a conventional yarn solidification zone where they are cooled to the desired internal structure form to prevent filaments from fusing together.
상기 고화구역은 바람직하게는 (a)최소한 150℃, 바람직하게는 150 - 500℃로 가열된 가스상 대기로 이루어진 냉각을 지연시키는 구역(이하, 、지연된 냉각구역′이라 한다, retarded cooling zone)과 (b)상기 지연된 냉각구역에 인접하고, 상기 사(絲)가 취입 공기내에서 급냉 및 고화되는 냉각 구역으로 이루어지는 것이 좋다. 복굴절율이 최소한 0.03이고 융점이 1 - 25℃, 바람직하게는 3 - 23℃만큼 상승된 고도로 배향된 미연신사가 제조되도록 공정 조건을 조절하는 것이 본 발명의 공정에서 중요한 것이다. PEN에 대하여 융점이 265 - 290℃, 바람직하게는 268 - 288℃가 되어야 한다. 이 기술 분야의 숙련된 기술자는 방사노즐에 인접한 지연된 냉각구역의 길이와 온도, 방사노즐공의 직경, 급냉과 취입 방법, 급냉 공기속도 및 고화구역에서의 드로우다운(drawdown), 과 같은 조건을 조절하여 상기한 바를 달성할 수 있다. 고화 구역으로부터 사를 회수하는 속도는 방사된 섬유의 응력에 영향을 미치는 중요한 매개변수이므로 요구되는 특성이 달성되도록 조절하여야 한다. 방사된 사는 그후 연속 혹은 불연속 공정으로 통상적인 수단에 의하여 연신되어 Tg가 100℃이상이고 융점이 최소한 8℃, 바람직하게는 8 - 15℃ 상승된 연신사가 산출된다.The solidification zone is preferably (a) a zone for delaying cooling consisting of a gaseous atmosphere heated to at least 150 ° C., preferably 150-500 ° C. (hereinafter referred to as a retarded cooling zone) and ( b) adjoining the delayed cooling zone, it is preferred that the yarn consists of a cooling zone that is quenched and solidified in the blown air. It is important in the process of the present invention to adjust the process conditions such that a highly oriented undrawn yarn with a birefringence of at least 0.03 and a melting point raised by 1-25 ° C., preferably 3-23 ° C. is produced. For PEN the melting point should be 265-290 ° C, preferably 268-288 ° C. Those skilled in the art adjust conditions such as the length and temperature of the delayed cooling zone adjacent to the spinneret, the diameter of the spinneret hole, the quenching and blowing method, the quenching air velocity and the drawdown in the solidification zone. To achieve the above. The rate of yarn recovery from the solidification zone is an important parameter affecting the stress of the spun fiber and should be adjusted to achieve the required properties. The spun yarn is then stretched by conventional means in a continuous or discontinuous process to yield a stretched yarn having a Tg of 100 ° C. or higher and a melting point of at least 8 ° C., preferably 8-15 ° C ..
연신사의 특성이 다음과 같은 것이 바람직한 것이다 : 최소한 6.5g/d( 57.4 mN/dtex), 바람직하게는 최소한 7.5g/d(66.2mN/dtex)의 강성도 ; 5% 미만의 칫수안정성(EASL + 수축율) ; 및 4%이하의 수축율.It is preferable that the properties of the drawn yarns are as follows: a stiffness of at least 6.5 g / d (57.4 mN / dtex), preferably at least 7.5 g / d (66.2 mN / dtex); Dimensional stability of less than 5% (EASL + shrinkage); And shrinkage of 4% or less.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
[실시예 1]Example 1
[비교예][Comparative Example]
오리피스의 길이가 0.042인치(0.107cm)이고 폭이 0.021인치(0.053cm)인 방사노즐에 23.2cc/min의 가공된 원료의 양을 통과시켜 32필라멘트를 압출하여 PEN 미연신사를 제조하였다. 필라멘트를 공기 급냉 컬럼에서 고화시키고 권취기 속도를 305m/min으로 하여 권취하였다.PEN undrawn yarn was prepared by extruding 32 filaments by passing an amount of processed raw material of 23.2 cc / min through a spinning nozzle having an orifice of 0.042 inches (0.107 cm) and a width of 0.021 inches (0.053 cm). The filaments were solidified in an air quench column and wound up at a winder speed of 305 m / min.
이 사(絲)를 통상의 가열 롤을 사용하여 2단계로 연신하였다. 미연신사의 특성, 연신사의 특성 및 연신 조건을 하기 표 1에 나타내었다.This yarn was extended | stretched in two steps using the normal heating roll. The properties of the undrawn yarn, the properties of the drawn yarn and the stretching conditions are shown in Table 1 below.
△n = 0.004인 미연신사로부터 통상적으로 제조된 본 실시예의 사는 LT가 24미만으로 본 발명의 사에 비하여 모듈러스가 저조하였다. 또한 칫수안정성(EASL + 수축율)은 8.3으로써 본 발명의 사(絲)보다 높았으며, 이는 칫수안정성이 나쁘다는 것을 나타낸다(실시예 3 참조).The yarn of this example, which is usually manufactured from undrawn yarn with Δn = 0.004, has a low modulus compared to the yarn of the present invention with an L T of less than 24. Also, the dimensional stability (EASL + shrinkage) was 8.3, which was higher than that of the present invention, indicating that the dimensional stability was poor (see Example 3).
[표 1]TABLE 1
[실시예 2]Example 2
오리피스의 길이가 0.036인치(0.091cm)이고 폭이 0.016인치(0.041cm)인 방사노즐에 9.6㎤/min의 가공된 원료를 통과시켜 7 필라멘트를 압출하여 PEN사를 제조하였다. 필라멘트를 공기급냉 컬럼에서 고화시키고 권취기에서 770-5000m/min으로 권취하였다. 이 사(絲)들은 두 연신구역에서 가열 플레이트를 사용하여 2단계로 연신되었다. 미연신사의 특성, 연신사의 특성 및 연신 조건을 하기 표 2에 나타내었다.7 filaments were extruded by passing a processed raw material of 9.6 cm 3 / min through a spinneret having an orifice of 0.036 inch (0.091 cm) and a width of 0.016 inch (0.041 cm) to manufacture PEN. The filaments were solidified in an air quench column and wound at 770-5000 m / min in the winder. These yarns were drawn in two stages using heating plates in both stretching zones. The properties of the undrawn yarn, the properties of the drawn yarn and the stretching conditions are shown in Table 2 below.
이 실시예에서의 데이터를 육안 검사하면, 주어진 강성도까지 연신된 사에 대하여 방사속도와 연신 및 미연신 융점이 증가함에 따라 모듈러스가 증가함을 나타낸다. 이는 방사속도가 증가함에 따라 LT매개변수가 증가함을 반영한다. 미연신 복굴절율만으로 본 발명의 사를 특정하기에는 충분하지 않다. 이 매개변수는 높은 방사 응력에서 발생하는 형태 변화에 민감하지 못하므로, 본 발명의 범위를 규정하기 위하여는 융점과 복굴절율 모두를 사용하여야 한다. 본 실시예와 비교예 1의 시험 결과를 비교하기 위하여, 표 2의 모듈러스값을 강성도 6.2g/d(54.7mN/dtex)에 외삽하여 방사속도에 대한 그래프로 나타내었다.(제1도)Visual inspection of the data in this example shows that modulus increases with increasing spin rate and stretch and unstretched melting points for yarns drawn to a given stiffness. This reflects the increase in the L T parameter as the spinning speed increases. Unstretched birefringence alone is not sufficient to specify the yarn of the present invention. Since this parameter is not sensitive to morphological changes occurring at high radial stresses, both melting point and birefringence should be used to define the scope of the present invention. In order to compare the test results of this example with Comparative Example 1, the modulus values of Table 2 were extrapolated to the stiffness of 6.2 g / d (54.7 mN / dtex) and presented as a graph of the spinning speed.
이에 의하면, 종래 기술의 사에 비하여 본 발명의 사의 잇점을 명확하게 보인다.According to this, the advantage of the yarn of this invention is clearly seen compared with the yarn of the prior art.
[표 2]TABLE 2
[실시예 3]Example 3
770m/min와 4000m/min으로 방사된 실시예 2의 미연신사를 이들의 최종 한계까지 연신하였다.The undrawn yarn of Example 2 spun at 770 m / min and 4000 m / min was drawn to their final limit.
770m/min 시료를 연신 구역에서 오븐을 사용하여 1단계로 연신하고 4000m/min 시료를 제2연신 구역에서 가열 플레이트를 사용하여 2단계로 연신하였다.The 770 m / min sample was drawn in one step using an oven in the drawing zone and the 4000 m / min sample was drawn in two steps using a heating plate in the second drawing zone.
연신사의 특성과 연신 조건을 하기 표 3에 나타내었다. 이 실시예는 본 발명의 사가 고무 적용처 내부에 사용될 때 아주 높은 고 모듈러스, 고강성도 및 낮은 수축율을 갖고 있음을 나타낸다.The properties and stretching conditions of the drawn yarn are shown in Table 3 below. This example shows that the yarns of the present invention have very high modulus, high stiffness and low shrinkage when used inside rubber applications.
[표 3]TABLE 3
[실시예 4]Example 4
본 실시예는 높은 복굴절율, 모듈러스 및 융점을 갖는 미연신사를 실시예 2에서 보다 느린 방사속도에서 제조될 수 있음을 나타내며, 이에 따라 보다 상업적으로 쉬운 공정을 제공한다.This example shows that undrawn yarn with high birefringence, modulus and melting point can be produced at a slower spinning rate than in Example 2, thus providing a more commercially easy process.
오리피스의 길이가 0.069인치이고 폭이 0.030인치인 방사노즐에 9.6cc/min의 가공된 원료를 통과시켜 7개의 필라멘트를 압출시켜 PEN사를 제조하였다. 필라멘트를 공기 급냉 컬럼에서 고화시키고 권취기의 속도를 410m/min - 2500m/min으로 하여 권취하였다. 이들 사의 특성을 하기 표 4에 나타내었다.PEN was manufactured by extruding seven filaments by passing a processed raw material of 9.6 cc / min through a spinning nozzle having an orifice of 0.069 inch and a width of 0.030 inch. The filament was solidified in an air quench column and wound up at a winder speed of 410 m / min-2500 m / min. The properties of these yarns are shown in Table 4 below.
[표 4]TABLE 4
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KR100402838B1 (en) * | 2001-05-10 | 2003-10-22 | 주식회사 효성 | Polyester multifilament yarns |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100430632B1 (en) * | 1997-01-30 | 2004-07-30 | 주식회사 코오롱 | Poly(ethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate) fiber having excellent shape stability and high strength, and manufacturing method thereof |
KR100402839B1 (en) * | 2001-05-10 | 2003-10-22 | 주식회사 효성 | Polyethylene naphtalate fiber of high strength |
KR100402838B1 (en) * | 2001-05-10 | 2003-10-22 | 주식회사 효성 | Polyester multifilament yarns |
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