KR100335511B1 - 나일론-46섬유및그의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나일론-46 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로, 나일론-46 폴리머로부터 나일론-46 섬유를 제조하는 공정에서 냉각시 고온저속으로 냉각시켜 미세한 구정이 다수 형성된 미연신사를 제조하고 연신후 열처리에 의하여 구정크기를 성장시키므로써 라텍스와의 접착면적을 크게 한 타이어 코드용으로 적합한 나일론-46 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

나일론-46 섬유 및 그의 제조방법

본 발명은 나일론-46 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나일론-46 폴리머로부터 나일론-46 섬유를 제조하는 공정에서 냉각시 고온저속으로 냉각시켜 미세한 구정이 다수 형성된 미연신사를 제조하고 연신후 열처리에 의하여 구정크기를 성장시키므로써 라텍스와의 접착면적을 크게 한 타이어 코드용으로 적합한 나일론-46 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

폴리테트라아디프아미드로 대표되는 나일론-46는 용융온도가 280℃ 이상으로서 매우 높기 때문에 용융시킬 때 열적열화가 심하게 일어나며 결정화속도가 빨라서 사의 구정이 상당히 많이 생긴다.

이 구정은 사의 단면을 관찰하면 전체적으로 거의 균일하게 분포되어 있다.

이러한 구정으로 인하여 접착력이 향상되는데 최상의 접착력을 얻기 위해서는 처리, 숙성, 가열, 압출, 건조조건 등이 매우 까다롭게 설정되어야 한다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나일론-46 미연신사 제조시 사의 자체 표면에 구정형성을 유발시켜 라텍스 접착 표면적을 향상시킨 타이어 코드용 나일론-46 섬유를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 나일론-46 폴리머를 용융방사한 후 냉각풍 온도 20∼25℃, 냉각풍속 0.3-0.5m/sec, 냉각길이 200∼250cm의 조건으로 냉각, 고화시킨 다음, 3∼5배로 연신하고, 150∼200℃의 온도로 0.5∼1.0초동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 나일론-46 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 2,748㎛²당 구정수가 60 이상이고, 구정길이가 10∼17㎛이며, 강도가 9 g/d 이상이고, 건열수축율(180℃×30분)이 3.5% 이하임을 특징으로 하는 나일론-46 섬유를 포함한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용하는 나일론-46 폴리머는 92몰% 이상이 -NH-(CH₂)₄-NH-CO-(CH₂)₄-CO- 의 단위로 구성된 융점 280℃ 이상, 고유점도 3.4 이상의 폴리아미드이다.

이러한 나일론-46 칩을 익스트루더형 용융방사기에 공급하는데 익스트루더 칩 공급부의 온도는 250∼280℃의 저온으로하여 열화를 최소화하고, 구금의 온도 290∼310℃, 구금홀수 100∼300개의 방사구금을 통하여 방사한다.

방사후 냉각, 연신, 열처리, 권취공정을 거치게 되는데, 가열후드를 통과시키지 않고 직접 고온의 냉각공기로 고화시키므로써 결정화 및 구정형성을 억제하지 않도록 한다.

구금직하 가열후드를 통과하면 용융상태의 폴리머가 구금을 통과한 후 고화되는데 시간이 걸려서 결정화가 천천히 이루어져 구정형성능력이 떨어져 본 발명에서 요구하는 라텍스와의 접착력이 불량해진다.

가열후드를 통과시키지 않고 직접 고온의 냉각공기로 고화시킬 경우 결정화되는 정도가 가열후드를 통과시킨 것과 같이 결정화는 천천히 이루어지는 반면 비정부분도 많이 발달하므로 구정들이 작게, 많이 형성되어 라텍스와의 접착력이 좋아지며, 비정부분의 부분적 발달은 연신성을 유리하게 한다.

본 발명에서 냉각조건은 상기와 같은 바, 냉각풍의 온도가 너무 낮을 경우에는 결정성장에 의한 구정형성을 억제하므로 본 발명에서 요구하는 구정갯수가 형성되지 않고, 너무 높을 경우에는 구정이 너무 성장하여 본 발명에서 요구하는 구정의 크기보다 커질 수 있으며 과도한 결정화로 연신성이 저하되어 연신시 섬유표면의 갈라짐으로 인해 사질이 불량해진다.

냉각풍속이 너무 느릴 경우 고화가 늦게 이루어져 결정화가 천천히 이루어져 구정들이 불균일하게 크게 형성되어 연신공정에서 고배율 연신이 이루어지지 않아 섬유의 강도가 떨어지고, 풍속이 너무 빠를 경우에는 사란이 심각하게 발생하므로 조업이나 물성에 상당히 불리한 영향을 초래한다.

냉각길이가 너무 짧을 경우에는 사가 충분히 냉각되지 않아 결정화가 많이 이루어져 구정들이 크게 자라서 연신성이 떨어지고, 너무 길 경우에는 과도한 냉각에 의해 적정 결정화가 이루어지지 않아 비정부분이 많아 발달하여 섬유의 강도가 떨어진다.

냉각부는 크로스(Cross)냉각 방식의 냉각통을 사용하여 냉각풍 속도를 균일하게 하여 냉각시켜서 기존 오픈(Open)냉각 방식의 불균일 냉각으로 인한 구정생성에 의한 연신공정에서 고배율 연신시 연신성이 저하되는 것을 방지하여 기본 물성을 유지할 수 있게 한다.

냉각후 연신공정을 거치게 되는데, 연신배율이 3배 미만일 경우 섬유의 적정 강도가 유지되지 않고 5배를 초과할 경우 섬유의 절신이 다량 발생한다.

연신후 열처리공정을 거치게 되는데, 열처리 조건을 150∼200℃에서 0.5∼1.0초로 설정하므로써, 미세하게 형성된 구정의 크기를 성장시킴과 동시에 열고정에 의해 건열수축율을 낮춘다.

열처리 시간이 너무 짧을 경우 구정성장이 불충분하여 본 발명에서 요구하는 구정길이를 달성할 수 없으며 이로인해 라텍스와의 접착력이 떨어진다. 너무 길 경우 과다한 결정화가 이루어져 구정들이 크게 성장하여 비표면적이 작아져서 라텍스와의 접착력이 떨어진다. 권취는 분당 400∼800m의 속도로 방사 드래프트가 30∼80이 되도록 한다.

이러한 본 발명의 냉각,연신 및 열처리 조건으로 제조된 나일론-46 섬유는 2,748㎛²당 구정수가 60 이상, 구정길이가 10∼17㎛, 강도가 9 g/d 이상, 건열수축율(180℃×30분) 3.5%의 물성을 갖게 된다.

2,748㎛²당 구정수가 60개 미만이면 사의 비표면적이 작아서 섬유와 라텍스간의 접착력이 떨어진다. 구정길이가 10㎛ 미만이면 구정이 표면돌출에 불리하여 접착력이 떨어지며, 미연신사에서 생긴 구정이 연신공정을 거쳐 길이방향으로 구정이 변형되는데 적정 강도를 유지하려면 10㎛ 이상이 되어야 한다.

상술한 방법으로 제조된 나일론-46 섬유는 라텍스와의 접착력이 우수하여 타이어코드 제조시 유용하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예로 인하여 한정되는 것은 아니다.

〈 실시예 및 비교예 〉

익스투르더형 용융방사기에서 상대점도 3.7인 나일론-46 칩을 용융하여 205개의 방사공이 있는 방사구금을 통해 용융 방사하고 하기 표1과 같은 냉각조건, 연신배율, 열처리 조건으로 나일론-46 섬유를 제조하고 물성을 측정하여 하기 표2에 나타내었다.

[표1]

[표2]

[ 물성측정방법 ]

⊙ 강도 :

인스트론사의 1123형 만능재료시험기에서 시료길이 25cm, 인장속도 50cm/분의 조건으로 측정하였다.

⊙ 건열수축율:

0.1g/d의 하중하에서 시료길이를 Lo로 하고 하중을 제거한 다음 건조 오븐내에서 180℃, 30분간 열처리한 후 측정한 길이를 L로 하여 다음과 같은 식에 의해 구했다.

⊙ 구정수 : 2,748㎛²당 구정수 측정.

⊙ 구정길이 : 광학 현미경 및 전자현미경을 통해 섬유축 방향길이 측정.

⊙ 접착력 : ◎ 매우우수, ○: 우수, △: 양호

Claims (2)

1. 나일론-46 섬유의 제조에 있어서, 나일론-46 폴리머를 용융 방사한 후 냉각풍온도 20-25℃, 냉각풍속 0.3-0.5m/scc, 냉각길이 200-25Ocm의 조건으로 냉각, 고화시킨 다음, 3-5배로 연신하고, 150-200℃의 온도로 0.5-1.0초 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 나일론-46 섬유의 제조방법.
2. 나일론-46 섬유에 있어서, 2,748㎛²당 구정수가 60개 이상이고, 구정길이가 10-17㎛이며, 강도가 9.0g/d 이상이고, 건열수축율(180℃×30분)이 3.5% 이하임을 특징으로 하는 나일론-46 섬유.