KR100364989B1 - 폴리아마이드극세섬유의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리 아마이드 극세섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 방사작업성이 양호하고, 원사의 품질이 우수하며, 강도, 신도, 사절 등의 기타 물성이 양호한 폴리아마이드 극세섬유를 제조하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 폴리아마이드 중합물을 용융하고 일반 방사법으로 방사하여 단사 섬도가 0.5 데니어 이하인 극세섬유를 제조함에 있어서, 폴리아마이드 중합물의 제조시 중합 단계에서 중합물에 나트륨 화합물을 첨가함을 특정으로 한다.
본 발명 방법에 의해 폴리머의 융점보다 15 - 30℃ 높은 방사 온도에서도 방사성이 양호한 단사 섬도 0.5데니어 이하의 극세섬유를 얻을 수 있으며, 기존 일반적인 제조설비에서 냉각풍 개시점을 상향 조정하여 방사구금으로부터 10cm 이내에서 냉각풍을 부여하여도 사고화점을 형성시킬 수 있고 아주 양호한 방사성과 단면 형상을 얻을 수 있다.

Description

폴리아마이드 극세섬유의 제조방법
본 발명은 폴리 아마이드 극세섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게로는 폴리 아마이드 중합물에 나트륨 화합물을 첨가함으로써 단사 섬도가 0.5데니어 이하인 극세섬유를 일반 방사법으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 단사의 섬도가 0.5데니어 이하인 극세섬유는 2성분 이상의 폴리머를 사용하여 섬유를 제조한 후에 물리적 또는 화학적인 방법으로 분리 또는 1성분을 용해시키는 복합방사 방법에 의하여 제조되어 지고 있다. 그러나 이러한 복합방사 방법의 경우 섬유를 분리하거나 용해시키는 공정이 추가됨으로써 그 제조가 복잡해져 작업성에 불리한 영향을 미치며 또한 제조 원가가 높아지는 문제점을 가지고 있다.
이러한 이유로 방사 구금의 1세공당 토출량을 감소시켜 극세섬유를 제조하는 일반 방사방법에 관한 연구가 상당히 진행되고 있는데, 단사의 섬도가 0.5 - 1.0 데니어 급의 극세섬유기술이 확립되어 있다. 그러나, 일반방사방법으로 단사섬도가 0.5 데니어 이하의 극세섬유를 제조할 때에는 방사 구금 1세공당의 토출량이 매우 작으므로 폴리머가 가지고 있는 열 용량이 작아 냉각을 방사구금 근처에서 실시하지 않으면 융착이나 사절 등이 발생할 확률이 커지게 되므로 제조방법이 매우 어렵게 된다.
즉, 방사구금의 1세공당 토출량을 감소시켜 극세섬유를 제조하기 위해서는 방사구금 직하에서 사를 냉각시키는 것이 좋으나, 단순히 방사구금 직하에서 폴리머에 냉각풍을 불어 주게 되면 방사구금 표면의 온도 저하를 일으키므로 폴리머의 불안정을 유발시켜 원사의 품질 및 제품의 품위를 저하시키는 또 다른 문제를 유발시키는 것이다.
위와 같이 극세섬유는 필라멘트 수가 많은 관계로 균일 냉각이 어렵고 외란의 영향에 민감하여 사의 균제도가 좋지 않아 공정성이 저하되므로 토출량을 감소시키는 방법으로는 높은 품질의 극세섬유를 얻는데 한계를 가진다.
이러한 이유로 다른 발명자들은 상기 단점을 보완하기 위하여 방사온도를 상승시켜 압출된 폴리머의 용융점도를 낮게 유지하여 유동성을 증가시키는 방법을 사용하였으나 이 방법은 높은 방사 온도로 인하여 폴리머의 열분해가 발생하고 또한 점도가 낮아져 방사장력이 적정한 수준보다 낮아지기 때문에 사의 품질에 나쁜 영향을 미치며 방사융착, 단면 불균일 및 사절 발생을 유발시킨다.
본 발명은 상기 종래방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방사작업성이 양호하고, 원사의 품질이 우수하며, 강도, 신도, 사절 등의 기타 물성이 양호한 폴리아마이드 극세섬유를 제조하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 폴리아마이드 중합물을 용융하고 일반 방사법으로 방사하여 단사 섬도가 0.5 데니어 이하인 극세섬유를 제조함에 있어서, 폴리 아마이드 중합물의 제조시 중합 단계에서 중합물에 나트륨 화합물을 첨가함을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에서는 폴리 아마이드 중합물의 제조시 중합 단계에서 나트륨 화합물을 나트륨 기준으로 0.001 - 0.005 중량% 첨가하여 폴리머를 제조한 뒤, 이 중합물을 일반 방사법으로 방사하는데, 방사시 방사온도를 종합물의 융점보다 15 - 30℃ 높게 조절하고 냉각 개시점을 구금하부로 부터 10㎝이내로 조절한다.
상기에서 중합물에 첨가되어진 나트륨 화합물은 폴리머 내에 함유된 저융점 화합물과 반응하므로써 폴리머의 내열성을 향상시키며 폴리머의 융점보다 15 - 30℃ 높은 온도에서 방사 구금으로부터 1세공당 0.2g/min 이하의 토출량으로 단사의 섬도가 0.5데니어 이하인 극세섬유를 3000m/min 이상의 고속으로 방사하더라도 사조가 균일한 극세섬유를 얻을 수 있게 한다.
본 발명에 사용되어지는 나트륨 화합물로는 모든 나트륨 화합물이 적용 가능하지만, 보통 나트륨스테아레이트(Na(Cl7H35COO)2)와 나트륨아세테이트(Na(CH3COO)2)가 많이 사용된다. 본 발명에서는 위의 두가지 나트륨 화합물을 0.001 - 0.005 중량% 수준으로 첨가하여 방사성 및 물성을 향상시켰으며, 종래의 일반적인 방사방법에서 방사온도를 폴리머의 융점보다 20℃ 이상으로 상승시킬 때 발생하는 문제점 즉, 폴리머가 열분해 되는 문제점과 방사온도 조절의 어려움을 해결하였다.
중합물에 첨가하는 나트륨 화합물의 양이 0.001 중량%미만일 경우에는 그 효과가 미미하며, 첨가량이 0.005 중량%를 초과할 경우에는 극세섬유 제조공정상에는 큰 문제가 없으나 더 이상의 물성이나 방사성의 향상은 없는 것으로 나타나므로 제조 원가 측면에서 불리해지는 문제점이 생긴다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
폴리 아마이드 수지의 중합 단계에서 나트륨스테아레이트(Na(Cl7H35COO)2)를 생성 수지에 대하여 나트륨 기준으로 0.003 중량% 첨가하여, 95 중량% 황산 상대점도가 2.5인 중합물을 제조한 뒤, 이를 용융하고 일반 방사법으로 방사하여 50D/l36F의 섬유를 제조하였다. 일반 방사법으로 방사시 냉각풍의 개시위치를 방사구금 하부 10cm로 하였으며, 냉각풍의 속도는 0.3m/sec로 하고, 사는 방사구금 하부 80cm에서 집속하였으며, 이 때 방사온도는 265℃, 방사속도는 3,500m/min으로 하였다.
제조된 섬유의 물성 및 방사작업성을 평가하였으며 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
폴리 아마이드 중합물에 나트륨스테아레이트(Na(Cl7H35COO)2)를 0.01 중량% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 사를 제조하였으며, 물성 및 방사작업성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
폴리 아마이드 중합물에 나트륨아세테이트(Na(CH3COO)2)를 0.003 중량% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 사를 제조하였으며, 물성 및 방사작업성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
폴리 아마이드 중합물에 나트륨아세테이트(Na(CH3COO)2)를 0.001 중량% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 사를 제조하였으며, 물성 및 방사작업성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
폴리 아마이드 중합물에 나트륨아세테이트(Na(CH3COO)2)를 0.01 중량% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 사를 제조하였으며, 물성 및 방사작업성을 평가하여 그 결과를 표 l에 나타내었다.
[비교예 3]
나트륨 스테아레이트를 전혀 첨가하지 않고, 일반적인 폴리 아마이드 수지만으로 제조된 중합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 사를 제조하고 물성 및 방사작업성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
① 사절, 적출(Drip), 곡사 : 방사시 1시간당 발생 빈도로 평가
0 : 양 호, 1-2회 : 보 통, 2회 초과 : 불 량
② 단면균일성 : 각 단사간의 지름(Diameter)의 변동률을 백분율로 표시
5% 미만 : 양 호, 5 - 8% :보 통, 8% 초과 :불 량
실험결과, 비교예 1과 2의 경우는 나트륨화합물을 0.005 중량% 초과하여 0.01 중량%씩 사용하였으나, 방사작업성과 기타 물성에서 더 이상의 효과가 없었으며, 나트륨 화합물을 전혀 첨가하지 않은 비교예 3의 경우는 강도 등의 물성이 저하하였고, 특히 방사작업성이 불량하였다.
본 발명 방법에 의해 폴리머의 융점보다 15 - 30℃ 높은 방사 온도에서도 방사성이 양호한 단사 섬도 0.5데니어 이하의 극세섬유를 얻을 수 있으며, 기존 일반적인 제조설비에서 냉각풍 개시점을 상향 조정하여 방사구금으로부터 10cm 이내에서 냉각풍을 부여하여도 사고화점을 형성시킬 수 있고 아주 양호한 방사성과 단면 형상을 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 방법으로 제조된 극세섬유의 경우 복합방사법으로 제조하는 것보다 염색성면에서 유리하며 같은 품질 수준의 사를 제조하는 데 있어 그 제조 원가가 낮아지는 장점을 가지게 된다.

Claims (2)

  1. 폴리아마이드 중합물을 용융하고 일반 방사법으로 방사하여 단사 섬도가 0.5데니어 이하인 극세섬유를 제조함에 있어서,
    폴리아마이드 중합물의 제조시 중합 단계에서 중합물에 나트륨스테아레이트 (Na(C17H35COO)2)와 나트륨아세테이트(Na(CH3COO)2)에서 선택된 1종의 나트륨 화합물을 최종 폴리머에 대하여 나트륨 기준으로 0.001 - 0.005중량% 첨가함을 특징으로 하는 폴리아마이드 극세섬유의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 방사시 방사온도를 중합물의 융점보다 15-30℃ 높게 조절하고 냉각 개시점을 구금하부로부터 10cm 이내로 조절하며 방사구금 1세공당 0.2g/min 이하의 토출량으로 단사의 섬도가 0.5데이어 이하인 극세섬유를 3,000m/min 이상의 고속으로 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드 극세섬유의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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