KR100426949B1 - 초고속방사법에 의한 나이론 6 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출된 나이론 6 사조를 냉각 시킨후에 100∼140℃ 의 첫 번째 고뎃롤러에서 열연신 시킨후 결정화 개시온도 보다는 높고 용융온도 보다는 낮은 온도의 두 번째 고뎃롤러에서 가열열고정하여 400∼6500m/분의 속도로 권취하는 나이론 6 섬유의 제조방법임.

본 발명으로 제조한 나이론 6 섬유는 결정구조가 α 결정화 되어서 염색견회도가 우수하며 방사작업성 좋게 제조할 수 있다.

Description

초고속방사법에 의한 나이론 6 섬유의 제조방법

본 발명은 나이론 6 섬유를 초고속 방사법으로 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용융토출된 나이론 6 섬유사조를 냉각시킨 후에 첫 번째 고뎃롤러의 온도를 100 ∼ 140℃로 하여 열연신하고 두 번째 고뎃롤러의 온도를 결정화 개시온도 보다는 높고 용융온도 보다는 낮은 온도로 조절하고 열처리하여 4,500 ∼ 6,500m/분으로 권취하는 방법에 관한것으로서, 최종적인 결정구조가 α 형으로 되어 염색 견뢰도가 우수하고 방사작업성이 우수한 나이론 6 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 나이론 6 섬유의 생산공정을 합리화하기 위하여 용융토출한 폴리아미드 사조를 냉각고화 시킨후 첫 번째 고뎃롤러에서 인장시키고 두 번째 고뎃롤러와의 사이에서 냉연신시켜 권취하는 방법으로 제조하거나, 또한 2개의 고뎃롤러에 사조를 수회감아서 냉연신하는 방법을 채용하여 인장속도를 1,000m/분으로 한 후 3 ∼ 4배의 연신비로 연신하고 열처리하여 감는 것이 통상적인 방법이다. 그러나 인장속도를 높게하면 냉연신할 때 연신배율을 낮게하지 않으면 연신이 불가능하게 되어서 결과적으로

형결정이 많게 남아있는 섬유가 된다.

한편 롤러사이에서 연신을 하지 않고 토출사조를 고속으로 인장시키고 가열통중에서 연신하여 감는 방법이 제안되어 있다. 또한 일본국 특개소 제54-15024 호에 제안되어있는 나이론섬유의 제조방법은 방사성이 양호하지 못하고 조업성 및 사절이 많이 발생하는 단점이 있다. 또한 일본국 특개소 제 56-4710 호의 방법은 인취속도를 3,500m/분이상으로 하면 사절이 많이 발생해서 공업적 생산이 불가능하게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제들의 해결책으로써 일본국 특개소 제 56-4710 호에서는 가열면의 길이를 2 ∼ 30cm로 하고 동시에 그 표면온도를 450 ∼ 650℃로하여 고속으로 권취하는 방법을 제안하고 있으나 사조의 융점보다 매우 높은 온도에서 처리하기 때문에

형결정이 많은 폴리아미드 섬유로 되어 버리는 단점이 있다.

또, 나이론 6 사조를 고속으로 인취하여 연신된 섬유를 제조함에 있어서 문제되어 있는

형구조의 많은 발생을 피하기 위하여 일본국 특개소제 63-243319 호에서는 10,000m/분이상의 속도로 권취하는 방법이 제안되어 있다.

그러나 현재로서는 8,000m/분를 초과하는 고속방사 권취장치는 가격이 높고, 방사중에 사절을 많이 일으키므로 실질적이지 못하다.

본발명은 용융토출된 나이론 6 사조를 고속으로 인취하고 권취하여 최종적인 결정구조가 α 형이 되게 함과 동시에 저렴한 생산설비를 사용하여 사절이 적은 상태로 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본발명은 용융토출후 냉각된 나이론 6 사조를 온도가 100 ∼ 140℃ 인 첫번째 고뎃롤러에서 연신시켜서 사절이 발생되지 않은 상태로 결정 배향연신이 되도록하고, 이와같은 연신에 의하여 발생한 잔류수축응력을 열처리로 완화시키고 권취함을 특징으로 한다.

다시말해서 본발명은 용융토출된 나이론 6 사조를 냉각시킨 후에 100 ∼ 140℃의 온도로 가열한 첫 번째 고뎃롤러에서 열연신하고 4,500 ∼ 6,500m/분의 속도로 인취한 후 결정화 개시온도보다 높고 융점보다 낮은 온도로 열처리하여 권취하는 것을 특징으로 하는 나이론 6 섬유의 제조방법이다.

본발명에서 용융토출된 나이론 6 사조를 냉각고화시킨 후 100 ∼ 140℃로 가열된 첫 번째 고뎃롤러에서 인장시킬 때 0.7g/데니어이상의 장력이 있으면, 결정배향연신이 된다. 그리고 0.7g/데니어이상의 장력을 부여하려면 4,500m/분이상의 속도로 인취하여야 한다. 그러나 인취속도를 6,500m/분 보다 높게하면 장력이 너무 높게 되어 토출사조가 그 장력에 저항하지 못해 사절이 일어나는 문제점이 있다.

또 본발명에서 첫 번째 고뎃롤러의 온도를 100 ∼ 140℃로 하여 열연신하면 장력이 감소되고 사조의 떨림이 감소되어 방사작업성이 우수한 섬유를 제조할 수 있다.

본발명에 있어서 결정배향연신된 나이론 6 섬유는 잔류수축응력이 높으며, 방사, 연신을 일단계로 실시하여 권취하는 경우에는 가열열고정을 하여야한다. 가열열고정 온도는 결정화 개시온도와 용융온도 사이로 한다. 열고정온도가 결정화 개시온도보다 높으면 일단 배향결정화된 사조는 재결정화는 일어나지 않으며, 잔류수축응력은 저하되며, 그리고 권취된 후의 패키지의 형상은 경시변화가 적어서 양호한 권취형태를 가진다. 가열열고정의 온도가 결정화 개시온도미만이 되면 열고정온도가 충분하지 못하고, 용융온도보다 높으면 결정의 용해가 개시되어 좋지 않다.

실시예 1

95중량％ 황산 상대점도가 2.5로 제조된 나이론 6 중합물을 용융 또는 직접방사법으로 70데니어/24필라멘트의 섬유를 제조할 때 방사시 냉각풍의 속도는 0.5m/초로 하고, 사는 방사구금 하부 120cm에서 집속하고, 이때 방사온도는 265℃, 방삭속도는 4,800m/분으로 하여 사를 제조하고 조건 및 물성평가 결과를 표 1 에 나타내었다.

실시예 2

권취속도를 5,500m/분으로 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성평가 결과를 표 1 에 나타내었다.

실시예 3

권취속도를 6,300m/분으로 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성평가 결과를 표 l 에 나타내었다.

비교예 1

권취속도를 7,000m/분으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성평가 결과를 표 1 에 나타내었다. 권취속도가 너무높아서 약사화되어 단사가 다발하였다.

비교예 2

권취속도를 4,000m/분으로 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성 평가결과는 표 1 에 나타내었다. 권취속도가 너무낮아 배향이 부족하게 나타났다.

비교예 3

첫번째 고뎃롤러온도를 80℃로 한 것을 제외하고는 실시예 2 와 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성 평가결과는 표 1 에 나타내었다. 배향부족현상이 발생하였다.

비교예 4

첫 번째 고뎃롤러온도를 170℃로 한 것을 제외하고는 실시예 2 와 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성 평가결과는 표 1 에 나타내었다. 사조의 떨림이 심하여 작업이 어려웠다.

비교예 5

두 번째 고뎃롤러온도를 120℃로 한 것을 제외하고는 실시에 2 와 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성 평가결과는 표 1 에 나타내었다. 열처리롤러온도가 낮아서 충분한 열처리가 되지 않았으며, 권취된 패키지가 수축되어 권취형태가 불량하였다.

비교예 6

두번째 고뎃롤러온도를 250℃ 로 한 것을 제외하고는 실시예 2 와 동일하게 사를 제조하고 조건 및 물성 평가결과는 표 1 에 나타내었다. 열처리롤러온도가 너무높아 결정의 재용해가 있었으며 약사화되었다.

[표 1]

조건 및 원사물성

본발명은 고속으로 인취한 나이론 토출사조를 가열하여 고장력으로 열연신시킴으로써 결정배향연신을 가능하게 해주며, 그 결과 α 형결정구조가 형성되어서 염색 견뢰성이 우수하고 사절이 적은 나이론 6 섬유를 제조할 수 있다.

Claims (1)

1. 용융토출된 나이론 6 사조를 냉각시킨 후에 100 ∼ 140℃로 조절된 첫번째 고뎃롤러로 열연신시키고, 두 번째 고뎃롤러의 온도를 결정화 개시온도보다는 높고 용융온도보다는 낮은 온도로 조절하여 열처리하여 4,500 ∼ 6,500m/분의 속도로 권취하는 것을 특징으로 하는 나이론 6 섬유의 제조방법