KR100553394B1 - Polyethyleneterephthalate Semi-oriented filament and process of producing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구심형(Out-in) 냉각방식을 적용할 수 있는 원통형의 냉각공기분배기를 이용하여 열수축율이 낮은 신규의 부분배향사를 제조하는 것에 관한 것이다. 그리고 본 발명에 의하면 균제도가 매우 양호한 사를 얻을 수 있으며, 기존의 냉각방식 대비 약 40% 정도의 냉각풍량만 사용해도 충분하므로 비용절감 효과도 동시에 얻을 수 있다.The present invention relates to the production of a novel partial alignment yarn having a low heat shrinkage rate using a cylindrical cooling air distributor to which an out-in cooling method can be applied. In addition, according to the present invention, a very good yarn can be obtained, and since only 40% of the cooling air flow is sufficient compared to the existing cooling method, cost reduction effect can be obtained at the same time.
Description
제1도는 본 발명에 사용되는 냉각장치의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a cooling apparatus used in the present invention.
*도면의 부호에 대한 설명* Description of the signs in the drawings
1 : 냉각공기 분배기 2 : 다공판(Punching plate) 1: Cooling air distributor 2: Punching plate
3 : 부직포필터 4 : 캔들(Candle) 3: nonwoven filter 4: candle
5 : 단열재 6 : 방사구금5: heat insulating material 6: spinneret
일반적으로 용융방사를 통해 합성섬유를 제조하기 위해서는 섬유형성이 가능한 합성수지에 열을 가해 녹인 다음, 이를 구금을 통해 고압으로 밀어냄으로써 섬유상의 필라멘트를 형성하게 된다. 이때 구금을 통해 나온 필라멘트가 균일하게 냉각되지 않으면 각 필라멘트마다 고화지점이 다르게 되고 각 모노 필라멘트마다 굵 기의 차이가 생기게 된다. In general, in order to manufacture a synthetic fiber through melt spinning, the filament is formed by applying heat to a synthetic resin capable of forming a fiber, and then pushing it at a high pressure through detention. At this time, if the filament produced through the detention is not uniformly cooled, the solidification point is different for each filament, and there is a difference in thickness for each monofilament.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 방사공정 중에 냉각장치를 사용하여 모노 필라멘트들을 균일하게 냉각시키는 것이 필요한데 이때 사용되는 냉각매질은 공기나 물이 주로 사용되며 이렇게 강제적으로 냉각을 시킴으로써 고화점을 일정하게 유지시킬 수가 있게 되어 결과적으로 균일한 물성과 향상된 균제도를 갖는 섬유를 얻을 수가 있다. Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to cool the monofilaments uniformly by using a cooling device during the spinning process. In this case, the cooling medium used is mainly air or water. As a result, fibers having uniform physical properties and improved leveling agent can be obtained.
용융방사 공정에서 일반적으로 사용되는 냉각방식으로는 크게 단면냉각(Cross Cooling method commonly used in melt spinning process is largely cross-sectional cooling
-flow Quenching) 방식과 순환냉각(Circular Quenching)방식으로 나눌 수 있으며, 단면냉각방식은 다시 한면(one-side)과 양면(both-side) 냉각으로, 순환냉각방식은 구심형(Out-in)과 원심형(In-out)방식으로 나뉜다. It can be divided into -flow quenching method and circular quenching method, and the single-sided cooling method is one-side and both-side cooling again, and the circulating cooling method is out-in. And centrifugal type (In-out).
단면냉각방식은 균일하게 정제된 냉각풍을 박스형 냉각기를 사용하여 용융고분자의 한쪽면에서 불어냄으로써 공기의 배기에 의한 강제 냉각에 의해 고분자를 냉각시키는 방식이며 이는 다시 한면 및 양면 냉각방식으로 나눌 수 있다. 단면 냉각방식은 실 다발에 수직 방향으로 냉각풍을 불어주는 방식으로 가장 일반적인 방법이다. 새로운 공기가 천천히 지속적으로 공급됨에 따라 균일한 경계면이 형성되며 일정하게 실을 냉각시켜 주나, 단섬유의 굵기가 매우 굵거나 단섬유의 수가 많은 경우에는 냉각풍이 직접 닿는 부분과 그 반대 부분에 냉각차가 발생하여 불균일한 실을 만들게 된다. 따라서 특수품의 제조에는 적합하지 않으나 일반사의 경우에는 가장 효율적이면서 낮은 비용으로 실을 제조할 수 있는 방법으로 가장 널리 사용된다. The single-sided cooling method uses a box-type cooler to blow uniformly cooled air from one side of the molten polymer to cool the polymer by forced cooling by air exhaust, which can be divided into one-sided and double-sided cooling. . Sectional cooling is the most common method of blowing the cooling wind in the vertical direction to the yarn bundle. As the new air is slowly and continuously supplied, a uniform interface is formed and the thread is constantly cooled. However, if the thickness of the short fibers is very thick or the number of the short fibers is large, a cooling car is placed in the area where the cooling wind directly touches and vice versa. To produce uneven threads. Therefore, it is not suitable for the production of special products, but in the case of general companies, it is most widely used as a method for producing yarn at the most efficient and low cost.
단섬유의 굵기가 일반사에 비해 매우 굵거나 단섬유의 수가 많을 때에는 후면외에 전면에도 냉각장치를 설치하여 양쪽면에서 실을 냉각시키는 방식을 취한다. 이 경우 한면냉각방식에 비해 냉각 효율이 뛰어나며 실다발의 앞뒤 부분에서 냉각편차가 많이 사라지기 때문에 어느 정도 균일한 실을 만들 수 있게 되지만 설치도 복잡하고 설비비 및 냉각풍 사용량도 늘어나는 단점이 있다. When the thickness of the short fiber is very thick compared to the general yarn or the number of short fibers is large, the cooling device is installed on the front side besides the rear side to cool the yarn on both sides. In this case, the cooling efficiency is superior to the one-sided cooling method, and since the cooling deviation disappears a lot from the front and rear parts of the thread bundle, it is possible to make the thread to a certain degree, but the installation is complicated and the equipment cost and cooling wind consumption are increased.
원심형(In-out blow) 냉각방식은 원통형의 냉각장치를 섬유다발의 가운데 삽입하여 냉각풍을 바깥쪽으로 불어주는 방식이며, 적은 공기량으로 효율적으로 균일 냉각을 시키는 방법이다. 이 방식은 냉각 효율이 우수하여 우수한 균제도의 실을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 구금의 중앙부에 냉각 장치가 위치해야 하므로 작은 면적에 높은 홀 밀도를 갖도록 방사상으로 구금을 새로 설계해야 하며, 또한 설비비가 비싸고 관리상 어려움이 많은 단점이 있다. Centrifugal (In-out blow) cooling method is to insert a cylindrical cooling device in the middle of the fiber bundle and blow out the cooling wind to the outside. This method has the advantage of excellent cooling efficiency and excellent sealant, but the cooling device should be located at the center of the detention, so the new detention must be radially designed to have a high hole density in a small area. It is expensive and has a lot of administrative difficulties.
구심형(Out-in blow) 냉각방식은 방출된 섬유다발 주위를 원통형의 냉각장치가 둘러싸면서 냉각풍을 불어주는 방식인데 단섬유의 수가 많은 실의 생산에 매우 유리한 방식이며 특히 부분배향사 제조시 방사속도가 낮은 경우에도 열수축율이 낮은 형태안정성을 갖는 부분배향사를 제조할 수 있는 장점이 있다. Out-in blow cooling is a method that blows cooling winds around the emitted fiber bundle by surrounding the cylindrical cooling device, which is very advantageous for the production of yarn with a large number of short fibers. Even when the spinning speed is low, there is an advantage that a partial alignment yarn having a low form stability with low thermal shrinkage can be manufactured.
일반적으로 한면냉각방식을 이용해서 부분배향사를 제조할 경우 방사속도 3,300m/min 이하에서는 열수축이 50∼60% 정도인 섬유를 얻을 수 있고 4,500m/min 이상에서는 열수축이 10% 이하인 섬유를 얻을 수 있다. 그러나 방사속도가 3,000∼4,500m/min 사이에서는 열수축이 10 ∼50% 까지 일정하지 않고 매우 불균일한 섬유가 얻어진다. 따라서 일반적으로는 3,300m/min이하의 속도에서 열수축이 높 은 부분배향사를 제조하여 복합사 소재로 많이 사용하고 있지만 열수축이 높은 것에 기인한 취화 문제 및 연신사와의 염색거동의 차이로 인하여 직물에서 염착차가 발생하는 등의 문제가 있다. 반면 4,500m/min 이상의 방사속도에서 제조된 부분배향사는 열수축이 10% 이하로 형태안정성을 갖지만 설비상의 제약 및 원하는 수준의 신도를 확보할 수 없어 제한적으로 사용되고 있다.In general, when the partial alignment yarn is manufactured by using a single-sided cooling method, a fiber having a heat shrinkage of about 50 to 60% can be obtained at a spinning speed of 3,300 m / min or less, and a fiber having a heat shrinkage of 10% or less is obtained at a 4,500 m / min or more. Can be. However, at spinning speeds of 3,000 to 4,500 m / min, thermal shrinkage is not constant up to 10 to 50% and very non-uniform fibers are obtained. Therefore, in general, partial alignment yarns with high heat shrinkage are manufactured at the speed of 3,300m / min or less, but they are often used as composite yarn materials. There exist problems, such as a dyeing difference. On the other hand, partial alignment yarns manufactured at spinning speeds of 4,500m / min or more have heat shrinkage of less than 10%, but they have limited stability because they can not secure facility constraints and desired levels of elongation.
따라서 본 발명에서는 구심형(Out-in) 냉각방식을 적용할 수 있는 원통형의 냉각장치를 이용하여 한면냉각방식으로 제조된 부분배향사와 신도가 거의 유사하면서도 열수축이 10% 이하가 되어 형태안정성이 우수한 신규의 부분배향사를 제조하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 이렇게 제조된 부분배향사는 균제도가 상당히 양호하게 된다.
Therefore, the present invention is almost similar to the partial orientation yarn manufactured by the one-sided cooling method using a cylindrical cooling device that can apply the out-in cooling method, the heat shrinkage is less than 10% and excellent in shape stability It aims to manufacture a new partial alignment yarn. In addition, the partial alignment yarn prepared in this way is very good uniformity.
따라서 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사에 있어서,Therefore, in the present invention, in the polyethylene terephthalate partial alignment yarn,
단섬유 섬도가 0.3∼10데니어이고, 신도가 80∼140%이고, 비수수축율이 10%이하인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사가 제공된다.A polyethylene terephthalate partially oriented yarn is provided, characterized in that the short fiber fineness is 0.3 to 10 denier, the elongation is 80 to 140%, and the specific shrinkage is 10% or less.
또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사의 제조방법에 있어서, 냉각공기분배기의 내부에 형성된 것으로서 용융필라멘트가 토출되는 방사구의 입구에 연결된 다수의 캔들속으로 용융된 필라멘트가 통과하도록 하고, 상기 필라멘트주위를 둘러싸면서 필라멘트의 방출방향의 역으로 인입되는 냉각풍에 의해서 필라멘트를 냉각하는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사의 제조방법이 제공된다.In addition, in the manufacturing method of the polyethylene terephthalate partial aligning yarn, formed in the cooling air distributor, the molten filament is passed through a plurality of candles connected to the inlet of the spinneret through which the molten filament is discharged, and surrounding the filament Provided is a method for producing a polyethylene terephthalate partially oriented yarn, characterized in that the filament is cooled by a cooling wind drawn in the reverse direction of the filament discharge direction.
이하 본 발명의 특성 및 장점을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the characteristics and advantages of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 용융된 필라멘트가 토출되는 방사구의 입구에 연결된 다수의 캔들속으로 용융된 필라멘트가 통과하도록 하고, 상기 필라멘트주위를 둘러싸면서 필라멘트의 방출방향의 역으로 인입되는 냉각풍에 의해서 필라멘트를 냉각하게 된다.In the present invention, the molten filament is passed through the plurality of candles connected to the inlet of the spinneret discharged, and the filament is cooled by the cooling wind introduced around the filament in the reverse direction of the filament discharge direction do.
도 1은 본 발명의 제조방법에 사용되는 냉각장치의 개요도이다. 일반적으로 원통형의 냉각장치를 이용한 구심형(Out-in)냉각방식은 용융방사법에 의한 필라멘트 제조시 많이 사용되는 방법이지만 보통의 경우 하나의 팩(Pack)에 하나의 구금이 설치되는 설비에 많이 적용되고 있으며 냉각 공기가 공급되는 라인이 개개의 팩마다 별도로 설치되어 있는 것이 보통이다. 1 is a schematic view of a cooling apparatus used in the manufacturing method of the present invention. Generally, the out-in cooling method using a cylindrical cooling device is a method commonly used in the manufacture of filaments by the melt spinning method, but in general, it is applied to a lot of equipment in which one detention unit is installed in one pack. It is common to have separate lines for supplying cooling air to each pack.
그러나 본 발명에서는 냉각 공기 분배기를 설치하여 하나의 냉각공기 라인에서 다수의 캔들에 균일하게 냉각공기가 전달되는 것을 특징으로 하고 있으며, 냉각의 균일성을 높이기 위해 냉각공기 분배기(1)내에 직경 3mm의 구멍을 뚫은 다공판(2:Punching plate)과 부직포 필터(3)를 삽입하여 사용하였다.However, in the present invention, it is characterized in that the cooling air distributor is installed to uniformly deliver the cooling air to a plurality of candles in one cooling air line, and to increase the uniformity of the cooling in the
또한 캔들(4:Candle)의 윗부분에는 단열재(5)를 설치하여 고온의 방사 구금(6)으로부터 전달되는 열을 제어할 수 있도록 했는데, 이때 사용되는 재질은 단열을 위해 세라믹, 테프론, 석고, 세라믹 보드등이다. 상기 단열재의 두께에 따라서 신도, NDR, 균제도, 단면 등의 필라멘트사의 물성이 크게 변한다. 따라서 우수한 품질을 갖는 필라멘트사를 제조하기 위해서는 적정두께의 단열재를 선택하여 적정한 핫 존(Hot zone: 방사구금과 캔들입구간 )을 유지하는 것이 중요한데 본 발명에서는 핫존을 10∼120mm 정도 되도록 하였으며 바람직하게는 15mm∼80mm 정도로 유지하는 것이 좋다. In addition, the upper portion of the candle (4: Candle) was installed to control the heat transmitted from the high temperature spinneret (6) by installing a heat insulator (5), the material used for the insulation is ceramic, Teflon, gypsum, ceramic Board etc. The physical properties of filament yarns such as elongation, NDR, uniformity, cross section and the like greatly change depending on the thickness of the heat insulating material. Therefore, in order to manufacture the filament yarn having excellent quality, it is important to maintain an appropriate hot zone by selecting a heat insulating material having an appropriate thickness. In the present invention, the hot zone is about 10 to 120 mm. It is good to keep about 15mm ~ 80mm.
상기 냉각장치인 캔들(Candle)에 대해서 자세히 살펴보면 다음과 같다. 원통형의 냉각장치인 캔들은 소결금속으로 제작된 것과 페놀수지를 이용한 셀룰로오스로 제작된 것을 사용할 수 있는데, 후자는 가벼운 장점은 있지만 충격강도가 약할 뿐만 아니라 교환주기가 짧아 교체비용이 많이 발생한다. 반면 전자는 초기제작비용은 다소 많이 들지만 반영구적으로 사용할 수 있으며 세시에도 초음파 세정에 의해서 쉽게 세정이 되므로 바람직하게는 소결금속으로 제작된 것을 사용하는 것이 좋다. 캔들의 규격은 길이가 100mm∼600mm의 것을 사용하였으며 바람직하게는 200mm∼400m의 것이 좋다. 캔들의 길이가 100mm 미만일 경우는 냉각풍의 양이 불충분하여 방사구금에서 토출된 폴리머가 충분히 고화되지 않아 단면이 불규칙적으로 형성되며 균제도가 매우 불량한 필라멘트사가 얻어지며, 반면에 캔들의 길이가 600mm를 초과하는 경우에는 냉각풍 사용량이 지나치게 낭비될 뿐만 아니라 설비비가 많이 드는 단점이 있다. 40g/min이하의 토출량일 경우 캔들 길이는 250mm 정도가 좋다. Looking at the candle (Candle) that is the cooling device in detail as follows. Candles, which are cylindrical cooling devices, can be made of sintered metal and those made of cellulose using phenolic resin. The latter has a light advantage, but the impact strength is weak and the replacement cycle is short. On the other hand, although the initial production cost is somewhat high, it can be used semi-permanently, and since it is easily cleaned by ultrasonic cleaning at the time of cleaning, it is preferable to use one made of sintered metal. The size of the candle used was 100mm to 600mm in length, preferably 200mm to 400m. If the length of the candle is less than 100 mm, the amount of cooling air is insufficient, so that the polymer discharged from the spinneret is not sufficiently solidified, resulting in irregular cross-sections, resulting in a very poor filament yarn, whereas the length of the candle exceeds 600 mm. In this case, the cooling wind consumption is excessively wasted, and equipment costs are high. If the discharge amount is less than 40g / min, the length of the candle is preferably about 250mm.
또한, 캔들은 30∼70㎛ 정도의 메시(Mesh)를 갖는 것을 사용하였으며, 메시 별 물성의 차이는 별로 크지 않았고, 그보다는 캔들의 구멍이 얼마나 고르게 분포하고 있느냐 하는 것이 물성에 더 큰 영향을 주었다.In addition, the candle was used to have a mesh of about 30 ~ 70㎛, the difference in the physical properties of each mesh was not very large, but how evenly distributed the holes of the candle had a greater influence on the physical properties. .
캔들을 통해 인입되는 냉각풍의 분포는 캔들의 위치별로 차이가 있는데 가장 바람직하기로는 상부의 송출속도가 가장 크고 하부로 내려갈수록 점점 약해지는 것이 좋다. 상부의 풍속은 0.5m/s∼3.0m/s가 되도록 유지하는 것이 좋고 중간부는 0.3m/s∼2.0m/s, 하부는 0.1m/s∼1.0m/s가 되도록 하는 것이 좋으며 가장 바람직하게는 상부의 풍속이 0.3m/s∼1.0m/s, 중간부가 0.2m/s∼0.5m/s, 0.1m/s∼0.4m/s가 되도록 하는 것이 가장 바람직하다. 일반적으로 30∼70㎛ 정도의 메시를 갖는 소결금속을 사용하면 특별한 장치나 방법이 없어도 캔들 상부에서의 풍속이 가장 세고 하부에서 가장 약하게 된다. 만일 캔들 외부에 와이어 메시등을 사용하면 인위적으로 캔들의 부위에 따라 풍속을 조정할 수 있으며, 풍속에 따라서 제조 필라멘트의 균제도와 열수축율이 약간 변하기는 하지만 사의 물성에 영향을 주는 수준은 되지 못한다. The distribution of the cooling winds introduced through the cans differs according to the positions of the cans, and most preferably, the upper discharge speed is greatest and becomes weaker toward the lower side. The upper wind speed should be maintained at 0.5 m / s to 3.0 m / s, the middle part at 0.3 m / s to 2.0 m / s, and the lower part at 0.1 m / s to 1.0 m / s, most preferably. Most preferably, the upper wind speed is 0.3 m / s to 1.0 m / s, the middle part is 0.2 m / s to 0.5 m / s, and 0.1 m / s to 0.4 m / s. In general, using a sintered metal with a mesh of 30 to 70 μm results in the highest wind speed at the top of the candle and the weakest at the bottom without any special equipment or methods. If wire mesh or the like is used outside the candle, the wind speed can be artificially adjusted according to the area of the candle, and the uniformity and heat shrinkage of the manufactured filament are slightly changed depending on the wind speed, but it is not a level that affects the properties of the yarn.
풍속이 작은 경우 냉각풍이 불충분하여 고화불균일에 의해 균제도가 저하된 필라멘트사가 제조되며, 풍속이 큰 경우는 캔들내에서의 사떨림이 심하여 역시 균제도가 나쁜 사가 제조된다. When the wind speed is small, the filament yarn is reduced due to insufficient cooling wind due to the uneven solidification, and when the wind speed is large, there is a lot of noise in the candle, and the yarn is also bad.
상기의 캔들을 구비한 냉각공기분기를 사용하여 필라멘트의 방출방향의 역으로 인입되는 냉각풍에 의한 구심형(Out-in) 냉각방식으로 부분배향사를 제조하면 낮은 방사속도에서도 열수축이 낮아 형태안정성이 우수한 원사를 얻을 수 있다. 일반적으로 단면식(Cross-flow)냉각방식에 의해 폴리에스테르 부분배향사를 제조하 면 방사속도 3,300m/min 정도에서 50∼60% 정도의 비교적 균일한 열수축을 갖는 원사를 얻을 수가 있고, 5,000m/min이상에서 10%이하의 균일한 열수축을 갖는 원사를 얻을 수가 있다. 그러나 방사속도 3,300∼5,000m/min 사이에서는 열수축이 일정하지 않고 10∼50%까지 매우 불균일하게 변하는 원사가 얻어지는데, 이는 방사속도에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트의 배향거동에 기인한다고 할 수 있다. When the partial alignment yarn is manufactured by the out-in cooling method by the cooling wind drawn in the opposite direction of the filament discharge direction by using the cooling air branch having the above candle, the shape shrinkage is low due to the low heat shrinkage even at the low spinning speed. This excellent yarn can be obtained. In general, when the polyester partial alignment yarn is manufactured by cross-flow cooling, a yarn having a relatively uniform heat shrinkage of about 50 to 60% at a spinning speed of about 3,300 m / min can be obtained and 5,000 m. A yarn having a uniform heat shrinkage of 10% or less at / min or more can be obtained. However, between 3,300 and 5,000 m / min of spinning speed, thermal shrinkage is not constant and yarns varying very unevenly up to 10 to 50% are obtained, which may be attributed to the orientation behavior of polyethylene terephthalate according to spinning speed.
일반적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저방사속도 (2,000m/min이하)에서 방사시 분자쇄의 배열 상태가 섬유축 방향으로 정돈되지 않고 결정영역이 아직 성장되지 않아 그 분자쇄들이 랜덤하게 얽혀있는 구조를 갖게 된다. 따라서 이와 같이 저방속 영역에서 생산된 미연신사는 저배향 저결정성 구조를 갖게 되어 장기 보관이 불가능하며 연신시 지나친 넥킹 현상으로 인해 가공이 어려운 단점이 있다. 그래서 일반적으로는 방사속도를 3,000∼4,000m/min정도로 방사한 부분배향사를 주로 사용하는데 이는 미연신사 대비 고배향의 특징을 가지고 있으나 연신사 대비 신도가 높고 열수축이 높아 형태안정성이 없는 관계로 가공 공정에서 취화 등의 문제가 있을 뿐만 아니라 연신사와의 염색거동의 차이로 인하여 직물에서 톤차가 발생하는 문제가 있다. In general, polyethylene terephthalate has a structure in which the molecular chains are not oriented in the fiber axis direction and the crystal regions are not grown yet at low spinning speeds (below 2,000 m / min). do. Therefore, the unstretched yarn produced in the low flux region has a low orientation and low crystalline structure and thus cannot be stored for a long time and has difficulty in processing due to excessive necking phenomenon during stretching. Therefore, in general, partial alignment yarns that emit spinning speeds of about 3,000 to 4,000 m / min are mainly used, which are characterized by higher orientation than undrawn yarns, but have high elongation compared to stretched yarns and have high heat shrinkage. Not only there is a problem such as embrittlement in the process, but also due to the difference in the dyeing behavior with the drawn yarn there is a problem that the tone difference occurs in the fabric.
또한 방사속도 6,000m/min이상에서 방사한 섬유는 고결정 고배향 구조를 갖게 되며 그 특징으로는 첫째, 방사선상에서 결정화와 넥킹 현상의 발현이며 이들은 서로 긴밀한 상호 관계를 갖는다. 결정화는 방사선상에서 매우 짧은 시간 내에 높은 응력을 받아 비결정 영역의 배향도가 급격히 증가함에 의해 발생하며, 이는 저속방사에서 연신된 섬유가 크기가 작은 결정이 다수 발생하는 것과는 다른 구조와 역학 적 성질을 보인다. 넥킹은 방사선상에서 결정화가 발생할 때에 나타나는 것인데 방사선을 따라 신장점도가 증가하다가 결정화 발열에 의해 임의의 점에서 국부적인 감소 현상이 나타나고, 이후 점도가 다시 급격히 증가하여 세화 거동이 완료된다. In addition, the fiber spun at a spinning speed of 6,000 m / min or more has a high crystallization and high orientation structure. First, the crystallization and necking phenomenon on the radiation are closely related to each other. Crystallization is caused by the high stress within a very short time on the radiograph, which leads to a sharp increase in the degree of orientation of the amorphous region, which shows a different structure and mechanical properties than the large number of small crystals of elongated fibers in slow spinning. The necking occurs when crystallization occurs on the radiation. The elongation viscosity increases along the radiation, and localization decreases at any point due to the crystallization exotherm, and then the viscosity is rapidly increased again to complete the thinning behavior.
둘째로, 섬유 내, 외부의 구조 차이가 나타난다는 것이다. 저속에서 방사한 후 연신한 섬유는 단면 내의 구조적인 차이는 없고 오히려 표면보다 내부가 더 높은 복굴절율을 보이기도 하는데 이것은 연신중에 섬유표면에서 열을 받기 때문인 것으로 보고되고 있다. 반면, 고속방사한 섬유는 표면이 내부보다 더 높은 복굴절율을 보이며 뚜렷한 표면-중심(skin-core) 구조를 가지고 있다. 따라서 이와 같이 고속방사에 의해 제조된 섬유는 부분배향사 대비 열수축이 작게 되어 형태안정성은 있지만, 연신사와 비교시 신도가 다소 높아 사용에 제한이 따르게 된다. 그리고 이와 같은 고속방사에 의해서 제조된 섬유는 방사공정만으로 연신사의 물성을 갖게 되지만, 전통적인 방사-연신의 2단계를 거쳐서 제조된 섬유에 비해 분자 배향성은 그리 좋지 못한 편이다.Second, there is a difference in the structure inside and outside the fiber. The fibers stretched after spinning at low speed have no structural difference in cross section, but also show higher birefringence inside than the surface due to heat from the fiber surface during stretching. Fast-spun fibers, on the other hand, have a higher surface birefringence than the interior and have a distinct skin-core structure. Therefore, the fiber produced by the high-speed spinning is less thermal shrinkage than the partial alignment yarn, but the shape stability, but compared to the drawn yarn, the elongation is somewhat high, so the use is limited. And the fiber produced by the high-speed spinning has the properties of the stretched yarn only by the spinning process, but the molecular orientation is not very good compared to the fiber produced through the two stages of the traditional spinning-stretching.
한편 본 발명에서는 2,500∼4,000m/min 사이의 방사속도에서 제조하는 것이 바람직하다. 이렇게 제조된 부분배향사의 신도는 기존의 단면 냉각 방식에 의해 제조된 원사와 거의 유사하나 비수수축율이 10% 이하로 형태안정성이 매우 높은 원사를 얻을 수 있는데, 이는 섬유를 냉각시키는데 사용된 데워진 공기가 외부로 방출되지 못하고 캔들 하부로만 빠져나갈 수밖에 없게 되어 공기장애(Air drag)가 심해지고 따라서 방사 장력이 증가하여 방사상 섬유의 배향 결정이 증가하기 때문이다. 이는 구심형(Out-in blow) 냉각에 의해 제조된 원사가 같은 방속에서 단면 냉각방 식에 의해 제조된 원사 대비 복굴절율이 큰 것으로 확인할 수 있다. On the other hand, in the present invention, it is preferable to produce at a spinning speed of 2,500 ~ 4,000m / min. The elongation of the partially oriented yarns manufactured in this way is almost similar to that of the yarns produced by the conventional single-sided cooling method, but a very high form stability yarn can be obtained with a non-shrinkage rate of 10% or less. This is because it cannot be released to the outside and can only escape to the bottom of the candle, which results in a severe air drag, thus increasing the radial tension and increasing the orientation of the radial fibers. This can be confirmed that the birefringence of the yarn produced by the out-in blow cooling is larger than the yarn produced by the cross-sectional cooling method at the same flux.
본 발명에서는 방사구의 구금수가 12∼384인 것을 통해 필라멘트를 방사하는 것이 바람직한데 구금수가 12홀 이하일 경우에는 섬유 다발이 방사되면서 일어나는 공기장애(Air drag)가 약해지기 때문에 저수축 효과가 많이 떨어집니다. 반면 288홀 이상의 경우에는 원하는 열수축은 얻을 수 있지만 균제도가 상당히 불량해지는 문제점이 있다. 이와 같은 이유로 구금의 홀수가 많을수록 형태안정성이 우수한 저열수축 효과는 크게 된다.In the present invention, it is preferable to spin the filament through the number of detaining spinnerets of 12 to 384. If the number of detaining prisoners is 12 holes or less, the air shrinkage caused by the fiber bundle is weakened, so the effect of low shrinkage decreases a lot. . On the other hand, in the case of more than 288 holes, the desired heat shrinkage can be obtained, but there is a problem that the uniformity is considerably poor . For this reason, the greater the odd number of detention, the greater the low heat shrinkage effect with excellent shape stability.
또한 본 발명의 냉각방식에 의해 제조된 원사의 균제도가 매우 우수한데 이는 일반적인 단면냉각 방식에 비해서 B/D (Blow distance)와 핫 존의 거리가 짧은 것에 기인한다. B/D는 캔들에서 구금의 최외각 홀까지의 거리를 뜻하는 것으로 필라멘트의 냉각역할을 한다. 일반적으로 한면냉각방식은 냉각설비와 사조간의 거리가 100mm정도 떨어져 있게 되어 공급되는 냉각풍이 사조에 효과적으로 영향을 미치지 못할 뿐만 아니라, 실 다발 이외의 공간으로 낭비되는 냉각풍의 양도 많아 냉각풍 사용 효율도 많이 떨어지게 된다. 그러나 본 발명에 의한 원통형 냉각방식은 B/D와 핫 존을 짧게 유지할 수 있어 사의 균제도를 크게 향상시킬 수 있고, 낭비되는 냉각풍 없이 공급되는 냉각풍을 모두 필라멘트의 고화에 사용하게 되어 기존의 단면 냉각방식 대비 약 40% 정도의 냉각풍량으로도 양호한 품질을 갖는 사를 얻을 수 있어 비용절감 효과도 동시에 얻을 수 있다. In addition, the uniformity of the yarn produced by the cooling method of the present invention is very excellent, which is due to the short distance between the blow zone (B / D) and the hot zone compared to the general cross-sectional cooling method. B / D is the distance from the candle to the outermost hole of the detention, which acts as the cooling of the filament. In general, the single-sided cooling method has a distance of about 100 mm between the cooling system and the thread, so that the supplied cooling wind does not effectively affect the yarn, and the amount of cooling wind that is wasted into the space other than the bundle of yarns increases the efficiency of using the cooling wind. Will fall. However, the cylindrical cooling method according to the present invention can keep the B / D and the hot zone short, greatly improving the uniformity of yarn, and use all of the cooling air supplied without solid waste of cooling air to solidify the filament. It is possible to obtain a yarn having good quality even with about 40% of the cooling air volume compared to the cooling method, and at the same time can reduce the cost.
본 발명의 제조방법에 의하여 단섬유 섬도가 0.3∼10데니어이고, 신도가 80∼140%이고, 비수수축율이 10%이하인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌테레프탈레이 트 부분배향사를 얻을 수 있는데 이 부분배향사는 결정은 없지만 비결정의 배향수준이 높아 신도가 높고 비수수축율이 낮아 인조 스웨드를 비롯한 직물용으로 사용될 수 있으며 특히 연신사와 복합해서 캐쥬얼 및 여성용 블라우스 등의 용도로 사용할 수 있다.According to the production method of the present invention, a polyethylene terephthalate partial alignment yarn can be obtained, characterized in that the short fiber fineness is 0.3 to 10 denier, the elongation is 80 to 140%, and the specific shrinkage is 10% or less. Although there is no crystal, it has high elongation and high non-shrinkage ratio, so it can be used for fabrics including artificial suede. Especially, it can be used for casual and women's blouses in combination with drawing yarn.
이하 다음의 실시예에서는 본 발명인 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사를 제조하는 비한정적인 예시를 하고 있다.The following examples are given as non-limiting examples of producing the polyethylene terephthalate partial alignment yarn of the present invention.
[실시예1] Example 1
제1도의 냉각장치를 사용하여 형태안정이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사를 제조하였다. 이때 방사구금은 72홀을 사용하여 단섬도 1.0데니어로 원사를 제조하였고, 풍속은 0.4m/s, 방사속도는 2,500m/min였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분배향사의 특성을 다음과 같은 방법으로 측정하여 하기한 실시예 및 비교예와 함께 표1에 나타내었다.The polyethylene terephthalate partial alignment yarn having excellent shape stability was manufactured using the cooling apparatus of FIG. The spinneret was made of yarn with a single fineness of 1.0 denier using 72 holes, and the wind speed was 0.4 m / s and the spinning speed was 2,500 m / min. The properties of the prepared polyethylene terephthalate partial aligning yarn is measured in the following manner and shown in Table 1 together with the following examples and comparative examples.
* 열수축율 (BWS) : K 0215-1982의 표준규격에 따라 랩릴(Wrap Reel)을 이용하여 시료를 20회 감은 후 단사섬도×2배의 하중을 준 후 눈금판에서 처음 길이를 잰다. 정확히 처음 길이를 잰 시료를 거즈에 싼 다음 철제체상자에 넣고 100℃ 열수욕조에 넣는다. 30분동안 열처리가 끝난 시료를 욕조로부터 꺼내어 자연냉각 시키고 물기를 제거한 다음 시료를 눈금판에 다시 걸어 표시하고, 단사섬도의 2배에 해당하는 하중의 분동을 걸어준 후 줄어든 길이를 읽어 기록하여 다음 식1에 의해 열수축율을 계산한다.* Thermal Shrinkage (BWS): Wind the sample 20 times using wrap reel according to the standard of K 0215-1982, load the single yarn fineness x 2 times, and measure the initial length on the scale plate. The exact first length of the sample is wrapped in gauze, placed in an iron box and placed in a 100 ° C hot water bath. Remove the heat treated sample from the bath for 30 minutes, cool it naturally, remove the water, mark the sample again on the scale plate, apply the weight of 2 times the single yarn fineness, read the reduced length, and record the following equation. Calculate the heat shrinkage rate by 1.
[(열수에 넣기전의 처음길이(L0) - 열수열처리 후의 나중길이(L1))/ (열수에 넣기전의 처음 길이 (L0))] ×100 ------------ 식 1)[(First Length Before Hot Water (L0)-Later Length After Hot Water Heat Treatment (L1)) / (First Length Before Hot Water (L0))] × 100 ------------ Equation 1 )
* 신도 : KS K 0409의 표준규격에 따라 일정한 게이지길이(200mm )를 갖는 조(Jaw)에 실을 물린 다음 실이 끊어질 때까지 인장속도 720mm/min 로 실을 잡아당겨 다음 식2에 따라 신도를 구한다. (사용 기기명 : Zwick 1510 (UTM))* Elongation: In accordance with the standard of KS K 0409, the thread is bitten into a jaw having a certain gauge length (200mm), and the thread is pulled at a tensile speed of 720mm / min until the thread breaks. Obtain (Device name: Zwick 1510 (UTM))
[(늘어난 길이)/ (게이지길이)]×100 ----------- 식 2)[(Extended length) / (gauge length)] × 100 ----------- Equation 2)
*균제도 : KS K 0467의 표준규격에 따라 케이소키균제도측정기( Keisokki's Evenness Tester (Model KET-80C))를 사용하여 균제도를 측정하는데 사의 퍼짐에 따른 불균일을 최소화 하기위해 미터당 5500의 꼬임수를 주면서 사의 균제도를 측정한다.* Bacterial system: In accordance with KS K 0467 standard, Keisokki's Evenness Tester (Model KET-80C) is used to measure the uniformity. Measure the leveling system.
[실시예2] 방사속도를 3,000m/min로 한 것을 제외하면 실시예1과 동일하다.EXAMPLE 2 It is the same as Example 1 except the spinning speed being 3,000 m / min.
[실시예3] 방사속도를 3,500m/min로 한 것을 제외하면 실시예1과 동일하다.EXAMPLE 3 It is the same as Example 1 except the spinning speed being 3,500 m / min.
[실시예4] 방사속도를 4,000m/min로 한 것을 제외하면 실시예1과 동일하다.EXAMPLE 4 It is the same as that of Example 1 except the spinning speed being 4,000 m / min.
[실시예5] 풍속을 0.6m/s로 한 것을 제외하면 실시예1과 동일하다.EXAMPLE 5 It is the same as that of Example 1 except having set the wind speed to 0.6 m / s.
[실시예6] 풍속을 0.6m/s로 한 것을 제외하면 실시예2와 동일하다.EXAMPLE 6 It is the same as Example 2 except having set the wind speed to 0.6 m / s.
[실시예7] 풍속을 0.6m/s로 한 것을 제외하면 실시예3과 동일하다.EXAMPLE 7 It is the same as Example 3 except having set the wind speed to 0.6 m / s.
[실시예8] 풍속을 0.6m/s로 한 것을 제외하면 실시예4와 동일하다.EXAMPLE 8 It is the same as Example 4 except having set the wind speed to 0.6 m / s.
[비교예1] 제1도의 냉각장치를 사용하지 않은 것을 제외하면 실시예1과 동일하다.COMPARATIVE EXAMPLE 1 It is the same as Example 1 except not having used the cooling apparatus of FIG.
[비교예2] 방사속도를 3,000m/min로 한 것을 제외하면 실시예2와 동일하다.COMPARATIVE EXAMPLE 2 It is the same as Example 2 except the spinning speed being 3,000 m / min.
[비교예3] 방사속도를 3,500m/min로 한 것을 제외하면 실시예3과 동일하다.COMPARATIVE EXAMPLE 3 It is the same as Example 3 except having made spinning speed 3,500 m / min.
[비교예4] 방사속도를 4,000m/min로 한 것을 제외하면 실시예4와 동일하다.COMPARATIVE EXAMPLE 4 It is the same as Example 4 except having made the spinning speed into 4,000 m / min.
따라서 본 발명에 의하면 단면 냉각방식으로 제조된 부분배향사와 신도가 거의 유사하면서도 열수축이 10% 이하가 되어 형태안정성이 우수한 신규의 부분배향사를 우수한 균제도를 보유하도록 제조할 수 있다.
Therefore, according to the present invention, the elongation is almost similar to that of the partial alignment yarn manufactured by the cross-sectional cooling method, but the heat shrinkage is 10% or less, so that the new partial alignment yarn having excellent shape stability can be manufactured to have excellent uniformity.
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