KR100649928B1 - 고강력, 저수축 폴리에스터사 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융 방사한 폴리에스터사를 급냉한 후, 열연신 및 열고정을 하고 이완처리하여 고강력·저수축 폴리에스터사를 제조하는 방법에 관한 것으로, 표면온도가 240℃이상인 고뎃 롤러(GR4)에 통과 시켜 열연신하고 이와 동시에 470℃이상으로 가열된 열풍으로 열처리 한 후, 고뎃 롤러(GR5)에서 7∼10%이상으로 이완시킨 다음 권취하여 제조한다.

본 발명으로 제조한 폴리에스터사는 강도가 7.8g/d 이상이고, 건열 수축율 (190℃ ×10분)이 3.2% 이하이다.

본 발명에 따라 제조된 고강력 ·저수축 폴리에스터사는 고온에서 열에 의한 수축이 적기 때문에 지붕을 만드는 재료의 보강재 등의 용도를 갖는다.

폴리에스터사, 용융방사

Description

고강력, 저수축 폴리에스터사 및 그 제조방법 {A polyester yarn having high strength-low shrinkage and a method for preparing same}

도 1은 본 발명의 제조공정 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

A : 열상자(Hot Box), B : 열공기 취부기, C : 공기 교락장치,

D : 냉각 영역, GR1∼GR5 : 고뎃 롤러

본 발명은 산업용 고강력, 저수축 폴리에스터사 및 상기 사를 연속 공정으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

여기서 연속공정이라 함은 폴리에스터 폴리머를 용융 방사 후 일련의 연신, 열처리, 이완, 및 권취의 과정이 연속되어 있음을 말한다.

고강력 ·저수축 폴리에스터사를 제조하는 종래의 기술은 이완 조건을 조절하여 연신 중 폴리에스터사의 잔류 수축을 제거함으로서 제조된 실의 수축을 최소화 할 수 있었으나 심각한 강도의 저하를 항상 수반하였다.(한국특허공개 제 95-18722호)

따라서 강도의 저하가 없는 저수축사의 개발은 오랫동안 연구의 대상이 되었다.

본 발명은 상기 종래 기술이 갖고 있는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 1단계의 연속공정으로 고강력 ·저수축 폴리에스터사를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제조공정을 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 용융 고분자로부터 멀티 필라멘트사를 방사하여 급냉 영역(D)을 통과시킨 다음 급냉 영역(D)을 통과한 미연신사를 가열되지 않은 고뎃롤러(GRI)를 통과시켜 약간의 긴장을 가한다. 이후 적정 온도로 가열된 고뎃롤러(GR2)를 통과시키고, 연신 롤인 고뎃롤러(GR3)를 통과 시킨다.

고뎃롤러(GR4)는 가열, 연신 및 이완을 부여하는 롤러로서 롤러의 표면은 매트(mat)형이고, 표면의 온도는 240℃ 이상이다.

상기 고뎃롤러(GR4)는 열의 분산을 막을 수 있도록 단열 처리한 열 상자(Hot Box)(A)로 둘러 싸여 있으며, 열상자(A)의 외측에는 열공기 취부기(B)를 설치하고 외부로부터 열풍을 공급하여 열상자(A)내 공기의 온도를 220℃ 이상으로 유지토록 한다.

고뎃롤러(GR4)를 통과한 연신사는 이완 고뎃롤러(GR5)를 통과시켜 실이 가지고 있는 잔류 수축을 제거하고 공기 교략장치(C)를 통과시킨 다음에 권취한다.

이와같이 하여 제조된 본 발명에 따른 폴리에스터사는 고온에서 열에 의한 수축이 적기 때문에 지붕을 만드는 재료의 보강재 등의 용도로 널리 사용될 수 있다.

고분자의 고유 점도는 중합도 및 분자량을 나타내는 편리한 척도이며 본 발명에 사용된 폴리에스터의 고유점도는 0.79이며, 0.79에서 0.90 사이가 적정 고유점도이다.

본 발명에 의하여 제조된 실의 강도는 7.8g/데니어 이상이며, 수축율은 190℃로 가열된 오븐에서 제조된 실의 표본을 10분 동안 무장력 하에서 열처리한 후, 수축의 정도를 백분율로 표시하였을 때 3.2%이하였다.

<비교예 1>

수축율 개선 효과의 기준 설정을 위해 우선 열상자(A) 내부에 열풍을 분사하지 않은 상태에서 비교 원사를 처리하였다.

공정 조건은 하기 표1과 같다.

표 1

GR5의 속도는 2385m/분에서 2645m/분으로 하였으며 이는 7%에서 10%의 이완 을 준 것이다.

상기 조건으로 제조된 원사의 물성은 하기 표 2와 같다.

표 2

<비교예 2>

하기 표 3은 공정 조건을 비교예 1과 동일하게 유지하고 열상자(A) 내부에 압력 2kg/㎠, 온도 470℃의 열풍을 분사하여 내부의 온도를 200℃이상으로 유지토록 하여 제조한 원사의 물성이다.

표 3

상기 결과로부터 열상자(A) 내부로 유입되는 절대적인 공기의 유량이 부족하여 수출율의 개선 효과는 보이지 않았다.

<실시예 1>

하기 표 4는 열상자(A)에 공급되는 공기의 압력을 3㎏/㎠으로 증가시키고 470℃로 가열된 열풍을 분사한 결과이다. 공정 조건은 비교예1과 동일하다.

표 4

충분한 열풍으로 GR4 열상자의 내부 온도를 상승시킨 결과 같은 이완율 하에서 약간의 절신 증가와 더불어 수축율은 감소함을 알 수 있다.

시험 결과 상기 조건에서 제조된 폴리에스터사는 비교예 1, 비교예 2의 방법으로 제조된 원사보다 같은 이완율에서 수축율은 감소하되 강도의 저하는 없거나 아주 작음을 알 수 있다.

<실시예 2>

하기 표 5는 공기압을 4㎏/㎠으로 증가시키고 공기의 온도를 500℃로 가열하여 열풍을 분사하여 제조된 원사의 물성 결과이다.

표 5

공급되는 열풍의 온도와 유량을 증가시킨 결과 수축율은 한 층 더 개선됨을 알 수 있다. 이에 비해 강도의 하락은 무시할만한 수준이다.

<실시예 3>

공정 조건을 비교예 1과 동일하게 하고 공기압을 4㎏/㎠로 고정시키고 공기의 온도를 520℃로 가열하여 2일간 장기 런닝(running) 시험을 하였다. 시험 결과 열풍의 강제 공급에 의한 열상자(A)의 내부 분위기 온도 상승으로 인해 롤러 표면에 유제에 의한 타르가 쉽게 발생되어 사절의 수가 증가하여 작업성의 저하를 유발하였다.

본 발명으로부터 열 연신시키는 고뎃롤러(GR4)의 표면온도를 240℃ 이상으로 유지시키면서 열 연신시킨 다음 고뎃롤러(GR5)에서 7∼10%로 이완시킴으로서 강도가 7.8g/데니어 이상이고, 190℃ ×10분의 건열처리 조건에서 수축율이 3.2% 이하인 고강력, 저수축 폴리에스터사를 연속공정으로 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 폴리에스터사는 고온에서 열에 의한 수축이 적기 때문에 지붕을 만드는 재료의 보강재 등으로 널리 사용 될 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 고유 점도가 0.79 - 0.90인 폴리에스터 폴리머를 용융방사, 급냉하고 다단계의 고뎃롤러에 통과시켜서 열연신 한 후 이완처리하고, 권취하는 연속공정으로 고강력 ·저수축 폴리에스터사를 제조하는 방법에 있어서, 표면 온도가 240℃ 이상인 고뎃롤러(GR4)에 통과시키되 단열된 열상자(A) 내에 있는 고뎃롤러(GR4)의 분위기 온도를 220℃ 이상으로 유지시켜서 사에 열처리를 한 다음에 고뎃롤러(GR5)에 통과시켜서 7 - 10%만큼 이완시킴을 특징으로하는 고강력 ·저수축 폴리에스터사의 제조 방법
2. 제 1항에 있어서, 폴리에서터사는 강도가 7.8g/데니어 이상이고, 건열수축율이 3.2%이하 (190℃ ×10분)임을 특징으로 하는 고강력 ·저수축 폴리에스터사의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 고뎃롤러(GR4)를 단열된 열상자(Hot Box)(A)내에 위치시키고, 여기에 470℃ - 550℃의 열풍을 분사하는 것을 특징으로 하는 고강력 ·저수축 폴리에스터사의 제조방법.

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