KR100820098B1 - Ｐｅｔ 필라멘트의 방사 및 권사 방법 - Google Patents

Ｐｅｔ 필라멘트의 방사 및 권사 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100820098B1
KR100820098B1 KR1020037005767A KR20037005767A KR100820098B1 KR 100820098 B1 KR100820098 B1 KR 100820098B1 KR 1020037005767 A KR1020037005767 A KR 1020037005767A KR 20037005767 A KR20037005767 A KR 20037005767A KR 100820098 B1 KR100820098 B1 KR 100820098B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filament
yarn
winding
filaments
dtex
Prior art date
Application number
KR1020037005767A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030061826A (ko
Inventor
알렉산더 클라인
디트마르 반델
Original Assignee
짐머 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 짐머 악티엔게젤샤프트 filed Critical 짐머 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20030061826A publication Critical patent/KR20030061826A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100820098B1 publication Critical patent/KR100820098B1/ko

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/92—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H55/00—Wound packages of filamentary material
    • B65H55/04—Wound packages of filamentary material characterised by method of winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

본 발명은 필라멘트의 전체 중량을 기준으로 적어도 90중량%의 PET를 포함하는 미리 연신된, 비 결정성 필라멘트를 3800m/min을 초과하는 방사 연신 속도로 생산하고 권사하는 방법에 관한 것이다.

Description

ＰＥＴ 필라멘트의 방사 및 권사 방법{METHOD FOR SPINNING AND WINDING PET FILAMENTS}
본 발명은 POY의 전체 중량을 기준으로 적어도 90중량%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) POY 필라멘트의 방사 및 권사 공정에 관한 것이다.
PET POY필라멘트는 생산되는 선 밀도(linear density)에 따라 통상적으로 2,500 내지 3,500m/min의 테이크 오프 속도(takeoff speeds)로 생산된다. 이러한 필라멘트는 90 내지 165%의 절단 신장값(breaking extension value)을 갖는데, 이 값은 연신 또는 연신 텍스쳐링 작업(draw-texturing operation)에서 계속 프로세싱하는데 유리하다고 입증된 바 있다. 위에서 언급된 속도 범위는 예를 들어, 1980년 1월에 출간된 Chemiefasern/Textilindustrie의 27페이지 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 너무 낮아서 PET 필라멘트에서의 결정화를 유도할 수 없다.
그러나, 방사 배향성 결정 FOY 또는 HOY PET 필라멘트의 제조와 유사하게 테이크오프 속도를 증가시키면, POY 얀의 보다 낮은 열 안정도 및 기계 안정도로 인해서 절단율이 높아지고, 균일성 테스트 데이터가 낮아지며 및/또는 특히, 연신 텍스쳐링 작업에서 프로세싱을 계속함에 있어서 결함을 발생시킨다.
이러한 문제점을 해결하는 첫 번째 방법은 WO99/51799, WO99/07927 및 WO93/19229에 설명되어 있다. WO99/51799는 가속된 냉각 기체를 사용하여 튜브에서 새롭게 방사된 필라멘트를 냉각함으로써 연속 필라멘트를 방사하는 공정을 개시하고 있다. 이로 인하여 필라멘트의 절단 신장값을 감소시키지 않고 방사 테이크오프 속도를 4,530m/min으로 올릴 수 있다. 절단율에 관해서는 아무런 정보도 제공되지 않았다.
WO99/07927은 폴리에스터를 기반으로 하는 중합체 블렌드(blends)로 POY 필라멘트를 생산하는 공정에 관한 것이다. 특정 양의 첨가 공중합체가 존재할 때 6,000m/min 정도의 높은 방사 테이크오프 속도로, 높은 절단 신장값을 갖는 PET 필라멘트가 얻어진다. 이 참조 문헌에서도 절단율에 관해서는 아무런 정보도 제공되지 않았다.
반대로, WO93/19229는 공기 통과성 벽을 갖는 쿠엔치 침니(quench chimneys)(상기 벽을 통해서 쿠엔치 침니 내부로 공기 흐름이 빨려들어감) 및 (다이 플레이트를 함유하는) 방사 헤드를 포함하는 방사 장치를 사용하여 연속 필라멘트를 방사하고 냉각하는 공정을 설명하고 있다. 방사 절단 개수가 낮은 균일한 PET 필라멘트가 얻어졌다. 그러나, 4,200 내지 5,700m/min의 높은 속도로 인하여 85 부터 54%로의 명백히 낮은 절단 신장율이 제공된다. 이러한 값은 방사 배향성 결정 필라멘트에서 전형적인 것이다.
위에서 언급된 공정으로 인하여 높은 방사 테이크오프 속도로 POY 필라멘트를 방사하고 권사할 수 있지만, POY를 생산함에 있어서 아직도 많은 점에서 개선이 요구되고 있다. 다음의 문제점이 단점이 된다.
°기계적인 및/또는 열적인 섬유 손상으로 인하여 불완전한 필라멘트가 얻어진다.
°루프(loop)의 형성 및 절단된 단부 때문에 공정 효율이 실질적으로 감소된다.
°패키지의 릿징(ridging) 및 드롭 단부(dropped ends).
본 발명의 목적은 POY의 전체 중량을 기준으로 적어도 90중량%의 PET POY 필라멘트를 낮은 결함율에 대한 높은 방사 테이크오프 속도로 방사하고 권사하는 공정을 제공하는 것이다. 더욱 상세하게는, POY PET 필라멘트는 90% 내지 165% 범위의 절단 신장값을 가질 것이며, 필라멘트 파라미터(parameter)와 방사 마무리제 도포(spin finish application)에 대한 균일성이 높을 것이다.
본 발명의 다른 목적은 POY PET 필라멘트를 방사하고 권사하기 위한 경제적인 산업 공정을 제공하는 것이다. 본 발명의 공정으로 인하여 방사 결함율은 매우 낮으면서 바람직하게는 3,800m/min초과, 상세하게는 4,200 내지 8,000m/min 범위의 매우 높은 방사 테이크오프 속도가 가능할 것이다. 본 발명은 또한 4kg 초과의 패키지에 대해 높은 얀 중량을 제공하는 우수한 패키지 구조(package build)와 계속적인 공정에서 우수한 패키지 풀림 성능(package unwinding performance)을 제공할 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 공정으로 얻어질 수 있는 POY가 물질 결함율이 매우 낮으면서 연신 가능하고 연신-텍스쳐링 가능하며 매우 우수한 염색 성능과 매우 우수한 처리 성능을 갖는 것이다.
이러한 목적 및 명백히 언급되지는 않았지만 개시 단락에서 논의된 관련 문제점으로부터 용이하게 추론 가능하거나 명백한 다른 목적은 청구항 1의 모든 특징을 포함하는 방사 및 권사 공정에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 공정의 바람직한 변형은 청구항 1에 종속된 종속항으로 보호된다.
따라서, 본 발명은 3,800m/min을 초과하는 방사 테이크오프 속도로 POY PET 필라멘트를 생산하고 권사하는 공정을 제공하는데, 본 발명은
a) 50 내지 250 범위의 방사라인 신장비(spinline extension ratio)를 설정하는 단계,
b) 방사돌기(spinneret)로부터 필라멘트가 나오는 즉시 길이로 20mm 내지 300mm의 쿠엔치 지연 구역(quench delay zone)을 통하여 통과시키는 단계,
c) 고체화 온도 아래로 필라멘트를 쿠엔칭하는 단계,
d) 방사돌기의 아래면으로부터 500mm 내지 2,500mm의 거리로 필라멘트를 모으는 단계,
e) 마무리제 도포 편차에 대해 90digit 미만의 표준 편차로 방사 마무리제를 첨가하기 위하여 얀당 적어도 하나의 오일러 핀(oiler pin)을 사용하는 단계,
f) 낮은 마찰력의 표면을 갖는 얀 인도 요소(yarn guiding element)와 얀 수렴 요소와 오일러 핀을 사용하는 단계,
g) 테이크오프 고뎃(godet) 위에서 0.07cN/dtex 내지 0.5cN/dtex으로 얀 인장력을 설정하는 단계,
h) 0.05cN/dtex 내지 0.20cN/dtex 사이의 얀 인장력과 100%미만의 편차 계수를 갖는 적어도 10n/m의 노드 카운트(node count)에 대해 1.0bar 내지 5.5bar의 공기압으로 얀을 인탱글링하는 단계(entangling),
i) 권사 굴대보다 적어도 0.3% 높은 주파수로 권사기 필러 롤을 구동하고 권사 시간에 걸쳐서 최소 3.5°내지 최대 7.5°으로 권사각을 변경시킴으로써 0.03cN/dtex 내지 0.20cN/dtex의 얀 인장력으로 얀을 권사하는 단계.
를 포함한다.
이러한 예측하기 어려운 공정은 낮은 절단율에 대한 높은 방사 테이크오프 속도로 POY PET 필라멘트를 생산하고 권사한다. POY PET 필라멘트는 90% 내지 165% 범위의 절단 연신값을 갖고 필라멘트 파라미터와 방사 마무리제 도포(spin finish application)에 대해 높은 균일성을 갖는다.
본 발명의 공정은 다수의 추가 장점을 갖는다. 이 장점에는 다음이 포함된다.
⇒ 본 발명의 공정은 대형 산업 규모에서 실시하기에 간단하고 경제적이다. 더욱 상세하게, 본 공정으로 인하여 3,800m/min을 초과하는, 상세하게는 4,200 내지 8,000m/min 사이의 높은 테이크오프 속도로 방사 및 권사가 가능하며, 4kg을 초과하는 무거운 얀 중량으로 패키지를 제조하는 것이 가능하다.
⇒ 그러므로 본 공정으로 얻을 수 있는 POY PET 필라멘트 패키지는 풀기 결함(unwinding defects)을 최소화하면서 간단한 방법으로 연신 또는 연신 텍스쳐링 공정에서 계속 처리될 수 있다.
⇒ 본 공정으로 얻을 수 있는 POY 필라멘트의 높은 균일도는 균일하고도 실질적으로 결함이 없는 염색 및 POY 폴리에스터 필라멘트의 계속적인 처리를 보장한다.
본 발명은 필라멘트의 전체 중량을 기준으로 적어도 90중량%의 POY 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필라멘트를 생산하고 권사하는 공정을 제공하는데, 여기서 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 축중합에 의한 종래의 방법으로 예를 들어, 테레프탈산 및 에틸렌 글리콜로 얻을 수 있다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트는 동종 중합체일 수도 있고 공중합체일 수도 있다. 유용한 공중합체에는 위에서 언급한 반복 단위뿐 아니라, 특히, 예를 들어, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 폴리에틸렌 글리콜, 이소프탈산 및/또는 아디프산과 같은 통상의 공중합체 반복 단위를, 모든 PET 반복 단위를 기준으로, 15mol%까지 포함하는 공중합체가 포함된다. 그러나, 본 발명을 위하여 PET 동종중합체가 바람직하다.
PET는 작은 단편, 바람직하게는 필라멘트의 전체 중량을 기준으로 0.5중량%이하의 분지 성분(brancher components)을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 분지 성분은 트리멜리트산 또는 피로멜리트산과 같은 다가산(polyfunctional acid) 또는 트리메틸올프로판, 펜타에리쓰리톨, 디펜타에리쓰리톨, 글리세롤 또는 해당 히드록실산과 같은 3가 내지 6가 알코올을 포함한다.
본 발명의 문맥에서, 신장도 증강제(extensibility enhancer)로서 첨가 중합체를 필라멘트의 전체 중량을 기준으로 2.5중량%까지 PET와 혼합하는 것도 바람직 할 수 있다. 본 발명을 위하여 특히 유용한 첨가 중합체는 아래에 언급된 중합체 및/또는 공중합체를 포함할 수 있다.
1. 다음의 단량체 유닛을 포함하는 공중합체:
A = 아크릴산, 메타크릴산 또는 CH2 = CR-COOR', 여기서 R은 H원자 또는 CH3 작용기이고 R'은 C1-15-알킬 라디칼 또는 C5-12-시클로알킬 라디칼 또는 C6-14-아릴 라디칼이며,
B = 스티렌 또는 C1-3-알킬-치환된 스티렌,
상기 공중합체는 60 내지 98중량%의 A 및 2 내지 40중량%의 B, 바람직하게는 83 내지 98중량%의 A 및 2 내지 17중량%의 B, 더욱 바람직하게는 90 내지 98중량%의 A 및 2 내지 10중량%의 B로 구성된다(전체 합계 = 100중량%).
2. 다음의 단량체 유닛을 포함하는 공중합체:
C = 스티렌 또는 C1-3-알킬-치환된 스티렌,
D = 화학식(I,II 또는 III)의 하나 이상의 단량체
Figure 112003014780591-pct00001
여기서, R1,R2 및 R3은 각각 H원자이거나 C1-15-알킬 라디칼 또는 C6-14- 아릴 라디칼 또는 C5-12-시클로알킬 라디칼이며,
상기 공중합체는 15 내지 95중량%의 C 및 2 내지 80중량%의 D, 바람직하게는 50 내지 90중량%의 C 및 10 내지 50중량%의 D, 더욱 바람직하게는 70 내지 85중량%의 C 및 15 내지 30중량%의 D로 구성되고, C 및 D의 전체 합계는 100중량%이다.
3. 다음의 단량체 유닛을 포함하는 공중합체:
E = 아크릴산, 메타크릴산 또는 CH2 = CR-COOR', 여기서 R은 H원자 또는 CH3 작용기이고, R'은 C1-15-알킬 라디칼 또는 C5-12-시클로알킬 라디칼 또는 C6-14-아릴 라디칼이며,
F = 스티렌 또는 C1-3-알킬-치환된 스티렌,
D = 화학식(I,II 또는 III)의 하나 이상의 단량체
Figure 112003014780591-pct00002
여기서 R1,R2 및 R3는 각각 H원자이거나 C1-15-알킬 라디칼 또는 C5-12-시클로알킬 라디칼 또는 C6-14-아릴 라디칼이며,
H = E 및/또는 F 및/또는 G로 공중합될 수 있고 α-메틸스티렌, 비닐 아세테이트, 아크릴 에스테르, E를 제외한 메타크릴 에스테르, 염화 비닐, 염화 비닐리덴, 할로겐-치환된 스티렌, 비닐 에테르, 이소프로페닐 에테르 및 디엔으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 에틸렌성 불포화 단량체이며,
상기 공중합체는 30 내지 99중량%의 E, 0 내지 50중량%의 F, 0 초과 내지 50중량%의 G 및 0 내지 50중량%의 H, 바람직하게는 45 내지 97중량%의 E, 0 내지 30중량%의 F, 3 내지 40중량%의 G 및 0 내지 30중량%의 H, 더욱 바람직하게는 60 내지 94중량%의 E, 0 내지 20중량%의 F, 6 내지 30중량%의 G 및 0 내지 20중량%의 H로 구성되며, E,F,G 및 H의 전체 합계는 100중량%이다.
4. 다음의 단량체 유닛의 중합체:
Figure 112003014780591-pct00003
여기서 R1 및 R2는 선택적인 원자인 C,H,O,S,P 및 할로겐 원자로 구성되는 치환체이고 R1 및 R2의 분자량의 전체 합은 적어도 40이다. 실례가 되는 단량체 유닛은 아크릴산, 메타크릴산 및 CH2 = CR-COOR'이고(여기서, R은 H원자 또는 CH3 작용기이고, R'은 C1-15-알킬 라디칼 또는 C5-12-시클로알킬 라디칼 또는 C6-14 아릴 라디칼) 또한, 스티렌 및 C1-3-알킬-치환된 스티렌이다.
이러한 물질 및 첨가 중합체와 PET의 블렌딩을 생산하는 상세한 사항은 WO99/07 927에 설명되어 있다. PET 기준 물질에 첨가제를 분산시키고 계량 첨가하는 것은 DE 100 22 889.5에 설명되어 있다.
본 발명을 위해서, 비결정질이고 폴리에스터 매트릭스에 불용성인 첨가 중합체 및/또는 공중합체가 바람직하다. 이들은 바람직하게 90 내지 200℃의 유리 전이 온도를 갖는데, 이 유리 전이 온도는 알려진 방법으로 측정되는데, 바람직하게는 주사시차 열량계(differential scanning calorimetry)로 측정된다. 보다 상세한 사항은 종래 기술, 예를 들어 WO99/07927로부터 알 수 있으며, 이것의 개시는 여기서 참조 문헌으로 포함된다.
본 발명에 따라서, 첨가 중합체 및/또는 공중합체는 첨가 중합체 및/또는 공중합체 및 매트릭스 중합체의 용융 점도비가 0.8:1 내지 10:1, 바람직하게는 1.5:1 내지 8:1이 되도록 선택된다. 용융 점도는 2.4Hz의 진동 주파수와 매트릭스 중합체의 용융 온도에 34℃를 더한 온도에서 진동 유량계(oscillation rheometer)를 사용하여 알려진 방법으로 측정된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 대해서, 용융 점도가 측정된 온도는 290℃이다. 보다 상세한 사항은 다시 WO99/07927에서 찾아볼 수 있다. 첨가 중합체 및/또는 공중합체의 용융 점도는 바람직하게 매트릭스 중합체의 용융 점도보다 높고, 첨가 중합체 및/또는 공중합체에 대한 비점도(specific viscosity) 범위를 선택하는 것과 점도비를 선택하는 것은 얀 생성물의 특성을 최적화하는데 도움이 된다는 것이 결론지어진 바 있다. 최적 점도비를 제공함으로써, 첨가되는 첨가 중합체 및/또는 공중합체의 양을 최소화할 수 있고 그렇게 했을 때, 특히, 공정의 경제성을 개선시킬 수 있다. 방사되는 중합체 블렌드는 바람직하게 0.05 내지 2.5중량%의 첨가 중합체 및/또는 공중합체를 함유한다.
바람직한 점도비의 선택으로 인하여 중합체 매트릭스에서 첨가 중합체 및/또는 공중합체의 입자 크기 분포가 좁아지는 동시에 섬유에서 첨가 중합체 및/또는 공중합체의 바람직한 피브릴 구조가 얻어진다. 매트릭스 중합체에 비해서 첨가 중합체 및/또는 공중합체의 유리 전이 온도가 높으면, 방사되는 섬유에서 피브릴 구조의 빠른 고체화가 보장된다. 첨가 중합체 및/또는 공중합체의 최대 입자 크기는 방사돌기에서 배출된 직후에 약 1,000nm가 되는 반면, 평균 입자 크기는 400nm이하이다. 바람직한 피브릴 구조는 섬유가 연신된 후 얻어질 수 있는데, 여기서 필라멘트는 첨가 중합체 및/또는 공중합체를 0.5 내지 20㎛의 길이 및 0.01 내지 0.5㎛의 직경을 갖는 피브릴 형태로 적어도 60중량% 함유한다.
본 발명의 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 혼합물로서 촉매, 안정화제, 정전기 방지제, 항산화제, 화염 저지제(flame retardants), 염료, 염료 흡착 개선제(dye uptake modifiers), 광 안정화제, 유기 아인산염, 광학 광택제 및 무광택제(delusterants)와 같은 다른 첨가제를 통상의 양, 바람직하게는 0 내지 5중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 1중량%(각 퍼센트는 필라멘트의 전체 중량을 기준으로 함)으로 함유할 수 있다.
본 발명에 따라서, PET는 3,800m/min초과, 바람직하게는 적어도 4,200m/min, 바람직하게는 4,600m/min초과, 상세하게는 적어도 6,000m/min, 더욱 바람직하게는 6,000m/min을 초과하는 테이크오프 속도로 POY 필라멘트로 방사되고 권사된다. 본 발명을 위해 가장 바람직한 범위는 4,200 내지 8,000m/min, 상세하게는 4,600 내지 6,000m/min이다.
본 발명을 위하여, POY 필라멘트는 90 내지 165%의 절단 신장율을 갖는 필라멘트이다.
본 발명을 위하여, 높은 방사 테이크오프 속도에서 응력 유도 결정화(stress-induced crystallization)를 줄이는 방사 냉각 수단이 사용되는 것이 유리할 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예는 WO99/51799에 설명된 방사 냉각 수단을 사용한다. 이 참조 문헌의 개시는 여기에 참조 문헌으로 명백히 포함된다.
본 발명을 위해 유용한 PET는 바람직하게 0.55dl/g 내지 0.75dl/g의 고유 점도(intrinsic viscosity){한계 점도수(limiting viscosity number)}를 갖는다.
본 발명의 공정에서, PET 용융물이 일정한 속도로 방사 펌프에 의해 펌핑되어서, 용융 필라멘트를 형성하기 위해 팩(pack)의 다이 플레이트(die plate)에 있는 구멍을 통해 압출되도록 방사돌기 팩으로 들어가는데, 여기서 상기 속도는 원하는 섬유 선밀도가 얻어지도록 알려진 공식으로 계산된다.
용융물은 예를 들어, 압출기에서 중합체 칩(chip)으로 제조될 수 있는데, 이 경우 칩은 먼저 수분 함유량이 100ppm이하, 상세하게는 50ppm이하가 되도록 건조되어야만 한다. 축중합 플랜트의 마지막 반응기에서 방사 플랜트로 PET 용융물을 직접 공급하는 것이 바람직하다.
통상적으로 방사 온도라고 지칭되고 방사 펌프 위에서 측정되는 용융물의 온도는 PET의 용융점에 따라 결정된다. 용융물의 온도는 공식(1)에 의해 주어지는 범 위 내에 들어가는 것이 바람직하다.
공식(1)
Tm + 19℃ ≤TSp ≤Tm + 49℃
여기서,
Tm은 PET의 용융점으로, 약 260℃이고
TSp는 방사 온도[℃]이다.
용융물의 균일성은 방사 필라멘트 물질의 특성에 직접적인 영향을 미친다. 그러므로, 용융물을 균질화하기 위해 방사 펌프의 위 및/또는 아래에 설치되고 적어도 2개의 요소를 갖는 정지 혼합기(static mixer)를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 통합형 혼합기가 구비된 Barmag/Germany의 Promix 방사 펌프가 사용될 수 있다.
방사 온도에 의존하는 다이 플레이트 온도는 다이 플레이트의 2차 가열 시스템에 의해 조절된다. 유용한 2차 가열 시스템에는 예를 들어, Diphyl 또는 추가의 대류, 유도 또는 복사 가열기로 가열되는 방사 빔이 포함된다. 다이 플레이트의 온도는 통상적으로 방사 온도와 동일하다.
다이 플레이트의 온도 증가는 방사돌기 팩의 압력 구배로써 얻어질 수 있다. 알려진 유도식(derivations), 예를 들어 K. Riggert의 "Fortschirtte in der Herstellung von Polyester-Reifenkordgarn" Chemiefasern 21, 페이지 379(1971) 는 100bar의 압력 강하당 약 4℃의 온도 증가를 서술하고 있다.
느슨한 필터 매체, 상세하게는 평균 입자 크기가 0.10mm 내지 1.2mm, 바람직하게는 0.12mm 내지 0.75mm인 강철 샌드 및/또는 필터 디스크를 사용함으로써 다이 압력을 조절하는 것이 또한 가능한데, 상기 필터 디스크는 40㎛이하, 바람직하게는 5 내지 20㎛의 미세도(fineness)를 갖는 직포 또는 부직포 금속 직물로 형성될 수 있다.
게다가, 다이 구멍에서의 압력 강하는 전체 압력에 영향을 미친다. 다이 압력은 바람직하게 80bar 내지 450bar, 상세하게는 100bar 내지 250bar로 설정되는데, 여기서 100bar 내지 250bar는 압출되기 바로 전의 용융물 온도의 4 내지 10℃증가에 해당한다.
방사 라인 신장율(iSp), 즉, 압출 속도에 대한 테이크오프 속도의 비는 US 5,250,245에 따른 공식(2)에 의해 PET의 밀도, 방사돌기 구멍 직경 및 필라멘트 선밀도로부터 계산된다.
공식(2) :
Figure 112003014780591-pct00004
여기서,
Figure 112003014780591-pct00005
= 용융물의 밀도[g/cm3]; PET = 1.22g/cm3
D = 방사돌기 구멍 직경 [cm]
dpf = 필라멘트당 데니어[den]
본 발명을 위하여, 방사 라인 신장율은 50 내지 250이고, 바람직하게는 70 내지 170이다.
방사돌기 구멍의 길이/직경비는 바람직하게 1.5 내지 6, 상세하게는 1.5 내지 4가 되도록 선택된다.
압출된 필라멘트는 쿠엔치 지연 구역을 통과한다. 쿠엔치 지연 구역은 방사돌기 구멍에서 배출되는 필라멘트를 냉각 기체의 직접적인 작용으로부터 보호하고 방사돌기 구멍에서 배출되는 필라멘트를 방사 라인 신장 또는 냉각시에 지연시키는 리세스(recess) 구역으로서, 방사 팩 바로 아래에 위치된다. 상기 리세스의 능동 부분이 방사 빔으로 들어가는 방사 팩의 연장부로서 구성되기 때문에, 필라멘트는 가열 벽으로 둘러싸이게 된다. 수동 부분은 단열층 및 가열되지 않는 프레임으로 형성된다. 능동 리세스의 길이는 0 내지 300mm이고 수동 부분의 길이는 20 내지 150mm인데, 20 내지 300mm의 전체 길이에 속한다.
능동 리세스의 대안으로서, 재가열기는 방사 빔 아래에 위치될 수 있다. 능동 리세스와는 반대로, 원통형 또는 직사각형 횡단면인 이 구역은 방사 빔과는 별도로 적어도 하나의 가열 시스템을 포함한다.
동심원적으로 방사 라인을 둘러싸는 방사상의 다공성 쿠엔칭 시스템의 경우에 쿠엔칭 지연은 원통형 덮개(cylindrical shrouds)를 사용하여 달성될 수 있다.
이어서, 필라멘트는 고체화 온도 미만의 온도로 냉각된다. 본 발명을 위하여, 고체화 온도는 용융물이 고체 상태로 되는 온도이다.
필라멘트를 쿠엔칭 또는 냉각하기 위한 수단은 종래 기술로부터 알려져 있다. 냉각 기체, 상세하게는 냉각된 공기를 사용하는 것이 본 발명에 따라 특히 유 용하다. 냉각 공기의 온도는 바람직하게 12℃ 내지 35℃이고 상세하게는 16℃ 내지 26℃이다. 냉각 공기의 속도는 바람직하게 0.20m/sec 내지 0.55m/sec이다.
필라멘트는 예를 들어, 구멍이 뚫린 벽이 있는 단일 냉각 튜브를 포함하는 단일 단부 시스템을 사용하여 냉각될 수 있다. 각 개별 필라멘트를 냉각하는 것은 필라멘트의 자기 흡입 효과(self-suction effect)를 이용한 활성 냉각 공기 공급을 통하여 및/또는 냉각 공기를 빨아들이는 것을 통해서 달성된다. 개별 튜브에 대한 대안으로서, 잘 알려져 있는 교차 흐름(crossflow) 쿠엔치 시스템을 사용하는 것도 가능하다.
냉각 및 방사 라인 신장 영역의 특정 실시예에서, 지연 구역에서 배출되는 필라멘트는 10 내지 175cm, 바람직하게는 10 내지 80cm 길이의 구역에서 냉각 공기에 노출된다. 길이가 10 내지 40cm인 구역은 권사부에서 필라멘트당 1.5dtex이하의 선밀도를 갖는 필라멘트에 특히 적절하고, 길이가 20 내지 80cm인 구역은 필라멘트당 1.5 내지 9.0dtex의 선밀도를 갖는 필라멘트에 특히 적절하다.
필라멘트와 이에 수반하는 공기는 테이크오프에서 공기 : 방사 라인 속도의 비가 0.2:1 내지 20:1, 바람직하게는 0.4:1 내지 5:1 일 때 횡단면 수축을 조절하고 방사 라인 운송 방향으로 크기를 조절함으로써 줄어든 횡단면을 갖는 채널을 통과하면서 연속적으로 결합한다.
필라멘트가 고체화 온도 미만의 온도로 냉각된 후에는 모여져서 얀 번들을 형성한다. 방사돌기의 아래면에서 본 발명에 따른 집합점의 적절한 거리는 예를 들어, TSI/Germany의 레이져 도플러 풍력계 또는 Goratec/Germany의 적외선 카메라 타입 IRRIS 160을 사용하여, 얀 속도 및/또는 얀 온도의 온라인 측정을 위한 통상적인 방법을 사용하여 측정될 수 있다. 상기 거리는 500 내지 2,500mm이다. 방사될 때(as-spun)의 선밀도가 4.5dtex이하인 필라멘트는 바람직하게 보다 짧은 1,500mm이하의 거리에서 다중필라멘트 번들로 모이게 되는 반면, 보다 두꺼운 필라멘트는 바람직하게 보다 긴 거리에서 모이게 된다.
본 발명을 위하여, 방사된 필라멘트와 접촉하게 되는 모든 표면은 특히 낮은 마찰력의 물질로 제작되는 것이 바람직하다. 이로 인하여 필라멘트가 절단되는 것이 방지되고 보다 높은 품질의 필라멘트 얀이 제공된다. 이를 위하여, Ceramtec/Germany의 "TriboFil" 설명서의 낮은 마찰력 표면이 특히 적절하다.
필라멘트는 균일한 속도로 바람직한 양의 방사 마무리제를 얀에 공급하는 오일러 핀(oiler pin)에 모이게 된다. 특히 적절한 오일러 핀은 입구 부분, 오일 입구 오리피스가 있는 얀 덕트(duct) 및 출구 부분으로 특징지어 진다. 입구 부분은 깔때기와 유사해서, 건조 필라멘트에 의한 접촉을 방지한다. 필라멘트의 접촉점은 방사 마무리제가 공급된 후 얀 덕트 내에서 생긴다. 얀 덕트 및 오일 입구 오리피스는 그 폭이 얀의 선밀도 및 필라멘트의 수에 맞게 된다. 1.0mm 내지 4.0mm의 오리피스 및 폭이 특히 적절하다. 오일러 핀의 출구 부분은 균일화 구역으로 구성되는데, 상기 균일화 구역은 바람직하게 오일 저장소를 포함한다. 적절한 오일러 핀은 예를 들어, Ceramtec/Germany의 TriboFil, Goulston/USA의 LuroJet, Kyocera/Japan의 SF 및 Rauschert/Germany의 PN이 유용하다.
오일 도포의 균일성은 본 발명에서 매우 중요하다. 균일성은 예를 들어, Chemiefasern/Textilindustrie, 42/94, 1992년 11월, 896페이지에 서술된 방법에 의한 Rossa 계량기를 사용하여 측정될 수 있다. 도포된 오일의 양과 그 분포 크기는 상대적 단위인 digit으로 보고된다. 본 발명을 위하여, 이러한 절차는 오일 도포에 대한 표준 편차값을 제공하는데, 이는 90digit미만, 상세하게는 60digit미만이다. 본 발명을 위하여 특히 바람직한 오일 도포 표준 편차값은 45digit미만, 상세하게는 30digit미만이다. 45digit의 표준 편차값은 약 3.1%의 편차 계수에 해당한다.
본 발명을 위하여 기포를 방지하기 위하여 자체로 기체가 제거되는 방사 마무리 펌프 및 라인을 설계하는 것이 특히 바람직한데, 기포는 오일 도포에 있어서 상당한 편차를 발생시키기 때문이다. 본 발명의 아주 특히 바람직한 실시예는 Barmag/Germany의 Profin 방사 마무리 펌프를 사용한다.
본 발명에 따라서, 필라멘트는 권사되기 전에 인탱글링된다. 종래의 인탱글링 시스템은 덜 적합한 것으로 밝혀졌는데, 이는 고속 및 높은 공기압으로 인하여 다수의 루프(loop) 및 절단된 필라멘트를 발생시키기 때문이다. 종래의 인탱글링 시스템은 또한 높은 권사 인장력을 필요로 하는데, 이는 패키지 만드는데 악영향을 미치며 패키지에서 릿징되고 트랩되고 드롭된 단부(ridging and trapped and dropped ends)를 만든다.
본 발명의 본문에서, 이러한 단점들은 폐쇄된 얀 덕트를 갖는 분사(jet)를 이용하여 바람직하게 방지될 수 있는데, 이는 이러한 시스템이 심지어 낮은 얀 인장력 및 높은 공기압의 공급 슬롯에서도 얀의 스너빙(snubbing)을 막기 때문이다. 인탱글링(entangling) 분사는 바람직하게 고뎃(godet) 사이에 배치되고, 얀의 출구 인장력은 입구 및 출구 고뎃의 서로 다른 속도에 의해 조절된다. 얀의 출구 인장력은 0.20cN/dtex를 초과하지 말아야 하고, 얀의 입구 인장력은 우선적으로 0.05cN/dtex 내지 0.18cN/dtex의 값을 가져야 한다. 인탱글링 공기압은 1.0 내지 5.5bar이다.
얀은 적어도 10n/m의 노드(node) 카운트로 인탱글링 된다. 100cm미만의 최대 노드리스 갭(maximum nodeless gap)과 100%미만의 노드 카운트 계수의 편차값이 특히 중요하다. 바람직하게, 3.0bar이상의 공기압을 사용하면 계수의 편차가 최대 70%이고 최대 노드리스 갭이 50cm라는 높은 균일성으로 특징지어지는 15n/m이상의 노드 카운트를 제공하게 된다.
실무에서, Temco/Germany의 LD 타입 시스템, Slack & Parr/USA의 이중 시스템 또는 Heberlein의 Polyjet이 특히 유용하다는 것이 밝혀졌다.
절단된 필라멘트의 수를 줄이는 것에 대한 특히 긍정적인 효과는 실제의 인탱글링 작업 전에 이동 분사를 사용할 때 얻어진다. 1bar 미만의 공기압으로 작업하면, 이동 분사는 도포된 방사 마무리제가 더욱 균일해지게 하고 개별 필라멘트가 완전히 혼합되게 한다. 이러한 분사는 제 1 테이크오프 고뎃 위에서, 바람직하게는 오일러 핀 바로 아래에서 사용된다.
제 1 고뎃 유닛의 원주 속도(circumferential speed)는 테이크오프 속도로 지칭된다. 얀이 권사 조립체에서 얀이 권사되어 형성기(former)에서 패키지{보빈(bobbin)}를 형성하기 전에 추가적인 고뎃 시스템이 사용될 수 있다.
안정하고 결함없는 패키지는 얀을 결함없이 풀기 위한 기본 필요 조건이고 이상적으로 결함없이 계속 처리하기 위한 기본 필요 조건이다. 본 발명의 본문에서, 이용되는 권사 인장력은 0.03cN/dtex 내지 0.20cN/dtex이며, 바람직하게는 0.05cN/dtex 내지 0.15cN/dtex이다.
얀을 내려놓기 위한 플라이어 트래버스(flyer traverse)와 보빈 형성기가 밀쳐지는 종동 굴대(driven mandrel)의 속도를 조절하기 위한 종동 필러 롤(driven feeler roll)이 권사기에 제공되는 것이 바람직하다. 단부가 떨어지게 되는 것을 방지하기 위하여, 필러 롤을 권사 굴대보다 적어도 0.3% 높은 진동수로 구동하는 것이 바람직하다.
트래핑된(trapped) 얀 코일이 극단의 패키지 위치를 피할 수 있게 하도록 적어도 1°의 스텝(step)으로 권사각을 변경하기 위하여 패턴-브레이킹 메커니즘(pattern-breaking mechanism)을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이중 트래버스당 3.5°내지 7.5°로 권사각을 변경하는 것은 만들어진 패키지를 안정화시키는데 있어서 본 발명에 따라 특히 바람직하다. 여기서 권사각은 패키지 본체에서의 얀의 수송 방향과 패키지 형성기에 대한 수직면 사이에서 패키지 형성기에 대해 수직하게 바라본 각도이다.
본 발명에 따른 인탱글링 조건 및 권사 조건은 안정한 패키지를 제공한다.
본 발명에 다른 공정의 중요 파라미터는 테이크오프 고뎃 위에서 설정된 얀의 인장력이다. 앞으로 알게될 것과 같이, 이러한 인장력은 본질적으로 Hamana의 실제 배향 인장력(actual orientation tension), 얀 가이드와 오일 핀에서의 마찰 인장력 및 얀-공기 마찰 인장력으로 이루어져 있다. 본 발명을 위하여, 테이크오프 고뎃 위의 얀 인장력은 0.07cN/dtex 내지 0.50cN/dtex, 바람직하게는 0.07cN/dtex 내지 0.20cN/dtex이다.
0.07cN/dtex 미만의 극히 낮은 인장력은 부분 배향에 대한 바람직한 각도를 더 이상 제공하지 않는다. 인장력이 0.50cN/dtex를 넘으면, 마찰열로 인하여 얀 손상이 발생하고 얀 파라미터가 저하된다.
인장력은 방사 테이크오프 속도, 분사 방사돌기에서 오일러 핀까지의 거리, 마찰면 및 오일러 핀과 테이크오프 고뎃 사이의 갭의 길이에 의해 본 발명에 따라 조절된다. 상기 길이는 최대 6.0m, 바람직하게는 2.5m미만인 것이 바람직한데, 여기서 방사 시스템과 테이크오프 기계는 얀 경로가 직선이 되는 것을 보장하도록 평행하게 구성되는 방식으로 배치된다.
본 발명에 따라 권사 인장력을 설정하기 위하여, POY의 권사 속도는 바람직하게 테이크오프 속도보다 0 내지 2% 작다. 방사 테이크오프 속도보다 0 내지 1% 작게 권사 속도를 선택하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 본 발명에 따른 공정은 권사 기계의 환경 조건이 35℃ 이하, 바람직하게는 12 내지 28℃의 온도와 40 내지 90%의 상대 습도가 되도록 조절됨으로써 수행된다. 후속 공정의 전에 적어도 4시간 동안 POY 패키지의 조건을 12 내지 28℃, 40 내지 90%의 상대 습도로 맞추는 것이 또한 바람직하다.
보고되어 있는 물질 파라미터를 결정하는 공정은 당업자에게 잘 알려져 있다. 상기 공정은 기술 문헌 예를 들어 WO99/07927에서 알 수 있는데, 상기 문헌의 개시는 여기서 참조 문헌으로 명백히 포함된다.
인탱글링 파라미터는 Enka-Technica/Germany의 ITEMAT 타입의 노드 카운터를 100m/min의 속도와 레벨 No.1의 설정으로 사용함으로써 결정된다.
방사 공정에 있어서 절단된 단부에 대한 온라인 탐지는 ENKA-Technica/Germany의 Fraytec 장비를 사용하여 수행된다. 절단된 필라멘트 센서는 바로 뒤에 있는 비디오 카메라를 자극하여야 하는데, 절단된 필라멘트에 대한 화상은 결함이 분석되고 분류될 수 있도록 저장된다. 예를 들어, 오일 방울 또는 진동으로 인한 오측(mismeasurement)은 상기와 같은 방법으로 방지될 수 있다. 평가를 함으로써 특히 텍스쳐링 관련 결함에 대한 정보가 제공된다. 필라멘트 터프트(tuft)로 보이는 결함 및 절단된 필라멘트가 모여져서 발생한 결함은 방사 테이크오프 속도가 5,000m/min일 때, 본 발명에 따른 공정에 의해 시간당 0으로 감소되었다.
이제 본 발명의 예시적인 실시예가 보다 상세하게 서술될 것인데, 본 발명은 이 실시예에 국한되지 않는다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 용융물이 290℃에서 250Pas의 용융 점도에 해당하는 0.64dl/g의 고유 점도와 282℃의 온도로 반응기로부터 배출되고 205bar의 압력과 302.4kg/h의 유량으로 용융 라인을 통해 압력 증가 펌프에 의해 펌핑되었다. 용융물은 20㎛의 필터와 열 교환기를 통과해 흐르는데, 이 열 교환기를 통해서 용융물의 온도가 292℃에서 방사 온도인 290℃로 낮춰졌다.
302.4kg/h의 유량을 갖는 이러한 필터링된 제 1 부분스트림(stream)(1)은 유량이 13.98kg/h이고, 제 1 부분스트림의 4.62중량%에 해당하는 제 2 부분스트림과 유량이 288.42kg/h인 제 3 부분스트림으로 분리되었고, 분지되었다.
제 2 부분스트림과 첨가제 스트림은 계량되었고 Mahr GmbH, Gottingen/DE의 좌수식으로 작동되는 6겹 유성 휠 펌프(lefthandedly operated 6-fold planetary wheel pump)를 사용하여 이송되었다. 이것은 회전 중심 및 흐름의 방향을 반전시킴으로써 6개 입력 채널의 동일 부피 흐름을 하나의 출력 채널로 합치는 6겹의 방사 펌프이다.
제 2 부분스트림은 Gottingen/DE Mahr GmbH의 좌수식으로 작동되는 6겹 유성 휠 펌프의 6개의 입구 중 5개의 입구에 동일한 비율로 공급되었다.
스티렌 9중량%, 메틸 메타크릴레이트 89중량% 및 N-시클로헥실말레이미드 2중량%를 함유하는 제 3 그룹의 물질로 된 공중합체 첨가제가 5.8의 점도비를 갖도록 선택되었다.
잔여 수분 함량이 0.1중량% 미만이 되도록 건조된 첨가제는 압출기에 용융되었고, 제 1 부분스트림의 0.77중량%에 해당하는 2.33kg/h의 유량과 265℃의 용융물 온도로 6겹 유성 휠 펌프 중 나머지 입구 채널에 공급되었다.
이러한 첨가제 흐름은 5개의 폴리에스터-공급 입구 채널 중 하나로부터의 폴리에스터 스트림과 유성 휠 펌프의 출구 채널에서 합쳐졌고, 12.9mm의 내부 직경과 내부 직경의 3배가되는 길이를 갖는 Zurich/CH Sulzer AG의 SMXS DN 12 타입 스테틱 예비 혼합기(static premixer)를 사용하여 미리 혼합되었으며, 그 후에 나머지 4개의 입구 채널의 폴리에스터 스트림이 유성 휠 펌프의 출구에서 상기 미리 혼합된 혼합물에 첨가되었다.
나머지 중합체와 합쳐질 때까지 첨가제 용융물의 체류 시간은 약 70초였다.
첨가제의 함량이 16.7중량%인 제 1 중합체 블렌드의 계속적인 제조는 17.8mm의 내부 직경과 내부 직경의 9배가되는 길이를 갖는 Zurich/CH Sulzer AG의 SMXS DN 17 타입의 제 1 스테틱 주 혼합기에서 일어났다.
상기 제 1 블렌드는 제 3 부분스트림에 첨가되었고, 제 1 주 혼합기 내부 직경의 4배가되는 흐름 길이(L) 이후, 52.5mm의 내부 직경과 내부 직경의 10배가되는 길이를 갖는 Sulzer AG의 SMX 타입의 제 2 주요 혼합기에 공급되었고, 상기 제 1 블렌드는 균질화되고 분산되었다.
첨가제 용융물이 제 3 부분스트림과 접촉하게 될 때까지의 체류 시간은 약 100초였다.
중합체 블렌드는 생산 라인에 의해서 12개의 방사 위치로 분배되는데, 각 위치는 6개의 방사돌기 팩을 포함한다. 각 방사돌기 팩은 직경이 0.25mm이고 길이가 2mm인 34개의 구멍을 갖는 둥근 방사돌기를 포함하였다. 게다가, 방사돌기 팩은 방사돌기 플레이트 위에서 높이가 30mm이고 입자 크기가 0.35 내지 0.50mm인 강철 샌드 패킹과 40㎛의 미세 개방 직물과 구멍 직경이 20㎛인 강철 웹으로 구성된 방사 필터 팩을 포함하였다. 방사 필터 팩의 횡단면적은 45cm2였다. 용융된 블렌드가 통과할 때, 150bar의 다이 압력이 발생했다. 필터 팩에서의 용융물의 체류 시간은 약 1.5min였다. 방사돌기의 상단면은 가열 박스(box)(능동 리세스)의 하단 에지 30mm 위에 위치되었다. 전체 리세스는 110mm였다. 방사 팩의 가열은 HTM 열 이동 오일을 사용하여 290℃로 설정되었다.
방사돌기 구멍으로부터 압출된 용융된 필라멘트는 공기로 쿠엔칭되었는데, 이 공기는 1500mm의 길이에 걸쳐 0.5m/sec의 속도로 방사라인에 대해 수평하게 흘렀으며, 19℃의 온도를 가졌으며, 얀을 형성하기 위하여 CeramTec의 TriboFil 타입 오일러 핀에 있는 방사돌기 플레이트에서 1400mm떨어진 거리로 수렴되었고, 상기 오일 채널의 직경은 1mm였고, 상기 얀은 0.35%의 부가물에 Goulston의 방사 마무리제로 코팅되었다. 오일 부가물 표준 편차는 38digit였다.
S자로 감겨진 한 쌍의 고뎃은 5,000m/min의 속도로 얀을 끌어당겼는데, 이 때 방사라인 신장률은 141로 설정되었고 제 1 고뎃 위의 얀 인장력은 28cN으로 설정되었다. Temco의 LD 타입 인탱글링 분사는 고뎃 사이에 배치되었는데, 이것은 보통의 얀을 수송할 때는 폐쇄되고 얀에 53.9%의 CV 값과 연결되는 22n/m의 인탱글링 노드 카운트를 제공하기 위하여 4.0bar의 공기압을 사용하였다. 얀 인장력은 인탱글링 분사에 대해 입구에서 16cN으로 설정되었고 출구에서는 18cN으로 설정되었다. 얀 가이드는 Barmag/Germany의 "저 마찰력" 표면 타입이었다.
하나의 방사 위치 중 6개의 단부는 권사기에서 권사되어 패키지를 형성하였는데, 권사전에 얀의 인장력이 12cN이 되도록 4985m/min의 속도가 선택되었다. 필러 롤은 굴대와 비교하여 0.6% 상승되었다. 권사각은 4.3°와 6.5°사이에서 변하였다. 19kg의 패키지를 생산하는 도중에는 결함 탐지기에 아무런 필라멘트 터프트 도 발견되지 않았다.
얻어진 POY는 141dtex의 선밀도, 25cN/tex의 절단 강도, 117%의 절단 신장률로 특징지어졌다. POY 패키지는 FK6 타입의 Barmag 텍스쳐링 기계에서 900m/min의 속도로 연신 텍스쳐링되었다. 1.70의 연신율이 선택되었다. 제 1 가열기의 온도는 210℃였고, 제 2 가열기의 온도는 170℃였다.
텍스쳐링된 얀은 88dtex의 선밀도, 42cN/tex의 절단 강도 및 22%의 절단 신장률을 가지며 우수한 염색 균일성을 갖는 것으로 특징지어졌다. 본 발명의 공정은 방사 및 텍스쳐링에서 절단 단부의 수가 낮기 때문에 특히 주목되었다.
방사 단계는 19kg의 패키지에 대해 98%를 생산하였고, 연신 텍스쳐링 단계는 5kg의 패키지에 대해 92%를 생산하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 POY의 전체 중량을 기준으로 적어도 90중량%의 POY 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필라멘트의 방사 및 권사 공정에 이용 가능하다.

Claims (5)

  1. POY의 전체 중량을 기준으로, PET가 적어도 90중량%인 POY 필라멘트를 3,800m/min을 초과하는 방사 테이크오프 속도(spinning takeoff speed)로 생산하고 권사하는 방법으로서,
    a) 50 내지 250 범위의 방사라인 신장비(spinline extension ratio)를 설정하는 단계,
    b) 길이로 20mm 내지 300mm의 쿠엔치 지연 구역(quench delay zone)을 통하여 방사돌기(spinneret)로부터 상기 필라멘트가 나오는 즉시 통과시키는 단계,
    c) 고체화 온도 아래로 상기 필라멘트를 쿠엔칭하는 단계,
    d) 상기 방사돌기의 아래면으로부터 500mm 내지 2,500mm의 거리로 상기 필라멘트를 모으는 단계,
    e) 마무리제 도포 편차에 대해 90digit 미만의 표준 편차로 방사 마무리제를 첨가하기 위하여 얀당 오일러 핀(oiler pin)을 사용하는 단계,
    f) 낮은 마찰력의 표면을 갖는 얀 인도 요소(yarn guiding element)와 얀 수렴 요소와 오일러 핀을 사용하는 단계,
    g) 테이크오프 고뎃(godet) 위에서 0.07cN/dtex 내지 0.5cN/dtex으로 상기 얀 인장력을 설정하는 단계,
    h) 0.05cN/dtex 내지 0.20cN/dtex 사이의 얀 인장력과 100%미만의 편차 계수를 갖는 적어도 10n/m의 노드 카운트(node count)에 대해 1.0bar 내지 5.5bar의 공기압으로 얀을 인탱글링하는 단계,
    i) 권사 굴대보다 적어도 0.3% 높은 주파수로 권사기 필러 롤을 구동하고 권사 시간에 걸쳐서 최소 3.5°내지 최대 7.5°으로 권사각을 변경시킴으로써 0.03cN/dtex 내지 0.20cN/dtex의 얀 인장력으로 상기 얀을 권사하는 단계를
    포함하는 POY 필라멘트의 생산 및 권사 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방사 테이크오프 속도는 4,200 내지 8,000 m/min 인, POY 필라멘트의 생산 및 권사 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 사용된 상기 PET는 혼합물에 첨가 중합체 신장도 증강제(additive polymer extensibility enhancer)를, 상기 필라멘트의 전체 중량을 기준으로, 2.5중량% 이하로 함유하는, POY 필라멘트의 생산 및 권사 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 필라멘트는 높은 방사 속도에서 응력 유도된 결정화(stress-induced crystallization)를 감소시키는 냉각 수단을 사용하여 냉각되는, POY 필라멘트의 생산 및 권사 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 사용된 상기 PET는 혼합물에 첨가 중합체 신장도 증강제를, 상기 필라멘트의 전체 중량을 기준으로, 2.5중량% 이하로 함유하고 상기 필라멘트는 높은 방사 속도에서 응력 유도된 결정화를 감소시키는 냉각 수단을 사용하여 냉각되는, POY 필라멘트의 생산 및 권사 방법.
KR1020037005767A 2000-12-19 2001-12-17 Ｐｅｔ 필라멘트의 방사 및 권사 방법 KR100820098B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10063286A DE10063286A1 (de) 2000-12-19 2000-12-19 Verfahren zum Spinnen und Aufspulen von PET-Filamenten
DE10063286.6 2000-12-19
PCT/EP2001/014876 WO2002050348A1 (de) 2000-12-19 2001-12-17 Verfahren zum spinnen und aufspulen von pet-filamenten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030061826A KR20030061826A (ko) 2003-07-22
KR100820098B1 true KR100820098B1 (ko) 2008-04-10

Family

ID=7667783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020037005767A KR100820098B1 (ko) 2000-12-19 2001-12-17 Ｐｅｔ 필라멘트의 방사 및 권사 방법

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20040026818A1 (ko)
EP (1) EP1356143B1 (ko)
KR (1) KR100820098B1 (ko)
CN (1) CN1298899C (ko)
AT (1) ATE298376T1 (ko)
AU (1) AU2002231712A1 (ko)
DE (2) DE10063286A1 (ko)
MY (1) MY124905A (ko)
PL (1) PL365326A1 (ko)
TW (1) TW554096B (ko)
WO (1) WO2002050348A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134073C1 (de) * 2001-07-13 2003-02-06 Zimmer Ag Verfahren zum Aufspulen von Filamenten
US20130045346A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 Greif Flexibles Trading Holding B.V. Oriented Tape For The Production Of Woven Fabrics And Products Produced Therefrom
CN107003646B (zh) * 2014-11-13 2020-01-10 西门子公司 用于在产品处执行生产功能的生产模块
DE102015120437A1 (de) * 2015-11-25 2017-06-01 Maschinenfabrik Rieter Ag Luftspinnmaschine sowie Verfahren zum Betrieb derselben
CN106381527A (zh) * 2016-08-31 2017-02-08 常州欣战江特种纤维有限公司 一种动车用纺前着色阻燃dty纤维的生产方法
CN108396402B (zh) * 2018-03-15 2020-12-15 江苏垶恒复合材料有限公司 一种高韧性涤纶短纤维及其制备方法
CA3118074A1 (en) * 2018-10-29 2020-05-07 Dror Selivansky Concrete curing blankets and anti-bacterial textile fibers
US10668664B1 (en) * 2018-11-09 2020-06-02 Thermwood Corporation Systems and methods for printing components using additive manufacturing
EP3884092A1 (de) 2018-11-22 2021-09-29 BB Engineering GmbH Verfahren und vorrichtung zum schmelzspinnen von filamenten
CN111060418B (zh) * 2019-12-16 2022-08-02 广东溢达纺织有限公司 纱线干涩判断方法
BR102021025568B1 (pt) * 2021-12-17 2023-01-17 Senai/Cetiqt - Serviço Nacional De Aprendizagem Industrial-Centro De Tecnologia Da Indústria Química E Têxtil Processo de reaproveitamento de resíduos têxteis sintéticos para obtenção de fio contínuo

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117215A1 (fr) * 1983-02-16 1984-08-29 Rhone-Poulenc Fibres Procédé simplifié pour l'obtention de fils polyester à grande vitesse
US4855099A (en) 1983-12-30 1989-08-08 Snia Fibre S.P.A. Single stage process for producing continuous polyester-based multifilament yarns at high speed
WO1999007927A1 (de) * 1997-08-05 1999-02-18 Degussa-Hüls Aktiengesellschaft Verfahren zur verarbeitung von polymermischungen zu filamenten
WO2001090453A1 (de) * 2000-05-25 2001-11-29 Zimmer Ag Verfahren zum herstellen von synthetischen fäden aus einer polymermischung auf polyesterbasis

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL270846A (ko) * 1960-12-07
US3638872A (en) * 1968-03-28 1972-02-01 Du Pont Process for winding a yarn package
US3563021A (en) * 1969-12-09 1971-02-16 Du Pont Interlaced yarn and method of making same
US4687610A (en) * 1986-04-30 1987-08-18 E. I. Du Pont De Neumours And Company Low crystallinity polyester yarn produced at ultra high spinning speeds
DE3819913A1 (de) * 1988-06-11 1989-12-21 Davy Mckee Ag Verfahren zur herstellung gleichmaessiger poy-filamente
US5976431A (en) * 1993-12-03 1999-11-02 Ronald Mears Melt spinning process to produce filaments
CN1060827C (zh) * 1996-03-18 2001-01-17 中国纺织大学 聚酯全伸展丝的高速一步法纺丝工艺、装置及其锡克斯热管
US6667003B2 (en) * 2000-05-25 2003-12-23 Zimmer A.G. Method for the manufacture of synthetic fibers from a melt mixture based on fiber forming polymers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117215A1 (fr) * 1983-02-16 1984-08-29 Rhone-Poulenc Fibres Procédé simplifié pour l'obtention de fils polyester à grande vitesse
US4855099A (en) 1983-12-30 1989-08-08 Snia Fibre S.P.A. Single stage process for producing continuous polyester-based multifilament yarns at high speed
WO1999007927A1 (de) * 1997-08-05 1999-02-18 Degussa-Hüls Aktiengesellschaft Verfahren zur verarbeitung von polymermischungen zu filamenten
WO2001090453A1 (de) * 2000-05-25 2001-11-29 Zimmer Ag Verfahren zum herstellen von synthetischen fäden aus einer polymermischung auf polyesterbasis

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030061826A (ko) 2003-07-22
PL365326A1 (en) 2004-12-27
WO2002050348A1 (de) 2002-06-27
CN1298899C (zh) 2007-02-07
TW554096B (en) 2003-09-21
ATE298376T1 (de) 2005-07-15
EP1356143B1 (de) 2005-06-22
EP1356143A1 (de) 2003-10-29
DE10063286A1 (de) 2002-06-20
DE50106599D1 (de) 2005-07-28
AU2002231712A1 (en) 2002-07-01
CN1633528A (zh) 2005-06-29
US20040026818A1 (en) 2004-02-12
MY124905A (en) 2006-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4228118A (en) Process for producing high tenacity polyethylene fibers
US4276348A (en) High tenacity polyethylene fibers and process for producing same
KR100820098B1 (ko) Ｐｅｔ 필라멘트의 방사 및 권사 방법
US4902462A (en) Method of producing polypropylene yarns
EP0034880A1 (en) Process for forming a continuous filament yarn from a melt spinnable polyethylene terephthalat and novel polyester yarns produced by the process
TW201630649A (zh) 聚伸苯硫醚單絲及其製造方法暨絲餅
JP2000503076A (ja) 溶融紡糸されたモノフイラメントを製造する方法及び装置
US6645621B1 (en) Discontinous polyethylene terephthalate fibres and method for producing the same
IE880929L (en) Producing yarns
KR100783124B1 (ko) 방사 첨가제를 사용한 폴리에스테르 필라멘트의 방사와권취 방법, 상기 방사 방법에 의하여 얻어진 폴리에스테르필라멘트, 폴리에스테르 필라멘트의 드로오 텍스쳐 가공과드로오 텍스쳐 가공에 의하여 얻어진 벌키 폴리에스테르
US3346684A (en) Spinning of high molecular weight polyamide filaments
JPS62191511A (ja) 高収縮ポリエステル繊維及びその製造法並びにポリエステル混繊糸及びその製造方法
US20050269439A1 (en) Method for spinning and reeling polyester multifilament yarns by using spinning additives, and polyester multifilament yarns obtained by said spinning method
US20030004301A1 (en) Method of spinning, spooling, and stretch texturing polyester filaments and polyester filaments thereby produced
US6667096B2 (en) Method of spinning, spooling, and stretch texturing polyester filaments and polyester filaments produced
US5277859A (en) Method for the production of polypropylene yarn
US7022273B2 (en) Process for making stable polytrimethylene terephthalate packages
US20020132116A1 (en) Method of spinning, spooling, and stretch texturing polyester filaments and polyesters thereby produced
JPS6229525B2 (ko)
US20020130437A1 (en) Method of spinning, spooling, and stretch texturing Polyester filaments and polyesters thereby produced
Veit Aggregates for the Production of Synthetic Filaments
JPS5857523B2 (ja) 合成繊維の製造法
JPH09268428A (ja) ポリアミド繊維糸条の高速紡糸方法
JPH05321024A (ja) ポリエステル繊維の高速紡糸方法
CZ20001727A3 (cs) Způsob a zařízení na kontinuální zvlákňování a shromažďování vláken

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee