KR101405817B1 - A technical polyester fiber with high tenacity and low shrinkage and its manufacturing process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도, 저수축 산업용 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법으로서 본 발명의 방법에 따라 제조되는 산업용 폴리에스테르 섬유는 아래의 조건과 물성을 만족한다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a polyester fiber for high strength and low shrinkage industries and a method for producing the polyester fiber for industrial use, wherein the industrial polyester fiber produced by the method of the present invention satisfies the following conditions and properties.
(1) 중합물 점도: I.V. 0.95~1.00 (1) Polymer viscosity: I.V. 0.95 to 1.00
(2) 강도: 9.0g/d 이상 (2) Strength: 9.0 g / d or more
(3) 절신: 21∼25% (3) Deduction: 21-25%
(4) 건열수축율: 3% 이하 (4) Dry heat shrinkage: 3% or less
(5) 권취속도 3500m/min급 (5) Winding speed 3500m / min
(6) 원사 점도: I.V. 0.77~0.90 (6) Yarn viscosity: I.V. 0.77 to 0.90
본 발명에 의한 산업용 폴리에스테르 섬유는 타포린이나 트럭용 커버지 등의 산업용 포지에 활용된다. Industrial polyester fibers according to the present invention are used for industrial poses such as tarpaulins and truck cover sheets.
산업용 폴리에스테르 섬유, 연신비, 이완률, 수축률, 고강도, 저수축 Industrial polyester fiber, stretching ratio, relaxation rate, shrinkage ratio, high strength, low shrinkage
Description
본 발명은 기존의 산업용 폴리에스테르 원사와 동일 수준의 수축율을 유지하면서 보다 높은 수준의 강도를 가지는 산업용 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발명의 목적을 달성할 수 있는 적정 수준의 중합물을 선정한 후, 저수축 특성을 유지하면서도 한층 높은 수준의 강도를 가지는 산업용 폴리에스테르 원사를 생산할 수 있도록 방사 조건 및 권취 조건을 적정화 하여 제조된 고강도, 저수축 산업용 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial polyester fiber having a higher level of strength while maintaining the same level of shrinkage as an existing industrial polyester yarn, and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to an industrial polyester fiber having an appropriate level A polyester fiber for high strength and low shrinkage industrial manufactured by optimizing spinning conditions and winding conditions so as to produce an industrial polyester yarn having a higher level of strength while maintaining a low shrinkage characteristic and a method for producing the same .
일반적으로, 폴리에스테르 섬유는 우수한 강도, 초기 탄성계수, 치수안정성 등의 물리적 특성이 우수하기 때문에 산업용 섬유로서 널리 사용되고 있지만, 보다 높은 강도를 가지는 원사에 대한 수요가 계속 증가하고 있는 실정이다.In general, polyester fibers are widely used as industrial fibers because they have excellent physical properties such as excellent strength, initial elastic modulus and dimensional stability, but the demand for yarns having higher strength is continuously increasing.
이러한 고강도 원사를 생산할 수 있는 방법은 여러 가지 방향에서 생각할 수 있으며, 크게 중합물 차원에서는 중합물 자체를 개질하거나 첨가제를 사용하는 방향과 방사 장치 또는 설비를 개조, 변경하는 방법을 생각할 수 있지만 상업적인 측면 에서는 추가 투자비가 발생하여 기술 달성 시 상대적으로 획득할 수 있는 경제적인 이익이 줄어들게 된다.The method of producing such a high-strength yarn can be considered in various directions. In the polymeric dimension, it is possible to consider a method of modifying the polymeric material itself or modifying the direction of using the additive, and a radiator or a facility. Investment costs are incurred to reduce the economic benefits that can be obtained when technology is achieved.
기존에 공개되어 있는 기술로는 다음과 같은 것들이 있다. Some of the technologies that have already been released include:
미국특허 4195052에는 최대 연신비의 97% 수준까지 연신시켜 제조한 원사의 물성이 강도 8.54g/d, 수축율 5.0%(175℃) 정도로 발현된다는 기술내용이 있는데 실제 제조 공정에서는 이와 같이 높은 수준의 연신비를 적용할 수가 없으며, 이 발명의 청구항에는 권리범위를 7.5g/d이상으로 한정하고 있는바 안정적으로 생산할 수 있는 물성의 수준은 8.0g/d내외 인 것으로 보인다. U.S. Patent No. 4195052 discloses that the physical properties of a yarn prepared by stretching to 97% of its maximum stretching ratio are expressed at a strength of 8.54 g / d and a shrinkage rate of about 5.0% (175 ° C). In actual manufacturing processes, such a high stretching ratio And the claim of this invention limits the scope of right to 7.5 g / d or more, so that the level of the property that can be stably produced seems to be about 8.0 g / d.
일본특허공개번호 소64 -68515에서는 고유점도 0.8이상의 중합물을 사용하여 강도 9.5g/d, 150℃에서의 수축율이 3%이하인 원사를 제조하는 기술을 소개하고 있으며, 실시예의 하나로서 강도 10.4g/d, 수축율 2.6%의 원사가 소개되고 있지만 이는 미연신사를 일정시간 이상동안 팽윤제에 후처리이후 연신시키는 공정이라 실제 고속 용융방사와는 다소 거리가 있는 기술내용이다. Japanese Patent Publication No. 64 -68515 small in intrinsic viscosity of 0.8 or more, and to use the polymer introduces techniques for producing the yarn of 3% or less, contraction ratio in strength of 9.5g / d, 150 ℃, carried out as one example strength 10.4g / d and a shrinkage factor of 2.6% are introduced. However, this is a technique which is somewhat distant from the actual high-speed melt spinning process because it is a process of stretching an undrawn yarn after a post-treatment to a swelling agent for a certain period of time.
일본특허공개번호 평3 -76810에는 고유점도 0.91~1.05의 중합물을 사용하여 강도 9.2g/d이상, 150℃에서의 수축율의 원사 제조 기술을 소개하고 있는데, 여기에서는 특허의 목표물성을 달성하기 위하여 용융물 내에 말단기 봉쇄제를 투입하고 연시공정에서 450℃의 고온 증기를 적용하는 설비를 추가하고 있어 경제적이지 못하다. Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 3 -76810 discloses a technique for producing a yarn having a strength of 9.2 g / d or more and a shrinkage at 150 ° C. using a polymer having an intrinsic viscosity of 0.91 to 1.05. Here, It is not economical to add a device for applying a high-temperature steam at a temperature of 450 DEG C in the opening process by introducing an end blocker into the melt.
일본특허공개번호 평2 -61109에는 고유점도 0.70~1.05의 중합물을 사용하여 강도 8.0g/d이상, 200℃에서의 수축율이 3.5%이하인 원사를 제조하기 위하여 연신 공정중에 470℃의 스팀과 300℃로 가열된 열판을 적용하고 있어 강도 8.9g/d, 수축율 3.3%원사 제조 조건을 실시예에서 보이고 있으나, 실제 적용 시 에너지 및 설비 개조 비용의 문제가 따른다. Japanese Patent Laid-open No. Hei 2 -61109 discloses a method of producing a yarn having a strength of 8.0 g / d or more and a shrinkage ratio at 200 ° C of 3.5% or less by using a polymer having an intrinsic viscosity of 0.70 to 1.05. The strength of the yarn is 8.9 g / d and the shrinkage rate is 3.3%. In this embodiment, however, there is a problem of energy and equipment remodeling cost in actual application.
미국특허 5238740와 6015616에서는 미연신사를 별도의 연신장치에서 연신하여 고강도 원사를 제조하는 기술을 공개하고 있으나, 강도 증가에 따른 수축율 상승을 극복하지 못하여 원사물성은 각각 강도 8.74g/d, 177℃에서의 수축율이 10.2%와 강도 9.50g/d, 177℃에서의 수축율이 6.8%로 높은 수준을 나타내고 있다.U.S. Patent Nos. 5238740 and 6015616 disclose a technique for producing a high strength yarn by stretching an unstretched yarn in a separate stretching device. However, since the increase in shrinkage due to the increase in strength can not be overcome, the yarn properties are respectively 8.74g / d and 177 ° C Of the shrinkage rate of 10.2%, the strength of 9.50 g / d, and the shrinkage rate at 177 ° C of 6.8%.
미국특허 5277858에서는 강도 7.2g/d이상, 177℃에서의 수축율 2.0%이하의 원사를 제조할 수 있는 기술을 소개하고 있지만, 원사의 물성이 8.56g/d에서 수축율이 3.3%로 발현되지만 각 공정 영역에서 원사의 체류시간을 확보하기 위하여 공정속도를 낮은 쪽으로 결정하여 최종 롤러의 속도가 2200m/min에 머무는 수준이다.U.S. Patent No. 5,277,885 discloses a technique capable of producing a yarn having a strength of 7.2 g / d or more and a shrinkage ratio of 2.0% or less at 177 ° C, but the shrinkage rate is 3.3% at 8.56 g / In order to secure the retention time of the yarn in the region, the process speed is determined to be lower and the speed of the final roller stays at 2200 m / min.
한국특허 제0088316호에서는 열방성 액정 고분자를 6~35wt% 첨가하여 제조한 블렌딩 칩을 사용하여 강도 8.0g/d이상, 수축율 1.5% 이하 (150℃×30분)인 폴리에스테르 원사를 제조하는 공법을 소개하고 있지만 블렌딩 칩을 제조하는 공정이 추가되어 경제적으로 불리한 측면이 있다. Korean Patent No. 0088316 discloses a method for producing a polyester yarn having a strength of 8.0 g / d or more and a shrinkage ratio of 1.5% or less (150 ° C × 30 minutes) using a blending chip prepared by adding 6 to 35 wt% of a thermotropic liquid crystal polymer However, there is an economical disadvantage in that a process for manufacturing a blending chip is added.
한국특허 제0070464호에서는 방사된 미연신사를 연신함에 있어서, 자연연신비의 0.9~1.3배의 범위에서 연신이후 연신온도 180~210℃의 접촉식 가열판을 사용하여 강도 7.0g/d이상 열수수축율 4%미만의 저수축특성을 갖는 원사제조 방법 소개하고 있지만, 설비추가에도 불구하고 발현되는 강도가 낮고 수축율도 높은 수준이다. In Korean Patent No. 0070464, a stretched non-drawn filament yarn is stretched at a stretching ratio of 0.9 to 1.3 times the natural stretching ratio using a contact type heating plate having a stretching temperature of 180 to 210 DEG C, However, even when the equipment is added, the strength to be exhibited is low and the shrinkage ratio is also high.
한국특허 제0101332호에는 미연신사를 제조한 다음, 미연신사를 횡연신법으로 다단 연신하여 7.0g/d이상, 175℃, 30분간에서의 수축율 2%이하 원사를 제조하는 기술을 소개하고 있지만 2단계 공정이므로 제조 원가 차원에서 경제적이 않다. Korean Patent No. 0101332 discloses a technique for producing a yarn having a shrinkage of less than 2% at not less than 7.0 g / d at 175 ° C for 30 minutes by stretching the unstretched yarn by multi-stage stretching using a transverse stretching method. Step process, which is not economical in terms of manufacturing cost.
한국특허 제0101325호에서는 고유점도 0.9이상의 중합물을 사용하여 미연신사 제조후 횡연신기에서 강도 8.0g/d이상, 수축율이 1%(177℃, 0.22g/d하중) 이하의 원사 제조 기술을 소개하고 있다. 이와 유사하게 미연신사를 준비한 후 횡연신기에서 원사를 제조하는 기술을 소개한 것으로는 다음과 같은 기술이 있다. Korean Patent No. 0101325 discloses a yarn manufacturing technique using a polymer having an intrinsic viscosity of 0.9 or more and having a strength of 8.0 g / d or more and a shrinkage ratio of 1% (177 ° C, 0.22 g / d load) have. Similarly, there is the following technique which introduces the technique of manufacturing the yarn in the transverse stretching machine after preparing the untreated shrine.
한국특허 제0086089호에서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합물에 측쇄제를 1~10wt% 함유시켜 고속방사하여 다단으로 연신 및 열처리하여 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법을 소개하고 있으며, 한국 특허 제0084416호에서는 횡연신방법으로 폴리에스테르 원사를 제조함에 있어서, 공정조건을 적정화함으로서 강도 8.0g/d이상, 건열수축율 2%미만, 신도 15~25%의 산업용 폴리에스테르섬유를 제조하는 방법이 소개되고 있다. Korean Patent No. 0086089 discloses a method of producing a polyester fiber by stretching and heat-treating the polyethylene terephthalate polymer in a multi-stage by containing a side chain agent at 1 to 10 wt% in a high-speed spinning state. In Korean Patent No. 0084416, a transverse stretching method A process for producing an industrial polyester fiber having a strength of 8.0 g / d or more, a dry heat shrinkage of less than 2% and an elongation of 15 to 25% by optimizing the process conditions has been introduced in the production of polyester yarn.
한국특허 제0084226호에서는 미연신사의 복굴절율이 0.02 이하이고 단사면적의 최대치와 최소치와의 비가 1.5이하인 폴리에스테르 미연신사를 횡연신법으로 다단연신하고, 열처리, 이완시켜서 강도 9.5g/d 이상, 175℃에서의 수축율이 2%이하의 고강도, 저수축 폴리에스테르 섬유 제조방법이 기술되어 있다. Korean Patent No. 0084226 discloses a polyester unstretched yarn having a birefringence of 0.02 or less and a ratio of a maximum value and a minimum value of a single yarn area of 1.5 or less to an unstretched yarn by multi-step stretching by a transverse stretching method, heat treatment, and relaxation to give a strength of 9.5 g / And a shrinkage ratio at 175 DEG C of 2% or less.
본 발명은 위에서 언급한 선행 기술의 문제점 및 단점들을 해결하기 위하여 설비변경이나 중합물 개질 또는 첨가제 사용 없이 적정 중합물 을 선정하여 이후, 방사 조건 및 권취조건을 적정화함으로써 작업성이 우수하고 기존의 산업용 폴리에스테르 섬유의 저수축의 특성을 가지면서 한층 높은 수준의 강도를 발현하는 산업용 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems and disadvantages of the prior art mentioned above, it is an object of the present invention to select an appropriate polymerized material without using a facility modification, a polymeric material modification or an additive, and then optimize spinning conditions and winding conditions, And an object of the present invention is to provide an industrial polyester fiber exhibiting a high level of strength while having characteristics of low shrinkage of the fiber and a method for producing the same.
본 발명은 설비 변경이나 중합물 개질 또는 첨가제 없이 작업성이 우수한 고강도, 저수축 폴리에스테르 섬유를 고속 권취하여 제조함에 있어서, 적정 수준의 강도를 발현할 수 있는 적정수준의 점도를 갖는 중합물을 선정하여 폴리에스테르 칩을 용융 방사하고, 냉각 고화된 폴리에스테르 미연신사 필라멘트사를 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 고뎃 롤러 이전에 통상적인 방사 유제를 부여(Kiss Roller 또는 Jet Oiler)한 다음 다단 고뎃 롤러를 거치면서 연신 및 열고정, 이완을 실시하고, 이어서 스트레치 공정을 거친 후 권취처리하는 공정으로 이루어져 있다.The present invention relates to a process for producing a high-strength, low-shrinkage polyester fiber excellent in workability without modification of facilities or modification of a polymer or an additive, wherein a polymer having an appropriate level of viscosity capable of exhibiting an appropriate level of strength, As shown in Fig. 1, polyester resin unstretched yarn filaments were melt-spun with ester chips, and a conventional spinning oil (Kiss Roller or Jet Oiler) was applied before the godet roller, and then the multi- Stretching, heat fixation and relaxation, followed by a stretch process, and then a winding process.
발명은 직접 방사 연신 공정으로 3% 이하의 저수축 특성을 유지하면서 기존 산업용 원사보다 높은 수준의 고강도 폴리에스테르 섬유를 3500m/min의 권취 속도로 제조하기 위하여 고유점도 0.95 내지 1.00dl/g의 폴리에스테르 고상 중합 칩을 사용하여 실린더 온도를 300 내지 315℃로 하여 용융 방사한 다음, 와인더에 권취하기까지 다단 고뎃 롤러를 거치며 연신-열고정-이완-스트레칭-권취공정을 거치는 방법이다. 다단 고뎃 롤러상에서 연신비 5.9 내지 6.2 및 이완영역온도 245~250℃, 이완률 10 내지 13%이내에서 유지하여 작업성이 우수하면서도 기존 산업용 원사의 저수축 특성을 가지면서 보다 높은 수준의 강도를 보이는 산업용 폴리에스테르 섬유를 3500m/min의 권취 속도로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester having an intrinsic viscosity of 0.95 to 1.00 dl / g in order to produce a high-strength polyester fiber at a winding speed of 3500 m / min, while maintaining a low shrinkage characteristic of 3% A solid-state polymerized chip is used to melt-spin the cylinder at a temperature of 300 to 315 ° C, and then passed through a multi-stage godet roller until it is wound on a winder and subjected to a stretching-heat fixing-relaxation-stretching-winding process. Industrial grade yarns having a low stretching ratio of 5.9 to 6.2 and a relaxation zone temperature of 245 to 250 ° C and a relaxation rate of 10 to 13% on a multistage godet roller, And a method of producing polyester fibers at a winding speed of 3500 m / min.
본 발명은 고유 점도가 0.95 내지 1.00dl/g인 폴리에스테르 고상 중합 칩을 사용하여 용융 방사하고 냉각 고화시켜 생성된 폴리에스테르 미연신사를 통상적인 방사유제로 처리하고, 본 발명의 실시 예의 결과처럼 폴리에스테르 미연신사에 다단연신 롤러를 이용하여 연신공정, 열고정, 이완 공정 및 스트레칭공정을 거쳐 제조한 통상의 고강도, 저수축 산업용 폴리에스테르 섬유에 비하여 동일 수축율을 유지하면서 한층 높은 9.0g/d 이상의 강도를 나타내는 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있다. The present invention relates to a process for producing a polyester polyolefin by melt-spinning and cooling solidification using a polyester solid state polymer having an intrinsic viscosity of 0.95 to 1.00 dl / g, treating the resulting polyester undrawn with a conventional emulsion, The polyester fiber for use in the high strength and low shrinkage industries produced by the stretching process, the heat fixation, the relaxation process and the stretching process using the multi-stage stretching roller with the ester non-stretched polyester yarn has a higher shrinkage ratio and a strength of not less than 9.0 g / Can be produced.
또한 본 발명에 의한 폴리에스테르사를 사용하여 제조한 타포린, 트럭용 커버지 또는 광고판 등의 광범위한 산업용 포지들은 외부 하중에 대하여 높은 저항성과 형태 안정성을 나타내므로 이를 사용한 제품의 부가가치를 높일 수 있다.Further, a wide range of industrial poses such as tarpaulins, truck cover sheets, and billboards manufactured using the polyester yarn according to the present invention exhibit high resistance to external loads and shape stability, thereby increasing the added value of products using the same.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에서 고유점도 0.95~1.00dl/g의 중합물을 용융시켜 방사 구금까지 이송시켜 나오는 폴리에스테르 용융물은 첫 번째 고뎃 롤러 이전에서는 냉각된 폴리에스테르 미연신사 상태이다. In the present invention, the polyester melt which is obtained by melting the polymerizate having an intrinsic viscosity of 0.95 to 1.00 dl / g and transferring it to the spinneret is in a state where the polyester is not cooled before the first godet roller.
상기 폴리에스테르 미연신사는 다단 롤러에서 연신되며, 이후 롤러에서 열고정 과정을 거친 후 고속 회전하는 롤러상에서 이완 공정을 거치며 최종 권취 이전에 스트레칭 공정을 거친다. The polyester undrawn yarn is stretched by a multi-stage roller, then subjected to a heat fixing process on the rollers, followed by a relaxation process on a roller rotating at a high speed, and is subjected to a stretching process before final winding.
여기서, 각각의 고유 점도가 0.95 내지 1.00dl/g인 고상 중합 폴리에스테르 칩의 특성을 고려하여 적정 방사 온도에서 용융 방사하고, 연신비와 이완률의 변화를 달리하여 기존 산업용 폴리에스테르 원사의 저수축 특성을 유지하면서 한층 더 높은 수준의 고강도 특성을 발현하는 우수한 산업용 폴리에스테르 원사를 제조한다.Here, considering the characteristics of the solid-phase-polymerized polyester chips each having an intrinsic viscosity of 0.95 to 1.00 dl / g, melt spinning was carried out at an appropriate spinning temperature, and the low shrinkage characteristics of conventional industrial polyester yarns While producing superior industrial polyester yarns that exhibit even higher levels of high strength properties.
본 발명에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩의 고유점도는 0.95 내지 1.00dl/g가 바람직하며, 고유점도가 0.95dl/g 미만인 경우에는 강도 발현이 어렵고 내열성이 저하되며, 고유점도가 1.00dl/g을 초과하는 경우에는 방사라인 상에서 방사장력이 높아져 배향결정화를 제어하기 어렵다는 문제점이 있다. In the present invention, the intrinsic viscosity of the polyethylene terephthalate chip is preferably from 0.95 to 1.00 dl / g, and when the intrinsic viscosity is less than 0.95 dl / g, the strength is hardly expressed and the heat resistance is lowered. There is a problem that it is difficult to control the orientation crystallization because the radiation tension is increased on the radiation line.
또한, 압출기의 실린더 온도는 300 내지 315℃가 바람직하며, 실린더 온도가 300℃ 미만인 경우, 중합물 점도 대비 용융 온도가 낮아 미용융물 발생에 따른 용융물 불균질 문제가 초래될 수 있으며, 또한 방사 장력 증가에 따른 미연신사 복굴절률이 증가하여 연신성이 저하되는 문제점이 발생하고, 실린더 온도가 315℃를 초과하는 경우에는 폴리에스테르 용융물의 열분해가 가속화되어 목표 수준의 물성 발현이 어렵게 된다. 이후, 방사 빔, 후드, 기어 펌프 온도 및 냉각 조건은 통상의 조건에 따라 실시 가능하다.The cylinder temperature of the extruder is preferably in the range of 300 to 315 ° C. If the cylinder temperature is less than 300 ° C., the melting temperature is low relative to the viscosity of the polymeric compound, There is a problem that the extensibility of the unstretched yarn is increased and the extensibility is lowered. When the cylinder temperature exceeds 315 ° C, pyrolysis of the polyester melt accelerates and the physical properties at the target level are difficult to manifest. Thereafter, the radiation beam, the hood, the gear pump temperature and the cooling conditions can be carried out according to ordinary conditions.
이와 같은 조건으로 준비된 미연신사를 다단 고뎃 롤러에 통과시켜 연신-열고정-이완-스트레칭-권취공정을 거친다.The unstretched sheet prepared under such conditions is passed through a multi-stage godet roller and subjected to a stretching-heat fixing-relaxation-stretching-winding process.
상기 연신비는 5.9 내지 6.2으로 연신하는 것이 바람직하며, 연신비가 5.9 미만일 경우에는 섬유 배향도가 낮아 강도 발현이 어려우며, 6.2를 초과할 경우에는 과연신이 되어서 수축율이 과도해지고 단사절이 발생하면서 원사 외관이 불량해지고 이러한 상황이 지속되면 완전 사절이 발생하게 된다. When the stretching ratio is less than 5.9, the fiber orientation is low and the strength development is difficult. When the stretching ratio is more than 6.2, the stretching ratio is excessively increased and the yarn outer appearance is bad If this situation persists, full envoys will occur.
또한 이완률은 10 내지 13%가 바람직하며, 10% 미만일 경우에는 수축율이 발현이 어려우며, 13%를 초과할 경우에는 고속 권취에 의한 이완 영역 체류 시간이 상대적으로 감소되어 있는 상황에서 열효율이 저하되어 롤러상에서의 사떨림이 심해져서 작업성을 확보할 수가 없다. The relaxation rate is preferably from 10 to 13%, and if it is less than 10%, the shrinkage rate is difficult to manifest. If the ratio exceeds 13%, the relaxation area retention time due to high speed winding is relatively decreased, The vibration of the roller on the roller becomes severe and the workability can not be ensured.
또한, 이완영역 온도는 245 내지 250℃가 바람직하며, 온도가 245℃ 미만일 경우에는 원사에 전달되는 열량이 충분하지 못하여 이완효율이 떨어져 수축률 달성이 어려우며, 250℃를 초과할 경우에는 열분해에 의한 원사강도 저하 및 롤러상 타르 발생이 증가하여 작업성이 저하된다. If the temperature is less than 245 DEG C, the heat transfer amount to the yarn is insufficient and the relaxation efficiency is low to achieve the shrinkage rate. When the temperature exceeds 250 DEG C, the yarn is thermally decomposed The strength is lowered and the generation of tar on the roller is increased to lower the workability.
상기의 조건들은 권취속도 3,500m/min와 부합되도록 적정화 시킨 것이다.The above conditions were optimized to match the winding speed of 3,500 m / min.
상기한 바와 같은 고강도, 저수축 산업용 폴리에스테르 섬유를 사용하여 통상의 방법으로 타포린, 트럭용커버지, 또는 광고판 등의 산업용 포지를 제조할 수 있다. Industrial foams such as tarpaulins, truck cover sheets, and billboards can be produced by conventional methods using polyester fibers for high strength and low shrinkage as described above.
이하, 본 발명을 실시 예를 들어 좀 더 구체적으로 상세하게 설명하지만, 이에 의하여 본 발명의 범주나 범위가 국한되는 것은 아니다. 실시예에서는 다음과 같은 평가방법 및 측정방법이 활용되어 진다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the scope and scope of the present invention are not limited thereto. In the embodiment, the following evaluation methods and measurement methods are utilized.
(a) 폴리머의 고유 점도:(a) intrinsic viscosity of the polymer:
페놀/1,1,2,2-테트라클로로 에탄의 6:4 혼합 용매로 0.4% 폴리에스테르/용매 용액을 만들어 캐논사의 Auto Visc II 자동점도계로 표준 모세관을 통과하는 순수 용매의 유동시간에 대한 폴리에스테르/용매 용액의 유동시간을 측정한 후 아래 식(1)의 빌메이어 근사식으로 계산하였다. A 0.4% polyester / solvent solution was prepared with a 6: 4 mixed solvent of phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane to make a poly (vinylpyrrolidone) solution with a Canon Auto Visc II auto- The flow time of the ester / solvent solution was measured and then calculated by the Bill Meyer approximation of the following equation (1).
[수학식 1] [Equation 1]
(b) 원사의 강력과 절신:(b) Strength and Strength of Yarn:
ASTM D885를 기준으로 250mm의 시료를 80회/미터로 가연한 다음, 300mm/분의 속도로 인장 시험하여 측정하였다. 측정한 원사의 강력을 원사 9,000m의 무게로 나눈 값을 원사의 강도로 결정하였다.A 250 mm sample was fired at 80 times / meter on the basis of ASTM D885, and then subjected to tensile test at a rate of 300 mm / min. The strength of the measured yarn divided by the weight of the yarn 9,000 m was determined as the strength of the yarn.
(c) 수축률:(c) Shrinkage:
테스트라이트에서 시료에 0.01g/d의 하중을 가하면서 190℃에서 15분 방치한 후의 길이차이의 백분률로 결정하였다. The percentage of the difference in length after the test sample was allowed to stand at 190 캜 for 15 minutes while applying a load of 0.01 g / d to the sample was determined.
(d) 연신비, 이완률은 아래 식 (2), (3)으로 정의되어 진다. (d) The stretching ratio and the relaxation rate are defined by the following equations (2) and (3).
실시 예 1; Example 1;
고유 점도 0.90dl/g인 폴리에스테르 고상 중합 칩을 이용하여 압출기의 실린더 온도 295℃로 하면서 기어펌프 온도, 방사 빔 온도, 후드 온도, 냉각 조건은 통상의 방법으로 하여 폴리에스테르 미연신사를 제조한 후, 권취속도 3500m/min에서 연신비 5.80, 이완률 11%, 이완영역 온도를 245℃로 하여 최종 연신사의 섬도 1,000데니어급 원사를 제조 한다Polyester solid state polymer chips having an intrinsic viscosity of 0.90 dl / g were used and the temperature of the cylinder of the extruder was kept at 295 DEG C while the gear pump temperature, the radiation beam temperature, the hood temperature and the cooling conditions were changed to a polyester non- , A stretch ratio of 5.80 at a winding speed of 3500 m / min, a relaxation rate of 11%, and a relaxation zone temperature of 245 DEG C to produce a 1,000 denier yarn of fineness of the final stretch yarn
실시 예 2 내지 6 및 비교 예 1 내지 10;Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 10;
고유점도가 다른 폴리에스테르 칩을 사용하여 압출기의 실린더 온도, 연신비와 이완률, 이완영역 온도를 표 1, 2와 같이 다르게 하여 실시하였다. The cylinder temperature, the stretching ratio, the relaxation rate, and the relaxation zone temperature of the extruder were varied using polyester chips having different intrinsic viscosities as shown in Tables 1 and 2.
[표 1][Table 1]
구 분
division
실시예 1
Example 1
실시예 2
Example 2
실시예 3
Example 3
실시예 4
Example 4
실시예 5
Example 5
실시예 6
Example 6
칩고유점도(dl/g)
Chip intrinsic viscosity (dl / g)
0.95
0.95
1.00
1.00
0.97
0.97
0.97
0.97
0.95
0.95
1.00
1.00
실린더 온도(℃)
Cylinder temperature (캜)
300
300
315
315
315
315
315
315
300
300
315
315
연신비
Stretching cost
5.9
5.9
6.1
6.1
5.9
5.9
6.2
6.2
5.9
5.9
6.0
6.0
이완률(%)
Relaxation rate (%)
11
11
12
12
13
13
13
13
10
10
13
13
이완영역 온도(℃)
Relaxation zone temperature (캜)
245
245
250
250
245
245
250
250
250
250
250
250
강도(g/d)
Strength (g / d)
9.01
9.01
9.21
9.21
9.06
9.06
9.02
9.02
9.04
9.04
9.03
9.03
절신(%)
Doubt (%)
23.3
23.3
22.5
22.5
24.6
24.6
22.5
22.5
23.2
23.2
24.6
24.6
수축률(%)
Shrinkage (%)
2.8
2.8
3.0
3.0
2.9
2.9
3.0
3.0
3.0
3.0
2.6
2.6
원사고유점도(dl/g)
Intrinsic viscosity of yarn (dl / g)
0.77
0.77
0.81
0.81
0.79
0.79
0.75
0.75
0.76
0.76
0.80
0.80
작업성
Workability
양호
Good
양호
Good
양호
Good
양호
Good
양호
Good
양호
Good
[ 표 2][Table 2]
구 분
division
비교예 1
Comparative Example 1
비교예 2
Comparative Example 2
비교예 3
Comparative Example 3
비교예 4
Comparative Example 4
비교예 5
Comparative Example 5
비교예 6
Comparative Example 6
칩고유점도(dl/g)
Chip intrinsic viscosity (dl / g)
0.88
0.88
0.98
0.98
0.93
0.93
0.90
0.90
0.95
0.95
0.90
0.90
실린더 온도(℃)
Cylinder temperature (캜)
300
300
305
305
290
290
310
310
305
305
300
300
연신비
Stretching cost
5.7
5.7
5.8
5.8
5.8
5.8
5.7
5.7
5.6
5.6
6.1
6.1
이완률(%)
Relaxation rate (%)
11
11
12
12
11
11
12
12
11
11
12
12
이완영역 온도(℃)
Relaxation zone temperature (캜)
245
245
250
250
250
250
245
245
250
250
250
250
강도(g/d)
Strength (g / d)
8.25
8.25
8.79
8.79
8.82
8.82
8.68
8.68
8.81
8.81
8.71
8.71
절신(%)
Doubt (%)
22.5
22.5
23.9
23.9
22.9
22.9
23.5
23.5
24.1
24.1
22.8
22.8
수축률(%)
Shrinkage (%)
2.8
2.8
2.7
2.7
3.0
3.0
2.9
2.9
2.9
2.9
3.1
3.1
원사고유점도(dl/g)
Intrinsic viscosity of yarn (dl / g)
0.72
0.72
0.86
0.86
0.86
0.86
0.71
0.71
0.84
0.84
0.76
0.76
작업성
Workability
양호
Good
불량
Bad
불량
Bad
불량
Bad
양호
Good
불량
Bad
구 분
division
비교예 7
Comparative Example 7
비교예 8
Comparative Example 8
비교예 9
Comparative Example 9
비교예 10
Comparative Example 10
칩고유점도(dl/g)
Chip intrinsic viscosity (dl / g)
0.93
0.93
0.95
0.95
0.93
0.93
0.93
0.93
실린더 온도(℃)
Cylinder temperature (캜)
300
300
305
305
300
300
300
300
연신비
Stretching cost
5.7
5.7
5.8
5.8
5.7
5.7
5.7
5.7
이완률(%)
Relaxation rate (%)
9
9
14
14
13
13
13
13
이완영역 온도(℃)
Relaxation zone temperature (캜)
245
245
250
250
240
240
255
255
강도(g/d)
Strength (g / d)
8.81
8.81
8.65
8.65
8.77
8.77
8.54
8.54
절신(%)
Doubt (%)
23.8
23.8
24.8
24.8
24.1
24.1
24.6
24.6
수축률(%)
Shrinkage (%)
3.2
3.2
2.5
2.5
3.2
3.2
2.6
2.6
원사고유점도(dl/g)
Intrinsic viscosity of yarn (dl / g)
0.78
0.78
0.81
0.81
0.80
0.80
0.77
0.77
작업성
Workability
양호
Good
불량
Bad
양호
Good
불량
Bad
비교예 1에서는 일정 수준이상의 강도를 발현하기에는 중합물 점도가 낮아 본 발명이 목표로 하는 물성이 나오지 않았고, 비교예 2는 중합물 점도가 적정 범위 이상인 나머지 해당 방사 온도에서 용융물의 점도가 높은 수준이라 방사장력이 과도하게 걸려 미연신사 복굴절율 수준이 높아져 연신성이 떨어져 작업성이 좋지 않았다. In Comparative Example 1, the physical properties desired by the present invention were not exhibited because the polymeric viscosity was low to exhibit a certain level of strength or more. In Comparative Example 2, the viscosity of the melt was high at the corresponding spinning temperature, And the degree of birefringence of the undrawn yarn was increased, resulting in poor ductility and poor workability.
비교예 3은 원사의 물성은 목표 물성을 만족하지만 비교예 2와 마찬가지로 중합물 점도대비 방사 온도가 낮게 설정되어 방사장력증가에 의한 연신성이 저하로 작업성이 불량해지는 것을 알 수 있었고 비교예 4는 중합물 점도 대비 방사온도를 과도하게 설정한 나머지 용융 공정에서 중합물의 열분해에 의하여 방사성이 불량할뿐더러 원사의 강도 및 고유점도가 낮은 수준으로 확인되었다.In Comparative Example 3, although the physical properties of the yarn satisfied the target physical properties, the spinning temperature was set lower than the polymeric viscosity in Comparative Example 2. As a result, the extensibility due to the increase in spinning tension was lowered, The spinning temperature was excessively set relative to the viscosity of the polymer, and the thermal decomposition of the polymer in the melting process resulted in poor radioactivity and low strength and intrinsic viscosity of the yarn.
비교예 5는 원사 물성을 발현하기 위한 적정 연신비가 적용되지 않아 제조된 최종 연신사의 강도가 낮은 수준이었고, 반면에 비교예 6은 연신비를 과도하게 적용한 나머지 제조된 원사의 외관이 불량할 뿐만 아니라 제조 공정 중에 사절 수준이 높았다.In Comparative Example 5, the strength of the final stretched yarn was low because the proper stretching ratio was not applied to develop yarn properties. On the other hand, in Comparative Example 6, the appearance of the remaining manufactured yarn was excessively applied after the stretching ratio was excessively applied, The level of envoys during the process was high.
비교예 7은 적용한 이완율이 낮은 수준이라 최종 원사의 강도는 높은 수준이지만 수축율이 발현되지 않았고, 비교예 8의 경우에는 매우 높은 수준의 이완율을 적용하여 이완 영역에서의 원사의 요동이 심하여 원사의 외관이 불량할 뿐만 아니라 작업성도 좋지 않았다. In Comparative Example 7, since the applied relaxation rate was low, the final yarn had a high level of strength, but the shrinkage ratio was not exhibited. In Comparative Example 8, a very high level of relaxation ratio was applied, But also the workability was not good.
비교예 9는 적용 이완율 대비 이완영역의 온도를 낮게 설정하여 원사에 공급되는 열량이 부족하여 수축율이 높은 수준에 머물렀고, 비교예 10은 최종 원사의 물성이 본 발명의 목표 수준을 만족하지만 이완영역 온도를 과도하게 설정하여 장기간 운전 시 롤러 상의 타르발생이 심하여 최종원사의 외관 및 작업성이 불량하였다. In Comparative Example 9, the shrinkage ratio remained at a high level due to the insufficient amount of heat supplied to the yarn by setting the temperature of the relaxed region to a low level with respect to the applied relaxed ratio. In Comparative Example 10, the properties of the final yarn satisfied the target level of the present invention, The temperature was excessively set so that the tar on the rollers was severe during long-term operation, resulting in poor appearance and workability of the final product.
도 1은 본 발명에 따르는 고강도, 저수축 산업용 폴리에스테르 섬유의 제조공정 개략도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a production process of a polyester fiber for a high strength, low shrinkage industry according to the present invention. FIG.
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KR20170085880A (en) | Manufacturing method of polyethylene terephthalate having high strength and low shrinkage |
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