KR101647414B1 - 액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행 장력 변동폭(R)이 5cN 이하이고, 또한 유분 부착률이 3.0wt% 이하인 액정 폴리에스테르 섬유에 관한 것이고, 액정 폴리에스테르를 용융 방사해서 얻은 사조에 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법에 관한 것이고, 상기 액정 폴리에스테르 섬유로이루어지는 메쉬 직물에 관한 것이다. 제직 공정에 있어서의 퇴적물이 적고, 또한 주행 장력의 변동이 적아 제직 공정에 있어서의 공정 통과성 및 제품 수율이 뛰어난 액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법, 메쉬 직물을 제공한다.

Description

액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL POLYESTER FIBERS AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 고강도, 고탄성률이며, 또한 공정 통과성이 우수한 액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 폴리에스테르는 강직한 분자쇄로 이루어지는 폴리머이고, 용융 방사에 있어서는 그 분자쇄를 섬유 축방향에 고도로 배향시키고, 고상 중합을 더 행함으로써 용융 방사로 얻어지는 섬유 중에서는 가장 높은 강도, 탄성률이 얻어지는 것이 알려져 있다. 또한, 액정 폴리에스테르는 고상 중합에 의해 분자량이 증가하고, 융점이 상승하기 때문에 내열성, 치수 안정성이 향상하는 것도 알려져있다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조). 이렇게 액정 폴리에스테르 섬유에 있어서는 고상 중합을 행함으로써 고강도, 고탄성률, 뛰어난 내열성, 열치수 안정성이 발현된다. 여기서, 고상 중합 반응은 일반적으로 융점 근방의 고온 하에서 행해지고 있고, 이 때문에 실끼리의 융착이 일어나기 쉽고, 융착에서 기인한 실의 물성 저하 및 피브릴화를 억제하는 목적에서 고상 중합 유제를 부여하는 것이 액정 폴리에스테르 섬유의 제조에 있어서 중요한 기술 포인트이다.
한편, 고상 중합 유제는 고상 중합 후에 섬유 표면에 잔존함으로써 섬유의 후가공 공정, 예를 들면 제직 공정에 있어서, 가이드나 롤러, 장력 부여 장치로 퇴적해서 스컴이라고 불리는 폐기물이 발생하고, 이 스컴이 제품에 혼입함으로써 제품 불량의 원인, 또는 장력 변동의 증대에 의한 실의 끊어짐의 원인이 되기 때문에 고상 중합 후에 고상 중합 유제를 세정 제거하는 것도 액정 폴리에스테르 섬유의 제조에 있어서 중요한 기술 포인트이다.
이 고상 중합 유제로서는 지금까지 불소계나 실리콘계의 내열성의 유기 화합물이 적용되고 있고, 예를 들면 수에멀젼화가 용이해서 섬유 표면에 도포하기 쉽고, 또한 고온 하에서의 내열성을 갖는 폴리디메틸실록산의 이용이 제안되고 있다(특허문헌 1, 2). 즉, 특허문헌 1, 2에 의하면, 액정 폴리에스테르 섬유의 고상 중합 유제로서는 내열성이 높은 폴리디메틸실록산을 부여하고, 고상 중합 후에 세정-열처리를 행하여 유분 부착량이 매우 낮은 액정 폴리에스테르 섬유를 얻고 있다.
또한, 고상 중합 유제로서 유기 화합물을 사용하지 않고, 내열성의 무기 입자를 이용하는 기술도 알려져 있다(특허문헌 3).
: 일본국 특허공개 2010-209495호 공보(제 6, 7쪽) : 일본국 특허공개 2010-248681호 공보(제 11쪽) : 일본국 특허공개 2011-168930호 공보(제 2, 8쪽)
: 기술정보협회 편찬,「액정 폴리머의 개질과 최신 응용 기술」(2006)(제 235쪽∼제 256쪽)
상기 특허문헌 1, 2에 기재된 제법에 있어서 사용되고 있는 폴리디메틸실록산은 고상 중합 조건 하에서 폴리디메틸실록산끼리의 가교 반응에 의해 겔화를 일으킴으로써 겔화물이 섬유 표면에 강고하게 부착되기 때문에 계면활성제에 의한 세정 외, 초음파 세정 등의 역학적 세정을 가했다고 하여도 섬유 상에 잔존하는 것이 밝혀졌다. 즉, 상기 문헌 중에서의 유분 부착량은 세정 전의 실 중량(W0) 및 초음파 세정 후의 실 중량(W1)으로부터, 다음 식에 의해 산출하고 있지만, 초음파 세정 시에 겔화물은 완전하게는 탈락되지 않기 때문에 고상 중합 유제의 부착량은 계산상 낮은 값이지만, 유분 부착량으로서 측정할 수 없는 고상 중합 유제의 겔화물이 섬유 상에 고착해서 잔존하고 있는 것이 확인되었다.
유분 부착량(wt%) = (W0 - W1) × 100/W1
이 때문에, 특허문헌 1, 2의 제법에 의하면 고상 중합 후의 세정 공정에서 세정을 강화함으로써 유분 부착량으로서는 매우 낮은 실이 얻어지고, 실시예에 있어서 액정 폴리에스테르 섬유를 씨실로서 엮는 소량 제직 공정에서는 스컴의 발생이나 제품 혼입의 억제 효과가 확인되고는 있지만 스컴은 미량 발생하고, 확대 평가를 행했을 때에 가이드, 장력 부여 장치 등으로의 겔화물의 퇴적에 의한 경시의 장력 변동의 증대가 발생하고, 실의 끊어짐이나 스컴의 제품 혼입이 발생하는 것이 밝혀졌다.
또한, 특허문헌 3은 수중에서 팽윤, 분산되는 성질을 지닌 팽윤성 점토 광물을 도포하고 고상 중합함으로써 고상 중합 후에 섬유를 수중에 침지 처리함으로써 고상 중합 유제를 탈락시키는 것을 가능하게 한 것이다. 그러나, 이러한 무기 입자를 단독 또는 통상의 방사 유제 등에 분산시켜 섬유에 도포한 때는 고상 중합 공정을 거친 후에 무기 입자가 섬유 표면에 고착함으로써 상기 폴리디메틸실록산의 예 와 동일하게 세정 후의 부착률로서는 매우 낮은 값이지만, 제직 공정에 있어서 가이드나 장력 부여 장치로 찰과됨으로써 무기 입자가 탈락하여 장력 변동의 발생 원인이나 제품 혼입에 의한 제품 불량의 원인이 되고 있었다.
상술한 바와 같이, 액정 폴리에스테르 섬유의 고상 중합 유제로서, 융착 억제 효과 및 뛰어난 세정성을 양립하는 고상 중합 유제는 지금까지 개발되지 않고 있었다. 이 때문에, 공업적으로 이용 가능하고, 제직 공정에 있어서의 스컴 발생, 장력 변동이 억제되어 공정 통과성 및 제품 수율이 우수한 액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 기술은 지금까지 제안되고 있지 않고, 그 개발이 요구되고 있었다.
본 발명의 과제는 제직 공정에 있어서의 퇴적물(스컴)이 적고, 또한 주행 장력의 변동이 작아 제직 공정에 있어서의 공정 통과성 및 제품 수율이 우수한 액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법, 메쉬 직물을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 다음 구성을 갖는다. 즉,
주행 장력 변동폭(R)이 5cN 이하이고, 또한 유분 부착률이 3.0wt% 이하인 액정 폴리에스테르 섬유이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법은 다음 구성을 갖는다. 즉,
액정 폴리에스테르를 용융 방사해서 얻은 사조에 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 메쉬 직물은 다음 구성을 갖는다.즉,
상기 액정 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 메쉬 직물이다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 스컴 발생량이 0.01g 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 강도가 12.0cN/dtex 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 시차 열량 측정에 있어서, 50℃부터 20℃/min의 승온 조건에서 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크(Tm1)에 있어서의 피크 반치폭이 15℃ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 모노 필라멘트인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 단일의 폴리머 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 액정 폴리에스테르가 하기 구조 단위(I), (II), (III), (IV), (V)로 이루어지는 것이 바람직하다.
Figure 112013080015361-pct00001
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법은 고상 중합 후의 액정 폴리에스테르 섬유를 세정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법은 세정 후의 액정 폴리에스테르 섬유의 흡열 피크 온도(Tm1)+10℃ 이상의 온도에서 고온 열처리를 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법은 무기 입자(A)가 실리카, 규산염으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법은 인산계 화합물(B)이 하기 화학식(1)∼(3)으로 나타내어지는 화합물 중 어느 하나 또는 조합으로 이루어지고, 또한, 하기 조건 1∼4를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure 112013080015361-pct00002
조건 1 : R1, R2는 탄화수소기를 나타낸다.
조건 2 : M1은 알칼리 금속을 나타낸다.
조건 3 : M2는 알칼리 금속, 수소 원자, 탄화수소기, 산소 함유 탄화수소기로부터 선택되는 기를 나타낸다.
조건 4 : n은 1 이상의 정수를 나타낸다.
(발명의 효과)
본 발명에 따른 액정 폴리에스테르 섬유는 주행 장력의 변동이 작기 때문에 직포 등의 섬유의 고차 가공에서의 장력 변동에서 기인한 실의 끊어짐이 억제됨으로써 공정 통과성이 우수하고, 직밀도의 고밀도화, 제직성을 향상할 수 있다. 또한, 제품의 위사 당김, 스컴 혼입 등에 의한 제품 결점이 억제 가능하게 되어 제품 수율이 향상한다. 특히, 하이 메쉬 직물이 필요로 되는 필터, 스크린사(screen gauze) 용도에 대해서는 성능 향상을 위해서 직밀도의 고밀도화(고메쉬화), 개구부(오프닝)의 대면적화, 개구부의 결점 감소, 제직성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법에 의해, 고강도, 고탄성률이고, 제직 공정에 있어서의 퇴적물(스컴)이 적고, 또한 주행 장력의 변동이 적고, 공정 통과성이 우수한 것으로 직물의 제품 수율이 대폭 개선된 액정 폴리에스테르 섬유를 제공할 있는 섬유를 제조할 수 있다. 이러한 제조 방법에 있어서, 고상 중합 후의 액정 폴리에스테르 섬유를 세정함으로써, 고상 중합 유제가 용이하게 제거 가능하다. 이렇게 세정을 실시함으로써 상술한 바와 같이 제직 공정에 있어서의 공정 안정성 및 제품 수율이 대폭 개선된 액정 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 액정 폴리에스테르 섬유에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르란 용융시에 이방성 용융상(액정성)을 형성할 수 있는 폴리에스테르이다. 이 특성은 예를 들면, 액정 폴리에스테르로이루어지는 시료를 핫 스테이지에 놓고, 질소분위기 하에서 승온 가열하고, 시료의 투과광을 편광 하에서 관찰함으로써 확인할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르로서는 예를 들면, (i) 방향족 옥시카르복실산의 중합물, (ii) 방향족 디카르복실산과 방향족 디올 또는 지방족 디올의 중합물, (iii) 방향족 옥시카르복실산, 방향족 디카르복실산과 방향족 디올 또는 이것과 지방족 디올로 이루어지는 중합물 등이 열거되고, 그 중에서도 방향족만으로 구성된 중합물이 바람직하다. 방향족만으로 구성된 중합물은 섬유로 했을 때에 우수한 강도 및 탄성률을 발현한다. 또한, 액정 폴리에스테르의 중합 처방은 종래 공지의 방법을 포함하는 통상의 방법을 사용할 수 있다.
여기서, 방향족 옥시카르복실산으로서는 예로서 히드록시벤조산, 히드록시나프토엔산 등 또는 이들의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체 등이 열거된다.
또한, 방향족 디카르복실산으로서는 예로서 테레프탈산, 이소프탈산, 디페닐디카르복실산, 나프탈렌디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐에탄디카르복실산 등, 또는 이들의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체 등이 열거된다.
또한, 방향족 디올로서는 예로서 히드로퀴논, 레조르신, 디히드록시비페닐, 나프탈렌디올 등, 또는 이들의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체 등이 열거되고, 지방족 디올로서는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜 등이 열거된다.
본 발명에 사용하는 액정 폴리에스테르의 바람직한 예로서는 p-히드록시벤조산 성분과 6-히드록시-2-나프토엔산 성분이 공중합된 액정 폴리에스테르, p-히드록시벤조산 성분과 4,4'-디히드록시비페닐 성분과 이소프탈산성분 및/또는 테레프탈산 성분이 공중합된 액정 폴리에스테르, p-히드록시벤조산 성분과 4,4'-디히드록시 비페닐 성분과 이소프탈산 성분과 테레프탈산 성분과 히드로퀴논 성분이 공중합된 액정 폴리에스테르 등이 열거된다.
상기에 나타내는 바와 같은 조합에 의해, 분자쇄의 대칭성이 저하함으로써 액정 폴리에스테르의 융점이 분해점 이하로 저하하고, 용융 방사 가능한 융점을 갖게 된다. 따라서, 폴리머의 융점과 열분해 온도 사이에서 설정되는 방사 온도에 있어서 양호한 제사성을 갖게 되어 길이 방향으로 균일한 섬유가 얻어지고, 또한 적당한 결정성을 갖기 때문에 섬유의 강도, 탄성률을 높일 수 있다. 본 발명에서는 하기 화학식에 나타내는 구조 단위(I), (II), (III), (IV) 및 (V)로 이루어지는 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
Figure 112013080015361-pct00003
또한, 본 발명에 있어서 구조 단위란 폴리머의 주쇄에 있어서의 반복 구조를 구성할 수 있는 단위를 나타낸다. 상기 (I)∼(V)의 조합은 직선성이 높기 때문에, 탄성률을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
구조 단위(II), (III)과 같은 부피가 크지 않고, 직선성이 높은 디올로 이루어지는 성분을 조합시킴으로써 분자쇄는 질서정연한 흐트러짐이 적은 구조를 취함과 아울러 결정성이 과도하게 높아지지 않고 섬유축 수직 방향의 상호 작용도 유지할 수 있다. 이것에 의해 높은 강도, 탄성률이 얻어지는 것에 더해서, 고상 중합 후에 고온 열처리를 실시함으로써 특히 뛰어난 내마모성도 얻어진다.
또한, 상기한 구조 단위(I)는 구조 단위(I), (II) 및 (III)의 합계에 대하여 40∼85mol%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 65∼80mol%, 더욱 바람직하게는 68∼75mol%이다. 이러한 범위로 함으로써 결정성을 적절한 범위로 할 수 있어 높은 강도, 탄성률이 얻어지고, 또한 융점도 용융 방사 가능한 범위가 된다.
구조 단위(II)는 구조 단위(II) 및 (III)의 합계에 대하여 60∼90mol%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60∼80mol%, 더욱 바람직하게는 65∼75mol%이다. 이러한 범위로 함으로써 결정성이 과도하게 높아지지 않고 섬유축 수직 방향의 상호작용도 유지할 수 있기 때문에, 고상 중합 후에 고온 열처리를 실시함으로써 내마모성을 높일 수 있다.
구조 단위(IV)는 구조 단위(IV) 및 (V)의 합계에 대하여 40∼95mol%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼90mol%, 더욱 바람직하게는 60∼85mol%이다. 이러한 범위로 함으로써 폴리머의 융점이 적절한 범위가 되고, 폴리머의 융점과 열분해 온도의 사이에서 설정되는 방사 온도에 있어서 양호한 방사성을 갖기 때문에 길이 방향으로 균일한 섬유가 얻어지는 것 외, 폴리머의 직선성이 적절하게 흐트러지기 때문에, 고상 중합 후의 고온 열처리에 의해 피브릴 구조가 흐트러지기 쉬워져 섬유축 수직 방향의 상호작용이 높아져 내마모성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 본 발명에서 바람직하게 사용하는 액정 폴리에스테르의 각 구조 단위의 바람직한 범위는 이하와 같다. 또한, 하기 구조 단위(I)∼(V)의 합계를 100mol%로 한다. 이 범위 중에서 조성을 조정함으로써 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유가 바람직하게 얻어진다.
구조 단위(I) : 45∼65mol%
구조 단위(II) : 12∼18mol%
구조 단위(III) : 3∼10mol%
구조 단위(IV) : 5∼20mol%
구조 단위(V) : 2∼15mol%
또한, 구조 단위(IV)와 구조 단위(V)의 합계량과 구조 단위(II)와 구조 단위(III)의 합계량은 실질적으로 등몰인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용하는 액정 폴리에스테르는 상기 모노머 이외에, 액정성을 손상하지 않는 정도의 범위에서 또 다른 모노머를 공중합시킬 수 있고, 예로서 아디프산, 아젤라산, 세박산, 도데칸디온산 등의 지방족 디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산, 폴리에틸렌글리콜 등의 폴리에테르, 폴리실록산, 방향족 이미노카르복실산, 방향족 디이민 및 방향족 히드록시이민 등이 열거된다.
또한, 본 발명에서 사용하는 액정 폴리에스테르에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 다른 폴리머를 첨가·병용할 수 있다. 첨가·병용이란 폴리머끼리를 혼합하는 경우나 2성분 이상의 복합 방사에 있어서 한쪽 성분, 내지는 복수의 성분에 다른 폴리머를 부분적으로 혼합 사용하는 것 또는 전면적으로 사용하는 것을 말한다. 다른 폴리머로서는 예로서 폴리에스테르, 폴리올레핀이나 폴리스티렌 등의 비닐계 중합체, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌술피드, 폴리페닐렌옥시드, 폴리술폰, 방향족 폴리케톤, 지방족 폴리케톤, 반방향족 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에테르케톤, 불소 수지 등의 폴리머를 첨가해도 좋고, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 6T, 나일론 9T, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메탄올테레프탈레이트, 폴리에스테르 99M 등이 바람직한 예로서 열거된다. 또한, 이들의 폴리머를 첨가·병용하는 경우, 그 융점은 액정 폴리에스테르의 융점 ±30℃ 이내로 하는 것이 제사성을 손상시키지 않기 때문에 바람직하다. 또한, 얻어지는 섬유의 강도, 탄성률을 향상시키기 위해서, 또한 폴리머 계면에서의 박리에 의한 보풀 발생이나 실의 끊어짐을 억제하기 위해서는 첨가·병용하는 양은 50wt% 이하가 바람직하고, 5wt% 이하가 보다 바람직하고, 실질적으로 다른 폴리머를 첨가·병용하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르에는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위내에서, 각종 금속 산화물, 카올린, 실리카 등의 무기물, 착색제, 염소제, 난연제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광증백제, 말단기 밀봉제, 상용화제 등의 첨가제를 소량 함유하고 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 섬유란 통상의 용융 방사법으로 방사된 실을 말한다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 주행 장력의 변동폭(R)이 5cN 이하이고, 바람직하게는 4cN 이하이다. 여기서 말하는 주행 장력의 변동폭(R)이란 실시예에 있어서의 A.항에 기재된 방법으로 얻어지는 값을 말한다. 본 발명자들은 액정 폴리에스테르 섬유의 제직 등의 고차 공정에 있어서의 공정 통과성 및 제품 수율에 큰 영향을 주는 인자로서 장력 변동에 주목하고, 예의 검토를 행한 결과, 실시예에 있어서의 A.항에 기재된 방법으로 얻어지는 주행 장력의 변동폭(R)과 제직 등의 고차가공 공정에 있어서의 공정 통과성 및 제품 수율과의 사이에 양호한 상관이 있는 것을 발견한 것이다. 즉, 주행 장력의 변동폭(R)이 5cN 이하를 만족함으로써 특히, 직물을 제조할 때의 장력 변동이 억제되고, 제직 공정에 있어서의 공정 통과성이 각별히 향상하는 것이다.
또한, 주행 장력의 변동폭(R)이 5cN을 초과하면 주행 장력의 변동이 크기 때문, 제직시 공정에서의 액정 폴리에스테르 섬유의 장력 불균일을 유발하기 때문에 공정 통과성의 악화나 얻어지는 직물의 제품 결점으로 되어 제품 수율의 저하를 야기한다.
또한, 주행 장력의 변동폭(R)을 5cN 이하로 하는 방법은 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 후술의 제조 방법에 기재된 바와 같이 액정 폴리에스테르 섬유에 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합을 행하고, 또한 얻어진 섬유를 세정하는 것으로 실현될 수 있다.
본 발명의 섬유는 유분 부착률이 3.0wt% 이하이다. 여기서 말하는 유분 부착률이란 세정 후에 섬유 상에 남는 잔존 고상 중합 유제 및 피니싱 유제(finishing oil agnet)의 총부착률이고, 실시예에 있어서의 D.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 값을 말한다. 유분 부착률을 3.0wt% 이하로 함으로써 후가공 공정에 있어서 섬유끼리의 응집 및 유사 접착하는 것에서 유래하는 실의 끊어짐이나, 유제 오염의 세정을 위한 기기 정지 횟수를 저감할 수 있어 제직성이 향상한다. 유분 부착률이 3.0wt%를 초과하면 과잉으로 붙은 유제에서 기인한 실끼리의 응집이 빈발하고, 또한 공정 중에서의 찰과에 의해 잉여의 유제가 탈락하여 공정을 오염시킨다. 또한, 유제 기인의 실의 끊어짐이나 공정 오염을 억제하여 제직성을 향상시키는 관점으로부터 유분 부착률은 2.0wt% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.5wt% 이하이다. 또한, 특별히 하한치의 제한은 없지만, 제직에 있어서의 윤활성 등의 효과 발휘를 위해서 섬유에는 통상, 피니싱 유제가 부여되고 있고, 제직에 있어서의 섬유의 마모를 방지하는 관점으로부터 잔존 고상 중합 유제 및 피니싱 유제의 총부착률인 유분 부착률의 하한은 유제종에도 의하지만 통상 0.5wt%정도이고, 보다 바람직하게는 0.8wt% 이상이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 스컴 발생량은 0.01g 이하인 것이 제직 공정에 있어서의 스컴 발생을 억제하여 공정 안정성을 유지하는 관점, 또한 제품으로의 스컴 혼입을 억제하여 제품 수율을 향상하는 관점으로부터 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.002g 이하이다. 여기서 말하는 스컴 발생량이란 실시예에 있어서의 H.항에 기재된 방법에 의해 얻어지는 값을 말한다. 스컴 발생량의 하한치로서는 특별하게 한정되지 않지만, 세정에 있어서의 노력과 효과의 밸런스의 관점으로부터 현실적으로는 0.0001g 정도이다.
또한, 스컴 발생량을 0.01g 이하로 하는 방법은 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면, 후술의 제조 방법에 기재된 바와 같이 액정 폴리에스테르 섬유에 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합을 행하고, 또한 얻어진 섬유를 세정하는 것으로 실현할 수 있다.
본 발명의 섬유의 필라멘트수는 자유롭게 선택할 수 있지만, 섬유 제품의 박물화, 경량화를 위해서 필라멘트수 50 이하가 바람직하고, 20 이하가 보다 바람직하다. 특히, 필라멘트수가 1인 모노필라멘트는 제직시의 스컴 발생 억제 및 주행 장력 안정성이 강하게 요구되는 분야이기 때문에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 섬유의 단섬유 섬도는 18.0dtex 이하가 바람직하다. 여기서 말하는 단섬유 섬도란 실시예에 있어서의 B.항에 기재된 방법에 의해 구하는 값이다. 단섬유 섬도를 18.0dtex 이하로 가늘게 함으로써 섬유 상태에서 고상 중합했을 때에 섬유를 구성하는 고분자의 분자량이 증가하기 쉽고, 강도, 신도, 탄성률이 향상한다. 또한, 섬유의 유연함이 향상하여 섬유의 가공성이 향상하는, 표면적이 증가하기 때문에 접착제 등의 약액과의 밀착성이 높아진다고 하는 특성을 갖는 것에 더해, 모노필라멘트로 이루어지는 실로 하는 경우는 두께를 얇게 할 수 있고, 직밀도를 높게 할 수 있고, 오프닝(개구부의 면적)을 널리 할 수 있다고 하는 이점도 갖는다. 단섬유 섬도는 보다 바람직하게는 10.0dtex 이하, 더욱 바람직하게는 7.0dtex 이하이다. 또한, 단섬유 섬도의 하한은 특별하게 한정되지 않지만, 후술의 제조 방법에 의해 달할 수 있는 하한으로서는 1.0dtex 정도이다.
본 발명의 섬유 강도는 직물이나 편물 등 최종 제품의 강도를 높이기 위해서 12.0cN/dtex 이상이 바람직하고, 14.0cN/dtex 이상이 보다 바람직하고, 15.0cN/dtex 이상이 더욱 바람직하다. 강도의 상한은 특별하게 한정되지 않지만, 후술의 제조 방법에 의해 달할 수 있는 상한으로서는 40.0cN/dtex 정도이다. 또한, 여기서 말하는 강도란 실시예에 있어서의 C.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 값이다.
본 발명의 섬유의 신도는 1.0% 이상이 바람직하고, 2.0% 이상이 보다 바람직하다. 신도가 1.0% 이상인 것으로 섬유의 충격 흡수성이 높아지고, 고차 가공 공정에서의 공정 통과성, 취급성이 우수한 것 이외에, 충격 흡수성이 향상되기 때문에 내마모성도 높아진다. 또한, 신도의 상한은 특별하게 한정되지 않지만, 후술의 제조 방법에 의해 달할 수 있는 상한으로서는 10.0% 정도이다. 또한, 여기서 말하는 신도란 실시예에 있어서의 C.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 값이다.
또한, 탄성률은 직물의 탄성률을 높이기 위해서 500cN/dtex 이상이 바람직하고, 600cN/dtex 이상이 보다 바람직하고, 700cN/dtex 이상이 더욱 바람직하다. 탄성률의 상한은 특별하게 한정되지 않지만, 후술의 제조 방법에 의해 달할 수 있는 상한으로서는 탄성률 1,500cN/dtex 정도이다. 또한, 본 발명에서 말하는 탄성률이란 실시예에 있어서의 C.항에 기재된 수법에 의해 구해지는 값이다.
강도, 탄성률이 높음으로써 로프, 텐션 멤버 등의 보강용 섬유, 인쇄용 스크린사, 필터용 메쉬 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있는 것 이외에, 세섬도라도 높은 강력을 발현시킬 수 있기 때문에 섬유 재료의 경량화, 박물화를 달성할 수 있고, 제직 등 고차 가공 공정에서의 실의 끊어짐도 억제할 수 있다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유는 시차 열량 측정에 있어서, 50℃부터 20℃/min의 승온 조건에서 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크(Tm1)에 있어서의 피크 반치폭이 15℃ 이상인 것이 바람직하다. 이 측정법에 있어서의 Tm1은 섬유의 융점을 나타내고, 피크 형상은 그 면적이 넓을수록, 즉 융해 열량(ΔHm1)이 클수록 결정화도가 높고, 또 그 반치폭이 좁을수록 결정의 완전성은 높다고 말한다. 액정 폴리에스테르는 방사된 후 고상 중합을 실시함으로써 Tm1이 상승, ΔHm1이 증가, 반치폭은 감소하고, 결정화도, 결정의 완전성이 높아짐으로써 섬유의 강도, 신도, 탄성률이 증가, 내열성이 향상한다. 한편, 내마모성이 악화하지만, 이것은 결정의 완전성이 높아짐으로써, 결정부와 비결정부의 구조차가 현저하게 되기 때문에, 그 계면에서 파괴가 일어나기 때문이라고 생각된다. 그래서, 본 발명의 섬유에서는 고상 중합한 섬유의 특징인 높은 Tm1, 높은 강도, 신도, 탄성률을 유지한 채, 피크 반치폭을 고상 중합하지 않는 액정 폴리에스테르 섬유와 같은 15℃ 이상이라고 하는 값으로 증가시킴으로써 결정성을 저하시켜서 파괴의 기점이 되는 결정/비결정의 구조차를 감소시키고, 피브릴 구조를 흐트려서, 섬유 전체를 유연화시킴으로써 내마모성을 높이는 것이 바람직하다. Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 높은 쪽이 내마모성은 높기 때문에, 보다 바람직하게는 20℃ 이상이다. 또한, 상한은 특별히 제한되지 않지만, 공업적으로 달할 수 있는 상한은 80℃ 정도이다.
또한, 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유에 있어서는 흡열 피크는 1개이지만, 고상 중합이 불충분할 경우 등 섬유 구조에 따라서는 2개 이상의 피크가 관측되는 경우가 있다. 이 경우의 피크 반치폭은 각각의 피크의 반치폭을 합계한 값으로 한다.
본 발명의 섬유의 융점(Tm1)은 300℃ 이상이 바람직하고, 310℃ 이상이 보다 바람직하고, 320℃ 이상이 더욱 바람직하다. 이러한 높은 융점을 가짐으로써 내열성, 열치수 안정성이 우수하기 때문에 제품으로 한 후도 고온에서 가공을 할 수 있어, 후가공성이 우수하다. Tm1의 상한은 특별하게 한정되지 않지만, 본 발명에서 달할 수 있는 상한으로서는 400℃ 정도이다.
또한, 융해열량(ΔHm1)의 값은 액정 폴리에스테르의 구성 단위의 조성에 의해 변화되지만, 6.0J/g 이하인 것이 바람직하다. △Hm1이 6.0J/g 이하로 저하함으로써 결정화도는 저하하고, 피브릴 구조가 흐트러져, 섬유 전체가 유연화하고, 또한 파괴의 기점이 되는 결정/비결정의 구조차가 감소함으로써 내마모성이 향상한다. △Hm1은 낮을수록 내마모성은 향상하기 때문에 5.0J/g 이하가 보다 바람직하다. 또한, ΔHm1의 하한은 특별하게 한정되지 않지만, 높은 강도, 탄성률을 얻기 위해서는 0.5J/g 이상이 바람직하다.
액정 폴리에스테르 섬유를 고상 중합하면 분자량이 증가하여 강도, 신도, 탄성률, 내열성은 향상하고, 동시에 결정화도도 높아져 ΔHm1이 증가한다. 결정화도가 높아지면 강도, 신도, 탄성률, 내열성은 더욱 향상하지만, 결정부와 비결정부의 구조차가 현저하게 되고, 그 계면이 파괴되기 쉬워져 내마모성은 저하해버린다. 이에 대하여 고상 중합한 섬유의 1개의 특징인 높은 분자량을 가짐으로써 높은 강도, 신도, 탄성률, 내열성을 유지함과 아울러, 고상 중합을 하지 않고 있는 액정 폴리에스테르 섬유와 같은 낮은 결정화도, 즉 낮은 ΔHm1을 갖는 것이 내마모성 향상의 관점으로부터 바람직하다.
이러한 섬유 구조를 달성하기 위해서는 예를 들면, 후술하는 바와 같은 고상 중합한 액정 폴리에스테르 섬유를 그 액정 폴리에스테르 섬유의 Tm1+10℃ 이상으로 열처리하는 것에 의해 실현된다.
또한, 상술의 액정 폴리에스테르 섬유의 Tm1, Tm1에 있어서의 피크 반치폭, ΔHm1은 실시예에 있어서의 E.항에 기재된 방법에 의해 얻어지는 값을 나타낸다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유에는 표면 평활성 향상에 의한 내마모성 향상, 공정 통과성 향상 등을 위해서 피니싱 유제가 도포되어 있는 것이 바람직하고, 피니싱 유제의 유분 부착률은 섬유 중량에 대하여 0.1wt% 이상이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 유분 부착률이란 실시예에 있어서의 D.항에 기재된 방법에 의해 구해진 값을 말한다. 유분은 많을수록 그 효과는 높아지기 때문에, 0.5wt% 이상이 보다 바람직하다. 단, 유분이 지나치게 많으면 섬유끼리의 접착력이 높아지고, 이웃이 되는 실끼리가 응집하여 유사 접착함으로써 실의 끊어짐을 일으키는 것 이외에, 공정 중에서의 찰과에 의해 잉여의 유제가 가이드나 장력 부여 장치에 퇴적함으로써 공정 오염을 발생하여 공정 세정을 위한 기기 정지 횟수가 증가하고, 제직성 불량 등의 문제를 야기하기 때문에, 3.0wt% 이하, 2.0wt% 이하가 바람직하다.
피니싱 유제종은 일반적인 폴리에스테르모노필라멘트용 피니싱 유제 등을 적용할 수 있지만, 제직 공정에 있어서의 스컴 발생에 의한 공정 통과성 저하를 피하기 위해서, 피니싱 유제에는 입상물을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명에 사용하는 액정 폴리에스테르의 융점은 용융 방사 가능한 온도 범위를 넓게 하기 위해서 바람직하게는 200∼380℃이고, 방사성을 높이기 위해서 보다 바람직한 것은 250∼360℃이다. 또한, 액정 폴리에스테르 폴리머의 융점은 실시예에 있어서의 E.항에 기재된 방법으로 측정되는 값을 말한다.
본 발명에서 사용하는 액정 폴리에스테르의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(이하, 분자량이라 기재)은 3.0만 이상이 바람직하다. 분자량을 3.0만 이상으로 함으로써 방사 온도에 있어서 적절한 점도를 가져 제사성을 높일 수 있다. 분자량이 높을수록 얻어지는 섬유의 강도, 신도, 탄성률은 높아지지만, 분자량이 지나치게 높으면 점도가 높아져 유동성이 나빠지고, 결국은 유동하지 않게 되기 때문에 분자량은 25.0만 미만이 바람직하고, 20.0만 미만이 보다 바람직하다. 여기서 말하는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 실시예에 있어서의 F.항에 기재된 방법으로 측정되는 값을 말한다.
본 발명에 사용하는 액정 폴리에스테르는 용융 방사에 제공하기 전에 건조하는 것이 수분 혼입에 의한 발포를 억제하고, 제사성을 높이는 점에서 바람직하다. 또한, 진공 건조를 행함으로써 액정 폴리에스테르에 잔존하는 모노머도 제거할 수 있기 때문에 제사성을 더욱 높일 수 있어 보다 바람직하다. 건조 조건으로서는 100∼200℃에서, 8∼24시간의 진공 건조가 통상 사용된다.
용융 방사에 있어서, 액정 폴리에스테르의 용융 압출은 공지의 방법을 사용할 수 있지만, 중합시에 생성하는 질서 구조를 없애기 위해서 익스트루더형의 압출기를 사용하는 것이 바람직하다. 압출된 폴리머는 배관을 경유해 기어 펌프 등 공지의 계량 장치에 의해 계량되어, 이물 제거의 필터를 통과한 후, 구금으로 도입된다. 이 때, 폴리머 배관으로부터 구금까지의 온도(방사 온도)는 유동성을 높이기 위해서 액정 폴리에스테르의 융점 이상으로 하는 것이 바람직하고, 액정 폴리에스테르의 융점 + 10℃ 이상이 보다 바람직하다. 단, 방사 온도가 과도하게 높으면 액정 폴리에스테르의 점도가 증가하고, 유동성의 악화, 제사성의 악화를 초래하기 때문에 500℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 400℃ 이하가 보다 바람직하다. 또한, 폴리머 배관부터 구금까지의 온도를 각각 독립하여 조정하는 것도 가능하다. 이 경우, 구금에 가까운 부위의 온도를 그 상류측의 온도보다 높게 함으로써 토출이 안정된다.
토출에 있어서는 구금 홀의 구경을 작게 함과 아울러 랜드 길이(구금 홀의 구경와 동일한 직관부의 길이)를 길게 하는 것이 제사성을 높이고, 섬도의 균일성을 높이는 점에서 바람직하다. 단, 구경이 과도하게 작으면 홀의 막힘이 발생하기 쉬워지므로 직경 0.05mm 이상 0.50mm 이하가 바람직하고, 0.10mm 이상 0.30mm 이하가 보다 바람직하다. 랜드 길이는 과도하게 길면 압력 손실이 높아지기 때문에, 랜드 길이를 구경로 나눈 몫으로 정의되는 L/D는 1.0 이상 3.0 이하가 바람직하고 2.0 이상 2.5 이하가 보다 바람직하다.
또한, 용도에 의해 구금의 홀 수를 적당하게 선택할 수 있지만, 균일성을 유지하기 위해서 1개의 구금의 홀 수는 1,000개 홀 이하가 바람직하고, 500개 홀 이하가 보다 바람직하다. 또한, 구금 홀의 바로 위에 위치하는 도입 홀은 스트레이트 홀로 하는 것이 압력 손실을 향상시키지 않는 점에서 바람직하다. 도입 홀과 구금 홀의 접속 부분은 테이퍼로 하는 것이 이상 체류를 억제하는 점에서 바람직하다. 또한, 홀 수의 하한으로서는 1개의 홀이어도 된다.
구금 홀로부터 토출된 폴리머는 보온, 냉각 영역을 통과하여 고화된 후, 일정 속도로 회전하는 롤러(고데트 롤러(godet roller))에 의해 인취된다. 보온 영역은 과도하게 길면 제사성이 나빠지기 때문에 구금면에서부터 200mm까지로 하는 것이 바람직하고, 100mm까지로 하는 것이 보다 바람직하다. 보온 영역은 가열 수단을 이용하여 분위기 온도를 높이는 것도 가능하고, 그 온도 범위는 100℃ 이상 500℃ 이하가 바람직하고, 200℃ 이상 400℃ 이하가 보다 바람직하다. 냉각은 불활성 가스, 공기, 수증기 등을 사용할 수 있지만, 평행 또는 환상으로 분출하는 공기류를 사용하는 것이 환경 부하를 낮게 하는 점으로부터 바람직하다.
인취 속도는 생산성, 단사 섬도의 저감을 위해서 50m/min 이상이 바람직하고, 500m/min 이상이 보다 바람직하다. 본 발명에서 바람직한 예로서 열거한 액정 폴리에스테르는 방사 온도에 있어서 바람직한 예사성(曳絲性)을 갖기 때문에 인취 속도를 고속으로 할 수 있고, 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예사성의 점으로부터 2,000m/min 정도가 된다.
인취 속도를 토출선 속도로 나눈 몫으로 정의되는 방사 드래프트는 1 이상 500 이하로 하는 것이 바람직하게 제사성을 높이고, 섬도의 균일성을 높이는 점에서 10 이상 100 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
용융 방사에 있어서는 폴리머의 냉각 고화부터 권취까지의 사이에 유제를 부여하는 것이 섬유의 취급성을 향상시키는 점에서 바람직하다. 유제는 공지의 것을 사용할 수 있지만, 고상 중합전의 되감기 공정에 있어서 용융 방사로 얻어진 섬유(이하, 방사 원사로 기재함)를 해서할 때의 해서성을 향상시키는 점에서 일반적인 방사 유제나 후술의 무기 입자(A)/인산계 화합물(B)의 혼합 유제를 사용하는 것이 바람직하다.
권취는 공지의 권취기를 사용하여 펀(pirn), 치즈, 콘 등의 형태의 패키지로 할 수 있지만, 권취 시에 패키지 표면에 롤러가 접촉하지 않는 펀 권취로 하는 것이 섬유에 마찰력을 주지 않아 피브릴화되지 않는 점에서 바람직하다.
용융 방사해서 얻어지는 섬유(고상 중합 전)의 단섬유 섬도는 18.0dtex 이하가 바람직하다. 여기서 말하는 단섬유 섬도란 실시예에 있어서의 B.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 값이다. 단섬유 섬도를 18.0dtex 이하로 가늘게 함으로써 섬유 상태에서 고상 중합했을 때에 섬유를 구성하는 고분자의 분자량이 증가하기 쉽고, 강도, 신도, 탄성률이 향상한다. 또한, 표면적이 증가하기 때문에 무기 입자(A) 및 인산계 화합물(B)의 부착량을 많게 할 수 있다는 특징을 갖는다. 단섬유 섬도는 보다 바람직하게는 10.0dtex 이하, 더욱 바람직하게는 7.0dtex 이하이다. 또한, 단섬유 섬도의 하한은 특별하게 한정되지 않지만, 후술의 제조 방법에 의해 달성할 수 있는 하한으로서는 1.0dtex 정도이다.
용융 방사해서 얻어지는 섬유(고상 중합전)의 필라멘트수, 총섬도는 자유롭게 선택할 수 있지만, 메쉬 직물의 경우, 필라멘트수는 섬유 제품의 박물화, 경량화를 위해서 필라멘트수 50 이하가 바람직하고, 20 이하가 보다 바람직하다. 특히, 필라멘트수가 1인 모노필라멘트는 제직시의 스컴 발생 억제 및 주행 장력 안정성이 강하게 요구되는 분야이기 때문에 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유는 바람직하게 사용할 수 있다.
기타, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유를 멀티 필라멘트의 용도인 텐션 멤버나 각종 보강제, 어망, 로프 등에 사용할 수도 있다. 이 경우, 용융 방사해서 얻어지는 섬유, 즉 고상 중합에 제공하는 섬유의 총섬도는 선택할 수 있고, 과도하게 작으면 고상 중합시에 사조 간에서의 융착이 생기기 쉽고, 해서 시에 결점이 되고, 공정 통과성을 악화시키기 때문에, 5dtex 이상이 바람직하고, 20dtex 이상이 보다 바람직하고, 100dtex 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 총섬도란 실시예에 있어서의 B.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 값이다. 또한, 총섬도가 과도하게 크면, 고상 중합 시에 사조의 내부와 외부에 차이가 형성되어 버려, 단사 끊어짐이 되기 쉽고, 공정 통과성을 악화시키기 때문에 10,000dtex 이하가 바람직하고, 2,000dtex 이하가 보다 바람직하다. 또한, 멀티필라멘트의 용도에 있어서 사용하는 경우, 사조에 포함되는 단사수, 즉 필라멘트수는 2 이상이 바람직하고, 5 이상이 보다 바람직하고, 50 이상이 더욱 바람직하고, 100 이상이 특히 바람직하다. 필라멘트수를 크게 함으로써 단섬유 섬도가 작은 경우라도 총섬도를 크게 할 수 있고, 사조의 유연성과 높은 강력(강도와 총섬도의 곱)을 아울러 지니기 때문에 공정 통과성이 우수하다. 필라멘트수는 과도하게 크면 취급성이 열악하게 되기 때문에 상한은 5,000정도이다.
용융 방사해서 얻어지는 섬유의 강도는 다음 공정인 고상 중합 전의 되감기 공정에서의 실의 끊어짐을 방지하고, 공정 통과성을 높이기 위해서 3.0cN/dtex 이상이 바람직하고, 5.0cN/dtex 이상이 보다 바람직하다. 강도의 상한은 본 발명에 있어서는 10cN/dtex 정도이다.
용융 방사해서 얻어지는 섬유의 신도는 다음 공정인 고상 중합전의 되감기 공정에서의 실의 끊어짐을 억제하고, 공정 통과성을 높이기 위해서 0.5% 이상이 바람직하고, 1.0% 이상이 보다 바람직하다. 신도의 상한은 본 발명에 있어서는 5.0% 정도이다.
용융 방사해서 얻어지는 섬유의 탄성률은 다음 공정인 고상 중합전의 되감기 공정에서의 실의 끊어짐을 막고, 공정 통과성을 높이기 위해서 300cN/dtex 이상이 바람직하고, 500cN/dtex 이상이 보다 바람직하다. 탄성률의 상한은 본 발명에 있어서는 800cN/dtex 정도이다.
또한, 본 발명에서 말하는 강도, 신도, 탄성률은 실시예에 있어서의 C.항에 기재된 방법으로 구하는 값이다.
본 발명에 있어서는 용융 방사해서 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유에 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합을 실시한다. 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포함으로써 고상 중합시에 섬유간에서 발생하는 융착을 억제하는 효과에 더해, 상기 성분이 고상 중합 공정에 있어서 후술의 메커니즘에 의해 열변성함으로써 그 후의 세정 공정에 있어서 섬유로부터 이들 (A), (B) 성분의 제거가 용이한 액정 폴리에스테르 섬유가 얻어진다. 또한, 세정해서 얻어진 섬유는 섬유상의 고상 중합 유제의 잔존물이 적으므로, 스컴의 발생 및 주행 장력 변동이 억제되기 때문에 제직성이 양호해진다.
본 발명에 있어서의 무기 입자(A)로서는 공지의 무기 입자가 열거되고, 예 로서 광물, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물, 실리카나 알루미나 등의 금속 산화물, 탄산 칼슘이나 탄산 바륨 등의 탄산염, 황산 칼슘이나 황산 바륨 등의 황산염, 규산염 외, 카본블랙 등이 열거된다. 이러한 내열성이 높은 무기 입자를 섬유상에 도포함으로써 단사간의 접촉 면적을 감소시키고, 고상 중합 시에 발생하는 융착을 회피하는 것이 가능해진다.
무기 입자(A)는 도포 공정을 고려해서 취급이 용이하고, 환경 부하 저감의 관점으로부터 수분산이 용이한 것이 바람직하고, 또한 고상 중합 조건 하에서 불활성인 것이 바람직하다. 이들의 관점으로부터 실리카나 규산염을 사용하는 것이 바람직하다. 규산염의 경우에는 특별히 층상 구조를 갖는 필로규산염이 바람직하다. 또한, 필로규산염으로서는, 카올리나이트, 할로이사이트, 사문석, 규니켈광, 스멕타이트족, 엽납석, 활석, 운모 등이 열거되지만, 이들 중에서도 입수의 용이성을 고려해서 활석, 운모를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 무기 입자(A)의 메디안 직경(D50)으로서는 10㎛ 이하가 바람직하다. D50을 10㎛ 이하로 함으로써 무기 입자(A)가 섬유 사이에 유지되는 확률이 높아지고, 융착 억제 효과가 현저하게 되기 때문이다. 같은 이유에서, 보다 바람직하게는 D50이 5㎛ 이하이다. 또한, D50의 하한으로서는 코스트면, 또한 고상 중합 후의 세정 공정에 있어서의 세정성을 고려해서 0.01㎛ 이상이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 메디안 직경(D50)이란 실시예에 있어서의 G.항에 기재된 방법에 의해 측정되는 값을 말한다.
또한, 본 발명에 있어서의 인산계 화합물(B)로서는 하기 화학식 중 (1)∼(3)으로 나타내어지는 화합물을 사용할 수 있다.
Figure 112013080015361-pct00004
여기서, R1, R2은 탄화수소기, M1은 알칼리 금속, M2는 알칼리 금속, 수소 원자, 탄화수소기, 산소함유 탄화수소기로부터 선택되는 기를 나타낸다.
또한, n은 1 이상의 정수를 나타낸다. 또한, n의 상한은 열분해 억제의 관점으로부터 바람직하게는 100 이하, 보다 바람직하게는 10 이하이다.
R1로서는 고상 중합시의 열분해에 의한 발생 가스를 고려하고, 환경 부하를 저감하는 관점으로부터 구조 중에 페닐기를 포함하지 않는 것이 바람직하고, 알킬기로 구성되는 것이 보다 바람직하다. R1의 탄소수로서는 섬유 표면으로의 친화성의 관점으로부터 2개 이상이 바람직하고, 또한 고상 중합에 따르는 유기 성분의 분해에 의한 중량 감량율을 억제하고, 고상 중합시의 분해에 의해 발생하는 탄화물이 섬유 표면에 잔존하는 것을 억제하는 관점으로부터 20개 이하가 바람직하다.
또한, R2로서는 물로의 용해성의 관점으로부터 탄소수 5개 이하의 탄화수소가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 탄소수 2개 또는 3개이다.
M1로서는 제조 코스트의 관점으로부터 나트륨, 칼륨이 바람직하다.
인산계 화합물(B)을 무기 입자(A)와 병용함으로써 무기 입자(A)의 분산성을 높이고, 섬유로의 균일 도포를 가능하게 하고, 뛰어난 융착 억제 효과를 발현할뿐만 아니라, 무기 입자(A)가 섬유 표면에 고착하는 것을 억제할 수 있으므로, 세정 후의 섬유로의 무기 입자(A)의 잔존량이 줄어들고, 그 후의 가공 공정에 있어서의 스컴 발생을 억제하는 효과가 발현된다. 게다가, 본 발명자들은 예의 검토한 끝에, 인산계 화합물(B)이 고상 중합 조건 하에서 탈수 반응 및 인산계 화합물(B)에 포함되는 유기 성분이 분해함으로써 인산염의 축합염이 형성되고, 이 축합염 형성에서 유래해서 고상 중합 후의 세정 공정에 있어서 물에 의해 용이하게 섬유로부터 제거하는 것이 가능한 것을 찾아낸 것이다. 한편, 인산계 화합물(B)을 단독 도포한 경우, 축합염의 조해성에 의해 통상의 섬유의 보관 조건에 있어서도 섬유 표면에서 인산염이 흡습, 조해하여 점성을 띠기 때문에 세정성이 저하하는 것도 확인했다. 즉, 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 병용함으로써 처음으로 뛰어난 세정성이 발현되는 것을 찾아낸 것이다. 이 뛰어난 세정성이 발현되는 메커니즘으로서는 무기 입자(A)를 병용함으로써, 무기 입자(A)가 흡습성을 가지기 때문에, 인산계 화합물(B)의 축합염이 자연히 흡습되어 조해하는 것을 억제하고, 수 중을 통과할 때에만 인산계 화합물(B)의 축합염이 흡수함으로써 팽창하고, 무기 입자(A)와 아울러 섬유표면으로부터 층상으로 벗겨져 떨어지기 때문이라고 추측하고 있다.
무기 입자(A) 및 인산계 화합물(B)의 부착량을 적성화하면서 균일 도포하기 위해서는 인산계 화합물(B)의 희석액에 무기 입자(A)를 첨가한 혼합 유제를 사용하는 것이 바람직하고, 희석액으로서는 안전성의 관점으로부터 물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 융착 억제의 관점으로부터 희석액 중의 무기 입자(A)의 농도는 바람직하게는 0.01wt% 이상, 보다 바람직하게는 0.1wt% 이상이며, 상한으로서는 균일 분산의 관점으로부터 10wt% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게 5wt% 이하이다. 또한, 인산계 화합물(B)의 농도는 무기 입자(A)의 균일 분산의 관점으로부터 바람직하게는 0.1wt% 이상, 보다 바람직하게는 1.0wt% 이상이다. 또한, 인산계 화합물(B)의 농도의 상한으로서는 특별히 제한은 없지만, 혼합 유제의 점도 상승에 의한 부착 과다, 점도의 온도 의존성 증대에 의한 부착 얼룩을 피하는 목적에서 50wt% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30wt% 이하이다.
또한, 섬유로의 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)의 도포 방법으로서는 용융 방사로부터 권취까지의 사이에서 행해도 되지만, 부착 효율을 높이기 위해서는 용융 방사해서 권취된 사조를 되감으면서 상기 사조에 도포하거나 또는 용융 방사로 소량을 부착시켜, 권취된 사조를 되감으면서 추가 도포하는 것이 바람직하다.
부착 방법은 가이드 급유법이어도 좋지만, 모노필라멘트 등 총섬도가 가는 섬유에 균일하게 부착시키기 위해서는 금속제 또는 세라믹 제작의 키스 롤(오일링 롤)에 의한 부착이 바람직하다. 또한, 섬유가 타래상, 토우상의 경우에는 혼합 유제에 침지하는 것으로 도포할 수 있다.
또한, 섬유로의 무기 입자(A)의 부착률을 (a) wt%, 인산계 화합물(B)의 부착률을 (b) wt%이라고 했을 때, 이하의 조건을 함께 만족시키는 것이 바람직하다.
조건 1 30 ≥ a+b ≥ 2.0
조건 2 a ≥ 0.05
조건 3 b/a ≥ 1
상기 조건 1에 있어서, 고상 중합 유제의 유분 부착률(a+b)이 많을수록 융착은 억제할 수 있기 때문에, 2.0wt% 이상이 바람직한 한편, 지나치게 많으면 섬유가 끈적거려 핸들링이 악화하기 때문에 30wt% 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 4.0wt% 이상 20wt% 이하이다. 또한, 섬유로의 고상 중합 유제의 유분 부착률(a+b)은 고상 중합 유제 도포 후의 섬유에 대해서 실시예 D.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 유분 부착률의 값을 나타낸다.
여기서, 고상 중합 유제를 도포하기 전에 섬유에 고상 중합 유제 이외의 유제가 도포되어 있는 경우에는, 고상 중합 유제 도포 전의 섬유에 대해서 실시예 D.항에 기재된 방법으로 유분 부착률(D1)을 구하고, 고상 중합 유제 도포 후의 섬유에 대해서 실시예 D.항에 기재된 방법으로 유분 부착률(D2)을 구하고, 고상 중합 유제의 유분 부착률(a+b)은 이들의 차인 D2-D1으로 한다.
조건 2에 있어서, 무기 입자(A)의 부착률(a)은 0.05wt% 이상으로 함으로써 무기 입자에 의한 융착 억제 효과가 현저하게 된다. 부착률(a)의 상한으로서는 균일 부착의 관점으로부터 5wt% 이하가 목표이다.
조건 3에 있어서, 인산계 화합물(B)의 부착률(b)을 무기 입자(A)의 부착률 (a) 이상으로 함으로써 인산계 화합물(B)의 고상 중합시의 축합염 형성에서 유래한 뛰어난 세정성이 보다 현저하게 나타나고, 또한 무기 입자(A)와 섬유간의 고착을 억제하는 관점으로부터도 바람직하다.
또한, 여기서 말하는 무기 입자(A)의 부착률(a) 및 인산계 화합물(B)의 부착률(b)은 하기 식으로 산출되는 값을 나타낸다.
무기 입자(A)의 부착률(a) = (a+b) × Ca ÷ (Ca+Cb)
인산계 화합물(B)의 부착률(b) = (a+b) × Cb ÷ (Ca+Cb)
여기서, Ca는 고상 중합 유제 중의 무기 입자(A)의 농도(wt%), Cb는 고상 중합 유제 중의 인산계 화합물(B)의 농도(wt%)를 나타낸다.
본 발명에 있어서는 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합을 행한다. 고상 중합을 행함으로써 분자량이 높아지고, 이것에 의해 강도, 탄성률, 신도가 높아진다. 고상 중합은 타래상, 토우상(예를 들면, 금속망 등에 놓아서 행한다) 또는 롤러 사이에서 연속적으로 사조로서 처리하는 것도 가능하지만, 설비가 간소화할 수 있고, 생산성도 향상할 수 있는 점으로부터 섬유를 코어 재료에 권취한 패키지상으로 행하는 것이 바람직하다.
패키지상으로 고상 중합을 행할 경우, 권취 붕괴를 막기 위해서 권취 밀도를 0.01g/cc 이상으로 하고, 또한 융착을 회피하기 위해서는 권취 밀도를 1.00g/cc이하로 하는 것이 바람직하고, 0.80g/cc 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 여기서 권취 밀도란 패키지 외부 치수와 코어 재료가 되는 보빈의 치수로부터 구해지는 패키지의 점유 체적(Vf)(cc)과 섬유의 중량(Wf)(g)으로부터 Wf/Vf에 의해 계산되는 값이다. 또한, 권취 밀도가 과도하게 작으면 패키지가 권취 붕괴되므로 0.03g/cc 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 점유 체적(Vf)은 패키지의 외형 크기를 실측함으로써 구해지는 값이고, Wf는 섬도와 권취 길이로부터 계산되는 값이다.
이러한 권취 밀도가 작은 패키지는 용융 방사에 있어서의 권취로 형성했을 경우에는 설비 생산성, 생산 효율화가 향상하기 때문에 바람직하고, 한편, 용융 방사로 권취된 패키지를 되감아서 형성했을 경우에는 권취 장력을 작게 할 수 있고, 권취 밀도를 보다 작게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 되감기에 있어서는 권취 장력을 작게 할수록 권취 밀도는 작게 할 수 있으므로, 권취 장력은 0.30cN/dtex 이하가 바람직하고, 0.20cN/dtex 이하가 보다 바람직하다. 또한, 하한은 특별히 정해지는 것은 아니지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 하한은 0.01cN/dtex 정도이다.
권취 밀도를 낮게 하기 위해서는 되감기 속도를 500m/min 이하로 하는 것이 바람직하고, 400m/min 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 되감기 속도는 생산성을 위해서 높을수록 유리하고, 50m/min 이상, 특히 100m/min 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 저장력에서도 안정한 패키지를 형성하기 위해서는 권취 형태는 양단에 테이퍼가 붙은 테이퍼 엔드 권취로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 테이퍼 각은 60°이하가 바람직하고, 45°이하가 보다 바람직하다. 또한, 테이퍼각이 작을 경우, 섬유 패키지를 크게 할 수 없어 장척 섬유가 필요한 경우에는 1°이상이 바람직하고, 5°이상이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 테이퍼각이란 다음 식으로 정의된다.
Figure 112013080015361-pct00005
θ: 테이퍼각(°) d: 권취 두께
li: 최대층의 스트로크(mm) lo: 최외층의 스트로크(mm)
또한, 패키지 형성에 있어서의 와인드수는 작을수록 섬유간의 접촉 면적이 작아 융착 회피에는 유리하지만, 와인드수가 높을수록 단면에서의 능락(綾落), 패키지의 팽윤을 경감할 수 있어 패키지 형상이 양호하게 된다. 이들 점에서 와인드수는 2 이상 20 이하가 바람직하고, 5 이상 15 이하가 보다 바람직하다. 또한, 와인드수란 트래버스가 반왕복하는 사이에 스핀들이 회전하는 횟수이고, 트래버스 반왕복 시간(min)과 스핀들 회전수(rpm)의 곱으로 정의되고, 와인드수가 큰 것은 능각(綾角)이 작은 것을 나타낸다.
섬유 패키지를 형성하기 위해서 사용되는 보빈은 원통 형상이 것이라면 어떠한 것이라도 좋고, 섬유 패키지로서 권취할 때에 권취기에 장착해 이것을 회전시킴으로써 섬유를 권취하고, 패키지를 형성한다. 고상 중합시에는 섬유 패키지를 보빈과 일체로 처리할 수도 있지만, 섬유 패키지로부터 보빈만을 꺼내서 처리할 수도 있다. 보빈에 권취된 채 처리할 경우, 상기 보빈은 고상 중합 온도에 견딜 필요가 있고, 알루미늄이나 황동, 철, 스테인레스 등의 금속제인 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 보빈에는 다수의 홀이 비어 있는 것이 중합 반응 부생물을 조속히 제거할 수 있어 고상 중합을 효율적으로 행할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 섬유 패키지로부터 보빈을 꺼내서 처리할 경우에는 보빈 외층에 외피를 장착해 두는 것이 바람직하다. 또한, 어느 쪽의 경우라도 보빈의 외층에는 쿠션재를 둘러 감고, 그 위에 액정 폴리에스테르 용융 방사 섬유를 권취해 가는 것이 패키지 최내층의 섬유와 보빈 바깥층의 융착을 막는 점에서 바람직하다. 쿠션재의 재질은 유기 섬유 또는 금속 섬유로 이루어지는 펠트가 바람직하고, 두께는 0.1mm 이상, 20mm 이하가 바람직하다. 상술의 외피를 상기 쿠션재로 대용할 수도 있다.
섬유 패키지의 섬유 중량은 어떠한 중량이라도 좋지만, 생산성을 고려하면 0.1kg 이상, 20kg 이하가 바람직한 범위이다. 또한, 실 길이로서는 10,000m 이상 2,000,000m 이하가 바람직한 범위이다.
고상 중합은 질소 등의 불활성 가스 분위기 중이나, 공기와 같은 산소 함유의 활성 가스 분위기 중 또는 감압 하에서 행하는 것이 가능하지만, 설비의 간소화 및 섬유 또는 코어 재료의 산화 방지를 위해서 질소분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다. 이 때, 고상 중합의 분위기는 노점이 -40℃ 이하인 저습기체가 바람직하다.
고상 중합 온도는 고상 중합에 제공하는 액정 폴리에스테르 섬유의 흡열 피크 온도를 Tm1(℃)로 한 경우, 최고 도달 온도가 Tm1-60℃ 이상인 것이 바람직하다. 이러한 융점 근방의 고온으로 함으로써 고상 중합이 조속히 진행하고, 섬유의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 여기서 말하는 Tm1은 일반적으로는 액정 폴리에스테르 섬유의 융점이고, 본 발명에 있어서는 실시예 E.항에 기재된 측정 방법에 의해 구해진 값을 나타낸다. 또한, 최고 도달 온도는 Tm1(℃) 미만으로 하는 것이 융착 방지를 위해서 바람직하다. 또한, 고상 중합 온도를 시간에 대하여 단계적으로 또는 연속적으로 높이는 것은 융착을 방지함과 아울러 고상 중합의 시간 효율을 높일 수 있어 보다 바람직하다. 이 경우, 고상 중합의 진행과 함께 액정 폴리에스테르 섬유의 융점은 상승하기 때문에, 고상 중합 온도는 고상 중합전의 액정 폴리에스테르 섬유의 Tm1 + 100℃ 정도까지 높일 수 있다. 단, 이 경우에 있어서도 고상 중합에서의 최고 도달 온도는 고상 중합 후의 섬유의 Tm1-60(℃) 이상 Tm1(℃) 미만으로 하는 것이 고상 중합 속도를 높이고, 또한 융착을 방지할 수 있는 점으로부터 바람직하다.
고상 중합 시간은 섬유의 분자량, 즉 강도, 탄성률, 신도를 충분하게 높게 하기 위해서는 최고 도달 온도에서 5시간 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10시간 이상이 보다 바람직하다. 한편, 강도, 탄성률, 신도 증가의 효과는 경과 시간과 함께 포화하기 때문에, 생산성을 높이기 위해서는 50시간 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유는 세정하는 것으로 용이하게 고상 중합 유제가 제거 가능하고, 세정 후의 섬유는 섬유 상에 유기 성분에서 유래하는 겔화물나 고형물을 갖지 않기 때문에 제직 공정 중에서의 퇴적물 발생량이 적고, 또한 주행 장력 변동이 대폭 개선됨으로써 제직 공정에 있어서의 공정 안정성 및 제품 수율의 대폭적인 개선이 가능해진다. 즉, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유는 제직 공정에 있어서의 퇴적물(스컴)이 적고, 또한 주행 장력의 변동이 작아 공정 통과성이 우수함으로써 직물의 제품 수율이 대폭 개선된 액정 폴리에스테르 섬유를 제공할 수 있는 섬유로서 바람직하다. 이렇게 퇴적물(스컴)이 적고, 또한 주행 장력의 변동이 작아 공정 통과성이 우수한 액정 폴리에스테르 섬유는 제직을 행하는 필터나 스크린사라고 하는 메쉬 직물에 특히 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유는 제직을 행하는 필터나 스크린사라고 하는 메쉬 직물 이외의 용도에도 전개할 수 있고, 용도에 따라서는 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유를 세정을 행하지 않은 채 이용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 멀티필라멘트 용도의 가공 공정에 있어서 본 발명에서 얻어지는 섬유에는 섬유 표면에 분체인 염과 입자가 코팅되어 있음으로써 분체 이형의 작용에 의해 주행 저항은 저하하고, 섬유의 찰과에 의한 피브릴화를 방지할 수 있기 때문에 주행안정성이 높아지고, 또한 물에 의해 용이하게 양자와도 세정 제거할 수 있기 때문에, 제품으로 할 때에 수세함으로써 섬유 표면의 부착물이 실질적으로 없는 상태를 만들어 내고, 약액이나 수지와의 접착성을 높일 수 있기 때문에, 가공성이 우수하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 폴리에스테르 섬유는 일반 산업용 자재, 토목·건축 자재, 스포츠 용도, 방호 의복, 고무 보강 자재, 전기 재료(특히, 텐션 멤버로서), 음향 재료, 일반 의료 등의 분야에서 널리 사용된다. 유효한 용도로서는, 스크린사, 필터, 로프, 네트, 어망, 컴퓨터 리본, 프린트 기판용 기포(基布), 초지용의 캔버스, 에어 백, 비행선, 돔용 등의 기포, 라이더 수트, 낚시줄, 각종 라인(요트, 패러글라이더, 기구, 연사), 블라인드 코드, 스크린용 지지 코드, 자동차나 항공기내 각종 코드, 전기 제품이나 로봇의 힘전달 코드 등이 열거되고, 특히 유효한 용도로서 공업 자재용 직물 등에 사용하는 모노필라멘트가 열거된다. 그 중에서도 고강도, 고탄성률, 세섬도화의 요구가 강하고, 제직성 향상, 직물 품위 향상을 위해서 공정 중에서의 퇴적물 발생에 의한 장력 변동의 억제를 필요로 하는 인쇄용 스크린사나 필터용의 메쉬 직물로서 가장 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 제직 공정에 있어서의 공정 통과성 및 제품 수율 향상의 관점으로부터, 고상 중합한 후, 세정을 행하는 것이 바람직하다. 세정을 행해 융착 방지용의 고상 중합 유제를 제거함으로써, 후공정, 예를 들면 제직 공정에서의 고상 중합 유제의 가이드 등으로의 퇴적에 의한 공정 통과성의 악화, 퇴적물의 제품으로의 혼입에 의한 결점 생성 등을 억제하는 것이 가능해진다.
세정 방법으로서는 섬유 표면을 천이나 종이로 닦아내는 방법도 열거되지만, 고상 중합사에 역학적인 부하를 주면 피브릴화하기 때문에, 고상 중합 유제가 용해 또는 분산할 수 있는 액체에 섬유를 침지하는 방법이 바람직하다. 액체로의 침지에 더해서 유체를 이용하여 블로잉 오프(blowing off)하는 방법은 액체에 의해 팽윤된 고상 중합 유제가 효율적으로 제거될 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
세정에 사용하는 액체는 환경 부하를 저감하기 위해서 물로 하는 것이 바람직하다. 액체의 온도는 높을수록 제거 효율을 향상시킬 수 있고, 30℃ 이상이 바람직하고, 40℃ 이상이 보다 바람직하다. 단, 온도가 지나치게 높을 경우에는 액체의 증발이 현저해지기 때문에, 액체의 비점-20℃ 이하가 바람직하고, 비점-30℃ 이하가 보다 바람직하다.
세정에 사용하는 액체에는 세정 효율 향상의 관점으로부터 계면활성제를 첨가하는 것이 바람직하다. 계면활성제의 첨가량은 제거 효율을 높이고, 또한 환경 부하를 저하시키기 위해서 0.01∼1wt%가 바람직하고, 0.1∼0.5wt%가 보다 바람직하다.
또한, 세정 효율을 높이기 위해서, 세정에 사용하는 액체에 진동 또는 액류를 부여하는 것이 바람직하다. 이 경우, 액체를 초음파 진동시키는 등의 방법도 있지만, 설비 간소화, 에너지 절약의 관점으로부터 액류를 부여하는 것이 바람직하다. 액류 부여의 방법은 액욕내의 교반, 노즐에서의 액류 부여 등의 방법이 있지만, 액욕을 순환할 때의 공급을 노즐로 행함으로써 간단하게 실시할 수 있기 때문에 노즐로의 액류 부여가 바람직하다.
세정에 의한 고상 중합 유제 제거의 정도는 목적에 따라서 적당하게 조정되지만, 고차 가공 공정이나 제직 공정에서의 섬유의 공정 통과성 향상이나 직물 품위 향상의 관점으로부터 세정 후의 섬유에 잔존하는 고상 중합 유제의 유분 부착률로서 2.0wt% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0wt% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5wt% 이하이다. 또한, 잔존 고중 유제의 부착률은 세정 공정 직후에서 권취된 섬유에 대해서 실시예 D.항에 기재된 방법에 의해 구해지는 값을 나타낸다.
세정은 단위 시간당의 처리량을 증가시키기 위해서, 섬유를 타래상, 토우상 또는 패키지의 상태에서 액체에 침지시켜도 좋지만, 섬유 길이 방향의 균일한 제거를 행하기 위해서, 섬유를 연속적으로 주행시키면서 액체에 침지시키는 것이 바람직하다. 섬유를 연속적으로 액체에 침지시키는 방법은 가이드 등을 이용하여 섬유를 욕내에 도입하는 방법이어도 좋지만, 가이드와의 접촉 저항에 의한 고상 중합 섬유의 피브릴화를 억제하기 위해서, 욕의 양단에 슬릿을 설치하고, 이 슬릿을 통하여 섬유가 욕내를 통과할 수 있도록 하고, 또한 욕내에는 사도 가이드를 설치하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 패키지상의 고상 중합사를 연속적으로 주행시킬 경우, 섬유를 해서하지만, 고상 중합에서 발생하는 경미한 융착을 박리할 때의 피브릴화를 억제하기 위해서는 고상 중합 패키지를 회전시키면서, 회전축과 수직 방향(섬유 둘레 방향)에서 실을 해서하는, 소위 래터럴 해서(lateral unwinding)하는 것이 바람직하다.
그러한 해서 방법으로서는 모터 등을 이용하여 회전수 일정으로 적극 구동하는 방법, 댄서 롤러를 이용하여 회전수를 제어하면서 주속 해서하는 방식, 프리 롤에 고상 중합 패키지를 걸고, 조속 롤러에 의해 섬유를 인장시키면서 해서하는 방법이 열거된다. 또한, 액정 폴리에스테르 섬유를 패키지의 상태에서 액체에 침지하고, 그대로 해서하는 방법도 유분을 효율적으로 제거하는 것이 가능하기 때문에 바람직한 실시형태이다.
또한, 유체를 이용하여 블로잉 오프하는 경우에 사용하는 유체는 공기 또는 물인 것이 바람직하다. 특히, 유체에 공기를 사용하는 경우에는 액정 폴리에스테르 섬유 표면을 건조시키는 효과도 기대하는 것이 가능하게 되기 때문에, 그 후의 공정 중에서 오염이 퇴적하는 것을 방지하고, 즉 수율의 개선이 예상되기 때문에 바람직한 실시형태이다.
또한, 세정 후의 액정 폴리에스테르 섬유 표면에는 세정에 사용한 액체가 부착되고 있기 때문에, 린싱하는 것도 바람직한 실시형태이다. 세정에 사용한 액체가 액정 폴리에스테르 섬유 표면에 잔존하면 최종적으로 건조되어 실표면상의 이물이 되기 때문에, 린싱함으로써 액정 폴리에스테르 섬유 표면이 보다 균일화할 수 있고, 후공정에 있어서의 이물 퇴적에서 기인한 해서 장력의 변동을 억제하는 것이 가능해진다.
린싱에 사용하는 유체는 물인 것이 바람직하다. 린싱은 액정 폴리에스테르 섬유 표면에 부착된 세정액 성분을 제거하는 목적에서 행해지기 때문에, 상기 성분을 용해시킬 수 있는 물을 사용하면, 효율적으로 세정을 행할 수 있다. 또한, 상기 성분의 용해도를 증가시키는 것을 목적으로 물을 가온하는 것도 바람직한 실시형태이다. 가온하는 온도는 고온일수록 용해도가 높아지기 때문에, 린싱의 효율이 높아지는 것을 기대할 수 있으므로, 상한은 특별히 한정되지 않지만, 가온에 필요로 하는 에너지 소비를 억제하고, 에너지 코스트를 저감하는 것이나, 증발에 의한 로스를 고려하면, 80℃를 목표로 하면 된다.
린싱을 행한 후에, 블로잉 오프에 의한 액정 폴리에스테르 섬유 표면에 잔존한 수분의 제거를 조합시킴으로써 보다 바람직한 실시형태가 된다.
또한, 세정 후에 후공정에 있어서의 공정 통과성 향상의 관점으로부터 피니싱 유제를 도포하는 것이 바람직하다. 피니싱 유제로서는 폴리에스테르 섬유용으로 일반적으로 사용되는 피니싱 유제가 바람직하게 적용될 수 있지만, 공정 중에서의 탈락에 의한 주행 장력 변동을 억제하는 관점으로부터 입자를 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다.
피니싱 유제의 유분 부착률로서는 피니싱 유제에 의한 윤활성 등의 효과를 발휘시키기 위해서 섬유에 대하여 0.1wt% 이상이 바람직하고, 과잉 부여에 의한 후 가공 공정에서의 오염을 예방하는 목적에서 3.0% 이하가 바람직하다. 여기서 말하는 피니싱 유제의 유분 부착률이란 피니싱 유제 부여 후의 섬유에 대해서 실시예 D.항에 기재된 방법으로 구해지는 유분 부착률의 값으로부터 동 섬유의 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률의 값을 뺀 값을 말한다.
또한, 스크린사나 필터용 모노 필라멘트 등 액정 폴리에스테르 섬유의 사용 목적에 의해 특별히 섬유의 내마모성 향상이 필요한 경우는 세정 후에 Tm1 + 10℃ 이상의 온도에서 고온 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 Tm1은 실시예 E.에 기재된 측정 방법에 의해 구해진 값을 나타내는 Tm1은 섬유의 융점이지만, 액정 폴리에스테르 섬유에 융점 +10℃ 이상인 고온으로 열처리를 실시하는 것으로 Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 15℃ 이상이 되고, 섬유 전체의 결정화도, 결정의 완전성을 저하시킴으로써 내마모성이 크게 향상한다.
열처리라고 하는 점에서는 액정 폴리에스테르 섬유의 고상 중합이 있지만, 이 경우의 처리 온도는 섬유의 융점 이하로 하지 않으면 섬유가 융착, 용단해버린다. 고상 중합의 경우, 처리에 따라 섬유의 융점이 상승하기 때문에, 최종 고상 중합 온도는 처리전의 섬유의 융점 이상이 되는 경우가 있지만, 그 경우에서도 처리 온도는 처리되어 있는 섬유의 융점, 즉 열처리 후의 섬유의 융점보다도 낮다. 즉, 여기서 말하는 고온 열처리란 고상 중합을 행하지 않고, 고상 중합에 의해 형성된 치밀한 결정 부분과 비결정 부분의 구조차를 감소시키는 것, 즉 결정화도, 결정의 완전성을 저하시킴으로써 내마모성을 높이는 것이다.
따라서, 처리 온도는 열처리에 의해 Tm1이 변화되어도 처리 후의 섬유의 Tm1+10℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, Tm1+40℃ 이상이 보다 바람직하고, Tm1+60℃ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, Tm1+80℃ 이상으로 하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 열처리 온도의 상한으로서는 섬유가 용단하는 온도이고, 장력, 속도, 단섬유 섬도, 처리 길이에 의해 달라지지만 고온 열처리전의 섬유의 Tm1+300℃ 정도이다.
또한, 다른 열처리로서 액정 폴리에스테르 섬유의 열 신장이 있지만, 열 신장은 고온에서 섬유를 긴장시키는 것이고, 섬유 구조는 분자쇄의 배향이 높아지고, 강도, 탄성률은 증가하고, 결정화도, 결정의 완전성은 유지한 채, 즉 ΔHm1은 높게 유지하고, Tm1의 피크 반치폭은 작게 유지한다. 따라서, 내마모성이 열악한 섬유 구조가 되고, 결정화도를 저하(ΔHm1 감소), 결정의 완전성을 저하(피크 반치폭 증가)시켜서 내마모성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 본 발명의 열처리와는 다르다. 또한, 본 발명에서 말하는 고온 열처리에서는 결정화도가 저하하기 때문에, 강도, 탄성률은 증가하지 않는다.
고온 열처리는 섬유를 연속적으로 주행시키면서 행하는 것이 섬유간의 융착을 방지하고, 처리의 균일성을 높이기 때문에 바람직하다. 이 때, 피브릴의 발생을 방지하고, 또한 균일한 처리를 행하기 위해서, 비접촉 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 가열 수단으로서는 분위기의 가열, 레이저나 적외선을 사용한 복사 가열 등이 있지만 블록 또는 플레이트 히터를 사용한 슬릿 히터에 의한 가열은 분위기 가열, 복사 가열의 양쪽의 효과를 아울러 가져서 처리의 안정성이 높아지기 때문에 바람직하다.
처리 시간은 결정화도, 결정의 완전성을 저하시키기 위해서는 긴 쪽이 바람직하고, 0.01초 이상이 바람직하고, 0.05초 이상이 보다 바람직하고, 0.1초 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 처리 시간의 상한은 설비 부하를 작게 하기 위해서, 또한 처리 시간이 길으면 분자쇄의 배향이 완화해 강도, 탄성률이 저하하기 때문에 5.0초 이하가 바람직하고, 3.0초 이하가 보다 바람직하고, 2.0초 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
처리할 때의 섬유의 장력은 과도하게 높으면 용단이 발생하기 쉽고, 또한 과도한 장력이 걸린 상태에서 열처리를 행할 경우, 결정화도의 저하가 작아 내마모성의 향상 효과가 낮아지기 때문에, 가능한 한 저장력으로 하는 것이 바람직하다. 이 점에 있어서 열 신장과는 분명하게 다르다. 그러나, 장력이 낮으면 섬유의 주행이 불안정하게 되어 처리가 불균일해지기 때문에, 0.001cN/dtex 이상 1.0cN/dtex 이하가 바람직하고, 0.1cN/dtex 이상 0.3cN/dtex 이하가 보다 바람직하다.
또한, 주행시키면서 고온 열처리할 경우, 장력은 가능한 한 낮을수록 바람직하지만, 적당하게 스트레칭 및 릴렉션을 가해도 된다. 그러나, 장력이 지나치게 낮으면 섬유의 주행이 불안정하게 되어 처리가 불균일해지기 때문에 릴렉션율은 2%이하(연신 배율 0.98배 이상)가 바람직하다. 또한, 장력이 높으면 열에 의한 용단이 발생하기 쉽고, 또한 과도한 장력이 걸린 상태에서 열처리를 행하는 경우, 결정화도의 저하가 작고 내마모성의 향상 효과가 낮아지기 때문에, 스트레칭률은 열처리 온도에도 의하지만, 10%(연신 배율 1.10배) 미만이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5%(연신 배율 1.05배) 미만, 더욱 바람직하게는 3%(1.03배) 미만이다. 또한, 연신 배율은 열처리를 롤러 사이(제 1 롤러 및 제 2 롤러 사이)에서 행할 때는, 제 2 롤러 속도를 제 1 롤러 속도로 나눈 몫으로 정의된다.
처리 속도는 처리 길이에도 의하지만 고속일수록 고온 단시간 처리가 가능해 지고, 내마모 향상 효과가 높아지고, 또한 생산성도 향상하기 때문에 100m/min 이상이 바람직하고, 200m/min 이상이 보다 바람직하고, 300m/min 이상이 더욱 바람직하다. 처리 속도의 상한은 섬유의 주행 안정성으로부터 1,000m/min 정도이다.
처리 길이는 가열 방법에도 의하지만, 비접촉 가열의 경우에는 균일한 처리를 행하기 위해서 100mm 이상이 바람직하고, 200mm 이상이 보다 바람직하고, 500mm 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 처리 길이가 과도하게 길면 히터 내부에서의 실 요동에 의해 처리 불균일, 섬유의 용단이 발생하기 때문에 3,000mm 이하가 바람직하고, 2,000mm 이하가 보다 바람직하고, 1,000mm 이하가 더욱 바람직하다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 실시예 중의 각 특성값은 다음 방법으로 구했다.
A. 주행 장력 변동폭(R)
액정 폴리에스테르 섬유를 Yuasa Yarn Guide Engineering Co., Ltd. 제작, 워셔 텐서 Y-601L을 사용하고, 다이얼의 눈금을 0으로 하고(이 때, 2개의 파이프 가이드는 섬유 주행 방향에 대하여 직교하도록 정렬함), 2개의 파이프 가이드 중 어느 1개의 외측에 섬유를 주행시키고, 워셔(TW-3) 2개를 주행시키고 있는 파이프 가이드에 삽입하고, 그 사이에 섬유를 주행시키도록 하고(주행사가 이루는 각도가 약90°), 속도 30m/min으로 주행시키고, Intec Co., Ltd. 제작 P/C 대응형 텐션 미터(형식:IT-NR)에 의해, 텐서로부터 5∼10cm 하류의 위치에서 주행 사조의 장력을 10min간 연속 측정하고, 부속의 Tension Star V1.14로 EEPROM의 Damping-timer를 3으로 하여 데이터를 채취했다. 10min간의 연속 데이터 중, 최대값(Fmax) 및 최소치(Fmin)로부터 주행 장력의 변동폭(R)을 하기 식으로 산출했다.
(주행 장력 변동폭(R)) = Fmax-Fmin
B. 총섬도, 단섬유 섬도
검척기로 섬유를 10m 타래로 취하고, 그 중량(g)을 1,000배 하고, 1수준당 10회의 측정을 행하고, 평균값을 총섬도(dtex)로 했다. 이것을 필라멘트수로 나눈 몫을 단섬유 섬도(dtex)로 했다.
C. 강도, 신도, 탄성률
JIS L 1013(1999)에 기재된 방법에 준하고, 시료 길이 100mm, 인장 속도 50mm/min의 조건에서, Orientech Corporation 제작 Tensilon UCT-100을 사용하여 1수준당 10회의 측정을 행하고, 평균값을 강력(cN), 강도(cN/dtex), 신도(%), 탄성률(cN/dtex)로 했다. 또한, 탄성률이란 초기 인장 저항도의 것이다.
D. 유분 부착률
100mg±10mg의 섬유를 채취하고, 60℃에서 10min간 건조시킨 후의 중량을 측정하고(W0), 섬유 중량에 대하여 100배 이상의 물에 도데실벤젠술폰산 나트륨을 섬유 중량에 대하여 2.0wt% 첨가한 용액에 섬유를 침지시키고, 실온에서 20min 초음파 세정하고, 세정 후의 섬유를 수세하고, 60℃에서 10min간 건조시킨 후의 중량을 측정하고(W1), 다음 식에 의해 유분 부착률을 산출했다.
(유분 부착률(wt%)) = (W0-W1)×100/W1
또한, 고상 중합 유제의 유분 부착률, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률 등에 대해서는 상술의 계산 방법에 의해 산출했다.
E. 액정 폴리에스테르 섬유의 Tm1, Tm1에 있어서의 피크 반치폭, ΔHm1, 액정 폴리에스테르 폴리머의 융점
TA instruments Corporation 제작 DSC2920에 의해 시차 열량 측정을 행하고, 50℃부터 20℃/min의 승온 조건에서 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크의 온도를 Tm1(℃)로 하고, Tm1에 있어서의 피크 반치폭(℃), 융해 열량(ΔHm1)(J/g)을 측정했다.
또한, 참고예에 나타낸 액정 폴리에스테르 폴리머에 관해서는 Tm1의 관측 후, Tm1+20℃의 온도에서 5min간 유지한 후, 20℃/min의 강온 조건에서 50℃까지 일단 냉각하고, 다시 20℃/min의 승온 조건에서 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크를 Tm2로 하고 Tm2을 취해서 폴리머의 융점으로 했다.
F. 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(분자량)
용매로서 펜타플루오로페놀/클로로포름 = 35/65(중량비)의 혼합 용매를 사용하고, 액정 폴리에스테르의 농도가 0.04∼0.08중량/체적%가 되도록 용해시켜 GPC 측정용 시료로 했다. 또한, 실온 24시간의 방치에서도 불용물이 있는 경우에는 24시간 더 정치하고, 상등액을 시료로 했다. 이것을 Waters사 제작의 GPC 측정 장치를 이용하여 측정하고, 폴리스티렌 환산에 의해 중량 평균 분자량(Mw)을 구했다.
칼럼 : Shodex K-806M 2개, Shodex K-802 1개
검출기 : 시차 굴절률 검출기 RI(2414형)
온도 : 23±2℃
유속 : 0.8mL/min
주입량 : 200μL
G. 메디안 지름(D50)
Shimadzu Corporation 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 SALD-2000J로 입경 측정을 행하여 메디안 지름(D50)을 구했다.
H. 스컴 발생량
액정 폴리에스테르 섬유를 Yuasa Yarn Guide Engineering Co., Ltd. 제작 워셔 텐서 Y-601L을 사용하고, 다이얼의 눈금을 0으로 하고(이 때, 2개의 파이프 가이드는 섬유 주행 방향에 대하여 직교하도록 정렬함), 2개의 파이프 가이드 중 어느 1개의 외측에 섬유를 주행시키고, 워셔(TW-3) 2개를 주행시키고 있는 파이프 가이드에 삽입하고, 그 사이에 섬유를 주행시키도록 하고(주행사가 이루는 각도가 약 90°), 100,000m의 섬유를 속도 400m/min으로 주행시키고, 섬유의 주행 전후에서의 워셔 중량을 Mettler-Toledo International Inc. 제작 분석용 전자 천칭(EP214C)으로 측정했을 때의 하기 식으로 나타내는 값을 말한다. 또한, 주행시키는 섬유 길이는 25,000m부터 100,000m 사이에서 선택할 수 있고, 섬유 길이가 100,000m 미만의 경우에는 주행시킨 섬유 길이로부터 섬유 길이 100,000m에 상당하는 스컴 발생량을 비례 계산했다.
스컴 발생량(g) = (섬유 주행 후의 워셔 중량) - (섬유 주행 전의 워셔 중량)
I. 제직성, 직물 특성 평가
래피어 방직기에 경사로서 13dtex의 폴리에스테르모노필라멘트를 사용하고, 직밀도를 날실, 씨실 모두 250개/inch(2.54cm)로 하고, 운전 속도를 100회/min으로 하고 씨실을 액정 폴리에스테르 섬유로 하여 씨실 운전 시직을 행했다. 이 때, 폭 180cm, 길이 10m의 시직에 있어서의 급사구(세라믹 가이드)로의 스컴의 퇴적으로부터 공정 통과성을 평가하고, 실의 끊어짐에 의한 기기 정지 횟수로부터 제직성을 평가하고, 직물 개구부로의 스컴의 혼입 개수로부터 직물 품위를 평가했다. 각각의 판단 기준을 하기한다.
또한, 기기 정지 횟수가 15회를 초과하는 경우에는 제직 불가라는 판단에 의해 제직 평가를 중단했다.
<공정 통과성>
제직 후도 목시로 스컴의 퇴적이 확인되지 않음; 우량(A)
제직 후에 스컴은 확인되지만 섬유 주행에는 지장 없음; 양호(B)
제직 중에 스컴이 확인되어 섬유 주행 장력이 증가함; 불량(C)
<제직성>
기기 정지 5회 이하 ; 우량(A), 6∼10회; 양호(B), 11회 이상; 불량(C)
<직물 품위>
스컴 혼입 개수 5개 이하; 우량(A), 6∼10개; 양호(B), 11개 이상; 불량(C)
J. 융착 억제 효과
고상 중합 후의 패키지를 프리롤 크릴(축 및 베어링을 갖고, 외층부는 자유롭게 회전할 수 있다. 브레이크 및 구동원 없음)에 부착하고, 여기에서 실을 횡 방향(섬유 둘레 방향)으로 인출하고, 400m/min으로 30min간 해서한 후의 고상 중합 패키지의 표면을 관찰하고, 보풀의 유무로부터 이하의 기준에 의해 융착 억제 효과를 평가했다.
A : 보풀은 확인되지 않음.
B : 보풀이 1∼2개소 확인됨.
C : 보풀이 3개소 이상 확인됨.
K. 주행 안정성
액정 폴리에스테르 섬유를 해서하면서, 400m/min으로 회전하는 세퍼레이트 롤러 부착의 제 1 롤러에 6번 감고, 계속해서 401m/min으로 회전하는 세퍼레이트 롤러 부착의 제 1 롤러에 6번 감은 후, 석션 건에 의해 흡인했다. 이 조작을 30min간 행한 후의 1min간의 주행 상태에서의 실 요동 횟수(롤러에 주행사가 걸리듯이 되는 횟수)로부터 이하의 기준에 의해 주행 안정성을 평가했다.
A : 실 요동 0회
B : 실 요동 2회 이하
C : 실 요동 3회 이상.
M. 후가공성
섬유 중량에 대한 부착률을 측정한 후의 섬유를 광학 현미경을 사용하고, 500㎛×700㎛의 시야에서 단섬유 5개의 표면을 관찰하고, 섬유 표면의 부착물로부터 이하의 기준에 의하여 후가공성을 평가했다.
A : 섬유 표면의 부착물 2개 이하
B : 섬유 표면의 부착물 3∼10개
C : 섬유 표면의 부착물 11개 이상.
(참고예 1)
교반 날개, 증류관을 구비한 5L의 반응 용기에 p-히드록시벤조산 870중량부, 4,4'-디히드록시비페닐 327중량부, 하이드로퀴논 89중량부, 테레프탈산 292중량부, 이소프탈산 157중량부 및 무수아세트산 1,460중량부(페놀성 수산기 합계의 1.10당량)를 투여하고, 질소 가스 분위기 하에서 교반하면서 실온부터 145℃까지 30min으로 승온한 후, 145℃에서 2시간 반응시켰다. 그 후, 335℃까지 4시간 동안 승온했다.
중합 온도를 335℃에서 유지하고, 1.5시간으로 133Pa로 감압하고, 40min간 반응을 더 계속하고, 토크가 28kgcm에 도달한 바에서 중축합을 완료시켰다. 다음에 반응 용기내를 0.1MPa로 가압하고, 직경 10mm의 원형 토출구를 1개 갖는 구금을 경유해서 폴리머를 스트랜드상물로 토출하고, 커터에 의해 펠레타이징했다.
얻어진 액정 폴리에스테르의 조성, 융점, 분자량은 표 1에 기재된 바와 같다.
(참고예 2)
교반 날개, 증류관을 구비한 5L의 반응 용기에 p-히드록시벤조산 907중량부와 6-히드록시-2-나프토에산 457중량부 및 무수 아세트산 946중량부(페놀성 수산기 합계의 1.03m몰 당량)를 교반 날개, 증류관을 구비한 반응 용기에 투여하고, 질소 가스 분위기 하에서 교반하면서 실온부터 145℃까지 30min으로 승온한 후, 145℃에서 2시간 반응시켰다. 그 후, 325℃까지 4시간으로 승온했다.
중합 온도를 325℃로 유지하고, 1.5시간으로 133Pa로 감압하고, 20min간 반응을 계속하고, 소정 토크에 도달한 바에서 중축합을 완료시켰다. 다음에 반응 용기내를 0.1MPa로 가압하고, 직경 10mm의 원형 토출구를 1개 지니는 구금을 경유해서 폴리머를 스트랜드상물로 토출하고, 커터에 의해 펠레타이징했다.
얻어진 액정 폴리에스테르의 조성, 융점, 분자량은 표 1에 기재된 바와 같다.
Figure 112013080015361-pct00006
(실시예 1)
참고예 1의 액정 폴리에스테르를 사용하고, 160℃, 12시간의 진공 건조를 행한 후, Osaka Seiki Kosaku 제작 φ15mm 단축 익스트루더로 용융압출하고, 기어 펌프로 계량하면서 방사 팩에 폴리머를 공급했다. 방사 팩에서는 금속 부직포 필터를 이용하여 폴리머를 여과하고, 10홀의 구금으로부터 폴리머를 토출했다. 토출한 폴리머는 40mm의 보온 영역을 통과한 후, 25℃, 공기류의 환상 냉각풍에 의해 사조의 외측으로부터 냉각 고화되고, 그 후 지방산 에스테르 화합물을 주성분으로 하는 방사 유제를 부여해 전체 필라멘트를 제 1 고데트 롤러에 인취했다. 이것을 같은 속도인 제 2 고데트 롤러를 개재한 후, 전체 필라멘트 중의 1개 이외는 석션 건으로 흡인하고, 나머지 1개의 필라멘트 섬유는 댄서 암을 개재해 펀 와인더(KAMITSU SEISAKUSHO LTD. 제작, EFT형 테이크업 와인더, 권취 패키지에 접촉하는 콘택트 롤 없음)로 펀의 형상으로 권취했다. 권취 중, 실의 끊어짐은 발생하지 않고 제사성은 양호했다. 또한, 얻어진 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 6.4cN/dtex, 신도는 1.4%, 탄성률은 495cN/dtex이었다.
이 방사 섬유 패키지로부터 KAMITSU SEISAKUSHO LTD. 제작 SSP-MV형 리와인더(접촉 길이(최내층의 권취 스트로크) 200mm, 와인드수 8.7, 테이퍼 각 45°)를 이용하여 되감기를 행했다. 방사 섬유의 해서는 종방향(섬유 둘레 방향에 대하여 수직 방향)으로 행하고, 주속 롤러는 사용하지 않고, 오일링 롤러(피어 스킨 가공된 스테인레스 롤)을 이용하여 인산계 화합물(B)로서 하기 화학식(4)으로 나타내어지는 인산계 화합물(B1)을 6.0wt% 함유하는 수용액에 무기 입자(A)로서 표 2에 갈석 1로서 나타내는 메디안 지름 1.0㎛의 탈크, SG-2000(NIPPON TALC CO., LTD. 제작)을 1.0wt% 분산시킨 고상 중합 유제의 급유를 행했다.
되감기 코어 재료에는 스테인레스제의 홀이 있는 보빈에 케블라 펠트(중량 280g/m2, 두께 1.5mm)를 권취한 것을 사용하고, 면압은 100gf(98.0665cN)으로 했다.되감기 후의 섬유로의 고상 중합 유제의 유분 부착률(a+b)은 15wt%이었다.
이어서, 되감기한 패키지로부터 스테인레스의 홀이 있는 보빈을 탈착하고, 케블라 펠트에 섬유를 권취한 패키지의 상태로서 고상 중합을 행했다. 고상 중합은 밀폐형 오븐을 사용하고, 실온부터 240℃까지는 약 30min으로 승온하고, 240℃에서 3시간 유지한 후, 4℃/hr로 290℃까지 승온하고, 20시간 유지하는 조건에서 고상 중합을 행했다. 또한, 분위기는 제습 질소를 유량 20NL/min으로 공급하고, 고 내부가 가압이 되지 않도록 배기구로부터 배기시켰다.
얻어진 고상 중합 후의 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 24.5cN/dtex, 신도는 2.6%, 탄성률은 1,100cN/dtex이고, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어, 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인할 수 있었다.
이렇게 해서 얻어진 고상 중합 후의 패키지로부터 섬유를 해서하고, 연속해서 고상 중합 유제 제거를 위한 세정 및 고온 비접촉 열처리를 행했다.
즉, 고상 중합 후의 패키지를 프리롤 크릴(축 및 베어링을 갖고, 외층부는 자유롭게 회전할 수 있다. 브레이크 및 구동원 없음)에 부착하고, 여기에서 실을 종방향(섬유 둘레 방향)으로 인출하고, 연속하고, 섬유를 양단에 슬릿을 설치한 욕 길이 150cm(접촉 길이 150cm)의 욕조(내부에 섬유와 접촉하는 가이드 없음)내에 통과시키고, 유제를 세정 제거했다. 세정액은 비이온·음이온계의 계면활성제(Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제작, Gran Up US-30)를 0.2wt% 함유한 50℃의 온수로 하고, 외부 탱크에서 이것을 온도 조절하고, 펌프로 수조에 공급했다. 수조로의 공급시에는 수조내에 5cm 간격으로 홀을 뚫은 파이프를 통과시키고, 이 파이프에 공급하는 것으로 수조내에 액류를 부여하도록 했다. 또한, 슬릿 및 액면 조정용의 홀로부터 넘친 세정액은 회수하고, 외부 탱크로 되돌리는 기구를 설치하고 있다.
세정 후의 섬유는 이어서, 양단에 슬릿를 설치한 욕 길이 23cm(접촉 길이 23cm)의 욕조(내부에 섬유와 접촉하는 가이드 없음)내에 통과시키고, 50℃의 온수로 린싱했다. 린싱 후의 섬유는 베어링 롤러 가이드를 통과시키고, 공기류를 가해서 물을 블로잉 오프하여 제거한 후에, 400m/min의 세퍼레이트 롤러 부착의 제 1 롤러에 통과시켰다. 또한, 크릴은 프리 롤이기 때문에 이 롤러에 의해 섬유에 장력을 부여함으로써 고상 중합 패키지로부터의 해서를 행하여 섬유를 주행시키는 것이 된다.
롤러를 통과한 섬유를 510℃에서 가열한 길이 1m의 슬릿 히터 사이를 주행시키고, 고온 비접촉 열처리를 행했다. 슬릿 히터내에는 가이드류를 설치하지 않고,또한 히터와 섬유도 비접촉으로 하고 있다. 히터 통과 후의 섬유는 세퍼레이트 롤러 부착의 제 2 롤러에 통과시켰다. 제 1 롤러와 제 2 롤러는 같은 속도로 했다. 제 2 롤러를 통과한 섬유는 세라믹 제작의 오일링 롤러에 의해 지방산 에스테르 화합물을 주체로 하는 피니싱 유제를 부여하고, EFT형 보빈 트래버스 와인더 (KAMITSU SEISAKUSHO LTD. 제작품)로 권취했다.
얻어진 섬유의 물성은 표 2에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량했다.
또한, 얻어진 섬유의 Tm1은 339℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 31℃, 스컴 발생량은 0.0003g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되고, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
(실시예 2∼6)
되감기 시의 오일링 롤러의 회전수를 변경하고, 되감기 후의 섬유로의 고상 중합 유제의 유분부착률(a+b)을 표 2와 같이 바꾼 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 2에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있고, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량했다.
또한, 실시예 2에서 얻어진 섬유의 Tm1은 332℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 29℃, 스컴 발생량은 0.0005g이었다. 실시예 3에서 얻어진 섬유의 Tm1은 335℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 28℃, 스컴 발생량은 0.0007g 이었다. 실시예 4에서 얻어진 섬유의 Tm1은 337℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 26℃, 스컴 발생량은 0.0005g이었다. 실시예 5에서 얻어진 섬유의 Tm1은 331℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 28℃, 스컴 발생량은 0.0004g이었다. 실시예 6에서 얻어진 섬유의 Tm1은 334℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 27℃, 스컴 발생량은 0.0006g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되고, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
Figure 112013080015361-pct00008
(실시예 7)
방사 공정에 있어서, 필라멘트수를 10으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 3에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량했다.
또한, 실시예 7에서 얻어진 섬유의 Tm1은 338℃, ΔHm1은 1.3J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 25℃, 스컴 발생량은 0.0012g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되고, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 방사로 얻어진 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 6.1cN/dtex, 신도는 1.3%, 탄성률은 463cN/dtex이고, 고상 중합 후의 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 23.6cN/dtex, 신도는 2.5%, 탄성률은 1,058cN/dtex이며, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어, 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인했다.
(실시예 8)
무기 입자(A)로서 실리카인 Sylisia 310P(FUJI SILISIA CHEMICAL LTD. 제작)를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 3에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량했다.
또한, 실시예 8에서 얻어진 섬유의 Tm1은 337℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 28℃, 스컴 발생량은 0.0010g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
(실시예 9)
무기 입자(A)로서 표 3에 갈석 2로서 나타내는 메디안 지름 7.0㎛의 탈크, "MICRO ACE" (등록 상표) P-2(NIPPON TALC CO., LTD. 제작)을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 3에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성은 양호했다.
또한, 실시예 9에서 얻어진 섬유의 Tm1은 334℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 24℃, 스컴 발생량은 0.0010g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 약간의 실의 끊어짐의 우려는 있지만 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 1 대비 제직성이 약간 저하한 요인으로서는 무기 입자의 메디안 지름이 크기 때문에, 섬유의 고상 중합 시에 극히 경미한 융착이 발생하고 있고, 이것에 기인해서 섬유 물성의 저하가 있고, 제직시의 실의 끊어짐으로 연결된 것이라 추측된다.
(실시예 10)
무기 입자(A)로서 표 3에 갈석 3으로서 나타내는 메디안 지름 11㎛의 탈크, "talcum powder"(등록 상표) PK-C(Hayashi-Kasei Co., Ltd. 제작)을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 3에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성은 양호했다.
또한, 실시예 10에서 얻어진 섬유의 Tm1은 334℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 28℃, 스컴 발생량은 0.0009g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 약간의 실의 끊어짐 우려는 있지만 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 1 대비 제직성이 약간 저하한 요인으로서는 무기 입자의 메디안 지름이 크기 때문에, 섬유의 고상 중합 시에 극히 경미한 융착이 발생하고 있고, 이것에 기인해서 섬유 물성의 저하가 있고, 제직시의 실의 끊어짐으로 연결된 것이라 추측한다.
Figure 112013080015361-pct00009
(실시예 11∼14)
고상 중합 유제 중의 무기 입자(A)의 분산량을 변경하고, 섬유로의 무기 입자의 부착률(a) wt%을 표 4와 같이 바꾼 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 4에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량 또는 양호했다.
또한, 실시예 11에서 얻어진 섬유의 Tm1은 336℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 29℃, 스컴 발생량은 0.0012g이었다. 실시예 12에서 얻어진 섬유의 Tm1은 337℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 27℃, 스컴 발생량은 0.0007g이었다. 실시예 13에서 얻어진 섬유의 Tm1은 332℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 24℃, 스컴 발생량은 0.0007g이었다. 실시예 14에서 얻어진 섬유의 Tm1은 333℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 26℃, 스컴 발생량은 0.0011g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되고, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 11에서 실시예 1 대비, 제직성이 약간 저하한 요인으로서 무기 입자(A)의 첨가량이 낮기 때문에, 고상 중합 시에 약간의 융착이 발생하고 있고, 이것에 기인해서 섬유 물성의 저하가 있고, 제직시의 실의 끊어짐으로 연결된 것이라 추측된다.
또한, 실시예 14에서 실시예 1 대비, 제직성이 약간 저하한 요인으로서 무기 입자(A)의 첨가량이 많아 부착 얼룩이 발생하고, 고상 중합 시에 약간의 융착이 발생하고 있고, 이것에 기인해서 섬유 물성의 저하가 있고, 제직시의 실의 끊어짐으로 연결된 것이라 추측된다.
(실시예 15, 16)
인산계 화합물(B)로서 표 4에 기재된 바와 같이, 하기 화학식(5)으로 나타내어지는 인산계 화합물(B2) 또는 하기 화학식(6)으로 나타내어지는 인산계 화합물(B3)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
Figure 112013080015361-pct00010
Figure 112013080015361-pct00011
얻어진 섬유의 물성은 표 4에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있고, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량했다.
또한, 실시예 15에서 얻어진 섬유의 Tm1은 329℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 28℃, 스컴 발생량은 0.0006g이었다. 실시예 16에서 얻어진 섬유의 Tm1은 330℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 27℃, 스컴 발생량은 0.0007g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
Figure 112013080015361-pct00012
(실시예 17,18)
방사 공정에 있어서의 토출량을 변화시키고, 섬도를 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 5에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있고, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 우량했다.
또한, 실시예 17에서 얻어진 Tm1은 338℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 29℃, 스컴 발생량은 0.0007g이었다. 실시예 18에서 얻어진 섬유의 Tm1은 336℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 26℃, 스컴 발생량은 0.0006g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 17에 있어서 방사로 얻어진 섬유의 섬도는 4.0dtex, 강도는 5.8cN/dtex, 신도는 1.3%, 탄성률은 460cN/dtex이고, 고상 중합 후의 섬유의 섬도는 4.0dtex, 강도는 21.0cN/dtex, 신도는 2.3%, 탄성률은 1,059cN/dtex이고, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어, 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인했다.
또한, 실시예 18에 있어서 방사로 얻어진 섬유의 섬도는 13.0dtex, 강도는 6.1cN/dtex, 신도는 1.3%, 탄성률은 484cN/dtex이고, 고상 중합 후의 섬유의 섬도는 13.0dtex, 강도는 20.5cN/dtex, 신도는 2.2%, 탄성률은 945cN/dtex이며, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어, 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인했다.
(실시예 19)
슬릿 히터를 승온하지 않고, 고온 비접촉 열처리를 행하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 5에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 양호했다.
또한, 실시예 19에서 얻어진 섬유의 Tm1은 345℃, ΔHm1은 7.8J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 6.3℃, 스컴 발생량은 0.0012g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 약간의 실의 끊어짐의 우려는 있지만 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 1 대비 제직성이 약간 저하한 요인으로서 열처리를 행하지 않았기 때문에, 공정 중에서의 찰과에 의해 섬유의 피브릴이 발생하기 쉽고, 이것에 기인해서 제직시의 실의 끊어짐으로 연결된 것이라 추측된다.
(실시예 20)
방사 시에 참고예 2의 액정 폴리에스테르 폴리머를 사용한 것 이외는 실시예 19와 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 5에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 양호했다. 또한, 방사로 얻어진 고상 중합 전의 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 8.8cN/dtex, 신도는 2.0%, 탄성률은 532cN/dtex이고, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어, 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인했다.
또한, 실시예 20에서 얻어진 섬유의 Tm1은 320℃, ΔHm1은 11J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 7.5℃, 스컴 발생량은 0.0012g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 약간의 실의 끊어짐의 우려는 있지만 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적어, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 1 대비 제직성이 약간 저하한 요인으로서 열처리를 행하지 않았기 때문에, 공정 중에서의 찰과에 의해 섬유의 피브릴이 발생하기 쉽고, 이것에 기인해서 제직시의 실의 끊어짐으로 연결된 것이라 추측된다.
Figure 112013080015361-pct00013
(실시예 21∼23)
피니싱 유제의 부여시에 오일링 롤러의 회전수를 변경하고, 피니싱 유제의 유분 부착률을 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 6에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 제직성도 우량 또는 양호했다. 또한, 피니싱 유제의 유분 부착률의 증가에 따라서, 섬유의 유사 접착에 기인한 실의 끊어짐의 빈도가 증가하고, 제직성이 저하하는 경향이 확인되었다.
또한, 실시예 21에서 얻어진 섬유의 Tm1은 338℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 24℃, 스컴 발생량은 0.0007g이었다. 실시예 22에서 얻어진 섬유의 Tm1은 335℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 27℃, 스컴 발생량은 0.0007g이었다. 실시예 23에서 얻어진 섬유의 Tm1은 337℃, ΔHm1은 0.5J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 23℃, 스컴 발생량은 0.0009g 이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되고, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적고, 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
(실시예 24)
참고예 1의 액정 폴리에스테르 및 Victrex Manufacturing Limited. 제작의 폴리에테르에테르케톤 수지 PEEK 90G(융점 344℃. 이하, PEEK)를 사용했다. 펠릿상으로 액정 폴리에스테르 및 PEEK를 중량비 90/10의 비율로 혼합한 후, 익스트루더로 용융·혼련한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 방사, 되감기, 고상 중합, 세정, 고온 열처리를 행하여 액정 폴리에스테르로 이루어지는 블랜드 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 섬유 대비 약간의 강도, 탄성률의 저하가 보여졌지만, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 양호했다.
또한, 실시예 24에서 얻어진 섬유의 Tm1은 344℃, ΔHm1은 4.4J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 15.47℃, 스컴 발생량은 0.0012g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 약간의 실의 끊어짐의 우려는 있지만 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적어 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 1 대비, 제직성이 약간 저하한 요인으로서는 이종 폴리머의 블렌드 섬유이기 때문에 공정 중에서의 찰과에 의해 폴리머 계면에서의 박리에 의한 섬유의 피브릴이 발생하기 쉽고, 이것에 기인해서 제직시의 실의 끊어짐 횟수의 증가로 연결된 것이라 추측된다.
또한, 방사로 얻어진 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 5.6cN/dtex, 신도는 1.2%, 탄성률은 432cN/dtex이고, 고상 중합 후의 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 22.1cN/dtex, 신도는 2.3%, 탄성률은 985cN/dtex이며, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어, 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인했다.
(실시예 25)
코어 성분으로서 참고예 1의 액정 폴리에스테르, 시스 폴리머(sheath polymer)로서 PEEK를 사용하고, 코어 시스 복합 섬유용의 구금에 각각의 익스트루더로 용융한 액정 폴리에스테르와 PEEK를 공급한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 방사, 되감기, 고상 중합, 세정, 고온 열처리를 행하고, 코어와 시스의 중량비가 70/30인 액정 폴리에스테르로 이루어지는 복합 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 섬유 대비 약간의 강도, 탄성률의 저하가 보여졌지만, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있어, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 또한, 제직성도 양호했다.
또한, 실시예 25에서 얻어진 섬유의 Tm1은 344℃, ΔHm1은 13J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 16℃, 스컴 발생량은 0.0010g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 약간의 실의 끊어짐의 우려는 있지만 장력 변동이 작고, 스컴 발생이 억제되어, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 적어 양호한 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 1 대비 제직성이 약간 저하한 요인으로서는 이종 폴리머와의 코어 시어 복합 섬유이기 때문에 공정 중에서의 찰과에 의해 폴리머 계면에서의 박리에 의한 섬유의 피브릴이 발생하기 쉽고, 이것에 기인해서 제직시의 실의 끊어짐 횟수의 증가로 연결된 것이라 추측된다.
또한, 방사로 얻어진 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 4.9cN/dtex, 신도는 1.0%, 탄성률은 343cN/dtex이고, 고상 중합 후의 섬유의 섬도는 6.0dtex, 강도는 16.7cN/dtex, 신도는 1.7%, 탄성률은 758cN/dtex이며, 고상 중합 전의 섬유와 비교해서 강도, 신도, 탄성률이 향상하고 있어 고상 중합이 진행되고 있는 것을 확인했다.
Figure 112013080015361-pct00014
(참고예 3)
고상 중합 공정 후에 세정을 행하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 7에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 높고, 주행 장력 변동폭(R)이 높기 때문에, 공정 통과성은 양호하지만, 제직성, 직물 품위는 뒤떨어지는 것이었다. 또한, 참고예 3에서 얻어진 섬유의 스컴 발생량은 0.0636g이었다.
이상의 결과로부터, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 빈발하는 것이 예상된다. 단, 세정을 행하지 않더라도 섬유 표면에 분체인 염과 입자가 코팅되어 있음으로써 분체 이형의 작용에 의해 주행 저항은 저하하고, 섬유의 찰과에 의한 피브릴화를 막을 수 있기 때문에 주행 안정성이 양호한 것을 참고예 3으로부터 알 수 있고, 또한 물에 의해 용이하게 양자 모두 세정 제거할 수 있기 때문에, 제품으로 할 때에 수세하는 것으로 섬유 표면의 부착물이 실질적으로 없는 상태를 만들어 내고, 약액이나 수지와의 접착성을 높일 수 있기 때문에 가공성이 우수한 것도 시사된다.
(비교예 1)
고상 중합용 유제로서 무기 입자(A)만을 사용하고, 인산계 화합물(B)을 사용하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 고상 중합을 행한 바 섬유끼리가 융착하고, 해서 시에 피브릴이 다발하여 실이 끊어졌기 때문에, 세정 공정 이후를 실시할 수 없었다.
(비교예 2)
고상 중합용 유제로서 인산계 화합물(B)의 대신에 폴리에틸렌글리콜라우릴레이트 주성분의 방사 유제를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 7에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 높고, 주행 장력 변동폭(R)이 높기 때문에, 급사구로의 스컴 퇴적량이 많고, 제품으로의 스컴 혼입이 다발하여 직물 품위 불량했다. 또한, 실의 끊어짐도 빈발했지만, 이것은 스컴 퇴적에 의한 장력 변동 증대에 의한 실의 끊어짐 이외에, 고상 중합시의 융착에서 기인한 섬유의 피브릴화에 의한 것이라 추측된다.
또한, 비교예 2에서 얻어진 섬유의 Tm1은 332℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 25℃, 스컴 발생량은 0.0110g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 스컴이 다량 발생하고, 주행 장력 변동이 증대하고, 실의 끊어짐이 발생할 뿐만 아니라, 인쇄용 스크린사, 필터용 등의 메쉬 직물로 한 때는 결점이 빈발하는 것이 예상된다.
(비교예 3)
고상 중합용 유제로서 무기 입자(A)를 사용하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유에는 피브릴 발생이 확인되지 않고, 이것은 고상 중합 유제로서 무기 입자(A)를 사용하지 않았기 때문에 섬유 간의 융착이 발생했기 때문이라 추측된다. 또한, 얻어진 섬유의 물성은 표 7에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 높고, 주행 장력 변동폭(R)이 높기 때문에, 급사구로의 스컴 퇴적량이 많고, 스컴 및 피브릴에서 기인한다고 보여지는 실의 끊어짐이 다발했기 때문에 제직을 중지했다.
또한, 비교예 3에서 얻어진 섬유의 Tm1은 335℃, ΔHm1은 0.6J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 24℃, 스컴 발생량은 0.0113g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 스컴이 다량 발생하고, 스컴이나 피브릴에서 기인한 실의 끊어짐이 다발하기 때문에, 제직 불가인 것이 예상된다.
(비교예 4)
고상 중합용 유제로서 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B) 대신에 폴리디메틸실록산(이하, PDMS)을 주성분으로 하는 유제를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 7에 나타내는 바와 같이, 잔존하는 고상 중합 유제는 계산상 적지만 주행 장력 변동이 크고, 제직 중에 급사구에 미량의 스컴 퇴적이 보여져, 이것에 기인한다고 보여지는 주행 장력 증대 및 제품으로의 스컴 혼입이 발생했다. 또한, 장력 변동에 의한다고 생각되는 실의 끊어짐이 다발했다. 또한, 액정 폴리에스테르 섬유의 표면의 주사형 전자 현미경의 결과로부터도 PDMS의 겔화물이라고 보여지는 요철이 보이고, 제직 평가시의 급사구에 부착된 스컴 성분의 IR측정의 결과로부터도 PDMS에서 유래하는 겔화물이 섬유 상에 부착되어 있기 때문이라고 밝혀졌다. 즉, 고상 중합 시에 PDMS가 겔화하고, 이것이 세정 공정 후도 섬유 상에 잔존하여 장력 변동의 원인이 되고 있는 것이 추측된다.
또한, 비교예 4에서 얻어진 섬유의 Tm1은 336℃, ΔHm1은 0.7J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 27℃, 스컴 발생량은 0.0025g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서는 장력 변동의 증대가 조장되고, 정경 시의 장력 변동에 의한 실의 끊어짐이나 제직시의 텐션 불균일이나 실의 끊어짐의 발생에 의한 제직성 불량 이외에, 제품으로의 스컴 혼입이 예상된다.
(비교예 5)
피니싱 유제의 부여시에 오일링 롤러의 회전수를 변경하고, 피니싱 유제의 유분 부착률을 변경하고, 섬유의 유분 부착률을 3.2wt%로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다.
얻어진 섬유의 물성은 표 7에 나타내는 바와 같이, 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률이 매우 낮고, 또한 주행 장력 변동폭(R)이 작기 때문에, 스컴 발생 및 장력 변동이 억제되고 있고, 공정 통과성 및 직물 품위는 우량했다. 그러나, 섬유끼리의 유사 접착에서 기인한 실의 끊어짐에 의한 기기 정지가 빈발했기 때문에 제직 중지가 됐다.
또한, 비교예 5에서 얻어진 섬유의 Tm1은 333℃, ΔHm1은 0.8J/g, Tm1에 있어서의 피크 반치폭은 29℃, 스컴 발생량은 0.0012g이었다.
이상의 결과로부터, 실제의 정경, 제직 공정에 있어서도 스컴의 억제 효과는 현저하지만, 유분 부착률이 높기 때문에, 섬유끼리가 유사 접착하는 것으로 실의 끊어짐이 다발하기 때문에, 제직 불가인 것이 예상된다.
Figure 112013080015361-pct00015
이하의 실시예에 있어서는 특히 멀티 필라멘트 용도에 있어서의 후 가공을 상정하고, 고상 중합 후의 액정 폴리에스테르 섬유의 특성 평가로서 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성을 평가했다.
(실시예 26)
참고예 1의 액정 폴리에스테르를 사용하고, 160℃, 12시간의 진공 건조를 행한 후, Technovel Corporation 제작의 φ15mm 2축 익스트루더로 용융 압출하고, 기어 펌프로 계량하면서 방사 팩에 폴리머를 공급했다. 방사 팩에서는 금속 부직포 필터를 이용하여 폴리머를 여과하고, 표 8에 기재된 조건으로 폴리머를 토출했다. 또한, 구금 홀의 바로 위에 위치하는 도입 홀은 스트레이트 홀로 하고, 도입 홀과 구금 홀의 접속 부분은 테이퍼로 한 것을 사용했다. 토출한 폴리머는 40mm의 보온 영역을 통과시킨 후, 25℃, 공기류의 환상 냉각풍에 의해 사조의 외측으로부터 냉각하고 고화시키고, 그 후에 지방산 에스테르 화합물을 주성분으로 하는 방사 유제를 부여하고, 전체 필라멘트를 표 8에 기재된 방사 속도로 제 1 고데트 롤러에 인취했다. 이것을 같은 속도인 제 2 고데트 롤러를 개재한 후, 댄서 암을 개재해 펀 와인더(KAMITSU SEISAKUSHO LTD. 제작의 EFT형 테이크업 와인더, 권취 패키지에 접촉하는 콘택트 롤 없음)로 펀의 형상으로 권취했다. 권취 중, 실의 끊어짐은 발생하지 않고 제사성은 양호했다. 얻어진 방사 섬유 물성을 표 8에 나타낸다.
Figure 112013080015361-pct00016
이 방사섬유 패키지로부터 KAMITSU SEISAKUSHO LTD. 제작 SSP-MV형 리와인더(접촉 길이((최내층의 권취 스트로크)) 200mm, 와인드수 8.7, 테이퍼 각 45°)를 이용하여 되감기를 행했다. 방사 섬유의 해서는 종방향(섬유 둘레 방향에 대하여 수직 방향)으로 행하고, 주속 롤러는 사용하지 않고, 오일링 롤러(피어 스킨 처리된 스테인레스 롤)을 이용하여 인산계 화합물(B)로서 상기 화학식(4)으로 나타내어지는 인산계 화합물(B1)을 6.0중량% 함유하는 수용액에 무기 입자(A)로서 표 9에 갈석 1로서 나타내는 탈크, SG-2000(NIPPON TALC CO., LTD. 제작)을 1.0중량% 분산시킨 고상 중합용 유제의 급유를 행했다. 되감기의 코어 재료에는 스테인레스제의 홀이 있는 보빈에 케블라 펠트(중량 280g/m2, 두께 1.5mm)를 권취한 것을 사용하고, 면압은 100gf(98.0665cN)으로 했다. 되감기 후의 섬유로의 고상 중합 유제의 유분 부착률 및 되감기 조건을 표 9에 나타낸다.
이어서, 되감기한 패키지로부터 스테인레스의 홀이 있는 보빈을 탈착하고, 케블라 펠트에 섬유를 권취한 패키지의 상태로서 고상 중합을 행했다. 고상 중합은 밀폐형 오븐을 사용하고, 실온부터 240℃까지는 약 30min으로 승온하고, 240℃에서 3시간 유지한 후, 4℃/hr로 표 9에 나타내는 최고 도달 온도까지 승온하고, 표 9에 나타내는 유지 시간의 사이 유지하고, 고상 중합을 행했다. 또한, 분위기는 제습 질소를 유량 20NL/min으로 공급하고, 고 내부가 가압이 되지 않도록 배기구로부터 배기시켰다.
고상 중합 후의 패키지를 프리롤 크릴(축 및 베어링을 갖고, 외층부는 자유롭게 회전할 수 있다. 브레이크 및 구동원은 없음)에 부착하고, 여기에서 실을 종방향(섬유 둘레 방향)으로 인출하고, 400m/min으로 회전하는 세퍼레이트 롤러 부착 제 1 롤러에 6번 감은 후, EFT형 보빈 트래버스 와인더(KAMITSU SEISAKUSHO LTD. 제작)로 권취했다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 9에 나타낸다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 9에 나타내지만, 융착 억제 효과, 주행안정성, 후 가공성 모두 뛰어난 것을 확인했다.
Figure 112013080015361-pct00017
(실시예 27, 28)
여기에서는 고상 중합용 유제의 부착률의 영향을 평가했다.
실시예 26과 같은 방법으로 용융 방사를 행하여 방사 섬유를 얻고, 되감기 시의 오일링 롤러의 회전수를 변경하고, 고상 중합 유제의 부착률을 표 9와 같이 변경한 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 되감고, 고상 중합을 행하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 9에 나타낸다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 9에 나타낸다. 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성 모두 뛰어나지만, 실시예 27에서는 부착량이 적기 때문에 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후 가공성이 약간 열악하고, 실시예 28에서는 부착량이 많기 때문에, 후가공성이 약간 열악한 것이 확인된다.
(실시예 29, 30)
여기에서 무기 입자(A)의 영향을 평가했다.
무기 입자(A)로서 실리카인 Sylisia 310P(FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD. 제품)을 사용한 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다(실시예 29). 또한, 무기 입자(A)로서 표 9에 갈석 2로서 나타내는 탈크, "MICRO ACE" (등록상표) P-2(NIPPON TALC CO., LTD. 제작)를 사용한 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 9에 나타낸다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 9에 나타낸다. 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성 모두 우수하지만, 메디안 지름이 커짐에 따라서, 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성이 약간 악화하는 것이 확인된다.
(실시예 31)
여기에서는 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)의 중량비의 영향을 평가했다.
고상 중합 유제 중의 무기 입자(A)의 분산량을 변경하고, 섬유로의 무기 입자의 부착률(a)을 표 9와 같이 변경한 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 9에 나타낸다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 9에 나타낸다. 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성 모두 뛰어나지만, (b/a)가 작은 경우에는 후가공성이 약간 악화하는 것이 확인된다.
(실시예 32, 33)
여기에서는 인산계 화합물(B)의 영향을 평가했다.
인산계 화합물(B)로서, 상기 화학식(5)으로 나타내어지는 인산계 화합물(B2), 상기 화학식(6)으로 나타내어지는 인산계 화합물(B3)로 변경한 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 9에 나타낸다. 분자량 외의 수치로부터 알 수 있는 바와 같이 B2에서는 고상 중합이 약간 진행되어 있지 않고, B3에서는 진행되어 있는 경향이다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 9에 나타낸다. 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성 모두 뛰어나지만, B2에서는 산소 함유 탄화수소기가 많기 때문인지 후가공성이 약간 열악하고, B3에서는 칼륨이 많기 때문에 고상 중합이 진행되어 융착 억제 효과, 주행 안정성이 약간 뒤떨어지는 것이 확인된다.
(비교예 6∼9)
여기에서는 무기 입자(A) 및 인산계 화합물(B) 병용의 효과를 평가했다.
비교예 6에서는 고상 중합용 유제로서 무기 입자(A)만을 사용하고, 인산계 화합물(B)을 사용하지 않은 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 고상 중합을 행한 바, 섬유끼리가 융착하고, 해서 시에 피브릴이 다발하기 때문에, 고상 중합 후의 섬유가 얻어지지 않았다. 이로부터 무기 입자만으로는 융착 억제 효과가 불충분한 것이 확인된다.
비교예 7에서는 고상 중합용 유제로서 인산계 화합물(B) 대신에 PDMS의 수분산액을 사용하고, 비교예 8에서는 무기 입자를 사용하지 않고, 인산계 화합물만 사용하고, 비교예 9에서는 PDMS의 분산액만을 사용하고, 각각 오일링 롤러의 회전수를 조정하여 고상 중합 유제의 부착량을 표 10과 같이 변경한 것 이외는 실시예 26과 동일하게 하여 액정 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 10에 나타낸다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 10에 나타낸다. 비교예 7에서는 무기 입자와 PDMS의 병용에 의해 뛰어난 융착 억제 효과가 발현되고 있지만, 섬유 표면의 부착물이 많고, 후가공성이 열악한 것이 확인된다. 또한, 비교예 8에서는 인산계 화합물만이기 때문에 융착 억제 효과, 주행 안정성이 열악한 것이 확인된다. 비교예 9에서는 PDMS만의 사용에서는 주행 안정성, 후가공성이 열악한 것이 확인된다.
(실시예 34∼38)
여기에서는 방사 섬유의 영향에 대해서 평가했다.
액정 폴리에스테르 폴리머, 방사 온도 외의 방사 조건을 표 8에 도시하는 바와 같이 변화시킨 것 이외는 실시예 26과 동일한 방법으로 용융 방사를 행하여 방사 섬유를 얻었다. 또한, 실시예 38에 있어서는 4홀의 구금으로부터 토출한 사조 중 1개만을 권취하고, 나머지는 석션 건으로 흡인 제외했다. 얻어진 섬유 물성도 표 8에 함께 나타낸다. 참고예 2의 폴리머를 사용한 실시예 34 및 단사 섬도 4.4dtex에서의 방사를 행한 실시예 36에서는 방사 중에 실의 끊어짐이 생겼다.
얻어진 방사 섬유를 사용하고, 되감기 조건, 고상 중합 조건을 표 10에 도시하는 바와 같이 변화시킨 것 이외는 실시예 26과 동일한 방법으로 되감아 고상 중합을 행했다. 또한, 실시예 37에서는 방사 섬유 3개를 합사해서 되감았다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 10에 나타낸다.
얻어진 섬유의 특성 평가 결과도 표 10에 나타낸다. 방사 섬유의 차에 의해 차이가 있지만, 융착 억제 효과, 주행 안정성, 후가공성 모두 우수한 것이 확인된다.
Figure 112013080015361-pct00018
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유 및 그 제조 방법은 특히, 하이 메쉬 직물인 필터, 스크린사 용도에 바람직하다.

Claims (16)

  1. 주행 장력 변동폭(R)이 5cN 이하이고 또한 잔존 고상 중합 유제의 유분 부착률 및 피니싱 유제의 유분 부착률의 합인 유분 부착률이 3.0wt% 이하인 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스컴 발생량이 0.01g 이하인 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
  3. 제 1 항에 있어서,
    강도가 12.0cN/dtex 이상인 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
  4. 제 1 항에 있어서,
    시차 열량 측정에 있어서, 50℃부터 20℃/min의 승온 조건으로 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크(Tm1)에 있어서의 피크 반치폭이 15℃ 이상인 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
  5. 제 1 항에 있어서,
    모노필라멘트인 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
  6. 제 1 항에 있어서,
    단일의 폴리머 성분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
  7. 제 1 항에 있어서,
    액정 폴리에스테르가 하기 구조 단위(I), (II), (III), (IV), (V)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유.
    Figure 112014019311835-pct00019
  8. 액정 폴리에스테르를 용융 방사해서 얻은 사조에 무기 입자(A)와 인산계 화합물(B)을 도포한 후에 고상 중합하고, 하기 식(1)~(2)로 산출되는 값을 나타내는 액정 폴리에스테르 섬유로의 무기 입자(A)의 부착률(a) 및 인산계 화합물(B)의 부착률(b)이 하기 조건 1~3을 충족하는 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법.
    (1) 무기 입자(A)의 부착률(a) = (a+b) × Ca ÷ (Ca+Cb)
    (2) 인산계 화합물(B)의 부착률(b) = (a+b) × Cb ÷ (Ca+Cb)
    조건 1 30 ≥ a+b ≥ 2.0
    조건 2 a ≥ 0.05
    조건 3 b/a ≥ 1
    [Ca는 고상 중합 유제 중의 무기 입자(A)의 농도(wt%), Cb는 고상 중합 유제 중의 인산계 화합물(B)의 농도(wt%)를 나타낸다]
  9. 제 8 항에 있어서,
    고상 중합 후의 액정 폴리에스테르 섬유를 세정하는 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    세정 후의 액정 폴리에스테르 섬유의 흡열 피크 온도(Tm1) + 10℃ 이상의 온도에서 고온 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    무기 입자(A)가 실리카, 규산염으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    인산계 화합물(B)이 하기 화학식(1)∼(3)으로 나타내어지는 화합물 중 어느 하나 또는 조합으로 이루어지고, 또한 하기 조건 1∼4을 충족하는 것을 특징으로 하는 액정 폴리에스테르 섬유의 제조 방법.
    Figure 112014019311835-pct00020

    조건 1: R1, R2는 탄화수소기를 나타낸다.
    조건 2: M1은 알칼리 금속을 나타낸다.
    조건 3: M2는 알칼리 금속, 수소 원자, 탄화수소기, 산소 함유 탄화수소기로부터 선택되는 기를 나타낸다.
    조건 4: n은 1이상의 정수를 나타낸다.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 메쉬 직물.
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  15. 삭제
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