KR101772586B1 - A polypropylene fiber with high tenacity and low shrinkage and its manufacturing process - Google Patents

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Abstract

용융 지수가 5 내지 12인 폴리프로필렌 수지를 용융방사하고, 냉각 고화시켜서 미연신사를 형성하는 단계; 및 상기 미연신사를 다단 연신 롤러를 이용하여 연신-열고정-이완-권취-스트레칭 공정을 거치게 하는 단계를 포함하는 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유의 제조방법 및 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유가 제시된다.Melt-spinning a polypropylene resin having a melt index of 5 to 12 and cooling and solidifying to form an undrawn yarn; And a step of subjecting the undrawn yarn to a stretching-heat fixing-relaxation-winding-stretching process using a multi-stage stretching roller, and a high-strength, low-shrinking polypropylene fiber is proposed .

Description

고강도 저수축 폴리프로필렌 섬유 및 제조방법{A polypropylene fiber with high tenacity and low shrinkage and its manufacturing process}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high-strength low-shrinkage polypropylene fiber and a manufacturing method thereof,

본 발명은 기존의 산업용 폴리프로필렌 원사보다 높은 고강도를 유지하면서 낮은 열수축 특성을 가지는 폴리프로필렌 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발명의 목적을 달성할 수 있는 적정 수준의 수지를 선정한 후, 고강도 특성을 유지하면서도 한층 낮은 수준의 열수축 특성을 가지는 산업용 폴리프로필렌 원사를 생산할 수 있도록 방사 조건 및 권취 조건을 적정화 하여 제조된 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a polypropylene fiber having a high heat shrinkage property while maintaining a high strength higher than that of conventional industrial polypropylene yarns and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polypropylene fiber Low shrinkage polypropylene fibers manufactured by optimizing spinning conditions and winding conditions so as to produce industrial polypropylene yarns having a low heat shrinkage characteristic while maintaining high strength properties, and a method for producing the same.

일반적으로, 폴리프로필렌 섬유는 강도, 내화학성, 경량성 등의 물리 화학적 특성이 우수하기 때문에 산업용 섬유로서 널리 사용되고 있지만, 후가공 코팅공정에서 요구되는 보다 낮은 열수축률을 가지는 원사에 대한 수요가 계속 증가하고 있는 실정이다. 현재 시장에서 사용되고 있는 폴리프로필렌 섬유는 로프나 토목용에 적합하게 설계되어 있어 낮은 열수축 특성을 필요로 하는 직물 코팅용으로 전개하기에는 적합하지 않고 사용시 최종 코팅제품의 표면에 높은 열수축 특성인한 주름발생의 품질문제가 발생한다. In general, polypropylene fibers are widely used as industrial fibers because of their excellent physical and chemical properties such as strength, chemical resistance and light weight, but there is a continuing increase in the demand for yarns having a lower heat shrinkage ratio required in the post- In fact. The polypropylene fibers used in the present market are not suitable for development for textile coatings that are required to have low heat shrinkage characteristics because they are designed to be suitable for ropes and civil engineering purposes. The quality of wrinkles caused by high heat shrinkage on the surface of final coating product A problem arises.

고강도 저수축 원사를 생산할 수 있는 방법은 여러 가지 방향에서 생각할 수 있으며, 크게 수지 차원에서는 수지 자체를 개질하거나 첨가제를 사용하는 방향과 방사 장치 또는 설비를 개조, 변경하는 방법을 생각할 수 있지만 상업적인 측면에서는 추가 투자비가 발생하여 기술 달성시 상대적으로 획득할 수 있는 경제적인 이익이 줄어들게 된다. 이에 본 발명에서는 단지 수지의 용융지수를 적정화 및 생산 조건(방사 및 귄취조건)을 적정화하여 우수한 공정성을 유지하면서 기존 산업용 원사보다 우수한 고강도 저수축 특성을 발현하고자 한다. The method of producing high strength low shrinkage yarn can be considered in various directions. In the resin level, it is possible to consider a method of modifying the resin itself or modifying the direction of using the additive and changing the radiating device or equipment. Additional investment costs are incurred, which reduces the economic benefits that can be gained in achieving the technology. Therefore, in the present invention, it is desired to optimize the melt index of the resin and to optimize the production conditions (spinning and winding conditions) to exhibit high strength and low shrinkage characteristics superior to conventional industrial yarns while maintaining excellent processability.

기존에 공개되어 있는 기술로는 다음과 같은 것들이 있다Some of the technologies that have already been released include:

한국특허 2009-0060098에 겔방사 공법을 이용한 1 GPa 이상의 고강도 폴리프로필렌 제조방법이 제시되어 있으나 습식방사에 따른 용매회수 문제 및 2단계 제조방법이라 저생산성의 문제점이 있다. Korean Patent Publication No. 2009-0060098 discloses a method for producing a high strength polypropylene of 1 GPa or more using a gel spinning method. However, there is a problem of low productivity due to a solvent recovery problem due to wet spinning and a two-step manufacturing method.

한국특허 2003-0097877에서는 핵형성제 화합물을 이용하여 저수축의 폴리프로필렌섬유를 제조하는 방법이 소개되어 있으나 첨가제투입의 별도설비가 필요하며 연신배율이 3.5배라서 강도가 4g/d 수준에 머무른다. 한국특허 2013-0001770에서는 디에테르 촉매 및 유기계열 강성핵제를 사용하여 7.5g/d 이상의 고강도 폴리프로필렌 섬유를 제조하는 방법이 소개되어 있으나 제조된 섬유의 열수축률이 10% 이상으로 직물 코팅용으로는 적합하지 않다. 한국특허 2000-0041155에서는 강도 7.0g/d, U% 2.0 수준의 고강도 폴리프로필렌 섬유를 제조하지만 냉연신 및 릴랙스 없이 제조하여 고강도를 발현하기 때문에 고온 열처리가 필요한 코팅공정에서는 배향된 폴리머 분자쇄의 이완현상에 의한 최종제품의 강도저하 및 수축 불균일 문제가 수반된다. Korean Patent Publication No. 2003-0097877 discloses a method of producing a low shrinkage polypropylene fiber by using a nucleating agent compound. However, a separate facility for adding additives is required, and the stretching magnification is 3.5 times so that the strength stays at 4 g / d. Korean Patent No. 2013-0001770 discloses a method of producing a high strength polypropylene fiber of 7.5 g / d or more by using a diether catalyst and an organic stiff nucleating agent. However, the heat shrinkage of the fabric is 10% or more, Inappropriate. In Korean Patent No. 2000-0041155, high-strength polypropylene fibers having a strength of 7.0 g / d and U 2.0% are produced. However, since they are produced without cold rolling and relaxation, they exhibit high strength. Therefore, in a coating process requiring high temperature heat treatment, The strength of the final product due to the development is lowered and the problem of shrinkage non-uniformity is accompanied.

본 발명의 목적은 위에서 언급한 선행 기술의 문제점 및 단점들을 해결하기 위하여 설비변경이나 수지 개질 또는 첨가제 사용 없이 적정 수지를 선정하여 이후, 방사 조건 및 권취 조건을 적정화함으로써 작업성이 우수하고 기존의 산업용 폴리프로필렌 섬유보다 우수한 저수축의 특성을 가지면서 고강도를 발현하는 폴리프로필렌 섬유를 고속 권취하여 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the problems and disadvantages of the prior art mentioned above by selecting appropriate resins without using equipment modification, resin modification or additives, and then optimizing spinning conditions and winding conditions, It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a high-strength polypropylene fiber by winding it at a high speed while having low shrinkage characteristics superior to polypropylene fibers.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, To solve these problems, according to one aspect of the present invention,

용융 지수가 5 내지 12인 폴리프로필렌 수지를 용융방사하고, 냉각 고화시켜서 미연신사를 형성하는 단계; 및Melt-spinning a polypropylene resin having a melt index of 5 to 12 and cooling and solidifying to form an undrawn yarn; And

상기 미연신사를 다단 연신 롤러를 이용하여 연신-열고정-이완-권취-스트레칭 공정을 거치게 하는 단계를 포함하는 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유의 제조방법이 제공된다. There is provided a process for producing a high strength, low shrinkage polypropylene fiber comprising a step of subjecting the undrawn yarn to a stretching-heat fixing-relaxation-winding-stretching process using a multi-stage stretching roller.

상기 미연신사를 형성하는 단계에서 폴리프로필렌 수지를 용융방사하는 압출기의 실린더 온도는 170 내지 200℃으로 조절될 수 있다. The cylinder temperature of the extruder for melt-spinning the polypropylene resin in the step of forming the non-drawn filament may be adjusted to 170 to 200 캜.

상기 연신 공정이 연신비 5.5 내지 6.0로 실시되고, 상기 이완 공정이 이완률 8% 내지 12% 및 이완영역 온도 150 내지 160℃로 실시되며, 상기 권취 공정이 권취속도 2,500 m/min 이상으로 실시될 수 있다.Wherein the stretching step is carried out at a stretching ratio of 5.5 to 6.0 and the relaxation step is carried out at a relaxation rate of 8 to 12% and a relaxation zone temperature of 150 to 160 DEG C and the winding step is carried out at a winding speed of 2,500 m / min or more have.

본 발명의 다른 측면에 따르면, According to another aspect of the present invention,

전술한 방법으로 제조되는 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유가 제공된다.A high strength, low shrinkage polypropylene fiber produced by the process described above is provided.

상기 폴리프로필렌 섬유가 7.0g/d 이상의 강도 및 5% 이하의 수축률을 가질 수 있다.The polypropylene fiber may have an intensity of 7.0 g / d or more and a shrinkage of 5% or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 고강도 산업용 폴리프로필렌보다 높은 수준의 강도와 낮은 수준의 수축율을 가지는 폴리프로필렌 섬유를 고속 권취하여 제조하는 방법을 제공할 수 있으며, 보다 상세하게는 물성발현 및 양호한 공정성을 나타내기에 적합한 폴리프로필렌 수지의 용융지수(Melt index)를 결정함과 동시에 방사조건 및 권취조건을 적정화하여 기존 산업용 폴리프로필렌 섬유보다 높은 수준의 강도를 가지면서 낮은 수축율을 나타내는 원사를 고속생산할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for producing polypropylene fibers having a higher level of strength and a lower level of shrinkage than conventional high strength industrial polypropylene by high speed winding, and more specifically, It is possible to determine the melt index of the polypropylene resin suitable for exhibiting good processability and at the same time to optimize the spinning conditions and the winding conditions to produce a yarn exhibiting a higher shrinkage ratio and a higher strength than that of conventional industrial polypropylene fibers .

이렇게 제조된 폴리프로필렌 섬유는 특히 경량성 및 재활용이 요구되는 타포린, 트럭용 커버지, 광고판, 레저용품 등 광범위한 산업용 섬유분야의 소재로 효과적으로 활용될 수 있다.The polypropylene fiber thus produced can be effectively utilized as a material for a wide range of industrial textile fields such as tarpaulins, truck cover sheets, billboards, and leisure goods, which are required to be lightweight and recyclable.

도 1은 본 발명의 제조 방법에 사용되는 폴리프로필렌 섬유 제조 장치의 개략도이다.Fig. 1 is a schematic view of a polypropylene fiber production apparatus used in the production method of the present invention.

이하, 본 발명의 폴리프로필렌 섬유 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다 Hereinafter, the method for producing a polypropylene fiber of the present invention will be described in detail. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately Should be construed in accordance with the principles of the present invention,

본 발명은 설비 변경이나 중합물 개질 또는 첨가제 없이 작업성이 우수한 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유를 고속 권취하여 제조함에 있어서, 고강도 저수축 특성을 발현할 수 있는 적정수준의 수지 용융지수를 선정하여 폴리프로필렌 칩을 용융 방사하고, 냉각 고화된 폴리프로필렌 미연신사 필라멘트사를, 고데트 롤러 이전에, 통상적인 방사유제 부여 장치를 이용하여 방사 유제를 부여(Kiss Roller 또는 Jet Oiler) 한 다음 다단 고데트 롤러를 거치면서 연신 및 열고정, 이완 공정을 거친 후 권취 처리하는 공정으로 이루어져 있다. The present invention relates to a process for producing a high-strength, low-shrinkage polypropylene fiber excellent in workability without modification of equipment or modification of a polymer, or an additive, wherein a resin melt index at an appropriate level capable of exhibiting high- The chip is melt-spun and the cooled and solidified polypropylene undrawn yarn filament yarn is subjected to a radial emulsion (Kiss Roller or Jet Oiler) using a conventional radial emulsion applying device before a high-defect roller, and then a multi- Followed by stretching, heat fixing, relaxation, and winding.

본 발명은 물성발현 및 양호한 공정성을 나타내기에 적합한 폴리프로필렌 수지의 용융지수(Melt index)를 결정함과 동시에 방사조건 및 권취조건을 적정화하여 기존 산업용 폴리프로필렌 섬유보다 높은 수준의 강도를 가지면서 낮은 수축률을 나타내는 원사를 고속생산하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a polypropylene resin which is suitable for exhibiting physical properties and good processability and which has a melt index which is higher than that of a conventional industrial polypropylene fiber and has a low shrinkage ratio Is produced at a high speed.

본 발명은 용융지수가 5 내지 12 의 폴리프로필렌 칩을 용융시켜 압출기 실린더 온도를 170 내지 200℃ 로 용융방사한 후 유제부여 -다단 연신 -열고정 및 이완공정을 거치는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that a polypropylene chip having a melt index of 5 to 12 is melted and melt-spinned at an extruder cylinder temperature of 170 to 200 占 폚, followed by emulsion application, multi-stage stretching, heat fixing and relaxation.

또한, 본 발명에서는 기존의 산업용 폴리프로필렌 원사의 7.0 g/d 이상의 고강도와 5% 이하의 저수축의 특성을 동시에 만족시키는 원사를 제조하기 위하여, 폴리프로필렌 미연신사를 다단 고데트 롤러에서 연신비 5.5 내지 6.0, 이완률 8% 내지 12%, 이완영역 온도를 150 내지 160℃, 권취속도를 2,500 m/min 이상으로 제조되는 것을 특징으로 한다. Further, in the present invention, in order to produce a yarn satisfying both the high strength of not less than 7.0 g / d and the low shrinkage of not more than 5% of the conventional industrial polypropylene yarn, the polypropylene undrawn yarn is stretched in a multi- 6.0, a relaxation rate of 8% to 12%, a relaxation zone temperature of 150 to 160 ° C, and a winding speed of 2,500 m / min or more.

본 발명은 직접 방사 연신 공정으로 작업성이 우수하면서도 고강도 및 저수축 특성을 보이는 폴리프로필렌 섬유를 2,500m/min 이상의 권취 속도로 제조할 수 있는 방법을 달성한다. The present invention achieves a method capable of producing a polypropylene fiber having a high workability and high strength and low shrinkage property at a winding speed of 2,500 m / min or more by a direct radiation drawing process.

이하, 본 발명에 관하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용융지수 5~12 의 수지를 용융시켜 방사 구금을 통해 나오는 폴리프로필렌 용융물은 첫 번째 고데트 롤러 이전에는 냉각된 폴리프로필렌 미연신사 상태이다. According to one embodiment of the present invention, the polypropylene melt which melts the resin having a melt index of 5-12 and exits through the spinneret is in the state of the polypropylene undrawn yarn cooled before the first goat roll.

상기 폴리프로필렌 미연신사는 다단 롤러에서 연신되며, 이후 롤러에서 열고정 과정을 거친 후 고속 회전하는 롤러상에서 이완 공정을 거친 후 권취된다. The polypropylene undrawn yarn is stretched in a multi-stage roller, and after being subjected to a heat fixation process in a roller, the polypropylene undrawn yarn is wound on a roller rotating at high speed after a relaxation process.

여기서, 각각의 용융지수가 5 내지 12인 폴리프로필렌 수지 칩의 특성을 고려하여 적정 방사 온도에서 용융 방사하고, 연신비와 이완률의 변화를 달리하여 기존 산업용 폴리프로필렌 원사보다 우수한 고강도 저수축 특성을 발현하는 우수한 폴리프로필렌 원사를 제조한다. Here, considering the characteristics of the polypropylene resin chips having the respective melt indexes of 5 to 12, melt spinning was carried out at an appropriate spinning temperature, and the high strength and low shrinkage characteristics superior to the conventional industrial polypropylene yarns were exhibited by varying the draw ratio and the relaxation rate To produce superior polypropylene yarns.

본 발명의 방사조건에서 폴리프로필렌 수지 칩의 고유점도는 5 내지 12 가 바람직하며, 용융지수가 5 미만인 경우에는 멜트 프랙쳐(melt fracture)현상이 심하고 방사장력이 높아져 방사 공정성이 불량하며, 용융지수가 12를 초과하는 경우에는 낮은 분자량으로 인해서 강도 발현이 어렵다는 문제점이 있다. Under the spinning conditions of the present invention, the intrinsic viscosity of the polypropylene resin chip is preferably 5 to 12, and when the melt index is less than 5, the melt fracture phenomenon is serious and the radiation tension is high, Is more than 12, there is a problem that the strength is difficult to manifest due to the low molecular weight.

또한, 압출기의 실린더 온도는 170 내지 200℃가 바람직하며, 실린더 온도가 170℃ 미만인 경우, 용융 온도가 낮아 미용물 발생에 따른 용융물 불균질 문제가 초래될 수 있으며, 압출기내에서 과다한 전단응력이 발생하여 기계수명이 단축되는 문제점이 발생하고, 실린더 온도가 200℃ 를 초과하는 경우에는 폴리프로필렌 용융물의 열분해가 가속화되어 목표 수준의 물성 발현이 어렵게 될 수 있다. 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 170 to 200 ° C. If the cylinder temperature is lower than 170 ° C., the melt temperature may be low to cause a problem of inhomogeneity of the melt due to the generation of cosmetic material, and excessive shearing stress may occur in the extruder When the temperature of the cylinder exceeds 200 ° C, the pyrolysis of the polypropylene melt accelerates and the physical properties at the target level may become 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 고데트 롤러에 통과시켜 연신 -열고정 -이완 -권취 공정을 거친다. Under these conditions, the prepared non-drawn yarn is passed through a multi-stage high-precision deterioration roller and subjected to a stretching-heat fixing-relaxation-winding process.

상기 연신비는 5.5 내지 6.0으로 연신하는 것이 바람직하며, 연신비가 5.5 미만일 경우에는 섬유 배향도가 낮아 강도 발현이 어려우며, 6.0 를 초과할 경우에는 과연신의 수준이 되어 수축률이 과도해지고 단사절이 발생하면서 원사 외관이 불량해지고 이러한 상황이 지속되면 완전 사절이 발생하게 될 수 있다. When the stretching ratio is less than 5.5, the fiber orientation is low and the strength development is difficult. When the stretching ratio is more than 6.0, the degree of shrinkage becomes excessive and the shrinkage ratio is excessively increased. If this condition becomes bad and the situation continues, full embezzlement may occur.

또한 이완률은 8 내지 12%가 바람직하며, 8% 미만일 경우에는 수축률이 발현이 어려우며, 12%를 초과할 경우에는 롤러상에서의 사떨림이 심해져서 작업성을 확보할 수가 없을 수 있다. The relaxation rate is preferably from 8 to 12%, and if it is less than 8%, the shrinkage rate is difficult to manifest. If the ratio is more than 12%, the flicker on the roller is worsened and workability can not be ensured.

또한, 이완영역 온도는 150 내지 160℃가 바람직하며, 온도가 150℃ 미만일 경우에는 원사에 전달되는 열량이 충분하지 못하여 이완효율이 떨어져 수축률 달성이 어려우며, 160℃를 초과할 경우에는 열분해에 의한 원사강도 저하 및 롤러상 유제성분의 탄화로 인한 타르 발생이 증가하여 작업성이 저하될 수 있다.
If the temperature is lower than 150 ° C, the heat transfer amount to the yarn is insufficient and the relaxation efficiency is low to achieve a shrinkage rate. If the temperature exceeds 160 ° C, The strength is lowered and tar generation due to carbonization of the roller-phase emulsion component is increased, so that the workability may be lowered.

실시예Example

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

실시예 중의 측정법을 이하에 나타낸다The measuring method in the examples is shown below

1. 용융지수(Melt index) (M.I)1. Melt index (M.I)

수지를 230℃, 2.16kgf 하중조건에서 ASTM D1238법으로 10분간 흐르는 양을 측정한다
The amount of the resin flowing at 230 占 폚 under a load of 2.16 kgf for 10 minutes by the ASTM D1238 method is measured

2. 원사의 강신도 측정방법2. How to measure the strength of yarn

원사를 표준상태인 조건, 즉 온도 25℃ 와 상대습도 65%인 상태의 항온항습실에서 24시간 동안 방치한 후에 ASTM D-885의 방법으로 시료를 인장시험기를 통해 측정한다.
The yarn is allowed to stand for 24 hours under a standard condition, that is, in a temperature and humidity chamber at a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 65%, and then the sample is measured by a tensile tester by the method of ASTM D-885.

3. 건열 수축률 측정방법3. Method to measure dry heat shrinkage rate

원사를 표준상태, 즉 온도 25℃와 상대습도 65%의 항온 항습실에서 24시간 동안 방치한다. 190℃의 오븐에 5분 동안 방치한다. 원사를 표준상태에서 24시간 동안 방치한다. 원사의 줄어든 수축률을 아래 수학식에 따라 측정한다.The yarn is allowed to stand in a standard state, that is, a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 25 DEG C and a relative humidity of 65% for 24 hours. Leave in the oven at 190 캜 for 5 minutes. Allow the yarn to stand for 24 hours under standard conditions. The shrinkage percentage of the yarn is measured according to the following equation.

수학식: 수축률(%) =(L0 ―L1) / L0 ×100
Shrinkage (%) = (L0-L1) / L0 100

상기 수학식에서,In the above equation,

L0은 시료를 표준상태에서 24시간 동안 방치한 후에 초하중(0.01g/d)하에서 측정한 길이이고, L1은 일정시간 열을 가한 후에 초하중(0.01g/d)하에서 줄어든 시료의 길이이다.
L0 is the length of the sample measured under ultra-high load (0.01 g / d) after 24 hours' standing in the standard state, and L1 is the length of the sample reduced under the ultra-high load (0.01 g / d)

실시예Example 1 내지 5 1 to 5

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리프로필렌 섬유의 제조 장치를 이용하여 이하와 같이 폴리프로필렌 섬유를 제조하였다. A polypropylene fiber was produced as follows using an apparatus for producing a polypropylene fiber according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

용융지수가 5 내지 12인 폴리프로필렌 칩을, 압출기(1)에 투입하여, 방사온도는 250℃로 하고, 폴리머 기어펌프를 이용하여 분당 280g의 토출량으로 방사 구금(2)의 홀 구경이 0.5mm이고, 홀 갯수가 192개인 노즐(3)을 통해 용융 폴리머를 압출시키고, 냉각 장치(4)를 이용하여 20 내지 25℃의 급랭공기로 냉각시킨 다음, 방사 튜브(spin tube) 내부를 통과한 후 방사유제 부여 장치(5)를 이용하여 방사유제를 부착하고, 유제가 부착된 미연신사를 400 m/분으로 일단 권취하며, 계속해서 박스(7)안의 고데트 롤러(godet roller)(6)를 거치면서 연신 및 열처리를 행하였다. 그 이후, 교락 장치(8) 및 와인더(9)를 이용하여 최종 1,000 데니어의 섬도로 권취하였다. A polypropylene chip having a melt index of 5 to 12 was put into the extruder 1 and the spinning temperature was set to 250 DEG C and the hole diameter of the spinneret 2 was set at 0.5 mm , The molten polymer is extruded through a nozzle 3 having a number of holes of 192 and is cooled with quench air at 20 to 25 ° C using a cooling device 4 and then passed through a spin tube The spinning oil emulsion was attached using the spinning emulsion applying device 5, the unstirred yarn with the emulsion was once wound at 400 m / min, and then the godet roller 6 in the box 7 was wound Followed by stretching and heat treatment. Thereafter, using the entanglement apparatus 8 and the winder 9, the resulting product was wound into a fineness of 1,000 denier.

구체적으로, 하기 표 1의 방사 및 연신조건으로 방사 및 연신하여 폴리프로필렌 섬유를 제조하였다.Specifically, polypropylene fibers were prepared by spinning and stretching under the spinning and drawing conditions shown in Table 1 below.

또한, 제조된 폴리프로필렌 섬유의 물성을 측정하여, 총 연신배율 및 연신사의 물성 결과를 표 1에 나타내었다. 각각의 실시예에서 용융지수, 압출온도(압출기의 실린더 온도), 연신비, 이완율, 이완온도 조건은 표 1의 조건과 같으며 그 외 방사조건은 동일하게 실시하였다. The physical properties of the prepared polypropylene fiber were measured, and the results of the total draw ratio and the physical properties of the drawn product are shown in Table 1. In each of the examples, the melt index, the extrusion temperature (cylinder temperature of the extruder), the stretching ratio, the relaxation rate, and the relaxation temperature were the same as those in Table 1 and the other spinning conditions were the same.

하기 표 1에 따르면, 실시예 1 내지 5의 폴리프로필렌 섬유의 강도는 7.0g/d 이상이고, 열수축률은 5% 이상임을 확인하였다.According to the following Table 1, it was confirmed that the strength of the polypropylene fibers of Examples 1 to 5 was 7.0 g / d or more and the heat shrinkage rate was 5% or more.

  실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 용융지수Melt Index 1010 1010 1212 1212 1212 압출온도Extrusion temperature 180180 170170 200200 190190 180180 연신비Stretching cost 6.00 6.00 5.7 5.7 5.8 5.8 6.0 6.0 6.06.0 이완율Relaxation rate 1010 88 88 1010 1212 이완온도Relaxation temperature 155155 150150 160160 155155 155155 강도burglar 8.08.0 7.57.5 7.27.2 7.57.5 7.37.3 신도Shindo 3030 2525 2828 2525 2727 건열수축률Dry heat shrinkage 55 55 33 44 33 외관Exterior 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good

비교예Comparative Example 1 내지 7 1 to 7

하기 표 2의 용융지수 압출온도, 연신비, 이완율, 이완온도 등으로 방사 및 연신한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 섬유를 제조하였다.A polypropylene fiber was prepared in the same manner as in Example 1, except that the fiber was spinnable and drawn at a melt index extrusion temperature, a stretch ratio, a relaxation rate, a relaxation temperature, and the like in Table 2 below.

또한, 제조된 얻어진 폴리프로필렌 섬유의 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.The properties of the obtained polypropylene fibers were measured, and the results are shown in Table 2.

  비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7 용융지수Melt Index 33 1515 1212 1212 1010 1010 1010 압출온도Extrusion temperature 180180 180180 160160 250250 180180 180180 180180 연신비Stretching cost 6.06.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 5.55.5 6.06.0 6.06.0 이완율Relaxation rate 1010 1010 1010 1010 1010 55 1010 이완온도Relaxation temperature 155155 155155 155155 155155 155155 155155 120120 강도burglar 8.58.5 6.56.5 -- 6.86.8 6.86.8 7.77.7 8.08.0 신도Shindo 2020 3535 -- 3232 3535 2323 2020 건열수축률Dry heat shrinkage 1010 33 -- 33 44 1010 1515 외관Exterior 불량Bad 양호Good 섬도
불균일
Fineness
Unevenness
양호Good 양호Good 양호Good 양호Good

비교예 1을 보면 용융지수가 낮은 수지를 사용하여 연신 과정에서 과다한 장력이 걸려서 모우 등으로 인한 외관이 불량하고 열수축률이 높게 나왔고, 비교예 2를 보면 용융지수가 높은 수지를 사용하여 원하는 수준의 강도가 발현되지 않았다. In Comparative Example 1, a resin having a low melt index was used, an excessive tension was applied in the stretching process, resulting in poor appearance due to mold and the like and a high heat shrinkage ratio. In Comparative Example 2, Strength was not expressed.

또한, 비교예 3에선 압출온도가 너무 낮아서 불균일 용융에 따른 폴리머 유동성변화가 심하여 최종제품의 섬도가 950 데니어에서 1,100 데니어 까지 차이가 나는 심각한 품질 불균일이 발생하였고, 비교예 4에선 압출온도가 너무 높아서 냉각이 잘 이루어지지 않아서 미연신사의 강도가 너무 낮아져서 최종원사에서도 강도가 저하되었다. Also, in Comparative Example 3, the extrusion temperature was too low to cause significant fluidity change due to non-uniform melting, resulting in serious quality unevenness in the fineness of the finished product from 950 denier to 1,100 denier. In Comparative Example 4, the extrusion temperature was too high The strength of the unstretched yarn was so low that the strength was lowered even in the final yarn.

비교예 5의 경우는, 연신비가 낮아서 최종원사에서 강도발현이 충분히 발현되지 못하였으며, 비교예 6에서는, 이완율이 너무 낮아서 배향응력이 충분히 해소되지 않은 관계로 열수축률이 높아졌고, 비교예 7에서는 이완온도가 너무 낮아서 충분한 열고정이 이루어지지 않은 채 권취되어서 최종원사에서의 수축률이 높아지게 되었다.In the case of Comparative Example 5, the stretching ratio was low and the strength development was not sufficiently manifested in the final yarn. In Comparative Example 6, the relaxation rate was too low, the orientation stress was not sufficiently eliminated, The relaxation temperature was too low to be wound without sufficient heat fixation, and the shrinkage ratio in the final yarn was increased.

1: 압출기, 2: 방사구금, 3: 노즐, 4: 냉각 장치
5: 방사유제 부여 장치, 6: 고데트 롤러, 7: 박스, 8: 교락 장치 9: 와인더
1: extruder, 2: spinneret, 3: nozzle, 4: cooling device
5: radial emulsion applying device, 6: high-precision roller, 7: box, 8: interlocking device 9: winder

Claims (5)

용융 지수가 10 내지 12g/10min인 폴리프로필렌 수지를 용융방사하고, 냉각 고화시켜서 미연신사를 형성하는 단계; 및
상기 미연신사를 다단 연신 롤러를 이용하여 연신-열고정-이완-권취-스트레칭 공정을 거치게 하는 단계를 포함하되,
상기 미연신사를 형성하는 단계에서 폴리프로필렌 수지를 용융방사하는 압출기의 실린더 온도가 170 내지 200℃으로 조절되고,
상기 연신 공정이 연신비 5.7 내지 6.0으로 실시되고,
상기 이완 공정이 이완률 8% 내지 12% 및 이완영역 온도 150 내지 160℃로 실시되며,
상기 권취 공정이 권취속도 2,500 m/min 이상으로 실시되어 7.0 내지 8.0g/d의 강도, 25~30%의 신도 및 5% 이하의 수축률을 갖는 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유의 제조방법.
Melt-spinning a polypropylene resin having a melt index of 10 to 12 g / 10 min and cooling and solidifying to form an undrawn yarn; And
Stretching the stretched non-drawn yarn using a multi-stage stretching roller;
In the step of forming the non-drawn filament, the temperature of the cylinder of the extruder for melt-spinning the polypropylene resin is adjusted to 170 to 200 캜,
The stretching step is carried out at a stretching ratio of 5.7 to 6.0,
Wherein the relaxation process is performed at a relaxation rate of 8% to 12% and a relaxation zone temperature of 150 to 160 ° C,
Wherein the winding process is carried out at a winding speed of at least 2,500 m / min to have a strength of 7.0 to 8.0 g / d, an elongation of 25 to 30% and a shrinkage of 5% or less.
삭제delete 삭제delete 제1항의 방법으로 제조되는 고강도, 저수축 폴리프로필렌 섬유.A high strength, low shrinkage polypropylene fiber produced by the process of claim 1. 삭제delete
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