KR101969558B1 - Melt anisotropic aromatic polyester fiber and method for producing same - Google Patents
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Abstract
미세 단사 섬도이면서, 되감기 및 열처리 공정에서의 피브릴화나 단사 끊김 등이 없는 후공정 통과성이 우수한 고품위의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유를 제공한다. 용융 시에 이방성을 나타내는 방향족 폴리에스테르로 이루어지는 단사 섬도 4.0 dtex 이하의 멀티필라멘트로써, 실 길이 100만 m에 있어서의 보풀 수가 3 미만인 것을 특징으로 하는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유이다. 이 방향족 폴리에스테르 섬유는 총섬도가 10 dtex 이상, 500 dtex 이하, 필라멘트수가 3∼1000의 범위인 것이 바람직하다.The present invention provides a high quality melt anisotropic aromatic polyester fiber having a fine single crystal filament and excellent in the post-processability without fibrillation or single yarn break in the rewinding and heat treatment process. A multifilament comprising a monofilament of 4.0 dtex or less consisting of an aromatic polyester exhibiting anisotropy upon melting, wherein the number of napkins at a yarn length of 1,000,000 m is less than 3. The aromatic polyester fiber preferably has a total fineness of 10 dtex or more, 500 dtex or less, and a filament number of 3 to 1000.
Description
본 발명은 용융 이방성 방향족 폴리에스테르로 이루어지는 미세물 섬유(단사(單絲) 섬도 4.0 dtex 이하의 멀티필라멘트)에 관한 것이다.The present invention relates to a fine water fiber (multifilament having a single yarn fineness of 4.0 dtex or less) made of a melt-anisotropic aromatic polyester.
용융 이방성 방향족 폴리에스테르는 강직한 분자쇄로 이루어지는 폴리머로, 용융 방사에 있어서는 분자쇄를 섬유 축방향으로 고도로 배향시키는 것이 가능하다. 또, 용융 이방성 방향족 폴리에스테르는 고체 상태에서 중합반응이 진행되기 때문에, 방사 후의 섬유를 고온하에서 열처리해서 고상 중합하는 것에 의해, 용융 방사로 수득되는 섬유 중에서는 가장 높은 강도, 탄성율이 되는 것이 알려져 있다. 이것들의 특성으로부터 종래부터, 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 스크린 인쇄용의 사직물, 세일 클로스, 각종 전기제품의 코드 보강재, 방호 장갑, 플래스틱의 보강재, 광섬유의 텐션 멤버로 이용되고 있다. 또 최근에는 저유전율이나 저유전 탄젠트와 같은 고주파 특성이나, 치수 안정성이 우수하다는 점에서 프린트 기판용 기포(基布)로의 이용이 기대되고 있다. 더욱 최근에는 휴대전화나 PC, 태블릿의 소형화, 박형화에 따라, 총섬도, 단사 섬도가 비교적 가는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유의 수요가 예상되고 있다.The molten anisotropic aromatic polyester is a polymer composed of rigid molecular chains, and in melt spinning it is possible to highly orient the molecular chain in the fiber axis direction. Since the polymerization reaction proceeds in a solid state, the melt-oriented anisotropic aromatic polyester is known to have the highest strength and elastic modulus among the fibers obtained by melt-spinning by subjecting the fibers after spinning to heat treatment at a high temperature and performing solid phase polymerization . From these characteristics, melt anisotropic aromatic polyester fiber has been used as a resigning material for screen printing, a sailcloth, a cord reinforcing material for various electric products, a protective glove, a reinforcing material for plastics, and a tension member of an optical fiber. Further, in recent years, use as a base fabric for a printed circuit board is expected in view of high frequency characteristics such as low dielectric constant and low dielectric tangent, and excellent dimensional stability. More recently, there is a demand for a melt anisotropic aromatic polyester fiber having a comparatively small total fineness and monofilament fineness in accordance with downsizing and thinning of a cellular phone, a PC, and a tablet.
그렇지만, 고도로 배향된 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 파단신율이 낮기 때문에, 방사 후의 연신은 거의 불가능하다. 이 때문에, 단사 섬도를 가늘게 하기 위해서는 방사의 단계에서 목표 단사 섬도로 하는 것이 필요다. 단사 섬도가 가는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로서는 예를 들면 특허문헌 1에서, 수분산성 폴리에스테르를 바다 성분, 용융 이방성 방향족 폴리에스테르를 섬 성분으로 한 해도형 복합 섬유를 치즈에 되감고, 그 치즈 형태의 상태로 수중에서 바다 성분을 용해처리하는 것에 의해, 단사 섬도 0.05∼1.0 dtex이며, 또 열처리 후의 강도가 20 cN/dtex 이상의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻는 방법이 제안되고 있다.However, highly oriented oriented anisotropic aromatic polyester fibers have a low elongation at break, so that stretching after spinning is almost impossible. For this reason, in order to reduce the monofilament fineness, it is necessary to set the target monofilament fineness at the stage of radiation. As a method for producing a melt-anisotropic aromatic polyester fiber having a single yarn fineness, for example, Patent Document 1 discloses a method in which water-dispersible polyester is rewound into cheese with a sea component and a sea-island conjugated fiber comprising a molten anisotropic aromatic polyester as an island component, There has been proposed a method of obtaining a melt anisotropic aromatic polyester fiber having a single fiber fineness of 0.05 to 1.0 dtex and a strength after heat treatment of 20 cN / dtex or more by dissolving sea components in the form of cheese in water.
또, 특허문헌 2에서는 이방성 용융상을 형성할 수 있는 방향족 폴리에스테르를, 직경 0.1mm 이하의 세공의 노즐에서 토출해서 방사하고 권취하는 용융 방사방법에 있어서, 이하의 조건 (1)∼(7)을 사용하는 것을 특징으로 하는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 극세섬유의 제조방법이 제안되고 있다.Patent Document 2 discloses a melt spinning method in which an aromatic polyester capable of forming an anisotropic molten phase is discharged from a nozzle of a pore having a diameter of 0.1 mm or less and spun and routed under the following conditions (1) to (7) A method of producing a molten anisotropic aromatic polyester microfine fiber is proposed.
(1) 용융 이방성 방향족 폴리에스테르의 융점 +20℃의 전단속도 1000 sec- 1에 있어서의 융해점도가 500 Poise 미만인 폴리머를 사용할 것, (2) 노즐 통과시의 전단속도를 103∼109 sec-1로 할 것, (3) 노즐에 있어서의 토출 선속도를 5m/분 이상 40m/분 이하로 할 것, (4) 권취속도를 150 m/분 이상 8000 m/분 이하로 할 것, (5) 토출 선속도에 대한 권취 속도비를 20 이상으로 할 것, (6) 방사구금 온도를 융점 +15℃ 이상으로 할 것, (7) 토출 후 노즐면에서 30cm 떨어진 시점에서의 섬유의 온도를 Tm-150℃ 이하로 할 것(1) a shear rate of 1000 sec + 20 ℃ melting point of the aromatic polyester melt anisotropy - the shear rate at the time of the melting point will be degree of the polymer is less than 500 Poise at the 1, 2, the nozzle passage 103~109 sec -1 (3) Make the discharge speed of the nozzle at least 5 m / min and not more than 40 m / min, (4) Set the winding speed from 150 m / min to 8000 m / min, (5) (6) the spinning temperature should be set to the melting point + 15 ° C or higher; (7) the temperature of the fiber at a point 30 cm away from the nozzle surface after discharge is defined as Tm- 150 ℃ or less
그렇지만, 특허문헌 1의 방법에서는, 해도형 복합 섬유를 치즈에 되감은 후, 수중 용해처리가 필요하기 때문에 그 후의 실풀림성이 곤란하게 된다. 또, 열처리를 실시할 때에 단사 간의 교착이 일어나기 때문에 그 후의 실풀림에 있어서의 단사 끊김이나 피브릴화에 의해 실 품위가 나빠진다.However, in the method of Patent Document 1, since the sea-island complex fiber is rewound to cheese and then subjected to a water-soluble treatment, the subsequent loosening property becomes difficult. In addition, when the heat treatment is carried out, an interlocking between the single yarns occurs, so that the actual product is deteriorated due to the single yarn breakage or fibrillation in the subsequent yarn unwinding.
이에 대해서 특허문헌 2의 방법에서는 통상의 방사구금에서 미세 단사 섬도의 섬유를 안정적으로 방사할 수 있고, 코스트가 싸다는 이점이 있지만, 되감김 등에서의 섬유의 실풀림을 실시할 때, 단사 1개당의 강력이 저하되는 것에 기인한 피브릴화, 단사 끊김 및 절단 사가 용이하게 발생하기 쉽고, 수득되는 섬유의 품위가 나쁘다.On the other hand, the method of Patent Document 2 has an advantage that fibers of fine single yarn fineness can be stably radiated in a conventional spinneret and that the cost is low. However, when the yarn is untwisted in rewinding or the like, The fibrillation, single yarn breakage and cutting yarn are easily generated easily and the quality of the obtained fibers is poor.
본 발명은 미세물이면서 피브릴화나 단사 끊김 등이 없는 고품위의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a high-quality melt anisotropic aromatic polyester fiber which is a fine material but does not have fibrillation or single yarn breakage.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 본 발명을 발명했다. 즉, 본 발명의 목적은 용융 시에 이방성을 나타내는 방향족 폴리에스테르로 이루어지는 단사 섬도 4.0 dtex 이하의 멀티필라멘트로써, 실 길이 100만미터에 있어서의 보풀 수가 3 미만인 것을 특징으로 하는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유에 의해 달성된다. 이 방향족 폴리에스테르 섬유는 총섬도가 10 dtex 이상, 500 dtex 이하, 필라멘트 수가 3∼1000의 범위인 것이 바람직하다. 또, 본 발명은 용융 시에 이방성을 나타내는 방향족 폴리에스테르를 용융 방사하고, 단사 섬도 4.0 dtex 이하의 멀티필라멘트를 얻는 방향족 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 있어서, 융점 +30℃, 전단속도 1000 sec- 1에 있어서의 융해점도가 10 Poise 이상, 50 Poise 이하인 방향족 폴리에스테르를 사용하고, 방사 권취장력을 5 cN 이상, 60 cN 이하로 해서, 상기 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법이기도 한다.As a result of intensive studies, the present inventors invented the present invention. That is, an object of the present invention is to provide a multifilament having a monofilament fineness of 4.0 dtex or less consisting of an aromatic polyester exhibiting anisotropy at the time of melting, characterized in that the number of fluffs at a yarn length of one million meters is less than 3, Lt; / RTI > The aromatic polyester fiber preferably has a total fineness of 10 dtex or more, 500 dtex or less, and a filament number of 3 to 1000. In addition, the present invention melt-spinning an aromatic polyester showing anisotropy when molten, and, in the production method of the aromatic polyester fiber to obtain a multi-filament of a single yarn fineness of 4.0 dtex or less, the melting point + 30 ℃, shear rate 1000 sec - 1 Is an aromatic polyester having a melting point of not less than 10 Poise and not more than 50 Poise and a yarn winding tension of not less than 5 cN and not more than 60 cN to produce the above melt anisotropic aromatic polyester fiber.
본 발명의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 단사 섬도가 4.0 dtex 이하 이면서 단사 끊김 및 피브릴화가 없는 후공정 통과성이 우수한 고품위의 것이다.The fused anisotropic aromatic polyester fiber of the present invention has a single yarn fineness of 4.0 dtex or less and is of a high quality that is excellent in the after-process passability without single yarn breakage and fibrillation.
도 1은 본 발명에 사용하는 용융 방사장치의 일예의 개략을 나타내는 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an explanatory view schematically showing an example of a melt spinning apparatus used in the present invention. Fig.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 있어서의 방향족 폴리에스테르는 용융 시에 이방성을 나타내는 방향족 폴리에스테르이다. 이 용융 시에 이방성을 나타내는 방향족 폴리에스테르란, 90° 직교한 2장의 편광판 사이에 있는 가열 시료대 상에 폴리에스테르 시료분말을 두고 승온시켰을 때에, 유동 가능한 온도 영역에 있어서, 광을 투과할 수 있는 성질을 가지는 것을 의미하고 있다. 이러한 방향족 폴리에스테르로서는 일본 특허공보 S56-18016호나 일본 특허공보 S55-20008호 등에 나타나는 방향족 디카복시산, 방향족 디올 및/또는 방향족 하이드록시카복시산이나 이것들의 유도체로 이루어지는 것으로, 경우에 따라서 이것들과, 지환족 디카복시산, 지환족 디올, 지방족 디올이나 이것들의 유도체와의 공중합체도 포함된다. 여기에서 방향족 디카복시산으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 4,4”-디카복시디페닐, 2,6-디카복시나프탈렌, 1,2-비스(4-카복시페녹시)에탄 등이나, 이것들의 방향족환의 수소를 알킬, 아릴, 알콕시, 할로겐기로 치환한 것을 들 수 있다. 방향족 디올로서는 하이드로퀴논, 레조르신, 4,4”-디하이드록시디페닐, 4,4”-디하이드록시벤조페논, 4,4”-디하이드록시디페닐메탄, 4,4”-디하이드록시디페닐에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 4,4”-디하이드록시디페닐에테르, 4,4”-디하이드록시디페닐설폰, 4,4”-디하이드록시디페닐설피드, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 1,5-디하이드록시나프탈렌 등이나, 이것들의 방향족환의 수소를 알킬, 아릴, 알콕시, 할로겐기로 치환한 것을 들 수 있다. 방향족 하이드록시카복시산으로서는 p-하이드록시벤조산, m-하이드록시벤조산, 2-하이드록시나프탈렌-6-카복시산, 1-하이드록시나프탈렌-5-카복시산 등이나, 이것들의 방향족환의 수소를 알킬, 아릴, 알콕시, 할로겐기로 치환한 것을 들 수 있다. 지환족 디카복시산으로서는 트랜스-1,4-디카복시사이클로헥산, 시스-1,4-디카복시사이클로헥산 등이나, 이것들의 방향족환의 수소를 알킬, 아릴, 알콕시, 할로겐기로 치환한 것을 들 수 있다. 지환족 및 지방족 디올로서는 트랜스-1,4-디하이드록시사이클로헥산, 시스-1,4-디하이드록시사이클로헥산, 에틸렌글리콜, 14-부탄디올, 크실릴렌디올 등을 들 수 있다.The aromatic polyester in the present invention is an aromatic polyester exhibiting anisotropy upon melting. The aromatic polyester exhibiting anisotropy at the time of melting refers to an aromatic polyester which exhibits anisotropy at the time of melting when the temperature of the polyester sample powder is elevated by placing the polyester sample powder on a heating specimen between two polarizing plates orthogonal to each other at 90 °, It is meant to have properties. Examples of such aromatic polyesters include aromatic dicarboxylic acids, aromatic diols, and / or aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof, which are disclosed in Japanese Patent Publication S56-18016 and Japanese Patent Publication S55-20008, Alicyclic dicarboxylic acids, alicyclic diols, aliphatic diols, and derivatives thereof. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl, 2,6-dicarboxy naphthalene and 1,2-bis (4-carboxyphenoxy) And hydrogen substituted with an alkyl, aryl, alkoxy or halogen group. Examples of the aromatic diol include hydroquinone, resorcin, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 4,4'-dihydro Dihydroxydiphenyl ether, 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4'-dihydroxyphenyl ether, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,6-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene and the like, and those obtained by substituting the hydrogen atoms of these aromatic rings with alkyl, aryl, alkoxy or halogen groups. Examples of the aromatic hydroxycarboxylic acid include p-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxynaphthalene-6-carboxylic acid, 1 -hydroxynaphthalene-5-carboxylic acid and the like, Aryl, alkoxy, or halogen group. Examples of the alicyclic dicarboxylic acids include trans-1,4-dicarboxycyclohexane and cis-1,4-dicarboxycyclohexane, and those obtained by substituting the hydrogen of these aromatic rings with alkyl, aryl, alkoxy or halogen groups . Examples of the alicyclic and aliphatic diols include trans-1,4-dihydroxycyclohexane, cis-1,4-dihydroxycyclohexane, ethylene glycol, 14-butanediol and xylylene diol.
이것들의 조합 중에서, 본 발명에 있어서 바람직한 방향족 폴리에스테르로서는 예를 들면, (1) p-하이드록시벤조산 잔기 및/또는 2-하이드록시나프탈렌-6-카복시산 잔기 40∼70몰%과 상기 방향족 디카복시산 잔기 15∼30몰%과 방향족 디올 잔기 15∼30몰%로 이루어지는 코폴리에스테르, (2) 테레프탈산 및/또는 이소프탈산과 클로르하이드로퀴논, 페닐하이드로퀴논, 및/또는 하이드로퀴논으로 이루어지는 코폴리에스테르, (3) p-하이드록시벤조산 잔기 20∼80몰%와 2-하이드록시나프탈렌-6-카복시산 잔기 20∼80몰%로 이루어지는 코폴리에스테르 등을 들 수 있다.Among these combinations, preferred examples of the aromatic polyester in the present invention include (1) 40 to 70 mol% of p-hydroxybenzoic acid residue and / or 2-hydroxy naphthalene-6-carboxylic acid residue, A copolyester comprising 15 to 30 mol% of a polycyclic residue and 15 to 30 mol% of an aromatic diol residue, (2) a copolyester comprising terephthalic acid and / or isophthalic acid and a copolymer of chlorohydroquinone, phenylhydroquinone and / or hydroquinone (3) copolyesters comprising 20 to 80 mol% of p-hydroxybenzoic acid residues and 20 to 80 mol% of 2-hydroxynaphthalene-6-carboxylic acid residues.
이것들의 출발원료를 사용하고, 본 발명에 사용하는 방향족 폴리에스테르를 얻기 위해서는 그대로, 혹은 지방족 또는 방향족 모노카복시산 또는 그것들의 유도체, 지방족 알코올 또는 페놀류 또는 그것들의 유도체 등에 의한 에스테르화에 의해 중축합반응을 실시한다. 중축합반응으로서는 기지의 괴상중합, 용액중합, 현탁중합 등을 채용할 수 있고, 수득된 폴리머는 그대로 방사용 시료로 할 수도 있고, 또는 분체상으로 불활성 기체 중, 또는 감압하에 열처리해서 방사용 시료로 할 수도 있다. 혹은, 한번 압출기에 의해 조립(造粒)해서 사용할 수도 있다.In order to obtain the aromatic polyester to be used in the present invention, these starting materials are used as they are, or by esterification with an aliphatic or aromatic monocarboxylic acid or a derivative thereof, an aliphatic alcohol or a phenol or derivatives thereof, . As the polycondensation reaction, it is possible to employ known bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization and the like, and the obtained polymer may be used as a room-use sample as it is or as a powdery phase in an inert gas or under reduced pressure, . Alternatively, they may be granulated and used by a single extruder.
성분 중에는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유의 물성이 실질적으로 저하되지 않는 범위에서, 다른 폴리머 혹은 첨가제(안료, 카본, 열안정제, 자외선흡수제, 윤활제, 형광 증백제 등)을 포함할 수도 있다.The component may include other polymers or additives (pigments, carbon, heat stabilizer, ultraviolet absorber, lubricant, fluorescent whitening agent, etc.) insofar as the physical properties of the melt-anisotropic aromatic polyester fiber are not substantially lowered.
본 발명에 있어서의 방향족 폴리에스테르에는 방사에 적합한 분자량 범위가 존재한다. 이 용융 방사조건에 적합한 분자량에 대응하는 물성값으로서 「유동 개시 온도」를 사용한다. 「유동 개시 온도」는 Shimadzu Corporation.의 플로우 테스터 CFT-500을 사용하고, 직경 1 mm, 길이 10 mm의 노즐로, 압력 100 kg/㎠의 상태에서, 방향족 폴리에스테르 시료를 4℃/분으로 승온하고, 시료가 노즐을 통해서 유동하며, 또 4,800파스칼 초의 겉보기 점도를 제공하는 온도로 정의된다.The aromatic polyester in the present invention has a molecular weight range suitable for spinning. The " flow initiation temperature " is used as the physical property value corresponding to the molecular weight suitable for this melt spinning condition. The "flow initiation temperature" was measured using a flow tester CFT-500 from Shimadzu Corporation. The flow rate of the aromatic polyester sample was measured at a rate of 4 ° C / min at a pressure of 100 kg / cm 2 with a nozzle having a diameter of 1 mm and a length of 10 mm , And the temperature at which the sample flows through the nozzle and provides an apparent viscosity of 4,800 Pascal seconds.
본 발명에 있어서의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르의 「유동 개시 온도」는 290∼330℃가 호적하다.The " flow initiation temperature " of the molten anisotropic aromatic polyester in the present invention is in the range of 290 to 330 캜.
본 발명에 있어서의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 4.0 dtex 이하이고, 바람직하게는 2.5 dtex 이하이고, 더 바람직하게는 1.0 dtex 이하이다. 총섬도의 범위는 10 dtex 이상, 500 dtex 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 15 dtex 이상, 450 dtex 이하이고, 더욱 바람직하게는 20 dtex 이상, 400 dtex 이하이다. 필라멘트 수의 범위는 3∼1000이 바람직하고, 더 바람직하게는 10∼800이고, 더욱 바람직하게는 20∼600이다.The monofilament fineness of the molten anisotropic aromatic polyester fiber in the present invention is 4.0 dtex or less, preferably 2.5 dtex or less, and more preferably 1.0 dtex or less. The total fineness is preferably 10 dtex or more and 500 dtex or less, more preferably 15 dtex or more and 450 dtex or less, further preferably 20 dtex or more and 400 dtex or less. The range of the number of filaments is preferably 3 to 1000, more preferably 10 to 800, and still more preferably 20 to 600.
본 발명의 용융 방사에 적합한 용융 이방성 방향족 폴리에스테르는 융점 +30℃, 전단속도 1000 sec- 1에 있어서의 융해점도가 10 Poise 이상, 50 Poise 이하이다. 이 범위라면, 단사 섬도 4.0 dtex 이하의 방향족 폴리에스테르 섬유를 안정되게 제조하는데도 호적하다. 즉, 융해점도가 10 Poise 미만이 되면, 구금(꼭지쇠)로부터 압출된 폴리머가 물방울 모양이 되기 쉽고, 방사의 안정성이 부족하게 되는 경향이 있다. 융해점도가 50 Poise를 넘는 경우, 예사성(spinability)이 저하되기 때문에, 섬도를 가늘게 함에 따라서 단사 끊김이 발생할 우려가 있고, 방사의 안정성이 부족하게 되는 경향이 있다. 또, 융해점도는 CAPILOGRAPH(Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.의 형식 1B)을 사용하고, 직경 0.5 mm, 길이 5 mm의 노즐로, 방향족 폴리에스테르 시료를 융점 +30℃로 승온시키고, 시료가 노즐을 통과할 때, 1000 sec-1의 전단속도가 걸렸을 때의 점도로 정의된다.The melting point is also more than 10 Poise at the 1, 50 Poise or less-melting anisotropic aromatic polyesters suitable for the melt spinning of the present invention, the melting point + 30 ℃, shear rate 1000 sec. Within this range, it is also suitable for stably producing an aromatic polyester fiber having a single fiber fineness of 4.0 dtex or less. That is, when the melting point is less than 10 Poise, the polymer extruded from the mouthpiece (mouthpiece) tends to form a water droplet, and the stability of the radiation tends to become insufficient. When the melting point exceeds 50 Poise, spinability is lowered. Therefore, there is a fear that single yarn breakage may occur as the fineness is reduced and the stability of spinning tends to become insufficient. Using a CAPILOGRAPH (Type 1B, Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) melting point, the aromatic polyester sample was heated to a melting point + 30 占 폚 with a nozzle having a diameter of 0.5 mm and a length of 5 mm, Is defined as the viscosity at which shear rate of 1000 sec -1 is applied.
본 발명의 방향족 폴리에스테르 섬유는 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같은 용융 방사장치를 사용하는 것에 의해 제조된다. 도 1에 있어서, 방사헤드(1), 방사팩(2), 방사구금(3), 히터(4), 보온통(5)으로 구성되어 있다.The aromatic polyester fiber of the present invention is produced, for example, by using a melt spinning device as shown in Fig. In Fig. 1, a radiation head 1, a radiation pack 2, a spinneret 3, a heater 4, and a heat-insulating tube 5 are constituted.
용융 방사에 있어서, 방향족 폴리에스테르의 용융 압출은 공지의 방법을 사용할 수 있다. 방향족 폴리에스테르는 용융 방사에 적합하도록, 통상 펠릿화되어 있고, 엑스트루더형의 압출기를 사용한다. 압출된 수지는 배관을 통해서 방사헤드(1)로 이송되고, 기어펌프 등의 공지 계량장치(미도시)에서 계량되고, 방사팩(2) 내에서 필터를 통과한 후, 방사구금(3)에 들어 간다. 폴리머 배관으로부터 방사구금(3)까지의 온도는 방향족 폴리에스테르의 융점 이상, 열분해 온도 이하로 하는 것이 호적이다.In the melt spinning, melt extrusion of the aromatic polyester may be carried out by a known method. The aromatic polyester is usually pelletized to be suitable for melt spinning, and an extruder type extruder is used. The extruded resin is fed to the spinning head 1 through a pipe and metered in a known weighing device (not shown) such as a gear pump. After passing through the filter in the spinning pack 2, I go in. The temperature from the polymer piping to the spinneret 3 is preferably at least the melting point of the aromatic polyester and not more than the pyrolysis temperature.
방사구금(3)의 바로 아래에 히터(4)와 보온통(5)을 설치 함으로써, 토출된 섬유의 직경을 안정화 시키는 동시에, 외기에 의해 방사구금 표면온도 및 방사구금의 분위기 온도의 변화를 억제할 수 있어, 드래프트에 의한 미세화가 균일하게 되어 실끊김이나 보풀발생 등이 없는 안정된 방사가 되기 쉬운 경향이 있다.The heater 4 and the heat insulating tube 5 are provided directly below the spinneret 3 to stabilize the diameter of the discharged fiber and to suppress the change of the spinneret surface temperature and the spinning temperature of the spinneret by the outside air So that fineness due to drafting becomes uniform, and there is a tendency that stable spinning without yarn breakage or fluff generation is likely to occur.
또, 방사구금 구멍 내의 전단속도를 104∼105 sec-1로 하는 것이 호적이다. 본 발명에 말하는 전단속도(γ)는 다음 식에 의해 산출한다.The shear rate in the spinning and drilling hole is preferably 10 4 to 10 5 sec -1 . The shear rate? In the present invention is calculated by the following formula.
γ=4Q/πr3 ? = 4Q /? r 3
(단, r은 방사구금 구멍의 반경(cm), Q는 단일구멍 당의 폴리머 토출량(㎤/sec))(Where r is the radius (cm) of the spinneret hole and Q is the polymer discharge amount per single hole (cm3 / sec))
상기 범위이면 섬유의 배향이 충분하게 되어 세섬도의 섬유가 수득되기 쉽고, 원하는 물성이 수득되기 쉬운 경향에 있다.Within this range, the fibers tend to be oriented sufficiently and fibers of three degrees of fineness tend to be obtained, and desired physical properties tend to be obtained.
또, 방향족 폴리에스테르 섬유의 경우, 방사권취 후의 후공정에서 연신하는 것은 곤란이기 때문에, 단사 섬도 4.0 dtex 이하의 멀티필라멘트를 얻기 위해서는 가능한 한 세공으로 수지를 토출하는 것이 호적하다. 그것을 위해서는 방사구금의 포어 직경(직경)은 0.2 mm 이하가 바람직하고, 0.18 mm 이하인 것이 더 바람직하다.Further, in the case of aromatic polyester fibers, it is difficult to stretch in a post-process after spinning. Therefore, in order to obtain a multifilament having a single yarn fineness of 4.0 dtex or less, it is preferable to discharge the resin with pores as much as possible. For this purpose, the pore diameter (diameter) of the spinneret is preferably 0.2 mm or less, more preferably 0.18 mm or less.
상기한 바와 같이 해서 방사된 방향족 폴리에스테르 섬유는 유제 부여장치(6)에서 소정의 유제가 부여된 후, 제1 고데롤(7) 및 제2 고데롤(8)로 인수되고, 권취보빈(9)(방사 권취보빈)에 권취된다. 권취 속도는 400 m/분 이상, 2000 m/분 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 600 m/분 이상, 1800 m/분 이하이다. 제2 고데롤(8)과 방사 권취보빈(9) 사이에서 측정되는 방사 권취장력은 5 cN 이상, 60 cN 이하가 바람직하고, 10 cN 이상, 50 cN 이하가 더 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 cN 이상, 40 cN 이하이다. 장력이 5cN 미만이 되면, 섬유가 느슨해지는 것에 의해 고데롤(8)에 실이 감겨 붙거나, 권취보빈(9)의 형상불량을 일으키거나 한다. 형상불량을 일으킨 보빈은 그 후의 되감김 공정에서, 코브웨빙 등에 의해 실파손이나 단사 끊김이 발생하기 쉽고, 생산성이나 품위가 저하된다. 통상, 단사 섬도 4.0 dtex를 넘는 섬유라면, 방사 권취장력이 70∼100 cN 정도라 해도 방사 권취보빈의 형상이 무너지지 않고 안정되게 권취하는 것이 가능하지만, 단사 섬도 4.0 dtex 이하에서는 방사 권취장력이 60 cN을 넘을 경우, 방사에서의 실끊김이나 그 후의 되감김 공정에서 단사 끊김이나 피브릴화가 일어나서, 생산성이나 품위가 저하된다. 또, 본 발명에 있어서 방사 권취장력은 권취보빈(9)으로 권취될 때에 걸리는 장력에 대해서 측정한 것을 나타낸 것이다.The aromatic polyester fiber emitted as described above is supplied to the first and second core rolls 7 and 8 after the predetermined emulsion is applied in the emulsion applying device 6 and is wound on the winding bobbin 9 (Bobbin for radiation winding). The winding speed is preferably 400 m / min or more and 2000 m / min or less, more preferably 600 m / min or more and 1800 m / min or less. The yarn take-up tension measured between the second felt roll 8 and the yarn take-up bobbin 9 is preferably 5 cN to 60 cN, more preferably 10 cN to 50 cN, more preferably 20 cN or more and 40 cN or less. When the tension is less than 5 cN, the fibers are loosened and the yarn is wound around the cord roll 8, or the shape of the winding bobbin 9 is defective. The bobbin causing the defective shape tends to cause breakage of yarn or single yarn breakage due to cob webbing or the like in the subsequent rewinding process, resulting in lower productivity and quality. Generally, even if the single yarn fineness exceeds 4.0 dtex, even if the yarn winding tension is about 70 to 100 cN, the yarn winding bobbin can be wound in a stable manner without collapsing, , Yarn breakage or fibrillation occurs in the yarn break in the spinning process and the subsequent rewinding process, resulting in a decrease in productivity and quality. In the present invention, the spinning winding tension is measured with respect to the tension applied when the winding bobbin 9 is wound.
본 발명의 방향족 폴리에스테르 섬유를 제조할 때에 방사 권취장력을 5 cN 이상, 60 cN 이하로 하는 것이 중요하다. 종래의 방향족 폴리에스테르 섬유는 로프나 케이블 등의 산업자재 용도가 주된 것으로 총섬도는 굵고, 단사 섬도도 4.0 dtex를 넘고, 단사당의 강력은 20 cN 이상의 것이 일반적이었다. 단사 섬도가 4.0 dtex 이하가 되면, 단사 당의 강력이 낮아지고, 약간의 대미지를 받아도 피브릴화, 단사 끊김 및 실파손이 용이하게 발생되기 쉬워진다. 또, 방향족 폴리에스테르 섬유는 일반적인 폴리에스테르 섬유에 비해서 신율이 극단적으로 낮기 때문에 섬유에 걸리는 장력이 흡수되지 않는 점도, 피브릴화나 실파손의 원인이 된다. 또, 단사 섬도가 4.0 dtex 이하가 되면, 방사 권취보빈의 부피밀도는 높아진다. 이때, 중첩된 단사 상호간이 잠식하기 쉬워지기 때문에 방사 권취보빈의 섬유를 실풀림할 때에, 단사 상호간이 간섭함으로써 피브릴화나 단사 끊김 등이 발생한다. 이것 들로부터 본 발명에 있어서는, 방사 시에 권취장력을 5 cN 이상, 60 cN 이하로 해서, 방사권취 시에 실에 걸리는 부담을 가능한 한 경감시키고, 방사 권취보빈의 부피밀도를 극력 낮추어 단사의 잠식을 경감시키고, 피브릴화, 단사 끊김 및 실파손을 방지하는 것에 의해, 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유가 고품위가 된다.When producing the aromatic polyester fiber of the present invention, it is important to set the yarn winding tension to not less than 5 cN and not more than 60 cN. Conventional aromatic polyester fibers are mainly used for industrial materials such as ropes and cables, and have a large total fineness, a monofilament fineness of more than 4.0 dtex and a single monofilament strength of 20 cN or more. When the single fiber fineness is 4.0 dtex or less, the strength of the single yarn is lowered, and fibrillation, single yarn breakage and yarn breakage easily occur even if some damage is applied. In addition, the aromatic polyester fiber is extremely low in elongation as compared with general polyester fibers, and therefore, the tension applied to the fibers is not absorbed, which causes fibrillation or yarn breakage. When the single yarn fineness is 4.0 dtex or less, the bulk density of the yarn winding bobbin increases. At this time, since mutual overlapping of the single yarns becomes easy to occur, when the yarns of the yarn winding bobbin are untwisted, the yarns interfere with each other and fibrillation or single yarn breakage occurs. From these facts, in the present invention, the winding tension at the time of spinning is set to be not less than 5 cN and not more than 60 cN at the time of spinning, so that the burden imposed on the yarn at the time of spinning is reduced as much as possible and the bulk density of the spinning- And the fused anisotropic aromatic polyester fiber becomes high-quality by preventing fibrillation, single yarn breakage, and yarn breakage.
상기의 제조방법에 의해 수득되는 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 단사 섬도가 4.0 dtex 이하의 미세물 섬유라 해도 후술하는 되감김이나 열처리에 있어서, 단사 끊김이나 피브릴화가 없고, 그 후공정 통과성도 뛰어난 고품질의 것이다.The melt-oriented anisotropic aromatic polyester fiber obtained by the above-mentioned production method is excellent in that even if it is a fine water fiber having a single fiber fineness of 4.0 dtex or less, there is no single yarn breakage or fibrillation in the rewinding or heat treatment to be described later, It is of high quality.
상기 용융 이방성 방향족 폴리에스테르를 용융 방사해서 수득되는 섬유의 강도는 3.0 cN/dtex 이상이 바람직하고, 5.0 cN/dtex 이상이 더 바람직하다. 또, 신율은 0.5% 이상이 바람직하고, 1.0% 이상이 더 바람직하다. 또 탄성율은 300 cN/dtex 이상이 바람직하고, 400 cN/dtex 이상이 더 바람직하다.The strength of the fiber obtained by melt spinning the melt anisotropic aromatic polyester is preferably at least 3.0 cN / dtex, more preferably at least 5.0 cN / dtex. The elongation is preferably 0.5% or more, and more preferably 1.0% or more. The elastic modulus is preferably 300 cN / dtex or more, more preferably 400 cN / dtex or more.
방사로 수득된 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 그대로 사용할 수 있지만, 열처리를 수행함으로써 더욱 고강도화, 고탄성화할 수 있다. 이 경우, 열처리 전에, 방사 권취보빈의 섬유를 일단 별도의 열처리용 보빈에 되감고, 패키지로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 앞서 설명한 바와 같이, 방사공정에서의 방사 권취장력을 5cN 이상, 60 cN 이하로 함으로써, 되감김에서의 섬유의 실풀림성이 양호해져서, 단사 끊김이나 실끊김이 없는 고품위의 실을 얻을 수 있다. 열처리용 보빈으로의 되감기 시에 균일하게 고상 중합이 진행되도록 패키지의 부피밀도가 0.01 g/cc 이상, 1.0 g/cc 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.8 g/cc 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 여기에서 부피밀도란 패키지의 외부 치수법과 코어재가 되는 열처리용 보빈의 외부 치수법으로 산출되는 섬유의 점유 부피(Vf)(cc)와 섬유의 질량(Wf)(g)으로부터, Wf/Vf에 의해 계산되는 값이다. 또, 점유 부피(Vf)는 패키지의 외형크기를 실측하고, 되감긴 보빈이 회전 대칭인 것을 가정해서 계산하는 것으로 산출되는 값으로 Wf는 섬도와 권취 길이로부터 계산되는 값, 혹은 권취전후에서의 질량 차이에 의해 실측되는 값이다. 부피밀도를 낮게 하기 위해서는 되감기 속도를 500 m/분 이하로 하는 것이 바람직하고, 400 m/분 이하로 하는 것이 더 바람직하다.The melt-spun anisotropic aromatic polyester fiber obtained by spinning can be used as it is, but it can be further strengthened and strengthened by performing heat treatment. In this case, it is preferable that the fibers of the yarn winding bobbin are once wound back on a separate bobbin for heat treatment before the heat treatment to form a package. At this time, as described above, by setting the yarn winding tension in the spinning process to 5 cN or more and 60 cN or less, the yarn loosening property of the rewinding fiber becomes good, and a yarn of high quality without single yarn breakage or yarn breakage is obtained . The bulk density of the package is preferably 0.01 g / cc or more and 1.0 g / cc or less, more preferably 0.8 g / cc or less, so that solid phase polymerization can be uniformly performed at the time of rewinding to the bobbin for heat treatment. Here, the bulk density is determined by Wf / Vf from the external dimensioning method of the package, the occupied volume (Vf) (cc) of the fiber and the mass of the fiber (Wf) (g) calculated by the external dimensioning method of the bobbin for heat treatment, It is a calculated value. The occupied volume Vf is calculated by assuming that the outer size of the package is measured and assuming that the rewound bobbin is rotationally symmetric. Wf is a value calculated from the fineness and the winding length, or the mass before and after winding This is the value measured by the difference. In order to reduce the bulk density, the rewinding speed is preferably 500 m / min or less, more preferably 400 m / min or less.
열처리는 상기 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유의 융점 이하의 온도에서 실시하는 것이 호적하다. 이에 따라 방향족 폴리에스테르 섬유의 고상중합이 진행되고, 강도, 탄성율을 향상시킬 수 있다. 또, 열처리 시에, 섬유 간이 융착되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 섬유 간의 융착 방지를 위해서는 상온에서 융점 이하의 온도까지 단계적으로 올려 가는 것이 호적하다.The heat treatment is preferably carried out at a temperature equal to or lower than the melting point of the above-mentioned melt anisotropic aromatic polyester fiber. As a result, the solid phase polymerization of the aromatic polyester fiber proceeds, and the strength and the elastic modulus can be improved. Further, since the fibers tends to be fusion-bonded at the time of heat treatment, in order to prevent fusion between the fibers, it is preferable to gradually increase the temperature from room temperature to a temperature below the melting point.
열처리 중의 고상중합을 안정적으로 진행시키기 위해서, 열처리를 불활성 가스 분위기하에서 실시하는 것이 바람직하다. 단, 코스트면에서 건조 공기를 사용하는 경우에는 미리 노점 -40℃ 이하로 제습하는 것이 바람직하다. 즉, 고상중합 시에 수분이 존재하면, 가수분해를 유발하고, 강도가 충분하게 올라가지 않게 되는 경우가 있기 때문이다.In order to stably promote the solid phase polymerization during the heat treatment, it is preferable that the heat treatment is performed in an inert gas atmosphere. However, in the case of using dry air on the cost surface, it is preferable to dehumidify to a dew point of -40 占 폚 or lower. That is, when moisture is present during the solid phase polymerization, hydrolysis is caused and the strength may not be sufficiently increased.
열처리 후의 섬유는 패키지 상태로 제품으로 해서 적용할 수도 있지만, 제품 운반 효율을 높이기 위해서, 지관 등에 재차 되감는 것이 바람직하다. 열처리 후의 되감기에 있어서는 되감기 속도의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 섬유에 대한 대미지를 경감시키는 점에서 500 m/분 이하로 하는 것이 바람직하고, 400 m/분 이하로 하는 것이 더 바람직하다.The fibers after the heat treatment can be applied as a product in a packaged state, but it is preferable to rewind the paper tube again to improve the product transportation efficiency. In the rewinding after the heat treatment, the upper limit of the rewinding speed is not particularly limited, but is preferably 500 m / min or less, more preferably 400 m / min or less, from the viewpoint of reducing the damage to the fibers.
상기한 바와 같이 열처리함으로써 더욱 고강도, 고탄성율이며, 또 품위가 높은 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유를 생산 효율이 좋고, 안정되게 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이 열처리해서 수득되는 섬유의 강도는 10.0 cN/dtex 이상이 바람직하고, 12.0 cN/dtex 이상이 더 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20.0 cN/dtex 이상이다. 또, 신율은 1.0% 이상이 바람직하고, 2.0% 이상이 더 바람직하다. 또 탄성율은 400 cN/dtex 이상이 바람직하고, 500 cN/dtex 이상이 더 바람직하다.By the heat treatment as described above, the molten anisotropic aromatic polyester fiber having a higher strength, a higher elastic modulus and a higher quality can be obtained with good production efficiency and stability. The strength of the fiber obtained by the heat treatment as described above is preferably 10.0 cN / dtex or more, more preferably 12.0 cN / dtex or more, and further preferably 20.0 cN / dtex or more. The elongation is preferably 1.0% or more, more preferably 2.0% or more. The elastic modulus is preferably at least 400 cN / dtex, more preferably at least 500 cN / dtex.
본 발명의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 실 길이 100만 m에 있어서의 보풀 수가 3 미만이고, 편직 등의 후공정에 있어서 트러블이 없는 고품위의 것이다. 더 바람직하게는 보풀 수가 2 미만이며, 더욱 바람직하게는 1 미만이다. 이러한 섬유는 상기에 기재한 제조방법에 의할 수 있을 수 있다.The molten anisotropic aromatic polyester fiber of the present invention has a nap number of less than 3 at a yarn length of 1,000,000 m and is of a high quality without troubles in a subsequent step such as knitting. More preferably, the number of napkins is less than 2, more preferably less than 1. Such a fiber can be produced by the production method described above.
실시예Example
이하에 실시예를 들어서, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 실시예 및 비교예는 도 1의 용융 방사장치를 사용하고, 방향족 폴리에스테르 섬유의 방사를 실시했다. 또, 본 발명은 이하에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 중의 각 평가는 아래와 같이 실시했다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In the Examples and Comparative Examples, the melt spinning apparatus of Fig. 1 was used and spinning of aromatic polyester fibers was carried out. The present invention is not limited to the embodiments described below. Each evaluation in Examples was carried out as follows.
1) 인장시험(강도, 신율, 탄성율)1) Tensile test (strength, elongation, elastic modulus)
JISL 1013(2010)의 표준시시험에 준해서 Shimadzu Corporation.의 인장시험기 AGS-500NX를 사용하고, 시료 길이 200mm, 인장속도 200mm/분으로 파단 강신율 및 탄성율(초기 인장 저항도)을 산출하고, 10점의 평균값으로 나타냈다.The elongation at break and the modulus of elasticity (initial tensile resistance) were calculated at a sample length of 200 mm and a tensile speed of 200 mm / min using a tensile tester, AGS-500NX, manufactured by Shimadzu Corporation, according to JISL 1013 (2010) Point average.
2) 방사 권취장력2) The yarn winding tension
가나이공업기계사의 전자식 장력계 CM-100R을 사용하고, 방사권취 중, 도 1의 제2 고데롤(8)과 권취보빈(9) 사이의 주행장력을 3회 측정하고, 그 평균값으로 나타냈다.The running tension between the second core roll 8 and the winding bobbin 9 of Fig. 1 was measured three times during spinning using an electronic tensiometer CM-100R manufactured by Kanai Kogyo Kikai Co., Ltd. and expressed as an average value thereof.
3) 방사 조업성 평가3) Evaluation of spinning performance
2시간 이상 방사했을 때의 방사 조업성을 아래와 같이 평가했다.The spinnability after spinning for 2 hours or more was evaluated as follows.
○: 실끊김이 없이 안정적으로 방사를 할 수 있었다.○: The yarn could be stably radiated without yarn breakage.
△: 2시간의 방사 중에 5회 이내의 실끊김이 발생했다.?: Within 5 hours of spinning for 2 hours, yarn breakage occurred.
×: 실끊김이 다발해서 권취할 수 없었다.X: There was a lot of yarn breakage and could not be wound.
4) 방사 원사 되감기 평가4) Evaluation of yarn rewinding
방사 후의 섬유를 철 보빈에 50000m 되감았을 때의 조업성을 아래와 같이 평가했다.The workability of the fiber after spinning was 50000 m backward wound on an iron bobbin was evaluated as follows.
○: 단사 끊김이나 실끊김이 없고 안정적으로 되감을 수 있었다.○: There was no single yarn breakage or yarn breakage, and it was able to be regenerated stably.
△: 단사 끊김이나 실끊김이 발생했다.△: Single yarn break and yarn break occurred.
×: 실끊김이 다발해서 마지막까지 되감을 수 없었다.X: A lot of yarn breaks occurred and the yarn could not be wound up to the end.
5) 열처리사 되감기 평가5) Evaluation of heat treatment rewind
열처리 후의 섬유를 제품 지관에 50000m 되감았을 때의 조업성을 아래와 같이 평가했다.The operation of the fiber after the heat treatment when the fiber bundle was wound 50000 m backward was evaluated as follows.
○: 단사 끊김이나 실끊김이 없고 안정적으로 되감을 수 있었다.○: There was no single yarn breakage or yarn breakage, and it was able to be regenerated stably.
△: 단사 끊김이 발생했다.△: Single yarn break occurred.
×: 실끊김이 다발해서 마지막까지 되감을 수 없었다.X: A lot of yarn breaks occurred and the yarn could not be wound up to the end.
6) 보풀 수 평가6) Evaluation of nappy
열처리 후의 섬유를 KASUGA ELECTRIC WORKS LTD의 보풀발견기 F9-AN형을 사용해서 100만 m의 실 길이를 측정하고, 측정결과를 아래와 같이 평가했다.The fibers after the heat treatment were measured for a yarn length of 1,000,000 m using a lint detector F9-AN of KASUGA ELECTRIC WORKS LTD, and the measurement results were evaluated as follows.
○: 보풀 수 1개 미만○: Less than 1 number of lint
△: 보풀 수 1개 이상 3개 미만△: Number of fuzz 1 or more and less than 3
×: 보풀 수 3개 이상X: 3 or more lint
7) 가이드 주행 테스트7) Guide driving test
직경 4 mm의 세라믹봉 가이드에 접촉각 60°로 섬유를 접촉시키면서 1만 m의 열처리 사를 300 m/min, 장력 120 g/㎠의 조건으로 주행시키고, 가이드로의 부착물의 퇴적량으로부터 공정 통과성을 아래와 같이 평가했다.The fiber was contacted with a ceramic bar guide having a diameter of 4 mm at a contact angle of 60 °, and a 10,000-m heat-treated yarn was run under conditions of 300 m / min and a tension of 120 g / cm 2, Was evaluated as follows.
○: 퇴적량이 1 mg 미만○: Less than 1 mg of sediment
△: 퇴적량이 1 mg 이상 3 mg 미만Δ: deposition amount is 1 mg or more and less than 3 mg
×: 퇴적량이 3 mg 이상X: More than 3 mg of sediment
[[ 실시예Example 1] One]
용융 이방성을 나타내는 방향족 폴리에스테르로서, p-아세톡시벤조산 40몰, 테레프탈산 15몰, 이소프탈산 5몰 및 4,4”-디아세톡시디페닐 20.2몰로 중합한 방향족 폴리에스테르를 사용했다. 이 방향족 폴리에스테르의 융점은 340℃이고, 융점 +30℃, 전단속도 1000 sec- 1에 있어서의 융해점도는 30 Poise이었다. 이 방향족 폴리에스테르를 140℃의 진공 건조기 중에서 24시간 건조하고, 수분율 5 ppm으로 한 후, 단축압출기로 용융 압출하고, 기어펌프로 계량해서 방사팩에 수지를 공급했다. 이 때의 압출기 출구로부터 방사팩까지의 방사온도는 360℃로 했다. 포어 직경 0.09 mm의 구멍을 48개 가지는 방사구금에서 토출량 11.6 cc/분으로 수지를 토출했다. 토출한 수지에 유제를 부여하고, 제1 고데롤, 이어서 제2 고데롤로 인도하고, 48필라멘트 모두에 867 m/분으로 권취보빈에 권취하고, 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 이 때의 권취장력(방사 권취장력)은 20 cN이었다. 약 120분간의 권취 중, 실끊김은 발생하지 않고, 방사조업성은 양호했다. 또, 수득된 섬유의 총섬도는 144.3 dtex, 강도는 7.1 cN/dtex, 신율은 2.1%, 탄성율은 480 cN/dtex이었다. 이어서, 방사 권취보빈으로부터 열처리 보빈에 300 m/분으로 되감기를 수행했다. 50000m의 되감기 중, 단사 끊김이나 실끊김은 발생하지 않고, 권취는 양호하게 실시할 수 있고, 조업성도 양호했다. 이 섬유를, 310℃에서 10시간, 질소 중에서 처리한 후, 열처리 보빈으로부터 지관에 300 m/분으로 되감기를 실시했다. 50000m의 되감기 중, 단사 끊김이나 실끊김은 발생하지 않고, 권취는 양호하게 실시할 수 있고, 조업성도 양호했다. 또, 수득된 섬유는 총섬도 144.3 dtex, 단사 섬도 3.0 dtex, 강도 26.0 cN/dtex, 신율 2.4%, 탄성율 1000 cN/dtex의 섬유가 수득되었다. 지관에 권취한 열처리 후 섬유의 보풀 수는 100만 m 측정 중 0개로 양호한 품위였다. 또, 가이드 주행 테스트에 있어서도 가이드로의 퇴적물의 양이 적고, 공정 통과성도 양호했다. 상기 방사조건 및 결과를 표 1에 합쳐서 나타낸다.An aromatic polyester polymerized with 40 moles of p-acetoxybenzoic acid, 15 moles of terephthalic acid, 5 moles of isophthalic acid and 20.2 moles of 4,4'-diacetoxydiphenyl was used as the aromatic polyester exhibiting melt anisotropy. The melting point of the aromatic polyester is 340 ℃, the melting point + 30 ℃, shear rate 1000 sec - Figure melting point of the first was 30 Poise. The aromatic polyester was dried in a vacuum drier at 140 占 폚 for 24 hours to have a water content of 5 ppm and then melt extruded by a single screw extruder and metered with a gear pump to supply the resin to the spinning pack. The spinning temperature from the outlet of the extruder to the spinning pack at this time was 360 ° C. The resin was discharged at a discharge rate of 11.6 cc / min in a spinneret having 48 pores with a pore diameter of 0.09 mm. The discharged resin was fed with an emulsion, and was led to a first core roll, followed by a second core roll, and wound on a winding bobbin at 867 m / min in all 48 filaments to obtain an aromatic polyester fiber. The winding tension (the yarn winding tension) at this time was 20 cN. During winding for about 120 minutes, yarn breakage did not occur, and spinning productivity was good. The total fineness of the obtained fibers was 144.3 dtex, the strength was 7.1 cN / dtex, the elongation was 2.1% and the elastic modulus was 480 cN / dtex. Subsequently, the yarn was wound back from the yarn winding bobbin to the heat treatment bobbin at 300 m / min. During the rewinding of 50000 m, there was no occurrence of single yarn breakage or yarn breakage, winding was satisfactory, and operability was good. The fibers were treated in nitrogen at 310 占 폚 for 10 hours and then rewound from the heat-treated bobbin to the branch tube at 300 m / min. During the rewinding of 50000 m, there was no occurrence of single yarn breakage or yarn breakage, winding was satisfactory, and operability was good. The obtained fibers had a total fineness of 144.3 dtex, a single filament fineness of 3.0 dtex, a strength of 26.0 cN / dtex, a elongation of 2.4% and a modulus of elasticity of 1000 cN / dtex. The number of lint of the fiber after heat treatment wound on the branch tube was good goods with 0 in 1 million m measurement. Also in the guide running test, the amount of sediment on the guide was small and the processability was good. The above spinning conditions and results are shown in Table 1 together.
[[ 실시예Example 2∼16] 2 to 16]
실시예 1에서 사용한 방향족 폴리에스테르를 사용하고, 총섬도, 단사 섬도, 방사 권취장력을 표 1과 같이 바꾼 이외는 실시예 1과 동일하게 방사해서 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 이어서, 실시예 1과 동일하게, 수득된 방향족 폴리에스테르 섬유를 방사 권취보빈으로부터 열처리 보빈으로 되감고, 질소 중에서 처리하고, 열처리 보빈으로부터 지관에 되감아서 열처리 후의 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 방향족 폴리에스테르 섬유의 되감기는 열처리 전과 후에 모두 단사 끊김이나 실파손의 발생은 없고, 양호했다. 열처리 후의 섬유의 보풀 수도 100만 m 측정 중 0개로 양호한 품위였다. 가이드 주행 테스트에 있어서도 가이드로의 퇴적물의 양이 적고, 공정 통과성은 양호했다.An aromatic polyester fiber was obtained by spinning in the same manner as in Example 1 except that the aromatic polyester used in Example 1 was used and the total fineness, monofilament fineness and yarn winding tension were changed as shown in Table 1. Then, in the same manner as in Example 1, the aromatic polyester fibers obtained were rewound from the spinning bobbin to the heat-treated bobbin, treated in nitrogen, and rewound from the heat-treated bobbin back to the paper tube to obtain an aromatic polyester fiber after heat treatment. As shown in Table 1, the rewinding of the aromatic polyester fibers was satisfactory without causing single yarn breakage or yarn breakage both before and after the heat treatment. The number of furrows of the fiber after the heat treatment was 0 in the one million meter measurement, and it was in good quality. Also in the guide running test, the amount of sediment in the guide was small and the process passability was good.
[[ 실시예Example 17, 18] 17, 18]
융점 +30℃, 전단속도 1000 sec- 1에 있어서의 융해점도가 20 Poise 및 40 Poise인 방향족 폴리에스테르를 사용하고, 방사온도를 변경한 이외는, 실시예 1과 동일하게 방사해서 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 이어서, 실시예 1과 동일하게, 수득된 방향족 폴리에스테르 섬유를 방사 권취보빈으로부터 열처리 보빈에 되감고, 질소 중에서 처리하고, 열처리 보빈으로부터 지관에 되감아서 열처리 후의 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 방향족 폴리에스테르 섬유의 되감기는 열처리 전과 후에 모두 단사 끊김이나 실파손의 발생은 없고, 양호했다. 열처리 후의 섬유의 보풀 수도 100만 m 측정 중 0개로 양호한 품위였다. 가이드 주행 테스트에 있어서도 가이드로의 퇴적물의 양이 적고, 공정 통과성은 양호했다.Melting point + 30 ℃, shear rate 1000 sec - the melting point is also the use of an aromatic polyester 20 Poise and 40 Poise at the 1, except changing the spinning temperature, by the same radiation as in Example 1, an aromatic polyester fiber . Then, in the same manner as in Example 1, the obtained aromatic polyester fiber was wound back from the spinning bobbin to the heat-treated bobbin, treated in nitrogen, and wound back to the paper tube from the heat-treated bobbin to obtain the aromatic polyester fiber after heat treatment. As shown in Table 1, the rewinding of the aromatic polyester fibers was satisfactory without causing single yarn breakage or yarn breakage both before and after the heat treatment. The number of furrows of the fiber after the heat treatment was 0 in the one million meter measurement, and it was in good quality. Also in the guide running test, the amount of sediment in the guide was small and the process passability was good.
[[ 비교예Comparative Example 1] One]
방사 권취장력을 4 cN으로 바꾼 이외는 실시예 1과 동일하게 수지를 토출하고, 유제를 부여하고, 방사했다. 그런데, 권취보빈(9)에 권취하자마자, 고데롤(8)에 실이 둘러붙어, 곧 실끊김이 발생했다.The resin was discharged in the same manner as in Example 1 except that the spinning winding tension was changed to 4 cN, and an emulsion was given and spun. As soon as the yarn was wound on the winding bobbin 9, the yarn was caught on the cord roll 8 and yarn breakage occurred soon.
[[ 비교예Comparative Example 2] 2]
방사 권취장력을 70 cN으로 바꾼 이외는, 실시예 1과 동일하게 열처리 후의 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 방향족 폴리에스테르 섬유의 되감기는 열처리 전과 후에 모두 단사 끊김이나 실파손의 발생이 있고, 열처리 후의 섬유의 보풀 수는 100만 m 측정 중 98개로 품위가 나쁜 것이었다. 가이드 주행 테스트에서는 가이드로의 퇴적물이 대량으로 발생하고, 공정 통과성은 나쁜 것이었다.The heat-treated aromatic polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the spinning wound tension was changed to 70 cN. Rewinding of the aromatic polyester fibers resulted in single yarn breakage and yarn breakage both before and after the heat treatment, and the number of fluffs of the fibers after the heat treatment was 98, which was poor in the measurement of 1 million m. In the guide running test, a large amount of sediment was generated in the guide, and the process passability was bad.
[[ 참고예Reference example 1] One]
단사 섬도를 5.0 dtex로 바꾼 이외는 비교예 1과 동일하게 방사했다. 그런데, 권취보빈(9)에 권치하자마자 고데롤(8)에 실이 들러붙어 바로 실끊김이 발생했다.The same spinning was carried out as in Comparative Example 1 except that the single fiber fineness was changed to 5.0 dtex. However, as soon as the winding bobbin 9 was hooked, the yarn stuck to the cord roll 8, and the yarn breakage occurred immediately.
[[ 참고예Reference example 2] 2]
단사 섬도를 5.0 dtex로 바꾼 이외는 비교예 2와 동일하게 열처리 후의 방향족 폴리에스테르 섬유를 얻었다. 방향족 폴리에스테르 섬유의 되감기는 열처리 전과 후에 모두 단사 끊김이나 실파손의 발생없이 양호했다. 또, 열처리 후의 섬유의 보풀 수도 100만 m 측정 중 0개로 양호한 품위였다. 가이드 주행 테스트에 있어서도 가이드로의 퇴적물의 양이 적고, 공정 통과성은 양호했다.The heat-treated aromatic polyester fiber was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the single fiber fineness was changed to 5.0 dtex. The rewinding of the aromatic polyester fiber was satisfactory without causing single yarn breakage or yarn breakage both before and after the heat treatment. In addition, the number of fluffs of the fibers after the heat treatment was 0 in a measurement of 1 million meters, and it was in good condition. Also in the guide running test, the amount of sediment in the guide was small and the process passability was good.
[[ 비교예Comparative Example 3, 4] 3, 4]
융점 +30℃, 전단속도 1000 sec- 1에 있어서의 융해점도가 5 Poise 및 70 Poise인 방향족 폴리에스테르를 사용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 방사했지만, 비교예 3, 4 모두 권취할 수 없었다. Melting point + 30 ℃, shear rate 1000 sec - melting point in the first degree of 5 Poise and 70 Poise aromatic polyester other than using the ester in Example 1, but the radiation in the same way as in Comparative Example 3 and 4 can both take-up There was no.
이상과 같이, 실시예 1∼18의 열처리 후의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 실 품위가 좋고, 직물로 가공한 바, 정경(warping)공정이나 씨실 바디질에서의 실파손이 없고, 공정 통과성이 우수했다. 비교예 2에서 수득된 것은 정경(warping)공정이나 씨실 바디질에서의 실파손이 있고, 공정 통과성이 나빴다. As described above, the melt-anisotropic aromatic polyester fibers after the heat treatment in Examples 1 to 18 had good physical properties and had been processed into a fabric so that no yarn breakage occurred in the warping process or the weft yarn quality, did. The result obtained in Comparative Example 2 was that there was a yarn breakage in a warping process or a weft body, and the processability was poor.
(산업상의 이용가능성)(Industrial availability)
상술한 바와 같이 제조방법에 의해 수득되는 본 발명의 용융 이방성 방향족 폴리에스테르 섬유는 미세물이면서 고강도, 고탄성율의 특징을 가지고, 단사 끊김이나 피브릴화가 없고, 100만 m으로 보풀 수 3 미만으로, 후공정 통과성이 대폭 개선된다.As described above, the melt-oriented anisotropic aromatic polyester fiber of the present invention obtained by the production method is a fine material, characterized by high strength and high elastic modulus, without single-strand breakage or fibrillation, The post-process passability is greatly improved.
이 때문에, 일반 산업용 자재, 전기재료(특히, 텐션 멤버로서), 토목ㆍ건축자재, 방호의, 스포츠 용도, 자동차용 부재, 고무 보강 자재, 음향재료, 일반의료 등의 분야에서 널리 사용할 수 있다. 유효한 용도로서는 로프, 망, 어망, 프린트 기판용 기포(基布), 공기백, 비행선, 돔용 등의 기포(基布), 라이더 슈트, 낚시줄, 각종 라인(요트, 패러글라이더, 기구, 연실), 블라인드 코드, 망창용 지지 코드, 자동차나 항공기 내 각종 코드, 전기제품이나 로봇의 힘전달 코드 등을 들 수 있고, 특히 유효한 용도로서 프린트 기판용 기포(基布)를 들 수 있고, 그 중에서도 세섬도화의 요구가 강하고, 편직성의 향상, 직물품위의 향상을 위해서 공정중에서의 보풀 발생에 의한 제품결점의 억제를 필요로 하는 기포(基布)로서 가장 호적하게 사용할 수 있다.Therefore, it can be widely used in fields of general industrial materials, electric materials (in particular, as tension members), civil engineering and construction materials, protection, sports use, automobile parts, rubber reinforcing materials, acoustic materials and general medical care. Examples of useful applications include ropes, nets, fishing nets, base fabric for printed circuit boards, air bags, airbags and dams, rider suits, fishing lines, various lines (yachts, paragliders, , A blind cord, a support cord for a net window, various cords in an automobile or an aircraft, and an electric product or a force transmission cord of a robot. Particularly effective applications are base cloths for printed boards, It can be most suitably used as a base fabric which requires strong drawing and needs to suppress product defects due to the occurrence of fluff in the process in order to improve the knitting property and the fabric quality.
1: 방사헤드
2: 방사팩
3: 방사구금
4: 히터
5: 보온통
6: 유제 부여장치
7: 제1 고데롤
8: 제2 고데롤
9: 권취보빈1: Radial head
2: Radiation pack
3: spinning detention
4: Heater
5: Insulating tub
6: Emulsion dispensing device
7: first goat roll
8: second goader roll
9: Winding bobbin
Claims (4)
방사 권취장력이 5 cN 이상, 60 cN 이하인 것을 특징으로 하는 방향족 폴리에스테르 섬유의 제조방법.A process for producing an aromatic polyester fiber in which an aromatic polyester exhibiting anisotropy is melted and spinned to obtain a multifilament having a single yarn fineness of 4.0 dtex or less,
And the yarn winding tension is not less than 5 cN and not more than 60 cN.
융점 +30℃, 전단속도 1000 sec-1에 있어서의 융해점도가 10 Poise 이상, 50 Poise 이하인 방향족 폴리에스테르를 사용하고, 방사 권취장력이 5 cN 이상, 60 cN 이하인 것을 특징으로 하는 방향족 폴리에스테르 섬유의 제조방법.A process for producing an aromatic polyester fiber in which an aromatic polyester exhibiting anisotropy is melted and spinned to obtain a multifilament having a single yarn fineness of 4.0 dtex or less,
An aromatic polyester fiber having a melting point of +10 DEG C and a melting point of 30 DEG C and a shear rate of 1000 sec < -1 > of 10 Poise or more and 50 Poise or less is used and the yarn winding tension is 5 cN or more and 60 cN or less. ≪ / RTI >
The process for producing an aromatic polyester fiber according to claim 1 or 2, wherein the aromatic polyester fiber has a total fineness of 10 dtex or more and 500 dtex or less and a number of filaments of 3 to 1000.
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