KR102282247B1 - Apparatus and Method for Manufacturing Polyester Yarn of High Strength - Google Patents

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Abstract

기존의 폴리에스테르 원사 대비 높은 강도를 갖는 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있는 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 장치는, 용융된 폴리에스테르 수지를 토출하기 위한 다수의 홀들을 갖는 구금; 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출되면서 형성되는 다수의 필라멘트들을 가열할 수 있는 가열부; 및 상기 가열된 필라멘트들을 냉각할 수 있는 냉각부를 포함하되, 상기 가열부는 다수의 열선들을 포함하고, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 상기 필라멘트들의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들 사이를 지나가도록 배열될 수 있다. Disclosed are an apparatus and method capable of producing a polyester yarn having higher strength than a conventional polyester yarn. The apparatus of the present invention comprises: a nozzle having a plurality of holes for discharging a molten polyester resin; a heating unit capable of heating a plurality of filaments formed while the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle; and a cooling unit capable of cooling the heated filaments, wherein the heating unit includes a plurality of hot wires, and when the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the hot wires interfere with the movement of the filaments It may be arranged to pass between the filaments without doing so.

Description

고강도 폴리에스테르 원사 제조를 위한 장치 및 방법{Apparatus and Method for Manufacturing Polyester Yarn of High Strength}Apparatus and Method for Manufacturing Polyester Yarn of High Strength

본 발명은 폴리에스테르 원사 제조를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 기존의 폴리에스테르 원사 대비 높은 강도를 갖는 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for producing a polyester yarn, and more particularly, to an apparatus and method capable of producing a polyester yarn having higher strength than a conventional polyester yarn.

타이어 코드, 에어백 등의 제조에 이용되는 산업용 폴리에스테르 원사의 기계적 물성(예를 들어, 강도, 신도 등)를 향상시키려는 연구가 지속적으로 수행되고 있다.Researches to improve the mechanical properties (eg, strength, elongation, etc.) of industrial polyester yarns used in the manufacture of tire cords and airbags are continuously being conducted.

일반적으로, 폴리에스테르 원사의 제조방법은 폴리에스테르 칩을 용융시키는 단계, 상기 용융된 폴리에스테르를 구금을 통해 방사하는 단계, 상기 용융된 폴리에스테르가 상기 구금을 통해 배출되면서 형성되는 반고화 상태의 필라멘트들을 냉각시키는 단계, 상기 냉각된 필라멘트들을 집속시켜 멀티필라멘트를 형성시키는 단계, 상기 멀티필라멘트를 연신하는 단계, 및 상기 연신된 멀티필라멘트를 권취하는 단계를 포함한다.In general, the method for producing a polyester yarn comprises the steps of melting a polyester chip, spinning the molten polyester through a spinneret, and a filament in a semi-solidified state formed while the molten polyester is discharged through the spinneret. cooling them, focusing the cooled filaments to form a multifilament, stretching the multifilament, and winding the stretched multifilament.

폴리에스테르 원사의 기계적 물성을 향상시키기 위해서는 연신비 및 배향도를 극대화시킬 필요가 있다. 그러나, 연신비를 증가시키기 위해서는 저속 방사가 요구되는 반면, 저속 방사는 섬유의 배향도를 저하시킨다. 즉, 연신비와 배향도는 일종의 트레이드-오프(trade-off) 관계를 갖는다.In order to improve the mechanical properties of the polyester yarn, it is necessary to maximize the draw ratio and orientation. However, low-speed spinning is required to increase the draw ratio, while low-speed spinning reduces the orientation of the fibers. That is, the draw ratio and the degree of orientation have a kind of trade-off relationship.

연신비 희생을 최소화하면서 섬유의 배향도를 극대화시키기 위한 노력의 일환으로, 구금으로부터 배출되는 필라멘트들의 냉각을 지연시킴으로써 미연신사의 배향도를 조금이나마 더 증가시키는 방안이 제시되었다.As part of an effort to maximize the fiber orientation while minimizing the draw ratio sacrifice, a method of increasing the orientation degree of the undrawn yarn by delaying the cooling of the filaments discharged from the spinner was proposed.

예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 용융된 폴리에스테르가 구금을 통해 배출되면서 형성되는 반고화 상태의 필라멘트들(10)의 냉각을 지연시키기 위하여 구금(120)과 냉각부(140) 사이에 히팅 후드(130)를 배치하는 방안이 제시되었다. For example, as illustrated in FIG. 1 , between the nozzle 120 and the cooling unit 140 to delay cooling of the filaments 10 in a semi-solidified state formed while the molten polyester is discharged through the nozzle. A method of disposing the heating hood 130 on the hood has been proposed.

상기 히팅 후드(130)는 개방된 상단 및 하단을 갖는 튜브형 하우징(131) 및 그 안에 내재된 열선(132)을 포함한다. 상기 하우징(121)은 높은 열전도율을 갖는 금속, 예를 들어 구리로 형성된다. 상기 열선(122)에 전류가 흐름에 따라 상기 하우징(121)이 가열되고, 상기 하우징(121)이 가열됨에 따라 그 내부 분위기(atmosphere)의 온도가 상승한다. 반고화 상태의 필라멘트들(10)이 상기 승온된 내부 분위기를 통과함으로써 그 냉각이 지연된다.The heating hood 130 includes a tubular housing 131 having an open top and bottom and a heating wire 132 embedded therein. The housing 121 is formed of a metal having high thermal conductivity, for example, copper. As a current flows through the heating wire 122 , the housing 121 is heated, and as the housing 121 is heated, the temperature of the inner atmosphere (atmosphere) rises. As the semi-solidified filaments 10 pass through the heated internal atmosphere, their cooling is delayed.

한편, 용융된 폴리에스테르 수지가 구금(120)으로 배출될 때 갑작스러운 엔트로피 증가로 인해 출구 팽창(extrudate swell)이라고도 지칭되는 다이 스엘(die swell) 현상이 발생한다. 이러한 다이 스웰 현성에 의해, 폴리에스테르 수지의 분자 사슬(molecular chains) 및 교락점(entanglement points)이 규칙적으로 정렬된다(aligned). On the other hand, when the molten polyester resin is discharged into the nozzle 120, a die swell phenomenon, also called an extrudate swell, occurs due to a sudden increase in entropy. By such die swell appearance, molecular chains and entanglement points of the polyester resin are regularly aligned.

그러나, 용융된 폴리머가 구금(120)으로부터 배출되면서 형성되는 반고화 상태의 필라멘트들(10)이 히팅 후드(130) 및/또는 냉각부(140)를 통과하면서 이와 같은 규칙적 분자 배열 상태가 도 2에 예시된 바와 같이 다소 변형된다. 연신 직전의 필라멘트들(10)의 분자 배열이 불규칙할수록 그 연신성은 낮아질 수밖에 없다(즉, 소정 연신비 하에서 강도 발현 정도가 감소할 수밖에 없다).However, as the filaments 10 in a semi-solidified state formed while the molten polymer is discharged from the nozzle 120 pass the heating hood 130 and/or the cooling unit 140, the regular molecular arrangement state is shown in FIG. slightly modified, as illustrated in As the molecular arrangement of the filaments 10 just before stretching is irregular, the stretchability is inevitably lowered (that is, the degree of strength expression is inevitably reduced under a predetermined stretching ratio).

고강도의 폴리에스테르 원사를 구현하기 위해서는 방사된 필라멘트들(10)의 연신성을 향상시켜야 한다. 이를 위해서는, 구금(120)으로부터 배출된 직후 다이 스웰 현상에 따라 정렬된 폴리에스테르 수지의 분자 배열을 그 상태로 바로 고정시켜 규칙적인 분자 배열이 연신 공정 직전까지 유지되도록 하여야 한다.In order to implement a high-strength polyester yarn, the extensibility of the spun filaments 10 should be improved. To this end, it is necessary to immediately fix the molecular arrangement of the polyester resin aligned according to the die swell phenomenon immediately after being discharged from the nozzle 120 so that the regular molecular arrangement is maintained until just before the stretching process.

그러나, 폴리에스테르의 분자 배열을 정렬된 상태로 바로 고정시키기에는 상술한 히팅 후드(130)와 필라멘트들(10) 사이의 거리가 너무 멀기 때문에, 필라멘트들(10)의 연신성 향상 및 폴리에스테르 원사의 강도 향상은 미미한 수준에 그쳤다.However, since the distance between the above-described heating hood 130 and the filaments 10 is too long to immediately fix the molecular arrangement of the polyester in an aligned state, the stretchability of the filaments 10 and the polyester yarn The strength improvement was only marginal.

더욱이, 상기 히팅 후드(130)와 필라멘트들(10) 사이의 거리가 불균일하기 때문에(즉, 중앙에 위치한 필라멘트와 바깥 측에 위치한 필라멘트의 가열 정도가 다름), 필라멘트별로 배향도 및 연신성 면에서 차이가 야기될 수밖에 없었다.Furthermore, since the distance between the heating hood 130 and the filaments 10 is non-uniform (that is, the heating degree of the filament located at the center and the filament located on the outside are different), there is a difference in orientation and extensibility for each filament was inevitably caused.

한편, 구금으로부터 배출된 직후 다이 스웰 현상에 따라 정렬된 폴리에스테르 수지의 분자 배열을 그 상태로 바로 고정시키기 위한 또 다른 방법으로서, 레이저 조사(irradiation)가 제안된 바 있다.Meanwhile, laser irradiation has been proposed as another method for immediately fixing the molecular arrangement of the polyester resin aligned according to the die swell phenomenon immediately after being discharged from the detention.

구금으로부터 배출되는 폴리에스테르 수지의 분자 배열이 다이 스웰 현상에 의해 정렬된 직후에 상기 폴리에스테르 수지에 레이저를 강하게 조사함으로써(예를 들어, 구금으로부터 5 내지 15 mm 떨어진 지점을 통과하는 필라멘트 부분에 국부적으로 레이저를 조사함으로써), 상기 분자 배열을 정렬된 상태로(즉, 규칙적 배열 상태로) 고정시킬 수 있다.Immediately after the molecular arrangement of the polyester resin discharged from the detention is aligned by the die swell phenomenon, by strongly irradiating the polyester resin with a laser (for example, localized to the filament part passing through a point 5 to 15 mm away from the detention) (by irradiating a laser to the surface), the molecular arrangement can be fixed in an ordered state (ie, in a regular arrangement state).

그러나, 레이저를 위한 분자 배열 고정은 실험실 스케일에서 하나의 필라멘트에 대하여 수행될 수는 있지만 다수의 필라멘트들로 구성되는 원사의 대량생산에는 적합하지 않다는 단점이 있는데, 이것은 번들 형태의 필라멘트들에 레이저를 조사할 때 필라멘트 별로 레이저 가열 정도 편차가 발생할 수밖에 없기 때문이다. However, although molecular arrangement fixation for laser can be performed on one filament at a laboratory scale, it has a disadvantage that it is not suitable for mass production of yarns composed of multiple filaments. This is because there is inevitably a variation in the laser heating degree for each filament when irradiating.

더욱이, 고강도 폴리에스테르 원사의 제조를 위해서는 연신 전의 냉각 공정을 정밀하게 제어할 수 있는 폐쇄형 방사 시스템이 요구되는데, 레이저 조사 방식은 냉각 공정의 정밀 제어를 불가능하게 하는 개방형 방사 시스템으로 그 사용이 제한된다는 문제가 있다.Moreover, in order to manufacture high-strength polyester yarns, a closed spinning system capable of precisely controlling the cooling process before stretching is required, and the laser irradiation method is an open spinning system that makes precise control of the cooling process impossible, and its use is limited. There is a problem with being

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 폴리에스테르 원사 제조를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to an apparatus and method for producing a polyester yarn that can avoid the problems caused by the limitations and disadvantages of the related art as described above.

본 발명의 일 관점은, 기존의 폴리에스테르 원사 대비 높은 강도를 갖는 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide an apparatus capable of producing a polyester yarn having a higher strength than a conventional polyester yarn.

본 발명의 다른 관점은, 기존의 폴리에스테르 원사 대비 높은 강도를 갖는 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for producing a polyester yarn having a higher strength than the existing polyester yarn.

위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. In addition to the above-mentioned aspects of the present invention, other features and advantages of the present invention will be described below or will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from such description.

위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 용융된 폴리에스테르 수지를 토출하기 위한 다수의 홀들을 갖는 구금; 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출되면서 형성되는 다수의 필라멘트들을 가열할 수 있는 가열부; 및 상기 가열된 필라멘트들을 냉각할 수 있는 냉각부를 포함하되, 상기 가열부는 다수의 열선들을 포함하고, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 상기 필라멘트들의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들 사이를 지나가도록 배열될 수 있는 것을 특징으로 하는, 폴리에스테르 원사의 제조장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention as above, a nozzle having a plurality of holes for discharging the molten polyester resin; a heating unit capable of heating a plurality of filaments formed while the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle; and a cooling unit capable of cooling the heated filaments, wherein the heating unit includes a plurality of hot wires, and when the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the hot wires interfere with the movement of the filaments There is provided an apparatus for producing a polyester yarn, characterized in that it can be arranged to pass between the filaments without doing so.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 그 길이방향이 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향에 수직이 되도록 배열될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the heating wires may be arranged so that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the discharge direction of the molten polyester resin.

본 발명의 장치는 상기 구금의 적어도 일부를 감싸는 팩 바디(pack body)를 더 포함할 수 있고, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 상기 구금의 하단부가 상기 팩 바디로부터 돌출되어 있을 수 있다.The device of the present invention may further include a pack body surrounding at least a portion of the nozzle, and the lower end of the nozzle through which the molten polyester resin is discharged may protrude from the pack body.

본 발명의 장치는 상기 팩 바디를 감싸는 방사블록(spinning block)을 더 포함할 수 있고, 상기 가열부는 상기 방사블록의 하단부에 고정되어 있을 수 있다.The apparatus of the present invention may further include a spinning block surrounding the pack body, and the heating unit may be fixed to a lower end of the spinning block.

상기 열선들의 배열은 가변적(variable)일 수 있다.The arrangement of the heating wires may be variable.

본 발명의 장치는, 상기 냉각된 필라멘트들을 집속시켜 멀티필라멘트를 형성시킬 수 있는 집속부; 상기 멀티필라멘트를 연신할 수 있는 연신부; 및 상기 연신된 멀티필라멘트를 권취할 수 있는 와인더를 더 포함할 수 있다.The apparatus of the present invention includes a focusing unit capable of forming a multifilament by focusing the cooled filaments; a stretching unit capable of stretching the multifilament; and a winder capable of winding the stretched multifilament.

상기 집속부는 상기 멀티필라멘트에 유제를 부여할 수 있다.The focusing unit may provide an emulsion to the multifilament.

본 발명의 다른 관점에 따라, 폴리에스테르 수지를 방사하는 단계; 상기 방사 단계에 의해 형성된 멀티필라멘트를 연신하는 단계; 및 상기 연신된 멀티필라멘트를 권취하는 단계를 포함하되, 상기 방사 단계는, 용융된 폴리에스테르 수지를 구금을 통해 토출시킴으로써 다수의 필라멘트들을 형성하는 단계; 상기 필라멘트들의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들 사이를 지나가도록 배열된 다수의 열선들로 상기 필라멘트들을 가열하는 단계; 및 상기 가열된 필라멘트들을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리에스테르 원사의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, spinning a polyester resin; stretching the multifilament formed by the spinning step; and winding the elongated multifilament, wherein the spinning step comprises: forming a plurality of filaments by discharging a molten polyester resin through a nozzle; heating the filaments with a plurality of hot wires arranged to pass between the filaments without impeding movement of the filaments; And characterized in that it comprises the step of cooling the heated filaments, there is provided a method for producing a polyester yarn.

상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 그 길이방향이 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향에 수직이 되도록 배열될 수 있고, 상기 필라멘트들 각각은 상기 열선들 중 적어도 하나와 3 내지 10 mm 이격될 수 있다.When the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the heating wires may be arranged such that their longitudinal direction is perpendicular to the discharge direction of the molten polyester resin, and each of the filaments is one of the heating wires. It may be spaced apart from at least one by 3 to 10 mm.

260 내지 320 ℃로 유지되는 팩 바디에 의해 상기 구금의 적어도 일부가 감싸질 수 있고, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 상기 구금의 하단부의 바로 아래 공간은 상기 열선들에 의해 가열되어 상기 팩 바디의 온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다.At least a portion of the nozzle may be wrapped by the pack body maintained at 260 to 320 ° C., and the space just below the lower end of the nozzle from which the molten polyester resin is discharged is heated by the heating wires and the pack body can be maintained at a temperature higher than that of

상기 구금의 하단부의 바로 아래 공간은 350 내지 500 ℃로 유지될 수 있다.The space just below the lower end of the nozzle may be maintained at 350 to 500 °C.

상기 방사 단계에서 방사 속도는 500 내지 4000 m/min일 수 있고, 상기 연신 단계에서 연신비는 2 내지 4일 수 있다.The spinning speed in the spinning step may be 500 to 4000 m/min, and the stretching ratio in the stretching step may be 2 to 4.

상기 방사 단계는 상기 냉각된 필라멘트들을 집속시켜 멀티필라멘트를 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The spinning step may further include forming a multifilament by focusing the cooled filaments.

상기 방사 단계는 상기 멀티필라멘트에 유제를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.The spinning step may further include applying an emulsion to the multifilaments.

상기 유제 부여 단계는 상기 멀티필라멘트 형성 단계와 동시에 수행될 수 있다.The step of applying the emulsion may be performed simultaneously with the step of forming the multifilament.

위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.The above general description of the present invention is only for illustrating or explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention.

본 발명에 의하면, 용융된 폴리에스테르 수지가 구금으로부터 배출된 직후 다이 스웰 현상에 따라 정렬된 폴리에스테르 수지의 분자 배열을 그 상태로 고정시킴으로써, 소정 연신비 하에서의 폴리에스테르 원사의 강도 발현 정도를 극대화시킬 수 있다. 따라서, 다소 높은 방사속도를 적용함으로써 섬유의 배향도를 향상시킴과 동시에 폴리에스테르 원사의 강도를 극대화할 수 있다.According to the present invention, by fixing the molecular arrangement of the polyester resin aligned according to the die swell phenomenon immediately after the molten polyester resin is discharged from the detention, the degree of strength expression of the polyester yarn under a predetermined draw ratio can be maximized. there is. Therefore, by applying a rather high spinning speed, the degree of fiber orientation can be improved and the strength of the polyester yarn can be maximized.

또한, 본 발명에 의하면, 폴리에스테르 원사를 구성하는 다수의 필라멘트들의 기계적 물성의 균일성이 향상될 수 있다.In addition, according to the present invention, the uniformity of mechanical properties of a plurality of filaments constituting the polyester yarn can be improved.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 종래기술의 폴리에스테르 원사의 제조장치를 개략적으로 보여주고,
도 2는 종래기술에 의해 형성된 폴리에스테르 멀티필라멘트의 연신 직전 및 직후의 분자 구조들을 개략적으로 각각 보여주고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 원사의 제조장치를 개략적으로 보여주고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부를 개략적으로 각각 보여주며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의해 형성된 폴리에스테르 멀티필라멘트의 연신 직전 및 직후의 분자 구조들을 개략적으로 각각 보여준다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are intended to aid in the understanding of the present invention and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention, and together with the description, explain the principles of the invention.
1 schematically shows an apparatus for producing a polyester yarn of the prior art,
2 schematically shows the molecular structures immediately before and after stretching of the polyester multifilament formed by the prior art, respectively;
3 schematically shows an apparatus for manufacturing a polyester yarn according to an embodiment of the present invention,
4 and 5 schematically show a heating unit according to an embodiment of the present invention, respectively,
6 schematically shows the molecular structures immediately before and after stretching of the polyester multifilament formed by an embodiment of the present invention, respectively.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the present invention includes all modifications and variations falling within the scope of the invention described in the claims and their equivalents.

전술한 바와 같이, 고강도의 폴리에스테르 원사를 구현하기 위해서는 방사된 멀티필라멘트의 연신성을 향상시켜야 한다. 방사된 멀티필라멘트의 연신성을 향상시키기 위해서는, 구금으로부터 배출된 직후 다이 스웰 현상에 따라 정렬된 폴리에스테르 수지의 분자 배열을 그 상태로 바로 고정시켜 규칙적인 분자 배열이 연신 공정 직전까지 유지되도록 하여야 한다.As described above, in order to implement a high-strength polyester yarn, it is necessary to improve the extensibility of the spun multifilament. In order to improve the stretchability of the spun multifilaments, the molecular arrangement of the polyester resin aligned according to the die swell phenomenon immediately after being discharged from the sieve is fixed immediately in its state so that the regular molecular arrangement is maintained until just before the stretching process. .

따라서, 본 발명에 의하면, 용융된 폴리에스테르 수지가 구금으로부터 토출되면서 형성되는 필라멘트들이, 그 사이를 지나가도록 배열된 다수의 열선들에 의해 상대적으로 짧은 시간 동안 가열됨으로써 폴리에스테르의 분자 배열이 정렬된 상태로 고정되고, 규칙적 분자 배열을 갖는 멀티필라멘트가 소정 연신비로 연신됨으로써 강력 발현이 극대화된다.Therefore, according to the present invention, the filaments formed while the molten polyester resin is discharged from the nozzle are heated for a relatively short time by a plurality of hot wires arranged to pass therebetween, so that the molecular arrangement of the polyester is aligned. The strong expression is maximized by stretching the multifilaments fixed in a fixed state and having a regular molecular arrangement at a predetermined draw ratio.

이와 같이 제조된 본 발명의 타이어 코드용 폴리에스테르 원사는 2 내지 5 데니어의 섬도를 각각 갖는 100 내지 500개의 필라멘트들을 포함하고, 8 g/d 이상의 강도를 갖는다.The polyester yarn for a tire cord of the present invention prepared as described above includes 100 to 500 filaments each having a fineness of 2 to 5 denier, and has a strength of 8 g/d or more.

선택적으로, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있다.Optionally, the polyester may be polyethylene terephthalate (PET).

이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 원사의 제조를 위한 장치 및 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for producing a polyester yarn according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6 .

도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 다수의 홀들을 갖는 구금(221), 가열부(230), 및 냉각부(240)를 포함한다.As illustrated in FIG. 3 , an apparatus according to an embodiment of the present invention includes a nozzle 221 having a plurality of holes, a heating unit 230 , and a cooling unit 240 .

상기 구금(221)은 익스트루더(210)로부터 용융된 폴리에스테르 수지를 전달받아 상기 다수의 홀들을 통해 토출한다.The nozzle 221 receives the molten polyester resin from the extruder 210 and discharges it through the plurality of holes.

용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금(221)의 홀들로부터 토출되면서 형성되는 다수의 반고형 상태의 필라멘트들은 상기 가열부(230)에 의해 가열된다. The plurality of semi-solid filaments formed while the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle 221 are heated by the heating unit 230 .

본 발명의 가열부(230)는 다수의 열선들(231)을 포함한다. 상기 열선들(231)은 직선형일 수 있다. 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금(221)의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들(231)은 상기 필라멘트들(10)의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들(10) 사이를 지나가도록 배열되어 있을 수 있다.The heating unit 230 of the present invention includes a plurality of heating wires 231 . The heating wires 231 may be straight. When the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle 221 , the heating wires 231 are arranged to pass between the filaments 10 without interfering with the movement of the filaments 10 . may have been

따라서, 본 발명에 의하면, 상기 열선들(231)이 필라멘트들(10)과 충분히 가깝기 때문에 폴리에스테르의 분자 배열을 정렬된 상태로 바로 고정시킬 수 있을 정도의 충분한 열로 상기 필라멘트들(10)을 순간적으로 가열할 수 있어 상기 필라멘트들(10)의 연신성을 향상시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, since the heating wires 231 are sufficiently close to the filaments 10, the filaments 10 are instantaneously heated with sufficient heat to immediately fix the molecular arrangement of the polyester in an aligned state. It can be heated to improve the stretchability of the filaments (10).

또한, 각각의 상기 필라멘트들(10)은 상기 열선들(231)과 일정 거리(예를 들어, 3 내지 10 mm)로 균일하게 이격되어 있기 때문에 필라멘트들(21)간의 물성의 균일성이 향상될 수 있다.In addition, since each of the filaments 10 is uniformly spaced apart from the hot wires 231 by a predetermined distance (eg, 3 to 10 mm), the uniformity of physical properties between the filaments 21 can be improved. can

도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명의 장치는 상기 구금(221)의 적어도 일부를 감싸는 팩 바디(pack body)(222)를 더 포함할 수 있다. 상기 팩 바디(222)는 260 내지 320 ℃로 유지된다. 팩 바디(222)의 온도가 260℃ 미만이면 폴리에스테르 수지의 온도가 융점 이하로 떨어지면서 굳어지기 때문에 방사가 불가능해진다. 반면, 팩 바디(222)의 온도가 320℃를 초과하면, 구금(221) 내에 존재하는 폴리에스테르 수지의 급격한 열분해로 인해 섬유의 물성 저하가 야기된다.As illustrated in FIG. 3 , the device of the present invention may further include a pack body 222 surrounding at least a portion of the nozzle 221 . The pack body 222 is maintained at 260 to 320 °C. If the temperature of the pack body 222 is less than 260 ℃, the temperature of the polyester resin drops below the melting point and hardens, so spinning is impossible. On the other hand, when the temperature of the pack body 222 exceeds 320° C., the deterioration of the physical properties of the fiber is caused due to the rapid thermal decomposition of the polyester resin present in the nozzle 221 .

종래 장치의 경우, 구금(221) 전체가 팩 바디(222) 내에 삽입되어 있었다. 뿐만 아니라, 용융된 폴리에스테르 수지가 구금(221)의 홀들로부터 토출된 직후에 급격한 온도 변화를 겪지 않도록 하기 위하여, 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 구금(221)의 하단부 바로 아래 공간까지도 팩 바디(222)에 의해 둘러싸여 있었다. In the case of the conventional device, the entire nozzle 221 was inserted into the pack body 222 . In addition, in order not to undergo a sudden temperature change immediately after the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle 221, even the space just below the lower end of the nozzle 221 from which the molten polyester resin is discharged pack body ( 222) was surrounded by

위와 같은 종래 구조하에서는, 상기 팩 바디(222)보다 더 높은 온도의 열(예를 들어, 350 내지 500 ℃)을 제공하는 본 발명의 열선들(231)이 상기 구금(221)의 하단부에 가깝게 배열될 수 없기 때문에, 상기 열선들(231)로부터 방출되는 열이 상기 구금(221)의 홀들로부터 토출되는 폴리에스테르 수지에 바로 제공될 수 없고, 그 결과, 다이 스웰 현상에 의해 정렬된 폴리에스테르의 분자 배열이 바로 고정될 수 없다.Under the above conventional structure, the heating wires 231 of the present invention that provide heat (eg, 350 to 500 ° C.) of a higher temperature than the pack body 222 are arranged close to the lower end of the nozzle 221 . Since it cannot be, the heat emitted from the heating wires 231 cannot be directly provided to the polyester resin discharged from the holes of the nozzle 221, and as a result, the molecules of the polyester aligned by the die swell phenomenon. Arrays cannot be fixed directly.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 상기 구금(221)의 하단부가 상기 팩 바디(222)로부터 5 내지 100 mm 돌출됨으로써 본 발명의 열선들(231)이 상기 구금(221)에 충분히 근접 배치될 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the lower end of the nozzle 221 from which the molten polyester resin is discharged protrudes 5 to 100 mm from the pack body 222, so that the heating wires 231 of the present invention are It may be disposed sufficiently close to the nozzle 221 .

예를 들어, 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금(221)의 홀들로부터 토출된 직후에 상기 열선들(231)에 의해 바로 가열될 수 있도록, 상기 열선들(231)은 상기 구금(221)의 하단부로부터 0 내지 20 mm 이격되도록 배열될 수 있다. For example, so that the molten polyester resin can be directly heated by the heating wires 231 immediately after being discharged from the holes of the nozzle 221 , the heating wires 231 are at the lower end of the nozzle 221 . It may be arranged to be spaced apart from 0 to 20 mm.

열선들(231)과 구금(221) 사이의 거리가 20mm를 초과하면, 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금(221)의 홀들로부터 토출된 직후에 상기 열선들(231)에 의해 바로 가열될 수 없고, 그 결과, 구금(221)으로부터 배출된 직후 다이 스웰 현상에 따라 정렬된 폴리에스테르 수지의 분자 배열을 그 상태로 바로 고정시킬 수 없다.If the distance between the heating wires 231 and the nozzle 221 exceeds 20 mm, the molten polyester resin cannot be directly heated by the heating wires 231 immediately after being discharged from the holes of the nozzle 221 and , as a result, the molecular arrangement of the polyester resin aligned according to the die swell phenomenon immediately after being discharged from the detention 221 cannot be immediately fixed in its state.

본 발명의 장치는 상기 팩 바디(222)를 감싸는 방사블록(spinning block)(223)을 더 포함할 수 있고, 상기 가열부(230)는 상기 방사블록(223)의 하단부에 고정되어 있을 수 있다.The apparatus of the present invention may further include a spinning block 223 surrounding the pack body 222 , and the heating unit 230 may be fixed to the lower end of the spinning block 223 . .

도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명의 가열부(230)는, 상기 방사블록(223)의 하단부에 고정되어 있으며 상기 열선들(231)을 지지하는 지지부(232) 및 상기 열선들(231)에 전류를 공급하는 전선들(233)을 더 포함한다. 상기 열선들(231)은 그 길이방향이 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향에 수직이 되도록 배열되어 있다.As illustrated in FIGS. 3 and 4 , according to an embodiment of the present invention, the heating unit 230 of the present invention is fixed to the lower end of the radiation block 223 and supports the heating wires 231 . It further includes a support 232 and wires 233 for supplying current to the heating wires 231 . The heating wires 231 are arranged so that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the discharging direction of the molten polyester resin.

상기 열선들(231)의 배열은 가변적(variable)일 수 있다. 예를 들어, 가열부(230)의 작동이 중단된 경우 또는 종래 구조의 구금(221) 및 팩 바디(222)가 적용되어 본 발명의 가열부(230)를 더 이상 사용하지 않을 경우, 상기 열선들(231)은 도 5에 예시된 바와 같이 그 길이방향과 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향이 평행하게 되도록 배열될 수 있다.The arrangement of the hot wires 231 may be variable. For example, when the operation of the heating unit 230 is stopped, or when the heating unit 230 of the present invention is no longer used because the detention 221 and the pack body 222 of the conventional structure are applied, the heating wire The ones 231 may be arranged so that their longitudinal direction and the discharging direction of the molten polyester resin are parallel to each other as illustrated in FIG. 5 .

본 발명의 가열부(230)에 의해 가열된 필라멘트들(10)은 상기 냉각부(240)에 의해 냉각된다. The filaments 10 heated by the heating unit 230 of the present invention are cooled by the cooling unit 240 .

본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 냉각된 필라멘트들(10)을 집속시켜 멀티필라멘트(20)를 형성시킬 수 있는 집속부(250), 상기 멀티필라멘트(20)를 연신할 수 있는 연신부(260), 및 상기 연신된 멀티필라멘트(20)를 권취할 수 있는 와인더(270)를 더 포함한다.An apparatus according to an embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 3 , a focusing unit 250 capable of forming a multifilament 20 by focusing the cooled filaments 10 , the multifilament ( 20) further comprising a winder 270 capable of winding the stretching unit 260, and the stretched multifilament 20 that can be stretched.

상기 집속부(250)는 상기 멀티필라멘트(20)에 유제를 부여할 수도 있다.The focusing unit 250 may apply an emulsion to the multifilament 20 .

본 발명의 장치 및 방법에 의해 제조된 폴리에스테르 원사는, 도 6에 예시된 바와 같이, 연신 전 및 연신 후 모두에 있어서 규칙적인 분자 배열을 갖는다.The polyester yarn produced by the apparatus and method of the present invention has a regular molecular arrangement both before and after stretching, as illustrated in FIG. 6 .

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 원사의 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for producing a polyester yarn according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 0.7 내지 2.1 dl/g의 고유점도를 갖는 폴리에스테르(예를 들어, PET) 칩을 익스트루더(210)에 투입하여 용융시킨다. 용융된 폴리에스테르 수지의 온도는 290 내지 310℃일 수 있다. 용융된 폴리에스테르 수지의 온도가 290℃ 미만일 경우 폴리에스테르 수지가 균일하게 녹지 않아 방사가 곤란하며, 310℃를 초과할 경우 폴리에스테르 수지의 점도가 지나치게 낮아질 뿐만 아니라 고온에 의한 열분해가 야기되어 고강도 발현이 어려워진다.First, a polyester (eg, PET) chip having an intrinsic viscosity of 0.7 to 2.1 dl/g is put into the extruder 210 and melted. The temperature of the molten polyester resin may be 290 to 310 °C. If the temperature of the molten polyester resin is less than 290 ℃, the polyester resin does not melt uniformly, so spinning is difficult. If it exceeds 310 ℃, the viscosity of the polyester resin is too low, and thermal decomposition by high temperature is caused, so high strength is expressed this gets harder

용융된 폴리에스테르 수지가 구금(220)을 통해 방사된다. 구금의 홀 길이(L)와 홀 직경(D)의 비율인 L/D는 2 내지 5일 수 있다. L/D가 2 미만이면 방사성이 좋지 못하고, L/D가 5를 초과하는 경우에도 팩압이 증가하여 방사성이 좋지 못하다.The molten polyester resin is spun through the nozzle 220 . L/D, which is the ratio of the hole length (L) to the hole diameter (D) of the nozzle, may be 2 to 5. If the L/D is less than 2, the radioactivity is not good, and even when the L/D exceeds 5, the pack pressure increases and the radioactivity is not good.

구금(220)으로부터 배출되는 즉시 폴리에스테르 수지의 고화가 시작하면서 반고화 상태의 다수의 필라멘트들(10)이 형성된다. 이때, 전술한 바와 같이, 다이 스웰 현성에 의해 폴리에스테르 수지의 분자 배열이 규칙적으로 정렬된다. A plurality of filaments 10 in a semi-solidified state are formed as the polyester resin starts to solidify as soon as it is discharged from the nozzle 220 . At this time, as described above, the molecular arrangement of the polyester resin is regularly aligned by die swell formation.

본 발명에 의하면, 폴리에스테르의 분자 배열이 정렬된 상태로 고정되도록 하기 위하여, 상기 반고화 상태의 다수의 필라멘트들(10)이 가열부(230)의 열선들(231)에 의해 순간적으로 가열된다. 전술한 바와 같이, 상기 열선들(231)은 상기 필라멘트들(10)의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들(10) 사이를 지나가도록 배열되어 있다.According to the present invention, in order to fix the molecular arrangement of the polyester in an aligned state, the plurality of filaments 10 in the semi-solidified state are instantaneously heated by the heating wires 231 of the heating unit 230 . . As described above, the heating wires 231 are arranged to pass between the filaments 10 without interfering with the movement of the filaments 10 .

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금(221)의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들(231)은 그 길이방향이 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향에 수직이 되도록 배열되어 있고, 상기 필라멘트들(10) 각각은 상기 열선들(231) 중 적어도 하나와 3 내지 10 mm 이격되어 있다.According to an embodiment of the present invention, when the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle 221 , the hot wires 231 have a longitudinal direction perpendicular to the discharge direction of the molten polyester resin. is arranged to be, and each of the filaments 10 is spaced apart from at least one of the hot wires 231 by 3 to 10 mm.

상기 구금(221)은 260 내지 320 ℃로 유지되는 팩 바디(222)에 의해 감싸져 있되, 상기 구금(221)의 하단부는 상기 팩 바디(222)로부터 5 내지 100 mm 돌출되어 있다. 상기 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 상기 구금(221)의 하단부의 바로 아래 공간은 상기 열선들(231)에 의해 가열되어 상기 팩 바디(222)의 온도보다 높은 온도, 예를 들어 350 내지 500 ℃로 유지될 수 있다.The nozzle 221 is surrounded by the pack body 222 maintained at 260 to 320 ° C., the lower end of the nozzle 221 protrudes from the pack body 222 by 5 to 100 mm. The space just below the lower end of the nozzle 221 from which the molten polyester resin is discharged is heated by the heating wires 231 to a temperature higher than the temperature of the pack body 222, for example, 350 to 500 ° C. can be maintained as

상기 열선들(231) 사이를 통과하면서 가열된 필라멘트들(10)은 냉각부(240)에서 냉각됨으로써 완전 고화된다. 상기 냉각 공정의 제어를 위하여 적당한 온도 및 속도의 냉각풍을 상기 필라멘트들(10)에 불어준다. 필라멘트들(10)의 냉각 거동은 섬유의 최종 물성에 큰 영향을 미친다.The filaments 10 heated while passing between the hot wires 231 are completely solidified by being cooled in the cooling unit 240 . In order to control the cooling process, a cooling wind of an appropriate temperature and speed is blown to the filaments 10 . The cooling behavior of the filaments 10 greatly affects the final physical properties of the fiber.

상기 냉각 및 완전 고화된 필라멘트들(10)은 집속부(250)에 의해 집속됨으로써 멀티필라멘트(20)를 형성한다. 상기 집속부(250)는 상기 멀티필라멘트(20)에 유제를 부여할 수 있다. 즉, 멀티필라멘트(20) 형성 단계와 상기 유제 부여 단계가 동시에 수행될 수 있다. 상기 유제 부여는 MO(Metered Oiling) 또는 RO(Roller Oiling) 방식을 통해 수행될 수 있다.The cooled and completely solidified filaments 10 are focused by the focusing unit 250 to form the multifilaments 20 . The focusing part 250 may apply an emulsion to the multifilament 20 . That is, the step of forming the multifilament 20 and the step of applying the emulsion may be performed simultaneously. The application of the emulsion may be performed through a metered oiling (MO) or roller oiling (RO) method.

집속 공정을 통해 형성된 상기 멀티필라멘트(20)가 연신부(260)에서 연신된다. 상기 연신부(260)는 제1 및 제2 고뎃 롤러들(261, 262)을 포함할 수 있다.The multifilaments 20 formed through the focusing process are stretched in the stretching unit 260 . The stretching unit 260 may include first and second godet rollers 261 and 262 .

제1 고뎃 롤러(261)는 방사 속도 및 방사 드래프트율(draft ratio)을 결정하고, 상기 제1 고뎃 롤러(261)의 속도와 제2 고뎃 롤러(262)의 속도의 비율로 연신비(draw ratio)가 결정된다.The first godet roller 261 determines a spinning speed and a spinning draft ratio, and a draw ratio is a ratio of the speed of the first godet roller 261 and the speed of the second godet roller 262 . is decided

본 발명의 일 실시예에 의하면, 방사 속도[즉, 상기 제1 고뎃 롤러(261)의 속도]는 500 내지 4000 m/min이고, 연신비는 2 내지 4이다.According to an embodiment of the present invention, the spinning speed (that is, the speed of the first godet roller 261) is 500 to 4000 m/min, and the draw ratio is 2 to 4.

선택적 사항으로, 연신된 멀티필라멘트(20)의 열처리/열고정을 수행하기 위하여 상기 제2 고뎃 롤러(262)에 가열 수단이 제공될 수 있다. 제2 고뎃 롤러(262)에 감기는 횟수를 조절함으로써 멀티필라멘트(20)가 제2 고뎃 롤러(262)에 체류하는 시간을 조절할 수 있고, 이를 통해 연신사에 대한 적절한 열처리/열고정을 수행할 수 있다.Optionally, a heating means may be provided on the second godet roller 262 to perform heat treatment/heat setting of the stretched multifilaments 20 . By adjusting the number of windings on the second godet roller 262, the time for the multifilament 20 to stay in the second godet roller 262 can be adjusted, and through this, appropriate heat treatment/heat setting for the drawn yarn can be performed. can

연신 및 열처리된 멀티필라멘트(20)가 와인더(270)에 의해 권취됨으로써 폴리에스테르 원사가 완성된다.The stretched and heat-treated multifilament 20 is wound by the winder 270 to complete the polyester yarn.

이하, 실시예들 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, the following examples are only provided to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited thereto.

실시예Example 1-4 및 1-4 and 비교예comparative example 1-2 1-2

도 3에 예시된 장치를 이용하여 필라멘트 섬도가 4 데니어이고 총섬도가 1500 데니어인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 원사들을 제조하였다. 구체적으로, 1.2의 고유점도를 갖는 PET 칩을 용융한 후, 용융된 폴리머를 구금(L/D = 4.0/1.0)을 통해 방사한 후, 연신 공정, 열처리 공정, 및 권취 공정을 차례로 수행하였다. 열선들의 온도, 방사속도, 연신비, 및 사질(◎: 매우 좋음, ○: 좋음, △: 보통, ×: 나쁨)은 아래의 표 1과 같았다.Polyethylene terephthalate (PET) yarns having a filament fineness of 4 denier and a total fineness of 1500 denier were prepared using the apparatus illustrated in FIG. 3 . Specifically, after melting a PET chip having an intrinsic viscosity of 1.2, the molten polymer was spun through a spinneret (L/D = 4.0/1.0), and then a stretching process, a heat treatment process, and a winding process were sequentially performed. The temperature, radiation speed, draw ratio, and sand quality (◎: very good, ○: good, △: normal, ×: bad) of the hot wires were shown in Table 1 below.

열선들의 온도(℃)Temperature of hot wires (℃) 방사속도(mpm)Radiation speed (mpm) 연신비draw ratio 사질sandy 실시예 1Example 1 400400 17001700 3.53.5 ◎◎ 실시예 2Example 2 400400 30003000 2.02.0 ◎◎ 실시예 3Example 3 500500 17001700 3.53.5 ○○ 실시예 4Example 4 500500 30003000 2.02.0 ◎◎ 비교예 1Comparative Example 1 열선 제거됨hot wire removed 17001700 3.53.5 ×× 비교예 2Comparative Example 2 열선 제거됨hot wire removed 30003000 2.02.0 ○○

사질이 매우 좋지 않아 생산이 실질적으로 불가능하였던 비교예 1의 경우를 제외하고, 실시예1-4 및 비교예 2에 의해 각각 제조된 PET 원사들의 인장강도, 중간신도(Elongation At Specific Load: EASL)(at 4 kgf), 및 절단신도를 아래의 방법들에 의해 각각 측정하였고, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.Tensile strength and intermediate elongation (Elongation At Specific Load: EASL) of the PET yarns prepared by Examples 1-4 and Comparative Example 2, respectively, except for Comparative Example 1, which was practically impossible to produce due to poor sand quality (at 4 kgf), and cut elongation were measured by the following methods, respectively, and the results are shown in Table 2 below.

PET 원사의 인장강도, 중간신도(Tensile strength of PET yarn, medium elongation ( EASLEASL ) 및 ) and 절단신도amputee

ASTM D885 방법에 따라, 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 PET 원사의 강도(g/d), 4 kgf 하중에서의 중간신도(%), 및 절단신도(%)를 각각 측정하였다.According to ASTM D885 method, strength (g/d) of PET yarn, intermediate elongation at 4 kgf load (%), and cut elongation ( %) were measured respectively.

인장강도(g/d)Tensile strength (g/d) 중간신도(at 4.5kgf)(%)Medium Elongation(at 4.5kgf)(%) 절단신도(%)Cutting Elongation (%) 실시예 1Example 1 8.78.7 5.25.2 12.712.7 실시예 2Example 2 8.38.3 5.45.4 13.513.5 실시예 3Example 3 9.09.0 4.94.9 11.311.3 실시예 4Example 4 8.68.6 5.35.3 12.512.5 비교예 2Comparative Example 2 7.77.7 5.75.7 13.113.1

1700 mpm의 방사속도 하에서 3.5의 비교적 높은 연신비를 적용하였을 때(실시예 1, 실시예 3, 비교예 1), 열선을 제거한 상태에서 방사 공정을 수행하였던 비교예 1의 경우에는 생산이 불가능할 정도로 PET 원사의 사질이 불량하였음에 반해, PET 수지가 구금으로부터 토출된 직후에 열선을 통해 순간적으로 가열된 실시예 1 및 3의 경우에는 필라멘트들의 연신성이 향상되었기 때문에 3.5의 비교적 높은 연신비가 적용되었음에도 불구하고 비교적 우수한 사질을 가지면서도 8 g/d 이상의 높은 인장강도를 갖는 PET 원사가 제조되었다.When a relatively high draw ratio of 3.5 was applied under a spinning speed of 1700 mpm (Example 1, Example 3, Comparative Example 1), in the case of Comparative Example 1, in which the spinning process was performed with the hot wire removed, PET was impossible to produce. Although the yarn quality of the yarn was poor, in Examples 1 and 3, in which the PET resin was instantaneously heated through a hot wire immediately after being discharged from the sieve, the elongation of the filaments was improved, so a relatively high draw ratio of 3.5 was applied. A PET yarn having a high tensile strength of 8 g/d or more while having a relatively good sand quality was manufactured.

또한, 3000 mpm의 방사속도 및 2.0의 연신비를 적용하였을 때(실시예 2, 실시예 4, 비교예 2), 열선을 제거한 상태에서 방사 공정을 수행하였던 비교예 2의 경우에는 7.7 g/d의 낮은 인장강도를 갖는 PET 원사가 제조되었음에 반해, PET 수지가 구금으로부터 토출된 직후에 열선을 통해 순간적으로 가열된 실시예 2 및 4의 경우에는 2.0의 비교적 낮은 연신비가 적용되었음에도 불구하고 8 g/d 이상의 높은 인장강도를 갖는 PET 원사가 역시 제조되었다.In addition, when a spinning speed of 3000 mpm and a draw ratio of 2.0 were applied (Example 2, Example 4, Comparative Example 2), in Comparative Example 2, in which the spinning process was performed with the hot wire removed, 7.7 g/d While PET yarns with low tensile strength were prepared, in the case of Examples 2 and 4, in which the PET resin was instantaneously heated through a hot wire immediately after being discharged from the sieve, 8 g/m was applied despite a relatively low draw ratio of 2.0. PET yarns with high tensile strength of d or higher were also produced.

210: 익스트루더 220: 구금
230: 가열부 231: 열선
240: 냉각부 250: 집속부
260: 연신부 261: 제1 고뎃 롤러
262: 제2 고뎃 롤러 270: 와인더210: extruder 220: detention
230: heating unit 231: heating wire
240: cooling unit 250: focusing unit
260: stretching unit 261: first godet roller
262: second godet roller 270: winder

Claims (15)

용융된 폴리에스테르 수지를 토출하기 위한 다수의 홀들을 갖는 구금;
상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출되면서 형성되는 다수의 필라멘트들을 가열할 수 있는 가열부; 및
상기 가열된 필라멘트들을 냉각할 수 있는 냉각부를 포함하되,
상기 가열부는 다수의 열선들을 포함하고,
상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 상기 필라멘트들의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들 사이를 지나가도록 배열될 수 있는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.a nozzle having a plurality of holes for discharging the molten polyester resin;
a heating unit capable of heating a plurality of filaments formed while the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle; and
Comprising a cooling unit capable of cooling the heated filaments,
The heating unit includes a plurality of heating wires,
characterized in that when the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the heating wires can be arranged to pass between the filaments without impeding the movement of the filaments,
Polyester yarn manufacturing equipment. 제1항에 있어서,
상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 그 길이방향이 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향에 수직이 되도록 배열될 수 있는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.According to claim 1,
Characterized in that when the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the heating wires can be arranged so that their longitudinal direction is perpendicular to the discharge direction of the molten polyester resin,
Polyester yarn manufacturing equipment. 제1항에 있어서,
상기 구금의 적어도 일부를 감싸는 팩 바디(pack body)를 더 포함하고,
상기 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 상기 구금의 하단부가 상기 팩 바디로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.According to claim 1,
Further comprising a pack body (pack body) surrounding at least a portion of the slit,
Characterized in that the lower end of the nozzle through which the molten polyester resin is discharged protrudes from the pack body,
Polyester yarn manufacturing equipment. 제3항에 있어서,
상기 팩 바디를 감싸는 방사블록(spinning block)을 더 포함하고,
상기 가열부는 상기 방사블록의 하단부에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.4. The method of claim 3,
Further comprising a spinning block (spinning block) surrounding the pack body,
The heating unit is characterized in that it is fixed to the lower end of the radiation block,
Polyester yarn manufacturing equipment. 제1항에 있어서,
상기 열선들의 배열은 가변적인(variable) 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.According to claim 1,
The arrangement of the heating wires is characterized in that the variable (variable),
Polyester yarn manufacturing equipment. 제1항에 있어서,
상기 냉각된 필라멘트들을 집속시켜 멀티필라멘트를 형성시킬 수 있는 집속부;
상기 멀티필라멘트를 연신할 수 있는 연신부; 및
상기 연신된 멀티필라멘트를 권취할 수 있는 와인더를 더 포함하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.According to claim 1,
a focusing unit capable of converging the cooled filaments to form a multifilament;
a stretching unit capable of stretching the multifilament; and
Further comprising a winder capable of winding the stretched multifilament,
Polyester yarn manufacturing equipment. 제6항에 있어서,
상기 집속부는 상기 멀티필라멘트에 유제를 부여할 수 있는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조장치.7. The method of claim 6,
The focusing part is characterized in that it can impart an emulsion to the multifilament,
Polyester yarn manufacturing equipment. 폴리에스테르 수지를 방사하는 단계;
상기 방사 단계에 의해 형성된 멀티필라멘트를 연신하는 단계; 및
상기 연신된 멀티필라멘트를 권취하는 단계를 포함하되,
상기 방사 단계는,
용융된 폴리에스테르 수지를 구금을 통해 토출시킴으로써 다수의 필라멘트들을 형성하는 단계;
상기 필라멘트들의 이동을 방해하지 않으면서 상기 필라멘트들 사이를 지나가도록 배열된 다수의 열선들로 상기 필라멘트들을 가열하는 단계; 및
상기 가열된 필라멘트들을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.spinning a polyester resin;
stretching the multifilament formed by the spinning step; and
Comprising the step of winding the stretched multifilament,
The spinning step is
forming a plurality of filaments by discharging the molten polyester resin through a nozzle;
heating the filaments with a plurality of hot wires arranged to pass between the filaments without impeding movement of the filaments; and
characterized in that it comprises the step of cooling the heated filaments,
Method for producing polyester yarn. 제8항에 있어서,
상기 용융된 폴리에스테르 수지가 상기 구금의 홀들로부터 토출될 때, 상기 열선들은 그 길이방향이 상기 용융된 폴리에스테르 수지의 토출 방향에 수직이 되도록 배열되고,
상기 필라멘트들 각각은 상기 열선들 중 적어도 하나와 3 내지 10 mm 이격된 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.9. The method of claim 8,
When the molten polyester resin is discharged from the holes of the nozzle, the heating wires are arranged so that their longitudinal direction is perpendicular to the discharge direction of the molten polyester resin,
Each of the filaments is characterized in that at least one of the hot wires and 3 to 10 mm spaced apart,
Method for producing polyester yarn. 제8항에 있어서,
260 내지 320 ℃로 유지되는 팩 바디에 의해 상기 구금의 적어도 일부가 감싸지고,
상기 용융된 폴리에스테르 수지가 토출되는 상기 구금의 하단부의 바로 아래 공간은 상기 열선들에 의해 가열되어 상기 팩 바디의 온도보다 높은 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.9. The method of claim 8,
At least a portion of the detention is wrapped by the pack body maintained at 260 to 320 ° C,
The space just below the lower end of the nozzle through which the molten polyester resin is discharged is heated by the heating wires, characterized in that it is maintained at a temperature higher than the temperature of the pack body,
Method for producing polyester yarn. 제10항에 있어서,
상기 구금의 하단부의 바로 아래 공간은 350 내지 500 ℃로 유지되는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.11. The method of claim 10,
The space just below the lower end of the nozzle, characterized in that it is maintained at 350 to 500 ℃,
Method for producing polyester yarn. 제8항에 있어서,
상기 방사 단계에서 방사 속도는 500 내지 4000 m/min이고,
상기 연신 단계에서 연신비는 2 내지 4인 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.9. The method of claim 8,
The spinning speed in the spinning step is 500 to 4000 m / min,
In the stretching step, the stretching ratio is characterized in that 2 to 4,
Method for producing polyester yarn. 제8항에 있어서,
상기 방사 단계는, 상기 냉각된 필라멘트들을 집속시켜 멀티필라멘트를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.9. The method of claim 8,
The spinning step, characterized in that it further comprises the step of forming a multifilament by focusing the cooled filaments,
Method for producing polyester yarn. 제13항에 있어서,
상기 방사 단계는, 상기 집속된 멀티필라멘트에 유제를 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.14. The method of claim 13,
The spinning step, characterized in that it further comprises the step of applying an emulsion to the focused multifilaments,
Method for producing polyester yarn. 제8항에 있어서,
상기 방사 단계는, 상기 냉각된 필라멘트들을 집속시켜 멀티필라멘트를 형성하는 것과 동시에 멀티필라멘트에 유제를 부여하는 단계를 더 포함하는,
폴리에스테르 원사의 제조방법.9. The method of claim 8,
The spinning step further comprises the step of applying an emulsion to the multifilaments at the same time as forming the multifilaments by focusing the cooled filaments,
Method for producing polyester yarn.
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