KR19980030489A - 산업용 폴리에스테르 필라멘트사의 제조방법 - Google Patents

산업용 폴리에스테르 필라멘트사의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업용 폴리에스테르 필라멘트사를 제조함에 있어서, 방사공정중의 유제부여단계에서 두 대의 유제부여장치를 사용하되, 1차 유제부여장치에서는 에폭시성분을 20∼55% 함유하는 혼합유제를 사용하고, 2차 유제부여장치에서는 일반 산업용 유제를 사용하여 사에 순차적으로 유제를 부여하므로써, 공정상의 문제가 발생하지 않으면서 고무접착력이 우수한 산업용 폴리에스터 필라멘트사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
산업용 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법
[발명의 상세한 설명]
[발명의 목적]
본 발명은 산업용 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법에 관한 것으로, 특히 방사단계에서 사에 조성이 다른 2종의 유제를 순차적으로 부여하므로써 공정성을 개선하면서 고무접착력이 향상된 산업용 폴리에스터 필라멘트사를 제조하는 방법에 관한 것이다.
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
일반적으로 산업용 폴리에스터 섬유는 타이어코드나 V-벨트, 컨베이어 벨트 등의 고무접착력이 요구되는 용도에 많이 쓰이게 된다. 이 경우 고무와의 접착력을 강화하기 위해 에폭시 성분, 또는 이소시아네이트 성분이 들어있는 처리제로 디핑 처리한 다음 레조시놀-포름알데히드 라텍스로 다시 디핑처리하여 고무와의 접착공정에 들어가게 되는데, 이러한 후 공정 중 1차 디핑공정에서 쓰이는 에폭시성분 또는 이소시아네이트 성분은 원사의 방사단계에서 유제에 섞어 부여할 수도 있다.
그러나, 이 경우에는 방사공정 중 고온의 고뎃롤러부분에서 연소되는 물질 및 탄화되는 성분이 많이 발생하여 작업성이 나빠지고 안전상에 문제가 생기는 단점이 발생한다. 이에 따라 생산되는 원사에 모우가 발생하기 쉽고 이러한 물질의 제거를 위해 자주 세정해야 하며 안전성의 확보를 위해 배기장치 및 개인 안전장비를 갖추어야 하는 등의 비용발생요인이 있다.
한편, 일본특허공개 평 5-59609호에서는 PVC와의 접착력 강화를 위하여 방사공정중에 제 1차 유제로서 에폭시화합물을 포함하는 유제로 처리한 후, 연신 후 단계에서 제 2차 유제로 처리하는 방법이 제시되어 있다.
그러나 이러한 방법은 방사, 연신단계에서 각각 유제를 부여하기 때문에 비용이 많이 드는 단점이 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명은 방사공정단계에서 사에 에폭시성분을 포함하는 유제와 일반 산업용 유제를 순차적으로 부여하여 고무와의 접착력을 강화시키면서 공정성을 개선하는데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 방사공정 중 사에 유제를 부여할 때 먼저 에폭시성분이 포함된 유제를 사용하고 그 다음에 일반적으로 사용되는 산업용 유제를 사용하는 것을 특징으로 한다.
[발명의 구성 및 작용]
산업용 폴리에스터 필라멘트사의 제조공정중 유제의 부여는 방사직후 첫 번째 고뎃롤러에 감기기 전에 실시한다. 본 발명에서는 두 대의 유제부여장치를 설치하여 1차 유제부여장치에서는 일반 산업용유제와 에폭시성분유제로 이루어진 혼합유제를 사용한다.
이때 에폭시성분의 경화를 돕기 위해 경화제를 첨가하는 것이 좋다.
에폭시성분의 함량은 전체 혼합유제의 20∼55중량%가 적당한 바, 함량이 20중량% 미만일 경우에는 후공정에서 레조시놀-포름알데히드 라텍스와의 결합력이 떨어지게 되고, 55중량%를 초과할 경우에는 유제의 배합이 어렵고 배합후 유제부여공정에서 폴리에스터 사와 결합하지 못한 에폭시성분이 많아 200℃ 이상의 고온 고뎃롤러를 거치면서 경화하여 유해가스 및 침적물로 인한 공정상의 문제점을 유발하게 된다.
본 발명에서 1차유제의 에멀젼농도는 10∼30%가 적당한 바, 농도가 너무 낮으면 사에 부여되는 유제의 양이 적어 단사가 자주 발생하는 단점이 있고, 너무 높으면 침적물이 많이 발생하여 역시 단사가 많이 발생하는 단점이 있다.
1차 유제부여장치를 거친 폴리에스터 사는 그 고분자구조중 말단기의 일부가 에폭시성분과 결합하게 된다. 이렇게 결합된 에폭시성분은 레조시놀-포름알데하이드 라텍스 중 레조시놀성분과 수소결합이 가능하다. 이에 따라 후공정에서 레조시놀-포름알데하이드 라텍스 처리를 할 경우 고무와의 접착력을 가지는 라텍스성분이 쉽게 폴리에스터사와 결합할 수 있게 된다.
한편, 1차 유제부여장치를 거친 폴리에스터 사는 에폭시성분이 결합되어 있기는 하지만 주변에 미처 결합하지 못한 에폭시성분이 물리적으로 붙어있기도 한다. 이 경우 고뎃롤러를 지나면서 200℃이상의 고온부분과 접촉하게 되면서 에폭시성분 등이 경화되어 떨어져 나가 접촉하는 기계부분에 침적하게 된다. 이외에도 연소, 탄화, 분해되는 물질이 각종 유해가스 및 침적물을 생성한다. 이는 공정상에 문제점을 일으켜 모우나 단사의 원인이 되기도 한다.
따라서 본 발명에서는 2차 유제부여장치를 활용하여 기존에 사용되는 유제를 부여하는데 이는 에폭시성분이 포함되어있지 않은 유제로서 고온의 조건에서도 연소 또는 분해되지 않는 물질이다. 이렇게 부여된 유제가 에폭시성분이 결합된 폴리에스터 사를 감싸주므로써 사가 고온조건을 지날 때에도 연소 및 분해가 되는 물질을 발생하지 않게 해주는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예로 인하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
고유점성도가 0.80이고 광택이 브라이트인 폴리에스터 수지를 건조후 스크류압출식방사기에서 통상의 원형노즐을 통해 방사온도 290℃로 방사하였다.
속도가 610m/분인 고뎃롤러를 지나기 전에 두 대의 오일롤러를 사용하여 유제를 부여하였다. 이때 1차 오일롤러에서는 다께모또유지주식회사의 일반산업용유제(DSK-S-3117-E)에 에폭시성분유제(DF-4012-EP)와 경화제성분이 포함된 유제(DF-4012-CAT)를 50 : 50 : 2 중량비로 섞어 물에 유화시킨 것을 폴리에스터사에 부여하였다. 이때의 에멀젼농도는 15% 였다.
2차 오일롤러 에서는 다께모또유지주식회사의 일반 산업용유제(DSK-S-3117-E)만을 사용하였다.
유제가 부여된 사를 각각 온도 60, l20, 150, 230℃의 고뎃롤러를 지나면서 연신하여 산업용 폴리에스터 필라멘트사를 제조하였다. 이때의 연신배율은 각각 4.0, 1.5, 0.98로서 마지막에는 이완후 고온처리에 의해 열고정하는 공정을 거쳤다.
이렇게 얻어진 산업용 폴리에스터 필라멘트사의 섬도, 인장강도, 파단신도, 건열수축율(190℃, 15분)을 ASTN ID 885에 의거하여 측정하였다. 또한 고무와의 접착력을 측정하기 위하여 후공정에서 레조시놀-포름알데하이드 라텍스로 디핑처리한 후 천연고무를 도핑하여 150℃에서 30분동안 50㎏/㎡의 조건으로 가황 후 고무와 섬유의 인장시험을 한 결과 6.8㎏/㎡의 접착력을 얻을 수 있었다. 이는 후공정에서 적용하기에 충분한 수준으로서 일반적으로 6.0㎏/㎝이상이면 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 공정성을 파악하기 위하여 24시간동안 생산해본 결과 정상제품의 생산비율을 나타내는 LP lA율이 96%에 이르렀으며 생산하는 동안 설비의 청소작업을 할 필요가 없었다. 일반적으로 방사공정에 있어서 상업적인 생산이 가능하기 위해서는 LP lA율이 95%이상이어야 한다.
[실시예 2]
1차 오일톨러에서의 유제조성비, 즉 일반산업용유제 : 에폭시성분유제 : 경화제성분이 포함된 유제가 75 : 25 : 2 중량비인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과 각 물성, 접착력, 공정성이 양호하였다.
[비교예 1]
2차 오일롤러에서 일반산업용유제 대신 1차 오일롤러에서와 동일한 유제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
제조된 사의 물성을 실시예 1의 사와 비교하여 본 결과 섬도, 인장강도, 파단신도, 건열수축율은 비슷하였고, 접착력은 우수하였으나, 공정성 측면에 있어서 LP lA율이 낮고 생산하는 동안 3시간마다 설비의 청소작업을 해야만 했다.
[비교예 2]
1차 유제의 에멀젼농도를 8%로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과 각 물성 및 공정성은 양호하였으나 접착력이 미흡하였다.
[비교예 3]
일반산업용유제 : 에폭시성분유제 : 경화제성분이 포함된 유제의 조성비를 40 : 60 : 2 중량비로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과 각 물성 및 접착력은 양호하였으나 공정성이 불량하였다.
[비교예 4]
일반산업용유제 : 에폭시성분유제 : 경화제성분이 포함된 유제의 조성비를 95 : 15 : 2 중량비로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과 각 물성 및 공정성은 양호하였으나 접착력이 불량하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 사의 물성 및 공정성을 측정하여 다음 표 1에 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
섬도(데니어) 1000 1001 1001 999 1001 1002
인장강도(g/d) 8.7 8.8 8.6 8.6 8.7 8.6
파단신도(%) 13.1 13.4 12.9 13.0 13.3 13.1
건열수축육(%) 10.3 10.0 10.1 10.2 10.4 10.2
접착력(㎏/㎝) 6.8 6.1 7.0 4.8 7.1 4.9
LP 1A(%) 96 97 81 94 86 95
[발명의 효과]
본 발명의 방법으로 제조된 산업용 폴리에스터 사는 기존의 유제처리만으로 제조된 사와 동일한 인장강도, 파단신도, 건열수축율을 나타내었으며, 후공정에서의 고무와의 접착용도에 적용가능성을 파악하기 위하여 접착력을 측정한 결과 원사제조후 에폭시성분을 디핑에 의해 처리한 경우와 유사한 우수한 물성을 나타내었다. 또한 공정상의 문제가 발생하지 않아서 높은 수율을 나타내었다.

Claims (3)

  1. 산업용 폴리에스테르 필라멘트사를 제고함에 있어서, 방사공정중의 유제부여단계에서 두 대의 유제부여장치를 사용하되, 1차 유제부여장치에서는 에폭시성분을 20∼55% 함유하는 유제를 사용하고, 2차 유제부여장치에서는 일반산업용유제를 사용하여 사에 순차적으로 유제를 부여하는 것을 특징으로 하는 산업용 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 1차 부여되는 유제가 경화제성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 산업용 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 1차 부여되는 유제의 에멀젼농도가 10∼30% 임을 특징으로 하는 산업용 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법.
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