KR20000076341A

KR20000076341A - 산업용 직물을 위한 모노필라멘트 및 폴리아미드 모노필라멘트의 제조 방법

Info

Publication number: KR20000076341A
Application number: KR1019997008442A
Authority: KR
Inventors: 베르너 헬러; 제하드 라가히그
Original assignee: 페터 헤르만; 로디아 필텍 아게
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2000-12-26
Also published as: JP2001518152A; EP0970269A1; EA000984B1; DE59805514D1; DK0970269T3; PT970269E; ID22387A; US6238608B1; EP0970269B1; EA199900852A1; WO1998042900A1; ATE223981T1; BR9808286A; AR011096A1

Abstract

본 발명은 산업용 직물에 사용되기 위한 기공(pinholes) 및 열분해가 없는 원형의 폴리아미드 모노필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 75 내지 85 중량%의 PA 66과 15 중량% 초과 내지 25 중량%의 PA 6과의 혼합물을 압출하기 전에 즉시 혼합하고, 방사하여 액체중에서 즉시 냉각시킴으로써 제조된다. 직경의 적정치 범위가 0.8 내지 1.5 mm인 모노필라멘트는 산업용 직물을 의도한 것이며 40 cN/tex를 초과하는 내성, 55% 이하의 내열성, 및 235 내지 260℃ 범위의 융점을 가진다.

Description

산업용 직물을 위한 모노필라멘트 및 폴리아미드 모노필라멘트의 제조 방법{Method for Producing Polyamide Monofilaments and Monofilament for Technical Fabric}

본 발명은 산업용 직물을 위한 폴리아미드로 이루어진, 액포(vacuole)가 없는 내열성 원형 모노필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다.

강화 고무 용품, 특히 타이어를 위한 모노필라멘트의 제조는 공지되어 있다. 미국 특허 제5,262,099호에서는 수중으로의 압출에 의한 직경이 타원형인 모노필라멘트의 제조 방법에 대해 개시하고 있다. 약 1.3 mm의 직경에 해당되는, 12,000 데니어(약 13,000 dtex) 이하의 선밀도가 언급되어 있지만, 예시된 최대 선밀도는 약 0.85 mm의 직경에 해당되는, 6000 데니어(약 6700 dtex)이다. 직경이 0.8 mm 초과인 모노필라멘트의 제조에서 최종 모노필라멘트내에 액포가 형성되는, 수중으로의 압출에서 분명한 냉각 문제가 존재한다. 이들 모노필라멘트는 사절(end breakages)이 종종 발생하며 실의 성질이 일정하지 않기 때문에 산업적 목적으로 직물을 제조하는 데 적당하지 않다.

유럽 특허 EP-A 제0 230 228호에서는 제지 공업에서 나선형 와이어(spiral wires)를 위한 폴리아미드 66과 폴리아미드 6과의 혼합물로부터 직경이 원형인 모노필라멘트의 제조에 대해 개시하고 있다. 그러나, PA 6의 전체 비율은 15 중량%를 초과하지 말아야 한다는 것을 발견하였다. 공지된 방법에서는 폴리아미드 모노필라멘트를 0.3 내지 0.7 mm의 직경으로 제조한다. 이들 공지된 직경은 너무 작아 모노필라멘트내에 액포가 발생하지 않는다.

타이어 코드를 위한 보다 굵은 모노필라멘트의 용도에 대해 오래전부터 요구되어 왔다. 굵은 모노필라멘트란 약 0.9 mm를 초과하는 필라멘트 직경에 해당되는, 8000 dtex를 초과하는 선밀도를 가진 모노필라멘트를 의미한다. PA 6을 단독으로 사용하거나, 또는 그의 코폴리아미드를 사용하여도 원했던 성공을 이루지 못하였다. PA 6 단독으로는 중장비 타이어, 예를 들어 무거운 짐을 싣는 자동차 타이어에 대해 고려되는 가황 온도에서 사용할 수 없는 저융점 (약 218℃)때문이다.

본 발명은 목적은 중장비 타이어에서 뼈대 또는 다른 텍스타일 인라인너(inliner) 재료를 위한 직물의 용도로서 경량의 합성 재료로부터 굵은 모노필라멘트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또다른 목적은 이러한 모노필라멘트를 경제적으로 제조하는 것이다.

이들 목적은 75 내지 85 중량%의 PA 66과 15 이상 내지 25 중량%의 PA 6과의 혼합물을 압출하기 전에 즉시 혼합하여 방사하고 액체중에 즉시 냉각시키는 본 발명에 따라 달성된다.

놀랍게도, 코폴리아미드가 아닌, 단지 상이한 폴리아미드를 혼합하면 액포가 없는 굵은 모노필라멘트가 생성되어 그로 인해 융점이 매우 높아진다는 것을 발견하였다. 이 경우 혼합비가 중요하다. PA 6의 함량이 15 중량% 이하일 경우 그로부터 제조되는 직물의 파단 강도에 불리하게 영향을 미치는 액포가 발생한다. PA 6의 함량이 25 중량%를 초과할 경우 바람직한 실 성질 및 융점 정도가 더이상 성취될 수 없는 이러한 정도까지 혼합물의 융점이 더욱 낮게 될 것이다.

10 m/분을 초과하는 방출 속도로, 온도가 60℃ 미만인 냉각조에 방사하는 것이 유리하다. 방출 속도가 10 m/분 미만일 경우, 사조(threadline)에 스냅(snaps)이 발생할 수 있고, 방출 속도가 20 m/분을 초과할 경우, 후속적인 냉각/연신 공정을 손상시킬 수 있다.

PA 66에 120 ppm을 초과하지 않는 범위에서, 30 ppm 이상, 바람직하게는 60 ppm 이상으로 Cu를 첨가하는 것이 유리하다. PA 66 중합체 펠렛에 완전한 열 보호제를 깊숙이 첨가하면 중합체의 심각한 분해 없이 마지막 혼합물까지 모노필라멘트로 압출되는 이점이 있으며 중합체내에 존재하게 되면 예를 들어 압출기 튜브상에서 구리의 소결이 방지된다. 구리는 구리염 형태로 사용된다. 사용되는 구리염은 바람직하게는 염화 구리(II), 브롬화 구리(II) 또는 요오드화 구리(II)와 같은 할로겐화물이다.

펠렛 형태로 조합 압출기, 특히 탈휘발성 압출기에 PA 66 및 PA 6을 첨가하는 것이 유리하다. 이 경우 펠렛의 두께가 혼합물에서 중요하다. 펠렛의 두께는 압출기내에서 수분의 배출에 중요한 영향을 미친다.

유리한 펠렛의 혼합물은 중량이 10 내지 200 mg, 바람직하게는 10 내지 100 mg, 특히 바람직하게는 15 내지 80 mg인 펠렛으로 되어 있다. 펠렛의 중량이 10 mg보다 적을 경우, 전형적인 공급 스크류상에 공급 문제가 발생하며, 펠렛의 중량이 100 mg을 초과할 경우, 혼합 정도가 빈약해진다. PA 66 및 PA 6 펠렛의 크기가 실질적으로 동일하도록 주의를 기울려야 한다.

0.8 내지 1.5 mm, 바람직하게는 0.9 내지 1.2 mm의 원형 단면을 가지며, 융점의 범위가 235 내지 260℃, 바람직하게는 245 내지 260℃, 특히 255 내지 260℃인, 산업용 직물을 위한 모노필라멘트는 타이어내에 뼈대 또는 브레이커(breaker)로서의 용도를 위한 직물을 제조하는 데 특히 유용하다. 원형인 단면은 모노필라멘트가 캘린더 직물(calendered fabrics)로의 공정 동안 꼬이지 않을 것이라는 점에서 비원형 단면보다 유리하다. 모노필라멘트의 두께가 0.8 mm보다 적은 경우 파단 강도 및 안정성이 불충분하다는 단점이 있으며, 두께가 1.5 mm를 초과하는 모노필라멘트는 제조하기가 불가능하다.

〈측정 방법〉

상대 점도 η_rel

방법 ISO 370-1984 (90% 농도 포름산 50ml중의 시료 250mg)

내열성

파단 강도 손실: 190℃에서 7일간 열처리

본 발명의 실시양태를 하기에서 실시예를 통해 보다 구체적으로 기술하겠다.

〈실시예 1〉

점도가 η_rel= 184인 고체 폴리아미드 6 (PA 6)과 점도가 η_rel= 131인 고체 폴리아미드 66 (PA 66)을 계량기상에서 20/80의 비로 혼합하였다. PA 66은 열 보호제로서 100 ppm의 Cu를 포함하였다. 펠렛의 중량이 14 내지 64 mg인, 혼합된 중합체 펠렛을 2축 스크류 압출기내에서 용융시키고 진공으로 수분을 제거한 후, 이어서 용융물을 수직으로 위치한 방사두를 통해 수조내로 압출하였다. 원형 세공수가 다수인 다이의 직경은 3.4 mm이었고 압출 속도는 12.8 m/분이었다. 조 모노필라멘트(crude monofilament)를 다이 플레이트에서 80 mm 떨어져 있는 40℃ 온도의 수조에서 냉각시켰다. 내부는 여전히 뜨거운, 모노필라멘트를 2개의 공급 롤을 경유하여 냉각 조로부터 회수한 후, 수온이 15 내지 20℃인 추가의 냉각 존(cooling zone)을 경유하여 연신 공정으로 공급하였다. 모노필라멘트를 1:4 내지 1:5 범위내의 비로 연신시키고 이어서 완화시켰다.

〈실시예 2〉

점도가 η_rel= 184인 고체 폴리아미드 6 (PA 6)과 점도가 η_rel= 131인 고체 폴리아미드 66 (PA 66)의 25/75 혼합물에 대해 실시예 1을 반복하였다. 생성된 모노필라멘트의 직경은 1.2 mm이었다.

〈실시예 3〉

점도가 η_rel= 184인 고체 폴리아미드 6 (PA 6)과 점도가 η_rel= 131인 고체 폴리아미드 66 (PA 66)의 15/85 혼합물에 대해 실시예 1을 반복하였다. 생성된 모노필라멘트의 직경은 0.9 mm이었다.

〈실시예 4〉

(비교예)

점도가 η_rel= 184인 고체 폴리아미드 6 (PA 6)과 점도가 η_rel= 131인 고체 폴리아미드 66 (PA 66)의 10/90 혼합물에 대해 실시예 1을 반복하였다. 생성된 모노필라멘트의 직경은 1.0 mm이었다.

결과를 하기의 표 1에 요약하였다.

실시예	PA 6/PA 66	직경 (mm)	비강도(cN/tex)	신도(%)	TR % BS 손실	mp (℃)	액포 형성
1	20/80	1.0	46.4	22.6	53.3	245 이상	무
2	25/75	1.0	40	21	55 미만	245 이상	무
3	15/85	0.9	42	19	55 미만	245 이상	무
4	10/90	1.0	45	23	60 미만	245 이상	유
5	25/75	1.2	35	19	60 미만	245 이상	유
약어: TR = 내열성, BS = 파단 강도, mp = 융점

본 발명의 모노필라멘트는 타이어 강화 직물, 특히 그의 경사로의 제조에서 특히 유용하나, 또한 제지 기계 웨트-엔드 와이어(paper machine wet-end wires) 및 낚시 용품에 대해 또한 유용하다.

Claims

75 내지 85 중량%의 PA 66과 15 중량% 초과 내지 25 중량%의 PA 6과의 혼합물을 압출하기 전에 즉시 혼합하고 방사하여 액체에서 즉시 냉각시키는 것을 특징으로 하는 산업용 직물을 위한 폴리아미드로 이루어진, 액포가 없고 열에 대해 보호된, 원형 모노필라멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 10 m/분을 초과하는 압출 속도로, 온도가 60℃ 미만인 1개 이상의 냉각조에 방사하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, PA 66이 30ppm 이상의 Cu로 열 보호되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, PA 66 및 PA 6을 펠렛 형태로 미리 혼합하여 압출기에 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 펠렛의 치수가 10 내지 100 mg인 것을 특징으로 하는 방법.
직경이 0.8 내지 1.5mm인 원형 단면 및 235 내지 260℃의 범위의 융점을 특징으로 하는 비강도가 40 cN/tex를 초과하고 파단 강도 손실이 55% 미만인 산업용 직물을 위한 모노필라멘트.