KR20010027966A - 초고속방사연신법에 의한 나일론 6 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경면처리된 제 1 고뎃롤러와 단일롤러로 되어 있는 제 2 고뎃롤러에 2회 미만 감아서 연신하여 5,500m/분 이상의 방사속도로 직접 방사 연신하는 나일론 6 섬유의 제조방법임.

본 발명은 권자가 좋은 드럼상 팩키지를 조업성 좋게 제조할 수 있음.

Description

초고속방사연신법에 의한 나일론 6 섬유의 제조방법{Manufacturing of nylon 6 fiber by super high speed spinning process}

본 발명은 나일론 6 섬유를 초고속으로 직접 방사연신하여 제조하는 방법에 관한 것으로, 용융토출된 나일론 6 사조를 냉각시킨 후에 교락처리 전, 후 2단계에 걸쳐서 함수계 유제를 부여시키고, 제 1, 제 2 고뎃롤러에서 연신, 열처리한 후 5,500m/분 이상의 권취속도로 권취하여서 권자 상태가 양호한 나일론 6 섬유를 조업성이 좋게 제조하는 방법에 관한 것이다.

근래에 나일론 6 연신사의 제조방법은 방사와 연신을 별도의 공정에서 하는 2단계 공법으로 부터 방사와 연신을 동시에 하는 직접 방사 연신법으로 진전되어 왔다. 또한 생산성 향상과 비용절감 등을 위한 고속화, 자동화 및 다사조화가 요구되고 있다.

직접 방사 연신법으로는 일본 특개소 62-25019호, 일본 특개평 3-161546호, 일본 특공평 1-52488호 공보에 게재되어 있는 바와 같이 분리롤러방식이나 넬손방식에 의하여 롤러에 수회 감아서 연신하는 방법이 알려져 있다.

그러나 이 방법은 사조를 롤러에 수회 권회하기 때문에 특히 초고속방사에 있어서는 롤러상에서 사조의 흔들림이 심하게 일어나서 사조끼리 부딪히거나, 고뎃롤러에 감겨 단사절이 발생하는 등의 여러 가지 문제점이 있었다. 그러므로 이 방식으로는 초고속화가 어려우며, 권취속도가 최대한 4,500m/분 정도이다.

이에 대하여 일본 특공소 57-35287호에 제안된 다사조 고속 직접 방사연신법은 첫번째 단일롤러에 1회 미만 감고, 두번째 가열된 단일롤러에 1회 미만 감아서 연신하는 방법인 바, 이 방식으로는 기존보다 섬유제조를 고속화 할 수 있었지만, 이 방식은 사조가 고뎃롤러에 1회 미만 감겨져 있기 때문에 사조가 롤러 표면에서 미끄러지는 문제점이 발생한다.

뿐만 아니라 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이의 장력이 낮아서 사조가 불안정하기 때문에 사조가 제 2 고뎃롤러에 감기는 현상이 발생하는 문제점도 있었다. 일본 특공평 1-22363에서는 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이의 장력을 높여서 위 문제점을 해결할 수 있었다.

그러나 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이에 걸리는 장력을 높이는 경우 5,500m/분 이상의 권취속도에서는 권자가 나쁘게 되든지 사절이 발생하여 충분한 효과를 발휘하지 못하게 된다.

본 발명은 5,500m/분 이상의 초고속 방사속도로 나일론 6 섬유를 직접 방사 연신하여 제조함에 있어서, 권자형태가 우수한 팩키지를 사절을 거의 발생시킴이 없이 조업성이 좋게 제조하는 방법을 제공하는데 기술적 과제를 두고 있다.

본 발명은 용융방사된 나일론 6 섬유를 하나의 장치에서 연신, 열처리를 하여 5,500m/분 이상의 초고속 방사속도로 직접 방사 연신하여 제조함에 있어서, 용융토출된 나일론 6 사조를 냉각시킨 후 교락처리 전, 후 2단계에 걸쳐서 함수계유제를 부여하고, 연신전에 제 1 고뎃롤러에 2회 미만 감고 난 후 표면이 경면(鏡面)으로된 제 2 의 단일고뎃롤러로 연신 및 열처리한다. 이때 제 2 고뎃롤러에도 2회 미만 감는다. 그리고 권취시에는 베일롤러 및 스핀들에 의한 적극 구동회전방식의 권취기에 의하여 5,500m/분 이상의 속도로 권취하여 제조함을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이의 권취장력을 0.09 ∼ 1.17g/데니어로 조절하고, 용융방사된 사조를 제 1 고뎃롤러에 감기 전에 교락을 주는 것이 더욱 효과적이다. 그리고 교락전, 후에 2단계에 걸쳐서 유제부여방식을 채택하면 더욱 효과적이다.

또한 본 발명에서는 제 2 고뎃롤러를 단일롤러로 하였으며, 롤러상에서 섬유가 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 제 2 고뎃롤러는 경면 표면 처리한 것을 사용하였다.

연신배율은 권취속도에 따라 좌우되지만 1.8배 이하로 하였으며 열처리온도는 110 ∼ 190℃로 하였다.

표면이 경면처리된 제 2 고뎃롤러에 2회 미만 감았을 때 섬유가 롤러에 딸려가서 말릴 염려가 있으므로 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명에서는 권취장력을 0.09 ∼ 1.17g/데니어로 조절하여 5,500m/분 이상의 권취속도에서도 팩키지의 권자가 불량해 지는 것을 방지 하였다. 이때 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이의 방사장력은 그 사이의 리랙스율(relax ratio)을 변경시킴으로써 원하는 수준으로 선택할 수 있다.

본 발명에 있어서 권취장력이 0.09g/데니어 미만이거나 1.17g/데니어를 초과하면 강신도에 문제가 생겨 작업이 불가능해 진다.

또 종래의 권취기에서는 스핀들만 구동회전 시키고 베일롤러(마찰롤러)는 섬유와의 접촉마찰에 의하여 종속회전하는 방식이었으나 본 발명에서는 베일롤러와 스핀들을 각각 일정한 속도로 적극 구동회전시키는 방식의 권취기로 권취하였다.

실시예 1 ∼ 3

95중량% 황산 상대점도가 2.49인 제조된 나일론 6 중합물을 용융, 직접 방사 연신하는 방법으로 70데니어/24필라멘트의 섬유를 제조할 때 방사시 냉각풍의 속도는 0.45m/초로 하고, 방사온도는 265℃로 하였다. 제 1 고뎃롤러와 제 2 고뎃롤러의 표면을 경면처리하였고, 제 1 고뎃롤러는 가열하지 않았으며, 제 2 고뎃롤러는 표면온도를 180℃로 가열하였으며, 각각의 롤러에 1.5회 감으면서 섬유를 제조하였다.

이러한 조건에서 권취속도를 5500, 6000, 6500m/분로 변화시키고, 연신배율은 신도가 45%정도가 되도록 조절하였다. 권취속도의 변화에 대하여 연신배율을 1.20, 1.12, 1.06배로 하였다. 그리고 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이의 장력은 리랙스율을 변화시켜 조절하였는데, 각각 0.11g/데니어, 0.13g/데니어, 0.15g/데니어로 하였다.

드럼상 팩키지의 권자는 벌지율과 새들로 평가하였다. 표 1 에 나타난 바와 같이 벌지(Bulge)율과 새들이 작아서 양호한 권자를 나타내었다. 그리고 방사시 사절도 적어, 5,500m/분 이상의 초고속에서도 안정한 생산이 가능하였다.

비교예 1 ∼ 4

비교예 1과 3은 실시예 1과 2의 조건에서 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이의 장력이 낮은 경우인데, 사절의 빈도가 많았으며, 6,000m/분의 경우에는 권자도 좋지 않게 나타났으며, 새들의 높이도 높게 나타났다. 비교예 2와 4는 실시예 1과 3의 조건에서 제 2 고뎃롤러와 권취기 사이에서의 장력이 높은 경우인데 특히 벌지율이 10% 이상으로 불량하게 나타났으며, 6,500m/분에서는 제사성도 불량하였다.

＜표 1＞

벌지율(%) = [(B-A)/A]×100

A : 드럼의 최내층에 감긴 폭.

B : 드럼의 중간부의 폭으로 최대로 부푼 부분의 폭.

새들(mm) : 팩키지의 최외층에 튀어 나온 부분의 길이.

(드럼의 최외층의 최대외경과 최소외경의 차이)

벌지율과 새들값이 증가할수록 권자가 나쁘게 된다.

해사성 측면에서 허용되는 한도는 일반적으로 벌지율은 10% 이하, 새들의 높이는 1.5mm 이하이다.

본 발명은 권자가 양호한 나일론 6 연신사를 제사성이 좋게 5,500m/분 이상의 초고속의 권취속도로 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 용융토출된 나일론 6 사조를 냉각시킨 후 교락처리 전, 후의 2단계에 걸쳐서 함수계유제로 처리하면서 5,500m/분 이상의 초고속 방사속도로 직접 방사 연신하여 나일론 6 섬유를 제조함에 있어서, 경면처리되어 있는 제 1 고뎃롤러와 단일롤러로 되어 있는 제 2 고뎃롤러에 각각 2회 미만 감아서 연신함을 특징으로 하는 초고속 방사연신법에 의한 나일론 6 섬유의 제조방법.
2. 청구항 1에서 권취장력을 0.09 ∼ 1.17g/데니어로 하여 권취함을 특징으로 하는 초고속 방사연신법에 의한 나일론 6 섬유의 제조방법.