KR20010081027A

KR20010081027A - 폴리에스테르사 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010081027A
Application number: KR1020017006313A
Authority: KR
Inventors: 모치주키가츠히코; 수가노고지; 마에다유헤이
Original assignee: 히라이 가쯔히꼬; 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2001-08-25
Also published as: EP1154055B1; EP1154055A4; CA2358715A1; TW477837B; KR100695694B1; ATE400681T1; CN1147627C; EP1154055A1; CA2358715C; DE60039413D1; CN1327492A; WO2001036724A1

Abstract

본 발명은, 실직적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 멀티필라멘트계에 있어서, 스트레스-스트레인 곡선에서의 강도가 3cN/dtex이상, 영률이 25cN/dtex이하인 동시에, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값이 10cN/dtex이하를 나타내고, 10% 신장 후의 탄성회복률이 90%이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사에 관한 것이다.

또한 이러한 폴리에스테르사는, 극한점도극한점도[ η]가 0.7이상의, 실질적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리머를 용융방사하여 얻은 멀티필라멘트사를, 방사속도 2000m/분이상으로 인출하여, 일단 권취하는 일 없이 연달아 연신ㆍ열처리한 후, 연속하여 이완율 6∼20%로 이완처리를 실시하여, 패키지에 감는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법에 의해서 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 폴리에스테르사를 연계수 10000∼20000의 연사로 하여, 날실 및/또는 씨실로서 사용하는 것을 특징으로 하는 직물에도 관한 것이다.

이러한 구성에 의해서, 고속 실제조에 있어서 엉키지 않고 안정되게 실제조할 수 있고, 섬유길이방향의 물성분산이 작은 동시에, 직물로 했을 때에 저모듈러스로 신축하기 때문에 조이는 감이 적고, 소프트한 느낌을 보유하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사 및 직물을 제공할 수 있다.

Description

폴리에스테르사 및 그 제조방법{POLYESTER YARN AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

폴리트리메틸렌테레프탈레이트 섬유는, 신장 후의 탄성회복성이 우수하고, 영률이 작고 소프트한 구부림 특성을 보유함과 아울러 염색성이 우수하고, 화학적으로도 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 안정한 특성을 보유하고 있다. 그 때문에, 미국특허 제3,584,103호 공보나 미국특허 제3,681,188호 공보 등에 나타내었듯이 의료용 소재로서 오래전부터 연구되어오고 있다.

그러나, 원료 1,3-프로판디올이 비교적 고가이기 때문에, 지금까지 합성섬유로서는 사용되지 않았다.

최근에, 미국특허 제 5,304,691호 명세서 등에 개시되어 있듯이, 저가의 1,3-프로판디올의 합성법이 발견되었기 때문에, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 섬유의 가치가 재평가되었다.

그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에서 일반적으로 사용되고 있는 2공정법을 그대로 적용한 경우, 방사직후부터 내부구조의 변화가 시작, 이른바 엉킴이라 불리는 현상에 의해서 패키지 내층과 외층에서 내부구조의 변화량의 차이에 의한 물성차를 일으키기 때문에, 안정한 품질의 섬유를 얻지 못하였다.

또한, 그 해결수단으로서 특허공개 소52-8123호 공보에 나타내었듯이 방사공정과 연신공정을 연속하여 행하고, 권취전에 섬유의 내부구조를 열고정하는 DSD를 사용하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 그 방법에 의해서도 엉킴을 완전하게 억제할 수 없었다.

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리에스테르사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는, 고속 실제조에 있어서 엉킴없이 안정되게 실제조할 수 있고, 섬유길이방향의 물성분산이 작은 동시에, 직물로 했을 때에 저모듈러스로 신축하기 때문에 조이는 감이 적고, 소프트한 느낌을 보유하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 폴리에스테르사를 얻기 위한 방사ㆍ연신장치의 일례를 나타내는 개략도이다.

도2는 본 발명의 폴리에스테르사를 얻기 위한 방사ㆍ연신장치의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.

도3은 본 발명(실시예1)의 폴리에스테르사의 스트레스-스트레인 곡선 및 미분영률-스트레인 곡선이다.

도4는 본 발명이외(비교예4)의 폴리에스테르사의 스트레스-스트레인 곡선 및 미분영률-스트레인 곡선이다.

* 부호의 설명*

1: 방사구금

2: 굴둑

3: 급유가이드

4: 제1 핫롤

5: 제2 핫롤

6: 콜드롤

7: 교락노즐

8: 권취기

본 발명은, 실제조공정에 있어서의 엉킴이 없이 안정한 품질의 패키지가 얻어지는 동시에, 탄성회복영역에서의 영률이 작고, 소프트스트레치성, 유연성이 우수한 폴리에스테르사 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 폴리에스테르사는, 다음의 구성을 보유한다. 즉, 본 발명은,

실질적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 멀티필라멘트사로서, 스트레스-스트레인 곡선에서의 강도가 3cN/dtex이상, 영률이 25cN/dtex이하인 동시에, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값이 10cN/dtex이하를 나타내고, 10%신장 후의 탄성회복률이 90%이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사

에 관한 것이다. 또한 이에 속하는 폴리에스테르사는,

극한점도 [ η]가 0.7이상의, 실질적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리머를 용융방사하여 얻은 멀티필라멘트사를, 방사속도 2000m/분이상으로 인출하고, 일단 권취하는 일 없이 연달아 연신ㆍ열처리한 후, 연속하여 이완율 6∼20%로 이완열처리를 실시하여, 패키지에 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법

에 의해서 얻을 수 있다.

더욱이, 본 발명의 직물은 다음의 구성을 보유한다. 즉,

상기 폴리에스테르사를 연계수(撚係數) 10000∼20000의 연사로 하여, 날실 및/또는 씨실로 사용하는 것을 특징으로 하는 소프트스트레치성이 우수한 직물이다.

본 발명의 폴리에스테르사는, 실직적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 멀티필라멘트이다.

본 발명에 있어서, 폴리에스테르사를 구성하는 폴리에스테르는, 그 구성단위의 90몰%이상이 테레프탈산을 주된 산성분으로 하고, 1,3-프로판디올을 주된 글리콜성분으로 하여 얻어지는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(이하 PTT라 약기한다)이다. 단, 10몰%, 보다 바람직하게는 6몰%이하의 비율로, 다른 에스테르결합의 형성이 가능한 공중합성분을 함유하고 있어도 좋다. 또한, 공중합가능한 화합물로서, 예컨대 이소프탈산, 숙신산, 시클로헥산디카르복실산, 아디프산, 이합산, 세바신산, 5-나트륨술포인프탈산 등의 디카르복실산류, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 디올류를 열거할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은아니다. 또한, 필요에 따라서, 무광가공제로 되는 이산화티탄, 평활제로서의 실리카나 알루미나의 미립자, 항산화제로서 힌다드페놀유도체, 착색안료 등을 첨가하여도 좋다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사의 강도는 3cN/dtex이상인 것이 중요하다. 강도가 3cN/dtex를 하회하면, 직물제조 등의 고차 가공공정에서 보풀, 실끊어짐 등을 유발함과 아울러, 얻어진 제품에서도 인열강도가 작은 것밖에 얻지 못한다.

또한, 파단신도와 직물제조시에 있어서의 보풀발생 빈도에는 역상관관계가 있고, 파단신도는 실용적인 강도를 만족한 점에서 높은 편이 보풀의 발생을 억제할 수 있다. 그 때문에, 잔류연신도는 바람직하게는 40%이상이고, 보다 바람직하게는 45%이상이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사는 영률이 25cN/dtex이하, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값이 10cN/dtex이하인 것이 중요하다. 이들 제특성은 전체 스트레치직물에 있어서의 신장특성, 탄성회복특성에 밀접하게 관계되어 있고, 어떤 특성도 본 발명의 목적인 소프트스트레치를 만족하기 위해서는 값이 작은 편이 바람직하다. 즉, 상기 특성을 전부 만족함으로써, 직물로 했을 때에 초기 인장이 용이(저 영률)하고, 또한 실용상의 신장회복영역인 신도 3∼10%의 범위에서도 저항없이 신장(저 미분영률)할 수 있기 때문에, 착용쾌적성이 우수한 소프트스트레치 직물로 할 수 있다.

또한, 영률은 직물의 굽힘강성과도 비례관계에 있고, 영률이 낮을수록 유연성이 우수한 느낌으로 된다. 그 때문에, 영률은 22cN/dtex이하인 것이 바람직하고,20cN/dtex이하인 것이 더욱 바람직하다.

마찬가지로, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값은 8cN/dtex이하인 것이 바람직하고, 5cN/dtex이하인 것이 더욱 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 폴리에스테르사는 10%신장 후의 탄성회복률이 90%이상이다. 탄성회복률이 90%미만이면, 신장시킨 수에 부분적으로 소성변형한 부분이 남아 「울다」라고 불리는 결점이 발생하기 때문에, 직물의 품위가 저하한다. 10%신장 후의 탄성회복률은 95%이상이 바람직하고, 97%이상이 더욱 바람직하다.

그런데, PTT로 이루어지는 실은 탄성회복성이 우수다는 것은, 그 분자구조에 크게 기인하고 있다. PTT의 결정구조에 있어서, 알킬렌글리콜부의 메틸렌쇄가 고오쉬-고오쉬의 구조인 것과, 벤젠환끼리의 충적에 의한 상호작용이 작고 또 밀도가 작으며, 가요성이 높은 것으로부터, 상기 알킬렌글리콜부의 메틸렌쇄의 회전에 의해 분자쇄가 용이하게 신장ㆍ회복하기 때문이라고 생각된다.

또한, 본 발명자들의 실험에서는, 결정화도가 높을수록 탄성회복성이 높아 지는 것을 알 수 있었다. 그러나, 결정화도는 30%이상이 바람직하고, 35%이상이 더욱 바람직하다. 여기에서, 결정화도의 측정은 JIS L1013(화학섬유 필라멘트사 시험방법) 7. 14. 2의 밀도구배관법에 따른 밀도에 의해 구하였다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사는 비등수수축률이 3∼15%이고, 또 수축응력의 최대값이 0.3cN/dtex이하, 수축응력의 최대값을 나타내는 온도가 120℃이상인 것이 바람직하다.

비등수수축률은 직물설계를 행하는 점에서 가장 중요한 인자의 하나이고, 비등수수축률을 3%이상으로 설정한 것으로 고차공정에서의 세트성을 양호하게 하고, 15%이하로 설정하는 것으로 거칠고 딱딱한 감이 있는 느낌으로 되어버린다. 그 때문에, 거칠고 딱딱한 감이 없고, 유연한 느낌으로 하기 위해 수출응력의 최대값은 0.3cN/dtex이하인 것이 바람직하고, 0.15∼0.25cN/dtex인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수축응력의 최대값을 표시하는 온도는, 세트 및 벌크업 등의 고차가공을 용이하게 하기 위해 120℃이상, 더욱 바람직하게는 130℃이상이다

또한, 본 발명의 폴리에스테르사는, 실길이방향의 연속수축률의 CV%가 5%이하인 것이 바람직하다. 연속수축률의 CV%는 실길이방향의 내부변형의 균질성을 나타내는 지표의 하나이고, 이 값이 작을수록 품질이 높은 것을 나타낸다. CV%는 고품질의 직물을 얻기위해 5%이하인 것이 바람직하고, 4%이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사에는 교락처리가 실시되어, CF값이 1∼30의 범위에 있는 것이 바람직하다. CF값을 1이상으로 하는 것으로, 실제조나 실가공, 직물제조시의 단사 끊김을 억제할 수 있다. 또한, CF값을 30이하로 하는 것으로, 예컨대 수축차혼섬사의 한 쪽측 사조로 혼섬할 때, 이염성을 양호하게 하기 때문에 바람직하다. CF값은 5∼25인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사를 구성하는 섬유의 단면형상은, 환단면, 삼각단면, 멀티루버단면, 편평단면, X형단면 그 외의 공지의 이형단면으로 있어도 좋고, 하등 한정되는 것이 없고, 목적에 부합시켜 적당히 선택하면 좋다.

또한, 직물로 했을 경우의 유연성을 향상시키기 위해, 단섬유섬도는 5dtex이하인 것이 바람직하고, 3dtex이하인 것이 보다 바람직하다.

그런데, 본 발명의 폴리에스테르사는 연계수와 스트레치성 사이에 강한 상관이 있고, 어떤 일정이상의 연계수를 초과하면, 스트레치성이 급격히 향상하는 경향이 있다. 실제, 연계수 5000 전후의 실을 사용한 직물에서는 스트레치율은 5%정도이지만, 연계수 10000에서 약 15%, 연계수 14000에서는 스트레치율이 약 30%까지 향상된다. 그래서, 본 발명에서 얻어진 폴리에스테르사는 무연 그대로 사용하여도 좋지만, 연계수 10000∼20000의 중연부터 강연으로 하는 것이 바람직하다.

더욱이, 연계수 K는,

연계수 K = T ×D^0.5

로 나타내진다.

더욱이, T : 실길이 1m당 꼬임수, D : 사조의 섬도 (데시텍스)

여기에서, 실길이 1m당 꼬임수 T란 전동검연기에서 90 ×10^-3cN/dtex의 하중하에서 해연(解撚)하고, 완전히 해연되었을 대의 해연수를 해연한 후의 실길이로 나눈 값이다.

본 발명의 직물형태는, 직물, 편물, 부직포, 더욱이는 쿠션재 등, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 셔츠, 블라우스, 팬츠, 수트, 블루종 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

다음으로 본 발명의 폴리에스테르사의 제조방법의 일례를 나타낸다.

본 발명의 폴리에스테르사의 주원료가 되는 PTT의 제조방법으로서, 공지의방법을 그대로 사용할 수 있다. 사용하는 PTT의 극한점도 [ η]는, 방사시의 예사성(曳絲性)을 높이고, 실용적인 강도의 실을 얻기 위해서 0.7이상인 것이 중요하고 0.8이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사는 중합을 한 후, 그대로 방사ㆍ연신하는 연속방사로 해도 좋고, 일단 칩화한 후 건조하여, 방사ㆍ연신하여도 좋다.

용융방사를 했을 때의 방사온도는, 구금에서의 토출을 안정시키기 위해 PTT의 융점보다도 10∼60℃ 높은 온도에서 하는 것이 바람직하고, 융점 + 20∼50℃에서 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 방사에서의 올리고머석출을 억제하고, 방사성을 향상시키기 위해서, 필요에 따라서 구금하에 2∼20cm의 가열통이나 흡인장치, 폴리머산화열화 또는 구금오염방지용 공기, 스팀, 질소 등의 불활성 가스 발생장치를 설치하여도 좋다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르사를 제조할 때에 가장 중요한 것은, 방사후, 일단 권치하는 일 없이, 직접 연신하는 직접방사연신법을 채용하는 것에 있다.

PTT로 이루어지는 미연신사는, 상기와 같이 방사직후부터 내부구조의 변화가 시작된다. 이른바 엉킴이라 불리는 현상이 발생하고, 이것이 패키지 내ㆍ외층에서의 물성차가 생기는 원인이 된다. 그 때문에, 이 엉킴을 억제하기 위해 본 발명자들이 검토를 한 바, 방사속도 2000m/분이상으로 인출한 후, 일단 권취하는 일 없이 연달아 연신ㆍ열처리한 후, 연속하여 이완율 5∼20%로 이완열처리를 실시한다는 방법이 유효한 것을 알 수 있었다. 본 수법을 사용하는 것으로 엉킴이 대폭 개선되고, 패키지 내ㆍ외층차가 극히 작은 고품질의 실이 얻어진다. 또한, 높은 이완율로이완처리를 하는 것으로, 신장회복영역에서의 영률이 작게 신장하기 쉬운 소프트스트레치사가 얻어진다는 작용도 발견되었다.

여기에서, 방사속도는 사반(絲斑)이 작고, 염색얼룩 등의 결점이 나타나지 않는 균질한 실을 얻기위해 2000m/분이상으로 하는 것이 중요하다. 방사속도를 높게 하는 것으로 방사장력을 높이고, 외란의 영향을 받기 어렵게 하는 것으로 미세화거동이 안정된다. 그 때문에, 방사속도는 3000m/분이상이 보다 바람직하다. 더욱이 안정한 예사성을 확보하기 위해서, 방사속도는 6000m/분이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 연신배율은 잔류신도가 40%이상이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 연신후의 이완처리시의 이완율은, 본 발명의 목적인 폴리에스테르사를 얻기 위해 6∼20%로 하는 것이 중요하다. 연신후, 6%이상의 이완처리를 행한 것으로 섬유내부의 변형을 급속완화시킬 수 있기 때문에, 잔류변형의 지연완화량이 작게되고, 엉킴이 억제된다. 더욱이 상기와 같이, 이완열처리에 의해서 실용적인 신도영역(신도 10%이하)에서 신장하기 쉽고, 소프트스트레치성이 우수한 특성을 부여할 수 있다. 보다 바람직하게는 이완율은 8%이상이다. 한편, 실제조공정에서의 사조의 주행안정성을 확보하기 위해, 이완율은 20%이하로 하는 것이 바람직하고, 18%이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

여기에서, 이완열처리를 행하는 방법을 도1 및 도2를 사용하여 설명한다.

도1은 이완열처리에 콜드롤을 사용한 방법의 개략도이고, 방사구금(1)으로부터 토출된 사조는 굴둑(2)에서 냉각된 후, 급유가이드(3)에서 수속ㆍ유제부여 후,제1 핫롤(4)로 인출되고, 승온된 후, 제1 핫롤(4)과 제2 핫롤(5)의 사이에서 연신ㆍ열고정된다. 더욱이 연신공정을 통과한 후, 제2 핫롤(5)의 열을 이용하여, 제2 핫롤(5)과 콜드롤(6)의 사이에서 이완열처리를 하는 권치기(8)에 의해 권취된다. 더욱이, 이완열처리를 더욱 효율 좋게 하기 위해서, 제2 핫롤(5)과 낸롤(6)의 사이에 가열공기나 스팀을 열매로 한 열처리장치를 사용하거나, 제3 핫롤을 설치하여 2단계로 이완처리할는 것도 본 발명의 목적을 달성하는 유효한 수단으로 된다.

도2는 이완열처리에 교락노즐을 사용한 방법의 개략도로, 교락노즐(7)이 사조의 냉각장치 및 장력구배의 제어역활을 완수한다. 다시 말하면, 교락처리에 의해서 교락전의 사조장력을 낮출 수 있기 때문에, 제2 핫롤(5)의 열에 의해서 발생하는 수축응력을 이용하여 제2 핫롤(5)과 교락노즐(7)의 사이에서 이완열처리할 수 있다. 이 경우, 이완율은 교각노즐의 작동압공압을 변경하는 것으로 제어할 수 있다. 또한, 제2 핫롤(5)과 교락노즐(7)의 사이에 가열공기나 스팀을 열매로 한 열처리장치를 사용하거나, 제3 핫롤을 설치하여 2단계로 이완처리하여도 좋다.

본 수법의 어느 것도 이완율을 제어하기 쉽고, 본 발명의 폴리에스테르사를 얻기위해 바람직하게 사용되는 방법이다.

또한, 연신과 열고정 및 이완열처리를 겸한 가열롤(도1, 도2의 예에서는, 제2 핫롤)은, 표면조도 1.5S∼8S의 크레이프롤을 사용하는 것이 바람직하다. 표면조도는 JIS BO601에 개재되는 최대높이(R max)의 구분값이고, 1.5S∼8S는 실제로는 1.6S, 3.2S, 6.3S의 구분값에 상당한다. 또한, 그것은 최대높이로는 0.8㎛를 초과하고, 6.3㎛이하에 대응한다. 그 표면조도를 1.5S이상으로 하는 것으로 사조와 롤러의 마찰계수가 대폭으로 작아지고, 적당한 정도로 슬립하기 위해, 높은 이완율에서도 가열롤에 사조가 역권취하는 일 없이, 안정되어 실제조할 수 있다. 표면조도가 높은 편이 이완공정에서의 주행사조가 안정하지만, 8S를 초고하면 사조표면이 과도하게 찰과되기 때문에, 강도저하를 일으킨다. 가열롤의 보다 바람직한 표면조도는 3.2S∼6.3S(R max:1.7∼6.3㎛)이다. 더욱이, 표면조도의 측정은 JIS B0601에 준하여, 혼멜사 제 혼멜테스터-T1000형을 사용하여 최대높이 R max를 측정하여 구하였다.

더욱이, 연신온도(제1 핫롤 온도)는 실끊임없이 안정되게 실제조하기 위해서 PTT의 유리전이점보다도 10∼50℃ 높게 하는 것이 바람직하고, 유리전이점+ 20∼40℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 열고정 및 이완열처리온도(제2 핫롤 온도)는 90∼180℃의 범위에서 소망의 열수축률이 되도록 설정하면 좋지만, 연신에 의해서 형성된 잔류변형을 얼룩없이 완화시키기 위해서는 105∼180℃로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 방사유제는 평활제, 유화제, 대전방지제 등을 함유하는 것을 부여한다. 구체적으로는, 유동파라핀등의 광물유, 옥틸팔미테이트, 라우릴올레이트, 이소트리데실스테아레이트 등의 지방산 에스테르, 디올레일아디페이트, 디옥틸세바케이트 등의 2염기산 디에스테르, 트리메틸올프로판트리라우레이트, 야자유 등의 다가알콜에스테르, 라우릴티오디프로피오네이트 등의 지방족함유 유황에스테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 피마자유에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 트리메틸올프로판트리라우레이트 등의 비이온계면활성제, 알킬술포네이트,알킬포스페이트 등의 금속염 또는 아민염 등의 음이온계면활성제, 디옥틸술포아세테이트나트륨염, 알칸술포네이트나트륨염 등 테트라메틸렌옥시드/에티렌옥시드 공중합체, 프로필렌옥시드/에틸렌옥시드 공중합체, 비이온계면활성제, 등을 열거할 수 있고, 실제조, 정경, 직물제조의 각 공정, 특히 직물제조시의 베틀, 종광의 통과성을 향상시키는 처방을 채용한다. 필요에 따라서, 녹방지제, 항균제, 산화방지제, 침투제, 표면장력저하제, 전상점도저하제, 마모방지제, 그외의 개질제 등을 더 병용한다.

유제부착량은, 실에 대해서 0.3∼1.2중량%로 하는 것이, 고차공정통과성의 점에서 바람직하다.

실시예

이하 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한 실시예 중의 각 특성값은 다음의 방법으로 구하였다.

A. 극한점도 [ η]

오르토-클로로페놀(이하 OCP라고 약기한다)에 시료폴리머를 용해하고, 온도 25℃에서 오스트발트점도계를 사용하여 복수점의 상대점도 ηr을 구하고, 그것을 무한 희석도로 외층하여 구하였다.

B. 강신도, 영률(초기인장저항도)

시료를 오리엔테크(주) 사제 TENSILON UCT-100으로 JIS L1013(화학섬유 필라멘트사 시험방법)에 나타내어지는 정속신장조건에서 측정하였다. 또한, 파단신도는 S-S곡선에 있어서의 최대강도를 나타낸 점의 신장으로부터 구하였다.

또한, 영률은 JIS L1013(화합섬유 필라멘트사 시험방법)의 7.10 초기인장저항도로 나타내어지는 조건에서 측정하였다.

C. 미분영률

B항에서 얻어진 S-S곡선의 각 점의 응력을 신도로 미분하여 구하였다.

D. 탄성회복률

시료를 오리엔테크(주) 사제 TENSILON UCT-100을 사용하여, 그랩간격 20cm, 인장속도 10cm/분에서 그랩간격의 10%까지 신장시키고, 즉시 동속도로 회복시켜, 기록한 이력곡선으로부터 탄성회복률을 구하였다.

탄성회복률(%) = ( β/α) ×100

α: 10% 신장시의 신장

β : 응력이 초기하중과 동일하게 된 점까지의 회복신장

E. 수축응력

카네보우엔지니어링(주) 사제 열응력측정기로, 승온속도 2.4℃/초에서 측정하였다. 샘플은 10cm ×2의 루프로하고, 초기장력은 섬도(데시텍스) ×0.9 ×(1/30)gf로 하였다.

F. 실길이방향의 연속수축률의 CV%

도레이 엔지니어링(주) 사제 FTA500을 사용하여, 설정 장력을 섬도(데시텍스) ×0.9 ×(1/60)gf, 처리온도 100℃(수증기 하), 실속도 10m/min, 시료길이 10m에서 측정하여 수축률을 챠트상에 기록하여, 실길이방향의 연속수출율의 CV%를 구하였다.

G. CF값

JIS L1013(화학섬유 필라멘트사 시험방법) 7.13의 교락도에 나타내는 조건으로 측정하였다. 시험횟수는 50회로 하고, 교락길이의 평균값 L(mm)로부터 아래식으로 CF값(Coherence Factor)를 구하였다.

CF값 = 1000/L

H. 결정화도

JIS L1013(화학섬유 필라멘트사 시험방법) 7. 14. 2의 밀도구배관법에 따라 밀도를 측정하고, 결정화도는 다음 식으로 구하였다.

Xc[%] = {dc ×(d-da)} / {d ×(dc-da)} ×100

Xc : 결정화도(%)

d : 실제로 측정한 실밀도

dc : 완전결정부의 밀도

da : 완전비결정부의 밀도

여기에서, dc : 1.387g/㎤, da : 1.295g/㎤을 사용하였다.

실시예 1

도1에 나타내는 방사연신기를 사용하여, 극한점도 [ η]가 0.96의 균질의 PTT를 용융하고, 방사온도 265℃에서 24구멍의 방사구금(1)으로부터 토출하고, 굴둑(2)에서 냉각, 급유가이드(3)에서 수속ㆍ유제부여 후, 제1 핫롤(4)에서 3000m/분으로 인출하고, 70℃에서 5바퀴 회전시켜서 사조를 승온시킨 후, 제2 핫롤(5)에서 연신속도 4800m/분(연신배율 1.6배)로 연신하고, 140℃에서 5바퀴 회전시켜서 열세트하고, 또 제2 핫롤(5)과 콜드롤(6)의 사이에서 이완율 100%로 이완시키고, 그 다음에 교락장치(7)를 사용하여 작동압공압 0.2MPa에서 교락처리하면서 권취기(8)로 4220m/분으로 감고, 54데시텍스, 24필라멘트의 연신사를 얻었다. 더욱이, 제2 핫롤(5)에는 표면조도 3.2S(R max:3㎛)의 크레이프롤을 사용하였다.

실제조성은 양호하고, 실끊음, 단권취는 발생하지 않았다. 또한, 얻어진 폴리에스테르사의 강도는 3.6cN/dtex, 영률(초기인장저항도)은 20.8cN/dtex, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값은 1.8cN/dtex, 10%신장 후의 탄성회복률은 97.8%였다. 물성값을 표1에, 스트레스-스트레인 곡선 및 미분영률-스트레인 곡선을 표3에 나타낸다.

더욱이 상기 멀티필라멘트사를 씨실/날실 사용하여 4매 사침으로 직물제조한 결과, 직물제조성, 직물품위 모두 양호하고, 가벼운 스트레치성을 보유하고 있었다.

실시예 2, 실시에 3

연신속도를 4350m/분(연신배율 1.45배) (실시예 2) 및 5000m/분(연신배율 1.67배) (실시예 3)로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 실시예 2의 폴리에스테르사는 강도 3.3cN/dtex로 실시예 1보다도 낮았지만, 그외의 특성은 실시예 1과 동일하게 양호하였다. 또한, 실시에 3의 폴리에스테르사는 실시예 1과 비교하여 직물제조시의 정지횟수가 약 2배 증가하였지만, 그외의 특성은 양호하였다.

실시예 4, 실시예 5

제2 핫롤(5)과 콜드롤(6)의 사이의 이완율을 6% (실시예4) 및 18% (실시예 5)로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 실시예 4, 실시예 5의 폴리에스테르사는 실시예 1과 동일, 실제조성, 직물품위 모두 양호하고, 가벼운 스트레치성을 보유하고 있었다. 특히 실시예 5의 직물은, 실시예 1보다도 더욱 유연성이 우수하였다.

비교예 1

극한점도 [ η]가 0.68의 균질의 PTT를 사용한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 비교예 1의 폴리에스테르사는 예사성이 나쁘고, 연신영역에서 실끊김이 다발하여 샘플링할 수 없었다.

비교예 2

연신속도를 3900M/분 (연신배율 1.3배)로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 비교에 2의 폴리에스테르사는 강도 2.9cN/dtex, 신도 73.5%로 저강도ㆍ고신도인 동시에, 10%신장 후의 탄성회복률도 낮고, 직물로 한 후의 실용내구성이 뒤떨어지는 일이 있었다.

비교예 3, 비교예 4

제2 핫롤(5)과 콜드롤(6)의 사이의 이완율을 22%로 한 것 및 이완율을 3%로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 이완율을 22%로 한 비교예 3의 폴리에스테르사는 제2 핫롤상에서 사조가 크게 흔들리고, 더욱 제2 핫롤에 실이 권취되어서 실이 끊겼다.

또한, 이완율 3%의 비교예 4는 엉킴의 발생에 의해 패키지 내층과 외층에서물성차가 생기고, 패키지 단면의 주기에 일치한 굵기차가 발생, 더욱 직물제조성이 나쁘고, 염색품의 품위도 나쁜 것이었다. 또한, 직물에서의 스트레치성은 있지만, 매우 신장하기 어려운 특성을 나타내었다. 물성값을 표1에, 스테레스-스트레인 곡선 및 미분영률-스트레인 곡선을 도4에 나타내었다.

비교예 5

연신속도를 5250m/분 (연신배율 1.75배)로 하고, 콜드롤(6)을 때내어 이완율을 0%로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 비교예 5는 비교예 4에도 증가하여 엉킴이 심하고, 또한 얻어진 직물은 매우 신장하기 어려운 스트레치 특성인 동시에 유연성의 점에서도 뒤떨어진 것이었다.

실시예 6

제1 핫롤(4)의 속도를 1000m/분, 제2 핫롤(5)의 속도를 3500m/분 (연신배율 3.5배)로 한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다.

실시예 6의 폴리에스테르사로 이루어지는 직물은 실시예 1과 동일, 양호한 스트레치 특성을 나타냈지만, 염색포에 있어서의 사반에 기인한다고 생각되는 염색얼룩이 발생하였다.

실시예 7

제2 핫롤(5)을 0.8S(R max:0.8㎛이하)의 경면롤로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 조건에서 실시하였다. 실시에 7은 제2 핫롤과 콜드롤(6)의 사이의 이완영역의 주행사조가 불안정하고, 제2 핫롤상에서 요철이 발생하고, 역권취로 발전하여 실이 끊기는 것이 많아졌다. 그 때문에 실시예 1과 비교하여 실끊김 횟수가 약 10배가 되었다.

실시예 8

실시예 1에서 얻은 폴리에스테르사로 2000t/m(연계수K : 14700)의 S/Z 꼬임을 실시하여 날실 및 씨실로 하여, 4매 사침직물을 제작하였다. 이것을 통상적인 방법으로 98℃에서 이완정련, 160℃에서 중간 세트한 후, 3% NaOH 열수용액에서 15중량% 감량하고, 또 염색을 실시하여 세트를 완성하였다. 얻어진 직물은 유연성 및 스트레치가 매우 우수한 것이었다.

표중 「이완율」이란 「제2 핫롤과 콜드롤(6) 사이의 이완율」을, 「미분영률」이란 「신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값」을, 「탄성회복률」이란 「10%신장 후의 탄성회복률」을, 「수축응력」이란 「수축응력의 최대값」을,「피크온도」란 「수축응력의 최대값을 나타내는 온도」를, 「수축률 CV%」란 「실길이방향의 연속수축률의 CV% 」를, 「직물품위」란 「염색후의 직물외관품위」를 나타낸다.

본 발명의 폴리에스테르사 및 그 제조방법은, 실제조공정에 있어서의 엉킴이 없고 안정한 품질의 패키지인 동시에, 탄성회복영역에서의 영률이 낮고, 소프트스트레치성, 유연성이 우수한 직물을 얻을 수 있다.

Claims

실질적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 멀티필라멘트사로서, 스트레스-스트레인 곡선에서의 강도가 3cN/dtex이상, 영률이 25cN/dtex이하인 동시에, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값이 10cN/dtex이하를 나타내고, 10% 신장 후의 탄성회복률이 90%이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 영률이 22cN/dtex이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 신도 3∼10%에서의 미분영률의 최소값이 5cN/dtex이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 잔류신도가 45%이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 10%신장 후의 탄성회복률이 95%이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 결정화도가 30%이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 비등수수축률이 3∼15%이고, 또 수축응력의 최대값이 0.3cN/dtex이하, 수축응력의 최대값을 나타내는 온도가 120℃이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제7항에 있어서, 수축응력의 최대값이 0.15∼0.25cN/dtex인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제7항에 있어서, 수축응력의 최대값을 나타내는 온도가 130℃이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 실길이방향의 연속수축의 CV값이 5%이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, CF값이 1∼30인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제11항에 있어서, CF값이 5∼25인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항에 있어서, 폴리에스테르사를 구성하는 단섬유의 섬도가 3cN/dtex이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 폴리에스테르사를 연계수 10000∼20000의 연사로 하여, 날실 및/또는 씨실로서 사용하는 것을 특징으로 하는 직물.
극한점도[ η]가 0.7이상의, 실질적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리머를 용융방사하여 얻은 멀티필라멘트사를, 방사속도 2000m/분이상으로 인출하고, 일단 권취하는 일 없이 연달아 연신ㆍ열처리한 후, 연속하여 이완율 6∼20%로 이완열처리를 실시하여, 패키지에 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 극한점도 [ η]가 0.8이상의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 용융방사하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 방사온도가 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 융점보다도 20∼50℃ 높은 온도에서 행하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 방사속도 3000m/분이상으로 인출하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 이완율 8∼18%로 인장열처리하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 연신ㆍ열처리에 표면조도 1.5∼8S의 크레이프롤을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 연신ㆍ열처리에 표면조도 3.2∼6.3S의 크레이프롤을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 연신온도를 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 유리전이점보다도 10∼50℃ 높게 하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.
제15항에 있어서, 열고정 및 이완열처리온도를 105∼180℃의 범위에서 행하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사의 제조방법.