KR20020056669A

KR20020056669A - 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법

Info

Publication number: KR20020056669A
Application number: KR1020000086071A
Authority: KR
Inventors: 심동석; 강철규
Original assignee: 조정래; 주식회사 효성
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-10

Abstract

본 발명은 용융방사한 섬유에 방사 유제를 부여하고, 열연신한 다음, 에폭시를 함유하는 기능성 유제로 처리하여 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다. 방사 유제는 일반적인 방사 유제에 하이드록실 그룹을 2개 이상 가진 알콜계 글리콜 화합물 또는 폴리글리콜 화합물을 5∼10중량% 함유하는 것이고, 기능성 유제는 에폭시를 20∼40중량% 함유하고, 폴리글리콜 화합물을 60∼80중량% 함유하여 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

Description

접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법{A process for producing polyester fibers with improved adhesive property}

본 발명은 산업용 고무 보강재로 사용할 때 고무와의 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리에스테르 섬유는 나일론이나 레이욘 등에 비하여 분자 구조내에 반응성을 갖고 있는 반응기가 적기 때문에, 자동차용 타이어 코드, 구동 벨트, 그리고 호스용 보강재 등으로 이용하고자 하는 경우, 고무와의 접착력을 높이려면 별도의 접착층이 필요하다.

이러한 요구를 만족시키기 위하여 폴리에스테르 섬유에 RFL(레조시놀-포르말린-라텍스)을 디핑하게 되며. 요구되는 접착력 수준과 제조업체의 설비능력에 따라 싱글-디핑(Single-dipping) 또는 더블-디핑(Double-dipping)을 실시하고 있다.

일본 특허공보 제(소)60-24226호, 일본 공개특허공보 제(소)63-249784호 등에서 제시하고 있는 더블-디핑 시스템에서는 폴리에스테르 코드를 변성 페놀계 이소시아네이트, 에폭시 수지, 습윤제, 그리고 물로 구성된 접착제 분산액으로 1차 디핑하고, 열처리(Curing) 한 다음, RFL로 2 차 디핑하고, 이어서 추가로 열처리하는 것으로 되어 있다.

그러나, 이러한 방법은 접착제의 사용으로 인한 원자재 비용의 상승, 2단 열처리에 필요한 에너지의 상승, 처리방법의 복잡성, 더블-디핑 설비 설치시의 공간 확보가 어렵다는 단점이 있다.

싱글-디핑 시스템에서는 이미 원사를 제조하는 과정에서 방사 유제(Spin finish)나 후가공 유제(After-treated finish)에 접착제를 처리하여 제조하기 때문에, RFL로 1차 디핑하고 바로 열처리하게 된다.

이 방법은 나일론 섬유나 레이욘 등, 싱글-디핑으로도 접착력이 충분히 발휘되는 원사에만 적용되고 있고, 폴리에스테르 섬유에는 적용이 어렵다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 섬유의 제사단계에서 접착제로서 에폭시, 이소시아네이트, 기타 접착성 화합물을 부여한 후, RFL을 처리하는 방법을 제시하고 있다.

일본 공개특허공보 제(소)58-18473호, 일본 공개특허공보 제(소)60-81321호, 일본 공개특허공보 (평)7-278966호, 일본 특허공보 (평)1-37514호, 미국 특허 제4,33,236호, 유럽 특허 제0175587호 등에서는, 폴리에스테르 섬유 제조시 방사 유제에 에폭시 화합물을 첨가하고 연신공정의 열을 이용하여 열처리하여 접착력을 향상시키고 있다.

그러나, 이 방법은 연신 롤러와 열처리 롤러 등에 에폭시 화합물의 경화물이나 열화물이 부착되어 폴리에스테르 섬유의 물성이 변화하고, 또한 롤러를 자주 청소해야 한다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 일본 공개특허공보 제(소)57-5974호, 일본 공개특허공보 제(소)60-21970호, 일본 공개특허공보 제(평)8-113877호, 미국 특허 제4,348,517호 등에서는, 최종 연신 롤러와 100∼150℃의 온도를 갖는 최종 롤러 사이에서 에폭시 화합물을 섬유에 부여하는 방법을 제시하고 있는데, 이 방법 역시 최종 롤러상에서 타르가 발생함에 따라 원사의물성이 저하되는 문제점을 근본적으로 방지할 수는 없다.

일본 공개특허공보 제(평)2-154067호, 일본 공개특허공보 제(평)2-154068호, 유럽 특허 제43410호, 미국 특허 제3,925,588호, 미국 특허 제4,210,700호, 미국 특허 제4,397,985호 등에서는, 에폭시가 경화됨에 따라 롤러에 타르가 발생하는것을 근본적으로 억제하기 위하여 최종 롤러와 와인더 사이에 에폭시 화합물을 부가하는 방법을 제시하였다.

그러나, 이 방법들은 방사 유제와 추가로 부여한 에폭시 화합물과의 분산성 과 상용성이 미흡하여, 이의 촉진을 위하여 별도로 열에 의한 에이징(Aging)이 필요하며, 측정되는 접착력 수준도 만족스럽지 않다.

본 발명은 고무에 대하여 우수한 접착성을 발휘하는 폴리에스테를 섬유를 싱글 디핑법으로 재료비와 에너지 비용을 상승시키지 않고, 방사 작업성이 양호하게 제조하는 방법을 제공하는 데 목적을 두고 있다.

본 발명은, 용융방사한 섬유에 방사 유제를 부여하고, 열연신한 다음 에폭시를 함유하는 기능성 유제로 처리하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 섬유에 방사 유제와 에폭시 화합물을 처리하고, 소정의 숙성기간을 거치게 한 다음, 고온에서 열처리하여, 접착력이 개선된 폴리에스테르 섬유를 제조하는방법에 관한 것이다.

본 발명에서는, 방사 유제로서 일반적인 방사 유제의 성분에 하이드록시 그룹을 2개 이상 가진 알코올계 글리콜 화합물 또는 폴리글리콜 화합물을 5∼10중량% 함유하는 방사 유제를 사용하고, 기능성 유제로서 에폭시 20∼40중량%와 글리콜 또는 폴리글리콜 화합물 60∼80중량%로 이루어진 기능성 유제를 사용하여 열연신 후에 처리한다.

이때 사용하는 에폭시로서는 하이드록시 그룹을 2 개 이상 가진 알코올계 에폭시화합물을 사용하며, 다음 화학식 1의 솔비톨계 폴리글리시딜 에테르를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 이를 주체로 하는 폴리에스테르로 구성된 멀티필라멘트를 의미한다.

폴리에스테르 섬유의 분자량, 데니어, 필라멘트 수, 단면 형상, 원사 물성, 미세구조, 첨가제 함유 유무, 말단 카복실 그룹의 농도 등의 중합체 성상 등은 특별히 제한되지는 않는다.

본 발명에서는 용융방사한 섬유를 냉각, 고화시킨 후, 공급 롤러에 감기 전에 방사 유제를 처리한다.

이때 사용되는 방사 유제는 특별히 한정되지는 않으며, 보통의 폴리에스테르 섬유용 방사 유제가 사용된다.

예를 들면, 야자유, 피마자유 등의 천연 오일, 고급 알콜 또는 다가 알콜과 고급 지방산과의 에스테르계 오일, 알킬 폴리에테르 등의 합성 오일, 이러한 합성 오일의 평활제, 평활제를 유화, 분산시키는 계면활성제, 그리고 필요에 따라 대전방지제, 내열제, 착색제 등을 배합하여 사용할 수 있다.

계면활성제로서는 일반적으로 피마자유나 고급 알콜에 알킬렌 옥사이드를 부가한 화합물 또는 폴리에틸렌(또는 프로필렌) 옥사이드나 폴리에틸렌 글리콜과 고급 지방산과의 에스테르계 오일 등이 이용되고 있다.

방사 유제의 각 성분의 배합 비율은, 평활제가 30∼80중량%이고, 유화제가 20∼70중량%이며 나머지는 기타의 첨가제이다.

방사 유제는 통상적인 롤러식(키스 롤러) 급유방법이나 노즐식(슬릿형 또는 도너츠형) 급유방법을 사용하게 되며, 유제 부착량은 0.1∼2.0 중량%이며,0.4∼1.0 중량% 정도가 바람직하다.

방사 유제는 수성 에멀젼 유제를 사용해도 좋고, 저점도 광물유로 희석한 니트 또는 스트레이트 유제를 사용해도 좋다.

본 발명에 있어서 기능성 유제에 첨가되는 에폭시 화합물은 분자쇄중에 에폭시 그룹을 최소한 2개 이상 함유한 것으로, 예를 들면, 에피클로로하이드린과 다가 알콜 또는 다가 페놀부터 합성된 할로겐 함유 에폭시 화합물 등이 사용된다.

다가 알콜이나 다가 페놀의 예로서는 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 솔비톨, 폴리에틸렌 글리콜, 트리메틸올 프로판 또는 이들의 유도체 등의 다가 알콜, 레조시놀, 카테콜, 하이드록사논 또는 이의 유도체 등의 다가 페놀 등이 있다. 또한 사이클로헥산 에폭사이드, 디글리시딜 에테르 등도 사용되고 있다.

에폭시 화합물의 구체적인 예로서는 일본 나가세화성공업에서 시판하고 있는 것으로, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-313또는 데나콜 EX-314, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-512 또는 데나콜 EX-521, 디글리세롤 폴리글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-421, 레졸신 디글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-201, 솔비톨 폴리글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-611, 데나콜 EX-612, 데나콜 EX-614또는 데나콜 EX-622, 솔비탄 폴리글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-451, 에틸렌 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-810또는 데나콜 EX-811, 알릴글리시딜 에테르로서 데나콜 EX-111 등이 있으며, 쉘화학주식회사의 글리세롤 트리글리시딜 에테르로서 에피코트(Epicoat) 812, 시바 가이기의 1,4- 부탄디올 디글리시딜 에테르로서 아랄다이트 알디(ARALDITE RD)-2, 그리고 여러 회사에서 제조되는 비스페놀 A의 글리시딜 에테르 등이 있다.

기능성 유제는 에폭시 화합물 20∼40중량%와 폴리글리콜 화합물 60∼80%를 주성분으로 하도록 배합하되, 필요에 따라서 소량의 평활제, 유화제 기타 첨가제 등을 가하여 사용하면 된다.

기능성 유제는 방사 유제의 급유방법과 마찬가지로 원사를 열연신한 후에 보통의 롤러식 급유법이나 노즐식 급유법으로 부여하면 되고, 이때의 부착량은 0.1∼1.0중량%, 좋게는 0.2∼0.6 중량%로 되도록 한다.

본 발명에 따라 제조한 폴리에스테르 섬유는 통상적인 연사기를 이용하여 코드화하고, 코드 형태나 직물 형태로 RFL 처리하여 고무와의 접착성이 양호해지도록 한다.

실시예 1

단, 여기서 비율은 중량%를 의미하며, 측정법은 다음과 같다.

1) 접착력 : 표 1에 기재되어 있는 조성의 고무 배합물을 이용하여 JIS L 1017의 A법의 H-Test에 준하여 측정한다.

고무 배합표

성분	중량%
천연 고무 (RSS #4)	40.0
SBR (#1502)	28.5
카본 블랙(HAP)	26.0
산화아연	2.8
스테아르산	0.7
황	1.5
가황 촉진제	0.5

2) 제사성 : 방사공정에 있어서, 24시간 작업을 기준으로 1포지션 2엔즈(1 position 2ends)에 대한 사절의 발생 횟수를 측정하고, 다음의 3단계로 평가한다.

◎ : 양호, 0∼2회/일 ○ : 보통, 3∼5회/일 × : 불량, 6회/일 이상

3) 방사 유제의 조제 : 표 2에 기재한 조성대로 배합한 유제 조성물 15중량%를 30℃로 가열한 이온 교환수에 천천히 첨가하면서 교반하여 에멀젼으로 만든 후, 실온에서 천천히 냉각시켜 사용한다.

방사 유제

방사 유제 조성(중량%)	방사유제 분류 명칭
성 분	A	B	C	D	E
디알킬 티오-디에스테르 (Dialkyl tio-diester)	33	33	35	30
33
지방산 모노-에스터(Fatty acid mono-ester)	20	20	20	22	-
피오이(10)^1알킬 티오-에스테르(POE(10)^1alkyl tio-ester)	-	-	-	-	12
알킬 알킬레이트(Alkyl alkylate)	-	-	-	-	20
피오이(4)^1수첨 피마자유 에스터(POE(4)^1hydrogenated caster oil ester)	20	20	20	5	-
피오이(6)^1수첨 피마자유(POE(6)^1hydrogenated caster oil)	16	16	16	20	-
폴리옥시알킬 에테르(Polyoxyalkyl ether)	-	-	-	7	-
피오이(6)^1알킬 페닐 에테르(POE(6)^1alkyl phenyl ether)	-	-	-	5	-
폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol)	5	0	10	5	5
폴리프로필렌 글리콜(Polypropylene glycol)	5	0	10	5	5
피오이(20)^1알킬 아민(POE(20)^1alkyl amine)	3.0	3.0	3.0	4	-
피오이(12)^1폴리올 에스테르(POE(12)^1polyol ester)	-	-	-	-	18
피오이(14)^1폴리올 (POE(14)^1polyol)	-	-	-	-	7
폴리에틸렌 테레프탈레이트 활성제(PET activating agent)	-	-	-	-	8
알킬 포스페이트 염(Alkyl phosphate salt)	1	1	1	0.5	1
알킬 설포네이트 염(Alkyl sulfonate salt)	0.5	0.5	0.5	0.5	1
글리신 N-메틸-N-옥타데실 염(Glycine N-methyl-N-octadecyl salt)	0.5	0.5	0.5	-	1
유기 규소(Organic silicone)	0.5	0.5	0.5	1	0.5
산화방지제(Anti-oxidant)	0.5	0.5	0.5	-	0.5
PH 조절제(PH controller)	-	-	-	1
-

*1 : 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide)의 부가 몰 수

4) 기능성 유제의 조제 : 알콜 또는 글리콜계 화합물을 30℃ 이상의 온도로 가열한 후, 서서히 교반하면서 에폭시 화합물을 첨가하고 30분 이상 동안 교반한후에 원액으로 그대로 사용한다.

기능성 유제

기능성 유제 조성(중량%)	기능성 유제 분류 명칭
성분	F	G	H	I	J
솔비톨 폴리글리시딜 에테르^1)(Sorbitol polyglycidyl ether^1))	25	25	40	20	10
글리세롤 디글리시딜 에테르(Diglycidyl ether of glycerol^*2))	5	5	5		10
글리세롤 트리글리시딜 에테르(Triglycidyl ether of glycerol^*3))					10
솔비톨(Sorbitol HOCH₂(CHOH)₄CH₂OH)	5	5		5	5
폴리에틸렌 글리콜(Polyethylenegylcol)	15	5	15	15	15
폴리프로필렌 글리콜(Polypropylenegylcol)	30	20	30	30	30
피오이(20) 탈로우 아민(POE(20) tallow amine)	1	1	1	1	1
피(오이,오피) 알킬 에테르(P(OE,OP) alkyl ether)	5	15	5	5	5
피오이 알킬 에테르(POE alkyl ether)	5	15		5	5
피오이 알킬 에스테르(POE alkyl ester)		10

단,*1) : 1,4-디글리시딜 2-글리시독시 알킬알콜(1,4-diglycidyl 2-glycidoxy Alkyl alcohol)

*2) : 나가세(Nagase)제 데나콜 EX-421

*3) : 쉘(Shell)제 에피코드(Epicoat) 812

5) RFL액의 조제 : 다음의 표 4에 기재한 조성과 같이 A액과 B액을 각각 준비하여, A액을 상온에서 6시간 동안, B액을 4시간 동안 숙성시킨 후, A액과 B액을 혼합하고, 이를 상온에서 12시간 동안 숙성시켜 사용한다.

RFL액의 조제법

	성분	중량%
A액	레조시놀	15
	포르말린	20
	가성 소다	0.4
	물	290
B액	VP 라텍스(40%)	240
	SBR 라텍스(40%)	80
	물	347

6) 폴리에스테르 섬유의 제조 : 중합 촉매로서 안티몬 화합물을 사용하여 고유점도가 0.90 이상이고 수분율이 25ppm 이하인 폴리에틸렌테레프탈레이트 로우칩을 용융방사기에 공급하여 방사하되, 방사온도를 285∼310℃로 설정하고 다수의 홀을 갖는 노즐로부터 방사하였다.

방사구금 직하에 설치되어 있는 가열 후드를 통과시킨 후, 원통형 냉각장치에 의해 20∼25℃의 냉각 공기를 풍속 0.3m/분 이상의 속도로 불어 넣어 방출사를 냉각시켰다.

롤러식 급유방법으로 위에서 제시한 방법으로 조제된 방사 유제를 연신공정에서의 연신성을 확보할 수 있도록 미연신사에 적정량 부여했다.

유제를 부여한 방출사를 속도가 300m/분 이상 고뎃트 롤라에 권취시켜 미연신사 배향도가 0.015 이하인 미연신사를 수득하고, 속도가 2,000m/분 이상인 연신 고뎃트 롤러 사이에서 열연신하였다.

본 발명의 효과를 나타내기 위하여 별도로 제작한 슬릿트형의 급유 가이드를 이용하여 최종 연신 고뎃트 롤러 이후에 기능성 유제를 부여한 후, 와인더를 이용하여 권취하여 목적하는 폴리에스테르 연신사를 수득었다.

제조된 연신사는 0.6∼1.2중량% 수준의 유제 부착량을 나타내었다.

7) 에폭시값(Epoxy Value)의 측정 : 위의 방법을 통하여 제조된 원사에 부착된 에폭시 화합물은 화학적으로 불안정한 상태로 폴리에스테르 섬유표면에 존재하며, 시간이 지남에 따라 폴리에스테르 내부로 침투하거나, 폴리에스테르 표면에 존재하는 미반응 말단기와 반응하여 존재량이 점차 적어지게 된다. 따라서, 에폭시값은 섬유 제조 후 1일 이내에 측정하는 것이 좋다. 측정방법은 ASTM D 1651-90에 제시된 간접 적정법을 이용하였다. 이 방법은 원사 표면에 존재하는 유제 성분을 적당한 용제로 추출한 후, 테트라에틸 암모늄 브로마이드(Tetraethyl Ammonium Bromide)로 처리하여 에폭시 환을 개환시키는 반응으로, 여분의 브롬성분을 퍼클로르산(Perchloric Aicd)으로 적정하는 방법이다.

8) 코드의 처리 : 위의 방법으로 얻은 폴리에스테르 섬유를 통상적인 방법과 동일하게 꼬임을 Z방향으로 450개/m 부여한 후, 2합하면서 S방향으로 꼬임을 430개/m 부여하여 코드사를 수득하였다.

이렇게 제조된 코드사를 표 4에 의거하여 조제한 RFL액에 디핑(고형분 부착량 4∼6%)시키고, 이어서 다음 표 5의 방법대로 열처리했다.

이렇게 하여 수득한 코드의 접착력과 제사성을 표 6에 기재하였다.

열처리 조건

구분	영역별 온도(℃)	생산속도	스트레치율
구분	영역1	영역2	영역3	영역4	m/분	(%)
I	150	240	150	240	15	3
II	150	150	240	240	15	3

실시예 및 비교예

	*(표2)방사 유제	*(표3)기능성 유제	*(표5)열처리조건	접착력(kg/cm)	에폭시값(몰/100g)	제사성
실시예 1	A	F	II	17.4	0.089	◎
실시예 2	A	F	I	17.2	0.089	◎
실시예 3	D	F	II	16.8	0.089	◎
실시예 4	E	F	II	16.4	0.089	◎
실시예 5	A	F	II	15.6	0.078	◎
비교예 1	A	-	I	15.5	0	◎
비교예 2	A	-	I	13.5	0	◎
비교예 3	B	F	II	14.8	0.072	◎
비교예 4	C	F	II	15.7	0.075	○
비교예 5	A	G	II	14.0	0.087	◎
비교예 6	A	H	II	18.5	0.126	◎
비교예 7	A	I	II	14.0	0.044	◎
비교예 8	A	J	II	16.7	0.080	◎
비교예 9	A : F = 8 : 2	II	18.2	0.072	×

실시예 1

중합 촉매로서 안티몬 화합물을 사용하여 고유점도가 1.00이고 수분율이 18ppm인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 로우칩을 용융 방사기에 공급하여 방사하되, 방사온도를 295℃로 설정하고 192개의 홀을 갖는 노즐로부터 용융물을 방사하였다.

방사구금 직하에 설치되어 있는 후드를 통과시킨 후, 원통형 냉각장치에 의해 24℃의 냉각 공기를 풍속 0.7m/분의 속도로 불어 넣어 방출사를 냉각시켰다. 롤러식 급유방법으로 표 2의 A 타입으로 조제된 방사 유제를 연신사에 대하여 0.60 중량%가 되도록 부여했다.

유제를 부여한 방출사를 속도가 530m/분인 인취 고뎃트 롤러에 권취하여 배향도가 0.008인 미연신사를 수득한 후, 속도가 3,000m/분인 연신 고뎃트 롤러 사이에서 열연신하였다.

슬릿트형태의 가이드를 이용하여 최종 연신 고뎃트 롤러와 와인더 사이에서 표 3의 F 타입의 기능성 유제를 부여한 후, 권취하여 1500den.의 폴리에스테르 연신사를 수득하였다.

제조된 연신사는 0.90중량% 수준의 유제 부착량을 나타내었다.

이와 같이 제조된 원사를 위에서 제시한 방법대로 연사하여 코드화 한 후, 표 5의 II 타입의 열처리 조건을 실시하되 영역 1 전에 RFL을 디핑하는 방식으로 싱글-디핑하여 접착력을 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.

본 실시예에 따라 제조한 원사는 24시간 동안 방사하여도 사절이 전혀 없어 극히 양호한 제사성을 나타내었고, 코드사의 접착력도 비교예 1에 제시한 더블-디핑에 비하여 손색 없는 결과를 나타내었다.

실시예 2

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 연신사를 코드화 하고, 표 5의 I 타입의 열처리조건으로 열처리한 다음, 더블-디핑을 실시한 후에 접착력을 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.

싱글-디핑한 실시예 1과 비교하였을 때 접착력이 양호하였다.

본 발명에 따라 제조한 원사는 기존의 더블-디핑을 실시하여 사용할 수 있음을 나타낸다.

실시예 3

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하고, 코드화한 다음, 싱글-디핑하였다.

방사 유제로는 표 2의 D 타입을 이용하였다.

표 6처럼 제사성도 양호하였고, 접착력도 우수하였다.

실시예 4

방사 유제로서 표 2의 E 타입을 이용하였다.

표 6처럼 제사성도 양호하였고, 접착력도 우수하였다.

실시예 5

고유점도가 1.00이고 수분율이 18ppm인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 로우칩을 용융방사기에 공급하여 방사하되, 방사온도를 302℃로 설정하고 192개의 홀을 갖는 노즐로부터 용융물을 방출시켰다.

방사구금 직하에 설치되어 있는 후드를 통과시킨 후, 원통형 냉각장치에 의해 24℃의 냉각 공기를 풍속 0.5m/분의 속도로 불어 넣어 방출사를 냉각시켰다.

롤러식 급유방법으로 표 2의 A 타입으로 조제된 방사 유제를 연신사에 대하여 0.61중량%가 되도록 부여했다.

유제를 부여한 방출사를 560m/분의 속도를 갖는 인취 고뎃트 롤러에 권취하여 미연신사 배향도가 0.005인 미연신사를 수득하고, 속도가 3,100m/분인 연신 고뎃트 롤러 사이에서 열연신하였다.

슬릿트형태의 가이드를 이용하여 최종 연신 고뎃트 롤러와 와인더 사이에서 표 3의 F 타입의 기능성 유제를 부여한 후, 권취하여 1,000den.의 폴리에스테르 연신사를 수득하였다.

제조된 연신사는 유제 부착량이 0.98 중량% 수준이었다.

이와 같이 제조된 원사를 위에서 제시한 방법대로 연사하여 코드화 한 후,표 5의 II 타입의 열처리 조건을 실시하여 싱글-디핑하여 접착력을 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.

제조된 원사는 24시간 동안 방사하여도 사절이 전혀 없어 극히 양호한 제사성을 나타내었고, 디프 코드의 접착력도 비교예 2에 제시한 더블-디핑에 비하여 손색 없는 결과를 보였다.

비교예 1

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제만을 부여하고 별도로 기능성 유제를 부여하지 않았다.

기존의 더블-디핑 방식대로 표 5의 I 타입의 열처리 조건을 실시하되, 영역 1 전에 수용성 에폭시 및 이소시아네이트계 접착력 증강제를 1차 디핑하고, 열처리한 다음, 영역 3 전에 RFL을 디핑하고 열처리하였다.

접착력을 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.

제조된 원사는 24시간 동안 방사하여도 사절이 전혀 없어 양호한 제사성을 나타내었고, 접착력은 15.5kg으로 평가되었다.

비교예 2

실시예 5와 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제만을 부여하고 별도로 기능성 유제를 부여하지 않았다.

접착력을 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.

제조된 원사는 24시간 동안 방사하여도 사절이 전혀 없어 양호한 제사성을 나타내었고, 접착력은 13.5kg으로 평가되었다.

비교예 3

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제로서 표 2의 B 타입을 사용하고, 기능성 유제로서는 표 3의 F 타입을 사용하였다.

제조된 연신사를 연사하여 코드화 한 후, 표 5의 II 타입의 열처리 조건으로 싱글-디핑하여 접착력을 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.

제사성은 양호하였지만, 접착력이 기존의 더블-디핑 방식, 즉 비교예 1에 비하여 미흡함을 알 수 있다.

이는 방사 유제에 글리콜 또는 폴리글리콜 화합물 성분이 전혀 없어 기능성 유제와의 유제간 분산성과 상용성이 좋지 않은 데 기인하는 것으로 추정된다.

비교예 4

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제로서 표 2의 C 타입을 사용하고, 기능성 유제로서는 표 3의 F 타입을 사용하였다.

접착력은 비교예 1에 비하여 양호하나, 방사 유제에 존재하는 과량의 글리콜화합물로 인해 연신성과 제사성이 미흡하고, 고온으로 가열된 연신 롤러를 거치면서 악취를 다량 발생하여 작업 환경을 나쁘게 하는 단점이 있다.

비교예 5

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제로서 표 2의 A 타입을 사용하고, 기능성 유제로서는 표 3의 G 타입을 사용하였다.

제사성은 양호하였지만, 기능성 유제에 존재하는 글리콜 화합물의 양이 적어 방사 유제와의 분산성과 상용성이 좋지 않아 접착력이 비교예 1에 비하여 미흡함을 알 수 있다.

비교예 6

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제로서 표 2의 A 타입을 사용하고, 기능성 유제로서는 표 3의 H 타입을 사용하였다.

제사성이 양호하고, 접착력도 기존의 더블-디핑방식, 즉 비교예 1에 비하여 우수한 것으로 나타났지만, 기능성 유제에 존재하는 과량의 에폭시 때문에 코드사의 강성이 증가하여 타이어 제조용 코드지의 재단 작업시 어려움을 야기시키는 단점이 있다.

비교예 7

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제로서 표 2의 A 타입을 사용하고, 기능성 유제로서는 표 3의 I 타입을 사용하였다.

제사성은 양호하였으나, 기능성 유제에 존재하는 에폭시의 양이 부족하여 접착력은 비교예 1에 비하여 미흡하였다.

비교예 8

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 방사 유제로서 표 2의 A 타입을 사용하고, 기능성 유제로서는 표 3의 J 타입을 사용하였다.

제조된 연신사를 연사하여 코드화 한 후, 표 5의 II 타입의 열처리 조건으로 싱글-디핑하여 접착력을 측정한 결과를 <표 6>에 나타내었다.

제사성이 양호하고, 접착력도 기존의 더블-디핑 방식, 즉 비교예 1에 비하여 우수한 것으로 나타났지만, 방사단계에서 부여된 기능성 유제에 존재하는 과량의 비 솔비톨계 에폭시 성분이 공기 중으로 휘발하여 작업자의 피부와 눈을 자극하여 계속적인 작업이 어렵다는 단점뿐만 아니라, 코드사의 강성이 일부 증가하는 단점도 있었다.

비교예 9

실시예 1과 동일한 방법으로 연신사를 제조하되, 표 2의 A 타입의 방사 유제 원액과 표 3의 F 타입의 기능성 유제를 8 : 2의 비율로 혼합한 후, 20%로 에멀젼화하여 방사 유제로서 사용하고, 별도로 기능성 유제를 부여하지는 않았다.

접착력은 기존의 더블-디핑 방식, 즉 비교예 1에 비하여 우수한 것으로 나타났지만, 방사 유제에 존재하는 에폭시가 경화되면서 연신 고뎃트 롤러의 표면상에 타르가 발생하여 6시간 이후에는 연속적인 작업이 불가능할 정도로 사절이 자주 발생하였다.

또한, 발생된 타르는 제거가 용이치 않은 악성의 것으로서 새롭게 롤러의 코팅이 불가피하여 실제 생산에 적용하기 어려운 방법이었다.

본 발명은 고무와의 접착성이 좋은 폴리에스테를 섬유를 방사 작업성이 양호하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 폴리에스테르 섬유가 가지고 있는 고유의 우수한 물성을 손상시키지 않으며, 또한 열연신할 때 고뎃트 롤러의 표면에 열화물을, 롤러를 자주 청소해야만 하는 불편을 해소할 수 있다.

Claims

폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 하이드록시 그룹을 2개 이상 가진 알콜계 글리콜 화합물 또는 폴리글리콜 화합물을 5∼10중량% 함유하는 방사 유제를 용융방사한 섬유에 부여하고, 열연신한 다음, 에폭시 20∼40중량%와 글리콜 또는 폴리글리콜 화합물을 60∼80중량% 함유하는 기능성 유제로 처리하는 것을 특징으로 하는, 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
제 1항에 있어서,

하이드록시 그룹을 2개 이상 가진 알콜계 에폭시 화합물이 다음 화학식 I의 솔비톨계 폴리글리시딜 에테르이고, 당해 화합물이 기능성 유제를 기준으로, 20∼40중량% 사용됨임을 특징으로 하는, 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법.

화학식 1
제 1항에 있어서,

제조 직후 섬유에 부착된 에폭시 함량이 0.050몰/100g ∼ 0.120몰/100g임을 특징으로 하는, 접착성이 개선된 폴리에스테르 섬유의 제조방법.