KR20050022015A - 최대 0.7 ｄｔｅｘ의 섬도를 갖는 폴리에스테르마이크로필라멘트의 용융 방사 방법 및 그에 따라 제조될수 있는 폴리에스테르 마이크로필라멘트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법 및 그에 따라 제조될 수 있는 마이크로필라멘트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 마이크로필라멘트를 그 섬도에 의존하여 선행 기술에 비해 감소된 용액 점도를 갖는 용융물로부터 방사한다.

Description

최대 0.7 ｄｔｅｘ의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법 및 그에 따라 제조될 수 있는 폴리에스테르 마이크로필라멘트{METHOD FOR MELT-SPINNING POLYESTER MICROFILAMENTS HAVING A MAXIMUM DTEX OF 0.7 AND POLYESTER MICROFILAMENTS THAT CAN BE PRODUCED ACCORDING TO THIS METHOD}

본 발명은 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법 및 그에 따라 제조될 수 있는 폴리에스테르 마이크로필라멘트에 관한 것이다.

선행 기술에 따르면, 필라멘트 용융 방사 시에는 중합체 용융물을 압출기로부터 또는 중축합(polycondensation) 시스템으로부터 방사 펌프에 의해 방사구 플레이트(spinneret plate)에 공급한다. 방사구 플레이트의 모세 구멍으로부터 미세한 필라멘트의 형태의 용융물이 유출된 후에는, 그러한 필라멘트를 냉각 시스템에 의해, 예컨대 공기를 송풍함으로써 냉각시키고 나서 합치고 다발로 묶고 그에 방사 조제 약품을 추진하며, 경우에 따라서는 매우 고속으로, 예컨대 2000 m/min을 넘는 속도로 권취한다.

10여 년 이전부터 중합체에 대한 방사 기술 부문에서는 점점 더 미세한 단필라멘트(single filament) 섬도를 갖는 필라멘트사(filament yarn), 소위 1 dtex 미만의 섬도를 갖는 마이크로필라멘트를 제조하기 위한 개발이 두드러지게 나타나고 있다.

후속 방직 처리를 위한 통상적인 필라멘트사는 현재의 선행 기술에 따라 100개 보다 더 많은 단필라멘트로 조성되는 것이 바람직하다.

그 정도의 개수의 마이크로필라멘트로 이뤄진 제품은 소비자에게 유리한 특별한 특성으로 특징져진다.

당업자에게 있어 마이크로필라멘트의 용융 방사는 결코 하찮은 일이 아니다. 미세한 방사구 구멍으로부터 중합체 용융물을 유출시키는 단계와 필라멘트를 냉각시키는 단계는 매우 중요한 방법 단계인데, 왜냐하면 그 균일성에 의해 질량 균일성, 강도와 연신율과 같은 방직 특성, 및 특히 마이크로필라멘트와 그로 조성된 실의 염색의 균일성 및 품질이 영향을 받기 때문이다.

즉, 매우 미세한 필라멘트 섬도를 위해 방사구 플레이트까지 모세 구멍을 통해 적은 재료를 유동시키면서 고 점도 중합체 용융물에서의 온도를 일정하게 제어해야만 하는 것이 상당한 어려움을 초래하게 된다. 지나치게 높은 방사 온도 하에서는 그만큼 더 빨리 중합체가 열화되고, 온도가 낮을수록 방사구 플레이트의 필라멘트 중의 불규칙성이 보다 더 커질 뿐만 아니라, 방사구 플레이트로부터 유출될 때에 단필라멘트 또는 전체의 필라멘트 다발의 끊어짐이 더욱 더 늘어나게 된다.

선행 기술에 따르면, 소위 방사 등급의 범위 외에 있는 용융물 점도를 갖는 중합체는 방사될 수가 없다.

폴리에틸렌테레프탈레이트에서는 그 용융물 점도가 130 Pa·s/290 ℃와 150 Pa·s/290 ℃사이에 있는데, 그것은 1.60 내지 1.65의 상대 용액 점도(20 ℃에서 m-크레졸 중의 1.0 % 용액)에 해당한다.

따라서, 본 발명의 목적은 방사 신뢰성이 높으면서도 균일한 방직 특성 및 무엇보다도 매우 균일한 염색성을 갖는 필라멘트 및 그로 조성된 필라멘트사를 제조할 수 있는, 1.0 dtex 미만의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법을 제공하는 것이다.

그러한 목적은 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법에 의해 달성되게 된다.

놀랍게도, 폴리에스테르 마이크로필라멘트는 지금까지 공지된 선행 기술과는 대조적으로 필라멘트 방사를 위한 소위 방사 등급에 해당하는 것보다 더 낮은 점도로 완벽하게 방사될 수 있음이 방사 시험에서 밝혀졌다.

특히, 중합체 용융물이 통상의 방사 등급에 비해 감소된 상대 용액 점도 또는 용융물 점도를 나타내는 것이 0.7 dtex 미만의 섬도를 갖는 그러한 마이크로필라멘트의 방사 신뢰성에 매우 유리한 것으로 판명되었다.

즉, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우에는 0.1 내지 0.7 dtex의 필라멘트 섬도에 대해 점도에의 의존성이 공식화될 수 있는데, 그에 따른다면 방사 신뢰성이 우수하고, 마이크로필라멘트와 그로 조성된 필라멘트사의 염색성이 탁월하게 된다.

공식에 따르면 다음과 같다:

(0.1052 × lnX) + 1.649 = eta rel.

0.1 내지 0.7 dtex의 범위에 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 마이크로필라멘트는 아무런 지장이 없이 방사될 수 있는데, 그 경우에 방사 속도는 2500 m/min ± 10 %이고, 결과적으로 생기는 POY 필라멘트의 파단 연신율은 95 내지 120 %이다. 여기서, X는 dtex 단위의 필라멘트 섬도(DTY 섬도)를 나타내고, 상대 용액 점도 eta rel.은 20 ℃에서 m-크레졸 중의 1 % 용액으로 측정된다.

약 ±0.05의 상대 용액 점도의 변동 폭을 갖는 계산된 점도에서는 규정된 필라멘트 섬도가 예컨대 2500 m/min의 규정된 방사 속도 수준일 때에도 여전히 똑같이 우수한 결과로 양호하게 방사될 수 있다.

그러한 관계 내에서, 예컨대 0.34 dtex의 섬도를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트제 마이크로필라멘트를 약 1.53의 상대 용액 점도 eta rel.로, 0.23 dtex의 섬도를 갖는 그러한 마이크로필라멘트를 약 1.49의 eta rel.로, 그리고 0.1 dtex의 섬도를 갖는 그러한 마이크로필라멘트를 약 1.41의 eta rel.로 각각 방사하는 것이 가능하다.

따라서, 그와 같이 마이크로필라멘트의 용융 방사에 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 점도는 약 1.40 내지 1.59의 eta rel. 범위에 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법에 의해, 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 마이크로필라멘트, 바람직하게는 0.1 내지 0.35 dtex의 섬도를 갖는 마이크로필라멘트, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.2 dtex의 섬도를 갖는 마이크로필라멘트를 방사할 수 있는데, 그 경우에 특히 유리한 점으로서는 마이크로필라멘트 방사에 알려진 바와 같이 방사구 플레이트에서 모든 필라멘트가 찢어짐으로 인해 생기는 일체의 방사 파단이 전체의 섬도 범위에서 없어지게 된다는 것이다.

상대 용액 점도 또는 용융물 점도는 중축합 반응 또는 방사 펠릿(spinning pellet)에 의해 직접적으로 미리 주어질 수 있다. 그러한 점도는 중합체 용융물 중의 점도 또는 압출기 내의 방사 펠릿에 대한 점도를 의도된 대로 떨어뜨리는 첨가제의 첨가에 의해 설정될 수 있도록 하는 것도 또한 바람직하다.

기본적으로, 2000 내지 3300 m/min의 방사 속도 수준도 역시 전술된 섬도 범위에 대해 적용할 수 있는데, 그 경우에 방사 신뢰성 및 염색 균일성을 최적화시키는데 맞춰 조정된 점도를 사용할 수 있다.

바람직하게는 첨가제로서 디올이 적합하고, 특히 알코올 또는 물도 적합하다.

디올 중에서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 및 특히 트리에틸렌글리콜이 바람직하다.

예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트 용융물에는 0.1 내지 0.4 중량 %의 양으로 트리에틸렌글리콜을 첨가하여 1.4 내지 1.59의 범위에 있는 상대 용액 점도를 얻게 된다.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조될 수 있고, 염색 균일성에 대한 그레이 스케일 값이 4.5 내지 5,0인 것을 그 특징으로 하는, 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트도 역시 본 발명에 포함된다. 그러한 염색 균일성은 본 발명에 따른 마이크로필라멘트 및 그로 조성된 필라멘트사의 방직 후속 처리에 있어서만 특유한 값의 것인데, 왜냐하면 당업자라면 시판될 수 있는 실은 통상적인 Uster 값 U 및 U1/2에 따른 방직 특성의 균일성이 높은 경우일지라도 여전히 후속 처리에 장애가 되는 염색 불균일성을 나타낼 수 있음을 잘 알고 있을 것이기 때문이다.

마이크로필라멘트의 염색의 균일성을 결정하기 위해, 편직 호스에서 마이크로필라멘트사를 시험 염료로 염색하고 스펙트럼 광도계(spectral photometer)에서 측정을 하여 L, a, b 값을 결정하였다.

그 결과, 반 공업용 설비의 상이한 방사 지점으로부터 24시간에 걸쳐 채취한 시료는 예외 없이 1.0 미만이고 바람직하게는 0.9 미만인 탁월한 델타 E 값을 산출하였다.

본 발명에 따른 방법에 의해, 바람직하게도 마이크로필라멘트를 방사 염색할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 마이크로필라멘트는 후속적으로 연신시키는데 적합하고, 열처리 및/또는 기계적 처리, 예컨대 방사/연신/직조에 적합하다. 그러한 마이크로필라멘트는 고배향 필라멘트사(high-oriented filament yarn) 로도 후속 처리될 수 있다.

이하, 본 발명을 예 1a 및 1b에 의거하여 설명하기로 한다:

예

"최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법 및 그에 따라 제조될 수 있는 폴리에스테르 마이크로필라멘트"

각종 양태: 예 1a 예1b 예1c 예 1d

총 섬도 dtex 88.0 88.0 56.0 56.0

개별 섬도 dtex 0.46 0.46 0.29 0.29

방사 속도 m/min 2500 2500 2500 2500

방사 온도 ℃ 295 295 295 295

칩 점도 m-크레졸 1.64 1.64 1.64 1.64

감소된 점도 m-크레졸 1.510 1.56 1.47 1.63

TGE 첨가 % 0.20 0.10 0.32 -

방사 경과 매우 양호 양호 매우 양호 방사 불가

POY 데이터:

Uster 1/2 U % 0.27 0.36 1.1 -

Uster U % 0.45 0.67 2.4 -

RF CN/dtex 2.6 2.6 2.3 -

BD % 105 98.0 117 -

DTY 데이터:

방사/연신/직조 매우 양호 양호 양호 -

개별 섬도 dtex 0.34 0.34 0.23 -

총 섬도 dtex 65.4 65.8 43.2 -

RF CN/dtex 3.3 3.3 2.7 -

BD % 23.3 23.1 24.5 -

KS % 4.2 4.1 2.1 -

염색 평가:

그레이 스케일 값 5 4 5 -

Hunter Lab

b -33.8 -32.4 -30.6 -

SDEV(b) 0.12 0.19 0.35 -

델타 E max. 0.4 0.5 1.0 -

Claims (10)

1. 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법으로서,

   마이크로필라멘트를 그 섬도에 의존하여 상대 용액 점도가 1.60 내지 1.65인 폴리에스테르 섬유 방사 등급에 비해 감소된 상대 용액 점도를 갖는 폴리에스테르의 용융물로부터 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 폴리에스테르 용융물은 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 그 감소된 상대 용액 점도를 공식

   eta rel = (0.1052 × lnX) + 1.649

   에 따라 산출하되, 여기서 X는 dtex 단위의 DTY 섬도이고, 그 경우에 방사 속도는 2500 m/min ± 10 %이며, 규정된 필라멘트 섬도를 ±0.05의 상대 용액 점도의 변동 폭을 두고 방사할 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 용융물의 감소된 상대 용액 점도를 제어하는 첨가제의 첨가 및 균질한 혼합에 의해 설정하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 첨가제를 지방족 디올 및 물로 이뤄진 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 지방족 디올을 트리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 및 에틸렌글리콜로 이뤄진 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 필라멘트를 0.1 내지 0.7 dtex의 섬도로 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 필라멘트를 0.1 내지 0.35 dtex의 섬도로 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 필라멘트를 0.1 내지 0.2 dtex의 섬도로 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트의 용융 방사 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조될 수 있는, 최대 0.7 dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르 마이크로필라멘트로서,

    4.5 내지 5.0의 그레이 스케일에 따른 염색 균일도 값 및 1.0 미만의 델타 E 값을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 마이크로필라멘트.