KR20050051107A

KR20050051107A - 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 섬유

Info

Publication number: KR20050051107A
Application number: KR1020030084834A
Authority: KR
Inventors: 방윤혁; 이득진; 이종
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-01
Also published as: KR100595991B1

Abstract

본 발명은 미연신사의 섬도 및 힘-변형곡선를 조절함으로써 연신사의 강력을 향상시킨 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유에 관한 것으로, 고유점도 0.80 ∼ 1.2의 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 칩을 방사구금을 통하여 용융압출하여 방사구금 아래 적절한 가열구간을 통과시킨 후 이어서 냉각기체를 사용하여 냉각 고화시키고, 상온에서 미연신사가 0.2g/d의 초기응력에 처해졌을 때 8%미만 신장하는 힘 변형곡선을 갖고, 복굴절률이 0.001 내지 0.015가 되도록 하는 방사속도로 사를 권취하는 단계, 및 권취된 사를 총연신비 4.0 이상으로 하고 다단연신시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 고강력 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트사에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 고강력 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 산업용사로부터 제조된 딥코드는 우수한 강력이용률과 접착력을 나타낸다.

Description

폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 섬유{Polyethylene-2,6-naphthalate fibers}

본 발명은 미연신사의 섬도 및 힘-변형곡선를 조절함으로써 연신사의 강력을 향상시킨 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유에 관한 것으로, 본 발명에 의하여 제조된 산업용사는 강력이용률과 접착력이 우수한 처리코드(treated cord)를 제공한다.

폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트는 큰(bulky) 구조의 나프탈레이트 단위를 가짐으로써 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 비해 유리전이온도, 결정화온도, 용융온도 및 용융점도가 높기 때문에, 방사시 방사성의 향상을 위해, 즉 방사시 용융물의 용융점도를 낮추기 위해 통상적인 방사온도(290 ∼ 310℃)보다 상대적으로 높은 온도에서 방사되어 왔다.

그러나, 높은 온도로의 방사는 용융물의 열분해를 초래하여 연신작업성을 떨어뜨리고 상당한 수준의 고유점도의 저하를 가져오기 때문에, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 중합체를 사용하여 고강력 원사(原絲)를 제조하는 것이 어려웠다(일본 공개특허 소47-35318호, 소48-64222호 및 소50-16739호 참조).

이에, 일본 특허 제 2945130 호는 방사온도를 높이는 대신 방사속도 및 방사 드래프트비(draft ratio)를 조절하고 연신시 단계별 연신온도를 조절함으로써 고강도 및 고탄성률의 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 섬유를 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이 방법에 의하면, 균일한 방사가 어려울 뿐 아니라, 제1단계 연신시 일반적인 연신온도보다 상당히 높은 온도가 필요하고, 이 경우 연신시 사폭이 벌어져 정상적인 연신이 어렵다는 문제가 있었다.

높은 고유점도(I.V.)에서, 바람직하기로는 고유점도(I.V.) 0.8 ∼ 1.2에서 200 내지 1000 m/분의 저속 방사속도 범위 내에서는 중합물 점도와 방사온도가 동일한 경우, 미연신사 필라멘트간의 섬도, 배향도에 대한 균일성을 더욱 향상시켜야만 고배율의 연신이 가능하여 원사의 강력이 더욱 향상되는 경향을 보인다는 것은 산업용 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트의 제조분야에서는 일반적으로 잘 알려진 사실이다.

이것을 이론적으로 고찰해보면 산업용 폴리에스테르사를 제조할 때 방사장력을 증가시켜 미연신사의 배향 및 결정과 결정을 연결해주는 타이체인(tie chain)의 형성을 증가시켜야만 최종 연신사의 강력을 높일 수 있으며, 보다 더 고강도의 연신사를 얻기 위해서는 고배율의 연신이 가능한 미연신사 미세구조를 획득하여야만한다.

이러한 관점에서, 본 발명은 미연신사의 섬도와 힘-변형곡선을 조절함으로써 미연신사의 배향 및 결정과 결정을 연결해주는 타이체인(tie chain)의 형성을 증가시켜 최종 연신사의 강력을 높일 수 있었다.

본 발명은 미연신사의 섬도 및 힘-변형곡선을 조절한 고강력 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유에 관한 것으로, 미연신사가 0.2g/d의 초기응력에 처해졌을 때 8%미만 신장하는, 힘-변형 곡선을 갖고, 복굴절률이 0.001 내지 0.015가 되도록 하는 방사속도로 사를 권취함으로써 연신단계에서 미연신사의 배향 및 결정과 결정을 연결해주는 타이체인(tie chain)의 형성을 극대화시켜 물성이 우수한 고강력 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 섬유 및 이의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 목적은 우수한 강력이용률 및 접착력을 가진 타이어 코드의 제조에 유용한, 개선된 물성을 갖는 고강력 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 (A) 에틸렌 나프탈레이트 단위를 85몰% 이상 함유하며 고유점도가 0.80 ∼ 1.2 범위인 폴리머를 290 ∼ 330℃의 온도로 압출하고, 이 용융방출사를 지연냉각 구역을 통과시킨 후 급냉 고화시키는 단계, (B) 미연신사가 13 내지 30 데니어의 단사 섬도를 가지고, 상온에서 0.2g/d의 초기 응력에 처해졌을 때 8%미만 신장하는 힘 변형곡선을 갖고, 복굴절률이 0.001 내지 0.015가 되도록 하는 방사속도로 사를 권취하는 단계, (C) 권취된 사를 4.0배 이상의 총연신비로 다단연신시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는, 하기의 물성을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유를 제공한다.

(1) 0.6 내지 1.0의 고유점도, (2) 9.0g/d 이상의 강도, (3) 6% 이상의 신도, (4) 단사 섬도가 2 내지 4 데니어, (5) 전체 섬도가 1000 내지 2000 데니어, (6) 1 내지 4%의 수축률

또한 상기 연신사의 전체 섬도가 1500 데니어 이고, 필라멘트 수가 500개인 것이 바람직하다.

또한, 상기 연신사의 전체 섬도가 1500 데니어 이고, 필라멘트 수가 385개인 것이 바람직하다.

또한, 단계 (A)에서 냉각구역 직전에 이웃하여 분위기온도가 300 내지 400℃이며 길이가 200 내지 700mm인 가열구역을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (B) 단계에서 방사속도가 200 내지 1000 m/분인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유 2가닥을 상하연하고 레소르시놀-포르말린-라텍스(RFL)로 처리하여 얻어지는 딥코드를 제공한다.

또한 상기 딥코드의 강력이용률이 85%인 것이 바람직하다.

또한 상기 딥코드의 접착력이 10kg 이상인 것이 바람직하다.

본 발명은 딥코드가 보강재로서 혼입된 고무제품을 제공한다.

본 발명에 사용되는 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 중합물은 최소한 85몰%의 에틸렌-2,6-나프탈레이트 단위를 함유하며, 바람직하게는 에틸렌-2,6-나프탈레이트 단위만으로 구성된다.

선택적으로, 상기 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트는 에틸렌글리콜 및 2,6-나프탈렌 디카르복시산 혹은 이들의 유도체 이외의 하나 또는 그 이상의 에스테르-형성 성분으로부터 유도된 소량의 유니트를 공중합체 유니트로서 편입할 수 있다. 폴리에틸렌 나프탈레이트 유니트와 공중합가능한 다른 에스테르 형성 성분의 예로는 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올등과 같은 글리콜과, 테레프탈산, 이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 스틸벤 디카르복시산, 비벤조산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산과 같은 디카르복시산을 포함한다.

본 발명에 따른 폴리에틸렌 나프탈레이트 칩은, 바람직하게는 나프탈렌-2,6-디메틸카르복실레이트(NDC) 또는 나프탈렌-2,6-디메틸카르복실산(NDA)와 에틸렌글리콜 원료를 1.4 내지 3.0의 비율로 170∼220℃에서 용융혼합하고, 이 용융혼합물을 에스테르 교환반응(180 내지 250℃에서 약 1 내지 5시간 동안) 및 축중합반응(260 내지 300℃에서 약 1 내지 5시간 동안)시켜 고유점도 0.42 내지 0.70 수준의 로우 칩(raw chip)을 만든 후, 240 내지 260℃의 온도 및 진공 하에서 0.80 내지 1.20의 고유점도 및 50 ppm 이하의 수분률을 갖도록 고상중합된다.

본 발명은 선택적으로, 에스테르 교환반응시 에스테르 교환반응 촉매로서는 망간 화합물, 바람직하게는 망간 아세테이트를 최종 중합체 중의 망간 금속으로서의 잔존량이 30 내지 70 ppm이 되도록 하는 양으로 첨가할 수 있는데, 이 양이 30 ppm보다 적으면 에스테르 교환반응속도가 너무 느려지고, 70 ppm보다 많으면 필요 이상의 망간 금속이 이물질로 작용하여 고상중합 및 방사시 문제가 된다.

본 발명은 선택적으로 축중합 반응시, 중합촉매로서는 안티몬 화합물, 바람직하게는 삼산화 안티몬을 최종 중합체 중의 안티몬 금속으로서의 잔존량이 100 내지 400 ppm이 되도록 하는 양으로 첨가할 수 있는데, 이 양이 100 ppm보다 적으면 중합반응속도가 느려져 중합효율이 저하되고, 400 ppm보다 많으면 필요 이상의 안티몬 금속이 이물질로 작용하여 방사연신 작업성을 떨어뜨린다. 또한, 이때 인계 내열안정제, 바람직하게는 트리메틸포스페이트를 최종 중합체 중의 인 원소로서의 잔존량이 10 내지 80 ppm이 되도록 하는 양으로 첨가할 수 있으며, 망간/인 함량비는 2.0 이하로 한다. 망간/인 함량비가 2.0보다 높으면 고상중합시 산화가 촉진되어 방사시 정상적인 물성을 수득할 수 없게 되므로 2.0 이하로 조절하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제조된 폴리에틸렌 나프탈레이트 칩을 본 발명의 방법에 따라 섬유화하며, 도 1은 이러한 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 제조공정을 개략적으로 도시한다.

단계 (A)에서, 폴리에틸렌 나프탈레이트 칩을 팩(1) 및 노즐(2)을 통해 바람직하게는 290 내지 328℃의 방사온도에서, 바람직하게는 20 내지 200의 방사 드래프트비(최초 권취롤러 위에서의 선속도/노즐에서의 선속도)로 저온 용융방사함으로써 열분해 및 가수분해에 의한 중합체의 점도의 저하를 방지할 수 있다. 방사 드래프트비가 20보다 작으면 필라멘트 단면 균일성이 나빠져 연신작업성이 현저히 떨어지고, 200을 초과하면 방사 중 필라멘트 파손이 발생하여 정상적인 원사를 생산하기 어렵게 된다.

또한 본 발명에서는 팩내의 여과 체류시간을 3 내지 30초로 조정하는 것이 중요한 인자이다. 만일 팩내의 여과 체류시간이 3초 미만이면 이물질의 여과 효과가 불충분하며, 30초이상이면 과도한 팩압 증가로 인하여 분자량 감소가 심하다.

또한 본 발명에서는 압출기 스크루의 L/D(길이/직경)을 15 내지 50으로 하는 것이 바람직한데 이는 스쿠루의 L/D가 15미만이면 균일한 용융이 어렵고, 50을 초과하면 과도한 전단응력에 의한 분자량 저하가 심하여 물성이 떨어진다.

단계 (A)에서, 용융방출사(4)를 냉각구역(3)을 통과시켜 급냉고화시키는 바, 필요에 따라 노즐(2) 직하에서 냉각구역(3) 시작점까지의 거리, 즉 후드의 길이(L) 구간에 짧은 가열장치를 설치할 수 도 있다.

이 구역을 지연 냉각구역 또는 가열구역이라 칭하는데, 이 구역은 200 내지 700mm의 길이 및 300 내지 400℃의 온도(공기접촉 표면온도)를 갖는다.

냉각구역(3)에서는 냉각공기를 불어주는 방법에 따라 오픈 냉각(open quenching)법, 원형 밀폐 냉각(circular closed quenching)법 및 방사형 아웃플로우 냉각(radial outflow quenching)법 등을 적용할 수 있으나, 이것으로 제한되지는 않는다. 이어, 냉각구역(3)을 통과하면서 고화된 방출사(4)를 유제 부여장치(5)에 의해 0.3 내지 1.2%로 오일링할 수 있다.

단계(B)에서, 미연신사가 13 내지 30 데니어의 단사 섬도를 가지고, 상온에서 0.2g/d의 초기 응력에 처해졌을 때 8%미만 신장하는 힘 변형곡선을 갖고, 복굴절률이 0.001 내지 0.015가 되도록 하는 방사속도로 사를 권취하며, 바람직한 방사속도는 200 내지 1,000m/분이다.

본 발명에서는 미연신사의 미세구조를 조절하는 인자로서는 미연신사의 섬도, 힘-변형 곡선 및 복굴절률이 사용된다.

본 발명에서 핵심적인 기술사항으로서 미연신사의 단사섬도를 13 내지 30 데니어로 종래보다 가늘게 조절하는 것이다. 종래 기술는 주로 미연신사의 단사섬도가 30 데니어를 초과하는데 이러한 경우에는 미연신사가 섬도가 너무 굵어서 균일한 냉각이 어렵다. 즉 미연신사의 표면과 내부의 냉각차이로 인하여 연신공정에서 사의 손상을 초래한다. 또한 미연신사의 단사섬도를 13 데니어 이하로 하는 것은 미연신사의 필라멘트의 수가 증가하여 방사성이 떨어진다.

본 발명에서는 미연신사가 상온에서 0.2g/d의 초기 응력에 처해졌을 때 8%미만 신장하는 힘 변형곡선을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 힘 변형곡선을 갖는 미연신사가 이후 연속적으로 진행되는 연신 공정에서 연신성을 극대화 할 수 있다.

또한 본 발명에서는 미연신사의 복굴절률이 상기 힘-변형곡선과 함께 미연신상의 미세구조를 조절하는 인자로 사용된다.

특히 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이 미연신사 힘 변형곡선과 복굴절률이 상기 기재된 범위을 만족하여만 연신공정에서 우수한 연신성을 얻을 수 있었다. 이러한 이유는 미연신사의 복굴절률이 0.001보다 작으면 연신단계에서 결정화속도가 너무 느려져 충분히 결정들 간의 타이 체인의 형성을 유도할 수 없으며, 복굴절률이 0.015를 초과하면 연신 중에 결정화가 너무 급속히 진행되어 오히려 연신성이 떨어져 고강력사를 제조하기가 어렵다.

단계 (D)에서, 첫 번째 연신 롤러(6)를 통과한 사를 스핀드로(spin draw) 공법으로 일련의 연신 롤러(7, 8, 9 및 10)를 통과시키면서 총연신비 4.0배 이상, 바람직하기로는 4.5 내지 6.5 으로 연신시킴으로써 최종 연신사(11)를 얻는다.

방사 시 노즐과 냉각부 상단과의 거리를 가능한 좁히는 것이 최종 연신사에서 높은 강력을 갖도록 하는데 유리하나, 방사 시 노즐 밑에서 가열 장치 하단까지의 거리가 50mm 이하가 되든지(실제적으로는 노즐 직하에 길이가 약 50mm인 방사블럭이 존재함으로 길이가 50mm인 가열장치를 사용하면 노즐 밑에서 가열장치 하단까지의 거리는 100mm가 됨), 가열장치 하단과 냉각장치 상단과의 거리가 50 ∼ 150mm를 벗어나면 미연신사의 불균일이 상당수준 발생되어 정상적인 물성을 내는 연신이 불가능하다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 연신 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유는 (1) 0.6 내지 1.0의 고유점도, (2) 9.0g/d 이상의 강도, (3) 6% 이상의 신도, (4) 단사 섬도가 2 내지 4 데니어, (5) 전체 섬도가 1000 내지 2000 데니어, (6) 1 내지 4%의 수축률을 갖는다.

또한, 본 발명에 의하여 제조된 연신사는 통상적인 처리방법에 의해 처리 코드로 전환 될 수 있다.

예를 들면, 1,500 데니어의 연신사 2가닥을 300∼450tpm(twist/m)(일반적인 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 처리 코드 기준 꼬임 수)로 합연(plying ＆ cabling)하여 코드사를 제조한 후 먼저 1차 디핑탱크(1st Dipping Tank)에서 접착액 RFL (Resorcynol- Formalin- Latex)]에 침지 시킨 후, 건조지역(Drying Zone)에서 130 ∼ 160℃로 1.0 ∼ 4.0%의 스트렛치(Stretch)하에서 150 ∼ 200초간 건조하고, 고온연신지역(Hot Stretching Zone)에서 230 ∼ 250℃의 온도로 2.0 ∼ 6.0%의 연신(Stretch)으로 45 ∼ 80초간 열고정(Heat Set)한 후, 2차 디핑탱크(2nd Dipping Tank)에서 다시 접착액(RFL)에 침지하여 130 ∼ 160℃의 온도로 90 ∼ 120초간 건조 후, 이어서 230 ∼ 250℃의 온도와 -4.0 ∼ 2.0%의 연신(Stretch)으로 45 ∼ 80초간 열고정(Heat Set)시켜 디핑 처리한 코드(dipped cord)를 제조한다.

이와 같이 제조된 딥코드(1,500데니어 2가닥 상하연 합연 390tpm 기준)는 강력이용률이 80% 이상이고, 접착력이 10kg 이상이다.

이와 같이 본 발명에 의한 높은 모듈라스 및 저수축률의 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 멀티 필라멘트사로 제조한 처리 코드는 치수안정성 및 강도가 우수하여 타이어 및 공업용 벨트 등의 고무제품의 보강재로서 또는 기타 산업적 용도에 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않으며, 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 사 및 처리 코드의 각종 물성 평가는 다음과 같은 방법으로 실시하였다.

(1) 고유점도(I.V.)

페놀과 1,1,2,3-테트라클로로에탄올을 6:4의 무게비로 혼합한 시약(90℃)에 시료 0.1g을 농도가 0.4g/100ml 되도록 90분간 용해시킨 후 우베로데(Ubbelohde) 점도계에 옮겨담아 30℃ 항온조에서 10분간 유지시키고, 점도계와 흡인장치(aspirator)를 이용하여 용액의 낙하 초수를 구했다. 용매의 낙하 초수도 동일한 방법으로 구한 다음, 하기 수학식에 의해 R.V.값 및 I.V.값을 계산하였다.

상기 식에서, C는 용액 중의 시료의 농도(g/100ml)를 나타낸다.

(2) 강신도

인스트론(Instron) 5565(인스트론사제, 미국)를 이용하여, ASTM D 885의 규정에 따라 표준 상태(20℃, 65% 상대습도)하에서 250mm의 시료 길이, 300mm/분의 인장속도 및 20turns/m의 조건으로 강신도를 측정하였다.

(3) 수축률

시료를 20℃, 65% 상대습도의 표준 상태 하에서 24시간 이상 방치한 후 0.1g/d에 상당하는 중량을 달아 길이(L0)를 측정하고, 무장력 상태 하에서 드라이 오븐을 이용하여 150℃하에서 30분간 처리한 다음 꺼내어 4시간 이상 방치한 후 하중을 달아 길이(L)를 측정하여 하기 수학식에 의해 수축률을 계산하였다.

(4) 중간신도

강신도 S-S 커브 상에서 원사는 하중 4.5g/d에서의 신도를, 처리 코드는 하중 2.25g/d에서의 신도를 측정하여 중간신도로 하였다.

(5) 복굴절률

베레크 보상기(Berek compensator)가 구비된 편광현미경을 사용하여 측정한다.

(6) 접착력

처리된 딥코드의 고무에 대한 초기 접착력을 측정하기 위하여 H-test를 실시하였다. H-test는 딥코드의 양단을 각각 9.5mm 고무 덩어리에 매설되도록 하고, 양단의 고무 덩어리간 간격을 9mm로 유지하여 양쪽 고무를 잡아당김으로써 고무-코드간의 분리가 발생하는 최대하중을 측정하여 접착력을 평가하는 방법이다. 또한, 접착력 평가 전에 160℃, 25kg/cm²의 압력으로 20분간 가황함으로써 고무에 충분한 강도를 부여하여 측정한다. 시험에 사용된 고무 조성물은 천연고무 100부, 산화아연3부, 카본블랙 28.9부, 스테아린산 2부, 파인타르 7.0부, MBTS 1.25부, 황 3부, 디페닐 구아니딘 0.15부 및 페닐베타 나프틸아민 1.0부를 배합한 것이다.

(7) 강력이용률

딥코드의 강력이용률은 하기 수학식에 의해 측정된다.

강력이용률(%) = 딥코드 강력/{[연신사 강력]×2} × 100

[실시예 1]

망간 및 안티몬 금속을 각각 42 및 200 ppm 포함하는 고유점도(I.V.) 0.91의 고상중합 폴리에틸렌 나프탈레이트 칩을 제조하였다. 제조된 칩을 압출기를 사용하여 312℃온도에서 515g/분의 토출량 및 41의 방사 드래프트비로 용융방사하였다. 이때 사용된 압출기의 스쿠루는 L/D가 25로 조정하였고, 5개의 유니트를 갖는 스태틱 믹서를 팩의 중합체 도관 내에 설치하여 용융방사되는 중합체를 고르게 혼합시켰다. 이어, 방출사를 노즐 직하 길이 40cm의 가열구역(분위기온도 350℃) 및 길이 500mm의 냉각구역(20℃, 0.5m/초의 풍속을 갖는 냉각공기 취입)을 통과시켜 고화시킨 다음 방사 유제로 오일링하였다. 상기 미연신사를 470m/분의 방사속도로 권취하고, 2% 프리드로를 준 다음 2단 연신시켰다. 제1단계 연신은 148℃에서 6.0배로, 제2단계 연신은 193℃에서 1.1배로 수행하고, 230℃에서 열고정하고 2% 이완시킨 다음 권취하여 1500d/500f의 최종 연신사(원사)를 제조하였다.

제조된 원사 2가닥을 390 turns/m로 상하연하여 코드 사를 제조한 후, 이 코드 사를 딥핑 탱크에서 (PCP 수지+RFL)의 접착액에 침적한 다음 건조 지역에서 170℃로 1.0% 연신 하에 150초간 건조하고 고온 연신 지역에서 240℃로 150초간 열고정한 후, 다시 RFL에 침적한 다음 170℃로 100초간 건조하고 240℃로 -1% 연신하에 40초간 열고정시켜 처리 코드를 제조하였다.

이와 같이 제조된 연신사 및 처리 코드의 물성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 4]

미연신사의 단사섬도를 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변화시키면서 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하여 연신사 및 처리 코드를 제조하였다.

[표 1]

구분	방사온도(℃)	칩고유점도	냉각구역		가열구역		미연신사
구분	방사온도(℃)	칩고유점도	풍속(m/sec)	온도(℃)	길이(㎝)	온도(℃)	복굴절율	단사섬도(데니어)	0.2g/d 초기하중에서신도(%)
실1	312	0.91	0.5	20	40	350	0.009	19.5	5.0
실2	312	0.91	0.5	20	40	350	0.007	26.0	7.2
실3	312	0.91	0.5	20	40	350	0.011	13.0	4.6
비1	312	0.91	0.5	20	40	350	0.006	39.0	8.2
비2	312	0.91	0.5	20	40	350	0.005	52.0	9.7
비3	312	0.91	0.5	20	40	350	0.023	6.5	3.9

[표 2]

구분	연신사							처리코드					비고
구분	고유점도	복굴절율	강도(g/d)	신도(%)	섬도(데니어)	단사섬도(데니어)	수축율(%)	강력(kg)	중간신도(%)	수축률(%)	강력이용률(%)	접착력(kg)	비고
실1	0.78	0.452	9.7	9.5	1500	3	1.9	24.7	2.3	2.0	85	14.3
실2	0.77	0.453	9.6	9.8	1500	4	2.2	23.6	2.2	2.2	82	13.2
실3	0.77	0.454	9.7	9.1	1500	2	2.2	24.4	2.2	2.3	84	15.4
비1	0.74	0.444	9.4	9.9	1500	6	2.1	21.9	2.2	2.2	78	9.7
비2	0.77	0.450	8.8	10.1	1500	8	2.2	19.8	2.2	2.2	75	8.6
비3	0.75	0.446	9.8	8.5	1500	1	4.2	22.3	2.2	2.2	76	16.3	■

■ : 외관이 극히 불량하여 처리 코드의 제조 의미 없음.

본 발명은 미연신사의 섬도 및 힘-변형곡선함으로서, 미연신사의 배향 및 결정과 결정을 연결해주는 타이체인(tie chain)의 형성을 극대화시켜 물성이 우수한 고강력 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 섬유 및 이의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명에 의하여 제조된 산업용사는 강력이용률과 접착력 우수한 처리코드(treated cord)를 제공한다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 섬유방사공정을 예시한 공정개략도

도 2는 본 발명의 미연신사의 힘-변형 곡선

Claims

(A) 에틸렌 나프탈레이트 단위를 85몰% 이상 함유하며 고유점도가 0.80 ∼ 1.2 범위인 폴리머를 290 ∼ 330℃의 온도로 압출하고, 이 용융방출사를 지연냉각 구역을 통과시킨 후 급냉 고화시키는 단계,

(B) 상온에서 미연신사가 13 내지 30 데니어의 단사 섬도를 가지고 0.2g/d의 초기 응력에 처해졌을 때 8%미만 신장하며, 10 내지 50g/d의 초기 모듈러스, 복굴절률이 0.001 내지 0.015가 되도록 하는 방사속도로 사를 권취하는 단계,

(C) 권취된 사를 4.0배 이상의 총연신비로 다단연신시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는, 하기의 물성을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유.

(1) 0.6 내지 1.0의 고유점도, (2) 9.0g/d 이상의 강도, (3) 6% 이상의 신도, (4) 단사 섬도가 2 내지 4 데니어, (5) 전체 섬도가 1000 내지 2000 데니어, (6) 1 내지 4%의 수축률
제 1 항에 있어서,

상기 (B) 단계에서 방사속도가 200 내지 1000 m/분인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유.
제 1 항에 있어서,

상기 연신사의 전체 섬도가 1500 데니어 이고, 필라멘트 수가 500개인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유.
제 1 항에 있어서,

상기 연신사의 전체 섬도가 1500 데니어 이고, 필라멘트 수가 385개인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유.
제 1 항에 있어서,

단계 (A)에서 냉각구역 직전에 이웃하여 분위기온도가 300 내지 400℃이며 길이가 200 내지 700mm인 가열구역을 설치하는 것을 특징으로 하는 방법에 의해 제조되는 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유.
제 1 항의 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유 2가닥을 상하연하고 레소르시놀-포르말린-라텍스(RFL)로 처리하여 얻어지는 딥코드.
제 6 항에 있어서,

상기 딥코드의 강력이용률이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 딥코드.
제 6 항에 있어서,

상기 딥코드의 접착력이 10kg 이상인 것을 특징으로 하는 딥코드.
제 6 항 내지 제 8 항의 처리 코드가 보강재로서 혼입된 고무제품.