KR20060123432A - Process for preparing poly(trimethylene terephthalate) fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리에스테르 얀 및 그것의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 양호한 물성을 갖는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to polyester yarns and their preparation. More specifically, the present invention relates to a process for producing poly (trimethylene terephthalate) fibers having good physical properties.
일반적으로 "폴리알킬렌 테레프탈레이트"로 칭해지는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트("2GT") 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트("4GT")는 일반 상업용 폴리에스테르이다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 우수한 물리적 성질 및 화학적 성질, 특히 화학적 안정성, 열 안정성 및 광 안정성, 고융점 및 고강도를 가진다. 그 결과로서, 그것은 수지, 필름 및 섬유를 위해 널리 사용되어 왔다.Polyethylene terephthalate ("2GT") and polybutylene terephthalate ("4GT"), commonly referred to as "polyalkylene terephthalates", are general commercial polyesters. Polyalkylene terephthalates have good physical and chemical properties, in particular chemical stability, thermal stability and light stability, high melting point and high strength. As a result, it has been widely used for resins, films and fibers.
디올과 디카르복실산의 반응 생성물의 축합 중합에 의해 제조된 폴리에스테르는 얀으로 방사될 수 있다. U.S. 특허 No. 3,998,042는 압출된 섬유가 스팀 제트 보조로 고온(160℃)에서, 또는 고온수 보조로 보다 낮은 온도(95℃)에서 연신되는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 얀의 제조 방법을 기재하고 있다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는, 제1 단계 연신이 제2 단계 연신보다 상당히 더 높은 연신비에서 이루어지는 2-단계 연신 공정으로 벌크 연속 필라멘트(BCF) 얀으로 방사될 수 있다. U.S. 특허 No. 4,877,572는 압출된 섬유가 한 단계에서 연신되고, 피드 롤러가 중합체의 Tg보다 30℃ 더 높거나 더 낮은 온도로 가열되며, 연신 롤러가 피드 롤러보다 100℃ 이상 더 높은, 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) BCF 얀의 제조 방법을 기재하고 있다.Polyesters prepared by condensation polymerization of the reaction product of diols and dicarboxylic acids can be spun into yarns. U.S. Patent No. 3,998,042 describes a process for producing poly (ethylene terephthalate) yarns in which the extruded fibers are drawn at high temperatures (160 ° C.) with steam jet assistance or at lower temperatures (95 ° C.) with hot water assistance. Poly (ethylene terephthalate) can be spun into bulk continuous filament (BCF) yarns in a two-stage stretching process where the first stage stretching is at a significantly higher draw ratio than the second stage stretching. U.S. Patent No. 4,877,572 is a poly (butylene terephthalate) wherein the extruded fibers are stretched in one step, the feed roller is heated to a temperature 30 ° C. higher or lower than the Tg of the polymer, and the draw roller is 100 ° C. or more higher than the feed roller. Described are methods for making BCF yarns.
U.S. 특허 No. 6,254,961은 카펫에 적당한 얀으로 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 방사하는 것에 관한 것이다. 이 특허에 따르면, 1000 m/분 초과의 연신 속도가 발명의 방법에서 가능하며, 1800 m/분 초과의 연신 속도가 생성 얀이 고강도를 갖도록 하므로 바람직하다.U.S. Patent No. 6,254,961 relates to spinning poly (trimethylene terephthalate) with a suitable yarn on the carpet. According to this patent, a stretching speed of more than 1000 m / min is possible in the process of the invention, and a stretching speed of more than 1800 m / min is preferred because it allows the resulting yarn to have high strength.
U.S. 특허 No. 6,284,370은 적당한 열 응력 및 적당한 비등 수축율을 가지고, 직조 또는 편성 시에 과다한 수축율에 의해 유발되는 강성도가 보다 낮고, 섬유의 저탄성율 특성으로부터 예기되는 우수한 발색성을 나타내는 직물을 제공하는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유에 관한 것이다. 이 참고문헌에 따르면, 발명에 사용되는 중합체의 고유 점도는 바람직하게 0.4 내지 1.5, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 1.2이다. 발명의 폴리에스테르 섬유는 바람직하게 의복 용도를 위해 사용될 때 멀티필라멘트 얀의 형태이다. 얀의 총 크기가 제한되는 것은 아니나, 통상은 5 내지 200 d(데니어), 바람직하게는 20 내지 150 d이다. 단일 필라멘트 크기가 제한되지 않으나, 0.1 내지 10 d, 바람직하게는 0.5 내지 5 d, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 d이다. 또한, 이 특허에 따르면, 섬유를 제조하는데 사용되는 제1 롤의 주변 속도가 300 내지 3,500 m/분인 것이 중요하다. 주변 속도는 바람직하게 800 내지 3,000 m/분, 더욱 바람직하게는 1,200 내지 2,500 m/분이다. 제2 롤의 주변 속도는 연신비에 의해 결정되나, 주로 600 내지 6,000 m/분이다.U.S. Patent No. 6,284,370 has poly (trimethylene terephthalate) which has a moderate thermal stress and a moderate boiling shrinkage, provides a fabric having lower stiffness caused by excessive shrinkage when weaving or knitting, and exhibiting excellent color development expected from the low modulus properties of the fibers. ) It is about fiber. According to this reference, the intrinsic viscosity of the polymer used in the invention is preferably 0.4 to 1.5, more preferably 0.7 to 1.2. The polyester fibers of the invention are preferably in the form of multifilament yarns when used for garment applications. The total size of the yarn is not limited but is usually 5 to 200 d (denier), preferably 20 to 150 d. The single filament size is not limited but is from 0.1 to 10 d, preferably from 0.5 to 5 d, more preferably from 1 to 3 d. Furthermore, according to this patent, it is important that the peripheral speed of the first roll used to make the fibers is 300 to 3,500 m / min. The ambient speed is preferably 800 to 3,000 m / min, more preferably 1,200 to 2,500 m / min. The peripheral speed of the second roll is determined by the draw ratio, but is mainly 600 to 6,000 m / min.
U.S. 특허 공개 공보 No. 2003/0127766은 일반적으로 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 카펫 개질 단면 얀 및 그것의 제조 방법, 특히 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 카펫 개질 단면 얀 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다. 이 문헌에 따르면, 0.8 내지 1.2의 고유 점도 및 50 ppm 이하의 수분 함량을 갖는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)가 원료로 사용되고, 바람직하게 1500 내지 4000 m/분의 방사 속도로 용융 방사된다. 방사된 필라멘트는 1500 내지 4000 m/분의 속도로 연신되고 권축된다.U.S. Patent publication publication No. 2003/0127766 generally relates to poly (trimethylene terephthalate) BCF carpet modified single-sided yarns and methods of making the same, in particular poly (trimethylene terephthalate) BCF carpet modified single-sided yarns and methods of making the same. According to this document, poly (trimethylene terephthalate) having an intrinsic viscosity of 0.8 to 1.2 and a water content of up to 50 ppm is used as raw material and is preferably melt spun at a spinning speed of 1500 to 4000 m / min. The spun filaments are drawn and crimped at a speed of 1500 to 4000 m / min.
U.S. 특허 공개 공보 No. 2003/0045611는 착색된 형상화 물품(예컨대, 섬유)의 제조 방법에 관한 것이다. 섬유 용도를 위해, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)는 바람직하게 약 0.6 dl/g 이상, 전형적으로는 약 1.5 dl/g 이하인 고유 점도를 가진다. 많은 최종 용도들, 특히 섬유 및 필름을 위한 바람직한 점도는 0.8 dl/g 이상, 더욱 바람직하게는 0.9 dl/g 이상이다. 전형적으로, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 섬유 및 필름의 점도는 1.4 dl/g 이하, 1.2 dl/g 이하, 또는 1.1 dl/g 이하이다. 상업용 용도에서, 방사 속도는 바람직하게 약 1,000 미터/분 이상이고, 기준 속도로서 롤(40)을 이용하여 약 5,000 미터/분 이상까지 달할 수 있다.U.S. Patent publication publication No. 2003/0045611 relates to a method of making colored shaped articles (eg, fibers). For fiber applications, the poly (trimethylene terephthalate) preferably has an intrinsic viscosity of at least about 0.6 dl / g, typically up to about 1.5 dl / g. Preferred viscosities for many end uses, in particular fibers and films, are at least 0.8 dl / g, more preferably at least 0.9 dl / g. Typically, the viscosity of poly (trimethylene terephthalate) fibers and films is 1.4 dl / g or less, 1.2 dl / g or less, or 1.1 dl / g or less. In commercial use, the spinning speed is preferably at least about 1,000 meters / minute and can reach up to at least about 5,000 meters / minute using the roll 40 as a reference speed.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명에 따른 첫 번째 측면에 따라, 방법은According to a first aspect according to the invention, the method is
(a) 약 26500 이상의 수 평균 분자량, 및 250℃ 및 48.65 초당 전단율(per second shear rate)에서의 약 350 파스칼 이상의 용융 점도를 가지는 용융된 폴리( 트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체를 방사하고;(a) spinning a molten poly (trimethylene terephthalate) polymer having a number average molecular weight of at least about 26500 and a melt viscosity of at least about 350 Pascals at 250 ° C. and 48.65 per second shear rate;
(b) 필라멘트를 얀으로 수렴시키며;(b) converge the filaments into yarns;
(c) 필라멘트를 냉각시키고;(c) cool the filament;
(d) 필라멘트를 3000 미터/분 초과의 속도로 연신하여, 1 초과의 필라멘트 데니어 및 210 초과의 얀 데니어를 갖는 필라멘트를 제조하는 것(d) stretching the filament at a rate of more than 3000 meters / minute to produce a filament having more than one filament denier and more than 210 yarn denier
을 포함한다.It includes.
바람직하게, 필라멘트는 약 1.1 내지 약 4.0의 연신비로 연신된다.Preferably, the filaments are drawn at a draw ratio of about 1.1 to about 4.0.
바람직하게, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)는 약 0.95 내지 약 1.10의 고유 점도를 가진다.Preferably, the poly (trimethylene terephthalate) has an intrinsic viscosity of about 0.95 to about 1.10.
연신된 필라멘트는 벌크화되고(되거나) 얽힐(entangled) 수 있다. 그것은 벌크화되어, 그 안에 3차원 곡선형 권축을 형성할 수 있다. 바람직하게, 벌크화는 고온 유체 제트 벌크화 유니트에서 필라멘트를 블로잉하고 변형시키는 것을 포함한다.Elongated filaments may be bulked and / or entangled. It can be bulked to form three-dimensional curved crimps therein. Preferably, the bulking comprises blowing and deforming the filaments in the hot fluid jet bulking unit.
다른 한 측면에 따라, 방법은According to the other side, the way
(a) 약 0.95 내지 약 1.10 범위의 고유 점도, 약 100 ppm 미만의 물 함량, 약 26500 내지 약 50000의 수 평균 분자량, 및 250℃ 및 48.65 초당 전단율에서의 약 350 내지 약 1000 파스칼의 용융 점도를 가지는 용융된 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체를 방사구를 통해 압출하여, 필라멘트를 형성하고;(a) an intrinsic viscosity in the range of about 0.95 to about 1.10, a water content of less than about 100 ppm, a number average molecular weight of about 26500 to about 50000, and a melt viscosity of about 350 to about 1000 pascals at 250 ° C. and 48.65 shear rates per second Extruding the molten poly (trimethylene terephthalate) polymer having a spinneret to form a filament;
(b) 필라멘트를 얀으로 수렴시키며;(b) converge the filaments into yarns;
(c) 압출된 필라멘트를 냉각시키고;(c) cool the extruded filaments;
(d) 냉각된 필라멘트를 스핀 피니쉬로 코팅하며; 임의적으로 필라멘트를 예비혼섬(preintermingling)하고;(d) coating the cooled filaments with a spin finish; Optionally preintermingling the filaments;
(e) 임의적으로 코팅된 필라멘트를 중합체 필라멘트의 유리 전이 온도 초과 및 약 200℃ 미만의 온도로 가열하며;(e) optionally coated filaments are heated to a temperature above the glass transition temperature of the polymer filament and below about 200 ° C .;
(f) 임의적으로 가열된 필라멘트를 3000 미터/분 초과의 속도로 연신하여, 1 초과의 필라멘트 데니어 및 210 초과의 얀 데니어를 갖는 필라멘트를 제조하고;(f) stretching the optionally heated filament at a rate of more than 3000 meters / minute to produce a filament having more than one filament denier and more than 210 yarn denier;
(g) 연신된 필라멘트를 벌크화하여, 필라멘트를 고온 벌크화 유체로 3차원으로 블로잉하고 변형시킴으로써, 무작위 3차원 곡선형 권축을 갖는 벌크화된 연속 필라멘트를 형성시키며;(g) bulking the stretched filaments to blow and deform the filaments in three dimensions with a hot bulking fluid to form bulked continuous filaments with random three-dimensional curved crimps;
(h) 벌크화된 연속 필라멘트를 중합체 필라멘트의 유리 전이 온도 미만의 온도로 냉각시키고;(h) cooling the bulked continuous filament to a temperature below the glass transition temperature of the polymer filament;
(i) 벌크화된 연속 필라멘트를 얽히게 하는 것(i) entangle bulked continuous filaments
을 포함한다.It includes.
바람직하게, 벌크화된 연속 필라멘트는 냉각 전에 얽히게 된다. 다른 한 측면에서, 필라멘트는 얀으로 합연되고 열 고정될 수 있다. 합연되고 열 고정된 얀은 카펫으로 제조될 수 있다.Preferably, the bulked continuous filaments are entangled before cooling. In another aspect, the filaments can be joined and heat fixed with yarns. The combined and heat set yarns can be made into carpets.
도면은 단지 설명하기 위한 목적으로 제공된 것으로서, 본 발명의 범주를 제한하고자 함은 아니다.The drawings are provided for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1은 칩 건조기 및 용융 압출기 시스템을 개략적으로 도시하고;1 schematically illustrates a chip dryer and a melt extruder system;
도 2는 본 발명에 유용한 방사 구성형태를 개략적으로 도시한다.2 schematically illustrates a radiation configuration useful for the present invention.
달리 언급되지 않는 한, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다. 상표는 대문자로 표시된다.Unless stated otherwise, all percentages, parts, ratios, etc., are by weight. The trademark is capitalized.
또한, 양, 농도, 또는 기타 값 또는 파라미터가 한 범위, 바람직한 범위 또는, 바람직한 상한 값 및 바람직한 하한 값의 목록으로 제시되는 경우, 이는 범위가 별도로 개시되는지의 여부와 상관없이, 임의의 범위 상한치 또는 바람직한 값, 및 임의의 범위 하한치 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로 형성되는 모든 범위들을 구체적으로 개시하는 것으로 이해하도록 한다. 수치값의 범위가 본원에 인용되는 경우, 달리 언급되지 않는 한, 그 범위는 그 종점, 및 그 범위 안의 모든 정수들 및 분수들을 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범주는 범위를 한정할 때 인용되는 특정 값들에 제한되는 것으로 의도되지 않는다.In addition, where an amount, concentration, or other value or parameter is presented as a list of one range, preferred range, or preferred upper limit and preferred lower limit, this means that any range upper limit or It is to be understood that the specific values and all ranges formed by any pair of lower limit values or preferred values are specifically disclosed. Where a range of numerical values is cited herein, unless stated otherwise, the range is intended to include the endpoint and all integers and fractions within that range. The scope of the present invention is not intended to be limited to the specific values recited in limiting the range.
본 발명의 제1 측면에 따라, 방법은According to a first aspect of the invention, the method is
(a) 약 26500 이상의 수 평균 분자량, 및 250℃ 및 48.65 초당 전단율에서의 약 350 파스칼 이상의 용융 점도를 가지는 용융된 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체를 방사하고;(a) spinning a molten poly (trimethylene terephthalate) polymer having a number average molecular weight of at least about 26500 and a melt viscosity of at least about 350 Pascals at 250 ° C. and a shear rate of 48.65 per second;
(b) 필라멘트를 얀으로 수렴시키며;(b) converge the filaments into yarns;
(c) 필라멘트를 냉각시키고;(c) cool the filament;
(d) 필라멘트를 3000 미터/분 초과의 속도로 연신하여, 1 초과의 필라멘트 데니어 및 210 초과의 얀 데니어를 갖는 필라멘트를 제조하는 것(d) stretching the filament at a rate of more than 3000 meters / minute to produce a filament having more than one filament denier and more than 210 yarn denier
을 포함한다.It includes.
필라멘트는 스핀 피니쉬로 코팅되고, 임의적으로 예비혼섬될 수 있다. 바람직하게, 방법은 연신된 필라멘트를 벌크화하는 것을 더 포함한다. 연신된 필라멘트는 벌크화되어, 그 안에 3차원의 곡선형 권축을 형성할 수 있다. 바람직하게, 벌크화는 고온 유체 제트 벌크화 유니트에서 필라멘트를 블로잉하고 변형시키는 것을 포함한다.The filaments are coated with a spin finish and can optionally be premixed. Preferably, the method further comprises bulking the drawn filaments. The stretched filaments can be bulked to form three-dimensional curved crimps therein. Preferably, the bulking comprises blowing and deforming the filaments in the hot fluid jet bulking unit.
바람직하게, 방법은 필라멘트를 얽히게 하는 것을 더 포함한다.Preferably, the method further comprises entanglement of the filaments.
본 발명의 다른 한 측면에 따라, 방법은According to another aspect of the invention, the method is
(a) 약 0.95 내지 약 1.10 범위의 고유 점도, 약 100 ppm 미만의 물 함량, 약 26500 내지 약 50000의 수 평균 분자량, 및 250℃ 및 48.65 초당 전단율에서의 약 350 내지 약 1000 파스칼의 용융 점도를 가지는 용융된 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체를 방사구를 통해 압출하여, 필라멘트를 형성하고;(a) an intrinsic viscosity in the range of about 0.95 to about 1.10, a water content of less than about 100 ppm, a number average molecular weight of about 26500 to about 50000, and a melt viscosity of about 350 to about 1000 pascals at 250 ° C. and 48.65 shear rates per second Extruding the molten poly (trimethylene terephthalate) polymer having a spinneret to form a filament;
(b) 필라멘트를 얀으로 수렴시키며;(b) converge the filaments into yarns;
(c) 압출된 필라멘트를 냉각시키고;(c) cool the extruded filaments;
(d) 냉각된 필라멘트를 스핀 피니쉬로 코팅하며; 임의적으로 필라멘트를 예비혼섬하고;(d) coating the cooled filaments with a spin finish; Optionally premixing the filaments;
(e) 임의적으로 코팅된 필라멘트를 중합체 필라멘트의 유리 전이 온도 초과 및 약 200℃ 미만의 온도로 가열하며;(e) optionally coated filaments are heated to a temperature above the glass transition temperature of the polymer filament and below about 200 ° C .;
(f) 임의적으로 가열된 필라멘트를 3000 미터/분 초과의 속도로 연신하여, 1 초과의 필라멘트 데니어 및 210 초과의 얀 데니어를 갖는 필라멘트를 제조하고;(f) stretching the optionally heated filament at a rate of more than 3000 meters / minute to produce a filament having more than one filament denier and more than 210 yarn denier;
(g) 연신된 필라멘트를 벌크화하여, 필라멘트를 고온 벌크화 유체로 3차원으로 블로잉하고 변형시킴으로써, 무작위 3차원 곡선형 권축을 갖는 벌크화된 연속 필라멘트를 형성시키며;(g) bulking the stretched filaments to blow and deform the filaments in three dimensions with a hot bulking fluid to form bulked continuous filaments with random three-dimensional curved crimps;
(h) 벌크화된 연속 필라멘트를 중합체 필라멘트의 유리 전이 온도 미만의 온도로 냉각시키고;(h) cooling the bulked continuous filament to a temperature below the glass transition temperature of the polymer filament;
(i) 벌크화된 연속 필라멘트를 얽히게 하는 것(i) entangle bulked continuous filaments
을 포함한다.It includes.
상기 논의된 바와 같이, 벌크화된 연속 필라멘트는 냉각 전에 얽힐 수 있다.As discussed above, the bulked continuous filaments may be entangled before cooling.
다른 한 측면에 따라, 필라멘트는 얀으로 합연되고 열 고정된다. 카펫은 합연되고 열 고정된 얀으로부터 제조될 수 있다.According to another aspect, the filaments are joined with a yarn and heat fixed. Carpets can be made from joined and heat fixed yarns.
도면의 도 1과 특별히 관련하여, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 칩은 건조기(10)로 옮겨져 건조된다. 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 고유 점도는 바람직하게 약 0.95 내지 약 1.10 dl/g이다. 고유 점도는 약 0.98 내지 약 1.04, 또는 약 1.00 내지 약 1.02일 수 있다. 바람직하게, 수 평균 분자량은 약 26500 이상, 더욱 바람직하게는 약 27500 이상, 가장 바람직하게는 약 29000 이상이다. 바람직하게, 수 평균 분자량은 약 50000 이하, 더욱 바람직하게는 약 45000 이하, 가장 바람직하게는 약 40000 이하이다. 바람직하게, 중합체의 용융 점도는 250℃ 및 48.65 초당 전단율에서 약 350 이상, 더욱 바람직하게는 약 400 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 450 이상, 가장 바람직하게는 약 500 파스칼 이상이다. 또한 바람직하게, 용융 점도는 250℃ 및 48.65 초당 전단율에서 약 1000 이하, 더욱 바람직하게는 약 900 이하, 더욱 더 바람직하게는 약 800 이하, 가장 바람직하게는 약 700 파스칼 이하이다.With particular reference to FIG. 1 of the drawing, the poly (trimethylene terephthalate) chip is transferred to a
건조는 바람직하게 약 80℃ 이상 내지 약 180℃ 이하, 가장 바람직하게는 약 150℃에서 수행된다. 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 칩은 바람직하게, 수분 함량이 100 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 약 50 ppm 이하, 가장 바람직하게는 약 40 ppm 이하가 될 때까지 건조된다. 건조 시간은 원하는 수분 함량에 도달되도록 하기 위해 필요한 만큼 길어야 하고, 바람직하게는 약 4 내지 약 10시간, 더욱 바람직하게는 약 6 내지 약 8시간이다. 작동기는 일관된 용융 점도를 유지하게 위해 수분 수준을 일정하게 유지해야 한다. 시중 입수가능한 탈습기가 사용될 수 있다. 건조 질소, 공기 또는 기타 불활성 기체들이 사용될 수 있다. 수분 함량이 건조기 방출구에서 원하는 수준으로 있는 경우, 재용융이 개시된다.Drying is preferably performed at about 80 ° C. or higher and about 180 ° C. or lower, most preferably at about 150 ° C. The poly (trimethylene terephthalate) chip is preferably dried until the moisture content is less than 100 ppm, more preferably about 50 ppm or less, most preferably about 40 ppm or less. The drying time should be as long as necessary to reach the desired moisture content, preferably about 4 to about 10 hours, more preferably about 6 to about 8 hours. The actuator must maintain a constant moisture level to maintain a consistent melt viscosity. Commercially available dehumidifiers can be used. Dry nitrogen, air or other inert gases can be used. If the moisture content is at the desired level at the dryer outlet, remelting is initiated.
건조된 칩은 임의적 칩 정량 스크류(12)에 공급되어, 재용융기 목부(remelter throat)(14)에 정량 주입된다.The dried chips are fed to an optional
정량 스크류는, 그 스크류가 사용되는 칩의 양을 조절하기 위해 사용될 수 있기 때문에 임의적이다. 칩 정량 스크류는 정상적으로 스크류 재용융기와 함께 사용된다. 임의의 시중 입수가능한 정량 스크류가 사용될 수 있다.The metering screw is optional because it can be used to control the amount of chips used. Chip metering screws are normally used with screw remelting machines. Any commercially available metering screw can be used.
"재용융기 목부"라는 표현은 정량 스크류 및 재용융기를 연결하는 배관을 가리킨다.The expression "remelter neck" refers to the piping connecting the metering screw and the remelting machine.
재용융기는 임의의 적당한 일축 또는 이축 압출기일 수 있다. 산소가 칩과 함께 재용융기에 담지되는 것을 막기 위해, 질소 퍼지가 사용될 수 있다. 이는 산소로 유발되는 중합체 분해를 감소시킬 것이다.The remelting machine may be any suitable single screw or twin screw extruder. A nitrogen purge may be used to prevent oxygen from being loaded into the remelt with the chip. This will reduce the polymer degradation caused by oxygen.
재용융은 약 200℃ 이상, 바람직하게는 약 235℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 245℃ 이상, 및 약 280℃ 이하, 바람직하게는 약 270℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 265℃ 이하에서 바람직하게 수행된다. 280℃ 초과의 온도에서는, 바람직하지 못한 부산물인 아크롤레인이 발생된다.The remelting is preferably at about 200 ° C. or higher, preferably about 235 ° C. or higher, more preferably about 245 ° C. or higher, and about 280 ° C. or lower, preferably about 270 ° C. or lower, more preferably about 265 ° C. or lower. Is performed. At temperatures above 280 ° C., acrolein is generated which is an undesirable byproduct.
중합체를 충분한 압력(약 2250 내지 3000 psig)을 제공하는 임의적 전달 라인 펌프(20)에 공급하여, 전달 라인(22)에서의 손실을 극복하고, 일정한 공급 속도를 제공하며, 스핀 팩 정량 펌프(24)에 중합체를 공급하기에 충분한 압력을 제공한다. 임의의 적당한 펌프가 사용될 수 있다.The polymer is fed to an optional delivery line pump 20 providing sufficient pressure (about 2250 to 3000 psig) to overcome losses in the
중합체 분해, 및 자극 및(또는) 독성 부산물의 가능한 발생을 방지하기 위해, 중합체 온도는 당 기술범위에 족히 속하는 기법들을 이용하여 모니터링되고 조절되어야 한다. 전달 라인(22)은 바람직하게 전달 라인을 위한 외부 자켓을 제공하는, 외부 배관(도시되지 않음)에 의해 둘러싸인다. 외부 자켓은 중합체의 온도가 허용가능한 한도 내에 유지되는 것을 돕기 위해 열 전달 유체를 함유할 수 있다. 중합체 전달 라인(22)의 온도는 바람직하게 약 220℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 230℃ 이상, 가장 바람직하게는 약 240℃ 이상에서 유지된다. 온도는 약 265℃ 이하, 바람직하게는 약 260℃ 이하, 가장 바람직하게는 약 255℃ 이하일 수 있다. 비제한적 예로서, 자켓 내의 열 전달 유체는 바람직하게 250℃ 미만에서 유지된 파라핀일 수 있다.In order to prevent polymer degradation and the possible occurrence of irritation and / or toxic by-products, the polymer temperature should be monitored and controlled using techniques that fall within the scope of the art. The
전달 배관(22) 내에서의 중합체 보유 시간은 최소로, 예를 들어 20분 미만, 바람직하게는 10분 미만, 가장 바람직하게는 2분 미만으로 유지되어야 한다. 이는 예를 들어, 부스터 펌프를 이용하여 배관의 길이 및(또는) 직경을 감소시키고(시키거나) 산출량을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.The polymer retention time in the
정량 펌프(24)는 중합체 조성물을 방사구 또는 다이(26)로 정량 주입한다.
도 2와 관련하여, 중합체는 방사구 또는 다이(26)를 통해 압출되어, 필라멘트(2)를 형성한다. 방사된 필라멘트는 기체의 방사상 유동 또는 횡단 유동에 의해 냉각 대역(3)에서 중합체 유리 전이 온도 미만으로 냉각된다. 스핀 피니쉬 또는 오일은 피니쉬 도포장치(4)에 의해 고화된 필라멘트에 도포될 수 있다. 피니쉬 도포 후, 또한 미터 롤 전에, 필라멘트를 임의적 예비혼섬 장치(5)에서 난기류로 처리하여, 필라멘트 상에 피니쉬를 고르게 할 수 있다.In connection with FIG. 2, the polymer is extruded through a spinneret or die 26 to form a filament 2. The spun filaments are cooled below the polymer glass transition temperature in the cooling zone 3 by radial or transverse flow of gas. The spin finish or oil may be applied to the filaments solidified by the finish applicator 4. After the finish application and also before the meter roll, the filaments can be treated with turbulence in the
중합체를 약 200℃ 이상, 바람직하게는 약 235℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 245℃ 이상, 및 약 275℃ 이하, 바람직하게는 약 270℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 265℃ 이하의 온도에서 방사구 또는 다이를 통해 압출한다.The polymer is roomed at a temperature of about 200 ° C. or higher, preferably about 235 ° C. or higher, more preferably about 245 ° C. or higher, and about 275 ° C. or lower, preferably about 270 ° C. or lower, more preferably about 265 ° C. or lower. Extrude through sand dunes or dies.
스핀 팩 정량 펌프 및 방사구 또는 다이는 통상적 수단(예컨대, 다우(Dow) 유체 또는 고온 오일)을 통해 가열될 수 있다.The spin pack metering pump and spinneret or die may be heated via conventional means (eg, Dow fluid or hot oil).
산출량은 스핀 위치의 수의 함수이고, 전형적으로 방사기 당(즉, 하나의 재용융기 당) 약 2 파운드/시간(약 0.9 kg/시간) 내지 상업용 규모인 약 2,000 파운드/시간(약 907 kg/시간) 내지 약 3,000 파운드/시간(약 1,361 kg/시간) 중 어느 한 값, 또는 그 이상이다.The yield is a function of the number of spin positions and is typically about 2 pounds / hour (about 0.9 kg / hour) per spinner (ie per remelter) to about 2,000 pounds / hour (about 907 kg / hour) on a commercial scale ) To about 3,000 pounds / hour (about 1,361 kg / hour), or more.
냉각 대역(3)은 약 0.2 m/초 이상 및 약 0.8 m/초 이하로, 바람직하게 약 10℃ 이상, 및 바람직하게는 약 30℃ 이하의 온도에서, 기체, 전형적으로는 습화 공기의 방사상 유동 또는 교차 유동에 의해 필라멘트를 냉각시킨다. 나와 바와 있는 바와 같이, 필라멘트는 롤러(6)에서 얀으로 수렴된다.Cooling zone 3 is at least about 0.2 m / sec and about 0.8 m / sec or less, preferably at a temperature of at least about 10 ° C. and preferably at most about 30 ° C., in which radial flow of gas, typically moist air, Or cool the filament by cross flow. As shown, the filaments converge into the yarns at the
이어서, 필라멘트는 공급 롤러(6) 및 한 세트의 연신 롤러(7)를 사용하여 연신된다. 필라멘트는 바람직하게 약 1.1 내지 약 4.0의 연신비로 연신된다. 연신비는 약 1.2 내지 약 3.0, 또는 심지어는 1.4 내지 2.2일 수 있다.The filaments are then stretched using a
이어서, 필라멘트가 연신 롤러(7)를 통과한 후, 필라멘트는 벌크화 유니트(8)를 통해 텍스처링 노즐로 권축될 수 있다. 이어서, 필라멘트는 냉각 드럼(9)을 통해 냉각되고, 롤러(17)를 통해 혼섬장치(11)를 통과할 수 있으며, 거기에서 필라멘트들이 얽히게 된다. 그 후, 롤러(13) 및 얀 가이드(16)를 경유하여 권취기(15)를 사용하여 필라멘트를 권취한다.Subsequently, after the filament has passed through the stretching
본 발명에 따라, 필라멘트는 3000 미터/분(m/분) 초과의 속도로 연신된다. 연신 속도는 3500 m/분 초과, 4000 m/분 초과, 5000 m/분 초과, 5100 m/분 이상, 또는 심지어는 5500 m/분 이상일 수 있다.According to the invention, the filaments are drawn at a speed of more than 3000 meters / minute (m / minute). The stretching speed may be greater than 3500 m / min, greater than 4000 m / min, greater than 5000 m / min, greater than 5100 m / min, or even greater than 5500 m / min.
필라멘트의 연신비는, 필라멘트의 파단신장이 바람직하게 약 10% 이상, 더욱 바람직하게는 20% 이상, 및 바람직하게는 약 90% 이하, 더욱 바람직하게는 70% 이하가 될 때가지, 공급 롤러(6) 및(또는) 연신롤(7)의 속도를 조정함으로써 조절된다.The stretching ratio of the filament is preferably about 10% or more, more preferably 20% or more, and preferably about 90% or less, more preferably 70% or less, until the elongation at break of the filament is increased. And / or by adjusting the speed of the stretching
연신된 필라멘트 데니어는 1 dl/g 초과, 바람직하게는 3 dl/g 이상, 더욱 바람직하게는 10 dl/g 이상, 가장 바람직하게는 약 15 dl/g 이상이다. 얀 데니어는 바람직하게 210 초과, 더욱 바람직하게는 약 250 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 500 이상, 가장 바람직하게는 약 1000 이상이다.The drawn filament denier is greater than 1 dl / g, preferably at least 3 dl / g, more preferably at least 10 dl / g, most preferably at least about 15 dl / g. Yarn denier is preferably greater than 210, more preferably at least about 250, even more preferably at least about 500, most preferably at least about 1000.
필라멘트를 블로잉하고 공기 또는 스팀과 같은 고온 벌크화 유체를 이용하여 세 방향으로 변형시킬 수 있는 제트-벌크화 유니트(8)가 본 발명의 수행에 사용될 수 있다. 한 적당한 유니트가 U.S. 특허 No. 3,525,134에 기재되어 있다. U.S. 특허 No. 3,525,134에 기재된 벌크화 유니트에서, 필라멘트는 벌크화되면서 얽히게 된다. 다른 벌크화 유니트가 사용될 수 있다. 일부 유니트들의 경우, 권취 전에 분리된 얽힘 단계가 필요할 수 있다. 당업계에서 통상적인 임의의 방법을 사용하여, 얀을 얽히게 할 수 있다.A jet-bulking
이어서, 바람직하게 무작위로 떨어져 있는 3차원 곡선형 권축을 갖는 생성 BCF 얀을 필라멘트의 유리 전이 온도 미만(대략 45 내지 50℃)으로 냉각시키고, 한편 얀은 상당량의 권축이 풀리지 않도록 대략 0 gpd 장력의 상태로 있다. 냉각은 다양한 시중 입수가능한 수단들, 바람직하게는 공기 또는 물 유동, 스프레이 또는 미스트에 의해 달성될 수 있다.The resulting BCF yarns, preferably with randomly spaced three-dimensional curved crimps, are then cooled to below the glass transition temperature of the filament (approximately 45-50 ° C.), while the yarns are at approximately 0 gpd tension so that no significant amount of crimps are released. Stay in the state. Cooling may be accomplished by various commercially available means, preferably by air or water flow, spray or mist.
당업계에 알려져 있는 방법을 이용하여, 필라멘트를 얀으로 합연하고 열 고정할 수 있다. 이어서, 얀을 카펫으로 제조할 수 있다. 물론, 본 개시 내용의 이익을 갖는 다른 용도들도 당 기술 분야에 통상의 기술을 갖는 자에게 용이하게 일어날 것이다. 예로서, 본 발명의 얀은 또한 융단(rug), 직조 타일, 자동차 내장재 및 직물에 사용될 수 있다.Using methods known in the art, the filaments can be joined and heat fixed with yarns. The yarn can then be made into a carpet. Of course, other uses that benefit from the present disclosure will readily occur to those of ordinary skill in the art. By way of example, the yarns of the present invention may also be used in rugs, woven tiles, automotive interiors and fabrics.
실험Experiment
컨디셔닝Conditioning
폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(3GT) 수지를 VWR 모델 1430M 진공 오븐을 이용하여 가열된 건조 질소 배출로 진공 하에 50시간 동안 120℃에서 건조시켰다. 건조된 수지 내의 수분 수준을 증발기 모델 VA100과 함께 미츠비시(Mitsubishi) 수분 분석기 모델 CA100을 이용하여 10분 지연 시간으로 180℃에서 측정하였다. 건조 후에, 3GT 샘플 1 및 3GT 샘플 2 내의 수분 수준은 각기 38 및 40 ppm이었다.The poly (trimethylene terephthalate) (3GT) resin was dried at 120 ° C. for 50 hours under vacuum with heated dry nitrogen discharge using a VWR model 1430M vacuum oven. The moisture level in the dried resin was measured at 180 ° C. with a 10 minute delay using a Mitsubishi Moisture Analyzer Model CA100 with an evaporator model VA100. After drying, the moisture levels in 3GT Sample 1 and 3GT Sample 2 were 38 and 40 ppm, respectively.
절차step
용융 안정성 및 용융 점도를 시험 방법 ASTM D3835-02에 따라 1 mm 직경, 30:1 L/D, 180°입사각 다이를 갖는 다이니스코(Dynisco) LCR 7002 모세관 레오미터를 이용하여 250 및 260±0.1℃에서 측정하였다.Melt stability and melt viscosity were measured at 250 and 260 ± 0.1 ° C using a Dynisco LCR 7002 capillary rheometer with 1 mm diameter, 30: 1 L / D, 180 ° incidence die according to test method ASTM D3835-02. Measured at
절차 10.8.1 ASTM D3835-02에 따라 용융 안정성을 측정하였다. 1200초 이상의 지연 시간과 함께 48.6 s-1에서의 일정 속도 시험을 사용하였다. 압출물 샘플을 40, 120, 180, 250, 360, 600, 900 및 1200초에서 수집하였다. 이에 받은 그대로의 수지 및 압출물의 굿이어(Goodyear) IV를 비스코텍(Viscotek) 강제 유동 점도계 모델 Y-900, 버전 5.7을 이용하여 19℃의 50/50 wt% 트리플루오로아세트산/디클로로메탄 내에서 0.4 g/dl의 농도로 측정하였다.Procedure 10.8.1 Melt stability was measured according to ASTM D3835-02. A constant speed test at 48.6 s −1 was used with a delay time of at least 1200 seconds. Extruded samples were collected at 40, 120, 180, 250, 360, 600, 900 and 1200 seconds. The Goodyear IV of the resin and the extrudate as received was subjected to 50 ° C./50 wt% trifluoroacetic acid / dichloromethane at 19 ° C. using Viscotek forced flow viscometer model Y-900, version 5.7. It was measured at a concentration of 0.4 g / dl.
절차 10.8.2. ASTM D3835-02에 따라 용융 점도를 측정하였다. 각 시험의 시작, 중간 및 마지막에 반복적으로 300초의 용융 시간 및 48.6 s-1의 전단율을 이용하여, ASTM D3835-02의 정지상의 소프트웨어 검출을 이용하는 다중 속도 시험(절차×2)을 사용하였다. ASTM D3835-02의 반복 점도 값 대 거주 시간의 플롯(절차×1.4)을 통해 최적 라인의 기울기로부터 용융 점도 안정도를 결정하였다. 용융 점도 안정도를 사용하여, 각 전단율에서의 데이터를 제로 거주 시간으로 보정하였다.Procedure 10.8.2. Melt viscosity was measured according to ASTM D3835-02. A multi-rate test (procedure × 2) using the stationary software detection of ASTM D3835-02 was used, with a melt time of 300 seconds and a shear rate of 48.6 s −1 repeatedly at the beginning, middle and end of each test. The melt viscosity stability was determined from the slope of the optimal line through a plot of repeat viscosity values versus residence time (procedure x 1.4) of ASTM D3835-02. Using melt viscosity stability, the data at each shear rate were corrected to zero residence time.
용융 안정성Melt stability
압출물 샘플로부터의 시간 대 굿이어 IV가 표 1에 나와 있다. 양 3GT 수지 모두가 시험 온도에서 시간에 따라 분해된다. ~500초까지의 초기 급속 손실은 가수분해로 인한 것으로 사료된다. 시간이 보다 길면(> 500초), IV의 손실은 열 분해의 결과일 가능성이 있다. IV 손실율은 양 수지 모두에서 대략 동일하다.The time from the extrudate sample versus Goodyear IV is shown in Table 1. Both 3GT resins decompose over time at the test temperature. The initial rapid loss up to ˜500 seconds is believed to be due to hydrolysis. At longer times (> 500 seconds), the loss of IV is likely a result of thermal decomposition. The IV loss rate is approximately the same for both resins.
용융 점도 Melt viscosity
용융 점도 대 전단율이 표 2에 나와 있다. 3GT 샘플 1의 점도가 보다 높은 굿이어 IV와 일관되게 3GT 샘플 2에 비해 더 높다.Melt viscosity versus shear rate is shown in Table 2. The viscosity of 3GT Sample 1 is higher than 3GT Sample 2, consistent with the higher Goodyear IV.
3GT 샘플 2 - 보정된 용융 점도3GT Sample 2-Calibrated Melt Viscosity
HFIP 중 가용성인 중합체에서의 분자량 분포를 측정하기 위한 크기 배제 크로마토그래피 방법Size Exclusion Chromatography Method to Determine Molecular Weight Distribution in Soluble Polymers in HFIP
중합체 샘플을 적당한 교반(자동 샘플 제조 시스템 시스템 PL 260TM(폴리머 라보라토리즈(Polymer Laboratories) 제) 하에, 50℃에서 이동상 중에 2시간 동안 용해시켰다. 모든 농도들은 밀리그램/밀리리터(mg/ml)이다. 이동상 용매는 0.01 몰 농도의 나트륨 트리플루오로아세테이트와 함께 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올(HFIP)이었다.The polymer sample was dissolved for 2 hours in the mobile phase at 50 ° C. under moderate agitation (automated sample preparation system system PL 260 ™ (manufactured by Polymer Laboratories)). All concentrations are milligrams / milliliters (mg / ml) The mobile phase solvent was 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) with 0.01 molar sodium trifluoroacetate.
중합체 용액을 크기 배제 크로마토그래피 시스템에 주입하였다. 시스템은 워터스(Waters) 410TM 굴절율 검출기(시차 굴절율), 및 정지 직각 광 산란 및 시차 모세관 점도계 검출기가 포함된 비스코텍 코포레이션(Viscotek Corporation)(미국 텍사스주 휴스톤 소재) 모델 T-60ATM 듀얼 검출기 모듈과 함께, 크기 배제 크로마토그래피 시스템 모델 얼라이언스(Alliance) 2690TM(워터스 코포레이션(Waters Corporation)(미국 마이애미주 밀포드 소재)을 포함하였다. 분리용 칼럼은 배제 한계 2×107 및 8,000/30 cm 이론판을 갖는 2개의 쇼덱스(Shodex) GPC HFIP-80MTM 스티렌-디비닐 벤젠 칼럼이었다. 크로마토그래피 조건은 35℃ 온도, 1.00 ml/분 유속, 0.1 ml 주입 체적 및 50분 운용 시간이었다.The polymer solution was injected into a size exclusion chromatography system. The system includes a Waters 410 TM Refractive Index Detector (Differential Refractive Index), and a Viscotek Corporation (Houston, Texas) Model T-60A TM Dual Detector Module with Static Rectangular Light Scattering and Differential Capillary Viscometer Detector Together with the size exclusion chromatography system model Alliance 2690 TM (Waters Corporation, Milford, Miami, USA) The separation column included exclusion limits 2 × 10 7 and 8,000 / 30 cm theory. Two Shodex GPC HFIP-80M ™ Styrene-Divinyl Benzene columns with Chromatography conditions were 35 ° C. temperature, 1.00 ml / min flow rate, 0.1 ml injection volume and 50 min operating time.
데이터 축약을 위해 사용된 소프트웨어는 트리섹(Trisec) 삼중 검출기 SEC3 버전 3.0(비스코텍)이었다. 데이터 축약 방법은, 3개 모든 검출기, 즉 굴절계, 점도계 및 광산란 광도계(직각)으로부터의 데이터를 포함하는 3중 검출 방법을 통한 것이었다. 각 비대칭 광산란 보정을 위해 플로리-폭스(Flory-Fox) 방정식을 사용한다. 데이터 처리에는 칼럼 보정이 포함되지 않았다. HFIP 내 3GT 중합체에 대한 샘플 농도를 굴절율 증가분[(dn/dc) = 0.235]에 기초하여 독립적으로 입증하였다. 수 평균 분자량을 계산하여, 표 3에 나타냈다.The software used for data reduction is Trisec Triple detector SEC 3 version 3.0 (BISCOTECH). The data abbreviation method was through a triple detection method that included data from all three detectors: refractometer, viscometer and light scattering photometer (right angle). The Flory-Fox equation is used for each asymmetric light scattering correction. Data processing did not include column correction. Sample concentration for 3GT polymer in HFIP was independently verified based on refractive index increment [(dn / dc) = 0.235]. The number average molecular weight was calculated and shown in Table 3.
실시예 1(3742 mpm 연신 롤 속도)Example 1 (3742 mpm draw roll speed)
칩 형태의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체(3GT, PTT), 특히 3GT 샘플 1을 회전 건조기에서 건조시켰다. 6시간 동안 160℃에서 진공 하에 건조시키고, 질소 기체를 이용하여 25℃로 냉각시켰으며, 밀봉된 용기 내에 저장하여, 수분 수준을 50 ppm 미만으로 유지시켰다. 재용융을 위해, 칩을 실온에서 건조 질소 공급 호퍼로 공급한 후, 중력을 압출기 목부에 인가하였다. 한 대안법은 건조 질소 또는 공기를 이용하여 6 내지 8시간 동안 160℃에서 압출기 위에 탑재된 건조기, 및 그에 연속하여 건조 칩을 가지는 것이다. 건조 질소 퍼지를 압출기 목부에 위치시켜, 건조 공기를 이용할 때 아래로 내려오는 칩으로부터 산소를 제거하였다.Poly (trimethylene terephthalate) polymer (3GT, PTT), in particular 3GT sample 1, in chip form was dried in a tumble dryer. Dry under vacuum at 160 ° C. for 6 hours, cool to 25 ° C. with nitrogen gas, and store in a sealed container to maintain moisture levels below 50 ppm. For remelting, the chips were fed into a dry nitrogen feed hopper at room temperature and then gravity was applied to the extruder throat. One alternative is to have a dryer mounted on the extruder at 160 ° C. for 6-8 hours using dry nitrogen or air, followed by drying chips. A dry nitrogen purge was placed in the neck of the extruder to remove oxygen from the chip descending when using dry air.
일축 압출기를 다음과 같이 설정하였다:The single screw extruder was set as follows:
대역 1 230℃Band 1 230 ℃
대역 2 240℃Band 2 240 ℃
대역 3 250℃Band 3 250 ℃
대역 4 250℃Band 4 250 ℃
대역 5 250℃
압출기 속도 14 rpmExtruder speed 14 rpm
용융 압력 80 바Melt pressure 80 bar
압출기 방출 용융 온도는 250℃였다. 전달 라인 및 스핀 빔 온도를 약 250℃로 유지시켰다. 용융된 중합체를 2-팩 스핀 빔에 공급하였다. 스핀 빔에서, 정량 기어 펌프는 스핀 팩에 76바 압력을 제공하였다. 각 펌프는 30 세제곱 센티미 터/회전(cm3/rev)의 용량을 가졌다. 펌프를 12.10 rpm로 운용시켰다. 각 팩은 10,000 M/cm2의 스크린 메쉬 사이즈를 갖는 1층 금속 스크린 필터를 가졌다. 방사구는 각기 0.35×0.66 mm의 모세관 직경 및 0.6 mm의 길이를 갖는 68개 삼각구조(Y) 구멍을 가졌다.The extruder discharge melt temperature was 250 ° C. The delivery line and spin beam temperatures were maintained at about 250 ° C. The molten polymer was fed to a two pack spin beam. In the spin beam, the metering gear pump provided 76 bar pressure to the spin pack. Each pump had a capacity of 30 cubic centimeters per revolution (cm 3 / rev). The pump was run at 12.10 rpm. Each pack had a one layer metal screen filter with a screen mesh size of 10,000 M / cm 2 . The spinneret had 68 triangular (Y) holes each having a capillary diameter of 0.35 × 0.66 mm and a length of 0.6 mm.
압출되거나 방사된 필라멘트를 1600 mm의 급냉 대역 길이로, 80% 습도로 유지되는 18℃ 공기로 급냉시켰다. 평균 공기 교차 유동은 0.35 미터/초(m/s)였다. 필라멘트를 1-플로어 하이 인터플로어 튜브(3-플로어 기기의 부분)을 통해 뉴마그(Neumag) 벌크 연속 필라멘트(BCF) 방사기쪽으로 아래로 당겼다. 인터플로어 튜브의 바닥에서, 피니쉬 도포장치를 이용하여 68개 필라멘트의 2 세트를 수렴시켰다. 상부 도포장치의 접촉 폭은 5 밀리미터(mm)였고, 하부 역상 피니쉬 도포장치는 2 mm였다. 35 rpm으로 설정된 2개의 4 스트림 0.8 cm3/rev 피니쉬 펌프는 18% 표준 피니쉬를 피니쉬 도포장치에 펌핑하였다.The extruded or spun filaments were quenched with 18 ° C. air maintained at 80% humidity with a quench zone length of 1600 mm. Average air crossflow was 0.35 meters / second (m / s). The filament was pulled down through the 1-floor high interfloor tube (part of the 3-floor instrument) towards the Neumag bulk continuous filament (BCF) spinner. At the bottom of the interfloor tube, two sets of 68 filaments were converged using a finish applicator. The contact width of the top applicator was 5 millimeters (mm) and the bottom reverse phase finish applicator was 2 mm. Two four-stream 0.8 cm 3 / rev finish pumps set at 35 rpm pumped 18% standard finish to the finish applicator.
쓰레드라인(threadline)을 1950 미터/분(m/분)의 표면 속도를 갖는 입구 고뎃(롤러)에 보낸 후, 1970 m/분의 표면 속도로 40℃로 설정된 정량 고뎃 듀오로 보냈다. 이어서, 필라멘트를 3742 m/분의 표면 속도로 165℃로 설정된 한 세트의 포위되고 가열된 듀오 세트에 전진시킴으로써 공간적으로 연신시켰다. 필라멘트를 3/4.5 mm의 라멜라 콘 및 80 mm의 길이를 가지는 뉴마그 텍스처링 체임버에 공급된 고뎃에 의해 가열하였다. 18개 라멜라 조각은 콘을 형성하였다. 7.0바 및 225℃로 설정된 고온 공기가 얀 번들에 충돌하였다. 라멜라 배기 콘은 -70 밀리바 (mbar)의 진공 설정값을 가졌다. 텍스처링되거나 벌크화된 얀은 체임버의 바닥에서 흘러나와, 60 m/분의 표면 속도로 냉각 드럼에 들어갔다.The threadline was sent to the inlet roller (roller) with a surface speed of 1950 meters / minute (m / minute) and then sent to the quantitative piston duo set at 40 ° C. at a surface speed of 1970 m / minute. The filaments were then spatially stretched by advancing to a set of enclosed heated duo sets set at 165 ° C. at a surface speed of 3742 m / min. The filaments were heated by a feed fed to a Pneumatic texturing chamber having a lamellar cone of 3 / 4.5 mm and a length of 80 mm. Eighteen lamella pieces formed a cone. Hot air set at 7.0 bar and 225 ° C. impacted the yarn bundle. The lamella exhaust cone had a vacuum set point of -70 millibars (mbar). The textured or bulked yarn flowed out of the bottom of the chamber and entered the cooling drum at a surface speed of 60 m / min.
냉각된 쓰레드라인을 3010 m/분의 냉각 속도를 갖는 고뎃을 이용하여 냉각 드럼으로부터 제거하였다. 고뎃으로부터, 쓰레드라인을 6 mm의 요크 폭 및 직경을 갖는 에어 제트를 가지는 점착화 또는 혼섬 박스를 통과시켰다. 쓰레드라인은 5.5바의 공기 압력으로 충돌하였다. 3030 m/분의 표면 속도를 갖는 방출 고뎃에 의해 올바른 장력을 조절하였다. 이 고뎃은 필요 점착 장력으로부터 권취 장력을 단리시켰다.The cooled threadline was removed from the cooling drum using a furnace having a cooling rate of 3010 m / min. From the furnace, the threadline was passed through a tack or horn sum box with an air jet having a yoke width and diameter of 6 mm. The threadline collided with air pressure of 5.5 bar. Correct tension was adjusted by release force with a surface velocity of 3030 m / min. This strain isolated the winding tension from the necessary adhesion tension.
쓰레드라인은 튜브 직경이 79 밀리미터(mm)인 2-코트 권취기(two-cot winder)로 보내졌다. 드라이브 롤 또는 압력 롤(100 뉴톤(N)으로 설정됨) 표면 속도는 3015 m/분이었고, 이는 약 150 그램의 권취 장력을 산출시켰다. 횡단 스트로크는 250 mm이었고, 13도 권취각을 산출시키는 속도로 운용시켰다. 횡단 메커니즘을 0.1/초로 0.1%의 진폭으로 조절하였다. 최종 팩키지 직경은 215 mm였고, 이는 5.1 킬로그램의 팩키지 중량을 산출시켰다.The threadline was sent to a two-cot winder with a tube diameter of 79 millimeters (mm). The drive roll or pressure roll (set to 100 Newtons (N)) surface speed was 3015 m / min, which yielded a winding tension of about 150 grams. The transverse stroke was 250 mm and operated at a speed that yielded a 13 degree winding angle. The traversing mechanism was adjusted to an amplitude of 0.1% at 0.1 / second. The final package diameter was 215 mm, which yielded a package weight of 5.1 kilograms.
텍스타일 측정값은 다음과 같았다:Textile measurements were as follows:
데니어 1242Denier 1242
강도, gm/데니어 2.63Strength, gm / denier 2.63
신장율, % 50Elongation,% 50
모듈러스, gm/데니어 13.3Modulus, gm / denier 13.3
TYT, % TR1 16.TYT,
TYT, % CO2 14.5TYT,% CO 2 14.5
TYT, % FS3 2.4TYT,% FS 3 2.4
1 TYT=벌크 측정 기기(로손-헴필(Lawson-Hemphill)제) 일렉트론 얀 테스터 모델 TYT-EW, % TR=총 굴절율 1 TYT = bulk measuring instrument (made by Lawson-Hemphill) Electron Yarn Tester Model TYT-EW,% TR = total refractive index
2 % CO=권축율(Crimp Out) 2 % CO = Crimp Out
3 % FS=섬유 수축율 3 % FS = fiber shrinkage
실시예 2(4100 m/분 연신 롤 속도)Example 2 (4100 m / min stretching roll speed)
칩 형태의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체(3GT, PTT), 특히 3GT 샘플 1을 회전 건조기에서 건조시켰다. 6시간 동안 160℃에서 진공 하에 건조시키고, 질소 기체를 이용하여 25℃로 냉각시켰으며, 밀봉된 용기 내에 저장하여, 수분 수준을 50 ppm 미만으로 유지시켰다. 재용융을 위해, 칩을 실온에서 건조 질소 공급 호퍼로 공급한 후, 중력을 압출기 목부에 인가하였다. 한 대안법은 건조 질소 또는 공기를 이용하여 6 내지 8시간 동안 160℃에서 압출기 위에 탑재된 건조기, 및 그에 연속하여 건조 칩을 가지는 것이다. 건조 질소 퍼지를 압출기 목부에 위치시켜, 건조 공기를 이용할 때 아래로 내려오는 칩으로부터 산소를 제거하였다.Poly (trimethylene terephthalate) polymer (3GT, PTT), in particular 3GT sample 1, in chip form was dried in a tumble dryer. Dry under vacuum at 160 ° C. for 6 hours, cool to 25 ° C. with nitrogen gas, and store in a sealed container to maintain moisture levels below 50 ppm. For remelting, the chips were fed into a dry nitrogen feed hopper at room temperature and then gravity was applied to the extruder throat. One alternative is to have a dryer mounted on the extruder at 160 ° C. for 6-8 hours using dry nitrogen or air, followed by drying chips. A dry nitrogen purge was placed in the neck of the extruder to remove oxygen from the chip descending when using dry air.
일축 압출기를 다음과 같이 설정하였다:The single screw extruder was set as follows:
대역 1 230℃Band 1 230 ℃
대역 2 240℃Band 2 240 ℃
대역 3 250℃Band 3 250 ℃
대역 4 250℃Band 4 250 ℃
대역 5 250℃
압출기 속도 15 rpm
용융 압력 80 바Melt pressure 80 bar
압출기 방출 용융 온도는 250℃였다. 전달 라인 및 스핀 빔 온도를 약 250℃로 유지시켰다. 용융된 중합체를 2-팩 스핀 빔에 공급하였다. 스핀 빔에서, 정량 기어 펌프는 스핀 팩에 76바 압력을 제공하였다. 각 펌프는 30 cm3/rev의 용량을 가졌다. 펌프를 13.26 rpm로 운용시켰다. 각 팩은 10,000 M/cm2의 스크린 메쉬 사이즈를 갖는 1층 금속 스크린 필터를 가졌다. 방사구는 각기 0.35×0.66 밀리미터(mm)의 모세관 직경 및 0.6 mm의 길이를 갖는 68개 삼각구조(Y) 구멍을 가졌다.The extruder discharge melt temperature was 250 ° C. The delivery line and spin beam temperatures were maintained at about 250 ° C. The molten polymer was fed to a two pack spin beam. In the spin beam, the metering gear pump provided 76 bar pressure to the spin pack. Each pump had a capacity of 30 cm 3 / rev. The pump was operated at 13.26 rpm. Each pack had a one layer metal screen filter with a screen mesh size of 10,000 M / cm 2 . The spinneret had 68 triangular (Y) holes each having a capillary diameter of 0.35 × 0.66 millimeters (mm) and a length of 0.6 mm.
압출되거나 방사된 필라멘트를 1600 mm의 급냉 대역 길이로, 80% 습도로 유지되는 18℃ 공기로 급냉시켰다. 평균 공기 교차 유동은 0.25 미터/초(m/s)였다. 필라멘트를 1-플로어 하이 인터플로어 튜브(3-플로어 기기의 부분)을 통해 뉴마그 방사기쪽으로 아래로 당겼다. 인터플로어 튜브의 바닥에서, 피니쉬 도포장치를 이용하여 68개 필라멘트의 2 세트를 수렴시켰다. 상부 도포장치의 접촉 폭은 5 mm였고, 하부 역상 피니쉬 도포장치는 2 mm였다. 40 rpm으로 설정된 2개의 4 스트림 0.8 cm3/rev 피니쉬 펌프는 P-7050T 18 % 섬유 용액 피니쉬를 피니쉬 도포장치에 펌핑하였다.The extruded or spun filaments were quenched with 18 ° C. air maintained at 80% humidity with a quench zone length of 1600 mm. Average air crossflow was 0.25 meters / second (m / s). The filament was pulled down towards the Newmag spinner via a 1-floor high interfloor tube (part of the 3-floor instrument). At the bottom of the interfloor tube, two sets of 68 filaments were converged using a finish applicator. The contact width of the upper applicator was 5 mm and the lower reverse phase finish applicator was 2 mm. Two four stream 0.8 cm 3 / rev finish pumps set at 40 rpm pumped the P-
쓰레드라인을 2390 m/분의 표면 속도를 갖는 입구 고뎃에 보냈다. 이어서, 2400 m/분의 표면 속도로 40℃로 설정된 정량 고뎃 듀오로 보냈다. 필라멘트를 4100 m/분의 표면 속도로 165℃로 설정된 한 세트의 포위되고 가열된 듀오 세트에 전진시킴으로써 보조 없이 공간적으로 연신시켰다. 필라멘트를 3/4.5 mm의 라멜라 콘 및 80 mm의 길이를 가지는 뉴마그 텍스처링 체임버에 공급된 고뎃에 의해 가열하였다. 18개 라멜라 조각은 콘을 형성하였다. 7.5바 및 225℃로 설정된 고온 공기가 얀 번들에 충돌하였다. 라멜라 배기 콘은 -97 m/바의 진공 설정값을 가졌다. 텍스처링되거나 벌크화된 얀은 체임버의 바닥에서 흘러나와, 65 m/분의 표면 속도로 냉각 드럼에 들어갔다.The threadline was sent to the inlet well with a surface speed of 2390 m / min. It was then sent to a quantitative Gauze duo set at 40 ° C. at a surface speed of 2400 m / min. The filaments were drawn spatially without assistance by advancing to a set of enclosed heated duo sets set at 165 ° C. at a surface speed of 4100 m / min. The filaments were heated by a feed fed to a Pneumatic texturing chamber having a lamellar cone of 3 / 4.5 mm and a length of 80 mm. Eighteen lamella pieces formed a cone. Hot air set at 7.5 bar and 225 ° C. impacted the yarn bundle. The lamella exhaust cone had a vacuum setpoint of -97 m / bar. The textured or bulked yarn flowed out of the bottom of the chamber and entered the cooling drum at a surface speed of 65 m / min.
냉각된 쓰레드라인을 3300 m/분의 냉각 속도를 갖는 고뎃을 이용하여 냉각 드럼으로부터 제거하였다. 고뎃으로부터, 쓰레드라인을 6 mm의 요크 폭 및 직경을 갖는 에어 제트를 가지는 점착화 또는 혼섬 박스를 통과시켰다. 쓰레드라인은 7.0바의 공기 압력으로 충돌하였다. 3340 m/분의 표면 속도를 갖는 방출 고뎃에 의해 올바른 장력을 조절하였다. 이 고뎃은 필요 점착 장력으로부터 권취 장력을 단리시켰다.The cooled threadline was removed from the cooling drum using a furnace having a cooling rate of 3300 m / min. From the furnace, the threadline was passed through a tack or horn sum box with an air jet having a yoke width and diameter of 6 mm. The threadline collided with an air pressure of 7.0 bar. Correct tension was adjusted by release force with a surface velocity of 3340 m / min. This strain isolated the winding tension from the necessary adhesion tension.
쓰레드라인은 79 mm의 튜브 직경을 요하는 2-코트 권취기로 보내졌다. 드라이브 롤 또는 압력 롤(100 N으로 설정됨) 표면 속도는 3305 m/분이었고, 이는 약 150 그램의 권취 장력을 산출시켰다. 횡단 스트로크는 250 mm이었고, 13도 권취각을 산출시키는 속도로 운용시켰다. 횡단 메커니즘을 0.1/초로 0.1%의 진폭으로 조절하였다. 최종 팩키지 직경은 215 mm였고, 이는 5.1 킬로그램의 팩키지 중량을 산출시켰다.The threadline was sent to a two-coat winder which required a tube diameter of 79 mm. The drive roll or pressure roll (set to 100 N) surface speed was 3305 m / min, which yielded a winding tension of about 150 grams. The transverse stroke was 250 mm and operated at a speed that yielded a 13 degree winding angle. The traversing mechanism was adjusted to an amplitude of 0.1% at 0.1 / second. The final package diameter was 215 mm, which yielded a package weight of 5.1 kilograms.
텍스타일 측정값은 다음과 같았다:Textile measurements were as follows:
데니어 1212Denier 1212
강도, gm/데니어 2.71Strength, gm / denier 2.71
신장율, % 51Elongation,% 51
모듈러스, gm/데니어 13.1Modulus, gm / denier 13.1
TYT, % TR 16.4TYT,% TR 16.4
TYT, % CO 13.8TYT,% CO 13.8
TYT, % FS 3.0TYT,% FS 3.0
1 TYT=벌크 측정 기기(로손-헴필제) 일렉트론 얀 테스터 모델 TYT-EW, % TR=총 굴절율 1 TYT = bulk measuring instrument (made by Lawson-Hemfil) Electron Yarn Tester Model TYT-EW,% TR = total refractive index
2 % CO=권축율 2 % CO = critical rate
3 % FS=섬유 수축율 3 % FS = fiber shrinkage
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