KR20070072018A - 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 수축율 및 아민 말단기를 가지는 2종의 폴리머를 편심형 단면을 갖도록 복합방사한 후 제 1 고뎃 로울러와 제 2 고뎃 로울러의 속도차를 이용하여 연신하되, 제1 고뎃 로울러에서의 턴수와 제 2 고뎃 로울러에서 턴수 차이가 1 미만이 되게 하고 턴 방향을 서로 반대로하여 꼬임을 최소화하고 제 2 고뎃 로울러에서 80~120℃의 조건에서 열세팅한 뒤 와인더 속도 2500m/min~5000m/min의 속도로 와인딩하여 1 단계 공정으로 분섬성이 우수하며 잠재권축성 및 이색효과가 있는 나이론 분섬사를 제조하는 방법임.

나이론 6, 고수축나이론, 복합방사, 편심형, 잠재권축성, 1 단계 공정, 분섬사, 이색효과.

Description

잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법{Process of making a nylon multifilament yarn having property of latent crimpability and two-tone effect}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 횡단면도.

도 2는 종래의 일반편심형 나이론 분섬사의 횡단면도.

본 발명은 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 무연 분섬용사를 1 단계 공정(1 Step Process)으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 서로 다른 수축율 및 아민 말단기를 가지는 2종의 폴리머를 편심형 단면을 갖도록 복합방사 한 다음에 오일링하고 연신하여서 2500m/min～5000m/min의 속도로 와인딩하여 제조함을 특징으로 하는 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 분섬용사에 크림프를 부여하기 위하여 분섬시에 가연을 해주는 공정을 추가하였는바, 이러한 방법은 가연시에 사끼리 붙는 현상이 발생하여서 분사 만을 진행하는 방법에 비해 분사작업성이 떨어지고 가연기계장치를 구성하기 위한 투자 및 유지 비용이 많이 드는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 선행기술의 문제점을 해결하여 분사성이 우수하고 권축특성 및 이색효과가 우수한 나이론 분섬사를 1 단계 공정으로 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

발명은 필라멘트의 횡단면을 편심형이 되도록하되 수축률 및 아민 말단기수가 서로 다른 2종의 나이론 중합물을 사용하여 복합방사 하고, 연신시에 제 1 고뎃 로울러와 제 2 고뎃 로울러의 속도차를 이용하여 연신하되, 제 1 고뎃 로울러에서의 턴수(number of turns)와 제 2 고뎃 로울러에서 턴수가 식(1)을 만족하고 턴 방향을 서로 반대로하여 꼬임을 최소화하고 제 2 고뎃 로울러에서 식(2)를 만족하는 조건으로 열세팅한 뒤 와인더 속도 2500m/min~5000m/min의 속도로 와인딩하여 제조함을 특징으로 하는 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법이다.

본 발명을 더욱 상세하게 설명하면, 제 1 성분(초부)으로서 고수축성 공중합 나이론 혹은 일반나이론을, 제 2 성분(심부)으로서 일반나이론 혹은 고수축성 공중합 나이론을 사용하되 두가지 나이론의 아민 말단기수가 차이가 있어야 하며, 방사구금을 편심형구조로 하여 방사하고, 폴리머 구성비를 동일하게 하여 편심형구조가 가지는 방사안정성 및 우수한 권축특성이 발현되도록 한다.(도 1)

본 발명에서 사용되는 수축률이 다른 2종의 나이론 중합물이란 상호간 상용성에 문제가 없고 폴리머 중 한 성분이 고수축 특성을 나타내어야 한다. 제 1 성분(초부)은 고수축성을 나타내는 공중합 나이론으로 96% 황산상대점도가 2.5~3.20 범위이며 비수수축률이 18~26%이고, 제 2 성분(심부)은 일반나이론으로 황산상대점도 2.4~3.05범위이며 비수수축률이 6~9%인 것이다. 또한 고수축성을 나타내는 공중합나이론은 나이론 66와 나이론 6으로 구성되며 나이론 66의 중량비가 60～80wt%이다.

이때 사용되는 2종의 나이론 중합물의 황산상대 점도의 차가 0.2를 벗어나지 않는 것이 좋다. 만약 2종의 나이론 중합물의 황산상대점도의 차가 0.2를 벗어날 경우 방사노즐 직하에서의 곡사로 인하여 방사 작업성이 불량하게 된다.

방사공정에서, 제 1 고뎃 로울러의 턴수와 제 2 고뎃 로울러의 턴수의 차가 1회이상 되지않도록 하여 사의 꼬임을 방지하여 분사시 꼬임에 의한 사절을 방지한다. 또, 제 2 고뎃 로울러에 가해지는 온도는 80℃~140℃, 좋기로는 90℃~120℃가 적합하다. 제 2 고뎃 로울러에 가해지는 온도가 80℃미만일 경우 열셋팅성 부족으로 권취후 권자 형성이 불량해지고, 140℃를 초과할 경우 과도한 열셋팅으로 인하여 각 모노필라멘트 사이에 표면 융착이 발생하여 역시 분섬성이 안좋아지고 물성저하로 권축률 및 탄성률이 떨어지게 된다.

0≤｜a-b｜≤1 ------------- 식(1)

80≤ c ≤ 140 ------------- 식(2)

a : 제 1 고뎃로울러의 턴수

b : 제 2 고뎃로울러의 턴수

c : 제2 고뎃로울러의 온도(℃)

또한, 일반나이론과 공중합 나이론의 아민 말단기 차이가 아래 식을 만족하여야 한다.

28≤ X ≤ 52 이고 40 ≤ Y ≤ 90 ------------- 식(3)

(단, 단위는 밀리당량 -COOH/1000g)

1.4 ≤ Y/X -------------------------------- 식(4)

(단, X, Y는 일반, 공중합 나이론 각각의 아민 말단기수)

상기 방법으로 제조된 나이론 분섬사는 단사섬도가 10~40데니어이고 총섬도는 50~300데니어이다.

다음은 실시예 및 비교예에서 권축품질을 평가하는 항목인 권축률과 탄성률에 대한 측정방법이다.

1. 권축률

워프릴에서 20회를 권취하여 타래를 만든다. 타래를 만든 직후 30분간 비수처리 후 30분간 60℃의 온도에서 열풍건조를 실시한다. 탈수된 시료에 1/500(g/d)의 하중을 가한 후 그 길이(a)를 측정한 다음 하중을 제거하고, 다시 1/20(g/d)의 하중을 가한 후 그 길이(b)를 측정한 다음 하중을 제거한다. 다시 1/500(g/d)의 하중을 가한후 그 길이(c)를 측정하여 다음의 식으로 권축률을 계산한다.

2. 탄성률

상기 1의 측정방법을 따르되 다음의 식으로 탄성률을 계산한다.

상술한 바와 같은 본 발명을 실시예를 들어 예시하고자 하나 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1과 같은 단면을 갖는 필라멘트를 제조하기 위하여 제 1 성분을 나이론 66와 나이론 6의 중량조성비를 70:30으로 랜덤공중합한 96% 황산상대점도 2.60의 고수축 나이론으로 하고, 제 2 성분을 황산상대점도 2.47의 일반 나이론 6으로 복합방사한다. 이때 고수축 나이론의 비수수축률은 20%(고수축사 100%, FDY로 방사할 경우)이고 일반 나이론 6의 비수수축률은 8%(일반 나이론6 100% 호모폴리머, FDY로 방사할 경우)이다. 복합비는 50:50이며 편심형 노즐에서 초부는 일반 나이론 6, 아민 말단기 40이고 심부는 고수축 나이론, 아민말단기 70으로 한다. 12개의 구멍을 가진 방사구금을 통하여 토출되는 폴리머를 제 1 고뎃 로울러의 속도와 제 2 고뎃 로울러의 속도비는 2.50, 제 2 고뎃 로울러의 온도는 110℃로 하고 제 2 고뎃 로울러의 속도는 4,000m/min로 하였으며 제 1 고뎃 로울러와 제 2 고뎃 로울러의 턴수 는 공히 6.5회를 부여하였고 .이때 얻어진 실의 데니어는 240데니어로 하였다. 이렇게 하여 얻은 원사의 특성 및 방사작업성을 표 1에 나타내었다.

실시예 2

제 1 성분을 나이론 66와 나이론 6의 중량조성비를 65:35로 랜덤공중합한 황산상대점도 3.18의 고수축 나이론(비수수축률 24%)으로 하고, 제 2 성분을 황산상대점도 3.08의 일반 나이론 6(비수수축률 8%)으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.

비교예 1

제 1 성분을 저점도 일반나이론(황산상대점도 2.47)으로 하고, 제 2 성분을 고점도 일반나이론(황산상대점도 3.08)으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.

비교예 2

제 1 성분을 저점도 일반나이론(황산상대점도 2.47)로 하고, 제 2 성분을 고점도 고수축나이론(황산상대점도 3.18)으로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하다.

비교예 3

복합비를 2:8로 하여 심부를 고수축 나이론(황산상대점도 3.10)으로 하고 초부를 일반나이론(황산상대점도 3.08)로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.

비교예 4

제 1 고뎃 로울러의 턴수를 4.5회 부여 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.

비교예 5

제 2 고뎃 로울러의 열 셋팅 온도를 150℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.

비교예 6

제 2 고뎃 로울러의 열 셋팅 온도를 60℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.

비교예 7

적용한 나이론의 아민 말단기를 40으로 동일하게 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.

[표 1]

1) 복합비는 제1성분(초부)과 제2성분(심부)의 토출비이다.

2) 분섬성은 390만m 분섬시의 사절수를 나타냄.

3) 방사작업성은 아래의 예에 따름.

○:양호(사절 1회/일 미만)

△:보통(사절 1~3회/일)

×:불량(사절 3회/일 초과)

본 발명은 잠재권축성과 이색효과가 양호하고 분섬성이 우수한 나이론 분섬사를 방사작업성이 좋게 제조할 수 있다.

Claims (4)

1. 나이론 6과 나이론 66을 공중합한 고수축 나이론과 일반 나이론 6를 사용하여 횡단면 형태가 편심형이 되도록 복합방사하고, 제 1 고뎃 로울러와 제 2 고뎃 로울러의 속도차를 이용하여 연신하되 제 1 고뎃 로울러에서의 턴수(number of turns)와 제 2 고뎃 로울러에서의 턴수가 식(1)을 만족하고 턴 방향이 서로 반대가 되도록 하며,제 2 고뎃 로울러에서 식(2)를 만족하는 조건에서 열세팅하여 제조함을 특징으로 하는 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법.

   0≤｜a-b｜≤1 ------------- 식(1)

   80≤ c ≤ 140 ------------- 식(2)

   a : 제 1 고뎃로울러의 턴수

   b : 제 2 고뎃로울러의 턴수

   c : 제2 고뎃로울러의 온도(℃)
2. 제 1항에 있어서, 일반 나이론 6와 고수축 나이론의 아민 말단기수가 식(3),(4)를 만족하는 것을 특징으로 하는 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법.

   28≤ X ≤ 52 이고 40 ≤ Y ≤ 90 -------------- 식(3)

   (단, 단위는 밀리당량 -COOH/1000g)

   1.4 ≤ Y/X ----------------------------- 식(4)

   (단, X는 일반나이론의 아민 말단기수, Y는 고수축성 공중합 나이론의 아민말단기수)
3. 제 1항에 있어서, 고수축사 나이론과 일반 나이론은 96% 황산상대점도 차이가 0.2 이내에 있고 비수수축률 차이가 10%이상임을 특징으로 하는 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 와인더 속도를 2500m/min~5000m/min으로 하여 와인딩하고 모노필라멘트의 섬도가 10~40데니어, 총섬도가 50~300데니어인 잠재권축성 및 이색효과를 가지는 나이론 분섬사의 제조방법.

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