KR20090048377A

KR20090048377A - 크리이프 특성이 우수한 산업용 고강도 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090048377A
Application number: KR1020080110993A
Authority: KR
Inventors: 이영수
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2009-05-13
Also published as: CN101855394B; EP2207919B1; KR101306235B1; EP2207919A4; CN101855394A; US8153252B2; US20100261868A1; US20120165496A1; WO2009061161A1; PT2207919E; EP2207919A1

Abstract

본 발명은 크리이프(Creep) 특성이 우수한 산업용 고강도 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단사섬도 5 내지 15 dpf 및 고유점도 0.8 내지 1.25 dl/g이고, 220 ℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃에서 24시간 동안 3% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 4.7 %이하인 폴리에스테르 원사이며, 상기 3% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신장 곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 하는, 산업용 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

크리이프 변형율, 고강도 폴리에스테르 원사

Description

크리이프 특성이 우수한 산업용 고강도 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법{The Industrial High Tenacity Polyester Fiber with superior Creep Properties and the manufacture thereof}

본 발명은 고강도 산업용 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고무 보강용 타이어코드, 좌석 벨트, 콘베이어 벨트, V-벨트, 로프 및 호우스 등을 포함하는 다양한 산업적인 용도에 사용할 수 있는 크리이프 특성이 우수한 산업용 고강도 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 원사를 제조하기 위해, 방사온도, 퀀치 온도(Quench Air), 고데트 롤러(godet roller) 온도 및 속도비 등의 다양한 공정인자를 변화시켜 고강도 원사를 제조하고 있다. 특히, 산업용 폴리에스테르 원사 제조에 있어서는 연신공정 이전에 미연신사의 배향을 최소화하여 제사공정(원료합성, 중합, 방사)에서 물성을 발현하는 방법이 사용되고 있다.

이때, 미연신사의 배향이 증가하면 물성 발현이 어려우며, 품질 및 작업성 저하가 발생되어 실제 생산공정에 적용하는데 있어 한계가 있다.

이는 폴리에스테르 고분자 자체가 가지는 고유의 특성으로 발생된 것으로, 통상적인 폴리에스테르 섬유는 강도 9.3g/d 이하의 물성을 발현하고 있다. 따라서, 산업용 폴리에스테르 원사의 품질 및 작업성을 동등한 수준에서 물성을 높이고자 하는 개발이 계속 진행 중에 있다.

그 예로, 멀티 필라멘트 폴리에스테르 섬유의 강도를 높이는 방법으로 미국특허 제4,690,866호에서는 1.2 이상의 높은 고유점도(IV)를 갖는 폴리에스테르 칩을 사용하여 방사하는 방법을 제안하였다. 이와 같이 칩의 점도를 높이면 방사장력을 증가시켜 미연신사의 배향 및 결정과 결정을 연결해 주는 타이체인(Tie-Chain)의 형성이 증가됨으로써 완제품으로 만들었을 때 우수한 강도를 나타낼 수 있다. 그러나, 이 방법에서 사용되는 높은 고유점도의 폴리에스테르는 고상중합시 표면과 중심 부분의 고유점도 차이가 심하다. 따라서, 용융방사하는 경우 점도 불균일에 의해 방사성이 저하되고, 구성 필라멘트에 모우가 발생하여 공정성 및 외관이 불량해질 뿐만 아니라, 높은 온도로 용융방사시켜야 하기 때문에 열분해 및 가수분해 등이 발생하여 실제로 방사된 섬유는 칩이 갖는 만큼에 고유점도를 갖지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 방사장치를 사용하여 폴리에스테르 원사를 제조할 경우 원사강도 9.5g/d 이상의 고강도를 발현하는데 있어, 원사품질 및 작업성에 한계가 있다. 종래에는 미연신사의 배향도를 최소화하여 목표치(9.0g/d) 이상의 물성을 얻을 수 있었으나, 고분자가 가지는 고유 특성상 그 이상의 물성을 발현하는데는 어려움이 있다.

따라서, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 방사온도를 최소로 하여 열분해 및 가수분해를 최소화할 수 있고, 강도 및 형태안정성이 우수한 고강도 산업용 폴리에스테르 원사 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

단사섬도 5 내지 15 dpf 및 고유점도 0.8 내지 1.25 dl/g이고,

220 ℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃에서 24시간 동안 3% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 4.7 %이하인 폴리에스테르 원사이며,

상기 3% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신장 곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 하는 것인, 산업용 폴리에스테르 원사를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 단사섬도 5 내지 15 dpf 및 고유점도 0.8 내지 1.25 dl/g이고,

220℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃에서 24시간 동안 5% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 8 %이하인 폴리에스테르 원사이며,

상기 5% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신장 곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 하는, 산업용 폴리에스테르 원사를 제공한다.

또한, 본 발명은 이산화티탄의 잔존량이 150 내지 500 ppm이고 고유점도가 1.05 내지 1.25 dl/g인 폴리에스테르 고상칩을 용융한 후, 용융물을 토출하는 단계;

상기 토출된 용융물을 방사팩내에 설치된 분산판과 주필터를 통과시켜 이물질을 제거하는 단계; 및

상기 용융물을 방사 및 연신하는 단계를 포함하는, 산업용 고강도 폴리에스테르 원사의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리에스테르 원사로부터 제조된 로프 및 벨트를 제공한다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

고강력 원사를 제조하기 위해서는 주쇄를 구성하는 결합이 강하거나, 사슬의 구조가 직선성을 이루거나, 또는 분자쇄를 구성하는 말단기의 수를 최소화해야 한다.

이 중에서, 본 발명은 분자쇄를 구성하는 말단기의 수를 최소화하고, 결정과 결정을 연결해 주는 타이체인의 형성을 증가시킴으로써 우수한 강력을 발현하고자 하였다.

따라서, 본 발명은 고유점도 0.9 dl/g 이상, 바람직하게는 고유점도 1.05 내지 1.25 dl/g의 폴리에스테르 고상칩을 사용하여, 압출기(extruder) 통과시 칩이 혼합되도록 한다. 그리고, 본 발명은 압출기를 지난 폴리머가 팩 내에 특수 설계된 분산판과 주필터를 통하여 방사구금 직하 후드히터를 지나도록 하고, 후드히터를 지난 미연신사가 냉각기류에 의해 냉각되어, 방사유제를 부여한 후 연신하도록 하는 특징이 있다.

즉, 본 발명은 고유점도 0.9 dl/g 이상, 바람직하게는 고유점도 1.05 내지 1.25 dl/g, 더욱 바람직하게는 고유점도 1.1 내지 1.25 dl/g의 폴리에스테르 고상중합 칩을 사용하고, 특수 설계된 방사팩을 사용하여 폴리에스테르 미연신사를 방사한 후 고배율로 연신함으로써, 최종 제조된 원사의 고유점도를 적정수준으로 가지도록 하여 폴리머 흐름에서 정체를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 강도 9.5 g/d 이상의 고강도사를 제조할 수 있는 것이다. 이렇게 제조된 고강도의 폴리에스테르 원사는 다양한 산업용 원사에 적합하게 적용될 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 고상중합 시간 연장 및 열효율을 높여 고유점도 0.90 dl/g 이상, 바람직하게는 1.05~1.25dl/g, 더욱 바람직하게는 1.1~1.25 dl/g의 폴리에스테르 고상칩을 사용한다. 이 경우 폴리머 체인이 강직하기 때문에, 종래보다 우수한 강도 및 형태안정성을 가지는 고강도 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 1에 도시된 장치를 이용하여 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있다. 이때, 본 발명은 방사팩 상의 구성물인 분산판, 주필터 구조를 변경하여 방사팩 압력 및 폴리머의 악성체류 공간을 최소화할 수 있다. 즉, 종래에는 분산판으로 금속분말을 주로 사용하여 체류시간이 분산판 대비 약 1.5배 이상 길며, 악성 체류 구간이 발생하였으나, 본 발명에서는 분산판으로 부직포 필터를 사용함으로써 악성체류 및 폴리머 경로(Polymer Path) 길이를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 방사온도, 후드히터, 퀀치 에어(Quench Air) 온도, 고데트 롤러 간의 속도 차이 및 온도를 조정하여 최상의 품질을 가지는 원사를 제조할 수 있다.

이러한 방법으로 제조된 폴리에스테 원사는 최소 강도 9.5 g/d 이상의 물성을 발현하며, 높게는 10.2 g/d 수준이고 건열수축율 15% 이하로 우수한 물성을 가지는 원사를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 폴리에스테르 중합체를 다수의 방사구금을 사용하여 연신사의 모노필라멘트의 단사섬도가 5~15 dpf이 되도록 하고, 토출량 300 g/min 이상에서 용융방사하고, 냉각, 다단연신 및 권취단계를 거쳐 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있다. 이때, 상기 단사섬도는 5~14 dpf인 것이 바람직하고, 토출량은 300 내지 800 g/min인 것이 바람직하다.

최종 얻어진 폴리에스테르 원사의 고유점도는 0.8 내지 1.25 dl/g이며, 바람직하게는 0.92dl/g 내지 1.25 dl/g이고, 가장 바람직하게는 0.95 내지 1.05 dl/g이 된다.

특히, 본 발명의 폴리에스테르 원사는 220 ℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃ 오븐에서 24시간 동안 3% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 4.7% 이하, 바람직하게는 2.5 내지 4.7%가 된다. 이 때, 상기 3% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신장곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 한 것이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 원사는 220 ℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃ 오븐에서 24시간 동안 5% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 8.0% 이하, 바람직하게는 4 내지 8%가 된다. 이때, 상기 5% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신장곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 한 것이다.

상술한 방법으로 제조되어 5 내지 15 dpf의 단사섬도, 0.8 내지 1.25 dl/g의 고유점도 및 소정의 크리이프 변형율을 충족하는 원사는 인장강도 등의 강도가 우수하며, 우수한 형태안정성 및 뛰어난 작업성을 나타낼 수 있다.

이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 고강도 폴리에스테르 원사의 제조방법에 대한 일 예를 기재한다. 다만, 하기 기재한 방법은 하나의 예일 뿐, 하기 내용이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 폴리에스테르 원사의 제조에 사용되는 장치의 개략도를 도시한 것이다.

먼저, 본 발명은 이산화티탄(TiO₂) 잔존량이 150 내지 500 ppm이며, 고유점도가 0.9 dl/g 이상, 바람직하게는 1.05 내지 1.25dl/g, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 1.25dl/g인 폴리에스테르 고상 칩(Polyester Dry Chip)을 준비한다. 그 후, 외기가 차단될 수 있도록 질소분위기 하에서 압출기로 고상칩을 투입하여 용융시켜 폴리머 용융물을 제조한다. 이후, 정량 공급할 수 있도록 제작된 기어 펌프(Gear Pump)를 사용하여 폴리머 용융물을 토출시킨다. 이때 토출된 폴리머 용융물은 특수 설계된 팩을 통과하여 이물질을 제거하고, 균일한 압력하에서 방사구금을 통과시킨 후 목표 수준의 연신성을 발현하기 위해 제작된 후드히터와 단열판을 통과하게 된다. 또한, 원사 강력을 발현하기 위해 적정 수준의 결정화가 진행될 수 있도록, 원사에 퀀칭 공기(Quench Air)를 원사 낙하방향에 수직으로 공급시켜 준다.

구체적으로, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 원형 홀 구조를 가진 구금의 방사통 하부 1을 통해 방사된 용융 폴리머(Melt-Polymer)를 퀀칭 에어(Quenching-Air)로 냉각시키고, 오일-롤(Oil-Roll) 또는 오일-젯(Oil-Jet) 단독 및 이들의 혼용장치 2를 통해 미연신사에 유제를 부여한다. 이어서, 본 발명은 폴리머의 이물질을 제거하기 위해 분산판과 주필터가 설치된 프리-인터레이서(Pre-Interlacer) 3을 사용하여 일정 공기 압력으로 미연신사에 부여된 유제를 원사의 표면에 대해 균일하게 분산시켜준다. 그리고, 고데트롤 4 내지 9를 통한 다단의 연신과정을 거친 후, 최종적으로 2단 인터레이서(Interlacer) 10에서 일정한 압력으로 사(絲)를 혼합(Intermingle)시켜 와인더(Winder) 11에 권취하여 폴리에스테르 원사를 생산한다.

이때, 본 발명은 고뎃롤러 1개 추가로 열 셋팅(Heat setting) 및 조업에 유리한 제품을 제조할 수 있으며, 프리인터레이서의 경우는 방사 유제를 실상에 균일하게 분산시켜 주어 연신성 및 품질을 개선시킬 수 있으며, 2단 인터레이서의 경우는 사의 집속성을 부여시켜 줌으로써 후가공성을 개선하는데 효과가 있다.

또한, 방사속도는 400~700 mpm으로 하며, 방사속도가 400mpm 미만이면 미연신사의 배향도가 낮아 고형태안정성 및 고탄성의 원사를 제조할 수 없고, 700 mpm을 초과하면 배향도가 급격히 상승하여 구성 필라멘트간의 불균일 및 강력이 저하된다.

상기 방사속도에서 다단의 연신 및 열처리를 통하여 폴리에스테르 원사를 제조시, 전체 연신비는 5.0~7.0 배, 바람직하게는 5~6.5배의 고배율 조건으로 연신하는 것이 바람직하다. 이때, 이완율은 1% 이상, 5.0% 이하, 가장 바람직하게는 1 내지 3%로 한다. 상기 권취속도 2,500m/mim 이상, 보다 바람직하게는 2500 내지 4000 m/mim의 조건인 것이 좋다.

또한, 방사온도는 260 ℃ 이상, 바람직하게는 260 내지 300℃ 이고, 후드히터 온도 200 내지 350 ℃, 퀀치 에어(Quench Air) 속도 0.3m/sec 이상, 바람직하게 0.3 내지 1.0 m/sec의 조건에서 방사하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 최초 칩의 폴리에스테르의 고유점도를 0.9 dl/g 이상, 바람직하게 1.05~1.25dl/g, 보다 바람직하게 1.1 내지 1.25 dl/g로 하여 원사를 제조할 경우, 종래의 동일 연신비에서도 원사 강도를 0.3g/d 이상 상승시킬 수 있어, 최종 제품 제조시 종래 원사 대비 사용 제직 본수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명에 따르면 원사의 강도가 높기 때문에 완제품의 인장강도와 인열강도 또한 우수하여 장시간 사용에도 파손되지 않는 장점을 가지고 있다.

또한, 제조된 원사를 사용하여 완제품 제조시 후가공 공정을 고려하여 크리 이프 특성을 측정하기 위해, 상기 폴리에스테르 원사를 220 ℃에서 2분 동안 1g/d의 하중을 가해 열처리하고, 160℃ 오븐에서 24시간 동안 하중-신장 곡선상에 신장 3%에 해당하는 하중을 부여했을 때 크리이프 변형율이 약 20% 이상 향상되며, 하중을 높여줌에 따라 크리이프 변형률이 더 크게 나타나며, 이에 따라 완제품 제조시 형태안정성이 우수하여 장기간 동안 제품을 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서 제조된 폴리에스테르 원사는 강도 뿐만 아니라, 크리이프 변형율 또한 우수하여 최종 제품 제조시 종래 원사 대비 사용 제직 본수를 줄이거나, 동일 본수 사용시 원사의 강도가 높기 때문에 완제품의 인장강도와 인열강도를 향상시킬 수 있고, 크리이프 변형율이 작기 때문에 장시간 동안에 형태안정성이 우수하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

하기 표 1의 고상중합 조건으로 실시예 및 비교예의 칩을 제조하였다. 이후, 도 1의 장치를 이용하여 원사의 방사조건으로 방사하여, 폴리에스테르 원사를 제조하였다.

[표 1]

		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	비교예1	비교예2
칩 고유점도(IV)		1.11	1.15	1.18	1.20	1.24	0.89	1.01
방사 조건	방사온도(℃)	296	296	298	298	300	288	292
	연신비(배)	5.63	5.58	5.53	5.5	5.48	5.64	5.6
	이완율(%)	2.05	2.02	1.99	1.96	2.10	2.05	2.03
	권취속도 (m/mim)	3160	3160	3160	3160	3160	3160	3160
	방사속도(mpm)	573	578	583	586	589	572	576
	후드히터온도(℃)	300	300	300	300	300	300	300
	퀀치에어속도 (m/sec)	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9

실험예 1

(고유점도 및 크리이프 변형율 측정)

상기 실시예 1-5 및 비교예 1,2의 원사에 대하여 고유점도 및 크리이프 변형율을 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

하기 표 2에서, 고유점도 및 크리이프 변형율은 하기의 방법으로 측정한 것이다.

(1) 고유점도(Intrinsic Viscosity, IV): 사염화탄소를 이용하여 시료에서 유제를 추출하고, 160±2 ℃에서 OCP(Ortho Chloro Phenol)로 녹인 후, 25 ℃의 조건에서 자동점도 측정기(Skyvis-4000)를 이용하여 점도관에서의 시료 점도를 측정하여 하기 계산식으로 원사 고유점도를 구하였다.

(계산식 1)

고유점도(IV) = {(0.0242×Rel)+0.2634}×F

(계산식 2)

Rel = {(용액초수×용액비중×점도계수)}/OCP 점도

(계산식 3)

F = 표준칩(Standard Chip)의 IV/표준 칩(Standard Chip)을 표준동작으로 측정한 3개의 평균 IV

(2) 크리이프 변형율 (%)

크리이프 특성은　원사에 일정한 하중을 부여시 시간에 따른 원사의 길이 변화를 측정함으로써, 형태안정성을 평가할 수 있는 데이터를 나타낸다.

본 발명에서는 크리이프 특성을 측정하기 위해, 아래와 같이 샘플을 제조하여 측정하였다.

(시험방법)

실시예 1-5 및 비교예 1, 2에 대해, 후공정 조건을 고려하여 220 ℃에서 2분 동안 1g/d의 하중을 가해 각각 1차 열처리한 원사를 제조하였다. 1차로 열처리된 샘플을 단기간에 크리이프 변형을 크게 주기 위해, 오븐내 온도를 160 ℃로 설정하고, 24시간 동안 길이 변화를 측정한 후, 하기 계산식에 의해 크리이프 변형율을 산출하였다. 이때 하중은 하중-신장 곡선을 근거로 하였으며, 본 실험에서는 신율 3%와 5%에 해당하는 하중을 부여하였다.

(계산식 4)

크리이프 변형율(%) = (최종 변형된 길이(mm)/ 최초 Grib내 Setting된 시료길이(mm))×100

각 폴리에스테르 원사 1500 De/120F에 대하여, 신율 3%와 5%에 해당하는 하 중 3kg과 5kg을 부여하였을 때의 크리이프 변형율(%)을 측정 결과는 표 2에 나타내었다. 이중에서, 실시예 1, 3 및 비교예 2에 대한 크리이프 변형율 값을 도 2, 3에 나타내었다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 크리이프성이 우수한 고강도 산업용 폴리에스테르 원사(1500데니어)의 하중-신장 곡선을 도시한 그래프이다. 또한, 도 3은 상기 비교예 2 및 실시예 1, 3의 신장 3% 하중을 부여했을 때의 크리이프 변형율을 나타낸 그래프이다. 도 3에서, A는 비교예 2이고, B는 실시예 1이고, C는 실시예 3을 나타낸다.

[표 2]

		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	비교예1	비교예2
크리이프 변형율(%)	3kg	3.4	3.0	2.6	2.4	2.0	4.9	4.8
크리이프 변형율(%)	5kg	5.4	4.8	4.1	4.0	3.8	12.2	8.1
원사 고유점도(IV)		0.95	0.97	1.02	1.03	1.06	0.91	0.92

상기 표 2 및 도 2, 3의 결과를 통해, 본 발명은 3kg, 5kg의 하중을 부여하였을 때, 비교예에 비해 크리이프 변형율이 매우 적음을 확인하였다.

실험예 2

(인장강도 및 절단신도 측정)

상기 실시예 1-5 및 비교예 1, 2에 대하여 인장강도 및 절단신도를 측정하였고 결과를 표 3에 나타내었다. 이때, 인장강도 및 절단신도는 만능측정기(INSTRON)를 사용하여 측정된 강력 및 변위값을 환산한 값(ASTM D 885)을 나타낸 것이다.

(계산식 4)

강도(g/d) = 강력(g)/원사섬도(De)

(계산식 5)

단사섬도(De') = 전체 원사섬도/ 필라멘트(Filament)수

또한, 건열수축율은 150℃에 30분 방치한 상태에서의 값을 측정한 것이다. 즉, 건열수축율은 원사 40가닥을 취해 1/3 g/d의 초하중을 가한 상태에서 길이를 측정한 후(L1), 오븐에서 155℃에서 30분간 처리후 길이(L2)를 측정하는 방법에 의해 결과를 산출한 것이다.

(계산식 6)

건열수축율(%)=(L1-L2)/L1×100

[표 3]

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	비교예1	비교예2
인장강도(g/d)	9.68	9.83	10.01	10.06	10.16	8.52	9.01
절단신도(%)	12.4	12.1	12	11.8	11.6	15.2	12.4
건열수축율(%)	10.6	10.6	10.8	11	11.3	8.2	10.5

상기 표 3의 결과를 보면, 실시예 1 내지 5는 비교예에 비해 크리이프 변형율이 적어, 인장강도와 절단신도가 동등이상으로 우수하고, 특히, 인장강도가 9.5 g/d 이상으로 뛰어남을 알 수 있다. 또한, 상술한 낮은 크리이프율에 의해 제품 적용시 형태안정성을 우수하게 할 수 있음이 확인된다.

본 발명의 폴리에스테르 원사는 고강도 및 크리이프 특성이 우수하여 고무보강용 타이어코드, 벨트, 로프 및 호오스 등의 각종 산업용 소재의 제조에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 고강도 폴리에스테르 원사를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 고강도 산업용 폴리에스테르 원사(1500데니어)의 하중-신장 곡선을 도시한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예 1, 3 및 비교예 2의 산업용 고강도 폴리에스테르 섬유의 크리이프 변형율을 나타낸 그래프이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 방사통 하부

2: 오일-롤(Oil-Roll) 또는 오일-젯(Oil-Jet)

3: 프리 인터레이서 4: 1차 고데트 롤러

5: 2차 고데트 롤러 6: 3차 고데트 롤러

7: 4차 고데트 롤러 8: 5차 고데트 롤러

9: 6차 고데트 롤러 10: 2단 인터레이서

11: 와인더

Claims

단사섬도 5 내지 15 dpf 및 고유점도 0.8 내지 1.25 dl/g이고,

220 ℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃에서 24시간 동안 3% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 4.7 %이하인 폴리에스테르 원사이며,

상기 3% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신장 곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 하는, 산업용 폴리에스테르 원사.
제1항에 있어서, 상기 크리이프 변형율이 2.5 내지 4.7%인 산업용 폴리에스테르 원사.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 원사의 고유점도는 0.95 내지 1.05 dl/g인, 산업용 폴리에스테르 원사.
단사섬도 5 내지 15 dpf 및 고유점도 0.8 내지 1.25 dl/g이고,

220℃에서 2분간 1 g/d의 하중을 가하여 열처리한 후, 160 ℃에서 24시간 동안 5% 신장에 해당하는 하중을 가하여 측정한 크리이프 변형율이 8 %이하인 폴리에스테르 원사이며,

상기 5% 신장에 해당하는 하중은 열처리 전의 원사에 대하여 측정한 하중-신 장 곡선 상에서 얻어진 값을 기준으로 하는, 산업용 폴리에스테르 원사.
제4항에 있어서, 상기 크리이프 변형율이 4 내지 8%인 산업용 폴리에스테르 원사.
제4항에 있어서, 상기 폴리에스테르 원사의 고유점도는 0.95 내지 1.05 dl/g인, 산업용 폴리에스테르 원사.
이산화티탄의 잔존량이 150 내지 500 ppm이고 고유점도가 1.05 내지 1.25 dl/g인 폴리에스테르 고상칩을 용융한 후, 폴리머를 토출하는 단계;

상기 토출된 용융물을 방사팩내에 설치된 분산판과 주필터를 통과시켜 이물질을 제거하는 단계;

상기 용융물을 방사 및 연신하는 단계

를 포함하는, 산업용 고강도 폴리에스테르 원사의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 폴리에스테르 고상칩의 고유점도는 1.1 내지 1.25 dl/g인, 산업용 폴리에스테르 원사.
제7항에 있어서, 상기 분산판은 부직포 필터를 사용하는 것인, 산업용 폴리에스테르 원사.
제 7항에 있어서, 상기 방사단계에서는 방사속도 400 내지 700 mpm, 방사온도 260 ℃ 이상이고, 후드히터 온도 200 내지 350 ℃, 및 퀀치 에어(Quench Air) 속도 0.3m/sec 이상의 조건하에서 용융물을 방사하는 것인, 고강도 폴리에스테르 원사의 제조방법.
제 7항에 있어서, 상기 연신딘계에서는 연신비 5.0~6.5배, 이완율 3.0% 이하, 권취속도 2,500m/mim 이상의 조간하에서 방사된 용융물을 연신하는 것인, 폴리에스테르 원사의 제조방법.
제 1항 또는 제 7항에 따른 폴리에스테르 원사를 이용하여 제조된 로프.
제 1항 또는 제 7항에 따른 폴리에스테르 원사를 이용하여 제조된 벨트.