KR20120089708A

KR20120089708A - 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지

Info

Publication number: KR20120089708A
Application number: KR1020127011492A
Authority: KR
Inventors: 신노수케 토미타; 히로후미 야마모토; 키요시 아카자와; 타카유키 요시미야
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-08-13
Also published as: JPWO2011086954A1; WO2011086954A1; EP2524982A1; TW201139258A; KR101228760B1; TWI491551B; EP2524982A4; CN102713032B; US8398010B2; CN102713032A; JP5045846B2; EP2524982B1; US20120280073A1

Abstract

본 발명은, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리에스테르 모노필라멘트가 권취된 패키지로서, 하기 요건 (a) ~ (d) 를 모두 만족시키는 모노필라멘트 패키지이다.
(a) 폴리에스테르 모노필라멘트의 실-실 동마찰 계수가 0.13 μd 이하
(b) 패키지 단부가 테이퍼 형상이며, 테이퍼각 (θ) 이 75°이하
(c) 해서 장력 변동 구배 (ΔT) 가 0.02 cN/dtex?m 이하
(d) 패키지 내층의 권후 1 ㎜ 부분의 폴리에스테르 모노필라멘트의 수축 응력 변동이 3.0 cN/dtex 이하
본 발명에 의해, 마찰 보풀, 경사 당김, 직단 등의 결점이 발생하지 않는 양호한 품질의 인쇄용 스크린사가 얻어지는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지가 제공된다.

Description

폴리에스테르 모노필라멘트 패키지{POLYESTER MONOFILAMENT PACKAGE}

인쇄용 스크린사(紗)에 사용하기에 양호한 품질이 얻어지는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지에 관한 것이다.

종래, 스크린 인쇄용 직물로는, 실크 등의 천연 섬유나 스테인리스 등의 무기 섬유로 이루어지는 메시 직물이 널리 사용되어 왔다. 그러나, 최근에는, 유연성이나 내구성, 비용 퍼포먼스가 우수한 합성 섬유 메시가 널리 사용되고 있다. 그 중에서도 폴리에스테르로 이루어지는 모노필라멘트는 치수 안정성이 우수한 등 스크린사 적성이 높다. 폴리에스테르로 이루어지는 모노필라멘트는 콤팩트 디스크의 라벨 인쇄 등 그래픽 디자인 인쇄나 전자 기판 회로 인쇄 등에도 사용되고 있다.

최근, 전자기기의 고성능화나 콤팩트화가 현저하게 진행되고 있다. 그 때문에, 전자기기를 구성하는 전자 기판의 콤팩트화나 기판 회로의 정밀화의 요구에 응하기 위하여, 보다 하이 메시, 하이 모듈러스, 또한 직물 결점이 적은 스크린사에 대한 요구가 높아지고 있다. 따라서, 이들 스크린사 요구 특성을 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트로서, 보다 세섬도 또한 하이 모듈러스인 것 외에, 스크린사 제조시에 경사 당김이나 직단 등의 결점이 발생하지 않는 것이 특히 중요하다. 통상적인 합성 섬유와 비교하여 단사 섬도가 굵고, 하이 모듈러스인 모노필라멘트는 권취시에 실빠짐이나 폼 불량이 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 스크린사에 경사 당김 등의 결점을 발생시키기 쉽다. 그 때문에, 이들을 개선하는 패키지의 기술 확립이 매우 요망되고 있다.

모노필라멘트 권취 시간 경과에 따른 권취 조임에 의한 경사 당김상의 스크린사 결점을 해소하면서, 해서성?권취 안정성이 양호한 모노필라멘트 패키지로서, 치즈상으로 권취한 패키지가 개시되어 있다 (특허문헌 1).

또한, 스크린사의 치수 안정성이 우수한 고강도, 고모듈러스의 폴리에스테르 모노필라멘트를 실빠짐, 실깎임, 경사 당김상 줄무늬(pirn barre) 없이 용이하게 효율적으로 제조하는 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조 방법도 개시되어 있다 (특허문헌 2). 이 제조 방법에서는, 직접 방사(紡絲) 연신 방법에 의해 방출(紡出), 연신하여 권취할 때에, 연신계를 나와 주행하는 사조의 진행 방향에 대하여 회전축이 직각이 되도록 스핀들(spindle)을 배치하고, 스핀들에 장착된 보빈(bobbin) 상에 사조를 패키지의 양 단부(端部)가 테이퍼상이 되도록 감아 올린다.

일본 공개특허 평8-199424호 공보 (특허 청구의 범위, 실시예) 일본 공개특허 2004-225224호 공보 (특허 청구의 범위)

그러나, 특허문헌 1 의 패키지는, 실빠짐, 늘어짐이 적어 해서시의 실끊김을 회피할 수 있지만, 치즈상으로 권취하기 위하여 실-경면 동마찰 계수 0.27 ~ 0.28 μd 정도가 되는 고마찰성 유제(油劑)를 사용하고 있다. 그 때문에, 보다 하이 메시, 하이 모듈러스의 스크린사를 제직(製織)하려고 하면 실 표면이 바디에 의해 깎아내어져 마찰 보풀이 직물에 혼입되는 결점이 발생하는 문제가 있다. 또한, 실끊김 없이 해서할 수 있기는 하지만, 해서 장력(解舒張力) 변동을 충분히 억제하는 것에는 이르지 못하여, 그것에서 기인하는 직단을 회피할 수 없다는 문제가 있다. 특히 세섬도?하이 모듈러스의 원사일수록, 이 직단의 문제가 현저하기 때문에, 고품질?고정세한 스크린사를 얻는 것이 곤란하다.

또한, 특허문헌 2 에는, 모노필라멘트 패키지 형상에 관하여, 패키지의 양 단부가 테이퍼상이며, 테이퍼각이 30 ℃ 이하인 것이 기재되어 있을 뿐이다 (청구항 1, 청구항 3). 특허문헌 2 에는, 후술하는 스크린사 제직에 있어서의 마찰 보풀, 경사 당김, 직단 등의 결점을 억제하기 위한 패키지 품질 및 형태에 대하여 기재되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 2 에는, 이와 같은 패키지 품질 및 형태에 중요한 지표가 되는 실-실 동마찰(動摩擦) 계수, 해서 장력(解舒張力) 변동 구배, 1 트래버스당 실 길이, 패키지 최내층의 권폭(卷幅), 최내층의 권경(卷徑)에 대해서도 기재되어 있지 않다. 특허문헌 2 에 개시되어 있는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지는, 스크린사의 제직시에 있어서의 요구 특성을 만족시킬 수 있는 것은 아니다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하여, 스크린사의 제직에 있어서 마찰 보풀, 경사 당김, 직단 등의 결점이 발생하지 않는 모노필라멘트 패키지를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지는 하기 요건 (a) ~ (d) 를 모두 만족시킨다.

(a) 폴리에스테르 모노필라멘트의 실-실 동마찰 계수가 0.13 μd 이하

(b) 패키지 단부가 테이퍼 형상이며, 테이퍼각 (θ) 이 75°이하

(c) 해서 장력 변동 구배 (ΔT) 가 0.02 cN/(dtex?m) 이하

(d) 패키지 내층의 권후(卷厚) 1 ㎜ 부분의 폴리에스테르 모노필라멘트의 습열 수축 응력 변동이 3.0 cN/dtex 이하

본 발명에 의해, 마찰 보풀, 경사 당김, 직단 등의 결점이 발생하지 않는 양호한 품질의 인쇄용 스크린사가 얻어지는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지가 제공된다.

도 1 은, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지의 개략도이다.
도 2 는, 트래버스 가이드에 의해 공급 사조 (Y) 를 좌우로 왕복시키면서 권취하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 3 은, 트래버스 지지점으로부터 트래버스 가이드까지의 거리를 바꾸었을 때의 실 길이차를 비교하는 도면이다.
도 4 는, 실-실 동마찰 계수 측정의 방법을 설명하는 도면이다.
도 5 는, 실시예 1에서 사용한 사조 권취 장치의 정면의 개략도이다.
도 6 은, 실시예 22에서 사용한 사조 권취 장치의 정면 및 우측면의 개략도이다.

본 발명에 있어서의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하, PET 라고 약기함) 는, 반복 단위의 90 몰％ 이상이 에틸렌테레프탈레이트인 것을 대상으로 한다. PET 의 고유 점도 (IV) 로는 고강도화 및 하이 모듈러스화라는 관점에서 0.7 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.8 이상이다. 한편, 용융 방사에 있어서의 용융 폴리머의 유동성이라는 관점에서는 1.4 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.3 이하이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트는 고강도, 하이 모듈러스 및 내마모성을 만족시킬 목적으로 심초상의 복합사로 해도 상관없다. 통상, PET 섬유의 고강도화에는 섬유의 배향도, 결정화도를 향상시킬 필요가 있기 때문에, 동시에 피브릴상의 깎임 (마찰 보풀) 이 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 강도 6 cN/dtex 이상을 요구하는 경우, 심초 복합사로 하는 것이 바람직하다. 심초 복합사에서는, 강도를 담당하는 심 성분 PET 는 전술한 바와 같은 고유 점도 (IV) 로 하면 된다. 초 성분의 PET 는, 심 성분 PET 의 고유 점도 (IV) 보다 0.2 이상 작게 하면 마찰 보풀이 잘 발생하기 않게 되기 때문에 바람직하다. 한편, 용융 압출기나 방사 구금 내에서의 안정 계량성의 관점에서, 초 성분의 고유 점도 (IV) 는 0.4 이상이 바람직하다. 초 성분의 PET 는 폴리에스테르 모노필라멘트의 내마모성을 담당하기 때문에, 산화티탄으로 대표되는 무기 입자를 0.1 ~ 0.5 wt％ 정도 첨가시키는 것이 바람직하다.

또한 심초 복합사로 할 때의 심/초 면적비는 60/40 ~ 95/5 인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 심 성분은 강도를 담당하고, 초 성분은 내마모성을 담당하기 때문에, 이 범위이면 모두 저해시키지 않고 양립할 수 있다. 더욱 바람직하게는 70/30 ~ 90/10 이다.

또한, 어느 PET 에도, 본 발명의 효과를 저해시키지 않는 한 공중합 성분을 첨가해도 된다. 공중합 성분의 예로서, 산 성분에는 이소프탈산, 프탈산, 디브로모테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 디페닐키시엔탄카르복실산, 옥시에톡시벤조산 등의 2 관능성 방향족 카르복실산, 세바크산, 아디프산, 옥살산 등의 2 관능성 지방족 카르복실산, 시클로헥산디카르복실산을 들 수 있다. 글리콜 성분에는 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 비스페놀 A 나, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜을 들 수 있다. 또한, 첨가물로서 산화 방지제, 제전제, 가소제, 자외선 흡수제, 착색제 등을 적절히 첨가해도 된다.

본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트의 섬도는 3 ~ 40 dtex 인 것이 바람직하다. 스크린사를 정밀 인쇄에 적합한 메시수로 설계하려면 40 dtex 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 18 dtex 이하, 더욱 바람직하게는 10 dtex 이하이다. 한편, 제직성, 특히 위사 비주성(飛走性)을 충분히 하기 위하여 3 dtex 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 dtex 이상이다.

폴리에스테르 모노필라멘트로부터 스크린사를 얻는 제직 공정에서의 부하나, 스크린 인쇄에 가해지는 부하에 견딘다는 관점에서, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트의 강도는 5 cN/dtex 이상인 것이 바람직하다. 스크린사로서의 강력 레벨 확보 면에서 섬도가 가늘수록 강도는 높은 편이 바람직하고, 섬도 18 dtex 이하에서는 5.5 cN/dtex 이상이 보다 바람직하다. 섬도 10 dtex 이하에서는 6 cN/dtex 이상이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 7.2 cN/dtex 이상, 가장 바람직하게는 8.5 cN/dtex 이상이다. 강도는 높으면 높을수록 바람직한데, 일반적으로 고강도에 수반하여 신도가 저하되기 때문에, 제직성 양호한 신도를 확보하는 관점에서 10 cN/dtex 이하가 바람직하다. 강도의 값은 필요한 스크린사 특성에 따라 적절히 조정하면 된다.

스크린사의 인쇄 정밀도를 향상시키는 관점에서, 폴리에스테르 모노필라멘트의 10 ％ 모듈러스는 3.6 cN/dtex 이상이 바람직하다. 10 ％ 모듈러스란 인장 시험에 있어서의 10 ％ 신장시의 하중을 섬도로 나눈 것으로, 모노필라멘트의 강성을 나타낸다. 섬도가 가늘수록 10 ％ 모듈러스는 높은 편이, 즉 하이 모듈러스인 편이 바람직하고, 18 dtex 이하에서는 4.0 cN/dtex 이상으로 하면 보다 바람직하다. 섬도 10 dtex 이하에서는 5.0 cN/dtex 이상이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6.0 cN/dtex 이상, 가장 바람직하게는 7.5 cN/dtex 이상이다.

본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트는 실-실 동마찰 계수가 0.13 μd 이하이다. 실-실 동마찰 계수가 높을수록, 패키지 형성이나 패키지 운반시에 흐트러짐이나 단면(端面)의 실빠짐이 잘 발생하지 않게 되지만, 제직시에 마찰 보풀이 발생하기 쉬워진다. 실-실 동마찰 계수가 0.13 μd 이하이면, 마찰 보풀의 발생이 억제된다. 바람직하게는 0.05 ~ 0.10 μd 이다. 이 범위이면 보다 마찰 보풀의 발생이 적으며, 또한 패키지 단면에서의 실빠짐이나 폼 흐트러짐 등이 잘 발생하지 않아, 양호한 형태로 권취할 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지는, 단면 테이퍼각 (θ) 이 75°이하이다. 단면 테이퍼각이란, 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 측면에서 관찰하였을 때에, 권취 중심의 중심축 방향과 단면의 경사선 방향이 만드는 각도 (예각) 이다. 구체적으로는, 도 1 의 θ 에 해당하는 각도이다. 모노필라멘트는 이른바 통상적인 섬유와 비교하여 단사 섬도가 굵고, 하이 모듈러스이기 때문에, 패키지 단면부에서 실빠짐이 발생하기 쉽다. 특히 본 발명과 같이 실-실 동마찰 계수가 낮은 경우에는 현저하다. 그 때문에, 테이퍼각 (θ) 을 75°이하로 하여 실빠짐을 억제한다. 바람직하게는 60°이하, 보다 바람직하게는 45°이하이다. 테이퍼각 (θ) 의 하한은, 5°이상이면 패키지당 권취 가능 실량이 많아지기 때문에 공업 생산상 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지로부터 모노필라멘트를 인출할 때의 해서 장력 변동 구배 (ΔT) 는 0.02 cN/(dtex?m) 이하이다. 여기서 해서 장력이란, 수평하게 정치된 패키지로부터 권심(卷芯)의 중심축 방향으로 사조를 인출하고, 권심 중심축의 연장상 또한 권심으로부터 10 ㎝ 의 거리에 설치된 해서 가이드를 통과하여, 200 m/분의 속도로 주행하는 사조의 장력을 가리킨다. 또한, 패키지로부터의 사조 해서 방법으로는, 전술한 권심축 방향으로부터 인출하는 방법과, 패키지를 회전시키면서 권심축과 대략 직각 방향으로 인출하는 방법이 있는데, 모노필라멘트의 제직에 있어서는 전자가 장치의 간편성, 해서 사조 장력 조정의 용이성의 양면에서 우수하다. 통상, 해서 장력은, 패키지 전방측을 해서할 때에는 낮고, 안쪽은 높다. 해서 장력 변동이란 해서 장력을 연속적으로 모니터하였을 때의 진폭하는 극대치 (패키지 안쪽) 와 극소치 (패키지 전방측) 의 장력차를 가리킨다. 해서 장력 변동 구배 (ΔT) 는, 이 장력차를 그 동안의 실 길이 및 섬도로 나눈 값을 가리킨다.

통상적인 섬유보다 하이 모듈러스인 스크린사용의 모노필라멘트는, 스크린사 제조 공정에 있어서, 이 해서 장력 변동을 텐서 등의 장력 제어기 등으로 다 흡수하지 못하여, 정경 공정이면 늘어짐이나 매달림, 제직시의 위입(緯入)에서는 직단 등의 품질 이상을 발생시키기 쉽다. 그러나, 해서 장력 변동이 동등하더라도 장력 변동 구배 (ΔT) 를 작게 함으로써 장력 제어기의 제어 추종성이 실질적으로 높아져 그 품질 이상이 잘 발생하지 않게 된다. 그 때문에, 해서 장력 변동 구배 (ΔT) 는 0.02 cN/(dtex?m) 이하이며, 바람직하게는 0.01 cN/(dtex?m) 이하, 더욱 바람직하게는 0.005 cN/(dtex?m) 이하이다.

예를 들어 해서 장력 변동 구배 (ΔT) 를 작게 하는 수법으로서, 패키지 형태가 하기 (1), (2) 중 적어도 1 가지를 만족시키는 것이 바람직하다.

(1) 패키지의 트래버스 1 왕복당 권취된 실 길이 (1 트래버스 실 길이) 를 25 m 이상으로 한다.

(2) 패키지의 최내층 권폭을 150 ~ 300 ㎜ 로 한다.

패키지 권폭이 작을수록 전방과 안쪽의 해서 장력차가 작아지기 때문에, 패키지의 최내층 권폭 (L1) 은 바람직하게는 300 ㎜ 이하이다. 또한, 패키지당 권량(卷量)을 크게 하는 관점에서, 패키지의 최내층 권폭 (L1) 은 바람직하게는 150 ㎜ 이상이다.

본 발명에 있어서의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지는, 패키지 내층의 권후 1 ㎜ 부분의 폴리에스테르 모노필라멘트의 섬유 길이 방향의 습열 수축 응력 변동이 3.0 cN/dtex 이하이다. 여기서 섬유 길이 방향의 습열 수축 응력 변동이란, 10 m/분의 속도로 주행하는 2 쌍의 롤러 사이에 습열을 부여하는 부위와 장력계를 형성한 장치로, 트래버스 1 왕복분 이상의 실 길이를 연속적으로 모니터한 장력의 최대치와 최소치의 차를 사조의 섬도로 나눈 값을 가리킨다. 통상적인 섬유보다 고강도, 하이 모듈러스인 스크린사용 폴리에스테르 모노필라멘트는 PET 비정(非晶) 부위의 배향도가 크기 때문에, 권취 후에 응력 완화 (수축) 가 발생하기 쉽다. 그 응력 완화에 의해 실이 수축하여 패키지의 중심을 향하여 권취 조임이 발생한다. 이 권취 조임이 패키지 전체에서 균일하게 진행되지 않아, 모노필라멘트 길이 방향으로 차이가 생기면, 스크린사의 경사 당김상의 결점의 원인이 된다. 그 응력 완화 상태는, 그 섬유를 습열 수축시켰을 때에 발생하는 응력을 측정함으로써 확인할 수 있다. 그 습열 수축시의 응력이 섬유 길이 방향에서 차이가 관찰된다는 것은, 어느 부분은 응력 완화가 진행되어 있고, 한편 어느 부분은 응력 완화가 진행되어 있지 않은 것을 나타내고 있다. 또한, 권후 1 ㎜, 즉 패키지 최내층에서 습열 수축 응력 변동을 측정하는 이유는 다음과 같다. 패키지 최내층의 실은, 그 바로 내층측에 보빈이 존재하기 때문에, 실의 수축이 저해되어 응력 완화가 잘 진행되지 않아, 패키지 중에서 가장 섬유 길이 방향의 수축 응력 변동이 커진다. 그 때문에, 이 패키지 최내층의 습열 수축 응력 변동을, 스크린사의 제직시의 요구 특성에 맞춰 규정할 필요가 있다. 이 습열 수축시의 응력차가 3.0 cN/dtex 를 초과하면 경사 당김이 발생하기 쉬워진다. 바람직하게는 1.5 cN/dtex 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.8 cN/dtex 이하이며, 특히 바람직하게는 0.3 cN/dtex 이하이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지에 권취된 사조는, 잔류 토크 시험에 의해 얻어지는 잔류 토크가 4 개/m 이하인 것이 바람직하다. 여기서 잔류 토크란, 패키지의 권심축의 수직 방향으로 꼬임이 발생되지 않도록 사조를 인출하고, 핀을 지지점으로 사조를 절반으로 접은 시료 1 m 를 제작하고, 사조의 단(端)을 고정시킨 후, 핀을 제거하고 사조가 선회하여 발생한 꼬임수를 카운팅하는 것이다. 잔류 토크가 4 개/m 이하이면, 정경 공정에서의 해서 스날이 억제되고, 폴리에스테르 모노필라멘트가 정경빔 내에 말려 들어가는 현상이 잘 발생하지 않게 되어, 스크린사의 품위가 향상된다. 잔류 토크는 적으면 적을수록, 즉 0 에 가까워지면 가까워질수록 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 개/m 이하이다.

본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지의 최내층 권경 (d) 은 75 ~ 200 ㎜ 인 것이 바람직하다. 최내층 권경 (d) 이 75 ㎜ 이상이면 해서에 의해 발생하는 꼬임이 적고, 전술한 잔류 토크 저감과 동일한 효과가 얻어지는 것에 더하여, 권취사의 응력 완화?수축에 의한 체결력이 분산되기 때문에 습열 수축시의 응력차가 저감되기 쉽다. 한편, 최내층 권경 (d) 이 200 ㎜ 이하이면, 패키지의 사이즈가 작아지기 때문에 핸들링 효율이 양호해져 바람직하다. 보다 바람직하게는 150 ㎜ 이하이다.

다음으로 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지의 제조 방법에 대하여 설명한다. 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지의 제조 공정은, 주로 PET 를 용융시키고, 구금으로부터 토출, 냉각시킨 후, 일정 속도의 롤러로 인취하는 방사 공정, 인취한 미연신사를 연신?열처리 하는 연신 공정, 연신한 사조를 권취하여 패키지 형성하는 권취 공정의 3 개로 나누어진다.

방사 공정은 공지된 용융 방사 방법을 채용하면 되고, 압출기에 의해 용융시킨 PET 를 원하는 섬도가 되도록 계량 펌프를 사용하여 방사 구금에 공급하여 사조를 토출시킨다. 용융 방사 온도로는 PET 를 충분히 용융시키며, 또한 과도한 열부여에 의한 열분해를 억제한다는 관점에서 280 ~ 310 ℃ 로 하는 것이 바람직하다. 심초 복합으로 하는 경우에는, 2 대의 압출기를 사용하여 심초 별도로 용융, 계량시키고, 공지된 심초 복합 구금에 의해 양 성분을 복합시킨 후에 토출시킨다. 사조의 배향 억제, 배향 균일화를 목적으로 하여, 토출된 사조가 냉각될 때까지의 부위에 가열통을 사용해도 된다. 가열통을 사용하는 경우, 가열통 내 분위기 온도는 200 ~ 330 ℃ 로 하는 것이 바람직하다. 가열통 내 분위기 온도가 200 ℃ 이상이면 가열통의 효과가 충분히 얻어진다. 가열통 내 분위기 온도가 330 ℃ 이하이면 실 길이 방향의 섬유 직경 불균일이 억제된다. 냉각 방식은 침니 에어에 의한 냉각을 채용하는 것이 바람직하다. 침니 에어에 의한 냉각은, 예를 들어 사조의 주행 방향에 대하여 대략 직각 방향 또한 일방향으로부터 분무하는 방식이나 사조의 주행과 대략 직각 방향 또한 전체 둘레 방향으로부터 분무하는 방식을 사용할 수 있다. 냉각된 사조를 롤러로 인취하기 전에, 방사 유제를 부여하는 것이 바람직하다. 방사 유제의 조성은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 평활성을 향상시키고, 스크린사 제직시의 마찰 보풀을 억제하는 관점에서 지방산 에스테르계 평활제를 30 ％ 이상 함유하는 유제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 유제 중에 폴리에테르 변성 실리콘을 0.1 ~ 5 ％ 정도 첨가하면, 더욱 평활성이 향상되기 때문에 바람직하다. 유제는 물과 혼합?에멀션화하여, 급유 가이드나 오일링 롤러에 의해 사조에 부여하면 된다. 그 때의 급유량은, 연신사에 대하여 유제 부착량이 0.1 ~ 2.0 ％ 로 하면 평활성이 양호하며, 또한 패키지 형성시의 실빠짐, 흐트러짐이 억제되기 때문에 바람직하다. 급유한 사조는, 바람직하게는 표면 속도 300 ~ 3000 m/분의 인취 롤러로 인취한다. 그 후, 일단 미연신사로서 권취하고 나서 연신하는 2 공정법, 그대로 연신 공정에 급사(給絲)하는 직접 방사 연신법 중 어느 쪽을 사용해도 된다. 생산 효율이나 얻어지는 모노필라멘트의 배향 균일성의 관점에서 직접 방사 연신법인 편이 바람직하다.

연신 공정에서는, 균일 연신을 목적으로, 사조를 유리 전이점 이상으로 가열하는 핫롤러와, 이 핫롤러보다 표면 속도가 빠르고, 결정화 온도 이상으로 가열하는 핫롤러에 순차적으로 권회시켜 연신을 실시하는 방법이 바람직하다. 핫롤러의 온도나 연신 배율은 목표로 하는 물성에 따라 선택하면 된다. 예를 들어 고강도, 하이 모듈러스를 요구하는 경우, 최종 롤러의 표면 온도를 바람직하게는 120 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 200 ℃ 이상으로 하고, 연신 배율을 4 ~ 6 배로 하는 것이 바람직하다. 또한, 그 핫롤러 사이에, 추가로 핫롤러를 설치하여, 이른바 다단 연신으로 하면 연신 균일성이 향상되기 때문에 보다 바람직하다. 다단 연신의 경우, 1 단째의 연신 배율은 총연신 배율의 0.5 ~ 0.9 배로 한다. 또한, 최종 핫롤러로부터 권취부 사이에 냉롤러를 설치해도 된다. 최종 핫롤러보다 냉롤러의 속도가 빠른 경우, 얻어지는 모노필라멘트의 모듈러스는 높아지기 때문에, 스크린사의 인쇄 정밀도가 향상되기 쉽다. 최종 핫롤러보다 냉롤러의 속도가 느린 경우, 얻어지는 모노필라멘트의 모듈러스는 저하되지만, 습열 수축시의 응력차가 저감되고, 또한 제직시의 마찰 보풀이 잘 발생하지 않게 된다. 최종 핫롤러와 냉롤러의 속도산은, 원하는 특성에 따라 조정하면 된다. 최종 핫롤러의 속도에 대하여, 냉롤의 속도는 -7 ~ 2 ％ 인 것이 바람직하다.

권취 공정에서는, 연신된 모노필라멘트를 이하의 권취 방법으로 권취하여, 원하는 패키지를 얻는다. 먼저, 패키지 단면을 테이퍼 형상으로 하는 수법은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-284447호에 기재된 권취 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 스핀들에 장착한 보빈에 연속적으로 사조를 권취하면서, 이 사조를 트래버스 가이드에 의해 보빈축 방향으로 상대적으로 왕복 트래버스시키도록 하는 사조 권취기에 있어서 (청구항 1), 스핀들측을 정치하고, 사조를 트래버스 가이드를 개재하여 왕복 트래버스시키는 방법 (청구항 4) 이나, 사조의 급사 위치를 고정시키고, 스핀들측을 왕복 트래버스시키도록 하는 방법 (청구항 5) 이다. 모두, 권취 시작시부터 권취 종료시에 걸쳐 원하는 테이퍼각이 되도록, 트래버스의 왕복폭을 점감시켜, 보빈 상에 실패상의 패키지를 형성한다 (0015). 또한, 패키지 최내층의 권폭 및 1 트래버스당 실 길이는, 원하는 권폭 및 실 길이가 되도록, 권취 시작시의 트래버스의 왕복폭, 트래버스 속도를 설정할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트의 권취 방식은, 잔류 토크를 작게 하는 관점에서, 공지된 링 트위스터 방식이 아닌, 연신 공정을 나와 주행하는 사조의 진행 방향에 대하여 회전축이 직각이 되도록 스핀들을 배치하고, 상기 스핀들에 장착된 보빈 상에 사조를 감아 올리는 방식을 채용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 링 트위스터 방식에서는, 일반적으로 사조를 링에 의해 보빈 축 방향으로 트래버스시키고, 링 상에 보빈 둘레 방향으로 자유롭게 회전할 수 있도록 장착된 트러블러에 의해 사조의 주행 방향을 90°방향 전환하여, 보빈에 권취하는데, 이 트래블러의 그루얼링에 의해 모노필라멘트에 꼬임이 발생되어, 잔류 토크가 커지기 때문이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 권취할 때의 권취 장력은, 섬유 길이 방향에 있어서의 습열 수축시의 응력차를 저감시키는 관점에서, 0.1 ~ 0.7 cN/dtex 인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트는, 통상적인 섬유보다 권취 후에 응력 완화 (수축) 가 발생하기 쉽기 때문에, 권취 장력이 높으면 응력차도 커지기 때문이다. 따라서, 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 cN/dtex, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 0.3 cN/dtex 이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트는, 권취 중에 패키지 표면을 가압하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트는, 전술한 바와 같이, 패키지 단면에서 실빠짐이 발생하기 쉽기 때문에, 권취 중에 패키지 표면을 가압하면, 실빠짐을 조장하게 된다. 그러나, 어쩔 수 없이, 권취 중의 패키지 표면에, 보빈의 회전축과 대략 평행한 회전축을 갖는 롤러, 이른바 터치 롤러나 롤러 베일 등으로 가압시키는 경우에는, 권취 시작시부터 권취 종료시에 걸쳐, 패키지 표면과 롤러의 접촉 길이의 단위 길이당 가압력을 60 gf/㎝ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30 gf/㎝ 이하이다. 또한, 본 발명의 패키지의 단부는 테이퍼 형상이기 때문에, 감겨 두꺼워짐에 따라, 패키지 표면과 롤러의 접촉 길이는 점차 짧아진다. 따라서, 롤러의 가압력을 바람직한 가압력 범위로 하기 위하여, 권취 중에 가압력을 연속적 혹은 단계적으로 조절시켜도 된다.

나아가서는, 공급 사조를, 롤러의 표면을 경유하여, 보빈에 권취하는 경우에 있어서는, 롤러를 전동기와 직접적 혹은 간접적으로 연결하여, 보빈 홀더와는 별도로 적극 구동시키는 것이 바람직하다. 롤러의 구동 속도는, 롤러의 표면 속도를 패키지 표면 속도 × 1.00 ~ 1.10 으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 패키지의 표면 속도 × 1.05 ~ 1.08 이다. 롤러의 표면 속도가 패키지 속도 × 1.00 미만인 경우, 예를 들어 롤러가 전동기와 연결되지 않고, 이른바 패키지 표면과 롤러 표면의 마찰력만으로 롤러가 회전하는 방식에서는, 실질적으로는, 패키지 표면과 롤러 표면의 사이에서 미끄러짐이 발생하기 때문에, 롤러 표면 속도가 패키지 표면 속도보다 작아진다. 그 때문에, 롤러 표면을 경유하여 보빈에 권취되는 사조는, 롤러와 패키지 사이에서 연신되기 때문에 권취 장력이 높아지고, 상기한 바와 같이, 습열 수축시의 응력차가 커진다. 반대로, 롤러 표면 속도가 패키지 표면 속도 × 1.10 보다 빠르면, 롤러와 패키지 사이의 장력이 지나치게 낮아져 느슨하게 권취되기 때문에, 권취 중에 패키지가 흐트러질 우려가 있다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트를, 도 2 에 나타내는 바와 같은 트래버스 지지점 (3) 을 중심으로 하여, 트래버스 가이드 (4) 에 의해 공급 사조 (Y) 를 좌우로 왕복시키면서 권취하는 방식으로 권취하는 경우에는, 트래버스 지지점 (3) 과 트래버스 가이드 (4) 까지의 거리 (L2) 를, 패키지의 최내층 권폭 (L1) 의 4 배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 폴리에스테르 모노필라멘트는, 전술한 바와 같이 10 ％ 모듈러스가 높기 때문에, 공정 중의 약간의 실 길이차에 의해 크게 권취 장력이 변화되고, 섬유 길이 방향에 있어서의 습열 수축시의 응력차가 커진다. 도 3(1) 은 트래버스 지지점 (3) 과 트래버스 가이드 (4) 까지의 거리 (L2) 가 긴 경우, 도 3(2) 는 거리 (L2) 가 짧은 경우를 나타내고 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 트래버스 지지점 (3) 으로부터 트래버스 가이드 (4) 까지의 거리 (L2) 가 짧으면, 권취 중의 트래버스 가이드 (4) 가 패키지 중앙 위치일 때와, 패키지 단부일 때에서, 트래버스 지지점 (3) 으로부터 트래버스 가이드 (4) 까지 실 길이차 (L3) 가 보다 크게 발생하고, 그 결과 보다 습열 응력차가 커진다. 거리 (L2) 는 길면 길수록 바람직하지만, 레이아웃의 제약상, 패키지의 최내층 권폭의 4 ~ 10 배가 타당하고, 바람직하게는 8 ~ 10 배이다. 또한, 이와 같은 관점으로부터 하면, 트래버스를 실시하지 않고 권취하는 방법, 즉, 전술한 일본 공개특허공보 2002-284447호의 청구항 5 에 기재된 권취 방법이 보다 바람직하다.

실시예

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 또한, 실시예 중의 평가는 이하의 방법에 따랐다.

(1) 고유 점도 (IV)

25 ℃ 의 온도의 순도 98 ％ 이상의 o-클로로페놀 10 ㎖ 중에 시료 폴리머를 0.8 g 녹이고, 25 ℃ 의 온도에서 오스트발트 점도계를 사용하여 상대 점도 (ηr) 를 다음 식에 의해 구하였다. 이 상대 점도 (ηr) 를 사용하여, 다음 식에 의해 고유 점도 (IV) 를 산출하였다.

ηr ＝ η/η0 ＝ (t × d)/(t0 × d0)

고유 점도 (IV) ＝ 0.0242ηr ＋ 0.2634

여기서,

?η : 폴리머 용액의 점도

?η0 : o-클로로페놀의 점도

t : 용액의 낙하 시간 (초)

d : 용액의 밀도 (g/㎤)

t0 : o-클로로페놀의 낙하 시간 (초)

d0 : o-클로로페놀의 밀도 (g/㎤).

(2) 실-실 동마찰 계수

러닝 얀(running yarn)법으로 실과 실을 합쳐 꼬면서 주행시켜 측정한다. 즉, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 패키지 (도시 생략) 로부터 해서 가이드 (도시 생략) 를 통과하여 해서되는 사조 (Y) 를, 밸런서 (20) 로 하중 (T1) (＝ 10 g) 을 가한 후, 방향 전환 가이드 (21) 와 회전 롤러 (22) 사이에 2 회의 꼬임을 더하여 통과시킨다. 그 후, 장력계 (23) 를 경유하여 인취 롤러 (24) 에서 인취한다. 사조 (Y) 를 55 m/분으로 해서 주행시켜, 장력계 (23) 로 측정한 T2 를 측정하고, 다음 식에 의해 산출한다.

?실-실 동마찰 계수 (μd) ＝ 1/(2πn?sinβ) × 1/loge × log(T2/T1)

n : 가연(加撚)수

β : 꼬임 각도 (회전 롤러 직경 (D)/접힘점으로부터 꼬임부까지의 거리 (L4))

e : 자연 대수 (2.71828).

(3) 해서 장력 변동 구배 (ΔT)

얻어진 드럼상 패키지로부터, 사조를 드럼 단부로부터 제 1 해서 가이드까지의 해서 거리 10 ㎝, 해서 속도 200 m/분의 조건에서 해서한다. 해서할 때의 사조 장력을 제 1 해서 가이드로부터 20 ㎝ 의 위치에서 측정한다. 권후 5 ㎜ 의 층으로부터 해서하는 사조의 장력 변동을 연속적으로 차트화한다. 차트상의 진폭하는 극대치와 극소치의 차 (cN) 를 그 사이의 실 길이 (m) 및 섬도로 나눈 값이 해서 장력 변동 구배 (ΔT) (cN/(dtex?m)) 이다.

(4) 습열 수축 응력 변동

토오레 (주) 제조의 필라멘트 서멀 애널라이즈 시스템 (약칭 : FTA-500) 을 사용하여, 권후 1 ㎜ 의 층으로부터 해서하는 사조에 대하여 하기의 측정 조건에서 측정을 실시하고, 열수축에 의해 섬유에 발생하는 수축 응력을 장력계로 연속적으로 측정하여 차트화하였다. 차트 상의 최대 응력과 최소 응력의 차이 (cN) 를 판독하고, 그 수치를 섬도로 나눈 값 (cN/dtex) 이 습열 수축 응력 변동이다.

습열 온도 : 100 ℃

급사 속도 : 10 m/min

급사 실 길이 : 400 m.

(5) 섬도

사조 500 m 를 실패에 감고, 실패의 중량에 20 을 곱한 값을 섬도로 하였다.

(6) 강도, 10 ％ 모듈러스

JIS L 1013 (1999) 에 따라, 오리엔텍스 제조 텐실론 UCT-100 을 사용하여 측정한 파단시의 하중을 섬도로 나눈 값을 강도, 10 ％ 신장시의 하중을 섬도로 나눈 값을 10 ％ 모듈러스로 하였다.

(7) 잔류 토크

측정 시료로 하는 모노필라멘트를 해서 꼬임이 가해지지 않도록, 또한 꼬임풀림이 일어나지 않도록 하여 핀을 지지점으로 시료를 U 자로 절반으로 접고, 0.1 cN/dtex 의 초하중하에서 그 시료 길이가 1 m 가 되도록 양 상단을 고정시켰다. 지지 핀의 시료 부분에 0.4 cN/dtex 의 미하중을 가하고 나서 측정 시료로부터 지지 핀을 제거하고, 현수 상태인 채로 자기 선회시켰다. 자기 선회가 멈추고 나서 검연(檢撚)하고, 선회수를 측정하여 토크로 하였다. 동일 시료로 10 회 측정하고, 그 평균치를 산출하여 단위를 「개/m」으로 나타냈다. 단, 측정 분위기는 온도 20 ℃, 상대습도 65 ％ 로 하였다.

(8) 해서성

다 감긴 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지 10 개를 30 ㎝ 간격의 크릴에 나열하고, 패키지 단부측으로부터 인출한 해서 사조를 바디에 유도하여 등간격으로 5 ㎜ 폭으로 나열하고, 100 m/분의 속도의 롤러로 인취하였다. 10 hr 연속으로 해서하였을 때의 해서 실끊김 횟수나 바디 출구 이후의 실 밀착 상태를 하기 기준으로 평가하였다. 합격 레벨은 A, B 또는 C 이다.

A : 밀착 없으며, 또한 실끊김 없음.

B : 사조가 진동하지만 밀착은 발생하지 않으며, 또한 실끊김 없음.

C : 사조가 밀착되기 쉽지만 곧바로 회복되며, 또한 실끊김 없음.

D : 사조가 거의 밀착된 상태인 채거나, 혹은 실끊김이 발생한다.

(9) 패키지 실빠짐

다 감긴 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지의 양 단면을 육안으로 검사하고, 패키지당 평균 실빠짐수 (N ＝ 10) 를 세었다. 합격 레벨은 A, B 또는 C 이다.

A : 실빠짐 없음

B : 길이 1 ㎝ 미만의 경미한 실빠짐 1 ~ 2 지점

C : 길이 1 ㎝ 미만의 경미한 실빠짐 3 ~ 5 지점

D : 길이 1 ㎝ 이상의 실빠짐 있거나, 혹은 길이 1 ㎝ 미만의 경미한 실빠짐 6 지점 이상.

(10) 마찰 보풀

줄처형 직기에 의해 직기의 회전수 120 회전/분으로 이하의 밀도에서 폭 2.54 m, 전체 길이 30 m 의 메시 직물을 제작하였다. 얻어진 스크린사를 검사하고, 육안으로 마찰 보풀 개수의 평가를 실시하였다. 합격 레벨은 A, B 또는 C 이다. 또한, 후술하는 실시예 11 ~ 26, 비교예 4 ~ 10 은 위사뿐으로 본 평가는 생략하였다.

섬도 13 dtex : 밀도 300 개/2.54 ㎝

섬도 8 dtex : 밀도 380 개/2.54 ㎝

섬도 5 dtex : 밀도 420 개/2.54 ㎝

A : 0 ~ 1 지점/30 m

B : 2 ~ 3 지점/30 m

C : 4 ~ 6 지점/30 m

D : 7 지점/30 m 이상.

(11) 경사 당김, 직단

줄처형 직기에 의해 직기의 회전수 120 회전/분으로 폭 2.54 m, 전체 길이 30 m 의 메시 직물을 제작하였다. 얻어진 스크린사를 검사하고, 육안으로 경사 당김, 직단의 평가를 실시하였다. 합격 레벨은 A, B 또는 C 이다. 또한, 후술하는 실시예 11 ~ 26, 비교예 4 ~ 10 은 위사뿐으로, 섬도가 13 dtex 인 것에는 실시예 1, 8 dtex 인 것에는 실시예 4, 5 dtex 인 것에는 실시예 7 을 경사로서 사용하였다.

섬도 13 dtex : 밀도 300 개/2.54 ㎝

섬도 8 dtex : 밀도 380 개/2.54 ㎝

섬도 5 dtex : 밀도 420 개/2.54 ㎝

A : 경사 당김?직단이 전혀 없다

B : 경미한 경사 당김?직단이 있고, 전체 길이의 0 ％ 초과 10 ％ 이하가 제품이 되지 않는다

C : 경미한 경사 당김?직단이 있고, 전체 길이의 10 ％ 초과 30 ％ 이하가 제품이 되지 않는다

D : 강한 경사 당김?직단이 존재하거나, 혹은 경미한 경사 당김?직단이 있고, 전체 길이의 30 ％ 초과가 제품이 되지 않는다.

(12) 인쇄 평가

실시예 1 ~ 7 에서 얻어진 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지로부터 얻은 메시 직물을 30 ㎝ × 30 ㎝ 의 보드 프레임에 사장(紗張)하였다. 그리고, 이하의 폭의 스트라이프 패턴을 인쇄하였다. 인쇄 상태를 주사형 전자 현미경으로 확인하였다.

스트라이프 라인폭

섬도 13 dtex : 200 ㎛

섬도 5 dtex, 8 dtex : 100 ㎛

A : 라인 굵기의 편차가 라인폭의 10 ％ 미만

B : 라인 굵기의 편차가 라인폭의 10 ％ 이상 ~ 20 ％ 미만

C : 라인 굵기의 편차가 라인폭의 20 ％ 이상 ~ 30 ％ 미만.

(실시예 1)

통상적인 방법에 의해 중합 및 펠릿화한 고유 점도 (IV) ＝ 0.78 로 산화티탄을 0.5 wt％ 함유하는 PET 를 익스트루더에 의해 용융시켰다.

그 후, 용융된 폴리머를, 295 ℃ 로 보온된 스핀 블록 내에 형성한 배관 및 원하는 폴리머 유량으로 계량하는 계량 펌프를 통과시켜, 스핀 팩에 유도하였다. 스핀 팩 내에는 순서대로 필터, 공지된 방사 구금이 형성되어 있다. 이 방사 구금으로부터 사조를 방출시켰다.

이 때, 구금면으로부터 가열통 하단까지의 거리 191 ㎜, 가열통 축심 방향의 길이 100 ㎜, 가열통 내경 89 ㎜, 가열통 내 분위기 온도 273 ℃ 의 가열통을 배치 형성하고, 구금으로부터 방출된 사조를 통과시켰다. 그 후, 사조에 대하여 냉각기를 사용하여 대략 직각 또한 1 방향으로부터 25 ℃ 의 에어를 20 m/분의 풍속으로 사조에 분무하여, 냉각 고화시켰다. 냉각 고화된 사조에, 오일링 롤에 의해 방사 유제를 연신사에 대하여 0.3 ％ 가 되도록 급유하였다.

유제의 성분은, 공지된 지방산 에스테르계 평활제 50 ％, 수용성 폴리에테르 변성 실리콘을 1 ％, 그 외 공지된 금속 마모제, 제전제, 계면활성제로 이루어지는 혼합 유제를 증류수에 대하여 10 ％ 의 농도로 에멀션화한 것이다.

급유 후의 사조는 그대로 표면 속도 800 m/분의 인취 롤로 인취하였다. 그 후, 일단 권취하지 않고, 표면 속도 808 m/분, 표면 온도 90 ℃ 의 제 1 핫롤, 표면 속도 2840 m/분, 표면 온도 90 ℃ 의 제 2 핫롤, 표면 속도 3520 m/분, 표면 온도 140 ℃ 의 제 3 핫롤, 표면 속도 3520 m/분의 고데롤을 개재한 후, 권취 장력 0.2 cN/dtex 로 제어된 사조 권취 장치로 권취하였다. 얻어진 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지는, 섬도 13 dtex, 패키지의 단부가 테이퍼 형상이며, 그 테이퍼각이 40°, 1 트래버스 실 길이 100 m, 패키지 최내층 권폭 250 ㎜, 패키지 최내층 권경 75 ㎜, 권량 2.0 kg 이었다.

사조 권취 장치는, 일본 공개특허공보 2002-284447호의 청구항 5 에 기재된 사조 권취 장치를 사용하였다. 이 사조 권취 장치는, 스핀들에 장착한 보빈에 연속적으로 사조를 권취하면서, 사조를 서보 기구에 의해 보빈축 방향으로 상대적으로 왕복 트래버스시키도록 하는 사조 권취 장치에 있어서, 사조의 급사 위치를 고정시키고, 스핀들측을 왕복 트래버스시키도록 하는 사조 권취 장치이다. 구체적으로는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 스핀들 (42) 은 유도 모터 (41) 및 트래버스 구동 장치에 연결되고, 그 스핀들 (42) 에 보빈 (2) 이 장착되어 있다. 사조 (Y) 의 급사 위치를 사도(絲道) 가이드 (33) 에 의해 고정시키고, 유도 모터 (41) 에 의해 스핀들 (42) 이 회전 구동되며, 또한 스핀들 (42) 이 트래버스 구동 장치에 의해 보빈축 방향으로 트래버스되면, 보빈 (2) 상에 사조 (Y) 가 권취된다. 상기 스핀들 (42) 에 연결된 트래버스 구동 장치의 구동원으로서, 정회전, 역회전을 교대로 실시하는 서보 모터 (35) 가 형성되어 있다. 서보 모터 (35) 에는 커플링 (40) 을 개재하여 볼 나사 (36) 가 연결되고, 볼 나사 (37) 는 양 단부가 볼 베어링 (도시 생략) 을 개재하여 브래킷 (39) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 볼 나사 (36) 에는 볼 너트 (37) 가 나사 결합되어 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 그 볼 너트 (37) 에 유도 모터 (41) 가 장착되어 있다. 그 볼 너트 (37) 는, 볼 나사 (36) 와 평행하게 형성된 2 개의 안내 가이드 (38) 에 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지되어 있다. 각 안내 가이드 (38) 의 양 단부는 브래킷 (39) 에 고정되어 있다. 서보 모터 (35) 가 정역으로 회전하면 볼 나사 (36) 가 정역으로 회전하고, 정회전인지 역회전인지에 따라 볼 너트 (37) 가 볼 나사 (36) 의 축 방향으로 왕복 이동한다. 따라서, 볼 너트 상의 유도 모터 (41) 에 연결된 스핀들 (42) 은, 보빈 (2) 의 축 방향으로 왕복 트래버스하고, 급사 위치가 고정된 사조 (Y) 는, 그 보빈 (2) 상에 권취된다. 이와 같이 스핀들이 왕복 트래버스하는 트래버스 구간은, 사조 (Y) 의 권취 중에 있어서 변화하도록 제어되어, 보빈 상에 실패상의 패키지를 형성한다.

(실시예 2)

인취 롤의 표면 속도를 1000 m/분, 제 1 핫롤의 표면 속도를 1010 m/분, 제 2 핫롤의 표면 속도를 3200 m/분, 제 3 핫롤의 표면 속도를 4000 m/분, 고데롤의 표면 속도 4000 m/분으로 변경하고, 얻어지는 모노필라멘트의 섬도가 13 dtex 가 되도록 계량 펌프로부터의 토출량을 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 3)

인취 롤의 표면 속도를 1100 m/분, 제 1 핫롤의 표면 속도를 1111 m/분, 제 2 핫롤의 표면 속도를 3280 m/분, 제 3 핫롤의 표면 속도를 4100 m/분, 고데롤의 표면 속도 4100 m/분으로 변경하고, 얻어지는 모노필라멘트의 섬도가 13 dtex 가 되도록 계량 펌프로부터의 토출량을 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 4)

통상적인 방법에 의해 중합 및 펠릿화한 고유 점도 (IV) ＝ 0.78 의 PET 를 심 성분, 고유 점도 (IV) ＝ 0.51 로 산화티탄을 0.3 wt％ 함유하는 PET 를 초 성분이 되도록, 각각 개별의 익스트루더에 의해 용융시켰다.

그 후, 용융된 폴리머를 295 ℃ 로 보온된 스핀 블록 내에 형성한 배관 및 원하는 폴리머 유량으로 계량하는 계량 펌프를 통과시켜, 스핀 팩에 유도하였다. 스핀 팩 내에는 순서대로 필터, 공지된 심초형 복합 방사 구금이 형성되어 있다. 이 방사 구금으로부터, 심/초의 면적비가 80/20 이 되도록 심초형 복합 사조를 방출시켰다. 이어서, 실시예 1 과 동일한 가열통을 통과시켜, 에어에 의한 냉각, 급유를 실시한 후, 표면 속도 1200 m/분의 인취 롤로 인취하였다. 추가로 일단 권취하지 않고, 표면 속도 1212 m/분, 표면 온도 90 ℃ 의 제 1 핫롤, 표면 속도 3930 m/분, 표면 온도 90 ℃ 의 제 2 핫롤, 표면 속도 4910 m/분, 표면 온도 140 ℃ 의 제 3 핫롤, 표면 속도 4860 m/분의 고데롤를 개재한 후, 실시예 1 과 동일한 사조 권취 방법으로 권취하였다. 얻어진 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지는, 섬도 8.0 dtex, 패키지의 단부가 테이퍼 형상이며, 그 테이퍼각이 40°, 1 트래버스 실 길이 100 m, 패키지 최내층 권폭 250 ㎜, 패키지 최내층 권경 75 ㎜, 권량 2.0 kg 이었다.

(실시예 5)

제 2 핫롤의 표면 속도를 3650 m/분, 제 3 핫롤의 표면 속도를 4560 m/분, 고데롤의 표면 속도 4510 m/분으로 변경하고, 얻어지는 모노필라멘트의 섬도가 8.0 dtex 가 되도록 계량 펌프로부터의 토출량을 조정한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 6)

심 성분의 PET 를 고유 점도 (IV) ＝ 1.00 으로 하고, 인취 롤의 표면 속도를 1000 m/분, 제 1 핫롤의 표면 속도를 1010 m/분, 제 2 핫롤의 표면 속도를 3150 m/분, 제 3 핫롤의 표면 온도 200 ℃, 표면 속도를 4500 m/분, 고데롤의 표면 속도 4450 m/분으로 변경하고, 얻어지는 모노필라멘트의 섬도가 8 dtex 가 되도록 계량 펌프로부터의 토출량을 조정한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 7)

인취 롤의 표면 속도를 500 m/분, 제 1 핫롤의 표면 속도를 505 m/분, 제 2 핫롤의 표면 속도를 1800 m/분, 제 3 핫롤의 표면 속도를 2850 m/분, 고데롤의 표면 속도 2850 m/분으로 변경하고, 얻어지는 모노필라멘트의 섬도가 5 dtex 가 되도록 계량 펌프로부터의 토출량을 조정한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 1 ~ 7 의 평가)

실시예 1 ~ 7 의 결과를 표 1 에 나타낸다. 실시예 1 ~ 3 의 비교, 실시예 4 ~ 6 의 비교 어느 것에 있어서나 모듈러스가 높은 것일수록 인쇄 정밀도가 높고, 섬도가 가는 것일수록 가는 라인의 재현이 가능하였다. 실시예 7 은 가장 섬도가 가늘고, 모듈러스가 높기 때문에, 해서 장력 변동 구배? 내층 수축 응력 변동 모두 약간 크고, 얻어진 메시 직물에 경미한 경사 당김, 직단이 있었지만, 매우 양호한 인쇄 정밀도를 갖고 있었다.

(실시예 8)

유제의 부착량을 연신사에 대하여 0.1 ％ 로 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 1)

유제 중의 수용성 폴리에테르 변성 실리콘을 0 ％ 로 한 것 이외에는, 실시예 8 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 9, 10, 비교예 2)

테이퍼각을 표 2 와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 3)

테이퍼각을 표 2 와 같이 변경한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 8 ~ 10, 비교예 1 ~ 3 의 평가)

실시예 8 ~ 10, 비교예 1 ~ 3 의 결과를 표 2 에 나타낸다. 실시예 8, 비교예 1 은 실-실 동마찰 계수의 증대와 함께 제직에서의 마찰 보풀이 증가하는 경향이 있고, 비교예 1 에서는 결점이 다발하여, 품질이 열등한 것이었다. 실시예 9, 10, 비교예 2 는 테이퍼각의 증가와 함께 실빠짐이 발생하기 쉬워지는 경향이 있고, 비교예 2 에서는 해서 실끊김이 다발하였다. 또한, 실-실 동마찰 계수와 테이퍼각이 모두 높은 비교예 3 은, 실빠짐이 적게 권취하는 것이 가능하였지만, 제직에서의 마찰 보풀이 다발하였다.

(실시예 11 ~ 14, 비교예 4)

표 3 과 같이, 사조 권취 장치의 왕복 트래버스 속도 및 트래버스폭을 조정하고, 1 트래버스 실 길이와 최내층 권폭을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 15)

표 3 과 같이, 사조 권취 장치의 왕복 트래버스 속도 및 트래버스폭을 조정하고, 1 트래버스 실 길이와 최내층 권폭을 변경한 것 이외에는, 실시예 3 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 16)

표 3 과 같이, 사조 권취 장치의 왕복 트래버스 속도를 조정하고, 1 트래버스 실 길이를 변경한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 5)

표 3 과 같이, 사조 권취 장치의 왕복 트래버스 속도를 조정하고, 1 트래버스 실 길이를 변경한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 11 ~ 16, 비교예 4, 5 의 평가)

실시예 11 ~ 16, 비교예 4, 5 의 결과를 표 3 에 나타낸다. 실시예 11 ~ 14, 비교예 4 에서는, 1 트래버스 실 길이가 보다 크고, 최내층 권폭이 작을수록 해서 장력 변동 구배가 작고, 메시 직물의 경사 당김?직단 품위도 양호해지는 경향이 있지만, 비교예 4 는 강한 경사 당김?직단이 발생하였다. 실시예 12, 16, 비교예 5 에서는, 동일 감김 형태라도, 세섬도?하이 모듈러스일수록 해서 장력 변동 구배가 커지기 쉽고, 비교예 5 는 강한 경사 당김?직단이 발생하였다.

(실시예 17, 18)

표 4 와 같이, 패키지의 최내 권경을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 19, 비교예 6)

표 4 와 같이, 패키지의 최내 권경을 변경한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 7)

표 4 와 같이, 패키지의 최내 권경을 변경한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 17 ~ 19, 비교예 6, 7 의 평가)

실시예 17 ~ 19, 비교예 6, 7 의 결과를 표 4에 나타낸다. 각각 비교하면 최내 권경이 작고, 세섬도?하이 모듈러스인 것일수록 내층 수축 응력 변동이 크고, 비교예 6, 7 은 메시 직물에 강한 경사 당김이 발생하였다.

(실시예 20, 21)

표 5 와 같이, 권취 장력을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 8)

표 5 와 같이, 권취 장력을 변경한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 9)

표 5 와 같이, 권취 장력을 변경한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 20, 21, 비교예 8, 9 의 평가)

실시예 20, 21, 비교예 8, 9 의 결과를 표 5 에 나타낸다. 각각 비교하면 권취 장력이 높을수록 내층 수축 응력 변동이 크고, 세섬도?하이 모듈러스인 것일수록 현저하였다. 비교예 8, 9 에서는 강한 경사 당김?직단이 발생하였다.

(실시예 22)

사조 권취 장치를 변경하며, 또한, 보빈의 회전축과 대략 평행한 회전축을 갖는 롤러 베일을 권취 중의 패키지 표면에 가압시키면서 권취한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다. 변경 후의 사조 권취 장치는, 일본 공개특허공보 2002-284447호의 청구항 4 에 기재된 사조 권취 장치이다. 구체적으로는, 도 6 에 나타내는 사조 권취 장치이다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 스핀들 (62) 은, 유도 모터 (61) 에 연결되고, 그 스핀들 (62) 에 보빈 (2) 이 장착되어 있다. 유도 모터 (61) 에 의해 스핀들 (62) 이 회전 구동되면, 보빈 (2) 상에 사조 (Y) 가 트래버스 가이드 (54) 에 안내되면서 권취된다. 한편, 상기 트래버스 가이드 (54) 의 트래버스 구동 장치의 구동원으로서, 정회전, 역회전을 교대로 실시하는 서보 모터 (55) 가 형성되어 있다. 서보 모터 (55) 에는, 커플링 (60) 을 개재하여 볼 나사 (56) 가 연결되고, 볼 나사 (56) 는, 양 단부가 볼 베어링 (도시 생략) 을 개재하여 브래킷 (59) 에 지지되어 있다. 볼 나사 (56) 에는 볼 너트 (57) 가 나사 결합되어 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 그 볼 너트 (57) 에 트래버스 가이드 (54) 가 장착되어 있다. 그 볼 너트 (57) 는, 볼 나사 (56) 와 평행하게 형성된 2 개의 안내 가이드 (58) 에 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지되어 있다. 각 안내 가이드 (58) 의 양 단부는, 브래킷 (59) 에 고정되어 있다. 서보 모터 (55) 가 정역으로 회전하면 볼 나사 (56) 가 정역으로 회전하고, 정회전인지 역회전으로 회전하는지에 따라 볼 너트 (57) 가 볼 나사 (56) 의 축 방향으로 왕복 이동한다. 따라서, 볼 너트 (57) 상의 트래버스 가이드 (54) 에 사조 (Y) 가 안내되면서, 보빈 (2) 상에 권취된다. 이와 같이 사조 (Y) 가 왕복 트래버스하는 트래버스 구간은, 사조 (Y) 의 권취 중에 있어서 변화하도록 제어되고, 보빈 (2) 상에 실패상의 패키지를 형성한다.

또한, 트래버스 가이드 (54) 와 패키지 사이에 보빈의 회전축과 대략 평행한 회전축을 갖는 롤러 베일 (63) 이 형성되고, 권취 중의 패키지 표면을 가압한다. 롤러 베일 (63) 에는, 유도 모터 (64) 가 스핀들 (62) 을 회전 구동시키는 유도 모터 (61) 와는 별도로 연결되고, 추가로 유도 모터 (64) 에 연결된 브래킷 (65) 에 장착된 에어 실린더 (66) 가 형성된다. 에어 실린더는, 유체에 의해 구동되고, 그 유체의 압력을 감압 밸브 (도시 생략) 에 의해 조절함으로써, 패키지 표면과 롤러 베일 (63) 의 접촉 길이의 단위 길이당 가압력을 조절한다.

또한, 이 사조 권취 장치에서는, 롤러 베일 (63) 에 의한 패키지에 대한 가압력은, 권취 시작시부터 권취 종료시에 걸쳐 50 ± 3 gf/m 이 되도록 에어 실린더 (66) 를 구동시키는 유체 압력을 5 분마다 조정하고, 또한, 롤러 베일 (63) 의 표면 속도는, 패키지 표면 속도 × 1.05 로 하였다.

(실시예 23)

실시예 22 의 사조 권취 장치를 사용한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(비교예 10)

실시예 22 의 사조 권취 장치를 사용한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일한 방법으로 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다.

(실시예 22, 23, 비교예 10 의 평가)

실시예 22, 23, 비교예 10 의 결과를 표 6 에 나타낸다. 권취 형식을 가이드 트래버스, 롤러 베일 있음으로 함으로써, 내층 수축 응력 변동은 커지는 경향이 있고, 비교예 10 에서는 메시 직물에 강한 경사 당김?직단이 발생하였다.

(실시예 24)

실시예 1 과 동일한 방법으로 급유, 인취까지 실시한 후, 일단 미연신사를 권취하였다. 그 후, 급사 롤, 제 1, 제 2, 제 3 핫롤, 냉롤, 드로우 트위스터형 권취기로 이루어지는 연신기로 연신, 권취하여, 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다. 그 때의 상세 조건은 이하와 같다.

제 1 핫롤 : 온도 90 ℃, 표면 속도 138 m/분

제 2 핫롤 : 온도 90 ℃, 표면 속도 484 m/분

제 3 핫롤 : 온도 140 ℃, 표면 속도 600 m/분

냉롤 : 실온, 표면 속도 600 m/분

드로우 트위스터 : 스핀들 회전수 8000 rpm, 냉롤 출장력 0.2 cN/dtex.

(실시예 25)

실시예 4 와 동일한 방법으로 급유, 인취까지 실시한 후, 일단 미연신사를 권취하였다. 그 후, 실시예 24 의 연신기로 연신, 권취하여, 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지를 얻었다. 그 때의 상세 조건은 이하와 같다.

제 1 핫롤 : 온도 90 ℃, 표면 속도 151 m/분

제 2 핫롤 : 온도 90 ℃, 표면 속도 485 m/분

제 3 핫롤 : 온도 140 ℃, 표면 속도 606 m/분

냉롤 : 실온, 표면 속도 600 m/분

(실시예 26)

제 1 핫롤 : 온도 90 ℃, 표면 속도 106 m/분

제 2 핫롤 : 온도 90 ℃, 표면 속도 379 m/분

제 3 핫롤 : 온도 200 ℃, 표면 속도 600 m/분

냉롤 : 실온, 표면 속도 600 m/분

드로우 트위스터 : 스핀들 회전수 8000 rpm, 냉롤 출장력 0.2 cN/dtex

(실시예 24 ~ 26 의 평가)

실시예 24 ~ 26 의 결과를 표 7 에 나타낸다. 실시예 24 ~ 26 은 모두 잔류 토크가 크고, 특히 섬도가 가는 것일수록 해서시의 밀착이 발생하기 쉬운 경향이 있었다.

1 : 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지
2 : 보빈
3 : 트래버스 지지점
4, 54 : 트래버스 가이드
5, 35, 55 : 서보 모터
6, 36, 56 : 볼 나사
7, 37, 57 : 볼 너트
8, 38, 58 : 안내 가이드
9, 39, 59 : 브래킷
10, 40, 60 : 커플링
11, 41, 61 : 유도 모터
12, 42, 62 : 스핀들
20 : 밸런스
21 : 방향 전환 가이드
22 : 회전 롤러
23 : 장력계
24 : 인취 롤러
33 : 사도 가이드
63 : 롤러 베일
64 : 유도 모터
65 : 브래킷
66 : 에어 실린더
θ : 테이퍼각
L1 : 패키지 최내층의 권폭
L2 : 트래버스 지지점 ~ 트래버스 가이드간 거리
L3 : 권취 중의 트래버스 위치에 의한 실 길이차
L4 : 접힘점으로부터 꼬임부까지의 거리
d : 패키지 최내층의 권경
D : 회전 롤러 직경
Y : 사조
A : 트래버스 가이드의 왕복 방향
B : 스핀들의 왕복 방향

Claims

폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리에스테르 모노필라멘트가 권취된 패키지로서, 하기 요건 (a) ~ (d) 를 모두 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(a) 폴리에스테르 모노필라멘트의 실-실 동마찰(動摩擦) 계수가 0.13 μd 이하
(b) 패키지 단부가 테이퍼 형상이며, 테이퍼각 (θ) 이 75°이하
(c) 해서 장력(解舒張力) 변동 구배 (ΔT) 가 0.02 cN/(dtex?m) 이하
(d) 패키지 내층의 권후(厚) 1 ㎜ 부분의 폴리에스테르 모노필라멘트의 습열 수축 응력 변동이 3.0 cN/dtex 이하
제1항에 있어서,
하기 요건 (e) ~ (h) 중 적어도 1 가지를 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(e) 트래버스 1 왕복당 권취된 실 길이가 25 m 이상
(f) 패키지 최내층의 권폭이 150 ~ 300 ㎜
(g) 패키지 최내층의 권경(徑)이 75 ~ 200 ㎜
(h) 권취된 폴리에스테르 모노필라멘트의 잔류 토크가 4 개/m 이하
제1항 또는 제2항에 있어서,
하기 요건 (i) 를 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(i) 패키지 내층의 권후 1 ㎜ 부분의 폴리에스테르 모노필라멘트의 습열 수축 응력 변동이 0.3 cN/dtex 이하
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
권취된 폴리에스테르 모노필라멘트가 하기 요건 (j) ~ (k) 중 적어도 1 가지를 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(j) 섬도(纖度)가 3 ~ 40 dtex
(k) 10 ％ 신장시의 응력 (10 ％ 모듈러스) 이 3.6 cN/dtex 이상
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
권취된 폴리에스테르 모노필라멘트가 하기 구성 요건 (l) 을 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(l) 폴리에스테르 모노필라멘트가 심초 복합사이며, 또한 심 성분 및 초 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트임
제5항에 있어서,
권취된 폴리에스테르 모노필라멘트가 하기 요건 (m) 및 (n)을 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(m) 심 성분의 고유 점도 (IV) 가 0.70 이상, 초 성분의 고유 점도 (IV) 가 0.4 이상, 또한 초 성분의 고유 점도 (IV) 가 심 성분의 고유 점도 (IV) 보다 0.2 이상 낮음
(n) 10 ％ 모듈러스가 5.0 cN/dtex 이상
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
권취된 폴리에스테르 모노필라멘트가 하기 요건 (o) 를 만족시키는 폴리에스테르 모노필라멘트 패키지.
(o) 섬도가 3 ~ 18 dtex