KR20230060922A - Recycle polyester filament with high strength property, and the preparing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법에 있어서, 고유점도 0.8~1.5dl/g인 재생 폴리에스테르 수지를 용융하는 용융단계; 상기 용융된 폴리에스테르 수지를 융점보다 20℃이상의 온도에서 용융방사하는 미연신사를 형성하는 미연산사 제조단계; 상기 미연신사를 연신 및 권취하여 섬유를 제조하는 섬유제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a method for producing high-strength regenerated polyester long fibers, comprising: a melting step of melting a regenerated polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.8 to 1.5 dl/g; An untwisted yarn manufacturing step of forming an undrawn yarn by melt-spinning the molten polyester resin at a temperature of 20° C. or higher than its melting point; It relates to a high-tenacity regenerated polyester filament and a manufacturing method thereof, characterized in that it comprises a fiber manufacturing step of producing fibers by drawing and winding the undrawn yarn.
Description
본 발명은 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로 폐폴리에스테르 수지를 이용하여 강도가 우수한 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-tenacity regenerated polyester filament and a method for producing the same, and relates to a high-tenacity regenerated polyester filament having excellent strength using waste polyester resin and a method for producing the same.
폴리에틸렌 테레프탈레이트계(polyethylene terephtalate)를 시작되는 폴리에스테르 (polyester)는 우수한 역학적 특성, 내열성, 성형성, 내약품성을 가지고 있어 섬유, 필름(film),보틀(Bottle) 성형품등의 분야에 있어서 폭넓은 용도에 사용되고 있다. 이러한 폴리에스테르(polyester)제품은 사용 후에 폐기처분되고 있지만, 소각처분을 하면 연소시 유해가스의 발생과 고열에 의한 소각로의 손상(부식)의 원인이 되는 문제가 발생한다. 또 소각하지 않고 폐기하는 경우는 부패분해하지 않기 때문에 흙속이나, 수중에 영구적으로 남아 토양의 산성화를 야기하는 오염원으로 작용을 하여 많은 문제가 되어 왔다.Polyester, which starts with polyethylene terephthalate, has excellent mechanical properties, heat resistance, moldability, and chemical resistance, so it is widely used in the fields of fibers, films, and bottle molded products. being used for its purpose. Although these polyester products are disposed of after use, incineration causes problems such as generation of harmful gases during combustion and damage (corrosion) of the incinerator due to high heat. In addition, in the case of disposal without incineration, since it does not decay and decompose, it remains permanently in the soil or in water and acts as a pollutant that causes acidification of the soil, which has been a problem.
유럽연합에서는 환경보전과 화학자원의 재활용을 위하여 자동차 산업의 재활용 비율 기준을 현재 75% 수준에서 2015년 95% 목표로 강화하고 있어 자동차 내장부품 소재의 재활용에 대한 기술 개발이 많이 이루워지고 있다.In the European Union, for environmental preservation and recycling of chemical resources, the recycling rate standard of the automobile industry is being strengthened from the current level of 75% to the target of 95% by 2015, so technology development for the recycling of materials for interior parts of automobiles is being actively developed.
종래에는 폐폴리에스테르를 재활용하는 방법으로 에틸렌글리콜을 이용하여 해중합을 통해 폐폴리에스테르를 글리콜리시스하여 올리고머를 제조하는 방법이 미국특허 US 4,078,143 과 영국 특허 610,136 에 소개되어 있으며, 생성된 올리고머를 중합하는 방법이 독일 특허 1,151,939 와 유럽특허 174,062에 소개되어 있지만, 이러한 기술은 폐폴리에스테르를 글리콜리시스하는 과정에서 발생하는 디에틸렌글리콜 성분에 대한 제어 기술과 올리고머의 변색을 억제하는 기술이 부족하기 때문에 높은 품질의 섬유 제품을 제조하지 못한다는 단점이 있다.Conventionally, as a method of recycling waste polyester, a method of producing oligomers by glycolysis of waste polyester through depolymerization using ethylene glycol has been introduced in U.S. Patent No. 4,078,143 and British Patent No. 610,136, and the resulting oligomers are polymerized. German patent 1,151,939 and European patent 174,062 have introduced methods to do this, but these technologies lack the technology to control the diethylene glycol component generated in the process of glycolysis of waste polyester and the technology to suppress discoloration of oligomers. There is a disadvantage that high quality textile products cannot be manufactured.
또한, 미국 특허 US 5,266,601 에서는 에틸렌글리콜을 이용하여 폐폴리에스테르를 글리콜리시스하여 올리고머를 제조한 후, 1,4-부탄디올과 에스테르 교환반응하여 얻은 1,4-부틸렌계 폴리에스테르 올리고머를 중합하여 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 제조하는 방법이 소개되어 있으나, 올리고머 제조공정에서 발생하는 변색을 억제하는 기술이 없기 때문에 유색의 사출 성형물에만 적용이 가능하다는 단점이 있다.In addition, U.S. Patent No. 5,266,601 discloses that oligomers are prepared by glycolysis of waste polyester using ethylene glycol, and then 1,4-butanediol and 1,4-butylene-based polyester oligomer obtained by transesterification are polymerized to obtain poly Although a method for producing butylene terephthalate has been introduced, there is a disadvantage in that it can be applied only to colored injection moldings because there is no technology for suppressing discoloration occurring in the oligomer manufacturing process.
또한, 미국 특허 US 7,297,721에서는 순수 원료인 테레프탈 산, 이소프탈산과 에틸렌글리콜을 이용하여 폐폴리에스테르를 해중합하여 재활용 폴리에스테르를 중합하는 방법이 소개되어 있으나, 화학재생 공정시 순수 원료의 사용량이 20~30%로 높으며 해중합 공정시 온도가 240℃ ~ 270℃의 고온으로 에너지 소비량이 많은 단점이 있다.In addition, U.S. Patent No. 7,297,721 introduces a method of depolymerizing waste polyester using terephthalic acid, isophthalic acid and ethylene glycol, which are pure raw materials, to polymerize recycled polyester. As high as 30%, the depolymerization process has a high temperature of 240 ℃ ~ 270 ℃, so there is a disadvantage of high energy consumption.
또한, 상기와 같이 해중합을 통해 폐폴리에스테르를 재활용하는 방법은 재생 폴리에스테르의 물성이 우수하지만 폴리에스테르를 재활용에 따른 비용이 높고 공정간의 긴 시간이 필요하여 점점 증가하는 폐폴리에스테르를 모두 처리하기 힘든 문제가 있었다.In addition, the method of recycling waste polyester through depolymerization as described above has excellent physical properties of recycled polyester, but the cost of recycling polyester is high and it takes a long time between processes, so it is difficult to process all the waste polyester, which is gradually increasing. I had a tough problem.
폐폴리에스테르를 빠르게 재활용하는 방법으로 폐폴리에스테르를 단순 압출하여 폴리에스테르 칩을 제조하여 재활용하는 물질 재생 방법이 상업화 되었지만 이러한 방법은 단순 압출로 재생 섬유로 제조시에 강도가 낮아지는 문제점이 있었다.As a method of rapidly recycling waste polyester, a material recycling method in which waste polyester is simply extruded to produce polyester chips and recycled has been commercialized.
본 발명의 상기와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 폐폴리에스테르 수지를 활용한 재생 폴리에스테르 장섬유 제조시에 폴리에스테르 수지 보다 높은 온도에서 방사하여 강도를 향상시킬 수 있는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.As described above, it was invented to solve the problems of the prior art of the present invention, and when manufacturing recycled polyester long fibers using waste polyester resin, high-strength recycling that can improve strength by spinning at a higher temperature than polyester resin It is an object of the present invention to provide a method for producing polyester long fibers.
또한, 상기 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법으로 제조되는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide high-strength regenerated polyester long fibers produced by the method for producing high-strength regenerated polyester long fibers.
본 발명은 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법에 있어서, 고유점도 0.8~1.5dl/g인 재생 폴리에스테르 수지를 용융하는 용융단계; 상기 용융된 폴리에스테르 수지를 융점보다 20℃이상의 온도에서 용융방사하는 미연신사를 형성하는 미연산사 제조단계; 상기 미연신사를 연신 및 권취하여 섬유를 제조하는 섬유제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법을 제공한다.The present invention is a method for producing high-strength regenerated polyester long fibers, comprising: a melting step of melting a regenerated polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.8 to 1.5 dl/g; An untwisted yarn manufacturing step of forming an undrawn yarn by melt-spinning the molten polyester resin at a temperature of 20° C. or higher than its melting point; It provides a method for producing high-strength regenerated polyester long fibers, comprising a fiber manufacturing step of producing fibers by drawing and winding the undrawn yarn.
또한, 상기 용융방사 시의 온도는 280~300℃인 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법을 제공한다.In addition, the temperature during the melt spinning provides a high-strength regenerated polyester long fiber manufacturing method, characterized in that 280 ~ 300 ℃.
또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제공한다.In addition, it provides a high-strength regenerated polyester long fiber characterized in that it is produced by the above manufacturing method.
또한, 상기 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유의 단사도는 4 내지 10데니어인 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제공한다.In addition, the high-tenacity regenerated polyester long fiber provides a single yarn of 4 to 10 denier.
또한, 상기 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유의 강도는 7.0g/d 이상, 신도는 10 내지 30%인 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제공한다.In addition, the high-tenacity regenerated polyester long fiber has a strength of 7.0 g/d or more and an elongation of 10 to 30%.
상기와 같이 본 발명에 따른 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법은 폐폴리에스테르 수지를 활용한 재생 폴리에스테르 장섬유 제조시에 폴리에스테르 수지 보다 높은 온도에서 방사하여 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the method for manufacturing high-strength regenerated polyester filament according to the present invention has an effect of improving strength by spinning at a higher temperature than polyester resin when manufacturing regenerated polyester filament using waste polyester resin. .
또한, 상기 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법으로 제조되는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제공하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of providing high-strength regenerated polyester long fibers produced by the method for producing high-tenacity regenerated polyester long fibers.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. First of all, in describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted in order not to obscure the gist of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms 'about', 'substantially', and the like are used in a sense at or approximating that number when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and are intended to convey an understanding of the present invention. Accurate or absolute figures are used to help prevent exploitation by unscrupulous infringers of the disclosed disclosure.
본 발명은 재생 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조되는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 및 그의 제조방법에 관한 것입니다.The present invention relates to a high-strength recycled polyester long fiber manufactured using a recycled polyester resin and a manufacturing method thereof.
본 발명의 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유는 용융단계, 미연산사 제조단계, 섬유제조단계를 포함하여 제조된다.The high-tenacity regenerated polyester filament of the present invention is manufactured by including a melting step, an untwisted yarn manufacturing step, and a fiber manufacturing step.
상기 용융단계는 고유점도 0.8~1.5dl/g인 재생 폴리에스테르 수지를 용융하는 단계로 고점도의 재생 폴리에스테르 수지를 통해 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제조한다.The melting step is a step of melting the regenerated polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.8 to 1.5 dl/g, and high-strength regenerated polyester filaments are manufactured through the regenerated polyester resin of high viscosity.
상기 고유점도 0.8dl/g 미만이면 원하는 강도를 얻기 힘들며, 고유점도가 1.5dl/g를 초과하면 방사공정성이 저하될 수 있다.If the intrinsic viscosity is less than 0.8 dl / g, it is difficult to obtain desired strength, and if the intrinsic viscosity exceeds 1.5 dl / g, spinning processability may be deteriorated.
상기 재생 폴리에스테르 수지는 0.8~1.2dl/g인 것이 더욱 바람직할 것이다.It is more preferable that the recycled polyester resin is 0.8 to 1.2 dl/g.
상기 미연산사 제조단계는 상기 용융된 폴리에스테르 수지를 융점보다 20℃이상의 온도에서 용융방사하는 미연신사를 형성하는 단계이다.The untwisted yarn manufacturing step is a step of forming an undrawn yarn by melt-spinning the molten polyester resin at a temperature of 20° C. or higher than the melting point.
상기 용융방사 시에 방사구금의 노즐은 홀구경 0.4mm 이상, 바람직하게는 0.4~1.2mm, 더욱 바람직하게는 0.4~0.8mm인, 홀 수는 40~400개, 바람직하게는 144 내지 192 개의 홀 수를 갖는 방사 구금를 사용하는 것이 바람직할 것이다.During the melt spinning, the nozzle of the spinneret has a hole diameter of 0.4 mm or more, preferably 0.4 to 1.2 mm, more preferably 0.4 to 0.8 mm, and the number of holes is 40 to 400, preferably 144 to 192 holes. It would be preferable to use a spinneret having a number.
상기 용융방사 시의 온도는 사용되는 폴리에스테르 수지의 융점에 따라 조절될 수 있으나, 일반적인 폴리에스테르 수지의 융점이 약 255~280℃로 상기 용융방사 시의 온도는 280~300℃인 것이 바람직할 것이다.The temperature during the melt spinning may be adjusted according to the melting point of the polyester resin used, but since the melting point of a general polyester resin is about 255 to 280 ° C, the temperature during the melt spinning is preferably 280 to 300 ° C. .
상기 섬유제조단계는 상기 미연신사를 연신 및 권취하여 섬유를 제조하는 단계로 속도 400 내지 700m/min로 하고, 80 내지 250℃의 온도로 제어된 연신 핫 롤러에서 연신할 수 있으며, 연신비는 공급 롤러의 속도에 맞춰 약 4 내지 7배 연신비로 연신하는 것이 바람직할 것이다.The fiber manufacturing step is a step of preparing fibers by drawing and winding the undrawn yarn, and the drawing may be performed on a drawing hot roller controlled at a speed of 400 to 700 m/min and a temperature of 80 to 250 ° C., and the drawing ratio may be supplied by a supply roller. It will be preferable to perform stretching at a stretching ratio of about 4 to 7 times according to the speed of.
상기 연신 후에 연신한 폴리에스테르 섬유는 추가적으로 이완처리를 거칠 수 있다.After the stretching, the stretched polyester fiber may additionally undergo a relaxation treatment.
상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법으로 제조되는 고강력 폴리에스테르 장섬유의 단사 섬도는 4 내지 10데니어인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 5 내지 7 데니어인 것이다.The single yarn fineness of the high-tenacity polyester long fiber produced by the method for producing high-tenacity regenerated polyester long fiber according to the present invention prepared as described above is preferably 4 to 10 denier, more preferably 5 to 7 denier. .
또한, 상기 고강력 폴리에스테르 장섬유의 강도는 7.0g/d 이상, 바람직하게는 8.0 g/d이상이며, 더 바람직하게는 9.0 g/d이상, 신도가 10 내지 30%, 바람직하게는 10 내지 20%이며, 더 바람직하게는 10 내지 15% 일 수 있다.In addition, the strength of the high tenacity polyester long fiber is 7.0 g/d or more, preferably 8.0 g/d or more, more preferably 9.0 g/d or more, and elongation is 10 to 30%, preferably 10 to 30%. 20%, more preferably 10 to 15%.
이하 본 발명에 따른 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of a method for producing high-tenacity regenerated polyester long fibers according to the present invention are shown, but the present invention is not limited to the examples.
실시예 1,2Example 1,2
융점이 약 265℃인 고유점도 1.05dl/g(실시예 1), 0.82dl/g(실시예 2)의 재생 폴리에스테르 수지를 용융한 후, 약 290℃에서 단독방사하여 미연신사를 제조하였으며, 연신 및 권취하는 단계를 실시하여 1000데니어/192필라멘트의 본 발명에 따른 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유를 제조하였다.After melting the recycled polyester resin having a melting point of about 265 ° C and an intrinsic viscosity of 1.05 dl / g (Example 1) and 0.82 dl / g (Example 2), it was individually spun at about 290 ° C. to prepare undrawn yarn, Stretching and winding were performed to prepare high-tenacity recycled polyester filaments of 1000 denier/192 filaments according to the present invention.
비교예comparative example
상기 실시예 1과 동일하게 제조하였으나, 폴리에스테르 수지는 융점이 약 265℃인 고유점도 0.8dl/g인 신재 폴리에스테르 수지를 사용하여 고강력 폴리에스테르 장섬유를 제조하였다.Although prepared in the same manner as in Example 1, high-strength polyester filament was prepared using a novel polyester resin having a melting point of about 265° C. and an intrinsic viscosity of 0.8 dl/g.
상기 실시예 1,2 및 비교예에서 제조된 고강력 폴리에스테르 장섬유의 강도 및 신도를 측정하여 표 1에 나타내었다.The strength and elongation of the high-tenacity polyester long fibers prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example were measured and are shown in Table 1.
강신도 측정방법: 원사를 표준상태인 조건, 즉 온도 25℃ 와 상대습도 65%인 상태의 항온항습실에서 24시간 동안 방치한 후에 ASTM D-885의 방법으로 인장시험기를 통해 측정하였다.Tensile elongation measurement method: After leaving the yarn in a constant temperature and humidity room under standard conditions, that is, a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 65% for 24 hours, it was measured through a tensile tester according to ASTM D-885.
표 1에서와 같이 재생 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조되는 본 발명에 따른 실시예 1,2는 신재를 사용하는 비교예와 비교시에 강도 및 신도에서 큰 차이가 없으며, 공정성 역시 신재를 사용하는 비교예처럼 양호한 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, Examples 1 and 2 according to the present invention prepared using recycled polyester resin have no significant difference in strength and elongation when compared to Comparative Examples using new materials, and fairness is also comparable to comparison using new materials. It can be seen that it is good as in the example.
본 발명의 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법은 재생 폴리에스테르 수지를 사용하지만 신재를 사용하는 폴리에스테르 장섬유와 같은 물성을 갖는 것을 알 수 있다.It can be seen that the method for producing high-strength regenerated polyester filament of the present invention uses regenerated polyester resin, but has the same physical properties as polyester filaments using new materials.
Claims (5)
고유점도 0.8~1.5dl/g인 재생 폴리에스테르 수지를 용융하는 용융단계;
상기 용융된 폴리에스테르 수지를 융점보다 20℃이상의 온도에서 용융방사하는 미연신사를 형성하는 미연산사 제조단계;
상기 미연신사를 연신 및 권취하여 섬유를 제조하는 섬유제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법.
In the method for producing high-strength recycled polyester long fibers,
A melting step of melting a recycled polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.8 to 1.5 dl/g;
An untwisted yarn manufacturing step of forming an undrawn yarn by melt-spinning the molten polyester resin at a temperature of 20° C. or higher than its melting point;
A method for producing high-strength regenerated polyester long fibers, characterized in that it comprises a fiber manufacturing step of producing fibers by drawing and winding the undrawn yarn.
상기 용융방사 시의 온도는 280~300℃인 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유 제조방법.
According to claim 1,
High-strength regenerated polyester long fiber manufacturing method, characterized in that the temperature during the melt spinning is 280 ~ 300 ℃.
A high-strength recycled polyester filament produced by the method of claim 1 or 2.
상기 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유의 단사도는 4 내지 10데니어인 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유.
According to claim 3,
The high-tenacity regenerated polyester long fiber is characterized in that the single yarn is 4 to 10 denier.
상기 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유의 강도는 7.0g/d 이상, 신도는 10 내지 30%인 것을 특징으로 하는 고강력 재생 폴리에스테르 장섬유.According to claim 3,
The high-tenacity regenerated polyester long fiber has a strength of 7.0 g / d or more and an elongation of 10 to 30%.
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