KR870001252B1 - 어닐링된 폴리에스테르 필라멘트 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

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Description

어닐링된 폴리에스테르 필라멘트 및 이의 제조방법

제1도는 본 발명의 제조공정에 적합한 장치의 개략도이다.

제2도 내지 제4도는 본 발명의 증기-어닐링된 필라멘트에 대한 장주기 간격, 겉보기 결정크기 및 결정화도(%)의 Ⅹ-선 미세구조를 상세하게 나타낸 그래프이다.

제5도는 상대점도에 대하여 인장특성과 표면 트리머를 플로트한 그래프이다.

본 발명은 폴리에스테르 필라멘트를 어닐링하는 개선된 방법에 관한 것이며, 특히 미세 구조가 신규하며, 염색성, 강도, 열에 대한 치수안정성, 권축성 및 저표면 환상 트리머(low surface cyclic trimer)등의 필라멘트 특성이 균등하게 개선된 제품을 제조하는 개선된 방법에 관한 것이다.

폴리에스테르는 제직용 사로서 가장 많이 사용되는 합성섬유이다. 폴리에스테르사는 비교적 소수의 연속 필라멘트로 이루어지고 데니어가 비교적 작은 연속 필라멘트 형태이거나, 일반적으로 면 또는 양모계의 혼방섬유로 이루어진 권축 스테이플 섬유를 종래의 방사법과는 약간 상이한 방법(예 : 가연공정을 포함함)으로 제조하는 방적사 형태이다. 폴리에스테르 스테이플 섬유는 일반적으로 보통 100만 이상의, 수많은 연속 필라멘트를 함유하는 거대한 토우(토우의 전체 데니어는 대단히 크다)를 절단하여 제조한다.

이러한 토우의 제조공정은 연속 필라멘트사에 대하여 통상적으로 사용하는 방법과는 전혀 다른 기술을 필요로 한다.

지금까지, 연속 필라멘트 토우는 폴리에스테르 필라멘트를 비교적 저속으로 방사하여 섬유용도에 적합치 않은 비교적 배향도가 낮은 필라멘트를 생성시킨 다음, 배향도가 증가하도록 연신함으로써 필라멘트의 강도를 증가시켜 필라멘트를 섬유용도에 적합하게 하는 방식으로 제조되어 왔다. 이러한 제조공정은 베일(Vail)의 미합중국 특허 제3,816,486호에 기술되어 있다. 통상적으로 바람직한 연신공정은 물로 습윤된 필라멘트를 연시하는 공정을 포함한다. 베일의 특허에 기술되어 있는 바와 같이, 최종 생성물의 수축율이 지나체게 높을 경우에는 어닐링으로 이러한 수축율을 감소시킬 수 있다. 지금까지, 통상적으로 바람직한 어닐링 공정(annealing process)은 가열된 로울을 사용하여 조절된 장력하에 물의 비등점을 초과하는 온도로 필라멘트를 가열하였다. 이러한 공정은 필라멘트롤 바람직한 어닐링 온도로 가열하기 전에 필라멘트로부터 수분을 완전히 증발시키기 위하여 충분한 열을 필요로 한다. 이어서 어닐링된 필라멘트는, 히트(Hitt)의 미합중국 특허 제 2,311,174호에 기술되어 있는 바와 같이, 예를 들면, 스터퍼-박스 권축기(stufler-box crimper)로 권축한다. 그후, 권축된 필라멘트를 이완된 상태에서 건조시킨다.

이러한 공정의 에너지 소모량을 감소시키는 것은 오랫동안 요망되어 왔다. 더우기, 가열로울 어닐링 공정(hot roll annealing process)에서는 수축율을 감소시키는 바람직한 목적을 달성하였지만, 염색성을 감소 시키며, 필라멘트를 구성하는 중합체의 조성과 특수한 조건에 따라 권축성이나 표면 트리머 함량과 같은 기타의 특성에 역효과를 나타내는 등의 많은 단점이 있었다. 또한, 선행기술의 폴리에스테르 필라멘트는 약간의 이점을 갖고 있을 뿐만 아니라 지금까지 불가피하게 생각되어 왔던 결점도 갖고 있다. 필라멘트를 어닐링하지 않을 경우, 수축율은 다양한 용도로서 바람직하지 않게 높지만, 염색성은 어닐링된 필라멘트 보다 더 우수하다.

통상적인 가열-로울-어닐링방법으로 염색성과 인장특성을 모두 향상시킨다는 것은 다소 힘든 일이다. 일반적으로, 이들 특성중 어느 하나가 향상됨으로써 다른 특성은 약간 손상된다. 또한, 낮은 수축율, 권축성 및 소량의 표면 환상 트리머와 같은 특징을 적합하게 하려할 경우에도 마찬가지로 반대의 상호작용이 나타난다. 따라서, 이러한 특성들을 결합하여 전체 특성을 양호하게 할 수 있는 통상적으로 실행가능한 방법, 다시 말하면 다른 하나의 특성을 개선하기 위하여 하나 이상의 개개 특성을 적게 손상시키는 방법을 개발하려는데 많은 관심이 집중되고 있다.

본 발명의 목적은 강도, 염색성, 수축율 및/또는 권축성 및/ 또는 낮은 표면 환상 트리머 함량 등의 필라멘트 특성을 균등하게 개선하기 위해 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 연신 필라멘트 토우를 어닐링하는 방법이다. 본 발명의 다른 목적은 이렇게 하여 제조한 개선된 제품이다. 본 발명의 또다른 목적은 미세구조와 개선된 필라멘트 특성이 놀라울 정도로 새롭게 결합된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 어닐링된 권축 필라멘트이다.

본 발명은 이들 목적을 제공한다.

본 발명에 따라, 적어도 1100kPa의 압력하에 포화증기를 사용하여 어닐링 단계를 수행함을 특징으로 하여 연신, 어닐링, 권축 및 건조단계를 포함하는 용융방사 폴리에스테르 필라멘트 토우의 개선된 연속처리 방법을 제공한다. 이러한 가압 증기-어닐링 방법은 전적으로 신규성이 있는 바람직한 특성들이 균등하게 개선된 권축 폴리에스테르 필라멘트의 제조를 가능하게 한다. 수득할 수 있는 이들 특성의 정확한 상호결합성은 제조조건과 폴리에스테르 특유의 조성에 따라 다를 것이다.

첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

제1도에서, 토우(11)는 먼저 통상적인 장치(10)에서 연신된 다음, 증기챔버(20)의 입구 전방에 설치된 로울(12),(14)에 의해 어닐링영역으로 공급되며, 증기챔버의 출구 후방에 설치된 가감속도 풀링 로울(22),(24)에 의해 조절길이로 증기 챔버(20)를 통과하여 진행한다. 이어서 토우는 권축장치(30)로 전진하여 통상적으로 권축한다. 권축 토우(11)는 권축 필라멘트가 이완상태하에 통상적으로 건조되는 건조 -이완오븐(40)을 통과한다. 가압증기는 다기관(21, manifold)을 거쳐서 증기 챔버 (20)에 공급된다. 응축수는 응축수 배출구(23)를 통하여 증기 챔버(20)로부터 제거된다.

어닐링하는 도중에 필라멘트에 걸린 장력은 증기 챔버 외부의 로울로 조절한다는 것은 본 장치에 대한 설명으로부터 쉽게 이해할 수 있다. 또한 어닐링 도중 또는 가압영역에서의 신장 또는 수축에 대한 설명은 모두 이러한 의미로 이해해야 한다. 장치의 특별한 설계에 따라, 필리멘트의 온도 분포는 필라멘트가 수축하기 시작하는 위치에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 어닐링은 이들 단계중 신장 및/또는 수축단계를 포함하는 1 단계 이상으로 수행하여도 좋다. 약간의 경우에는 1단계 이상의 어닐링 단계가 바람직한 것으로 입증되었다.

본 발명자들은, 적어도 약 150psig(1100KPa)의 압력하에 유지되는 포화증기는 놀라울 정도로 유익한 결과로 권축되기 전에 장력상태하에 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 연신 필라멘트를 어닐링하는데 사용할 수 있음을 알아내었다. 가열 로울 어닐링으로 제조한 어닐링된 권축 필라멘트를 결정화도와 수축율이 유사한 필라멘트와 비교해 보면 증기-어닐링된 권축 필라멘트는 통상적으로 예기치 않게 다른 미세구조에 의해 수반되는 특성의 균등성이 전체적으로 우수한 것으로 밝혀졌다.

본 명세서에서 권축 필라멘트란 용어는 보통 토우형태의 연속 필라멘트, 스테이플 섬유 및 이의 제품을 포함하는 의미로 사용한다. 그러나, 스테이플 섬유보다는 연속 필라멘트에 대하여 언급한 파라미터를 측정하는 것이 일반적으로 더 용이하다.

따라서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 어닐링된 권축 필라멘트의 바람직한 제조방법은 필라멘트 길이를 약 5%의 신장율 내지 10%의 수축율 범위내에서 조절하면서 적어도 약 150psig의 압력하에 적어도 약 0.2초 동안 바람직하게는 증기압력에 상응하는 적어도 증기포화온도 이상에서 필라멘트 전체를 실제로 가열하는데 충분한 시간 동안 유지된 가압증기영역을 통하여 거의 완전히 연신된 필라멘트 토우를 전진시키고 가압 영역으로부터 주위 대기 압력으로 필라멘트 토우를 취출한 다음, 토우를 조절길이로 유지하면서 수분을 증발시켜 약 100℃이하의 온도로 급냉시키며, 경우에 따라서는 적합한 권축을 위해서 필요한 만큼 더 냉각시키고, 냉각된 필라멘트를 권축한 다음, 약 125℃ 미만, 바람직하게는 110℃ 미만의 온도에서 권축된 필라멘트를 건조 및 이완시킴을 특징으로 하고 있다.

냉각된 후, 본 발명의 어닐링된 필라멘트는 히트의 미합중국 특허 제 2,311,174호에 실시예에 기술된 바와 같이 스터퍼-박스 권축기에서 통상의 방법으로 권축한 다음, 너무 높은 온도는 본 발명의 장점을 손상시킬 수 있기 때문에 약 125℃ 이하의 온도에서 건조, 이완시킬 수 있다.

본 발명의 필라멘트는 필수적으로 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 다시 말하면 적어도 약 93%(여기서는 중량당임)의 반복 라디칼이 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼로 이루어진 중합체로 구성된다. 잔여라디칼은 5-나트륨 설포이소프탈로일, 디욱시에틸렌 에테르 등의 라디칼을 포함하는 이온성 또는 중성(이온성 염착좌석이 없는)공단량체 라디칼, 다시 말하면, 디에틸렌 글리콜(DEG)의 유도체, 디메틸 글루타레이트 (DMG)로부터 유도된 것과 같은 글루타릴 및 분자량이 600인 PEO 등의 폴리(에틸렌 옥사이드)유도체로 구성될 수도 있다.

또한, 기타의 잔여라디칼은 탄소수 4 내지 9의 직쇄 지방족 이산(diacid) (이의 혼합물을 포함함), 특히 글루타릴 및 아디필 : 글리콜류, 예를 들면, 분자량이 400내지 4000인 디에틸렌, 트리에틸렌 및 테트라에틸렌 글리콜, 폴리(에틸렌 글리콜), 테트라메틸렌 및 헥사메틸렌 글리콜, 분자량이 400내지 4000인 폴리(부틸렌 글리콜) : 및 분자량이 400내지 4000인 에틸렌/프로필렌과 에틸렌/부틸렌 글리콜의 코폴리에테르를 포함할 수도 있다.

예를들면, 5-나트륨 설포이소프탈로일과 같이 이온성 염착좌석을 갖는 일정량의 라디칼은 중성 라디칼을 포함할 수 있다. 비록 본 발명의 신규한 필라멘트는 상응하는 가열로울된 필라멘트보다 더욱 우수하게 개선된 특성들이 전체적으로 균등하다는 특징이 있지만, 증기-어닐링법으로 달성한 이러한 개선 정도와 특성은 관련된 폴리에스테르 특유의 화학적 조성에 따라 다르다. 상대점도가 25미만이고 높은 인장특성이 요구되는 섬유용도에 있어서, 개선된 필라멘트는 T₇이 적어도 약 1.5gpd, T+T₇이 적어도 약 7gpd 및 일반적으로 약 10gpd 미만, 건열수축율(196℃)이 10%이하이다. 본 발명의 이러한 필라멘트는 “D”번호가 약 3.8미만 및 약 1.8이상이고 트리머 “T”번호가 바람직하게는 약 20미만인 점이 특징인 균등한 염색성 배향도를 가지며, “D”번호 및 트리머 “T”번호란 용어는 이후에 정의하는 바와 같고, 통상적으로 측정한 특성으로부터 유도된다.

본 발명의 바람직한 필라멘트 제품은 목적하는 용도에 따라 분류할 수 있다. 강도를 주목적으로 할 경우, 적어도 97중량%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일라디칼을 함유하는 필라멘트의 중합체이다. 약간의 잔여 라디칼은 글루타릴, 옥시-폴리(에틸렌 옥사이드) 및 디옥시디에틸렌옥사이드로 이루어진 그룹에서 선택하는 것이 바람직하다. 소량의 이온성 라디칼(약 0.3% 이상의 5-나트륨 설포이소프탈레이트)은 임의로 존재할 수 있다.

강력한 필라멘트의 바람직한 그룹은 이온성 염착좌석이 거의 없는 적어도 70%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼을 함유하는 중합체이며, 상기한 균등한 특성 이외에도 제2도의 HIJK 영역 또는 제3도의 LMNOP 또는 NOPQR 영역내에 결정성 미세구조를 갖는다.

분산염료에 대한 염착성을 주목적으로 하지만, 양호한 인장특성 및 낮은 수축율을 중요시할 경우, 필라멘트는 적어도 약 3중량% 및 약 7중량% 이하의 중성(즉, 이온성 염착좌석이 거의 없는)유기 폴리에스테르 라디칼을 함유하는 중합체, 특히 디에틸렌 글리콜, 글루타레이트 아다페이트 및 분자량이 4000미만인 폴리(에틸렌 옥사이드)로 이루어진 (또는 유도된) 그룹에서 선택한 것이다. 본 발명의 이러한 공중합체 필라멘트는 T₇이 적어도 약 1.1gpd, T+T₇이 적어도 약 5gpd 및 바람직하게는 7gpd 미만, 건열수축율 (196℃에서)이 10%미만, “D”번호가 약 3.8미만 및 약 1.8이상, 트리머 “T”번호가 바람직하게는 약 20미만, 염착속도(RDDR)가 적어도 0.12라고 정의한 바와 같이 균등히 개선된 특성을 가지고 있다.

이러한 공중합체 필리멘트는 필라멘트 길이의 수축율(피드 및 풀링 로울 속도의 차이)을 약 3내지 10% 범위내로 유지하면서 어닐링하는 것이 바람직하다. 이러한 필라멘트는 통상적인 공중합체 필라멘트와 관련된 필링저항성, 염색성, 인장특성 및 열안정성의 상호 결합능력이 우수한 것을 포함한다.

이온성이 개질된 양이온 염색가능한 본 발명의 필라멘트는 적어도 93%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일라디칼, 적어도 1.3%의 5-나트륨 설포이소프탈로일 라디칼 및 0내지 약 4%(DEG 불순물을 포함함)의 상술된 다른 중성 라디칼을 함유한다. 이러한 필라멘트는 T₇이 적어도 약 1.2gpd, T+T₇이 적어도 약 5gpd 이고, “D” 및 트리머 “T”번호가 상기 중합체와 같다.

바람직한 93내지 97%의 공중합체와 이온성 터폴리머는 제4도의 STUV 영역 및 제3도의 LMNOP 영역내에 결정성 미세구조를 가지고 있다.

본 발명은 인장-염색-수축특성이 놀라울 정도로 우수한 필라멘트를 제공할 수 있으며, 또한 통상적으로 개선된 권축성과 낮은 표면 환상트리머 함량이 결합되어 있다.

본 발명에서 사용하는 각종 파라미터와 이의 측정방법은 후술한다. 앞서 지적한 바와 같이, 일반적으로 최종 스테이플 섬유 보다는 연속 필라멘트에 대해서 이들 파라미터를 측정하는 것이 더 용이하다.

통상적인 토우는 흔히 대단히 크고 또한 다수의 미세한 필라멘트를 함유하기 때문에, 개개의 필라멘트와 동일 필라멘트간의 변동은 불가피하게 일어나게 된다. 그러므로 필라멘트 한가닥의 작은 세그먼트로 측정하는 특성은 오판될 수도 있다. 이러한 이유 때문에 토우 또는 스테이플 섬유 또는 이로부터 제조한 사중에서 필라멘트의 실제 전체 특성에 대한 신뢰도를 보다 높이기 위하여 다른 부분에서 다른 필라멘트로 반복 측정하는 것이 통상적인 수행 방법이다. 실시예에 기재된 특성을 고려할 경우, 다수의 측정치 결과가 통상적인 수행방법의 특성이 아니라는 것을 알아야 할 것이다. 실시예에서 특성들간의 근소한 차이를 검사해 보면 방법 수행에 있어서의 차이는 특성차에 밀접하게 관계하고 있다는 의미에서 현저한 효과를 나타내지는 않는다. 그러나, 본 발명자들은 본 발명의 방법에 따른 압력 범위내에서 포화증기압의 현저한 증가가 실시예의 비교시험에서 나타낸 바와 같이 최종 필라멘트의 균등한 특성을 증가시킨다는 것을 알아냈다.

특히 이것은 비교되는 다른 조건하에서 얻어진 진정한 잔류 수축율이다. 또한, 비록 개개의 수축율 측 정치가 평균 수축율의 어느 한쪽에 2%이상 정도로 토우 내에서 변한다 할지라도, 평균 수축율은 포화증기압이 예를들어 120psig 내지 150psig로 상승함에 따라 현저하게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 하나의 개개 측정치는 다른 하나의 개개 측정치와 비교해 보면, 전반적으로 토우에 대한 평균값의 증가를 전혀 나타내지 않는다. 압력이 고려될 압력 범위 내에서 150psig 이상 증가함에 따라 평균수측율은 감소하기 때문에 다른 조건과 비교해 보면 수축율 측정치는 3 내지 6% 범위가 가장 바람직할 것이라는 것을 예측할 수 있게 된다. 폴리에스테르의 화학적 조성에 따라서는 다른 경우에서 지적한 바와 같이 압력이 150psig 이상 증가함에 따라 개개 특성(평균치)은 현저하게 또는 점진적으로 개선되어도 좋다. 또한, 일부 공중합체의 염색성은 일부 실시예에서 나타낸 바와 같이 측정할 수 있을 정도로 증가되는 반면, 단독중합체의 염색성은 일반적으로 동일한 정도로 증가되지 않는다.

권축지수(crimp index) 및 데니어/ 필라멘트(DPE)

권축된 토우는 약 0.1gpd의 하중을 가하여 곧게 펴고 무게가 0.5gm인 클립을 곧게 펴진 토우에 66.6㎝의 간격으로 부착시킨다. 토우를 11.7㎝씩 잘라 곧게 뻗은 길이가 90㎝인 샘플을 수득한다. 샘플을 수직으로 걸고 클립중의 하나를 제거하여 권축된 길이로 수축시킨다. 30초후, 클립 대 클립의 거리를 측정한다.

상기식에서,

Lc는 자유롭게 걸린 상태에서의 클립 대 클립의 거리이다.

토우의 데니어는 90㎝로 늘어난 샘플의 중량에서 계산한다. 필라멘트당 평균 데니어는 토우 데니어 및 토우중의 필라멘트 수로부터 계산한다.

장력특성(T 및 T₇)

파단신도에서의 강도(T) 및 7% 신도에서의 강도 (T₇)는 샘플길이가 10in(25㎝)이고 샘플 신도의 속도가 60%/min인 “인스트롱(Instron)”기를 사용하여 약 75°F (24℃)/65% RH에서 통상의 방법으로 응력-변형곡선으로부터 측정한다. 이들은 전적으로 gpd단위로 주어진다.

굴곡수명(flex life)

굴곡수명은 각각 0.3gpd로 장력이 걸린 필라멘트 단사를 직경이 0.001in (0.025㎜)인 와이어에 180°의 각도로 반복적으로 구부려 측정한다. 데니어가 5dpf를 초과할 경우, 직경은 0.003in (0.075㎜)이어야 한다. 22가닥의 필라멘트를 연속적으로 구부린다. 굴곡수명은 11가닥의 필라멘트가 절단될 때의 주기수로서 정의한다. 이 실험은, 즉 두 가닥의 필라멘트를 반복하여 실험하며, 주기의 평균수를 굴곡수명으로 취한다.

DHS-건열수축율(196℃)

잔여 수축율은 절단하지 않은 건조된 권축 토우에서 측정하는 것이 가장 정확하고 바람직하다. 약 250den의 필라멘트속의 끝을 묶어 길이가 약 30㎝인 루우프로 만든다. 약 0.1gpd의 하중을 가하여 권축을 펴고 루우프의 길이를 ㎜까지 가장 근사하게 측정한다. 루우프는 196℃로 가열된 공기 오븐중에서 30분 동안 장력이 걸리지 않은채 뚤뚤 감겨 걸린다. 냉각시킨 후, 상술한 바와 같이 길이를 다시 측정한다.

상기식에서

L 및 F는 각각 초기 및 최종 루우프의 길이이다.

스테이플 섬유를 절단하고, 섬유 한 가닥 또는 25가닥의 섬유속을 버니어자 (Vernier scale)가 부착된 고정 클램프와 가동 클램프 사이에 끼운다. 장력을 충분히 가하여 권축을 곧게 펴고, 늘어난 길이를 측정한다. 가동 클램프를 조절하여 장력을 느슨하게 하고 섬유의 권축을 자유롭게 한다. 조합물 196℃로 가열된 공기오븐으로 옮겨 30분 동안 방치한다. 냉각시킨 후, 늘어난 섬유 길이를 다시 측정하고 상기한 바와 같이 수축율을 계산한다.

필라멘트가 냉연신되지 않도록 조심하는 것은 필수적이다.

비등 수축율(BOS)

비등 수축율(BOS)은 피아자(Piazza) 및 리이즈(Reese)의 미합중국 특허 제 3,772,872호에 기술된 바와같이 측정한다.

밀도

피아자 및 리이즈의 미합중국 특허 제 3,772,872호 제3란의 방법 또는 ASTM D 1505-63T를 참조한다.

결정화도(%)

밀도는 단독중합체에 대한 결정화도(%)를 계산하기 위한 기준으로서 바람직하다. 무광택 함량을 조정한 후, 결정화도(%)는 100%단독중합체에 대한 1.335gm/cc의 비결정 밀도와 1.455gm/cc의 결정 밀도를 기준으로 계산한다. 그러나, 개질제의 양이 증가하기 때문에 공중합체의 비결정 및 결정 밀도는 단독중합체에 대해 통상적으로 사용하는 이들 값과 상당히 상이할 수 있으므로 이를 근거로 한 결정화도(%)의 계산은 잘못될 수 있다. 특히, 이는 공중합체가 개질제를 3%이상 함유할 때 해당되지만, 특수한 개질제에 따라 달라진다. 이와 같은 공중합체의 결정화도(%)는 다른 방정식을 사용하여 결정화도 지수(CI)로부터 계산해야 한다.

결정화도 (%) =0.676×CI

특히, 필라멘트에서 필라멘트까지 큰 토우의 특성이 상당히 변하기 때문에 잘못된 결과를 수득하게 되는 것을 피하기 위해서는 CI의 측정을 반복하는 것이 특히 바람직하다.

융점

융점은 주사열량계(Du Pont 1910)가 부착된 열분석기(Du Pont 1090)를 사용하여 대기합하에 측정한 용융 흡열 피크의 온도로서 정의한다. 샘플의 크기는 5±0.2 mg이며, 주사속도는 20℃/min이다.

LPS-장주기 간격(Long -Period Spacing)

자오선 소각(小角) X-선 장주기 최고점은 크라트키(Kratky) 소각 X-선 카메라[안톤 파케이. 쥐·그라즈-스트라스강(오스트리아)제조, 시멘스 코오포레이션(이셀린, 뉴져지)시판]를 사용하여 측정한다. 방사선은 촛점이 2.5×7㎜이고, 특히 크라트키 카메라와 함께 사용하도록 설계된 X-선 튜브(시멘스 에이지, Cu 4SK-T)에서 방출된 CuKα(구리 K-알파)이다. 방사선을 0.7ml(18μ) Ni호일로 여과하여 CuKβ방사선을 제거하고 단일-첸널 펄스-높이-분석기를 적용하는 NaI (T1)방사능 측정장치로 탐지하여 90%의 CuKα 방사선을 대칭적으로 통과시킨다. 펄스-높이 분석기는 X-선 튜브에서 방출되는 연속적인 방사선의 주요 부분을 제거한다.

시료는 절단되지 않는 권축 토우를 X선 빔이 통과하기에 충분한 구멍이 있는 2.5㎠ 프레임에 감아 제조한다. 토우를 충분한 장력으로 감아 두께가 균일하고 필수적으로 평행한 섬유를 만든다. 절단한 스테이플 섬유에 대해 측정할 경우, 이들을 실로 방적하여 섬유의 평행화를 최대로 한다. 실로 제조할 경우, 섬유의 구조를 변화시키는 냉연신과 같은 기계적인 손상은 피하도록 조심해야 한다. 스테이플 섬유와 적당하게 조절한 샘플로 행할 경우, 절단되지 않은 토우와 방적 스테이플사를 둘 다 행하여 절단되지 않은 토우의 인자에 대한 방적사의 데이터를 표준화할 필요가 있는 보정율을 결정한다.

권취한 후의 시료 두께는 CuKα방사선 e^-1=0.368이 투과하기에 충분하다. 이는 회절강도가 수득할 수 있는 최대치에 가깝다는 것을 확실히 한다. 약 1gm의 폴리에스테르 샘플은 2.5㎠ 샘플 홀더(holder)에 대하여 바람직한 투과를 허용한다.

감겨진 시료는 크라트키 카메라에 끼워져 섬유는 수직으로 된다[섬유축은 회절 벡터(diffraction vector)와 일치하며, 이는 투사 비임 및 회절 비임을 양분한다]. 크라트키 카메라는 X-선 비임과 샘플이 교차하는 것으로 기술한 수평축에 대하여 수직면에서 주사(走査)한다.

45KV와 20ma에서 작용하는 X-선 튜브와 120㎛의 비임 간격으로 샘플은 0.1°및 2.0°, 사이에서 2θ데이타는 컴퓨터 분석용으로 수치화하고 부드러운 곡선을 러닝피트(running fit)를 사용하여 2차 다향식으로 만든다. 기구배경은 샘플을 증가하지 않고 관찰한 투과율 T로 수득한 배경주사를 하나씩 빼서 제거한다. 보정율 C는 다음과 같이 투과율 T에서 결정한다.

[e=2.71828, In(T)는 지수 e에 대한 T의 로그이다].

이어서 데이타는 각점을 C로 곱하여 보정하는데 이는 X-선 비임중에서 샘플의 양을 보정하는 모든 샘플에서 데이타를 동가의 기준에 둔다. 실험이 연장된 시간주기를 망라하는 경우, 하나의 샘플은 참고로서 남겨두고 필요시 기구적인 반응에서 모든 편차를 모니터에 주사한다. 장주기 간격 d는 브레그의 법칙(Bragg's Law)인

를 이용하여 계산하는데, 여기서 θ는 자오선 장주기 최고점의 각도 위치이며,

는 입사선의 파장이다.(1.54Å).

측정한 장주기 간격은 때때로 실험방법에 좌우된다. 예를들면, 상기에서 기술한 측각기 절차로 인하여 사진-필름-베이스 절차는 약간 다를 수 있다. 상기의 방법과 대조하기 위해 다른 방법은 다음과 같은 표준시료를 제조하여 측정할 수 있다.

방적 필라멘트는 디메틸렌 글리콜 등의 성분을 약 1% 또는 그 미만을 함유하는 21RV 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단독중합체로 제조한다. 필라멘트를 공기냉각시키고 약 1500ypm(1372m/min)에서 4dpf 까지 방적한다. 방적필라멘트는 베일(Vail)의 미합중국 특허 제 3,816,486호에 기술된 방법과 근본적으로 유사한 방법으로 수성 환경중에서 2단계 연산한 다음, 가열된 로울에서 일정한 길이로 어닐링한다. 연신비는 베일의 특허에 기술된 연신비와는 어느 정도 달리할 수 있으며, 제 1 단계에서 균일하게 연신하기 위해 선택하여 최종 강력이 약 6.3gpd가 되도록 한다. 제 2 단계에서의 연신비는 약 1.15인 것이 적합하다. 어닐링에서 수축길이는 2 내지 4% 허용된다. 우선 어닐링 로울을 가열하여 필라멘트를 건조시킨 다음, 약 1.5초 동안 177℃까지 필라멘트를 가열한다. 어닐링된 필라멘트를 물로 냉가시킨 다음, 120℃에서 10동안 제로 장력하에 공기중에서 스터퍼-박스 권축 및 건조시킨다. 필라멘트를 어닐링 로울 위에 얇은 리본으로 펼쳐서 필라멘트를 최대로 균일하게 열처리한다. 상기에서 기술한 방법으로 시험하였을 경우, 이들 필라멘트의 LPS는 120℃이다.

ACS-결정크기

겉보기 결정크기(ACS)는 브레이드(Blades)의 미합중국 특허 제3,869,429호를 약간 변경하여 측정한다. 고강도 X-선 광원은 촛점이 길고 미세한 구리 튜브가 부착된 필립스 XRG-3100이다. 회절은 구리 Kβ방사선을 제거하도록 설치된 석영 모노크로메터와 세타-보상 슬리트(theta-compamsating slit)가 부착된 필립스-단축 측각기로 분석한다. 회절된 방사선은 단계 카운트 시간당 1.5초의 단계로 0.025°에서 단계 주사형으로 수집한다. 이렇게 수집한 디지탈 데이타는 컴퓨터로 해석하고 러닝 피트 (running fit)로 2차 방정식까지 수월하게 한다. 결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트는 약 18°에서 최대의 약 20°에서 최소의 010회전 피크를 명백하게 나타낸다. 컴퓨터를 프로그램하여 2차 위도 방정식에서 최대 위치와 최소위치를 결정하고 직선으로서 기본선을 정하는데, 이 선은 20°에서 최대로 시작하여 10내지 14°에서 접선으로 디프렉토그램(diffractogram)을 연결하며, 1/2높이에서 피크의 폭을 결정하며, 유효한 분배를 위해 넓어진 선을 보정하고 브레이드의 특허에 기술된 방법으로 ACS를 계산한다.

결정화 지수

결정화 지수(CI)는 ACS처럼 동일한 디프렉토그램으로 측정한다. 컴퓨터를 프로그램하여 약 11°및 34°에서 법선으로 디프렉토그램을 연결하는 직선상의 기본선을 정한다. 결정화 지수는

로 정의한다. (여기서, A는 기본선상의 18°010피크의 강도이며, B는 기본선상의 20°최소 강도이다).

CI는 결정화도(%)에 관한 것이다. CI는 TiO₂함량을 보정한 후, 가열 로울에서 어닐링된 표준섬유(밀도가 1.3766내지 1.3916)를 대조하여 측정한다. 중량퍼센트 결정화도는 각각 비결정 및 결정밀도를 1.335 및 1.455로 가정하여 통상적으로 계산한다. 회귀분석(regression analysis)은 중량퍼센트 결정화도 = 0.676×CI 이고 상관율(相關率)은 0.97이며 절편(截片)은 무시해도 좋은 0.1임을 나타낸다.

상대점도(RV)

상대점도(RV)는 25℃에서 용매의 점도에 대한 황상 100ppm을 함유하는 헥사플루오로이소프로판을 중에서 4.47중량%중합체 용액의 점도의 비(比)이다.

RDDR

DDR(분산염착속도)는 프랑크포트(Frankrfot) 및 크녹스(Knox)의 미합중국 특허 제4,195,051호, 13란에 기술된 바와 같이 측정한다. RDDR은 1.50dpt 원형섬유의 표면-대-체적비를 표준화하여 DDR로부터 계산한다.

RDDR=DDR(DPE/1.50)^1/2

섬유가 비원형일 경우, 질가된 표면적을 보상하기 위해 추가로 정정할 필요가 있다. 또한, 염욕(예를 들면, 비등수축, BOS)중에서 수축으로 인해 늘어난 데니어에 대해 보정할 수도 있다. 그러나, 본 발명에 따르는 섬유의 BOS는 낮고 보정 따위는 항상 무시할만 하다.

“D”번호

상기식에서

RDDR, WMOP,T 및 T₇은 본 명세서에서 정의하는 바와 동일하다.

SCT -표면 환상 트리머(함량)

권축되어 있으며, 건조한 섬유 또는 토우 0.5gm의 무게를 정확히 측정한 다음, 약 75°F(24℃)에서 약 5분 동안 분광등급(spectro grade) 사염화탄소 15㎖ 중에 침지시킨다. 혼합물을 간헐적으로 교반한다. 생성된 트리머(trimer)용액은 깔대기를 사용하여 섬유에서 분리한 다음, 추가로 사염화탄소 약 5㎖로 세정한다. 용액과 세정물을 혼합하고 공지의 체적까지 채운다. 트리머의 농도는 2860A에서의 흡수를 기준으로 하여 통상적인 UV 분광측광법(UV spetrophotometry)로 결정한다. 예를들면, 2860Å에서 흡수되는 최종 성분인 방해 불순물에 대한 보정이 필요할 수 있다.

계산 표준은 염화메틸렌에서 재결정화로 반복되는 트리머를 함유하는 샘플을 정제하여 제조하고 융점이 325°내지 328°인 순수한 트리머를 생산한다.

“T”번호 (트리머)

“T”번호=[SCT(ppm)+1]×e^{-0.2(T +T7)}

트리머 수준은 연신비 및 배향도와 함께 증가한다. “트리머”라고 용어는 일반적으로 필라멘트의 표면에 저분자량 폴리머를 피복하기 위해 사용한다.

중합체 조성물

실시예에서 모든 중합체 조성물 백분율은 권축된 필라멘트의 분석을 근거로한 것이며, 에틸렌 테레프탈레이트 단위 이외에는 중합체 성분이라고 한다. 이산(diacid) 공개질제에 대하여 명세서에 기재되어 있지 않았다면 “조성물”은 에틸렌-이산 반복단위의 중량%로서 정의한다.

예를 들면, 디메틸 글루타레이트 공중합체(DMG)에서 유도된 필라멘트에 대하여 중합체 조성물은 에틸렌 글루타레이트 중량%로 정의한다. 2가 알코올 개질제에 대해서 조성물은 공중합체 100gm을 가수분해하여 생성된 2가 알코올 g으로 기술한다. 만약 표시되어 있지 않다면, 실시예에서 모든 중합체 조성물은 소염제(delusterant)로서 0.3 중량%를 함유한다.

WMOD

WMOD는 중합체 쇄에 도입된 “외부” 라디칼의 총 중량%이다. “외부”는 디옥시에틸렌 및 테레프탈로일 라디칼 이외의 화확종을 나타낸다. 예를 들면, 글루타레이트 공중합체에 대하여 외부종은-CO-(CH₂)₃-CO -이다. 총 중량%는 항상 중합반응에서 형성되는 디옥시디에틸렌 에테르(DEG) 결합을 포함한다.

MOR-RPUD-TRD

이들 용어는 실시예의 표에서 사용하며 로울 속도의 비율이다.

MDR은 증기-어닐링 가압영역(제1도에서 증기챔버)에 공급되며 실질적으로 완전히 연신된 필라멘트를 만들기 위해 사용하는 기계 연신비이다.

PRUD는 증기 챔버를 통과한 후의 풀러 로울(22)의 속도에 대한 증기 챔버를 통과하기 전의 연신로울(14)의 속도의 비이다.

TDR은 총 연신비, 즉 TDR=PRUD×MDR이다.

본 발명의 제조방법에서 사용하는 필라멘트는 당해 분야의 전문가에게 공지된 수단으로 연신할 수 있다. 베일의 미합중국 특허 제3,816,486호에 기술된 형태의 연신공정이 연신된 필라멘트를 공급하는데 적합하다. 제1 및 제2단계의 연신비는 중합체 조성물, 방적 배향도 및 바람직한 최종 장력특성에 의거하여 선택한다. 최적 염색성을 위하여 필라멘트는 과도하게 연신되어서는 안된다. 과도한 연신비는 연신 필라멘트 강력에 있어서 저연신비에 비하여 잇점이 없다. 그러나, 연신비가 지나칠 경우 염색도는 해로운 영향을 받는 것으로 판명되었다. 방적 배향도의 소정의 수준에서 최적 연신비는 중합체 조성물과 상대점도에 좌우된다. 어느 정도의 조정은 중합체 형태의 소정의 조합과 방적 배향도에 대한 최적 연신비를 결정하기 위해 필요하다는 것은 당해 분야의 전문가에게는 공지되어 있다.

연신된 필라멘트속은 챔버의 내부를 소망하는 초대기압으로 유지하기 위해 설계되었고, 치수를 정한 오리피스를 통하여 증기 챔버 속으로 들어간 다음, 증기챔버안에 남게된다. 필라멘트속의 두께 및 형태(예를들면, 원형 또는 리본) 및 챔버내의 체류시간을 조절하여 실질적으로 모든 필라멘트가 포화 증기온도에 도달한다. 약 50,000den. 의 두 필라멘트속을 위해서는 직경이 0.125in(3.2㎜)이고 길이가 1.25in(32㎜)인 원형 오리피스가 만족스럽다. 체류시간은 약 0.2 내지 약 1 초일 수 있다. 표면 트리머 함량을 최소화하려고 할 경우, 0.2 내지 0.6초의 짧은 체류시간이 바람직할 수 있는 반면, 긴 체류시간도 바람직하다.

증기는 챔버 상부의 내부를 따라 다기관을 따라 오리피스에서 챔버의 길이를 따라 실질적으로 균일하게 공급할 수 있으므로, 증기제트 연신이 필요할 경우 들어오는 증기가 필라멘트에 직접 부딪히는 것을 피할 수 있다. 챔버에는 응축수 배출구가 있다. 증기 공급 시스템에는 챔버 내부의 압력을 유지하고 측정하기에 적합한 조절 밸브와 게이지가 있다. 필라멘트 토우가 챔버를 통과할 때 정상 대기압에서 물을 증발시켜 약 100℃ 또는 그 미만까지 급속하게 냉각시킨다.

이어서 토우는 권축기로 향한다. 섬유 장력특성, 특히 T₇, 권축도수 및 권축진폭은 권축기에 들어가는 토우의 온도와 권축기의 내부온도에 좌우된다는 것은 공지의 사실이다. 지나친 온도 T₇을 감소시킬 수 있으며, 바람직하지 않은 고권축도수를 부여한다. 권축기에 들어가기 전에 추가로 냉각시키는 것이 필요할 수 있으며, 권축기의 내부온도는 최적 결과를 위해 조심스럽게 조절해야만 한다. 적합한 윤활가공제는 일반적으로 권축시키기 전에 사용한다.

통상적인 가열-로울 어닐링 공정에 앞서 어닐링이 발생하기 전에 연신된 필라멘트속에서 잔여 수분을 제거하기 위해서는 약간의 에너지와 시간이 필요하다. 어떠한 잔여수분을 제거할 필요가 없다는 점이 본 발명의 특수한 잇점이다.

본 발명의 공정에서 증기압력은 고용융 중합체를 위해 약 320psig(2300KPa)를 초과하지 않는 것이 바람직하며, 약 220℃의 포화온도에 상응한다. 고온은 필라멘트의 특성에 해로운 영향을 끼치며 필라멘트 연화온도에 가깝기 때문에 작동에 있어서 문제점을 야기한다. 연화온도가 낮은 공중합체는 최대로 낮은 작동온도, 즉 증기 대기압을 필요로 한다. 필라멘트가 증기지역에서 증기압에 상응하는 축합온도의 최대 온도에 달하는 최대온도가 바람직하다. 범람을 조절하는 이외의 과열은 불필요하다.

최적 필라멘트 염색특성을 달성하기 위해 어닐링 지역에서 3내지 10%의 소량의 이완(수축), 특히 공중합체와의 수축이 요구된다. 크게 수축되면 작동에 있어서 문제점과 장력 특성이 나타나질 수 있다.

본 방법으로 제조한 증기-어닐링 필라멘트가 개선된 특성의 조합을 갖는가는 전부 이해되지 않지만 높은 비결정 배향 및 높은 비결정쇄 유동이 연속적으로 발생하는 신규의 미세구조로 인한 것이라고 이론화할 수 있다. 이와 같은 확신과 일치하여 본 발명의 섬유보다 증기-어닐링된 섬유가 유사가 장력특성과 결정화도(%)를 갖지만 가열 로울과 같은 가열방법으로 비교할 수 있는 조건하에 어닐링된 필라멘트보다 X-선으로 결정한 장주기 간격(LPS-섬유축을 따라 인접한 결정중심간의 거리)이 큰 것으로 판명되었다. LPS가 크다는 것은 비결정 영역에서 중합체쇄에 대한 고착점이 넓게 분리된다는 것을 의미한다. 아마도 이로 인하여 비결정 유동이 클 것이다. 예를 들면, LPS가 통상적으로 가열 로울로 어닐링된 고배향 섬유에 대해 항상 약 120Å 미만인 반면, 유사한 수준의 결정화도 및 수축율에 대해 포화증기로 어닐링된 섬유의 LPS는 125내지 150Å이다.

결정화도가 높고 수축이 적은 섬유는 통상적으로 권축시키기가 어렵다. 이것은 권축진폭을 발현하기 위해 권축기내에서 약간의 수축이 필요하기 때문에 가능하다. 증기-어닐링된 섬유는 놀랍게도 196℃에서 밀도 및 낮은 건열수축율로 나타낸 바와 같이 고결정화도임에도 불구하고 권축된 이후에서 조차 측정할 수 있는 수준의 저온 수축, 즉 비등수중에서의 수축율을 갖는 것을 나타낸다. 용이한 권축성 및 측정가능한 BOS는 아마도 둘다 색다른 미세구조 현상의 결과일 것이다. 중간 결정영역은 비교적 자유로운 미세결정과 결정구성에서 쇄부분의 매우 작은 국부적 회합이라고 가정한다. 미세 결정은 저온에서 비결정 쇄부분의 움직임을 억제하므로 이로 인해 저온 수축이 감소되며 권축을 형성하는 것이 더 어렵다. 그러나 이들은 비교적 낮은 온도에서 용융되며, 따라서 고온에서 치수안전성의 원인 된다. 이들은 비결정 쇄의 유동성을 감소시키기 때문에 미세 결정도 또한 염색성을 감소시킬 수 있다.

우선 필라멘트를 가열한 다음 냉각시키는 본 발명의 증기-어닐링 공정에 있어서의 속도는 생성된 제품의 미세구조를 결정하는데 있어서 중요할 수 있다.

본 발명에 의한 필라멘트의 미세구조 및 이와 관련된 이점은 염색속도와 필라멘트 배향도를 측정하여 보다 쉽게 탐지할 수 있다. 강력과 T₇의 합, 즉T+T₇은 배향도만을 직접 반영하는 반면, 염색속도는 유동성과 배향도를 둘 다 반영한다.

본 발명의 섬유는 개선된 강력과 열고정 후 직물의 생산을 최대화하는 건열저수축율 및 염색 비용을 감소시키는 고속 염색을 포함하는 특성들을 결합한 개선된 특성을 갖는다. 또한, 본 발명의 필라멘트의 일부는 월등한 권축과 표면 환상 트리머의 저농도를 통하여 개선된 특성을 반영한다. 후자는 개선된 가공성을 제공하며, 제사공정 동안에 생기는 침전물을 적게 한다.

본 발명의 개선된 필라멘트는 비결정 배향도(즉, T+T₇), 비결정 쇄의 유동성(즉 RDDR) 및 공중합체 개질제의 중량 %(즉, WMOD)에 관한 세가지의 통합으로 기술되는 3차원 공간에서 이들의 위치로 기술 할 수 있다. 이것은 상기한 세 가지의 파라미터의 간단한 함수로서 상기에서 정의하였으며 본 발명의 저수축으로 어닐링된 강한 필라멘트에 대해 약 3.8미만인 “D” 번호를 사용하는 이유이다.

본 발명에 의한 증기-어닐링은 나트륨 설포네이트 그룹(예를 들면, 5-나트륨 설포이소프탈산)을 함유하는 방향족산 단량체를 중합체 쇄에 함유시켜 제조한 양이온적으로 염색가능한 폴리에스테르 등의 염착좌석 공중합체에 뜻밖의 영향을 끼친다. 필라멘트중에서 중합체에 의한 반응성 양이온성 염료의 흡착은 섬유내의 반응성 좌석의 수에 좌우되는 반면, 중성 디메틸 글루타레이트 공중합체를 가한 좌석-반응성 이 소프탈레이트를 1.6중량% 함유하는 본 발명의 터폴리머 섬유는 양이온성 염착좌석을 약 3중량% 함유하는 통상적인 섬유보다 높은 염료 흡착을 부여한다. 이와 같은 놀라운 효과는 동일한 개질제 수준에서 염색성을 개선하거나 감소된 개질제 수준에서 염색성을 유지하기 위해 사용할 수 있다.

또한, 중성 공중합체와 공중합체 함량에 대한 염착속도의 반응은 본 발명의 증기-어닐링에서 잇점이 있다. 디메틸 글루타레이트(DMG)로부터 유도된 에틸렌 글루타레이트를 2.9%함유하는 증기-어닐링 섬유는 염착속도에 있어서 에틸렌 글루타에이트를 5.7% 함유하는 공지의 섬유와 동일하며, 실제로 부가적으로 보다 나은 장력 특성을 지니는 것으로 판명되었다. 일반적으로 공중합체는 권축진폭이 개선된 것과 단독중합체로 수득한 표면 환상 트리머의 감소된 수준을 유사하게 나타낸다.

본 발명의 증기-어닐링 필라멘트의 염착속도는 동일한 기본 중합체로 제조한 로울-어닐링 필라멘트보다 평균 1.5배 높으며, 배향도, 결정화도 및 수축율이 비슷하다.

동일한 T+T₇에서 증기-어닐링 단독중합체 필라멘트는 표면 환상 트리머(SCT)를 수축율을 비교할 수 있는 로울-어닐링 필라멘트보다 적게 갖는다. 일반적으로 트리머 수준은 연신비(즉, 배향도)와 함께 증가한다.

본 발명의 필라멘트는 텍스타일 데니어/필라멘트(dpf), 바람직하게는 6.0dpf 미만에서 뿐만 아니라 무거운 카페트, 산업용 필라멘트 및 사이 크기에서 멀티필라멘트 토우로부터 제조할 수 있다. 필라멘트는 약 30,000den 이상, 특히 약 200,000den 이상인 무거운 토우의 형태로 결합하는 것이 바람직하다. 필라멘트는 필라멘트의 단면모양에 특별한 제한을 두지 않으며, 십자형, 삼엽형, Y형, 리본, 개뼈, 부채꼴-타원형, 및 원형 뿐만 아니라 비원형을 포함한다. 필라멘트는 연속적으로 권축된 필라멘트, 실 또는 토우로서 사용할 수 있거나, 길이가 약 0.75내지 약 6in(약 20내지 150㎜)인 통상적인 스테이플을 포함하는 바람직한 길이의 스테이플 섬유로서 사용할 수 있다.

필라멘트는 이들의 용도에 따라 바람직한 정도까지 권축된다. 통상적인 스테이플 섬유에 적용하기 위해 필라멘트의 권축지수는 적어도 약 20인 것이 바람직하다.

본 발명은 다음 실시예에서 예시하는데, 약 150psig, 즉 1100KPa 보다 낮은 기압에서 포화증기를 사용한 대조실시예와 증기를 사용하지 않은 대조실시예의 결과도 예시하며, 대조실시예는 상이한 결과를 나타낸다. 본 발명에 따라 고압에서 포화 증기를 사용하는 것은 중요하다고 믿는데, 이는 상당히 많이 존재하는 필라멘트를 충분히 가열하고 포화 증기압까지 신속하게 가열할 수 있기 때문이다. 이와 같은 아닐링 온도를 고려할 경우, 포화증기압을 상승시켜 수득할 수 있는 개선점은 비교적 작은 온도의 증가로 특성을 변화시킬 수 있다는 점에서 매우 극적이다. 예를 들면, 실시예 4에서의 결과를 비교하여 이를 알 수 있다.

[실시예 1]

약 21RV , 4.dpf인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 단독중합체(0.5% 디에틸렌 글리콜 불순물, DEG)의 필라멘트를 1500ypm(1372m/min)에서 방사하고 모은다. 생성된 31,500 필라멘트의 토우는 베일의 미합중국 특허 제3,816,486호에 기술된 유형의 공정을 이용하여 약 1.5연신 dpf까지 두 단계로 연신한다. 토우는 조절된 길이에서 0.4초 동안 유지하면서 가압된 증기챔버를 통하여 마지막 단계의 연신 로울러부터 통과하고, 주위 대기합으로 회수되며, 상기의 조절된 길이에서 약 100℃까지 갑자기 냉각시킨다. 이어서 토우는 가공제를 0.3% 함유하는 70℃의 수-스프레이를 통과시킨 다음, 스터퍼 -박스 권축기를 사용하여, 통상의 방법으로 증기 권축한다. 권축된 모든 섬유는 기술하지 않았다면 90℃에서 이완제 중에서 거의 제로장력에서 건조시킨다.

가압된 증기 어닐링 챔버의 길이는 15in(38㎝)이며, 내부직경은 약 1.4in(3.6㎝)이다. 토우 출입구 오리피스의 직경은0.125in(3.2㎝)이고, 길이는 1.25in(3.2㎝)이다. 증기는 챔버 내부의 상단을 따라 배열된 다기관의 측면을 따라 이격된 오리피스에서 수평으로 챔버 내에 들어간다.

표 1A에서, 공급되는 포화 증기압을 제외하고 어닐링 챔버가 필수적으로 유사한 조건하에서 제조한 필라멘트들의 특성을 비교한다. 항목 1은 증기없이 행한 조절이고, 항목 2 및 3 은 1100kpa이하의 고압에서 증기로 조절한 것인 반며, 항목 4 및 5는 본 발명에 따라 행한 것이다. 특히, 항목 3과 4를 비교하면, 인장 특성, 염색성, 표면 트리머 함량 및 권축성과 함께 수축율이 감소하는 것을 알 수 있지만, 특성들의 균형은 양호하다. 미세구조에서의 차이점은 본 발명의 제조 방법에 따라 제조한 제품에 대한 장주기 간격이 상승하는 것을 나타낸다. 또한, 이것은 제2도 및 3도의 플로트를 비교하면 알 수 있다.

또한, 공정조건을 바꾸어 수득한 권축 필라멘트 특성에 대한 비교를 표 1B에서 알 수 있다. 항목 1은 표 1A에서와 동일하며, 고수축율을 제외한 특성을 양호하게 갖추고 있다. 고온에서 건조시키는 것을 제외하고 유사한 조건하에서 제조한 항목 2 및 3은 수축율을 감소시킨 이와 같은 방법은 인장 특성과 염색 속도를 떨어뜨리는 것으로 나타나며, 또한 항목 3은 표면 트리머를 감소시키는 것을 나타낸다. 항목 4내지 7은 상이한 연신비(MDR) 및 어닐링하는 동안의 상이한 수축(PRUD)을 사용하는 본 발명에 따라 모두 제조하며, 이는 증기-어닐링으로 수득할 수 있는 다양한 특성을 조합한 특성을 조합한 특성을 나타내며, 배향도의 균형과 염색속도가 우수한 것을 나타낸다. 항목 6내지 7은 DEG 1.0%, TiO₂0.2%를 함유하는 3.2dpf의 필라멘트를 1900ypm (1737 m/min)에서 방사하여 제조한다.

가열 로울 어닐링 제품을 비교할 수 있는 수준의 제품과 비교할 경우, 본 발명의 증기-어닐링 제품은 일반적으로 표면 트리머 함량이 낮고 권축성과 염착속도는 우수하다.

표 1B의 항목 4를 125℃(90℃대신)에서 건조시킬 경우, 항목 4는 특성이 다음과 같다 : DPF 1.45, T6.6gpd, T₇2.7gpd, 신도 14%, DHS(196℃)6%, SCT 180ppm, 밀도 1,401gm/cc, RDDR 0.035, “D” 번호 4.4 및 “T”번호 28. 150℃에서 건조시킬 특성은 다음과 같다 : DPF 1.47, T 6.6gpd, T₇2.0gpd, 신도 16%, DHS 6 %, “D” 번호 6.3 및 “T”번호 101. “D” 및 “T”번호가 높은 것은 건조시키는 동안 온도를 낮게 유지하는 이유를 설명하는 것이다.

또한, 본 발명의 제품은 표 1C에 지재되어 있으며, 표 1C에는 미세구조 파라미터가 포함되며, 또한 제 2도와 제3도에 플로트하였다.

상기의 호모폴리에스테르 필라멘트의 상대점도는 18내지 22이내이며, 통상적으로 의복용으로 가장 적합하다. 저점도 중합체를 사용하는 것은 일반적으로 많은 섬유 용도에 바람직하지 않은 저인장 특성의 폴리에스테르필라멘트를 제공한다는 점은 공지의 사실이다. 그러나 이들 저인장특성은 낮은 굴곡수명에 의해 수반되며, 생성된 직물에 저필링성을 부여한다. 이것은 특정한 편직물에서 매우 중요하며, 때때로 저인장 특성의 불리한 점보다 중요하다. 따라서, 본 발명의 권축 필라멘트의 인장특성은 사용하는 중합체의 상대점도에 영향을 받는다. 저점도 중합체를 사용하여 폴리에스테르 필라멘트를 제조한다면, 생성된 증기-어닐링 권축 필라멘트의 인장특성은 통상적인 점도의 유사한 필라멘트보다 상응하게 낮은 것을 기대할 수 있다. 따라서, 저필링성이 중요한 용도로 사용하기 위해 필라멘트의 바람직한 그룹은 적어도 디옥시에틸렌 및 테레프탈로일 라디칼을 93%, 특히 97% 함유하며, 상대점도가 9 내지 14, T₇이 약 1.1gpd이상, 바람직하게는 1.2gpd 이상, T+T₇은 5gpd 이상, 8gpd 미만이며, 건열수축율(196℃)이 약 10% 미만, “D” 번호는 1.8이상, 3.8 미만이고, 트리머 “T” 번호가 약 25 미만인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)이다. 나타낸 바와 같이, 일반적으로 표면 트리머 함량은 통상적인 점도의 필라멘트에 대한 표면 트리머 함량보다 높을 것으로 기대할 수 있다. 인장특성 (T+T₇)의 상대점도와 표면 트리머 함량(“T” 번호)의 상대점도에 좌우되는 것이 제5도에 그래프로 도시되어 있다. 이들 관계는 수학적으로 나타낼 수도 있다. 즉, 3.31≥ 3.31ln(RV)-(T+T₇)≥0.1이다.

본 발명에 따르는 증기 어닐링은 특성이 균형있게 개선된 권축 어닐링 필라멘트를 제공하며, 저분자량 중합체의 인장강도를 어느 정도 개선하는 반면, 염색성도 개선하며, 또한 굴곡저항성이 낮은, 즉 다음의 실시예에 나타낸 바와 같이 필링저항성이 개선된 필라멘트를 제공한다.

[실시예 2]

3.8dpf인 약 12RV의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 단독중합체(미이드 및 리이즈의 미합중국 특허 제3,335,211호에 기술된 바와 같이 0.2% 테트라에틸 실리케이트와 함께 0.7% DEG 및 0.3% TiO₂를 가하여 용융점도를 증가시킨)의 필라멘트를 1810ypm(1655m/min)으로 방사하여 수집한다.

필라멘트 33,400가닥의 혼합된 속을 분무영역에서 단일 단계로 연신한다. 그렇지 않으면 실시예 1에 기재된 바와 같이 처리한다.

공정 조건 및 나타낸 압력에서 증기하에 어닐링된 필라멘트의 특성 및 대조목적으로 증기 부재하에 어닐링된 필라멘트의 특성을 표 2에 기재한다. 증기-어닐링에 의해 이룩된 상당한 향상은 인장특성, 수축율, 염착성 뿐만 아니라 감소된 굴곡수명, 더 우수한 필링 저항성으로 입증할 수 있다.

매우 적은 DEG를 함유하는 단독중합체에 있어서는 일반적으로 약 150psig (1100kpa) 또는 그 이상인 고증기압을 사용함으로써 저수축율, 바람직하게는 8%이하의 저수축율을 수득한다. 이러한 저수축율은 다른 방법으로도 수득할 수 있지만, 본 명세서에 기술된 바와 같이 여러 특성들이 균형을 이루도록 하여 수득할 수는 없다. 마찬가지로, 후술하는 바와 같이 소량의 비이온성 개질제를 함유하는 공중합체에 있어서, 수축율은 온도에 의해 상당한 영향을 받는다.

실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 다음 실시예에서는 표에 기재된 바와 같이 중합체 조성 및 공정 조건을 다양화한 필라멘트를 제조한다. 1900ypm(1737m/min)의 방상속도를 몇몇 항목에 이용한다.

WMOD 3.0% 이상의 여러 시료를 베일의 미합중국 특허 제3,816,486호에 기재된 것과 유사한 단일 단계장치를 사용하여 연신하지만, 모든 연신은 제 2 단계의 분무영역을 거친다. 가장 적합하게 실시하기 위해 연신영역의 온도를 90°내지 98℃로 조절한다. 공중합체의 우수한 연신조작을 달성키 위해 빈번한 실험이 필요하다는 것은 당해 분야의 전문가에게 공지되어 있다.

최적의 특성을 위해 통상적으로 증기 어닐링 영역에서 최소 약 1 내지 2%정도 소량 감소(PRUD)될 필요가 있다. 직물에 사용되는 필라멘트에는 8%이하의 건열수축율이 바람직하다.

[실시예 3]

표 3에서는 단량체 공급물에 디에틸렌 글리콜(DEG)을 가하여 수득한 디옥시-디(에틸렌 옥사이드)를 주성분으로 하는 중합체로부터 제조한 권축 필라멘트의 특성을 비교하였으며, 중합체 내에서의 DEG의 총 함량은 2.4중량%이다. 필라멘트는 상대점도가 약 20인 중합체로 이루어진다. 대표적인 권축 시료는 융점이 249.6℃이다. 항목 1은 증기-어닐링을 하지 않고 제조한 대조용이며, 수축율은 충분히 낮으나 저인장 특성이 있다. 염색성은 단독중합체의 염색성보다 우수하다. 단독중합체를 개질시키는 통상적인 이유는 염색성을 증가시키기 위한 것이다.

다소 상이한 연신조건하에 제조한 항목 1과 2를 비교하면, 염색성 및 인장특성의 향상을 나타내며, 증기-어닐링(항목 2)으로 수득한 균형있게 향상된 특성을 보여주고 있다. 항목 2는 염색성, 인장특성 및 권축율에 있어서 가열 로울로 어닐링된 제품에 비하여 우수하다. 항목 3 및 4는 모두 동등한 압력의 포화 증기를 사용하여 어닐링하였으나, 항목 4의 염색성은 과도한 연신으로 인하여 항목 3의 염색성보다 떨어진다. 따라서 최적의 가공상태는 생성된 필라멘트의 특성을 측정하여 실험적으로 결정할 수 있다. 항목 4의 인장특성이 항목 1의 인장특성보다 우수하다는 것에 주목해야 한다.

[실시예 4]

표 4는 디메틸 글루타레이트 공중합체(DMG)를 가한 약 3%의 에틸렌 글루타레이트(1.8% 글루타릴래디칼), 및 불순물로서 1.2%의 DEG, 또한 총 WMOD 2.9% 및 0.2% TiO₂를 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 공중합체를 상대점도가 약 20인 3.2dpf필라멘트로 1900ypm(1737m/min)에서 방사하고, 실시예 1에 기술된 바와 같이 연신하고 어닐링하여 권축을 부여한 권축 필라멘트의 특성을 나타낸다. 대표적인 권축 섬유는 융점이 246.5℃이다. 이러한 비교는 고압에서 증기로 어닐링하여 수득할 수 있는 특성이 개선되었음을 나타낸다.

항목 3은 포화 증기의 온도를 단 5℃높였으나(183℃에서 188℃로), 항목 2(10%)에 비하여 6%의 상당히 증가된 수축율을 나타내는 반면, 항목 1 및 2의 수축율의 차이는 온도를 13℃ 상승시컸음에도 불구하고 보다 더 작다(12%와 10%). 항목 3의 LPS(126Å)가 미세구조에 상당한 변화를 나타내는 항목 1 및 2의 LPS(114 및 115A)보다 상당히 크다는 것에 주목해야 한다.

[실시예 5]

표 5는 분자량이 600인 산화 폴리에틸렌 2.1% 및 1.0%의 DEG, 또한 총 WMOD 3.0%, 및 0.2%의 TiO₂를 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 상대점도가 약 22인 3.36dpf 필라멘트로 1900ypm(1737m/min)에서 방사하고, 실시예 1에 기술된 바와 같이 연신하고 증기-어닐링하여 권축을 부여하여 수득한 권축 필라멘트의 유용한 특성을 나타낸다.

대표적인 권축 시료는 융점이 253.1℃이다. 염착성이 높고 수축율이 낮다. 가열 로울로 어닐링한 제품(필적하는 수준)과 비교하면, 증기-어닐링한 제품은 일반적으로 표면 트리머 함량이 더 낮고, “D”번호가 더 우수하며, 또한 권축성도 우수하다.

제2도는 전술한 실시예로부터 본 발명의 항목에 대한 LPS와 ACS간의 관계를 나타낸 것이다. ACS 및 LPS에서 선 HK 및 KJ 하부의 항목은 185℃이하(150psig이하)의 어닐링 온도에서 제조한 것이고 잔류수축율이 높다. 또한, 수축율이 높은 섬유가 통상적으로 염착율이 비교적 높지만, HIJK면 외부는 면 내부보다 배향 및 염착율이 더 낮거나 동일하다. 이는 표에서 “D” 번호를 비교하여 입증된다.

제3도는 ACS와 LPS의 비와 1%이하의 DEG를 함유하는 항목에 대한 밀도로부터 계산한 결정도의 중량%와의 관계를 나타낸 것이다. 가장 우수한 필라멘트는 LMNOP면 내에 있다.

본 발명의 증기-어닐링된 섬유는 고도의 무정형 자유체적(염착율이 우수한)을 갖는 반면, 인장특성이 우수하고 잔류수축율이 낮은 것으로 가정한다. 제2도 내지 제4도의 파라미터는 이러한 미세구조 특성의 우수한 균형을 반영하는 것으로 믿어진다.

[실시예 6]

표 6은 DMG 공중합체로부처 5.7%의 에틸렌 글루타레이트, 3.5%의 글루타릴 라디칼, 0.7%의 DEG(WMOD 4.2%) 및 0.2% TiO₂를 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)로부터 상대점도가 약 20인 권축 필라멘트의 특성을 비교한 것이다. 대표적인 권축시료의 융점은 242℃이다. 어닐링하지 않은 필라멘트(항목 1) 및 저압에서 포화증기로 어닐링한 필라멘트(항목 2)를 본 발명에 따라 증기-어닐링한 결과, 필라멘트의 염색성이 놀라울 정도로 향상되었다. 항목 2가 어닐링하지 않은 제품(항목 1)보다 인장특성이 보다 향상된 것을 나타내지만, 수축율은 허용되지 않을 정도로 높으며, 낮은 LPS는 본 발명에 따라(항목 3 및 5) 고압에서 어닐링된 필라멘트로부터 미세구조에서의 차이를 나타낸다.

항목 4는 항목 3 및 5와 비하여 인장특성이 낮지만, 이러한 인장특성은 항목 1의 인장특성과 비견할만하고, 항목 4의 염착율은 더 탁월하며, 본 발명에 따른 증기-어닐링 방법은 제품에 대한 특허청구의 범위 이외에도 유용한 제품을 제조할 수 있다.

[실시예 7]

표 7은 분자량이 600인 4.6%산화 폴리에틸렌(PEO), 0.70%의 DEG(WMOD 5.2%) 및 0.2% TiO₂를 함유하는 상대점도가 약 22인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 1900ypm(1737m/min)으로 방사하고, 몇가지 연신비 및 어닐링 수축율로 연신 어닐링 및 권축을 부여한 권축 필라멘트의 유용한 특성을 나타낸다. 권축 토우의 대표적인 시료는 융점이 251.9℃이다. 실시예 5에서의 PEO보다 더 많은 PEO를 함유하는 이러한 필라멘트는 여러 특성, 특히 염착율이 매우 향상되었다.

[실시예 8]

표 8은 표에 기재한 양의 에틸렌 나트륨 설포이소프탈레이트, DEG,WMOD치 및 0.2% TiO₂를 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 두개의 양이온 염색가능한 공중합체를 1900ypm(1737m/min)으로 방사하고, 상기와 유사한 방법으로 제조한 권축 필라멘트의 특성을 비교한 것이다. 항목 3 및 4를 비교하면, 본 발명에 따라 고 어닐링 증기압을 사용하여 인장특성과 염색성이 향상되었음을 보여준다. 대표적인 권축 시료의 융점은 249.4℃인 반면, 항목 2의 시료의 융점은 250.2℃이다. 미세구조의 차이는 본 발명에 따라 제조된 필라멘트의 고 LPS치에 의해 설명된다. 하기의 표에서 이러한 결과를 비교해보면, 본 발명의 증기 어닐링은 염색성이 감소하지 않고 공중합체 함량을 실질적으로 감소시킬 수 있다고 여겨진다.

[실시예 9]

표 9는 3.0%의 에틸렌 설포이소프탈레이트(2.4%나트륨 설포이소프탈로일 라디칼), 불순물로서 2.2%의 DEG, 및 0.2% TiO₂를 함유하는 상대점도가 약 17인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 양이온 염색가능한 공중합체를 1900ypm(1737m/min)으로 방사하고, 상기한 바와 동일한 방법으로 제조한 권축 필라멘트의 특성을 비교한 것이다. 대표적인 권축 시료는 융점이 247℃이다. 어닐링하지 않은 필라멘트(항목 1)와 저 증기압에서 어닐링된 필라멘트(항목 2)를 능가하는 항목 3의 염색성의 향상은 주목할만하다. 항목 4에 나타낸 바와 같이, 어닐링 단계중에 수축율(여기에서, 수축율은 약 10%)이 크기 때문에 특히 우수한 염착율이 수득되며, 이러한 염색성의 증가는 인장특성에 약간의 손실을 수반하지만 통상 10%(수축율) 이하로 감소시키는 것이 바람직하다. 항목 3은 인장특성 및 염색성의 균형이 양호하며, 염착율은 상응하는 가열 로울로 어닐링된 필라멘트를 능가하는 70% 이상이다.

[실시예 10]

표 10A는 1.6%의 에틸렌 나트륨 설포이소프탈레이트(1.3% 나트륨 설포이소프탈로일 라디칼), DMG로 부터의 2.4% 에틸렌 글루타레이트(1.4% 글루타릴 라디칼), 불순물로서 WMOD 4.0%인 1.3%의 DEG를 함유하는 양이온 염색가능한 공중합체의 권축 필라멘트의 특성을 비교한 것이다. 대표적인 권축 시료의 융점은 246.5℃이다. 본 발명에 따른 필라멘트는 염색성이 향상되었다. 저압에서의 증기 어닐링은 수축율을 상승시킨다. 미세구조의 차는 LPS의 상승에 의해 나타낸다.

항목 5의 권축 토우는 1.5in(38mm)의 스테이플로 전달하여 사로 방적하고, 직물로 제직한다. 직물은 분산염료 및 양이온성 염료로 비등점에서 캐리어 없이 염색하며, 염색된 2.25dpf의 시판되는 양이온 염색 가능한 폴리에스테르 스테이플(E.I. du pont de Nemours and Company, Type 64)과 유사하다. 필라멘트의 인장특성 및 염색결과는 표 10B에 나타나 있다. 염착성 및 증기 어닐링된 필라멘트에 의한 염욕의 흡착은 시판되는 섬유의 흡착보다 대단히 우수하다. 시판되는 섬유보다 40% 더 낮은 반응성 염착좌석을 함유하는 본 발명의 시험 항목에 대해서 양이온성 염료 조차도 더 높은 흡착율을 수득한다는 것은 놀라운 일이다.

실시예 6내지 10의 항목에 있어서 LPS와 ACS와의 관계는 제4도에 나타낸다. 본 발명의 항목은 STUV면에 있다. 이러한 파라미터의 정밀성은 표로부터 입증된다. 면 내부의 항목은 우수한 염착율/배향 균형 및 저잔류 수축율을 갖추고 있다.

증기압의 정밀성은 동등한 연신비로 제조된 표 10A의 항목 3및 4를 비교하여 명백히 알 수 있다. 항목 4는 “D” 번호 및 수축율에 나타나 있는 바와 같이 염착율/배향 균형에서 상당한 향상을 나타낸다.

제2도의 HIJK면 및 제4도의 STUV 면의 LPS좌표는 유사(125내지 150Å 및 124내지 150Å)하지만, WMOD 3%인 필라멘트의 ACS 좌표는 약 3.5Å 이동한다. 공단량체가 존재함으로써 ACS가 상당히 증가되지만, LPS는 약간 변화된다.

하기한 표에서, 중합체 조성물의 필라멘트 강도 T,T₇및 T+T₇은 반올림하여 소수점 한자리수 까지 나타낸다. 합계와 그 성분과의 약간의 상위점(즉, 0.1단위)은 실측치로부터의 계산치와 이러한 반올림에 의해서 설명된다. 이는 또한 어닐링 및 총 연신비를 포함한 기계 연신비에 대한 값에도 적용된다.

[표 1A] 단독중합체(0.5-1% DEG)

항목 1을 제외하고는 모두 증기 어닐링된 것이며, 모두 90℃에서 건조시킨다.

[표 1B] 단독 중합체(0.5-1% DEG)

[표 1C] 단독중합체(0.5-1% DEG)

[표 2] 단독 중합체(0.7% DEG)-12RV

[표 3] WMOD 2.35%의 DEG를 함유하는 공중합체

*추정한 것임.

[표 4] WMOD 2.9%의 DMG및 DEG로부터의 공중합체

[표 5] WMOD (3.0%)의 PEO(2.1%) 및 DEG(1%)를 함유하는 공중합체

[표 6] WMOD 4.2%의 DMG및 DEG로부터의 공중합체

[표 7] WMOD 5.2%인 PEO 및 DEG를 함유하는 공중합체

[표 8] 하기한 바와 같은 WMOD인 NaSO₃I 및 DEG를 함유하는 공중합체

[표 9] WMOD 4.5%인 NaSO₃I 및 DEG를 함유하는 공중합체

[표 10A] WMOD 4.0%인 NaSO₃I, DMG 및 DEG를 함유하는 공중합체

[표 10B]

* 공정 조성을 기준으로 한 것임.

Claims (47)

1. 연신, 어닐링, 권축 및 건조단계를 포함하는 융융방사 폴리에스테르 필라멘트 토우의 연속 처리방법에 있어서, 어닐링 단계를 적어도 1100kPa의 압력하에서 포화증기를 사용하여 수행함을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 연신단계와 권축단계 사이에서 토우의 길이를 약 5%의 신장율 내지 약 10%의 수축율 범위내에서 조절함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 수축율이 약 3 내지 10%가 되도록 토우의 길이를 조절함을 특징으로 하는 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 연신 필라멘트를 포화증기의 가압영역에서 적어도 약 0.2초 동안 처리함을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 연신 필라멘트를 적어도 증기압력에 상응하는 증기포화온도까지 거의 모든 필라멘트를 가열하는 데 충분한 시간동안 포화증기의 가압영역에서 처리함을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 연신 필라멘트를 약 1초 미만 동안 포화증기의 가압영역에서 처리함을 특징으로 하는 방법.
7. 제 4 항에 있어서, 연신 필라멘트 약 0.2 내지 0.6초 동안 포화증기의 가압영역에서 처리함을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 어닐링을 1 단계 이상으로 수행함을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 필라멘트를 어닐링단계와 권축단계 사이에서 윤활가공제 수용액으로 분무처리함을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 필라멘트를 약 125℃ 미만의 온도에서 이완상태로 건조시킴을 특징으로 하는 방법.
11. (정정)제 1 항에 있어서, 필수적으로 폴리(에틸렌테레프탈레이트)로 이루어진 어닐링된 권축 필라멘트가 필라멘트 길이를 약 5%의 신장율 내지 약 10%의 수축율 범위내로 조절하면서 적어도 약 150 psig의 압력하에서 적어도 약 0.2초 동안 유지된 증기의 가압영역을 통하여 거의 완전히 연신된 필라멘트 토우를 전진시키고, 주위 대기압력하에서 가압영역으로부터 토우를 취출한 다음, 필라멘트를 조절길이로 유지하면서 수분을 증발시켜 급냉시키고, 냉각된 필라멘트를 권축한 다음, 약 125℃ 미만의 온도에서 권축 필라멘트를 건조 및 이완시킴으로써 제조되는 방법.
12. 제 11항에 있어서, 필라멘트를 권축시키기 전에 더 냉각시킴을 특징으로 하는 방법.
13. 제 11항에 있어서 폴리에스테르가 적어도 93중량%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼을 함유하는 공중체이고, 이온성 염착좌석을 갖는 단위를 거의 함유하지 않음을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 기타의 공단량체 라디칼로 글루타릴, 분자량이 4000미만인 옥시폴리(에틸렌 옥사이드), 아디필 및 디옥시디에틸렌옥사이드중의 하나 또는 그 이상을 함유하는 방법.
15. (정정) 제13항 또는 제14항에 있어서, 폴리에스테르가 적어도 93중량%의 디옥시에렌틸렌과 테레프탈로일라디칼을 함유함을 특징으로 하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 폴리에스테르가 적어도 97중량%의 디옥시에틸과 테레프탈로일라디칼, 음이온성 염착좌석을 함유하는 적어도 1.3%의 방향족 라디칼, 및 약 4%까지의 중성 유기 라디칼을 함유함을 특징으로 하는 방법.
17. 제 16항에 있어서, 음이온성 염착좌석을 함유하는 방향족 라디칼이 5-나트륨 설포네이트 이소프탈로일 라디칼임을 특징으로 하는 방법.
18. T₇이 적어도 약 1.1gpd이고, T+T₇이 적어도 약 5gpd이며, 196℃에서의 건열수축율이 약 10%미만이고, “D”번호로 특정화되는 염색성/배향도 관계가 약 3.8미만, 약 1.8이상이며, 상대점도가 약 25미만으로, 염색성 및 인장특성의 균형이 개선되고, 적어도 약 93중량 %의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라다칼 반복단위를 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)권축 필라멘트.
19. 제18항에 있어서, T₇이 적어도 약 1.5gpd이고, T+T₇이 적어도 약 7gpd 내지 약 10gpd 미만이며, “T”번호로 정의한 표면 사이클릭 트리머 함량이 약 20 미만이고, 권축지수가 적어도 약 20인 권축 필라멘트.
20. 제 18항에 있어서, T₇이 적어도 약 1.5gpd이고, T+T₇이 적어도 약 7gpd 내지 약 10gpd 미만이며, 장주기 간격/결정크기 관계로 특정화되는 X-선 결정성 미세구조가 제2도의 HIJK 영역내에 있고, 권축지수가 적어도 약 20이며, 이온성 염착좌석을 갖는 약 0.3% 이하의 라디칼을 함유하고 적어도 약 97중량%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼 반복단위를 갖는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
21. 제18항에 있어서, T+T₇이 적어도 약 8gpd미만이고, “T”번호로 정의한 표면 사이클릭 트리머 함량이 약 20미만이며, RDDR이 적어도 0.12이고, 권축지수가 적어도 약 20이며, 이온성 염착좌석을 갖는 약 0.3% 이하의 라디칼과 적어도 약 3%의 다른 중성 라디칼을 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)권축 필라멘트.
22. 제18항에 있어서, T+T₇이 적어도 약 8gpd미만이고, 장주기 간격 및 겉보기 결정크기가 제4도의 STUV 영역내에 있고, RDDR이 적어도 약 0.12이며, 권축지수가 적어도 약 20이고, 이온성 염착좌석을 갖는 약 0.3%이하의 라디칼과 적어도 약 3%의 다른 중성 라디칼을 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
23. 제18항에 있어서, T+T₇이 적어도 약 8gpd미만이고, “T”번호로 정의한 표면 사이클릭 트리머 함량이 약 20미만이고, 권축지수가 적어도 약 20이며, 이온성 염착좌석을 갖는 약 1.3%의 방향족 라디칼과 약 4%까지의 중성 유기 라디칼을 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
24. 제18항에 있어서, T+T₇이 적어도 약 8gpd미만이고, 장주기 간격 및 겉보기 결정크기가 제4도의 STUV영역내에 있고, 권축지수가 적어도 약 20이며, 이온성 염착좌석을 갖는 적어도 약 1.3%의 방향족 라디칼과 약 4%까지의 종성 유기 라디칼을 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
25. 제18항에 있어서, T+T₇이 적어도 약 8gpd미만이고, “T”번호로 정의한 표면 사이클릭 트리머 함량이 약 25미만이며, 권축지수가 적어도 약 20이고, 상대점도가 약9내지 약 14인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
26. 제 18항에 있어서, T+T₇이 약 8gpd 미만이고, 장주기 간격/결정크기 관계로 특정화되는 X-선 결정성 미세구조가 제2도의 HIJK 영역내에 있고, 권축지수가 적어도 약 20이며, 상대점도가 약 9내지 약 14이고, 이온성 염착좌석을 갖는 약 0.3% 이하의 라디칼을 함유하고, 적어도 약 97%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼 반복단위를 갖는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
27. 제 18항에 있어서, T+T₇이 약 8gpd 미만이고, 장주기 간격 및 겉보기 결정크기가 제4도의 STUV 영역내에 있고, RDDR이 적어도 0.12이며, 권축지수가 적어도 약 20이고, 상대점도가 약 9 내지 약 14이고, 이온성 염착좌석을 갖는 약 0.3% 이하의 라디칼과 적어도 약 3%의 다른 라디칼을 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
28. 제 18항에 있어서, T+T₇이 약 8gpd 미만이고, 장주기 간격 및 겉보기 결정크기가 제4도의 STUV 영역내에 있고, 권축지수가 적어도 약 20이며, 상대점도가 약 9 내지 약 14이며, 이온성 염착좌석을 갖는 적어도 약 1.3%의 방향족 라디칼과 약 4%까지의 중성 유기 라디칼을 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 권축 필라멘트.
29. 제 19항에 있어서, 장주기 / 겉보기 결정크기 관계로 특정화된 X-선 결정성 미세구조가 제2도의 HIJK영역내에 있는 필라멘트.
30. 제 19항 또는 제25항에 있어서, 이온성 염착좌석을 갖는 라디칼 약 0.3%이하를 함유하는 필라멘트.
31. 제 19항, 제21항, 제22항, 제25항, 제27항 및 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 적어도 약 97%의 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼 반복단위를 갖는 필라멘트.
32. 제 19항 , 제20항 및 제26항중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르가 필수적으로 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼로 완전히 이루어지며, 불순물로서 디옥시디에틸렌 옥사이드를 함유하는 필라멘트.
33. 제 19항 내지 제24항 및 제25항 내지 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 중성 라디칼이 존재하며, 이 라디칼이 하나 이상의 글루타릴. 아디필, 디옥시디에틸렌 에테르, 또는 분자량이 4000미만인 옥시-폴리(에틸렌 옥사이드)인 필라멘트.
34. 제 19항 내지 제24항 및 제25항 내지 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 약 3 내지 약 4%의 글루타릴 라디칼과 약 1%의 디옥시에틸렌 에테르 라디칼을 함유하는 필라멘트.
35. 제 19항 , 제21항 , 제22항 , 제25항 및 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 이온성 염착좌석을 갖는 라디칼이 존재하며, 이 라디칼이 5-나트륨 설포네이트 이소프탈로일 라디칼인 필라멘트.
36. 제25항에 있어서 장주기 간격/ 겉보기 결정크기 관계로 특정화된 X-선 결정성 미세구조가 제4도의 STUV 영역내에 있는 필라멘트.
37. 제 19항 내지 제24항 및 제25항 내지 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 겉보기 결정크기/ 장주기 간격비 및 중량% 결정화도가 제3도의 LMNOP영역내에 있는 필라멘트.
38. 제 19항 내지 제24항 및 제25항 내지 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 겉보기 결정크기/ 장주기 간격비 및 중량% 결정화도가 제3도의 NOPQR 영역내에 있는 필라멘트.
39. 제 19항 내지 제24항 및 제25항 내지 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 196℃에서의 건열수축율이 약 8%미만인 필라멘트.
40. 제 19항 내지 제24항중의 어느 한 항에 있어서, 196℃에서의 건열수축율이 약 3% 또는 그 이상인 필라멘트.
41. 제 19항 내지 제24항 및 제25항 내지 제28항중의 어느 한 항에 있어서, 196℃에서의 건열수축율이 약 6%미만인 필라멘트.
42. 제 7 항에 있어서, 필라멘트를 약 125℃미만의 온도에서 이완상태로 건조시킴을 특징으로하는 방법
43. 제 42 항에 있어서, 필라멘트를 110℃미만의 온도에서 건조시킴을 특징으로하는 방법.
44. 제 12 항에 있어서, 필라멘트 길이를 약 3내지 약 10%의 수축율 범위내에서 조절하고, 필라멘트를 어닐링단계와 권축단계 사이에서 윤활가공제 수용액으로 분무처리하며, 약 110℃미만의 온도에서 필라멘트를 건조 및 이완시킴을 특징으로하는 방법.
45. 제 1 항, 제11항 및 제44항중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 필라멘트가 필수적으로 디옥시에틸렌과 테레프탈로일 라디칼로 완전히 이루어지며, 불순물로서 디옥시디에틸렌 옥사이드를 함유함을 특징으로 하는 방법.
46. 제19항 내지 제24항 및 제29항중의 어느 한 항에 있어서, 상대점도가 약 9 내지 14의 범위내인 필라멘트.
47. 제25항에 있어서, 장주기 간격/겉보기 결정크기 관계로 특정화된 X-선 결정성 미세구조가 제2도의 HIJK 영역내에 있는 필라멘트.

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