KR930005101B1 - 고강도 나이론 6사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고강도 나이론 6사의 제조방법

제1도는 본 발명의 제조공정개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 방사구금 2 : 스팀실링(Steam Sealing) 장치

3 : 방사통 4 : 나이론 6사

5 : 오일링로울러 6,6′ : 피드로울러

7,7′ : 프리드래프트로울러 8,8′ : 1단 연신로울러

9,9′ : 2단 연신로울러 10,10′ : 3단 연신로울러

11,11′ : 4단 로울러 12 : 고온스팀노즐

본 발명은 타이어코드 혹은 동력전달용 벨트보강재 등 산업용자재로 사용되는 고강도이며 내열성, 내피로성이 우수한 나이론 6사의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 고강력 나이론 6사의 제조방법으로는 나이론 6 미연신사를 피드로울러(Feed Roller) 프리-드래프트 로울러(Pre-draft Roller)사이에서 프리 드래프트(Pre-draft)를 시킨뒤, 피드로울러와 저온의 제1연신로울러에 의하여 연신배율 3.0∼4.0배로 1단 연신을 하고, 이어서 제1연신 로울러와 고온(160℃∼220℃)의 제2연신로울러로 전연신배율이 4.3∼4.8배 정도가 되게 2단 연신을 하는 방법이 널리 알려져 있다.

그러나 이와 같이 제조된 나이론 6사는 강도가 약 9.5g/d정도 밖에는 되지 않았다 .

또 근래의 나이론 타이어코드의 발전추세는 고강도특성을 더욱 향상시켜서 타이어 1본에 소요되는 타이어코드지의 중량을 낮추고 타이어의 제조원가를 절감시키려는데 있다.

본 발명은 종래의 나이론 6사에 비하여 절단강도를 5％ 이상 향상시켜 10.0g/d이 되도록 하므로서 타이어코드지의 소모량을 5％ 이상 절감시킬 수 있고 동시에 조업성이 우수한 고강력 나이론 6사의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 폴리아미드는 25℃, 96％ 농황산 용액중에서 폴리머농도 10 ㎎/㎖에서 측정된 상대점도가 3.4이상 4.0미만의 것이다.

이와같은 폴리머를 사용하는 이유는 고강도의 원사를 얻을 수 있으며 타이어코드 및 고무보강재로 사용할 경우 내열성과 내피로성을 높일 수 있기 때문이다.

본 발명에서 폴리머의 상대점도가 3.4미만인 경우 후술하는 본발명의 연신공정에서 절사를 일으키게 되며 상대점도가 4.0이 넘는 경우는 용융방사가 곤란해진다.

또 본 발명은 방사구금(1) 직하에서 미연신사와 구금하부 주위와의 열교환 효율을 높여 미연신사의 불균일을 최소화시키기 위하여 1200 ㎜ H₂O 이하의 압력으로 분사된 스팀으로 실링(Sealing)한 후 폴리아미드 방출사를 균일하게 배향시키고 연신성을 향상시킬 수 있도록 켄칭(Quenching)을 실시한 후 다음 공정에서 연신 및 열처리를 실시한다.

또 본 발명에서는 피드로울러(6)(6′)에 권취되는 미연신사의 배향도를 낮추고 고연신을 실시하기 위하여 방사속도를 350∼600 m/min 정도로 낮게 설정하여 권취한다.

만일 본 발명에서 권취속도가 600 m/min을 초과하면 미연신사의 배향도가 높아 방출장력이 높게되고 연신성이 저하되며, 350 m/min 미만이면 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또 본 발명은 피드로울러(6)(6′)와 프리-드래프트로울러(7)(7′)에서 1.05배 이하의 연신배율로 프리-드래프트를 실시한다.

만약 프리-드래프트를 실시하지 않으면 미연신사 필라멘트 상호간의 배열의 균일성 유지 및 안정적인 연신성확보가 곤란하고, 프리-드래프트를 심하게하면 미연신사의 소성변형이 일어나기 쉬우며 그 결과 연신이 불안정해진다.

또 본 발명의 제1단 연신은 연신로울러(8)(8′)의 온도를 100℃ 이상 150℃ 이하로 하여야 한다.

만약 100℃ 미만일 경우 연신로울러(8)(8′) 출구에서의 사조의 연신변형이 일어나지 않아서 전연신 배율을 높이는 것이 곤란하며, 온도가 150℃를 초과할 경우 다음 단계에서의 연신이 불안정해진다.

또 제1단 연신에서는 연신배율을 2.5∼3.8배로 하는 것이 좋다.

만약 1단 연신배율이 2.5배 미만인 경우 고강도의 사를 만들 수 없게되며, 3.8배를 초과할 경우 제2단 연신에서 절사를 많이 유발시키게 된다. 또 제2단 연신에서는 연신로울러(9)(9′) 온도를 130℃∼200℃로 하는 것이 좋다.

온도가 130℃ 미만이면 히트셋팅효과가 나타나지 않게 되어서 제2단 연신이 불안정해지며, 200℃를 초과해서 나이론의 융점을 초과하면 로울러상에서 사조의 융해사절이 일어나거나, 사조의 융착, 편평화를 일으켜 사조의 물성저하가 발생한다.

또 제2단 연신에서는 연신배율을 1.3∼1.8배로 하여야 한다. 연신배율이 1.8배를 초과하면 절사를 많이 유발시키게 된다. 또, 본 발명에서는 2단 연신 중 주행사조에 250℃∼350℃, 압력 1.5 ㎏f/㎠이하의 스팀을 스팀노즐(12)로 분사한다.

이렇게 하면 고연신배율로 연신할 때 사조의 연신장력을 감소시켜서 멀티 필라멘트의 연신성을 높여줄 수 있게 된다. 또 제3단 연신에서는 연신로울러(10)(10′)의 온도를 180℃∼융점미만까지로 유지시켜야 한다.

그 이유는 히트셋팅효과가 충분하도록 가열할 필요가 있기 때문이며, 특히 200℃이상으로 설정하는 것이 바람직하지만 전술한 이유때문에 그 온도가 융점을 초과해서는 않된다. 또 본 발명은 3단 연신까지의 전연신배율은 4.5배∼5.5배로 하여야 한다.

전연신배율이 4.5배 미만인 경우 본 발명의 목적하는 바와같은 고강도 나이론 6사를 얻을 수 없고 5.5배를 초과하면 3단연신시에 절사가 다량 발생하게 된다.

또한, 본 발명에서는 최종연신을 마친 후 4단로울러(11)(11′)에서 40℃ 이상 150℃ 미만의 온도로 이완열처리 하는 것이 필요하다.

상기 처리를 하면 분자쇄의 배열도가 균일화되고 섬유의 초기 모듈러스(Modulus)가 높아지면 치수안정성이 향상된다.

또 이완열처리시 이완율을 3％ 이상 10％ 미만으로 하는 것이 좋다. 이완율이 너무 낮으면 이완효과가 나타나지 않고 너무 높으면 약간의 강도저하 및 조업성이 불안정해진다.

본 발명은 상술한 바와 같이 우수한 조업성으로 강도가 10.0 g/d 이상인 나이론 6사를 제조할 수 있으며, 본 발명으로 제조된 사는 타이어코드, 벨트보강재, 기타 산업자재용사로 활용될 수 있다.

[실시예 및 비교예]

단, ①건열수축율조건 : 150℃ 오븐 중에서 30분처리 ②Dip. Cord 물성은 실시예 및 비교예의 각 조건으로 제조된 1260 데니어의 원사를 2합하여 RFL에 통상적인 방법으로 침지하여 측정함.

* 비교예 중에서, #비교예 1∼2는 점도가 낮은 것을 사용하였으므로 원사의 강도가 낮았음.

#비교예 3은 총 연신비가 너무 높아 절사가 일어나 조업성이 좋지 않았다.

#비교예 4는 3단 연신로울러의 온도가 너무 높아 사조의 융해사절이 발생되어 조업성이 좋지 않았다.

#비교예 5는 3단 연신로울러의 온도가 낮아 열고정이 되지 않았으므로 Dip. Cord의 물성이 저하되었다.(원사의 강도에 비하여 디프코오드의 강도저하가 심함)

Claims (1)

1. 상대점도(25℃. 96％ 농황산용액, 폴리머농도 10 ㎎/㎖에서 측정)가 3.4 이상 4.0 미만인 나이론 6칩을 사용하여 아래의 조건으로 제조함을 특징으로 하는 고강도 나이론 6사의 제조방법.