KR940011538B1 - 고강도 나이론 6섬유 - Google Patents

고강도 나이론 6섬유 Download PDF

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KR940011538B1
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이상민
김종태
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하기주
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
고강도 나이론 6섬유
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 타이어코드나 동력전달을 벨트보강재 등 산업용자재로 사용되고 고강도이며 내열성, 내피로성이 우수한 나이론 6섬유에 관한 것이다.
종래의 고강력 나이론 6섬유는 나이론 6미연신사를 피드로울러(Feed Roller)와 프리-드래프트로울러(Pre-draft Roller) 사이에서 프리-드래프트(Pre-draft)를 시킨뒤, 피드로울러와 저온의 제1연신로울러에 의하여 연신배율 3.0~4.0배로 1단 연신을 하고, 이어서 제1연신로울러와 고온의 제2연신로울러로 전연신배율이 4.3~4.8배의 정도가 되게 2단 연신을 하여 제조한 것으로서, 강도가 약 9.5g/d 정도 밖에는 되지 않았다.
본 발명은 종래의 나이론 6섬유에 비하여 절단강도가 5% 이상 향상된 10.0g/d이 되도록 하므로서 타이어코드지의 소모량을 5% 이상 절감시킬 수 있고 동시에 나이론 6섬유의 미세구조를 강도가 향상될 수 있는 방향으로 유도하여서 강도가 우수하고 제반물성이 향상된 나이론 6섬유를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 아래와 같은 사실들에 기초를 둔 것이다.
첫째, 섬유가 고강도를 갖기 위해서는 고결정성과 더불어서 분자쇄의 비향성이 좋아야 한다.
둘째, 극심한 공정조건하에서도 분자쇄가 절단되지 않고 견딜 수 있는 정도의 강도를 갖는 중합체의 제조가 선행되어야 한다.
셋째, 고강도를 갖기 위해서는 결정중에서 폴디드(folded) 결정보다는 익스펜디(expanded) 결정이 많아야 하며, 결정과 결정을 이어주는 타이분자쇄(tie-chains)가 많아야 한다.
넷째, 섬유가 고강도를 갖기 위해서는 분자쇄의 배향성이 좋아야 하며, 분자쇄의 배향성을 좋게 하기 위해서는 복굴절율이 커야 한다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 나이론 6미연신사의 평균복굴절율이 0.02 이하이며 다음의 물성을 동시에 만족함을 특징으로 한다.
다 음
강 도≥10.0g/d
절단신도≥20.0%
건열수축율≤7.0%(150℃ 오븐에서 30분간 열처리)
△n(평균복굴절율)≥0.056
fa(비정영역에 있어서의 배향함수)≥0.45
fc(결정영역에 있어서의 배향함수)≥0.90
Xc(결정화도)≥40.0%
본 발명에서 강도가 10.0g/d 미만이고 절단신도가 20.0% 미만일 경우 종래처럼 강도, 신도부족으로 인하여 타이어코드지의 소모량을 증가시키는 문제점이 있으며, 건열수축율이 7.0%를 초과하면 코드지를 제조할때의 열처리에 의해 형태안정성 불량의 문제점이 발생되며, △n(복굴절율)이 0.056 미만일 경우와 fa가 0.45, fc가 0.90, Xc가 40.0% 미만일 경우는 분자구조의 배향이 부족하여 10.0g/d 이상의 강도를 얻을 수 없게 된다.
상기와 같은 물성을 갖는 고강도 나이론 6 섬유를 제조하기 위해서는 25℃, 96% 농황산 용액중에서 폴리머농도 10mg/ml에서 측정된 상대점도 3.4~4.0의 폴리아미드폴리머를 용융방사 후 냉각고화시킨 후 미연신사의 배향도를 낮추고 고연신을 실시하기 위하여 방사속도를 350~600m/min 정도로 낮게 설정하여 일단 권취하여 미연신사를 만들고 이 미연신사를 총연신 배율이 4.5~5.5배가 되게 3단 연신이상으로 연신한 후 40℃~150℃의 온도로 이완율 3~10%가 되게 이완열처리하여 제조한다.
본 발명의 고강도 나이론 6섬유를 제조함에 있어서 폴리머점도가 3.4 미만이면 연신중에 절사가 많으며, 4.0을 초과하면 용융방사가 곤란하다.
또 권취속도가 600m/min을 초과하면 미연신사의 배향도가 증가하여 연신성이 저하되어 고연신배율로 연신할 수 없게 되어 강도 10.0g/d 이상의 원사를 얻을 수 없는 문제가 발생한다.
또한 이완율을 3~10% 정도되게 하여야만 분자쇄의 배열도가 균일화되고 섬유의 초기 모듈러스(Modulus)가 높아지며 칫수안정성도 향상된다.
[실시예 1~2 및 비교예 1~3]
상대점도가 3.3~3.8인 폴리아미드 칩을 구금홀수 204개, L/D 1.2, 홀직경 0.3mm인 구금을 통해 압출하였다.
구금직하부에 길이 300mm, 온도가 295℃인 가열판을 설치하였으며, 냉각통은 냉각통의 온도 15±1℃, 냉각풍속도 0.6m/sec으로 하였으며 유제로울러는 2단으로 하엿다.
최종의 원사는 1260데니어가 되도록 기어펌프 회전수를 조절하였으며 1단 연신로울러 온도는 120℃로, 최종 연신로울러 온도는 210℃로 하여 처리하였다.
[실시예 및 비교예]
(* 표시된 부분은 본 발명의 범위를 벗어나는 경우임.)
비교예 1은 점도가 낮을 것을 사용하였고, 원사의 평균복굴절율 및 비정배향함수가 낮아서 원사의 강도가 낮았음.
비교예 2는 2단 연신을 실시하여 조업성이 불량하였으며, 무리한 연신으로 인하여 원사의 절단신도가 낮았음.
비교예 3은 빠른 방사속도에 의해 미연신사의 평균복굴절율이 높아 연신시 조업성이 불량하였으며, 비정배향함수가 낮아 원사의 강도가 낮았음.
본 발명의 고강력 나이론 6섬유는 상술한 바와 같은 원사의 물성과 원사의 미세구조를 가지고 있기 때문에 고강도이면서 내열성과 내피로성이 우수하여서 타이어코드 등의 산업용자재로 활용할 수 있다.

Claims (1)

  1. 나이론 6미연신사의 평균복굴절율이 0.02 이하인 것으로서 다음의 물성을 만족함을 특징으로 하는 고강도 나이론 6섬유.
    다 음
    강 도≥10.0g/d
    절단신도≥20.0%
    건열수축율≤7.0%(150℃ 오븐에서 30분간 열처리)
    △n(평균복굴절율)≥0.056
    fa(결정영역에 있어서의 배향함수)≥0.45
    fc(결정영역에 있어서의 배향함수)≥0.90
    Xc(결정화도)≥40.0%
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