KR970010725B1 - 폴리에테르 케톤 재봉실 - Google Patents

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Abstract

내용없음

Description

폴리에테르 케톤 재봉실
본 발명은 열가소성 중합체로 만들어지는 서로 일제히 가연(twist)된 개개의 섬조들로 이루어지는 최소한 하나의 다섬조사(multifilament)로 이루어진 재봉실(sewing yarn)에 관한 것이다.
방수외투, 시트커버 및 유리섬유와 같은 공업적 재료를 위한 재봉실 뿐만 아니라, 가죽 및 플라스틱을 위한 개봉실들은 통상적으로 폴리에스테르에 근거한다.
그러나, 이러한 개봉실은 비교적 낮은 융점의 단점을 가지므로, 만일 이들에 특별한 피니시가 제공되어 있으면, 이들은 단시, 재봉속도에서 감작스런 변화가 재봉실을 매우 뜨겁게 만들수 있는 고속 재봉틀, 특히 자동 재봉틀에시만 처리될 수 있다. 그외에도, 폴리에스테르 섬유는 많은 목적에 대해서 내용제성 및 내가 수분해성이 충분하지 않다.
방향족 폴리이미드(KevlarR)를 재료로 하는 재봉실의 특성중 하나는 고내열성이다. 그러나, 이들은 제조비용이 비싸고; 더우기, 이들의 기계적 특성은 제조방법(용매방사)에 의해 결정되므로, 이들은 단지 좁은 범위에서만 변형될 수 있고 요건들을 변화시키는데에는 채택될 수 없다 또한, 이들은 염색하기에도 매우 어렵다 그러므로 이러한 재봉실은 이 분야에서 중요하게 취급되지 않는다.
폴리에테르 케론이 용융물로 부터 섬유된 방사된 다음 연신될 수 있음은 공지되어 있다. 적당한 방사방법은 EP-A-202,082호에 기재되어 있다. 생성될 다점조사는 넓은 범위의 특성을 가지고 있다. 예를들면 개개의 섬조의 선밀도는 2.8 내지 100데니어의 범위(2.5 내지 90dtex에 상응함)일 수 있고, 파괴연신율은 15 내지 200%일 수 있다. 그러나, 여기에는 이러한 섬유가 제봉실을 제조하는데 사용될 수 있고, 다점조사가 이러한 특적에 특히 적당하다는 겻은 기제되어 있지않다.
본 발명의 목적은 폴리에스테르와 비슷한 인장강도, 파괴연신율 및 염색능력을 가지는 것 이외에도, 내가수분해성 및 내용제성이고 현대의 자동 제봉틀에서 조차도 고속재봉을 가능하게 하는 열가소성 재봉실을 제공하는데에 있다.
본 발명자들은 이러한 목적이, 열가소성 중합체가 폴리에태로 케론이고 다섬 조사가 1.0내지 10dtex의 개개의 섬조 선밀도(독일공업규격 DIN 53 830에 기재된 바와 같음), 3 내지 30%의 파괴연신율(독일공업규적 DIN 53 8300에 기재된 바와 같음) 및 10% 미만의 비등수측율(독일공업규격 DIN 53 866에 기재된 바와 같음)을 가질 경우에 달성됨을 발젼하였다.
본 발명에 따르는 재봉실은 탁될한 내산성, 내알칼리성 및 내용제성과 함께, 인장강도, 탄성율 및 파괴연신율과 같은 우수한 기계적특성 및 또한 낮은 수측율을 갖는다. 이들의 특별한 장점중의 하나는 고속재봉을 가능하게는 하는 고내열성이다.
적당한 열가소성 수지는 폴리에테르 케톤이고, 바람직하게는, 25℃에서 96%농도 황산내에서 0.5% 농도에서 측정된 것으로, 1.0 이상, 바람직하게는 1.3 이상의 상대점도를 갖는 고분자량의 중합체이다.
바람직한 폴리에테르 케톤으로는 다음의 구조단위를 갖는 케론들이 있다 :
Figure kpo00001
또한, -Co-기의 50%이하가 -SO2-기에 의해 치환되거나,
Figure kpo00002
단위가
Figure kpo00003
단위에 의해 치환된 공중합체를 사용하는 것도 가능하다.
재봉실을 제조하기 위해서, 1.0 내지 10dtex, 특히 1.5 내지 6dtex의 개개의 섬조 선밀도(독일공업규격 DIN 53. 830호에 기재된 바와 같음) 및 3 내지 30%, 특히 5 내지 20%의 파괴연신율(독일공업규격 DIN 53 815에 기재된 바와 같음)을 가지는 이러한 다섬조사를 사용하는 것이 특히 유리하다는 것이 발견되었다. 이러한 실의 인장장도(독일공업규격 DIN 53 815에 기재된 바와 같음)는 4 내지 10cN/dtex 범위내에 있는 것이 바람직하다. 독일공업규격 DIN 53 866에 따라 끓는 물에서 측정한 이들의 수축율은 10%미만, 바람직하게는 2%미만 이어야만 한다. 180℃에서 이들의 열 수축율은 바람직하게는 20%미만, 특히 바람직하게는 8%미만이어야만 한다.
다섬조사는 10 내지 1000개, 특히 20 내시 300개의 개개의 섬조로 이루어지는 것이 바람직하다. 다섬조사는 방사공정후 즉시 연신되는 것이 바람직하고, 연신비는 1.5 내지 5의 범위내에 있는 것이 유리하다. 그러나 다섬조사는 또한 높은 권취속도를 이용하는 고속방사 공정에서 필요한 고강도 및 저파괴연신율을 갖게 될 수 있다.
본 발명에 따르는 재봉실은 통상적인 방법으로 이러한 다섬조사들을 가연시킴으로서 제조된다. 만일 단지 하나의 단연 다섬조사가 사용된다면, 연계수(twlst factor)(독일공업규격 DIN 52 832에 기재된)는 Z방향으로 α=30 내지 100, 바람직하게는 α=40 내지 80의 범위내에 있어야 한다. 원칙적으로, 이러한 단면 다섬조사는 재봉실로서 사용될 수도 있다. 그러나, 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 4개의 다섬조사는 재봉실로 서 함께 가연되며, 이러한 경우에는 일차 꼬임에 대한 연계수는 αpre=60 내지 110이어야 하고 일차 꼬임에 대해 반대방향으로의 플딩(folding) 꼬임에 대한 연계수는 αfold=80 내지 120이어야 한다. 일차 및 폴딩꼬임에 대한 꼬임방향의 바람직한 조합은 S/Z이다. 여기에서 αfold에 대한 αpre의 비율은 기성 재봉실이 균형을 이루고 엉클어지지 않게 되는 방식으로 선택되는 것이 유리하다.
연계수는 독일공업규격 DlN 53. 832에서 방정식
Figure kpo00004
으로 정의되고, 여기에서 T/m은 1m당 꼬임수를 표기한다.
본 발명에 따르는 재봉실은 통상적인 가공 피니시, 예로써 무기유, 에스테르 오일 및 산화 알킬렌 첨가물과 같은 윤활제, 비누 및 이온성 또는 비이온성 계면 활성제와 같은 유화제, 및 에톡실화 지방산 알코올 및 에톡실화 지방산 유도체의 인산 에스테르와 같은 대전 방지제를 사용하여 방사하는 동안에 피니시될 수 있다 또한 이어서 이들은 파라핀, 파라핀왁스 또는 실리콘왁스로 피니시되어 가공특성을 향상시킬 수 있다. 재봉실을 내열피니시 시키지 않고 처리할 수 있다는 것은 폴리에테르 케톤 섬유 사용의 특별한 장점이다.
(실시예)
A. 다섬조사의 제조
1. 25℃에서 100ml의 96%농도 H2SO4중의 0.5g의 중합체의 용액에서 측정된 1.478의 상대용액정도를 갖는 반복단위
Figure kpo00005
를 갖는 폴리에테르 케톤을 용융방사 장치에 도입시키고 용융시킨다. 이러한 용융방사장치는 전기적으로 가열할 수 있는 3개의 가열부, 각기 지름이 0.4mm인 30개의 구멍을 갖는 전기적으로 가열된 방사구, 방사펌프(투쓰 훨(toothed wheel)형식), 여열부, 건조셀 및 권취수단을 포함한 단일-스크루 압출기이다.
압출기 및 스핀백(spin pack)의 가열부를 용융물이 415℃의 온도를 가지도록 하는 온도로 고정한다. 산출량은 1.6kg/h이다. 이 섬조를 전기적으로 가열된 여열기를 통과시켜 공기가 공급된 건조셀로 도입시킨다. 이들은 850m/min의 권취속도에서 권취시킨 다음 연신기구의 흡수 고데트(godet)로울을 130℃로 가열하고 연신부내의 열판을 250℃로 가열하여 1 : 3.0의 연신비로 연신시킨다. 이렇게 제조한 섬조는 다음 특성을 갖는다 :
총 선밀도 : 109/30dtex
섬조 선밀도 : 3.6dtex
인장강도 : 54cN/dtex
파괴연신율 : 1.4%
비등 수축율 : 0.5%
열기 수축율 : 3.5%
탄성계수 : 45.1cN/dtex
2. 1.98의 상대용액정도를 갖는 반복단위
Figure kpo00006
를 가지는 폴리에테르 케톤을 실시예 1에 기재된 장치에서 방사시킨다. 용융물의 온도는 375℃이고, 방사구는 각기 지롬이 0.3mm인 30개의 구멍을 가지고 있고, 권취속도는 1.2kg/h의 산출량으로 부터 700m/min이다. 방사된 섬조를 160/210℃에서 1 : 2.9의 비율로 고온-연신시키며 그 후에 이들은 다음 특성을 갖는다 :
총 선밀도 : 110/30dtex
섬조 선밀도 : 3.7dtex
인장강도 : 5.9cN/dtex
파괴연신율 : 14.0%
탄성계수 : 68.0cN/dtex
비등 수축율 : 2.0%
열기 수축율 : 5.0%
B. 재봉실의 제조
실시예 A2에서와 같은 다섬조사를 고속와인더 상의 플렌지 보빈(flanged bobbin)상에 평행하게 감는다. 3합연사를 제조하기 위한 3개의 플랜지 보빈을 트위스트-폴드-트위스트 머쉰(twist-fold-twist machine)의 상부 덱크에 크릴(creel)시키고 S방향으로 일차 가연을 진행시킨다. 3개의 고도로 가연된 다섬 조사를 합연시키고 링 스핀들(rinng spindle) 수단에 의해 Z방향으로 3-합연사를 가연시킨다. 본 발명의 실시예를 일차연계수 αpre=76에서 상응하는 S의 700T/m으로 수행한다. 이어지는 폴딩(folding) 가연은 몰닝연계수 αbld=100에 상응하는 3Z의 530T/m에 이른다.
또한, 이렇게 제조된 합연 섬조사를 정밀 와인더위의 염색 포장내로 되감는다. 폴리에테르 케톤의 열특성은 통상적인 염색방법을 사용하여 재봉실을 염색시킬 수 있게 하고, 이것은 180℃ 내지 200℃의 범위내의 상승온도에서 실행된다.
본 발명의 염색된 재봉실의 열특성은 334℃의 폴리에테르 케톤의 높은 융점 및 250℃의 지속노출을 위한 최대온도로 인해 매우 좋다. 결과적으로, 이것은 특정한 재봉실 피니시를 하지않아도 가능하다. 그러나, 재봉틀의 실안내 요소를 통한 통과, 및 재봉되는 재료로의 삽입에 의해서 더 우수한 가공 특성때문에, 부가적인 퍼니시를 하는 것이 적당하다. 이것은 리크로울(lickroll)을 통해 염색된 재봉실에 실리콘-함유 왁스 또는 유화제를 도포하여 수행되거나, 또는 재봉실을 피니시시키는 다른 공지된 방법, 예로서, 염색 기계에서의 피니시를 사용한다.
이러한 방법에 의해 제조된 재봉실은 통상적인 재봉실에 비해 뛰어난 재봉 특성을 가진다. 예로서, 재봉시립을 폴리에스테르 섬조사와 비교하여, 본 발명에 따르는 재봉실이 이것이 끊어질 때 까지의 시임(seam)길이에 2배임을 나다낸다. 매우 좋은 열 및 재봉특성은 뛰어단 내가수분해성 및 에로시 염산, 황산, 질산, 수산화칼륨 용액 및 트리클로로 에틸렌과 같본 약품들에 대한 내약품성에 의해 보완된다.

Claims (6)

  1. 열가소성 중합체를 만들어지는 개개의 섬조들로 이루어지는 하나 이상의 다섬조사로 이루어진 재봉실로서, 열가소성수지가 폴리에테르 케톤이고 다섬조사가 1.0 내지 10dtex의 개개의 섬조 선밀도(독일공업규격 DIN 53 830에 규정), 3 내지 30%의 파괴연신율(독일공업규격 DIN 53 815에 규정) 및 10% 미만의 비등 수축율(독일공업규격 DIN 53-866에 규정)을 갖는 것을 특징으로 하는 재봉실.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에테르 케톤이 1.0이상, 바람직하게는 1.3이상의 상대점도(25℃에서 95%황산중의 0.5%에서 측정)를 갖는 고분자량의 중합체임을 특징으로 하는 재봉실.
  3. 제1항에 있어서, 폴리에테르 케톤이 다음구조 단위들중 50%이상을 함유함을 특징으로 하는 재봉실 :
    Figure kpo00007
  4. 제1항에 있어시, 다섬조사가 10 내지 1000개의 개개의 섬조들로 이루어진 것을 특징으로 하는 재봉실.
  5. 제1항에 있어서, 서로 일제히 가연된 개개의 섬조들에 대한 연계수(독일공업규격 DIN 53 832에 규정)가 α=30 내지 100의 범위내에 있는 단연 다섬조사로 이루어진 것을 특징으로 하는 재봉실
  6. 제1항에 있어시, 개개의 다섬조사의 일차 꼬임에 내한 연계수(독일공업규격 DIN 53 832에 규정)가 αpre=60 내지 100이고 시로 합연된 다섬조사의 폴딩간연에 대한 연계수(독일공업규격 DIN 53 832에 기재)가 αfold=80 내지 120의 범위내에 있고, 일차 가연 및 폴딩가연의 방향이 시로반대인 2개 이상의 다섬조사로 이루어진 것을 특징으로 하는 재봉실.
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