KR100211140B1 - The method of preparing a polyester ultra fine multi filament yarn - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단사섬도 1 데니어 이하이고 단사수가 70 이상인 폴리에스터 극세멀티필라멘트사를 방사속도 5,500m/분 이상의 초고속방사 공법으로 제조함에 있어서, 방사구금을 제외한 방사팩 하부와 방사구금 직하로부터 30∼100mm가 되는 위치의 방출사조 주위를 하나의 가열장치로 가열시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 극세멀티필라멘트사의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 방법에 따르면, 사의 균제도가 양호하고 사절이 방지되어 작업성이 향상되므로 인취 로울러나 별도의 열처리 장치 등에 의한 섬유의 연신없이 방사공정만의 공정으로 폴리에스터 극세멀티필라멘트사를 초고속방사공정에 의하여 안정적으로 제조할 수 있다.In the present invention, the ultrafine multifilament yarn having a single yarn fineness of 1 denier or less and a single yarn number of 70 or more is manufactured by an ultra-fast spinning method having a spinning speed of 5,500 m / min or more, and 30 to 100 mm from the bottom of the spin pack except for spinnerets and directly below the spinnerets. To provide a method for producing a polyester ultra-multifilament yarn, characterized in that the heating around the discharge yarn at a position to be a single heating device, according to the method of the present invention, the uniformity of the yarn is good and the trimming is prevented workability Therefore, it is possible to stably manufacture the polyester ultra-multifilament yarns by the ultra-fast spinning process by the spinning process only, without drawing fibers by a draw roller or a separate heat treatment apparatus.
Description
제1도는 단사섬도 2∼4데니어인 일반섬유 방사장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a general fiber spinning apparatus having a single yarn fineness of 2 to 4 deniers.
제2도는 본 발명에서 채택한 제조장치의 개략도.2 is a schematic view of a manufacturing apparatus adopted in the present invention.
제3도(a),(b)는 본 발명에서 채택한 가열장치(5)의 상세 개략도이다.3 (a) and 3 (b) are detailed schematic views of the heating apparatus 5 adopted in the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 방사 팩 2 : 방사구금1: spin pack 2: spinneret
3 : 방출사조 4 : 냉각장치3: emitting thread 4: cooling device
5 : 가열장치5: heating device
본 발명은 단사섬도가 1 데니어 이하이고 단사수가 70 이상인 폴리에스터 극세멀티필라멘트사의 초고속방사 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 인취 로울러를 사용하지 않는 이른바 노-고델 방식의 용융방사 공정이나 인취 로울러가 있어도 연신을 행하지 않는 1단계 공법에 있어서 종래 제조설비의 간단한 개조에 의해 방사공정만의 공정으로 단사섬도가 1 데니어 이하이고 단사수가 70 이상인 폴리에스터 극세멀티필라멘트사를 방사속도 5,500 m/분 이상에서 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a super fast spinning production method of polyester ultra fine multifilament yarn having a single yarn fineness of less than 1 denier and a single yarn number of 70 or more, and more specifically, a so-called no-godel type melt spinning process or a take-off roller that does not use a take-off roller. In the one-stage method, which does not stretch even if there is a stiffness, a polyester microfine filament yarn having a single yarn fineness of less than 1 denier and a single yarn number of 70 or more in a spinning process only by simple modification of the conventional manufacturing equipment has a spinning speed of 5,500 m / min or more. It relates to a method of manufacturing.
초고속 방사공정의 특징은 사의 초고속 권취에 의한 공기저항(애어-드래그) 및 방사장력이 사의 연신에 필요한 임계 응력(스트레스) 이상의 힘을 유발하여, 방사공정시 섬유 주행상에서 연신효과와 같은 네킹발현 및 응력유도 결정화가 진행되어 일반 연신사와 비슷한 최종 물성을 갖는다. 특히 사의 변형속도가 매우 커서 섬유의 연신에 필요한 임계능력 이상의 스트레스로 사에 걸리는 장력이 일반 연시사에 비해 매우 크고, 네킹현상으로 사절이 다발하게 된다.The characteristics of the ultra-fast spinning process are that the air resistance (air-drag) and the radial tension caused by the ultra-fast winding of the yarn cause a force above the critical stress (stress) necessary for the stretching of the yarn. The stress-induced crystallization proceeds to have final properties similar to that of general stretched yarn. In particular, the strain rate of the yarn is very large, and the tension applied to the yarn due to the stress beyond the critical capacity required for the stretching of the fiber is much larger than that of the general yarn, and the threading is frequently caused by necking phenomenon.
폴리에스터 섬유를 5,500 m/분 이상의 속도로 방사시, 별도의 연신공정 없이 그대로 실용에 사용할 수 있는 섬유를 얻는 방법은, 예를 들면 미국 특허 2,604,667 호와 2,957,747 호 등에 공지되어있다. 그러나, 이러한 기술들은 단사섬도가 작은 경우를 충분히 고려하지 않았으며, 만일 이들의 기술로 단사섬도 1 데니어 이하의 극세사를 제조할 경우 잦은 사절로 공업적인 생산이 곤란하게 된다. 초고속방사의 문제점인 잦은 사절을 해결하기 위하여 중합물을 개방하는 방법으로는 예를 들면, 무기미립자의 첨가에 의한 방법으로 일본 공개특허 87-206018 호, 89-111013 호 등이 있고, 공중합 개질에 의한 방법으로 일본 공개특허 88-190015 호, 88-249718 호 등이 있으며, 촉매에 의한 것은 일본 공개특허 88-303113 호, 88-303114 호 등이 있다. 그러나 이들에 의한 방법만으로는 단사섬도 1 데니어 이하에서는 사절방지가 충분하다고 볼 수 없다. 또한 종래 방사설비의 개조에 의한 방법으로 예를 들면, 미국특허 4,338,275 호에서는 지연냉각부(가열부), 냉각부, 재가열부를 순차적으로 통과시키는 방법이 제안되었으나, 지연냉각부의 길이가 짧아야 하는 단사섬도 1 데니어 이하의 극세멀티필라멘트사의 제조에 있어서는 그 효과가 충분히 발휘되지 못하여 사절율을 크게 낮출 수 없다.Methods of obtaining fibers that can be used in practice without spinning a polyester fiber when spinning at a speed of 5,500 m / min or more are known, for example, from US Pat. Nos. 2,604,667 and 2,957,747. However, these techniques did not sufficiently consider the case of small single yarn fineness, and if these technologies produce microfibers having a single yarn fineness of less than 1 denier, frequent production is difficult, and industrial production becomes difficult. As a method of opening the polymer in order to solve frequent trimming, which is a problem of ultra-fast spinning, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 87-206018, 89-111013, and the like by the addition of inorganic fine particles, Japanese Patent Application Laid-Open No. 88-190015, 88-249718, etc., and the catalysts include Japanese Patent Nos. 88-303113, 88-303114, and the like. However, the method by these methods alone is not enough to prevent the trimming at less than 1 denier. In addition, as a method of retrofitting a conventional radiation facility, for example, US Patent No. 4,338,275 proposed a method of sequentially passing the delay cooling unit (heating unit), cooling unit, and reheating unit, but the single yarn fineness that the length of the delay cooling unit should be short. In the production of ultra-multifilament yarns of 1 denier or less, the effect is not sufficiently exhibited, and the trimming rate cannot be significantly lowered.
위와 같은 공지의 사실에 대한 개선 방안으로, 사의 결정화 억제 및 변형속도를 줄이기 위한 여러가지 방안이 있으나, 그 중 지연냉각부를 충분히 길게 함에 의해 큰 효과가 발생됨이 알려졌다. 그러나, 단사섬도 1 데니어 이하, 단사수 70 이상의 극세멀티필라멘트사의 제조기술에 상기의 지연냉각부 기술을 적용할 겅우, 방사구금의 구멍간 거리가 매우 짧아 사간 융착이 발생하기 쉽고 냉각 불균일 문제로 사의 균제도가 불량하여 염색에 큰 문제가 발생된다. 또한 극세멀티필라멘트사의 기술의 핵심은 방사구금과 냉각부의 거리를 짧게 해주어야 하는 것이므로 실제 지연냉각부 기술의 핵심인 방사구금과 냉각부간의 충분한 보온영역의 길이 확보가 불가능하게 되며, 특히 방사구금의 표면온도가 급격히 떨어지게 되어 잦은 사절을 막을 수 없다.As an improvement plan for the above known facts, there are various ways to suppress the crystallization of the yarn and to reduce the deformation rate, but it has been known that a large effect is generated by sufficiently lengthening the delay cooling unit. However, when the above-mentioned delay cooling part technology is applied to the manufacturing technology of ultra fine multifilament yarn having a single yarn fineness of less than 1 denier and more than 70 single yarns, the distance between the holes of the spinnerets is very short, and the fusion between the holes is likely to occur and the cooling nonuniformity Poorly uniformity causes a big problem in dyeing. In addition, the core of the ultra-multifilament company's technology is to shorten the distance between the spinneret and the cooling unit. Therefore, it is impossible to secure a sufficient thermal insulation area between the spinneret and the cooling unit, which is the core of the delayed cooling unit technology. The temperature drops sharply, preventing frequent trimming.
본 발명자들도 방사속도 5,500m/분 이상의 초고속방사에서 잦은 사절을 해결하기 위하여 원형냉각 방식에 있어서 방사구금 직하를 둘러싼 지연냉각부(가열부)와 냉각부 직하 스핀튜브(Spin-Tube)상 배기 위치를 조합한 대한민국 특허 출원 제 91-23655 호를 제안한 바 있는데, 이것은 단사섬도 1 데니어 이상에서는 큰 효과가 나타났으나, 초고속방사공법에 의한 극세멀티필라멘트사의 새로운 제조기술에서는 다소 효과가 불충분하였다.The inventors of the present invention also exhaust the spin-tube directly below the cooling section (heating unit) and cooling section surrounding the spinneret in a circular cooling system in order to solve frequent trimming in ultra-fast spinning with a spinning speed of 5,500 m / min or more. Korean Patent Application No. 91-23655, which combines positions, has been proposed, which shows a great effect at more than 1 denier of single yarn fineness, but the effect is somewhat insufficient in the new manufacturing technology of ultra fine multifilament yarn by ultra-fast spinning method.
본 발명자들은 인취 로울러를 사용하지 않는 노-고델 방식이나 인취 로울러가 있어도 연신을 행하지 않는 1단계 공법에 있어서 종래 제조설비의 간단한 개조에 의해 방사공정만의 공정으로 단사섬도 1 데니어 이하이고 단사수가 70 이상인 폴리에스터 극세멀티필라멘트사를 방사속도 5,500 m/분 이상에서 제조하는 방법에 관하여 연구한 결과, 위의 발명들중 종래 제조설비, 특히 자연냉각부의 가열장치와 가열부위의 형태 및 기능을 간단하게 개조함에 의하여 그 목적을 충분히 달성할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In the one-stage process which does not draw even if there is a no-godel method or a draw roller which does not use a draw roller, the present inventors only have a single yarn fineness of less than 1 denier and the single yarn count is 70 by a simple modification of the conventional manufacturing equipment. As a result of studying the method of manufacturing the above-mentioned polyester microfilament yarn at a spinning speed of 5,500 m / min or more, the form and function of the conventional manufacturing equipment, in particular, the heating device and the heating part of the above-described invention are simplified. The present invention has been completed by discovering that the object can be sufficiently achieved by the modification.
즉, 본 발명은 단사섬도 1 데니어 이하이고 단사수가 70 이상인 폴리에스터 극세멀티필라멘트사를 방사속도 5,500m/분 이상의 초고속방사공법으로 제조함에 있어서, 방사구금을 제외한 방사팩 하부와 방사구금직하로부터 30∼100mm 가 되는 위치의 방출사조 주위를 하나의 가열장치로 가열시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 극세멀티필라멘트사의 제조방법을 제공하는 것이다.That is, in the present invention, the ultrafine multifilament yarn having a single yarn fineness of less than 1 denier and a single yarn number of 70 or more is produced by a super high-speed spinning method with a spinning speed of 5,500 m / min or more, and the bottom of the spin pack except for spinnerets and 30 from directly below the spinnerets. It is to provide a method for producing a polyester ultra-multifilament yarn, characterized in that the heating around the discharge yarn at a position of ~ 100mm with a heating device.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 갈다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도와 같은 통상의 방사장치의 경우에는 방사구금(2)과 냉각장치(4) 상단부의 거리(L)가 멀 경우 사조(3)의 냉각이 불충분하여 융착 및 냉각불균일 등의 문제가 생기며 균일 냉각을 위하여 방사구금과 냉각장치의 거리(L)를 짧게 할 경우 잦은 사절이 발생되는 문제가 있다. 이때(6)은 집속가이드이고, (7)은 인취로울러이다.In the case of the conventional spinning device as shown in FIG. 1, when the distance L of the spinneret 2 and the upper end of the cooling device 4 is far, cooling of the thread 3 is insufficient, resulting in problems such as fusion and cooling unevenness. When the distance (L) between the spinneret and the cooling device is shortened for cooling, frequent trimming occurs. At this time (6) is the focusing guide, (7) is the take-off roller.
이에 반하여, 제2도에 도시한 본 발명의 경우에는 방사구금(2)을 제외한 방사팩(1) 하부와 지연냉각부인 방사구금 직하부터 냉각장치 사이의 방출사조(3) 주위에 가열장치(5)를 설치하는 것을 특징으로 한다. 여기에서 방사구금(2)으로부터 냉각장치(4)까지의 거리(L1)은 30∼100mm이다.On the contrary, in the case of the present invention shown in FIG. 2, the heating device 5 is disposed around the discharge thread 3 between the lower part of the spin pack 1 except for the spinneret 2 and immediately below the spinneret as the delay cooling part. ) Is installed. Here, the distance L 1 from the spinneret 2 to the cooling device 4 is 30 to 100 mm.
Ll이 만일 30mm보다 짧으면 냉각 용기가 방사구금을 냉각시켜 구금 표면의 온도편차가 발생하고, 또한 지연냉각부의 거리가 너무 짧아 사의 변경속도가 너무 커서 작업성이 불량해지며, 100mm보다 멀면 냉각 불충분으로 인한 단사간의 융착문제 가능성과 사의 균제도 불량으로 염색성이 저하된다.If L l is shorter than 30mm, the cooling vessel cools the spinneret, causing temperature deviation on the surface of the cage, and the distance of the delayed cooling section is too short. Possibility of fusion problem between single yarns and poor uniformity of yarns results in poor dyeability.
본 발명에서의 가열장치(5)는 제3도 (a)와 같은 구조를 이루고, 제3도 (b)의 노즐수와 동일한 갯수의 구멍을 이룸이 요구된다. 본 발명 가열장치(5)의 가열온도는 250℃∼350℃ 이고, 더욱 좋기로는 280℃∼330℃ 이다. 만일 250 보다 가열온도가 더 낮으면 가열효과가 전혀 없고(가열장치의 히터를 꺼도 동일함), 350℃ 이상되면 방사팩에 영향을 주어 급격히 팩압이 저하되고 또한 방사구금에 곡사가 발생되어 작업성이 현저히 저하된다.The heating device 5 in the present invention has a structure as shown in FIG. 3 (a), and is required to form the same number of holes as the number of nozzles in FIG. 3 (b). The heating temperature of the heating apparatus 5 of this invention is 250 degreeC-350 degreeC, More preferably, it is 280 degreeC-330 degreeC. If the heating temperature is lower than 250, there is no heating effect (same even if the heater is turned off), and if it is over 350 ℃, it affects the spin pack and the pack pressure drops sharply, and the spinneret is formed with curved balls. This is significantly lowered.
본 발명의 방법에 따르면, 사의 균제도가 양호하고 사절이 방지되어 작업성이 향상되므로 인취 로울러나 별도의 열처리 장치등에 의한 섬유의 연신없이 방사공정만의 공정으로 폴리에스터 극세멀티필라멘트사를 초고속방사공정에 의하여 안정적으로 제조할 수 있다.According to the method of the present invention, since the uniformity of the yarn is good and the trimming is prevented and the workability is improved, the ultra-fast spinning process of the ultra-fine polyester filament yarn with the spinning process without the drawing of the fiber by a draw roller or a separate heat treatment device, etc. It can manufacture stably.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하나 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following Examples, but the present invention is not limited to the Examples.
[실시예 1∼3][Examples 1-3]
극한점도 0.62의 폴리에스터 중합물을 사용, 방사온도 300℃, 냉각공기의 속도는 0.4 m/초, 방사구금 직경 0.15 mm(구멍수 72개)로 하고 최종사의 섬도가 72 데니어가 되도록 토출량 조절하여 방사속도 5,500 m/분에서 방사작업을 실시하였다. 이때 가열장치의 길이는 70 mm로 하고, 유제 부착량은 1.0% 가 되도륵 하며 가열장치의 온도를 300℃, 280℃, 320℃로 변화시키면서 실시예 1-3을 실시하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 인취로울러나 별도의 열처리장치 등에 의한 섬유의 연신은 전혀 없었다.Using a polyester polymer having an intrinsic viscosity of 0.62, spinning temperature is 300 ° C, the cooling air speed is 0.4 m / sec, spinneret diameter 0.15 mm (72 holes), and the discharge amount is adjusted so that the final yarn has 72 denier. Spinning was performed at a speed of 5,500 m / min. At this time, the length of the heating device is 70 mm, the amount of oil deposition is 1.0%, and Example 1-3 is carried out while changing the temperature of the heating device to 300 ℃, 280 ℃, 320 ℃, the results are shown in Table 1 Shown in There was no stretching of the fiber by a take-over roller or a separate heat treatment apparatus.
[비교예 1∼6]Comparative Examples 1 to 6
가열장치의 온도 및 가열장치의 길이를 하기 표 1과 같이 변경시킨 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 방사작업을 실시하고 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다. 또한 본 발명의 가열장치가 없는 경우와 발명의 효과를 비교하기 위하여 가열장치의 히터를 끈 비교예 4 와도 비교하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.Except that the temperature of the heating device and the length of the heating device was changed as shown in Table 1, the spinning was carried out in the same manner as in Example 1 and the results are shown together in Table 1. In addition, in order to compare the effect of the invention without the heating device of the present invention and compared with Comparative Example 4 with the heater of the heating device is shown in Table 1 the results.
실시예 중 방사작업성은 아래와 같은 방법으로 계산하고 평가하였다.The radio workability of the examples was calculated and evaluated in the following manner.
◎ 방사작업성 : 나이론, 폴리에스터 용융 방사시 일반적으로 공장에서 사용되는 통상의 '풀 보빈율' 계산법으로 하였으며, 계산방법은 이론적인 총 풀케이크(Full Cake) 수로 실제 생산된 풀케이크 수를 나누어 백분율로 환산하였다. 평가기준은 방사작업성 94% 이상이면 양호, 88∼94%이면 보통, 88% 미만이면 불량으로 평가하였다.◎ Spinning workability: It is a general 'full bobbin ratio' calculation method generally used in factories for nylon and polyester melt spinning.The calculation method is to divide the actual number of full cakes by the theoretical total number of full cakes. Converted in percentage. Evaluation criteria were evaluated as good if the workability is more than 94%, usually 88 to 94%, poor if less than 88%.
◎ 균제도 : 일본게이소끼 U% 측정기로 사속 5000 m/분, 12.5% 노르말 방식으로 측정하였다.◎ Homogenizer: Nippon Keisuki U% tester measured at 5000 m / min, 12.5% normal speed.
◎ 단면평가 : 사단면을 SEM(전자현미경)을 이용하여 단사의 단면크기와 사간 융착 유무를 평가하였는데, 단면 균일성은 단사 중 사의 단면이 가장 큰 것과 가장 작은 것의 비가 1.3 이상이면 불량, 1.3 미만이면 양호로 펑가하였다.◎ Cross section evaluation: The cross section was evaluated by SEM (electron microscopy) to determine the cross section size and interfusion between single yarns.The uniformity of the cross section is bad when the ratio of the largest and smallest cross section of single yarn is 1.3 or more, and less than 1.3. Pung was good.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100484119B1 (en) * | 1997-11-21 | 2005-07-18 | 주식회사 효성 | Manufacturing method of polyester microfilament yarn |
| CN109183164A (en) * | 2018-10-19 | 2019-01-11 | 常熟涤纶有限公司 | A kind of preparation process of dacron fine-denier high-intensity fiber |
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1993
- 1993-12-31 KR KR1019930032075A patent/KR100211140B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR100484119B1 (en) * | 1997-11-21 | 2005-07-18 | 주식회사 효성 | Manufacturing method of polyester microfilament yarn |
| CN109183164A (en) * | 2018-10-19 | 2019-01-11 | 常熟涤纶有限公司 | A kind of preparation process of dacron fine-denier high-intensity fiber |
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| KR950018715A (en) | 1995-07-22 |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20070102 Year of fee payment: 9 |
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