KR100215640B1 - Polyester filament yarn and its preparing method of an excellent thermal dimensional stability and intensity utility ratio - Google Patents
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Abstract
[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야][Technical field to which the invention described in the claims belong]
타이어용 고무보강재로 사용되는 열치수 안정성 및 강도이용율이 우수한 폴리에스테르 필라멘트사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester filament yarn having excellent thermal dimensional stability and strength utilization rate as a rubber reinforcing material for tires, and a method of manufacturing the same.
[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제][Technical Challenges to Invent]
강력이 우수하면서도 고열처리시는 물론 고무와 접착시켜 사용하더라도 강력이용율 및 치수안정성이 우수하여 내피로성이 뛰어난 타이어코드용 원사를 제공한다.Excellent strength, high heat treatment as well as adhesion to rubber, when used in combination with excellent strength and dimensional stability provides a tire cord yarn with excellent fatigue resistance.
[발명의 해결방법의 요지][Summary of the solution of the invention]
90 몰% 이상의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되며 고유점도가 0.9 dℓ/g이상인 폴리에스테르 수지를 2개 이상의 방사구금으로 단사섬도가 2.0∼4.0데니어가 되도록 2,500∼4,000 m/분의 속도로 각각 용융방사하고, 계속해서 냉각 및 고화시켜서 2개 이상의 미연신사를 제조하고, 제조된 미연신사들을 합사하여 비수유제를 부착하고, 미연신사의 유리전이온도 이상 결정화도온도 이하에서 연신후 원사의 절단신도가 10∼15% 되도록 연신한다.A polyester resin composed of more than 90 mol% polyethylene terephthalate and intrinsic viscosity of not less than 0.9 dℓ / g is melted and spun at a rate of 2,500 to 4,000 m / min to have a single yarn fineness of 2.0 to 4.0 denier with two or more spinnerets. After cooling and solidifying, two or more unstretched yarns are prepared, and the unstretched agent is attached by plying the unstretched yarns, and after drawing at a glass transition temperature or more than the crystallinity temperature of the unstretched yarn, the elongation at break of the yarn is 10-15. Stretch as much as possible.
[발명의 중요한 용도][Important Uses of the Invention]
열치수 안정성 및 강도이용율이 우수하여 승용차용 레이디얼 타이어코드로 사용된다.It is used as a radial tire cord for passenger cars due to its excellent thermal dimensional stability and strength utilization.
Description
본 발명은 타이어용 고무보강재로 사용되는 열치수 안정성 및 강도이용율이 우수한 폴리에스테르 필라멘트사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester filament yarn having excellent thermal dimensional stability and strength utilization rate as a rubber reinforcing material for a tire, and a method of manufacturing the same.
일반적으로 타이어용 고무보강재로 사용되고 있는 섬유의 대표적인 예로는 나일론, 레이온 또는 폴리에스테르 등이 있다.Representative examples of the fibers generally used as rubber reinforcements for tires include nylon, rayon or polyester.
이들 중 나일론 타이어코드는 나일론 섬유의 고유 물성으로 인해 강력 및 인성이 다른 소재에 비해 우수하여 트럭 및 대형 버스용 바이어스 타이어에 주로 사용되어 왔다. 그러나 나일론 타이어코드는 모듈러스 및 건열수축 물성이 나빠 형태안정성이 불량하고, 유리전이온도가 낮아 플랫스폿 현상이 발생하는 문제점이 있다.Among them, nylon tire cords have been used mainly in the bias tires for trucks and large buses because of their superior strength and toughness due to the inherent properties of nylon fibers. However, nylon tire cords have a problem in that the shape properties are poor due to poor modulus and dry heat shrinkage properties, and a flat spot phenomenon occurs due to a low glass transition temperature.
레이온 타이어코드는 레이온 섬유의 고유 물성에 따라 건열수축이 매우 낮고 열치수 안정성 및 형태안정성 등이 우수하여 승용차 등의 고속주행용 레디얼 타이어에 주로 사용되어 왔다. 그러나 레이온 타이어코드는 모듈러스가 낮고 코드 제조시 강력 저하가 심하다는 문제점이 있다.Rayon tire cord has been used mainly for high-speed driving radial tires such as passenger cars because it has very low dry heat shrinkage, excellent thermal dimensional stability and shape stability according to the inherent properties of rayon fibers. However, the rayon tire cord has a low modulus and a strong deterioration in cord manufacturing.
상기와 같은 나일론 타이어코드와 레이온 타이어코드의 단점을 해결하기 위하여 폴리에스테르 타이어코드가 널리 사용되고 있다. 폴리에스테르 섬유는 그 분자 구조 중에 벤젠고리가 존재하고, 분자쇄가 강직하여, 이들로 이루어진 타이어코드는 나일론 또는 레이온 타이어코드에 비하여 탄성율, 내피로성이 우수하다. 또한 유리전이온도가 높아 플랫스폿 발생이 적고, 크리프성 및 내구성이 우수한 물성을 갖고 있다. 이에 따라 폴리에스테르 타이어코드는 승용차용 레이디얼 타이어에 많이 사용되고 있다.Polyester tire cord is widely used to solve the disadvantages of the nylon tire cord and rayon tire cord as described above. The polyester fiber has a benzene ring in its molecular structure, and the molecular chain is rigid, so that the tire cord made of these has excellent elastic modulus and fatigue resistance as compared to nylon or rayon tire cords. In addition, the glass transition temperature is high, so there are few flat spots, and the material has excellent creep and durability. Accordingly, polyester tire cords are frequently used in radial tires for passenger cars.
그러나 이와 같은 장점을 갖고 있음에도 불구하고 종래의 폴리에스테르 타이어코드는 일손실에 기인한 발열량이 크기 때문에 열에 의한 물성 변화가 심하다는 문제점이 있다. 더욱 상세히 설명하면, 종래의 산업용 고강력 폴리에틸렌테레프탈레이트는 통상적으로 가열시에 상당한 수축을 보인다. 또한,이러한 산업용 폴리에스테르 섬유를 타이어의 고무 매트릭스 내에 편입했을때, 타이어가 회전하는 동안에 이들 섬유는 연속적으로 신장 및 이완된다. 더욱 상세하게는, 내부 공기압이 타이어의 섬유보강재를 압박하고 축부하(Axially loaded) 되면서 타이어의 회전은 반복응력 변형을 야기한다. 섬유의 이완시 회복되는 에너지보다 섬유의 신장시 소비되는 에너지가 많아서 양자간에는 에너지차가 발생한다. 이러한 에너지차가 열로서 분산되는데, 이를 히스테리시스로스 또는 일손실이라 한다.However, despite having such advantages, the conventional polyester tire cord has a problem in that physical property change due to heat is severe because of a large amount of heat generated by work loss. In more detail, conventional industrial high strength polyethylene terephthalate typically exhibits significant shrinkage upon heating. In addition, when these industrial polyester fibers are incorporated into the tire's rubber matrix, these fibers are continuously stretched and relaxed while the tire is rotating. More specifically, the rotation of the tire causes cyclic stress deformation as the internal air pressure presses and axially loads the fiber reinforcement of the tire. More energy is consumed when the fiber is stretched than energy recovered when the fiber is relaxed, resulting in an energy difference between the two. This energy difference is dispersed as heat, which is called hysteresis loss or work loss.
타이어 주행중 발열에 의한 물성 변화는 타이어코드 제조를 위한 공지의 고무용액 처리시 고무액 중 함유된 수분 및 아민 때문에 발생하며, 특히 폴리에스테르 분자쇄 내에 존재하는 카르복실기의 농도가 증가하면 더욱 심해져 강력을 저하시키고 내피로성을 떨어뜨린다.Changes in physical properties due to heat generation during tire driving are caused by moisture and amines contained in the rubber solution during the processing of known rubber solutions for tire cord production. In particular, when the concentration of carboxyl groups present in the polyester molecular chain increases, the strength decreases. Reduce fatigue resistance.
최근 타이어의 고성능화, 레이디얼화가 진행되면서 나일론과 레이온에 비해 물성이 우수한 폴리에스테르 타이어코드의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 폴리에스테르의 우수한 물성에 더하여 상기한 폴리에스테르의 단점 즉, 히스테리시스로스에 의한 발열을 최소화시켜 내피로성을 향상시킨 폴리에스테르의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.Recently, as tire performance and radialization progress, demand for polyester tire cords having superior physical properties compared to nylon and rayon is increasing. Accordingly, in addition to the excellent physical properties of the polyester, the disadvantages of the polyester, that is, the research and development of the polyester to improve the fatigue resistance by minimizing the heat generated by the hysteresis loss is actively made.
이와 같은 내피로성의 저하를 개선하기 위한 방법으로 미국특허 4,101,525호와 미국특허 4,195,052호에는 고속방사를 이용하여 비정부의 분자쇄 유동성을 증가시켜 내피로성을 향상시키는 방법이 명시되어 있다. 그러나 이와 같이 고속방사를 이용하는 방법은 내피로성 향상에는 효과가 있으나, 비정영역에서의 분자쇄 길이가 불균일해지고 길어지며, 이완된 분자쇄들이 공존하게 되어 강도의 손실이 크고, 섬유 내외층간의 물성차가 발생되어 연신성의 저하 및 미세구조의 걸함으로 인한 물성 변동이 크다는 단점이 있다.As a method for improving such deterioration of fatigue resistance, US Patent No. 4,101,525 and US Patent 4,195,052 disclose methods for improving fatigue resistance by increasing molecular chain fluidity of non-government using high-speed spinning. However, this method using high-speed spinning is effective in improving fatigue resistance, but the molecular chain length in the non-uniform region becomes uneven and long, and loose molecular chains coexist, resulting in large loss of strength and physical property differences between the inner and outer layers. There is a disadvantage that the change in physical properties due to the deterioration of the elongation and microstructure of the generated.
또한 미국특허 4,101,525호와 미국특허 4,195,052호에서는 고속방사에 의한 고배향 미연신사를 스팀 등으로 연신하여 고도로 배향된 연신사, 즉 85몰%이상의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되고 단사섬도가 1∼20 데니어이며 150℃에서의 일손실이 0.004∼0.02 1b.in인 멀티연신사를 고무용액에 침지하여 코드를 제조하고 이를 타이어에 사용하는 것이 예시되어 있다. 그러나 이와 같이 고속방사 및 연신에 의해 제조된 원사의 경우 원사의 형태안정성 특히 건열수축율에 결정적인 영향을 미치는 다이모레큘이 배향되어 잔존 내부응력으로 남아 있게 된다. 이는 최종적으로 타이어코드의 형태안정성 및 내피로성을 떨어뜨리는 원인이 된다. 종래 원사의 경우 열응력을 살펴보면,상기와 같은 내부응력으로 인해 온도가 승온됨에 따라 지속적으로 열응력이 증가된다.In addition, U.S. Patent No. 4,101,525 and U.S. Patent No. 4,195,052 are composed of highly oriented stretched yarn, ie, 85 mol% or more of polyethylene terephthalate, by stretching highly oriented unstretched yarn by high-speed spinning with steam, etc., and having a single yarn fineness of 1 to 20 denier. It is exemplified to prepare a cord by immersing a multi-stranded yarn having a work loss of 0.004 to 0.02 1 b.in at 150 ° C. in a rubber solution and using the same in a tire. However, in the case of yarns produced by high-speed spinning and stretching, the die-molecules, which have a decisive influence on the shape stability of the yarn, in particular dry heat shrinkage, are oriented and remain as residual internal stress. This finally causes the tire cord to lose shape stability and fatigue resistance. Looking at the thermal stress in the case of a conventional yarn, the thermal stress is continuously increased as the temperature is raised due to the internal stress as described above.
걸국 이것은 상기 원사를 사용하여 고무용액에 열처리하여도 잔존 내부응력이 남아 있어 타이어코드의 형태안정성 및 내피로성을 저하시키는 원인이 된다.This may cause deterioration of the form stability and fatigue resistance of the tire cord due to the remaining internal stress even after heat treatment to the rubber solution using the yarn.
이처럼 종래 대부분의 방법은 원사상태에서의 기계적 물성 및 열수축률을 향상시키기 위해 고온의 열처리를 도를 동반한 제조공정을 통해 높은 결정화 유지하면서, 비정부의 배향도를 최소화하는 이상구조의 원사를 형성시킨 후 고무용액에 침지하여 최종 타이어코드로서의 요구 특성을 완성하는 방법이다. 이러한 제조방법은 요구되는 코드 특성을 달성하기 위해 원사 제조시 고온 공정이 수반됨으로서 원사의 잔류 열응력을 크게 하고, 고온처리로 인하여 고속으로 원사를 생산할 수 없을 뿐만 아니라 사용에너지도 많다. 또한 디핑공정에서 원사 제조시 누적된 열응력 등을 이완시키기 위해 높은 열에너지가 수반되어야함으로 디핑속도 등에도 한계가 있다. 또한 디핑공정 중 미세구조 변화량에 제한이 발생하여 코드의 기계적물성 및 치수 안정성 획득에도 불리한 방법이다.As described above, most of the conventional methods maintain a high crystallization through a manufacturing process accompanied by high temperature heat treatment to improve the mechanical properties and thermal shrinkage in the yarn state, and then form a yarn having an ideal structure to minimize non-negative orientation. It is a method of immersing in a rubber solution to complete the required characteristics as a final tire cord. This manufacturing method is accompanied by a high temperature process in the manufacturing of the yarn to achieve the required code characteristics to increase the residual thermal stress of the yarn, due to the high temperature treatment not only can not produce the yarn at high speed, but also uses a lot of energy. In addition, there is a limit in dipping speed because high thermal energy must be accompanied to relax the thermal stress accumulated during yarn manufacturing in the dipping process. In addition, the limited amount of change in the microstructure during the dipping process is a disadvantageous method for acquiring the mechanical properties and dimensional stability of the cord.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 방법을 개선하고 전반적인 물리적 성질, 즉 강력이 우수하면서도 고열처리시는 물론 고무와 접착시켜 사용하더라도 강력이용율 및 치수안정성이드용 원사를 제조하고자 한다.The present invention is to improve the conventional method as described above and to produce a yarn for strong utilization and dimensional stability even when used in combination with rubber at the time of high thermal treatment as well as excellent physical properties, that is, high strength.
제 1 도는 2개의 방사구금을 사용한 본 발명의 공정개략도이다.1 is a process schematic diagram of the present invention using two spinnerets.
제 1 도에서 1은 방사구금유니트, 2는 방사구금, 3은 켄칭쳄버, 4는 집속 로울러, 5는 제1연신 로울러, 6은 제2연신 로울러, 7은 권취 보빈, 8은 유제 부여 장치이다.In Fig. 1, 1 is a spinneret unit, 2 is a spinneret, 3 is a quenching chamber, 4 is a focusing roller, 5 is a first stretching roller, 6 is a second stretching roller, 7 is a winding bobbin, and 8 is an emulsion applying device. .
본 발명은 열치수 안정성 및 강도이용율이 우수한 폴리에스테르 필라멘트사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester filament yarn having excellent thermal dimensional stability and strength utilization rate and a method for producing the same.
본 발명은 디핑과정 중 미세구조 변화가 용이할 뿐만 아니라 그 변화량이 커질 수 있도록 하기 위하여 원사 제조시부터 특정한 미세구조를 원사에 형성시킨 후, 이를 디핑공정에서의 열에너지를 이용한 재결정화 과정을 통해 섬유 미세구조를 재배열시켜 결정과 비결정의 안정된 구조의 타이어코드를 얻는다.The present invention is not only easy to change the microstructure during the dipping process, but also to form a specific microstructure from the yarn in order to increase the amount of change, and then the fiber through the recrystallization process using heat energy in the dipping process Rearrange the microstructure to obtain a tire cord with a stable structure of crystals and amorphous.
또한 본 발명은 상기와 같이 고무보강용 섬유의 특성을 발휘할 수 있도록 X선으로 결정회절이 관측되지 않는 범위내에서 무정형 상태의 고배향성 분자쇄를 갖는 미연신사를 제조하고, 결정화 온도 이하의 낮은 온도에서 낮은 연신비로 연신하여 연신에 의한 비정영역의 분자쇄의 긴장을 최소화시키고, 낮은 온도에서 열처리 및 릴렉스 처리하여 더 이상의 걸정화를 진행시키지 않는 조건으로 폴리에스테르 필라멘트사를 제조하고, 이를 공지의 고무용액에 침지한 후 재결정이 가능한 온도 및 장력하에서 열처리하여 최종 폴리에스테르 타이어코드를 제조하는 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention is to produce a non-drawn yarn having a highly oriented molecular chain of the amorphous state within the range where no crystal diffraction is observed by X-ray to exhibit the properties of the rubber reinforcing fibers as described above, and the low temperature below the crystallization temperature At a low draw ratio at to minimize the tension of the molecular chain in the amorphous region by stretching, and to prepare a polyester filament yarn under conditions that do not proceed further quenching by heat treatment and relaxation treatment at a low temperature, known rubber The present invention relates to a method for producing a final polyester tire cord by immersion in a solution and heat treatment at a temperature and tension capable of recrystallization.
더욱 상세하게는 폴리에스테르 수지를 2개 이상의 방사구금으로 단사섬도가 2∼4 데니어가 되도록 2,500∼4,000 m/분의 속도로 각각 용융방사하고, 계속해서 냉각 및 고화시켜 2개 이상의 미연신사를 제조하고, 제조된 미연신사들을 합사한 후 연신후 원사의 절단신도가 10∼15%가 되도록 연신한후 160℃∼220℃의 온도에서 열고정 및 권취함을 특징으로 하는 열치수 안정성 및 강도이용율이 우수한 폴리에스테르 필라멘트사의 제조방법에 관한 것이다.More specifically, the polyester resin is melt spun at two or more spinnerets at a rate of 2,500 to 4,000 m / min so that the single yarn fineness is 2 to 4 deniers, and then cooled and solidified to prepare two or more unstretched yarns. The thermal dimensional stability and strength utilization rate are characterized by heat-setting and winding at a temperature of 160 ° C. to 220 ° C. after the stretching of the prepared non-drawn yarns to draw 10 to 15% after stretching. A method for producing excellent polyester filament yarn.
이때 폴리에스테르 수지는 90몰% 이상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 함유하고, 점도가 0.9 dℓ/g 이상인 것이 바람직하다. 또한 2이상의 미연신사를 합사한 후 연신하기 전에 솔벤트 타입의 유제 ( 이하 비수유제라고 한다 )를 부착시킨다.At this time, it is preferable that polyester resin contains 90 mol% or more of polyethylene terephthalate, and has a viscosity of 0.9 dL / g or more. In addition, a solvent-type emulsion (hereinafter referred to as a non-milking agent) is attached after the two or more unstretched yarns have been plyed together before stretching.
본 발명의 폴리에스테르 필라멘트사의 단사섬도가 본 발명보다 큰 경우에는 냉각 불량으로 섬유 내외층간 복굴절 차이가 발생하며, 또한 본 발명보다 작을 경우에는 과도한 방사 드라프트에 의한 초고속 방사 효과 발현 및 강력 저하율이 심하여 고강력 유지가 불가능해진다.When the single filament fineness of the polyester filament yarn of the present invention is larger than the present invention, birefringence difference between the inner and outer layers of the fiber occurs due to poor cooling, and when the single filament fineness of the present invention is smaller than the present invention, the ultra-fast spinning effect and the strong decrease rate due to excessive spinning drift are severe. It is impossible to maintain high strength.
따라서 본 발명의 제조방법에서는 최적의 냉각 효과를 발휘하기 위해서 기존의 방법인 하나의 방사구금에서 요구하는 섬도의 원사를 생산하는 방법(이하 단발방사라고 한다)이 아닌 두 개 이상의 방사구금에서 방사되는 미연신사를 합사하여 요구하는 섬도의 원사를 제조하는 합사 방식을 채택한다.Therefore, in the manufacturing method of the present invention is to be spun from two or more spinnerets, not a method of producing the yarn of the fineness required by one spinneret, which is a conventional method in order to achieve the optimal cooling effect Adopt a plywood method of plying undrawn yarn to produce the required fineness yarn.
만일 단발방사를 행하는 경우 냉각시 구금의 각배열별 내외층간의 냉각차 발생으로 서로 다른 위치의 고화점이 형성되어 각 필라멘트별 물성의 불균일을 초래한다. 그 결과 각 필라멘트의 단면적 차이로 인해 균일한 원사 물성을 유지할 수 없다. 각각의 필라멘트 단면적 변동비 ( CV% ) 가 7% 보다 크면 연신, 연사 및 디핑공정에서의 장력으로 인한 각각의 필라멘트에 미치는 외력이 불균일하게 되어 걸국 원사의 물성 불균일을 초래하게 된다.In case of single emission, the cooling difference between inner and outer layers of each of the arrays during cooling is formed, which results in the formation of solidification points at different positions, resulting in uneven physical properties of each filament. As a result, uniform yarn properties cannot be maintained due to the difference in cross-sectional area of each filament. If the filament cross-sectional area variation ratio (CV%) is greater than 7%, the external force on each filament due to the tension in the drawing, twisting and dipping process becomes uneven, resulting in uneven physical properties of the hanging yarn.
따라서 본 발명은 2합 이상의 합사를 통하여 최대한 균일냉각에 따른 원사물성의 균일화를 이룰 수 있다.Therefore, the present invention can achieve the uniformity of the yarn material according to the uniform cooling as possible through two or more plywood.
방사속도는 2,500∼4,000 m/분 수준이 바람직하다.Spinning speed is preferably 2,500 ~ 4,000 m / min level.
방사속도가 본 발명의 범위보다 낮을 경우에는 낮은 방사장력으로 인한 분자쇄의 배향성이 저하되어 미연신사의 구조 형성이 불안정하게 된다. 그 결과 본 발명에서 요구하는 최종 원사의 강도를 얻을수 없게 된다. 이와는 반대로 방사속도가 본 발명의 범위를 초과하는 경우에는 미연신사에 고배향 분자쇄가 형성됨에 따라 결정과 비결정 분자쇄의 2상 구조가 확실히 구분되어 이후 연사 및 디핑공정을 거친 최종 제품의 강도가 저하된다. 특히, 원사의 완전 발달 구조 ( 2상 구조 ) 로 인해 디핑시 결정이 성장되고 비결정 영역의 분율이 감소하게 된다.When the spinning speed is lower than the range of the present invention, the orientation of the molecular chain due to the low radiation tension is lowered, resulting in unstable structure formation of the undrawn yarn. As a result, the strength of the final yarn required by the present invention cannot be obtained. On the contrary, when the spinning speed exceeds the range of the present invention, as the highly oriented molecular chain is formed in the unstretched yarn, the two-phase structure of the crystal and the amorphous molecular chain is clearly distinguished, and the strength of the final product after the twisting and dipping process is Degrades. In particular, the fully developed structure of the yarn (two-phase structure) causes the crystals to grow upon dipping and the fraction of amorphous regions to decrease.
따라서 비결정 분자쇄의 높은 배향으로 인한 디프 코드의 높은 스티프니스(Stiffness) 는 타이어 제조시 코드의 손상을 가져오고, 이로 인해 취약한 물성을 나타냄으로서 고무보강용 자재로서의 특성을 잃게 된다.Therefore, the high stiffness of the deep cord due to the high orientation of the amorphous molecular chain results in damage to the cord during tire production, thereby exhibiting fragile physical properties, thereby losing its properties as a rubber reinforcing material.
합사된 미연신사를 연신할 때는 최종 원사의 절단신도가 10∼15% 되도록 연신하는 것이 바람직하다. 이로 인해 결정, 비결정 및 결정과 비결정의 중간 영역의 3상 구조 원사를 제조하게 되어 연사 및 디핑공정시 결정의 성장이 중간 영역에서 이루어지게 함으로서 비결정 부분의 배향 증가를 최대한 억제한다.It is preferable to draw so that the cutting elongation of a final yarn may be 10 to 15% when extending | stretching the filamentous undrawn yarn. As a result, three-phase structural yarns of crystal, amorphous, and intermediate regions of the crystal and the amorphous are manufactured, so that the growth of the crystal occurs in the intermediate region during the twisting and dipping process, thereby suppressing the increase in the orientation of the amorphous portion as much as possible.
절단신도가 본 발명의 범위보다 낮은 경우에는 결정의 과도한 성장과 비결정 분자쇄의 과도한 배향으로 연사시 강도 저하가 크게 발생됨에 따라 연사물의 물성 불량을 초래한다. 절단신도가 본 발명의 범위를 초과하는 경우에 섬유의 탄성적 성질이 저하되어 주행시의 외력에 의해 타이어에 내장된 디프코드의 형태가 변형되고, 타이어 제조시 타이어 사이드 부분의 주름( Sidewal1 Indentation ) 발생 원인이 된다.When the elongation at break is lower than the range of the present invention, excessive decrease of crystals and excessive orientation of amorphous molecular chains result in a large decrease in strength during firing, thereby resulting in poor physical properties of the twisted yarn. When the cutting elongation exceeds the range of the present invention, the elastic property of the fiber is reduced, and the shape of the deep cord embedded in the tire is deformed by the external force during driving, and the sidewall1 indentation occurs when the tire is manufactured. Cause.
연신된 연신사를 160∼220℃에서 열고정한 후 권취하여 본 발명의 폴리에스테르 필라멘트사를 제조한다. 본 발명에서의 열고정 온도는 160∼220℃가 적당하며 더 바람직하게는 170∼200℃가 좋다.The stretched stretched yarn is heat-set at 160 to 220 ° C and then wound to prepare a polyester filament yarn of the present invention. As for the heat setting temperature in this invention, 160-220 degreeC is suitable, More preferably, 170-200 degreeC is good.
본 발명에서의 온도보다 낮은 온도에서 열고정시에는 비정분자쇄의 긴장증가로 인해 연신된 섬유의 수축율이 크게 나타나는데, 이는 섬유의 수축을 야기시키는 힘인 엔트로피의 변화에 의한 것이다. 수축율은 비정영역의 부피 및 배향도와 밀접한 관계를 갖는다. 유리전이온도 이상으로 온도가 상승하면 비정영역의 분자쇄가 충분한 유동성을 얻을 수 있어서 스트레치 (Stretch) 되어 있던 분자쇄는 코일의 형태로 변화한다. 그러므로 비정영역의 양이 크면 수축도 많이 일어나게 되는 것이다. 또한 비정부분의 배향도(fa)가 크면 수축율이 커지게 되는데, 이는 스트레치 (Stretch) 된 상태는 엔트로피가 작기 때문에 열을 통해 에너지를 받으면 엔트로피가 커지는 방향 즉, 코일상태로 진행하려는 경향이 생김으로 인해 수축은 비정영역의 양과비정영역의 배향도 값에 비례하게 나타나는 것이다. 이러한 원인으로 인해 저온 열고정시 섬유의 수축이 크게 나타나며, 고온에서의 열고정시 상대적으로 비정영역의 양 감소로 수축율은 적게 일어난다. 그러나 본 발명의 열고정 온도를 초과하게 되면 오히려 과도한 결정의 성장으로 인해 특히 원사의 완전 발달구조(결정과 비결정이 거의 구분된 미세구조)의 형성으로 디프코드의 물성이 저하된다.In the heat setting at a temperature lower than the temperature in the present invention, the shrinkage rate of the stretched fiber is increased due to the increase in tension of the non-molecular chain, which is due to the change of entropy, a force causing the shrinkage of the fiber. Shrinkage is closely related to the volume and orientation of the amorphous region. When the temperature rises above the glass transition temperature, the molecular chain in the amorphous region can obtain sufficient fluidity, so that the stretched molecular chain changes in the form of a coil. Therefore, if the amount of amorphous region is large, the contraction also occurs a lot. In addition, when the degree of orientation of the amorphous portion (fa) is large, the shrinkage rate is increased. This is because the stretched state has a small entropy, so when the energy is received through heat, the entropy tends to progress toward a coil state, that is, a coil state. Shrinkage is proportional to the amount of amorphous region and the degree of orientation of the amorphous region. Due to this cause, the shrinkage of the fiber is large during low-temperature heat setting, and the shrinkage rate is low due to the decrease in the amount of non-regular areas during the heat setting at high temperature. However, when the heat setting temperature of the present invention is exceeded, the physical properties of the diff code are deteriorated due to the formation of a fully-developed structure (a microstructure in which crystal and amorphous are almost divided) due to excessive crystal growth.
이렇게 제조된 열치수 안정성 및 강도이용율이 우수한 폴리에스테르 필라멘트사는 다음의 물성 특성을 갖는다.Thus prepared polyester filament yarn having excellent thermal dimensional stability and strength utilization has the following physical properties.
(i) 단사섬도 2.0∼4.0데니어(i) 2.0 to 4.0 denier with single yarn fineness
(ii) 인장강도 8.0g/d이상(ii) tensile strength not less than 8.0g / d
(iii) 건열수축율 3.0% 이하(iii) dry heat shrinkage less than 3.0%
(iv) 절단신도 10∼15%(iv) 10-15% elongation at break
(v) 필라멘트 단면적 빈동비 (CV% ) 7.0% 이하(v) filament cross-sectional vacancy ratio (CV%) 7.0% or less
또한 다음의 구조 특성을 갖는다.It also has the following structural characteristics.
(i ) 필라멘트 중심부와 표면의 복굴절차 3.0% 이하(i) Less than 3.0% of birefringence of the center and surface of filament
(ii) 섬유축 결정 길이 / 수직축 결정 길이의 비 2.0 이하(ii) ratio of fiber length crystal length / vertical axis crystal length not more than 2.0
(iii) 섬유축 결정 길이 75Å 이하(iii) 75 mm or less of fiber axis crystal length
(ⅳ) 장주기/섬유축 결정길이의 비 2.0이하(Ⅳ) Less than 2.0 ratio of long period / fiber axis crystal length
섬유축 결정 길이와 수직축 결정 길이의 비가 2.0을 초과하고, 섬유축 결정의 길이가 전체 장주기의 50% 이상을 차지하는 경우에는 상대적으로 섬유축 방향 결정의 성장에 따른 비결정 영역의 유입으로 비결정 영역의 배향이 일어난다. 그 결과 최종 연신사의 절단신도가 저하되어 연사 및 디핑시 원사의 물성이 저하된다.When the ratio of the fiber axis crystal length to the vertical axis crystal length exceeds 2.0, and the length of the fiber axis crystal occupies 50% or more of the total long period, the orientation of the amorphous region is caused by the inflow of the amorphous region due to the growth of the fiber axis direction crystals. This happens. As a result, the cutting elongation of the final drawn yarn is lowered, and the physical properties of the yarn are decreased during the twisting and dipping.
이때 본 발명의 물성 측정 방법은 다음과 같다.At this time, the physical property measuring method of the present invention is as follows.
·건열수축율(%)
2 2 6 6 
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