KR100467890B1 - 전배향사 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (PTT) 전배향사가 권취량 2㎏ 이상으로 적층되고, 하기에 나타내는 (1)∼(3) 의 조건을 만족시키는 PTT 전배향사 패키지이다:

(1) 전배향사 패키지의 귀부와 중앙부의 직경차가 0∼5㎜,

(2) 패키지의 귀부에 적층되는 사와 중앙부에 적층되는 사의 건열수축응력값의 차가 0.01cN/dtex 이하,

(3) 패키지로부터 전배향사를 해제하여 측정되는 섬도변동값 (U%) 이 1.5% 이하이며, 또한 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 이하.

본 발명에 의한 PTT 전배향사 패키지는 패키지 귀부와 중앙부의 전배향사의 열적 성질에 실질적으로 상이함이 없기 때문에, 주기적인 염색불균일이 없는 소프트한 PTT 섬유의 의료용 포백제품의 제조를 가능하게 한다.

Description

전배향사 패키지{PRE-ORIENTED YARN PACKAGE}

폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 (이하,「PET 섬유」로 칭함) 는 의료(依料) 용도에 가장 적합한 합성 섬유로서 전세계에서 대량으로 생산되어 일대 산업으로 되고 있다.

폴리트리메틸렌테레프탈레이트 섬유 (이하,「PTT」섬유로 칭함) 는 (A) J.Polymer Science; Polymer Phisics Edition Vol.14 P263-274 (1976), (B) Chemical Fibers International Vol.45, April (1995) 110-111, (C) 일본 공개특허공보 소52-5320호, (D) 동 공보 52-8123호, (E) 동 공보 52-8124호, (F)WO99/27168호 등의 선행기술문헌에 의해 알려져 있다.

선행기술 (A) 및 (B) 에는 PTT 섬유가 갖는 응력-신장특성 등의 기본특성이 기재되고, 초기모듈러스가 작고 또한 탄성회복성이 우수한 의료, 카펫용도 등에 적합한 섬유재료임이 시사되어 있다.

선행기술 (C), (D) 및 (E), (F) 에는 PTT 섬유의 이러한 특징을 더욱 개량하기 위하여, 열에 대한 치수안정성과 탄성회복성을 더욱 향상시키는 방법이 제안되어 있다.

고속방사하여 얻어지는 PTT 섬유로서 연신을 위한 전배향사가 (G) 일본 특허공표공보 평9-509225호나 (H) 일본 공개특허공보 소58-104216호에, 또 연신가연용 부분배향사가 (Ⅰ)「Chemical Fibers International」47 권, 1997 년 2 월 발행, 72∼74 페이지 및 (J) 일본 공개특허공보 평2001-20136호에 개시되어 있다. 한편, PTT 섬유의 전배향사를 연신시키지 않고 편직물의 가공에 제공하는 기술제안이 (K) 일본 특허공보 소63-42007호에 기재되어 있다.

선행기술 (G) 에는 방사속도 2000∼5000m/분으로 권취된 사가, 또 (H) 에는 방사속도 2000m/분 이상에서 얻은 복굴절율이 0.035 이상인 연신을 위한 전배향사가 나타나 있다. 선행기술 (I) 에는 고데롤을 사용하지 않고, 또는 가열되어 있지 않은 고데롤을 거쳐 얻어지는 PTT 사를 3000∼6000m/분으로 권취되는 가연가공을 위한 부분배향사가 나타나 있다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 선행기술문헌 (G)∼(I) 에서 얻어지는 전배향사는 고배향사인데, 거의 결정화되어 있지 않고 그 유리전이온도가 약 35∼45℃ 임이 판명되었다. 이와 같은 결정화되어 있지 않은 전배향사는 온도나 습도의 변화에 대해 매우 민감하다. 예컨대 권취기 모터의 발열의 보빈축을 통하여 패키지로의 전열이나 패키지와 누름롤과의 마찰발열의 패키지로의 전열에 의해, 전배향사 패키지는 권취과정에서 온도가 상승한다. 이와 같은 원인으로 패키지온도가 상승하면 패키지에 감기 상태로 권취중에 전배향사의 수축이 발생한다.

권취과정에서의 전배향사의 수축은 적층된 패키지의 경도가 높은 양 귀부에서는 거의 발생하지 않고, 주로 패키지의 중앙부에 적층된 전배향사에 발생한다. 그 결과, 권취중에 패키지는 귀높이의 감김폼이 되고, 이후는 귀부만이 누름롤과 접촉하여 권취량의 증가와 함께 귀부에 마찰발열이 점점 집중된다. 이렇게, 소정 권취경으로 권취된 패키지는 귀부의 직경이 중앙부의 직경보다 큰, 이른바 귀높이의 감김폼이 된다. 도 1 에 귀높이가 없는 패키지의 모식도를, 도 2 에 귀높이의 감김폼의 패키지의 모식도를 나타낸다.

귀높이의 감김폼의 패키지는 귀부에 적층되는 사와 중앙부에 적층되는 사의 열적 특성이나 섬도가 크게 다른 것이 된다.

패키지의 귀부와 중앙부의 전배향사는 후술하는 열수축응력측정에 의해 얻어지는 수축응력값 (a. 건열수축응력) 에 차이를 발생시킨다. 귀부의 전배향사의 열수축응력값은 중앙부의 전배향사의 열수축응력값보다 커진다. 그리고, 열수축특성의 차이는 편직물의 염색가공시에 수축율차로서 현재화된다.

섬도변동은 전배향사 권취기의 트래버스에 의해 형성되는, 패키지의 일방의 귀부로부터 타방의 귀부까지의 사길이 (1 스트로크) 또는 2 스트로크에 상당하는주기적 변동을 나타낸다. 패키지에 감긴 전배향사를 해제하여 이브네스테스터로 측정한 섬도변동측정차트를 도 3 및 도 4 에 예시한다. 도 3 은 도 1 의 패키지에 대응하고, 도 4 는 도 2 의 패키지에 대응하는 차트이다. 측정차트에서 주기적 변동은 저섬도측에 등간격으로 하방향의 수염형상 시그널로 관찰된다. 하방향의 시그널이 존재하는 것은 사길이방향의 그 점의 섬도 (사의 굵기) 가 낮은 측으로 변동하고 있는 것을 의미한다.

이와 같이 전술한 결점이 내재하는 전배향사 패키지는 연신시키지 않고 그대로 편직에 사용하거나, 또는 연신가연가공하여 사용하는 어느 경우에나 염색할 때에 전반적으로 염색의 균일성이 나쁘며 또한 주기적인 염색불균일이나 광택불균일을 나타낸다. 이로써, 최종 제품인 포백의 상품가치가 현저하게 손상됨이 밝혀졌다.

한편, 선행기술 (K) 는 PET 와 PTT 또는/및 폴리부틸렌테레프탈레이트를 블렌드하여 용융방사하고 냉각 고화시킨 후, 가열롤러에 의해 열처리하여 3500m/분 이상의 속도로 권취하는 방법에 대해 개시하고 있다. 이 선행기술의 개시에는 비교예로서, PTT 호모폴리머 및 PET 가 10 중량% 블렌드된 PTT 공중합 폴리머를 상기와 동일한 방법으로 가열롤러온도 180℃ 에서, 방사속도 4000m/분으로 연신시키지 않고 편직물에 사용하는 것이 나타나 있다.

그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면 가열롤러온도가 180℃ 이상과 같은 고온에서 열처리하여 권취하고자 하면, 패키지의 권취경이 증가함에 따라 권취붕괴가 발생하여 경제적으로 필요한 권취경 약 20∼40㎝ 의 패키지를 채택하는 것이 불가능하였다. 또한, PTT 의 융점이 230℃ 이므로 이러한 고온의 열처리는 권취중의 미연신에 실끊김이나 보풀이 많이 발생한다. 이 기술은 공업적 생산기술로서 만족할 수 있는 것은 아니다.

선행기술 (J) 는 전배향사를 권취할 때까지 고데롤로 50∼170℃ 에서 가열처리하여 권취한 전배향사를 개시하고 있다. 이 선행기술에 개시되는 방법은 패키지, 전배향사의 장기간에 걸친 연신가연가공의 안정화에는 유효하다. 그러나, 권취중의 패키지의 발열로 인한 귀높이의 발생이나, 그것에 기인하는 주기적인 염색불균일 발생의 문제를 해소하는 방법으로는 유효한 방법은 아님이 판명되었다.

전술한 바와 같이, PTT 전배향사의 이미 알려진 기술에서 양호한 품위의 편직물 포백의 제조를 가능하게 하는 PTT 전배향사 패키지는 알려져 있지 않다.

본 발명의 목적은, 의료용에 적합한 PTT 전배향사 패키지의 제공으로 전배향사를 연신시키지 않고 그대로 편직하거나, 또는 연신가연가공을 실시하여 편직물에 제공할 수 있고, 얻어지는 포백이 주기적인 염색변동 결점이 없는 양호한 품위와, 소프트한 감촉을 나타내는, 개량된 PTT 전배향사 패키지 및, 그 공업적으로 안정된 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은, PTT 전배향사를 고속으로 권취하여 얻어지는 PTT 전배향사 패키지로서, 전배향사 패키지의 귀부에서 유래하는 열수축특성 및 섬도변동 특성을 해소한 PTT 전배향사 패키지를 제공하는 것이다.

발명의 개시

본 발명은 PTT 전배향사의 제조에 있어서, 특정 온도하에 특정 권취속도로전배향사 패키지를 형성함으로써 귀부 결점의 발생이 억제되고, 또한 편직물 등의 가공제품의 감촉이나 가공품위를 높일 수 있다는 본 발명자들의 지견에 기초하고 있다.

여기에 본 발명의 목적은, 특정 결정구조를 갖는 PTT 전배향사로 이루어지고 패키지의 귀부와 중앙부에서의 전배향사의 열수축특성 및 섬도변동이 특정범위로 제어되어 이루어지는 PTT 전배향사 패키지에 기초하여 달성된다.

본 발명의 제 1 발명은, 특정 결정구조를 갖고, 또한 패키지의 귀부와 중앙부에서의 열수축특성 및 섬도변동이 특정범위로 제어되어 이루어지는 PTT 전배향사 패키지로서, 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사가 권취량 2㎏ 이상으로 적층되고, 하기에 나타내는 (1)∼(3) 의 조건을 만족시키는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지이다.

(1) 전배향사 패키지의 귀부와 중앙부의 직경차가 0∼5㎜

(2) 패키지의 귀부에 적층되는 사와 중앙부에 적층되는 사의 건열수축응력값의 차가 0.01cN/dtex 이하

(3) 패키지로부터 전배향사를 해제하여 측정되는 섬도변동값 (U%) 이 1.2% 이하이며, 또한 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 이하이다.

본 발명의 제 2 발명은, 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 용융방사하고, 냉각풍에 의해 냉각 고화시킨 후에 전배향사로서 권취할 때 방사장력을 0.20cN/dtex 이하로 하고, 또한 권취중의 패키지온도를 30℃ 이하로 냉각하면서 권취속도 1900∼3500m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지의 제조법이다.

본 발명의 제 3 발명은, 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 사를 방사하고, 냉각 고화시킨 후 연신시키지 않고 권취할 때 하기의 (a)∼(d) 의 요건을 만족시키는 조건으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지의 제조법이다.

(a) 방사장력을 0.20cN/dtex 이하로 할 것

(b) 열처리온도를 70∼120℃ 로, 그리고 열처리장력을 0.02∼0.10cN/dtex 로 할 것

(c) 권취기에 감을 때 패키지온도를 30℃ 이하로 유지할 것

(d) 권취속도를 2700∼3500m/분으로 패키지에 권취할 것

본 발명의 제 4 발명은, 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 용융방사하고, 냉각풍에 의해 냉각 고화시킨 후 전배향사로서 권취하고, 이후 전배향사를 가연가공할 때 전배향사의 권취속도를 1900∼3500m/분으로 하고, 또한 권취중에서 보관 및 가연에 이르기까지의 전체 공정에서 전배향사 패키지온도를 30℃ 이하로 유지한 후, 연신가연 또는 가연가공하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사의 가연가공법이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 제 1 발명은 PTT 전배향사 패키지이다. 본 발명에서 PTT 전배향사를 구성하는 PTT 폴리머는 95 몰% 이상이 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위로 이루어지고, 5 몰% 이하가 그 밖의 에스테르 반복단위로 이루어진다. 본 발명에서의 PTT 전배향사는 PTT 호모폴리머 및 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위를 포함하는 공중합 폴리트리메틸렌테레프탈레이트이다. 공중합성분의 대표예는 이하와 같이 예시할 수 있다.

산성분으로는, 이소프탈산이나 5-나트륨술포이소프탈산으로 대표되는 방향족 디카르복시산, 아디프산이나 이타콘산으로 대표되는 지방족 디카르복시산 등을 들 수 있다. 히드록시벤조산 등의 히드록시카르복시산도 그 예이다. 글리콜성분으로는, 에틸렌글리콜, 부틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등등이다. 이들 산성분 및 글리콜성분의 복수가 공중합되어 있어도 된다.

본 발명의 PTT 전배향사는 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 산화티탄 등의 광택제거제, 열안정제, 산화방지제, 제전제, 자외선흡수제, 항균제, 다양한 안료 등등의 첨가제를 함유 또는 공중합성분으로 함유하고 있어도 된다.

본 발명에서의 PTT 전배향사의 고유점도는 0.7∼1.3㎗/g 의 범위일 필요가 있다. 고유점도가 0.7㎗/g 미만에서는 얻어지는 가연가공사의 강도가 낮고, 포백의 기계적 강도가 저하되어 강도가 요구되는 스포츠용도 등에 대한 사용이 제약된다.

고유점도가 1.3㎗/g 을 초과하면 전배향사의 제조단계에서 실끊김이 발생하여 전배향사의 안정된 제조가 곤란해진다. 바람직한 고유점도는 0.8∼1.1㎗/g 이다.

본 발명에서의 PTT 폴리머는 공지된 방법을 사용하여 조제할 수 있다. 그 대표예는 일정한 고유점도까지는 용융중합으로 중합도를 올리고, 이어서 고상중합으로 소정 고유점도에 상당하는 중합도까지 올리는 2 단계법이다.

이하에, 본 발명의 PTT 전배향사 패키지의 구조조건에 대해 상기 서술한다.

1) 직경차

본 발명에서는 전배향사 패키지의 귀부와 중앙부의 직경차가 0∼5㎜ 인 것이 필요하다. 직경차가 5㎜ 를 초과하면 후술하는 섬도변동측정에서 섬도변동주기가 현저해진다. 섬도변동주기가 현저해지면 가연가공사에 주기적인 염색변동이 발생한다.

가연가공사에 주기적인 변동이 발생하지 않게 하기 위한 보다 바람직한 직경차는 4㎜ 이하, 보다 바람직하게는 2㎜ 이하이다. 전배향사 패키지의 귀부와 중앙부의 직경차는 이른바「귀높이」의 정도를 나타내는 지표이다. 권취경이 약 10㎝ 보다 적은 경우에는 그 직경차는 경미하지만, 권취경이 약 20㎝ 를 초과하면 직경차가 확대되어「귀높이」가 현저해진다.

본 발명의 전배향사 패키지는 권취경이 20㎝ 이상인 것이 바람직하다. 전배향사 패키지의 권취경은 공업적으로는 일반적으로 약 20∼40㎝ 가 채택된다.권취경이 20㎝ 미만에서는 패키지의 권취량이 적고, 이것이 패키지를 감는 지관이나 보빈의 경비가 전배향사 가격으로 대체된 경우에 고가가 되거나, 패키지의 포장 및 하물재비나 수송비가 비싸져 공업적으로 불리하다.

본 발명의 전배향사 패키지의 권취폭은 8∼25㎝ 인 것이 바람직하다. 동일 권취경이면 권취폭은 큰 쪽이 패키지의 권취중량이 많아져 공업적으로 유리하다. 권취폭이 작으면 권취폭에 대한 귀부의 비율이 높아져 귀높이가 되기 쉽다. 바람직한 권취폭은 10∼25㎝, 더욱 바람직하게는 15∼25㎝ 이다.

2) 전배향사의 건열수축응력

건열수축응력은 후술하는 방법에 의해 측정되는 전배향사의 열에 의한 수축력을 가리킨다. PTT 전배향사는 일반적으로 약 50℃ 부근에서 수축응력이 발생하고, 약 60∼80℃ 부근에서 최대응력피크가 나타난다. 이 피크값을 건열수축응력값으로 파악한다. 귀부에 적층된 전배향사는 중앙부에 적층된 전배향사보다 건열수축응력값이 높아지는 경향이 있다. 본 발명에서는 전배향사 패키지의 귀부에 적층되는 사와 중앙부에 적층되는 사에서 이 건열수축응력값 차가 0.01cN/dtex 이하인 것이 필요하다. 건열수축응력값 차가 0.01cN/dtex 를 초과하면, 얻어지는 포백에 귀부에 적층된 부분이 함몰이나 염색이상결점으로 남아 품위를 저하시킨다. 이 건열수축응력값 차는 작을수록 바람직하다. 0.005cN/dtex 이하인 것이 보다 바람직하다.

3) 섬도변동

본 발명에서는 패키지로부터 전배향사를 해제하여 측정되는 섬도변동값 (U%)이 1.5% 이하이며, 또한 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 이하인 것이 필요하다. 섬도변동값 (U%) 은 공지된 섬도변동측정으로 얻어지는 측정값이다. 본 발명에서는 이 섬도변동값 (U%) 이 1.5% 이하여야 한다. 1.5% 를 초과하면 편직물의 염색품위가 저하된다. 구체적으로는 1.5% 이하이면 편물 등에 사용해도 공업적으로 사용가능한 품위를 얻을 수 있지만, 1.5% 를 초과하면 품위가 불량해져 이 분야에서의 사용이 불가능해진다. 섬도변동값 (U%) 은 작을수록 포백의 품위가 양호해진다. 바람직한 섬도변동값 (U%) 은 1.2% 이하, 보다 바람직하게는 1.0% 이하이다. 본 발명에서는 이 섬도변동값 (U%) 이 1.5% 이하임과 동시에, 섬도변동 주기해석에 의한 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 이하인 것이 필요하다. 섬도변동값 (U%) 이 1.5% 이하여도 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 이상이면, 편직물에 전배향사 패키지의 귀부에 기인하는 염색이상이 발생하여 양호한 품위의 포백을 얻을 수 없다. 구체적으로는 직물의 날실이나 씨실과 같이 직물이 촘촘히 제직되는 경우에, 이 문제가 현재화된다. 특히, 전배향사를 연신가연가공을 실시하지 않고 그대로 편직물에 이용하는 경우에 현저하다.

변동계수 (Coefficient of Variation) 는 후술하는 바와 같이 섬도변동측정에 부속하여 설치되는 섬도변동 주기해석에 의해 측정함으로써 구해진다. 도 5 는 도 3 에 대응하고, 또 도 6 에는 도 4 에 대응하는 섬도변동 주기해석도를 예시한다. 이 해석도에서 횡축에는 주기길이를, 종축에는 빈도 (변동계수) 를 나타낸다. 이 섬도변동 주기해석에서 전배향사 패키지의 일방의 귀부로부터 타방의 귀부까지의 사길이에 대응하는 주기길이에 착목한다. 이 사길이는 전배향사 패키지를 형성할 때 트래버스폭에 따라 다른데, 통상은 약 0.5∼10m 이다. 귀부의 섬도변동에 기인하는 시그널은 도 6 에 나타내는 바와 같이 이 주기길이에서 변동계수에 특이한 피크로 인식된다. 본 발명에서는 이 변동계수가 0.4% 이하인 것이 필요하다. 변동계수가 0.4% 를 초과하면 귀부에 기인하는 섬도변동이 포백의 품위결점으로 현재화된다. 변동계수는 작을수록 바람직한데, 0.2% 이하이면 포백의 품위는 매우 양호해진다.

4) 결정화 발열량

본 발명에서는 PTT 전배향사 패키지에 감기는 이 전배향사의, 시차주사열량측정 (DSC) 에 의한 결정화 발열량이 10J/g 이하인 것이 바람직하다. 시차주사열량측정 (DSC) 에 의한 결정화 발열량은 패키지에 감긴 이 전배향사를 후술하는 방법에 의해 측정하여 얻어지는 값이다. 이 결정화 발열량은 전배향사가 결정화될 때 발열하는 열량으로 결정화도의 척도라고 할 수 있다. 결정화 발열량이 작을수록 전배향사가 결정화되고 있는 것을 의미한다.

PTT 전배향사에서 거의 결정화가 진행되지 않은 경우에는 이 결정화 발열량이 약 10J/g 을 초과한다. 한편, 결정화가 충분히 진행되면 이미 이 측정법으로는 결정화 발열량을 측정할 수 없게 된다. 전배향사의 이점의 하나는 연신가연가공을 필요로 하지 않고 그대로 편직물에 공급하여 양호한 품위의 편직물을 얻을 수 있는 점이다. 이점의 다른 하나는 전배향사를 연신가연가공에 공급하는 경우, 약 40℃ 이상의 고온분위기로 장기간에 걸쳐 유지된 경우에도 전배향사의 자기결정화의 진행이 억제되는 점이다.

본 발명에서는 이 결정화 발열량이 10J/g 이하이면, 전배향사의 고온에서의 자기결정화의 진행이 억제된다. 결정화 발열량은 보다 작은 것이 바람직하다. 바람직하게는 5J/g 이하이며, 더욱 바람직하게는 2J/g 이하이다.

5) 결정 배향도

본 발명의 PTT 전배향사 패키지에 감기는 이 전배향사는 결정 배향도가 80∼95% 인 것이 바람직하다.

결정 배향도는 후술하는 광각 X선 회절법에 의해 측정되는, 결정 배향도의 척도이다. 전배향사가 결정화되어 있지 않으면 광각 X선 회절측정에서 결정에서 유래되는 회절을 얻을 수 없어 배향도를 측정할 수 없다. 본 발명의 PTT 전배향사는 상기와 같이 결정화도가 높기 때문에 광각 X선회절측정이 가능하다. 결정 배향도가 80% 미만이면 PTT 전배향사의 파단강도가 약 2cN/dtex 이하로 되며, 연신시키지 않고 그대로 편직물에 제공하면 얻어지는 포백의 강도가 작아져 사용하는 용도에 따라 문제가 발생하는 경우가 있다. 결정 배향도는 PTT 전배향사에서는 95% 가 최고이다. 결정 배향도는 높을수록 강도가 높아 바람직하다. 바람직한 결정 배향도는 85∼95% 이다.

본 발명의 전배향사 패키지에 적층되는 전배향사는 복굴절율이 0.03∼0.07 인 것이 바람직하다. 복굴절율이 0.03 미만에서는 결정 배향도가 80% 미만으로 되어 본 발명의 목적이 달성되지 않는다. 복굴절율이 0.07 을 초과하는 경우에는 패키지의 귀부와 중앙부에 적층되는 사의 건열수축응력값의 차가 확대되어 본 발명의 목적이 달성되지 않는다. 바람직한 복굴절율은 0.04∼0.06 이다.

본 발명의 PTT 전배향사의 섬도나 단사섬도는 특별히 한정되지 않지만, 섬도는 20∼300dtex, 단사섬도는 0.5∼20dtex 가 사용된다.

PTT 전배향사에는 평활성이나 수속성, 제전성을 부여할 목적으로 마무리제를 0.2∼2 중량% 부여하는 것이 바람직하다. 또한, 해제성이나 가연가공시의 집속성을 향상시킬 목적으로 50 개/m 이하의 단사교락을 부여하고 있어도 된다.

이하, 본 발명의 제 2∼제 4 발명인 PTT 전배향사 패키지의 제조법에 대해 도 7 을 참조하여 상세하게 서술한다.

도 7 에서 건조기 (1) 에서 30ppm 이하의 수분율로 건조된 PTT 펠릿을 255∼270℃ 의 온도로 설정된 압출기 (2) 에 공급하여 용융시킨다. 용융 PTT 는 그 후 벤드 (3) 를 거쳐 250∼270℃ 로 설정된 스핀헤드 (4) 로 액이송되어 기어펌프로 계량된다. 그 후, 스핀팩 (5) 에 장착된 복수 구멍을 갖는 방사구금 (6) 을 거쳐 멀티필라멘트사 (7) 로서 방사챔버내로 압출된다.

압출기 및 스핀헤드의 온도는 PTT 펠릿의 고유점도나 형상에 따라 250∼270℃ 에서 최적인 조건이 선택된다. 방사챔버내로 압출된 PTT 멀티필라멘트는 냉각풍 (8) 에 의해 실온으로 냉각 고화되고 마무리제가 부여된 후, 소정 속도로 회전하는 인취 고데롤겸 가열 고데롤 (이하, 간략히 가열 고데롤로 칭함; 10, 11) 에 의해 열처리되어 소정 섬도의 전배향사 패키지 (12) 로서 권취된다. 전배향사 (12) 는 가열 고데롤 (10) 에 접하기 전에 마무리제 부여장치 (9) 에 의해 마무리제가 부여된다. 전배향사에 부여하는 마무리제는 예컨대 수계 에멀션타입이 사용된다. 마무리제의 수계 에멀션의 농도는 10 중량% 이상, 바람직하게는15∼30 중량% 가 채택된다. 또, 전배향사는 필요에 따라 마무리제 부여장치 (9) 와 인취 고데롤 (10) 사이 및/또는 고데롤 (11) 과 권취 사이에서 교락부여장치에 의해 교락이 부여되어도 된다.

(a) 방사장력

본 발명의 전배향사의 제조에서는 방사장력을 0.20cN/dtex 이하로 하는 것이 필요하다. 방사장력은 도 7 의 마무리제 부여장치 (9) 의 하방 10㎝ 위치에서 측정되는 장력 (cN) 을 전배향사의 데시텍스 (dtex) 로 나눈 값이다.

방사장력이 0.2cN/dtex 를 초과하면 마무리제 부여장치와의 마찰찰과에 의해 실끊김이 발생하여 안정된 전배향사의 제조가 곤란해진다.

방사장력은 작을수록 바람직한데, 0.17cN/dtex 이면 공업적으로 연속된 방사안정성이 달성된다. 보다 바람직하게는 0.15cN/dtex 이하이다.

방사장력의 조정은 방사된 멀티필라멘트사의 수속방법에 의해 행해진다. 구체적으로는 방사속도나 방사구금으로부터 수속하기까지의 거리 및, 수속가이드의 종류에 따라 설정되고, 마무리제와 멀티필라멘트의 수속을 겸하여 설정하는 것이 보다 바람직하다.

(b) 권취조건

본 발명의 제조법에서는 권취시에 패키지온도를 30℃ 이하로 하는 것이 필요하다. 패키지온도가 30℃ 를 초과하면 섬도변동값 (U%) 을 아무리 작게 해도 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 를 초과하여 본 발명의 목적이 달성되지 않는다. 패키지온도는 권취 개시로부터 권취 종료까지 30℃ 이하를 유지하여 권취를 실시하는 것이 바람직하다.

패키지온도를 30℃ 이하로 하는 수단으로는 권취기의 회전구동체이고 발열원이기도 한 모터로부터 보빈축으로의 전열 및 복사열을 차단하는 것이 바람직하다. 권취중의 패키지 또는 그 주변을 30℃ 이하로 조정된 냉각풍을 불게 하여 냉각함으로써 달성할 수도 있다.

권취중의 패키지온도는 낮을수록 바람직하고, 약 25℃ 이하가 보다 바람직하다. 온도를 지나치게 낮게 하면 그 온도를 유지하기 위해 다대한 에너지가 필요하게 된다. 이 의미에서 보다 바람직한 패키지온도는 약 20∼25℃ 이다.

(c) 권취속도

본 발명의 전배향사의 제조법에서는 권취속도가 1900∼3500m/분인 것이 필요하다. 권취속도가 1900m/분 미만에서는 전배향사의 배향도가 작아 섬도변동값 (U%) 및 섬도변동계수를 본 발명의 범위로 하기가 곤란해진다.

또, 1900m/분 미만의 권취조건에서 열처리를 실시하는 경우에도 열처리온도를 70℃ 이상으로 하고자 하면, 열처리시의 장력이 0.02cN/dtex 이하로 되어 섬도변동이 커지거나 실끊김이나 보풀이 발생하기 쉬워진다.

권취속도가 3500m/분을 초과하면 방사장력이 0.20cN/dtex 를 초과하여 패키지의 귀부와 중앙부의 건열수축응력값 차가 0.01cN/dtex 를 초과하게 되어 본 발명의 목적이 달성되지 않는다. 바람직한 권취속도는 2500∼3200m/분, 보다 바람직하게는 2700∼3200m/분이다.

(d) 열처리조건

본 발명의 제조법에서는 전배향사의 권취에서 열처리온도를 70∼120℃ 로, 또한 열처리장력을 0.02∼0.1cN/dtex 로 하는 것이 바람직하다. 열처리는 전배향사를 가열 고데롤에 2∼10 회 주회시킴으로써 가열하여 행해진다. 따라서, 전배향사의 열처리온도는 고데롤의 온도와 거의 동등하다. 열처리온도를 70℃ 이상으로 함으로써 얻어지는 전배향사의 결정화 발열량이 10J/g 이하로 되어 본 발명의 목적이 보다 효과적으로 달성된다. 열처리온도가 120℃ 를 초과하면, 저결정화도의 전배향사가 급격하게 고온과 접하기 때문에 고데롤 위에서 심하게 실요동이 일어나 보풀의 발생이나 실끊김이 발생하기 쉬워져 바람직하지 않다. 또, 얻어지는 전배향사의 섬도변동값 (U%) 도 1.5% 를 초과하여 바람직하지 않다. 바람직한 열처리온도는 80∼110℃, 보다 바람직하게는 90∼110℃ 이다.

도 8 에 본 발명의 전배향사 패키지의 제조법에서 사용되는 권취속도와 열처리온도의 범위 및 바람직한 범위를 나타낸다. 도 8 에서 영역 A 가 본 발명의 바람직한 범위이며, 영역 B 가 보다 바람직한 범위이다.

본 발명의 전배향사의 제조법에서는, 상기 열처리온도와 더불어 열처리시의 장력을 0.02∼0.10cN/dtex 로 하는 것이 바람직하다. 열처리시의 장력은 가열 고데롤 위 또는 가열 고데롤로부터 멀어진 직후의 위치에서 측정되는 전배향사에 가해지는 장력이다. 이 장력의 조정은 가열 고데롤온도와 가열 고데롤 전후에 형성하는 인취 롤이나 편향 롤의 속도비에 의해 행해진다.

열처리시의 장력이 0.02cN/dtex 미만에서는 고데롤 위의 실요동이 커져 전배향사의 주행이 불안정해진다. 0.10cN/dtex 를 초과하면 권취중에 패키지의 감김이 팽팽해지기 쉬워지는 등 문제가 발생한다. 열처리시의 바람직한 장력은 0.03∼0.07cN/dtex 이다. 가열 고데롤 수는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1∼2 쌍의 가열 고데롤이 채택된다. 고데롤이 2 쌍인 경우는 양쪽 또는 어느 한 쪽이 가열 고데롤인 것이 바람직하다. 열처리시간은 특별히 한정되지 않지만, 약 0.01∼0.1 초간이 채택된다.

(e) 보관온도

본 발명의 전배향사에서 권취시의 열처리를 실시하지 않고 권취한 전배향사 패키지를 연신가연가공할 때에는 권취중으로부터 보관 및 가연까지 모든 공정에서 전배향사 패키지온도를 30℃ 이하로 유지하여 연신가연 또는 가연가공하는 것이 바람직하다.

보관 및 가연까지 동안에 전배향사 패키지의 온도가 30℃ 를 초과하면 패키지의 귀높이가 증가하여 가공사의 품위가 저하되는 경우가 있다. 보관시의 바람직한 유지온도는 25℃ 이하이다. 30℃ 이하로 유지하는 수단으로는 온도조절기를 갖춘 창고나 방에 보관하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전배향사 패키지를 사용하여 얻어지는 포백은 주기적인 염색변동 결점이 없는 양호한 품위와, 소프트한 감촉을 나타내는 편직물을 얻을 수 있다.

본 발명의 전배향사 패키지는 원사를 연신시키지 않고 그대로 편직물에 사용해도 되고, 또 연사와 가연가공 및 유체분사가공 (타스란가공) 을 실시하여 사용해도 된다. 편직물에는 모두 본 발명의 전배향사 패키지를 사용해도 되고, 또는 다른 섬유와 혼합하여 일부에 사용해도 된다. 혼섬 복합하는 다른 섬유로는 폴리에스테르, 셀룰로오스, 나일론6, 나일론66, 아세테이트, 아크릴, 폴리우레탄 탄성섬유, 울, 견 등의 장섬유 및 단섬유 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 PTT 전배향사 패키지의 전배향사와 다른 섬유를 혼섬 복합한 편직물로 하기 위해서는 혼섬 복합사는 다른 섬유를 인터레이스 혼섬, 인터레이스 혼섬 후 연신가연, 어느 한쪽만 가연하고 그 후 인터레이스 혼섬, 양쪽 각각 가연 후 인터레이스 혼섬, 어느 한쪽을 타스란가공 후 인터레이스 혼섬, 인터레이스 혼섬 후 타스란가공, 타스란 혼섬 등의 다양한 혼섭방법에 의해 제조할 수 있다. 이러한 방법에 의해 얻은 혼섬 복합사에는 교락이 10 개/m 이상 부여되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 전배향사 패키지의 가연가공으로는, 일반적으로 사용되고 있는 핀 타입, 프릭션 타입, 닙벨트 타입, 에어가연 타입 등의 가연방법이 채택된다. 가연히터는 1 히터 가연, 2 히터 가연 중 어느 것이나 되지만, 고스트레치성을 얻기 위해서는 1 히터 가연이 바람직하다.

가연가공은 연신가연 또는 비연신가연 중 어느 것이나 된다. 가연히터온도는 제 1 히터출구 직후의 사온도가 130∼200℃, 바람직하게는 150∼180℃, 특히 바람직하게는 160∼180℃ 이 되도록 히터온도를 설정하는 것이 바람직하다. 1 히터 가연에 의해 얻어지는 가연가공사의 신축신장율은 100∼300%, 신축탄성율은 80% 이상인 것이 바람직하다.

또, 필요에 따라 제 2 히터로 열세팅하여 2 히터 가연가공사로 해도 된다.제 2 히터의 온도는 100∼210℃, 바람직하게는 제 1 히터출구 직후의 사온도에 대해 -30℃∼+50℃ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 제 2 히터내의 오버피드율 (제 2 오버피드율) 은 +3%∼+30% 로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 용융방사법으로 얻어지는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지 및 그 제조방법 및, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사의 가연가공법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 의료용 섬유소재로서 연신시키지 않고 그대로 편직물로 가공할 수 있고, 또 연신가연가공을 실시한 섬유소재로서 편직물로 가공할 수 있고, 그리고 주기적인 염색변동 결점이 없는 품위와 또 소프트한 감촉을 나타내는 편직물 등의 포백을 제조할 수 있는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사를 감은 패키지와 그 조제방법 및 관계되는 전배향사 패키지를 사용하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사의 가연가공법에 관한 것이다.

도 1 은 귀높이가 없는 패키지의 양호한 형상을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 2 는 귀높이의 패키지의 형상을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 3 은 섬도변동값 (U%) 의 측정차트의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4 는 섬도변동값 (U%) 의 측정차트의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 5 는 섬도변동 주기해석 차트의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 6 은 섬도변동 주기해석 차트의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 7 은 전배향사 패키지를 제조하는 공정을 나타내는 개략도이다. 도면 중, 1: 폴리머칩건조기, 2: 압출기, 3: 벤트, 4: 스핀헤드, 5: 스핀팩, 6: 방사구금, 7: 멀티필라멘트, 8: 냉각풍, 9: 마무리제 부여장치, 10: 가열 고데롤, 11: 고데롤 및, 12: 전배향사 패키지를 각각 나타낸다.

도 8 은 본 발명의 전배향사 패키지의 제조에서의 열처리온도와 권취속도의 범위를 나타내는 도면이다.

발명의 최선의 실시형태

본 발명의 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은이하의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

또한, 실시예에서의 물성의 측정방법 및 측정조건을 설명한다.

(1) 고유점도

고유점도 [η] 는 다음 식의 정의에 기초하여 구해지는 값이다.

정의 중 ηr 은 순도 98% 이상의 0-클로로페놀로 용해시킨 PTT 폴리머의 희석용액의 35℃ 에서의 점도를 동일한 온도에서 측정한 상기 용액의 점도로 나눈 값이고, 상대점도로 정의되어 있다. C 는 g/100㎖ 로 표시되는 폴리머농도이다.

(2) 파단신도

JIS-L-1013 에 기초하여 측정하였다.

(3) 결정화 발열량

결정화 발열량은 시차주사열량측정 (DSC) 에 의해 구하였다. 측정은 시마즈제작소 (주) 제조 시마즈 열유속 시차주사열량계 DSC-50 측정기를 사용하여 행하였다. 측정하는 전배향사 5㎎ 정을 칭량하여 승온속도 5℃/분으로 25℃ 내지 100℃ 의 범위에서 시차주사열량측정 (DSC) 을 행하였다.

결정화 발열량은 시차주사열량측정 (DSC) 차트에서 40℃∼80℃ 의 영역에 발현하는 발열피크의 면적을 시차주사열량측정기 부속의 프로그램에 의해 산출하였다.

(4) 결정 배향도

X선 회절장치를 사용하고 시료의 두께를 약 0.5㎜ 로 하여, 이하의 조건에서 회절각 2θ가 7 도 내지 35 도까지인 회절강도곡선을 그렸다.

측정조건은 30KV, 80A, 스캐닝속도 1 도/분, 차트속도 10㎜/분, 타임콘스턴스 1 초, 리시빙 슬릿 0.3㎜ 로 하였다. 2θ=16 도 및 22 도로 그려지는 반사를 각각 (010), (110) 으로 한다. 또한, (010) 면을 -180 도∼+180 도 방위각 방향으로 회절강도곡선을 그린다.

±180 도에서 얻어지는 회절강도곡선의 평균값을 취하여, 수평선을 그려 베이스라인으로 한다. 피크의 정점에서 베이스라인으로 수선을 그어 그 높이의 중점을 구한다. 중점을 지나는 수평선을 그려 이것과 회절강도곡선과의 2 개 교점간의 거리를 측정하고, 이 값을 각도로 환산한 값을 배향각 (H) 으로 한다. 결정 배향도는 다음 식으로 부여된다.

결정 배향도(%) = (180-H)×100/180

(5) 건열수축응력값

열응력 측정장치로는, 가네보엔지니어링사 제조 상품명 KE-2 를 사용하여 측정한다. 연신사를 20㎝ 의 길이로 절취하고, 이것의 양단을 연결하여 고리를 만들어 측정기에 장전한다. 초기하중 0.044cN/dtex, 승온속도 100℃/분의 조건으로 측정하고, 열수축응력의 온도변화를 차트에 기록한다.

열수축응력 차트는 약 60∼90℃ 에 피크를 갖는 산형 곡선을 그리는데, 이 피크값을 건열수축응력값으로 한다. 이 측정조작을 전배향사 패키지의 귀부에 적층되는 사와, 중앙부에 측정되는 사에 대해 각각 5 회씩 측정하고, 그 평균값의차로써 건열수축응력값 차로 하였다.

(6) 복굴절율

섬유편람-원료편 (제 5 쇄, 969 페이지, 1978 년 마루젠주식회사 발행) 에 준하여 광학현미경과 켐펜세이터를 사용하여, 섬유의 표면에 관찰되는 편광 리타데이션으로부터 구하였다.

(7) 섬도변동

이하의 방법으로 섬도변동값 차트 (Diagram Mass) 를 구함과 동시에 U% 를 측정한다.

측정기: 이브네스테스터 (체르베가우스터사 제조, 우스터테스터 UT-3)

측정조건: 사속도 100m/분

디스크텐션강도 (Tension force) 2.5%

텐션설정 (Tension) 1.0

입력압력 (Entry Pressure) 2.5hp

꼬임 (Twist) Z1.5

측정 사길이 250m

스케일 사의 섬도변동에 따라 설정

섬도변동값 (U%) 변동차트 및 표시되는 변화를 직독한 섬도변동계 측정기

부속의 섬도변동 주기해석

소프트를 이용하고, 주기해석도 즉 Spectrogram Mass (섬도변동의 분산 CV 의 주 기성도) 를 얻어 산형상 돌 출시그널의 높이, 즉 변동 계수를 측정함

(8) 가연가공사의 신축신장율 및 신축탄성율

JIS-L-1090 신축성 시험방법 (A) 법에 준하여 측정하였다.

(9) 패키지의 직경차

도 2 에 따라 귀부의 직경 (a) 과 중앙부의 직경 (b) 을 측정하여, 이하의 식에 의해 구하였다.

직경차(㎜) = a-b

(10) 열처리장력

열처리장력의 측정은 장력계로서 ROTHSCHILD Min TensR-046 을 사용하고, 열처리시에 가열 고데롤 출구 (도 6 에서는 가열 고데롤 (10) 과 편향 롤 (11) 사이에서 측정) 의 위치를 주행하는 섬유에 가해지는 장력 (T1(cN)) 을 측정하여, 이 값을 연신 후 사의 섬도 (D(dtex) 로 나누어 구하였다 (이하 식 참조).

열처리장력 (cN/dtex)=T1/D

(11) 패키지온도

비접촉 온도계의 의해 권취중의 패키지온도를 측정하였다.

측정기: 닛폰전자 (JEOL) (주) 제조

서모뷰어 (THERMOVIEWER) JTG-6200 형

(12) 방사안정성

1 추 당 8 엔드의 방구를 장착한 용융방사-연속연신기를 사용하여, 실시예마다 2 일간의 용융방사-연속연신을 행하였다. 이 기간중의 실끊김의 발생회수와, 얻어진 연신사 패키지에 존재하는 보풀의 발생빈도 (보풀발생 패키지 수의 비율) 로부터, 이하와 같이 판정하였다.

◎ 실끊김 0 회, 보풀발생 패키지비율 5% 이하

실끊김 2 회 이내, 보풀발생 패키지비율 10% 미만

×실끊김 3 회 이상, 보풀발생 패키지비율 10% 이상

(13) 전배향사 및 가공사 품위의 평가

(ⅰ) 가연가공사 평가시료의 제조

전배향사를 하기 조건으로 가연가공을 행하였다.

가연가공기: 무라다기계제작소 (주) 제조 33H 가연기

가연조건: 사속도 300m/분

가연수 3230 T/m

연신비 가공사의 신도가 약 40% 가 되도록 설정함

제 1 피드율 -1%

제 1 히터온도 170℃

(ⅱ) 염색불균일평가 (염색급)

전배향사 또는 가연가공사를 일구 편물기로 편성하여 통편물지를 얻는다.이 통편물지를 이하의 조건으로 염색한 후, 숙련자 3 명이 자가 제조한 표준한도 견본에 맞춰 10 단계로 관능평가한다 (숫자가 클수록 양호함).

염색조건: 염료: 호론네이비 S-2GL 그란 200% (오ㆍ디 주식회사)

염료 농도: 1.5%

분산제: 디스퍼 TL (아키나리화학공업 주식회사)

분산제 농도: 2g/1

욕비: 1:18

염색온도: 97℃

염색시간: 30 분

판정기준: 10 급: 염색줄무늬, 염색불균일 없음 (합격)

8∼9 급: 염색줄무늬, 염색불균일 소 (합격)

6∼7 급: 염색줄무늬, 염색불균일 중 (합격)

4∼5 급: 염색줄무늬, 염색불균일 대 (불합격)

1∼3 급: 미연신부가 존재 (불합격)

(6 급 이상이 합격)

품위의 평가

염색품위를 3 명의 숙련자에 의해 염색급 평가에 기초하여 판정하였다.

◎: 매우 양호 (8∼10 급)

: 양호 (6∼7 급)

×: 염색줄이 있어 불량 (5 급 이하)

실시예 1∼5

실시예 1∼5 는 전배향사의 열처리조건이 전배향사 패키지형상 및 물성에 미치는 영향을 나타내는 예이다.

산화티탄을 0.4 중량% 함유하는 고유점도 0.91㎗/g 의 PTT 펠릿을 도 7 에 나타내는 방사기 및 권취기를 사용하고, 101dtex/36 필라멘트 PTT 전배향사 패키지를 하기에 방사조건에 의해 조제하였다. 또한, 전배향사는 권취에 있어서 도 7 에 나타내는 2 쌍의 고데롤을 사용하고, 1 단째의 가열 고데롤 (도 7, 도 10 참조) 온도를 표 1 에 나타내는 온도로 가열하였다. 열처리장력은 2 단째의 비가열 고데롤 (도 7, 도 11 참조) 의 주속도를 조정하여 설정하였다.

방사조건:

펠릿건조온도 및 도달수분율 110℃, 25ppm

압출기온도 260℃

스핀헤드온도 265℃

방사구금 구멍직경 0.45㎜

폴리머 토출량 전배향사가 101dtex 가 되도록 각 방 사속도마다 설정

냉각풍조건 온도 22℃, 상대습도 90%

속도 0.5m/sec

마무리제 폴리에테르에스테르를 주성분으로 하 는 수계 에멀션 농도 10 중량%

방사구금으로부터 마무리제 75㎝

부여노즐까지의 거리

방사장력 0.11cN/dtex

권취조건:

권취기 테이진세이키 (주) AW-909

보빈축과 콘택트롤의 양축이 자기구동

권취속도 3000m/분

권취시의 패키지온도 25℃

전배향사 패키지:

섬도 101.1dtex

수분 함유율 0.6 중량%

복굴절율 0.058

권취경 31㎝

권취폭 10㎝

귀부에서 반대귀부까지의 사길이 90㎝

권취중량 5.2㎏/1 보빈

표 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1∼5 에서 방사성도 양호하며, 전배향사 패키지를 사용하여 얻어진 가연가공사 및 통편물지는 모두 염색 후에 양호한 염색품위를 나타냈다. 또한, PTT 전배향사 패키지를 직물의 씨실로서 사용하여 얻어진 직물에 대해서도 염색 후 양호한 품위를 나타냈다. 품위를 평가하였다.

실시예 6∼11, 비교예 1∼2

실시예 6∼11 은 PTT 전배향사를 제조할 때에 권취조건에서 열처리온도와 권취속도 효과를 나타내는 예이다.

방사조건은 실시예 1∼5 와 동일한 방사조건을 적용하여 PTT 전배향사를 제조하였다. 열처리에 대해서는 장력을 0.03cN/dtex 로 하고, 표 2 에 나타내는 열처리온도 및 권취속도에 의해 실시예 1∼5 와 동일한 감김형상의 PTT 전배향사 패키지를 얻었다. 본 실시예 및 비교예에서 패키지온도는 25℃ 로 하였다.

얻어진 PTT 전배향사 패키지를 35℃ 에서 30 일간 유지시킨 후, 연신가연가공하였다. 얻어진 가공사의 물성은 이하와 같았다. 가공사 염색품위를 표 2 에 나타낸다.

가연가공사 물성:

섬도 84.5dtex

파단강도 3.3cN/dtex

파단신도 42%

신축신장율 192%

신축탄성율 88%

표 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 PTT 전배향사 패키지에서 얻어지는 가연가공사는 염색불균일이 없어 양호한 품위와 우수한 권축성을 지녔다.

실시예 12∼14, 비교예 3

실시예 12∼14 는 권취시의 패키지온도의 효과를 예시한다. 권취시에 전배향사 패키지의 실시예 12∼14 의 전배향사 패키지를 얻었다. 전배향사 패키지의 냉각조건을 달리하여 표 3 에 나타내는 패키지온도로 권취하였다. 표 3 에 얻어진 PTT 전배향사 패키지의 감김형상 및 전배향사의 성질을 나타낸다.

표 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 온도범위에서 권취한 전배향사 패키지는 양호한 감김폼을 갖고, 이 전배향사 패키지를 사용하여 얻어진 전배향사에 의한 통편물지의 품위는 양호하였다. 또한 배향사 패키지의 해사를 씨실로 사용하여 얻어진 직물품위는 염색 후에도 양호하였다.

실시예 15∼17, 비교예 4

실시예 15∼17 은 방사장력의 효과에 대해 나타내는 예이다. 방사시의 마무리제 부여노즐의 방사구금으로부터의 거리를 표 4 에 나타내는 바와 같이 변화시키는 것 이외는, 실시예 2 의 방사조건을 사용하여 전배향사 패키지를 얻었다. 방사성을 표 4 에 나타낸다.

표 4 에서 알 수 있는 바와 같이, 방사장력이 본 발명의 범위이면 양호한 방사성을 얻을 수 있다.

실시예 18∼22, 비교예 5

실시예 18∼22 는 전배향사를 권취시에 열처리하지 않는 경우에 권취속도가 가연가공성에 미치는 효과에 대해 나타내는 예이다.

산화티탄을 0.4 중량% 함유하는 고유점도 0.91㎗/g 의 PTT 펠릿을 도 7 에 나타내는 방사기 및 권취기를 사용하고, 하기의 방사조건하에 권취속도를 변경하여 101dtex/36 필라멘트 PTT 전배향사 패키지를 제조하였다.

방사조건:

펠릿건조온도 및 도달수분율 110℃, 25ppm

압출기온도 260℃

스핀헤드온도 265℃

방사구금 구멍직경 0.45㎜

폴리머 토출량 전배향사의 섬도가 101dtex 가 되도록 각 권취속도마다 설정

냉각풍조건 온도 22℃, 상대습도 90%

속도 0.5m/sec

마무리제 폴리에테르에스테르를 주성분으로 하 는 수계 에멀션 농도 10 중량%

방사구금으로부터 마무리제 75㎝

부여노즐까지의 거리

권취조건:

권취기 테이진세이키 (주) AW-909

보빈축과 콘택트롤의 양축이 자기구동

권취시의 패키지온도 20℃

(비접촉 온도계에 의해 측정)

전배향사 패키지:

섬도 101.1dtex

수분 함유율 0.6 중량%

권취경 31㎝

권취폭 19.3㎝

귀부에서 반귀부까지의 사길이 90㎝

권취중량 5.2㎏/1 보빈

전배향사 패키지를 연신가연을 실시할 때까지의 기간에 걸쳐 온도 20℃, 상대습도 90%RH 의 조건이 유지된 환경하에 5 일간 방치한 후, 연신가연가공을 행하였다.

가연가공시에 전배향사 패키지의 형상 및 패키지로부터 해제하여 측정된 섬도변동값과, 가연가공성 및 가공사 염색품위 판정결과를 표 5 에 나타낸다.

표 5 에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 18∼22 에서 얻어진 전배향사 패키지는 양호한 연신가연가공성과 가공사 염색품위를 지녔다.

실시예 19 에서 얻어진 전배향사 패키지를 사용하여 연신가연가공한 가연가공사의 물성을 이하에 나타낸다.

가연가공사 물성:

섬도 87.6dtex

파단강도 2.9cN/dtex

파단신도 47%

신축신장율 143%

신축탄성율 92%

가연가공사의 권축성도 양호하였다.

실시예 23∼25, 비교예 6

실시예 23∼25 는 전배향사를 권취할 때의 패키지온도가 가연가공성에 미치는 효과에 대해 나타내는 예이다.

권취할 때에 권취시의 패키지온도를 표 6 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 19 (권취속도 2500m/분) 를 적용하여 전배향사 패키지를 제조하였다.

가연가공시에 전배향사 패키지의 형상 및 패키지로부터 해제하여 측정된 섬도변동값과, 가연가공성 및 가공사 염색품위를 표 6 에 나타낸다.

표 6 에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 특정하는 온도이면 양호한 가연가공성과 가공사품위를 얻을 수 있다. 한편, 비교예 7 에 나타내는 온도로 권취한 전배향사 패키지는 도 2 에 나타내는 바와 같은 현저하게 귀높이의 감김폼이 되어 연신가연가공성 및 가공사 염색품위도 불량하였다.

실시예 26∼34, 비교예 7∼9

실시예 26∼34 에서는 전배향사 패키지의 가연가공까지의 유지온도와 유지기간의 효과에 대해 나타내는 예이다.

실시예 19 (권취속도 2500m/분) 와 동일한 방사 및 권취조건을 이용하여 전배향사 패키지를 얻었다. 얻어진 전배향사 패키지를 표 7 에 나타내는 유지조건에서 방치 후, 연신가연가공을 행하였다.

가연가공시에 전배향사 패키지의 형상 및 패키지로부터 해제하여 측정된 섬도변동값과, 가연가공성 및 가공사 염색품위를 표 7 에 나타낸다.

표 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 온도범위에서 유지시킨 후 연신가연가공한 경우에는 양호한 가연가공성과 가공사 염색품위를 지녔다.

본 발명은 의료용에 적합한 PTT 전배향사의 개량된 패키지 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의한 PTT 전배향사 패키지는 그대로 편직가공 또는 PTT전배향사의 연신가연가공에 이용할 수 있고, 소프트한 감촉을 갖고, 주기적인 염색변동 결점이 없는 품위가 우수한 PTT 섬유의 의료용 포백제품의 제공을 가능하게 한다.

Claims (7)

1. 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사가 권취량 2㎏ 이상으로 적층되고, 하기에 나타내는 (1)∼(3) 의 조건을 만족시키는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지:

   (1) 전배향사 패키지의 귀부와 중앙부의 직경차가 0∼5㎜,

   (2) 패키지의 귀부에 적층되는 사와 중앙부에 적층되는 사의 건열수축응력값의 차가 0.01cN/dtex 이하,

   (3) 패키지로부터 전배향사를 해제하여 측정되는 섬도변동값 (U%) 이 1.5% 이하이며, 또한 섬도변동주기의 변동계수가 0.4% 이하.
2. 제 1 항에 있어서, 전배향사가 복굴절율 0.03∼0.07 을 갖는 전배향사인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사.
3. 제 1 항에 있어서, 전배향사가 시차주사열량측정 (DSC) 에 의한 결정화 발열량이 10J/g 이하이며, 결정 배향도가 80∼95% 인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지.
4. 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 용융방사하고, 냉각풍에 의해 냉각 고화시킨 후에 전배향사로서 권취할 때 방사장력을 0.20cN/dtex 이하로 하고, 또한 권취중의 패키지온도를 30℃ 이하로 냉각하면서 권취속도 1900∼3500m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지의 제조법.
5. 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 사를 방사하고, 냉각 고화시킨 후 연신시키지 않고 권취할 때 하기의 (a)∼(d) 의 요건을 만족시키는 조건으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지의 제조법:

   (a) 방사장력을 0.20cN/dtex 이하로 할 것,

   (b) 열처리온도를 70∼120℃ 로, 그리고 열처리장력을 0.02∼0.10cN/dtex 로 할 것,

   (c) 권취기에 감을 때 패키지온도를 30℃ 이하로 유지할 것,

   (d) 권취속도를 1900∼3500m/분으로 패키지에 권취할 것.
6. 제 5 항에 있어서, 열처리온도가 80∼110℃ 이고 패키지온도를 30℃ 이하로 유지하며, 또한 권취속도가 2500∼3200m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사 패키지의 제조법.
7. 95 몰% 이상의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위와 5 몰% 이하의 그 밖의 에스테르 반복단위로 구성되고, 극한점도가 0.7∼1.3㎗/g 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 용융방사하고, 냉각풍에 의해 냉각 고화시킨 후 전배향사로서 권취하고, 이후 전배향사를 가연가공할 때 전배향사의 권취속도를 1900∼3500m/분으로 하고 또한 권취중에서 보관 및 가연에 이르기까지의 전체 공정에서 전배향사 패키지온도를 30℃ 이하로 유지한 후, 연신가연 또는 가연가공하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 전배향사의 가연가공법.