KR100472794B1

KR100472794B1 - 연신사 패키지 및 그 제조법

Info

Publication number: KR100472794B1
Application number: KR10-2002-7017812A
Authority: KR
Inventors: 고야나기다다시; 아베다까오; 야마시따아끼라
Original assignee: 아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2005-03-10
Also published as: ATE305891T1; EP1300356B1; EP1300356A1; KR20030020310A; BR0112153A; JP3683251B2; EP1300356A4; MXPA02012566A; DE60113845D1; US20030161979A1; CN1440362A; WO2002004332A1; ES2246329T3; AU2001269458A1; DE60113845T2; TW505712B; CN1178832C; US6709689B2

Abstract

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 직접방사연신법에 의해 얻어지는 패키지로, 공업적으로 실용성있는 권취질량을 갖고, 장기보존후에도 고속해사시의 해사성이 우수한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지 및 그 제조법을 제공한다. 본 발명의 PTT 연신사 패키지를 사용하여 제편직한 포백은, 염색줄이나 반점 등의 결점이 없는 양호한 품위를 갖는다.

Description

연신사 패키지 및 그 제조법{DRAWN YARN PACKAGE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 직접방사연신법으로 얻어지는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지 및 그 제조법에 관한 것이다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하 PET 라고 함) 섬유는 의료용도에 가장 적합한 합성섬유로서 전세계에서 대량으로 생산되어 일대산업으로 되고 있다.

폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (이하 PTT 라고 함) 섬유는 (A) J. Polymer Science: Polymer Physics Edition, Vol.14, p263∼274(1976), (B) Chemical Fibers International, Vol.45, p110∼111, April(1995), (C) Chemical Fibers International, Vol.47, p72, February(1997) 및 (D) WO99/27168호 공보 등의 선행기술에 의해 알려져 있다.

선행기술 (A) 및 (B) 에는 PTT 섬유의 응력-신장특성에 대한 기본특성이 기재되어 있고, PTT 섬유는 초기 모듈러스가 작고, 또한 나일론섬유나 PET 섬유에 비하여 탄성회복성이 우수하여, 의료용도나 카페트용도 등에 적합한 것이 시사되어 있다.

또 선행기술 (C) 에는 직접방사연신법이, (D) 에는 직접방사연신법으로 얻어지는 PTT 섬유로, 적절한 파단신도, 열응력, 비수수축율을 구비한 PTT 섬유가 편직물에 사용되었을 때에 낮은 모듈러스로 소프트한 촉감을 발현할 수 있는 것이 기재되어 있다. 또한 이와 같은 PTT 섬유는, 인너, 아우터, 스포츠, 레그, 안감, 수영복 등의 의료용에 적합한 것이 개시되어 있다.

그리고 선행기술 (D) 에는 직접방사연신법으로 얻어지는 연신사는, 권취중 및 권취후에 연신사가 현저하게 수축되어, 벌지라고 불리는 패키지 단면이 부풀은 형상으로 되어, 양호한 패키지를 얻기가 곤란한 것이 개시되어 있다. 또 이와 같은 벌지 형상의 패키지는, 권취기로부터 패키지의 취출조차 곤란해지는 것이 개시되어 있다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 직접방사연신법으로 얻어지는 연신사 패키지는, 상기 선행기술에 서술되어 있는 문제점 이외에, 이하와 같은 문제가 있는 것이 새로 밝혀졌다.

a. 가장자리부가 높은 형상과 압착의 발생

PTT 연신사는 온도나 습도에 대해 매우 민감하다. 구체적으로는 권취중에 권취기의 모터 자체의 발열이 보빈축을 통해 패키지에 전열되어 패키지의 온도가 상승된다. 또 패키지와 콘택트롤의 마찰발열에 의해 패키지의 온도가 상승된다. 이와 같은 원인에 의해 권취중에 패키지의 온도가 상승되어, 패키지내에서 연신사의 수축이 발생하는 것이 밝혀졌다.

연신사의 수축은 경도가 높게 적층된 패키지의 양 가장자리부에서는 거의 발생하지 않고, 그 이외에 즉 중앙부에 적층된 연신사에만 발생한다. 그 결과, 권취중에 패키지는 가장자리부가 높은 권취형상으로 된다. 가장자리부가 높은 형상으로 되면, 그 후에는 가장자리부만이 콘택트롤과 접촉하여 권취량의 증가와 함께, 마찰발열이 가장자리부에 점점 집중된다. 이와 같이 하여 소정의 권취직경으로 권취된 패키지는, 가장자리부가 높은 권취형상으로 될뿐만 아니라, 가장자리부에 적층된 연신사끼리가 열에 의해 압착된 상태로 된다.

이와 같은 패키지의 발열에 의한 연신사의 수축에는 연신사의 건열수축응력이 크게 영향을 주는 것이 본 발명자들의 연구에 의해 밝혀졌다.

b. 보관중의 경시변화

제조된 연신사 패키지는 바로 후가공에 사용하는 경우는 적고 통상 1개월∼1년간 보관된 후에 사용된다. 또 보관온도도 고온시에는 약 30∼40℃ 까지 된다.

이와 같이 고온에서 장기간 보관된 경우에는 PTT 연신사가 수축되어 패키지가 조여져, 가장자리부가 높은 형상이나 벌지 형상이 한층 증폭되어 현저해진다. 또 패키지의 가장자리부에 적층된 PTT 연신사는 수축에 의해 마치 접착된 것처럼 고밀도로 된다.

도 1 은 정상적인 권취형상의 패키지를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 2 는 가장자리부가 높은 형상으로 변형된 패키지를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한 도 1 에서 (20) 은 보빈, (21) 은 패키지이고, 도 2 에서 (α)는 가장자리부의 직경, (β)는 중앙부의 직경이다.

c. 고속해사성

안감용도나 인너용도에서는, 포백의 조직이 태피터, 트윌 등으로 대표되는 평직물이나, 트리콧 등의 경편물이 채용된다. 이들 포백은 PTT 연신사가 가연가공 등을 거치지 않고 연신사의 상태로 사용되므로, 포백 중에서 섬유의 나열방법이 규칙성을 갖고 있다. 이 때문에 섬유에 내재하는 미소한 결점이 그대로 「경사줄」, 「위사반점」또는 「염색얼룩」등의 품위상의 결점으로 나타나기 쉽다는 문제가 있다.

최근 가격 경쟁이 심해져 이것에 대응하기 위해 제직편공정에서도 가공속도의 고속화가 이루어지고 있다. 예컨대 직물의 경사준비공정인 정경속도는 종래 100∼200m/분이었던 것이 500∼1000m/분으로 고속화되고 있다. 직기에서의 위사의 제직속도는 800∼1500m/분이 공업적으로 실시되고 있다.

고온에서 장기간 보관된 PTT 연신사 패키지로부터 연신사를 고속으로 해사 (reelability) 하면 실끊김의 증가나 패키지 일방의 단면부터 반대 단면까지의 실길이에 대응한 해사장력의 변동이 발생한다. 이 장력변동의 최대값과 최소값의 차 (이하, 해사장력차라고 함) 이 크면 편직물에 품위상의 결점이 발생한다.

도 3 은 도 1 에 나타낸 바와 같은 권취형상이 양호한 패키지로부터 연신사를 고속으로 해사한 경우의 해사장력의 변동을 나타낸 차트이고, 도 4 는 도 2 에 나타낸 바와 같은 가장자리부가 높은 권취형상의 패키지로부터 연신사를 고속으로 해사한 경우의 해사장력의 변동을 나타낸 차트이다.

도 3, 도 4 에서 횡축은 연신사의 실길이를 나타내고, 종축은 해사장력 (g) 의 값을 나타낸다.

상기 선행기술 (D) 에는 권취시의 조임을 해소하는 것이나, 벌지를 작게 하기 위한 제안은 있지만, 권취중의 패키지의 발열에 의한 가장자리부가 높은 형상이나 압착의 발생이나, 패키지의 경시변화에 의한 조임 및 그 결과 고속으로 해사한 경우에 발생하는 문제에 대해서는 조금도 언급되어 있지 않다.

선행기술 (D) 에는 패키지에 감기는 실의 질량은 2㎏ 이하로 할 필요가 있다고 기재되어 있고, 그 실시예에는 권취폭이 300㎜로 길고, 또한 권취질량 1∼1.5㎏ 권취 (권취직경 130㎜에 상당) 의 예가 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 권취량이 작은 패키지를 고속으로 해사하면, 패키지를 빈번하게 교환할 필요가 있으므로 공업적으로 실시하기에는 불리하다. 또 권취폭이 길기 때문에 일방의 단면부터 타방의 단면까지의 실길이 사이의 해사장력차가 크다는 문제도 있다. 유일하게 5㎏ 을 감은 패키지의 예가 기재되어 있으나, 이 패키지는 연신사의 건열수축응력값이 0.22∼0.30cN/dtex 로 높기 때문에, 보관중에 경시수축에 의한 조임이 현저하고, 그 결과, 해사장력의 변동이 증가되어 고속해사성이 떨어지는 것이었다.

또 (E) 일본 공개특허공보 평2000-239921호에는 선행기술 (D) 와 동일한 목적에서 권취시의 조임이나 권취형상을 개량하는 제안이 기재되어 있지만, 권취중의 패키지의 발열에 의한 가장자리부가 높은 형상이나 압착의 발생 및 경시변화나 고속해사성에 관해서는 기재도 시사도 되어 있지 않다.

(F) 특허 제 3073963호에는 연신사를 권취전에 냉각하여 릴랙스시키면서 권취함으로써, 벌지율이 작은 치즈형상 패키지를 얻는 것이 개시되어 있다. 그러나 벌지율을 작게 하는 것과 가장자리부가 높은 형상을 해소하는 것은 이율배반의 관계에 있어, 벌지율을 작게 하는 것은 가장자리부가 높은 형상으로 되는 것을 크게 하는 것밖에 되지 않는다. 또 이 공보에는 연신사의 건열수축응력이 가장자리부를 높게 하는 것에 미치는 영향이나, 권취중의 패키지의 발열에 의한 가장자리부를 높게 하는 형상이나 압착 발생 문제에 대해서는 기재도 시사도 되어 있지 않다.

한편, (G) 일본 공개특허공보 평9-175731호에는 합성섬유의 권취에서 권취직경에 맞춰 능각도를 변화시키는 권취방법이 기재되어 있다. 이 방법은 벌지나 실이 잘못 들어가는 것을 해소하는 데에는 유효하지만, PTT 섬유와 같이 경시적으로 패키지중에서 수축이 발생하는 연신사에서는, 가장자리부가 높은 형상이나 해사성 불량의 문제를 해소하는 데에는 이르지 못했다. 또 권취중의 패키지의 발열에 의한 가장자리부가 높은 형상이나 압착 발생의 문제에 대해서는 기재도 시사도 되어 있지 않다.

따라서 선행기술 (D)∼(G) 에는 직접방사연신법에 관한 몇개의 제안이 개시되어는 있지만, 공업적으로 실용성 있는 권취질량을 갖고 또한 PTT 연신사 패키지의 고속해사성에 관련되는 과제나 그 해결법에 관해서는 개시도 시사도 전혀 이루어져 있지 않다.

도 1 은 정상적인 권취형상의 패키지를 모식적으로 나타낸 도면으로, (20) 은 보빈, (21) 은 패키지이다.

도 2 는 가장자리부가 높게 변형된 패키지의 일례를 모식적으로 나타낸 도면으로, (α)는 가장자리부의 직경, (β)는 중앙부의 직경이다.

도 3 은 도 1 에 나타낸 바와 같은 권취형상이 양호한 패키지로부터, 연신사를 고속으로 해사한 경우의 해사장력의 변동을 나타낸 차트의 예이다.

도 4 는 도 2 에 나타낸 바와 같은 가장자리부가 높은 권취형상의 패키지로부터, 연신사를 고속으로 해사한 경우의 해사장력의 변동을 나타낸 차트의 예이다.

도 5 는 패키지에 감긴 연신사를 해사할 때의 해사속도와 해사장력차의 관계를 나타낸 도면이다.

도 6 은 연신사 패키지를 제조하는 공정의 일례를 나타낸 개략도로, (1) 은 건조기, (2) 는 압출기, (3) 은 벤드, (4) 는 스핀헤드, (5) 는 스핀팩, (6) 은 방사구금, (7) 은 멀티필라멘트, (8) 은 냉각풍, (9) 는 마무리제 부여장치, (10) 은 인취 고데롤, (11) 은 최종열처리 고데롤, (12) 는 연신사 패키지, (13) 은 콘택트롤, (14) 는 보빈축이다.

도 7 은 최종열처리 고데롤속도와 최종열처리 고데롤속도에 대한 권취속도와의 비의 관계를 나타낸 도면이다.

도 8 은 권취중의 권취직경에 대응하는 능각도의 변화 패턴의 예를 나타낸 도면으로, 패턴 a, b, c 는 능각도 변화의 바람직한 예 (본 발명) 이고, 패턴 d 는 권취직경에 의해 능각도를 변화시키지 않은 예 (비교예) 이다.

본 발명은 하기 1∼8 과 같다.

1. 95 몰% 이상이 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위로 이루어지는 PTT 를 직접방사연신하여 얻어지는 연신사를 권취질량 2㎏ 이상 적층한 치즈형상 패키지로, 이하에 나타낸 (1)∼(4) 를 만족시키는 것을 특징으로 하는 PTT 연신사 패키지.

(1) 연신사의 건열수축응력값이 0.01∼0.15cN/dtex 이다.

(2) 패키지의 권취직경에 따라 능각도가 다르고, 각 권취직경에서의 능각도가 3∼10도로부터 선택되고, 또한 능각도의 최소값과 최대값의 차가 1 도 이상이다.

(3) 패키지의 가장자리부와 중앙부의 직경차가 10㎜ 이내이다.

(4) 패키지에 감긴 연신사를 해사할 때의 해사장력차 △F (cN/dtex) 가 해사속도 u(m/분) 에 대해 하기 수학식 (1) 을 만족한다.

[수학식 1]

△F≤8.0×10^-6ㆍu

2. 연신사의 건열수축응력값이 0.02∼0.13cN/dtex 인 것을 특징으로 하는 상기 1 에 기재된 PTT 연신사 패키지.

3. 패키지 권취폭이 60∼200㎜ 이고, 또한 권취직경이 200∼400㎜인 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2 에 기재된 PTT 연신사 패키지.

4. 권취두께가 10㎜ 를 초과한 적층부의 능각도가 권취두께 10㎜ 이내인 적층부의 능각도보다도 높은 것을 특징으로 하는 상기 1, 2 또는 3 에 기재된 PTT 연신사 패키지.

5. 연신사의 파단신도가 40∼90%인 것을 특징으로 하는 상기 1∼4 중 어느 하나에 기재된 PTT 연신사 패키지.

6. PTT의 직접방사연신법에 있어서, 적어도 2쌍의 고데롤 (godet roll)을 사용하여 연신과 열처리를 실시한 후, 연신사를 패키지에 권취할 때에, 이하의 (a)∼(d) 의 요건을 만족하는 것을 특징으로 하는 PTT 연신사 패키지의 제조법.

(a) 연신장력이 0.05∼0.45cN/dtex 이다.

(b) 권취속도 V(m/분) 와 최종열처리 고데롤속도 R₂ (m/분) 의 비 V/R₂ 가 하기 수학식 (2) 을 만족한다.

[수학식 2]

0.8≤V/R₂≤-6.6×10^-5ㆍR₂+1.15

단 최종열처리 고데롤속도 R₂는 2300∼4500m/분이다.

(c) 패키지의 권취개시부터 종료까지의 사이에 권취직경에 따라 권취의 능각도를 3∼10도의 범위내에서 변화시킨다.

(d) 권취중의 패키지온도를 30℃ 이하로 냉각시킨다.

7. PTT 의 직접방사연신법에 있어서, 연신사를 패키지에 권취할 때에 보빈축과 이것에 접하는 콘택트롤의 양방이 구동력을 갖는 권취기를 사용하여, 콘택트롤의 주속도 Vc(m/분) 를 권취속도 V(m/분) 보다도 0.3∼2% 크게 하여 권취하는 것을 특징으로 하는 상기 6 에 기재된 PTT 연신사 패키지의 제조법.

8. 권취속도가 1800∼3800m/분인 것을 특징으로 하는 상기 6 또는 7 에 기재된 PTT 연신사 패키지의 제조법.

본 발명의 과제는 PTT 의 직접방사연신법에 의해 얻어지는 패키지로, 공업적으로 실용성있는 권취량을 갖고 권취형상이 개량되며, 장기간 보관후에도 우수한 고속해사성을 갖는 PTT 연신사 패키지 및 그 제조법을 제공하는 것이다.

더욱 상세하게는 의료(衣料)용에 적합한 PTT 연신사가 적층되어, 편직물이나 가연가공 등에 사용할 때에 공업적으로 실용성있는 권취질량과, 장기간 보관후에도 우수한 고속해사성을 갖는 PTT 연신사 패키지 및 이를 안정되게 제조하는 제조법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의해 PTT 연신사 패키지의 해사성 불량에 기인하는 포백의 염색품위가 개량된다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의검토한 결과, PTT를 직접방사연신법으로 연신사 패키지를 제조하는데 있어서, 연신사의 건열수축특성과 패키지 권취조건의 조합을 특정하거나 하여 상기 과제가 해결되는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

(A) 본 발명의 PTT 연신사 패키지에 대해 설명한다.

본 발명에 있어서, PTT 연신사를 구성하는 PTT 폴리머는, 95몰% 이상이 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위로 이루어지고, 5몰% 이하가 그 외의 에스테르 반복단위로 이루어진다.

즉, 본 발명의 PTT 연신사를 구성하는 PTT 폴리머는 PTT 호모폴리머, 또는 5몰% 이하의 그 외의 에스테르 반복단위를 포함하는 PTT 공중합 폴리머이다.

공중합성분으로는 하기와 같은 것이 예시된다.

산성분으로는 이소프탈산이나 5-나트륨술포이소프탈산으로 대표되는 방향족 디카르복실산, 아디프산이나 이타콘산으로 대표되는 지방족 카르복실산 등등이다. 글리콜성분으로는 에틸렌글리콜, 부틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등등이다. 또 히드록시 벤조산 등의 히드록시카르복실산도 그 예이다. 이들 복수가 공중합될 수도 된다.

또 본 발명의 PTT 연신사에는 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 산화티탄 등의 광택제거제, 열안정제, 산화방지제, 제전제, 자외선흡수제, 항균제, 각종 안료 등등의 첨가제가 함유 또는 공중합될 수도 있다.

본 발명에 있어서, 연신ㆍ배향하기 전의 PTT사의 고유점도는 0.7∼1.3㎗/g 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8∼1.1㎗/g 이다. 고유점도가 이 범위이면 연신사의 강도가 충분하여, 강도가 요구되는 스포츠용도 등에 사용할 수 있는 기계적강도를 갖는 포백이 얻어지고, 또 연신사의 제조단계에서 실끊김이 발생하는 일이 없으므로 안정된 제조가 가능하다.

본 발명에 있어서, PTT 폴리머의 제조방법은 공지된 방법을 적용할 수 있고, 그 대표예는 일정한 고유점도까지는 용융중합으로 중합도를 올리고, 계속해서 고상중합으로 소정의 고유점도에 상당하는 중합도까지 올리는 2단계법이다.

본 발명의 연신사 패키지는 연신사의 건열수축응력값이 0.01∼0.15cN/dtex 이고, 바람직하게는 0.02∼0.13cN/dtex 이다. 연신사의 건열수축응력값이 이 범위이면 연신사를 편직물에 사용할 때에, 염색후의 마무리공정에서 포백이 수축되어 양호한 촉감의 편직물이 얻어지고, 또 연신사 패키지의 권취직경을 크게 해도 가장자리부가 높아지는 일이 없으며, 보관중의 연신사의 수축도 작으므로, 고속해사시의 해사성이 양호하다.

본 발명의 연신사 패키지는 연신사의 파단신도가 40∼90% 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 45∼65% 이다.

연신사의 파단신도가 이 범위이면 용융방사-연속연신공정에서 연신사에 보풀이나 실끊김이 발생하는 일이 없고, 또 연신사는 섬도얼룩이 없으며, 파단강도가 약 2cN/dtex 이상이 되므로, 강도 및 염색품위가 우수한 포백이 얻어진다.

본 발명의 연신사 패키지는 패키지의 권취직경에 의해 능각도가 다르고, 각 권취직경에서의 능각도가 3∼10도, 바람직하게는 4∼9도의 범위이고, 또한 능각도의 최소값과 최대값의 차가 1도 이상, 바람직하게는 2도 이상이다. 능각도 및 능각도의 최소값과 최대값의 차가 상기 범위이면 패키지의 권취 흐트러짐이나 가장자리부가 높아지는 일이 없고, 또 능각도를 다르게 한 효과가 충분히 발휘되어 정상적인 권취가 가능해진다. 이와 같이 능각도를 권취직경에 따라 다르게 함으로써, 패키지의 가장자리부가 높아지는 형상이나 가장자리부에서의 연신사의 압착을 회피할 수 있다.

능각도는 권취속도와 트래버스속도의 비에 의해 패키지에 형성되는 연신사가 이루는 각도로, 도 1 에 나타낸 바와 같이 치즈형상 패키지에 능 형상으로 감기는 연신사가 이루는 각도 θ이다. 일반적으로 권취중에 큰 능형상을 회피하기 위해 실시되는 리본브레이크와는 구별된다.

본 발명의 연신사 패키지는 보빈으로부터의 권취두께가 10㎜ 를 초과한 적층부의 능각도가, 권취두께 10㎜ 이내인 적층부의 능각도보다도 높은 것이 바람직하다. 권취직경에 따라 다른 능각도로 하는 바람직한 태양으로는, 권취개시 즉 패키지의 내층에서 능각도를 낮추고, 권취직경의 증가와 함께 능각도를 서서히 높여 패키지의 중층에서 가장 높인다. 그 후, 외층에 도달할 때까지는 다시 능각도를 작게 한다.

예컨대, 권취두께 110㎜인 패키지의 경우는, 권취두께 10㎜ 이내의 내층의 능각도를 3∼6도로 하고, 권취두께 10㎜ 초과∼60㎜인 중층의 능각도를 6 초과∼10도로 하고, 권취두께 60㎜ 초과∼110㎜인 외층의 능각도를 3∼7도로부터 선택하는 것이 바람직하다.

이와 같이 권취직경에 의해 능각도를 변화시켜 권취함으로써, 패키지의 벌지와 가장자리부가 높은 형상 모두를 작게 할 수 있게 되어, 가장자리부가 높은 형상이나 가장자리부의 압착이 발생하지 않으므로 고속해사성이 양호해진다.

본 발명의 연신사 패키지는 패키지 권취폭이 바람직하게는 60∼200㎜, 보다 바람직하게는 80∼190㎜이고, 또한 패키지 권취직경이 바람직하게는 200∼400㎜, 보다 바람직하게는 250∼350㎜ 이다. 권취폭과 권취직경이 이 범위이면 해사장력차가 적어 양호한 고속해사성이 얻어지고, 또 공업적으로 유용한 권취질량인 약 2㎏ 이상을 보증할 수 있다.

일반적으로 용융방사-연속연신에 의해 얻어지는 의료용 연신사의 권취에는, 직경이 약 50∼100㎜인 종이제의 원통 (보빈) 이 채택된다.

예컨대, 직경 약 100㎜의 원통에 권취폭이 80㎜ 이고 또한 권취직경이 250㎜ 이면, 연신사의 권취질량은 약 3㎏ 이다. 마찬가지로 권취폭이 200㎜ 이고 권취직경이 200㎜ 이면, 연신사의 권취질량은 약 4㎏ 이고, 권취폭이 200㎜ 이고 권취직경이 400㎜ 이면, 약 40㎏ 의 권취질량의 연신사 패키지가 된다.

연신사 패키지의 권취질량이 많을수록, 사용시에 고속으로 해사해도, 패키지의 교환시간의 주기가 길어지므로 공업적으로 유리하다. 일반적으로 연신사 패키지의 취급용이함 등을 고려하여, 5∼10㎏의 권취질량이 공업적으로는 채택되고 있다. 공업적으로 유용한 권취질량의 연신사 패키지의 권취폭과 권취직경은, 본 발명에서 규정하는 범위내에서 선택된다.

본 발명의 연신사 패키지는 패키지의 가장자리부와 중앙부의 직경차가 10㎜ 이내이다. 직경차가 10㎜ 이내이면 해사장력차가 작고, 고속에서의 해사성이 양호하다. 패키지의 가장자리부와 중앙부의 직경차는 작을수록 바람직하고, 5㎜ 이하이면 해사장력차가 더욱 작아지므로 보다 바람직하다.

본 발명의 연신사 패키지는 패키지에 감긴 연신사를 해사할 때의 해사장력차 △F (cN/dtex) 가, 해사속도 u(m/분) 에 대해 하기 수학식 (1) 을 만족한다.

[수학식 1]

△F≤8.0×10^-6ㆍu

수학식 (1) 은 연신사 패키지의 해사장력차의 해사속도 의존성을 나타낸 것이다. 해사장력차가 수학식 (1) 의 범위를 만족하면 편직이나 가연가공시에, 연신사 패키지의 해사장력변동에 기인하는 실끊김, 반점이나 염색이상 등의 결점이 발생하지 않는다.

수학식 (1) 로부터, 예컨대, 연신사 패키지로부터의 해사속도가 1000m/분이면, 해사장력차 △F (cN/dtex) 는 0.008cN/dtex 이하이어야 된다.

알기 쉽게 도면에 나타내면, 본 발명에서의 해사장력차의 범위는 도 5 에서 사선 아래의 범위이다. 도 5 에서 횡축은 연신사 패키지로부터 연신사를 해사할 때의 해사속도 u(m/분) 를, 종축은 해사장력차 △F (cN/dtex) 를 나타낸다.

본 발명에 있어서, PTT 연신사의 섬도나 단사섬도는 특별히 한정되지 않지만, 섬도는 바람직하게는 20∼300dtex, 보다 바람직하게는 30∼150dtex 이고, 단사섬도는 바람직하게는 0.5∼20dtex, 보다 바람직하게는 1∼3dtex 이다.

PTT 연신사로는 극한점도가 다른 PTT가 사이드 바이 사이드형 복합 또는 편심 초심형을 복합하여 이루어지는 복합사이어도 된다. 또 PTT 연신사의 단사 단면형상은 환형, Y자형, W자형 등의 이형단면이나 중공단면형상 등 특별히 한정되지 않는다.

또 PTT 연신사는 평활성이나 수렴성, 제전성을 부여하는 목적에서 마무리제가 0.2∼2wt% 부여되어 있는 것이 바람직하다. 또한 해사성이나 가연가공시의 집속성을 더욱 향상시키는 목적에서, 바람직하게는 50개/m 이하, 보다 바람직하게는 2∼20개/m의 단사교락이 부여되어 있어도 된다.

(B) 본 발명의 제조법에 대해 설명한다.

본 발명의 PTT 연신사 패키지의 제조법의 바람직한 예에 대해 도 6 을 사용하여 설명한다.

도 6 에서 건조기 (1) 로 30ppm 이하의 수분율로 건조된 PTT 펠릿을 255∼265℃의 온도로 설정된 압출기 (2) 에 공급하여 용융한다. 용융 PTT 는 그 후 벤드 (3) 를 거쳐 250∼265℃로 설정된 스핀헤드 (4) 로 송액되고, 기어펌프로 계량된다. 그 후, 스핀팩 (5) 에 장착된 복수의 구멍을 가진 방사구금 (6) 을 거쳐, 멀티필라멘트 (7) 로서 방사 챔버내로 압출된다.

압출기 및 스핀헤드의 온도는 PTT 펠릿의 고유점도나 형상에 따라 상기 범위에서 최적한 것을 선택한다.

방사 챔버내로 압출된 PTT 멀티필라멘트는 냉각풍 (8) 에 의해 실온까지 냉각고화되고, 마무리제를 부여한 후, 소정 속도로 회전하는 인취 고데롤 겸용 연신롤 (10) 에 의해 인취되고, 일단 권취하지 않고, 이어서, 최종열처리 고데롤 (연신롤 ; 11) 사이에서 연속적으로 연신된 후, 권취기에 의해 소정 섬도의 연신사 패키지 (12) 로서 권취된다.

고화된 멀티필라멘트 (7) 에는 인취 고데롤 (10) 에 접하기 전에, 마무리제 부여장치 (9) 에 의해 마무리제가 부여된다.

부여하는 마무리제는 바람직하게는 수계 에멀젼 타입이 사용된다. 마무리제로서의 수계 에멀젼의 농도는 바람직하게는 10wt% 이상, 보다 바람직하게는 15∼30wt% 가 채택된다.

마무리제를 부여한 후 필요에 따라 교락처리장치를 설치하여, 교락을 부여해도 된다. 교락수는 바람직하게는 1∼50개/m, 보다 바람직하게는 2∼10개/m 이다.

고데롤의 수는 2쌍 이상이 사용된다. 예컨대 도 6 에서 인취 고데롤의 앞에 1쌍의 프리텐션롤을 설치해도 된다. 2쌍의 고데롤 사이에서는 고데롤의 주속도를 다르게 함으로써 1.2∼3배의 연신이 실시된다. 연신시에는 제 1 고데롤의 온도로서 바람직하게는 50∼70℃, 보다 바람직하게는 55∼60℃가 채택된다.

연신후의 실은 제 2 고데롤로 필요한 열처리가 실시된다. 열처리의 온도는 바람직하게는 100∼150℃, 보다 바람직하게는 110∼130℃가 채택된다.

본 발명의 제조법에 있어서, 연신장력은 0.05∼0.45cN/dtex 이고, 바람직하게는 0.15∼0.40cN/dtex 이다. 연신장력이 이 범위이면 연신사의 강도가 약 2cN/dtex 이상이 되어 충분한 기계적강도가 얻어지고, 또 파단신도가 40% 이상이 되어 연신시에 보풀이나 실끊김이 없어 공업적으로 안정되게 제조할 수 있다.

연신장력은 인취 고데롤과 연신 고데롤 (도 6 에서는 최종열처리 고데롤과 동일함) 사이의 장력으로, 인취 고데롤과 연신 고데롤의 주속도비, 즉 연신비와 인취 고데롤의 온도를 선정함으로써 결정할 수 있다.

본 발명의 제조법에 있어서는, 권취속도 V(m/분) 와 최종열처리 고데롤속도 R₂(m/분) 의 비 V/R₂ 가 하기 수학식 (2) 를 만족하는 조건에서 권취를 실시한다.

[수학식 2]

0.8≤V/R₂≤-6.6×10^-5ㆍR₂+1.15

속도비 V/R₂ 은 최종열처리 고데롤부터 권취까지의 릴랙스비를 의미한다. V/R₂ 이 수학식 (2) 의 범위이면 최종열처리 고데롤과 권취기 사이의 장력이 적절하여 안정된 권취가 가능해지고, 또 연신사의 건열수축응력값이 본 발명에서 규정하는 범위가 되므로, 연신사 패키지에 조임이 발생하지 않는다.

수학식 (2) 의 범위를 알기 쉽게 도면에 나타내면, 도 7 의 약간 굵은 선으로 둘러싸인 범위이다. 도 7 에서 횡축은 최종열처리 고데롤속도 R₂, 종축은 권취속도 V 와 최종열처리 고데롤속도 R₂의 비 V/R₂ 을 나타낸다.

본 발명에서는 수학식 (2) 를 만족하는 범위에서, 최종열처리 고데롤과 권취기 사이의 장력이 바람직하게는 0.04∼0.12cN/dtex, 보다 바람직하게는 0.04∼0.07cN/dtex 가 되는 속도비로 권취하는 것이 바람직하다. 권취장력이 상기 범위이면 연신사 패키지가 가장자리부가 높아지는 형상이나 벌지로 되지 않는다.

본 발명에서 인취 고데롤의 속도는 3000m/분 이하인 것이 바람직하다. 3000m/분을 초과하면 최종열처리 고데롤속도가 4500m/분을 초과하여 패키지에 감긴 연신사의 수축이 커진다. 인취 고데롤의 속도는 보다 바람직하게는 2000m/분 이하이다.

본 발명의 연신사 패키지의 제조법에 있어서, 최종열처리 고데롤속도 R₂ 는 2300∼4500m/분이고, 바람직하게는 2500∼3500m/분이다.

최종 열처리 고데롤의 속도 R₂ 가 이 범위이면 용융방사하여 제 1 고데롤에 권취할 때까지의 필라멘트의 흔들림이 작아 방사-연신이 안정되게 실시되며, 또 권취중 또는 권취후에 패키지에 감긴 연신사가 거의 수축되지 않으므로, 가장자리부가 높아지는 형상이나 벌지라고 하는 패키지 측면의 부풀음이 발생하지 않는다.

권취속도 V 는 1800∼3800m/분 이하인 것이 바람직하다. 3800m/분을 초과하면 단순히 권취장력을 저하시키는 것만으로는 연신사 패키지의 해사성을 개선하기 어려워지는 경향이 있다. 이 이유는 권취가 고속일수록 연신된 연신사가 연신사 패키지의 상태에서 수축되기 때문인 것으로 추정된다.

본 발명에서는, PTT 의 직접방사연신법에 있어서, 연신사를 패키지에 권취할 때에, 보빈축과 이것에 접하는 콘택트롤의 양방이 구동력을 갖는 권취기를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때문에 본 발명에 사용하는 권취기로는 보빈축 (13) 과 이것에 접하는 콘택트롤 (14) 의 양방이 구동력을 갖고 구동하는 방식의 권취기를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조법에 있어서는, 이 콘택트롤의 주속도 Vc(m/분) 를 권취속도 V(m/분) 보다도, 바람직하게는 0.3∼2% 크게 하고, 보다 바람직하게는 0.5∼1.5% 크게 하여 권취한다. 콘택트롤의 주속도 Vc 를 권취속도 V 보다도 0.3% 이상 크게 함으로써, 연신사 패키지의 가장자리부가 높은 형상의 감소나 벌지 감소가 한층 개량된다. 이 주속도비 (Vc/V) 를 0.3% 이상으로 함으로써, 인취 고데롤속도가 3000m/분 이하에서도 패키지에서의 연신사의 수축을 억제할 수 있게 된다.

이 주속도비 (Vc/V) 가 클수록 패키지의 가장자리부가 높은 형상이나 벌지의 감소효과가 커지지만, 2% 보다도 크게 하기 위해서는 콘택트롤의 구동모터가 과대해져 권취기의 설계가 곤란해진다.

본 발명의 제조법에 있어서는, 패키지의 권취개시부터 종료까지의 사이에, 권취직경에 따라 권취의 능각도를 3∼10도, 바람직하게는 4∼9도의 범위에서 변화시켜 권취한다. 능각도가 이 범위이면 권취 흐트러짐이 발생하지 않아 정상적으로 권취할 수 있고, 또 패키지의 가장자리부가 높아지는 일도 없다. 또한 능각도는 권취속도와 트래버스 속도의 조정에 의해 설정할 수 있다.

본 발명에서는 내층의 능각도보다도 외층의 능각도를 크게 하는 것이 바람직하다. 여기에서 패키지의 내층이란 보빈으로부터의 권취두께가 약 10㎜ 이내인 적층부를 말한다.

권취직경에 따라 상이한 능각도로 하는 바람직한 태양으로는, 권취개시 즉 패키지의 내층에서 능각도를 낮추고, 권취직경의 증가와 함께 능각도를 서서히 높여, 패키지의 중층에서 가장 높인다. 그 후, 외층에 도달할 때까지는 다시 능각도를 작게 한다. 이와 같이 권취직경에 따라 능각도를 변화시켜 권취함으로써, 패키지의 벌지와 가장자리부가 높은 형상 모두를 작게 할 수 있게 된다.

도 8 에는 권취직경에 따라 변화시키는 능각도의 변화패턴을 예시한다. 도 8 에서 패턴 a, b, c 는 능각도 변화의 바람직한 예 (본 발명) 이고, 패턴 d 는 권취직경에 따라 능각도를 변화시키지 않는 예 (비교예) 이다.

본 발명의 제조법에 있어서는, 권취중의 패키지의 온도를 30℃ 이하, 바람직하게는 약 25℃ 이하, 보다 바람직하게는 20℃ 이하로 냉각시켜 권취한다. 패키지 온도가 30℃ 이하이면 권취한 연신사의 수축이 작아 패키지의 가장자리부가 높아지지 않는다. 패키지의 온도는 저온일수록 바람직하고, 약 25℃ 이하이면 그 외의 권취조건과의 조합에 의해, 더욱 양호한 해사성을 나타내는 패키지를 얻을 수 있다.

연신중의 패키지 온도를 30℃ 이하로 하기 위해서는, 권취기를 둘러싸고 약 20℃ 이하의 냉각풍에 의해 패키지의 주변온도를 냉각함으로써 달성된다. 또 사용하는 권취기도, 모터 자체의 발열이 보빈축을 통해 패키지에 전달되는 것을 억제할 수 있는 타입으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 얻어지는 PTT 연신사를 사용함으로써, 염색줄이나 반점 등의 결점이 없는 양호한 품위와 소프트한 촉감을 띠는 편직물이 얻어진다.

편직물에는 본 발명에서 얻어지는 연신사를 전부 사용해도 되고, 또는 그 외의 섬유와 혼합하여 일부에 사용해도 된다. 혼섬복합하는 것 외의 섬유로는 폴리에스테르, 셀룰로오스, 나일론6, 나일론66. 아세테이트, 아크릴, 폴리우레탄 탄성섬유, 울, 견 등의 장섬유 및 단섬유 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의해 얻어지는 연신사를 가연가공하여, 가공사로서 포백에 사용해도 된다. 또 포백에는 본 발명의 가연가공사를 전부 사용해도 되고, 또는 가연가공사와 그 외의 섬유를 혼섬복합한 편직물로 하기 위해서는, 혼섬복합사는 그 외의 섬유를 인터레이스 혼섬, 인터레이스 혼섬후에 연신가연, 어느 하나 일방만 가연하고 그 후 인터레이스 혼섬, 양방 따로따로 가연후 인터레이스 혼섬, 어느 하나 일방을 타스란가공후 인터레이스혼섬, 인터레이스 혼섬후 타스란가공, 타스란 혼섬 등의 각종 혼섬방법에 의해 제조할 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 얻은 혼섬복합사에는 바람직하게는 10개/m 이상, 보다 바람직하게는 15∼50개/m의 교락을 부여하는 것이 바람직하다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 설명하는데, 말할 필요도 없이 본 발명은 실시예 등에 의해 조금도 한정되지 않는다.

또한 측정방법, 평가방법 등은 다음과 같다.

(1) 극한점도 [η]

극한점도는 다음 식의 정의에 의거하여 구해지는 값이다.

[η]=Lim(ηr-1)/C

C→0

식 중, ηr 은 순도 98% 이상의 o-클로로페놀 용매로 용해한 PTT 폴리머 희석용액의 35℃에서의 점도를, 동일 온도에서 측정한 상기 용매의 점도로 나눈 값으로, 상대점도로 정의되어 있는 것이다. C 는 폴리머농도 (g/100㎖) 이다.

(2) 방사안정성

1추당 8엔드의 노즐을 장착한 용융방사-연속연신기를 사용하여, 각 예마다 2일간 용융방사-연속연신을 실시하였다.

이 기간중의 실끊김 발생회수와 얻어진 연신사 패키지에 존재하는 보풀의 발생빈도 (보풀 발생 패키지 수의 비율) 로부터 다음과 같이 판정하였다.

◎ : 실끊김 0회, 보풀 발생 패키지 비율 5% 이하

○: 실끊김 2회 이내, 보풀 발생 패키지 비율 10% 미만

×: 실끊김 3회 이상, 보풀 발생 패키지 비율 10% 이상

(3) 파단강도, 파단신도

JIS-L-1013 에 의거하여 측정하였다.

(4) 패키지의 직경차 (가장자리부가 높은 정도)

도 2 에 예시하는 가장자리부의 직경 α와 중앙부의 직경 β를 측정하고, 이하의 식에 의해 구하였다.

직경차 (㎜) = α-β

(5) 건열수축응력값

열응력측정장치 (예컨대, 카네보우엔지니어링사 제조의 KE-2) 를 사용하여 측정한다. 연신사를 20㎝의 길이로 잘라내, 이것의 양단을 묶어 링을 만들어 측정기에 장전한다. 최초 하중 0.044cN/dtex, 승온속도 100℃/분의 조건에서 측정하여 열수축응력의 온도변화를 차트에 그리게 한다.

측정된 차트에서 열수축응력이 발현개시되는 온도를 응력발현개시온도로 한다. 열수축응력은 고온역에서 산형의 곡선을 그리지만, 이 피크값을 발현하는 온도를 극치온도, 또 이 응력을 극치응력으로 한다.

(6) 해사장력차

연신사 패키지로부터 연신사를 1000m/분의 속도로 해사하면서, 해사장력을 기록지에 기록하였다.

장력 측정은 에이코측기(주) 제조의 텐션미터:MODEL-1500 을 사용하였다.

각 측정마다 60초간 측정하여 장력변동을 기록지에 기록하였다. 이 측정값으로부터 해사장력의 변동폭 (g) 을 읽어내, 연신사의 섬도로 나누어 해사장력차를 구하였다.

(7) 포백의 평가

포백의 작성은 다음과 같이 실시하였다.

경사로서 56dtex/24f의 PTT 연신사를 사용하고, 위사로서 84dtex/36f의 PTT 연신사를 사용하여 평직물을 작성하였다.

경사밀도:97개/2.54㎝

위사밀도:98개/2.54㎝

직기:쯔다코마공업사 제조 ; 에어제트룸ZA-103

제직속도:600회전/분 (900m/분)

얻어진 생기를 이하의 조건에서 정련한 후, 염색, 마무리 세트의 일련의 처리를 실시하였다.

정련 : 오픈소파형 연속정련기 (와카야마철공사 제조) 를 사용

가성소다;5g/ℓ, 온도 100℃

프리세트:히트세터 (히라노금속사 제조) 사용

온도;180℃, 시간 ; 30초

염색:서큘러 염색기 (히사까제작소 제조) 사용

염료;C.I DISPERSE BLUE 291; 1%

분산제;디스퍼 TL;1g/ℓ

PH조정;아세트산;0.5㏄/ℓ

온도;110℃, 시간;30분

마무리세트:온도;170℃, 시간;30초

얻어진 포백을 숙련된 검사기술자가 검사하여 위사 품위를 이하의 기준에 의거하여 판정하였다.

◎ : 반점, 얼룩 등의 결점없이 매우 양호

○: 반점, 얼룩 등의 결점없이 양호

×: 반점, 얼룩이 있어 불량

(8) 종합평가

◎ : 방사안정성, 포백품위 모두 매우 양호

○: 방사안정성, 포백품위 모두 양호

×: 방사안정성, 포백품위 모두 불량

[실시예 1∼5, 비교예 1 및 2]

본 예에서는 연신장력의 효과에 대해 설명한다.

산화티탄을 0.4wt% 함유하는 고유점도 0.91의 PTT 펠릿을, 도 6 에 나타낸 바와 같은 방사기 및 연신기와 권취기를 사용하여 방사-연속연신을 실시하였다.

권취시에 권취속도와 최종열처리 고데롤 (도 6 에서는 11) 의 속도비를 표 1 에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 84dtex/36 필라멘트의 PTT 연신사를 제조하였다.

본 실시예 및 비교예에서의 방사조건은 다음과 같다.

(방사조건)

펠릿 건조온도 및 도달수분율 : 110℃, 25ppm

압출기온도 : 260℃

스핀헤드온도 : 265℃

방사구금 구멍직경 : 0.40㎜

폴리머 토출량 : 연신사의 섬도가 84dtex 가 되도록 각 조건마다 설정하였다.

냉각풍조건 : 온도;22℃, 상대습도;90%

속도;0.5m/초

마무리제 : 폴리에테르에스테르를 주성분으로 하는 수계 에멀젼 (농도 30wt%)

인취 고데롤속도 : 1200m/분

인취롤 온도 : 55℃

최종열처리 고데롤 온도 : 120℃

권취기 : 테이진제기(주) AW-909 (보빈축 및 콘택트롤의 양축 구동형)

권취지관 외경 : 108㎜Φ

콘택트롤 주속도 Vc/권취속도 V 의 비 : 1.007 (0.7%)

능각도 : 도 8 중의 패턴 a 에 나타낸 바와 같이 변화

권취시작 ; 5.5도

권취두께 10㎜ ; 7.5도

권취두께 30∼60㎜ ; 8.5도

권취두께 60∼100㎜ ; 8도에서 4도로 점점 감소

권취두께 100∼110㎜ ; 4도

권취접압 : 2㎏/패키지

권취장력 : 0.04cN/dtex

권취시의 패키지 온도 : 20℃ (비접촉온도계에 의해 측정)

(연신사의 패키지)

섬도/필라멘트 : 83.2dtex/36f

수분함유율 : 0.6wt%

권취폭 : 85㎜

권취직경 : 320㎜Φ

가장자리부로부터 반대 가장자리부까지의 실길이 : 90㎝

권취질량 : 5.2㎏/1보빈

권취한 연신사 패키지는 온도 30℃, 상대습도 90% RH 의 환경하에서 60일간 보존하였다.

얻어진 연신사 패키지의 연신사 물성 및 해사성 (해사속도 1000m/분) 을 표 1 에 나타낸다.

또 실시예 4 의 연신사 패키지를 해사속도 1000m/분으로 해사했을 때의 해사장력변동차트를 도 3 에 나타낸다.

마찬가지로 비교예 1 의 연신사 패키지를 해사속도 1000m/분으로 해사했을 때의 해사장력의 변동을 나타낸 차트를 도 4 에 나타낸다.

또한 실시예 4 및 비교예 1 의 연신사 패키지를 해사속도를 변경하여 해사한 경우의 해사장력차를 표 2 에 나타낸다.

표 1 및 표 2 로부터 명확한 바와 같이 연신장력 및 연신사의 건열수축응력값이 본 발명의 범위내인 것은 장기간의 보관후에도 양호한 해사성을 가져 얻어지는 포백도 양호하였다.

비교예 1 에서는 연신장력이 높아 연신사에 보풀이 많이 발생하였다. 또 얻어지는 연신사 패키지도 가장자리부가 높아져 해사장력차가 크고, 그 결과 포백의 품위가 떨어지는 것이었다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	비교예1
연신장력(cN/dtex)	0.18	0.24	0.31	0.35	0.37	0.42	0.48
최종고데롤속도R₂(m/분)	2660	2935	3260	3395	3480	3630	3760
권취속도V(m/분)	2500	2700	2900	2990	3030	3114	3500
V/R₂	0.94	0.92	0.89	0.88	0.87	0.86	0.93
방사안정성	◎	◎	◎	◎	◎	Ｏ	×
파단신도(%)	72	64	55	52	50	48	43
건열수축응력값(cN/dtex)	0.04	0.07	0.10	0.10	0.12	0.15	0.19
패키지의 직경차(㎜)	3	4	4	4	6	8	11
해사장력차ΔF(cN/dtex)	0.002	0.002	0.003	0.003	0.004	0.007	0.010
포백의 품위	Ｏ	◎	◎	◎	◎	Ｏ	×
종합평가	Ｏ	◎	◎	◎	◎	Ｏ	×

해사속도u(m/분)		500	800	1000	1300
해사장력차ΔF(cN/dtex)	실시예4	0.001	0.002	0.003	0.005
해사장력차ΔF(cN/dtex)	비교예1	0.006	0.008	0.010	0.013

[실시예 7 및 8, 비교예 2 및 3]

본 예에서는 권취속도 V 와 최종열처리 고데롤속도 R₂ 와의 비 V/R₂ 의 효과에 대해 설명한다.

권취속도를 표 3 에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 3 과 동일하게 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 으로부터 명확한 바와 같이 최종열처리 고데롤속도 R₂ 와 권취속도 V 의 비가 본 발명의 범위이면 양호한 연신사 패키지와 우수한 품위의 포백이 얻어지는 것을 알 수 있었다.

	실시예7	실시예8	비교예2	비교예3
최종 고데롤속도 R₂(m/분)	3395	3395	3395	3395
권취속도V(m/분)	3000	3080	3180	3280
V/R₂	0.89	0.91	0.94	0.96
권취장력(cN/dtex)	0.04	0.12	0.18	0.23
건열수축응력값 (cN/dtex)	0.10	0.12	0.17	0.20
패키지의 직경차(㎜)	4	8	11	13
해사장력차ΔF(cN/dtex)	0.002	0.007	0.010	0.016
포백의 품위	◎	Ｏ	×	×
종합평가	◎	Ｏ	×	×

[실시예 9 및 10, 비교예 4]

본 예에서는 권취직경에 맞춰 능각도를 변화시키는 효과에 대해 설명한다.

권취시에 권취직경에 맞춰 능각도를 변화시킨 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다.

능각도의 변화 패턴은 도 8 에 나타낸 b, c 및 d 를 채용하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

표 4 로부터 명확한 바와 같이 능각도의 변화패턴을 본 발명의 범위인 b 및 c 와 같이 한 경우 (실시예 9 및 10) 는 양호한 연신사 패키지와 우수한 해사성을 갖는 패키지가 얻어졌다.

한편, 도 8 중의 패턴 d에 나타낸 바와 같이 능각도가 일정한 경우 (비교예 4) 는 가장자리부가 높은 형상의 패키지가 되어 고속해사성이 떨어지는 것이 되었다.

	실시예9	실시예10	비교예4
능각도 변화패턴	도8의 b	도8의 c	도8의 d
건열수축응력값 (cN/dtex)	0.04	0.04	0.05
패키지의 직경차(㎜)	7	8	11
해사장력차ΔF(cN/dtex)	0.006	0.007	0.009
포백의 품위	◎	Ｏ	×
종합평가	◎	Ｏ	×

[실시예 11∼14]

본 실시예에서는 연신사 패키지의 권취폭의 효과에 대해 설명한다.

권취시에 권취기의 트래버스폭을 표 5 에 나타낸 바와 같이 각종 다르게 한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 실시하였다. 얻어진 연신사 패키지의 권취질량과 형상 및 얻어진 포백의 품위를 표 5 에 나타낸다.

표 5 로부터 명확한 바와 같이 연신사 패키지의 권취폭이 본 발명의 바람직한 범위이면 더욱 양호한 해사성과 포백품위를 갖고 있었다.

	실시예11	실시예12	실시예13	실시예14
패키지 권취폭 (㎜)	85	110	190	300
패키지 권취직경(㎜)	300	300	300	200
패키지 권취질량(㎏)	4.5	5.9	10.4	7.0
패키지의 직경차(㎜)	5	4	4	3
해사장력차ΔF(cN/dtex)	0.003	0.005	0.006	0.008
포백의 품위	◎	◎	◎	Ｏ
종합평가	◎	◎	◎	Ｏ

[실시예 15∼17]

본 실시예에서는 권취기로서 보빈축과 이것에 접하는 콘택트롤 구동방식과, 콘택트롤의 주속도 Vc 와 권취속도의 비의 효과에 대해 설명한다.

권취시에 권취기의 종류 및 콘택트롤의 주속도 Vc 와 권취속도 V 의 비를 표 6 에 나타낸 바와 같이 다르게 하여, 각 고데롤의 속도를 다음과 같이 하여 권취한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 실시하였다. 결과를 표 6 에 나타낸다.

인취 고데롤속도 : 2800m/분

최종열처리 고데롤속도 R₂ : 4005m/분

연신장력 : 0.40cN/dtex

권취속도 : 3440m/분

권취장력 : 0.04cN/dtex

표 6 으로부터 명확한 바와 같이 콘택트롤의 주속도 Vc 를 권취속도 V 보다도 크게 함으로써, 권취속도가 고속에도 불구하고 양호한 해사성과 포백품위를 나타내는 연신사 패키지가 얻어졌다.

	실시예15	실시예16	실시예17
콘택트롤의 구동력	있음	있음	있음
Vc/V	1.000(0%)	1.004(0.4%)	1.010(1.0%)
패키지의 직경차(㎜)	8	6	5
해사장력차ΔF(cN/dtex)	0.008	0.005	0.003
포백의 품위	Ｏ	◎	◎
종합평가	Ｏ	◎	◎

[실시예 18 및 19, 비교예 5 및 6]

본 예에서는 권취중의 연신사 패키지 온도의 효과에 대해 설명한다.

권취중의 패키지 온도를 표 7 에 나타낸 바와 같이 다르게 한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 실시하였다. 얻어진 연신사 패키지의 형상 및 해사성을 표 7 에 나타낸다.

표 7 로부터 명확한 바와 같이 권취중의 패키지 온도가 본 발명의 범위내이면 양호한 권취형상과 해사성을 갖는 패키지가 얻어졌다.

	실시예18	실시예19	비교예5	비교예6
권취중의 패키지 온도(℃)	25	30	35	40
패키지의 직경차(㎜)	6	9	12	16
해사장력차ΔF(cN/dtex)	0.004	0.007	0.011	0.015
포백의 품위	◎	Ｏ	×	×
종합평가	◎	Ｏ	×	×

본 발명에 의해 PTT 의 직접방사연신법에 의해 얻어지는 패키지로, 공업적으로 실용성있는 권취질량을 갖고, 장기보관후에도 고속해사시의 해사성이 우수한 PTT 연신사 패키지가 얻어진다.

본 발명의 PTT 연신사 패키지를 사용하여 제편직한 포백은 염색줄이나 반점 등의 결점이 없는 양호한 품위를 갖는 포백이다.

Claims

95 몰% 이상이 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위로 이루어지는 PTT 를 직접방사연신하여 얻어지는 연신사를 권취질량 2㎏ 이상 적층한 치즈형상 패키지로, 이하에 나타낸 (1)∼(4) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지 :

(1) 연신사의 건열수축응력값이 0.01∼0.15cN/dtex 이다.

(2) 패키지의 권취직경에 따라 능각도가 다르고, 각 권취직경에서의 능각도가 3∼10도로부터 선택되고, 또한 능각도의 최소값과 최대값의 차가 1 도 이상이다.

(3) 패키지의 가장자리부와 중앙부의 직경차가 10㎜ 이내이다.

(4) 패키지에 감긴 연신사를 해사할 때의 해사장력차 △F (cN/dtex) 가 해사속도 u(m/분) 에 대해 하기 수학식 (1) 을 만족시킨다.

[수학식 1]

△F≤8.0×10^-6ㆍu
제 1 항에 있어서, 연신사의 건열수축응력값이 0.02∼0.13cN/dtex 인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 패키지 권취폭이 60∼200㎜ 이고, 또한 권취직경이 200∼400㎜인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 권취두께가 10㎜ 를 초과한 적층부의 능각도가 권취두께 10㎜ 이내인 적층부의 능각도보다도 높은 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 연신사의 파단신도가 40∼90%인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 직접방사연신법에 있어서, 적어도 2쌍의 고데롤을 사용하여 연신과 열처리를 실시한 후, 연신사를 패키지에 권취할 때에, 이하의 (a)∼(d) 의 요건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지의 제조법.

(a) 연신장력이 0.05∼0.45cN/dtex 이다.

(b) 권취속도 V(m/분) 와 최종열처리 고데롤속도 R₂ (m/분) 와의 비 V/R₂ 가 하기 수학식 (2) 을 만족시킨다.

[수학식 2]

0.8≤V/R₂≤-6.6×10^-5ㆍR₂+1.15

단 최종열처리 고데롤속도 R₂는 2300∼4500m/분이다.

(c) 패키지의 권취개시부터 종료까지의 사이에 권취직경에 따라 권취의 능각도를 3∼10도의 범위내에서 변화시킨다.

(d) 권취중의 패키지온도를 30℃ 이하로 냉각시킨다.
제 6 항에 있어서, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 직접방사연신법에 있어서, 연신사를 패키지에 권취할 때에, 보빈축과 이것에 접하는 콘택트롤의 양방이 구동력을 갖는 권취기를 사용하여, 콘택트롤의 주속도 Vc(m/분) 를 권취속도 V(m/분) 보다도 0.3∼2% 크게 하여 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지의 제조법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 권취속도가 1800∼3800m/분인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 연신사 패키지의 제조법.