KR102166025B1 - Process for manufacturing high modulus low shrinkage polyethylene terephthalate fiber and the polyethylene terephthalate fiber manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사 및 타이어 코드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융방사한 후, 이를 연신 고뎃 롤러 6단 설비로 총 연신비 1.8 이하가 되도록 연신하고, 방사 시 섬유의 단사섬도(DPF)와 노즐 홀 지름, 고뎃 롤러의 온도 및 속도 등을 조절함으로써 낮은 연신비임에도 고강도이면서도 수축율이 낮은 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법 및 PET 원사에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn, and to a polyethylene terephthalate yarn and tire cord manufactured through the same, and more particularly, to a six-stage Godet roller for stretching polyethylene terephthalate chips after melt spinning them. The method for producing polyethylene terephthalate yarns with high strength and low shrinkage even at low draw ratios by drawing so that the total draw ratio is 1.8 or less and controlling the single yarn fineness (DPF) of the fibers, the nozzle hole diameter, and the temperature and speed of the godet roller during spinning. It relates to PET yarn.
Description
본 발명은 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융방사한 후, 이를 연신 고뎃 롤러 6단 설비를 이용하여 총 연신비 1.8 이하가 되도록 연신하고, 방사 시 섬유의 단사섬도(DPF)와 노즐 홀 지름, 고뎃 롤러의 온도 및 속도 등을 조절함으로 낮은 연신비에서도 고강도이면서도 수축율이 낮은 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 제조할 수 있는 방법 및 이로 인해 제조된 PET 원사에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn and a polyethylene terephthalate yarn produced through the same. More specifically, after melt spinning the polyethylene terephthalate chip, it is stretched to a total draw ratio of 1.8 or less using a six-stage stretching godet roller facility, and the single yarn fineness (DPF) of the fiber, nozzle hole diameter, and godet roller during spinning. The present invention relates to a method for producing a polyethylene terephthalate yarn having a high strength and a low shrinkage even at a low draw ratio by controlling the temperature and speed of, and a PET yarn produced thereby.
타이어는 섬유/강철/고무의 복합체다. 즉, 강철과 섬유 코오드는 고무를 보강하는 역할을 하며, 타이어 내에서 기본 골격 구조를 형성한다. 즉, 사람 인체와 비교하면 뼈와같은 역할이다.Tires are a composite of fiber/steel/rubber. In other words, steel and fiber cords reinforce rubber and form a basic skeleton structure within the tire. In other words, compared to the human body, it is like a bone.
타이어 보강재로써 코오드에 요구되는 성능은 내피로성, 전단강도, 내구성, 반발탄성 그리고 고무와의 접착력 등이다. 따라서, 타이어에 요구되는 성능에 따라 적절한 소재의 코드를 사용하게 된다. 현재 일반적으로 사용되는 코드용 소재는 레이온, 나일론, 폴리에스터, 스틸, 및 아라미드 등이 있으며, 레이온과 폴리에스테르는 보디 플라이(또는 카카스라고도 함)에, 나일론은 주로 캡플라이에, 그리고, 스틸과 아라미드는 주로 타이어 벨트부에 사용된다.The performance required for the cord as a tire reinforcement material is fatigue resistance, shear strength, durability, rebound elasticity, and adhesion to rubber. Therefore, a cord made of an appropriate material is used according to the performance required for the tire. Currently commonly used materials for cords include rayon, nylon, polyester, steel, and aramid. Rayon and polyester are used for body ply (or carcass), nylon is mainly used for cap ply, and steel. And aramid are mainly used for tire belts.
트레드 (Tread)는 노면과 접촉하는 부분으로 제동, 구동에 필요한 마찰력을 주고 내마모성이 양호 하여야 하며 외부 충격에 견딜 수 있어야 하고 발열이 적어야 한다. 보디 플라이(Body Ply) (또는 카카스(Carcass))는 타이어 내부의 코오드 층으로, 하중을 지지하고 충격에 견디며 주행 중 굴신 운동에 대한 내피로성이 강해야 한다. 벨트 (Belt)는 보디플라이 사이에 위치하고 있으며, 대부분의 경우에 철사(Steel Wire)로 구성되며 외부의 충격을 완화시키는 것은 물론 트레드의 접지면을 넓게 유지하여 주행안정성을 우수하게 한다. 사이드 월(Side Wall)은 숄더 아래 부분부터 비드 사이의 고무층을 말하며 내부의 보디 플라이를 보호하는 역할을 한다. 최근 승용차의 고급화에 따라 고속 주행에 적합한 타이어의 개발이 요구되고 있으며, 이에 따라 타이어의 고속주행 안정성 및 고내구성이 매우 중요한 특성으로 인식되고 있다. 또한, 특성을 만족시키기 위해서는 캡플라이 코드 소재의 성능이 무엇보다 중요하게 대두되고 있다. 타이어 내에 존재하는 스틸벨트는 일반적으로 사선 방향으로 배치되어 있으나, 고속주행시에는 이러한 스틸 벨트가 원심력에 의해 원주방향으로 움직이는 경향이 있고, 이 때 뾰족한 스틸벨트의 끝부분이 고무를 끊거나 크랙을 발생시켜 벨트 층간의 분리와 타이어 모양의 변형을 일으킬 염려가 있다. 캡플라이는 이러한 스틸벨트의 움직임을 잡아 층간의 분리와 타이어의 형태 변형을 억제하여 고속 내구성과 주행안정성을 증진시키는 작용을 한다.Tread is a part in contact with the road surface, provides frictional force necessary for braking and driving, has good wear resistance, must be able to withstand external shocks, and must have low heat generation. Body Ply (or Carcass) is a layer of cord inside the tire, which supports loads, withstands impacts, and must be resistant to flexion during driving. The belt is located between the body fly, and in most cases, it is composed of a steel wire. It not only alleviates external impacts, but also maintains a wide tread tread to provide excellent driving stability. Side Wall refers to the rubber layer between the bead from the bottom of the shoulder and protects the inner body fly. BACKGROUND ART In recent years, the development of tires suitable for high-speed driving is required according to the high-end of passenger cars, and accordingly, high-speed driving stability and high durability of tires are recognized as very important characteristics. In addition, in order to satisfy the characteristics, the performance of the capply cord material is becoming more important than anything else. Steel belts existing in tires are generally arranged in a diagonal direction, but during high-speed driving, these steel belts tend to move in the circumferential direction by centrifugal force, and at this time, the tip of the sharp steel belt breaks the rubber or causes cracks. There is a risk of separation between belt layers and deformation of tire shape. Cap fly acts to improve high-speed durability and driving stability by catching the movement of the steel belt and suppressing the separation between layers and deformation of the tire shape.
일반적인 캡플라이 코오드에는 고강도 및 고강력을 위하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유를 적용해왔다. 그러나, 상기와 같은 PET 섬유의 경우 고강도 발현을 위해 연신비를 높이 설정하여 방사하였다. 즉 기존의 고강력 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 멀티필라멘트는 PET 방사시 연신비를 최대화하여 고분자 체인(chain)의 배향을 극대화하여 높은 강력과 강도를 달성할 수는 있었지만, 수축율이 높아지는 단점이 있었다. 또한, 저수축 PET 섬유의 경우 연신비를 줄이고 스핀 드래프트를 올려서 결정구조를 많이 유도했지만 강도 값이 낮아진다는 단점이 있었다. 높은 수축율은 주행 안정성과 승차감의 저하로 연결되는 문제가 발생한다.Polyethylene terephthalate (PET) fibers have been applied to general capply cords for high strength and high strength. However, in the case of the PET fiber as described above, the draw ratio was set high to develop high strength and spun. That is, the existing high strength polyethylene terephthalate (PET) multifilament was able to achieve high strength and strength by maximizing the orientation of the polymer chain by maximizing the stretching ratio during PET spinning, but had a disadvantage of increasing the shrinkage rate. In addition, in the case of the low-shrink PET fiber, although the draw ratio was reduced and the spin draft was raised to induce a large amount of crystal structure, there was a disadvantage in that the strength value was lowered. A high shrinkage rate causes a problem that leads to a decrease in driving stability and ride comfort.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 낮은 연신비 조건으로 연신됨에도 불구하고, 최종 제조된 원사는 고강도 발현을 가능하게 하고, 미세구조 상의 결정화도를 높임으로 원사의 수축율을 낮출 수 있는 방사기술을 통하여, 최종적으로 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트의 원사의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention was devised to solve the above-described problems, and despite being stretched under a low draw ratio condition, the final fabricated yarn enables high strength expression and decreases the shrinkage rate of the yarn by increasing the crystallinity on the microstructure. Through spinning technology, it is intended to finally provide a method of manufacturing a high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn.
또한, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트의 원사와 이를 포함하는 타이어 코드를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn manufactured by the manufacturing method of the present invention and a tire cord comprising the same.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고유점도가 1.05 내지 1.10dL/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융하고 노즐을 통해 방사하여 미연신사를 제조하는 단계; 및 상기 미연신사를 연신 고뎃 롤러 6단이 적용된 설비로 연신하고, 총 연신비가 1.8 이하가 되도록 연신 및 권취하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 노즐의 홀 수는 단사섬도(DPF)가 3.0 내지 4.5가 되도록 설정하고, 상기 노즐의 홀 지름은 0.8 내지 1.6mm이며, 상기 연신 고뎃 롤러 4단 및 5단에서의 온도는 240 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of melting polyethylene terephthalate chips having an intrinsic viscosity of 1.05 to 1.10 dL/g and spinning them through a nozzle to prepare undrawn yarn; And preparing a polyethylene terephthalate yarn by stretching the undrawn yarn with a facility to which 6 stages of a drawn godet roller are applied, and stretching and winding so that the total draw ratio is 1.8 or less, wherein the number of holes in the nozzle is a single yarn fineness ( DPF) is set to be 3.0 to 4.5, and the hole diameter of the nozzle is 0.8 to 1.6 mm, and the temperature at the fourth and fifth stages of the stretching godet roller is 240 to 250°C. It provides a method of manufacturing phthalate yarn.
상기 연신 고뎃 롤러 6단 중 연신 고뎃 롤러 1단에서는 3500~4200m/min 범위로 권취하고, 연신 고뎃 롤러 4단 및 5단에서는 6500~6900m/min의 범위에서 권취 하는 것이 바람직하다.It is preferable to wind up in the range of 3500 to 4200 m/min in the first step of the stretching godet rollers, and in the range of 6500 to 6900 m/min in the fourth and fifth steps of the stretching godet rollers.
상기 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사는, 강도가 7.2g/d 이상이고, 177℃에서 2분간 0.05g/d 하중을 가한 조건 하에서 측정한 수축율은 3.0% 이하이며, 5000m 당 발생한 모우(fluff) 수는 3개 이하인 것이 특징이다.The high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn has a strength of 7.2 g/d or more, and a shrinkage rate of 3.0% or less, measured under the condition of applying a load of 0.05 g/d for 2 minutes at 177°C, and the number of fluffs generated per 5000 m It is characterized by three or less.
본 발명은 또한 상기 제조방법으로 제조되는 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 제공한다.The present invention also provides a high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn manufactured by the above manufacturing method.
더불어, 본 발명은 상기 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 포함하고, 1500d/2 딥 코드의 강도는 6.3g/d 이상이고, 177℃에서 2분간 0.05g/d 하중을 가한 조건하의 수축율은 2.0% 이하인 것을 특징으로 하는 타이어 코드를 제공한다.In addition, the present invention includes the high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn, the strength of the 1500d/2 dip cord is 6.3g/d or more, and the shrinkage rate under the condition of applying a 0.05g/d load for 2 minutes at 177°C is 2.0%. It provides a tire cord characterized in that the following.
본 발명의 원사의 제조방법은 낮은 연신비의 조건 하에서도 고강도의 PET 원사를 제조할 수 있으며, 동시에 수축율이 낮은 PET 원사를 제공하므로, 제조된 PET 원사 및 이를 포함하는 타이어 코드는 고강도성과 저수축성을 동시에 만족하는 기계적 물성을 얻는 이점이 있다.The manufacturing method of the yarn of the present invention can produce a high-strength PET yarn even under conditions of a low draw ratio, and at the same time provides a PET yarn with a low shrinkage, so the manufactured PET yarn and a tire cord including the same have high strength and low shrinkage. At the same time, there is an advantage of obtaining satisfactory mechanical properties.
도 1은 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 딥 코드의 딥핑 공정을 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows the manufacturing process of the polyethylene terephthalate yarn of the present invention.
2 schematically shows a dipping process of the dip code of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
종래, 고강도 폴리에스테르 원사를 제조하기 위하여는 고점도의 PET 칩을 용융 방사하여 얻은 미연신사를 높은 연신비를 적용함으로 제조해왔다. 고강도 폴리에스테르 원사를 이용하여 제조하는 타이어 코드에서의 가장 중요한 물성은 고강도이지만, 최근 들어 주행 안정성과 승차감의 향상을 위해서는 수축율이 낮은 타이어 코드의 개발의 필요성이 증가하였다.Conventionally, in order to manufacture high-strength polyester yarns, undrawn yarn obtained by melt spinning PET chips of high viscosity has been manufactured by applying a high draw ratio. The most important physical property in a tire cord manufactured using high-strength polyester yarn is high strength, but in recent years, the necessity of developing a tire cord having a low shrinkage has increased in order to improve driving stability and ride comfort.
기존과 같이 타이어 코드의 고강도 발현을 위해서 방사 공정에서 연신비를 높게 설정하는 방식을 택했지만, 연신비를 높이면 강도 값은 높아지나, 동시에 수축율도 높아지는 문제가 발생하였다. 수축율을 낮추기 위해서는 원사의 미세구조 상에 결정화도를 높일 필요가 있었다.As before, in order to develop the high strength of the tire cord, a method of setting a high draw ratio in the spinning process was selected, but increasing the draw ratio increased the strength value, but at the same time, there was a problem of increasing the shrinkage rate. In order to lower the shrinkage rate, it was necessary to increase the degree of crystallinity on the microstructure of the yarn.
따라서, 종래에는 고강도 및 저수축 물성을 가지는 PET 원사를 제조하기 위한 차별화된 방사기술의 연구가 필요하였다.Therefore, in the related art, there has been a need for a study of differentiated spinning technology to manufacture PET yarns having high strength and low shrinkage properties.
이에, 본 발명은 고강도를 발현하면서도 수축율을 낮춘 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 원사를 제조하기 위하여 최대 연신 구간인 연신 고뎃 롤러 4(GR4) 및 연신 고뎃 롤러 5(GR5)에서 높은 온도로 열을 부여함으로써 PET 원사의 결정화도를 높일 수 있음을 발견하였다. 또한 방사 드래프트를 최대화하여 수축율을 낮춤과 동시에 높은 강도를 발현할 수 있는 미세구조를 만들 수 있는 제조방법을 개발하였다. 본 발명에 따르면 초고속 방사 기술이 도입되어 연신비가 감소함에도 불구하고 고강도가 발현되는 PET 원사의 제조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides heat at a high temperature in the stretched godet roller 4 (GR4) and the stretched godet roller 5 (GR5), which are the maximum stretching sections, in order to produce PET (polyethylene terephthalate) yarns that exhibit high strength and reduce shrinkage. It was found that the crystallinity of PET yarn can be increased. In addition, a manufacturing method was developed to maximize the spinning draft to reduce the shrinkage rate and create a microstructure capable of expressing high strength. According to the present invention, an ultra-high-speed spinning technology is introduced to provide a method for manufacturing PET yarns that exhibit high strength despite a reduction in draw ratio.
본 발명은 고유점도가 1.05 내지 1.10dL/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융하고 노즐을 통해 방사하여 미연신사를 제조하는 단계; 및 상기 미연신사를 연신 고뎃 롤러 6단이 적용된 설비로 연신하고, 총 연신비가 1.8 이하가 되도록 연신 및 권취하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 노즐의 홀 수는 단사섬도(DPF)가 3.0 내지 4.5가 되도록 설정하고, 노즐의 홀 지름은 0.8 내지 1.6mm이며, 상기 연신 고뎃 롤러 4단 및 5단에서의 온도는 240 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 고강도 저수축(HMLS) 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of melting polyethylene terephthalate chips having an intrinsic viscosity of 1.05 to 1.10 dL/g and spinning them through a nozzle to prepare undrawn yarn; And preparing a polyethylene terephthalate yarn by stretching the undrawn yarn with a facility to which 6 stages of a drawn godet roller are applied, and stretching and winding so that the total draw ratio is 1.8 or less, wherein the number of holes in the nozzle is a single yarn fineness ( DPF) is set to be 3.0 to 4.5, and the hole diameter of the nozzle is 0.8 to 1.6 mm, and the temperature at the fourth and fifth stages of the stretching godet roller is 240 to 250° C. High strength low shrinkage (HMLS) It provides a method for producing polyethylene terephthalate yarn.
본 발명에 따른 고강도 저수축 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 원사의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.A detailed description of the manufacturing method of high-strength low-shrink polyethylene terephthalate (PET) yarn according to the present invention is as follows.
먼저, 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융하여 노즐을 통과시키면서 압출하여 방출사를 제조한다.First, a polyethylene terephthalate chip is melted and extruded while passing through a nozzle to produce a discharge yarn.
여기서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합물은 최소한 85몰%의 에틸렌테레프탈레이트 단위를 함유할 수 있지만, 선택적으로 에틸렌테레프탈레이트 단위만을 포함할 수 있다.Here, the polyethylene terephthalate polymer may contain at least 85 mol% of ethylene terephthalate units, but may optionally contain only ethylene terephthalate units.
선택적으로 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 에틸렌글리콜 및 테레프탈렌 디카르복실산 또는 이들의 유도체 그리고 하나 또는 그 이상의 에스테르-형성 성분으로부터 유도된 소량의 단위를 공중합체 단위로 포함할 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 단위와 공중합 가능한 다른 에스테르 형성 성분의 예는 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등과 같은 글리콜과, 테레프탈산, 이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 스틸벤 디카르복실산, 비벤조산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산과 같은 디카르복실산을 포함한다.Optionally, the polyethylene terephthalate may include a small amount of units derived from ethylene glycol and terephthalene dicarboxylic acid or derivatives thereof and one or more ester-forming components as a copolymer unit. Examples of other ester-forming components copolymerizable with polyethylene terephthalate units include glycols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, terephthalic acid, isophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, and stilbene dica. Dicarboxylic acids such as carboxylic acid, bibenzoic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid.
제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩에 테레프탈산(TPA)과 에틸렌글리콜 원료가 2.0 내지 2.3의 비율로 용융 혼합되고, 용융혼합물은 에스테르 교환반응 및 축-중합반응이 되어 로우 칩(raw chip)으로 형성된다. 이후, 상기 로우 칩은 240℃ 내지 260℃의 온도 및 진공 하에서 1.05 내지 1.10dl/g의 고유점도를 갖도록 고상중합이 된다. 본 발명에서의 바람직한 로우 칩의 고유점도는 1.055 내지 1.095dl/g이다.Terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol raw materials are melt-mixed in a ratio of 2.0 to 2.3 in the prepared polyethylene terephthalate chips, and the melt mixture undergoes transesterification and condensation-polymerization to form raw chips. Thereafter, the low chip is subjected to solid phase polymerization to have an intrinsic viscosity of 1.05 to 1.10 dl/g under a temperature of 240° C. to 260° C. and vacuum. The intrinsic viscosity of a preferred raw chip in the present invention is 1.055 to 1.095 dl/g.
이때, 로우 칩의 고유점도가 1.05dl/g 미만일 경우, 최종 연신사의 고유점도가 낮아져 열처리 후 처리 코드로서 고강도를 발휘할 수 없게 되며, 칩의 고유점도가 1.10dl/g를 초과할 경우에는 방사장력이 지나치게 증가하고 방출사의 단면이 불균일해져 연신 중 필라멘트 컷이 많이 발생하여 연신 작업성이 불량해진다.At this time, if the intrinsic viscosity of the low chip is less than 1.05dl/g, the intrinsic viscosity of the final drawn yarn is lowered, so that the high strength cannot be exhibited as a treated cord after heat treatment. This excessively increases and the cross section of the discharged yarn becomes uneven, resulting in many filament cuts during stretching, resulting in poor stretching workability.
또한, 선택적으로 축중합 반응 과정에서 중합촉매로 안티몬 화합물, 바람직하게는 삼산화안티몬이 최종 중합체 중의 안티몬 금속 잔존 양이 180 내지 300ppm이 되도록 첨가될 수 있다. 잔존 양이 180ppm 미만일 경우에 중합반응 속도가 느려져 중합효율이 저하되며, 잔존 양이 300ppm을 초과할 경우에는 필요 이상의 안티몬 금속이 이물질로 작용하여 방사 연신 작업성이 저하될 수 있다.In addition, optionally, an antimony compound, preferably antimony trioxide, may be added as a polymerization catalyst during the condensation polymerization reaction so that the remaining amount of antimony metal in the final polymer is 180 to 300 ppm. When the residual amount is less than 180 ppm, the polymerization reaction rate is slowed and the polymerization efficiency decreases, and when the residual amount exceeds 300 ppm, more than necessary antimony metal acts as a foreign material, and the spinning and drawing workability may be deteriorated.
상기와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융하여 노즐을 통과시키면서 압출하여 방출사를 제조하게 된다.The polyethylene terephthalate chip as described above is melted and extruded while passing through a nozzle to produce a discharge yarn.
이후, 상기 방출사를 냉각구역을 통과시켜 급냉 고화시키게 된다. 이때, 필요에 따라 노즐 직하에서 냉각구역 시작점까지의 거리, 즉 후드의 길이(L) 구간에 어느 정도 길이의 가열장치를 설치한다.Thereafter, the discharged sand is rapidly cooled and solidified by passing through the cooling zone. At this time, if necessary, a heating device of a certain length is installed in the distance from directly under the nozzle to the starting point of the cooling zone, that is, in the length (L) section of the hood.
이 구역을 지연 냉각구역 또는 가열구역이라 하는데, 이 구역은 50 내지 250mm의 길이 및 250 내지 400℃의 온도(공기 접촉 표면온도)를 갖는다.This zone is referred to as a delayed cooling zone or heating zone, which has a length of 50 to 250 mm and a temperature of 250 to 400°C (air contact surface temperature).
상기 냉각구역에서는 냉각공기를 불어주는 방법에 따라 오픈 냉각(open quenching)법, 원형 밀폐 냉각(circular closed quenching)법, 방사형 아웃플로우 냉각(radial outflow quenching)법 및 방사형 인플로우 냉각(radial in flow quenching)법 등을 적용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the cooling zone, an open quenching method, a circular closed quenching method, a radial outflow quenching method, and a radial in flow quenching method are performed according to the method of blowing cooling air. ) Method may be applied, but is not limited thereto.
이때, 상기 냉각구역 내에 급냉각을 위하여 주입되는 냉각 공기의 온도는 20 내지 50℃로 조절된다. 이와 같은 후드와 냉각구역 사이의 급격한 온도 차이를 이용한 급냉각은 방사된 중합체의 고화점 및 방사 장력을 높여 미연신사의 배향 및 결정과 결정 사이의 연결 사슬의 형성을 증가시키기 위함이다.At this time, the temperature of the cooling air injected for rapid cooling in the cooling zone is adjusted to 20 to 50°C. The rapid cooling using such a rapid temperature difference between the hood and the cooling zone is to increase the solidification point and spinning tension of the spun polymer to increase the orientation of the undrawn yarn and the formation of a linking chain between the crystal and the crystal.
한편, 본 발명에서 상기 노즐의 홀 수는 단사섬도(DPF)가 3.0 내지 4.5가 되도록 설정하며, 노즐의 홀 지름은 0.8 내지 1.6mm인 것이 특징이다. 구체적으로 단사섬도는 바람직하게 3.0 내지 4.1인 것이 좋고, 노즐의 홀 지름은 바람직하게 0.8 내지 1.4mm, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 1.4mm인 것이 좋다. 상기 단사섬도가 3.0 미만이 되면 방사 시 미연신사의 불균일성이 심해 필라멘트 컷이 많이 발생하여 연신 작업성 및 원사 외관이 불량해지며, 4.5를 초과하게 되면 냉각속도가 늦어져 고화점이 내려가서 강도 및 치수안정성이 낮아지는 문제가 발생한다. 또한, 상기 노즐 홀 지름이 0.8mm 미만일 경우 방사 드래프트(Spin-Draft)가 낮아짐에 따라 미연신사의 배향도가 낮아져 연신 구간에서의 부하가 증가되고, 최종 연신사의 배향도가 낮아져 고강도를 발현하기 어려워진다. 또한, 노즐 홀 지름이 1.6mm를 초과할 경우 홀 간의 간격이 너무 좁아져 냉각 효율 저하 및 냉각 불균일로 인한 연신 작업성 저하가 생긴다.Meanwhile, in the present invention, the number of holes of the nozzle is set so that the single yarn fineness (DPF) is 3.0 to 4.5, and the hole diameter of the nozzle is 0.8 to 1.6 mm. Specifically, the single yarn fineness is preferably 3.0 to 4.1, and the hole diameter of the nozzle is preferably 0.8 to 1.4 mm, more preferably 1.0 to 1.4 mm. If the single yarn fineness is less than 3.0, the non-uniformity of the undrawn yarn is severe during spinning, causing a lot of filament cuts, resulting in poor drawing workability and yarn appearance. A problem of lowering stability occurs. In addition, when the nozzle hole diameter is less than 0.8mm, as the spin-draft is lowered, the degree of orientation of the undrawn yarn is lowered, thereby increasing the load in the stretching section and lowering the orientation of the final drawn yarn, making it difficult to express high strength. In addition, when the nozzle hole diameter exceeds 1.6 mm, the distance between the holes becomes too narrow, resulting in a decrease in cooling efficiency and a decrease in drawing workability due to cooling unevenness.
이후, 냉각구역을 통과하면서 고화된 방출사를 단사간 마찰계수를 줄임과 동시에 연신성, 열효율이 우수한 유제를 적용한 유제 부여장치에 의해 방출사에 대해 오일링할 수 있다.Thereafter, the discharged yarn, which has been solidified while passing through the cooling zone, can be oiled to the discharged yarn by reducing the coefficient of friction between the single yarns and applying an emulsion having excellent stretchability and thermal efficiency.
상기 오일링된 방출사를 방사하여 미연신사를 형성한다. The undrawn yarn is formed by spinning the oiled discharged yarn.
이후, 상기 미연신사를 연신 고뎃 롤러를 통과시켜 다단 연신하여 원사를 제조한다. Thereafter, the undrawn yarn is passed through a stretching godet roller and multi-stage stretching is performed to manufacture a yarn.
본 발명에서는 연신 고뎃 롤러를 6단으로 적용한 설비를 이용하여 연신이 진행된다. In the present invention, the stretching proceeds using a facility in which the stretching godet roller is applied in six stages.
첫 번째 연신 고뎃 롤러를 통과한 사를 스핀드로(spin draw) 공법으로 일련의 연신 고뎃롤러를 통과시키면서 연신시킴으로써 원사를 형성하게 된다. The yarn that has passed through the first stretched godet roller is stretched while passing through a series of stretched godet rollers using a spin draw method to form a yarn.
본 발명에서는 연신 고뎃 롤러 1(GR1)에서는 그 속도를 3500~4200m/min, 바람직하게 3600 내지 4150m/min, 더욱 바람직하게는 3800 내지 4150m/min의 범위로 설정하고, 연신 고뎃 롤러 4 및 5(GR4 및 GR5)에서는 6500~6900m/min, 바람직하게는 6700 내지 6900m/min으로 권취하는 것이 특징이다. 여기서 각 상한치 및 하한치 값을 벗어나면 본 발명의 원하는 물성을 얻기가 어렵다. In the present invention, in the drawing godet roller 1 (GR1), the speed is set in the range of 3500 to 4200 m/min, preferably 3600 to 4150 m/min, more preferably 3800 to 4150 m/min, and drawing godet rollers 4 and 5 ( GR4 and GR5) is characterized by winding at 6500 to 6900 m/min, preferably 6700 to 6900 m/min. Here, it is difficult to obtain the desired physical properties of the present invention if the values of the upper and lower limits are deviated.
또한, 연신 공정에서 연신 고뎃 롤러 4(GR4) 및 5(GR5)의 온도는 240 내지 250℃인 것이 바람직하다. 상기 GR4 및 GR5의 온도가 240℃ 미만이면 연신 공정에서 결정화도 및 결정의 크기가 증가하지 못하여 원사의 강도와 열적 안정성을 발현하지 못하여 고온에서 형태안정성이 저하되어 수축률이 높아지는 문제점이 있고, 상기 GR4 및 GR5의 온도가 250℃를 초과하면 융점에 너무 근접하여 오히려 결정이 분해되는 등 원사의 미세구조가 불균일해져서 원사의 강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.In addition, the temperature of the stretching godet rollers 4 (GR4) and 5 (GR5) in the stretching step is preferably 240 to 250 °C. If the temperature of the GR4 and GR5 is less than 240° C., the crystallinity and the size of the crystal cannot be increased in the stretching process, and thus the strength and thermal stability of the yarn cannot be expressed, resulting in a decrease in shape stability at a high temperature, thereby increasing the shrinkage rate. When the temperature of GR5 exceeds 250°C, there is a problem in that the strength of the yarn may be deteriorated due to non-uniform microstructure of the yarn such as crystal decomposition because it is too close to the melting point.
또한, 상기와 같이 권취된 원사의 총연신비는 1.8 이하, 바람직하게는 1.76이하, 더욱 바람직하게는 1.70 이하인 것이 바람직하다. 총 연신비가 1.8을 초과할 경우에는 배향된 비결정부의 결정화가 증대하여 연신작업성이 저하되고 외관이 불량해지며, 높은 연신비로 인해 수축율이 높아지게된다. 또한, 원사의 미세구조에서 비결정부의 분자사슬이 끊어져 분자사슬의 균일성이 저하되어 오히려 강도가 감소할 수 있어 바람직하지 못하다.In addition, the total draw ratio of the yarn wound as described above is preferably 1.8 or less, preferably 1.76 or less, more preferably 1.70 or less. When the total draw ratio exceeds 1.8, crystallization of the oriented amorphous portion increases, resulting in a decrease in drawing workability, poor appearance, and a high shrinkage due to a high draw ratio. In addition, the molecular chain of the amorphous part in the microstructure of the yarn is broken, resulting in a decrease in the uniformity of the molecular chain, which is not preferable because the strength may be reduced.
상기와 같이 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 원사는 강도가 7.2g/d 이상, 바람직하게는 7.3g/d 이상이고, 177℃에서 2분간 0.05g/d 하중을 가한 조건하의 수축율은 3.0% 이하, 바람직하게는 2.6% 이하, 더욱 바람직하게는 2.4% 이하이고, 5000m 당 발생한 모우(fluff) 수는 3개 이하, 바람직하게는 2개 이하로 나타남에 따라, 고강도 및 저수축의 물성을 동시에 만족할 수 있다.The polyethylene terephthalate (PET) yarn prepared as described above has a strength of 7.2 g/d or more, preferably 7.3 g/d or more, and a shrinkage rate of 3.0% or less under the condition of applying a 0.05 g/d load for 2 minutes at 177°C. , Preferably 2.6% or less, more preferably 2.4% or less, and the number of fluffs generated per 5000 m is 3 or less, preferably 2 or less, thus satisfying the physical properties of high strength and low shrinkage at the same time. I can.
상기와 같이 PET 원사가 제조된 이후에는 이를 연사, 제직 및 딥핑 공정을 통해 PET 딥코드를 제조하며, 이로 인해 제조된 PET 딥 코드를 카카스층 또는 벨트 보강층에 적용함으로써 고내열성이 우수한 래디얼 공기입 타이어를 제공하는 것도 가능하다.After the PET yarn is manufactured as described above, the PET dip cord is manufactured through twisting, weaving, and dipping processes, and the resulting PET dip cord is applied to the carcass layer or the belt reinforcement layer, so that the radial air blowing with excellent high heat resistance It is also possible to provide tires.
이하, 본 발명의 연사, 제직 및 딥핑 공정을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the twisting, weaving, and dipping processes of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 연사공정을 보다 상세히 설명하면, 상기 제조 방법에 의해 제조된 폴리에텔렌 테레프탈레이트 원사는 권취된 원사 2본을 가연 및 합연이 동시 진행되는 다이렉트 연사기로 연사하여 타이어 코드용 '생코드(Raw Cord)'를 제조한다. 생코드는 타이어 코드용 폴리에텔렌테레프탈레이트 원사에 하연(Ply Twist)을 가한 후에 상연(Cable Twist)을 가하며 합연함으로써 제조되며, 일반적으로 상연과 하연은 같은 연수 혹은 필요에 따라 서로 다른 연수를 가하게 된다.When explaining the twisting process of the present invention in more detail, the polyetherene terephthalate yarn produced by the above manufacturing method is twisted with a direct twisting machine in which false twisting and plying are performed simultaneously, and the'raw cord ( Raw Cord)'. Raw cords are manufactured by applying a ply twist to the polyetherene terephthalate yarn for tire cords, then applying a cable twist, and kneading them.In general, the upper and lower edges are made to have the same number of threads or different threads as needed. do.
본 발명에서 중요한 결과로는 폴리에텔렌테레프탈레이트 사에 부여되는 꼬임의 수준(연수)에 따라 코드의 강 신도, 중신, 내피로도 등의 물성이 변화되는 것이다. 일반적으로 꼬임이 높은 경우, 강력은 감소하며 중신과 절신은 증가하는 경향을 띠게 된다. 내피로도는 꼬임의 증가에 따라 향상되는 추세를 보이게 된다. 본 발명에서 제조한 폴리에텔렌테레프탈레이트 타이어코드의 연수는 상/하연 동시에 300/300 TPM 내지 500/500 TPM으로 제조하였는데, 상연과 하연을 같은 수치로 부여하는 것은, 제조된 타이어 코드가 회전이나 꼬임 등을 나타내지 않고 일직선상을 유지하기 쉽도록 하여 물성 발현을 최대로 하는 것이다. 이때 300/300 TPM 미만일 경우 에는 생코드의 절신이 감소하여 내피로도가 저하하기 쉽고, 500/500 TPM 초과일 경우에는 강력 저하가 커서 타이어 코드용으로 적절하지 않다.An important result of the present invention is that physical properties such as strength, elongation, and fatigue resistance of the cord change according to the level of twist (number of years) imparted to the polyetherene terephthalate yarn. In general, when the twist is high, the strength decreases, and the mid-body and ambition tend to increase. Fatigue resistance tends to improve as the twist increases. The softness of the polyetherene terephthalate tire cord prepared in the present invention was manufactured at 300/300 TPM to 500/500 TPM at the same time as the upper/lower edges, but giving the upper and lower edges to the same value means that the manufactured tire cord rotates or It is to maximize the expression of physical properties by making it easy to maintain a straight line without showing twisting. At this time, if it is less than 300/300 TPM, it is easy to reduce the fatigue resistance due to the decrease in the cutting of the raw cord, and if it exceeds 500/500 TPM, it is not suitable for tire cord because of the strong decrease.
본 발명에서는 선택적으로 상/하연의 연수를 다르게 부여하는 경우도 있는데, 상연을 350TPM 내지 450TPM으로 조절하고, 하연을 300TPM 내지 450TPM으로 조절하여 각각 상/하연이 다른 연수로 생코드를 제작하였다. 상/하 연 연수를 다르게 제작하는 것은 생코드가 가지는 최적 물성 범위 내에서 연수가 낮을수록 연사 비용이 감소하여 경제적으로 이익이 되기 때문이다. 이러한 꼬임을 평가하는 상수로서 "꼬임상수"가 제안되어 있다.In the present invention, there are cases in which the upper/lower edges are selectively given different number of years, and the upper/lower edges were adjusted to 350 TPM to 450 TPM, and the lower edge was adjusted to 300 TPM to 450 TPM to produce a raw cord with different upper/lower edges. The reason why the upper/lower training is different is because the training cost decreases as the number of training decreases within the range of the optimum physical properties of the raw cord, which is economically profitable. As a constant for evaluating such twist, a "twist constant" has been proposed.
제조된 '생코드 (Raw Cord)'는 제직기(weaving machine)를 사용하여 제직하고, 수득된 직물을 딥핑액에 침지 한 후, 경화하여 'Raw Cord'표면에 수지층이 부착된 타이어 코드용 '딥코드(Dip Cord)'를 제조한다.Manufactured'Raw Cord' is for tire cords with a resin layer attached to the'Raw Cord' surface by weaving using a weaving machine, dipping the obtained fabric in a dipping solution, and curing it. We manufacture'Dip Cord'.
즉, 직물로 제직되고 장력이 가해진 생코드는 딥핑액에 침지되고, 이후 직물을 경화하여 생코드 표면에 수지층이 부착된 타이어코드용 '딥 코드(Dip Cord)'를 제조한다.That is, a raw cord woven into a fabric and applied tension is immersed in a dipping solution, and then the fabric is cured to produce a'dip cord' for tire cord with a resin layer attached to the surface of the raw cord.
상기 과정에서 딥핑은 섬유의 표면에 RFL (Resorcinol Formaline Latex)이라 불리는 수지층을 함침시키는 것을 말한다. 이는 원래 고무와의 접착성이 떨어지는 타이어 코드용 섬유의 단점을 개선하기 위하여 실시된다.In the above process, dipping refers to impregnating a resin layer called RFL (Resorcinol Formaline Latex) on the surface of the fiber. This is done in order to improve the disadvantages of the tire cord fiber, which has poor adhesiveness with the original rubber.
본 발명에서 코드와 고무의 접착을 위한 접착액은 아래와 같은 방법을 이용하여 제조될 수 있다.In the present invention, the adhesive solution for bonding the cord and the rubber may be prepared using the following method.
<접착액의 제조 방법> <Method of manufacturing adhesive solution>
29.4wt% 레소시놀 45.6 중량부; 29.4 wt% resorcinol 45.6 parts by weight;
증류수 255.5 중량부; 255.5 parts by weight of distilled water;
37% 포르말린 20 중량부; 및 20 parts by weight of 37% formalin; And
10wt%수산화나트륨 3.8 중량부;3.8 parts by weight of 10 wt% sodium hydroxide;
를 포함하는 용액을 제조하여 25℃에서 5시간 교반하면서 반응시킨 후 아래의 성분을 추가한다. After preparing a solution containing and reacting with stirring at 25° C. for 5 hours, the following components are added.
40wt% VP-라텍스 300 중량부;40wt% VP-latex 300 parts by weight;
증류수 129 중량부;129 parts by weight of distilled water;
28% 암모니아수 23.8 중량부 성분 첨가 후 25℃에서 20시간 동안 숙성시켜 고형분 농도 19.05%가 되도록 유지한다.After adding 23.8 parts by weight of 28% aqueous ammonia, it is aged at 25° C. for 20 hours to maintain a solid content of 19.05%.
코드를 건조시킨 후 접착액이 적용된다. 접착액의 부착량을 조절하기 위하여 0 내지 4%의 신장(stretch)을 필요로 하고, 바람직하게는 1 내지 2%의 신장이 이루어질 수 있다. 만약 신장 비율이 너무 높으면, 접착액의 부착량은 조절될 수 있지만 절신이 감소되어 결과적으로 내피로성이 감소된다.After drying the cord, an adhesive solution is applied. In order to control the adhesion amount of the adhesive solution, 0 to 4% of stretch is required, and preferably 1 to 2% of stretch may be achieved. If the elongation ratio is too high, the amount of adhesion of the adhesive liquid can be adjusted, but the excision is reduced, resulting in reduced fatigue resistance.
접착액 부착량은 고형분 기준으로 섬유 무게에 대하여 1.5 내지 3.5%가 바람직하다. 접착액을 통과한 후 딥 코드는 120 내지 170℃에서 건조된다. 건조 시간은 180초 내지 220초가 될 수 있고, 그리고 건조 과정에서 딥 코드는 1 내지 2% 정도로 신장(stretch)이 될 수 있다. 신장 비율이 낮은 경우 코드의 중신 및 절신이 증가하여 타이어코드로 적용되기 어려운 물성을 나타낼 수 있다. 다른 한편으로 신장 비율이 3%를 넘는 경우 중신수준은 적절하나 절신이 너무 작아져 내피로성이 저하될 수 있다.The adhesion amount is preferably 1.5 to 3.5% based on the weight of the fiber based on the solid content. After passing through the adhesive solution, the dip cord is dried at 120 to 170°C. The drying time may be 180 seconds to 220 seconds, and the dip cord during the drying process may be stretched to about 1 to 2%. When the elongation ratio is low, the center and cut length of the cord increase, which may exhibit physical properties that are difficult to apply as a tire cord. On the other hand, if the elongation ratio exceeds 3%, the central body level is appropriate, but the body body is too small, which may reduce fatigue resistance.
건조 후에는 130 내지 240℃의 온도 범위에서 열처리된다. 열처리시 신장 비율은 -2 내지 2.0% 사이를 유지하며, 열처리 시간은 50초 내지 90초가 적정하다. 50초 미만시간 동안 열처리가 되는 경우 접착액의 반응 시간이 부족하여 접착력이 낮아지는 결과를 가져오게 되며, 90초 이상 동안 열처리가 되는 경우 접착액의 경도가 높아져서 코드의 내피로성이 감소될 수 있다.After drying, heat treatment is performed at a temperature range of 130 to 240°C. During heat treatment, the elongation ratio is maintained between -2 and 2.0%, and the heat treatment time is appropriate between 50 seconds and 90 seconds. If heat treatment is performed for less than 50 seconds, the reaction time of the adhesive solution is insufficient, resulting in a decrease in adhesive strength, and if the heat treatment is performed for 90 seconds or more, the hardness of the adhesive solution increases and the fatigue resistance of the cord may decrease. .
전술한 방법에 따라 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드는 섬도가 1000 내지 6000 데니어가 되고, 1500d/2 딥 코드의 강도는 6.3g/d 이상, 바람직하게는 6.5g/d 이상이고, 177℃에서 2분간 0.05g/d 하중을 가한 조건하의 수축율은 2.0% 이하, 바람직하게는 1.9% 이하, 더욱 바람직하게는 1.8% 이하로써 고강도, 내수축성을 만족하는 타이어 코드로써 유리하게 사용될 수 있다.The polyethylene terephthalate dip cord prepared according to the above method has a fineness of 1000 to 6000 denier, and the strength of the 1500d/2 dip cord is 6.3 g/d or more, preferably 6.5 g/d or more, and 2 at 177°C. The shrinkage rate under the condition of applying a load of 0.05 g/d for a minute is 2.0% or less, preferably 1.9% or less, and more preferably 1.8% or less, which can be advantageously used as a tire cord satisfying high strength and shrinkage resistance.
본 발명은 도 2에서 도시한 바와 같이, 2욕 딥핑기를 이용하여 딥핑을 행하는 경우에 대하여 주로 설명하고 있으나, 당업계에 통상적인 지식을 가진 자라면 1욕 딥핑기를 이용하여 동일한 조건에서 열처리를 하는 것도 가능할 것이다.The present invention mainly describes the case of dipping using a two-bath dipping machine, as shown in FIG. 2, but those of ordinary skill in the art perform heat treatment under the same conditions using a one-bath dipping machine. It would also be possible.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, these examples are intended to specifically illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예 및 비교예의 물성 평가는 아래와 같이 측정 또는 평가하였다.The evaluation of physical properties of Examples and Comparative Examples was measured or evaluated as follows.
1) 고유점도(I.V.)1) Intrinsic viscosity (I.V.)
페놀과 1,1,2,2-테트라클로로에탄올 6:4(무게비)로 혼합한 시약(90℃)에 시료 0.1g을 90분간 용해시킨 후 우베로데(Ubbelohde) 점도계에 옮겨 담아 30℃ 항온조에서 10분간 유지시키고, 점도계와 애스피레이터(Aspirator)를 이용하여 용액의 낙하초수를 구한다. 솔벤트의 낙하초수도 상기와 같은 방법으로 구한 아래의 수학식에 의해 R.V. 값 및 I.V. 값을 계산하였다.Dissolve 0.1g of a sample for 90 minutes in a reagent (90℃) mixed with phenol and 1,1,2,2-tetrachloroethanol 6:4 (weight ratio) for 90 minutes, then transfer it to an Ubbelohde viscometer and put it in a 30℃ thermostat Hold for 10 minutes, and calculate the number of seconds to fall of the solution using a viscometer and an aspirator. The number of falling seconds of the solvent is also calculated using the following equation, which is obtained by the same method as above. Value and I.V. The value was calculated.
R.V. = 시료의 낙하초수/솔벤트 낙하초수R.V. = Number of seconds to fall of sample/number of seconds to fall of solvent
I.V. = 1/4 ×(R.V. - 1)/농도 + 3/4 ×(In R.V./농도)I.V. = 1/4 ×(R.V.-1)/concentration + 3/4 ×(In R.V./concentration)
2) 원사 및 딥코드의 강력(kgf)2) Strength of yarn and deep cord (kgf)
인스트롱사의 저속 신장형 인장시험기를 이용하여 시료장 250mm, 인장속도 300m/min로 측정되었다.The sample length was measured at 250 mm and a tensile speed of 300 m/min using an Instron's low-speed elongation type tensile tester.
3) 원사 및 딥코드의 강도(인장강도)(g/d)3) Strength of yarn and dip cord (tensile strength) (g/d)
원사를 표준상태인 조건, 즉 온도 25℃와 상대습도 65%인 상태의 항온항습실에서 24시간 동안 방치한 후에 ASTM D-885의 방법으로 인장시험기를 통해 측정하였다.The yarn was left in a constant temperature and humidity room at a standard condition, that is, a temperature of 25°C and a relative humidity of 65% for 24 hours, and then measured by a tensile tester according to ASTM D-885.
4) 원사의 파단 강력에서의 절신(%) 측정4) Measurement of cutting length (%) at the breaking strength of yarn
ASTM D885 기준에 따라, 만능인장시험기를 이용하여 PET 원사의 파단 강력에서의 절신을 각각 측정하였다.According to the ASTM D885 standard, cutting elongation at the breaking strength of PET yarn was measured using a universal tensile tester.
5) 원사 및 딥코드의 수축률(%, Shrinkage) 측정5) Measurement of shrinkage (%, Shrinkage) of yarn and dip cord
25℃65% RH에서 24시간 동안 방치한 후, 0.05g/d의 정하중에서 측정한 길이(L0)와 177℃로 2분간 0.05g/d의 정하중에서 처리한 후의 길이(L1)의 비를 이용하여 수축률을 측정하였다. 수축률(S)은 아래와 같은 식으로 표시될 수 있다.After leaving for 24 hours at 25℃65% RH, the ratio of the length (L0) measured at a static load of 0.05g/d and the length after treatment at 177℃ at a static load of 0.05g/d for 2 minutes (L1) is used. Then, the shrinkage rate was measured. The shrinkage rate (S) can be expressed as follows.
S(%) = [(L0 ―L1)/L0] × 100S(%) = [(L0 ―L1)/L0] × 100
6) 모우 수(fluff)6) fluff
5km 길이의 원사를 해사했을 때 발견되는 모우 수를 측정하였다.The number of wool found when 5km long yarn was fired was measured.
실시예 1~6 Examples 1-6
테레프탈레이트 단위를 90 mol% 이상 함유하고, 페놀/테트라클로로에탄으로 측정한 고유점도가 하기 표 1과 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합물을 Radial-in Flow(RIF) Quenching설비를 이용하고, 하기 표 1의 방사조건으로 방사하면서 최종 연신사(원사)를 제조하였다. 이와 같이 제조된 원사의 강력, 강도, 절신, 수축율, 모우(fluff) 수를 측정하여 표 1에 나타내었다.Polyethylene terephthalate polymers containing 90 mol% or more of terephthalate units and having an intrinsic viscosity measured with phenol/tetrachloroethane as shown in Table 1 were used with Radial-in Flow (RIF) Quenching equipment, and spinning as shown in Table 1 below. A final drawn yarn (yarn) was prepared while spinning under conditions. The strength, strength, cutting, shrinkage, and number of fluffs of the thus prepared yarn were measured and shown in Table 1.
상기와 같이 제조된 PET 원사 1500D에 200TPM의 하연을 가하고, 다시 200TPM의 상연을 가한 후 합연하여 생코드를 제조하였다. 얻어진 생코드를 2욕 딥핑 방법으로, 160℃에서 130초간 건조한 후, 5kgf의 장력을 주면서 하기의 방법으로 조제된 접착액에 통과시켜 접착액을 부여하였다. 건조 시 2%의 신장(stretch)을 가하여 열수축에 의한 생코드의 불균일이 발생하지 않도록 조절하여 주었다.A lower edge of 200TPM was added to the PET yarn 1500D prepared as described above, and then 200TPM of the upper edge was added again, and then combined to prepare a raw cord. The obtained raw cord was dried at 160° C. for 130 seconds by a two-bath dipping method, and then passed through an adhesive solution prepared by the following method while applying a tension of 5 kgf to give an adhesive solution. When drying, 2% of stretch was applied to control so as not to cause unevenness of the raw cord due to heat shrinkage.
29.4wt% 레소시놀 45.6 중량부; 증류수 255.5 중량부; 37% 포르말린 20 중량부; 및 10wt%수산화나트륨 3.8 중량부를 포함하는 용액을 조제 후, 25℃에서 5시간 교반시키며 반응시키고 그리고 다음의 성분을 추가하였다:29.4 wt% resorcinol 45.6 parts by weight; 255.5 parts by weight of distilled water; 20 parts by weight of 37% formalin; And after preparing a solution containing 3.8 parts by weight of 10 wt% sodium hydroxide, it was reacted with stirring at 25° C. for 5 hours, and the following components were added:
40wt% VP-라텍스 300 중량부, 증류수 129 중량부, 28% 암모니아수, 23.8 중량부40wt% VP-latex 300 parts by weight, distilled water 129 parts by weight, 28% ammonia water, 23.8 parts by weight
상기 성분 첨가 후 25℃에서 20시간 동안 숙성시켜 고형분 농도 19.05%로 유지되도록 하였다.After the ingredients were added, they were aged at 25° C. for 20 hours to maintain a solid content of 19.05%.
접착액을 부여하여 160℃에서 2분간 건조시킨 후, 240℃에서 60초간 2욕 딥핑 열처리를 하여 접착제 처리를 종료하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 강력, 강도 및 수축율 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.The adhesive solution was applied and dried at 160° C. for 2 minutes, followed by dipping heat treatment in two baths at 240° C. for 60 seconds to complete the adhesive treatment. The strength, strength, and shrinkage properties of the dip cord thus prepared were evaluated and shown in Table 1.
비교예 1~6Comparative Examples 1-6
표 2의 고유점도 및 방사조건으로 방사하는 것을 제외하고는 실시예 1~6의 조건과 동일하게 원사 및 딥 코드를 제조하였다. 비교예 1~6의 제조방법으로 제조된 PET 원사 및 딥코드의 물성을 표 2에 나타내었다.Yarn and dip cord were prepared in the same manner as in Examples 1 to 6, except for spinning under the intrinsic viscosity and spinning conditions of Table 2. Table 2 shows the physical properties of PET yarns and dip cords prepared by the manufacturing method of Comparative Examples 1 to 6.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 각각 제조된 원사 및 딥코드의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였으며, 결과는 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.The physical properties of the yarns and dip cords prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, respectively, were evaluated in the following manner, and the results are shown in Tables 1 and 2 below.
상기 표 1 및 표 2를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6에서 제조된 원사 및 딥 코드는 비교예 1 내지 6에 의해 제조된 원사 및 딥 코드에 비하여 동등한 강도 범위 내에서 더 우수한 수축율(낮은 수축율)을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen by comparing Tables 1 and 2, the yarns and dip cords produced in Examples 1 to 6 of the present invention are within the same strength range as compared to the yarns and dip cords produced by Comparative Examples 1 to 6 It could be confirmed that it shows a better shrinkage rate (lower shrinkage rate).
이를 통해 본 발명에서는 수축율이 낮으면서도 고강도가 발현되는 차별화된 방사기술이 발명되었으며, 이를 통해 고강도 저수축 PET 원사 및 타이어 코드는 주행 안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있을 것으로 기대할 수 있다.Through this, in the present invention, a differentiated spinning technology that exhibits high strength while having a low shrinkage rate was invented, and through this, it can be expected that the high strength low shrinkage PET yarn and tire cord can improve driving stability and ride comfort.
1: 익스트루더 2: 기어펌프
3: 가열장치 4: 냉각구역
5: 유제공급장치 6: 연신 고뎃 롤러 GR1
7: 연신 고뎃 롤러 GR2 8: 연신 고뎃 롤러 GR3
9: 연신 고뎃 롤러 GR4 10: 연신 고뎃 롤러 GR5
11: 연신 고뎃 롤러 GR6 12: 권취롤러
13: 보빈(Bobbin) 14: 1차 딥
15: 1차 Drying zone 16: 1차 Heat set zone
17: 2차 딥 18: 2차 Drying zone
19: 2차 Heat set zone 20: 와인더(winder)1: Extruder 2: Gear pump
3: heating device 4: cooling zone
5: emulsion supply device 6: stretch godet roller GR1
7: stretching godet roller GR2 8: stretching godet roller GR3
9: stretching godet roller GR4 10: stretching godet roller GR5
11: drawing godet roller GR6 12: take-up roller
13: Bobbin 14: 1st dip
15: 1st drying zone 16: 1st heat set zone
17: 2nd dip 18: 2nd drying zone
19: 2nd heat set zone 20: winder
Claims (5)
상기 미연신사를 연신 고뎃 롤러 6단이 적용된 설비로 연신하고, 총 연신비가 1.8 이하가 되도록 연신 및 권취하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 노즐의 홀 수는 단사섬도(DPF)가 3.0 내지 4.5가 되도록 설정하고, 상기 노즐의 홀 지름은 0.8 내지 1.6mm이며,
상기 연신 고뎃 롤러 4단 및 5단에서의 온도는 240 내지 250℃이고,
상기 연신 고뎃 롤러 6단 중 연신 고뎃 롤러 1단에서는 3500~4200m/min 범위로 권취하고, 연신 고뎃 롤러 4단 및 5단에서는 6500~6900m/min의 범위에서 권취하는 것을 특징으로 하는 고강도 저수축(HMLS) 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법.Melting polyethylene terephthalate chips having an intrinsic viscosity of 1.05 to 1.10 dL/g and spinning them through a nozzle to prepare undrawn yarn; And
Including; and the steps of drawing the undrawn yarn with a facility to which six stages of draw godet rollers are applied, and drawing and winding so that the total draw ratio is 1.8 or less to produce polyethylene terephthalate yarn; and
The number of holes of the nozzle is set so that the single yarn fineness (DPF) is 3.0 to 4.5, and the hole diameter of the nozzle is 0.8 to 1.6 mm,
The temperature at the 4th and 5th stages of the stretching godet roller is 240 to 250°C,
High strength low shrinkage ( HMLS) Method for producing polyethylene terephthalate yarn.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사는 강도가 7.2g/d 이상이고, 177℃에서 2분간 0.05g/d 하중을 가한 조건하의 수축율은 2.6% 이하이고, 5000m 당 발생한 모우(fluff) 수는 3개 이하인 것을 특징으로 하는 고강도 저수축(HMLS) 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법.The method of claim 1,
The polyethylene terephthalate yarn has a strength of 7.2 g/d or more, a shrinkage rate of 2.6% or less under a condition of applying a 0.05 g/d load for 2 minutes at 177°C, and the number of fluffs generated per 5000 m is 3 or less. High strength low shrinkage (HMLS) polyethylene terephthalate yarn manufacturing method.
1500d/2 딥 코드의 강도는 6.3g/d 이상이고, 177℃에서 2분간 0.05g/d 하중을 가한 조건하의 수축율은 2.0% 이하인 것을 특징으로 하는 타이어 코드.A tire cord comprising the high-strength low-shrink polyethylene terephthalate yarn of claim 4,
A tire cord, characterized in that the strength of the 1500d/2 dip cord is 6.3g/d or more, and the shrinkage rate under the condition of applying a 0.05g/d load for 2 minutes at 177°C is 2.0% or less.
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