KR930003941B1

KR930003941B1 - 대전방지성 필라멘트를 미연신 나일론 필라멘트와 결합시켜 함께 연신하는 방법

Info

Publication number: KR930003941B1
Application number: KR1019860005321A
Authority: KR
Inventors: 리내토 드 오위뜨 잭
Original assignee: 이. 아이. 듀퐁 드 네모어 앤드 컴페니; 도널드 에이. 호에스
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1993-05-17
Also published as: KR880001860A

Abstract

내용 없음.

Description

대전방지성 필라멘트를 미연신 나일론 필라멘트와 결합시켜 함께 연신하는 방법

제 1 도는 본 발명의 방법하에서 사용하는 전도성 사(Conductive yarn)를 제조하기에 바람직한 방법을 도시한 개략도이다.

제 2 도는 본 발명의 방법을 나타내는 개략도로서, 여기서 스핀-배향된 전도성 이성분 사(Bicomponent yarn)는 견인롤 또는 공급롤에 도달하기 전에 급냉 침니(Quench chimney) 속에서 갓 방사된 미연신 비전 도성사와 결합되고, 결합사는 연신롤로 보내진 다음, 코벌킹되어 팩키지용으로 송출된다.

윈들리(Windley)의 미합중국 특허 제3,971,202호에는 헐(Hull)의 미합중국 특허 제3,803,453호에 기술되어 있는 바와 같은 전기전도성 시이드-코어 필라멘트를 비전도성 필라멘트(Non-conductive filament)와 코벌킹(cobulking)시켜 복합사를 형성하는 방법이 기술되어 있다. 전도성 필라멘트는 분당 약 890야드(ypm : meters per minute, mpm)의 속도오 용융방사시킨 후, 연신가연기(Draw twister)에서 적어도 약 2.0배로 연신시켜 강도를 증가시킨다. 후속 공정, 예를들면, 열 코벌킹 제트(Hot cobulking jet)처리시, 비전동성 섬유에는 강도가 요구된다. 별도로 연신된 전도성 필라멘트와 비전도성 필라멘트는 열 체스트(Hot chest)에 있는 롤 위에서 결합되며, 여기서 이들 필라멘트는 어닐링되어 수축이 감소되며, 이어서 결합사는 코벌킹된다.

그러나, 필라멘트가 결합된 위치에서 또는 그 부근에서 전도성 필라멘트는 자주 파열된다. 또한, 롤 위에서 비전도성 필라멘트의 말단 사이에서 전도성 필라멘트의 크로스-오버(cross-over)가 발생하여, 수득된 1급 제품의 비율이 감소한다. 이러한 문제점에 대한 해결책이 바람직한 목적이 되어 왔다.

본 발명에 따라, 급냉 침니 속으로 다수의 비전도성 나일론 필라멘트를 용융방사하고, 급냉 침니에서 갓 방사된 사경로에 스핀-배향된 전기전도성 이성분 필라멘트를 공기에 의해 도입시키며, 견인롤에서 결합사를 고화시키고, 결합사를 연신 및 코벌킹시킨 다음, 사를 권취함을 특징으로 하여 정전성이 감소된 카페트 사를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 방법은 정전성이 감소된 카페트사를 제공한다. 당해 사는 전도성 이성분 필라멘트가 약 10중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 10중량%이며, 나머지는 비전도성 필라멘트이다. 전도성 필라멘트는 가능 한한 가는 것, 예를들면, 세데니어인 것이 바람직하다. 전기전도성을 제공하기 위해 카본 블랙을 함유하는 중합체 성분이 있는 전도성 필라멘트는 통상적으로 외관이 어두우며, 어둡고 가느다란 필라멘트는 눈에 잘 띄지 않는다. 또한, 가는 필라멘트는 데니어가 감소됨에 따라 대전방지특성이 감소하지 않기 때문에, 예를들면, 더 가는 필라멘트는 전도성이 더 낮은 물질이 사용된다는 사실에도 불구하고 더 두꺼운 필라멘트의 대전방지 능력의 대부분을 유지하기 때문에, 경제적인 잇점을 제공한다.

본 발명에서 사용하는 전도성 필라멘트는, 후술하는 바와 같이, 이성분 필라멘트를 구속방사하여 제조한다. 바람직한 이성분 필라멘트는 비전도성 성분이 전도성 코어를 완전히 둘러싼 시이드/코어이며, 본 명세서에 이의 제조방법을 상세히 기술할 것이다. 그러나, 사용할 수 있는 전도성 물질의 유형에 대한 제한과 기타의 이유 때문에 덜 바람직하지만, 전도성 성분의 50% 이상 100%미만을 둘러싸는 보우(Boe)의 미합중국 특허 제3,969,559호에 기재되어 있는 필라멘트도 포함한다.

본 발명의 전도성 필라멘트에 사용할 수 있는 시이드 성분 중합체는 헐(Hull)의 특허에 기술된 것과 동일하다. 본 발명에 필요하지 않은 이산화티탄을 염소제(Delusterant)로서 통상적으로 시이드에 가하여 코오의 은폐를 개선한다. 헐의 특허에 기술된 것보다 실질적으로 다량의 이산화티탄을 원하는 경우, 시이드 중합체에 가할 수 있다. 바람직한 시이드 중합체는 폴리아미드, 예를들면, 폴리헥사메틸렌 아디프아미드이다. 사용할 수 있는 코어 성분 물질은 헐의 특허에 기술된 것과 동일하며, 유사하게 제조할 수 있다. 바람직한 코어 중합체는 폴리올레핀, 바람직하게는 폴리에틸렌이다. 코어 중합체는 코어 중합체에 분산된 전기전도성 카본 블랙을 15내지 50중량% 함유해야만 한다. 바람직하게는, 코어는 전도성 필라멘트의 10용적% 미만으로 구성된다.

비전도성 성분이 전도성 성분의 50% 이상을 둘러싸는 이성분 필라멘트를 제조하는데 유용한 물질은 보우(Boe)의 특허에 기술되어 있으며, 헐(Hull)의 특허와 유사하다. 보우의 특허에는 필라멘트의 제조방법이 기술되어 있다.

본 발명에 유용한 시이드/코어 필라멘트의 방사는 제 1 도에 도시한 바와 같이 수행한다. 필라멘트(1)의 코어 물질과 시이드 물질을 방사구금 조립체(2)로부터 급냉 침니(3)로 압출시킨 다음, 오른편으로부터 왼편으로 유동하는 실온공기로 횡류(cross-flow) 냉각시킨다. 아담스(Adams)의 미합중국 특허 제3,994,121호에 도시된 바와 같은 급냉대로부터 필라멘트를 잡아당겨 800ypm(732mpm) 이상, 바람직하게 1250 내지 1500ypm(1143 내지 1372mpm)의 속도로 필라멘트를 세장화(細長化)하는 것을 제외하고 헐의 특허와 유사한 방법으로 점착성이 없는 상태로 냉각시킨 후, 가이드(4)를 사용하여 필라멘트를 사로 집속하고, 스팀 컨디셔너 튜브(5), 가이드(6)를 통과시키고, 가공욕(8)에 침지된 가공 로울러(7)를 통과시킨 다음, 가이드(9)를 통과시키고, 고속 견인롤(10) 및 이에 연결된 로울러(11)의 주위에 감고, 팩키지(12)로서 권취한다. 방사속도는 사가 급냉대에 남고 견인롤 또는 공급롤의 원주속도와 동등한 속도이다. 방사속도를 조정하여 약 6 내지 11데니어의 바람직한 필라멘트를 제조한다. 생성된 필라멘트의 특징은 강도가 1 내지 3gpd이고 신도가 200 내지 500%인 점이다. 비전도성 성분이 단지 부분적으로 전동성 성분을 둘러싸는 이성분 필라멘트에 대해 보우의 특허에 기술되어 있는 공정과 유사한 압출공정을 사용할 수 있으며, 필라멘트는 적합한 속도로 급냉대에서 잡아당겨 세장화할 수 있다.

[시험방법에 관한 기술]

여기에서 언급되는 측정, 시험방법 및 용어(예 : RV,T,E 및 D)는 모두 상기에서 언급한 윈들리(Windley), 헐(Hull) 및 아담스(Adams)의 특허에서 정의 및 기술된 바와 같다.

[실시예 1]

[시이드 조성물]

0.3% 루틸형 이산화티탄과 Mn(H₂PO₂)₂(9ppm Mn)을 함유하는 폴리헥사메틸렌 아디프아미드를 오토클레이브 속에서 교반하면서 제조하여 이산화티탄이 중합체에 잘 분산되도록 한다. 중합체의 상대점드(RV)는 40이다.

[코어 조성물]

폴리에틸렌 수지[알라톤(Alathon) 4318, 밀도-0.916, 용융지수-23 ASTM-D-1238, 50ppm 산화방지제, 듀퐁(Du Pont)에서 제조함]를 전도성 카본 블랙과 28.2중량%의 카본 블랙에 대하여 71.55중량%의 수지의 비율로 혼합하고, 이어서 0.25중량%의 산화방지제 330[에틸 코포레이션(Ethyl Corporation) ; 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-3급부틸-4-하이드록시벤질)벤젠]와 혼합한다. 카본 블랙은 카보트 코포레이션(Cabot Corporation, Boston, Mass)에서 판매하는 불칸 XC-72(Vulcan XC-72)이다. 밴버리 혼합기 속에서 카본 블랙 분산물을 제조한 다음, 이를 압출, 여과 및 펠렛화한다. 펠렛을 재용융시킨 다음, 압출시키고, 이이서 31μ의 입자를 보유하는 여과매체를 통하여 여과한 다음, 펠렛화한다. 헐의 미합중국 특허 제3,803,453호에 기술된 바와 같이 측정한 고유저항은 10ohm-㎝ 미만이다.

[전도성 사의 방사]

미합중국 특허 제2,936,482호 및 제2,989,798호에 기술된 방법으로 방사구금 조립체를 사용하여 중합체를 방사하여 방사 동심원적 시이드 코어 필라멘트를 제조한다.

사이드 중합체를 대기압하에 285℃에서 용융시킨 다음, 32.9gm/min 의 속도로 팩 필터에 공급한다.

1%의 습기를 함유하는 코어 중합체를 스크류 용융기에서 용융시킨다. 용융된 중합체를 1.4gm/min의 속도로 필터 팩에 공급한다.

방사 블록온도는 285℃이다. 코어 중합체 도입 호퍼를 건조한 불활성 기체로 세정한다.

방사구금으로부터 나오는 시이드 중합체의 RV는 약 47이며, 나일론을 용융시키면서 더욱 중합시키면 RV가 증가된다.

대전방지성 필라멘트는 모세관이 24개 있는 방사구금으로부터 용융된 중합체 물질을 압출시켜 수득한다. 압출된 필라멘트를 이들이 실온의 공기로 횡류냉각되는 긴 챔버중의 45에 통과시킨다. 이어서, 이들을 가이드와 접촉시켜 각각 3개의 필라멘트를 함유하는 사로 전환시킨다. 사의 권취를 향상시키기 위하여, 튜브의 상부 근처에 있는 직경이 0.04인 구멍 2개와 튜브의 중앙부 근처에 있는 직경이 0.050인 구멍 1개를 통하여 1.8psisg의 증기가 도입되는 길이가 긴 증기 콘디셔너 튜브[참조 : 아담스(Adams)의 미합중국 특허 제3,994,121호의 실시예 I]에 사를 통과시킨다.

이어서, 사를 가공한다. 사를 1250ypm(1143mpm)의 공급롤 속도로 방적한 다음, 사를 4.4gms/denier의 장력으로 팩키지한다.

방사로 배향시킨(즉, 방사-배향시킨) 3개의 필라멘트사는 강도가 1.8gm/den이고, 신도가 300%이다. 데니어(Denier)는 33이다. %코어는 2용적%이다. %시이드는 98%이다.

[카페트사의 제조]

제 2 도를 참조하여 카페트사를 제조하는 방법을 잘 이해할 수 있다. 상기한 전도성 사의 몇몇 말단은 견인롤 앞에서 미연신 비전도성사의 사경로와 결합되며, 결합사는 다음과 같이 연신, 어닐 및 벌크된다 :

제 2 도에는 카페트사의 두 말단을 제조하는 방법이 도시되어 있다. 도면에 있어서, 비전도성사(80필라멘트/말단)용 폴리헥사메틸렌 아디프아미드(72RV)를 295 내지 300℃에서 냉각 침니(21) 속으로 용융방사하는데, 냉각공기를 370scfm(10.5㎥/m)로 뜨거운 필라멘트(20)에 불어보낸다. 방사구금(22)으로부터 필라멘트를 방사하고, 860ypm(786mpm)으로 회전하는 견인롤 또는 공급롤(23)을 사용하여 냉각대를 통과시킨다. 30psig(206.9kpa게이지)의 공기로 공급되는 전진제트(25)를 통한 가스류를 사용하여, 패키지로부터 공급되는 전도성사(24)를 방사구금에서 아래로 대략 2ft(0.6096m) 떨어진 비전도성 사경로를 향하게 하여 이들이 공급롤로 진행할때 사경로의 일부가 되게 한다. 전도성사가 공급롤(23)에 도달한 후, 제트로 향하는 공기는 중지된다. 냉각시킨 후, 사경로(20')는 각각 집속되며, 가공 트러프(도시하지 않았음)에 부분적으로 침지된 가공 로울러(26)와 접촉시켜 가공처리한다. 가공 로울러와의 적절한 접촉은 “유(U)”가이드(27)를 조정하여 유지한다.

그후, 사경로는 공급롤(23) 및 이와 관련된 분리롤(28)과 연신 핀 조립체(29,30)를 통과하여 2580ypm(2359mpm)으로 회전하는 연신롤(31)(내부에서 가열되어 표면의 온도가 208℃임)에 도달하여, 사경로는 롤(31)에 의해 일정한 속도로 급사구(32)와 제트벌킹장치(34)의 사통로(33)로 향한다. 세트(34)에서, 사경로(20')는 도입구(35)(하나만 도시함)를 통하여 가해지는 열풍(220℃)에 의해 벌킹작용을 받는다. 뜨거운 유체는 사가 냉각되어 크림프를 고정하는, 표면에 구멍이 있는 회전드럼(36)에 사경로와 함께 배출된다. 벌크 형태의 사경로는 드럼으로부터 가이드(37)로 통과하며, 한쌍의 가이드(38)를 통과한 다음, 한쌍의 구동 권치롤(39)을 통과한다. 이러한 유형의 벌크사는 브린(Breen)과 로터바크(Lauterbach)의 미합중국 특허 제3,186,155호에 기재되어 있다. 이어서, 사경로(20')는 고정 가이드(40)와 트레버싱 가이드(41)를 통과하여 회전 코어(42)에 도달함으로써 팩키지(43)가 형성된다. 카페트사의 각각의 말단은 1220denier(1332dtex)이며, 83개의 필라멘트를 함유한다.

다른 두 공정을 대조 A 및 B로서 다음에 기재한다. A에서 전도성 필라멘트는 미합중국 특허 제3,971,202호에 도시한 바와 같이 뜨거운 롤 위에서 비전도성 필라멘트와 결합한다. B에서 전도성 필라멘트는 연신 핀에서 비전도성 필라멘트와 결합한다. 본 발명의 공정에서 결합사의 팩키지에서의 필라멘트 파괴정도는 공정 A의 파괴도의 7%일 뿐이며, 공정 B의 파괴도의 10%일 뿐이다. 또한, 본 발명의 공정에 대한 수득 및 손실 필라멘트의 수는 사 100,000ℓbs당 0이지만 A는 3이고 B는 2이다. 수득 및 손실 필라멘트는 결합사의 전도성 필라멘트가 전도성 필라멘트가 없는 사와 가능한한 2배인 다른 사를 남겨둔 다른 사로 옮겨갈때 생긴다. 또한, 본 발명의 사로 제조한 카페트의 방전보호수준(AATCC Text Method 134로 측정한 서플전압-1979년판)은 전도성 필라멘트가 비전도성 필라멘트와 함께 3.26배로 연신되었지만 공정 A와 B의 수준과 거의 동일하다(약 2내지 3KV). 이러한 점은 미합중국 특허 제4,085,182호의 제 1 란 24 내지 25행과 제 2 란 15 내지 17행에 기재된 고시의 견지에서 놀랍다.

본 발명의 신규한 방법은 값비싼 전도성 섬유의 소비를 감소시키면서 적절한 방전보호도를 달성할 수 있다.

Claims

다수의 비전도성 나일론 필라멘트를 냉각 침니 속으로 용융방사하고, 방사배향된 전기전도성 이성분 필라멘트를 냉각 침니 속에서 공기압을 이용하여 갓 방사한 사경로에 도입한 다음, 결합사를 견인롤에서 고화시키고, 이어서 결합사를 연신 및 코벌킹(cobulking)시킨 다음, 사를 권취함을 포함하여 정전성이 감소된 카페트사를 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서, 전기전도성 이성분 필라멘트에는 50% 이상의 전도성 코어성분을 둘러싸는 열가소성 합성 섬유형성 중합체 성분이 있으며, 후자인 전도성 코어성분은 전기전도성 카본 블랙을 함유하는 열가소성 합성 중합체로 이루어진 방법.
제 2 항에 있어서, 코어를 둘러싸는 성분이 나일론인 방법.
제 1 항에 있어서, 이성분 필라멘트가 결합사의 1 내지 10중량%의 양으로 도입되는 방법.