KR950007813B1 - 산업용 폴리에스테르 섬유 및 이의 제법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

산업용 폴리에스테르 섬유 및 이의 제법
본 발명은 주로 산업용 재료(예 : 타이어 코드, V-벨트, 컨베이어 벨트 및 호스)의 생산에 사용하기에 적합한 폴리에스테르 섬유 및 이의 제법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 치수안정도(dimensional stabiltiy)가 탁월하고 인성(toughness)이 증진되며 잠재성 고강도 성능(high-tenacity performance)을 갖는 폴리에스테르 섬유 즉, 예를 들면, 강도가 높고 수축률(shrinkage)이 낮으며 모듈러스(modulus)가 높고 화학적 안정도가 높아서 산업용 재료로서 유용한 고무 구조물용 보강제로서 사용할 처리 코드 또는 경화 코드의, 최종 처리되고 가공처리된 생성물 및 이러한 폴리에스테르 섬유의 제법에 관한 것이다.
폴리에스테르 섬유, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 특성들의 균형이 양호하고 강도, 모듈러스 및 치수안정도가 높으켜(수축률이 낮다), 고무 구조물(예 : 타이어, V-벨트 또는 컨베이어 벨트)용 보강제로서 널리 사용되고 있다. 근래, 폴리에스테르 섬유의 적용분야는 확장되어 왔으며, 래디알 타이어(radial tire)의 카커스 재료(carcass material)로서 사용된 "레이욘"을 대신하는 보강제로서 사용할 수 있기 위해서, 폴리에스테르 섬유는 모듈러스가 더욱 높고 수축율은 더욱 낮으며 내피로드(fatigue resistance)가 더욱 높아야 한다. 이들 특성이 탁월한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 제법은, 예를 들면, 일본국 공개특허공보 제53-58031호, 제57-154410호, 제57-154411호, 제57-161119호, 제58-46117호, 제58-115117호, 제58-186607호, 제58-23914호 및 제58-116414호에 기재되어 있다.
이들 공지된 방법에 따라, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 용융방사하고, 방사된 필라멘트사를 고장력하에서 1,000 내지 3,000m/min의 비교적 바른 방사속도로 방사하여, 복굴절이 0.02 내지 0.07인 고배향 미연신 필라멘트사, 즉 POY를 수득하고, 이 POY를 1.5 내지 3.5의 저연신비로 열연신(heat-drawing)시킨다.
전술한 방법에 따르는 폴리에스테르 섬유(이하, "POY/DY"라고 언급함)는 종래의 고강도 섬유, 즉 용융방사 필라멘트사를 저정력하에서 1,000m/min 미만의 느린 방사속도로 방사하여, 복굴절이 0.01이하인 저배향 미연신 필라멘트사를 수득하고, 저배향 미연신 필라멘트사를 수득하고, 저배향 미연신 필라멘트사를 4 내지 7의 고연신비로 열연신시켜 수득한 고강도 섬유(이하, "UY/DY"라고 언급함)에 비해, 모듈러스는 높고 수축률은 낮다. 예를 들면, 이러한 폴리에스테르 섬유가 래디알 타이어의 카커스 재료로서 사용되는 경우, 고속 주행 안정성과 주행시의 안락함과 같은 타이어의 성능이 개발되고 결함이 있는 타이어의 비율이 감소되므로, 폴리에스테르 섬유는 생산성의 향상에 크게 기여한다.
그러나, 이러한 탁월한 특성을 갖는 폴리에스테르 POY/ DY는 후술하는 바와 같은 몇몇 문제가 있다. 첫째, 강도와 파단 신장률은 폴리에스테르 UY/DY의 강도와 파단 신장률보다 훨씬 낮다. 본 발명의 발명자들은 섬유의 파단 신장률이 낮은 경우, 가연단계(twisting step) 또는 침지처리(dipping treatment)시 강도가 극도로 저하되며 이로부터 제조된 코드는 강도가 바람직하지 못할 정도로 낮음을 밝혀냈으며; 또한 섬유를 고무 구조물(에 : 타이어 또는 V-벨트) 보강제로서 사용하는 경우에 있어서 섬유 강도가 낮은 경우, 내피로도가 낮고 이러한 낮은 내피로도로 인하여 실제적으로 심각한 문제가 유발됨을 밝혀냈다. 보강 섬유의 양을 증가시켜 고강도의 고무 구조물을 수득하는 경우, 비용이 상승하며 중량이 증가됨으로써 고속 수행능이 저하된다. 이 사실은 대형 타이어의 경우에 있어서 특히 심각하다.
일본국 공개특허공보 제53-58031호에 제안된 폴리에스테르 필라멘트사는, 이 공보의 실시예에 기재되어 있는 바와같이, 강도가 7.3 내지 9.1g/d로 비교적 높지만, 파단 신장률이 상당히 낮기 때문에 즉 파단 신장률이 6.7 내지 8.3%이기 때문에, 가연단계중 강도가 상당히 저하되며 강도 저하는 접착제의 적용, 열경화처리 및 침지처리 경우에 극심해진다. 따라서, 수득한 처리 코드의 강도는 6g/d 이하이고, 이 코드를 고무 구조물용 보강제로서 사용할 수 있기 위해서는, 강도를 더욱 증진시킬 필요가 있다.
이러한 폴리에스테르 필라멘트사의 제법에 있어서, 방사되는 필라멘트사를 방사속도가 비교적 빠른 조건하에서 방사구금 바로 아래에서 85℃ 이하의 온도에서 유지된 기체대기에서 급냉시킨다. 연신에 있어서는 산업용 폴리에스테르 필라멘트사의 공지된 연신법이 적합하므로, 연신 필라멘트사의 모듈러스 증진시키기 위해, POY가 파괴되기 직전까지 POY를 연신시키므로, 사 또는 필라멘트의 절단(breakage) 문제가 빈번하게 발생한다.
일본국 공개특허공보 제57-154410호와 제57-154111호에서 출원인은 전술한 문제의 해결수단으로서, 방사구금 바로 아래의 고온 대기를 유지시키고 수득한 폴리에스테르 필라멘트사[이후, "원사(raw yarn)"라고 언급함]의 최종 모듈러스를 15g/d 미만의 수준까지 조절하는 방법을 제안하고 있다.
일본국 공개특허 제57-161119호와 제58-46117호에 기재된 방법에서, 원사 및 이로부터 제조된 코드의 인성은 상당히 상승하지만, 처리된 코드의 강도는 기껏해야 6.6g/d이다.
단순히 연신비를 상승시켜 고강도 원사를 수득하는 경우, 수득된 고강도 원사의 파단 신장률은 10% 미만이 되고, 원사를 가연시켜 생코드(greige cord)를 형성하고 생코드를 침지처리함으로써 처리 코드를 수득하는 경우, 강도 저하를 완화시키는 데는 특별한 방법이 적합하지 않으므로, 고강도와 높은 내피로도의 필요조건 둘 다를 만족시키는 생성물을 수득할 수 없다.
일본국 공개특허공보 제58-115117호에 제안된 방법에서는, 고중합 폴리에스테르로 이루어진 POY를 열연신시켜, 제조된 원사 및 코드 형태의 강도를 증가시키고자 한다. 그러나, 높은 치수안정도를 동시에 수득해야 하기 때문에 수득한 처리 코드의 강도 수준은 종래의 UY/DY의 강도 수준보다 불가피하게 낮다.
일본국 공개특허공보 제59-116414호에서는, 비교적 낮은 온도에서 열연신을 수행하기 때문에, 연신 장력은 증가하고 최대로 허용되는 연신비는 저하된다. 더우기, 이완비가 낮아진 조건이 적합하기 때문에, 강도와 파단 신장률이 높은 원사를 수득할 수 없다. 또한, 강도 보유정량은 상당히 낮으며 강도는 종래의 POY/DY의 강도와 대략 동일한 수준인 약 6.3g/d이다.
본 발명의 제1목적은, 치수안정도가 탁월하고 고강도 성능의 산업용으로 적합한 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은, 치수안정도가 탁월하고 강도가 높으며, 내구성이 높고, 고무 구조물, 특히 타이어 코드용 보강제로서 적합한 산업용 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3목적은, 강도가 고배향 비연신 필리멘트사를 연연신시켜 수득한 종래의 고강도 섬유의 강도보다 훨씬 높고, 처리된 코드의 강도가 저배향 미연신 필라멘트사를 열연시켜 수득한 종래의 고강도 섬유의 처리된 코드의 강도에 필적하거나 그보다 높고, 치수안정도가 종래의 고강도 섬유의 치수안정도보다 상당히 증진된 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4목적은 본 발명의 폴리에스테르 섬유로부터 제조된 처리 코드의 치수안정도가 탁월한 즉 처치 코드의 치수안정도 치수[ME+△S]{처리 코드의 치수안정도 지수는 원사의 치수안정도 지수와 상이하며, [ME+△S](여기서, ME는 중간 신장률, 즉 4.5g/d의 하중하의 신장률이고, △S는 건조공기중 150℃에서 30분동안 방치시킨후에 측정한 수축률이다)로 나타낸다}가 8.8% 미만으로 되도록 수축률이 낮으며, 화학적 안정도, 특히 고무중의 폴리에스테르 섬유의 내가수분해성은 고배향 미연신사 POY를 열연신시켜 수득한 종래의 고강도 섬유의 내가수분해성보다 훨씬 높은, 내구성이 높은 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 제5목적은, 강도 보유비가 높고 고강도이며 내구력이 높은 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 제6목적은 전술한 제1 내지 제5의 목적을 수득할 수 있는, 산업용 폴리에스테르 섬유의 제법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태에서는, 분자쇄의 전체 반복단위중 90몰% 이상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지며, 다음의 필요조건(A),(B),(C),(D) 및 (E) 모두를 동시에 만족시킴을 특징으로 하는 산업용 폴리에스테르 섬유를 제공한다 : (A) 고유점도[Ⅳ)는 0.97 내지 1.15이고 ; (B) 비결정성 배향함수[fa]는 0.55 이하이며; (C) 강도[T](g/d), 150℃에서 30분동안 방치시킨 후에 측정한 건열 수축률[△S](%), 4.5g/d의 하중하의 중간 신장률[ME](%) 및 방정식 Y=ME0.81+△S+1.32로 나타낸 치수안정도지수[Y]는 각각 하기의 식(a),(b),(c),(d) 및 (e)로 정의한 범위내에 있고 ;
0.33Y+5.55≤0.33Y+6.50 (a),
8.0≤T≤9.5 (b),
8.5≤Y≤10.5 (c),
5≤ME≤10 (d)및
2≤△S≤6 (e)
(D)파단 신장률은 11% 이상이고, [강도(g/d)]×
Figure kpo00001
로 정의되는 강도와 신장률의 곱은 30 내지 36이며 ; (E) 섬유는 실질적으로 미가연 멀티필라멘트로 이루어진다.
본 발명의 또다른 양태에서는 (1) 분자쇄의 전체 반복단위중 90몰%가 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지며, 내부에 함유된 첨가제를 포함하는 혼입물질 입자의 직경이 1 내지 10㎛이고 입자의 함량이 200ppm 이하일 정도로 순도가 높은 폴리에스테르를 칩으로 성형하고 ; 칩을 고상 중합시켜, 고유점도[Ⅳ]가 1.25 내지 1.8이고, 고상 중합반응 도중에 생성되며 용적이 성형 칩의 용적의 65% 이하인 파괴된 칩 조작(broken chip piece)의 양이 칩의 전체 중량을 기준으로 하여 500ppm 이하인 칩을 수득하고 ; (2) 폴리에스테르 칩을 용융시키고 용융 폴리에스테르를 환상 배열된 압출 오리피스가 3열 이하인 방사구금으로부터 방사하여 필라멘트사를 형성하고 ; (3) 방사된 필라멘트사를 급냉단계 없이, 205 내지 350℃에서 유지되고 방사구금 바로 아래 100 내지 300㎜ 길이의 고온 대기를 통해 통과시켜 서서히 냉각시키고 ; (4) 서서히 냉각된 방사 필라멘트사를 길이가 100㎜ 이상인 냉각 침니(cooling chimney)에 도입하고, 50 내지 120℃에서 유지된 기체를 15 내지 50m/min의 속도로 통과하는 방사 필라멘트사 주위에 취입시키고 ; (5) 냉각 침니를 통과한 방사 필라멘트사를 1차 방사관(spinning duct)에 도입시켜, 방사 필라멘트사 주위 및 방사 필라멘트사중에 존재하는 일부의 연합기체가 방출되는 동안 방사 필라멘트사를 추가로 냉각시키고, 방사 필라멘트사를 하부에 배기장치가 배열된 2차 방사관으로 도입시켜, 일부의 연합기체가 방출되고 2차 방사관내의 기류교란을 방지하면서 방사 필라멘트사를 추가로 냉각시켜 방사 필라멘트사를 완전히 고화시키고 ; (6) 완전히 고화된 방사 필라멘트사를 1,500 내지 2,600m/min의 고속으로 회전하는 테이크-오프 롤(take-off roll)에 래핑(wrapping)하여, 테이크-오프 롤을 통과한 후의 방사 필라멘트의 복굴절이 0.025 내지 0.060으로 되도록 한 다음 ; (7) 테이크-오프 롤에 래핑되는 방사 필라멘트사를 권취 롤에 권취하지 않고 직접 다단계 연신영역으로 이동시켜, 방사 필라멘트사를 전체 연신비가 2,2 내지 2.65 이고 1차 연신단계중의 연신비가 1.45 내지 2.00인 다단계로 연신시키고, 동시에, 방사 필라멘트사를 연신하는 동안 연신중에 유체중간물(fluid midway)을 적요하여 교락시켜 연신 필라멘트사를 수득하고 ; (8) 연신영역내에 배열된 최종 연신 롤로부터 도출되는 연신 필라멘트사를 교락시키면서, 4 내지 10%의 이완비로 이완처리하고 ; 연신사를 가열하지 않거나 130℃ 미만의 온도에서 가열한 이완 롤에 래핑한 다음 ; 연신된 필라멘트사를 권취 롤에 3,500 내지 5,500m/min의 속도로 권취하는 단계를 포함하는, 산업용 폴리에스테르 섬유의 제법을 제공한다.
전술한 필라멘트사의 특성(A) 내지 (E) 때문에, 폴리에스테르 섬유를 고무 구조물용 보강제로서 사용하는 경우, 본 발명의 폴리에스테르 섬유은 처리된 코드의 강도, 신장률, 치수안정도, 인성, 내피로도 및 고무에서의 내열성이 종래의 처리 코드보다 상당히 증진되며, 전술한 특성들의 균형이 양호한 고무 구조물용 보강제를 수득할 수 있다.
본 발명의 폴리에스테르 섬유에 대해 전술한 필요조건, 특히 필요조건 (A), (B), (C)-(a), (C)-(d) 및 (C)-(e)를 만족시키는 경우, 치수안정도 지수가 7.0 내지 8.8%인 처리 코드가 수득도니다.
전술한 필요조건(A), (B), (C), (D) 및 (E) 모두를 만족시키는 경우에는, 본 발명의 폴리에스테르 섬유를 가연시켜 생코드를 형성하는 경우와 접착제를 생코드에 적용시키고 열경화를 수행하는 처리 코드를 형성하는 경우, 강도 저하가 상당히 완화되며, 강도가 6.7g/d이상이고 신장률이 12% 이상인 처리된 코드, 즉 고인성 처리 코드를 수득할 수 있다.
더우기, 전술한 필요조건(A), (B), (C), (D) 및 (E)를 만족시킴으로써, 고무에서의 내피로도가 탁월한 처리 코드를 수득할 수 있다.
그 외에, 전술한 필요조건 (B)-(C)-(b),(C)-(c),(C)-(d) 및 (e)를 만족시키는 경우에는, 가황 고무의 내열성이 탁월한 처리 코드를 수득할 수 있다.
전술한 필요조건(A), (B), (C) 및 (D)를 만족히키고 건조 공기중 150℃에서 30분동안 방치시킨 후에 측정한 건조공기 수축률[△S](%)이 2≤△S≤4.5의 조건을 만족시키는 경우, 내피로도와 고무내에서의 내열성이 탁월한 처리 코드를 수득할 수 있다.
특히 중요한 것은, 전술한 사의 특성중에서 치수안정도를 8.5 내지 1.5로 조절하면, 본 발명의 폴리에스테르 섬유를 가연시켜 생코드를 형성하고, 생코드에 접착제를 적용한 다음, 열경화시켜 처리 코드를 형성하는 경우, 기타의 구조적 필요조건을 갖는 치수안정도 지수의 상승효과 때문에 치수변화는 상당히 낮은 정도까지 조절할 수 있다는 것이다.
전술한 설명으로부터 명백해진 바와같이, 전술한 필요조건을 맞족시키는 경우, 각각의 특성 저하는 필라멘트사를 가연시켜 생코드를 형성하고, 생코드에 접착제를 적용한 다음, 열경화를 수행하여 처리 코드를 형성하고, 고무 보강제로서 특성이 탁월한 처리 코드를 수득할 수 있는 경우, 각각의 필요조건의 상호작용 때문에, 각각의 특성 저하는 상당히 낮은 정도까지 조절할 수 있다.
이제, 본 발명의 폴리에스테르 섬유의 각각의 특성 및 이의 측정법을 기술한다.
(1)고유점도(Ⅳ)
o-클로로페놀(100㎖)중의 중합체 샘플 용액(8g)의 상대점도(ηr)는 25℃에서 오스월드 점도계(Ostwolds viscometer)로 측정하며 Ⅳ는 다음 방정식에 따라 계산한다 :
[수학식 1]
Ⅳ=0.0242ηr+0.2634
여기서, ηr은
Figure kpo00002
로 나타내며, 이때 t는 용액의 침강시간(sec)이고, to은 o-클로로페놀의 침강시간(sec)이며, d는 용액의 밀도(g/cc)이고, do은 o-클로로페놀의 밀도(g/cc)이다.
(2) 비결정 배향함수(fa)
비결정 배향함수(fa)는 다음 방정식으로 계산한다 :
[수학식 2]
Figure kpo00003
여기에서, △n은 복굴절이고, Xc는 결정화도이며,
Figure kpo00004
은 결정의 고유복굴절(0.220)이고,
Figure kpo00005
은 비결정 영역의 고유 복굴절(0.275)이며, fc는 결정 배향함수이다.
광각 X-선 회절계로 측정한 회절 패턴 사진은 평균 배향각도 θ를 결정하기 위하여(010) 및 (100) 회절호의 평균폭에 대하여 분석하며, 결정 배향함수(fc)는 다음 방적식으로 계산한다 :
[수학식 3]
fc=1/2(3cos2θ-1)
복굴절 △n은 광원으로서 D-선을 사용하는 통상의 보상장치의 방법에 따른 편광 현미경으로 측정한다.
(3)결정화도(Xc)
결정화도 Xc는 섬유의 밀도(ρ : g/㎤)를 사용하여 다음 방정식으로 결정한다 :
[수학식 4]
Figure kpo00006
여기에서, ρ는 섬유의 밀도(g/㎤)이고, ρc은 결정역역의 밀도(g/㎤)로 1,455이고, ρa는 비결정 영역의 밀도(g/㎤)로 1.335이다.
밀도 ρ는 n-헵탄과 테트라클로로메탄을 사용하여 밀도구배 튜브 결정법에 따라 25℃에서 측정한다.
(4)강도와 파단 신장률
강도와 파단 신장률은 다음 조건하에서 JIS L-1017에 명문화된 방법에 따라 측정한다(적용된 수지는 처리 코드의 데니어에는 포함되지 않는다).
인장시험기 : 항속 신장형
크로스헤드 속도 : 300㎜/min
샘플 게이지 길이 : 250㎜
대기 : 20℃, 65% RH
꼬임수 : 8회/10㎝
(5) 중간 신장률(ME)
JIS L-1017에 명문화된 방법에 따라, 중간 신장률은 강도와 파단 신장률 측정에 사용된 바와 동일한 인장시험기를 사용하여 측정한다.
원사의 중간 신장률(ME)은 4.5g/d의 하중하에서의 신장률(%)을 의미한다,
생코드 또는 처리 코드의중간 신장률(ME)은 2.25g/d의 하중하에서 신장률(%)을 의미한다.
(6) 건열 수축률(△S)
필라멘트사 샘플을 타래로 감고 20℃ 온도와 65%의 상대습도로 에어 컨디셔닝된 방에서 24시간 이상 동안 방치시키고, 0.1g/d의 하중하에서 측정된 바와 같은 길이 L0의 샘플을 150℃로 유지된 오븐에서 30분 동안 부장력하에 방치한다. 샘플을 오븐에서 꺼내어 정술한 에어 컨디셔닝된 방에서 4시간 동안 방치한다. 이어서, 샘플의 길이 L1을 전술한 바와 동일한 하중하에서 측정한다. 건열 수축률(△S)을 다음 방정식으로 계산한다 :
[수학식 5]
Figure kpo00007
처리 코드의 건열수축률은 오븐속의 온도를 177℃로 변화시키는 것을 제외하고는 전술한 바와 동일한 방법으로 측정한다.
(7) 내피로도(GY 피로수명)
ASTM D-885에 따른 GY 피로검사(Goodyeay Mallory Fatigue Test)에서는, 튜브가 파열하기 전의 시간을 측정한다.
튜브내 코드의 사 수(end count)는 1인치당 30개이며, 가황화는 160℃에서 20분동안 수행한다. 측정조건은 다음과 같다.
튜브내압 : 3.5㎏/㎠G
회전속도 : 850rmp
튜브각 : 90°
(8) 고무에서의 내열성
1500 D/2의 샘플 코드를 코드 1개당 0.75lb의 하중하에서 프레임(frame)에 권취시키고 이 상태로 고정시킨다. 두께가 1.1㎜인 비가황 고무 시트 상부와 하부 사이에서 코드를 파지(gripping)시키고, 50㎏/㎠G(샘플 K1)의 압력하에서 20분동안 160℃에서 가황시키거나 50㎏/㎠G(샘플 K2)의 압력하에서 6시간 동안 160℃에서 가황시킨다. 가황 후에 샘플 각각의 강도를 측정하고, 강도 보유비(고무에서의 내열성)를 다음 방정식으로 계산한다.
[수학식 6]
Figure kpo00008
본 발명에 따른 산업용 폴리에스테르 섬유는 다음 단계를 포함하는 신규한 방법으로 제조한다.
(1) 폴리에스테르 분자쇄의 전체 반복단위중 90몰%가 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지며, 내부에 함유된 첨가제를 포함하는 혼입물질 입자의 직경이 1 내지 10㎛이고 입자의 함량이 200ppm 이하일 정도로 순도가 높은 폴리에스테르를 칩으로로 성형하고 ; 칩을 고상 중합시켜, 고유점도[Ⅳ]가 1.25 내지 1.8이고, 고상 중합반응 도중에 생성되며 용적이 성형 칩의 용적의 65% 이하인 파괴된 칩 조각의 양이 칩의 전체 중량을 기준으로 하여 500ppm 이하인 칩을 수득하고 ; (2) 폴리에스테르 칩을 용융시키고 용융 폴리에스테르를 환상 배열된 압출 오리피스가 3열 이하인 방사구금으로부터 방사하여 필라멘트사를 형성하고 ; (3) 방사된 필라멘트사를 급냉단계 없이, 205 내지 350℃에서 유지되고 방사구금 바로 아래 100 내지 300㎜ 길이의 고온 대기를 통해 통과시켜 서서히 냉각시키고 ; (4) 서서히 냉각된 방사 필라멘트사를 길이가 100㎜ 이상인 냉각 침니에 도입하고, 50 내지 120℃에서 유지된 기체를 15 내지 50m/min의 속도로 통과하는 방사 필라멘트사 주위에 취입시키고 ; (5) 냉각 침니를 통과한 방사 필라멘트사를 1차 방사관에 도입시켜, 방사 필라멘트사중에 존재하는 일부의 연합 기체가 방출되는 동안 방사 필라멘트사를 추가로 냉각시키고 ; 방사 필라멘트사를 하부에 배기장치가 배열된 2차 방사관으로 도입시켜, 일부의 연합기체가 방출되고 2차 방사관내의 기류교란을 방지하면서 방사 필라멘트사를 추가로 냉각시켜 방사 필라멘트사를 완전히 고화시키고 ; (6) 완전히 고화된 방사 필라멘트사를 1,500 내지 2,600m/min의 고속으로 회전하는 테이크-오프 롤에 래핑하여, 테이크-오프 롤을 통과한 후의 방사 필라멘트의 복굴절이 0.025 내지 0.060으로 되도록 한 다음 ; (7) 테이크-오프 롤에 래핑되는 방사 필라멘트사를 권취 롤에 권취하지 않고 직접 다단계 연신영역으로 이동시켜, 방사 필라멘트사를 전체 연신비가 2,2 내지 2.65 이고 1차 연신단계중의 연신비가 1.45 내지 2.00인 다단계로 연신시키고, 동시에, 방사 필라멘트사를 연신하는 동안 연신중에 유체중간물을 적요하여 교락시켜 연신 필라멘트사를 수득하고 ; (8) 연신영역내에 배열된 최종 연신 롤로부터 도출되는 연신 필라멘트사를 교락시키면서, 4 내지 10%의 이완비로 이완처리하고 ; 연신사를 가열하지 않거나 130℃ 미만의 온도에서 가열한 이완 롤에 래핑한 다음 ; 연신된 필라멘트사를 권취 롤에 3,500 내지 5,500m/min의 속도로 권취한다.
본 발명에 따른 산업용 폴리에스테르는 전술한 단계(1) 내지 (8)을 포함하는 방법을 조합하여 제조한다. 이들 단계중에서, 단계(1) 및 (2)의 조합(Ⅰ), 및 단계(2),(30,(4) 및 (5)의 조합(Ⅱ)이 중요하며, 단계(8)과 조합(Ⅰ) 및 조합(Ⅱ)와의 조합이 특히 중요하다. 즉, 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 제조, 방사 필라멘트사와 연합된 기체의 다단계 방출, 연합기체 방출량 조절 및 교락처리와 이완처리의 동시 실행을 조합하는 독특한 방법으로 제조한다.
이제, 본 발명에 따른 산업용 폴리에스테르 섬유의 제법과 산업용 폴리에스테르 섬유의 특성 및 이러한 산업용 폴리에스테르 섬유로부터 제조한 처리 코드의 특성과의 관계, 즉 기능상의 효과를 기술할 것이다.
본 발명에 따른 산업용 폴리에스테르 섬유를 위하여 사용된 폴리에스테르에 있어서, 분자쇄의 전제 반복 단위중 90몰% 이상이 폴리에틸렌 테레프탈레이트로이루어진다. 사용된 폴리에스테르는 에틸렌 테레프탈레이트 단위 이외에, 글리콜(예 : 탄소수 10 이하의 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 헥사히드로-p-크실렌 글리콜) 및 디카복실산(예 : 이소프탈산, 헥사히드로테레프탈산, 아디프산, 세박산 및 아젤라산)으로 부터 독립적으로 유도된 10몰% 이하의 에스테르 단위를 함유할 수 있다.
본 발명에 사용된 폴리에스테르는 첨가제, 예를 들면, 내피로도를 부여하기 위한 첨가제를 포함하는 혼입물질의 입자가 10㎛ 이하이며 이들 혼입물질의 양은 200ppm이하일 정도로 고순도이다. 이러한 고순도 폴리에스테르를 칩으로 성형하고, 칩을 고상 중합반응시키는 고상 중합반응장치로 칩을 운반한다.
운반 및 고상 중합반응 도중에, 운반통로 및 고체 중합반응 장치에 대하여 칩이 충돌함으로써, 약간의 칩이 파괴된다. 따라서, 완충재료를 운반 통로 및 고상 중합반응 장치에 배치하고/하거나 칩 사이에서의 충돌과 칩 파괴가 발생하지 않도록 운반속도를 조절한다.
고상 중합반응 및 용융 방사 상리의 과정 도중에 파괴된 칩 조각이 형성되는 경우, 파괴된 조각 분리 장치를 배치하고, 용적이 성형된 칩 용적의 65% 이하인 파괴된 칩 조작의 양이 용융방사할 칩의 총 중량을 기준으로 하여 500ppm 이하일 정도로 분리한다. 고상 중합반응 조건은 칩의 고유점도(Ⅳ)가 1.25 내지 1.8의 범위내에서 있도록 설정하고, 칩의 고유점도(Ⅳ)는 0.97 내지 1.15의 범위내로 유지시킬 수 있다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트에 포함된 5가지 입자의 양이 200ppm을 초과이고 칩에 혼입된 파괴된 조각의 양이 500ppm을 초과하는 경우, 용융 방사와 연신을 통해 수득한 폴리에스테르 섬유의 강도 및 신장률, 및 이러한 폴리에스테르 섬유로부터 제조한 생코드 및 처리 코드의 강도 및 신장률은 저하되며, 잔털(fluff)및 절단된 필라멘트는 연신단계에서 현저하게 형성될 것이고 높은 연신비로 연신할 수 없게 된다. 이것은 물질의 혼입부분과 파괴된 칩 조각의 용융에 의해 형성된 부분에서 단일 필라멘트 품질이 나머지 필라멘트 부분중의 단일 필라멘트 품질과의 상이하기 때문이다.
칩을 용융방사 및 연신하기 전에 수행된 고상 중합반응에서 칩내의 파괴된 조작의 혼입비가 500ppm을 초과하는 경우, 파괴된 조각의 중합도는 통상의 칩에 수득한 수준 이상으로 상승하여, 수득한 폴리에스테르 섬유은 고유점도(Ⅳ)가 부분적으로 높으며, 이 부분의 강도는 증가하지만 강도-신장률 곱은 감소하며, 1개의 단일 필라멘트의 종방향에서 및 단일 필라멘트 중에서 분산하게 되고, 이 폴리에스테르 섬유로 부터 제조한 처리 코드의 강도 저하가 극심하며 내피로도(GY 피로수명) 향상을 기대할 수 없다.
즉, 폴리에스테르 섬유의 고유점도(Ⅳ)를 0.97 내지 1.5로 조정하고 첨가제를 포함하는 혼합물질의 양을 200ppm 미만으로 조정함으로써, 수득한 폴리에스테르 섬유로부터 처리 코드를 제조하는 경우의 코드 강도는 감소되지 않으며, 강도 보유비와ㅗ 내피로도를 향상시킬 수 있다.
그럼에도 불구하고, 처리 코드의 품질은 단지 폴리에스테르 섬유의 고유점도(Ⅳ), 첨가제를 포함하는 혼입물질의 양 및 파괴된 칩 조각의 양을 조절하는 것만으로는 만족스럽게 향상시킬 수 없다. 이들 요인은 강도 보유비와 내피로도를 향상시키기 위한 필스조건이며, 후술하는 기타의 조건과 이들 필요조건을 합함으로써, 상승효과를 수득하며 본 발명에 따라 으도된 산업용 폴리에스테르 섬유를 수득한다.
고상 중합반응을 통과한 폴리에스테르 칩을 용융방사기와 연신장치에서 용융방사하고 연신시킨다.
방사구금은 환상의 동심원적으로 배열된 압출 오리피스가 3열 이하이어셔, 용융상태의 체류시간, 가열 정도 및 냉각 정도는 방사 필라멘트사를 구성하는 단일 필라멘트 사이에서 균일화된다. 압출 오리피스로부터 압출된 필라멘트사 섬유는 직접 급냉시키지 않지만, 205 내지 350℃로 유지된 고온 대기 영역을 통과하여 서서히 냉각된다.
고온 대기 영역의 길이는 100 내지 300㎜이고, 가열영역은 대기를 확실하게 강려하도록 배치시킨다. 고온 대기는 외부 주위로부터 확실하게 가열하기 위한 가열영역과 경우에 따라, 가열영역 하부에 배치된 비가 열영역을 포함한다.
고온 대기의 온도는 3개 이하의 환, 즉, 방사 필라멘트사 각각의 필라멘트에 의해 형성된 환 형태로 통과 하는 폴리에스테르 필라멘트 중심에서 사실상 측정된다.
고온 대기 영역을 통과한 방사 필라멘트사는 길이가 100㎜ 이상인 냉각 침니(cooling chimney)를 통과 시킨다. 냉각 침니에서는, 50 내지 120℃로 유지된 기체를 방사 필라멘트를 각각의 필라멘트에 의해 형성된 환 주위로 15 내지 50m/min의 속도로 취입시켜 사실상 균이한 조건하에서 각각의 필라멘트를 급냉시킨다. 사용된 기체는, 예를 들면, 공기, 불활성 기체 및 가습 공기중에서 선택된다.
방사 필라멘트사는 가열영역을 통과시킨 다음 전술한 방법으로 냉각 침니를 통과시킴으로써, 방사 필라멘트사의 냉각 구배는 상당히 변화한다.
냉각 침니를 통과한 방사 필라멘트사를 1차 방사관과, 하부에 배기장치가 배열되는 2차 방사관을 통과시킨다. 1차 방사관에서는, 방사 필라멘트사와 연합된 기체가 방출되며 일부의 연합 기체가 기타의 기체로 대체되어 발사 필라멘트사를 점진적으로 냉각시킨다. 2차 방사관에서는, 방사 필라멘트사를 안정한 상태의 2차 방사관 전반부를 통과시키고 일부의 연합 기체는 나머지 후반에서 점진적으로 기타의 기체로 대체된다. 즉, 연합 기체의 다단계 대체가 효과적이며 방사 필라멘트사의 냉각은, 임의의 교란, 즉 방사 필라멘트사 각각의 필라멘트의 변동(fluctuation)을 조절하면서 사실상 균일하게 진행시킨다.
전술한 방사구금내 오리피스 배열, 및 전술한 고온 대기 및 냉각조건을 채택함으로써, 각각 방사된 사로 구성된 필라멘트의 품질은 안정화되며, 폴리에스테르 섬유의 강도-신장률 곱, 치수안정도 지수 및 비결정 배향함수 모두으 필요조건이 만족되며 이 폴리에스테르 섬유로부터 제조된 처리 코드는 강도와 파단 신장률이 높고, 치수안정도 지수 및 내피로도가 만족스럽다.
냉각되고 고화된 폴리에스테르 섬유를 1,500 내지 2,600m/min의 고속으로 회전하는 테이크-오프 롤에 래핑하고, 연속하여 폴리에스테르 섬유를 직접(즉, 권취 롤에 권취하지 않으면서)다단계 연신영역으로 이동시키고 다단계 연신시 전체·연신비는 2.2 내지 2.65이고 1차 연신단계에서는 연신비 1.45 내지 2.00으로 섬유를 연신시키고, 동시에, 폴리에스테르 섬유를 연신시키면서 연신중에 유체 중간물을 사용하여 교락시켜 연신사를 수득한다.
전술한 테이크-오프 롤러의 속도가 1,500m/min 미만인 경우, 연신된 폴리에스테르 섬유의 치수안정도지수는 너무 높아지게 되고 비결정 배향함수도 역시 너무 높아서, 처리 코드의 강도와 신장률은 낮고 내피로도는 저하된다. 테이크-오프 속도가 2,600m/min을 초과하는 경우, 폴리에스테르 섬유의 강도-신장률 곱은 감소되며, 폴리에스테르 섬유로부터 제조한 처리 코드의 고무내에서의 내열성은 불량하다.
1차 연신단계에서 연신비가 1.45 미만인 경우, 단일 필라멘트는 종종 연신 도중에 절단되며 처리 코드의 강도 보유비는 불량하다. 1차 연신단계에서 연신비가 2.00을 초과하는 경우, 단일 필라멘트와 사는 종종 절단되며 원활하게 연신할 수 없게 된다.
전체 연신비가 2.5 미만인 경우, 폴리에스테르 섬오의 강도는 낮고 처리 코드의 강도와 고무에서의 내열성은 불량하다. 전체 연신비가 2.65를 초과하는 경우, 강도는 크지만 폴리에스테르 섬유의 신장률은 낮으며, 처리 코드의강도 감소는 극심하고 신장률과 내피로도는 만족스럽지 못하다.
전술한 방법은 2.2 내지 2.65의 전체 연신비로 연신시키고 최종 연신 롤로부터 도출되는 연신사를, 최종 여닌 롤과 이완 롤 사이에서 교락시키면서 4 내지 10%의 비로 이완시킨다. 이어서, 연신사를 3,500 내지 5,500m/min의 속도로 권취한다. 따라서, 본 발명의 의도한 폴리에스테르 섬유를 수득한다.
이완비가 4% 미만인 경우, 폴리에스테르 섬유의 파단중간 신장률과 파단 신장률은 낮으며, 처리 코드의 파단 신장률 및 내피로도는 불량하다. 이완비가 10%를 초과하는 경우, 폴리에스테르 섬유의 강도는 낮고 중간 신장률은 너무 높아서, 종종 이완 롤에서 및 이온 롤 부근에서 필라멘트가 절단되며, 결과적으로 완전한 일괄처리 비율이 저하된다. 더우기, 폴리에스테르 섬유로부터 제조한 처리 코드의 내피로도와 고무에서의 내열성이 감소한다.
전술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른, 특히 고무 보강제로서 적합한 산업용 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 중축합반응으로부터 방사단계와 연신 및 이완시킨 후에 권취하는 독특한 단계를 조합하여 상승작용을 수득하는 전술한 방법에 의해 제조한다.
이렇게 하여 수득한 사실상 미가연 폴리에스테르 섬유를 고무 보강용으로 사용하는 경우, 1개 또는 다수의 전술한 폴리에스테르 섬유를 합하고 가연시켜 1차 가연사를 형성하고, 이러한 1차 가연사 2개 이상을 합하고 1차 가연방향과는 반대방향으로 가연시켜 최종 가연사, 즉 생코드를 형성한다. 생코드 형성에 있어서, 1차 가연을 위한 꼬임계수(twist coetticiont)는 1,850 내지 2,600이고 최종 가연을 위한 꼬임계수는 1차 가연을 위한 꼬임계수와 동일하거나 거의 동등하며, 생코드의 전체 데니어는 1,600 내지 4,500으로 조정한다. 수득한 생코드는 고강도와 고인성 특성이 탁월하다.
본 발명의 사실상의 미가연 폴리에스테르 섬유를 가연하여 수득한 생코드에 접착제를 적용하고 적어도 230℃ 이상의 온도에서 열경화를 수행하는 경우, 바람직하게는 고무 고주물용 보강제로서 사용하는 치수안정도가 탁월하고 강도와 인성이 높은 처리 코드가 수득된다.
하기 실시예로 본 발명을 설명할 것이다.
실시예 1 내지 231과 비교실시예 1 내지 21
중축합시켜 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고 칩으로 성형한 다음, 칩을 고상 중합시켜 종합도가 높은 폴리에스테르 칩을 수득한다. 중합도, 입자 직경이 10㎛ 이상인 물질의 포함 여부, 고상 중합반응과 칩의 이동시 형성된 파괴된 칩 조작의 크기와 양에 있어서 상이한 각종 칩을 제조하고 용융방사 시험한다.
1쌍의 방사 연신장치를 용융 방사장치로서 사용하고, 이 장치내의 용융 방사기는 압출기이다. 용융 중합체의 온도와 용융 중합체 이동 파이프의 온도를 285 내지 305℃의 범위로 조정하고 용융 방사 영역의 온도는 295 내지 305℃의 범위로 조정하여, 수득한 폴리에스테르 섬유의 고유점도는 0.95 내지 1.19이 된다.
오리피스 직경이 0.60㎜이고 오리피스 수는 240인 방사구금을 사용한다. 방사와 연신조건의 견지에서, 용융 중합체의 압출속도는 402.9 내지 625.5g/min의 범위로 조정하여, 수득한 폴리에스테르 섬유(원사)의 데니어는 약 1,000이 된다.
각각의 칩과 용융 방사 시험조건의 특성은 표 1-(1) 내지 1-(8)에 나타내고 있다.
접착제를 생코드에 적용시키고 열경화시켜 처리 코드를 제조하는 경우, 주로 레조르신올-포리말린 라텍스와 "볼카본드(Volcabond) E"[벌낵스 캄파니(Vulmax Co) 제품]로 이루어진 접착제를 접착제로서 사용하고 생코드는 접착제를 통과시킨다. 접착제 농도(RFL 혼합물중의)를 20중량%로 조정하여, 접착제의 픽업율(pick-up)은 3중량%가 되도록 한다. 접착제를 적용한 후, 160℃로 유지된 건조영역에서 일정한 신장조건하에서 60분 동안 코드를 처리하고, 처리 코드의 중간 신장률이 약 3.5%일 정도의 신장비에서 245℃로 유지된 뜨거운 신장 영역에서 70초 동안 코드를 열신장처리한다. 이어서, 1%의 이완율을 부여하면서 245℃로 유지된 정상화 영역에서 코드를 이완 열처리함으로써 처리 코드를 수득한다.
용융 방사 시험에서 수득된 연신된 필라멘트사의 각각의 물리적 특성은 표 2-(1) 내지 2-(8)에 나타낸다.
표 2-(1) 내지 2-(8)에 나타낸 특성중에서, 미연신 필라멘트사의 복굴절[△n]은 테이크-오프 롤러로부터 권취기에 권취되고 수집된 미연신사에 대하여 측정한다.
표 2-(1) 내지 2-(8)에 나타낸 특성중에서, 고무에서 내열성 피로로도(GY 피로수명)는 처리 코드를 경화시켜 수득한 경화 코드에 대하여 측정한다.
표 2-(1) 내지 2-(8)에 나타내고 원사, 생코드 및 처리된 코드의 특성으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의l 폴리에스테르 섬유의 특성은 탁월하고, 생코드 형성을 우한 가연작동 및 처리된 코드 형성을 위한 침지처리시 특성 변화는 극히 적다. 더우기, 하나의 특성을 개선하는 경우, 비교실시예에서 나타나는 바와 같이 또다른 특성이 저하되는 결점은 본 발명의 폴리에스테르 섬유에서 극복할 수 있으며, 본 발명의 폴리에스테르 섬유의 파단 강도, 파단 신장률, 중간 신장률, 수축률, 치수안정도 지수 및 강도 보유비는 탁월하고, 처리 코드를 경화시켜 수득한 경화 코드의 고무에서의 내열성과 내피로도(GY 피로수명)는 탁월하다. 즉, 이들 특성은 상당히 개선되며 균형이 양호하고, 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 산업용, 특히 고무 보강용으로 적합하다.
그 외에, 표 2-(1),2-(3),2-(5) 및 2-(7)로부터 명백한 바와 같이, Ⅳ가 높은 칩을 사용하여 폴리에스테르 섬유를 제조하는 경우, 사가 형성하는 특성은 가열조건과 냉각조건(예 : 방사구금 아래의 가열영역의 온도와 길이, 및 순환 냉각실의 공기온도, 길이 및 공기속도, 연신 롤의 온도 및 폴리에스테르 섬유를 연신시킨 후의 이완비)에 의해 크게 영향을 받는다. 즉, 절단 섬유의 형성 및 기타의 결점을 조절하면서 양호한 사 특성을 수득하기 위해서는, 뜨거운 공기중 150℃에서 30분 동안의 폴리에스테르 섬유의 수축률(△S)이 2≤△S≤4.5의 범위내에 있는 것이 바람직하다.
[표 1]
Figure kpo00009
*1 제5항에 정의된 고온대기의 길이에 상응하는, 가열영역 및 비가열 영역 둘다의 전체 길이
[표 2]
Figure kpo00010
[표 3]
Figure kpo00011
[표 4]
Figure kpo00012
[표 5]
Figure kpo00013
[표 6]
Figure kpo00014
[표 7]
Figure kpo00015
[표 8]
Figure kpo00016
비교실시예 22
생코드는 일본국 공개특허공보 제58-115117호의 실시예 1의 진행번호 5에 나타낸 특성을 갖는 원사를 공지된 폴리 에스테르 섬유로서 사용하여 제조하고, 실시예 1 내지 21 및 비교실시예 1 내지 21에서와 동일한 조건하에서 생코드를 처리한다. 수득한 처리 코드의 강도는 6.6g/d이고, 파단 신장률은 11.4%이며, 치수 안정도 지수는 8.85%이고, 고무에서의 내피로도는 약 160min이다.
즉, 처리 코드의 강도가 낮고 처리 코드의 치수안정도 지수가 불량하여, 본 발명에서 의도한 바와 같이 특성이 탁월한 처리 코드가 수득되지 않는다. 이는 사 특성 중에서 강도-신장률 곱이 본 발명의 강도-신장률 곱보다 낮기 때문이라고 간주되고 있다.
비교실시예 23
생코드는 일본국 공개특허공보 제53-58031호의 실시예 3의 진행번호 3에 나타낸 사 특성을 가지며, 파단 신장률 7.21%이고 강도-신장률 곱이 24.2인 원사를 공지된 폴리에스테르 섬유로서 사용하여 제조하고, 처리 코드는 실시예 1 내지 21 및 비교실시예 1 내지 21에서와 동일한 방법으로 생코드를 처리하여 제조한다. 수득한 처리 코드의 강도는 5.6g/d이고 치수안정도 지수는 6.8%이다.
처리 코드의 치수안정도 지수가 양호하지만, 처리 코드의 강도는 상당히 낮으며, 본 발명에서 의도한 바와 같이 특성이 탁월한 처리 코드를 수득할 수 없다. 이것은 원사특성 중에서 강도는 높지만 신장률은 본 발명에 기술된 수준보다 훨씬 낮고 강도-신장률 곱이 낮기 때문이라고 간주되고 있다.
비교실시예 24
생코드는 일본국 공개특허공보 제57-154410호의 비교실시예 1에 기재된, 중간 신장률이 4.6%이고 치수 안정도 지수는 14.3이며 비결정 배향함수는 약 0.64인 UY/DY원사를 공지된 폴리에스테르 섬유로서 사용하여 제조하고, 처리 코드는 실시예 1 내지 21 및 비교실시예 1 내지 21에 기술된 바와 동일한 방법으로 생코드를 처리하여 제조한다. 수득한 처리 코드의 강도는 6.54g/d이고, 건열 수축률은 7.6%이며, 치수안정도 지수는 약 12.0%이다, 고무에서의 내피로도는 약 65분이다. 치수안정도 지수는 너무 높아서, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 산업용 폴리에스테르 섬유에서, 폴리에스테르 섬유로 처리 코드를 형성하는 경우, 특성저하는 상당히 적다. 폴리에스테르 섬유의 강도, 파단 신장률, 중간 신장률, 수축률 및 치수안정도는 탁월하며, 이로부터 제조한 처리 코드의 내피로도와 고무에서의 내열성은 탁월하다. 특히, 이들 특성의 균형이 양호한 고무 보강제를 본 발명에 따라 제공할 수 있다. 이들 효과는 산업용 폴리에스테르 섬유중의 말단 COOH 그룹의 농도를 25당량/ton 이하로 조절하는 경우에 증진된다.

Claims (5)

  1. 분자쇄의 전체 반복단위중 90몰% 이상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지며, (A) 고유점도[Ⅳ]는 0.97 내지 1.15이고 ; (B) 비결정성 배향함수[fa]는 0.55 이하이며; (C) 강도[T](g/d), 150℃에서 30분동안 방치시킨 후에 측정한 건열 수축률[△S](%), 4.5g/d의 하중하의 중간 신장률[ME](%) 및 방정식 Y=ME0.81+△S+1.32로 나타낸 치수안정도지수[Y]는 각각
    0.33Y+5.55≤0.33Y+6.50 (a),
    8.0≤T≤9.5 (b),
    8.5≤Y≤10.5 (c),
    5≤ME≤10 (d)및
    2≤△S≤6 (e)로
    정의한 범위내에 있고 ; (D)파단 신장률은 11% 이상이고, [강도(g/d)]×
    Figure kpo00017
    로 정의되는 강도와 신장률의 곱은 30 내지 36이며 ; (E) 섬유는 실질적으로 미가연 멀티필라멘트로 이루어지는 필요조건 모두를 동시에 만족시킴을 특징으로 하는, 산업용 폴리에스테르 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 고온 건조공기중 150℃에서 30분 공안 방치한 후의 수축률(△S)이 2≤△S≤4.5의 범위인 산업용 폴리에스테르 섬유.
  3. 제1항에 있어서, 1개 또는 다수의 폴리에스테르 섬유를 1차 가연(first-twisting)시켜 1차 연사를 형성하고 2개 이상의 1차 연사를 합하여, 1차 가연의 꼬임계수가 1,850 내지 2,600이고 꼬임계수가 1차 가연의 꼬임계수와 동일하거나 유사한 최종 가연을 1차 가연방향과 반대방향으로 적용시킨 최종 연사를 형성함으로써 형성된, 최종 연사의 전체 데니어가 1,600 내지 4,500인 고강도 고인성 생코드(greige cord)형태의 산업용 폴리에스테르 섬유.
  4. 제3항에 있어서, 접착제를 생코드에 적용시키고 접착제가 적용된 생코드를 230℃이상의 온도에서 열경화시킴으로써 형성된, 치수안정도가 탁월한 고강도 고인성 처리 코드 형태이고, 고무 구조물 보강재로서 적합한, 산업용 폴리에스테르 섬유.
  5. (1) 분자쇄의 전체 반복단위중 90몰%가 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지며, 내부에 첨가제가 함유된 혼입물질의 입자 직경이 1 내지 10㎛이고 입자의 함량이 200ppm 이하로 되도록 하는 순도가 높은 폴리에스테르를 칩으로 성형하고 ; 칩을 고상 중합시켜, 고유점도[Ⅳ]가 1.25 내지 1.8이고, 고상 중합반응 도중에 생성되며 용적이 성형 칩의 용적의 65% 이하인 파괴된 칩 조작의 양이 칩의 전체 중량을 기준으로 하여 500ppm 이하인 칩을 수득하고 단계, (2) 폴리에스테르 칩을 용융시키고 용융 폴리에스테르를 환상 배열된 압출 오리피스가 3열 이하인 방사구금으로부터 방사하여 필라멘트사를 형성하는 단계, (3) 방사된 필라멘트사를 급냉단계 없이, 205 내지 350℃에서 유지되고 방사구금 바로 아래 100 내지 300㎜ 길이의 고온 대기를 통해 통과시켜 서서히 냉각시키는 단계, (4) 서서히 냉각된 방사 필라멘트사를, 길이를 100㎜ 이상인 냉각 침니에 도입하고, 50 내지 120℃에서 유지된 기체를 15 내지 50m/min의 속도로 통과하는 방사 필라멘트사 주위에 취입시키는 단계 ; (5) 냉각 침니를 통과한 방사 필라멘트사를 1차 방사관에 도입시키고, 방사 필라멘트사 주위 와 방사 필라멘트사중에 존재하는 일부의 연합 기체가 방출되는 동안 방사 필라멘트사를 추가로 냉각시키고, 방사 필라멘트사를 하부에 배기장치가 배열된 2차 방사관으로 도입시켜, 일부의 연합 기체가 방출되고 2차 방사관내의 기류 교란을 방지하면서 방사 필라멘트사를 추가로 냉각시켜 방사 필라멘트사를 완전히 고화시키는 단계, (6) 완전히 고화된 방사 필라멘트사를 1,500 내지 2,600m/min의 고속으로 회전하는 테이크-오프 롤에 래핑하여 테이크-오프 롤을 통과한 후의 방사 필라멘트의 복굴절이 0.025 내지 0.060으로 되도록 하는 단계, (7) 테이크-오프 롤에 래핑되는 방사 필라멘트사를 권취 롤에 권취하지 않고 직접 다단계 연신영역으로 이동시켜, 방사 필라멘트사를 전체 연신비가 2,2 내지 2.65 이고 1차 연신단계중의 연신비가 1.45 내지 2.00인 다단계로 연신시키고, 동시에, 방사 필라멘트사를 연신하는 동안 연신중에 유체 중간물을 적용하여 교락시켜 연신 필라멘트사를 수득하는 단계 및 (8) 연신영역내에 배열된 최종 연신 롤로부터 도풀되는 연신 필라멘트사를 교락시키면서, 4 내지 10%의 이완비로 이완처리하고, 연신사를 가열하지 않거나 130℃이하의 온도에서 가열한 이완롤에 래핑한 다음, 연신된 필라멘트사를 권취 롤에 래핑하고, 연신된 필라멘트사를 권취 롤에 3,500 내지 5,500m/min의 속도로 권취하는 단계를 포함하여, 산업용 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법.
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