KR930011326B1 - 폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드) 필라멘트사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드) 필라멘트사의 제조방법

본 발명은 고강력 폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드) 필라멘트사의 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 타이어 코드에 사용되는 나일론섬유는 그것의 고무에 대한 접착력이 뛰어나다는 장점이 있는 반면 높은 온도(70∼120℃, 자동차의 주행시 타이어의 온도)에서의 강력 및 탄성율이 급격히 저하되어 타이어의 플랫 스폿(flat spotting)현상(자동차가 주행후 정지하게 되면 타이어의 온도가 90℃ 이상에서 자동차의 하중을 받게 되므로 타이어가 찌그러지는 현상)을 발생시킨다는 단점이 있다.

이러한 단점으로 인하여 높은 온도에서의 역학적 성질이 비교적 우수한 폴리에스테르 섬유나 스틸 코드에 의하여 타이어 코드의 시장을 잠식당하고 있는 실정이다. 그러나 아직 나일론의 타이어 코드 시장점유율이 상대적으로 높을 뿐 아니라 만약 위에서 지적한 단점만 보강된다면 승용차 뿐 아니라 대형버스나 트럭과 같은 대형 자동차의 타이어 코드로서 가장 적합한 소재가 될 것이다.

여러가지 고강력 폴리아미드 필라멘트사가 공지되어 있으며, 다양한 공정에 상업적으로 이용되고 있다.

많은 이러한 폴리아미드사는 고강력에 기인하여 타이어 코드용으로 유용하다.

기존의 고강력 폴리아미드 필라멘트사 제조방법으로는 고분자량의 폴리머를 사용하여 저속방사로 미연신사를 만든 다음 고배율 연신 및 열처리하는 것이 특징이다. (일특공 소 45-26569, 51-44219호)

폴리 헥사 메틸렌 아미프 아미드는 결정화 속도가 폴리에스테르나 폴리 ε-카프로아미드에 비해서 상당히 빠르게 진행되므로 방사구금 아래에서 급속히 냉각시켜서 무정형상태로 유지시켜 고배율 연신을 하여 고강력 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드 필라멘트사를 제조한다.

급속히 냉각시키는 방법으로 냉각풍의 양을 적정 수준 이상으로 하면 사란이 심각하게 발생하므로 조업성이나 물성에 상당히 불리한 영향을 초래하게 된다.

본 발명에서는 위의 문제점을 해결하는 방법으로 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드와 상용성이 우수한 폴리 ε-카프로아미드를 블렌딩하여 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화 속도를 느리게 하므로서, 적정 수준의 냉각 풍속으로도 방사구금 아래에서 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드를 무정형 상태로 유지시켜 고배율 연신을 가능하게 하고 고강력 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드 필라멘트사를 제조하였다.

본 발명은 상술한 바와 같이 기존의 폴리아미드 필리멘트사의 문제점을 해결한 것으로 본 발명의 폴리아미드 필리멘트사는 다음 제조조건을 만족하는 고강력 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드 필라멘트사이다.

상기 조건을 만족하는 폴리아미드 필라멘트사를 제조하기 위해서 본 발명자들은, 분자쇄의 전체 반복단위가 90몰% 이상의 폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드)로 되어 있으며, 황산 상대점도(96%황산, 1% 용액, 25 )가 3.1이상인 나일론 66폴리머와 상용성이 우수한 폴리 ε-카프로 아미드를 1∼10wt% 첨가하여 혼합하여 블렌딩 칩을 만든 다음 이 블렌딩칩을 이용하여 700mpm이하의 방사속도로 저속방사하여 고배율 연신 및 열처리하여 강도가 10.0g/d이상 절단신도가 18% 이상인 나일론 66필라멘트사를 제조하였다.

본 발명에 있어서 황산 상대점도(96% 황산, 1% 용액, 25℃)가 3.1이상인 폴리머를 사용한다.

황산 상대점도가 3.1이하인 폴리머를 사용할 때는 형태안정성인 측면에서는 양호하나 강도 저하 및 인성(Toughness) 저하가 심하여 바람직하지 못하다.

본 발명에서는 필라멘트사의 강도를 10.0g/d이상으로 하기 위하여 나일론 66에 폴리 ε-카프로 아미드를 1∼10wt% 첨가하여 혼합한 블렌딩 칩을 사용하여야 한다.

만약 1wt% 이하의 폴리 ε-카프로 아미드를 첨가하면 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화 속도에 영향을 주기에는 양이 부족하다.

또한 10wt% 이상의 폴리 ε-카프로 아미드를 첨가하면 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화를 방해하여 고강력사를 제조할 수 없다.

왜냐하면 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드가 고강력사가 되기 위해서는 충분하게 잘 배향된 결정구조가 존재하고 또한 결정간의 가교결합을 시켜줄 수 있는 타이체인의 수가 많아야 한다. 필요이상의 폴리 ε-카프로 아미드를 첨가하면 오히려 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화를 방해할 뿐만 아니라 결정 크기도 감소시킨다.

본 발명에서는 방사속도를 700mpm이하로 방사하여 다단으로 고배율 연신하여야 한다. 만약 방사속도가 700mpm이상이면 방사구금 아래에서 배향 결정화가 일어나므로 다단으로 고배율 연신할 수 없다.

본 발명에서는 강도가 10.0g/d이상이어야 한다.

나일론 66필라멘트사는 바이어스 타이어에 코드사로서 주로 사용되고 있으므로 타이어 1본당 소요되는 타이어 코드지의 중량을 줄여 타이어를 경량화할 수 있고 제조원가 측면에서도 유리하다. 이를 위해서는 기존의 나일론 66필라멘트사(강도 9.5g/d)보다 5% 이상 강도가 증가하면 제조공정에서 코드지 중량을 줄일 수 있다.

본 발명에서는 절단신도가 18% 이상이어야 한다.

타이어 코드사로 사용되기 위해서는 내피로성이 우수하여야 한다. 위의 조건을 만족하기 위해서는 절단신도가 18% 이상이어야만 한다.

본 발명에서는 고강력 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드 필리멘트사를 제조할 수 있는 방법으로 소량의 폴리 ε-카프로 아미드를 혼합하여 방사하므로 기존의 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드 필라멘트사를 방사할때 발생하는 빠른 결정화 속도로 인한 고배율 연신이 불가능하여 강도가 낮아진다는 문제를 극복할 수 있다는 장점이 있으므로 타이어 코드용으로서의 고강력 소재로 적합하다고 할 수 있다.

이하 실시예 및 비교예에 의해 더욱 상세히 설명한다.

단, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1∼2, 비교예 1∼3]

황산 상대점도 3.3(96% 황산, 1% 용액)인 폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드) 중합체에 폴리 ε-카프로 아미드를 첨가하여 혼합하여 블렌딩 칩을 만든 다음, 287℃로 용융하여 직경 0.25mm, L/D 1.5인 구금홀을 210개 가지는 스피너렛으로 압출하였다. 구금직하부에는 길이 300mm이고, 온도가 320℃인 가열통을 설치하였으며, 가열통 밑에는 16℃ 냉각풍 분위기로 하였다. 원사는 직접 방사연신하였으며, 방사속도는 ＜표 1＞에 명시되었다.

최종 원사의 섬도는 1.260데니어가 되도록 토출량을 조절하였다. 그 결과를 ＜표 1＞에 나타내었다.

[표 1]

＜표 1＞에서 나타난 바와 같이 본 발명에서는 폴리 ε-카프로 아미드 첨가량이 1∼10wt%일 때만 고배율 연신법으로 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 강도를 10.0g/d 이상으로 할 수 있다.

만약 폴리 ε-카프로 아미드의 첨가량이 1wt% 이하이면 방사시 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화 속도를 느리게 하기에는 양이 충분하지 못하다.

위의 표의 비교예 2에 나타난 것처럼 교배율이 불가능하여 높은 강도를 얻을 수 없다.

또한 15wt%의 폴리ε-카프로 아미드를 첨가하면 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화를 방해하여 고강력사를 제조할 수 없다. 왜냐하면 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드가 고강력사가 되기 위해서는 충분하게 잘 배향된 결정구조가 존재하고 또한 결정간의 가교결합을 시켜줄 수 있는 타이 체인(tie chain)의 수가 많아야 한다.

필요 이상의 폴리 ε-카프로 아미드를 첨가하면 오히려 폴리 헥사 메틸렌 아디프 아미드의 결정화를 방해할 뿐만 아니라 결정 크기도 감소시킨다.

Claims (1)

1. 분자쇄의 전체 반복단위가 90몰% 이상의 폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드)로 되어 있으며, 황산 상대점도(96% 황산, 1% 용액, 25℃)가 3.1이상인 나일론 66폴리머에 폴리 ε-카프로 아미드를 1∼10wt% 첨가하여 용융한 후, 700mpm 이하의 방사속도로 저속방사, 연신 및 열처리함을 특징으로 하는 강도가 10.0g/d이상, 절단신도가 18% 이상인 폴리(헥사 메틸렌 아디프 아미드) 필라멘트사의 제조방법.