KR101586554B1

KR101586554B1 - 합성 섬유

Info

Publication number: KR101586554B1
Application number: KR1020137032722A
Authority: KR
Inventors: 후미아키 이세; 신고 미즈노
Original assignee: 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2016-01-18
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: KR20140007010A; EP2752510A4; EP2752510B1; JPWO2013084322A1; MX352851B; MX2014001491A; EP2752510A1; CN103597131B; US9845068B2; US20140265279A1; JP5253685B1; CN103597131A; WO2013084322A1

Abstract

본 발명의 목적은, 섬유 밀도나 통기도 등의 물성이 균일한 직물에 이용하기 위한, 씨실 삽입 안정성이 우수한 고밀도 고속 제직에 알맞은 합성 섬유를 제공하는 것으로, 본 발명의 합성 섬유는, 섬도가 200 dtex∼720 dtex이며, 중간 하중 탄성률의 평균값이 75 cN/dtex를 넘어 150 cN/dtex 미만이고, 상기 중간 탄성률의 변동 계수가 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 합성 섬유이다.

Description

합성 섬유{SYNTHETIC FIBER}

본 발명은 고밀도 고속 제직된 직포의 균일성을 개량하기 위한 합성 섬유에 관한 것이다. 특히, 에어백용으로 이용하는 직포의 통기도 균일성의 개량을 위해 이용되는 합성 섬유에 관한 것이다.

합성 섬유는 고밀도 직물로 함으로써 각종의 자재 용도가 있다. 그 중에서도 에어백 용도는 중요하다.

에어백 장치는, 탈것의 충돌 사고에 있어서 탑승자를 구속하는 안전 장치이다. 에어백 장치는 충돌 센서와 가스 발생기인 인플레이터와 에어백으로 이루어진다. 에어백은 합성 섬유의 직물로 이루어지고, 인플레이터의 추진약의 반응에 있어서의 열에 견디며, 수십 밀리초로 전개하여, 전개한 백의 팽창 가스로 탑승자의 돌입 에너지를 흡수하는 기능을 달성한다.

에어백은, 전개 시나 탑승자 돌입 시에 백 파손되지 않는 기계 특성이 필요하며, 고밀도의 직물에 의해 필요한 기계 특성을 만족하는 물성 설계를 한다. 직물의 섬유 밀도의 균일성은 기계 특성의 균일성을 지지하는 요인으로서, 섬유 밀도 균일성 향상의 요구가 있다.

또한, 에어백은 가스에 의해 순식간에 전개할 필요가 있고, 될 수 있는 한 비통기인 것이 바람직하며, 수지나 엘라스토머의 코팅 피막을 마련한 코팅 직물을 이용하거나, 고밀도임으로써 저통기이도록 짜여진 논코팅 직물이 이용된다. 직물의 통기도의 균일성은, 에어백의 작용 특성의 균일화로 된다. 또한, 가스에 의해 순식간에 전개될 때에, 통기도 불균일에 의한 국소적인 가스 통기는, 전개 응력의 국소 집중이 되어, 에어백의 백 파손의 원인이 되는 경우가 있어, 통기도 균일성 향상의 요구가 있다.

고밀도 직물의 고속 제직에서는, 날실을 직기에 공급할 때에, 날실과 바디나 종광(heddle)의 마찰이 매우 심해져, 날실이 흐트러져 날실의 개구가 실질적으로 불충분해져, 씨실이 순조롭게 삽입되지 않아 직물 결점이나 기계 멈춤이 되는 경우가 있었다. 이 때문에, 날실에 풀칠하거나, 날실을 유지분이나 공기 교락으로 집속시키거나 하여, 날실의 흐트러짐을 막는 것이 알려져 있다.

하기 특허문헌 1에는, 씨실의 집속성을 개선함으로써 제직성의 개선이 되는 것이 개시되어 있다. 그러나, 고밀도 직물을 고속 제직할 때에 직포의 물성을 균일하게 유지할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 즉, 고속의 무북 직기에 있어서의 씨실 삽입에 관해서, 노즐측으로부터 노즐 반대측에 도달시킴으로써 기계 멈춤이 없어졌다고 해도, 씨실 비주성(飛走性)에 관해서는, 도달 속도 변동이 현저해져, 직물 성상의 균일성이 손상된다고 하는 문제가 발생하고 있다.

최근, 에어백 용도에 있어서는, 세섬도이며 고강도인 합성 섬유를 이용하여 직물의 경량화를 도모하는 개발이 행하여지고 있지만, 세섬도일수록 고밀도가 필요하며, 그 때문에, 보다 고속으로의 제직이 요구되고 있다. 또한, 고밀도임으로써 저통기이도록 짜여진 논코팅 직물은, 통기성의 균일성을 확보하는 것이 곤란하였다. 에어백 용도에 있어서는, 섬유 밀도의 균일성이나 통기도의 균일성이 에어백 성능에 직결하기 때문에, 보다 세섬도이며 고강도인 합성 섬유에 있어서, 고속 제직에 있어서의 직물의 물성 균일성을 개선하는 것이 요구되게 되었다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-126796호 공보

본 발명의 목적은, 고밀도 고속 제직에 알맞은 합성 섬유를 제공하는 것으로, 특히, 섬유 밀도나 통기도 등의 물성이 균일한 직물을 얻기 위한, 씨실 삽입 안정성이 우수한 합성 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 특정 물성의 합성 섬유를 이용함으로써 고속 제직 시의 씨실 삽입 안정성이 개량되고, 균일한 직물 물성을 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 이루기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하와 같다.

(1) 섬도가 200 dtex∼720 dtex이며, 중간 하중 탄성률의 평균값이 75 cN/dtex를 넘어 150 cN/dtex 미만이고, 상기 중간 하중 탄성률의 변동 계수가 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 합성 섬유.

(2) 중간 하중 탄성률의 평균값이 80 cN/dtex를 넘어 120 cN/dtex 미만인 상기 (1)에 기재된 합성 섬유.

(3) 중간 탄성 신도의 평균값이 10％∼12％인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 합성 섬유.

(4) 필라멘트수가 65개∼200개인 상기 (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(5) 비교락부 길이의 평균값이 10 ㎜∼65 ㎜인 상기 (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(6) 교락부 길이의 평균값이 20 ㎜ 이하, 상기 비교락부 길이의 변동 계수가 30％ 이하인 상기 (5)에 기재된 합성 섬유.

(7) 비등수 수축률이 5.5％ 이상인 상기 (1)∼(6) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(8) 비등수 수축률이 7.0％ 이상인 상기 (7)에 기재된 합성 섬유.

(9) 인장 강도가 8.5 cN/dtex 이상인 상기 (1)∼(8) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(10) 합성 섬유가 폴리아미드 섬유인 상기 (1)∼(9) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(11) 방사 구금으로부터 방출(紡出)한 사상(絲狀)을 냉연신 및 열연신으로 이루어지는 다단 연신한 후에 다단 강온 열고정하는 상기 (1)∼(10) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(12) 에어백용 직물에 이용하는 상기 (1)∼(11) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유.

(13) 상기 (1)∼(11) 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유로 이루어지는 에어백 기포(基布).

(14) 상기 (13)에 기재된 에어백 기포로 이루어지는 에어백.

본 발명의 합성 섬유는, 고속 제직성이 우수하고, 특히 씨실 삽입의 안정성이 우수하며, 고밀도 직물로 하였을 때에, 섬유 밀도 균일성이나 통기도 균일성이 우수하다. 또한, 본 발명의 합성 섬유로부터 얻어진 직물은, 에어백 직물로서 섬유 밀도 균일성이나 통기도 균일성이 우수하기 때문에, 균일한 에어백을 얻을 수 있으며, 백 파손이 없는 신뢰성이 높은 에어백을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 합성 섬유를 제조하는 장치의 일례를 설명하는 도면이다.
도 2는 종래의 합성 섬유를 제조하는 장치의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 종래의 합성 섬유를 제조하는 장치의 다른 일례를 설명하는 도면이다.
도 4는 실 가닥을 물에 침지하였을 때의 교락부와 비교락부를 설명하는 도면이다.
도 5는 중간 하중 탄성률을 구하기 위한 하중-신장 곡선을 설명하는 도면이다.
도 6은 실시예에서 이용한 원형 모의 에어백을 설명하는 도면이다.

이하, 본원 발명에 대해서 구체적으로 설명한다.

본 발명의 합성 섬유는 폴리아미드나 폴리에스테르의 멀티 필라멘트로 이루어지는 장섬유인 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 폴리아미드 섬유이며, 융점이 높고, 열용량도 크기 때문에, 에어백을 화약 전개하는 경우에 내용융성에 의한 내버스트성이 우수하다. 예컨대, 폴리아미드6, 폴리아미드6·6, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드6·10, 폴리아미드6·12, 폴리아미드4·6, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 섬유를 들 수 있다. 그 중에서도, 주로 폴리헥사메틸렌아디파미드 섬유로 이루어지는 폴리아미드6·6 섬유가 바람직하다. 폴리헥사메틸렌아디파미드 섬유란 100％의 헥사메틸렌디아민과 아디프산으로 구성되는 융점이 250℃ 이상인 폴리아미드 섬유를 가리킨다. 본 발명의 폴리아미드6·6 섬유는, 융점이 250℃ 미만이 되지 않는 범위에서, 폴리헥사메틸렌아디파미드에 폴리아미드6, 폴리아미드6·I, 폴리아미드6·10, 폴리아미드6·T 등을 공중합, 혹은 블렌딩한 폴리머로 이루어지는 섬유여도 좋다.

본 발명에 있어서는, 합성 섬유의 섬도는 200 dtex∼720 dtex이다. 200 dtex 이상이면 자재 용도의 직물로 한 경우, 충분한 기계 물성을 갖는다. 720 dtex 이하이면, 무북 직기로 800 rpm 이상의 고속 제직을 할 때에, 씨실 삽입하는 데 있어서 반송 중량이 지나치게 무거워서 추종할 수 없는 경우가 없다. 하한에 관해서는 더욱 바람직하게는 220 dtex 이상이며, 또한, 상한에 관해서는 더욱 바람직하게는 500 dtex 이하이고, 특히 바람직하게는 450 dtex 이하이다.

본 발명에 있어서는, 섬유의 인장 시험에 있어서의 물성이 중요하다. 섬유의 인장 시험에 있어서 얻어지는 「하중-신장」 곡선으로부터, 인장 탄성을 JISL1017(7. 8 초기 인장 저항도)의 계측 방법의 기재에 기초하여 구할 수 있다. JISL1017에서는 인장 초기의 인장 탄성을 구하고 있지만, 인장 시험의 인장 초기에 한정되지 않고, 인장 초기부터 파단에 이르는 모든 신장 영역에서 인장 탄성을 구하면, 「인장 탄성-신장」 곡선을 얻을 수 있다. 이 곡선은, 통상, 인장 초기에 작은 극대를 나타내고, 이어서, 파단까지의 중간의 신장 영역에서 인장 탄성의 최대값을 나타내며, 그 후, 탄성값이 감소하여 파단에 이르는 거동을 나타낸다. 본 발명의 합성 섬유의 중간 하중 탄성률의 평균값은 75 cN/dtex를 넘으며 150 cN/dtex 미만이다. 중간 하중 탄성률(cN/dtex)이란, 「인장 탄성-신장」 곡선에서의 인장 탄성의 최대값이다. 중간 하중 탄성률이 높기 때문에, 고속의 씨실 삽입에 대한 섬유의 응답이 좋으며, 씨실 삽입의 도달 시간이 짧다. 즉, 고속 제직성이 우수하다. 직기에 있어서의 씨실의 노즐 반대측에의 도달 시간을 직기의 동작의 타이밍인 크랭크각으로 평가하면, 중간 하중 탄성률이 높으면, 보다 작은 크랭크각에서의 도달이 관측된다. 크랭크각이 작으면, 고속 제직에 대하여 씨실 삽입을 양호하게 추종하고 있다고 판단할 수 있다. 즉, 중간 하중 탄성률이 높은 것이, 제직 시의 크랭크각을 낮추는 것에 기여한다. 중간 하중 탄성률의 평균값이 75 cN/dtex를 넘으면, 보다 작은 크랭크각으로 낮추는 것에 기여한다. 더욱 바람직하게는 80 cN/dtex를 넘는 것이며, 가장 바람직하게는 85 cN/dtex를 넘는 것이다. 한편, 중간 하중 탄성률의 평균값은, 다른 특성 및 제조 비용 등을 고려하면, 합성 섬유에서는 실질적으로 150 cN/dtex 미만이 바람직하다. 또한 고품위인 섬유로서는, 중간 하중 탄성률의 평균값은 120 cN/dtex 미만이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 후술의 방법에 의해 구하는 중간 하중 탄성률의 변동 계수는 5％ 이하인 것이 바람직하다. 직기에 있어서의 씨실의 노즐 반대측에의 도달 시간을 직기의 동작의 타이밍인 크랭크각으로 평가하면, 중간 하중 탄성률의 변동 계수가 작을수록, 씨실의 노즐 반대측에의 도달 시간의 변동은 작아지고, 크랭크각의 값의 변동은 작아진다. 중간 하중 탄성률의 변동은 없는 편이 바람직하다. 씨실의 노즐 반대측에의 도달 시간이 변동되지 않으면, 씨실은 균일한 삽입 조건으로 주입되고 있다.

씨실은 워터 제트 직기이면 물방울의 흐름에 의해, 에어 제트 직기이면 압기의 공기의 흐름에 의해 반송 주입되어, 씨실이 비주한다. 이러한 반송 주입을 행하면, 순간적인 주입에 의해, 신장하면서 노즐 반대측에 도달하고, 날실이 교차하여 바디침(beating)되어 직물이 된다. 이때, 중간 하중 탄성률의 변동이 씨실 삽입 시의 씨실의 신장도의 차가 되며, 직성(織成)된 직물의 피륙 폭의 차가 되어, 제직 이후의 가공을 거쳐 섬유 밀도차가 생기거나, 통기도차가 생기게 된다. 중간 하중 탄성률의 변동 계수가 5％ 이하로 적을수록 섬유 밀도 불균일이나, 통기도 불균일이 적어진다. 보다 바람직하게는 3％ 이하이다. 중간 하중 탄성률의 평균값이 높으면 높을수록 중간 하중 탄성률의 변동 계수에 따른 직물 물성의 균일성에의 영향이 크기 때문에, 중간 하중 탄성률을 높인 합성 섬유에서는, 종래보다 중간 하중 탄성률의 변동 계수를 낮추는 것이 직물 물성의 균일성에 있어서 유효하다. 중간 하중 탄성률의 변동 계수를 낮춤으로써, 직물 중의 통기도 불균일이 적어져, 고압 가스 전개에서 상대적으로 고통기의 부위에 가스 누설이 집중함으로써, 백의 버스트에 이르는 사태를 회피할 수 있다. 합성 섬유의 중간 하중 탄성률의 변동 계수는, 다른 특성 및 제조 비용 등을 고려하면, 실질적으로 0.1％ 이상이다.

본 발명에 있어서는, 인장 탄성의 최대값을 나타낼 때의 신도, 즉 중간 탄성 신도의 평균값이 10％∼12％가 바람직하다. 전술한 중간 하중 탄성률의 평균값이 높은 것에 더하여, 중간 탄성 신도의 평균값이 작으면, 고속의 씨실 삽입에 대한 섬유의 응답이 좋으며, 씨실 삽입의 도달 시간이 짧다. 즉, 고속 제직성이 우수하다. 직기에 있어서의 씨실의 노즐 반대측에의 도달 시간을 직기의 동작의 타이밍인 크랭크각으로 평가하면, 중간 탄성 신도의 평균값이 12％ 이하이면, 보다 작은 크랭크각에서의 도달이 관측된다. 크랭크각이 작으면, 고속 제직에 대하여 씨실 삽입을 양호하게 추종하고 있다고 판단할 수 있다. 보다 바람직하게는, 중간 탄성 신도의 값이 11.5％ 미만이다. 중간 탄성 신도의 평균값은, 다른 특성 및 제조 비용 등을 고려하면, 합성 섬유에서는 실질적으로 10％ 이상이 바람직하다. 고품위인 섬유로서는, 중간 탄성 신도의 평균값은 10.5％ 이상이 보다 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유의 필라멘트수는 65개∼200개가 바람직하다. 필라멘트수가 65개 이상이면, 물방울의 흐름이나 공기의 흐름의 씨실 반송류에 대하여, 필라멘트 표면에서의 유체 마찰에 의한 반송 효율이 높으며, 씨실 삽입 속도가 빠르다. 즉, 크랭크각이 작으며, 고속 제직에 추종하기 쉽다. 보다 바람직하게는 70개 이상이고, 한층 더 바람직하게는 80개 이상이다. 필라멘트수가 200개 이하이면, 멀티 필라멘트에 교락을 부여하기 위한 에어 교락의 에너지 이용이 좋아, 균일하고 양호한 교락이 부여되기 때문에 유리하다. 보다 바람직하게는 150개 이하이다.

본 발명에서는, 교락부 길이의 평균값이 20 ㎜ 이하, 비교락부 길이의 평균값이 10 ㎜∼65 ㎜, 비교락부 길이의 변동 계수가 30％ 이하가 바람직하다.

본 발명에 있어서의 합성 섬유의 교락은, 수침법에 의해 측정되는 교락부 길이가 20 ㎜ 이하 2 ㎜ 이상인 것이 바람직하다. 교락부 길이가 20 ㎜ 이하이면, 씨실 삽입을 행할 때, 씨실 반송류 즉 물방울 흐름이나 공기 흐름의 물이나 공기의 포함성이 뒤떨어지거나, 비주 부족에 의한 제직 트러블을 유발하는 경우가 거의 없다. 보다 바람직하게는 10 ㎜ 이하이며, 한층 더 바람직하게는 5 ㎜ 이하이다. 교락부 길이가 2 ㎜ 이상이면, 날실로서 요구되는 집속성을 만족하게 된다. 비교락부 길이는 10 ㎜ 이상 65 ㎜ 이하가 바람직하다. 비교락부 길이가 10 ㎜ 이상이면, 씨실 삽입을 행할 때, 씨실 반송류, 즉, 물방울 흐름이나 공기 흐름의 물이나 공기의 포함성이 뒤떨어지거나, 비주 부족에 의한 제직 트러블을 유발하는 경우가 없다. 보다 바람직하게는 30 ㎜ 이상이다. 비교락부 길이가 65 ㎜ 이하이면, 실 가닥의 길이 방향에 있어서 단사 길이의 변동을 발생시켜 버리기 때문에, 제직 중의 실 잘림이나 보풀의 발생을 촉진하거나 하는 경우가 없다. 또한, 물방울 흐름이나 공기 흐름을 탄 씨실의 단사 확대에 의해 겉보기의 씨실 단면이 지나치게 커지는 일이 없고, 따라서, 개구하고 있는 날실에 간섭하여 씨실 비주 시간이 변동되는 일이 없다. 보다 바람직하게는 60 ㎜ 이하이다. 후술하는 방법에 의해 구해지는 비교락부 길이의 변동 계수는 30％ 이하가 바람직하다. 비교락부 길이의 변동 계수가 30％ 이하이면, 제직 시에 실 가닥의 흩어짐이나 이완이 증대하여 기계 멈춤이나 직물 결점이 되는 경우가 거의 없다.

본 발명의 합성 섬유의 비등수 수축률은, 5.5％ 이상이 바람직하다. 비등수 수축률이 5.5％ 이상 있으면, 제직 후의 가공 공정에서 직물을 수축시켜, 직물의 완성을 고밀도로 하는 것에 기여할 수 있다. 본 발명의 합성 섬유의 비등수 수축률은, 7.0％ 이상이 보다 바람직하다. 비등수 수축률이 7.0％ 이상 있으면, 제직 후의 가공 공정에서 직물을 수축시켜, 직물 기계 물성의 변동의 균일화에 기여할 수 있다. 특히 바람직하게는 7.5％ 이상이다. 고강도의 합성 섬유의 비등수 수축률은, 다른 특성 및 제조 비용 등을 고려하면, 실질적으로 13.0％ 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 12.0％ 이하이며, 한층 더 바람직하게는 11.0％ 이하이다.

본 발명의 합성 섬유의 오일제 부착율은 0.6 wt％∼1.5 wt％인 것이 바람직하다. 1.5 wt％ 이하이면, 끈적거림(점성)에 의해 씨실이 비주하기 어렵다고 하는 일이 거의 없다. 또한, 교락에 의한 단사 집속 이상으로 단사 집속이 지나치게 좋아 겉보기 단면적이 감소함으로써 씨실 반송 매체인 공기나 물이 씨실 반송력을 잃어 가는 경우가 거의 없다. 즉, 크랭크각이 현저하게 커지는 일이 없다. 한편, 0.6 wt％ 이상이면, 적절한 마찰 저감 효과에 의해 원활하게 씨실 공급되기 때문에, 크랭크각이 변동하는 일이 없다.

본 발명의 합성 섬유의 인장 강도는 8.5 cN/dtex 이상이 바람직하다. 인장 강도가 8.5 cN/dtex 이상으로 높으면, 직물의 기계 특성 향상에 기여하여, 제사(製絲)할 때에 중간 하중 탄성률을 올리기 위해서도 유리하다. 보다 바람직하게는, 9.0 cN/dtex 이상이며, 가장 바람직하게는 9.5 cN/dtex 이상이다. 합성 섬유의 인장 강도는, 다른 특성 및 제조 비용 등을 고려하면, 실질적으로 10.5 cN/dtex 이하이다.

본 발명에 따른 합성 섬유를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 섬유를 제조하는 설비의 일례를 나타내는 설명도이다. 우선, 용융 상태의 폴리머는 스핀 헤드(1)라고 불리는 방사기의 일부에 의해 온도 균일화되어, 방사 구금(2)으로부터 방출된다. 방출된 폴리머는, 냉각 챔버(3)로부터의 냉풍에 의해 고화되어 실 가닥을 형성한다. 각 엔드에 통합된 실 가닥은, 그 후, 급유 롤러(4)를 갖는 급유 장치에서 마무리제가 부여된 후, 인수 롤러(21), 제1 롤러(22)부터 제5 롤러(26)로 이루어지는 롤러군에 의한 연신 공정으로 진행한다. 즉, 실 가닥은 롤러(21)에 의해 소정의 속도로 인수된 후 약간의 긴장력으로 제1단 롤러에 유도되고, 제1단 롤러(22)로부터 다단의 가열 연신 롤러(23 및 24)에 의해 연신된 후, 다단의 냉각 롤러(25 및 26)를 지나, 실길 규제 가이드(Yarn Passage Regulating Guide)(9)를 통하여 교락 부여 장치(10)에 공급되어, 권취기(11)로 권취된다.

본 발명에 있어서, 연신 공정은, 열 롤을 이용하는 것이 바람직하고, 롤과 실의 접촉 길이의 설계로 전열에 의한 온도 제어가 충분해지도록 할 수 있다. 본 발명에 적합한 다단 연신은, 우선, 제1 단계의 냉연신을 행한다. 제1단 롤러(22)와 제2단 롤러(23) 사이의 냉연신은, 제1 단계 연신을 150℃ 미만으로 온도 설정하고, 제1 단계 연신비를 전체 연신비에 대하여 25％ 내지 55％가 되는 배분율로 연신하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 30％ 내지 50％이며, 한층 더 바람직하게는 35％ 내지 45％이다. 제1 단계의 연신비는, 예컨대, 3배 미만이며, 보다 바람직하게는 2.8배 이하, 한층 더 바람직하게는 2.5배 이하로 할 수 있다. 전체 연신비에 대한 제1 단계 연신비의 배분을 적게 억제하고, 제2 단계의 연신비의 배분을 많게 함으로써, 보다 고강도로 중간 탄성 신도를 낮게 억제한 섬유 물성을 안정적으로 발현할 수 있다. 또한, 고강도로 높은 열수축률을 갖는 실의 연신 공정을 안정적으로 행할 수 있다. 제1 단계의 냉연신은 다단으로 행하여도 좋고, 150℃ 미만의 온도 설정으로 순서대로 연신 온도를 올리면서 연신하면 좋다. 제1 단계의 냉연신에서는, 냉연신 롤 온도(도면의 예시에서는 제1단 롤러)는, 방출사(紡出絲)의 무수 유리 전이점으로부터 더욱 약 60℃ 저온까지의 사이의 온도로 설정하는 것이 연신 개시점 위치를 고정하기 위해 바람직하다. 예컨대, 제1단 연신의 롤러 온도 설정은, 20℃ 내지 90℃이며, 보다 바람직하게는 50℃를 넘어 80℃까지이고, 한층 더 바람직하게는 60℃를 넘어 70℃까지이다. 또한, 잇달아 설정 온도를 올려 최고로 150℃ 미만까지, 보다 바람직하게는 120℃까지 순차 온도를 올려 다단 연신하여도 좋다. 제2 단계의 열연신은, 제2단 롤러(23)와 제3단 롤러(24) 사이에서 실시하며, 제2단 롤러를 150℃ 이상으로 설정하여 전체 연신비에 이를 때까지 연신한다. 제2 단계의 열연신은 다단으로 행하여도 좋고, 150℃ 이상의 온도 설정으로 순서대로 연신 온도를 올리면서 연신하면 좋다. 전체 연신비는 원하는 인장 강도 물성이 발현되도록 설정하면 좋다. 예컨대, 5배 내지 6배 정도이다. 제2 단계의 열연신에서는, 연신 롤 온도를 연신사(延伸絲)의 정해진 길이 구속 융점보다 약 30℃ 저온의 온도를 최고 온도로 하여 150℃ 이상의 연신을 하는 것이 바람직하고, 고연신을 위해서 될 수 있는 한 고온이 바람직하다. 예컨대, 열연신 롤 온도(도면의 예시에서는 제2단 롤러)는 바람직하게는 180℃ 내지 240℃이며, 보다 바람직하게는 200℃ 내지 220℃이다. 또한, 잇달아 설정 온도를 올려 240℃까지, 보다 바람직하게는 230℃까지 순차 온도를 올려 다단 연신하여도 좋다.

제1단 연신비를 전체 연신비에 대하여 25％ 내지 55％가 되는 배분으로 안정적으로 연신하기 위해서는, 연신사 가닥을 연신롤 상에서 미끄러지게 하기 위해, 제2단 연신의 개시의 연신롤의 표면 조도를 크게 하면 좋다. 표면 조도는 Ra로 2.0 ㎛ 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 2.0 ㎛∼5.0 ㎛이며, 한층 더 바람직하게는 3.0 ㎛∼5.0 ㎛이다.

열연신 이후의 롤러는 열고정 공정이며, 다단으로 순차 온도를 내리면서 폴리머 배향 구조를 열고정하여 권취하는 것이 본 발명의 특징이다. 도 1의 예시에서는, 제3단 롤러(24)까지로 열연신을 완료하고, 제3단 롤러(24)부터 제5단 롤러(26)를 이용하여 권취까지 3단계로 열고정한다. 제3단 롤러(24)는 열고정 공정을 시작하는 온도이며, 열고정 공정 중에서 최고 온도로 한다. 이 제3단 롤러(24) 온도는, 연신사의 정해진 길이 구속 융점보다 약 30℃ 저온의 온도를 최고 온도로 하여, 최종 열연신 온도, 즉, 제2단 롤러(23) 온도에 대하여 플러스 30℃ 내지 마이너스 50℃의 범위가 바람직하다. 제4단 롤러는, 제3단 롤러에 대하여 저온으로 하고, 그 온도차를 10℃ 내지 60℃로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 20℃ 내지 50℃, 한층 더 바람직하게는 30℃ 내지 40℃이다. 제5단 롤러는, 더욱 온도를 내려, 150℃ 미만의 온도로 하고, 바람직하게는 140℃ 내지 100℃로 하여, 제4단 롤러와의 온도차를 10℃ 내지 60℃로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20℃ 내지 50℃, 한층 더 바람직하게는 30℃ 내지 40℃이다. 이와 같이, 열고정 공정에 있어서, 적어도 2단계, 보다 바람직하게는 3단계 이상으로 강온하는 다단 강온 열고정을 행하는 것이 본 발명의 특징이다. 계속해서 권취기(11)로 권취해 간다. 제3단 롤러(24)부터 제5단 롤러(26) 사이에서는, 적절하게 완화시키지만, 각 롤러 속도비를 1.0 내지 0.90으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0 내지 0.94로 한다. 열고정 공정에서의 전체의 완화의 속도비는 1.0 내지 0.90으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 완화 속도비를 될 수 있는 한 크게 하여 긴장을 유지하고, 열고정 공정에서는 배향 구조를 될 수 있는 한 유지함으로써 중간 하중 탄성률을 높이며, 또한, 중간 탄성 신도를 낮게 억제할 수 있다.

또한, 열연신 완료 후에, 제3단 롤러(24)의 온도 설정을 제2단 롤러(23)까지의 열연신 온도에 대하여 저온 설정하면, 저온으로 할수록 비등수 수축률을 크게 할 수 있다. 이와 같이 다단으로 순차 온도를 내리면서 열고정함으로써, 섬유의 열수축이 안정화하여 중간 하중 탄성률의 변동 계수를 내릴 수 있으며, 중간 하중 탄성률이 높고, 또한, 중간 탄성 신도를 낮게 억제한 섬유 물성을 얻을 수 있다. 제5단 롤러(26)(최종 롤러)와 권취기 사이에서도 1.0 내지 0.85의 속도비의 완화 처리를 할 수 있다. 한편, 제5단 롤러(26)(최종 롤러)의 온도를 저온으로 함으로써, 권취기(11)와의 사이의 권취 장력을 낮게 억제하여 교락 부여의 효율을 올려, 장력 변동을 없애 교락의 균일성도 개선할 수 있다. 최종 롤러의 온도는, 바람직하게는 150℃ 이하로 실온(비가열)까지이며, 보다 바람직하게는 140℃ 이하로 80℃까지이다.

급유 장치로 부여되는 마무리제는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 제사 공정에 있어서의 실 가닥의 연신이 원활하게 행해지도록 평활성이 우수하며, 또한 내열성을 갖는 것이 실 가닥 품위, 산업 자재 용도의 관점에서 바람직하다. 이러한 특성을 만족하는 마무리제 조성으로서는, 예컨대, 2가 지방산 에스테르 화합물, 알킬렌옥사이드를 함유하는 2가 지방산 에스테르 화합물, 다가 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 및 알킬렌옥사이드를 함유하는 다가 알코올알킬렌옥사이드 부가물 등을 주성분으로 하는 마무리제가 바람직하게 이용된다. 마무리제는 광물유 등으로 희석된 것, 수계의 에멀젼 등 전혀 한정되지 않고 이용되지만, 후속 공정에 있어서의 물과의 상용성을 고려하였을 때에는 에멀젼인 것이 바람직하다. 마무리제의 부여율은 0.6 중량％∼1.5 중량％까지 등 적절하게 부여할 수 있다. 씨실 비주성을 높이기 위해, 마무리제에 의한 끈적거림을 피하여 부여율을 0.6 중량％∼1.0 중량％로 하는 것도 바람직하다.

교락 부여 장치(10)의 상류부와 하류부에는 실 주행을 안정시키기 위한 실길 규제 가이드(9)가 마련된다. 이들과 교락 부여 장치의 교락 노즐부로 규정되는 실 주행 각도를 1°∼10°의 범위로 유지하는 것은 변동이 적은 교락사(交絡絲)를 얻는 데 있어서 바람직한 방법이다. 교락 부여 장치는, 교락 노즐에 의해 압축 유체를 실 가닥에 분사하는 공지의 장치를 이용할 수 있다. 실 가닥에의 압축 유체는, 0.5 ㎾∼3.5 ㎾의 에너지로 공급을 하는 것이 바람직하다.

비교락 길이가 너무 길지 않도록 압축 유체 에너지를 0.5 ㎾ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또한, 비교락 길이의 변동도 억제된다. 압축 유체 에너지를 높이면 비교락 길이는 줄어든다. 비교락 길이가 너무 짧지 않도록 압축 유체 에너지를 3.5 ㎾ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 압축 유체 에너지를 너무 높지 않게 하는 것은, 비교락 길이의 변동을 억제하는 것도 된다.

압축 유체의 공급 에너지는, 공급압(㎫)과 사용 유량(N㎥/hr)의 곱에 의해 산출할 수 있고, 공급압 및 교락 노즐의 유체 도입구 직경을 임의로 선택함으로써, 상기 공급 에너지의 범위를 만족시킬 수 있다.

본 발명의 다단 열고정법에서는, 제5단 롤러(26)(최종 롤러)와 권취기(11) 사이의 권취 장력의 변동은 적으며 안정화된다. 또한, 제5단 롤러(26)(최종 롤러)와 권취기(11) 사이의 권취 장력을 0.1 cN/dtex∼0.3 cN/dtex의 범위가 되도록 조정함으로써, 본 발명의 교락사는 그 교락부가 안정된 변동이 적은, 특히 비교락 길이의 변동이 적은 것이 됨과 동시에, 패키지를 풀림새할 때의 장력 변동을 최소한으로 할 수 있어, 패키지의 풀림새성도 우수하다.

본 발명의 합성 섬유는, 워터 제트 직기, 에어 제트 직기, 레이피어 직기, 다상 직기 등 각종 직기로 직물을 짤 수 있다. 특히 800 rpm 이상의 고속 제직에 적합하다.

제직 후는 정련 공정에서 유분을 제거하여도 좋고, 정련 공정을 생략하여도 좋다. 직물을 온수나 열풍 처리하여 수축시켜도 좋다. 이 수축 공정에서 직물의 폭 방향이나 반대 길이 방향에 대해서 장력 제어하거나, 치수 변화율을 조정시켜도 좋다. 직물의 폭 방향의 장력 제어나 치수 변화율 제어는 피륙 전체 길이로 일률 설정되기 때문에, 씨실 삽입 시의 중간 하중 탄성률의 변동에 유래하는 직물 물성의 불균일의 완화는 한정적인 것이 된다.

본 발명의 합성 섬유는, 고밀도 직물로 하는 것에 알맞으며, 커버 팩터가 2000 내지 2500인 직물, 보다 바람직하게는 2200 내지 2500인 직물로 할 수 있다. 또한, 커버 팩터는 {날실 밀도(개/2.54 ㎝)×(날실 섬도(dtex))^1/2+씨실 밀도(개/2.54 ㎝)×(씨실 섬도(dtex))^1/2}이다.

본 발명의 합성 섬유를 이용한 직물은, 고밀도 직물로 하여 논코트 에어백용으로 이용할 수도 있다. 또한, 수지나 엘라스토머를 코팅하여 코팅 에어백용으로 이용할 수도 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것이 아니다. 또한, 명세서 본문 및 실시예에서 이용하는 물성의 정의 및 측정 방법은 다음과 같다.

(1) 섬도, 인장 강도

JIS L 1017 7.3 및 7.5에 따라 측정하였다. 또한, 인장 강도는, 시료에 8회/10 ㎝의 꼬임을 걸어, 시료 길이 250 ㎜, 인장 속도 300 ㎜/분으로 측정한 값이다.

(2) 중간 하중 탄성률, 중간 하중 탄성률의 변동 계수, 중간 탄성 신도

JIS L 1017 7.8항에 기재된 초기 인장 저항도를 응용하여 얻은 도 5에 나타내는 하중-신장 곡선으로 구하였다. 7. 8항에서는 하중-신장 곡선의 원점 가까이에서의 접선각의 최대점으로부터 인장 저항도를 구하여 초기 인장 저항도로 하고 있지만, 본 발명에서는 이것 대신에, 원점과 절단 하중 사이의 대략 중간 지점에서 관측되는 접선각의 최대점(C)으로부터 인장 저항도를 구하고, 이것을 중간 하중 탄성률(R)로 하였다. 즉, 중간 하중 탄성률(R)은 하기 식으로 나타내어진다.

R=F/(L`/L×d)

여기서, F는 C 지점에서의 하중(cN)이며, L은 시료 길이이고, L`는 C 지점의 수선(垂線)과 신장축의 교점(H)과, 접선과 신장축의 교점(T)과의 사이의 길이(T-H)이며, d는 섬도(dtex)이다. 또한, 접선각의 최대점(C)에 있어서의 신도(H)를 중간 탄성 신도로 하였다.

중간 하중 탄성률의 변동 계수(CV)는 하기 식으로 나타내어진다. CV값이 높을수록, 변동이 큰 것을 나타낸다.

CV(％)=(s/X)×100

여기서, s는 표준 편차이며, X는 평균값이다. 중간 하중 탄성률의 평균값과 변동 계수는, 권취사의 실 길이 방향으로 임의로 50시료 샘플링하고, 각각의 시료에 대해서 상기 방법에 의해 중간 하중 탄성률을 구하며, 평균값과 표준 편차를 산출하여, 구하였다.

(3) 교락부 길이，비교락부 길이

교락수 측정용의 수욕 배스는, 길이 1.0 m, 폭 20 ㎝, 높이(수심) 15 ㎝의 크기이며, 공급구로부터 공급된 물은 배스로부터 일류(溢流)에 의해 배수된다. 즉, 항상 새로운 물을 약 500 ㏄/분의 유량으로 공급함으로써 측정 배스 내의 물을 새롭게 한다. 수침법에 의해 실 가닥의 교락수를 측정할 때, 도 4에 나타내는 바와 같이 수면에 펼쳐진 실 가닥의 교락부의 길이(a) 및 비교락부의 길이(b)를 스케일로 측정한다. 이들 측정을 25회 반복하여 평균값을 구하였다.

(4) 비교락부 길이의 변동 계수(CV)

상기 (3)항에서 측정한 비교락부 길이에 대해서 이하의 계산으로 구하였다. CV값이 높을수록, 변동이 큰 것을 나타낸다.

CV(％)=(s/X)×100

여기서, s는 표준 편차이며, X는 평균값이다.

(5) 비등수 수축률

JIS L 1017 8.14에 따라 측정하였다.

(6) 마무리제 부착률

JIS L 1017 7.16에 따라 측정하였다.

(7) 제직 평가

DORNIER사 제조 에어 제트 직기 AS 타입(AWS4/J280)으로 900 rpm의 속도로 평직을 짜고, 씨실 삽입에 있어서의 노즐 반대측에의 도달 타이밍을, 직기 동작의 타이밍인 크랭크각으로 검출하였다. 크랭크각은, 54,000회의 씨실 주입 데이터로부터 평균값과 변동 계수(CV)를 구하였다. 변동 계수(CV)는 하기 식으로 계산하였다.

CV(％)=(s/X)×100

여기서, s는 표준 편차이며, X는 평균값이다.

또한, 제직 시의 기계 멈춤에 있어서, 날실의 집속성에 따른 결점이 원인으로 기계 멈춤한 것과, 씨실의 비주성에 따른 결점이 원인으로 기계 멈춤한 것을 구별하여, 씨실 원인의 기계 멈춤 빈도(회/대/일)를 다음 기준으로 평가하였다.

○: 3회/대/일 이하의 기계 멈춤

△: 10회/대/일 이하의 기계 멈춤

×: 10회/대/일을 넘는 기계 멈춤

(8) 통기도 평가

Porous Metrials, Inc. 제조 Capillary Flow Porometer(CFP-1200AEX)를 이용하여, 직물로부터 직경이 25 ㎜인 측정용 시료를 채취하고, GalWick 침지액으로 공기압 0부터 200 ㎪까지 웨트업/드라이업 통기량 커브를 그려 100 ㎪에 있어서의 통기도를 구하며, 임의로 선택한 10개소의 시료의 측정으로부터 변동 계수(CV)값을 하기 식에 따라 구하였다.

CV(％)=(s/X)×100

여기서, s는 표준 편차이며, X는 평균값이다.

(9) 에어백 팽창압 평가

직경 30 ㎝의 팽창 사이즈를 확보할 수 있는 원형상으로 직물을 재단하고, 이것을 2장 접합하는 형식으로, 도 6의 (a)에 나타낸 모의 에어백을 봉제하였다. 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상기 에어백에는 100 ㎜×80 ㎜의 가스 도입구를 마련하고, 도입구의 에어백 접합 개소의 일부를 통형상으로 된 가스 분출구에 삽입하여, 가스가 새지 않도록 밀폐 고정하였다.

가스 분출구로부터 900 L/분의 공기를 도입하고, 팽창 압력(㎪)을 계측하여, 팽창 시의 가스 누설성을 평가하였다.

(10) 에어백 버스트 평가

전항과 동일한 모의 에어백에 대해, 도 6의 (b)∼(d)에 나타내는 바와 같이, 가스 도입구를 중심으로 하여, 좌우에 반원형으로 넓어지는 모의 에어백을 중심을 향하여 각각이 중첩되지 않도록 접은 후, 가스 도입구의 반대측으로부터 도입구측을 향하여 10 ㎝ 간격으로 3회 절첩하였다.

전개성 평가를 970 ㏄ 탱크압 15 ㎫의 고압 압축 헬륨 가스로 10회 실시하고, 에어백을 대략 보아 검사한 결과, 다음 기준으로 내버스트성을 평가하였다.

○: 버스트(백 파손), 봉제 구멍 모두 없음

△: 버스트 없음, 1 백 이상에서 봉제 구멍 있음

×: 1 백 이상의 버스트 있음

(11) 조도

표면 거칠기 측정기(코사카(주) 제조, 서프레코더 SE-40D)를 이용하여, JIS B 0651의 촉침식 표면 거칠기 측정의 기준에 준하여 측정한 값으로, 중심선 평균 거칠기(Ra)를 측정하였다.

[실시예 1]

도 1에 나타내는 장치에 의해, 통상법의 중합 방법으로 얻어진 90％ 포름산 상대 점도가 80인 나일론66 폴리머를 300℃에서 용융 후, 스핀 헤드(1)에 의해 온도 균일화시켜, 구멍수 72의 방사 구금(2)에 의해 토출하여, 직접 방사 연신 프로세스에 의해 권취하여, 470 dtex, 72 필라멘트의 폴리아미드66 섬유를 제사하였다. 즉, 토출된 나일론66 폴리머는, 냉풍 챔버(3)로 냉각 고화되어 실 가닥을 형성한 후, 급유 롤러(4), 인수 롤러(21), 제1 롤러(22)부터 제5 롤러(26)를 순차 통과시키며, 실길 규제 가이드(9)로 실 주행을 안정시킨 후, 교락 부여 장치(10)로 실 가닥에 교락을 부여하여 권취하였다.

각 롤러의 온도는, 인수 롤러(21)를 실온으로, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 200℃, 제3 롤러(24)를 220℃로 하였다. 제4 롤러(25)가 180℃, 제5 롤러(26)가 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 2.25배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 2.55배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 4.0 ㎛이다. 열고정에서는, 제4 롤러/제3 롤러 속도비가 1.0, 제5 롤러/제4 롤러 속도비가 0.99, 제5 롤러부터 권취기는 속도비가 0.94가 되도록 완화하여 권취하였다. 교락 부여 장치는, 제5 롤러(26)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 기재한다.

얻어진 폴리아미드66 섬유를 DORNIER사 제조 에어 제트 직기 AS 타입(AWS4/J280)으로 900 rpm의 속도로 평직 직물을 얻었다. 제직 공정에서, 씨실의 비주성에 따른 크랭크각을 평가하였다. 크랭크각은 작게 안정되어 있으며 평가 결과를 표 1에 아울러 나타내었다.

얻어진 직물은 80℃의 연속 정련으로 정련하여, 170℃의 텐터로 직물 이송의 오버 피드 4％, 직물 폭을 1％의 폭 넣기로 열 셋팅하고, 날실 및 씨실의 섬유 밀도를 2.54 ㎝당 55개×55개인 직물을 얻었다. 이것을 논코팅 직물로 하여, 통기도 불균일을 평가하고, 공기 통기에 의한 팽창압으로 가스 누설을 평가하며, 또한, 고압 가스 전개에 의한 버스트 거동을 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 함께 나타내었다. 팽창압은 높으며 가스 누설이 적고, 또한, 통기도 불균일이 작으며, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 2]

방사 공정의 열고정에서, 제5 롤러/제4 롤러 속도비를 1.00, 제5 롤러로부터 권취기에의 속도비를 0.93으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

중간 하중 탄성률의 평균값이 오르고, 제직의 크랭크각은 보다 작게 안정되며, 논코팅 직물의 통기도 불균일은 작고, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 3]

방사 공정에 있어서의 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여를 0.42 ㎫로 공기 공급 에너지를 1.04 ㎾로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

중간 하중 탄성률의 변동이 약간 커지고, 제직의 크랭크각의 변동이 약간 커지지만, 통기도 불균일은 작으며, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 4]

방사 공정에 있어서 구멍수 140의 방사 구금으로 방사한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

제직의 크랭크각은 작고, 논코팅 직물의 통기도 불균일도 작으며, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 5]

방사 공정에 있어서 구멍수 180의 방사 구금으로 방사한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

[실시예 6]

방사 공정에 있어서의 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여를 0.2 ㎫로 공기 공급 에너지를 0.53 ㎾로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

제직의 크랭크각이 약간 작아지는 한편, 기계 멈춤이 약간 많다. 크랭크각의 변동이 약간 커지지만, 통기도 불균일은 작고, 내버스트 성능도 안정되어 있다.

[실시예 7]

방사 공정의 열고정에서, 제4 롤러 온도를 200℃, 제5 롤러/제4 롤러 속도비를 0.99로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

비등수 수축률이 내려가고, 제직의 크랭크각은 작게 안정되며, 논코팅 직물의 통기도 불균일은 약간 크지만, 내버스트 성능은 안정되어 있었다.

[실시예 8]

방사 공정에 있어서, 급유 롤러에서의 마무리제 부여량을 늘려 1.6％로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

제직의 크랭크각이 약간 커지고, 변동도 약간 증가하지만, 논코팅 직물의 통기도 불균일은 작고, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 9]

방사 공정에 있어서 구멍수 60의 방사 구금으로 방사한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

제직의 크랭크각은 커지고, 변동도 약간 증가한다. 논코팅 직물의 통기도 불균일이 약간 크지만, 내버스트 성능은 대략 안정되어 있었다.

[실시예 10]

방사 공정에 있어서 섬도를 235 dtex로 하고, 제직 가공한 섬유 밀도를 날실 씨실 모두 75개/2.54 ㎝로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

중간 하중 탄성률의 평균값이 약간 크지만, 제직의 크랭크각은 작고, 논코팅 직물의 통기도 불균일은 작으며, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 11]

방사 공정의 열고정에서, 제3 롤러 온도를 210℃, 제4 롤러 온도를 190℃, 제5 롤러/제4 롤러 속도비를 0.99, 제5 롤러로부터 권취기로의 속도비를 0.96으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

비등수 수축률이 오르고, 제직의 크랭크각은 작게 안정되며, 논코팅 직물의 통기도 불균일은 작고, 내버스트 성능도 안정되어 있었다.

[실시예 12]

방사 공정에 있어서의 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여를 0.15 ㎫로 공기 공급 에너지를 0.29 ㎾로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등과 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

비교락 길이가 약간 커지고, 제직의 크랭크각의 변동이 약간 커지며, 통기성 변동에 영향을 끼치고 있다. 고압 가스 전개 평가는, 약간 신뢰성이 뒤떨어지지만 내버스트 성능을 갖는다.

[실시예 13]

도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 방사하였다. 각 롤러의 온도는, 인수 롤러(21)를 실온으로, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 200℃, 제3 롤러(24)를 210℃로 하였다. 제4 롤러(25)가 180℃, 제5 롤러(26)가 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 2.15배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 2.55배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 4.0 ㎛이다. 열고정에서는, 제4 롤러/제3 롤러 속도비가 1.0, 제5 롤러/제4 롤러 속도비가 0.99, 제5 롤러로부터 권취기로의 속도비가 0.94가 되도록 완화하여 권취하였다. 교락 부여 장치는, 제5 롤러(26)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

얻어진 폴리아미드66 섬유를 이용하여 실시예 1와 동일하게 제직 가공하고, 섬유 밀도가 날실 씨실 모두 55개/2.54 ㎝의 논코팅 직물을 얻었다. 얻어진 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

씨실의 비주성에 따른 크랭크각은 조금 크며, 그 변동도 조금 크지만, 제직성은 안정적이다. 통기도 불균일은 약간 크며, 고압 가스 전개에 의한 버스트 거동은, 약간 신뢰성이 뒤떨어지지만 내버스트 성능을 갖는다.

[비교예 1]

도 2에 나타내는 장치를 이용하였다. 통상법의 중합 방법으로 얻어진 90％ 포름산 상대 점도가 80인 나일론66 폴리머를 300℃에서 용융 후, 스핀 헤드(1)에 의해 온도 균일화시켜, 구멍수 72의 방사 구금(2)에 의해 토출하여, 직접 방사 연신 프로세스에 의해 권취, 470 dtex, 72 필라멘트의 폴리아미드66 섬유를 제사하였다. 즉, 토출된 나일론66 폴리머는, 냉풍 챔버(3)로 냉각 고화되어 실 가닥을 형성한 후, 급유 롤러(4), 인수 롤러(21), 제1 롤러(22)부터 제4 롤러(25)를 순차 통과시켜, 실길 규제 가이드(9)로 실 주행을 안정시킨 후, 교락 부여 장치(10)로 실 가닥에 교락을 부여하여 권취하였다.

각 롤러의 온도는, 인수 롤러(21)를 실온, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 220℃, 제3 롤러(24)를 180℃로 하였다. 제4 롤러(25)가 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 3.55배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 1.60배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 1.5 ㎛이다. 열고정은, 제4 롤러/제3 롤러 속도비를 1.0으로 하였다. 제4 롤러로부터 권취기에는 속도비가 0.92가 되도록 완화하여 권취하였다. 교락 부여 장치는, 제4 롤러(25)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

얻어진 폴리아미드66 섬유를 이용하여 실시예 1과 동일하게 제직 가공하고, 섬유 밀도가 날실 씨실 모두 55개/2.54 ㎝인 논코팅 직물을 얻었다. 얻어진 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

냉연신 비율이 많기 때문에, 섬유 물성은 중간 하중 탄성률의 평균값이 작고, 중간 탄성 신도의 평균값도 크다. 고연신의 제사 공정이 약간 불안정하며, 보풀이 많다. 제직 공정에서는, 기계 멈춤이 약간 많았다. 중간 하중 탄성률의 평균값이 작기 때문에, 제직의 크랭크각이 크고, 팽창의 가스 누설은 많다. 냉연신 비율이 많기 때문에, 크랭크각의 변동도 크다. 논코팅 직물의 통기도 불균일은 크고, 통기 불균일이 크기 때문에 내버스트 성능은 불안정하였다.

[비교예 2]

도 3에 나타내는 장치를 이용하였다. 통상법의 중합 방법으로 얻어진 90％ 포름산 상대 점도가 80인 나일론66 폴리머를 300℃에서 용융 후, 스핀 헤드(1)에 의해 온도 균일화시켜, 구멍수 72의 방사 구금(2)에 의해 토출하여, 직접 방사 연신 프로세스에 의해 권취, 470 dtex, 72 필라멘트의 폴리아미드66 섬유를 제사하였다. 즉, 토출된 나일론66 폴리머는, 냉풍 챔버(3)로 냉각 고화되어 실 가닥을 형성한 후, 급유 롤러(4), 인수 롤러(21), 제1 롤러(22)부터 제3 롤러(24)를 순차 통과시켜, 실길 규제 가이드(9)로 실 주행을 안정시킨 후, 교락 부여 장치(10)로 실 가닥에 교락을 부여하여 권취하였다.

각 롤러의 온도는, 인수 롤러(21)를 실온, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 220℃, 제3 롤러(24)를 180℃로 하였다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 3.55배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 1.60배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 1.5 ㎛이다. 열고정은, 제3 롤러/권취기 속도비를 0.94로 하였다. 교락 부여 장치는, 제3 롤러(24)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

얻어진 폴리아미드66 섬유를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 제직 가공하고, 섬유 밀도가 날실 씨실 모두 55개/2.54 ㎝의 논코팅 직물을 얻었다. 얻어진 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

냉연신 비율이 많고, 덧붙여 열고정의 이완 공정이 1단뿐이기 때문에, 이완 속도비를 조절하여, 긴장을 높인 열고정을 하였지만, 섬유 물성은 중간 하중 탄성률의 평균값이 작고, 중간 탄성 신도의 평균값도 크다. 팽창의 가스 누설은 보다 많다. 냉연신 비율이 많기 때문에, 제직의 크랭크각이 크고, 변동도 보다 크다. 논코팅 직물의 통기도 불균일은 보다 크고, 내버스트 성능은 불안정하였다.

[비교예 3]

비교예 1과 마찬가지로, 도 2에 나타내는 장치를 이용하여 방사를 행하였다. 인수 롤러(21)를 실온, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 180℃, 제3 롤러(24)를 170℃로 하였다. 제4 롤러(25)는 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 3.55배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 1.65배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 1.5 ㎛이다. 열고정은, 제4 롤러/제3 롤러 속도비를 1.0으로 하고, 제4 롤러로부터 권취기에는 속도비가 0.96이 되도록 완화하여 권취하였다. 교락 부여 장치는, 제4 롤러(25)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

얻어진 폴리아미드66 섬유를 이용하여, 실시예 1와 동일하게 제직 가공하여, 논코팅 직물을 얻었다. 얻어진 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

이완 속도비의 조절에 의해, 비교예 1에 비교하여 긴장을 더욱 높인 열고정을 함으로써, 중간 하중 탄성률의 평균값이 크고, 중간 탄성 신도의 평균값이 작아졌다. 팽창의 가스 누설도 적다. 그러나, 장력 완화의 안정화가 불완전하며 중간 하중 탄성률의 변동은 크다. 제직의 크랭크각은 작지만, 변동이 크다. 논코팅 직물의 통기도 불균일은 크고, 내버스트 성능은 불안정하다.

[비교예 4]

비교예 1과 마찬가지로, 도 2에 나타내는 장치를 이용하여 방사를 행하였다. 인수 롤러(21)를 실온, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 210℃, 제3 롤러(24)를 180℃로 하였다. 제4 롤러(25)는 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 3.55배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 1.60배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 1.5 ㎛이다. 열고정에서는, 제4 롤러/제3 롤러 속도비를 1.0로 하고, 제4 롤러로부터 권취기에는 속도비가 0.93이 되도록 완화하여 권취하였다. 교락 부여 장치는, 제4 롤러(25)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

얻어진 폴리아미드66 섬유를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 제직 가공하여, 논코팅 직물을 얻었다. 얻어진 직물의 평가 결과 등을 표 1에 나타낸다.

이완 속도비에 의해, 비교예 3에 비교하여 긴장을 낮춘 열고정을 하였다. 중간 하중 탄성률의 평균값이 작아지고, 변동도 작아졌다. 그러나, 중간 탄성 신도의 평균값은 커졌다. 팽창의 가스 누설이 많다. 논코팅 직물의 통기도 불균일은 크고, 내버스트 성능은 불안정하다.

[비교예 5]

비교예 1과 마찬가지로, 도 2에 나타내는 장치를 이용하여 방사를 행하였다. 인수 롤러(21)를 실온, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 220℃, 제3 롤러(24)를 180℃로 하였다. 제4 롤러(25)는 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 3.45배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 1.45배의 연신이다. 제2 롤러의 표면 조도는 1.5 ㎛이다. 열고정에서는, 제4 롤러/제3 롤러 속도비를 1.0으로 하고, 제4 롤러로부터 권취기에는 속도비가 0.92가 되도록 완화하여 권취하였다. 교락 부여 장치는, 제4 롤러(25)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

냉연신 비율이 많고, 총연신비도 낮기 때문에, 얻어진 폴리아미드66 섬유의 중간 하중 탄성률의 평균값이 보다 작고, 중간 탄성 신도의 평균값도 크다. 한편, 중간 하중 탄성률의 변동은 작다. 팽창의 가스 누설은 많다. 얻어진 섬유의 강도는 8.0 cN/dtex이며, 강도가 작음에도 불구하고 버스트에는 이르지 않지만, 구멍이 관측되고, 가스 누설이 지나치게 많기 때문이다. 따라서 쿠션 기능은 기대할 수 없다.

[비교예 6]

도 2에 나타내는 장치를 이용하였다. 통상법의 중합 방법으로 90％ 포름산 상대 점도가 80인 나일론66 폴리머를 300℃에서 용융 후, 스핀 헤드(1)에 의해 온도 균일화시켜, 구멍수 72의 방사 구금(2)에 의해 토출하여, 직접 방사 연신 프로세스에 의해 권취, 470 dtex, 72 필라멘트의 폴리아미드66 섬유를 제사하였다. 즉, 토출된 나일론66 폴리머는, 냉풍 챔버(3)로 냉각 고화되어 실 가닥을 형성한 후, 급유 롤러(4), 인수 롤러(21), 제1 롤러(22)부터 제4 롤러(25)를 순차 통과시켜, 실길 규제 가이드(9)로 실 주행 안정시킨 후, 교락 부여 장치(10)로 실 가닥에 교락을 부여하여 권취하였다.

각 롤러의 온도는, 인수 롤러(21)를 실온, 제1 롤러(22)를 65℃, 제2 롤러(23)를 230℃, 제3 롤러(24)를 200℃로 하였다. 제4 롤러(25)가 140℃이다. 연신 배분은, 제1 롤러/인수 롤러 속도비가 1.01배의 긴장이며, 제2 롤러/제1 롤러의 연신비가 2.00배, 제3 롤러/제2 롤러의 연신비가 2.55배의 연신이다. 열고정에서는, 제4 롤러/제3 롤러 속도비를 1.0으로 하고, 제4 롤러로부터 권취기에는 속도비가 0.91이 되도록 완화하여 권취하였다. 제2 롤러(23)의 표면 조도는 Ra로 4.0 ㎛로 크게 하였다. 교락 부여 장치는, 제4 롤러(25)와 권취기(11) 사이에 설치하고, 교락 부여 장치에의 압축 공기의 부여는 0.3 ㎫로 공기 공급 에너지는 0.74 ㎾로 하였다. 마무리제의 부여량은 1.0 중량％였다. 얻어진 폴리아미드66 섬유의 물성 등을 표 1에 나타낸다.

연신비 배분으로 냉연신비를 내리고, 또한 연신롤 표면 조도를 조정함으로써, 고연신의 제사 공정이 안정화되어, 보풀이 감소하였기 때문에, 제직 공정에서는, 기계 멈춤이 적고 안정적이었다. 열고정에 있어서 이완 정도가 크기 때문에, 중간 하중 탄성률의 평균값이 작고, 백의 팽창압은 낮으며, 에어 누설이 많다. 제직의 크랭크각이 크고, 그 변동은 억제 경향이지만, 논코팅 직물의 통기도 불균일이 약간 크고, 에어 누설도 많아, 버스트가 발생한다.

본 발명은 고밀도 직물을 직성하는 데 알맞은 합성 섬유를 제공하는 것으로, 본 발명의 합성 섬유는 고속 제직에 적합하다. 또한, 본 발명의 합성 섬유는 에어백 용도의 직물에 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 합성 섬유는 고강도 섬유로서, 균일한 섬유 밀도, 균일한 저통기성을 갖는 코팅 또는 논코팅 에어백용 직물로서 이용할 수 있다.

1 스핀 헤드
2 방사 구금
3 냉풍 챔버
4 급유 롤러
9 실길 규제 가이드
10 교락 부여 장치
11 권취기
21 인수 롤러
22 제1 롤러
23 제2 롤러
24 제3 롤러
25 제4 롤러
26 제5 롤러
a 실 가닥의 교락부 길이
b 실 가닥의 비교락부 길이

Claims

섬도가 200 dtex∼720 dtex이며, 중간 하중 탄성률의 평균값이 75 cN/dtex를 넘어 150 cN/dtex 미만이고, 상기 중간 하중 탄성률의 변동 계수가 5％ 이하이고, 중간 탄성 신도의 평균값이 10％∼12％인 것을 특징으로 하는 합성 섬유.
제1항에 있어서, 중간 하중 탄성률의 평균값이 80 cN/dtex를 넘어 120 cN/dtex 미만인 합성 섬유.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 필라멘트수가 65개∼200개인 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 비교락부 길이의 평균값이 10 ㎜∼65 ㎜인 합성 섬유.
제5항에 있어서, 교락부 길이의 평균값이 20 ㎜ 이하, 상기 비교락부 길이의 변동 계수가 30％ 이하인 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 비등수 수축률이 5.5％ 이상인 합성 섬유.
제7항에 있어서, 비등수 수축률이 7.0％ 이상인 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 인장 강도가 8.5 cN/dtex 이상인 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 합성 섬유가 폴리아미드 섬유인 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 방사 구금으로부터 방출(紡出)한 사상(絲狀)을 냉연신 및 열연신으로 이루어지는 다단 연신한 후에 다단 강온 열고정하는 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 에어백용 직물에 이용하는 합성 섬유.
제1항 또는 제2항에 기재된 합성 섬유로 이루어지는 에어백 기포(基布).
제13항에 기재된 에어백 기포로 이루어지는 에어백.