KR930003939B1 - 권축 멀티 필라멘트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

권축 멀티 필라멘트 및 그의 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제1a도는 본 발명의 권축 멀티 필라멘트의 랜덤 권축을 나타내는 사진이고,

제2b도는 랜덤 권축을 모식적으로 나타낸 도면이다.

제 2 도는 나선상의 권축을 모식적으로 나타낸 도면이다.

제3a도~제3c도는 본 발명의 단섬유의 복굴절 분포의 각종 태양을 나타낸 투과 정령형 간섭 현미경 사진의 무늬도이다.

제4a도는 염색된 본 발명의 단섬유 단면의 사진이고,

제4b도는 종래의 권축 필라멘트의 염색된 단섬유 단면의 사진이다.

제5a도 및 제5b도는 단섬유 표면의 평활성을 나타내는 전자 현미경 사진이며,

제5a도는 본 발명에 의한 권축 필라멘트의 사진이며,

제5b도는 종래 권축 필라멘트의 사진다.

제 6 도 및 제 7 도는 본 발명을 실시하는 방사기, 가공기의 예를 각각 나타내는 개략 정면도이다.

제8a도, 제8b도, 제9a도 및 제9b도는 본 발명의 비대칭 냉각에 사용하는 물부여 장치의 각 예를 각각 나타낸 개략 정면도이다.

제10도 및 제11도는 본 발명의 권축 멀티 필라멘트의 결정 성장 측정에 있어서의 X선 회절 강도 곡선의 일예를 각각 나타낸 도면이다.

제12도는 권축 멀티 필라멘트의 권축 발현율을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스핀헤드 2 : 방사구

2 : 보온 또는 가열통 4 : 냉각풍 챔버

5 : 수성액 부여 노즐 6 : 급유 노즐

7 : 인취롤 7 : 연신롤

8 : 제트 노즐 9 : 냉각 드럼

10 : 교락노즐 11 : 장력조정률

12 : 패키지 13 : 필라멘트

20 : 랜덤한 형태의 권축 21 : 나선권축

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 랜덤한 형태의 권축(이하 랜덤 권축이라고 칭한다)을 갖는 권축 멀티필라멘트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명에 있어서의 권축 멀티 필라멘트는 스테이플 섬유를 제조하기 위하여 사용되는 토우(tow)를 포함하는 것으로 한다.

더욱 상게하게는, 가연(假撚) 가공등의 기게적 가공에 의해서 얻어지는 권축이 아닌, 고속 방사법을 기초로한 방법에 의해서 얻어지는 멀티 필라멘트 또는 스테이플 섬유에 유용하게 사용할 수 있는 랜덤 권축 필라멘트 및 그것을 싼값에 제공하는 제조방법에 관한 것이다.

[배경기술]

열가소성 중합체로 이루어진 섬유를 가연 가공이나 압입 가동등의 기계적 가공법에 의해서 권출 가공한 권축 필라멘트는 멀티 필라멘트 또는 방적사의 상태에서 카페트(융단)에 널리 사용되고 있다.

그러나 이것들의 기계적 가공에 의한 권축 멀티 필라멘트의 제조에는 그의 가공속도가 수백 m/분~3000m/분 이라는 한계가 있기 때문에 가공비가 고가로 되고, 또한 대량의 에너지와 사람의 손을 필요로 한다. 그 때문에 얻어지는 권축 멀티 필라멘트는 극히 비용이 높아진다.

일본국 특공소 64-6282호 공보(대응 미국제 4,542,063호)나 특공소 64-8086호 공보(대응 미국제 4,415,726호)에는 폴리아미드나 폴리에스테르를 고속 방사하면 방사속도의 증가와 함께 분자 배향과 결정화가 증대하여, 방사한 채로의 멀티 필라멘트가 종래의 저속방사-연사신사에 비할 수 있을 정도로 충분한 기계적 성질을 나타내어 연신하는 일이 없이 편직물에 사용하는 것이 가능하다는 것이 알려져 있다. 그러나 고속방사한 멀티 필라멘트는 권축 가공에 제공하면 값이 싼것이 예상되나 결정이 과도하게 성장되어 있기 때문에 권축가공을 행하더라도 랜덤한 권축을 부여할 수 없다는 것이 명백하게 되었다. 더우기 폴리아미드와 같이 결정화속도가 극히 큰 원료를 사용하여 카페트에 필요한 단사 데니어가 10데니어~30데니어를 갖는 멀티 필라멘트를 고속 방사에 의해서 제조하면 방사한 단(單) 섬유에 구형 결정이 생겨 필라멘트는 현저하게 투명성을 잃거나 평활성을 잃어 상품가치가 손상되는 것이 명백하게 되었다. 이 구형 결정의 발생은 일본국 특개소 58-36213호 공보에 개시되는 비수계에서 방사하는 방법 또는 특개소 63-99324호 공보에 개시되는 무기 금속염을 함유시키는 방법을 조합하여도 해결할 수 없었다.

고속 방사에 의해 권축 멀티 필라멘트를 얻는 방법의 하나로서 특개소 55-107511호 공보나 섬유학회지[vol 37, No. 4(1981) T-135~t-142]에는, 폴리에스트레의 8,000m/분 이상의 고속 방사 과정에서 저온의 공기로 편(偏) 냉각을 행함으로써 권축 멀티 필라멘트를 얻는 방법이 표시되어 있다.

이 공보에서 얻어진 멀티 필라멘트는, 구성하는 단섬유가 그의 단면내에서의 복굴절율에 외층과 내층에서 차이가 있고 또한 단섬유의 섬유축의 중심으로부터 편심한 분포를 갖는 구조로 되며, 방사한채로의 단섬유에 약한 나선상의 권축을 발현하고 있다. 그러나 이 공보에 의해서 얻어진 필라멘트도 광각 X선 회절법으로 구할수 있는 결정 구조에서 명백한 바와같이 결정이 과도하게 성장되고 있다. 따라서 그후의 열처리에 의해서도 랜덤한 권축이 부여될 수 없고, 나선 권축인채로이며, 실용적인 권축 멀티필라멘트는 얻을 수가 없었다. 또 폴리아미드를 원료로하여 고속 방사하는 미국제 4,238,439, 미국제 4,619,803에 의한 방법을 사용하더라도 얻어진 결과는 마찬가지였다.

한편, 미국제 4,038,357호 공보, 미국제 4,301,102호 공보나 특개소 62-23816호 공보에는 방사 과정에서 고형화 이전의 멀티 필라멘트에 수성액을 부여하여 권축사를 얻는 스핀 텍스쳐 가공(spin Texturizing)의 방법이 표시되어 있다.

이것들의 권축발현은 실질적으로 편심한 복굴절율 분포를 발생시켜 나선상의 권축 멀티필라멘트를 얻는 것이다.

상기 미국제 4,038,357호 및 미국제 4,301,102호는 폴리아미드에 관한 것이나, 방사 인취 속도는 기껏해야 2,300m/분까지 밖에 개시되어 있지 않다. 또 편심한 복굴절율 분포는 교차 공기 흐름에 의한 비대칭 냉각으로 발생하는 것으로, 본질적으로는 상기 미국제 4,238,439호 공보와 동일하다.

여기에서의 수성액의 부여는 단섬유를 충분히 침지할 목적으로 행하는데 지나지 않는다. 또 이 공보에서 얻어진 권축 멀티 필라멘트는 유체 분사 가공을 행한후에도 또 반전하는 나선 권축이기 때문에, 권축 탄성이 약하고, 카페트등에서 사용하여도 충분한 벌키성이 얻어지지 않는다.

또 상기 특개소 62-23816호는 폴리에스테르에 관한 것으로서 방사속도 6,000m/분 이상에 있어서, 토출 필라멘트의 세화(細化) 완료점 근방을 액체에 의해 냉각하는 방법이다. 이 공보에 의한 방법도 고속 방사 특유의 현저한 결정이 성장한 구조로 되어 있기 때문에, 나선상의 권축이 나타낸다.

따라서 그후의 열처리를 실시하여도 랜덤 권축이 부여되지 않는다.

상기와 같이 방사속도는 약 4,000m/분 이상의 고속방사를 기초로한 공지의 권축 멀티 필라멘트의 제조는 모두 부피성이나 반발성이 약한 나선 권축이다. 또 결정의 과도한 성장이 저해되고, 그후 유체 분사 가공등의 권축 가공처리를 시행하여도 실용적으로 충분한 정도의 랜덤한 형태를 갖는 권축 멀티 필라멘트가 얻어지지 않는다는 문제가 있었다. 즉, 나선상의 권축의 경우에는 권축 멀티 필라멘트를 카페트실에 사용하면 타프트 공정에서 권축이 용이하게 신장되어 카페트의 커버링성이 부족하다.

또 권축 멀티 필라멘트(이 경우에는 토우)를 절단하여 스테이플 섬유를 제조하여 방적사로 할 경우에는 카아드가공시에 카아드 떨어짐이 많이 발생하여 공정성을 현저하게 손상시키는 등의 장해를 일으킨다.

따라서 권출 견뢰성이 뛰어난 랜덤 권축 멀티 필라멘트와 이 멀티 필라멘트를 고속으로 또한 싼값에 제조하는 방법이 강하게 요망되고 있었다.

[발명의 개시]

본 발명의 제 1 의 목적은 견뢰한 권축을 갖는 랜덤 권축을 구비한 열가소성 합성 섬유 권축 멀티 필라멘트를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 의 목적은 견뢰한 권축을 갖는 랜덤 권축을 구비하고, 또한 표면 평활성을 갖는 폴리아미드 권축 멀티 필라멘트를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 의 목적은 견뢰한 권축을 갖는 랜덤 권축을 구비한 폴리에스테르 권축 멀티 필라멘트를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 4 의 목적은 견뢰한 권축을 갖는 랜덤한 권축을 구비한 폴리에스테르 스테이플 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 5 의 목적은 견뢰한 권축을 갖는 랜덤 권출을 구비하고, 또한 표면 평활성을 갖는 폴리아미드 권축 멀티 필라멘트의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 6 의 목적은 견뢰한 권축을 구비한 폴리에스테르 권축 필라멘트의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 특수한 냉각 조건하에서 고속 방사한 필라멘트는 그것자체로서는 결정의 성장이 억제되어 있으나 그후의 열처리에 의해서 통상의 4,000m/분 이상의 고속 방사 필라멘트와 동등한 고도로 성장한 결정 구조를 발현할 수 있는 것을 발견하였다.

이 사실에 의해서 4,000m/분 이상으로 고속 방사한 필라멘트에 랜덤상의 형태의 권축을 부형하는 것이 처음 가능케 되었다.

더우기 얻어지는 랜덤 권축 필라멘트는 표면 평활성을 가지며, 또한 고속방사 필라멘트에 특유의 고도로 성장한 결정구조와, 특유의 복굴절율 분포를 구비하고 있는 것으로부터 뛰어난 권축 신뢰성을 갖는다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

상기 본 발명의 제 1 의 목적은 열가소성 중합체로 이루어지고, 구성하는 단섬유의 중심부에서 측정되는 복굴절율 보다도 외층부의 복굴절율의 쪽이 크고, 더우기 최소의 복굴절율을 나타내는 위치가 섬유축의 중심보다 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 또한 10개/in 이상의 랜덤 권축을 갖는 권축 멀티 필라멘트에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 제 2 의 목적은 폴리아미드로 이루어지고, 구성하는 단섬유이 중심부에 있어서 측정되는 복굴절율 보다도 외층부의 복굴절의 쪽이 크고, 더우기 최소의 복굴절율을 나타내는 위치가 섬유축의 중심보다 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 광각 X선 회절에 의해서 구해지는 결정 성장정도가 0.2 이상이며, 또한 10개/in 이상의 랜덤 권축을 갖는 폴리아미드 권축 멀티 필라멘트에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 제 3 의 목적은 폴리에스테르로 이루어지고, 구성하는 단섬유의 중심부에서 측정되는 굴절율보다도 외층부의 복굴절율의 쪽이 크고, 더우기 최소의 복굴절율을 나타내는 위치가 섬유축의 중심으로부터 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 광각 X선 회절에 의해서 구해지는 결정 성장도가 0.4 이상이며, 또한 10개/in 이상의 랜덤 권축을 갖는 폴리에스테르 권축 멀티 필라멘트에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 제 4 의 목적은 폴리에스테르로 이루어지고 구성하는 단섬유의 중심부에서 측정되는 복굴절율 보다도 외층부의 복굴절율의 쪽이 크고, 더우기 최소의 복굴절율을 나타낸 위치가 섬유축의 중심으로 부터 폄심하여 존재하는 분포를 가지며, 광선 X선 회절에 의해서 구할 수 있는 결정 성장도가 0.4 이상이며 또한 10개/in 이상의 랜덤 권축을 갖는 폴리에스테르 스테이플 섬유에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 제 5 의 목적은 폴리아미드를 용융 방사하여 랜덤 권축 멀티필라멘트를 제조함에 있어서, 방사구로 부터 압출된 멀티 필라멘트를, 구성 단섬유의 온도가 100℃로 냉각 될때까지 한쪽으로부터 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하여 4000m/분 이상으로 끌어낸후, 1.0~1.5배로 연신하고, 이어서 150℃ 이상의 온도에서 액체 분사가공하는 것을 특징으로 하는 권축 멀티 필라멘트의 제조방법에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 제 6 의 목적은 폴리에스테르를 용융방사하여 랜덤 권축 멀티 필라멘트를 제조함에 있어서, 방사구로부터 압출된 멀티 필라멘트를 구성 단섬유의 온도가 150℃로 냉각될때까지 한쪽으로 부터 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하여 5000m/분 이상으로 끌어낸후, 1.0~1.5배로 연신하고, 이어서 150℃ 이상의 온도에서 이완 열처리하는 것을 특징으로 하는 권축 멀티 필라멘트의 제조방법에 의해서 달성된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 권축 멀티 필라멘트의 기본적은 특징은 구성하는 단섬유가 랜덤한 형태의 권축을 갖는다는 것이다.

본 발명에서 말하는 랜덤 권축이란 권축이 3차원이며 또한 비선회성이며, 크림프(crimp)가 불규칙하게 발현되고 있는 것을 나타낸다. 가연 가공에 의한 선회성의 권축이나 복합 방사나 기계적 찰과법에 의해서 얻어지는 나선상의 권축과는 명백히 구별된다.

제1a도는 본 발명의 랜덤 권축을 사진에 의해서 나타냈다.

제1b도는 제1a도를 모식회한 도이다. 제 2 도는 본 발명에 의하지 않은 나선 권축을 제1b도에 대비하여 모식적으로 나타낸 것이다.

랜덤한 형태는 인장 또는 압축 하중에 대한 충분한 반발력을 갖기 위한 요건이다. 나선상의 권축을 카페트등에 사용하면 압축성이 나쁘고, 허리가 약한 것으로 되어 적합치 않다.

본 발명에서는 권축수는 10개/in 이상이 필요하다. 이것 미만으로는 카페트등의 용도에서 압축성을 만족시킬 수가 없다.

또, 권축 필라멘트를 절단하여 스테이플 섬유로한 경우에도 카아드(card) 공정에서 카아드 떨어짐이 많이 발생하여 공정 성능이 손상된다.

카페트용의 권축 필라멘트에서는 권축수와 함께 권축 신장율이 약 10% 이상일 것이 요구되나, 본 발명의 필라멘트에서는 권축수가 10개/in 이상이면, 권축 신장율이 약 10% 이상으로 되어 상기 요건이 만족된다.

바람직한 권축수는 15개/in 이상이며, 권축 신장율은 약 20%~50%인것이 바람직하다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트는 구성하는 단섬유의 중심부에 있어서 측정되는 복굴절율보다도 외층부의 복굴절율의 쪽이 크고, 더우기 최소의 복굴절율을 나타내는 위치가 섬유축의 중심으로부터 편심하여 존재한다는 특이한 복굴절율 분포를 갖는다.

복굴절율의 분포 및 편심은, 단섬유의 단면이 원형인 경우는 투과형 간섭현미경을 사용하여 후술하는 방법에 의해 관찰된다. 복굴절 분포는 제3a도 및 제3b도에 표시한 바와같이 U자형 또는 V자형의 간섭 줄무늬로 부터 측정된다. 복굴절율 분포가 섬유의 중심으로부터 편심하고 있는 경우에는 제3c도에 표시한 바와 같은 간섭무늬의 최저점 LP(Lower Point)이 필라멘트의 중심축(X-X)으로부터 벗어나고 있다.

단섬유의 단면 형상이 이형인 경우에는, 원형 단면의 경우와 같이 투과형 간섭 현미경에 의한 복굴절율의 관찰은 불가능하다. 이 경우에는 섬유 기계학회지[vol. 33, No. 11(1980) p.551~p.554]에 예시되는 바와같이 염색한 단섬유의 단면을 광학 현미경을 사용하여, 염료의 단섬유 표면으로 부터의 침투거리를 측정함으로써 편심의 유무가 측정된다.

또, 실제로는 이형 단면과 동일한 방사조건으로 원형 단면의 방사를 행하고 원형 단면 섬유의 투과형 간섭 현미경의 관찰로부터 이형 단면 섬유의 복굴절율 분포를 유추하는 것도 가능하다.

제4a도는 후술하는 방법으로 염색된 본 발명의 단섬유 단면의 사진이다. 염료의 침투거리가 단면의 기하학적 중심에 대하여 크게 편심하고 있는 것을 알수 있다.

제4b도는 종래의 권축 필라멘트의 염색된 단섬유의 단면 사진다.

또한 본 발명에서 단섬유의 단면 형상이 비대칭이며 복잡한 경우의 편심의 정의는 단면 형상의 기하학적 중심을 기준으로 한다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트가 이러한 특수한 복굴절율 분포를 갖는 작용은 권축의 견뢰성을 우수한 것으로 하는데 있다.

본 발명에서 말하는 열가소성 중합체는 나일론 66, 나일론 6, 나일론 12, 나일론 46 등의 폴리아미드나 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트 등의 폴리에스테르외에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌등의 섬유 형성 가능한 중합체를 말한다. 필요에 따라 제전제, 염소제, 난연제등의 첨가제가 포함되어 있어도 좋다.

본 발명은 범용적으로는 폴리아미드나 폴리에스테르에 적용한 경우에 특히 뛰어난 효과가 얻어진다.

나일론 66이나 나일론6에 대표되는 폴리아미드의 경우에는 단섬유의 단면형상이 원형인 경우, 복굴절율이 외층부와 내층부(최소부)에서 5×10^-3~45×10^-3의 차가 있고 또한 섬유축의 중심으로부터 편심한 분포를 갖는 것이 바람직하다.

필라멘트 단면의 복굴절율차 δ(n)가 5×10^-3보다 작은 경우에는 권축수가 부족하여 본 발명의 목적이 충분히 달성되지 않는다.

본 발명에서 폴리아미드의 경우에는 광각 X선 회절에 의해서 구할 수 있는 결정 성장도가 0.2 이상이다. 또, 폴리아미드가 폴리헥사 메틸렌 아디파미드의 경우, 결정안정성 계수는 70% 이상의 것이 바람직하다.

결정 성장도 및 결정 완성성 계수는 광각 X선 회절에 의해서 후술하는 방법에 의해서 측정된다. 결정 성장도는 결정의 성장의 정도를 나타내는 지표이며, 1에 가까울수록 결정이 성장하고 있는 것을 의미한다. 폴리아미드를 통상의 저속방사-연신한 것은 이 값이 0.15이하인 것으로 해서도 본 발명의 권축 멀티 필라멘트가 극히 결정이 성장하고 있는 것을 알 수 있다.

바람직한 결정 성장도는 0.25 이상이다.

결정 완정성 계수는 주로 구성하는 결정의 크기를 나타내는 지표이며, 100%에 가까울수록 완전성이 높다는 것을 의미한다. 통상의 저속방사-연신한 폴리아미드 멀티 필라멘트는 이 값이 40~60%인 것으로 부터도 본 발명의 권축 멀티 필라멘트가 극히 높은 결정 완전성을 갖는 것을 알 수 있다.

본 발명의 폴리아미드로 이루어진 권출 필라멘트는 또 구형 결정이 전혀 발행되어 있지 않으며, 필라멘트 표면의 평활성이 양호하다.

폴리아미드를 고속 방사한 것에서는 특히 결정화 속도가 크다는 것 때문에 방사한 단섬유 표면에 구형 결정이 발생하여 표면의 평활성이 손상될 뿐만 아니라 필라멘트가 투명성을 잃어 염색하였을 때에는 선명한 발색이나 고급의 광택을 얻을 수가 없다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트에는 이와같은 구형 결저이 전혀 관찰되지 않고, 투명감이 뛰어난 것이다. 단사 데니어가 10데니어 이상에 있어서, 이 특징이 한층 현저하게 나타난다.

필라멘트 표면의 평활성은 통상의 전자 현미경에 의해서 약 500배~약 2000배의 배율로 용이하게 관찰할 수 있다.

제 5 도에 나일론 66 권축 단섬유이 전자 현미경 사진을 나타낸다.

제5a도는 본 발명의 권축 필라멘트이며, 구형 결정이 전혀 존재하지 않는다.

제5b도는 종래의 권축 필라멘트이며, 구형 결정의 존재를 확인할 수 있다.

열가소성 중합체로서 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트에 대표되는 폴리에스테르에 사용한 경우를 설명한다.

단섬유의 단면 형상이 원형인 경우, 복굴절율이 외층부와 내층부(최소점) 20×10^-3~100×10^-3의 차가 있고 또한 섬유축의 중심으로부터 편심한 분포를 갖는 것이 바람직하다.

복굴절율차가 30×10^-3이상이면 더욱 뛰어난 권축이 발현된다.

더우기 광각 X선 회절에 의해서 구해지는 결정 성장도가 0.4 이상을 갖는 경우에 권축을 견뢰성이 뛰어난 것으로 된다.

폴리에스테르의 결정 성장도는 후술하는 방법에 의해서 측정되나, 이 값이 1에 가까울 수록 결정이 성장하고 있다. 폴리에스테르를 통상의 저속 방사-연신한 것은 이 값이 0.3 이하이어도 본 발명의 권축 필라멘트의 결정이 극히 성장하고 있는 것을 알 수 있다. 바람직한 결정 성장도는 0.5 이상이다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트는 상기와 바와 같이, (1) 편심한 복굴절율 분포 (2) 랜덤상의 권축 (3) 고도로 성장한 결정구조를 동시에 만족시킴으로써 달성된 것이다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트는 이러한 구조에 의거하여 뛰어난 부피성과 권축 견뢰성을 발휘한다.

권축 견뢰성은 섬유에 가하여지는 신장응력에의 길항과, 부하하에서의 권축 복원력으로 표시된다.

예를 들면 권축 멀티 필라멘트를 고 부피 연속 필라멘트(Blucked Continuous Filaments ; B.C.F)의 상태에서 카페트에 사용한 경우에 가연 공정이나 타프트 공정에서 과도한 신장응력이 가하여 졌다고 하더라도 권축의 저하가 거의 일어나지 않으며, 뛰어난 부피성이 나타난다.

권축 복원력에 관해서도 뛰어난 효과를 발휘한다.

일반적으로 B.C.F를 타프트하여 카페트에 사용한 경우, 권축 멀티 필라멘트는 상호 밀접한 상태이기 때문에, 약 0.2m/g에 상당한 부하의 구속을 받고 있다. 한편 B.C.F는 패키지에 말아 붙여진 형태로 취급되고, 타프트 공정에서 이 패키지로부터 해서(解舒)하면서 타프트된다. 이때 B.C.F는 패키지 안에서 크리프가 생겨, 권축이 대폭적으로 감소되어 있다. 따라서 권축 복원력이 작은 경우에는 타프트후의 구속 때문에 권축이 충분히 다시 나타나지 않고 카페트의 성능이 현저하게 저하한다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트는 크리프에 의해서 권축이 대폭적으로 감소되어 있어도 비수처리 등에 의해서 다시 권축이 발현된다. 구속하 일지라도, 종래의 B.C.F를 훨씬 능가하는 권축 복원력을 갖고 있다.

또 본 발명의 권축 멀티 필라멘트(이경우에는 토우)를 절단하여 스테이플 섬유로 하고, 카아드공정에 제공한 경우도 권축의 신장이 없고 양호한 카아드 가공성을 갖고 있다.

본 발명의 권축 멀티 필라멘트의 단면 형상은 원형에만 한정되는 것은 아니고, 트리로오발, 4각형 등의 이형 단면사나, 중공사도 포함된다. 단사 데니어도 50데니어 이하이면 특히 한정되지 않는다.

또, 필요에 따라 권축 멀티 필라멘트에 꼬임 등의 교락이 부여되어 있어도 좋다.

이하, 본 발명의 권축 멀티 필라멘트의 제조방법에 관하여 설명한다.

제 6 도에 본 발명의 제조방법을 실시하는 방사 열처리장치의 일예를 나타냈다.

스핀헤드(1)에 장착된 방사구(2)로부터 압출된 필라멘트(13)는 냉각 챔버(4)에 의해서 냉각된다. 필라멘트가 고온을 유지하고 있는 구역에서 수성액 부여장치(5a)(이 경우는 구성 단섬유를 상호 분리한 상태에서 부여)에 의해서 한쪽으로부터 수성액을 부여하여 비대칭 냉각한다.

급유 노즐(6)에 의해서 집속 및 급유한 후, 고속 인취롤(7)에 의해서 끌어내어진다. 이어서 필라멘트(13)는 열처리장치(8)(이 경우는 유체분사 가공 노즐)에 의해 이완 열처리되어 랜덤한 권축 형태가 부여된 후 냉각 드럼(9), 교락노즐(10)로 교락을 부여하여 장력 조정롤(11)을 경유하여 패키지(12)에 감는다.

제 6 도는 제 5 도의 장치에 있어서 연신을 하는 장치를 부가한 경우의 약도이며, 필라멘트(13)는 인취롤(7)과 연신롤(7') 사이에서 연신된다.

제 8 도, 제 9 도는 본 발명의 물부여를 실시하는 장치의 약도이며, 제8a도는 단섬유를 상호 분리하여 수성액을 부여하는 분리노즐의 평면도이다. 제8b도는 제8a도의 E-E'선에서의 단면도를 나타낸다. 제9a도는 단섬유를 평면상으로 당겨 가지런히한 상태에서 한쪽으로부터 수성액을 부여하는 「롤 방식」의 예이다. 제9b도는 단섬유를 집속한 상태에서 한쪽부터 수성액을 부여하는 「노즐 방식」의 도면이다.

본 발명의 제조방법에 있어서는 방사구로부터 압출된 멀티 필라멘트를 구성하는 단섬유의 온도가 100℃로 냉각될때 까지의 구역에서 한족으로부터 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하여 방사속도 4,000m/분 이상에서 방사하는 것이 필요하다.

방사속도가 4,000m/분 미만에서는 본 발명의 목적으로 하는 필라멘트 단면의 외층과 내층과의 복굴절율차 δ(n)가 확대 되지 않고, 또 그후의 연신 등에 의해서 일단 발생한 복굴절율차 δ(n)가 소실한다. 또 열처리후의 필라멘트에 있어서, 결정의 성장이 불충분하여 얻어지는 권축 멀티 필라멘트의 견뢰성이 부족하다.

본 발명의 방사속도는 5,000m/분~8,000m/분에 있어서, 효과적으로 본 발명의 목적이 달성된다. 방사속도가 약 8,000m/분 이상이라도 극히 다량의 수성액을 부여하는 등에 의해서 본 발명의 멀티 필라멘트를 얻을 수가 있으나 필라멘트의 결정 성장도의 조정에 다량의 수성액의 부여가 필요케 되어 수성액의 비산 등에 지장이 생긴다.

필라멘트의 역학적 성질과 구조형성으로부터 가장 바람직한 방사속도는 5,500~7,500m/분이다.

폴리에스테르에서는 섬유학회지(Vol.37, No. 4(1981) T-135~T-142)에 보고되는 단면 불균일 구조의 발현이 방사속도 약 8,000m/분 이상의 필수이거나 폴리아미드에서는 특공소 64-6283호 공보에 표시된 바와 같이 10,000m/분으로 기껏해야 6×10^-3정도밖에 발현되지 않는 것에 대비하면 크게 다르다.

본 발명의 속도 범위이면 현저한 방사 장력의 증대나 방사중의 실절단 등의 문제가 없고, 안정되며 공업적으로 실시 가능하다.

본 발명에서는 방사구로부터 압출된 멀티 필라멘트를 구성하는 단섬유의 온도가 100℃로 냉각되기 이전에 한쪽으로부터 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하는 것에 큰 특징을 갖는다. 단섬유의 온도가 이러한 고온에 있어서 수성액에 의해서 비대칭 냉각함으로써 본 발명의 필라멘트의 특징인 편심한 복굴절율 분포가 발현된다. 수성액을 부여할때의 필라멘트 온도가 100℃ 미만에서는 부여하는 물의 양 등의 조건을 선택하더라도 본 발명의 목적이 달성되지 않는다.

수성액을 부여할 때의 필라멘트 온도가 100℃보다 고온 일수록 복굴절율차 δ(n)가 확대되지만 약 250℃를 초과하면 수성액의 부여시에 실절단이 발생하는 등의 지장이 생긴다. 따라서 바람직한 필라멘트 온도는 250~100℃이다.

일반적으로 용융 방사에서는 중합체는 방사구로부터 260~320℃에서 압출된다.

본 발명의 방법에서는 수성액을 부여 할때까지의 필라멘트의 냉각은 용융방사에서 일반적으로 채용되는 냉각풍에 의한 냉각에 의해서 달성된다. 필라멘트 온도가 본 발명을 실시하는데 필요한 100℃이상이 되는 방사구면으로부터의 위치는 방사속도나 필라멘트의 데니어에 따라 상이하지만 방사속도가 4,000m/분이상이며, 의료용으로서 통상 사용되는 1~5데니어이면 방사 구 아래 약 100cm이내이다. 따라서 본 발명의 수성액의 부여는 이 사이에서 실시된다.

폴리아미드의 경우, 수성액을 부여할 때의 단섬유의 온도가 100℃ 이상인 것이 필요하다. 가장 바람직하게는 130℃이상이다.

폴리아미드로 카페트용에 사용되는 방사에서는 단섬유 데니어는 약 10~30 데니어가 사용된다. 이 경우, 수성액의 부여는 방사구아래 약 300cm이내이다. 또한 폴리아미드의 경우에는 폴리에스테르와 달라서 물부여하지 않은 상태에서의 고속방사에서는 방사 과정에서 실지름의 급격한 세화변형이 관찰되지 않는 것이 일반적이나, 본 발명의 물 부여를 행한 방사에서는 명료한 세화 변형이 물부여점에 있어서 확인되었다. 즉, 고온시의 단섬유에 수성액을 부여하는 것은 세화 변형점을 강제적으로 발현시키고 있는 것이 본 발명에 의해서 처음 명백하게 되었다.

이와 같은 수성액의 부여의 효과에 의해서 본 발명의 목적인 복굴절율차 δ(n)의 확대와, 편심한 구조가 비로소 가능케 되었다.

폴리에스테르에 있어서는 단섬유 온도가 150℃이상에서 수성액을 부여하는 것이 필요하다. 폴리에스테르에 있어서는 방사속도가 약 6,000m/분을 초과할 경우에는 방사 과정에서 실지름의 급격한 세화 변형이 관찰되는 것이 알려져 있다(섬유학회지 Vol. 38, No. 11(1982) P.499~P.507). 본 발명의 수성액의 부여위치는 이 세화 변형 위치(네크점)를 기준으로한 경우에는 변형 위치로부터 위쪽으로 약 5cm이상, 보다 바람직하기는 약 10cm이상의 위쪽에서 실시된다. 예를 들면 단섬유 데니어가 3데니어인 멀티 필라멘트를 방사 속도 6,000m/분으로 방사하고, 세화 변형 위치가 방사구면 아래 70cm(단삼유 온도 약 100℃인 경우에 있어서는 수성액의 부여는 방사구면하 65cm이내(단 섬유 온도 150℃ 이상), 바람직하게는 60cm이내(단섬유 온도 200℃ 이상)에서 부여한다.

폴리에스테르의 고속 방사에서는 배향 결정화가 극히 용이하게 생기기 때문에 수성액의 부여 위치(실온도)가 고작 1~2cm 다름으로 인해서 단섬유의 미세 구조가 크게 달라진다. 따라서 부여 위치의 결정은 엄밀하게 행해지는 것이 필요하다. 단섬유 온도가 150℃ 미만에서 수용액을 부여한 경우에는 복굴절율차 δ(n)가 불충분한 것으로 되어 얻어지는 멀티 필라멘트는 약한 권축이 나타나는 권축 멀티 필라멘트로 된다. 그러나 이 권축 멀티 필라멘트는 그후의 이완 열처리를 시행하여도 더이상의 권축의 증가가 없고, 본 발명의 목적이 달성되지 않는다.

본 발명에서 필라멘트의 냉각에 사용하는 수성액은 물, 통상의 방사용 유제 에멀션 등이 적용 가능하다. 간편하게는 물이 사용된다. 또 수성액의 온도는 저온일수록 바람직하나 특히 상은 이하로 냉각하지 않아도 본 발명은 달성된다.

수성액을 부여하는 방법으로서는 단 섬유가 상호 분리된 상태에서 행하는 방법이나 단섬유를 한쪽면상으로 당겨 가즈런히한 상태에서 행하는 방법 또는 단섬유를 수개~수십개 집속하면서 행하는 방법이 채용된다.

단섬유를 상호 분리한 상태에서 행하는 방법을 폴리아미드에서 단섬유 데니어가 약 10데니어 이상인 방사에 적응하면 바람직하다. 이 방식을 본 발명에서는 「분리노즐방식」이라고 칭한다.

「분리노즐방식」의 일예를 제8a도에 나나탠다. 이 방식에서는 단 섬유는 상호 분리된 노즐군(5a)에 의해서 각각의 단섬유에 독립적으로 수성액이 부여된다.

단섬유로의 수성액의 부여상태를 한층 명백히 하기 위하여 제8a도의 E-E'선의 단면도를 제8b도에 표시하였다. 노즐의 선단은 예리하게 뾰족한 형상으로 되어 있으며, 단섬유와의 접촉에 의한 저항이 작게 되는 동시에, 단섬유를 비대칭으로 냉각하는데 적합한 형상으로 되어 있다.

단섬유를 한쪽면상으로 당겨 가즈런히 하는 방법은 폴리에스테르에서 단섬유데니어가 약 10데니어 이하인 방사에 적응하면 바람직하다.

이 방식을 본 발명에서는 「롤 방식」이라 칭한다.

「롤 방식」의 일예를 제9a도에 나타낸다. 롤 방식에 있어서도, 필라멘트와의접촉에 의한 저항은 작은편이 바람직하다. 이 목적에서, 롤의 직경은 10~50mm에서 선택된다.

단섬유를 수개~수 10개 접속하는 방법은, 단섬유 데니르가 1~5데니르인 방사에 적용하는 것이 바람직하다. 이 방식을 본 발명에서는 「노즐방식」이라 칭한다. 「노즐방식」의 일예를 제9b도에 나타낸다.

본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위이면, 다른 형상의 물 부여 장치의 채용도 가능하다.

필라멘트에 부여하는 수성액의 양은, 필라멘트에 대한 중량%로 표시된다.

본 발명에서는, 고온의 필라멘트에 수성액을 부여함으로서, 필라멘트를 비대칭 냉각하는 동시에 결정의 성장을 억제한다.

본 발명에서는, 부여하는 물의 양이 클수록, 동일 필라멘트 온도에 있어서도 결정 성장도를 보다 저하시킬 수 있다. 부여하는 물의 양이 약 10중량%이상이면, 본 발명의 목적이 달성된다. 물의 양이 500중량% 이상이 되면, 잉여 수성액의 비산방지가 필요하다.

바람직한 부여 물의 양은 20~300중량%이다.

「분리노즐방식」 및 「롤 방식」에서, 부여 물의 양은 20~50중량%가 채용된다.

「노즐방식」과 같이, 복수개의 필라멘트를 접속하여 부여하는 경우에는, 필라멘트 온도가 100℃이상으로 고온이기 때문에, 상호 융착하여 실이파손되는 등의 트러블이 생기기 쉽다. 그러나, 본 발명에서는, 부여 수량을 약 50중량% 이상으로 함으로서, 상기의 융착 현상이 완전히 해결되고 극히 안정된 방사가 달성된다.

구체적으로는, 제9b도와 같은 「노즐방식」으로 수성액을 부여할때에, 필라멘트수를 3~20개로 하여도 단사밀착이 없고, 더우기, 방사 안정성도 양호하게 실시할 수 있다.

본 발명에서는, 400m/분 이상의 고속방사와, 단섬유의 한쪽으로 수성액을 부여하는 조합에 의하여 비로소, 본 발명의 목적인 비대칭 냉각이 달성된다. 즉, 수성액에 의한 비대칭 냉각은, 한쪽으로부터 공급되는 수성액과 단섬유의 접촉에 있어서, 단섬유가 고속으로 주행함으로써 수성액의 액막(표면 장력)을 파괴하고, 단섬유의 한쪽에만 수성액이 부여되는 것으로 달성된다.

이러한 사실은, 단섬유와 수성액의 접촉부를 관찰함으로써 용이하게 확인될 수 있다.

방사 속도가 4,000m/분 미만에서는, 가령 한쪽으로부터 수성액을 부여해도, 수성액의 액만 파괴가 생기지 않고, 수성액은 단섬유의 전체 둘레를 덮도록 침지하게되므로 비대칭 냉각의 달성이 곤란하다.

본 발명에서는, 상기 비대칭 냉각에 이어서, 1.0~1.5배의 연신을 실시한 후, 150℃ 이상에서 열처리를 행하는 것이 필요하다. 방사 속도가 약 4,000m/분~약 5,000m/분인 경우에는, 1.5배 이하의 연신을 실시하는 것이 기계적 성질을 향상시키는 면에서 바람직하다.

방사 속도가 약 5,000m/분 이상에서는, 연신하지 않고도 실용에 적합한 기계적 성질을 갖는 권축 필라멘트가 된다.

간편한 방법과 높은 생산성을 얻기 위해서는, 방사 속도 약 5,000m/분 이상으로 방사하고, 미연신인 채로 권축 멀티 필라멘트로 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 방사속도가 약 4,000m/분~약 5,000m/분인 경우에, 연신 배율이 1.5배를 초과하면, 복굴절의 분포가 소실되고, 본 발명의 목적이 달성되지 않는다.

연신은 중합체의 유리 전이 온도 이상으로 가열 연신하는 것이 바람직하다. 열처리는, 약 150℃이상이 필요하고, 실질적으로 이완하에서 실시되는 것이 필요하다.

본 발명에서는, 열처리 멀티 필라멘트는 낮은 결정 성장만을 갖지만 이러한 열처리에 의하여 결정이 크게 성장한다는 특성이 있다. 이 변화는, 지금까지 예기되지 않았던 놀라운 변화이다. 이 이유는 분명하지 않지만, 고속 방사 특유의 높은 결정 성장이 물부여에 의하여 동결된 상태로 잠재화되어 있고, 그것이 고온의 열처리에 의하여 나타난 것으로 추찰된다.

제10도 및 제11도에 열처리에 의한 결정의 성장을 모식적으로 나타낸다. 제10도는, 중합체가 나일론 66의 예이며, 제10도 중의 (Ⅰ)이 열처리 이전의 필라멘트의 광각 X선 회절 패턴이며, 제10도의 중의 (Ⅱ)는, 이 필라멘트를 열처리한 후의 광각 X선 회절 패턴이다. 제11도는, 중합체가 폴리에틸렌테레프탈레이트인 예이며, 동일하게, (Ⅰ)이 열처리이전, (Ⅱ) 가열처리후의 권축 멀티 필라멘트이다. (Ⅲ)의 파선은, 종래의 저속 방사-연신사이다.

결정 구조의 이러한 변화는 본 발명에 의하여 처음으로 알아낸 것이다. 이 발명에 의하여, 종래는 고속 방사된 멀티 필라멘트로부터 나선 권축밖에 얻어지지 않았음에 비해서 랜덤 권축 멀티 필라멘트를 얻는 것이 처음으로 가능케 되었다.

열처리 온도가 약 150℃보다 낮은 경우에는, 결정이 충분히 성장되지 않고, 본 발명의 목적인 견고성이 뛰어난 랜덤 권축 멀티 필라멘트가 얻어지지 않는다. 열처리 온도가 약 180℃ 이상이면 바람직하다.

열처리는, 실질적으로 이완하에서, 바람직하게는 약 5%이상의 이완하에서 실시되는 것이, 본 발명의 목적을 달성하는 면에서 바람직하다. 실질적으로 긴장하에서 실시된 경우에는, 권축수의 저하 및 복굴절율 분포의 저하가 생긴다.

이와 같은 이완 열처리장치는, 예를 들면 일본국 특개소 59-71440호 공보에 개시된 유체 노즐을 사용한 분사 가공장치 및 일본국 특공소 58-30423호 공보의 네트 드럼을 사용한 분사 가공장치 등의 방법에서 적절히 선택된다.

분사가공에서 사용하는 가열 유체로서는, 고온의 공기 포화 또는 불포화의 스팀이 일반적으로 채용된다.

권축 멀티 필라멘트가 폴리아미드이고, B.C.F로서 사용하는 경우에는, 유체 노즐을 사용한 분자 가공법이 채택된다. 이 경우에는, 비대칭 냉각에 의하여 형성된 섬유 구조와 유체 분사 가공의 조합에 의하여, 견고성이 뛰어난 랜덤 권축 멀티 필라멘트가 얻어진다.

권축 멀티 필라멘트가 폴리에스테르이고, 스테이플 섬유로서 사용하는 경우에는, 반드시 분사가공에 의하지 않고, 예를 들면 네트상에 섬유를 퇴적하고, 가열 대역을 통과시켜서 이완 열처리를 실시하는 것도 가능하다.

폴리에스테르의 경우에는, 이완 열처리 이전에는 비권축성이지만, 분사가공이 아닌 상기와 같은 네트상에서의 이완 열처리에 의해서도 충분한 랜덤상 형태의 권축 멀티 필라멘트가 된다. 이것은 놀라운 일이며, 일본국 특개소 62-23816호 공보에서 나선상의 권축 멀티 필라멘트 밖에 얻을 수 없었던 것과 비교해 보면, 서로 크게 다르다.

본 발명의 방법에 의하면, 카페트용 권축 멀티 필라멘트의 경우, 방사할때의 구멍당 토출량은, 7~25g/분·구멍의 토출이 가능하다. 이 분야의 종래의 토출량이 많아야 3~6g/분·구멍이었음과 비교해보면, 약 2~3배로 높은 생산성이 발휘된다.

본 발명의 제조방법을 효과적으로 실시하는데에는, 고속방사-열처리 또는 고속방사-연신-열처리를 연속적으로 실시한다. 가장 효과적으로는, 고속방사한 후, 미연신 상태에서 열처리를 실시하는, 고속방사-권축가공이다.

권축 필라멘트를 방사-연신-권축 가공하여 연속적으로 제조하는 방법 자체는, 예를 들면 미국 제3,854,177호 공보 등에 나타나 있다. 그러나 공지의 연속화 방법의 최고 속도는 기껏해야 4,000m/분이었다. 이에 대하여, 본 발명에 의하여, 비로소 4,000m/분 이상에서의 연속화 방법이 가능하게 되었다.

이하 본 발명의 각종 실시예를 비교예와 함께 나타낸다. 본 발명의 권축 필라멘트의 특성의 측정법을 이하에 설명한다.

(A) 필라멘트 온도

주사 적외 온도계를 사용하여 방사 선상을 따라서 비접촉으로 단사 온도를 측정했다.

(B) 강신도

동양 볼드 원사제(TENSILON UTM-Ⅱ-20형) 인장시험기에 의하여, 처음길이 20cm, 인장속도 20cm/분으로 측정했다.

(C) 복굴절율 분포 및 편심

단섬유 단면 형상이 원형인 경우에는, 투과 정량형 간섭 현미경을 사용하여, 복국절율의 분포와 편심을 측정한다. 단섬유 단면 형상이 이형인 경우에는, 단섬유를 염색하고, 광학 현미경을 사용하여 복굴절율의 분포와 편심을 관찰할 수 있다.

(단섬유 단면 형상이 원형인 경우)

투과 정량형 간섭 현미경(칼츠 아이스이에나사제, 간섭 현미경 인터파코)을 사용하고, 간섭 줄무늬법에 의하여 측정한다. 파장 λ=549mμ의 녹색 광선을 사용하고, 0.2~2파장의 범위의 간섭 줄무늬의 어긋남을 부여하는 굴절율(N)을 갖고, 또한 섬유에 대해서 불활성인 봉입제중에 섬유를 침지한다. 섬유측이 간섭 현미경의 광축, 및 간섭 줄무늬에 대해서 수직이 되도록 할때 생기는 간섭 줄무늬 패턴을 사진 촬영하고, 약 1500배로 확대하여 해석한다.

해석의 상세한 것은, 일본국 특공소 64-8086호 공보의 실시예의 방법을 기준으로 하였다.

필라멘트가 원형인 경우에는, 제11도에 나타낸 바와 같이 V자형, 또는 U자형의 간섭 줄무늬가 관찰된다. 제3c도는 본 발명의 권축 필라멘트의 복굴절율의 편심된 분포를 나타내는 약도이다. 복굴절율의 필라멘트내에 있어서의 외층과 내층의 차는 제3c도의 필라멘트를 섬유축 X-X를 중심으로 하여 90°회전시켜서 얻어지는 제3a도로부터 산출되었다.

여기에서, 외층이란 제3a도의 필라멘트 중심에서, 필라멘트의 반경 R로한 경우, 0.8R의 위치를 나타내며,n_-.8-n_0.

(단섬유 단면 형상이 이형인 경우)

단섬유가 염색중에 상호 중첩되지 않는 상태에서 하기 조건으로 염색을 실시했다.

◎ 폴리아미드 필라멘트의 염색

샘플중량 : 0.5g

염료 : Kayarus Supra Grey VGN 300% owf

욕비 : 1 : 500, 염색온도 : 98℃

염색시간 : 30분간

◎ 폴리에스테르 필라멘트이 염색

샘플중량 : 0.5g

염료 : Resolin Blue FBL 300% owf

욕비 : 1 : 500, 염색온도 : 85℃

염색시간 : 90분간

염색된 단섬유, 단면의 광학 현미경 사진을 촬영했다. 단섬유내에 복굴절율 분포와 그 편심이 존재하는 경우에는, 염료의 단섬유 표면으로부터의 침투거리가 단섬유 중심에 대해서 불균등하게 되어 있다.

(D) 결정 성장도 IWR

광각 X선 회절에 의하여 구했다.

측정은 이학전기사제 X선 발생장치(Ru-200PL), 섬유시료 측정장치(FS-3), 고니오 미터(goniometer)(SG-9), 계수관에는 신틸레이션 카운터(Scintillation Counter), 계수부에는 파고 분석기를 이용하여 닛켈 필터(nickel filter)로 단색화한_cuxδtjs(λ=1.5418Å)로 측정한다. X선 발생장치는 30kV, 800mA로 운전한다.

이때, 스캐닝(Scanning) 속도 4°/분, 챠트(Chart) 속도 10mm/분, 타임 컨스탄트(Time Constant) 1초, 콜리머터(Collimeter) 2mmø, 리시빙 슬릿(receiving slit)의 세로나비 1.9mm, 가로나비 3.5mm이다.

(폴리아미드의 경우)

폴리아미드가 폴리헥사메틸렌 아디파미드인 경우에는 일반적으로 제10도에 나타낸 바와 같이, 적도상에 2개의 주요한 반사를 갖는다.

저각도 측으로부터 결정의 (100)면, {(010)+(110)}면의 반사이다. 2θ=7'와 35°사이에 있는 회절강도 곡선을 직선으로 연결하고 기준선으로 한다. 각 피크와 기준선 사이에 수선을 긋고, 이 수선을 회절강도로 한다.

폴리아미드의 결정 성장도(IWR)은 다음식으로 표시된다.

여기에서 H₁이란 (100)면 반사와 {(010)=(110)}면 반사 사이의 강도의 최소치이며, H₂란 (100)면 반사의 최대강도, H₃란 {(010)+(110)}면 반사의 최대 강도이다.

IWR치가 1에 가까울수록 결정 성장이 높다.

폴리아미드가 폴리 카프로아미드인 경우에는, γ형 결정의 성장을 결정 성장도로 했다.

폴리카프로아미드에서는, 일반적으로 α형과 γ형의 2개의 결정 형태를 취한다. 적도상에 3개의 주요한 반사를 갖는다. 저각도 측으로부터, α형 결정의 (200)면, γ형 결정의 (020)면, α형 결정의 {202)+(002)}면의 반사이다.

여기에서, R.F. STEPANIAK(Journal of Applied Polymer Science. Vol.23 1747-1757,1979)들의 수법을 기준으로하여 γ형 결정의 단편(Fraction)을 IWR로 했다. 또한, X선 회절 피크의 분리는, 이학 전기사제(RAD-C System Multiple peak separation program)을 사용하여 컴퓨터에 의하여 실시했다.

(폴리에스테르의 경우)

폴리에스테르에서는, 일반적으로 제11도에 나타내는 바와 같이 적도상에 3개의 주요한 반사를 갖는다.

2θ=17°26°의 범위로 그려진 3개의 주요한 반사를 저각도로부터 (100),(010),(110)으로 한다. 2θ=7°와 35°사이에 있는 회절강도 곡선을 직선으로 연결하고 기준선으로 한다. 각 피크와 기준선 사이에 수선을 굿고 이 수선을 회절강도로 한다. (010)과 (110) 사이의 골에 해당하는 점에서의 회절강도를 H₁으로 하고, (110)은 피크의 회절강도를 H₂로 했을때, 결정 성장도(IWR)은 다음 식으로 나타내진다.

IWR의 값이 1에 가까울수록 결정 성장이 높다. 면반사의 최대강도, H₃이란 {(010)+(110)}면 반사의 최대 강도이다.

IWR의 값이 1에 가까울수록 성장이 높다.

(E) 결정 완전성 계수 CPI(Cristal Perfection Index)

(폴리아미드의 경우)

결정완전도(CPI)의 측정에는, ACS의 측정법에서 얻어지는 X선 회절강도 곡선을 사용한다. ASC를 구하기 위하여 사용하는 방법은, 예를 들면 LE알렉산더저 「고분자의 X선회절」화학동인 출판, 제 7 장 Scherrer의 식을 사용한다.

2θ=7°와 35°사이에 있는 회절강도 곡선간을 유선으로 연결하여 기준선으로 한다. 회절 피크의 정점에서 기준선으로 수선을 굿고, 피크와 기준선간의 중점을 기입한다. 중점을 지나는 수평선을 회절 강도 곡선 사이에 굿는다. 이선은, 2개의 주요한 반사가 잘분리되어 있는 경우에는, 곡선의 피크의 2개의 마루와 교차하지만, 분리가 좋지 않은 경우에는 하나의 마루에만 교차할 뿐이다. 이 피크의 나비를 측정한다. 한쪽의 마루에만 교차하는 경우는 교차점에서 중점까지의 거리를 측정하여 2배로 한다. 2배로 한다. 2개의 마루와 교차하는 경우는 양쪽 마루사이의 거리를 측정한다. 이들의 값을 라디안 표시로 환산하여 라디안 나비로 한다. 다시 이 라디안 나비를 다음의 방법으로 보정한다.

B는 측정한 라디안 나비, b는 브로드닉 정수이고, Si단 결정의 (111)면 반사 피크의 라디안으로 표시한 라인 나비(1/2치 폭)이다. 외관상 미세 결정의 크기는 다음식

ACS(Å)=Kλ/B.cos θ

결정완전도(CPI)를 구하는 데에는, Dismore와 Statton의 방법을 사용한다.

CPI는 다음 식에 의하여 주어진다.

여기에서 A는 0.189이며, CPI의 값이 100에 가까울수록, 결정의 완전도는 높다.

(F) 권축수

권축수의 측정은, 제1(a)도에 나타낸 바와 같은 사진을 사용하여 JISL 1015에 준해서 측정했다.

권축 필라멘트는, 패키지등에 감겨진 상태에서 높은 장력하에서 장기간 방치된 경우, 외관상, 권축수 및 권축 신장율이 저하하는 적이 있고, 진실한 값은 나타나지 않는다. 따라서, 본 발명에서는, 이들 권축의 측정에서, 권축 필라멘트를 98℃×5분간의 조건으로 열수처리한 후, 항온 항습(온도 20℃±2℃. 상대습도 65%±2%)의 실내에 1일간 방치한다.

습도를 조정한 권축 필라멘트에 2mg/d의 하중을 건 상태에서 1인치당의 권축수를 측정했다.

측정은, 시료의 불균일을 고려하여, 각 시료에 대해서 10점의 측정을 실시하고 그 평균치를 나타냈다.

(G) 권축 신장율

필라멘트를 틀 둘레 1.125m의 검척기를 사용하여, 감은수 20회의 작은 실패를 만든다. 얻어진 작은 실패를 무하중하에서 98℃×5분간 비등수에서 열처리한 후, 1일간 항온 항습(온도 20±2℃, 상대온도 65±2%)의 실내에 방치한다.

습도를 조절한 섬유에 2mg/d의 하중을 걸고 1분 후에 실패의 길이 l₁을 측정한다. 다음에 작은 실패에 0.1g/d의 하중을 걸고 1분 후에 실패 길이 l₂를 측정했다. 권축 신장율은 다음 식으로 나타내진다.

또한, 측정은 시료의 불균일을 고려하여, 각 시료에 대해서 10점의 측정을 실시하고 그 평균치를 나타내었다.

(H) 권축 견뢰도

권축 신장율을 측정한 시료에, 250mg/d의 하중을 1분간 걸고, 하중을 제거했다. 이어서, 다시 권축 신장율을 측정했다. 최초의 권축신장율의 값을 CE₁으로하고, 후자의 권축 신장율을 CE₂로 했을 때, 권축 견뢰도는 다음식으로 나타내진다.

이 값이, 약 60% 이상이면, 실용상 트러블이 발생하지 않는다. 70% 이상이면, 바람직하다.

(1) 부하 하중에 대한 권축 발현율

부하 하에서의 권축 발현력을 측정하는 수법이다. 필라멘트를 틀둘레 1.0m의 랩릴에 8회 감고, 접어 구부려서 길이 50cm의 얼레로 한다. 납제의 부하 하중을 0.1mg/d 및 0.2mg/d에서 1.6mg/d까지 0.2mg/d마다 증가시키고, 각 하중하의 상태에서 60℃±1℃로 조정된 온수중에 침지한다. 침지 개시후, 1분후의 얼레길이 1cm를 측정하고, 다음 식에 의하여 권축 발현율을 구했다.

(J) 섬유 표면의 요철

주사형 전자 현미경에 의하여 통상의 방법으로, 배율 2,00배로 섬유의 표면 사진을 촬영하고 측정했다.

(K) 이형도

단섬유 단면이 트리로우발 한것의 이형도는, 다음 식으로 구했다.

단섬유 단면의 오목부에 내접하는 원의 직경을 a, 볼록부에 외접하는 원의 직경을 b로 했다.

(L) 카페트 성능 평가

카페트의 성능 평가는, 숙련자에 의한 육안, 촉각에 의한 평가와, 깔개 검사 협회(재단법인)에 있어서 JIS L 1021에 의거하여 측정되었다.

[실시예 1]

제 6 도에 나타내는 방사-권축가공 장치를 사용하고, 상대점도 η rel=2.9(95% H₂SO₄, 1%용액으로 측정)인 실질적으로 폴리 헥사 메틸렌 디아디파미드로 이루어진 나일론 66을 방사했다. 방사구는 1변의 길이가 0.70mm, 슬릿나비 0.15mm가 등분되어 트리로우발에 천공된, 구멍수 68호올의 직사각형 방사구를 사용했다.

방사온도 300℃에서, 구멍당 토출량 9.8/분·구멍으로 압출하고, 1000데니르로 하고 6,000m/분의 속도로 방사·끌어냄을 실시했다.

방사구 하부에는, 방사구면과 밀봉된, 길이 20cm의 비가열의 보온통을 설치했다. 냉풍실에서 20℃, 0.3m/초의 냉풍으로 냉각했다.

다음에, 제 6 도에 나타내는 방식으로, 챔버 냉각풍이 부는 방향에 마주대하는 방향에서 「분리 노즐」을 사용하여, 물을 필라멘트의 한측에서 부여하여 비대칭 냉각을 실시했다. 이때의 부여 물 양은, 필라멘트에 대해서, 약 30중량%이다. 이어서 급유노즐을 급유한후, 연신하지 않고, 회전 속도 6,000m/분, 온도 200℃의 인취롤을 거쳐서, 연속하여 제트 스테파노즐에 공급하고 권축 가공을 실시했다. 이때의 제트 스테파노즐의 가공에는, 온도 250℃ 압력 5kg/㎠의 가열 압축 가스를 사용했다.

권축 가공한 필라멘트를 냉각후 5,100m/분으로 지즈상의 패키지에 감았다. 이때의 이완율은 약 15%였다.

이 가공에 있어서, 물부여롤의 방사구면에서의 위치를 여러가지로 변화시켜서 얻어진 랜덤한 형태를 갖는 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 1 표에 나타낸다.

또, 제 1 표에 있어서, 권축가공전의 멀티필라멘트의 성질은, 인취롤에서 직접적으로 치즈상 패키지에 감은 멀티필라멘트를 측정한 것이다.

다음에 카페트로 만든 경우의 권축 멀티필라멘트의 성능 비교를 실시한다. 번호 1 내지 번호 6의 1150d/68f의 권축 멀티필라멘트에 관해서, 각각 40T/M의 S연(꼬임)을 건 후 합사후, 다시 40T/M의 연을 가하고 타프트사를 준비했다. 이 타프트사를 사용하여 파일 길이 6mm, 스테치수 7.4스테치/in으로 타프트로 하고, 중량 750g/㎡의 루프 카페트를 만들었다. 이 카페트를, 지바가이기사제 염료, Tectilon Yellow 4R, Red 2B, Blue 4G의 3원색 배합으로 염색했다.

번호 6의 권축 멀티필라멘트로 이루어진 카페트는 파일열의 흐트러짐 및 벌키성이 낮고, 상품성이 부족했다.

번호 1 내지 번호 5의 권축 멀티필라멘트로 이루어진 카페트는, 어느 것이나, 파일이 정렬되어 있고, 벌키성도 양호했다.

압축률은 번호 1 내지 번호 5의 어느것이나 41~42%, 압축 탄성율은 90~91% 또, 동적하중(10000회)에 대한 두께 감소율도 14~15%로 카페트로서 충분한 성능을 갖고 있었다.

본 실시예중 번호 2의 권축 멀티필라멘트와, 비교를 위한 특공소 58-30423호 공보의 분사 가공장치에 의하여, 권축 신장율이 동일한 조건에서 얻어진 나일론 66 권축 필라멘트에 관한 권축 발현율을 측정했다.

양자의 부하 하중에 대한 권축 발현율을 제12도에 나타낸다. 도면에서 곡선 1은 본 실시예중 번호 2의 값, 곡선 Ⅱ는 비교예이다.

제12도에 명백한 바와 같이, 본 발명의 권축 멀티필라멘트는, 종래의 권축 멀티필라멘트와 비교하여, 극히 높은 권축 발현율을 갖고 있다.

[제 1 표]

[실시예 2]

본 실시예는, 실시예 1의 권축 멀티필라멘트의 단섬유내 복굴절율 분포를 측정할 목적으로 실시했다.

상대 점도 ηrel=2.6의 나일론 66을, 구멍 지름 0.35mmФ의 구멍으로, 295℃에서 방사하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 권축 멀티필라멘트를 얻었다.

얻어진 권축 필라멘트의 성질을 제 2 표에 나타낸다.

[제 2 표]

번호 6은 비교예

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 단섬유 데니르 20d의 나일론 66을 고속방사했다. 각 방사속도에 있어서의 구멍당 토출량은 3000m/분의 경우 12.0g/분·구멍, 4000m/분의 경우 12.4g/분·구멍, 5000m/분인 경우 11.1g/분·구멍, 6000m/분인 경우 13.3g/분·구멍, 7000m/분인 경우 15.6g/분·구멍으로 했다.

방사에 있어서는, 방사구 아래 200cm 아래쪽에서 「분리노즐 방식」에 의하여 물부여를 실시했다.

방사에 있어서는, 방사구 아래 200cm 아래쪽에 물부여를 실시하고, 방사속도를 3,000m/분~7,000m/분 까지 다르게 했다. 이 방사속도 범위에서는, 물부여시의 필라멘트 온도가 약 170℃ 내지 약 180℃였다. 이어서, 급유노즐로 급유한 후, 일단 감지 않고, 제 6 도에 나타낸 제트스타퍼 장치에 공급하고, 이완률 12%로 실시예 1과 동일하게 권축 가공을 실시했다. 또한, 본 실시예에 있어서, 방사속도 3,000m/분과 4,000m/분인 경우에는, 제 6 도 중의 롤 7을 150℃로 하고, 각각 1.8배, 1.4배의 연신을 실시했다. 5,000m/분, 6,000m/분, 7,000m/분에 대해서는 연신하지 않았다.

얻어진 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 3 표에 나타낸다. 제 3 표중의 비교예 번호 6,7,8은, 수성액에 의한 비대칭 냉각을 하지 않고 얻어진 권축 멀티필라멘트를 나타낸다. 표중, 번호 2~번호 5는 어느 것이나, 편심된 복굴절률 분포를 갖고 있었다.

각 단섬유 단면의 이형도는, 어느 것이나 1.7~1.8이며 트리로오발이 되어 있었다.

제 3 표에서 명백한 바와 같이, 방사인취 속도 4,000m/분 이상에서 물부여하여 얻어진 본 발명의 권축 멀티필라멘트는, 양호한 권축 발현과 견뢰성을 갖고 있었다. 또, 단섬유 표면의 요철도 없고, 투명성도 뛰어났다.

[제 3 표]

번호 1,6,7,8은 비교예

[실시예 4]

본 실시예는, 실시예 3의 권축 멀티필라멘트의 단섬유 내 복굴절률 분포를 측정할 목적으로 실시되었다.

상대점도 ηrel=2.6의 나일론 66을, 구멍 지름 0.35mmФ의 구멍을 사용하여, 295℃에서 방사하는 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 권축 멀티필라멘트를 얻었다.

얻어진 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 4 표에 나타낸다.

제 4 도에서 명백한 바와 같이, 방련(紡蓮) 4,000m/분 이상으로 물부여하여 얻어진 권축 멀티필라멘트는, 양호한 권축과 견뢰성을 갖는다. 또, 필라멘트 표면의 요철도 없었다.

[제 4 표]

번호 1,6,7,8은 비교예

[실시예 5]

실시예 1중의 번호 3, 및 비교예의 번호 6에 대해서, 제트스타퍼의 가공온도를 제 5 표에 나타낸 것처럼 여러가지로 다르게하여 권축가공을 행하였다. 그리고, 가열 압축가스의 5kg/㎠로 일정하게 하였다.

얻어진 권축 멀티필라멘트의 성질을, 제 5 표에 나타낸다. 제 5 표에서 명백한 바와 같이, 가공온도가 150℃ 이상인 경우, 양호한 권축 멀티팔렌트가 얻어졌다.

[제 5 표]

번호 1,6,7은 비교예.

[실시예 6]

제 6 도에 나타낸 방사-권축 가공장치를 사용하고, 상대점도 ηrel=3.2(95% H₂SO₄, 1% 용액으로 측정)의 실질적으로 폴리카프로아미드로 이루어진 나일론 6을, 방사온도 290℃에서 구멍의 지름 0.35mmФ, 구멍수 68호올의 방사구로 압출하고, 권축 멀티필라멘트를 1,000데니르로 하여 6,000m/분의 속도로 방사, 끌어냄을 행하였다. 한편, 마찬가지로, 1변의 슬릿폭 0.15mm, 슬릿 길이 0.70mm로서된 3변의 길이가 같은 트리로우발형상으로, 구멍수 68호올의 방사구에서 방사, 끌어냄을 행하였다. 구멍당의 토출량은 9.8g/분·구멍이였다. 방사구 하부에는, 길이 20cm, 내부온도 200℃의 가열통을 설치하버고, 냉풍 챔버에서 20℃, 0.3m/초의 냉풍으로 냉각하였다.

다음에, 제 6 도에 나타낸 방식으로, 「분리노즐」에 의해, 방사구 밑 250cm의 위치(필라멘트온도 155℃)에서 물을 필라멘트의 한쪽에서 부여하여 비대칭 냉각을 행하였다. 이때의 부여하는 물의 량은, 필라멘트에 대하여, 약 20중량 퍼센트로 하였다. 이어서, 급유노즐로 급유한 후, 회전속도 6,000m/분, 온도 180℃의 인취 로울을 거쳐서, 연신함이 없이 연속해서 제트스타퍼 노즐에 공급하고, 권축가공을 행하였다. 이때의 가공조건은, 온도 230℃, 압력 5kg/㎠로, 이완률 9% 였다. 얻어진 권축 멀티필라멘트는 랜덤한 형태의 권축을 가지고 있었다. 얻어진 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 6 표에 나타낸다.

[제 6 표]

[실시예 7]

고유점도[η]=0.62의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 구멍의 지름 0.35mmФ, 구멍수 24를 갖는 방사구금을 사용하여 제 6 도와 마찬가지의 방사기로 방사하였다. 방사 온도를 300℃로 하고, 방사구 밑에는 내경 12cm, 길이 25cm의 알루미 주입히이터 가열방식의 가열통을 방사구면과 통과의 사이에 간극이 없는 상태로 설치하고, 히이터 온도를 250℃로 조정하였다.

가열통을 나온 멀티필라멘트는, 옆에서 부는 형 냉각풍 챔버에 의해, 냉풍 온도 20℃, 풍속 0.30m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 이어서 제9a도에 나타낸 방식으로, 실의 중량당 40중량 퍼센트의 실온의 물을 부여하여 비대칭 냉각을 행하였다. 물부여에 의한 비대칭 냉각의 위치는, 방사구 밑 50cm로 하였다. 이 위치에서의 실의 온도는 제 7 표에 나타낸 것처럼, 이 방사속도 범위에서는 약 180℃~190℃였다.

비대칭 냉각을 행한 멀티 필라멘트는, 유제부여후, 연신함이 없이 50d/24f로 하고, 방사속도를 제 7 표에 나타낸 것처럼 다르게 하여 감아내었다.

그리고, 제 7 표에 나타낸 방사중의 네크점의 방사구 밑의 위치는, 물부여를 행하지 않는 경우에 측정한 값이다. 측정은 ZIMMER 사제 선지름 측정기 460Ω/2형 및 육안관찰에 의해 측정하고, 양자는 잘 일치하였다.

물부여를 행한 경우에는, 모두 방사구 밑 50cm에서 네크가 발생하고 있는 것이 확인되었다. 물부여를 행한 멀티필라멘트는, 어느 것이나 편심한 복굴절률분포를 가지고 있다는 것이 확인되었으나, 열처리 이전은, 비권축성의 멀티필렌트였다.

이어서, 이들의 멀티필라멘트를, 제 7 도에 나타낸 장치를 사용하고, 연신함이 없이 권축 가공을 행하였다. 이때의 가공조건은, 로울 7 및 7'는 어느 것이나 비가열로, 회전속도 3,000m/분으로 일정하게 하였다. 제트스타퍼 노즐은 온도 240℃, 압력 2kg/㎠의 가열압축 공기를 공급하였다. 로울 7'와 로울 11 사이는, 권축 멀티필라멘트의 끓는 물 수축률이 약 1% 이하로 되도록 조정하였다.

권축 가공전의 멀티필라멘트의 IWR 및 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 7 표에 나타낸다.

그리고, 본 실시예의 권축 멀티필라멘트의 표면은, 어느 것도 요철은 보이지 않고, 평활하였다.

제 7 표에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트는, 복굴절률의 편심에 의거하여, 양호한 권축과 견뢰성을 가지고 있었다.

[제 7 표]

번호 5~8은 물부여를 행하지 않았던 경우이며, 비교예.

[실시예 8]

본 실시예는, 폴리에스테르 권축멀티필라멘트를 절단하여 스테이플로 하고, 방적사로 하는 예이다.

실시예 7에 있어서, 구멍사이 피치 6mm로서 일열로 50구멍이 직렬로 배치되며, 더구나 열의 사이가 6mm 간격으로 5열이 천공되었다. 250호올의 장방형 방사구를 사용하였다. 방사구 밑에는 세로 35cm, 가로 15cm, 길이 25cm의 가열통을 설치하였다.

실시예 7, 제 7 표중의 번호 2(방사속도 6,000m/분)와, 번호 6의 조건으로 마찬가지로 방사하고, 500d/250f의 비권축성 멀티필라멘트를 얻었다.

그리고, 물 부여에 있어서는, 제9a도의 「로울방식」으로 직경 3cm, 길이 35cm의 로울을 사용하였다. 이어서, 얻어진 비권축성 멀티필라멘트를 실시예 7과 마찬가지로 열처리하여 권축 멀티필라멘트를 얻었다.

양자의 권축 멀티필라멘트를, 각각 80mm~110mm로 바이어스 절단하여, 스테이플 섬유로 하였다. 이들을, 60인치로 로울러카아드기에 공급하고, 카아드 테스트를 행하였다.

실시예 7의 번호 2에 대해서는, 하등 문제 없이 카아드 가공을 할 수 있고, 슬라이버가 얻어졌다. 슬라이버에는 냅의 발생도 없고, 계속해서 방적하고, 1/40Nn의 방적사가 얻어졌다.

이에 대하여 실시예 7의 번호 6은 카이드 가공중, 브레스트 실린더 출구에서 낙면이 많이 발생하고 카아드로서의 방출이 불가능하였다.

[실시예 9]

본 실시예는, 실시예 7에 대응하고, 단섬유단면이 이형인 경우를 나타낸다.

1변의 길이가 0.28mm, 슬릿폭이 0.60mm인 3변의 길이가 같은 트리로오발에 24호울의 천공된 구멍을 갖는 방사구금을 사용하였다.

방사조건은, 실시예 7과 동일하게 하였다. 방사중의 네크점의 측정은, 육안 관찰에 따랐다.

얻어진 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 8 표에 나타낸다. 단섬유의 이형도는, 어느 것이나, 1.8~1.9였다.

[제 8 표]

번호 5~8은 물 부여를 행하지 않았던 경우이며, 비교예.

[실시예 10]

실시예 7과 마찬가지로 방사를 행하고, 비대칭 냉각을 행하고, 유제 부여 후 연신함이 없이 6,500m/분으로 방사하였다. 물 부여에 있어서는, 제9b도에 나타낸 「노즐방식」으로, 실의 중량당 100중량퍼센트의 실온의 물을 부여하여, 비대칭 냉각의 위치를 제 9 표에 나타낸 것 처럼 달리하여 행하였다.

또, 물부여를 행한 경우에는, 모든 경우, 부여위치에서 실의 지름의 변화가 보였으며, 네크가 발생하고 있는 것이 확인 되었다.

물 부여를 행한 멀티필라멘트는, 어느 것이나 편심한 복굴절률 분포를 가지고 있으며, 더구나, 비권축성이였다.

물 부여에 계속해서, 제 6 도에 나타낸 가공장치를 사용하여 일단 감아내는 일 없이 연속해서 권축가공을 행하여 50d/24f의 권축 멀티필라멘트를 얻었다. 가공조건은, 어느 것이나 제트스타퍼노즐을 사용하고, 온도 250℃, 압력 4kg/㎠로 일정하게 하고, 이완률은, 권축 멀티필라멘트의 끓는 물 수축률이 약 1% 이하로 되도록 조정하였다.

권축가공전의 멀티필라멘트의 IWR 및 권축 멀티필라멘트의 성질을 제 9 표에 나타낸다. 그리고, 본 실시예의 멀티필라멘트의 표면은 어느 것도 요철은 보이지 않았고, 평활하였다.

제 9 표에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트는 양호한 권축 및 견뢰성을 가지고 있었다. 또, 이 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트는, 초기 모듈러스가 작은 특징을 가지고 있었다. 이 성질은, 편지로한 경우, 유연하고 부피있는 감촉을 발휘하였다.

[제 9 표]

번호 5는 비교예

[실시예 11]

실시예 10의 제 9 표중의 번호 2(실의 온도 200℃에서 물 부여)에 대해서, 물부여량을 제10표에 나타낸 것처럼 다르게 한 것 이외는, 실시예 10과 마찬가지로 하여 권축 멀티필라멘트를 얻었다.

얻어진 권축 멀티필라멘트의 성질을 제10표에 나타낸다.

[제10표]

[산업상의 이용분야]

본 발명의 권축 멀티필라멘트는, 연속 필라멘트로서 투명성과 부피성을 갖추고, 융단이나 기모포백 등의 분야에 사용하므로서, 견뢰성, 고급감이 있는 것으로 되며, 성능이 발휘된다. 또, 절단섬유로서 사용하면, 카아드 통과성, 방적성에 대해서 문제가 없고, 울, 면 등의 다른 소재와 혼용하는 것도 가능하다.

또, 본 발명의 제조방법은, 상기 권축 멀티필라멘트를 방사, 권축가공중의 트러블 없이, 고속 또한 간편하게 제조할 수 있으므로, 높은 생산성을 가지며, 공업적으로 매우 높은 가치를 갖는 것이다.

Claims (23)

1. 열가소성 중합체로 이루어지며, 구성 단섬유의 중심부에서 측정되는 복굴절률 보다도, 외층부의 복굴절률의 쪽이 크며, 더구나, 최소의 복굴절률을 나타내는 위치가 섬유축의 중심 보다 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 또한, 10개/in 이상의 랜덤 권축을 갖는 권축 멀티필라멘트.
2. 폴리아미드로 이루어지며, 구성 단섬유의 중심부에서 측정되는 복굴절률 보다도, 외층부의 복굴절률의 쪽이 크며, 더구나, 최소의 복굴절률을 나타내는 위치가 섬유축의 중심 보다 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 광각 X선회절에 의해서 구해지는 결정성장도가 0.2이상이며, 또한, 10개/in이상의 랜덤 권축을 갖는 폴리아미드 권축 멀티필라멘트.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 폴라아미드 권축 멀티필라멘트에 있어서, 구성 단섬유의 단면이 원형인 경우에, 단섬유의 외층부와 내층부와의 복굴절류차가 5×10^-3~45×10^-3인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 권축 멀티필라멘트.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 폴리아미드 권축 멀티필라멘트에 있어서, 광각 X선회절에 의해서 구해지는 결정성장도가 0.25이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 권축 멀티필라멘트.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 폴리아미드 권축 멀티필라멘트에 있어서, 권축수가 12개/in 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 권축 멀티필라멘트.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 폴리아미드 권축 멀티필라멘트에 있어서, 구성하는 단섬유의 표면이 평활하다는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 권축 멀티필라멘트.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 폴리아미드 권축 멀티필라멘트에 있어서, 폴리아미드가 폴리헥사메틸렌 아지파미드인 경우에, 광학 X선회절에 의해서 구해지는 결정완전성 계수가 70% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 권축 멀티필라멘트.
8. 폴리에스테르로 이루어지며, 구성 단섬유의 중심부에 있어서 측정되는 복굴절 보다도, 외층부의 복굴절률의 쪽이 크며, 더구나, 최소의 복굴절률을 나타낸 위치가 섬유측의 중심 보다 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 광각 X선회절에 의해서 구해지는 결정성장도가 0.4 이상이며, 또한 10개/in이상의 랜덤 권축을 갖는 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트에 있어서, 구성 단섬유의 단면이 원형인 경우에, 단섬유의 외층부와 내층부와의 복굴절률차가 20×10^-3~100×10^-3인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트에 있어서, 광각 X선회절에 의해서 구해지는 결정성장도가 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 권축 멀티필라멘트.
11. 폴리에스테르로 이루어지며, 구성 단섬유의 중심부에서 측정되는 복굴절률 보다도, 외층부의 복굴절률의 쪽이 크며, 더구나, 최소의 복굴절률을 나타낸 위치가 섬유축의 중심 보다 편심하여 존재하는 분포를 가지며, 광각 X선회절에 의해서 구해지는 결정성장도가 0.4 이상이며, 또한, 10개/in이상의 랜덤 권축을 갖는 폴리에스테르 스테이플섬유.
12. 폴리아미드를 용융방사하여 랜덤 권축 멀티필라멘트를 제조함에 있어서, 방사구에서 압출된 멀티필라멘트를, 구성 단섬유의 온도가 100℃로 냉각될 때까지 한쪽에서 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하고, 4000m/분 이상으로 끌어낸 후, 1.0~1.5배로 연신하고, 이어서 150℃ 이상의 온도로 액체 분사 가공하는 것을 특징으로 하는 권축 멀티필라멘트의 제조방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 단섬유의 온도가 130℃로 냉각될 때까지 한쪽에서 수성액을 부여하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 구성 단섬유가 상호간에 분리된 상태에서 한쪽에서 수성액을 부여하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
15. 제12항에 있어서, 5,000m/분 이상의 인취속도로 끌어낸 후, 미연신 상태로 유체 분사 가공하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
16. 제12항에 있어서, 180℃ 이상의 온도로 유체 분사가공 하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
17. 제12항에 있어서, 상기 끌어냄과 상기 분사 가공을 연속해서 행하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
18. 폴리에스테르를 용융 방사하여 랜덤 권축 멀티필라멘트를 제조함에 있어서, 방사구에서 압출된 멀티필라멘트를, 구성 단섬유의 온도가 150℃로 냉각되기 까지 한쪽에서 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하고, 5000m/분 이상으로 끌어낸 후, 1.0~1.5배로 연신하고, 이어서 150℃ 이상의 온도로 이완 열처리하는 것을 특징으로 하는 권축 멀티필라멘트의 제조방법.
19. 제18항에 있어서, 구성 단섬유의 온도가 200℃로 냉각될때까지 한쪽에서 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
20. 제18항에 있어서, 복수의 단섬유를 1면상으로 끌어당겨 정돈한 상태로 한쪽에서 수성액을 부여하여 비대칭 냉각하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
21. 제18항에 있어서, 5000m/분 이상으로 끌어낸 후, 미연신 상태에서 이완 열처리 하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
22. 제18항에 있어서, 상기 이완 열처리가 유체 분사가공인 것을 특징으로 하는 제조방법.
23. 제18항에 있어서, 상기 이완 열처리를 끌어냄과 연속해서 행하는 것을 특징으로 하는 제조방법.