特開 2021-120501 高強度ポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-120501(P2021-120501A)

(43)【公開日】2021年8月19日

(54)【発明の名称】高強度ポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D01F 6/62 20060101AFI20210726BHJP

   D01D 5/084 20060101ALI20210726BHJP

【ＦＩ】

   D01F6/62 301Q

   D01D5/084

   D01F6/62 302C

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2021-86074(P2021-86074)

(22)【出願日】2021年5月21日

(62)【分割の表示】特願2020-531410(P2020-531410)の分割

【原出願日】2018年9月3日

(31)【優先権主張番号】10-2017-0122246

(32)【優先日】2017年9月22日

(33)【優先権主張国】KR

(71)【出願人】

【識別番号】518215493

【氏名又は名称】コーロン インダストリーズ インク

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】リム，キ ソブ

(72)【発明者】

【氏名】チョン，イル

(72)【発明者】

【氏名】パク，ソン ホ

【テーマコード（参考）】

4L035

4L045

【Ｆターム（参考）】

4L035BB33

4L035BB37

4L035BB52

4L035BB71

4L035EE01

4L035EE09

4L035HH03

4L045AA05

4L045BA03

4L045DA15

4L045DA41

(57)【要約】

【課題】優れた形態安定性を有し、かつ既存のＰＥＴ原糸に比べて高い強度を有するＰＥＴ原糸の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】紡糸溶融液の製造のために１．４〜１．７ｄｌ／ｇの固有粘度を有するポリエチレンテレフタレートチップを溶融させる工程と、紡糸パックのノズルを通して前記紡糸溶融液を吐き出す工程と、前記ノズル直下に位置した３００〜５００℃の熱源で前記ノズルから吐き出される直前の前記紡糸溶融液を加熱する工程と、前記吐出工程によって形成された多数のフィラメントを集束させてマルチフィラメントを形成させる工程と、前記マルチフィラメントを延伸する工程とを含み、前記紡糸パックの温度を２８０〜３０５℃に維持するポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

紡糸溶融液（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｍｅｌｔ）の製造のために１．４〜１．７ｄｌ／ｇの固有粘度を有するポリエチレンテレフタレートチップを溶融させる工程と、
紡糸パック（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｐａｃｋ）のノズルを通して前記紡糸溶融液を吐き出す工程と、
前記ノズル直下に位置した３００〜５００℃の熱源で前記ノズルから吐き出される直前の前記紡糸溶融液を加熱する工程と、
前記吐出工程によって形成された多数のフィラメントを集束させてマルチフィラメントを形成させる工程と、
前記マルチフィラメントを延伸する工程とを含み、
前記紡糸パックの温度を２８０〜３０５℃に維持するポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項2】

４，０００〜６，２００ｍ／ｍｉｎの延伸後の速度および１．９〜２．５の延伸比が適用される請求項１に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項3】

前記ノズルと前記熱源の間の距離は５〜５０ｍｍである請求項１に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項4】

前記熱源の温度は前記紡糸パックの温度よりも高い請求項３に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項5】

前記熱源は熱線を含む請求項４に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項6】

前記熱源は多数の熱線を含み、
前記熱線は、前記フィラメントの移動を妨害しないように前記フィラメント間にそれぞれ配列される請求項４に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項7】

前記熱線は等間隔に配列されており、
前記熱線それぞれは、前記ノズルの下面と平行になるように配列される請求項６に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【請求項8】

前記吐出工程を、２４００ｐｓｉ以下の吐出圧力下で行う請求項１に記載のポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリエチレンテレフタレート原糸の製造方法に関し、より詳しくは、既存のポリエチレンテレフタレート原糸に比べて高い強度を有するポリエチレンテレフタレート原糸およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤコード、エアバッグなどの製造に使用される産業用ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴ）原糸の機械的物性（例えば、強度、伸度など）を向上させようとする研究が持続的に行われている。
一般に、ＰＥＴ原糸の製造方法は、マルチフィラメント形成のための紡糸工程と前記マルチフィラメントを所定延伸比で延伸する工程とを含み、前記紡糸工程は、ＰＥＴチップを溶融させる工程と、ＰＥＴ溶融液を紡糸パックのノズルを通して吐き出す工程と、前記ＰＥＴ溶融液が前記ノズルを通して吐き出された後、冷却により形成された固化状態のフィラメントを集束させてマルチフィラメントを形成させる工程とを含む。
産業用ＰＥＴ原糸は、一般的に優れた形態安定性（すなわち、低い定荷重伸び率（ＥＡＳＬ）および低い乾熱収縮率）を有することが求められるため、例えば、１，５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸を通してＰＥＴ原糸を製造する必要がある。すなわち、延伸工程前に繊維の配向度を増加させることによって形態安定性を向上させることができる。
しかし、紡糸速度と延伸比はトレードオフの関係を有するため、紡糸速度を増加させる場合延伸工程で適用できる延伸比を制限しなければならない。すなわち、ＰＥＴ原糸の形態安定性を向上させるため、紡糸速度を１，５００ｍ／ｍｉｎ以上に増加させると延伸、で適用できる延伸比は２．０以下に低くなる。延伸比が低くなるほどＰＥＴ原糸の強度も低くなる。
したがって、優れた形態安定性を有し、かつ既存のＰＥＴ原糸に比べてより高い強度を有するＰＥＴ原糸を製造するためには、延伸比以外の他の工程因子の調節によりＰＥＴ原糸の強度を増加させることができる方法が要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、前記のような関連技術の制限および短所に起因した問題を防止できるＰＥＴ原糸およびその製造方法を提供する。
一観点において、本発明は、優れた形態安定性を有し、かつ既存のＰＥＴ原糸に比べて高い強度を有するＰＥＴ原糸を提供する。
他の一観点において、本発明は、優れた形態安定性を有し、かつ既存のＰＥＴ原糸に比べて高い強度を有するＰＥＴ原糸の製造方法を提供する。
上記に言及された本発明の観点以外にも、本発明の他の特徴および利点は、以下に説明されるか、そのような説明から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記課題を解決する本発明の一観点により、２〜５デニールの纎度をそれぞれ有する１００〜５００個のフィラメントを含み、１．１ｄｌ／ｇ以上の固有粘度および１０ｇ／ｄ以上の引張強度を有することを特徴とする、ＰＥＴ原糸が提供される。
前記ＰＥＴ原糸は、１．１〜１．２５ｄｌ／ｇの固有粘度および１０〜１０．６ｇ／ｄの引張強度を有することができる。
前記ＰＥＴ原糸は、４．５ｇ／ｄ荷重で３〜６％の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ ３ ｔｏ ６％ ｏｒ ｌｅｓｓ ａｔ ４．５ｇ／ｄ ｌａｏｄ）および７〜１２％の乾熱収縮率を有することができる。
前記ＰＥＴ原糸は、１３〜１４％の切断伸度を有することができる。
前記ＰＥＴ原糸は、１３．４〜１３．９％の切断伸度を有することができる。
発明の他の観点により、紡糸溶融液（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｍｅｌｔ）製造のために１．４〜１．７ｄｌ／ｇの固有粘度を有するポリエチレンテレフタレートチップを溶融させる工程と、紡糸パック（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｐａｃｋ）のノズルを通して前記紡糸溶融液を吐き出す工程と、前記ノズル直下に位置した３００〜５００℃の熱源で前記ノズルから吐き出される直前の前記紡糸溶融液を加熱する工程と、前記吐出工程によって形成された多数のフィラメントを集束させてマルチフィラメントを形成させる工程と、前記マルチフィラメントを延伸する工程とを含み、前記紡糸パックの温度は２８０〜３０５℃に維持される、ＰＥＴ原糸の製造方法が提供される。
前記ＰＥＴ原糸の製造方法においては４，０００〜６，２００ｍ／ｍｉｎの延伸後の速度および１．９〜２．５の延伸比を適用することができる。
前記ノズルと前記熱源の間の距離は５〜５０ｍｍとすることができる。
前記熱源の温度は、前記紡糸パックの温度より高いこともある。
前記熱源は熱線を含むことができる。
前記熱源は多数の熱線を含むことができ、前記熱線は、前記フィラメントの移動を妨害しないように前記フィラメント間にそれぞれ配列することができる。
前記熱線は等間隔に配列することができる。
前記熱線それぞれは、前記ノズルの下面と平行になるように配列することができる。
前記延伸工程で延伸比を１．９〜２．５とすることができる。
前記吐出工程は２４００ｐｓｉ以下の吐出圧力下で行うことができる。
上記のような本発明に関する一般的な叙述は、本発明を例示または説明したものに過ぎず、本発明の権利範囲を限定するものではない。

【発明の効果】

【0005】

本発明によれば、相対的に高い固有粘度（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ：ＩＶ）のＰＥＴチップを使用し、紡糸工程中のポリマーの熱分解およびそれによる固有粘度の低下（ＩＶ ｄｒｏｐ）を最小化することによって、１．１ｄｌ／ｇ以上の相対的に高い固有粘度（ＩＶ）および１０ｇ／ｄ以上の相対的に高い引張強度（ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有するＰＥＴ原糸を製造することができる。
また、相対的に高い固有粘度（ＩＶ）のＰＥＴチップを使用したにもかかわらず、固有粘度の低下（ＩＶ ｄｒｏｐ）を最小化するために相対的に低い紡糸温度を適用したにもかかわらず、口金直下から高温の熱エネルギーを付与することによって、ＰＥＴ溶融液の流動性の低下による吐出圧力の増加を防止することができる。したがって、吐出圧力の増加による漏出現象（ｌｅａｋａｇｅ）および紡糸パックの損傷を防止することができる。
また、本発明によれば、ポリエステル原糸を構成する多数のフィラメントの機械的物性の均一性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

添付の図面は、本発明の理解を助け、本明細書の一部を構成するためのものであり、本発明の実施例を例示し、発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する。

【図1】本発明の一実施形態に係るＰＥＴ原糸の製造装置を概略的に示す図である。

【図2】図１のＡ部分の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の発明者らは、ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）がＰＥＴ原糸の強度と密接な関係があることが分かった。すなわち、ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）が高いほど、ＰＥＴ原糸の強度が増加する。したがって、既存のＰＥＴ原糸に比べて高い強度を有するＰＥＴ原糸を製造するためには、既存のＰＥＴ原糸に比べて高い固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴ原糸を製造することが要求される。
既存のＰＥＴ原糸に比べて高い固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴ原糸を製造するためには、（ｉ）既存のＰＥＴ原糸の製造に使用されているＰＥＴチップの固有粘度（ＩＶ）に比べて高い固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用して紡糸溶融液を製造しなければならない。（ｉｉ）既存のＰＥＴ原糸の製造に適用されている紡糸温度（すなわち、紡糸パックの温度）よりも低い紡糸温度を適用することによって、ポリマーの熱分解およびそれによる固有粘度の低下（ＩＶ ｄｒｏｐ）を最小化しなければならない。
しかし、ＰＥＴチップの固有粘度（ＩＶ）が高いほど、そして紡糸温度が低いほど紡糸溶融液の流動性が低くなる。紡糸溶融液の低い流動性は吐出圧力を増加させて紡糸パックでの漏出現象および紡糸パックの損傷などの危険を増加させる。
本発明によれば、１．１ｄｌ／ｇ以上の相対的に高い固有粘度（ＩＶ）および１０ｇ／ｄ以上の相対的に高い強度を有するＰＥＴ原糸を製造するため、１．４〜１．７ｄｌ／ｇの相対的に高い固有粘度（ＩＶ）のＰＥＴチップを使用し、２８０〜３０５℃の相対的に低い紡糸温度を適用したにもかかわらず、口金直下から高温の熱エネルギーを付与することによって、上記のような紡糸パックでの漏出現象および紡糸パックの損傷を防止することができる。
以下、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係るＰＥＴ原糸の製造方法について具体的に説明する。

【0008】

本発明の一実施形態に係る装置は、押出機（ｅｘｔｒｕｄｅｒ）１１０、紡糸パック（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｐａｃｋ）１２０、熱源１３０、冷却部１４０、集束部１５０、延伸部１６０、およびワインダー１７０を含む。
前記紡糸パック１２０は、フィルター、分配板、ノズル１２１などのメイン部品および前記メイン部品を取り囲むパックボディー１２２を含む。前記熱源１３０は、ボルト１３１を通じて前記ノズル１２１に固定される。代案として、前記熱源１３０は、前記紡糸パック１２０を取り囲むスピンブロック（図示せず）に固定することもできる。
まず、ＰＥＴチップが押出機１１０に投入された後、溶融して紡糸溶融液（すなわち、ＰＥＴ溶融液）が作られ、該紡糸溶融液が紡糸パック１２０で押出される。
前述したように、本発明で使用されるＰＥＴチップは、既存に使用されていたＰＥＴチップの固有粘度（ＩＶ、１．４ｄｌ／ｇ未満）に比べて高い１．４〜１．７ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有する。
ＰＥＴ原糸の配向性を高める高速紡糸を行うことが要求されるため、ＰＥＴチップの固有粘度（ＩＶ）が１．４ｄｌ／ｇ未満であれば、１．１ｄｌ／ｇ以上の固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴ原糸の製造が不能になり、したがって、１０ｇ／ｄ以上の引張強度を有するＰＥＴ原糸の製造も不能になる。
一方、ＰＥＴチップの固有粘度（ＩＶ）が１．７ｄｌ／ｇを超えると、許容範囲（２４００ｐｓｉ以下）を外れる高い吐出圧力を要求する程度に紡糸溶融液の流動性が過度に低くなる（しかも、本発明の方法を適用する場合でも）。
前記押出機１１０から前記紡糸パック１２０に伝達された紡糸溶融液は、前記ノズル１２１のホール（ｈｏｌｅｓ）を通じて吐き出される。前記ノズル１２１は、１００〜５００個のホールを有することができ、各ホールの長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）の比率であるＬ／Ｄは２〜５とすることができる。

【0009】

本発明によれば、紡糸工程が行われるときの紡糸温度、すなわち、前記紡糸パック１２０の温度（より具体的には、前記パックボディー１２２の温度）は２８０〜３０５℃に維持される。一般に、前記紡糸パック１２０の温度は、前記紡糸パック１２０を取り囲んでいる紡糸ブロック（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）に設けられた温度センサーを通して測定できる。
紡糸温度が２８０℃未満の場合、紡糸溶融液の均一性が低下するだけでなく、許容範囲を外れる高い吐出圧力を要求する程度に紡糸溶融液の流動性が過度に低くなる。
一方、紡糸温度が３０５℃を超過すると、ポリマーの急激な熱分解が起きて深刻な固有粘度の低下（ＩＶ ｄｒｏｐ）が発生し、結果的に、１０ｇ／ｄ以上の高い引張強度を有するＰＥＴ原糸の製造が不能になる。
すなわち、本発明によれば、既存のＰＥＴ原糸の製造方法に適用される３１０〜３２０℃の紡糸温度に比べてずっと低い２８０〜３０５℃の紡糸温度を適用することによって、紡糸工程中のポリマーの熱分解およびそれによる固有粘度の低下（ＩＶ ｄｒｏｐ）を最小化することができる。

【0010】

前述したように、ＰＥＴチップの固有粘度（ＩＶ）が高いほど、そして紡糸温度が低いほど紡糸溶融液の流動性が低くなり、紡糸溶融液の低い流動性は吐出圧力を増加させて、紡糸パック１２０での漏出現象および紡糸パック１２０の損傷などの危険を増加させる。
上記のような問題点を解決するために、本発明によれば、前記ノズル１２１から吐き出される直前の前記紡糸溶融液が前記ノズル１２１直下（ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ ｂｅｌｏｗ）に位置した熱源１３０で加熱される。
吐出圧力を決定する最も重要な因子は、前記ノズル１２１から吐き出される直前の紡糸溶融液の流動性である。したがって、紡糸溶融液がノズル１２１から吐き出される直前の瞬間だけに加熱されると、ポリマーの深刻な熱分解も起こさず、吐出直前に該流動性が瞬間的に増加する。その結果、吐出圧力の増加を最小化することができる。したがって、本発明によれば、２４００ｐｓｉ以下、好ましくは２３５０ｐｓｉ以下、より好ましくは２３２０ｐｓｉ以下の吐出圧力で紡糸工程が行われる。

【0011】

結果的に、本発明によれば、１．４〜１．７ｄｌ／ｇの相対的に高い固有粘度（ＩＶ）のＰＥＴチップを使用し、２８０〜３０５℃の相対的に低い紡糸温度を適用したにもかかわらず、吐出圧力の増加による紡糸パックでの漏出現象および紡糸パックの損傷を防止することができる。
吐出直前の紡糸溶融液を適切に加熱するために、前記ノズル１２１と前記熱源１３０の間の距離を５〜５０ｍｍとすることができる。
本発明の一実施形態によると、前記熱源１３０の温度は前記紡糸パック１２０の温度よりも高い。例えば、前記熱源１３０の温度は３００〜５００℃、好ましくは３２０〜４９０℃、より好ましくは３５０〜４８０℃である。
前記熱源１３０は熱線を含むことができる。例えば、前記熱源１３０は、多数の熱線を含むことができ、前記熱線は、紡糸溶融液が前記ノズル１２１のホールから吐き出し形成される多数の半固形状態のフィラメント１０の移動を妨害しないように前記フィラメント１０の間に配列される。
吐出直前の紡糸溶融液を均一に加熱するために、前記熱線は等間隔に配列され、前記熱線それぞれは、前記ノズル１２１の下面と平行になるように配列される。
また、それぞれの前記フィラメント１０は、前記熱線から一定の距離（例えば、３〜１０ｍｍ）をもって均一に離隔されているため、フィラメント１０間の物性の均一性が担保される。

【0012】

本発明によれば、ノズル１２１から吐き出される紡糸溶融液の冷却を遅延させるための従来の円筒形ヒーティングフードとは異なり、熱源１３０を構成する多数の熱線が前記ノズル１２１直下に等間隔に配置されて前記ノズル１２１から吐き出される直前の紡糸溶融液を瞬間的に加熱するため、１．４〜１．７ｄｌ／ｇの相対的に高い固有粘度（ＩＶ）のＰＥＴチップを使用し、２８０〜３０５℃の相対的に低い紡糸温度を適用したにもかかわらず、吐出圧力の増加による紡糸パックでの漏出現象および紡糸パックの損傷を防止することができる。
紡糸溶融液が前記ノズル１２１のホールから吐き出し形成される多数の半固形状態のフィラメント１０は、冷却部１４０を通過しながら完全に固化される。前記冷却工程の制御のため、適当な温度および速度の冷却風を前記フィラメント１０に吹き出す。フィラメント１０の冷却挙動は繊維の最終物性に大きな影響を与える。

【0013】

次に、完全固化されたフィラメント１０が集束部１５０によって集束されることによって、マルチフィラメント２０を形成する。前記集束部１５０から乳剤が前記マルチフィラメント２０に与えられる。すなわち、マルチフィラメント２０形成工程と乳剤付与工程が同時に行われる。前記乳剤付与は、ＭＯ（Ｍｅｔｅｒｅｄ Ｏｉｌｉｎｇ）またはＲＯ（Ｒｏｌｌｅｒ Ｏｉｌｉｎｇ）方式を通して行われる。
集束工程を通して形成された前記マルチフィラメント２０は延伸部１６０で延伸される。前記延伸部１６０は、第１〜第５ゴデットローラ１６１、１６２、１６３、１６４、１６５を含むことができる。
第１ゴデットローラ１６１は、紡糸速度および紡糸ドラフト比（ｄｒａｆｔ ｒａｔｉｏ）を決定する。
前記マルチフィラメント２０の延伸は、第１ゴデットローラ１６１と第４ゴデットローラ１６４の間で行われる。すなわち、前記第１ゴデットローラ１６１の速度に対する第４ゴデットローラ１６４の速度比率で延伸比（ｄｒａｗ ｒａｔｉｏ）が決定される。
前記第４ゴデットローラ１６４と前記第５ゴデットローラ１６５の間はリラクゼーション（ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）区間であって、第１〜第４ゴデットローラ１６１、１６２、１６３、１６４によって延伸されたマルチフィラメント２０に若干のリラックスを付与することにより、ストレッチング直後の収縮力により惹起される（ｉ）マルチフィラメント２０の過度な収縮、（ｉｉ）ワインダー１７０の歪み、および（ｉｉｉ）巻戻し（ｕｎｗｉｎｄｉｎｇ）の不安定性を防止することができる。

【0014】

本発明の一実施形態によれば、紡糸速度（すなわち、前記第１ゴデットローラ１６１の速度）は１，５００〜３，３００ｍ／ｍｉｎであり、延伸後の速度（すなわち、前記第４ゴデットローラ１６４の速度）は４，０００〜６，２００ｍ／ｍｉｎであり、延伸比は１．９〜２．５である。１，５００〜３，３００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度および４，０００〜６，２００ｍ／ｍｉｎの延伸後の速度で製造される本発明の高い形態安定性のＰＥＴ原糸は、４．５ｇ／ｄの荷重で３〜６％の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ ３ ｔｏ ６％ ａｔ ４．５ｇ／ｄ ｌａｏｄ）および７〜１２％の乾熱収縮率を有する。
選択的事項として、延伸されたマルチフィラメント２０の熱処理／熱固定を行うために、前記第２〜第４ゴデットローラ１６２、１６３、１６４のうち少なくとも一つに加熱手段を提供することができる。例えば、第４ゴデットローラ１６４に巻かれる回数を調節することにより、マルチフィラメント２０が第４ゴデットローラ１６４に滞留する時間を調節することができ、これによって延伸糸に対する適切な熱処理／熱固定を行うことができる。
延伸および熱処理されたマルチフィラメント２０がワインダー１７０によって巻き取られることによってＰＥＴ原糸が完成される。

【0015】

本発明のＰＥＴ原糸は、２〜５デニールの纎度をそれぞれ有する１００〜５００個のフィラメントを含み、前述したように、１．１ｄｌ／ｇ以上の相対的に高い固有粘度（ＩＶ）および１０ｇ／ｄ以上の相対的に高い引張強度を有する。本発明の一実施形態によれば、前記ＰＥＴ原糸は１３〜１４％の切断伸度を有する。
本発明の高強度ＰＥＴ原糸はタイヤコード、エアバッグなどの多様な産業応用に適用される。
以下、本発明を下記実施例および比較例に基づいてより詳細に説明する。ただし、下記実施例は本発明の理解を助けるためのものであり、本発明の権利範囲はこれに限定されない。

【0016】

実施例１
１．７ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップの溶融を通して得られた紡糸溶融液が紡糸パックのノズルの２５０個ホール（Ｌ／Ｄ＝２．１／０．７）を通じて吐き出された。この時、紡糸パックの温度、すなわち紡糸温度は約２９５℃であった。また、ノズルのホールから吐き出される直前の紡糸溶融液が前記ノズル直下に前記ノズルから１０ｍｍ離隔して位置した４５０℃の熱線で加熱された。紡糸溶融液が前記ノズルのホールから吐き出し形成された多数の半固形状態のフィラメントが冷却部を通過しながら完全に高化され、前記フィラメントが集束形成されたマルチフィラメントに対して延伸工程、熱処理工程および巻取り工程が順次に行われることによって、４デニールの纎度をそれぞれ有する２５０個のフィラメントを含むＰＥＴ原糸（総纎度：１，０００デニール）が得られた。２１０１ｐｓｉの吐出圧力が適用され、延伸後の速度は５，８００ｍ／ｍｉｎであり、延伸比は２．０であった。

【0017】

実施例２
紡糸温度および熱線温度はそれぞれ２９９℃および４２０℃であり、２１８１ｐｓｉの吐出圧力下で紡糸工程が行われたことを除いては実施例１と同様の方法で、ＰＥＴ原糸が得られた。
実施例３
紡糸温度および熱線温度はそれぞれ３０４℃および３８０℃であり、２３１２ｐｓｉの吐出圧力下で紡糸工程が行われたことを除いては実施例１と同様の方法で、ＰＥＴ原糸が得られた。
実施例４
紡糸溶融液の製造のために１．４ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用し、紡糸温度および熱線温度はそれぞれ２９８℃および３８０℃であり、２１６０ｐｓｉの吐出圧力下で紡糸工程が行われたことを除いては実施例１と同様の方法で、ＰＥＴ原糸が得られた。

【0018】

比較例１
紡糸温度は３１０℃であり、熱線による加熱が省略され、２９３０ｐｓｉの吐出圧力が適用されたことを除いては、実施例１と同様の方法を適用した。しかし、過度に高い吐出圧力により紡糸パックでの紡糸溶融液の漏出が引き起こされ、巻取りが不能であった。
比較例２
紡糸溶融液の製造のために１．４ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用し、紡糸温度は３０６℃であり、熱線による加熱が省略され、２３７０ｐｓｉの吐出圧力が適用されたことを除いては実施例１と同様の方法で、ＰＥＴ原糸が得られた。
比較例３
紡糸溶融液の製造のために１．２１ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用し、紡糸温度は２９９℃であり、熱線による加熱が省略され、１９１０ｐｓｉの吐出圧力が適用されたことを除いては実施例１と同様の方法で、ＰＥＴ原糸が得られた。
比較例４
紡糸溶融液の製造のために１．２１ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用し、紡糸温度および熱線温度はそれぞれ２９２℃および３８０℃であり、１８５０ｐｓｉの吐出圧力下で紡糸工程が行われたことを除いては実施例１と同様の方法で、ＰＥＴ原糸が得られた。

【0019】

実施例および比較例のＰＥＴ原糸を固有粘度（ＩＶ）、引張強度、切断伸度、４．５ｇ／ｄ荷重での伸び率（ＥＡＳＬ＠４．５ｇ／ｄ）、および乾熱収縮率を下記の方法によりそれぞれ測定し（巻取り不能の比較例１の場合、落下した固化物サンプルのＩＶを測定し、原糸の引張強度、切断伸度、ＥＡＳＬ＠４．５ｇ／ｄ、および乾熱収縮率は測定不能である）、その結果を表１に示す。
^*ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）
各ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）（ｄｌ／ｇ）をＡＳＴＭ Ｄ４６０３−９６方法により毛細管粘度計（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。使用された溶媒は、フェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタン（６０／４０重量％）混合液であった。
^*ＰＥＴ原糸の引張強度、ＥＡＳＬ＠４．５ｇ／ｄ、および切断伸度
ＡＳＴＭ Ｄ８８５方法により、インストロンエンジニアリング社（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐ、Ｃａｎｔｏｎ、Ｍａｓｓ）の万能引張試験機を用いて、ＰＥＴ原糸の引張強度（ｇ／ｄ）および切断伸度（％）をそれぞれ測定し（初期荷重：０．０５ｇｆ／ｄ、試料長さ：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ）、ＰＥＴ原糸のＥＡＳＬ＠４．５ｇ／ｄを測定した。
^*ＰＥＴ原糸の乾熱収縮率
ＡＳＴＭ Ｄ８８５方法により、試片の最初長さ（Ｌ１）および１７７℃のオーブンで２分経過後、前記試片の長さ（Ｌ２）をそれぞれ測定した後、下記の式によってＰＥＴ原糸の乾熱収縮率（％）を算出した。
式：乾熱収縮率（％）＝[（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１]ｘ１００

【表1】

【0020】

実施例１〜４では、１．４〜１．７ｄｌ／ｇの相対的に高い固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用し、ポリマーの熱分解を最小化するために２９５〜３０４℃の相対的に低い紡糸温度を適用することによって、１．１１〜１．２５ｄｌ／ｇの高い固有粘度（ＩＶ）、１０．０〜１０．６ｇ／ｄの高い引張強度、および１３．４〜１３．９％の切断伸度を有するＰＥＴ原糸を得ることができた。
一方、比較例３および比較例４でのように、１．４ｄｌ／ｇ未満の固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用した場合には、２９９℃または２９２℃の低い紡糸温度が適用されてポリマーの熱分解が実施例１〜４に比べて小さかったにもかかわらず、ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）および引張強度がそれぞれ１．１ｄｌ／ｇおよび１０ｇ／ｄに及ばなかった。
また、比較例２でのように、１．４ｄｌ／ｇの相対的に高い固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用したが、３０６℃の高い紡糸温度が適用されて深刻なポリマーの熱分解が引き起こされた場合にも、ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）および引張強度がそれぞれ１．１ｄｌ／ｇおよび１０ｇ／ｄに及ばなかった。
実施例１〜４では、１．４〜１．７ｄｌ／ｇの相対的に高い固有粘度（ＩＶ）を有するＰＥＴチップを使用し、２９５〜３０４℃の相対的に低い紡糸温度が適用されたにもかかわらず、３８０〜４５０℃の熱線で吐出直前の紡糸溶融液を加熱することによって２１０１〜２３１２ｐｓｉの吐出圧力、すなわち許容可能な吐出圧力（２４００ｐｓｉ以下）で紡糸工程および延伸工程（延伸後の速度：５，８００ｍｍ／ｍｉｎ）を行うことができた。
一方、実施例１〜３でのように１．７ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）のＰＥＴチップを使用した比較例１の場合、実施例１〜３での紡糸温度よりも高い３１０℃の紡糸温度が適用されたにもかかわらず、熱線による加熱が省略されたので許容可能な範囲を外れた高い吐出圧力（すなわち、２９３０ｐｓｉ）が要求され、その結果、紡糸パックでの紡糸溶融液の漏出が引き起こされて、原糸の巻取りが不能であった。したがって、熱線による加熱せずに１．７ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）のＰＥＴチップで紡糸工程を行うためには、３１０℃よりもずっと高い紡糸温度を適用して吐出圧力を減少させることが要求されると考えられる。しかし、３１０℃の紡糸温度を適用する場合にも相当なポリマーの熱分解が発生して約０．５８ｄｌ／ｇのＩＶ低下（ＰＥＴチップのＩＶ−落下した固形物サンプルのＩＶ）が引き起こされたことを考慮すると、３１０℃よりもずっと高い紡糸温度を適用する場合、０．６ｄｌ／ｇを超えるＩＶの低下が引き起こされて、ＰＥＴ原糸の固有粘度（ＩＶ）および引張強度がそれぞれ１．１ｄｌ／ｇおよび１０ｇ／ｄに及ばないことは自明である。

【図1】

【図2】