[논문] 초고속 방사의 이론적 고찰

초고속 방사의 이론적 고찰 1. 개요 나일론 6의 용융방사는 1950년대에 공업화가 시작되었는데, 최근에는 고속방사를 통해 기존의 방사방법으로 제조된 섬유의 물성을 유지함과 동시에 공정을 단순화시키는 것이 가능해졌다. 특히 나일론 6의 경우, 고속방사로 제조된 섬유는 기존의 저속방사로 제조된 섬유와 비교하여 다른 모폴로지를 갖게된다. 방사속도에 따른 섬유의 물성을 살펴보기로 하자. Figure 1은 필라멘트가 보빈에 감긴 후 경과한 시간에 따른 복굴절률의 변화를 나타낸다. 섬유를 제조한 후 짧은 시간 후에 복굴절률이 급격하게 증가하고 500-3000m/min에서 방사된 섬유에 대하여 시간에 따른 변화는 S자형태를 갖는다. 4000m/min이상의 속도에서는 복굴절률이 방사후에 작은 변화만을 보인다. 나일론 6 섬유의 결정화는 수분에 의해 쉽게 유도되는데 수분은 섬유표면에 침투가 가능하다. 이와같이 복굴절률의 경시효과는 섬유표면에서 시작되는 결정화에 기인할 수 있다. Figure 2는 복굴절률의 권취속도 의존성을 보여준다. 여기에서 방사된 섬유는 25℃, RH 50%에서 (1) 오랜 시간, (2) 3분, (3)0시간 동안 보관된 것이다. (3)의 경우는 관찰한 간섭무늬의 변화로부터 외삽한 값이다. 동일한 방사속도에서 방사된 섬유에 대해 장시간 보관한 것과 3분 혹은 0시간 보관한 것의 복굴절률의 차이는 방사후 결정화도의 변화와 일치하는 것으로 보인다. 복굴절률의 증가는 2000m/min에서 극대를 보인다. 복굴절률의 증가는 나일론 6 섬유의 구조적 불안정정성의 척도로 사용될 수 있다. Figure 1. Change in birefringence of as-spun Nylon 6 filaments with time after spinning. Take-up velocity(km/min) indicated. Figure 2. Birefringence of as-spun Nylon 6 filaments vs. take-up velocity(km/min).…
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