KR100190228B1

KR100190228B1 - 이광택 태세섬도 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법

Info

Publication number: KR100190228B1
Application number: KR1019960080472A
Authority: KR
Inventors: 손영호; 백문수; 이필상; 오득환
Original assignee: 한형수; 주식회사새한
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR19980061104A

Abstract

본 발명은 복합방사구금으로부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세섬도 폴리에스테르복합섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.

기존의 일반 혼섬에 의한 이섬도 단면원사의 제조는 섬도가 서로 다른 원사를 각각 제조한 후 혼섬함으로써 제조비용 상승 및 원사단면간의 균일한 혼합이 힘들다는 단점이 있다.

본 발명은 복합방사구금으로부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세섬도 폴리에스테르 복합원사를 제조함에 있어서, 복합방사구금을 CP in(심부 구금홀간 거리), CP out(초부 구금홀간 거리), △PCD(심부, 초부간 직경차)를 조절하고 원사구성을 심부에 태사, 초부에 세사를 배열하고 무기미립자를 다량 함유한 폴리머와 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트를 동시에 노즐블렌드방식으로 혼섬함으로써 자연스러운 이색성을 발현시키며 또한 추가비용이 발생하는 혼섬공정을 거치지 않더라도 균일한 혼섬효과를 발현하는 우수한 원사의 제조가 가능한 것이 그 특징이다.

Description

이광택 태세섬도 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법

제1도의 (a) 및 (b)도는 본 발명에 사용된 복합방사설비와 연신장치의 개략적인 공정도이고,

제2도는 본 발명에 사용된 복합방사구금의 심부, 초부의 개념도이며,

제3도의 (a)는 본 발명 실시예의 원사 단면도이고 (b)는 비교실시예의 원사 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엑스터루더 A 2 : 엑스터루더 B

3 : 분배판 4 : 복합방사구금

5 : 스핀블럭 6 : 켄칭덕트(Quenching Duct)

8 : 가이드 9 : 오일로울러

10 : 고뎃로울러 11 : 고뎃로울러

13 : 가이드 14 : 핫로울러

15 : 열판 16 : 콜드로울러

17 : 복합방사구금 18 : 심부(태사)

19 : 초부(세사) 20 : 구금홀간의 거리

21 : 구금홀간의 거리

본 발명은 복합방사구금에 의해 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세섬도의 폴리에스테르복합섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.

기존의 혼섬방식에 의한 이섬도 복합섬유의 제조는 섬도가 서로 다른 원사를 각각 제조한 후 혼섬함으로써 원사단면간의 균일한 혼합이 어려우며 제조비용이 높다는 단점이 있었다.

또한 선행기술인 일본 특공소 59-1708호의 경우 섬도와 단면이 서로 다른 원사를 각기 다른 구금에서 방사하여 합사에 의한 이섬도 원사 제조의 경우도 일반 혼섬에 의한 이섬도 이형단면사 제조공정에 비하여 혼섬비용을 줄일 수 있다는 장점은 있으나, 합사에 의해 섬도차 및 단면이 다른 2종의 원사를 균일하게 혼합하는데 무리가 있어 이섬도 이형단면사 고유의 특성을 발현하는데는 무리가 있었다. 또한 일반 방사로 동일구금내에서 배면압 차이 및 홀 단면차이로 이섬도를 발현시키는 경우는 섬도차가 2∼3데니어 이상 나기 어려우며 설령 섬도차가 나더라도 구금 상부 폴리머 분배상 이상흐름이 발생해 작업성 저하가 나타나며 반발탄성 및 소프트성, 드레이프성을 동시에 만족하는 직물개발은 어려웠다.

본 발명은 복합방사구금으로부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세 폴리에스테르 복합사를 제조하는데 있어서, 복합방사구금을 초부 구금홀간의 거리(CP out), 심부 구금홀 간의 거리(CP in) 및 심부와 초부의 직경 차이(△PCD)를 조절하고 원사 구성에 있어 심부에 태사, 초부에 세사를 배열하고 무기미립자를 다량 함유한 폴리머와 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트를 동시에 노즐블랜드 방식으로 혼섬함으로써 자연스러운 이색성(natural two tone color)을 발현시키며 또한 추가비용이 발생하는 혼섬공정을 거치지 않더라도 균일한 혼섬효과를 발현할 수 있는 우수한 원사의 제조가 가능하다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 자연스러운 이색성 및 반발탄성과 부드러움을 직물에 주기 위해서 무기미립자가 다량 함유된 폴리에틸렌테레프탈레이트와 모노 필라멘트를 복합방사구금내에서 동시에 노즐블렌드 방식으로 방사하여 이섬도 이광택원사를 제조하였다.

이섬도 이광택 원사의 특징으로는 무기미립자가 다량 함유된 폴리에틸렌테레프탈레이트와 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트를 동시에 방사함으로써 염가공 후 이광택 및 이염색성으로 인한 천연섬유직물에서만 볼 수 있는 은은하면서도 자연스러운 외관을 나타낼 수 있으며 모노필라멘트 6데니어급의 태사와 모노필라멘트 0.5데니어급의 세사를 동시에 방사함으로써 반발탄성, 드레이프성과 소프트성을 동시에 향상시켜 착용감이 우수한 직물의 제조가 가능하다.

폴리머로는 TiO₂가 0.3∼0.4wt%인 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트와 TiO₂가 다량 첨가된 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트가 사용되며 TiO₂함량차가 4∼5wt%인 것이 바람직하며, 4wt% 보다 작을 경우 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트와의 광택차가 작아 자연스런 이색성을 얻을 수 없으며 5wt% 보다 클 경우 무기미립자 상호간에 응집이 발생하여 팩 주기가 단축되고 마찰되는 부분인 가이드가 연속생산시 심한 손상을 받게되어 장기간 작업시 작업성이 저하되고 균일한 열처리가 힘들어 염반이 다량 발생하는 단점이 있다.

원사조합에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

기본적으로 태사부분은 섬도가 클수록 반발탄성은 좋아지지만 6∼7데니어가 가장 바람직한 범위이며 6데니어 보다 작을 경우 직물의 반발탄성, 드레프성등이 레귤러 품종인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 크게 다르지 않고 7데니어보다 클 경우는 방사섬도가 지나치게 커서 켄칭(Quenching)이 불충분하여 방사작업성이 나쁘고 방사유제의 부착 불량으로 권취케이크의 형태가 불안전하게 된다.

기본적으로 세사부분은 가늘수록 소프트 측면에서 유리하지만 0.5∼1데니어의 원사구성이 가장 바람직하고, 0.5데니어 이하의 경우는 실질적으로 일반방사로는 어려우며 특수한 냉각장치가 부착되어야 하고 1.0데니어 이상이 되면 직물 소프트성이 레귤러 2데니어급에 비해 크게 향상되지 않는다.

구금설계에 있어서 세사부분 한줄, 태사부분 한줄로 구성되어야 하며 세사부분은 필라멘트수가 많이 배치되어야 하고 태사부분은 필라멘트수가 적게 배치되어야 한다. 복합방사구금의 심부와 초부의 직경차이는 15∼20㎜가 적당하며 15㎜ 보다 작은 경우, 켄칭에어의 유속에 의해 심부와 초부의 필라멘트간에 고화점전에 순간 접합되어 사절이 일어나기도 하며 데니어 이상이 발생하는등 문제점이 많으며, 20㎜이상의 경우에는 켄칭에어의 균형이 깨어져 심부와 초부사이에 불균형이 일어나게 되고 목표 섬도로 조절하기 어렵다.

켄칭에어온도 15-20℃에서 풍속은 20∼25mpm이 적당하며 20mpm이하일 경우 초부의 원사는 고화되기 충분하지만 심부의 태사가 고화되기에는 그 양이 부족하였으며 풍속이 30mpm이상의 경우는 초부의 세데니어 원사가 사유동이 심하여 이웃하는 필라멘트간에 순간접합이 일어나서 방사작업성이 저하되며 사균제도가 떨어진다.

초부의 구금홀간 거리(CP out)는 6∼9㎜인 것이 적당하며 6㎜ 보다 적은 경우는 켄칭에어가 초부를 통과하면서 필라멘트 멜트(melt)와 열교환으로 인한 켄칭에어온도상승 및 켄칭에어 압력차가 발생하여 심부 태사의 고화가 불량하게 되고 9㎜를 초과하면 고뎃로울러 권부가 발생하거나 작업성이 불량하게 된다.

심부의 구금홀간 거리(CP in)는 9∼12㎜가 적당하며 9㎜ 보다 적은 경우는 켄칭에어에 일차적으로 접하는 반쪽부분은 정상적으로 고화되지만 이부분을 통과한 공기가 나머지 반쪽부분을 통과할 때 고화가 불충분하게 되어 문제가 발생하고 12㎜를 초과하면 심부와 초부간의 균일한 혼섬이 이루어지지 않게 된다.

[실시예 1]

심색감 및 자연스러운 이색성을 주기위해서 TiO₂3.0wt%, IV(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 TiO₂0.3wt%, IV(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2종의 폴리머를 엑스트루더 죤(extruder zone) 온도 288/285/285℃에서 각각 용융하고 이를 필터 10㎛, 분배판을 통해 각가의 유로로 흘려 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트는 심부에, 다른 종류의 폴리에틸렌테레프탈레이트는 초부에 배열하여 각각 170데니어/8필라, 85데니어/36필라로 방사하였다. 이때 사용구금은 CP in(심부 구금홀간 거리)이 10㎜, CP out(초부 구금홀간 거리)이 7㎜, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 15㎜인 구금을 사용하였다. 방사온도는 285℃이며 켄칭에어의 온도는 15℃, 풍속은 22mpm으로 하고 방사속도 1000mpm으로 권취하였다. 연신시 핫로울러 온도 85℃, 열판 온도 130℃로 연신하고 인터 레이스 엥어의 압력은 1.5㎏으로 하였으며, 각 실시예는 원사의 특성을 평가하기 위하여 필라멘트 상태인 원사를 1200TM으로 연사하여 경사 및 위사로 사용 제직한다.

조직은 평직으로 하여 밀도는 경사 120본/인치, 위사 85본/인치이다. 가공은 감량율 13% 축률 9% 진행하며 기타 가공조건은 일반 폴리에스테르 장섬유 직물의 가공에 따른 직물을 제직하여 측정한 값이다.

[비교실시예 1]

심색감 및 자연스러운 이색성을 주기위해 TiO₂1.0wt%, IV(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테리프탈레이트와 TiO₂0.4wt%, IV(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2종의 폴리머를 사용하여 실시예 1과 동일한 방사조건으로 원사를 제조하고 이를 제직, 가공하였다.

이때 사용구금은 CP in(심부 구금홀간 거리)이 11㎜, CP out(초부 구금홀간 거리)이 8㎜, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 11㎜인 구금을 사용하였다. 태사는 170/7, 세사는 75/31의 품종으로 71/38이 최종원사이다.

[실시예 2]

TiO₂4wt%, IV(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테리프탈레이트와 TiO₂0.4wt%, IV 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2종의 폴리머를 사용하여 실시예 1과 동일한 방사조건으로 원사를 제조 및 제직, 가공하였다.

이때 사용구금은 CP in(심부 구금홀간 거리)이 11㎜, CP out(초부 구금홀간 거리)이 8㎜, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 11㎜인 구금을 사용하였다. 태사는 170/7, 세사는 75/31의 품종으로 75/38이 최종원사이다.

[비교실시예 2]

기타조건은 실시예 1과 동일하며 단지 복합방사구금 CP in(심부 구금홀간 거리)이 6㎜, CP out(초부 구금홀간 거리)이 6㎜, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 10㎜인 구금을 사용하였으며 태사는 170/6, 세사는 85/48로 방사하여 최종적으로 75/54의 원사를 제조하였다.

비교실시예와 실시예는 균제도, 단면변동율, 방사작업성, 이색성, 반발탄성 감동을 평가하였고 균제도는 일정길이에 대한 섬초변동을 수치화 하였으며, 단면변동율은 원사단면을 컷팅해서 필라멘트간의 섬도변동을 백분율로 환산하여 나타내었고 이색성과 반발탄성감은 관능평가를 하였다.

비교실시예 1은 초부 산화티탄함량이 낮아 이색성효과가 낮으며 △PCD(심부와 초부의 직경 차이)가 작아 켄칭에어의 불균일에 의한 균제도 저하, 단면변동율 저하, 작업성 저하등의 현상이 나오고 있으며 비교실시예 2는 심부, 초부 모두 필라멘트간 순간 접합으로 작업성 불량, 균제도 저하등의 현상이 나타난다.

평가결과를 표1에 나타내었다.

[표 1]

Claims

초부를 이루는 구금홀간의 거리(CP out)가 6∼9㎜이고, 심부를 이루는 구금홀간의 거리(CP in)이 9∼12㎜이며 심부와 초부간의 직경차(△PCD)가 15∼20㎜인 복합방사구금을 사용하여 2종이상의 폴리머를 동시에 방사하되 심부의 태사섬도를 6∼7데니어로 하고 초부의 세사섬도를 0.5∼1데니어로 하는 것을 특징으로 하는 이광택 태세섬도 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
제1항에 있어서, 심부와 초부의 산화티탄 함량차가 4∼5wt%인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 이광택 태세섬도 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.