KR100210483B1 - 해도형 복합섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해성분으로 알칼리 이용출 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 폴리아미드를 사용하여 해/도성분을 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하고 스태틱믹서를 1개 이상 삽입시킨 특수 방사팩 장치를 통해 도성분의 진원도가 7.0 이상이고, 최대 직경의 도성분/최소 직경의 도성분의 비가 10이하가 되도록 제조된 것을 특징으로 하는 해조형 복합섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 해도형 복합섬유는 도성분 수가 종래 방법에 의해 제조되는 것 보다 훨씬 많고, 단면형태 또한 거의 원형이며 보다 세섬도화된 이점을 갖는다.

Description

해도형 복합섬유 및 그의 제조방법

제1(a) 및 (b)도는 본 발명에서 사용되는 방사팩 장치의 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 샌드층 2 : 스태틱믹서

3 : 방사구금 4 : 스태틱믹서 단수

본 발명은 인공피혁용 해도형 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해성분으로 알칼리 이용출 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 폴리아미드를 사용하여 해/도성분을 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하고 스태틱믹서를 1개 이상 삽입시킨 특수 방사팩 장치를 통해 도성분의 진원도가 7.0이상이고, 최대 직경의 도성분/최소직경의 도성분의 비가 10이하가 되도록 제조된 것을 특징으로 하는 해도형 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인공피혁은 극세화가 가능한 특수 복합섬유를 카딩하고 크로스래핑한 후 니들 펀칭하여 3차원 교락 부직포를 만든 후 그 내부에 미세다공질의 폴리우레탄 탄성체를 충진시킨 다음 섬유를 극세화하여 피혁상의 시트물로 제조되는 소재로서, 그 구조와 기능성, 유연성 면에서 천연피혁과 유사하고 오히려 천연피혁의 결점을 보완하는 우수한 장점을 갖고 있어 천연피혁의 대체소재로서 각광을 받고 있다.

위와 같은 인공피혁의 기본재료인 초극세섬유의 제조방법으로는 2종의 폴리머를 복합 방사한 후 한가지 성분을 용출시키는 방법이 일반적으로 이용되고 있는데, 이는 크게 2가지로 구분된다. 첫번째 방법은 용제 용해성이 서로 다른 2종의 폴리머를 특수 구금장치를 이용하여 극세성분을 강제로 형성시키는 방법이고, 두번째 방법은 용제 용해성이 다르고 비상용성인 2종의 폴리머를 용융점도 차이를 이용하여 이섬도, 이형단면의 초극세사를 제조하는 방법이다.

이들중 후자의 방법은 전자의 방법에 비해 도성문의 세섬도화가 용이하여 누박조 인공피혁의 제조가 가능한 이점을 갖는다. 이 방법에서는 비상용 성인 2종의 폴리머가 용융상태에서 혼합, 균배되는 과정에서 용융점도가 상대적으로 높은 폴리머가 도성분을 형성하게 된다. 여기서 도성분을 형성시키는 방법에는 두가지가 있는데, 하나는 칩 또는 분말상으로 방사기에 투입한 후 스태틱 믹서(static mixer)에 의해 혼합하는방법이고, 다른 하나는 용융된 두폴리머를 방사구금으로 부터 압출하기 이전에 임의의 단계에서 특수 혼합방사 구금장치에 의해서 혼합방사하는 방법이다. 해성분으로는 주로 폴리에틸렌을 사용하는데, 원사제조는 용이하나 부직포 제조가 어렵고 후가공시 용출공정에 있어서 유기용제의 사용 및 회수 문제와 이에 따른 용출설비의 제약등의 큰 문제점이 있다.

이러한 제약을 극복하는 방법으로 본 발명자등은 알칼리 수용액에서 용출이 가능한 공중합 폴리에스테르를 해성분으로 하고 특수 구금장치를 이용하여 해도형 복합섬유를 제조하는 방법에 관한 특허출원을 한 바 있다.

그러나, 공중합 폴리에스테르를 해성분으로 사용하고, 폴리아미드를 도성분으로 사용하여 특수 구금장치를 사용하여 제조하는 초극세사는 세섬도화에 구금장치적인 한계가 있고 이형단면을 갖는 도성분을 제어하기가 곤란하여 최적의 초극세사를 제조하는 것이 어려운 단점이 있으며, 구금장치가 복잡하고 비싼 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래 기술의 약점을 극복하는 것으로, 방사팩 장치의 구조가 간단하여 조립 및 분해가 용이하고 가격이 저렴하여 경제적이면서도 기존 방식에 비해 극세화가 가능하고 섬도편차도 적으며 단편 형태 또한 대부분 원형에 가까운 해도형 복합섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 해성분으로 알칼리 이용출 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 폴리아미드를 사용하여 해/도성분을 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하고 스태틱믹서를 1개 이상 삽입시킨 특수 방사팩 장치를 통해 도성분의 진원도가 7.0이상이고, 최대 직경의 도성분/최소 직경의 도성분 비가 10이하가 되도록 제조된 것을 특징으로 하는 해도형 복합 섬유를 제공하는 것이다.

이하에서 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명의 해도형 복합섬유는 해성분으로 알칼리 이용출 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 폴리아미드를 사용하여 소정의 중량비로 해/도성분을 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하고 단수가 2~8단인 스태틱믹서를 한개 이상 삽입시킨 특수 방사팩 장치를 통해 방사함으로써 제조된다. 해성분 및 도성분으로 사용된 폴리머들은 폴리머를 샌드층(1)으로 밀어넣을 때 모래 사이가 모세관 구조로 되어 혼련될 수 있고, 또 스태틱믹서(2)에 의해서도 잘 혼련되어 방사구금(3)으로 토출된다.

본 발명의 해도형 복합섬유에서 해성분인 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 주성분으로 하고, 부가성분으로 분자량 400~20000, 바람직하기로는 1000~4000의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디카르복실레이트, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,4-부탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3프로판디올, 아디프산으로 구성되는 군으로 부터 선택되는 하난 또는 둘 이상을 25중량%이하 공중합시킨 폴리에스테르이다.

본 발명의 해도형 복합섬유의 도성분으로는 상대점도가 2.4~3.0인 섬유형성성 폴리아미드를 사용한다. 사용되는 폴리아미드의 상대점도가 2.4미만일 경우에는 초극세사의 강도가 저하되고, 반대로 상대점도가 3.0을 초과하는 경우에는 용융점도의 급격한 상승으로 압출기 부하가 증가되는 문제점이 발생한다.

본 발명에서는 상기 해성분 및 도성분을 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하는데, 해성분 : 도성분의 중량비는 3070% : 7030% 범위가 바람직하며, 가장 바람직하기로는 4060% : 6040% 범위가 가장 좋다.

해/도형 성분을 압출기에서 용융한 후 스태틱믹서(2)가 삽입되어 있는 특수 방사팩 장치를 통해 방사함으로써 본 발명의 해도형 복합섬유가 제조된다. 본 발명에서 사용되는 스태틱믹서(2)는 28단으로 구성되어 있는 것이 바람직하며, 스태틱믹서의 단수(4)가 2단 미만이면 본 발명의 효과를 달성할 수 없게 되고, 8단을 초과하는 경우에는 도성분의 수가 과다하여 후가공 및 염색 가공이 곤란한 정도로 극세화 되므로, 본 발명에서 스태틱믹서의 단수(4)는 상기 범위내인 것이 필수적이다. 또한 이러한 스태틱믹서(2)는 1개이상 삽입할 수 있는데, 제1(a)도는 스태틱믹서(2)를 1개 삽입한 방사팩 장치의 개략 단면도이고, 제1(b)도는 스태틱믹서(2)를 2개 삽입한 방사팩 장치의 개략 단면도이다.

본 발명에서 스태틱믹서(2)의 위치는 압출기 이후 폴리머 파이크 및 방사팩에 모두 설치 가능하나, 폴리머 파이프에 설치하는 경우 생산 품종 변경시 제거해야 하는 단점이 있다. 방사팩 안에 설치하는 경우에는 샌드측(1) 이전, 샌드층(1) 이후 또는 방사구금(3)에 직접 설치하는 방법 모두 가능하다. 제1도(a) 및 (b)는 스태틱믹서(2)가 샌드층(1) 이후에 설치된 장치를 예시한 것으로, 본 발명에 이용되는 장치구성은 반드시 제1도로 한정되는 것은 아니다.

이상과 같은 방법으로 제조된 본 발명의 해도형 복합섬유는 도성분의 수가 종래 방법에 의해 제조되는 것보다 현저히 증가하여 적어도 300/필라멘트 이상이고, 단면형태 또한 거의 원형이며 도성분 섬도 편차가 매우 적은 이점을 갖는다. 또한 도성분의 배치는 불규칙적이고 단면 형태는 단축 : 장축비, 즉, 진원도가 0.7이상이고, 도성분 섬도 편차는 동일 필라멘트내에서 도성분중 최대 직경을 갖는 성분 : 최소 직경을 갖는 성분의 비가 10이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명 방법에 의하면 방사팩 장치의 가격이 저렴하고 구조가 간단하여 조립 및 분해가 용이하며, 기존방식에 비해 훨씬 세섬도화 할 수 있고 스태틱믹서의 단수를 조정함으로써 원하는 섬도의 초극세사를 제조할 수 있는 이점을 수득할 수 있다.

이하에서 실시예를들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

해성분으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 주성분으로 하고, 보조성분으로 2,2-디메틸-1,3-프로판디올과 아디프산을 각각 5중량%씩 공중합한 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 상대점도가 2.55인 폴리아미드를 사용하되 해성분 : 도성분 중량비를 50 : 50%로 하여 칩 블렌딩한 후 압출기에 투입하여 방사온도 285℃에서 제1(a)도와 같은 4단 스태틱믹서(2)가 1개 삽입된 방사팩 장치 및 40홀 방사구금(3)을 통해 방사하였다. 권취속도는 1000m/분으로 하고, 연신배율 3.1배로 토우 연신하여 4데니어×51길이의 해도형 복합섬유 스테이플을 제조하였고 도성분 평균섬도 및 단면 형태를 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 27]

해성분 폴리머, 해성분 : 도성분의 중량비, 및 스태틱믹서의 단수를 하기 표 1과 같이 변경한 것외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 해도형 복합섬유 스테이플을 제조하고 도성분 평균섬도 및 단면 형태를 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[비교예 15]

해성분과 도성분을 칩 블렌딩하지 않고 각각 압출기에 투입하여 종래 기술상의 방사구금장치를 사용하여 도성분을 형성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 해도형 복합섬유 스테이플을 제조하고 도성분 평균섬도 및 단면 형태를 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

상기 표 1을 통해서 확인할 수 있는 바와같이, 본 발명의 해도형 복합섬유는 도성분 수가 종래방법에 의해 제조되는 것 보다 훨씬 많고, 단면형태 또한 거의 원형이며 보다 세섬도화된 이점을 갖는다.

Claims (2)

1. 해성분으로 알칼리 이용출 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 폴리아미드를 사용하여 해/도성분을 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하고 스태틱믹서를 1개 이상 삽입시킨 특수 방사팩 장치를 통해 제조되는 것으로서, 상기 해성분 : 도성분의 중량비가 3070%:7030%이고, 도성분의 진원도가 7.0 이상이고, 최대 직경의 도성분/최소 직경의 도성분의 비가 10이하인 것을 특징으로 하는 해도형 복합섬유.
2. 해성분으로 알칼리 이용출 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 도성분으로 상대점도가 2.43.0인 섬유형성성 폴리아미드를 사용하여 해/도성분을 해성분:도성분의 중량비가 3070%:7030%가 되도록 칩 상태로 블렌딩하여 압출기에 투입하고 28단으로 구성된 스태틱믹서를 1개 이상 삽입시킨 특수 방사팩 장치를 통해 방사하는 것을 특징으로 하는 해도형 복합섬유의 제조방법.