KR100214299B1 - 신축성이 우수한 신축 탄성사의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 용융 방사법에 의한 신축 탄성사의 제조방법은 방사공정에서 오일링(oiling)후에 고데트롤러1(E)과 고데트롤러2(F) 사이에서 2.0~3.0의 연신비로 연신이 행해질 수 있도록 하고, 고데트롤러3(G)에서 고데트롤러10(N)까지의 각각의 고데트롤러에서 약 5~15%의 오버피드(over feed)를 부여하는 것을 그 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 신축 탄성사의 제조방법은 방사공정에서 연신 이력을 부여한 후 오버피드 방식에 의하여 릴랙세이션을 주어 권취함으로써 신축성을 갖는 신축 탄성사를 제조하기 위한 것이다.

Description

신축성이 우수한 신축 탄성사의 제조방법
제1도는 본 발명에 따른 신축 탄성사를 제조하기 위한 방사기, 고데트롤러(Godet Roller) 및 권취기의 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : 방사기 B : 스핀헤드(spin head)
C : 냉각시스템 D : 오일롤러(oil roller)
E~N : 고데트롤러 1~10 O : 권취기
[발명의 분야]
본 발명은 신축 탄성사의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 신축 탄성사를 방사한후 후가공 공정에서 부여되는 연신 이력을 방사 공정중에 미리 부여함과 동시에 다단계 오버피드(over feed)방법에 의해 릴랙세이션(relaxation)하여 권취함으로써 원사의 탄성회복성이 증진되어 이에 따른 최종 직편물의 신축성이 더욱 향상된 신축 탄성사의 제조방법에 관한 것이다.
[발명의 배경 및 종래기술]
신축탄성사인 스판덱스(spandex)는 일반적으로 건식방사, 습식방사 및 용융 방사법에 의해 제조되고 있다. 건식방사에 의해 제조된 스판덱스(spandex)는 원사의 기본 물성과 내열성이 우수하여 전세계 스판덱스(spandex) 생산량의 90% 이상이 건식방사법에 의해 생산되고 있다. 그러나 이 방법은 인체에 유해한 용제를 사용하는 관계로 환경 문제가 되고 있으며 또한 건식방법에 의해 생산된 스판덱스(spandex)에 남아 있는 미량의 잔여 용제가 피부에 유해하다는 보고도 있어 현실적으로 건식방사 설비의 증설을 규제하려는 움직임이 있다. 습식방사법은 건식과 유사한 제조방법이나 스판덱tm(spandex)를 응고욕에서 고화한 후 권취하는 차이점이 있다. 응고욕을 통해 권취가 이루어져 방사속도가 낮은 문제점이 있으며 또한 세 데이터의 생산이 곤란한 한계가 있다. 이에 비해 용융 방사법은 용제를 사용하지 않고 제조가 가능하여 건식이나, 습식방사와 같이 공해 문제를 유발하지 않으며 세 데니어의 생산이 가능하며 생산설비가 간단하여 설비 투자비가 저렴하다는 장점이 있어 기존의 건식 또는 습식 방사에서 용융 방사으로의 설비 전환이 검토되고 있다. 그러나 용융 방사방법에 의해 제조된 스판덱스는 건식 및 습식방사에 의해 제조된 스판덱스에 비해 신축성 및 내열성이 떨어지는 본질적인 원사 물성의 문제점을 가지고 있다.
본 발명자는 용융 방사법에 의하여 신축 탄성사를 제조하는 경우에 직물 또는 편물에서 요구되는 우수한 신축성을 발현할 수 있는 본 발명을 개발하기에 이른 것이다.
[발명의 목적]
본 발명의 목적은 용융 방사법에 의하여 탄성회복력이 증진되어 신축성을 부여할 수 있는 신축 탄성사의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정성이 양호한 신축 탄성사를 용융 방사법에 의하여 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.
[발명의 요약]
본 발명에 따른 용융 방사법에 의한 신축 탄성사의 제조방법은 방사공정에서 오일링(oiling)후에 고데트롤러1(E)과 고데트롤러2(F) 사이에서 2.0~3.0의 연신비로 연신이 행해질 수 있도록 하고, 고데트롤러3(G)에서 고데트롤러10(N)까지의 각각의 고데트롤러에서 약 5~15%의 오버피드(over feed)를 부여하는 것을 그 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 신축 탄성사의 제조방법은 방사공정에서 연신 이력을 부여한 후 오버피드 방식에 의하여 릴랙세이션을 주어 권취함으로써 신축성을 갖는 신축 탄성사를 제조하기 위한 것이다.
이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
[발명의 구체예에 대한 상세한 설명]
용융 방사에 의한 스판덱스는 건식방사 및 습식방사에 의해 제조되는 스판덱스에 비해 초기 모듈러스(modulus)가 높아 신장시 하중이 많이 걸려, 부드러운 감이 떨어지며 회복시 탄성회복력이 저하되는 단점이 있다. 본 발명자들은 용융 방사에 의해 제조되는 원사가 1차신장으로부터 회복된 후 재신장될 때는 1차 신장시에 비해 초기 모듈러스가 감소하여 탄성회복력이 증진됨을 발견하여, 원사의 후가공 공정에서 부여될 연신이력을 방사공정중에 미리 부여하였다.
제1도는 본 발명에 따른 신축 탄성사를 제조하기 위한 방사기, 고데트롤러 및 권취기의 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명에 의한 방사공정은 방사기(A)에 의하여 용융된 고분자가 스핀 헤드(B)를 통하여 방사되고, 방사된 원사는 냉각시스템(quenching stack)(C)을 통하여 냉각된 후, 오일롤러(D)에서 오일링이 된다. 오일링이 된 원사된 고데트롤러1(E)을 거쳐 고데트롤러10(N)을 통과하여 권취기(O)에 권취된다.
고데트롤러1(E)과 고데트롤러2(F) 사이에서 연신 이력을 부여할 수 있도록 고데트롤러2(F)의 속도를 고데트롤러1(E)의 속도보다 2.0~3.0배로 빠르게 한다. 고데트롤러1(E)과 고데트롤러2(F) 사이에서 연신비는 2.0~3.0의 범위가 된다. 연신공정이 행해진 원사는 고데틀롤러3(G)부터 고데트롤러9(M)까지 오버피드가 부여되어 다단계의 릴랙세이션을 행하게 된다. 고데트롤러3(G)부터 고데트롤러9(M)에서 행해지는 오버피드는 약 5~15%의 범위이다. 즉, 고데트롤러4(H)는 고데트롤러3(G)보다 약 5~15%정도로 속도가 감소되고, 다시 고데트롤러5(I)는 고데트롤러4(H)보다 약 5~15%정도로 속도가 감소된다. 이러한 오버피드는 고데트롤러10(N)까지 계속된다.
상기와 같이, 본 발명에서는 방사공정의 오일링 공정이 완료된 원사에 연신이력을 부여한 후, 다단계의 오버피드 방식에 의하여 릴랙세이션을 주어 권취함으로써 신축성이 양호한 신축 탄성사를 제조할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 명백해질 것이며, 하기의 실시예는 본 발명의 구체적인 실시예에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
고탄성사 방사용 25φ방사기에서 방사온도 215℃, 토출량 0.86g/min로 폴리우레탄을 용융 방사하고, 고데트롤러1(E)의 속도를 200m/min로, 고데트롤러2(F)의 속도를 500m/min으로 하여 방사공정중 3배 연신이 일어나도록 조절하였다. 용융 방사하는 폴리우레탄은 MDI(4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트), PTMG(폴리테트라메틸렌글리콜) 및 BD(부타디엔 디올)를 중합한 것으로, MDI와 PTMG를 2 : 1의 몰비로 예비고분자를 제조한 후 BD를 투입하여 쇄 확장(chain extension) 반응을 진행시켜 제조한다. 용융 방사된 섬유의 사양(specification)은 40 De'/1fila이다. 이후 고데트롤러3(G)에서 고데트롤러10(N)까지 다단계 10%의 오버피드를 부여하였다. 상기 제조방법에 의한 탄성사의 제조시에 고데트롤러1(E) 이전 단계에 충분한 고화가 필요하다. 고데트롤러1(E) 이전에 충분한 고화가 이루어지지 않은 상태에서 3배 연신이 이루어지면 3배 연신상태로 데니어 및 원사물성이 고정되어 회복률이 저하되어 사(絲)의 신축성이 저하되었다. 고데트롤러와 권취기의 속도는 하기 표 1에 나타내었고, 원사물성 및 공정성은 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 방사장치로 토출량 0.86g/min, 방사속도를 200m/min으로 고데트롤러1(E)을 200m/min으로 고데트롤러2(F)를 600m/min으로 탄성사를 권취하였다. 고데트롤러의 속도 및 권취사의 물성은 하기의 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[비교실시예 1]
상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 방사장치로 토출량 1.72g/min, 방사속도를 400m/min으로 40 데니어의 권취를 시도하였으나, 고데트롤러1(E)의 속도가 400m/min인 경우 2.5배 연신시 고데트롤러2(F)의 속도가 1000m/min이 되어 이 경우 고속인 관계로 10%의 오버피드 부여시 사절현상이 발생하였다.
[비교실시예 2]
상기 실시예 1에서 사용한 동일한 방사장치로 토출량 0.86g/min, 고데트롤러1(E)의 속도를 200m/min로 고데트롤러2(F)의 속도를 500m/min으로 하여 방사공정중 3배의 연신이 일어나도록 고데트롤러1(E)과 고데트롤러2(F)의 속도비를 조절한 후 권취기에서 200m/min의 속도로 권취를 시도하였으나 과다 오버피드에 의해 사절현상이 발생하였다.
[비교실시예 3]
상기 실시예1에서 사용한 것과 동일한 방사장치로 토출량 0.86g/min, 방사속도 200m/min으로 하여 40 데니어로 다단계 오버피드를 부여하지 않고 고데트롤러1(E), 고데트롤러2(F) 및 권취기를 200m/min의 같은 속도로 탄성사를 권취하였다. 비교실시예 1, 2 및 3에 대한 방사조건 및 물성결과를 각각 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구 범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (2)

  1. 방사공정에서 오일링(oiling)이 완료된 원사를 고데트롤러1(E)과 고데트롤러2(F) 사이에서 연신 이력을 부여하는 단계; 및 상이 연신 이력이 완료된 원사를 고데트롤러3(G)부터 고데트롤러10(N)까지 오버피드를 각각의 고데트롤러3, 4, 5, 6, 7, 8, 및 9(G,H,I,J,K,L 및 M)에서 부여하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 신축 탄성사의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고데트롤러1(E)와 고데트롤러2(F) 사이에서의 연신비가 2.0~3.0인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 신축 탄성사의 제조방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05272011A (ja) * 1992-03-24 1993-10-19 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリウレタン弾性繊維の製造方法
JPH0673612A (ja) * 1992-08-27 1994-03-15 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリヘキサメチレンアジパミド繊維の製造方法

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