KR100226189B1 - 극세 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

저수축성의 추출형 복합사와 고수축성의 폴리에스테르사가 혼섬된 극세 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

직물 제직시 직물의 촉감 및 벌키감이 우수하고, 경사줄 및 스트리크 등의 결점을 방지할 수 있고, 제직 및 염가공 등의 후공정 작업성이 양호한 극세 이수축 혼섬사의 제조방법을 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

복합방사한 추출형 복합사를 고온에서 순간적으로 열처리함과 동시에 가연(False Twiet) 하여 비수수축율이 4%이하이고, 건열수축율이 7% 이하인 저수축성의 추출형 복합사를 제조한 후, 이를 혼섬 장치에 효과사로 공급함과 동시에 단사섬도가 1.3∼4 데니어이고 비수수축율이 15∼40%인 고수축성 폴리에스테르사를 코어사로 공급하여 혼섬한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명의 극세 이수축 혼섬사는 스포츠 용품 및 의류용 직물의 제조에 사용된다.

Description

극세 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법

본 발명은 촉감 및 벌키감이 우수하며 경사줄 및 스트리키(Streaky) 등의 결점이 없는 직물 제조시 경사 및/또는 위사로 사용되는 극세 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

지금까지 촉감 및 벌키감이 우수한 직물을 제조하기 위하여 제직시 경사 및/ 또는 위사로 사용되는 이수축 혼섬사들은 다음과 같은 방법으로 제조되고 있다.

먼저 연신 조건을 변경하거나 공중합 등의 방법으로 섬유내 결정 부분의 형성을 억제시켜 제조한 고수축성 폴리에스테르사와 제직 준비 공정에서 자발 신장하는 특성을 갖도록 방사단계에서 고배향 반연신시켜 제조한 저수축성의 폴리에스테르 반연신사를 혼섬하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법이 알려져 있다.

이와 같은 방법을 고수축성 폴리에스테르사의 우수한 이수축성으로 직물 제조시 직물의 절키감은 향상되나 직물 표면에 부출되는 효과사가 태섬도의 원사로 구성되기 때문에 직물 표면의 촉감이 부드럽지 못하고 호부 공정등에서의 열처리시 저수축성의 폴리에스테르 반연신사의 잔류수축율 변동이 심하고, 가공 공정에서의 바람직한 이수축 효과를 위해 염가공시 가능한 자장력과 균일한 장력을 유지해야 하는 어려움이 있다. 만약 가공 공정 등에서 장력을 균일하게 유지하지 못하면 염색후 경사방향으로 색차가 발생한다.

다음으로는 연신 조건을 변경하거나 공중합 등의 방법으로 섬유내 결정부분의 형성을 억제시켜 제조한 고수축성 폴리에스테르사와 그 성분의 분할형 극세사를 혼섬하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법이 알려져 있다.

이와 같은 방법으로 제조된 이수축 혼섬사를 경사 및 /또는 위사로 사용하여 직물을 제직하는 경우에는 분할 후 두 성분의 염색성 차이에 의한 염반 등이 발생할 가능성이 많고, 분할이 불량한 경우에는 스트리키(Streaky) 가 많이 발생하는 문제가 있다.

또한 한국 공고특허 94-10631호에서는 추출 후의 섬도가 0.05∼0.6 데니어가 되는 저수축성의 추출형 복합사를 효과사로 사용하고, 섬도가 1.5∼3.5 데니어인 고수축성 폴리에스테르사를 코어사로 사용하여, 이들을 혼섬후 총섬도가 40 데니어 이상이 되도록 연사하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법이 게재되어 이와 같은 방법에서 사용되는 저수축성의 추출형 복합사는 열처리되지 않아서 추출형 복합사의 건열수축율이 13∼15% 수준으로 비교적 높다. 그 결과 코어사로 사용되는 고수축성 폴리에스테르사와의 건열수축율 차이가 적어 직물 제조시 보다 우수한 이수축 효과가 발현되지 않는 문제가 있다.

직물 제직시 직물의 촉감 및 벌키감이 우수하고, 경사줄 및 스트리키 등의 결점이 없고, 제직 및 염가공 등의 후가공 작업성이 양호한 극세 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.

제1도는 본 발명의 공정개략도이다.

제1도에서, 1은 추출형 복합사이고, 2는 고수축성의 폴리에스테르사이고, 3,4 및 8은 공급로울러이고, 5는 열처리 장치이고, 6은 혼섬 장치이고, 7은 극세 이수축 혼섬사의 권취로울러이다.

본 발명은 촉감 및 벌키감이 우수한 직물을 양호한 후가공 작업성으로 제직할 수 있는 극세 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명은 복합방사한 추출형 복합사를 고온에서 열처리함과 동시에 가연 (False Twist)하여 비수수축율이 4% 이하이고 건열수축율(180℃×15분)이 7% 이하인 저수축성의 추출형 복합사를 제조하고, 이를 혼섬 장치에 효과사로 공급함과 동시에 단사섬도가 1.3∼4 데니어이고 비수축율이 15∼40%인 고수축성의 폴리에스테르사를 코어사로 공급하여 혼섬 시킴을 특징으로 하는 극세 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 추출형 복합사는 추출 성분과 섬유형성 성분을 동일 방사구금을 통해 복합방사하여 제조한다. 이때 추출 성분으로는 금속술포네이트 및 폴리알킬렌글리콜을 첨가한 공중합 폴리에스테르가 사용된다. 그 구체적인 제조방법으로는 디메틸테레프탈레이트 100 중량부, 5-소디움디메틸이소프탈레이트 7.6 중량부, 에틸렌글리콜 40중량부 및 초산아연 0.06중량부를 오토클레이브에 넣고 150∼230℃에서 생성되는 메탄올을 유출시키면서 에스테르 교환반응을 행한 후, 여기에 분자량 20,000의 폴리에틸렌 글리콜 5 중량부, 삼산화안티몬 0.067 중량부 및 인산 0.02 중량부를 가하여 230∼280℃까지 승온시키면서 약 1mmHg 이하의 진공에서 3시간 정도 반응시킨 후 반응된 폴리머를 토출하고 절단하여 제조한다.

섬유형성 성분으로는 고유점도가 0.65인 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다. 그러나 섬유형성 성분이 반드시 폴리에틸렌테레프탈레이트에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용되는 추출형 복합사는 이상에서 설명한 추출 성분과 섬유형성 성분을 동일 방사구금을 통해 복합방사하여 제조한다. 추출형 복합사의 추출 성분을 추출시킨 후 추출형 복합사의 단사섬도는 0.01∼0.5 데니어가 되는 것이 바람직하다.

복합방사로 제조한 추출형 복합사의 건열수축율은 13∼15% 수준이다. 또한 본 발명에서 효과사로 사용되는 추출형 복합사는 편심분리형, 용해다분할형 및 해도형 중 어느 것이라도 무관하다.

한편 본 발명에서 코어사로 사용되는 고수축성의 폴리에스테르사는 통상의 원사 제조방법으로 제조하되 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(2,2-dimethyl-1,3- propandiol)을 공중합시킨 폴리에스테르가 우수한 수축성을 갖는다. 그리고 단사섬도는 유연성 및 강연성을 부여하기 위해서 1.3∼4 데니어의 것이 바람직하다. 만일 단사섬도가 너무 낮을 경우에는 드레이프성이 부족하며, 단사섬도가 너무 굵으면 유연성이 부족하고 추출형 복합사에 비해 고수축사가 농색으로 염색되어 색상 불균일을 유발하게 된다. 본 발명에서 사용되는 고수축성의 폴리에스테르사의 비수수축율은 15∼40%이다.

비수수축율이 너무 낮으면 충분한 이수축 효과를 기대할 수 없어 벌키감이 불량해지고, 비수수축율이 너무 높으면 과다한 직물 수축에 의해 후도감이 상승하고, 열고정 작업시 희망하는 직물 폭을 얻기 위해 강제적인 방법을 가해야 하기 때문에 이로 인해 원단에 결점이 발생할 가능성이 높다.

본 발명을 도면을 통하여 상새하게 설명한다. 제1도는 본 발명의 공정 개략도이다.

먼저 건열수축율이 13∼15%인 추출형 복합사(1)을 열처리 장치(5)에 공급로울러(3)로 오버 피이드를 부여하면서 공급하여 순간 고온 열처리함과 동시에 가연하여 비수수축율이 4% 이하이고, 건열수축율이 7% 이하인 저수축성이 추출형 복합사를 제조한다. 여기서 열처리 온도는 160∼235℃거 바람직하다. 온도가 너무 낮으면 비수수축율 4% 이하, 건열수축율 7% 이하의 조건을 만족시키지 못하며 온도가 너무 높으면 원사의 융착 및 절사가 심하여 생산성이 극히 나쁘게 된다. 또한 열처리 장치(5)내로 추출형 복합사(1)를 공급하는 오버 피이드(Over Feed)율은 -1.0∼10% 이다. 오버 피이드율이 너무 낮으면 원사가 갖는 수축력보다 높은 장력을 받아 비수수축율 4% 이하, 건열수축율 7% 이하의 조건을 만족시키지 못하며, 오버 피이드율이 너무 높으면 피이드 로울러에 원사가 감겨 절사가 발생하는 등 생산에 어려움을 초래한다.

열처리 장치로는 복합가연기. 타슬란 가공 기대 또는 고온 열처리 후 공기혼섬이 가능한 어떤 기대도 가능하다. 히터의 형식은 접촉식이나 비접촉식 어느 것도 상관없으나, 비접촉식이 고른 열처리에 우수하다.

열처리와 동시에 [추출형 복합사 총섬도 ×2∼추출형 복합사 총섬도 ×27] 범위의 원사길이 1m당 꼬임수(이하 T/M이라고 한다)를 부여하면서 가연(Flase Twist)한다. 이대 T/M 이 너무 적으면 작업성이 불량히지고, T/M 이 너무 많으면 원사가 토르크(Torgue)가 과다하게 발생하여 원사의 형태안정성이 불량해진다.

이상에서 설명한 열처리 및 가연(Flase Twist) 처리로 제조된 저수축성의 추출형 복합사를 혼섬장치(6)내에 효과사로 공급함과 동시에 앞에서 설명한 고수축성의 폴리에스테르사(2)를 코어사로 공급하고, 이들을 공기 교락 등으로 혼섬하여 본 발명의 극세 이수축 혼섬사(7)를 제조한다.

본 발명의 극세 이수축 혼섬사는 비수수축율이 4% 이하이고 건열수축율(180℃×15분)이 7% 이하인 저수축성의 추출형 복합사와 비수수축율이 15∼40%이고 단사섬도가 1.3∼4 데니어인 고수축성의 폴리에스테르사가 혼섬된 것이다.

본 발명에 있어서 비수수축율 및 건열수축율은 다음과 같이 측정한다.

· 비수수축율(%)

·건열수축율(%)

25℃, 65% RH 내에서 24시간 방치 후 20g 정하중 하에서 측정한 시료 길이(l ₀)와 180℃의 오븐에서 15분간 건열처리한 후 20g 정하중 하에서 측정한 시료길이(l ₁)를 다음식에 대입하여 건열수축율을 구하한다.

본 발명의 극세 이수축 혼섬사를 경사 및/또는 위사로 사용하여 직물을 제직한다.

본 발명에서 추출형 복합사의 극세화 공정을 로타리 워셔(Rotay Washer)의 정련공정에서 동시에 진행함으로써 공정을 단순화할 수 있다. 이는 기존의 공정에서 수반되는 원가상승의 부담을 감소시키기 위한 것이다. 이때 정열온도는 110℃ 이상이 바람직한데, 이는 110℃이하의 정련온도에서는 직물의 충분한 축소효과를 기대하기 힘들기 때문이다. 그리고, 정련 조제로서는 통상의 정련 조제를 사용해도 되지만 반드시 가성소다를 사용하여야 한다 이때의 가성소다 농도는 0.3∼1.5% o.w.s가 바람직하다. 가성소다 농도가 낮으면 추출형 복합사의 충분한 극세화가 힘들고 농도가 너무 높으면 과다 감량으로 직물의 형태안정성이 떨어지는 단점이 있다.

정련 축소 후, 예비열고정하고 샌드버핑(Sand Buffing) 또는 기모하고, 통상의 조건으로 염색 및 마무리 열고정하여 표면 촉감 및 벌키감이 우수하고, 최종 가공지상에 결점이 없는 우수한 품질의 직물을 제조한다. 아울러, 극세화 후 예비열고정 없이 열고정하여 샌드버핑(Sand Buffing) 또는 기모처리하여 직물을 제조할 수도 있다.

다음은 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

금속술포네이트 및 폴리알킬렌글리콜을 공중합시킨 폴리에스테르 폴리머를 추출 성분으로 사용하고, 고유점도가 0.65인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 섬유형성 성분으로 사용하여, 이들을 편심분리현 복합 방사구금 장치로 복합 방사하여 비수수축율이 7.3%이고 건열수축율이 13.5% 이고 추출 성분이 추출된 후의 단사섬도가 0.05인 130 데니어의 추출형 복합사를 제조한다.

제조한 추출형 복합사를 200℃의 수직 하향식 접촉식 히터에 5%의 오버 피이드율로 공급하여 0.25초간 열처리함과 동시에 500 T/M의 꼬임을 부여하면서 가연(False Twist)하여 비수수축율이 2.3%이고, 건열수축율이 5.8%인 저수축성의 추출형 복합사를 제조한다.

제조한 저수축성의 추출형 복합사를 혼섬장치 내에 효과사로 공급함과 동시에 2,2-디메일-1,3-프로판디올을 공중합시킨 40 데니어의 고수축성 폴리에스테르사(단사섬도 2데니어)를 코어사로 공급한 후 이들을 공기압 2.3kg/cm²으로 공기교락 하여 극세 이수축 혼심사를 제조한다.

제조한 극세 이수축 혼섬사를 위사로 사용하고, 75 데니어/36 필라멘트의 폴리에스테르 가연사를 1,200 T/M으로 연사한 원사를 경사로 사용하여 커버팩터 합이 28.4인 5 매 주자직을 제직하고, 온도가 125℃이고 가성소다 농도가 10% 인 로터리 워셔에서 정련과 동시에 추출형 복합사를 극세화 시키고, 통상의 방법으로 예비열고정, 버핑가공 및 염색하여 최종 가공기를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2와 같다.

[실시예 2∼실시예 3]

저수축성의 추출형 복합사 제조조건을 표1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 극세 이수축 혼섬사 및 최종 가공지를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2과 같다.

[표 1]

[비교실시예 1]

복합방사한 추출형 복합사를 열처리 및 가연처리 하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 극세 이수축 혼섬사 및 최종 가공지를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2와 같다.

[비교실시예 2]

고수축성의 폴리에스테르사의 단사섬도를 6 데니어로 변경한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 공정 및 조건으로 극세 이수축 혼섬사 및 최종 가공지를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2와 같다.

[비교실시예 3]

일반적인 방법으로 제조한 75 데니어/72 필라멘트의 폴리에스테르 연신사를 200℃의 수직 하향식 접촉식 히터에 5%의 오버 피이드율로 공급하여 0.25초간 열처리함과 동시에 500 T/M의 꼬임을 부여하면서 가연(Flase Twist)하여 저수축성의 폴리에스테르 연신사를 제조한다. 제조한 저수축성의 폴리에스테르 연신사를 혼섬장치 내에 효과사로 공급함과 동시에 2,2-디메일-1,3-프로판디올을 공중합시킨 40 데니어의 고수축성 폴리에스테르사 (단사섬도 2 데니어)를 코어사로 공급한 후 이들을 공기압 2.3kg/cm²으로 공기교락 하여 극세 이수축 혼섬사를 제조한다.

제조한 극세 이수축 혼섬사를 위사로 사용하고, 75 데니어/36 필라멘트의 폴리에스테르 가연사를 1,200/T/M으로 연사한 원사를 경사로 사용하여 커버팩터 합이 28.4인 5매 주자직을 제직하고, 온도가 125℃이고 가성소다 농도가 10%인 로터리 워셔에서 정련한 후, 통상의 방법으로 예비열고정, 버핑가공 및 염색하여 최종 가공지를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2와 같다.

[비교실시예 4]

나일론과 폴리에스테르로 구성된 130 데니어/72 필라멘트의 분할형 극세사를 혼섬장치 내에 효과사로 공급함과 동시에 2,2-디메틸-1,3-프로판디올을 공중합시킨 40 데니어의 고수축성 폴리에스테르사(단사섬도 2 데니어)를 코어사로 공급한 후 이들을 공기압 2.3kg/cm²으로 공기교락 하여 극세 이수축 혼섬사를 제조한다.

제조한 극세 이수축 혼섬사를 위사로 사용하고, 75 데니어/36 필라멘트의 폴리에스테르 가연사를 1,200 T/M 으로 연사한 원사를 경사로 사용하여 커버팩터 합이 28.4인 5매 주자직을 제직하고, 온도가 125℃이고 가성소다 농도가 10%인 로터리 워셔에서 정련돠 동시에 분할형 복합사를 극세화 시키고, 통상의 방법으로 예비열고정, 버핑가공 및 염색하여 최종 가공지를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2와 같다.

[비교실시예 5]

일반적인 방법으로 제조한 85 데니어/48 필라멘트의 폴리에스테르 반연신사를 혼섬장치 내에 효과사로 공급함과 동시에 2.2-디메틸-1,3-프로판디올을 공중합시킨 40 데니어의 고수축성 폴리에스테르사 (단사섬도 2 데니어)를 코어사로 공급한 후 이들을 공기압 2,3kg/cm²으로 공기교락 하여 극세 이수축 혼섬사를 제조한다.

제조한 극세 이수축 혼섬사를 위사로 사용하고, 75 데니어/36 필라멘트의 폴리에스테르 가연사를 1,200 T/M으로 연사한 원사를 경사로 사용하여 커버팩터 합이 28.4인 5매 주자직을 제직하고, 온도가 125℃이고 가성소다 농도가 10%인 로터리 워셔에서 정련한 후 ,통상의 방법으로 예비열고정, 버핑가공 및 염색하여 최종 가공지를 제조한다.

제조한 가공지의 촉감 및 벌키성 등의 물성 평가 결과는 표2와 같다.

[표 2]

본 발명의 극세 이수축 혼섬사를 경사 및/또는 위사로 사용하여 직물을 제조하면 직물의 촉감 및 벌키감 등이 향상되고 경사줄과 스트리키 등의 결점이 방지되며, 제직 및 염가공 등의 후가공 작업성이 향상된다.

Claims (7)

1. 복합방사한 추출형 복합사를 고온에서 열처리함과 동시에 가연(False Twist)하여 비수수축율이 4% 이하이고 건열수축율(180℃×15분)이 7% 이하인 저수축성의 추출형 복합사를 제조하고, 이를 혼섬 장치에 효과사로 공급함과 동시에 단사섬도가 1.3∼4 데니어이고 비수수축율이 15∼40% 인 고수축성 폴리에스테르사를 코어사로 공급하여 혼섬 시킴을 특징으로 하는 극세 이수축 혼섬사의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 열처리시의 추출형 복합사의 오버 피이드율이 -1.0∼10%인 것을 특징으로 하는 극세 이수축 혼섬사의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 열처리 온도가 160℃∼235℃인 것을 특징으로 하는 극세 이수축 혼섬사의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 추출형 복합사를 미터당 꼬임수 (T/M)가 복합사 총섬도×2∼복합사 총섬도×27이 되도록 가연(False Twist) 시킴을 특징으로 하는 극세 이수축 혼섬사의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 추출형 복합사가 추출 성분 및 섬유형성 성분으로 구성됨을 특징으로 하는 극세 이수축 혼섬사의 제조방법.
6. 비수수축율이 4% 이하이고 건열수축율(180℃×15분)이 7% 이하인 저수축성의 추출형 복합사와 비수수축율이 15∼40%이고, 단사섬도가 1.3∼4 데니어인 고수축성의 폴리에스테르사가 혼섬된 극세 이수축 혼섬사.
7. 6항에 있어서, 추출형 복합사 내의 추출 성분이 추출된 후의 추출형 복합사의 단사섬도가 0.01∼0.5 데니어인 극세 이수축 혼섬사.

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