KR100232726B1 - 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스터 이축 혼섬사를 제조함에 있어서, 용융된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 방사구금으로 부터 압출방사하여 사조를 고화시킨후 방사구금 직하 700 내지 2,000mm에 위치하고 2부분으로 나누어져 온도가 다르게 설정된 가열통을 통과시키고 가열통 직하에 설치된 유제장치에서 유제를 부여하여 제 1고데트롤러와 세퍼레이트롤러에서 2 내지 8회 권회시킨 후, 제 2고데트롤러를 거쳐 권취하여 5,000m/min 이하로 회전하는 상온의 고데트롤러를 거치고 인터레이스에서 공기교락 및 합사한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것으로, 1단계로 이수축 혼섬사를 제조할 수 있으며, 원사의 품질도 우수하고 실의 생산속도 또한 종래의 방법에 비해 3 내지 4배 정도 빠르게 되어 생산성이 비약적으로 향상된다.

Description

폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법

본 발명은 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선상에서 주행하는 실을 특정한 방법으로 열처리 함으로써 의류용으로 적합한 원사물성을 가지며 품질과 생산성이 향상되고, 경제성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스터 섬유는 원료가 저렴하고 섬유특성이 범용성을 가지며 의류, 비의류 분야로의 광범위한 소재전개가 가능하여 괄목할 만한 성장을 보이고 있다.

폴리에스터 의료용 섬유는 용융된 폴리에스터를 1,500m/min 이하의 저속 또는 3,000m/min 방사속도에서 권취하여 얻은 미배향사 또는 부분배향사를 연신하여 연신사를 얻는 방법등으로 제조되어 왔으나 이들의 제사공정은 방사, 연신하는 2단계 공정이어서 생산성면에서 불리하여 현재는 방사와 연신공정을 직접 연결하는 직접방사 연신공정(스핀드로오, 방사속도 4,000m/min 이상)이 개발되어 광범위하게 적용되고 있다. 그러나, 직접방사 연신공정의 방사속도 및 그 이상의 방사속도로 제조된 섬유는 기존의 방법인 낮은 방사속도에서 방사한 후 연신한 섬유보다 전체적으로 분자배향이 낮고, 직경방향으로 섬유구조차가 큰 점등으로 인하여 역학적 성질면에서 바람직하지 못한 특성을 가져 의류용으로 사용하는 데 많은 문제점을 가진다. 따라서, 이와 같은 고속방사의 궁극적 목적인 분자배향이 충분히 높은 섬유를 연신공정을 거치지 않고 방사공정 단계만으로 제조할 수 있도록 하여 품질향상 및 생산성 향상으로 경제적 측면을 만족시킬 수 있는 새로운 제사공정이 개발되어 왔다.

일본국 특공소 55-11767호는 방사구금 아래 약 30cm에 온도 200℃, 길이 2m의 가열관 또는 가열통을 설치하여 방사속도 4,000m/min에서 섬유의 강도 4.5g/d를, 신도 35%에서 건열수축율 12%를 얻을 수 있었으며, 방사속도 6,000m/min의 경우에는 강도 5.0g/d의 섬유를 얻을 수 있는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이와 같은 방법으로 섬유를 제조하는 경우 방사공정의 불안정을 가져오기 쉽고, 고온에서의 열처리로 인한 원사의 비수수축율 저하등이 발생되는 문제점이 있다.

일본국 특개소 62-162014호, 국내 공개특허 96-1199에서는 고속방사에 따른 사절방지와 연신성 향상을 위해 방사선상에서 가열처리하면서 연신사의 물성을 가진 원사를 얻는 방법을 제안하고 있지만, 이와 같은 공정으로 열처리를 하는 경우 고속권취에 따른 고배향원사의 형태안정성이 불안정하여 권취후에도 물성변화가 심하여 물성변화에 따른 공정 불안정이 발생하게 된다. 물성 안정화를 달성하기 위한 제안으로는 일본국 특개평 2-229212호, 5-302210호에 방사, 열처리한 섬유를 제 1고데트롤러와 제 2고데트롤러 사이에서 이완 열처리 하는 방법이 제안되어 있고, 국내 특허공고 96-11608호에는 제 2고데트 롤러에서 열셋팅하는 방법에 제안되어 있으나, 이와 같은 방법으로 제사할 경우 원사는 물성 및 공정안정화는 이룰 수 있지만 설비비용의 과다에 다른 경제적 측면에서 문제점이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제사공법상의 특성을 이용하여 기존에는 방사 및 합사의 2단계 공정으로 제조되던 폴리에스터 이수축 혼섬사를 방사 1단계 공정만으로 제조함으로써 품질과 생산성이 향상된 경제성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리에스터 이수축 혼섬사 방사장치의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 방사구금 2 : 냉각장치

3 : 가열통 3a : 파이프 1

3b : 파이프 2 4 : 유제장치

5 : 제 1고데트롤러 6 : 세퍼레이트롤러

7 : 제 2고데트롤러 8 : 인터레이스

9 : 권취기

즉, 본 발명은 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 용융된 폴리머를 방사구금으로 부터 압출방사하여 사조를 고화시킨후 방사구금 직하 일정거리에 위치하고 2부분으로 나누어져 온도가 다르게 설정된 가열통을 통과시키고 가열통 직하에 설치된 유제장치에서 유제를 부여하여 제 1고데트롤러와 세퍼레이트롤러에서 2 내지 8회 권회시킨 후, 제 2고데트롤러를 거쳐 권취하여 5,000m/min 이하로 회전하는 상온의 고데트롤러를 거치고 인터레이스에서 공기교락 및 합사한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법을 제공하는 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 도 1은 본 발명에 따른 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하기 위한 방사장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 방사구금(1)을 통해 방출된 실을 냉각장치(2)를 사용하여 완전히 고화시킨 후 온도가 다르게 설정된 가열통(3)에서 가열한 후 유제장치(4)에서 유제를 부여하고 제 1고데트롤러(5)와 세퍼레이트롤러(6)에서 수회 권회한 후 제 2고데트롤러(7)를 거쳐 인터레이스(8)에서 공기 교락을 부여한 후 권취기(9)에서 권취하여 제조된다.

각 공정에 대하여 좀 더 자세히 살펴보면, 먼저 충분히 건조된 폴리에스터 칩을 압출기를 사용하여 290 내지 300℃의 온도에서 용융하여 계량하면서 방사팩에 공급한다. 공급된 중합체는 방사구금(1)을 통하여 아래로 토출되고 토출된 사속은 냉각기류에 의해 냉각되어 고화된다.

냉각장치(2)에 의해 고화된 사는 가열통(3)에서 열을 가하게 된다. 본 발명에서 가열통(3)의 위치는 방사구금(1)아래 700밀리미터 내지 2,000 밀리미터가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 900밀리미터 내지 1,400밀리미터가 좋다. 가열통(3)의 위치가 방사구금(1) 아래 700밀리미터 미만이면 완전히 냉각 고화되지 않은 실이 가열통(3) 내에서 사절등으로 인해 방사공정이 불안정하게 되고, 2,000밀리미터를 초과하게 되면 방사선상에서 실에 부여되는 장력 증가로 방사시 사절등이 발생하게 된다.

또한, 본 발명에서 가열통의 온도는 100 내지 200℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 120 내지 180℃이다. 가열통(3)의 온도가 100℃미만이면 주해하는 실이 충분히 열처리되지 않아 권취후 실의 물성이 부분배향사에 가까워 강도는 낮고, 신도 및 비수수축율은 높은 경향을 보이며, 200℃를 초과하는 경우에는 고온에 따른 실의 높은 결정화로 장력이 과다하게 부여되어 사절 및 실의 비수수축율이 낮아지는 경향을 보인다.

본 발명에서는 상기에서 설명한 바와 같이 가열통(3)의 온도가 100℃ 미만이되면 실의 물성이 부분배향사와 유사해지는 것에 착안하여 복수의 가열 파이프를 갖는 가열통(3)을 제조한 후 가열통(3)의 온도를 홀수(또는 짝수)번째 파이프는 가열하고 짝수(또는 홀수)번째 파이프는 실온상태로 유지함으로써 배향상태가 다른 실, 즉 한 쪽 실은 섬유의 비수수축율이 낮고, 다른 한 쪽은 비수수축율이 높은 실을 동시에 얻을 수 있고, 이렇게 하여 얻어진 실을 인터레이스(8)에서 합사하면 이수축 혼섬사를 방사공정에서 1단계로 제조할 수 있게 된다.

가열통(3) 아래 설치되는 유제장치(4)의 위치는 가열통(3) 직하 50밀리미터 내지 200밀리미터에 설치하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100밀리미터 내지 150밀리미터이다.

방사장력은 0.4g/d 내지 0.7g/d가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5g/d 내지 0.6g/d이다. 제 1고데트롤러(5)와 제 2고데트롤러(7) 사이의 장력은 0.2g/d 내지 0.4g/d 가 바람직하다. 장력이 0.2g/d 미만에서는 고데트롤러간 장력저하로 제사공정중 사절이 발생하고 0.4g/d를 초과하는 경우에는 고데트롤러간 원사의 과도한 긴장상태로 불안정한 고배향상태가 유지됨으로써 권취후 원사의 재배향에 따른 결정화도, 물성 및 공정불안정성이 발생하게 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 하나 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

실시예 1∼2

페놀/테트라클로로에탄으로 측정한 고유점도 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 36홀 방사구금을 사용하여 방사온도 293℃에서 토출량 33g/min, 방사속도 4,000m/min으로 방사하였다. 이와 같이 방출된 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리머를 냉각시킨 후 가열통 파이프 1(3a)과 파이프 2(3b)의 온도를 달리하여 열처리하고 가열통 직하150mm에 위치한 유제장치에서 유제를 부여한 후 4,000m/min으로 회전하는 상온의 제 1고데트롤러와 세퍼레이트롤러에서 5회 권회한 다음 4,000m/min으로 회전하는 상온의 제 2고데트롤러를 거치고 인터레이스에서 공기 교락처리 및 합사한 후 3,960m/min의 속도로 권취하여 150d/72f의 원사를 수득하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 1∼2

실시예 1∼2와 동일한 방법으로 방사시 가열통 위치와 온도를 변경하여 제사한 결과를 표 1에 나타내었다.

	가열통	신도(%)	비수수축율(%)	방사사절
	위치(mm)	온도(℃)	파이프1		파이프2	파이프1	파이프2
		파이프1						파이프2
실시예 1	1,250	150	80	35	70	8.5	20	◎
실시예 2	1,250	150	상온	35	90	8.5	40	◎
비교예 1	600	150	80	50	90	12.5	60	×
비교예 2	2,200	150	상온	20	90	4.0	40	×

〔물성측정방법〕

(1)비수수축율

100℃의 끓는 물로 시료를 30분간 처리한 후 0.1g/d의 초하중을 부여하여 수축전후의 섬유의 길이를 측정하고 백분율로 환산하여 구하였다.

(2)방사사절 평가

◎ : 우수 × : 불량

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 방법은 저속 방사공정 단계에서 제조된 미배향사 또는 부분 배향사와 스핀드로오 공법을 통해 완전 배향사를 얻은 후 가연기에서 합사하는 공정으로 이루어진 종래의 방법에 비해 1단계에서 이수축 혼섬사를 제조할 수 있으며, 원사의 품질도 우수하고 실의 생산속도 또한 기존의 방법이 1,000m/min 전후의 속도로 이수축 혼섬사를 생산하는 것에 비해 3 내지 4배 정도 빠르게 되어 생산성도 비약적으로 향상된다.

Claims (4)

1. 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 용융된 폴리에스터 수지를 방사구금으로 부터 압출방사하여 사조를 고화시킨후 방사구금 직하 일정거리에 위치하고 2부분으로 나누어져 온도가 다르게 설정된 가열통을 통과시키고 가열통 직하에 설치된 유제장치에서 유제를 부여하여 제 1고데트롤러와 세퍼레이터롤러에서 2 내지 8회 권회시킨 후, 5,000m/min 이하로 회전하는 상온의 제 2고데트롤러를 거치고 인터레이스에서 공기교락 및 합사한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 가열통의 위치는 방사구금 아래 700 내지 2,000mm에 위치하고, 온도가 상온 내지 200℃인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유제장치는 가열통 직하 50 내지 200mm에 위치하고 방사장력 0.4 내지 0.7g/d로 유지시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1고데트롤러와 제 2고데트롤러 사이의 장력이 0.3내지 0.4g/d 인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법.

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