KR100270285B1 - 이수축 혼섬 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출된 폴리에스터사속을 냉각고화시킨후 2,000 ∼ 4,000m/분의 방사속도로 방사하되, 하나의 사속(絲束)은 비가열영역에 통과시켜서 고수축사속을 만들고, 다른 사속은 가열영역에 통과시킨후 오일링으로 집속하여 저수축사속을 만든다음, 두 개의 사속을 합사한후 공기교락시켜서 제조함을 특징으로 하는 이수축혼섬 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법임.

본 발명은 방사장력을 증가시킴이 없이 공정품질이 우수하게 저렴한 비용으로 폴리에스터 이수축혼섬사를 제조할 수있다.

또 본발명의 이수축혼섬사는 수축율차가 30%이상일 뿐만아니라 자발신장특성을 갖는 고수축사를 가지므로 품질이 우수한 이수축혼섬직물을 만들 수 있다.

Description

이수축 혼섬 폴리에스터 필라멘트사의 제조방법

본 발명은 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2,000 ∼ 4,000m/분의 방사속도로 용융방사함에 있어서, 냉각후 2개의 사조를 한 단위로하여 좌우로 분리되어있는 가열영역부와 비가열영역부중에서 서로 다른 하나의 영역씩 통과시키고, 사도상의 제조기술을 통하여 수축율이 서로 다른 섬유를 제조한 후, 2개의 섬유를 합사 및 교락을 부여하여 공정품질 및 이수축 특성이 우수한 이수축 혼섬 폴리에스터 필라멘트사를 1단계 공정만으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상의 폴리에스터 이수축 혼섬사는 개별적으로 독립된 제조공정을 통하여 얻어진 연신사와 반연신사(POY)를 별도의 공정에서 공기교락장치로 집속을 시켜 제조하거나, 별도의 방사공정에서 얻어진 미연신사를 연신공정에서 연신조건(연신비 및 가열조건)의 차이를 부여하여 수축율이 다른 원사를 제조한 후, 합사 및 공기교락장치를 통과시켜서 이수축혼섬사를 제조하는 방법등에 의해 상업적으로 제조되고 있다. 그러나 상기의 제조방법들은 제조공정이 최소 2단계에서 많게는 3단계로 이루어지므로 제조원가가 지나치게 높아지는 단점을 지니고 있기 때문에 최근에는 1단계 공법만으로 폴리에스터 이수축혼섬사를 제조할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.

상술한 종래의 기술을 개량한 방법으로서 일본국 특개소 제 60 - 282711 호에서는 방사구금직하에서 냉각부까지의 길이의 차이를 이용하여 방사속도 3,700m/분이상에서 1단계 공정만으로 이수축혼섬사를 제조하는 방법을 제시하고 있으나 이방법으로 제조한 이수축혼섬사는 특히 수축율차이가 작아서 기존의 이수축혼섬사와 비교하였을 때 제품성이 크게 떨어졌다.

또한, 일본국 특개소 제 55 - 158316 호에서는 동일한 방사구금에서 섬도가 다른 2종의 섬유를 동시에 방사하는 방법이 제안되었으나, 이방법은 방사장력의 차이등으로 인하여 인취로울러에 쉽게 감기는 등의 현상때문에 조업성이 불량하였으며 또 제조된 이수축혼섬사는 수축율차이가 작아서 이수축직물용 원사로 사용하는데는 문제점이 있었다.

또한 일본국 특개소 제 63 - 235513 호에서는 방사직결 연신방식으로 제조하되 사도상의 제조기술을 통하여 이수축혼섬사를 제조하는 방법이 제안되었는바, 이방법은 방사장력의 차이등으로 공정품질이 다소 떨어지는 문제점을 안고 있으므로 만족스러운 방법이라고 할 수는 없다.

최근 대한민국 특허출원 제 96 - 15905 호에서는 폴리에스터를 용융방사하고 냉각한후에 가열영역을 통과시켜 별도의 연신공정없이 연신사와 동등한 물성의 폴리에스터사를 제조하는 기술을 응용하여 4,000m/분이상의 권취속도에서 사도상의 이수축혼섬사를 제조하는 방법을 제시하고 있는바, 이방법은 방사구에서 두 개의 사속(絲束)을 토출시킨 다음에 각각 냉각공기로 냉각시킨후 하나의 사속은 열처리를 통해 집속, 급유하여 저수축성 사속을 만들고, 다른 하나의 사속은 열처리를 거치지 않고 연신후에 집속 급유하여 고수축성 사속을 만든 뒤 각각을 합사하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법을 특징으로 하고 있다. 그러나 이방법은 고수축성 사속을 제조함에 있어서 물성적인 측면에만 치우친 나머지 방사속도 4,000m/분이상에서 방사구로부터 3m이상, 실시예에서는 6m 떨어진 곳에서 연신한후 집속하고 급유하였으므로 방사장력이 과도하여 품질악화 및 사절율을 증가시켜 공정품질의 저하를 유발시킬 염려가 있다. 또한 이방법은 고수축성 사속이 고배향도의 특성을 가지므로 통상적인 이수축 혼섬사가 가지고 있는 자발신장특성이 발현되지 않아서 이수축혼섬사 제품의 특성이 다소 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와같은 종래의 문제점들을 해결한것으로서 저수축성 사속과 고수축성 사속간의 수축율 차이가 30%이상이고, 고수축성 사속은 자발신장특성까지 발현되는 우수한 이수축혼섬 폴리에스터 필라멘트사를 공정품질이 양호하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1 은 본발명의 제조공정개략도

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ＞

1 : 방사빔, 2 : 방사구, 3 : 냉각장치, 4a : 고수축성 사속,

4b : 저수축성 사속, 5, 5´: 오일링가이드 , 6 : 인입가이드,

7 : 가열영역부, 8 : 비가열영역부, 9 : 오일링가이드, 10 : 가이드,

11 : 제 1 인취로울러, 12 : 공기교락장치, 13 : 제 2 인취로울러,

14 : 공기교락장치, 15 : 권취기, 16 : 케이크(혼섬사).

본 발명은 방사구에서 토출된 두 개의 사속을 냉각시킨다음에 하나의 사속은 가열영역부에, 그리고 다른 하나의 사속은 비가열영역부에 통과시키고 사도상의 제조기술을 통하여 수축율이 서로 다른 2종의 저수축사속과 고수축사속을 각각 제조한후, 공기교락장치를 거쳐 2,000 ∼ 4,000m/분의 방사속도로 이수축 혼섬사를 제조하는 방법이다.

즉 본 발명은 방사구금에서 두 개의 사속을 토출하여 고화점온도까지 각각 냉각한후 2,000 ∼ 4,000m/분의 방사속도로 방사함에 있어서, 하나의 사속은 비가열영역부를 통과시키되 사종에 따라 비가열영역을 통과하기 전인 인입부 직전에서 오일링하거나 비가열영역 직후에 오일링하여서 POY(반연신사)물성을 갖는 고수축성사속을 만들고, 다른 하나의 사속은 사속이 펴진 상태에서 가열영역부를 통과시킨후 오일링 가이드로 집속시켜 연신사 물성을 갖는 저수축성 사속을 제조한후, 각각의 사속을 1 ∼ 3단계의 공기교락장치에서 합사하여 이수축혼섬사를 제조하는 방법이다.

이하 본발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에 도시한 바와같이 방사구(2)에서 용융방사되어 토출된 두 개의 사속을 통상의 냉각장치(3)에 의해 각각 고화점까지 동일하게 냉각시킨 후 2,000 ∼ 4,000m/분의 권취속도로 방사함에 있어서, 하나의 사속은 비가열영역부(8)를 통과하기 전, 또는 직후에 오일링 가이드(5)를 통하여 집속시킴으로써 통상의 POY(포이:반연신사) 물성을 갖는 고수축성 사속(4a)을 만들고, 다른 하나의 사속은 사속이 퍼진 상태에서 가열영역부(7)를 통과시켜서 열전달이 최대가 되게하여 통과시킨후 오일링 가이드(9)로 집속시켜 저수축 특성과 연신사 물성을 갖는 저수축성 사속(4b)을 제조한후, 제 1 인취로울러(11) 직전의 가이드(10)에서 합사하고 제 1 인취로울러(11)와 제 2 인취로울러(13)사이에 있는 공기교락장치(12)로 교락을 시켜 혼섬사를 만들거나, 제 2 인취로울러(13)직후의 공기교락장치(14)에서 2단계로 공기교락시켜서 이수축혼섬사를 제조한후 권취기(15)에서 케이크(16)상태로 권취한다.

본 발명에서 저수축 연신사 특성을 갖는 저수축성 사속(4b)이 인입되는 가열영역부(7)의 인입가이드(6)를 15mm이하, 더욱 좋기로는 8mm이하의 크기로 하고, 반연신사 특성을 갖는 고수축성 사속(4a)은 비가열영역부(8)을 통과하기 전, 또는 직후에 오일링 가이드(5) 또는 (5´)를 통하여 집속시켰으므로 본발명은 방사장력을 잘 조절할 수 있으며, 그결과 가장 좋은 조업성으로 안정된 품질의 이수축혼섬사를 제조할 수 있다.

본 발명으로 제조된 이수축 혼섬사는 직물용과 편물용에 따라서 생지표면에 부출(浮出)되는 섬유와 사속중앙부에 위치한 섬유의 위치를 변화시킬 수 있는바, 이경우에 용도에 맞게 저수축성 사속(4b)과 고수축성 사속(4a)의 사종을 설정하는 것이 매우 중요하며, 1.0㎏/㎠이상의 공기압력으로 교락을 시켜주면 혼섬사 특성이 매우 양호해진다.

또한 혼섬사의 이수축 특성이 충분히 발현되도록 하기 위해서는 고수축성 사속(4a)의 비등수축율이 높을수록 좋은데, 가열영역을 거치지 않는 일반적인 폴리에스터 섬유는 방사속도 2,000 ∼ 4,000m/분에서 가장 양호한 수축특성을 나타낸다. 방사속도가 4,000m/분을 초과하는 경우에는 방사속도가 증가할수록 비등수축율이 급격하게 떨어지게 되며, 방사속도가 5,000m/분이 되면 비등수축율이 저수축성 섬유와 가까운 수준까지 떨어져서 이수축혼섬 특성이 완전히 상실되는 문제점이 있다. 또한 방사속도가 증가할수록 폴리에스터 섬유는 신도가 점점 감소하는 특성이 있는데, 방사속도 4,000m/분을 초과하면 신도가 매우 떨어지게 되며, 방사속도 5,000m/분이되면 후가공시 자발신장특성이 발현되지 않는 문제점이있다. 표 1 은 방사속도별로 비가열영역부를 통과시킨 폴리에스터 섬유(고수축성 사속)의 신도 및 비등수축율을 나타낸 것이다.

방사속도(m/분)	3,000	3,500	4,000	4,500	5,000
절 단 신 도(%)	140	115	89	75	66
비등수축율(%)	62	61	33	21	7

※ 비등수축율 : 100℃의 끊는 물에 시료를 30분간 처리한후, 0.1g/데니어의 초하중을 부여하여 수축전후의 섬유의 길이를 측정하고 백분율로 환산하여 구하였다.

실시예

고유점도(I.V.)0.63의 폴리에스터 중합물을 방사온도 292℃로 방사함에 있어서, 제 1 도에 도시한 바와같이 왼쪽의 방사구는 72개의 구멍을 갖고, 오른쪽의 방사구는 36개의 구멍을 갖게 하고, 각각의 토출량을 28.8g/분으로 조절하여 토출시킨후, 냉각공기의 속도를 0.40m/초로하여 방사 및 냉각을 실시하였다. 왼쪽의 사속은 비가열영역부(8)을 통과하기 전에 인입가이드(6)의 직전에 있는 오일링 가이드(5)에 의해 사속을 집속시킴으로써 POY 물성인 고수축율 특성의 고수축성 사속(4a)을 만들고, 오른쪽의 사속은 사속이 퍼진 상태에서 가열영역부(7)내를 통과시킨 후 오일링 가이드(9)로 집속시켜 저수축 특성 및 연신사 물성을 갖는 저수축성 사속(4b)을 제조한 후, 제 1 인취로울러(11) 직전의 가이드(10)에서 합사하고 제 1 인취로울러(11)와 제 2 인취로울러(13)사이의 공기교락장치(12)에서 4.0kg/㎠의 공기압력으로 교락을 시켜 권취속도 3,500m/분으로 혼섬사를 제조하고, 그 결과를 표 2 에 나타내었다. 상기 혼섬사로 제직하여 가공한 결과 수축율 차이가 매우 크고 고수축성 사속은 자기신장 특성이 발현되어서 우수한 품질의 이수축 혼섬직물을 만들 수 있었다.

본 발명으로 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사는 고, 저수축사의 수축율차이가 30%이상으로 매우 크며 또 고수축사는 자발신장특성을 발현시키므로 품질이 우수한 이수축 혼섬직물용 원사로 활용할 수 있다.

아울러 본 발명은 2,000 ∼ 4,000m/분의 방사속도로 제조하는 방법이므로 종래의 4,000m/분을 초과하는 방사속도로 제조하는 방법에 비하여 낮은 방사장력과 용이하게 조절할 수 있는 방사장력으로 제조할 수 있으므로 방사작업성이 우수하며, 1단계공정에 의한 제조방법이므로 제조원가를 절감시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 방사구금에서 토출된 두 개의 폴리에스터사속(絲束)을 고화점까지 각각 냉각시킨 후 2,000 ∼ 4,000m/분의 방사속도로 방사하되, 하나의 사속은 비가열 영역부를 통과시키기 전, 후에 선택적으로 오일링하여서 고수축성 사속을 만들고, 다른 하나의 사속은 사속이 퍼진 상태에서 가열영역부 내를 통과시킨다음 오일링으로 집속시켜 저수축성 사속으로 제조한 후, 각각의 사속을 합사한후 공기교락시켜서 제조함을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 저수축성사와 고수축성사간의 비등수축율차이가 30%이상임을 특징으로하는 폴리에스터 이수축 혼섬사의 제조방법.