KR100289743B1 - 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종전의 폴리에스테르 원사 추출기에서 길이방향으로 장력이 부여되어 미세조직 내의 공극의 기하학적 형상이 길이방향으로 늘어나 있는 상태로 길이방향으로는 더 이상 늘어나지 않는 성향을 신축성을 갖도록 변환하기 위해 폴리에스테르 원사를 비벼 보풀리어 길이방향으로 신장된 공극의 기하학적 형상을 해체하여 폭방향으로 공극으로 형상을 늘려주며, 이러한 과정을 거친 여러 가닥의 폴리에스테르 원사를 비벼 꼬아 연사시키며, 연사된 폴리에스테르 원사를 타래로 만들어 40 - 130℃의 온도의 물에 삶아 공극의 형상을 수축시켜 건조시킴으로써 고착이 이루어져 신축성을 갖는 공극의 형태로 변환이 이루어진다.

이와 같은 방법에 의해 신축성을 갖는 폴리에스테르 섬유가 제조되어 신축성을 요하는 데에 고가의 나일론으로 대체할 필요가 없게되어 경제적이며, 나일론의 단점이 되던 염착력의 결여와 탈색, 극심한 열가소성 등을 염려할 필요가 없게 된다.

Description

신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법 {the polyester fiber being good elastic property and manufacturing method thereof}

본 발명은 폴리에스테르(polyester)의 비탄력적인 성향으로 인한 적용대상의 한계를 극복하기 위해 폴리에스테르 원사를 비벼 보풀리어 여러 가닥을 꼬아 특정 온도의 물에 담가 삶음으로써 탄력성을 띄게 되어 저가의 폴리에스테르 적용대상의 한계가 확장되며 다양하게 활용이 가능하게 되는 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 폴리에스테르는 폴리에스테르 원사 추출기에서 뽑아져 길이방향으로 장력이 가해진 형태로 고착되어 미세조직들간의 얽힌 구조 사이의 공극(void)이 길이방향으로는 더 이상 늘어나지 못하게 되는 기하학적 형상을 갖게 되어 폭방향으로는 변형률을 갖되 길이방향으로는 변형률이 없는 이방성(aeolotropy) 변형률을 갖게 된다.

따라서, 이러한 이방성 변형률을 갖는 길이방향으로 비탄력적인 폴리에스테르 원사는 격자 모양으로 직조가 이루어져서 등방적 특성을 갖게 되며, 이러한 등방적 특성은 각 방향으로 비탄력적인 원단을 형성하게 되어 탄력성을 요하는 적용 대상에서는, 가령 탄성벤드라든지 양말 등에는 사용할 수 없는 적용대상이 제한적이다는 문제점이 있어 왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 신축성이 우수한 나일론으로 대체하고 있는 실정이나 나일론은 폴리에스테르에 비해 가격이 비쌀 뿐만 아니라 열에 매우 약하며, 염색이 잘 이루어지지 않아 염색 후에도 탈색이 되는 등 여러 가지 단점으로 특수 염색을 고려해야 하는 등 추가적인 비용의 부담이 파생되어 또 다른 문제점들이 야기되어 왔다.

따라서, 종래의 폴리에스테르 원사는 나일론에 비해 저렴하면서도 우수한 특성을 가지고 있음에도 불구하고 신축성이 없다는 이유로 상대적으로 고가의 나일론이 대신 사용되어 왔으며, 또한 나일론의 단점을 보완하기 위해 추가의 경비가 소요되는 등으로 인해 폴리에스테르 원사의 비탄력성의 해결이 고려되어야만 했다.

본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리에스테르 원사 추출기에서 뽑아져 나오는 원사의 길이방향으로 작용되는 장력에 의해 고착된 미세조직들간의 결합구조 사이의 일정 면적을 갖는 공극의 기하학적 형상을 등방성 변형률을 갖도록 열을 가하여 폭방향으로 늘려주며, 이렇게 변형된 공극을 갖는 원사의 여러 가닥을 꼬아 연사(撚絲)시켜 인장강도 및 탄성회복력을 향상시키며, 등방성 변형률을 갖도록 변형된 공극의 기하학적 형상을 고착하기 위하여 특정온도의 물에 담가 삶아 함침(含浸)이 이루어진 후 건조시켜 공극의 면적이 수축되어 고착이 이루어지므로 잠재적 변형률 및 탄성회복력이 증배되는 효과가 동시에 달성됨을 알고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 폴리에스테르 원사의 미세결합구조 내의 공극(void)의 기학학적 형태를 등방성(isotropy) 변형률을 갖도록 변형하고, 물에 넣어 삶아 그 변형된 공극의 형상을 수축시키며, 마지막으로 건조시키므로써 수축된 상태의 미세공극의 형상이 고착이 이루어져 탄력적인 특성을 얻게 되는 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 탄력성 있는 폴리에스테르가 달성되므로써 상대적으로 고가인 나일론으로의 대체로 야기되는 경제적 손실과 사용상의 불편이 해소되는 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에스테르 원사의 미세결합구조 내의 공극의 기하학적 형상을 폭방향으로 늘려 등방성 변형률을 갖는 형태로 변형하여 여러 가닥을 연사(撚絲)시키며, 이러한 변형된 결합조직을 특정 온도의 물에 담가 삶아서 함침(含浸)시킨 후 건조시키는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 목적, 그 외의 목적, 특징 및 장점은 하기 발명의 상세한 설명란에 의해 당업자에게 명백하게 드러날 것이다.

폴리에스테르(polyester) 섬유는 나일론에 비해서 열에 강하고 염착력이 좋은 특성을 갖으나 폴리에스테르 원사의 제조공정의 특성상 조직구조의 기하학적 형상이 비탄력적인 성향을 이루고 있어 탄력성이 요하는 데에는 적합하지 않다.

이러한 폴리에스테르 원사의 비탄력적인 조직구조를 탄력적 구조로 전환하기 위해서 폴리에스테르 원사 추출기에 의해 미세조직들간의 결합으로 생기는 일정 면적의 공극(void)의 형태가 길이방향으로 신장된 기하학적 형상인 이방성(aeolotropy) 변형률을 갖는 공극의 형태를 폭방향으로 늘려 등방성(isotropy) 변형률을 갖도록 폴리에스테를 원사를 적정온도를 가하여 비벼서 보풀리므로써 공극의 형태가 폭방향으로 늘어나게 되어 길이방향으로 신축성을 갖게됨을 알 수 있었다.

또한, 폴리에스테르 원사가 신축성을 갖기 위해 여러 가닥의 폴리에스테르 원사를 비벼 꼬아 연사(撚絲)시키므로써 탄성회복력 및 인장강도가 향상됨을 알 수 있었으며, 40 - 130℃의 온도의 물에 넣어 삶아 함침(含浸)시킨 후 건조하므로써 궁극적으로 미세조직간의 공극사이 침투된 물이 물분자간의 표면장력에 의해 공극이 수축되어 미세공극의 면적을 변화시키므로 잠재적 등방성 변형률의 증배로 탄성률이 증가되는 효과를 얻을 수 있었다.

이와 같은 원리를 토대로 본 발명에 따른 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유의 제조방법을 이하에 기술하기로 한다.

폴리에스테르(polyester) 원사 추출기에서 뽑아져 나온 폴리에스테르 원사를 가연기에서 열을 가하면서 비벼 보풀리어 폴리에스테르 원사 추출기에 의해 형성된 미세조직의 결합구조 내의 이방성(aeolotropy) 변형률을 갖는 공극(void)의 기하학적 형상이 해체되어 잠재적 등방성(isotropy) 변형률을 갖게 된다.

가연기에 의해 잠재적 등방성 변형률을 갖게 된 폴리에스테르 원사의 여러 가닥을 비벼 꼬아 연사(撚絲)시켜 인장강도 및 신축성을 배가시킨다.

인장강도 및 신축성이 배가가 된 폴리에스테르 연사(撚絲)를 타래로 만드는 인양작업이 이루진 후 타래를 40 - 130℃의 물에 넣어 삶아 함침(含浸)을 시킨 후 건조시키므로써 미세공극에 침투된 물분자간의 표면장력에 의해 미세공극이 수축되며, 일단 수축이 이루어진 공극의 기하학적 형상이 물의 증발과 함께 수축된 상태로 고착이 이루어져 잠재적 등방성 변형률이 증가되며, 따라서 신축성이 증배된다.

이상과 같은 과정을 거친 후 염색이 이루어지며, 타래가 해사 되어 얼레(bobbin)에 감겨 본 발명은 완성이 된다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 종전의 폴리에스테르 원사 추출기에서 길이방향으로 장력이 부여되어 미세조직 내의 공극의 기하학적 형상이 고착이 이루어져 더 이상 신장되지 않는 공극의 구조로 신축성을 갖도록 변환하기 위해 폴리에스테르 원사를 비벼 보풀리어 길이방향으로 신장된 공극의 기하학적 형상을 해체하여 폭방향으로 공극으로 형상을 늘려주며, 이러한 과정을 거친 여러 가닥의 폴리에스테르 원사를 비벼 꼬아 연사시키며, 연사된 폴리에스테르 원사를 타래로 만들어 40 - 130℃의 온도의 물에 넣어 삶아 공극의 형상을 수축시키고 건조시킴으로써 고착이 이루어져 신축성을 갖는 공극의 형태로 전환된다.

이와 같은 방법에 의해 신축성을 갖는 폴리에스테르 섬유가 제조되어 염착성이 좋은 폴리에스테르 원사의 일반적 성질에 우수한 신축성이 가미되므로써, 신축성을 요하는 적용 대상에 고가의 나일론으로 대체할 필요가 없게되어 경제적이며, 나일론의 단점이 되던 염착력의 결여와 탈색, 극심한 열가소성 등을 염려할 필요가 없게 되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 폴리에스테르 원사에 열을 가하면서 비벼 보풀리어 공극의 기하학적 형상을 변형시키는 가연작업단계;

   여러 가닥의 폴리에스테르 원사를 비벼 꼬아 연사시키는 연사작업단계;

   연사된 폴리에스테르 원사를 타래로 만드는 인양작업단계;

   폴리에스테르 타래를 40 - 130℃의 물에 넣어 삶아 공극의 형상을 수축시키는 신축성 부여 단계; 가 포함되는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 섬유.