KR100294901B1 - 고비중코어-시스형복합섬유 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고비중 코어-시스형 복합섬유에 관한 것으로, 바륨술페이트 입자를 배합시킨 열가소성 중합체를 코어(core)부로 하고, 폴리에스터 또는 폴리아미드를 시스(sheath)부로 하여, 어망, 로프, 인테리어 등의 비의류용 뿐만 아니라 세섬도화 및 균일한 염색이 가능하여 의류용으로도 적합한 고비중 코어-시스형 복합섬유에 관한 것이다.

Description

고비중 코어-시스형 복합섬유
본 발명은 고비중 코어-시스형 복합섬유에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바륨술페이트 입자를 배합시킨 열가소성 중합체를 코어(core)부로 하고 폴리에스터 또는 폴리아미드를 시스(sheath)부로 하는 고비중 코어-시스형 복합섬유에 관한 것이다.
섬유를 고비중화시키면 드레이프성 등이 개선되는 특징이 있기 대문에 이와 관련된 많은 연구가 진행중에 있다. 특히 어망이나 로프 등의 용도를 위하여 섬유를 고비중화시키기 위한 연구가 일찍부터 추진되어 왔었는데 일본 특개소 50-1720호, 62-15327 호 등에는 코어부에는 납합금성분을 배합시킨 열가소성 중합체를 사용하고, 시스부분에는 폴리에스터 또는 폴리아미드를 사용하여 고비중사를 제조하는 기술 등이 공지되어 있으며, 이러한 기술이 일부의 어망사에는 실용화되고 있다.
그러나 납합금성분들은 코어부분으로 사용하는 복합섬유는 납합금 성분들로 인하여 균일한 용융방사가 어려울 뿐만 아니라 연신시에 코어부가 충분히 연신되지 않기 때문에 섬유형태가 불균일하게 되어 섬유의 강도가 약한 단점을 안고 있고, 특히 의류용으로 적합한 세섬도화는 불가능하다는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 코어-시스 복합섬유중 코어성분에 바륨술페이트를 함유시키면 세섬도화 및 균일한 염색이 가능한 고비중의 복합섬유를 제조할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 세섬도화 및 균일한 염색이 가능한 고비중의 코어-시스형 복합섬유를 제공하는 데에 있다.
제1도의 (a) 내지 (c)는 여러 가지 코어-시스형 복합섬유의 단면구조를 예시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 코어부분 2 : 시스부분
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 코어(core)-시스(sheath)형 복합섬유에 있어서, 코어부는 바륨술페이트 미립자와 열가소성 중합체로 이루어지며, 바륨술페이트의 양은 코어부 전체에 대하여 5~70 중량%이고, 코어부의 면적이 복합섬유 전체 단면에 대하여 10~80%임을 특징으로 하는 고비중 코어-시스형 복합섬유에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 복합섬유의 복합형태는 특별히 한정되는 것은 아니지만 코어부와 시스부를 동심원상으로 배치시키는 것이 좋으며, 특히 코어부가 극단적으로 편중되지 않고 표면에 노출되지 않아야 의류용 소재로 사용할 때 염색얼룩 등의 문제가 발생되지 않게 된다.
또한, 복합섬유의 코어부와 시스부의 복합비는 섬유 단면적으로 볼 때 코어부의 면적 점유비율이 10~80%인 것이 좋다. 코어부의 면적 점유율이 80%를 초과하면 섬유의 강도가 저하될 뿐만 아니라 연신이 불량하게 되는 단점이 있고, 10% 미만이면 충분한 고비중의 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 세섬도화시 토출량의 저하로 균일한 방사가 되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
고비중을 부여하기 위하여 사용되는 바륨술페이트는 비중이 4.3~4.5의 고비중일 뿐 아니라 무취이며, 미세입자가 가능하다는 특징이 있기 때문에 용융방사용으로 적합한 데 고품위의 섬유제품을 위해서 가능하면 황색이 적은 것을 사용하여야 하며 입자의 크기는 0.3~0.6㎛인 것이 분산 특성상 유리하다.
바륨술페이트의 입자 크기가 0.6㎛를 초과할 경우에는 분산성이 떨어질 뿐만 아니라 입자가 커 방사시 팩압이 상승하여 제사성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명에서 고비중 성분으로 바륨술페이트를 사용한 것은 섬유형성성 중합체와의 상용성이 좋고, 열안정성이 우수하기 때문이다.
바륨술페이트를 포함하는 열가소성 중합체는 복합방사의 온도에서 분해되지 않는 것이면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 열가소성 중합체는 당 분야 잘 알려져 있으며, 특별히 제한하기 위한 것은 아니지만, 이러한 열가소성 중합체의 바람직한 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 올레핀계 중합체; 폴리스틸렌 등과 같은 비닐계 중합체; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스터계 중합체; 나일론6, 나일론66 등과 같은 폴리아미드계 중합체를 들 수 있다.
코어부에 혼입되는 바륨술페이트의 함량은 충분한 고비중화를 시키고 코어성분의 극한점도의 상승을 방지하기 위하여 코어전체에 대하여 5~70 중량% 이어야 한다.
만일 그 함량이 5 중량% 미만이면 충분히 고비중화되지 못하고, 70 중량%를 초과하게 되면 방사시 코어성분이 불균일해져서 섬유형태가 불균일하게 되기 때문에 연신시 절사의 원인으로 작용한다.
본 발명에 있어서 시스부로 사용될 수 있는 폴리에스터는 통상의 폴리에스터를 의미하지만 특별히 한정되는 것은 아니며, 또한 통상의 폴리에스터 수지와 같이 산화티탄, 카본블랙 등의 안료외에 종래 공지의 항산화제, 착색방지제, 내광제, 대전방지제 등이 첨가되어도 관계없다.
또한, 시스부로 사용될 수 있는 폴리아미드로서는 통상의 폴리아미드를 의미하는데, 특히 나일론6 나 나일론66가 바람직하다.
본 발명의 고비중 복합섬유을 제조하기 위해서는 먼저 압출기(extruder)로 바륨술페이트 미립자를 열가소성의 중합체에 균일혼합시키든가, 열가소성 중합체의 중합 종료후에 바륨술페이트를 혼합시켜 마스터 배치를 제조하여야 한다.
이렇게 제조된 마스터 배치와 시스부의 폴리머를 2대의 압출기를 갖고 있는 2성분계 복합방사기에 투입하여 방사온도 270~310℃로 복합방사를 시킨 다음 통상의 연신기를 사용하여 연신온도 60~180℃, 연신배율 2.5~3.9배, 권취속도 500~4,000 m/분으로 권취하여 고비중 복합섬유를 제조한다.
본 발명에서 복합방사에 의하지 않고 단순 혼합방사하는 경우에는 바륨술페이트 입자와 열가소성 중합체의 비중차가 큰 관계로 인하여 균일한 혼합이 이루어지지 않게 되어 염색 얼룩이 발생되기 때문에 의류용으로의 용도전개는 곤란하다.
도 1에는 본 발명에 의해 제조될 수 있는 코어-시스형 복합섬유의 단면형태의 몇가지 예가 예시된다. 본 발명 복합섬유의 단면형태는 이러한 형태에 한정되지 않으며, 전체 섬유 단면이 T자형 및 Y자형과 같은 이형단면의 코어-시스형 복합섬유의 제조도 가능하다.
이와같이 제조된 본 발명의 고비중 복합섬유는 어망, 로프, 인테리어 등의 비의류용 뿐만 아니라 세섬도화 및 균일한 염색이 가능하여 의류용으로도 적합하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
코어부는 열가소성 중합체이며, 25℃ 오르쏘클로로페놀 중에서, 고유점도가 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이트 30 중량%와 평균입자크기가 0.5㎛인 비황색의 바륨술페이트 70 중량%를 압출기로 280℃에서 균일 혼합하여 지름 2.3~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터 배치를 제조한 후 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
시스부는 코어부의 열가소성 중합체와 동일한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
방사는 코어부와 시스부의 토출공이 동심상으로 되어 있는 방사용 팩을 사용하였으며, 코어부와 시스부의 섬유단면적비가 50:50, 방사온도 300℃, 방사속도 1,350 m/분으로 복합방사를 하였다.
이렇게 제조된 미연신사를 히트롤러온도 95℃, 열판온도 145℃, 연신비 3.1배, 연신속도 800 m/분으로 하여 75 데니어 36 필라멘트의 섬유를 얻었다. 이 섬유를 튜브니팅하여 분사염료인 미케톤 블루 FBL 0.5 중량%를 투여하고 고압염색기를 사용하여 130℃×60분 염색하여 염색얼룩을 평가하였으며, 얻어진 섬유의 물성을 측정하여 표1에 나타내었다.
[실시예 2]
코어부는 열가소성 중합체이며 25℃, 98% 황산용액중에서, 측정한 상대점도가 2.45인 나일론6 40 중량%와 평균입자가 0.4㎛인 비황색의 바륨술페이트 60 중량%를 압출기로 260℃에서 균일 혼합하여 지름 2.1~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터배치를 제조한 후 회전식의 진공건조기를 이용하여 100℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
시스부는 코어부의 열가소성 중합체와 동일한 나일론6를 사용하였고 회전식의 진공건조기를 이용하여 100℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
방사는 코어부와 시스부의 토출공이 동심상으로 되어 있는 방사용 팩을 사용하였으며, 코어부와 시스부의 섬유단면적비가 30:70, 방사온도 265℃, 방사속도 700 m/분으로 복합방사를 하였다.
이렇게 제조된 미연신사를 히트롤러온도 80℃, 열판온도 100℃, 연신비 3.0배, 연신속도 600 m/분으로 하여 75 데니어 36필라멘트의 섬유를 얻었다. 이 섬유를 튜브니팅하여 산성염료인 나일로산 EGL을 0.5 중량% 부여하고 상압염색기를 사용하여 100℃×60분 염색하여 염색얼룩을 평가하였으며, 얻어진 섬유의 물성을 측정하여 표1에 나타내었다.
[비교예 1]
코어부는 열가소성 중합체이며, 25℃ 오르쏘클로로페놀 중에서, 고유점도가 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이트 30 중량%와 평균입자크기가 0.5㎛인 비황색의 바륨술페이트 70 중량%를 압출기로 280℃에서 균일 혼합하여 지름 2.3~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터배치를 제조한 후 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
시스부는 코어부의 열가소성 중합체와 동일한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하였고, 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
방사는 코어부와 시스부의 토출공이 동심상으로 되어 있는 방사용 팩을 사용하였으며, 코어부와 시스부의 섬유단면적비가 8:92, 방사온도 300℃, 방사속도 1,350 m/분으로 복합방사를 하였다.
이렇게 제조된 미연신사를 히트롤러온도 95℃, 열판온도 145℃, 연신비 3.1배, 연신속도 800 m/분으로 하여 75데니어 36필라멘트의 섬유를 얻었다. 이 섬유를 튜브니팅하여 분사염료인 미케톤 블루 FBL을 0.5 중량%를 투여하고 고압염색기를 사용하여 130℃×60분 염색하여 염색 얼룩을 평가하였으며, 얻어진 섬유의 물성을 측정하여 표1에 나타내었다.
[비교예 2]
코어부는 열가소성 중합체이며, 25℃ 오르쏘클로로페놀중에서, 고유점도가 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이트 30 중량%오 평균입자크기가 0.5㎛인 비황색의 바륨술페이트 70 중량%를 압출기로 280℃에서 균일 혼합하여 지름 2.3~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터배치를 제조한 후 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
시스부는 코어부의 열가소성 중합체와 동일한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하였고 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다. 방사는 코어부와 시스부의 토출공이 동심상으로 되어 있는 방사용 팩을 사용하였으며, 코어부와 시스부의 섬유단면적비가 85:15, 방사온도 300℃, 방사속도 1,350 m/분으로 복합방사를 하였다.
이렇게 제조된 미연신사를 히트롤러온도 95℃, 열판온도 145℃, 연신비 3.1배, 연신속도 800 m/분으로 하여 75데니어 36필라멘트의 섬유를 얻었다.
이 섬유를 튜브니팅하여 분산염료인 미케톤 블루 FBL을 0.5 중량% 투여하고 고압염색기를 사용하여 130℃×60분 염색하여 염색 얼룩을 평가하였으며, 얻어진 섬유의 물성을 측정하여 표1에 나타내었다.
[비교예 3]
코어부는 열가소성 중합체이며 25℃, 98% 황산용액중에서, 측정한 상대점도가 2.45인 나일론6 97 중량%와 평균입자 크기가 0.5㎛인 비황색의 바륨술페이트 3 중량%를 압출기로 260℃에서 균일 혼합하여 지름 2.1~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터배치를 제조한 후 회전식의 진공건조기를 이용하여 100℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
시스부는 코어부의 열가소성 중합체와 동일한 나일론6를 사용하였고, 회전식의 진공건조기를 이용하여 100℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다. 방사는 코어부와 시스부의 토출공이 동심상으로 되어 있는 방사용 팩을 사용하였으며, 코어부와 시스부의 섬유단면적비가 30:70, 방사온도 265℃, 방사속도 700 m/분으로 복합방사를 하였다.
이렇게 제조된 미연신사를 히트롤러온도 80℃, 열판온도 100℃, 연신비 3.1배, 연신속도 600 m/분으로 하여 75데니어 36필라멘트의 섬유를 얻었다.
이 섬유를 튜브니팅하여 산성염료인 나일로산 EGL을 0.5 중량% 투여하고 상압염색기를 사용하여 100℃×60분 염색하여 염색 얼룩을 평가하였으며, 얻어진 섬유의 물성을 측정하여 표1에 나타내었다.
[비교예 4]
코어부는 열가소성 중합체이며 25℃, 98% 황산용액중에서 측정한 상대점도가 2.45인 나일론6 25 중량%와 평균입자크기가 0.7㎛인 비황색의 바륨술페이트 75 중량%를 압출기로 260℃에서 균일 혼합하여 지름 2.1~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터 배치를 제조한 후 회전식의 진공건조기를 이용하여 100℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다.
시스부는 코어부의 열가소성 중합체와 동일한 나일론6를 사용하였고, 회전식의 진공건조기를 이용하여 100℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조한 것을 사용하였다. 방사는 코어부와 시스부의 토출공이 동심상으로 되어 있는 방사용 팩을 사용하였으며, 코어부와 시스부의 섬유단면적비가 30:70, 방사온도 265℃, 방사속도 700 m/분으로 복합방사를 하였으나 코어부의 방사성이 불량하여 권취가 불가능하였다.
[비교예 5]
25℃ 열가소성 중합체이며 오르쏘클로로페놀중에서 고유점도가 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이트 30 중량%와 평균입자크기가 0.5㎛인 비황색의 바륨술페이트 70 중량%를 압출기로 280℃에서 균일 혼합하여 지름 2.3~3mm, 길이 4~5mm의 원주상 마스터배치를 제조한 후, 25℃ 오르쏘 클로로페놀중에서 고유점도가 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 중량비율 20:80으로 혼합한 다음 회전식의 진공건조기를 이용하여 140℃×8시간, 진공도 1mmHg 이하에서 건조하였다.
방사는 비 복합방사용 팩을 사용하였으며, 방사온도 295℃, 방사속도 1,350m/분으로 방사를 하였다. 이렇게 제조된 미연신사를 히트롤러온도 85℃, 열판온도 135℃, 연신비 3.1배, 연신속도 900 m/분으로 하여 75데니어 36필라멘트의 섬유를 얻었다. 이 섬유를 튜브니팅하여 분산염료인 미케톤 블루 FBL을 0.5 중량% 투여하고 고압염색기를 사용하여 130℃×60분 염색하여 염색 얼룩을 평가하였으며, 얻어진 섬유의 물성을 측정하여 표1에 나타내었다.
* 비중: 사염화탄소와 n-헵탄의 혼합용액으로 이루어진 밀도구배관을 사용하여 23℃에서 연신사 시료의 비중을 측정하였다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 세섬도화 및 균일한 염색이 가능한 고비중의 코어-시스 복합섬유를 제공할 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. 열가소성 중합체를 포함하는 코어부와 폴리에스터 또는 폴리아미드로 되는 시스부로 되는 고비중 코어-시스형 복합섬유에 있어서, 상기 코어부를 이루는 성분이 열가소성 중합체 30~95 중량%와 바륨술페이트 5~70 중량%로 되며, 코어부의 면적이 복합섬유 전체 단면에 대하여 10~80%인 것을 특징으로 하는 고비중 코어-시스형 복합섬유.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바륨술페이트 미립자의 입자크기는 0.3~0.6㎛인 것을 특징으로 하는 고비중 코어-시스형 복합섬유.
KR1019940026086A 1994-10-12 1994-10-12 고비중코어-시스형복합섬유 KR100294901B1 (ko)

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