KR100316618B1 - 폴리에스테르계이수축혼섬사의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것으로, 동일한 방사조건으로 토출된 방사원사가 열수축 특성과 인장특성이 달리 발현되도록 방사설비상에서 사도를 달리하여 방사하고, 혼섬, 권취하여 폴리에스테르계 이수축 혼섬사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르계 이수축 혼섬사의 제조방법

본 발명은 폴리에스테르계 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것으로, 더욱상세하게는 동일한 방사조건으로 토출된 방사원사가 열수축 특성과 인장특성이 달리 발현되도록 방사설비상에서 사도를 달리하여 방사하고, 혼섬, 권취하여 폴리에스테르계 이수축 혼섬사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래 직물효과를 극대화하기 위한 동종 또는 이종 섬유간의 복합 기술중 2종 이상의 이성질 원사간에 수축율차와 신장성 차이를 부여하여 후가공시 이들 원사간에 사장차를 발현시켜 부피감과 촉감이 우수한 직물을 개발하는 방법은 신합섬이라 불리우는 신질감 소재개발의 근간이 되어 왔다.

또한 이와같은 제사방식으로서의 이수축 혼섬사의 제조는 폴리머 개질, 특수 방사기술, 연실기술, 혼섬기술 등의 발달로 많은 기술적인 진보가 있어 왔다.

이러한 혼섬기술의 예로서는 2종 이상의 원사의 별도 방사후 별도 연신, 혼섬, 별도 방사 및 연신과 동시 복합, 별도 방사 및 가연 복합 등의 수많은 방법들이 제시되어 있다.

그러나 상기 방법들은 다단계를 거쳐야만 최종 제품화가 가능한 것들이 대부분으로 제품의 효과 측면과는 별도로 작업성이나 원가 측면 등에서 비효율적인 많은 문제점들을 가지고 있다.

한편 고속방사 설비를 이용한 고생산성 원사의 개발은 작업성 개선, 원가 절감, 공정 단축, 안정된 품질 구현 등 많은 장점들로 인하여 제사방식별로 수많은 기술적 진보를 이룩하였다.

그러나 동일 방사기내에서 동일 토출조건에 의한 제사조건으로 수축율과 신장 특성을 현저하게 달리하여 복합, 제사하는 방식, 즉 방사와 동시에 권취하는 방식으로서 신장특성과 수축특성이 다른 복합사의 제사방식은 극히 일부만이 소개되고 있을 뿐이다.

예를 들면 대한민국 특허 공개 제 94-2386 호에는 고속방사 설비중에 제1 고뎃롤러를 2단으로 하여 혼섬사를 제조하는 방식이 제안되고 있으나, 이는 제1, 제2 고뎃롤러 사이에서 각기 다른 배율로 연실하기 위해서는 선속도를 줄이기 위한 별도의 롤러를 제작, 사용해야만 하고, 또한 롤러의 변경에는 주행 원사의 연신배율이나 온도조건 등이 달라져 일정한 조정이 어려운 점 등의 단점이 있다.

이에 본 발명에서는 방사와 동시에 직접 연신할 때 이수축 특성 및 신도차를 부여하기 위해 동일 방사기내에서 코어사와 효과사의 사도를 달리 구성하므로써 별도의 설비 보완없이 코어사 및 효과사 간에 각기 다른 제사조건의 선정을 가능하게 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 간단한 공정으로 이수축 혼섬사를 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리에스테르계 이수축 혼섬사를 동시 방사 및 직접 연신법으로 제조함에 있어서, 열가소성 폴리에스테르계 수지를 수개의 토출공을 통해 동시에 방사하고, 효과사(E)는 제1 고뎃롤러(2)를 지나 바로 제2 고뎃롤러(4)에 전달, 권회하고, 코어사(C)는 제1 고뎃롤러(2)와 제2 고뎃롤러(4) 사이에서 예열, 연신하고, 유체교락장치를 이용하여 혼섬, 권취하는 것을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 코어사용 원사의 사도를 제1고뎃롤러와 제2고뎃롤러 사이에서 각기 수회 권회, 연신하고, 효과사용 원사의 경우는 제1 고뎃롤러의 하단을 통과시켜 제2 고뎃롤러에만 권회시켜 주행시킨 후 권취 직전에 유체교락장치를 사용, 혼섬하는 방식을 적용하였다.

이렇게 하므로써 코어사용 원사는 제1고뎃롤러의 회전속도에 의해 방사속도가 결정되어 제1, 제2 고뎃롤러 사이에서 예열, 연신되고, 제1 고뎃롤러를 거치지 않고 통과한 효과용 원사는 제2 고뎃롤러의 회전속도에 의해 방사속도가 결정되어 권취될 수 있으므로 제1, 제2 고뎃롤러의 회전속도와 온도조건의 변경으로 별도의 설비 보완이 없이 코아, 효과 원사간에 각기 다른 제사조건의 선정이 가능하게 되었다.

이렇게 제사하게 되면 효과사에 비해 상대적으로 신도, 인장저항력, 배향도, 영율, 배향정도, 열처리 후의 비수수축율과 열응력 값이 다른 코어사와 효과사의 혼섬, 제조가 가능하게 된다.

즉, 신도가 작고 인장 저항력이 크며 열처리후의 비수수축율이 큰 코어사와, 신도가 크고 열처리후의 비수수축율이 큰 효과사의 동시 구성이 가능하게 되고 이러한 특성은 후에 원사의 준비, 제직공정을 통해 촉감이 우수하고 부피감이 있는 직물 특성의 발현이 가능하게 된다.

한편, 소재사 제사조건의 응용 측면에서 이단 롤러 설치 등의 별도의 설비 보완없이 제1 고뎃롤러 및 제2 고뎃롤러의 회전속도 및 온도조정 만으로 매우 다양한 제사조건의 조합이 가능하므로 효과사의 권취속도 변화에 따른 다양한 특성의 원사의 개발이 가능하게 된다.

즉, 제2 고뎃롤러의 회전속도를 저방속으로 한 혼섬사는 효과사의 자발신장성이 우수하고 미세한 색차 효과가 발현되는 직물용 원사로, 또한 제2 고뎃롤러의 회전 속도를 고방속으로 한 혼섬사의 경우 효과사의 원사단계에서의 수축율이 낮고 코어사와의 염착차이가 없는 직물용 소재 원사로 사용될 수 있고, 물성 안정성 측면에서는 연사물 전개시 장애 요소가 되는 양변색차 문제를 해소할 수 있는 이점을 가지게 된다.

또한 방식 응용 측면에서는 방사구금을 달리함에 의한 이섬도 혼섬사의 제조, 조성이 다른 이종 폴리머간의 조합에 의한 다양한 특성을 가지는 복합사의 제사 등이 가능하게 된다.

공정 측면에서는 오직 단일 공정만에 의한 이수축 혼섬사의 제사로 얻을 수 있는 원가의 절감, 고속 권취방식에 의한 생산성의 향상 및 종래의 혼섬사 제조방식에 비해 단계별 작업성의 현저한 개선(원사 준비 작업량의 현저한 감소, 별도의 원사 채취작업이 없이 무인 자동 도핑이 가능, 코어, 효과사간의 권량 조정이 불필요 등)이 가능하게 된다.

본 발명 이수축 혼섬사 제조의 일예를 들어 설명하면 다음과 같다.

고유점도가 0.625 ㎗/g인 열가소성 폴리에스테르 수지를 이용하여 방사구금을 통해 75데니어 36필라멘트로 토출된 각 소재군을 제2 고뎃롤러의 회전속도를 3,000∼5,000m/분 사이에서 달리하면서 이에 따라 제1 고뎃롤러의 회전속도를900m/분에서 2,500m/분까지 변화시키면서 코어사용 원사와 효과사용 원사와의 신도 차이가 35% 전후가 되도록 조정하였다.

또한 제1 고뎃롤러의 온도조건은 상온에서 100℃까지, 그리고 제2 고뎃롤러의 온도조건은 상온에서 180℃까지 변화시키면서 코어사용 원사, 효과사용 원사 및 혼섬사를 각각 권취하였다.

상기 조건별 시험중 효과사용 소재원사의 방속별, 즉 제2고뎃롤러의 회전속도별 신도와 비수수축율과 열처리후의 건열수축율을 비교하여 제3도의 (가), (나), (다)와 같은 결과를 얻었다.

제 3 도의 (나), (다)에서 방사속도별로 효과사의 원사상태의 비수수축율 경향은 방사속도 4,000 m/분이상에서 급격하게 낮아지고, 한편 열처리후의 건열수축율은 방사속도 3,000 m/분 부근에서 4,000 m/분 이상의 부근에서 보다 낮아지게 되어 제3도 (다)의 두 구간(A, B)에서 각기 다른 특성을 가진 효과사의 제조가 가능하였다.

즉, A방속 구간의 효과사용 원사는 열처리후의 건열수축율이 매우 낮아 코어사와의 사장차가 극대화될 수 있고, 또한 B방속 구간의 효과사용 원사의 경우 원사상태의 비수수축율이 작아 연사물 용도로 제직시 발생하기 쉬운 양변색차 문제를 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있게 된다.

그러나 3,000 m/분 미만의 방속 구간에서는 고속방사기의 생산성을 고려할 때 적절하지 못하며, 5,000 m/분 초과의 속도에서는 효과사의 배향의 증가로 인해 직물의 촉감이 떨어지고 열처리후의 건열수축율이 커져 직물상 부피감의 발현이 어렵게 되는 단점이 있게 된다.

따라서 본 발명에서는 상기와 같은 원사의 방속별 특성에 따라 코어사용 원사의 적정한 연신배율과 온도조건을 맞추어 저신도 고비수수축 특성을 부여하도록 제사실시하였고 결과로 방사와 동시에 권취가 가능한 이수축 혼섬사의 제조를 실현하였다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

≪실시예 1≫

고유점도가 0.625 ㎗/g인 열가소성 폴리에스테르계 수지를 이용하여 제1 고뎃롤러는 1,700M/분, 95℃ 조건으로 운전하면서 코어사용 원사를 4.5회 권회하고, 효과사용 원사는 통과시키고 제2 고뎃롤러를 4,500M/분, 120℃로 회전시키고 여기에 코어사용 원사와 제1 고뎃롤러를 통과한 효과사용 원사를 동시에 5.5회 권회시킨 후 유체교락장치를 사용하여 공기 혼 섬후 권취하여 신도가 35%, 비수수축율이 20% 이고, 코어사와 효과사의 신도차가 35%, 열처리후의 비수수축율차가 10%인 이수축 혼섬사를 제조하였다.

≪실시예 2≫

고유점도가 0.615 ㎗/g인 열가소성 폴리에스테르계 수지를 이용하여 제1 고뎃롤러는 1,300M/분, 95℃분 조건으로 운전하면서 코어사용 원사를 4.5회 권회하고, 효과사용 원사는 통과시키고 제2 고뎃롤러를 3,500M/분, 120℃로 회전시키고 여기에 코어사용 원사와 제1 고뎃롤러를 통과한 효과사용 원사를 동시에 5.5회 권회시킨 후 유체교락장치를 사용하여 공기 혼섬후 권취하여 신도가 35%, 비수수축율이 45% 이고, 코어사와 효과사의 신도차가 70%, 열처리후의 비수수축율차가 13%인 이수축 혼섬사를 제조하였다.

제 1 도는 본 발명 이수축 혼섬사의 연신, 권취공정의 개략도

제 2 도는 제1 고뎃롤러와 제2 고뎃롤러를 지나는 사도를 나타낸 측면도

제 3 도의 (가)는 효과사용 원사의 방사속도에 대한 신도치를 나타낸 그래프

(나)는 효과사용 원사의 방사속도에 대한 비수수축율을 나타낸 그래프

(다)는 효과사용 원사의 방사속도에 대한 열처리후의 건열 수축율을 나타낸 그래프

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1: 방사통 2: 제1 고뎃롤러

3: 제1 세퍼레이트 롤러 4: 제2 고뎃롤러

5: 제2 세퍼레이트 롤러 6: 유체교락장치

7: 권취롤러 E: 효과사

C: 코어사

Claims (2)

1. 폴리에스테르계 이수축 혼섬사를 동시 방사 및 직접 연신법으로 제조함에 있어서, 열가소성 폴리에스테르계 수지를 수개의 토출공을 통해 동시에 방사하고, 효과사(E)는 제1 고뎃롤러(2)를 지나 바로 제2 고뎃롤러(4)에 전달, 권회하고, 코어사(C)는 제1 고뎃롤러(2)와 제2 고뎃롤러(4) 사이에서 예열, 연신하고, 유체교락장치를 이용하여 혼섬, 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 이수축 혼섬사의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 제2 고뎃롤러의 회전속도는 3,000∼5,000 m/분임을 특징으로 하는 폴리에스테르계 이수축 혼섬사의 제조방법.