KR100362032B1

KR100362032B1 - 원착 극세 혼섬사

Info

Publication number: KR100362032B1
Application number: KR1020010024500A
Authority: KR
Inventors: 최영백
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-11-23
Also published as: KR20020039219A

Abstract

본 발명은 원착 극세 혼섬사에 관한 것으로서, (ⅰ) 흑색원착성분을 0.1~15중량% 함유하는 폴리에스테르 도성분과 이용해성 폴리머인 해성분으로 구성되는 원착 해도형 복합섬유 10~90중량%와 (ⅱ) 폴리에스테르 멀티필라멘트 90~10중량%가 혼섬되어 회색톤을 발현하며, 세탁견뢰도가 4급 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 원착 극세 혼섬사에는 도성분(초극세사)내에 원착성분이 함유되어 있어서, 직편물 제조후 별도의 염색공정 없이도 회색톤을 발현 할 수 있으며 세탁견뢰도가 4급 이상으로 우수하다. 그 결과 본 발명의 원착 극세 혼섬사는 스웨이드조 직편물용 원사로 유용하다.

Description

원착 극세 혼섬사 {A mixed yarn with fine denier having dope dyeing component}

본 발명은 스웨이드조 직편물 제조시 추가 염색공정 없이도 회색톤을 발현 할 수 있고, 세탁견뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 원착 극세 혼섬사에 관한 것이다.

지금까지 스웨이드조 직편물용 원사로는 해도형 복합섬유 또는 그의 혼섬사가 주로 사용되어 왔다. 해도형 복합섬유는 이용해성(易容解性) 폴리머를 해성분으로 사용하고 섬유형성성 폴리머를 도성분으로 사용하여 이들을 해도형으로 복합 방사하여 제조되며, 주로 극세섬유를 제조하기 위한 목적으로 생산되고 있다. 다시 말해 해도형 복합섬유로 직편물을 제조한후 이를 알칼리 용액으로 처리하여 알칼리 이용해성 폴리머인 해성분을 용출하므로서 도성분만으로 구성되는 극세섬유를 제조하게 된다.

이와 같이 해도형 복합섬유로부터 극세섬유를 제조하는 방법은 직접방사로 극세섬유를 제조하는 방법에 비해 방사 및 연신조업성이 우수하고 보다 세섬도인 극세섬유를 얻을 수 있는 장점이 있는 한편, 제직 또는 편직후 가공공정에서 해성분 폴리머를 유기용제 등으로 용출, 제거하는 공정이 필요하다. 따라서 해성분 폴리머는 유기용제 또는 용액에서 쉽게 용해되는 특성이 매우 중요할 뿐만 아니라 원사 강도도 요구된다.

일반적으로 해도형 복합섬유에 사용되는 해성분 폴리머로는 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르가 주로 사용된다. 그 이유는 특수 장치 및 회수 처리 비용이 많이 드는 유기용제를 사용하지 않고도 일반 폴리에스테르 직물의 감량 가공에 널리 적용되는 알칼리 용액 및 감량 설비에서 해성분의 용출이 가능하기 때문이다.

도성분 폴리머가 나일론인 경우 해성분 용출시 나일론이 알칼리 용액에 의해 침해되는 정도가 매우 낮기 때문에 해성분의 용출 속도는 크게 중요하지 않으나, 도성분이 폴리에스테르인 경우는 알칼리에 취약하므로 해성분의 용출 속도가 낮은 경우 해성분이 완전히 용출되기 전에 도성분이 침해되어 용출후 원사강도가 급격히 저하된다. 이로 인해 기모성이 불량하게 되며 목표하는 최종 제품의 외관,촉감이 발현되기 곤란하다.

반면 해성분의 용출속도가 빠르면 상기 문제들의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 알칼리 농도,용출온도 및 시간을 감소시킬 수 있기 때문에 용출 비용의 절감과 함께 생산성을 증대시킬 수 있는 장점도 있다. 그러나 해성분의 용출 속도를 높이기 위해서는 공중합 화합물의 함량을 증가시켜야 하나, 과다하게 공중합 화합물의 함량이 증가하면 용출성은 향상되는 반면 폴리머의 융점이 없어지고 연화점만이 존재하는 무정형 폴리머가 되어 제사하는 것이 곤란하게 된다. 또한 원사의 용출전 강도가 저하되어 기모시 기모가 서로 엉키는 불량이 발생하며 공중합 화합물의 투입 증가로 폴리머 제조원가가 상승하는 단점이 발생한다.

상기 문제점들을 해결하기 위하여, 해도형 복합섬유 제조에 사용되는 알칼리 이용출성 폴리에스테르는 다음과 같은 여러 방법으로 제조되고 있다. 첫째 폴리에스테르 중합공정 중에 디메틸이소프탈레이트 술포네이트 솔트(이하 "DMIS"라고 한다) 또는 저분자량의 폴리알킬렌글리콜(이하 "PAG"라고 한다)을 공중합 시키는 방법과, 둘째 폴리에스테르와 고분자량의 PAG를 블랜딩 하는 방법과, 셋째 폴리에스테르 중합공정 중에 DMIS와 PAG를 공중합 및 블랜딩시키는 방법으로 알칼리 이용출성 폴리에스테르(해성분)을 제조 하였다.

한편, 상기 해도형 복합섬유와 통상의 폴리에스테르 멀티필라멘트를 합사, 합연, 합연신, 합가연 또는 합인터레이싱시켜 극세 혼섬사를 제조한 후, 이를 스웨이드조 직편물용 원사로 사용하기도 하였다.

상기와 같은 종래 방법으로 제조된 해도형 복합섬유 또는 그의 혼섬사로 스웨이드조 직편물을 제조할 경우 회색톤의 색상을 얻기 위해 추가로 염색을 하여야 하므로 공정이 복잡할 뿐만아니라, 염색후 세탁견뢰도가 매우 불량한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 도성분 내에 카본블랙 등의 흑색원착성분을 함유하는 원착 해도형 복합섬유와 폴리에스테르 멀티필라멘트로 구성되는 원착 극세 혼섬사를 제공함으로서, 회색톤의 스웨이드조 직편물 제조시 추가 염색공정을 생략 할 수 있고, 세탁견뢰도도 크게 증진시키기 위한 것이다.

본 발명은 스웨이드조 직편물 제조시 추가의 염색공정 없이도 회색톤의 색상을 발현 할 수 있으며, 세탁견뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 원착 극세 혼섬사를 제공하고자 한다.

이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 원착 극세 혼섬사는 (ⅰ) 흑색원착성분을 0.1~15중량% 함유하는 폴리에스테르 도성분과 이용해성 폴리머인 해성분으로 구성되는 원착 해도형 복합섬유 10~90중량%와 (ⅱ) 폴리에스테르 멀티필라멘트 90~10중량%가 혼섬되어 회색톤을 발현하며, 세탁견뢰도가 4급 이상인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 원착 극세 혼섬사는 원착 해도형 복합섬유와 통상의 폴리에스테르 멀티필라멘트가 서로 혼섬되어 구성된다. 상기 원착 해도형 복합섬유는 흑색원착성분을 함유하는 폴리에스테르 도성분과 이용해성 공중합 폴리에스테르인 해성분으로 구성된다. 상기 흑색원착성분은 카본블랙, 흑색안료 또는 흑색염료 이다.

상기 흑색원착성분의 함량은 도성분 중량대비 0.1~15중량% 이다. 흑색원착성분의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 흑색톤 발현이 어렵고 세탁견뢰도 증진효과가 미미하게 되고, 15중량%를 초과하는 경우에는 극세사의 강도가 저하되어 제사성, 제직성, 제편성 등이 나빠진다.

한편, 해성분 용출후의 도성분 단사섬도는 0.001~0.9데니어인 것이 바람직 하다. 단사섬도가 0.9데니어를 초과하는 경우에는 직편물 제조시 스웨이드조발현이 어렵게 된다. 도성분 단사섬도가 0.001데니어 미만인 경우에는 흑색원착성분의 입자크기에 비하여 도성분 섬도가 너무 낮아져 복합방사시 방사작업성이 저하된다. 흑색원착성분의 평균입자 직경은 50nm 이하인 것이 방사안정성 확보에 보다 유리하다. 원착 해도형 복합섬유 내 도성분의 개수는 4개 이상인 것이 바람직 하다.

한편, 해성분은 해성분 용출후의 원사(도성분) 강도유지율을 높여 기모 공정시 원사손상을 최소화 시키기 위해서 해성분으로 알칼리 용출속도가 매우 우수한 공중합 폴리에스테르를 사용하는 것이 가장 바람직 하다. 구체적인 예로서 (ⅰ) 주성능부인 에틸렌테레프탈산의 에스테르 단위에 금속 술포네이트를 함유하는 에스테르 단위가 공중합된 공중합 폴리에스테르와, (ⅱ) 수평균 분자량이 8,000 이상인 폴리에틸렌글리콜이 블랜딩된 조성의 해성분을 사용할 수 있다.

이때 상기 해성분 내의 공중합 폴리에스테르 함량은 80∼96중량% 이고, 폴리에틸렌글리콜 함량은 4∼20중량%로 하는 것이 더욱 바람직 하다. 폴리에틸렌글리콜 함량이 4중량% 미만일 경우에는 해성분의 용출속도, 특히 초기 용출속도가 느려지는 문제가 발생될 수 있고, 20중량%를 초과하는 경우에는 폴리머 중합시 돌비문제가 발생하여 중합이 곤란하게 될 수 있다.

또한 상기 공중합 폴리에스테르 내의 금속 술포네이트를 함유하는 에스테르 단위 함량은 3∼15몰%인 것이 좋다. 만약 상기 함량이 3몰% 미만인 경우에는 해성분의 용출속도가 저하되어 도성분이 침해되는 문제가 발생될 수 있고, 15몰%를 초과하는 경우에는 과량의 공중합 화합물에 의해 무정형 폴리머가 되어 제사가 곤란하고 제조원가가 상승하는 문제가 발생될 수 있다. 더욱 바람직 하기로는 상기 해성분 내에 공중합된 화합물과 블랜딩된 화합물의 총량이 전체 해성분 중량대비 20중량% 이하인 것이 좋다.

본 발명의 알칼리 이용해성 해성분을 제조하는 일예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 DMIS를 3∼15몰% 공중합 하고 여기에 수평균 분자량이 8,000 이상인 폴리에틸렌글리콜 4∼20중량%를 첨가하여 해성분을 제조 할 수 있다.

또한 해성분으로 수용성인 폴리비닐알콜 또는 폴리스타이렌 등을 사용 할 수도 있다. 폴리스타이렌을 사용하는 경우에는 해성분 용출을 위해 용매를 사용해야 하므로 환경오염 문제가 발생된다.

본 발명의 원착 해도형 복합섬유는 상기 흑색원착성분을 함유하는 폴리에스테르 도성분과 이용해성 공중합 폴리에스테르 해성분을 통상의 해도형 복합방사 장치로 복합방사하여 제조 할 수 있다. 이때 방사속도를 고속으로 하여 방사직접연신 방식으로 해도형 복합섬유를 제조 할 수도 있고, 방사속도를 1,500~3,500m/분 수준으로 하여 미연신 또는 반연신 상태의 해도형 복합섬유를 제조 할 수도 있다.

도성분내에 흑색원착성분을 투입하는 방법으로는 복합방사 장치의 도성분 주공급관에 흑색원착성분을 직접 투입 할 수도 있고, 도성분과 흑색원착성분을 미리 혼합하여 제조한 마스터뱃치 칩을 상기 복합방사 장치의 도성분 부공급관에 투입한 후 이를 도성분 주공급관으로 도입되는 도성분과 다시 혼합시킬 수도 있다.

본 발명의 원착 극세 혼섬사는 상기와 같이 제조된 원착 해도형 복합섬유와 폴리에스테르 멀티필라멘트를 혼섬하여 제조된다. 이때 비수수축율이 15~60%인고수축성의 폴리에스테르 멀티필라멘트를 사용하면 원사 상호간의 수축율 차이로 인해 직편물 상에서 극세화된 도성분 섬유의 표면 부출이 더욱 조밀하게 되어 스웨이드조 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며 직편물 밀도도 더욱 조밀하게 할 수 있다.

상기 원착 해도형 복합섬유와 폴리에스테르 멀티필라멘트는 합권취, 합연신, 합가연, 합인터레이싱, 합연 또는 합사 등의 다양한 방법으로 서로 혼섬될 수 있다. 혼섬시 원착 해도형 복합섬유와 폴리에스테르 멀티필라멘트의 혼섬비율(중량비)은 90~10:10~90으로 조절하여 회색톤의 밝기 정도를 조절 할 수 있다.

구체적으로 원착 해도형 복합섬유의 혼섬비율이 90에 가까워지면(많아지면) 컴퓨터 칼라 매칭법으로 측정한 L치(밝기)가 10에 가까워지고 원착 해도형 복합섬유의 혼섬비율이 10에 가까워지면(적어지면) 상기 L치(밝기)가 100에 가까워지게 된다. 참고로 완전 흑색은 상기 L치가 10이고, 완전 백색은 상기 L치가 100이 된다.

본 발명의 원착 극세 혼섬사를 제직시 경사 및/또는 위사로 사용하여 직물을 제직하거나, 표면조직원사 등으로 사용하여 경편지나 환편지를 제편, 후처리한 다음, 이를 알칼리 수용액에서 감량처리하여 원착 극세 혼섬사내 해성분을 용출하므로서 도성분을 극세화 한다.

이와 같이 제조된 직물 또는 편물은 극세원사(도성분) 내에 흑색원착성분이 함유되어 있어서 추가 염색공정 없이도 회색-톤의 색상이 발현된다. 또한 본 발명의 원착 극세 혼섬사로 제조된 직편물은 극세원사(도성분) 내에 흑색원착성분이 함유되어 있기 때문에 세탁견뢰도가 4급 이상으로 매우 우수하다. 구체적으로 전혀 세탁견뢰도가 저하되지 않는 5급의 세탁견뢰도 발현도 가능하다. 본 발명의 원착 극세 혼섬사는 스웨이드조 직편물 제조에 유용하다.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴 보기로 한다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

통상의 해도형 복합방사 장치에 평균입자 직경이 25nm인 카본블랙을 3중량% 함유하며 고유점도가 0.64인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 도성분으로 공급하고, 폴리에틸렌글리콜 5몰%, 디메틸-5-술포이소프탈레이트 5몰%, 이소프탈릭에시드 5몰% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 85몰%로 조성되는 알카리 이용해성의 공중합 폴리에스테르를 해성분으로 공급하여 복합방사 하고 방사 동시 연신공법으로 75데니어 24필라멘트의 원착 해도형 복합섬유(해성분 용출시 필라멘트 당 36분할)를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 70중량%:30중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합섬유와 비수수축율이 25%인 50데니어의 폴리에스테르 멀티필라멘트(원착성분 포함 않음)를 60:40의 중량비로 합인터레이싱시켜 원착 극세 혼섬사를 제조한다. 상기 혼섬사로 튜브니팅을 하여 컴퓨터 칼라 매칭법으로 측정한 겉보기 색상, L치 및 세탁견뢰도는 표 2와 같다.

실시예 2 ~ 실시예 11 및 비교실시예 1 ~ 비교실시예 2

원착 극세 혼섬사의 제조조건을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 원착 극세 혼섬사를 제조한다. 제조된 원착 극세 혼섬사의 겉보기 색상, L치 및 세탁견뢰도를 실시예 1과 같은 방법으로 평가한 결과는 표 2와 같다.

제조조건

구 분	도성분내카본블랙함량(중량%)	폴리에스테르멀티필라멘트의총섬도(데니어)	혼섬중량비 (원착 해도형 복합섬유 : 폴리에스테르 멀티필라멘트)	혼섬방법
실시예 1	3	50	60:40	합인터레이싱
실시예 2	3	75	50:50	합인터레이싱
실시예 3	3	150	33:67	합인터레이싱
실시예 4	3	30	71:29	합인터레이싱
실시예 5	0.1	30	71:29	합인터레이싱
실시예 6	15	150	33:67	합인터레이싱
실시예 7	3	50	60:40	합권취
실시예 8	3	50	60:40	합연신
실시예 9	3	50	60:40	합가연
실시예 10	3	50	60:40	합연
실시예 11	5	50	60:40	합가연
비교실시예 1	0	50	60:40	합인터레이싱
비교실시예 2	20	50	60:40	합인터레이싱

표 1에서 비교실시예 2는 카본블랙의 함량이 너무 많아 복합방사 공정성과 합인터레이싱 공정성이 매우 불량하여 실용적이지 못하였다.

원착 극세 혼섬사 특성

구 분	겉보기 색상	L치	세탁견뢰도
실시예 1	진한회색	25	5
실시예 2	중간회색	34	5
실시예 3	연한회색	46	5
실시예 4	진한회색	20	5
실시예 5	연한회색	78	5
실시예 6	진한회색	22	5
실시예 7	진한회색	25	5
실시예 8	진한회색	25	5
실시예 9	진한회색	25	5
실시예 10	진한회색	25	5
실시예 11	진한회색	23	5
비교실시예 1	흰색	96	-
비교실시예 2	진한회색	19	-

실시예 12

실시예 1에서 제조한 원착 극세 혼섬사를 위사로 사용하고, 75데니어/36필라멘트의 일반 폴리에스테르 가연사를 경사로 사용하여 2/2트윌조직으로 직물을 제조한 후, 염색하지 않고 기모처리하고, 계속해서 예비셋팅하고, 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 30분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 직물을 제조한다. 가공 직물의 색상, L치, 세탁견뢰도를 평가한 결과는 표 4와 같다.

실시예 13 ~ 실시예 18 및 비교실시예 3

원착 극세 혼섬사를 제조시 필라멘트 내 도성분의 갯수를 표 3과 같이 변경하여 도성분의 단사섬도를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 원착 극세 혼섬사를 제조 한다. 상기 원착 극세 혼섬사를 표면조직 원사로 사용하고, 75데니어/36필라멘트의 일반 폴리에스테르 가연사를 이면조직 원사로 사용하여 경편지 생지를 제조한 다음, 염색하지 않고 기모처리하고, 계속해서 예비셋팅하고, 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 30분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 경편지를 제조한다. 가공 경편지의 색상, L치, 세탁견뢰도를 평가한 결과는 표 4와 같다.

원착 혼섬사의 제조조건

구 분	필라멘트 내 도성분 개수(개)	도성분 단사섬도(데니어)
실시예 12	36	0.05
실시예 13	96	0.02
실시예 14	250	0.01
실시예 15	9,000	0.001
실시예 16	4	0.6
실시예 17	8	0.2
비교실시예 3	2	0.92

직편물 특성 평가 결과

구 분	겉보기 색상	L치	세탁견뢰도	스웨이드 효과
실시예 12	중간회색	23	5	◎
실시예 13	중간회색	26	5	◎
실시예 14	중간회색	28	5	◎
실시예 15	중간회색	29	5	◎
실시예 16	중간회색	20	5	◎
실시예 17	중간회색	21	5	◎
비교실시예 3	중간회색	20	5	×

본 발명에 있어서 경편지의 품질특성은 아래 방법으로 평가한다.

·세탁견뢰도: KS K0430A1 법으로 측정 하였다.

·블랙도(L치): 데이터칼라 회사의 스펙트라 플레쉬 600으로 측정하였다.

·스웨이드 효과: 50명의 전문가에 의한 관능검사결과를 기준으로 한다. 45명 이상이 양호하다고 판단할 경우를 ◎, 20~44명이 양호하다고 판단할 경우를 △, 20명 이상이 불량하다고 판단한 경우를 ×로 구분하였다.

본 발명의 원착 극세 혼섬사는 스웨이드조 직편물 제조시 추가 염색 없이도 회색-톤의 색상을 얻을 수 있고, 세탁견뢰도가 매우 우수하다.

Claims

(ⅰ) 흑색원착성분을 0.1~15중량% 함유하고 단사섬도가 0.001~0.9 데니어인 폴리에스테르 도성분과 이용해성 폴리머인 해성분으로 구성되는 원착 해도형 복합섬유 10~90중량%와 (ⅱ) 폴리에스테르 멀티필라멘트 90~10중량%가 혼섬되어 회색톤을 발현하며, 세탁견뢰도가 4급 이상인 것을 특징으로 하는 원착 극세 혼섬사.
1항에 있어서, 흑색원착성분이 카본블랙, 흑색안료 또는 흑색염료인 것을 특징으로 하는 원착 극세 혼섬사.
삭제
1항에 있어서, 폴리에스테르 멀티필라멘트의 비수수축율이 15~60%인 것을 특징으로 하는 원착 극세 혼섬사.
1항에 있어서, 흑색원착성분의 평균입자 직경이 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 원착 극세 혼섬사.