KR100363916B1 - 원착 해도형 복합 멀티필라멘트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원착 해도형 복합 멀티필라멘트에 관한 것으로서, 이용해성 폴리머인 해성분과 폴리에스테르 도성분으로 구성되는 해도형 복합 멀티필라멘트에 있어서, 상기 도성분에 카본블랙, 안료 및 염료로 구성되는 그룹 중에서 선택된 원착성분이 함유되어 있고, 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도구간(Tα∼Tβ)이 120℃∼210℃인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 열수축특성이 우수하며, 도성분(초극세사)내에 원착성분이 함유되어 있어서, 직편물 제조후 별도의 염색공정을 생략 할 수 있으며 세탁견뢰도와 일광견뢰도가 우수하다. 본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 여성용 의류제조에 사용되는 경편지용 원사로 유용하다.

Description

원착 해도형 복합 멀티필라멘트 {A sea-island typed conjugate multi filament comprising dope dyeing component}
본 발명은 열수축특성이 우수함과 동시에 직편물 제조시 일광 및 세탁견뢰도를 향상시킬 수 있는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트에 관한 것이다.
해도형 복합 멀티필라멘트는 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 복합 멀티필라멘트 제조후 이를 알칼리 용액 등으로 처리하여 이용해성 폴리머인 해성분을 용출하므로서 도성분만으로 구성되는 극세섬유를 제조하게 된다.
이와 같이 해도형 복합 멀티필라멘트로부터 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 복합 멀티필라멘트에 사용되는 해성분 폴리머로는 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.
상기 문제점들을 해결하기 위하여, 해도형 복합 멀티필라멘트 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.
통상적으로 앞에서 설명한 해도형 복합 멀티필라멘트로 경편지를 제조할때에는 최종제품의 촉감 및 외관을 향상시키기 위해 경편된 생지를 기모처리 한다. 상기 기모처리시 파일 커팅 형태가 균일하고 일정하게 형성되고 기모처리 후 파일의 직립성이 우수하여야(기모성 및 기모안정성이 우수하여야) 최종제품의 촉감 및 외관을 양호하게 할 수 있다.
그러나, 종래방법으로 제조된 해도형 복합 멀티필라멘트는 열안정성이 불량하여 기모공정 중 침포와 해도형 복합 멀티필라멘트 간의 마찰에 따른 발열로 인해 원사가 과도하게 수축되어 파일길이가 불균일해 지고 기모 커팅이 곤란한 문제점이 있었다.
또한 상기 종래 방법으로 제조된 해도형 복합 멀티필라멘트들은 직편물 제조시 필요한 색상을 얻기 위해 추가로 염색을 하여야 하므로 공정이 복잡할 뿐만아니라, 염색후 세탁견뢰도 및 일광견뢰도가 불량한 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해서, 대한민국 공개특허 제 1996-23310호에서는 해도형 멀티필라멘트 제조시 (ⅰ) 도성분 칩과 (ⅱ) 도성분 베이스폴리머, 유기안료, 무기염 및 폴리에틸렌으로 구성된 마스터뱃치(Master Batch) 칩을 용융혼합하여 도성분 내에 유기안료를 혼합하는 방법을 게재하고 있다.
그러나, 상기 방법의 경우 마스터뱃치 칩 제조시 유기안료와 함께 무기염과 폴리에틸렌도 동시에 첨가해야 하므로 원가가 상승되고, 특히 폴리에틸렌 첨가로 도성분의 열적특성 등의 물성이 저하되는 문제가 발생 하였다.
한편, 일본공개특허 제 1976-48403호 및 동 제 1976-48404호 등에서는 복합방사시 유기 및/또는 무기안료를 첨가하여 원착 스테이플 (Staple)을 제조한 후 이를 이용하여 폴리우레탄 수지가 함침되어 있는 스웨이드조(Suede-like) 원단 시트를 제조하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 상기 방법은 복합방사시 유기 및/또는 무기안료를 도성분의 폴리머에 직접 투입하는 방식이기 때문에 분산성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 방사시 해도형 복합 멀티필라멘트의 도성분 내에 카본블랙 등의 원착성분을 함유시켜 직편물제조시 각종 견뢰도를 크게 증진시킬 수 있고, 열수축 특성도 우수한 원착 해도형 복합 멀티필라멘트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 후가공시 열수축 효과가 우수하고, 의류용 직편물 제조시 추가의 염색공정 없이도 원하는 색상을 발현 할 수 있으며, 세탁견뢰도와 일광견뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트를 제공하고자 한다.
도 1은 열응력 테스트기에서 작성한 본 발명 해도형 복합 멀티필라멘트의 열응력 곡선
※도면중 주요부분에 대한 부호 설명
Tg : 원사 초기 수축 개시 온도
Tmax : 원사 최대열응력 온도
Tα: 최대열응력의 95%를 발현하는 온도범위의 하한 온도 값
Tβ: 최대열응력의 95%를 발현하는 온도범위의 상한 온도 값
이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 이용해성 폴리머인 해성분과 폴리에스테르 도성분으로 구성되는 해도형 복합 멀티필라멘트에 있어서, 상기 도성분에 카본블랙, 안료 및 염료로 구성되는 그룹 중에서 선택된 원착성분이 함유되어 있고, 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도구간(Tα∼Tβ)이 120℃∼210℃인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 원착성분을 함유하는 폴리에스테르 도성분과 이용해성 폴리머인 해성분으로 구성된다.
상기 원착성분으로는 카본블랙, 안료 및 염료로 구성되는 그룹 중에서 1개 이상 성분이 사용된다. 카본블랙을 단독으로 사용하면 초극세사(도성분)이 흑색을 갖게 되며, 초극세사 색상을 흑색이 아닌 다른 색상을 원하는 경우에는 안료 또는 염료 종류를 적절하게 선택하면 된다.
예를들어, 염료로는 솔벤트염료(주식회사 이스트웰 제품)인 파피리온옐로우 S-4G, 파피리온레드 S-G, 파피리온블루 S-GL 등을 사용 할 수 있고, 안료로는 바스프(BASF)회사 제품인 헤리오겐블루 D 7030, 파리오겐레드 L 3885, 파리오톨옐로우D 1819 등을 사용 할 수 있다. 이들 3원색의 안료 또는 염료들을 적절하게 배합, 사용하면 원하는 색상을 얻을 수 있다. 또한, 도성분내 카본블랙의 함량을 5중량% 이하로 조절하면 색상이 회색(Grey)인 직편물을 제조 할 수 있다.
상기 원착성분의 함량은 도성분 중량대비 0.1∼15중량%로 조절하는 것이 바람직 하다. 원착성분의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 세탁 및 일광견뢰도 증진효과가 미미하게 될 수 있고, 15중량%를 초과하는 경우에는 방사성이 저하 될 수도 있다.
도성분에 함유된 상기 원착성분의 평균입자 직경은 도성분 필라멘트 직경의 1/10 이하인 것이 바람직 하고, 도성분내 상기 원착성분 입자의 평균 단면적은 도성분 필라멘트 단면적의 1/20 이하인 것이 바람직 하다.
즉, 해성분 용출후 단사섬도가 0.01데니어인 폴리에스테르 해도형 복합 멀티필라멘트는 도성분 필라멘트 직경의 1.0㎛ 이다. 이 경우 원착성분의 평균입자 직경은 0.1㎛ 이하, 원착성분 입자의 평균 단면적은 0.05㎛2이하인 것이 바람직 하다. 도성분내 원착성분의 평균입자 직경 및 단면적이 상기 범위를 벗어나면 원사물성이 크게 저하될 우려가 있다.
원착성분이 염료인 경우에는 염료가 10-9m(Å) 수준(단분자 수준)의 크기까지도 용해되거나 분산되므로 염료의 평균입자 직경을 특별하게 제한할 필요가 없다. 또한, 원착성분이 무기안료 계통인 카본블랙의 경우 역시 이들의 평균입자 직경이 2∼3nm 수준이기 때문에 이들의 기본입자 직경을 특별하게 관리할 필요가 없다.그러나, 원착성분이 비용해성인 유기 또는 무기안료인 경우에는 이들의 평균입자 직경을 0.001㎛∼0.55㎛ 수준으로 관리하여야 한다.
유기안료의 평균입자 직경이 상기 범위를 벗어나면 원사물성이 크게 저하될 우려가 있다. 도성분 필라멘트 내 원착성분 입자의 평균면적 및 평균입자 직경은 원착 해도형 복합 멀티필라멘트 단면을 투과형 전자현미경으로 1,000배 이상 확대 촬영하여 측정할 수 있다.
한편, 해성분 용출후의 도성분 단사섬도는 0.001∼0.3데니어인 것이 바람직 하다. 단사섬도가 0.3데니어를 초과하는 경우에는 입모성 및 입모의 내구성은 향상되나 촉감이 하드해지고 라이팅 이펙트 효과가 저하될 수 있다. 도성분 단사섬도가 0.001데니어 미만인 경우에는 촉감은 소프트해지나 마찰에 의해 입모들이 쉽게 탈락되거나 엉켜붙어서 외관이 불량하게 될 수 있다. 원착 해도형 복합 멀티필라멘트내 도성분의 개수는 8개 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 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도 구간(Tα∼Tβ)이 120℃∼210℃ 이다. 더욱 바람직 하기로는 상기 온도 구간(Tα~Tβ)이 130℃~200℃ 이다. 도 1과 같이 측정방법상 최대열응력을 발휘하는 온도를 명확하게 정할 수 없으므로 본 발명에서는 최대열응력값에 대한 95%이상의 응력을 발휘하는 구간을 선정하여 범위를 명확하게 한다.
최대열응력 온도에서 필라멘트의 열수축 파워는 최대로 발휘된다. 더욱이 원착 해도형 복합 멀티필라멘트의 대부분 후가공 공정이 상기 범위 내에서 수행된다. 따라서 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도 구간이 상기 범위보다 낮을 경우에는 후가공 초기공정에서 과수축이 발생하여 후가공 공정을 콘트롤하기 어렵게 되고, 상기 범위보다 높을 경우에는 후가공시 수축이 충분히 일어나지 않아원착 해도형 복합 멀티필라멘트 원단의 볼륨감 및 밀도가 저하되고 그로 인해 최종제품의 외관과 촉감이 나빠지는 문제가 발생된다.
즉, 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도구간(Tα∼Tβ)이 120℃ ∼210℃ 범위를 만족한다면 상기의 문제점을 해결할 수 있다. 상기 온도 구간이 120℃ 보다 낮을 경우에는 기모시 일어나는 마찰열에 의해 원사가 수축되어 파일 높이가 불균일해지고 불균일한 커팅이 발현된다. 한편, 상기 온도 구간이 210℃를 초과하는 경우에는 후공정시 열수축 효과가 저하되어 원착 해도형 복합 멀티필라멘트 원단의 두께 및 촉감 편차가 발생한다.
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 복합 멀티필라멘트는 상기 원착성분을 함유하는 폴리에스테르 도성분과 이용해성 폴리머인 해성분을 통상의 해도형 복합방사 장치로 복합방사하여 제조 할 수 있다. 이때 방사속도를 고속으로 하여 방사직접연신 방식으로 해도형 복합 멀티필라멘트를 제조 할 수도 있고, 방사속도를 1,500∼3,500m/분 수준으로 하여 미연신 또는 반연신 상태의 해도형 복합 멀티필라멘트를 제조 할 수도 있다.
도성분내에 원착성분을 투입하는 방법으로는 복합방사 장치의 도성분 주공급관에 원착성분을 직접 투입 할 수도 있고, 도성분과 원착성분을 미리 혼합하여 제조한 마스터뱃치 칩을 상기 복합방사 장치의 도성분 부공급관에 투입한 후 이를 도성분 주공급관으로 도입되는 도성분과 다시 혼합시킬 수도 있다.
본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트를 제직시 경사 및/또는 위사로 사용하여 직물을 제직하거나, 표면조직원사 등으로 사용하여 경편지나 환편지를 제편, 후처리한 다음, 이를 알칼리 수용액에서 감량처리하여 원착 해도형 복합 멀티필라멘트내 해성분을 용출하므로서 극세화 한다.
이와 같이 제조된 직물 또는 편물은 극세원사(도성분) 내에 원착성분이 함유되어 있어서 염색공정을 생략 할 수 있다. 그러나 직물 또는 편물의 색상을 조절하기 위해 추가염색을 실시할 수도 있다. 추가 염색시 염료 사용 농도를 3% 미만으로 하여도 우수한 심색효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트로 제조된 직물 또는 편물은 극세원사(도성분) 내에 원착성분이 함유되어 있기 때문에 세탁견뢰도 및 일광견뢰도가 매우 우수하다. 본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 여성의류용 직물 또는 편물 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 카본블랙을 10중량% 함유하며 고유점도가0.64인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 도성분으로 공급하고, 폴리에틸렌글리콜 5몰%, 디메틸-5-술포이소프탈레이트 5몰%, 이소프탈릭에시드 5몰% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 85몰%로 조성되는 알카리 이용해성의 공중합 폴리에스테르를 해성분으로 공급하여 복합방사 및 가연처리하여 75데니어 24필라멘트의 원착 해도형 복합가연사(해성분 용출시 필라멘트 당 36분할)를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 70중량%:30중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합 가연사를 표면조직 원사로 사용하고, 50데니어/24필라멘트의 폴리에스테르 필라멘트를 이면조직의 원사로 하여 밀도가 23본/cm인 경편지를 제조한다. 이때 경편지내의 표면조직 원사:이면조직 원사의 중량비를 45중량%:55중량%가 되도록 한다. 제조된 경편지를 50% 수축되도록 기모한 다음, 계속해서 예비셋팅하고, 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 40분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 경편지를 제조한다. 이때 염색을 실시하지 않았다. 공정성 및 원사물성을 평가한 결과는 표 1과 같고, 가공 경편지의 품질특성 등을 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 2
통상의 해도형 복합방사 장치에 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 및 가연처리하여 75데니어 24필라멘트의 원착 해도형 복합가연사(해성분 용출시 필라멘트 당 36분할)를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 60중량%:40중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합 가연사를 표면조직 원사로 사용하고, 50데니어/24필라멘트의 폴리에스테르 필라멘트를 이면조직의 원사로 하여 밀도가 23본/cm인 경편지를 제조한다. 이때 경편지내의 표면조직 원사:이면조직 원사의 중량비를 45중량%:55중량%가 되도록 한다. 제조된 경편지를 50% 수축되도록 기모한 다음, 계속해서 예비셋팅하고, 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 40분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 경편지를 제조한다. 제조된 경편지를 일반레피드 염색기에서 블랙분산염료[농도 2% o.w.f로 120℃×40분간 염색(ph=4.5)]하고 환원세정 후 160℃로 최종 셋팅 하였다. 공정성 및 원사물성을 평가한 결과는 표 1과 같고, 가공 경편지의 품질특성 등을 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 3
통상의 해도형 복합방사 장치에 솔벤트 염료인 파피리온옐로우 S-4G(주식회사 이스트웰 제품)를 5중량% 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 및 가연처리하여 75데니어 24필라멘트의 원착 해도형 복합가연사(해성분 용출시 필라멘트당 36분할)를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 70중량%:30중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합 가연사를 표면조직 원사로 사용하고, 50데니어/24필라멘트의 폴리에스테르 필라멘트를 이면조직의 원사로 하여 밀도가 23본/cm인 경편지를 제조한다. 이때 경편지내의 표면조직 원사:이면조직 원사의 중량비를 45중량%:55중량%가 되도록 한다. 제조된 경편지를 50% 수축되도록 기모한 다음, 계속해서 예비셋팅하고, 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 40분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 경편지를 제조한다. 이때 염색을 실시하지 않았다. 공정성 및 원사물성을 평가한 결과는 표 1과 같고, 가공 경편지의 품질특성 등을 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 4
통상의 해도형 복합방사 장치에 안료인 헤리오블루 D 7030(바스트제품)을 5중량% 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 복합방사하여 도성분 섬도가 0.06데니어인 150데니어/48필라멘트의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 70중량%:30중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합 멀티필라멘트와 비등수수축율이 18%인 30데니어/12필라멘트의 고수축 폴리에스테르사를 혼섬시켜 혼섬사를 제조한다. 계속해서 상기 원착 혼섬사를 18게이지 다이얼 4레이스(race)인 양면 환편기에 표면조직층 원사로 급사하고, 카본블랙을 1.0중량% 함유하는 50데니어/24필라멘트의 폴리에스테르 필라멘트(원착사)를 이면조직층의 원사로 급사하여 환편지 제조한다. 제조된 환편지를 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 30분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 환편지를 제조한다. 이때 염색을 실시하지 않았다. 공정성 및 원사물성을 평가한 결과는 표 1과 같고, 가공 환편지의 품질특성 등을 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 5
통상의 해도형 복합방사 장치에 카본블랙 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 복합방사하여 도성분 섬도가 0.06데니어인 150데니어/48필라멘트의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 70중량%:30중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합 멀티필라멘트와 비등수수축율이 18%인 30데니어/12필라멘트의 고수축 폴리에스테르사를 혼섬시켜 혼섬사를 제조한다. 계속해서 상기 혼섬사를 위사로 사용하고 카본블랙을 1.4중량% 함유하는 75데니어/36필라멘트의 폴리에스테르 가연사(원착사)를 경사로 사용하여 레피어직기에서 경사밀도가 132본/인치이고 위사 밀도가 128본/인치인 주자직의 직물생지를 제조한다. 제직된 직물생지를 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 30분간 감량하고, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 직물을 제조한다. 이때 염색을 실시하지 않았다. 공정성 및 가공직물의 품질특성 등을 평가한 결과는 표 1 및 표 2와 같다.
비교실시예 1
통상의 해도형 복합방사 장치에 고유점도가 0.64인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 도성분(원착성분 함유하지 않음)으로 공급하고, 폴리에틸렌글리콜 5몰%, 디메틸-5-술포이소프탈레이트 5몰%, 이소프탈릭에시드 5몰% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 85몰%로 조성되는 알카리 이용해성의 공중합 폴리에스테르를 해성분으로 공급하여 복합방사 및 가연처리하여 75데니어 24필라멘트의 원착 해도형 복합가연사(해성분 용출시 필라멘트 당 36분할)를 제조한다. 상기 복합방사시 도성분:해성분 비율을 70중량%:30중량%로 하였다. 계속해서 상기 원착 해도형 복합 가연사를 표면조직 원사로 사용하고, 50데니어/24필라멘트의 폴리에스테르 필라멘트를 이면조직의 원사로 하여 밀도가 23본/cm인 경편지를 제조한다. 이때 경편지내의 표면조직 원사:이면조직 원사의 중량비를 45중량%:55중량%가 되도록 한다. 제조된 경편지를 50% 수축되도록 기모한 다음, 계속해서 예비셋팅하고, 1% 농도 및 98℃의 가성소오다 수용액에서 40분간 감량하고, 염색, 버핑 및 최종셋팅(180℃)하여 가공 경편지를 제조한다. 이때 염색은 블랙분산염료(농도 12.5% o.w.f)를 사용하여 일반 레피드 염색기에서 120℃×40분간(ph=4.5) 실시 하였다. 공정성 및 원사물성을 평가한 결과는 표 1과 같고, 가공 경편지의 품질특성 등을 평가한 결과는 표 2와 같다.
공정성 및 원사 물성
구분 방사성(%) 가연성(%) 기모성(%) Tmax(℃) Tα(℃) Tβ(℃) 최대열응력(g/d)
실시예 1 97.5 87.5 ◎ 162.5 141.3 191.3 0.200
실시예 2 98.5 96.4 ◎ 153.5 140.5 180.3 0.201
실시예 3 98.5 95.3 ◎ 160.6 145.5 181.1 0.192
실시예 4 94.5 95.5 ◎ 176.5 158.3 196.3 0.215
실시예 5 96.5 94.1 - 162.5 151.3 193.0 0.210
비교실시예1 98.7 63.4 △ 153.5 115.4 175.5 0.310
경편지 특성 평가
구분 세탁견뢰도 일광견뢰도 염색전L치 염색후L치 원착성분입경(㎛) 외관
실시예 1 5급 7급 13.6 - 0.023 ◎
실시예 2 5급 6급 15.5 14.1 0.021 ◎
실시예 3 5급 7급 15.5 - 0.0004 ◎
실시예 4 5급 7급 15.1 - 0.22 ◎
실시예 5 4급 6급 18.1 - 0.025 ◎
비교실시예 1 1.5급 3급 92.5 27.4 - △
본 발명에 있어서 경편지의 품질특성은 아래 방법으로 평가한다.
·세탁견뢰도: KS K 0430 A1 법으로 측정 하였다.
·일광견뢰도: KS K 0700 법으로 측정 하였다.
·블랙도(L치): 데이터칼라 회사의 스펙트라 플레쉬 600으로 측정하였다.
·기모성 및 외관: 50명의 전문가에 의한 관능검사결과를 기준으로 한다. 45명 이상이 양호하다고 판단할 경우를 ◎, 20∼44명이 양호하다고 판단할 경우를△, 20명 이상이 불량하다고 판단한 경우를 ×로 구분하였다.
·방사성(%): 해도형 복합 멀티필라멘트 6kg 드럼 600개를 생산하는 동안의 완전 권취 비율로 구한다.
·가연성(%): 해도형 복합 멀티필라멘트로 3kg 가연사 600개를 가연하는 동안의 완전 권취 비율로 구한다.
·원착성분 평균입자 직경 및 도성분 필라멘트내 단면적: 원착 해도형 복합 멀티필라멘트 단면을 투과형 전자현미경으로 1,000배 이상 확대 촬영하여 촬영된 사진 상에서 원착입자를 30회 측정한 후 평균치를 구한다. 원착성분의 형태가 이형일 경우에는 장축(a)과 단축(b)을 측정한 후 측정값들을 아래식에 대입하여 입자직경을 구한다.
·열응력 (Tg / Tmax / 최대열응력): 가네보 회사의 열응력 테스트기 (Thermal Stress Tester)로 측정한다. 구체적으로 길이 10cm의 루프상 시료를 상하단 후크에 걸은 다음 일정장력[해도형 복합 멀티필라멘트의 총섬도(데니어) × 2/30g]을 부여한다. 이 상태에서 온도를 일정속도 (150℃/분)로 승온한다. 이때 온도변화에 따른 응력변화를 챠트화한 후 최대열응력 지점을 중심으로 최대열응력의 95% 이상의 열응력을 발현하는 온도범위(Tα~Tβ) 영역을 구한다. 또한 원사 데니어당 최대열응력은 챠트상 최대열응력 값을 구한다음, 이를 아래 공식에대입하여 계산한다.
본 발명의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트는 직물/편물 제조시 촉감 및 외관이 우수하며, 추가 염색 없이도 원하는 색상을 얻을 수 있고 세탁견뢰도 및 일광견뢰도가 매우 우수하다.

Claims (11)

  1. 이용해성 폴리머인 해성분과 폴리에스테르 도성분으로 구성되는 해도형 복합 멀티필라멘트에 있어서, 상기 도성분에 카본블랙, 안료 및 염료로 구성되는 그룹 중에서 선택된 원착성분이 함유되어 있고, 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도구간(Tα∼Tβ)이 120℃∼210℃인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  2. 1항에 있어서, 도성분내 원착성분의 함량이 0.1∼15중량% 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  3. 1항에 있어서, 도성분에 함유된 원착성분의 평균입자 직경이 도성분 필라멘트 직경의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  4. 1항에 있어서, 도성분에 함유된 원착성분 입자의 평균 단면적이 도성분 필라멘트 단면적의 1/20 이하인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  5. 1항에 있어서, 도성분에 함유된 카본블랙 및 안료의 평균입자 직경이 0.001㎛∼0.55㎛인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  6. 1항에 있어서, 해성분 용출후의 도성분 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  7. 1항에 있어서, 원착 해도형 복합 멀티필라멘트 내 해성분:도성분의 중량비가 15∼50중량%:50∼85중량%인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  8. 1항에 있어서, 이용해성 폴리머가 공중합폴리에스테르, 폴리비닐알콜 또는 폴리스타이렌인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  9. 1항에 있어서, 원사 최대열응력의 95% 이상을 발현하는 온도 구간(Tα~Tβ) 이 130℃~200℃인 것을 특징으로 하는 원착 해도형 복합 멀티필라멘트.
  10. 1항의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트로 제직된 직물.
  11. 1항의 원착 해도형 복합 멀티필라멘트로 제편된 경편지.
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