KR100397621B1 - 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) ｂｃｆ이형단면사 - Google Patents

카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) ｂｃｆ이형단면사 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이형도 및 암각이 특정한 범위내이며 Y형 단면을 갖는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(Poly(trimethylene terephthalate)) BCF 이형단면사 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 벌크성 및 방사작업성이 우수하고, 이러한 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사로부터 제조되는 카페트는 수려한 외관 및 촉감을 갖고, 터프팅 작업성이 우수한 이점을 갖는다.

Description

카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) ＢＣＦ 이형단면사{POLY(TRIMETHYLENE TEREPHTHALATE) BCF CARPET YARN WITH NONCIRCULAR CROSS-SECTION}
본 발명은 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(Poly(trimethylene terephthalate): 이하 "PTT"라고 함) BCF 이형단면사에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이형도, 각면의 길이 및 암각을 조절한 변형된 Y자형 노즐을 사용하여 방사되어, 물성이 균일하며 벌킹성 및 방사작업성이 우수한 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(Poly(methylene terephthalate)) BCF 이형단면사에 관한 것이다.
일반적으로 카페트 제조에 사용되는 BCF(Bulked Continuous Filament)의 합성섬유 소재로는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 등이 사용되어 왔으며, 카페트의 광택, 높은 피복도, 촉감, 방오성 등의 특징을 발현시키기 위해 다양한 형태의 단면을 갖는 카페트용 필라멘트들이 개발되어 왔다. 그러나, 그동안 발명된 카페트용 이형단면사들은 대부분 폴리아마이드사에 적합한 것으로 강도가 현저하게 낮은 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 소재에는 적합하지 않는 이형도를 갖고 있다.
일례로, 국내 특허 제 25283호는 폴리아마이드사에 대한 Y자형 이형단면사 의 제조방법을 제안하고 있으나, 이러한 방법은 방사구금내의 구금공들의 크기를 달리함으로써 냉각시 고른 단면적이 나오게 할 수 있다고 설명되어 있으나, 실제 공정에서 냉각되는 위치에서 사의 이동속도나 에어 양과 냉각온도를 감안할 때, 필라멘트 단면적 변동에 거의 영향을 주지 못하고 있으며 오히려 불균일한 단면적 형성으로 케이블링과 같은 후공정에서 핀사를 많이 발생시키고 터프팅시 커팅성도 떨어뜨려 후공정의 제반 작업성을 저하시키는 문제점을 유발한다.
한편, 국내특허 제 27228호는 이형도와 암각을 모두 고려한 카페트용 삼각단면 합성필라멘트를 제안하고 있으나, 상기 특허에 의한 합성필라멘트는 이형도 대비 암각이 지나치게 크게 설정되어 원사 단면이 삼각 단면에 가깝게 된다. 따라서, 이형도가 클 경우 발현될 수 있는 고벌킹성이 충분하게 발현되지 못하는 한계가 있다. 또한 상기 특허에서 규정된 것과 같은 단면 형태를 갖는 폴리아미드 Y형 이형단면사는 이형도가 큰 범위에서 우수한 벌킹성을 나타내지만, 강도가 낮은 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 경우는 방사가이드에 접촉되는 부분에서 마찰에 견디는 힘이 약해 방사성이 급격히 떨어지므로, 상기 특허 기술은 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)에 대해서는 적용할 수 없다.
가정용 또는 사무용 카페트들은 음식물 등에 의한 오염을 억제할 수 있는 방오성이 강조되는데, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 필라멘트로 제조된 카페트는 탄성(resiliency), 방오성, 및 분산염료에 대한 염색성이 우수하며, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 카페트에 비해 우수한 탄성회복율 및 파일 높이 보존성(pile height retention)을 갖고 있기 때문에 카페트의 새로운 소재로 주목 받고 있다.
미국특허 5,662,980호는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사에 의해 제조된 카페트를 제안하고 있는데, 상기 특허에서 카페트 제조에 이용되는 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 방오성이 타소재에 비해 월등히 뛰어나고 우수한 굽힘성과 파일 높이 보존성을 갖는다. 그러나 상기 특허는 이형도가 1.7로 낮은 노즐을 사용함으로 인해 원사의 벌크성이 떨어져 최종 카페트 제품의 탄성회복율을 저하시키며 이는 커트 파일(cut pile)의 구조를 갖는 카페트 제품의 염색성을 저하시킬 뿐만 아니라 겉보기 비중도 떨어져 카페트의 외관이 불량해지는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이형도 및 암각을 조절한 변형된 Y자형 노즐을 사용하여 제조되어 물성이 균일하고, 벌킹성 및 방사작업성이 우수한 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 후공정에서의 터프팅 작업성이 우수하고, 수려한 외관과 촉감, 및 광택을 갖는 카페트로 제조될 수 있는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
즉, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 Y자형 단면을 갖는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사로서, 이형도 및 암각이 도 3에 도시된 그래프의 평행사변형 ABCD의 범위내인 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조함에 있어서, Y형 단면에 이형도 및 암각이 도 3에 도시된 그래프의 평행사변형 ABCD의 범위내로 설계된 노즐을 사용하여 방사하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법이다.
본 발명의 또 다른 양상은 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조함에 있어서, 낮거나 높은 이형도에서 문제가 되었던 Y형 단면사를 각면 길이비를 조절하여 설계된 노즐을 사용함으로써 기존에 발생되는 문제점을 해결하고 더 높은 벌킹성을 발현할 수 있는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법이다.
도 1은 본 발명에 의한 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이형단면사의 이형도와 암각범위를 설명하기 위한 설명도,
도 2는 본 발명에 의한 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이형단면사의 각면 길이의 비를 설명하기 위한 설명도,
도 3은 본 발명에 의한 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이형단면사의 이형도 및 암각 범위를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이형단면사의 제조방법의 공정개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 방사구금 2: 필라멘트
3: 냉각구역 4: 피니쉬 어플리케이터
5: 사 흡입 노즐 6: 제 1 고뎃 롤러(공급롤러)
7: 연신 롤러 14: 권취기
8: 텍스춰링 노즐 9: 냉각드럼
10: 제 4 고뎃 롤러 11: 교락기
12: 제 5 고뎃 롤러 13: 가이드 롤러
이하에서 본 발명을 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서 본원에서 사용되는 용어를 정의하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 "이형도"란 Y자형 단면의 원사 1 필라멘트의 내접원의 직경(r)에 대한 외접원의 직경(R)의 비율(이형도=R/r)을 의미한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 "암각"이란 Y자형 단면의 원사 1 필라멘트의 하나의 암의 양 측면의 연장선에 의해 형성되는 예각을 의미한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에서 "각면 길이의 비"란 구금공의 중심축으로부터 각 암의 길이비에서 동일한 두 면의 길이(b)에 대한 다른 한 면의 길이(a)의 비(b:a)를 의미한다.
본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 Y자형 단면을 갖고, 이형도 및 암각이 도 3에 도시된 그래프상의 평행사변형 ABCD의 내부에 속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 이형도가 1.5 미만이면 방사작업성엔 큰 문제가 없으나 이형단면에 의한 충분한 벌킹성을 갖지 못하고, 3.5를 초과하는 경우에는 원사의 강신도가 급격히 떨어지며 사절이 자주 발생해 정상적인 방사작업이 어렵게 된다.
한편, 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 암각이 5∼40°범위내인 것이 필요하며, 상기 암각이 5° 미만이거나 40°를 초과하는 경우에는 이형도 및 각면 길이의 비에도 불구하고 벌킹성 및 작업성 향상 효과가 충분하지 않게 된다.
종래의 이형단면사의 경우 이형도가 1.8 이하이거나 2.5 이상인 경우, 작업성 및 품질 면에서 문제가 되었으나, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 필라멘트 각 단면의 길이의 비를 조절함으로써 극복하였다. 즉, 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 구금공의 중심축으로부터 동일한 두 단면의 길이(b)에 대한 다른 한 단면의 길이(a)의 비(b:a)가 1: 0.6∼1.8 범위내로 조절되어 벌킹성과 작업성이 우수한 이점을 갖는다. 본 발명에서 한 단면의 길이와 동일한 다른 두면의 길이비가 1: 0.6 미만이거나 1: 1.8을 초과하면 필라멘트 단면 차이가 심하게 나타나 정상적인 방사작업이 어렵게 되므로 사절이 빈번하게 발생된다.
다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법에 관하여 설명한다. 본 발명의 방법에서 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이형단면사는 Y형 단면에 이형도 및 암각이 도 3의 그래프의 평행사변형 ABCD의 내부에 속하도록 설계된 노즐을 사용한다. 구체적으로, 이형도가 1.5∼3.5이고, 암각은 5°내지 40°범위내가 되어야 하며, 40홀 이상인 노즐을 사용하여야 한다.
원료로는 고유점도 0.8∼1.2, 수분이 50ppm 이하인 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 사용하고 이를 1500∼4000m/min의 방사속도로 용융방사하는 것이 바람직하다. 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이형단면사의 특유한 단면 형태는 방사노즐의 형태뿐만 아니라, 사용된 중합체의 상대점도, 냉각 조건 등과 같은 다양한 요인에 의해 좌우된다. 본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 통상의 장치에 의해 제조될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조시에는 먼저 고유점도가 0.8∼1.2, 수분이 50ppm 이하인 PTT 폴리머를 245∼265℃로 용융방사하여 방사구금(1)을 통과시킨다. 이 때 노즐은 Y형 단면이며, 40홀 이상, 이형도 및 암각이 도 3에 도시된 평행사변형 ABCD의 내부에 속하도록 설계된 것을 사용한다.
이어서 방사된 필라멘트(2)를 냉각구역(3)에서 냉각시키고, 피니쉬 어플리케이트(4)로 오일링한다. 이 단계 이후 방사시 끊어진 실을 빨아들이는 사 흡입 노즐(5)을 통과시키고, 650∼850m/min 속도의 공급 롤러(6)와 1500∼4000m/min 속도의 연신 롤러(7) 사이에서 연신한다. 연신 롤러(7)를 통과한 필라멘트는 텍스춰링 노즐이 있는 벌킹 유니트(Bulking unit)(8)를 통과시켜 크림프를 부여한다. 이 때, 크림프율는 10∼60%가 된다.
텍스춰링 노즐을 통과한 필라멘트를 냉각드럼(9)을 통과시켜 냉각하고 제 4 고뎃 롤러(10)를 거쳐 교락기(11)를 통과시켜 10∼45회/m로 매듭을 부여한다. 이 때, 교락을 10회/m 미만으로 부여할 경우 일반 원사에서는 집속력이 떨어져 보프라기나 핀사가 많이 발생하므로 터프팅 단계에서는 원사의 커팅성이 떨어지고 이로 인해 쉬어링 단계를 거친 최종 카페트의 파일 끝풀림으로 외관이 좋지 못하게 되며 내구성도 떨어진다. 한편, 40회/m를 초과하여 많은 교락을 줄 때는 염색, 후가공을 거쳐도 교락이 풀리지 않은 상태가 그대로 유지되어 카페트의 외관을 손상시킨다. 교락후 제 5 고뎃 롤러(12)와 사 가이드(Yarn guide)(13)를 거쳐 최종 권취기(14)에 권취한다.
본 발명에 의한 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 카페트 용도에 따라 원착사로 제조될 수 있다. 일반적으로 원착사는 방오성 및 내마모성 등이 우수하여 사무실 용도의 카페트에 적합하고, 후염을 행한 카페트는 가정용, 호텔 등의 고급스러운 용도에 적합하다. 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 원착사로 제조하는 방법은 위에서 설명한 공정과 동일하며 다만 원료 공급시 베이스 칩 투입량 대비 컬러 매스터 배치(color master batch)를 2∼5% 투입하여 블랜딩 방사함으로써 원착사를 제조할 수 있다. 이러한 본 발명의 원착사에 의해 제조되는 카페트는 세탁견뢰도, 일광견뢰도, 마찰견뢰도 면에서일반 카페트 보다 우수하며 후염을 한 카페트에서 종종 발생되는 스트레이크 등이 발생하지 않아 불량률이 낮다.
본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 가연공정(Cabling), 열고정 등의 과정을 거쳐 터프팅하여 카페트로 제조될 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 벌킹성이 우수하고 방사작업성이 뛰어나, 컷트-파일, 루프-파일, 및 조합형 카페트, 매트, 양탄자 등의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.
이하에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
< BCF의 물성 평가 방법>
(1) 강도
KS K 0412[필라멘트사의 강도 및 신도 시험방법]규격에 의거 실험하였으며 측정전 실험 조건은 시료장은 20cm, 인장속도는 200m/mm, 초하중은 20g, 꼬임은 8회/10cm로 실험하였다.
(2) 크림프율
둘레가 1m인 릴(reel)에 다음의 기준으로 실을 감아 스카인(skein)을 만들었다.
초기 스카인의 길이(L0)를 측정한다음 130℃의 건조오븐에서 5분동안 사를 넣어두었다가, 오븐에서 사를 꺼내어 1분 정도 컨디셔닝시킨다. 이 후 50g의 추를 매달고 30초 후에 스카인 길이(L1)를 측정하여 아래의 식에 의해 크림프율(%)을 산정하였다.
(3) 방사 작업성: 사절율로 총 3톤 생산시 생산량에 대한 사절 횟수로 평가하였다.
(4) 터프팅 작업성: 파일의 커팅성을 나타내며 터프팅 작업성은 아래와 같이 3 등급으로 평가하였다(A: 양호, B: 보통, C: 불량).
< 카페트 물성 평가 방법>
(1) 압축율/압축탄성율: KS K 0818 규격중 A법에 의해 시험하였다.
(2) 펜실 포인트(Pencil point): 파일의 끝풀림 정도를 육안으로 관찰하여 다음과 같이 3 등급으로 평가하였다(A: 양호, B: 보통, C: 불량).
(3) 일광견뢰도: 63℃에서 40시간 동안 처리하여 KS K 0700 규격에 의해 시험하고, ISO 블루 스케일로 판정하였다.
(4) 세탁견뢰도: 40℃에서 처리하여 KS K 0430 규격중 A-1법에 의해 시험하였다.
(5) 마찰견뢰도: KS K 0650 규격에 의해 평가하였다.
(6) 스트레이크성: 카페트의 스트레이크(streak) 정도를 육안으로 관찰하여 다음과 같이 3 등급으로 평가하였다(A: 양호, B: 보통, C: 불량).
실시예 1
방사 캐파(capa.)가 일산 3톤인 barmag 방사기를 이용하여 고유점도가 0.92, 수분율 40ppm인 PTT 폴리머를 Y 단면, 68홀, 이형도 2.0이고 암각이 33°로 설계된 노즐을 사용하여 250℃로 1300 데니어, 68 필라멘트로 용융방사하였다. 이어서 냉각구역에서 0.5m/min의 속도로 16℃로 냉각시키고 공급 롤러와 연신 롤러의 온도는각각 60℃, 160℃로 하고 롤러속도는 각각 700m/min, 2300m/min로 하여 연신하였다. 벌킹 유니트(Bulking unit)의 내부온도는 200℃로 하여 크림프를 주고 이후 냉각드럼(cooling drum)에서 16℃로 냉각하였다. 집속장치에서는 4.0kg/m2의 압력으로 20회/m 주었다. 마지막 권취시 권취기의 속도는 1950m/min으로 하여 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조하였다.
제조된 BCF사를 케이블 트위스터(Cable twister)에서 194/m, Z 꼬임으로 2합한후 슈퍼바 유니트(Superba unit)로 열고정하였다. 열고정된 사를 1/10 게이지의 터프팅기기에서 폴리프로필렌 기포 위에 식모하였다. 이 때 파일은 커트 파일로 하여 높이는 12mm, 스티치(stichi)는 13/인치로 하였으며 원사 중량은 4kg/평이 되게 하였다.
이상과 같이 하여 제조된 BCF 이형단면사의 방사작업성, 크림프율, 터프팅(tufting) 작업성 및 강도를 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2∼3 및 비교예 1∼2
실시예 2∼3 및 비교예 1∼2는 이형도 및 암각이 하기 표 1과 같이 설계된 노즐을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조하고, 제조된 사의 방사작업성과 크림프율, 터프팅(tufting) 작업성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.
구 분 이형도 암각 크림프율(%) 방사작업성 터프팅작업성 강 도
비교예 1 1.3 44° 24% 22회 C 2.1
비교예 2 4.0 10° 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가
실시예 1 2.0 33° 57% 8회 A 2.1
실시예 2 1.8 35° 48% 13회 A 2.1
실시예 3 2.5 25° 54% 16회 B 2.0
상기 표 1의 내용을 통해서 확인되는 바와 같이, 실시예 1, 2 및 3에 의해 제조된 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 벌킹성, 방사작업성과 터프팅 작업성 모두 우수했으며 그중 이형도가 2.0에서 가장 우수한 결과를 나타내었다. 이와 대조적으로, 비교예 1에서는 강도는 실시예와 유사하였으나, 벌킹성 및 터프팅 작업성이 낮았으며, 비교예 2에서는 이형도가 4.0일 때 작업도중 계속 사절이 발생하여 정상적인 방사작업이 불가능하였다. 또한 상기 표 1의 결과를 통해서 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 이형도가 1.5로 낮거나 3.5인 경우에도 강도 면에서 문제가 없음을 확인할 수 있다.
실시예 4∼5
실시예 4는 이형도가 1.5이고 구금공 중심축으로부터의 각 면간 길이비에서 동일한 두면의 단축길이(b) : 장축길이(a) = 1 : 1.4로 설계된 노즐을 사용하고, 실시예 5는 이형도 3.5이고 사 가이드(yarn guide)와의 마찰을 줄일 수 있도록 각면의 길이의 비가 1:0.8로 설계된 노즐을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조하고, 제조된 사의 방사작업성과 크림프율, 터프팅(tufting) 작업성 및 강도를 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다.
비교예 3∼4
비교예 3 및 비교예 4는 이형도는 실시예 4 및 5와 동일하지만, 각면의 길이의 비가 1:1로 설계된 노즐을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사 및 물성 평가용 카페트 시편을 제조하고, 제조된 사의 방사작업성과 크림프율, 터프팅(tufting) 작업성 및 강도를 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다.
구 분 이형도 b : a 크림프율(%) 방사작업성 터프팅작업성 강 도
비교예 3 1.5 1 : 1 30 20회 B 2.1
비교예 4 3.5 1 : 1 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가
실시예 4 1.5 1 : 0.8 50 10회 A 2.1
실시예 5 3.5 1 : 1.4 60 15회 B 2.0
실시예 4에서는 기존에 이형도가 적은 경우에 문제가 되었던 낮은 벌킹성이 개선되었고, 실시예 5에서는 정상적인 방사작업이 가능해 벌킹성이 높으면서도 작업성이 우수한 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조할 수 있었다. 이와 대조적으로 비교예 3의 경우는 방사작업중 사절이 다수 발생하였고 터프팅 작업성은 보통이었으며, 비교예 4의 경우에는 방사작업중 계속 사절이 발생하여 정상적인 방사작업이 불가능하였다. 또한, 상기 표 2의 결과를 통해서 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 이형도가 1.5로 낮거나3.5인 경우에도 강도 면에서 문제가 없음을 확인할 수 있다.
실시예 6∼7 및 비교예 5∼6
본 실시예에서는 가장 우수한 결과를 나타낸 이형도 2.0인 노즐을 사용하였고 분리된 교락장치에서 교락 횟수를 하기 표 3과 같이 달리하여 실험하였다. 그외의 조건은 상기 실시예 1과 동일하게 하여 폴리(트리메틸렌 테테프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조하고 동일하게 터프팅하였다.
터프트된 카페트는 분산염료 DIANIX 콤비를 사용하여 상압하에서 캐리어 없이 벡(beck) 염색하되 OWF(직물 대비 투입되는 염료의 양)는 0.01%, 액비는 20:1로 하고, 분산제는 0.5g/ℓ를 첨가해 염색하며 염색온도는 98℃로 하여 염색하였다. 염색된 터프트 카페트를 베이스 라텍스 35%, CaCO360%, 그외 분산제, 증점제를 첨가하여 라텍스 코팅후 2차 기포지인 황마에 접착하였다. 이후 마지막 공정인 쉬어링 단계에서 스피랄 나이프(spiral knife)로 쉬어링하였다. 이상과 같이 하여 제조된 카페트의 터프팅 작업성 및 펜실 포인트(pencil point)를 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구 분 교락횟수 이형도 터프팅작업성 펜실 포인트 비 고
비교예 5 8회/min 2.0 C 측정불가
비교예 6 20회/min 2.0 B C 벌크화와 동시진행
실시예 6 20회/min 2.0 A A
실시예 7 25회/min 2.0 A B
실시예 6 및 7은 교락수를 각각 20 및 25회/m로 조정해 작업한 것으로 터프팅 작업성 및 펜실 포인트(Pencil point)가 모두 우수하였다. 한편, 비교예 5는 교락수 10회/m로 한 것으로 터프팅작업시 정상적인 커팅이 이루어지지 못해 쉬어링 단계까지 진행시키지 못했으며, 비교예 6은 벌킹 유니트(bulking unit)내에서 벌크화와 동시에 20회/m로 교락을 준 것으로 파일(Pile)의 끝풀림이 과다하게 발생하여 외관이 불량하였다.
실시예 8 및 비교예 7
원착사를 제조하기 위하여, 원료 공급시 PTT 베이스 칩 투입량 대비 컬러 매스터 배치(color master batch)를 3% 투입한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조하고 터프팅하여 물성 평가용 카페트 시편을 제조하였다. 단, 원착사이므로 별도 염색공정을 거치지는 않았다. 비교예 7은 대조용으로 실시예 1에서 생산된 원사를 가지고 실시예 4의 염색, 백킹, 쉬어링 공정을 거쳐 카페트를 제조하였다. 실시예 8에 의해 제조된 원착 BCF 카페트를 비교예 7의 일반 카페트와 물성을 비교 평가하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구 분 압축율 압축탄성율 견뢰도(세탁,일광,마찰) 스트레이크성
비교예 7 46% 96% 4급, 4급, 5급 A
실시예 8 40% 94% 각각 5급 A
실시예 8에 의해 제조된 본 발명의 원착 BCF 카페트의 경우 세탁견뢰도, 일광견뢰도 및 마찰견뢰도에서 후염 카페트보다 우수하며, 스트레이크(streak)성은 비교예 7과 같은 A급이지만 다소 더 우세함을 확인할 수 있다. 한편, 염색을 거치지 아니하여 염색공정에서 발현되는 잠재 벌크의 성장이 없는 관계로 압축률이나 압축탄성율면에서는 다소 불리한 것을 볼수 있다.
본 발명의 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 물성이 균일하고 벌킹성 및 방사작업성이 우수하며, 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사에 의해 제조된 카페트는 나일론의 장점인 우수한 탄성회복률, 수려한 외관, 터치감, 내마모성과 폴리에스테르의 장점인 방오성, 정전기방지성을 모두 갖출 뿐만 아니라, 후공정 작업성이 우수한 이점을 갖는다. 따라서, 본 발명의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사는 카페트의 품질 및 경제성을 향상시키는 현저한 효과를 제공한다.

Claims (8)

  1. Y자형 단면을 갖는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사로서, 이형도 및 암각이 도 3에 도시된 그래프의 평행사변형 ABCD의 내부 범위내인 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이형단면사의 각면 길이의 비가 1: 0.6∼1.8 범위내인 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사.
  3. 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사를 제조함에 있어서, Y형 단면에 이형도 및 암각이 도 3에 도시된 그래프의 평행사변형 ABCD의 범위내로 설계된 노즐을 사용하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 방법이 이형단면사의 각면 길이의 비가 1: 0.6∼1.8가 되도록 설계된 노즐을 사용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 방법이 고유점도 0.8∼1.2, 수분이 50ppm 이하인 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 사용하고 이를 1500∼4000m/min의 방사속도로 용융방사하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 방법이 연신한 후 텍스춰링 노즐을 통과시켜 10∼60%의 크림프율을 부여하는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 방법이 텍스춰링 노즐을 통과한 필라멘트를 교락기를 통과시켜 10∼45회/m로 매듭을 부여하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 방법이 원료 공급시 베이스 칩 투입량 대비 컬러 매스터 배치(color master batch)를 2∼5% 투입하여 블랜딩 방사하는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카페트용 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) BCF 이형단면사의 제조방법.
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