KR100429947B1 - 분할형 복합사 스테이플 파이버 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분할형 복합사 스테이플 파이버(staple fiber) 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분할형 복합사용 분배판의 홀(hole)과 슬릿(slit)에 절대점도(I.V.) 0.6~0.7의 폴리에스테르와 상대점도(R.V.) 2.6~3.3의 폴리아미드를 중량비 4:6~6:4로 적용하여 복합방사한 후, 그 결과 얻어진 분할형 복합사를 연신, 권축, 열고정 및 절단하여 초기분할도가 10% 이하인 분할형 복합사 스테이플 파이버를 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 분할형 복합사 스테이플 파이버에 관한 것이며, 본 발명에 의해 제공되는 분할형 복합사 스테이플 파이버는 10% 이하의 낮은 초기분할도를 갖기 때문에, 고속 니들펀칭에 의한 부직포 인공피혁 제조 및 스펀레이스(spun lace) 공정에 매우 유용하며, 물리적 분할이 가능하므로 용출에 의한 환경오염 및 원료손실의 문제를 해결할 수 있다.

Description

분할형 복합사 스테이플 파이버 제조방법{Method for manufacturing sectional type bicomponent staple fibers}

본 발명은 분할형 복합사 스테이플 파이버 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 점도의 폴리에스테르와 폴리아미드를 종래의 분할형 복합사용 분배판에 일정 중량비로 적용하고 복합방사하여 초기분할도가 10% 이하인 분할형 복합사를 얻는 것을 특징으로 하는 분할형 복합사 스테이플 파이버 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 분할형 복합사 스테이플 파이버에 관한 것이다.

천연피혁과 유사한 촉감과 고급스런 외관을 갖는 인공피혁을 제조하는 데에는 해도형 복합방사에 의한 극세사가 널리 사용되고 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 해도형 복합사는 통상적으로 서로 다른 2 성분으로 구성되며 방사, 연신, 권축 형성, 절단 등의 공정을 거쳐 단섬유로 제조된다. 이러한 단섬유는 카딩후 니들펀칭이나 고압수류를 통해 부직포로 제조된다. 그러나 부직포 제조후에 섬유를 극세화하기 위하여 해성분을 용출하게 되면 부직포의 인열강도가 급격하게 저하되는 문제점이 있다. 이것은 니들펀칭 또는 워터젯(water jet)으로 형성된 해성분간의 교락점이 용출 공정에서 없어지거나 용출에 의하여 해성분 자체가 없어져서 교락이 느슨해지기 때문이다. 또한 용출 공정중에 발생하는 폐수는 환경 오염을 유발하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 해성분의 용출로 인한 원료의 손실에 의해 제조비용이 증가하는 단점이 있다.

한편, 해도형 복합사의 대안으로 화학적인 분할에 의해 도 2에 도시된 바와 같은 단면의 분할형 복합사를 제조하는 경우에는, 연신, 권축, 열고정, 절단 등의 일련의 공정을 통해 스테이플 파이버를 제조하는 과정에서 이미 10~30%의 분할이 진행되어 섬유가 극세화 된다. 또한 부직포 제조시 카딩 공정에서 분할이 더욱 진행되기 때문에 분할된 극세사가 카드기의 침포에 끼어 작업성 저하를 초래한다. 이러한 문제점 때문에 종래의 분할형 복합사를 사용하여 니들펀칭에 의한 부직포 인공피혁을 생산하는 경우, 니들펀칭 설비를 레귤러 대비 저속으로 구동하여야 작업을 할 수 있으며, 니들펀칭 공정보다 고속으로 구동되는 스펀레이스(spun lace) 공정에는 전혀 적용하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 초기분할도가 최소화 되어 고속 니들펀칭 공정 및 스펀레이스 공정에 적용가능한 분할형 복합사 스테이플 파이버를 제공함을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 첫번째 측면은 분할형 복합사용 분배판의 홀(hole)에는 절대점도(I.V.) 0.6~0.7의 폴리에스테르를, 슬릿(slit)에는 상대점도(R.V.) 2.6~3.3의 폴리아미드를 중량비 4:6~6:4로 적용하여 복합방사한 후, 그 결과 얻어진 분할형 복합사를 연신, 권축, 열고정 및 절단하여 초기분할도가 10% 이하인 분할형 복합사 스테이플 파이버를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 두번째 측면은 상기 방법에 의해 제조된, 폴리에스테르와 폴리아미드의 구성비가 4:6~6:4(w/w)이고 초기분할도가 10% 이하인 분할형 복합사 스테이플 파이버를 제공한다.

도 1은 해도형 복합사의 단면도(해상: PET, 도상: 나일론)

도 2는 종래의 분할형 복합사의 단면도(폴리에스테르:폴리아미드=8:2(w/w)),

도 3은 공지된 분할형 복합사용 분배판의 개략도, 및

도 4는 본 발명의 분할형 복합사의 단면도(폴리에스테르:폴리아미드=

5:5(w/w))이다.

이하, 본 발명의 분할형 복합사 스테이플 파이버 제조방법을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 발명자들은 분할형 복합사 방사시 동일한 노즐과 분배판을 사용하더라도 두 폴리머의 점도적(Rheological) 특성 및 복합비율에 따라 상이한 단면을 형성한다는 점에 착안하여 연구를 거듭한 결과, 종래의 분할형 복합사용 분배판을 사용하면서도 초기분할도를 최소화할 수 있는 단면을 형성하는데 가장 적합한 폴리에스테르와 폴리아미드의 점도 및 이들의 복합비율을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 사용된 폴리에스테르는 0.6~0.7의 절대점도(I.V.)를 갖는다. 폴리에스테르의 절대점도가 상기 범위를 벗어나면 도 4에 도시된 바와 같은 단면을 얻을 수 없다. 즉, 폴리에스테르의 절대점도가 0.6 미만인 경우 용융점도가 상대적으로 낮은 폴리에스테르가 상대적으로 용융점도가 높은 폴리아미드의 주위를 감싸서 물리적 분할이 불가능한 단면을 형성하므로 바람직하지 않다. 반면, 폴리에스테르의 절대점도가 0.7을 초과하는 경우에는 용융점도가 상대적으로 낮은 폴리아미드가 상대적으로 용융점도가 높은 폴리에스테르의 주위를 감싸서 물리적 분할이 불가능한 단면을 형성하므로 바람직하지 않다.

본 발명에 사용된 폴리아미드는 2.6~3.3의 상대점도(R.V.)를 갖는다. 폴리아미드의 상대점도가 상기 범위를 벗어나면 도 4에 도시된 바와 같은 단면을 얻을 수 없다. 즉, 폴리아미드의 상대점도가 2.6 미만이면 용융점도가 상대적으로 낮은 폴리아미드가 상대적으로 용융점도가 높은 폴리에스테르의 주위를 감싸서 물리적분할이 불가능한 단면을 형성하므로 바람직하지 않다. 반면, 폴리아미드의 상대점도가 3.3을 초과하는 경우에는 용융점도가 상대적으로 낮은 폴리에스테르가 상대적으로 용융점도가 높은 폴리아미드의 주위를 감싸서 분할이 불가능한 단면을 형성하므로 바람직하지 않다.

본 발명에 따르면, 각각 상술한 범위의 점도를 갖는 폴리에스테르와 폴리아미드를 종래의 분할형 복합사 방사에 사용되는 분배판을 사용하여 4:6~6:4의 복합비(홀:슬릿)로 방사함으로써 도 4와 같은 단면을 갖는 분할형 복합사를 수득할 수 있다. 만일 두 폴리머의 복합비가 상기 범위를 벗어나면 도 4와 같은 단면을 얻을 수 없다. 상기 복합사는 통상의 분할형 복합사 제조에 사용되는 조건하에서 연신, 권축, 열고정 및 절단 공정을 거쳐 단섬유화되며, 이로부터 수득되는 본 발명의 분할형 복합사 스테이플 파이버는 10% 이하의 초기분할도를 갖는다.

10% 이하의 초기분할도를 갖는 본 발명의 분할형 복합사 스테이플 파이버는 초기분할도가 높은 도 2와 같은 단면을 가진 종래의 분할형 복합사 스테이플 파이버에 비해 고속으로 카딩을 하여도 카드기의 침포에 분할된 극세사가 말리지 않아 니들펀칭을 이용한 부직포 인공피혁의 생산속도를 증가시킬 수 있으며, 니들펀칭 공정보다 고속으로 구동되는 스펀레이스(spun lace) 공정에도 적용될 수 있다. 본 발명의 분할형 복합사 스테이플 파이버를 스펀레이스(spun lace) 공정에 적용할 경우, 고압수류에 의한 펀칭공정에서 복합사의 표면이 균일하게 분할되어 극세사 터치를 얻을 수 있으며, 고압수류 분사시 물줄기에 의해 발생되는 노즐 트랙이 발생하지 않고 염색시 균일한 색상을 얻을 수 있다. 상기와 같은 잇점들 이외에도, 본발명의 분할형 복합사 스테이플 파이버는 물리적으로 분할이 가능하므로, 해도형 복합사에서와 같이 한 성분을 용출하여 섬유를 극세화하는 용출공정이 불필요하여 제조공정이 단순화되고 환경오염의 문제를 줄일 수 있으며, 아울러 해성분의 용출로 인하여 원료가 손실되고 제조비용이 많이 드는 단점을 해결할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1

도 3의 분배판의 홀(hole)에는 절대점도(I.V.)가 0.64인 폴리에스테르를, 슬릿(slit)에는 상대점도(R.V.)가 3.03인 폴리아미드를 5:5의 중량비로 적용한 후 용융방사하여 도 4와 같은 단면을 갖는 분할형 복합사를 수득하였다. 상기 복합사를 연신, 권축, 열고정 및 절단하여 스테이플 파이버를 제조하였다. 상기 스테이플 파이버의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

비교예 1

도 3의 분배판의 홀(hole)에는 절대점도(I.V.)가 0.64인 폴리에스테르를, 슬릿(slit)에는 상대점도(R.V.)가 3.03인 폴리아미드를 8:2의 중량비로 적용한 후 용융방사하여 도 2와 같은 단면을 갖는 분할형 복합사를 수득하였다. 상기 복합사를 연신, 권축, 열고정 및 절단하여 스테이플 파이버를 제조하였다. 상기 스테이플 파이버의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	비교예 1
성분	홀(hole)	폴리에스테르	폴리에스테르
	슬릿(slit)	폴리아미드	폴리아미드
복합비(홀:슬릿)	5:5	8:2
섬도(분할전)	2.5 데니어	2.6 데니어
섬도(분할후)	0.15 데니어	0.3 데니어
스테이플 파이버제조후의 분할도	3%	17%
니들펀칭 부직포 작업성	높음(고속으로 가능)	낮음(저속으로 가능)
스펀레이스 작업성	높음(고속으로 가능)	작업 불가
극세 터치	양호(니들펀칭)우수(스펀레이스)	우수(니들펀칭)
부직포의 흡습성	높음	낮음

[물성 평가 방법]

* 섬도: 9000m의 길이에 대한 중량(g)의 비

* 분할도: 단섬유의 단면사진에서 폴리에스테르 성분과 폴리아미드 성분의 분할이 진행된 정도

* 니들펀칭 작업성: 니들 펀칭기의 카드기에 단섬유가 말리지 않고 작업이 가능한구동속도 (최대구동속도의 85%이상: 작업성 높음, 최대구동속도의 60%이하: 작업성 낮음)

* 스펀레이스 작업성: 스펀레이스 기기의 카드기에 단섬유가 말리지 않고 작업이 가능한 구동속도 (최대구동속도의 85%이상 : 작업성 높음, 최대구동속도의 60%이하: 작업성 낮음)

* 극세 터치: 실시예와 비교예에서 제조된 각각의 단섬유로 구성된 부직포의 표면에 대해 인체가 느끼는 촉감

* 흡습성: 수직으로 세워진 부직포에 물을 10초간 접촉시켜 수분을 흡수한 수직 길이

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 제공되는 분할형 복합사 스테이플 파이버는 10% 이하의 낮은 초기분할도를 갖기 때문에, 고속 니들펀칭에 의한 부직포 인공피혁 제조 및 스펀레이스(spun lace) 공정에 매우 유용하며, 물리적 분할이 가능하므로 용출에 의한 환경오염 및 원료손실의 문제를 해결할 수 있다.

Claims (3)

1. 분할형 복합사용 분배판의 홀(hole)에는 절대점도(I.V.) 0.6~0.7의 폴리에스테르를, 슬릿(slit)에는 상대점도(R.V.) 2.6~3.3의 폴리아미드를 중량비 4:6~6:4로 적용하여 복합방사한 후, 그 결과 얻어진 분할형 복합사를 연신, 권축, 열고정 및 절단하여 초기분할도가 10% 이하인 분할형 복합사 스테이플 파이버를 제조하는 방법.
2. 삭제
3. 제 1항의 방법에 의해 제조된, 폴리에스테르와 폴리아미드의 복합비가 4:6~6:4(w/w)이고 초기분할도가 10% 이하인 분할형 복합사 스테이플 파이버.