KR100430630B1

KR100430630B1 - 자발권축사 및 그의 제조용 방사구금장치

Info

Publication number: KR100430630B1
Application number: KR1019970004387A
Authority: KR
Inventors: 이준규
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 2004-08-04
Also published as: KR19980067992A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

권축성능이 우수하며 접합면의 박리 현상이 거의 없는 복합섬유에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

접합면이 잘 분리되지 않으면서도 권축효율이 우수한 자발권축사와 그의 제조용 방사구금장치를 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

열수축 특성차가 큰 이종의 폴리머를 (A) 구금분배판의 상단에 설치되어 이종의 폴리머를 각각 별도로 저장하는 폴리머 저장조, (B) 폴리머 저장조에 연결된 폴리머 토출구, (C) 폴리머 토출구의 하단에 위치하고 폴리머 중 한 성분의 폴리머의 일부가 다른 성분의 폴리머 속에 돌기형태로 매설될 수 있도록 돌기 형성부를 갖는 폴리머 조합부 및 (D) 폴리머 조합부와 폴리머 토출구의 하단에 위치하는 구금공으로 구성됨을 특징으로 하는 자발권축사 제조용 방사구금장치로 한 성분의 폴리머 일부가 다른 성분의 폴리머에 돌기 형태로 매설되도록 복합방사한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명의 자발권축사는 스타킹 또는 편물류 뿐만 아니라 직물류에도 사용된다.

Description

자발권축사 및 그의 제조용 방사구금장치

본 발명은 권축성능 및 박리강도가 우수한 복합섬유에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 성분이 다른 이종의 폴리머가 병렬접합된 바이메탈 구조를 갖고, 단면상으로 이종의 폴리머 중 한 성분의 폴리머 일부가 다른 성분의 폴리머 속에 돌기 형태로 매설되어 있는 자발권축사 및 그의 제조용 방사구금장치에 관한 것이다.

나일론 및 폴리에스테르 등과 같은 합성섬유는 의류용 소재로서 우수한 기능성을 가지고 있으나 필라멘트사는 구조적으로 매끈하여 촉감이 부드럽지 않은 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위하여 평행배열된 필라멘트에 지그재그의 권축구조를 부여하여 섬유의 부품성을 향상시키는 가연가공법과 섬유에 잠재 권축 요인을 부여하여 방사 및 연신 이후의 가공공정에서 자발적으로 권축이 발현되도록 한 자발권축사가 있다.

나일론 및 폴리에스테르 등과 같은 열가소성 섬우에서 자발권축을 일으키는 일반적인 방법은 섬유간의 열수축 특성차를 이용하는 것이다. 기존의 상품화된 자발권축사의 예를 보면, 폴리머 조합은 나일론/변성나일론, 나일론/폴리우레탄, 폴리에스테르/저점도 폴리에스테르, 폴리에스테르/변성 폴리에스테르 또는 아크릴/변성 아크릴 등이며, 단면구조는 바이메탈구조 (side-by-side) 또는 초심 구조 (sheath-and-core)이다.

자발권축사는 숭고성 및 신축성이 크고, 제조공정이 단순한 장점이 있지만 권축발현력이 크지 않기 때문에 일반 직물에서는 조직의 구속력에 의해 권축발현이 거의 불가능하다. 따라서 스타킹 또는 편물류에 한정적으로 사용되고 있다.

열수축차를 이용하는 자발권축사의 제조방법에 있어서 가장 이상적인 조건은 다음과 같다. 자발권축사를 구성하는 성분 중 저수축부는 수축율이 낮고, 굽힘강성이 작은 유연한 분자쇄 구조의 폴리머가 적당하다. 고수축부는 열수축력이 클수록 좋다. 또한 폴리머 간의 접합면의 박리 분할이 생기지 않아야 한다.

복합사의 단면구조는 권축이 쉽게 발현될 수 있도록 양성분 간의 접합면이 크고, 고수축부의 비율이 증가할수록 권축이 미세하게 형성된다. 따라서 초심 구조에 비해 바이메탈 구조가 유리하다.

폴리머 조합에 따른 권축효과는 양성분 간의 열수축 특성차가 클수록 우수하다. 가장 대표적인 조합이 폴리에스테르와 나일론의 바이메탈형 자발권축사이다. 그러나 폴리에스테르와 나일론 사이에는 화학결합이 없어서 접합면이 쉽게 박리되어 실용화 되지 못하였다.

이러한 박리 문제를 극복하고자 미국 특허 2,987,797 호에는 편심형 초심구조 또는 변형 초심구조 자발권축사의 제조방법이 기재되어 있다. 그러나 초심 구조는 고수축부가 저수축부에 둘러싸여 있어서 권축발현이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 수축차가 현저하여 우수한 권축효과를 가지며, 한 성분의 폴리머 일부가 다른 성분의 폴리머에 돌기 형태로 매설되어 접합면의 박리 분할 문제를 해결한 변형 바이메탈형 자발권축사 및 그의 제조용 방사구금장치를 제공한다.

제1도는 자발권축사의 단면도이다.

제1도 중 (가), (나) 및 (다)는 종래의 자발권축사 단면도이고, (라)는 본 발명의 자발권축사 단면도이다.

제2도는 본 발명의 자발권축사 제조용 방사구금장치이다.

제3도는 제2도의 A-A선에서 바라본 구금분배판의 확대도면이다.

제1∼3도 중 ①은 구금분배판, ②는 구금, ③ 및 ④는 폴리머 저장조, ⑤, ⑥ 및 ⑦은 폴리머 토출구, ⑧은 구금공, ⑨는 폴리머 (I 및 II) 조합부 이고, ⑩은 폴리머(II) 돌기이다.

본 발명은 권축성능 및 박리강도가 우수한 복합섬유에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 성분이 다른 이종의 폴리머가 병렬접합된 바이메탈 구조를 갖고, 단면상으로 이종의 폴리머 중 한 성분의 폴리머 일부가 다른 성분의 폴리머 속에 돌기 형태로 매설되어 있는 자발권축사에 관한 것이다.

또한, (A) 구금분배판 (①)의 상단에 설치되어 이종의 폴리머를 각각 별도로 저장하는 폴리머 저장조 (③, ④) , (b) 폴리머 저장조 (③, ④) 에 연결된 폴리머 토출구 (⑤, ⑥, ⑦) , (C) 폴리머 토출구 (⑤, ⑦)의 하단에 위치하고 이종의 폴리머 중 한 성분의 폴리머의 일부가 다른 성분의 폴리머 속에 돌기형태로 매설될 수 있도록 돌기 형성부를 갖는 폴리머 조합부 (⑨) 및 (D) 폴리머 조합부 (⑨) 와 폴리머 토출구 (⑥)의 하단에 위치하는 구금공 (⑧)로 구성됨을 특징으로 하는 자발권축사 제조용 방사구금장치에 관한 것이다.

이하 도면을 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

제 2 도에서 보는 바와 같이 구금분배판 (①) 의 폴리머 저장조 (③) 로 투입된 폴리머 (I) 은 폴리머 토출구 (⑤) 를 통해 돌기 형성부를 갖는 폴리머 조합부 (⑨) 로 유입된다. 이와 동시에 폴리머 저장조 (④) 로 투입된 폴리머 (II) 는 폴리머 토출구 (⑥ 및 ⑦)을 통해 토출되는데, 폴리머 토출구 (⑦) 에서 토출된 폴리머 (II) 는 폴리머 조합부 (⑨) 에서 폴리머 (I) 속에 돌기 형태로 매설된다. 폴리머 조합부 (⑨) 에서 접합된 폴리머 (I 및 II) 와 폴리머 토출공 (⑥) 에서 토출된 폴리머 (II) 는 구금공 (⑧)을 통해 방사하여 자발권축사를 제조한다.

본 발명의 자발권축사의 제조에서 기본 폴리머 조합은 나일론 성분과 폴리에스테르 성분이다. 나일론 성분은 나일론 6 또는 나일론 66 이고, 폴리에스테르 성분은 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에스테르 공중합물이다. 특히 폴리에스테르 공중합물은 폴리에스테르의 수축특성을 크게 향상시킨 고수축 폴리에스테르로서 권축효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

상기의 폴리에스테르 공중합물은 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트 90∼95 몰%와 이소프탈산 또는 디메틸이소프탈레이트 5∼10 몰%를 공중합시켜서 제조하는 것이 바람직하다. 이소프탈산 또는 디메틸이소프탈레이트가 5 몰% 미만일 경우에는 수축력이 미약하고, 10 몰%를 초과할 경우에는 수축률이 과다하여 직물가공시 치수안정성이 악화된다.

또한 각각의 폴리머 (I 또는 II)는 폴리머 총량 [ 폴리머(I)+폴리머(II) ]의 40∼60 중량%가 바람직하다. 폴리머 (I) 또는 폴리머 (II) 중 어느 한 성분의 폴리머의 양이 본 발명의 범위를 벗어날 경우에는 바이메탈 구조에서 권축효과가 저하된다.

본 발명의 자발권축사는 성분이 다른 이종의 폴리머 (I 및 II)가 병렬 접합된 바이메탈 구조를 갖고, 단면상으로 이종의 폴리머 중 한 성분의 폴리머 일부가 다른 성분으 폴리머 속에 돌기 형태로 매설되어 있다. 본 발명의 자발권축사는 260% 이상의 권축신도와 3000회 이상의 박리강도를 갖는다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

실시예 1

폴리머 (I) 성분을 나일론 6, 폴리머 (II) 성분을 폴리에틸렌테레프탈레이트로 하여, 성분비가 나일론 6 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 = 50:50이 되도록 본 발명의 방사구금장치를 통하여 방사하여 제1도의 (라)와 같은 변형 바이메탈 구조를 갖는 미연신 나일론/폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 자발권축사를 제조한다. 이 미연신사를 가열롤러와 가열판을 갖춘 통상의 연신기를 사용하여 3배 연신함과 동시에 가열판의 온도를 120℃로 하여 열처리 한다. 최종 연신사는 75데니어 24필라멘트 이다.

제조된 자발권축사의 권축신도 및 연신작업성 측정결과는 표 1 과 같다.

실시예 2

실시예 1 과 비교시 성분비가 나일론 6 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 = 55 : 45 가 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다.

실시예 3

실시예 1 과 비교시 성분비가 나일론 6 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 = 45 : 55 가 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다.

실시예 4

실시예 1 과 비교시 성분비가 나일론 6 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 = 40 : 60 이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다.

실시예 5

실시예 1 과 비교시 폴리머 (II) 성분을 폴리에틸렌테레프탈레이트 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트 95 몰%와 이소프탈산 5 몰%를 공중합한 고수축 폴리에스테르를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다.

실시예 6

실시예 1 과 비교시 폴리머 (II) 성분을 폴리에틸렌테레프탈레이트 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트 92.5 몰%와 이소프탈산 7.5 몰%를 공중합한 고수축 폴리에스테르를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다.

실시예 7

실시예 1 과 비교시 폴리머 (II) 성분을 폴리에틸렌테레프탈레이트 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트 90 몰%와 이소프탈산 10 몰%를 공중합한 고수축 폴리에스테르를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다.

비교실시예 1

폴리머 (I) 성분을 나일론 6, 폴리머 (II) 성분을 폴리에틸렌테레프탈레이트로 하여, 성분비가 나일론 6 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 = 50 : 50이 되도록 돌기형성부를 갖지 않는 종래의 방사장치를 사용하여 제1도의 (가)와 같은 일반적인 바이메탈 구조를 갖는 미연신 나일론/폴리에틸렌테레프탈레이트 복합 자발권축사를 제조한다. 이 미연신사를 가열롤러와 가열판을 갖춘 통상의 연신기를 사용하여 3배연신함과 동시에 가열판의 온도를 120℃로 하여 열처리 한다. 최종 연신사는 75데니어 24필라멘트 이다. 제조된 자발권축사의 권축신도 및 연신작업성 측정결과는 표 1 과 같다.

비교실시예 2

비교실시예 1 과 비교시 단면구조를 편심형 초심 구조로 한 것을 제외하고는 비교실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다. 제조된 자발권축사의 권축신도 및 연신작업성 측정결과는 표 1 과 같다.

비교실시예 3

비교실시예 1 과 비교시 단면구조를 변형 초심 구조로 한 것을 제외하고는 비교실시예 1 과 모든 조건을 동일하게 하여 자발권축사를 제조한다. 제조된 자발권축사의 권축신도 및 연신작업성 측정결과는 표 1 과 같다. 자발권축사의 권축신도 (%) 및 박리강도를 측정하는 방법은 다음과 같다.

·권축신도 (%)

자발권축사를 비수 속에 5분간 침지시킨 후 건조시킨다. 이때 무장력 상태에서 측정한 시료길이를 Lc 라 하고, 권축이 펴지도록 당겨서 측정한 길이를 L 이라 하여 아래식으로 권축신도를 구한다.

· 박리강도

동양정기 제작소의 사마찰포합력 시험기를 사용하여 2개 원사를 교차된 부분의 각도가 45°가 되도록 2.5회 꼬임을 부여하면서 합연 (교차) 시킨 후, 사 장력이 0.2g/d이고 1분당 마찰수가 100회인 조건하에서 이들 원사들을 서로 반대 방향 (좌우)으로 1cm씩 반복적으로 이동시켜 원사 상호간에 마찰을 부여하고, 상기 원사들이 절단될 때까지의 총마찰회수를 측정한다. 절단시까지의 측정된 총마찰계수가 박리강도를 나타낸다.

본 발명의 자발권축사는 열수축 특성차가 큰 이종의 폴리머들이 병렬접합된 바이메탈구조로 260% 이상의 권축신도를 갖고, 제 1 도의 (라)와 같이 폴리머 (I) 과 폴리머 (II) 의 접합면이 돌기 (⑩)에 의해 물리적으로 결합하고 있기 때문에 박리현상이 거의 일어나지 않는다. 따라서 본 발명의 자발권축사는 스타킹 또는 편물류 뿐만 아니라 직물류에도 사용할 수 있다.

Claims

성분이 다른 이종의 폴리머 (I 및 II)가 병렬접합된 바이메탈 구조를 갖고, 단면상으로 이종의 폴리머 중 한 성분의 폴리머 일부가 다른 성분의 폴리머 속에 돌기 형태로 매설되어 있는 자발권축사.
1항에 있어서, 이종의 폴리머중 한 성분이 나일론 6 또는 나일론 66임을 특징으로 하는 자발권축사.
1항에 있어서, 이종의 폴리머중 한 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에스테르 공중합물임을 특징으로 하는 자발권축사.
3항에 있어서, 폴리에스테르 공중합물은 테레프탈산 또는 테레프탈레이트 90∼95 몰%와 이소프탈산 또는 이소프탈레이트 5∼10 몰%가 공중합된 것을 특징으로 하는 자발권축사.
1항에 있어서, 각각의 폴리머 (I 또는 II)는 폴리머 총량 (폴리머(I) + 폴리머(II))의 40∼60 중량%임을 특징으로 하는 자발권축사.
자발권축사의 권축신도가 260% 이상이고, 박리강도가 3000회 이상임을 특징으로 하는 자발권축사.
(A) 구금분배판 (①) 의 상단에 설치되어 이종의 폴리머를 각각 별도로 저장하는 폴리머 저장조 (③, ④) , (B) 폴리머 저장조 (③, ④) 에 연결된 폴리머 토출구 (⑤, ⑥, ⑦) , (C) 폴리머 토출구 (⑤, ⑦) 의 하단에 위치하고 이종의 폴리머 중 한 성분의 폴리머의 일부가 다른 성분의 폴리머 속에 돌기형태로 매설될 수 있도록 돌기 형성부를 갖는 폴리머 조합부 (⑨) 및 (D) 폴리머 조합부 (⑨) 와 폴리머 토출구 (⑥) 의 하단에 위치하는 구금공 (⑧) 로 구성됨을 특징으로 하는 자발권축사 제조용 방사구금장치.