KR100457679B1 - 자수사용 폴리에스테르 필라멘트사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 통상의 폴리에스테르 필라멘트를 연신전 또는 연신 후에 가소제/용제 처리를 통하여 인장 강도와 파단 신도를 동시에 낮추고, 열처리 조건을 조절하여 열수 수축율을 자수용으로 적합한 물성을 갖는 폴리에스테르 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다.

본발명은 가소제로서 바이페닐을 0.5 ∼ 7.5중량% 함유시킨 바이페닐/메틸렌 클로라이드 용액을 사용하여 5 ∼ 45초 이내에 처리하고 열처리온도 180 ∼ 240℃로 열처리함을 특징으로 하는 방법임.

Description

자수사용 폴리에스테르 필라멘트사의 제조방법

본 발명은 자수사용 폴리에스테르 필라멘트의 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 필라멘트의 연신전 또는 연신 후에 가소제/용제 처리를 통하여 인장 강도와 파단 신도를 동시에 낯추고, 열처리 조건을 조절하여 열수 수축율을 자수용으로 적합한 물성을 갖는 폴리에스테르 필라멘트의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자수사는 염색성이 양호하고 자수공정성이 뛰어난 레이온 섬유가 주로 사용되어져 왔다. 그러나 레이온 섬유는 공해를 유발하는 산업으로 생산 설비가 점차 축소되어 가는 과정이며, 또는 연사 등 후공정에서 피부병을 유발시키는 문제 등으로 인하여 점차 폴리에스테르 섬유로 대체 되어 가는 추세이다.

폴리에스테르 섬유가 자수사로 사용되려면 인장 강도가 2.0 - 4.0 g/d이고, 파단 신도가 15 -25%, 열수축율이 2% 이하가 되어야 한다. 인장 강도가 2.0g/d 미만이면 연사 등 중간 공정에서 사절이 일어나기 쉽고, 인장강도가 4.0g/d 이상이면 자수후 커팅 공정이 불량하여 외관이 불량하여 진다.

그리고 파단 신도가 15% 미만이면 중간공정에서의 작업성이 불량하며, 파단 신도가 25%를 초과하면 자수후 퍼커링(Puckering) 현상에 의해 자수표면이 평활치 못하다. 또한 열수축율이 2%를 초과하면 치즈(cheese) 등 사염색시 불균염을 초래하고, 불균일한 수축으로 인한 치즈의 사층이 무너지게 되며, 자수후에도 열고정 공정에서 수축이 일어나 원단의 외관이 불량하여 진다. 그러나 기존의 폴리에스테르 필라멘트는 인장 강도가 5.0g/d이고, 파단신도가 30% 수준이며, 열수축율이 8% 수준으로 자수사용으로 적합하지 못하였다.

또한, 인장강도와 파단신도는 반비례하는 인자들이므로 인장강도와 파단신도를 동시에 낮추기 위해서는 방사 또는 연신과정에서 고온의 열처리를 하여야만 한다. 그러나 이렇게 하면, 과도한 에너지를 받고 제사된 사는 내부의 올리고머가 사단면상의 외층으로 위치하게 되고, 이 사를 연사 후 열고정, 전처리, 염색을 하게되면 올리고머가 마이그레이션되어 염색불량 및 해사성 불량등의 문제점을 야기시키게 된다.

이러한 문제점들을 해결하고자 시도되었던 선행기술로서는 한국 특허공보 96-11606 이있다.

이 방법은 중합제조시 DMS(디메칠설포네이트)와 디메틸아디페이트를 첨가하여 중합, 제사하고 연신단계에서 4단 연신법을 통해 열처리하므로서 자수사에 적합한 물성을 갖는 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로서 공중합물 사용으로 인한 제조 코스트의 상승과 일광 견뢰도가 저하되는 단점이있다.

또한, 한국 특허공보 94-11310 에서는 연신, 전후에 용제처리를 통해 폴리에스테르 섬유의 강도 및 파단신도를 적절하게 조정하려고 하고 있으나용제처리가 권취된 미연신사 또는, 연신사에 대하여 배치식으로 이루어지므로 권취된 사의 내·외층간의 용제처리 편차에 의한 물성편차가 생기기 쉽고, 열수축율을 2% 미만으로 조절할 수 없었다.

본 발명은 방사후 연신 전·후에서 주행상태인 사를 연속적으로 가소제/용제 처리하고 수세, 건조한 후 열처리를 통하여 자수사에 적합한 물성을 갖는 폴리에스테르 필라멘트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본발명은 자수사의 용도에 적합하도록 인장강도가 2.0 ∼ 4.0g/d, 파단신도가 15 ∼ 25% 및 열수축율이 2%이하인 폴리에스테르섬유를 제조하기 위하여 방사후 연신 전·후에서 주행상태인 사를 연속적으로 가소제/용제의 용액으로 처리함을 특징으로 한다.

본발명에서는 가소제/용제로 바이페닐/메틸렌클로라이드를 사용하였다.

바이페닐은 가소제로서 폴리에스테르를 가소화시켜 결정화도를 높이는 물질로 알려져 있으며, 용제인 메틸렌 클로라이드는 바이페닐을 용이하게 용해시키며 동시에 폴리에스테르를 팽윤시켜서 가소제가 섬유내부까지 침투하여 작용할 수 있도록 하는 것이다. 메틸렌 클로라이드액 내의 바이페닐의 농도는 사속도에 따라 다소의 조정이 필요하지만 0.5 ∼ 7.5 중량%가 좋다.

바이페닐의 농도가 0.5중량% 미만인 경우 기대하는 수준의 결정화를 일으키지 못하며, 7.5중량%를 초과하는 경우에는 섬유자체의 물성저하가 심하여 사용이 어렵게 된다.

또한 가소제/용제의 처리시간은 5 ∼ 45초로 하는 것이 좋다. 만약 처리시간이 5초 미만이면 기대하는 수준의 결정화를 일으키지 못하여 자수사에 적합한 물성을 얻을 수 없으며, 45초를 초과하면 과도한 결정화가 일어나서 필라멘트간에 융착이 일어난다.

가소화처리는 침지하거나 분사시켜 정해진 시간마큼 처리될 수 있도록 사속과 처리조에서의 체류시간을 조정하였다.

위와같은 조건으로 가소화 처리된 사는 상온수에 연속적으로 수세하고 가열 장치를 거쳐 건조시킨 다음, 또다른 가열장치를 거쳐 열처리를 한다. 열처리 후의 원사가 열수축율이 2% 이하가 될 수 있도록 180℃ ∼ 240℃ 온도로 열처리한다. 만일 180℃ 이하로 열처리 하게 되면 사에 수축 특성이 2% 이상이 되어 자수사로 만드는 과정인 사염가공 공정에서 불균염이나 사층불균일 등의 문제를 일으키며, 240℃ 이상의 온도에서 열처리 할 경우에는 사가 과도한 열처리로 인해 딱딱해 지거나 용융되는 문제가 있다.

이러한 일련의 처리공정은 미연신사 및 반연신사의 경우 연신 전후에 가소제/용제 처리하고 연신한 후에 열처리를 할 수 있다, 또한 연신사의 경우에는 가소제/용제 처리 후에 열수축율을 낮추기위해 열처리를 할 수 있다.

본 발명에서의 인장 강도 및 파단신도는 통상의 인장강도 시험기로 측정하였으며, 열수축율은 JIS L1073의 방법에 따라 평가 하였는데, 릴수축율 방법을 사용하여 측정하였다.

실시예 1

384데니어/48필라멘트 폴리에스테르 미연신사를 바이페닐의 함량 3%의 메틸렌 클로라이드용액에 30초 처리한 후 물로 2분간 처리하고 건열장치에서 120℃로 건조하고, 연신비 3.2, 연신온도 120℃에서 처리한 후 200℃로 건열처리 하여 자수사에 적합한 120데니어/48필라멘트의 필라멘트사를 제조하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 1

바이페닐의 함량을 0.4%로 한것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 2

바이페닐의 함량을 8%로 한것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 3

바이페닐/메틸렌클로라이드 용액에 사를 처리한 시간을 50초 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 4

열수축율을 낮추기 위해 건열처리를 170℃에서 처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 5

열수축율을 낮추기 위해 건열 처리를 245℃로 처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

200데니어/48필라멘트 폴리에스테르 반연신사를 바이페닐의 함량 4%의 메틸렌 클로라이드 용액에 30초 처리한 후 물로 1분간 처리하고 건열가열 장치에서 120℃로 건조하고 연신비 1.7, 연신온도 120℃에서 처리한 후 215℃로 건열처리하여 자수사에 적합한 120데니어/48필라멘트의 필라멘트사를 제조하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 6

바이페닐의 함량을 0.4%로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

비교예 7

바이페닐의 함량을 8%로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

비교예 8

바이페닐/메틸렌클로라이드 용액에 사를 처리한 시간을 50초로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

비교예 9

열수축율을 낮추기 위해 건열처리를 170℃ 에서 처리한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

비교예 10

열수축율을 낮추기 위해 건열처리를 245℃ 에서 처리한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

실시예 3

120데니어/48필라멘트 폴리에스테르 연신사를 바이페닐의 함량 5%의 메틸렌클로라이드 용액에 40초 처리한 후 물로 1분간 처리한 후, 건열 가열 장치에서 120℃로 건조하고, 230℃로 건열처리하여 자수사에 적합한 폴리에스테르 필라멘트사를 제조하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 11

바이페닐의 함량을 0.4%로 한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나나내었다.

비교예 12

바이페닐의 함량을 8%로 한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 13

바이페닐/메틸렌클로라이드 용액에 사를 처리하는 시간을 50초로 한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 14

열수축율을 낮추기 위해 건열 처리를 170℃에서 처리한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 15

열수축율을 낮추기 위해 건열처리를 245℃에서 처리한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

이와같이 제조된 본 발명의 폴리에스테르 필라멘트사는 인장강도가 2.0g/d ∼ 4,0g/d이고, 파단신도가 15 ∼ 25%이며, 열수수축율이 2% 이하로서 기존의 레이온 자수사를 대체할 수 있는 우수한 물성을 나타내었다.

Claims (1)

1. 통상의 폴리에스테르 필라멘트사를 연신전 또는 연신후에 바이페닐의 함량이 0.5 ∼ 7.5 중량% 인 바이페닐/메틸렌클로라이드의 용액으로 5 초 ∼ 45 초간 처리한 후 열처리온도 180 ∼ 240℃ 로 열처리함을 특징으로 하는 자수사용 폴리에스테르 필라멘트사의 제조방법.