KR100471536B1 - 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 방사구금으로 폴리에스터중합물을 토출시킨다음 냉각 고화시킨 2개의 사속을 3,000 ∼ 5,500m/분의 권취속도로 방사함에 있어서, 하나의 사속은 집속된 상태로 열처리하여서 고수축성특성을 발현시키고, 다른 하나의 사속은 펴진 상태로 열처리하여서 저수축특성을 발현시킨 다음에 상기 2개의 고, 저수축성 사속을 합사한후 공기교락처리하여 제조함을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법임.

본 발명은 매우 간단한 공정에 의하여 공정품질이 우수하게 저렴한 폴리에스터 이수축혼섬사를 제조할 수 있는 방법임.

Description

폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법

본 발명은 폴리에스터 이수축 혼섬필라멘트사의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3,000 ∼ 5,500m/분의 방사속도로 용융방사함에 있어서, 냉각후 재가열영역을 통과시킬 때 사도상의 제조기술을 통하여 수축율이 서로 다른 섬유를 제조한 후, 합사 및 교락을 부여하여 폴리에스터 이수축혼섬사를 1단계 공정만으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상의 폴리에스터 섬유는 방사속도 4,000m/분이하로 용융방사하여 얻어진 미연신사를 별도의 연신공정에서 연신 및 열처리하여 제조하였으나 최근에는 1단계 공법만으로 폴리에스터 멀티 필라멘트사를 제조할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 상술한 종래기술을 개량한 방법으로 미국특허 제 2,604,667 호, 제 2,957,747 호등은 폴리에스터를 용융방사한 후 방사속도 4,750m/분이상의 초고속방사 공정만으로 별도의 연신공정없이 충분한 배향도와 결정화도를 갖는 폴리에스터 섬유를 제조하는 방법을 제안하였으며, 대한민국 특허출원 제 95-26017 호, 국내특허공개 제 93-13242 호등은 폴리에스터를 용융방사하여 방사속도 5,500m/분이상의 방사공정만으로 연신사 물성과 유사한 폴리에스터 섬유를 제조하는 개량된 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제시하였다.

폴리에스터 섬유를 별도의 연신공정을 거치지 않고 용융방사만으로 충분한 배향도 및 결정화도를 갖도록 하는 다른 제조방법으로서, 예를들면 대한민국 특허출원 제 96-46759 호와 제 97-62104 호등에서는 폴리에스터를 용융방사 및 냉각한후 가열영역을 통과시켜 별도의 연신공정없이 연신사와 동등한 물성의 폴리에스터사를 제조하는 기술을 제시하였다.

통상의 폴리에스터 이수축 혼섬사는 개별적으로 독립된 제조공정을 통하여 얻어진 연신사와 반연신사(POY)를 별도의 공정에서 공기교락장치로 집속을 시켜 제조하거나, 별도의 방사공정에서 얻어진 미연신사를 연신공정에서 연신조건(연신비 및 가열조건)의 차이를 부여하여 수축율이 다른 원사를 제조한 후, 합사 및 공기교락장치를 통과시켜서 이수축혼섬사를 제조하는 방법등에 의해 상업적으로 제조되고 있다. 그러나 상기의 제조방법들은 제조공정이 최소 2단계에서 많게는 3단계로 이루어지므로 제조원가가 지나치게 높아지는 단점을 지니고 있기 때문에 최근에는 1단계 공법만으로 폴리에스터 이수축혼섬사를 제조할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.

상술한 종래의 기술을 개량한 방법으로서 일본국 특개소 제 60 - 282711 호에서는 방사구금직하에서 냉각부까지의 길이의 차이를 이용하여 방사속도 3,700m/분이상에서 1단계 공정만으로 이수축혼섬사를 제조하는 방법을 제시하고 있으나 이방법으로 제조한 이수축혼섬사는 특히 수축율차이가 작아서 기존의 이수축혼섬사와 비교하였을 때 제품성이 크게 떨어졌다.

또한, 일본국 특개소 제 55 - 158316 호에서는 동일한 방사구금에서 섬도가 다른 2종의 섬유를 동시에 방사하는 방법이 제안되었으나, 이방법은 방사장력의 차이등으로 인하여 인취로울러에 쉽게 감기는 등의 현상때문에 조업성이 불량하였으며 또 제조된 이수축혼섬사는 수축율차이가 작아서 이수축직물용 원사로 사용하는데는 문제점이 있었다.

또한 일본국 특개소 제 63 - 235513 호에서는 방사직결 연신방식으로 제조하되 사도상의 제조기술을 통하여 이수축혼섬사를 제조하는 방법이 제안되었는바, 이방법은 방사장력의 차이등으로 공정품질이 다소 떨어지는 문제점을 안고 있으므로 만족스러운 방법이라고 할 수는 없다.

최근 대한민국 특허출원 제 96 - 15905 호에서는 폴리에스터를 용융방사하고 냉각한후에 가열영역을 통과시켜 별도의 연신공정없이 연신사와 동등한 물성의 폴리에스터사를 제조하는 기술을 응용하여 4,000m/분이상의 권취 속도에서 사도상의 이수축혼섬사를 제조하는 방법을 제시하고 있는바, 이방법은 방사구에서 두 개의 사속(絲束)을 토출시킨 다음에 각각 냉각공기로 냉각시킨후 하나의 사속은 열처리를 통해 집속, 급유하여 저수축성 사속을 만들고, 다른 하나의 사속은 열처리를 거치지 않고 연신후에 집속 급유하여 고수축성 사속을 만든 뒤 각각을 합사하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법을 특징으로 하고 있다. 그러나 이방법은 고수축성 사속을 제조함에 있어서 물성적인 측면에만 치우친 나머지 방사구로부터 3m이상, 실시예에서는 6m 떨어진 곳에서 연신한후 집속하고 급유하였으므로 방사장력이 과도하여 품질악화 및 사절율을 증가시켜 공정품질의 저하를 유발시킬 염려가 있다.

본 발명은 상술한 바와같은 종래의 문제점을 해결한 것으로서, 방사 구금에서 토출된 두 개의 사속을 3,000m/분이상의 방사속도로 냉각 및 재 가열시킴에 있어서 가열영역부를 통과하는 사속의 집속여부를 조절하여서 2개의 저수축성 사속과 고수축성 사속을 각각 제조한 후, 공기교락시켜서 이수축혼섬사를 제조함으로써 제조공정이 단순하면서 제조원가의 절감과 공정 품질이 우수한 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 방사구금에서 토출된 두 개의 사속을 고화점까지 각각 냉각시킨 후 3,000m/분이상의 방사속도로 방사함에 있어서, 하나의 사속은 가열영역을 통과하기 전인 인입부 직전에서 집속용 공기교락장치 또는 집속 가이드등으로 집속시킨 다음에 가열영역을 통과시켜서 가열영역부를 통과할 때 공기의 저항 및 열전달이 최소화되도록 하여 고수축특성을 발현시키고, 다른 하나의 사속은 가열영역부를 통과할 때 사속이 펴진 상태에서 통과되도록 하여서 공기의 저항 및 열전달이 최대가 되도록하여 저수축 특성을 발현시킨 다음에, 상기 두 개의 사속을 합사하여 공기교락시킴을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 에 도시한 바와같이 방사구(2)에서 용융방사되어 토출된 두 개의 사속을 통상의 냉각장치(3)로 각각 고화점까지 동일하게 냉각시킨 후 3,000m/분 이상의 권취속도로 방사함에 있어서, 하나의 사속은 가열영역을 통과하기 전인 인입부(6)직전에 집속용 공기교락장치(5) 또는 집속가이드(5')등을 통하여 집속시켜서 가열영역부(7)내에서 모노필라멘트들이 펴지지 않고 집속된 상태로 통과되도록 하여 가열영역부(7)내에서 사속이 공기의 저항 및 열전달을 최소한으로 받으면서 통과되도록한후 오일링 가이드(8)로 집속시킴으로써 물성발현을 억제시켜서 고수축성 섬유사속(4a)을 만들고, 다른 하나의 사속은 사속이 펴진 상태에서 가열영역부(7)를 통과시켜서 가열영역부(7)내에서 공기의 저항 및 열전달을 최대한으로 받도록하여 통과시킨 후 오일링 가이드(8)로 집속시켜 저수축특성 및 연신사 물성을 갖는 섬유 사속(4b)을 제조한후, 제 1 인취로울러(10)직전의 가이드(9)에서 합사하고 제 1 인취로울러(10)와 제 2 인취로울러(12)사이에 있는 공기교락장치(11)로 교락을 시켜 혼섬사를 만들거나, 제 2 인취로울러(12)직후의 공기교락장치(13)에서 각각의 사속(4a),(4b)을 혼섬시켜 제조함을 특징으로 한다.

본 발명에서 저수축 연신사 특성을 갖는 사속(4b)을 가열영역부(7)로 인입시키는 인입가이드(6)는 15mm이하, 더욱 좋게는 8mm이하의 크기로 하고, 고수축 특성을 갖는 섬유 사속(4a)을 가열영역부(7)로 인입시키는 인입가이드(6')는 5mm이상, 더욱 좋게는 12mm이상의 크기로 하면서, 가열영역부(7)의 위치 및 길이를 조절하고 방사구금으로부터 유제가 최초로 부여되는 위치까지의 거리와 방사장력을 적절하게 조절하면 가장 좋은 조업성으로 안정된 품질의 이수축혼섬사를 제조할 수 있다. 본 발명으로 제조한 이수축혼섬사는 직물용과 편물용에 따라서 생지 표면에 부출되는 섬유와 사속 중앙부에 위치하는 섬유의 위치를 변화시킬 수 있는바, 이경우에는 용도에 맞게 저수축성 사속(4b)과 고수축성 사속(4a)의 사종을 잘 설정하는 것이 매우 중요하다. 또한 고수축성 사속(4a)은 가열영역부(7)를 통과하기 전인 인입가이드(6')직전에서 집속용 공기교락장치(5)를 사용할 경우 공기압력을 0.1 ∼ 1.5kg/cm², 특히 0.3 ∼ 1.0kg/cm²으로 하여서 약하게 집속시킨 후 가열 영역부(7)를 통과시키면 더욱 효과가 좋다.

실시예

고유점도(I.V.)0.63의 폴리에스터 중합물을 사용하여 방사온도 288℃로 방사함에 있어서, 도 1 의 제조공정으로 이수축혼섬사를 제조하되 왼쪽의 방사구는 24개의 구멍을 갖고 오른쪽의 방사구는 36개의 구멍을 갖게하여, 각각의 토출량을 33.5g/분으로 조절하여 토출시킨후, 냉각공기의 속도는 0.45m/초로하여 방사 및 냉각을 실시하였다. 왼쪽의 사속은 가열영역부(7)을 통과하기 전인 인입가이드(6') 직전에서 집속용 공기교락장치(5)로 0.5kg/cm²의 공기압력으로 사속을 집속시킨다음 120℃의 가열영역부(7)내에서 모노필라멘트들이 펴지지 않도록 통과시키고 오일링 가이드(8)로 집속시켜서 고수축특성을 갖는 섬유 사속(4a)을 만들고, 오른쪽의 사속은 사속이 펴진 상태에서 120℃의 가열영역부(7)내를 통과시킨 후 오일링 가이드(8)로 접속시켜 저수축 특성 및 연신사 물성을 갖는 섬유 사속(4b)을 제조한후 상기 두 개의 사속(4a)(4b)을 가이드(9)에서 합사한다음에 제 1 인취로울러(10)와 제 2 인취로울러(12)사이에 있는 공기교락장치(11)에서 4.0kg/cm²의 공기압력으로 공기교락시키고 귄취속도 4,500m/분으로 권취하여 혼섬사를 제조하였다. 그 결과를 표 1 에 나타내었다.

※ 물성측정방법

(1) 10% 강도 ; 인스트론(Instron) 강신도 곡선을 그리고, 신도 10%에서의 강력을 데니어로 나누어 강도로 나타내었다.

(2) 수 축 율 ; 100℃의 끓는 물로 시료를 30분간 처리한 후, 0.1g/데니어의 초하중을 부여하여 수축전후의 섬유의 길이를 측정하고 백분율로 환산하여 구하였다.

본 발명은 3,000m/분이상으로 용융방사되고 냉각고화된 2개의 폴리에스터 필라멘트사의 사속을 가열영역부에 통과시켜서 열처리할 때 하나의 사속은 집속된 상태로 열처리를 받도록 해서 고수축특성이 발현되도록하며, 또 다른 사속은 사속이 펴진상태로 열처리를 받도록해서 저수축특성이 발현되도록 한후, 상기 고, 저수축성사를 합사한후 공기교락하여 이수축혼섬사를 제조하는 제조방법이므로 제조공정이 매우 간단하고 생산비용이 저렴한 장점이 있다.

도 1 은 본 발명의 제조공정개략도

＜도면의 주요부분에 대한 부호설명＞

1 : 방사빔, 2 : 방사구, 3 : 냉각장치, 4a : 고수축성 사속,

4b : 저수축성 사속, 5 : 집속용 공기교락장치, 5' : 집속가이드,

6,6' : 인입가이드, 7 : 가열영역부, 8 : 오일링 가이드,

9 : 가이드, 10 : 제 1 인취로울러, 11, 13 : 공기교락장치,

12 : 제 2 인취로울러, 14 : 권취기, 15 : 케이크(혼섬사).

Claims (3)

1. 방사구금에서 토출된 두 개의 폴리에스터사속(絲束)을 냉각고화시킨후 3,000 ∼ 5,500m/분의 권취속도로 방사함에 있어서, 하나의 사속은 집속상태로 가열영역부에 통과시켜서 고수축성사속으로 만들고, 다른 하나의 사속은 사속이 펴진 상태에서 가열영역부에 통과시켜서 저수축성사속으로 만들며, 상기 2개의 고, 저수축성사속을 합사한후 공기교락처리하여 제조함을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 고수축성사속을 위한 집속은 공기교락장치 혹은 집속가이드로 함을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 공기교락처리를 제 1 및 제 2 인취로울러(10)(12)사이에서 실시하거나, 제 2 인취로울러(12)다음에 실시함을 특징으로 하는 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법.