KR100476473B1 - 이수축 혼섬사의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 원단제조시 벌키성, 신축성 및 촉감이 우수한 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 신축복원율이 40% 이상인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가연사(심사)와 복굴절율이 0.015∼0.045이며 절단신도가 90∼170%인 폴리에틸렌테레프탈레이트사(효과사)를 공기교락시킨 후 열처리하여 이수축 혼섬사를 제조한다.

Description

이수축 혼섬사의 제조방법.

본 발명은 촉감, 벌키성 및 신축성이 우수한 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

이수축 혼섬사는 저수축성 섬유와 고수축성 섬유의 혼섬에 의하여 제조되며, 원사 또는 포지 상태에서 단계적 열처리 즉, 정련, 축소-감량-예비 세트-염색-최종 세트 공정과 같은 단계적 열처리를 통하여 저수축성 섬유와 고수축성 섬유간의 수축율 차이를 발현시켜서 촉감과 볼륨감이 우수한 고품위의 원단을 제조하는데 사용되고 있다. 폴리에스테르 이수축 혼섬사를 제조하는 종래 기술로서는 가공지상에서 자발신장하는 폴리에스테르 고배향 미연신사와 통상의 폴리에스테르사를 각각 심사와 효과사로 사용하여, 이들을 공기교락으로 혼섬시키는 방법이 많이 사용되고 있다.

그러나 상기 방법으로 제조된 이수축 혼섬사는 다음과 같은 문제가 있다.

첫 번째로 심사로 사용되는 폴리에스테르 고배향 미연신사는 일반 연신사에 비해 원사 제조단계에서 부터 불량율이 높으며, 경시 변화가 있고, 와인딩시 드럼의 내외층차가 발생되는 등 원사품질 불균일이 많다.

두 번째로 상기 폴리에스테르 고배향 미연신사는 사가공시 보통 연신사에 비해 취급이 매우 까다로우며 약간의 장력 불균일이나 열처리 불균일에 의해 쉽게 원사의 변형이 일어나 최종 가공지상에 중대한 결점으로 나타나게 되는 경우가 빈번히 발생되고 있는 실정이다.

세 번째로 제직준비를 위한 연사, 연지 및 사이징 등의 각 공정마다 각별한 주의를 기울이지 않으면 공정통과성이 저하되는 문제가 있다.

마지막으로 염색시 정규 연신사와의 염색성 차이에 의한 색차발생 우려가 높아 제품의 품위를 떨어뜨리는 문제도 있다.

한편 서로 신도가 상이한 폴리에스테르 원사를 심사 및 효과사로 사용하여 이들을 상용화된 가연(False Twist) 기대에서 합가연, 열고정, 해연 및 공기교락시켜 이수축 혼섬 가공사를 제조하는 방법도 널리 사용되어 오고 있다.

이를 더욱 구체적으로 살펴보면, 상기 심사와 효과사를 합사한 후 가연기대에서 좌 또는 우로 꼬임을 부여한다. 이때 신도가 높은 효과사는 꼬임방향으로 연신이 일어난다. 가연 후 150℃ 이상의 온도에서 열고정시킨 후 해연 및 공기교락 한다. 이와 같이 제조된 이수축 혼섬 가공사에는 미세한 크림프가 형성되어 벌키성을 갖게 된다. 그러나 이와 같은 종래 방법은 원사의 손상을 방지하기 위해 가연시 꼬임각도가 45°미만으로 설정되므로 효과사의 꼬임방향 연신이 부족하게 된다. 그 결과 이수축 혼섬 가공사의 벌키성이 만족할만한 수준으로 향상되지 못하는 문제가 있다. 즉 이수축 혼섬 가공사는 일반 가연 가공사와는 달리 신도가 서로 상이한 심사와 효과사로 구성되어 있어서, 가연시 충분한 꼬임을 부여하지 않으면 효과사의 신장이 부족하여 크림프 및 벌키성이 부족하게 된다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 원단제조시 원단의 촉감, 벌키성 및 신축복원율이 향상되는 이수축 혼섬사의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 촉감, 벌키성 및 신축복원율이 우수한 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 이수축 혼섬사 제조시 초기 모듈러스가 낮아 촉감이 우수하며 신축복원율이 40% 이상인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사를 심사로 사용함을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로 본 발명은 심사와 효과사를 공기교락한 후 열처리하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 신축복원율이 40% 이상인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가연사를 심사로 사용하고, 복굴절율이 0.015∼0.045이며 절단신도가 90∼170%인 폴리에틸렌테레프탈레이트사를 효과사로 사용함을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 본 발명에서는 신축복원율이 40% 이상인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사를 심사로 사용한다. 상기 심사의 단사 데니어는 3 데니어 이상인 것이 바람직하다. 만약 심사의 단사섬도가 3 데니어 미만인 경우에는 가연공정에서 부여되는 과도한 꼬임에 의해 가공사의 인열강도 등이 저하될 수도 있다.

본 발명에서 심사로 사용되는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사는 다음과 같은 공정에 의해 제조할 수 있다.

(ⅰ) 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트와 1,3 프로판디올을 중축합하여 아래 식(Ⅰ)의 중합체를 제조한다.

여기서, n은 50∼600의 정수이다.

(ⅱ) 상기 중합체를 비교적 높은 방사속도로 방사하여 고배향 미연신사를 제조한다.

(ⅲ) 상기 고배향 미연신사를 히이터가 부착된 통상의 가연기에서 가연하여 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사를 제조한다.

일반적으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 중합방법 및 화학적 구조가 폴리에틸렌테레프탈레이트와 매우 유사하지만 열적, 기계적 특성에 있어서는 많은 차이가 있다. 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트에 비해 신축성, 촉감, 내알카리성 및 염색성 등이 우수하다. 특히 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 초기 모듈러스가 나일론 수준으로 비교적 낮아 탄성회복성이 우수하며 소프트한 촉감을 갖는다.

도 1은 본 발명의 공정 개략도이다.

폴리트리메틸렌테레프탈레이트 고배향 미연신사(1)는 히이터가 부착된 가연기구(3)에서 가연처리 된다. 가연처리시 원사축방향과 꼬임으로 뒤틀린 원사표면의 각도 [이하 꼬임각(θ)이라고 한다] 가 45°∼55°가 되도록 조정하는 것이 매우 중요하다. 꼬임각(θ)이 45°미만일 경우에는 가공사의 벌키성이 저하되고, 55°를 초과할 경우에는 사가공 공정성이 저하되는 문제가 있다. 이와 같이 꼬임이 부여된 원사를 170℃∼210℃의 온도에서 열고정 후 해연하여 본 발명에서 심사로 사용하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사를 제조한다. 이때 열처리 온도가 상기 범위보다 낮을 경우에는 열고정 효과가 떨어지게 되고 상기 범위보다 높을 경우에는 촉감 등의 물성이 저하된다. 이와 같이 제조한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사의 신축복원율은 40% 이상이다. 신축복원율이 40% 미만인 경우에는 원단상에서 이수축 효과를 충분하게 발현할 수 없게 된다.

한편 본 발명에서는 복굴절율이 0.015∼0.045이며 절단신도가 90∼170%인 폴리에틸렌테레프탈레이트사를 효과사로 사용한다. 즉, 종래 심사로 사용되어 온 폴리에틸렌테레프탈레이트사를 본 발명에서는 효과사로 사용하므로서 공정성 및 품질불량 등의 문제를 해결할 수 있다. 복굴절율이 0.015 미만일 경우에는 물성 등이 저하되고 0.045를 초과할 경우에는 염색특성 등이 저하한다. 또한 절단신도가 90% 미만인 경우에는 이수축 효과가 저하하고 170%를 초과할 경우에는 제직 등의 공정통과성이 나빠진다.

지금까지 설명한 심사 및 효과사를 도 1과 같이 공기교락장치(4)에 250∼500m/분 수준의 공급속도로 공급하면서 1.5∼3㎏의 공기압으로 공기교락한 다음 열처리기구(5)에서 열고정하고 권취보빈(6)에 권취하여 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기 열고정 온도는 170∼210℃ 정도가 바람직하다. 열고정 온도가 너무 낮으면 제직 등의 공정통과성이 나빠지고 열고정 온도가 너무 높으면 촉감이 저하되거나 융착이 발생한다.

공기교락시 심사 : 효과사의 섬도비율은 1 : 1 이상으로 하는 것이 촉감 및 신축복원율 향상에 바람직하다.

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트사 고배향 미연신사(심사용 원사)를 가연처리하는 공정과 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가연사(심사)와 폴리에틸렌테레프탈레이트사(효과사)를 공기교락 및 열처리하는 공정을 각각 분리해서 실시할 수도 있지만, 더욱 바람직하기로는 이들 공정들을 동일기대에서 연속적으로 실시하는 것이 좋다.

본 발명으로 제조한 이수축 혼섬사에는 초기 모듈러스가 낮아 촉감이 소프트하고 탄성특성이 우수한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가연사가 심사로 포함되어 있기 때문에, 원단제조시 촉감, 벌키성 및 신축복원율이 더욱 향상된다. 본 발명에 있어서 신축복원율 및 촉감은 다음과 같은 방법으로 측정한다.

·신축복원율(CR,%)

- 0.1g/데니어의 권취장력으로 원사를 10회 감아 시료를 준비하고,

- 상기 시료를 130℃인 오븐에서 5분간 처리한 후 실온에서 12시간 방치하고,

- 상기 시료에 초하중(데니어당 1/25g)과 정하중(데니어당 2g)을 부여하고

20±2℃의 물 속에서 2분 방치 후 시료길이(L)를 측정한 다음,

- 정하중을 제거한 후 초하중 상태에서 3분간 방치 후 시료길이(L₁)를 측정한

다음, 아래 식에 측정된 시료길이 L 및 L₁ 값을 대입하여 신축복원율을

구한다.

신축복원율(%) = ₁ × 100

·촉감/벌키성/탄성(반발감)

5명의 파레나들이 관능적으로 평가한다. 4명 이상이 좋다고 하면 우수, 3명이 좋다고 하면 양호, 2명이 좋다고 하면 보통, 1명 이하가 좋다고 하면 불량한 것으로 한다.

·복굴절율

편광 현미경에 배랙컴펜세이터를 부착하여 시료에 의한 간섭색도로 부터 리타테이션(지연시간)을 측정하고, 이를 아래 식에 대입하여 구한다.

복굴절율 =

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 살펴본다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

150 데니어/48 필라멘트의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 고배향 미연신사(1)를 210℃인 통상의 가연기에서 꼬임각(θ)이 45°가 되도록 가연, 열처리 및 해연하여 신축복원율이 53%인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가연사를 제조한 다음 이를 심사로 공기교락장치(4)로 공급한다.(사속 400m/분) 이와 동시에 복굴절율이 0.016이고 절단신도가 92%인 폴리에틸렌테레프탈레이트사(2)를 효과사로 상기 교락장치(4)로 공급한다.(사속 400m/분) 상기와 같이 공급된 심사 및 효과사를 공기교락장치(4)에서 2㎏의 공기압으로 공기교락시킨 후 190℃로 열고정하여 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기 이수축 혼섬사를 경위사로 사용하여 경위사 밀도가 45본×38본/㎝인 평직물을 제직한 다음 통상적인 조건으로 염가공하여 가공지를 제조한다. 제조한 가공지의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.

실시예 2∼3 및 비교실시예 1∼2

표 1과 같이 제조조건을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 이수축 혼섬사 및 가공지를 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사 및 가공지의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.

< 표 1 > 제조조건

구 분	효 과 사			심 사
	종류	복굴절율	절단신도(%)	종류	신축복원율(%)
실 시 예 1	PET 고배향 미연신사	0.016	92	PTT가연사	53
실 시 예 2	PET 연신사	0.023	120	PTT가연사	55
실 시 예 3	PET 고배향 미연신사	0.040	150	PTT가연사	57
비교실시예 1	PET 고배향 미연신사	0.035	130	PET 고배향미연신사	20
비교실시예 2	PET연신사	0.020	85	PTT가연사	30

표 1에서 PET는 폴리에틸렌테레프탈레이트이고, PTT는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트이다.

< 표 2 > 가공지 물성평가 결과

구 분	촉 감	벌 키 성	탄성(반발감)
실 시 예 1	우수	우수	우수
실 시 예 2	우수	우수	우수
실 시 예 3	우수	우수	우수
비교실시예 1	보통	보통	불량
비교실시예 2	보통	불량	보통

본 발명의 이수축 혼섬사는 신축복원율, 촉감 및 벌키성이 우수하여 고품질의 원단을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 이수축 혼섬사 제조 공정 개략도이다.

도 2는 본 발명에서 심사로 사용되는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가공사의 가연 상태도이다.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호 설명

1 : 심사용 원사 2 : 효과사

3 : 가연기구 4 : 공기교락기구

5 : 열처리기구 6 : 권취보빈

7 : 해연부 8 : 가연부

θ: 꼬임각

Claims (4)

1. 심사와 효과사를 공기교락한 후 열처리하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 신축복원율이 40% 이상인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 가연사를 심사로 사용하고, 복굴절율이 0.015∼0.045이며 절단신도가 90∼170%인 폴리에틸렌테레프탈레이트사를 효과사로 사용함을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
2. 1항에 있어서, 심사의 단사섬도가 3 데니어 이상인 것을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
3. 1항에 있어서, 심사 : 효과사의 섬도구성비가 1 : 1 이상인 것을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
4. 1항에 있어서, 심사의 가연공정, 심사와 효과사의 공기교락공정 및 공기교락 후의 열처리공정이 동일기대에서 연속적으로 실시됨을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.