KR100482452B1 - 분할형 복합섬유. - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염색성 및 촉감이 우수하며, 후가공공정에서 분할이 용이한 분할형 복합섬유에 관한 것이다.
본 발명의 복합섬유는 섬유형성성 성분인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트와 폴리아미드가 복합섬유 횡단면의 중심으로 부터 외주쪽을 향하여 방사상으로 교호 배열되어 있다.

Description

분할형 복합섬유.
본 발명은 염색성 및 촉감이 우수하고 후가공시 분할이 용이한 분할형 복합섬유에 관한 것이다.
오늘날의 합성섬유는 소비자의 다양한 욕구와 고급화 추세에 부응하여 고부가가치 섬유에 대한 개발 및 생산이 활발하게 진행되고 있다. 일반적으로 분할형 복합섬유는 섬유형성성 성분인 2성분계 폴리머를 특수하게 고안된 복합장치로 복합방사하여 제조되며, 피치스킨(peach skin) 원단, 와이핑(wiping) 원단, 고밀도 직물 및 스웨드조 제품 등의 생산에 사용되고 있다.
분할형 복합섬유는 도1 및 도2 등과 같은 단면형태를 갖고, 염가공공정 등에서의 물리, 화학처리에 의해 분할형 복합섬유를 구성하고 있는 각각의 세그멘트들이 분할된다.이와 같은 분할에 의해 섬유의 초극세화 및 이형단면화가 가능하게 되어 부드러운 촉감 등을 발현하게 된다. 지금까지는 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리아미드의 2성분계 분할형 복합섬유가 사용되어 왔다. 그러나 상기 분할형 복합섬유는 염색특성이 서로 다른 폴리머들이 조합되어 있기 때문에 여러 가지 문제가 발생되고 있다. 구체적으로 폴리아미드는 상압하에서 염색이 가능하지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 고온 고압하에서 염색 가능하기 때문에 상기 분할형 복합섬유의 염색은 고온 고압하에서 실시되고 있다. 이 경우 폴리아미드의 열안정성이 저하되기 때문에 제품의 염색견뢰도가 나빠지고 촉감이 하드해지는 문제가 발생한다. 또한 종래 분할형 복합섬유는 알카리수용액으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 일부를 용해시키는 방법으로 분할되기 때문에 분할조건 설정이 매우 복잡하고 어렵다. 만약 분할조건이 너무 과도한 경우에는 제품의 물성 등이 저하되고 분할조건이 너무 약한 경우에는 분할율이 나빠져 소프트한 촉감 등을 얻을 수 없다.
한편, 대한민국 공고특허 96-7713호 등에서는 폴리아미드와 공중합 폴리에스테르로 구성되는 분할형 복합섬유를 제안하고 있다. 상기 공중합 폴리에스테르는 폴리아미드와의 계면 친화력을 부여하고 알카리감량 속도를 증가시키기 위해 폴리에스테르의 테레프탈산에 대하여 유기 술포네이트 금속염 등을 0.1∼0.7 몰% 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트이다. 이와 같은 분할형 복합섬유는 제사공정 및 분할이 용이하지만, 고온 고압 염색이 불가피하여 염색견뢰도 및 촉감이 저하되는 문제를 해결할 수는 없다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 분할형 복합섬유를 제조하기 위한 것이다.
본 발명은 상압에서도 염색이 가능하고, 염색견뢰도가 우수하고, 후가공시 분할이 용이하고, 부드러운 촉감을 갖는 분할형 복합섬유를 제공하고자 한다.
본 발명은 2성분계 분할형 복합섬유에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 섬유형성성 성분인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트와 폴리아미드가 복합섬유 횡단면의 중심으로 부터 외주쪽을 향하여 방사상으로 교호 배열된 것을 특징으로 하는 분할형 복합섬유에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 분할형 복합섬유는 통상의 분할형 복합섬유 제조용 복합방사장치에서 폴리아미드와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 복합방사하여 제조되며, 도1 및 도2와 같이 폴리아미드 세그멘트와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 세그멘트들이 복합섬유 횡단면의 중심으로 부터 외주쪽을 향하여 방사상으로 교호 배열되어 있는 단면형태를 갖는다.
본 발명은 복합섬유 제조를 위해 제 1성분으로 섬유형성능이 우수한 나일론 6, 나일론 4,6 또는 나일론 6,6 등의 폴리아미드를 사용한다.
한편 제 2성분으로 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트와 1,3-프로판디올의 축중합으로 제조되는 아래 일반식(Ⅰ)의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 사용한다.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 유사한 구조식을 갖지만, 기계적 성질 및 열적 성질은 매우 특이하다. 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 초기 모듈러스가 낮아 촉감이 부드럽고, 폴리아미드와 같은 수준의 우수한 탄성회복성을 갖는다. 또한 염색특성이 우수하여 상온에서 염색이 가능하며 염색견뢰도도 우수하다.
본 발명은 상기와 같은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 고유특성을 활용하여 종래 분할형 복합섬유의 문제점들을 해결하고자 한다. 복합방사시 상기 제 1성분과 제 2성분의 구성비는 폴리아미드(제 1성분) 15∼85 중량%와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(제 2성분) 85∼15 중량%로 하는 것이 바람직하다. 제 2성분이 15 중량% 미만일 경우에는 염색성 및 촉감이 저하하게 되고 85 중량%를 초과하는 경우에는 과도한 신축성 등으로 후공정성이 나빠진다. 그런데 일반적으로 폴리아미드와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 계면에서 서로 화학결합이 전연 없는 비상용성 폴리머이기 때문에 방사 및 연신공정에서 이들 세그멘트들이 분리되어 제사공정에 어려움이 발생될 수도 있다. 상기 문제점을 해결하기 위해서, 즉 폴리아미드와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 상용성 증진을 위해, 본 발명에서는 유기 술포네이트 금속염으로 구성되는 이염기산류 화합물이 공중합된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은 통상의 복합방사법으로 미연신사를 제조한 다음에 연신하여 연신사를 제조하거나 고속방사 설비 및 스핀드로우 방사장치를 통하여 직접 연신사를 제조할 수도 있다.
본 발명의 분할형 복합섬유는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 고유물성에 기인하여 상압염색이 가능하며 촉감 및 염색견뢰도가 우수하다. 또한 폴리아미드와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 간의 충분한 비등수수축율 때문에 복합섬유의 분할이 용이하다.
본 발명에서 각종 물성은 아래 기준으로 측정/평가한다.
·촉감
직물의 촉감특성을 5명의 파레나가 관능검사한 후 상대 평가한다. 구체적으로 4명 이상이 좋다고 판단시 우수, 3명이 좋다고 판단시 양호, 2명이 좋다고 판단시 보통, 1명 이하가 좋다고 판단시 불량 등급이 된다.
·복합섬유 분할율(%)
시료원사를 튜브 니팅한 후, 이들 100℃의 수산화나트륨 수용액(1% 농도)에서 20분간 처리한 후 섬유를 일정크기로 절단한 다음 편광 현미경을 이용하여 섬유의 단면을 측정하고 섬유의 전체개수에 대하여 분리가 일어난 섬유의 개수를 센 후 다음의 식에 의하여 분리도를 측정한다.
여기서 Wo는 전체섬유 개수이고 Wt는 분리된 섬유의 개수이다.
·염색특성
염료 다이아닉스 네이비 블루 RRF 2 중량%와 분산제인 디스퍼 TL 1g/ℓ를 욕비 1:100으로 하여 95℃에 1시간 동안 염색을 시도한 후, 염색가능성 및 염색견뢰도(KSK 기준)를 평가한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 살펴본다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
제 1성분인 폴리아미드(나일론 6) 65 중량%와 제 2성분인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 35 중량%를 통상의 복합방사장치를 이용하여 방사온도 265℃에서 방사속도 1,200m/분으로 복합방사하여 도 1와 같은 단면형태를 갖는 미연신사를 제조한다. 상기 미연신사를 연신온도 70℃, 열고정부 온도 130℃, 연신배율 3.0배, 그리고 연신속도 800m/분으로 하여 75 데니어/24 필라멘트의 연신사를 제조한다. 상기 연신사를 경사 및 위사로 사용하여 경사밀도 45 올/㎝, 위사밀도 38 올/㎝의 평직원단을 제조한다. 상기 직물을 가성소오다 1% 농도의 수용액에서 100℃로 20분간 감량처리하고, 염료 다이아닉스 네이비 블루 RRF 2 중량%와 분산제인 디스퍼 TL 1g/ℓ를 욕비 1:100으로 하여 95℃에서 1시간 동안 염색한다. 이와 같이 제조한 복합섬유 분할율과 직물의 촉감 및 염색특성을 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 2
제 2성분으로 소디움 3,5-디(카보메톡시) 벤젠술포이소프탈레이트산이 0.7 몰% 공중합된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 복합섬유 연신사 및 그의 염색직물을 제조한다. 상기 복합섬유의 분할율과 직물의 촉감 및 염색특성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
실시예 3
제 1성분과 제 2성분의 중량비를 50 : 50으로 하고 섬유단면 형태를 도 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 복합 섬유 연신사 및 그의 염색 직물을 제조한다. 상기 복합 섬유의 분할율과 직물의 촉감 및 염색 특성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
실시예 4
제 1성분과 제 2성분의 중량비를 25 : 75로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 복합 섬유 연신사 및 그의 염색 직물을 제조한다. 상기 복합 섬유의 분할율과 직물의 촉감 및 염색 특성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 1
제 2성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 복합섬유 연신사 및 그의 염색직물을 제조한다. 상기 복합섬유의 분할율과 직물의 촉감 및 염색특성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 2
제 2성분으로 3,5-디(카보메톡시) 벤젠술포이소프탈레이트산이 0.5 몰% 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 복합섬유 연신사 및 그의 염색직물을 제조한다. 상기 복합섬유의 분할율과 직물의 촉감 및 염색특성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
< 표 1 > 물성측정 결과
본 발명의 분할형 복합섬유는 염색견뢰도가 우수함과 동시에 상압에서 염색이 가능하므로 염색비용이 절감된다. 또한 2성분 폴리머 간의 비등수수축율 차이로 인해 분할이 용이하며 촉감도 부드럽다.
도1 및 도2는 분할형 복합섬유의 확대단면도이다.
* 도면중 주요 부분에 대한 부호 설명
A : 제 1성분 세그멘트
B : 제 2성분 세그멘트

Claims (3)

  1. 섬유형성성 성분인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트와 폴리아미드가 복합섬유 횡단면의 중심으로 부터 외주쪽을 향하여 방사상으로 교호 배열된 것을 특징으로 하는 분할형 복합섬유.
  2. 1항에 있어서, 섬유형성성 성분이 폴리아미드 15∼85 중량%와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 85∼15 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 분할형 복합섬유.
  3. 1항 또는 2항에 있어서, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트에 유기 술포네이트 금속염으로 구성되는 이염기산류 화합물이 공중합된 것을 특징으로 하는 분할형 복합섬유.
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