KR100531939B1 - 폴리에스테르계 원착 극세사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 원착 극세사에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 원착 극세사의 도성분의 단사섬도가 0.01∼0.5 데니어이고, 도성분은 시스-코어 형태의 이중구조를 가지며, 코어 부분에 1종 이상의 유색 색소 성분을 코어성분 중량 대비 0.1∼20중량% 함유하는 폴리에스테르계 원착 극세사에 관한 것이다. 본 발명에 따른 극세사 제품은 높은 색농도의 염색물을 얻을 수 있고, 염색시 염료 사용량 절감효과와 이에 따른 염색견뢰도가 향상되는 효과가 있다.

Description

폴리에스테르계 원착 극세사{Polyester dope dyed microfiber}

본 발명은 폴리에스테르계 원착 극세사에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 스웨이드용 폴리에스테르계 해도형 극세사 제품의 취약한 염색견뢰도 문제를 개선하고, 극세사 제품의 낮은 색상 발현성을 향상시킨 폴리에스테르계 원착 극세사에 관한 것이다.

스웨이드조 직편물용 소재로 많이 쓰이는 해도형 극세섬유는 알칼리 감량공정 후의 단사섬도가 0.01∼0.5 데니어 수준으로 남게 되는데, 이러한 극세섬유로 제조된 스웨이드조 폴리에스테르 직편물 염색공정에서는 섬유의 굵기 감소로 인한 표면적 증가로 겉보기 농도가 떨어지기 때문에 충분한 색농도를 나타내기 위해서는 염료의 사용량이 많아지게 되고 이에 따른 습윤견뢰도의 저하 등 많은 문제점이 발생하게 된다.

따라서 최근에는 이러한 문제점을 해결하고자 카본블랙을 안료를 사용한 극세사 제품이 출시되어 블랙 염색물의 경우 색농도의 증진과 습윤견뢰도의 향상을 가져왔다.

그러나, 해도사의 도성분에 블랙 이외의 유색 색소 성분으로 원착한 해도형 극세사는 아직 여러 가지 기술상의 문제로 상업화되지 못하고 있다.

또한, 해도사의 도성분에 무기안료나 유기안료를 사용하면 상대적으로 큰 안료 입자 크기 때문에 사절이 발생하는 등 방사작업성이 불량한 문제점이 있고, 통상의 폴리에스테르 방사조건인 고온에서 용융되는 특성 때문에 작업성이 양호한 솔벤트 염료를 원착 색소성분으로 사용하면 감량시 또는 염색공정에서 많은 양의 염료가 마이그레이션 되어 빠져나와서 원착 섬유의 색농도가 많이 떨어지고 빠져나온 염료가 타섬유를 오염시키는 문제가 발생한다.

이에 본 발명에서는 색상이 다양하고 방사작업성에 문제가 없는 솔벤트 염료를 원착 색소 성분으로 사용하면서, 염료가 마이그레이션 되어 빠져나오는 현상을 억제하고자 도성분을 시스-코어 이중구조로 하여 코어부분에만 원착을 시도한 결과, 상술한 문제점을 해결할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 스웨이드용 폴리에스테르계 해도형 극세사 제품의 염색견뢰도를 개선하기 위하여, 염색시 염료 소요량을 줄이고도 염색물의 견뢰도 및 충분한 색농도를 발현할 수 있는 원착 극세사를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리에스테르계 원착 극세사는 원착 극세사의 도성분의 단사섬도가 0.01∼0.5 데니어이고, 도성분은 시스-코어 형태의 이중구조를 가지며, 코어 부분에 1종 이상의 유색 색소 성분을 코어성분 중량 대비 0.1∼20중량% 함유하는 것으로 구성된다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 극세사의 섬유 굵기가 1/10로 감소하면 동일한 중량의 섬유의 표면적은 3.1배 정도 증가하게 되고 염색 후 겉보기 농도는 1/3로 감소하게 된다. 따라서 스웨이드용 직편물에 사용된 해도사의 감량후 도성분의 굵기가 매우 가늘기 때문에 염색물의 색농도는 떨어지고 충분한 색농도를 얻기 위하여 염료 사용량이 늘어나면 습윤견뢰도가 저하하는 등의 문제점이 발생한다.

따라서, 최근에는 블랙 염색물의 색농도의 증진과 습윤견뢰도의 향상을 위하여 블랙 안료를 사용한 극세사 제품이 출시되고 있다. 그러나, 블랙 원착 해도사를 사용한 스웨이드지의 감량 후 색상은 다크 브라운정도의 어두운 색상을 나타내기 때문에 주로 블랙이나 어두운 색상의 제품 염색용으로만 사용할 수 있어 용도가 매우 제한적이라는 단점이 있다.

한편, 본 발명에서는 섬유류 제품의 원착에 사용할 수 있는 색소성분의 특징을 살펴보았고, 그 결과는 하기 표 1과 같다.

종류	특징	비고
무기안료	평균입자 크기: 0.1∼5μ색상이 선명하지 못하고 착색력 떨어짐	블랙 안료인 카본블랙은평균입자 크기: 0.015∼0.05μ
유기안료	평균입자 크기: 0.05∼0.5μ	카본블랙에 비해서는 입자가 큰 편임
솔벤트 염료	고온에서 입자가 용융됨밝고 다양한 색상	방사작업성 가장 양호하며원사의 물리적인 물성저하에 영향이 제일 작음

색소의 입자 크기가 상대적으로 큰 무기안료나 유기안료는 일부 프탈로시아닌계 블루 안료를 제외하고는 방사공정에서 사절이 많고 작업성이 좋지 않았다. 특히, 무기안료 계열은 대체로 색상이 어둡고 색상이 풍부하지 못하여 사용이 부적합하였다. 반면에, 색상이 밝고 다양하며 고온에서 입자가 용융되는 솔벤트 염료가 극세사 원착 색소로는 가장 바람직한 특성을 나타내었다.

이러한 솔벤트 염료를 원착 성분으로 사용하기 위해서는 감량공정이나 시간이 지날수록 염료가 지속적으로 마이그레이션되어 섬유 밖으로 빠져나오는 문제를 해결해야 하였다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해도사의 도성분을 시스-코어의 이중 구조로 만들어 코어부분에 염료를 원착하고, 이를 시스 부분에 의해 피복되어 있는 형태로 도성분을 구성함으로써 극복할 수 있었다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 원착 극세사는 코어성분 중량 대비 0.1∼20중량%의 솔벤트 염료 색소 성분을 함유한 도성분 코어 부분(1), 이를 둘러싼 원착이 안된 도성분 시스 부분(2), 및 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 해성분(3)으로 구성된다. 또한, 원착 극세사의 도성분의 단사섬도는 0.01∼0.5 데니어가 바람직하다.

본 발명에 따르면, 원착 색소성분이 도성분의 중량대비 0.1중량% 미만인 경우에는 원착에 의한 색발현 정도가 미흡하였고, 최대 20중량%이내의 범위에서 원하는 수준의 색농도를 얻을 수 있었다.

또한, 도성분 코어 부분만의 직경(A)와 시스 부분까지 포함하는 도성분 전체 직경(B)의 비 A/B가 0.4 보다 작을 경우는 코어 부분의 비율이 상대적으로 너무 작아 원착 함량을 높여도 만족할 원착 효과를 얻을 수 없어 적정한 A/B값은 0.4이상 1미만이었다. 그리고 도성분의 시스-코어를 구성하는 폴리머는 폴리에스테르 또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 도성분의 코어 부분의 원착에 사용한 유색 솔벤트 염료는 모노아조, 디스아조, 안트라퀴논, 트리아릴메탄, 아진, 및 Cu 프탈로시아닌계의 솔벤트 염료 중에서 선택되어지며, 선택되어진 염료를 단독 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 좀 더 상세하게 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

시스-코어 구조를 갖는 원착 극세사의 제조

도성분과 해성분로 구성된 해도사의 제조시 도성분과 해성분의 투입 중량비는 도성분 70중량%와 해성분 30중량%로 하였고, 해도사는 해성분을 용출 후에는 37필라멘트의 도성분으로 분할되도록하여 해도사의 전체 섬도는 75데니어/36필라멘트가 되도록 방사후 연신하였다. 상기 도성분과 해성분은 모두 동일한 폴리에스테르 폴리머를 사용하였다.

한편, 안트라퀴논계 네이비블루 솔벤트 염료(C.I. Solvent Blue 35) 성분이 20중량% 포함된 네이비블루 마스터뱃치 칩과 도성분 코어 부분 칩의 투입 중량비는 50 : 50으로 조정하여 해도사의 도성분 코어 부분에 색소성분이 10중량%가 되도록 하고, 도성분 코어 부분만의 직경(A)와 시스 부분까지 포함하는 도성분 전체 직경(B)의 비 A/B가 0.8이 되도록 원착 극세사를 제조하였다.

비교예 1

시스-코어형이 아닌 원착 극세사의 제조

색소 성분이 20중량% 포함된 네이비블루 마스터뱃치 칩과 도성분 칩의 투입 중량비는 50 : 50으로 조정하여 해도사의 도성분 전체에 색소성분이 10중량%가 되로록 시스-코어형이 아닌 원착 극세사를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 2

시스-코어형이 아닐 뿐만 아니라 원착시키지 않은 일반 75/36데니어 폴리에스터 해도사를 비교 샘플로 사용하였다.

이렇게 제조한 원착 극세사 2종과 1종의 일반 해도사를 환편기로 편직하여 1.2% 가성소다 수용액에서 98℃, 및 30분 감량후 감량지의 색상을 측색기로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 요약하였다.

	A/B	도성분 전체내 색소성분 함량(중량%)	감량후의 측색치(D65광원에서의 L값)
실시예 1	0.8	10	42.5
비교예 1	-	10	53.2
비교예 2	-	0	85.7

A/B: 도성분 코어 부분만의 직경(A)와 시스 부분까지 포함하는 도성분 전체 직경(B)의 비율

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 측색치 L값이 낮을수록 어두운 경향을 뜻하므로 원착 감량지의 색이 진하다고 할 수 있는데 도성분내 색소성분 함량이 동일함에도 불구하고 실시예 1이 비교예 1보다 더 진한 것을 알 수 있다.

이는 도성분 전체에 원착된 비교예 1의 샘플에 비하여 시스 부분이 원착된 코어 부분을 감싸고 있는 실시예 1의 샘플이 감량과정에서 마이그레이션되어 밖으로 빠지는 원착 색소량이 더 적기 때문이다.

또한, 염료 사용량을 파악하기 위하여, 각각의 감량지를 비교예 2의 시료와 색상이 같도록 염료 사용량을 조절하여 분산염료 Foron Navy RD-RLS 300%를 사용하여 130℃에서 40분 염색하였다. 그리고 이렇게 염색된 염색지의 색농도와 세탁견뢰도(KSK A-3)를 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 요약하였다.

	추가염색 농도(% owf)	염색물의 겉보기 색농도(K/S)	세탁 견뢰도
			변퇴	오염
실시예 1	4	103%	4-5급	4급
비교예 1	6.4	98%	3-4급	2급
비교예 2	10	100%	3급	3급

실시예 1과 비교예 1의 경우 미원착인 비교예 2 샘플에 비하여 염료 절감 효과와 함께 향상된 세탁견뢰도를 나타내었다. 하지만 시스-코어 구조가 아닌 비교예 1의 샘플은 지속적인 원착 색소 성분의 용출로 인하여 세탁견뢰도의 타섬유 오염 등급이 비교예 2 샘플보다도 낮게 나왔다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 극세사 제품에서 높은 색농도의 염색물을 얻을수 있고, 염색시 염료 사용량 절감효과와 이에 따른 염색견뢰도 향상 효과가 있는 폴리에스테르계 유색 원착 극세사 제품을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 해도사(海島絲)의 구조를 나타낸 단면도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1: 도성분의 코어(core) 부분

2: 도성분의 시스(sheath) 부분

3: 해성분(이용해성 폴리에스테르)

Claims (4)

1. 원착 극세사의 도성분의 단사섬도가 0.01∼0.5 데니어이고, 도성분은 시스-코어 형태의 이중구조를 가지며, 코어 부분에 1종 이상의 유색 색소 성분을 코어성분 중량 대비 0.1∼20중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 원착 극세사.
2. 제1항에 있어서, 상기 도성분 코어 부분의 직경(A)와 시스 부분까지 포함하는 도성분 전체 직경(B)의 비율 A/B가 0.4이상 1미만인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 원착 극세사.
3. 제1항에 있어서, 상기 유색 원착 색소는 모노아조, 디스아조, 안트라퀴논, 트리아릴메탄, 아진, 및 Cu 프탈로시아닌계의 솔벤트 염료로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택됨을 특징으로 하는 폴리에스테르계 원착 극세사.
4. 제1항에 있어서, 상기 도성분의 시스-코어를 구성하는 폴리머는 폴리에스테르 또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 원착 극세사.