KR100537253B1 - 잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 서로 다른 수축율을 갖는 2종의 폴리머를 편심형 단면을 갖도록 복합방사한 뒤 열연신하면 후공정의 열처리 과정에서 필라멘트가 코일상으로 되어서 신축성을 나타내는 잠재권축성의 폴리아마이드 섬유 제조 방법에 관한 것임.

본 발명에서 고수축 성분은 카프로락탐과 아디프산 및 2-메틸펜타메틸렌 디아민계 유기염을 공중합시킨 3원 공중합 폴리아마이드이다.

Description

잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조방법{Process for producing a potential polyamide crimped yarn}

본 발명은 잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.

보다 자세하게는 폴리아마이드 중합물 간의 이수축 특성에 의하여 잠재권축성이 발현되도록 한 것이다.

잠재권축성 섬유를 제조하기 위하여 종래에는 서로 다른 2종의 폴리머를 사용하여 복합방사하는 기술이 많이 소개된 바 있으며, 이중에서 나이론과 폴리에스터, 또는 나이론과 폴리우레탄(일본 특개 평 2-53925, 일본 특개 평 3-220301) 등의 조합은 염색차에 의한 불균염문제와 상용성의 부족으로 인한 권축특성 약화 등 여러 가지 문제점이 있었다.

이와 같이 구성 폴리머의 차이에 의한 염색 불균일과 상용성의 문제 발생을 개선하고자 동일게 폴리머를 사용하되 고점도와 저점도의 이점도 폴리머를 사용하는 방법도 제시되었으나 이와같은 방법을 사용하면 방사구금 표면에서 곡사 현상이 발생하여 방사 작업성이 저하되는 문제가 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 분배판 및 방사구금을 특수하게 제작하여 곡사현상을 피하는 방법도 있으나(한국등록특허 0170067) 제작하는데 어려움이 있다.

본 발명은 두 성분 간의 염색차나 상용성의 문제를 일으키지 않으며 곡사현상을 발생시키지 않는 잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조 방법을 제공하는데 기술적 과제를 두고 있다.

본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 동일계 폴리머의 공중합물을 이용하여 수축율 차이가 발생되도록 함으로서 두 성분간의 염색차나 상용성의 문제를 해결하고 우수한 권축특성이 발휘되도록 함을 특징으로 하는 것이다.

즉 본 발명은 잠재권축성을 나타내기에 적합한 비수수축율이 높은 나일론계 공중합물을 이용하여 복합방사함으로써 잠재권축성도 우수하고 염색성 및 방사작업성도 양호한 잠재권축사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 나일론6와 복합방사하여 잠재권축성을 발현하기 위한 나일론계 공중합물을 선택하는 것이 중요한데 잠재권축성을 효과적으로 발현하기 위해서는 공중합물로 방사한 원사의 비수수축율이 15%에서 35%정도, 보다 적절하게는 20%에서 30% 정도인 것이 바람직하다.

나일론 6 섬유의 비수수축율은 9 ∼ 10% 수준인 것으로 알려져 있는데 비수수축율의 차이가 5% 이내이면 이수축성이 충분히 발생하지 않음으로 인해 원하는 효과를 얻을 수 없으며, 수축율 차이가 많이 큰 공중합물을 만들면 나일론6와의 물성차이가 많이 발생하여 복합방사를 하기 어려워지는 문제가 발생한다.

본 발명에서 나일론6와 복합방사하기 위하여 사용하는 3원 공중합 폴리아마이드는 나일론6의 원료인 카프로락탐을 70에서 90중량% 포함하고 아디프산과 가지달린 지방족 디아민계의 유기염을 10에서 30중량% 포함하는 구조의 화합물을 공중합시킨 것이다.

카프로락탐의 량이 70중량% 미만인 경우에는 공중합물의 융점이 현저히 낮아져서 방사공정에서 곡사등의 문제를 일으키게 되며, 카프로락탐이 90중량%를 초과하면 복합방사를 한 후에도 일반 나일론6와의 수축율 차이가 미미하여 권축률 및 탄성률이 발현되지 않는 문제점이 있다.

잠재권축사를 제조하기 위하여는 편심형 또는 사이드바이사이드 형의 방사구금을 사용하여 한쪽에는 나일론 6 폴리머가 다른한쪽에는 고수축성의 폴리아마이드가 토출되도록 방사한다.

이때 편심형 방사구금을 사용하면 심부(core)에 해당되는 부위를 고수축성 폴리아마이드로 하여야 한다.

얻어진 섬유는 만능인장시험기(UTM)을 사용하여 ASTM D2256의 시험방법에 준하여 강신도를 측정한다.

섬유의 권축성능을 확인하기 위하여 다음의 방법에 의하여 필라멘트를 검척기에 20회 검척하여 권취한 후, 100℃의 끓는 물속에서 30분간 처리한다.

다시 80℃의 건조기속에서 1시간동안 건조한 섬유에 대하여 다음의 값들을 측정하여 권축률 및 탄성률을 측정한다.

검척한 타래에 1/500g/데니어의 하중을 매달았을때의 길이 : L2

검척한 타래에 1/20g/데니어의 하중을 매달았을때의 길이 : L1

L1측정 후 다시 1/500g/데니어의 하중을 매달았을때의 길이 : L3

권축률 = (L1-L2)/L1 × 100(%)

탄성률 = ((L1-L3)/(L1-L2)) × 100(%)

얻어진 필라멘트의 권축률은 50%, 보다 바람직하게는 60% 이상이어야 하며 탄성률은 60%, 보다 바람직하게는 70% 이상이어야 한다.

권축률이 50% 미만이면 후가공후 직물에 부여되는 신축성이 떨어져 기대하는 효과를 얻기 어렵고 탄성률이 60% 미만이면 신장된 가공물이 원상태의 모양으로 돌아오지 않는 문제점이 발생한다.

실시예 1

잠재권축성을 지니는 폴리아마이드 섬유를 제조하기 위하여, 폴리머의 중합원료로써 나일론6의 원료인 카프로락탐을 80중량%와, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일 당량으로 구성한 유기염(이하,ME-Salt)을 20중량% 사용하여 회분식 반응기에서 중합시켜서 폴리아마이드 공중합믈을 제조한다.

제조된 폴리아마이드 중합물의 상대점도는 96% 황산에서 측정한 값이 2.6이다.

이렇게 준비된 폴리아마이드 공중합물과 의료용 나일론6 섬유소재에 적합한 상대점도 2.5 수준의 나일론을 복합방사하여서 잠재권축사를 제조한다.

방사에 사용되는 구금은 편심형 구금을 사용하며 심부와 초부의 면적비는 1:1로 하였다.

방사는 24구멍의 구금을 이용하였으며, 압출기의 온도는 고수축성분이 260℃, 일반 나일론6 성분이 270℃가 되도록 하였다.

섬도는 115 데니어가 되도록 하였으며, 일반적인 나일론의 POY 복합방사 공법에 준하여 방사하였다.

얻어진 POY사는 연신을 거쳐서 100데니어가 되도록 하였으며 강도, 신도, 권축률, 탄성률을 측정한 결과는 표 1과 같다.

실시예 2

실시예 1과 같이 하되 카프로락탐을 75중량%, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일당량으로 구성한 유기염(ME-Salt)을 25중량% 사용하여 중합한 폴리아마이드 공중합물을 사용하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

실시예 3

실시예 1과 같이 하되 카프로락탐을 70중량%, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일당량으로 구성한 유기염(ME-Salt)을 30중량% 사용하여 중합한 폴리아마이드 공중합물을 사용하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

실시예 4

실시예 1과 같이 하되 카프로락탐을 85중량%, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일당량으로 구성한 유기염(ME-Salt)을 15중량% 사용하여 중합한 폴리아마이드 공중합물을 사용하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

실시예 5

실시예 1과 같이 하되 카프로락탐을 90중량%, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일당량으로 구성한 유기염(ME-Salt)을 10중량% 사용하여 중합한 폴리아마이드 공중합물을 사용하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

비교예 1

실시예 1과 같이 하되 카프로락탐을 65중량%, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일당량으로 구성한 유기염(ME-Salt)을 35중량%사용하여 중합한 폴리아마이드 공중합물을 사용하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

비교예 2

실시예 1과 같이 하되 카프로락탐을 93중량%, 아디프산과 2-메틸펜타메틸렌디아민을 동일당량으로 구성한 유기염(ME-Salt)을 7중량% 사용하여 중합한 폴리아마이드 공중합물을 사용하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

< 표 1 >

	고수축 폴리머의조성(중량%)		강도(g/데니어)	신도(%)	권축률(%)	탄성률(%)	방사특성
	CPL	ME-Salt
실시예 1	80	20	4.6	42.1	62.3	73.8	양호
실시예 2	75	25	4.3	43.2	64.1	75.3	양호
실시예 3	70	30	4.1	44.7	65.1	76.2	양호
실시예 4	85	15	4.7	42.0	57.8	69.5	양호
실시예 5	90	10	4.7	42.0	52.1	65.3	양호
비교예 1	65	35	3.9	44.0	63.4	72.3	곡사발생,해사불량
비교예 2	93	7	4.7	41.8	48.2	57.0	양호

* CPL ; 카프로락탐 ME-Salt ; 유기염

본 발명은 방사성이 양호하게 권축율과 탄성율이 우수한 잠재권축성 폴리아마이드 섬유를 제조 할 수 있다.

본 발명에 의한 잠재권축성 폴리아마이드 섬유는 종래의 폴리아마이드 섬유에 비하여 후가공시 부드럽고 풍부한 외관과 촉감을 주기 때문에 다양한 용도의 섬유직물의 원료로 활용 할 수 있다.

Claims (2)

1. 카프로락탐과 아디프산 및 2-메틸펜타메틸렌디아민을 원료로한 3원 공중합 폴리아마이드와 통상의 폴리아마이드를 이용하여 복합방사하여 제조하는 것을 특징으로 하는 잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 전체 3원 공중합 폴리아마이드에 대하여 카프로락탐의 량이 70 ∼ 90중량%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 잠재권축성 폴리아마이드 섬유의 제조방법.