KR100546463B1 - 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법 - Google Patents

균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 코아사와 효과사를 복합 가연하여 폴리에스테르 혼섬사를 제조함에 있어서, 복굴절율이 0.10~0.16이고 절단신도가 20~45%인 이염성 코폴리에스테르 원사를 코아사로 사용하고, 복굴절율이 0.015~0.045이고 절단신도가 90~170%인 폴리에스테르 원사를 효과사로 사용한다.
본 발명의 폴리에스테르 혼섬사는 남성복 또는 여성복 제조용 원사로 사용된다.
균염성 폴리에스테르 혼섬사, 코아사, 효과사, 복굴절율, 절단신도, 투-톤(two-tone)

Description

균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법 {An air textured polyester yarn dyed evenly}
본 발명은 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법에 관한 것이다. 폴리에스테르 혼섬사는 촉감 등이 우수하여 주로 의류용 원사로 많이 사용되고 있다. 남성복 또는 여성복용 원사로 사용되는 폴리에스테르 혼섬사는 최종제품에서 균일한 색조를 발현할 수 있도록 균염성을 갖는 것이 바람직하다.
폴리에스테르 혼섬사를 제조하는 종래 기술로서 대한민국 공개 특허 1992-12580호 및 동 1997-43418호 등과 같이 가연후 신장회복 특성을 이용하기 위하여 상대적으로 신도가 낮은 폴리에스테르 연신사를 코아사로 사용하고, 상대적으로 신도가 높은 폴리에스테르 반연신사를 효과사로 사용하여, 이들의 섬도 및 공급율을 적절하게 조절하면서 복합 가연하는 방법이 주로 사용되고 있다. 여기서 복합 가연이란 코아사와 효과사를 합가연후 공기 교락하거나, 공기 교락후 가연하는 것을 말한다.
이와 같은 종래 기술들은 효과사의 결정 배향 정도가 코아사에 비해 떨어지기 때문에 염색시 효과사는 농염화되는 반면 코아사는 담염화 된다. 그 결과 염색이 완료된 최종 제품상에서는 투-톤(two-tone)이 발생되어 신사복 및 여성복에서 요구되는 깨끗하고 수려한 균일 색조의 외관 특성을 나타낼 수 없다.
이와 같은 투-톤(two-tone) 발생을 연사(twisting)에 의해 방지하는 방법도 실시되고 있지만, 일정 꼬임수 이상으로 연사하지 않으면 투-톤(two-tone) 발생을 방지하기 어렵고 공정도 복잡해 진다.
또한 투-톤(two-tone) 발생 억제를 위해 과도한 조건으로 연사하는 경우에는 다양한 조직으로 직물을 제조하기 어렵고, 직물의 촉감등이 하드(hard)해지는 문제도 발생한다.
따라서 연사 등의 부가 공정없이도 투-톤(two-tone)이 발생되지 않는 균염성 폴리에스테르 혼섬사를 제조하는 방법의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명은 염색시 투-톤(two-tone)이 발생되지 않아 균일한 색조의 외관 특성을 발현할 수 있는 균염성 폴리에스테르 혼섬사를 연사 등의 부가공정없이 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법에 관한 것이다.
구체적으로 원단상에서 균일한 색조의 외관 특성을 발현할 수 있어서 신사복 및 숙녀복 등의 원사로 유용한 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조방법에 관한 것 이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 코아사와 효과사를 복합 가연하여 폴리에스테르 혼섬사를 제조함에 있어서, 복굴절율이 0.10~0.16이고 절단신도가 20~45%인 이염성 코폴리에스테르 원사를 코아사로 사용하고, 복굴절율이 0.015~0.045이고, 절단신도가 90~170%인 폴리에스테르 원사를 효과사로 사용함을 특징으로 하는 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
먼저 본 발명은 물성이 서로 상이한 2종의 폴리에스테르 원사를 각각 코아사와 효과사로 사용하여 이들을 복합 가연 한다.
본 발명에서 코아사로 복굴절율(Δn)이 0.10~0.16이고 절단신도가 20~45%인 이염성 코폴리에스테르 원사를 사용한다. 상기 이염성 코폴리에스테르 원사는 디메틸테레프탈레이트 또는 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 중합하여 폴리에스테르를 제조할 때 상압염색을 위해 공중합용 화합물을 공중합시켜 제조한다.
공중합용 화합물로는 (i) 폴리에틸렌글리콜을 단독으로 사용하거나 (ⅱ) (a) 폴리에틸렌글리콜과 (b) 디올화합물, 폴리알킬렌글리콜 화합물, 디엑시드 화합물 또는 그의 디메틸에스테르 화합물의 혼합물을 사용한다. 공중합용 화합물로 폴리에틸렌글리콜을 단독으로 사용하는 경우에는 5~10중량% 공중합하는 것이 바람직하며, 폴리에틸렌글리콜과 디올화합물 등의 혼합물을 사용하는 경우에는 5~20중량% 공중합 하는 것이 바람직하다.
디엑시드 화합물로서는 5-소디움술포이소프탈레이트엑시드, 아디픽엑시드 또는 이소프탈릭엑시드 또는 이들의 디메틸에스테르 화합물을 사용한다.
디올 화합물로서는 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 사이클로 헥산디올 또는 비스페놀 A의 비스-하이드록시에틸에테르 등의 화합물을 사용한다. 폴리알킬렌글리콜 화합물로는 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리부틸렌글리콜 화합물 등을 사용한다.
상기 이염성 코폴리에스테르의 복굴절율은 0.10~0.16이고, 절단신도는 20~45%이다. 코아사의 복굴절율이 0.10 미만이거나 절단신도가 45%를 초과하는 경우에는 혼섬사의 기본적인 굽힘 강성을 유지하기 위해 가연시 일정수준 이상의 연신이 필요하다. 이때 효과사도 연신되기 때문에 혼섬사의 다층구조 발현이 저하하게 된다.
또한 코아사의 복굴절율이 0.16을 초과하거나 절단신도가 20% 미만인 경우에는 혼섬사의 신장 특성이 저하되어 제직 등의 후가공 공정성이 나빠지게 된다.
상기 이염성 코폴리에스테르 원사는 분산염료로 상압 염색이 가능한 수준으로 염색성이 우수하다. 따라서 최종 제품상에서 담염화 되지 않고 효과사와 동일한 색조로 염색될 수 있어서 투-톤(two-tone) 발생을 방지한다.
한편 효과사로는 복굴절율이 0.015~0.045이고 절단신도가 90~170%인 폴리에스테르 원사를 사용한다. 효과사는 디메틸테레프탈레이트 또는 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 중축합하여 제조한다. 효과사의 복굴절율이 0.015 미만이거나 절단신도가 170%를 초과하는 경우에는 가연기의 공정 통과성에 문제가 되며, 복굴절율이 0.045를 초과하거나 절단신도가 90% 미만인 경우에는 가연 공정에서의 신장후 회복률이 높아지므로 인하여 다층구조 발현이 저하된다.
이상에서 설명한 이염성 코폴리에스테르 원사인 코아사와 고신도 폴리에스테르 원사인 효과사를 복합가연하여 균염성 폴리에스테르 혼섬사를 제조한다.
본 발명에서 복합 가연은 코아사와 효과사를 먼저 공기 교락한 후 가연하는 방법 및 코아사와 효과사를 먼저 합가연한 후 공기 교락하는 방법 모두를 의미한다. 상기 두가지 방법 모두 장단점이 있으나 본 발명이 목표로 하는 균일한 색조 발현에 영향을 주는 인자는 아니므로 어느 방법을 사용하여도 무방하다.
본 발명의 방법으로 제조한 폴리에스테르 혼섬사는 코아사와 효과사 간의 염색차가 없어서 최종 제품상에서 투-톤(two-tone)이 발생되지 않아 균일한 색조의 외관 특성을 발현한다. 따라서 주로 남성 또는 여성 복지용 원사로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 절단신도 및 복굴절율의 측정 방법은 다음과 같다.
절단신도(%) : JIS-L1017 방법을 이용하여 측정 하였다. 이때 기기 및 조건은 아래와 같다.
·인장시험기 : 저속신장형(인스트롱사제) ·인장속도 : 300mm/분
·시료길이 : 250mm ·분위기온도 : 25℃, 65% RH
복굴절율(Δn) : 편광현미경에 베렉컴펜세이터를 부착하여 시료에 의한 간섭 색도로부터 구한 지연시간(리타데이션)을 측정하여 구한다.
Δn = R / d (단, d : 시료의 두께(mm), R : 지연시간(리타데이션 : nm)
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
디메틸테레프탈레이트 100중량부, 에틸렌글리콜 60중량부 및 분자량이 1500인 폴리에틸렌글리콜 8중량부를 중축합 반응기에 소량의 반응 촉매와 함께 투입한 후 240℃로 가열, 에스테르 교환 반응시킨다. 에스테르 교환반응 완료 후 다시 온도 280℃ 및 진공 1토르 조건하에서 3시간 반응시켜 고유점도가 0.70이고 융점이 252℃인 공중합 폴리에스테르 폴리머를 제조한다.
상기 폴리머를 150℃의 온도 및 진공 1토르의 기압하에서 5시간 건조한 후 방사온도 285℃ 및 방사속도 3500m/분의 조건으로 방사한 후 연신비 1.3배, 연신사속 800m/분, 연신 로울러 온도 85℃ 및 핫 플레이트(Hot Plate) 온도 150℃의 조건으로 연신하여 섬도가 120데니어 48필라멘트인 이염성 코폴리에스테르 원사를 제조한다. 제조한 원사의 복굴절율은 0.14, 절단신도는 34%이다.
한편 고유점도가 0.65이고 융점이 251℃인 폴리에스테르 폴리머를 290℃에서 3100m/분의 방사속도로 방사하여 120데니어 72필라멘트의 폴리에스테르 반연신사를 제조한다. 제조한 원사의 복굴절율이 0.021, 절단신도가 138%이다.
상기와 같이 제조된 이염성 코폴리에스테르 원사를 코아사로, 폴리에스테르 반연신사를 효과사로 일본 아이키(AIKI)제 가연기(TH-311)에 공급하여 사속 130m/분, 과공급율 1.8% 및 히터온도 190℃의 조건으로 가연한 후 공기교락하여 폴리에스테르 혼섬사를 제조한다.
상기 폴리에스테르 혼섬사에 800T/M의 연수를 부여하고, 이를 경사 및 위사로 사용하여 원단을 제직(경위사 밀도 : 138본×68본/인치)한 다음, 통상의 방법으 로 정련, 감량 및 염색하여 가공 원단을 제조한다. 제조한 폴리에스테르 혼섬사 및 가공 원단의 물성과 제사 및 제직의 공정성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 2 ~ 실시예 3 및 비교실시예 1 ~ 비교실시예 3
제조 조건을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 폴리에스테르 혼섬사 및 그의 가공 원단을 제조한다. 제조한 폴리에스테르 혼섬사 및 가공 원단의 물성과 제사 및 제직의 공정성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
<표 1> 제조조건
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교실시예 1 비교실시예 2 비교실시예 3
코아사 종류 이염성 코폴리에스테르 원사 (폴리에틸렌글리콜 8 중량부 공중합) 일반 폴리에스테르
코아사 제 조 조 건 방사속도 (m/분) 3,500 2,500 3,800 3,500 5,500 3,500
연 신 비 1.3 2.2 1.26 1.3 0 1.3
핫플레이트 온도(℃) 150 140 150 150 0 150
효과사 제조조건 방사속도 (m/분) 3,100 2,400 3,440 1,850 4,000 3,100
복 합 제조조건 과공급율 (%) 1.8 1.8 1.8 1.8 0 1.8
<표 2> 물성 및 공정성 평가 결과
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교 실시예 1 비교 실시예 2 비교 실시예 3
공정성 복합가연 작업성 양호 양호 양호 불량 양호 양호
제직성 양호 양호 양호 불량 양호 양호
코아사 물성 복굴절율 0.14 0.135 0.155 0.14 0.08 0.145
절단신도(%) 34 35 31 34 39 32
효과사 물성 복굴절율 0.025 0.017 0.041 0.009 0.048 0.025
절단신도(%) 138 165 115 225 105 138
가공원단 물성 벌키성 우수 양호 우수 보통 불량 우수
색조균일성 우수 우수 우수 양호 양호 투톤발생
본 발명은 복합 가연시 코아사로 이염성 코폴리에스테르 원사를 사용하고 효과사로 고신도의 폴리에스테르 원사를 사용하기 때문에 연사 등의 부가공정 없이고 코아사와 효과사의 염차 발생을 방지할 수 있다.
그 결과 염색시 투-톤(two-tone)이 발생되지 않아 균일한 색조의 외관 특성을 발현할 수 있는 균염성 폴리에스테르 혼섬사를 간소한 공정으로 제조할 수 있다.

Claims (2)

  1. 코아사와 효과사를 복합 가연하여 폴리에스테르 혼섬사를 제조함에 있어서, 복굴절율이 0.10~0.16이고 절단신도가 20~45%인 이염성 코폴리에스테르 원사를 코아사로 사용하고, 복굴절율이 0.015~0.045이고 절단신도가 90~170%인 폴리에스테르 원사를 효과사로 사용함을 특징으로 하는 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조방법.
  2. 1항에 있어서, 이염성 코폴리에스테르 원사는 (i) 폴리에틸렌글리콜이 단독으로 공중합되거나 (ⅱ) (a) 폴리에틸렌글리콜과 (b) 디올화합물, 폴리알킬렌글리콜 화합물, 디엑시드 화합물 또는 그의 디메틸에스테르 화합물의 혼합물이 공중합된 코폴리에스테르 원사인 것을 특징으로 하는 균염성 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.
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