KR100624146B1 - 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법 - Google Patents

스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사에 관한 것으로서, 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사(초사)가 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)를 휘감고 있는 형태를 갖고, 혼섬사 표면에 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프가 2~350개/m 형성되어 있으며, 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프의 95% 이상이 1.0∼2.5mm의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기 2성분 복합사(초사)와 열가소성 멀티필라멘트(심사)를 공기가공 장치에서 초사의 오버피드율/심사의 오버피드율 비가 1.2∼4.0인 조건으로 에어텍스츄어링(공기가공)하여 제조한다. 본 발명의 이수축 혼섬사는 직편물 제조시 모노필라멘트 분산성이 우수하며, 입모밀도가 높고, 입모가 균일하여 우수한 스웨드(Suede) 효과를 발현한다.
스웨드, 이수축 혼섬사, 2성분 복합사, 초사, 고수축사, 심사, 모노필라멘트 분산성, 입모밀도, 오버피드율

Description

스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법 {A textured yarn with different shrinkage and excellent suede effect, and a process of preparing for the same}
도 1은 본 발명의 에어텍스츄어링(공기가공) 공정 개략도
도 2는 종래 가연(False twist texturing) 공정 개략도
도 3은 본 발명 이수축 혼섬사(ATY)의 전자현미경 사진
도 4는 종래 이수축 혼섬사(ITY)의 전자현미경 사진
도 5는 본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)로 제직된 직물표면의 전자현미경 사진
도 6은 종래 이수축 혼섬사(ITY)로 제직된 직물표면의 전자현미경 사진
※ 도면 중 주요부분에 대한 부호설명
A : 저수축성의 2성분 복합사(초사)
B : 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)
C : 고배향 미연신 2성분 복합사(초사)
a : 본 발명 이수축 혼섬사(ATY) 루프부분
b : 종래 이수축 혼섬사(ITY) 집속부분
c : 종래 이수축 혼섬사(ITY) 벌키부분
1, 10 : 제1공급로울러 2, 13 : 제2공급로울러
3, 14 : 공기가공 노즐 4 : 급수장치
5, 15 : 제3공급로울러 6 : 중공히터
7 : 제 4 공급로울러 8, 16 : 권취로울러
11 : 열판 12 : 가연유니터
본 발명은 천연피혁과 같은 촉감과 외관을 발현하는 효과(이하 "스웨드 효과"라 한다)가 우수한 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
물성이 우수한 합성섬유는 천연섬유와 더불어 오랫동안 의류용 원사로 사용되어 왔으나, 합성섬유는 촉감이 차갑고 소프트하지 못한 문제가 있었다.
합성섬유에 천연섬유와 같은 소프트한 촉감을 부여하는 한가지 방법으로서, 단사섬도(모노필라멘트 섬도)가 1.0데니어 이하인 초극세 합성섬유 개발이 진행되어 왔다. 초극세 합성섬유는 천연섬유 이상의 촉감과 기능성을 가지고 있고, 가공이 쉽고, 취급이 용이할 뿐만아니라 저가로 대량생산이 가능하기 때문에 빠르게 용도가 확대되고 있다.
통상 초극세 합성섬유의 제조방법으로는 직접방사법과 복합방사법이 있다.
직접방사에 의한 방법은 구금을 통해 직접 방사하기 때문에 0.1데니어 이하 의 초극세 섬유 제조가 어렵고, 사가공 및 제직단계에서도 여러 문제점이 발생되고 있다.
반면, 복합방사에 의한 방법은 폴리에스테르/폴리아미드 조성이나 폴리에스테르/공중합 폴리에스테르 조성같이 서로 다른 폴리머들을 복합방사하여 2성분 복합사를 제조한 후, 후가공 공정 중 물리적 또는 화학적 방법으로 2성분 복합사 내 섬유형성성 성분의 모노필라멘트(이하 "피브릴"이라 한다)들을 분리, 분할하여 제조한다. 따라서 0.1데니어 이하의 초극세 섬유 제조가 용이하고, 후공정 중에 피브릴들이 분리, 분할되기 때문에 다른 섬유와의 복합화가 쉽고, 사가공 및 제직공정성이 양호한 장점을 가지고 있다.
그러나 이러한 복합방사법에 의해 제조된 2성분 복합사를 단독으로 직편물에 사용할 경우, 버핑성, 후도감, 드레이프성, 파열강도가 떨어지는 단점을 갖게 된다. 특히, 폴리에스테르/공중합폴리에스테르 조성의 복합방사의 경우 감량에 의해 공중합폴리에스테르가 추출되기 때문에 직편물 조직 사이에 공간이 생성되어 원단의 후두감, 드레이프성, 파열강도의 저하가 심하게 된다.
초극세 합성섬유 또는 2성분 복합사를 단독으로 사용하여 발생되는 상기 문제점을 해결하고자 지금까지 초극세 합성섬유와 다른섬유를 복합화 하는 방법이 널리 연구되어 왔다.
2성분 복합사와 다른섬유를 복합화 하는 종래기술로 대한민국 공개특허 제1998-55564호 및 동 제1999-24801호 등에서는 도 2와 같이 미연신 상태의 2성분 복합사(C)를 연신가연한 다음, 이를 고수축사(B)와 공기가공 노즐 내에 동일한 오 버피드율(1∼5% 수준)로 공급한 후, 이들을 1∼5kgf/㎠의 공기압으로 단순히 인터레이싱(공기교락) 시키는 방법을 제시하고 있다.
이하, 본 발명에서는 상기와 같이 심사와 초사의 오버피드율을 동일하게 하고, 이들의 오버피드율도 5% 이하로 낮게 설정하고, 공기압도 5kgf/㎠ 이하로 낮게 설정된 조건 하에서 심사와 초사를 공기가공 노즐 내에서 단순히 인터레이싱 하는 공정으로 제조되어 도 4와 같이 초사와 심사가 원사 길이방향을 따라 불규칙한 간격으로 단순히 교락되어 있는 이수축 혼섬사를 "ITY(Interlaced yarn)" 라고 정의 한다. 구체적으로 상기 ITY는 도 4와 같이 원사길이 방향을 따라 집속부분(b)과 벌키부분(c)이 교호로 반복된 구조를 갖는다.
상기 방법으로 제조한 이수축 혼섬사(ITY)는 후공정시 벌키한 초극세 섬유와 고수축사 간의 이수축 차이에 의해 우수한 벌키성이 발현되고, 심사로 사용한 고수축사는 태데니어이기 때문에 우수한 강도와 드레이프성이 발현되는 장점이 있다. 그러나 상기 방법은 물성이 취약한 미연신 2성분 복합사를 단독으로 연신가연하기 때문에 통상적인 가연조건에서는 공정안정성이 매우 떨어지고, 벌키성이 우수한 혼섬사를 얻을 수 없다.
예를들어 섬유형성성 성분이 폴리에스테르이고, 용출성분이 공중합폴리에스테르인 2성분 복합사를 연신가연할 경우, 용출성분인 공중합폴리에스테르의 열안정성이 떨어지기 때문에 통상의 가연온도보다 낮은 온도설정이 불가피하고, 충분한 가연연수(꼬임수/단위길이)를 부여하지 못하는 문제점을 가지고 있다.
그 결과 제조된 이수축 혼섬사는 벌키성 즉, 크림프율(CR%)이 매우 낮게 된 다. 크림프율은 후가공시 원단의 벌키성과 품질을 나타내는 대표적인 물성이다. 낮은 크림프율로 인해 초극세 섬유가 원단표면에 충분히 부출이 되지 않기 때문에 우수한 품질의 원단을 얻을 수 없다.
한편, 일본 특개평 7-126951호 등에서는 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)와 저수축성의 2성분 복합사(초사) 각각을 동일한 오버피드율(1∼5% 수준)로 공기가공 노즐 내에 공급한 후, 이들을 1∼5kgf/㎠의 공기압으로 단순히 인터레이싱(공기교락)하여 이수축 혼섬사(ITY)를 제조하는 방법을 게재하고 있다.
그러나, 상기 종래방법들로 제조된 ITY들은 단순히 2개의 원사 간의 열적 거동 특성의 차이로 길이 차이가 발생하여 벌키성은 발현되나 피브릴의 분산성은 저하되기 때문에 직편물 제조시 양호한 스웨드(Suede) 효과를 발현하지 못한다. 보다 구체적으로, 상기 종래 방법으로 제조된 이수축 혼섬사(ITY)들은 도 4와 같이 혼섬사 길이방향을 따라 일정 간격으로 피브릴들이 단순히 집속된 형태를 갖는다.
그 결과 직편물 제조후 집속된 피브릴들이 잘 분산되지 않고, 교락(집속)된 부분이 버핑되어 기모된 입모(立毛)와 교락(집속)되지 않은 부분이 버핑되어 기모된 입모의 길이가 서로 상이하게 되고, 입모밀도도 불균일하게 된다. 이로 인해 직편물 제조시 도 6과 같이 입모들이 뭉쳐 직편물 바닥면이 부분적으로 드러나게 되어 우수한 스웨드 효과를 발현할 수 없는 문제가 있었다.
한편, 또다른 종래기술로는 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)와 2성분 복합사가 아닌 통상의 저수축성 멀티필라멘트(초사) 각각을 상이한 오버피드율 (5∼50% 수준)로 공기가공 노즐 내에 공급한 후, 이들을 6∼16kgf/㎠의 높은 공기 압으로 에어텍스츄어링(공기가공)하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법도 널리 실시되고 있다.
이하, 본 발명에서는 상기와 같이 심사와 초사의 오버피드율을 상이하게 하고, 이들의 오버피드율도 5∼50% 수준으로 높게 설정하고, 공기압도 6∼16kgf/㎠으로 높게 설정된 조건 하에서 심사와 초사를 공기가공 노즐 내에서 에어텍스츄어링 하는 공정으로 제조되어, 도 3과 같이 초사가 심사를 휘감고 있으며 혼섬사 표면에 초사의 루프(a)들이 형성되어 있는 이수축 혼섬사를 "ATY(Airtextured yarn)" 라고 정의 한다.
상기와 같이 제조된 ATY는 도 3과 같이 혼섬사 표면에 루프를 형성하지만, 루프를 형성하는 초사가 2성분 복합사가 아니기 때문에, 다시말해 초극세섬유가 아니기 때문에, 직편물 제조시 입모밀도가 낮고, 피브릴분산도 일어나지 않아 전혀 스웨드 효과를 발현하지 못하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 문제점들을 해결하기 위하여 직편물 제조시 버핑공정후 피브릴 분산성이 우수하고, 입모밀도가 높고, 입모길이도 균일하여 우수한 촉감과 외관을 발현할 수 있는 이수축 혼섬사(ATY)를 제공하기 위한 것이다. 또다른 본 발명의 목적은 상기와 같이 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 저수축성의 2성분 복합사(초사)와 고수축성의 열가소성 멀티필라 멘트(심사)를 적절한 조건하에서 에어텍스츄어링(공기가공)하여, 상기 초사가 심사를 휘감고 있으며, 혼섬사 표면에 균일한 2성분 복합사의 루프가 형성되어 있어서, 직편물 제조시 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)를 제공하고자 한다.
이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은 저수축성의 초사와 고수축성의 심사를 에어텍스츄어링(공기가공)하여 이수축 혼섬사(ATY)를 제조함에 있어서, 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사를 초사로 사용하고, 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트를 심사로 사용하며, 초사의 오버피드율/심사의 오버피드율 비를 1.2∼4.0으로 조절하고 공기압을 6∼16kgf/㎠으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 제조된 본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)는 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사(초사)가 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)를 휘감고 있는 형태를 갖고, 혼섬사 표면에 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프가 2~350개/m 형성되어 있으며, 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프의 95% 이상이 1.0∼2.5mm의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 도 1과 같이 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사를 초사(A)로 사 용하고, 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트를 심사(B)로 사용하여, 상기 초사와 심사 각각을 제1공급로울러(1) 및 제2공급로울러(2)를 통해 초사의 오버피드율/심사의 오버피드율 비가 1.2∼4.0이 되도록 공기가공 노즐(3)에 공급한 후, 이들을 6∼16kgf/㎠의 공기압으로 에어텍스츄어링(공기가공)하여 이수축 혼섬사(ATY)를 제조한다.
공기가공 노즐(3) 내로 상기 심사(B)를 공급하기 전에 급수장치(4)로 심사(B)에 수분을 묻혀주는 것이 더욱 바람직 하다.
초사의 오버피드율은 제1공급로울러(1)와 제3공급로울러(5) 간의 선속도 차이로 조정하며 심사의 오버피드율은 제2공급로울러(2)와 제3공급로울러(5) 간의 선속도 차이로 조정 한다.
공기가공 노즐(3)에서 혼섬된 이수축 혼섬사는 중공히터(6)에서 열처리된 후 권취로울러(7)에 권취된다.
상기 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 단사섬도가 1 데니어 미만인 경우 직편물 적용시 드레이프성이 떨어지고, 단사섬도가 8 데니어를 초과하면 사가공성이 떨어지고 반발탄성이 너무 커져 봉제성이 나쁘고 원단의 품위가 떨어지는 단점이 발생될 수 있다. 따라서 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 단사섬도가 1~8데니어인 것이 바람직 하다.
또한 상기 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 비등수축율이 10% 미만이면 2성분 복합사(초사)와의 열적수축율 차이가 적어 벌키성과 치밀성이 떨어져 우수한 터치와 외관의 원단을 얻기 어렵고, 비등수축율이 50%를 초과하게 되면 과 축으로 인해 원단에 구김이 생기고 조직이 지나치게 치밀해져서 원단이 하드해 지고 입모장도 불균일해 질 수 있다.
따라서 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 비등수축율은 10~50%인 것이 바람직 하다. 이는 심사와 초사의 비등수축율 차이가 원단의 벌키성과 치밀성으로 이어지기 때문이다.
상기 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 신도가 25%를 미만이 되면 원사 제조공정성과 사가공성이 저하될 수 있고, 신도가 45%를 초과하게 되면 원단의 드레이프성이 떨어지는 단점이 발생될 수 있다. 따라서 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 신도는 25~45%인 것이 바람직 하다.
이러한 열가소성 고수축 멀티필라멘트(심사)를 제조하기 위해서는 폴리에스테르 폴리머에 제 3성분을 공중합시키는 방법이 바람직 하다. 제 3성분으로는 세바신산, 프탈산 및 이소프탈산 등의 디카르복실산류, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 네오펜틸글리콜 등의 글리콜류외 비스페놀A 및 비스페놀 술폰 등을 사용할 수 있다.
고수축 특성의 발현 등을 고려해 볼 때 제 3 성분의 공중합 양은 3몰% 이상이 바람직 하고, 공중합물이 너무 많아지면 제사성이 떨어지고 과축에 의해 원단이 불량해지기 때문에 20몰% 이하가 가장 바람직 하다.
제 3성분의 공중합 양에 따라 DSC 상에서의 융점온도가 변하게 된다. 본 발명의 고수축성 원사(심사)의 융점온도가 220℃ 미만인 경우에는 열적 불안정성으로 인해 공정안정성이 불량해질 수 있고, 240℃를 초과하게 되면 열적수축율이 저 하될 수 있다. 따라서, 고수축성 원사(심사)의 융점온도는 220~240℃인 것이 보다 바람직 하다.
한편, 상기 저수축성의 2성분 복합사(초사)는 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후 단사섬도가 0.001∼0.3 데니어 이다. 상기 섬유형성성 성분과 용출성분은 해도형 또는 분할형으로 복합될 수 있으며, 본 발명의 2성분 복합사는 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되는 통상의 복합섬유들을 모두 포함한다.
또한 본 발명의 2성분 복합사(초사)는 섬유형성성 성분인 폴리에스테르와 폴리아미드가 사이드 바이 사이드(Side by side) 형태로 복합된 복합섬유도 포함한다.
용출성분 용출후 단사섬도가 0.3 데니어를 초과하면 우수한 질감의 스웨드조 원단을 얻을 수 없고, 단사섬도가 0.001 데니어 미만이면 질감은 매우 우수해지나 원사 제조공정성이 떨어지고 일광견뢰도, 세탁견뢰도가 떨어지는 단점이 있다.
상기 저수축성의 2성분 복합사(초사)의 비등수축율은 10% 이하인 것이 바람직 하다. 만약 비등수축율이 10%를 초과하면 심사인 고수축사와의 수축율 차이가 적어져 원단의 벌키성과 치밀감이 떨어져 원단의 품질이 저하될 수 있다.
또한 상기 2성분 복합사(초사)의 신도가 23% 미만이 되면 원사 제조성과 사가공성이 떨어지고, 신도가 45%를 초과할 경우 터프니스가 증가되어 버핑성이 떨어지게 되고 입모균일도가 불량하게 될수도 있다. 따라서 2성분 복합사(초사)의 신도는 23~45%인 것이 보다 바람직 하다.
섬유형성성 성분으로는 폴리에스테르 수지 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리아미드 수지 등이 사용될 수 있고, 상기 수지 내에 카본블랙 등의 첨가제가 첨가될 수도 있다. 용출성분으로는 이소프탈레이트 및/또는 폴리알킬렌글리콜이 공중합된 공중합 폴리에스테르 등을 사용할 수 있다.
상기 2성분 복합사에는 방사직접연신(Spin Direct Draw)으로 제조된 원사, 미연신사를 연신처리한 연신사 또는 연신사를 가연처리한 가연사 모두가 포함된다. 또한 상기 2성분 복합사는 미연신사를 불규칙하게 연신하여 제조된 태세사 형태일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 복합사를 만들기 위한 장치의 일예이다. 초사(A)와 심사(B)는 오버피드율이 다른 공급로울러(1,2)에서 각각 공급되고, 공급로울러들을 지난 초사(A)와 심사(B)는 공기가공 노즐에서 에어텍스츄어링(공기가공)되게 된다.
심사와 초사를 각각 다른 공급로울러에서 공급하는 이유는 초사와 심사의 오버피드율을 다르게 하여 심사(B)를 혼섬사 중심에 위치시키고, 초사(A)를 혼섬사 표면에 도 3과 같이 루프(a) 형태로 띄우기 위한 것이다.
이때, 초사의 오버피드율/심사의 오버피드율 비를 1.2∼4.0으로 조절해야 한다. 만일 상기 오버피드율 비가 1.2 미만이 되면 초사 뿐만아니라 심사도 표면에 루프로 올라와 터치가 불량해지고, 상기 오버피드율 비가 4.0을 초과하게 되면 혼섬사의 표면 루프들이 불균일해 진다.
한편, 초사의 오버피드율은 10∼60%, 심사의 오버피드율은 5∼55%로 하는 것이 가장 바람직 하다. 초사의 오버피드율이 너무 낮으면 혼섬사 표면에 루프가 잘 형성되지 않을 수 있고, 심사의 오버피드율이 너무 높으면 공정성이 저하될 수 있다.
상기 초사 및 심사의 오버피드율은 제 1 공급로울러(1) 및 제 2 공급로울러(2)의 회전 선속도와 제 3 공급로울러(5)의 회전 선속도 간의 비로 결정된다. 다시 말해, 초사 및 심사의 오버피드율이 0%를 초과한다는 것은 제 1 공급로울러(1) 및 제 2 공급로울러(2)의 회전 선속도가 제 3 공급로울러(5)의 회전 선속도 보다 빠르다는 것을 의미 한다.
한편, 심사와 초사를 에어텍스츄어링(공기가공)하는 공기압은 6∼16kgf/㎠으로 조절한다. 공기압이 6kgf/㎠ 미만이면 도 3과 같이 2성분 복합사(초사)의 루프(a)들이 이수축 혼섬사(ATY) 표면에 형성되지 않고, 도 4와 같이 단순히 초사와 심사가 이수축 혼섬사 길이방향을 따라 불규칙하게 교락된 형태가 되어 직편물 제조시 스웨드 효과가 저하된다. 공기압이 16kgf/㎠를 초과하는 경우에는 과도한 공기압으로 인해 심사와 초사가 손상되어 이수축 혼섬사(ATY)의 물성이 저하된다.
본 발명에서 초사로 사용하는 저수축성 2성분 복합사와 심사로 사용하는 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트의 중량구성비(초사중량/심사중량)가 0.8 미만인 경우 심사인 열가소성 멀티필라멘트의 비율이 높아지기 때문에 버핑공정 후 심사가 입모로 올라올 가능성이 높아지고, 중량구성비가 6.0을 초과하게 되면 심사의 전체 수축력이 떨어지기 때문에 벌키성이 불량하게 될 수 있다. 따라서 상기 중량구성비(초사중량/심사중량)는 0.8~6.0인 것이 보다 바람직 하다.
이와 같이 제조된 본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)는 섬유형성성 성분과 용출 성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사(초사)가 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)를 휘감고 있는 형태를 갖고, 혼섬사 표면에 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프가 2~350개/m 형성되어 있으며, 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프의 95% 이상이 1.0∼2.5mm의 길이를 갖는다.
이수축 혼섬사(ATY)의 총섬도가 100 데니어 이하인 경우에는 상기 2성분 복합사 루프가 2-50개/m 형성되는 것이 보다 바람직 하다.
구체적으로 본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)는 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트를 심부로, 저수축성의 2성분 복합사를 초부로 구성되어 있다. 이수축 혼섬사(ATY)의 중앙부에는 상대적으로 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트가 많이 분포하고, 외부에는 상대적으로 저수축성의 2성분 복합사가 다량의 루프로 분포되어 있기 때문에 벌키성이 우수하여 원단적용시 감량, 용출후 다량의 균일한 피브릴들이 완전히 분산될 수 있다. 그 결과 직편물 제조시 우수한 터치와 치밀한 구조의 스웨드 효과가 발현된다.
도 4와 같은 종래의 이수축 혼섬사(ITY) 들은 심사와 초사의 열수축율의 차이에 기인한 사장차 발생으로 벌키성을 갖는 원단을 얻을 수는 있으나, 감량, 용출후 피브릴간 분할, 개섬이 원활히 이루어지지 않아 입모들이 뭉쳐있기 때문에 극세 터치의 원단을 얻을 수 없고 외관이 불량하게 되는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명은 이와 같은 문제를 해소하기 위해서 단순히 고수축사와 저수축성의 2성분 복합사를 혼섬하지 않고, 저수축성의 2성분 복합사를 적극적으로 이수축 혼섬사(ATY) 표면에 루프상으로 돌출시키므로서, 직편물 제직시 심사와 초사의 벌키성의 차이를 극대화시키고, 입모의 밀도 및 균일도를 향상시켜 우수한 질감을 갖는 스웨드풍의 직편물을 제조한다.
다량의 루프를 갖는 본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)는 직편물에 적용시 루프에 의해 공정성이 떨어질 수 있는데, 공정성과 우수한 품질을 얻기 위해서는 루프길이와 루프 개수가 매우 중요하다.
본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)는 길이가 1.0mm 이상인 2성분 복합사 루프를 1m당 2~350개 갖는다. 만일 상기 루프 개수가 2개/m 미만인 경우에는 벌키성 저하로 인해 우수한 품질을 얻을 수 없고, 루프 개수가 350개/m를 초과하는 경우에는 사주행시 큰 마찰력으로 인해 가공성과 제직성이 불량하게 된다.
또한 원활한 가공성과 제직성을 얻고, 균일한 입모의 원단을 얻기 위해서는 루프 길이도 중요 하다. 본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)에 형성되어 있는 길이가 1.0mm 이상인 루프들의 95% 이상이 1.0~2.5mm의 길이를 갖는다. 2.5mm를 초과하는 루프들이 많아지게 되면 마찰력이 높아지게 되고, 이로 인해 공정성이 떨어지고, 또한 직편물 적용후 입모 길이가 불균일해져 우수한 원단을 얻을 수 없다.
이상 설명한 본 발명의 극세 이수축 혼섬사(ATY)를 경사 및/또는 위사로 사용하여 통상의 방식에 따라 제직 또는 제편하여 직편물을 제조한다. 그런 다음 직편물을 열처리시켜 수축차를 발현시키고, 알칼리 감량처리를 통해 피브릴들을 분할시키고, 기모·버핑같은 공정을 통해 입모를 형성시키고, 염색, 약제처리, 열세팅하여 최종 가공지를 제조한다.
본 발명의 극세 이수축 혼섬사(ATY)를 직물에 이용할 경우 경사 및 위사 전부에 사용하지 않고 경사 또는 위사 한쪽만 사용하더라도 우수한 품질의 원단을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 직편물 원단은 종래기술로 얻어진 직편물 보다 피브릴들의 분산성, 입모밀도가 높고 입모균일도가 우수한 것이 특징이다.
본 발명의 일 예인 실시예 1으로 얻은 원단의 표면사진인 도 5와 종래 기술의 한 예인 비교실시예 1로 부터 얻은 원단의 표면사진인 도 6을 비교해 보면 본 발명 원단이 종래의 원단보다 입모밀도가 높아 품질이 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명에 있어서 원사 및 직편물의 각종 물성 및 특성은 아래 방법으로 평가 하였다.
·파단신도(%)
ASTM D 2556 방법으로 표준조건 하(20℃×65% RH)에서 인스트롱 모델 4201 기기로 측정한다.
·비등수축율(%)
JIS-L 1037-5-12 방법으로 측정한다.
·루프길이 및 루프개수
인터네셔널화이버저널(1993년 12월 발간) 5~10쪽 기재내용과 같이 일본 도레이사에서 제작한 프래이 카운터(FARY COUNTER) 모델 DT-104를 이용하여 60m/분의 속도로 1분간 측정한다. 구체적으로, 혼섬사 표면으로 돌출된 루프의 최대높이(이하 "루프길이"라 한다)가 1.0mm 이상인 루프개수(X)를 상기 측정기기로 측정하고, 계속해서 루프길이가 2.5mm 이상인 루프개수(Y)를 상기 측정기기로 측정하여 이들 측정값을 아래 식에 대입하여 루프길이가 1.0mm 이상인 루프 중에서 길이가 1.0~2.5mm인 루프의 길이를 구하였다.
Figure 112003010090715-pat00001
루프길이 측정 메카니즘을 살펴보면 마이크로미터가 장착된 원사가이드를 이용하여 이수축 혼섬사를 일정한 방향으로 주행시키고, 상기 주행방향에 직각으로 광을 통과시켜 스크린판에 설정치 이상의 루프그림자가 나타나면, 핀홀뒤에 부착된 광트랜지스터에 흐르는 전류가 전기신호로 증폭되어 카운터에의해 자동으로 카운터되어 루프개수를 측정 한다.
·드레이프성/소프트성/입모균일도
10명의 전문가의 관능테스트 방식으로 평가한다. 5점 계법의 평가를 실시하여 평균점이 4점 이상이면 우수, 평균점이 3.9∼3.0이면 양호, 평균점이 2.9점 이하이면 불량으로 각각 구분 하였다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
섬유형성성 성분으로서 고유점도 0.66의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 용해성 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트에 술포이소프탈산 2.5몰% 및 폴리에틸렌글리콜 10중량%를 각각 공중합시켜 고유점도가 0.58의 공중합폴리에스테르를 사용한다. 상기 2종의 폴리머를 각각 별개로 용융하고, 복합방사 구금팩을 이 용하여 방사온도 290℃, 방사속도 1,200m/분으로 방사한 다음, 3.3배의 연신비로 통상의 방법으로 연신을 하여 비등수축율이 8%인 120데니어/48필라멘트의 2성분 복합사를 제조한다. 한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 합성시 제 3의 공중합성분인 이소프탈산을 10몰% 공중합하여 제조한 고유점도 0.66의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 280℃로 용융, 1,450m/분 방사속도로 방사한 다음, 90℃에서 2.9배로 연신하여 비등수축율이 23%인 30데니어/12필라멘트의 열가소성 멀티필라멘트를 제조한다. 상기와 같이 제조된 2성분 복합사를 초사로 공기가공 노즐(헤브라인 T-311노즐 사용)에 38%의 오버피드율로 공급함과 동시에 상기와 같이 제조된 열가소성 멀티필라멘트를 심사로 상기 공기가공 노즐에 16%의 오버피드율로 공급하여, 이들을 12kgf/㎠의 공기압으로 에어텍스츄어링(공기가공)시킨 후 중공히터(6)에서 180℃로 열세팅하여 이수축 혼섬사(ATY)를 제조한다. 상기 이수축 혼섬사(ATY)를 위사로 사용하여 8매 주자조직의 직물을 제직한 다음, 통상의 조건에 따라 정련, 알칼리감량, 염색, 열세팅, 기모, 버핑하여 스웨드조 직물을 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사(ATY) 및 직물의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 2 ∼ 실시예 5
심사인 폴리에스테르 멀티필라멘트 제조시 이소프탈산의 공중합량, 심사의 비등수축율, 심사의 오버피드율 및 초사의 오버피드율을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 이수축 혼섬사(ATY) 및 스웨드조 직물을 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사(ATY) 및 직물의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
제조조건
구 분 심사제조시 이소프탈산 공중합량(몰%) 심사 비등 수축율(%) 공기압 (kgf/㎠) 오버피드율(%)
심사 초사
실시예 1 10 23 12 16 38
실시예 2 8 18 12 16 38
실시예 3 12 30 12 16 38
실시예 4 10 23 10 10 22
실시예 5 10 23 14 35 55

실시예 6
섬유형성성 성분으로서 고유점도 0.66의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 용해성 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트에 술포이소프탈산 2.5몰% 및 폴리에틸렌글리콜 10중량%를 각각 공중합시켜 고유점도가 0.58의 공중합폴리에스테르를 사용한다. 상기 2종의 폴리머를 각각 별개로 용융하고, 복합방사 구금팩을 이용하여 방사온도 290℃, 방사속도 3,200m/분으로 방사하여 200데니어/48필라멘트의 고배향 미연신사를 제조한 다음, 이를 도 2의 복합가연 기대(가열열판 : 150℃)에서 통상의 방법으로 가연하여 비등수축율이 6%인 120데니어/48필라멘트 가연사를 제조한다. 한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 합성시 제 3의 공중합성분인 이소프탈산을 10몰% 공중합하여 제조한 고유점도 0.66의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 280℃로 용융, 1,450m/분 방사속도로 방사한 다음, 90℃에서 2.9배로 연신하여 비등수축율이 23%인 30데니어/12필라멘트의 열가소성 멀티필라멘트를 제조한다. 다음으로 상기와 같이 각각 제조된 가연사와 열가소성 멀티필라멘트를 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 에어텍스츄어링(공기가공)시켜 이수축 혼섬사(ATY)를 제 조한다. 상기 이수축 혼섬사(ATY)를 위사로 사용하여 8매 주자조직의 직물을 제직한 다음, 통상의 조건에 따라 정련, 알칼리감량, 염색, 열세팅, 기모, 버핑하여 스웨드조 직물을 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사(ATY) 및 직물의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
비교실시예 1
섬유형성성 성분으로서 고유점도 0.66의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 용해성 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트에 술포이소프탈산 2.5몰% 및 폴리에틸렌글리콜 10중량%를 각각 공중합시켜 고유점도가 0.58의 공중합폴리에스테르를 사용한다. 상기 2종의 폴리머를 각각 별개로 용융하고, 복합방사 구금팩을 이용하여 방사온도 290℃, 방사속도 3,200m/분으로 방사하여 200데니어/48필라멘트의 고배향 미연신사를 제조한 다음, 이를 도 2의 복합가연 기대(가열열판 : 150℃)에서 통상의 방법으로 가연하여 비등수축율이 6%인 120데니어/48필라멘트 가연사를 제조한다. 한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 합성시 제 3의 공중합성분인 이소프탈산을 10몰% 공중합하여 제조한 고유점도 0.66의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 280℃로 용융, 1,450m/분 방사속도로 방사한 다음, 90℃에서 2.9배로 연신하여 비등수축율이 23%인 30데니어/12필라멘트의 열가소성 멀티필라멘트를 제조한다. 연속해서 상기와 같이 각각 제조된 가연사와 열가소성 멀티필라멘트를 상기 복합가연 기대에서 오버피드율 2.5%, 공기압 3.5kgf/㎠의 조건으로 인터레이싱(공기교락)시켜 이수축 혼섬사(ITY)를 제조한다. 상기 이수축 혼섬사(ITY)를 위사로 사용하여 8매 주자조직의 직물을 제직한 다음, 통상의 조건에 따라 정련, 알칼리감량, 염색, 열세팅, 기모, 버핑하여 스웨드조 직물을 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사(ITY) 및 직물의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
비교실시예 2
섬유형성성 성분으로서 고유점도 0.66의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 용해성 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트에 술포이소프탈산 2.5몰% 및 폴리에틸렌글리콜 10중량%를 각각 공중합시켜 고유점도가 0.58의 공중합폴리에스테르를 사용한다. 상기 2종의 폴리머를 각각 별개로 용융하고, 복합방사 구금팩을 이용하여 방사온도 290℃, 방사속도 1,200m/분으로 방사한 다음, 3.3배의 연신비로 통상의 방법으로 연신을 하여 비등수축율이 6%인 120데니어/48필라멘트의 2성분 복합사를 제조한다. 한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 합성시 제 3의 공중합성분인 이소프탈산을 10몰% 공중합하여 제조한 고유점도 0.66의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 280℃로 용융, 1,450m/분 방사속도로 방사한 다음, 90℃에서 2.9배로 연신하여 비등수축율이 23%인 30데니어/12필라멘트의 열가소성 멀티필라멘트를 제조한다. 상기와 같이 제조된 2성분 복합사를 초사로 공기가공 노즐에 3%의 오버피드율로 공급함과 동시에 상기와 같이 제조된 열가소성 멀티필라멘트를 심사로 상기 공기가공 노즐에 3%의 오버피드율로 공급하여, 이들을 3.5kgf/㎠의 공기압으로 인터레이싱(공기교락)시켜 이수축 혼섬사(ITY)를 제조한다. 상기 이수축 혼섬사(ITY)를 위사로 사용하여 8매 주자조직의 직물을 제직한 다음, 통상의 조건에 따라 정련, 알칼리감량, 염색, 열세팅, 기모, 버핑하여 스웨드조 직물을 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사(ITY) 및 직물의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
비교실시예 3
폴리에틸렌테레프탈레이트 합성시 제 3의 공중합성분인 이소프탈산을 10몰% 공중합하여 제조한 고유점도 0.66의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 280℃로 용융, 1,450m/분 방사속도로 방사한 다음, 90℃에서 2.9배로 연신하여 비등수축율이 23%인 30데니어/12필라멘트의 열가소성 멀티필라멘트를 제조한다. 상기와 같이 제조된 열가소성 멀티필라멘트를 심사로 공기가공 노즐(헤브라인 T-311 노즐 사용)에 16%의 오버피드율로 공급함과 동시에 비등수축율이 8%인 120데니어/48필라멘트의 폴리에스테르 멀티필라멘트를 초사로 상기 공기가공 노즐에 30%의 오버피드율로 공급하여, 이들을 10kgf/㎠의 공기압으로 에어텍스츄어링(공기가공)시켜 이수축 혼섬사(ATY)를 제조한다. 상기 이수축 혼섬사(ATY)를 위사로 사용하여 8매 주자조직의 직물을 제직한 다음, 통상의 조건에 따라 정련, 알칼리감량, 염색, 열세팅, 기모, 버핑하여 스웨드조 직물을 제조한다. 제조한 이수축 혼섬사(ATY) 및 직물의 물성을 평가한 결과는 표 2와 같다.
이수축 혼섬사 직물 물성
구 분 이수축혼섬사 물성 직물 특성
1.0∼2.5mm 사이 루프개수 2.5mm 초과 루프개수 드레이프성 소프트성 입모균일도
실시예 1 112 1 우수 우수 우수
실시예 2 109 0 양호 우수 양호
실시예 3 111 1 우수 우수 우수
실시예 4 65 0 양호 양호 우수
실시예 5 90 1 우수 우수 불량
실시예 6 152 0 우수 우수 우수
비교실시예 1 0 0 불량 불량 불량
비교실시예 2 0 0 불량 불량 불량
비교실시예 3 30 5 불량 불량 불량

본 발명의 이수축 혼섬사(ATY)는 직편물 제조시 2성분 복합사의 모노필라멘트 분산성이 우수하고, 입모밀도가 높고, 입모길이도 균일하여 양호한 촉감 및 외관을 발현하게 된다. 따라서 본 발명의 이수축 혼섬사는 의류용 원사로 유용하다. 또한 본 발명의 제조방법은 2성분 복합사를 가연처리하는 공정을 생략할 수 있어서 공정이 간단하고 공정성도 향상된다.

Claims (16)

  1. 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사(초사)가 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)를 휘감고 있는 형태를 갖고, 혼섬사 표면에 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프가 2~350개/m 형성되어 있으며, 길이가 1.0mm 이상인 상기 2성분 복합사 루프의 95% 이상이 1.0∼2.5mm의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  2. 1항에 있어서, 2성분 복합사(초사)/열가소성 멀티필라멘트(심사)의 중량비가 0.8∼6.0인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  3. 1항에 있어서, 저수축성의 2성분 복합사(초사)의 비등수축율이 0∼10%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  4. 1항에 있어서, 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 비등수축율이 10∼50%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  5. 1항에 있어서, 2성분 복합사(초사) 내 섬유형성성 성분과 용출성분이 해도형 또는 분할형으로 복합되어 있는 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  6. 1항에 있어서, 혼섬사 표면에 길이가 1.0mm 이상인 2성분 복합사 루프가 2~50개/m 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  7. 1항에 있어서, 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 단사섬도가 1~8데니어인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY).
  8. 저수축성의 초사와 고수축성의 심사를 에어텍스츄어링(공기가공)하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 섬유형성성 성분과 용출성분으로 구성되며 용출성분 용출후의 단사섬도가 0.001∼0.3데니어인 저수축성의 2성분 복합사를 초사로 사용하고, 고수축성의 열가소성 멀티필라멘트를 심사로 사용하며, 초사의 오버피드율/심사의 오버피드율 비를 1.2∼4.0으로 조절하고, 공기압을 6∼16kgf/㎠으로 조절하는 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  9. 8항에 있어서, 초사의 오버피드율이 10∼60%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  10. 8항에 있어서, 심사의 오버피드율이 5∼55%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효 과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  11. 8항에 있어서, 초사의 비등수축율이 0∼10%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  12. 8항에 있어서, 심사의 비등수축율이 10∼50%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  13. 8항에 있어서, 초사/심사의 중량비가 0.8∼6.0인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  14. 8항에 있어서, 심사의 신도가 25∼45%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  15. 8항에 있어서, 초사의 신도가 23∼45%인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
  16. 8항에 있어서, 열가소성 멀티필라멘트(심사)의 단사섬도가 1~8데니어인 것을 특징으로 하는 스웨드 효과가 우수한 이수축 혼섬사(ATY)의 제조방법.
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