KR100736888B1

KR100736888B1 - 폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법과 이를 포함하는폴리에스테르 직물

Info

Publication number: KR100736888B1
Application number: KR1020050010641A
Authority: KR
Inventors: 김윤조; 일 정
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2007-07-06
Also published as: KR20060089858A

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법과 이를 포함하는 폴리에스테르 직물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결정화도 40 % 이상, 편평도 1.0 내지 5.5, 미세교락(CFW - CFP) 3 개/m 이상, 및 강한 교락(CFP) 4 개/m 이하인 폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법과 이를 포함하는 폴리에스테르 직물에 관한 것이다.

본 발명의 폴리에스테르 원사는 평활성이 우수하면서도, 집속성이 저하되지 않고 균일하여, 후공정 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

폴리에스테르, 원사, 집속성, 평활성, 다단 집속기

Description

폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법과 이를 포함하는 폴리에스테르 직물{POLYESTER YARN, METHOD FOR PREPARING THE SAME, POLYESTER FABRIC COMPRISING THE SAME}

도 1은 폴리에스테르 원사 제조공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다.

도 2는 본 발명의 방사 구금 상부의 일 예를 모식적으로 나타낸 평면도이다.

도 3은 방사구금 홀의 형태가 슬릿형인 방사구금의 일 예를 나타낸 단면도이다.

도 4는 다단 집속기와 애프터 오일 부여 공정을 포함하는 제조공정의 공정도이다.

[산업상 이용분야]

본 발명은 평활성이 우수한 폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법과 이를 포함하는 폴리에스테르 직물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평활성이 균일하고 우수하면서도 원사 필라멘트 사이의 집속성 저하를 방지하는 폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법과 이를 포함하는 폴리에스테르 직물에 관한 것이다.

[종래기술]

기존의 산업용 폴리에스테르 원사를 제조하는 방법에는 직접방사연신공정(DSD: Direct Spinning Drawing) 또는 횡연신공정(W/D: Warp Drawer, 이는 미연신사를 횡연신시킴)방식 등 크게 2 가지로 분류할 수 있다.

DSD 방식은 방사와 연신이 연결되어 있는 직접방사연신의 공정으로써 방사부의 구금직하에서 방사된 미연신사를 롤러에서 연신 및 Relax 공정을 거텨 원사를 제조하는 방법으로 방사, 연신 및 Relax 공정이 하나의 프로세서로 연결되어 있다.

W/D 방식은 미연신사제조와 연신사제조공정이 분리되어 있으며, 미연신사를 제조 후, 횡연신기에서 연신 및 이완공정을 거쳐 원사를 제조하는 방식이다.

직접 방사 연신 공정에서는 폴리에스테르 원사를 인터밍글시키기 위하여 집속기를 사용하고 있으나, 통상적으로 평활성을 높여주기 위해 집속기의 압력을 낮추어 집속성을 조절하고 있다.

그러나, 집속기의 압력조정으로 원사의 집속성(cohesion factor)(또는 포합성이라고도 함.)을 조절하게 되면, 부분적으로 강한 집속을 가지는 부분과 집속이 되지 않은 부분의 차이가 커지고, 집속성이 떨어져서, 권취시에 사락(絲落) 발생 등을 유발하여 권취 불량, 조업성 저하, 품위 저하 등의 문제를 발생시키며, 원사의 평활도가 매우 불균일하다.

특히, 집속성이 떨어지게 되면, 후공정인 정경 및 제직공정시 원사와 기계간의 마찰에 의한 정전기 발생으로 원사퍼짐을 유발하며, 이로 인해 필라멘트 번들 중에서 몇몇 필라멘트가 가이드(guide)에 걸려 핀사 및 모우를 발생시키고, 평활도 불균일은 코팅 제품에 있어서 표면 거칠기의 차이를 유발하여 결과적으로 코팅 직물의 품질을 저하시킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 평활성이 우수하면서도, 집속성이 저하되지 않고 균일하여, 후공정 수율을 향상시킬 수 있는 폴리에스테르 원사를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다단 집속기를 적용하여 원사에 인터밍글을 균일하게 부여함으로써, 원사의 평활성이 우수하면서도 집속성이 저하되지 않고 균일한 집속성을 갖는 폴리에스테르 원사의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리에스테르 원사를 포함하는 폴리에스테르 직물을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 결정화도 40 % 이상, 편평도 1.0 내지 5.5, 미세교락(CFW - CFP) 3 개/m 이상, 및 강한 교락(CFP) 4 개/m 이하인 폴리에스테르 원사를 제공한다.

본 발명은 또한, a) 폴리에스테르 고상중합 칩을 용융하여 편평비 1 내지 15인 방사구금을 통해 용융 폴리에스테르를 토출하는 단계; b) 상기 토출된 용융 폴리에스테르를 지연 급냉(delayed quenching) 구간에서 급냉시키고, 유제를 부여하는 단계; c) 상기 급냉된 폴리에스테르 원사를 방사속도 400 내지 1000 m/min, 연신비 4.5 내지 7.0배, 이완율 0.5 내지 12 %, 열처리 온도 200 내지 245℃의 조건 으로 연신하는 단계; 및 d) 2개 이상의 연속적인 다단 집속기(multi-interlacer)를 이용하여, 상기 연신된 폴리에스테르 원사에 공기압력 0.2 내지 2.5 kg/cm²로 인터밍글(intermingle)을 부여하는 단계를 포함하는 폴리에스테르 원사의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 폴리에스테르 원사를 포함하는 폴리에스테르 직물을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 폴리에스테르 원사 제조공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 일반적인 원사 제조 방식은 홀(hole) 구조를 가진 구금(110)을 통해 방사된 용융 고분자를 급냉 공기(quenching-air)로 냉각시키고, 유제 롤(120)(또는 오일-젯)을 이용하여 미연신사에 유제를 부여하고, 전-집속기(pre-interlacer)(130)를 사용하여 일정한 공기압력으로 미연신사에 부여된 유제를 원사의 표면에 균일하게 분산시킨다. 이후, 다단의 연신장치(141~146)를 통하여 연신과정을 거친 후, 최종적으로 2단 집속기(150)에서 일정한 압력으로 원사를 인터밍글(intermingle)시켜 권취기(160)에서 권취하여 원사를 생산하고 있다.

폴리에스테르 원사의 평활성은 집속성(cohesion factor)과 관련이 있다. 상기 집속성은 교락이라고도 표현되며, 강한 교락과 미세 교락으로 나뉘어 진다.

강한 교락(cohesion factor with pin : CFP)은 원사의 길이방향에 있어서 특정한 부분의 필라멘트 번들(Filament Bundle)에 대해 집중적으로 인터밍글시킴으로 써 길이방향에 있어서 원사를 부분적으로 가늘어져 보이게 하며, 결과적으로 원사의 평활성을 저해시키는 요소가 된다. 상기 강한 교락은 핀을 이용하여 원사 길이방향에 대하여 1m를 주행하는 동안 핀에 걸리는 인터밍글의 수(개/m)로 정의된다.

미세교락(CFW - CFP)은 평활성을 저해하지 않는 집속성으로 대변되며, 원사 1m를 물에 띄웠을 때 나타나는 인터밍글(intermingle)의 수(개/m)인 CFW(cohesion factor with water) 값에서 강한교락(CFP)값을 뺀 값으로 정의된다. 상기 미세교락은 강한 교락의 측정시에는 나타나지 않는 정도의 약한 교락을 의미한다. 통상의 CFW값은 강한교락(CFP)에 비해 큰 값을 가지며, 이의 상관관계를 식으로 나타내면 "CFW = 강한교락 + 미세교락"으로 정의할 수 있다.

전체적으로 요약해 보면 결과적으로 원사의 평활성을 저해시키지 않는 미세교락을 높이는 방법은 강한교락(CFP)를 낮추어 주거나, 상대적으로 약한 교락인 CFW값을 높여줄 경우, 원사의 평활성의 저해 없이 집속성을 향상시킬 수 있게 된다.

종래에는 원사의 평활성을 높이기 위해 집속기의 압력만을 낮추어 주는데, 이와 같은 경우에는 원사에 대한 일부의 강한 교락만이 존재하고, 미세교락은 거의 나타나지 않기 때문에 부분적인 강한 집속을 가진 집속성이 떨어지는 원사수준이 된다.

그러나, 본 발명에서는 원사에 대해 물리적으로 비교적 약한 CFW 값을 높여주고, 강한 교락(CFP)의 수를 낮추어 원사의 집속성을 떨어뜨리지 않고 평활성을 높인다.

본 발명의 폴리에스테르 원사는 결정화도가 40 % 이상이며, 편평도 1.0 내지 5.5, 미세교락(CFW - CFP) 3 개/m 이상, CFP 값이 4 개/m 이하이다.

본 발명에서 편평도라 함은 원사의 단면에 있어서, 장축의 길이를 L이라 하고, 단축의 길이를 D라 할 때, L/D로 정의되며, 편평도가 커질수록 원사 필라멘트간의 공극이 최소화되어 평활성이 더욱 높아진다.

이하, 본 발명의 폴리에스테르 원사의 제조방법에 대하여 설명한다.

우선, 폴리에스테르 고상중합 칩을 용융하여, 방사구금을 통해 용융 폴리에스테르를 토출시킨다. 상기 폴리에스테르는 주쇄 내에 방향족 환을 포함하는 폴리에스테르이며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이다.

도 2는 본 발명의 방사 구금(200) 상부의 일 예를 모식적으로 나타낸 평면도이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 방사 구금 상부에는 여러 개의 방사 구금 홀(210)이 형성되어 있다. 상기 홀의 배열 형태는 크게 제한되지 않으며, 바람직하게는 동일한 원주(pitch of center distance)내에 구금 홀이 배열된 환형 배열 형태이거나, 삼각 배열형태 또는 다이아몬드형 배열형태일 수 있다.

상기 방사 구금 홀은 편평도 1 내지 15인 것이 바람직하며, 편평도 3 내지 15이고, 방사 구금 홀의 단축의 길이(D)가 0.1 내지 0.5 mm인 것이 더 바람직하다. 또한 방사구금 홀의 형태는 원형 또는 슬릿형인 것을 사용할 수 있다. 도 3은 방사구금 홀(310)의 형태가 슬릿형인 방사구금(300)의 예를 나타낸 평면도이다.

상기 방사 구금의 홀의 편평도는 폴리에스테르 원사의 단면 형태를 결정짓는 요소이며, 방사 구금의 홀이 편평도 1인 원형일 경우에는 원형단면의 폴리에스테르 원사가 얻어지고, 편평도가 커질수록 평평한 폴리에스테르 원사가 얻어지며, 원사의 평활성이 증가하게 된다. 다만, 방사구금의 편평도가 15를 초과하는 경우에는 연신성이 저하되어 폴리에스테르 원사에 요구되는 강력을 발휘할 수 없게 된다.

또한, 상기 방사 구금의 홀의 단축의 길이(D)가 0.1 mm 미만인 경우에는 가공이 어려울 뿐만 아니라 방사 구금에 가해지는 압력이 너무 높아 조업이 곤란하며, 0.5 mm를 초과하는 경우에는 방사 구금에 가해지는 압력이 너무 낮아 평평한 단면의 폴리에스테르 원사를 얻을 수 없다.

상기 방사구금을 통해 토출된 용융 폴리에스테르를 지연 급냉(delayed quenching) 구간에서 급냉시킨다. 상기 급냉과정은 토출된 폴리에스테르의 연신성을 향상시키기 위한 것으로서, 후드-히터(Hood-Heater : H/H)의 온도 250 내지 350 ℃, 길이 120 내지 400 ㎜이고, 단열판의 길이 70 내지 400 ㎜인 'H/H+단열판' 구간에서의 체류시간을 0.01 내지 0.1초로 하는 것이 바람직하다.

상기 후드-히터의 온도가 250℃ 미만이고, 길이가 120mm 미만인 경우에는 연신성이 떨어져서 제사(製絲)가 곤란하며, 온도가 350℃를 초과하고, 길이가 400 mm를 초과하는 경우에는 폴리에스테르의 분해를 유발하여 원사의 강력이 저하되고, 용융 폴리에스테르의 탄성이 저하되어 평평한 형태의 안정화가 떨어진다.

상기 단열판의 길이가 70 mm미만인 경우에는 연신성이 떨어져 모우 발생을 유발하며, 400 mm를 초과하는 경우에는 고화점이 지나치게 떨어져 방사장력의 급격한 감소로 권취가 어려워진다.

상기 'H/H+단열판' 구간에서의 체류시간이 0.01 초 미만인 경우에는 지연 급냉의 역할을 수행하기 어려우며, 미연신사의 복굴절율이 높아 연신성을 확보하기 어렵고, 0.1 초를 초과하는 경우에는 구금에서 토출된 미연신사의 장력 저하로 인해 사란(絲亂) 및 와류현상 발생으로 모우 발생 및 절사 등으로 인해 조업이 곤란하고, 용융 폴리에스테르의 과도한 탄성저하로 인해 요구되는 형태의 원사 단면을 얻기 어렵다.

상기 급냉과정을 거친 폴리에스테르 원사를 유제 롤에 통과시키며 방사 유제를 부여한다. 상기 방사 유제는 통상적인 폴리에스테르 원사의 제조공정에 사용되는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 부가 디올에스테르, 에틸렌옥사이드 부가 디올에스테르, 글리세릴 트리에스테르, 트릴메틸프로판 트리에스테르, 또는 기타 에틸렌 옥사이드 부가물 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 방사 유제를 사용할 수 있고, 상기 방사유제는 대전방지제 등을 더 포함할 수도 있다. 다만, 본 발명에서 방사유제의 종류가 상기 예로 한정되는 것은 아니다.

상기 방사 유제가 부여된 폴리에스테르 원사는 전-집속기를 통과한 후, 연신장치를 거쳐 연신되며, 상기 연신 조건은 통상적인 폴리에스테르 원사의 연신 방법에 따라 할 수 있고, 바람직하게는 방사속도 400 내지 1000 m/min, 연신비 4.5 내지 7.0 배, 이완율 0.5 내지 12 %, 열처리 온도 200 내지 245℃의 조건으로 연신할 수 있다.

상기 방사속도가 400 m/min 미만인 경우에는 사란 발생으로 원사 품위가 떨어지며, 1000 m/min를 초과하는 경우에는 모우 발생 등으로 인해 조업성이 떨어진 다.

상기 연신비가 4.5 배 미만인 경우에는 요구되는 고강력의 특성을 발현하기 어려우며, 7.0 배를 초과하는 경우에는 모우 발생 등으로 인하여 원사의 품위가 떨어진다.

상기 이완율이 0.5 % 미만인 경우에는 과도한 장력으로 인해 원사의 단면이 변형될 수 있으며, 12 %를 초과하는 경우에는 고데트 롤러 상에서 과도한 사란 발생으로 인해 조업이 어렵다.

상기 열처리 온도가 200℃ 미만인 경우에는 수축률의 상승으로 인해 형태 안정성이 저하되며, 245℃를 초과하는 경우에는 절사 및 고데트 롤러 상에 타르 발생이 빈번하여 조업성이 떨어진다.

상기 연신된 폴리에스테르 원사에 대하여, 다시 다단의 집속기(multi-interlacer)를 적용함으로써, 물리적으로 낮은 집속 압력을 적용하면서도 원사에 대해 강한 교락의 수를 줄이고, 미세교락의 수를 증가시켜 균일하게 인터밍글을 부여할 수 있으므로, 원사의 평활성이 우수하면서도, 집속성을 저해하지 않는다.

상기 다단 집속기는 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 4 개의 집속기가 연속적으로 설치된 것이 바람직하다. 상기 다단 집속기의 수가 5개 이상인 경우에는 설치가 곤란하며, 작업성도 떨어지므로 최대 4개 이하인 것이 바람직하다.

상기 다단 집속기는 공기압력 0.2 내지 2.5 kg/cm²로 폴리에스테르 원사에 인터밍글(intermingle)을 부여한다. 상기 다단 집속기는 종래의 집속기의 공기압력 저하에 따른 집속성 저하를 개선하고, 원사의 길이방향(원사주행방향)에 대해 균일한 인터밍글을 부여하는 역할을 한다.

상기 다단 집속기는 권취기의 상부 또는 연신 장치인 고데트-롤러(Godet-roller)(도 1의 141 내지 146에 해당)의 사이에 단독으로 혹은 혼용하여 위치할 수 있으며, 상기 다단 집속기에 사용되는 공기 압력은 0.2 내지 2.5 kg/cm²인 것이 바람직하다.

상기 공기 압력이 0.2 kg/cm²미만인 경우에는 미세교락을 형성시키기에 불충분하며, 결과적으로 원사의 포합성 저하를 유발하여 권취 불량 및 모우 발생을 유발한다. 또한, 공기 압력이 2.5 kg/cm²를 초과하는 경우에는 원사의 필라멘트 사이에 강한 교락이 너무 많이 존재하여(또는 CFP값이 커서) 요구하는 평활성을 얻기 어렵고, 원사의 길이방향에 대해 굴곡 정도가 크다.

상기 다단 집속기를 통과한 폴리에스테르 원사는 권취기를 이용하여 권취함으로써, 본 발명의 폴리에스테르 원사를 제조한다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 원사의 제조방법에 있어서, 상기 원사의 대전방지성 및 집속성 향상 통해 후공정성을 향상시키기 위해서 상기 다단 집속기와 권취기 사이에 애프터 오일 부여(after-oiling) 장치를 설치하여 애프터 오일(after-oil)을 부여하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.

도 4는 다단 집속기와 상기 애프터 오일 부여 장치를 함께 사용하는 경우를 나타낸 모식적 공정도이다. 도 4에서 보는 바와 같이, 다단 집속기(410)는 폴리에 스테르 원사의 연신 장치(421, 422) 다음에 위치한다. 또한, 상기 애프터 오일 부여 장치(430)는 젯-가이드 형태이며, 원사의 주행방향에 대해 상하 또는 좌우로 설치되고, 원사에 애프터 오일을 부여하는 역할을 한다.

상기 애프터 오일 부여 장치의 부수 장치로서, 애프터 오일을 보관하는 오일 욕조(bath)(431), 애프터 오일 부여 장치에 정량적으로 오일을 공급하는 미터링-펌프(metering-pump)(432), 원사에 공급되고 남은 잔량 또는 상기 애프터 오일 부여 장치에서 발생하는 낙유를 모아 오일 욕조에 이송하여 재순환하게 하며, 권취기(440)의 오염 방지 등의 역할을 하는 오일 회수 욕조(433) 등이 더 포함된다.

상기 애프터 오일 부여 공정에서 부여되는 오일의 양은 폴리에스테르 원사 중량에 대하여 0.1 내지 3.0 중량%인 것이 바람직하다. 애프터 오일의 양이 0.1 중량% 미만인 경우에는 폴리에스테르 원사에 요구되는 집속성 향상 및 대전방지성 개선의 효과가 미미하며, 3.0 중량%를 초과하는 경우에는 경제성이 떨어지고, 오일에 의한 오염을 유발할 수 있다.

상기 애프터 오일로는 통상적인 폴리에스테르 원사용 애프터 오일(after-oil)을 사용할 수 있다. 상기 원사용 애프터 오일은 연신공정을 거치기 전에 부여된 유제와는 구별되는 것으로, 바람직하게는 폴리올-폴리알킬레이트를 주성분으로 하며, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 산화방지제 및 대전방지제 등을 포함하는 오일을 사용할 수 있다.

상기 방법으로 본 발명의 폴리에스테르 원사를 제조할 경우, 열적 형태안정성이 우수하며, 평활성 및 집속성이 우수한 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있다.

상기 폴리에스테르 원사를 포함하는 폴리에스테르 직물은 표면의 거칠기가 줄어들어서, 직물의 표면평활성 및 박막화를 실현할 수 있으며, 원가절감과 고급화를 이룰 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

고유점도 0.85 g/dL인 폴리에스테르 고상중합 칩을 285℃의 온도에서 용융하여 편평비 1인 원형 방사 구금을 통해 용융 폴리에스테르를 토출하였다.

상기 토출된 용융 폴리에스테르를 후드-히터온도 300℃, 길이 300mm, 단열판의 길이 70mm인 'H/H+단열판' 구간에서의 체류시간을 0.037초로 하여 지연 급냉(delayed quenching)시켰다.

상기 지연급냉된 폴리에스테르 원사에 롤 형태의 유제 부여 장치를 이용하여 유제를 부여하였다. 이 때, 상기 유제의 양은 원사 100 중량부에 대하여 0.8 중량부이며, 사용된 유제는 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 부가 디올에스테르(30 중량부), 에틸렌옥사이드 부가 디올에스테르 (15 중량부), 글리세릴 트리에스테르(10 중량부), 트릴메틸프로판 트리에스테르(10 중량부), 및 소량의 대전방지제를 혼합한 방사 유제를 사용하였다.

상기 유제가 부여된 전-집속기에 통과시키고, 고데트 롤러를 이용하여 방사 속도 600 m/min, 연신비 5.5 배, 이완율 8.0 %, 열처리 온도 240℃의 조건으로 연신하였다.

상기 연신 후에, 2단 집속기를 이용하여, 상기 연신된 폴리에스테르 원사에 공기압력 1.5 kg/cm²로 인터밍글을 부여하였다.

상기 집속기를 통과한 폴리에스테르 원사에 젯-가이드 형태의 오일 부여 장치를 이용하여 애프터 오일(after-oil)을 부여하였다. 이 때, 상기 애프터 오일의 양은 원사 100 중량부에 대하여 0.7 중량부이며, 사용된 애프터 오일은 폴리올-폴리알킬레이트 (70 중량부), 폴리옥시에틸렌 알킬에테르(20 중량부), 산화방지제 (2 중량부) 및 대전방지제(2 중량부)를 혼합한 오일이다.

상기 애프터 오일 부여 공정이 끝나고, 권취기로 권취하여 폴리에스테르 원사를 제조하였다.

상기 폴리에스테르 원사의 제조 조건은 하기 표 1에 정리하였다.

[표 1]

	실시예							비교예
	1	2	3	4	5	6	7	1	2
구금 홀의 형태	원형	원형	원형	슬릿	슬릿	슬릿	슬릿	원형	원형
구금 편평도	1	1	1	8	10	12	10	1	1
H/H 온도 (℃)	300	320	280	300	320	350	300	300	300
H/H 길이 (mm)	70	200	400	70	100	100	70	70	70
단열판 길이 (mm)	300	300	350	300	300	200	300	300	300
체류시간 (초)	0.037	0.060	0.064	0.044	0.044	0.045	0.044	0.037	0.037
방사속도 (m/min)	600	500	700	500	550	400	500	600	600
연신비 (배)	5.5	5.6	5.3	5.6	5.5	5.6	5.4	5.5	5.5
이완율 (%)	8.0	9.5	7.5	9.0	8.5	9.0	7.8	8.0	9.0
열처리온도 (℃)	240	230	245	235	240	225	240	240	230
2단 집속기수	1	2	2	1	2	2	1	1	1
공기압력 (kg/cm²)	1.5	0.8	0.8	1.0	0.8	1.0	0.8	1.5	0.8
애프터오일 부여	적용	미적용	적용	적용	미적용	적용	적용	미적용	미적용
애프터 오일 /유제 함량 (중량부)	0.7 /0.8	0 /0.8	1.2 /0.8	1.2 /0.8	0 /0.8	1.7 /0.8	1.2 /0.8	0 /0.8	0 /0.8

실시예 2 내지 실시예 7, 비교예 1

방사구금의 홀 형태 및 편평도, 후드-히터의 온도 및 길이, 단열판의 길이, 'H/H+단열판'구간의 체류시간, 방사속도, 연신비, 이완율, 열처리온도, 2단 집속기의 개수 및 공기 압력, 유제 및 애프터 오일 부여 등의 조건을 각각 상기 표 1에 기재된 바와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르 원사를 제조하였다.

비교예 2

고유점도 0.85 g/dL인 폴리에스테르 고상중합 칩을 285℃의 온도에서 용융하 여 편평비 1인 원형 방사 구금을 통해 용융 폴리에스테르를 토출하였다.

상기 급냉된 폴리에스테르 원사에 롤 형태의 유제 부여 장치를 이용하여 오일을 부여하였다. 이 때, 상기 오일의 양은 원사 중량에 대하여 0.8 중량%이며, 사용된 오일은 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 부가 디올에스테르 (30 중량부), 에틸렌옥사이드 부가 디올에스테르 (15 중량부), 글리세릴 트리에스테르(10 중량부), 트릴메틸프로판 트리에스테르(10 중량부), 기타 에틸렌 옥사이드 부가물 및 대전방지제를 혼합한 오일이다.

상기 유제가 부여된 폴리에스테르 원사를 전-집속기에 통과시킨 후, 방사속도 600 m/min, 연신비 5.5 배, 이완율 9.0%, 열처리 온도 230℃의 조건으로 연신하였다.

상기 연신 후에, 2단 집속기를 이용하여, 상기 연신된 폴리에스테르 원사에 공기압력 0.8 kg/cm²로 인터밍글(intermingle)을 부여하고, 권취기를 이용하여 권취함으로써, 폴리에스테르 원사를 제조하였다. 상기 폴리에스테르 원사의 제조 조건은 상기 표 1에 정리된 것과 같다. 상기 표 1에서 오일 함량은 일정량의 연신사에 대해 사염화탄소를 이용하여 오일을 추출한 후, 추출 전후의 무게를 비교하여 측정하였다.

상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1, 2 에 따라 제조된 폴리에스테르 원사의 편평도, 결정화도, 미세교락(CFW-CFP), 강한 교락(CFP), 대전압, 정경 모우 수, 후공정 수율, 및 코팅 직물의 후도를 하기 방법으로 측정하여 표 2에 정리하였다.

ㄱ) 편평도

원사 단면의 평평한 정도를 나타내는 값으로, 동판을 이용하여 원사 단면을 절단하고, 이를 광학현미경으로 확대 촬영하여 원사 단면의 장축길이(L)와 원사 단면의 단축길이(D)를 측정하여 하기 수학식 1으로 계산하였다.

[수학식 1]

편평도 = L/D

ㄴ) 결정화도

원사의 밀도 ρ는 n-헵탄과 사염화탄소를 이용한 밀도구배관법에 따라 25℃에서 측정하였으며, 결정화도는 하기 수학식 2로 계산하였다.

[수학식 2]

ρ_c (ρ - ρ_a )

Xc(결정화도) = ------------------

ρ ( ρ_c - ρ_a )

단, 상기 수학식 2에서, ρ는 원사의 밀도, ρ_c는 결정의 밀도(PET의 경우는 1.457 g/cm³), 및 ρ_a는 비결정의 밀도(PET의 경우는 1.336 g/cm³)이다.

ㄷ) CFW

원사 1 m를 물에 띄웠을 때 나타나는 인터밍글의 수를 측정하였다.

ㄹ) CFP

핀을 이용하여 원사 길이 방향에 대하여 1 m를 주행하는 동안 핀에 걸리는 인터밍글의 수를 측정하였다.

ㅁ) 미세교락 = CFW - CFP

ㅂ) 대전압

연신사를 일정한 속도로 주행시키고, 대전압측정기를 이용하여 측정하였다.

ㅅ) 정경 모우 수

모우 감지기(fluff-detector)의 체크 횟수를 10⁶ m로 환산하여 계산하였다.

ㅇ) 후공정 수율

전체 투입된 원사에 대한 정상 제품의 백분율 값으로 계산하였다.

후공정 수율 = 정상제품수량/전체투입원사량 × 100

ㅈ) 코팅 직물의 후도

실시예 1 내지 7 및 비교예 1, 2로 제조된 폴리에스테르 원사를 동일한 조건에서 통상의 래피어 직기로 제직한 후, 폴리에스테르 직물 100 중량부에 대하여 폴리비닐클로라이드(PVC) 250 중량부를 코팅하여 PVC 코팅된 직물을 제조하였다. 상기 직물에 대하여 두께를 측정하고, 실시예 1 내지 7에 따라 제조된 폴리에스테르 원사로 제조된 직물의 두께(T)를 비교예 1에 의해 제조된 직물의 두께(t)로 나누어 백분율로 계산하였다.

직물후도(%,상대치) = T/t × 100

[표 2]

	실시예							비교예
	1	2	3	4	5	6	7	1	2
편평도	1	1	1	2.7	3.0	36.5	3.1	1	1
결정화도 (%)	43.1	41.7	45.3	42.1	43.7	40.9	43.5	43.2	42.3
CFW	7	8	9	7	9	8	8	5	3
CFP	3	2	2	2	2	3	2	3	1
미세교락	4	6	7	5	7	5	6	2	2
대전압(kV)	2.0	3.4	1.8	2.0	3.6	1.5	1.8	3.5	3.5
정경모우수 (개/10⁶m)	2.0	2.4	1.6	1.6	2.1	1.1	1.2	5.0	8.0
후공정 수율	96	97	98	98	97	99	99	79	64
코팅직물 후도 (%)	95	92	81	75	67	62	65	100	87

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 7에 따라 제조된 폴리에스테르 원사는 결정화도 40 % 이상, 편평도 1.0 내지 5.5, 미세교락(CFW - CFP) 3 개/m 이상, 및 강한 교락(CFP) 4 개/m 이하이며, 비교예 1, 및 2에 따라 제조된 폴리에스테르 원사보다 정경모우수가 월등히 낮고, 후공정 수율이 우수한 것을 알 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 원사는 평활성이 우수하면서도, 집속성이 저하되지 않고 균일하여, 후공정 수율을 향상시키고, 모우 발생을 줄일 수 있는 폴리에스테르 원사를 제공한다.

Claims

결정화도 40 % 이상, 편평도 1.0 내지 5.5, 미세교락 4 개/m 이상, 및 강한 교락 4 개/m 이하인 폴리에스테르 원사.
폴리에스테르 고상중합 칩을 용융하여 편평비 1 내지 15인 방사구금을 통해 용융 폴리에스테르를 토출하는 단계;

상기 토출된 용융 폴리에스테르를 지연 급냉(delayed quenching) 구간에서 급냉시키고, 유제를 부여하는 단계;

상기 급냉된 폴리에스테르 원사를 방사속도 400 내지 1000 m/min, 연신비 4.5 내지 7.0배, 이완율 0.5 내지 12 %, 열처리 온도 200 내지 245℃의 조건으로 연신하는 단계; 및

2개 이상의 연속적인 다단 집속기(multi-interlacer)를 이용하여, 상기 연신된 폴리에스테르 원사에 공기압력 0.2 내지 2.5 kg/cm²로 인터밍글(intermingle)을 부여하는 단계;

를 포함하는 폴리에스테르 원사의 제조방법.
제2항에 있어서, 폴리에스테르 원사의 제조방법은

e) 상기 다단 집속기를 통과한 폴리에스테르 원사에 애프터 오일을 부여 (after-oiling)하는 단계

를 더 포함하는 것인 폴리에스테르 원사의 제조방법.
제1항의 폴리에스테르 원사를 포함하는 폴리에스테르 직물.