KR100883286B1 - 필라멘트 재봉사 - Google Patents

Abstract

극한점도 [η]_F 가 0.7∼1.2의 범위에 있는 폴리에스테르필라멘트 A 와, 이 폴리에스테르필라멘트 A 보다도 극한점도 [η]_F 가 0.2∼0.7 낮고 또한 신도가 큰 폴리에스테르필라멘트 B 가 방사단계에서 혼섬된 방사섬유로 구성되어 있는 필라멘트 재봉사로 한다.

Description

필라멘트 재봉사{FILAMENT MACHINE SEWING YARN}

본 발명은 필라멘트의 광택을 남기면서 균일한 솔기를 형성할 수 있고, 또한 고속봉제성이 양호한 필라멘트 재봉사에 관한 것이다.

필라멘트 재봉사는 방적사로 이루어지는 재봉사에 비하여 광택이 있고, 솔기가 균일하며 또한 재봉사 강도가 높은 점으로부터 각종 봉제에 사용되고 있으나, 해연(解撚)이 쉽게 발생하는 공그르기 및 새발뜨기에 있어서의 가봉성은 방적사 재봉사에 비하여 떨어진다는 결점을 갖고 있다.

그 원인으로는 필라멘트 재봉사의 특징인 재봉사 강도를 높게 유지하기 위해, 극한점도가 통상보다 높은 폴리머를 사용하여 높은 열이력을 가하면서 연신이 실행되기 때문에, 그 후의 재봉사 형성공정에서 가해지는 하연(下撚) 및 상연(上撚)의 토크가 재봉사를 염색한 후에도 충분히 세트되지 않아, 공그르기 및 새발뜨기를 할 때 해연이 발생하여 솔기가 잘 형성되지 않기 때문인 것으로 추정된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 일본 공개특허공보 평5-106134호에는 20% 이상의 신도 차를 갖는 2 종의 필라멘트사를 복합시켜, 고신도사에 의해 루프 또는 느슨함을 형성시켜 가봉성이 우수한 재봉사를 얻는 것이 개시되어 있으나, 이 재봉사에서는 2종의 필라멘트사가 분리되어 솔기의 형태가 한쪽으로 치우쳐 균일성이 떨어지거나 염색했을 때에 염착성의 차가 현저하다는 문제가 있었다.

또 일본 공개특허공보 평9-78335호에는, 높은 복굴절율의 필라멘트사와 낮은 복굴절율의 필라멘트사를 방사 혼섬하고, 낮은 복굴절율의 필라멘트사를 시스부에 배치한 필라멘트 재봉사가 개시되어 있으나, 이 재봉사는 복굴절율의 차만을 이용하고 있기 때문에 강도가 저하되거나, 실이 보빈으로부터 어긋나 빠져 원활한 실 이송을 할 수 없게 되어 절단되는 경우가 있어, 종래의 필라멘트 재봉사와 비교하면 취급성이 나쁘다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기 서술한 바와 같은 루프나 느슨함의 형성에 기인하는 결점을 개량하여 필라멘트의 광택을 남기면서 균일한 솔기를 형성할 수 있고, 또한 고속봉제성이 양호한 필라멘트 재봉사를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의검토한 결과, 방사혼섬사를 구성하는 필라멘트사의 극한점도 [η]_F 와 신도를 특정 범위로 적절히 제어할 때, 원하는 필라멘트 재봉사가 얻어지는 것을 구명하였다.

이렇게 하여 본 발명에 의하면, 극한점도 [η]_F 가 0.7∼1.2의 범위에 있는 폴리에스테르필라멘트 A 와, 이 폴리에스테르필라멘트 A 보다도 극한점도 [η]_F 가 0.2 ∼ 0.7 낮고 또한 신도가 큰 폴리에스테르필라멘트 B 가 방사단계에서 혼섬된 방사섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 재봉사가 제공된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명에 있어서는, 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 를 동시에 방사한 후, 이들을 함께 동시에 권취하는, 소위 방사혼섬법에 의해 필라멘트 재봉사를 얻는다.

구체적으로는 일반적인 복합 방사기 (콘쥬게이트 방사기 등) 를 사용하여, 극한점도를 달리 하는 폴리에스테르 폴리머를 동일 구금으로 안내하여 혼합하지 않고 각각의 토출구멍으로부터 방사하여 함께 권취하는 방법, 또는 방사구금이 개개로 독립되어 있어 각각의 폴리머를 단독으로 방사한 후 함께 권취하는 방법 등을 채용할 수 있고, 요컨대 방사 후의 권취 완료까지 양 실이 일체로 되어 있으면 어느 것이어도 상관없다.

본 발명에서 사용하는 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하 PET 라고 함), 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있으나, PET 가 가장 바람직하게 예시된다.

상기 폴리에스테르필라멘트 A 는 내열성, 내마모성, 강도 면에서 극한점도가 큰 것이 필요하고, 방사 필라멘트사의 극한점도 [η]_F 가 0.7 ∼ 1.2의 범위에 있을 필요가 있다. 이 극한점도가 1.2 를 초과하는 경우에는, 중합에 대규모의 장치가 필요하게 되어 비용이 상승된다.

또 폴리에스테르필라멘트 B 로서는 극한점도 [η]_F 가 상기 폴리에스테르필라멘트 A 의 극한점도 [η]_F 보다 0.2∼0.7 낮은 폴리에스테르를 사용한다. 이것은 폴리에스테르필라멘트 B 의 극한점도를 낮추어 거의 열응력이 발생하지 않는 상 태로 해 두고, 이 폴리에스테르필라멘트 B 에 의해 토크가 잔류되어 있는 폴리에스테르필라멘트 A 를 감싸쥠으로써, 공그르기 및 새발뜨기시의 재봉사의 토크 발현을 방지하기 위한 것으로, 토크 발현을 방지하기 위해서는 극한점도의 차가 0.2 이상 필요하지만, 그 차가 0.7 을 초과하면 폴리에스테르필라멘트 A 의 강력이 너무 낮아져 재봉틀질을 할 때에 단섬유가 절단되어 솔기가 흐트러져 균일성이 저하되는 원인이 된다. 바람직한 극한점도의 차는 0.3 ∼ 0.6이다.

상기 폴리에스테르필라멘트 B는 폴리에스테르필라멘트 A보다도 신도가 크면 되지만, 동일한 방사조건을 채용한 경우, 통상은 극한점도가 낮은 것이 신도가 커진다.

본 발명에 있어서는 상기 폴리에스테르필라멘트 B 에 배향억제제가 함유되어 있는 것이 바람직하다.

여기에서 배향억제제란 폴리에스테르필라멘트 B 의 배향을 억제하여 고신도화하는 작용을 갖는 것을 말하고, 구체적으로는 폴리스티렌계 폴리머, 폴리메타크릴레이트계 폴리머, 또는 폴리메틸펜텐계 폴리머 등을 들 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다.

상기 배향억제제를 함유시키는 방법으로는 임의의 방법을 채용할 수 있고, 예를 들어 PET 의 중합과정에서 실행해도 되고, 또 PET 와 상기 폴리머를 용융혼합하여 압출하고 냉각한 후 절단하여 칩화해도 된다. 또한 양자를 칩형상으로 혼합한 후 그대로 용융방사해도 된다.

배향억제제의 함유량은 폴리에스테르필라멘트 B 의 전체량에 대해 0.5∼8.0 중량%의 범위인 것이 바람직하다. 이 함유량이 0.5 중량% 미만에서는 고신도화의 효과가 충분히 발현되지 않고, 한편 이 함유량이 8.0 중량%를 초과하면 실의 강도가 극단적으로 낮아져 저속으로 재봉틀이 회전할 때에도 단사 끊어짐이 발생하는 경우가 있다. 배향억제제의 보다 바람직한 함유량은 0.5∼5.0 중량%이다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명에서는 방사혼섬법을 채용하나, 이것은 방사 권취까지 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 가 단섬유 오더로 혼합되는 방사권취방법을 채용하는 것이 필요하기 때문이다.

특히 잘 혼합되는 방사혼섬방법으로는 앞에 서술한 방사구금이 동일하고, 방사구금의 토출구멍을 랜덤하게 분산시킨 구금이나, 외륜 구멍과 내륜 구멍으로 이루어지는 구금, 또는 반분할형의 구금으로부터 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 를 방사하면 된다.

구금온도는 동일 구금으로 방사하는 경우는 양 폴리머에 적합한 온도로 설정하지만, 별개의 구금을 사용하는 경우는 각각 구금 온도를 별개로 설정하면 된다.

방사속도에 대해서는 방사속도를 높이는 것이 연신 후의 신도 차는 확대되지만, 연신 후의 실 강도는 낮은 방사속도의 실에 비해 낮아진다. 따라서 실 강도보다도 생산성의 향상을 요구하는 것이라면 높은 방사속도를 선택하면 된다. 또한 방사와 연신이 직결된 방법으로 생산해도 되고, 고속 방사만으로 연신을 달성시키는 방법을 채용해도 된다.

본 발명에 있어서는 방사의 권취 전 또는 권취 후에, 예를 들어 인터레이스와 같은 공기교락장치를 사용하여 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘 트 B 의 혼섬성을 향상시키는 가공을 실행해도 된다.

본 발명에 있어서는 폴리에스테르필라멘트 A 의 강도는 높을수록 바람직하고, 5.0 g/dtex 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5.4 g/dtex 이상이다. 한편 폴리에스테르필라멘트 B 에서도 재봉틀질을 할 때의 마찰이나 인장응력에 견디기 위해 강도가 1.3 g/dtex 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.5 g/dtex 이상이다. 또 재봉사 전체의 강도로는 4.0 g/dtex 이상 있으면 충분하고, 보다 바람직하게는 4.3 g/dtex 이상이다.

폴리에스테르필라멘트 A와 폴리에스테르필라멘트 B의 혼섬비율은 7:3∼9:1 정도가 바람직하다. 폴리에스테르필라멘트 A 의 혼섬비율이 7:3 미만에서는 재봉사로서 필요한 응력이 부족하고, 한편 폴리에스테르필라멘트 A 의 혼섬비율이 9:1을 초과하면 폴리에스테르필라멘트 B의 열세트성이 부족하여 재봉사의 토크 발생을 억제하기 어려워지는 경우가 있다. 바람직하게는 혼섬비율은 8:2이다.

또한 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 가 충분히 서로 혼합되기 위해서는 폴리에스테르필라멘트 A 의 필라멘트 수는 8개 이상, 폴리에스테르필라멘트 B의 필라멘트 수는 3개 이상이 바람직하고, 이 이하의 조합 개수에서는 혼합이 한쪽으로 치우쳐 불균일한 솔기로 되는 경우가 있다. 바람직하게는 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 의 필라멘트 수의 합계가 15∼48개의 범위이고, 이 이상 많으면 단섬유 섬도가 너무 가늘어져 실 강도가 낮아지는 결점이 있으므로 바람직하지 않고, 또한 광택 면에서도 흐려지므로 바람직하지 않다.

본 발명의 재봉사는 종래의 재봉사와 같은 루프나 느슨함에 의하지 않고, 극 한점도 차 및 신도 차에 의한 열세트성의 차를 이용하여 가봉성이 양호한 재봉사용 원사를 제공하는 것이다. 즉 일본공개특허공보 평5-106134호에 개시된 재봉사와 같은 큰 루프나 느슨함을 형성시키지 않아도, 재봉사 중의 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 가 적절하게 마이그레이션함으로써 충분한 열세트 효과가 발현되어, 봉제 중의 미싱바늘 및 기포에 접하는 재봉사 중의 단섬유 부분이 랜덤하게 교체되므로, 열의 전달이 방지되어 가봉성이 향상되는 것으로 추정된다.

즉, 이에 의해 재봉바늘과 기포로 부터 받는 마찰을 일부의 섬유가 오래 끌지 않고 끊임없이 교체되게 되어 손상을 받기 전에 통과할 수 있으므로, 고속봉제에 견디는 재봉사를 얻을 수 있다.

또한 폴리에스테르필라멘트 B에 배향억제제를 함유한 경우는, 이 필라멘트 중에 초미세한 결정핵을 생성할 수 있고, 상기 열세트성에 대해 보다 유리한 섬유구조를 형성할 수 있는 것으로 추정된다.

또 본 발명의 재봉사에 있어서는, 루프에 기인하는 솔기의 불균일성을 최대한 경감시키기 위해, 재봉사의 염색공정에서 재봉사의 수축이 일어나지 않도록, 장력을 가해 염색하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 치즈형상으로 감은 것을 염색가마 내에서 짖누름으로써 많은 치즈를 한번에 염색하는 방법을 채용할 수 있다. 이 방법이면 치즈 전체에 장력이 가해져 섬유끼리의 밀도가 높은 점에서, 자기신장성이 높은 고신도사이더라도 루프는 형성되지 않아 균일한 필라멘트 재봉사로 할 수 있다.

단, 재봉사의 외관을 스퍼나이즈화시키고자 할 때에는, 이완상태에서 재봉사를 염색함으로써 루프를 발현시킬 수 있다. 단, 이 경우도 루프의 형성은 어디까지나 외관의 스퍼나이즈화 정도가 작은 것이 바람직하다.

이하 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한 실시예 중의 물성은 하기의 방법으로 측정하였다.

(1) 극한점도 [η]_F

극한점도는 오르토클로로페놀 중 25℃에서 통상적인 방법에 의해 측정하였다. 단 후술하는 배향억제제를 사용한 실시예 5 ∼ 7에서는, 이 배향억제제를 함유하지 않은 필라멘트를 이 실시예와 동일 조건에서 제사하고, 그 극한점도를 측정하였다.

(2) 본봉 고속 직선 가봉성

본봉 1개 바늘 미싱을 사용하여 4000 rpm 의 속도, 미싱바늘 #14로 T/R 서지 4장을 1분간 봉제하고, 재봉사의 절단이 있거나 또는 단사 끊어짐이 많이 발생하여 외관불합격의 경우를 1, 단사 끊어짐이 발생하여도 아주 조금으로 실용상 문제없는 경우를 2, 단사 끊어짐이 전혀 발생하지 않은 경우를 3으로 하여 평가하였다.

(3) 공그르기 가봉성

본봉 1개 바늘 미싱을 사용하여, 2000 rpm 의 속도, 미싱바늘 #11 로 백 방향으로 T/R 서지 1장을 30 ㎝ 봉제하고, 재봉사의 절단이 있거나 또는 단사 끊어짐이 많이 발생하여 외관불합격의 경우를 1, 단사 끊어짐이 발생하여도 아주 조금으 로 실용상 문제없는 경우를 2, 단사 끊어짐이 전혀 발생하지 않은 경우를 3으로 하여 평가하였다.

[실시예 1∼4, 비교예 1∼3]

(원사의 제조)

폴리에스테르필라멘트 A 용 폴리머로서 산화티탄을 0.02 중량% 함유하는 극한점도가 다른 PET 를, 또 폴리에스테르필라멘트 B용 폴리머로서 산화티탄 등의 광택제를 함유하지 않은 극한점도가 다른 PET 를 준비하여 각각 160℃에서 4시간 건조시켰다.

상기 두 폴리머를 300℃에서 용융한 후 반분할형의 구금을 사용하여 폴리에스테르필라멘트 A 용 폴리머를 15 홀, 폴리에스테르필라멘트 B 용 폴리머를 5홀로부터 토출시켜 방사 하방에 설치한 횡분사 방사통 내에서 실온의 공기로 냉각고화시켜 양 실이 혼섬된 상태에서 유제를 부여한 후, 1200 m/분으로 인취하여 180 dtex/20 필라멘트의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사는 144 dtex 의 폴리에스테르필라멘트 A와 36 dtex 의 폴리에스테르필라멘트 B로 구성된 것이었다.

다음에 이 미연신사를 연신기에 걸어 다음의 조건에서 연신하였다. 즉, 직경 90 ㎜의 여열 롤러의 표면온도를 90℃로 하고, 속도 200 m/분으로 6턴시키고, 계속해서 직경 120 ㎜의 연신 세트롤러의 표면온도를 140℃로 하고, 속도 600m/분으로 4턴시켜 연신과 열세트를 마치고, 이어서 직경 120 ㎜의 2차 세트롤러의 표면온도를 200℃로 하고, 속도 595 m/분으로 4턴시켜 열세트를 가한 후 권취하였다. 얻어진 연신사의 평균섬도는 59 dtex이었다.

(재봉사의 제조)

상기 연신사에 1050 T/M의 S 꼬임을 실시한 후 3개 합하여 700 T/M의 Z 꼬임을 실시하여 재봉사로 한 후, 치즈에 권취하여 130℃, 40 분의 염색처리를 실행하였다. 염색방법으로는 치즈를 중첩하여 압축하중을 가하고 연신사에 장력이 가해진 상태에서 처리하였다.

건조시킨 후 실리콘계 유제를 3% 도포하여 재봉사로 하였다.

얻어진 연신사 및 재봉사의 성능을 표1에 나타낸다. 또한 연신사 중의 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 의 강신도는 연신사 중에서 단섬유를 각 5 개 랜덤하게 빼내 단섬유 강신도 측정기에 걸어 측정한 결과를 평균값으로 나타낸 것이다.

실시예 1 은 본봉 및 공그르기 모두 양호한 가봉성을 나타냈다. 또 재봉후의 재봉사 외관은 약간의 단사 끊어짐이 관찰되었지만, 실용상 전혀 문제없는 수준이었다.

실시예 2 ∼ 4 는 본봉 및 공그르기 모두 전혀 문제가 없는 양호한 가봉성을 나타내고, 재봉사 외관도 균일하고 또한 광택이 풍부하였다.

비교예 1 은 본봉 및 공그르기에서 재봉사가 절단되었다.

비교예 2 는 본봉은 전혀 문제없고 양호한 가봉성을 나타냈으나, 공그르기에 서는 재봉사가 절단되었다.

비교예 3 에서는 본봉, 공그르기 모두 다수의 단사 끊어짐이나 단사 탈락이 발생하여 외관의 균일성이 부족하였다.

[실시예 5 ∼ 7]

(원사의 제조)

폴리에스테르필라멘트 A 용 폴리머로서 산화티탄 등의 광택제를 함유하지 않은 PET 를, 또 폴리에스테르필라멘트 B 용 폴리머로서 산화티탄 등의 광택제를 함유하지 않은 상기 서술한 폴리머보다 극한점도가 낮은 PET 를 준비하여 각각 160℃에서 4시간 건조시켰다.

이어서 폴리에스테르필라멘트 B 용 폴리머에 배향억제제로서 폴리메틸메타크릴레이트 (아사히카세이 제조, 데르페트 80 N) 를 칩형상으로 0.5∼8.0%의 비율로 혼합한 후, 상기 양 폴리머를 스크류형 용융압출기로 300℃에서 용융시키고, 반분할형의 구금을 사용하여 폴리에스테르필라멘트 A 용 폴리머를 15홀, 폴리에스테르필라멘트 B 용 폴리머를 5홀로부터 토출시켜 방사 하방에 설치한 횡분사 방사통내에서 실온의 공기로 냉각고화시켜, 양 실이 혼섬된 상태에서 유제를 부여한 후, 1200 m/분으로 인취하여 180 dtex/20 필라멘트의 미연신사를 얻었다. 이 미연신사는 144 dtex의 저신도사와 36 dtex의 고신도사로 구성된 것이었다.

다음에 이 미연신사를 연신기에 걸어 다음의 조건에서 연신을 실행하였다. 즉, 직경 90 ㎜의 여열 롤러의 표면온도를 90℃로 하고, 속도 200 m/분으로 6턴시키고, 계속해서 직경 120 ㎜의 연신 세트롤러의 표면온도를 140℃로 하고, 속도 600 m/분으로 4턴시켜 연신과 열세트를 마치고, 이어서 직경 120 ㎜의 2차 세트롤러의 표면온도를 200℃로 하고, 속도 595 m/분으로 4턴시키고, 열세트를 가한 후 권취하였다. 얻어진 연신사의 평균섬도는 59 dtex이었다.

(재봉사의 제조)

상기 연신사에 700 T/M 의 S 꼬임을 실시한 후 3개 합하고 1050 T/M 의 Z 꼬임을 실시하여 재봉사로 한 후 치즈에 권취하여 130℃, 40 분의 염색처리를 실행하였다. 염색방법으로는 치즈를 중첩하여 압축하중을 가하고 연신사에 장력이 가해진 상태에서 처리하였다.

건조시킨 후 규소계 유제를 3% 도포하여 재봉사로 하였다.

얻어진 연신사 및 재봉사의 성능을 표2에 나타낸다. 또한 연신사 중의 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 의 강신도는 연신사 중에서 단섬유를 각 5 개 랜덤하게 빼내 단섬유 강신 측정기에 걸어 측정한 결과를 평균값으로 나타낸 것이다.

실시예 5∼6은 본봉 및 공그르기 모두 전혀 문제가 없는 양호한 가봉성을 나타내고, 재봉사 외관도 균일하고 광택이 풍부한 것이었다.

실시예 7은 본봉 및 공그르기 모두 양호한 가봉성을 나타냈다. 또 봉제후의 재봉사 외관은 약간의 단사 끊어짐이 관찰되었지만, 실용상 전혀 문제가 없는 수준이었다.

본 발명에 의하면 종래의 재봉사가 갖는 루프나 느슨함의 형성에 기인하는 결점을 개량하여, 필라멘트의 광택을 남기면서 균일한 솔기를 형성할 수 있고, 또한 고속봉제성이 양호한 필라멘트 재봉사가 제공된다.

Claims (8)

1. 극한점도 [η]_F 가 0.7 ∼ 1.2의 범위에 있는 폴리에스테르필라멘트 A 와, 이 폴리에스테르필라멘트 A 보다도 극한점도 [η]_F 가 0.2 ∼ 0.7 낮고 또한 신도가 큰 폴리에스테르필라멘트 B 가 방사단계에서 혼섬된 방사섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 재봉사.
2. 제 1 항에 있어서, 폴리에스테르필라멘트 A 의 강도가 5.0 g/dtex 이상인 필라멘트 재봉사.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리에스테르필라멘트 B 의 강도가 1.3 g/dtex 이상인 필라멘트 재봉사.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 필라멘트 재봉사의 강도가 4.0 g/dtex 이상인 필라멘트 재봉사.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 방사혼섬사 중의 폴리에스테르필라멘트 A 와 폴리에스테르필라멘트 B 의 비율이 7:3∼9:1의 범위인 필라멘트 재봉사.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리에스테르필라멘트 B에 배향억제제가 함유되어 있는 필라멘트 재봉사.
7. 제 6 항에 있어서, 배향억제제의 함유량이 폴리에스테르필라멘트 B 전체량에 대해 0.5∼8.0 중량%의 범위인 필라멘트 재봉사.
8. 제 6 항에 있어서, 배향억제제가 폴리스티렌계 폴리머, 폴리메타크릴레이트계 폴리머, 폴리메틸펜텐계 폴리머 중의 적어도 어느 하나인 필라멘트 재봉사.