KR101033751B1 - 폴리에스터 이형단면 분섬사 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구금 최적화를 통해 촉감이 부드럽고 금속광택을 제어할 수 있을 뿐 아니라, 고급스러운 광택을 가져 커튼용으로 유용하게 사용될 수 있는 폴리에스터 이형단면 분섬사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 폴리에스터 이형단면 분섬사는 고유점도[η]가 0.640 내지 0.670이고 TiO₂함량이 0.33 내지 0.36중량% 수준인 폴리에스터 섬유로, 섬유단면의 이형도가 1.5 내지 3.0이고, 그 단면은 4개 이상의 골짜기를 갖고, 그 중 1개 이상의 골짜기를 갖는 근처의 반대측에 동일수의 골짜기를 갖고, 상기 골짜기의 개구각은 100 내지 160도인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 폴리에스터 이형단면 분섬사는 통상의 열가소성 폴리머를 사용하여 기존의 원형단면 대신에 특정한 형태의 단면을 갖는 이형단면으로 하므로 종래의 원형단면 가연가공사보다 부드러운 촉감을 발현하고, 고급스러운 광택특성이 극대화될 뿐 아니라 분섬작업성이 용이한 원사를 제공하는 유용한 발명이다.

폴리에스터, 이형단면, 분섬사, 촉감, 광택.

Description

폴리에스터 이형단면 분섬사 및 그 제조방법{Polyester dividing yarn having non-circular cross-section and a manufacturing method thereof}

본 발명은 폴리에스터 이형단면 분섬사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 구금 최적화를 통해 촉감이 부드럽고 금속광택을 제어할 수 있을 뿐 아니라, 고급스러운 광택을 가져 커튼용으로 유용하게 사용될 수 있는 폴리에스터 이형단면 분섬사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 커튼용으로 사용되는 오간디(organdy) 직물은 단사섬도가 20데니어 수준의 분섬사를 경사와 위사에 사용하여 제직된다.

상기한 오간디 직물의 경사와 위사에 사용되는 원사의 단면은 원형단면과 이형단면, 구체적으로는 삼각단면, 사각단면, 타원형 단면 등이며 광택과 촉감을 개선하기 위하여 원사를 가연 가공하여 이형화를 한 후 사용하고 있다.

원사의 원형단면을 가연 가공하고 나면 단면의 형태가 오각형에서 팔각형까지 변형되어 광택이 심오해 지고 금속광택이 감소되어 부드러운 촉감을 발현할 수 있다. 또한, 삼각단면, 사각단면, 타원형 등의 이형단면은 그 자체의 단면 형태에 따라 광택을 발현하게 되나 빛이 반사되는 단면 부분이 직선 또는 직선에 가까운 형태이기 때문에 원형단면 보다는 광택의 수준이 감미로우나 금속광택으로 인한 심미적인 한계가 있다는 단점이 있다.

미국특허 제 6,307,047호는 "다이아몬드 단면을 갖는 산자용 섬유"라는 명칭으로 단면 모양이 원형인 연신사와 다이아몬드 단면모양을 갖는 연신사 상호간의 기능성 비교를 통하여 동일한 조건하에서 다이아몬드 단면 형태가 원형단면 대비 산자용 직물의 공극 감소 및 무게감소 효과가 있음을 제시하고 있으며, 미국특허 제 6,790,797호는 "절연과 신발용 시스템"이라는 명칭으로 단면 모양이 십자형과 다이아몬드 단면 모양을 갖는 연신사를 활용하여 신발용 안감지 등에 적용하여 습기 제거 효과 등을 제시하고 있지만, 상기한 발명들의 섬유는 촉감이나 광택의 측면에서 커텐지 등에 접합하게 사용할 수 있는 것은 아니다.

따라서, 상기한 문제점들을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 특허출원 제2006-0014573호에 의하여, 차별화된 광택, 부드러운 촉감, 뛰어난 비침 방지 기능, 심색성이 있는 파일물 및 커텐지 용도 등에 적용이 가능한 모노 필라멘트 단면이 마름모 모양인 폴리에스터 이형단면사를 제공하기 위해, "폴리에스터 이형단면사 및 그 제조방법"이라는 명칭으로, "단사 섬도가 6.0데니어 내지 50데니어이고, 강도가 2.5G/DE 내지 6.0G/DE이고, 신도가 15% 내지 50%이고, 비수가 5% 내지 12%인 물성을 갖으며 연신사 장축과 단축의 비가 1.0 내지 10.0이고 연신사 단면이 마름모 형태임을 특징으로 하는 폴리에스터 이형단면사"를 제안하였다.

그러나, 상기한 발명에 따른 폴리에스터 이형단면사에 있어서 보다 더욱 부드러운 촉감과 더욱 고급스러운 광택을 가지므로 보다 개선된 커튼용 직물로서 사용할 수 있는 이형단면사에 대한 요구는 지속되어 지고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 구금 최적화를 활용하여 기존의 커튼용 직물 보다 촉감이 부드럽고, 고급스러운 광택특성이 극대화될 뿐 아니라 분섬작업성이 용이한 원사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 분섬사를 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

통상 원사의 단면이 원형에서 이형화로 변경됨 따라 촉감은 부드러워지고 광택은 은은해져서 고급스러워지는 것으로 알려져 있으며, 촉감을 부드럽게 하기 위하여 원사단면을 편평단면, 편평형에 3 내지 4개의 돌출부를 갖는 단면 등 제시하고 있으나 분섬하여 사용하는 원사의 특성상 촉감의 만족도는 향상시킬수 있으나 단면특성상 필라멘트간의 마찰면적이 증가함으로써 분섬작업성이 불량해지는 문제점이 있었는데, 본 발명에서는 촉감과 광택을 보다 높은 수준으로 조절할 수 있으면서도, 원형단면사와 동일한 수준의 분섬작업성을 확보할수 있는 방법에 대해 예의 연구한 결과 섬유의 단면에 4개의 골짜기를 갖는 전체적으로 사각형 단면을 가 지는 원사를 개발하므로 상기 문제점을 해결할 수 있게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리에스터 이형단면 분섬사는;

고유점도[η]가 0.640 내지 0.670이고 TiO₂함량이 0.33 내지 0.36중량% 수준인 폴리에스터 섬유로, 섬유단면의 이형도가 1.5 내지 3.0이고, 그 단면은 4개 이상의 골짜기를 갖고, 그 중 1개 이상의 골짜기를 갖는 근처의 반대측에 동일수의 골짜기를 갖고, 상기 골짜기의 개구각은 100 내지 160도인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 분섬사의 단사섬도는 40 데니어 이하임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 골짜기는 4개임을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리에스터 이형단면 분섬사의 제조방법은;

고유점도[η]가 약 0.650 내지 0.653이고 TiO₂함량이 약 0.33 내지 0.36중량% 수준인 폴리에스터를 장축과 단축의 비는 1:1.5 내지 1:3.0이고 4개의 골짜기를 갖으며 골짜기의 개구각이 100 내지 160도 수준이 되도록 하여 250 내지 300℃로 용융하여 방사하는 단계; 및

200de/10f의 원사를 기준으로 분섬기를 이용하여 0.09gf/de의 분섬장력으로 850m/min속도로 분섬작업을 진행하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 폴리에스터 이형단면 분섬사는 통상의 열가소성 폴리머를 사용하여 기존의 원형단면 대신에 특정한 형태의 단면을 갖는 이형단면으로 하므로 종래의 원형단면 가연가공사보다 부드러운 촉감을 발현하고, 고급스러운 광택특성이 극대화될 뿐 아니라 분섬작업성이 용이한 원사를 제공하는 유용한 발명이다.

이하, 본 발명을 일 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.

본 발명에서는 통상의 폴리에스터를 원료로 하였으며, 자세하게는 폴리머의 고유점도가 0.640 내지 0.670 사이인 폴리에스터 폴리머를 이용하여 방사온도를 250℃ 내지 300℃, 더욱 바람직하게는 280℃ 내지 290℃로 설정하여 폴리머를 방사 구금으로 방사하였다. 또한, 폴리머 내의 소광제인 TiO₂의 함유량을 변경하여 광택의 조절이 가능하였는데, 본 발명에서는 TiO₂의 함량이 0.33 내지 0.36중량%인 폴리머를 사용하여 4개의 골짜기를 갖는 100de/10f, 200de/10f, 300de/10f 및 400de/10f를 개발하였다. 이때 단사섬도가 40데니어를 초과할 경우 공기냉각방식의 통상적인 설비로 냉각이 불충분하여 공정작업성과 원사의 품질이 불량해지는 문제가 있다.

본 발명에 따른 이형단면은 사각단면에 있어 단축과 장축의 비는 1:1.5 이상에서 1:5 이하 수준이 좋으나 1:1.5 이상에서 1:3 이하로 하는 경우가 원사단면의 형태안정성이 우수하므로 더욱 바람직하다.

또한, 상기 사각단면에 있어 4개의 골짜기가 이루는 각도는 100 내지 160도 이하 수준이 좋으나 100도 내지 140도 이하가 원사단면의 형태안정성이 우수하므로 더욱 바람직할 수 있다.

4개의 골짜기가 이루는 각도가 160도를 초과할 경우 골짜기의 깊이가 얕아져 직선형에 가깝게 되므로 손으로 만졌을 때 접촉되는 면적이 증가함에 따라 부드러운 촉감이 저하되며, 골짜기의 깊이에 의해 나타나는 난반사에 의한 광택효과가 감소되어 품위가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명에 따르면, 상기와 같이 제조된 이형단면사는 직물용도로 사용량이 가장 많은 단사섬도 20데니아인 200de/10f의 원사를 분섬기를 이용하여 0.09gf/de의 분섬장력으로 850m/min속도로 분섬작업을 진행하였다. 분섬된 원사를 사용하여 통상적인 방법으로 제직 및 염가공을 통하여 직물을 개발하여 평가하였다.

이하, 본 발명을 실시예로 보다 자세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시예 및 비교예 중의 각종 특성치의 측정 및 평가는 다음과 같이 행하였다.

[평가방법]

(1) 물성;

① 섬도, 강도, 신도: JIS L 1013법으로 측정하였다.

② 연신사 균제도는 분석기기 USTER^® TESTER3 SIGNAL PROCESSOR을 사용하였으며, 그 결과는 다음과 같이 나타냈다:

⊙ : 1.00% 이하

■ : 1.00% 초과 ~ 1.20% 미만

(2) 이형도

이형도 = 장축의 길이/단축의 길이

(3) 촉감

원형단면의 가연가공사를 사용한 오간디직물과 대비하여 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같이 나타냈다:

◎: 기존 제품보다 부드럽다. △: 기존 제품과 동일하다. X: 기존 제품보다 거칠다.

(4) 광택

원형단면의 가연가공사를 사용한 오간디직물과 대비하여 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같이 나타냈다:

◎: 기존 제품보다 광택이 균일하다. △: 기존 제품과 동일수준의 광택 (점형태의 불균일한 광택) X: 기존 제품보다 광택이 강하다.(금속광택)

(5) 분섬작업성

분섬작업성을 평가하여 각각 양호, 보통 그리고 불량으로 나타냈다.

다음의 실시예 및 비교 실시예는 본 발명을 좀더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

고유점도[η]가 약 0.650 내지 0.653이고 TiO₂함량이 약 0.35중량% 수준인 폴리에스터를 286℃로 용융하여 방사하였다. 장축과 단축의 비는 2.3이고 4개의 골짜기를 갖으며 골짜기가 이루는 각도가 100도 수준의 200de/10f제조하였다. 연신사의 방사 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 직물 평가를 위해 사각단면 20de/1f을 위사로 사용하고 원사단면이 원형인 20de/1f을 경사로 하여, 경위사 밀도가 104본/inch인 직물을 제조하였다. 직물 평가 내용을 표 1에 나타내었다.

실시예 2

고유점도[η]가 0.650 내지 0.653이고 TiO₂함량이 0.35중량% 수준인 폴리에스터를 286℃로 용융하여 방사하였다. 장축과 단축의 비는 2.3이고 4개의 골짜기를 갖으며 골짜기가 이루는 각도가 130도 수준의 200de/10f제조하였다. 연신사의 방사 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 직물 평가를 위해 사각단면 20de/1f을 위사로 사용하고 원사단면이 원형인 20de/1f을 경사로 하여, 경위사 밀도가104본/inch인 직물을 제조하였다. 직물 평가 내용을 표 1에 나타내었다.

실시예 3

고유점도[η]가 0.650 내지 0.653이고 TiO₂함량이 0.35중량% 수준인 폴리에스터를 286℃로 용융하여 방사하였다. 장축과 단축의 비는 2.3이고 4개의 골짜기를 갖으며 골짜기가 이루는 각도가 150도 수준의 200de/10f제조하였다. 연신사의 방사 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 직물 평가를 위해 사각단면 20de/1f을 위사로 사용하고 원사단면이 원형인 20de/1f을 경사로 하여, 경위사 밀도가 104본/inch인 직물을 제조하였다. 직물 평가 내용을 표 1에 나타내었다.

비교예 1

고유점도[η]가 0.650 내지 0.653이고 TiO₂함량이 0.35중량% 수준인 폴리에스터를 286℃로 용융하여 방사하였다. 장축과 단축의 비는 2.3이고 4개의 골짜기를 갖으며 골짜기가 이루는 각도가 180도 수준의 200de/10f제조하였다. 연신사의 방사 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 직물 평가를 위해 사각단면 20de/1f을 위사로 사용하고 원사단면이 원형인 20de/1f을 경사로 하여, 경위사 밀도가104본/inch인 직물을 제조하였다. 직물 평가 내용을 표 1에 나타내었다.

비교예 2

고유점도[η]가 0.650 내지 0.653이고 TiO₂함량이 0.35중량% 수준인 폴리에스터를 286℃로 용융하여 방사하였다. 원형단면 200de/10f제조하였다. 연신사의 방사 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 직물 평가를 위해 가연가공된 원형단면 20de/1f을 위사로 사용하고 원사단면이 원형인 20de/1f을 경사로 하여, 경위사 밀도가104본/inch인 직물을 제조하였다. 직물 평가 내용을 표 1에 나타내었다.

구분	항목	단위	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
방사구금 및 조건	단면모양	-	사각	사각	사각	사각	원형
	골짜기 수	ea	4	4	4	4	-
	골짜기부 각도	도	100	130	150	180	-
	섬도	de	200	200	200	200	200
	FILA수	ea	10	10	10	10	10
원사 물성	섬도	de	201.56	202.32	202.06	202.04	202.43
	강도	g/de	4.49	4.40	4.50	4.48	4.60
	신도	%	31.50	32.04	31.07	33.01	30.78
	균제도	U%	⊙	⊙	⊙	⊙	⊙
직물평가	광택		◎	◎	◎	△	△
	촉감		◎	◎	◎	△	△
분섬작업성	-		양호	양호	양호	보통	양호

도 1은 본 발명의 이형단면 원사 제조를 위한 방사공정의 개략도이고,

도 2는 본 발명의 이형단면원사의 단면 구조를 나타낸 단면도이고,

도 3은 비교 실시예로 사용된 원형단면 가연가공사의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 냉각공기 2. 방사구금

3. 급유 가이드 4. 제1 고뎃 롤러

5. 제2 고뎃 롤러 6. 제3 고뎃 롤러

7 .분리(SEPARATE) 롤러 8. 권취 기계

9. 원사 (CAKE)

Claims (3)

1. 고유점도[η]가 0.640 내지 0.670이고 TiO₂함량이 0.33 내지 0.36중량% 수준인 폴리에스터 섬유로, 섬유단면의 이형도가 1.5 내지 3.0이고, 그 단면은 4개 이상의 골짜기를 갖고, 그 중 1개 이상의 골짜기를 갖는 근처의 반대측에 동일수의 골짜기를 갖고, 분섬사의 단사섬도는 5데니어 이상 40데니어 이하이며, 상기 골짜기의 개구각은 100 내지 160도인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 이형단면 분섬사.
2. 제 1항에 있어서, 상기 골짜기는 4개임을 특징으로 하는 폴리에스터 이형단면 분섬사.
3. 청구항 1의 폴리에스터 이형단면 분섬사를 이용한 직물.

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