KR101142478B1 - 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사 및 이를 이용한 직물 또는 편물과 그들의 제조방법 - Google Patents

약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사 및 이를 이용한 직물 또는 편물과 그들의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테레프탈산 또는 그 유도체, 글리콜화합물, 5~10중량부의 폴리(에틸렌글리콜) 및 테레프탈산 또는 그 유도체를 기준으로 0.5~5몰%의 5-술포아이소프탈산 또는 그 에스터 유도체를 이용하여 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 중합하고, 상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 10~80중량부와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지 20~90 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사 및 이를 이용한 직물 또는 편물과 이들의 제조방법이다.
약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용하면서 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지와 동일한 방사 구금을 통하여 함께 방사하고, 알칼리 용출 처리하는 단순한 제조 공정만으로 볼륨감 있고 신축성이 뛰어나고, 직물 또는 편물 작업성이 우수한 극세섬사와 나아가 이를 이용한 직물 또는 편물을 얻는 것을 목적으로 한다.

Description

약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사 및 이를 이용한 직물 또는 편물과 그들의 제조방법{MICRO FIBER USING WEAK-ALKALINE SOLUBLE POLYESTER RESINS AND KNITTING OR TEXTILE USING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사 및 이를 이용한 직물 또는 편물과 그들의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 일반 고분자와 복합방사하여 제조하는 극세섬사와 이를 이용한 직물 또는 편물 및 그들의 제조방법에 관한 것이다.
종래에는 데니어가 낮은 세섬사를 단독 방사로 생산한 소재사를 이용하여, 직물 또는 편물을 제조하는 것이 통상적이었으나, 20데니어에서 40데니어급 폴리에스테르 극세섬사를 단독 방사로 생산하면 생산 수율이 지극히 낮아 원료를 투입하는 량에 비하여 버리는 물량이 많아 생산원가가 높아지는 등의 문제점이 있다.
또한 단독 방사로 생산한 소재사를 가지고 섬유 제품을 만들기 위한 직,편직 작업에서도 데니어가 낮은 만큼 섬유의 강도가 낮아, 작업 도중 쉽게 끊어지거나, 모노필라멘트가 끊어져 섬유제품상의 결점으로 작용한다. 뿐만 아니라 이러한 세섬 소재사는 가늘고 매끄러운 표면을 가지고 있어, 가로 세로의 조직 구조가 짜여진 상태일지라도 소재사 서로 간 마찰과 엄킴 상태가 되지 않아, 쉽게 직물 구조가 밀려 멀어지는 즉 구멍 같은 공간을 만들어 직물 또는 편물의 섬유제품으로서 가치를 상실시키는 문제가 있다.
이러한 문제점으로 세섬박지 섬유제품은 미어지지 않을 정도의 경사, 위사가 높은 밀도로 작업할 수밖에 없고 이런 작업은 작업효율이 낮을 뿐만 아니라, 이렇게 만들어진 섬유제품은 얇고 뻣뻣하여 바람막이 등의 제품용도가 한정적이어서 감성과 기능성을 동시에 요구하는 높은 패션성을 추구하는 섬유제품에서는 제한적이라고 할 수 있다.
보편적인 폴리에스터 폴리머를 용융 토출 시키는 방사기의 설계는 50 데니어에서 250 데니어 수준으로 생산하게 설계 되어 있으나, 그 수준이 낮은 세섬(40~30 데니어급) 혹은 극세섬(30데니어이하)사 생산을 직접연신 공법인 SDY방식으로 하게 되면 절사율이 상승하여, 그 생산수율이 극히 낮고, 제품의 외관이 모우등의 결점으로 품질이 저하되는 문제점을 가지게 된다.
좀더 상세히 살펴 보면 기존의 통상적인 폴리에스테르 장섬유 방사 설비 및 장치는 50데니어 ~ 250데니어의 직접 연신사를 생산에 적합한 형태로 구성 되어 있다.
그래서 50데니어 보다 낮은 30데니어 혹은 20데니어 이하 생산에서의 폴리머 는 용융방사기 내에서 체류시간이 길어 지고, 방사기의 온도가 장시간에 걸쳐 폴리머에 전달되어 과한 열량으로 열화현상 즉 점도의 급격한 저하 상태로 구금으로 토출시 물처럼 흘러 내려 실걸이 작업이 불가능하거나 혹은 작업이 되더라도 절사율이 높아져 생산성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.
또한 열가소성 수지를 미세한 지름을 가진 방사 구금을 통해 압출하여 섬유화할 때 수지는 방사 구금 내에서 전단응력을 받아 전단 응력을 일으키며 방사 구금을 통과한 직후 방사 구금 내에서 받은 전단응력이 소멸됨에 따라 섬유 지름이 증가하게 된다(소위 비루스 효과).
이러한 섬유 지름의 증가가 일어나므로 최근까지의 기술에서는 중합 반응물의 유동특성에 적합한 지름을 가지는 방사 구금을 선택하여 사용하였다. 세섬용 복합방사의 경우는 이종의 폴리머가 동일한 한 개의 구금내의 각기 다른 구멍(hole)로 압출되기 때문에 그 폴리머 특성에 따라 유동성 서로 다르게 나타난다. 이것은 통상의 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지에 비하여 결정화 거동이 느린 이용성 폴리머를 동일한 환경, 즉 동일한 구금구멍(hole) 크기로 압출하게 거동이 느린 이용성 폴리머가 높은 점성으로 관성에 의해 고텟로올러 등의 회전체에 말리거나, 인접한 다른 필라멘트와 접합 되어 절사되는 현상이 일어나게 된다. 그리고 이러한 초기 방사뿐만 아니라 권취 상태에서도 높은 점성으로 회전체에 말리거나, 낮은 강도로 쉽게 끊어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 약알칼리성 조건에서 용이하게 용해, 가수분해되는, 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 고분자를 동시에 방사하는 극세섬사 및 이를 이용한 직물 또는 편물과 그들의 제조방법을 제공하기 위한 목적이 있다.
본 발명의 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사는 테레프탈산 또는 그 유도체, 글리콜화합물, 5~10중량부의 폴리(에틸렌글리콜) 및 테레프탈산 또는 그 유도체를 기준으로 0.5~5몰%의 5-술포아이소프탈산 또는 그 에스터 유도체를 이용하여 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 중합하고 상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 10~80중량부와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지 20~90 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 극세섬사를 이용한 직물 또는 편물은 상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사를 포함하는 섬유를 직조 또는 편조하여 가공한 뒤 약알칼리 용액에서 용출 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사의 제조 방법은 (a) 10~80 중량부의 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 20~90 중량부의 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지를 분할 가능하고, 동일한 방사구금의 서로 다른 구멍으로 동시에 압출하여 혼섬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 (b) 상기 (a)단계를 거친 극세섬사를 연신하는 단계 및 (c) 상기 연신된 극세섬사를 꼬임 수 500~3,000 TM으로 연사하는 가공단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 극세섬사를 이용한 직물 또는 편물의 제조 방법에 있어서 (d) 상기 제조 방법으로 제조된 극세섬사를 하나 이상 포함하는 섬유를 직조 또는 편조 가공하는 단계 및 (e) 상기 직조 또는 편조 가공을 마친 극세섬사를 약알칼리성 용액에서 용출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용하면서 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지와 동일한 방사 구금을 통하여 함께 방사하고, 알칼리 용출 처리하는 단순한 제조 공정만으로 볼륨감 있고 신축성이 뛰어나고, 직물 또는 편물 작업성이 우수한 극세섬사와 나아가 이를 이용한 직물 또는 편물을 얻을 수 있다.
아울러 방사시 방사 절사율도 개선되며, 용출 가공 후 섬유 직물의 태가 매우 양호한 특징을 가진다.
본 발명에서는 먼저 테레프탈산 또는 그 유도체를 하나의 단위체로, 글리콜 화합물을 다른 단위체로 반응시켜 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 제조하게 된다.
상기 테레프탈산 또는 그 유도체라고 함은 테레프탈산(para-benzene dicarboxylic acid)과 테레프탈산의 이성질체인 프탈산들 그리고 이들의 에스터 화합물 또는 염을 포함하여 가리키는 방향족 디카복실산의 일반명으로서 아이소프탈산, 오르토프탈산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 2,7-나프탈렌디카르복시산, 비스(파라카르복시페닐)메탄[bis(para-carboxyphenyl) methane] 등을 예로 들 수 있다.
상기 글리콜 화합물의 예로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 2,3-부탄디올, 1,4-부탄디올 등을 예로 들 수 있다.
위의 과정을 통해 중합된 상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 5-술포아이소프탈산의 염 또는 그 에스터 유도체 및 폴리(에틸렌글리콜)을 중합시켜 폴리에스테르 고분자를 합성하게 되는데 이하에서 상세히 살펴보기로 한다.
본 발명에서 생성되는 상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지의 기계적 내후성과 물리적 특성, 및 가수분해성을 향상시키기 위하여 상기 글리콜 화합물과 테레프탈산 또는 그 유도체의 중합 반응에서 5-술포아이소프탈산(5-sulfoisophthalic acid)의 염 또는 그 에스터 유도체를 부가하여 중합시킬 수 있다.
상기 5-술포아이소프탈산의 염 또는 그 에스터 유도체로서 5-술포아이소프탈산의 나트륨염, 5-술포아이소프탈산의 알칼리 금속염의 디메틸 에스터 등일 수 있다.
상기 5-술포아이소프탈산의 염 또는 그 에스터 유도체는 상기 단위체 중 테레프탈산 또는 그 유도체를 기준으로 0.5~5 몰%가 부가될 수있다. 5-술포아이소프탈산의 염 또는 그 에스터 유도체의 첨가량이 0.5 몰% 미만일 경우 약알칼리 이용 성이 떨어지게 되며, 5 몰%를 넘을 경우 폴리에스테르 중합물내의 응집물이 발생하여 중합 필터가 막히거나 방사팩의 압력이 급격히 상승하게 된다.
또한 섬유의 결정화 속도가 지연되며, 방사 공정에서 절사율이 높아지고, 중합필터나, 방사팩의 잦은 교체 등으로 생산성이 크게 저하된다.
이렇게 5-술포아이소프탈산의 염 또는 그 에스터 유도체를 공중합 시켜 얻은 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 90~95 중량부와 수 평균 분자량 1,000~20,000인 폴리(에틸렌글리콜) 5~10 중량부를 혼합하여 폴리에스테르 고분자를 완성하게 된다.
상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지의 양이 95 중량부를 초과하고 폴리(에틸렌글리콜)의 함량이 5 중량부 미만이 되는 경우에는 폴리에스테르 고분자의 용해성이 현저하게 불량해진다.
또한 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지의 사용량이 85 중량부 미만인 경우 폴리(에틸렌글리콜)의 함량이 15 중량부를 초과하게 되어 후가공에서 열적 분해에 의한 열화(劣化) 현상 때문에 방사 조업성이 급격히 감소하게 된다.
약알칼리 이용성이란 통상의 폴리에스테르 수지가 영향을 받지 않을 정도의 묽은 알칼리 용액 속에서 섬유 성분이 용해되어 필라멘트가 분해되는 성질을 말한다. 그러므로 본 발명에서 약알칼리 이용성은 약알칼리 용액으로 용출 처리하여 원하는 만큼의 이용성 필라멘트를 분해할 수 있는 특성이다.
도 1과 도 2를 참조하면 알칼리 용액으로의 용출 전후의 변화를 살펴 볼 수 있는데 용출된 후에는 이용성에 의해 공간이 생기는 것을 알 수 있다. 이로서 반발 성과 경량성을 더욱 강화하게 되는 것이다.
약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 알칼리 농도 약 1% 정도의 묽은 용액 속에서 온도 90℃로 1시간 동안 용출 처리하면 통상 섬유의 30% 이상이 용출된다. 그러나 본 발명에서 약알칼리 용출 처리라고 하면 상기 예시 조건에만 한정되는 것은 아니며, 당업자는 알칼리 농도 범위와 알칼리 물질의 종류, 용출 온도와 시간 및 용출 용액과 섬유의 비율(욕비 浴比)을 적절히 조절하여 원하는 정도로 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 성분을 분해할 수 있다.
본 발명에서 연사 단계의 꼬임은 500~3,000 TM인 것이 적당한데, 상기 범위 미만인 경우, 약알칼리 이용성 필라멘트의 용출 후 섬유의 강도와 태를 유지하기가 어려워지며, 상기 범위를 초과하는 경우는 모우 등의 결점으로 공정 작업성이 극히 저조해진다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에서는 상기 테레프탈산 또는 그 유도체로 테레프탈산을, 글리콜 화합물로 에틸렌글리콜을 선택하여 폴리에틸렌테레프탈산 (polyethylene terephthalate, 이하 PET) 수지를 제조할 수 있다.
한편 본 발명에서는 상기 완성된 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 통상의 폴리에스테르 수지와의 수지쌍을 동일한 방사 구금의 서로 다른 크기의 구멍을 통하여 동시에 방사하고, 이 때 분할이 가능한 구금을 사용하며, 이 섬유를 연신한 다음 적절한 꼬임을 주어 연사하여 소재사를 얻는 방법과 상기 극세섬사를 포함하여 직조 또는 편조한 섬유를 약알칼리 수용액으로 용출 처리하여 상기 약알칼리 이용성 수지 필라멘트를 제거하는 세섬용 직물 또는 편물을 제공한다.
도 3을 참조하면, 상기에서 언급된 과정을 시간의 순서대로 나열하여 정리하였다. 이는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 나타낸 것으로 다른 실시예로는 S100과 S200이 동시에 이루어지는 과정도 수행될 수 있다.
본 발명에서 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지를 혼합하여 수지쌍을 얻을 때, 그 혼합 비율은 수지쌍에서 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지의 비율이 10~80 중량부인 것이 적당하다.
약알칼리 이용성 폴리에스테르의 비율이 10중량부 미만이면 알칼리 용출 후에 공간이 많이 생기지 않아 신축성이 떨어지며, 80중량부 초과인 경우는 필라멘트가 과도하게 용출되어 없어짐에 따라 섬유의 구조적 강도가 사용에 적합하지 않은 수준으로 약화된다.
본 발명은 폴리머의 체류시간을 단축시켜 폴리머의 열화 혹은 열손상으로 인한 문제점을 개선하면서 원사의 생산성과 품질이 우수한 폴리에스테르 극세섬사를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 제조방법에서 구금의 분할은 통상 하나의 구금에서 방사되는 필라멘트는 연신과정을 거처 제품인 연신사 하나의 지관에 감기는 것이 통상적이나, 하나의 구금에서 반반씩 나누어 각각의 연신사로 생산하고, 각각의 지관에 감을 수 있도록 구금이 쉽게 분리할 수 있도록 설계된 것을 말한다.
통상 하나의 지관에 감기는 연신사가 50데니어인 경우에는 문제가 없으나, 극세섬사의 20데니어 이하 수준으로 생산하게 되었을 경우에는 용융 방사기 내에서의 체류시간은 50데니어에 비해 몇 배로 늘어나고, 체류시간이 길어진 많큼 방사기 내에 흐르는 동안 받은 열량은 증가 되어, 점성이 낮아진 폴리머는 실걸이 작업을 할 수 없을 정도로 흘러내리거나, 혹은 작업이 되어도 품질의 결점을 발생할 수 있는 열화 혹은 열 손상을 입게 된다.
그러나 본 발명과 같이 구금을 분할하여 사용할 수 있다면 그 체류시간은 몇 배로 늘어 나지 않고, 종래의 용융 방사 때와 유사하게 되어, 열화 현상의 불량요소를 제거할 수 있다.
만약 방사 구금의 지름 크기가 작은 경우 방사 구금 내에서 전단응력 및 전단변형이 높아져 비루스 효과가 증대됨에 따라 섬유를 구성하는 모노필라멘트의 균제도가 불량하게 되며, 반대로 선정된 방사 구금의 지름이 중합 반응물의 유동 특성에 비하여 큰 경우 방사 구금 내에서 전단응력 및 전단변형이 낮아져서 고분자 사슬이 더 많이 엉키게 되고 방사 드래프트가 높아져서 이 또한 균제도가 불량하게 된다.
이는 섬유화 제조 공정성을 불량하게 할 뿐 아니라 이렇게 제조된 섬유의 후공정에서의 사용에도 악영향을 미쳐 최종 제품인 직물 또는 편물의 품질이 불량하게 된다. 특히 세섬 섬유에서는 그 영향이 지대하여, 공정성 불량 및 품질의 문제성을 줄 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 통상의 폴리에스테르 수지로 이루어지는 각기 다른 종류의 수지 쌍이 한 구금 내의 각기 같거나 다른 크기의 구멍(hole)으로 방사되어 혼섬되는 방식을 취하였다(S100).
본 발명에서 약알카리 이용성 폴리에스테르 수지가 용융 방사시 구금의 구멍(hole)의 크기는 통상의 폴리에스테르 수지의 구금 구멍(hole)에 비하여 1.0~2.5배 범위 내에 있다.
또한 세섬용 혼섬사는 각각의 섬유 굵기가 가늘어 보통의 극세섬사에 비하여 1차 연신점(neck point)이 짧아져 구금방향으로 상향 되기 때문에 통상의 냉각장치보다 진보된 급랭장치로 압출되는 각각의 필라멘트를 냉각시켜 주어야 한다.
본 발명에서는 혼섬사가 8데니어에서 80데니어, 이용성 폴리에스테르 성분을 제외하면 5데니어에서 50데니어 사이의 혼섬사 생산에 적합하다. 이에 따라 손쉽게 이종(異種) 고분자의 필라멘트를 복합 방사 할 수 있어서 생산성과 물성이 우수한 극세섬사 소재를 제조할 수 있게 된다.
이렇게 혼섬을 통하여 제조한 극세섬사는 연신하는 단계를 거치고 연사를 통하여 적절한 꼬임을 줄 수 있는데, 연사 공정을 거쳐 극세섬사를 완성하게 된다(S200). 또한 상기 극세섬사를 그대로 직조 또는 편조로 가공하는 단계를 거쳐(S300) 직물 또는 편물을 제조하는데 쓰일 수 있다.
제조된 직물 또는 편물 섬유 제품을 도 2(a),(b)와 같이 약알칼리성 용액에서 용출 처리하게 된다(S400). 그러면 연사된 비이용성 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지가 구조를 지탱하기 때문에 상기 직물 또는 편물 제품 속의 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 부분이 용출되어 그 자리에 공극이 발생하더라도 직물 또는 편물의 형태를 유지할 수 있게 된다. 뿐만 아니라 용출 처리된 직물 또는 편물 섬유 제품은 세섬 단독 소재사로 제조된 고밀도 직물 또는 편물에 대비하여 무게가 가벼우면서도 볼륨감이 뛰어나며 공극의 존재에 의한 신축성이 나타나는 우수한 성질을 가질 수 있다.
본 발명의 폴리에스테르 섬유 제조 방법에 따라 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지를 혼섬하여 섬유 소재를 만들 경우 데니어가 7~80 수준이고 필라멘트의 수가 4~48인 것이 직물 또는 편물용으로 적당하다.
본 발명의 또 다른 일실시예에서는 상기 글리콜 화합물로 에틸렌글리콜을, 상기 테레프탈산 또는 그 유도체로서 테레프탈산을 각각 단위체로 사용하여 중합한 폴리에틸렌테레프탈산(폴리에스테르 수지) 수지를 제공하는데, 이때 상기 5-술포아이소프탈산의 염으로서 5-술포아이소프탈산의 나트륨염을 상기 단위체들의 중합시 부가하여 수지 조성물을 제조하여 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 완성하게 된다.
상기 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 통상의 폴리에스테르 수지인 약알칼리 이용성이 없는 폴리 에스테르 수지와 적절한 비율로 설정하여 동일한 방사 구금을 통하여 동시에 용융 방사하되 서로 다른 크기의 구멍을 통하여 각각 압출하는 것이 특징이다.
도 4(a)는 종래 통상의 구금장치를 나타낸 것이고, 도 4(b)는 본 발명의 실시에서 이용된 구금으로서 분할 가능하고 크기가 각기 다른 구금을 나타낸 것이다. 방사시 섬유가 나가는 모양의 차이점을 상기 도면을 통해 확인할 수 있다.
이는 세섬용 이용성 폴리머의 용융방사시 비루스 효과에 따른 결정화 거동을 빠르게 하는 방법이다. 이때 용융방사시 직접 연신공정을 병행하거나, 1,500~4,000m/min수준으로 권취한 다음 별도의 연신 공정을 수행할 수도 있다.
실시예
이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이 실시예는 어디까지나 발명의 구성을 설명하기 위함이며 어떠한 의미에서라도 본 발명의 범위를 한정하기 위한 목적이 아니다.
(비교예 1)
테레프탈산 또는 그 유도체와 에틸렌글리콜 화합물을 중합하여 폴리에스테르를 제조하고 이를 용융 방사하여 폴리에스테르 섬유를 제조함에 있어서, 통상의 폴리에스테르 수지만을 한 개의 방사 구금을 통하여 방사온도 290℃, 속도 2,800 m/min으로 단독 방사하여, 연신 공정을 거쳐서 최종 연신사의 파단 신도가 10~50%가 되는 20/24F의 섬유를 제조하였다. 이 극세섬사를 100 TM의 꼬임으로 연사 후 제직과 후가공에서 약 알칼리 수용액에서 용출 처리(NaOH 1%, 90℃, 1시간, 욕비(浴比) 1:10)를 하였다.
(비교예 2)
비교예 1과 동일한 방법으로 통상의 폴리에스테르 수지 조성물만을 방사온도 290℃, 속도 3,500 m/min로 단독 방사하여 최종 연신사의 파단 신도가 10~50%가 되는 30/24F의 섬유를 제조하였다. 이를 연사하지 않고 경위사로 사용 제직후 후가공 에서 약알칼리성 수용액에서 용출 처리(수산화나트륨(NaOH) 1%, 90℃, 1시간, 욕비 1:10)를 하였다.
(실시예 1)
테레프탈산 또는 그 유도체와 에틸렌글리콜 화합물을 중합하여 폴리에스테르를 제조하고 이를 용융 방사하여 폴리에스테르 섬유를 제조함에 있어서, 테레프탈산 또는 그 유도체를 기준으로 3 몰%의 5-술포아이소프탈산의 나트륨염을 함유하는 폴리에스테르계 및/또는 폴리에스테르-에스테르계 수지 92 중량부와 수 평균 분자량 9,000인 폴리(에틸렌글리콜)을 8 중량부 함유하는 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다.
약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 통상의 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하되 상기 제조된 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지를 각각 동일 구금내에서 서로 다른 구멍을 통하여 방사하는데, 분할 가능한 구금을 사용한다.
방사온도 285℃, 사속 2,000m/min로 동시에 방사하여 중량비 20:30의 혼섬이 되도록 극세섬사를 생산하였다. 이 극세섬사에 대한 연신공정을 거쳐 최종 연신사의 파단 신도가 10~50%가 되는 30/24F의 섬유를 제조하였다. 1,000 TM의 꼬임으로 이를 연사 후 제직과 후가공에서 약알칼리성 수용액에서 용출처리(수산화나트륨(NaOH) 1%, 90℃, 1시간, 욕비 1:10)를 하였다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일하게 제조하되 방사 구금을 이용한 방사시 방사속도를 4,000 m/min로 방사하여 혼섬이 되게 극세섬사를 생산한 다음, 연신 공정을 거쳐 최종 연신사의 파단 신도가 10~50%가 되는 30/36F의 섬유를 제조하였다. 1,500 TM의 꼬임으로 이를 연사 후 제직과 후가공에서 약알칼리성 수용액에서 용출처리(수산화나트륨(NaOH) 1%, 90℃, 1시간, 욕비 1:10)를 하였다.
각 과정에서 나타나는 섬유의 절사 비율과 태를 아래 표 1에 나타내었다.
[표 1]
구분 단독방사(구금형태) 복합방사
(구금형태)		 방사절사율 연사TM(꼬임) 볼륨 신축성 용출가공후 섬유의태
비교예1 ○(1분할) 25% 100 기준 없음 ×
비교예2 ○(1분할) 25% 0 1.05배 없음 △~×
실시예1 ○(2분할) 4% 1,000 1.92배 있음 ○
실시예2 ○(2분할) 4% 1,500 2.00배 있음 ○
[ 단독방사 : 통상의 폴리에스테르 수지 단독 용융 방사 ]
[ 복합방사 : 약알카리 이용성 폴리에스테르 수지와 통상의 폴리에스테르 수지 2종을 각기 다른 구멍(hole)로 용융 혼섬 방사 ]
[ 2분할구금: 한 개의 구금에서 각기 다른 구멍(hole)을 통하여 방사하되 하나의 묶음으로 합해지는 1분할과 달리, 용융방사시 2개의 묶음으로 분할 할 수 있는 구금]
[태의 식별기준 ○:양호(우수함) △:중간(볼륨감 있으나, 약함) ×:나쁨(볼륨감 없음)]
상기 표 1로부터, 본 발명에 따르는 실시예의 섬유들이 비교예의 섬유들에 비하여 방사 절사율이 현저히 개선되고, 용출 가공 후 섬유 직물의 태가 양호한 것을 알 수 있다.
이와 같은 구성에 따라, 본 발명은 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용하면서 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지와 동일한 방사 구금을 통하여 함께 방사하고, 알칼리 용출 처리하는 단순한 제조 공정만으로 볼륨감 있고 신축성이 뛰어나고, 직물 또는 편물 작업성이 우수한 극세섬사와 나아가 이를 이용한 직물 또는 편물을 얻을 수 있다.
아울러 방사시 방사 절사율도 개선되며, 용출 가공 후 섬유 직물의 태가 매우 양호한 특징이 있다.
도 1(a)는 이용성 폴리에틸렌테레프탈산(polyethylene terephthalate) 섬유를 알칼리 용액으로 용출하기 전 모습의 단면 사진.
도 1(b)는 이용성 폴리에틸렌테레프탈산(polyethylene terephthalate) 섬유를 알칼리 용액으로 용출한 후 모습의 단면 사진.
도 2(a)는 이용성 폴리에틸렌테레프탈산(polyethylene terephthalate) 섬유를 알칼리 용액으로 용출하기 전 사진.
도 2(b)는 이용성 폴리에틸렌테레프탈산(polyethylene terephthalate) 섬유를 알칼리 용액으로 용출한 후 사진.
도 3은 약알카리 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한 극세섬사 제조부터 이를 직물, 편물로 제조하는 과정을 도시한 것.
도 4(a)는 종래 통상의 구금장치를 도시한 것.
도 4(b)는 분할 가능하고 크기가 각기 다른 구금으로 본 발명에서 사용된 구금을 도시한 것.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. (a) 약알칼리 이용성 폴리에스테르 수지 10 내지 80 중량%와 약알칼리 이용성이 없는 폴리에스테르 수지 20 내지 90 중량%를, 한 개의 구금에서 각기 다른 구멍을 통하여 방사하되, 2개 이상의 묶음으로 분할 방사할 수 있는 구금을 이용하여 압출함으로써 혼섬하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계를 거친 극세섬사를 연신하는 단계; 및
    (c) 상기 연신된 극세섬사를 꼬임 수 500 내지 3,000 TM으로 연사하는 가공단계를 포함하는 극세섬사의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. (d) 제3항의 제조 방법으로 제조된 극세섬사를 하나 이상 포함하는 섬유를 직조 가공하는 단계; 및
    (e) 상기 직조 가공을 마친 극세섬사를 약알칼리성 용액에서 용출하는 단계를 포함하는 직물의 제조 방법.
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KR20060098118A (ko) * 2005-03-09 2006-09-18 주식회사 코오롱 초극세사용 추출형 복합섬유
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