KR101221366B1 - 터치다운 방식의 이수축 혼섬사 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심사와 효과사로 된 이수축 혼섬사의 제조방법에 있어서,
폴리에스테르 80.0~99.0mol%에 네오펜틸글리콜1.0~20.0mol%를 첨가한 고수축사인 심사를 제조하는 단계, 상기 심사와 방사속도가 2,500~3,500m/분으로 방사하여 복굴절율(Δn)이 11×10-3~15×10-3인 효과사를 장력이 7~8g/de이고 연신비는 1.03~1.05의 연신비로 동시연신으로 혼섬사를 제조하는 단계, 상기 복합사를 1차 히트롤러에서 120℃~125℃/6.5Turn이 되도록 열처리하는 단계, 히트플레이트(Heat Plate)는 OFF상태로 하며 1.6~1.8Φ인터레이스 노즐을 통하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

터치다운 방식의 이수축 혼섬사 제조방법{METHOD FOR MAKING POLYESTER YARN OF DIFFERENT SHRINKAGE with Touch Down Type}

본 발명은 Wool-like지향 소재로 이수축효과를 극대화하고 심색효과를 배가시켜 천연소재 느낌의 touch와 고도심색 및 고반발성으로 drape성이 우수한 가을, 겨울용의 대표적인 소재인 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

즉, Touch Down 방식의 독창적인 개질폴리머 기술을 응용한 고수축사를 심사로 사용하며 2dpf이하의 미연신사 소재와 동시연신 복합함으로써 wool-like touch, 고도 심색, 우수한 drape성, 자외선차단 및 보온기능이 우수한 이수축 혼섬사 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 Touch Down 방식의 독창적인 개질폴리머 기술을 응용한 고수축사를 심사로 사용하며 2dpf이하의 미연신사(효과사) 소재와 동시 연신 복합함으로써 wool-like touch, 고도 심색, 우수한 drape성, 자외선차단 및 보온기능이 우수한 이수축혼섬사 제조방법에 관한 것으로서, 서로 물성이 다른 미연신사군을 연신기 상에서 각기 다른 조건으로 연신하고 유제처리장치로 교락을 부여하여 복합한 다음 직편성하여 후처리공정에서 Touch Down 방식의 열처리를 하여 우수한 벌키성, 심색성, 자외선 차단 및 보온기능을 갖는 폴리에스테르 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

이수축혼섬사는 수출율이 서로 다른 2종이상의 원사를 혼섬하여 제직한 다음, 후가공 공정에서 열처리하였을 때, 수축율이 높은 원사가 많이 수축되면서 수출률이 낮은 다른 원사로 하여금 크림프(crimp)를 형성케 함으로써 사의 길이 방향으로 불규칙한 권축이 나타나도록 한 것이다. 이러한 고수축사가 갖춰야 할 성질은 건열 또는 비수 중에서 수축율이 높으면서 강력이 우수해야 한다는 것이다. 상기 혼섬사는 벌키성 및 부드러운 촉감을 나타내므로 이것을 사용한 직·편물들은 여성용 정장, 바지, 자켓 등의 소재로 많이 사용되고 있다.

이수축 혼섬사를 제조하기 위해 종래에는 비등수 수축율이 다른 미연신사를 제조한 다음에 합연신방식으로 연신하여 제조하여 왔다. 그러나 이와 같은 이수축혼섬사 제조방법은 공정이 복잡하고 생산단가가 높으며 많은 에너지를 요하는 단점이 있었다.

그 밖에도 일반 폴리에스테르 냉연신사를 복합하는 방법 및 저방속사와 고방속사를 동시에 연신 복합하여 방법등 여러 가지 방법들이 알려져 있다.

그러나, 냉연신사, 열연신사를 복합하는 방법에서는 냉연신사의 원사수축력은 크지만 후공정에서 열을 받은 후에는 수축력이 크게 감소하여 직물 상에 효과가 적었으며 위사등으로 사용한 경우에도 용도제약의 문제가 있었다.

그리고, 저방속사와 고방속사를 동시에 연신 복합한는 방법은 동일 연신비로 고배향사와 저배향사를 동일 연신할 경우 고배향사는 동일 연신비에서도 충분한 연신이 가능하지만 저배향사는 상대적으로 낮은 연신비로 인해 불규칙한 태섬부분이 발생되었다.

또한, 이들 방법의 경우에는 꼬임고정공정에 의한 연사물의 진행시 냉연신사와 열연신사 또는 저방속사와 고방속사 사이에 수축 차가 발생하므로 염색공정에서 이들 사이에 양변색차가 발생될 수 있고, 효과사의 물성의 편차가 크므로 후공정인 호부(Sizing)공정시 장력편차에 의한 경사줄의 발생 가능성이 높았다. 또한, 이들의 후공정에서 열처리하였을 때, 고수축사의 수축과정에서 심사와 효과사의 이수축 효과가 적었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 본 발명의 목적은 Touch Down 후공정 열처리 방식과 독창적인 개질폴리머 기술을 응용한 고수축사를 심사로 사용하며 2dpf이하의 저수축 소재와 복합함으로써 wool-like touch, 고도 심색, 우수한 drape성, 자외선차단 및 보온기능이 우수한 이수축혼섬사 제조방법에 관한 것이다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 고수축사인 심사와 미연신사인 효과사로 된 이수축 혼섬사의 제조방법에 있어서, 폴리에스테르 80.0~99.0mol%에 네오펜틸글리콜1.0~20.0mol%를 첨가한 고수축사인 심사를 제조하는 단계; 상기 심사와 방사속도가 2,500~3,500m/분으로 방사하여 복굴절율(Δn)이 11×10-3~15×10-3인 효과사를 장력이 7~8g/de이고 연신비는 1.03~1.05의 연신비로 동시연신으로 미연신사인 혼섬사를 제조하는 단계; 상기 미연신사인 효과사와 고수축사인 심사를 1차 히트롤러에서 120℃~125℃/6.5Turn이 되도록 열처리하는 단계; 상기 혼섬사를 히트플레이트(Heat Plate)는 OFF상태로 하며 1.6~1.8Φ인터레이스 노즐을 통하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명에서, 상기 고수축사는 MSS(Millenium Super Shrinkage)로써, 폴리에스테르 80.0~99.0mol%에 네오펜틸글리콜1.0~20.0mol%를 포함한 수지인 것을 특징으로 하는 이수축 혼섬사 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 심사와 상기 효과사중 어느 하나가 심색성사임을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 심사와 상기 효과사는 무광 폴리에스테르, 부분 무광 폴리에스테르, 또는 유광 폴리에스테르중 하나이되 서로 같지 않은 것임을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 Toch Down 후공정 열처리 방식에 의한 이수축 혼섬사의 제조방법은, Wool-like지향 소재로 이수축효과를 극대화하고 심색효과를 배가시켜 천연소재 느낌의 touch와 고도심색 및 고반발성으로 drape성이 우수한 겨울용 섬유의 대표적인 소재이다.

또한, 독창적인 개질폴리머 기술을 응용한 고수축사를 심사로 사용하며 Touch Down 후공정 열처리 방식을 사용하여, 2dpf이하의 미연신사인 효과사와 동시연신 복합함으로써 wool-like touch, 고도 심색, 우수한 drape성, 자외선차단 및 보온기능이 우수한 이수축혼섬사를 제조할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

본 발명은 심사와 효과사로 된 이수축 혼섬사의 제조방법에 있어서,

폴리에스테르 80.0~99.0mol%에 네오펜틸글리콜1.0~20.0mol%를 첨가한 고수축사인 심사를 제조하는 단계, 상기 심사와 방사속도가 2,500~3,500m/분으로 방사하여 복굴절율(Δn)이 11×10-3~15×10-3인 미연신사인 효과사를 장력이 7~8g/de이고 연신비는 1.03~1.05의 연신비로 동시연신으로 혼섬사를 제조하는 단계, 상기 혼섬사를 1차 히트롤러에서 120℃~125℃/6.5Turn이 되도록 열처리하는 단계, 히트 플레이트(Heat Plate)는 OFF상태로 하며 1.6~1.8Φ인터레이스 노즐을 통하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이수축 혼섬사 기술의 핵심은 심사와 효과사와의 부피감을 최대한 발현시키고 심사와 효과사와의 물성제어를 통한 심색효과에 있다. 종래의 기술은 심사의 첨가제로 ‘이소프탈산’을 사용하였으나 고도의 심색효과를 발현하는데는 한계가 있었다. 이에 고도의 심색효과를 발현하기위해서, 본원 발명은 ‘네오펜틸글리콜(NPG;neopentylglycol)’을 사용하였다.

또한, 종래는 복합사 제조공정에서 심사와 효과사를 동시에 열처리하여 결정화가 진행되어, 염료염착좌를 상실시키는 조건에서 가동되었으나 본 발명에서는 'Heat Plate온도를 OFF함으로써 모사(Mother Yarn)의 특성을 그대로 발현하도록 하였다.

상기 심사인 고수축사는 MSS(Millenium Super Shrinkage)로써, 폴리에스테르 80.0~99.0mol%에 네오펜틸글리콜1.0~20.0mol%를 첨가하여 공중합한 폴리에스테르 수지를 제조한다.

또한, 상기 효과사는 POY(Partially Oriented Yarn)로써, 상기 심사와 방사속도가 2,500~3,500m/분으로 방사하여 복굴절율(Δn)이 11×10-3~15×10-3인 효과사를 장력이 7~8g/de이고 연신비는 1.03~1.05의 연신비로 동시연신으로 혼섬사를 제조하는 것이며, 장력은 Tensionmeter를 사용하여 측정하며, 연신비는 해사장력과 피드로우러 스피드 차이를 의미한다.

또한, 상기 심사와 상기 효과사중 어느 하나가 심색성사로 하여 이수축 혼섬사를 제조한다.

또한, 상기 심사와 상기 효과사는 무광 폴리에스테르, 부분 무광 폴리에스테르, 또는 유광 폴리에스테르중 하나이되 서로 같지 않게하여 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기 제조된 심사와 미연사인 효과사를 1차 히트롤러에서 120℃~125℃/6.5Turn이 되도록 열처리한 후, 히트 플레이트(Heat Plate)는 OFF상태로 하며 1.6~1.8Φ인터레이스 노즐(interlace nozzle)을 통하여 이수축 혼섬사를 제조한다. Polyester Polymer의 결정화 온도는 70~90℃이기 때문에 이 온도에 도달시키기 위해 Godet Roller 6.5turn(6바퀴 반) 감는 것이며 MAX 6바퀴 감을 수 있도록 하며, 본 발명에서는 이수축혼섬사 예로 250de/96fila이기에 충분한 열전도를 위해 120℃~125℃/6.5Turn이 되도록 1차 roller의 Heat temperature를 설정한다.

그리고, interlace nozzle은 96 fila를 교락짓는 것으로 일정 구간마다 일정 압력으로 교락짓는 것이 중요하며, 본 발명은 nozzle air 분사 hole 직경 1.6~1.8Φ으로 한다.

표1은 본원 발명에서 고수축사인 MSS로써 폴리에스테르에 네오펜틸클리콜을 사용한 수지의 물성비교표이다.

구분	MSS	범위	비고
Denier	90.1	10 dpf 이하	de범위를 넓게 잡아 침해방지.
Elongation(%)	32.9	30%이상	늘어나는 정도=심색효과 의미.
Tenacity(g/de)	4.25	4. 0이상	강도는 직물의 drape성과 직결됨.
Shrinkage(%)	17.6	15%이상	일반폴리머로 만들 수 있는 한계 15%인데,개질폴리머(MSS) 경우 15%이상 가능함.
Uster%	0.58	1. 0이하	실의굵기 균제도.
Oil Pick-up(%)	0.86	1. 0이하	생산성에 관여된 요소.
Strength10	256.3	200~300	10% 늘어날때의 강력.

1) 상기 물성은 심사인 고수축사 경우, 폴리에스테르에 네오펜틸클리콜을 사용하여 비결정영역의 극대화로 고도심색과 우수한 고수축 효과를 발현하는 고수축 폴리에스테르 수지에 관한 것이다.

2) 고수축 폴리머를 제조하는 방법으로 종래는 “이소프탈산”을 첨가하였는데 본 발명은 “네오펜틸글리콜”을 사용하였다.

① 이소프탈산(IPA)를 추가하여 공중합시킬 경우, IPA첨가시 결정영역인 TPA와 결합하여 비결정영역을 증대로 심색과 수축력을 발휘하게 된다 단, IPA 첨가율이 증가할수록 열안정성(THERMAL STABILITY)이 저하되며 이를 보완하기 위해 BPA, CHDM 등 GLYCOL류를 첨가하여 열처리후 잔류 수축률을 보존시킨다.

② 상기 결정영역의 감소를 초래하여 강도저하, 불안한 열안정성을 개선하기 위해 네오펜틸글리콜(NPG)를 추가하여 공중합 시킬 경우, 제 3성분으로 네오펜틸글리콜(NPG)과 같은 GLYCOL류를 첨가하여 비결정영역의 VOLUME확대 및 결정영역의 분산으로 Bulky group(부피가 큰 작용기)으로 STERIC HINDRANCE(입체장애)효과를 나타내며, 좀 더 유연한 특징을 부과할 수 있는 용도로 사용할 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (3)

1. 심사와 효과사로 된 이수축 혼섬사의 제조방법에 있어서,
   폴리에스테르 80.0~99.0mol%에 네오펜틸글리콜1.0~20.0mol%를 첨가한 고수축사인 심사를 제조하는 단계;
   상기 심사와 방사속도가 2,500~3,500m/분으로 방사하여 복굴절율(Δn)이 11×10-3~15×10-3인 효과사를 장력이 7~8g/de이고 연신비는 1.03~1.05의 연신비로 동시연신으로 혼섬사를 제조하는 단계;
   상기 혼섬사를 1차 히트롤러에서 120℃~125℃/6.5Turn이 되도록 열처리하는 단계;
   히트플레이트(Heat Plate)는 OFF상태로 하며 1.6~1.8Φ인터레이스 노즐을 통하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 심사와 상기 효과사중 어느 하나가 심색성사임을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
   
3. 상기 제1항에 있어서,
   상기 심사와 상기 효과사는 무광 폴리에스테르, 부분 무광 폴리에스테르, 또는 유광 폴리에스테르중 하나이되 서로 같지 않은 것임을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.