KR101256229B1 - 이성분 섬유 및 이 섬유를 포함하는 실 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종횡비 A:B (여기서, A는 섬유 단면 장축 길이이고, B는 섬유 단면 단축 길이임)가 약 2:1 내지 약 5:1인 실질적으로 타원인 단면을 가지고, 중합체 계면이 장축과 실질적으로 수직이며, 단면 형상이 사이드-바이-사이드 및 편심 쉬쓰-코어로 이루어진 군에서 선택되고, 10％ 신도에서 비강도가 약 1.1 cN/dtex 내지 약 3.5 cN/dtex이고, 자유 섬유 길이 보유도가 약 40％ 내지 약 85％이고, 토우 권축 발생 값이 약 30 내지 55％인, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 스테이플 섬유, 및 이 이성분 스테이플 섬유를 포함하는 방적사를 제공한다.
이성분 스테이플 섬유, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 방적사, 면

Description

이성분 섬유 및 이 섬유를 포함하는 실{BICOMPONENT FIBER AND YARN COMPRISING SUCH FIBER}
본 발명은 폴리에스테르 스테이플 섬유, 및 이 폴리에스테르 스테이플 섬유와 면을 포함하는 방적사에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 면 시스템 상에서 가공하기 매우 적합하고 균일성 및 신장 및 회복성이 높은 방적사를 생산할 수 있는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 사이드-바이-사이드 또는 편심 쉬쓰-코어 이성분 폴리에스테르 스테이플 섬유에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 이성분 스테이플 섬유를 포함하는 방적사로 제조된 직물에 관한 것이다.
폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 섬유는 일반적으로 공지되어 있고, 예를 들어 미국 특허 제3,671,379호 및 제6,656,586호 및 일본 특허 출원 공개 JP2002-180333A 및 JP2002-180332A, 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0056553호 및 제2003/0108740호에 개시된 바와 같다. 폴리에스테르 섬유와 면을 포함하는 실은 미국 특허 제6,413,631호, 일본 특허 출원 공개 JP2002-115149A, 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0159423 A1호에 개시되어 있다. 그러나 이들 이성분 섬유를 면 스테이플과 함께 가공하는 것은 어려울 수 있고, 면과 조합된 이들 섬유로부터 제조된 방적사는 요망되는 것보다 낮은 품질을 가질 수 있다. 이들 섬유를 혼섬할 경우, 이성분 섬유의 퍼센트 수준의 증가시 품질 저하로 인해, 이성분 섬유를 다른 섬유로부터 제조된 다른 섬유에 비해 낮은 퍼샌트로 사용해야 할 경우가 많다. 더욱이, 이들 이성분 섬유는 가공이 어려우므로 허용가능한 품질로 제조될 수 있는 방적사 번수의 범위가 제한될 수 있다.
면 시스템상에서 가공하기에 보다 적합한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 섬유가 요망된다. 이성분 스테이플 섬유와 면을 포함하고 신장 및 회복성이 우수한 고균일성 방적사가 요망되며, 면/폴리에스테르 방적사로부터 제조된 균일한 외관을 갖는 신장성 직물이 또한 요망된다.
발명의 요약
본 발명은 종횡비(aspect ratio) A:B (여기서, A는 섬유 단면 장축 길이이고, B는 섬유 단면 단축 길이임)가 약 2:1 내지 약 5:1인 실질적으로 타원형인 단면 모양을 가지고, 중합체 계면이 장축과 실질적으로 수직이며, 단면 형상이 사이드-바이-사이드 및 편심 쉬쓰-코어로 이루어진 군에서 선택되고, 10％ 신도에서 비강도(tenacity)가 약 1.1 cN/dtex 내지 약 3.5 cN/dtex이고, 자유 섬유(free fiber) 길이 보유도가 약 40％ 내지 약 85％이고, 토우 권축(crimp) 발생 값이 약 30 내지 55％인, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 스테이플 섬유를 제공한다.
본 발명은 또한 면 번수가 약 14 내지 약 60이고 폴리(에틸렌 테레프탈레이 트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 스테이플 섬유를 포함하며, 얇은 영역이 1,000 미터 당 약 0.1 내지 약 150개, 두꺼운 영역이 1,000 미터 당 약 0.1 내지 약 300개, 넵(nep)이 1,000 미터 당 약 0.1 내지 약 260개이고, 비등 수축율(boil-off shrinkage)이 약 27％ 내지 약 45％이고, 이성분 스테이플 섬유가 방적사의 총 중량을 기준으로 약 30 중량％ 내지 약 100 중량％의 수준으로 존재하는 방적사를 제공한다.
본 발명은 또한 편성물 및 제직물로 이루어진 군에서 선택되고 본 발명의 섬유를 포함하는 방적사를 포함하는 직물을 제공한다.
도 1A는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함한 원형 이성분 섬유의 현미경 사진(3,000배 확대)의 영상이다.
도 1B는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하고, 중합체 계면이 장축과 평행한 "가리비 모양의 타원형(scalloped oval)" 단면을 갖는 이성분 섬유의 현미경 사진(1,000배 확대)의 영상이다.
도 1C는 종횡비가 약 2.1:1인 "타원형" 단면을 갖는 본 발명의 이성분 섬유의 실시양태의 현미경 사진(1,000배 확대)의 영상이다.
도 1D는 종횡비가 약 3.5:1인 "타원형" 단면을 갖는 본 발명의 이성분 섬유의 바람직한 실시양태의 현미경 사진(1,000배 확대)의 영상이다.
도 2A는 원형 단면을 갖는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함한 이성분 섬유의 현미경 사진(32배 확대)의 영상이다.
도 2B는 중합체 계면이 장축과 평행한 가리비 모양의 타원형 단면을 갖는, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 섬유의 현미경 사진(32배 확대)의 영상이다.
도 2C는 종횡비가 약 3.3:1인 "타원형" 단면을 갖는 본 발명의 이성분 섬유의 바람직한 실시양태의 현미경 사진(32배 확대)의 영상이다.
도 3은 가리비 모양의 타원형 단면을 갖는 전형적인 섬유 방사용 방사판 구멍(orifice)을 보여준다.
폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하고, 특정 단면 모양 및 기타 특정 성질을 갖는 이성분 스테이플 섬유가, 예기치 않게 높은 균일성과 높은 비등 수축율을 겸비하는 방적사를 제공한다는 것이 본 발명에 의해 밝혀졌다. 높은 비등 수축율은 실이 높은 신장 및 회복성을 가짐을 의미하는 것으로 오늘날의 직물에 바람직한 것이다. 가는 방적사는 고도로 균일하게 제조하기가 매우 어려우므로, 이 발견은 본 발명의 방적사의 면 번수가 높다는 관점에서 특히 뜻밖의 것이다.
본 명세서에 사용된 "이성분 섬유(bicomponent fiber)"는 동일한 일반 부류에 속한 2종의 중합체가 사이드-바이-사이드 또는 편심 쉬쓰-코어 관계에 있는 스테이플 섬유를 의미한다.
본 명세서에 사용된 "사이드-바이-사이드"라는 용어는 이성분 섬유의 두 성분이 서로 인접하여 있고 어느 한 성분이 단지 미량 이하로만 다른 성분의 오목한 부분 내에 있는 것을 의미한다. "편심 쉬쓰 코어(eccentric sheath-core)"는 두 성분 중 하나가 다른 한 성분에 의해 완전히 포위되지만, 두 성분이 동축을 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용된 "실질적으로 타원형"은 섬유 길이 방향 축에 수직으로 측정한 섬유 단면 모양이 타원형에서 약 20％ 미만으로 벗어남을 의미한다. 일반적인 용어인 "타원형"의 의미에는 "알 모양(ovoid)" 및 "타원(elliptical)"이 포함된다. 이러한 모양은 전형적으로 중심에서 직교하는 두 축 , 즉, 장축(A) 및 단축(B)을 가지며, 장축의 길이 A는 단축의 길이 B보다 크다. 완전한 타원이라는 특수한 경우에 있어서, 타원형은 2개의 촛점으로부터의 거리의 합이 A와 동일하게 일정한 점들의 궤적으로서 기술된다. 보다 일반적인 알 모양의 경우에는, 타원형의 일 말단이 다른 쪽 말단보다 더 클 수 있고, 2개의 촛점으로부터의 거리의 합이 반드시 일정한 것은 아니며 타원으로부터 20％ 이상까지 변할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "실질적으로 타원형" 단면의 원주는 일정 곡률을 가질 수도 있고, 갖지 않을 수도 있다.
"종횡비(aspect ratio)"는 타원의 장축 길이와 타원의 단축 길이의 비율, 즉, A:B를 의미한다.
"중합체 계면"은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 간의 경계선을 의미하고, 실질적으로 직선 또는 곡선일 수 있다.
"친밀한 혼섬"은 상이한 섬유들을 카딩기(card)에 공급하기 전에 개방된 공간(예를 들면, 칭량팬 호퍼 피더(weigh-pan hopper feader)를 가짐)에서 중력에 의해 철저히 혼합하는 공정, 또는 카딩기 상의 이중 공급 슈트(dual feed chute)에서 섬유들을 혼합하는 공정을 의미한다. "연신기(drawframe) 혼섬"은 카딩된 이성분 섬유 슬라이버와 하나 이상의 다른 카딩된 섬유 슬라이버를 연신기상에서 연신하면서 혼합하는 공정을 의미한다.
본 발명의 섬유는 종횡비 A:B가 약 2:1 내지 약 5:1 (예를 들면, 약 2.6:1 내지 3.9:1, 및 약 3.1:1 내지 3.9:1)의 실질적으로 타원형인 단면 모양을 갖는다. 상기 종횡비가 너무 높거나 너무 낮을 경우, 섬유는 바람직하지 않은 반짝임 및 낮은 염료 수율(dye yield)을 나타낼 수 있고, 상기 섬유를 포함하는 방적사는 균일성이 불충분할 수 있다. 섬유는 또한 중합체 계면이 단면의 장축에 대해 실질적으로 수직이고, 자유 섬유 길이 보유가 약 40％ 내지 약 85％이다. 이러한 타원형 필라멘트는 슬롯형(평평하거나 측면에 불룩한 부분이 있음), 타원형 등인 방사판 구멍으로 방사할 수 있다.
타원형 단면은 단면 원주에 홈이 실질적으로 없다. 즉, 단축의 길이를 장축 길이에 대해 플롯팅했을 때 최대값이 하나 뿐이다. 홈을 갖는 단면 모양의 예로는 "눈사람형", "가리비 모양의 타원형", 및 "열쇠구멍형" 단면이 있다.
섬유는 2종의 폴리에스테르, 예를 들면, 바람직하게는 고유점도가 상이한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하지만, 다른 조합, 예컨대, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(테트라부틸렌 테레프탈레이트)도 가능하다. 또는, 임의로는 역시 점도가 상이한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 호모폴리에스테르 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 코폴리에스테르와 같이 조성이 유사할 수 있다.
이성분 섬유는 자유 섬유 길이 보유도가 약 40％ 내지 약 85％이다. 자유 섬유 길이 보유도는 권축된 섬유가 이완된 상태에서 얼마나 "반듯한지", 즉 권축된 섬유가 장력하에 있지 않을 때 얼마나 치밀하게 감기는지에 대한 유용한 측정치이다. 자유 섬유 길이 보유도가 너무 낮은 이성분 스테이플 섬유를 포함하는 방적사는 균일도가 불량할 수 있고 카딩이 어려울 수 있다.
이성분 섬유는 파단비강도가 약 3.6 내지 약 5.0 cN/dtex이고, 10％ 신도에서의 비강도(T10)가 약 1.1 cN/dtex 내지 약 3.5 cN/dtex (바람직하게는 약 2.0 내지 3.0 dN/dtex)이고, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 중량비가 약 30:70 내지 약 70:30, 바람직하게는 약 40:60 내지 약 60:40일 수 있다. 파단비강도가 너무 낮을 경우, 카딩시 섬유가 파단될 수 있다. 파단비강도가 너무 높을 경우, 그 섬유를 포함한 직물이 바람직하지 않은 필링(pilling)을 나타낼 수 있다.
본 발명의 섬유에 포함되는 폴리에스테르 중 하나 또는 둘 다는 코폴리에스테르일 수 있고, "폴리(에틸렌 테레프탈레이트)" 및 "폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)"의 의미에는 그러한 코폴리에스테르가 포함된다. 예를 들어, 코폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는, 코폴리에스테르 제조를 위해 사용된 공단량체가 탄소수 4 내지 12의 선형, 환형 및 분지형 지방족 디카르복실산(예컨대, 부탄디산, 펜타디산, 헥산디산, 도데칸디산 및 1,4-시클로헥산디카르복실산); 탄소수 8 내지 12의, 테레프탈산 이외의 방향족 디카르복실산 (예컨대, 이소프탈산, 및 2,6-나프탈렌디카르복실산); 탄소수 3 내지 8의 선형, 환형 및 분지형 지방족 디올 (예컨대, 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올 및 1,4-시클로헥산디올); 및 탄소수 4 내지 10의 지방족 및 방향지방족 에테르 글리콜 (예컨대, 히드로퀴논 비스(2-히드록시에틸) 에테르, 또는 디에틸렌에테르 글리콜을 비롯한 분자량 약 460 미만의 폴리(에틸렌에테르) 글리콜)로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 공단량체는 본 발명의 효과를 감소시키지 않는 범위, 예컨대, 전체 중합체 성분들을 기준으로 약 0.5 내지 15 몰％의 수준으로 존재할 수 있다. 이소프탈산, 펜탄디산, 헥산디산, 1,3-프로판디올, 및 1,4-부탄디올이 바람직한 공단량체이다.
코폴리에스테르(들)은 섬유의 물리적 특성에 불리한 효과를 갖지 않는다는 전제 하에 소량의 다른 공단량체와 함께 제조될 수도 있다. 그러한 다른 공단량체로는 5-나트륨-술포이소프탈레이트, 3-(2-술포에틸)헥산디산의 나트륨염, 및 이들의 디알킬 에스테르가 포함되며, 전체 폴리에스테르를 기준으로 약 0.2 내지 4 몰％로 포함될 수 있다. 산 염색성 개선을 위해, (코)폴리에스테르(들)을 중합체성 2차 아민 첨가제, 예컨대, 폴리(6,6'-이미노-비스헥사메틸렌 테레프탈아미드) 및 이것과 헥사메틸렌디아민의 코폴리아미드, 바람직하게는 그의 인산염 및 아인산염과 혼합할 수도 있다. 소량의, 예를 들어 중합체 kg 당 약 1 내지 6 밀리당량의 3관능성 또는 4관능성 공단량체, 예컨대, 트리멜리트산(그의 전구체 포함) 또는 펜타에리트리톨을 점도 조절을 위해 혼입할 수 있다.
본 발명의 섬유는 본 발명의 효과를 감소시키지 않는다는 전제 하에 통상의 첨가제, 예컨대, 대전방지제, 산화방지제, 살균제, 방염제, 염료, 광안정제, 및 소광제, 예컨대, 이산화티탄을 포함할 수도 있다.
섬유를 연신하고 열처리한 후, 이성분 섬유에, 예를 들면 스테이플로 절단하기 전의 토우에 마감제(finish)를 도포하는 것이 유리하다. 마감제는 0.05 내지 0.30％의 수준(총 중량에 대한 ％)로 도포할 수 있다. 마감제는 1) 알킬 또는 분지형 포스페이트 에스테르들의 블렌드, 또는 2) 상응하는 포스페이트 산의 칼륨, 칼슘 또는 나트륨염, 또는 이들 두 부류의 임의의 비율의 블렌드일 수 있으며, 이들 각각은 지방족 분절에 총 6 내지 24개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 마감제는 폴리(에틸렌 옥사이드) 및(또는) 폴리(프로필렌 옥사이드)을 함유할 수도 있고, 이러한 폴리에테르의 짧을 쇄 분절을 에스테르화에 의해 라우르산과 같은 지방족 산에 부착시키거나, 또는 에테르 결합에 의해 소르비톨, 글리세롤, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 알콜에 부착시킬 수 있다. 그러한 화합물은 아민기를 포함할 수도 있다. 마감제는 또한 소량(예, 10％ 미만)의 관능성 첨가제, 예컨대, 실리콘 또는 플루오로화합물을 함유할 수도 있다. 마감제는 12 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 n-알킬 알콜과 폴리에테르 블렌드의 반응에 의해 제조된 4 내지 10개의 에틸렌 옥사이드 분절을 함유하는 에톡실화 폴리에테르와, 약 18 개의 탄소를 함유하는 모노산 및 디산의 칼륨염의 블렌드를 함유할 수 있다.
스테이플 섬유의 전구체인 토우의 이성분 섬유의 권축을 디레지스터화(deregistered), 즉, 섬유들의 권축들이 정렬되지 않도록 처리할 필요는 없다. 유사하게, 이성분 스테이플 토우는 그로부터 제조되는 스테이플이 우수한 가공성 및 유용성을 나타내도록 하기 위해 기계적 권축을 필요로 하지 않는다.
이성분 섬유는 약 15％ 내지 약 35％, 예컨대, 약 15％ 내지 약 25％, 전형적으로 약 15％ 내지 약 20％의 파단신도를 가질 수 있다.
이성분 스테이플 섬유는 토우 권축 발생(Crimp Development; "CD") 값이 약 30％ 내지 약 55％이고, 권축 지수(Crimp Index; "CI") 값이 약 15％ 내지 약 25％일 수 있다. CD가 약 30％보다 낮을 경우, 이 섬유를 포함하는 방적사는 전형적으로 총 비등 수축율이 너무 낮아 그로부터 제조되는 직물에서 우수한 회복성이 발생되도록 할 수 없다. CI 값이 낮을 경우, 만족스러운 카딩 및 방적을 위해 기계적 권축이 필요할 수 있다. CI 값이 높을 경우, 이성분 스테이플 섬유는 권축이 너무 많아 쉽게 카딩될 수 없고, 방적사의 균일성이 불충분할 수 있다. CI가 허용가능한 값의 범위에서 낮은 경우, 카딩성(cardability) 및 실 균일성을 손상시키지 않고서 보다 높은 비율의 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 사용할 수 있다. CD가 허용가능한 값의 범위에서 높은 경우, 총 비등 수축율을 감소시키지 않고 보다 낮은 비율의 이성분 스테이플을 사용할 수 있다.
이성분 스테이플 섬유의 길이는 약 1.3 cm 내지 약 5.5 cm일 수 있다. 이성분 섬유가 약 1.3 cm보다 짧은 경우에는 카딩이 어려울 수 있고, 약 5.5 cm보다 킨 긴 경우에는 면 시스템 장치상에서 방적하기 어려울 수 있다. 면은 약 2 내지 약 4 cm의 길이를 가질 수 있다. 이성분 섬유의 선밀도는 약 0.7 dtex, 바람직하게는 약 0.9 dtex, 내지 약 3.0 dtex, 바람직하게는 약 2.5 dtex일 수 있다. 이성분 스테이플 섬유의 선밀도가 약 3.0 dtex보다 높을 경우, 실은 촉감이 거칠 수 있고, 면과 혼섬하기 어려울 수 있다. 선밀도가 약 0.7 dtex보다 낮을 경우에는 카딩이 어렵다.
본 발명의 방적사는 면 번수가 약 14 내지 약 60 (바람직하게는 약 16 내지 약 40)이고, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 스테이플 섬유, 및 면 섬유(바람직함), 합성 셀룰로오스계 섬유 및 아크릴 섬유로 이루어진 군에서 선택된 제2의 스테이플 섬유를 포함한다. 방적사는 매우 균일하고, 얇은 영역이 1,000 미터 당 약 0.1 내지 약 150개 (바람직하게는 약 1 내지 70개), 두꺼운 영역이 1,000 미터 당 약 0.1 내지 약 300개, 넵(nep)이 1,000 미터 당 약 0.1 내지 약 260개이고, 총 비등 수축율이 약 27％ 내지 약 45％, 예를 들면, 약 30％ 내지 약 45％이다. 총 비등 권축 수축율이 약 27％ 미만인 경우, 직물로 제직 또는 편성했을 때 실의 신장 및 회복 특성이 너무 낮아진다.
실 품질 지수(Yarn Quality Factor)는 실 품질의 매우 유용한 지표이고, 얇은 영역, 두꺼운 영역, 넵의 수, 질량 변동계수 및 실 강도로부터 계산할 수 있다. 방적사는 실 품질 지수가 약 0.1 내지 약 650, 예를 들면, 약 1 내지 약 300일 수 있다. 품질 지수가 너무 높으면, 실이 충분히 균일하지 않을 수 있다.
방적사의 균일성을 기술하기 위한 다른 방법은 유니포머티 1-B 테스터(Uniformity 1-B Tester)로 측정한 변동계수로 나타내는 것이다. 본 발명의 방적사의 질량 변동계수는 약 10％ 내지 약 18％, 예를 들면 약 12％ 내지 약 16％일 수 있다.
본 발명의 방적사는 본 발명의 섬유를 포함하고, 방적사의 파단 비강도는 약 10 내지 약 22 cN/tex인 것이 바람직하다. 비강도가 너무 낮을 경우, 실 방적이 어려울 수 있고 제직 효율 및 직물 강도가 감소할 수 있다. 또한 방적사의 선밀도는 약 100 내지 약 700 데니어(111 내지 778 dtex)인 것이 바람직하다.
방적사에서, 이성분 스테이플 섬유는 방적사의 총 중량을 기준으로 약 30 중량％ 내지 약 100 중량％의 수준으로 존재한다. 본 발명의 실이 약 30 중량％ 미만의 폴리에스테르 이성분을 포함할 경우, 실은 신장 및 회복 특성이 불충분할 수 있다. 이성분 스테이플 섬유가 100 중량％ 미만, 30 중량％ 초과의 수준으로 존재할 경우, 방적사는 방적사의 총 중량을 기준으로 약 1 중량％ 내지 약 70 중량％로 존재할 수 있는 단성분 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 단성분 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 면, 양모, 아크릴 및 나일론 스테이플 섬유로 이루어진 군에서 선택된 제2의 스테이플 섬유를 포함한다. 임의로는, 본 발명의 방적사는 방적사의 총 중량을 기준으로 약 1 중량％ 내지 약 69 중량％로 존재하는 상기와 동일한 군으로부터 선택된 제3의 스테이플 섬유를 추가로 포함할 수 있고, 이와 함께, 제2 및 제3의 스테이플 섬유는 방적사의 총 중량을 기준으로 약 1 중량％ 내지 약 70 중량％로 존재할 수 있다.
실은 링 방적, 오픈 엔드 방적, 에어 젯 방적, 및 볼텍스(vortex) 방적과 같은 상업적으로 이용되는 방법으로 방적할 수 있다.
본 발명의 방적사로부터 편성 및 제직된 신장성 직물을 제조할 수 있다. 신장성 직물의 예는 환편물, 평편물 및 경편물 및 평직, 능직 및 주자직을 포함한다. 방적사의 높은 균일도 및 신장 특성은 전형적으로 직물의 균일한 외관 및 높은 신장 및 회복 특성으로 나타나며, 이는 매우 바람직한 것이다.
시험 방법
폴리에스테르의 고유점도("IV")는 비스코텍 강제 유동 점도계 모델(Viscotek Forced Flow Viscometer Model) Y-900을 이용하여 0.4％ 농도 및 19℃에서 ASTM D4603-96에 따라 측정하였으나, 처방된 60/40 중량％ 페놀/1,1,2,2-테트라클로로에탄 대신 50/50 중량％ 트리플루오로아세트산/염화메틸렌을 사용하였다. 이어서 측정된 점도를 60/40 중량％ 페놀/1,1,2,2-테트라클로로에탄 중의 표준 점도와 상관시켜 보고된 고유점도 값을 얻었다.
섬유의 선밀도 및 인장 특성은, 텍스테크노(Textechno; 독일)의 파비마트(Favimat) 기기를 이용하여 선밀도는 ASTM 방법 D1577에 따라, 비강도 및 신도는 D3822에 따라 측정하였다. 측정은 최소 25개의 섬유에 대해 실시하고, 평균치를 보고하였다.
각 이성분 스테이플 섬유 샘플 내에서는, 섬유들의 선밀도 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)와 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 중합체 비율은 실질적으로 동일하였다. 실시예의 이성분 스테이플 섬유에는 기계적 권축을 가하지 않았다.
마감제 수준은 섬유 상의 마감제의 중량％로서 기재하였고, 토우에서 잘라낸 이성분 섬유에 대해, 메탄올을 사용하여 마감제 오일을 추출하고, 메탄올을 증발시킨 후, 이렇게 추출된 마감제의 중량을 중량측정법으로 측정하여 얻었다. 마감제의 중량％는 하기 수학식 I로 나타낸 바와 같이 계산하였다.
Figure 112006075999829-pct00001
자유 섬유 길이 보유도를 측정하기 위해, 완전한 권축을 발생시키기 위한 열처리를 아직 행하지 않은 섬유를 이미 존재하는 낮은 수준의 권축이 제거되기에 충분한 정도로만 연신시켜, 길이 L1 (실시예에서는 38 mm)로 절단하였다. 절단되었을 때, 섬유는 그의 자유(이완) 길이 L2로 수축되어 그의 권축을 회복하였다. 자유 길이 L2는 무장력하에서 자를 이용하여 절단 섬유 집합으로부터 측정하였고, 측정을 3회 반복하여 결과를 평균하였다. 자유 섬유 길이 보유도는 하기 수학식 II에 나타난 바와 같이 자유 섬유 길이 L2를 연신된 섬유 길이 L1로 나누어 계산하고, 그 결과를 백분율로 나타낸 것이다.
Figure 112006075999829-pct00002
도 2는 본 발명이 아닌 섬유들(도 2A 및 2B) 및 본 발명의 섬유(도 2C) 간의 자유 섬유 길이 보유도의 차이를 정성적으로 보여준다.
다르게 언급되지 않은 한, 하기 이성분 섬유의 토우 권축 발생 및 토우 권축 지수 측정 방법을 실시예에 사용하였다. 여기에 기술한 방법은 미국 특허 출원 공개 제2003/0159423 A1호에 사용된 방법과 수치적으로 등가이다. 작업 효율 향상을 위한 약간의 변형을 아래에 설명한다. 권축 지수("CI")를 측정하기 위해 1.2 미터의 폴리에스테르 이성분 토우 샘플을 칭량하여 그의 데니어를 계산하였고, 토우 선밀도는 전형적으로 약 40,000 내지 50,000 데니어 (44,000 내지 55,000 dtex)였다. 토우의 각 말단에 하나씩의 매듭을 묶었다. 수직 토우 샘플의 아랫쪽 매듭에 제1 클램프를 물리고, 토우 하부 말단으로부터 1.1 m에 위치한 정지 롤러를 지난 토우 상부 말단의 매듭에 40 mg/den (0.035 dN/tex) 이상의 추를 매달아 장력을 가하였다. 추는 섬유가 파단되지 않고 토우의 권축이 반듯해지도록 선택하였다. 이 시점에서, 토우는 본질적으로 반듯하고 모든 섬유 권축은 제거되었다. 이어서, 추를 위치시킨 상태에서 제1 클램프로부터 100 cm 위에서 토우에 제2 클램프를 물렸다. 다음으로, 토우 상부 말단의 추를 제거하고, 아랫쪽 매듭 바로 아래에서 토우에 1.5 mg/den (0.0013 dN/tex) 추를 매달고, 제1 클램프를 하부 매듭으로부터 제거하여, 샘플이 0.0013 dN/tex의 추에 대항하여 수축하도록 하였다. 수축된 토우의 제2 클램프에서 하부 매듭까지의 길이를 센티미터 단위로 측정하고 Lr로 표시하였다. 수학식 III에 따라 CI를 계산하였다. 토우 권축 발생("CD")를 측정하기 위해서는, 측정 절차를 시작하기 전에 1.2 미터 샘플을 비억제 상태에서 105℃ 오븐에 5분 동안 위치시킨 후 실온에서 2분 이상 냉각시킨 것 이외에는, 위와 동일한 절차를 수행하였다.
Figure 112006075999829-pct00003
단지 토우를 스테이플 섬유로 절단하는 것은 권축에 영향을 주지 않으므로, 본 명세서의 언급된 스테이플 섬유의 권축 값은 그 섬유의 토우 전구체에 대해 측정된 것을 의미하는 것이며, 그렇게 이해해야 한다.
정전기를 조절하기 위해 적당한 마감제를 함유하는 스테이플 섬유의 카딩성은 카딩 웹의 육안 관찰 및 슬라이버의 코일링(coiling)에 의해 평가하였다. 외관상 균일하고 넵(nep)이 없는 카딩 웹을 생성하고, 슬라이버로 가공시 코일러 초크(coiler choke)가 없는 섬유는 우수한 카딩성을 나타내는 것으로 간주하였다. 이 기준을 충족하지 않는 섬유는 카딩성이 불량한 것으로 간주하였다.
실시예에서 방적사의 총 비등 수축율("B.O.S.")을 측정하기 위해서, 실을 표준 타래 권취기에 25회 감은 타래로 제조하였다. 샘플이 권취기상에 팽팽하게 고정된 상태에서, 염료 마커를 이용하여 10 인치(25.4 cm) 길이("L0")를 샘플상에 표시하였다. 타래를 권취기에서 제거하여 비등수 중에 1분 동안 억제 없이 위치시키고, 물을 제거하고, 실온에서 건조시켰다. 건조된 타래를 평평하게 놓고, 염료 표시 사이의 거리를 다시 측정하였다("Lbo"). 총 비등 수축율을 수학식 IV로 계산하였다.
Figure 112006075999829-pct00004
총 비등 수축 시험에 사용되었던 동일 샘플을 사용하여, 200 mg/den(0.18 dN/tex) 하중을 가하고, 신장된 길이를 측정하고, 비등 전 및 비등 후 신장된 길이 간의 퍼센트 차이를 계산하여 방적사의 "참(true)" 수축율을 측정하였다. 샘플의 참 수축율은 일반적으로 약 5％ 미만이었다. 참 수축율은 전체 비등 수축율의 매우 작은 부분만을 구성하므로, 본 명세서에서는 총 비등 수축율을 방적사의 신장 및 회복 특성의 신뢰할 만한 기준으로 사용하였다. 총 비등 수축율이 높을수록 신장 및 회복성이 바람직하게 높아진다.
실 번수는 방적사의 선밀도를 기술하는데 흔히 사용되는 용어이다.
방적사의 길이 방향 균일성은 유니포머티 1-B 테스터(젤웨거 어스터 코포레이션(Zellweger Uster Corp.) 제작)로 측정하고 퍼센트 단위의 변동계수("CV")로 보고하였다. 이 시험에서, 실을 400 야드/분(366 m/분)의 속도로 2.5 분 동안 상기 테스터에 공급하면서, 그 동안 실의 질량을 대략 매 8 mm 마다 측정하였다. 얻어진 데이터의 표준편차를 계산하고, 100을 곱하고, 시험된 실의 평균 질량으로 나누어 퍼센트 CV를 구하였다. 유니포머티 1-B 테스터는 또한 실 1000 야드 당 두꺼운 영역, 얇은 영역 및 넵(nep)의 갯수의 평균 수치를 측정하였다. 실의 두꺼운 영역은 평균 질량보다 50％ 이상 더 큰 질량을 갖는 부분이다. 실의 얇은 영역은 평균 질량보다 50％ 이상 낮은 질량을 갖는 부분이다. 넵(nep)은 평균 질량보다 200％ 이상 더 큰 질량을 갖는 실 부분이다.
방적사 인장 특성은 텐소젯(Tensojet; 젤웨거 어스터 코포레이션 제작)을 사용하여 측정하였다. 비강도를 cN/tex로 보고하였다.
실 품질 지수는 수학식 V에 나타낸 바와 같이 계산하였다.
Figure 112006075999829-pct00005
여기서,
E는 실 1,000 야드 당 두꺼운 영역의 수이고,
F는 실 1,000 야드 당 얇은 영역의 수이고,
G는 실 1,000 야드 당 넵의 수이고,
H는 퍼센트 단위의 실 질량 변동계수("CV")이며,
(이상은 각각 어스터 유니포머티 1-B 테스터로 측정되었음)
J는 cN/tex 단위의 실 파단비강도이다.
실시예 1 및 비교예 1, 2, 3 및 4에서, 총 연신비에 대한 제1 연신비의 비율은 0.78 내지 0.88이었고, 열처리 단계의 지속시간은 3초 이상이었다. 단면 종횡비 A:B는 현미경 사진으로 측정하였고 전형적으로 5％ 이내로 정확하였다. 섬유 제조 조건 및 특성은 문장으로 기재하지 않고 표 1 및 2에 각각 기재하였다.
표에서, "Comp."는 비교예를 가리키고, "B.O.S."는 비등 수축율을 의미하며, "Ne"은 면 번수(영국식)을 의미하고, "nm"은 "측정되지 않음"을 나타내고, "CV"는 어스터 유니포머티 1-B 테스터로 측정된 질량 변동계수를 의미하고, "T10"은 이성분 섬유의 10％ 신도에서의 비강도이고, "감속비(let-down ratio)"는 최종 연신 롤 속도에 대한 풀러 롤(puller roll) 속도의 비율을 의미하고, "Bico."는 이성분을 의미한다. "두꺼운 영역"은 실 1,000 야드 당 평균 질량보다 50％ 이상 더 큰 질 량을 갖는 부분의 수를 가리키고, "얇은 영역"은 실 1,000 야드 당 평균 질량보다 50％ 이상 더 낮은 질량을 갖는 부분의 수를 가리킨다. "넵"은 실 1,000 야드 당 평균 질량보다 200％ 이상 더 큰 질량을 부분의 수를 가리킨다. 보고된 두꺼운 영역, 얇은 영역 및 넵의 수는 어스터 유니포머티 1-B 테스터로 측정한 것이다.
실시예 1A
폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(인터컨티넨탈 폴리머스, 인크.(Intercontinental Polymers, Inc.)의 T211, 고유점도: 0.56 ㎗/g) 및 상품명이 소로나(Sorona)?(Sorona?는 이아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니의 등록상표임)인 고유점도 0.98 ㎗/g의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 연속 이성분 필라멘트를 272℃로 운전되는 블록으로부터 계량 펌프를 거쳐, 중합체 스트림들을 방사판 모세관의 카운터보어(counterbore) 바로 위에서 합류시키는 에칭된 계량판이 있는 이성분 스핀 팩으로 50/50 중량비로 압출하였다. 입상 TiO2 소광제를 두 중합체에 모두 0.1 내지 0.4 중량％의 수준으로 첨가하였다. 깊이가 0.38 mm이고, 단면 모양은 0.64 mm 길이의 변형된 슬롯(slot)으로서, 각각의 긴 변 중앙에 바깥으로 둥글게 불룩한 부분(최대 폭 0.18 mm)이 있고 둥근 단부는 0.06 mm 반경을 갖는 모세관이 있는 288-홀 방사판으로부터 중합체를 방사하였다. 중합체 계면은 얻어진 타원 단면 섬유의 장축에 대해 실질적으로 수직이었다.
막 방사된 섬유를 약 10 내지 14의 질량비(공기/중합체)로 가해지는 공기 횡 류에 의해 냉각시키고, 방사 마감제를 계량 접촉 도포기로 0.1 중량％로 도포하고, 타원형(종횡비 2.1:1 (측정치), 도 1C 참조) 섬유를 1,000 m/분으로 보빈에 감았다.
복수개의 보빈으로부터 섬유들을 합하여 약 50,000 dtex의 토우를 만들고, 각각 2.69 및 1.28의 제1 및 제2 연신비를 이용하여 두 단계로 연신하였고, 최종 속도는 50 m/분으로 하였다. 제1 연신은 35℃ 수조에서, 제2 연신은 90℃ 열수 분무하에 실시하였다. 연신된 토우를 150℃로 열처리하고, 묽은 마감제 오일/물 분무 (섬유 상 0.20 중량％)로 30℃ 미만으로 냉각시키고, 최종 연신 롤보다 느린 속도로 운전되는 풀러 롤에 통과시켰다. 토우를 실온에서 건조시키고 1.5"(3.8 cm) 스테이플 길이로 절단하였다.
실시예 1B
실시예 1A에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 깊이가 0.38 mm이고, 단면 모양은 0.76 mm 길이의 변형된 슬롯으로서, 각각의 긴 변 중앙에 바깥으로 둥글게 불룩한 부분(최대 폭 0.14 mm)이 있고 둥근 단부는 0.05 mm 반경을 갖는 모세관이 있는 288-홀 방사판으로부터 종횡비 3.3:1 (측정치 - 도 1D 참조)의 타원형 섬유를 방사하였다. 감속비는 0.942였다. 도 2C는 이 섬유가 적은 코일링을 나타냄을 예시한다.
실시예 1C
실시예 1A에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 고유점도는 0.54 였고, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 고유점도는 0.95였다. 섬유 단면은 종횡비가 2.4:1 (측정치)인 타원형이었고, 방사 속도는 1,200 m/분, 제1 연신비는 2.23, 열처리 온도는 170℃이었다.
실시예 1D
실시예 1A에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 실시예 1B의 구멍을 통해 종횡비 약 3:1 (추정치)의 타원형 섬유를 방사하였다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 고유점도는 0.54였고, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 고유점도는 0.95였으며, 방사 속도는 1,200 m/분, 제1 연신비는 2.44, 열처리 온도는 170℃이었다.
실시예 1E
실시예 1D에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 종횡비 3.3:1 (측정치)의 타원형 섬유를 방사하였고, 제1 연신비는 2.52, 감속비는 0.97이었다.
실시예 1F
실시예 1D에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 제1 연신비는 2.54였고, 열처리 온도는 165℃이었다.
실시예 1G
실시예 1D에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 종횡비 3.5:1 (측정치)의 타원형 섬유를 방사하였고, 제1 연신비는 2.56, 열처리 온도는 165℃이었다. 낮은 T10이 얻어진 것은 목표하는 감속비 1.0이 달성되지 않았음을 나타낸다. 실제 감속비는 1.0 미만이었다.
실시예 1H
실시예 1B에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 종횡비 약 3:1 (추정치)의 타원형 섬유를 방사하였다. 중합체의 중량비는 55/45 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)/폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)였고, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 고유점도는 0.94였고, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는 코사(KoSa) 8958C였으며, 방사 속도는 1,400 m/분, 제1 연신비는 2.37, 제2 연신비는 1.29, 열처리 온도는 180℃였다.
비교예
비교예 1
실시예 1A에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하되, 다음과 같이 다르게 하였다. 중합체 계면이 단면 장축과 평행한 가리비 모양의 타원형(측정된 종횡비 2.2:1 - 도 1B 참조) 섬유를 본질적으로 도 3에 나타낸 것과 같은 형태의 구멍을 통해 방사하였다. 구멍은 원하는 계면 배향이 얻어지도록 배열되었다. 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)의 고유점도는 1.04였고, 제1 연신비는 2.71, 감속비는 0.85였다. 도 2B는 이 섬유가 과도한 코일링을 나타냄을 보여준다.
비교예 2
실시예 1A에 기재된 바와 같이 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하 되, 다음과 같이 다르게 하였다. 직경 0.36 mm의 원형 구멍을 통해 원형 섬유(도 1A 참조)를 압출하였다. 제1 연신비는 2.91, 제2 연신비는 1.13, 감속비는 0.85였다. 도 2A는 이 섬유가 과도한 코일링을 나타냄을 보여준다.
실시예 단면 모양 모세관 처리량
(g/분)		 총 연신비 감속비
1A 2.1:1 타원형 0.50 3.44 0.860
1B 3.3:1 타원형 0.50 3.44 0.942
1C 2.4:1 타원형 0.52 2.85 0.970
1D 약 3:1 타원형 0.52 3.12 0.980
1E 3.3:1 타원형 0.42 3.23 0.970
1F 약 3:1 타원형 0.36 3.25 0.995
1G 3.5:1 타원형 0.43 3.28 1.000
1H 약 3:1 타원형 0.55 3.06 1.010
비교예 1 가리비 모양 타원형 0.50 3.47 0.850
비교예 2 원형 0.50 3.29 0.850
실시예 CI,
％		 CD,
％		 자유 섬유
길이 보유도,
％ 		비강도 (cN/dtex) T10
(cN/dtex)		 선밀도
(dtex)		 파단신도, ％ 카딩성
1A 21.0 43 45 3.91 1.21 1.84 32.0 우수
1B 21.0 43 66 3.91 1.30 1.74 35.0 우수
1C 23.5 48 47 3.98 2.56 1.73 27.0 우수
1D 20.0 42 58 3.89 2.21 1.73 24.9 우수
1E 20.5 42 45 4.16 2.16 1.33 24.5 우수
1F 18.0 49 68 4.07 2.59 1.16 16.8 우수
1G 22.0 52 nm 4.02 1.82 1.27 17.8 우수
1H 16.0 37 nm 4.42 2.84 1.34 21.0 우수
비교예 1 22.0 55 24 4.24 0.95 1.83 41.0 불량
비교예 2 21.0 50 24 4.02 0.92 1.86 62.0 불량
표 2의 데이터 또한 본 발명의 섬유는 카딩성이 매우 우수하고, 본 발명이 아닌 섬유는 카딩성이 불량함을 보여준다.
비교예 3
고유점도("IV")가 0.52 ㎗/g인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(크리스타(Crystar)? 4415-763, 이아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니의 등록상표), 및 상품명이 소로나?(소로나?는 아아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니의 등록상표임)인 고유점도 1.00의 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 68-홀 후합체(post-coalescing) 방사판을 통해 255 내지 265℃의 스핀 블록 온도에서 용융 방사한 이성분 연속 필라멘트로부터 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 제조하였다. 중합체의 중량비는 60/40 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)/폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)였다. 필라멘트를 방사판으로부터 450 내지 550 m/분으로 뽑아내고 횡류 공기로 급랭시켰다. "눈사람형" 단면을 갖는 이 필라멘트를 4.4배 연신하고, 170℃에서 열처리하고, 교차시키고(interlaced), 2,100 내지 2,400 m/분으로 감았다. 필라멘트는 CI 12％, CD 51％, 선밀도 2.4 dtex/필라멘트였다. 스테이플 섬유로 전환하기 위해, 감긴 패키지로부터의 필라멘트를 토우로 수집하고, 1.5 인치(3.8 cm) 스테이플 길이가 얻어지도록 날 간격을 조절한 통상의 스테이플 토우 절단기에 주입하였다.
비교예 4
토우 샘플 비교예 4A 및 비교예 4B를 제조하기 위해, 다르게 언급되지 않은 한, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(상품명 소로나?, 고유점도: 1.00)를 약 260℃의 최대 온도에서 압출하고, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(인터컨티넨탈 폴리머스, 인크.로부터의 "통상적인" 반무광(semi-dull) 파이버 그레이드(Fiber Grade) 211, 고유점도 0.54 ㎗/g)를 285℃의 최대 온도에서 압출하였다.
방사 팩은 280℃로 가열하였으며, 직경 0.4 mm의 원형 모세관 2,622개가 있었다. 얻어진 사이드-바이-사이드 원형 단면 섬유 (약 1 내지 2 dtex)에서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는 52 중량％로 존재하고, 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)는 48 중량％로 존재하고 고유점도는 0.94 ㎗/g이었다. 1,200 내지 1,500 m/분으로 운전되는 풀러 롤에 의해 다수의 방사 위치로부터 섬유들을 수집하고 캔(can)에 수집하였다.
약 50개의 캔으로부터 토우를 모아 공급 롤을 통과시켜 35℃ 미만으로 운전되는 제1 연신 롤로 보내고, 80℃로 운전되는 스팀 체스트(steam chest)를 통해 제2 연신 롤로 보냈다. 제1 연신은 섬유에 가해진 총 연신의 약 80％였다. 연신된 토우는 약 800,000 데니어(888,900 dtex) 내지 1,000,000 (1,111,100 dtex)였다. 연신된 토우를 110℃로 운전되는 제1 군의 롤 4개, 140 내지 160℃인 제2 군 롤 4개, 및 170℃인 제3 군의 롤 4개와 접촉시켜 열처리하였다. 롤 속도 비율은, 제1 및 제2 군의 롤들 간에는 약 0.91 내지 0.99 (이완), 제2 및 제3군의 롤들 간에는 약 0.93 내지 0.99 (이완), 제3 군의 롤과 풀러/냉각 롤 간에는 약 0.88 내지 1.03으로서, 총 감속비는 0.86 내지 0.89였다. 최종 섬유는 약 1.46 데니어(약 1.62 dtex)였다. 마감제 분무는 토우상의 마감제의 양이 0.15 내지 0.35 중량％가 되도록 적용하였다. 풀러/냉각 롤은 35 내지 40℃로 운전하였다. 이어서, 토우를 35℃ 미만으로 운전되는 연속 강제 대류 건조기에 통과시키고, 실질적으로 무장력하에 상자에 수집하였다. 추가 가공 조건 및 섬유 특성을 표 3에 기재하였다.
샘플 총 연신비 T10
(cN/dtex)		 비강도
(cN/dtex)		 토우 CI, ％ 토우 CD, ％
비교예 4A 3.08 1.5 4.2 24 54
비교예 4B 2.93 1.5 4.0 7 29
토우 샘플을 1.75 인치(4.4 cm) 스테이플로 절단하고 면과 친밀하게 혼섬하여 합하고, 제이.디. 홀링스워쓰(J.D. Hollingsworth) 카딩기에서 시간 당 60 파운드(27 kg)로 카딩하고, 링 방적에 의해 다양한 면 번수의 실을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1 및 비교예 1, 2, 3 및 4에서 제조한 이성분 스테이플 샘플을 포함하는 방적사를 제조하였다. 다르게 언급되지 않은 한, 면은 평균 섬도(micronaire)가 4.3 (섬유 당 약 1.5 데니어 (섬유 당 1.7 dtex))인 표준 스트릭트 로우 미들랜드 이스턴 버라이어티(Standard Strict Low Midland Eastern Variety)였다. 친밀한 혼섬을 이용하여 생성되는 실의 경우, 면과 폴리에스테르 이성분 스테이플 섬유를 둘 다 이중 공급 슈트 공급기 내에 넣고 표준 텍스타일 카딩기에 공급함으로써 혼섬하였다. 다르게 언급되지 않은 한, 각 실의 이성분 폴리에스테르 스테이플의 양은 실의 중량을 기준으로 60 중량％이었다. 생성된 카드 슬라이버는 70 그레인(grain)/야드(약 49,500 dtex)였다. 슬라이버 6 가닥을 모아 한 번에 6.5배씩 2회 또는 3회 연신시켜(적절한 경우, 각 연신 전에 슬라이버 가닥을 재조합함), 60 그레인/야드(약 42,500 dtex)의 연신된 슬라이버를 얻고, 다르게 언급하지 않은 한, 이것을 조사(roving)로 전환하였다. 조방 공정에서 총 연신비는 9.9배였다. 다르게 언급되지 않은 한, 이성분 스테이플은 친밀하게 혼섬하였다. 그러나, 연신기 혼섬을 이용하여 제조된 실의 경우, 면과 이성분 스테이플 섬유를 각각 따로 카딩한 후, 슬라이버에서 조사로 연신하는 단계에 조합한다. 다르게 언급되지 않은 한, 조사를 사코-로웰(Saco-Lowell) 프레임상에서 후 연신비(back draft) 1.35 및 총 연신비 29로 링 방적하여, 3.8의 꼬임상수 및 인치 당 17.8 회전(센티미터 당 7.0 회전)의 22/1 면 번수(270 dtex)의 방적사를 얻었다. 100％ 면을 이렇게 가공할 경우, 얻어진 방적사의 총 비등 수축율은 5％이었다. 방적사 특성을 표 4에 나타낸다.
방적사
실시예
(주)		 이성분 섬유 샘플 Ne CV,
％		 B.O.S.,
％		 실
비강도, cN/tex		 얇은 영역 두꺼운 영역 넵 실 품질 지수
2A 실시예 1A 22 17 28 12.6 48 275 138 605
2B(1) 실시예 1A 22 15 32 11.9 34 110 41 226
2C(1) 실시예 1B 22 15 33 11.7 30 153 43 289
2D 실시예 1C 22 16 38 14.2 26 174 77 314
2E(2) 실시예 1C 22 18 38 17.3 24 70 10 106
2F 실시예 1D 20 13 nm 13.9 2 9 11 20
2G(2) 실시예 1D 30 15 nm 12.9 15 50 47 126
2H 실시예 1D 22 16 36 13.7 28 155 72 295
2I(2,3) 실시예 1D 22 16 40 17.8 16 34 5 48
2J(3,4) 실시예 1D 60 17 nm 16.0 125 233 222 606
2K 실시예 1E 22 15 36 15.3 13 114 62 187
2L 실시예 1G 22 15 35 15.6 10 106 54 109
2M(5) 실시예 1G 22 13 27 16.0 1 76 50 64
2N(6) 실시예 1G 22 14 29 19.3 2 78 49 56
20(7) 실시예 1H 22 17 40 21.3 139 116 12 209
2P 실시예 1H 22 15 36 15.9 17 164 63 233
비교예 2Q 비교예 1 22 22 30 10.9 516 1324 430 4594
비교예 2R 비교예 2 22 19 30 11.0 194 530 127 1450
비교예 2S 비교예 3 22 22 36 7.9 592 1156 129 5148
비교예 2T 비교예 4A 12 15 31 12.2 5 319 241 705
비교예 2U 비교예 4B 12 14 26 12.5 2 150 115 301
비교예 2V 비교예 4A 20 17 34 11.7 25 595 552 1716
비교예 2W 비교예 4B 20 15 28 12.5 9 351 398 937
주:
(1) 코밍된(combed) 면
(2) 연신기 혼섬
(3) 피마면(Pima cotton)
(4) 이 실은 인치 당 32.5 회전(센티미터 당 12.8 회전)을 얻기 위해 4.2의 꼬임상수로 방적하였다.
(5) 이성분 스테이플 35 중량％, 면 40 중량％, 닥 어메리카스(DAK Americas)로부터의 T-40A 중비강도(4.95 cN/dtex) 1.2 dpf 다크론(Dacron)? 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 25 중량％
(6) 이성분 스테이플 35 중량％, 면 40 중량％, 닥 어메리카스로부터의 T-90S 고비강도(5.65 cN/dtex) 0.9 dpf 다크론? 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 25 중량％
(7) 이성분 스테이플 100 중량％
표 4의 데이터는 본 발명의 스테이플 섬유를 사용하여 높은 비등 수축율을 유지하면서도 매우 고품질(얇은 영역, 두꺼운 영역, 넵이 적고, CV가 낮고, 전체적으로 품질이 우수함)을 갖는 방적사를 제조할 수 있음을 보여준다.

Claims (16)

  1. a) 종횡비(aspect ratio) A:B (여기서, A는 섬유 단면 장축 길이이고, B는 섬유 단면 단축 길이임)가 2:1 내지 5:1인 타원인 단면을 가지고,
    b) 중합체 계면이 장축과 수직이며,
    c) 단면 형상이 사이드-바이-사이드(side-by-side) 및 편심 쉬쓰-코어로 이루어진 군에서 선택되고,
    d) 10％ 신도에서 비강도(tenacity)가 1.1 cN/dtex 내지 3.5 cN/dtex이고,
    e) 자유 섬유 길이 보유도가 40％ 내지 85％이고,
    f) 토우 권축 발생 값이 30 내지 55％인, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 스테이플 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 파단비강도가 3.6 cN/dtex 내지 5.0 cN/dtex이고, 종횡비 A:B가 2.6:1 내지 3.9:1인 이성분 스테이플 섬유.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 면 번수가 14 내지 60이고 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 이성분 스테이플 섬유를 포함하며, 얇은 영역이 1,000 야드 당 0.1 내지 150개, 두꺼운 영역이 1,000 야드 당 0.1 내지 300개, 넵(nep)이 1,000 야드 당 0.1 내지 260개이고, 비등 수축율(boil-off shrinkage)이 27％ 내지 45％이고, 이성분 스테이플 섬유가 방적사의 총 중량을 기준으로 30 중량％ 내지 100 중량％의 수준으로 존재하고, 하기 식에 따른 실 품질 지수가 0.1 내지 650인 방적사.
    Figure 112012070460879-pct00014
    여기서,
    E는 실 914 미터(1,000 야드) 당 두꺼운 영역의 수이고,
    F는 실 914 미터(1,000 야드) 당 얇은 영역의 수이고,
    G는 실 914 미터(1,000 야드) 당 넵의 수이고,
    H는 퍼센트 단위의 실 질량 변동계수("CV")이며,
    (이상은 각각 어스터 유니포머티 1-B 테스터로 측정되었음)
    J는 cN/tex 단위의 실 파단비강도이다.
  6. 제5항에 있어서, 면 섬유, 합성 셀룰로오스계 섬유 및 아크릴 섬유로 이루어진 군에서 선택된 스테이플 섬유를 추가로 포함하고, 이성분 스테이플 섬유가 방적사의 총 중량을 기준으로 30 중량％ 내지 70 중량％로 존재하는 방적사.
  7. 제6항에 있어서, 선택된 스테이플 섬유가 면이고, 이성분 스테이플 섬유의 종횡비 A:B가 2.6:1 내지 3.9:1 (여기서, A는 섬유 단면 장축 길이이고, B는 섬유 단면 단축 길이임)인 방적사.
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서, 상기 이성분 스테이플 섬유의 자유 섬유 길이 보유도가 40％ 내지 85％인 방적사.
  10. 제6항에 있어서, 방적사의 총 중량을 기준으로 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 단성분 스테이플 섬유 1 중량％ 내지 69 중량％를 추가로 포함하는 방적사.
  11. 제6항에 있어서, 총 비등 수축율이 27％ 내지 45％이고, 질량 변동계수가 10％ 내지 18％인 방적사.
  12. 삭제
  13. 제6항에 있어서, 총 비등 수축율이 27％ 내지 45％인 방적사.
  14. 삭제
  15. 편성물 및 제직물로 이루어진 군에서 선택되고 제5항의 방적사를 포함하는 직물.
  16. 제15항에 있어서, 제1항의 섬유를 추가로 포함하는 직물.
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