KR101298653B1

KR101298653B1 - 다중공 필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제조한 물품

Info

Publication number: KR101298653B1
Application number: KR1020120050072A
Authority: KR
Inventors: 강영아; 김경효; 유타카 오오코시
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-08-26

Abstract

본 발명은 동일한 굵기의 일반 섬유보다 매우 가벼운 경량감을 가지고, 우수한 기계적 강도를 보유하며, 부피감과 보온성을 구비한 다중공(多中空) 필라멘트사 및 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제직·제편된 직물과 편물 및 이를 이용한 의류제품을 제공하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제조한 물품에 관한 것으로, 섬유 내부에 중공률을 34∼57 부피%(표 1 참조)까지 올림으로써, 단위 무게당 부피를 극대화하며, 같은 중량을 투입할 경우, 기존제품에 비해 부피가 크게 팽창하면서, 섬유 내 다중공의 형성과 함께 치밀한 구조를 발현하여, 가공시 중공률이 감소하는 점을 개선하여 경량감과 보온성이 뛰어나, 스포츠웨어, 이너웨어 등의 다양한 용도로 전개가 가능하며, 본 발명에 의해 제조되는 다중공 필라멘트사는, 다중공사 원단 및 의류제품을 제조함에 있어서 요구되는 가연공정, 제직공정, 제편공정, 및 봉제공정 등으로 인하여 중공부가 협착되지 않고 안정하게 유지되므로, 다중공사 원단 및 의류제품의 보온성, 경량감, 부피감을 향상시킬 수 있는 것이 장점이다.

Description

다중공 필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제조한 물품{Multi-hollow filament and a manufacturing method thereof and product using the same}

본 발명은 다중공 필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제조한 물품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일한 굵기의 일반 섬유보다 매우 가벼운 경량감을 가지고, 우수한 기계적 강도를 보유하며, 부피감과 보온성을 구비한 다중공(多中空) 필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제직·제편된 직물과 편물 및 이를 이용한 의류제품과 같은 물품을 제공하는 것을 특징으로 하는 다중공필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제조한 물품에 관한 것이다.

중공사는 섬유의 내부에 공간을 지니도록 하여 보온성 및 경량감을 부여하는 섬유로서, 동일한 굵기의 보통 섬유보다 가벼우며, 열전도율이 낮은 공기가 빈 공간인 중공(中空) 내에 충전되어 있으므로 보온성이 높고, 반발성이 커서 큰 부피감을 낼 수 있으며, 굽힘이나 비틀림에 강하고 빈 공간의 모세관 작용으로 흡수성이 높아지는 장점이 있다. 이와 같은 중공사의 특성은 섬유 중심부에 존재하는 중공부가 섬유의 전체적인 면적에서 차지하는 비율(이하 '중공률'이라 한다)이 클수록 섬유의 겉보기 비중이 감소하게 되므로 중공사로서 우수한 성질을 나타내게 된다.

중공사는 다양한 방사기술을 통해 제조되며, 용융방사에 의한 중공사의 제조방법은 특허문헌 1, 2, 3에서와 같이 방사구금의 슬릿의 형태를 C자형, 6자형, 및 만곡형의 슬릿을 2개 이상 배열하여 중공률을 향상시키는 방법과 그리고 특허문헌 4 및 5에서와 같이 심초(

)형 또는 해도(海島)형 복합방사기술을 도입하여 수용성 열가소성 폴리머를 심 또는 도성분으로, 폴리아미드를 초 또는 해성분으로 하여 구성된 수용성의 심 또는 도성분을 용출시킴에 의해서 중공부를 형성시키는 방법이 알려져 있다.

중공사용 방사구금의 슬릿의 형태를 조절하여 중공사를 제조하는 방법은, 주로 슬릿의 내경을 변화시켜 중공률을 확대시키는데, 이 경우 방사성 때문에 슬릿의 크기를 확대하는데 한계가 있어 15 부피%를 넘는 중공률을 지닌 중공사를 얻기가 힘든 단점이 있다. 30 부피% 이상의 고중공률을 얻기 위해서는 방사공정 중에 섬유의 내부에 강제로 공기를 주입하거나 액체를 주입하여 중공률을 확대시키는 방법이 있지만, 이 방법들은 공기 혹은 액체 주입을 위한 별도의 설비가 필요하므로 별도의 경비가 요구된다.

중공사용 방사구금의 슬릿을 가진 중공방사구금을 통하여 압출하여 중공사를 제조하는 경우에는 고화과정에서 표면장력이나 방사응력에 의해 이형 단면이 붕괴되거나, 중공부가 쉽게 파괴되는 문제점이 있으며, 권취 및 후연신 공정에서 다중공 형상이 파괴되어 소멸되거나, 중공률이 감소하기 쉽고 기계적 물성이 저하하여 실질적으로 다중공사를 얻는 것이 불가능하다.

심초형 또는 해도형 복합사로부터 다중공사를 얻는 방법은, 반드시 용해성의 심 또는 도성분을 용출시키는 후공정이 필요한 다단계 공정으로 생산관리에 있어 번잡한 시설과 관리가 요구된다. 특히, 용해 생성물의 폐수처리에 있어 환경면으로 문제점이 존재한다. 또한, 초 또는 해성분에 침투하여 심 또는 도성분을 용해추출해야하므로 초 또는 해성분에 대한 용해성을 고려해야 하여 종류에 제한이 따른다.

상기와 같이 제조된 중공사로 직물 또는 편물을 제직 또는 제편하는 경우, 중공 모노필라멘트를 합사가연하여 만든 멀티필라멘트를 사용하며, 일반적인 조건 하에서 염색 및 가공하여 중공사로 구성된 원단(이하 '중공사 원단'이라 한다)을 제조한다. 종래의 방법으로 원단을 제조하는 경우, 가연처리과정에서 중공 간의 협착이 발생하여 중공률이 감소하며, 따라서 중공사 원단의 특징인 보온성과 부피감, 경량감이 크게 저하하는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하고자 특허문헌 6에 복합섬유를 이용한 중공사 제조법으로 섬유형성성분, 즉 초 또는 해성분에 무기입자를 함유하여 그 형태를 유지하고자 하는 제안이 있었다. 그러나 심 또는 도성분을 용출하여 중공부를 형성하는 경우, 심 또는 도성분의 일부가 잔존하여 중공률이 저하하고 염색시 염착에 있어 차이가 발생되는 문제가 있으며, 이는 보온성과 부피감을 갖는 경량의 의류제품의 제조과정에 있어 심각한 문제점이 된다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평2-19509호(모드아크릴과 아크릴계 이형 단면 섬유) 특허문헌 2 : 대한민국 특허공보 제91-007555호(중공섬유 및 그 제조방법) 특허문헌 3 : 미국 등록특허공보 제4836763호(일곱 개 구멍을 가진 방사구금) 특허문헌 4 : 일본 공개특허공보 특개2009-197369호(폴리아미드 중공 섬유) 특허문헌 5 : 일본 공개특허공보 특개 평5-106111호(에틸렌 - 비닐 알코올 계 공중 합체 중공 섬유 및 그 제조 방법) 특허문헌 6 : 대한민국 등록특허공보 제10-0991729호(용출형 복합섬유 및 이를 이용한 다중 중공사 원단의제조방법)

비특허문헌 1 : Yamaguchi, T.; Kim, K. H.; Murata, T.; Koide, M.; Hitoosa, S.; Urakawa, H.; Ohkoshi, Y.; Gotoh, Y.; Nagura, M.; Kodera, M.; Kajiwara, K. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 2008, 46, 2126. 비특허문헌 2 : Kim, K. H.; Kang, Y. A.; Murata, T.; Ikehata, S.; Ohkoshi, Y.; Gotoh, Y.; Nagura, M.; Koide, M.; Urakawa, H.; Kotera, M. Polymer 2008, 49, 5705. 비특허문헌 3 : Kim, K. H.; Yamaguchi, T.; Ohkoshi, Y.; Gotoh, Y.; Nagura, M.; Urakawa, H.; Kodera, M.; Kikutani, T. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 2009, 47(17), 1653. 비특허문헌 4 : Kang, Y. A.; Kim, K. H.; Ikehata, S.; Ohkoshi, Y.; Gotoh, Y.; Nagura, M.; Koide, M.; Urakawa, H. Polym. J. 2010, 42, 657. 비특허문헌 5 : Kim, K. H.; Murata, T.; Kang, Y. A.; Ohkoshi, Y.; Gotoh, Y.; Nagura, M.; Urakawa, H. Macromolecules 2011, 44, 7378. 비특허문헌 6 : Kang, Y. A.; Kim, K. H.; Ikehata, S.; Ohkoshi, Y.; Gotoh, Y.; Nagura, M.; Koide, M.; Urakawa, H. Polym. J. 2010, 42, 657.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은, 동일한 굵기의 일반 섬유보다 매우 가벼운 경량감을 가지고, 우수한 기계적 강도를 보유하며, 부피감과 보온성을 구비한 다중공 필라멘트사로서, 중공률이 34∼57 부피%에 도달하며 안정한 중공부를 형성하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사 및 이를 이용하여 제직·제편된 직물과 편물 및 이를 이용한 의류제품과 같은 물품을 제공하는 것을 과제로 한다.

그리고 본 발명은 상기에서 상술한 바와 같은 우수한 경량감, 보온성, 부피감 및 강도를 가지는 다중공 필라멘트사를 제조함에 있어서, 간소화된 1 단계의 연신 공정만으로 안정한 다중공부를 형성하여 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 용융방사 및 용액방사법에 의해 폴리머를 비결정성 필라멘트사로 제조하는 단계,

상기 비결정 필라멘트사를 레이저 가열 연신함에 있어서 레이저 강도 및 연신비를 조절하여 넥크변형을 형성하는 단계,

상기 레이저 가열 연신중에 연신장력, 연신응력과 연신 전후의 섬유의 직경을 실시간으로 측정하는 단계,

연신비로 계산되는 필라멘트사의 이론 직경과 측정된 연신후 직경을 통해 다중공 필라멘트사의 중공률을 계산하는 단계,

를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가열 연신에 의한 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.

그리고 본 발명은 용융방사 및 용액방사법에 의해 폴리머로 형성시킨 비결정성 필라멘트사를 이용하여 제조하는 다중공 필라멘트사에 있어서,

상기 비결정성 필라멘트사의 레이저 가열 연신 가공시, 레이저 강도, 연신비 및 실시간으로 측정한 연신장력, 연신응력과 연신 전후의 섬유 직경을 제어하여 제조된 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 것을 다중공 필라멘트사를 제공하는 것을 과제 해결의 다른 수단으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 방법으로 제조된 다중공 필라멘트사를 이용하여 제직 제편되는 직물 또는 편물을 과제 해결의 또 다른 수단으로 한다.

또한 본 발명은 상기 기재된 직물 또는 편물을 이용하여 제조되는 의류제품과 같은 물품을 제공하는 것을 과제 해결의 또 다른 수단으로 한다.

본 발명에 의해 제공되는 다중공 필라멘트사는, 섬유 내부에 다수의 중공을 가진 다중공 필라멘트사로서, 섬유 내부의 중공률을 34∼57 부피%까지 올림으로써, 단위 무게당 부피를 극대화하며, 같은 중량을 투입할 경우, 기존제품에 비해 부피가 크게 팽창하면서, 섬유 내 다중공의 형성과 함께 치밀한 구조를 발현하여, 가공시 중공률이 감소하는 점을 개선하여 경량감과 보온성이 뛰어나, 스포츠웨어, 이너웨어 등의 다양한 용도로 전개가 가능하다.

그리고 본 발명에 의하여 제공되는 다중공 필라멘트사의 제조방법을 이용하여, 일반적인 원형단면이 아닌 이형 단면사로 다중공 필라멘트사를 제조하는 것이 가능하며, 이는 보온성과 경량감을 가지면서 동시에 이형 단면사의 특징이 광택 및 촉감을 향상시키는 이형 단면 다중공사의 제조가 가능하고, 본 발명에 의해 제조되는 이형 단면 다중공 필라멘트사로 직물 또는 편물을 제조함으로써, 새로운 광택을 부여하거나 불투명도를 높이는 것이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 다중공 필라멘트사의 제조 과정에서 이용되는 레이저 가열 연신법은 공급롤러와 권취롤러 사이를 주행하는 섬유를 빛의 속도로 급속히 가열함으로써, 즉 빛이 섬유를 투과함으로써 섬유단면상에 온도구배가 없는 균일한 가열이 가능하게 하며, 이러한 급속균일한 가열에 의해 넥크변형(인장변형의 과정에서 단면적이 국부적으로 감소하는 현상인 넥킹(necking)을 수반하는 연신변형)이 일어나고 넥크점의 유동이 1mm 이하로 안정하게 고정되어 고분자사슬에 적극적인 운동성을 부여하여 연신동안에 인장력이 최약점에 집중되는 현상과 열처리 동안에 잔류응력이 발생하여 사슬의 과도한 긴장에 의한 부분적인 파괴현상을 완화시키며, 고분자사슬의 소성변형에 의한 가공온도의 상승효과를 야기하여, 안정하고 치밀한 고차구조를 얻는 방법이다. 본 발명의 레이저 가열 연신법에 의해 제공된 다중공 필라멘트사는 안정하고 치밀한 구조를 발현하여 중공부 형성으로 인한 기계적 물성의 저하는 나타나지 않는다.

종래의 중공사는 C형과 같은 중공노즐을 가진 방사구금을 통하여 방사하고, 내부에 공기나 액체를 불어넣어 중공률을 증가시키거나, 혹은 복합방사 후 심 또는 도성분을 용출하여 중공부를 형성시키는 방법으로 제조되고 있다. 그러나, 본 발명의 다중공 필라멘트사는 일반 용융방사노즐을 활용하여 방사하고, 레이저 가열 연신법을 이용하여 연신함으로써 다중공 필라멘트사를 제공하는 1단계 공정으로, 다단계 공정을 거침으로 인하여 각 공정에서 부하되는 물성의 저하요인들을 배제할 수 있어, 물리적 강도를 비롯한 중공부가 제공하는 보온성, 경량감, 부피감의 특성이 향상된다.

본 발명에 의해서 제공되는 다중공 필라멘트사는 종래의 다중공 필라멘트사에 비해 뛰어난 보온성과 부피감을 비롯하여 우수한 강도와 매우 가벼운 경량감이 있고, 다중공 필라멘트사는 적용하는 레이저의 파장을 고려하여 폴리머의 종류를 제공하고, 폴리머의 레이저 흡수계수를 고려하여 필라멘트사의 굵기를 적절하게 제공하여, 레이저의 조사강도, 연신비, 연신응력을 고려한 적절한 조건의 레이저 가열 연신법을 적용함으로써 발현될 수 있으며, 상기 레이저 가열 연신공정에 있어, 안정한 연신이 이루어지는 범위에서, 레이저 조사강도를 미세하게 조절함으로써 섬유에 부하되는 연신응력을 적절하게 변화시켜, 섬유단면 내에 미세한 온도 불균일을 유도하고 분자사슬의 유동속도를 제어하여 다중공부의 형성을 유도한다. 또한, 섬유의 주행속도를 증가시킴으로써 연신비를 변화시켜, 중공의 형성분포와 양을 조절하여, 중공률을 변화시키는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 의해 제조되는 다중공 필라멘트사는, 다중공사 원단 및 의류제품을 제조함에 있어서 요구되는 가연공정, 제직공정, 제편공정, 및 봉제공정 등으로 인하여 중공부가 협착되지 않고 안정하게 유지되므로, 다중공사 원단 및 의류제품의 보온성, 경량감, 부피감을 향상시킬 수 있는 것이 장점이다.

도면 1은 본 발명을 위해 요구되는 비결정성 섬유의 X선회절 사진.
도면 2는 본 발명에 따른 레이저 가열 연신장치의 모식도.
도면 3은 본 발명에 따른 레이저 가열 연신법에서 섬유 단면상의 균일한 가열을 위하여 레이저를 3방향으로 조사하는 장치의 모식도.
도면 4는 본 발명에 따른 레이저 가열 연신동안에 안정하게 연신되는 필라멘트사의 넥크변형점을 촬영한 CCD 사진.
도면 5는 [실시예 3]의 공정에서 실시간으로 측정한 시간에 따른 연신장력과 직경의 변화를 측정하여 나타낸 그래프.
도면 6은 본 발명의 [실시예 4]에 따른 다중공 필라멘트사의 단면의 일부를 촬영한 주사전자현미경사진.
도면 7은 [비교예 1]의 레이저 가열 연신법에 의해 연신된, 중공부가 형성되지 않은 필라멘트사의 단면의 일부를 촬영한 주사전자현미경사진.
도면 8은 [비교예 1]의 공정에서 실시간으로 측정한 시간에 따른 연신장력과 직경의 변화를 측정하여 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정하지 않는다. 그리고 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만 설명하되, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명에서는, 다중공 필라멘트사의 제조방법이 제공된다. 이는 용융방사 및 용액방사법에 의해 열가소성 폴리머로 바람직한 직경의 비결정성 필라멘트사를 제조하여, 레이저 가열 연신장치에 부착된 공급롤러와 권취롤러의 사이를 주행하며 이 두 롤러의 속도차에 의해 연신이 이루어지는 비결정 필라멘트사에 대하여, 레이저 빔을 수직으로 조사하여 주행하는 필라멘트사를 연속적으로 넥크변형을 유도하여 연신하며, 이 연신과정에서 레이저 조사강도, 연신비, 및 연신응력을 조절하여 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법이다. 상기 레이저 연신 공정 중에 연신장력, 연신응력(연신장력을 측정하여 해당 섬유의 직경으로부터 계산한 단면적으로 나누어 준 값), 연신 전후의 섬유의 직경은 실시간 측정되어, 연신비로 계산되는 필라멘트사의 이론 직경과 측정된 연신 후 직경을 통해 다중공 필라멘트사의 중공률을 계산한다.

이하, 본 발명에 따른 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법을 각 단계별로 구체적으로 설명하면 아래의 내용과 같다.

본 발명은 용융방사법에 의해 폴리머를 비결정성 필라멘트사로 제조하는 단계,

상기 레이저 가열 연신중에 연신응력, 연신장력과 연신 전후의 섬유의 직경을 실시간으로 측정하는 단계,

를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가열 연신에 의한 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 다중공 필라멘트사는, 비결정성 필라멘트사로 레이저 가열 연신법을 이용하여 제조되는 다중공 필라멘트사이다. 상기 다중공 필라멘트사는, 일반적인 용융방사 및 용액방사에 의해 제조된 필라멘트상의 섬유의 연신과정에 레이저 빔을 조사하는 레이저 가열 연신법을 이용하여 특정 조건하의 연신비, 연신응력 및 레이저 조사강도를 조절하여 연신공정조건을 제어함으로써 중공부를 형성하여 다중공 필라멘사를 제조한다.

따라서, 상기 다중공 필라멘트사는, 용융방사 및 용액방사법에 의해 열가소성 폴리머로 비결정성 필라멘트사를 제조하여, 비결정 필라멘트사를 레이저 가열 연신함에 있어서 레이저 조사강도, 연신비, 및 연신응력을 조절하여 넥크변형을 형성하며, 레이저 가열 연신 중에 연신응력과 연신 전후의 섬유의 직경을 실시간 측정하고, 연신비로 계산되는 필라멘트사의 이론 직경과 측정된 연신 후 직경을 통해 다중공 필라멘트사의 중공률을 계산하여, 레이저 가열 연신에 의한 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 다중공 필라멘트사를 제공한다.

상기 열가소성 폴리머로는, 폴리에스테르계 폴리머로, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(polytrimethylene terephthalate, PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN)가 있으며, 이들 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하여 다중공 필라멘트사를 제공할 수 있다.

상기 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는, 중합에 이용되는 1,3-프로판디올(1,3-propandiol)은 화학적으로 제조되는 것 외에 옥수수에서 추출한 바이오물질을 이용하여 제조하는 방법이 상용화되어 있는데, 이를 바이오매스(biomass) 폴리트리메틸렌테레프탈레이트라하며, 석유화학 대체재로 친환경적 소재로서의 활용성이 더욱 크다. 본 발명에 의해 제공되는 바이오매스 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 다중공 필라멘트사는 인체와 접하는 원단 및 의류제품에 있어서 바람직한 응용성을 도출한다.

상기 열가소성 폴리머로는, 폴리올레핀계 폴리머로, 예를 들면 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA)가 있으며, 이들 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하여 다중공 필라멘트사를 제공할 수 있다.

상기 열가소성 폴리머로는, 나일론계 폴리머로, 예를 들면, 나일론6, 나일론66, 나일론610, 나일론11, 나일론12, 나일론46, 나일론4가 해당하며, 이들 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하여 다중공 필라멘트사를 제공할 수 있다.

본 발명에서의 레이저 가열 연신법은 레이저 빔이 섬유를 투과함으로써 가열이 되는 방법으로, 이때 이용되는 레이저는 특정 주파수를 가지며, 이 특정의 주파수에 의해 상기 폴리머 재료는 각각 고유의 흡수계수를 가지며, 특정 섬유의 굵기에서 단면상에 균일한 온도구배를 가진다. 따라서 상기의 비결정성 필라멘트사는 폴리머 각각의 레이저 흡수계수를 고려하여 바람직한 굵기(직경)의 필라멘트사로 제조하여 이용되며, 상기 굵기의 범위를 벗어나면 안정한 연신이 이루어지지 않아, 본 발명의 효과를 발현할 수 없을 우려가 있다.

상기, 폴리머 각각의 레이저 흡수계수를 측정하는 방법은, 적용하는 폴리머를 용융 몰딩법 및 용액 캐스딩법을 이용하여 다양한 두께를 가진 필름을 제조하여, 각각의 두께를 가진 필름에 대하여, 적용하는 레이저의 주파수에 해당하는 적외선 또는 가시광선 또는 자외선을 조사하여 흡수도를 측정한다. 측정된 흡수도는 필름의 두께에 대하여 외삽하여 레이저에 대한 폴리머의 흡수계수를 측정한다.

상기, 측정된 레이저 흡수계수를 비롯하여, 적용되는 폴리머의 비열, 열전도도, 열전이계수를 이용하여, 레이저 연신공정에 있어 바람직한 섬유의 굵기를 결정하는 것이 가능하다.

상기 레이저 가열 연신법은, 공급롤러와 권취롤러 사이를 주행하여 두 롤러의 회전 속도차에 의해 연신이 되는 필라멘트상의 섬유를 빛의 속도로 급속하게 가열함으로써, 즉 빛이 섬유를 투과함으로써 섬유단면상에 온도구배가 없는 균일한 가열이 가능하게 하며, 이러한 급속균일한 가열에 의해 연신점이 1mm 이하로 안정하게 고정되어 고분자사슬에 적극적인 운동성을 부여하여 연신공정 중에서 섬유 내부에 인장력이 최약점에 집중되는 현상과 열처리 동안에 잔류응력이 발생하여 사슬의 과도한 긴장에 의한 부분적인 파괴현상을 완화시키며, 고분자사슬의 소성변형에 의한 가공온도의 상승효과를 야기하여, 안정하고 치밀한 고차구조를 얻는 방법이다. 그리고 상기, 레이저(LASER)는 유도 방출에 의한 빛의 증폭(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation)의 영어표기를 한글화한 것이다. 광자를 결맞은(파동이 간섭 현상을 보이게 하는 성질을 가진) 빛으로 방출하는 광원이다. 전형적인 레이저 광은 단색, 즉, 단일 파장 동위상(同位相)의 빛으로, 확산되지 않고 똑바로 일직선으로 뻗어가며, 빛을 증폭하여 강한 에너지를 만든다. 이는 어떤 물질을 구성하는 원자와 분자를 자극하여, 빛 등의 전자파를 에너지로서 꺼내는 것이다. 물질에는 각각의 고유한 에너지 레벨이 있어, 증폭되었을 때에 방출되는 빛의 에너지도 각각 일정한 값을 가진다. 매질로서는 결정(結晶)을 비롯한 고체 외에 액체, 기체도 사용되는데 현재까지 수천 종류에 이르는 레이저 광이 확인되고 있다. 레이저의 파장은 매질 등의 구성요소에 의해 정확하게 정해지며, 매질에 따라, 아르곤에서는 푸른색, 이산화탄소에서는 무색(적외선), 루비에서는 붉은색의 레이저가 방출된다.

상기, 레이저의 특정 파장과 주파수는 대상 물질마다 고유의 흡수계수를 가지며, 연신에 적용하는 필라멘트사의 폴리머 종류에 따라 흡수계수를 고려하여야 하며, 동시에 다른 흡수계수에 따른 필라멘트사의 굵기를 고려하여야 한다. 흡수계수와 굵기에 따라서 필라멘트사의 단면상에 온도분포가 발생하므로 바람직한 다중공부를 형성하기 위해서는, 적용되는 레이저의 특성을 고려하여 바람직한 폴리머의 종류 및 필라멘트사의 굵기를 적절하게 제공하면 간단한 레이저 가열 연신공정만으로도 간편하게 다중공 필라멘트사를 제조할 수 있다. 레이저는 확산되지 않고 똑바로 일직선으로 뻗어가며 매우 작은 점에 집광(集光)할 수 있고 에너지 밀도가 큰 것이 특성으로, 레이저 가열 연신공정에 있어서, 일직선상으로 조사되어 필라멘트사를 수직으로 투과함으로써 가열하며, 섬유 내 분자사슬의 운동을 야기한다. 이로서, 빠르고 균일하게 섬유를 가열함으로써, 가열되는 면적이 1mm² 이하로 매우 좁은 영역의 안정한 가열이 가능하여, 레이저 가열 연신법으로 연신하는 경우, 구조적으로 안정한 필라멘트사를 얻는 것이 가능하다.

상기 열가소성 폴리머에 대한 레이저 가열 연신법을 적용함에 대해서는, 본 발명자들의 비특허문헌 1∼6에 제시되어 있으나, 레이저 가열 연신법을 이용한 다중공 필라멘트사의 제조와 관련해서는 소개된 바 없다.

본 발명에 있어서, 레이저 가열 연신공정에서 레이저 조사강도는 2∼30W, 연신응력은 30∼180MPa(연신공정 중에 실시간으로 측정된 연신장력을 해당 섬유의 직경으로부터 계산한 단면적으로 나눈 값으로, 연신장력은 0.07∼0.30N에 해당함), 연신비는 4∼6인 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 레이저 가열 연신공정에 있어서 실시간 측정한 연신 전 및 연신 후의 필라멘트사의 직경으로 계산된 중공률이 34∼57 부피%인 다중공 필라멘트사 및 이를 이용하여 제직제편된 직물과 편물, 그리고 중공률이 34∼57 부피%인 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법을 제공한다.

상기 적용되는 폴리머 각각에 있어서, 레이저의 조사 강도는 2∼30W가 바람직하다. 상기 이상 또는 이하의 레이저 조사강도에서는 연신공정 동안에 사절이 발생하여 안정한 연신을 이루기 어렵다.

상기 적용되는 폴리머 각각에 있어서, 바람직한 연신응력은 30∼180MPa(연신장력은 0.07∼0.30N)이며, 연신응력에 따라 얻어지는 중공률은 다르게 나타난다. 상기에서 한정한 연신응력 미만인 경우에는 본 발명의 다중공부 형성 효과가 발현할 수 없을 우려가 있으며, 상기에서 한정한 연신응력을 초과하는 경우에는 연신공정 중 필라멘트사의 파단 등 안정한 연신을 이루기 어렵다.

상기 적용되는 폴리머 각각에 있어서, 바람직한 연신비는 4∼6이며, 연신비에 따라 얻어지는 중공률은 다르게 나타난다. 상기에서 한정한 연신비 미만인 경우에는 본 발명의 다중공부 형성 효과가 발현할 수 없을 우려가 있으며, 상기에서 한정한 연신비를 초과하는 경우에는 연신공정 중 필라멘트사의 파단 등 안정한 연신을 이루기 어렵다.

본 발명의 레이저 가열 연신공정 동안에 실시간으로 측정하기 위해서, 겉보기 연신비를 측정하며, 겉보기 연신비는 섬유가 롤러 위에서 미끄러지지 않는다고 가정하여, 권취롤러의 표면회전속도(υ _t )를 공급롤러의 표면회전속도(υ _f )로 나눈 값으로 정할 수 있으며, 이는 연신후의 길이(L ₂)를 연신전의 길이(L ₁)로 나눈 값인 실제 연신비를 공정변수로부터 계산한 것이다. 즉, 연신 동안에 권취롤러와 공급롤러의 속도를 조절하여, 변화된 연신비를 두 롤러 각각의 속도를 이용하여 하기의 식(1)으로 겉보기 연신비로 산출하여, 연신비를 조절함으로써 중공률을 제어한다. 본 발명의 레이저 가열 연신법에 의해서는, 실시간 얻어지는 겉보기 연신비로부터 중공률의 정도를 파악하는 정보를 얻을 수 있으며, 이로부터 다양한 중공률을 가진 다중공 필라멘트사를 제공할 수 있다.

-----------------------식(1)

본 발명의 레이저 가열 연신공정 동안에 연신장력과 직경은 장력측정장치와 직경측정장치에 의해서 실시간으로 측정하여, 실시간 형성되는 중공률을 평가한다. 이는 연신비로부터 계산되는 이론직경보다 큰 직경의 연신사가 형성되면, 다중공 필라멘트사가 형성되는 것으로 판단하며, 측정되는 직경프로파일의 값으로부터 얻어지는 중공률을 계산하여, 연신응력(연신장력)을 조절하여 중공률을 제어하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 레이저 가열 연신법에 의해서는, 실시간 얻어지는 연신장력(연신응력) 및 직경으로부터 중공률의 정도를 파악하는 정보를 얻을 수 있으며, 이로부터 다양한 중공률을 가진 다중공 필라멘트사를 제공하는 것이다.

겉보기 연신비로부터 계산되는 이론직경(d _E )은 연신 전후의 필라멘트사의 부피가 변화하지 않는다고 가정하여 식(2)로부터 산출한다. 여기서, d ₁은 연신 전의 측정직경이다.

---------------식(2)

중공률은 연신 후의 측정직경(d ₂)에 대한 이론직경(d _E )의 분율, 즉 섬유 내 다중공부가 차지하는 영역 외의 분율로부터 산출하며, 식(3)에 나타낸다.

--------식(3)

본 발명의 다중공 필라멘트사의 제조방법은, 레이저 가열 연신법에 의해서 비결정의 필라멘트사를 연신함과 동시에 필라멘트사 내에 중공률이 34∼57 부피%의 다수의 중공이 형성되는 1 단계 공정으로, 공정의 간편함과 아울러 안정하게 중공부를 형성함이 가능한 장점이 두드러진다.

따라서, 본 발명의 레이저 가열 연신법은 종래의 가열법, 즉 외부의 공기 혹은 매체를 가열하여 연신하고자 하는 대상 물질을 간접적으로 가열하는 방법과 비교하여, 빛의 속도로 섬유내 분자사슬을 온도구배 없이 균일하게 가열하는 것이 가능하므로, 레이저 가열 연신법에 의해 제공된 다중공 필라멘트사는 안정하고 치밀한 구조를 발현하여 중공부 형성으로 인한 기계적 물성의 저하는 나타나지 않는다.

그리고 본 발명에 따른 레이저 가열 연신법에 의한 다중공 필라멘트사의 제조방법은, 종래의 중공사의 제조방법, 즉 중공사용 방사구금을 이용하여 용융방사하거나 심초형 복합방사를 하여 심성분을 용해용출시킴으로써 중공부를 형성하는 방법에 비하여, 레이저 가열 연신 장치만으로 다중공 필라멘트사의 제조가 가능하여, 연신을 위한 설비가 간단하며, 복잡한 설비로 인해 야기될 수 있는 여러 공정변수의 문제점을 개선하여, 안정적으로 중공부를 형성하는 것이 가능하다.

또한, 섬유 내에 다수의 중공을 갖게 하기 위해서는, 중공사용 방사구금을 이용하여 용융방사하는 경우, 구금의 설계가 매우 복잡해지며, 이는 비용이 증가할 뿐 아니라, 공정상의 여러 가지 변수를 초래한다. 혹은, 해도형 복합방사를 하여 도성분을 용해추출하여 다중공부를 형성시키는 방법이 있으나, 역시 방사구금의 설계가 매우 복합하며, 용융방사시 2성분 이상의 폴리머를 방사해야 하므로 다양한 공정변수를 고려하여야 하며, 비용의 증가를 감안하여야 한다. 이에 비하여, 본 발명의 레이저 가열 연신법에 의한 다중공 필라멘트사의 제조방법은, 종래의 방법들에 비하여 공정이 간단하여 장치설비를 위한 비용이 절감되며, 섬유를 연신함에 있어 레이저 빔 이외의 다른 매체를 전혀 사용하지 않으므로, 제조되는 다중공 필라멘트사의 구조적 안정성을 얻는 것이 가능하다.

한편, 상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중공 필라멘트사의 제조방법에 의해 제조된 다중공 필라멘트사는 용융방사 및 용액방사법에 의해 폴리머로 형성시킨 비결정성 필라멘트사를 이용하여 제조하는 다중공 필라멘트사에 있어서, 상기 비결정성 필라멘트사의 레이저 가열 연신 가공시, 레이저 강도, 연신비 및 실시간으로 측정한 연신장력(연신응력으로 환산)과 연신 전후의 섬유 직경을 제어하여 제조된 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 것을 특징으로 한다. 상기 다중공 필라멘트사를 제조하기 위한 폴리머 및 레이저 강도와, 기계적 물성에 대해서는 상기에서 상세히 상술한 바 있으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

그리고 본 발명의 직물은, 적어도 일부분은 본 발명의 다중공 필라멘트사를 이용하여 제직된다. 예를 들어, 본 발명의 직물의 형태는, 본 발명의 다중공 필라멘트사만으로 제직하거나, 경사 또는 위사만을 본 발명의 다중공 필라멘트사로 구성하여 제직하거나, 본 발병의 다중공필라멘트사와 다른 실의 단위를 교대로 넣어 제직한 교직물, 특히 다른 실로서 중공부가 형성되지 않은 동일한 폴리머의 필라멘트사를 적절한 비율로 교직하여, 적절하게 경량효과를 향상시키며, 이 경우 원단이 한종류로만 구성되어 있어 염색 및 가공공정에 있어서 용이하다.

본 발명의 편물은, 적어도 일부분에 본 발명의 다중공 필라멘트사를 이용하여 제편된다. 예들 들면, 본 발명의 편물의 형태는, 본 발명의 다중공 필라멘트사만으로 편성된 저지(jersey)나, 본 발명의 다중공 필라멘트사와 다른 실을 교대로 짜넣은 교편 편물, 또는 본 발명의 다중공 필라멘트사와 적어도 다른 1종류의 실을 구성하여 삽입하여 제편한 편물 등을 들 수 있다. 저지의 경우, 신축성과 경량성이 우수하며, 후염색 공정에 있어 심색의 염색이 가능하다. 교편 편물의 경우, 적절한 경량감을 부여하며, 특히 다른 실로 중공부가 형성되지 않은 동일한 폴리머의 필라멘트사를 사용할 경우, 염색 및 후가공 공정이 용이하다.

본 발명의 원단은 다중공 필라멘트사를 함유한 직물 또는 편물로서, 인체와 접촉하는 내의를 비롯하여 수영복을 비롯한 각종 레져복 등 의류제품으로서 널리 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 의류제품에만 한정되는 것은 아니며, 다른 의료 및 산업의 용도에도 이용될 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

고유점도 0.92dl/g의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지는 일반적인 용융방사를 통하여 직경 104.18㎛의 모노필라멘트사를 제조한다. 이때 방사조건으로는 총토출량 1.725g/min, 토출온도 260℃으로 한다. 방사조건은 본 발명을 위해 요구되는 직경을 가진 비결정성의 섬유를 얻기 위해서 행해지며, 얻어진 섬유의 구조를 확인하기 위해 실시한 X선회절 사진을 도면 1에 나타낸다. 얻어진 원사는 탄산가스레이저 가열 연신법을 통하여 연신되어지며, 탄산가스레이저 가열 연신장치의 간략한 모식도를 도면 2에 나타낸다. 탄산가스레이저 가열 연신은 공급롤러(25)와 권취롤러(26) 사이를 주행하는 섬유(23)에 정격출력 2∼30W의 탄산가스 레이저빔(22)을 레이저발생장치(21)로부터 조사하여 섬유를 가열하고, 두 롤러의 속도비로 연신비를 결정한다. 또한, 연신공정 동안에 직경측정장치(27, 28)와 장력측정장치(29)에 의해서 실시간으로 연신 전후의 직경과 연신장력을 측정하며, 공정 중에 컴퓨터(20) 장치를 이용하여 제어한다. 이때 섬유의 균일한 가열을 위하여 반사경(31)을 이용하여 3방향에서 레이저를 조사하며, 레이저의 3방향 조사 모식도를 도면 3에 나타낸다. 섬유는 가열되는 영역 내에서 넥크연신점(24)을 형성하며 이 연신점은 0.1mm 정도의 구간 내에서 고정되고 섬유는 안정적으로 연신된다. 이 연신공정 동안에 CCD 카메라(30)를 이용하여 연신점을 촬영한 예를 도면 4에 나타낸다.

참고로 본 발명에 첨부된 도면인 도면 1은 본 발명을 위해 요구되는 비결정성 섬유의 X선회절 사진이고, 도면 2는 본 발명에 따른 레이저 가열 연신장치의 모식도이며, 도면 3은 본 발명에 따른 레이저 가열 연신법에서 섬유 단면상의 균일한 가열을 위하여 레이저를 3방향으로 조사하는 장치의 모식도이고, 도면 4는 본 발명에 따른 레이저 가열 연신동안에 안정하게 연신되는 필라멘트사의 넥크변형점을 촬영한 CCD 사진에 관한 것이다.

이 레이저 가열 연신공정에서, 공급롤러와 권취롤러의 속도비를 조절하여 연신비 4.0의 조건으로 다중공 필라멘트사를 제공한다. 연신 전후의 직경, 연신응력(연신장력) 및 물성의 측정결과를 아래 [표 1]에 나타낸다.

물성은 연신 후 필라멘트사의 강도와 신도를 측정하여 나타내며, 강도(MPa)와 신도(%)의 측정방법은 실온 20℃, 습도 65%의 분위기하에서, 시료길이를 40mm로 하고 신장속도를 100%/min으로 하여 시료를 인장하고 얻어지는 하중(N)-신장(mm) 곡선을 나타낸다. 강도(MPa) 및 신도는 식(4)와 (5)에 의해서 산출한다.

--------------(4)

---------(5)

[실시예 2]

연신비 4.5로 하여 실시하며, 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하다. 직경 및 물성의 측정결과를 아래 [표 1]에 나타낸다.

[실시예 3]

연신비 5.0으로 하여 실시하며, 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하다. 직경 및 물성의 측정결과를 아래 [표 1]에 나타낸다. 또한, 실시간 측정된 직경프로파일과 연신장력의 프로파일을 도면 5에 나타낸다. 도면 5는 [실시예 3]의 공정에서 실시간으로 측정한 시간에 따른 연신장력과 직경의 변화를 일부분 나타낸 그래프에 관한 것으로, 실시간 측정한 연신장력과 직경으로 연신동안에 섬유에 부하되는 연신응력과 중공률을 실시간 산출한다. 연신장력(연신응력)은 연신동안에 시간경과에 따라서 0.17±0.012N(연신응력은 101.9±5.8MPa)으로 유지된다.

[실시예 4]

연신비 5.8로 하여 실시하며, 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하다. 얻어진 다중공 필라멘트사의 단면 전자현미경 사진을 도면 6에 나타내며, 직경 및 물성의 측정결과를 아래 [표 1]에 나타낸다. 도면 6은 [실시예 4]의 공정에서 얻어진 다중공 필라멘트사의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진에 관한 것으로, 중공률이 57.9 부피%에 이르는 다중공부가 형성됨을 확인할 수 있다.

[비교예 1]

실시예1과 동일한 고유점도의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 이용하여 용융방사법에 의해서 직경 121.7㎛의 비결정성 필라멘트사를 제조하여, 탄산가스레이저 가열연신법을 이용하여 연신비 4.8까지 연신하여 얻은 필라멘트사의 단면사진을 도면 7에 나타낸다. 도면 7은 [비교예 1]의 공정에서 얻어진 필라멘트사의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진에 관한 것으로, 섬유내 다중공부가 형성되지 않음을 확인할 수 있다. 또한 연신동안의 직경과 연신응력(연신장력) 및 연신된 필라멘트사의 물성의 측정결과를 아래 [표 1]에 나타내며, 실시간으로 측정된 직경 프로파일과 연신장력 프로파일은 도면 8에 나타낸다. 도면 8은 [비교예 1]의 공정에서 실시간으로 측정한 시간에 따른 연신장력과 직경의 변화를 일부분 나타낸 그래프에 관한 것으로, 연신장력은 0.05±0.014N(연신응력은 20.3±6.1MPa)로 [실시예 1∼4]에 비해 매우 낮은 값을 나타내며, 연신동안에 시간에 따른 섬유 직경과 연신장력의 변화가 중공부가 형성되는 [실시예 1∼4]에 비해 안정적이지 못함을 확인할 수 있다.

구분	연신비	측정직경¹⁾ (㎛)	이론직경²⁾ (㎛)	연신장력 (N)	연신응력 (MPa)	강도 (MPa)	신도 (%)	중공률 (부피%)
실시예 1	4.0	64.46±3.71	52.09	0.10±0.004	45.0±3.7	314.4±9.4	61.93±3.37	34.7
실시예 2	4.5	65.26±2.12	49.06	0.13±0.015	70.4±8.0	365.0±15.9	49.56±6.11	43.3
실시예 3	5.0	66.31±1.11	46.59	0.17±0.012	101.9±5.8	404.7±11.7	45.83±5.59	50.8
실시예 4	5.8	67.32±2.70	43.26	0.20±0.010	139.4±3.2	496.7±6.8	39.88±1.07	57.9
비교예 1	4.8	54.64±8.90	55.55	0.05±0.014	20.3±6.1	399.5±8.3	39.70±4.32	0
주 1) 측정직경은, 도면2의 직경측정장치(28)를 이용하여 측정한 연신 후의 필라멘트사의 직경. 2) 연신비로부터 계산한 필라멘트사의 직경.

상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 [실시예 1∼4]는 연신장력과 연신응력이 비교예 1에 비해 매우 증가하며, 연신된 필라멘트사의 강도 및 신도는 연신비가 비슷한 [실시예 3]과 [비교예 1]을 비교하여 볼 때, 다중공부가 50.8 부피% 형성된 경우가 전혀 형성되지 않은 경우와 비교하여 강도는 비슷한 수준이며 신도는 다중공부가 형성되지 않은 [비교예 1]에 비하여 다중공부가 형성된 [실시예 3]에서 크게 나타났다. 이는 [실시예 3]에 의해서 형성된 다중공 필라멘트사가 인성(toughness)이 우수한 것으로 판단되며, 본 발명에 따른 다중공 필라멘트사는 다중공부 형성에 의해서 물성은 향상되었음을 나타낸다. 또한 강도에 있어서는 [실시예 1, 2]의 경우 [비교예 1]에 비해 연신비가 낮아 강도는 낮은 것으로 나타났지만, 이는 [비교예 1]에 비해 연신비가 낮으므로 연신에 의해서 섬유내 분자사슬의 배향이 덜 이루어진 것에 의한 것이며, 따라서 [비교예 1]에 비해 강도는 낮은 반면, 신도는 증가한다. 본 발명에 따른 다중공 필라멘트사의 제조방법은 연신과정에서 다양한 연신비를 유도하는 것이 가능하며, 이는 섬유내 분자사슬의 배향성의 정도를 조절하는 것이다. 다양한 배향성을 가진 다중공 필라멘트사는 다양한 성질과 성능을 갖는 다중공 필라멘트사로 이루어진 직물, 편물, 및 의류제품을 비롯하여 그 밖의 산업용 의료용 재료로서 그 활용도가 증가할 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중공 필라멘트사 및 그 제조방법과 이를 이용하여 제조한 물품을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

20 : 컴퓨터 장치 21 : 레이저 발생장치
22 : 레이저 빔 23 : 주행 필라멘트사
24 : 넥크변형점 25 : 공급롤러
26 : 권취롤러
27 : 연신 전의 직경 측정장치
28 : 연신 후의 직경 측정장치
29 : 연신장력(연신응력) 측정장치
30 : CCD 카메라 31 : 반사경
32 : 빔 스토퍼(beam stopper)

Claims

용융방사법에 의해 폴리머를 비결정성 필라멘트사로 제조하는 단계,
상기 비결정 필라멘트사를 레이저 가열 연신함에 있어서 레이저 강도 및 연신비를 조절하여 넥크변형을 형성하는 단계,
상기 레이저 가열 연신중에 연신장력, 연신응력과 연신 전후의 섬유의 직경을 실시간으로 측정하는 단계,
연신비로 계산되는 필라멘트사의 이론 직경과 측정된 연신후 직경을 통해 다중공 필라멘트사의 중공률을 계산하는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가열 연신에 의한 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 폴리머는 폴리에스테르계 폴리머로써 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 바이오매스 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트로 구성되는 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
제 2항에 있어서,
상기 폴리에스테르계 폴리머 외에, 폴리올레핀계, 나일론계 폴리머로 구성되는 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 레이저 강도는 2∼30W인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 실시간으로 측정한 연신응력은 30∼180MPa이고, 연신장력은 0.07∼0.30N인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 연신비는 4∼6인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 레이저 가열 연신에 있어서 실시간으로 측정한 연신 전 및 연신 후의 필라멘트사의 직경으로 계산된 중공률이 34∼57 부피%인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사를 제조하는 방법.
용융방사법에 의해 폴리머로 형성시킨 비결정성 필라멘트사를 이용하여 제조하는 다중공 필라멘트사에 있어서,
상기 비결정성 필라멘트사의 레이저 가열 연신 가공시, 레이저 강도, 연신비, 및 실시간으로 측정한 연신장력, 연신응력과 연신 전후의 섬유 직경을 제어하여 제조된 섬유 내부에 다수의 중공을 함유하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 8항에 있어서,
상기 폴리머는 폴리에스테르계 폴리머로써 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 바이오매스 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트로 구성되는 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 9항에 있어서,
상기 폴리에스테르계 폴리머 외에, 폴리올레핀계, 나일론계 폴리머로 구성되는 그룹으로부터 한가지 선택된 폴리머를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 8항에 있어서,
상기 레이저 강도는 2∼30W인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 8항에 있어서,
상기 실시간 측정한 연신응력은 30∼180MPa이고, 연신장력은 0.07∼0.30N인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 8항에 있어서,
상기 연신비는 4∼6인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 8항에 있어서,
상기 레이저 가열 연신에 있어서 실시간으로 측정한 연신 전 및 연신 후의 필라멘트사의 직경으로 계산된 중공률이 34∼57 부피% (표 1 참조)인 것을 특징으로 하는 다중공 필라멘트사.
제 1항 내지 7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 다중공 필라멘트사를 이용하여 제직 제편되는 직물 또는 편물.
제 15항에 기재된 직물 또는 편물을 이용하여 제조되는 의류제품.