KR101367037B1

KR101367037B1 - 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물

Info

Publication number: KR101367037B1
Application number: KR1020120057332A
Authority: KR
Inventors: 이민수; 강지만; 김수아
Original assignee: 한국섬유개발연구원; 주식회사 대영합섬
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-02-25
Also published as: KR20130134074A

Abstract

본 발명은 매우 뻣뻣(stiff)하고 잔류신도에 의한 제직준비공정에서의 효율저하로 인해 사용이 제한되었던 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 가연하고 폴리에스테르미연신필라멘트와 인터레이스함으로써 가연복합사를 만들어 편직물로 편직하여 보다 소프트하고 고속방사소재의 장점인 심색성과 신축성이 우수한 편직물을 제공하는 것이다.

Description

심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물{Knit Having Exellent Deep―Color, Elasticity And stability}

본 발명은 매우 뻣뻣(stiff)하고 잔류신도에 의한 제직준비공정에서의 효율저하로 인해 사용이 제한되었던 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 원사로 사용하여 가연을 함으로써 잔류신도를 제거하고 뻣뻣한 느낌을 보다 소프트하게 하고 고속방사소재의 장점인 심색성을 부각시키고 신축성을 부여한 가연복합사를 사용하여 제조한 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물에 관한 것이다.

합성섬유사로 심색성이 우수한 편물을 제조하기 위한 방법은 현재까지 여러 가지로 연구되고 개발되어 왔다. 원단 자체의 고농도 염료를 사용하여 침투제와 함께 심색을 발현시키는 방법과 합섬 원사의 표면개질을 통한 염료침투의 용이성 및 난반사를 이용한 심색효과를 높이는 방법, 또한 폴리머 자체에 안료를 투입하여 원착사 자체를 방사하여 심색을 높이는 방법등이 있다. 폴리에스테르의 경우 나일론에 비해 상대적으로 열세팅 온도가 높아 심색화 시키는데 용이한 조건을 가지고 있고, 나일론의 경우는 산성염료를 사용하여 열셋팅 온도가 폴리에스테르에 비해 상대적으로 낮기 때문에 염색시 온도 컨트롤과 셋팅시 매우 주의를 요하는데, 채도와 명도는 나일론이 용이하나 심색을 발현하는 공정상에 있어선 폴리에스테르가 유리하다.

그러나 심색성 향상의 효과에 비하여 급격한 원가상승과 작업공정에서 많은 문제점들이 발생하여 왔지만, 이를 극복하여 염색성과 심색성이 우수한 소재를 개발을 하게 되면 작은 염료로써 원하는 색상을 나타나게 할 수 있어 저욕비의 친환경제품을 생산할 수가 있으며, 의류의 선명한 색상으로 인한 패션영역을 확대할 수가 있다.

이에 대한민국특허출원제10-1996-0038395호에서는 권취속도가 3,500~6,000m/min인 직접 방사 연신에 의한 합성섬유 교락사의 제조방법 및 교락장치에 관한 기술을 개시하고 있으며, 대한민국특허출원제10-1997-0046167호에서는 열수축율 차이가 큰 고수축사와 저수축사와의 이수축혼섬사로 직물을 제직한 후 알카리 감량하고 분산염료로 염색한 것을 저굴절율이며 박층 코팅형성능을 갖는 수지로 패딩한 후 큐어링시켜서 제조하는 심색성이 우수한 폴리에스테르 직물의 제조방법을 제공하고 있다.

상기 선행기술들은 직접방사연신된 필라멘트의 교락 및 이수축혼섬사에 관한 것으로서 직물의 백도(whiteness)의 제거를 위한 방법일 뿐 심색성을 나타나기에는 문제점이 있었다.

한편, 국제공개제2006-094538호에서는 복합사(혼섬사)를 생산하기 위한 방법에 관련된 것으로 복합사(혼섬사)의 생산은 각각 다른 2개의 spun filament bundle로부터 생산되는 데, 1개의 번들은 POY 형태로 구성되며, 동 POY와 HOY를 서로 복합하여 결합하면 복합사(혼섬사)를 얻는 것에 대하여 소개하고 있다. 상기 선행기술은 고속방사의 특성상 잔류신도 40~60%를 가지고 있어 제직준비공정에서 많은 어려움을 가지고 있으며, 사이징작업에서도 처짐현상으로 인해 많은 어려움이 있고, 연사작업을 거치는 작업에서는 고속방사소재의 특유의 뻣뻣(stiff)함에 의해 작업전개에 많은 어려움을 가지고 있으며, 편물제작시 뒤틀림이 발생하여 형태안정성이 취약한 문제점이 있었다.

그러므로 본 발명에서는 종래 기술의 문제점을 해결하여 잔류신도를 제거하여 뻣뻣한 느낌을 보다 소프트하게 하고 고속방사소재의 장점인 심색성, 신축성 및 형태안정성을 부각시키도록 만든 가연복합사를 이용한 편직물을 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 강도 3.00~3.8g/d, 신도 50~60%인 고속방사 폴리에스테르필라멘트로 제조된 강도 3.60~3.8g/d, 신도 43~50%인 드로오텍스쳐사와 강도 2.70~3.2g/d, 신도 120~130%인 폴리에스테르미연신필라멘트가 인터레이스된 강도 3.2~3.7g/d, 신도 30~38%인 가연복합사로 편직된 것을 특징으로 하는 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물에 관한 것으로서 특히 심색성이 우수한 고속방사필라멘트를 사가공을 통하여 고속방사 폴리에스테르필라멘트의 단점인 잔류신도, 저수축현상, 뻣뻣함(stiff감)을 보완한 가연복합사를 사용하여 편직한 편직물에 관한 것이다.

본 발명의 편직물에서 원사로 사용되는 가연복합사(Interaced Yarn)는 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 가연한 것과 별도의 사도로 공급되는 폴리에스테르미연신필라멘트를 인터레이스한 것으로서 고속방사 폴리에스테르필라멘트의 장점인 심색성을 유지하면서도 단점인 잔류신도, 저수축현상, 뻣뻣함(stiff감)을 보완하여 신축성을 향상시킨 복합사이다.

상기 고속방사 폴리에스테르필라멘트는 별도의 연신공정이 없이 방사속도 6,000m/min이상으로 고속방사하여 제조된 필라멘트로서 강도 3.00~3.8g/d, 신도 50~60%인 것을 사용하는 것이 가연복합사의 심색성과 신축성, 그리고 후공정인 편직공정에서 안정적인 작업성을 발현하는데 바람직하다.

일반적으로 합성섬유의 용융방사에서 방사속도가 증가함에 따라 배향도가 증가하면서 결정영역 또한 증가하게 된다. 상기 고속방사 폴리에스테르필라멘트는 기존의 연신필라멘트에 비해 큰 결정크기를 갖는데 방사속도에 따른 방사응력의 증가가 응력유도 결정화도를 유발하여 결정크기 및 결정화도를 증가시키고 고분자의 용융점도를 고온측으로 이동시키는 현상을 나타내게 한다. 즉，고속방사 폴리에스테르필라멘트는 연신에 필요한 임계응력 이상의 과도한 응력이 가해짐으로 인해 결정구조가 일반 연신필라멘트에 비해 현저히 발달한다고 주지되고 있다. 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 통일한 조건으로 염색하는 경우 기존의 연신필라멘트보다 염착량이 많아 농색으로 염색이 가능하고 염착속도도 빠른 특징을 갖는데，이는 고속방사 폴리에스테르필라멘트는 비결정 배향이 낮고 느슨한 구조를 갖기 때문에 염료의 침투가 용이해 심색성이 우수한 편물의 제조가 가능하다고 알려지고 있다.

그러나 상기와 같은 우수한 특성을 가진 고속방사 폴리에스테르필라멘트는 고속방사의 특성상 잔류신도를 40~60%를 가지고 있어 편직공정에서 많은 어려움을 가지고 있으며, 사이징작업에서도 처짐현상으로 인해 많은 어려움이 있고, 연사작업을 거치는 작업에서는 고속방사소재의 특유의 뻣뻣(stiff)함때문에 작업성이 불량한 많은 어려움을 가지고 있으며, 편물제작시 뒤틀림이 발생하여 형태안정성이 취약한 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 폴리에스테르고속방사필라멘트의 단점인 잔류신도, 저수축현상, 뻣뻣(stiff)함을 보완하면서 그 장점인 심색성을 부각시킬 수 있도록 폴리에스테르고속방사필라멘트를 드로오텍스쳐사(DTY)로 만든 후 미연신필라멘트(POY)와 인터레이스한 가연복합사로 편직한 편직물을 제공함으로써 폴리에스테르 고속방사필라멘트고유의 물성을 유지하여 염가공시의 심색성을 발현할 수 있도록 하며, 복합사가공으로 인한 신축성 및 볼륨감을 발현할 수 있고 편물제조시 뒤틀림을 방지하여 형태안정성을 향상시키도록 한다.

특히 드로우텍스쳐링이 된 가연사는 최종제품인 편직물에서는 드레이프성과 심미성에 약간의 문제점을 가지고 있어 이를 극복하기 위하여 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 폴리에스테르미연신필라멘트(POY)와 인터레이스하여 이를 보완할 수 있겠는데, 이때 고속방사 폴리에스테르필라멘트의 고배향도에 따른 타섬유와의 포합성이 약한 문제점이 있어 본 발명에서는 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 드로오텍스쳐사(DTY)로 만들어 가연(假撚)에 의한 크림프를 형성하여 벌키성을 갖도록 한 후 미연신필라멘트(POY)와 인터레이스한 복합가공사를 사용함으로써 이종필라멘트간의 포합성을 좋게 한다.

우선, 본 발명에서 사용되는 복합가연사를 제조하는 방법에 관한 것으로서 도1을 참조하여 설명을 하면, 고속방사 폴리에스테르필라멘트(1:HOY)를 제1피드롤러(2)로 공급하고 160~180℃의 제1히터(3)를 통과시킨후 벨트타입가연기(4)로 가연비 1.35~1.45%로 가연한다. 특히 고속방사소재는 미세구조에서 결정의 크기가 일반 폴리에스테르소재보다 크기 때문에 반발성이 크고 매우 뻣뻣(stiff)하다. 가연비 조건에서 고속방사소재의 반발성을 제어할 수 있을 만큼의 적정장력 및 벨트의 압력을 일정하게 유지를 시켜야 한다. 이후 기존의 POY를 연신할 경우 신도가 120%정도이며 연신비가 1.4~1.6가 형성이 되어 가연시 적정장력 및 벨트의 압력이 일정하게 유지가 된다. 그러나 고속방사소재는 신도가 40%정도가 됨에 따라 연신비 1.02~1.08로 매우 낮게 형성이 되어 가연시 점압의 저하로 불안정한 가연 즉 헌팅현상과 잔류꼬임이 발생하여 불량이 발생된다. 이를 적절한 조건측정으로 제2피드롤러(5)를 통과시키고, 제1인터레이스노즐(6)로 인터레이스한 후 제3피드롤러(7)를 통과시켜 사속 450m/분으로 드로오텍스쳐사(8)를 준비한다. 상기 제1인터레이스노즐의 공기압은 0.8bar이며, 제2피드롤러와 제3피드롤러의 오버피드율은 1.01%인 것이 권취압력에 바람직하다.

이후, 상기 폴리에스테르고속방사필라멘트(HOY)로 만들어진 드로오텍스쳐사(DTY)는 별도의 사도로 공급되는 폴리에스테르미연신필라멘트(9)와 함께 제2인터레이스노즐(10)로 추가로 인터레이스된 후 사속 450 m/분으로 권취롤러(11)에 권취되어 가연복합사로 제조된다. 상기 제2인터레이스노즐의 공기압은 1.6bar로 조절하여 불균일 인터레이스 및 모우의 발생을 방지하며, 교락수는 80~90개/m인 것이 드레이프성과 편직공정에서 안정성이 우수한 가연복합사를 제공할 수 있어 바람직하다.

이렇게 본 발명에서는 강도 3.00~3.8g/d, 신도 50~60%인 폴리에스테르고속방사필라멘트를 가연가공하여 강도 3.60~3.8g/d, 신도 43~50%인 드로오텍스쳐사를 만든후 강도 2.70~3.2g/d, 신도 120~130%인 폴리에스테르미연신필라멘트와 인터레이스하여 이종 필라멘트간의 포합성이 우수한 가연복합사를 만들어 본 발명의 편직물을 제공할 수 있다. 상기 가연복합사는 강도 3.5~3.7g/d, 신도 30~38%로서 나일론편물에서 표현할 수 있는 선명한 색상을 가지는 편물을 제공할 수 있다.

그러므로 본 발명에 의하면 고속방사 폴리에스테르필라멘트고유의 물성을 유지하여 염색ㆍ가공시 심색성을 발현하여 선명하고 깨끗한 색상의 편직물을 제공할 수 있고 소프트한 터치감 및 우수한 신축성, 볼륨감, 드레이프성 및 형태안정성을 가지는 편직물을 제공할 수 있어 고감성 여성 캐주얼의류로 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 편직물에 사용하는 가연복합사를 제조하기 위한 드로오텍스쳐사(DTY)의 제조공정도이며,
도 2는 본 발명의 편직물에 사용하는 가연복합사를 제조하기 위한 제조공정도이며,
도 3은 본 발명의 편직물에 사용하는 가연복합사의 단면현미경사진이며,
도 4는 본 발명의 편직물에 사용하는 가연복합사의 측면현미경사진이다.
도 5는 본 발명의 편직물의 사진이다.

이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 편직물의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1~2]

하기 표 1의 물성인 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 제1피드롤러로 공급하고 180℃의 제1히터를 통과시킨후 벨트타입가연기로 가연비 1.40%로 가연한 후 연신비 1.06으로 제2피드롤러를 통과시키고, 제1인터레이스노즐로 인터레이스한 후 제3피드롤러를 통과시켜 사속 450 m/분으로 하기 표 1의 물성을 가지는 드로오텍스쳐사를 만든 후, 별도의 사도로 공급되는 하기 표 1의 물성을 가지는 폴리에스테르미연신필라멘트와 함께 제2인터레이스노즐로 인터레이스를 추가로 한 후 사속 450 m/분으로 권취하여 표 2의 물성을 가지는 가연복합사를 제조하였다. 제2피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율은 1.01%이고, 제1인터레이스노즐의 공기압은 0.8bar이며, 제2인터레이스노즐의 공기압은 1.6bar로 조정하였다.

구 분		강도(g/d)	신도(%)	섬도(d)
실시예 1	HOY 75/36	3.02	51.7	75.12
	DTY 75/36	3.78	45.7	72.1
	POY 48/24	2.75	182.4	47.9
실시예 2	HOY 150/48	3.21	50.2	150.2
	DTY 150/48	3.84	43.2	145.3
	POY 85/72	2.84	178.2	85.1

구 분	물 성
구 분	섬도(d)	강도(g/d)	신도(%)
실시예 1	121.5	3.6	35.01
실시예 2	233.2	3.25	36.10

[실시예 3~4]

실시예 1~2의 가연복합사를 사용하여 피케이(pique)조직으로 편직, 프리셋팅, 염색 가공 공정(분산염료염색 140℃) 및 최종셋팅을 실시하였다.

[비교예 1]

일반 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필라멘트를 인터레이스한 복합가공사(ITY 200/72 1,600T/M)를 사용하여 상기 실시예 3과 동일하게 편직 및 염색 가공 공정을 실시하였다.

상기 실시예 3~4와 비교예 1의 편물의 물성을 측정하여 하기 표 3으로 나타내었다.

구 분	심색성(K/S)	신축성(%)
비교예 1	7.5	5
실시예 3	18.0	25
실시예 4	18.5	30

1 : 고속방사 폴리에스테르필라멘트 2 : 제1피드롤러
3 : 제1히터 4 : 벨트타입가연기
5 : 제2피드롤러 6 : 제1인터레이스노즐
7 : 제3피드롤러 8 : 드로오텍스쳐사
9 : 폴리에스테르미연신필라멘트 10 : 제2인터레이스노즐
11 : 권취롤러

Claims

강도 3.00~3.8g/d, 신도 50~60%인 고속방사 폴리에스테르필라멘트로 제조된 강도 3.60~3.8g/d, 신도 43~50%인 드로오텍스쳐사와 강도 2.70~3.2g/d, 신도 120~130%인 폴리에스테르미연신필라멘트가 인터레이스된 강도 3.2~3.7g/d, 신도 30~38%인 가연복합사로 편직된 것을 특징으로 하는 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물.
제 1항에 있어서, 상기 가연복합사는 고속방사 폴리에스테르필라멘트를 제1피드롤러로 공급하고 160~180℃의 제1히터를 통과시킨후 벨트타입가연기로 가연비 1.35~1.45%로 가연한 후 연신비 1.02~1.08로 제2피드롤러를 통과시키고, 공기압 0.8bar인 제1인터레이스노즐로 인터레이스한 후 제3피드롤러를 통과시켜 사속 450 m/분으로 드로오텍스쳐사를 만든후,
별도의 사도로 공급되는 폴리에스테르미연신필라멘트와 함께 공기압 1.6bar인 제2인터레이스노즐로 인터레이스를 추가로 한 후 사속 450 m/분으로 권취되어 제조된 가연복합사인 것을 특징으로 하는 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물.
제 2항에 있어서, 상기 제2피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율은 1.01% 인 것을 특징으로 하는 심색성, 신축성 및 형태안정성이 우수한 편직물.