KR101437782B1 - 고탄력성 폴리에스터 직물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 폴리에스터 저융점사와 폴리에스터 가연사가 합사 및 커버링된 폴리에스터 멀티필라멘트사의 경사 또는 위사에 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사가 조합되어 직조물이 형성되고, 상기 직조물이 일정한 온도로 열처리되어 상기 경,위사의 교차점이 열융착됨으로써, 탄성력 및 내수성이 우수하고, 커팅 시 직물의 풀림 현상이 발생하지 않으며 가공성이 우수하여 의자커버, 침장류 등의 인테리어 직물이나 산업용 직물로 광범위하게 사용될 수 있는 고탄력성 폴리에스터 직물 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

고탄력성 폴리에스터 직물 및 그 제조방법{HIGHLY ELASTIC POLYESTER FABRIC AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 탄성력이 우수하고, 커팅 시 직물의 풀림 현상이 발생하지 않으며 가공성이 우수하여, 의자커버, 침장류 등의 인테리어 직물이나 산업용 직물로 광범위하게 사용될 수 있는 고탄력성 폴리에스터 직물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현대과학기술의 급격한 발전은 소재산업의 발전에 근간을 두고 있다. 고분자소재는 그 자체가 지닌 고유 기능인 경량성, 내부식성, 성형가공성 및 대량생산의 용이성 등으로 인하여 인류문명 발전에 전기를 마련하였다. 예를 들면, 통기성이 탁월한 망사직물이 신발, 가방지, 커튼, 의복 및 시트용 쿠션재 등의 제품에 널리 응용된다.
또한, 사용자에게 탄력감, 쿠션을 제공하도록 스폰지, 우레탄 성형품, 좌판고정 합판, 레쟈 및 직물이 여러 부자재로 이루어진 시트용 쿠션재 등의 용도로 사용되는데, 상기와 같이 여러 부자재로 하나의 제품을 생산하게 되면, 공정이 복잡하고 폐기할 때 환경적으로 재활용하는 것이 곤란하다는 문제점을 가진다.
따라서, 일반적인 직물 대신 고신축성 직물을 재료로 사용하여 시트용 쿠션재 등을 제조할 수 있다면, 상기 고신축성 직물이 체압을 균일하게 분산하여 피로감을 덜어주며, 스폰지, 우레탄성형품, 좌석고정합판 등의 부자재를 사용하지 않고도 시트용 쿠션재의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 시트용 쿠션재의 재활용이 가능하여 환경적으로도 매우 유리하다.
구체적으로 결정성 열가소성 엘라스토머와 결정성 열가소성 폴리에스터로 이루어진 복합섬유로서, 일본 공개특허공보 소60-1404호에는 블록 폴리에스터, 폴리에테르와 폴리부틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 비탄성 폴리에스터를 사이드 바이 사이드(side-by-side)형 또는 편심 시스-코어(sheath-core)형으로 복합 방사하여 겉옷용 및 속옷용에 적합하게 사용될 수 있는 고권축성 복합섬유가 개시되어 있다. 또한 일본 공개특허공보 평3-185116호에는 폴리에스터계 엘라스토머와 폴리에틸렌테레프탈레이트 주체의 비탄성 폴리에스터를 사이드 바이 사이드형 또는 시스-코어형으로 복합 방사하여 권축섬유로의 카드(card) 개섬이 용이하고 신축성을 가지는 부직포를 제조하는데 적합한 열접착성 복합섬유가 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 평3-220316호에는 시스 성분에 폴리에스터계 엘라스토머를 배치하고 코어 성분에 비탄성 폴리에스터를 배치한 소면(carding)성과 방적성이 개선된 방적사, 및 열접착성 부직포를 제조하는데 유용한 실질적으로 동심 시스-코어형의 열접착성 복합섬유가 개시되어 있다. 이외에도, 일본 특허공개공보 제2001-159052호에는 신장 시의 응력과 반복 변형 후의 잔류 변형을 적정 범위로 하고 엘라스토머 섬유를 직편물의 교점 부분에서 열융착시킴으로써 코가 어긋나지 않고 우수한 탄성과 탄성 회복성을 나타내고 쿠션재로서 적합한 탄성 직편물이 개시되어 있다.
상기에서 기술된 고탄성의 복합섬유를 경사와 위사로 직조하여 고탄성 직물을 구성하고, 이러한 고탄성 직물을 시트용 쿠션재 등의 광범위한 용도로 활용할 수 있으나, 상기와 같은 고탄성 직물은 수분 침투를 효과적으로 차단하지 못하기 때문에, 야외에서 사용하는 각종 기능성 생활용품, 예를 들면, 야외용 의자 등 다양한 용도로 광범위하게 사용하는 것이 곤란하여 용도상의 제한이 크다는 문제점을 지니고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 한국 공개특허공보 제2005-114536호에서는 폴리에스터계 엘라스토머사와 탄력성이 없는 일반적인 폴리에스터사를 합사 및 커버링한 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트와 폴리에스터계 엘라스토머 모노필라멘트를 교대로 조합하여 경사로 사용하고, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트를 위사로 사용하여 직조물을 형성하고, 상기 직조물을 열풍으로 열융착하여 구성되는 고탄력성 폴리에스터 직물이 개시되어 있다. 이러한 고탄력성 폴리에스터 직물은 쿠션성, 압축회복성, 인체에 대한 밀착감 등의 탄성 관련 물성이 우수하다는 특성을 지니고 있다. 그러나, 직물의 탄성력을 유지하기 위하여 고가격의 폴리에스터계 엘라스토머사, 모노필라멘트가 주재료로 사용되므로 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조원가가 크게 상승하게 된다. 게다가, 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조 공정에서 경,위사에 세트된 고신축성의 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트와 폴리에스터계 엘라스토머 모노필라멘트는 수축하려는 성질이 있으며, 이러한 성질로 인하여 직조 과정에서 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트와 폴리에스터계 엘라스토머 모노필라멘트의 취급이 매우 까다롭고, 이는 결국 고탄력성 폴리에스터 직물의 생산성 저하로 연결되는 문제점을 지니고 있다.
일본 공개특허공보 소60-1404호 일본 공개특허공보 평3-185116호 일본 공개특허공보 평3-220316호 일본 특허공개공보 제2001-159052호 한국 공개특허공보 제2005-114536호
본 발명의 목적은 탄성력이 우수하고, 커팅 시 직물의 풀림 현상이 발생하지 않으며, 가공성이 우수하여, 의자커버, 침장류 등의 인테리어 직물이나 산업용 직물로 광범위하게 사용될 수 있는 고탄력성 폴리에스터 직물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 고탄력성 폴리에스터 직물은, 100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사와 폴리에스터 가연사가 합사 및 커버링된 폴리에스터 멀티필라멘트사가 경,위사를 이루되, 상기 경사 또는 위사 중 적어도 하나에, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리에테르의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 49:51 내지 20:80의 중량비로 포함된 성분을 심성분으로, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 90:10 내지 51:49의 중량비로 포함되는 성분을 초성분으로 포함하는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사가 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사 1에 대해 1 내지 3의 비율로 조합되어 직조물이 형성되고, 상기 직조물이 150 내지 190 ℃의 열풍으로 열처리되어 상기 경,위사의 교차점이 열융착된 것이다.
상기 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사는 2 내지 10가닥으로 사용될 수 있다.
상기 가연사는 미연신 폴리에스터를 25 내지 50℃의 온도에서 150 내지 180m/분의 연신속도로 연신한 후 가연하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 폴리에스터 멀티필라멘트사는 1,000 내지 5,000 데니어의 섬도를 지니도록 구성되는 것일 수 있다.
상기 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사는 1,000 내지 3,000 데니어의 섬도를 지니도록 구성되는 것일 수 있다.
상기 경사 및 위사는 각각 500 내지 1,500 본/m의 밀도를 지니도록 구성되는 것일 수 있다.
상기 열처리는 30 내지 150 초간 실시될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사와 폴리에스터 가연사를 합사 및 커버링하여 폴리에스터 멀티필라멘트사를 제조하는 단계; 상기에서 제조된 폴리에스터 멀티필라멘트사와, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리에테르의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 49:51 내지 20:80의 중량비로 포함된 성분을 심성분으로, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 90:10 내지 51:49의 중량비로 포함되는 성분을 초성분으로 포함하는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 각각 경사 또는 위사로 하여 직조물을 제조하되, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 1:1 내지 1:3의 비율로 조합하여 직조물을 제조하는 단계; 그리고 상기 직조물을 150 내지 190℃의 열풍으로 30 내지 150 초간 열처리하여 상기 경,위사의 교차점을 열융착시키는 단계를 포함하는 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사를 제조하는 단계에 앞서, 미연신 폴리에스터를 25 내지 50℃의 온도에서 150 내지 180m/분의 연신속도로 연신한 후 가연하여 폴리에스터 가연사를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 고탄력성 폴리에스터 직물은 탄성력이 우수하고, 커팅 시 직물의 풀림 현상이 발생하지 않으며 가공성이 우수하여, 의자커버, 침장류 등의 인테리어 직물이나 산업용 직물로 광범위하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고탄력성 폴리에스터 직물은 제조시 고가격이고 취급이 까다로운 폴리에스터계 엘라스토머의 사용량이 저감되어 제조원가가 대폭 감소되고, 직물의 제조 과정이 용이하다는 특성을 지니고 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
종래에는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 경,위사로 사용하여 고탄력성 폴리에스터 직물을 직조하여 제조하거나, 또는 폴리에스터계 엘라스토머사와 탄력성이 없는 일반적인 폴리에스터사를 합사 및 커버링한 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트와 폴리에스터계 엘라스토머 모노필라멘트를 교대로 조합한 것을 경사로, 그리고 상기 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트를 위사로 사용하여 직조물을 형성하고, 상기 직조물을 열풍으로 열융착하여 고탄력성 폴리에스터 직물을 제조하였다.
그러나, 상기와 같은 방법에 의해 제조된 고탄력성 폴리에스터 직물은 고가격, 고신축성의 폴리에스터계 엘라스토머사와 모노필라멘트가 주재료로 사용되므로 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조원가가 크게 상승하게 되고, 또한 제조 과정에서 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트와 폴리에스터계 엘라스토머 모노필라멘트가 수축되어 취급이 곤란하므로 고탄력성 폴리에스터 직물의 생산성이 대폭 저하되는 문제점이 있었다.
이에 대해, 본 발명에서는 저온에서 접합력이 발현되는 폴리에스터 저융점사와 폴리에스터 가연사가 합사 및 커버링된 폴리에스터 멀티필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 직조물을 직조하되, 고탄력성을 지니도록 상기 경사 또는 위사 중 적어도 하나를 심초구조의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사와 최적 비율로 조합하여 직조하고, 상기 직조물을 일정한 온도로 열처리하여 상기 경,위사의 교차점을 열융착함으로써, 탄성력이 우수하고, 커팅 시 직물의 풀림 현상이 발생하지 않으며 가공성이 우수한 고탄력성 폴리에스터 직물을 제공하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 고탄력성 폴리에스터 직물은, 100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사와 폴리에스터 가연사가 합사 및 커버링된 폴리에스터 멀티필라멘트사가 경,위사를 이루되, 상기 경사 또는 위사 중 적어도 하나에, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리에테르의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 49:51 내지 20:80의 중량비로 포함된 성분을 심성분으로, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 90:10 내지 51:49의 중량비로 포함되는 성분을 초성분으로 포함하는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사가 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사 1에 대해 1 내지 3의 비율로 조합되어 직조물이 형성되고, 상기 직조물이 150 내지 190 ℃의 열풍으로 열처리되어 상기 경,위사의 교차점이 열융착되어 구성된다.
상기와 같이 고탄력성을 지닌 폴리에스터 직물에서 경,위사에 사용되는 폴리에스터 멀티필라멘트사는, 폴리에스터 가연사를 기반으로 하고, 여기에 100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 합사 및 커버링되어 제사되는 멀티필라멘트사이다.
만약 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사의 접합력이 발현되는 온도가 100℃ 미만이면 상기 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 합사 및 커버링된 폴리에스터 멀티필라멘트사의 열적 성질이 저하되고 이는 결국 고탄력성 폴리에스터 직물의 품질 저하로 연결되며, 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사의 접합력이 발현되는 온도가 190 ℃를 초과하면 상기 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사를 합사 및 커버링한 폴리에스터 멀티필라멘트사가 열융착되지 않는다.
바람직하게는 상기 폴리에스터 가연사에 합사 및 커버링되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사는 2 내지 10가닥으로 사용될 수 있다. 만약 상기 폴리에스터 가연사에 합사 및 커버링되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 2 가닥 미만, 즉 1 가닥이면 상기 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사의 수량 부족으로 인하여 폴리에스터 멀티필라멘트사가 열융착되지 않으며. 폴리에스터 가연사에 합사 및 커버링되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 10 가닥을 초과하면 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사의 기계적 물성이 저하되어 실용성이 결여될 수 있다.
또한, 상기한 폴리에스터 멀티필라멘트사를 구성하는 폴리에스터 가연사는 통상의 폴리에스터 가연사일 수 있으며, 바람직하게는 미연신 폴리에스터를 25 내지 50℃의 온도에서 150 내지 180m/분의 연신속도로 연신한 후 가연하여 제조된 것일 수 있다. 이때 상기 가연사를 구성하는 폴리에스터는 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)일 수 있다.
일반적으로 미연신사를 장력 하에서 고온 열처리할 경우 결정도와 배향도가 증가됨으로써 절단 강도와 초기 탄성율은 증가하나 신장 탄성율은 감소하게 된다. 그 결과, 이러한 상태에서 가연 공정을 실시할 경우 최종 제조되는 가연사는 신축성이 저하된다. 그러나, 미연신 폴리에스터사를 열처리없이 25 내지 50℃의 비교적 저온에서 연신할 경우 배향도는 증가하는 반면에 결정도는 저하되어 신장 탄성율이 증가되고, 이러한 상태에서 가연을 하게 되면 얻어진 가연사는 신축성이 우수하게 된다. 또한, 미연신 폴리에스터사의 열연신 공정에서 연신온도가 지나치게 높으면, 미연신 폴리에스터사가 초연신 거동을 나타내어 배향도가 증가하지 않을 우려가 있으며, 연신온도가 지나치게 낮으면 충격 파단의 발생으로 연속 연신이 어려울 수 있다. 이에 대해 본 발명에서는 미연신 폴리에스터사를 25 내지 50℃의 저온에서 150 내지 180m/분의 느린 연신 속도로 연신을 행함으로써 결정화도가 낮아져 필라멘트 내부에 비결정영역이 증가하게 되고, 또한 충격 파단을 방지하여 연속 연신을 할 수 있는 동시에 배향도를 증가시킬 수 있다. 그 결과 상기와 같은 방법으로 제조된 폴리에스터 가연사는 100T/M 수준의 약한 가연 공정에 의해서도 우수한 신장 탄성율을 나타낸다. 또한, 종래 고속 열연신에 의해 제조된 가연사가 1600T/M의 높은 꼬임수에서 가연할 경우 25%정도로 신장탄성율이 저하되나, 본 발명에 따른 가연사는 1600T/M의 높은 꼬임수에서도 40%의 우수한 신장탄성율을 유지함으로써 높은 신축성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기와 같은 폴리에스터 가연사와 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사의 합사 및 커버링에 의해 제사되는 폴리에스터 멀티필라멘트사는, 1,000 내지 5,000 데니어의 섬도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 폴리에스터 멀티필라멘트사의 섬도가 1,000 데니어 미만이면 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사로부터 구성되는 고탄력성 폴리에스터 직물의 기계적 물성이 대폭 저하되고, 반면 폴리에스터 멀티필라멘트사의 섬도가 5,000 데니어를 초과하면 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사로부터 구성되는 고탄력성 폴리에스터 직물이 지나치게 뻣뻣해지고 가공성이 저하될 수 있다.
또한, 상기한 폴리에스터 멀티필라멘트사와 함께 직조시 경사 또는 위사로 사용될 수 있는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사는, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 주성분으로 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 주성분으로 포함하는 폴리에테르로부터 제조되는 공중합 폴리에스터·폴리에테르로서, 폴리에테르량이 상대적으로 더 많은 성분이 심성분으로, 폴리에테르량이 상대적으로 더 적은 성분이 상기 심성분을 둘러싸는 초성분으로 포함되는 심초 구조를 갖는다.
구체적으로 상기 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사에 있어서, 심성분에 적용될 수 있는 공중합 비율은 폴리에스터 성분이 49 내지 20중량%이고, 폴리에테르 성분이 51 내지 80%중량이고, 초성분에 적용될 수 있는 공중합 비율은 폴리에스터 성분이 90 내지 51중량%이고, 폴리에테르 성분이 10 내지 49중량%일 수 있다. 상기 심성분에 있어서, 만약 폴리에스터 성분이 50중량% 이상이면 기계적 특성은 우수하지만, 탄성 회복율에 저하되고, 반대로 폴리에스터 성분이 20중량% 미만이면 불량 발생 및 제사 공정시 실의 절단 등이 발생할 우려가 있다. 또, 초성분에 있어서, 만약 폴리에스터 성분이 90중량% 이상이면 심성분과의 큰 탄성 차이로 인해 직물의 탄성율이 저하될 우려가 있고, 반대로 폴리에스터 성분이 50중량% 이하이면, 블로킹이 발생할 우려가 있다.
상기와 같이, 점착성이 낮은 PTMG 량비가 적은 공중합 폴리에스터·폴리에테르 성분을 초성분에, PTMG 량비가 많은 즉, 탄성 특성이 뛰어난 공중합 폴리에스터·폴리에테르 성분을 심성분에 배침함으로써 개섬성 및 탄성 특성이 뛰어난 직물을 제조할 수 있다.
또한, 상기 폴리에스터 성분으로는, 구체적으로 디카르복실산 성분으로서 테레프탈산을, 디올 성분으로서 부탄디올로 이루어지는 PBT가 주성분이며, 이외 공중합 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 이소프탈레이트, 폴리부틸렌 이소프탈레이트, 또는 폴리부틸렌 아디페이트 등이 포함될 수 있다. 또한 상기 폴리에테르 성분으로는, 구체적으로 테트라메틸렌글리콜로 이루어지는 PTMG가 주성분이며, 방사성, 탄성 특성을 고려할 때 1000 내지 3000의 수평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 이외 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜 등이 더 포함될 수도 있다.
상기 공중합 폴리에스터 엘라스토머 멀티필라멘트사는 통상의 용해 복합 방사기로 PTMG량이 다른 2개의 폴리머를, 고융점인 초성분 성분의 폴리에스터계 엘라스토머의 융점보다 15 내지 80℃ 높은 온도에서 용해시킨 후 방사하고, 이후 목적하는 섬도를 갖도록 2000 내지 4000 m/분의 속도로 견인함으로써 탄성 섬유를 가속하는 것과 동시에 배향시킨다. 견인 속도가 4000 m/분을 넘기면 사상의 절단 혹은 배향이 지나치게 증가하기 때문에 섬유의 탄성 회복율이 손상될 수 있다.
또한 상기 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사는 1,000 내지 3,000 데니어의 섬도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 섬도가 1,000 데니어 미만이면 상기 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 사용하여 구성되는 고탄력성 폴리에스터 직물의 탄성력이 저하되고, 반면 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 섬도가 3,000 데니어를 초과하면 상기 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 사용하여 구성되는 고탄력성 폴리에스터 직물의 가공성이 저하된다.
또한 방적을 하는데 있어서의 혼방 비율은, PVC/PET 60/40 내지 80/20가 바람직하다. PVC/PET 60/40 보다 PVC의 비율이 적게 되면 열처리에 의한 수축율이 저하하여, 고밀도 직물이 되지 않는다. 또, PVC/PET 80/20보다 PET의 비율이 적게 되면 열처리 후의 접착 효과가 나쁘고, 파일 누락 방지 효과를 얻을 수 없다.
상기와 같은 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 이용하여 직조물 직조시, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사는 최종 직조되는 직물의 탄력성을 고려하여 1 : 1 내지 1 : 3의 비율로 조합 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
또한 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 교대로 배열하여 경사 또는 위사를 구성하고, 상기 경,위사를 직조하여 직조물을 형성한 후 일정한 온도로 교차점 열융착하는 것이, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 전체적으로 균일하게 열융착하여 고품질의 고탄력성 폴리에스터 직물을 제조할 수 있어 바람직하다.
그리고, 직조물을 직조하기 위하여 배열되는 경사 및 위사는 각각 500 내지 1,500 본/m의 밀도를 지니도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 직조물을 형성하기 위하여 배열되는 경사 및 위사의 밀도가 500 본/m 미만이면 상기 경,위사를 이루는 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 밀도가 부족하여 제대로 열융착되지 않으며, 한편 배열되는 경사 및 위사의 밀도가 1,500 본/m을 초과하면 상기 경,위사의 밀도가 과다하여 이로부터 구성되는 고탄력성 폴리에스터 직물의 가공성이 저하된다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 또한 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사와 폴리에스터 가연사를 합사 및 커버링하여 폴리에스터 멀티필라멘트사를 제조하는 단계; 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리에테르의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 49:51 내지 20:80의 중량비로 포함된 성분을 심성분으로, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 90:10 내지 51:49의 중량비로 포함되는 성분을 초성분으로 포함하는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 각각 경사 또는 위사로 하여 직조물을 제조하되, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 1:1 내지 1:3의 비율로 조합하여 직조물을 제조하는 단계, 그리고 상기 직조물을 150 내지 190℃의 열풍으로 30 내지 150 초간 열처리하여 상기 경,위사의 교차점을 열융착시키는 단계를 포함하는 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은 또한 폴리에스터 멀티필라멘트사를 제조하는 단계에 앞서, 미연신 폴리에스터를 25 내지 50℃의 온도에서 150 내지 180m/분의 연신속도로 연신한 후 가연하여 폴리에스터 가연사를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 폴리에스터 멀티필라멘트사의 제조 단계, 직조물의 제조단계 그리고, 폴리에스터 멀티필라멘트사의 제조에 앞서 선택적으로 실시될 수 있는 폴리에스터 가연사 제조 단계는 앞서 설명한 바와 동일하다.
다만, 상기 제조방법에 있어서, 제조된 직조물에 대한 열처리 단계는, 직조된 직조물을 텐터에서 장력을 가하면서 150 내지 190℃의 열풍을 30 내지 150 초간 가하여 열처리는 방법으로 실시될 수 있다. 이 같은 열처리 공정에 의해, 경,위사의 폴리에스터 멀티필라멘트사에 합사 및 커버링된 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 일정한 온도에서 융착되어 접착력이 발현되며, 발현된 접착력에 의하여 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 교차점, 및 폴리에스터 멀티필라멘트사와 폴리에스터 멀티필라멘트사의 교차점이 열융착함으로써, 고탄력성 폴리에스터 직물이 제조되게 된다.
이때 열처리 온도가 150 ℃ 미만이면 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 교차점, 및 폴리에스터 멀티필라멘트사와 폴리에스터 멀티필라멘트사의 교차점이 제대로 열융착되지 않으며, 한편 열처리 온도가 190 ℃를 초과하면 상기 열처리에 소요되는 에너지가 과다하여 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조 원가가 상승하게 된다.
이후 열융착된 상태인 직물에 대한 냉각공정을 추가적으로 더 실시할 수도 있다.
상기와 같은 방법에 의해 제조되는 고탄력성 폴리에스터 직물은, 폴리에스터계 엘라스토머를 주재료로 하는 종래의 고탄력성 직물과 동일한 수준의 탄성력을 지니면서도, 고가격이고, 수축하려는 성질을 지닌 폴리에스터계 엘라스토머의 사용량이 대폭 저감되어 제조원가가 크게 감소되고, 직물의 제조가 용이하다.
이하, 구체적인 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1. 120데니어/36필라멘트의 미연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 사를 20℃에서 드로우 와인더를 사용하여 연신속도 150m/분으로 연신하고 꼬임수 100T/M으로 가연하여 폴리에스터 가연사를 제조하였다.
2. DSC로 측정시 융점이 208℃, 상대 점도가 1.92, 수평균 분자량 1500의 PTMG와 PBT의 공중합량비가 PTMG/PBT=40/60인 공중합 폴리에스터계 엘라스토머를 초성분에, 융점이 187℃, 상대 점도가 2.07, 수평균 분자량 1500의 PTMG와 PBT의 공중합량비가 PTMG/PBT=57/43인 공중합 폴리에스터계 엘라스토머를 심성분으로 하고, 초성분과 심성분의 복합비를 1:1으로 하고, 초성분의 용해 온도 255℃, 심성분의 용해 온도 235℃, 단공토출량 1.5g/분으로 용융압출하였다. 이 조건 하에서 0.5φ 구경의 방사구금으로 방출하고, 냉각 장치에서 다수의 심초복합사를 냉각하였다. 이어서 구금 아래 190cm의 위치에 배치된 복수개의 제트에 의해 3000m/분의 속도로 가속과 동시에 배향시키고 코로나 방전 개섬기에서 개섬하였다. 제조된 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트의 섬도는 2,700 데니어이었다.
3. 상기에서 제조한 폴리에스터 가연사를 기반으로 하고 4 가닥의 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 합사 및 커버링된 섬도 3,000 데니어의 폴리에스터 멀티필라멘트사를 밀도 768본/m인 경사로 사용하고, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사 : 섬도 2,700 데니어의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 1 : 3의 비율로 조합하여 밀도 768본/m인 위사로 사용하고, 단일 빔에 V종광으로 직조하여 직조물을 형성하였다.
4. 상기 직조물을 텐터에서 180 ℃의 열풍으로 30 초간 열처리하여 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 교차점, 및 폴리에스터 멀티필라멘트사와 폴리에스터 멀티필라멘트사의 교차점이 열융착된 교차점 열융착 직물을 구성하였다.
5. 상기 교차점 열융착 직물에 송풍기에서 발생하는 냉각 기류를 가하여 냉각하여 고탄력성 폴리에스터 직물을 제조하였다.
실시예 2
1. 상기 실시예 1에서 제조한 폴리에스터 가연사를 기반으로 하고 6 가닥의 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 합사 및 커버링된 섬도 3,000 데니어의 폴리에스터 멀티필라멘트사를 밀도 768본/m인 경사로 사용하고, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사 : 상기 실시예 1에서 제조한 섬도 2,700 데니어의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 1 : 3의 비율로 조합하여 밀도 768본/m인 위사로 사용하고 단일 빔에 V종광으로 직조하여 직조물을 형성하였다.
2. 상기 직조물을 직조물을 텐터에서 180 ℃의 열풍으로 30 초간 열처리하여 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 교차점, 및 폴리에스터 멀티필라멘트사와 폴리에스터 멀티필라멘트사의 교차점이 열융착된 교차점 열융착 직물을 구성하였다.
3. 상기 교차점 열융착 직물에 송풍기에서 발생하는 냉각 기류를 가하여 냉각하여 고탄력성 폴리에스터 직물을 제조하였다.
실시예 3
1. 상기 실시예 1에서 제조한 폴리에스터 가연사를 기반으로 하고 4 가닥의 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사가 합사 및 커버링된 섬도 3,000 데니어의 폴리에스터 멀티필라멘트사를 밀도 768본/m인 경사로 사용하고, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사 : 상기 실시예 1에서 제조한 섬도 2,700 데니어의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 1 : 3의 비율로 조합하여 밀도 768본/m인 위사로 사용하고 단일 빔에 V종광으로 직조하여 직조물을 형성하였다.
2. 상기 직조물을 텐터에서 180 ℃의 열풍으로 30 초간 열처리하여 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사의 교차점, 및 폴리에스터 멀티필라멘트사와 폴리에스터 멀티필라멘트사의 교차점이 열융착된 교차점 열융착 직물을 구성하였다.
3. 상기 교차점 열융착 직물에 송풍기에서 발생하는 냉각 기류를 가하여 냉각하여 고탄력성 폴리에스터 직물을 제조하였다.
비교예
1. 폴리에스터계 엘라스토머사와 탄력성이 없는 일반적인 폴리에스터사를 합사한 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트와 폴리에스터계 엘라스토머 모노필라멘트를 교대로 조합하여 경사로 사용하고, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트를 위사로 사용하여 단일 빔에 V종광으로 직조하여 직조물을 형성하였다.
2. 상기 직조물을 텐터에서 180 ℃의 열풍으로 30 초간 열처리하여 열융착 직물을 구성하였다.
3. 상기 열융착 직물에 송풍기에서 발생하는 냉각 기류를 가하여 냉각하여 고탄력성 폴리에스터 직물을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 고탄력성 폴리에스터 직물, 및 비교예에서 제조한 고탄력성 폴리에스터 직물에 대하여 ASTM(D 5034 : 1995) C.R.E 그래브법에 의거하여 인장강도를 측정하고, KS K-0520에 의거하여 인장신도를 측정하고, ASTM(D2240)/ISO(868)에 의거하여 경도(듀라미터D)를 측정하고, ASTM(D790)/ISO(178)에 의거하여 굴곡탄성률을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
인장강도(㎏/㎠) 5% 변형 75 90 80 21
10% 변형 110 123 120 34
인장신도(%) 경사 38.2 36.7 37.8 33.3
위사 44.3 43.0 43.7 40.0
경도(kg/㎠) 58 55 64 58
굴곡탄성률(kg/㎠) -40℃ 7900 8120 8020 7100
23℃ 2300 2500 2400 1900
100℃ 1220 1350 1300 970
상기 표 1에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 3에서 제조한 고탄력성 폴리에스터 직물은 비교예에서 제조한 고탄력성 폴리에스터 직물과 비교하여 인장강도, 인장신도, 경도 및 굴곡탄성률 면에서 동등 수준 이상의 개선 효과를 나타내었다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (9)

100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사와 폴리에스터 가연사가 합사 및 커버링된 폴리에스터 멀티필라멘트사가 경,위사를 이루되, 상기 경사 또는 위사 중 적어도 하나에, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리에테르의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 49:51 내지 20:80의 중량비로 포함된 성분을 심성분으로, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 90:10 내지 51:49의 중량비로 포함되는 성분을 초성분으로 포함하는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사가 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사 1에 대해 1내지 3의 비율로 조합되어 직조물이 형성되고, 상기 직조물이 150 내지 190 ℃의 열풍으로 열처리되어 상기 경,위사의 교차점이 열융착된 고탄력성 폴리에스터 직물.
제 1 항에 있어서, 상기 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사는 2 내지 10가닥으로 사용되는 것인 고탄력성 폴리에스터 직물.
제 1 항에 있어서, 상기 가연사는 미연신 폴리에스터를 25 내지 50℃의 온도에서 150 내지 180m/분의 연신속도로 연신한 후 가연하여 제조된 것인 고탄력성 폴리에스터 직물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사는 1,000 내지 5,000 데니어의 섬도를 지니도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고탄력성 폴리에스터 직물.
제 1 항에 있어서, 상기 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사는 1,000 내지 3,000 데니어의 섬도를 지니도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고탄력성 폴리에스터 직물.
제 1 항에 있어서, 상기 경사 및 위사는 각각 500 내지 1,500 본/m의 밀도를 지니도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고탄력성 폴리에스터 직물.
제 1 항에 있어서, 상기 직조물은 30 내지 150 초간 열처리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고탄력성 폴리에스터 직물.
100 내지 190℃에서 접합력이 발현되는 저융점 폴리에스터 모노필라멘트사와 폴리에스터 가연사를 합사 및 커버링하여 폴리에스터 멀티필라멘트사를 제조하는 단계;
상기에서 제조된 폴리에스터 멀티필라멘트사와, 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스터와 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리에테르의 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 49:51 내지 20:80의 중량비로 포함된 성분을 심성분으로, 폴리에스터 성분과 폴리에테르 성분이 90:10 내지 51:49의 중량비로 포함되는 성분을 초성분으로 포함하는 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 각각 경사 또는 위사로 하여 직조물을 제조하되, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사와 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 멀티필라멘트사를 1:1 내지 1:3의 비율로 조합하여 직조물을 제조하는 단계; 그리고
상기 직조물을 150 내지 190℃의 열풍으로 30 내지 150 초간 열처리하여 상기 경,위사의 교차점을 열융착시키는 단계
를 포함하는 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 폴리에스터 멀티필라멘트사를 제조하는 단계에 앞서, 미연신 폴리에스터를 25 내지 50℃의 온도에서 150 내지 180m/분의 연신속도로 연신한 후 가연하여 폴리에스터 가연사를 제조하는 단계를 더 포함하는 고탄력성 폴리에스터 직물의 제조방법.
KR1020130078313A 2013-05-27 2013-07-04 고탄력성 폴리에스터 직물 및 그 제조방법 KR101437782B1 (ko)

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