KR101457308B1

KR101457308B1 - 하이멀티사 원사 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101457308B1
Application number: KR1020130139893A
Authority: KR
Inventors: 김대희; 김민철; 박찬규
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2014-11-06

Abstract

본 발명은 우수한 기능을 가지는 하이멀티사를 균제도가 우수하고 그리고 균일한 단면을 갖도록 하여 염색편차가 발생하지 않으면서 생산 시 사절이 발생하지 않는 하이멀티사 원사 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 하이멀티사 원사의 제조방법은 폴리에스테르 원사를 극세 하이멀티사로 제조하는 방법으로, 상기 방법은 원사가 극세 하이멀티사의 형태로 되도록 하이멀티 배열을 가지는 방사구금에서 열가소성 폴리머를 280 내지 350℃의 온도로 토출하고 토출된 사를 냉각풍에 의해 고화하고, 냉각풍으로 고화된 사는 구금표면 아래에서 방사유제로 처리하는 단계 및 하나 또는 그 이상의 고뎃롤을 통해 연신 온도 80 내지 100℃에서 연신시키고, 그리고 열처리한 후 권취기에서 권취하는 단계로 구성되고, 이때 상기 냉각은 인-아웃, 아웃-인 방식의 환상냉각 장치에 의해 수행됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 하이멀티사 원사 및 그 제조방법은 편면방식이 아닌 인-아웃, 아웃-인 방식의 환상냉각 장치을 채용하여 냉각하고 특정한 연신 온도와 연신비로 연신하고 교락하여 방사용 수지의 균일한 분포 및 방사온도의 상승 억제와 방사 구금 하부에서의 효과적인 냉각 방식을 제공하여 균제도가 우수하게 되고 균일한 단면을 제공하여 염색편차가 발생하지 않고, 또한 냉각 불균일이 방지되어 사절이 발생하지 않는 부드러운 촉감의 하이멀티사 원사를 제공하여 상기한 종래의 문제점을 해소하였다.

Description

하이멀티사 원사 및 그 제조방법{High multiyarn and the manufacturing method thereof}

본 발명은 하이멀티사 원사 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 단사섬도가 0.3 미만이며 전체 섬도가 100데니어 이상인 제품으로써 효과적인 구금배열을 통해 방사성을 확보하고, 인-아웃(In-out), 아웃-인(Out-in) 방식의 환상냉각 장치를 적용함으로써 균일한 단면을 갖도록 하여 균제도가 우수하고 직물제조 시 염색이 균일한 직물을 얻을 수 있으며, 공정이 간단하고 조업성이 우수한 하이멀티사 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상 의류용으로 시작된 섬유 산업의 발전은 이미 그 용도가 의류용에 한정되지 않고 주류였던 의류용을 벗어나 비의류용으로 그 용도가 더욱 비약적으로 전개되고 있으며, 특히 산업용 섬유에서 많은 관심이 고조되고 있다. 또한, 의류용으로도 생활수준이 향상됨에 따라 다양한 기능성을 구비한 의류의 수요가 확대되고 있는데, 그 일 예로 최근에 부드러운 촉감을 위해 그 수요가 증가하고 있는 극세사 폴리에스테르 원사는 다양한 생산방식에 제안되고 있다.

예를 들어, 대한민국 특허공개공보 제2005-0027759에서는 폴리에스터와 폴리메틸메타크릴레이트 또는 폴리스티렌의 혼합물을 제 1 성분(도성분)으로 하고, 알칼리이용해성 코폴리에스터를 제2성분(해성분)으로 복합방사하는 것을 개시하고 있고, 대한민국 특허공개공보 제1998-0056784에서는 0.5데니어 이하의 폴리에스터 극세사를 별도의 연신공정을 거치지 않고 모든 물성을 발현하는 단계를 개시하고 있으나, 상기의 방법은 공정이 복잡하여 조업성이 불량하며, 균일한 단면 및 물성의 편차가 나타나 염색 시 염차가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하여 연속중합 직접 방사공정을 이용하여 공정이 간단하며 효과적인 구금배열과 균일한 냉각을 할 수 있는 설비를 이용하여 부드러운 촉감을 가지는 하이멀티사 원사를 제공하기 위해 예의 연구한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제1998-0056784호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제2005-0027759호

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 실정을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 제일 목적은 단사섬도가 0.3데니어 미만이며 전체섬도가 100데니어 이상인 폴리에스터 원사를 방사용 수지의 균일한 분포 및 방사 구금 하부에서의 효과적인 냉각 방식을 제공하여 방사성 및 균제도가 우수하며, 균일한 단면을 제공하여 직물제조 시 염색이 균일한 직물을 얻을 수 있는 우수한 하이멀티사 원사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 가지는 하이멀티사 원사를 보다 공정이 간단하고 조업성이 우수하게 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이멀티사 원사의 제조방법은;

폴리에스테르 원사를 모노데니어 0.3미만이며 전체 섬도가 100데니어 이상인 극세 하이멀티사로 제조하는 방법으로,

상기 방법은 원사가 극세 하이멀티사의 형태로 되도록 하이멀티 배열을 가지는 방사구금에서 열가소성 폴리머를 280 내지 350℃의 온도로 토출하고 토출된 사를 냉각풍에 의해 고화시키고, 냉각풍으로 고화된 사는 구금 표면 아래에서 방사유제로 처리하는 단계와 고뎃롤을 통해 연신온도 80 내지 100℃에서 연신시켜서 열처리한 후 권취기에서 권취하는 단계로 구성되며, 이때 냉각은 인-아웃(In-out; c), 아웃-인(Out-in; d) 방식의 환상냉각 장치에 의해 수행됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 하이멀티 배열(a)을 가지기 위해 배열간격을 2 내지 4mm을 가짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 냉각의 효율을 높이기 위하여 동일한 배열 내에서의 홀간 간격(b)은 2 내지 3mm을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 모노데니어 0.3미만, 섬도가 100데니어 이상인 제품을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 냉각 온도는 15 내지 30℃로 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 냉각개시장은 20 내지 50mm을 가짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면 냉각의 효율성을 높이기 위해 인-아웃(c), 아웃-인(d) 방식의 환상냉각 장치를 가짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 권취 단계에서의 권취속도는 4000m/min 내지 5000m/min으로 됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 연신 단계에서의 연신비는 1.1 내지 1.8임을 특징으로 한다.

상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이멀티사 원사는 구금직하 사간 융착으로 조업성의 문제점을 해결하고 하이멀티의 효과적인 배열을 가지기 위해 배열간격(a)은 2 내지 4mm을 가지며 냉각의 효율성을 높이기 위하여 홀간 간격(b)은 2 내지 3mm로 하여 균일한 냉각을 위해 인-아웃, 아웃-인 방식의 환상냉각 장치를 사용하여 모노데니어 0.3미만, 섬도가 100데니어인 원사가 극세사의 형태로 되도록하며, 열가소성 폴리머를 280 내지 350℃의 온도로 토출하고 토출된 사를 인-아웃(c), 아웃-인(d) 방식의 환상냉각 장치에 의해 고화하며, 이때 냉각온도는 15 내지 30℃이며, 고화된 사는 구금표면 아래에서 방사유제 처리하는 단계 및 하나 또는 그 이상의 고뎃롤을 통해 80 내지 100℃에서 1.1 내지 1.8의 연신을 한 후 교락하여 권취, 생산된 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 하이멀티사 원사 및 그 제조방법은 모노데니어 0.3미만, 섬도가 100데니어 이상인 인-아웃, 아웃-인 방식의 환상냉각 장치를 채용하여 냉각하고 특정한 연신온도와 연신비로 연신하고 교락하여, 방사용 수지의 균일한 분포 및 방사 구금 하부에서의 효과적인 냉각 방식을 제공하여 방사성이 우수하고 공정이 간단하며 균제도가 우수하게 되고 균일한 단면을 제공하고, 또한 냉각 불균일이 방지되며, 효과적인 구금 배열 방식을 적용하여 홀 간의 밀착사로 인한 사절이 발생하지 않는 부드러운 촉감의 하이멀티사 원사를 간단한 공정에 의해 상기한 종래의 문제점을 해소하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 하이멀티사 원사를 제조하기 위한 구금 배열방식을 개략적으로 표시한 도면이고.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 하이멀티사 원사를 제조하기 위한 인-아웃(도 2의 c)과 아웃-인(도 2의 d) 방식의 환상냉각 장치이고,
도 3은 본 발명의 제조공정을 개략적으로 표시한 제조공정도이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 하이멀티사 원사를 제조하기 위한 구금 배열방식을 개략적으로 표시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 하이멀티사 원사를 제조하기 위한 인-아웃(c)과 아웃-인(d) 방식의 환상냉각 장치이고, 도 3은 본 발명의 제조공정을 개략적으로 표시한 제조공정도이다.

본 발명에 따른 하이멀티사 폴리에스테르 원사는 모노데니어 0.3미만, 섬도 100데니어 이상으로 냉각의 효율성을 높이기 위하여 홀간 간격(b)이 2 내지 3mm으로 하고, 사간 융착을 방지하기 위하여 구금배열간격(a)을 2 내지 4mm을 가지는 구금을 이용하여 열가소성 폴리머를 280 내지 350℃의 온도로 토출홀에서 방사하고, 급냉을 통해 단면변동률을 낮게 가져가기 위하여 풍속은 20 내지 30m/min로 한다. 특히, 풍속이 20m/min 이하면 균일한 냉각이 이루어지지 않아 단면이 불량하고, 30m/min 이상에서는 방사 사유동으로 인한 조업성 불량으로 사절이 발생하여 바람직하지 않다.

상기 하이멀티사 방사 구금 하부에서 인-아웃(c), 아웃-인(d) 방식의 환상냉각 장치를 상용하여 15 내지 30℃의 냉각공기로 냉각시키고, 섬도 100데니어 이상의 원사를 균일하게 냉각시키기 위해서는 냉각 개시장의 길이는 20 내지 50mm가 바람직하다. 특히, 20mm 이하에서는 급냉으로 인한 결점이 발생하며, 50mm 이상에서는 서냉으로인한 단면 불균일 및 조업성이 불량하여 바람직하지 않다.

이후 방사유제로 처리하여 유제의 균일한 도포를 위한 1차 교락을 실시하고 각각의 고뎃롤을 이용하여 연신공정을 거쳐 연신하여 열처리한 후 권취기에서 권취시켜 제조한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 하이멀티사는 권취단계에서 권취속도는 4000 내지 5000m/min으로 권취하는 것이 바람직하다. 특히 4500m/min 이하에서는 조업성이 우수하고 심색성이 우수하여 기존대비 향상된 원사의 제조가 가능하나, 5000m/min 이상에서는 사유동으로 인한 작업성이 불량하고 결점이 발생하여 바람직하지 않다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 연신단계에서의 연신비를 1.1 내지 1.8로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예로 보다 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

모노데니어 0.28데니어, 섬도가 130데니어인 폴리에스터 수지를 홀간 간격(b)을 2.5mm, 구금배열 간격(a)을 3mm한 구금을 통해 285℃ 방사온도로 토출을 하고 20℃의 냉각온도로 냉각을 시키며, 구금 하부에서 냉각 개시장이 30mm 지점에서 인-아웃 방식의 환상냉각 장치로 20m/min로 냉각시켰다. 고화된 사는 고뎃롤 사이에서 95℃의 연신온도로 1.5배로 연신한 4300m/min 속도로 권취하여 조업성, 단면변동률을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

실시예 2

모노데니어 0.28데니어. 섬도가 130데니어인 폴리에스터 수지를 홀간 간격(b)을 3.0mm, 구금배열 간격(a)을 1mm로 하여 285℃ 방사온도로 토출을 하고 20℃의 냉각온도로 냉각을 시키며 구금 하부에서 냉각 개시장(c)이 30mm 지점에서 아웃-인 방식의 환상냉각 장치로 20m/min로 냉각시켰다. 고화된 사는 고뎃롤 사이에서 95℃의 연신온도로 1.5배로 연신한 4300m/min 속도로 권취하여 조업성, 단면변동률을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

비교예 1

모노데니어 0.28데니어, 섬도가 130데니어인 폴리에스터 수지를 홀간 간격(b)을 1.5mm, 구금배열 간격(a)을 1mm로 하여 285℃방사온도로 토출을 하고 20℃의 냉각온도로 냉각을 시키며 구금 하부에서 냉각개시장이 30mm지점에서 아웃-인 방식의 환상냉각 장치로 20m/min로 냉각시켰다. 고화된 사는 고뎃롤 사이에서 95℃의 연신온도로 1.5배로 연신한 4300m/min 속도로 권취하여 조업성, 단면변동률을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

비교예 2

모노데니어 0.20데니어, 섬도가 100데니어인 폴리에스터 수지를 홀간 간격(b)을 2.5mm. 구금배열 간격(a)을 4mm로 하여 285℃ 방사온도로 토출을 하고 20℃의 냉각온도로 냉각을 시키며 구금 하부에서 냉각개시장이 30mm 지점에서 인-아웃 방식의 환상냉각 장치로 20m/min로 냉각시켰다. 고화된 사는 고뎃롤 사이에서 95℃의 연신온도로 1.5배로 연신한 4300m/min 속도로 권취하여 조업성, 단면변동률을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

비교예 3

모노데니어 0.28데니어, 섬도가 130데니어인 폴리에스터 수지를 홀간 간격(b)을 2.5mm, 구금배열 간격(a)을 4mm로 하여 285℃ 방사온도로 토출을 하고 20℃의 냉각온도로 냉각을 시키며 구금 하부에서 냉각 개시장이 30mm 지점에서 편면 냉각으로 20m/min로 냉각시켰다. 고화된 사는 고뎃롤 사이에서 95℃의 연신 온도로 1.5배로 연신한 4300m/min 속도로 권취하여 조업성, 단면변동률을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

비교예 4

항목		단위	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
구금	홀간격	mm	2.5	3.0	1.5	2.5	2.5	2.5
구금	배열간격	Mm	3	1	1	4	4	3
가동 조건	섬도	de	130	130	130	100	130	130
	냉각온도	℃	20	20	20	20	20	35
	냉각방식	-	In-out	Out-in	Out-in	In-out	편면	In-out
가동 결과	조업성	-	◎	◎	○	○	X	X
	단면변동률	-	5.3	6.2	7.7	9.3	10.0	9.9
	균제도	-	0.56	0.92	1.01	1.10	1.32	1.31

(1) 조업성(사절/전체도핑수) 평가내용: ◎-95%이상, ○-90%이상. X-90%미만

(2) 단면변동률: 화상분석기(ISOLUTION DT VER7.8, Maker:이너뷰)

(3) 균제도 평가: 균제도분석기(Uster-Ⅲ)

상기 실시예 및 비교예에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2와 같이 하이멀티사 폴리에스테르 원사는 모노데니어 0.3미만, 섬도 100데니어 이상으로 홀 간격(b)이 2 내지 3mm, 구금배열간격(a)이 2 내지 4mm을 가지는 구금을 이용하여 열가소성 폴리머를 280 내지 350℃의 온도로 토출홀에서 방사하고, 상기 하이멀티사 방사구금 하부에서 인-아웃(c), 아웃-인(d) 방식의 환상냉각 장치방식의 냉각 챔버를 상용하여 4000 내지 5000m/min으로 권취되며, 이때 만들어진 하이멀티사는 균일한 단면을 갖도록 하여 균제도가 우수하고 직물제조 시 염색이 균일한 직물을 얻을 수 있으며, 공정이 간단하고 조업성이 우수하다.

이상에서 본 발명은 기재된 특정한 실시형태 및 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

a --- 배열간 간격
b --- 동일한 배열 내에 홀간 간격
1 --- 구금 2 --- 냉각 장치
3 --- 급유장치 4 --- 제1 고뎃롤러
5 --- 제2 고뎃롤러 6 --- 권취기
7 --- 냉각 개시장

Claims

폴리에스테르 원사를 극세 하이멀티사로 제조하는 방법으로,
상기 방법은 모노데니어 0.3미만, 섬도가 100데니어인 폴리에스터수지로 하이멀티 배열을 가지기 위해 사간 융착을 방지하기 위하여 구금배열 간격을 2 내지 4mm을 가지며, 냉각의 효율을 높이기 위하여 동일한 배열 내에서의 홀간 간격을 2 내지 3mm로 열가소성 폴리머를 280 내지 350℃의 온도로 토출하고 급냉을 통해 단면변동률을 낮게 가져가기 위하여 풍속은 20 내지 30m/min로 하며, 토출된 사를 냉각풍에 의해 고화하고 고화된 사는 구금표면 아래에서 방사유제로 처리하는 단계 및 하나 또는 그 이상의 고뎃롤을 통해 연신온도 80 내지 100℃에서 연신시키고 그리고 열처리한 후 권취기에서 권취하는 단계로 구성되고, 이때 상기 냉각은 인-아웃(in-out), 아웃-인(out-in) 방식의 환상냉각 장치에 의해 수행됨을 특징으로 하는 하이멀티사 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서, 냉각 개시장은 20 내지 50mm로 함을 특징으로 하는 하이멀티사 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 냉각 온도는 20 내지 30℃로 함을 특징으로 하는 하이멀티사 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 권취 단계에서의 권취속도는 4000m/min 내지 5000m/min으로 됨을 특징으로 하는 하이멀티사 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 연신 단계에서의 연신비는 1.1 내지 1.8임을 특징으로 하는 하이멀티사 원사의 제조방법.