KR101543113B1 - 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 복합가공사 - Google Patents

신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 복합가공사 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신축성이 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 복합가공사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원료단가가 높은 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT)를 사용하지 않고도 매우 향상된 신축성을 가지는 동시에 제품단가를 낮추고 원사 외관에 모우 등이 결점이 발생하지 않고, 가공 후 가공지가 염색되어도 줄이 발생하거나 울퉁불퉁해지는 결함이 발생하지 않고, 터치감이 향상되어 원사의 품질이 우수하며, 본 발명에 따른 복합섬유를 이종의 섬유와 가공을 통해 상기 가공된 섬유가 원단에 포함될 경우 원단 자체가 현저한 신축성을 발휘하고, 파우더한 터치를 발현할 수 있는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 복합가공사에 관한 것이다.

Description

신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 복합가공사{Polyester complex-fiber with highly elasticity, method for manufacturing thereof and polyester conjugated yarn using thereof}
본 발명은 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 복합가공사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신축성이 더욱 향상되며 제품단가가 절감되고, 우수한 터치로 제품의 감성 차별화를 발현하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 고신축성을 요구하는 원단의 수요가 커지면서 스판덱스에 대한 시장의 수요가 점점 늘어가는 추세에 있다. 스판덱스란 폴리우레탄계 섬유의 일종으로 폴리에테르와 메틸렌디페닐이소시아네이트를 중합하여 용융방사(熔融紡絲)한 것이다. 상기 스판덱스는 고무줄보다 가볍고 내노화성(耐老化性)이 강하다는 등 종래의 고무실 이상의 품질을 가진다.　 또한, 고무와 비슷한 탄성을 지닌 특이한 섬유로 인장강도(tensile strength; 극한강도 ultimate strength)가 아주 높아 올이 잘 끊어지지 않으며 원길이의 5∼8배나 늘어날 수 있을 정도로 신축성이 있다. 땀Ⅱ綬㎘화장품에도 더러워지는 일이 없고 세탁에도 잘 견딘다. 또 고무와는 견줄 수 없을 만큼 올을 가늘게 뽑아 낼 수 있고 염색성이 좋다.　상기 스판덱스는 1959년부터 미국 뒤퐁(DuPont)사(社)가 만든 탄성 우레탄섬유인 스판덱스의 이름으로 라이크라(Lycra)라는 상표명으로 생산하기 시작했으며, 이제는 라이크라는 일반화된 소재명으로 널리 쓰이고 있다.
상기 스판덱스는 신축성이 뛰어나 활동하기에 편하고 내구성, 발한성, 건조성이 뛰어나 속옷, 안감, 겉옷 등 여러 가지 용도로 다양하게 쓰이고 있다. 스판덱스는 땀을 빨리 배출하는 발한성과 건조 능력이 높아 쾌적한 느낌을 주는 장점이 있으며, 대한민국 특허출원 제2007-0046520호, 대한민국 특허출원 제2000-7004226호 등은 상기 같은 효과를 가지는 스판덱스 섬유를 개시하고 있다. 그러나 스판덱스는 가격이 비싸고 열에 약하며, 정전기가 생기고, 내알카리성에 문제가 있으며, 스판덱스 원사 단독으로는 사용할 수 없고 별도의 커버링 공정이 필요한 단점이 있다. 따라서 상대적으로 두꺼운 원단을 얻을 수 밖에 없어서 점점 얇은 원단을 원하는 시장의 요구에 한계가 있었다.
이러한 스판덱스의 단점을 극복하기 위해서 신축성 잠재권축사가 제시되었다. 잠재권축섬유란 열수축특성이 다른 2종의 폴리머를 사이드-바이-사이드형(Side By Side) 또는 심초형(Sheath-Core)으로 복합방사한 후, 방사공정이나 연신공정에서 열을 가함으로써 열수축성 차이에 의해 물리적으로 코일 모양을 띄게 하여, 스프링과 유사한 원리로 고도의 신축성을 부여한 섬유이다. 신축성에 있어서는 기존의 스판덱스 섬유에 미치지 못하지만, 상기에 언급한 스판덱스의 단점으로 내알칼리성 및 형태안정성 등이 우수하고 염색 및 후가공공정이 용이한 잠재권축섬유를 많이 사용하고 있다.
상기 잠재권축섬유으로써, 종래에는 점도차가 있는 폴리에스테르 성분을 복합방사한 섬유가 제시되었는데, 상기와 같은 방법에 의한 섬유는 목적하는 신축성을 얻기에는 부족하고, 이를 원단으로 제조시에 원단에 포함되는 원사의 밀도를 높게 할 경우 원단의 신축성이 목적하는 것보다 미약한 문제점이 있다.
또한, 고신축성을 위해 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT)를 잠재권축사에 포함시킨 복합섬유가 제시되었으나 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트는 중합시에 소요되는 단량체의 가격이 높아 원료비 상승에 따른 복합섬유 자체의 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.
나아가, 신축성을 향상시키기 위해 연신을 과하게 할 경우 섬유 외관에 미세모우가 발생하는 등 섬유 품질이 저하되는 문제가 있으며, 열고정 조건에 따라 복합섬유 모노사 별 비수수축률이 상이하게 되어 염색후 가공지가 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 첫 번째로 해결하려는 과제는 원료단가가 높은 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT)를 사용하지 않아 제품단가를 낮추는 동시에 매우 향상된 신축성을 가지고 원사 외관에 모우 등이 결점이 발생하지 않아 원사의 품질이 우수하며, 원사를 가공한 가공지의 염색 후에도 평활도가 좋고 줄이 생기는 것을 최소화한 폴리에스테르 복합섬유 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 두 번째로 해결하려는 과제는 신축성이 매우 향상된 본 발명에 따른 복합섬유를 이종의 섬유와 가공을 통해 상기 가공된 섬유가 원단에 포함될 경우 원단 자체가 현저한 신축성을 발휘하고, 파우더한 터치를 발현할 수 있으며, 드레이프성이 우수한 복합가공사, 그 제조방법 및 이를 포함하는 원단을 제공하는 것이다.
상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제 1성분 및 하기 화학식 1 ~ 3으로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 하기 화학식 1 ~ 3으로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 2로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95 몰비, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 3으로 표시되는 단량체가 0.05 ~ 0.20 몰비로 공중합된 성분을 포함하는 제2 성분을 용융시키는 단계; (2) 상기 제1 성분 및 제2 성분을 복합방사하는 단계; 및 (3) 상기 복합방사된 섬유에 대해 연신하는 단계; 를 포함하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112013115658510-pat00001
[화학식 2]
Figure 112013115658510-pat00002
[화학식 3]
Figure 112013115658510-pat00003
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 상기 제2성분에 포함되는 공중합된 성분은 분자량이 440 ~ 4400인 하기 화학식 4로 표시되는 단량체를 더 포함하며, 화학식 4로 표시되는 단량체는 제2 성분 중 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 1 : 0.0005 ~ 0.003 몰비로 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112013115658510-pat00004
상기 n은 10 ~ 100인 정수임.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 상기 제1 성분의 고유점도는 0.4 ~ 0.6 dl/g 이고, 제2 성분의 고유점도는 0.6 ~ 0.8 dl/g이며, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도 차는 0.1 dl/g 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계에서 상기 연신은 연신비를 1.65 ~ 1.83으로 하고, 열고정 온도를 135 ~ 175℃로 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, (2) 단계 이후 복합방사된 섬유의 단면형상은 8자형 또는 사이드-바이-사이드형일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계의 연신 처리된 섬유는 하기의 조건 (a) 및 (b)를 만족할 수 있다.
(a) 리소나 수축률(%) 7% 이상
(b) 잔존 수축률(%) 35% 이상
* 리소나 수축률 : 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
* 잔존 수축률 : 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계와 (3) 단계 사이에 부분연신 공정을 더 수행할 수 있다.
또한, 상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제1성분 및 제2성분을 포함하는 폴리에스테르 복합섬유에 있어서, 상기 제1 성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고, 상기 제2 성분으로 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 6으로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95몰비, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 7로 표시되는 단량체가 0.5 ~ 0.2 몰비로 포함하는 공중합된 성분을 포함하고, 상기 복합섬유에 대한 평균 비수수축률(%)이 7 ~ 11%이며, 상기 소정의 평균 비수수축률(%)에 대해 ± 0.3% 의 비수수축률(%)을 가지는 복합섬유 모노사가 전체 복합섬유의 90%인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.
[화학식 5]
Figure 112013115658510-pat00005
[화학식 6]
Figure 112013115658510-pat00006
[화학식 7]
Figure 112013115658510-pat00007
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제2성분에 포함되는 공중합된 성분은 분자량이 440 ~ 4400 인 하기 화학식 8로 표시되는 단량체를 더 포함하며, 화학식 8로 표시되는 단량체는 제2 성분 중 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 1 : 0.0005 ~ 0.003 몰비로 포함될 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112013115658510-pat00008
상기 n은 10 ~ 100인 정수임.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 성분의 고유점도는 0.4 ~ 0.6 dl/g 이고, 제2 성분의 고유점도는 0.6 ~ 0.8 dl/g이며, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도 차는 0.1 dl/g 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유의 섬도는 50 ~ 250 데니어이고, 필라멘트수는 24 ~ 84개일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유가 하기의 조건 (c) 및 (d)를 만족할 수 있다.
(c) 리소나 수축률(%) 7% 이상
(d) 잔존 수축률(%) 35% 이상
* 리소나 수축률 : 타래 상태의 연신사(SDY)에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
* 잔존 수축률 : 타래 상태의 연신사(SDY) 에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유의 단면형상은 8자형 또는 사이드-바이-사이드형일 수 있다.
한편, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, (ㄱ) 폴리에스테르계 성분 또는 폴리아미드계 성분을 방사하여 섬유를 제조하는 단계; 및 (ㄴ) 상기 제조된 섬유와 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따라 제조된 복합섬유를 혼섬시키는 단계;를 포함하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (ㄱ) 단계에서 제조된 섬유가 폴리에스테르 섬유인 경우 이산화티탄을 1.0 ~ 2.5 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (ㄴ) 단계의 혼섬은 공기압력을 2.7 ~ 3.4 ㎏/㎠ 로 하여 공기교락에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유, 및 본 발명에 따른 폴리에스테르 복합섬유를 포함하는 복합가공사를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리에스테르 섬유는 이산화티탄을 1.0 ~ 2.5 중량% 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 복합가공사를 포함하는 원단을 제공한다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.
본 발명에서 사용한 “열고정 온도”는 연신공정에서 통상적으로 사용되는 고뎃롤러 중 제2 고뎃롤러의 표면온도를 의미한다.
본 발명에서, 사용되는 용어인 ‘섬유’는 '사(絲, Yarn)' 또는 '실'을 의미하며, 통상적인 다양한 종류의 사 및 섬유를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어인 ‘복합섬유’는 복합방사하여 제조된 원사 그 자체, 또는 이를 연신 및/또는 부분연신 거친 섬유를 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 폴리에스테르 복합섬유는 신축성이 현저히 향상되고 직물 또는 편물의 원사로 사용되기에 적합한 동시에 이를 포함하는 원단 자체도 우수한 신축성을 가지며, 종래의 신축성이 있는 섬유에 비해 제품단가를 절감되면서도 원사 외관에 결점이 발생하지 않고, 염색후 가공지가 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하지 않고 우수한 물성을 가지며 우수한 Touch로 제품의 감성 차별화를 발현하는 섬유를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 특정한 이종의 섬유와 가공될 경우 이를 포함하는 원단 자체가 현저한 신축성을 발휘하고, 파우더한 터치를 발현할 수 있으며, 드레이프성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제조공정흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제조공정 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 8자형 단면 복합섬유의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 8자형 단면 복합섬유의 사진이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 사이드-바이-사이드형 단면의 복합섬유 모식도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 잠재권축사는 목적하는 신축성을 얻기에는 부족한 문제점이 있었으며, 고신축성을 가지기 위해 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT)를 잠재권축사에 포함시킨 복합섬유가 제시되었으나 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트는 중합시에 소요되는 단량체의 가격이 높아 원료비 상승에 따른 복합섬유 자체의 제조단가가 높아지는 문제점이 있었다. 나아가, 신축성을 향상시키기 위해 연신을 과하게 할 경우 섬유 외관에 미세모우가 발생하는 등 섬유 품질이 저하되는 문제가 있었으며, 열고정 조건에 따라 복합섬유 모노사별 수축률이 상이하게 되어 염색후 가공지가 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제 1성분 및 하기 화학식 1 ~ 3으로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 2로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95 몰비, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 3으로 표시되는 단량체가 0.05 ~ 0.20 몰비로 공중합된 성분을 포함하는 제2 성분을 용융시키는 단계; (2) 상기 제1 성분 및 제2 성분을 복합방사하는 단계; 및 (3) 상기 복합방사된 섬유에 대해 연신하는 단계; 를 포함하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
[화학식 1]
Figure 112013115658510-pat00009
[화학식 2]
Figure 112013115658510-pat00010
[화학식 3]
Figure 112013115658510-pat00011
이를 통해 신축성이 현저히 향상되고 직물 또는 편물의 원사로 사용되기에 적합한 동시에 이를 포함하는 원단 자체도 우수한 신축성을 가지게 할 수 있으며, 종래의 신축성 섬유에 비해 제품단가를 절감되면서도 원사 외관에 결점이 발생하지 않고, 염색후 가공지가 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하지 않고 우수한 물성을 가지며 우수한 터치로 제품의 감성 차별화를 발현하는 섬유를 제공할 수 있다.
구체적으로 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제조공정흐름도로써, 제1 성분 및 제2 성분을 용융시키는 단계(S10)를 거쳐 복합방사하는 단계(S11) 및 이후 연신단계(S14)를 통해 본 발명에 따른 신축성 우수한 복합섬유가 제조되며, 부가적으로 방사(S11) 후 냉각 고화 단계(S12), 유제공급단계(S13) 및 부분연신공정(미도시)을 거칠 수 있다.
먼저, 신축성이 우수한 본 발명에 따른 폴리에스테르 복합섬유를 제조하기 위한 (1) 단계로써, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제1 성분 및 상기 화학식 1 ~ 3으로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 2로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95 몰비, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 3으로 표시되는 단량체가 0.05 ~ 0.20 몰비로 공중합된 성분을 포함하는 제2 성분을 용융시키는 단계를 포함한다.
구체적으로 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제조공정 모식도로써, 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)을 용융부에서 용융시킬 수 있다.
먼저, 상기 제1 성분(10)에 대해 설명한다.
상기 제1 성분(10)에 포함되는 폴리에텔렌테레프탈레이트는 테레프탈산 및 에틸렌글리콜을 단량체로 하며, 잠재권축섬유에 사용되는 통상적인 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제1 성분의 고유점도는 0.4 ~ 0.6 dl/g 일 수 있다. 만일 고유점도가 0.4 dl/g 미만일 경우 방사시 제조되는 복합섬유의 곡사현상이 현저히 증가하여 방사조업성이 불량해지고, 낮은 점도에 의하여 방사 시 구금 직하에서 폴리머 토출시 실 끊김 현상이 발생 할 수 있는 문제점이 있으며, 고유점도가 0.6 dl/g를 초과하는 경우 하기에 설명할 제2 성분과의 점도차이가 적게 발생하여 목적하는 신축성을 수득할 수 없고, 원사의 신축 특성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 상기 제1 성분의 융점은 230 ~ 270 ℃일 수 있다.
다음으로 제1 성분(10)과 하기 (2) 단계에서 복합방사되는 제 2성분(20)에 대해 설명한다.
상기 제2 성분은 하기 화학식 1 ~ 3으로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 2로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95 몰비, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 3으로 표시되는 단량체가 0.05 ~ 0.20 몰비로 공중합된 성분을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112013115658510-pat00012
[화학식 2]
Figure 112013115658510-pat00013
[화학식 3]
Figure 112013115658510-pat00014

종래에는 상술한 제1성분과 폴리테프라메틸테레프탈레이트(PTT)를 포함하는 섬유를 복합섬유로 하는 잠재권축사들이 개시되었으나, 상기 폴리테프라메틸테레프탈레이트에 포함되는 단량체의 비용이 높아 잠재권축사의 제조단가가 상승하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 발명자들은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 개질시킴으로써, 제조단가를 낮추면서도 더 향상된 신축성을 가지는 복합섬유를 제조할 수 있었다.
먼저, 상기 화학식 1의 단량체에 대하여 화학식 2로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95몰비로 포함되며, 만일 상기 화학식 1의 단량체에 대해 화학식 2로 표시되는 단량체가 0.8 몰비 미만일 경우 중합도가 저하되거나 부반응물인 디에틸글리콜이 다량으로 발생할 수 있는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 화학식 2의 단량체가 0.95몰비를 초과할 경우 중합도가 저하되거나, 복합 섬유의 신축성이 저하되는 문제점이 있다.
다음으로, 상기 화학식 1의 단량체에 대하여 화학식 3으로 표시되는 단량체가 1 : 0.05 ~ 0.20몰비로 포함되며, 만일 상기 화학식 3의 단량체가 0.05 몰비 미만일 경우 복합섬유의 신축성이 현저히 저하되며, 0.20몰비를 초과하면 방사조업성이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제2 성분은 신축성을 더욱 향상시키기 위해 하기 화학식 4로 표시되는 단량체를 더 포함하여 공중합된 성분일 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112013115658510-pat00015
상기 n은 10 ~ 100인 정수이다. 만일 상기 화학식 4의 단량체는 n이 10 미만 또는 분자량이 440 미만인 경우 중합 공정 시 중합 반응율이 떨어 질 수 있으며, n이 100 초과 또는 분자량이 4400을 초과하는 경우 제2 성분 중합 공정시 점도가 높아서 중합 반응기에 부하가 많이 걸리는 문제가 발생할 수 있다.
상기 화학식 4는 단량체로 제2 성분 중 상기 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 1 : 0.0005 ~ 0.003 몰비로 포함되는 것이 바람직하다. 만일 0.0005 몰비 미만인 경우 복합섬유의 신축성 향상이 미미할 수 있는 문제점이 있고, 0.003몰비를 초과하는 경우 중합도가 저하되고, 유리전이 온도 및 융점이 저하되어 열적 특성이 저하될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 상기 제2 성분의 융점은 210 ~ 250 ℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제2 성분의 고유점도는 0.6 ~ 0.8 dl/g이며, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도 차는 0.1 dl/g 이상일 수 있다.
상기 제2 성분의 고유점도가 0.6 미만인 경우 목적하는 신축성을 얻을 수 없고, 낮은 점도에 의하여 방사 시 구금 직하에서 폴리머 토출 시 실 끊김 현상이 발생 할 수 있으며, 만일 고유점도가 0.8 dl/g을 초과하는 경우 제1성분과의 점도차이가 현저히 증가하여 방사 시 곡사 현상이 현저히 증가하여 방사 조업성이 불량해지는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도차는 0.1 dl/g 이상일 수 있는데, 상기와 같은 고유점도차가 나지 않는 경우 신축성 발현히 미약할 수 있다.
다음으로 (2) 단계로써, 상기 제1 성분 및 제2 성분을 복합방사하는 단계(도 2의 30)를 수행한다.
상기 복합방사시에 제1 성분과 제2 성분은 30 : 70 ~ 70 : 30의 중량비로 복합방사될 수 있다. 만일 제1 성분의 중량비가 30 미만 또는 제1 성분의 중량비가 70을 초과하는 경우 두 성분의 폴리머 밸런스가 맞지 않아서 곡사 발생이 심해져 방사 조업성이 불량해지며, 복합 섬유의 신축 특성 또한 감소하는 문제점이 있다. 방사온도는 바람직하게는 240 ~ 300℃, 보다 더 바람직하게는 260 ~ 280℃일 수 있고, 방사속도는 2900 ~ 5100mpm일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 (2) 단계를 통해 방사된 복합섬유의 단면형상은 8자형 또는 사이드-바이-사이드형일 수 있고 복합섬유의 신축성을 고려하여 8자형의 단면을 가지는 복합섬유의 제조가 물성면에서 유리하다. 상기와 방사된 복합섬유의 섬도와 필라멘트수는 목적에 따라 변경할 수 있으며, 바람직하게는 섬도가 50 ~ 250 데니어이고, 필라멘트수는 24 ~84개 일 수 있다.
상기 (2) 단계를 통해 방사된 복합섬유는 냉각 및 고화단계(도 2의 40)를 거칠 수 있다. 이때 냉각풍의 속도는 15 ~ 40mpm의 속도로 진행시키는 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어날 경우 섬유 단면 형상의 제어가 어렵고, 균제도를 향상시킬 수 없는 문제점이 있다.
다음으로 원활한 방사 및 권취를 위하여 유제를 공급(도 2의 50)할 수 있다. 유제공급은 고화 영역에 가이드를 설치한 가이드에서 유제 분사 방식이나 오일 롤러 방식이 사용될 수 있으며, 두 방식 중 어떤 방식을 사용하더라도 무방하다.
다음으로 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 단계를 거친 복합섬유는 부분연신 공정을 거칠 수 있다. 바람직하게는 상기 부분연신은 1차 고뎃롤러 속도 2500 ~ 2900mpm 및 2차 고뎃롤러 속도 2500 ~ 2900mpm 조건으로 수행될 수 있다.
다음으로 (3)단계로써, 상기 단계들을 거친 복합섬유에 대해 연신하는 단계를 수행한다.
상기 연신을 통해 섬유배향을 향상시켜 보다 높은 강도를 가지는 섬유를 수득할 수 있다. 연신 조건과 관련하여 구체적으로 1차 고뎃롤러 속도는 1,000 ~ 2,000 mpm일 수 있으며, 바람직하게는 1,400 ~ 1,600mpm일 수 있다. 만일 1차 고뎃롤러의 연신속도가 1,000mpm 미만인 경우, 원사의 경시변화에 따라 물성이 저하되는 문제점이 있으며, 낮은 1차 고뎃 롤러 속도로 인하여 방사 장력이 낮아 그로 인하여 사절이 많이 발생할 수 있다. 만일 연신속도가 2,000mpm을 초과하면 불균일한 연신이 됨으로서 염색 불량이 발생될 우려가 있다. 상기 1차 고뎃롤러의 온도는 60 ~ 120℃일수 있으며, 바람직하게는 80 ~ 100℃일 수 있다.
다음으로 2차 고뎃롤러 속도는 3,000 ~ 5,000 mpm일 수 있으며, 방사조업성을 고려하여 바람직하게는 연신속도가 3500 내지 4,500mpm일 수 있다. 만일 상기 2차 고뎃 롤러 속도가 3,000mpm 미만인 경우, 방사된 원사의 물성, 특히 강도가 낮아지고 생산성이 저하되게 되며, 5,000mpm을 초과하면 2차 고뎃 롤러에서 원사 떨림이 발생하여 사절이 발생할 우려가 있다. 2차 고뎃롤러의 온도는 바람직하게는 135 내지 175℃일 수 있다. 만일 2차 고뎃 롤러의 열고정 온도가 135℃미만인 경우, 경시에 따른 강신도 등의 물성 변화가 발생할 우려가 있으며 또한 수축율이 높은 원사가 되어 차후 원단에서 염색 가공 진행 시 과수축이 발생 할 우려가 있으며, 175℃를 초과하면 2차 고뎃 롤러에서 사 떨림이 커져 안정한 조업이 곤란하거나 복합섬유 모노섬유 별 수축률의 편차가 커 우수한 품질의 섬유를 수득할 수 없는 우려가 있다.
상기와 같은 조건으로 연신된 복합섬유의 연신비는 1.65 ~ 1.83일 수 있다. 만일 연신비가 1.65 미만인 경우 미연신으로 염색후 가공지에서 염반의 문제점이 있으며, 만일 연신비가 1.83을 초과하면 신축성은 좋아질 수 있으나 복합섬유 외관에 미세모우가 발생하여 섬유의 품질이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 (3) 단계의 연신 처리된 섬유는 하기의 조건 (a) 및 (b)를 만족할 수 있다.
(a) 리소나 수축률(%) 7 % 이상이고, (b) 잔존 수축률(%) 35% 이상이다.
먼저, 조건 (a)로서, 리소나 수축률(Leesona shrinkage)(%)이 7% 이상일 수 있다. 리소나 수축률은 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율이다. 본 발명은 리소나수축률이 7% 이상으로써, 직물로 직조될 때, 종래의 신축성 원사보다 더 향상된 신축성을 가질 수 있다.
다음으로 조건 (b) 로서, 잔존 수축률(Residual shrinkage)(%)이 35% 이상일 수 있다. 잔존 수축률은 타래 상태의 연신사에 대해하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율이다. 본 발명은 잔존 수축률이 35% 이상으로써, 편성물로 편성될 때, 종래의 신축섬유보다 더 큰 신축성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유에 대한 모노사 3가닥의 평균 비수수축률(%)은 7 ~ 11%이며, 상기 소정의 평균 비수수축률(%)에 대해 ± 0.3% 의 비수수축률(%)을 가지는 복합섬유 모노사가 전체 복합섬유의 90% 일 수 있다. 상기 비수수축률(%)은 신축성을 가늠할 수 있는 파라미터인데, 본 발명에 따른 복합섬유는 우수한 수축률을 가지면서도 동시에 복합섬유에 포함되는 가닥마다 비수수축률(%) 편차가 적어 염색후 가공지가 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하지 않고 우수한 물성을 가지며 우수한 터치로 제품의 감성 차별화를 발현하는 등 품질이 매우 우수한 섬유를 제공할 수 있다.
또한, 상술한 단계들을 거쳐 제조된 복합섬유는 만관율(%)이 85% 이상일 수 있다. 만관율(%)이란 하기의 관계식 1에 의해 계산되며, 만관율이 높을수록 방사조업성이 우수한 것을 의미한다.
[관계식 1]
Figure 112013115658510-pat00016
본 발명에 따른 복합섬유 제조방법은 만관율이 85% 이상으로써, 고유점도가 차이가 나는 2종의 폴리머를 복합방사함에도 불구하고 방사조업성이 우수함을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 제조방법을 통해 제1성분 및 제2성분을 포함하는 폴리에스테르 복합섬유에 있어서, 상기 제1 성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고, 상기 제2 성분으로 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 6으로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95몰비, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 7로 표시되는 단량체가 0.5 ~ 0.2 몰비로 포함하는 공중합된 성분을 포함하고, 상기 복합섬유에 대한 평균 비수수축률(%)이 7 ~ 11%이며, 상기 소정의 평균 비수수축률(%)에 대해 ± 0.3% 의 비수수축률(%)을 가지는 복합섬유 모노사가 전체 복합섬유의 90%인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유를 포함한다.
[화학식 5]
Figure 112013115658510-pat00017
[화학식 6]
Figure 112013115658510-pat00018
[화학식 7]
Figure 112013115658510-pat00019

먼저, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제1 성분에 대해 설명한다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 테레프탈산 및 에틸렌글리콜을 단량체로 하며, 잠재권축섬유에 사용되는 통상적인 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제1 성분의 고유점도는 0.4 ~ 0.6 dl/g 일 수 있다. 만일 고유점도가 0.4 dl/g 미만일 경우 방사시 제조되는 복합섬유의 곡사현상이 현저히 증가하여 방사조업성이 불량해지고, 낮은 점도에 의하여 방사 시 구금 직하에서 폴리머 토출시 실 끊김 현상이 발생 할 수 있는 문제점이 있으며, 고유점도가 0.6 dl/g를 초과하는 경우 하기에 설명할 제2 성분과의 점도차이가 적게 발생하여 목적하는 신축성을 수득할 수 없고, 원사의 신축 특성이 저하되는 문제점이 발생 할 수 있다. 상기 제1 성분의 융점은 230 ~ 270 ℃일 수 있다.
다음으로 복합섬유 중 상기 제1 성분과 다른 섬유에 포함되는 제 2성분에 대해 설명한다.
제 2성분은 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 6으로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95몰비, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 7로 표시되는 단량체가 0.5 ~ 0.2 몰비로 포함하는 공중합된 성분을 포함한다.
[화학식 5]
Figure 112013115658510-pat00020
[화학식 6]
Figure 112013115658510-pat00021
[화학식 7]
Figure 112013115658510-pat00022

먼저, 상기 화학식 5의 단량체에 대하여 화학식 6으로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95몰비로 포함되며, 만일 상기 화학식 5의 단량체에 대해 화학식 6으로 표시되는 단량체가 0.8 몰비 미만일 경우 중합도가 저하되거나 부반응물인 디에틸글리콜이 다량으로 발생할 수 있는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 화학식 6의 단량체가 0.95몰비를 초과할 경우 중합도가 저하되거나, 복합 섬유의 신축성이 저하되는 문제점이 있다.
다음으로, 상기 화학식 5의 단량체에 대하여 화학식 7로 표시되는 단량체가 1 : 0.05 ~ 0.20몰비로 포함되며, 만일 상기 화학식 7의 단량체가 0.05 몰비 미만일 경우 복합섬유의 신축성이 현저히 저하되며, 0.20몰비를 초과하면 방사조업성이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제2 성분은 신축성을 더욱 향상시키기 위해 하기 화학식 8로 표시되는 단량체를 더 포함하여 공중합된 성분일 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112013115658510-pat00023
상기 n은 10 ~ 100인 정수이다. 만일 상기 화학식 8의 단량체가 n이 10 미만 또는 분자량이 440 미만인 경우 중합 공정 시 중합 반응율이 떨어 질 수 있으며, n이 100 초과 또는 분자량이 4400을 초과하는 경우 제2 성분 중합 공정시 점도가 높아서 중합 반응기에 부하가 많이 걸리는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제2 성분 중 상기 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 8로 표시되는 단량체는 1 : 0.0005 ~ 0.003 몰비로 포함되는 것이 바람직하다. 만일 0.0005 몰비 미만인 경우 복합섬유의 신축성 향상이 미미할 수 있는 문제점이 있고, 0.003몰비를 초과하는 경우 중합도가 저하되고, 유리전이 온도 및 융점이 저하되어 열적 특성이 저하될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 상기 제2 성분의 융점은 210 ~ 250 ℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제2 성분의 고유점도는 0.6 ~ 0.8 dl/g이며, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도 차는 0.1 dl/g 이상일 수 있다. 상기 제2 성분의 고유점도가 0.6 미만인 경우 목적하는 신축성을 얻을 수 없고, 낮은 점도에 의하여 방사 시 구금 직하에서 폴리머 토출 시 실 끊김 현상이 발생 할 수 있으며, 만일 고유점도가 0.8 dl/g을 초과하는 경우 제1성분과의 점도차이가 현저히 증가하여 방사 시 곡사 현상이 현저히 증가하여 방사 조업성이 불량해지는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도차는 0.1 dl/g 이상일 수 있는데, 상기와 같은 고유점도차가 나지 않는 경우 신축성 발현히 미약할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 복합섬유내에서 제1 성분과 제2 성분의 중량비는 30 : 70 ~ 70 : 30일 수 있다. 만일 제1 성분의 중량비가 30 미만 또는 제1 성분의 중량비가 70을 초과하는 경우 두 성분의 폴리머 밸런스가 맞지 않아서 곡사 발생이 심해져 방사 조업성이 불량해지며, 복합 섬유의 신축 특성 또한 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 복합섬유는 섬도와 필라멘트수는 목적에 따라 이를 변경할 수 있으며, 바람직하게는 섬도는 50 ~ 250 데니어이고, 필라멘트수는 24 ~84개일 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 복합섬유의 단면 형상은 8자형 또는 사이드-바이-사이드형일 수 있다.
구체적으로 도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 8자형 단면 복합섬유의 모식도이고, 도 4는 상기 8자형 단면 복합섬유의 사진으로써, 단면 형상이 8자형이고, 제1 성분(101, 103)과 제2 성분(102, 104)이 복합섬유 내 포함되어 있는 형상을 확인할 수 있다. 도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 사이드-바이-사이드형 단면의 복합섬유 모식도로써, 원형의 단면에 제1 성분(112)과 제2 성분(113)이 포함되어 있는 형상을 확인할 수 있다. 다만, 상기 단면형상 중, 8자형의 복합섬유가 사이드-바이-사이드형의 복합섬유에 비해 신축성이 보다 우수하다.
한편, 본 발명은 상기 복합섬유에 대한 평균 비수수축률(%)은 7 ~ 11%이고, 상기 소정의 평균 비수수축률(%)에 대해 ± 0.3% 의 비수수축률(%)을 가지는 복합섬유 모노사가 전체 복합섬유의 90%을 차지한다.
본 발명은 복합섬유 모노사별 평균 비수수축률(%)이 7 ~ 11%를 만족함으로써, 신축성이 우수하고 우수한 터치를 가지는 이점이 있다. 또한, 종래의 신축성이 있는 복합섬유의 경우 모노사별 수축률의 편차가 커서 복합섬유를 가공한 가공지가 염색후 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하는 문제점이 있었으나, 상기 소정의 평균 비수수축률(%)에 대해 ± 0.3% 의 비수수축률(%)을 가지는 복합섬유 모노사가 전체 복합섬유의 90%를 차지함으로써, 가공지의 염색 후에도 가공지의 평활도가 매우 우수하고, 줄이 생기지 않으며, 복합섬유의 모노사가 균일하게 우수한 신축성을 발휘할 수 있어 보다 품질이 우수할 수 있다.
구체적으로 상기 비수수축률이란 하기 관계식 2에 의해 계산되며, 구체적으로 섬도(데니어)*2g의 하중을 걸어 원사의 길이를 측정하며, 100℃ 온도의 비등수에 원사를 30분간 처리하여 건조 후의 원사의 길이를 측정하여 계산될 수 있다.
[관계식 2]
Figure 112013115658510-pat00024

상기 비수수축률(%)은 신축성을 가늠할 수 있는 파라미터인데, 본 발명에 따른 복합섬유는 우수한 수축률을 가지면서도 동시에 복합섬유에 포함되는 가닥마다 비수수축률(%) 편차가 적어 염색후 가공지가 울퉁불퉁해지거나 줄이 발생하지 않고 우수한 물성을 가지며 우수한 터치로 제품의 감성 차별화를 발현하는 등 품질이 매우 우수한 섬유를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 복합섬유는 하기의 조건 (c) 및 (d)를 만족할 수 있다.
(c) 리소나 수축률(%) 7% 이상
(d) 잔존 수축률(%) 35% 이상
먼저, 조건 (a)로써, 리소나 수축률(%) 7% 이상일 수 있다.
상기 리소나 수축률은 타래 상태의 연신사(SDY)에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율이다. 본 발명은 리소나수축률이 7% 이상으로 직물로 직조될 때, 종래의 신축성 원사보다 더 향상된 신축성을 가질 수 있다.
다음으로 조건 (b) 로서, 잔존 수축률(Residual shrinkage)(%)이 35% 이상일 수 있다. 상기 잔존 수축률은 타래 상태의 연신사(SDY) 에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율이다. 본 발명은 잔존 수축률이 35%로 이상으로 편성물로 편성될 때, 종래의 신축섬유보다 더 큰 신축성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 폴리에스테르 복합섬유, 및 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유를 포함하는 복합가공사를 포함한다.
상기 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 중 어느 하나 이상 성분을 포함하는 섬유일 수 있다.
구체적으로 상기 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥실렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트/네페프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트/이소프탈레이트 공중합체 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸-디카르복실레이트 공중합체 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 포함하는 섬유일 수 있다.
다음으로 상기 폴리아미드 섬유는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 6.10 및 아라미드(Aramid)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 섬유일 수 있다.
상기 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유는 고유점도가 0.5 ~ 1.0 dl/g일 수 있으며, 만일 고유점도가 0.5 dl/g 미만인 경우 기계적 강도가 약해 방사조업성이 현저히 저하되어 사절 등이 빈번히 발생할 수 있고, 1.0 dl/g을 초과하는 경우 기계적 강도로 인해 방사작업성을 향상될 수 있으나, 방사구금 등을 변경해야 되는 등 제조단가가 상승할 수 있는 문제점이 있을 수 있다.
상기 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유는 섬도가 50 ~ 200 데니어이고, 필라멘트수가 6 ~ 48개일 수 있고, 그 단면이 원형단면 또는 별모양, 3봉 편평형, 6엽형, W자 모양 또는 십자모양 등의 이형단면으로 제조할 수 있으며, 미연신사, 부분연신사(POY) 또는 연신사(SDY)일 수 있다.
상기 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유는 난연성, 항균성 등의 기능성을 부여할 수 있는 물질을 더 포함할 수 있는데, 바람직하게는 인계 난연제, 무기 항균제 등의 단독 또는 혼합 형태를 0.4 내지 10중량% 포함할 수 있다. 0.4중량% 미만으로 포함될 경우 난연성 또는 항균성의 기능 발현이 미흡한 문제가 있으며, 10 중량%를 초과하여 포함될 경우 원가가 상승하게 되어 경쟁력을 잃게 될 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 섬유는 이후 제직된 원단이 보다 향상된 광택, 파우더한 터치감을 가지기 위해 폴리에스테르 섬유내 이산화티탄을 포함할 수 있다. 바람직하게는 이산화티탄이 섬유내 1.0 ~ 2.5 중량% 포함할 수 있다. 만일 이산화티탄이 1.0 중량% 미만으로 포함될 경우 촉감이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 2.5 중량%를 초과하여 포함될 경우 원단에서 줄이 발생되는 문제점이 있을 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 복합가공사는 다음과 같은 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
상기 복합가공사를 제조하기 위한 (ㄱ) 단계로써, 폴리에스테르계 성분 또는 폴리아미드계 성분을 방사하여 섬유를 제조하는 단계;를 수행한다.
상기 폴리에스테르계 성분은 또는 폴리아미드계 성분에 대한 구체적인 예시, 고유점도 등은 상술한 바와 같은바 생략한다. 또한, 방사된 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유는 섬도가 50 ~ 200 데니어이고, 필라멘트수가 6 ~ 48개일 수 있고, 그 단면이 원형단면 또는 별모양, 3봉 편평형, 6엽형, W자 모양 또는 십자모양 등의 이형단면으로 제조할 수 있으며, 미연신사, 부분연신사(POY) 또는 연신사(SDY)일 수 있다.
상기 (ㄱ) 단계는 폴리에스테르 성분 또는 폴리아미드 성분에 난연성, 항균성 등의 기능성을 부여할 수 있는 물질을 더 포함하여 방사할 수 있는데, 바람직하게는 인계 난연제, 무기 항균제 등의 단독 또는 혼합 형태를 0.4 내지 10중량% 포함할 수 있다. 0.4중량% 미만으로 포함될 경우 난연성 또는 항균성의 기능 발현이 미흡한 문제가 있으며, 10 중량%를 초과하여 포함될 경우 원가가 상승하게 되어 경쟁력을 잃게 될 수 있다.
또한, 상기 (ㄱ) 단계는 제직된 원단이 보다 향상된 광택, 파우더한 터치감을 가지기 위해 폴리에스테르 성분과 이산화티탄을 포함하여 방사할 수 있다. 바람직하게는 이산화티탄이 섬유내 1.0 ~ 2.5 중량% 포함할 수 있다. 만일 이산화티탄이 1.0 중량% 미만으로 포함될 경우 촉감이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 2.5 중량%를 초과하여 포함될 경우 원단에서 줄이 발생되는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, (ㄴ) 단계로써, 상기 (ㄱ) 단계를 통해 제조된 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유와 상술한 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 폴리에스테르 복합섬유를 혼섬하는 단계를 수행한다.
상기 혼섬은 상기 이종의 섬유 중 어느 하나를 심사로 하고 다른 하나를 초사로 하여 혼섬하거나 심사 및 초사의 구분없이 이종의 섬유를 혼섬할 수도 있다.
상기 혼섬의 구체적인 방법은 바람직하게는 공기교락에 의해 수행될 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 공기 압력을 2.7 ~ 3.4 ㎏/㎠ 로 하여 공기교락에 의해 수행될 수 있다. 만일 2.7 ㎏/㎠미만으로 공기압력이 주어지는 경우 혼섬이 불량하고, 직물 내에서 직물의 신축성 향상이 미미할 수 있다. 만일 3.4 ㎏/㎠초과하여 공기압력이 주어지는 경우 에어루프가 발생하여 복합가공사의 품질이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명은 본 발명에 따른 복합가공사를 포함하는 원단을 제공한다.
본 발명에서 사용한 용어인 상기 원단은 직물 또는 편물을 모두 포함하는 의미이다.
먼저, 상기 원단은 본 발명에 따른 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유를 포함하는 복합가공사를 경사 및 위사 중 어느 하나 이상으로 사용하여 제직(weaving)된 직물일 수 있다.
상기 제직은 평직, 능직, 수자직 및 이중직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있다.
상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화있는 직물일 수 있고, 예를들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.
상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다.
다만, 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않으며, 제직에서의 경위사 밀도의 경우 특별하게 한정하지 않는다.
또한, 상기 원단은 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유를 포함하는 복합가공사를 원사로 포함하여 편성(knitting)된 편물일 수 있다. 상기 편성은 위편성 또는 경편성의 방법에 의할 수 있으며, 상기 위편성과 경편성의 구체적인 방법은 통상적인 위편성 또는 경편성의 편성방법에 의할 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
제1 성분으로 테레프탈산, 에틸렌글리콜을 단량체로 하여 상기 각 단량체의 중합 몰비가 1: 1.12로 중합시켰으며, 이때 고유 점도가 0.50 dl/g이 되게 중합하여 폴리에틸렌테레프탈레이트를 제조하였다.
제2 성분은 하기 화학식 9 내지 12로 표시되는 화합물을 단량체로 하여 화학식 9로 표시되는 화합물에 대해 화학식 10 ~ 12로 표시되는 화합물을 각각 1: 1.007몰비, 1:0.112 몰비, 1:0.001 몰비로 중합시켰으며, 이때, 화학식 12로 표시되는 단량체는 분자량을 1000으로 하고, 공중합된 성분의 고유 점도(IV) 가 0.70 dl/g인 고수축 폴리에스테르 폴리머를 제조하였다.
복합섬유를 제조하기 위해 상기 제1 성분의 용융 온도를 260℃, 제2 성분의 용융 온도를 280℃로 하고, 방사 온도를 270℃로 하여 복합방사 하였고, 이때 제1성분과 제2 성분의 토출 중량비는 50 : 50으로 하였다. 연신을 위한 1차 고뎃 롤러의 속도는 1,500mpm, 온도는 92℃, 2차 고뎃 롤러의 속도는 4,000mpm, 온도는 135℃ 로 진행하였으며, 권취 속도는 3,940mpm으로 권취하여 60데니어, 48필라멘트이고 단면형상이 8자형인 하기 표 1과 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
[화학식 9]
Figure 112013115658510-pat00025
[화학식 10]
Figure 112013115658510-pat00026
[화학식 11]
Figure 112013115658510-pat00027
[화학식 12]
Figure 112013115658510-pat00028

<실시예 2 내지 11>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표1 및 2와 같이 제2 성분에 포함되는 단량체의 몰%, 제1성분과 제2성분의 토출 중량비 등을 변경하여 하기 표 1 및 2와 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
<실시예 12>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 복합방사 후 연신 전에 부분연신을 위해 제1 고뎃롤러 속도 2700mpm, 제2 고뎃롤러 속도 2750mpm으로 부분연신 수행하여 100 데니어 24 필라멘트의 부분연신사(POY)를 제조 후 연신공정을 수행하였으며, 이때 연신비를 1.75, 연신공정에서 열고정 온도(제2 고뎃롤러 온도)를 170℃로 하여 하기 표 4와 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
<실시예 13 내지 17>
실시예 12와 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 4와 같이 열고정 온도를 변경하여 하기 표 4와 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
<실시예 18>
실시예 12와 동일하게 실시하여 제조하되, 복합방사와 연신공정 사이에 부분연신하는 공정을 생략하여 하기 표 4와 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
<실시예 19 내지 22>
실시예 12와 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 5와 같이 연신비를 변경하여 하기 표 5와 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
<실시예 23>
복합가공사를 제조하기 위해 먼저 상기 실시예 12의 폴리에스테르 복합섬유를 준비하였다. 복합가공사에 포함될 이종의 섬유로 이산화티탄이 폴리에스테르 섬유에 1.5중량% 포함되고, 고유점도가 0.6dl/g인 성분을 통상의 폴리에스테르 방사구금을 사용하여 방사온도 280℃, 방사속도 2800mpm으로 방사하여 제1 고뎃롤러의 속도는 2800 mpm. 제2 고뎃롤러의 속도는 2810 mpm로 부분연신된 단면의 형상이 원형이고 75데니어 36 필라멘트인 폴리에스테르 섬유를 제조하였다.
상기 두 종류의 섬유들을 3.2 kg/m2공기압으로 공기교락하여 하기 표 6과 같은 복합가공사를 제조하였다.
<실시예 24 내지 27>
상기 실시예 23과 같이 실시하여 제조하되, 공기압을 하기 표 6과 같이 변경하여 하기 표 6과 같은 복합가공사를 제조하였다.
<비교예 1 내지 5>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표1과 같이 제2 성분에 포함되는 단량체의 몰%, 제1성분과 제2성분의 토출 중량비 등을 변경하여 하기 표 3과 같은 폴리에스테르 복합 섬유를 제조하였다.
<비교예 6>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 복합방사 후 부분연신 공정 수행 후 연신공정을 생략하고 하기 표 4와 같은 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 5를 통해 제조된 폴리에스테르 복합섬유에 대해 하기 물성을 측정하여 하기 표 1 내지 3에 나타내었다.
1. 강도 및 신도
강도 및 신도의 측정은 자동 인장 시험기(Textechno 사)를 사용하여 200 cm/min의 속도, 50 cm의 파지 거리를 적용하여 측정하였다. 강도와 신도는 섬유에 일정한 힘을 주어 절단될 때까지 연신시켰을 때 걸린 하중을 데니어(Denier;de)로 나눈 값(g/de)을 강도, 늘어난 길이에 대한 처음 길이를 백분율로 나타낸 값(%)을 신도로 정의하였다.
2. 방사조업성(%)
방사조업성을 평가하기 위해 만관율(%)을 통해 측정하였으며, 만관율은 본 발명에 따른 폴리에스테르 복합섬유(연신사 또는 부분연신사) 9kg 드럼을 만권으로 하여 방사하였을 때의 절사없는 폴리에스테르 복합섬유의 수율로서,
Figure 112013115658510-pat00029
으로 계산하였다.
3. 리소나 수축율(Leesona shrinkage, %) 및 잔존 수축율(Residual shrinkage, %)
복합섬유의 신축성을 평가하기 위해 리소나 수축율과 잔존 수축율을 평가하였으며, 리소나 수축율은 연신처리한 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율로 계산하였다.
또한, 잔존 수축률은 연신처리한 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율로 계산하였다.
<실험예 2>
상기 실시예 12 내지 22 및 비교예 6을 통해 제조된 폴리에스테르 복합섬유에 대해 하기 물성을 측정하여 하기 표 4 및 5에 나타내었다.
1. 비수 수축률(%)
비수수축률은 섬도(데니어)*2g의 하중을 걸어 원사의 길이를 측정하고, 이후 100℃ 온도의 비등수에 원사를 30분간 처리하여 건조 후의 원사의 길이를 측정하여
Figure 112013115658510-pat00030
로 계산하였다.
2. 리소나 수축율(Leesona shrinkage, %) 및 잔존 수축율(Residual shrinkage, %)
복합섬유의 신축성을 평가하기 위해 리소나 수축율과 잔존 수축율을 평가하였으며, 리소나 수축율은 연신처리한 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율로 계산하였다.
또한, 잔존 수축률은 연신처리한 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율로 계산하였다.
3. 강도 및 신도
강도 및 신도의 측정은 자동 인장 시험기(Textechno 사)를 사용하여 200 cm/min의 속도, 50 cm의 파지 거리를 적용하여 측정하였다. 강도와 신도는 섬유에 일정한 힘을 주어 절단될 때까지 연신시켰을 때 걸린 하중을 데니어(Denier;de)로 나눈 값(g/de)을 강도, 늘어난 길이에 대한 처음 길이를 백분율로 나타낸 값(%)을 신도로 정의하였다
<실험예 3>
상기 실시예 23 내지 27을 통해 제조된 복합가공사에 대해 하기 물성을 측정하여 하기 표 6에 나타내었다.
1. 강도 및 신도
강도 및 신도의 측정은 자동 인장 시험기(Textechno 사)를 사용하여 50 cm/min의 속도, 50 cm의 파지 거리를 적용하여 측정하였다. 강도와 신도는 섬유에 일정한 힘을 주어 절단될 때까지 연신시켰을 때 걸린 하중을 데니어(Denier;de)로 나눈 값(g/de)을 강도, 늘어난 길이에 대한 처음 길이를 백분율로 나타낸 값(%)을 신도로 정의하였다.
2. 비수 수축률(%)
비수수축률은 섬도(데니어)*2g의 하중을 걸어 원사의 길이를 측정하고, 이후 100℃ 온도의 비등수에 원사를 30분간 처리하여 건조 후의 원사의 길이를 측정하여
Figure 112013115658510-pat00031
로 계산하였다.
3. 리소나 수축율(Leesona shrinkage, %) 및 잔존 수축율(Residual shrinkage, %)
복합섬유의 신축성을 평가하기 위해 리소나 수축율과 잔존 수축율을 평가하였으며, 리소나 수축율은 연신처리한 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율로 계산하였다. 또한, 잔존 수축률은 연신처리한 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율로 계산하였다.
4. I/L 도
I/L도의 의미는 원사 1m당 집속되어 있는 정도를 의미하며, 그 수치가 높을수록 집속정도가 큰 것을 의미하고, 원사 1 m 당 집속된 부분의 개수를 육안으로 카운팅하여 측정하였다.
5. 혼섬도
혼섬도를 평가하기 위해 전문가 육안평가를 실시하여 평가하였다.
6. 원단 신축성
상기 실시예 21 내지 25를 통해 제조된 복합가공사를 경사 및 위사로 하여 제직을 통해 가로, 세로 각각 1m, 1m인 직물을 제조하였고, 상기 직물에 대해 신축성 평가는 KSK 0352 5.2.2 의 측정방법에 의해 10회 측정하여 계산하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
제1성분 TPA : EG 몰비 1 :
1.12		 1 : 1.12 1 : 1.12 1 : 1.12 1 : 1.12 1 : 1.12
고유점도(dl/g) 0.50 0.45 0.55 0.50 0.50 0.50
제2성분 화학식9
단량체
1몰당		 화학식10(몰비) 1.007 0.950 1.042 1.008 0.991 1.007
화학식11(몰비) 0.112 0.168 0.078 0.112 0.112 0.112
화학식12
(몰비/분자량)		 0.001/
1000		 0.002/
1000		 0 0 0.017/
1000		 0.001/
400
고유점도(dl/g) 0.70 0.75 0.70 0.70 0.70 0.70
복합섬유 고유점도 차(dl/g) 0.2 0.3 0.15 0.2 0.2 0.2
제1성분 : 제2성분 중량비 50:50 40:60 60:40 50:50 50;50 50:50
섬도(데니어/필라멘트수) 60/48 60/48 60/48 60/48 60/48 60/48
단면형상 8자형 8자형 8자형 8자형 8자형 8자형
강도(g/de') 2.80 2.68 2.60 2.55 2.60 2.70
신도(%) 22.0 23.0 23.5 25.0 23.7 24.0
만관율(%) 95 90 95 88 86 87
리소나수축율(%) 10 9 8 8 7 8
잔존수축율(%) 45 42 40 38 37 36
*SBS : 사이드 바이 사이드형 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11
제1성분 TPA : EG 몰비 1 :
1.12		 1 :
1.12		 1 :
1.12		 1 : 1.12 1 : 1.12
고유점도(dl/g) 0.50 0.50 0.55 0.50 0.50
제2성분
 화학식9
단량체
1몰당		 화학식10(몰비) 1.007 1.007 1.007 1.007 1.007
화학식11(몰비) 0.112 0.112 0.112 0.112 0.112
화학식12
(몰비/분자량)		 0.001/
12,000		 0.001/
1000		 0.001/
1000		 0.001/
1000		 0.001/
1000
고유점도(dl/g) 0.7 0.70 0.60 0.70 0.70
복합섬유 고유점도 차(dl/g) 0.2 0.2 0.05 0.2 0.2
제1성분 : 제2성분 중량비 50:50 50:50 50:50 20:80 80:20
섬도(데니어/필라멘트수) 60/48 60/48 60/48 60/48 60/48
단면형상 8자형 SBS 8자형 8자형 8자형
강도(g/de') 2.4 2.6 2.7 2.4 2.4
신도(%) 26 25.5 27 27 25
만관율(%) 74 88 82 75 72
리소나수축율(%) 6 8 5 5.5 5
잔존수축율(%) 30 40 27 28 25
비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
제1성분 TPA : EG 몰비 1 :
1.12		 1 :
1.12		 1 :
1.12		 1 : 1.12 1 : 1.12
고유점도(dl/g) 0.50 0.50 0.50 0.45 0.45
제2성분 화학식9
단량체
1몰당		 화학식10(몰비) 1.119 1.074 1.074 1.12 0.829
화학식11(몰비) 0 0.045 0.045 0 0.28
화학식12
(몰비/분자량)		 0.001/
1,000		 0.001/
1000		 0.001/
1000		 0 0.011/
1000
고유점도(dl/g) 0.7 0.70 0.70 0.75 0.75
복합섬유 고유점도 차(dl/g) 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3
제1성분 : 제2성분 중량비 50:50 50:50 25:70 50:50 60:40
섬도(데니어/필라멘트수) 60/48 60/48 60/48 60/48 60/48
단면형상 8자형 8자형 8자형 8자형 8자형
강도(g/de') 2.6 2.5 2.7 2.5 2.6
신도(%) 23 22 25 26 25
만관율(%) 90 82 70 82 65
리소나수축율(%) 2 4 4 5 10
잔존수축율(%) 15 20 20 23 55
구체적으로 상기 표 1 내지 3에서 화학식 11을 단량체로 포함하지 않은 비교예 1은 실시예들에 비해 리소나 수축율 및 잔존 수축율이 현저히 감소하여 신축성이 매우 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 화학식 11을 단량체로 포함하는 경우에도 적게 포함한 비교예 2의 경우 신축성 향상이 미미함을 확인할 수 있다.
또한, 화학식 12를 단량체로 포함하지 않은 실시예 4는 실시예 1에 비해 신축성이 현저히 감소하였으며, 만관율이 저하되어 방사작업성이 좋지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 화학식 12를 단량체로 포함하더라도 제2 성분 중에 많은 몰%로 포함된 실시예 5는 신축성이 떨어지고, 방사작업성이 저하되었음을 확인할 수 있고, 화학식 12의 단량체 분자량이 너무 작은 경우인 실시예 6 역시 신축성과 방사작업성이 저하되었음을 확인할 수 있으며, 화학식 12의 단량체 분자량이 너무 큰 실시예 7의 경우에 신축성과 방사작업성이 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.
또한, 복합섬유의 단면형상이 8자형인 실시예 1에 비해 사이드-바이-사이드형인 실시예 8이 방사작업성이 신축성면에서 좋지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 제1 성분과 제2 성분의 고유점도차이가 0.2인 실시예 1에 비해 고유점도 차이가 0.05에 불과한 실시예 9는 신축성과 방사작업성이 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.
또한, 복합섬유 내 제1 성분과 제2 성분의 중량비가 70: 30 ~ 30 : 70을 벗어나는 실시예 10 및 11의 경우 실시예 1에 비해 방사작업성과 신축성이 저하됨을 알 수 있다.
실시예12 실시예13 실시예14 실시예15 실시예16 실시예17
열고정온도(℃) 170 130 140 150 160 180
연신비 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75
섬도(De') 100.93 100.48 99.94 101.55 101.2 101.5
강도(g/De') 2.64 2.42 2.49 2.57 2.48 2.4
신도(%) 23.59 22.3 22.57 23.35 22.02 22.57
비수
수축률(%)		 모노사1 7.38 11.64 10.45 9.65 7.11 6.62
모노사2 7.48 11.8 10.9 9.68 7.05 8.21
모노사3 7.05 11.54 10.54 9.22 7.22 9.42
평균 7.30 11.66 10.63 9.52 7.13 8.08
평균±0.3%
모노사(%)		 100 100 100 100 100 66.6%
리소나수축률(%) 10.8 10.3 10.4 10.6 10.9 10.4
잔존수축률(%) 43.3 43.6 43.5 43.8 44.1 43.6
모우 및 외관 양호 보통 양호 양호 양호 보통
실시예18 실시예19 실시예20 실시예21 실시예22 비교예6
열고정온도 170 170 170 170 170 -
연신비 1.75 1.6 1.7 1.8 1.85 -
섬도(De') 102.21 104.57 103.45 97.83 95.48 99.42
강도(g/De') 2.3 2.21 2.47 2.68 2.94 1.4
신도(%) 26.5 28.49 25.23 19.68 17.8 140.54
비수
수축률(%)		 모노사1 7.8 8.52 7.42 8.18 10.24 측불
모노사2 7.1 6.11 7.91 8.51 10.84 측불
모노사3 7.3 9.52 7.11 8.94 10.35 측불
평균 7.5 8.18 7.48 8.54 10.48 측불
평균±0.3%
모노사(%)		 100 66.6% 100 100 100 측불
리소나수축률(%) 6.2 6.4 9.6 12.5 14.3 측불
잔존수축률(%) 25.2 33.5 39.4 46.5 45.1 측불
모우 및 외관 양호 양호 양호 양호 미세모우 양호
구체적으로 상기 표 4 및 5에서 열고정온도가 130℃인 실시예 13은 열고정 온도가 낮음에 따라 강도가 저하되었음을 확인할 수 있고, 또한, 모우 및 외관의 평가에서 양호하지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 열고정 온도가 180℃인 실시예 17의 경우 강도가 저하되고, 외관 평가에서 양호하지 않을 뿐만 아니라 비수수축률의 편차가 매우 심한 것을 확인할 수 있다.
또한, 부분연신을 수행하지 않고 방사 후 연신공정을 실시한 실시예 18의 경우 리소나 수축률과 잔존수축률이 현저히 저하됨을 확인할 수 있으며, 연신비가 1.6인 실시예 19의 경우 리소나 수축률과 잔존수축률이 현저히 저하되었으며, 동시에 비수수축률의 편차까지 현저히 증가했음을 확인할 수 있다. 또한, 연신비가 1.85인 실시예 22의 경우 원사 외관에 미세모우가 발견되어 섬유의 품질이 저하되었음을 확인할 수 있다.
또한, 연신공정을 수행하지 않은 비교예 6의 경우 강도가 현저히 저하되었으며, 이로 인해 수축률 측정을 할 수 없었다.
실시예23 실시예24 실시예25 실시예26
I/L 압력(kg/m2) 3.2 2.0 2.5 3.5
섬도(De') 179.45 1785 180.39 180.15
강도(g/De') 1.64 1.63 1.68 1.67
신도(%) 28.55 28.19 29.25 28.42
비수수축률(%) 54.46 55.25 52.21 53.25
리소나수축률(%) 48.2 47.3 47.8 48.4
잔존수축률(%) 61.9 58.8 61.5 63.5
I/L도 62 55 58 61
혼섬도 혼섬양호 혼섬불량 혼섬불량 에어루프발생
직물 신축성(%) 25 23 24 25
상기 표 6에서 확인할 수 있듯이, 실시예 23 내지 26의 경우 본 발명에 따른 신축특성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유를 포함함에 따라 이를 혼섬하여 직물로 제직한 원단까지 신축특성이 20% 이상으로 현저하게 우수함을 확인할 수 있다.
다만, 혼섬공정에서 공기교락 시 공기압력이 각각 2.0 kg/m2, 2.5 kg/m2, 3.5 kg/m2인 실시예 24 내지 25의 경우 I/L 도가 62 미만으로 혼섬이 불량하고 실시예 26의 경우 에어루프까지 발생했음을 확인할 수 있다.

Claims (19)

  1. (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제 1성분 및 하기 화학식 1 ~ 3으로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 2로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95 몰비, 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 화학식 3으로 표시되는 단량체가 0.05 ~ 0.20 몰비로 공중합된 성분을 포함하는 제2 성분을 용융시키는 단계;
    (2) 상기 제1 성분 및 제2 성분을 복합방사하는 단계; 및
    (3) 상기 복합방사된 섬유에 대해 연신하는 단계; 를 포함하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.

    [화학식 1]
    Figure 112013115658510-pat00032

    [화학식 2]
    Figure 112013115658510-pat00033

    [화학식 3]
    Figure 112013115658510-pat00034
  2. 제1항에 있어서, 상기 (1) 단계에서
    상기 제2성분에 포함되는 공중합된 성분은 분자량이 440 ~ 4400 인 하기 화학식 4로 표시되는 단량체를 더 포함하며, 화학식 4로 표시되는 단량체는 제2 성분 중 화학식 1로 표시되는 단량체에 대해 1 : 0.0005 ~ 0.003 몰비로 포함된 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.

    [화학식 4]
    Figure 112013115658510-pat00035

    상기 n은 10 ~ 100인 정수임.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (1) 단계에서
    상기 제1 성분의 고유점도는 0.4 ~ 0.6 dl/g 이고, 제2 성분의 고유점도는 0.6 ~ 0.8 dl/g이며, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도 차는 0.1 dl/g 이상인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (2) 단계 이후 복합방사된 섬유의 단면형상은 8자형 또는 사이드-바이-사이드형인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (3) 단계에서
    상기 연신은 연신비를 1.65 ~ 1.83으로 하고, 열고정 온도를 135 ~ 175℃로 수행하는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 단계의 연신 처리된 섬유는 하기의 조건 (a) 및 (b)를 만족하는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.
    (a) 리소나 수축률(%) 7% 이상
    (b) 잔존 수축률(%) 35% 이상
    * 리소나 수축률 : 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
    * 잔존 수축률 : 타래 상태의 연신사에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (2) 단계와 (3) 단계 사이에 부분연신 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유 제조방법.
  8. (ㄱ) 폴리에스테르계 성분 또는 폴리아미드계 성분을 방사하여 섬유를 제조하는 단계; 및
    (ㄴ) 상기 제조된 섬유와 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따라 제조된 복합섬유를 혼섬시키는 단계;를 포함하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (ㄱ) 단계에서 제조된 섬유가 폴리에스테르 섬유인 경우 이산화티탄을 1.0 ~ 2.5 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (ㄴ) 단계의 혼섬은 공기압력을 2.7 ~ 3.4 ㎏/㎠ 로 하여 공기교락에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  11. 제1성분 및 제2성분을 포함하는 폴리에스테르 복합섬유에 있어서,
    상기 제1 성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고,
    상기 제2 성분으로 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 단량체를 모두 포함하며, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 6으로 표시되는 단량체가 1 : 0.8 ~ 0.95몰비, 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 화학식 7로 표시되는 단량체가 0.5 ~ 0.2 몰비로 포함하는 공중합된 성분을 포함하고,
    상기 복합섬유에 대한 평균 비수수축률(%)이 7 ~ 11%이며, 상기 소정의 평균 비수수축률(%)에 대해 ± 0.3% 의 비수수축률(%)을 가지는 복합섬유 모노사가 전체 복합섬유의 90%인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유.
    [화학식 5]
    Figure 112013115658510-pat00036

    [화학식 6]
    Figure 112013115658510-pat00037

    [화학식 7]
    Figure 112013115658510-pat00038
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2성분에 포함되는 공중합된 성분은 분자량이 440 ~ 4400 인 하기 화학식 8로 표시되는 단량체를 더 포함하며, 화학식 8로 표시되는 단량체는 제2 성분 중 화학식 5로 표시되는 단량체에 대해 1 : 0.0005 ~ 0.003 몰비로 포함된 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유.

    [화학식 8]
    Figure 112015003924592-pat00039

    상기 n은 10 ~ 100인 정수임.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 성분의 고유점도는 0.4 ~ 0.6 dl/g 이고, 제2 성분의 고유점도는 0.6 ~ 0.8 dl/g이며, 제2 성분과 제1 성분의 고유점도 차는 0.1 dl/g 이상인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복합섬유의 섬도는 50 ~ 250 데니어이고, 필라멘트수는 24 ~ 84개인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유.
  15. 제11에 있어서,
    상기 복합섬유가 하기의 조건 (c) 및 (d)를 만족하는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유.
    (c) 리소나 수축률(%) 7% 이상
    (d) 잔존 수축률(%) 35% 이상
    * 리소나 수축률 : 타래 상태의 연신사(SDY)에 대해 하중을 20.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
    * 잔존 수축률 : 타래 상태의 연신사(SDY) 에 대해 하중을 1.5g 부여하여 82±3℃의 물에서 10분간 열처리 후 수축된 길이의 원래 상태의 길이에 대한 백분율임.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복합섬유의 단면형상은 8자형 또는 사이드-바이-사이드형인 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 폴리에스테르 복합섬유.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 폴리에스테르 복합섬유, 및 폴리에스테르 섬유 또는 폴리아미드 섬유를 포함하는 복합가공사.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 섬유는 이산화티탄을 1.0 ~ 2.5 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 복합가공사.
  19. 제18항에 따른 복합가공사를 포함하는 원단
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