KR101680332B1

KR101680332B1 - 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101680332B1
Application number: KR1020140167885A
Authority: KR
Inventors: 최재민; 강병호; 김병일
Original assignee: 주식회사 휴비스
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-11-30
Also published as: KR20160064378A

Abstract

본 발명은 폴리에스터 수지를 이용하여 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법에 있어서, 심사와 효과사를 각각의 방사구금을 통해 방사하는 방사단계; 방사된 심사를 80~150℃에서 비접촉식 열처리 하는 열처리단계; 상기 심사와 효과사를 공기 교락을 통해 합사하는 합사단계; 상기 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제1 교락단계; 교락된 심사와 효과사를 제1 고뎃롤러와 40~120℃의 제2 고뎃롤러를 통해 연신하되, 상기 두 개의 고뎃롤러 사이에 오일 마이그레이션 노즐을 통해 오일을 부여하고 교락하는 연신단계; 연신된 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제2 교락단계; 및 교락된 혼섬사를 권취하는 권취단계를 포함하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법{Improved shrinage polyester mixed yarn of different shrinkage and Manufacturing method thereof}

본 발명은 폴리에스터 이수축 혼섬사에 관한 것으로 수축율이 서로 다른 폴리에스터 섬유가 혼섬되어 형성되는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

종래 복합사를 제조하기 위해서는 소재가 되는 원사를 먼저 별도의 프로세스를 통해 제조하여야만 하였는데 고수축 부분과 저수축 부분을 별도로 방사하고 이를 연신기에서 별도의 사도를 이용하여 복합하거나 또는 연신까지 완료된 사를 별도의 합사장치를 사용하여 합사하여야만 하였다. 이렇게 제조된 복합사는 그 제조 공정이 길어 생산시의 제조원가가 비싸게 되며, 서로 제조 프로세스가 다른 이종의 원사가 합쳐짐에 따라 심사와 효과사간의 염착차가 발생하여 직물의 결점으로 나타나는 단점이 있었다. 또한 고속방사에서 공기교락장치 한 개로 교락하여 낮은 교락수가 문제가 되고 있다.

한국공개특허 제2002-0063949호에서는 제조되는 공정이 길어 생산시의 제조원가가 상승되는 공정을 채택하고 있으며, 고수축사인 심사와 저수축사인 효과사를 공기교락으로 혼섬하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 상기 효과사로 미연신사를 열처리 없이 연신하여 얻어진 고배향 연신사를 핫플레이트로 고온 열처리한 저수축사를 사용하는 것을 특징으로 하는 것으로 저수축사의 신도가 낮아 우수한 심색성 및 광택, 촉감을 발현시키지 못하는 문제점이 있다.

또한, 한국공개특허 제2002-0063949호에서 개시한 이수축 혼섬사의 제조방법에서와 같이 저수축사를 핫플레이트에 접촉시켜 열처리하는 경우 일정 연신비가 필요하여 신도가 낮아져 심색성이 낮게 발현되며, 필라멘트사와의 접촉으로 루프 등이 발생하는 등 공정이 불안정해지는 문제점이 있다.

한국공개특허 특1999-0074816호에서 개시한 이수축 혼섬사의 제조방법에서는 고속방사로 인해 낮은 교락수를 낮으며, 이수축 효과 발현이 미흡하여 염색성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 폴리에스터 이수축 혼섬사를 생산하기 위한 공정을 종래의 2~3단계로 실시된 연신과정을 비접촉 열처리를 통해 심사의 결정화도를 높여 공정을 단순화하여 경제성이 높은 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 연신공정에서 사용되는 고뎃롤러의 온도와 비접촉 열처리의 온도를 통해 심사를 고수축화하여 수축율을 향상하고, 2중 공기교락장치를 이용하여 고속의 방속에서 교락수가 높고 우수한 염색성을 갖는 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조할 수 있는 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 폴리에스터 수지를 이용하여 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법에 있어서, 심사와 효과사를 각각의 방사구금을 통해 방사하는 방사단계; 방사된 심사를 80~150℃에서 비접촉식 열처리 하는 열처리단계; 상기 심사와 효과사를 공기 교락을 통해 합사하는 합사단계; 상기 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제1 교락단계; 교락된 심사와 효과사를 제1 고뎃롤러와 40~120℃의 제2 고뎃롤러를 통해 연신하되, 상기 두 개의 고뎃롤러 사이에 오일 마이그레이션 노즐을 통해 오일을 부여하고 교락하는 연신단계; 연신된 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제2 교락단계; 및 교락된 혼섬사를 권취하는 권취단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공한다.

상기 심사 및 효과사의 단면은 원형, 중공형, 삼각형, Y형, 편평단면, 고편평단면 중 어느 하나의 단면형상이되, 상기 심사와 효과사는 서로 다른 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공한다.

상기 연신단계에서 상기 제1 고뎃롤러의 온도는 40~120℃인 것을 특징으로 하는 1단계공정의 폴리에스터 고 이수축 혼섬사 제조방법을 제공한다.

상기 권취단계에서 권취속도는 3800~4600m/min인 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공한다.

제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제공한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법은 심사를 핫튜브를 통한 비접촉식 열처리로 결정화도를 높여 다수의 고뎃롤러를 통한 연신공정을 줄여 공정을 단순화하고 경제성이 높은 효과가 있다.

또한, 연신공정에서 사용되는 고뎃롤러의 온도와 비접촉 열처리의 온도를 통해 심사를 고수축를 통해 수축율이 향상되고, 2중 공기교락장치를 사용하여 혼섬사의 교락수를 높이고 우수한 염색성을 갖게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 2중 공기교락장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 2중 공기교락장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법은 도 1에서와 같이 방사단계, 열처리단계, 합사단계, 제1 교락단계, 연신단계, 제2 교락단계 및, 권취단계로 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기와 같은 제조방법을 실행하기 위한 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치는 도 2에서와 같이 방사장치(11, 13), 핫튜브(20), 합사장치(40), 제1,2 2중 공기교락장치(50, 80), 고뎃롤러(61, 63), 오일 마이그레이션 노즐(70), 권취장치(90)를 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명은 폴리에스터 수지를 이용하여 형성되는 심사와 효과사가 서로 교락되어 제조되는 이수축 혼섬사의 제조방법으로 상기 방사단계는 심사와 효과사를 도 2에서와 같이 각각의 방사장치(11,13)를 통해 방사한다.

상기 심사 및 효과사의 단면은 원형, 중공형, 삼각형, Y형, 편평단면, 고편평단면 중 어느 하나의 단면형상으로 형성될 수 있을 것이다.

상기 심사와 효과사의 단면은 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 수축율 차이를 위해 상기 심사와 효과사는 서로 다른 단면을 갖는 것이 바람직할 것이다.

상기 열처리단계는 방사된 심사를 비접촉식 열처리 하는 단계로 도 2에서와 같이 핫튜브(20)를 통해 열처리할 수 있다.

본 발명에서는 방사단계를 통해 방사된 심사는 비접촉식 열처리 즉 핫튜브(20)을 통과하여 열처리함으로써 높은 신도를 나타내어 최종적으로 제조되는 이수축 혼섬사의 심색성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 고뎃롤러의 속도차에 의한 연신이 크지 않아 신도가 높고 우수한 심색성이 발현될 수 있다. 또한, 핫튜브(20)를 통한 비접촉식 열처리를 통해 심사의 결정화도를 높여 연신공정을 줄일 수 있다.

상기 열처리단계에서 열처리 온도에 따라 심사의 물성이 바뀌게 되는 것으로 열처리 온도는 80~120℃인 것이 바람직할 것이다.

상기 합사단계는 상기 심사와 효과사를 공기 교락을 통해 합사하는 단계로 일반적인 공기교락인 합사장치(40)를 통해 심사와 효과사를 합사할 수 있다.

상기 열처리단계와 상기 합사단계 전에 상기 심사 및 효과사에 오일을 부여하여 제조공정 중에 발생될 수 있는 사절을 방지할 수 있다.

상기 심사와 효과사에 오일을 부여하는 방법을 도 2에서와 같이 오일링 노즐(30)을 이용하여 심사와 효과사에 오일을 부여할 수 있을 것이다.

상기 합사단계에서 공기교락의 공기압은 0.2~3.0kgf/㎠로 공기교락하여 심사와 효과사를 합사하는 것이 바람직할 것이다.

상기 제1 교락단계는 상기 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 단계로 제1 2중 공기교락장치(50)를 통해 교락한다.

상기 폴리에스터 이수축 혼섬사의 교락수를 증가시키기 위해 도 3에서와 같은 공기교락을 2회 연속으로 교락시키는 2중 공기교락장치를 이용하여 상기 심사와 효과사를 교락시킨다.

상기 제1 교락단계에서 공기교락시 공기압은 0.5~4.0kgf/㎠로 공기교락시키는 것이 바람직할 것이다.

상기 연신단계는 교락된 심사와 효과사를 제1 고뎃롤러(61), 제2 고뎃롤러(63)를 통해 연신하는 단계이다.

상기 연신단계에서 상기 두 개의 고뎃롤러(61, 63) 사이에 오일 마이그레이션 노즐(70)을 통해 합사된 심사와 효과사에 오일을 부여하고 교락시킨다.

또한, 상기 연신단계에서 제2 고뎃롤러를 40~120℃로 가열된 상태에서 연신하여 상기 열처리단계와 연신단계를 통해 심사를 고수축화시킬 수 있다.

상기 제1 고뎃롤러를 40~120℃로 가열된 상태에서 연신단계를 진행하여 심사의 수축성을 더욱 높일 수 있을 것이다.

상기 오일 마이그레이션 노즐(70)은 오일과 함께 공기분사를 통해 합사된 심사와 효과사와 고뎃롤러 사이의 마찰을 조절하고 사절을 방지하며, 공기분사로 심사와 효과사를 다시 한번 교락시킨다.

상기 심사와 효과사는 고뎃롤러 사이에서 높은 열을 받아 연신력이 커짐으로 인한 주행장력의 증가로 이후의 주행시 대금속 마찰계수(F/Mud)가 높아짐으로 작업성 저하의 원인이 되므로 균일한 오일링을 통한 마찰계수 저하를 목적으로 하는 오일 마이그레이션 노즐을 사용하여야 한다.

상기 연신단계에서 상기 두 개의 고뎃롤러는 3000~5000m/min의 속도로 연신하며, 상기 오일 마이그레이션 노즐의 공기압은 0.2~3.0kgf/㎠인 것이 바람직할 것이다.

상기 제2 교락단계는 연신된 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 단계로 제2 공기교락장치(80)로 교락한다.

상기 제2교락단계는 상기 제1 교락단계와 같이 도 3에서와 같은 공기교락을 2회 연속으로 교락시키는 2중 공기교락장치(80)를 이용하여 상기 심사와 효과사를 교락시킨다.

상기 제2 교락단계에서 공기교락시 공기압은 2.0~8.0kgf/㎠인 것이 바람직할 것이다.

상기 권취단계는 교락된 혼섬사를 권취하는 단계로 일반적인 권치장치(90)를 통해 권취할 수 있다.

상기 권취단계에서 권취속도는 3800~4600m/min인 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법 및 제조장치는 3800m/min 이상으로 고속으로 공정이 실시되므로 공기교락의 효과가 떨어질 수 있다. 따라서 심사와 효과사를 합사단계를 통해 합사한 후, 제1교락단계와 제2 교락단계로 교락을 실시하여 이를 교락수를 향상시킬 수 있다.

또한, 심사와 효과사의 주행장력을 0.1~0.8g/De 정도로 설정한 후 2차 교락단계에서 공기압을 2.0~8.0kgf/㎠ 정도로 하여 1차 공기단계에서 교락되지 않은 잔여부분에 대한 2차 교락을 실시한 후 최종 권취를 하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법 및 제조장치는 교락수 저하를 방지하기 위해 고뎃롤러를 거치기 전에 합사하여 교락시킨 후 합사된 사가 고뎃롤러를 통과 시킨다. 이러한 방법은 심사의 비결정영역이 커지기 때문에 신도가 높아져 교락수를 증가시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법 및 제조장치를 통해 제조되는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사의 평균 교락수는 1m당 40~90개인 것이 바람직할 것이다.

이하 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 4

폴리에스터 섬유 원형단면의 75De'/36fila를 심사로 원형단면의 150De'/72fila를 효과사로 사용하였으며, 도 1의 제조방법과 도 2의 제조장치로 본 발명에 따른 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였으며, 실시예 1 내지 4는 각각 제조공정조건을 달리하여 제조하였고, 제조공정조건을 표 1에 나타내었다.

비교예 1

실시예 1과 동일하게 제조하되, 제1 교락단계를 진행하지 않았으며, 제1, 제2 고뎃롤러를 가열하지 않고 연신단계를 진행하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다. 제조공정조건을 표 1에 나타내었다.

비교예 2

실시예 1과 동일하게 제조하되, 제1 교락단계와 오일 마이그레이션 노즐을 진행하지 않았으며, 제1, 제2 고뎃롤러를 가열하지 않고 연신단계를 진행하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다. 제조공정조건을 표 1에 나타내었다.

구분	합사단계	제1교락단계	오일 마이그레이션 노즐	제2교락단계	제1 고뎃롤러	제2 고뎃롤러	핫튜브	권취속도
구분	공기압(kgf/㎠)				온도(℃)			속도 (m/min)
실시예 1	0.8	1.2	0.8	5.5	OFF	115	110	4400
실시예 2	0.8	1.2	0.8	5.5	OFF	105	110	4400
실시예 3	0.8	1.2	0.8	5.5	OFF	105	110	4200
실시예 4	0.8	1.2	0.8	5.5	95	105	110	4400
비교예 1	0.8	-	0.8	5.5	OFF	OFF	100	4400
비교예 2	0.8	-	-	5.5	OFF	OFF	140	3200

◈ 복합섬유의 방사공정성 및 물성 평가

○ 평가방법

* 방사 공정성 평가 : 방사하는 동안 섬유가 절단되어 끊어지는 횟수

- 양호 : 1회/일 미만

- 불량 : 1회/일 이상~10회/일 미만

- 매우불량 : 10회/일 이상

* 염색성 평가: 10명의 연구원의 감성평가로 평가하였다.

* 교락수 : 혼섬사 10m의 교락수를 측정 후 1m 당 평균 교락수를 계산하였다.

* 100W(%) : 폴리에스테르 원사 기존길이와 100℃ 끓는물에서의 줄어든 길이차(100g 추 이용)

- 권취 횟수(N) = 3000/(섬도*2) (추 100g일 경우)

- 100w = (a-b / b) *100

구분	교락수(개/m)	100W(%)	염색성(육안)	방사공정성
실시예 1	78	15	◎	○
실시예 2	80	21	◎	○
실시예 3	84	25	○	○
실시예 4	75	18	△	○
비교예 1	48	11	X	○
비교예 2	52	50	X	△
* 염색성, 방사공정성 : ◎: 매우양호, ○: 양호, △: 보통, X: 불량

표 2에서와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 비교예 1, 2에 비해 염색성(점미발생)이 좋은 것을 알 수 있고 심사의 고수축화되어 수축율이 향상된 것을 알 수 있으며, 교락수가 매우 증가한 것을 알 수 있을 것이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>
방사장치 : 11, 13 핫튜브 : 20
오일링 노즐 : 30 합사장치 : 40
제1 2중 공기교락장치 : 50 제1 고뎃롤러 : 61
제2 고뎃롤러 : 63 오일 마이그레이션 노즐 : 70
제2 2중 공기교락장치 : 80 권취장치 : 90

Claims

폴리에스터 수지를 이용하여 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법에 있어서,
심사와 효과사를 각각의 방사구금을 통해 방사하는 방사단계;
방사된 심사를 80~150℃에서 비접촉식 열처리 하는 열처리단계;
상기 심사와 효과사를 공기 교락을 통해 합사하는 합사단계;
상기 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제1 교락단계;
교락된 심사와 효과사를 제1 고뎃롤러와 40~120℃의 제2 고뎃롤러를 통해 3000~5000m/min의 속도로 연신하되, 상기 두 개의 고뎃롤러 사이에 오일 마이그레이션 노즐을 통해 오일을 부여하고 교락하는 연신단계;
연신된 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제2 교락단계; 및
교락된 혼섬사를 3800~4600m/min 속도로 권취하는 권취단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 심사 및 효과사의 단면은 원형, 중공형, 삼각형, Y형, 편평단면, 고편평단면 중 어느 하나의 단면형상이되, 상기 심사와 효과사는 서로 다른 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 연신단계에서 상기 제1 고뎃롤러의 온도는 40~120℃인 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수축율이 향상된 폴리에스터 이수축 혼섬사.