KR101942857B1 - 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 및 이를 이용한 직물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부분 배향 잠재권축사를 심사(Core)로 이용하고, 무기입자를 함유하는 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사(Polyester Yarn)를 중간사, 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사(Sheath)로 이용한 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 저점도/개질 고점도 폴리에스테르 사이드 바이 사이드형 잠재권축사를 심사로, 자연스러운 광택이 나는 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 중간사, 금속성 광택을 섬유 표면에 나타내는 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 이용하여 고신축성 및 은은하고 자연스러운 광택을 가지며 드레이프성이 우수하고 가격 경쟁력이 있는 고신축 폴리에스테르 복합사 및 이를 이용한 직물의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 부분 배향 잠재권축사를 심사(Core)로 이용하고, 무기입자를 함유하는 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사(Polyester Yarn)를 중간사, 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사(Sheath)로 이용한 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 저점도/개질 고점도 폴리에스테르 사이드 바이 사이드형 잠재권축사를 심사로, 자연스러운 광택이 나는 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 중간사, 금속성 광택을 섬유 표면에 나타내는 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 이용하여 고신축성 및 은은하고 자연스러운 광택을 가지며 드레이프성이 우수하고 가격 경쟁력이 있는 고신축 폴리에스테르 복합사 및 이를 이용한 직물의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 신축성을 부여한 가공사는 활동성이 강한 신축성 소재로 주로 사용되어 왔었으나, 최근에 와서는 패션 소재로 상당히 많은 인기를 갖게 되어서 Suit, Pants, 수영복 등 각종 용도로 폭 넓게 사용되고 있는 고가의 원사이다.
폴리에스테르나 폴리아미드 등의 합성섬유는, 그 우수한 물리적 및 화학적 특성에 의해, 의류용뿐만 아니라, 산업용으로 널리 사용되고 있고, 공업적으로 중요한 가치를 지니고 있다. 그러나 이들 합성섬유는, 그 모노 데니어가 단일한 분포를 갖고, 보온성에서 마, 면 등의 천연섬유와 차이가 큰 결점이 있었으며, 이러한 결점을 개선하기 위해, 합성섬유를 중공화하는 것이 널리 행해지고 있다.
위와 같은 폴레에스테르 합성섬유의 제조에 있어서, 사용되는 용도에 따라 제조된 섬유의 빛이 나는 정도를 조절하기 위하여는 무기물(예를 들어 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO) 등)을 투입하여 제조하는 것이 보통이며, 폴리아미드(polyamide) 계열인 나일론(nylon)이나 폴리에스테르(polyester) 계열인 테토론, 트릴론(tetolon & trilon) 그리고 폴리우레탄(polyurethane) 계의 스판덱스(spandex) 등을 적용하여 실의 광택을 조절하게 되고, 생산된 실의 광택에 따라 제조된 실을 분류하면 세미 덜(Semi Dull), 풀 덜(Full Dull), 브라이트(Bright)의 3가지로 구분하는 것이 일반적이다. 섬유의 광택과 투과율을 조절하여 제조하기 위해서는 실의 제조를 위한 방사과정에서 TiO2 또는 SiO2의 함량을 조절함으로써 실의 광택과 투과율을 조절하며 제조할 수 있게 되는 것이다.
섬유의 제조를 위한 방사 시에 TiO2 또는 SiO2의 함량에 따라 각각 제조된 섬유의 광택이 달라지며 상기 TiO2 또는 SiO2의 함량이 많을수록 광택이 나지 않으며, 상기 TiO2 함량이 0.5 ~ 1.5 중량% 수준인 세미 덜이 일반적으로 가장 많이 사용되는 것이다. 또한, 상술한 풀 덜은 속이 비치지 않는 수영복 등의 원단을 제조하기 위하여 적은 광택이 필요하거나 원단 자체에 찰랑찰랑한 드롭(DROP)성이 요구될 때 많이 사용되며 TiO2 함량이 2.0 중량% 이상을 이루도록 형성되는 것이다. 그리고 상기 브라이트(BRIGHT)는 보통 사틴(SATIN)과 같은 조직으로 제조하여 우수한 광택을 부여하는 란제리나 여성용 블라우스 등에 많이 사용되며, TiO2 함량이 0 ~ 0.5 중량% 수준을 이루도록 형성되는 것이다.
그러나 위와 같이 다양한 원단을 제조하기 위하여 사용되는 실이 풀 덜과 세미 덜 만으로 이루어지는 경우에는 제조된 의류의 연성은 우수하나, 수축률이 낮아 특정부위가 외력에 의해 쉽게 늘어날 수 있는 문제점이 있었다
종래에 가연사를 이용하는 신축성 직물의 제조 방법이 한국 공개 특허 제1992-25482호에 공개된 바 있으나, 이 방법은 가연사의 신축성에 한계가 있기 때문에 직물의 고신축성을 저하시키는 문제점이 있었다.
종래의 폴리에스테르 고신축사는 저점도 및 고점도 폴리에스테르를 복합 방사하여 이수축 복합 혼섬사를 제조하고 있는데, 출원번호 제2003-0047497호에서는 "2종의 폴리머 즉, 고유점도 0.4 ~ 0.59인 PET 폴리머와 고유점도 0.6 ~ 0.85인 PET 폴리머를 사이드-바이-사이드 단면형태로 복합 방사하여 복합 권축률이 20% 이상인 잠재권축사를 제조하는 방법"을 개시하고 있다. 또한 특허출원 제2003-0026094호 및 제2009-0134146호에서 역시 점도가 상이한 2종의 PET 폴리머를 이용하여 잠재권축성을 향상시키는 방법을 개시하고 있다.
이렇게 제조되는 잠재권축사를 심사로 하고 일반 폴리에스테르사를 초사로 하여 복합사를 제조하여 직물을 제조하면 볼륨감이 우수하고 천연스러운 질감을 가지면서 신축성이 우수한 편직물이 제조될 수 있다.
이러한 복합사 제조에 사용되는 초사인 폴리에스테르사는 일반적으로 복합사 제조 후 자발신장이 가능한 부분 배향사(Partially Oriented Yarn, POY)를 사용함으로써, 편직물 제조 후 후처리 공정에서 심사와의 수축률 차이에 의한 볼륨감을 극대화하고 있다.
지금까지 개발된 대부분의 잠재권축사와 폴리에스테르사를 이용한 복합 가공사에 있어서 수축률 차이를 고려하여 잠재권축사 심사와 폴리에스테르 초사를 모두 부분 배향사(POY)로 선정하고 연신 공정 및 후처리 공정을 통해 수축률 차가 최대로 되도록 설계하여 볼륨감과 신축성을 극대화하는 방향으로 개발이 진행되었다.
한국등록특허 제10-1290954호에서는 심사로 부분 배향(POY) 잠재권축사를 사용하고 초사로 부분 배향(POY) 폴리에스테르사를 사용하면서 심사만을 연신 열처리함으로써 심사와 초사간 수축률 차이를 극대화하였다.
한국등록특허 제10-1579232호에서는 심사로 사이드-바이-사이드형 잠재권축사를 사용하고 초사로 부분 배향(POY) 폴리에스테르사를 사용하면서 초사만을 연신 열처리함으로써 8% 정도의 수축률 차이에 도달하고 있다.
한국등록특허 제10-1423207호에서는 심사로 잠재권축사를 사용하고 초사로 무기안료를 함유하는 부분 배향(POY) 폴리에스테르사를 사용하면서 심사만을 연신 열처리함으로써 심사와 초사간 수축률 차이를 달성하고 있다.
또한, 신축성을 가지는 폴리에스테르 원사의 제조방법으로는 고점도/저점도 폴리에스테르 잠재권축사 단사를 이용한 일례가 공지된 바 있다. 그 일례로, 일본 공개 특허 제2000-160443호에서는 에틸렌테레프탈레이트 단위를 포함하고 제3성분을 공중합 시킨 고점도 폴리에스테르와 에틸렌테레프탈레이트 단위만으로 되는 저점도 폴리에스테르로 된 접합형 복합섬유를 개시하고 있다. 상기 복합섬유는 소정의 인출 속도로 냉각 방출하여 신축성이 향상되었으나, 고점도 및 저점도 폴리에스테르 잠재권축사만으로 생산되기 때문에 비용이 높고 그로 인해 제조된 직물에서 촉감이 Harsh한 문제점과 기능성이 부족한 문제점을 가지고 있다.
또한, 다른 종래 발명으로는 심사 및 초사를 사용하여 권축 필라멘트사가 지니는 고유의 권축(crimp) 특성에 의하여 탄력성, 신장성 등을 높이는 방법에 대한 발명이 있으나, 상기 종래 방법으로는 높은 권축 특성이 있는 섬유들의 교락 강도를 높여줄 수 없어서, 복합 가공사를 만들기 어려운 문제가 지적되어 왔다.
기존의 고수축 잠재권축사를 심사로 하고, 초사로 폴리에스테르 연신사 또는 부분 배향사를 이용한 폴리에스테르 복합 가공사는 두 가지 원사만을 복합할 수밖에 없기 때문에, 고수축성 및 볼륨과, 신축성, 탄성 회복력이 우수하기는 하나 원사 자체가 가지는 특성으로 인하여 은은하고 자연스러운 광택을 가지며 드레이프성이 우수한 특성을 발휘할 수가 없었다.
본 발명은 신축 기능성 및 기계적 물성을 고려하여 저점도/고점도 폴리에스테르 부분 배향(POY) 잠재권축사를 심사로, 자연스러운 광택이 나는 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 중간사, 금속성 광택을 섬유 표면에 나타내는 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 선정하고, 심사인 상기 잠재권축사를 연신 및 비접촉 열처리한 후, 중간사 및 초사와 함께 공기교락시켜 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한, 이렇게 제조된 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 연사한 다음, 제직 및 편직하여 제조된 편직물을 제조함으로써, 신축성, 신축 회복성, 볼륨감 및 드레이프성 등이 우수하면서도 은은하고 자연스러운 광택을 발휘할 수 있는 의류용 편직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 저점도 폴리에스테르와 고점도 폴리에스테르를 사이드-바이-사이드형의 전체 섬도가 100 ~ 180 데니어인 부분 배향(POY) 폴리에스테르 잠재권축사의 심사연신단계; 상기 연신된 사이드-바이-사이드형 폴리에스테르 잠재권축사를 심사로, 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 중간사로, 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 연신 장치에 공급하는 사공급 단계: 상기 심사를 연신 및 비접촉식 열처리하고, 중간사 및 초사와 사도를 일치시키는 단계: 연신 및 열 처리된 심사, 중간사 및 초사를 공기 교락을 통해 합사 하는 공기교락 단계;및 공기교락된 복합사를 권취하는 권취 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 연신 및 비접촉식 열처리 단계는 제1롤러와 제2롤러 사이의 연신비가 1.60 ~ 1.75 이내이며, 제2롤러와 선속도 제어 롤러 사이의 오버피드율이 1.01 ~ 1.03이고, 제1롤러의 온도는 90 ~ 110℃, 비접촉 열처리온도는 200 ~ 230℃인 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 제공한다.
또한, 상기 중간사인 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사는 무기입자를 0.5 ~ 1.5 중량% 함유하고, 모노 데니어가 1.5 ~ 2.5 데니어인 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 제공한다.
또한, 상기 초사인 브라이트(bright) 폴리에스테르사는 무기입자를 0 ~ 0.5 중량% 함유하고, 모노 데니어가 1.2 ~ 1.5 데니어인 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 제공한다.
또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 제공한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 저점도/고점도 사이드바이사이드형 부분 배향(POY) 폴리에스테르 잠재권축사를 심사로 하고, 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 중간사, 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 하여 이루어진 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 제공한다.
상기 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사를 경사 또는 위사로 사용하여 제직하거나 편직하여 제조된 직물은 고신축성, 심색성, 소프트성, 볼륨감, 드레이프성이 우수하면서도, 기존에 잠재권축사를 이용한 폴리에스테르 복합사가 가지지 못하는 은은하고 자연스러운 광택을 가진 천연소재와 같은 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조장치 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 제조장치(a)의 제2롤러(80) 및 및 선속도 제어롤러(90)의 확대 사진(b)이다.
도 4는 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 염색가공 전후의 원사 구조변화를 나타내기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 제조장치(a)의 제2롤러(80) 및 및 선속도 제어롤러(90)의 확대 사진(b)이다.
도 4는 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 염색가공 전후의 원사 구조변화를 나타내기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 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 위하여 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 침해자기 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위하여 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조장치 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조공정도이다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 부분 배향 잠재권축사, 중간사 및 초사를 이용한 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 는 도 2에서와 같이 심사연신단계(S10); 심사, 중간사 및 초사의 사공급 단계(S20); 심사를 연신 및 비접촉 열처리하고 중간사 및 초사와 사도를 일치시키는 단계(S30); 연신 및 비접촉 열 처리된 심사, 중간사 및 초사의 공기교락 단계(S40); 및 권취 단계(S50)를 포함하여 제조된다.
상기 심사연신단계(S10)는 저점도 폴리에스테르와 고점도 폴리에스테르를 사이드 바이 사이드형의 잠재권축사인 부분 배향(Partially Oriented Yarn:POY) 폴리에스테르사를 연신하는 단계이다. 상기 단계의 연신은 일반적인 폴리에스테르 부분 배향사(POY)의 연신 장치(40)를 이용하여 연신공정을 수행하는 것으로 연신조건은 연신비 1.5 ~ 1.65, 연신 온도 90 ~ 95℃ 범위에서 수행된다.
본 발명에 사용되는 저점도/고점도 사이드바이사이드형 부분 배향 폴리에스테르 잠재권축사(10)는 저점도 폴리에스테르수지의 고유점도(IV)는 0.42 ~ 0.45이고, 고점도 폴리에스테르 수지의 고유점도(IV)는 0.62 ~ 0.64인 것이 방사속도 2500 ~ 3500m/min의 조건으로 제조되는 100 ~ 180데니어가 바람직하다.
고점도 폴리에스테르와 저점도 폴리에스테르의 두 폴리머의 고유점도 차이가 클수록 수축차이에 의한 권축 발현 효과가 크므로 높은 신축성을 나타내지만, 점도차이가 클수록 제직, 편직 공정에서 불량 발생량이 증가하고, 과도한 수축으로 실크(silk) 또는 울(Wool)과 같은 천연 소재와 같은 소프트함과 부드러운 터치를 발휘하는게 한계가 있다.
또한, 고점도 폴리에스테르와 저점도 폴리에스테르 사이의 고유점도 차이가 너무 작으면 염색 가공 후 원사내의 이성분 사이의 수축률 차이에 의한 신축성 내지 볼륨감을 가지기 어려우므로 상기 고점도 폴리에스테르와 저점도 폴리에스테르 사이의 점도차는 0.20 ~ 0.22인 것이 바람직하다.
상기 사공급 단계(S20)는 연신된 저점도 폴리에스테르와 고점도 폴리에스테르를 사이드 바이 사이드형의 잠재권축사를 심사(10)로, 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사(20)를 중간사로, 브라이트(bright) 폴리에스테르사(30) 초사로 공급하는 단계로 상기 심사, 중간사 및 초사는 3가지 이상의 원사가 공급될 수 있도록 개조된 크릴(Creel)에 적치되어 얀 가이드(Yarn Guide)을 통하여 공급된다.
상기 중간사(20)인 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사는 폴리에스테르를 중합할 때 적정량의 무기입자를 0.5 ~ 1.5 중량% 첨가하여 무기입자가 함유된 방사용 칩(Chip)을 제조한 후 이를 방사 및 연신하여 제조된다. 상기 무기입자는 이산화티타늄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 무기입자는 합성섬유의 광택을 조절하는 방법 중 하나인 소광제로 광택 조절 이외에 내구성을 향상시키고, 향균제 및 자외선 차단 효과를 가진다.
상기 무기입자가 1.5 중량% 이상 첨가하게 되면 공정 작업성이 떨어지고, 너무 어두운 컬러를 띠므로 은은하고 자연스러운 광택을 낼 수 없으며, 0.5 중량% 이하로 첨가하게 되면 브라이트(bright) 폴리에스테르사와 효과가 동일하여 너무 밝은 광택을 나타나게 되므로 은은하고 자연스러운 광택을 낼 수 없다.
상기 중간사(20)인 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사는 모노 데니어가 1.5 ~ 2.5 데니어로 제조되는 것이 바람직하다. 모노 데니어의 굵기가 1.5 미만이면 염색이 선명하지 않게 되는 문제점이 있고, 2.5를 초과하면 직물의 표면 촉감이 좋지 않게 된다.
상기 초사(30)는 브라이트(bright) 폴리에스테르사로서 폴리에스테르를 중합할 때 적정량의 무기입자를 0 ~ 0.5 중량% 첨가하여 무기입자가 함유된 방사용 칩(Chip)을 제조한 후 이를 방사 및 연신하여 제조된다. 상기 무기입자는 이산화티타늄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 무기입자는 합성섬유의 광택을 조절하는 방법 중 하나인 소광제로 광택 조절 이외에 내구성을 향상시키고, 향균제 및 자외선 차단 효과를 가진다.
상기 무기입자가 0.5 중량% 이상 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사와 효과가 동일하여 너무 어두운 광택을 나타나게 되므로 은은하고 자연스러운 광택을 낼 수 없다.
상기 초사(30)인 브라이트(bright) 폴리에스테르사는 모노 데니어가 1.2 ~ 1.5 데니어로 제조되는 것이 바람직하다. 모노 데니어가 1.2 데니어 이하인 경우에 염색 가공 후에 폴리에스테르사의 촉감 및 외관이 우수하나 강도가 약하게 되어 필링(filling) 발생이 심하게 되며, 모노 데니어가 1.5 데니어를 초과하게 되면 염색가공 이후에 신축성이 저하되고, 뻣뻣한 촉감을 가지가 되어 부정적 품질을 나타내게 된다.
상기 무기입자는 이산화티타늄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 무기입자는 합성섬유가 항균제 및 자외선 차단 효과를 위함이며, 1.4중량% 미만으로 포함될 경우 항균성 및 자외선 차단 효과가 미미하며, 2.5중량%를 초과할 경우 원단에서 줄이 발생되는 단점이 있을 수 있다.
상기 사공급단계(S20) 이후에는 심사(10)가 얀 가이드(50)(Yarn Guide)를 통하여 동시에 제1롤러(60)에 공급된다. 제1롤러(60)에 공급된 심사는 제1롤러와 제2롤러에 의하여 연신되고 비접촉식 히터(70)를 통하여 비접촉 열처리 된다. 반면 중간사(20)와 초사(30)는 얀 가이드(120, 130)를 통하여 제2롤러에 직접 공급되어 상기 연신 및 비접촉 열 처리된 심사, 중간사 및 초사의 사도를 일치시키는 단계(S30)가 이루어진다.
종래의 기술은 심사, 중간사 및 초사를 동시에 방사하고 연신 및 열처리를 진행하여 복합 가공사를 제조하는 방법이 주를 이루로 있었다. 다만, 도 1를 참조하면, 본 발명에서는 심사(10)만 연신 및 열처리를 진행하고, 중간사(20) 및 초사(30)는 연신 및 열처리 없이 제2롤러로 직접 공급하여 심사와 함께 공기교락을 시키는데 특징이 있다.
이렇게 연신 및 열처리를 거친 심사와 하고 연신 및 열처리를 거치지 않은 중간사 및 초사를 포함하고 있는 복합사로 직물을 제조하면 심사, 중간사 및 초사의 수축률 차이에 의하여, 볼륨감이 우수하고 천연스러운 질감을 가지면서 신축성이 우수한 편직물이 제조될 수 있다.
상기 제1롤러(60)과 제2롤러(80)에 의하여 1.6 ~ 1.75의 연신비가 부여되며, 제2롤러(80)과 선속도 제어롤러(90)사이의 오버피드율은 1.01 ~ 1.03 범위이다. 제1롤러(60)는 90 ~ 110 ℃, 비접촉시 히터(70)는 200 ~ 230℃ 조건으로 열처리를 수행한다.
상기 선속도 제어롤러(90)는 제2롤러(80)의 표면의 일부(롤러 폭의 1/2)를 절삭공구를 이용하여 절삭하게 되면 제2롤러(80)의 절삭부분의 직경이 감소하게 되고, 그 선속도 제어롤러(90)을 통과하는 복합사의 선속도가 감소하게 된다. 이렇게 제2롤러(80)의 표면을 절삭하여 직경이 감소된 절삭부분을 선속도 제어롤러(90)라고 정의한다.
상기 제1롤러와 제2롤러의 연신비에 있어서, 연신비가 1.6 이하로 낮으면 사도 이탈로 작업성이 현저하게 저하될 뿐만 아니라, 섬유 내부의 분자의 배향도가 낮게 되어 연신 및 열처리 단계에서 추가 연신이 발생하여 염색 가공 후 수축 특성이 크게 되어 부드러운 외관 및 촉감을 발휘하기 어렵게 되며, 연신비를 1.75 이상으로 높이게 되면 연신 및 열처리 공정에서 원사에 걸리는 장력이 증가하고 공기교락이 제대로 형성되지 않는 문제점이 발생된다.
또한 연신비가 1.6 ~ 1.75 수준으로 자연 연신비보다는 높으므로 복합사를 안정화시키기 위하여 제1롤러의 온도를 90 ~ 110℃를 유지하며, 비접촉 열처리온도는 200 ~ 230 ℃에서 이루어지게 된다.
제2롤러(80)과 선속도 제어롤러(90) 사이의 오버피드가 1.01 이하인 경우에는 사도에 부여되는 장력이 커져서 공기 교락 향상 효과가 저조하며, 제2롤러(80)과 선속도 제어롤러(90) 사이의 오버피드율이 1.03을 초과하게 되면 Yarn 떨림, 사도 이탈 및 권취 상태에도 영향을 미쳐 품질 불량이 증가하게 된다.
상기 공기 교락단계(S40)는 상기 연신 및 비접촉 열 처리된 심사와 제2롤러에 직접 공급되는 중간사 및 심사를 공기 교락을 통해 합사 하는 단계로 일반적인 공기 교락을 위한 에어노즐장치(100)을 통해 수행된다. 공기교락을 위한 에어노즐장치(100)에는 각 2.5 ~ 3.5 kg/m2 이내의 압력을 가한다. 공기 교락의 개수는 1미터당 40 ~ 80개의 교락수로 수행된다.
에어노즐의 압력이 2.5 kg/m2 이하이면 공기교락이 너무 적어 문제가 발생될 수 있고, 3.5 kg/m2이상이면 원사의 손상이 발생하는 문제점이 있다. 또한 공기교락을 40 EA/M 미만으로 수행하면 공정 통과성에 문제가 있고, 80 EA/M 초과 시에는 직물 및 편물에서 줄 모양의 인터레이스(interlace) 결점이 발생하는 문제점이 있다.
제2롤러(80)와 선속도 제어롤러(90)의 직경 차이에 기인한 선속도 차이가 오버피드의 효과로 나타나고, 이 선속도 차이에 의하여 에어노즐(100)을 통과하는 복합사의 장력이 감소하여 공기교락 강도가 증가하게 된다.
선속도 제어롤러(90)에 의한 오버피드 부여는 제2롤러(80)과 권취롤러(110) 사이에 부여되는 오버피드와는 다르게 권취되는 복합사의 권취장력에는 거의 영향을 미치지 않으면서 에어노즐(100) 부근의 사도에서 복합사의 장력을 낮춰 복합사의 공기 교락을 원활하게 한다.
도 4는 본 발명에 따른 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 염색 전후의 원사의 변화를 나타낸 개념도 이다. 본 발명에 따라 제조된 수축률이 다양한 복합사는 권취 단계 이후에 심사인 잠재권축사, 중간사의 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사 및 초사인 브라이트(bright) 폴리에스테르사가 거의 균일하게 굴곡을 형성하면서 측면을 구성하므로, 균일한 굵기와 균제도를 가지므로 복합사를 이용한 편직 및 제직 공정이 용이하게 수행될 수 있다. 그러나 편직물을 이용하여 염색 가공한 이후에는 수축률 차이로 인하여 심사는 중심에서 미세한 굴곡을 형성하고, 중간사는 일정한 수준의 굴곡을, 초사는 최대로 많은 굴곡특성을 보이면서 표면에 돌출되며 고신축사의 특성을 발휘하게 된다. 그 결과 중간사에 의한 약간의 광택과 표면에 돌출되는 초사에 의한 반짝이는 금속성 광택에 의하여 은은하고 자연스러운 광택을 나타내며 볼륨감, 신축성, 드레이프성을 발휘할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사 에 600 ~ 2000TM 범위 내에서 꼬임(Twist)을 부여하는 연사 공정을 거쳐 직물 제조용 원사로 제조한다. 상기 연사 된 원사를 경사 또는 위사로 사용하여 제직하거나 편물로 제편하여 제조된 직물을 100 ~ 130℃에서 2 ~ 5시간 동안 고온 고압 래피드 염색기에서 염색하는 통상적인 폴리에스테르 염색 방법을 적용하여 원단으로 제조할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 이용하여 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
155D/24F이며 고유점도가 0.43dl/g인 저점도 폴리에스테르 및 고유점도가 0.63dl/g인 고점도 폴리에스테르 수지를 복합방사하여 사이드-바이-사이드형 폴리에스테르 부분 배향 잠재권축사를 연신비 1.6, 연신 온도 95℃로 연신하여 97D/24F 사이드-바이-사이드형 폴리에스테르 잠재권축사를 제조하였다.
또한, 모노 데니어가 2.08데니어이고, TiO2를 원사 중량의 1.0 중량% 포함하는 75D/36F 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 제조하였다.
그리고 모노 데니어가 1.39데니어이고 TiO2를 원사 중량의 0.2 중량% 포함하는 50D/36F 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 제조하였다.
상기 심사연신단계를 거친 155D/24F 사이드-바이-사이드형 폴리에스테를 심사를 얀가이드를 통하여 제1롤러에 공급하여 연신 및 비접촉 열처리를 수행하였다. 제1롤러(60)과 제2롤러(80)사이의 연신비는 1.3, 제2롤러(80)과 선속도 제어롤러(90)사이의 오버피드율은 1.02, 제1 롤러의 온도는 100℃, 제 2롤러의 온도는 실온, 비접촉 열처리 히터 온도는 220℃이며, 75D/36F 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사를 중간사로, 50D/36F 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 제2롤러에 얀가이드를 통하여 직접 공급하였다.
제2롤러(80)과 권취롤러(11)간의 오버피드율은 1.18, 공기교락을 위한 에어노즐 압력은 3.0kg/cm2으로 복합사를 제조하였다. 또한, 이렇게 제조된 폴리에스테르 복합가공사를 1400TM으로 연사하여 편물을 제조하고 염색하여 의류용 편직물을 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 2는 제1롤러(60)과 제2롤러(80)사이의 연신비를 1.4로 제어한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 3는 제1롤러(60)과 제2롤러(80)사이의 연신비를 1.5로 제어한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 제조하였다.
<실시예 4>
실시예 4는 제1롤러(60)과 제2롤러(80)사이의 연신비를 1.6으로 제어한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 제조하였다.
<실시예 5>
실시예 5는 제1롤러(60)과 제2롤러(80)사이의 연신비를 1.7로 제어한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 제조하였다.
이하 실시예 1 내지 실시예 5를 아래의 방법에 의해 물성 시험을 하여 표 1에 나타내었다.
(1) 장단섬유 복합가공사의 강신도 측정
원사의 섬도는 1회 회전시 1M인 타래를 90M 감아 무게로 측정하고 9,000M로 환산하여 계산하였으며, 강도 및 신도, 탄성 회복률은 자동인장시험기(Textechno社)를 사용하여 50cm/min의 속도, 50cm의 파지거리를 적용하여 측정하였다.
[표 1]
상기 표 1을 살펴보면, 복합사의 강도는 연신비가 높아질수록 강도가 증가하는 경향을 보였으며, 실시예 4 및 5에서 연신비를 1.6 및 1.7으로 하였을 때 강도가 가장 높은 것을 확인할 수 있다.
(2) 직물의 신축성, 신축 회복율
직물의 신축성은 KSK 0352 5.2.2의 측정방법으로 10회 측정하고, 직물의 신축 회복율은 KSK 0541의 측정방법으로 10회 측정하였다.
(3) 촉감(청량감 및 소프트성)
10명의 전문가에 의한 관능검사 결과 8명 이상이 청량감 및 소프트성이 있다고 판단할 경우를 "○" 6~7명이 청량감 및 소프트성이 있다고 판단할 경우를 "△" 5명 이하가 청량감 및 소프트성이 있다고 판단할 경우를 "X"로 구분하였다.
(4) 광택 및 외관 특성
10명의 전문가에 의한 관능검사 결과 8명 이상이 광택이 적고 자연스러우면서 표면 불량이 없다고 판단할 경우를 "○" 6~7명이 광택이 적고 자연스러우면서 불량이 없다고 판단할 경우를 "△" 5명 이상이 부정적 판단할 경우 판단할 경우를 "X"로 구분하였다.
[표 2]
상기 표 2를 참고하면, 직물의 신축성, 신축 회복율, 촉감(태 및 소프트성), 외관특성이 연신비가 가장 높은 실시예 4 및 5에서 가장 우수한 특성을 나타내었다. 표 1에서 검토한 바와 같이 복합사의 강도가 높아지므로, 이로부터 제조된 직물의 신축성이 증가하는 효과를 나타내는 것으로 판단된다. 또한, 중간사로 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사, 초사로 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 사용하였기 때문에 직물의 외관에서는 크게 차이가 나지 않는 것으로 나타났다.
10: 심사
20: 중간사
30: 초사
40: 심사연신 장치
50: 얀가이드(Yarn Guide)
60: 제1롤러
70: 비접촉 열처리히터
80: 제2롤러
90: 선속도 제어롤러
100: 에어노즐
110: 권취롤러
120: 얀가이드(Yarn Guide)
130: 얀가이드(Yarn Guide)
20: 중간사
30: 초사
40: 심사연신 장치
50: 얀가이드(Yarn Guide)
60: 제1롤러
70: 비접촉 열처리히터
80: 제2롤러
90: 선속도 제어롤러
100: 에어노즐
110: 권취롤러
120: 얀가이드(Yarn Guide)
130: 얀가이드(Yarn Guide)
Claims (6)
- 저점도 폴리에스테르와 고점도 폴리에스테르를 사이드-바이-사이드형의 전체 섬도가 100 ~ 180 데니어인 부분 배향(POY) 폴리에스테르 잠재권축사의 심사연신단계;
상기 연신된 사이드-바이-사이드형 폴리에스테르 잠재권축사를 심사로, 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사(Polyester Yarn)를 중간사로, 브라이트(bright) 폴리에스테르사를 초사로 연신 장치에 공급하는 사공급 단계:
상기 심사를 연신 및 비접촉식 열처리하고, 중간사 및 초사와 제2롤러에서 사도를 일치시키는 단계:
연신 및 열 처리된 심사, 중간사 및 초사를 공기 교락을 통해 합사 하는 공기교락 단계;및
공기교락된 복합사를 권취하는 권취 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 심사 연신 및 비접촉식 열처리 단계는 제1롤러와 제2롤러 사이의 연신비가 1.60 ~ 1.75 이내이며, 제2롤러와 선속도 제어롤러 사이의 오버피드율이 1.01 ~ 1.03이고, 제1롤러의 온도는 90 ~ 110℃이며, 비접촉 열처리온도는 200 ~ 230℃인 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 중간사인 세미 덜(semi dull) 폴리에스테르사(Polyester Yarn)는 무기입자를 0.5 ~ 1.5 중량% 함유하고, 모노 데니어가 1.5 ~ 2.5 데니어인 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 무기입자는 이산화티타늄(TiO2)또는 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 초사인 브라이트(bright) 폴리에스테르사는 무기입자를 0 ~ 0.5 중량% 함유하고, 모노 데니어가 1.2 ~ 1.5 데니어인 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 무기입자는 이산화티타늄(TiO2)또는 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사의 제조방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 은은한 광택을 갖는 고신축 폴리에스테르 복합사.
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