KR102036668B1 - 코튼 라이크의 원사 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스터 이형 복합사를 이용하여 고급 면의 촉감 및 견뢰도와 염색성을 향상시켜 직물의 질감을 좀 더 천연화하는 우수한 코튼 라이크의 폴리에스터 복합 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 코튼 라이크의 원사는 일반적으로 원형단면을 가지는 폴리에스터 사를 교락한 코튼 라이크 복합사로서, 상기 복합사를 구성하는 사는 원형단면의 부분배향사와, 원형 및 이형단면의 완전연신사로 된 것이며, 폴리에스터 장섬유 복합사를 가연기로 가연하고 1.5 내지 5.0의 연신비로 연신하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 코튼 라이크의 원사는 1.0 내지 6.0데니어 미만의 부분배향사와 완전연신사를 사용하여 폴리에스터 복합사를 1단계로 생산하므로 소재사로 코튼효과를 내는 것이 아닌 교락사로 코튼효과를 내면서 생산공정이 단순하고 간단하고 비용이 저렴하며, 촉감 및 염색성이 우수하고 고급면의 성질을 부여하는 폴리에스터 복합사를 제공하여 상기한 종래 기술의 문제를 해결한 유용한 발명이다.

Description

코튼 라이크의 원사 및 그 제조방법{Polyester yarn of a cotten-like texture and manufacturing method thereof}

본 발명은 코튼 라이크의 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 폴리에스터 이형 복합사를 이용하여 고급 면의 촉감 및 견뢰도와 염색성을 향상시켜 직물의 질감을 좀 더 천연화하는 우수한 코튼 라이크의 폴리에스터 복합 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

셀룰로스 섬유 중에서 가장 많이 사용되고 있는 면 섬유는 광택, 촉감, 착용감에 있어 우수한 특성을 나타내고 있으나, 합성섬유 대비 가격이 높고 가공공정이 복잡하여 최근에는 신기술의 발달로 코튼효과를 나타내는 합성섬유들이 많이 개발되고 있다. 종래의 합섬사의 제조기술의 예로는 나이론 사를 공기가연하는 방법, 폴리우레탄과 화섬사를 이용하여 코튼 라이크 스트레치 원사를 제조하는 방법, 면과 폴리에스테르 방적사를 혼입하는 방법 등 다양한 기술들이 접목되어 현재 시장에 많이 출시되고 있으나, 면 섬유의 최대 특성인 촉감 및 염색성 그리고 착용감에 있어 만족스러운 개선을 이루어 내지 못하고 있는 실정이다.

종래에 제시된 합성섬유들의 특성을 개선하기 위한 방법으로서는, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제2012-0055965호에서, 산화티탄을 첨가하여 단면이 상이한 2종의 폴리에스터를 모노필라 0.1 내지 5데니어 필라멘트 수가 6 내지 2000, 총섬도가 30 내지 1000데니어인 폴리에스터 섬유로 단섬유장을 2 내지 8㎝로 하여 번들을 만들어 꼬임을 만들어 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 상기의 방법은 폴리에스터 섬유를 단섬유로 만들어 별도의 크림프를 부여하므로 공정 작업이 복잡하다는 단점이 있으며, 또 다른 예로서 대한민국 특허출원 제2009-0046642호에서는 폴리우레탄과 화섬사를 2올 이상의 심사와 외주사를 사용하여 면 코아 스트레치사 효과를 낸 폴리우레탄 화섬사(장섬유) 코튼 라이크 스트레치 원사를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 상기 방법은 가격이 상대적으로 높아 시장점유율이 높지 않다는 단점이 있다.

또한, 상기 특허문헌 1에 제시된 방법은 폴리에스터 섬유를 단섬유로 만들어 크림프를 부여하므로 단섬유로 만들경우 단면의 형태가 불량하여 염색성 및 작업성에 많은 영향을 끼치며 상기 특허문헌 2에 개시된 발명은 고가의 폴리우레탄 섬유 사용과 우레탄 사용 시 열에 약한 특성이 있으므로 제품으로 출시될 경우 열에 의한 형태 변형이 발생할 우려가 있다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제 2012-0010919호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제 2009-0046642호

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주목적은 공정이 간단하고 비용이 저렴한 폴리에스터 장섬유 복합사를 이용하여 촉감 및 견뢰도와 염색성이 우수하며 고급 면에 사용되는 코튼 라이크의 폴리에스터 복합사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 촉감 및 견뢰도와 염색성이 우수하며 고급 면에 사용되는 코튼 라이크의 폴리에스터 복합사를 보다 용이한 방법으로 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기한 명확한 목적 이외에 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 코튼 라이크의 원사는;

일반적으로 원형단면을 가지는 폴리에스터 사를 교락한 코튼 라이크 복합사로서, 상기 복합사를 구성하는 사는 원형단면의 부분배향사와, 원형 및 이형단면의 완전연신사로 된 것이며, 폴리에스터 장섬유 복합사를 가연기로 가연하고 1.5 내지 5.0의 연신비로 연신하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 복합사는 가연기 내에 위치하는 제1히터에 공급하여 상기 히터를 통과시키면서 가연기로 가연하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 완전연신사의 이형단면은 삼각단면, 중공단면 또는 편평단면에서 선택된 단면임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 연신사는 단사섬도 1.0 내지 6.0데니어임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 완전연신사와 부분배향사의 교락사로 0.5 내지 1.0의 연신비로 가연하여 코튼라이크 기능을 높여주는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 가연사를 생산하는 속도는 500 내지 800mpm으로 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 부분배향사는 신도 60% 이상이고, 완전연신사는 신도 45% 미만임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 부분배향사와 완전연신사의 신도차가 35% 이상임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 코튼 라이크의 원사는 1.0 내지 6.0데니어 미만의 부분배향사와 완전연신사를 사용하여 폴리에스터 복합사를 1단계로 생산하므로 소재사로 코튼효과를 내는 것이 아닌 교락사로 코튼효과를 내면서 생산공정이 단순하고 간단하고 비용이 저렴하며, 촉감 및 염색성이 우수하고 고급면의 성질을 부여하는 폴리에스터 복합사를 제공하여 상기한 종래 기술의 문제를 해결한 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 코튼 라이크 원사인 폴리에스테르 복합사를 제조하는 일 과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 코튼 라이크 원사인 폴리에스테르 복합사에 꼬임을 부여하는 일 과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 이들 실시형태는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시형태에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 코튼 라이크 원사인 폴리에스테르 복합사를 제조하는 일 과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 코튼 라이크 원사인 폴리에스테르 복합사에 꼬임을 부여하는 일 과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면 본 발명의 코튼 라이크 원사인 폴리에스터 복합사는 방사기에 위치한 별도의 방사 구금(1)에서 부분연신사 폴리머와 완전연신사 폴리머를 각각 방사한다.

방사 후 냉각풍으로 고화된 부분연신사와 완전연신사는 유제부여장치를 통하여 유제를 부착하게 된 후 제1교락부(2)에서 각각의 노즐에서 루프발생 및 모우 발생을 방지하고 혼섬 시 교락의 균일성을 높인다.

제 1교락부(2)를 통과한 완전연신사는 70 내지 120℃의 제1고뎃롤러(4)와 제2고뎃롤러(3)에서 수회 회전 후 80 내지 150℃의 제3고뎃롤러(6)와 비가열의 제4고뎃롤러(7)에 수회 회전한 기존의 스핀드로 얀 패스를 이용하여 제조하며, 이때 제1고뎃롤러(4)와 제3고뎃롤러(6)의 연신비는 1.5 내지 5.0으로 하며, 제3고뎃롤러(6)의 속도는 3400 내지 5500mpm으로 한다. 이렇게 할 경우 파단 신도는 30 내지 110%, 열수축율은 3 내지 15%의 미연신과 단면의 형상이 동일한 완전연신사를 제조할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면 상기 부분배향사는 제3고뎃롤러(6)의 상부에 비가열의 고뎃롤러를 이용하며, 이때 롤러속도는 1200 내지 3000으로 하며, 오버피드는 주지 않아도 된다. 특히, 본 발명에 따라 부분배향사는 비가열의 롤러를 일정부분의 장력을 받아 통과하게 되고 이는 제2교락부(8)에서 바람직하기로는 3.0 내지 6.0kg/㎠의 압력을 통해 완전연신사와 혼섬하게 되어 면의 촉감을 살리는 특성을 발현시킨다.

도 2는 가연기를 사용하여 상기 공정으로 생산한 복합사를 가연하는 공정을 개략적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 코튼 라이크 원사로 폴리에스터 복합사를 제조함에 있어서 단사섬도 1.5 내지 5.0 미만의 복합사는 단면의 형태적 특성으로 코튼용 제직 시 천연섬유 이상의 부드러운 터치감을 나타낼 수 있다. 복합사의 신도는 부분연신사 45 내지 85% 수준이 바람직하며, 완전연신사 15 내지 40% 수준이 바람직하고, 또한 두 사의 신도차는 32% 수준이 바람직하다. 상기 양 연신사의 신도차가 32% 이하의 수준일 경우에는 가연 후 권축성이 저하되어 바람직하지 않고, 32% 수준 이상일 경우 염색 불균일을 발생시킬 수 있어 바람직하지 않게 된다.

본 발명에서는 상기 복합사를 1.0 내지, 5.0의 연신비로 가연하며, 가연기 내의 제1히터(23)에 공급하여 가연사를 생산하는 속도는 500 내지 800mpm으로 하는 것이 바람직하다. 생산속도 500mpm 미만에서는 생산성이 저하되고, 800mpm 이상에서는 조업성이 떨어져 바람직하지 않다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제1히터(3)의 온도는 150 내지 170℃로 유지하는 것이 바람직하다. 온도가 상기 범위 아래로 되면 권축성이 저하하여 촉감을 나쁘게 하는 원인이 되며, 상기온도를 초과하면 복합사 자체의 물성을 잃게 되어 고급면의 효과를 시현할 수 없게 되므로 바람직하지 않다.

이하, 본 발명을 실시예로 보다 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 이들 실시예에 한정하는 것은 아님은 물론이다.

실시예 1

이산화티탄 함량이 0.4중량%인 극한점도(η)=0.652 수준의 폴리에스테르를 통해 방사온도 286℃로 방사한 후 유제를 부여하여 고뎃롤러에서 1200mpm/분의 속도로 방사하여 5500m/분으로 권취한 완전연신사와 별도의 바이패스된 사도를 통해 고뎃롤러에서 2500m/분으로 권취한 부분배향사 집속노즐에서 교락 혼섬하여 복합사를 제조하엿다. 이때 완전연신사는 원형구금을 부분배향사는 원형 구금을 이용하였다. 이렇게 얻어진 복합사를 800 T/m의 속도로 2.8d의 연신비로 연사한 후 통상의 방법으로 염색 및 촉감 특성을 가지는 직물을 제조하였다

실시예 2

이산화티탄 함량이 0.4중량%인 극한점도(η)=0.652 수준의 폴리에스테르를 통해 방사온도 286℃로 방사한 후 유제를 부여하여 고뎃롤러에서 1200mpm/분의 속도로 방사하여 5500m/분으로 권취한 완전연신사와 별도의 바이패스된 사도를 통해 고뎃롤러에서 2500m/분으로 권취한 부분배향사 집속노즐에서 교락 혼섬하여 복합사를 제조하엿다. 이때 완전연신사는 삼각형구금을 부분배향사는 원형 구금을 이용하였다. 이렇게 얻어진 복합사를 800 T/m의 속도로 2.8의 연신비로 연사한 후 통상의 방법으로 염색 및 촉감 특성을 가지는 직물을 제조하였다

실시예 3

이산화티탄 함량이 0.4중량%인 극한점도(η)=0.652 수준의 폴리에스테르를 통해 방사온도 286℃로 방사한 후 유제를 부여하여 고뎃롤러에서 1200mpm/분의 속도로 방사하여 5500m/분으로 권취한 완전연신사와 별도의 바이패스된 사도를 통해 고뎃롤러에서 2500m/분으로 권취한 부분배향사 집속노즐에서 교락 혼섬하여 복합사를 제조하엿다. 이때 완전연신사는 편평형구금을 부분배향사는 원형 구금을 이용하였다. 이렇게 얻어진 복합사를 800 T/m의 속도로 2.8의 연신비로 연사한 후 통상의 방법으로 염색 및 촉감 특성을 가지는 직물을 제조하였다

비교예 1

이산화티탄 함량이 0.4%중량%인 극한점도(η)=0.652 수준의 폴리에스테르를 통해 방사온도 285℃로 방사한 후 유제를 부여하여 고뎃롤러에서 1150m/분의 속도로 방사하여 3300m/분으로 권취한 완전연신사와 별도의 바이패스된 사도를 통해 고뎃롤러에서 3050m/분으로 권취한 부분배향사 집속노즐에서 교락혼섬하여 복합사를 제조하였다. 이때 완전연신사와 부분배향사는 원형 구금을 이용하였다. 이렇게 얻어진 복합사를 800T/m의 속도로 연사한 후 통상의 방법으로 염색 및 촉감 특성을 가지는 직물을 제조하였다.

비교예 2

이산화티탄 함량이 0.4중량%인 극한점도(η)=0.652수준의 폴리에스테르를 통해 방사온도 285℃로 방사한 후 유제를 부여하여 고뎃롤러에서 1150m/분의 속도로 방사하여 3300m/분으로 권취한 완전연신사와 별도의 바이패스된 사도를 통해 고뎃롤러에서 3050m/분으로 권취한 부분배향사 집속노즐에서 교락 혼섬하여 복합사를 제조하였다. 이때 완전연신사는 삼각구금을 부분배향사는 원형 구금을 이용하였다. 이렇게 얻어진 복합사를 800T/m의 속도로 연사한 후 통상의 방법으로 염색 및 촉감 특성을 가지는 직물을 제조하였다.

실험예

상기 각 실시에 및 비교예에 따라 제조된 복합사의 물성을 확인한 후 사용한 직물의 촉감 및 볼륨감을 다음과 같이 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

(1) 신도는 복합사를 부분배향사와 완전연신사로 분해하여 각각의 물성을 JTSL1013법으로 측정하였다.

(2) 촉감

① 기존 제품대비 더 부드러운 촉감을 가지는 경우(◎)

② 기존 제품대비 부드럽지 않은 경우(X)

구분	염색성	촉감
실시예 1	○	○
실시예 2	◎	◎
실시예 3	○	◎
비교예 1	X	X
비교예 2	X	X

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 복합사에 의해 얻어진 직물은 염색성 및 촉감에서 종래의 방법에 의한 것에 비하여 월등히 우수하게 됨을 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

1 --- 방사구금 2 --- 제1교락부
3 --- 제2고뎃롤러 4 --- 제1고뎃롤러
5 --- 상부 고뎃롤러 6 --- 제3고뎃롤러
7 --- 제4고뎃롤러 8 --- 제2교락부
9 --- 권취부
21 --- 복합사 22 --- 제1피더롤러
23 --- 제1히터 24 --- 가연기구
25 --- 제2피더롤러 26 --- 제2히터
27 --- 제3피더롤러 28 --- 오일롤러
29 --- 와인더

Claims (8)

1. 방사 후 냉각풍으로 고화된 부분 연신사와 완전 연신사는 유제 부여장치를 통해 유제를 부착한 후 제1교락부를 통과하되, 제1교락부를 통과한 완전 연신사는 제1고뎃롤러와 제2고뎃롤러에서 수회 회전 후 제3고뎃롤러와 비가열의 제4고뎃롤러에 수회 회전하여 제조하는데, 이때 제1고뎃롤러와 제3고뎃롤러의 연신비는 1.5 내지 5.0 으로 하고, 제3고뎃롤러의 속도는 3400 ~ 5500 mpm으로 하며,
   제1교락부를 통과한 부분 연신사는 제3고뎃롤러의 상부에 비가열의 상부 고뎃롤을 이용하여 권취속도 1200 ~ 3000 mpm으로 공급되는데,
   이는 제2교락부에서 상기 완전 연신사와 혼섬하여 장섬유 복합사가 제조되어지며, 이와 같이 제조된 장섬유 복합사는 신도가 부분연신사의 45 ~ 85% 수준이고, 완전연신사의 15 ~40% 수준이되, 상기 양 연신사의 신도차는 반드시 32%가 되어야하며,
   1.0 ~ 5.0의 연신비로 가연하여 가연기 내의 제1히터로 공급되는데, 가연사를 생산하는 속도는 500 ~ 800 mpm이고, 상기 제1히터의 온도는 150 ~ 170℃를 유지해야하는 것을 특징으로 하는 코튼 라이크 원사의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 완전연신사의 이형단면은 삼각단면, 중공단면 또는 편평단면으로 된 것을 특징으로 하는 코튼 라이크 원사의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 완전연신사는 단사섬도 1.0 내지 6.0데니어임을 특징으로 하는 코튼 라이크 원사의 제조방법.
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6. 삭제
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8. 삭제

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