KR102495002B1 - 이형단면 멀티필라멘트 섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

이형단면 멀티필라멘트 섬유 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분배판의 외주면으로부터 분배판의 중심부 방향으로 연장된 다수개의 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 일정간격으로 형성되어 있고 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이 각각에 서로 동심원을 이루는 원형상의 이용출성 폴리머 토출공(B)들이 형성되어 있는 분배판(C)을 구비하는 복합방사 구금을 사용하여 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하여 원형 단면 상에 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트 섬유를 제조한 다음, 상기 멀티필라멘트 섬유를 알칼리 수용액 또는 열수로 처리하여 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트내 이용출성 폴리머를 용출시켜 상기 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조한다.
본 발명의 이형단면 멀티필라멘트 섬유는 흡수속건성 및 심색성이 우수하고, 가연/제편/제직 및 염가공 공정시 섬유의 이형단면이 불규칙하게 변경되는 것을 방지하는 형태안정성이 우수하고, 이형단면이 완만한 곡선의 돌기들로 구성되어 원단 제조시 촉감이 소프트(Soft)하게 된다.

Description

이형단면 멀티필라멘트 섬유 및 그의 제조방법{Non-round cross-sectional multi filament yarn and method of manufacturing the same}
본 발명은 이형단면 멀티필라멘트 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 꽃잎형 이형단면을 갖고 이형도가 1.5~3.5인 모노필라멘트들로 이루어져 흡수속건성, 심색성 및 형태안정성이 뛰어난 이형단면 멀티필라멘트 섬유에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 방사구금 홀(Hole) 설계상의 제한 없이도 제조할 수 있으며 방사구금 세정시 잔류 폴리머를 쉽게 제거할 수 있는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에서는 이형단면을 갖는 모노필라멘트의 외접원 길이를 상기 모노필라멘트의 내접원 길이로 나눈 값을 상기 모노필라멘트의 이형도(Modified Ratio) 라고 정의한다.
단면형태가 원형인 모노필라멘트들로 이루어진 통상적인 멀티필라멘트 섬유 보다는 단면형태가 이형(Non-round)인 모노필라멘트들로 이루어진 이형단면 멀티필라멘트 섬유가 우수한 흡수속건성과 드라이(Dry)한 촉감을 구현하기 때문에, 최근에는 이형단면 멀티필라멘트 섬유가 스포츠용 의류용 소재나 캐쥬얼용 의류용 소재 등으로 널리 사용되고 있다.
이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조하는 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2013-0056528호에서는 도 1에 도시된 바와 같이 단면형상이 6엽형인 방사구금 홀을 통해 폴리머를 방사(토출)하여 꽃잎형 이형단면 섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1222201호에서는 도 2에 도시된 바와 같이 단면형상이 8엽형인 방사구금 홀을 통해 폴리에스테르 폴리머를 방사(토출)하여 꽃잎형 이형단면 섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2016-0000508호에서는 도 3에 도시된 바와 같이 시스성분 폴리머 토출용 슬릿 5~8개가 방사상으로 형성되어 있고 중앙에는 코어성분 폴리머 토출공이 형성된 복합방사 구금 홀을 통해 시스성분 폴리머와 코어성분 폴리머를 복합방사하여 복합섬유를 제조한 다음 상기 복합섬유 내 코어성분 폴리머를 용출시켜 중공형 이형단면사를 제조하는 방법을 게재하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1387465호에서는 도 4에 도시된 다분할 방사노즐을 통해 폴리머를 방사(토출)하여 이형단면의 다분할 중공사를 제조하는 방법을 게재하고 있다.
상기 종래방법들은 모두 원형단면을 갖는 방사구금 홀 대신에 슬릿(Slit)들이 방사상으로 형성되어 있는 이형단면의 방사구금 홀을 통해 폴리머를 방사하여 이형단면사를 제조하기 때문에 다음과 같은 여러 문제점들이 발생되었다.
첫번째로, 상기 종래방법들은 기계적인 설계상 한계로 인해 방사구금 홀 상에 상기 슬릿(Slit) 개수를 일정 수준 이상으로 증가시킬 수 없기 때문에, 다시 말해 슬릿간 최소폭이 0.5㎜ 수준으로 제한되기 때문에 제조되는 이형단면 섬유의 이형도(Modified Ratio)를 1.5 이상으로 높여주기 곤란한 문제점이 있었다.
두번째로, 상기 종래방법들은 방사구금을 세정시 이형단면인 방사구금 홀 내에 잔류하는 폴리머 제거가 매우 어렵게 되는 것이다.
세번째로, 상기 종래방법들은 이형단면을 갖는 방사구금 홀을 통해 방사되는 폴리머의 이형단면 현상을 그대로 유지하면서 고형화 시키기 위해서는 방사구금 하부에서 방사되는 폴리머를 급냉각시켜줄 별도의 급냉각 설비가 필요하며, 상기 급냉각 공정으로 인해 조업성이 저하되는 문제가 있었다.
네번째로, 상기 종래방법들로 제조된 이형단면 섬유는 가연, 제직, 제편 및 염가공 공정들을 거치면서 이형단면이 불규칙하게 변형되어 형태안정성이 저하되는 문제가 있었다.
다섯번째로, 상기 종래방법들로 제조된 이형단면 섬유는 이형단면이 뾰족한 돌기들로 이루어져 원단 제조시 촉감이 거칠게 되는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 이형도(Modified Ratio)가 1.5~3.5이고 꽃잎형 원사단면을 구비하는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 구성되어 흡한속건성 및 심색성이 우수하며, 가연, 제편/제직 및 염가공 공정시 섬유의 이형단면이 불규칙하게 변형되는 것을 방지하는 형태안정성이 우수하고 이형단면이 완만한 곡선의 돌기들로 구성되어 원단 제조시 촉감이 소프트(Soft)해 질수 있는 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 상기 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 보다 용이한 공정 및 간단한 설비로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이와같은 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 종래 이형단면 형태를 갖는 홀을 통해 폴리머를 방사하는 대신에, 원형단면 형태를 갖는 복합방사 구금 홀을 통해 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하여 단면형태가 원형인 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트 섬유를 제조한 다음, 상기 멀티필라멘트 섬유를 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트내 이용출성 폴리머를 용출하여 본 발명의 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조한다.
이때, 본 발명에서는 분배판의 외주면으로부터 분배판의 중심부 방향으로 연장된 다수개의 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 일정간격으로 형성되어 있고 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이 각각에 서로 동심원을 이루는 원형상의 이용출성 폴리머 토출공(B)들이 형성되어 있는 분배판(C)을 구비하는 복합방사 구금을 사용한다.
본 발명의 이형단면 멀티필라멘트 섬유는 이형도(Modified Ratio)가 1.5~3.5인 꽃잎형의 원사단면을 구비하는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 구성되기 때문에 흡수속건성 및 심색성이 우수하고 가연, 제편/제직 및 염가공 공정시 섬유의 이형단면이 불규칙하게 변경되는 것을 방지하는 형태안정성이 우수하고, 이형단면이 완만한 곡선의 돌기들로 구성되어 원단 제조시 촉감이 소프트(Soft)하게 된다.
그로 인해 스포츠 의류용 소재 등으로 유용하다.
본 발명에서는 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조할 때 종래 이형단면의 방사구금 홀(Hole)을 사용하는 대신에 상기 분배판(C)을 구비하는 복합방사장치의 원형단면 방사구금을 통해 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하기 때문에 방사구금 홀 설계상의 기계적/물리적 제한을 받지 않아 멀티필라멘트 섬유를 이루는 모노필라멘트의 이형도를 1.5 이상으로 크게할 수 있으며, 방사구금 세정시 잔류 폴리머의 제거가 용이하다.
도 1 내지 도 4는 종래 이형단면 멀티필라멘트 섬유 제조에 사용된 이형단면의 방사구금 홀의 단면 개략도.
도 5는 비교실시예 1로 제조된 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 단면을 촬영하는 전자현미경 사진.
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 이형단면 멀티필라멘트 섬유 제조에 사용되는 복합방사장치가 포함된 분배판의 단면 개략도.
도 11은 실시예 1로 제조된 복합섬유 형태의 모노필라멘트 단면을 촬영한 전자현미경 사진.
도 12는 실시예 1로 제조된 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 단면을 촬영한 전자현미경 사진.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 이형단면 멀티필라멘트 섬유는 도 12에 도시된 바와 같이 단사섬도 0.5~3.0데니어인 모노필라멘트로 구성되며, 상기 모노필라멘트들의 단면상에는 3~64개의 꽃잎형태의 돌기들이 형성되어 있으며, 상기 모노필라멘트는 단면의 외접원 길이를 단면의 내접원 길이로 나눈 이형도(Modified Ratio)가 1.5~3.5인 것을 특징으로 한다.
상기 모노필라멘트는 폴리에스테르계 폴리머, 폴리아미드계 폴리머 또는 폴리올레핀계 폴리머 등으로 구성된다.
상기 이형도(Modified Ratio)가 1.5 미만이거나 돌기 갯수가 3개 미만인 경우에는 이형단면 효과가 미미하여 흡수속건성 및 심색성 등이 나빠지고, 상기 이형도(Modified Ratio)가 3.5를 초과하거나 돌기갯수가 64개를 초과하는 경우에는 모노필라멘트의 돌기들을 지지하는 중심축의 두께(굵기)가 너무 낮아져 돌기들이 한쪽 방향으로 몰리게 되어 불량이 발생하거나 원단 제조시 물성이 저하될 수 있다.
상기 모노필라멘트의 단사섬도가 0.5데니어 미만인 경우에는 방사성이 저하되고, 3.0데니어를 초과하는 경우에는 원단 제조시 경량화가 어렵게되고 소프트(Soft)한 촉감도 구현하기 어렵게 된다.
본 발명에 따른 이형단면 멀티필라멘트의 제조방법은, (ⅰ) 분배판의 외주면으로부터 분배판의 중심부 방향으로 연장된 다수개의 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 일정간격으로 형성되어 있고 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이 각각에 서로 동심원을 이루는 원형상의 이용출성 폴리머 토출공(B)들이 형성되어 있는 분배판(C)을 구비하는 복합방사 구금을 사용하여 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하여 원형 단면 상에 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트 섬유를 제조하는 공정; 및 (ⅱ) 상기 멀티필라멘트 섬유를 알칼리 수용액 또는 열수로 처리하여 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트내 이용출성 폴리머를 용출시키는 공정;을 포함한다.
먼저, 본 발명은 이형단면 형태를 갖는 방사구금 홀을 통해 폴리머를 방사하는 종래방법 대신에 원형단면 형태를 갖는 복합방사구금 홀을 통해 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 동시에 복합방사하여 도 11에 도시된 바와 같이 원형 단면 상에 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트를 제조한다.
이때, 본 발명에서는 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이 분배판의 외주면으로부터 분배판의 중심부 방향으로 연장된 다수개의 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 일정간격으로 형성되어 있고 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이 각각에 서로 동심원을 이루는 원형상의 이용출성 폴리머 토출공(B)들이 형성되어 있는 분배판(C)을 구비하는 복합방사 구금을 사용하여 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 원형 단면 형태의 복합방사구금 홀을 통해 복합방사 한다.
도 6 내지 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이 분배판(C)에 형성된 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들은 분배판(C) 중심부 근처에서 서로 연통되게 분배판(C)의 중심부 방향으로 연장될 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 분배판(C)에 형성된 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들은 분배판(C) 중심부 근처에서 서로 연통되지 않도록 분배판(C)의 중심부 방향으로 연장될 수도 있다.
상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트는 전체 단면적 중 40~95%는 원사 형성성 폴리머로 구성되고, 나머지 5~60%는 이용출성 폴리머로 구성된다.
복합섬유형태의 모노필라멘트내 원사 형성성 폴리머의 단면적 비율이 40% 미만 이거나 이용출성 폴리머의 단면적 비율이 60%를 초과하는 경우에는 원사의 물성이 떨어지고 원단제조시 인열강도 및 후도가 낮아져 공정성 및 품위가 저하된다.
한편, 복합섬유 형태의 모노필라멘트내 원사 형성성 폴리머 단면적 비율이 95%를 초과하거나 이용출성 폴리머의 단면적 비율이 5% 미만인 경우에는 이형도가 낮아지고 이형 단면 원사 형성이 어렵게 된다.
상기 원사 형성성 폴리머는 폴리에스테르계 폴리머, 폴리아미드계 폴리머 또는 폴리올레핀계 폴리머 등이고, 상기 이용출성 폴리머는 폴리비닐알코올 폴리머, 폴리락티드산(Poly Lactic Acid) 또는 알칼리 수용액에 용해되는 금속염을 포함하는 폴리에스테르계 폴리머 등이다.
다음으로는, 상기와 같이 제조되어 원형 단면 상에 원사 형성성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 상기 멀티필라멘트 섬유를 알칼리 수용액 또는 열수로 처리하여 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트 내 이용출성 폴리머를 용출시켜 본 발명에 따른 이형단면 멀티필라멘트를 제조한다.
한편, 본 발명은 원형 단면 상에 원사 형성성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 상기 멀티필라멘트 섬유를 가연한 후, 이를 사용하여 원단을 제편 또는 제직한 후, 제조된 원단을 염가공하여 염가공 원단을 제조한 다음, 상기 염가공 원단을 알칼리 수용액 또는 열수로 처리하여 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트내 이용출성 폴리머를 용출시켜 본 발명에 따른 이형단면 멀티필라멘트로 구성된 원단을 제조하는 것을 포함한다.
이와 같은 경우 가연, 제직/제편 및 염가공 공정을 이형단면 형태가 아닌 원형단면의 복합섬유 형태로 통과하기 때문에 종래 이형단면 섬유가 가연, 제직/제편 또는 염가공 공정 중에 불규칙하게 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 이형단면 멀티필라멘트 섬유는 이형도(Modified Ratio)가 1.5~3.5인 꽃잎형의 원사단면을 구비하는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 구성되기 때문에 흡수속건성 및 심색성이 우수하고, 가연/제편/제직 및 염가공 공정시 섬유의 이형단면이 불규칙하게 변경되는 것을 방지하는 형태안정성이 우수하고, 이형단면이 완만한 곡선의 돌기들로 구성되어 원단 제조시 촉감이 소프트(Soft)하게 된다.
그로 인해 스포츠 의류용 소재 등으로 유용하다.
본 발명에서는 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조할 때 종래 이형단면의 방사구금 홀(Hole)을 사용하는 대신에 상기 분배판(C)을 구비하는 복합방사장치의 원형단면 방사구금을 통해 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하기 때문에 방사구금 홀 설계상의 기계적/물리적 제한을 받지 않아 멀티필라멘트 섬유를 이루는 모노필라멘트의 이형도를 1.5 이상으로 크게할 수 있으며 방사구금 세정시 잔류 폴리머의 제거가 용이하다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
그러나, 본 발명의 보호범위는 하기 실시예만으로 한정되게 해석되어서는 안된다.
실시예 1
도 7에 도시된 바와 같이 분배판(C)의 외주면으로부터 분배판의 중심부 방향으로 연장된 8개의 원사 형성성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 일정간격으로 형성되어 있고 상기 원사 형성성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이 각각에 서로 동심원을 이루는 원형상의 이용출성 폴리머 토출공(B)들이 형성되어 있는 분배판(C)을 구비하는 복합방사구금을 사용하여 이산화티탄 0.03중량%를 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(원사형성 폴리머)와 알칼리 수용액에 용해되는 금속염을 포함하는 폴리에스테르 공중합 폴리머(이용출성 폴리머)를 원형단면의 복합방사구금 홀을 통해 288℃의 방사온도로 방사한 후 냉각 및 오일링 하고, 3.0의 연신비로 연신하고, 125℃의 온도로 열고정하고, 사속 4,300m/분으로 권취하여 원형단면 상에 상기 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트(단사섬도 : 1.56데니어)들로 이루어진 75데니어 / 48필라멘트의 멀티필라멘트 섬유를 제조하였다.
이때, 복합섬유 형태인 모노필라멘트의 전체 단면적 중 상기 원사형성 폴리머의 단면적 비율은 80%이고, 상기 이용출성 폴리머의 단면적 비율은 20%로 조절하였다.
상기와 같이 제조된 복합섬유 형태의 모노필라멘트 단면을 촬영한 전자현미경 사진은 도 11과 같았다.
다음으로는, 제조된 상기 멀티필라멘트 섬유를 무라타(Murata) 33H 기종의 가연기에서 165℃의 가연온도 및 500m/분의 사속으로 가연하여 가연사를 제조한 다음, 상기 가연사를 경사 및 위사로 사용하여 밀도가 230T인 평직의 원단을 제직한 다음, 가성소다 수용액으로 제직된 원단을 정련하여 상기 원단내 이용출성 폴리머를 용출한 다음, 염가공하여 최종 원단을 제조하였다.
복합섬유 형태의 모노필라멘트로부터 이용출성 폴리머를 용출하여 제조된 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 단면을 촬영한 사진은 도 12와 같았다.
방사조업성, 이형단면의 모노필라멘트의 이형도와 돌기갯수 및 원단의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 2
도 8에 도시된 바와 같이 분배판(C)의 외주면으로부터 분배판의 중심부 방향으로 연장된 6개의 원사 형성성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 일정간격으로 형성되어 있고 상기 원사 형성성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이 각각에 서로 동심원을 이루는 원형상의 이용출성 폴리머 토출공(B)들이 형성되어 있는 분배판(C)을 구비하는 복합방사구금을 사용하여 이산화티탄 0.03중량%를 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(원사형성 폴리머)와 알칼리 수용액에 용해되는 금속염을 포함하는 폴리에스테르 공중합 폴리머(이용출성 폴리머)를 원형단면의 복합방사구금 홀을 통해 288℃의 방사온도로 방사한 후 냉각 및 오일링 하고, 3.0의 연신비로 연신하고, 125℃의 온도로 열고정하고, 사속 4,300m/분으로 권취하여 원형단면 상에 상기 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트(단사섬도 : 1.04데니어)들로 이루어진 75데니어 / 48필라멘트의 멀티필라멘트 섬유를 제조하였다.
이때, 복합섬유 형태인 모노필라멘트의 전체 단면적 중 상기 원사형성 폴리머의 단면적 비율은 70%이고, 상기 이용출성 폴리머의 단면적 비율은 30%로 조절하였다.
다음으로는, 제조된 상기 멀티필라멘트 섬유를 무라타(Murata) 33H 기종의 가연기에서 165℃의 가연온도 및 500m/분의 사속으로 가연하여 가연사를 제조한 다음, 상기 가연사를 경사 및 위사로 사용하여 밀도가 230T인 평직의 원단을 제직한 다음, 가성소다 수용액으로 제직된 원단을 정련하여 상기 원단내 이용출 폴리머를 용출한 다음, 염가공하여 최종 원단을 제조하였다. 방사조업성, 이형단면의 모노필라멘트의 이형도와 돌기갯수 및 원단의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
용융 단복 방사설비(일반 방사구금 팩)에 포함되어 있으며, 폭이 0.06㎜인 슬릿(A) 8개가 방사선 상으로 형성되어 있는 이형단면 방사구금 홀을 통해 이산화티탄 0.03중량%를 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 토출한 후 스크린 방식의 냉각존을 거치면서 냉각시켜 돌기가 8개인 꽃잎형 단면 형상을 형성시킨 후 오일링하고, 3.0배의 연신비로 연신하고, 125℃의 온도로 열고정하고, 4,300m/분의 속도로 권취하여 이형단면 모노필라멘트(단사섬도 : 1.56 데니어)들로 이루어진 75데니어/48필라멘트의 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조하였다.
다음으로는, 제조된 상기 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 무라타(Murata) 33H 기종의 가연기에서 165℃의 가연온도 및 500m/분의 사속으로 가연하여 가연사를 제조한 다음, 상기 가연사를 경사 및 위사로 사용하여 밀도가 230T인 평직의 원단을 제직한 다음, 염가공하여 최종 원단을 제조하였다. 방사조업성, 이형단면의 모노필라멘트의 이형도와 돌기갯수 및 원단의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 2
용융 단복 방사설비(일반 방사구금 팩)에 포함되어 있으며, 도 1과 같이 폭이 0.06㎜인 슬릿(A) 6개가 방사선 상으로 형성되어 있는 이형단면 방사구금 홀을 통해 이산화티탄 0.03중량%를 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 토출한 후 스크린 방식의 냉각존을 거치면서 냉각시켜 돌기가 6개인 꽃잎형 단면 형상을 형성시킨 후 오일링하고, 3.0배의 연신비로 연신하고, 125℃의 온도로 열고정하고, 4,300m/분의 속도로 권취하여 이형단면 모노필라멘트(단사섬도 : 1.56 데니어)들로 이루어진 75데니어/48필라멘트의 이형단면 멀티필라멘트 섬유를 제조하였다.
다음으로는, 제조된 상기 멀티필라멘트 섬유를 무라타(Murata) 33H 기종의 가연기에서 165℃의 가연온도 및 500m/분의 사속으로 가연하여 가연사를 제조한 다음, 상기 가연사를 경사 및 위사로 사용하여 밀도가 230T인 평직의 원단을 제직한 다음, 염가공하여 최종 원단을 제조하였다. 방사조업성, 이형단면의 모노필라멘트의 이형도와 돌기갯수 및 원단의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
항 목 실시예1 실시예2 비교실시예1 비교실시예2
원사 만권률(AA급률) 95% 93% 96% 85%
이형도 (Modified Rate) 3.1 (용출후) 2.6 (용출후) 1.1 1.4
단면내 돌기의 개수 8.0 6.0 0.3 7.2
원단 흡수높이(mm) 13.2 14.4 4.8 6.1
원단 건조시간(min) 12 15 29 22
원단 가공지 등급 A B B C
원단의 태(촉감) ◎ ◎ ○ △
심색성(L*치) 11 12 14 13
● 원사 만권률 : 만권기준 권량 6kg를 하여, 하루 동안 생산될 수 있는 총 원사 드럼의 개수와 실제 생산된 원사 드럼의 백분율로 총 7일간의 생산기준으로 표기함
● 이형도 (Modified Ratio) : 원사단면사진을 기준으로 하여 원사단면내에서의 외접원 길이를 내접원 길이로 나눈 비율로 나타냄.
● 단면내 돌기의 개수 : 모든 공정이 끝난 후 원단상에서 추출한 원사의 광학단면을 측정하여 1개의 단면 내에서 1㎛ 이상의 돌기의 개수의 평균을 기준으로 함.
● 원단 흡수 높이 : KS0815 흡수속도 측정 B법
● 원단 건조 시간 : KS0642 건조성 평가
● 원단 가공지 등급 : 10년이상 경력의 가공소 숙련 검사원이 원단 등급 관리 기준에 준하여, 원단 등급을 표시하였으며, 결점이 완벽히 없는 상태가 A, 사용가능수준의 원단으로 결점이 1개이하로 있을 때 B, 경사줄 또는 위사줄이 발생할 경우 C등급으로 판별하였다.
● 원단의 태(촉감) : 원단 연구원 10명의 감각을 10점 만점 기준으로 최대값과 최소값을 제외한 평균값을 종합하여 평가하였다. 8~10점은 ◎, 5~7점은 ○, 4점 이하는 △로 표시하였다.
● 심색성 : 실시예 1과 비교실시예 1, 2는 원단 생지를 블랙 분산염료 4% o.w.f의 농도로 120℃의 염색온도에서 30분의 레벨링 시간을 주고 승온속도 1℃/min와 1.5℃/min냉각속도를 기준으로 염색한 후 CCM측색기를 사용하여 L*치를 측정하였다. 실시예2는 폴리아미드6 염색법으로 산성염료 4% o.w.f의 농도로 100℃의 염색온도에서 30분의 레벨링 시간을 주고 승온속도 1℃/min와 1.5℃/min냉각속도를 기준으로 염색한 후 CCM측색기를 사용하여 L*치를 측정하였다. L*치는 낮을수록 심색성이 우수한 것을 나타낸다.
A : 분배판에 형성된 원사형성 폴리머 토출용 슬릿
B : 분배판에 형성된 이용출성 폴리머 토출공
C : 분배판

Claims (8)

  1. 원형 단면형태를 갖는 복합방사 구금홀을 통해 원사 형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하여 단면형태가 원형인 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트 섬유를 제조하는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법에 있어서,
    (ⅰ) 분배판의 외주면에서 중심 또는 중심 부근으로 연장된 다수개의 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들이 서로 일정 각도만큼 이격되도록 형성되고, 원형의 이용출성 폴리머 토출공(B)들은 각 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들 사이에서 동일 반경 상에 위치하도록 형성되어진 분배판(C)을 구비하는 복합방사 구금을 사용하여, 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머를 복합방사하여 원형 단면 상에 원사형성 폴리머와 이용출성 폴리머가 복합되어 있는 복합섬유 형태의 모노필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트 섬유를 제조하는 공정; 및
    (ⅱ) 상기 멀티필라멘트 섬유를 알칼리 수용액 또는 열수로 처리하여 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트 내 이용출성 폴리머를 용출시키는 공정; 을 포함하되,
    원사형성 폴리머는 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)을 통해서만 공급되고, 이용출성 폴리머는 이용출성 폴리머 토출공(B)을 통해 상기 토출용 슬릿(A)들 사이의 빈 공간을 채우도록 공급되므로, 방사구금이 아닌 분배판을 사용함에도 불구하고 이형단면 섬유의 이형도(Modified Ratio)는 1.5~3.5가 되도록 하고,
    이와 같이 제조된 복합섬유 형태의 모노 필라멘트는 가연공정을 거쳐 원단으로 제직된 후에 상기 이용출성 폴리머의 용출공정이 진행되는데, 상기 이용출성 폴리머로는 알칼리 수용액에 용해되는 금속염을 포함하는 폴리에스테르 공중합 폴리머를 사용한 것을 특징으로 하는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모노필라멘트는 단사섬도 0.5~3.0 데니어이며, 폴리에스테르계 폴리머, 폴리아미드계 폴리머 및 폴리올레핀계 폴리머 중에서 선택된 1종의 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들은 분배판(C)의 중심부 근처에서 서로 연통되게 분배판(C)의 중심부 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원사형성 폴리머 토출용 슬릿(A)들은 분배판(C)의 중심부 근처에서 서로 연통되지 않도록 분배판(C)의 중심부 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복합섬유 형태의 모노필라멘트는 전체단면적 중 40~95%는 원사형성 폴리머로 구성되고, 나머지 5~60%로는 이용출성 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 이형단면 멀티필라멘트 섬유의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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