KR19980025671A - 폴리에스터 해도형 복합섬유의 제조방법 - Google Patents

폴리에스터 해도형 복합섬유의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알카리용출성 폴리에스터를 해성분으로 알카리 비용출성 폴리에스터를 도성분으로 하여 복합방사에 의해 해도형 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 해성분으로 고유점도가 0.55~0.65인 공중합 폴리에스터를, 도성분으로 고유점도가 0.80~0.90인 폴리에스터를 해성분과 도성분의 복합비가 중량비로 25 : 75 ~ 35 : 65가 되도록 사용하여 방사하되 방사권취속도(WUS), 폴리에스터 용출성분의 복굴절율(fA), 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율(fB), 두 성분간의 복굴절율 비(fA/fB)가 아래의 식을 만족하도록 함을 특징으로 한 폴리에스터 해도형 복합섬유의 제조방법으로서 품질이 양호한 해도섬유를 고속으로 생산하는 잇점을 제공한다.
2000WUS5000
17 × 10-3 fA 105 × 10-3
24 × 10-3 fB 115 × 10-3
0.71fA/fB 0.91
WUS : 방사 권취속도(미터/분)
fA: 폴리에스터 용출성분의 복굴절율
fB: 공중합 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율
fA/fB: 폴리에스터 용출성분과 비용출성분의 복굴절율 비

Description

폴리에스터 해도형 복합섬유의 제조 방법
제 1도는 본 발명의 실시를 위한 해도형 복합섬유 제조 장치의 개략도
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
1,2 : 익스트루더3 : 스핀빔
4 : 스핀 팩5 : 사조
6 : 냉각 장치7 : 제트 오일링 장치
8 : 권취기
본 발명은 폴리에스터 및 이가수분해 폴리에스터 용융물이 용융방사과정에서 도형태와 해형태로 섬유 단면상에 균일하게 배열된 해도 복합물이 섬유축방향으로 연속배열되어 형성된 폴리에스터 해도형 복합섬유의 고속방사에 의한 제조방법에 관한 것이다.
종래의 경우 고부가가치의 차별화 소재에 적합한 극세사는 일반방사법과 복합방사법으로부터 제조하였으나 일반방사법에 의한 극세사는 0.3 데니어 이하의 원사를 제조하는 것이 불가능하고 복합방사법에 의한 극세사는 통상 분할형 복합사 형태로 극세사를 제조할 수 있지만 이와 같은 분할형 복합사는 그 단면특성상 분할이 4~16개 세그먼트(Segment)로 분할되기 때문에 이 역시 0.1 데니어 이하의 원사를 얻는 것은 어려워 고질감의 쾌적한 촉감을 갖는 의료용 직물을 제조하는데는 부적합하였다.
최근 화섬업계에서는 고부가가치를 갖는 차별화 소재의 개발이 활발하게 추진되고 있는데 이러한 추세의 일환으로 인공피혁, 고급 스웨드 제품, 고급 완구류 등의 고질감, 쾌적 의류용 직물에 응용될 수 있는 극세사로 해도형 복합섬유의 제조방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
해도형 복합섬유는 고분자상호배열제섬유라고도 불리는 것으로 그 단면형상을 보면 어떤 종류의 성분이 다른 성분중에 수십~수백개 분산되어 있고 섬유축방향으로 실질상 연속적으로 되어 있어 마치 바다 한가운데 작은 섬들이 다수 존재하는 것처럼 보이기 때문에 해도형 복합섬유라 불린다. 이와 같은 해도형 복합섬유는 해성분을 후공정단계에서 가수분해에 의해 용출시키면 도성분이 남아 초극세사가 얻어진다.
종래 해도형 복합섬유의 제조시에는 비용출성분으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스터와 그 공중합체, 나이론 6등의 폴리아미드 등과 그 공중합체, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀과 그 공중합체 등이 흔히 사용되어 왔고, 용출성분으로는 나이론 6등의 폴리아미드와 그 공중합체, 폴리스티렌과 그 공중합체, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀과 그 공중합체, 폴리비닐알콜 공중합체 등이 사용되어 왔다.
그러나 위와 같이 서로 상이한 성질을 갖는 고분자를 용출/비용출성분으로 하여 해도형 복합섬유를 용융방사할 경우에는 용출성분과 비용출성분의 용융거동이 상이하여 방사성 및 연신성이 저하되고 또한 상기 방법은 용출성분 및 비용출성분이 서로 사용성이 없기 때문에 비용출성분들이 쉽게 물려 균일한 해도형 복합섬유를 얻기 어려우며 용출성분을 제거하기 위한 용제의 선택 및 용출처리가 곤란한 단점을 갖는다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 폴리에스터를 비용출성분으로 하고 폴리에스터 공중합체를 용출성분으로 하여 해도형 복합섬유를 제조하되, 용출성분으로 에틸렌글리콜에 반응성 유기설폰산 금속염을 공중합시킨 변성 폴리에스터를 사용하여 해도형 복합섬유를 제조하는 방법이 제안되었다(일본국 특개소 54-120732, 특개소 54-147218, 특개소 55-6514, 특개소 56-53226, 특개소 56-37332, 특개소 59-130361, 특개소 59-10497).
그러나 이와 같이 용출성분으로 유기설폰산 금속염을 소량 첨가하여 공중합 시킨 것을 사용할 경우 용출성분의 유기설폰산 금속염이 용출성분내에서 이온결합을 일으켜 방사 및 연신공정성이 떨어지고 고속방사에서 폴리에스터 용출성분과 폴리에스터 비용출성분간의 분자 배향의 차이가 커져 연신한 후 두 폴리머간의 배향도 차이에 의한 강도저하가 발생하기 때문에 저속(~1200미터/분)으로 방사한 후 연신을 하는 2단계 제사방법을 사용할 수 밖에 없었다. 따라서 이러한 제조공법으로 해도형 복합섬유를 제조할 경우 방사 및 연신 공정성이 떨어지고 방사 후 방치시간에 따른 연신사의 물성이 불균일하고 또 생산성이 저하하며 물성 불균일에 따른 후공정 작업성을 저하시키는 단점도 있다. 그리고 연신 후 가연에 따른 복잡한 제사공정으로 제조 단가 상승의 원인이 된다.
본 발명은 이와 같은 종래 방법의 결점을 해결하기 위해 안출된 것으로 고속방사 방법에 따라 해도형 복합섬유를 효율적으로 제조하는 방법을 제공하려는 것이다. 즉, 본 발명은 알카리 용출성 폴리에스터를 해성분으로 알카리 비용출성 폴리에스터를 도성분으로 하여 복합방사에 의해 해도형 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 해성분으로 고유점도가 0.55~0.65인 공중합 폴리에스터를, 도성분으로 고유점도가 0.80~0.90인 폴리에스터를 해성분과 도성분의 복합비가 중량비로 25 : 75 ~ 35 : 65가 되도록 사용하여 방사하되 방사권취속도(WUS), 폴리에스터 용출성분의 복굴절율(fA), 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율(fB), 두 성분간의 복굴절율 비(fA/fB)가 아래의 식을 만족하도록 함을 특징으로 한 폴리에스터 해도형 복합섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.
2000WUS5000
17 × 10-3 fA 105 × 10-3
24 × 10-3 fB 115 × 10-3
0.71fA/fB 0.91
WUS : 방사 권취속도(미터/분)
fA: 폴리에스터 용출성분의 복굴절율
fB: 공중합 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율
fA/fB: 폴리에스터 용출성분과 비용출성분의 복굴절율 비
본 발명에서 해성분으로 사용되는 용출성 공중합 폴리에스터로는 알카리에 대한 용해성이 우수하고 방사 배향도가 우수한 폴리알킬렌글리콜과 금속 설포네이트기를 함유한 공중합 폴리에스터가 좋으며 이때 이의 고유점도는 0.55~0.65 범위인 것이 좋다.
본 발명에 있어서 도성분으로 사용되는 비용출성 폴리에스터는 바람직하게는 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 공중합시킨 내알카리 가수분해성 섬유형성성 폴리에틸렌테레프탈레이트이며 이때 고유점도는 0.80~0.90 범위가 바람직하다. 이와 같은 용출성분과 비용출성분의 복합시는 중량비로 25 : 75 내지 35 : 65인 것이 필요하다. 본 발명에서 상술한 도성분과 해성분의 점도범위 및 복합비 범위를 벗어날 경우에는 하기에 기술하는 방사조건을 적용하기 어렵게 되어 좋지 않다. 본 발명의 방사방법을 설명하면 제 1도에 도시한 바와 같이 익스트루더(1,2)에서 각각 폴리에스터 용출성분, 폴리에스터 비용출성분이 용융 압출되어 스핀 빔(3)내 스핀 팩(4)를 통해 압출된 사조(5)는 냉각장치(6)에 의해 냉각된 후 제트오일링 장치(7)를 거쳐 유제를 부여한 후 권취기(8)에 권취된다. 권취사는 별도의 가연공정에서 가연하여 최종적으로 연신가공사를 제조할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 해도형 복합섬유는 방출 후 냉각되어 일정 속도의 권취기에서 권취되는데 이때 권취속도는 2000m/min 이상 5000m/min 이하여야하고 좋게는 2500m/min 이상 4000m/min 이하가 좋다. 폴리에스터 용출성분의 복굴절율은 17 × 10-3이상 105 × 10-3이하여야 하고 좋게는 20 × 10-3이상 93 × 10-3이하가 좋다. 그리고 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율은 24 × 10-3이상 115 × 10-3이하여야 하고 좋게는 27 × 10-3이상 105 × 10-3이하가 좋다. 또 두 성분간 복굴절율비는 0.71 이상 0.91 이하여야 하고 좋게는 0.74 이상 0.89 이하가 좋다. 복굴절율 비가 0.71 이하인 경우 폴리에스터 용출성분과 폴리에스터 비용출성분간 배향도 차이가 커서 가연 후 폴리에스터 용출성분의 낮은 배향도에 의해 정상적인 강도 발현이 어려우며 폴리에스터 용출성분과 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율이 가연을 하기에는 모두 너무 낮아 가연시 장력 저하에 의한 불안정한 가연으로 가연 공정성 및 품질이 떨어지며 복굴절율 비가 0.91 이상에 서는 고속방사에 따른 폴리에스터 용출성분의 배향도가 증가하지만 방사성 저하에 따른 사절이 다발하여 방사 공정성이 떨어진다.
이와 같은 본 발명에 따라 폴리에스터 용출성분과 폴리에스터 비용출성분으로 이루어진 해도형 복합섬유를 한정된 조건으로 방사 및 직접 연신하면 품질 및 품위가 우수한 해도형 복합섬유를 고속으로 생산할 수 있게 되며 제사공정에서의 손실은 대폭적으로 억제되며 생산성 향상에 의해 제조 단가가 감소된다.
이하에 실시예를 들어 설명한다.
[실시예 1~7]
페놀/테트라클로로에탄으로 측정한 고유점도 0.60인 금속 실포네이트와 폴리알킬렌글리콜 함유 공중합 폴리에스터를 폴리에스터 용출성분으로 하고, 페놀/테트라클로로에탄으로 측정한 고유점도 0.83인 알카리 내가수분해성 고상중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 폴리에스터 비용출성분으로 하여 제 1도의 장치를 이용 해도형 복합섬유를 제조하되, 이때 복합비는 폴리에스터 비용출성분 70중량%, 폴리에스터 용출성분 30중량%이며 방사온도는 292℃였고, 기타 방사조건을 하기표 1과 같이 변화시켜서 220d/36f의 미연사를 제조하였다.
가연은 속도 450m/min, 온도 189℃에서 실시하여 가연 직업성을 평가하였다. 그 결과를 역시 표1에 정리하였다.
[비교예 1~4]
실시예 1~7과 같은 제사조건으로 하되 방사속도를 2000m/min 미만, 5000m/min 초과한 조건에서 미연신사를 제조하였고 그 결과는 표 1과 같다.
표 1
◎ : 우수 ○ : 양호 △ : 보통 × : 불량

Claims (2)

  1. 알카리용출성 폴리에스터를 해성분으로 알카리 비용출성 폴리에스터를 도성분으로 하여 복합방사에 의해 해도형 섬유를 제조하는 방법에 있어서, 해성분으로 고유점도가 0.55~0.65인 공중합 폴리에스터를, 도성분으로 고유점도가 0.80~0.90인 폴리에스터를 해성분과 도성분의 복합비가 중량비로 25 : 75 ~ 35 : 65가 되도록 사용하여 방사하되 방사권취속도(WUS), 폴리에스터 용출성분의 복굴절율(fA), 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율(fB), 두 성분간의 복굴절율 비(fA/fB)가 아래의 식을 만족하도록 함을 특징으로 한 폴리에스터 해도형 복합섬유의 제조방법
    2000WUS5000
    17 × 10-3 fA 105 × 10-3
    24 × 10-3 fB 115 × 10-3
    0.71fA/fB 0.91
    (WUS : 방사 권취속도(미터/분)
    fA: 폴리에스터 용출성분의 복굴절율
    fB: 공중합 폴리에스터 비용출성분의 복굴절율
    fA/fB: 폴리에스터 용출성분과 비용출성분의 복굴절율 비)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해성분 알카리용출성 성분은 폴리알킬렌글리콜과 금속 설포네이트기를 함유한 공중합 폴리에스터인 것을 특징으로 한 방법.
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