KR19980061104A - 이광택 태세섬도 폴리에스터 복합섬유의 제조방법 - Google Patents

이광택 태세섬도 폴리에스터 복합섬유의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합방사구금으로 부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세섬도 폴리에스터 복합섬유의 제조하는 방법에 관한 것이다.
기존의 일반 혼섬에 의한 이섬도단면원사의 제조는 섬도가 서로 다른 원사를 각각 제조한 후 혼섬함으로써 제조비용 상승 및 원사단면간의 균일한 혼합이 힘들다는 단점이 있다.
본 발명은 복합방사구금으로부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세섬도 폴리에스터 복합원사를 제조함에 있어서, 복합방사구금을 CP in(심부 구금홀간 거리), △PCD(심부, 초부간 직경차)를 조절하고 원사구성을 심부에 태사, 초부에 세사를 배열하고 무기미립자를 다량 함유한 폴리머와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 동시에 노즐블렌드방식으로 혼섬함으로써 자연스러운 이색성을 발현시키며 또한 추가비용이 발생하는 혼섬공정을 거치지 않더라도 균일한 혼섬효과를 발현하는 우수한 원사의 제조가 가능한 것이 그 특징이다.

Description

이광택 태세섬도 폴리에스터 복합섬유의 제조방법
제 1 도의 (가) 및 (나)도는 본 발명에 사용된 복합방사설비와 연신장치의 개략적인 공정도이고,
제 2 도는 본 발명에 사용된 복합방사구금의 심부, 초부의 개념도이며,
제 3 도는 (가)는 본 발명의 실시예의 원사 단면도이고 (나)도는 비교실시예의 원사 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1. 엑스터루더 A2. 엑스터루더 B
3. 분배판4. 복합방사구금
5. 스핀블럭6. 켄칭덕트(Quenching Duct)
8. 가이드9. 오일로울러
10. 고뎃로울러11. 고뎃로울러
13. 가이드14. 핫로울러
15. 열판16. 콜드로울러
17. 복합방사구금18. 심부(태사)
19. 초부(세사)20. 구금홀간의 거리
21. 구금홀간의 거리
본 발명은 복합방사구금으로부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택 태세섬도의 폴리에스터복합섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.
기존의 일반 혼섬에 의한 이섬도 복합섬유의 제조는 섬도가 서로 다른 원사를 각각 제조한 후 혼섬함으로써 원사단면간의 균일한 혼합이 어려우며 제조비용이 높다는 단점이 있었다.
또한 선행기술인 일본 특공소 59-1708호의 경우 각각의 섬도 및 단면이 다른 원사를 각기 다른 구금에서 방사하여 합사에 의한 폴리에스터 이섬도원사 제조의 경우도 일반 혼섬에 의한 이섬도이형단면사 제조공정에 비하여 혼섬비용을 줄일 수 있다는 장점은 있으나, 합사에 의해 섬도차 및 단면이 다른 2종의 원사를 균일하게 혼합하는데 무리가 있어 이섬도이형단면 고유의특성을 발현하는 데는 무리가 있었다. 또한 일반 방사로 동일구금내에서 배면압차이 및 홀단면 차이로 이섬도를 발현시키는 경우는 섬도차가 2~3데니어 이상 나가기 어려우며 설령 섬도차가 나더라도 구금상부 폴리머 분배상에 이상흐름이 발생해 작업성 저하가 나타나며 반발탄성 및 소프트성, 드레이프성을 동시에 만족하는 직물개발은 어려웠다.
본 발명의 복합방사구금으로 부터 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 이광택태세 폴리에스터 복합원사를 제조하는데 있어서, 복합방사구금을 CP out(초부구금홀간 거리), CP in(심부 구금홀간 거리), △PCD(심부, 초부간 직경차)를 조절하고 원사구성을 심부에 태사, 초부에 세사를 배열하고 무기미립자를 다량 함유한 폴리머와 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트를 동시에 노즐블렌드(nozzle blend)방식으로 혼섬함으로써 자연스러운 이색성(natural two tone)을 발현시키며 또한 추가비용이 발생하는 혼섬공정을 거치지 않더라도 균일한 혼섬효과를 발현하는 우수한 원사의 제조가 가능한 것이 그 특징이다.
본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 자연스러운 이색성 및 반발탄성과 부드러움을 직물에 주기 위해서 무기미립자가 다량 함유된 폴리에틸렌테레프탈레이트와 모노 필라멘틀 0.5데니어 및 6데니어급의 원사를 복합방사구금내에서 동시에 노즐블렌드 방식으로 방사하여 이섬도이광택원사를 제조하였다.
이섬도이광택원사의 특징으로는 무기미립자가 다양함유된 폴리에틸렌테레프탈레이트와 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트를 동시에 방사함으로써 염가공후 이광택성 및 이염색성으로 인한 천연섬유직물에서만 볼 수 있는 은은하면서도 자연스러운 외관을 나타낼 수 있으며 모노필라멘트 6데니어급의 태사와 모노필라멘트 0.5데니어급의 세사를 동시에 방사함으로써 반발탄성, 드레이프성과 소프트성을 동시에 향상시켜 착용감이 우수한 직물의 제조가 가능하다.
폴리머로는 TiO2가 0.3~0.4wt%인 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트와 TiO2가 다량 첨가된 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트가 사용되며 TiO2함량차이가 4~5wt%가 가장 바람직한 범위이며 4wt%보다 작을 경우 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트와의 광택차가 작아서 자연스런 이색성이 나지 않으며 5wt%보다 클 경우 무기미립자 상호간에 응집이 발생하여 팩 주기가 단축되고 마찰되는 부분인 가이드가 연속생산시 심한 손상을 가져와서 장기간 작업시 작업성이 저하되고 균일한 열처리가 힘들어 염반이 다량 발생하는 단점이 있다.
원사조합에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
기본적으로 태사부분은 섬도가 클수록 반발탄성 측면에서는 유리하지만 6~7데니어가 가장 바람직한 범위이며 6데니어보다 작을 경우 직물의 반발탄성, 드레프성 등이 레귤러 품종인 폴리에틸렌테레프탈레이트 2데니어급과 크게 다르지 않고 7데니어보다 클 경우는 방사섬도가 지나치게 커서 켄칭(Quenching)이 불충분하여 방사작업성이 불량해지며 방사유체 부착이 불량하여 권취케이크의 형태도 불량해진다.
기본적으로 세사부분은 가늘수록 직물 소프트 측면에서는 유리하지만 0.5~1데니어의 원사구성이 가장 적당하며 0.5데니어 이하의 경우는 실질적으로 일반방사로는 어려우며 특수한 냉각장치가 부착되어야 하고 1.0데니어 이상이되면 직물 소프트성이 레귤러 2데니어급에 비해 크게 향상되지 않는다.
구금설계에 있어서 세사부분이 한줄 태사부분이 한줄로 구성되어야 하며 세사부분은 필라멘트수가 많이 배치되어야 하며 태사부분은 필라멘트수가 적게 배치되어야 한다. 복합방사구금의 심부와 초부의 직경차이는 15~20mm가 적당하며 15mm이하의 경우는 켄칭에어의 유속에 의해 심부와 초부의 필라멘트사이에 고화점전에 순간 접합되어 사절이 일어나기도 하며 데니어 이상이 나오는 등 문제점이 많으며, 20mm 이상의 경우에는 켄칭에어의 균형이 깨어져 심부와 초부사이에 불균형이 일어나게 되고 목표 섬도로 조절이 어렵다.
켄칭에어온도 15~20℃에서 퐁속은 20~25mpm이 적당하며 20mpm이하일 경우 초부의 원사는 고화되기 충분하지만 심부의 태사가 고화되기에는 그 양이 부족하였으며 풍속이 30mpm이상의 경우는 초부의 세데니어 원사가 사유동이 심하여 이웃하는 필라멘트간에 순간접합이 일어나거나 방사작업성이 저하되며 사균제도가 저하된다.
초부의 구금홀간 거리(CP cout)는 6mm이상이 적당하며 6mm이하의 경우는 켄칭에어가 초부를 통과하면서 필라멘트 멜트(melt)와 열교환으로 인한 켄칭에어 온도상승 및 켄칭에어 압력차이가 발생하여 심부 태사의 고화가 불량하게 되어 고뎃로울러 권부가 발생하거나 작업성이 이유없이 불량해지게 된다.
심부의 구금홀간 거리(CP in)는 9mm이상이 적당하며 9mm이하의 경우는 켄칭에어에 일차적으로 접하는 반쪽부분은 정상적으로 고화되지만 이부분을 통과한 공기가 나머지 반쪽부분을 통과할 때 고화가 불충분하게 되어 문제가 발생한다.
[실시예 1]
심색감 및 자연스러운 이색성을 주기위해서 TiO23.0wt%, Ⅳ(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 TiO20.3wt%, Ⅳ 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2종의 폴리머를 엑스트루더 죤(extruder zone) 온도 288/285/285℃에서 각각 용융하고 이를 필터 10㎛, 분배판을 통해 각각의 유로로 흘려 레귤러 폴리에틸렌테레프탈레이트는 심부에 다른 종류의 폴리에틸렌테레프탈레이트는 초부에 배열하여 각각 170데니어/8필라, 85데니어/36필라로 방사하였다. 이때 사용구금은 CP in(심부 구금홀간 거리)이 10mm, CP out(초부 구금홀간 거리)이 7mm, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 15mm인 구금을 사용하였다. 방사온도는 285℃이며 켄칭에어의 온도는 15℃, 풍속은 22mpm으로 하고 방사속도 1000mpm으로 권취하였다. 연시시 핫로울러 온도 85℃, 열판 온도 130℃로 연신하고 인터레이스 엥어의 압력은 1.5kg으로 하였으며, 각 실시예는 원사의 특성을 평가하기 위하여 필라멘트 상태인 원사를 1200TM으로 연사하여 경사 및 위사로 사용 제직한다.
조직은 평직으로 하여 밀도는 경사 120본/인치 위사 85본/인치 이다. 가공은 감량율 13% 축률 9% 진행하며 기타 가공조건은 일반 폴리에스터 장섬유 직물의 가공에 따른 직물을 제직하여 측정한 값이다.
[비교실시예 1]
심색감 및 자연스러운 이색성을 주기위해 TiO21.0wt%, Ⅳ(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 TiO20.4wt%, Ⅳ 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2종의 폴리머를 사용하여 실시예 1과 동일한 방사조건으로 원사를 제조 및 제직, 가공하였다.
이때 사용구금은 CP in(심부 구금홀간 거리)이 11mm, CP out(초부 구금홀간 거리)이 8mm, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 11mm인 구금을 사용하였다. 태사는 170/7, 세사는 75/31의 품종으로 75/38이 최종원사이다.
[실시예 2]
TiO24wt%, Ⅳ(고유점도) 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 TiO20.4wt%, Ⅳ 0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2종의 폴리머를 사용하여 실시예 1과 동일한 방사조건으로 원사를 제조 및 제직, 가공하였다.
이때 사용구금은 CP in(심부 구금홀간 거리)이 11mm, CP out(초부 구금홀간 거리)이 8mm, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 11mm인 구금을 사용하였다. 태사는 170/7, 세사는 75/31의 품종으로 75/38이 최종원사이다.
[비교실시예 2]
기타 조건은 실시예 1과 동일하며 단지 복합방사구금 CP in(심부 구금홀간 거리)이 6mm, CP out(초부 구금홀간 거리)이 6mm, △PCD(심부, 초부간 직경차)가 10mm인 구금을 사용하였다. 태사는 170/6, 세사는 85/48로 방사하여 최종적으로 75/54의 원사를 제조하였다.
비교실시예와 실시예는 균제도, 단면변동율, 방사작업성, 이색성, 반발탄성감 등을 평가하였고 균제도는 일정길이에 대한 섬도변동을 수치화하였으며, 단면 변동율은 원사단면을 컷팅해서 필라멘트간의 섬도 변동을 백분율로 환산하여 나타내었고 이색성과 반발탄성감은 관능평가를 하였다.
비교실시예 1은 초부 산화티탄함량이 낮아 이색성효과가 낮으며 △PCD가 낮아 켄칭에어의 불균일에 의한 균제도 저하, 단면변동율 저하, 작업성 저하 등의 현상이 나오고 있으며 비교실시예 2는 심부, 초부 모두 필라멘트간 순간 접합으로 작업성 불량 균제도 저항 등의 현상이 나타난다.
평가결과를 표1에 나타내었다.
[표 1]
(단 ○ ; 양호, △ : 보통, × : 불량)

Claims (3)

  1. 동일구금으로부터 2종이상의 폴리머를 동시에 방사하여 심부는 태사의 섬도가 6~7데니어이며 초부의 섬도가 0.5~1데니어로 구성함을 특징으로 하는 이광택 태세섬도 폴리에스터 복합섬유의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 심부와 초부의 산화티탄 함량차가 4~5wt%인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 이광택 태세섬도 폴리에스터 복합섬유의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서 복합방사 구금을 CP out(초부 구금홀간 거리) 9mm이상, CP in(심부 구금홀간 거리) 7mm이상, △PCD(심부, 초부간 직경차) 15~20mm인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 복합섬유의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100808567B1 (ko) * 2007-04-30 2008-02-29 성안합섬주식회사 이용성 폴리에스테르 수지를 이용한볼륨사(ｖｏｌｕｍｅ絲) 및 그의 섬유 제품 제조 방법
KR100956497B1 (ko) * 2008-04-29 2010-05-07 엑스플로어(주) 방적사효과를 가지는 폴리에스테르계 가공사의 제조방법

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