KR19980061121A - 이수축 혼섬사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비수수축률이 서로 다른 2이상의 섬유를 복합하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 이종(異種)의 폴리머를 사용하여 스핀드로우 방사기에서 코어사와 이펙트사를 코어사용 폴리머 방사실과 이펙트사용 폴리머 방사실로 분할된 방사구금을 통해 복합방사한 후 코어사는 직연신 사도를 거치고 이펙트사는 바이패스된 사도를 거쳐 합사하는 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것으로서, 이에 의하면 스핀드로우 방사기에서 방사, 연신되면서 직접 복합섬유가 만들어지게 됨으로써 기존의 복합섬유 제조 프로세스에 비해 제조단계가 축소되어 제조비용의 절감 및 생산성의 향상을 달성할 수 있고 또한 공정의 불량이나 섬유외관의 불량을 방지할 수 있으며, 소재사간의 염착불균일의 문제도 발생하지 않는 등의 장점을 얻을 수 있게 된다.

Description

이수축 혼섬사의 제조방법

제 1 도는 본 발명이 일실시예에 따르는 이수축 혼섬사의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 장치도.

제 2 도는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 이수축 혼섬사의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 장치도.

제 3 도는 제 2 도의 장치에 사용되는 단부여 제 2 고뎃롤러의 구조를 설명하기 위한 도면

본 발명은 스핀드로우 방사기에서 비수에 대한 수축정도가 서로 다른 이종의 폴리머가 혼섬되어 있는 이수축 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

종래 이수축 혼섬사는 별도의 프로세스를 통해 제조한 원사를 복합하여 제조하여 왔다. 즉, 저수축 부분과 고수축 부분을 별도로 방사하고 각각을 별도의 사도를 거치게 한 후 연신기에서 양자를 복합하거나, 또는 각각 별도로 연신까지 완료한 후 합사장치에서 양자를 합사하는 것에 의해 제조되고 있다. 이렇게 제조된 복합섬유는 그 제조공정이 길어 생산시의 제조원가가 비싸지게 되며, 다단계의 공정을 거침으로 인해 원사의 외관 품위도 아울러 저하되는 문제점을 지니고 있다. 또한 서로 제조 프로세스가 다른 이종의 원사가 합쳐짐에 따라 코어(core) 섬유와 이펙트(effect) 섬유간에 염착차이로 인한 직물의 결점 등이 발생하는 문제점을 지니고 있다. 특히 고수축 부분과 저수축 부분을 구성하는 폴리머가 서로 다른 경우에는 상기와 같은 염착불균일의 문제는 더욱 현저하게 나타난다.

또한 기존의 복합섬유 제조방법에 의한 복합섬유는 방사기 및 연신기의 속도 제약으로 인해 고속생산이 곤란하여 생산성 향상이 어려우며, 이에 따라 제조원가가 상승하는 요인이 되고 있다.

한편, 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일본특개평7-243144호 공보에는 스핀드로우 방사기에 핫튜브 장치를 부착하여 코어사와 이펙트사간의 열고정 정도를 다르게하여 코어사와 이펙트사간의 비수축률 차이를 부여하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법은 핫튜브라는 고가이면서도 취급이 용이치 않은 설비를 별도로 부착해야 한다는 단점이 있다.

따라서, 본 출원인은 비수수축률이 상이한 2종 이상의 폴리에스테르 섬유를 복합하여 이수축 혼섬사를 제조하는 방법에 있어서, 스핀드로우 방사기에서 코어사와 이펙트사가 별도의 방사구금을 통해 방사된 후 코어사는 직연신 사도를 거치고 이펙트사는 바이패스된 사도를 거쳐 합사되는 폴리에스테르 이수축 혼섬사의 제조방법을 발명하여 특허출원 제96-41576호로 출원한 바 있다. 상기한 출원발명에 의하면 기존 방법에서 복합섬유가 여러 단계를 거침에 따라 수반되는 공정의 불량이나 섬유외관의 불량 등을 방지할 수 있으며 생산성의 향상과 제조경비의 절감을 달성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 비수수축률이 서로 다른 이종의 폴리머를 동일한 방사기에 방사하여 더욱 향상된 생산성으로 이수축 혼섬사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 비수수축률이 서로 다른 2이상의 섬유를 복합하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 이종(異種)의 폴리머를 사용하여 스핀드로우 방사기에서 코어사와 이펙트사를 코어사용 폴리머 방사실과 이펙트사용 폴리머 방사실로 분할된 방사구금을 통해 복합방사한 후 코어사는 직연신 사도를 거치고 이펙트사는 바이패스된 사도를 거쳐 합사하는 이수축 혼섬사의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 이수축 혼섬사는 비수수축률이 서로 다른 이종의 폴리머를 사용하여 스핀드로우 방사기에서 코어사와 이펙트사를 코어사용 폴리머 방사실과 이펙트사용 폴리머 방사실로 분할된 방사구금을 통해 방사한 후 코어사는 직연신사도를 거치고 이펙트사는 바이패스된 사도를 거쳐 합사되어 제조된다.

즉, 코어사는 제 1 고뎃롤러와 제 2 고뎃롤러와의 속도 차이로 연신, 열고정되어 권취기로 권취된다. 그러나 이펙트사는 고뎃롤러를 거치지 않고 별도의 바이패스 사도를 지나 권취기의 속도로 인해 드래프트가 발현되어 부분연신사(POY)의 물성을 발현하게 된다.

본 발명에 의하면, 코어사용 폴리머는 테레프탈산 대비 5~20 mole%의 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르를 사용할 수 있다.

또한, 코어사용 폴리머와 이펙트사용 폴리머 중 어느 하나가 테레프탈산 대비 0.5 내지 5 몰%의 디메틸 술포네이트 성분을 함유하는 폴리에스테르를 사용할 수 있다.

또한, 상기 코어사와 상기 이펙트사 중 어느 하나를 심색성사로 하는 것도 바람직하다.

또한, 상기 코어사용 폴리머와 상기 이펙트사용 폴리머가 무광 폴리머, 부분 무광 폴리머 또는 유광 폴리머 중 하나이되, 서로 같지 않도록 하는 것도 가능하다.

본 발명에 의하면 상기 코어사용 폴리머로서 테레프탈산 대비 5~20 mole%의 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르가 사용될 수 있다. 코어사는 복합사에서 고수축특성을 발현하는 부분으로서, 기존보다 수축 특성이 큰 고수축 폴리머를 사용할 수 있으며, 이소프탈산의 함량은 테레프탈산 기준 5~20 mole%가 적당하다. 이보다 이소프탈산의 함량이 낮으면 고수축사로서의 효과가 적고, 이보다 크면 섬유의 열적인 성질이 지나치게 저하되어 섬유로서의 가치가 사라지게 된다. 고수축 폴리머는 폴리머 특성에 맞게 고뎃 롤러의 온도를 적당히 조절해 주어야 한다. 폴리머 특성에 따라 다를 수 있으나, 열고정을 해주는 제 2 고뎃 롤러 온도는 일반 폴리에스터 섬유의 경우보다 10~30℃정도 낮은 80~120℃ 정도가 적당하다. 이보다 높게 되면 고수축 특성이 소멸하게 되고, 이보다 낮게되면 수축율이 지나치게 크게 되어 직물의 촉감이 뻣뻣해지게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 제품의 염착차이를 유발시켜 특수한 염색 효과를 발현하기 위해 염기성 염료 가염사와 일반 폴리에스터 수지를 복합 방사할 수도 있는 바, 염기성 염료 가염사와 일반 폴리에스터 수지를 복합 방사하는 경우는 은은한 톤의 멜란지 효과를 갖는 직물의 제조가 가능하다. 또한 이종의 염료를 사용하여, 코어사와 이펙트사가 서로 다른 색으로 염색된 직물의 제조도 가능하다. 이때 염기성 염료 가염사는 디메틸 술포네이트는 함유하게 되는바, 이 양은 디메틸 테레프탈산 대비 0.5~5 mole% 정도가 적당하다.

직물의 심색 염색 효과를 높이기 위해, 심색성 폴리머를 사용하여 방사할 수도 있는바, 코어 또는 이펙트 어느 한성분에 사용하여도 염색성 정도의 차이에 의한 투톤의 복합사 직물 제조가 가능하다.

또한, 코어사와 이펙트사의 광택을 다르게 하여 복합 방사할 수도 있는바, 예를 들어 부분 무광 폴리머(세미덜)와 완전 무광 폴리머(풀덜), 또는 유광 폴리머(브라이트)와 부분 유광 폴리머, 또는 유광 폴리머와 완전 무광 폴리머의 조합에 의해서 서로 코어, 이펙트 상의 염색 정도가 다른 복합방사 이수축 혼섬사를 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이펙트사가 바이패스된 사도를 거치는 것에 대하여 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에 도시되는 바와 같이 코어사와 이펙트사는 코어사용 폴리머 방사실(1)과 이펙트사용 폴리머 방사실(2)로 분할된 하나의 방사구금에서 방사되어 이펙트사(E)는 제 1 고뎃 롤러(3) 및 제 2 고뎃롤러(5)를 거치지 않고 제 1 바이패스롤러(4) 및 제 2 바이패스롤러(6)를 개재하여 권취기의 속도만으로 권취되게 하고, 코어(C)와는 권취기 상부의 인터레이스 노즐(7)을 통해 비로서 합사, 복합되게 할 수 있다.

또한 본 발명의 혼섬사는 제 2 도에 도시되는 바와 같이 코어사와 이펙트사는 코어사용 폴리머 방사실(1)과 이펙트사용 폴리머 방사실(2)로 분할된 하나의 방사구금에서 방사되어, 이펙트사가 제 1 고뎃롤러 대신 제 1 바이패스 롤러(4)를 거쳐 제 2 고뎃롤러(5)를 통과하게 하되, 제 2 고뎃롤러로서 제 3 도에 도시되는 바와 같이 대경부와 소경부를 갖는 단부여(段附與) 롤러를 채택하여 단부여롤러의 소경부분을 통과하게 하여 코어사(C)와 합사, 복합되게 할 수 있다. 이와 같이 단부여 롤러를 채택하면 교락수를 증가시킬 수 있게 된다. 즉, 단부여된 제 2 고뎃롤러의 소경부를 통과하는 이펙트사는 이 부분에서 복합된 섬유의 장력을 저하시키고 이에 따라 동일공기압에서도 교락수를 증가시킬 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 하기 수학식을 계산한 단부여 제 2 고뎃롤러의 단부율은 2~6%, 보다 바람직하게 2~5%가 적당하다.

위 식에서 D₁은 단부여 제 2 고뎃롤러의 대경부의 직경이고;

D₂는 단부여 제 2 고뎃롤러의 소경부의 직경임.

단부여 제 2 고뎃롤러의 단부율이 상기한 범위 보다 작을 경우에는 교락수 증대의 효과가 미흡하고, 이보다 클 경우에는 섬유의 오버피드율이 지나치게 커져서 섬유가 단부롤러 부분에 감기게 되므로 공정성이 나빠지게 된다.

본 발명에 있어서, 코어사는 복합사의 형태유지 및 직물의 탄력유지를 위해 단섬유 섬도가 큰 소재를 사용하는 것이 좋다. 섬유섬도는 적용하고자 하는 직물의 용도에 따라 달라질 수 있으나 단섬유는 2 내지 10 데니어, 바람직하게 2 내지 8데니어가 적합하다. 섬도가 지나치게 클 경우에는 전체적인 직물의 드레이프성이 나빠지게 되고, 지나치게 작을 경우에는 직물이 후들거리며, 반발탄성이 감소하게 된다. 원사단면은 원형 및 이형단면 모두 양호한 효과를 나타내나, 직물의 탄력유지의 측면에서 원형단면 보다는 삼각단면, 원형중공단면, 삼각중공단면, 편평중공단면, 편평단면이 적합하다.

이펙트사는 복합사의 터치 발현 및 질감표현에 기여하며, 단섬유 섬도가 작을수록 피치스킨 터치가 보다 양호해진다. 보통 0.3 내지 6데니어, 바람직하게는 0.3내지 5데니어 수준의 단섬유 섬도가 효과발현에 양호하며, 섬유단면 모양은 크게 구애되지 않으나, 원형 또는 삼각 단면사가 효과발현이 양호하며, 특히 삼각단면사는 광택효과가 양호하다.

일반적으로 방사속도 2,000m/min 내지 4,500m/min에서 방사된 부분 연산사는 적게는 30%, 많게는 70% 수준의 비수축률을 보인다. 이 원사가 제직공정중 호부공정에서 열을 받게 되면 -5% 내지 5% 정도로 비수축률이 감소하게 된다. 따라서 본 발명의 제조공정중 혼섬사의 권취속도는 2,000 내지 5,000m/min, 바람직하게 2,500 내지 4,500 m/min가 적당하다. 상기한 권취속도 범위보다 낮은 경우에는 강도저하가 크고 신도가 지나치게 크게 되어 섬유로서의 가치를 상실하게 되고, 또 5,000m/min를 초과하는 권취속도에서는 연신사와 유사한 물성이 발현되어 원하는 부분연신사의 효과를 기대할 수 없게 된다.

이펙트사는 권취기의 속도만으로 드라프트를 받으며 권취되는 관계로 권취기에 권취되기 전까지의 방사장력을 최소화해주어야 한다. 즉, 권취기에 권취되기 전까지 각종 가이드를 지날때의 마찰감소를 위해 모든 가이드는 회전하는 롤형태로 만들어 주는 것이 양호하다. 회전롤 형태가 아닌 경우에는 가이드에서의 마찰로 인하여 이펙트사의 부분연신이 발생하게 되고 이로 인해 효과가 저하하는 단점이 있다.

제 1 고뎃롤러의 속도는 코어사가 연신사가 될 수 있는 정도의 방속으로 연신배율은 1.5~5.0배, 바람직하게 2.0~4.5배가 적당하다.

복합섬유의 이수축효과는 복합된 섬유의 교락갯수에도 크게 좌우된다는 것은 공지의 사실인 바, 본 방법에서는 권취속도가 빠른 관계로 일반 연신기나, 별도 합사기에서의 합사 복합섬유보다는 교락갯수가 저하하게 된다. 이를 보완하기 위해 본 방법의 적용시 인터레이스의 공기압력은 모우가 생기지 않는 범위내에서 최대로 올려줄 필요가 있으며, 공기압력은 1.5~4.5 kgf/㎠, 보다 바람직하게 2.0~4.0kgf/㎠가 적당하다. 이때 평균교락수는 섬유 1m당 35개 수준이다. 이보다 공기압이 약할 경우에는 교락수가 섬유 1m 당 20개 미만으로서 이수축 효과발현이 미흡하고 이보다 강할 경우에는 복합섬유 표면에 모우발생이 심하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 동일 방사구금에서 방사, 연신되면서 직접 복합섬유가 만들어지게 됨으로써 기존의 복합섬유 제조 프로세스에 비해 제조 단계가 축소되어 제조비용의 절감 및 생산성의 향상을 달성할 수 있고 또한 공정의 불량이나 섬유외관의 불량을 방지할 수 있으며, 소재사간의 염착불균일의 문제도 발생하지 않는 등의 장점을 얻을 수 있게 된다.

위에 설명한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 비한정적인 실시예의 기재로부터 보다 명백하게 될 것이다.

[실시예 1]

제 2 도의 장치를 사용하여 이수축 혼섬사를 제조하였다. 이때, 코어사는 24홀 구굼의 방사실을 통해 단섬도 3데니어로 제조한 원사로서 비수수축률이 15%이었으며, 이펙트사는 96홀 구금의 방사실을 통해 단섬도 0.7 데니어로 제조한 원사로서 비수수축률이 8%이었다.

제 1 고뎃롤러의 속도는 1,200m/min이었으며, 제 2 고뎃롤러의 속도는 4,300m/min이고 온도는 100℃이었다. 인터레이스 공기압력은 2.5kgf/㎠ 이었으며, 제 2 고뎃롤러의 단부율은 2.0%이었다. 방사결과 및 교락수, 이수축효과 발현정도는 표 1 과 같다.

[실시예 2]

이펙트사에 염기성 염료 가염수지를 사용한 것 외에는 실시예 1과 같다. 제조된 원사는 호부처리후 평직으로 제직, 일본 화학의 가야크림 염기성 가염 염료(Red, RGL-ED)를 사용하여 염색을 실시하였다. 방사결과 및 교락수, 이수축효과 발현 및 염색성 평가 결과는 표 1 과 같다.

[실시예 3]

이펙트사에 심색성 폴리에스터 수지를 사용한 것 외에는 실시예 1과 같다. 제조된 원사는 호부 처리후 제직, 일반 분산 염료로 염색하였다. 방사결과 및 교락수, 이수축효과 발현 및 염색성 평가 결과는 표 1 과 같다.

[실시예 4]

이펙트사에는 無光 폴리에스터 수지를 사용하는 것 외에는 실시예 1과 같다. 방사결과 및 교락수, 이수축효과 발현 및 염색성 평가 결과는 표 1 과 같다.

[비교예 1]

코어사는 24홀 구금을 사용하여 단섬도가 3데니어인 원사를 제조하였으며, 이때 사용된 폴리머는 고수축 폴리머로서, 비수수축율이 15%였다. 이펙트사는 96홈 구금을 사용하여 단섬도가 0.7데니어인 원사를 제조하였으며, 비수수축율이 8%인 일반 폴리에스터 수지였다. 고뎃트 롤러 1의 속도는 1,200m/min이었으며, 고뎃트 롤러 2의 속도는 4,300m/min이었다. 코어사는 정상적인 직연신 사도로 연신 권취하였으며, 이때 제 2 고뎃롤러의 온도는 130℃였다. 이펙트사는 제 1 고뎃 롤러 외부에 배설된 별도의 회전롤러를 통하여 제 2 고뎃롤러로 이송되었으며, 제 2 고뎃롤러에서 비로소 코어사와 이펙트사가 합사되었다. 이때의 인터레이스 공기 압력은 2.5kgf/㎠이었으며, 제 2 고뎃롤러의 단부율은 2.0%이었다. 방사결과 및 교락수, 이 수축효과 발현 정도는 표 1 과 같다.

[비교예 2]

코어사 및 이펙트사 공히 비수 수축율이 8% 수준의 일반 폴리에스터 수지를 사용한 것 외에는 비교예 1과 같다. 방사결과 및 교락수, 이수축효과 발현 정도는 표 1 과 같다.

[표 1]

* 비수수축율차 = 호부처리후 코어사의 비수수축율 - 호부처리후 이펙트사의 비수수축율

Claims (5)

1. 비수수축률이 서로 다른 2이상의 섬유를 복합하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 이종(異種)의 폴리머를 사용하여 스핀드로우 방사기에서 코어사와 이펙트사를 코어사용 폴리머 방사실과 이펙트사용 폴리머 방사실로 분할된 방사구금을 통해 복합방사한 후 코어사는 직연신 사도를 거치고 이펙트사는 바이패스된 사도를 거쳐 합사하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 코어사용 폴리머가 테레프탈산 대비 5~20 mole%의 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 이수축혼섬사의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 코어사용 폴리머와 상기 이펙트사용 폴리머 중 어느 하나가 테레프탈산 대비 0.5 내지 5 몰%의 디메틸 술포네이트 성분을 함유하는 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 코어사와 상기 이펙트사 중 어느 하나가 심색성사임을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 코어사용 폴리머와 상기 이펙트사용 폴리머가 무광 폴리머, 부분 무광폴리머 또는 유광 폴리머중 하나이되, 서로 같지 않은 것임을 특징으로 하는 이수축 혼섬사의 제조방법.