KR19990015248A - 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조모발용 폴리에스테르섬유를 높은 생산성으로 제조할 수 있게 하는 제조방법임.

즉, 본 발명은 방사, 수냉후 연신, 열처리할 때 3열의 고뎃로울러를 사용함으로서 종래보다 2배 내지 5배의 권취속도인 800 ~ 2,000m/분으로 인조보발용 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있음.

Description

인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법

본 발명은 인조모발의 원재료로 사용되는 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

최근 수요가 급증하고 있는 인조모발의 재료로 주로 사용되는 원사는 모다크릴섬유나 폴리프로필렌섬유이다. 폴리에스테르섬유의 경우 우수한 내열성과 인모와 가장 유사한 광택으로 인하여 고급남성용 가발의 원사로 사용되고 있으나 가격이 너무 높고 생산량이 한정이 되어 있어 실제로 많이 사용되고 있지 않은 실정이다. 인조모발용 폴리에스테르 섬유에 관한 종래의 연구동향을 보면 주로 원사에 난연성(일본 특개평 6-316802)이나 소광성(미국특허 4,916,913)등의 기능성을 부여하거나, 인조모발 제작시 작업성을 용이하게 하는 연구(미국특허 4,032,685)에 국한되어 있을뿐 원사생산성을 향상시키기 위한 연구는 이루어지지 않고 있다.

일반적으로 인조모발에 사용되는 원사의 섬도는 40-60데니어 수준으로 기존에 생산되는 분섬사보다는 굵고 모노필라멘트보다는 가는 수준이다. 이러한 굵기의 원사는 공냉이 불가능하여 제 2 도와 같은 모노필라멘트 생산라인에서 생산이 이루어지고 있다. 제 2 도에 표시한 바와 같이 방사구금(1)을 통과한 폴리머는 수냉부(2)에서 고화되고 3단계의 열처리부(5)와 2단계의 로울러 연신부(3)를 거쳐서 최종연신사로 권취(4)된다. 이러한 기존의 모노필라멘트 생산설비는 최대생산속도가 400m/분으로 의류용 폴리에스테르원사의 생산성에 비해 현저히 떨어진다. 그 결과 제조경비가 많이 소요되므로 폴리에스테르원사는 그 특성이 우수함에도 불구하고 인조모발의 주요 소재로 활용되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적을 상술한 바와 같은 인조모발용 폴리에스테르 모노필라멘트 제조사의 문제점을 개선하여 작업성 및 생산성이 크게 향상된 제조방법을 제공하는데 있다.

제 1 도는 본 발명의 제조공정개략도.

제 2 도는 종래방법의 제조공정개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 방사구금,2 ; 수냉부,

3 ; 로울러 연신부,4 ; 권취부,

5 ; 열처리부.

본 발명은 통상의 방법으로 방사구금에서 토출된 원사를 수냉부에서 냉각시킨 다음에 이를 3쌍의 가열 고뎃로울러의 연신부에서 연신열처리 함을 특징으로 하는 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명을 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하였고, 방사구금의 온도는 285℃로 하였으며, 토출량은 권취속도를 기준으로 하여 연신사의 모노필라멘트섬도가 인모(人毛)와 동일한 섬도(40 ~ 60d)를 갖게 조정하였다. 방사용 노즐은 노즐공이 원형이며 공수가 7개인 노즐을 사용하였으며 별도의 유제는 사용하지 않았다.

방사구금(1)의 노즐면에서부터 수냉부(2)의 수면까지의 거리는 실험결과 20 ~ 200cm, 더욱 바람직하게는 60 ~ 100cm일때 방사성이 가장 양호하였다. 노즐면과 수면의 거리가 20cm 미만이면 작업성이 불량하며, 200cm 를 초과하는 경우는 사가 흔들려 사의 물성 및 작업성이 불량하다.

수냉부(2)의 온도는 60℃ ~ 80℃가 바람직하다. 60℃미만에서는 사의 고화가 급속히 진행되어 작업성이 떨어지며, 80℃를 초과하면 물의 온도가 너무 높아 증기가 발생하여 작업성이 불량해지는 단점이 있다.

제 1 도에 도시된 바와 같이 로울러 연신부(3)는 제 1(3a), 제 2(3b) 및 제 3 고뎃로울러(3c)로 구성되어 있으며, 고뎃로울러의 온도와 속도에 따라 연신사의 물성 및 작업성이 달라지게 된다. 본 발명에 있어서 제1 고뎃 로울러(3a)의 온도는 80 ~ 100℃가 적당하며, 80℃보다 낮을 경우에는 연신이 어렵고 100℃보다 높은 경우에는 결정화가 일어나 사절이 발생한다. 제 2 고뎃 로울러(3b)의 온도는 140 ~ 160℃가 적당하며 140℃보다 낮은 경우는 열고정이 부족하고 160℃보다 높으면 로울러 표면에 사가 뭉쳐지는 현상이 발생한다. 제3 고뎃 로울러(3c)의 온도는 180 ~ 210℃ 정도가 적당하며 열처리시에 발생한 원사내부의 열응력을 완화시켜준다. 만약 180℃ 보다 낮은 온도에서는 이러한 응력완화가 부족하고 210℃보다 높은 온도에서는 로울러의 표면온도가 너무 높아 사절현상이 발생한다.

고뎃 로울러의 속도는 권취속도에 대해 제 1 고뎃 로울러(3a)는 4.5 ~ 4.8의 연신비를 가지게 조정하고 제3 고뎃 로울러(3c)와 권취기(4)사이에서는 2 ~ 5%의 과급율을 부여하였다. 이 때의 연신비는 연신사가 인조모발의 요구강도(2~3g/d) 및 신도(20~30%)를 충족시키기 위한 것이며, 제3 고뎃 로울러(3c)와 권취기(4)사이에 과급율을 부여한 것은 사에 응력완화를 부여하기 위함이다. 만약 과급율이 2% 미만일 경우는 응력완화가 일어나지 않고 5%를 초과하는 경우는 권취장력이 저하되어 권취가 불가능하다.

본 발명에서 폴리에스테르 원사의 권취속도는 800 ~ 2000m/분가 적당하다. 만약 800m분 미만이면 초기 권취속도(제 1 고뎃 로울러속도)가 너무 낮아 권취가 불가능하고, 2000m/분를 초과하면 권취장력이 너무 커서 작업성이 불량하다.

[실시예 1]

통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 제 1 도에 도시한 바와 같은 본 발명의 방법으로 방사, 연신을 행하여 폴리에스테르 연신사를 얻었다. 이때 방사구금의 온도는 285℃, 노즐은 원형이며 공수가 7개인 노즐을 사용하였다. 노즐면에서 수면까지의 거리는 60cm로 하였으며 수온은 60℃로 하였다. 제 1 고뎃 로울러는 80℃, 제2 고뎃 로울러는 140℃, 제 3고뎃 로울러는 180℃로 설정하였으며 권취속도는 1500m/분 이다. 이 때 연신비는 4.5이고 제 3 고뎃 로울러가 권취기 사이의 과급율은 2%로 설정하였으며 그 결과는 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

제 1 고뎃로울러의 온도 100℃, 제 2 고뎃로울러의 온도 160℃, 제 3 고뎃로울러의 온도를 210℃로 한 것 외에는 실시예1과 동일하게 하였고 그 결과는 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

권취속도를 2000m/분, 연신비를 4.8, 제 3고뎃로울러와 권취기 사이의 과급율을 5%로 설정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

노즐면에서 수면까지의 거리를 100cm로 하고 수냉부의 온도를 75℃로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였고 그 결과는 표 1에 나타내었다.

[표 1]

비교예 1-9

실시예 1과 같이 하되 실시예 1과 다르게 한점은 표 2와 같다.

[표 2]

본 발명을 통하여 인조모발용 폴리에스터 원사의 생산속도를 종래의 방법보다 수배이상 높일 수 있다. 또 본 발명은 기존의 제조방식보다 간단한 방식으로 제조가 가능하므로 생산성과 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한 기존의 방법이 수십미터에 달하는 열처리부와 로울러 연신부를 갖는 복잡한 장치를 사용하는 방법임에 반하여 본 발명은 3쌍의 고뎃 로울러만으로 제조할 수 있으므로 설비투자비가 절감되는 부수적인 효과도 기대할 수 있다.

Claims (5)

1. 통상의 방법으로 방사구금에서 토출된 원사를 수냉부에서 냉각시킨 다음에, 이를 제 1 내지 제 3 의 가열 고뎃 로울러의 연신부에서 연신, 열처리함을 특징으로 하는 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 제 1 고뎃 로울러의 온도는 80 ~ 100℃, 제 2 고뎃 로울러의 온도는 140 ~ 160℃, 제 3 고뎃 로울러의 온도는 180 ~ 210℃로 함을 특징으로 하는 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 제 1 고뎃 로울러의 속도는 권취속도에 대하여 4.5 ~ 4.8의 연신비를 가지게 하며, 제 3 고뎃 로울러의 속도는 권취속도에 대하여 2 ~ 5%의 과급율을 가지도록 함을 특징으로 하는 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 권취속도가 800 ~ 2000m/분임을 특징으로 하는 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 수냉부의 온도는 60 ~ 80℃이며, 노즐면에서 수면까지의 거리는 60 ~ 100cm인 것을 특징으로 하는 인조모발용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.