KR20000039088A - 다중공 사각 단면 합성 섬유사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원사 단면이 4각형이고, 사각 단면 내에 서로 분리된 4개의 중공부(E)들이 존재하며, 원사 단면 전체 면적 대비 전체 중공 비율이 15% 이상인 다중공 4각 단면 합성 섬유사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 다중공 4각 단면 합성 섬유사는 광택 및 드레이프성이 우수하여 의류용 원사 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

Description

다중공 사각 단면 합성 섬유사

본 발명은 광택 및 드레이프성이 우수한 다중공 사각 단면 합성 섬유사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

생활 수준의 향상으로 인해 레저 및 스포츠용 의류의 수요 증가는 기능성 소재의 개발 필요성을 요구하고 있다. 그중에서도 스포츠 의류의 소재는 보온성, 부피에 대한 경량성 및 복원성 등이 요구된다. 이와 같은 특성을 충족하기 위해 중공사를 개발해오고 있다. 통상 중공사는 중공부에 의해 강한 반발력 및 복원성이 있으며, 경량화가 가능하며 특히 공기를 함유함으로서 보온성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 중공사의 제조방법으로서는 첫째로 폴리머 융착을 이용하는 방법, 둘째로 구금홀에 모세관을 고정시켜 방사시 공기를 불어 넣어주는 방식, 셋째로 구금홀에 모세관을 고정시켜 자동 흡인하는 방식 등이 있으나 두 번째 및 세 번째 방법은 생산 설비 비용이 많이 소요되기 때문에 폴리머 융착을 이용하는 방법이 주로 사용되고 있다.

폴리머 융착을 이용하는 방법은 미연신 중공사의 외주면과 내주면이 동시에 공기에 노출되도록 한 구금홀을 통과한 폴리머가 토출 직후 연결편에 의해 그 두께의 폭만큼 갈라져 토출 폴리머가 팽창하고, 서로 융착되기 위한 공간을 이루는 부위에서 공기가 흡입되며, 폴리머가 가지는 점탄성 특성으로 인해 급격한 온도 및 압력 변화에 의해 토출된 미연신사가 팽윤하게 되고, 이에 따라 융착 부위가 서로 접착되어 구금홀의 모양과 유사한 모양의 중공사를 형성하는 방식이다.

그러나 이와 같은 방식은 미연신 중공사의 내·외주면이 동시에 동일 크기로 팽윤하게 되는 관계로 중공부의 직경이 수축되어 중공율이 떨어지게될 위험이 있다. 또한 융착부에서 공기가 흡입될 때 융착부가 너무 좁으면 중공사 중심부에 공기가 차지하고 있는 부분의 비율이 작아지게 되어 공기 흡입이 어렵게됨과 동시에 폴리머의 양이 과도하게 되어 중공율이 낮게되고, 반대로 너무 넓으면 폴리머 토출 후 접착이 어렵게 되어 중공이 형성되지 않게되는 문제로 인해 구금홀 설계가 매우 까다롭게 된다.

중공사의 보온성, 경량성, 복원성 및 드레이프성을 더욱 향상시키고, 광택 개선을 위해 도 1 및 도 2와 같은 방사 구금을 사용하여 사각 단면 내에 4개의 중공부가 각각 분리된 상태로 존재하는 중공사 개발이 시도되어 왔다. 그러나 앞에서 설명한 폴리머 융착 방식의 어려움으로 인해 다중공 사각 단면사의 제조가 근본적으로 불가능하거나, 제조가 가능한 경우에도 와이핑 및 구금 세정 등이 어려워 제조 원가가 상승되고 원사의 중공율이 낮아 보온성 및 드레이프성 등이 불량하여 스포츠용 의류 등에 사용되지 못할 실정이다. 따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점들을 해결함으로서 중공율이 높은 다중공 사각 단면사를 낮은 제조 원가로 용이하게 제조하고자 한다.

본 발명은 광택이 우수함과 동시에 보온성, 경량성 및 드레이프성(복원성)이 우수한 다중공 사각 단면 합성 섬유사를 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 광택 및 드레이프성이 우수한 다중공 사각 단면 합성 섬유사를 낮은 비용 및 우수한 공정성으로 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

도 1 및 도 2는 종래 다중공 사각 단면사 제조용 방사 구금홀의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다중공 사각 단면사 제조용 방사 구금홀의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다중공 사각 단면사의 단면도이다.

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명

A : 방사 구금홀 직경 B : 세그멘트간 간격

C : 세그멘트 직경 D : 세그멘트 최외측부 각도

E : 섬유 단면내 중공부

본 발명은 광택 및 드레이프성 등이 우수한 다중공 사각 단면 합성 섬유사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본 발명은 원사 단면이 4각형이고, 사각 단면 내에 서로 분리된 4개의 중공부(E)들이 존재하며, 원사 단면 전체 면적 대비 전체 중공 비율이 15% 이상인 것을 특징으로 하는 다중공 4각 단면 합성 섬유사에 관한 것이다. 또한 본 발명은 용융된 합성 수지를 용융 방사함에 있어서, 구금홀 중심에서 방사형으로 4개의 ㄷ자형 세그멘트들이 배열되어 있고 아래 조건들을 갖는 구금홀들이 배열되어 있는 방사 구금을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중공 4각 단면 합성 섬유사의 제조방법에 관한 것이다.

- 아 래 -

방사 구금홀 직경(A) : 1.3㎜∼1.8㎜

세그멘트간 간격(B) : 0.5㎜∼1.0㎜

세그멘트 직경(C) : 0.07㎜∼0.1㎜

세그멘트 최외측부 각도(D) : 60°∼ 90°

이하 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 방사시 도 3과 같은 구금홀들이 다수개 배열된 방사 구금을 사용함을 특징으로 한다. 구금홀 1개를 기준으로 살펴보면 구금홀의 정중앙에서 일정한 간격으로 4개의 ㄷ자형 세그멘트들을 방사형으로 배열한다. 일반적으로 의류용에 적합한 섬도를 발현시킬 수 있도록 방사 구금 설계시 방사 구금홀의 직경(A)을 소정의 길이로 설정해야 한다. 따라서 방사 구금홀의 직경(A)은 생산 제품의 품목에 따라 조금씩 달라질 수 있으나 의류용으로서의 그 변화폭은 크지 않다. 방사 구금홀의 직경을 1.3㎜∼1.8㎜로 하는 것이 바람직하다. 이때 세그멘트들간 간격(B)은 0.5㎜∼1.0㎜로 하고, 세그멘트의 직경(C)은 0.07㎜∼0.1㎜로 한다. 만약 세그멘트의 간격(B)과 직경(C)이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 폴리머의 팽윤 융착 및 수축에 의해 중공율이 저하되거나 다중공 사각 단면사 제조가 어렵게 된다. 또한 방사 구금의 청소시 각 세그멘트내 이물 제거가 어렵게 된다. 따라서 팽윤을 미리 예측하여 세그멘트 간격(B) 및 세그멘트 직경(C)을 적절히 조정하는 것이 좋다.

또한 본 발명에서 방사 구금홀의 세그멘트 최외측부 각도(D)의 설정이 사각 단면 형성 및 중공율 향상에 가장 중요한 인자로 작용한다. 세그멘트 최외측부 각도(D)는 60°∼ 90°로 설정하여야 한다. 만약 상기 범위를 벗어나는 경우에는 중공율이 떨어지거나 이형 단면 효과가 줄어 광택성이 저하하게 된다. 따라서 폴리머의 팽윤을 미리 예측하여 각도를 설정해 줌으로서 최적의 사각 단면 효과와 중공율을 향상시킬 수 있다. 방사 구금홀의 배열시 방사 구금홀은 구금 정중앙을 향하도록 하는 것이 원사 제조시 균일한 냉각과 사란의 감소에 유리하다.

본 발명의 방법으로 제조한 원사는 원사 단면이 4각형으로 광택이 매우 우수하다. 또한 4각 단면 내에 4개의 중공부(E)들이 분리된 상태로 분포되어 있고 원사 단면 전체 면적 대비 중공부 전체 비율이 15% 이상이기 때문에, 다시 말해 중공율이 높아서 경량성, 보온성 및 드레이프성(복원성)이 특히 우수하다. 따라서 본 발명의 원사는 의류용 특히 스포츠 의류용 원사로 매우 유용하다.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼실시예 3 및 비교실시예 1

고유 점도가 0.655인 폴리에스테르 중합체를 표 1과 같은 조건을 만족하는 도 3의 구금홀이 배열된 방사 구금으로 288℃로 방사 연신하여 150데니어/36필라멘트의 중공사를 제조한다. 제조한 중공사의 단면 형상, 중공율 및 중공 형성 상태를 평가해 본 결과는 표 2와 같다.

비교실시예 2

고유 점도가 0.655인 폴리에스테르 중합체를 표 1과 같은 조건을 만족하는 도 1의 구금홀이 배열된 방사 구금으로 288℃로 방사 연신하여 150데니어/36필라멘트의 중공사를 제조한다. 제조한 중공사의 단면 형상, 중공율 및 중공 형성 상태를 평가해 본 결과는 표 2와 같다.

비교실시예 3

고유 점도가 0.655인 폴리에스테르 중합체를 표 1과 같은 조건을 만족하는 도 2의 구금홀이 배열된 방사 구금으로 288℃로 방사 연신하여 150데니어/36필라멘트의 중공사를 제조한다. 제조한 중공사의 단면 형상, 중공율 및 중공 형성 상태를 평가해 본 결과는 표 2와 같다.

＜표 1＞ 제조 조건

	방사 구금홀직경(A)(㎜)	세그멘트간 간격(B)(㎜)	세그멘트 직경(C)(㎜)	세그멘트 최외측부각도(D) (°)	구금홀 형태
실 시 예 1	1.6	0.8	0.08	70	도 3
실 시 예 2	1.6	0.8	0.1	65	도 3
실 시 예 3	1.7	0.7	0.09	75	도 3
비교실시예 1	1.5	1.2	0.11	55	도 3
비교실시예 2	1.8	0.7	0.08	-	도 1
비교실시예 3	1.5	0.8	0.1	-	도 2

＜표 2＞ 평가 결과

	중공율 (%)	단면 형상	중공 형성 상태
실 시 예 1	24.5	사각 단면	양호
실 시 예 2	28.3	사각 단면	양호
실 시 예 3	22.5	사각 단면	양호
비교실시예 1	12.2	사각 단면	보통
비교실시예 2	12.7	원형	불량
비교실시예 3	10.3	원형	불량

본 발명의 다중공 사각 단면사는 단면이 사각형이기 때문에 광택이 우수하다. 또한 원사 단면상에 4개의 중공부가 각각 분리된 상태로 존재하고 중공율이 높기 때문에 보온성, 경량성 및 복원성(드레이프성)이 우수하다. 또한 본 발명의 제조방법은 와이핑 및 구금 세정이 용이하고 제조 원가가 저렴하다.

Claims (3)

1. 원사 단면이 4각형이고, 사각 단면 내에 서로 분리된 4개의 중공부(E)들이 존재하며, 원사 단면 전체 면적 대비 전체 중공 비율이 15% 이상인 것을 특징으로 하는 다중공 4각 단면 합성 섬유사.
2. 1항에 있어서, 합성 섬유가 폴리에스테르사인 것을 특징으로 하는 다중공 4각 단면 합성 섬유사.
3. 용융된 합성 수지를 용융 방사함에 있어서, 구금홀 중심에서 방사형으로 4개의 ㄷ자형 세그멘트들이 배열되어 있고 아래 조건들을 갖는 구금홀들이 배열되어 있는 방사 구금을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중공 4각 단면 합성 섬유사의 제조방법.

   - 아 래 -

   방사 구금홀 직경(A) : 1.3㎜∼1.8㎜

   세그멘트간 간격(B) : 0.5㎜∼1.0㎜

   세그멘트 직경(C) : 0.07㎜∼0.1㎜

   세그멘트 최외측부 각도(D) : 60°∼ 90°