KR20010029391A - 3층 구조형 혼섬사의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이소프탈릭에시드 첨가제와 비스페놀에이에 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 부가시킨 물성 저하 방지제를 첨가하여 제조한 중합체로 각각의 비수수축율이 20 ∼ 30%인 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사와 비수수축율이 50 ∼ 60%인 초 고수축 개질 폴리에스테르 연신사를 제조한다.

또 세락믹을 첨가하여 제조한 폴리에스테르 중합체로 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사를 제조한다.

상기 고수축사와 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사를 함께 연신, 열처리한 후 공기 교락 시킬 때 초고수축사와 함께 공기 교락, 혼섬시켜서 3층 구조형 혼섬사를 제조한다.

본 발명의 혼섬사는 비중이 1.43g/㎤ 이상이고 비수축율이 50∼60%로서 드레이프성, 비구김성, 융착성이 우수하다.

Description

3층 구조형 혼섬사의 제조 방법 {Manufacturing of 3 layered mixed yarn}

본 발명은 드레이프성이 우수한 직물 제조용 3층 구조형 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 드레이프성이 우수한 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사와 수축성이 우수한 개질 폴리에스테르 반연신사를 다단계 연신한 후 인터레이스시에 상기 2 본의 사와 초고수축사를 3 합사하여 제조하는 3층 구조형 혼섬사의 제조방법에 관한 것이다.

좀더 구체적으로는 열수축율이 우수한 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사(이하 "고수축사" 라 칭함)와 드레이프성이 우수한 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사(이하" 저수축사" 라 칭함)를 다단계 연신법으로 연신한 다음 장력 조절장치와 공기 교락 처리시에 또 다른 원사인 수축성이 우수한 고수축 개질 폴리에스테르 연신사(이하" 초고수축사" 라 칭함)를 3 합사하여 제조 함으로써 드레이프성과 볼륨감도 있고 인조견과 유사한 외관을 갖는 직물 제조용 3층 구조형 혼섬사의 제조 방법이다.

인조견과 유사한 특성을 지니는 직물을 제조하기 위한 종래의 방법으로는 원사 단면을 육각형 내지 팔각형의 꽃잎 모양으로 설계하여 인조견의 광택을 내게하는 방법(일본 특공소 57-38695호)과 고수축 폴리에스테르 반연신사와 통상의 폴리에스테르 반연신사를 연신기에서 이수축 혼섬하여 제조하는 방법(일본 특개소 55-128013, 일본 특공소 58-28373호)이 있고, 최근에는 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사와 고비중 폴리에스테르 반연신사를 이수축 혼섬하는 제조 방법이 있었다.

그러나 전자의 방법에서는 단면만 변형 하였기 때문에 인조견과 유사한 물성을 얻을 수 없었으며, 특히 드레이프성이 우수하지 못하였다.

또한 후자의 방법은 고비중사를 제조할 때 원료자체에 미립자를 첨가 함으로써 천연의 광택을 발현 하는데 성공 하였으나 비중이 통상의 폴리에스테르사의 비중(1.328g/㎤)과 유사하기 때문에 제직 후 직물 표면의 드레이프성이 낮은 단점이 있었다.

최근에 개발된 이수축혼섬사는 드레이프성은 우수하나 직물의 탄력성이 부족한 문제점을 지니고 있다.

본 발명의 목적은 드레이프성과 탄력성이 우수하고 인조견의 특성을 발현 시켜 주는 폴리에스테르 직물을 제조하기 위한 3층 구조형 혼섬사의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1 은 본 발명의 제조공정을 나타내는 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사, 2 : 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사

3 : 초고수축 개질 폴리에스테르 연신사, 4 : 제 1 연신 로울러,

5 : 열처리 가열판, 6 : 제 2 연신 로울러, 7 : 장력조절장치,

8 : 공기 교락처리 장치, 9 : 권취 장치

본 발명은 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사, 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사 및 초고수축연신사를 공기 교락 방법으로 혼섬 시킴으로서 통상의 폴리에스테르사와의 비중차가 0.1 ∼ 0.15g/㎤ 정도인 3 층 구조형 혼섬사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 3 종의 폴리에스테르사는 아래와 같은 방법으로 제조한 것이다.

첫째, 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사는 폴리에스테르 중합체를 축중합시킬 때 분자 내부에 비결정 영역이 확대되고 분자상호간에 가교구조를 갖도록 첨가제로 이소프탈릭에시드를, 물성 방지제로 비스페놀에이에 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드를 부가시킨 것을 첨가해서 축중합 시킴으로서 비수수축율이 20 ∼ 30%인 고수축성 개질 폴리에스테르 중합체를 만들고 상기한 바와 같은 폴리에스테르 중합체를 사용해서 용융방사, 반연신하여 제조한 것이다.

이때 첨가제는 폴리에스테르 중합체의 전체 중량에 대하여 2∼ 10중량%, 물성 개선제는 2 ∼ 5중량%를 첨가하는 것이 좋다.

만일 첨가제의 첨가량이 2중량% 미만이면 수축율이 감소되고, 10중량%를 초과하면 섬유구조가 파괴되어서 물성이 저하된다.

둘째, 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사는 폴리에스테르 중합체를 축중합 시킬 때 기존의 이산화티탄 보다 비중이 높고 후공정중 알카리 감량시에 용해되지 않는 첨가제를 첨가해서 축중합 시켜 제조한 고비중의 개질 폴리 폴리에스테르 중합체로 제조한 것이다.

첨가제는 티타늄 혹은 황산바리움 등의 세라믹으로 구성된 군으로 부터 선택한 1 종 혹은 그 이상의 것으로서 폴리에스테르 중합체에 대하여 7 ∼ 15중량%를 첨가한다.

첨가량이 15중량%를 초과하면 분산성이 불량하고 방사시에 사절을 많이 발생시키며, 7중량% 미만이면 최종 직물의 드레이프성이 불량해 진다.

이때 반사율에 따른 발색성을 향상시키기 위해서는 복굴절율이 폴리에스테르와 비슷한 1.4 ∼ 1.7의 범위에 있는 것을 첨가제로 선택하여야 한다.

크기가 과대하면 표면적이 넓어지고 입자들 끼리의 친화성이 좋아져서 조대 입자가 발생하고 불균일의 원인 되므로 낮은 표면적과 입도 분포가 양호한 첨가제를 선택하여야 한다.

셋째, 초고수축사는 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사의 제조방법과 동일하게 동일한 첨가제와 물성저하 방지제를 첨가해서 제조한다. 다만 비수수축율이 50 ∼ 60%인 폴리에스테르 중합체를 사용하고, 첨가제는 15 ∼ 20중량, 물성저하 방지제는 3 ∼ 4중량% 첨가하여 제조하는 차이가 있을 뿐이다.

만일 이소프탈릭에시드가 20중량%를 초과하면 방사 작업을 할수 없게 되고, 물성 저하 방지제를 4중량% 보다 많게 첨가하면 섬유 구조물이 파괴되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 고수축, 초고수축 및 고비중 폴리에스테르 중합체를 합성한 다음 제조된 칩을 공정수분율이 0.003%이하가 되도록 완전 건조 시키고 각각 다른 호퍼에 투입하고 익스트루더를 통하여 용융 압출한 후 기어펌프를 일정한 비율이 투입되도록 개량하여 용융된 각 성분이 서로 다른 팩으로 유입되면서 노즐 형태에 따라 미연신사가 되도록 하였다.

또한 냉각 효과를 향상시키기 위해 사유도통의 상부에 유제공급 및 사집속 가이드를 설치함과 동시에 토출구에서 토출된 원사의 집속성을 향상 시킴으로서 사도를 개선 하였다.

이때 고수축사 및 고비중사의 방사 온도는 270℃ ∼ 280℃가 적합한데, 이 온도에서 기본 물성이 통상의 폴리에스테르와 유사하며 특히 방사온도가 270℃ 미만이 되면 공중합에 따른 열적 성질중 용융점도(Tm)가 낮아져서 강력이 낮아지고 신도는 상승 하므로 물성이 저하 된다.

일반적으로 방사온도가 증가함에 따라 폴리에스테르의 분자 유동성이 원활해져 신도 및 비수수축율은 증가 하지만 강도는 감소한다.

그러나 방사 온도가 280℃를 초과하면 방사성이 불량하고 원사의 물성 저하를 초래 한다.

단 초고수축사 제조시 방사온도는 고수축사 보다 온도가 낮은 260℃ ∼ 270℃가 적합 하다.

고수축사, 초고수축사와 고 비중사는 방사속도가 증가함에 따라 분자간의 배향도가 증가하므로 강도는 증가하고 신도는 감소 한다.

반대로 방사속도가 감소하면 신도가 증가하여 분자간의 비결정부가 많으므로 열수축율이 증가하지만 강도가 저하 되므로 상기 문제점을 고려하여 방사속도는 1250m/분 ∼ 1500m/분가 되도록 하는 것이 바람직 하다.

첨부된 도면에 따라 제사공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 3층 구조형 혼섬사를 제조하는 공정 예시도로서 고수축사로는 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사(1)를, 저수축사로는 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사(2)를, 초고수축사(3)는 완전 연신사를 각각 사용하되 방사된 고수축사(1)와 저수축사(2)의 성분 분자 배열을 균일하게 하기 위해서 75℃ ∼ 85℃로 고정 시킨 제 1 연신 로울러(4)를 통과 시키고 180℃ ∼ 190℃의 열처리 가열판(5)에서 0.01 ∼ 0.1초 동안 열처리 한 후 180℃ ∼ 190℃의 제 2연신 로울러(6)에 통과시키고 장력조절장치(7)로 장력을 조절 한다.

이때 사의 장력은 2g ∼ 10g이 적당한데 2g미만이면 권사 상태가 불량해지고, 10g을 초과하면 사절이 발생 한다.

장력이 조절된 원사는 공기 교락장치(8)를 통과시킨 후 권취한다.

이때 고수축사(1)와 고비중사(2)가 합사되는 시점에서 초고수축사(3)가 합사 되므로 공기 교락처리가 중요 하다.

공기 교락 처리시의 인터레이스 갯수를 80∼120개/m로 하면 해사성과 직물의 촉감이 우수하고 모우 발생이 없다.

만일 80개/m 미만으로 하면 직물 표면의 피치스킨(peach skin)효과가 적어지고, 120개/m를 초과하면 해사성이 불량해지는 단점이 있다.

상술한 방법으로는 제조된 3 층 구조형 혼섬사의 비중이 1.43g/㎤ 이상이 되면 직물의 드레이프성이 우수하고, 1.4g/㎤ 미만이면 드레이프성이 불량하다.

또한 고수축사와 고비중사만 사용하면 드레이프성은 우수하나 형태안정성(융착)과 반발력이 부족하기 때문에 이점을 보완하기 위해 초고수축사를 사용 하였다.

초고수축사의 비수수축율은 50 ∼ 60%이므로 혼섬사 자체가 3층 구조가 되며 후 가공중 열처리 공정중에 초고수축사가 융착되고 190℃의 온도에서는 고수축사가 수축되기 때문에 단계적으로 열수축성질을 발휘하면서 직물 표면에는 드레이프성이 자연적으로 발현되고 탄력성이 좋고 구김성이 없는 제품의 특징을 발휘 한다.

실시예 1

통상의 폴리에스테르 제조 단계에서 이소프탈릭에시드를 최종생성 폴리에스테르에 대하여 4중량%(초고수축사는 10중량%), 물성방지제로 비스페놀에이에 에틸렌옥사이드를 부가시킨것을 3중량%(초고수축사는 5중량%) 첨가하여 비수수축율이 30%인 고수축 반연신사와 50%인 초고수축 연신사를 제조 한다.

또 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 직접 에스테르화한 폴리에스테르에 황산바륨 10중량% 첨가하여 제조한 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사를 고수축사 반연신사와 함께 연신 배율을 3.25로 하고 제 1 연신 로울러의 온도를 80℃로 하여 연신하고 185℃의 열처리 가열판에서 0.03초 동안 열처리 한 후 185℃의 연신 로울러를 통과 시키고 장력 조절장치에서 장력을 10g으로 하여 고수축사, 저수축사, 초고수축사의 수축 발현도를 균일하게 하고 공기 교락 장치에서 인터레이스 갯수를 100개/m로 한 후 권취 하였다.

제조된 3 층 구조형 혼섬사의 비수수축율은 50%이고 비중은 1.43 이었다.

상기 혼섬사를 편직하여 제조한 직물의 물성을 평가하여 표 1, 표 2 및 표 3에 나타 내었다.

비교예 1

초고수축사를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하였으며 물성을 평가하여 표 2에 나타 내었다.

비교예 2

고비중 개질 폴리에스테르 반연신사 대신에 통상의 폴리에스테르 반연신사를 사용한 것과 공기 교락처리 장치를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하였으며 물성을 평가하여 표 3 에 나타 내었다.

＜ 표 1 ＞

＜ 표 2 ＞

＜ 표 3 ＞

* 물성 평가 방법 *

ㆍ비수수축율 : 습열 수축기(100℃ × 30분)

ㆍ비중 : 일랙트로닉덴시미터 SA-120L

ㆍ해사성 : 집척기의 평가기준

ㆍ모우 발생 : 모우 측정기 평가기준

ㆍ구김, 드래이프성, 탄력성 : 핸들(Handle) 측정(KES-SYSTEM)평가기준

본 발명으로 제조한 3층 구조형 혼섬사는 드레이프성이 우수하고 탄력성이 좋으며 구김이 잘 가지 않는 직물을 제공한다.

Claims (2)

1. 첨가제로 이소프탈릭 에시드와 비스페놀에이에 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 부가 시킨 물성 저하 방지제를 첨가하여 제조한 중합체로 부터 얻은 고수축 개질 폴리에스테르 반연신사와 비수수축율이 50 ∼ 60%인 초고수축 폴리에스테르 연신사 및 첨가제로 세락믹을 7 ∼ 15중량% 첨가하여 제조한 중합체로 부터 얻은 고비중 개질 폴리에스테르 반연신사를 연신, 열 처리한 후 공기 교락으로 혼섬 시키는 것을 특징으로 하는 3층 구조형 혼섬사의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 공기 교락 시킬 때 인터레이스 갯수를 80∼120m/개로 함을 특징으로하는 3 층 구조형 혼섬사의 제조방법.