KR20020078701A - 폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물에 관한 것으로서, 본 발명에 따르는 폴리에스테르 혼섬사는 열수축특성이 서로 다른 두 종류의 폴리에스테르사(A,B)로 구성되며, 사간 공간 확보가 용이하여 이를 사용한 직물은 촉감이 부드럽고 드레이프성 및 벌키성이 우수할 뿐만아니라, 사간공간도 다양하게 발현되어 여러용도로서의 질감을 갖는다.

Description

폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물{Polyester mixtured yarn and polyester fabrics}

본 발명은 폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물에 관한 것으로서, 특히 알칼리감량가공을 하지 않거나 극히 적은 감량률로 감량을 한 후 염색가공 공정만으로 사간 공간을 확보하여 부드러운 촉감, 벌키성 및 드레이프성을 갖는 폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물에 관한 것이다.

종래의 폴리에스테르 직물에 벌키성 및 부드러운 촉감을 발현하기 위한 방법으로는 특성이 서로 다른 두 종류의 폴리에스테르 필라멘트 섬유를 혼섬하여 직편물로 제조하는 방법이 다수 제안되었다.

또한, 폴리에스테르 직물에 부드러운 감촉과 드레이프성을 부여하기 위하여 알카리 감량 가공을 실시하여 사(絲)간 공간을 확보하는 방법 등이 사용되어져 왔다. 이와 같이 알카리 감량 가공에 의하여 사간 공간이 확보되면 단사 한본 한본이 움직일 수 있는 공간이 확보되어 직물의 부드러움과 드레이프성을 상당히 개선할 수가 있었다. 사간 공간은 제직후 가공에 의하여 생기는 것으로 도 4에서 나타난 것과 같이 처음부터 사간 공간을 고려하여 섬도가 가는 사를 사용하여 제직하여도 사간 공간은 확보되지 않는다.

도 1은 직물상에서 원사가 수축하기전의 상태를 나타낸 도면이다. 이와 같이 건열수축율이 0보다 큰, 특정한 섬도를 가진 사가 있다고 가정하면 이와 같은 사는 수축후 길이가 짧아지면서 섬도가 굵어진다. 수축 전, 후의 사의 상태를 나타낸 것이 도 2이다. 여기서 점선은 수축전의 사의 상태이고 실선은 수축후의 사의 상태이다. 도 2에서 나타난 바와 같이 사는 수축후 원래의 섬도보다 굵어지게 되고 사간 공간은 확보되지 않는다.

사간 공간을 확보하기 위하여 일반적으로 알칼리 감량 가공을 실시한다. 도 3은 알카리 감량 가공 전,후의 사의 상태를 나타낸 도면이다. 여기서 점선은 알카리 감량 가공전의 사의 상태이고 실선은 알카리 감량 가공후의 사의 상태이다. 도 3에서 나타난 바와 같이 알카리 감량후 사는 중심을 기준으로 가늘게 되어 사간 공간이 확보된다.

그러나, 알카리 감량 가공은 극성용제를 다량으로 사용하고 이러한 극성용제에 의하여 고분자의 일부가 용해되어 폐수와 함께 배출되기도하여 환경문제를 악화시키며, 알카리 감량 가공후에 폴리에스테르 직물을 수세하고 건조하는 등의 추가공정이 필요하기 때문에 생산성이 낮아지고 제조비용이 상승하는 문제점들이 있다.

또한, 폴리에스테르 직물에 드레이프성을 향상시키는 방법으로 폴리에스테르 섬유에 무기입자를 다량으로 첨가하거나 또는 고비중의 입자를 첨가하여 섬유의 비중을 높이는 방법 등이 제안 되었으나, 이와 같은 방법들은 사간 공간이 확보되지 못하여 드레이프성을 향상시키기 위해서는 알카리 감량 가공을 실시하여야만 했다.

또한, 폴리에스테르 직물을 알카리 감량 가공을 하지 않거나 또는 낮은 감량율로 실시하고 염색 마무리 가공만으로 직물에 부드러운 촉감, 반발감 및 드레이프성을 부여하는 방법이 일본 공개 특허 출원 2000-8248호에 제안되고 있다. 그러나 이러한 방법처럼 심사(芯絲)와 초사(梢絲)가 모두 자발신장성이 있을 경우에는 연사 후 연지시 또는 사이징 처리시 열에 의해서도 자발신장되어 제직 준비공정시 사처짐등에 의한 사절현상의 문제점을 나타내며 준비공정을 통과하더라도 사표면의자발신장에 의한 직물결함이 발생한다.

이러한 문제점등을 해결하고자 본 발명자들은 특허 출원 제10-2000-20077호에서 심사에 수축사을 사용하고도 초사의 자발신장성만으로도 사간 공간을 확보하는 조건을 찾아내어 알카리 감량을 하지 않고도 드레이프성과 부드러움을 발현할 수 있는 폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물을 개발하였으나, 심사에 수축사를 사용함에 의해 확보할 수 있는 사간공간이 제한되어 다양한 질감의 원사 및 직물을 얻을 수 없으므로 인하여 이들 원사 및 직물 용도에 있어서 한계를 보였다.

본 발명의 목적은 폴리에스테르 혼섬사에 있어서, 열수축 특성이 서로 다른 두 종류의 폴리에스테르(A,B)로 구성되어 사간 공간 확보가 용이한 폴리에스테르 혼섬사를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 폴리에스테르 직물에 있어서, 알카리 감량 가공을 하지 않거나 또는 낮은 감량율로 실시하여 촉감이 부드럽고 드레이프성 및 벌키성이 우수한 폴리에스테르 직물을 제공하는데 있다.

본 발명자들은 특정한 조건의 자발신장사를 심사 및 초사에 사용하고 제직준비공정의 1차열처리시에는 수축특성을 보인 후, 이완공정이나 염색공정 또는 텐터링(tentering)공정과 같은 2차열처리 가공공정에서 자발신장하는 원사를 심사로 사용하면 상기와 같은 목적을 달성할 수 있다는 사실을 알게되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.

도 1은 직물상에서 원사가 수축하기 전의 상태를 나타낸 도면이다.

도 2는 직물상에서 원사가 수축한 후의 상태를 나타낸 도면이다. 여기서 점선은 수축 전의 원사의 상태이고, 실선은 수축 후의 원사의 상태이다.

도 3은 감량 전,후의 원사의 상태를 나타낸 도면이다. 여기서 점선은 감량 가공전의 원사의 상태이고 실선은 감량 가공후의 원사의 상태이다.

도 4는 섬도가 가는 사로 제직한 직물상의 원사의 상태를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시구현에 따라 서로 다른 두 종류의 폴리에스테르사로되는 폴리에스테르 혼섬사로 제직된 직물에서 혼섬사의 상태를 나타낸 도면이다.

도 6은 직물가공 후 도 5의 혼섬사의 상태(실선으로 표시)를 나타낸 도면이다.

본 발명은 폴리에스테르 혼섬사 및 폴리에스테르 직물에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 폴리에스테르 혼섬사에 있어서, 수학식 1, 2 및 3을 동시에 만족하는 폴리에스터 필라멘트 섬유군 A와 폴리에스터 필라멘트 섬유군 B로 교락되어 있는것을 특징으로 하는 폴리에스터 혼섬사가 제공된다.

0%<BWS(A)<25%

0%

0%

(수학식 1, 2 및 3에서, BWS(A)는 심사인 A섬유군의 98℃에서의 열수수축률을 나타내고, H-BWS(A)는 모사를 진공스팀세트(80℃, 30분)에서 처리하거나 사이징(95℃) 열처리 한 후 98℃에서 측정한 열수수축률을 나타내며 H-BWS(B)는 초사인 B섬유군의 모사를 진공스팀세트(80℃, 30분)에서 처리하거나 사이징(95℃) 열처리 한 후 98℃에서 측정한 열수수축률을 나타낸다.)

또한,본 발명에 의하면 폴리에스테르 직물에 있어서, 상기 폴리에스테르 혼섬사를 적어도 일부 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 폴리에스테르 혼섬사는 수학식 1, 2 및 3을 동시에 만족하는 폴리에스터 필라멘트 섬유군 A와 폴리에스터 필라멘트 섬유군 B로 교락되어 있는것을 특징으로 한다.

수학식 1, 2 및 3에서, BWS(A)는 심사인 A섬유군의 98℃에서의 열수수축률을 나타내고, H-BWS(A)는 모사를 진공스팀세트(80℃, 30분)에서 처리하거나 사이징(95℃) 열처리 한 후 98℃에서 측정한 열수수축률을 나타내며 H-BWS(B)는 초사인 B섬유군의 모사를 진공스팀세트(80℃, 30분)에서 처리하거나 사이징(95℃) 열처리 한 후 98℃에서 측정한 열수수축률을 나타낸다.

본 발명에서 심사인 A섬유군은 수학식 1을 만족하여야 한다. 즉, 본 발명의 A섬유군은 열수수축율 BWS(A)가 0∼25% 범위이어야 한다. A섬유군의 열수수축율 BWS(A)가 0%보다 작을 경우에는 사가 자발신장하게 되어 사이징 처리시 사처짐 현상, 연지세트시의 사층붕괴현상, 사 표면에서 루프를 발생등의 결점을 보여 바람직하지 않다.

또한, A섬유군의 열수수축율 BWS(A)가 25%보다 클 경우에는 2차 열처리에 의한 자발신장성 발현이 어려울 뿐만 아니라, 지나친 수축률로 이해 연지 후의 내외층 수축차가 발생하여 본 발명의 목적을 달성할 수 없었다.

또한, 본 발명에서의 A섬유군은 수학식 2를 만족하여야 한다. 즉, H-BWS(A)가 0 % 이하이어야 하는데 이는 2차 열처리 후에 자발신장이 되는 것을 의미하며, 수학식 1의 1차열처리시 수축특성을 보인것과 동시에 만족됨에 의해 직물상에서 드레이프성과 부드러운 촉감을 나타내면서 결함이 없고, 공정성이 양호한 혼섬사을 만들 수 있는 조건이 된다.

또한, 본 발명에서 심사인 B섬유군은 수학식 3을 만족하여야 한다. 즉, 본 발명의 B섬유군은 열수수축율 H-BWS(B)가 -20∼0% 범위이어야 B섬유군이 자발신장이 되어 A섬유군과 더불어 사간 공간을 유효하게 확보할 수 있다.

상기 H-BWS(A)와 H-BWS(B)의 차가 3%이상이어야만 사장차에 의한 혼섬사 특유의 부드러움이 발현될 수 있어 바람직하다. 사장차는 수축전에 동일한 길이의 사가 수축 후 각각 그 수축율에 의하여 길이가 달라져서 발현되는 차이다.

또한, 본 발명의 심사 또는 초사의 단면 형태는 특별히 제한되지 않으며, 단면 형태가 원형이거나 또는 중공, 다각, 편평, 특수이형단면이어도 좋다.

사간 공간의 효과적인 확보를 위해서 심사 또는 초사의 단면 형태가 이형단면인 것도 바람직하다. 특히 단면 형태가 트리로발(tri-lobal), 테트라로발(tetr-alobal), 펜타로발(penta-lobal) 등과 같은 멀티로발(multi-lobal)인 섬유를 사용할 경우 자발신장에 의해 약간의 공간이 확보되면 기존의 이형단면 사이에 있는 공간도 활용 가능한 공간이 되어 사간 공간의 확보가 보다 효과적이다.

본 발명의 혼섬사 제조시, 교락수는 20∼100개/m인 것이 바람직하다. 교락수가 20∼100개/m이어야 혼섬되는 서로 다른 종류의 사(絲)사이의 사밀림 또는 색차에 의한 질감의 저하를 방지할 수 있다. 뿐만아니라 사간의 밀림을 방지하는 것은 사간 공간을 확보하는데에도 매우 도움이 된다. 이는 폴리에스테르 혼섬사가 수축후 발생하는 사장차를 교락점이 적절하게 잡아주어 사가 밀리는 것을 방지하여 주는 것이다.

본 발명에서는 폴리에스테르 혼섬사를 구성하는 심사와 초사를 제조하는 방법에 대하여 특별하게 제한 하지 않는다. 본 발명의 심사와 초사는 폴리에틸렌테레프탈레이트 단독 또는 에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌이소프탈레이트와의 공중합하거나 또는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트나 이들을 공중합하여 제조한 것이어도 좋고, 양이온 염료 가염성 폴리에스테르 또는 상압 양이온 염료 가염성 폴리에스테르 등과의 공중합 폴리에스테르이어도 좋다.

또한 이산화티탄(TiO₂), 이산화규소(SiO₂), 황산바륨(BaSO₄), 미세공 형성 유기계 첨가제, 폴리에틸렌글리콜, 대전방지제 등의 첨가제를 소량 첨가하여도 좋다.

본 발명의 폴리에스테르 혼섬사는 심사와 초사의 구성비나 섬도에 대하여 특별하게 제한 하지 않는다.

본 발명의 폴리에스테르 직물은 상기 본 발명의 폴리에스테르 혼섬사를 적어도 일부 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리에스테르 직물에 적어도 일부 포함되는 폴리에스테르 혼섬사는 H-BWS(A)와 H-BWS(B)의 차가 3%이상 큰 것이 바람직하며, 또한 폴리에스테르 혼섬사를 구성하는 심사 또는 초사의 단면형태가 원형단면 또는 이형단면인 것도 바람직하다. 또한 교락수가 20∼100개/m인 것이 바람직하다.

여기서 폴리에스테르 혼섬사를 적어도 일부 포함한다는 것은 본 발명의 폴리에스테르 혼섬사를 경사 또는 위사로 사용하거나 또는 본 발명의 폴리에스테르 혼섬사를 다른 섬유와 배열하여 제조된 것을 포함하는 것이다.

또한 본 발명은 상기 폴리에스테르 직물을 알칼리 감량 가공하지 않거나 또는 감량율 0~8 % 범위로 알카리 감량 가공한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 폴리에스테르 혼섬사는 열처리 가공후 섬유의 단면적이 줄어들어 사간 공간을 확보할 수 있으므로 별도의 알카리 감량 가공없이도 부드러운 촉감과 우수한 드레이프성을 발현할 수 있다. 즉, 제직조건이 적절할 경우 알카리 감량 가공 없이 염색, 가공 공정만으로도 종래의 감량율 15%이상으로 알카리 감량 가공한 직물과 동일한 정도의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 5는 굵기가 다른 섬유들로된 혼섬사를 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 혼섬사가 직물가공 후에 사간 공간이 확보된 상태를 나타낸 것이다.

상기의 가공 공정은 이완공정 또는 텐터링(tentering)과 같은 제직 후가공을 포함하는 것이다.

또한 직물의 부드러운 촉감과 드레이프성을 향상시키기 위하여 감량율 0~8% 범위로 알카리 감량 가공하는 것도 바람직하다.

알카리 감량 가공시 발생하는 폐수는 커다란 환경문제로서 일부 국가에서는 알카리 감량 공정을 금지하고 있는 것을 고려하여 보면, 본 발명은 환경 친화적인발명이라고 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 단 본 발명은 하기 실시예에 의하여 제한되지 않는다.

본 발명에서 2차 열처리시의 수축률(H-BWS : Boiling Water Shrinkage after Heat treatment)은 다음과 같은 측정방법에 의하여 구하였다.

*H-BWS 측정방법 : 권취된 원사를 투포원 연사기에서 감연(500T/M)으로 연사한 후 이를 스팀세트기에서 진공하에 80℃의 스팀으로 30분간 열고정시킨다. 이후 시료에 0.05g/De의 초하중을 단 후 시료의 최초길이(L₀)를 측정한다. L₀을 측정한 후 초하중을 제거하고 시료를 끓는 물에 넣어 30분간 열수 처리한다. 열수 처리한 후 시료를 꺼내어 0.05g/De의 하중으로 변화된 후의 길이(L₁)를 측정하여 하기 수학식 4에 대입하여 계산하였다. 동일한 시료에 대하여 5회 이상 반복한 것을 평균하여 사용하였다.

H-BWS=((L₀-L₁)/L₀)×100 [%]

〈실시예 1〉

극한점도가 0.63이고 소광제로서 TiO₂가 0.3중량% 첨가된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 용융하여 방사속도 2,500m/min로 방사하고 1.9배로 직접연신하여 사를 제조하였다. 이때 제조된 사의 신도가 30%이고 열수수축률이 35%이며 섬도가 50데니어가 되도록 제사조건을 조절하였다. 이렇게 제조된 사를 복합기 상에서 15% 과공급(over feed)을 주어 원사(A)를 제조하였고 이때 원사(A)의 열수수축률은 6.5%이었다.

또한, 상기와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 용융하여 방사속도 2,000m/min로 방사하고, 미연신사를 연신비 1.9배로 냉연신한후 비접촉식 히터를 사용하여 과공급(over feed)율 45%로 원사(B)를 제조하였다. 이때 제조된 원사(B)의 신도가 55%이고 섬도가 75데니어가 되도록 제사조건을 조절하였다. .

제조된 원사(A)에 꼬임 500T/m을 부여한 후 진공에서 80℃로 30분간 연지시킨 후 열수수축률을 측정하니 -2.5%였다. 제조된 원사(B) 또한 동일한 방법에 의하여 열수수축률을 측정하니 -7%였다.

물성측정을 위한 A원사의 단독 스팀열처리시 모사가 갖던 수축률에 의한 처짐현상이나 단사현상은 없었으며, 연지 후 표면감도 깨끗하였다. 그러나, B원사의 단독 스팀열처리시에는 자발신장이 다소 발생하여 보빈에서 다소 흘러내렸으며, 원사의 표면도 루프가 관찰되었다.

제조된 원사(A)와 원사(B)를 교락기(Interacer Machine)에서 공기압력 4.0㎏, 과공급율 2%로 교락하여 섬도 125데니어의 혼섬사를 제조하였다.

상기에서 제조한 혼섬사의 물성 측정을 위한 스팀에서 연지처리시에는 A원사의 수축특성으로 인해 역시 처짐현상이 발생하지 않았으며, 연지 후 표면도 양호하였다. 또한, 혼섬사의 스팀열처리 후 수축률은 -2.3%으로 거의 심사의 수축률에 따르는 것이 확인되었다.

제조된 혼섬사를 1,600T/M으로 가연한 후 가연된 혼섬사를 경사 및 위사로 사용하여 평직으로 제직하였다.

제직한 직물을 알카리 감량 가공없이 이완공정공정만을 실시하였다. 이완공정을 마친 직물을 액류 염색기를 사용하여 분산염료로 염색한 후 일반적인 세트공정(final setting)을 거쳐 가공지를 제조하였다. 이와 같이 제조된 가공지는 매우 부드럽고 드레이프성 및 벌키성이 우수하였다.

〈실시예 2〉

자발신장사로 오각별모양(penta-lobal) 단면을 가진 이형단면사를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예 2에서 제조된 가공지는 벌키성 및 드레이프성이 우수하고 드라이(dry)한 촉감을 나타내었다.

〈실시예 3〉

제직한 직물을 감량율 6%로 알카리 감량 가공한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예 3에서 제조된 가공지는 매우 부드럽고 드레이프성 및 벌키성이 우수하였다.

〈비교예 1〉

저수축사 대신 섬도가 75데니어/36필라멘트이고 건열수축률이 8%인 일반사 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 1에서 제조된 가공지는 자발신장성사에 의한 표면요철감은 있었으나, 경,위사 결속점에서의 사간 공간이 확보되지 않아 드레이프성이 매우 부족하였다.

〈비교예 2〉

자발신장사 대신 섬도가 75데니어/36필라멘트이고 건열수축률이 -1%인 일반사를 230℃에서 긴장열처리하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 2에서 제조된 가공지는 매우 뻣뻣하였으며 부드러운 촉감 및 드레이프성이 불량하였다.

〈비교예 3〉

제직한 직물을 감량율 10%로 감량처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 3에서 제조된 가공지는 매우 부드러운 촉감을 가지나 탄성과 힘이 나타나지 않았다.

상기한 실시예들에서 나타난 바와 같이 본 발명의 폴리에스테르 혼섬사는 수축후 단면적이 적어지므로 사간 공간 확보가 용이하여, 이러한 폴리에스테르 혼섬사로 제직한 직물은 상기 실시예에서 나타난 바와 같이 촉감이 매우 부드러울 뿐만 아니라 드레이프성 및 벌키성도 우수하다. 또한 사간공간도 다양하게 발현되어 여러용도로서의 질감을 갖게 한다. 또한 알카리 감량 가공을 하지 않거나 실시하여도 일반적인 감량율보다 매우 낮은 감량율도 실시하여 보다 향상된 효과를 발현할 수 있어, 환경 친화적일 뿐만 아니라 신규·유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 폴리에스테르 혼섬사에 있어서, 하기 수학식 1, 2 및 3을 동시에 만족하는 폴리에스터 필라멘트 섬유군 (A)와 폴리에스터 필라멘트 섬유군 (B)로 교락되어 있는것을 특징으로 하는 폴리에스터 혼섬사:

   〈수학식 1〉

   0%<BWS(A)<25%

   〈수학식 2〉

   H-BWS(A)0%

   〈수학식 3〉

   -20%<H-BWS(B)0%

   상기 수학식 1, 2 및 3에서, BWS(A)는 심사인 A섬유군의 98℃에서의 열수수축률을 나타내고, H-BWS(A)는 모사를 진공스팀세트(80℃, 30분)에서 처리하거나 사이징(95℃) 열처리 한 후 98℃에서 측정한 열수수축률을 나타내며, H-BWS(B)는 초사인 B섬유군의 모사를 진공스팀세트(80℃, 30분)에서 처리하거나 사이징(95℃) 열처리 한 후 98℃에서 측정한 열수수축률을 나타낸다.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유군(A)와 섬유군(B)의 교락수가 20~100개/m인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사.
3. 상기 청구범위 제 1 항 내지 제 2 항중 어느 한항 기재의 폴리에스테르 혼섬사를 적어도 일부 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사 직물.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 직물이 알카리 감량가공을 하지 않고 염색가공을 한 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사 직물.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 직물이 0%초과 8%미만의 알카리 감량가공을 한 후 염색가공을 한 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사 직물.