KR20030006773A - 고수축 폴리에스터 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고수축 폴리에스터 섬유를 제조함에 있어, 공중합 변성 폴리에스터를 사용하여 방사속도 1000m/분 ∼ 1500m/분으로 방사하고, 방사시 연신비는 3.0에서 3.5이며, 연신시 가장 큰 영향을 미치는 제 2 고뎃 로울러의 온도는 100℃에서 140℃인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 고수축 폴리에스터 섬유의 제조방법은 원사간 물성 균일성 및 공정성을 향상시키고, 생산성 향상을 통하여 원사 제조원가를 절감시킨다.

Description

고수축 폴리에스터 섬유의 제조방법{Process for preparing a high shrinkage polyester fiber}

본 발명은 직, 편물에 사용 가능하며, 공정상태 및 원사 물성이 양호한 고수축 폴리에스터 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.

근래에는 폴리에스터 섬유를 사용하여 천연섬유가 지니고 있는 촉감, 외관, 기능성 등의 우수한 성질을 가진 고부가가치의 원사를 제조하기 위한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다.

이중에서 고수축성 폴리에스터 섬유의 제조 방법으로는 여러 가지 방법이 공지되어 있으며 공업적으로 이용되는 방법으로 저중합체를 이용하는 방법이 있으나, 이 방법은 중합도 저하에 따른 연신사의 물성 저하, 특히 강도 저하가 크고 최대 열수축응력이 낮은 단점이 있다.

또 다른 방법으로는 통상의 고유점도를 가진 폴리머로 부터 방사한 미연신사를 유리전이온도(Tg)이하의 온도에서 미연신사의 85% 이하 배율로 연신하고, 100℃부근 또는 그 이하의 온도에서 열고정하여 내부 결정 구조를 고정하지 않음으로서 열에 대하여 불안정하게 제조하는 방법이 있다.

그러나, 이 방법은 열수축율을 증가시키지만 열수축응력을 증대시키기에는 부족하며, 열에 대하여 불안정하므로 제반 물성이 불안정하고 염색성이 안좋은 단점이 있다.

고수축 폴리에스터 섬유를 제조하는 또다른 방법 중에서 현재 가장 많이 이용되는 방법은 고수축 공중합 성분으로 변성된 폴리에스터 칩을 사용하여 통상의 방사조건으로 용융방사하고, 얻어진 미연신사를 공급 원사로하여 가열 공급 로울러와 연신로울러 사이에 있는 가열체, 즉 접촉식 가열판의 온도를 150℃ 이하로 설정하여 열처리하면서 연속적으로 연신을 실시하여 권취하는 방법이다.

이때의 공중합성분으로는 중합공정에서 산성분으로 이디프산, 세바스산, 이소프탈산 및 그 유도체 등이 사용되거나, 알콜성분인 에틸렌글리콜대신에 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 이나 2,2-디에틸-1,3-프로판디올 등 고급 글리콜이나, 치환된 글리콜을사용한다.

상기 중합물을 사용하여 원사를 제조하는 경우, 요구되는 수준의 충분한 열수축률과 열수축응력을 발현하기 위하여 첨가물의 양을 증가시켜야 하는데, 첨가물을 증가시킬 경우에는 원사의 강도저하가 초래되며, 방사 및 연신의 2단계 제조 공정을 필요로 함으로써 제조원가가 상승하는 단점이 있으며, 또 실제로는 중합시 첨가물의 공중합 공정을 적절히 규제하기 어렵기때문에 섬유내의 부위별 물성 차이가 쉽게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 공중합 변성 폴리에스터를 제조할 때 발생하는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 2단계공정을 1단계공정으로 줄여서 제조원가를 줄일 수 있으며 수축성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1 은 본 발명에 사용되는 폴리에스터 섬유 제조장치의 개략도.

도 1 은 본 발명에 따른 폴리에스터섬유의 제조를 위한 방사장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

방사구금(1)을 통해 방출된 실을 냉각장치(2)를 사용하여 완전 고화시킨 후 유제공급장치(3)에서 집속하고, 제 1 고뎃 로울러(4)와 세퍼레이트 로울러에서 수회 권회한 후, 제 1 고뎃 로울러(4)와 제 2 고뎃 로울러(5) 사이에서 연신한 다음에 제 2 고뎃 로울러(5)에서 수회 권회후 권취기(6)에서 4,000m/분 이하의 속도로 권취한다.

본 발명에서 제 1 고뎃 로울러(4)의 속도는 1000m/분이상 1500m/분 이하이고 제 1 고뎃 로울러(4)와 제 2 고뎃 로울러(5) 사이의 연신비는 3.0 ∼ 3.5사이이며, 연신에 영향을 미치는 제 2 고뎃 로울러(5)의 온도는 100℃에서 140℃이다.

연신비가 3.0미만에서는 열수축응력 및 강도가 저하되어 차별화 원사로 사용할 수 없으며, 연신비가 3.5를 초과하면 로울러에 말림현상이 발생되어 작업성이 불량하고, 배향도 및 결정화도가 증가하므로 고수축사 고유의 특성을 기대할 수 없다.

또한, 제 2 고뎃 로울러(5)의 온도가 100℃미만에서는 수축율이 지나치게 높아지며, 140℃를 초과하는 경우에는 수축율이 지나치게 저하되어 고수축원사로서의 고유 특성이 사라지며 작업성이 불량해진다.

실시예 1

테레프탈산에 이소프탈산 10중량%를 첨가한 후의 고유점도가 0.65인 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 12홀의 방사구금을 사용, 방사온도 290℃, 토출량 12.5g/분으로 방사하여 연신하였다.

연신조건은 제 1 고뎃 로울러(4)의 속도를 1,150m/분, 로울러 온도는 85℃, 7회 감아주며, 제 2 고뎃 로울러(5)의 방사속도를 3,700m/분, 로울러의 온도는 120℃, 5회 감아준 후 권취하여 30데니어/12필라멘트의 원사를 얻었다.

이때의 연신비는 3.2이다.

실시예 2

고수축사의 방사방법은 동일하며, 연신조건은 제 1 고뎃 로울러(4) 속도 1,100m/분, 로울러 온도는 85℃이고, 제 2 고뎃 로울러(5)의 속도는 3,800m/분, 로울러의 온도는 120℃이고 연신비는 3.45이다.

비교예 1

실시예 1과 방사방법은 동일하며, 제 1 고뎃 로울러의 속도는 1,600m/분이고 제 2 고뎃 로울러의 속도가 3,800m/분, 온도는 100℃이고, 연신비는 2.38이다.

비교예 2

제 2 고뎃 로울러(5)의 온도는 150℃이고, 실시예1과 다른 조건은 동일하다.

상기 실시예1∼2와 비교예1∼2의 결과는 표1과 같다.

< 표 1 >

	강도(g/d)	신도(%)	비수수축율(%)	공정상태
실시예1	4.6	36	25	◎
실시예2	4.6	30	24	◎
비교예1	4.0	50	20	×
비교예2	4.6	36	12	△

< 물성 측정방법 >

(1) 비수수축율(%) : 100℃의 끓는 물로 시료를 30분간 처리한 후, 0.1g/d의 초하중을 부여하여 수축전후의 섬유의 길이를 측정하고 백분율로 환산.

(2) 신도(%) : 인장강도기에서 20㎝의 시료를 200㎜/분의 속도로 인장시켜 실의 파단신도를 10회 측정하여 평균값을 계산.

(3) 방사사절 평가내용 - ◎ : 우수, △ : 보통 × : 불량

본 발명은 수축성(비수수축율)이 우수한 폴리에스터 섬유를 1단계 공정으로 제조할 수 있으며, 제조공정을 단축시킬 수 있으므로 제조원가가 절감된다.

또 본 발명은 공정작업성이 우수하므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

또 본 발명으로 제조된 고수축 폴리에스터 섬유는 물성편차가 최소화되어서 염색성도 우수하다.

Claims (1)

1. 공중합 변성 폴리에스터를 사용하여 고수축 폴리에스터 섬유를 방사후 직접 연신하는 1단계 공정으로 제조하되, 방사속도, 연신비 및 연신온도가 아래식을 만족하도록 제조하는 것을 특징으로 하는 고수축 폴리에스터 섬유의 제조방법.

   아 래

   1,000 ≤ Vs ≤ 1,500

   3.0 ≤ D ≤ 3.5

   100 ≤ T ≤ 140

   Vs : 제 1 고뎃 로울러속도(m/분)

   D : 연신비(제 1 고뎃 로울러와 제 2 고뎃 로울러

   사이의 속도비)

   T : 제 2 고뎃 로울러 온도(℃)