KR20030021601A

KR20030021601A - 폴리에스터계 복합섬유 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030021601A
Application number: KR1020010054945A
Authority: KR
Inventors: 이용호; 손양국
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-15

Abstract

본 발명은 변성폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 사용하여 방사속도 3,500m/분 이하의 속도로 방사 및 연신하는 것을 특징으로 하는 잠재권축성 폴리에스터계 복합섬유의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 복합섬유는 권축율 40%이상, 최대 수축응력의 온도 100℃이상, 최대 수축응력은 0.25∼0.70g/데니어 이므로 직물 상태의 구속 하에서도 권축특성발현이 극대화하여 우수한 신축성 직물을 제조할 수 있다.

Description

폴리에스터계 복합섬유 및 그 제조방법{Polyester composite fibre and its manufacturing method}

본 발명은 우수한 권축 특성이 발현되어서 직, 편물에 적당한 신축성을 부여하는 것을 특징으로 하는 잠재권축성 폴리에스터계 복합섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

폴리에스터는 기계적 성질이 우수하므로 의료용 용도에 광범위하게 사용되어 왔다.

최근 신축성 의류가 각광을 받으면서 폴리에스터계 직, 편물에도 신축성(stretch성)을 부여하는 방법이 채용되어 왔다.

예를 들어 직물 중에 폴리우레탄계 탄성사를 혼용하여 신축성을 부여하는 방법이 있다.

하지만 이 경우에는 폴리우레탄 고유의 성질 및 촉감이 손상되어서 직물의 촉감과 신축성이 저하되고 또한 폴리에스터 섬유 염색용 분산염료에 염색이 곤란한 문제점이 따른다.

염색의 어려움을 해결하기 위하여 환원세정을 강화시켜야 하므로 염색공정이복잡해지고 또 희망하는 색상을 발현시키기 곤란한 단점이 있다.

또 다른 방법으로는 폴리에스터섬유에 가연가공을 실시하여 가연 및 해연 토크를 섬유에 발현시켜서 직물에 신축성을 부여하는 방법이 있다.

이 경우에 토크는 직물표면에 주름을 발생시키므로 이것은 직물상 결점으로 작용하는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해소시키기 위하여 열처리한다든가 S/Z연에 의해서 토크 가 균형을 이루도록해서 주름이 발생하는 결점을 보완하는 방법이 행해지고 있으나, 이 방법은 원하는 만큼의 신축성을 얻을 수 없는 단점이 있다.

한편 폴리우레탄이나 가연가공사를 이용하지 않는 방법으로 사이드 바이 사이드형 복합사를 이용하는 잠재권축성 폴리에스터섬유가 여러 가지 제안되어 있다.

잠재권축성 복합섬유는 열처리에 의해서 권축이 발현되는 특성을 가진 폴리에스터 섬유를 말하는 것이다.

이와 같은 잠재권축성 원사는 원사 상태에서는 어느 정도의 신축성을 갖지만, 직물 상태에서는 신축성이 불충분하여 만족할 만한 수준의 신축성 직물을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

이것은 상기 사이드 바이 사이드형 복합섬유는 직물 상태의 구속중에서는 권축 발현능력이 저하되어 외력에 의해 영향을 쉽게 받기 때문이다.

사이드 바이 사이드형 복합섬유는 폴리우레탄섬유와는 달리 섬유 자신의 신축성에 의한 것이 아니고, 폴리머 사이의 수축성의 차이에 의하여 3차원 입체 권축이 발현되는 신축성을 이용한 것이다.

이 때문에 폴리머의 수축이 제한된 직물 구조하에서 열처리를 받게 되면 그대로 고정되어 그 이상의 수축성을 상실하게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 기술상의 문제점을 해결하고 방사 및 연신 등 제사성이 우수하고 직물 상태의 구속하에서도 권축발현능력이 잘 발현되며, 신축성이 우수한 직물의 제조에 적합한 폴리에스터계 복합섬유 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 수축성이 상이한 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 2종의 폴리머로 구성되어 있으며 권축율 40%이상, 최대 수축응력의 온도 100℃이상, 최대 수축응력 0.25 ∼ 0.70g/데니어인 것을 특징으로 하는 잠재권축성 폴리에스터계 복합섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명을 구성하는 저수축성분은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 반복단위로 하고 있고, 이것을 최소한 90몰%이상 함유하는 폴리에스터이고, 고수축성 폴리에스터는 이소프탈릭산을 1 ∼ 15몰% 공중합시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다.

상기의 고수축성분과 저수축성분을 중량비 기준으로 40 : 60 ∼ 60 : 40의 비율이 되도록 복합방사해서 본 발명의 폴리에스터계 복합섬유를 제조한다.

본 발명에서 폴리트리메틸렌 테레프탈레이드(PTT)의 경우 고유점도는 0.90 ∼ 0.95인 것이 좋으며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 경우 고유점도 0.60 ∼0.65인 것이 좋다.

PTT와 PET 간의 고유점도 차이가 복합섬유의 권축율과 수축응력에 큰 영향을 주며 동시에 방사성과 연신성을 좌우한다.

본 발명에서 PTT와 PET 간의 고유점도 차이는 0.28 ∼ 0.30이 되어야 한다.

고유점도 차이가 상기 범위를 벗어나면 권축율은 감소하고 수축응력은 커진다.

본 발명에서 상기 2종의 폴리머를 복합방사 할 때 단면 형태는 사이드 바이 사이드 또는 편심형심초구조로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스터계 복합섬유는 권축율이 큰 것일수록 직물 상태의 구속 하에서도 섬유자체가 갖고 있는 본래의 권축성능을 발휘할 수 있다.

권축율이 40% 이상이면 직물 상태의 구속하에서 권축특성을 발현시킬 수 있으며, 바람직하기로는 50% 이상이 좋다.

또한 직물 상태의 구속 하에서 권축특성을 발현하기 위해서는 수축응력도 중요하다.

수축응력 최대값이 0.25g/데니어 이상이 되는 것이 필수적이며, 바람직하기로는 0.35g/데니어 이상 0.70g/데니어 이하인 것이 좋다.

0.70g/데니어를 초과하면 수축응력이 과도하여 권축특성 발현이 저하되는 단점이 있으며, 0.25g/데니어 미만이면 수축응력이 과소해서 또한 권축특성이 잘 발현되지 않는다.

그리고 수축응력의 온도도 중요한데 최대 수축응력에서의 온도는 가연사의열고정시 형태 안정성을 고려할 때 100℃ 이상이 바람직하다.

100℃ 이상이면 가연사(twisted yarn)를 열고정시킬 때 과도한 수축이나 권축이 억제되어서 이것을 직, 편물로 제조할 때 불균일한 주름이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에서 잠재권축성 폴리에스터 복합섬유의 신도는 20 ∼ 50%수준이 양호하고, 보다 바람직하기로는 25 ∼ 35%가 바람직하다.

직물 형성 후의 가공의 용이성을 고려할 때 섬유 수축율은 20% 이하가 바람직하다.

물성측정방법

고유점도, 수축응력, 권축율 및 수축율은 다음과 같은 방법으로 측정하였다.

1)고유점도

페놀/테트라클로로에탄 6/4의 혼합용액에 수지 조성물의 용액농도가 0.5g/dl가 되도록 용해한 후 오스트왈트 점도계를 사용하여 측정하였다.

2)수축응력

상온에서 300℃까지 승온온도 3℃/초, 초하중 0.5g/데니어, 시료장 10㎝조건에서 측정하여 챠트에서 최대응력과 피크온도를 판독한다.

3)권축율

1주 1검척기로 10회 권취후 초하중 1/6,000 g/데니어 하중으로 30분간 방치후 무장력 상태에서 30분간 비수 처리한다.

비수 처리후 30분간 건조한후 1/500 g/데니어 하중에서 길이를 측정하고(b),1/20 g/데니어 하중을 걸고 측정한다(c).

권축율(%) = [ ( c - b ) / c ] × 100

4)수축율

100℃의 끓는 물로 시료를 30분간 처리한 후, 0.1g/데니어의 초하중을 부여하여 수축전, 후의 섬유의 길이를 측정하고 백분율로 환산하여 구하였다.

실시예 1

고유점도가 0.92인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)와 이소프탈산 12 몰%를 공중합한 고유점도 0.62인 고수축성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 각각 방사온도 265℃, 285℃로 용융하여 24개의 방사구금을 통하여 중량 복합비 기준 50 : 50로 토출하였다.

방사속도 1,200m/분의 속도로 방사후 핫롤러의 온도 80℃, 핫 플레이트 135℃, 연신비 2.75가 되도록 연신을 실시하였다.

방사 및 연신 작업성 모두 양호하였으며, 물성은 표 1과 같다.

실시예 2

실시예 1에서 방사속도 3,200m/분, 연신비율 1.50으로 실시한 것을 제외하고는 동일한 조건에서 실시하였다.

방사 및 연신작업성은 양호하였으며, 얻어진 물성은 표 1과 같다.

실시예 3

실시예 1과 동일하게 방사를 실시하고, 연신 핫롤러온도를 100℃로 실시한 것을 제외하고는 동일하게 연신을 실시하였다.

실시예 4

실시예 1과 동일하게 방사를 실시하고, 연신비를 2.90으로 실시한 것을 제외하고는 동일하게 연신을 실시하였다.

비교예 1

고유점도가 0.82인 PTT와 이소프탈산 1몰%를 공중합한 고유점도 0.55인 PET를 각각 방사온도 265℃, 285℃로 용융하여 24개의 방사구금을 통하여 중량 복합비 기준 50 : 50로 토출하였다.

방사속도 1,200m/분의 속도로 방사후 핫롤러의 온도 80℃, 핫 플레이트 125℃, 연신비 2.85가 되도록 연신을 실시하였다.

실시예 보다 권축율이 많이 떨어졌고 수축응력은 높아졌으며, 물성은 표 1과 같으며, 방사성과 연신작업성은 실시예 보다 불량하였다.

비교예 2

고유점도가 0.92인 PTT와 이소프탈산 1몰%를 공중합한 고유점도 0.55 PET를 각각 방사온도 265℃, 285℃로 용융하여 24개의 방사구금을 통하여 중량 복합비 기준 50 : 50로 토출하였다.

방사속도 3,200m/분의 속도로 방사후 핫롤러의 온도 80℃, 핫 플레이트 125℃, 연신비 1.60가 되도록 연신을 실시하였다.

실시예 보다 권축율이 많이 떨어졌고 수축응력은 높아졌으며, 물성은 표 1과같으며, 방사성과 연신작업성은 실시예 보다 불량하였다.

< 표 1 >

	PTT[고유점도] (η)	PET[고유점도] (η)	권축율(%)	수 축 응 력	신 도(%)	수축율(%)
	PTT[고유점도] (η)	PET[고유점도] (η)	권축율(%)	온도(℃)	신 도(%)	수축율(%)	응력(g/d)
실시예1	0.92	0.62	58	107	0.36	34	8.8
실시예2	0.92	0.62	54	110	0.40	26	9.0
실시예3	0.92	0.62	35	78	0.29	36	15.0
실시예4	0.92	0.62	59	115	0.42	28	8.5
비교예1	0.82	0.55	20	120	0.72	26	7.5
비교예2	0.92	0.55	15	118	0.70	24	7.8

표 1로 알 수 있는 바와 같이 PTT와 PET의 고유점도가 폴리에스터 섬유의 물성, 특히 권축율, 수축응력, 수축율에 큰 영향을 미쳤으며, 적당한 고유점도는 PTT가 0.92, PET가 0.62인 것이었다.

본 발명으로 제조된 폴리에스터계 잠재권축성 복합섬유는 종래의 잠재권축성 복합섬유에 비하여 신축성이 우수하므로 숭고성, 직, 편물, 쿠션재 등의 원사로 활용 할 수 있다.

또 본 발명의 폴리에스터계 복합섬유의 제조방법은 방사성과 연신작업성이 모두 양호하다.

Claims

고유점도 0.90 ∼ 0.95의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)와 고유점도 0.60 ∼ 0.65의 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용하되, 양 성분의 고유점도 차이가 0.28 ∼ 0.30인 PTT와 PET를 사용해서 방사속도 1,200m/분 ∼ 3,200m/분으로 복합방사한 것을 열연신하고 열고정하여 제조하는 것을 특징으로 하는 폴리에스터계 복합섬유의 제조방법.
폴리트리메틸렌 테레프탈레이트와 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 중량비로 40 : 60 ∼ 60 : 40으로 복합된 폴리에스터계 복합섬유로서 권축율이 40% 이상, 최대 수축응력의 온도가 100℃ 이상이며, 최대 수축응력이 0.25 ∼ 0.70g/데니어 인것을 특징으로 하는 폴리에스터계 복합섬유.