KR20040003240A

KR20040003240A - 신축성이 우수한 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법

Info

Publication number: KR20040003240A
Application number: KR1020020037890A
Authority: KR
Inventors: 박서진; 박재규; 이방희; 유영헌
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-01-13
Also published as: KR100478750B1

Abstract

본 발명은 이형단면 연신 폴리에스테르사를 가연하여 크림프를 형성함으로써신축성이 우수한 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법에 관한 것으로, 단면 형태가 원형이거나 돌출부를 적어도 2개 이상 갖는 이형단면사를 소재 원사로 사용하고, 이 소재 원사에 1미터당 400∼1500개의 꼬임수를 부여하는 연사공정에 이어, 히터(3)에서 가연에 필요한 150℃ 이상 210℃ 이하의 온도로 가열한 다음, 꼬임을 준 방향과 같은 방향으로 가연 및 연사를 단일공정으로 가공함을 특징으로 하는 폴리에스테르 가공사의 제조방법으로서, 특히 까칠까칠한 촉감을 요구하는 제품 적용이 용이하고, 기존의 가연공법에 의한 신축성 가공사의 결점인 연사후 신축 특성이 불량해지는 문제점을 개선할 수 있는 효과를 가진다.

Description

신축성이 우수한 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법{Manufacturing method of polyester twisting finished yarn having outstanding elastic property}

본 발명은 신축성이 우수한 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단면이 원형이거나 또는 적어도 2개 이상의 돌출부를 갖는 이형단면 연신사를 가연하여 크림프를 형성시킴을 특징으로 하는 신축성이 우수한폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 스포츠용 의류나 캐쥬얼용 의류와 같이 활동성이 많이 요구되어 지는 의류는 편안한 착용감을 갖기 위해 착용 쾌적성의 원사가 요구되고 있는 것입니다. 한편. 착용 쾌적성을 갖는 소재의 원사로는 촉감이나, 가벼움 등을 감안하여 신축성을 갖는 원사가 일반적으로 선호되어 왔다.

사람이 활동을 할 때, 동작에 따라 다소의 차이는 있지만 인체의 근육은 약15∼45% 까지 팽창하였다나 수축하며, 이때에 착용한 의류가 같은 수준으로 늘어나지 않으면 불편함을 느끼게 되며, 착용 쾌적성은 만족할 정도의 효과를 거두지 못하는 것입니다.

폴리에스테르 섬유는 많은 우수한 특성을 가지고 있으나, 그 반대로 반짝거리는 금속광택, 미끈거리는 촉감, 자체의 흡수능력 부족등이 단점으로 지적되어 왔고, 이와같은 단점은 그 용도를 제한하는 요인이 되어 왔다.

따라서, 이와같은 문제점과 착용 괘적성의 개선을 위한 연구가 계속적으로 이루어져 왔으며, 특히 촉감을 개선하기 위해 이형 단면사나 단사 섬도가 0.5데니어 이하인 초극세사의 개발이 활발하게 되었고, 또 중공사를 이용하여 직물을 가볍게 하거나 보온성을 개선시키는 연구가 진행되어 왔으며, 특히 신축 특성을 가지는 직물 개발을 위해 많은 연구가 진행되어 왔다.

일반적으로 직물에 신축성을 부여하는 방법으로는 신축성을 갖는 원사를 천연섬유 또는 인조섬유와 복합시키는 방법과 인조섬유 자체에 신축성을 부여하는 방법으로 크게 나눌 수 있다.

전자의 경우, 신축성이 있는 원사로서 스판텍스사를 사용하여 이를 천연섬유 또는 인조섬유와 공기교락, 합연 또는 커버링등의 가공 공정을 통해 복합사를 얻은 다음, 이 복합사로 제직한 직물에 신축성을 부여하고 있으나, 스판텍스사는 열적 안정성이 불량하여 가공 공정에서 신축성을 잃게되는 경우가 많고, 또 스판텍스사의 제조비가 높기 때문에 제품의 원가를 상승시키는 문제점이 있다.

특히, 경편물에서 스판텍스사를 사용하는 경우, 사의 특성상 준비공정인 정경공정에서 스판텍스사 전용의 정경기가 필요하기 때문에 투자비용이 증가하는 문제점이 있다.

후자의 경우로서, 인조섬유 자체에 신축성을 부여하는 방법에는 원료인 폴리머를 개량 또는 개질하는 방법, 원사 제조시 이(異)성분 폴리머를 사용하는 방법 과 후가공에 의한 방법등으로 크게 나눌 수 있다.

폴리머를 개질하는 방법으로는 폴리머의 원료에 비결정 영역을 증가시킬 수 있는 물질을 사용하는 방법으로 폴리부틸렌 테레프탈레이트 섬유와 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유등이 있다.

이들 섬유는 다 같이 폴리머의 열적 특성으로 인해 기존의 설비를 사용하여 원사를 제조할 경우, 작업성과 품질의 불량으로 전용 설비가 필요로 되어하고, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유는 원료가 전량 수입되고 있으며, 원료 공급선이 제한되어 있어 기술적으로 종속관계가 심화되는 문제와 원료의 가격이 매우 비싸기 때문에 용도전개에 어려움이 있게 된다.

원사 제조시에 이(異)성분의 폴리머를 사용하는 방법은 통상 복합방사라고불리고 있으며, 제조방법에는 동일한 성분의 폴리머에 물성만 서로 다르게 하여 방사하는 방법 예를들면, 일반 폴리에스테르를 사용하고, 고유점도가 0.66인 폴리머와 0.64수준의 폴리머를 복합방사하는 방법과 일반 폴리머와 개질 폴리머를 사용하여 복합방사하는 방법. 예를들면, 일반 폴리에스테르와 고수축 폴리에스테르를 사용하거나, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트와 같은 이종의 폴리머를 사용하는 방법등을 들 수 있다.

복합 방사공법은 이종의 폴리머를 사용하기 때문에 전용 설비가 필요하며, 초기 설비 투자비가 늘어나고, 그로 인하여 제조원가가 상승하게 되며, 또한 이종의 폴리머를 사용함에 따라 품질의 변동이 매우 크기 때문에 최종제품의 불량발생이 많아지는 문제점이 있다.

후 가공법으로는 일반적으로 원사를 가연가공을 통해 원사에 크림프를 형성시킴으로써 신축성을 가지도록 하는 가공사의 제조방법인 것이다.

가연가공에 의한 신축성 부여는 일반 가연기를 사용하여 제조가 가능하고, 또 소재 원사를 선택적으로 사용할 수 있는 장점은 있으나, 직물의 촉감을 개선하기 위해 가공사에 꼬임을 줄 경우, 신축 특성을 상실케 하거나 또는 신축성이 떨어지는 폐단이 있었다.

본 발명은 기존의 폴리에스테르 방사설비를 이용하여 제조한 폴리에스테르 연신사를 선택적으로 사용할 수 있으며, 가연 가공을 통해 크림프를 형성시켜 신축성을 부여하되, 기존공법의 문제점인 가공사에 꼬임을 줄 경우, 신축성이 떨어지거나 없어지는 문제와 폴리에스테르 섬유의 단점인 흡수성과 속건성을 개선하기 위해 이형 단면사를 사용하고, 부가기능인 신축성을 부여함을 그 기술적 과제로 하고 있다.

도 1은 본 발명에 사용된 가연가공 공정을 나타내는 공정개략도.

도 2는 종래의 신축성 가공사의 가연가공 공정을 나타내는 공정개략도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 스핀들 (spindle) 2 : 공급 펀 (supply pirn)

3 : 히터 4 : 가연장치

5 : 치즈 (cheese)

본 발명은 폴리에스테르 연신사를 선택적으로 사용하고, 그 가공방법을 개선하여 신축성이 우수한 폴리에스테르 가공사를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에서 단면이 원형이거나 또는 돌출부가 적어도 2개 이상인 이형단면사를 소재로 하여 연사후에 가연하는 공정으로 구성된 도 1과 같은 설비를 이용하여 가공사를 제조한다.

도 1에서 스핀들 회전수는 소재 원사 1 미터당 400 ∼ 1500개의 꼬임을 줄 수 있도록 한다.

통상 스핀들 회전수는 일반적인 투포원 연사기(Two For One Twister)의 설비 특성으로 보아 최고 15,000rpm으로 설정할 수 있으나, 바람직하기는 12,000rpm을 넘지 않도록 하는 것이 좋다. 이때 원사에 부여된 꼬임이 1 미터당 400 이하일 경우에는 원사의 신축성이 떨어지고, 1500 이상일 경우에는 신축 특성은 우수하나 직물 또는 편물상에서 표면이 거칠어지는 문제가 있다. 따라서 원사의 꼬임은 400 이상 1500 미만이 좋으나, 더욱 좋기로는 600 이상 1200 미만의 경우가 좋다.

스핀들 회전수에 의해 꼬여진 원사는 도 1에서 히터(3)에서 가연에 필요한열을 부여받게 된다.

히터의 온도는 소재 원사의 품종, 염색성, 신축성을 감안하여 아래식(1)을 만족하도록 설정한다.

150 ≤ Ht ≤ 210 .......... (1)

상기 식에서, Ht : 히터온도 (℃)

이 때에 히터의 온도(Ht)가 150℃ 이하일 경우에는 권축성 즉 신축성이 떨어지고, 210℃ 이상일 경우는 신축성은 좋아지나 결정이 증대하는 문제가 있게된다.

일반 폴리에스테르를 사용하는 경우의 히터의 온도는 180℃에서 200℃ 범위가 가장 좋다.

가연에 필요한 열을 부여받은 원사는 가연장치(4)에서 가연이 이루어 진다. 통상 가연장치(4)는 핀타입, 디스크타입 또는 벨트타입으로 구분되며, 본 발명에서는 핀타입의 것을 사용한다.

가연의 방향은 꼬임을 준 방향과 같은 방향으로 가연 하였으며, 이때에 꼬임의 방향과 반대 방향으로 가연을 할 경우, 직물이나 편물에서 표면은 부드럽고 부피감은 있어 보이나, 신축성이 나뻐지는 문제점이 있다.

가연시의 꼬임수는 하기식(2)을 만족하도록 설정하였다.

Tn = 28,000/(De)1/2 ± 200 .......... (2)

단, 상기 식에서 Tn : 꼬임수 (T/M)

De : 섬도 (Denier)를 나타낸다.

꼬임수가 28,000/(De)1/2-200일 경우, 권축성이 상대적으로 부족하여 신축성이 떨어지며, 꼬임수가 28,000/(De)1/2+200일 경우에는 결점이 증가하는 경향이 있다. 따라서 바람직하게는 Tn = 28,000/(De)1/2 ± 100 수준이 가장 좋다.

가연사의 권취장력은 데니어 당 0.08∼0.2g 수준으로 하였으며, 바람직하기로는 데니어 당 0.1g로 하는 것이 더욱 좋다.

이하, 실시예와 비교예에 의하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예에 있어서, 얻어진 값은 다음과 같은 방법으로 측정한 것이다.

1) 섬도, 강도 및 신도는 JIS L1013법으로 측정하였다.

2) 신축성 (%) =( L1 - L2 )× 100

L1

ⓛ 시료의 겉부분 500m 정도를 얀 리일(Yarn Reel)을 사용하여 해사 한다.

② 시료의 규정장(m)을 입력시킨 후 타래(Skein)를 만든다.

시료 규정장(m) = 20.5÷(0.0016×시료섬도×2)

③ 얀 리일에서 시료를 걷어 내어 행거(Hanger)에 걸고, 시료 20.5g를 상온에서 10 분간 방치한 후, 시료장(L1)을 측정한다.

④ 시료를 행거(Hanger)에 걸고, 82±2℃의 수조에서 10분간 열처리한다.

⑤ 시료를 수조에서 끄집어 내어 물을 제거한 후 길이(L2)를 측정한다.

3) 촉감은 아래와 같은 기준으로 평가한다.

- ◎ : 매우 까칠까칠한 촉감

- ○ : 부드러운 촉감

- △ : 다소 까칠까칠한 촉감.

- × : 매우 까칠까칠한 촉감

실시예 1

폴리에스테르 연신사로 원형단면사인 75 de/36f를 소재 원사로 하여, 꼬임을 1200 T/M 부여하고, 히터에서 190℃ 열처리 한 후 스핀들 회전수를 64,663 rpm으로 가연하고, 19 m/min으로 권취 하였다.

사용한 소재 원사의 강도 및 신도는 4.9 g/de 과 28% 수준이었으며, 가공사의 물성은 표 1에 나타내었다.

실시예 2

폴리에스테르 연신사로 돌출부가 3개인 삼각 단면사인 75 de/36f를 소재 원사로 하여 꼬임을 600 T/M 부여한 후, 히터에서 190℃로 열처리하고, 스핀들 회전수를 129,326 rpm으로 가연 한 후, 39 m/min으로 권취 하였다.

사용한 소재 원사의 강도 및 신도는 4.5 g/de 과 25% 수준이었으며, 가공사의 물성은 표 1에 나타내었다.

실시예 3

폴리에스테르 연신사로 돌출부가 4개인 십자형 단면사인 150 de/72f를 소재 원사로 하여 꼬임을 500 T/M 부여한 후, 히터에서 190℃로 열처리하고, 스핀들 회전수를 155,191 rpm으로 가연 한 후, 46 m/min으로 권취 하였다.

사용한 소재 원사의 강도 및 신도는 4.8 g/de 과 27% 수준이었으며, 가공사의 물성은 표 1에 나타내었다.

실시예 4

폴리에스테르 연신사로 원형 단면사인 150 de/96f를 소재 원사로 하여 꼬임을 500 T/M 부여한 후, 히터에서 190℃로 열처리하고, 스핀들 회전수를 155,191rpm으로 가연한 후, 46 m/min으로 권취 하였다.

사용한 소재 원사의 강도 및 신도는 4.4 g/de 와 31% 수준이었으며, 가공사의 물성은 표 1에 나타내었다.

비교예 1

폴리에스테르 연신사로 원형 단면사인 150 de/96f를 소재 원사로 하여 꼬임을 1700 T/M 부여한 후, 히터에서 190℃로 열처리하고, 스핀들 회전수를 24,990rpm으로 가연한 후, 13 m/min으로 권취 하였다.

비교예 2

폴리에스테르 부분 배향사 123 de/36f를 제1히터(1st Heater)에서 195℃로 가열하고, 1.7배 연신한 후, 가연벨트의 각도를 105°로하여 755 m/min으로 가연 하였다. 가공사의 물성은 표 1에 나타내었다.

비교예 3

폴리에스테르 연신사로 돌출부가 4개인 십자형 단면사인 150 de/72f를 소재 원사로 하여 제1히터(1st Heater)에서 190℃로 열을 가열하고, 1.02배 연신한 후, 가연벨트의 각도를 105°로 하여 450 m/min으로 가연하였다. 가공사의 물성은 표 1에 나타내었다.

본 발명은 폴리에스테르 연신사를 소재 원사로 사용하여 가공을 통해 직물 또는 편물에 신축성을 자유롭게 부여할 수 있고, 기존의 생산설비를 이용할 수 있는 열 안정성이 우수한 신축 특성을 갖는 가공사의 제조방법에 관한 것으로, 특히 까칠까칠한 촉감을 요구하는 제품에 적용이 용이하고, 기존의 가연공법으로 제조된 신축성이 있는 가공사의 문제점인 연사후 신축 특성이 불량해지는 문제점을 개선할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

폴리에스테르 연신사를 가연하여 크림프를 형성함으로써 신축성을 갖는 가공사를 제조함에 있어서, 단면 형태가 원형이거나 돌출부가 적어도 2개 이상 갖는 이형단면사를 소재 원사로 사용하고, 이 소재 원사에 1미터당 400∼1500개의 꼬임수를부여하는 연사공정에 이어, 히터(3)에서 가연에 필요한 열을 가열한 다음, 꼬임을 준 방향과 같은 방향으로 가연 가공함을 특징으로 하는 폴리에스테르 가공사의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

가연 가공에 앞서 필요한 열을 공급하기 위해 히터(3)의 온도를 아래식과 같이 설정함을 특징으로 하는 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법.

150 ≤ Ht ≤ 210

상기 식에서 Ht는 히터의 온도(℃)를 나타낸다.

연사와 가연을 단일공정으로 가공하는 것을 특징으로 하는 가연 가공사의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

가연 가공시, 꼬임수를 아래식을 만족하도록 설정함을 특징으로 하는 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법.

Tn＝ 28,000 /(De)^1/2- 200

상기 식에서 Tn은 꼬임수 (T/M) 이고,

De는 섬도(Denier) 이다.
청구항 1에 있어서,

연사와 가연을 단일공정으로 가공하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 가연 가공사의 제조방법.