KR20090010667A

KR20090010667A - 용출형 복합섬유 및 이를 이용한 다중 중공사 원단의제조방법

Info

Publication number: KR20090010667A
Application number: KR1020070073974A
Authority: KR
Inventors: 동 은 이
Original assignee: 코오롱패션머티리얼 (주)
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-01-30

Abstract

본 발명은 용출형 복합섬유 및 이를 이용한 다중 중공사 원단의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 용출형 2성분 복합섬유는 섬유단면상에 3개 이상의 알칼리 이용해성 폴리머인 용출성분(S)이 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 구조를 갖고, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 100㎚ 이상의 평균입경을 갖는 무기입자가 섬유형성성 성분 대비 10,000ppm 이상 함유된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 용출형 복합섬유를 가연한 후, 이를 사용하여 원단을 제조한 후, 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출형 복합섬유를 다중 중공사로 변형시켜 다중 중공사 원단을 제조한다.

본 발명은 원단을 구성하는 다중 중공사의 중공부(L)가 찌그러지지 않아 중공율이 높아 원단의 보온성과 경량감 등이 뛰어나다.

용출형, 복합섬유, 다중, 중공사, 원단, 중공율, 보온성.

Description

용출형 복합섬유 및 이를 이용한 다중 중공사 원단의 제조방법{Extraction type conjugate fiber and method of manufacturing a fabric comprising hollow fiber with multi lumen by using the same}

본 발명은 용출형 복합섬유 및 이를 이용한 다중 중공사 원단의 제조방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 3개 이상의 용출성분들이 섬유형성성 성분내에 분산, 배열되어 있으며 알칼리 수용액 처리시 상기 용출성분의 용출성이 매우 우수한 용출형 복합섬유와 이를 이용하여 단면내에 3개 이상의 중공부를 갖는 중공사(이하 "다중 중공사"라고 한다)를 포함하는 원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에서는 원단을 구성하는 원사의 전부나 일부가 상기 다중 중공사인 원단을 "다중 중공사 원단"이라고 약칭한다.

통상적인 중공사(폴리아미드 중공 멀티필라멘트)는 도 5에 도시된 바와 같이 단면상에 중공(中空)이 형성된 원사로서 통상적으로 중공부 형성이 가능한 특수 방사구금을 통해 방사액을 압출한 후 방사구금 직하에서 급속냉각하고, 연신 및 권취 하는 방법으로 제조된다.

상기와 같이 제조된 통상의 중공사로 원단을 제조하는 종래방법을 살펴보면, 먼저 상기 중공사(중공 멀티필라멘트)를 가연 처리하여 따뜻한 촉감과 벌키성을 갖는 중공 가연사를 제조한 다음, 상기 중공 가연사를 사용하여 원단을 제직한 다음, 상기 원단을 통상의 조건으로 염색 및 가공하여 중공사를 포함하는 원단(이하 "중공사 원단"이라고 한다)을 제조하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법으로 중공사 원단을 제조하는 경우에는 중공 멀티필라멘트를 가연처리하여 중공 가연사를 제조하는 공정 중 중공사내 중공부(中空部)가 협착되어 중공율이 크게 저하되고, 그로인해 최종 제품인 중공사 원단의 보온성과 경량감도 크게 저하되는 문제가 있었다.

상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 또 다른 종래기술로서 대한민국 공개특허 제2001-0047529호에서는 폴리에스테르 또는 폴리아미드 수지로 구성되며, 섬유단면상에 동심원 형태의 중공부가 5~100개 존재하고, 섬유단면적 대비 중공부 면적비율이 35~75중량%이고, 단사섬도가 0.1~6.0데니어인 다중 중공섬유를 제안하고 있다.

또한, 상기 종래기술에서는 알칼리 이용해성 폴리머를 도성분으로 하고, 폴리아미드 또는 폴리에스테르를 해성분으로 하여 섬유단면상에 상기 도성분들이 해성분 중에 동심원 형태로 존재하도록 복합방사 및 연신하여 해도형 복합섬유를 제조한 후, 상기 해도형 복합섬유중 도성분을 알칼리 수용액으로 용출하여 상기 다중 중공섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있다.

또한 상기 종래기술에서는 상기의 해도형 복합섬유를 사용하여 다중 중공섬유를 포함하는 인공피혁을 제조하는 방법도 게재하고 있다.

그러나, 상기의 대한민국 공개특허 제2001-0047525호는 해도형 복합섬유내 도성분(알칼리 이용해성 폴리머)의 용출이 매우 어려워 다중 중공섬유 제조시 중공부를 형성하는 도성분의 일부가 잔존하여 중공율이 저하되고, 염색시 염차가 발생되는 등의 문제가 있었다.

그 이유를 살펴보면, 통상의 해도형 복합섬유는 용출하고자 하는 해성분(알칼리 이용해성 폴리머)가 섬유단면의 외주부를 구성하기 때문에 알칼리 수용액으로 처리시 용이하게 용출되지만, 상기 종래기술의 해도형 복합섬유는 용출하고자 하는 도성분(알칼리 이용해성 폴리머)가 섬유단면상에서 해성분(섬유형성성 성분)에 의해 감싸여져 있는 상태라서 알칼리 수용액으로 처리시 상기 도성분(알칼리 이용해성 폴리머)의 용출성이 저하된다.

본 발명은 섬유단면상에서 섬유형성성 성분내에 3개 이상의 용출성분이 분산, 배열된 구조를 갖고 알칼리 수용액으로 처리시 상기 용출성분들의 용출성이 우수한 용출형 복합섬유를 제조하고자 한다.

또한 본 발명은 상기 용출형 복합섬유를 이용하여 중공부(L)가 협착되지 않아 높은 중공율을 갖는 다중 중공사를 포함하는 다중 중공사 원단을 제조하는 방법 을 제공하고자 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면 등을 통하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 용출형 복합섬유는 섬유단면상에 3개 이상의 알칼리 이용해성 폴리머인 용출성분(S)이 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 구조를 갖고, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 100㎚ 이상의 평균입경을 갖는 무기입자가 섬유형성성 성분 대비 10,000ppm 이상 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 섬유형성성 성분(F)은 폴리에스테르 또는 폴리아미드 등이고, 상기 알칼리 이용해성 성분인 용출성분(S)은 1000~4000의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디카르복실레이트, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,4-부탄디올, 2,2,4-트리메틸1,3-프로판디올, 아디프산 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 25중량% 이하 공중합시킨 공중합 폴리에스테르 등이다.

섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열된 용출성분(S)의 갯수는 3개 이상, 좋기로는 3~100개인 것이 용출성분(S)의 용출성 개선에 바람직하다.

섬유형성성 성분(F)내에 함유된 무기입자의 평균입경은 100㎚, 좋기로는 100~1,200㎛이고, 섬유형성성 성분 대비 상기 무기입자의 함량은 10,000ppm, 좋기로는 10,000~100,000ppm인 것이 바람직하다.

무기입자의 평균입경 및 함량이 상기범위보다 낮은 경우에는 용출성분(S)의 용출성이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 방사성이 저하될 수 있다.

상기 무기입자는 이산화티탄(TiO₂), 이산화실리카(SiO₂), 탄산칼슘(CaCO₃) 등이다.

본 발명에 따른 용출형 복합섬유는 섬유형성성 성분(F)들에 의해 둘러쌓여져 있는 용출성분(S)들이 알칼리 수액으로 처리에 의해 용이하게 용출될 수 있도록 상기 섬유형성성 성분(F)내에 상기와 같이 무기입자가 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 알칼리 수용액으로 용출형 복합섬유 또는 이를 포함하는 원단을 처리하면 섬유형성성 성분(F)내에 함유된 무기입자는 섬유형성성 성분(F)으로부터 빠져 나오면서 빠져나온 경로를 따라 섬유형성성 성분(F)내에 미세한 통로를 형성하게 된다.

상기와 같이 섬유형성성 성분(F)내에 무기입자 배출로 인한 미세통로가 형성되면 상기 섬유형성성 성분(F)내에 둘러쌓여져 있는 용출성분(S)은 보다 용이하게 용출된다.

본 발명에 따른 용출형 복합섬유를 가연전 또는 가연후 원사상태에서 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출형 복합섬유내 용출성분(S)을 용출하면 다중 중공사가 제조된다.

한편, 본 발명에 따른 용출형 복합섬유로 원단을 제직한 후, 상기 원단을 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출형 복합섬유내 용출성분(S)을 용출하면 다중 중공사 원단이 제조된다.

다음으로는, 상기의 용출형 복합섬유를 이용하여 본 발명에 따른 다중 중공사 원단을 제조하는 방법을 상세하게 살펴본다.

먼저, 본 발명은 섬유단면상에 3개 이상의 알칼리 이용해성 폴리머인 용출성분(S)이 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 구조를 갖고, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 100㎚ 이상의 평균입경을 갖는 무기입자가 섬유형성성 성분 대비 10,000ppm 이상 함유되어 있는 용출형 복합섬유를 가연처리하여 용출형 2성분 복합 가연사를 제조한다.

다음으로는 상기와 같이 제조된 용출형 복합 가연사를 제직 또는 제편용 원사의 전부나 일부로 사용하여 직물 또는 편물을 제직한다.

본 발명에서는 직물과 편물을 통칭하여 원단이라고 한다.

직물 제직시에는 상기 용출형 복합 가연사를 제직시 경사 및 위사로 모두 사용하거나, 위사 또는 경사로만 모두 사용하거나, 경사 중 일부로만 사용하거나, 위사 중 일부로만 사용할 수 있다.

본 발명에서 제직시 원단조직 및 경위사 밀도는 특별하게 한정하지 않는다.

다음으로는, 원단을 알칼리 수용액 내에서 처리하여 원단을 구성하는 용출형 복합 가연사 내의 용출성분(S)들을 용출하여 상기 용출형 복합 가연사를 원사 단면내에 3개 이상의 중공부를 갖는 다중 중공사로 변형시켜 다중 중공사 원단을 제조한다.

제조된 다중 중공사 원단을 통상적인 방법으로 염색 및 후가공 처리할 수도 있다.

본 발명에서는 섬유단면내에 용출성분이 존재하여 중공부가 없는 용출형 복합섬유 형태로 가연공정을 거치고, 섬유단면내에 용출성분이 존재하여 중공부가 없는 용출형 복합 가연사 형태로 제직 또는 제편공정을 거치기 때문에, 종래 통상의 중공사를 가연 처리시 중공부가 서로 협착되어 중공율이 저하되는 현상이 발생될 여지가 없다.

다시말해, 본 발명에서는 섬유단면내에 중공부가 없는 용출형 복합섬유를 가연하여 용출형 복합 가연사를 제조하고, 이를 사용하여 원단을 제직한 다음, 상기 원단을 알칼리 수용액으로 처리하여 용출형 복합 가연사내 용출성분(S)을 용출시켜 상기 용출형 복합 가연사를 다중 중공사 형태로 변형시키기 때문에 다중 중공사 형태로 변형시키기 때문에 다중 중공사내 중공부가 서로 협착되지 않고 높은 중공율을 유지하게 된다.

그로인해, 본 발명으로 제조된 다중 중공사 원단은 보온성 및 경량감 등이 뛰어나다.

본 발명에 따른 용출형 복합섬유는 알칼리 수용액 처리로 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 용출성분(S)들을 용이하게 용출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중 중공사 원단에 포함된 다중 중공사는 가연공정이나 제직공정 등으로 인해 중공부(L)가 협착되지 않는 상태를 그대로 유지하기 때문 에 중공율이 높고, 그로 인해 상기 원단의 보온성과 경량감 등도 개선된다.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 하기 실시예에 의해 권리범위가 안정되는 것은 아니다.

실시예 1

평균입경이 200㎚인 이산화티탄이 12,000ppm 함유되어 있는 폴리아미드 수지인 섬유형성성 성분(F)내에 이소프탈산이 6몰% 공중합된 공중합 폴리에스테르(알칼리 이용해성 수지)인 용출성분(S) 3개가 도 1과 같은 단면 형태로 분산, 배열되어 있는 100데니어/48필라멘트의 용출형 복합섬유를 가연처리하여 용출형 복합 가연사를 제조하였다.

상기 용출형 복합섬유는 상기의 섬유형성성 성분(F)과 용출성분(S)을 해도형 복합방사 구금을 통해 복합방사하는 통상적인 방법으로 제조하였고, 상기 용출형 복합섬유의 전체 단면적 대비 용출성분(S) 면적비율은 35%가 되도록 하였다.

다음으로는, 상기와 같이 제조된 용출형 복합 가연사를 경사 및 위사로 사용하여 경사밀도 75본/인치와 위사밀도 75본/인치의 능직 원단을 제조하였다.

다음으로, 제직된 상기 원단을 10% 농도의 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출형 복합 가연사내 용출성분(S)을 용출하여 원단내 상기 용출형 복합 가연사를 다중 중공사 형태로 변형 시켰다.

다음으로, 용출성분이 용출된 원단을 산성염료로 염색후 가공하여 다중 중공 사 원단을 제조하였다.

제조된 원단을 구성하는 다중 중공사의 중공율과 원단의 보온성 및 경량감을 평가한 결과는 표 1과 같다.

실시예 2

실시예 1에서 제조한 용출형 복합 가연사를 제직시 위사로만 사용하고, 중공사 형태가 아닌 정규의 100데니어/48필라멘트의 폴리아미드 멀티필라멘트 가연사를 경사로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 조건으로 다중 중공사 원단을 제조하였다.

비교실시예 1

중공율이 35%이고 도 5와 같은 단면 구조를 갖는 100데니어/48필라멘트의 폴리아미드 중공 멀티필라멘트를 가연기에서 가연처리하여 폴리아미드 중공 가연사를 제조한 다음, 제조된 폴리아미드 중공 가연사를 경사 및 위사로 사용하여 경사밀도 75본/인치와 위사밀도 75본/인치의 제직밀도로 평직의 원단을 제조하였다.

다음으로, 상기 원단을 산성염료로 염색후 가공하여 폴리아미드 중공사 원단을 제조하였다.

비교실시예 2

비교실시예 1에서 제조한 폴리아미드 중공 가연사를 제직시 위사로만 사용하고, 중공사 형태가 아닌 정규의 100데니어/48필라멘트의 폴리아미드 멀티필라멘트 가연사를 경사로 사용한 것을 제외하고는 비교실시예 1과 동일 조건으로 폴리아미드 중공사 원단을 제조하였다.

물성 평가 결과

구분	실시예 1	실시예 2	비교실시예 1	비교실시예 2
원단을 구성하는 폴리아미드 중공사의 중공율(%)	35%	35%	15%	15%
원단의 보온성	우수	우수	보통	불량
원단의 경량감	우수	우수	보통	불량

다중 중공사 또는 일반적인 중공사의 중공율은 원사 단면상에서 전체 단면적 대비 중공부분 면적의 비율로 나타내며 10회 측정치의 평균값으로 한다.

원단의 보온성과 경량감은 전문가들의 관능검사로 평가하며, 구제적으로 전문가 10명 중 8명 이상이 양호하다고 평가하면 우수로, 5~7명이 양호하다고 평가하면 보통으로, 4명 미만이 양호하다고 평가하면 불량으로 구분하였다.

도 1은 본 발명에 따른 용출형 복합섬유의 단면을 촬영한 주사전자현미경 사진.

도 2는 본 발명에 따른 용출형 복합섬유를 가연처리한후 용출성분을 용출하여 제조한 다중 중공사의 단면을 촬영한 주사전자현미경 사진.

도 3은 본 발명에 따른 용출형 복합섬유를 가연처리한후 용출성분을 용출하여 제조한 다중 중공사의 측면을 촬영한 주사전자현미경 사진.

도 4는 본 발명에 따른 다중 중공사 원단의 단면 일부를 촬영한 주사전자현미경 사진.

도 5는 종래 중공사의 단면 모식도.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호 설명

F : 섬유형성성 성분

S : 용출성분

L : 중공부

Claims

섬유단면상에 3개 이상의 알칼리 이용해성 폴리머인 용출성분(S)이 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 구조를 갖고, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 100㎚ 이상의 평균입경을 갖는 무기입자가 섬유형성성 성분 대비 10,000ppm 이상 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
제 1항에 있어서, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열된 용출성분(S)의 개수가 3~100개인 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
제 1항에 있어서, 상기 무기입자의 평균입경이 100~1,200㎚인 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
제 1항에 있어서, 상기 섬유형성성 성분내 무기입자의 함량이 10,000 ~ 100,000ppm인 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
제 1항에 있어서, 상기 무기입자는 이산화티탄(TiO₂), 이산화실리카(SiO₂) 및 탄산칼슘(CaCO₃) 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
제 1항에 있어서, 상기 섬유형성성 성분(F)은 폴리에스테르 수지 및 폴리아미드 수지 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
제 1항에 있어서, 상기 알칼리 이용해성 성분인 용출성분(S)은 1000~4000의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디카르복실레이트, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,4-부탄디올, 2,2,4-트리메틸1,3-프로판디올, 아디프산 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 25중량% 이하 공중합시킨 공중합폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 용출형 복합섬유.
섬유단면상에 3개 이상의 알칼리 이용해성 폴리머인 용출성분(S)이 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열되어 있는 구조를 갖고, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 100㎚ 이상의 평균입경을 갖는 무기입자가 섬유형성성 성분 대비 10,000ppm 이상 함유되어 있는 용출형 복합섬유를 가연처리하여 용출형 2성분 복합 가연사를 제조한 다음, 상기 용출형 복합 가연사를 제직용 원사의 전부나 일부로 사용하여 원단을 제직한 다음, 상기 원단을 알칼리 수용액 내에서 처리하여 원단을 구성하는 용출형 복합 가연사 내의 용출성분(S)들을 용출하여 상기 용출형 복합 가연사를 원사 단면내에 3개 이상의 중공부를 갖는 다중 중공사로 변형시키는 것을 특징으로 하는 다중 중공사 원단의 제조방법.
제 8항에 있어서, 상기 섬유형성성 성분(F)내에 분산, 배열된 용출성분(S)의 개수가 3~100개인 것을 특징으로 하는 다중 중공사 원단의 제조방법.
제 8항에 있어서, 상기 무기입자의 평균입경이 100~1,200㎚인 것을 특징으로 하는 다중 중공사 원단의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 섬유형성성 성분내 무기입자의 함량이 10,000 ~ 100,000ppm인 것을 특징으로 하는 다중 중공사 원단의 제조방법.
제 8항에 있어서, 상기 무기입자는 이산화티탄(TiO₂), 이산화실리카(SiO₂) 및 탄산칼슘(CaCO₃) 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 다중 중공사 원단의 제조방법.