KR20090090167A - 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의제조방법 - Google Patents

저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유와 난연성 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사인 제2섬유가 복합사가공되어 형성되되, ITY, ATY, DTY, 복합가연(加撚;Twisting)사 및 커버링사로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것임을 특징으로 하여 형태안정성 및 촉감이 우수하고, 환경친화적이며 난연 기능이 발휘되는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의 제조방법에 관한 것이다.
저융점, 난연, 복합가공사, 폴리에스테르, 심초형, 사가공

Description

저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의 제조방법{Low melting and flame retardant polyester composite yarn and fabric and a method of fabricating the same}
본 발명은 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 형태안정성 및 촉감이 우수하고, 환경친화적이며 난연 기능이 발휘되는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의 제조방법에 관한 것이다.
복합방사 기술에 의해 제조된 초(Sheath)성분으로 저융점 고분자를 사용한 심초형의 횡단면 형상을 갖는 심초형(Sheath-Core형)의 복합섬유는 열처리만으로 충분한 융착 및 성형특성이 발휘되어 환경친화적이며, 심성분으로 난연성이 포함되도록 하여 기능성이 발현될 수도 있으며, 촉감도 양호한 장점이 있다. 따라서, 상기의 심초형 복합섬유를 사용한 포면으로 열처리에 의해 경사 및 위사의 교락점을 융착 고정시킨 포면은 여러 목적으로 사용되고 있다. 그러나, 상기의 포면은 촉감 이 뺏뻣하고, 저융점 고분자 성분이 직물 표면에 나타나므로, 염색견뢰도가 저하되거나, 염색성이 떨어지며, 초성분의 융착으로 인해 형태안정성이 부족한 단점이 있다.
이에 대한민국 특허발명 제415156호에 있어서, 열고정에 의해 얻어지는 형태 안정성 및/또는 내수성을 갖는 포면 및 그에 사용되는 심초형 복합섬유가 제안된 바 있으나, 상기 열고정에 의한 방법으로는 섬유의 표면 촉감이 개선되기 어려우며, 열처리 조건이 엄격하게 제어되어야 하는 단점이 있다.
또한, 대한민국 특허발명 제476278호에 있어서, 초성분으로서 공중합 폴리에스테르 및 심성분으로서 일반 폴리에스테르가 복합된 폴리에스테르계 바인더 섬유로서 자동차 내장용 제품 또는 몰딩용 부직포 제조 시 바인더 섬유의 결정성이 높아 융점 이하의 온도에서 변형이 거의 없으며, 연신공정에서 낮은 유리전이점에 기인하는 섬유의 경시변화 속도를 지연시켜 섬유간 밀착 발생 등으로 인한 작업성의 저하를 방지할 수 있고, 고온에서도 부직포의 강도 저하가 낮아지는 장점이 있으나, 상기의 섬유를 직편물에 적용하면 촉감이 너무 딱딱해지게 된다.
한편, 일본 특허공개 제2004-190161호에 있어서, 폴리에스테르계 난연성 적층 부직포 및 그것을 이용한 필터로서 한쪽 표면이 난연성 폴리에스테르계 부직포이고, 다른 층은 초성분이 저융점 폴리에스테르이고, 심성분이 일반 폴리에스테르로 이루어진 심초형 복합섬유로 된 적층 부직포가 제안되었으나, 상기 난연 성분의 발현 효과가 한쪽 면에만 국한되어 난연효과가 제한되는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 저융점 난연 복합방사를 거친 섬유를 가지고 원단으로 제조 시 촉감 및 형태안정성이 향상되고, 난연성 같은 기능성 효과가 섬유 전반에 균일하게 발휘되는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단과 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사에 있어서, 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유와 난연 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사인 제2섬유가 복합사가공되어 형성되되, ITY, ATY, DTY, 복합가연(加撚;Twisting)사 및 커버링사로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1섬유 및 제2섬유의 비율이 30:70 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1섬유가 내면에, 제2섬유가 표면에 위치하는 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 총섬도가 50 내지 500de임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필 라멘트로, 심성분으로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가, 초성분으로 융점이 150 내지 220 ℃인 폴리에스테르계 수지가 복합방사되어 형성되되, 상기 심성분 및 초성분이 90:10 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1섬유가 단일섬도(Mono denier)로 1 내지 5데니어(de), 총섬도가 20 내지 150데니어(de)인 복합필라멘트임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2섬유인 난연 폴리에스테르 이형단면사로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가 방사되어 형성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2섬유가 단일섬도(Mono denier)로 0.1 내지 5.0de인 난연 폴리에스테르계 원형 또는 이형단면사임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법에 있어서, 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유와 난연 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사인 제2섬유가 준비되는 섬유준비단계; 및 상기 준비된 섬유가 복합사가공 되어 형성되되, ITY와 ATY 기계를 이용한 공기교락기술, 가연(假撚;False Twisting)기술, 복합가연(加撚;Twisting)기술 및 커버링기술로 이루어 진 군에서 1 이상 선택된 기술임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 섬유준비단계에서, 상기 제1섬유 및 제2섬유의 비율이 30:70 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 섬유준비단계에서, 상기 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트로, 심성분으로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가, 초성분으로 융점이 150 내지 220 ℃인 폴리에스테르계 수지가 복합방사되어 형성되되, 상기 심성분 및 초성분이 90:10 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 섬유준비단계에서, 제1섬유가 단일섬도(Mono denier)로 1 내지 5데니어(de), 총섬도가 20 내지 150데니어(de)인 복합 필라멘트임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 섬유준비단계에서, 상기 제2섬유인 난연 폴리에스테르 이형단면사로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가 방사되어 형성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 섬유준비단계에서, 상기 제2섬유가 단일섬도(Mono denier)로 0.1 내지 5.0de인 난연 폴리에스테르계 원형 또는 이형단면사임을 특징 으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복합사가공단계에서, 제1섬유가 내면에, 제2섬유가 표면에 위치되도록 사가공됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복합사가공단계에서, 상기 공기교락 시에 오버 피드를 주기 위해 제2열처리롤러 의 표면을 1%연삭하여 표면 선속도 제어를 통해 제2섬유의 미연신사의 오버피드를 1%가 되도록 하는 구조로 개조하여 제조됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 총섬도가 50 내지 500de임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 복합가공사, 또는 상기의 어느 한 방법으로 제조된 복합가공사를 이용하여 300 내지 2,000 TM(Twist per Meter)으로 연사하는 연사단계; 상기 연사된 복합가공사를 일반적인 폴리에스테르 고정 공정보다 5 내지 10 ℃정도 낮게 열고정하여 연을 고정시키는 연고정단계; 상기 연고정된 복합가공사를 환편에서 제편하거나, 워터제트, 에어제트, 또는 래피어 직기로 제직하는 제직단계; 상기 제직된 생지에 내부 응력을 균등하게 한 열처리기를 이용하여 10 내지 60초동안 140 내지 160 ℃의 건열로 처리하는 열처리단계; 상기 열처리된 생지에 열처리 전 생지에 비해 10 내지 20%로 확포시키고, 오버 피드율은 0.1 내지 3% 범위로 조절하여 통상의 방법으로 진행시키는 염색 및 가공단계; 및 상기 염색 및 가공 된 생지에 140 내지 200 ℃에서 10 내지 60초 동안 형태안정화를 위한 최종열고정단계가 포함됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 원단의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 방법으로 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 원단을 제공한다.
또한, 본 발명은 제1섬유로 심성분은 융점이 200 ℃인 저융점 폴리에스테르이고, 초성분은 융점이 250 ℃인 폴리에스테르에 난연제가 첨가된 난연 폴리에스테르로 심성분 및 초성분의 비율이 30:70 중량%로 구성되어, 단사섬도가 2.1de, 총섬도가 50de인 심초형의 저융점 난연 복합필라멘트를, 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 2.5중량부 포함되어 구성되어, 단사섬도 2.1de, 총섬도가 75de인 난연성 이형단면사(Full Dull)를 준비하고, 상기 제1섬유를 제2섬유가 감싸는 형태로 복합 사가공을 진행시키되, 제2열처리롤러(GR 2)에서 3.8kg/㎡의 공기압으로 제2섬유에 오버피드 1%를 부여한 이후 교락을 하여 총섬도가 150de인 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기에서 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 무연으로 하거나, 800TM으로 연사하여 환편 또는 평직으로 제직한 후, 통상의 가공조건에 따라 염가공을 진행하여 190 ℃에서 30 내지 60초간 최종열처리단계를 진행시켜 제조된 원단을 제공한다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 원단이라 함은 모든 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사는 저융점 난연 복합방사를 거친 필라멘트인 제1섬유, 촉감, 형태안정성, 난연성의 향상을 위한 제2섬유, 즉 각 특성이 우수하게 발휘되도록 상기 2종의 섬유를 복합가공하여 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조공정도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사는 섬유준비단계 S110 및 복합사가공단계 S130으로 진행될 수 있으며, 상기 섬유준비단계 S110은 제1섬유준비단계 S111 및 제2섬유준비단계 S113에서 준비된 섬유가 포함되어 준비될 수 있다.
우선, 섬유준비단계 S110에서, 제1섬유준비단계 S111에 있어서, 제1섬유는 저융점 난연 심초형의 복합필라멘트로서, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 복합필라멘트의 SEM 사진이다.
본 발명의 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 복합필라멘트는 심성분으로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연성 폴리에스테르계 수지가, 초성분으로 융점이 150 내지 220 ℃인 폴리에스테르계 수지가 복합방사되어 형성되되, 상기 심성분 및 초성분이 90:10 내지 50:50 중량%로 구성되며 단일섬도(Mono denier)로 1 내지 5데니어(de), 총섬도가 20 내지 150데니어(de)인 복합필라멘트가 바람직하다.
상기 조건이 충족되어야 하는 이유를 하기에 설명한다.
우선, 심성분 또는 초성분의 융점에 있어서, 상기 심성분의 융점이 220 ℃미만인 경우, 수지가 충분히 용융되지 않아 방사가 어려우며, 260 ℃를 초과하면, 방사 시 섬유 형성성이 저하된다. 한편, 상기 초성분의 융점이 150 ℃ 미만인 경우, 최종 가공지가 외부환경, 특히 온도에 의해 시간에 따라 변형이 생길 수 있고, 220 ℃를 초과하면, 융착온도가 심성분의 온도와 유사해져 심성분의 형태안정성이 저하될 우려가 있다.
또한, 상기 심성분 및 초성분의 조성 비율에 있어서, 상기 초성분이 10 중량% 미만인 경우, 접착기능이 저하되게 되고, 심초구조의 형성이 어려워 붕괴될 우려가 있으며, 50 중량%를 초과하면, 심성분의 비율이 줄어들어 형태안정성 및 난연성이 발휘되기 어렵게 되기 때문이다.
또한, 상기 준비된 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트의 섬도에 있어서, 상기 복합필라멘트의 단일섬도가 1de 미만인 경우, 방사작업성이 떨어지며, 5de를 초과하면, 이후 복합 가공사 제조 시 혼섬에 불리한 문제가 발생될 수 있다. 한편, 상기 복합필라멘트의 총섬도가 20de 미만인 경우, 제조의 어려움이 따르며, 150de를 초과하면, 촉감이 뻣뻣해질 우려가 있다.
여기서, 상기 심성분은 이후 가공(제직, 제편, 염색 등) 공정의 통과성을 향상시키고, 최종 가공지의 형태안정성을 유지시키고 난연성을 제공하는 기능을 하고, 초성분은 바인더로서 접착 기능을 수행하여 열처리만으로도 이후 가공이 용이하게 진행될 수 있게 한다.
한편, 상기 제1섬유준비단계와는 별도로 제2섬유준비단계 S130에 있어서, 제2섬유는 난연 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사로서, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제2섬유인 난연성 폴리에스테르 이형단면사의 SEM 사진이다.
본 발명의 제2섬유인 난연 폴리에스테르 이형단면사는 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가 방사되어 형성되되, 단일섬도(Mono denier)가 0.1 내지 5.0de인 난연 폴리에스테르계 원형 또는 이형단면사임이 바람직하다. 상기 융점의 범위를 벗어나면, 방사작업성이 어려워지게 되고, 상기 단일섬도가 0.1de미만인 경우, 제조가 어려우며, 5.0de를 초과하면, 원단으로 제조 시 촉감이 뻣뻣해질 우려가 있다. 여기서, 제1섬유가 내면에, 제2섬유가 표면에 위치하도록 사가공되어 복합가공사의 표면을 이루므로 촉감이 부드럽고(파우더 터치), 흡한속건 및 난연성이 균일하게 발현되도 록 하는 역할을 한다.
본 발명의 복합사가공에 앞서 각 섬유의 구성에 있어서, 제1섬유 및 제2섬유가 30:70 내지 50:50 중량%로 구성됨이 바람직하다. 상기 제2섬유가 50 중량%미만인 경우, 사가공후 최종 가공된 원단의 촉감이 요구되는 만큼 부드럽지 못하여 딱딱해지고 난연 효과가 충분히 발휘되지 못하게 될 우려가 있고, 70 중량%를 초과하면, 제1섬유의 비율이 작아져 바인더 역할을 제대로 할 수 없어 형태안정성이 취약해질 우려가 있다.
이후, 상기 준비된 제1섬유 및 제2섬유로 복합사가공단계 S130이 진행될 수 있는데, 상기 사가공은 2종 섬유의 복합사가공으로 진행시키되, air interlace(ITY)와 air-jet textuing(ATY)기계를 이용한 공기교락기술, 가연(假撚;False Twist texturing)기술, 복합가연(加撚;Twisting)기술 및 커버링(Covering;피복)기술로 이루어진 군에서 1 이상 선택될 수 있다.
따라서, 상기의 제조기술로 제조된 복합가공사는 제1섬유가 내면에 제2섬유가 표면에 위치하는 형태로 ITY(Interlace Yarn), ATY(Air-jet Textured Yarn), DTY(Draw Textured Yarn), 복합가연(加撚;Twisting)사 및 커버링(Covering;피복)사로 이루어진 군에서 1 이상 선택될 수 있다.
상기 복합가공사는 제1섬유가 내면에 제2섬유가 표면에 위치하도록 사가공됨이 바람직하다. 상기 제1섬유로 인해 내면의 형태안정성이, 제2섬유로 인해 표면에 부드러운 촉감이 제공된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합가공사의 제조장치이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 복합가공사는 제1섬유의 미연신사 10, 제2섬유의 미연신사 20, 공급롤러 30, 제1연신롤러(Godet Roller;GR 1) 40, 가열판(Heat Plate) 50, 제2열처리롤러(GR 2) 60, 에어노즐 70을 거쳐 최종 복합가공사 80이 완성될 수 있다. 본 발명의 복합가공사의 상기의 장치에 한정되지 않는다.
우선, 제1섬유의 미연신사 10을 연신 열처리하기 위해 공급롤러 30을 통과하여 제1연신롤러(GR 1) 40을 지나 가열판 50에서 열처리한 후, 제2열처리롤러(GR 2) 60을 지나 에어노즐 70에서 제2섬유의 미연신사 20과 공기교락을 형성한 후, 권취하여 본 발명의 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사가 완성될 수 있다. 상기 공기교락 시에 오버 피드를 주기 위해 제2열처리롤러 60의 표면을 1%연삭하여 표면 선속도 제어를 통해 제2섬유의 미연신사 20의 오버피드를 1%가 되도록 하는 구조로 개조하여 제조할 수도 있다.
상기와 같이 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 총섬도는 50 내지 500de임이 바람직하다. 상기 총섬도가 50de미만인 경우, 제품의 용도에 제약이 있어 경쟁력이 떨어지고, 500de를 초과하면 복합 가공사의 혼섬의 문제가 발생할 우려가 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저융점 난연 복합가공사의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 상기의 제조방법으로 제조된 본 발명의 복합가공사는 저융점 난연 심초형 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유 100의 외측에 난연성 원형 또는 이형단면사인 제2섬유 200이 둘러싸여 쌓여 있는 형태로, 제1섬유로 인해 심성분 110으로 형태안정성이 부여되고, 복합 사가공을 통해 제1섬유의 외부인 저융 점의 초성분 130에 제2섬유가 융착되어 친환경적이며, 표면이 부드럽고 벌키한 촉감을 나타내고, 난연성도 탁월하게 발휘되게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합가공사 원단의 제조공정도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 복합가공사는 연사단계 S210, 연고정단계 S220, 제직단계 S230, 열처리단계 S240, 염색 및 가공단계 S250 및 최종열고정단계 S260으로 진행될 수 있다.
우선, 연사단계 S210에서, 상기와 같이 완성된 복합가공사로 원단을 제조하기 위해 300 내지 2,000 TM(Twist per Meter)으로 연사하여 사용한다. 상기 연사 후, 고정을 위한 연고정(Twist Set)단계 S220을 진행시키되, 일반적인 폴리에스테르 고정 공정보다 5 내지 10 ℃정도 낮게 진행시킨다. 상기 연사되어 고정된 복합가공사는 환편에서 제편하거나, 워터제트, 에어제트, 또는 래피어 직기로 제직하는 제직단계 S230을 진행시켜 생지을 제조한다. 상기 제직된 생지에 내부 응력을 균등하게 한 열처리기를 이용하여 10 내지 60초 동안 140 내지 160 ℃의 건열로 열처리단계 S240을 진행시킨다. 이후, 상기 열처리된 생지는 열처리 전 생지에 비해 10 내지 20%로 확포시키고, 오버 피드(Over feed)율은 0.1 내지 3% 범위로 조절하여 통상의 방법으로 염색 및 가공단계 S250을 진행시킨다. 상기 염색 및 가공된 생지에 140 내지 200 ℃에서 10 내지 60초 동안 형태안정화를 위한 건열세팅으로 저융점사의 특성을 최대한 살리기 위해 최종열처리단계 S260을 진행시켜 원단을 완성시킨다. 상기 단계 중의 열처리 온도가 140 ℃미만인 경우, 형태안정화가 미흡하게 되며, 200 ℃를 초과하면 가공 후 원단의 촉감이 딱딱해질 우려가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 및 원단은 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유 및 난연 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사인 제2섬유의 복합사가공을 통해 제1섬유의 심성분으로 형태안정성이 부여되고, 저융점의 초성분으로 인해 제2섬유가 융착되어 친환경적이며, 표면이 부드러운 촉감을 나타내고, 난연성도 탁월하게 발휘되는 효과가 있다.
하기의 실시예를 통하여 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.
실시예 1
(원사제조)
제1섬유로 심성분은 융점이 200 ℃인 저융점 폴리에스테르이고, 초성분은 융점이 250 ℃인 폴리에스테르에 난연제가 첨가된 난연 폴리에스테르로 심성분 및 초성분의 비율이 30:70 중량%로 구성되어, 단사섬도가 2.1de, 총섬도가 50de인 심초형의 저융점 난연 폴리에스테르 복합필라멘트를, 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 2.5중량부 포함되어 구성되어, 단사섬도 2.1de, 총섬도가 75de인 난연성 이형단면사(Full Dull)를 준비하고, 상기 제1섬유를 제2섬유가 감싸는 형태로 복합 사가공을 진행시키되, 제2열처리롤러(GR 2)에서 3.8kg/㎡의 공기압으로 제2섬유에 오버피드 1%를 부여한 이후 교락을 하여 총섬도가 150de인 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 제조하였다.
(원단제조)
상기 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 800TM으로 연사하여 환편용으로 제편한 후, 통상의 가공조건에 따라 염가공을 진행하였다. 이후,190 ℃에서 30 내지 60초간 최종열처리단계를 진행시켜 편직물 원단을 완성시켰다.
실시예 2
실시예 1과 동일하되, 상기 제조된 저융점 난연 복합가공사를 경사, 위사로 사용하여 워터제트 직기에서 평직으로 제직하여 원단을 완성시켰다.
실시예 3
실시예 1과 동일하되, 상기 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 0.3중량부 포함된 난연성 이형단면사(Semi Dull)를 준비하였다.
실시예 4
실시예 2와 동일하되, 상기 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 0.3중량부 포함된 난연성 이형단면사(Semi Dull)를 준비하였다.
실시예 5
실시예 1과 동일하되, 상기 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 0.3중량부 포함된 난연성 원형단면사(Semi Dull)를 준비하였다.
실시예 6
실시예 2와 동일하되, 상기 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 0.3중량부 포함된 난연성 원형단면사(Semi Dull)를 준비하였다.
실시예 7
실시예 1과 동일하되, 제1섬유의 단사섬도가 2.9de이고, 총섬도가 70de이고, 제2섬유의 단사섬도가 1.7de이고, 총섬도가 125de인 섬유를 사용하였다.
실시예 8
실시예 2와 동일하되, 제1섬유의 단사섬도가 2.9de이고, 총섬도가 70de이고, 제2섬유의 단사섬도가 1.7de이고, 총섬도가 125de인 섬유를 사용하였다.
실시예 9
실시예 6과 동일하되, 상기 원단제조에 있어서, 상기 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 무연으로 하여 평직으로 제직하여 원단을 완성시켰다.
비교예 1
(원사제조)
심성분이 융점이 200 ℃인 저융점 폴리에스테르이고, 초성분이 융점이 250 ℃인 폴리에스테르에 난연제가 첨가된 난연 폴리에스테르로 심성분 및 초성분의 비율이 50:50 중량%로 구성되어, 단사섬도가 2.6de, 총섬도가 125de인 심초형의 저융점 난연 복합필라멘트를 제조하였다.
(원단제조)
상기 제조된 심초형의 저융점 난연 복합필라멘트를 800TM으로 연사하여 환편용으로 제편한 후 통상의 가공조건에 따라 염가공을 진행하였다. 이후, 190 ℃에서 30 내지 60초간 최종열처리단계를 진행시켜 편직물 원단을 완성시켰다.
비교예 2
비교예 1과 동일하되, 상기 비교예 1에서 제조된 심초형의 저융점 난연 폴리에스테르 복합필라멘트를 800TM으로 연사하여 이를 위사로 하여 워터제트 직기에서 평직으로 제직하여 상기 원단제조와 동일하게 가공 및 열처리 후, 평직 원단을 완성시켰다.
* 시험방법
1. 촉감(소프트성)
10명의 전문가에 의한 관능검사 결과 8명 이상이 소프트(Soft)하다고 판단할 경우를 우수, 5 내지 7명이 소프트하다고 판단할 경우를 보통, 5명 이하가 소프트하다고 판단할 경우를 불량으로 구분하였다.
2. 드레이프성
10명의 전문가에 의한 관능검사 결과 8명 이상이 드레이프(Drape)성이 있다고 판단할 경우를 우수, 5 내지 7명이 드레이프성이 있다고 판단할 경우를 보통, 5 명 이하가 드레이프성이 있다고 판단할 경우를 불량으로 구분하였다.
3. LOI(Limiting Oxygen Index)
난연성을 평가하기 위하여 KS-M ISO 4589-1~3 또는 JIS K7201 A-1호에 의거하여 측정하였다.
구분 촉감 드레이프성 LOI
실시예 1 우수 우수 30
실시예 2 우수 우수 30
실시예 3 보통 보통 30
실시예 4 보통 보통 30
실시예 5 보통 보통 30
실시예 6 보통 보통 30
실시예 7 우수 우수 31
실시예 8 우수 우수 31
실시예 9 우수 보통 31
비교예 1 불량 불량 28
비교예 2 불량 불량 24
상기 표 1 에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예의 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사로 제조된 원단이 비교예의 통상의 심초형 저융점 난연 폴리에스테르 복합필라멘트로 제조된 원단에 비해 촉감, 드레이프성 및 난연성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저융점 난연 복합가공사의 제조공정도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트의 SEM 사진.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제2섬유인 난연 폴리에스테르 이형단면사의 SEM 사진.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합가공사의 제조장치.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합가공사 원단의 제조공정도.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
10: 제1섬유의 미연신사, 20: 제2섬유의 미연신사,
30: 공급롤러, 40: 제1연신롤러(Godet Roller;GR 1)
50: 가열판(Heat Plate), 60: 제2열처리롤러(GR 2)
70: 에어노즐, 80: 복합가공사
100: 저융점 난연 심초형 복합필라멘트인 제1섬유
110: 심성분, 130: 초성분
200: 난연 원형 또는 이형단면사인 제2섬유

Claims (21)

  1. 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사에 있어서,
    저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유와 난연 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사인 제2섬유가 복합사가공되어 형성되되, ITY, ATY, DTY, 복합가연(加撚;Twisting)사 및 커버링사로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1섬유 및 제2섬유의 비율이 30:70 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1섬유가 내면에, 제2섬유가 표면에 위치하는 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 총섬도가 50 내지 500de임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트로, 심성분으로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연성 폴리에스테르계 수지가, 초성분으로 융점이 150 내지 220 ℃인 폴리에스테르계 수지가 복합방사되어 형성되되, 상기 심성분 및 초성분이 90:10 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1섬유가 단일섬도(Mono denier)로 1 내지 5데니어(de), 총섬도가 20 내지 150데니어(de)인 복합필라멘트임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2섬유인 난연 폴리에스테르 이형단면사로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연성 폴리에스테르계 수지가 방사되어 형성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2섬유가 단일섬도(Mono denier)로 0.1 내지 5.0de인 난연 폴리에스테르계 원형 또는 이형단면사임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공 사.
  9. 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법에 있어서,
    저융점 난연 심초형의 폴리에스테르 복합필라멘트인 제1섬유와 난연 폴리에스테르 원형 또는 이형단면사인 제2섬유가 준비되는 섬유준비단계; 및
    상기 준비된 섬유가 복합사가공 되어 형성되되, ITY와 ATY 기계를 이용한 공기교락기술, 가연(假撚;False Twisting)기술, 복합가연(加撚;Twisting)기술 및 커버링기술로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 기술임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 섬유준비단계에서, 상기 제1섬유 및 제2섬유의 비율이 30:70 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 섬유준비단계에서, 상기 제1섬유인 저융점 난연 심초형의 복합필라멘트로, 심성분으로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가, 초성분으로 융점이 150 내지 220 ℃인 폴리에스테르계 수지가 복합방사되어 형성되되, 상기 심성분 및 초성분이 90:10 내지 50:50 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 섬유준비단계에서, 제1섬유가 단일섬도(Mono denier)로 1 내지 5데니어(de), 총섬도가 20 내지 150데니어(de)인 복합필라멘트임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 섬유준비단계에서, 상기 제2섬유인 난연 폴리에스테르 이형단면사로 융점이 220 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 난연제와 공중합되어 이루어진 난연 폴리에스테르계 수지가 방사되어 형성됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 섬유준비단계에서, 상기 제2섬유가 단일섬도(Mono denier)로 0.1 내지 5.0de인 난연 폴리에스테르계 원형 또는 이형단면사임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 복합사가공단계에서, 제1섬유가 내면에, 제2섬유가 표면에 위치되도록 사가공됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 복합사가공단계에서, 상기 공기교락 시에 오버 피드를 주기 위해 제2열처리롤러 의 표면을 1%연삭하여 표면 선속도 제어를 통해 제2섬유의 미연신사의 오버피드를 1%가 되도록 하는 구조로 개조하여 제조됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 총섬도가 50 내지 500de임을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  18. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 복합가공사, 또는 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 복합가공사를 이용하여 300 내지 2,000 TM(Twist per Meter)으로 연사하는 연사단계;
    상기 연사된 복합가공사를 일반적인 폴리에스테르 고정 공정보다 5 내지 10 ℃정도 낮게 열고정하여 연을 고정시키는 연고정단계;
    상기 연고정된 복합가공사를 환편에서 제편하거나, 워터제트, 에어제트, 또는 래피어 직기로 제직하는 제직단계;
    상기 제직된 생지에 내부 응력을 균등하게 한 열처리기를 이용하여 10 내지 60초동안 140 내지 160 ℃의 건열로 처리하는 열처리단계;
    상기 열처리된 생지에 열처리 전 생지에 비해 10 내지 20%로 확포시키고, 오버 피드율은 0.1 내지 3% 범위로 조절하여 통상의 방법으로 진행시키는 염색 및 가공단계; 및
    상기 염색 및 가공된 생지에 140 내지 200 ℃에서 10 내지 60초 동안 형태안정화를 위한 최종열고정단계가 포함됨을 특징으로 하는 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 원단의 제조방법.
  19. 제18항의 방법으로 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사 원단.
  20. 제1섬유로 심성분은 융점이 200 ℃인 저융점 폴리에스테르이고, 초성분은 융점이 250 ℃인 폴리에스테르에 난연제가 첨가된 난연 폴리에스테르로 심성분 및 초성분의 비율이 30:70 중량%로 구성되어, 단사섬도가 2.1de, 총섬도가 50de인 심초형의 저융점 난연 폴리에스테르 복합필라멘트를, 제2섬유로 고유점도 0.60인 폴리에스테르에 상기 폴리에스테르 100중량부를 기준으로 소광제인 TiO2가 2.5중량부 포함되어 구성되어, 단사섬도 2.1de, 총섬도가 75de인 난연성 이형단면사(Full Dull)를 준비하고, 상기 제1섬유를 제2섬유가 감싸는 형태로 복합 사가공을 진행시키되, 제2열처리롤러(GR 2)에서 3.8kg/㎡의 공기압으로 제2섬유에 오버피드 1%를 부여한 이후 교락을 하여 총섬도가 150de인 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사.
  21. 제20항에서 제조된 저융점 난연 폴리에스테르 복합가공사를 무연으로 하거나, 800TM으로 연사하여 환편 또는 평직으로 제직한 후, 통상의 가공조건에 따라 염가공을 진행하여 190 ℃에서 30 내지 60초간 최종열처리단계를 진행시켜 제조된 원단.
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