KR20100070202A - Composite fibers of high elastic polyester with being improved dyeing and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 잠재권축성을 지니는 폴리에스테르계 복합섬유의 제조에 관한 것으로, 특히 이종의 폴리에스테르계 중합체인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 복합방사한 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of polyester-based composite fibers having latent crimping properties, and in particular, a fiber and a composite fiber of polytrimethylene terephthalate (PTT) and modified polyethylene terephthalate (PET), which are heterogeneous polyester polymers. It relates to a manufacturing method.
최근 사용하는 스포츠웨어 및 일반적인 의류 분야에서는 고신축성을 요구하는 원단 및 기존의 촉감과 다른 차별화된 직물을 위한 소재의 수요가 커지면서 신축성에 특징이 있는 스판덱스 시장이 꾸준히 성장해 왔다. 그렇지만, 스판덱스의 경우 내알카리성에 문제가 있으며, 형태안정성 등에 있어서 문제가 있는 바, 스판덱스 원사 단독으로는 사용할 수 없고 별도의 커버링 공정이 필요한 단점이 있다. 따라서 상대적으로 두꺼운 원단을 얻을 수 밖에 없어서 점점 얇은 원단을 원하는 시장의 요구에 한계가 있었다. 이러한 스판덱스의 단점을 극복하기 위해서 서로 다른 점도를 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사이드-바이-사이드 방식으로 복합 방사하여 원단 제조시 부여되는 열 수축차에 의한 크림프를 발현시키는 방법으로 제조된 신축성 있는 잠재권축섬유가 제안되었다.Recently, in the field of sportswear and general apparel used, the spandex market characterized by elasticity has been steadily growing as the demand for fabrics requiring high elasticity and materials for differentiated fabrics different from existing touches has increased. However, in the case of spandex, there is a problem in alkali resistance, there is a problem in form stability, etc., the spandex yarn can not be used alone, there is a disadvantage that a separate covering process is required. As a result, relatively thick fabrics have to be obtained, which limits the market demand for thinner fabrics. In order to overcome the shortcomings of spandex, stretchable polyethylene terephthalate (PET) having different viscosities is produced by a method of expressing a crimp due to a heat shrinkage difference imparted during fabrication by composite spinning in a side-by-side manner. Latent crimped fibers have been proposed.
잠재권축섬유란 열수축특성이 다른 2종의 폴리머를 사이드-바이-사이드형(Side By Side) 또는 심초형(Sheath-Core)으로 복합방사한 후, 방사공정이나 연신공정에서 열을 가함으로써 열수축성 차이에 의해 물리적으로 코일 모양을 띄게 하여, 스프링과 유사한 원리로 고도의 신축성을 부여한 섬유이다. 신축성에 있어서는 기존의 스판덱스섬유에 미치지 못하지만, 상기에 언급한 스판덱스의 단점으로 내알칼리성 및 형태안정성 등이 우수하고 염색 및 후가공공정이 용이한 잠재권축섬유를 많이 사용하고 있다.The latent crimped fiber is composed of two types of polymers with different thermal contraction properties in side-by-side or sheath-core composites, and then heat-shrinkable by applying heat in a spinning or stretching process. It is a fiber that gives a high elasticity by the principle similar to the spring by making the coil shape physically by the difference. The elasticity is less than the existing spandex fiber, but the disadvantages of the above-mentioned spandex is a lot of latent crimped fibers excellent in alkali resistance and shape stability, easy to dyeing and post-processing.
일본 특개평 제10-72732호 및 일본 특개평 제9-209217호에서는 극한 점도차를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 2종을 사용하는 방법과 일본 특개평 제3-161519호 및 일본 특개평 제9-414234호에서는 고수축성의 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용하여 폴리에스테르계 잠재권축 발현성 섬유의 제조방법 등이 공지되어 있는 데, 이러한 형태의 잠재권축사는 스판덱스 비해 현저히 낮은 신축성으로 그 사용이 제한되었다.In Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-72732 and 9-209217, methods of using two kinds of polyethylene terephthalate (PET) having extreme viscosity differences, and Japanese Patent Laid-Open No. 3-161519 and Japanese Laid-Open Patent No. 9 -414234 discloses a method for producing a polyester-based latent crimp expressive fiber using a highly shrinkable copolymerized polyethylene terephthalate (PET), and this type of latent crimp is used with a significantly lower elasticity than spandex. This was limited.
이러한 문제를 해소하기 위한 대안으로 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용한 복합섬유가 미국특허 제3,671,379호에 등장하여 폴리에스테르계 잠재권축 섬유에 신축성이 기존의 섬유보다 더 부가되 어 이에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 이와 같은 방법으로 제조된 잠재권축사는 무하중 비수처리후 열세트시 그 고정성이 70% 수준 또는 그 이하이고, 열세트 전후의 10% 신장시 탄성모듈러스 및 파단신도의 변화율이 20% 이상이어서 후공정중, 또는 최종 가공후에도 형태 변형이 심하게 발생하여 제품 가공시 그 조건 설정이 까다롭고 치수를 안정화시키기 어렵다는 문제점이 발생하였다.As an alternative to solve this problem, a composite fiber using polytrimethylene terephthalate (PTT) and polyethylene terephthalate (PET) is described in US Pat. No. 3,671,379, and the elasticity of polyester latent crimped fibers is higher than that of conventional fibers. In addition, the demand for this is increasing. However, the latent crimps manufactured by this method have 70% or less of fixability upon heat set after unloaded non-water treatment, and 20% change in modulus of elastic modulus and elongation at break of 10% before and after heat set. As described above, shape deformation occurs severely during the post-processing or after the final processing, which makes it difficult to set the conditions and stabilize the dimensions during processing the product.
또한 대한민국 공개특허 제2001-0049484호에서는 2종의 복합성분중 1종을 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)로 사용할 경우 소프트 스트레치성이 우수하여 지나친 조임감의 문제를 해결할 수 있다는 것을 제안하였다. 또한, 대한민국 공개특허 제2004-0061352호에서는 PTT와 PET를 복합방사한 후, 수득된 복합섬유를 방사직접연신하여 강신도등 기본물성이 우수하며, 직편물에 적용시 신축성이 우수한 제품을 얻을 수 있었다.In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 2001-0049484 proposed that the use of one of the two complex components as polytrimethylene terephthalate (PTT) can solve the problem of excessive tightening due to excellent soft stretch properties. In addition, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0061352, after composite spinning of PTT and PET, the obtained composite fiber was drawn by radial direct stretching, and thus excellent physical properties such as elongation and excellent elasticity were obtained when applied to knitted fabrics. .
그러나, 복합섬유의 두 폴리머간의 염착성의 차이로 인해 직물 경사로 사용 하기에는 염색 얼룩의 문제 및 장력 편차로 인한 문제점이 있으며 직물 위사로의 사용시에도 두 폴리머간의 염착성의 차이로 인해 직물의 표면으로 사용하기에는 많은 제약이 따랐다. 따라서, 두 폴리머간의 염색성의 편차 및 장력 편차를 조절하여 직물의 경사용으로 사용할 수 있으면서도 최근 직물의 추세인 촘촘하면서 탄성회복율과 신장회복율이 우수한 잠재권축 섬유의 개발이 소망되었다.However, due to the difference in the dyeing property between the two polymers of the composite fiber, there is a problem due to the staining problem and tension variation for use as a fabric warp. Constraints followed. Accordingly, it has been desired to develop latent crimped fibers that can be used for warp of fabrics by controlling the dyeing and tension variations between two polymers, but also have a high elasticity recovery rate and elongation recovery rate, which is a recent trend of fabrics.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 두 폴리머간의 염착성 및 염색온도의 차이를 줄여줌과 동시에 우수한 권축 특성 및 신장 회복율을 갖춘 잠재권축 섬유를 방사, 연신 및 가연 공정제어를 통해 제조하는 방법과 이를 이용하여 촘촘하고 부드러우면서 우수한 신장 회복율을 가진 복합섬유 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to reduce the difference in dyeing and dyeing temperatures between two polymers, and to produce latent crimped fibers having excellent crimping properties and elongation recovery rate through spinning, drawing and flammable process control. It is to provide a method and a method for producing a composite fiber having a dense, soft and excellent elongation recovery using the same.
또한 본 발명의 목적은 방사, 연신 및 가연 조건을 제어하여 원사에서의 권축 특성 및 극대응력 온도, 극대 응력 값을 조절하여 기존의 잠재권축사보다 신축 특성이 향상된 복합섬유 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to control the spinning, drawing and flammable conditions to control the crimping properties, the maximum stress temperature, the maximum stress value in the yarn to provide a composite fiber and a method of manufacturing the improved elastic properties than the existing potential crimps have.
또한 본 발명의 목적은 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유 및 이의 제조방법을 이용하여 경사용 직물, 경편, 환편물을 제조하는 데 있다. In addition, an object of the present invention is to produce a warp fabric, warp knitted fabric, circular knitted fabric using a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability and a method for producing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리에스테르계 복합섬유에 있어서, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하며, 상기 개질 PET는 전체 개질 PET 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG) 1 내지 10 중량부가 더 포함된 복합섬유로서, (1) 파단 신도가 25% 내지 40%이고, (2) 건열 수축 응력의 최대 응력치가 0.3 내지 0.5 G/D이고, (3) 건열 수축 최대 응력 발현시 온도가 150 내지 200℃이고, (4) LEESONA 측정 후 수축된 길이가 23 내지 30cm이며, (5) 탄성 회복율이 25 내지 45%인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a polyester-based composite fiber, including polytrimethylene terephthalate (PTT) and modified polyethylene terephthalate (PET), the modified PET 100 parts by weight of the total modified PET A composite fiber further comprising 1 to 10 parts by weight of polyethylene glycol (PEG), (1) the elongation at break is 25% to 40%, (2) the maximum stress value of dry heat shrinkage stress is 0.3 to 0.5 G / D, ( 3) The dry heat shrinkage at the maximum stress expression temperature is 150 to 200 ℃, (4) the length of the shrinkage after the LEESONA measurement is 23 to 30cm, (5) the elasticity recovery is characterized in that the elastic recovery rate is 25 to 45% It provides a high stretch polyester composite fiber.
또한 본 발명은 상기 개질 PET가 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부가 더 포함된 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability that the modified PET further comprises 1 to 10 parts by weight of DMS (dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt) based on 100 parts by weight of the total modified PET. .
또한 본 발명은 상기 복합섬유가 사이드-바이-사이드형인 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability of the composite fiber side-by-side type.
또한 본 발명은 상기 폴리머 PTT의 고유점도(Ⅳ)가 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.In addition, the present invention is a high-stretch polyester with improved dyeability, characterized in that the intrinsic viscosity (IV) of the polymer PTT is 0.90 to 1.10dl / g, the intrinsic viscosity (IV) of the modified PET is 0.50 to 0.70dl / g It provides a composite fiber.
또한 본 발명은 복합섬유의 비율이 PTT 및 개질 PET가 45:55 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability, characterized in that the ratio of the composite fiber is 45:55 to 50:50 PTT and modified PET.
또한 본 발명은 폴리에스테르계 복합섬유의 제조방법에 있어서, 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 1 내지 10 중량부를 첨가하여 개질 PET를 제조하는 단계; 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 상기 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 용융시키는 단계; 상기 용융물을 토출공을 통해 방사속도 2000 내지 3000m/min으로 방사시켜 복합섬유로 수득하는 단계; 및 상기 수득된 복합섬유를 연신 및 가연시 150 내지 200℃의 연신온도로 하되 TCS장치를 이용하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for producing a polyester-based composite fiber, the modified polyethylene terephthalate (PET) to 100 parts by weight of polyethylene glycol (PEG) by adding 1 to 10 parts by weight to prepare a modified PET; Melting polytrimethylene terephthalate (PTT) and the modified polyethylene terephthalate (PET); Spinning the melt at a spinning speed of 2000 to 3000 m / min through a discharge hole to obtain a composite fiber; And it provides a method for producing a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability to prepare a drawn using a TCS apparatus at a stretching temperature of 150 to 200 ℃ the stretched and twisted the obtained composite fiber.
또한 본 발명은 상기 개질 PET가 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부를 더 첨가하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is a method for producing a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeing property of adding 1 to 10 parts by weight of DMS (dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt) based on 100 parts by weight of the total modified PET. To provide.
또한 본 발명은 상기 복합섬유가 사이드-바이-사이드형으로 복합방사하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability prepared by composite spinning the composite fiber in a side-by-side type.
또한 본 발명은 상기 폴리머 PTT의 고유점도(Ⅳ)가 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a high-stretch polyester with improved dyeability, characterized in that the intrinsic viscosity (IV) of the polymer PTT is 0.90 to 1.10dl / g, the intrinsic viscosity (IV) of the modified PET is 0.50 to 0.70dl / g It provides a method for producing a composite fiber.
또한 본 발명은 복합섬유의 비율이 PTT 및 개질 PET가 45:55 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability, characterized in that the ratio of the composite fiber PTT and modified PET is 45:55 to 50:50.
또한 본 발명은 상기 연신공정시에 연신비가 1.5 내지 2.0배인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high-stretch polyester composite fiber with improved dyeability, characterized in that the draw ratio is 1.5 to 2.0 times in the stretching process.
또한 본 발명은 상기 섬유 및 상기 방법으로 제조된 섬유를 연사 혹은 무연으로 사용하고 경사 또는 위사로 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 원단을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a fabric characterized in that the fiber and the fiber produced by the method using a twisted yarn or lead-free, and is manufactured using a warp or weft yarn.
본 발명에 의해 제조된 복합섬유는 기존의 잠재권축 발현형 섬유보다 균일하고 우수한 신축특성을 나타내며 안정적인 공정으로 인해 조업성이 매우 뛰어난 효과가 있다.The composite fiber produced by the present invention exhibits uniform and excellent stretch characteristics than the existing latent crimp-type fibers and has a very excellent workability due to a stable process.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 및 이의 제조방법은 안정적인 방사 공정, 연 신 및 가연 공정 제어를 통해 우수한 권축 특성 및 뛰어난 신장 회복율을 갖춘 잠재권축 복합섬유를 제조하며 촘촘하고 부드러우면서 우수한 신장 회복율을 가진 직물을 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, the composite fiber and its manufacturing method according to the present invention produces a latent crimp composite fiber having excellent crimping properties and excellent elongation recovery rate through stable spinning process, drawing and flammable process control, and has a fine, soft and excellent elongation recovery rate There is an effect that can produce a fabric.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 및 이의 제조방법은 PTT 및 개질 PET간의 염착율 및 염색 온도를 유사하게 할 수 있어서 경사용으로 사용가능 할 뿐만 아니라, 100 내지 110℃에서 염색이 가능하며 양모섬유와도 혼용하여 사용할 수 있다.In addition, the composite fiber according to the present invention and a method for manufacturing the same can be used for inclination because the dyeing rate and dyeing temperature between PTT and modified PET can be similar, and can be dyed at 100 to 110 ° C. and also with wool fibers. Can be used interchangeably.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 및 이의 제조방법은 가연사 제조시 TCS(장력조절 장치)를 별도 부착하여 균일 장력하에서 복합섬유를 제조하여 염색성 편차 및 장력 편차를 조절할 수 있어 직물에서의 경사용으로 사용가능할 뿐만 아니라, 경편 및 편물에도 사용할 수 있다.In addition, the composite fiber and the manufacturing method thereof according to the present invention can be attached to the TCS (tension control device) when manufacturing the twisted yarn to produce a composite fiber under uniform tension to control the dyeing deviation and tension deviation can be used for warp in the fabric In addition to being possible, it can also be used for warp knitting and knitting.
또한 본 발명에 의한 복합섬유는 폴리에스테르계 잠재권축사로서 복합섬유는 25 내지 45%의 탄성 회복율을 가지며, 상기 복합섬유로 제조한 직물은 30%이상의 신축성을 갖는 효과가 있다. In addition, the composite fiber according to the present invention is a polyester-based latent crimp, the composite fiber has an elastic recovery of 25 to 45%, the fabric made of the composite fiber has an effect of having more than 30% stretch.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that in the drawings, the same components or parts denote the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.
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.The terms " about ", " substantially ", etc. used to the extent that they are used herein are intended to be taken to mean an approximation to or in the numerical value of the manufacturing and material tolerances inherent in the meanings mentioned, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.
본 명세서에서 사용되는 “원단”이라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다. As used herein, the term "fabric" is used to include all articles, nonwoven fabrics and fibrous webs produced by weaving or knitting.
본 발명은 이종의 폴리에스테르인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 이용하여 염색성이 개선되고 권축 특성 및 신장 회복율이 뛰어난 잠재 권축 복합섬유 및 이의 제조방법을 제안하고자 한다.The present invention proposes a latent crimped composite fiber having improved dyeing property and excellent crimping properties and elongation recovery using polytrimethylene terephthalate (PTT) and modified polyethylene terephthalate (PET), which are heterogeneous polyesters, and a method of manufacturing the same. .
본 발명은 제 1성분이 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)이고, 제 2성분이 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것으로 구성된 것을 특징으로 한다. 여기서 개질 PET는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 단독으로 첨가하거나 또는 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)를 첨가한다. DMS(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)는 하기의 화학식으로 표현된다.The present invention is characterized in that the first component is polytrimethylene terephthalate (PTT) and the second component is modified polyethylene terephthalate (PET). The modified PET here is polyethylene glycol (PEG) alone or polyethylene glycol (PEG) and DMS (dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt). 5-Sulfoisophthalate Sodium Salt) is represented by the following formula.
상기 개질 PET는 상기 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 단독으로 첨가할 경우에는 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 PEG 1 내지 10 중량부를 첨가하고, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)를 첨가할 경우에는 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 PEG 1 내지 10 중량부 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부를 첨가하여 제조한다. 개질 PET 제조시에 열안정제, 반응개시제, 보색제, 소포제 등을 첨가한다. 상기 물질 PEG 단독 또는 PEG 및 DMS를 첨가함으로써 PET의 염착성을 높여 두 폴리머간(PTT 및 PET)의 염착성 및 염색온도 등을 유사하게 조절할 수 있게 한다. When the modified PET is added to the polyethylene glycol alone, 1 to 10 parts by weight of PEG is added to 100 parts by weight of the total modified PET, and polyethylene glycol (PEG) and DMS (dimethyl-5-sulfoisophthalate) are added. When adding sodium salt (Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt), 1 to 10 parts by weight of PEG and 1 to 10 parts by weight of DMS (dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt) are added to 100 parts by weight of the total modified PET. In the production of modified PET, a heat stabilizer, a reaction initiator, a complementary agent, an antifoaming agent, etc. are added, and the dyeing property of the two polymers (PTT and PET) is enhanced by increasing the dyeing property of the PET by adding the above-mentioned substance PEG alone or PEG and DMS. And dyeing temperature and the like.
본 발명의 PTT와 PET의 비율은 45:55 내지 50:50으로 하는데, PTT의 비율이 50을 초과하게 되면 신축성이 떨어지게 되는 단점이 있다.The ratio of PTT and PET of the present invention is 45:55 to 50:50, but when the ratio of PTT exceeds 50, there is a disadvantage in that elasticity is reduced.
상기 PTT의 고유점도(Ⅳ)는 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것이 바람직하다. 고유점도가 상기범위 미만인 경우 유동성이 커지고 권축성이 떨어지며 계면간의 접착력이 현저히 떨어지는 문제가 있 고, 고유 점도가 상기범위를 초과하면 탄성회복율이 떨어진다. 또한, 개질 PET가 상기 범위를 초과하여 PTT와의 점도차이가 작게되면 복합섬유의 신축성이 떨어지는 문제점이 생긴다. 상기 PTT와 개질 PET의 폴리머의 점도를 다양하게 조합하여 원사 및 직물의 신축특성을 시험할 경우, 두 폴리머간의 점도차를 되도록 크게 해주는 것이 신축특성 발현에 유리하다.The intrinsic viscosity (IV) of the PTT is 0.90 to 1.10 dl / g, and the intrinsic viscosity (IV) of the modified PET is preferably 0.50 to 0.70 dl / g. When the intrinsic viscosity is less than the above range, there is a problem that the fluidity is increased, the crimping property is decreased, and the adhesion between the interfaces is significantly decreased. In addition, when the modified PET exceeds the above range and the viscosity difference with the PTT is small, there is a problem that the elasticity of the composite fiber is poor. When testing the stretch properties of the yarn and fabric by various combinations of the viscosity of the polymer of the PTT and the modified PET, it is advantageous to increase the viscosity difference between the two polymers.
도 1 은 본 발명에서 사용된 복합 방사 장치의 모식도이다. PTT 및 개질 PET는 용융단계를 거쳐 별개의 토출구멍을 통해 방사시킨다. 상기 PTT 및 개질 PET로 토출공을 통해 방사된 개개의 섬유상 중합체를 방사구금 바로 밑에서 사이드-바이-사이드형으로 복합섬유를 수득하게 된다. 상기 방사되는 폴리머의 방사속도는 1600 내지 3300m/min로 하며 바람직하게는 방사속도가 2000 내지 3000m/min 이다. 방사 속도가 상기범위를 초과하면 방사 작업성에 문제가 있으며 방사속도가 상기범위 미만인 경우 부분 연신사(POY)의 물성변화가 생겨 안정적인 제조조건의 확립이 어렵게 된다.1 is a schematic diagram of a composite spinning apparatus used in the present invention. PTT and modified PET are spun through separate discharge holes through a melting step. The individual fibrous polymer spun through the discharge hole with the PTT and the modified PET to obtain a composite fiber in the side-by-side type just below the spinneret. The spinning speed of the polymer to be spun is 1600 to 3300m / min and preferably the spinning speed is 2000 to 3000m / min. When the spinning speed exceeds the above range, there is a problem in spinning workability, and when the spinning speed is below the above range, a change in properties of the partially drawn yarn (POY) occurs, making it difficult to establish stable manufacturing conditions.
도 2는 본 발명에 사용된 연신 및 가연공정을 나타내는 장치의 모식도이다. 상기 본 발명의 연신 공정은 피드롤러 1 및 피드롤러 2 사이에서 일어나는 데 , 히터 온도, 연신비가 복합섬유의 권축 특성에 많은 영향을 주는 인자로서 적정한 조건 설정이 중요하다.Figure 2 is a schematic diagram of an apparatus showing the stretching and burning process used in the present invention. The stretching process of the present invention occurs between the
상기 본 발명의 연신온도는 히터-1의 온도라고 볼 수 있는데, 상기 연신온도로는 150 내지 200℃로 함이 바람직하다. 상기 히터-1의 온도조절을 통해 극대응력발현 온도를 조절함으로써 권축 특성을 조절할 수 있다. 연신온도가 150℃ 미만인 경우에는 섬유의 균일성이 떨어지고, 품질이 불량한 상태가 되며, 연신온도가 200℃를 초과되는 경우 작업성이 떨어지고 섬유가 쉽게 끊어진다.The stretching temperature of the present invention can be seen as the temperature of the heater-1, the stretching temperature is preferably set to 150 to 200 ℃. The crimping characteristics can be adjusted by adjusting the maximum stress expression temperature through the temperature control of the heater-1. If the stretching temperature is less than 150 ℃ fiber uniformity is poor, the quality is in a bad state, if the stretching temperature exceeds 200 ℃ workability is poor and the fiber is easily broken.
상기 본 발명의 연신비는 1.4 내지 2.2배로 하는데, 바람직하게는 1.5 내지 2.0배의 연신비로 한다. 본 발명에서 연신비가 1.4 배 미만이면 권축 특성이 적게 되고, 상기범위를 초과하여 2.2배를 초과하게 되면 연신비는 제사 작업성에 나쁜 영향을 주게 되므로 적정 연신비가 선정이 되어야 한다. The draw ratio of the present invention is 1.4 to 2.2 times, preferably 1.5 to 2.0 times the draw ratio. In the present invention, when the draw ratio is less than 1.4 times, the crimping property is decreased, and when the draw ratio exceeds 2.2 times, the draw ratio has an adverse effect on the workability of the sacrificial yarn, so an appropriate draw ratio should be selected.
또한 본 발명은 가연공정에서 별도의 TCS(Tension Control System, 장력조절장치)를 부착하여 가연시에 원사간의 균일 장력을 설정할 수 있어서 원사간 장력 편차를 줄여줄 수 있으며 이렇게 함으로써 원사의 수축 편차를 최소화 할 수 있다.In addition, the present invention can attach a separate TCS (tension control system) in the combustion process to set the uniform tension between the yarns at the time of combustion can reduce the tension variation between yarns, thereby minimizing the yarn shrinkage variation can do.
상기 본 발명에 의한 폴리에스테르계 잠재권축사는, 방사조건, 연신·가연시 방사속도, 연신비, 히터-1의 온도 및 TCS 장치에 의한 장력을 적절히 조절함으로써, 극대응력 개시온도를 80 내지 100℃, 극대응력 발현온도를 140 내지 200℃, 극대응력값을 0.2 내지 0.6g/d수준으로 조절하여 원사의 권축 특성 및 탄성 회복율을 적절하게 하여 복합섬유를 제조할 수 있다.The polyester-based latent crimping yarn according to the present invention adjusts the maximum stress starting temperature to 80 to 100 ° C. by appropriately adjusting the spinning conditions, the spinning speed at the time of stretching and burning, the stretching ratio, the temperature of the heater-1, and the tension by the TCS device. , The maximum stress expression temperature is 140 to 200 ℃, the maximum stress value is adjusted to 0.2 to 0.6g / d level, the crimping characteristics of the yarn and the elastic recovery rate can be appropriately prepared composite fiber.
상기 제조 방법으로 제조된 복합섬유는 파단 신도가 25% 내지 40%이고, 건열 수축 응력의 최대 응력치가 0.3 내지 0.5 G/D을 나타내며 건열 수축 최대 응력 발현시 온도가 150 내지 200℃이며, LEESONA 측정 후 수축된 길이가 23 내지 30cm인 것이 특징이다.The composite fiber prepared by the above manufacturing method has an elongation at break of 25% to 40%, a maximum stress value of dry heat shrinkage stress of 0.3 to 0.5 G / D, and a temperature of 150 to 200 ° C. at dry heat shrinkage maximum stress, and measuring LEESONA. After the shrinkage is characterized in that the length is 23 to 30cm.
도 3은 본 발명에서 최종적으로 제조된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 단면 및 측면형태를 나타낸 SEM 사진이다. 상기와 같은 방법으로 제조된 사이드-바이 -사이드형의 잠재권축성 복합섬유는 25 내지 45%의 탄성 회복율을 가지게 되며, 30%이상의 신축성을 갖는 직물의 특징을 갖는다.Figure 3 is a SEM photograph showing the cross-section and side shape of the high-strength polyester composite fiber finally produced in the present invention. The side-by-side type of latent crimped composite fiber manufactured by the above method has an elastic recovery rate of 25 to 45%, and has a characteristic of a fabric having elasticity of 30% or more.
또한 상기 본 발명의 제조방법으로 제조된 복합섬유는 염색성 편차 및 장력 편차를 조절할 수 있어, 직물에서 연사 혹은 무연으로 사용하여 경사용으로 사용가능할 뿐 아니라, 경편 및 편물에도 그 용도를 확장하여 사용할 수 있다.In addition, the composite fiber produced by the manufacturing method of the present invention can adjust the dyeing deviation and tension deviation, can be used for warp yarn or lead-free in the fabric, as well as can be used to extend the use in warp knitted and knitted fabrics have.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 각 실시예 및 비교예들의 실험결과는 하기 표 1로 정리될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Experimental results of each Example and Comparative Examples can be summarized in Table 1 below.
실시예 1Example 1
모노 데니어의 굵기가 6.0데니어이면서, 총데니어가 290데니어이며 고유점도가 1.10dl/g인 PTT 및 개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 1.0 중량부 및 DMS(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)가 2.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.63dl/g인 개질 PET로 구성된 잠재 권축 복합 필라멘트사를 방사속도 2200M/min으로 방사하여 부분 배향사를 제조한 후, 별도의 연신 및 가연 공정에서 TCS 장치를 사용하여 균일한 장력 조절하에, 사속(도면 2에서 피드롤러 2의 속도) 500M/min, 히터-1의 온도 150℃, 벨트각 100° 및 연신비 2.0으로 하여 폴리에스테르 잠재권축사를 제조하였다. 이렇게 제조된 폴리에스테르 잠재권축사는 모노 데니어의 굵기가 3.1데니어이면서, 총데니어가 150데니어이다. 이렇게 준비된 원사를 800TM으로 연사하여 경사 및 위사로 사용하여 워터제트 직기에서 평직으로 제직한 후, 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행하였다. 염색 가공 완료된 직물의 신장율, 신장 회복율 등의 물성은 KSK규격에 의거하여 각각 10회씩 측정하였다. 1.0 parts by weight of PEG (molecular weight 1000) and DMS (Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt) with respect to PTT having a thickness of 6.0 denier and total denier of 290 denier and intrinsic viscosity of 1.10 dl / g and 100 parts by weight of modified PET. ), Containing 2.0 parts by weight of latent crimped composite filament yarn composed of modified PET having an intrinsic viscosity of 0.63 dl / g at a spinning speed of 2200 M / min to produce partial oriented yarn, and then in a separate drawing and twisting process, the TCS apparatus The polyester latent crimp yarn was manufactured under the uniform tension control using a yarn speed (speed of
실시예 2Example 2
준비된 원사가 무연인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.Except that the prepared yarn was lead-free was prepared in the same manner as in Example 1.
실시예 3Example 3
준비된 원사를 800TM으로 연사하여 편물로 제편한 후, 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.The yarn was prepared by twisting the knitted yarn with 800 TM and then knitted into a knitted fabric, and was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dyeing was performed according to the usual processing conditions.
실시예 4Example 4
연신비를 1.5로 하는 것을 제외하는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It manufactured like Example 1 except having set draw ratio to 1.5.
실시예 5Example 5
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1 except that 5.0 parts by weight of PEG (molecular weight 1000) was contained with respect to 100 parts by weight of modified PET to be made of modified PET having an intrinsic viscosity of 0.70 dl / g.
실시예 6Example 6
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고 유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 2 except that 5.0 parts by weight of PEG (molecular weight 1000) was contained with respect to 100 parts by weight of modified PET, and was composed of modified PET having a high oil viscosity of 0.70 dl / g.
실시예 7Example 7
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 3, except that 5.0 parts by weight of PEG (molecular weight 1000) was contained with respect to 100 parts by weight of modified PET, and was composed of modified PET having an intrinsic viscosity of 0.70 dl / g.
실시예 8Example 8
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성되고 연신비를 1.5로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1 except that 5.0 parts by weight of PEG (molecular weight 1000) was contained with respect to 100 parts by weight of modified PET, and composed of modified PET having an intrinsic viscosity of 0.70 dl / g and a draw ratio of 1.5.
비교예 1Comparative Example 1
연신 및 가연 공정에서 별도의 TCS 장치를 사용하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.The preparation was carried out in the same manner as in Example 1, except that no separate TCS device was used in the drawing and drawing process.
비교예 2Comparative Example 2
준비된 원사가 무연인 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.Except that the prepared yarn was lead-free was prepared in the same manner as in Comparative Example 1.
비교예 3Comparative Example 3
준비된 원사를 800TM으로 연사하여 편물로 제편한 후, 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.The prepared yarn was twisted with 800TM to be knitted into a knitted fabric, and then manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the dyeing was performed according to the usual processing conditions.
비교예 4Comparative Example 4
PET를 개질하지 않고 순수한 PET를 이용하여 복합섬유를 제조하는 것외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composite fiber was prepared using pure PET without modifying the PET.
비교예 5Comparative Example 5
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 12.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.75dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1 except that 12.0 parts by weight of PEG (molecular weight 1000) was contained with respect to 100 parts by weight of modified PET, and was composed of modified PET having an intrinsic viscosity of 0.75 dl / g.
비교예 6 및 7Comparative Examples 6 and 7
연신비를 2.5로 하는 것을 제외하고는 각각 실시예 1 및 실시예 5와 동일하게 제조하였다.Except for setting the draw ratio to 2.5, it was prepared in the same manner as in Example 1 and Example 5.
비교예 8 및 9Comparative Examples 8 and 9
연신비를 1.2로 하는 것을 제외하고는 각각 실시예 1 및 실시예 5와 동일하게 제조하였다.It manufactured similarly to Example 1 and Example 5 except having set draw ratio to 1.2, respectively.
구분
division
(dl/g)PTT Intrinsic Viscosity
(dl / g)
(G/D)burglar
(G / D)
(%)Shindo
(%)
(%)Elastic recovery
(%)
(cm)LEESONA
(cm)
(G/D)Maximum stress value
(G / D)
(℃)Maximum stress temperature
(℃)
(%)Fabric elongation rate
(%)
염색성
Dyeability
예5practice
Example 5
예6practice
Example 6
예7practice
Example 7
예8practice
Example 8
예2compare
Example 2
예3compare
Example 3
예4compare
Example 4
예5compare
Example 5
예6compare
Example 6
예7compare
Example 7
예8compare
Example 8
예9compare
Example 9
※ 시험 방법※ Test Methods
(1) 강도,신도의 측정(1) Measurement of strength and elongation
원사의 섬도는 1회 회전시 1m인 타래를 90m 감아 무게를 측정하고 9000m로 환산하여 구하였다. 섬유의 강도,신도의 측정은 자동 인장시험기(Textechno 社)를 사용하여 50cm/min의 속도, 50cm의 파지거리를 적용하여 측정하였다.The fineness of the yarn was obtained by winding 90m of a 1m skein at a time of rotation and measuring the weight and converting it to 9000m. The strength and elongation of the fibers were measured using an automatic tensile tester (Textechno, Inc.) at a rate of 50 cm / min and a gripping distance of 50 cm.
(2) 탄성 회복율(2) elastic recovery rate
ASTM D 6720에 의거하여 측정하였으며, 시료는 5000 de 타래를 얻을 수 있도록 섬도별로 회전수를 조절하고, 100℃의 물에 15분동안 침지하여 아래와 같이 L1, L2를 측정한다.Measured according to ASTM D 6720, the sample is adjusted by the number of revolutions to obtain a 5000 de sine, and immersed in water at 100 ℃ for 15 minutes to measure L1, L2 as follows.
L1 : 30g + 1000g 하중 적용 후, 측정. (stress & relax 3회 반복) L1: Measured after applying 30g + 1000g load. (stress & relax 3 reps)
L2 : 1000g 하중 제거 30초 후, 측정. L2: Measured 30 seconds after removing 1000 g of load.
계산식 : 탄성 회복율 = (L1-L2) / L2 × 100 Calculation: elastic recovery rate = (L1-L2) / L2 × 100
(3) 극대 응력 온도 및 극대 응력 값(3) the maximum stress temperature and the maximum stress value
열 응력 측정 장치(KE-2: 가네보 엔지니어링 제조)를 이용하여 측정하였으며, 섬유를 22cm로 잘라서 10cm고리로 만들어서 측정기에 장치하였다. 측정시 초하중은 0.067 G/D, 승온 속도 2℃/초의 조건에서 측정하고, 열응력의 온도 변화를 차트에 기재하였다. 이 피크의 판독치로 부터 극대 응력 온도 및 극대 응력 값(G/D)을 측정하였다.It measured using the thermal stress measuring apparatus (KE-2: Kanebo Engineering make), cut the fiber into 22 cm, made it into the 10 cm ring, and installed it in the measuring device. The initial load at the time of measurement was measured on 0.067 G / D and the conditions of the temperature increase rate of 2 degree-C / sec, and the temperature change of thermal stress was described in the chart. From the reading of this peak, the maximum stress temperature and the maximum stress value (G / D) were measured.
(4) LEESONA 수축 길이(4) LEESONA shrink length
시료의 초기 길이는 (20.5÷0.0016÷de÷2)미터(m)의 길이를, 1회 회전시 1m인 타래에 감아 양끝을 연결하여 초기길이를 50cm로 하고, 20.5g 초하중을 적용하여 82℃±2℃ 의 온수에 10분간 열처리하고 3~5분간 방치하여(물방울이 떨어지지 않을 때까지 방치) 길이를 측정하였다.The initial length of the sample is (20.5 ÷ 0.0016 ÷ de ÷ 2) m (m), and it is wound on a skein of 1m in one rotation and the both ends are connected to make the initial length 50cm, and 20.5g super load is applied. The length was measured by heat-processing for 10 minutes in warm water of (± 2 ° C) and leaving it for 3 to 5 minutes (until the water drops did not fall).
(5) 직물의 신장율, 신장 회복율(5) elongation rate, elongation recovery rate of fabric
직물의 신장율은 KSK 0352 5.2.2의 측정방법으로 10회 측정하였다.The elongation of the fabric was measured 10 times using the method of KSK 0352 5.2.2.
직물의 신축 회복율은 KSK 0541의 측정방법으로 10회 측정하였다.The stretch recovery rate of the fabric was measured 10 times by the method of KSK 0541.
(6) 염색성 평가(6) dyeability evaluation
가연 샘플을 니팅(knitting)하여 염색 온도 100℃에서 30분간 처리한 후에 자연 건조하는데, 두 폴리머간의 염착성을 전문가에 의해 외관 검사한 결과 10명중 8명 이상이 균일하다고 판단할 경우 우수, 5 ~ 7명이 염색성이 균일하다고 판단할 경우 보통, 5명 이하가 두 폴리머간의 염색성이 균일하다고 판단할 경우 불량으로 구분한다.The samples are knitted and then dried for 30 minutes at a dyeing temperature of 100 ° C, followed by natural drying. When the dyeing between the two polymers is visually inspected by an expert, it is excellent if more than 8 out of 10 are judged to be uniform. When people judge that the dyeability is uniform, usually 5 or less people are classified as defective when judged that the dyeability between the two polymers is uniform.
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be clear to those who have knowledge of.
도 1은 본 발명에서 사용된 복합 방사 장치의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a composite spinning apparatus used in the present invention.
도 2는 본 발명에서 사용된 연신 및 가연공정을 나타내는 장치의 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a device showing the stretching and burning process used in the present invention.
도 3은 본 발명에서 최종적으로 제조된 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 단면 및 측면형태이다. Figure 3 is a cross-sectional and side view of the high-stretch polyester composite fiber is finally dyed improved in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 가이드 튜브 2 : 피드 롤러 01: guide tube 2: feed roller 0
3 : 피드 롤러 1 4 : 히터-13: feed
5 : 쿨링 플래이트 6 : 트위스터 벨트5: cooling plate 6: twister belt
7 : 피드 롤러 2 8 : 히터-27: feed
9 : 피드 롤러 3 10 : 오일 롤러9: feed
11 : 와인더 12 : 에어 노즐11: winder 12: air nozzle
13 : TCS(Tension Control System) 장치 13: TCS (Tension Control System) device
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