KR20170089267A - 멜란지 효과가 우수한 복합섬유의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 복합섬유 - Google Patents

멜란지 효과가 우수한 복합섬유의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 복합섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리에스터계 폴리머와 폴리아미드계 폴리머를 두개의 익스트루더에 의해 각각 용융시켜 하나의 방사구금에 공급한 후 각각 별개의 토출공을 통하여 방사하는 단계; 토출된 개개의 섬유상 폴리머를 구금직하의 사조냉각구간을 통과시키면서 냉각시킨 후 집속하는 단계; 및 상기 집속된 필라멘트사를 연신 및 권취하는 단계를 포함하는 멜란지 복합섬유의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유는 멜란지 효과 기준 길이 1cm이상의 뚜렷하고 긴 멜란지 효과와 3급 이상의 고견뢰도를 발휘하는 효과가 있다.

Description

멜란지 효과가 우수한 복합섬유의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 복합섬유{METHOD FOR PREPARING A COMPOSITE FIBER HAVING EXCELLENT MELANGE EFFECT AND A COMPOSITE FIBER MADE THEREFROM}
본 발명은 멜란지 효과가 우수한 복합섬유의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 복합섬유에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스터 소재와 나일론 소재를 동일한 방사구금을 통하여 동시에 방사하여 연신 및 권취함으로써 뚜렷하고 긴 멜란지 효과를 발현하는 복합사를 높은 생산속도와 낮은 원가로 제공할 수 있는 복합섬유의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 복합섬유에 관한 것이다.
최근 섬유 제품의 고급화 추세에 따라 다양한 종류의 기능성 섬유가 출시되고 있으며, 특히 소비자의 다양한 수요욕구에 대응하여 이색조 효과를 가지는 멜란지 직물이 다량 개발되어 시장에서 각광을 받고 있다. 현재까지 멜란지 소재는 PET 소재를 중심으로 PCD(Cationic dyeable PET), 원착사와의 태데니아중심의 복합사가공, 인터레이스 기술, 방사혼섬 기술에 의해 멜란지 특수 복합사용으로 생산되고 있으며 주로 바지, 슈트(Suit)용도로 사용되고 있다. 이러한 멜란지 소재복합에 사용되는 PCD섬유는 1970년대 복합사가공 신합섬용 소재를 생산하기 위해 사용되어지기 시작하여, 현재까지 원사메이커에서 만들어진 단독소재 사용하여 다양한 복합사가공, 인터레이스 기술에 의해 특수 복합사용으로 생산되고 있다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0075414호에는 폴리아미드계 나일론 6와 나일론 66, 폴리에스테르계 폴리에스터 원사를 이용하여 인터레이스 복합에 의한 멜란지 효과가 발현되는 세섬사 복합소재를 제조하는 기술을 개시하고 있으나, 이는 전통적인 인터레이스 후가공에 의한 방법으로 높은 제조 원가 상승을 피할 수 없다.
또한 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0005873호에는 제 1 성분으로 양이온 염료 가염성 폴리에스테르 중합물 및 제 2 성분으로 양이온 염료 가염성 나일론 중합물을 중량비로 10 내지 90wt% 대 90 내지 10wt%로 분할형 복합방사하는 것을 특징으로 하는 양이온 염료 가염성 폴리에스테르/나일론 복합섬유의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 방법은 제 1성분, 제2성분 모두 공중합 중합물을 사용하고, 양이온 염료 가염성 폴리에스터와 나일론을 사용함으로써 멜란지 효과가 뚜렷하지 않을 수 있는 단점이 있다.
또한, 일본 공개특허공보 JP2012-053765호에는 폴리에스터와 양이온 가염성 폴리에스터를 복합방사 함으로써, 멜란지 효과와 우수한 견뢰도를 확보하는 기술이 개시되어 있으나, 이는 폴리에스터와 나일론 복합 소재 대비 터치가 좋지 않고, 멜란지 효과가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 미국 공개특허공보 US2001-798781호에는 염색성이 다른 2종의 폴리아마이드를 복합방사 함으로써, 멜란지 효과를 발현하는 기술로이 개시되어 있으나, 이는 폴리아마이드계 소재만 사용함으로써 높은 제조 원가를 피할 수 없고, 멜란지 효과 역시 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 멜란지 효과가 우수하고, 방사 공정성 및 견뢰도가 높으며, 낮은 제조원가 및 높은 생산속도를 가지는 복합섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 멜란지 효과가 우수한 복합섬유를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 폴리에스터계 폴리머와 폴리아미드계 폴리머를 두개의 익스트루더에 의해 각각 용융시켜 하나의 방사구금에 공급한 후 각각 별개의 토출공을 통하여 방사하는 단계; 토출된 개개의 섬유상 폴리머를 구금직하의 사조냉각구간을 통과시키면서 냉각시킨 후 집속하는 단계; 및 상기 집속된 필라멘트사를 연신 및 권취하는 단계를 포함하는 멜란지 복합섬유의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 멜란지 복합섬유의 제조방법은, 방사속도가 3,000~5,000m/분이고, 폴리에스터계 폴리머는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이며 폴리아미드계 폴리머는 나일론6인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 멜란지 복합섬유의 제조방법은, PET대 나일론6의 중량 복합비가 70:30에서 30:70이며, PET와 나일론6의 필라멘트(Filment)수의 비가 70:30에서 30:70이고, PET는 고유점도가 0.6~07dl/g이고, 나일론6은 상대점도가 2.4~3.2dl/g인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기 제조방법에 의해 제조되는 폴리에스터/폴리아마이드계 멜란지 복합섬유에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은, 상기와 같은 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유를 포함하는 직물 또는 편물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상기 제조방법에 의해 제조되는 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유는 멜란지 효과 기준 길이 1cm이상의 뚜렷하고 긴 멜란지 효과와 3급 이상의 고견뢰도를 발휘하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 멜란지 복합섬유는, 방사 공정성이 95% 이상이고, 염색 M%가 95% 이상이며, 제조원가가 낮고 생산속도가 빠른 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 다른 제조방법의 블록다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 사용된 나일론/폴리에스터 복합방사구금의 개략도이다.
도 3a는 본 발명 실시예 1에 의해 제조된 염색지의 사진이다.
도 3b는 본 발명 실시예 2에 의해 제조된 염색지의 사진이다.
이하에서 첨부 도면 및 실시예 등을 참고하여 본 발명의 구현예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 폴리에스터 소재와 폴리아미드 소재를 동일한 방사구금을 통하여 동시에 방사하여 연신 및 권취함으로써 폴리에스터와 폴리아미드 필라멘트를 균일혼섬을 하면서 방사하는 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유를 제조는 방법에 관한 것으로, 특히폴리에스터 소재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이며 폴리아미드계 소재는 나일론6을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 멜란지 복합섬유의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 용융단계, 방사단계, 냉각단계, 연신단계 및 권취단계로 이루어진다. 용융단계에서는 PET용 익스트루더(A) 및 나일론6용 익스트루더(B)에 의해 PET 칩과 나일론6 칩을 각각 용융시켜 별도의 폴리머 공급도관으로 이송하여 다음단계인 방사단계에 공급하게 된다. 상기 익스트루더는 통상의 합성섬유방사에 사용하는 익스트루더를 사용할 수 있으며, 투입되는 칩의 종류에 따라 적정한 용융조건을 조절하여 상기 2종의 칩을 용융시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에 있어서, 상기PET와 나일론6의 중량 복합비가 70:30에서 30:70인 것이 바람직하다. PET의 중량비가 70% 보다 크면 NY부 토출이 너무 적어 NY부 단사섬도가 작아지며 방사공정성이 저하되며 멜란지 효과가 너무 길어져서 염색줄 처럼 보이는 문제가 있으며, PET의 중량비가 30% 보다 작으면 반대로 PET부의 토출이 너무 적어 PET부 단사섬도가 작아지며 방사공정성이 저하되며 멜란지 효과가 너무 약해지는 문제가 있다. 이때 PET는 고유점도가 0.6~07dl/g이고, 나일론6은 상대점도가 2.4~3.2dl/g인 것이 본 특허의 방사 온도 영역에서 용융점도 차이가 적정하여 방사공정성 확보에 유리한 이유로 바람직하다.
상기 각각 용융된 PET와 나일론6은 도2에 도시된 바와 같은 동일한 방사구금에 공급되어 동시에 방사되는데, 상기 방사구금은 투입되는 상기 2종의 폴리머가 서로 혼합되지 않도록 설계된 것을 사용하여 방사액이 토출되는 각각의 토출공에서는 한 종류의 방사액만이 토출되도록 해야 한다. 도 2에 나타난 바와 같이 설계된 방사구금을 사용하여 2종의 방사액이 각각의 방사액투입구로 투입되어 각각의 토출구를 통해 토출될 수 있도록 할 수 있다. 상기 방사구금에서의 방사온도는 275 ~ 295℃로 조절하는 것이 상기 2종의 폴리머를 동시에 방사하는데 적합하다.
상기 방사구금을 통해 방사속도 3,000 ~ 5,000 m/분으로 동시에 용융방사된 PET 사조 및 나일론 6 사조는 통상적인 방법과 같이 구금직하의 사조냉각구간을 통과시키면서 냉각시켜 고화하게 되는데, 본 발명에서는 18~23℃의 냉각풍으로 냉각시켜 PET 사조 및 나일론 6 사조를 냉각시킨다.
상기 사조냉각구간을 통과하면서 고화된 필라멘트들은 오일을 부여하면서 집속을 하여 PET 필라멘트 및 나일론 6 필라멘트를 혼합시키게 된다. 이때 PET와 나일론6의 필라멘트(Filment)수의 비는 PET와 나일론6의 중량비와 같이 70:30에서 30:70이 바람직하다.
이후, 상기 필라멘트들을 고뎃롤러들에 의해 연신한 후 권취롤러에서 권취하게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유의 제조방법에 대하여 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적일 뿐 본 발명의 보호범위가 이에 제한되어 해석되어서는 아니된다.
실시예 1
폴리에스터/나일론 복합섬유를 제조함에 있어서, 제 1성분을 고유 점도 0.64dl/g의 폴리에스터를 사용하고, 제 2성분을 상대점도 2.6dl/g의 나일론6을 사용하여 중량비 5:5의 비율로 통상의 복합 방사 설비에서 방사 온도 280℃, 방사속도 3,600m/분, 냉풍온도 20℃, 냉풍속도 0.5m/초인 조건으로 도 2의 방사구금을 이용, 복합방사하여 폴리에스터와 나일론이 필라간 혼섬된 형태의 60데니어/48 필라멘트가 되도록 폴리에스터/나일론 반연신사를 제조하였다. 제조된 반연신사를 통상의 벨트식 가연설비를 이용하여 연신비 1.25, 가연 온도 160℃로 가연하여 50데니어/48필라멘트의 가연사로 제조하였으며, 그 제조 조건 및 원사 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
폴리에스터/나일론 복합섬유를 제조함에 있어서, 제 1성분을 고유 점도 0.64dl/g의 폴리에스터를 사용하고, 제 2상분을 상대점도 3.0dl/g의 나일론6를 사용하여 중량비 6:4의 비율로 통상의 복합 방사 설비에서 방사 온도 290℃, 방사속도 4,200m/분, 방사직접연신비 1.6, 열고정 온도 120℃, 냉풍온도 20℃, 냉풍속도 0.5m/초인 조건으로 도 2의 방사구금을 이용, 복합방사하여 폴리에스터와 나일론이 필라간 혼섬된 형태의 50데니어/48 필라멘트가 되도록 폴리에스터/나일론 연신사를 제조하였다. 그 제조 조건 및 원사 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1
폴리에스터/나일론 복합섬유를 제조함에 있어서, 제 1성분을 고유 점도 0.64dl/g의 폴리에스터를 사용하고, 제 2상분을 상대점도 2.6dl/g의 나일론6를 사용하여 중량비 5:5의 비율로 통상의 복합 방사 설비에서 방사 온도 280℃, 방사속도 3,600m/분, 냉풍온도 20℃, 냉풍속도 0.5m/초인 조건으로 통상의 사이드-바이-사이드 방사구금을 이용, 복합방사하여 폴리에스터와 나일론이 접합된 형태의 60데니어/48 필라멘트가 되도록 폴리에스터/나일론 반연신사를 제조하였다. 제조된 반연신사를 통상의 벨트식 가연설비를 이용하여 연신비 1.25, 가연 온도 160℃로 가연하여 50데니어/48필라멘트의 가연사로 제조하였으며, 그 제조 조건 및 원사 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 2
폴리에스터/나일론 복합섬유를 제조함에 있어서, 고유 점도 0.64dl/g의 폴리에스터를 사용하여 통상의 일반 방사 설비에서 방사 온도 285℃, 방사속도 3,200m/분, 냉풍온도 20℃, 냉풍속도 0.5m/초인 조건으로 방사하여 40데니어/24필라멘트가 되도록 폴리에스터 반연신사를 제조하였다. 제조된 반연신사를 통상의 벨트식 가연설비를 이용하여 연신비 1.65, 가연 온도 180℃로 가연하여 25데니어/24필라멘트의 가연사로 제조하였다. 또한 상대점도 2.6dl/g의 나일론6을 사용하여 통상의 일반 방사 설비에서 방사 온도 260℃, 방사속도 3,800m/분, 냉풍온도 20℃, 냉풍속도 0.5m/초인 조건으로 방사하여 30데니어/24필라멘트가 되도록 나일론 반연신사를 제조하였다. 제조된 반연신사를 통상의 벨트식 가연설비를 이용하여 연신비 1.25, 가연 온도 160℃로 가연하여 25데니어/24필라멘트의 가연사로 제조하였다. 각각의 제조된 폴리에스터 25데니어/24필라멘트와 나일론 25데니어/24필라멘트를 인터레이스 합사기에서 합사하여 50데니어/48필라멘트의 폴리에스터/나일론 복합섬유를 제조하였으며, 그 제조 조건 및 원사 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00001
멜란지 효과
양말 편직기에서 양말지를 30cm 길이로 편직후, 산성 염료로 검정 색상으로 염색하여 육안 판단한다.
도 3a는 본 발명 실시예 1에 의해 제조된 염색지의 사진이고, 도 3b는 실시예 2에 의해 제조된 염색지의 사진이다. 첨부 도 3a 및 3b와 상기 표1에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유는 멜란지 효과 기준 길이 1cm이상의 뚜렷하고 긴 멜란지 효과와 3급 이상의 고견뢰도를 발휘하는 효과가 있다. 또한 방사 공정성이 95% 이상이고, 염색 M%가 95% 이상이며, 특히 제조원가가 낮고 생산속도가 빠른 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리에스터계 폴리머와 폴리아미드계 폴리머를 두개의 익스트루더에 의해 각각 용융시켜 하나의 방사구금에 공급한 후 각각 별개의 토출공을 통하여 방사하는 단계;
    토출된 개개의 섬유상 폴리머를 구금직하의 사조냉각구간을 통과시키면서 냉각시킨 후 집속하는 단계; 및
    상기 집속된 필라멘트사를 연신 및 권취하는 단계를 포함하는 멜란지 복합섬유의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방사하는 단계는 방사속도가 3,000~5,000m/분인 것을 특징으로 하는 멜란지 복합섬유의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에스터계 폴리머는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이며 폴리아미드계 폴리머는 나일론6인 것을 특징으로 하는 멜란지 복합섬유의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 PET대 나일론6의 중량 복합비는 70:30에서 30:70인 것을 특징으로 하는 멜란지 복합섬유의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서, PET와 나일론6의 필라멘트(Filment)수의 비는 70:30에서 30:70인 것을 특징으로 하는 멜란지 복합섬유의 제조방법.
  6. 제 3항에 있어서, PET는 고유점도가 0.6~07dl/g이고, 나일론6은 상대점도가 2.4~3.2dl/g인 것을 특징으로 하는 멜란지 복합섬유의 제조방법.
  7. 제 1항 내지 제6항 중 어는 한 항의 방법에 의해 제조되는 폴리에스터/폴리아마이드계 멜란지 복합섬유
  8. 제 7항에 있어서, 상기 복합섬유의 최종 단사섬도는 0.5~4데니어 인 것을 특징으로 하는 폴리에스터/폴리아마이드계 멜란지 복합섬유
  9. 제 7항에 따른 폴리에스터/폴리아미드계 멜란지 복합섬유를 포함하는 직물 또는 편물.

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KR (1) KR20170089267A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023111758A1 (en) * 2021-12-15 2023-06-22 Aladdin Manufacturing Corporation Systems and methods for producing a bundle of filaments and/or a yarn

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