KR20210083871A

KR20210083871A - 고흡습성 폴리아미드 섬유 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20210083871A
Application number: KR1020190176596A
Authority: KR
Inventors: 이형석; 박준영; 오성진
Original assignee: 효성티앤씨 주식회사
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-07
Also published as: KR102286243B1; WO2021132948A1

Abstract

본 발명의 폴리아미드사는 폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하는 폴리아미드계 이형단면 섬유로 이루어지고, 내열제를 포함하며, 30℃, 90% RH의 환경 하에서 24 시간 유지한 후의 흡습률이 4% 내지 8%이고, 바이렉 법(Wicking Test)으로 측정한 흡습성이 50 내지 120 ㎜/10분인 것을 특징으로 하는 것으로, 본 발명의 폴리아미드사는 수분율이 일반 나일론 원사에 비해 높기 때문에 흡습성, 접촉냉감성 및 쾌적성이 향상되어 이너웨어, 스포츠웨어 등 다양한 용도로 용도 전개가 가능하다.

Description

고흡습성 폴리아미드 섬유 및 그의 제조방법{HYGROSCOPIC POLYAMIDE FIBER AND PREPARING METHOD THEROF}

본 발명은 폴리아미드 수지를 포함하는 고흡습성 폴리아미드 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡습성, 접촉냉감성 및 터치감이 우수한 고흡습성 폴리아미드 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

폴리아미드사는 강도, 내약품성, 내열성 등이 우수하므로, 의류용이나 산업으로 폭넓게 사용되고 있다.

특히 폴리아미드 섬유는 그 독특한 부드러움, 높은 인장 강도, 염색 시의 발색성, 높은 내열성 등의 특성에 추가해서, 흡습성이 상대적으로 우수해서 이너웨어, 스포츠 웨어 등의 용도에 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리아미드 섬유는 면 등의 천연섬유와 비교하면 흡습성이 한참 떨어지고 축축함이나 달라붙는 느낌이 있어, 착용 쾌적성의 면에서 천연섬유에 뒤떨어지는 것이 한계로 남아 있다.

폴리아미드의 축축함이나 달라붙는 느낌을 방지하기 위한 우수한 흡습성을 나타내고, 천연섬유에 가까운 착용 쾌적성을 갖는 폴리아미드사가 주로 이너웨어 용도나 스포츠 의류 용도에 있어서 요망되고 있다.

흡습성을 향상시키기 위해서 폴리아미드 섬유에 친수성 화합물을 첨가하는 방법이 일반적으로는 가장 많이 검토되어 왔다. 예를 들면, 국내 특허 등록 제10-0417927호에는 흡습 성분으로서 폴리비닐피롤리돈을 함유하는 흡습성 폴리아미드 섬유가 제안되고 있으나, 이러한 방법에서는 폴리아미드 섬유의 흡습성을 향상시키기 위해서 다량의 폴리비닐피롤리돈을 첨가하면, 폴리비닐피롤리돈이 착용 중 섬유로부터 서서히 석출해 달라붙는 문제가 있기 때문에, 일정 수준 이상의 높은 흡습성을 실현할 수 없다.

미국특허 제5,306,761호에는 친수성 성분인 폴리옥시알킬렌글리콜 등을 공중합시킨 폴리아미드 수지를 이용하여 섬유를 제조하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 상기 기술에 의하면 충분한 흡습 성능을 달성하기 위해서는 공중합비율을 높일 필요가 있고, 사조의 강도, 신도 등의 물성이 현저히 손상되기 때문에, 흡습성능과 물성을 동시에 만족시키는 폴리아미드 섬유를 얻는 것이 사실상 어려운 한계가 있다.

따라서 폴리아미드 섬유의 우수한 특성을 손상시키지 않으면서도, 천연 섬유에 버금가는 흡습성을 갖는 폴리아미드 섬유의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 폴리아미드 자체의 우수한 물성은 손상시키지 않으면서도, 높은 흡습성, 접촉냉감성, 및 착용 쾌적성을 갖는 고부가가치 흡습성 폴리아미드 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고온 방사 조건에서도 원사의 열분해가 일어나지 않도록 내열성을 보강한 고흡습성 폴리아미드 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명이 하나의 양상은,

폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하는 폴리아미드계 이형단면사로 이루어지고, 내열제를 포함하며, 30℃, 90% RH의 환경 하에서 24 시간 유지한 후의 흡습률이 4% 내지 8%이고, 바이렉 법(Wicking Test)으로 측정한 흡습성이 50 ㎜/10분인 것을 특징으로 하는 고흡습성 폴리아미드 섬유에 관한 것이다.

상기 폴리에테르디아민은 중량평균분자량이 1000 내지 3000의 범위 내이다.

상기 폴리아미드 섬유는 선밀도가 필라멘트당 1.0 이하이다. 또한 상기 폴리아미드 섬유는 강도가 4.0 gf/den 이상이고, 신도가 35%~45%이며, 30℃ 90% RH에서의 흡습률로부터 20℃ 65% RH에서의 흡습률을 공제한 흡습률차(ΔMR)가 2.0% 이상일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 양상은, 폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하는 폴리아미드 칩을 방사구금으로부터 토출된 수분율이 1,600 내지 1,800 ppm인 폴리아미드 섬유를 냉각풍으로 냉각고화시킨 후, 방사용 유제를 부착시켜 연신한 후 권취하는 직접 방사 연신법에 의한 폴리아미드 섬유의 제조함에 있어서, 다음의 (1) 내지 (7)의 조건을 만족시키는 조건 하에서 방사연신하는 것을 특징으로 하는 흡습성 폴리아미드사의 제조방법에 관한 것이다:

(1) 실린더 온도 : 250℃/260℃/265℃

(2) 빔 온도 : 263℃

(3) 팩압 : 120kgf

(4) 제1 고뎃 롤러 토출 선속도: 3000 m/분 이상 3500 m/분 이하

(5) 제1 고뎃 롤러 온도: 실온

(6) 제2 고뎃 롤러 토출 선속도: 3500 m/분 이상 3800 m/분 이하

(7) 제2 고뎃 롤러 온도 : 165℃

본 발명의 또 다른 양상은 상기 고흡습성 폴리아미드 섬유로 구성되는 섬유 제품에 관한 것이다.

본 발명에 의해 강도, 내열성과 같은 폴리아미드의 특성을 손상시키지 않고, 높은 흡습률, 우수한 접촉냉감성 및 착용 쾌적성을 갖는 고부가가치 고흡습성 폴리아미드 섬유를 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 폴리아미드사는 섬유단면이 이형 단면 형태여서 흡습성 및 속건성도 우수하므로, 본 발명의 섬유는 이너웨어, 스포츠 의류, 하절기용 의류 및 침구 소재 등에 매우 유용하다.

도 1은 본 발명에 따른 고흡습 폴리아미드사의 제조에 사용되는 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 고흡습 폴리아미드사의 방사단계에 적용되는 방사구금의 예시 단면도이다.

이하에서 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "포함하다," "포함하는" 이라는 용어는 언급된 특징부, 요소, 단계 또는 성분의 존재를 명시하고, 하나 이상의 다른 특징부, 요소, 단계, 성분의 존재 또는 부가를 배제하는 것으로 의도되는 것은 아니다.

본 발명의 폴리아미드 섬유는 폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하는 폴리아미드계 이형단면 섬유로 이루어지고, 내열제를 포함하며, 30℃, 90% RH의 환경 하에서 24 시간 유지한 후의 흡습률이 4% 내지 8%이고, 바이렉 법(Wicking Test)으로 측정한 흡습성이 50 내지 120 ㎜/10분인 것을 특징으로 한다.

상기 폴리에테르디아민의 수평균분자량은 1000~3000이다.

상기 폴리아미드 섬유는 선밀도가 필라멘트당 1.0 이하이다.

상기 폴리아미드 섬유는 강도가 4.0 gf/den 이상이고, 신도가 35%~45%이며, 30℃ 90% RH에서의 흡습률로부터 20℃ 65% RH에서의 흡습률을 공제한 흡습률차(ΔMR)가 2.0% 이상이다.

본 발명의 폴리아미드 섬유는 강도가 40 gf/den 이상인 것이 바람직하다. 섬유의 강도를 40 gf/den 이상으로 함으로써, 폴리아미드 섬유 제품의 주된 용도인 이너웨어 등의 의류용 섬유 제품의 실용 강도를 실현할 수 있다.

본 발명의 폴리아미드 섬유는 신도가 35％ 내지 45%인 것이 바람직하다. 섬유의 신도를 35％ 이상으로 함으로써, 제직, 제편, 가연과 같은 고차 공정에서의 공정 통과성이 양호해진다.

본 발명의 폴리아미드 섬유에 있어서는, 착용 시의 쾌적성을 향상시키기 위해서, 30℃ 90% RH에서의 흡습률로부터 20℃ 65% RH에서의 흡습률을 공제한 흡습률차(ΔMR)가 2.0% 이상이다. 여기서 흡습률차(ΔMR)는 의복 착용 시의 의복 내의 습기를 외기로 방출함으로써 쾌적성을 얻기 위한 지표로서, 30℃×90％ RH로 대표되는 의복 내 온도와, 20℃×65％ RH로 대표되는 외기 온습도의 흡습률의 차이이다. ΔMR이 크면 클수록 흡습성이 우수하여, 착용 시의 쾌적성이 양호한 것에 대응한다. 본 발명의 폴리아미드 섬유는 흡습률차가 2％ 이상으로 높은 흡습성을 갖는 것이다. ΔMR이 2％ 미만이면 통상의 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66과 동등 레벨의 흡방습성에 그칠 뿐이며, 착용 시의 쾌적성은 높지 않은 문제가 있다.

본 발명에서 폴리아미드는 바람직하게는 나일론 6, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 46, 나일론 66, 나일론 666, 나일론 69, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 96, 나일론 99, 나일론 910, 나일론 912, 나일론 1212, 나일론 6T, 나일론 9T, 나일론 10T, 나일론 12T, 나일론 6I, 나일론 9I, 나일론 10I, 나일론 12I 및 이들의 공중합체 및 혼합물에서 선택된다. 폴리아미드는 더욱 바람직하게는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 666, 나일론 69, 나일론 610, 나일론 6T, 나일론 6I/6T, 나일론 612, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 46 및 이들의 공중합체 및 혼합물에서 선택될 수 있다.

본 발명의 폴리아미드 섬유는 내열제를 포함한다. 본 발명의 폴리아미드 섬유는 이형단면을 갖는데, 이형단면사로 제조하기 위해 일반 나일론사의 방사 시보다 높은 온도에서 방사해야 하는데, 이러한 조건에서 원사의 열분해 경향이 있기 때문에, 본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위해 내열제를 첨가하여 제사 조건을 확보한다. 본 발명에서 내열제는 포스폰산 함유 유기 인 화합물일 수 있다. 이러한 내열제의 비제한적인 예들은 아미노토리스(메틸렌포스폰산) (ATMP), 2－아미노 에틸 포스폰산(AEPN), 1－히드록시에틸렌 1, 1－디포스폰산(HEDP), 에틸렌디아민-테트라 (메틸렌포스폰산)(EDTMP), 테트라메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산) (TDTMP), 헥사메틸렌디아민- 테트라(메틸렌포스폰산)(HDTMP), 디에틸렌트리아민펜타 (메틸렌포스폰산) (DTPMP), 2－카르복실 에틸-포스폰산(CEPA)을 들 수 있다. 내열제는 폴리아미드 중합물에 대하여 0.01 중량% 내지 １ 중량%의 범위의 양으로 첨가될 수 있다.

본 발명의 폴리아미드 섬유는 이형단면을 갖는다. 본 발명의 폴리아미드계 섬유는 편평사 모양의 이형단면을 채용함으로써 쾌적한 촉감과 흡한 속건성능을 동시에 발휘한다. 상기 편평사 모양이라 함은 원형단면을 일자로 늘여 놓은 형태를 의미한다. 상기 편평사 모양에는 삼산, 사산 또는 오산 등을 예로 들 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 편평사 모양의 단면을 구비한 폴리아미드계 섬유는 원형의 방사구금을 일렬로 늘어놓은 모양의 방사구금을 방사 단계에 적용함으로써 형성된다. 예를 들어, 상기 방사구금은 슬리트(slit) 구조가 아닌 원형의 토출구 구조로 되어 있는 방사구금으로, 이 방사구금은 폴리머 토출구 3∼5개가 직선상에 동일한 간격으로 형성되어 있는 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 폴리아미드 섬유는 산화방지제로 페놀계 산화방지제 및/또는 인계 산화방지제를 포함할 수 있다. 상기 인계 산화방지제는 트리페닐포스파이트, 트리스노닐페닐포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸-5-메틸페닐)포스파이트, 트리스[2-tert-부틸-4-(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐티오)-5-메틸페닐]포스파이트, 트리데실포스파이트, 옥틸디페닐포스파이트, 디(디실) 모노페닐포스파이트, 디(트리데실)펜타에리트리톨디포스파이트, 디(노닐페닐) 펜타에리트리톨디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐) 펜타에리트리톨디포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐) 펜타에리트리톨디포스파이트, 비스(2,4,6-트리tert-부틸페닐) 펜타에리트리톨디포스파이트, 비스(2,4-디큐밀페닐)펜타에리트리톨디포스파이트, 테트라(트리데실)이소프로필리덴디페놀디포스파이트, 테트라(트리데실)- 4,4'-n-부틸리덴비스(2-tert-부틸-5-메틸페놀)디포스파이트, 헥사(트리데실)- 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸페닐)부탄트리포스파이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)비페닐렌디포스포나이트, 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난스렌-10-옥사이드, 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페닐)-2-에틸헥실포스파이트, 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페닐)-옥타데실포스파이트, 2,2'-에틸리덴비스(4,6-디-tert-부틸페닐)플루오로포스파이트, 트리스(2-[(2,4,8,10-테트라키스-tert-부틸디벤조[d,f][1,3,2]디옥사포스페핀-6-일)옥시]에틸)아민 및 2-에틸-2-부틸프로필렌글리콜과 2,4,6-트리-tert-부틸페놀로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 페놀계 산화방지제는 펜타에리스리톨-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸)이소시아누르산, 1,3,5-트리스(4-sec-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸)이소시아누르산, 1,3,5-트리스(4-네오펜틸-3-히드록시-2,6-디메틸)이소시아누르산, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트, 3,9-비스{2-[3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]-1,1-디메틸에틸}-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-히드로신나아미드), 3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트-디에틸에스테르, 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트, 이소옥틸-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페놀)프로피오네이트, N,N'-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온닐]히드라진, p-클로로메틸스티렌과 p-크레졸의 중축합물, p-클로로메틸스티렌과 디비닐벤젠의 중축합물 및 p-크레졸과 디비닐벤젠 중축합물의 이소부티렌반응물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.

또한, 본 발명에서의 폴리아미드 섬유에는 각종 첨가제, 예를 들면 무광택제, 난연제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광증백제, 대전방지제 등을 총 첨가물 함유량이 0.001 내지 10 중량％ 사이에서 필요에 따라 혼합할 수도 있다.

본 발명의 다른 양상은 고흡습성 폴리아미드사의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 폴리아미드 섬유는 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 폴리아미드 섬유의 제조에 사용되는 직접 방사 연신 장치의 일례를 도시한 개략도이다.

본 발명에서는 폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하고 내열제를 포함하는 폴리아미드 칩을 방사구금으로부터 토출된 수분율이 1,600 내지 1,800 ppm인 폴리아미드 섬유를 냉각풍으로 냉각고화시킨 후, 방사용 유제를 부착시켜 연신한 후 권취하는 직접 방사 연신법에 의한 폴리아미드 섬유의 제조함에 있어서, 다음의 (1) 내지 (7)의 조건을 만족시키는 조건 하에서 방사연신한다.

(1) 실린더 온도 : 250℃/260℃/265℃

(2) 빔 온도 : 263℃

(3) 팩압 : 120kgf

(4) 제1 고뎃 롤러 토출 선속도: 3000 m/분 이상 3500 m/분 이하

(5) 제1 고뎃 롤러 온도: 실온

(6) 제2 고뎃 롤러 토출 선속도: 3500 m/분 이상 3800 m/분 이하

(7) 제2 고뎃 롤러 온도 : 165℃

상기 폴리아미드 섬유의 수분율(24℃, 1시간)은 1600 내지 1800 ppm인 것이 좋다.

폴리에틸렌디아민과 내열제를 포함하는 폴리아미드 중합체와 내열제를 방사팩(1) 및 노즐(2)을 통해서 바람직하게는 270∼320℃의 방사온도에서 방사한다. 상기 중합체는 내열제를 포함하여 열분해에 의한 중합체의 점도 저하를 방지할 수 있다.

본 발명에서는 용융방출사(4)를 냉각구역(3)을 통과시켜 냉각고화시킨다. 냉각구역(3)에서는 냉각공기를 불어주는 방법에 따라 오픈 냉각(open quenching)법, 원형 밀폐 냉각(circular closed quenching)법 및 방사형 아웃플로우 냉각(radial outflow quenching)법 등을 적용할 수 있으며, 이중 오픈 냉각(open quenching)법이 바람직하다. 이어, 냉각구역(3)을 통과하면서 고화된 방출사(4)를 유제 부여장치(5)에 의해 0.5∼3.0%로 오일링할 수 있다.

본 발명의 폴리아미드 섬유의 제조방법에 있어서, 미연신사의 바람직한 방사속도는 200∼1,000m/분이다. 미연신사의 표면과 내부의 냉각차이로 인하여 고배율 연신시 사의 손상을 초래한다. 또한 미연신사의 단사섬도를 5 데니어 이하로 하는 것은 미연신사의 필라멘트의 수가 지나치게 증가하여 방사시 공정 안정성이 떨어진다.

본 발명의 고강력 폴리아미드 섬유는 제1 고뎃 롤러(6)를 통과한 사를 스핀드로(spin draw) 공법으로 일련의 고뎃 롤러(7, 8 및 9)를 통과시키면서 총 연신비 4.5∼6.5로 연신시킴으로써 최종 연신사(11)를 얻는다.

본 발명의 1단 연신공정 및 2단 연신공정에서는 주로 배향에 의한 결정화가 진행된다. 본 발명의 1단 연신공정에서 바람직한 연신온도는 실온이고, 연신배율은 1.05 내지 1.5배 인데, 연신배율이 1.5배를 초과하면 사에 과도한 연신 장

력이 발생할 수 있다.

본 발명의 2단 연신공정에서 바람직한 연신온도는 160 ∼170℃이고, 연신배율은 2.5 내지 3.5배 인데, 연신온도가 160℃ 미만이면 연신성이 떨어지고, 연신온도가 170℃를 초과하면 열에 의한 결정화가 진행되어 바람직하지 않다.

본 발명의 고흡습 폴리아미드 섬유는 직물, 편물 또는 부직포 등의 섬유 제품로 제작될 수 있다. 본 발명의 섬유 제품은 고흡습성과 접촉냉감성이 우수하고, 쾌적성 및 착용감이 상당히 좋은 직물로 제조할 수 있으므로, 예를 들면, 내의, 라이닝, 스웨터, 셔츠, 신사복, 팬티 스타킹, 양말, 모자, 머플러, 작업복, 스키·스케이트 복, 다이빙 복, 낚시 또는 등산복, 트레이닝 복 등의 스포츠 의류품, 쉬츠(sheets), 인너 코튼(innner cotton) 등의 침구류, 차량 내장재, 실내용 내장재, 합성 피혁 기포(基布) 등의 제품 등의 분야에서 폭넓게 사용할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 잘 설명될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

도 1에 도시한 직접 방사 연신 장치를 이용하여, 용융 방사, 연신, 열처리를 연속적으로 실시하여 폴리아미드사를 제조하였다.

수평균분자량 2000의 폴리에틸렌디아민, 내열제(아미노토리스 (메틸렌포스폰산)), 산화방지제를 각각 포함하는 상대점도(RV) 3.3인 폴리헥사메틸렌아디프아미드 중합체를 압출기를 사용하여 292℃의 온도에서 42의 방사 드래프트비로 용융방사하였다. 이때 방사팩내 여과 체류시간은 10초이고, 사용된 압출기의 스쿠류는 L/D를 28로 조정하였고, 2개의 유니트를 갖는 스태틱 믹서를 방사팩의 중합체 도관 내에 설치하여 용융방사되는 중합체를 고르게 혼합시켰다. 이어, 팩내에 용융된 중합체를 도 2의 단면형상을 갖는 방사구금을 통과시켜 제조한 방출사를 길이 700 ㎜의 냉각구역(오픈냉각챔버, 20℃, 0.6m/초의 풍속을 갖는 냉각공기 취입)을 통과시켜 고화시킨 다음 방사 유제로 오일링하였다. 이 미연신사를 460m/분의 방사속도로 권취하고, 3단 연신시켰다. 제 1단계 연신은 40℃에서 1.2배로, 제 2단계 연신은 72℃에서 3.0배로, 제 3단계 연신은 212℃에서 1.7배로 수행하고, 230℃에서 열고정(이완온도)하고 4% 이완시킨다음 권취하여 315d/136f의 최종 연신사를 제조하였다. 하기 표 1에 방사 및 연신조건을 나타내었다. 이와 같이 제조된 연신사의 물성을 평가하여 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.

실시예 2 및 비교예 1

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 섬도, 방사온도, 연신조건을 변화시키면서 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하여 연신사를 제조하였다. 하기 표 1에 방사 및 연신조건을 나타내었다. 이와 같이 제조된 연신사의 물성을 평가하여 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.

수득된 섬유에 대해서, 섬도, 강도, 5% 강도, 신도, S/F, 균제도(U%) 및 CPU를 측정하였다. 또한 얻어진 직물에 대해서, 흡습성(㎜/10 min), 흡습률(%), ΔMR 및 접촉냉감성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타낸다.

시험예

실시예 및 비교예에서 폴리아미드사의 물성 측정 방법은 이하의 방법을 이용하였다.

[측정 방법]

1. 섬도

JIS L-1013에 준하여 측정하였다.

2. 황산 상대점도(I.V.)

황산(90%)에 시료 0.1g을 농도가 0.4 g/100ml 되도록 90분간 용해시킨 후, 우베로데(Ubbelohde) 점도계에 옮겨 담아 30℃ 항온조에서 10분간 유지시키고, 점도계와 흡인장치(aspirator)를 이용하여 용액의 낙하 초수를 구했다. 용매의 낙하초수도 동일한 방법으로 구한 다음, 하기 수학식에 의해 R.V.값을 계산하였다.

3. 강신도

인스트론(Instron) 5565(인스트론사제, 미국)를 이용하여, ASTM D 885의 규정에 따라 표준상태(20℃, 65% 상대습도) 하에서 24시간 이상 방치한 후, 250 ㎜의 시료 길이, 300 ㎜/분의 인장속도 및 20 turns/m의 조건으로 강신도를 측정하였다.

4. 흡수성

KS K 0815.5.27 방법인 바이렉 법(위킹 테스트)으로 측정한다. 본 발명의 폴리아미드 섬유를 사용하여 32게이지 인터록 양면 환편기에서 환편지를 제편한 후, 이를 가로 2.5㎝, 세로 20 ㎝로 제단하여 시료를 제조한다. 상기 원단 시료의 한쪽 부분을 수중에서 2.5 ㎝ 침지시킨 후 10분 동안 방치하고, 모세관 현상에 의해 원단에 흡수된 수분의 높이를 3회 측정하여 평균값을 구한다.

5. 흡습율(%)

20 cm × 2.5 cm의 편물 조각을 시료로 하고, 25℃, 90% RH의 항온항습조에 넣고, 24시간 후의 중량 증가량을 측정하여, 최초의 중량에 대한 중량 증가량을 %로 나타내었다.

6. 흡습률차(ΔMR)

샘플을 칭량병에 1 내지 2 g 정도 계량하여 취하고, 110℃로 2시간 유지하여 건조시켜 중량을 측정하고(WO), 다음으로 대상 물질을 20℃, 상대 습도 65％로 24시간 유지한 후 중량을 측정한다(W65) 그리고, 이것을 30℃, 상대 습도 90％로 24시간 유지한 후 중량을 측정한다(W90) 그리고, 다음 수학식에 따라 계산을 행한다.

MR65=[(W65-W0)/W0]×100% (1)

MR90=[(W90-W0)/W0]×100% (2)

ΔMR=MR90-MR65 (3).

7. 접촉냉감성(q-max)

스무스 니팅(smooth-knitting) 후, 정련, 건조, 염색한 직물 시편을 써모라보 II형 측정기[가토 테크 가부시키가이샤(Kato Tech Co, Ltd) 제품]를 사용하여, 실온 24℃, 습도 63% RH의 방에서 BT-Box를 34℃로 조절하고 습기가 충분히 조절된 샘플 위에 BT-Box(압력 10g/㎠)를 얹고, 10℃의 온도차에서의 단위면적당 열유속(heat flow rate)을 측정하였다.

	방사조건
	칩	수분율	실린더온도 (℃)	빔온도 (℃)	팩압 (kgf)	GR1속도 (온도)	GR2속도 (온도)
비교예	2.6 FD	1,200 ppm	250/253/255	255	120	3,500 (-)	4,200 (160℃)
실시예1	고흡습	1,600 ppm	250/260/265	270	180	3,200 (-)	4,800 (160℃)

	물성
	섬도	강도 (gf/den)	5%강도 (gf/den)	신도 (%)	S/F	U%	OPU
비교예	25.1	5.54	1.00	45.9	37.5	1.1	1.0
실시예1	24.8	4.75	1.07	44.6	22.1	1.0	0.8

		흡습성 (㎜/10min)	흡습율(%)	흡습률차 (△MR)	접촉냉감성 (J/㎠/S)
비교예 1	일반 나이론 (Navy)	37	3.2	0.6	0.236
실시예 1	고흡습 NY (Navy)	55	5.3	2.6	0.254 (△0.018)
실시예 2	고흡습 NY (White)	102	6.9	3.5	0.260 (△0.024)

상기 표 2 및 표 3의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 폴리아미드사는 일반 폴리아미드사에 비해서 폴리아미드사의 우수한 물성은 그대로 유지하면서도, 흡습성, 흡습률차, 및 접촉냉감성성이 우수하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1: 방사팩 2: 노즐
3: 냉각구역 4: 용융방출사
5: 유제 부여장치 6, 7 : 고뎃롤러
8: 교락 부여장치 9 : 권취기

Claims

폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하는 폴리아미드계 이형단면 섬유로 이루어지고, 내열제를 포함하며, 30℃, 90% RH의 환경 하에서 24 시간 유지한 후의 흡습률이 4% 내지 8%이고, 바이렉 법(Wicking Test)으로 측정한 흡습성이 50 내지 120 ㎜/10분인 것을 특징으로 하는 고흡습성 폴리아미드 섬유.
제1항에 있어서, 상기 폴리에테르디아민은 분자량이 1000 내지 3000인 것을 특징으로 하는 고흡습성 폴리아미드 섬유.
제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 섬유는 선밀도가 필라멘트당 1.0 이하인 것을 특징으로 하는 고흡습성 폴리아미드 섬유.
제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 섬유는 강도가 4.0 gf/den 이상이고, 신도가 35%~45%이며, 30℃ 90% RH에서의 흡습률로부터 20℃ 65% RH에서의 흡습률을 공제한 흡습률차(ΔMR)가 2.0% 이상인 것을 특징으로 하는 고흡습성 폴리아미드 섬유.
제1항에 있어서, 상기 내열제는 포스폰산 함유 유기 인 화합물인 것을 특징으로 하는 고흡습성 폴리아미드 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 46, 나일론 66, 나일론 666, 나일론 69, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 96, 나일론 99, 나일론 910, 나일론 912, 나일론 1212, 나일론 6T, 나일론 9T, 나일론 10T, 나일론 12T, 나일론 6I, 나일론 9I, 나일론 10I, 나일론 12I 및 이들의 공중합체 및 혼합물에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 고흡습 폴리아미드사.
폴리아미드에 대하여 폴리에테르디아민을 10~50 wt%의 양으로 함유하고, 내열제를 포함하는 폴리아미드 칩을 방사구금으로부터 토출된 수분율이 1,600 내지 1,800 ppm인 폴리아미드 섬유를 냉각풍으로 냉각고화시킨 후, 방사용 유제를 부착시켜 연신한 후 권취하는 직접 방사 연신법에 의한 폴리아미드 섬유의 제조함에 있어서, 다음의 (1) 내지 (7)의 조건을 만족시키는 조건 하에서 방사연신하는 것을 특징으로 하는 흡습성 폴리아미드사의 제조방법:
(1) 실린더 온도 : 250℃/260℃/265℃
(2) 빔 온도 : 263℃
(3) 팩압 : 120kgf
(4) 제1 고뎃 롤러 토출 선속도: 3000 m/분 이상 3500 m/분 이하
(5) 제1 고뎃 롤러 온도: 실온
(6) 제2 고뎃 롤러 토출 선속도: 3500 m/분 이상 3800 m/분 이하
(7) 제2 고뎃 롤러 온도 : 165℃
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항의 폴리아미드사로 구성되는 섬유 제품.
제8항에 있어서, 상기 섬유 제품은 이너웨어인 것을 특징으로 하는 섬유 제품.