KR810001330B1 - 텍스쳐 사(Textured yarns) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

텍스쳐 사(Textured yarns)

제1도는 텍스쳐사의 특성치(Rmax/

, X₁-

)를 구하는 측정장치의 개략적인 측면도.

제2도는 제1도 장치에 의해 측정된 챠트.

제3도는 제1도 장치에 의해 측정된 챠트.

제4도는 벌키이성 정도를 측정하는 샘플스탠드식 측정장치의 사시도.

제5도는 벌키이성 정도의 측정방법을 표시한 개략도.

제6도는 본 발명 텍스쳐사의 제조방법을 실시예로서 표시한 개략적인 측면도.

제7도는 진동부여 장치가 없는 가열핀에 있어서 사조의 접촉을 표시한 측면도.

제8도는 진동부여 장치가 있는 가열핀에 있어서 사조의 접촉을 표시한 측면도.

제9a, b, c도는 각각 본 발명에 사용되는 진동부여 장치를 표시한 사시도.

본 발명은 편직물에 쓰이는 텍스쳐사(Textured yarns)에 관한 것이다.

본 발명의 텍스쳐사는 실제적으로 비틀리지 않은 열점성의 필라멘트사를 10-120mg/d정도의 장력하에서 제1가열체 위를 주행시키고, 가열체에 접근된 사조의 연신중에 진동을 가하여 단시간내에 사조가 가열체와 접촉시켜서 얻어진다.

따라서 본 발명 텍스쳐사는 그 제조공정중에 일부사조는 다른 사조보다 먼저 제1가열체에 접촉하고 이어서 각각의 사조가 단시간에 가열체와 접촉되므로 과열처리나 미열처리된 연신사조가 생기지 않는 거의 균일한 열처리가 된 사조이다.

본 발명 텍스쳐사의 제조에 사용되는 실제적으로 비틀리지 않은 사조는 미연신사를 연신하여 얻거나 연신비율(Drawing Ratio)과 관계없는 프레오리엔티드사(Pre-oriented yarn) 혹은 비틀리지 않고 감겨진 연신사의 팩케이지로 부터 얻으며, 팩케이지는 드럼이 적당하고 퍼언(Pirn)은 경사진 부분때문에 사조가 꼬이므로 팩케이지로는 부적당하다.

본 발명에 사용되는 열접성의 멀티필라멘트사는 폴리아미드에서 성형되는 폴리아미드계, 폴리에스터계, 폴리오레핀계 및 폴리비닐계섬유이며, 특히 폴리에스터의 섬유가 적당하다.

폴리에스터계라 함은 예컨대 폴리에치렌테레프타레이트, 폴리에치렌 옥시벤조에이트 또는 이들의 반복단위 70% 이상에 제3성분을 함유하는 공중합체를 말한다.

본 발명 텍스쳐사는 실질적으로 단사교락(單

交絡 : Interlaced)이 없는 멀티 필라멘트사로서 다음과 같은 특성을 갖는다.

A) Rmax/

≤2.5

B) △S₅≥1.5%, △S₅₀≤3%

C) Y ≥1.3cc/g%

D) X_T-

≤1.0g

여기서

Rmax : 최대장력 변동폭

: 평상부(平常部)의 평균적인 장력 변동폭

△S₅: 시료길이 5cm에 대한 각 필라멘트사이의 최대수축율 차

△S₅₀: 시료길이 50cm에 대한 각 필라멘트사이의 최대수축율 차

X_T: 최대장력

: 평균장력

Y :

본 발명에서 실질적으로 단사교락이 없다는 뜻은 인접하는 단일필라멘트사의 응집력(cohering force)이 20T/m의 연도(撚度, Twist)를 가지는 보통실로서 미국특허 제2985995호에 기재된 바와 같이 훅 드롭 테스트(Hook-drop Test)로 측정되는 인접한 사조의 응집계수가 2.5cm^-1보다 작은 사조를 의미한다.

상기한 사조의 특성치는 다음과 같이 측정된다.

제1도의 표시와 같이 Rmax/

와 X_T-

의 특성치를 구하는 측정장치에서 팩케이지(1)에서 풀려나온 사조(2)는 가이드(3)를 경유하여 장력조정장치(4)에 의해 1차 장력을 조정하고, 보조로울러(S)와 마찰하는 3개의 로울러(5)(7)(9)를 통과한다.

여기서 로울러(5)(7)은 같은속도로 회전한다.

사조는 15㎝ 간격으로 배설된 양로울러(7)(9) 사이에서 로울러(9)에 의해 50㎝/sec의 속도로 주행되어 7.5% 연신된다.

양로울러(5)(7) 사이에 설치된 마찰이 없은 안내로울러(F)로 인도되는 사조는 하중(6')에 의해 중력을 받고있는 변위로울러(6)를 경유하여 양로울러(5)(7) 사이에서 0.3g/d의 장력을 유지한다.

상기한 사조의 장력은 양로울러(7)(9) 사이에 설치된 픽업(8)에 의해 측정되고, 이 측정치는 6㎝/min의 속도로 챠트에 기록된다. 도면의 부호(10)는 권취로울러이다.

제2도는 제1도 장치의 픽업(8)에 의해 측정된 챠트의 일예로서 Rmax는 난조(亂調)로 표시된 챠트에서 임의로 15㎝를 선정한 부분의 최대변화폭이고,

은 전기한 15㎝로 선정한 부분의 평상부를 폭 2㎝, 길이 3㎝로 일정하게 3개소를 선정하여 변화폭의 평균치를 산출한 평균변화폭이다.

일반적으로 제2도에 표시한 바와 같이 사조가 균일할수록 장력변화도 균일하게 된다.

Rmax/

는 사조의 균일성을 표시하며 그 값이 2.5이상인 멀티 필라멘트사로 직조하면 강한선조(strong streak)나 염색얼룩이 생기므로 그 값이 적을수록 좋다.

X_T와

도 역시 제1도 장치의 픽업(8)에 의해 측정된 챠트에서 구할 수 있으며, X_T는 챠트의 길이에 관계없이 주기적인 물결모양으로 챠트에 표시된 난조부분의 최대장력(g)이며,

는 챠트에서 임의로 선정된 15㎝ 길이에서 평상부를 길이 3㎝, 폭 2㎝로 일정하게 3개소를 선정하여 산출한 평균장력(g)이다.

X_T-

는 사조의 주기적인 불균일성의 척도이며, 이 값은 0인 것이 바람직스럽지만

는 사조의 영계수(young modules)와 사조의 수축특성에 의해 결정되므로 폴리에틸렌 테레프타레이트로서 본 발명의 벌키이성 가공사를 제조할 경우에는 1.4-2.1의

g/d 값을 취할 필요가 있다.

△S₅와 △S₅₀은 각각 5㎝, 50㎝ 길이의 시료를 20℃에서 5분간 자유수축상태로 건열처리하여 얻어진다.

건열수축율은 시료의 원래길이에 대한 수축량의 백분율로 계산되며, △S₅는 5㎝ 시료의 최대와 최소수축율의 차이로, △S₅₀은 50㎝ 시료의 최대와 최소수축율의 차이로 결정된다.

여기서 △S₅는 큰수치이고, △S₅₀은 적은수치인 것이 바람직하지만 △S₅가 1.5보다 작으면 벌키이성이 결여되고, △S₅₀이 3.0보다 크면 직조되었을때 위사(緯

)의 타입(打入)에 심한 불균형을 초래하는 결점이 있다.

건열수축율(SH) 그리고 벌키이성 정도(M)에서 얻어지는 수치 Y는 다음과 같이 측정된다.

건열수축율(SH)은 시료 필라멘트사 80m를 둘레 1m의 타래(skein)로하여 0.1g/d의 하중을 가하여 초기 길이 ℓ₁(cm)을 측정하고, 이 타래를 다시 200℃±2℃의 분위기중에서 5분간 무하중의 상태로 매달아서 열처리를 행한후에 0.1g/d의 하중을 가하여 재차 타래의 길이 ℓ₂(㎝)를 구하여 다음식으로 건열수축율(SH)을 구할 수 있다.

SH(%)=(ℓ₁-ℓ₂)/ℓ₁×100

제4도는 샘플스탠드식의 벌키이성 정도(M)를 측정하는 간단한 장치를 표시하며, 스탠드의 상면(11)에는 6mm의 간격(17)으로 2개의 스리트(16)가 설치된다.

이 스리트(16)에 폭 2.5㎝의 유연한 박포(12)를 걸쳐놓고, 그 하단에 금속제의 지침계(13) 및 중량추(14)를 결합하고, 스탠드 상면(11)의 박포(12)에 시료가 장착되지 않은 조건에서 지침계(13)의 눈금(15)이 0위치를 표시하도록 설치한다.

시료는 80㎝의 긴사조를 감아서 둘레 1m의 타래로 하여 표시섬도(Indicated deniers)에 따라 2-10타래를 준비하고, 이 타래들을 각각 별개로 200℃±2℃의 분위기중에서 5분간 무하중상태로 매달아서 열처리를 행한후 타래는 표시섬도가 48000 데니에가 되도록 나란히 배열한다.

(예컨대 30데니에의 사조인 경우 30×80×2=4800, 48000÷4800=10이므로 10타래, 75 데니에의 사조인 경우 75×80×2=12000, 48000÷12000=4이므로 4타래)

이렇게 배열된 타래를 제5a도에 표시한 바와 같이 4등분으로 접어서 시료(18)를 성형하고, 이것을 제5b도 및 제5c도에서 표시한 바와 같이 박포(12)와 스탠드 상면(11)과의 사이에 삽입한다.

중량추(14)와 지침이 달린 지침계(13)를 맞춰서 합계 50g이 되도록 한후에 지침이 표시한 값 L(㎝)을 측정하고, 측정시료(18)의 위치를 3회 이동하여 측정해서 평균값

(㎝)를 구한다.

벌키이성 정도(M)는 다음식으로 산출한다.

M(cc/g)=박포의 체적(V)/박포속의 실중량(W)

여기서 D : 열처리전의 시료 섬도(d)

P : 박포속에 평행으로 삽입된 실의 갯수

그리고 Y의 값은

으로 구해진다.

Y의 값이 1.3보다 적으면 사조는 낮은 벌키이성과 높은 수축율을 가지게 되어 종이 같은 수편물이나 편직물로 된다.

직물의 성질과 사조의 특성치 Rmax/

, △S₅및 △S₅₀. Y값 그리고 X_T-

와의 사이에는 다음 표 1-4에 표시된 바와 같은 관계가 있다.

이 표는 본 발명의 텍스쳐사와 다른 방법으로 얻어진 사조로서 75 데니에, 36 필라멘트 폴리에스터 텍스쳐사를 평직물로 직조하여 품질을 평가한 결과이다. 각표에 있어서 부호 O표는 만족할만한 제품, △표는 약간 난점이 있는 제품, X표는 난점이 있는 제품을 각각 표시한다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

본 발명을 제6도 내지 제9도로서 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

제6도는 텍스쳐사를 생산하는 장치의 측면도로서 미연신사 팩케이지(19)에서 사조(20)는 인출되어 가이드(21)(21')를 경유하여 공급로울러(22)와 로울러(24)와의 사이에서 통상적인 연신이 된다.

공급로울러(22)는 그 표면에 고무를 입혀서 사조의 공급중에 사조가 연신되도록 하는 것이 좋으며, 또한 로울러(22)와 로울러(24) 사이에는 연신핀(23)을 설치한다.

이어서 사조(20)는 로울러(24)와 로울러(27) 사이에 설치된 가열핀(26)을 통과하는 것인바, 로울러(24)는 로울러(27)의 회전속도보다 빨라서 가열핀(26)을 통과하는 사조의 인장력은 작아지게 되어 가열핀(26)에 의해 열수축응력이 발생한다.

상기한 로울러(24)와 로울러(27)의 회전속도를 다르게 한 것과 가열핀(26)의 온도에 의해 가열핀(26)을 통과하는 사조의 장력은 10-120mg/d의 균일한 장력으로 된다.

이때 주행하는 사조의 속도는 가열핀(26)에 의한 가열이 사조에 균일하게 전도되지 않을 정도로 하여 주행시키며, 또한 진동장치(25)로서 가열핀(26)에 공급된 사조에 적극적인 진동을 가한다.

로울러(27)를 통과한 사조는 로울러(27)과 동일한 속도의 로울러(29) 사이에서 가열판(28)에 접촉되어 가열된 후 권취기(30)에 감겨진다.

각개 로울러(24)(27)(29)에는 각각 보조로울러(S)를 병설하여 사용하고, 로울러(27)를 통과한 사조에 대해 가열판(28)에 의한 가열을 행하지 않고 직접 권취기(30)에 감아도 좋다.

제6도를 참조하여 설명한 바와 같이 본 발명의 텍스쳐사는 미연신사를 연신한 후에 가열핀에 공급해서 팩케이지에 감은 것이므로 거의 0에 가까운 X_T-

의 값을 가진 양호한 텍스쳐사를 얻을 수 있으며 연신사를 가열핀에 공급하여 드럼에 감는 경우에도 이와 유사한 결과를 얻을 수 있다.

제3도는 경사진 부분과 직선부분을 가진 퍼언에 감겨진 연신사를 가열핀에 공급하여 얻어진 사조를 제1도 장치의 픽업(8)에 의해 측정된 챠트로서 불규칙 부분 t와 규칙적인 부분 P는 각각 열처리하기 전에 퍼언의 경사진 부분과 직선부분에 감겨진 사조의 장력변화를 나타낸다.

이와 같이 퍼언에 감겨진 연신사는 X_T-

의 값이 만족스럽지 못하지만 본 발명에 의해 드럼에 감겨진 연신사를 시험하면 규칙적인 부분 P만 생기므로 만족스럽게 된다.

제3도의 부분 t'도 역시 가열핀으로 열처리된후에 퍼언의 경사진 부분에 감겨진 사조의 불규칙하지 않은 장력변화를 나타내지만 이것은 열처리전에 감겨진 경우와는 반대로 열처리후에 경사진부분에 감겨진 사조이기 때문에 특성 X_T-

에 아무런 영향을 주지 않는다.

제7도 및 제8도는 가열핀 위에서 사조의 상태를 설명하는 측면도로서 규정된 사도(

道)를 통과하는 사조(20)가 가열핀(26)의 표면과 최초로 자연히 접촉되는 점을 가상접점(a)이라 하면 일반적으로 꼬여진 필라멘트사를 가열핀에 공급하면 제7도의 표시와 같이 사조는 가상접점(a)에서 가열체 표면에 접촉되고, 이 점(a) 는처에서 가열체로 부터 받는 열량에 따라 열처리된 필라멘트사(b)는 가열체표면을 타고 통과하지만 필라멘트사(c)는 가열체표면에 접촉되지 않으므로 열처리되지 않기 때문에 단사(單

)의 길이방향으로 보면 열처리된 부분과 열처리되지 않은 부분이 생겨서 난조를 이루므로 가열체를 통과한 사조는 꼬여져서 결과적으로 공급사나 방적물에 영향을 주게 된다.

특히 진동을 받지 않고 가열체에 공급되는 사조가 실질적으로 꼬이지 않은 멀티 필라멘트사인 경우에는 각 단사에 대해 열처리부와 비열처리부와의 피치(pitch)가 길게되어 균일성이 결여된 사조(특성치 Rmax/

의 값이 3-4.5에 달하는 사조) 밖에 얻을 수가 없다.

그러나 본 발명 텍스쳐사는 예컨대 실질적으로 꼬이지 않은 필라멘트사에 진동을 가하면서 가열핀(26)에 공급되기 때문에 제8도의 표시와 같이 각 단사는 가상접점(a)에서만 접촉되는 것이 아니라 진동에 의해 그 후방이나 전방에서도 접촉해서 각 단사에 대하여 대략 균일한 열처리효과를 얻음과 동시에 가열체에 의한 열처리 난조를 조정하였으므로 균일성이 우수하다.

진동부여장치(25)로서는 예컨데 전기적 진동자(제9a도), 회전날개(제9b도) 또는 유체분사장치(33)의 세공(34)으로 유체를 분사하여 사조(20)를 불어 밀치는 것(제9c도)이나 기타 적당한 장치를 이용할 수가 있다.

진동의 부여할때의 사조장력이 너무 크면 진동을 부여하기 곤란하고 반대로 너무 낮으면 절사 등이 발생하기 쉽기 때문에 사조가 가열체를 통과하는 부분의 사조장력을 전기한 바와 같이 10-120mg/d의 범위로 조정하고 진동부여를 효과적으로 하기 위하여 진동부여장치를 2개 이상 사용할 수도 있다.

가열핀(26)의 온도는 사조의 2차 전위점에서 융점의 범위로 실시하는 것이지만 바람직하게는 사조의 2차 전위점에서 융점이하 10℃를 초과하지 않는 범위이다.

온도가 사조의 융점에 지나치게 가까우면 사조가 녹아서 끊어질 우려가 있으며, 반대로 2차 전위점 이하의 온도에서는 소기의 사조를 얻을 수가 없다. 또한 가열판(28)의 온도는 앞단계에서 생성한 루우프를 소거하여 잠재화 할 정도의 적당한 온도로 하면 좋다.

예컨대 사조의 2차 전위점에서 가열체(26)의 온도보다 25℃ 이하를 초과하지 않는 범위가 바람직하다.

만약 가열체(26)의 온도보다 낮은 온도를 채용하지 않았을때는 소기의 벌키이성이 얻어지지 않는다.

루우프를 소거하는 공정에서 가열판(28)을 사용하지 않고 루우프가 소거되기에 충분한 장력으로 감아올려서 루우프를 소거하는 방법을 채용하면 벌키이성이 적고 수축율이 큰것 밖에는 얻어지지 않는다.

본 발명의 텍스쳐사는 외관이 보통실과 같은 잠재적인 벌키이성 사조 혹은 소위 축늘어진 형태의 루우프를 가진 사조이며 사조로서 균일하고 충분한 벌키이성과 낮은 수축성을 갖추고 있다.

따라서 본 발명 사조로 직조된 편직물은 감촉이 좋고 염색얼룩 및 염색선조가 생기지 않는다.

이하 본 발명을 실시예로서 설명한다.

[실시예 1]

제6도에 표시한 장치로 262d/36F의 폴리에치렌 테레프타레이트 (3각 단면)의 미연신사를 360cm/min의 속도로서 3.5배로 연신하여 75 데니에로 한 연사를 로울러(24)(27) 사이에서 10%를 과공급(over fed)한다.

공기분사에 의한 진동부여장치(25)는 제9c도에 표시한 바와 같이 지름 0.5mm의 세공을 3mm 간격으로 9개 배열하고 공기압 0.8kg/㎠으로 사조에 공기를 분사하여 사조를 진동시키면서 지름 35mm 온도 215℃의 가열핀에 공급하여 열처리를 행하였다.

이때 로울러(24)(27) 사이에서 사조의 공급장력은 약 2.5g(33mg/d) 가열핀에 접촉된 길이는 약 5.1㎝ 이었다.

다음에 로울러(27)와 로울러(29) (로울러(27)와 같은 속도로 회전됨)와의 사이에서 135℃로 가열한 25℃ 길이의 평면상의 가열판(28)에 접촉시켜서 루우프를 소거시킨 후 권취기(30)로 감아올렸다. (샘플 1)

가열판(28)을 사용하지 않은 외에는 샘플(1)과 동일한 조건하에서 감아올려 루우프가 있는 사조를 얻었다. (샘플 2)

샘플 1과 샘플 2의 특성은 다음과 같다.

이들 사조들은 우수한 벌키이성과 저수축성을 가지며, 다시 이들 사조로서 각각 평직물을 직성하여 보통의 정련을 행한후 180℃로서 30초간 건열처리하고, 이어서 염색완성을 하였다.

각 직물의 특징은 다음과 같다. (샘플 1에 의한 직물)

직물에 두께가 있고 극히 짧은 은사모양의 얼룩무늬를 가지고 있으며, 광택은 부드럽고, 까칠한 감촉을 가진 직물로서 색깔의 명도와 채도가 우수하다. (샘플 2에 의한 직물)

샘플(1)에 비해서 직물의 두께가 우수하고 극히 짧은 은사모양의 얼룩무늬도 약하며 적다.

광택이나 만져본 감촉은 샘플(1)과 동일하며 색깔의 명도와 채도는 샘플(1)보다 약간 떨어지나 거의 구별할 수 없을 정도의 차이이다.

[실시예 2]

제6도에 표시한 장치로서 239d/24F의 폴리아미드 미연신사를 400m/min의 속도로서 3.4배 연신하여 75 데니에로된 연사를 로울러(24)(27) 사이에서 7%를 더 많이 공급하여 실시예 1과 동일한 방법으로 진동시키면서 직경 60mm, 온도 20℃의 가열핀을 통과시키고 권취기(30)에 감아서 샘플 3을 얻는다.

이때 로울러(24)(27) 사이에서 사조의 장력은 약 2g(29mg/d)이고 가열핀에 접촉되는 길이는 6.3㎝이다.

샘플 3의 특성은 다음과 같다.

여기서 M은 5타래(5skeins)를 사용하여 측정하였다.

샘플(3)의 사조로 직조된 평직물은 170℃에서 30초간 가열셋트하여 염색 완성한다. (샘플 3에 의한 직물)

직물의 두께는 얇고 선조가 매우 적으며, 온화한 광택과 약간 부드러운 감촉을 느낄 수 있으며, 색깔의 채도와 명도는 우수하다.

[실시예 3]

실험 (1)

실시예 1의 샘플(1)을 제조한 방법과 같은 조건에서 로울러(24)(27) 사이에서의 과공급율을 여러가지로 변경하는 것에 의해 사조의 장력이 변화하면서 샘플(4)와 (5)가 얻어졌다.

실험 (2)

제6도에 표시한 장치에 의하여 105D/12F의 폴리에치렌 테레프타레이트(3각단면)의 미연사를 436m/min의 속도로 3.5배 연신하여 30 데니에로한 연사를 로울러(24)(27) 사이에서 여러가지의 과공급율로 공급되었다.

진동부여장치는 실시예 1과 동일한 것을 사용하였으나, 공기압은 0.6kg/㎤이었고, 사조는 여러가지의 사조공급장력으로, 지름 35mm, 온도 215℃의 가열핀(26)에 공급되어 5.1㎝ 길이가 접촉되었다.

서로 같은 속도로 회전하는 로울러(27)(29) 사이에서 130℃로 가열된 길이 25℃의 평면가열판(28)에 접촉시켜서 루우프를 소거시킨 후 권취기(30)로서 감아올려서 샘플(6)과 (7)을 얻었다.

실험(1)(2)에 의한 샘플 사조의 특성 및 사용상의 안정성도 표 5와 같이 사조장력이 증대하면 Y값은 감소한다.

명백하게 장력이 증가하면 Y의 값은 감소되지만 Y의 최하 한계치는 1.3이므로 장력은 사조의 성질에 따라 대략 120mg/d로 변경시킬 수 있다.

[표 5]

이들 샘플의 사용상의 안정성은 모두 사용시 끊어지지 않아서 만족할만 하지만 장력의 감소에 따라 사조의 파손도가 증가함을 알 수 있다. 장력이 10mg/d 이하일때 조업안정성은 불안하게 된다.

[실시예 4]

가열판(28)의 온도를 변화한것 외에는 실시예 1의 샘플(1)의 경우와 동일한 방법으로 샘플 8-12를 얻었다.

이들의 특성은 표 6과 같으며, 가열핀(26)과 가열판(28)의 온도차가 감소함에 따라서 Y가 감소함을 알 수 있으며, 표에는 표시되지 않았으나 만약 온도차가 25℃ 이하로 감소하면 Y치가 최저한계치인 1.3 이하로 떨어지게 된다는 것은 명백하다.

[표 6]

Claims (1)

1. 실질적으로 단사교락이 없는 열가소성 합성섬유 멀티필라멘트사로서 각 특성치 Rmax/

   

   ≤2.5, △S₅≥1.5%, △S₅₀≤3%, Y ≥1.3cc/g% 그리고 X_T-

   

   ≤1.0g을 동시에 만족시키는 것을 특징으로 하는 텍스쳐사.

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