KR930000559B1 - 폴리에스테르 공급사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리에스테르 공급사의 제조방법

본 발명은 신규의 폴리에스테르사를 제조하기 위한 신규의 방법, 및 더욱 특히, 연신-정경(draw-warping)함으로써, 냅핑(napping)에 의해 심미감을 더 개선시킬 수 있는 부드럽고 쾌적한 느낌의 직물을 제공하는 신규의 플래트사(flat yarn)로 가공하기에 특히 적합한 양이온 염색성의 방사-연신된(spin-oriented) 폴리에스테르 필라멘트의 신규 공급사에 관한 것이다.

폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 합성 폴리에스테르 필라멘트는 휜필드(Whin field) 및 딕슨(Dickson)의 미합중국 특허 제 2,465,319호에 의해 대략 50년전에 제안되었으며, 대략 40년 동안 상업적으로 제조되어 왔고, 그의 유리한 성질 때문에 여러해동안 가장 널리 사용되고 제조되어온 합성 중합체 필라멘트였다. 현재, 폴리에스테르 방직용사는 여러 가지 다른 형태의 폴리에스테르사를 필요로 하는 갖가지 다양한 의류 제품에 사용되며, 이에 맞춰 다양한 가공기법에 의해 제조된다. 폴리에스테르 의류용 사에는 크게 두부류, 즉 방적사(본 발명과 관계없는 것으로, 폴리에스테르 스테이플 섬유로부터 제조됨) 및 멀티필라멘트(multi-filament)(연속 필라멘트)사가 있으며, 멀티 필라멘트사는 다시 텍스처가공사(textured yarn ; 본 발명과 관계 없으며, 보통 가연 (false-twisting)에 의해 필라멘트를 권축시킨다) 및 플래트사(즉, 비텍스처가공사 ; untextured yarn)의 두 부류로 크게 구분된다. 본 발명은 멀티필라멘트 폴리에스테르 플래트사에 관한 것이다.

플래트사는 여러 가지 상이한 형태의 직물, 예를들면 편성(knitting)에 의해 제조할 수 있는 주자직물(satin)에 사용된다. 몇년전의 크녹스(Knox)의 미합중국 특허 제 4,156,071호에 이미 기술된 바와같이, 고강도의 폴리에스테르 필라멘트가 많은 직물용도에서 유리할 수도 있지만, 또한 특정 용도에 대해서는 더 낮은 모듈러스를 가진 사 및 필라멘트, 예를들면 셀룰로즈 아세테이트를 통상적인 연신된 폴리에스테르 필라멘트사보다 우선하여 사용하는 것이 바람직하였다. 다시 말해서, 특정의 최종용도에 매우 유리할 수 있는 고강도의 통상의 폴리에스테르 필라멘트 및 사가 다른 특정의 최종 용도에 대해서는 단점이 될 수도 있다.

많은 폴리에스테르 중합체(공중합체를 포함함)가 제안되어 왔지만, 이제까지 가장 널리 제조되고 사용된 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(흔히, 단독중합체를 칭함)였다. 단독중합체가 보다 저렴한 비용 및 또한 전반적으로 적당한 물성들 때문에 공중합체에 비해 일반적으로 바람직하고, 또는 심지어 대부분의 최종 용도에 바람직하다. 단독중합체는 흔히 2G-T로 칭해진다. 그러나, 폴리[에틸렌테레프탈레이트 /5-나트륨-설포-이소프탈레이트]코폴리에스테르도 또한 30여년동안 특히 스테이플용으로 상업적으로 상당량 제조되고 사용되어 왔으며, 이러한 코폴리에스테르 필라멘트 및 사는 그리핑(Griffing) 및 레밍톤(Remington)의 미합중국 특허 제 3,018,272호에서 처음 제안되었다. 이 코폴리에스테르의 매우 바람직한 특징은 양이온성 염료에 대한 친화성이다. 상업적으로, 연속 필라멘트 뿐아니라 스테이플 섬유의 제조에 사용된 이러한 코폴리에스테르는 약 2몰% 에틸렌 5-나트륨-설포-이소프탈레이트 반복단위를 갖고 있으며, 이러한 코폴리에스테르는 흔히 2G-T/SSI로 칭해져 왔다. 이 코폴리에스테르의 방사-연신된 다엽형(multilobal)필라멘트를 연신-텍스처가공 공급사(DTFY)로 사용하는 선행 제안의 예가 던칸(Duncan) 및 스크리베너(Scrivener)의 미합중국 특허 제 4,041,689호의 실시예 VI에 기재되어 있다. 그러나, 부틀러(Butler) 및 시빌스(Sivils)가 1988년 9월 26일자로 출원한 동시계류중인 미합중국 특허원 제 07/248,733호에 설명된 바와같이, 다량의 단독중합체 DTFY가 제조되고 연신-텍스처가공되어 왔지만, 2G-T/SSI 방사-연신된 필라멘트는 DTFY로서 그다지 만족스럽지 못하였고, 따라서 필수적으로 2G-T/SSI 필라멘트로 이루어진 방사-연신된 사는 종래에는 그의 양이온-염색성의 잇점에도 불구하고 단독중합체의 경우보다 매우 훨씬 작은 규모로 상업적으로 제조 되고 사용되어 왔다.

본 발명은 본원에 기술한 신규의 플래트사를 제공하기 위한 정경-연신가공에 특히 적합한, 때로는 (2G-T/SSI)로 칭해지는, 이러한 양이온 염색성 공중합체 필라멘트의 신규의 폴리에스테르 공급사의 제조방법에 관한 것이다. 상기 사는 필수적으로 상기 양이온 염색성 필라멘트만으로 이루어질수 있거나, 또는 단독중합체 필라멘트(2G-T)와 함께 동시 방사된 혼색사(heather yarn)일 수 있다.

따라서, 약 2몰%의 에틸렌 5-나트륨-설포-이소프탈레이트 반복 단위를 함유하는 방사-연신된 폴리[에틸렌 테레프탈레이트/5-나트륨-설포-이소프탈레이트]코폴리에스테르 필라멘트를 용융-방사시키고, 방사-마무리제를 도포한 다음, 교차 (interlacing)시킴으로써, 약 40 내지 약 300의 데니어, 약 40% 이상의 고수축율 및 약 80 내지 약 180%의 고신장율을 가진 상기 필라멘트의 교차된 멀티필라멘트 공급사를 제조하는 방법에 있어서, 상기 필라멘트를 약 3000ypm[약 2,750m/분(mpm)에 해당함]미만, 바람직하게는 약 2450 내지 약 2750mpm 범위, 특히는 약 2550 내지 약 2650mpm의 인출 속도(withdrawal speed)로 용융-방사하고, 바람직하게는 0.4g/d 미만의 연신-장력으로 인출함을 특징으로 하는 개선된 방법이 제공된다.

경사-연신시키는 경우, 사는 바람직하게는 약 5.5 내지 약 9.5RPC, 바람직하게는 약 7.5RPC 미만의 평균 교차도를 가져야 하고, 편성기능을 향상시키기에 충분한 양 및 그러한 조건하에서 마무리제를 제공하여 정경 후에도 상기 사(yarn) 위에 보존될 정도로 안정한 마무리제를 사에 제공해야 한다.

또한, 약 40% 이상의 수축율 및 약 80% 내지 약 180%의 신장율을 가진 상기 방사-연신된 코폴리에스테르 필라멘트로 방사시켜 연신-정경용 공급사를 우선 형성시킨 다음, 이 공급사를 연신 정경하여 소기의 신장율 및 수축율로 감소시킴으로써 멀티필라멘트 교차된 방직용 플래트사를 제조하는 방법도 제공된다. 생성된 멀티필라멘트 교차된 방직용 플래트사는 약 2몰%의 에틸렌 5-나트륨-설포-이소프탈레이트 반복 단위를 함유하는 폴리[에틸렌 테레프탈레이트/5-나트륨-설포-이소프탈레이트]코폴리에스테르 필라멘트이며, 약 20 내지 약 150데니어, 바람직하게는 최소한 약 40데니어이고, 약 1.5 내지 약 2.5g/데니어, 바람직하게는 약 1.8 내지 약 2.2g/데니어, 다시 말해서 약 2gpd의 강도(tenacity), 약 10 내지 약 50%, 바람직하게는 약 20 내지 약 40%의 파단신도, 바람직하게는 약 40 내지 약 60g/데니어의 비교적 낮은 모듈러스, 약 2 내지 약 10%, 바람직하게는 약 3 내지 약 7%, 특히 약 5 내지 약 7%의 정련 수축율(boil-offshrinkage) 및 바람직하게는 160°C에서 측정했을 때 약 4 내지 약 15%의 건조 열 수축율을 갖는다. 이들 신규의 사는 매우 만족스런 미관을 갖는 직물, 특히 만족스런 부드러움을 갖는 주자 직물로 편성되며, 냅핑이(이들의 미관, 예를들면 부드러움을 개선하기 위함) 매우 수월한 것으로 입증되었다. 이 유리한 성질은 현재 상업용의 방직용 플래트사에 상업적으로 이용되는 폴리에스테르 필라멘트와는 대조적으로, 의외로 낮은 신장율과 연류된 현저히 낮은 필라멘트 강도에서 기인하는 것이다. 이 때문에, 약 5데니어/필라멘트(dpf)미만의 비교적 낮은 dpf를 갖는 사, 특히 약 1.5 내지 약 3dpf를 갖는 사가 특히 유용하다. 본 발명의 플래트사는 또한 일반적으로는 정련 수축율에 대해 약 1%미만, 바람직하게는 약 0.25%미만의 낮은 표준 편차로서 나타낼 수 있는 그의 균제도에서 놀라운 잇점을 가지며, 이점은 상기 균제도를 개선하기 위해 비용을 증가시키는 특별한 방책을 취하지 않으면 안되는 시판 선행 코폴리에스테르 플래트사와 대조되는 우수한 점이다.

상술한 바와같이, 본 발명의 한 태양은 필수적으로 양이온 염색성 필라멘트(즉, 2G-T/SSI 코폴리에스테르)로 이루어진 사에 관한 것이며, 또다른 하나의 태양은 다르게 염색되는 필라멘트와 혼합된 필라멘트사를 제공하기 위하여 단독중합체(2G-T) 및 코폴리에스테르를 동시 방사하는 혼색사에 관한 것이다. 방사 속도가 보다 낮을수록 두가지 유형의 필라멘트 모두에 대해 하기에 기재한 바와 같이 잇점을 제공한다. 실의 냅핑에 있어서 중요한 점은 냅핑 또는 브러슁(brushing)하기에 필요한 기간까지 잘 방사되고 가공될 공급사를 제공하는 것이다.

본 분야의 전문가들은 제조방법 및 가능한 변형 방법에 대한 많은 상세내용을 쉽게 이해할 것이다. 합성 중합체 필라멘트 제조용 코폴리에스테르(2G-T/SSI) 중합체의 제조방법은 본원에 인용된 문헌 및 그 문헌들에 언급된 문헌을 포함하여 선행기술에 이미 개시되어 있다. 빠른 인출 속도로 용융-방사하여 방사-연신된 폴리에스테르 필라멘트를 제조하는 방법은 연신-텍스처 가공 공급사(DTFY)를 제조하기 위한 페트릴(Petrille)의 미합중국 특허 제 3,771,307호 및 피아자(Piazza) 및 리제 (Reese)의 미합중국 특허 제 3,772,872호에 제시되어 있다. 비텍스처가공 플래트사를 제조하는데는 몇가지 다른 조건이 적용되며, 그의 최종 용도를 위해서는 필라멘트에서의 심한 기계적 권축이 일반적으로 바람직하지 못하다. 그럼에도 불구하고, 방사-연신된 필라멘트가 관계된 기재에 관한한, 방사-연신된 폴리에스테르 필라멘트의 제조방법이 오래전부터 알려져 왔고 상업적으로 실시되어 왔다. 본 발명에 따라 연신-정경용 공급사를 제조하고 사용하는데 있어서는 하기와 같은 중요한 차이점이 있다.

DTFY의 제조에 있어, 본 분야의 전문가들에게는 노화 안정성을 향상시키고 가연(false-twist) 텍스처 가공에 견딜 수 있는 "강인성(tough)"사를 제공하기 위해서는 3000ypm 이상의 인출속도가 바람직하다고 알려져 있다. 보다 고속으로 작동하고 디스크를 사용하는 현대 텍스처가공 장치에 있어서는 특히 그러하였다. 그러나, 본 발명에 따르는 연신 정경 공급사, 특히 약 4dpf 미만의 공급사를 제조하는데는 본원에 언급한 바와같이 약 3000ypm 미만 및 바람직하게는 약 2600ypm 이상의 조금 더 낮은 인출 속도가 사용된다. 그 이유는 생성된 연신사의 강도가 공급사의 인출속도에 따라 증가하기 때문이다(공급사를 동일한 연신비를 사용하여 동일한 신장율로 연신시키는 경우). 반대로, 인출 속도와 사의 연신 신장율간의 관계는 그보다 명백하지 않다. 따라서, 양호한 편성 기능에 필요한 충분한 신장율과, 양호한 냅핑 기능을 위한 비교적 낮은 강도가 바람직하게 조화된 연신사를 제공할 수 있도록 공급사에 대해 기재한 바와같이 적합한 인출 속도를 선택하여야 한다. 또한, 그러한 비교적 낮은 인출 속도가 보다 적은 방사 파사율을 가져옴으로써, 성공적인 경사-연신 공정 수행에 있어 중요한 사의 기계적 보전성(保全性)을 매우 높은 수준으로 유지시켜줌을 발견하였다.

DTFY의 또하나의 차이는 바람직한 교차도와 관계 있다. 교차법 및 교차된 사는 번팅(Bunting) 및 낼슨(Nelson)의 특허, 예를들면 미합중국 특허 제 2,985,995호에 처음 개시되었으며, 보다 높은 교차법은 그레이(Gray)의 미합중국 특허 제 3,563,021호에 개시되었으며, 장치상에서 교차를 빨리 측정하는 절차는 히트(Hitt)의 미합중국 특허 제 3,290,932호에 기술되었다. 본원에서는 이를 이용하여 모든 교차를 RPC로서 측정하였다. 본 분야에 알려진 바와같이, 교차 수준은 교차 결절점간의 거리에 따라 측정된다(상기 장치는 cm단위의 이들 결절점의 길이를 RPC 즉, 그의 10로그 10값으로 환산하는 것으로 이해된다). 다시 말해서, 그 값이 클수록(교차 결절점간의 거리가 보다 큼을 나타냄) 교차도는 더 낮다. DTFY의 경우, 낮은 교차도(즉, 비교적 높은 RPC)가 일반적으로 바람직하다 ; 다시 말해서, 높은 교차도(낮은 RPC)는 텍스처가공중에 바람직하지 못하다. 따라서, DTFY용으로는, 일반적으로 11 내지 12의 비교적 높은 RPC로 표시되는 낮은 교차도를 제공하는 것이 바람직하다. 교차도는 개개의 선단을 따라 크게 달라질 수 있으므로 상기 값은 평균값이며, 따라서 본원에서 교차 RPC에 대한 모든 기준값은 최소한 100회 측정치, 바람직하게는 그보다 훨씬 많은 횟수의 평균치이다. 교차된 사는 개개의 선단을 따라 균일하게 교차된다고 생각할 수도 있지만, 이것이 실질적으로는 이루어지지 않는다(또한 바람직하지 않을 수도 있다). DTFY에 대해 낮은 교차도(높은 RPC)가 절실하게 요구되는 것과는 대조적으로, 본 발명에 따르는 연신-정경 공급사에 대해서는 훨씬 더 높은 교차도(보다 짧은 결절점간의 거리, 즉 10미만의 RPC로 나타냄)를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 교차 수준이 평균치임은 알고 있을 것이다 ; 따라서, 실제적으로 교차도는 변화가능하고, 또한 DTFY에 적합할 수 있는(만일 원치않게 낮은 교차도를 전체 사 전반에 걸쳐 유지했다면) 것에 해당하는, 그렇게 낮은 교차도를 가진 사가 다소 있을 수도 있다. 본 발명에 따르면, 연신-정경(이 공정은 교차 결절점간의 거리를 연장시킬 것이다.

즉, RPC는 높아지고, 교차도는 낮아질 것이다) 후에, 교차 정도는 보통 예를들면 경사 편성에 의해 직물을 제조하는 경우에 연신사를 더 가공하기에 바람직하도록 되어야 하므로, 높은 교차도가 필요하다. 따라서, 교차도는(평균) RPC가 약 9.5미만이 되도록 하는 정도가 바람직하고, 약 7.5미만의 값으로 나타나는 바와같은 훨씬 더 높은 교차도를 갖는 것이 일반적으로 바람직할 것이다. 정확한 교차 정도는 특히 심미적 목적을 위해서는 일반적으로 연신사를 함유하는 최종 직물에 바람직한 정도에 따라 달라질 것이다. 일반적으로, 본 발명에 사용된 3000ypm 정도의 높은 인출 속도에서 약 5.5RPC의 값으로 표시되는 것보다도 더 높은 교차도를 얻는 것은 어렵다. 이러한 높은 교차도는 실제적으로는 교차에 사용된 공기압을 상승시킴으로써 대부분 편리하게 수득한다. 그러나, 바람직한 교차도를 얻는데 필요한 보다 높은 공기압을 사용하면, 필라멘트가 기계적 손상을 받기 쉽고 연신-정경 및 편성 단계에서 효율이 손실될 수 있음을 밝혀내었다. 따라서, 교차 단계에서 전형적인 DTFY에 일반적으로 사용되는 장력 보다도 더 정확하게 장력을 조절하는 것이 바람직하다. 통상적으로, DTFY는 바람직하게는 크녹스의 미합중국 특허 제 4,156,071호에 나와 있는 바와같은 2-고뎃(godet) 시스템을 사용하여 방사하였다. 몇몇 제조업자들은 DTFY에 대해 고뎃이 없는(godet-free) 시스템을 선호해왔으나, 이것은 본 발명에 따르는 연신-정경 공급사의 제조에는 권장되지 않는다. 실제로, 추가의 고뎃을 제공하여 사도(thread line ; 絲導) 미끄러짐(slippage)을 방지하고 필라멘트의 손상없이 비교적 더 낮은 장력에서 교차되게 하고자 한다.

본 발명에 따르는 연신-정경 공급사에 대한 또하나의 중요한 고려사항은 마무리제와 관계있다. 통상적으로, 모든 필라멘트사(방적시의)에 일반적으로 (방사-) 마무리제로 칭해지는 피막을 제공하여 왔으며, 그 이유는 상기 마무리제의 공급부가 일반적으로 특정의 새로이 압출된 필라멘트와 특정의 고형물질, 즉, 급냉용 공기 이외의 어떤 물질과의 제1접촉부가 되거나 또는 방사-마무리제의 도포전에는 일반적으로 바람직하지 않게 가이드(guide)와 우발적으로 접촉되기 때문이다. 본 발명에 따르면, 연신사를 원하는 직물로 형성하기 위해 후속적으로 가공하는 기능, 일반적으로 편성 기능을 향상시키기에 충분한 양 및 그러한 조건하에 마무리제를 공급사에 제공해야 하고, 연신-정경 후에 조차도 공급사에 잔류하기에 충분히 안정해야 하는 것이 바람직하다. 이제까지, DTFY의 경우, 방사-마무리제를 사용한 목적은, 예를 들면 피아자(Piazza) 및 리제(Reese)의 미합중국 특허 제 3,772,872호 및 텍스처 가공 기계상에서 가공하는데 최적인 성질을 제공하는 것의 중요성이 논의되어 있는 다른 공보에 언급된 바와같이, 연신-텍스처가공 기능을 최대화하는 것이었다. 이와는 대조적으로, 본 발명에 따르는 연신-정경 공급사에는 교차 핀 수(pin count)와 마찬가지로, 연신-정경기에 의한 가공에 만족할 뿐만 아니라, 예를들면 경사 편성기상에서의 후속가공을 위해 마무리제 물질을 더 도포할 필요가 없을 정도로 잔류하는 마무리제를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 연신-정경 공급사에 바람직한 마무리제는 주요량의 저 휘발성 에스테르, 그 보다 적은양의 저휘발성 유화제, 약 10% 이하의 혼합된 대전방지제 성분, 소량이지만 효과적인 양의 알콕시화된 폴리디메틸실옥산 또는 과불소화된 알콜-유도된 수화제, 및 소량이지만 효과적인 양의 산화방지제로 이루어진다. 그러한 마무리제는 샘플 1.0g을 강제 통풍식(draft) 오븐에서 120분 동안 노출시킬 때, 25°C에서 약 50 내지 200센티포이즈의 점도, 140°C 이상의 발연점, 및 200°C에서 30% 미만의 휘발도 및 180°C에서 15% 미만의 휘발도를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 그러한 연신-정경 공급사에 허용되는 마무리제는 조지 에이. 고울 스톤 캄파니(George A. Goulston Company, 700N, Johnson Street, Monroe, NC 28110)에서 시판하는 "루롤(Lurol) 2233"이다.

따라서, 연신-정경에 또다른 공급사를 사용한 다음, 연신-정경중이나, 또는 그후 후속되는 가공, 예를 들면 편성 전에 상응하는 조정을 행할 수 있지만, 실제적인 연신-정경 공급사에 바람직한 모든 특성을 제공하는 것이 바람직하고 보다 경제적이다. 따라서, 예를들면, 교차용 공기 제트가 갖추어진 특정의 연신-정경기상에서 교차도를 증가시킬 수 있지만, 이것은 연신-정경 공정의 비용을 증가시키므로 공급사에 충분한 교차를 제공하는 것으로서 바람직한 것은 아니다. 마찬가지로, 연신-정경 공정중이나, 또는 그 후에 마무리제를 도포할 수 있지만(이것은 때로는 상부윤활화(overlubing)라 칭해짐). 이 또한 경비를 가중시킬 것이다. 또한, DTFY용으로 제안되거나 도포될 수 있는 몇몇 마무리제는 가공 조건에 따라 연신-정경 작업 내내 지속되는 능력을 가질 수 있으며, 따라서 충분한 양이 도포된다면 이 용도가 전에는 제안되지 않았다 하더라도 본 발명에 따르는 연신-정경 공급사와 함께 사용하기에 적합함을 입증할 수 있다. 그러나, 상업적으로 사용되고 DTFY의 연신-텍스처가공중에 매우 만족한 것으로 입증되어온 모든 마무리제가 본 발명에 따른 연신 정경 공급사에 사용하기에 만족스러운 것은 아니다. 몇몇 선행의 DTFY 마무리제는 과도하게 증발되어 불만족한 상황을 초래하거나 또는 심지어는 이 문제를 없애기 위해 특별한 조처를 취하지 않는다면 작업자에게 유독한 해를 기칠 수 있는 반면, 대부분의 연신-텍스처가공기는 이러한 문제를 발생하지 않거나 특정의 수단을 제공할 필요(및 비용)없이 정상적인 작업도중에 연기가 충분히 배기되도록 다르게 구성되어 있다.

연신-정경은 그의 상업적인 잇점 때문에 근년 들어 상당히 기술적이고 상업적인 관심을 끌어온 공정이며, 이러한 공정은 많은 간행물, 예를들면 시보온(Seaborn)의 미합중국 특허 제 4,407,797호 및 프랭크 헌터(Frank Hunter)의 문헌[Fiber World, 1984년 9월, 61-68페이지], 논문[Textile Month, 1984년 5월, 48-50페이지 및 1985년 3월, 17페이지] 및 논문[Textile World, 1985년 5월, 53페이지, 및 1985년 2월의 다른 논문(Chemiefasern/Texteilindustrie가 주제임)]에 기술되어 있으며, 문헌 및 특허에 제공된 상업적인 연신-정경기 및 시스템을 제공하는 여러 회사가 있다. 이렇게, 연신-정경의 개념 및 실시는 당해 분야의 전문가들에게 이미 알려져 있다. 추가로, "경사-연신" 및 "연신-비밍(beaming)"과 같은 다양한 용어가 사용되어 왔지만, 본 명세서에서는 주로 "연신-정경"이라는 용어를 사용한다.

이미 기재한 바와같이, 또 이후에 나타내는 바와같이, 흥미있고 유리한 성질을 많이 갖는 본 발명에 따르는 신규의 플래트사를 제공할 수 있으며, 이들중 몇몇은 매우 놀랍다. 그중에서도 아마 가장 놀라운 것은 이러한 코폴리에스테르 필라멘트가 만족한 미관, 주로 부드러움(또한, 양이온 염료에 한 친화성 때문에 얻을 수 있는 밝은 세상)을 가진 직물을 제공할 수 있다는 점과, 이러한 만족한 미관을 브러싱이나 냅핑으로 알려진 공정에 의해 더 향상될 수 있다는 점이다. 실제로, 본 발명에 따른 플래트사를 함유하는 직물은 냅핑에 특히 놀라울 만큼 적합한 것으로 밝혀졌으며, 목적하는 효과를 얻는데 필요한 에너지 요구량 및 심지어는 통과 횟수가 기존의 상업적 폴리 에스테르사를 함유하는 직물에서 보다 적으며, 이러한 사실이 매우 중요하고 경제적으로 유리하다. 상기 필라멘트는 시판되는 통상의 폴리에스테르 필라멘트보다 냅핑(또는 브러싱) 공정중에 더 쉽게 파단된다고 생각되기 때문에, 상기한 능력은 본 발명의 신규의 플래트사의 장력 특성이라 설명할 수 있다고 본다. 상기한 능력은 또한, 심지어는 동일한 코폴리에스테르 (2G-T/SSI)로부터 제조된 필적할만한 시판 플래트사의 경우 보다 더 낮다고 생각되는 보다 낮은 인장 강도 및/또는 모듈러스에서 기인할 수도 있다. 이러한 점에서, 가공 초기 단계에서 필라멘트의 파단으로 가공상에 어려움이 따르고, 심지어는 기계를 정지시키고 불량품으로 직물 및 사가 거부당할 수 있기 때문에 초기 단계에 필라멘트가 파단되는 것은 바람직하지 않으므로, 예를들어 연신-정경 및 편성 작업중에 필라멘트가 과도하게 파단되는 일 없이 방직 가공할 수 있지만 최소한의 횟수 및 에너지소모의 브러싱 작업중에 목적에 맞게 필라멘트를 절단할 수 있도록 충분히 우수한 인장 특성(균제성 포함)을 갖는 필라멘트 및 사를 제공하는 것이 바람직함을 이해할 것이다. 따라서, 브러싱중에 우수한 성능을 제공하는 능력과 초기의 가공에 견디는 능력사이에는 밀접한 관계가 있으며, 본 발명에 따르는 신규의 플래트사는 이러한 두가지 필요조건을 만족시키는 능력이 놀라운 정도인 것으로 입증되었다.

하기 실시예에서 본 발명을 더 설명한다. 본 발명에 따르는 모든 공급사는 2G-T/SSI 코폴리에스테르와 같은 것이거나 2G-T와 동시방사시킨 것이었으며, 본원에서 기술한 바와같이 2800내지 2900ypm의 인출속도에서 고속 방사시켜 제조한 방사-연신된 필라멘트였다. 본 발명에서 대부분의 성질은 크녹스의 미합중국 특허 제 4,156 ,071호에 기술된 대로 측정하며, LRV의 측정 방법은 모스트(Most)의 미합중국 특허 제 4,444,710호에 기술되어 있고, 교차 핀 수(count)는 히트의 미합중국 특허 제 3,290,932호에 기술된 장치에 의해 측정한다.

[실시예 1]

이제까지 기술한 바와같이, 높은 교차 및 적합한 마무리제를 사용하여 본 발명에 따라 연신-정경하기 위한 90데니어(100dtex)의 투명한 코폴리에스테르 공급사를 제조하였다. 공급사의 성질은 하기 표 1a에 나와 있다.

[표 1a]

카알 메이어(Karl Mayer) 연신 정경기(warper)와 버마그(Barmag) 연신 정경기 둘다에서 여러 다른 배열로, 즉 고정식 고온 연신핀이 장착된 메이어 장치에서, 가열고정용 이완판(relax plate)을 사용하는 버마그 장치에서, 또한 가열 고정용 표준 고정판을 사용하는 버마그 장치에서 1.51의 연신비로 공급사를 연신정경하였다. 상기 배열 각각에 대해 공정 조건(속도, 고정판의 온도 및 오버피이드율(over feed))을 달리하였다. 각각의 공정에서 적당히 높은 파단신도를 유지하면서 바람직하게 낮은 정련 수축율 및 강도 값을 갖는 방직용사가 수득되었다. 여러 장치 배열로부터 생성된 플래트사의 성질에서 약간의 차이가 발견되었지만, 유사한 공정세팅 조건을 사용한 경우 그 차이는 일반적으로 작았다.

표준 메이어 연신 정경기(고정식 고온 연신 핀이 장착됨)를 사용한 경우의 공정 세팅조건으로는 1.51X의 연신비 및 모든 롤(roll)에 대해서는 60°C의 온도, 예비연신판에 대해서는 85°C의 온도 및 연신 핀에 대해서는 100°C의 온도를 사용한 반면에, 속도는 300ypm 내지 500ypm, 세팅판의 온도는 150 내지 180°C, 0 내지 5% 이하의 오버피이드율(이완을 위한)을 사용하였다. 이로부터 생성된 플래트(방직용)사의 강도는 1.9 내지 2.4gpd 범위, 주로 2.0 내지 2.3gpd범위였고 ; 25 내지 35%의 신장율, 45 내지 60gpd의 모듈러스, (한번은 7.8%, 또한번은 5.9%이나) 일반적으로는 약 5%의 정련 수축율 및 1% 미만, 대부분은 0.25%미만의 표준 편차로 나타나는 탁월한 수축을 균제도(shrinkage uniformity), 및 주로 약 7%(하나의 값은 약 9%)의 건열수축율 (160°C)을 가졌다. 보다 높은 연신 비를 사용함으로써 보다 높은 강도(보다 낮은 신장율)를 얻을 수 있지만, 이것은 생성된 사의 편성 및 냅핑 기능을 감소시키는 경향이 있게 된다. 보다 낮은 연신비에서 보다 낮은 강도 및 보다 높은 신장율을 얻을 수 있지만, 이것은 몇가지 점에서 높은 데니어 연전율 및 직물의 결함을 초래할 것이다.

이 공급사 및 표 1b에 주어진 세팅조건을 갖는 메이어 연신 정경기를 사용하여 연속 실험을 행하여 마무리제 침착(deposits)에 대한 가능성을 평가하였다. 공급사는 우수하였으며, 실시중에 마무리제 침착 또는 발연현상이 나타나지 않았다.

[표 1b]

버마그 기계상에서의 공정 제어범위 및 연신-정경으로부터 생성되 사의 성질이 표 1c에 나와 있다.

[표 1c]

버마그 정경기 시험 및 생성된 사의 성질

[실시예 2]

필수적으로 유사한 방식으로 175 데니어의 투명한 코폴리에스테르 공급사를 제조하여 카알 메이어 연신 정경기상에서 연신-정경하였다. 공급사의 성질은 표 II에 나와 있다.

[표 2]

공급사를 고정된 고온 표준 연신핀 대신에 가열되지 않은 연신용 롤링 핀 및 실시예 1에서와 동일한 범위의 공정 변수(속도, 고정판의 온도 및 오버피이드율)를 사용하여 카알 메이어 연신 정경기상에서 1.51의 연신비로 연신 정경하였다. 이 일련의 시험에서, 롤의 온도는 85°C로 일정하게 유지하였고, 예비연신판 히이터는 꼈다. 생성된 플래트 방직용 사는 2.0 내지 2.3gpd(하나는 2.4gpd)의 강도와 함께 35 내지 45%의 신장율, 약 45 내지 55gpd의 모듈러스, (한번은 7.6%, 또한번은 5.8%이나) 약 5%이하의 정련 수축율, 우수한 수축율 균제도(1% 이하, 몇몇은 2 내지 5% 이하의 표준편차로 나타남) 및 9%미만, 일반적으로 7% 이하의 유사하게 낮은 건열 수축율(160°C)을 가졌다.

고정된 고온 연신 핀이 장착된 표준 카알 메이어 연신 정경기상의 밀(mill)에서 상기 공급사를 가공하고 이를 사용하여, 매우 유연하고 광택이 있으며 쉽게 냅핑되는 직물을 제조하였다. 이 실시중에, 연신 정경도중의 결합 수준은, 성공적인 연신-정경 공정을 위해 필요한 정도보다 상당히 낮은 약 0.010 D/MEY로 밝혀 졌다. D/MEY는 결함 수/"백만야드"를 나타내는데 사용되는 표현이며, 따라서 0.010 D/MEY 값은 매우 낮은 결함 수준이다.

[실시예 3]

기존의 DTFY방사 장치상에서 연신 정경용의 60데니어의 반-무광택(semi-dull)코폴리에스테르 공급사를 제조하여 메이어 연신 정경기상에서 연신 정경하였다. 공급사는 하기 성질을 가졌다.

사는 단지 0.09 D/MEY의 결함 수준으로 우수한 연신 정경기능을 제공하였다. 휘발성 방사-마무리제를 공급사에 사용하였으므로, 연신 정경중에 상부윤활제 (overlube)를 도포하여 추가의 편성에 대해 보호능을 제공하였다. 그러나, 본 발명에 따라, 연신 정경중에 배기 후드(hood) 및 상부윤활제 도포가 필요치 않도록 방사 도중에 이후에 기술하는 바와 같은 저발연성의 비휘발성 마무리제를 도포하는 것이 바람직하다.

[실시예 4]

비교 목적으로, 2900ypm 및 3200ypm으로 공급사(115데니어, 34개의 필라멘트)(17개의 필라멘트는 2G-T/SSI 코폴리에스테르이고, 17개의 필라멘트는 2G-T 단독중합체이다)를 동시 방사한 다음, 카알 메이어 연신-정경기상에서 연신-정경하였다. 생성된 비교 데이타를 하기 표에 나타내었다 :

QB/M은 품질 파사 수/방적사 천 파운드이고, 결함/세트는 4개의 비임에 대한 결함의 수이다. 따라서, 3200에서 약 3000ypm 미만으로 감소시킴으로써 개선이 되었음은 매우 자명하다.

본 분야의 전문가들은 잘 알고 있겠지만, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않고도 많은 변경이 가능하다. 예를들면, 중합체는 통상적인 첨가제인 TiO₂와 같은 첨가제를 함유할 수도 있고, TiO₂함량을 변화시켜 필라멘트의 광택을, 예를들면 투명상태에서 반-무광택 상태를 거쳐 비광택 상태로 변화시킬 수 있다. 따라서, TiO₂의 적합한 함량은 0 내지 약 2%로 다양할 수도 있다. 유사하게, 다른 첨가제들을 포함할 수도 있다. 더우기, 통상적으로, 2G-T/SSI 코폴리에스테르는 테레프탈레이트 잔사 대신에 약 2몰%의 5-나트륨-설포-이소프탈레이트 잔사를 함유하지만, 본 분야에 교시되어 있는 바와같이, 양이온성 염료에 대한 다소의 친화성, 따라서 실제적인 필라멘트에서의 보다 짙거나 옅은 염색물을 얻거나 또는 이 변화에서 이로울 수도 있는 다른 결과를 얻기 위해서는 정확한 양은 다를수도 있다. 본원의 실시에에 구체적으로 기술되어 있지 않더라도, 또다른 변형 방법을 이용하여 필라멘트 및 사를 제조하거나 가공할 수도 있다. 또한, 심미적 또는 다른 목적을 위해서는 단면과 데니어를 혼합하여 사용하는 것이 유익할 수도 있다.

Claims (5)

1. 약 2몰%의 에틸렌 5-나트륨-설포-이소프탈레이트 반복단위를 함유하는 방사-연신된 폴리[에틸렌테레프탈레이트/5-나트륨-설포-이소프탈레이트] 코폴리에스테르 필라멘트를 용융-방사시키고, 방사-마무리제를 도포하고, 교차시킴으로써, 40 내지 300의 데니어, 40% 이상의 고수축율 및 80 내지 180%의 고신장율을 가진 교차(interlaced)된 멀티필라멘트 공급사를 제조하는 방법에 있어서, 분당 3000ypm 미만의 인출 속도(withdrawal speed)로 필라멘트를 용융-방사함을 특징으로 하는 개선된 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 필라멘트를 0.4g/d 미만의 연신-장력으로 연신시킴을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인출 속도가 2550 내지 2650m/분 임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 평균 교차 수준이 5.5 내지 9.5RPC인 방법.
5. 제1항에 있어서, 평균 교차 수준이 5.5 내지 7.5RPC인 방법.