KR930010791B1 - 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법

본 발명은 형태안정성이 우수하고, 이수축효과와 표면 권축효과의 상승 작용에 의하여 실크-울과 같은 느낌을 발현하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 열수축률이 서로 다른 2종의 연신사를 혼섬하여 열처리에 의해 부피감을 발휘하는 이수축 혼섬사로 제조하는 것이 널리 이용되어 왔다. 그러나 이러한 종래 방법으로 제조한 이수축혼섬사는 비권축성 필라멘트들로 구성된 것이기 때문에 이를 사용하여 제조한 포는 따뜻한 느낌이 거의 없다거나 부피감이 충분하지 못하다는 등의 결점이 지적되고 있다.

또한 권축사와 비권축사를 유체혼섬 처리하여 부피감있는 사조를 제조하는 방법이 제안되어 있는데, 이러한 기술과 관련된 것으로는 권축사와 고수축사를 혼섬하는 방법(일본특개 소 54-64153), 권축사와 비권축사를 에어제트 혼섬하여 심초형 복합사로 제조하는 방법(일본특개소 49-72442)등이 있다.

그러나 이러한 방법으로 제조된 혼섬사는 혼섬상태가 불균일하고 표면에 꼬임 스날(snarl)과 루프가 다발하여 해사성이 불량하며, 이를 사용한 포는 표면에 권축사가 지나치게 돌출되어, 실크와 같은 외관(광택)이나 촉감을 기대할 수 없다.

또한 토크력이 큰 가연사를 제조하여 비권축사와 토크력을 이용하여 합사(일본특공 소 47-23349)하거나, 에어제트 혼섬(일본특공 소 61-20661)하여 표면에 루프와 이완부를 갖는 심초형 복합사를 제조하는 방법들도 있는데, 이 경우에는 부피감과 반발성은 향상되지만 가공이 복잡하고, 복합사 표면에 루프가 지나치게 많아서 가공사의 해사성이 나쁘며 이러한 루프들이 후가공시 열에 의해 고정 또는 경화되어 표면이 거칠어져 실크와 같은 촉감과 외관을 얻기가 매우 어렵다.

또한 비권축 필라멘트사를 권축사보다 과잉공급, 에어제트 혼섬하여 심부에 권축사, 초부에 비권축 필라멘트사를 배치한 심초형 복합사를 제조하는 방법이 사용되기도 하는데, 이 경우 사조의 표층부가 단일 비권축 필라멘트사로 구성되어 있는 차가운 느낌이 강하고, 루프가 다수 발생하여 역시 실크와 같은 촉감을 얻기는 어렵다.

본 발명자들은 이러한 종래 기술의 결점을 해소하고, 형태안정성이 우수하며, 이수축 효과와 표면권축 효과의 상승 작용에 의하여, 실크와 같은 외관, 촉감과 함께 울과 같은 부피감과 따뜻한 느낌을 발현하는 실크-울조의 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사를 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위하여 예의 검토한 결과, 이러한 목적이 일정한 정도의 열수축 유지력을 보유한 고수축사와 이보다 열수축 유지력이 낮은 저수축사를 적당한 시기에 교락, 혼섬하고, 고수축사에는 충분한 권축성과 단면변형을 부여하고 저수축사에는 상대적으로 낮은 권축성과 단면변형을 부여할 수 있는 온도범위로 혼섬 동시 가연함으로써 달성됨을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명의 방법으로 제조된 혼섬가연사는 사조 표층부에 루프가 거의 발생하지 않으며, 교락부를 가지고 있고, 2종의 사조가 실질적으로 분리된 2층 구조 또는 심초형 구조를 형성하지 않고 서로 잘 어우려져 혼합되어 있기 때문에 사조의 형태안정성이 우수하여 취급성 및 공정통과성이 매우 양호하고, 혼섬가연사를 구성하는 2종 가연사조들이 서로 상이한 수축성과 권축복원성, 단면 변형도를 보유하여, 본 발명이 목적하는 복합적인 효과를 발현하게 되는 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 rs₂가 15~40%가 고수축 폴리에스터연신사(이하 고수축사)와 rs₂가 고수축사보다 3% 이상 낮은 저수축 폴리에스터 필라멘트사(이하 저수축사)를 혼섬 가연함에 있어서 가연히터 도입전 또는 해연역 이후에서 교락처리하되 가연온도를 고수축사의 최대 열응력 발현온도 180℃로 하는 것을 특징으로 하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법이다.

본 발명에서 사용되는 고수축사와 저수축사에 대하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

고수축사는 rs₂가 15~40%이어야 하며, 저수축사는 rs₂가 고수축사보다 3% 이상 낮아야 하는데, 여기서 rs₂는 아래와 같이 정의되는 것으로 전열처리에 대한 열수축 유지성을 나타내는 척도로써, 원사의 정장열처리후 잔류수축률이라고 할 수 있다.

고수축사에 있어서 rs₂가 15% 미만인 것은 가연가공 후 잔류수축률이 낮아 이수축효과를 기대하기 어렵고, 가령 저수축사의 rs₂가 아주 낮다하여도 고수축화에 의한 원단의 굴곡, 치밀화를 기대할 수 없어, 본 발명이 목적하는 혼섬가연사의 고수축사로는 부적합하며, 40% 이상인 것은 가연가공 후 잔류수축률이 너무 높아 가공지상에 촉감 경화, 수축 불균일 등을 발생시켜 가공지의 품위를 저하시킨다.

rs₂가 15~40%인 고수축 폴리에스터 연신사로는 폴리에스터 고배율연신사 또는 열수축성을 향상시키는 제3성분을 공중합한 공중합 폴리에스터 연신사 등을 들 수 있는데, 전자의 경우 연신사가 부드럽지 못하고, 신도가 낮아 가연가공용으로는 부적합하다.

따라서 본 발명의 효과를 확실히 하기 위해서는 열수축성을 향상시키는데 제3성분을 공중합한 공중합 폴리에스터 연신사를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 공중합 제3성분으로는 이소프탈산, 6-디카본산, 아디핀산, 세바신산, 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 분자량 600~6,000정도의 폴리에틸렌글리콜, 비스페놀 A, 비스페놀술폰, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드부가물, 비스페놀술폰의 에틸렌옥사이드부가물 등을 들수 있다.

rs₂가 15~40%이고 기계적으로 안정한 원사를 용이하게 제조하기 위해서는 공중합 제3성분의 함량이 2~15몰%인 것이 바람직하다. 제3성분의 함량이 2몰% 미만일 경우에는 공중합 효과가 거의 없어, 전술한 바와 같이 고배율 연신해야 하기 때문에 바람직하지 않고 15몰%를 초과할 경우에는 가연사의 기계적 강도가 낮아지고, 열가공시에 부분적인 열경화 또는 취화가 발생하기 쉬워 바람직스럽지 못하다.

저수축사는 rs₂가 고수축사보다 3% 이상 낮아야 하는데, rs₂의 차가 3% 미만일 경우에는 이수축효과를 기대할 수 없기 때문이다.

고수축사와의 rs₂차가 5% 이상이면 더욱 좋고, 7% 이상이면 뛰어난 이수축효과를 얻을 수 있다. 또한, 신도는 고수축사보다 높은 것이 바람직한데 고수축사보다 낮을 경우 혼섬 가연후 저수축사가 혼섬사의 중심부에 위치할 가능성이 크기 때문이다.

그러나 신도가 고수축사 신도보다 70%를 초과할 경우에는 저수축사가 혼섬사의 외곽에 루프나 절단 모우를 형성할 우려가 있어 바람직하지 않다.

또한 저수축사는 최대 열응력 발현 온도가 고수축사의 최대 열응력 발현 온도 이상인 것이 바람직한데, 최대 열응력 발현 온도가 낮은 저수축사를 사용할 경우, 저수축사의 권축 및 단면 변형도가 고수축사 보다 커져 실크와 같은 광택을 기대하기 어려워지기 때문이다.

본 발명은 이러한 고수축사와 저수축사를 가연히터 도입 전 또는 해연역 이후에서 교락처리를 하여 고수축사의 최대 열응력 발현 온도 ~180℃의 온도로 가연함으로써 완성된다.

교락처리는 혼섬 가연사조의 형태안정성과 균일성을 획득하기 위해 필수적으로 행해야 하는데 가연히터도입전 또는 해연역 이후에 처리하면 된다.

즉, 연속공정으로 가연히터 전의 적당한 위치에 교락장치를 부착하여 교락혼섬하거나, 해연역 이후(가연구-권취롤러)에 교락장치를 부착하여 교락하거나 또는 분리공정으로 미리 교락처리된 혼섬사를 가연가공하여도 무방하다. 교락처리후 교락수는 20~100개/m인 것이 바람직한데, 교락수가 20개/m 미만일 경우에는 혼섬사조의 집속성이 나쁘고, 100개/m를 초과하면 혼섬사가 지나치게 집속되어, 부피감이 떨어지고, 교락반 등이 발생하여 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서 가연시 가연히터의 온도는 고수축사의 최대 열응력 발현 온도 ~180℃로 하여야 한다. 이러한 온도범위는 고수축사와 저수축사의 열수축률차를 유지하면서 고수축사에 효과적인 권축성을 부여하고 저수축사에는 상대적으로 권축성과 단면 변형을 적게 부여함으로써 본 발명의 목적을 달성하기 위한 것이다.

가연히터의 온도가 고수축사의 최대 열응력 발현 온도보다 낮을 경우에는 가연시 사조의 주행 안정성이 나빠 절사가 빌발하여 작업성이 매우 떨어지고, 원사상태의 수축률차는 매우 양호하게 보존되지만 고수축사에 실질적인 권축을 부여할 수 없어 제조된 혼섬사가 일반적인 이수축혼섬사와 거의 같아져 본 발명의 목적에 부합되지 못한다.

또한 가연히터 온도를 180℃ 보다 높게하면, 고수축사의 수축률이 크게 낮아져 이수축효과가 거의 나타나지 않으며, 고수축사 뿐만아니라 저수축사의 권축성 및 단면 변형이 커져 통상의 가연사와 같아져 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

단, 본 발명이 실시예 및 비교예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

rs₂18.5%, 신도 37%, 최대 열응력 발현 온도 132℃인, 50D/24F 고수축사(이소프탈산 7.5몰%, 공중합 폴리에스터)와 rs₂11.5%, 신도 40%, 최대 열응력 발현 온도 155℃인, 50D/36F 저수축사를 공급롤러와 가연히터 중간에 인터레이스 노즐을 부착한 가연기를 이용하여 교락수 80개/m(혼섬 가연사에서 측정), 스핀들 회전수 25만 RPM, 가연수 Z3125 RPM, 오버피드율 -1%의 가연조건하에서 가연히터 온도를 140℃로 하여 혼섬 가연 가공하여 제조한 각각의 혼섬가연사를 경사에 밀도 150본/in로 세우고 위사로 폴리에스터 75D/72F 강연사(2,800TRM)를 s : z=2 : 2, 밀도 72본/in로 하여 평직물을 제직한 후 이 평직물을 통상의 방법으로 염색가공하였다.

히터온도별 혼섬 가연사의 특성과 염색가공 결과를 표 1에 나타내었다. 표중 열수축률(TSR)과 권축복원률은 동일한 가연조건에서 교락을 부여하지 않고 혼섬 가연한 혼섬 가연사에서 고수축사와 저수축사를 분리하여 시험한 결과를 나타낸 것으로, 열수축률은 rs₂와 동일한 방법으로 측정하되 단지 시료에 대한 최대의 정장 100℃ 열처리는 생략하여 구한 값이고, 권축복원률은 무장력하에서 시료를 90℃ 열수중에 15분간 처리하여 실온에서 1일간 방치, 건조한 후 0.1g/d의 하중을 걸어 20±2℃의 증류수가 담긴 매스실린더에 투입, 2분 후에 길이(L₀)를 측정한 후 하중을 0.001g/d로 바꾸어 다시 투입하여 3분 후에 측정한 길이(L₁)로 부터 권축복원률={(L₀-L₁)/L₀}×100(%)의 식으로 구하였다.

단면변형도는 제조된 혼섬 가연사의 단면을 현미경으로 관찰하여 단면변형이 가장 심한 것을 1로 하고 가장 적은 것을 5로 하였다.

[실시예 2-4, 비교예 1-3]

실시예 1과 동일한 방법으로 하되 가연히터 온도를 표 1과 같이하여 행하였다.

본 발명의 방법(실시예 1-3)은 가연 작업성과 제직성이 우수하며, 가연혼섬사를 구성하는 고수축사의 열수축률, 권축복원률, 단면변형도가 자수축사보다 높으며, 이를 적용한 염색가공지는 실크와 같은 외관과 울과 같은 부피감, 따뜻한 느낌을 주는 실크-울조의 직물이었다.

히터온도가 120℃ 이하로 고수축사의 최대 열응력 발현 온도보다 낮을 경우(비교예 1, 2)에는 가연시 절사가 빈번히 발생하였으며, 제직성도 매우 불량하였고, 염색가공된 직물의 외관이 단순한 이수축혼섬사와 유사하였다.

또한 히터온도가 200℃인 경우(비교예 3)에는 가연성과 제직성이 모두 양호하였으나, 이수축 효과가 거의 없고 고수축사와 저수축사의 권축복원률과 단면 변형도가 비슷하여, 가공지의 외관이 단순한 가연사 직물과 유사하였다.

[실시예 4]

실시예 1의 고수축사와 rs₂가 1.8%인 50D/36F 폴리에스터 고배향미연신사(방사속도 6,500m/min, 신도 44%, 최대 열응력 발현 온도 127℃)를 가연온도를 160℃로 하고 기타 조건은 실시예 1과 동일하게 하여 혼섬가연사를 제조하였다. 이렇게 제조된 혼섬가연사를 사용하여 실시예 1과 같은 직물을 제조하여 통상의 염색가공을 하였다.

가연성과 제직성이 모두 양호하였고, 염색가공지는 실크와 같은 우아한 광택과 울과 같은 뛰어난 부피성을 갖는 실크-울조 직물이었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 고수축사와 저수축사의 열수축률, 단면변형도, 권축복원률 등을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

Claims (5)

1. 열수축율이 상이한 2종의 폴리에스터필라멘트를 혼섬 가연함에 있어서, rs₂가 15~40%인 고수축 폴리에스터 필라멘트사(이하 고수축사)를 이용하며, 가연히터 도입전 또는 해연역 이후에서 교락처리하되 가연온도를 고수축사의 최대 열응력 발현 온도 ~180℃로 하는 것을 특징으로 하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법.

   단, 상기한 rs₂는 아래와 같은 정의를 따른다.

   rs₂={(l₀-l₁)/l₀}×100(%)

   (여기서 l₀는 0.1g/d의 하중하에서 측정한 시료의 길이이고, l₁은 시료를 정장으로 100℃ 건열중 15분간 처리해서 100℃ 비등수중에 무장력 상태로 투입하여 15분간 수축 처리하고, 수축된 시료를 상온에서 하루동안 방치, 건조하여, 160℃ 건열중에서 15분간 무장력 상태로 처리한 후에 0.1g/d의 하중하에서 측정한 시료의 길이.
2. 제1항에 있어서, 고수축사는 공중합 제3성분이 2~15몰% 공중합된 것을 특징으로 하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 저수축사는 신도가 고수축사 신도~고수축사 신도+70%인 것을 특징으로 하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 교락처리는 교락수 20~100개/m로 하는 것을 특징으로 하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 저수축사는 최대 열응력 발현 온도가 고수축사의 최대 열응력 발현 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 이수축성 폴리에스터 혼섬가연사의 제조방법.