KR960000781B1 - 4중공형 폴리에스터 섬유의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

4중공형 폴리에스터 섬유의 제조방법
제1도는 4중공 방사구금의 단면도.
제2도는 기존의 4중공 방사구금을 이용하여 방사한 폴리에스터 섬유의 단면도.
제3도는 본 발명의 폴리에스터 섬유의 사표면 형상을 나타내는 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
R : 구금공의 전체직경 A : 구금공의 내부 슬리트폭
B : 구금공의 외부원주상 슬리트폭 C : 구금 중심에서 공의 최근 거리
D : 외부 원주상의 구금공간의 거리.
본 발명은 폴리에스터 중공섬유 및 이의 제조방법과 폴리에스터 중공섬유 제조용 방사구금에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 제1도에 도시된 바와 같은 방사구금을 이용하여 4중공 폴리에스터 섬유를 제조하되 중합 반응단계인 에스테르 방응단계에서 이산화티탄 0.90∼3.5wt% RSO3M으로 표현되는 유기 술폰산 금속염 0.2∼8wt%를 배합하고 반응시켜 제조한 폴리에스터를 이용하므로서 경량성, 보온성, 별키성, 심색성, 흡습성 및 필링(PILLING)성을 개량한 4중공 폴리에스터 섬유 및 이의 제조방법과 4중공 섬유 제조용 방사구금에 관한 것이다.
폴리에스터 섬유는 일반적으로 천연섬유에 비해 소수성이며 흡습성이 부족한 특성을 지니고 있으며, 자체의 구조적 특성에 의하여 천연섬유에 비해 심색 효과가 부족하고 섬유의 물리적 특성이 강하여 직물상의 휨 특성이나 강력이 면이나 양모 보다 강해 직물의 필발생 및 촉감에 문제점이 발생하고 외관을 손상시키며 품질의 가치를 저하시키는 단점을 지니고 있었다.
이러한 결점을 보완하기 위하여 친수성 화합물을 배합, 공중합시키는 방법과 가동조건을 변경하는 방법이 공지되어 있으나, 아직까지 뚜렷한 개선의 효과를 발현하지는 못하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 경량성, 보온성, 벌키성, 심색성, 흡습성 및 필링성이 개량된 폴리에스터 섬유를 제공하는데 있으며, 또 다른 목적은 상기 목적의 폴리에스터 섬유를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
이에 본 발명에서는 특정 조건의 4중공 방사구금을 사용하고 폴리에스터로서 적정량의 이산화티탄과 유기술폰산 금속염이 첨가되어 중합된 것을 사용하며, 통상의 방법으로 방사 및 알카리 감량을 행하므로서 여러 가지 특성이 우수한 4중공 폴리에스터 섬유를 얻을 수 있었다.
본 발명을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1도는 4중공 방사구금의 단면도, 제2도는 4중공 방사구금을 이용하여 방사한 폴리에스터 섬유의 단면도, 제3도는 본 발명 폴리에스터 섬유의 사표면 형상을 나타낸 것이다.
제1도에 도시된 바와같이 4중공 방사구금은 폴리에스터 섬유의 단면이형화와 4중공화를 위한 것으로 하기의 조건을 만족하여야 한다.
1.75〈구금공의 전체직경(R)〈2.25
0.086〈구금공의 내부 슬리트폭(A)〈0.79
0.46〈구금공의 외부 원주상 슬리트폭(B)〈0.66
0.19〈구금중심에서 공의 최근거리(C)〈0.22
0.32〈외주원주상의 구금공간의 거리(D)〈0.38
(단위는 mm임)
구금공의 전체직경(R)이 1.75mm 미만일 경우에는 중공형성이 미약하며, 2.25mm 초과일 경우에는 형성되는 섬유의 외주면이 분리될 수도 있고 제조되는 섬유의 섬도가 크게 되는 단점이 있고, 구금공이 내부 슬리트폭(A)이 0.086mm 미만일 경우에는 4중공형이 아닌 단중공형으로 형성될 수 있고, 0.79mm 초과일 경우에는 중공형성이 미약하며, 구금공의 외부원주상 슬리크폭(B)가 0.46mm 미만일 경우에는 중공형성이 안될수도 있으며, 0.66mm 초과일 경우에는 4중공형의 정도가 미약하다. 또한, 구금중심에서 공의 최근거리(C)가 0.19mm 미만일 경우에는 중공형성이 미약하고, 0.22mm 초과일 경우에는 4중공형이 형성되지 않을 수도 있으며, 외부 원주상의 구금공간의 거리(D)가 0.32mm 미만일 경우에는 중공형성 정도가 미약하고, 0.38mm 초과일 경우에는 중공형성이 안될 수도 있다.
제1도에 도시된 방사구금을 이용하므로서 섬유 단면상에 4개의 중공이 형성되어 벌키성 및 경량화, 보온성 측면에서는 큰 효과가 나타나지만 심색성, 흡습성 및 필링성에서는 큰 효과가 없었다.
따라서, 본 발명에서는 사용되는 폴리에스테르를 개질하여 사용하였다. 즉, 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 사용하여 폴레이스테르를 제조함에 있어서, 중합반응 초기 단계인 에스테르 반응단계에서 이산화티탄 0.90∼3.5wt% 및 하기 일반식(Ⅰ)로 표현되는 유기 술폰산 금속염 0.2∼8wt%를 첨가하여 250℃에서 3∼4시간 반응시켜 제조한 폴리머를 사용하였다.
RSO3M………………………………………………………………………(Ⅰ)
(식중, R은 탄소수 3∼30의 알킬기 또는 탄소수 7∼40의 알킬아릴기, M은 Na, K, Li, Mg, Ca등의 알카리토금속이다.)
특히, 유기 술폰산 금속염의 첨가시기는 방사공정전의 임의의 단계, 예를들어 원료중에 첨가 배합 또는 합성중에 첨가해도 무방하다.
술폰산 금속염의 구체적인예로는 C6H5SO3Na, C6H5SO3K등이 있으며, 1종 또는 2종 이상을 혼합 사용해도 무방하다. 첨가된 산회티탄 및 술폰산금속염은 중공섬유의 내,외벽에 고르게 분산되어 있어 알칼리 감량처리시 일부가 용출되어 표면 및 중공부에 요철 및 미세공을 발현시킨다.
술폰산 금속염이 0.2wt% 미만 첨가되면 최종적으로 얻어진 4중공 섬유의 충분한 미세공 형성 발현에 의한 흡습효과를 기대하기 어렵고, 8wt% 초과로 첨가되면 방사성이 저하되며 섬유의 강도 및 섬유형성이 불충분하게 된다. 또한, 산화 티탄이 0.90wt% 미만 첨가되면 심색성이 불량하고, 3.5wt% 초과로 첨가되면 방사성이 저하되며 섬유의 물성이 나빠진다.
본 발명에서는 충분한 흡습효과를 얻기 위해서는 술폰산 금속염의 첨가량이 0.2∼8wt%가 적정하다는 사실을 발견하였으며, 특히 0.2∼4wt%에서 양호한 효과를 얻을 수 있었다.
상술한 방법으로 제조된 용융 폴리머를 칩으로 제조하여 건조온도 100℃에서 1∼3시간 예비건조후 130∼150℃에서 4∼7시간 본건조를 실시하여 건조수분율 50ppm 이하의 건조칩을 얻는다.
제조된 건조칩을 이송, 방사온도 280℃에서 방사속도 1200∼1400mpm으로 방사하여 미연신 섬유를 얻었으며, 이를 적정 연신조건에서 연신하고 120∼140℃ 수준에서 열처리하여 강도 3.5∼4.5G/DE, 신도 45∼55% 수준의 4중공 폴리에스터 섬유를 얻었다. 이렇게 하여 얻은 중공섬유를 적정 용도에 맞춰 방적을 실시한 후 환편직기 또는 일반직기로 제직하여 알카리 화합물에 적정 농도 조건에 의하여 감량가공을 실시한다.
알카리 감량처리시 사용되는 알카리 화합물로는 수산화 나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨의 어느것도 가능하나, 본 발명에서는 수산화나트륨을 사용하였다.
감량을 위한 알카리 화합물의 농도는 5∼7%가 적정하며 처리온도는 98℃이며 처리시간은 70∼100분 정도가 적정하다.
상술한 바와같이 본 발명은 중합 반응단계에서 이산화티탄 및 알카리 토금속물을 적정량 혼합, 균일 분산하여 제조한 폴리에스터를 사용하고 특정의 방사구금을 이용하여 용융방사시킨 후 적정 조건에서 감량처리를 행하여 섬유단면에 요철형성 및 단면에서 중공부까지 미세공을 발현시켜 흡습성 및 경량성을 보완한 소재이며 또한, 특수한 미세공 구조로 인한 보온성 및 필링성을 개량한 의류 및 편물용 폴리에스터를 제조할 수 있는 것이다.
다음의 실시예 및 비교실시예는 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
테레프탈산과 에틸렌글리콜을 반응시켜 통상의 폴리에스터를 제조함에 있어서, 에스테르 반응단계에서 생성 폴리에스터에 대하여 이산화티탄 2.0wt% 및 술폰산나트륨 2.5wt%를 배합해서 반응시켜 Ⅳ 0.650 수준의 폴리머를 제조하고 이를 칩화한 다음, 제1도에 도시된 방사구금(R=2.00, A=0.35, B=0.55, C=0.20, D=0.35)을 이용하여 280℃에서 1300mpm의 방사속도로 용융방사하여 미연신 섬유를 얻는다.
미연신사를 3.5배 연신한 후 130℃에서 열처리하여 방적사를 제조한 다음, 일반직기 및 환편직기로 제직하여 포지를 만들어 수산화 나트륨용액, 98℃에서 80분간 알칼리 감량을 행하여 최종 제품의 감량율이 30%이고 미세공 및 요철형상을 지닌 폴리에스터 직,편물을 제조한다.
섬유제조시 방사성 및 제조된 섬유와 직,편물의 특성을 평가하여 표 1에 기재하였다.
[비교실시예 1]
술폰산 나트륨을 0.1wt% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하고 특성을 평가하여 표 1에 기재하였다.
[비교실시예 2]
술폰산 나트륨을 8.5wt% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하고 특성을 평가하여 표 1에 기재하였다.
[비교실시예 3]
알카리 감량가공을 실시하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하고 특성을 평가하여 표 1에 기재하였다.
[표 1]

Claims (2)

  1. 폴리에스터를 4중공 방사구금을 이용하여 섬유로 제조함에 있어서, 임의의 단계에서 생성 폴리에스터에 대하여 이산화티탄 0.90∼3.5wt% 및 하기 일반식(Ⅰ)로 표현되는 유기술폰산금속염 0.2∼8wt%를 첨가하여 반응시킨 개질 폴리에스터를 방사하여 미연신사를 얻고, 이를 연신, 열처리한 다음 알카리 감량을 행함을 특징으로 하는 4중공형 폴리에스터 섬유의 제조방법.
    RSO3M ……………………………………………………………(Ⅰ)
    (식중, R은 탄소수 3∼30의 알칼기 또는 탄소수 7∼40의 알킬아릴기, M은 Na, K, Li, Mg, Ca 등의 알카리토금속이다.)
  2. 제1항에 있어서, 유기술폰산 금속염은 술폰산 나트륨 또는 술폰산 칼륨임을 특징으로 하는 4중공형 폴리에스터 섬유의 제조방법
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KR20150064564A (ko) * 2013-12-03 2015-06-11 코오롱글로텍주식회사 플렉서블 섬유 기판의 제조방법

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