KR960002922B1 - 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사와 그의 제조장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

단섬유와 장섬유로 구성된 복합사와 그의 제조장치 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사 구현예의 측면도이고,

제2도는 제1도에 나타난 본 발명의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사 일부분의 확대 측면도이며,

제3도는 복합사를 제조하기 위한 종래의 장치를 개략적으로 나타낸 측면도이고,

제4도는 복합사를 제조하기 위한 종래의 다른 장치를 개략적으로 나타낸 측면도이며,

제5도는 본 발명에 따른 장치의 한 구현예를 개략적으로 나타낸 측면도이고,

제6도는 본 발명에서 사용될 수 있는 가이드에 의해 굴곡된 실(yarn)의 굴곡 각도를 나타낸 것이며,

제7도는 본 발명에서 사용될 수 있는 편평한 표면을 갖는 습동 가이드판의 사시도이고,

제8도는 필라멘트사를 연신하기 위한 종래의 장치를 나타낸 도면이고,

제9도는 필라멘트사를 연신-가연하기 위한 종래 장치를 나타낸 도면이고,

제10도∼제14도는 본 발명에서 사용할 수 있는 송출 롤러 장치와 연신-절단 롤러 장치의 배열 상태의 구현예의 측면도이고,

제15도는 본 발명에 사용할 수 있는 송출 롤러 장치, 연신-절단 롤러 장치 및 가연 장치의 구현예의 측면도이고,

제16도는 본 발명에 사용할 수 있는 제15도에 나타낸 연신-절단 롤러 장치 및 가연 장치의 구현예의 사시도이고,

제17도는 본 발명에 의한, 제15도 및 제16도에 나타낸 가연 장치로 가연시킨 복합 필라멘트 다발의 개략도이고,

제18도는 제15도에 나타낸 연신-절단 롤로 장치 및 가연 장치의 개략적인 확대 측면도이고,

제19∼제21도는 송출 롤러 장치, 연신-절단 롤러 장치 및 가연 장치의 구현예의 개략적인 측면도이고,

제22도는 본 발명의 장치의 다른 구현예의 개략적인 측면도이고,

제23도는 본 발명의 사용할 수 있는 고신도 및 저신도 필라멘트의 응력변형 곡선을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,18,84 : 복합사 2 : 중심부

3 : 주연부 4 : 연속 필라멘트

5 : 단섬유 6 : 루프

7 : 끝부분 11,41,73,76 : 복합 필라멘트 다발

11a,20,28,33,88 : 보빈 12,25,30,43 : 송출 롤러 장치

13,24: 연신-절단 영역 14 : 비-접촉 슈터

15,44 : 연신-절단 롤러 장치 16 : 노즐

17,82 : 포합 장치 19,85 : 인취 롤러 장치

21,81 : 벤딩 가이드 22,42a : 습동 가이드판

26 : 가열기 27,32 : 연신 롤러 장치

29 : 가열 연신 가연 영역 31 : 가연 방적기

45,47,49,51,52,54 : 금속 롤러 46,48,50,53 : 고무 롤러

55,57 : 직경이 큰 롤러 56,58 : 직경이 작은 롤러

59,69,61,62,64,65,68,69 : 롤러 66,70 : 순환 에이프론 벨트

63,67 : 주 롤러 71 : 제1롤러

72 : 제2롤러 74 : 가연장치

75 : 가이드 롤러 77 : 격벽

78 : 실연 영역 79 : 무연 영역

80 : 장력 조정 장치

본 발명은 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사와 그의 제조 방법 및 그의 제조 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 고급 직물의 형성에 유용하고, 우수한 탄성, 증대된 유연한 촉감과 균일한 방적사와 같은 외관과 촉감을 갖는 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사 및 고효율로 이를 제조하는 방법 및 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

섬유 재료의 물성중에서, 고탄성과 고유연성은 통상적으로 상호 배타적이지만, 고탄성과 고유연성이 모두 제공된 한정된 수효의 섬유 재료가 소수의 천연 섬유, 예를 들면 특수한 실크, 울 및 면섬유와 같은 고급 제품중에서 발견된 것은 잘 알려져 있다.

고탄성과 고유연성에 관하여 많은 연구가 행해져 왔었지만, 만족할만한 수준의 탄성과 유연성은 극히 소수의 천연 섬유 재료와 합성 섬유 재료에서만 성취되어 왔었다.

한가지 유형의 섬유로 고탄성과 고유연성을 모두 갖는 섬유 제품을 공급하는 것은 어려우므로, 대부분의 노력은 섬유 굵기가 서로 다른 2가지 유형의 섬유를 이용한 섬유복합 제품을 공급하는 것에 경주되어 왔었다.

2가지 유형 이상의 단섬유를 사용하는 경우, 생성된 단섬유 복합제품은 압축 비틀림 과정에 의해서 만들어지는 단섬유의 짧은 길이나 권축(crimps)에 의해 만족스럽지 못한 탄성을 나타낸다.

이 문제를 해결하기 위해서, 단섬유의 굵기를 증가시키는 시도가 행해져 왔으나, 생성된 제품에 있어서, 굵은 단섬유의 대다수 끝부분이 제품으로부터 외부로 신장되어서, 사용시에 근질 근질하거나 따끔 따끔한 촉감을 주게 된다. 또한, 굵은 단섬유를 사용하면, 굵은 단섬유와 가는 단섬유의 불균일한 혼합을 일으키게 되어서, 굵은 단섬유와 가는 단섬유 혼합물의 불균일한 드래프트(draft)를 가져온다. 그러므로, 균일한 단섬유 혼합사를 제공하는 것이 매우 어렵다.

데니어(deniers)가 서로 다른 필라멘트를 가지고 2개 이상의 멀티 필라멘트 다발(束:bundle)을 혼합할 경우 혼합물중에서 필라멘트를 고르게 개섬(open:개섬: 섬유의 속 또는 덩어리를 넓힘)시키는 것이 어렵다. 또한, 각각의 속중에서 필라멘트의 열수축이 서로 비슷하므로, 멀티 필라멘트 다발을 혼합할 경우, 비슷한 열수축을 갖는 필라멘트가 서로 묶여져서 블록을 형성하게 된다. 즉, 혼합물중에서 굵은 필라멘트와 가는 필라멘트가 균일하게 혼합되어 있지 않게 된다. 보통, 굵은 필라멘트의 다발은 최종 혼방사의 주연부에 위치하게 된다. 또한, 가는 필라멘트는 루프(loops)로 형성되므로, 탄성 촉감을 보이지 않게 된다.

또한, 멀티 필라멘트 다발 혼방사는 단순하고, 단조로운 외관을 나타내므로, 방적사와 같은 외관과 촉감을 갖는 품위 있는 천연 섬유를 얻는 것은 어렵다.

일반적으로, 서로 다른 굵기를 갖는 2가지 이상 유형의 단섬유 또는 연속 필라멘트로 복합사를 제조하는데 있어서, 최종 복합사의 중심부분에 굵은 단섬유 또는 연속 필라멘트를 배열하고, 최종 복합사의 주연부에 가는 단섬유 또는 연속 필라멘트를 선택적으로 배열시키는 것은 어렵다.

상기한 단점들을 제거하기 위하여 다음과 같은 제안들이 시도되어 왔었다.

(1) 단섬유를 위한 방적 공정에서, 연속 필라멘트 다발을 방적사의 중심부에 삽입시켜서 중심-방적사를 제공한다.

(2) 일본국 특허공개 소 59-82,424호 및 동 소60-2,715호에 기재된 바와 같이, 가는 연속 필라멘트군을 연신(드래프트)-절단시키고, 이와 동시에, 최종 단섬유를 굵은 연속 필라멘트군과 포합(抱合)시킨다.

(3) 일본국 특허공개 제소 57-5,932호에 기재된 바와 같이, 고신도를 가지는 굵은 연속 필라멘트군과 저신도를 가지는 가는 연속 필라멘트군으로 구성된 속을 연신기 또는 연신 가연기를 사용하여 연신시키고, 이것을 가는 연속 필라멘트과 함께 연신-절단 및 포합시킨다.

그럼에도 불구하고 상기 방법들은 양호한 외관, 만족스런 탄성 및 부드러운 촉감을 갖는 만족스런 복합사를 제공하지 못하였다.

상기에 언급한 시도(1)에서, 최종 복합사는 다음과 같은 단점들을 가지고 있다.

(a) 단섬유와 연속 필라멘트를 단순히 서로 합해서 실연하므로, 이들은 서로 약하게 포합되거나 교착(交錯)되어서, 부드러운 연사(撚絲) 또는 중간 정도의 연사인 경우에는 취급이 어렵다.

(b) 연속 필라멘트에 단섬유를 과잉으로 공급하는 것이 어려우므로, 생성된 복합사는 만족스럽지 못한 벌크성을 나타낸다.

(c) 단섬유는 낮은 데니어를 가져야만 한다. 데니어가 0.8 이하일 경우, 단섬유를 고르게 방사하는 것이 어렵다.

(d) 공정이 복잡하고, 생산성이 낮으므로, 중심-방적사의 제조 비용이 너무 높다.

상기한 시도 (2)는 다음과 같은 단점들을 가지고 있다.

(a) 굵은 연속 필라멘트 다발이 고장력 하에서 연신-절단된 단섬유와 접합되므로, 굵은 연속 필라멘트 다발을 고르게 개섬시키는 것이 어렵고, 연신-절단된 가는 단섬유를 굵은 연속 필라멘트와 함께 견고하게 포함시키는 것이 어렵다.

(b) 가는 연속 필라멘트 다발이 실온에서 연신-절단되고, 굵은 연속 필라멘트 다발이 단순히 연신-절단된 단섬유 속과 평행하게 배열되므로, 연신-절단된 가는 단섬유 속 대 굵은 연속 필라멘트 다발의 열수축 비율을 많이 작게 만들 수 없고, 굵은 연속 필라멘트 다발 위에 대한 가는 단섬유의 피복 효과가 만족스럽지 못하다.

(c) 가는 연속 필라멘트는 때때로 고르지 못하게 연신-절단되므로, 낮은 번수를 갖는 복합사를 제조하는 것이 어렵다.

상기한 시도 (3)은 다음과 같은 단점을 가지고 있다.

(a) 연신-절단비가 비교적 작으므로, 연신-절단된 단섬유는 때때로 비교적 긴 길이를 갖는다. 또한, 종래의 연신기나 연신가연기에서 연신-절단 영역가 비교적 길므로, 최종 연신-절단된 단섬유는 때때로 600∼700mm의 비교적 긴 길이를 가지고, 섬유 길이에 있어서 편차 피치는 천연 섬유의 것 보다도 상당히 크므로, 생성된 복합사는 부자연스런 외관을 보이게 된다.

(b) 한쌍의 닙 롤러(nip rollers)가 한 개의 파지점에서 필라멘트 다발을 파지(把持)하거나,또는 한 개 이상의 연신-절단 에이프론(apron) 롤러가 그 주연부 둘레에 감겨진 필라멘트 다발을 쥐고 있는 연신-절단 롤러 장치 상에서 필라멘트 다발의 폭 1cm당 수 ㎏의 연신-절단력 하에서 가는 연속 필라멘트를 연신-절단하는 종래 연신기에서는, 필라멘트 다발이 롤러 주연부에서 미끄러지거나 또는 고르지 못하게 파지되므로 고르게 연신-절단하는 것이 매우 어렵다.

(c) 필라멘트 다발에서의 필라멘트의 수가 비교적 적을 경우, 필라멘트들이 균일하게 집속되는 것이 어렵고, 연신-절단 섬유의 끝부분에서의 공기의 저항과 연신-절단 롤러의 회전에 따른 기류의 작용으로 인하여 닙 롤러에 의해 고르게 파지되기가 어렵고 또는 에이프론 롤러상에 고르게 유지되는 것이 어려우므로, 균일하게 연신-절단되지 못하게 된다.

(d) 필라멘트 다발을 가열 또는 가열판 상에서 가열시킬 경우, 인가된 신장에 대해서 생긴 필라멘트 다발의 응력은 작아지게 되고, 가열된 필라멘트 다발은 작은 신장력 하에서도 쉽게 신장이 되므로 고르지 못하게 연신-절단되고, 최종 단섬유의 연신-절단된 끝부분은 열수축되고, 불균일한 염착성을 보이게 된다. 또한, 필라멘트 다발을 고온에서 연신-절단하고, 연신-절단된 단섬유와 절단되지 않은 연속 필라멘트를 상기 온도에서 열고정시키기 때문에 단섬유와 연속 필라멘트 간의 열수축의 차이가 매우 적어지게 된다. 그러므로, 최종 복합사는 만족스런 벌크성을 나타내지 못한다. 또한, 필라멘트는 다발을 연신-가연시킨 경우, 단섬유와 연속에서 권축이 발생하게 된다. 따라서, 최종 복합 필라멘트사는 실연되지 않으므로 권축된 단섬유와 권축된 연속 필라멘트와의 불균일한 포합이 일어나게 되며, 최종 복합사는 불균일한 벌크성과 외관을 보이게 된다. 때때로, 최종 복합사는 바람직하지 못하게 종래의 가연 가공사의 촉감과 유사한 촉감을 보이게 된다. 또한, 상기에서 언급한 바와 같이 가늘고 굵은 필라멘트 간의 열수축 차이는 열고정에 의하여 감소하게 되는 문제가 있다.

상기한 바와 같은 상황하에서, 합성 필라멘트로부터 만족스런 탄성과 천연 방적사와 같이 부드러운 촉감 및 외관을 모두 갖춘 특수한 복합사가 강력히 요구되어 왔다.

본 발명의 목적은 양호한 촉감, 만족스런 탄성 및 천연섬유 방적사와 같은 균일한 외관을 갖는 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사와 그의 제조방법 및 그의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 독특하고, 품위 있는 옷을 만드는데 유용한 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사와 고효율로 이를 제조하는 방법 및 이를 제조하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적들은 본 발명의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사의 제조방법 및 장치에 의해서 성취할 수 있다.

본 발명의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 다음과 같은 것으로 구성되어 있다.

(A) 실질적으로 서로 평행하게 신장되어 있는 균일하게 냉연신(cold-drawn) 및 비권축된 다수의 연속 필라멘트로 이루어진 중심부와,

(B) 상기 중심부 주위에 위치하고, 끝이 점점 가늘어지는 단부를 가지고, 비등하는 물중에서 연속 필라멘트 보다 낮은 잠재 수축율을 가지는 냉연신-절단 및 비권축된 다수의 단섬유로 이루어진 주연부로 구성되어 있되 상기 단섬유는 그의 랜덤 부위에서 중심부의 연속 필라멘트와 함께 포합되어 있고, 단섬유의 다른 부위는 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 중심부에서 외측으로 돌출되어 있는 다수의 루프를 형성하고 있다.

상기 복합사에 있어서, 단섬유는 연속 필라멘트 보다 작은 데니어를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 제조하는 방법은 다음과 같은 단계로 이루어진다.

(1) (a) 다수의 연속 필라멘트와, (b) 상기 연속 필라멘트 (a)보다 낮은 신도를 가지는 다수의 다른 연속 필라멘트로 이루어진 복합 필라멘트 다발을 제조하고,

(2) 복합 필라멘트 다발을 상기 연속 필라멘트(b)의 최종 신도나 그 이상의 연신비로 연신-절단하되 여기서 연신비는 상기 연속 필라멘트(a)의 일차 항복점에서의 신도와 최종 신도의 80% 사이이며, 2.0 이하로 하고, 한편으로 복합 필라멘트 다발을 습동 가이드의 표면에서 압축 습동시켜서 연속 필라멘트(b)만을 안정하게 연신-절단하여 단섬유로 전환시키고,

(3) 상기 연신-절단 공정에서 최종 연신-절단된 복합 필라멘트 다발을 권취하고,

(4) 상기 연신-절단시킨 복합 필라멘트 다발을 포합 공정으로 도입시키되, 여기서 연신-절단된 복합 필라멘트 다발을 느슨하게 하면서 연속 필라멘트(a)가 다발의 내부에 모여서 복합사의 중심부를 제공하는 방식으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시키며, 단섬유의 랜덤 부분은 연속 필라멘트 다발을 관통해서 중심부에 있는 연속 필라멘트(a)와 함께 포합시키고, 단섬유의 다른 부분은 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 중심부에서 그의 외측을 향하여 돌출하는 다수의 루프를 형성하여서 복합사의 주연부를 제공한다.

상기 방법에 있어서, 연신-절단된 복합 필라멘트 다발은 연속 필라멘트(b)를 더욱 연신-절단시키기 위하여 포합 과정 전에 임의로 가연된다.

단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 제조하기 위한 본 발명의 장치는 다음과 같이 구성된다.

(1) (a) 다수의 연속 필라멘트와, (b) 상기 연속 필라멘트 (a) 보다 낮은 최종 신도를 가지는 다수의 다른 연속 필라멘트로 이루어지는 복합 필라멘트 다발을 공급시키기 위한 송출 원주 속도로 회전할 수 있는 숭출롤러 장치.

(2) 상기 연속 필라멘트(b)를 연신-절단하여 단섬유를 제공하기 위한 연신-절단 롤러 장치, 여기서 이 장치는 송출 롤러 장치의 하부에 배치되어 있으면서 송출 롤러 장치 보다 빠른 원주 속도로 회전할 수 있으므로, 복합 필라멘트 다발의 경로가 송출 롤러 장치와 연신-절단 롤러 장치 사이에 있게 되며,

(3) 상기 연신- 절단 영역 내의 상기 복합 필라멘트 다발의 경로를 따라 배열되어 있으며, 복합 필라멘트다발이 그 위에서 압축-습동되도록 유연한 표면을 갖는 습동 가이드.

(4) 상기 연신-절단 롤러 장치의 하부에 배열되고, 단섬유를 연속 필라멘트와 포합하여서 연신-절단시킨 복합 필라멘트 다발을 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시키기 위한 포합 장치, 및

(5) 상기 포합 장치의 하부에 배열되고, 연신-절단 롤러 장치 보다 낮은 원주 속도로 회전가능하며, 최종 복합사를 배출시키기 위한 배출 롤러 장치로 구성되어 있다.

상기 장치에 있어서, 연신-절단 롤러 장치는 서로 일정한 간격을 갖고, 서로 병행하게 배치된 제1롤러와 제2롤러로 구성되어서 제1롤러와 제2롤러 주위에 연신-절단시킨 복합 필라멘트 다발의 통로를 제공하는 것이 바람직하고, 가연장치는 통로중 제2롤러의 하부에 배치되고, 가이드롤러는 가연장치와 통로중 제1롤러 사이에 배치된다.

이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사의 구성은 제1도 및 제2도에 예시되어 있다.

제1도 및 제2도에 있어서, 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사(1)는 중심부(2)와 주연부(3)로 이루어진다.

중심부(2)는 다수의 합성 연속 필라멘트(4)로 구성되며, 이 합성 연속 필라멘트(4)는 다수의 합성 연속 필라멘트의 다발을 고르게 냉연신시키고, 비권축시켜서 제조하며, 상기 합성 연속 필라멘트(4)들은 실질적으로 서로 평행하게 확장되어 있다.

주연부(3)는 중심부(2)를 덮도록 중심부(2) 주위에 위치한다. 주연부(3)는 다수의 합성 연속 필라멘트의 다발을 냉연신-절단시켜서 제조한 다수의 합성 단섬유(5)로 이루어진다. 냉연신-절단된 단섬유(5)는 끝이 점점 가늘어지는 부분을 가지며, 비등하는 물중에서 연속 필라멘트 보다 작은 잠재적 수축율을 갖는다.

복합사(1)에 있어서, 단섬유(5)는 랜덤 부분에서 중심부(2)에 있는 연속 필라멘트(4)와 함께 포합되어 있다. 단섬유(5)의 다른 랜덤 부분은 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 중심부(2)에서 그의 외측을 향하여 돌출하는 다수의 루프를 형성하고 있다. 주연부(3)에서 단섬유(5)중 일부의 끝부분은 중심부(2)의 외축으로 돌출되어서 점점 가늘어진 끝부분을 형성하고 있다. 단섬유의 끝부분들이 연속 필라멘트와 포합되거나 또는 교착되어 있는 경우에, 이들 끝부분은 점점 가늘어지거나 또는 끝이 뽀족한 형태일 수 있다.

본 발명의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 반드시 다음과 같은 요건들을 가져야 한다.

(a) 연속 필라멘트 또는 단섬유는 권축되지 않아야 한다.

(b) 연속 필라멘트는 단섬유를 위한 연신-절단 공정중에서 균일하게 냉연신되어야 한다.

(c) 단섬유는 비등하는 물중에서 연속 필라멘트 보다 낮은 잠재적 수축율을 가져야 한다.

(d) 각각의 단섬유는 적어도 1개의 점점 가늘어진(또는 끝이 뽀족한) 끝부분을 갖는다.

(e) 단섬유가 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 연속 필라멘트로 구성된 중심부에서 그의 외측을 향하여 돌출하는 다수의 루프를 형성하여야 한다.

상시 요건(a) 내지 (e)의 효과는 다음과 같다.

[요건(a)]

필라멘트 또는 섬유가 방적시 또는 가연 가공사에서와 같이 권축을 하게 되면, 필라멘트 또는 섬유의 굽힘 경직성 또는 굽힘 회복성이 감소하게 되므로, 권축된 필라멘트나 섬유로부터 생성된 실이나 직물은 탄성이 감소하게 된다. 또한, 권축된 필라멘트나 섬유를 사용하면, 생성된 실이나 직물이 적절치 못하게 신축성과 벌크성이 증대하게 된다.

따라서, 권축된 연속 필라멘트와 단섬유를 사용할 경우, 생성된 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 종래의 방적사나 가연 가공사와 유사한 촉감 및 외관을 나타내게 된다.

[요건(b)]

냉연신된 단섬유는 비등하는 물중에서 높은 수축율을 나타내고, 냉연신된 단섬유와 연속 필라멘트는 높은 열경화성을 가지므로, 복합사 또는 직물을 염착, 가공 처리한 후, 실 또는 직물에서 생기는 응력은 실 또는 직물에 열 경화 과정을 적용하여 쉽게 제거시킬 수 있고 실 또는 직물에 높은 탄성을 부여할 수 있다. 또한, 균일한 냉연신은 최종 복합사의 불균일한 염착성의 생성을 방지함에 있어서 중요하다.

[요건(c)]

비등하는 물중에서 단섬유의 수축율이 연속 필라멘트의 수축율 보다 높을 경우, 연속 필라멘트는 느슨한 상태로 있게 되어, 복합사의 주연부로 이동하는 것이 쉬워진다. 통상적으로, 연속 필라멘트는 단섬유 보다 굵고 높은 경직성을 가지고 있다. 그러므로, 복합사의 주연부에 연속 필라멘트를 위치시키면 생성된 복합사가 바람직스럽지 못하게 꺼칠꺼칠한 촉감을 나타내게 된다.

[요건 (d)]

천연 면 섬유와 목재 섬유는 끝이 점점 가늘어지는 끝부분을 갖는다. 따라서, 단섬유중에 형성된 끝이 점점 가늘어지는 부분은 최종 복합사가 천연섬유사와 같은 부드러운 촉감을 보여 주게 한다. 또한, 단섬유의 끝이 가는 부분은 단섬유의 물성을 단섬유의 종방향으로 변하게 해주므로, 최종 복합사는 합성된 천연섬유사와 같은 촉감과 외관을 보이게 된다.

[요건(e)]

단섬유의 끝부분들은 끝이 점점 가늘어지므로, 비등하는 물중에서 단섬유의 수축율은 그의 종방향의 축을 따라서 점차적으로 변하게 된다. 통상으로, 비등하는 물중에서 단섬유의 수축율은 그의 중간 부분에서 최고 수준이 되고, 중간부분에서 끝부분 쪽으로 갈수록 점차적으로 감소한다.

단섬유에 의해서 형성된 루프의 파고 변화에 따라, 본 발명의 복합사는 만족스런 탄성과 벌크성을 나타낸다.

본 발명의 복합사에 있어서, 주연부에 형성되어 있는 단섬유는 실질적으로 중심부에 위치한 연속 필라멘트 보다 낮은 데니어(굵기)를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 복합사에 있어서, 비등하는 물중에서 단섬유의 잠재적 수축율은 섬유의 종방향의 축을 따라서 변한다.

바람직하기로는 비등하는 물중에서 단섬유의 평균 잠재적 수축율은 16% 이하이다. 또한, 연속 필라멘트는 비등하는 물중에서 단섬유 보다 큰 평균 수축율, 바람직하기로는 8∼30%를 갖는다.

본 발명의 복합사에 있어서, 연속 필라멘트들은 실질적으로 함께 집속되어 중심부를 형성하며, 단섬유의 랜덤 부분은 복합사의 횡방향에서 연속 필라멘트의 다발내로 관통되어서 연속 필라멘트와 함께 포합되거나 또는 교착되게 되고, 단섬유의 다른 랜덤 부분은 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 연속 필라멘트 다발(중심부)에서 그의 외측으로 향하여 돌출되는 다수의 루프를 형성하여 복합사의 주연부를 형성하며, 단섬유에서 점점 가늘어지는 끝부분은 연속 필라멘트 다발(중심부)에서 그의 외측을 향하여 돌출되어서 복합사의 주연부의 일부를 형성하게 되므로, 비등하는 물중에서 복합사의 잠재적 수축율은 복합사의 횡방향에서 뿐만 아니라 종방향에서도 불규칙적으로 변하게 되고, 중심부는 주연부에 의해서 덮혀지게 된다.

상기 요건(a) 내지 (e)를 갖는 본 발명의 복합사는 다음 식을 충족시키는 것이 바람직하다.

(i) dA/dB≥2

식중, dA는 연속 필라멘트의 데니어이고, dB는 단섬유의 데니어이다.

(ii) dB＜2

(iii) 3.3≥DA/DB≥0.3

식중, DA는 복합사에 있어서 연속 필라멘트의 전체 데니어이고, DB는 복합사에 있어서 단섬유의 전체 데니어이다.

(iv) LB₀/ LA₀≥ 1.01

식중, LA₀는 2mg/d 의 하중에서 측정한 복합사의 길이(mm)이고, LB₀는 주연부에서 단섬유에 의해서 형성된 루프가 실질적으로 없어질 정도까지 신장시켰을때 상기한 것과 동일한 복합사의 길이(mm)를 나타낸 것이다.

(v) LB₁/ LA₁≥ 1.03

식중, LA₁은 비등하는 물중에서 20분 동안 수축시키고, 건조시킨 후, 2mg/d의 하중에서 측정한 복합사의 길이(mm)이고, LB₁은 비등하는 물중에서 20분 동안 수축시키고, 건조시킨 후, 주연부에서 단섬유에 의해서 형성된 루프가 실질적으로 없어질 정도로 신장시켰을때, 상기한 것과 동일한 복합사의 길이(mm)를 나타낸 것이다.

(vi) S≤25

식중, S는 비등하는 물중에서 복합사의 수축율(%)을 나타낸 것이다.

(vii) 60＞L_m＞10

식중, L_m은 단섬유의 평균 길이(cm)이다.

식(i)(dA/dB≥2)에 의해 나타낸 요건은 특정 주연부와 특정 중심부의 조합으로 인해 특유의 유연한 촉감의 복합사를 얻는데 적합하다. 본 발명의 복합사는 다음과 같은 식을 더욱 바람직하게 만족시킨다.

6≥dA/dB≥4

식(ii)으로 나타낸 요건은 또한 본 발명의 복합사에 특유의 유연한 촉감을 부여하는데 바람직하다.

식(iii)으로 나타낸 요건을 식(i)의 요건과 조합시킬 경우, 생성된 복합사는 특유의 유연한 촉감과 함께 탄성을 증대시킬 수 있다.

식(iv)으로 나타낸 요건은 단섬유가 연속 필라멘트의 다발로 이루어진 중심부로부터 서로 다른 파고를 갖는 웨이브의 형태로 돌출하는 다수의 루프를 형성한다는 사실에서 기인한 것이다. 길이 LA₀은 연속 필라멘트의 실제길이에 해당하며, 길이 LB₀는 연속 필라멘트에 접합된 단섬유의 실제길이에 해당한다. 따라서, 복합사의 특정 길이에서, 단섬유의 실제길이는 연속 필라멘트의 실제길이보다 1.0배 이상이 되게 하여 루프를 제공하는 것이 바람직하다.

식(v)는 비등하는 물에서 복합사를 가열 처리하여 벌크사를 얻기 위한 바람직한 요건이다.

식(ⅵ)은 만족스런 생산성을 갖는 복합사에서 벌크사를 얻는데 바람직한 요건이다. 만일 S＞25일 경우, 생성된 벌크사는 실제사용시 처리성이 낮다.

식(ⅶ)은 천연 방적사와 같은 외관을 갖는 복합사를 얻는데 바람직한 요건이다.

더욱 바람직하기로는 본 발명의 복합사는 다음의 특징이 있다.

(1) 단섬유에서, 비등하는 물중에서 수축율은 섬유의 길이 방향의 축에 따라서 점진적으로 변화한다. 비등하는 물중에서 단섬유의 중간부분은 끝부분의 수축율 보다 더 큰 수축율을 갖는다. 또한, 비등하는 물중에서 단섬유의 평균 수축율은 16% 이하이다. 이 특징은 상기 복합사의 주연부에서 다수개의 루프가 서로 다른 수축율을 나타내게 되므로, 복합사는 특유의 유연한 촉감과 벌크성을 나타내게 된다. 만일 비등하는 물중에서 평균 수축율이 16%를 초과하면, 단섬유와 연속 필라멘트 간에 비등하는 물중에서의 수축율 차이가 작아지게 되므로 생성된 복합사는 더 낮은 벌크성을 가지며, 때때로 연속 필라멘트가 복합사의 외부로 노출되게 된다. 이에 따라 생성된 복합사는 상기의 노출된 연속 필라멘트에 의해 바람직하지 못한 딱딱한 촉감을 나타내게 된다.

(2) (a) 단섬유의 랜덤 부분은 복합사의 횡방향에서 연속 필라멘트의 다발 내로 관통되어 연속 필라메트와 함께 포합되나 또는 교착된다. (b) 또한, 복합사의 주연 표면부에서, 단섬유의 다른 랜덤 부분은 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 다수의 루프를 이루고 있는 다층 구조를 형성하거나 다수의 보푸라기가 제공되도록 연속 필라멘트 다발에서 그의 외측을 향해 돌출되어 있다. 따라서, 상기 단섬유의 상술한 특징은 비등하는 물중에서 복합사의 수축율이 복합사와 다층의 단섬유의 피복하고자 하는 중심부의 연속 필라멘트 다발의 종방향 뿐만 아니라 횡방향으로도 변화를 하도록 해준다.

(3) 상기 복합사는 대체로 아주 균일하며, 다음 관계식(iv)을 만족한다.

U.N^1/2≤ 104 (iv)

상기 식에서, U는 복합사의 실측 U%를 나타내고, N은 복합사의 단면에 나타난 단섬유와 연속 필라멘트의 전체 수를 나타낸다.

(4) 연속 필라멘트와 단섬유는 폴리에스테르 수지, 더욱 바람직하기로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어진 것이다.

(5) 복합사는 다음의 관계식을 만족한다.

6≥dA≥3,

dB＜0.8, 및

1.52≥DA/DB≥0.25

상술한 관계식을 만족할 때, 생성된 복합사는 아주 긴 면사와 같은 고급 촉감을 나타낸다.

본 발명의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 이하에 나타내는 것과 같은 방법 및 장치로 제조될 수 있다.

본 발명의 방법은 (1)(a) 다수의 연속 필라멘트와 (b) 상기 연속 필라멘트(a) 보다 낮은 신도를 가지는 다수의 다른 연속 필라멘트로 이루어진 복합 필라멘트 다발을 제조하고 ; (2) 복합 필라멘트 다발을 저신도인 연속 필라멘트(b)의 최종 신도와 같거나 또는 그 이상, 고신도인 연속 필라멘트(a)의 일차 항복점에서의 신도와 최종신도의 80% 사이이며, 2.0 이하인 연신비에서 연신-절단공정을 실시하여 저신도인 연속 필라멘트(b)만 연신- 절단하여 단섬유로 전환시키며;(3)생성된 연신-절단 복합 필라멘트 다발을 연신-절단공정으로부터 권취하고 ; 및 (4) 상기 연신-절단 복합 필라멘트 다발을 포합공정에 도입시켜 다발을 연신-절단된 복합 필라멘트 다발들을 느슨하게 하면서 고신도인 연속 필라멘트(a)가 다발의 내부에 모아져서 복합사의 중심부를 제공하는 방식으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시키며, 단섬유의 랜덤 부분은 연속 필라멘트의 다발을 관통해서 중심부의 연속 필라멘트와 함께 포합시키고, 단섬유의 다른부분은 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 중심부에서 그의 외측을 향해 돌출하는 다수의 루프를 형셩해서 복합사의 주연부를 제공하게 되는데, 상기 연신-절단 공정에서 상기 복합 필라멘트 다발은 연신-절단 공정이 안정화 되도록 습동 가이드의 부드러운 표면위에서 압축-습동되게 됨을 특징으로 한다.

본 발명의 장치는 (a) 다수의 연속 필라멘트와 (b) 상기 연속 필라멘트(a) 보다 낮은 최종 신도를 갖는 다수의 다른 연속 필라멘트로 이루어지는 복합 필라멘트 다발을 공급시키기 위한 송출 원주 속도로 회전할 수 있는 송출 롤러 장치와, 저신도의 상기 연속 필라멘트(b)를 연신- 절단하여 단섬유를 제공하기 위한 연신-절단 롤러 장치, 여기서 이 장치는 송출 롤러 장치의 하부에 배치되어 있으면서 송출 롤러 장치 보다 빠른 원주 속도에서 회전할 수 있으므로, 저신도의 연속 필라멘트(b)를 위한 연신-절단 영역이 송출 롤러장치와 연신- 절단 롤러 장치 사이에 제공되며, 상기 연신-절단 롤러 장치의 하부에 배열되고, 단섬유를 연속 필라멘트와 포합되게 하여서 연신-절단시킨 복합 필라멘트 다발을 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시키기 위한 포합 장치; 및 상기 포합 장치의 하부에 배열되고, 연신-절단 롤러 장치 보다 낮은 원주 속도로 회전 가능하며, 최종 복합사를 배출시키기 위한 배출 롤러 장치로 구성되어 있되, 여기서 상기 장치는 습동 가이드가 연신-절단 영역에서 복합 필라멘트 다발의 경로를 따라서 배열되어 있으며, 복합 필라멘트 다발이 압축-습동되도록 유연한 표면을 갖고 있음을 특징으로 한다.

단지, 단섬유만으로 이루어진 통상적인 방적사와 비교하여 보면, 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는, 비교적 굵기(데니어)가 굵고, 고견고성과 고탄성의 연속 필라멘트가 효과적으로 이용될 수 있다는 것과, 복합사의 외측에 연속 필라멘트가 노출되기 때문에 부드러운 촉감의 감소가 적어진다는 장점이 있다. 또한, 통상적인 멀티 필라멘트사와 비교하여 보면, 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 비교적 굵기(데니어)가 가는 연속 필라멘트가 연신-절단되어 단섬유로 전환되고, 최종 복합사에 다수의 보푸라기와 변동이 있는 굵기가 제공되며 천연 섬유 방적사 같이 개선된 외관과 촉감을 나타낸다는 장점이 있다.

또한, 통상적인 방적공정인 연신-절단, 무연(non-twist), 포합 방적 공정은 비교적 긴 길이를 갖는 연신-절단 섬유를 이용할 수 있고, 복잡한 열 수축을 분포가 최종 방적사에 부여될 수 있으며, 가공 속도는 매우 빨라서 결과적으로 생성된 방적사의 촉감과 생산성을 개선시킨다는 장점이 있다.

상술한 장점을 고려하여 본 발명의 발명자들은 연신-절단, 무연, 포합-방적 공정으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 제조하기 위한 시도를 하였다. 이 시도에서 연신-절단, 무연, 포합-방적 공정으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사의 제조가 결과적으로 실의 굵기에서 불균일하고, 많은 결점이 생기며, 방적공정에서 종종 단사가 발생한다는 점에서 불리하다는 것을 알았다. 비록 이 방법에 대한 많은 특허가 출원되었지만, 연신-절단, 무연, 포합-방적 공정으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 실제제조하는 것은 매우 어려우며, 따라서 상품을 실제생산할 수 있는 수준에는 아직 도달하지 못하였다.

이와 같은 어려움에 대한 이유는 다음과 같다고 생각된다.

방적사에서와 같이 단섬유와 연속 필라멘트를 결합시켜서, 단섬유로 구성된 어떤 방적사의 데니어와 같은 데니어를 갖는 복합사를 제조할 때 복합사에서 단섬유의 전체수는 방적사에서의 전체수 보다 적어야 된다. 감소된 단섬유의 수는 단섬유 등급의 집속성이 약하게 되는 결과를 가져오게 되어 단섬유의 이동중에 공기저항, 닙 롤러들의 회전에 수반하는 공기 기류, 연신-절단시 단섬유에 작용하는 탄성 충격 및 정전기에 의해 단섬유의 집속도가 쉽게 영향을 받게 된다.

특히, 연신-절단하고자 하는 연속 필라멘트가 비교적 큰 데니어를 가지는 경우에는 높은 비율로 연속 필라멘트를 연신-절단시켜야 한다. 그러므로, 연신-절단하고자 하는 연속 필라멘트의 속도에서의 약간의 동요도 한쌍의 연신-절단 닙 롤러들에 의해 파지된 필라멘트와 서유의 전체수를 변화시키게 되므로 복합사는 불균일한 굵기를 갖게 되며, 쉽게 단사가 된다. 또한, 연신-절단하고자 하는 연속-절단하고자 하는 연속 필라멘트가 비교적 작은 데니어를 갖는 경우에는 연속 필라멘트는 비교적 낮은 연신비로 연신-절단시킬 수 있으며, 이동속도가 빨라지게 되므로 복합사의 생산은 필라메트의 이동에 대한 공기의 불균일한 저항과 송출 롤러들의 불균일한 랩(lap)등의 영향을 쉽게 받고, 복합사는 증가된 불균일한 굵기와 많은 결점을 갖게 되어 종종 단사되게 된다. 또한 복합사의 제조는 복합사로 전환시키고자 하는 연속 필라멘트의 배향성과 집속성 및 복합사에 적용되는 유제, 연속 필라멘트의 장력 강도, 최종 신도 및 균일성에 의해 영향을 받게 된다.

여러가지 시도후에, 본 발명의 발명자들은 비교적 높은 최종 신도 및 바람직하게는 비교적 큰 데니어를 갖는 다수의 연속 필라멘트(a)와 상기 연속 필라멘트(a)보다 더 낮은 최종 신도 및 바람직하기로는 더 작은 데니어를 갖는 다수의 연속 필라멘트(b)로 이루어진 복합 필라멘트 다발을, 저신도 연속 필라멘트(b)만 선택적으로 연신-절단하고, 고신도 연속 필라멘트(a)는 연신-절단하지 않고, 저신도 연속 필라멘트를 선택적으로 안정하게 연신-절단하게 되는 연신비에서 연신-절단 공정을 실시하고 최종 연신-절단된 단섬유가 습동 가이드의 부드러운 표면과 절단되지 않은 연속 필라메트 사이에 안정하게 있도록 상기 복합 필라멘트 다발을 압축-습동하는 가이드의 부드러운 표면과 접촉시킴으로써 경이롭게 아주 균일하며 효능있게 단섬유로 전환되는 것을 알았다.

연신-절단 공정의 부드러움과 균일성은 연신-절단 공정에서 복합 필라멘트 다발을 구부려 복합 필라멘트 다발을 개섬시키게 함으로써 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 복합 필라멘트 다발이 벤딩 가이드 롤에서 구부러지고, 벤딩 가이드 롤에서 압축-습동될 때, 다발중에서 필라멘트(a)와 (b)는 서로, 응집, 교착 및 수축에서 풀려서 필라멘트 사이에서 서로 간섭 없이 균일하게 인취되게 된다. 또한, 저신도 연속 필라멘트(b)는 고신도 연속 필라멘트(a)와 균일하게 혼합되므로 최종 연신-절단된 단섬유는 절단되지 않은 연속 필라멘트에 의해 안정하게 에워싸이게 되고 유지되게 된다.

그러므로, 연신-절단된 단섬유의 주행은 공기저항과 연신-절단 롤러의 회전에 의해 발생되는 공기 기류에 의해 덜 영향을 받게 되므로 최종 연신-절단 복합 필라멘트 다발은 안정되게 주행하게 된다.

상기 복합 필라멘트 다발이 연신-절단 공정에서 습동 가이드 판의 편평하고 부드러운 표면 위에서 압축-습동될 때, 최종 연신-절단 단섬유는 절단되지 않은 연속 필라멘트와 편평하고 부드러운 표면 위에서 압축-습동될 때, 최종 연신-절단 단섬유는 절단되지 않는 연속 필라멘트와 편평하고 부드러운 표면 사이에 삽입되게 되어 공기 저항과 연신-절단 롤러의 회전에 의해 수반되는 공기 기류로부터 어떠한 영향 없이 안정하게 주행할 수 있게 된다.

만일 상기 복합 필라멘트 다발을 다발의 정전기 방지 성질을 증가시키고 필라멘트의 집속성을 감소시키기 위하여 유제로 유화시킨다면, 복합 필라멘트 다발을 위한 굴곡 공정은 항상 필요한 것은 아니다.

첨부도면 제3도와 제4도는 각각 통상적인 연신-절단, 무연 방적 공정을 수행하기 위한 장치를 나타낸 것이다.

제3도에 의하면, 필라멘트 다발(11)이 보빈(11a)에서 한쌍의 송출 롤러 장치(12)에 의해 인취되어 연신-절단 영역(13)으로 인가된다. 연신-절단 영역(13)에서, 필라멘트 다발(11)은 비-접촉 슈터(14)를 통해서 주행되고, 연신-절단 롤러 장치(15)에 의해 연신-절단된다.

연신-절단 롤러장치(15)의 원주 속도는 송출 롤러 장치(12)의 원주 속도 보다 더 빠르다 연신-절단된 필라멘트 다발은 노즐(16)을 통과하여 연신-절단된 복합 필라멘트 다발로 인취되고, 포합 장치(17)를 통과하면서 단섬유와연속 필라멘트가 서로 포합된다. 이어서 얻어진 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사(18)는 한쌍의 배출 롤러 장치(19)를 통해서 배출되고 보빈(20)에 권취되게 된다.

상기의 노즐(16)은 공기 순환 및 흡인 노즐이 바람직하며, 상기의 포합 장치(17)는 공기 순환 노즐, 인터레이싱(interlacing) 노즐 또는 이러한 두가지 형태의 노즐 기능을 갖는 노즐이다.

제4도에 의하면, 이 통상의 방법에서는 회전하지 않거나 또는 필라멘트 다발(11)의 주행 속도 보다 낮은 원주 속도로 회전하는 벤딩 가이드 롤(21)을 사용하며, 벤딩 가이드 롤(21)상에서 연신-절단 영역(13)를 통과하는 필라멘트 다발(11)이 구부러지거나 습동되도록 하여 개섬시키는 방법이다. 이 개섬 작용은 필라멘트를 서로 고르게 혼합시키는데 효과적이다.

한편, 제5도는 본 발명의 방법에 따른 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 제조하는데 효과적인 장치를 나타낸 것이다.

제5도에 따르면, 연신-절단 영역(13)에서, 송출 롤러 장치(12)의 아래쪽에 복합 필라멘트 다발(11)의 경로를 휘게 하고 상기 다발(11)을 개섬시키기 위하 벤딩 가이드 롤(21)이 배치되어 있다. 상기 벤딩 가이드 롤(21)은 회전하지 않거나 또는 복합 필라멘트 다발(11)의 주행 속도 보다 낮은 원주 속도로 회전하며, 상기 복합 필라멘트 다발(11)을 미끄러지게 하면서 개섬시키게 된다. 또한, 벤딩 가이드 롤(21)과 연신-절단 롤러 장치(15) 사이에는 편평하고 부드러운 습동 표면을 갖는 습동 가이드 핀(22)이 배치되어 있다. 상기 습동 가이드 판(22)의 편평하고 부드러운 습동 표면은 연신-절단 영역(13)에서 복합 필라멘트 다발(11)의 경로를 따라 위치하여 복합 필라멘트 다발(11)이 장력하에서 압축 습동되게 한다.

예를 들면, 복합 필라멘트 다발은, 전체 데니어가 18.4이고, 4.6데니어, 75%의 최종 신도를 갖는 4개의 고신도 폴리에스터 필라멘트(a)로 구성된 하나의 필라멘트 다발과, 전체 데니어가 40이고, 0.5데니어, 20%의 최종 신도를 갖는 80개의 저신도 폴리에스터 연속 필라멘트(b)로 구성된 또 하나의 필라멘트 다발을 집속시킨 다음, 집속된 필라멘트 다발 3개를 서로 평행하게 접합(실연시키지 않음) 시켜서 제조된 것이다.

상기 복합 필라멘트 다발은 제3도, 제4도 및 제5도의 장치에 의해 각각 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환되게 된다. 상기 장치들에서, 복합 필라멘트 다발은 저신도의 필라멘트 다발(b)이 선택적으로 연신-절단되도록 하기 위하여 400m/분의 송출 속도로 송출되고, 1.3의 연신비와 연신-절단 길이 28cm로 연신된다. 포합 장치(17)에서는, 연신-절단된 복합 필라멘트 다발이 5% 과잉 송출되어 느슨해지게 된다. 이 포합 장치(17)는 공기-순환 노즐로 되어 있다.

제3도, 제4도 및 제5도의 장치로 제조된 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 다음 표1에 나타낸 것과 같은 가공성과 물성을 갖는다.

[표 1]

주: (^*) 1-복합사로 만든 판모양으로 짠 직물의 외관

상기 표 1에 의하면, 본 발명의 방법 및 장치로 제조된 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사가 매우 작은 U%와 적은 수의 결함(가는 부위, 굵은 부위, 냅(neps)을 나타내고 있음을 분명히 알 수 있다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치에 따르면 실의 단사수도 매우 적음을 알 수 있다.

또, 본 발명의 방법 및 장치(제5도)에 의해 제조된 복합사는 U·N^1/2의 값이 61.5로서, 통상의 방적사가 갖는 104 내지 108의 값 보다도 매우 적은 값을 가지므로 시의 굵기가 놀라울 정도로 상당히 균등함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 방법 및 장치는 고품질의 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 높은 생산성으로 제조하는데 유용하다.

본 발명의 방법에서, 벤딩 가이드는 굴곡 반경이 10mm 이하인 롤의 형태로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제6도에 나타낸 것처럼 복합 필라멘트 다발은 벤딩 가이드 롤에서 160°이하의 굴곡 각도로 구부러지게 하는 것이 바람직하다.

만일, 벤딩 가이드 롤의 굴곡 반경이 10mm를 초과 및/또는 굴곡 각도가 160°를 초과하게 되면, 복합 필라멘트 다발을 위한 벤딩 가이드 롤의 개섬 효과가 불만족스럽게 된다. 벤딩 가이드 롤는 송출 롤러 장치와 습동 가이드 판 사이의 어떤 위치에 배치시켜도 된다. 그리고 벤딩 가이드 롤은 봉 형태나 롤 형태 또는 판 형태로 할 수 있다. 또한, 벤딩 가이드 롤는 내마모재 예를들면, 세라믹스, 소피에르 루비(sopphire ruby) 및 견고하게 처리된 금속 재질로 만드는 것이 바람직하다. 그러나, 만일 벤딩 가이드 롤 상에서의 복합 필라멘트 다발의 경로가 이동되더라도 복합 필라멘트 다발에 의해 벤딩 가이드 롤의 한정된 부위가 항상 마모되지 않는다면, 벤딩 가이드 롤의 재질을 내마모재로 한정하지 않아도 된다.

한편, 습동 가이드판은 제7도에 나타낸 바와 같이, 그 하단부가 송출 롤러 장치의 파지점에 가깝게 위치하도록 설치되어 있으며, 복합 필라멘트 다발(11)은 연신-절단 롤러 장치(15)의 위쪽에 설치되어 있는 습동 가이드 판(22)의 편평하고, 부드러운 표면위에서 가볍게 압축-습동된다.

습동 가이드의 형태와 복합 필라멘트가 습동 가이드와 접촉하면서 들어오게 되는 곳에서의 각도에는 제한이 없다. 습동 가이드의 형태는 편평한 판, 굴곡진 판, 파이프나 흠이 있는 판의 형태로 할 수 있다. 복합 필라멘트 다발을 압축-습동시키는 습동 가이드의 표면은 부드러워야 하며,내마모 재료의 정전지 방지 재료 예를 들면, 새틴 금속 재료(satinized metallic material), 세라믹 코팅 금속 재료 또는 세라믹 재료로 제조하는 것이 바람직하다. 습동 가이드는 습동 가이드 표면과 절단되지 않은 연속 필라멘트 사이에 연신-절단된 단섬유를 삽입하고 유지시키는데 효과적이며, 복합 필라멘트 다발에서 단섬유의 바람직스럽지 못한 분리와 단섬유의 흐뜨림을 효과적으로 방지하게 된다.

복합 필라멘트 다발의 연신-절단 길이는 이하에서 설명할 것이다.

본 발명의 방법에서, 고신도 연속 필라멘트(a)와 저신도 연속 필라멘트(b)로 이루어진 복합 필라멘트 다발은 연신-절단 공정을 거치게 되고, 다만, 저신도 연속 필라멘트(b)만이 고신도 연속 필라멘트(a)의 높은 최종 신도와 저신도 연속 필라멘트의 낮은 최종 신도 간의 연신비에서 선택적으로 연신-절단된다. 따라서, 상기 연신비는 통상적인 연신-절단, 무연 방직 공장에서의 연신비 10 내지 30보다도 훨씬 낮은 약 2.0이하이다.

그러므로, 본 발명의 방법에서 복합 필라멘트 다발은 송출 롤러 장치를 통하여 통상적인 방법에 있어서의 속도 보다도 훨씬 빠른 송출 속도로 공급되게 된다.

이렇게 빠른 송출 속도는 연신-절단된 단섬유의 평균 길이를 통상적인 방법에 있어서의 길이 보다도 더 길게 한다.

예를 들면, 제2필라멘트 다발은 64데니어/144 필라멘트 그리고 18%의 최종 신도를 갖는 제1필라멘트 다발들을 접속시켜서 제조한다. 상기 제2필라멘트 다발의 전체 데니어는 제2필라멘트 다발이 400m/분의 송출 속도로 공급되고, 제5도의 장치에서 다음 표 2에 나타낸 것과 같은 연신비와 연신-절단 길이로 연신-절단시킬 때 연신-절단된 섬유 다발이 130의 전체 데니어를 갖도록 조정된다. 다음 표 2는 연신-절단되기 전의 제2필라멘트 다발의 전체 데니어와 최종 연신-절단 섬유의 평균 길이를 나타낸 것이다.

[표 2]

놀랍게도 연신-절단 공정이 고속으로 그리고 낮은 연신비에서 수행될 때, 때때로 연신-절단된 섬유의 평균길이가 연신-절단된 길이 보다도 더 길게 된다.

바람직하기로는, 연신-절단된 섬유의 평균길이가 50cm 이하, 더욱 바람직하게로는 30cm 이하이고, 연신-절단 길이가 약 50cm 이하, 더욱 바람직하기로는 30cm 이하이다.

만약 제8도에 나타낸 것과 같은 통상적인 가열 연신 장치 또는 긴 연신-절단 길이를 갖게 되는 제9도에 나타낸 것과 같은 통상적인 가열 연신, 가연 장치가 상기한 것과 같은 조건하에서 연신-절단 섬유를 생산하는데 사용된다면, 연신-절단된 섬유는 매우 긴 평균 길이와 고르지 못한 핏치(pitch)를 가지게 될 것이다. 또한, 연신-절단 섬유사는 필라멘트사 같은 부자연스러운 외관을 나타내게 될 것이다.

제8도의 가열 연신 장치에서, 필라멘트 다발(11)이 한쌍의 닙 롤러(23)에 의해 보빈(11a)에서 인취되게 되고, 송출 롤러 장치(25)를 통해서 연신 영역(24)으로 송출되게 된다. 연신 영역(24)에서, 필라멘트 다발은 가열기(26)에 의해 가열되고, 연신 롤러 장치(27)에 의해 연신된다. 이어서, 연신된 필라멘트 다발은 보빈(28)에 권취되게 된다.

제9도의 가열 연신, 가연 장치에서, 필라멘트 다발(11)은보빈(11a)에서 인취되고, 송출 롤러 장치(30)를 통해서 가열기 (26)를 포함하고 있는 가열 연신, 가연 영역(29), 가연 방적기(31) 및 연신 롤러 장치(32)로 송출되게 된다. 가열 연신, 가연 영역(29)에서, 필라멘트 다발(11)은 가열기(26)에서 가열되고, 가연 방적기(31)로 가연된 후 연신 롤러 장치(32)에 의해서 연신된다. 이어서, 연신되고 가연된 필라멘트 다발은 보빈(33)에 권취되게 된다.

본 발명의 방법에서, 복합 필라멘트 다발은 통상적인 방법으로 다수의 고신도 연속 필라멘트(a)와 다수의 저신도 연속 필라멘트(b)로부터 제공된다.

예를 들면, 복합 필라멘트 다발의 제조에서, 다수의 고신도 연속 필라멘트로 구성된 적어도 하나의 다발과 다수의 저신도 연속 필라멘트로 구성된 적어도 하나의 다발을 실연하지 않고, 접속시킨다.

또 다른 예로서, 복합 필라멘트 다발의 제조에서, 섬유를 형성하는 고분자 물질, 예를 들면 폴리에스테르수지는 미리 정해진 직경과 랜드 길이를 갖는 다수의 압축 홀이 있는 방사 구금을 통해서 용융 압출되어 고신도 연속 필라멘트를 형성하고, 상술한 것과는 다른 직경과 상술한 것 보다는 더 긴 랜드길이를 갖는 여러 개의 압출 홀이 있는 방사 구금을 통해서 용융 압출하여 저신도 연속 필라멘트를 형성하게 된다. 최종적으로 연신되지 않은 멀티 필라멘트 다발은 연신되고 임의로 열처리 된다.

이때, 상술한 복합 필라멘트 다발에서 저신도 연속 필라멘트(b)를 고르게 연신-절단하고, 공기 저항과 같은 외란(disturbance: 저신도 장섬유가 균일하게 절단되고, 동시에 고신도 장섬유가 균일하게 서로 포합되는 것을 방해하는 것)이 낮은 상태에서 고신도 연속 필라멘트(a)와 서로 포합시킨다.

그래서, 연신-절단된 단섬유의 랜덤 부위는 실질적으로 고신도 연속 필라멘트(a)로 구성되어 있는 중심부를 뚫고 들어가서 상기 필라멘트(a)와 서로 포합되고, 단섬유의 다른 부위는 중심부에서 그의 외측으로 웨이브 형태를 돌출되어 있는 다수의 루프를 형성하여 복합사의 주연부를 형성하게 된다. 단섬유의 어떤 임의의 끝부분은 중심부로부터 돌출되어 있거나 또는 중심부 주위를 감싸게 된다. 이 루프들은 다양하며, 서로 다른 파고를 갖는다.

주연부에서, 단섬유는 실질적으로 고르게 분포하며, 다층 구조의 루프를 형성한다. 또한, 중심부는 단섬유로 이루어진 주연부에 의해 완전히 덮혀지게 된다.

냉연신된 고신도 연속 필라멘트(a)는 낮은 배향과 높은 열수축율을 갖는다.

냉연신-절단된 단섬유는 연속 필라멘트(a)보다 더 높은 배향과 더 낮은 열수축율을 갖는다. 또한, 냉연신-절단된 단섬유의 열수축율은 그의 종축을 따라서 변화한다. 따라서, 냉연신된 연속 필라멘트(a)는 고탄성을 가지는 중심부를 형성하고 냉연신-절단 단섬유는 부드러운 촉감과 양호한 벌크성을 가지는 다층의 주연부를 형성한다.

최종적으로 얻어진 복합사는 세로추을 따라서 변하는 단섬유의 잠재적 열수축 성능(상온에서 수축은 없으나 가열하면 수축하는 성능)을 갖으며 부드러운 촉감, 고탄성 및 균일한 천연 섬유 방적사와 같은 외관을 나타낸다.

다음 표 3은 복합사에서 연속 필라멘트의 데니어(dA)와 단섬유의 데니어(dB)와의 관계, 즉 dA/dB비, 촉감, 복합사의 탄성 및 복합 필라멘트 다발의 연신-절단성을 나타낸 것이다.

[표 3]

주:(*)2-보푸라기가 고신도 필라멘트로부터 형성된 것임.

부드러운 촉감을 얻기 위하여, 단섬유는 바람직하기로는 2이하의 작은 데니어를 갖는다. 단섬유가 0.8이하의 매우 작은 데니어를 갖는 경우에는, 복합사는 예를 들면, 해도면 또는 수피마(Supima)면에서 제조되는 고급 면방적사와 같은 부드러운 촉감을 나타낸다.

우수한 촉감과 탄성을 갖는 복합사를 얻기 위해서는, dA/dB의 조절이 중요하다. 즉, dA/dB의 비는 2이상이면 바람직하다.

더우기, 촉감을 향상시키기 위해서는 DA/DB 비의 조절도 중요하다. 여기서 DA는 연속 필라멘트의 전체 데니어이고, DB는 단섬유의 전체 데니어이다. 바람직하기로는, DA/DB의 비는 0.3 이상 3.3 이하이다(3.3≥DA/DB≥ 0.3).

다음 표 4는 DA, DB 및 DA/DB 그리고 복합사의 촉감 간의 관계를 나타낸 것이다.

[표 4]

주 : dA=4.2d

dB=0.4d

(*)3---촉감은 복합사로 제조된 관모양으로 짠 직물을 수분동안 끊는 물에 처리한 다음 관능검사로 평가하였다.

본 발명에 따라 장섬유와 단섬유로 구성된 복합사를 제조하는데 있어서, 복합 필라멘트 다발이 충분히 개섬되고, 저신도 연속 필라멘트(b)가 랜덤하게 연신-절단되는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명에 따른 복합 필라멘트 다발은 미리 고도의 개섬 능력을 부여하고, 랜덤하게 연신-절단될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

복합 필라멘트 다발에서 다수의 필라멘트들이 잘 정돈된 다발로 유지되도록 하기 위해서, 복합 필라멘트다발은 실온에서 고체 상태로 존재하는 정전기 방비 화합물로 된 유제로 전처리하는 것이 효과적이고, 필라멘트는 미터당 교착수( 필라멘트의 길이 1m당 포함하는섬유 얽힘의 수) 10 이하로 서로 조금 교착되어지게 된다.

본 발명의 발명자들의 연구 결과에 따르면, 필라멘트의 구조적 결점을 통상의 방법은 필라멘트의 랜덤한 연신-절단 특성을 충분히 향상시키지 못한다는 단점과, 필라멘트 상호간의 수축 감소로 인해 필라멘트 접속 특성은 통상의 멀티 필라멘트의 접속 특성 보다 낮은 수준으로 감소시켜야 한다는 것이 명백하였다.

본 발명의 방법에서, 복합 필라멘트 다발은 연신-절단 장치의 송출 롤러 장치를 통과할 때까지 잘 정리된 다발 형태로 있어야 하며, 그 후에는 쉽게 개섬되어야 하고, 저신도 연속 필라멘트가 랜덤하게 연신-절단되어야 한다.

따라서, 유제는 탄소수가 평균 12 내지 18인 알킬기를 가지는 알킬포스페이트 칼륨과 탄소수가 평균 8내지 18인 알킬기를 가지는 지방산 알칼리 금속염 중에서 선택된 적어도 하나의 정전기방지 화합물을 70중량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적을 방해하지 않는 한, 유제는 계면활성제, 고급 지방산, 지방족 폴리카르복시산, 방향족 카르복시산, 고급 알콜이나 다가 알콜과 지방족 카르복시산을 함유하는 황 에스테르, 무기 물질 등으로 된 윤활제및 지방산이나 알콜로 된 섬유처리제로 알려진 유화 조절제중에서 선택된 적어도 하나의 첨가물을 함유할 수 있다. 유제나 섬유처리제의 사용에 있어서는 유제나 섬유처리제가 복합 필라멘트 다발에 고르게 주어지는 것이 중요하다. 유제나 섬유 처리제가 필라멘트에 사용될때, 최종 필라멘트는 회전 롤러 주위에 필라멘트의 바람직하지 못한 감김과 롤러나 가이드부에 찌꺼기의 축적, 다발의 찌꺼기에 의한 오염 없이 쉽게 집속된다.

그러나, 일반적인 유제를 필라멘트에 적용하여 건조시킬때, 필라멘트의 유제층은 대기 중의 습기를 쉽게 흡수하여 접착 특성이 증가하므로 필라멘트는 서로 고착되어 강하게 집속한다. 이런 형태의 복합 필라멘트 다발은 랜덤하게 연신-절단할 수 없다.

놀라웁게도, 필라멘트에 유제층이 거의 건조되었을때, 거의 건조된 유제층이 매우 낮은 고착성을 나타내고 실온에서 고체상태를 유지하는 것이 발견되었다.

따라서 거의 건조된 후에 유제처리된 필라멘트는 쉽게 개섬되어 별 어려움없이 랜덤하게 연신-절단될 수 있다.

또한, 마찰이나 습동 작용 등의 가벼운 충격 작용이 유제처리된 필라멘트에 적용될 때 필라멘트에서 거의 건조된 유제층은 쉽게 부서지거나 깨어져서 필라멘트의 개섬 능력을 더욱 증가시키게 된다.

위에서 언급한 바와 같이, 복합 필라멘트사에서 필라멘트는 공기 노즐이 사용에 의해 미터당 교착수 10 또는 그 이하로 가볍게 교착되는 것이 바람직하다. 교착수가 미터당 10이상이면 유제가 적용될지라도 연신-절단력을 필라멘트의 교착 부위에 집중되어 필라멘트는 교착 부위에서 연신-절단된다. 필라멘트의 교착 안정성은 가능한한 높은 것이 바람직하므로, 공기 노즐은 복합 필라멘트 다발에 적용된 장력에 어떤 변화가 적은 곳에 배치되어야 한다. 위에서 말한 바와 같이, 유제의 적용과 필라멘트의 가벼운 교착이 잘 균형잡힐 때, 필라멘트의 집속 특성은 효과적으로 감소하게 되며, 저신도 연속 필라멘트는 랜덤하게 연신-절단될 수 있다.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 복합 필라멘트 다발은 고신도 필라멘트(a)로 된 적어도 하나의 필라멘트 다발(A)과 다음 식을 만족하는 저신도 필라멘트(b)로 된 적어도 하나의 다른 필라멘트 다발(B)로부터 제조되는 것이 바람직하다.

dA/dB≥2,

dB2

3.3≥DA/DB≥0.3

고신도 연속 필라멘트와 저신도 연속 필라멘트 간의 최종 신도차는 20% 이상이며, 필라멘트는 실온에서 고체 상태인 정전기 방지 화합물로 이루어진 0.1 내지 0.5중량%(OPU)의 유제로 거의 피복되어 미터당 10의 교착수로 조금 교착된다.

위에서 언급된 복합 필라멘트 다발에서 저신도, 저데니어의 연속 필라멘트(b)는 0.35% 이하의 평균 최종 신도를 갖는 것이 가장 바람직하다. 평균 최종 신도가 35% 이하일 때, 복합 필라멘트 다발 중에서 저신도, 저데니어의 연속 필라멘트(b)는 별 어려움이 없이 연신-절단될 수 있다.

필라멘트의 교착수는 50°C의 물에서 30초 동안 50cm의 필라멘트 다발을 부유시켜 다발 중에서 필라멘트의 교착수를 계산하여 결정된다. 이러한 측정을 5회 반복한다.

교착수는 다발의 미터당 평균 교착수에 의해 나타내어진다.

필라멘트의 중량을 기준으로 하여 필라멘트에서의 유제량(OPU)을 관례적인 편위법에 의해 측정한다.

복합 필라멘트 다발이나 복합사의 장력 강도는 오리엔테크(Orientec)사의 텐실론(Tensilon) UTM-111,장력 시험기를 사용하여 실온에서 100%/분의 신장 속도로 20cm의 시험길이에 대해 측정한다.

연신-절단 과정에서, 고신도 연속 필라멘트(a)를 절단하지 않고 복합 필라멘트 다발 중의 저신도 연속 필라멘트(b)만 선택적으로 연신-절단시켜야 한다. 따라서, 저신도 연속 필라멘트(b)의 최종 신도는 고신도 연속 필라멘트(a)의 최종 신도 보다 상당히 낮아야 한다.

그러나, 실제연신-절단 과정에서 필라멘트(a)와 (b) 모두가 원형의 단면을 가질 때, 필라멘트(a)와 (b)의 최종 신도차는 그다지 크지 않아서 저신도 필라멘트(b)의 선택적인 연신-절단은 어렵다. 그러므로, 저신도 필라멘트(b)는 멀티로벌(multilobal) 단면을 가지는 것이 바람직한데 멀티로벌 단면은 증가된 원주 표면적을 가지는 필라멘트를 생성하여 증가된 원주 표면적이 필라멘트의 결정화 속도를 증가시켜서, 최종 필라멘트가 낮은 최종 신도를 보이게 된다.

위에 기재한 복합 필라멘트 다발의 형태에 있어서, DA/DB 비율은 2 내지 7이 바람직하고, 저신도, 저데니어의 필라멘트(b)는 멀티로벌 단면을 가지고, 고신도 필라멘트(a)와 저신도 필라멘트(b) 간의 최종 신도차는 20% 이상인 것이 바람직하다.

또한, 저신도, 저데니어의 필라멘트(b)는 다음식을 만족하여야 한다.

R/≥2.5

상기식에서, R은 필라멘트(b)의 멀티로벌 단면의 외접원의 반지름이며,은 멀티로벌 단면의 내접원의 반지름을 나타낸다. R/비율은 단면의 불규칙 정도를 나타낸다.

고신도 필라멘트(a)와 저신도 필라멘트(b)는 폴리에스테르 수지와 같은 섬유 형성 중합체를 용융-방사하되, 바람직하게는 방사 속도 5000m/분의 초고속 방사법 또는 2500 내지 5000m/분의 방사 속도의 고속 방사법으로 방사하고, 용융-방사된 필라멘트를 연신한 후, 연신된 팔라멘트를 열처리하여서 제조한다. 고신도 필라멘트(a)와 저신도 필라멘트(b)간의 최종 신도차는 20% 이상이 바람직하며, 저신도의 필라멘트(b)는 30%의 최종 신도를 가진다.

본 발명의 장섬유와 단섬유로 구성된 복합사에 있어서, 연속 필라멘트와 단섬유로는 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 폴리에스테르 수지는 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜과 테트라메틸렌글리콜 중에서 선택된 적어도 하나의 알킬렌 글리콜로 된 글리콜 성분과 테레프탈산으로 된 디카르복시 성분의 폴리에스테르화 제픔에서 선택된 것이 바람직하다.

즉, 폴리에스테르 수지는 위에서 언급한 테레프탈레이트 중합체에 해당하는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레르탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프타레이트, 이소프탈레이트-테레프탈레이트 공중합체 등과 이들 중합체 및 공중합체 둘 이상의 혼합물 중에서 선택하는 것이 바람직하다.

폴리에스테르 수지는 광택 감소제와 안정제, 정전기 방지제등의 통상의 첨가물을 포함할 수 있다.

연신-절단 공정을 거치게 되는 복합 필라멘트 다발의 전체 데니어에는 제한이 없으나 복합 필라멘트 다발의 전체 데니어는 3,000 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 100 내지 500이고, 고신도 필라멘트 다발의 총 데니어 DA는 20 내지 400이고, 저신도 필라멘트 다발의 총 데니어 DB는 20내지 400이다.

본 발명의 장치에 있어서, 연신-절단 영역은 송출 롤러 장치와 연신-절단 롤러 장치 사이에 제공된다. 송출 롤러 장치와 연신-절단 롤러 장치의 형태에는 제한이 없다.

제10도 내지 제14도와 관련하여, 복합 필라멘트 다발(41)은 송출 롤러 장치(43)와 연신-절단 롤러장치(44) 사이에 있는 연신-절단 영역(42)에는 연신-절단되는데, 이 연신-절단 롤러 장치(44)는 송출 롤러 장치(43)의 원주 속도 보다 고속으로 회전하며 습동 가이드 판도 가깝게 설치되어 있다.

제10도에 있어서, 송출 롤러 장치(43)는 금속 롤러(45)와 고무롤러(46)로 구성된 한쌍의 닙 롤러로 되어 있다. 또한, 연신-절단 롤러 장치(44)도 금속 롤러(47)와 고무 롤러(48)로 구성된 한쌍의 닙 롤러로 되어 있다. 이들 롤러는 화살표 방향으로 회전한다. 습동 가이드 판(42a)은 송출 롤러 장치(43)와 연신-절단 롤러 장치(44)의 사이에 위치한다.

제11도에 있어서, 송출 롤러 장치(43)는 금속롤러(49), 고무롤러(50) 및 금속 롤러(51)로 구성되어 있으며, 서로 연속적으로 결합되어 있고, 화살표 방향으로 회전한다. 또, 연신-절단 롤러 장치(44)도 금속 롤러(52), 고무 롤러(53) 및 금속 롤러(54)로 구성되어 있고, 서로 연속적으로 결함되어 있으며, 화살표 방향으로 회전한다.

제10도와 제11도의 송출 및 연신-절단 롤러 장치에서, 각각의 금속 롤러는 수십 킬로그램에서 수백 킬로그램까지의 선형 파지 압력으로 고무 롤러를 누르게 된다.

제12도에 있어서, 송출 롤러 장치(43)는 직경이 큰 롤러(55)와 직경이 작은 롤러(56)로 구성되어 있고, 연신-절단 롤러 장치(44)도 직경이 큰 롤러(57)와 직경이 작은 롤러(58)로 구성되어 있다. 복합 필라멘트 다발(41)은 도면에 나타낸 바와 같이, 작은 롤러와 큰 롤러 주위를 여러번 회전하면서 권취하게 된다.

제13도에 있어서, 송출 롤러 장치 롤러 장치(43)는 동일한 직경을 가지는 한쌍의 롤러(59,60)로 구성되어 있으며, 연신-절단(44)도 동일한 직경을 가지는 한쌍의 롤러(61,62)로 구성되어 있다. 복합 필라멘트 다발(41)은 도면에서 보는 바와 같이, 한쌍의 롤러들의 주위를 여러번 회전하면서 권취되게 된다.

제14도에 있어서, 송출 롤러 장치(43)는 주롤러(63)와 한쌍의 롤러(64,65) 및 이 롤러(64,65)에 의해 정해진 경로를 따라 움직이는 순환 에이프런 벨트(66)로 구성되어 있으며, 연신-절단 롤러 장치(44)도 주롤러(67)와 한쌍의 롤러(68,69) 및 이 롤러(68,69)에 의해 정해진 경로를 따라 움직이는 순환 에이프런 벨트(70)로 구성되어 있다. 복합 필라멘트 다발은 주롤러(63, 67)와 순환 에이프런 벨트(66,70) 사이에 끼워져서 압축되어 진다.

제15도, 제16도 및 제17도는 송출 롤러 장치(43)와 연신-절단 롤러 장치(44) 사이에 있는 연신-절단 영역의 바람직한 구현예를 나타낸 것이다.

제15도, 제16도 및 제17도에 있어서, 복합 필라멘트 다발(41)은 송출 롤러 장치(43)를 통해 연신-절단 영역(42)에 인가되고, 복합 필라멘트 다발(41)중의 저신도 필라멘트(b)는 연신-절단되어 복합 필라멘트 다발(41)이 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)로 전환된다.

제15와 관련하여, 송출 롤러 장치(43)는 금속 롤러(45)와 고무 롤러(46)로 구성된 한쌍의 닙 롤러로 이루어져 있다.

제15도 및 제16도와 관련하여, 연신-절단 롤러 장치(44)는 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)을 롤러 위로 수용하기 위한 제1롤러(71), 제1롤러와 나란하게 위치한 제2롤러(72)로 되어 있는데, 그로 인해 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)의 경로는 제15도와 제16도에 나타낸 바와 같이, 제1롤러(71)와 제2롤러(72)주위에 있게 된다.

제15도 및 제16도의 장치에는 제2롤러(72)의 하류로서 배치된 가연 장치(74), 연신-절단 롤러 장치(44)내에서 상기 가연 장치(74)와 제1롤러(71) 사에에 배치된 가이드 롤러(75)가 각각 제공되어 있다.

연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)은 제2롤러(72)와 가이드 롤러(75) 사이에 있는 가연 장치(74)에서 가연되는데 예를 들면, 실연 및 무연된다.

제1롤러(71)에 수용된 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)은 제1롤러(71)의 원주 표면에서 굽혀져서 제2롤러(72)로 옮겨지고, 그 원주면에서 다시 굽혀져서 제2롤러(72)와 가연 장치(74) 사이의 실연 영역(78)에서 실연되면서 가연장치(74)로 옮겨지며, 가연장치(74)와 가이드 롤러(75) 사이에 있는 무연 영역(79)에서 무연되면서 가이드 롤러(75)로 옮겨진 후 가이드 롤러(75) 주위를 돌게 된다.

그 결과, 연신-절단되고 가연되어진 복합 필라멘트 다발(76)은 제16도에서와 같이 제1 및 제2롤러(71,72)에 의해 정해진 경로를 따라 여러번 회전하면서 권취되고, 결국, 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)은 서로 교차하지 않고 제1롤러(71)를 벗어나게 된다.

제15도와 제16도에 나타낸 장치에 있어서, 제2롤러(72)는 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)의 실연 작용이 시작하는 영역에 있고, 또한, 가이드 롤러(75)는 상기 다발(73)의 무연 작용이 끝나는 영역에 있다.

제2롤러(72)에는 제16도와 제17도에 나타낸 바와 같이 다발(73)의 이동 경로를 고정시켜 주도록 루프 모양의 격벽(77)으로 서로 분리된 다수의 홈을 가지는 것이 바람직하다.

제17도와 관련하여, 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)은 제1롤러(71)와 제2롤러(72)를 통해 이동하고, 제2롤러(72)와, 제17도에는 나타나 있지는 않으나 가연장치(74) 사이의 영역에서 실연된다.

실연영역(78)에서 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)은 실연되고, 다발(73) 중에서 단섬유는 실연 작용에 의해 다발(73)에 생기는 장력으로 더욱 연신-절단된다.

무연영역(79)에서는 실연된 연신-절단 복합 필라멘트 다발이 무연되는데, 이러한 무연 과정은 단섬유와 필라멘트(a)와의 교착을 촉진시키게 한다.

가연된 복합 필라멘트 다발(76)이 제1롤러(71)와 제2롤러(72) 주위를 여러번 회전하면서 권취될때, 제1 및 제2롤러(71,72)의 원주 표면과 다발(76)간에는 마찰이 발생하는데, 이러한 마찰은 다발(73)내에서 장력을 생성시킨다. 이러한 장력하에서 다발(76)중의 단섬유가 더욱 연신-절단된다.

제15도, 제16도 및 제17도의 장치에 의해 진행되는 상기 방법에 따라, 저신도 필라멘트(b)는 그의 랜덤 부위에서 연속적으로 연신-절단될 수 있어 복합 필라멘트 다발(76)이 고르게 분포된 단섬유로 전환된다.

제18도와 관련하여, 연신-절단 롤러 장치(44)에서 제1 및 제2롤러(71,72)는 다음 식을 만족하는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

L≤R¹+R²+50mm

상기 식에서, L은 제1롤러(71)와 제2롤러(72) 종축 간의 거리를 나타내며, R¹은 제1롤러(71)의 반경이고, R²는 제2롤러(72)의 반경을 나타낸다. 상기 식을 만족할때, 연신-절단 롤러 장치(44)를 통과하는 동안, 공기 저항 때문에 생기는 필라멘트와 연신-절단된 단섬유에 대한 바람직하지 못한 외란을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

연신-절단된 복합 필라멘트 다발이 제18도에 나타낸 바와 같이 연신-절단 롤러 장치(44)에 인가될때, 복합 필라멘트 다발(73)은 60 내지 180도의 접촉각로 제1롤러(71)의 원주 표면 부위와 접촉시키는 것이 바람직하다.

상기에 언급된 범위의 접촉각에서 제1롤러(71)는 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)의 이송 효과를 증가시키고, 압축 효과를 만족할 만하게 부여할 수 있으며, 연신-절단과정도 고르게 실시할 수 있다.

또한, 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)을 실연 개시점에 효과적으로 고정시키고, 실연 영역(78)에서 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)을 고르게 실연시키기 위해서는 다발(73)을 45도 이상의 접촉각으로 하여 제2롤러(72)와 접촉시키는 것이 바람직하다.

또한, 제2롤러의 직경은 40mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

가연 장치(74)는 연신-절단된 복합 필라멘트 다발(73)을 S와 Z방향 회전을 교대로 하면서 실연시키거나 무연시킬 수 있는 인테레이싱 노즐, 한 방향으로만 공기 소용돌이를 흐르게 하는 공기-순환 노즐 또는 가연 스핀들로 이루어져 있으며, 이중에서 공기-순환 노즐이 가장 바람직하다.

필요하다면, 가연 장치(74)는 다발(73)에서 단섬유와 연속 필라멘트를 서로 포합시키게 되는데, 이에따라 가연장치(74)는 일렬로 배열된 둘 이상의 공기-순환 노즐을 가지고 있다.

가연 과정이 완결된 후에는, 연신-절단, 가연된 복합 필라멘트사(76)가 제1 및 제2롤러(71,72) 주위를 4번 이상 회전할 수 있도록 감기게 하는 것이 바람직하다.

가연과정은 가연 장치(74)와 제1롤러(71) 사이에 설치되어 있는 가이드 롤러(75)의 채용없이 실시할 수도 있다.

제19도와 관련하여, 가연장치(74)와 제1롤러(71)사이에 가이드 롤러를 설치하지 않고, 가연 장치(74)를 제2롤러(72)와 제1롤러(71)사이에 설치하는 것이다.

제20도와 관련하여, 실연 개시점의 고정 롤러 역할을 하는 제1롤러(71)와 제2롤러(72)사이에 가연장치(74)가 설치되어 있다.

제21도와 관련하여, 제1롤러(71)가 제2롤러(72)보다 작은 직경을 가지며, 가연장치(74)가 직경이 작은 제1롤러(71)와 직경이 큰 제2롤러(72) 사이에 설치되어 있다.

제22도는 바람직한 본 발명의 장치를 나타낸 것으로, 이 장치는 300m/분 이상의 고속으로, 더욱 바람직하게는 400m/분 이상으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 생산할 수 있다. 이 복합사는 다수의 고신도 필라멘트(a)로 되어 있는 적어도 하나의 필라멘트 다발과, 다수의 저신도 필라멘트(b)로 되어 있는 적어도 하나의 다른 필라멘트 다발로 구성된 복합 필라멘트 다발로부터 제조된다.

예를들면, 제23도와 관련하여, 그래프에서 보는 바와 같이 고신도의 필라멘트(a)(HEL)는 응력 변형 곡선 A를 보이고, 저신도의 필라멘트(b)(LEL)는 응력 변형 곡선 B를 보이고 있다.

제22도와 관련하여, 복합 필라멘트 다발(41)은 패키지(41a)로부터 인취되어 장력 조정 장치(80)로 조정되는 장력하에서 송출 롤러 장치(43)에 공급된다 송출 롤러 장치(43)는 직경이 큰 제1롤러(55)와, 이 제1롤러(55)와 이격되어 있으면서 평행하게 설치된 직경이 작은 제2롤러(56)로 구성되어 있다. 복합 필라멘트 다발(41)은 도면에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2롤러(55,56) 주위에서 여러번 회전하여 권취되고, 송출 롤러 장치(43)와 연신-절단 롤러 장치(44) 사이에 있는 연신-절단 영역으로 인가된다.

벤딩 가이드 롤(81)과 습동 사이드판(42a)이 상기 연신-절단 영역(42)에 설치되어 있어 복합 필라멘트 다발(41)이 벤딩 가이드 롤(81) 주위에서 굴곡되고 고르게 개섬되며, 습동 가이드 판(42a)의 편평한 표면상에서 습동되면저 저신도 필라멘트(b)가 안정되게 연신-절단된다.

연신-절단 롤러 장치(44)는 직경이 큰 제1롤러(71)와 직경이 작은 제2롤러(72)로 구성되어 있다. 그리고, 가연 장치(74)는 그 하부에 제2롤러(72)가 위치하며, 제2롤러(72)와 가연 장치(74) 사이는 실연 영역이다. 또한, 가이드 롤러(75)는 가연장치(74)와 제1롤러(71)사이에 위치하며, 가연장치(74)와 가이드 롤러(75) 사이는 무연 부위이다. 얻어진 연신-절단, 가연 복합 필라멘트 다발(76)은 제1 및 제2롤러(71,72) 주위에서 여러번 회전하도록 감겨진 후, 가이드 롤러(83)를 통해 상호 포합장치(82)에 인가된다.

연신-절단, 가연 복합 필라멘트 다발(76)은 포합장치(82)에서 장섬유와 단섬유로 구성된 복합사(84)로 전환된다.

복합사(84)는 한쌍의 닙 롤러(86,87)로 구성된 인취 롤러 장치(85)를 통해 배출되어 보빈(88) 주위에 권취되어진다.

본 발명의 장치는, 적어도 하나의 고신도 필라멘트 다발과 적어도 하나의 저신도 필라멘트 다발로 구성된 복합 필라멘트 다발에서, 저신도의 필라멘트 다발을 선택적으로 연신-절단하고, 연신-절단된 단섬유와 절단되지 않은 필라멘트를 위에 기재한 방법으로 포합해서,단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 제조하는데 유용하다.

또한, 본 발명의 장치는 필라멘트 모두를 연신-절단하고, 연신-절단된 단섬유를 서로 포합해서 단일 필라멘트 다발로부터 연신-절단된 섬유 방적사를 생산하는데 유용하다. 연신-절단된 섬유방적사의 이러한 제조에 있어서, 연신-절단 과정은 비교적 저속, 예를들면, 500m/분 이하에서 실시하는 것이 바람직하다.

다음 표 5는 절단 속도와, 복합 필라멘트 다발과 단일 필라멘트 다발에서 얻어진 품질간의 관계를 나타낸 표이다.

[표 5]

주 : (*)4 고신도 필라멘트 다발

전체 데니어: 48

필라멘트 데니어:4.0

저신도 필라멘트 다발

전체 데니어 : 92

필라멘트 데니어:0.7

(*)5 전체 데니어 : 140

필라멘트 데니어 : 0.7

(*)6 방적사 생산에 실패

이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

0.3중량%의 이산화티탄 입자를 0.3중량% 함유하고, 극한 점도가 0.64인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 295°C의 온도에서 용융시킨 다음, 직경이 0.18mm이고, 랜드 길이( land length)가 0.90mm인 80개의 압출홀과 지름이 0.39mm이고, 랜드 길이가 2.16mm인 4개의 홀을 갖는 진 방적 구금을 통해 토출시켰다. 토출된 필라멘트 용융물을 그 진행 방향의 역방향으로 찬공기를 흐르게 하여 냉각시킨 다음, 응고된 복합 필라멘트 복합 필라멘트 다발을 공기 순환 흐름을 통과시키면서 1.33의 연신비로 연신시킨 다음, 120°C의 온도에서 열처리한 후 4000m/분의 속도로 권취하였다.

얻어진 복합 필라멘트 다발은 데니어가 0.48이고 최종 신도가 75%인 80개의 고신도 필라멘트와 데니어가 4.0이고 최종 신도가 21%인 4개의 저신도 필라멘트로 이루어졌다.

표6에서 나타낸 유체 X와 Y는 실온에서 고체 상태인 성분을 함유하는 반면 유제 Z는 실온에서 액체 상태인 성분을 함유한다.

[표 6]

얻어진 복합 필라멘트 다발은 다음 표7에 나타낸 바와 같은 특성을 갖는다.

[표 7]

[실시예 2]

표7에서 나타낸 No.5 의 복합 필라멘트 다발 3개를 합쳐서 복합 필라멘트 다발을 제조한 다음, 이를 제5도에 나타낸 장치를 이용하여 연신-절단과 무연 방적 처리를 실시하였다. 이 과정에서, 복합 필라멘트 다발(11)은 벤딩 가이드 롤(21) 주위에서 구부러지고 습동 가이드(22) 상에서 압축 습동되면서 1.3의 비로 연신되었으며, 다발(11)중 저신도 필라멘트만 선택적으로 연신-절단되었다. 연신-절단된 복합 필라멘트 다발은 연신-절단 롤로 장치(15)와 공기-흡인 노즐(16)를 통해 연신-절단 영역(13)를 통과하게 되는데, 이때 상기 복합 필라멘트 다발은 공기-순환 작용으로 인해 인취되었다. 인취된 복합 필라멘트 다발은 포합 장치(17)를 통과하게 되는데, 여기서 연신-절단된 단섬유는 강한 공기-순환 작용으로 절단되지 않은 연속 필라멘트와 포합되었다. 그 결과, 연신-절단된 복합 필라멘트 다발은 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환되었다. 얻어진 복합사는 인취 롤로 장치(19)에 의해 권취되고 패키지(20)에 감겨졌다.

밴딩 가이드(21)는 지름이 2cm인 세라믹 봉으로 되어 있으며, 복합 필라멘트 다발은 140도의 각도로 굴곡되어졌다.

연신-절단 과정에서의 연신-절단 길이는 280mm이며, 속도는 400m/분이었다.

또한, 공기-흡입 노즐(16)에서의 흡인력 2㎏/㎠이며 , 포합 장치(17)에서의 포합 공기압은 3㎏/㎠이고, 오우버피이드(overfeed)는 5%이었다. 오우버피이드는 다음과 같이 정의된다.

상기 식에서, S₁은 연신-절단 롤러 장치의 원주 속도이며, S₂는 배출 롤러 장치의 원수 속도이다.

얻어진 복합사는 제1도에 나타난 바와 같은 외관을 나타내었다.즉, 점점 가는 단부(7)를 가지는 연신-절단된 단섬유(5)가 절단되지 않은 연속 필라멘트(4)와 서로 꼬아져, 단섬유(5)의 일부 끝부분(7)은 자연스러운 끝부분으로 돌출되어 있었다. 또한, 단섬유(5)는 절단되지 않은 연속 필라멘트 다발(중심부)내에서 그외측으로 웨이브 형상으로 돌출되어 다수의 루프(6)를 이루고 있었다. 이들의 파고는 서로 다르고, 다층의 주연부를 갖는 복합사를 형성하였다. 이 다층-형성 루프는 복합사의 종축을 따라 실질적으로 고르게 분포되어 있었으며, 단섬유의 자연스러운 단부는 절단되지 않은 필라멘트(중심부)의 다발 주위를 감고 있어 단 섬유를 구성하는 주연부에 의해 중심부가 균일하게 피복되어 있었다.

그 결과 복합사는 균일한 외관을 갖고 있었다.

복합사에서, 절단되지 않은 필라멘트는 비등하는 물에서 17.1%( R=4.5)의 평균 수축율을 가졌으며, 연신-절단된 단섬유는 비등하는 물에서 7.6%, 단섬유의 중간부와 가는 끝부분 및 다른 단섬유의 끝부분은 비등하는 물에서 각각 7.6%, 4.5%(R=3.5), 5.8%(R=2.0)의 수축율을 가졌다.

복합사의 물성은 다음 표8과 같다.

[표 8]

상기 표8로부터 계산된 결과는 다음과 같다.

dA/dB = 8.4

U·N 1/2 = 87.5

DA/DB = 0.47

폴리에스테로 복합사는 600회전/m의 실연수로 실연되고, 실연된 복합사는 84사/25.4mm의 날실 밀도와 72사/25.4mm의 씨실 밀도를 갖는 평직물로 전환되었다. 이 평직물을 약 2%의 중량 감소를 일으키는 알카리를 이용한 중량 감소 처리와 압착 롤러 처리를 포함하는 염착-가공처리를 하였다. 얻어진 염착-가공된 평직물은 절단되지 않은 필라멘트와 연신-절단된 단섬유의 염착성이 서로 약간씩 다르긴 하나 전체적으로 균일한 염색 외관을 가지며, 실의 굵기가 균일하지 않음으로 인한 단점과 파지로 인한 단점이 없었다. 또한,염착 가공된 평직물은 긴 고급 면섬유로 만들어진 최고급 섬유와 유사한 부드러운 촉감과 만족스러운 탄성을 가졌다.

놀랍게도, 직물에 그을름처리를 하지 않으면 표면에 많은 보푸라기가 생기고, 복합 필라멘트 다발에 사용된 폴리에스테르 수지가 통상의 극한 점도[]를 가짐에도 불구하고, ICI방법에 의한 테스트를 통해 10시간동안 측정해 본 결과, 본 직물은 4등급의 매우 높은 필링(pilling) 저항성을 나타내었다.

이러한 높은 필링 저항성이 나타나는 이유는 확실하지는 않으나, 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사 제조를 위한 연신-절단과 포합 공정을 거치는 동안에 연신-절단된 단섬유와 절단되지 않은 연속 필라멘트가 균일하게 혼합되고, 단섬유의 랜덤 부분이 절되지 않은 연속 필라멘트 다발속으로 들어가 절단되지 않은 연속 필라멘트와 포합되기 때문인 것으로 추정된다. 그 결과 단섬유는 섬유 구조로 부터 거의 이탈되지 않으며, 낮은 최종 신도를 보이게 된다.

[비교 실시예 1]

상기 실시예 1에서와 동일한 복합 필라멘트 다발을 제8도에 나타낸 통상적인 연신 장치나 제9도에 나타낸 통상적인 연신-가연 장치를 이용하여 송출 롤러 장치(25)와 인취 롤러 장치(27) 사이의 연신-절단 영역(24) 또는 송출 롤러 장치(30)와 인취 롤러 장치(32) 사이의 연신-절단, 가연영역(29)에서 1.3의 연신비로 복합 필라멘트를 연신 또는 연신 가연 처리를 하였다.

그 결과, 연신-절단 영역(24)나 연신-절단, 가연영역(29)으로 들어간 복합 필라멘트 다발(11)은 즉시 파단되어 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사를 얻을 수 없었다.

더우기, 연신-절단 과정이나 연신-절단, 가연과정을 가열판(26)으로 가열하지 않고 실온에서 실행하거나 또는 가연 장치(31)를 제9도의 장치에서 제거하는 경우, 복합 필라멘트 다발을 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시킬 수 없었다.

[실시예 3]

표7에서 나타낸 No.5의 복합 필라멘트 다발 대신에 No.11의 복합 필라멘트 다발을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 과정으로 실행하였다.

얻어진 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사는 실시예 2와 비교하여 복합사의 종축상에 형성된 단섬유의 다층 루프 분포가 더욱 균일하게 분포하였으며, 더욱 바람직한 외관을 나타내었다.

얻어진 복합사에서,절단되지 않은 연속 필라멘트는 비등하는 물에서 16.2%(R=4.3)의 수축율을 보였으며, 단섬유는 다음과 같은 수축율을 나타내었다.

비등하는 물에서 단섬유의 평균 수축율 : 6.3%

비등하는 물에서 단섬유의 중간 부위의 평균 수축율 : 9.4%

비등하는 물에서 단섬유의 가는 끝부분의 평균 수축율 : 4.2%(R=3.2)

비등하는 물에서 단섬유의 다른 끝부분의 평균 수축율 : 5.3%( R=1.8)

복합사의 물성을 표9에 나타내었다.

[표 9]

표9로부터 계산된 결과는 다음과 같다.

dA/dB=8.4

U·N 1/2 = 74.7

DA/DB = 0.47

실시예 2와 동일한 방법으로 복합사를 평직물로 전환시킨 후, 역시 동일한 방법으로 염착-가동처리를 하였다.

얻어진 염착-가공 처리된 복합사 섬유는 필링 저항성이 4.5등급인 점을 제외하고는 실시예 2와 유사한 외관, 부드러운 촉감 및 탄성, 높은 필링 저항성을 나타내었다.

[실시예 4]

데니어가 5이고, 최종 신도가 65%인 고신도 폴리에스테르 필라멘트 12개로 이루어진 다발과 데니어가 0.5이고 최종 신도가 23%인 저신도 폴리에스테르 필라멘트 240개로 이루어진 다발을 집속하여 전체 데니어가 180인 폴리에스테르 복합 필라멘트 다발을 제조하였다.

이 복합 필라멘트 다발을 제22도에서 나타낸 장치를 이용하여 다음과 같은 조건하에서 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시켰다.

(1) 연신-절단 속력(연신-절단 롤러 장치의 원주 속력) 400m/분

(2) 연신비(송출 롤러 장치에 대한 연신-절단 롤러 장치의 원주 속도의 비)

1.35

(3) 연신-절단 롤러 장치에서 첫번째 롤러 장치의 접촉각90도

(4) 연신-절단 롤러 장치에서 두번째 롤러 장치의 접촉각90도

(5) 연신-절단 롤러 장치에서 첫번째 롤러 장치의 지름 100mm

(6) 연신-절단 롤러 장치에서 두번째 롤러 장치의 지름 22mm

(7) 첫번째와 두번째 롤러 사이의 거리 L 130mm

(8) 가연 노즐(공기-순환노즐)에서의 공기압 2㎏/cm²

(9) 연신-절단 길이(^*)7 380mm

(10) 벤딩 가이드 적 용

(11) 습동 가이드 적 용

(12) 첫번째와 두번째 롤러 장치에 감긴 가연 복합 필라멘트 다발의 권취수

7번

(13) 포합 장치(공기-순환노즐)에서의 공기압 2㎏/cm²

(14) 포합 영역에서의 오우버피이드 5.5%

(주) (^*)7…연신-절단 길이는 복합 필라멘트 다발이 송출 롤러 장치를 나온 지점과 복합 필라멘트 다발이 연신-절단 롤러 장치의 두번째 롤러와 접촉한 지점 사이에서의 복합 필라멘트의 이동거리이다.

실의 하루당 단사수는 한 장치당 0.5번이었으며, 이는 연신-절단 무연 포합 방적 공정이 매우 안정함을 의미한다.

얻어진 복합사는 다음과 같은 물성을 가졌다.

(1) 전체 데니어 133

(2) 600회/m의 실연수일 때의 장력 강도 41g/d

(3) 상기 실연수에서의 최종 신도 20%

(4) 비등하는 물에서의 수축율

복합사 16%

절단되지 않은 필라멘트 17%

연신-절단된 단섬유 7%

(5) U% 5.5%

(6) 150m당 가는 부위의 수 0

(7) 150m당 굵은 부위의 수 0

(8) 150m당 냅의 수 3

복합사는 500회 /m의 실연수로 실연되었으며, 이 복합사는 85사/25.4mm의 날실 밀도와 73사/25.4mm 의 씨실 밀도를 갖는 평직물로 전환되었다.

이 섬유는 알카리를 이용한 약 20% 중량 감소 처리와 약한 압착 롤러 처리를 포함하는 염착-가공 처리되었다.

얻어진 염착-가공된 섬유는 긴 고급 면섬유로 이루어진 최고급 섬유와 유사한 균일한 외관과 부드러운 촉감, 적당한 드래핑(draping) 성질 및 만족스러운 탄성을 가지며, 특히, U% 수치에서 알 수 있듯이 복합사는 굵기와 외관에 뛰어난 균질성을 나타내었다.

[실시예 5]

데니어가 6.3이고, 최종 신도가 55%인 고신도 연속 폴리에스테르 필라멘트 8개로 이루어진 다발과 1.4데니어가 1.4이고 최종 신도가 26%인 저신도 연속 폴리에스테르 필라멘트 144개로 이루어진 다발을 집속하여 전체 데니어가 250인 폴리에스테르 복합 필라멘트 다발을 제조하였다.

이 복합 필라멘트 다발을 다음과 같은 조건하에서 제22도에 나타낸 자이로 데니어가 187인 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시켰다.

(1) 연신-절단도(연신-절단 롤러 장치의 원주 속력) 200m/분

(2) 연신비(송출 롤러 장치에 대한 연신-절단 롤러 장치의 원주 속도의 비)

1.34

(3) 연신-절단 롤러 장치에서 첫번째 롤러 장치의 접촉각100도

(4) 연신-절단 롤러 장치에서 두번째 롤러 장치의 접촉각80도

(5) 연신-절단 롤러 장치의 첫번째 롤러 장치의 직경 100mm

(6) 연신-절단 롤러 장치의 두번째 롤러 장치의 직경 24mm

(7) 첫번째와 두번째 롤러 사이의 거리 L 70mm

(8) 가연 노즐(공기-순환노즐)에서의 공기압 3㎏/cm²

(9) 연신-절단 길이(^*)7 380mm

(10) 벤딩 가이드 적 용

(11) 습동 가이드 적 용

(12) 첫번째와 두번째 롤러 장치에 감긴 가연 복합 필라멘트 다발의 권취수

6번

(13) 포합 장치(공기-순환노즐)에서의 공기압 5㎏/cm²

(14) 포합 영역에서의 오우버피이드 6%

실의 하루당 단사수는 한 장치당 0.8번이었으며, 이는 상술한 과정이 매우 순조롭게 진행되었음을 의미한다.

얻어진 복합사는 다음과 같은 물성을 가졌다.

(1) 전체 데니어 187

(2) 500회/m의 실연수일 때의 장력강도 3.7g/d

(3) 상기 실연수에서의 최종 신도 24%

(4) 비등하는 물에서의 수축율

복합사 21%

절단되지 않은 필라멘트 12%

연신-절단된 단섬유 13%

(5) U% 7.0%

(6) 150m당 가는 부위의 수 0

(7) 150m당 굵은 부위의 수 0

(8) 150m당 냅의 수 60

복합사는 600회/m의 실연수로 실연되었으며, 이 복합사는 다음, 55사/25.4 mm 의 날실 밀도와 51사/25.4mm의 씨실 밀도를 갖는 평직물로 전환되었다. 섬유를 그을음처리를 한 후 필링 방지 처리와 알카리를 이용한 중량 감소 처리를 하고, 통상의 방법으로 염착-가공처리를 하였다.

얻어진 염색 가공된 섬유는 시원한 외관과 부드러운 촉감, 우수한 탄성 및 방적사 섬유와 유사한 외관을 가지게 되어 고급 여름용 의복의 유용하다.

Claims (30)

1. (A) 실질적으로 서로 평행하게 확장되어 있는 균일하게 냉연신 및 비권축된 다수의 연속 필라멘트로 이루어진 중심부와, (B) 상기 중심부 주위에 위치하며, 끝이 점점 가늘어지는 끝부분을 갖고, 비등하는 물중에서 연속 필라멘트보다 작은 잠재적 수축율을 가지는 냉연신, 비권축된 다수의 단섬유로 이루어진 주연부로 구성되어 있되 상기 단섬유는 그의 랜덤 부위에서 중심부에 위치하는 연속 필라멘트와 포합되어 있고, 단섬유의 다른 부위는 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 중심부에서 외측으로 돌출되어 있는 다수의 루프를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사.
2. 제1항에 있어서, 상기 단섬유는 연속 필라멘트보다 작은 데니어를 갖는 것을 특징으로 하는 복합사.
3. 제1항에 있어서, 상기 단섬유의 비등하는 물중에서의 잠재적 수축율은 그의 종축을 따라 변화하고, 상기 단섬유의 비등하는 물중에서의 잠재적 수축율은 16% 이하인 것을 특징으로 하는 복합사.
4. 제1항에 있어서, 상기 연속 필라멘트들은 실질적으로 함께 집속되어 중심부를 형성하고, 상기 단섬유의 랜덤 부위는 복합사의 횡방향으로 연속 필라멘트 다발을 관통하여 연속 필라멘트와 포함되고, 단섬유의 다른 랜덤 부위는 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 연속 필라멘트 다발에서 그의 외측을 향해서 돌출하여 다수의 루프를 형성해서 복합사의 주연부를 형성하며, 단섬유의 끝이 점점 가늘어지는 끝부분중 일부는 연속 필라멘트 다발에서 그의 외측을 향하여 돌출해서 복합사의 주연부의 일부를 형성함으로써 복합사의 잠재적 수축율이 복합사의 횡종방향으로 무질서하게 변화를 일으키고, 중심부가 주연부에 의해 덮혀져 있는 것을 특징으로 하는 복합사.
5. 제1항에 있어서, 다음 식(Ⅳ)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합사.

   U·N 1/2 ≤ 104 (IV)

   식중, U는 복합사의 실측 U%를 나타내고, N은 복합사의 횡단면에서 나타나는 단섬유와 연속 필라멘트의 전체수이다.
6. 제1항에 있어서, 다음 식(I)∼(III)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합사.

   6≥dA≥3 (I)

   dB＜0.8 (II)

   1.5≥DA/DB≥0.25 (III)

   식중, dA는 연속 필라멘트의 데니어를 나타내고, dB는 단섬유의 데니어를 나타내고, DA는 연속 필라멘트의 전체 데니어를 나타내고, DB는 복합사중 단섬유의 전체 데니어를 나타낸다.
7. 제1항에 있어서, 상기 연속 필라멘트는 폴리에스테르 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합사.
8. 제1항에 있어서, 상기 단섬유는 폴리에스테르 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합사.
9. 제1항에 있어서, 상기 복합사는 긴 면섬유사와 같은 우수한 촉감을 갖는 것을 특징으로 하는 복합사.
10. 제1항에 있어서, 상기 연속 필라멘트는 돌출부가 복수개인 형태의 횡단면도를 갖는 것을 특징으로 하는 복합사.
11. (1) (a) 다수의 연속 필라멘트와, (b) 상기 연속 필라멘트(a)보다 낮은 최종 신도를 갖는 다수의 다른 연속 필라멘트로 이루어진 복합 필라멘트 다발을 제조하고, (2) 상기 복합 필라멘트 다발을 상기 연속 필라멘트(b)의 최종 신도와 같거나 또는 그 이상의 연신비에서 연신-절단 공정으로 처리하되, 여기서 연신비는 연속 필라멘트(a)의 일차 항복점에서의 신도와 최종 신도의 80% 사이가 되도록 하여 2.0 이하로 하고, 한편으로 복합 필라멘트 다발을 습동 가이드의 부드러운 표면에서 압축 습동시켜서 연속 필라멘트 (b)만을 안정하게 연신-절단하여 단섬유로 전환시키고, (3) 생성된 연신-절단된 복합 필라멘트 다발을 연신-절단 공정으로부터 권취하고, (4) 상기 연신-절단 복합 필라멘트 다발을 포합 공정에 도입시켜 연신-절단 복합 필라멘트 다발을 느슨하게 하면서 연속 필라멘트(a)가 다발의 내부에 모아져서 복합사의 중심부를 제공하는 방식으로 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사로 전환시키며, 단섬유의 랜덤 부분은 중심부를 관통해서 중심부중의 연속 필라멘트(a)와 포합시키고, 단섬유의 다른 부분은 서로 다른 파고를 갖는 웨이브 형태로 중심부에서 그의 외측을 향하여 돌출하는 다수의 루프를 형성해서 복합사의 주연부를 제공하는 단계로 되는 것을 특징으로 하는 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사의 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 필라멘트 다발중 연속 필라멘트(b)는 연속 필라멘트(a)보다 작은 데니어를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 연신-절단된 단섬유의 길이는 50cm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제11항에 있어서, 연신-절단 단계에서, 상기 복합 필라멘트 다발은 습동 가이드판의 상부에 배열된 벤딩 가이드 주위에서 구부러지고, 복합 필라멘트 다발의 구부러진 부분이 벤딩 가이드에서 습동되어 복합 필라멘트 다발이 개섬되도록 해주는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 벤딩 가이는 곡률 반경이 10mm 이하의 롤러 형태이고, 상기 복합 필라멘트 다발은 벤딩 가이드 주위에서 160°이하의 굴곡 각도로 구부러지는 것임을 특징으로 하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 연신-절단 단계 이전에, 상기 복합 필라멘트 다발은 정전기 방지 활성을 가지면서 실온에서 고체상태인 유제로 유화시키고, 연속 필라멘트는 서로 조금 교착되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 연신-절단된 복합 필라멘트 다발은 포합 단계 이전에 가연되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 가연 공정은 연신-절단된 복합 필라멘트 다발 사이에 공기 순환 흐름을 송풍시켜서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제11항에 있어서, 상기 연신-절단 롤러 장치를 통과한 연신-절단시킨 복합 필라멘트 다발은 공기 흡인 공정을 적용하여 인취되는 것임을 특징으로 하는 방법.
20. 제11항에 있어서, 상기 포합 공정은 연신-절단된 복합 필라멘트 다발에 공기 순환 흐름을 송풍시켜서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 포합 공정은 교착 방법에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. (1) (a) 다수의 연속 필라멘트와 (b) 상기 연속 필라멘트(a)보다 낮은 최종 신도를 갖는 다수의 다른 연속 필라멘트로 이루어지는 복합 필라멘트 다발을 공급시키기 위한 송출 원주 속도로 회전할 수 있는 송출 롤러 장치 ; (2) 상기 연속 필라멘트(b)를 연신-절단하여 단섬유를 제공하기 위한 연신-절단 롤러 장치, 여기서 이 장치는 송출 롤러 장치의 하부에 배치되어 있으면서 송출 롤러 장치보다 빠른 원주 속도에서 회전할 수 있으므로, 연속 필라멘트(b)의 연신-절단 영역이 송출 롤러 장치와 연신-절단 롤러 장치 사이에 제공되며; (3) 상기 복합 필라멘트 다발의 경로를 따라 배열되어 있으며, 복합 필라멘트 다발이 그 위에서 압축-습동되도록 유연한 표면을 갖는 습동 가이드; (4) 상기 연신-절단 롤러 장치의 하부에 배열되고, 단섬유를 연속 필라멘트와 포합하여서 연신-절단시킨 복합 필라멘트 다발을 단섬유 및 장섬유 복합사로 전환시키기 위한 포합 장치 ; 및 (5) 상기 포합 장치의 하부에 배열되고, 연신-절단 롤러 장치보다 낮은 원주 속도로 회전 가능하며, 최종 복합사를 배출시키기 위한 배출 롤러 장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단섬유와 장섬유로 구성된 복합사의 제조장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 벤딩 가이드는 송출 롤러 장치와 편평한 습동 가이드판 사이에 배치되어 있으며 그 주위에서 복합 필라멘트 다발의 경로를 구부러지게 하여 복합 필라멘트 다발이 벤딩 가이드 롤에서 습동되고 개섬되게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제22항에 있어서, 공기 흡인 노즐은 연신-절단 롤러 장치의 바로 아래에 배치되어 있고, 이 노즐을 통한 공기의 흡인에 의해 연신-절단 복합 필라멘트 다발이 연신-절단 롤러 장치로부터 인취되는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제22항에 있어서, 상기 포합 장치는 순환 공기 흐름을 연신-절단 복합 필라멘트 다발로 송풍시키는 공기 순환 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제22항에 있어서, 상기 포합 장치는 인터레이싱 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제22항에 있어서, 연신-절단 롤러 장치는 연신-절단된 복합 필라멘트 다발을 롤러 위로 수용하기 위한 제1롤러 및 상기 제1롤러와 일정한 간격으로 평행하게 배열된 제2롤러로 이루어져 있으며 연신-절단된 복합 필라멘트 다발의 경로가 상기 제1롤러 및 제2롤러 주위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제27항에 있어서, 가연 장치는 연신-절단 롤러 장치의 제2롤러 하부에 배열되어 있고, 가이드 롤러는 상기 가연 장치와 상기 연신-절단 롤러 장치의 제1롤러 사이에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제27항에 있어서, 상기 연신-절단 롤러 장치의 제1롤러 및 제2롤러는 다음 식을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.

    L≤R¹+R²+50mm

    식중, L은 제1롤러 및 제2롤러의 종축간의 거리를 나타내고, R¹은 제1롤러의 반경을 나타내고, R²는 제2롤러의 반경을 나타낸다.
30. 제27항에 있어서, 상기 가연 장치는 공기 순환 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.