KR960011588B1 - 편평섬유의 제조방법 및 그 방사구금 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

편평섬유의 제조방법 및 그 방사구금

제1도는 편평단면 방사공의 모양변형비를 설명하기 위한 도면.

제2도는 모양변형비가 각기 다른 편평단면 방사공을 최소한 3가지 이상 동일 방사구금에 배열한 본 발명 방사구금의 평면도.

제3도는 모양변형비가 모두 같은 편평단면 방사공을 배열한 종래의 방사구금의 평면도.

본 발명의 고수축가공을 필요로 하지 않으며 천연섬유와 같은 촉감을 가지고 동시에 우수한 드라이터치(Dry Touch)감과 냉감을 갖는 편평섬유의 제조방법 및 그 방사구금에 관한 것으로 보다 상세하게는 동일 방사구금내에 모양변형비가 2~100 사이인 슬릿형 방사공을 최소한 3가지 이상 포함하고 있음을 특징으로 하는 이(異) 모양변형비의 방사구금과, 상기 방사구금으로 제조하는 편평섬유의 제조방법에 관한 것이다.

편평단면사의 제조방법은 일본 특허공고 소62-21842, 일본 공개특허공고 평 4-34013 등의 문헌에 의하여 여러가지 방법이 제안된 바 있다.

일본 특허공고 소62-21842는 방사구금의 모양변형비가 6~15인 폴리에스터 편평섬유의 제조방법에 관한 것으로 단일 모양변형비의 방사구금을 사용하여 자동차시트(car seat)에 사용되는 벨벳(velvet)용 입모섬유의 제조방법에 관한 것이며, 일본 공개특허공고 평4-34013은 장축방향과 단축방향의 복굴절율 차이를 이용하여 모양변형비가 8 이상인 폴리에스테르 편평섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로서 상기의 두 방법들은 모두 우아한 광택와 천연섬유과 같은 촉감을 얻을 수가 없었다. 즉 상기 제조방법들은 한가지 모양변형비의 방사구금으로 제조하는 방법이므로 각각의 방사공에서 나오는 원사가 균일한 크림프(crimp)수를 가지게 되어서 무질서한 크림프수를 갖는 천연섬유와 같은 촉감을 얻을 수가 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로서, 본 발명은 천연섬유와 같은 촉감을 나타내는 편평섬유의 제조방법과 상기한 바와 같은 특성을 발휘시키는 편평섬유제조용 방사구금을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

이하 본 발명의 방사구금을 예시도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 편평단면 방사공의 모양변형비는 제1도에서와 같이 슬릿형 방사공의 장축(a)과 단축(b)에 의하여 다음과 같이 정의된다.

모양변형비=a/b

본 발명의 방사구금은 동일구금내에서 편평단면 방사공의 모양변형비가 2~100인 것을 최소한 3가지 이상 채택하여 혼재시킨 것이며, 더욱 양호하게는 2~50인 것을 혼재시킨 것을 특징으로 한다.

모양변형비가 2미만인 경우에는 고분자의 탄성효과 때문에 섬유의 모양이 원형에 가까워져 본 발명의 목적을 달성할 수 없고 100을 넘으면 슬릿끝부분에 용융체가 흐르지 않게 된다.

이와 같이 서로 다른 모양변형비를 갖는 편평단면 방사공을 적절한 비율로 동시 방사구금에 혼재 배열시키고 공방사하여 합성섬유혼합사를 제조하므로써 앞에서 언급한 한가지 종류의 모양변형비를 갖는 방사구금을 통하여 제조된 편평단면사의 결점인 우아한 광택의 부족 및 크림프수의 동질성으로 인하여 천연섬유와 같은 촉감을 나타내지 못하는 점을 완전히 해결하게 되었다.

본 발명의 효과를 확인하기 위해서 모양변형비가 오직 한가지로 구성된 방사구금(제3도)을 사용하여 제조한 사와 제2도에서와 같이 모양변형비가 최소한 3가지 이상 혼재 배열된 본 발명의 방사구금에서 얻어진 혼합사를 100℃의 끓는 물에서 30분간 침지시켜 40%의 열수축열을 시켰다.

본 발명으로 제조된 혼합사는 40% 열수축시킨 후 편평섬유의 중심부분과 가장자리부분의 배향도 차이에 의해 해초의 가장자리에서 발견되는 파형권축형태가 발생하였는 바, 이것은 편평섬유의 가장자리의 복굴절률(△n_e)이 편평섬유의 중심부분의 복굴절률(△n_e)보다 크다는 것을 편광현미경으로 확인하므로써 입증되었고, 편평섬유단면내에서 복굴절률의 차이(△n_e~△n_c)가 클수록 편평섬유의 센티미터당 크림프수가 증가한다는 사실을 확인하였다.

실례로서 모양변형비가 15인 편평섬유이고 중심부분과 가장자리부분의 복굴절률의 차이가 0.1 정도되면 방속을 4500m/분으로 하고 연신비를 1.15 정도로 하여 연신사를 40% 열수축하였을때 센티미터당 80개 정도의 크림프수를 얻을 수 있었다.

제2도에 표시한 바와 같은, 동일 방사구금내에서 모양변형비가 각기 다른 편평단면의 방사공으로부터 얻은 편평혼합사는 각기 다른 크림프수를 갖는 모노필라멘트(monofilament)들로 구성되어져 있기 때문에 천연섬유와 같은 촉감과 우아한 광택을 얻을 수 있는 것이다.

제3도에 표시된 바와 같은, 같은 모양변형비를 갖는 방사구금으로부터 얻은 편평사는 모양변형비가 커질수록 크림프수를 많이 발현하지만 편평사내의 모노필라멘트들이 모두 같은 크림프수를 가지므로 천연섬유와 같은 무질서 상태를 발현시키지 못하기 때문에 천연섬유와 같은 촉감을 나타낼 수 없다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방사구금을 이용하여서 천연섬유와 같은 촉감을 나타내는 편평섬유의 제조방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 방사구금을 이용해서 편평단면의 멀티필라멘트사를 제조함에 있어서 편평단면 필라멘트사의 섬도(데니어)범위를 적절하게 정하지 않으면 방사 및 연신시에 비출사와 사절이 빈발하여서 방사와 연신작업을 원활하게 할 수 없다.

따라서 다른 모양변형비를 갖는 방사공에 대응하는 필라멘트사의 적절한 섬도(데니어) 범위를 정하기 위해서는 방사시에 각 방사공의 규격을 적당한 범위내로 정해야 한다.

먼저 각기 다른 모양변형비로 혼재 배열된 방사구금에서 총 토출량 Qr는 다음과 같다.

Q_r=Q_x+Q_y+…+Qn(n은 방사공의 종류수)

여기에서 어떤 한개의 모양변형비를 갖는 방사공의 토출량은

상기 식에서 Q_x는 임의의 모양변형비를 갖는 방사공의 토출량, △P_x는 압력차, L은 편평단면 방사공의 길이, a는 장축, b는 단축의 길이이다.

각기 다른 모양변형비를 갖는 방사공으로 배열된 방사구금에 동일수준의 용융점도를 갖는 열가소성 수지가 공급되므로 동일 방사구금의 토출공을 통해 흐르는 열가소성 수지의 용융점도는 같다.

따라서 본 발명에서는 각기 다른 모양변형비를 갖는 편평단면 방사공들에서의 압력차들 △P_x,△P_y,…, △P_n을 모두 동일하게 하기 위해서는 편평방사공의 길이 L, 장축 a, 단축 b 등을 변경시켜 동일 방사구금내에서 가장 적은 토출량 Q_min에 대한 가장 많은 토출량 Q_max의 비, 즉 Q_max/Q_min이 1.2~2.5이 되도록 하여야 한다.

만일 Q_max/Q_min이 1.2 미만 또는 2.5을 초과하면 각 편평단면 필라멘트들간의 심한 섬도차이로 인하여 방사나 연신시 사절이 빈발하여 방사 및 연신 작업성이 매우 불량하다.

더욱 양호한 Q_max/Q_min의 범위는 1.3~2.0이다.

본 발명에 적용가능한 합성수지는 일반적으로 용융방사가 가능한 열가소성 수지로서, 예를 들면, 폴리에스텔과 그의 공중합체, 폴리아마이드(Nylon 6, Nylon 66)와 그의 공중합체, 폴리프로필렌과 그의 공중합체 등이다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

[실시예 1~3]

통상의 방법으로 제조한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 280~290℃의 온도로 용융압출하고, 모양변형비가 2~100인 방사공을 최소한 3개 이상 혼재 배열시킨 방사구금을 통하여 방사속도 4,500m/분으로 방사하고, 연신시 열고정처리를 하지 않고, 연신비를 1.15로 연신하여 연신사를 얻었다.

위의 조건으로 제조한 각각의 모양변형비가 혼재된 편평단면사를 100℃의 끓는 물에 30분간 열수축시킨 후 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.

[비교실시예 1~9]

한가지 모양변형비를 갖는 편평단면 방사공 24개를 원주상으로 배열한 방사구금을 통하여 실시예 1~3과 동일조건으로 방사, 연신, 열수축하여 편평단면 연신사를 얻었다.

각 모양변형비별 편평단면 필라멘트사의 물성은 표 1과 같다.

* △△n=△n-△n(△n: 가장자리의 복굴절률, △n: 중심부분의 복굴절률)

* Q: 동일 방사구금내에서 가장 많은 토출량

Q: 동일 방사구금내에서 가장 적은 토출량

* ◎ : 우수, ○ : 양호, △ : 보통

Claims (2)

1. 동일 방사구금내에 모양변형비가 2~100 사이에 있는 슬릿(slit)형 방사공이 3가지 이상 혼재되어 있는 것을 특징으로 하는 편평섬유제조용 방사구금. 단,
2. 합성편평섬유를 제조함에 있어서, 동일 방사구금내에 모양변형비가 2~100인 슬릿형 방사공이 3가지 이상 혼재되어 있는 방사구금으로 열가소성 섬유형성성 폴리머를 용융방사하되 Q_max/Q_min이 1.2~2.5이 되도록 함을 특징으로 하는 편평섬유의 제조방법. 단,

   Q_max: 동일 방사구금내에서 가장 많은 토출량.

   Q_min: 동일 방사구금내에서 가장 적은 토출량.