KR100723341B1 - 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법 및 그 제조물 - Google Patents

폴리에스테르 복합가연사의 제조방법 및 그 제조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 효과사로 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분연신 필라멘트(PET POY)를 사용하고, 심사로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 사용하여 인터레이스하는 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법 및 그 제조물에 관한 것으로서, 본 발명에 의하여 신축성이 우수하면서도 제직시 인터레이스부분이 풀어지지 않아 균일한 제직상태를 가지는 직물을 제조할 수 있는 폴리에스테르 복합가연사를 제공할 수 있다.
PTT, 가연, 인터레이스, 신도

Description

폴리에스테르 복합가연사의 제조방법 및 그 제조물{Process of Producing Polyester Multi Twist Yarn And Products Thereby}
도 1은 본 발명의 폴리에스테르 복합가연사의 제조공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 폴리에스테르 복합가연사의 제조공정에서 사용되는 가연기구인 닙트위스터의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 폴리에스테르 복합가연사 표면의 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 폴리에스테르 복합가연사로 제조된 직물의 표면사진이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 효과사 2 : 제1피드롤러
3 : 히터 4 : 냉각판
5 : 닙트위스터 6 : 심사
7 : 제2피드롤러 8 : 제3피드롤러
9 : 인터레이스노즐 10 : 제4피드롤러
11: 오일롤러 12 : 권취부
13 :트위스트 풀리 14 : 벨트
본 발명은 효과사로 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분연신 필라멘트(이하, "PET POY"라 한다.)를 사용하고, 심사로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(이하, "PTT"라 한다.) 미연신 필라멘트를 사용하여 인터레이스하여 제조되는 폴리에스테르 복합가연사에 관한 것이다.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)는 중합방법 및 화학적 구조가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 매우 유사하지만 열적, 기계적 특성에 있어서는 많은 차이가 있다. PTT사는 PET사나 PBT사에 비해 신축성, 촉감, 내알카리성 및 염색성 등이 우수하고, 특히 초기 모듈러스가 나일론 수준정도로 비교적 낮아 탄성회복성이 우수하며 소프트한 촉감을 갖는다.
특히, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 이용하여 복합가연사로 제조하는 경우에는 별도 추가공정이 필요없이 제직후 염색/가공 공정만으로 신축성 발현이 가능하여 기존 스판덱스를 대체할 수 있는 새로운 소재로서 차별화된 신축성 및 직물의 태가 우수한 고품질의류용으로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
그러나, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 사용하여 복합가연사를 제조하는 경우에는 PTT의 불안정한 수축율로 인한 불량가능성으로 인하여 차별화된 소재임에도 불구하고 사용에 제한이 많아 실용화되지 못하고 있는 실 정이다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 기존의 PTT 복합가연사는 PTT와 PET 모두 열고정과 가연 공정을 거친 복합사를 이용하고 있으나, PTT 소재를 열고정 및 마찰에 의한 가연공정을 거치는 경우 종래의 일반적인 PET 가연사 형태와 유사한 복합사가 제조되어 PTT원사의 우수한 물성반영이 어려운 실정이었다.
또한, 종래의 가연복합사의 제조공정으로는 이미 인터레이스가 되어 있는 PET 가연사를 PTT와 합사하는 방법을 사용하고 있는데, 이 경우 교락상태 불량 및 일정하지 않은 교락수등과 같은 인터레이스 불량이 발생하게 되며, 이는 작업성 저하와 직물의 표면 결점과 염색 불량등으로 이어질 수 있는 문제점이 있었다.
그러므로 본 발명에 의하면 PTT원사의 물성을 최대한 이용하면서도 불안정한 수축율의 문제를 극복하여 고신축성 복합가연사를 제조하는 것을 기술적과제로 한다.
이에 본 발명자는 PTT 특유의 헬릭스(나선)구조를 최대한 보호하면서 PET사와의 합사 과정에서 공기압의 조절에 의해 인터레이스 공정에 의하여 PTT원사에 내재된 불안정한 수축율을 개선할 수 있으며, 효과사인 PET POY만을 가연 및 열고정함에 의해 안정화된 품질의 고신축성 복합가연사를 높은 수율로 제조할 수 있고, 작업성을 향상시키고, 원가 절감의 효과를 부여할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.
그러므로 본 발명에 의하면 효과사로 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분연신 필라멘트(PET POY)를 제1피드롤러를 통과시키고, 히터에서 열처리온도는 180∼200℃로 열처리한 후 냉각판을 거치면서 냉각하고, 가연기구에 의해 가연비 1.4∼1.7로 가연을 하면서 제3피드롤러로 공급하면서 상기 효과사를 제1피드롤러와 제3피드롤러간의 속도차에 의해 연신비 1.6~1.8로 연신하고, 심사로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 제2피드롤러를 통과시켜 제3피드롤러로 공급하고, 상기 효과사와 심사를 공기압 3.5~4kg/㎠로 인터레이스한 후 제4피드롤러를 거쳐 오일처리하고 사속 350 ~ 400m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 섬도 100∼200d, 신도 30∼50 %, 비수수축률 5∼10 %, 교락수 80~120개/m인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 복합가연사가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 상기 폴리에스테르 복합가연사를 사용하여 제직되고 KS K 0541시험법에 의한 탄성회복율이 90 ~ 95%인 것을 특징으로 하는 직물이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 폴리에스테르 복합가연사는 효과사로 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분연신 필라멘트(PET POY)를 사용하고, 심사로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 사용하여 인터레이스하여 제조된다.
도 1에서와 같이 효과사(1)로 통상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분연신 필라멘트(PET POY)를 사용하여 제1피드롤러(2)를 통과시키고, 히터(3)에서 열처리온도 180∼200℃로 열처리한 후 냉각판(4)을 거치면서 냉각시키는데, 제1피드롤러(2)와 제3피드롤러(8)를 이용하여 적정 연신비로 연신하면서 열처리와 냉각 공정을 거치는데, PET의 결정화 온도를 100~230℃로 볼 때 본 발명의 상기 PET 가연 작업시 히터(3)에서의 열처리 온도는 180~200℃로 하는 것이 바람직하다. 온도가 180℃보다 낮을 경우에는 불안정한 결정화로 인하여 크림프 고정이 안되고 신도가 높아 작업성이 저하되며, 200℃를 초과하는 경우에는 PET의 용융 전이 결정화 온도를 초과하여 강도와 신도가 감소되며 가연 장력이 증가됨에 따라 작업성 및 원사 품질이 떨어진다.
본 발명에서는 상기 열처리된 효과사를 가연기구(5)에 의해 가연을 하는데, 상기 가연비는 데니어, 강신도와 같은 복합가연사의 물성엔 큰 영향을 주지는 않으나, 염색성, 모우(Broken filament), 미해연(Tight spot)과 같은 복합가연사의 결점에 직접적인 영향을 준다. 따라서 본 발명에서는 가연비 1.4∼1.7로 가연을 하는 것이 바람직한데, 가연비가 1.4미만일 경우엔 미해연의 불량의 문제가 있으며, 1.7을 초과할 경우엔 모우발생등의 불량이 발생한다.
본 발명에서 상기 가연기구로는 핀타입 또는 디스크타입의 가연기구를 사용할 수 있으며,보다 바람직하기로는 닙트위스터를 사용하는 것이 좋다. 상기 닙트위스터는 도 2와 같이 4개의 트위스트 풀리(13)에 각각 걸려있는 2개의 벨트(14)가 100~110°로 교차하고, 제1벨트의 장력이 30~40g이고 제2벨트의 장력이 15~21g이고, 상기 벨트간의 접점에서의 압력이 1.5~1.6g/㎠인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 1.5g/㎠미만일 경우 밸트간의 슬립이 발생하여 원사의 T/M이 불안정하게 되어 미해연이 발생하며, 1.6g/㎠를 초과할 경우 밸트간의 과도한 마찰에 의한 마모로 인하여 원사 표면에 영향을 주어 모우가 발생되므로 상기 벨트간의 압력으로 조절하여 일정한 T/M을 유지하면서 안정화된 원사 품질을 유지하도록 한다. 상기 가연기구의 가연포인트에서 효과사로 트위스트가 발생되는데 제1피드롤러까지 트위스트의 영향이 미치게 된다.
상기 가연된 효과사는 제3피드롤러로 공급되면서 제1피드롤러와 제3피드롤러간의 속도차에 의해 연신비 1.6~1.8로 연신된다.
본 발명에서는 심사(6)로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 제2피드롤러(7)를 통과시켜 제3피드롤러(8)로 공급하여 상기 효과사와 합류하도록 한다. 상기 심사는 신도 20 ~25%, 인장강도 4~ 4.5gf/d 및 수축율 15~15.5%인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 사용하는 것이 최종 생산되는 폴리에스테르 복합가연사에 향상된 신축성과 차별화된 독특한 외관, 질감을 발 현하기에 좋다. 특히 단면부가 아령모양인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 사용하는 것이 신축성 발현에 특히 좋다.
상기 제3피드롤러에서 합류된 효과사와 심사를 공기압 3.5~4kg/㎠의 인터레이스노즐(9)에서 인터레이스한 후, 제4피드롤러(10)을 거친 후, 오일롤러(11)에서 오일처리하고 사속 350 ~ 400m/분으로 권취(12)하여 폴리에스테르 복합가연사를 제조한다. 상기 인터레이스 노즐의 공기압을 3.5~4kg/㎠로 유지할 경우 직물 경사의 無호부화와 위사용으로의 위입성 향상, 편직시 해사성 향상과 같은 효과 및 인터레이스부분이 풀어지지 않는 효과로 인하여 균일한 염색성 발현이 가능하며 원사의 품질 안정화를 이룰 수 있다.
상기 제조방법에 의해 제조되는 폴리에스테르 복합가연사는 섬도 100∼200d, 신도 30∼50 %, 비수수축률 5∼10 %, 교락수 80~120개/m인 것을 특징으로 하는데, PTT 특유의 신축성을 발현하면서 PET 가연사와 합사하여 차별화된 외관과 질감, 고신축성을 부여할 수 있다.
이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
효과사로 50d/144fila의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트(PET POY SD, startex,성안합섬산)를 제1피드롤러를 통과시키고, 히터에서 열처리온도는 190℃로 열처리한 후 냉각판을 거치면서 냉각하고, TCS(Tension Control System)이 장착된 닙트위스터(33H, 무라타社산)에 의해 가연비 1.5로 가연을 하면서 400m/분으로 제3피드롤러로 공급하면서 연신비 1.65로 연신하고, 심사로 76d/34fila, 신도 22.9%, 인장강도 4.4g/d 이고 수축율 15.3%인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트(t-400, 인비스타社산)를 제2피드롤러를 통과시켜 제3피드롤러로 공급하고, 효과사와 심사를 공기압 4kg/㎠으로 인터레이스한 후 오일처리하고 사속 370m/분으로 권취하여 134.7d의 폴리에스테르 복합가연사를 제조하였다.
제조된 폴리에스테르 복합가연사는 PTT 필라멘트가 0.35D급의 마이크로 폴리에스터 50/144 필라멘트와 복합된 것으로서 신도 30.2%, 인장강도 3.84gf/d, 비수수축률 9.8 %, 교락수 102.9개/m로서 신축성이 우수하였다.
도 3에 나타난 바와 같이 본 발명의 복합가연사는 교락부분이 강하게 형성되어 직물제직시 교락부분이 풀어지지 않는 특징이 있다.
상기 물성으로서 신도는 KS K 0412, 인장강도는 KS K 0412, 비수수축율은 KS K 0215법에 의해 측정되었다.
상기 폴리에스터 복합가연사를 경사로 無호부화하여 사용하고 위사로 동일하게 사용하여 래피어 직기에 평직으로 제직하여 염색/가공 공정을 거쳐 직물을 완성하였으며, 그 직물표면의 사진은 도 4에 나타난 바와 같다. 상기 직물을 KS K 0541시험법에 의한 탄성회복율을 측정한 결과 93%로서 우수한 탄성회복율을 나타내면서 도 마이크로 터치의 부드럽고 균일한 염색이 가능한 직물을 제공할 수 있었다.
본 발명에 의하여 PTT원사의 물성을 최대한 이용하면서도 불안정한 수축율의 문제를 극복하여 고신축성 폴리에스테르 복합가연사를 제조할 수 있으며, 복합가연사의 인터레이스부분이 풀어지지 않는 효과로 인하여 우수한 작업성과 균일한 염색성 구현이 가능하며, 복합가연사를 이용하여 제조한 원단은 고신축성과 내츄럴한 질감의 터치 발현이 가능하여 고품질의 아웃도어/스포츠웨어, 정장/캐쥬얼웨어등의 직물 및 편물의 원단으로 사용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 효과사로 폴리에틸렌테레프탈레이트 부분연신 필라멘트(PET POY)를 제1피드롤러를 통과시키고, 히터에서 열처리온도는 180∼200℃로 열처리한 후 냉각판을 거치면서 냉각하고, 가연기구에 의해 가연비 1.4∼1.7로 가연을 하면서 제3피드롤러로 공급하면서 상기 효과사를 제1피드롤러와 제3피드롤러간의 속도차에 의해 연신비 1.6~1.8로 연신하고, 심사로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트를 제2피드롤러를 통과시켜 제3피드롤러로 공급하고, 상기 효과사와 심사를 공기압 3.5~4kg/㎠로 인터레이스한 후 제4피드롤러를 거쳐 오일처리하고 사속 350 ~ 400m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 심사는 신도 20 ~25%, 인장강도 4~ 4.5gf/d 및 수축율 15~15.5%인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 미연신 필라멘트인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가연기구는 4개의 트위스트 풀리에 각각 걸려있는 2개의 벨트가 100~110°로 교차하고, 제1벨트의 장력이 30~40g이고 제2벨트의 장력이 15~21g이고, 상기 벨트간의 접점에서의 압력이 1.5~1.6g/㎠인 닙트위스터인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 복합가연사의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되고, 섬도 100∼200d, 신도 30∼50 %, 비수수축률 5∼10 %, 교락수 80~120개/m인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 복합가연사.
  5. 제4항 기재의 폴리에스테르 복합가연사를 사용하여 제직되고 KS K 0541시험법에 의한 탄성회복율이 90 ~ 95%인 것을 특징으로 하는 직물.
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