KR100770188B1 - 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에 폴리머 P 를 0.5∼5.0 중량% 함유하는 폴리에스테르 조성물 A 와, 기질 폴리머를, 동일하거나 다른 방사 구금으로부터 용융 토출하고, 폴리에스테르 조성물 A 로 이루어지는 사조군 A 와 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 로서 방사하고, 사조군 B 에는 속도가 0.20∼0.80 m/초의 냉각풍을 분사하고, 사조군 A 에는 이 속도 대비 1.1 배 이상 속도의 냉각풍을 분사하여 일단 별개로 냉각 고화시키고, 이어서 이 사조군을 합사한 후에 2500 m/분 이상의 속도로 인취함으로써, 부풀음감이나 고급 질감을 나타내는 직편물이 얻어지는 폴리에스테르 혼섬사를 안정적으로 제조한다.

폴리에스테르 혼섬사

Description

폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING POLYESTER MIXED FIBER YARN}

본 발명은 신도가 다른 사조군으로 이루어지는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 폴리에스테르에 이것과는 다른 폴리머를 첨가한 조성물로 이루어지는 사조군과, 이 폴리에스테르로 이루어지는 사조군을 합사하여, 권취할 때에, 사조 사이의 신도차가 큰 혼섬사를 경제적이며 안정되게 생산하는 방법에 관한 것이다.

종래, 방사 혼섬사를 얻는 방법으로는, 열수축차가 큰 2 종 이상의 사조를 방사 혼섬하는 방법이 알려져 있고, 이 혼섬사로부터는 이것을 열처리함으로써 벌크사를 얻을 수 있다. 그리고, 상기 열수축차를 발현시키는 구체적인 방법으로는, 점도차를 가진 2 종의 폴리머를 사용하거나, 또는 일방의 폴리머에 제 3 성분을 공중합시킨 것을 사용하는 것 등이 제안되어 있지만, 이들 방법은 모두, 그 분자 구조차에 의한 결정 배향차에 의거한 것으로, 가령 큰 열수축차를 발현할 수 있어도, 충분히 큰 신도차를 발현시키는 것은 여전히 불가능하다.

예컨대, 일본 공개 특허 공보 소54-82423 호에는, 동일 방사 구금으로부터 폴리에스테르를 용융 토출하고, 급냉하여 얻어지는 필라멘트를 2 개의 군으로 분할 하여, 그 일방의 사속에는 물이 주체인 유제를 부여하고, 타방의 사속에는 물보다도 고온의 비점을 가진 유제를 부여하며, 이어서 양자를 별도로 동일 조건에서 열처리하면서 연신한 후에 양자를 혼섬하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 방사 유제의 비점차를 이용하여, 사속 간에 수축차 (비수 수축차) 를 부여하는 것이기 때문에, 이 사속 간의 비수 수축차를 충분히 크게 할 수 없어, 얻어지는 혼섬사는 섬유 사이의 수축차가 작은 것이 된다. 따라서, 최종적으로 얻어지는 직물은 부풀음이 불충분하여, 만족할 수 있는 직물은 얻어지지 않는다.

또, 일본 공개 특허 공보 소58-191211 호에는, 동일 방사 팩으로부터 2 개의 멀티필라멘트 사조를 용융 토출하고, 일방의 사조와 타방의 사조에는 집속 위치에 차이를 두며, 또한 4500 m/분 이상의 방사 인취 속도로 인취하고, 이 인취시에 공기 항력차를 발생시켜 혼섬ㆍ권취함으로써 2 개의 사조에 수축차를 발생시키는 것을 특징으로 하는 혼섬사가 기재되어 있다. 그러나, 이 방법에서도, 비수 수축차는 커지지만 신도차는 충분히 커지지 않아, 최종적으로 얻어지는 직편물의 촉감 (질감) 은 여전히 만족할 수 없다.

또한, 일본 공개 특허 공보 평8-209442 호에는, 고수축 섬유와 저수축 섬유의 열수축율이 다른 2 종의 섬유군으로 이루어지고, 저수축 섬유가 폴리에스테르로 이루어지며, 고수축 섬유가 이소프탈산과 2 종의 히드록시에톡시페놀을 주체로 하는 3 종의 특정량을 공중합한 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지며, 그 수축차가 5∼25 % 범위에 있는 혼섬사가 기재되어 있다. 확실하게, 제 3 성분을 추가함으로써 충분한 수축차가 얻어지지만, 반드시 충분히 큰 신도차가 발현될 수 있는 것은 아니고, 또 저가이고 생산성이 우수한 혼섬사라고 말하기는 어려워, 이소프탈산을 주체로 하는 제 3 성분 공중합면에서 중합 생산성도 떨어져 바람직하지 않다.

또, 일본 공개 특허 공보 소60-126316 호에는, 동일 방사 팩으로부터 2 이상의 폴리에스테르 사조군을 용융, 토출시키고, 동일 회전수로 다른 표면 속도를 가진 단차 롤러로 2 사조군 간에 방사 속도의 차이를 발생시켜, 이 롤러와 다음 롤러 사이에서, 방사 속도가 느린 사조군은 연신하도록 인취하고, 방사 속도가 빠른 사조군은 연신하지 않도록 인취하며, 이어서 양 사조군을 교락 장치로 합사, 교락하여, 5100 m/분 이상의 속도로 권취하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법은 장치 및 운전 조건이 복잡하고, 장기에 걸쳐 안정된 운전을 실현하는 것이 어렵다. 또, 실시 가능한 제조 조건 범위가 좁고, 가연 가공후의 벌크성을 충분히 발현하는 정도의 수축차를 가진 혼섬사를 얻는 것이 어렵다.

일본 공개 특허 공보 평7-243144 호에는, 용융 토출시킨 복수의 사조군 중, 일방의 사조군에는 물을 부여하고, 타방의 사조군에는 물을 부여하지 않고 비집속 상태에서, 각각 온도 150 ℃ 이상으로 설정된 가열통에 동시에 통과시켜, 3000∼5500 m/분의 속도로 인취하여, 합사 혼련하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법에서는, 고속으로 주행하는 사조군을 균일하게 가열하는 것이 어렵고, 제조된 혼섬사의 품질 불균일이 많아져 상품 가치가 있는 직물은 얻어지지 않는다.

한편, 신도차를 가진 2 종 이상의 사조를 방사 혼섬하는 방법으로는, 일본 공개 특허 공보 소57-61716 호에 폴리에스테르를 주성분으로 하는 기질 폴리머에 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머를 첨가한 사조군과, 기질 폴리머로 이루어지는 사조군을 방사 혼섬하는 방법이 기재되어 있다. 확실히, 이 방법은, 간결한 방사 장치로, 통상 입수 가능한 폴리머만으로 사조군 간의 수축차가 있는 혼섬사를 제조할 수 있으므로 경제적인 방법이다. 또, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리스티렌과 같은 폴리머를 폴리에스테르에 첨가함으로써, 동시에 방출되는 폴리에스테르 단독 사조군과는 세화 (細化) 과정이 달라, 결과적으로 양 사조군 간에 열수축차를 발생시킨다는 기술은 주목할 만하다. 그러나, 이 방법에 기재되어 있는 조건만으로는, 방사 권취시의 단사가 자주 발생하고, 생산성이 저하된다는 문제가 있다. 따라서, 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머와 같은 폴리머를 폴리에스테르에 첨가함으로써, 동시에 방출되는 폴리에스테르 단독 사조군과의 사이에 물성차를 발생시킨다는 기술에서도, 원하는 혼섬사를 장기간 안정되게 상업 생산하기 위해서는 더한 연구가 필요하다.

또한, 일본 공개 특허 공보 소58-98418 호에도, 상기 공보와 동일한 방사 혼섬사의 제조 방법이 기재되어 있지만, 이 방법으로 얻어지는 혼섬사는 벌크성 면에서는 비교적 양호하지만, 질감 (유연함, 반발성, 부풀음 등) 면에서 불충분하여, 이와 같은 질감을 향상시키는 기술 개발이 더욱 요망되고 있다. 또, 이 제조 방법에서도 생산 안정성이 충분하다고 할 수는 없어, 기술 향상이 더욱 요구되고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 현상을 배경으로 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 서로 신도가 다른 2 이상의 사조군으로 이루어지며, 이 사조군 간의 신도차가 크고 벌크성이 우수한 폴리에스테르 혼섬사를 안정되게 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다. 또, 제 2 목적은 이것에 추가하여, 종래보다도 더욱 고급 질감을 띠는 직편물이 얻어지는 혼섬사의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 제 3 목적은 상기 제 1 목적에 추가하여, 후가공성도 우수한 혼섬사의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들의 연구에 의하면, 상기 제 1 목적은 다음에 서술하는 3 개의 방법에 의해 달성할 수 있는 것이 발견되었다. 또, 제 2 목적은 하기 제 1 방법에 의해, 제 3 목적은 하기 제 3 방법에 의해 각각 달성할 수 있는 것을 발견하였다.

제 1 방법은, 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에 이것과는 다른 폴리머 P 를 0.5∼5.0 중량% 함유하는 폴리에스테르 조성물 A 와, 기질 폴리머를, 동일하거나 다른 방사 구금으로부터 용융 토출하고, 폴리에스테르 조성물 A 로 이루어지는 사조군 A 와 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 로서 방사하고, 각각의 사조군을 하기 (1), (2) 의 조건에서 일단 별개로 냉각 고화하고, 이어서 이 사조군을 합사한 후에 2500 m/분 이상의 속도로 인취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법이다.

(1) 사조군 B 에 분사하는 냉각풍 속도 (BSb) : 0.20∼0.80 m/초

(2) 사조군 A 에 분사하는 냉각풍 속도 (BSa) : BSa ≥1.1 ×BSb

또, 제 2 방법은, 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에 폴리머 P 를 첨 가, 용융, 혼련하고, 방출한 사조군 A 와, 동일 또는 다른 방사 구금으로부터 방출한 이 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 를 합사하여 권취할 때에, 사조군 A 를 집속하는 집속 장치를 하기 식으로 나타나는 범위에 배치하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법이다.

GO〈 GA ≤200 (㎝)

여기에서, GO 는 방사 구금면으로부터 사조군 A 의 넥킹 개시점까지의 거리, GA 는 사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리이다.

또한, 제 3 방법은, 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에, 하기 (4) 식으로 나타나는 용융 점도 특성을 가진 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 하기 (5) 식으로 나타나는 용융 점도 특성을 가진 폴리스티렌계 폴리머를 폴리에스테르에 대하여 0.3∼5.0 중량% 범위에서 첨가, 혼련, 용융하여 방출한 사조군 A 와, 동일 구금 또는 다른 구금으로부터 방출된 이 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 를 일단 유리 전이 온도 이하로 냉각하고, 합사하여 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법이다.

(4) MVPM ≥0.6MVPE

(5) MVPS ≥1.5MVPE

여기에서, MVPM 은 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머의 용융 점도 (poise), MVPS 는 폴리스티렌계 폴리머의 용융 점도 (poise), MVPE 는 폴리에스테르의 용융 점도 (poise) 를 나타낸다.

도 1 은 본 발명 중, 상기 제 2 방법을 실시하는 공정을 예시한 모식략선도이다.

도 2 는 본 발명 중, 상기 제 3 방법을 실시하는 공정을 예시한 모식략선도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저, 제 1 방법에 대하여 상세히 서술한다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머는, 전체 반복 단위의 85 몰% 이상, 바람직하게는 95 몰% 이상, 특히 바람직하게는 실질적으로 전체 반복 단위가 에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지는 폴리에스테르이지만, 테레프탈산 성분 및 에틸렌글리콜 성분 이외의 제 3 성분을 공중합한 것이어도 된다.

이와 같은 기질 폴리머의 고유 점도 (35 ℃ 의 o-클로로페놀 용액을 사용하여 측정) 는, 너무 작으면 얻어지는 섬유의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있고, 한편 너무 크면 방사시에 단사가 발생되기 쉬워지므로, 0.50∼1.0 범위가 적당하며, 특히 0.55∼0.70 범위가 바람직하다. 또, 이 기질 폴리에스테르에는, 공지된 첨가제, 예컨대 안료, 염료, 광택 제거제, 방오제, 형광 증백제, 난연제, 안정제, 자외선 흡수제, 활제를 첨가해 두어도 된다.

다음으로, 본 발명에서 사용되는 폴리에스테르 조성물 A 는, 상기 기질 폴리머중에 이것과는 다른 폴리머 P 를 0.5∼5.0 중량% 범위, 바람직하게는 1.0∼3.0 중량% 범위에서 함유되어 있는 것이 중요하다. 함유량이 0.5 중량% 미만인 경우에는, 충분한 신도 향상 효과를 얻을 수 없기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 한편, 5 중량% 를 초과하는 경우에는, 신도 향상 효과가 피크를 지나 반대로 신도 저하가 보이고, 또 방사 세화시의 균일 신장성이 저하되어 섬도 불균일이나 염색 얼룩이 발생하기 쉬워지고, 나아가서는 얻어지는 섬유를 후가공할 때에 가공 장력 불균일이 발생하여 단사나 보풀이 증가하기 쉬워진다.

또한, 본 발명에서는, 폴리에스테르 조성물 A 는 1 종만 사용해도, 2 종 이상을 병용해도 상관없다. 2 종 이상을 병용하는 경우에는, 후술하는 용융 방사에서, 각각을 별개로 방사 구금으로부터 용융 토출하여 사조군 A1, A2, …로 하면 된다.

상기 폴리머 P 의 바람직한 구체예로는, 폴리메틸 메타크릴레이트계 폴리머, 폴리스티렌계 폴리머 등의 비정성 폴리머를 예시할 수 있다. 이들 폴리머, 특히 유리 전이 온도가 기질 폴리머보다도 높은 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머는, 방사중에 발생하는 방사 장력이 기질 폴리머중에 미분산되어 있는 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머에 집중되기 때문에, 기질 폴리에스테르의 배향이 진행되지 않을 뿐만 아니라 결정화도 통상보다도 느려지는 결과, 보다 고신도의 섬유가 얻어지는 것이다.

또한, 상기 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 또는 폴리스티렌계 폴리머는, 입체 규칙성에서의 어택틱 또는 신디오택틱 구조를 나타내는 비정성의 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 또는 폴리스티렌계 폴리머이어도 된다. 또, 아이소 택틱 구조를 나타내는 결정성의 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 또는 폴리스티렌계 폴리머이어도 상관없다.

또한, 상기 폴리에스테르 조성물 A 를 조정할 때에는, 폴리머 P 가 균일하게 혼합 분산되어 있지 않으면, 후술하는 방사시의 공정 상태가 일반적으로 나빠지므로, 예컨대 압출기로 폴리머 P 를 용융하여 기질 폴리머의 용융류중에 계량하면서 유입시키고, 이어서 스태택ㆍ믹서 등으로 혼련하고 이것을 직접 그대로 방사에 사용하는 것이 바람직하며, 또 취급량이 큰 경우에는 별도 용융 혼합 장치에 의해 균일하게 분산 혼합시켜 두어도 된다.

상기 폴리에스테르 조성물 A 와 기질 폴리머는 동일하거나 다른 방사 구금으로부터 용융 토출한다. 여기에서, 각각의 방사 온도는 동일하거나 달라도 되지만, 통상은 대략 동일한 온도에서 280∼300 ℃, 특히 285∼295 ℃ 범위가 적당하다. 또, 용융 토출 중량비는 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 혼섬사의 중량비가 30:70 ∼ 70:30, 특히 40:60 ∼ 60:40 이 되는 범위가 적당하다.

본 발명에 있어서는, 이 용융 토출된 폴리에스테르 조성물 A 로 이루어지는 사조군 A 와 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 를, 하기 (1) 및 (2) 를 만족하는 조건에서 별개로 일단 냉각 고화시키는 것이 중요하다.

(1) 사조군 B 에 분사하는 냉각풍 속도 (BSb) : 0.20∼0.80 m/초

(2) 사조군 A 에 분사하는 냉각풍 속도 (BSa) : BSa ≥1.1 ×BSb

여기에서, 냉각풍 속도 BSb 가 0.20 m/초 미만의 경우에는, 냉각 효과가 불충분해져 사조군 B 의 섬도 불균일 (단사 섬도 불균일도 포함) 이 발생하기 쉬워지 고, 한편 0.80 m/초를 초과하는 경우에는, 냉각 효과가 너무 커져 사조군 B 의 결정화가 진행되어 단사되기 쉬워질 뿐만 아니라, 실 흔들림도 커져 섬도 불균일이 발생하기 쉬워지므로 바람직하지 않다. 특히 바람직한 냉각풍 속도 BSb 의 범위는 0.40∼0.80 m/초이다.

한편, 냉각풍 속도 BSa 가 냉각풍 속도 BSb 의 1.1 배 미만인 경우에는, 사조군 A 의 신도 증대 효과가 불충분해져, 본 발명의 목적인, 사조군 A 와 사조군 B 의 신도차를 크게 할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. 바람직한 냉각풍 속도비는 1.2 배 이상이고, 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 너무 커지면 상기 사조군 B 의 경우와 동일하게 실 흔들림에 의한 섬도 불균일이 발생하기 쉬워지므로, 냉각풍 속도 BSa 는 0.80 m/초 미만인 것이 바람직하다.

또한, 여기에서 말하는 냉각풍 속도는, 각각의 사조군이 용융 토출되는 방사 구금으로부터 200 ㎜ 아래의 위치에서, 이 사조군에 분사되고 있는 냉각풍의, 이 주행 사조의 중심으로부터 50 ㎜ 위치에서의 속도이다.

냉각풍의 온도는, 너무 높으면 냉각 효과가 저하되어 섬도 불균일이 증대되는 경향이 있고, 반대로 너무 낮으면 냉각 효과는 그렇게 증대되지 않고 냉각풍 온도 저하를 위한 비용이 상승되므로, 냉각풍 온도는 통상 15∼35 ℃ 범위, 특히 대략 실온으로 하는 것이 적당하다.

본 발명에서는, 얻어지는 상기 사조군 A 의 신도를 보다 크게 하기 위해서는, 사조군 A 의 냉각 고화를 사조군 B 의 냉각 고화보다 빨리 하는 것이 효과적이고, 사조군 A 의 방사 구금 토출면부터 냉각풍 분사 개시 위치까지의 거리 AZa 를, 사조군 B 의 방사 구금 토출면부터 냉각풍 분사 개시 위치까지의 거리 AZb 의 0.8 배 미만(AZa〈 0.8 ×AZb), 특히 0.30∼0.70 배 범위로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 전술한 냉각풍 속도의 효과와 동일하게, 폴리에스테르 조성물 A 로 이루어지는 사조군 A 의 냉각 고화가 빨라져 신도 증대 효과가 증대되어, 사조군 A 와 사조군 B 의 신도차를 보다 크게 할 수 있으므로 바람직하다.

또한, 이들 거리 AZa 및 AZb 는, 너무 짧으면 방사 안정성이 저하되는 경향이 있고, 한편 너무 길어지면 섬도 불균일이 발생하기 쉬워지므로, 통상은 20∼150 ㎜ 범위, 특히 40∼90 ㎜ 범위로 하는 것이 적당하다.

또, 이 냉각풍 분사 개시 위치의 바로 상부에는, 방사 구금 외주 직경과 동일, 또는 그것보다 약간 작은 직경의 구분판을 설치함으로써, 이 구분판과 방사 구금면 사이의 존에서는 사조는 서냉되기 때문에, 사조의 세화가 원활하게 실시되게 되어 방사 안정성이 보다 향상되므로 바람직하다.

또한, 사조군 A 와 사조군 B 에 분사하는 각각의 냉각풍은, 서로 간섭하지 않도록 별개의 장치로부터 분사하여도, 동일한 장치로부터, 냉각풍 속도를 변경할 수 있도록 배압차를 발생시키거나, 구분판을 설치하거나, 냉각풍의 분사 면적을 변경하여 분사하여도 상관없다.

본 발명에서는, 상기한 바와 같이 별개로 냉각 고화시킨 사조군 A 와 사조군 B 를 합사하고, 이어서 종래 공지된 혼섬 처리 장치, 예컨대 공기 분사 노즐을 통하여 혼섬 처리한 후에 속도 2500 m/분 이상, 바람직하게는 2500∼6000 m/분 범위, 특히 바람직하게는 2500∼5500 m/분 범위에서 인취할 필요가 있다. 여기에서, 인 취 속도가 2500 m/분 미만인 경우에는, 사조군 A 의 신도 증가 효과가 불충분해져, 충분히 큰 신도차를 가진 혼섬사가 얻어질 수 없기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 인취 속도는 너무 크게 하면 예사성이 저하되는 경향이 보이므로, 상기와 같이 6000 m/분 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 의해 얻어지는 폴리에스테르 혼섬사의 전체 섬도는, 가공후의 포백으로서의 촉감 면에서 80∼320 dtex 범위가 적당하고, 또 사조군 A 및 사조군 B 의 단사 섬도는, 유연함과 탄력ㆍ반발성 면에서 0.5∼10 dtex 범위가 적당하다.

또한, 본 발명의 방법에서 얻어지는 폴리에스테르 혼섬사는, 인취 속도가 낮은 경우에는, 그 상태로는 신도가 너무 커 얻어지는 직편물의 기계적 특성이 불충분해지는 경향이 많으므로, 통상은 연신 (별연, 직연 어느 것이어도 가능) 또는 연신 가연 가공하는 것이 바람직하다. 예컨대, 대략 2500 m/분으로 인취된 혼섬사는 2.0∼2.5 배로 연신 (가연) 되고, 대략 4000 m/분으로 인취된 혼섬사는 1.2∼1.5 배로 연신 (가연) 되며, 열세트 온도 150∼230 ℃ 에서 열세트된다.

다음으로, 제 2 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 사용되는 기질 폴리머 및 이것에 첨가되는 폴리머 P 는 상기 제 1 방법에서 서술한 폴리머이다.

본 발명에 있어서, 폴리머 P 의 기질 폴리머에 대한 첨가량은, 예컨대 이 폴리머 P 가 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머인 경우, 이 기질 폴리머류의 신장 점도 저하 및 배향 결정 억제가 충분히 발현되도록, 0.3∼5.0 중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.

기질 폴리머에 첨가되는 폴리머 P 는, 계량기로 원하는 첨가량을 기질 폴리머측의 폴리머 수송 배관내 또는 압출기의 폴리머 투입구에 직접 접속하는 형태로 첨가하는 것이 일반적이다. 첨가 수단으로는, 계량식 외에, 첨가하는 폴리머를 단독으로 용융 압출하여, 기질 폴리머측에 주입하는 인젝션 방식도 가능하다. 다음에 첨가되는 폴리머와 기질 폴리머를 용융, 혼련, 압출한다. 압출기에는 1 축 또는 2 축의 타입이 있다. 혼련성을 향상시키기 위해서는 2 축 압출기가 바람직하지만, 1 축 압출기로도 충분한 혼련이 가능하다. 또한, 매독형 압출기 등 스크류 홈 형상을 변경한 압출기를 사용하면 혼련은 보다 균일해진다.

이하, 도면에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 발명에서의 폴리에스테르 혼섬사 제조 방법의 1 형태를 설명하는 개략도이다. 도 1 에 있어서, 1A, 1B 는 압출기, 2A, 2B 는 기어 펌프, 3 은 방사 팩, 4 는 방사 구금, 5A 및 5B 는 2 군의 주행 사조속, 6A, 6B 는 사조 집속 및 유제 부여 장치, GO 는 방사 구금면부터 사조군 A 의 넥킹 개시점까지의 거리, GA 는 사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리, GB 는 사조군 B 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리, 7 은 교락 부여 및 합사 장치, 8, 8' 는 인취 롤러, 9 는 권취 장치, 10 은 방사 냉각 장치를 각각 나타낸다.

다음에, 첨가된 폴리머 P 와 기질 폴리머는 압출기 (도 1 에서는 1A) 로 용융, 혼련되고, 기어 펌프 (도 1 에서는 2A) 로 계량되며, 방사 팩 (도 1 에서는 3) 에 형성된 방사 구금 (도 1 에서는 4) 으로부터 사조군 A 로서 토출된다. 한편, 기질 폴리머는, 도 1 의 1B 에 나타낸 바와 같은 압출기로 용융되고, 기어 펌프 (도 1 에서는 2B) 로 계량되고, 방사 구금 (도 1 에서는 4) 으로부터 사조군 B 로서 토출된다. 계속해서, 사조군 A, B 는 냉각 장치 (10) 로 냉각되고, 집속 장치 (6A, 6B) 로 집속되며, 유제가 부여된다. 집속되고, 유제가 부여된 사조군 A 및 B 는 교락 부여 장치 (7) 에 의해 혼섬되고, 인취 롤러 (8, 8') 를 거쳐, 권취 장치 (9) 에 의해 권취된다.

이 방사 공정에서는, 폴리머 P 가 첨가된 사조군 A (도 1 에서는 5A) 의 폴리머류에 가해지는 방사 장력이, 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B (도 1 에서는 5B) 의 폴리머류보다 외관상 높아진다. 이 현상은, 첨가된 폴리머가 기질 폴리에스테르에 상용되지 않기 때문에, 폴리머류내에서 방사 장력의 국재화가 일어나, 외관상 방사 장력이 상승되기 때문에 일어나는 것으로 생각된다. 이와 같은 불균일한 방사 장력은 단사를 유발한다.

본 발명자들은, 사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리 GA 를 특정 범위로 유지함으로써, 사조군 A 의 폴리머류에 발생하는 불균일한 방사 장력의 발생이 경감되고, 방사 단사가 대폭 감소되는 것을 밝혀냈다.

즉, 본 발명에 있어서는, 사조군 A 를 집속하는 수속 장치를 하기 식으로 나타나는 범위에 배치하는 것이 중요하다.

GO〈 GA ≤200 (㎝)

여기에서, GO 는 방사 구금면부터 사조군 A 의 넥킹 개시점까지의 거리, GA 는 사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리이다.

상기 거리 GA 가 GO 이하인 경우는, 폴리머류 단사끼리의 밀착 또는 단사 손상에 의한 방사 단사가 급격하게 증가되어, 안정된 방사 인취가 불가능하다.

한편, 상기 거리 GA 가 200 ㎝ 를 초과하는 경우에는, 주행 사조의 실 흔들림이 심해져, 방사 단사가 많이 발생한다. 또한, GA 를 150 ㎝ 이하로 하면, 보다 현저하게 방사 단사를 감소할 수 있어 바람직하다.

본 발명에서 넥킹 개시점이란, 레이저ㆍ도플러 사속도계를 사용하여, 방사 구금면 바로 아래 5 ㎝ 떨어진 위치부터 순차적으로 5 ㎝ 마다 주행 사조군에 레이저를 쐬여, 그 반사광을 측정하고, 이것을 속도로 환산하여, 속도 변화가 가장 커지는 점을 말한다.

또한, 본 발명에 있어서는, 사조군 A 는 사조군 B 보다도 방사 구금으로부터의 거리가 짧은 점에서 넥킹 현상이 관찰된다. 따라서, 사조군 B 를 사조군 A 와 동일한 위치에서 집속한 경우, 사조군 B 는, 구조 형성이 충분히 진행되지 않은 상태에서 집속 장치와 접촉할 가능성이 있으므로, 사조군 B 를 방출하는 방사 구금과 집속 장치와의 거리 GB 는, 전술한 거리 GA 보다 크게 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 방사후 얻어지는 사조군 A 의 섬도 범위가 50∼300 dtex 범위의 경우에서, 보다 현저한 효과를 발휘하고, 방사시의 실 흔들림이 감소되어, 공정 안정성이 양호해지므로, 이 섬도 범위에서 방사하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 이 사조군의 신도차를 보다 크게 발현시키기 위해 2000 m/분 이상의 속도로 권취하는 것이 바람직하다. 이에 의해 제조된 혼섬사를 구성하는 2 사조군 간의 신도차는 80 % 이상이 되어, 이 혼섬사로부터의 연신 가연 가공사를 사용한 직물 포백은 벌크성이 풍부하여 우수한 촉감을 나타낸다. 또한, 이 신도차가 너무 커지면, 가연 가공 공정에서의 장력 변동에 의한 단사가 증가되는 경향이 있고, 특히 신도차가 250 % 이상이 되면 고신도측의 사조군의 요동이 커져 가연 가공 장치의 히터, 디스크 또는 냉각 플레이트로부터의 실 어긋남이 일어나기 쉬워진다. 따라서, 포백 품위와 가연 가공성 등의 후가공 생산성의 양쪽을 만족시키기 위해서는, 혼섬사의 사조군 간의 신도차는 80 % 이상 250 % 미만의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제 3 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서는, 기질 폴리머는 상기 제 1 방법에서 서술한 폴리에스테르이지만, 이것에 첨가하는 폴리머는 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머로 할 필요가 있다. 이 때, 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머의 용융 점도 (MVPM) 는, 기질 폴리머인 폴리에스테르의 용융 점도 (MVPE) 대비 0.6 이상이어야 된다. 이 미만이면 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 와 상기 폴리머를 첨가한 사조군 A 의 신도차가 40∼70 % 정도로 되어, 얻어진 혼섬사를 사용한 포백의 촉감은 원하는 수준에 도달하지 않는다. 또, MVPM 이 0.6MVPE 미만인 경우는, 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머의 첨가량을 상당히 증가시키지 않으면 충분한 신도차가 발현되지 않고, 이 폴리머의 과중한 첨가에 따라 방사에서의 단사 또는 연신 가연시의 단사, 롤러로의 단사 권취 등의 공정 불량, 또는 보풀, 루프 등 결점이 많은 가공사가 유기된다. 이와 같이, 본 발명자들은, 첨가되는 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머의 용융 점도 (MVPM) 가 기질이 되는 폴리에스테 르의 용융 점도 (MVPE) 대비 0.6 이상이 아니면 원하는 포백 품위를 발현하는 혼섬사는 얻어지지 않는 것을 밝혀냈다.

폴리스티렌계 폴리머에 있어서도 마찬가지로, 용융 점도 (MVPS) 가 폴리에스테르의 용융 점도 (MVPE) 대비 1.5 이상인 것이 필수 조건인 것을 발견하였다.

또, 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머와 폴리스티렌계 폴리머를 혼합함으로써, 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 와의 신도차가 보다 크게 발현되어, 보다 좋은 촉감의 포백이 얻어졌다. 그러나, 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 또는 폴리스티렌계 폴리머를 각각 단독으로 첨가하여도, 전 항에서 기술한 바와 같이, 충분한 효과가 발현되므로, 본 발명의 조건은 혼합 첨가에 제한되는 것은 아니다.

또한, 폴리메틸 메타아크릴레이트 또는 폴리스티렌의 첨가량을 변화시킨 실험에서, 0.3 중량% 미만에서는, 2 사조군 간에 충분한 신도차가 얻어지지 않았다. 이 첨가량이 5 중량% 를 초과하는 경우에는, 과도한 배향 억제 현상, 첨가 성분에 의한 기질 폴리머의 불균일 세화, 국부적인 응력 집중에 따른 액적 파단 현상이 발생하고, 사조의 데닐 불균일, 가연 가공시의 단사, 보풀 발생, 나아가서는 염색 얼룩을 야기하였다. 이와 같이, 첨가되는 폴리머의 첨가량은 0.3∼5.0 중량% 범위가 적절하고, 더욱 바람직하게는 1.0∼3.0 중량% 범위이다.

기질 폴리머에 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머를 첨가하는 방법은, 전술한 제 2 방법과 동일한 방법으로 실시할 수 있다.

이하, 도면에 의해 본 발명의 방법을 더욱 상세하게 설명한다. 도 2 는 본 발명에서의 폴리에스테르 혼섬사 제조 방법의 1 형태를 설명하는 개략도이다. 도 2 에 있어서, 11A 및 11B 는 방사 구금, 12A 및 12B 는 2 군의 주행 사조속, 13 은 방사 냉각 장치, 14A 및 14B 는 유제 부여 장치, 15 는 교락 부여 장치, 16 및 17 은 인취 롤러, 18 은 권취 장치를 각각 나타낸다.

기질 폴리머에 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머가 첨가 혼합된 폴리에스테르 조성물은 방사 구금 (11A) 으로부터 사조군 A (도 2 에서는 12A) 로서, 한편 기질 폴리머는 방사 구금 (11B) 으로부터 사조군 B (도 2 에서는 12B) 로서 용융 토출되어, 방사 냉각 장치 (13) 로부터 분사되는 냉각풍에 의해 냉각되어 고화된다. 계속해서, 각각 유제 부여 장치 (14A 및 14B) 에 의해 유제가 부여되고, 교락 부여 장치 (15) 에 의해 교락이 부여되며, 인취 롤러 (16 및 17) 에 의해 인취되고, 권취기 (18) 에 의해 합사되어 권취된다. 또한, 사조군 (12A) 및 사조군 (12B) 에 교락 부여 장치 (15) 에 의해 교락을 실시한 후, 다시 인취 롤러 (16, 17) 사이 또는 인취 롤러 (17) 와 권취 장치 (18) 사이에 교락 장치를 설치하여 교락 부여를 실시해도 된다. 방사 인취 속도는 2500∼6000 m/분 범위에 설정하는 것이 바람직하다. 2500 m/분 미만에서는, 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머 및/또는 폴리스티렌계 폴리머의 첨가에 의한 배향 결정 억제 효과가 적고, 6000 m/분을 초과하면 방사 운전 관리가 어려워진다. 이 도 2 에 나타나는 설비로 권취된 사조군 A (도 2 에서는 12A) 와 사조군 B (도 2 에서는 12B) 로 이루어지는 폴리에스테르 혼섬사를 추가로 가연 가공함으로써 벌크 가공사가 얻어진다.

본 발명에 있어서는, 사조군 A 및 사조군 B 의 단섬유 섬도 및/또는 토탈 섬도는 동일하거나 달라도 된다. 또, 단면 형상도 동일하거나 달라도 된다. 또한, 혼섬사의 토탈 섬도가 너무 크면, 포백에 부풀음보다 버석거림이 발생하고, 또 섬도가 낮은 경우는 딱딱한 인상의 촉감을 준다. 따라서, 가연 가공사로서 사용하는 경우에는 가공후의 섬도로, 75 dtex 이상 400 dtex 이하의 범위내, 특히 가연 가공후 120 dtex 이상 300 dtex 이하가 바람직하다. 단섬유 섬도로서는, 사조군 A, 사조군 B 모두 1∼15 dtex 가 바람직하다.

본 발명자들은, 이와 같이 하여 제조된 폴리에스테르 혼섬사를 구성하는 사조군 간의 신도차와, 이 혼섬사를 연신 가연한 가공사를 사용한 포백의 촉감, 염색 마무리의 관계를 예의 해석한 결과, 혼섬사를 구성하는 사조군 간의 신도차가 80 % 이상인 경우, 우수한 벌크성, 반발성이 있는 가연 가공사가 얻어지고, 원하는 포백 품위를 발현하기 쉬운 것을 실험에 의해 확인하였다. 그러나, 한편, 신도차가 너무 크면 가연 가공 공정에서 장력 변동에 의한 단사 빈도가 증가하는 경향이 확인되었다. 특히, 신도차가 250 % 이상에서는 고신도측의 사조군의 요동이 커져 가연 가공 장치의 히터, 디스크 또는 냉각 플레이트로부터의 실 어긋남이 일어나기 쉬워진다. 따라서, 포백 품위와 가연 가공성 등의 후가공 생산성의 양쪽을 만족하는 혼섬사의 사조군 간의 신도차는 80 % 이상 250 % 미만의 범위가 바람직하다.

이하, 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저, 제 1 방법에 대하여 설명하는데, 실시예, 비교예에 기재되어 있는 신도, 강도, 심색성, 염색 얼룩, 촉감, 공정 상태는 다음의 방법으로 측정하였다.

(1) 신도, 강도

텐시론 인장 시험기를 사용하여, 얻어진 하신 (荷伸) 곡선으로부터 파단시의 신도 및 강도를 구하였다. 이 때, 기질 폴리머를 단독으로 제사했을 때의 신도 (ELb) 를 기준으로 하여, 동일하거나 다른 방사 구금으로부터 용융 토출된 사조군 A 와 B 를 나누어 샘플링하고, 각각의 하신 곡선으로부터 신도 (ELa, ELb) 를 구하고, 그 신도차를 △EL 로 나타낸다.

(2) 심색성, 염색 얼룩

혼섬사로 이루어지는 메리야스편 샘플을 염색기에 넣고, 염료와 샘플의 욕비가 1:50 이 되도록 하고, 염료로서 스미카론 1 %, 모노겐 10 g 을 사용하여, 상온에서 80 ℃ 까지 20 분, 80 ℃ 에서 130 ℃ 까지 30 분에 승온시키고, 그 후 20 분 유지시킨 후에, 상온으로 되돌리는 조건으로 염색하여 얻어진 샘플을 육안으로 판정하여 1∼5 점 평가하였다. 심색성에 대해서는, 색의 심도가 있고 농염성 (濃染性) 이 높을수록 점수가 높고, 베이스가 되는 단독사 또는 단독사 끼리를 혼섬한 실을 비교로 하여, 베이스가 되는 샘플을 1, 가장 진하게 심도가 있는 색상을 5 로 하고, 단순히 진한 것을 4∼3, 베이스 샘플보다 약간 진한 것을 3∼2 로 하였다. 염색 얼룩에 관해서도, 심색성과 마찬가지로 육안으로 판정하였지만, 혼섬 상태가 양호하고 목조차가 나타나는 것을 3 으로 하고, 전혀 발현되지 않은 것을 1 로 하고, 농염이지만 목조가 연속적으로 나타나 있는 색조를 나타내는 상태를 양호한 염색 마무리로 판단하였다.

(3) 촉감

상기의 염색된 혼섬사로 이루어지는 메리야스편 샘플과, 별도 작성한 기질 폴리머 단독사 및 냉각풍 속도를 사조군 A 와 B 에서 동일하게 하여 얻은 혼섬사로 이루어지는 메리야스편 샘플과의 대비 비교를 실행하여, 손에 닿는 촉감 (유연함, 반발성, 부풀음) 이 양호한 것부터 4 (매우 양호), 3 (양호), 2 (약간 불량), 1 (불량) 으로 판정하였다.

(4) 공정 상태

1 일, 1 추당 방사 단사 회수를 측정하여, 1 주일 동안 운전했을 때의 평균으로 나타내, 다음의 기준으로 평가하였다.

4 : 0.5 회 미만

3 : 0.5 회 이상 1.0 회 미만

2 : 1.0 회 이상 2.0 회 미만

1 : 2.0 회 이상

실시예 1∼5, 비교예 1∼5

고유 점도가 0.64 이고 산화티탄 함유량이 0.3 중량% 인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 기질 폴리머로 하고, 이 기질 폴리머에 표 1 에 기재된 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머를 첨가한 폴리에스테르 조성물과, 기질 폴리머를, 용융 온도 295 ℃ 에서 동일 방사 팩내에 설치된 별개의 방사 구금 (모두 노즐 구멍 직경 0.2 ㎜, 랜드 길이 0.8 ㎜, 구멍수 36 홀) 으로부터 각각 사조군 A, B 로서 용융 토출하였다. 이 토출 사조군은 별개로 표 1 에 기재된 냉각풍 분사 위치, 냉각풍 속도로 냉각 고화시키고, 이어서 양 사조군을 합사 혼섬한 후에 표 1 에 기재된 속 도로 인취하고, 권취하여 56 dtex / 56 dtex (A/B) 의 혼섬사를 얻었다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

또한, 표 1 에 있어서, 각 란의 상단은 사조군 A, 하단은 사조군 B 를 각각 나타낸다. 예컨대, 냉각풍 속도는 상단이 BSa, 하단이 BSb, 냉각풍 분사 개시 위치는 상단이 AZa, 하단이 AZb, 신도는 상단이 ELa, 하단이 ELb 이다.

	사조군	PMMA 양 wt%	냉각풍 속도 m/초	냉각풍 분사 개시 위치 ㎜	인취 속도 m/분	신도 %	신도차 %	강도 cN/dtex	심색성	염색 얼룩	촉감	공정 상태
실시예 1	A B	2.0 0	0.46 0.40	80 90	4500	81 45	36	3.6 4.0	4	3	3	4
실시예 2	A B	2.0 0	0.60 0.40	80 90	4500	92 45	47	3.0 4.0	5	3	4	3
실시예 3	A B	2.0 0	0.70 0.40	80 90	4500	99 45	52	2.8 4.0	5	3	4	2
실시예 4	A B	1.5 0	0.70 0.40	45 90	4500	88 45	43	3.1 4.0	5	3	4	3
실시예 5	A B	3.0 0	0.60 0.40	80 90	4500	105 45	60	2.6 4.0	5	3	4	2
비교예 1	A B	0 0	0.40 0.40	90 90	4500	45 45	0	4.0 4.0	1	1	1	4
비교예 2	A B	0 0	0.60 0.40	90 90	4500	41 45	-4	4.1 4.0	1	1	1	4
비교예 3	A B	2.0 0	0.40 0.40	90 90	4500	67 45	22	3.4 4.0	3	2	2	4
비교예 4	A B	0.3 0	0.60 0.40	80 90	4500	48 45	3	4.0 4.0	1	1	1∼2	4
비교예 5	A B	2.0 0	0.40 0.43	85 90	4500	70 45	25	3.3 4.0	3	3	2∼3	3

실시예 1∼3 은 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머의 첨가량을 2 중량% 로 일정하게 하고, 냉각풍 속도를 변경한 결과이다. 냉각풍 속도를 올림으로써, 사조군 A, B 사이의 신도차가 증대함과 동시에, 사조군 A 에 미배향 부분이 증대하기 때문인 것으로 추정되며, 농염이고 풍부한 촉감을 나타내는 편물이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 4 는 이 폴리머의 첨가량을 실시예 2 보다 약간 적게 하고, 그 대신 냉각풍 속도를 실시예 3 과 동일하게 올린 경우로, 촉감, 염색 마무리 모두 양호하며, 첨가량이 적은 만큼 공정 상태도 양호하다. 또한, 실시예 5 는 이 폴리머의 첨가량을 3 중량% 로 한 결과로, 신도차, 염색 얼룩, 농염, 촉감 모두 양호하지만, 공정 상태는 생산할 수 없을 정도는 아니지만 약간 악화되는 경향이 있다. 한편, 비교예 1∼2 는 이 폴리머를 전혀 첨가하지 않고, 냉각풍 속도를 사조군 A, B 동일하게 한 예 (비교예 1), 사조군 A 의 냉각풍 속도를 실시예 2 와 동일하게 한 예 (비교예 2) 이며, 모두 사조군 A 의 신도가 사조군 B 의 신도보다 커지지 않고, 반대로 비교예 2 에서는 사조군 A 의 신도는 약간 저하되는 것을 알 수 있다. 또, 비교예 3, 5 는 이 폴리머의 첨가량을 실시예 1∼3 과 동일하게 하고, 사조군 A, B 에 분사하는 냉각풍 속도를 동일하게 한 경우 (비교예 3), 냉각풍을 약간 빠르게 한 경우 (비교예 5) 의 결과로, 어느 정도의 신도차는 얻어지지만, 촉감 및 농염성 면에서 약간 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 4 는 이 폴리머의 첨가량을 본 발명의 범위보다 적게 한 예로, 충분한 신도차가 얻어지지 않기 때문에, 상기와 동일하게 촉감 및 농염성 면에서 약간 떨어지는 것을 알 수 있다.

실시예 6∼8, 비교예 6∼8

실시예 1 에 있어서, 사조군 A, B 에 분사하는 냉각풍 분사 개시 위치를 표 2 에 기재한 바와 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

	사조군	PMMA 양 wt%	냉각풍 속도 m/초	냉각풍 분사 개시 위치 ㎜	인취 속도 m/분	신도 %	신도차 %	강도 cN/dtex	심색성	염색 얼룩	촉감	공정 상태
실시예 6	A B	2.0 0	0.46 0.40	70 90	4500	85 45	40	3.2 4.0	5	3	3	3
실시예 7	A B	2.0 0	0.46 0.40	45 90	4500	92 45	47	3.1 4.0	5	3	4	2
실시예 8	A B	2.0 0	0.46 0.40	45 45	4500	92 42	50	3.1 4.1	5	3	4	2
비교예 6	A B	0 0	0.40 0.40	70 90	4500	43 45	-2	4.1 4.0	1	1	1	4
비교예 7	A B	0 0	0.60 0.40	45 90	4500	40 42	-2	4.1 4.0	1	1	1	4
비교예 8	A B	2.0 0	0.46 0.40	150 90	4500	76 45	31	3.4 4.0	3	2	2	4

다음으로, 제 2 방법을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 실시예, 비교예에 기재되어 있는 사조 주행 상태, 방사 단사, 넥킹 개시점 및 신도차에 대해서는 다음과 같은 방법으로 측정하였다.

(5) 사조 주행 상태

방사 냉각 장치 (10) 의 정면으로부터, 3 시간 간격으로 주행 사조를 관찰하여, 실 흔들림, 단사끼리의 밀착 등 주행 장해의 유무를 관찰하였다.

(6) 넥킹 개시점

일본 카노막스사 제조의 레이저ㆍ도플러 사속도계를 사용하여, 방사 구금면 바로 아래 5 ㎝ 떨어진 위치에서 순차적으로 5 ㎝ 마다 주행 사조군에 레이저를 쐬여, 그 반사광을 측정하고, 속도로 환산하였다. 속도 변화가 가장 크고, 사조 최종 주행 속도 (실시예에서는 3400 m/분) 에 가까운 속도를 나타내는 위치를 넥킹 개시점으로 하였다.

(7) 방사 단사

도 1 에 나타낸 방사 장치로 1 일 1 추당 방사 단사 회수를 기록하여, 1 주일 동안 연속 운전했을 때의 단사 회수의 평균값으로 나타냈다. 단사가 1 회 미만인 것을 방사 안정성이 양호한 것으로 하였다.

(8) 신도차

텐시론 인장 시험기를 사용하여, 얻어진 혼섬사의 하신 곡선으로부터 각 사조군의 파단시의 신도를 측정하였다. 폴리머 P 가 첨가된 폴리에스테르 조성물 A 로 구성되는 사조군 A 와, 기질 폴리머만으로 구성되는 사조군 B 의 신도 차이의 절대값을 구하여, 신도차로 하였다. 본 발명의 혼섬사는 이 사조군 A 와 이 사조군 B 가 교락되어 있으므로, 신도의 측정은 사조군 A, B 를 별개로 샘플링하고, 별개로 실행하는 것이 바람직하지만, 교락된 혼섬사 상태에서 측정하여도 얻어진 하신 곡선의 형상으로부터 이 사조군 A, B 의 파단 신도가 식별 가능하고, 혼섬사의 상태에서 직접 신장시켜 측정하였다.

실시예 9∼11, 비교예 9∼10

고유 점도가 0.64 이고, 산화티탄을 0.3 중량% 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 기질 폴리머로서 준비하였다. 이 기질 폴리머에, 용융 점도 1600 poise 의 폴리메틸 메타아크릴레이트 폴리머 및 용융 점도 3500 poise 의 폴리스티렌 폴리머를 각각 1.0 중량% 의 비율로 혼합하고, 도 1 의 1A 에 나타낸 압출기로 용융, 혼련하여, 기어 펌프 (도 1 에서는 2A) 로 계량하고, 방사 팩 (도 1 에서는 3) 에 형성된 구멍 직경 0.23 ㎜, 랜드 길이 0.6 ㎜ 의 토출 구멍을 48 개 가진 방사 구금 (도 1 에서는 4) 으로부터 방출하고, 도 1 의 6A 의 위치에서 집속하면서 유제를 부여하고, 사조군 A (도 1 에서는 5A) 를 형성하였다. 한편, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 도 1 의 1B 에 나타낸 압출기로 용융, 혼련하여, 기어 펌프 (도 1 에서는 2B) 로 계량하고, 방사 팩 (도 1 에서는 3) 에 형성된 구멍 직경 0.23 ㎜, 랜드 길이 0.6 ㎜ 의 토출 구멍을 48 개 가진 방사 구금 (도 1 에서는 4) 으로부터 방출하고, 도 1 의 6B 의 위치에서 집속하면서 유제를 부여하고, 사조군 B (도 1 에서는 5B) 를 형성하였다. 이 사조군 B 와 사조군 A 를 도 1 의 7 에 나타낸 교락 장치로 교락, 합사하여, 3400 m/분의 속도로 권취하고, 300 dtex 의 혼섬사를 얻었다. 또한, 상기의 조건에서 1 주일 동안 연속 운전하여, 주행 사조를 관찰한 결과 및 방사 단사 집계 결과, 신도차를 표 3 에 나타낸다.

	GA (㎝)	사조 주행 상태	GO (㎝)	방사 단사 (회/추/일)	신도차 (%)
실시예 9	200	실 흔들림없이 안정되게 주행	40	0.60	157
실시예 10	130	실 흔들림없이 안정되게 주행	40	0.25	165
실시예 11	50	실 흔들림없이 안정되게 주행	40	0.20	168
비교예 9	220	주행 사조군의 실 흔들림이 크고, 인취 롤러로의 사조 권취 많이 발생	40	2.50	147
비교예 10	40	단사끼리의 밀착에 의한 단사 발생	40	5.50	138

사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리 GA 를 200 ㎝ 로 설정한 실시예 9, 130 ㎝ 로 설정한 실시예 10, 또는 50 ㎝ 로 설정한 실시예 11 의 어느 조건에서도, 사조군 A 의 주행 상태는 실 흔들림이 적고 안정되었다. 또, 방사 단사의 발생도 적고, 1 주일 동안 안정되게 연속 방사 운전이 가능하였다. 또 한, 어느 경우도, 방사 구금면부터 사조군 A 의 넥킹 개시점까지의 거리 GO 는 40 ㎝ 이고, 상기 방사 구금면과 집속 장치의 거리 GA 보다 짧은 거리였다. 얻어진 혼섬사의 사조군 간의 신도차는, 어느 경우나 80 % 이상으로, 직물 포백용 혼섬사로서 유용한 물성을 갖고 있었다.

사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리 GA 를 220 ㎝ 로 설정한 비교예 9 에서는, 사조군 A 에 큰 실 흔들림이 관찰되고, 자주 인취 롤러에 대한 사조 권취가 발생하였다. 방사 단사 집계 결과는 2 회 이상이 되고, 가동율 저하, 실 보무라지의 다량 발생도 초래하였다.

상기 거리 GA 를, 방사 구금면부터 사조군 A 의 넥킹 개시점까지의 거리 GO 와 동일한 거리 40 ㎝ 로 설정한 비교예 10 에서는, 사조군 A 내에서의 단사 밀착이 자주 발생하고, 방사 권취가 곤란해져, 연속 운전이 불가능하였다.

또한, 제 3 방법을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 실시예, 비교예의 용융 점도, 신도차, 촉감, 방사 상태 및 가공 상태에 대해서는 다음과 같은 방법으로 측정하였다.

(9) 용융 점도 (MVPM, MVPS, MVPE)

본 발명에 사용한 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 용융 점도는 시마즈 제작소 제조의 시마즈 프로테스터를 사용하고, 토출 직경 0.5 ㎜, 랜드 길이 1 ㎜ 의 오리피스를 사용하여, 실린더 온도 295 ℃, 20 ㎏ 하중하에서 측정하였다. 이 때의 압출 압력을 검출하고, 점도식에 외삽되어 구해진 값이다. 측정된 기질 폴리머인 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 용융 점도 MVPE 는 1400 poise 이었다. 이 값에 대하여 측정된 폴리메틸 메타아크릴레이트 또는 폴리스티렌의 용융 점도의 비율을 계산하였다.

(10) 신도차

전술한 (8) 과 동일한 방법으로 실시하였다.

(11) 촉감

얻어진 혼섬사를 별도 항에 나타낸 조건에서 연신 가연하여 가공사를 얻었다. 이들 가공사를 각각 제직하고, 촉감 평가용 직물 포백을 작성하였다. 한편, 표 2 에 나타낸 특성의 필라멘트수 96 의 폴리에스테르 가공사를 제직하고, 촉감 비교용 기준 직물로 하였다. 이 기준 직물에 대하여, 촉감에 의해, 유연하고 벌크성이 풍부한 것을 4, 약간 유연한 것을 3, 유연함이 동등한 것을 2, 딱딱한 것을 1 로 나타냈다. 또한, 색조의 대표 특성으로서, 목조를 평가 항목으로 하고, 육안으로 다음과 같이 판정하였다. 농담차가 있고, 목이 뚜렷한 것을 4, 목을 식별할 수 있는 것을 3, 목을 거의 식별할 수 없는 것을 1 로 나타냈다. 촉감 또는 목조 평가에서 낮은 것을 촉감 최종 평점으로 하였다.

(12) 방사 상태

도 1 에 나타낸 방사 장치로 1 일 1 추당 방사 단사 회수를 기록하고, 1 주일 동안 연속 운전했을 때의 단사 회수의 평균값으로 나타내고, 다음의 기준으로 평가하였다.

4 : 0.3 회 미만

3 : 0.3 회 이상 0.7 회 미만

2 : 0.7 회 이상 2.0 회 미만

1 : 2.0 회 이상

(13) 가공 상태

연신 가연을 실시했을 때에, 1 일당 연신 가연 가공기 1 대에서의 단사 회수를 기록하고, 1 주일 동안 연속 운전했을 때의 단사 회수의 평균값으로 나타내, 다음의 기준으로 평가하였다. 단사 회수는 실 연결 전후에 의한 단사나 자동 전환에 의한 단사를 포함하지 않고, 원사 요인에 의한 단사만의 회수로 나타냈다.

4 : 15 회 미만

3 : 15 회 이상 23 회 미만

2 : 23 회 이상 30 회 미만

1 : 30 회 이상

실시예 12∼20, 비교예 11∼17

고유 점도가 0.64 이고 산화티탄을 0.3 중량% 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 기질 폴리머로 하고, 이 기질 폴리머에 폴리메틸 메타아크릴레이트 및/또는 폴리스티렌 (표 4 사조군 A 의 첨가제의 란에는, 폴리메틸 메타아크릴레이트를 PMMA, 폴리스티렌을 PS 의 약기호로 나타냄) 을, 표 4 에 나타낸 각각의 첨가량으로 단독 또는 혼합하여, 용융, 혼련하고, 구멍 직경 0.23 ㎜, 랜드 길이 0.6 ㎜ 의 토출 구멍을 48 개 가진 방사 구금 (도 2 에서는 11A) 으로부터 방출하고, 이어서 냉각, 유제 부여, 교락 처리하여 사조군 A 를 형성하였다. 한편, 상기 기질 폴리머로 한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를, 동일 방사 팩내에 배치된 구멍 직경 0.23 ㎜, 랜드 길이 0.6 ㎜ 의 토출 구멍을 48 개 가진 방사 구금 (도 2 에서는 11B) 으로부터 방출하고, 이어서 냉각, 유제 부여, 교락 처리하여 사조군 B 를 형성하였다. 이 사조군 B 와 사조군 A 를 합사하고, 3200 m/분의 속도로 권취하여 300 dtex 의 혼섬사를 얻었다.

얻어진 혼섬사를 데이진제기(주) 제조의 216 추건 (錘建)「HTS-15V」으로, 800 m/분의 가연 가공 속도로, 배율 1.60, 전단 히터 온도 550 ℃, 후단 히터 온도 350 ℃, 우레탄 디스크의 두께 9 ㎜ 로 연신 가연하여, 표 5 에 나타낸 특성의 가공사를 얻었다. 평가 결과를 표 4 및 5 에 함께 나타낸다.

	사조군 A 의 첨가제 비율		첨가제의 용융 점도 (poise)		첨가량 (wt%)	신도차	촉감	방사 상태	가공 상태
	PMMA	PS	PMMA	PS
실시예 12	1.0	0	1200	-	1	82	3	4	4
실시예 13	1.0	0	1600	-	1	97	3	4	4
실시예 14	1.0	0	1600	-	2	140	4	4	4
실시예 15	0	1.0	-	2500	1	83	3	4	4
실시예 16	0	1.0	-	2500	2	120	3	4	4
실시예 17	0	1.0	-	5000	1	120	3	4	4
실시예 18	0	1.0	-	5000	2	160	4	3	3
실시예 19	0.68	0.32	1600	5000	2	153	4	4	4
실시예 20	0.4	0.6	1200	2500	2	132	4	4	4
비교예 11	1.0	0	700	-	3	65	1	4	4
비교예 12	1.0	0	700	-	5.5	89	3	1	1
비교예 13	1.0	0	1200	-	0.2	26	1	4	4
비교예 14	0	1.0	-	2000	2	36	1	4	4
비교예 15	0	1.0	-	2000	5	78	1	2	2
비교예 16	0	1.0	-	5000	0.2	56	1	4	4
비교예 17	0	1.0	-	5000	5.2	250	4	1	1

	섬도 (dtex)	강도 (cN/dtex)	신도 (%)
기준 직물용 가공사	190	1.85	17
실시예 12 가공사	190	1.68	18
실시예 13 가공사	190	1.68	22
실시예 14 가공사	190	1.15	27
실시예 15 가공사	190	1.68	18
실시예 16 가공사	190	1.24	26
실시예 17 가공사	190	1.24	26
실시예 18 가공사	190	1.15	28
실시예 19 가공사	190	1.15	28
실시예 20 가공사	190	1.24	27
비교예 11 가공사	190	1.94	17
비교예 12 가공사	190	1.77	19
비교예 13 가공사	190	2.65	15
비교예 14 가공사	190	2.56	16
비교예 15 가공사	190	1.85	25
비교예 16 가공사	190	2.38	18
비교예 17 가공사	190	1.06	29

실시예 12∼14 는 폴리메틸 메타아크릴레이트만을 기질 폴리머인 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 첨가, 방출하여, 이 사조군 A 로 한 예이다. 실시예 12 는 용융 점도 (MVPM) 가 1200 poise 이고 MVPE 대비 0.857 인 폴리메틸 메타아크릴레이트를 1 % 첨가한 조건으로, 얻어진 혼섬사의 신도차가 82 % 로 되어, 유연하고 목을 식별할 수 있는 직물 포백이 얻어졌다. 또, 방사 단사는 0.3 회 미만이고, 가공 단사도 15 회 미만이었다. 실시예 13, 14 는 용융 점도 (MVPM) 가 1600 poise 이고 MVPE 대비 1.14 인 폴리메틸 메타아크릴레이트를 각각 1 %, 2 % 첨가한 조건이다. 어느 실시예에서도, 얻어진 혼섬사의 신도차가 80 % 이상이 되어, 직물 포백의 촉감은 합격 수준에 도달하였다. 특히, 실시예 14 에서는, 신도차 140 % 가 발현되고, 직물 포백의 촉감은 매우 양호하였다. 또, 어느 실시예에서도 방사 상태 및 가공 상태는 양호하였다.

실시예 15∼18 에서는, 폴리스티렌만을 기질 폴리머인 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 첨가, 방출하여 이 사조군 A 로 한 예이다. 실시예 15, 16 에서는, 그 용융 점도 (MVPS) 가 2500 poise 이고 MVPE 대비 1.79 인 폴리스티렌을 사용하고, 그 첨가량을 변경하였다. 실시예 17, 18 에서는, 용융 점도 MVPS 가 5000 poise, MVPE 대비 3.57 인 폴리스티렌을 사용하고, 첨가량을 변경하였다. 어느 실시예에서도, 얻어진 혼섬사의 신도차가 80 % 이상이 되어, 직물 포백의 촉감은 합격 수준에 도달하였다. 특히, 실시예 18 에서는 신도차 160 % 가 발현되고, 직물 포백의 촉감은 매우 양호하였다. 또, 어느 실시예에서도 방사 상태 및 가공 상태는 양호하였다.

실시예 19, 20 은 폴리메틸 메타아크릴레이트와 폴리스티렌을 미리 혼합하고, 기질 폴리머인 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 첨가, 용융, 방출하여 이 사조군 A 로 하였다. 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리스티렌을 각각 단독으로 첨가한 경우보다 촉감, 방사 상태 및 가공 상태 모두 더욱 양호한 판정 결과로 되었다.

비교예 11, 12 에서는, 용융 점도 MVPM 이 700 poise, MVPE 대비 0.5 인 폴리메틸 메타아크릴레이트를 사용하였다. 폴리메틸 메타아크릴레이트의 첨가량이 3 중량% 인 비교예 11 에서 얻어진 혼섬사의 신도차는 65 % 이고, 직물 포백의 촉감은 상품화할 만한 수준은 아니었다. 폴리메틸 메타아크릴레이트의 첨가량을 5.5 중량% 까지 증량한 비교예 12 에서는, 얻어진 혼섬사의 신도차는 89 % 에 달하지만, 방사 단사 및 가공 단사가 많이 발생하여 생산성이 저하되었다.

비교예 13 은 실시예 12 에서 사용한 폴리메틸 메타아크릴레이트를 사용하 고, 첨가량을 저감한 예이다. 이 비교예에서는 폴리메틸 메타아크릴레이트의 첨가량이 적기 때문에, 얻어진 혼섬사의 신도차가 26 % 밖에 발현되지 않고, 직물 포백의 촉감은 상품화할 만한 수준이 아니었다.

비교예 14, 15 는 용융 점도 MVPS 가 2000 poise, MVPE 대비 1.42 인 폴리스티렌을 각각 2 중량%, 5 중량% 첨가한 예이다. 어느 첨가량에서도, 얻어진 혼섬사의 신도차는 불충분하고, 직물 포백의 촉감은 상품화할 만한 수준은 아니었다. 또, 비교예 16, 17 은 용융 점도 MVPS 가 5000 poise, MVPE 대비 3.57 인 폴리스티렌을 사용한 예이다. 비교예 16 과 같이 첨가량이 적으면, 혼섬사의 신도차가 발현되지 않고, 직물 포백의 촉감은 상품화할 만한 수준은 아니었다. 한편, 비교예 17 과 같이 첨가량이 너무 많으면, 신도차가 충분히 발현되어 직물 포백의 촉감은 양호하였지만, 방사 단사 및 가공 단사가 많이 발생되어 생산성이 저하되었다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 구성 사조 간의 신도차가 높고 벌크성이 우수한 폴리에스테르 혼섬사를 저가이면서 안정되게 제조할 수 있다. 또한, 상기 제 1 방법으로 제조된 혼섬사로부터는 고급 질감을 나타내는 포백이 얻어진다. 또, 상기 제 3 방법에 의하면, 가연 가공성이 우수한 폴리에스테르 혼섬사를 제조할 수 있고, 이와 같은 혼섬사로부터는 벌크성과 유연함이 풍부한 포백이 얻어진다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 비용 상승이 되는 요인을 억제하면서 부가 가치가 높은 제품을 제조할 수 있고, 이러한 제조 방법은 공업적 가치가 매우 높다.

Claims (9)

1. 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에 이것과는 다른 폴리머 P 를 0.5∼5.0 중량% 함유하는 폴리에스테르 조성물 A 와, 기질 폴리머를, 동일하거나 다른 방사 구금으로부터 용융 토출하고, 폴리에스테르 조성물 A 로 이루어지는 사조군 A 와 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 로서 방사하고, 각각의 사조군을 하기 (1), (2) 의 조건에서 일단 별개로 냉각 고화하고, 이어서 이 사조군을 합사한 후에 2500 m/분 이상의 속도로 인취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.

   (1) 사조군 B 에 분사하는 냉각풍 속도 (BSb) : 0.20∼0.80 m/초

   (2) 사조군 A 에 분사하는 냉각풍 속도 (BSa) : BSa ≥1.1 ×BSb
2. 제 1 항에 있어서, 사조군 A, B 의 방사 구금 토출면부터 냉각풍 분사 개시 위치까지의 각각의 거리 (AZa, AZb) 가 하기 (3) 식을 만족하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.

   (3) AZa〈 0.8 ×AZb
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리머 P 가 폴리메틸 메타크릴레이트계 폴리머, 폴리스티렌계 폴리머 또는 이들 모두인 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.
4. 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에 폴리머 P 를 첨가, 용융, 혼련하고, 방출한 사조군 A 와, 동일 또는 다른 방사 구금으로부터 방출한 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 를 합사하여 권취할 때에, 사조군 A 를 집속하는 집속 장치를 하기 식으로 나타나는 범위에 배치하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.

   GO〈 GA ≤200 (㎝)

   여기에서, GO 는 방사 구금면으로부터 사조군 A 의 넥킹 개시점까지의 거리, GA 는 사조군 A 를 방출하는 방사 구금면과 집속 장치의 거리이다.
5. 제 4 항에 있어서, 폴리머 P 가 폴리메틸 메타크릴레이트계 폴리머, 폴리스티렌계 폴리머 또는 이들 모두인 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 폴리머 P 의 첨가량이 기질 폴리머에 대하여 0.3∼5.0 중량% 범위인 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 방사 권취후의 사조군 A 의 섬도 범위가 50∼300 dtex 인 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.
8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 방사 권취 속도가 2000 m/분 이상인 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.
9. 폴리에스테르로 이루어지는 기질 폴리머에, 하기 (4) 식으로 나타나는 용융 점도 특성을 가진 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머, 하기 (5) 식으로 나타나는 용융 점도 특성을 가진 폴리스티렌계 폴리머 또는 이들 모두를 기질 폴리머에 대하여 0.3∼5.0 중량% 범위에서 첨가, 혼련, 용융하여 방출한 사조군 A 와, 동일 구금 또는 다른 구금으로부터 방출된 이 기질 폴리머로 이루어지는 사조군 B 를, 일단 유리 전이 온도 이하로 냉각하고, 합사하여 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 혼섬사의 제조 방법.

   (4) MVPM ≥0.6MVPE

   (5) MVPS ≥1.5MVPE

   여기에서, MVPM 은 폴리메틸 메타아크릴레이트계 폴리머의 용융 점도 (poise), MVPS 는 폴리스티렌계 폴리머의 용융 점도 (poise), MVPE 는 폴리에스테르의 용융 점도 (poise) 를 나타낸다.

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