KR101811711B1

KR101811711B1 - 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법

Info

Publication number: KR101811711B1
Application number: KR1020150156381A
Authority: KR
Inventors: 최재민; 강병호; 김병일
Original assignee: 주식회사 휴비스
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-12-26
Also published as: KR20170053897A

Abstract

본 발명은 폴리에스터 수지를 이용하여 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법에 있어서, 이산화규소를 함유하는 심사와 효과사를 각각의 방사구금을 통해 방사하는 방사단계; 상기 심사를 비접촉식 열처리 하는 열처리단계; 상기 심사와 효과사를 공기 교락을 통해 합사하는 합사단계; 상기 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제1 교락단계; 교락된 심사와 효과사를 두 개의 고뎃롤러를 통해 연신하되, 상기 두 개의 고뎃롤러 사이에 오일 마이그레이션 노즐을 통해 오일을 부여하고 교락하는 연신단계; 연신된 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 제2 교락단계; 교락된 혼섬사를 권취하는 권취단계; 및 상기 권취단계 후에 상기 심사와 효과사를 감량가공하여 심색성을 부여하는 심색성부여단계가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법를 제공한다.

Description

심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법{Manufacturing method for excellant deep coloration polyester mixed yarn of different shrinkage}

본 발명은 폴리에스터 이수축 혼섬사에 관한 것으로 감량가공을 통해 표면처리된 폴리에스터 섬유를 통해 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법에 관한 것이다.

종래 복합사를 제조하기 위해서는 소재가 되는 원사를 먼저 별도의 프로세스를 통해 제조하여야만 하였는데 고수축 부분과 저수축 부분을 별도로 방사하고 이를 연신기에서 별도의 사도를 이용하여 복합하거나 또는 연신까지 완료된 사를 별도의 합사장치를 사용하여 합사하여야만 하였다. 이렇게 제조된 복합사는 그 제조 공정이 길어 생산시의 제조원가가 비싸게 되며, 서로 제조 프로세스가 다른 이종의 원사가 합쳐짐에 따라 심사와 효과사간의 염착차가 발생하여 직물의 결점으로 나타나는 단점이 있었다. 또한 고속방사에서 공기교락장치 한 개로 교락하여 낮은 교락수 및 심색성이 낮은 문제가 있었다.

한국공개특허 제2002-0063949호에서는 제조되는 공정이 길어 생산시의 제조원가가 상승되는 공정을 채택하고 있으며, 고수축사인 심사와 저수축사인 효과사를 공기교락으로 혼섬하여 이수축 혼섬사를 제조함에 있어서, 상기 효과사로 미연신사를 열처리 없이 연신하여 얻어진 고배향 연신사를 핫플레이트로 고온 열처리한 저수축사를 사용하는 것을 특징으로 하는 것으로 저수축사의 신도가 낮아 우수한 심색성 및 광택, 촉감을 발현시키지 못하는 문제점이 있다.

또한, 한국공개특허 제2002-0063949호에서 개시한 이수축 혼섬사의 제조방법에서와 같이 저수축사를 핫플레이트에 접촉시켜 열처리하는 경우 일정 연신비가 필요하여 신도가 낮아져 심색성이 낮게 발현되며, 필라멘트사와의 접촉으로 루프 등이 발생하는 등 공정이 불안정해지는 문제점이 있다.

한국공개특허 특1999-0074816호에서 개시한 이수축 혼섬사의 제조방법에서는 고속방사로 인해 낮은 교락수를 낮으며, 이수축 효과 발현이 미흡하여 염색성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 사용되는 심사와 효과사의 섬유 표면에 요철을 발현시켜 심색성 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 폴리에스터 이수축 혼섬사를 생산하기 위한 공정에서 합사공정, 교락공정 및 2중 교락방법을 통해 교락수가 향상된 심색성 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 단면이 서로 다른 심사와 효과사를 통해 새로운 터치감과 심색성 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 심사 및 효과사의 단면은 원형, 중공형, 팔엽, 육엽 중 어느 하나의 단면형상이되, 상기 심사와 효과사는 서로 다른 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법를 제공한다.

또한, 상기 합사단계의 공기교락의 공기압은 0.2~3.0kgf/㎠이고, 상기 제1 교락단계의 공기교락시 공기압은 0.5~4.0kgf/㎠이며, 상기 오일 마이그레이션 노즐의 공기압은 3~8.0kgf/㎠이고, 상기 제2 교락단계에서 공기교락시 공기압은 3.0~8.0kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법를 제공한다.

또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사로 교락수가 1m당 40~90개인 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제공한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사는 이산화규소를 함유하는 심사와 효과사를 감량가공으로 표면에 요철을 발현시켜 심색성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치에 2중 공기교락장치를 사용하여 혼섬사의 교락수를 높이고 우수한 염색성을 갖게 하는 효과가 있다.

또한, 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사를 단면이 서로 다른 심사와 효과사를 사용하여 새로운 터치감과 우수한 광택을 갖는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 심사 또는 효과사의 감량가공 후의 섬유표면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 2중 공기교락장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 심사 또는 효과사의 감량가공 후의 섬유표면을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 2중 공기교락장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법은 도 1에서와 같이 방사단계, 열처리단계, 합사단계, 제1 교락단계, 연신단계, 제2 교락단계,권취단계 및 심색성부여단계로 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기와 같은 제조방법을 실행하기 위한 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조장치는 도 2에서와 같이 방사장치(11, 13), 핫튜브(20), 합사장치(40), 제1,2 2중 공기교락장치(50, 80), 고뎃롤러(61, 63), 오일 마이그레이션 노즐(70), 권취장치(90)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 심색성부여단계는 권치장치를 통한 권치단계 실시 후에 별도의 공정으로 처리된다.

본 발명은 폴리에스터 수지를 이용하여 형성되는 심사와 효과사가 서로 교락되어 제조되는 이수축 혼섬사의 제조방법으로 상기 방사단계는 이산화규소를 함유하는 심사와 효과사를 도 2에서와 같이 각각의 방사장치(11,13)를 통해 방사하는 단계이다.

상기 심사와 효과사에 함유되는 이산화규소(SiO₂)는 상기 심색성부여단계에서 감량가공을 통해 폴리에스터인 심사와 효과사가 감량될 때, 이산화규소는 용출되지 않고 표면에 남게 되어 도 3과 같이 섬유표면에 요철구조를 형성시키게 된다.

상기 심사와 효과사에 함유되는 이산화규소의 함유량이 너무 높으면 섬유 물성이 저하될 수 있으며, 너무 작으면 요철발현이 미흡하여 심색성이 떨어질 수 있으므로 이산화규소의 함유량은 2~5중량%인 것이 바람직할 것이다.

상기 심사 및 효과사의 단면은 원형, 중공형, 팔엽, 육엽 중 어느 하나의 단면형상으로 형성될 수 있을 것이다.

상기 심사와 효과사의 단면은 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 수축율 차이를 위해 상기 심사와 효과사는 서로 다른 단면을 갖는 것이 바람직할 것이다.

상기 심사와 효과사 중 어느 하나 또는 모두를 중공형 원사를 사용하여 보온성을 향상된 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사로 제조하여 사용용도를 더욱 넓힐 수 있을 것이다.

상기 폴리에스터 이수축 혼섬사는 사용되는 목적에 따라 상기 심사와 효과사의 섬도를 조절할 수 있을 것이다. 혼섬사를 겨울용 의류에 사용할 경우에는

상기 심사의 섬도가 0.5~2데니어이고, 효과사의 섬도가 3~5데니어로 혼섬사를 형성할 수 있으며, 여름철 의류에 사용할 경우에는 상기 심사의 섬도가 0.5~2데니어이고, 효과사의 섬도가 0.5~2데니어로 혼섬사를 형성할 수 있을 것이다.

상기 열처리단계는 방사된 심사를 비접촉식 열처리 하는 단계로 도 2에서와 같이 핫튜브(20)를 통해 열처리할 수 있다.

본 발명에서는 방사단계를 통해 방사된 심사는 비접촉식 열처리 즉 핫튜브(20)을 통과하여 열처리함으로써 높은 신도를 나타내어 최종적으로 제조되는 이수축 혼섬사의 심색성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 고뎃롤러의 속도차에 의한 연신이 크지 않아 신도가 높고 우수한 심색성이 발현될 수 있다. 또한, 핫튜브(20)를 통한 비접촉식 열처리를 통해 심사의 결정화도를 높여 연신공정을 줄일 수 있다.

상기 열처리단계에서 열처리 온도에 따라 심사의 물성이 바뀌게 되는 것으로 열처리 온도는 120~200℃인 것이 바람직할 것이다.

상기 합사단계는 상기 심사와 효과사를 공기 교락을 통해 합사하는 단계로 일반적인 공기교락인 합사장치(40)를 통해 심사와 효과사를 합사할 수 있다.

상기 열처리단계와 상기 합사단계 전에 상기 심사 및 효과사에 오일을 부여하여 제조공정 중에 발생될 수 있는 사절을 방지할 수 있다.

상기 심사와 효과사에 오일을 부여하는 방법을 도 2에서와 같이 오일링 노즐(30)을 이용하여 심사와 효과사에 오일을 부여할 수 있을 것이다.

상기 합사단계에서 공기교락의 공기압은 0.2~3.0kgf/㎠로 공기교락하여 심사와 효과사를 합사하는 것이 바람직할 것이다.

상기 제1 교락단계는 상기 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 단계로 제1 2중 공기교락장치(50)를 통해 교락한다.

상기 폴리에스터 이수축 혼섬사의 교락수를 증가시키기 위해 도 3에서와 같은 공기교락을 2회 연속으로 교락시키는 2중 공기교락장치를 이용하여 상기 심사와 효과사를 교락시킨다.

상기 제1 교락단계에서 공기교락시 공기압은 0.5~4.0kgf/㎠로 공기교락시키는 것이 바람직할 것이다.

상기 연신단계는 교락된 심사와 효과사를 두 개의 고뎃롤러(61, 63)를 통해 연신하는 단계이다.

상기 연신단계에서 상기 두 개의 고뎃롤러(61, 63) 사이에 오일 마이그레이션 노즐(70)을 통해 합사된 심사와 효과사에 오일을 부여하고 교락시킨다.

상기 오일 마이그레이션 노즐(70)은 오일과 함께 공기분사를 통해 합사된 심사와 효과사와 고뎃롤러 사이의 마찰을 조절하고 사절을 방지하며, 공기분사로 심사와 효과사를 다시 한번 교락시킨다.

상기 심사와 효과사는 고뎃롤러 사이에서 높은 열을 받아 연신력이 커짐으로 인한 주행장력의 증가로 이후의 주행시 대금속 마찰계수(F/Mud)가 높아짐으로 작업성 저하의 원인이 되므로 균일한 오일링을 통한 마찰계수 저하를 목적으로 하는 오일 마이그레이션 노즐을 사용하여야 한다.

상기 연신단계에서 상기 두 개의 고뎃롤러는 3000~4000m/min의 속도로 연신하며, 상기 오일 마이그레이션 노즐의 공기압은 3.0~8.0kgf/㎠인 것이 바람직할 것이다.

상기 제2 교락단계는 연신된 심사와 효과사를 2중 공기교락하는 단계로 제2 공기교락장치(80)로 교락한다.

상기 제2교락단계는 상기 제1 교락단계와 같이 도 3에서와 같은 공기교락을 2회 연속으로 교락시키는 2중 공기교락장치(80)를 이용하여 상기 심사와 효과사를 교락시킨다.

상기 제2 교락단계에서 공기교락시 공기압은 3.0~8.0kgf/㎠인 것이 바람직할 것이다.

상기 권취단계는 교락된 혼섬사를 권취하는 단계로 일반적인 권치장치(90)를 통해 권취할 수 있다.

상기 권취단계에서 권취속도는 3000~4000m/min인 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조는 3000m/min 이상으로 고속으로 공정이 실시되므로 공기교락의 효과가 떨어질 수 있다. 따라서 심사와 효과사를 합사단계를 통해 합사한 후, 제1교락단계와 제2 교락단계로 교락을 실시하여 이를 교락수를 향상시킬 수 있다.

또한, 심사와 효과사의 주행장력을 0.1~0.8g/De 정도로 설정한 후 2차 교락단계에서 공기압을 3.0~8.0kgf/㎠ 정도로 하여 1차 공기단계에서 교락되지 않은 잔여부분에 대한 2차 교락을 실시한 후 최종 권취를 하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법은 교락수 저하를 방지하기 위해 고뎃롤러를 거치기 전에 합사하여 교락시킨 후 합사된 사가 고뎃롤러를 통과 시킨다. 이러한 방법은 심사의 비결정영역이 커지기 때문에 신도가 높아져 교락수를 증가시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법 및 제조장치를 통해 제조되는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사의 평균 교락수는 1m당 40~90개인 것이 바람직할 것이다.

상기 심색성부여단계는 상기 권취단계 후에 상기 심사와 효과사를 감량가공하여 심색성을 부여하는 단계로 이산화규소를 함유한 심사와 효과사를 감량가공하여 이산화규소를 통해 심사와 효과사의 표면 요철을 형성시키는 단계이다.

상기 감량가공은 알칼리 감량가공으로 수산화나트륨(NaOH) 2~5% 수용액에서 20~40분간 감량가공을 실시하여 감량율이 약 15~20중량%인 것이 바람직할 것이다.

상기 감량율이 15중량% 미만이면 섬유 표면에 요철발현이 미흡하여 심색효과가 저하될 수 있으며, 감량율이 25중량%를 초과하면 심색효과는 향상되나 섬유의 물성이 저하되고 촉감이 나빠질 수 있다.

상기와 같이 심색성부여단계를 거친 본 발명의 심사와 효과사는 도 3에서와 같이 섬유표면에 무수히 많은 요철이 발현된다. 섬유 표면에 형성된 요철은 이산화규소와 같이 빛을 난반사시키는 작용을 통해 섬유의 심색성이 깊어지게 된다.

이하 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

이산화규소가 함유된 원형단면의 심사와 효과사를 사용하였다. 도 1의 제조방법과 도 2의 제조장치로 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였고, 폴리에스터 이수축 혼섬사를 수산화나트륨 4%수용액에서 약 30분간 침지하여 감량율 16중량% 감량하는 감량공정으로 심색성부여단계를 실시하여 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다.

상기 심사 및 효과사의 섬도 및 제조공정조건을 표 1에 나타내었다.

실시예 2

실시예 1과 동일하게 제조하되, 심사 및 효과사의 섬도가 다른 원사이며, 효과사는 중공형 단면인 원사를 사용하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다.

실시예 3

실시예 2과 동일하게 제조하되, 심사 및 효과사의 섬도가 다르고, 효과사를 육엽의 원사를 사용하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다.

실시예 4

실시예 1과 동일하게 제조하되, 심사 및 효과사의 섬도가 다르고, 효과사의 팔엽의 원사를 사용하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다.

비교예 1

실시예 3과 동일하게 제조하되, 이산화규소를 함유되지 않은 심사와 효과사를 사용하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다.

비교예 2

실시예 3과 동일하게 제조하되, 오일 마이그레이션 노즐의 공기압과 제2 교락단계에서 공기교락시 공기압을 다르게 하여 폴리에스터 이수축 혼섬사를 제조하였다.

구분	심사	효과사	합사단계	제1교락단계	오일 마이그레이션 노즐	제2교락단계	제1 고뎃롤러	제2 고뎃롤러	열처리온도	SiO₂ 함량	권취 단계
구분	de’/fila		공기압(kgf/㎠)				온도(℃)			중량%	속도 (m/min)
실시예 1	45/48	90/24	0.8	1.2	5.5	5.5	OFF	OFF	140	1	3600
실시예 2	45/36	90/36	0.8	1.2	5.5	5.5	OFF	OFF	140	2	3600
실시예 3	45/24	90/48	0.8	1.2	5.5	5.5	OFF	OFF	140	3	3600
실시예 4	45/48	90/24	0.8	1.2	5.5	5.5	OFF	OFF	140	2	4000
비교예 1	45/48	90/24	0.8	1.2	5.5	5.5	OFF	OFF	140	0	3600
비교예 2	45/48	90/24	0.8	1.2	2.5	2.5	OFF	OFF	140	1	3600

◈ 복합섬유의 방사공정성 및 물성 평가

○ 평가방법

* 방사 공정성 평가 : 방사하는 동안 섬유가 절단되어 끊어지는 횟수

- 양호 : 1회/일 미만

- 불량 : 1회/일 이상~10회/일 미만

- 매우불량 : 10회/일 이상

* 심색성 및 샤리감 평가: 10명의 연구원의 감성평가로 평가하였다.

* 교락수 : 혼섬사 10m의 교락수를 측정 후 1m 당 평균 교락수를 계산하였다.

구분	교락수(개/m)	심색성(육안)	샤리감(촉감)	방사공정성
실시예 1	93	◎	○	○
실시예 2	90	○	○	○
실시예 3	92	○	◎	○
실시예 4	82	○	△	△
비교예 1	91	X	X	○
비교예 2	35	○	△	◎
* 광택성, 샤리감, 방사공정성 : ◎: 매우양호, ○: 양호, △: 보통, X: 불량

표 2에서와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 이산화규소가 함유되지 않은 심사와 효과사를 사용한 비교예 1과 대비하여 심색성이 매우 우수한 것을 알 수 있으며, 비교예 2와는 오일 마이그레이션 노즐과 제2 교락단계에서 공기교락시 공기압이 낮을 경우 교락수가 매어 떨어지는 것을 알 수 있은 것으로 본 발명에 따른 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사는 심색성이 우수하고 교락수가 매우 우수한 것을 알 수 있다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>
방사장치 : 11, 13 핫튜브 : 20
오일링 노즐 : 30 합사장치 : 40
제1 2중 공기교락장치 : 50 고뎃롤러 : 61, 63
오일 마이그레이션 노즐 : 70 제2 2중 공기교락장치 : 80
권취장치 : 90

Claims

폴리에스터 수지를 이용하여 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법에 있어서,
이산화규소를 함유하는 심사와 효과사를 각각의 방사구금을 통해 방사하는 방사단계;
상기 심사를 비접촉식 열처리 하는 열처리단계;
상기 심사와 효과사를 공기압 0.2~3.0kgf/㎠의 공기 교락을 통해 합사하는 합사단계;
상기 심사와 효과사를 공기압 0.5~4.0kgf/㎠로 2중 공기교락하는 제1 교락단계;
교락된 심사와 효과사를 두 개의 고뎃롤러를 통해 연신하되, 상기 두 개의 고뎃롤러 사이에 오일과 함께 공기압 3~8.0kgf/㎠로 공기분사하는 오일 마이그레이션 노즐을 통해 오일을 부여하고 교락하는 연신단계;
연신된 심사와 효과사를 공기압 3~8.0kgf/㎠로 2중 공기교락하는 제2 교락단계;
교락된 혼섬사를 권취하는 권취단계; 및
상기 권취단계 후에 상기 심사와 효과사를 감량가공하여 심색성을 부여하는 심색성부여단계가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 심사 및 효과사의 단면은 원형, 중공형, 팔엽, 육엽 중 어느 하나의 단면형상이되, 상기 심사와 효과사는 서로 다른 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사 제조방법.
삭제
제1항 또는 제2항의 제조방법으로 제조되는 폴리에스터 이수축 혼섬사로 교락수가 1m당 40~90개인 것을 특징으로 하는 심색성이 우수한 폴리에스터 이수축 혼섬사.