KR20150069626A

KR20150069626A - 사품위가 우수한 신축성 방적사 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20150069626A
Application number: KR1020130155929A
Authority: KR
Inventors: 김영범; 조용구; 위다연; 김도현
Original assignee: 도레이케미칼 주식회사
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-24

Abstract

본 발명은 방적사 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면 특정 단섬유와 타 섬유를 이용하여 방적사를 제조하여 사품질 뿐만 아니라, 신축성 등의 물성을 향상시킨 방적사 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

사품위가 우수한 신축성 방적사 및 이의 제조방법{Spun yarn with enhanced stretch and excellent evenness and Preparation method of the same}

본 발명은 방적사 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 잠재권축 단섬유를 이용한 신축성 및 사품위가 우수한 방적사 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근 기능성 의류의 수요가 증대하고 있는데, 이러한 기능성 의류는 신축성 및 신장 회복성이 풍부한 포백이 요구되고 있다.그리고, 포백에 신축성을 부여하는 수단으로서 포백의 구성실에 고무사, 가년 가공 실, 폴리우레탄 탄성실, 그 폴리우레탄 탄성실에 방적사나 필라멘트를 휘감김 자리수 피복 실을 이용하는 방법, 또는 면섬유포백을 알칼리로 처리 해 면섬유를 팽윤시키는 케미컬 스트레치 법 등이 알려져 있다. 하지만, 고무사는 가는 실을 얻을 수 없기 때문에 용도가 한정되며 내구성과 균일성이 부족해 가공 실은 신축성 부여를 위해서 포백조직을 엉성하게 할 필요가 있으며, 감촉이 저하되고, 폴리우레탄 탄성실은 내빛성이나 내열성에 뒤떨어져, 취화하기 쉬운 등의 문제가 있어, 폴리우레탄 탄성실의 피복 실은 피복 가공을 위해서 고도의 기술을 필요로 하는 문제가 있고, 또 케미컬 스트레치 법은 신장율이나 신장 회복성이 불충분한 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 선행특허(일본 공개번호 2000-328382호)에는 스판덱스 코어사와 같은 제조방식을 이용하여 신축성 방적사를 제조하는 기술이 언급되어 있는데, 직접 단섬유를 사용하는 것에 공정이 매우 번거롭고, 권축섬유가 다른 단섬유에 의해 감싸져서 만족스러운 신축성을 얻기 어려울 뿐만 아니라, 사결점이 증가하는 문제가 있다.

또한, 최근에 폴리에스테르계 수지 중 고유 점도가 서로 상이한 두 종류의 폴리에스테르계 수지를 이용하여 잠재권축성을 갖는 복합 섬유 및 그 제조방법은 여러 개발업체에서 개발되어 의류, 의료, 생활용품 등의 많은 산업분야에서 사용되고 있다. 대한민국 등록특허 제10-0502567호에서는 극한점도 차이가 0.5 ~ 1.1 dl/g인 2 종의 폴리에스테르 수지를 이용하여 권축도 및 탄성회복율이 각각 60% 이상 및 70% 이상인 복합사 형태의 폴리에스테르계 잠재권축 단섬유가 소개되고 있는데, 이러한, 잠재권축 단섬유는 방적시 카딩공정에서 침포와 침포 사이의 스터핑(Stripping)작용에 의해 섬유축 방향으로 배열하여 슬리버(Sliver)를 형성하게 된다. 이와 같은 과정에서 잠재권축 단섬유는 침포와 침포 사이 이동시 장력을 받게 되어 섬유축 방향으로 곧게 펴졌다가 침포와 침포 사이에 이동이 끝나 잠재 권축 단섬유에 가해지는 장력이 없어지게 되면 다시 원래의 상태로 돌아오려고 한다. 이때 일반적인 폴리에스테르 단섬유의 경우 탄성회복력이 크지 않아 원래 상태로 돌아오려는 힘이 세지 않으나, 상기 잠재권축 단섬유의 경우 탄성회복력이 우수하여 다시 원래 상태로 돌아오려는 탄성력에 의해 카딩공정 후에 후 크(hook)현상이 발생하고 결과적으로 슬리버(sliver)상에 무수한 넵(neps)가 발생되는 문제가 있다. 이러한, 잠재권축 단섬유를 사용하여 방적사 제조시에는 상기와 같이 발생한 넵(neps)이 방적공정이 진행되는 동안에서 계속 형태를 유지하고 있어서 방적사의 사품질을 저하시키고, 제직 염가공 공정에서는 직물 표면에 모우로 존재하여 직물의 품질을 저하시키며, 부직포의 제조시에 두께가 균일하지 못하고, 촉감도 떨어지며, 외관이 좋지 못하여 방적사에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 기존의 잠재권축 단섬유를 이용하여 나일론 섬유, 면 섬유, 또는 레이온 섬유 등과 방적사를 제조시 슬라이버(Sliver)의 포집성이 부족하여 연조 공정을 2회 또는 2회 이상 수행하는 시, 슬라이버가 사절되어 가공성이 저하되어 제조한 방적사에 넵스(Neps)이 많아져서 사품위가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 일반적으로 방적사 제조시, 소면공정, 연조공정 및 정방공정을 거치게 되며, 이러한 공정을 거칠 때마다 넵스가 감소하게 되는데, 특히, 연조공정을 다수 수행하면 넵스를 크게 감소시킬 수 있다. 그러나, 기존에는 슬라이버가 사절되는 문제가 있어서, 연조공정을 1회, 최대 2회밖에 수행할 수 없어서 최종 제품인 방적사의 사품위가 떨어지는 문제가 있었으나, 본 발명자들은 특정 잠재권축 단섬유를 도입함으로써, 연조공정을 2회 이상, 바람직하게는 3회 이상 수행하여 방적사를 제조할 수 있는 방법 및 사품위가 우수한 방적사를 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 사품위가 우수한 신축성 방적사에 관한 것으로서, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지가 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형태로 접합된 잠재권축 단섬유; 및 레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아세테이트 섬유 및 폴리에스테르 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는 섬도가 1.0 ~ 5.0 데니어 및 섬유장이 30 ~ 60㎜인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 방적사에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는 권축수가 8 ~ 20개/inch이고, 권축도가 10 ~ 25인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유의 성분인 상기 PTT 수지는 고유점도(Ⅳ)가 0.90 ~ 1.50 dl/g이고, 상기 PET 수지는 고유점도(Ⅳ)가 0.40 ~ 0.68 dl/g인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 방적사에 있어서, 본 발명의 방적사에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는 상기 PTT 수지 및 상기 PET 수지를 7 ~ 3 : 3 ~ 7 중량비로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예로서, 본 발명의 방적사에 있어서, 본 발명의 방적사를 구성 중 하나인 상기 섬유는 섬도가 1.0 ~ 5.0 데니어 및 섬유장이 30 ~ 60㎜인 것을 특징으로 할 수 있으며, 또한, 상기 섬유는 권축수가 10 ~ 25개/inch이고, 권축도가 12 ~ 30인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사는 상기 잠재권축 단섬유 및 상기 섬유를 2 ~ 4 : 8 ~ 6 중량비로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사는 180℃에서 20분간 건열처리한 전후의 수축률이 2 ~ 15%인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사는 균제도 측정시험기 이용하여 사결점 측정시, IPI기준(Thin-50%,Thick+50%,Nep+200%) 10 ~ 100 Counts/Km인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 앞서 설명한 다양한 형태의 방적사를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유 및 폴리에스테르계 합성섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유를 믹싱(mixing)하여 혼타면을 제조하는 단계; 상기 혼타면을 소면(carding) 공정을 수행하여 서브-슬라이버(sub-slivers)를 제조하는 단계; 상기 서브-슬라이버를 연조(drawing) 공정을 수행하여 슬라이버(slivers)를 제조하는 단계; 및 상기 슬라이버를 조방(roving) 및 정방(spinning) 공정을 수행하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 방적사를 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사 제조방법에 있어서, 상기 연조 공정은 2회 이상, 바람직하게는 3회 이상 반복 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 방적사 제조방법에 있어서, 상기 정방 공정은 TM(Twist per meter) 3.5 ~ 4.5하에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 방적사 제조방법에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는 고유점도(Ⅳ) 0.90 ~ 1.50 dl/g인 PTT 수지와 고유점도(Ⅳ)가 0.40 ~ 0.68 dl/g인 PET 수지를 230℃ ~ 265℃에서 1,000 ~ 1,500 mpm의 방사속도로 사이드 바이 사이드형으로 복합방사한 후, 70℃ ~ 90℃의 온욕에서 2.0 ~ 4.5의 연신비로 연신시켜서 필라멘트를 제조하는 공정; 상기 필라멘트를 100℃ ~ 210℃에서 장력이 가해진 상태로 5 ~ 30초간 열처리하는 공정; 열처리된 필라멘트를 1mm당 3000 ~ 8000 de를 통과시킬 수 있는 크림프 박스를 이용하여 크림프(crimp)가 형성된 섬유를 제조하는 공정; 크림프(crimp)가 형성된 섬유를 제조하는 공정; 크림프가 형성된 섬유를 70℃ ~ 150℃에서 10분 ~ 30분간 열처리하여 크림퍼를 고정하는 이완열처리 공정; 및 이완열처리한 섬유를 커팅하여 섬유장 30 ~ 60㎜의 잠재권축 단섬유를 제조하는 공정:을 포함하는 공정을 수행하여 제조한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 방적사 제조방법에 있어서, 상기 필라멘트를 제조하는 공정의 필라멘트는 섬도가 4.0 ~ 10.0 데니어인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양은 직물에 관한 것으로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 신축성 방적사를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 방적사는 제조시 연조 공정을 3회 이상 수행할 수 있는 바, 사결점의 수가 적어서, 사품위가 우수할 뿐만 아니라, 신축성 또한 매우 우수한 바, 스판덱스 등과는 다른 특성(염색 이염, 신축 내구성 등)을 지닌 새로운 방적사를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 사용되는 잠재권축 단섬유 제조시 열처리공정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 일반적인 방적사 제조시 각 공정에 따른 넵스 수 변화를 나타낸 그래프이다.

이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다.

본 발명의 방적사는 180℃에서 20분간 건열처리한 전후의 수축률이 2 ~ 15%, 바람직하게는 3 ~ 8%을 가질 수 있으며, 균제도 측정시험기 이용(Uster tester3) 사결점 수를 측정시, IPI기준(Thin-50%, Thick+50%, Nep+200%) 10 ~ 100 Counts/Km이며, 바람직하게는 사결점 수가 20 ~ 90 Counts/Km를 갖을 수 있는 바, 사품위가 우수할 뿐만 아니라 신축성 등의 우수한 물성을 갖을 수 있다.

좀 더 구체적으로는 IPI 기준(Thin-50%)는 1 ~ 10 Counts/Km, 바람직하게는 1 ~ 5 Counts/Km이다. 그리고, IPI 기준(Thick+50%)는 10 ~ 30 Counts/Km, 바람직하게는 10 ~ 25 Counts/Km이다. 또한, IPI 기준(Nep+200%)는 10 ~ 80 Counts/Km, 바람직하게는 20 ~ 70 Counts/Km이다.

그리고, 본 발명의 방적사는 단사강력이 230 cN 이상, 바람직하게는 230 ~ 300 cN을 가질 수 있다.

이러한, 본 발명의 방적사는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지가 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형태로 접합된 잠재권축 단섬유(이하, PPT/PET 잠재권축 단섬유 또는 잠재권축 단섬유로 칭함)와 레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아세테이트 섬유 및 폴리에스테르 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유를 방정공정을 수행하여 제조할 수 있는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방적사 제조에 사용되는 상기 PPT/PET 잠재권축 단섬유는 고유점도(Ⅳ) 0.90 ~ 1.50 dl/g인 PTT 수지와 고유점도(Ⅳ)가 0.40 ~ 0.68 dl/g인 PET 수지를 230℃ ~ 265℃에서 1,000 ~ 1,500 mpm의 방사속도로 사이드 바이 사이드형으로 복합방사한 후, 70℃ ~ 90℃의 온욕에서 2.0 ~ 4.5의 연신비로 연신시켜서 필라멘트를 제조하는 공정; 상기 필라멘트를 100℃ ~ 210℃에서 장력이 가해진 상태로 5 ~ 30초간 열처리하는 공정; 열처리된 필라멘트를 1mm당 3000 ~ 8000de를 통과시킬 수 있는 크림프 박스를 이용하여 크림프(crimp)가 형성된 섬유를 제조하는 공정; 크림프가 형성된 섬유를 70℃ ~ 150℃에서 10분 ~ 30분간 열처리하여 크림퍼를 고정하는 이완열처리 공정; 및 이완열처리한 섬유를 커팅하여 섬유장 30 ~ 60㎜의 PPT/PET 잠재권축 단섬유를 제조하는 공정:을 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.

그리고, 복합방사에 사용되는 상기 PTT 수지와 PET 수지의 점도차는 0.3 ~ 0.9 dl/g로, 바람직하게는 0.5 ~ 0.85 dl/g로 사용하는 것이 좋은데, 점도차가 0.3 dl/g미만이면 잠재권축성 효과면에서 불리할 수 있고, 점도차가 0.9 dl/g를 초과하면 복합방사가 어려울 수 있으므로, 상기 점도차 범위 내로 사용하는 것이 좋다.

그리고, 필라멘트를 제조하는 공정에서, 230℃ ~ 265℃에서 1,000 ~ 1,500 mpm의 방사속도로 사이드 바이 사이드형으로 복합방사한 후, 70℃ ~ 90℃의 온욕에서 2.0 ~ 4.5의 연신비로 연신시켜서 필라멘트를 제조하는 것은 일반적인 합성섬유의 제조방법과 동일하다.

그리고, 상기 PTT 수지 및 상기 PET 수지를 7 ~ 3 : 3 ~ 7 중량비로 복합방사하는 것이, 바람직하게는 4 ~ 5 : 6 ~ 5중량비로 복합방사하는 것이 잠재권축성 효과 및 방사면에서 유리하다.

PPT/PET 잠재권축 단섬유를 제조하는 방법 중 상기 필라멘트를 제조하는 공정에서 제조한 필라멘트의 섬도가 낮을 수록 터치감이 좋아지나 탄성율 및 압축회복율이 떨어지고 섬도가 높을 수록 터치감이 떨어지고 탄성율 및 압축회복율이 높아지기 때문에 섬유의 섬도를 적정한 수치로 제조하여야할 것이다. 본 발명의 PPT/PET 잠재권축 단섬유는 사용목적에 따라 섬도를 적절히 조절하는 것이 바람직하며, 필라멘트 제조단계에서 제조되는 필라멘트의 섬도는 4.0 ~ 10.0 데니어(denier)로 제조되는 것이 가장 바람직할 것이다.

상기 열처리공정은 상기 연신된 섬유를 100℃ ~ 210℃로 열처리하여 연신된 섬유를 열고정하여 섬유의 안전성을 높이는 공정으로 다수의 핫드럼(Hot drum)을 이용하여 핫드럼의 표면에 5 ~ 30초 정도 접촉되어 열처리하여 폴리에스테르 섬유의 결정화도를 높여 탄성율 및 압축회복력을 향상시키는 단계이다. 상기 열처리 단계는 필라멘트에 열을 전달하여 섬유 축을 따른 선택적인 배향과 함께 결정성을 부여하는 기능을 하고 그렇게 함으로써 섬유 비강도를 증가시키는 것으로, 특히 높은 온도에서 짧은 시간 동안 섬유를 처리하여 섬유의 결정화도를 증가시켜 필라멘트의 탄성력을 향상시키게 되어 PPT/PET 잠재권축 단섬유의 압축회복율을 향상시킬 수 있다. 상기의 열처리된 필라멘트는 냉각공정을 통해 30℃ ~ 80℃로 필라멘트의 온도를 낮출 수 있으며, 상기 냉각공정은 10℃ ~ 50℃의 냉각수를 사용하여 필라멘트를 냉각수에 침지 시키거나 분사하여 필라멘트의 온도를 내릴 수 있다.

그리고, 상기 냉각된 필라멘트를 1mm당 3000 de ~ 8000 de를 통과시킬 수 있는 크림프 박스를 이용하여 크림프형성 공정을 통하여 필라멘트에 크림프를 형성시킨다.

또한, 발명에 따른 PPT/PET 잠재권축 단섬유의 권축수는 사용목적에 따라 조절할 수 있으나, 권축수가 너무 높으면 카딩공정 상에 넵(nep)의 발생을 증가 시키고, 권축수가 너무 적으면 잠재권축성이 미미하므로 권축수는 8 ~ 20개/inch로 조절하는 것이 바람직하며, 권축도는 10 ~ 25로 조절하는 것이 바람직할 것이다. 이때, 권축도는 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.

[수학식 1]

권축도 = (B-A)/B ×100

수학식 1에서, A는 크림프 상태에서의 길이 평균값이며, B는 크림프를 편 상태에서의 길이 평균값이다.

상기 이완열처리공정은 상기 열처리된 필라멘트를 70℃ ~ 150℃에서 10분 ~ 30분간 이완열처리하여 필라멘트 전체에 열이 균일적으로 전달함으로 상기 열처리공정에서 결정화되지 못한 외부 또는 내부의 분자구조를 결정화시켜 크림프 형성 공정에서 형성된 크림프의 형태를 고정하여 필라멘트의 형태안정성을 향상시키는 단계로서, 열풍이나 온욕에서 실시할 수 있으나 온욕으로 진행할 경우 필라멘트를 건조시켜야 하므로 공정이 늘어나고 전체적인 공정시간이 증가하므로 열풍으로 이완열처리를 하는 것이 바람직할 것이다. 상기 커팅공정은 상기 이완열처리된 섬유를 단섬유로 커팅하는 하여 PPT/PET 잠재권축 단섬유를 제조할 수 있다.

이와 같이 제조된 PPT/PET 잠재권축 단섬유는 섬도가 1.0 ~ 5.0 데니어 및 섬유장이 30 ~ 60㎜를 갖으며, 권축수가 8 ~ 20개/inch이고, 권축도가 10 ~ 25이며, 이렇게 제조한 PPT/PET 잠재권축 단섬유를 이용하여 하기와 같은 제조방법을 통해 본 발명의 방적사를 제조할 수 있다.

본 발명의 방적사는 PPT/PET 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유 및 폴리에스테르계 합성섬유 중 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유를 믹싱(mixing)하여 혼타면을 제조하는 단계; 상기 혼타면을 소면(carding) 공정을 수행하여 서브-슬라이버(sub-slivers)를 제조하는 단계; 상기 서브-슬라이버를 연조(drawing) 공정을 수행하여 슬라이버(slivers)를 제조하는 단계; 및 상기 슬라이버를 조방(roving) 및 정방(spinning) 공정을 수행하는 단계;를 포함하는 공정을 거쳐서 제조할 수 있다.

상기 혼타면을 제조하는 단계에 있어서, 상기 PPT/PET 잠재권축 단섬유와 함께 믹싱되는 섬유는 레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아세테이트 섬유 및 폴리에스테르 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 레이온 섬유 및 면 섬유 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 레이온 섬유를 사용할 수 있다. 상기 섬유는 섬도가 1.0 ~ 5.0 데니어 및 섬유장이 30 ~ 60㎜로서 잠재권축 단섬유와 동일 또는 유사한 데니어 및 섬유장을 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 섬유는 권축수가 10 ~ 25개/inch이고, 권축도가 12 ~ 30인 것이 좋다.

그리고, 상기 혼타면을 제조하는 단계는 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 통해 제조할 수 있다.

그리고, 상기 PPT/PET 잠재권축 단섬유 및 상기 섬유를 믹싱하여 혼타면을 제조할 때, 상기 PPT/PET 잠재권축 단섬유 및 상기 섬유의 사용량은 2 ~ 4 : 8 ~ 6 중량비로, 바람직하게는 2.5 ~ 3.5 : 7.5 ~ 6.5 중량비로 사용하는 것이 좋은데, 이때, PPT/PET 잠재권축 단섬유를 2 중량비 미만으로 사용시, 연조공정을 3회 이상 수행하기 어려운 바, 최종 제품의 사품질을 향상시킬 수 없으며, PPT/PET 잠재권축 단섬유를 4 중량비를 초과하여 사용하면 상대적으로 상기 섬유의 사용량이 적어서 직물 제조시 터치성, 염색성이 변하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 믹싱하여 혼타면을 제조한 후, 다음 공정을 수행하는 것이 좋다.

본 발명의 방적사 제조방법에 있어서, 상기 연조 공정은 2회 이상, 바람직하게는, 3회 이상 반복 수행하는 것을, 더욱 바람직하게는 3회 ~ 4회 반복 수행할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 도 1은 PTT/PET 잠재권축 단섬유와 레이온(Rayon) 섬유을 혼합한 방적사를 소면공정, 연조공정 및 정방공정을 수행시 넵스수의 변화를 나타낸 것으로서, 연조공정을 거칠 때, 넵스 수가 크게 감소하고, 이를 2회 반복하면 넵스 수를 더 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 그런데, 기존에는 일반적인 방적제품의 경우, 서브-슬라이버의 포합성이 부족하여 연조공정을 2회 또는 2회 초과하여 진행하는 경우, 사절이 발생하여 가공성이 저하되는 문제가 있었는 바, 넵스 수를 줄이기 위한 연조공정을 1회 또는 2회만 수행할 수 있었다. 그러나, 본 발명은 특정 잠재권축사 단섬유를 최적의 조건으로 도입함으로써, 연조공정을 3회 이상 수행함으로써, 최종 제품인 방적사의 넵스를 줄임으로써, 사품질이 우수한 방적사를 제공할 수 있게 되었다.

연조공정을 통해 제조된 슬라이버를 조방(roving) 공정을 통해 슬러이버에 최소한의 꼬임을 부여하여 강도를 유지시킨 후, 정방(spinning) 공정을 TM(Twist per meter) 3.5 ~ 4.5 하에서 수행하여 슬라이버를 당겨 늘림과 동시에 꼬임을 주어 본 발명의 방적사를 제조할 수 있다.

그리고, 상기 조방 공정은 링(Ring)정방 방식을 이용하고 또한, 상기 정방 공정은 TM(Twist per meter) 3.5 ~ 4.5하에서 수행할 수 있으며, 이때, TM이 3.5 미만이면 강력이 저하되는 문제가 있을 수 있고, TM이 4.5를 초과하면 직물 제조시 촉감이 딱딱해지고, 생산성이 감소하는 문제 및 단사강력이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 수행하는 것이 좋다.

이러한, 방법으로 제조한 본 발명의 방적사는 상기 PPT/PET 잠재권축 단섬유 및 상기 섬유를 2 ~ 4 : 8 ~ 6 중량비로, 바람직하게는 2.5 ~ 3.5 : 7.5 ~ 6.5 중량비로 포함하게 된다.

그리고, 본 발명의 방적사는 180℃에서 20분간 건열처리한 전후의 수축률이 2 ~ 15%이며, 바람직하게는 수축률이 3 ~ 8%로 고신축성을 갖을 수 있다. 또한, 균제도 측정시험기 이용(Uster tester3)하여 사결점 측정시, IPI기준(Thin-50%,Thick+50%,Nep+200%) 10 ~ 100 Counts/Km이며, 바람직하게는 사결점 수가 20 ~ 90 Counts/Km 인 바, 사품질이 매우 우수하다.

여기서, Thin-50%, Thick+50%, Nep+200%의 의미는 방적사의 평균적인 굵기에서 벗어난다는 의미로서, Thin-50%는 평균 보다 굵기가 적은 방적사가 50% 이상인 것을 의미하며, Thick+50%는 평균 보다 굵은 방적사가 50% 이상인 것을 의미하고, Nep+200%은 평균 보다 굵기가 200% 이상 굵은 것을 의미한다.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

[ 실시예 ]

준비예 1 : PTT / PET 잠재권축 단섬유의 제조

고유점도(Ⅳ) 1.10 dl/g인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지와 고유점도(Ⅳ) 0.48 dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 5 : 5 중량비로 245 ℃에서 방사 및 연신하여 필라멘트를 제조하였다. 다음으로 하기 표 1과 같은 조건에서 열처리 공정, 냉각공정, 크림프가 형성된 섬유를 제조하는 공정, 이완열처리공정 및 커팅공정을 수행하여 PTT/PET 잠재권축 단섬유를 제조하였으며, 공정을 일반적으로 사용하는 스퍼핑 박스를 이용하여 크림프를 형성시켜서 섬도 1.4 데니어, 섬유장 38 ㎜이고, 권축수 14 개/inch 및 권축도 20인 PTT/PET 잠재권축 단섬유를 제조하였다.

비교준비예 1

상기 준비예 1과 동일하게 실시하되, 크림프 형성 조건을 달리하여, 섬도 1.4 데니어, 섬유장 38 ㎜이고, 권축수 24 개/inch 및 권축도는 27인 PTT/PET 잠재권축 단섬유를 제조하였다.

구분	조건
방사속도	1,250 mpm
연신비	3.5
핫드럼(온도/시간)	150℃ / 10초
냉각 후 온도	50℃
권축방법	릴기어/크림프 박스
열처리(온도/시간)	120℃ / 15분

실시예 1 : 신축성 방적사의 제조

상기 준비예 1에서 제조한 PTT/PET 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유(섬도 1.4 데니어, 섬유장 38 ㎜, 권축수 14 개/inch, 권축도 18)를 3 : 7 중량비로 혼합(mixing)시킨 다음, 실린더 속도 320 mpm 및 플랫게이지 0.33 mm 조건 하에서 소면 공정을 수행하여, 서브-슬라이버를 제조하였다. 다음으로 상기 서브-슬라이버를 1차 연조 공정을 수행한 후, 동일한 방법으로 연조 공정을 3회 더 수행하여 슬라이버를 제조하였다.

다음으로 상기 슬라이버를 조방공정을 수행한 후, TM 3.8 하에서 정방 진행하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 70 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 30 중량%)를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PTT/PET 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유를 4 : 6 중량비로 사용하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량60 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 40 중량%)를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PTT/PET 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유를 2.5 : 7.5 중량비로 사용하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 75 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 25 중량%)를 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 레이온 섬유를 섬도 1.4 데니어, 섬유장 38 ㎜, 권축수 20 개/inch, 권축도 28인 것을 사용하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 70 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 30 중량%)를 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 정방공정을 TM 4.2하에서 수행하DU 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 70 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 30 중량%)를 제조하였다.

비교예 1

상기 준비예 1에서 제조한 PTT/PET 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유(섬도 1.4 데니어, 섬유장 38 ㎜, 권축수 14 개/inch, 권축도는 18를 3 : 7 중량비로 혼합(mixing)시킨 다음, 실린더 속도 320 mpm 및 플랫게이지 0.33mm 조건 하에서, 서브-슬라이버를 제조하였다. 다음으로 상기 서브-슬라이버를 1차 연조 공정을 수행한 후, 동일한 방법으로 2차 연조 공정을 수행하여 슬라이버를 제조하였다.

다음으로 상기 슬라이버를 조방공정을 수행한 후, TM 3.0 하에서 정방 공정을 수행하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 70 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 30 중량%)를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PTT/PET 잠재권축 단섬유를 사용하지 않고, 상기 레이온 섬유만을 이용하여 1회만 연조 공정을 수행하여 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 100 중량%)를 제조하였다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 준비예 1의 PTT/PET 잠재권축 단섬유 대신 비교준비예 1의 PTT/PET 잠재권축 단섬유를 사용하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량70 중량 %, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 30중량%)를 제조하였다.

비교예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PTT/PET 잠재권축 단섬유 및 레이온 섬유를 5 : 5 중량비로 사용하여 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량 50 중량%, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 50 중량%)를 제조하였다.

비교예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 정방공정시, TM 5.2에서 수행하여, 신축성 방적사(SPEC:Ring방적사, 번수 40's Rayon 함량70 중량 %, PTT/PET 잠재권축단섬유 함량 30중량%)를 제조하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 신축성 방적사의 사결점수, 수축률 하기와 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 권축수 및 권축도 측정

방적사의 권축수를 측정하였으며, 권축도는 하기 수학식 1에 의거하여 측정하였다.

[수학식 1]

권축도 = (B-A)/B ×100

(2) 단사강력 측정

신축성 방적사의 단사강력을 JIS L1096 8.12.1 A법(스트립법)에 준하여 측정하였다.

(3) 사결점 수 측정

균제도 측정시험기 이용(Uster tester3)하여 IPI기준(Thin-50%, Thick+50%, Nep+200%)으로 측정하였다. 여기서, Thin-50%, Thick+50%, Nep+200%의 의미는 방적사의 평균적인 굵기에서 벗어난다는 의미로서, Thin-50%는 평균보다 굵기가 적은 방적사가 50% 이상인 것을 의미하며, Thick+50%는 평균보다 굵은 방적사가 50% 이상인 것을 의미하고, Nep+200%은 평균보다 굵기가 200% 이상 굵은 것을 의미한다.

구분	잠재권축 단섬유		레이온 섬유		단사 강력 (cN)	IPI(Counts/Km)
구분	섬도 (de)	권축수(개/인치) /권축도	섬도 (de)	권축수(개/인치) /권축도	단사 강력 (cN)	Thin -50%	Thick +50	Nep +200
실시예 1	1.4	14/20	1.4	14/18	263	2	17	42
실시예 2	1.4	14/20	1.4	14/18	242	2	21	53
실시예 3	1.4	14/20	1.4	14/18	294	1	12	46
실시예 4	1.4	14/20	1.4	14/18	254	5	20	66
실시예 5	1.4	14/20	1.4	14/18	233	3	18	63
비교예 1	1.4	14/20	1.4	14/18	205	2	15	39
비교예 2	1.4	14/20	1.4	14/18	350	7	42	122
비교예 3	1.4	24/27	1.4	14/18	269	9	34	112
비교예 4	1.4	14/20	1.4	14/18	210	5	27	85
비교예 5	1.4	14/20	1.4	14/18	180	3	20	54

상기 표 2의 실험결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 5의 경우, 단사강력이 230 cN 이상, 바람직하게는 230 ~ 300 cN으로 우수한 물성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 실시예 1 ~ 5의 방적사는 사결점수(Thin-50%, Thick+50%, Nep+200%)가 100 미만으로 사품위가 우수했다.

TM 3.5 미만인 TM 3.0에서 정방 공정을 비교예 1의 경우, 사품위가 우수하나, 단사강력이 실시예와 비교할 때 크게 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 연조 공정을 1회만 수행한 비교예 2의 경우, 사품위가 크게 떨어지는 문제가 있었다.

권축수 20 개/inch 및 권축도 25를 초과한 잠재권축 단섬유를 이용하여 제조한 비교예 3의 경우, 단사강력은 우수하나, 사결점수가 급격하게 증가하여 사품위가 떨어지는 문제가 있었다.

잠재권축 단섬유가 4 중량비를 초과한 5 중량비를 사용하여 제조한 비교예 4의 경우, 사결점수는 크게 나쁘지는 않지만, 실시예와 비교할 때, 단사강력이 크게 떨어졌는데, 이는 합성섬유의 양이 상대적으로 너무 적게 들어갔기 때문인 것으로 판단된다.

그리고, 정방공정시, TM 4.5를 초과한 TM 5.2하에서 정방공정을 수행하여 제조한 비교예 5의 방적사 또한 단사강력이 크게 떨어지고, 촉감이 딱딱해지는 문제가 있었다.

상기 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명이 제시하는 방법으로 제조한 방적사가 넵스 수가 적은 바, 사품질이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 또한, 신축성, 단사강력 및 사품절 등의 물성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이러한, 본 발명의 방적사를 이용하여 고기능성 소재를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지가 사이드-바이-사이드(side-by-side) 형태로 접합된 잠재권축 단섬유; 및
레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유 모섬유 및 폴리에스테르계 합성섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제1항에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는 섬도가 1.0 ~ 5.0 데니어 및 섬유장이 30 ~ 60㎜인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제2항에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는 권축수가 8 ~ 20개/inch이고, 권축도가 10 ~ 25인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제1항에 있어서, 상기 PTT 수지는 고유점도(Ⅳ)가 0.90 ~ 1.50 dl/g이고, 상기 PET 수지는 고유점도(Ⅳ)가 0.40 ~ 0.68 dl/g인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제1항에 있어서, 상기 PTT 수지 및 상기 PET 수지를 7 ~ 3 : 3 ~ 7 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 섬도가 1.0 ~ 5.0 데니어 및 섬유장이 30 ~ 60㎜인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제6항에 있어서, 상기 섬유는 권축수가 10 ~ 25개/inch이고, 권축도가 12 ~ 30인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제1항에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유 및 상기 섬유를 2 ~ 4 : 8 ~ 6 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 180℃에서 20분간 건열처리한 전후의 수축률이 2 ~ 15%인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
제9항에 있어서, 균제도 측정시험기를 이용하여 사결점 측정시, IPI기준(Thin-50%, Thick+50%, Nep+200%)으로 10 ~ 100 Counts/Km인 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사.
잠재권축 단섬유와 레이온 섬유, 면 섬유, 나일론 섬유, 아세테이트 섬유 및 폴리에스테르 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유를 믹싱(mixing)하여 혼타면을 제조하는 단계;
상기 혼타면을 소면(carding) 공정을 수행하여 서브-슬라이버(sub-slivers)를 제조하는 단계;
상기 서브-슬라이버를 연조(drawing) 공정을 수행하여 슬라이버(slivers)를 제조하는 단계; 및
상기 슬라이버를 조방(roving) 및 정방(spinning) 공정을 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 연조 공정은 2회 이상 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 정방 공정은 TM(Twist Per Meter) 3.5 ~ 4.5 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 잠재권축 단섬유는
고유점도(Ⅳ) 0.90 ~ 1.50 dl/g인 PTT 수지와 고유점도(Ⅳ)가 0.40 ~ 0.68 dl/g인 PET 수지를 230℃ ~ 265℃에서 1,000 ~ 1,500 mpm의 방사속도로 사이드 바이 사이드형으로 복합방사한 후, 70℃ ~ 90℃의 온욕에서 2.0 ~ 4.5의 연신비로 연신시켜서 필라멘트를 제조하는 공정;
상기 필라멘트를 100℃ ~ 210℃에서 장력이 가해진 상태로 5 ~ 30초간 열처리하는 공정;
열처리된 필라멘트를 1mm당 3000 ~ 8000de를 통과시킬 수 있는 크림프 박스를 이용하여 크림프(crimp)가 형성된 섬유를 제조하는 공정;
크림프가 형성된 섬유를 40℃ ~ 120℃에서 10분 ~ 30분간 열처리하여 크림퍼를 고정하는 이완열처리 공정; 및
이완열처리한 섬유를 커팅하여 섬유장 30 ~ 60㎜의 잠재권축 단섬유를 제조하는 공정;
을 포함하는 공정을 수행하여 제조한 것을 특징으로 하는 사품위가 우수한 신축성 방적사의 제조방법.
제10항의 방적사를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물.