KR0126601B1 - 폴리에스테르계 태세사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 태세사의 제조방법에 관한 것으로, 연신 단계에서 폴리머의 유리전이온도 이하로 예열온도를 낮추어 연신함으로써 필라멘트 내에 태부와 세부를 임의로 형성시킨뒤 염색공정에서 이들 부위별로 색조차가 발현되도록 하여 직물상 색조차를 발현시킴을 특징으로 하는 기존 태세사와는 달리, 방사공정에서 불균일한 태세부를 형성시킨 뒤에 적정한 연신조건을 선택하여 멀티필라멘트 내에 태, 세 부위를 가지면서도 단일한 색조효과를 갖도록 하는 태세사의 제조방법에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르계의 태세사의 제조방법

제1도는 방사온도별 태세부 분포를 나타낸 그래프.

제2도는 연신비에 따른 태세부 분포를 나타낸 그래프.

제3도는 방사온도별 자연연신비를 나타낸 그래프.

제4도는 (가)는 본 발명 제조공정중 실시예상의 미연신 태세사의 단면사진, (나)는 본 발명의 제조공정중 실시예상의 연신 후의 단면사진.

본 발명은 폴리에스테르계 태세사의 제조방법에 관한 것으로, 제사단계에서 폴리머의 유리전이온도 이하의 온도로 예열 온도를 낮추어 연신함으로써 태부와 세부를 임의로 배열시킨뒤 염색시 이들 부위별 색조차가 발현되도록 하여 직물상 색조차를 발현시킴을 특징으로 하는 기존 태세사와는 달리, 방사단계에서 불균일 방사 기술과 적정 연신기술을 연계시켜 방사단계에서 발균일 태세부를 형성시키고 이 미연신사 상태의 태세부를 연신단계에서 유지시키고 최적의 열처리 온도 조건을 선택 연신, 권취하여 제품 원사의 멀티필라멘트 내에 임의 배열된 태부와 세부를 가지고 저영률(초기인장 저항도)에 따른 부드러운 촉감, 필라멘트 간의 이수축 특성 등 기존 태세사의 장점을 가지면서도 염색시 다단 색조발현이 없는 무염반 폴리에스테르계 태세사를 제조방법는 방법에 관한 것이다.

종래 폴리에스테르 멀티필라멘트의 제조에 있어서 폴리머의 유동성을 연신단계에서 응용, 폴리머의 유리전이온도(이하, Tg라고 칭함)이하로 인장하여 태부(Thick)와 세부(Thin)를 임의 배열시킨 뒤 이를 제직, 가공 후 염색시 다단 색조효과의 발현으로 이용한 직물용 염반사의 개발은 다음 예등과 같은 방법들, 즉 일본 특허공보 소 51-7207호에서와 같이 중간 배향화한 미연신사를 적절한 연신조건(연신배율, 연신온도)으로 제사하여 염색시 색조차를 부여하는 것이나, 일본 공개특허 소 62-41342호에서처럼 고뎃롤러를 타원형으로 하는 등의 장치 개조를 통하여 부위별로 연신 정도를 달리하며 제사한 후 이러한 각 부위들이 염색시 색조가 다른 형태로 발현되도록 한 것 등 외에도 2단 연신에 의한 이완 열처리로 원사의 수축성을 줄인 것, 냉연신에 의한 부드러운 색조효과를 갖도록 한 방법 등으로 다양한 제법이 제시되어 왔다.

상기의 염반사용 태세사 직물이 갖는 특징으로는 언급한 색조 발현이외에도 저영률(초기인장저항도), 필라멘트마다의 수축 특성 상이 등에 따른 부드러운 촉감, 우수한 처짐성 등을 들 수 있는데 이러한 특수연신기술에 의한 염반사용 태세사의 개발은 이후 색조(Tone)의 농담제어기술, 색조의 길이조절 기술, 촉감부여기술 등 다양한 기술개발로 이어져 현재에도 여성 의류용을 중심으로 광범위하게 사용되고 있다.

그러나 상기의 태세사 제조방법들은 어느 경우나 색조발현을 전제로 한 경우로 최근 소비자들의 수요의 다양화에 따른 일반사와 달리 태세사가 갖는 상기의 부드러운 직물 효과를 나타내면서도 직물상 단일 색조효과를 갖고 또한 제직, 가공 후에는 특유의 시각적인 태, 세 효과(색상이 아닌 굵기에 의한)를 발현할 수 있는 원사의 개발이 필요하게 되었다.

이에 본 발명자들은 폴리머의 유동성과 관련한 제사공정별 원사특성을 면밀히 연구, 검토하기 위해 폴리머의 종류, 점성, 건조조건, 용융조건, 방식, 권취조건, 연신온도 및 배율, 교락처리 유무에 따른 사특성 변화 등을 종합적으로 연계, 실험한 결과 정상 용융조건에서 균일하게 방사된 미연신사를 Tg 이하에서 연신함으로써 얻어질 수 있는 일반적인 태세부 형성 방식이 아닌 방사공정에서 유동성의 조절에 의해서도 미연신 상태에서의 태세부 형성이 가능하다는 것과, 방사시 스핀드로우 방사기나 고속방사기가 아닌 일반 방사기에서 제 1 고뎃롤러와 제 2 뎃롤러의 회전수를 달리하여 방사기에 의한 냉연신처리로서도 미연신 상태의 태세부 형성이 가능하다는 것을 확인하였으나, 후자의 경우 고뎃롤러 사이에서의 미끄러짐이나 부위별 장력 관리 문제 뿐만 아니라 태세부의 형성이 일정하지 않고 또한 이를 해결하기 위한 별도의 설비 보완 등이 필요하나 그 실행이 어려웠으며, 전자의 경우에 얻어진 미연신 태세사가 연신후 에도 태세부를 유지시킬 수 있는 제사공정의 가능성에 대해서 연구, 실험한 결과 연신기상에서 Tg 이하가 아닌 정상적인 예열상태에서 적정배율로서 연신하게 되면 염색 후에도 단일 색조를 띠는 태세사의 제조가 가능함을 알게 되었다.

따라서, 본 발명에 의하면 폴리에스테르 폴리머를 방사속도 800~2,500m/분으로 방사하되 방사온도를 조절하여 미연신상태에서 태세부의 분포가 다음 식(Ⅰ)을 만족하도록 방사원사를 제조하고, 일르 다음 식(Ⅱ)를 만족하는 연신배율, 가열롤러온도 85~100℃, 가열판온도 상온~230℃의 조건으로 연신, 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 태세사의 제조방법이 제공된다.

(위 식에서 S(A)는 가장 작은 필라멘트의 단면적을 나타내고, S(B)는 가장 큰 필라멘트의 단면적을 나타냄)

(위 식에서 D/R은 연신배율을 나타내고, NDR은 자연연신비를 나타냄).

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따르는 폴리에스테르 태세사의 제조방법에 의하면, 우선 고유점도 0.6~0.7dl/g인 폴리에스테르를 방사속도 800~2,500m/분으로 방사하되 다음 제1도와 같은 미연신 불균일 태세부 형성의 방사온도 의존성을 고려하여 상기식(Ⅰ)을 만족하도록 방사한다. 제1도에서 A, B, C는 방사온도로 ABC를 만족하고, A는 정상온도이다. 또한 연신조건과 관련하여서도 제2도와 같은 연신시의 적정연신배율과 태세부의분포 영향을 고려하여 적정한 방사 태세부를 형성시킨다. 제2도에서 A, B, C는 각각 연신배율로서 ABC이다.

만일비가 0.8을 초과하면 방사단계에서 사단면의 작은 부위가 많아짐으로 인하여 전체적으로 세화되어 연신단계에서 여러 조건을 변화시켜도 제직, 가공 후 태세사 특유의 부드러운 질감을 발현하기 곤란할 뿐만 아니라, 대부분의 분율이 상대적으로 작아지고 태부분과 세부분의 차이가 커져서 염색 후 이색효과가 발현되기 쉬운 문제점이 있으므로,비를 0.8이하로 유지시켜 주는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 하여 얻은 방사원사는 연신고정을 거치게 되는데, 이때 온도조건에서는 가열롤러온도 85~100℃, 가열판온도 상온~230℃로 하되 연신배율은 제3도와 같은 자연연신비의 방사온도 의존성을 고려하여 상기 식(Ⅱ)를 만족하도록 하는 것이 바람직하다.

만일비가 2.0을 초과하면, 염색 후 단일 색조는 만족시킬 수 있으나 태세효과가 반감되어 태세사 특유의 부드러운 질감을 발현하는데는 적절하지 못하며,비가 0.8미만인 경우에는 태세효과가 너무 과도하여 연신단계에서 여러 열처리 조건을 변화시켜도 염색 후 태세효과가 발현되어 본 발명이 추구하는 단일 색조 발현이 곤란하게 되므로, 상기 식(Ⅱ)를 만족하는 연신배율로 연신하는 것이 중요하다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 실시예로 인해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 단위로 하는 폴리에스테르 멀티필라멘트를 방사속도 90m/분, 100 데니어 72필라멘트로 방사(NDR 2.0)하여 미연신 상태에서가 되도록 태세부를 형성시킨 후 연신기상에서 D/R 2.2, 가열롤러온도 95℃, 가열판온도 185℃로 하여 연신한 후 이원사를 사용한 직물상에서 목적하는 효과 발현이 가능하였다.

(실시예 2)

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 단위로 하는 폴리에스테르 멀티필라멘트를 방사속도 1,600m/분, 75데니어 36필라멘트로 방사(NDR 1.5)하여 미연신 상태에서=0.42 가 되도록 태세부를 형성시킨 후 연신기상에서 D/R 1.65, 가열롤러온도 90℃, 가열판온도 200℃로 하여 연신한 후 이 원사를 사용한 직물상에서 목적하는 효과 발현이 가능하였다.

(실시예 3)

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 단위로 하는 폴리에스테르 멀티필라멘트를 방사속도 2,500m/분, 150데니어 48필라멘트로 방사(NDR 1.1)하여 미연신 상태에서=0.80 가 되도록 태세부를 형성시킨 후 연신기상에서 D/R 1.5, 가열롤러온도 90℃, 가열판온도 200℃로 하여 연신한 후 이원사를 경, 위사로 사용한 직물에서 목적하는 효과 발현이 가능하였다.

(비교예 1)

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 단위로 하는 폴리에스테르 멀티필라멘트를 방사속도 1,000m/분, 75데니어 72필라멘트로 방사(NDR 1.9)하여 미연신 상태에서=0.6 가 되도록 태세부를 형성시킨 후 연신기상에서 D/R 1.50, 가열롤러온도 90℃, 가열판온도 200℃로 하여 연신한 후 이 원사를 제편, 염색한 결과 부분적으로 미연신반이 존재하고 알칼리 가수분해시 부분취화가 발생하였다.

(비교예 2)

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 단위로 하는 폴리에스테르 멀티필라멘트를 방사속도 1,900m/분, 100데니어 72필라멘트로 방사(NDR 1.25)하여 미연신상태에서=0.9 가 되도록 태세부를 형성시킨 후 연신기상에서 D/R 1.65, 가열롤러온도 65℃, 가열판온도 185℃로 하여 연신한 후 이원사를 제편, 염색한 결과 촉감이 우수하고 태세부의 효과는 매우 양호하였으나 단일 색조가 발현되지 않았다.

(비교예 3)

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 단위로 하는 폴리에스테르 멀티필라멘트를 방사속도 1,350m/분, 100데니어 72필라멘트로 방사(NDR 1.25)하여 미연신상태에서=0.4 가 되도록 태세부를 형성시킨 후 연신기상에서 D/R 2.65, 가열롤러온도 90℃, 가열판온도 200℃로 하여 연신한 후 이 원사를 사용한 직물에서는 태부와 세부의 차이가 줄어들고 촉감이 다소 뻣뻣하여 목적하는 효과를 얻지 못하였다.

Claims (1)

1. 폴리에스테르 폴리머를 방사속도 800~2,500m/분으로 방사하되 방사온도를 조절하여 미연신상태에서 태세부의 분포가 다음 식(Ⅰ)을 만족하도록 방사원사를 제조하고, 이를 다음 식(Ⅱ)를 만족하는 연신배율, 가열롤러온도 85~100℃, 가열판온도 상온~230℃의 조건으로 연신, 권취하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 태세사의 제조방법 :

   (위 식에서 S(A)는 가장 작은 필라멘트의 단면적을 나타내고, S(B)는 가장 큰 필라멘트의 단면적을 나타냄)

   (위 식에서 D/R은 연신배율을 나타내고, NDR은 자연연신비를 나타냄).