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KR100531617B1 - 복합섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents

복합섬유 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR100531617B1
KR100531617B1 KR10-2004-0020445A KR20040020445A KR100531617B1 KR 100531617 B1 KR100531617 B1 KR 100531617B1 KR 20040020445 A KR20040020445 A KR 20040020445A KR 100531617 B1 KR100531617 B1 KR 100531617B1
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주식회사 효성
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Abstract

본 발명은 신축성이 우수하며 후가공시 제품안정성이 개선된 크림프(Crimp) 형성성 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제편직, 염가공시 섬유가 받는 열이력, 장력 등에 매우 안정한 사이드-바이-사이드형(Side-By-Side) 또는 편심심초형(Sheath-Core) 타입의 크림프 형성성 복합섬유에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 신축성 복합섬유는 권축신장율이 40% 이상, 탄성회복율 70% 이상의 고신축성을 지녔으면서도 열수축응력 최대온도가 155℃ 이상이기 때문에 최종가공포백의 아이론(Iron)수축율 기준 3% 이하로, 후가공시 제품의 안정성이 매우 뛰어난 것이라 할 수 있다. 또한 본 발명에 사용되는 중합체(Polymer)의 특징으로는 수평균 분자량의 차이가 5,000∼70,000이고 각각의 분자량 분포 지수가 1.5∼2.5인 서로 다른 섬유형성성 고분자를 이용한 것이다.
본 발명에 의해 제조되는 복합섬유는 일반적인 용융방사형 합성섬유와 마찬가지로 용융방사가 가능하여 용제 회수등의 문제가 발생하지 않고 통상의 복합방사 설비에 의한 제조가 가능하다. 또한 방사간 방사팩(Pack)내 중합체 체류시간을 줄여 분자량 감소, 원사 물성 및 신축성 저하를 최소화하였고 기존 원사에 비해 열수축응력 최대온도를 향상시켜 후공정시 제품의 형태안정성을 도모하였으며 원사의 강신도 및 신축특성 등이 우수하여 직물, 환편, 경편등의 다양한 용도로 적용이 가능하다.

Description

복합섬유 및 이의 제조방법{Conjugated fiber and manufacturing thereof}
본 발명은 신축성이 우수하며 후가공시 제품안정성이 개선된 크림프(Crimp) 형성성 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 권축신장율이 40% 이상, 탄성회복율 70% 이상의 고신축성을 지녔으면서도, 열수축응력 최대온도가 155℃ 이상이기 때문에 제직, 염가공시 받는 열이력 및 장력에 매우 안정한 사이드-바이-사이드형(Side-By-Side) 또는 편심심초형(Sheath-Core) 타입의 크림프 형성성 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일본국 특허공개공보평 제10-72732호에서는 극한 점도차를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 2 종을 사용하는 방법이 게시되고 있다. 또한, 일본국 특허공개공보 제2000-328378호 및 일본국 특허공개공보평 제9-41234호에서는 일반 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 고수축성의 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여 폴리에스테르계 잠재권축 발현성 섬유의 제조방법을 공지하고 있다. 이외에도 미합중국 특허 제3,671,379호 및 일본국 특허공개공보평 제11-189923호에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 스트래치성을 가지는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 사용하는 방법도 제시하고 있다.
그러나, 종래의 상기 특허들에 기재된 제조방법에 따라 제조된 크림프가 발현된 신축성 복합섬유의 경우에는, 후공정시 포백의 축소가 보통 10% 이상이고, 최종 가공 후에도 아이론(Iron)시 3% 이상의 형태변형이 발생하여 제품가공시 그 조건 설정이 까다롭고, 봉제품의 치수를 안정화시키기 어렵다는 문제점이 발생한다. 일반적으로 섬유 제품은 제직/염가공, 열고정(Thermal Setting) 및 아이론(Iron)시 130∼190℃의 열이력 및 1∼2g/d 정도의 장력을 받는데, 열에 대한 제품의 형태 안정성은 제품의 품위를 결정하는 중요한 인자이다. 그러므로 제품의 아이론에 의한 형태변형을 최소화하기 위해서는 아이론(Iron)시 3% 이상의 형태변형이 발생하는 종래의 기술의 문제점을 해결하여야 한다.
본 발명자들은 가공포백의 아이론시 발생하는 수축률은 섬유의 열수축응력 최대온도와 밀접한 관계가 있는 것을 인지하고, 섬유의 열수축응력 최대온도를 155℃ 이상으로 할 경우, 가공포백의 아이론 수축률이 3%이하로 되어 최종제품의 형태안정성이 우수해 짐을 알게 되었다.
또한 종래의 특허, 일본국 특허공개공보 제2002-54030호에서는 열수축응력 최대온도 130℃ 이하, 열수축응력 최대 피크치 0.20cN/dtex 이상이라고 기재되어 있을 뿐, 최종 섬유제품의 형태안정성에 미치는 효과에 대한 언급은 없다. 일반적으로, 일반 섬유에 비해 신축성 섬유 제품의 경우, 제직/염가공, 열고정(Thermal Setting) 및 아이론(Iron)시 열이력 및 장력에 민감하여 형태안정성이 문제시된다. 이는 제품의 염색 균일성, 염가공지 및 봉제품의 치수 안정성에 중요한 영향을 미치며 일반적으로, 아이론(Iron)수축율 기준 3% 이상이면 제품성이 불량인 것으로 판단된다.
또한, 종래의 신축성 복합섬유 특허들은 대부분 서로 다른 폴리에스터 고분자에 의한 복합방사에 대해서만 제안이 되어 있을 뿐 복합섬유를 구성하는 서로 다른 고분자들의 중합물 자체의 분자량에 의한 복합섬유의 물성에 관해서는 언급되어 있지 않다. 미국 특허 제 3,671,379호에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 그리고 개질된 PET, PTT에 대한 점도의 변화에 의한 물성변화에 대해서는 언급이 되어 있으나 이 특허 역시 복합섬유를 구성하는 서로 다른 고분자의 분자량에 대한 언급은 없다. 물론 마크-호윙크식(Mark-Hawink equation)에 의해 점도-분자량의 관계에서 분자량의 추정은 가능하나 이는 분자량 분포에 대한 정보는 얻을 수 없다. 또한 역시 PTT 상호간, 또는 PTT-PET, PTT-PBT등의 이종의 상이한 점도차를 갖는 폴리에스테르계 중합체를 이용한 신축성 복합섬유에 대하여 언급을 하고 있으나 이 역시 분자량 및 분자량 분포에 대한 정보는 없다. 이에 본 발명자들은 이종의 상이한 점도차를 갖는 폴리에스테르계 중합체의 분자량, 분자량 분포 및 연신시 열고정온도가 섬유의 열수축응력 최대온도, 신축특성, 가공포백의 아이론시 수축률에 영향을 주는 인자임을 발견하고 최적의 2종 중합체의 분자량 및 분자량 분포를 설계하였다.
본 발명자들은 공업적으로 사용이 가능한 섬유형성성 고분자를 이용하여 신축성이 우수하며 제품의 형태안정성이 우수한 크림프 형성성 복합섬유 및 그 제조를 목표로 한다.
따라서, 본 발명자들은 이러한 목적을 충족시키기 위하여 예의 연구한 결과 섬유형성성 고분자들중에서도 수평균 분자량의 차이가 5,000∼70,000이고 각각의 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 서로 다른 섬유형성성 고분자를 이용하여 제조되는 복합섬유가 신축성이 우수함을 알게 되었고, 또한 각각의 중합물은 수평균 분자량 10,000∼20,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 제 1성분의 섬유형성성 고분자와 수평균 분자량 15,000∼90,000이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 제 2성분의 섬유형성성 고분자로 구성될 경우가 신축특성과 아이론시 형태변형을 최소화하기 위한 최적의 중합체임을 알게 되었다. 중합체의 수평균분자량 차이가 5,000 이하일 경우 원사의 권축신장율 및 탄성회복율 발현이 어렵고, 70,000이상인 경우는 방사온도의 고온화로 인한 분자량 감소의 심화로 효과를 기대하기 어렵고, 방사시 곡사 발생으로 공정성 확보가 곤란하며 고분자량에 의한 수축효과 상승으로 아이론 수축율이 불량한 단점이 있다. 분자량 분포지수를 1.5∼2.5로 한정하는 것은 분자량 분포지수가 만일 1.5보다 작게 되면 분자량 분포가 너무 균일하게 되어 저분자량 물질의 자기 가소성(self-plasticizing)의 역할이 미비하여 공정상의 문제점이 생기기 쉽고, 분자량 분포가 2.5보다 크게 되면 분자량 분포가 커져 여러 가지의 중합물이 섞인 것과 같은 효과가 발현되어 열고정 온도를 일정 수준이상 올렸을 때, 핫플레이트에서 가소화되는 현상이 발생하여, 궁극적으로 열수축응력 최대온도를 높이기 어렵게되며 형태안정성 및 신축성이 저하되는 문제점이 생기게 된다.
또한, 분자량이 높은 중합체의 경우, 방사간 열분해에 의한 분자량 감소가 심해지고, 분자량분포 또한 넓어지기 때문에 방사팩내 중합체 용융체의 체류시간을 5분 이하로 최소화하여, 상기 특성에 따른 물성 및 기능성 발현을 극대화 시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. 본 발명의 또 다른 측면으로는, 용융방사에 의한 신축성 복합섬유의 경우 후공정시 포백의 축소가 보통 10% 이상이고, 최종 가공 후에도 3% 이상의 형태변형이 발생하여 제품가공시 그 조건 설정이 까다롭고, 봉제품의 치수를 안정화시키기 어렵다는 것을 알았다. 일반적인 섬유 제품은 보통 제직/염가공, 열고정(Thermal Setting) 및 아이론(Iron)시 130∼190℃의 열이력 및 1∼2g/d 정도의 장력을 받는데, 제품의 형태 안정성은 아이론 수축율 기준 ±3% 이내여야 하며, 이러한 특징은 섬유의 열수축응력 최대온도와 밀접한 관계가 있는 것을 발견하고, 열수축응력 최대온도를 155℃ 이상 수준으로 향상시켰을 때, 신축성 제품의 형태안정성이 우수해 짐을 알게 되었다.
본 발명은 2종의 용융방사가 가능한 섬유형성성 중합체를 사용하여 얻어진 섬유의 열수축응력 최대온도가 155℃이상, 무하중 비수처리하 권축신장율이 40%이상, 탄성회복율이 70%이상이며, 아이론(Iron) 수축율이 3% 이하인 가공포백을 제공하는 것을 그 특징으로하는 형태안정성이 우수한 신축성 복합섬유를 제공한다.
또한, 상기 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 15,000∼90,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5, 두 중합물의 수평균 분자량차가 5,000∼70,000인 것이 특징이다.
또한, 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체로 수평균 분자량이 15,000∼90,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5, 두 중합물의 수평균 분자량차가 5,000∼70,000인 것이 특징이다.
또한, 단면의 형태가 사이드-바이-사이드(Side-By-Side)형 또는 편심심초(Sheath-Core)형인 것이 바람직하다.
또한, 권축의 직경이 8mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 (A) 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 15,000∼90,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인, 2종의 폴리에스테르를 용융시키는 단계, (B) 상기 용융물을 방사팩내 체류시간이 5분 이하가 되도록 방사팩을 통과시킨 다음, 방사속도가 2,200∼5,000m/분으로 사이드-바이-사이드(Side-By-Side)형 또는 편심심초(Sheath-Core)형 형태의 복합사로 인취한 다음, 연신 및 열고정하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 신축성 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (A) 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체로 수평균 분자량이 15,000∼90,000 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인, 2종의 폴리에스테를 용융시키는 단계, (B) 상기 용융물을 방사팩내 체류시간이 5분 이하가 되도록 방사팩을 통과시킨 다음, 방사속도가 2,200∼5,000m/분으로 사이드-바이-사이드(Side-By-Side)형 또는 편심심초(Sheath-Core)형 형태의 복합사로 인취한 다음, 연신 및 열고정하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 신축성 복합섬유의 제조방법은 부분배향-연신/가연 공법이나 방사직접연신공법에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연신온도가 85∼95℃이고, 열고정 온도는 160∼220℃인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 신축성 복합섬유로 제조되고 꼬임수(TM: Twist/meter)가 150∼2,000인 가공사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 신축성 복합섬유와 신도 50% 이상, 비수수축율이 15% 이상인 고수축 특성의 원사가 혼섬되어 있는 혼섬사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 신축성 복합섬유를 포함하고 있는 포백을 제공한다.
아이론시 형태변형이 최소화하기 위한 신축성을 지니는 복합섬유를 제조하기 위해서 수평균 분자량의 차이가 5,000∼70,000이고 각각의 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 서로 다른 섬유형성성 고분자가 바람직하며, 각각의 고분자의 특성과 그 분석방법, 그리고 제조방법에 대해서 다음과 같이 중합물 재료, 이를 이용한 방사공정에 대해 서술하고자 한다.
1. 수평균 분자량의 차이가 5,000∼70,000이고 각각의 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 서로 다른 섬유형성성 고분자의 특성과 그 분석방법
본 발명에 사용되는 2종의 중합체는 수평균 분자량의 차이를 5,000∼70,000 으로 하고 각각의 분자량 분포지수가 1.5∼2.5가 되게 하기 위해서는 한가지 성분의 수평균 분자량이 10,000∼20,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이어야 하고, 다른 한가지 성분의 수평균 분자량이 15,000∼90,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이어야 한다.
사용되는 중합물은 공업적으로 이용되는 폴리에스터, 나이론등의 중합물과 이들의 개질 중합물등의 사용이 가능하다. 그 외의 폴리우레탄이나 폴리아크릴로나이트릴등의 중합물도 사용이 가능하나 이들은 고온에서의 공정에서 분해되는 문제가 발생하여 실제 적용은 곤란하다. 폴리에스터나 나이론등의 중합물과 이들의 개질 중합물의 이용이 가능하며 그 구체적인 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등으로 대표되는 폴리에스터와 이소프탈산(Isophthalic acid), 폴리에틸렌 글라이콜(polyethylene glycol)등으로 개질된 이들의 공중합체, 그리고 나이론 6, 나이론 66, 나이론 46등으로 대표되는 나이론과 메타 자일렌 디아민(m-xylene diamine)등으로 개질된 이들의 공중합체등 용융성형이 가능한 중합물 등이 가능하다.
이들 중합물을 이용하여 한 가지의 중합물의 수평균 분자량이 10,000∼20,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이어야 하고, 다른 한가지 중합물의 수평균 분자량이 15,000∼90,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이어야 한다는 것의 의미는 한 가지 성분과 다른 한 가지 성분의 중합물이 확정되어 있다는 것이 아니라 한 가지 중합물의 수평균 분자량이 10,000 ∼ 20,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5이면 다른 한 가지 중합물의 수평균 분자량이 15,000∼90,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5이면 된다는 의미이다. 더욱 구체적으로는 예를 들어 수평균 분자량이 10,000 ∼ 20,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 중합물이 폴리에틸렌테레프탈레이트라 하면 수평균 분자량이 15,000∼90,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 중합물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트, 나이론 6가 되어도 좋고 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트어도 좋다는 의미이다. 즉 겔투과 크로마토그래피법에 의한 수평균 분자량의 차이와 분자량 분포지수가 본 발명에서 한정하는 범위에 있기만 하면 중합체의 종류가 같거나 다르거나 무관하다는 의미이다. 따라서 본 발명에서는 수평균 분자량이 10,000 ∼ 20,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 중합물을 저분자량 고분자로 칭하고 수평균 분자량이 15,000∼90,000 이고 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인 중합물은 고분자량 고분자라 칭한다.
이들 중합물의 제조는 일반적으로 알려진 괴상중합, 용액중합, 계면중합등으로 제조되는 데 본 발명에서 대상으로 하는 중합물은 어느 방법으로 제조된 것이나 사용이 가능하며 특히 좋기로는 괴상중합법중에서도 용융중합이나 고상중합으로 제조되어지는 중합물이 그 제조경비면에서 유리하다.
본 발명에서 저분자량 고분자의 분자량의 낮은 값을 10,000 으로 하고 고분자량 고분자의 분자량의 높은 값을 90,000으로 하는 이유는 다음과 같다. 분자량 10,000 미만의 중합물을 제조하는 것은 중합방법 자체로는 어렵지 않다. 하지만 이 중합물을 이용하여 섬유화하기 위해서는 칩(Chip 혹은 pellet)의 형태로 있는 게 유리한데 분자량이 10,000 미만이 되면 chip으로 제조시 너무 부서지기 쉬워 균일한 형상을 갖는 chip의 제조가 곤란하며 분자량이 90,000 을 넘게 되면 용융중합법 또는 고상중합법으로는 제조가 곤란하고, 가능하다 하더라도 그 시간이 너무 길게 되어 경제적으로 불리하며, 방사온도를 지나치게 높여야 하기 때문에 열분해에 의한 분자량 감소로 그 효과를 보기 어렵다.
또한 분자량 분포지수를 1.5∼2.5로 한정하는 것은 분자량 분포지수가 만일 1.5보다 작게 되면 분자량 분포가 너무 균일하게 되어 저분자량 물질의 자기 가소성(self-plasticizing)의 역할이 미비하여 공정상의 문제점이 생기기 쉽고, 분자량 분포가 2.5보다 크게 되면 분자량 분포가 커져 여러 가지의 중합물이 섞인 것과 같은 효과가 발현되어 열고정 온도를 일정 수준이상 올렸을 때, 핫플레이트에서 가소화되는 현상이 발생하여, 궁극적으로 열수축응력 최대온도를 높이기 어렵게되며 형태안정성 및 신축성이 저하되는 문제점이 생기게 된다.
본 발명에서 수평균 분자량 및 분자량분포지수는 중합물이나 제조된 복합섬유를 헥사플로로아이소프로필알코올(Hexafluoroisopropylalcohol, HFIP)에 녹여 미국 워터스(Waters)사의 고온용 GPC set를 이용하여 폴리스타이렌(Polystyrene)을 기준물질로 하여 수평균 분자량(Number avergae molecular weight, Mn)과 중량평균 분자량(Weight average molecular weight, Mw)을 측정하고 다음 식으로부터 분자량분포지수(Polydispersity Index, PDI)를 환산하였다.
2. 복합섬유의 제조
복합섬유를 제조하기 위한 용융방사시 중합물의 방사온도는 각 중합물의 용융온도보다 20∼70℃ 높은 온도로 선정하였다. 중합물 방사온도가 중합물 용융 온도보다 20℃보다 낮으면 불균일한 용융이 되어 압출기 내에서의 압력이 너무 높아져 작업성이 저하되며 제조되는 복합섬유가 물성이 불균일해지는 등의 문제가 발생한다. 또한 중합물 용융온도보다 70℃보다 더 높게 되면 중합물의 흐름성은 개선되지만 중합물의 열분해 등의 문제가 발생하게 된다.
토출된 개개의 섬유상 중합체를 방사구금 바로 밑에서 접합시켜 사이드-바이-사이드(side by side) 단면의 복합섬유를 수득하거나, 중합체가 분배판을 지나 방사구금으로 들어가면서 합쳐지게 되는 편심심초형(Sheath-Core) 단면의 섬유 제조가 가능하다.
또한, 분자량이 높은 중합체의 경우, 방사간 열분해에 의한 분자량 감소가 심해지고, 분자량분포 또한 넓어지기 때문에 방사팩내 중합체 용융체의 체류시간을 5분 이하로 최소화하여, 상기 특성에 따른 물성 및 기능성 발현을 극대화 시킬수 있다는 것을 알게 되었다.
얻어진 복합섬유는 통상의 폴리에스터 복합섬유의 제조에 이용되는 부분배향-연신/가연 공법이나 방사직접연신공법에 의하여 섬유화할수 있다.
본 발명은 핵심적인 기술구성요소로서 방사속도는 2,200∼5,000m/분인 것이다. 이는 2,200m/분 이하로 방사시, 저속 방사에 의한 중합체 용융체 토출량 감소로 경제성 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 연신시 연신비 향상으로 인한 열수축율 상승으로 궁극적으로는 아이론시 수축률이 3% 이상이어서 최종제품의 열에 대한 형태 안정성이 급격히 떨어진다. 일반적으로 낮은 방사속도에서 고배율연신에 의해 형성된 결정을 가지고 있는 섬유들은 열에 대한 높은 수축률을 나타낸다. 또한, 5,000m/분 이상 방사시 2종의 서로 다른 분자량의 중합체간 열적, 물리적 특성이 매우 상이함으로 인한 방사성 저하로 방사공정의 안정성이 떨어진다.
본 발명은 또 다른 핵심적인 기술 구성 요소로서, 부분배향-연신/가연 공법이나 방사직접연신공법에 의해 제조시, 연신온도는 85∼95℃, 열고정 온도는 160∼220℃를 그 특징으로 한다. 연신온도의 경우, 85℃ 이하에서는 균일연신이 어렵고, 95℃ 이상에서는 열에 의해 가소화되는 정도가 심해 방사간 공정성 및 그 물성이 불안정하게 된다. 열고정 온도는 160℃ 이하가 되면 열수축응력 최대온도가 155℃ 이하가 되어, 최종가공포백의 아이론시 높은 수축이 발생하게 되어 제품의 형태안정성이 불균일으로 인한 최종 제품의 품위가 떨어지며, 220℃ 이상이 되면 가소화가 심해져서 공정성 및 제반 물성이 약화된다.
종래의 크림프가 발현된 신축성 복합섬유의 경우, 후공정시 포백의 축소가 보통 10% 이상이고, 최종 가공 후에도 아이론(Iron)시 3% 이상의 형태변형이 발생하여 제품가공시 그 조건 설정이 까다롭고, 봉제품의 치수를 안정화시키기 어렵다는 문제점이 있다. 일반적인 섬유 제품은 보통 제직/염가공, 열고정(Thermal Setting) 및 아이론(Iron)시 130∼190℃의 열이력 및 1∼2g/d 정도의 장력을 받는데, 제품의 형태 안정성은 섬유의 열수축응력 최대온도와 밀접한 관계가 있는 것을 본 발명자들이 발견하고, 열수축응력 최대온도를 155℃ 이상으로 향상시켰을 때, 제품의 형태안정성이 우수해 짐을 알게 되었다.
본 발명의 제사조건에 따르는 섬유의 물성 및 기능성을 표 1에 나타내었다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
본 발명에 따른 방법으로 제조된 접합형 복합섬유의 물성을 평가기준 및 그 측정방법에 대하여 먼저 상술한다.
1. 열수축응력 측정
초하중 0.5g/d, 승온속도 2.2℃/초로 Kanebo사의 Thermal stress tester를 이용하여 측정하였다.
2. 수평균분자량 및 분자량분포 측정
중합물이나 제조된 복합섬유를 헥사플로로아이소프로필알코올(Hexafluoroisopropylalcohol, HFIP)에 녹여 미국 워터스(Waters)사의 고온용 GPC set를 이용하여 폴리스타이렌(Polystyrene)을 기준물질로 하여 수평균 분자량(Number avergae molecular weight, Mn)과 중량평균 분자량(Weight average molecular weight, Mw)을 측정하고 다음 수식 1로부터 분자량분포지수(Polydispersity Index, PDI)를 환산하였다.
[수식 1]
3. 권축신장율 및 탄성회복율 측정
하기 실시예에서 제조된 크림프 형성성 복합섬유의 물성인 권축신장율 및 탄성회복율을 측정하기 위하여 하기와 같이 수행하였다.
섬유타래를 무하중 하에서 비수(boiling water) 중에 30 분간 침지한 후, 실온 상에서 건조시키고, 2 분간 0.1g/d 하중을 가하여 제중하고 10 분간 방치하였다. 상기 단계를 거친 시료를 0.002 g/d 하중 하에서 2 분간 방치한 후, 그때의 길이(L1)를 측정하였다. 상기 시료에 0.1 g/d 하중을 더하고 2 분후 길이(L2)를 측정하였다. 나아가, 0.1 g/d 하중을 제거한 다음 2 분 경과 후 그때의 길이(L3)를 측정하였다. 권축신장율 또는 탄성회복율은 하기 수식 2 또는 수식 3에 의하여 산출되었다.
[수식 2]
권축신장율(%) =[(L2-L1)/L2] × 100
[수식 3]
탄성회복율(%) =[(L2-L3)/(L2-L1)] × 100
4. 아이론(Iron) 수축율 측정: 통상의 방법으로 제편직, 염가공하여 KS K 0558-2001, A-1(건열아이론법)에 의거 측정
5. 크림프 크기 측정
20개의 섬유를 랜덤 샘플링하여 자중하 광학현미경으로 측정후, 크림프 지름의 평균을 그 크기로 측정
실시예 1.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 12,632, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 19,149, 분자량분포지수(PDI) 2.4인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(d)의 편심심초형(Sheath-Core) 단면으로 방사온도 270℃, 방사속도 2,200m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.75, 연신 온도 85℃ 열고정 온도 160℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 2.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 15,385, 분자량분포지수(PDI) 2.1인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 33,522, 분자량분포지수(PDI) 2.1인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드 바이 사이드(Side-by-side) 단면으로 방사온도 275℃, 방사속도 2,600m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.70, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 180℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 3.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 18,211, 분자량분포지수(PDI) 2.1인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 88,245, 분자량분포지수(PDI) 1.6인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드 바이 사이드(Side-by-side) 단면으로 방사온도 285℃, 방사속도 3,800m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 방사직접연신법에 의해 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 방사직접연신시 연신비는 3.7, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 170℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 4.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 12,632, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 25,984, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드 바이 사이드(Side-by-side) 단면으로 방사온도 285℃, 방사속도 2,600m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 4.6데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.8데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.70, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 160℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 5.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 13,691, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 25,984, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(d)의 편심심초형(Sheath-Core) 단면으로 방사온도 285℃, 방사속도 2,600m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 6.9데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 4.2데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.70, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 160℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 6.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 15,385, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 31,300, 분자량분포지수(PDI) 2.1인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 중량비 6:4의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(b)의 사이드 바이 사이드(Side-by-side) 단면으로 방사온도 295℃, 방사속도 2,400m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.62, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 220℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 7.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 15,385, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 23,300, 분자량분포지수(PDI) 2.2의 이소프탈산이 10몰%로 치환된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드 바이 사이드(Side-by-side) 단면으로 방사온도 275℃, 방사속도 2,900m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.67, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 180℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
실시예 8.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 15,385, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 33,691, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리부틸렌탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드 바이 사이드(Side-by-side) 단면으로 방사온도 275℃, 방사속도 2,400m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.67, 연신 온도 90℃ 열고정 온도 180℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 매우 우수한 신축특성 및 형태안정성을 나타내었다.
비교예 1.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 12,632, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 16,950, 분자량분포지수(PDI) 2.4인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드-바이-사이드(Side-By-Side) 단면으로 방사온도 270℃, 방사속도 2,500m/분, Pack내 체류시간 4분으로 설정하여 단사섬도가 3.4데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 1.70, 연신 온도 75℃ 열고정 온도 145℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 신축특성이 매우 감소하였고 및 형태안정성이 불안정함을 나타내었다.
비교예 2.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 12,691, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 24,411, 분자량분포지수(PDI) 2.7인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(d)의 편심심초형(Sheath-Core) 단면으로 방사온도 265℃, 방사속도 1,500m/분, Pack내 체류시간 8분으로 설정하여 단사섬도가 6.0데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 2.85, 연신 온도 75℃ 열고정 온도 140℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 신축특성이 다소 감소하였고 및 형태안정성이 불안정함을 나타내었다.
비교예 3.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 15,805, 분자량분포지수(PDI) 2.6인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 30,680, 분자량분포지수(PDI) 2.6인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드-바이-사이드(Side-By-Side) 단면으로 방사온도 270℃, 방사속도 1,400m/분, Pack내 체류시간 8분으로 설정하여 단사섬도가 8.1데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.8데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 2.90, 연신 온도 80℃ 열고정 온도 150℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 신축특성이 다소 감소하였고 및 형태안정성이 불안정함을 나타내었다.
비교예 4.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 15,385, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 수평균분자량(Mn) 31,292, 분자량분포지수(PDI) 2.8인 폴리부틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드-바이-사이드(Side-By-Side) 단면으로 방사온도 275℃, 방사속도 1,400m/분, Pack내 체류시간 8분으로 설정하여 단사섬도가 6.0데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 2.90, 연신 온도 75℃ 열고정 온도 145℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 신축특성이 다소 감소하였고 및 형태안정성이 불안정함을 나타내었다.
비교예 5.
크림프 형성성 복합섬유를 제조함에 있어서, 수평균분자량(Mn) 13,490, 분자량분포지수(PDI) 2.2인 나일론6와 수평균분자량(Mn) 31,290, 분자량분포지수(PDI) 2.8인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 중량비 5:5의 비율로 종래의 용융복합방사 설비를 이용하여 도 2-(a)의 사이드-바이-사이드(Side-By-Side) 단면으로 방사온도 270℃, 방사속도 1,400m/분, Pack내 체류시간 8분으로 설정하여 단사섬도가 6.0데니어가 되도록 폴리에스테르 복합섬유를 제조하였다. 상기 방사/권취하여 수득된 복합섬유를 별도의 연신장치를 이용, 연신하여 스프링 형상의 크림프를 부여한 단사섬도 2.1데니어급의 크림프 발현형 신축성 복합섬유를 제조하였다. 연신시 연신비는 2.90, 연신 온도 75℃ 열고정 온도 145℃로 실시하며, 그 결과를 표 1에 나타내었는 바, 원사 및 직물에 있어서 신축특성이 다소 감소하였고 및 형태안정성이 불안정함을 나타내었다.
1) S/S: 사이드-바이-사이드(Side-By-Side), S/C: 편심심초형(Sheath-Core), 2) 아이론(Iron) 수축율 합격기준: ±3.0% 이하
본 발명에 따라 제조된 신축성 복합섬유는 권축신장율이 40% 이상, 탄성회복율 70% 이상의 고신축성을 지녔으면서도 열수축응력 최대온도가 155℃ 이상이기 때문에 최종가공포백의 아이론(Iron)수축율 기준 3% 이하로, 후가공시 제품의 안정성이 매우 뛰어난 것이라 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조되는 복합섬유는 방사간 방사팩(Pack)내 중합체 체류시간을 줄여 분자량 감소, 원사 물성 및 신축성 저하를 최소화하였고 기존 원사에 비해 열수축응력 최대온도를 향상시켜 후공정시 제품의 형태안정성을 도모하였으며 원사의 강신도 및 신축특성 등이 우수하여 직물, 환편, 경편등의 다양한 용도로 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 신축성 및 후가공시 형태안정성이 우수한 크림프 형성성 복합섬유의 열수축응력 분석도 이다.
도 2-(a), (b), (c), (d)는 본 발명에 의해 제조된 신축성 및 후가공시 형태안정성이 우수한 크림프 형성성 복합섬유의 단면도이다.

Claims (11)

  1. 2종의 용융방사가 가능한 섬유형성성 중합체를 사용하여 얻어진 섬유의 열수축응력 최대온도가 155℃이상, 무하중하 비수처리후 권축신장율이 40%이상, 탄성회복율이 70%이상이며, 아이론(Iron) 수축율 3% 이하의 가공포백의 제조가 가능한 것을 그 특징으로 하는 형태 안정성이 우수한 신축성 복합섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 15,000∼90,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5, 두 중합물의 수평균 분자량차가 5,000∼70,000인 것을 특징으로 하는 형태 안정성이 우수한 신축성 복합섬유.
  3. 제 1항에 있어서,
    1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체로 수평균 분자량이 15,000∼90,000, 분자량 분포지수가 1.5∼2.5, 두 중합물의 수평균 분자량차가 5,000∼70,000인 것을 특징으로 하는 형태 안정성이 우수한 신축성 복합섬유.
  4. 제 1항에 있어서,
    단면의 형태가 사이드-바이-사이드(Side-By-Side)형 또는 편심심초(Sheath-Core)형 형태의 형태 안정성이 우수한 신축성 복합섬유
  5. 제 1항에 있어서,
    권축의 직경이 8mm 이하인 형태 안정성이 우수한 신축성 복합섬유
  6. (A) 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 15,000∼90,000 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인, 2종의 폴리에스테르를 용융시키는 단계
    (B) 상기 용융물을 방사팩내 체류시간이 5분이하가 되도록 방사팩을 통과 시킨 다음, 방사속도가 2,200∼5,000m/분으로 사이드-바이-사이드(Side-By-Side)형 또는 편심심초(Sheath-Core)형 형태의 복합사로 인취하는 단계
    (C) 인취된 복합사를 85∼95℃의 온도로 연신 및 160∼220℃의 온도에서 열고정하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 형태안정성이 우수한 신축성 복합섬유의 제조방법.
  7. (A) 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 수평균 분자량이 10,000∼20,000 분자량 분포지수가 1.5∼2.5 이고, 또 다른 1종의 중합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체로 수평균 분자량이 15,000∼90,000 분자량 분포지수가 1.5∼2.5인, 2종의 폴리에스테르를 용융시키는 단계
    (B) 상기 용융물을 방사팩내 체류시간이 5분이하가 되도록 방사팩을 통과 시킨 다음, 방사속도가 2,200∼5,000m/분으로 사이드-바이-사이드(Side-By-Side)형 또는 편심심초(Sheath-Core)형 형태의 복합사로 인취하는 단계
    (C) 인취된 복합사를 85∼95℃의 온도로 연신 및 160∼220℃의 온도에서 열고정하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 형태안정성이 우수한 신축성 복합섬유의 제조방법.
  8. 제 6항 내지 제 7항에 있어서,
    부분배향-연신/가연 공법이나 방사직접연신공법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 형태안정성이 우수한 신축성 복합섬유의 제조방법.
  9. 제 1항의 신축성 복합섬유로 제조되고 꼬임수(TM: Twist/meter)가 150∼2,000인 것을 특징으로 하는 가공사.
  10. 제 1항의 신축성 복합섬유와 신도 50% 이상, 비수수축율이 15% 이상인 고수축 특성의 원사가 혼섬되어 있는 혼섬사.
  11. 제 1항의 신축성 복합섬유를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 포백.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101979656B1 (ko) * 2018-01-26 2019-05-17 주식회사 대영합섬 복합가연사 및 이의 제조방법

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102378833B (zh) * 2009-03-31 2014-07-02 郡是株式会社 芯鞘复合纤维
CN101974802A (zh) * 2010-09-21 2011-02-16 常熟市海欣复合材料有限公司 环保型有色复合弹性纤维及其加工方法
TWI470126B (zh) * 2011-09-23 2015-01-21 Shinkong Synthetic Fibers Corp Core-sheath type composite fiber and its manufacturing method and fabric
CN103668552A (zh) * 2012-09-17 2014-03-26 东丽纤维研究所（中国）有限公司 一种尼龙系复合纤维及其制造方法
JP6099522B2 (ja) * 2013-08-29 2017-03-22 ユニチカトレーディング株式会社 長短複合紡績糸及びこの紡績糸を用いた編地
CN104499091B (zh) * 2014-12-31 2016-09-21 江苏恒力化纤股份有限公司 一种聚酯并列复合丝及其制备方法
CN104593904A (zh) * 2015-02-06 2015-05-06 海兴材料科技有限公司 一种无机械卷曲ptt/pet并列复合弹性短纤维的生产方法
US12071712B2 (en) * 2016-12-14 2024-08-27 Toray Industries, Inc. Eccentric core-sheath composite fiber and combined filament yarn
KR101979655B1 (ko) * 2017-12-27 2019-08-28 주식회사 대영합섬 폴리에스테르계 잠재권축사를 이용한 복합가연사 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리에스테르계 잠재권축사를 이용한 복합가연사
JP7355014B2 (ja) * 2018-11-06 2023-10-03 東レ株式会社 伸縮加工糸及び繊維製品
WO2021006561A1 (ko) * 2019-07-05 2021-01-14 코오롱인더스트리 주식회사 타이어 코드용 원사 및 타이어 코드
KR102303269B1 (ko) * 2020-04-10 2021-09-17 (주)서원테크 항균 및 자외선 차단 기능성 pet/pbt 잠재권축 복합사의 제조방법
KR102303275B1 (ko) * 2020-04-10 2021-09-16 (주)서원테크 멜란지 컬러 발현이 가능한 고신축성 pet/pbt 잠재권축 복합사의 제조방법
KR102380277B1 (ko) * 2020-09-25 2022-03-29 (주)서원테크 심색성이 우수한 고신축성 리사이클 pet/ptt 잠재권축 복합사의 제조방법 및 이를 이용한 직물
JP7683344B2 (ja) * 2021-06-23 2025-05-27 東レ株式会社 融着仮撚糸及び織編物
CN113373535A (zh) * 2021-06-28 2021-09-10 福建省海兴凯晟科技有限公司 Pet/ptt双组分舒弹丝制备工艺
WO2024018818A1 (ja) * 2022-07-22 2024-01-25 東レ株式会社 複合繊維、構造糸、織編物及び衣類
CN119452130A (zh) * 2022-07-22 2025-02-14 东丽株式会社 假捻加工纱以及包含其的复合假捻加工纱、捻纱、机织针织物及衣物

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101979656B1 (ko) * 2018-01-26 2019-05-17 주식회사 대영합섬 복합가연사 및 이의 제조방법

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