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KR101253085B1 - 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법 - Google Patents

초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법 Download PDF

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KR101253085B1
KR101253085B1 KR1020110032730A KR20110032730A KR101253085B1 KR 101253085 B1 KR101253085 B1 KR 101253085B1 KR 1020110032730 A KR1020110032730 A KR 1020110032730A KR 20110032730 A KR20110032730 A KR 20110032730A KR 101253085 B1 KR101253085 B1 KR 101253085B1
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polyester
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이의열
이명진
김희동
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주식회사 덕우실업
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Abstract

고감성 초박형직물을 제직하기 위한 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법에 관한 것으로서 본 발명에 의해 실크와 유사한 촉감을 가지고, 신축성, 드레이프성 및 크리프효과(Crepe Effect)가 우수한 초박형직물을 제조하는데 특히 바람직한 강도, 신도, 수축율 및 단사섬도를 갖는 폴리에스테르 저수축필라멘트사를 제공할 수 있다.

Description

초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법{Process Of Producing Low―Shrinkage Polyester Filament Yarn For Ultra―Thin Fabric}
본 발명은 고감성 초박형직물을 제직하기 위한 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법에 관한 것이다.
합성섬유와 관련된 기술은 많은 발전을 거듭하여 천연섬유의 물성과 촉감을 모방하기 위한 많은 기술이 선보이고 있다. 특히 실크를 모방한 Silk-Like제품의 개발은 1960년대 이형단면 기술과 알칼리 감량기술에 의해 실크섬유를 모방한 기술로 적용된 이후, 1970년대 알칼리 감량기술 개발이 확대되면서 원사의 수축차를 이용한 기술 등장, 1980년대 들어서서 이수축 혼섬과 이성분 혼섬기술 등의 다양한 기술이 개발되면서 시작되어 실크라이크 폴리에스터 소재를 개발하는데 핵심기술로서 응용이 되었고 1988년 일본에서 "신합섬"이라는 신조어를 만든 원동력으로 작용하게 되었으며, 1990년대 신합섬기술이 집대성되어 다중혼성 제어기술과 특수한 효과를 내기위한 사교락기술 등이 복합된 신합섬이 개발되고 있다.
그러나 현재까지의 사가공관련 기술은 이종의 섬유를 혼섬하고 가공하는 형태의 기술로서 섬도 50de/12fila 이상의 가공사를 제조하는데 그치고 있어 터치가 하드하며, 이수축 복합소재를 활용한 제품에는 Whiteness의 발생으로 인하여 고급 브라우스용등의 초경량의류소재로 적용이 어려운 실정이다. 또한, 20~30de/12fila급의 세섬도소재의 경우에는 소재 자체의 수축율로 인하여 불량률이 많이 발생하여 제직준비/제직공정에서의 작업성저하, 직물의 촉감저하의 문제점이 있어 이를 활용한 제품전개에 어려움이 있어왔다. 이러한 20~30de/12fila급의 세섬도소재의 경우에는 가공사보다는 멀티필라멘트사를 그대로 사용하여 무연 사이징 처리하여 고밀도 제직후에 후가공에서 코팅, 발수 처리를 하여 스포츠웨어, 바람막이 등의 아웃웨어용으로만 전개를 하고 있는 실정이다.
그러므로 본 발명에서는 종래기술의 문제점을 해결하여 20~30de/12fila급의 세섬도소재로도 소재 자체의 수축율로 인한 제직준비/제직공정에서의 작업성저하, 직물의 촉감저하 및 직물불량률을 극복하여 신축성, 드레이프성 및 크리프효과(Crepe Effect)가 우수한 초박형직물을 제조하는데 특히 바람직한 강도, 신도, 수축율을 보유하는 고감성 실크라이크 초박형직물용 폴리에스테르 저수축필라멘트사를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 폴리에스테르 미연신필라멘트를 제1고뎃롤러에 감으면서 통과시킨 후 핫플레이트를 통과시키고 제2고뎃롤러에 감으면서 통과시킨 후 인터레이스한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 제공하는 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사는 높은 함기성과 치밀한 조직을 가지고 경량감, 스트레치성 및 드레이프성이 우수하면서 소프트한 촉감이 발현되는 고감성 초박형직물을 제직하기 위한 것이다.
본 발명의 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사는 도 1에 도시된 바와 같이 폴리에스테르 미연신필라멘트(1)를 제1고뎃롤러(2)에 감으면서 통과시킨 후 핫플레이트(3)를 통과시키고 제2고뎃롤러(4)에 감으면서 통과시킨 후 인터레이스노즐(5)로 인터레이스한 후 권취롤러(6)에 권취하여 저수축필라멘트사로 만들게 되는데, 특히 상기 폴리에스테르 미연신필라멘트를 85~95℃의 제1고뎃롤러에 6~8회 감으면서 통과시킨 후 200~230℃의 핫플레이트를 통과시키고 상온의 제2고뎃롤러에 6~8회 감으면서 오버피드율 0.95~0.99로 통과시켜 연신을 하게 된다.
상기 폴리에스테르 미연신필라멘트를 제1고뎃롤러에 감을때 6~8회 감으면서 통과시켜 미연신필라멘트의 온도를 Tg에 근접하도록 하여 열안정화시킬 수 있다. 핫플레이트의 온도가 200℃미만에서는 제조되는 사의 저수축특성이 잘 발현되지 않고, 230℃를 초과하면 상기 저수축필라멘트의 절단강도는 증가하나, 절단신도는 감소할 수 있는데, 이는 처리온도의 증가로 인하여 연신시 발생하는 분자쇄의 섬유축 방향으로의 배열로 인한 결정화도의 증가와 함께, 비결정영역중에 분자쇄가 긴장해서 분자내의 충전밀도가 밀접해지기 때문이다.
한편, 열응력 특성은 열에 의해 발생하는 힘의 변화를 말하는 것으로 일반적으로 물질은 열을 받으면 물리적 성질의 변화와 형태의 변화를 수반하게 된다. 고분자물질은 열을 받으면 구성분자의 상태가 변하면서 수축된다. 사가공 공정을 거친 필라멘트사에 재열처리를 하면 운동성이 증가된 선상고분자는 세그먼트가 먼저 유동을 시작하고 어느 수준의 에너지를 넘어서면 분자 전체가 유동한다. 본 발명에서 핫플레이트의 온도가 230℃를 초과하면 최대응력이 감소할 수 있는데, 높은 온도에서 셋팅된 분자사슬의 유동성의 증가로 인하여 분자간의 응집력 감소로 열응력이 감소하는 것으로 보인다.
제2고뎃롤러를 통과한 필라멘트는 1.25~1.75㎏/㎠의 공기압력으로 인터레이스를 하여 사속 550~650m/분으로 권취하여 저수축필라멘트사로 되는데, 인터레이스를 통해 강신도의 향상효과를 잘 발현하고 열적안정성을 향상시켜 제직단계전의 연사단계에서의 핀사발생을 방지하고 해사성을 향상시키는 등의 작업성을 향상시킬 수 있다. 공기압력 1.25㎏/㎠미만에서는 염색불균일현상이 발생할 수 있으며 해사성이 저하될 수 있다. 1.75㎏/㎠을 초과한 경우에는 신도의 저하가 일어날 수 있다. 인터레이스갯수는 70∼100개/m로 조절하여 후공정에서의 작업을 원활하도록 한다.
상기 폴리에스테르 미연신필라멘트는 강도 2.9~3.2 g/d, 신도 10~14% 및 단사섬도 2.5~3.0d인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 저수축필라멘트사는 강도 4.81~4.96 g/d, 신도 23.3~26.0%, 수축율 2.8~3.6%, 최대열응력 0.8~0.9g/d 및 단사섬도 1.5~2.0d이어서 드레이프성이 우수하면서 소프트한 촉감이 발현되는 고감성 초박형직물을 제직하는데 특히 바람직하다.
그러므로 본 발명에 의하면 실크와 유사한 촉감을 가지고, 신축성, 드레이프성 및 크리프효과(Crepe Effect)가 우수한 초박형직물을 제조하는데 특히 바람직한 강도, 신도 및 저수축율을 갖는 세섬도 폴리에스테르 저수축필라멘트사를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조공정의 모식도이며,
도 2는 본 발명의 폴리에스테르 저수축필라멘트사단면의 현미경사진이며,
도 3은 본 발명의 폴리에스테르 저수축필라멘트사로 제직한 직물표면의 현미경사진이며,
도 4는 본 발명의 폴리에스테르 저수축필라멘트사로 제직한 직물표면의 현미경사진이며,
도 5는 본 발명의 폴리에스테르 저수축필라멘트사로 제직한 직물의 사진이다.
이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사를 제조하는 방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
폴리에스테르 미연신필라멘트(34d/12fila, 강도 3.04g/d, 신도 13%)를 90℃의 제1고뎃롤러에 감으면서 통과시킨 후 200℃의 핫플레이트를 통과시키고 85℃의 제2고뎃롤러에 감으면서 오버피드율 0.9725로 통과시켜 연신을 하게 된다. 이후 1.5㎏/㎠의 공기압력으로 인터레이스하여 인터레이스갯수를 80∼86개/m로 한 후 사속 600m/분으로 권취하여 저수축필라멘트사(20d/12fila)를 제조하고 저수축필라멘트사의 물성을 다음과 같이 측정하였다.
＊원사 물성실험
가. 섬도 실험
KS K 0416 필라멘트사의 섬도 측정 방법(타래법)에 의거하여 둘레가 1m인 Reel에 90회 시료를 감아 채취된 타래를 Heating Chamber內 온도 50℃에서 30분간 건조시킨 후 허용오차 ±0.5mg의 저울을 사용하여 무게를 측정하여 사의 섬도를 측정하였다.
나. 사 인장강신도
Textechno Statimat Me.(German)을 이용하여 상온에서 24시간 방치한 시료를 sample 길이 200mm, Test speed 2000m/min의 조건으로 10회 실험하였다. 실험 기기에서 제공하는 software로부터 Breaking Tenacity, Breaking Elongation을 구하고 각각의 결과에서 10회 평균값을 구하였다.
다. 사 수축특성
1) Hank (KS K 0215) 습열 수축률 실험
검척기의 Reel에 시료를 감아 타래상태로 만든 다음 絲에 0.1g/d의 초하중을 걸어 원장을 구한 후 Water Bath 內에서 온도 100℃, 30분간 무긴장 하에서 침지하여 습열처리를 하고 24시간 이상 상온에서 방치한 후 0.1g/d의 초하중을 시료에 걸고 길이를 측정하여 수축 변화량을 측정하였다
습열수축율(%) = {(초기원장 - 처리후 수축장)/초기원장} × 100
라. 열응력
Kanebo Engineering. LTD의 열응력 측정기를 사용하여 sample의 길이가 50mm가 되도록 hook상태로 만들어, 승온속도 2.3℃/sec 하에서 초하중 0.03g/d를 주고 3회 반복 실험하여 Peak 점에서의 응력과 온도를 측정하였다
마. 단면
사 단면 형상을 관찰하기 위해 75×10-3㎜Hg 감압하에서 Au-Pd 코팅한 다음 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, S-3200N, Hitachi Co., Ltd.)을 이용하여 관찰하였으며, 사 표면 형상은 화상분석기(STEMI 2000-C)를 이용하여 관찰하여 도 2에 나타내었다.
사. 물성측정결과
구분 섬도 강도 신도 수축율 최대열응력
실시예 1 20.6d/12fila 4.95g/d 25.3% 3.5% 0.82g/d
[실시예 2 및 실시예 3]
상기 실시예 1의 폴리에스테르 저수축필라멘트사를 위사로 공급하여 하기 표 2와 같은 조건으로 제직한 후 상기 직물을 축소ㆍ정련한 후 프리셋팅하고 감량한 후 분산염료로 염색하고 건조시켜 직물을 제조하고 물성을 다음과 같이 측정하여 표 3에 니타내었다.
구 분 경 사 위 사 폭(Inch) 경사본수 생지밀도(경/위) 중량 조직
실시예 2 20/24 PET
(3200T/M,S:Z) 		20/12 PET 73 8,800 120/126 48 Plain
실시예 3 20/24 PET
(3200T/M S:Z)		 20/12 PET 73 8,800 120/118 43 Plain
＊ 직물의 역학적 특성
직물의 역학적 특성을 정도 높게 평가할 수 있는 Kawabata 등에 의해서 개발된 KES-FB 1∼4 System(Kawabata Evaluation System of Fabric)을 이용하여 직물의 굽힘특성, 전단특성, 압축특성, 표면특성, 신축특성에 의한 16가지 직물의 역학적 특성치를 평가하였다.
가. 인장특성
직물의 인장 특성은 외력에 의한 신장성 및 회복성을 나타내며 제품의 사용시 동적 구속에 영향을 미치는 특성이다. 인장특성은 인장신장성(extensibility, EM), 인장에너지(tensile energy, WT), 인장레질리언스(resilience, RT)가 있다. EM은 인장특성의 신장성을 나타내는 것으로 EM값이 높으면 신축성은 좋으나 치수안정성은 떨어지는 것을 의미한다. 표 3에서 보여지는 바와 같이 실시예 2 및 3의 직물의 경우 대부분 신축성이 양호함을 나타내고 있음을 알 수 있었다.
나. 굽힘특성
직물의 굽힘특성 중 굽힘강성(B)이 너무 작으면 형태 안정성이 없고 제품형성도는 떨어지게 되나 드레이프성은 양호함을 나타낸다. 표 3에서 보여지는 바와 같이 굽힘강성(B)의 수치가 낮음을 나타내므로 드레이프성이 우수함을 알 수 있었다.
다. 압축특성
압축특성은 풍만감, 부드러움, 보온성 등의 특성에 직접적인 영향을 미치는 주된 특성으로 표 3에서 보여지는바와 같이 RC수치가 69~72% 정도를 나타내어 압축에 대한 회복성이 매우 우수함을 알 수 있었다.
＊ 직물의 촉감평가
KES-FB System(Kawabata Evaluation System of Fabric)을 이용한 상기 직물의 역학적 특성치에서 H.V(Hand Value)치를 평가하였다. 실시예 1 및 2의 경우, Silk 특성을 나타내는 KISHIMI 값이 대부분 4.15 이상으로 우수함을 나타내고, SHARI 값도 4이상으로 매우 높음을 알 수 있었다.
＊ 직물 형상 관찰
직물 단면 형상을 관찰하기 위해 75×10-3㎜Hg감압하에서 Au-Pd 코팅한 다음 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, S-3200N, Hitachi Co., Ltd.)을 이용하여 관찰하였으며, 직물의 표면 형상은 화상분석기(STEMI 2000-C)를 이용하여 관찰하여 도 3 및 도 4에 나타내었다.
＊ 염색견뢰도
가. 세탁견뢰도 (Colorfastness to Washing)
세탁견뢰도 시험은 KS K 0430의 B-AIS법에 의해 측정한 것으로, 온도 40± 2℃, 비누 5g/ℓ, 액량 100㎖, 스테인레스 강철구슬 10개, 시험병 용량 약 450㎖, 30분간 세탁한 후 수세, 건조한 다음, 시험편의 변퇴색과 첨부 백포의 오염정도를 각각 변퇴색용 표준 회색 색표 또는 오염용 표준 회색 색표와 비교하여 견뢰도를 측정하였다.
나. 마찰견뢰도 (Colorfastness to Rubbing) : 크로크미터법
마찰 견뢰도 시험은 KS K 0650에 따라 시험을 하였으며, 시험편의 크기를 20× 10 cm의 사각형으로 한 후 경사방향을 길게 하여, 900g의 하중을 가하여 직물표면을 10cm, 10초간 10회 왕복한 후 판정한다. 건조시험과 습윤 시험을 모두 시행하였다.
다. 일광견뢰도 (Colorfastness to Light) : 표준퇴색시간
일광견뢰도는 KS K 0218에 의해 시험 하였다. 시험편의 크기를 6.4 × 7.6cm의 크기로 하여, 일광견뢰도 시험기 Fade-Ometer(미국, Atlas Co.LTD)를 이용하여 온도 74℃, 기내습도 50% R.H를 초과하지 않은 상태에서 표준청색염료법에 의해 측정하였다.
구 분 H.V
KOSHI HARI SHINAYAKASA FUKURAMI SHARI KISHIMI
실시예 2 5.75 6.02 3.87 4.36 6.80 3.42
실시예 3 4.63 3.49 6.55 3.84 4.82 4.46

구 분		 마찰견뢰도(급) 세탁견뢰도(급) 일광견뢰도
(급)		 치수변화율
건조 습윤 변퇴색 오염
(Co)		 오염
(P)		 경사 위사
실시예 2 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 3 1.0 1.1
실시예 3 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4 0.3 0.4
1 : 폴리에스테르 미연신필라멘트 2 : 제1고뎃롤러
3: 핫플레이트 4 : 제2고뎃롤러
5 : 인터레이스노즐 6 : 권취롤러

Claims (4)

  1. 폴리에스테르 미연신필라멘트를 제1고뎃롤러에 감으면서 통과시킨 후 핫플레이트를 통과시키고 제2고뎃롤러에 감으면서 통과시킨 후 인터레이스한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 미연신필라멘트를 85~95℃의 제1고뎃롤러에 6~8회 감으면서 통과시킨 후 200~230℃의 핫플레이트를 통과시키고 상온의 제2고뎃롤러에 6~8회 감으면서 오버피드율 0.95~0.99로 통과시킨 후 1.25~1.75㎏/㎠의 공기압력으로 인터레이스한 후 사속 550~650m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 미연신필라멘트는 강도 2.9~3.2 g/d, 신도 10~14% 및 단사섬도 2.5~3.0d인 것을 특징으로 하는 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 저수축필라멘트사는 강도 4.81~4.96 g/d, 신도 23.3~26.0%, 수축율 2.8~3.6%, 최대열응력 0.8~0.9g/d 및 단사섬도 1.5~2.0d인 것을 특징으로 하는 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법.


KR1020110032730A 2011-04-08 2011-04-08 초박형직물제조용 폴리에스테르 저수축필라멘트사의 제조방법 KR101253085B1 (ko)

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