KR101103379B1 - 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유 및 이의 제조방법으로서, 폴리에스테르계 복합섬유의 제조방법에 있어서, 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 1 내지 10 중량부를 첨가하여 개질 PET를 제조하는 단계; 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 상기 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 용융시키는 단계; 상기 용융물을 토출공을 통해 방사속도 2000 내지 3000m/min으로 방사시켜 사이드-바이-사이드형의 복합섬유로 수득하는 단계; 및 상기 수득된 복합섬유를 연신 및 가연시 150 내지 200℃의 연신온도로 하되 TCS장치를 이용하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
사이드-바이-사이드, 잠재권축성 복합섬유, 부분연신사(POY), 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)
Description
본 발명은 잠재권축성을 지니는 폴리에스테르계 복합섬유의 제조에 관한 것으로, 특히 이종의 폴리에스테르계 중합체인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 복합방사한 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 사용하는 스포츠웨어 및 일반적인 의류 분야에서는 고신축성을 요구하는 원단 및 기존의 촉감과 다른 차별화된 직물을 위한 소재의 수요가 커지면서 신축성에 특징이 있는 스판덱스 시장이 꾸준히 성장해 왔다. 그렇지만, 스판덱스의 경우 내알카리성에 문제가 있으며, 형태안정성 등에 있어서 문제가 있는 바, 스판덱스 원사 단독으로는 사용할 수 없고 별도의 커버링 공정이 필요한 단점이 있다. 따라서 상대적으로 두꺼운 원단을 얻을 수 밖에 없어서 점점 얇은 원단을 원하는 시장의 요구에 한계가 있었다. 이러한 스판덱스의 단점을 극복하기 위해서 서로 다른 점도를 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사이드-바이-사이드 방식으로 복합 방사하여 원단 제조시 부여되는 열 수축차에 의한 크림프를 발현시키는 방법으로 제조된 신축성 있는 잠재권축섬유가 제안되었다.
잠재권축섬유란 열수축특성이 다른 2종의 폴리머를 사이드-바이-사이드형(Side By Side) 또는 심초형(Sheath-Core)으로 복합방사한 후, 방사공정이나 연신공정에서 열을 가함으로써 열수축성 차이에 의해 물리적으로 코일 모양을 띄게 하여, 스프링과 유사한 원리로 고도의 신축성을 부여한 섬유이다. 신축성에 있어서는 기존의 스판덱스섬유에 미치지 못하지만, 상기에 언급한 스판덱스의 단점으로 내알칼리성 및 형태안정성 등이 우수하고 염색 및 후가공공정이 용이한 잠재권축섬유를 많이 사용하고 있다.
일본 특개평 제10-72732호 및 일본 특개평 제9-209217호에서는 극한 점도차를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 2종을 사용하는 방법과 일본 특개평 제3-161519호 및 일본 특개평 제9-414234호에서는 고수축성의 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용하여 폴리에스테르계 잠재권축 발현성 섬유의 제조방법 등이 공지되어 있는 데, 이러한 형태의 잠재권축사는 스판덱스 비해 현저히 낮은 신축성으로 그 사용이 제한되었다.
이러한 문제를 해소하기 위한 대안으로 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용한 복합섬유가 미국특허 제3,671,379호에 등장하여 폴리에스테르계 잠재권축 섬유에 신축성이 기존의 섬유보다 더 부가되 어 이에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 이와 같은 방법으로 제조된 잠재권축사는 무하중 비수처리후 열세트시 그 고정성이 70% 수준 또는 그 이하이고, 열세트 전후의 10% 신장시 탄성모듈러스 및 파단신도의 변화율이 20% 이상이어서 후공정중, 또는 최종 가공후에도 형태 변형이 심하게 발생하여 제품 가공시 그 조건 설정이 까다롭고 치수를 안정화시키기 어렵다는 문제점이 발생하였다.
또한 대한민국 공개특허 제2001-0049484호에서는 2종의 복합성분중 1종을 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)로 사용할 경우 소프트 스트레치성이 우수하여 지나친 조임감의 문제를 해결할 수 있다는 것을 제안하였다. 또한, 대한민국 공개특허 제2004-0061352호에서는 PTT와 PET를 복합방사한 후, 수득된 복합섬유를 방사직접연신하여 강신도등 기본물성이 우수하며, 직편물에 적용시 신축성이 우수한 제품을 얻을 수 있었다.
그러나, 복합섬유의 두 폴리머간의 염착성의 차이로 인해 직물 경사로 사용 하기에는 염색 얼룩의 문제 및 장력 편차로 인한 문제점이 있으며 직물 위사로의 사용시에도 두 폴리머간의 염착성의 차이로 인해 직물의 표면으로 사용하기에는 많은 제약이 따랐다. 따라서, 두 폴리머간의 염색성의 편차 및 장력 편차를 조절하여 직물의 경사용으로 사용할 수 있으면서도 최근 직물의 추세인 촘촘하면서 탄성회복율과 신장회복율이 우수한 잠재권축 섬유의 개발이 소망되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 두 폴리머간의 염착성 및 염색온도의 차이를 줄여줌과 동시에 우수한 권축 특성 및 신장 회복율을 갖춘 잠재권축 섬유를 방사, 연신 및 가연 공정제어를 통해 제조하는 방법과 이를 이용하여 촘촘하고 부드러우면서 우수한 신장 회복율을 가진 복합섬유 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은 방사, 연신 및 가연 조건을 제어하여 원사에서의 권축 특성 및 극대응력 온도, 극대 응력 값을 조절하여 기존의 잠재권축사보다 신축 특성이 향상된 복합섬유 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유 및 이의 제조방법을 이용하여 경사용 직물, 경편, 환편물을 제조하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리에스테르계 복합섬유에 있어서, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하며, 상기 개질 PET는 전체 개질 PET 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG) 1 내지 10 중량부가 더 포함된 복합섬유로서, (1) 파단 신도가 25% 내지 40%이고, (2) 건열 수축 응력의 최대 응력치가 0.3 내지 0.5 G/D이고, (3) 건열 수축 최대 응력 발현시 온도가 150 내지 200℃이고, (4) LEESONA 측정 후 수축된 길이가 23 내지 30cm이며, (5) 탄성 회복율이 25 내지 45%인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 개질 PET가 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부가 더 포함된 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 복합섬유가 사이드-바이-사이드형인 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머 PTT의 고유점도(Ⅳ)가 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 복합섬유의 부피비율이 PTT 및 개질 PET가 45:55 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유를 제공한다.
또한 본 발명은 폴리에스테르계 복합섬유의 제조방법에 있어서, 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 1 내지 10 중량부를 첨가하여 개질 PET를 제조하는 단계; 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 상기 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 용융시키는 단계; 상기 용융물을 토출공을 통해 방사속도 2000 내지 3000m/min으로 방사시켜 복합섬유로 수득하는 단계; 및 상기 수득된 복합섬유를 연신 및 가연시 150 내지 200℃의 연신온도로 하되 TCS장치를 이용하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 개질 PET가 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부를 더 첨가하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 복합섬유가 사이드-바이-사이드형으로 복합방사하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리머 PTT의 고유점도(Ⅳ)가 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 복합섬유의 부피비율이 PTT 및 개질 PET가 45:55 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 연신공정시에 연신비가 1.5 내지 2.0배인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섬유 및 상기 방법으로 제조된 섬유를 연사 혹은 무연으로 사용하고 경사 또는 위사로 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 원단을 제공한다.
본 발명에 의해 제조된 복합섬유는 기존의 잠재권축 발현형 섬유보다 균일하고 우수한 신축특성을 나타내며 안정적인 공정으로 인해 조업성이 매우 뛰어난 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 및 이의 제조방법은 안정적인 방사 공정, 연 신 및 가연 공정 제어를 통해 우수한 권축 특성 및 뛰어난 신장 회복율을 갖춘 잠재권축 복합섬유를 제조하며 촘촘하고 부드러우면서 우수한 신장 회복율을 가진 직물을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 및 이의 제조방법은 PTT 및 개질 PET간의 염착율 및 염색 온도를 유사하게 할 수 있어서 경사용으로 사용가능 할 뿐만 아니라, 100 내지 110℃에서 염색이 가능하며 양모섬유와도 혼용하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 및 이의 제조방법은 가연사 제조시 TCS(장력조절 장치)를 별도 부착하여 균일 장력하에서 복합섬유를 제조하여 염색성 편차 및 장력 편차를 조절할 수 있어 직물에서의 경사용으로 사용가능할 뿐만 아니라, 경편 및 편물에도 사용할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 복합섬유는 폴리에스테르계 잠재권축사로서 복합섬유는 25 내지 45%의 탄성 회복율을 가지며, 상기 복합섬유로 제조한 직물은 30%이상의 신축성을 갖는 효과가 있다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 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.
본 명세서에서 사용되는 “원단”이라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명은 이종의 폴리에스테르인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 이용하여 염색성이 개선되고 권축 특성 및 신장 회복율이 뛰어난 잠재 권축 복합섬유 및 이의 제조방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 제 1성분이 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)이고, 제 2성분이 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것으로 구성된 것을 특징으로 한다. 여기서 개질 PET는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 단독으로 첨가하거나 또는 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)를 첨가한다. DMS(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)는 하기의 화학식으로 표현된다.
상기 개질 PET는 상기 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 단독으로 첨가할 경우에는 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 PEG 1 내지 10 중량부를 첨가하고, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)를 첨가할 경우에는 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 PEG 1 내지 10 중량부 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부를 첨가하여 제조한다. 개질 PET 제조시에 열안정제, 반응개시제, 보색제, 소포제 등을 첨가한다. 상기 물질 PEG 단독 또는 PEG 및 DMS를 첨가함으로써 PET의 염착성을 높여 두 폴리머간(PTT 및 PET)의 염착성 및 염색온도 등을 유사하게 조절할 수 있게 한다.
본 발명의 PTT와 PET의 부피비율은 45:55 내지 50:50으로 하는데, PTT의 비율이 50을 초과하게 되면 신축성이 떨어지게 되는 단점이 있다.
상기 PTT의 고유점도(Ⅳ)는 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것이 바람직하다. 고유점도가 상기범위 미만인 경우 유동성이 커지고 권축성이 떨어지며 계면간의 접착력이 현저히 떨어지는 문제가 있 고, 고유 점도가 상기범위를 초과하면 탄성회복율이 떨어진다. 또한, 개질 PET가 상기 범위를 초과하여 PTT와의 점도차이가 작게되면 복합섬유의 신축성이 떨어지는 문제점이 생긴다. 상기 PTT와 개질 PET의 폴리머의 점도를 다양하게 조합하여 원사 및 직물의 신축특성을 시험할 경우, 두 폴리머간의 점도차를 되도록 크게 해주는 것이 신축특성 발현에 유리하다.
도 1 은 본 발명에서 사용된 복합 방사 장치의 모식도이다. PTT 및 개질 PET는 용융단계를 거쳐 별개의 토출구멍을 통해 방사시킨다. 상기 PTT 및 개질 PET로 토출공을 통해 방사된 개개의 섬유상 중합체를 방사구금 바로 밑에서 사이드-바이-사이드형으로 복합섬유를 수득하게 된다. 상기 방사되는 폴리머의 방사속도는 1600 내지 3300m/min로 하며 바람직하게는 방사속도가 2000 내지 3000m/min 이다. 방사 속도가 상기범위를 초과하면 방사 작업성에 문제가 있으며 방사속도가 상기범위 미만인 경우 부분 연신사(POY)의 물성변화가 생겨 안정적인 제조조건의 확립이 어렵게 된다.
도 2는 본 발명에 사용된 연신 및 가연공정을 나타내는 장치의 모식도이다. 상기 본 발명의 연신 공정은 피드롤러 1 및 피드롤러 2 사이에서 일어나는 데 , 히터 온도, 연신비가 복합섬유의 권축 특성에 많은 영향을 주는 인자로서 적정한 조건 설정이 중요하다.
상기 본 발명의 연신온도는 히터-1의 온도라고 볼 수 있는데, 상기 연신온도로는 150 내지 200℃로 함이 바람직하다. 상기 히터-1의 온도조절을 통해 극대응력발현 온도를 조절함으로써 권축 특성을 조절할 수 있다. 연신온도가 150℃ 미만인 경우에는 섬유의 균일성이 떨어지고, 품질이 불량한 상태가 되며, 연신온도가 200℃를 초과되는 경우 작업성이 떨어지고 섬유가 쉽게 끊어진다.
상기 본 발명의 연신비는 1.4 내지 2.2배로 하는데, 바람직하게는 1.5 내지 2.0배의 연신비로 한다. 본 발명에서 연신비가 1.4 배 미만이면 권축 특성이 적게 되고, 상기범위를 초과하여 2.2배를 초과하게 되면 연신비는 제사 작업성에 나쁜 영향을 주게 되므로 적정 연신비가 선정이 되어야 한다.
또한 본 발명은 가연공정에서 별도의 TCS(Tension Control System, 장력조절장치)를 부착하여 가연시에 원사간의 균일 장력을 설정할 수 있어서 원사간 장력 편차를 줄여줄 수 있으며 이렇게 함으로써 원사의 수축 편차를 최소화 할 수 있다.
상기 본 발명에 의한 폴리에스테르계 잠재권축사는, 방사조건, 연신·가연시 방사속도, 연신비, 히터-1의 온도 및 TCS 장치에 의한 장력을 적절히 조절함으로써, 극대응력 개시온도를 80 내지 100℃, 극대응력 발현온도를 140 내지 200℃, 극대응력값을 0.2 내지 0.6g/d수준으로 조절하여 원사의 권축 특성 및 탄성 회복율을 적절하게 하여 복합섬유를 제조할 수 있다.
상기 제조 방법으로 제조된 복합섬유는 파단 신도가 25% 내지 40%이고, 건열 수축 응력의 최대 응력치가 0.3 내지 0.5 G/D을 나타내며 건열 수축 최대 응력 발현시 온도가 150 내지 200℃이며, LEESONA 측정 후 수축된 길이가 23 내지 30cm인 것이 특징이다.
도 3은 본 발명에서 최종적으로 제조된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 단면 및 측면형태를 나타낸 SEM 사진이다. 상기와 같은 방법으로 제조된 사이드-바이 -사이드형의 잠재권축성 복합섬유는 25 내지 45%의 탄성 회복율을 가지게 되며, 30%이상의 신축성을 갖는 직물의 특징을 갖는다.
또한 상기 본 발명의 제조방법으로 제조된 복합섬유는 염색성 편차 및 장력 편차를 조절할 수 있어, 직물에서 연사 혹은 무연으로 사용하여 경사용으로 사용가능할 뿐 아니라, 경편 및 편물에도 그 용도를 확장하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 각 실시예 및 비교예들의 실험결과는 하기 표 1로 정리될 수 있다.
실시예 1
모노 데니어의 굵기가 6.0데니어이면서, 총데니어가 290데니어이며 고유점도가 1.10dl/g인 PTT 및 개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 1.0 중량부 및 DMS(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)가 2.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.63dl/g인 개질 PET로 구성된 잠재 권축 복합 필라멘트사를 방사속도 2200M/min으로 방사하여 부분 배향사를 제조한 후, 별도의 연신 및 가연 공정에서 TCS 장치를 사용하여 균일한 장력 조절하에, 사속(도면 2에서 피드롤러 2의 속도) 500M/min, 히터-1의 온도 150℃, 벨트각 100° 및 연신비 2.0으로 하여 폴리에스테르 잠재권축사를 제조하였다. 이렇게 제조된 폴리에스테르 잠재권축사는 모노 데니어의 굵기가 3.1데니어이면서, 총데니어가 150데니어이다. 이렇게 준비된 원사를 800TM으로 연사하여 경사 및 위사로 사용하여 워터제트 직기에서 평직으로 제직한 후, 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행하였다. 염색 가공 완료된 직물의 신장율, 신장 회복율 등의 물성은 KSK규격에 의거하여 각각 10회씩 측정하였다.
실시예 2
준비된 원사가 무연인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 3
준비된 원사를 800TM으로 연사하여 편물로 제편한 후, 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 4
연신비를 1.5로 하는 것을 제외하는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 5
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 6
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고 유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 제조하였다.
실시예 7
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 제조하였다.
실시예 8
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 5.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.70dl/g인 개질 PET로 구성되고 연신비를 1.5로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 1
연신 및 가연 공정에서 별도의 TCS 장치를 사용하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 2
준비된 원사가 무연인 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 3
준비된 원사를 800TM으로 연사하여 편물로 제편한 후, 통상의 가공 조건에 따라 염가공을 진행한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 4
PET를 개질하지 않고 순수한 PET를 이용하여 복합섬유를 제조하는 것외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 5
개질 PET 100 중량부에 대하여 PEG(분자량 1000) 12.0 중량부가 함유되어 고유점도가 0.75dl/g인 개질 PET로 구성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 6 및 7
연신비를 2.5로 하는 것을 제외하고는 각각 실시예 1 및 실시예 5와 동일하게 제조하였다.
비교예 8 및 9
연신비를 1.2로 하는 것을 제외하고는 각각 실시예 1 및 실시예 5와 동일하게 제조하였다.
| 구분 |
PTT 고유점도 (dl/g) |
개질PET 고유점도(dl/g) | 연신비(배) | 강도 (G/D) |
신도 (%) |
탄성회복율 (%) |
LEESONA (cm) |
극대응력값 (G/D) |
극대응력온도 (℃) |
직물신장율 (%) |
직물신장회복율(%) | 염색성 |
| 실시예1 | 1.1 | 0.63 | 2.0 | 3.0 | 36 | 43 | 27 | 0.44 | 168 | 38 | 97 | 우수 |
| 실시예2 | 1.1 | 0.63 | 2.0 | 3.4 | 38 | 42 | 25 | 0.49 | 175 | 36 | 96 | 우수 |
| 실시예3 | 1.1 | 0.63 | 2.0 | 3.3 | 35 | 40 | 27 | 0.36 | 172 | 33 | 95 | 우수 |
| 실시예4 | 1.1 | 0.63 | 1.5 | 3.2 | 35 | 42 | 27 | 0.43 | 165 | 36 | 95 | 우수 |
| 실시 예5 |
1.1 | 0.70 | 2.0 | 3.3 | 29 | 40 | 26 | 0.34 | 178 | 35 | 97 | 우수 |
| 실시 예6 |
1.1 | 0.70 | 2.0 | 3.5 | 36 | 38 | 25 | 0.38 | 175 | 38 | 95 | 우수 |
| 실시 예7 |
1.1 | 0.70 | 2.0 | 3.5 | 30 | 42 | 24 | 0.48 | 164 | 32 | 95 | 우수 |
| 실시 예8 |
1.1 | 0.70 | 1.5 | 3.3 | 32 | 35 | 28 | 0.32 | 174 | 33 | 96 | 우수 |
| 비교예1 | 1.1 | 0.63 | 2.0 | 3.0 | 22 | 26 | 20 | 0.31 | 167 | 29 | 88 | 나쁨 |
| 비교 예2 |
1.1 | 0.63 | 2.0 | 3.1 | 23 | 23 | 21 | 0.28 | 162 | 28 | 87 | 나쁨 |
| 비교 예3 |
1.1 | 0.63 | 2.0 | 3.0 | 22 | 20 | 19 | 0.32 | 164 | 28 | 89 | 나쁨 |
| 비교 예4 |
1.1 | 0.63 | 2.0 | 2.9 | 24 | 22 | 18 | 0.33 | 160 | 30 | 85 | 보통 |
| 비교 예5 |
1.1 | 0.75 | 2.0 | 3.1 | 23 | 25 | 18 | 0.29 | 160 | 28 | 90 | 나쁨 |
| 비교 예6 |
1.1 | 0.63 | 2.5 | 3.1 | 20 | 23 | 20 | 0.31 | 158 | 26 | 86 | 나쁨 |
| 비교 예7 |
1.1 | 0.63 | 2.5 | 3.2 | 20 | 23 | 21 | 0.27 | 159 | 25 | 88 | 나쁨 |
| 비교 예8 |
1.1 | 0.63 | 1.2 | 3.0 | 23 | 22 | 22 | 0.27 | 164 | 26 | 88 | 보통 |
| 비교 예9 |
1.1 | 0.70 | 1.2 | 3.0 | 24 | 20 | 20 | 0.29 | 163 | 30 | 89 | 보통 |
※ 시험 방법
(1) 강도,신도의 측정
원사의 섬도는 1회 회전시 1m인 타래를 90m 감아 무게를 측정하고 9000m로 환산하여 구하였다. 섬유의 강도,신도의 측정은 자동 인장시험기(Textechno 社)를 사용하여 50cm/min의 속도, 50cm의 파지거리를 적용하여 측정하였다.
(2) 탄성 회복율
ASTM D 6720에 의거하여 측정하였으며, 시료는 5000 de 타래를 얻을 수 있도록 섬도별로 회전수를 조절하고, 100℃의 물에 15분동안 침지하여 아래와 같이 L1, L2를 측정한다.
L1 : 30g + 1000g 하중 적용 후, 측정. (stress & relax 3회 반복)
L2 : 1000g 하중 제거 30초 후, 측정.
계산식 : 탄성 회복율 = (L1-L2) / L2 × 100
(3) 극대 응력 온도 및 극대 응력 값
열 응력 측정 장치(KE-2: 가네보 엔지니어링 제조)를 이용하여 측정하였으며, 섬유를 22cm로 잘라서 10cm고리로 만들어서 측정기에 장치하였다. 측정시 초하중은 0.067 G/D, 승온 속도 2℃/초의 조건에서 측정하고, 열응력의 온도 변화를 차트에 기재하였다. 이 피크의 판독치로 부터 극대 응력 온도 및 극대 응력 값(G/D)을 측정하였다.
(4) LEESONA 수축 길이
시료의 초기 길이는 (20.5÷0.0016÷de÷2)미터(m)의 길이를, 1회 회전시 1m인 타래에 감아 양끝을 연결하여 초기길이를 50cm로 하고, 20.5g 초하중을 적용하여 82℃±2℃ 의 온수에 10분간 열처리하고 3~5분간 방치하여(물방울이 떨어지지 않을 때까지 방치) 길이를 측정하였다.
(5) 직물의 신장율, 신장 회복율
직물의 신장율은 KSK 0352 5.2.2의 측정방법으로 10회 측정하였다.
직물의 신축 회복율은 KSK 0541의 측정방법으로 10회 측정하였다.
(6) 염색성 평가
가연 샘플을 니팅(knitting)하여 염색 온도 100℃에서 30분간 처리한 후에 자연 건조하는데, 두 폴리머간의 염착성을 전문가에 의해 외관 검사한 결과 10명중 8명 이상이 균일하다고 판단할 경우 우수, 5 ~ 7명이 염색성이 균일하다고 판단할 경우 보통, 5명 이하가 두 폴리머간의 염색성이 균일하다고 판단할 경우 불량으로 구분한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에서 사용된 복합 방사 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에서 사용된 연신 및 가연공정을 나타내는 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명에서 최종적으로 제조된 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 단면 및 측면형태이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 가이드 튜브 2 : 피드 롤러 0
3 : 피드 롤러 1 4 : 히터-1
5 : 쿨링 플래이트 6 : 트위스터 벨트
7 : 피드 롤러 2 8 : 히터-2
9 : 피드 롤러 3 10 : 오일 롤러
11 : 와인더 12 : 에어 노즐
13 : TCS(Tension Control System) 장치
Claims (12)
- 폴리에스테르계 복합섬유에 있어서,폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하며, 상기 개질 PET는 전체 개질 PET 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG) 1 내지 10 중량부가 더 포함된 복합섬유로서,(1) 파단 신도가 25% 내지 40%이고,(2) 건열 수축 응력의 최대 응력치가 0.3 내지 0.5 G/D이고,(3) 건열 수축 최대 응력 발현시 온도가 150 내지 200℃이고,(4) LEESONA 측정시 50cm를 초기길이로 하여 측정 후 수축된 길이가 23 내지 30cm이며, 그리고,(5) 탄성 회복율이 25 내지 45%인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유.
- 제1항에 있어서,상기 개질 PET는 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부가 더 포함된 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 복합섬유는 사이드-바이-사이드형인 염색성이 개선된 고신축 폴리에스 테르 복합섬유.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 폴리머 PTT의 고유점도(Ⅳ)가 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,복합섬유의 부피비율은 PTT 및 개질 PET가 45:55 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유.
- 폴리에스테르계 복합섬유의 제조방법에 있어서,개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 1 내지 10 중량부를 첨가하여 개질 PET를 제조하는 단계;폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 상기 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 용융시키는 단계;상기 용융물을 토출공을 통해 방사속도 2000 내지 3000m/min으로 방사시켜 복합섬유로 수득하는 단계; 및상기 수득된 복합섬유를 연신 및 가연시 150 내지 200℃의 연신온도로 하되 TCS장치를 이용하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제 조방법.
- 제6항에 있어서,상기 개질 PET는 전체 개질 PET 100중량부에 대하여 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염) 1 내지 10 중량부를 더 첨가하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,상기 복합섬유는 사이드-바이-사이드형으로 복합방사하여 제조하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,상기 폴리머 PTT의 고유점도(Ⅳ)가 0.90 내지 1.10dl/g이고, 개질 PET의 고유점도(Ⅳ)가 0.50 내지 0.70dl/g인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,복합섬유의 부피비율은 PTT 및 개질 PET가 45:55 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,상기 연신공정시에 연신비가 1.5 내지 2.0배인 것을 특징으로 하는 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 의한 섬유 또는 제6항 또는 제7항에 의해 제조된 섬유를 연사 혹은 무연으로 사용하고 경사 또는 위사로 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 원단.
Priority Applications (1)
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| KR1020080128820A KR101103379B1 (ko) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | 염색성이 개선된 고신축 폴리에스테르 복합섬유 및 이의 제조방법 |
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