KR100556035B1

KR100556035B1 - 카페트용 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속필라멘트의 제조방법

Info

Publication number: KR100556035B1
Application number: KR1020040079321A
Authority: KR
Inventors: 안강환; 권익현
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2006-03-03
Anticipated expiration: 2024-10-06

Abstract

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(이하 PTT라 함) 벌키 연속 필라멘트(이하 BCF라 함) 및 카페트의 제조방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 BCF를 제조함에 있어 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 방사공정에 적정하게 설계된 이형 노즐을 사용하며, 연신시 2단계로 연신함으로써 방사공정의 안정성을 향상시키고, 스팀제트(Steam Jet) 방식의 텍스처링 공정을 이용하여 높은 벌키성을 발현하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조되는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 BCF는 스팀 제트를 이용한 고크림프의 발현과 크림프의 균일성 향상되며, 압축탄성율과 같은 물성의 향상, 그리고 단위 넓이당 중량 감소로 인해 생산원가절감의 효과를 기대할 수 있다.

폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 벌키 연속 필라멘트, 스팀제트, 균일성, 압축탄성율, 벌키성

Description

카페트용 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트의 제조방법{Process for preparing polytrimethylene terephthalate bulky continuous filament for carpet}

도 1은 본 발명에 따라 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트를 제조하기 위한 장치를 나타낸 개략도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

①방사구금 ②필라멘트 ③냉각구역 ④피니쉬

⑤공급롤러 ⑥제1연신롤러 ⑦제2연신롤러 ⑧텍스처링 유니트

⑨냉각구간 ⑩교락기 ⑪릴렉스롤러 ⑫최종권취기

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Poly(trimethylene terephthalate))벌키 연속 필라멘트(Bulked Continuous filament, 이하 BCF라 함)의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이형단면을 갖는 폴리트리메틸렌테레 프탈레이트 BCF원사의 제조에 있어서 스팀 제트(Steam Jet)를 이용한 텍스처링(Texturing) 공정을 사용함으로써 원사의 벌크(Bulk)성을 향상시키고 또한 크림프(Crimp)값을 안정화시켜 균일한 물성을 갖는 BCF원사를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적인 카페트 제조에 사용되는 BCF의 합섬소재로는 대표적으로 나일론을 비롯하여 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 사용되고 있다. 특히 근래에는 나일론과 폴리에스테르의 장점을 겸비한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 소재를 사용하여 BCF 및 카페트를 제조하는 공정이 각광받고 있는데 이는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 소재가 방오성, 탄성회복율 및 정전기 방지성 등에서 다른 소재에 비해 우수한 특성을 지니고 있기 때문이다.

미국 특허 제6,242,091호에는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 이용해 BCF 및 카페트를 제조하는 방법이 제조 단계별로 자세히 기술되어 있다. 이는 1단계 연신에 의해 BCF를 제조하는 방법으로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 소재의 낮은 유리전이온도 및 결정화온도 등의 열적특성으로 인해 고연신에 한계가 있어 고강도의 BCF를 제조할 수 없을 뿐 아니라 방사작업성도 다소 떨어진다. 또한 이 방법으로 제조된 BCF는 낮은 강도로 인해 최종제품인 카페트의 내마모성도 약해지는 단점이 있다.

미국 특허 제6,254,961호에 발표된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 사용한 BCF 및 카페트 제조방법은 상기 1단계 연신방법에 의한 BCF 제조방법보다 개선된 방법으로 본 발명과 같은 2단계 연신방법을 채택하고 있다. 이 발명에 의한 BCF는 상기 1단계 연신방법에 비해 고속방사가 가능하나 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 소재에 적정한 이형도가 선정되어 있지 않아 방사작업성과 벌키성, 강도 등의 물성을 최적으로 할 수 있는 조건설정이 필요하다.

국내 공개특허 2002-87161호와 2003-56187호에서는 적정한 이형도를 갖는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트원사의 제조방법에 대하여 기술하였다. 그러나 이러한 이형단면을 갖는 원사의 경우 벌키성 및 굽힘 회복률이 동일 면적의 원형단면에 비하여 우수하지만 이형단면 특성상 염색시 염착속도의 증가로 인해 염색 불균일의 소지가 큰 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상기와 같은 앞서 기술한 대로 이형단면을 갖는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 원사의 염색불균일 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 방사공정에 적정하게 설계된 이형 노즐을 사용하며, 연신시 2단계로 연신함으로써 방사공정의 안정성을 향상시키고, 스팀제트(Steam Jet) 방식의 텍스처링 공정을 이용하여 높은 벌키성을 발현하므로써, 균일하고 높은 수준의 크림프를 생성하여 염색 불균일 문제를 해결된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트의 제조방법은, A) 고유점도가 0.8∼1.2, 수분이 50ppm 이하인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 폴리머를 이형도가 1.5∼4.5인 노즐을 사용하여 245∼265℃로 용융방사하는 단계, B) 냉각 구역에서 0.2∼1.0m/s의 속도의 공기로 10∼25℃로 냉각하는 단계, C) 스핀 피니쉬(spin finish)시 니트 타입용 또는 수용성 오일을 사용하여 유제를 부여하는 단계, D) 공급 롤러에서 필라멘트를 600∼1,000m/min의 속도로 필라멘트를 제 1연신롤러에 공급하며, 이 때 제1 연신롤러는 공급롤러 속도의 1.00∼1.2배의 속도로 연신하는 단계, E) 제2 연신롤러에서 150∼230℃의 온도로, 연신비는 제1 연신롤러의 2.5∼4.0배의 속도로 연신하는 단계, F) 제2 연신롤러를 통과한 필라멘트에 벌키성을 부여하기 위해 텍스처링 노즐이 있는 텍스처링 유니트를 통과시킬 때 텍스처링 유니트 내부에서 스팀을 분사하여 5∼50%의 크림프를 주어 필라멘트를 불규칙한 3차원으로 권축시키는 단계, G) 텍스처링 유니트를 통과한 필라멘트를 냉각수를 통해 10∼25℃로 냉각한 후, 교락기를 통과시켜 0∼40회/m의 교락을 부여하는 단계, 및 H) 릴렉스롤러에서 제2연신롤러 속도의 0.70∼0.95배의 속도로 통과시켜 10∼25%의 릴렉스를 준 후 와인더로 권취하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 F)단계에서 유니트 내부에서 분사되는 스팀의 온도는 150∼230??이고, 압력은 3∼10kg/cm²인 것이 바람직하다.

또한, 상기 A) 단계에서 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 폴리머에 칼라 마스터배치를 2∼5중량% 블렌딩 방사할 수 있다.

또한, 본 발명은 크림프 표준편차가 5% 이하인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트를 제공한다.

또한, 본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트를 포함하는 볼륨감이 우수하고 경량의 카페트를 제공한다.

지금까지 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 BCF 이형단면사의 텍스처링 가공에는 고온 공기가 주로 이용되어져 왔다. 스팀 제트 방식은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 BCF 이형단면사의 텍스처링 가공에 사용되는 유체로 스팀을 이용하는데 이러한 스팀 제트 방식은 고온 공기(Hot Air)를 이용한 방식보다 염색 공정에서 더 큰 장점을 지닌다. 그 이유는 물은 공기보다 비열이 높은 물질이므로 단위 무게당 더 높은 열량을 함유하고 있으며, 따라서 텍스처링 공정에서 원사에 전달하는 열량이 더 높다. 원사의 크림프는 외부에서 주어지는 열과 압력에 의해 원사의 분자구조가 변형되어 생성되는 것으로 외부에서 주어지는 열량에 비례한다. 그러므로 고온 공기보다 스팀이 원사의 크림프 형성에 유리하고 또한 원사에 부착되는 스팀으로 인해 열전달 시간도 길어져 크림프가 균일해지는 장점이 있다.

일반적으로 원사의 크림프 값이 높을수록 원사는 담염특성을 지니는데 원사가 담염으로 갈수록 원사간의 염색차는 적어진다. 그 이유는 BCF 원사의 염색 결과는 일반 원사에서처럼 단순히 염착량에 의해서만 결정되지 않기 때문이다. 동일한 염색 공정을 거친 원사라 할지라도 크림프값에 따라 보이는 색상은 변화한다. 이것은 빛의 반사와 관련이 있는데 크림프는 원사에 굴곡을 주어 빛의 반사를 불균일 하게 하며 결과적으로 원사의 색상을 더 흐려 보이게 한다. 그리고 흐려 보이는 정도는 원사의 굴곡이 커질수록 증가하며 이러한 담염효과는 원사간의 색상차를 줄여주어 염색불량 문제를 감소시킨다. 그러므로 높은 크림프값은 염색성을 균일하게 하는 장점이 있다.

하지만 다른 한편으로 동일 원사내에서 크림프값이 불균일하면 그에 따라 나타나는 색상도 차이를 보이게 된다. 그러므로 원사의 크림프 값과 함께 크림프의 균일성도 BCF 원사의 염색성에 중요한 영향을 미친다. 스팀 제트 방식은 이러한 크림프의 형성성과 균일성에 있어 앞서 기술한 바와 같이 고온 공기 방식보다 유리하며 고온 공기 방식에 비해 균일한 염색결과를 얻을 수 있다. 또한 스팀 제트 방식에 의한 높은 크림프율은 카페트의 외관을 더 풍부하게 보이도록 하여 적은양의 원사로 기존 제품과 동일한 효과를 얻을 수 있게 하며 이것은 원가절감효과를 가져온다.

이하, 본 발명에 따른 카페트용 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트 및 그의 제조방법을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니될 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 BCF를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

우선 고유점도가 0.8∼1.2, 수분이 50ppm 이하인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 폴리머를 245∼265℃로 용융방사하여 방사구금(1)을 통과시킨다. 노즐은 이형도가 1.5∼4.5로 설계된 것을 사용한다. 이 때 이형도가 1.5 미만인 노즐을 사용하는 경우 방사 작업성에는 큰 문제가 없으나 충분한 벌키성을 갖지 못하고, 4.5를 초과하는 이형도를 갖는 노즐을 사용시 원사의 강신도가 급격히 떨어지며, 사절이 자주 발생해 정상적인 방사작업이 어렵게 된다.

이후 냉각구역(3)에서 속도 0.2∼1.0m/sec의 공기로 냉각시킨다. 이 때 냉각온도는 10∼25℃로 조절한다. 이 때 냉각 공기의 속도가 0.2m/sec 미만이면 냉각효과가 불충분하며, 1.0m/sec를 초과하면 사의 흔들림이 과도하여 방사 작업성에 문제가 된다. 또한 냉각 온도가 10℃ 미만이면 경제적인 측면에서 불리하고 25℃를 초과하면 냉각 효과가 떨어진다.

냉각 후 오일링을 하는 스핀 피니쉬(spin finish)단계를 거치는데 피니쉬 어플리케이터(4)에서 1차, 2차 두단계로 니트(neat)타입 유제 혹은 수용성 유제를 사용하여 오일링함으로써 사의 집속력과 윤활성, 평활성을 높여준다.

이후 공급롤러(5)에서 무가열 상태로 600∼1,000m/min의 속도로 필라멘트를 제1연신롤러(6)에 공급하며, 이때 제1연신롤러(6)는 50∼90℃의 온도에서 공급롤러(5) 속도의 1.00∼1.2배의 속도로 연신한다. 온도가 90℃보다 높거나 1.2배보다 빠른 속도에서의 연신은 급격한 결정화를 가져와 사절의 원인이 된다. 다음으로 제2 연신롤러(7)에서 150∼230℃의 온도 및 제1연신롤러의 연신속도의 2.5∼4.0배의 속도로 연신한다. 상기 연신속도가 2.5배보다 작을 경우 충분히 연신되지 못하며 4.0배보다 클 경우 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 소재 특성상 강도가 낮음으로 인해 연신을 견디지 못하고 사절된다.

제2연신롤러를 통과한 필라멘트는 벌킹성을 부여하기 위해 텍스처링 노즐이 있는 텍스처링 유니트(8)을 통과하며 이 때 텍스처링 유니트 내부에서 150∼230℃의 스팀을 3∼10kg/cm²의 압력으로 분사하여 필라멘트가 불규칙한 3차원으로 권축되게 하며, 이 때의 크림프율은 5∼50%가 되도록 한다.

본 발명에서 핵심적인 구성으로 종래의 고온 공기를 대신하여 텍스처링 유니트 내부에서 스팀을 사용하는 것이다. 이때 스팀의 온도는 150∼230℃가 바람직하며, 이는 150℃ 미만에서는 텍스처링 효과가 떨어지고 230℃를 초과하면 필라멘트에 손상을 초래한다. 또한 스팀의 압력은 3∼10kg/cm²가 바람직하며, 이는 3kg/cm² 미만에서는 텍스처링 효과가 떨어지고 10kg/cm²를 초과하면 필라멘트에 손상을 초래한다.

텍스처링 유니트를 통과한 필라멘트는 냉각구간(9)을 거치면서 냉각수에 의해 유리전이온도 이하인 10∼25℃로 냉각되어 교락기(10)을 통과한다. 이 부분에서는 사의 집속력을 좋게 하기 위해 2.0∼5.0kg/m²의 압력으로 약간의 꼬임과 매듭을 주게 되는데 0∼40회/m의 범위로 부여한다. 40회를 초과하여 교락을 줄 때는 염색, 후가공을 거쳐도 교락이 풀리지 않은 상태가 그대로 유지되어 카페트의 외관을 손상시킨다.

이후 릴렉스롤러(11)에서 제2연신롤러 속도의 0.70∼0.95배의 속도로 통과시켜 릴렉스율을 5∼30%로 준 후, 최종 권취기(12)에서 1,700∼2,800m/min의 속도로 권취한다. 권취기의 속도는 보통 릴렉스 롤러(11)의 속도보다 빠른 속도로 한다. 이 때 릴렉스 롤러의 속도가 제2연신롤러 속도의 0.70배 미만으로 하면 권취가 되지 않고, 0.95배를 초과하면 벌키성이 감소되며 원사의 수축이 크게 일어나고 높은 장력을 유발하여 작업에도 지장을 초래한다.

상기 방법은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트수지만으로 제조한 BCF에 관한 것이며, 카페트 용도에 따라 원착사 제조시에는 단계별 공정은 상기와 동일하며 다만 원료 공급하는데 있어 베이스 칩 투입량 대비 칼라 마스터배치(Color masterbatch)를 2∼5중량% 투입하여 블렌딩 방사함으로써 원착사를 제조하는 것도 가능하다.

본 발명에 의해 제조된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트는 하기와 같은 물성을 나타낸다.

1) 크림프율: 5∼50%, 2) 크림프 표준편차 : 5% 이하, 3) 이형도: 1.5∼4.5.

또한, 상기와 같이 본 발명에 따라 제조된 벌키 연속 필라멘트는 후공정을 거쳐 카페트로 제조된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실 시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

< 벌키 연속 필라멘트 물성 평가방법>

1) 강도, 신도

KS, K 0412(Filament사의 강도 및 신도 시험방법)규격에 의거 실험하였으며 측정전 실험조건은 시료장 20cm, 인장속도 200mm/min, 초하중은 20g, 꼬임은 8회/10cm로 실험한다.

2) 크림프율 및 표준편차

TYT-EW(Textured Yarn Tester) 측정기기에 의해 측정, 측정길이는 20m, 2m 간격으로 5회 측정하며 Heating zone의 온도는 140℃, 측정속도는 20m/min이다.

3) 이형도

Y형 단면원사의 내접원의 지름에 대한 외접원의 지름의 비

4) 데니어

원사 9,000m의 무게(g)

5) 압축탄성율

카페트 상단에 1kg의 하중을 부가한 후 5분 후에 카페트의 파일 높이를 측정한다. 이 때 하중부가 전의 파일높이에 대한 압축높이의 비를 압축율이라 한다. 동일한 시료에 대하여 하중을 제거한 후 5분 후의 파일높이를 측정한다. 이 때 하중 부가건의 파일높이에 대한 하중 제거후의 높이의 비를 탄성률이라 한다.

[실시예 1]

68홀(Hole)이며 Y형 단면을 갖는 방사구금을 통하여 고유점도가 0.94, 수분율 40ppm인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 폴리머를 252℃로 용융방사한다. 방사구금을 빠져나온 폴리머는 노즐 하부에서 0.5m/s, 18℃의 냉각 공기에 의해 냉각된 후 유제 공급장치를 통과한다. 유제를 부여받은 원사는 850m/min의 속도로 공급롤러를 거친 후 제1연신롤러에서 60℃, 935m/min의 속도로 연신된 후 제2연신롤러에서 180℃, 3,085m/min의 속도로 연신된다. 연신롤러를 통과한 원사는 텍스처링 노즐을 통과하며 크림프를 부여받는다. 이 때 스팀 온도는 200℃, 압력은 4.8kg/cm²이며 배압은 1.8kg/cm²이다. 이 후 냉각수에 의해 냉각된 후 집속장치에서 4.0kg/m²의 압력으로 교락을 20회/m부여한다. 릴렉스롤러를 2468m/min으로 통과하며 20%정도 릴렉스된 후 와인딩 머신(Winding Machine)에서 권취된다. 이러한 공정으로 제조된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 BCF 원사의 이형도 및 데니어, 강도, 크림프값을 측정하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 조건으로 방사하되 다만 원료 공급하는데 있어 베이스 칩 투입량 대비 칼라 마스터배치(Color masterbatch)를 3중량% 투입하여 블렌딩 방사함으로써 원착사를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 조건으로 방사하되 텍스처링 공정을 스팀 제트 방식이 아 닌 고온 공기 방식으로 하였다. 이 때 고온 공기의 온도는 200℃, 압력은 100Psi로 하였다. 이렇게 제조된 원사의 이형도, 데니어, 강도 및 크림프 값을 측정하였다.

[비교예 2]

고온 공기 온도가 210℃ 인 것 이외에는 비교에 1과 동일하다.

[비교예 3]

고온 공기 온도가 220℃ 인 것 이외에는 비교에 1과 동일하다.

[비교예 4]

고온 공기 온도가 230℃ 인 것 이외에는 비교에 1과 동일하다.

[표 1]

구분	이형도	데니어	강도(g/d)	크림프(%)	크림프 표준편차 (5회측정시)
실시예 1	2.12	1555	2.06	16.7	0.45
실시예 2	2.12	1545	2.02	16.4	0.47
비교예 1	2.14	1538	2.02	14.7	0.63
비교예 2	2.07	1542	1.98	15.1	0.64
비교예 3	2.09	1545	2.08	15.6	0.71
비교예 4	2.15	1551	2.01	16.2	0.59

표 1에서 볼 때 두 원사의 이형도는 동일한 방사구금과 조건으로 제조하였으므로 큰 차이를 보이지 않는다. 데니어는 실시예 1의 크림프값이 가장 높으므로 실시예 1이 높게 나오며 비교예 1에서 4로 갈수록 크림프 값이 높아지므로 데니어 또한 높아진다. 강도는 서로간에 큰 차이를 보이지 않는다. 크림프 값은 스팀 제트로 방사한 실시예 1이 고온 공기 방식인 비교예 1, 2, 3, 4보다 높게 나왔다.

또한, 비교예 1, 2, 3, 4에서 고온 공기온도를 증가시키면 크림프 값도 증가한다. 비교예 4에서 실시예 1과 근접한 크림프 값이 나오지만 이 온도 이상으로 고온 공기를 올리면 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 용융온도에 가까워져서 작업성 이 저하되는 문제가 발생한다. 각각의 조건에 대하여 크림프값을 5회 측정하여 표준편차를 구한 결과 실시예 1이 0.45로 비교예 1, 2, 3, 4보다 낮은 값을 보인다. 즉 실시예 1이 비교예 1, 2, 3, 4보다 크림프 결과가 좀더 균일함을 알 수 있다.

또한, 실시예 2에 나타난바와 같이 베이스 칩 투입량 대비 칼라 마스터배치(Color masterbatch)를 3중량% 투입하여 원착사를 제조하여도 크림프 값과 표준편차가 비교예에 비해 우수함을 알 수 있다.

[실시예 3]

스팀 제트 공정을 거쳐 제조한 BCF 원사를 다음과 같은 조건으로 카페트를 제조하여 압축탄성율을 측정하였다.

원사 크림프율: 17%

파일 높이(Pile Height): 12mm

스티치 길이(Stitch Length): 12.8개/in

게이지 길이(Gauge Length): 1/10 Gauge

[비교예 5]

고온 공기 공정을 거쳐 제조한 BCF 원사를 실시예 2와 동일한 조건에서 카페트로 제조하고 그에 대한 압축탄성율을 측정하였다. 단, 원사의 크림프율은 14.5%이다.

[표 2]

	압축율	탄성률
실시예 3	38.2%	91.5%
비교예 5	35.3%	87.6%

표 2에서 실시예 3이 비교예 5의 결과보다 압축율과 탄성률이 더 우수함을 알 수 있다. 이것은 스팀 제트 방식으로 제조된 원사의 크림프율이 더 높기 때문이다. 크림프율이 높은 원사가 외력에 대한 저항력도 강하며 변형 후 회복력도 강하다.

[실시예 4 내지 7, 및 비교예 6]

본 실시예 및 비교예에서는 카페트 제직 밀도에 따른 외관평가를 실시하였다. 일반적으로 크림프율이 높은 원사를 사용하여 카페트를 제조하면 외관상 볼륨감이 더욱 풍부해진다. 그러므로 크림프율이 높은 원사를 사용하면 제직밀도가 낮아져도 동일한 볼륨감의 발현이 가능하므로 적은 양의 원사를 투입하여 기존제품대비 동일한 효과를 얻을 수 있다. 표 3에서 각각의 제품에 대한 제직조건을 명시하였고, 비교예 6은 기존 고온 공기 방식으로 제조한 원사를 사용한 카페트의 제조조건이다. 실시예 3∼6은 스팀 제트 방식으로 제조한 원사를 사용하였다. 실시예에서는 스티치 길이(Stitch Length)를 달리하여 카페트의 제직밀도를 변화시켰다. 밀도가 변함에 따라 카페트의 중량도 변화한다.

[표 3]

	크림프(%)	Stitch Length	Gauge Length	중량(kg/평)
실시예 4	16.9	12.8	1/10	6
실시예 5	16.9	12.3	1/10	5.74
실시예 6	16.9	11.8	1/10	5.52
실시예 7	16.9	11.3	1/10	5.26
비교예 6	14.8	12.8	1/10	6

(단, 파일 높이(Pile Height)는 12mm)

실시예 4∼7을 기존제품인 비교예 6과 비교해본 결과 실시예 5에서 기존제품과 유사한 볼륨감을 얻을 수 있었다. 실시예 5 제품의 평당 중량은 5.74kg이므로 기존제품 대비 평당 0.26kg의 무게가 절감되었다. 이는 카페트 제조에 사용되는 원사의 소비량을 줄여 원가절감 효과를 가져온다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트의 제조방법은 스팀 제트를 이용한 고크림프의 발현과 크림프의 균일성 향상을 가져오며 실시예 및 비교예에서 본 바와 같이 압축탄성율과 같은 물성의 향상, 그리고 단위 넓이당 중량 감소로 인한 생산원가절감의 효과를 기대할 수 있다.

Claims

A) 고유점도가 0.8∼1.2, 수분이 50ppm 이하인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 폴리머를 이형도가 1.5∼4.5인 노즐을 사용하여 245∼265℃로 용융방사하는 단계,

B) 냉각 구역에서 0.2∼1.0m/s의 속도의 공기로 10∼25℃로 냉각하는 단계,

C) 스핀 피니쉬(spin finish)시 니트 타입용 또는 수용성 오일을 사용하여 유제를 부여하는 단계,

D) 공급 롤러에서 필라멘트를 600∼1,000m/min의 속도로 필라멘트를 제 1연신롤러에 공급하며, 이 때 제1 연신롤러는 공급롤러 속도의 1.00∼1.2배의 속도로 연신하는 단계,

E) 제2 연신롤러에서 150∼230℃의 온도로, 연신비는 제1 연신롤러의 2.5∼4.0배의 속도로 연신하는 단계,

F) 제2 연신롤러를 통과한 필라멘트를 벌키성을 부여하기 위해 텍스처링 노즐이 있는 텍스처링 유니트를 통과시킬 때 텍스처링 유니트 내부에서 스팀을 분사하여 5∼50%의 크림프를 주어 필라멘트를 불규칙한 3차원으로 권축시키는 단계,

G) 텍스처링 유니트를 통과한 필라멘트를 냉각수를 통해 10∼25℃로 냉각한 후, 교락기를 통과시켜 0∼40회/m의 교락을 부여하는 단계, 및

H) 릴렉스롤러에서 제2연신롤러 속도의 0.70∼0.95배의 속도로 통과시켜 5∼30%의 릴렉스를 준 후 와인더로 권취하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 유니트 내부에서 분사되는 스팀의 온도는 150∼230℃이고, 압력은 3∼10kg/cm²인 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 A) 단계에서 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 폴리머에 칼라 마스터배치를 2∼5중량% 블렌딩 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트의 제조방법.
제 1 항의 방법에 의해 제조된 크림프 표준편차가 5% 이하인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트.
제 1 항의 방법에 의해 제조된 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 벌키 연속 필라멘트를 포함하는 카페트.