KR100506179B1 - 식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품 - Google Patents

식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식모 가공품에 사용되는 식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 식모용 파일섬유의 제조방법은 (a) 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PHMT)로 이루어진 소정 섬도의 복합섬유 필라멘트를 토우(Tow)화하는 단계; (b) 상기 토우화된 복합섬유 필라멘트를 길이가 0.1 내지 1 mm인 파일섬유로 컷팅(cutting)하는 단계; (c) 상기 컷팅된 파일섬유를 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 처리하여 섬도가 0.01 내지 0.3 데니어가 되도록 감량하는 단계; 및 (d) 상기 감량된 파일섬유를 상압에서 염색하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제조방법에 따르면, 파일섬유의 컷팅성이 양호하여 미스-컷트에 의한 불량율을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 상압으로 염색하므로 염색의 불균일을 방지함과 동시에 농색 염색이 가능하다.

Description

식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품 {A implantable pile fiber, manufacturing method thereof and product using the same}
본 발명은 식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파일섬유의 컷팅성이 양호하여 미스-컷트에 의한 불량율을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 상압으로 염색하므로 염색의 불균일을 방지함과 동시에 농색 염색이 가능한 식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품에 관한 것이다.
식모 가공품은 편물, 직물, 필름, 시트, 고무제품, 종이제품, 도자기 등과 같은 기재 표면에 파일섬유를 식모하여 이루어진 제품으로서, 기재의 종류에 따라 의류, 신발, 가방, 인테리어 제품, 벨트, 벽지, 완구, 필터, 케이스, 가구, 전선, 호스, 자동차용 내장재 등으로 이용되며 점차 그 용도가 확대되고 있다. 이러한 식모 가공품은 기재 표면에 접착제를 도포하고 고전압 정전기법(정전하강식법), 진동법 또는 공기압 살포법 등을 이용하여 파일섬유를 식모하거나, 유기용제에 폴리우레탄 수지를 용해시킨 후 파일섬유와 혼합하여 기재 표면에 도포한 후, 후가공하는 방법으로 제조된다.
이러한 식모 가공품에 사용되는 식모용 파일섬유로는 섬도 1.0 ~ 3.0데니어, 길이 0.4 ~ 1.2 mm인 나일론 파일섬유와 섬도 1.0 ~ 3.0 데니어, 길이 0.3 내지 2.0 mm인 레이온 파일섬유가 주로 이용되었으나, 천연피혁과 유사한 질감과 외관을 갖는 식모 가공품을 제조하기 위하여 극세사(저섬도의 섬유)로 이루어진 식모용 파일섬유의 개발이 진행되고 있다. 이러한 극세사로 이루어진 식모용 파일섬유의 개발은 폴리에스테르를 주된 소재로 하여 이루어졌다. 그 이유는 나일론 파일섬유의 경우 일광 견뢰도가 부족할 뿐만 아니라 극세화 방법이 제한되어 있고, 레이온 파일섬유의 경우 마모강도가 낮아 산업용으로는 부적합하기 때문이다.
그러나, 폴리에텔렌테레프탈레이트로 대표되는 종래의 식모용 극세사 파일섬유는 화학구조 상 염료와 반응할 수 있는 반응기를 갖고 있지 않으며 물리적 구조가 치밀하여 염료의 침투능력을 감소시키므로, 분산염료에 의한 염색이 용이치 않아 고가의 고압염색법이 필수적으로 사용된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일본 공개특허공보 평10-305506호 및 평7-173717호에는 카티온 가염 폴리에스테르(Cation Dyeable Polyester,이하 CDP라 칭함)로 이루어진 상압가염 폴리에스테르 식모용 파일섬유를 개시하고 있다. 그러나, CDP에는 카티온 무기염이 존재하므로 컷팅(Cutting)시 미스-컷트에 의한 불량율이 높아지고 나이프의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라, 염색 불균일이 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 파일섬유의 컷팅성이 양호하여 미스-컷트에 의한 불량율을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 상압으로 염색하므로 염색의 불균일을 방지함과 동시에 농색 염색이 가능한 식모용 파일섬유, 그 제조방법 및 이를 이용한 식모 가공품을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (a) 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PHMT)로 이루어진 소정 섬도의 복합섬유 필라멘트를 토우(Tow)화하는 단계; (b) 상기 토우화된 복합섬유 필라멘트를 길이가 0.1 내지 1 mm인 파일섬유로 컷팅(cutting)하는 단계; (c) 상기 컷팅된 파일섬유를 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 처리하여 섬도가 0.01 내지 0.3 데니어가 되도록 감량하는 단계; 및 (d) 상기 감량된 파일섬유를 상압에서 염색하는 단계;를 포함하는 식모용 파일섬유의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 식모용 파일섬유의 제조방법에 있어서, 토우화 전에 복합섬유 필라멘트를 20 내지 500%의 가연율로 가연(false twist)처리하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 식모용 파일섬유의 제조방법, 이를 이용한 식모용 파일섬유 및 식모 가공품에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 식모용 파일섬유의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PHMT)로 이루어진 소정 섬도의 복합섬유 필라멘트를 생산성과 공정성을 고려하여 토우화(Tow)화한다. 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트의 중간 구조로서, 이로 이루어진 섬유는 신장탄성 회복률이 우수하고 상압에서 염색이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한, 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트로 이루어진 섬유 역시 상압에서 염색이 가능하다. 이러한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트로 이루어진 복합섬유 필라멘트는 직접방사법, 분할형 복합방사법, 해도형 복합방사법 등 공지된 극세사 제조방법에 의해 제조될 수 있으며, 여러 합섬업체에서 생산하고 있다.
본 발명의 식모용 파일섬유 제조방법에 있어서, 토우화 전에 복합섬유 필라멘트를 가연(false twist)처리하는 것이 바람직한데, 가연처리된 식모용 섬유에는 소정의 웨이브(wave)가 형성된다. 이러한 웨이브에 의하여 가연처리된 식모용 섬유를 식모 가공품에 식모시 극세사의 특징이 더욱 발현되므로서 천연피혁과 같은 부드러운 촉감, 볼륨감이 더욱 향상될 수 있다. 특히, 식모용 파일섬유를 식모하는 방법으로는 정전하강식법이 가장 많이 사용되는데 컷팅 여건상 의도보다 길게 컷팅된 파일이 존재하게 된다. 이러한 긴 파일섬유는 정전식모시 대전범위의 차이에 의해 잘 식모되지 않아 결국 식모 가공품 전반에 반점이 많이 발생하게 된다. 그러나, 가연처리된 식모용 파일섬유는 웨이브를 가지므로 이러한 결점을 줄일 수 있다. 또한, 정전식모 후, 파일섬유를 정렬하거나 식모를 깊게 하기 위하여 진동을 가하기도 하는데, 이 과정에서 직립된 파일섬유보다는 웨이브된 파일섬유가 식모각도가 작으므로 유리하다. 가연처리되는 정도(가연율)는 다음 수학식 1로 표시되는데, 20 ~ 500%인 것이 파일섬유의 벌키성, 식모성 등을 고려할 때 바람직하다.
가연율 = (신장하중에서의 파일섬유의 길이 - 표준초하중에서의 파일섬유의 길이)/표준초하중에서의 파일섬유의 길이×100
상기 수학식 1에서, 신장하중은 100mg/데니어이고, 표준초하중은 2mg/데니어이다. 가연(false twist)처리는 통상적인 가연기를 이용할 수 있는데, 한국 공개특허공보 제1984-2042호, 1984-8393호 등에 개시된 마찰식 가연기를 이용할 수도 있으나, 가연-열고정-해연(해연공정은 생략하기도 한다) 공정에 의한 일반적인 가연방식을 사용하는 것이 섬유의 마찰견뢰도, 내마모성 등의 물성을 고려할 때 바람직하다.
이어서, 토우화된 필라멘트를 길이가 0.1 내지 1 mm인 파일섬유로 컷팅(cutting)한다. 토우화된 파일섬유에는 CDP와는 달리 무기염이 존재하지 않아 컷팅성이 양호하여 미스-컷트에 의한 불량율이 감소될 뿐만 아니라 무기염으로 인한 나이프의 손상도 방지된다. 파일섬유의 길이가 0.1 mm 미만이면 컷팅성이 저하되고, 1 mm를 초과하면 식모 가공시 작업성이 저하된다.
그런 다음, 컷팅된 파일섬유를 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 처리하여 섬도가 0.01 내지 0.3 데니어가 되도록 감량한다. 파일섬유의 섬도를 0.01 데니어 미만으로 감량하는 것은 어려우며, 0.3 데니어를 초과하는 경우 촉감이 거칠어지고 탄력성이 떨어진다.
이렇게 얻어진 파일섬유는 상압에서도 균일한 염색이 가능하며, 염반없는 농색 염색도 가능하다.
이렇게 제조된 본 발명에 따른 식모용 파일섬유는 섬도가 0.01 내지 0.3 데니어이고 길이가 0.1 내지 1 mm인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PHMT)로 이루어진 파일섬유로서, 다양한 식모 가공품에 이용될 수 있다. 정전하강식법을 이용하여 식모할 수 있는 파일섬유인 경우, 공지의 기술대로 상기 식모용 파일섬유에 전도성을 부여하면 된다. 이 외, 식모용 파일섬유를 제조하기 위한 통상적인 공정이 부가될 수 있으나, 본 발명의 요지와는 무관하므로 생략한다.
본 발명에 따른 식모용 파일섬유를 이용하여 식모 가공품을 제조하는 방법은 통상적으로 사용되는 식모방법 모두 적용이 가능하다. 즉, 편물, 직물, 필름, 시트, 고무제품, 종이제품, 도자기 등과 같은 기재 표면에 접착제를 도포하고, 이 도포면에 고전압 정전기법(정전하강식법), 진동법 또는 공기압 살포법 등을 이용하여 본 발명에 따른 식모용 파일섬유를 식모할 수 있으며, 또는 유기용제에 폴리우레탄 수지를 용해시킨 후 본 발명에 따른 식모용 파일섬유와 혼합하여 전술한 바와 같은 기재 표면에 도포한 후, 샌드가공방식 등을 이용하여 그 표면을 가공, 폴리우레탄 수지에 함몰되어 있는 기모를 살리는 후가공법으로 식모 가공품을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 식모용 파일섬유는 정전식모용으로 유용하다.
이렇게 제조된 본 발명의 식모 가공품은 의류, 신발, 가방, 인테리어 제품, 벨트, 벽지, 완구, 필터, 케이스, 가구, 전선, 호스, 자동차용 내장재 등으로 이용될 수 있으며, 특히 천연피혁과 같은 질감과 외관이 요구되는 고급스런 제품에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1
휴비스(주)으로부터 섬도 3데니어(16분할형)인 PTT 토우를 구입하여 0.2 mm의 파일섬유로 커팅하였다. 그런 다음, NaOH 2%,계면활성제 2g/l를 함유한 95℃ 염색조에서 처리하여 0.18 데니어가 되도록 감량하였다. 이어서, 감량처리한 파일섬유를 수세한 다음, 통상적으로 사용되는 분산염료로 상압, 98℃에서 2시간 동안 염색을 실시하였다. 그런 다음, 통상적인 전착처리, 건조, 선별 공정을 통하여 전기식모용 파일섬유를 제조하였다.
20번수의 레이온사를 경사 및 위사로 하여 경사밀도 60본/인치, 위사밀도 60본/인치로 제직한 평직물 위에 아크릴계 접착제를 도포한 다음, 전술한 방법으로 제조한 전기 식모용 파일섬유를 정전하강식법에 의해 식모하여 식모 가공품을 제조하였다.
실시예 2
분할형 PTT 대신 해도형 PHMT(휴비스(주))를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파일섬유를 제조하였다. 이어서, 20번수의 레이온사를 경사로, 20/2번수의 레이온사를 위사로 하여 경사밀도 42본/인치, 위사밀도 41본/인치로 제직한 평직물 위에 우레탄계 접착제를 도포한 다음, 상기 제조한 파일섬유를 정전하강식법에 의해 식모하여 식모 가공품을 제조하였다.
실시예 3
분할형 PTT 대신 해도형 PTT(휴비스(주))를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파일섬유를 제조하였다. 이어서, 1 mm의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 실리콘 이형제를 도포하여 건조시킨 후, 유기용제에 용해시킨 폴리우레탄 수지와 상기 제조한 파일섬유를 혼합한 도포액을 이형처리한 필름면에 도포하였다. 이 때 도포 두께는 0.5 mm로 하였으며, 수세미 롤러를 이용하여 샌드가공방식으로 그 표면을 가공하여 폴리우레탄 수지에 함몰되어 있는 파일섬유를 기모하여 식모 가공품을 제조하였다.
비교예 1
분할형 PTT 대신 16분할형 CDP(휴비스(주))를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파일섬유를 준비하여 식모 가공품을 제조하였다.
비교예 2
분할형 PTT 대신 해도형 PET(휴비스(주))를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파일섬유를 준비하여 식모 가공품을 제조하였다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조한 식모 가공품에 대하여 염색성, 염색 균일도, 킷팅시의 나이프 수면, 식모 가공품의 품위를 전문가의 육안으로 판정하여 하기 표 1에 나타냈다.
(판정기준)
매우 우수 : ◎
우수 : ○
보통 : △
불량 : ×
평가항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
섬도(denier) 0.18 0.19 0.18 0.18 0.19
염색성(98℃, 2시간) ○ ○ ○ ○ ×
염색 균일도 ○ ○ ○ △ ×
컷팅시 나이프 수명(분) 35 35 30 10 40
식모 가공품의 품위 양호 양호 양호 불량 불량
표 1에서, 컷팅시의 나이프 수명은 기로틴형 컷터에 의해 800만 데니어의 토우를 컷팅 회전수 200rpm에서 컷팅시 컷팅가능시간으로서, 이 컷팅가능시간은 컷팅되어진 부분의 융착상태 등으로부터 판단하며, 섬유제품의 품위는 식모밀도, 식모반, 염색성 및 촉감으로부터 판단한다.
표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 파일섬유가 종래의 PET 파일섬유 또는 CDP 파일섬유보다 염색성과 염색 균일도가 우수하게 나타났으며, 특히 컷팅시의 나이프 수명은 무기염을 함유하는 CDP 섬유보다 상당히 오래 유지됨을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 파일섬유를 식모한 식모 가공품이 식모밀도, 식모반, 촉감 등 여러 가지 식모제품의 품위가 우수함을 알 수 있다.
실시예 4
실시예 1의 PTT 토우를 컷팅하기 전에, 토우를 구성하는 복합섬유 필라멘트를 통상적인 가연기를 이용하여 가연-열고정-해연하므로서 가연율 300%인 가연 필라멘트를 제조하는 가연 공정을 더 거친 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파일섬유 및 식모 가공품을 제조하였다.
이렇게 제조한 실시예 4의 식모 가공품과 비교예2의 식모 가공품에 대하여 촉감, 볼륨감, 광택의 자연스러움 및 염색 균일도를 전술한 표 1의 판정기준에 따라 판정하여 하기 표 2에 나타냈다.
평가항목 실시예 4 비교예 2
촉감 ◎ △
볼륨감 ◎ ×
염색 균일도 △ △
표 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 토우화 전에 가연한 파일섬유를 식모한 식모 가공품은 가연처리되지 않은 극세사 파일섬유보다 촉감, 볼륨감, 광택 및 염색 균일도가 우수함을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 식모용 파일섬유는 컷팅성이 양호하여 미스-컷트에 의한 불량율을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 나이프의 재연마 횟수가 줄어들어 생산성이 향상된다. 또한, 본 발명의 식모용 파일섬유는 상압에서 염색되므로 염색의 불균일을 방지함과 동시에 농색 염색이 가능하다. 특히, 토우화 전에 가연처리공정을 더 거칠 경우, 식모면 터치가 피치스킨조처럼 부드럽고 촉감이 우수할 뿐만 아니라, 염색 균일도가 더욱 우수해져 염반이 나타나지 않으므로 천연피혁과 같은 고급스러움을 나타낸다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 섬도가 0.01 내지 0.3 데니어이고 길이가 0.1 내지 1 mm인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PHMT)로 이루어진 식모용 파일섬유로서,
    상기 파일섬유는 20 내지 500%의 가연율로 가연(false twist)처리된 것을 특징으로 하는 식모용 파일섬유.
  3. 삭제
  4. (a) 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PHMT)로 이루어진 소정 섬도의 복합섬유 필라멘트를 20 내지 500%의 가연율로 가연(false twist)처리하고 토우(Tow)화하는 단계;
    (b) 상기 토우화된 복합섬유 필라멘트를 길이가 0.1 내지 1 mm인 파일섬유로 컷팅(cutting)하는 단계;
    (c) 상기 컷팅된 파일섬유를 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 처리하여 섬도가 0.01 내지 0.3 데니어가 되도록 감량하는 단계; 및
    (d) 상기 감량된 파일섬유를 상압에서 염색하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제2항의 식모용 파일섬유의 제조방법.
  5. 삭제
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