KR100702385B1 - 고강력 복합가공사 및 그를 사용한 직물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무기섬유, 또는 무기섬유와 다른 유기섬유의 복합물을 내층으로 하고, 유기섬유를 장식사(effect)로 하는 2개 레이어(layer) 이상의 구조로 이루어진 고강력 복합가공사 및 그를 사용한 직물에 관한 것이다.
본 발명은, 심사(core)에는 ①금속 스테인리스강 섬유, 또는 ②탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ③금속 스테인리스강 섬유 또는 무기섬유와 유기섬유를 복합해서 집어넣을 수 있는 것이다. 그리고, 장식사에는 ㉠금속 스테인리스강 섬유, 또는 ㉡탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ㉢금속 스테인리스강 섬유 또는 무기섬유와 유기섬유를 복합 또는 유기섬유만으로 복합하여, 2개 레이어 이상의 고강력 복합가공사(THE HIGH TENACIOUS CONJUGATE TEXTURED YARN)를 제조하는 것이다.
심사, 장식사, 무기섬유, 유기섬유, 다층구조, 아라미드 섬유, 인열.

Description

고강력 복합가공사 및 그를 사용한 직물{THE HIGH TENACIOUS CONJUGATE TEXTURED YARN AND THE TEXTILE FABRIC USING IT}
도1은 본 발명에 의거 이루어진 고강력 복합가공사의 조직도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 심부 2,3: 장식사 11: 금속섬유 12: 아라미드 섬유
본 발명은 ①스테인리스강 섬유, ②무기섬유, 또는 ③상기 스테인리스강 섬유 또는 상기 무기섬유와 다른 유기섬유를 복합하여 이루어진 심사(core)와; ㉠스테인리스강 섬유, ㉡무기섬유, 또는 ㉢상기 스테인리스강 섬유 또는 상기 무기섬유와 유기섬유를 복합하거나 또는 유기섬유만을 복합하여, 이루어진 장식사(effect)로 형성되는, 2개 레이어(layer) 이상의 층으로 이루어진 고강력 복합가공사(THE HIGH TENACIOUS CONJUGATE TEXTURED YARN) 및 그를 사용하여 만들어진 직물 또는 편물에 관한 것이다.
종래에 높은 인장성, 인열성, 내절단성 기능을 발휘할 수 있는 제품은 주로 고강력 기능을 가진 금속 스테인리스강 또는 아라미드 섬유와 기타 유기섬유를 단순하게 합사, 연사하여 이루어진 구조로 제조되었다.
그러나, 이러한 단순 구조 방법으로 이루어진 제품은 고강력사의 축방향에 대한 방향성을 떨어뜨리고, 단순한 구조로 후도를 높일 수 없었기 때문에, 인장, 인열, 절단 등의 외부 힘에 대해 효율적인 방호기능을 충분히 발휘할 수가 없다는 결함을 갖고 있는 것이다.
그리고 종래기술로 이루어진 직물은 금속 스테인리스강 섬유 또는 탄소섬유 등의 무기섬유들이 꼬임 등의 외부 힘을 받았을 때 형태변형이 발생하여 서로 꼬여서 뭉치거나 일부가 절단되는 등의 손상이 용이하게 발생하여 방호기능으로서의 능력을 상당히 저하시키는 문제도 있었다.
본 발명은 종래기술로 제조된 직물에서 나타나는 방호기능을 저하시키는 결함 및 문제점을 해결하고자, 2개 레이어 이상의 다층 구조사 제조기술을 이용하여 이루어진 고강력 섬유를 제공하여, 직물이 인장강도, 인열강도, 내절단강도의 기능을 충분히 발휘하게 하는 것이다.
본 발명에 의거, 심사(1)의 소재로서는 ①금속 스테인리스강 섬유, 또는 ②탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ③상기 금속 스테인리스강 섬유 또는 상기 무기섬유와 유기섬유를 복합해서 집어넣고, 그리고, 장식사(2,3)의 소재로서는 ①금속 스테인리스강 섬유, 또는 ②탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ㉠금속 스테인리스강 섬유 또는 ㉡탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ㉢상기 금속 스테인리스강 섬유 또는 상기 무기섬유와 유기섬유를 복합하거나 또는 유기섬유만으로 복합하여, 2개 레이어 이상의 층으로 이루어져 제조된 고강력 복합가공사가 제조된다.
상기 심사(1)의 소재인, ①금속 스테인리스강 섬유, ②탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ③상기 금속 스테인리스강 섬유 또는 무기섬유와 유기섬유와의 복합으로 이루어진 물질은 외부의 힘에 대한 인장강도, 인열강도, 내절단강도(cut resistance)의 기능을 높여주고, 상기 장식사(2,3)의 ㉠금속 스테인리스강 섬유, ㉡탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ㉢상기 금속 스테인리스강 섬유 또는 상기 무기섬유와 유기섬유와의 복합구조, 또는 유기섬유간의 복합구조는 상기 심사의 집속력을 강력하게 함에 더하여, 외부 힘에 대한 인장강도, 인열강도, 내절단강도도 높여준다.
따라서, 상기 소재의 심사(1)와 상기 소재의 장식사(2,3)로 이루어진 고강력 복합가공사을 방호복, 장갑, 양말 및 보호구 등에 적용하여 칼 또는 외부 위험물과 같은 물체로부터 공격을 받게 될 때에 착용자의 신체를 양호하게 보호하는데 이용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 원사로는 다음의 것을 사용한다.
A:방호기능 발현 기능사
A1: 금속 스테인리스강 섬유로 섬유직경은 10~1000㎛정도 범위의 섬유.
A2: 유리섬유로 50~3000d 범위의 실.
A3: 탄소섬유로 50~3000d 범위의 실.
A4:듀폰(Du Pont)사 제품 케블라(Kevlar)(상표명), 노맥스(Nomex) 등의 아라미드(Aramid)계 섬유로, 방적사는 5cc ~ 50cc(cotton count)까지, 필라멘트는 50d ~ 3000d.
B:기타 복합섬유
B1: 폴리아미드(Polyamide) 방적사 또는 필라멘트사
B2: 폴리에스테르(Polyester) 방적사 또는 필라멘트사
B3: 폴리올레핀(Polyolefin) 방적사 또는 필라멘트사
(실시예)
본 발명에 따른 고강력 복합가공사 제조방법은 다음과 같다.
심사에 1)A1,A2,A3,A4를 단독으로 위치시키거나,
2)A1+A2 또는 A1+A3 또는 A1+A4 또는 A2+A3 또는 A2+A4 또는 A3+A4를 위치시키거나,
3)상기 1), 2)에 각각 B원사를 복합하여 위치시킨다.
장식사에는 B원사 또는 B+A4원사를 위치시키어 2개 레이어 이상의 다층 구조사를 만든다.
상기 복합가공사 제조시에는 장식사가 심사에 S 또는 Z방향으로 감기게 하거나, S방향과 Z방향으로 동시에 두번 감기게 하는 방법을 사용한다.
심사에 장식사를 감을 때 50 ~ 2000T/M(Twist/Meter)조건에서 감아준다. 그 이유는, 50T/M이하에서는 가공사의 집속성이 떨어져서 제직, 편직, 재봉 등의 후공정 작업성을 저하시키는 현상이 나타나고, 2000T/M이상에서는 가공사의 전체적인 인장강도, 인열강도, 내절단강도의 기능을 저하시키거나 과다한 잔류 토오크로 후공정의 작업성을 저하시키는 현상이 나타나기 때문이다.
예
심사(1)에 듀폰의 아라미드 섬유(12) 30cc + 금속섬유 스테인리스강(11) 60㎛를 사용한다.
장식사(2,3)에는 폴리아미드 140d를 사용한다.
상기 장식사(2,3)를 500T/M으로 S방향 및 Z방향으로 두번 감아 준다.
이와 같이 하여 생산한 결과 집속성이 뛰어나서 형태 안정성이 우수한 고강력 복합가공사를 제조하였다.
(시험)
상기와 같은 방법으로 이루어진 본원의 직물과 종래 방법으로 이루어진 비교예의 직물을 듀폰사의 케블라(등록상표) 섬유를 시험샘플로 하여 일본 듀폰-토레이(DuPont-Toray)사의 시험실에서 ISO 13997시험방법을 이용하여 절단작용에 대한 내성을 측정하는 시험을 하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
샘플 절단력(N) 중량(g/㎡)
종래예1(Inner shell)(1000d) 3.13 210
종래예2(Outer shell)(1500d) 5.38 495
본원1(1000d) 4.29 300
본원2(1500d) 11.48 535
[상표명에 따른 특정 스펙]
듀폰 케블라
1. 케블라 필라멘트사 100d ∼ 3000d
2. 케블라 방적사 10cc ∼ 60cc
듀폰 노맥스
1. 노맥스 방적사 10cc ∼ 60cc
2. 노맥스 필라멘트사 100d ∼ 1000d
[실시예에 표기된 제품의 스펙]
항목 종래예1 종래예2 본원1 본원2
Weight (gr/㎡) 210 495 300 535
사용원사 경사 케블라 1000d 케블라 1500d 케블라 1000d 케블라 고강력 복합사 1500d + 케블라 1000d
위사 케블라 1000d 케블라 1500d 케블라 1000d 케블라 고강력 복합사 1500d + 케블라 1000d
조직 평직 평직 매트조직 매트조직

상기 시험결과로 알 수 있는 바와 같이, 동일한 섬유로 제조된 직물이 직물절단에 저항하는 힘에서, 본원은 종래예와 대비하여 우수한 내절단 성능을 발휘함을 확인할 수 있다.
①금속 스테인리스강 섬유, ②탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ③상기 금속 스테인리스강 섬유 또는 상기 무기섬유와 유기섬유와의 복합구조로 이루어진 심사(1)는, 외부 힘에 대한 인장강도, 인열강도, 내절단강도(cut resistance)의 기능을 높여준다. 그리고, ㉠금속 스테인리스강 섬유, ㉡탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ㉢금속 스테인리스강 섬유 또는 무기섬유와 유기섬유와의 복합구조, 또는 유기섬유간의 복합구조로 이루어진 장식사(2,3)는 심사의 집속력을 높여주고, 외부 힘에 대한 인장강도, 인열강도, 내절단강도를 높여준다. 따라서, 상기 심사(1)와 상기 장식사(2,3)로 이루어진 직물을, 방호복, 장갑, 양말 및 보호구에 적용시킨 경우에 외부의 공격으로부터 신체를 양호하게 방호하는 기능을 발휘하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 제품은 복합 방호기능을 가지고 있을 뿐만 아니라, 장식사를 이루고 있는 유기섬유로 그 외부를 자유자재로 염색하여 심미하고 수려한 외관을 이룰 수 있는 것이다.

Claims (7)

  1. 고강력 복합가공사는: ①금속 스테인리스강 섬유, ②탄소섬유 등의 무기섬유, 또는 ③아라미드 섬유, ④상기 ①-③의 복합 구조물, 또는 ⑤상기 ①-③을 복합한 것에 폴리아미드를 복합한 실, ⑥상기 ①-③을 복합한 것에 폴리에스테르를 복합한 실, 또는 ⑦상기 ①-③을 복합한 것에 폴리올레핀을 복합한 실을 사용하여 이루어진 심사와;
    상기 ④-⑦의 구조물 또는 실 중 어느 하나 만을 사용하거나 복합하여 이루어진 장식사를 포함하며;
    상기 장식사는 S 또는 Z방향의 일 방향으로 감아서 제조되는 것을 특징으로 하는 고강력 복합가공사.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 장식사는 심사에 S방향과 Z방향으로 두번 감아서 제조되는 것을 특징으로 하는 고강력 복합가공사.
  4. 제1항에 있어서, 상기 심사에 상기 장식사를 50~2000T/M으로 감는 것을 특징으로 하는 고강력 복합가공사.
  5. 제1항에 있어서, 사용 원사를 아래 굵기의 실을 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 고강력 복합가공사.
    -금속섬유 스테인리스강: 섬유직경 10~1000㎛범위의 실,
    -탄소섬유: 50~3000d범위의 실,
    -아라미드 섬유: 방적사는 5cc~50cc, 필라멘트는 50d ~ 3000d의 실.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항으로 이루어진 가공사를 직조하여 이루어진 직물.
  7. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항으로 이루어진 가공사를 직조하여 이루어진 편물.
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