KR100867714B1 - 폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌(Polypropylene)을 이용하여 의류용 직물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 내열성과 난염성 등의 단점을 극복하고 P·P의 장점을 살릴 수 있는 의류용 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

방법의 요지로는 P·P원사 방사 공정에서 제직할 직물의 색상을 감안하여 필요한 색상을 미리 혼합하여 생산(Dope dYed)하며, 경사(warp)작업시 원사에 500 내지 600TM으로 S연 또는 Z연을 가하며, 필요에 따라 원사에 셋팅공정을 가하되 열에 약한 원사의 특성상 100℃ 이하에서 30~40분 동안 스팀으로 셋팅 후 정경작업을 실시하며, 제직과정에서는 저속 직기를 이용하면서도 통상적인 속도보다 낮게 200~300RPM으로 제직을 실시하고, 가공공정에서는 텐터링 작업시 125℃ 이하에서 30 내지 50 RPM의 속도로 1번 내지 2번의 셋팅공정을 거쳐 안정된 수축률을 만들어 주는 것을 특징을 한다.

폴리프로필렌, 피피원사, 의류용 직물, 저온셋팅, 저속제직

Description

폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물 및 그 제조방법{Textile and the manufacture method for clothing that utilize Polypropylene yarn}

본 발명은 폴리프로필렌(Polypropylene; 이하 'P·P'라 칭함)을 이용하여 의류용 직물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 내열성과 난염성 등의 단점을 극복하고 P·P의 장점을 살릴 수 있는 의류용 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 P·P는 올레핀계 섬유의 하나로서 폴리프로필렌을 주성분으로 한 섬유이며, CH₂=CH의 화학구조를 갖고 있다.

P·P섬유의 경우 수지의 비중이 0.90g/㎤이고 충분히 배양시킨 섬유의 비중은 0.91g/㎤ 수준이다. 여기에 안료와 같은 다른 첨가제를 첨가한다 하더라도 그 비중은 0.93g/㎤를 쉽게 넘지 않는다.

따라서 아무런 단면의 변형 없이도 물에 뜨는 섬유를 만들 수 있는 것이다.

또한, 수분을 원칙적으로 거부하는 성질이 있으므로 의류로 사용시 영구적인 생활발수 효과를 유지할 수 있다.

반대로 P·P섬유의 최대 단점으로는 열에 약한 내열성과 염색이 어려운 난염 성이 있다.

이러한 단점 때문에 P·P섬유는 지금까지 의류용으로 사용되지 못하고 기저귀, 가운, 마스크 등의 의료용, 각종 필터, 포장용구 등의 산업용, 농업용, 가정용품용 등으로 사용되고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 P·P섬유는 항균성, 경량성, 보온성, 속건성, Wicking성 등 많은 장점을 갖고 있으므로 이를 이용하여 의류용으로 적합한 직물의 개발에 대한 필요성이 매우 크게 요구되고 있는 실정이라 할 것이다.

본 발명은 상기와 같이 많은 장점을 갖고 있음에도 몇 가지의 단점 때문에 의류용으로 사용되지 못하던 P·P를 원사방사 공정부터 연사 및 제직공정까지의 공정들을 잘 관리하여 많은 장점을 가진 의류용 직물로 제직이 가능하게 함으로써 유용하고 친환경적인 직물의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 방사된 P·P원사를 이용하여 직물을 제직하되, 경사(warp)작업시 원사에 적절한 연사를 가하며, 원사의 셋팅공정에서 열에 약한 원사의 특성을 감안하여 셋팅 후 정경작업을 실시하며, 아울러 제직과정에서의 속도와 제직후 가공시에 텐터링과 셋팅온도를 잘 관리하여 원하는 P·P직물을 제조 가능토록 함을 특징으로 하는바, 이하 상세한 설명에 의해 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

우선 본 발명을 완성하기 위해서는 P·P의 단점인 난염성의 문제를 해결하여야 하는데, 이는 원사 방사 공정에서 제직할 직물의 색상을 감안하여 필요한 색상 을 미리 혼합하여 생산(Dope dYed)함으로써 이런 문제는 해결할 수가 있다.

또한, P·P원사는 직간접적으로 열에 약한 단점이 있으며, 특히 가공공정에서는 타섬유와 교직시 염색을 하기 위하여는 고온처리가 필수적인데 이러한 조건을 다르게 하는 것이 매우 중요하다. 또한 100% P·P 직물을 제조할 때는 수분흡수를 거부하므로 싸이징이 불가능하다는 점 또한 충분히 감안되어야 한다.

본 발명에 의한 제조방법을 공정별로 구체적으로 살펴본다.

P·P원사 준비

상기한 바와 같이 P·P원사는 수분율(Regain)이 0.05%에 불과할 정도이므로 싸이징이 불가능한 것이고, 따라서 작업시 P·P로 된 극세섬유 원사가 준비, 정경, 제직 공정에서의 장력을 이기지 못하여 사절이 발생하므로 다량의 불량발생 및 생산성의 감소를 야기하게 된다.

이를 위하여 경사(warp)작업시 원사에 적정한 꼬임을 가한다.

과도한 꼬임이나 미약한 꼬임을 가했을 시에는 실이 스스로 엉키거나 쉽게 절사되는 등 자체적인 물성변화가 오기 때문에 이 또한 신중한 꼬임을 주어야 한다.

적당한 예로는 원사의 굵기를 감안하여 300 내지 700TM/S연 또는 Z연이고, 더욱 바람직하게는 500 내지 600TM/S연 또는 Z연이다.

이후에는 원사의 꼬임정도를 감안하여 필요에 따라 원사에 셋팅공정을 가하되, 꼬임수가 많은 경우에는 반드시 셋팅을 가하여야 하고 꼬임수가 적은 경우에는 셋팅이 필요하지 않을 수도 있는데, 셋팅이 필요할 시에는 열에 약한 원사의 특성상 100℃ 이하에서 30~40분 정도 스팀으로 셋팅 후 정경작업을 실시한다.

제직공정

제직과정에서는 직기의 회전수를 최소화하여 제직하는 것이 중요하다. 저속 직기를 이용하면서도 통상적인 속도보다 낮게 하여야 하며, 바람직한 회전수는 200~300RPM이다.

가공공정

제직후 수세, 정련(전처리)-건조-텐터링(tentering) 등의 가공공정을 거치는데, 이러한 가공공정에서는 열셋팅에 주의하여야 하는데, 일반적으로 직물의 수축률(세탁시 늘거나 줄어드는 현상)을 없애기 위하여 열셋팅이라는 공정은 필수적이라 할 것인데, 이런 열셋팅 공정은 130℃ 이상이 되어야만 안정된 수축률을 보인다.

하지만, P·P원사는 특히 열에 약하므로 텐터링 작업시 125℃ 이하에서 30 내지 50 RPM의 속도로 한번 내지 2번의 셋팅공정을 거쳐 안정된 수축률을 만들어 준다. 제직된 원단이 두꺼운 정도 또는 스판 원단인가 아닌가를 감안하여 한번 또는 두번의 셋팅공정을거치며, 상기 온도 이상에서 열셋팅을 하게 되면 원단이 딱딱하게 굳어지므로 의류용으로 제품성을 상실하게 된다.

이하 제직하고자 하는 P·P 직물의 형태에 따라 구체적인 실시 예를 살펴본다.

실시 예 1(100% P·P직물)

방사된 P·P원사 중에서 경사(warp)작업시 원사에 550TM/S연 또는 Z연의 연사를 가하였다.

원사의 셋팅공정에서 열에 약한 P·P원사의 특성상 100℃를 넘지 않도록 관리하면서 30분 정도 스팀으로 셋팅 후 정경작업을 실시하였다.

제직과정에서는 직기의 회전수를 250RPM으로 하여 제직하였다.

제직후 가공공정에서는 120℃ 온도에서 텐터링시 40RPM정도에 2번의 셋팅공정을 실시하였다.

이에 따라 100% P·P직물을 제조할 수 있었다.

실시 예 2(교직 P·P직물)

방사된 P·P원사 중에서 경사(warp)작업시 원사에 550TM/S연 또는 Z연의 연사를 가하였다.

원사의 셋팅공정에서 100℃를 넘지 않도록 관리하면서 40분 동안 스팀으로 셋팅 후 정경작업을 실시하였다.

제직 시에 위사 또는 경사 중 어느 한 가지의 원사는 P·P원사를 사용하고 나머지 한 가지의 원사는 일반 원사(면, 폴리에스터, 나일론, 울, 데님 등)를 사용하였다.

제직과정에서는 직기의 회전수를 300RPM으로 제직하였다.

제직후 일반 원사를 염색하기 위해 염색공정을 추가하되 수세, 표백, 정련 등 전처리 공정은 일반적인 원사를 제직할 때와 같이 하되, 온도가 125℃ 이하가 되도록 관리하였다.

제직후 가공공정에서는 120℃ 온도에서 텐터링시 40RPM정도에 2번의 셋팅공 정을 실시하였다.

이러한 공정에 의해 교직 P·P직물을 제조할 수 있었다.

실시 예 3(100% P·P원사로 된 스판직물 )

상기 실시 예 1 및 2에서와 같은 조건으로 공정을 진행하되, P·P원사에 스판덱스사를 카바링하여 사용하였다. 일반적인 스판덱스사는 125℃ 이하에서는 열셋팅이 안되지만 최근 개발된 제품(주식회사 효성 #H-450)을 구입하여 카바링 하면 125℃ 이하에서도 열셋팅이 가능하며, 안정된 직물의 수축률이 나온다.

실시 예 4(교직 P·P원사로 된 스판직물 )

상기 실시 예 3과 같이 공정을 실시하되 가공공정에서 염색 공정을 추가하며, 실시 예 2에서와 같이 온도관리에 유의한다.

실시 예 5(땀 배출이 용이한 P·P 이중직물)

상기 실시 예와 같은 공정으로 제직을 하되, 이중직으로 제직하면 직물의 조직에서 피부의 땀이 용이하게 배출되므로 스포츠웨어 등으로 적합하게 된다.

그리고 일반 원사 또는 흡한 속건 원사를 동시에 경사 또는 위사로 공급되는 교직 이중직 일 때는 피부에 닿는 부분을 P·P원사로 하여 제직하게 되면 땀이 P·P원사로 제직된 섬유부분에 묻을 시 땀과 수분은 급속히 외부로 빠져나가 수분율이 0.05%인 P·P섬유가 항상 건조 상태를 유지시켜주므로 쾌적한 기분이 든다.
또한 열전도율이 P·P원사는 6w/(m.k)이며, 울(wool)은 8w/(m.k)로서, 천연/합섬 섬유를 통틀어 가장 낮은 열전도율을 갖고 있어 열손실이 가장 적다. 따라서 체온을 일정하게 유지시켜 준다. 또한 무게는 면 무게의 60%, 폴리에스터(POLYESTER)의 66%,나일론(NYLON)의 80% 정도여서 경량감을 느낄 수 있다.

이러한 방법으로 제조되는 P·P원사를 이용한 의류용 직물에 의하면, 자체의 항균성에 의해 건강에 유용하며, 가볍고 보온성이 뛰어나므로 의류용으로 매우 적합한 것이며, 영구적인 발수성에 땀도 잘 배출되어 항상 쾌적한 상태를 유지하게 되면서 자체적으로 부력도 갖게 되므로 스포츠 의류용으로도 매우 유용한 직물을 제공하게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명은 기존 P·P원사가 갖는 단점에 의해 의류용으로 사용할 수 있는 직물의 제직이 어려웠으나, 원사를 준비하는 공정으로부터 적절한 꼬임과 셋팅시의 온도와 제직시의 속도 및 제직후 가공에서의 온도를 효과적으로 관리함으로써 P·P원사를 이용한 의류용 직물의 제조가 가능하게 된 것으로, P·P원사의 단점을 해소하고 장점을 살려 매우 유용한 의류용 직물을 제공하게 되므로 의류의 기능성을 크게 향상시키게 되는 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. P·P원사 방사 공정에서 제직할 직물의 색상을 감안하여 필요한 색상을 미리 혼합하여 생산(Dope dYed)하며,

   경사(warp)작업시 원사에 500 내지 600TM으로 S연 또는 Z연을 가하며,

   필요에 따라 원사에 셋팅을 가하되, 셋팅을 가할 때는 열에 약한 원사의 특성상 100℃ 이하에서 30~40분 동안 스팀으로 셋팅 후 정경작업을 실시하며,

   제직과정에서는 저속 직기를 이용하면서도 통상적인 속도보다 낮게 200~300RPM으로 제직을 실시하고,

   가공공정에서는 텐터링 작업시 125℃ 이하에서 30 내지 50 RPM의 속도로 2번의 셋팅공정을 거쳐 안정된 수축률을 만들어 주는 것을 특징을 하는 폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   제직 시에 위사 또는 경사 중 어느 한 가지의 원사는 P·P원사가 아닌 일반 원사를 사용하고, 제직후 일반 원사를 염색하기 위해 염색공정을 추가하며, 온도가 125℃ 이하가 되도록 관리하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   P·P원사에 125℃ 이하에서도 열셋팅이 가능한 스판덱스사를 카바링하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물의 제조방법.
4. 제2항에 있어서,

   원사에 S연 또는 Z연을 가하는 공정과 제직하는 공정 사이에 100℃ 이하에서 30~40분 동안 스팀으로 셋팅 후 정경 작업하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물의 제조방법.
5. 제1항의 방법에 의해

   P·P원사에는 필요한 색상이 방사과정에서 미리 가해지고

   경사(warp)에 500 내지 600TM으로 S연 또는 Z연이 가해져 있는 상태에서 제직된 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 원사를 이용한 의류용 직물.