KR101102070B1 - 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사 및 이의 제조 방법 - Google Patents

흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡한속건(wicking)성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사(core-spun yarn) 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 직물의 촉감은 기존의 면, 레이온과 같은 느낌이 나고 융점이 낮은 폴리올레핀계 원사를 사용하여 경량성과 흡한속건성이 우수하고 저온에서 가공하여 형태안정성이 우수한 직편물을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 흡한속건성 및 형태안정성이 우수하여 활동성이 강한 레져 및 스포츠용등의 원단에 적용이 가능하며, 면과 울과 같은 천연 단섬유를 코어-스펀사의 조사로 사용함으로써 원단으로 제작하는 경우 부드러운 촉감을 나타내고, 이러한 특성을 이용하여 패션 의류용 원단의 소재로 활용 할 수 있다.
폴리올레핀, 코어스펀사, 원사, 흡한속건성, 형태안정성

Description

흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사 및 이의 제조 방법{Core-Spun Yarn with Wicking and Stability Properties and Manufacturing Methods Thereof}
본 발명은 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
흡한속건 소재는 땀을 빨리 흡수하고 이를 의복의 외부로 배출시켜 항상 피부와 의복 사이는 건조한 상태를 유지시켜 쾌적성을 제공하는 소재이다. 주5일 근무제가 확산되면서 일반인들의 여가 시간이 확대되고 있는 추세여서 이를 활용하여 여행이나 레저, 스포츠 등을 즐기는 인구가 점차 증가하고 있어 흡한속건 소재에 대한 관심이 꾸준히 증가하고 있다.
흡한속건 섬유를 제조하는 방법은 한국 공개 특허 제2008-61344호에 의해 기재된 바와 같이 일반적으로 흡한속건성 섬유는 폴리에스테르계 섬유를 제조시 섬유 단면을 이형단면사로 제조하여 기존의 원형단면과 비교하면 표면적의 증가와 섬유 의 길이 방향으로 생성된 모세관을 통해 인체에서 발생한 수분이 바깥으로 배출되는 현상으로 흡한속건성이 우수하다는 것을 특징으로 한다. 하지만 이 섬유는 활동성이 강한 레져 및 스포츠용으로 주로 많이 사용되고 있다. 하지만 패션 소재로서는 천연소재의 고유 촉감에 미치지 못하는 단점이 있다.
또한 천연섬유는 오래전부터 의류용으로 널리 사용되고 있으며 후가공을 통해 항균성 및 발수성 등의 기능성을 부여하여 패션소재 및 스포츠용으로 사용되고 있다. 면 섬유는 공정수분율이 8%이상으로 속건성이 떨어지며 수축률이 5% 이상으로 형태안정성이 떨어지는 문제점이 있다.
종래의 코어사를 제조하기 위한 방법이 한국 공개 특허 제1984-9342호에 의해 기재된바와 같이 심사를 폴리에스테르를 이용한 조사를 단섬유로 하는 코어사가 제안되고 있다. 그러나 이와같은 코어사를 사용하여 제편직한 원단은 천연섬유와 같은 촉감은 양호하나 폴리에스테르의 공정수분율이 0.4% 이상이고 비중이 1.38로 흡한속건성과 경량성이 떨어지고 후가공시 180℃ 이상의 고온에서 열처리를 해야 되는 단점이 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 흡한속건성, 경량성 및 형태안정성이 우수한 효과를 나타내는 코어-스펀사를 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 소수성 폴리올레핀계 필라멘트사를 심사로 하고 단섬유를 조사로하여 피복하여 방적하고, 방적된 사를 10-50 TPI(twist per inch)로 트위스트(twist)를 가하여 흡한속건성, 경량성 및 형태안정성이 우수하고 단섬유의 피복으로 인한 천연섬유의 촉감을 발휘하는 사를 제조하는 방법을 발견함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사를 포함하는 원단을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 흡한속 건(aero-cool)성 및 형태안정성(stability)을 가지는 코어-스펀사(core-spun yarn) 제조 방법을 제공한다:
(a) 소수성 폴리올레핀계 필라멘트사를 심사로 하고 단섬유를 조사로하여 피복하여 방적하는 단계; 및
(b) 상기 단계 (a)에 의하여 방적된 사를 10-50 TPI(twist per inch)로 트위스트(twist)를 가하는 단계.
본 발명자들은 흡한속건성, 경량성 및 형태안정성이 우수한 효과를 나타내는코어-스펀사를 개발하고자 노력였으며, 그 결과, 소수성 폴리올레핀계 필라멘트사를 심사로 하고 단섬유를 조사로하여 피복하여 방적하고, 방적된 사에 트위스트(twist)를 가하여 흡한속건성, 경량성 및 형태안정성이 우수하고 단섬유의 피복으로 인한 천연섬유의 촉감을 발휘하는 사를 제조하는 방법을 완성하였다.
본 발명은 종래 기술에서 사(yarn) 제조시 심사로 사용하지 않았던 소수성 폴리올레핀계 필라멘트사를 심사로 이용하고, 상기 심사를 단섬유로 피복하여 제조하는 코어-스펀사 제조 방법으로서, 본 발명에 의하여 제조된 코어-스펀사를 이용하여 원단을 제작하는 경우 흡한속건성 및 형태안정성이 매우 우수하며, 부드러운 촉감을 나타내는 원단을 제작할 수 있다.
본 발명의 명세서에 용어 “흡수속건성”은 인체에서 발산되는 수분을 빠르게 흡수하고 그 수분을 원단상에 넓게 퍼트려 공기와 접촉하는 면적을 넓히므로써 짧은 시간내에 건조시키는 성능을 의미한다. 즉, 인체에서 발생하는 땀이나 수증 기와 같은 수분을 착용되는 의복(직물이나 편물)이 신속히 흡수하고 이를 제거하는 성질을 의미한다.
본 발명의 명세서에 용어 “형태안정성”은 치수안정성과 혼용되어 사용될 수 있으며, 바람직하게는 섬유의 치수(크기)의 변화 또는 섬유의 뒤틀림이 없거나 유의하지 않은 오차범위내의 형태의 변화를 의미한다.
본 발명의 명세서에서 용어 “섬유”는 섬유원사를 의미하는 용어로서, 섬유원사(filament, thread, yarn 등)는 섬유원단의 구성 소재이다. 본 발명에서 상기 용어“섬유”는 필라멘트, 사(絲)와 혼용되어 사용하고 있다.
또한, “원단”이란 섬유원사로 만든 제품, 예를 들어 제직물(woven), 편성물(knit), 펠트, 프레이트(plaited), 브레이드(braid), 레이스(lace), 부직포(non-woven), 접층직물(laminated), 몰드직물 등을 포함한다. 본 발명에서 상기 용어 “원단”은 편성물, 직물 또는 섬유제품과 혼용된다. 이러한 섬유로 제조된 섬유 제품, 예를 들어 의류(예: 내의, 스포츠 웨어, 잠옷, 평상복, 등산복 등); 식물; 침구류; 신발창; 카펫; 타올; 커튼 등도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
본 발명은 소수성의 폴리올레핀계 필라멘트사를 심사로 하고, 단섬유를 피복하여 방적사로 제조된 것으로 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에서 심사는 폴리올레핀계 필라멘트 원사로 구성하고, 그 구성범위는 모노 데니어의 굵기는 바람직하게는 1-5 de이다.
본 발명의 명세서에서 용어“데니어(denier)”는 연생사나 인조 섬유의 단섬유나 필라멘트사의 굵기를 의미하며, 9,000 m 길이의 실 중량을 그램으로 나타낸 것이다. 본 발명의 명세서에서 데니어의 단위는 “de”로 표시된다.
상기 심사의 총 데니어는 바람직하게는 30-150 de로 한다.
상기 심사와 조사와의 비율은 바람직하게는 상기 필라멘트사를 10-80부피%의 단섬유로 피복되어 방적된다.
본 발명의 명세서에서 용어 “TPI(twist per inch)”는 1 인치(inch)당 꼬임수(예컨대, 50 TPI는 1인치 실에 50번 꼬임을 의미함)를 의미한다.
상기 심사에 조사를 피복한 다음, 10-50 TPI(twist per inch)의 트위스트(twist)를 주어 코어-스펀사(core-spun yarn)의 총합번수(總合番手)가 Ne번수로 10-60수로 되고 이때 정방기의 스핀들 속도는 8,000-15,000 rpm(분당 회전수) 되도록 함을 특징으로 한다.
이때 심사로 사용되는 폴리올레핀계 필라멘트 원사의 굵기가 30 de 이하의 경우 조사의 피복성은 좋아지나 흡한속건성과 형태안정성이 떨어지게 되고, 심사가 150 de 이상으로 제조하였을 경우에는 드레이프(drape)성은 좋아지나 촉감이 딱딱하고 중량이 높아 일반 의류용 원단으로는 적합하지가 않게 된다. 또한 심사와 조사의 비율은 심사로 사용되는 폴리올레핀계 필라멘트사의 비율은 바람직하게는10-80중량%이하이며, 보다 바람직하게는 20-60중량%이하이고, 가장 바람직하게는 30-50중양%이하로 하는 것이 사의 기능성 발휘와 사 제조공정이 원할하다. 또한, 심사로 사용되는 폴리올레핀계 원사의 비율이 10% 이하인 경우에는 흡한속건성과 형태안정성이 크게 발현되지 못하고, 80%이상일 경우에는 피복성이 떨어지고 심사가 조사의 표면으로 돌출현상이 나타날 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 심사(Wick)로 사용하는 폴리올레핀계 필라멘트사는 폴리프로필렌사(polypropylene) 및 폴리에틸렌(polyethylene)사 중 선택된 1개 또는 그 이상으로 구성된 필라멘트사로 구성된 필라멘트사이다.
본 발명의 명세서에서 용어 “단섬유”는 길이가 짧은 섬유 또는 필라멘트와 같은 장섬유를 방적하기에 알맞은 길이로 짧게 절단된 섬유를 의미한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용하는 단섬유는 면, 마, 양모, 견, 레이온, 텐셀, 모달, 나일론, 폴리에스터 및 아크릴(acrylic)로부터 선택된 1 이상의 물질로 구성된 단섬유이나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 명세서 용어 “Ne”는 영국식 면번수(No of English Count)를 나타내는 단위이다.
상기와 같은 원사를 이용해서 코어-스펀사 제조시 심사와 조사를 10-50 TPI의 트위스트(twist)로 꼬임을 주고, 코어-스펀사의 총합번수(總合番手)가 Ne번수로 10-60수가 되도록 한다. 이 때의 Ne 번수로 10수인 원사는 10 TPI 정도가 안정된 TPI이며, NE 번수로 60수는 50 TPI까지도 가능하다. TPI가 10보다 낮을 경우 원사의 제조 자체가 어려우며, TPI가 50 이상인 경우에는 사의 산출량 적어 제조경비가 올라가게 된다.
이와 같이 제조된 흡한속건성 복합 코어-스펀사를 사용하여 편직기로 편직하고, 편직된 생지는 표백공정을 거친후 염색가공 공정에서 열처리기로 셋팅가공을 함으로써 흡한속건성과 형태안정성이 발휘되고 천연섬유 고유의 촉감을 가지는 원 단을 제조할 수 있게 된다.
본 발명으로 제편된 니트원단에 대한 흡한속건성과 형태안정성에 대한 물성 측정은 아래와 같은 방법으로 측정한다.
(1)흡한속건성
흡수속도(mm/10분)는 KSK 0815.5.27.1, A법으로 측정한다. 구체적으로 가로 및 세로가 각각 2.5cm인 일정길이의 직편물 시료 말단부를 수중에 10분동안 침지시킨 다음 물이 시료를 따라 올라간 길이를 측정한다.
건조성(분)는 KAKEN법(JAPAN)법으로 측정한다. 표준상태에서 직편물 시료 20cm*20cm 크기에 물 0.3mg적하시킨 다음 5분마다 중량을 측정하여 건조속도를 측정한다.
(2)형태안정성
치수변화(Dimensional change)는 AATCC 135-2004의 방법으로 측정하며, 비대칭도(Skewness change)는 AATCC 179-2004의 방법으로 각각 측정한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사를 제공한다.
본 발명의 명세서에서 코어-스펀사는 상기 코어-스펀사 제조방법에 의하여 제조된 코어-스펀사이므로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡 성을 피하기 위해서, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사를 포함하는 원단을 제공한다.
본 발명의 명세서에서 원단은 상기 코어-스펀사 제조방법에 의하여 제조된 코어-스펀사를 포함하는 원단이므로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위해서, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(ⅰ) 본 발명은 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
(ⅱ) 본 발명은 직물의 촉감은 기존의 면, 레이온과 같은 느낌이 나고 융점이 낮은 폴리올레핀계 원사를 사용하여 경량성과 흡한속건성이 우수하고 저온에서 가공하여 형태안정성이 우수한 직편물을 제공하는 효과가 있다.
(ⅲ) 또한, 본 발명은 흡한속건성 및 형태안정성이 우수하여 활동성이 강한 레져 및 스포츠용등의 원단에 적용이 가능하며, 면과 울과 같은 천연 단섬유를 코어-스펀사의 조사로 사용함으로써 원단으로 제작하는 경우 부드러운 촉감을 나타내고, 이러한 특성을 이용하여 패션 의류용 원단의 소재로 활용 할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예 1: 폴리올레핀(polyolefine)계 원사가 포함된 코어-스펀사 제조
조사를 단섬유인 면(cotton)을 면방적공정에 투입하고 조방공정에서 조사(roving)을 만들고, 정방기의 백 로울러에 공급하여 미들로울러를 거쳐 프런트 로울러까지 진행하고 심사공급장치를 이용하여 40D(denier)의 폴리올레핀계 심사를 프런트 롤러 뒤에서 조사가 드래프트되어 퍼져 있는 플리스의 중심에 공급하고 프런트로울러에서 나오는 것에 30 TPI(twist per inch)의 꼬임을 가하여 총합번수 Ne 36수를 방적하였다.
이 원사를 싱글 편직기로 제편한 후, 건열 셋팅 후 확포하여 정련 표백공정을 거침 다음 염색 및 가공을 하였다. 제조된 원단의 흡한속건성과 형태안정성의 물성을 상기한 측정방법으로 각각 10회씩 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 1
면(cotton) 36수를 사용하여 30 인치(inch) 26 게이지(gauge)의 편직기로 편직한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 염색가공을 실시한 후 흡한속건성과 형태안정성을 상기한 측정방법으로 10회씩 측정하고, 실시예 1의 섬유와 비교하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure 112009069150396-pat00001
< (-) : 수축(Shrinkage), (+) : 신장(Elongation) >
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
도 1은 흡한속건성 및 형태안정성을 가지는 코어-스펀사의 개략적인 개념도를 나타낸 것이다. 상기 코어-스펀사는 폴리올레핀계 심사를 사용한 것을 특징으로 한다.
도 2는 제조된 흡한속건성 코어-스펀사의 구조도를 나타낸 것이다.

Claims (8)

  1. 다음 단계를 포함하고, 흡한속건성(wicking) 및 형태안정성(stability)을 가지는 것을 특징으로 하는 코어-스펀사(core-spun yarn) 제조 방법:
    (a) 소수성 폴리올레핀계 필라멘트사를 심사로 하고 단섬유를 조사로 하여 피복하여 방적하는 단계; 및
    (b) 상기 단계 (a)에 의하여 방적된 사를 10-50 TPI(twist per inch)로 트위스트(twist)를 가하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 필라멘트사는 폴리프로필렌(polypropylene)사 및 폴리에틸렌(polyethylene)사 중 선택된 1개 또는 그 이상으로 구성된 필라멘트사인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 필라멘트사는 모노 데니어(mono denier)의 크기가 1-5 de이며, 총 데니어의 크기는 30-150 de인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단섬유는 면(Cotton), 마(Ramie), 양모(Wool), 견(Silk), 레이온(Rayon), 텐셀(Tencel), 모달(Modal), 나일론(Nylon), 폴리에스터(Polyester) 및 아크릴(Acrylic)로부터 선택된 1 이상의 물질로 구성된 단섬유인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 폴리올레핀계 필라멘트사는 10-80중량%의 단섬유로 피복된 필라멘트사인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 방적된 사는 총합번수가 10-60 Ne인 사인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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