KR101144261B1 - 아라미드 섬유로 이루어진 데님 직물의 제조방법 - Google Patents

아라미드 섬유로 이루어진 데님 직물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아라미드 섬유로 이루어진 데님 직물의 제조방법에 관한 것으로서, 자세하게는 경사 및 위사에 염색된 메타 아라미드사 및 염색되지 않은 메타 아라미드사가 일정 비율로 혼방하여 제조된 실을 사용하여 내열성, 내연성, 전기절연성, 내화학성이 우수한 데님 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 아라미드사로 이루어진 경사와 위사를 직조하여 아라미드 데님직물을 제조하는 방법으로서, 상기 경사는 염색된 메타아라미드사 50~94중량%, 염색되지 않은 메타아라미드사 5~49중량% 및 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 적어도 2개의 실로 이루어지고, 상기 위사는 염색되지 않은 메타아라미드사 97~99중량%와 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법을 제공한다.
아라미드 섬유, 데님 직물, 방화복, 메타 아라미드

Description

아라미드 섬유로 이루어진 데님 직물의 제조방법{Method for Preparing the Denim Fabric Consisting of Aramide Yarn}
본 발명은 아라미드 섬유로 이루어진 데님 직물의 제조방법에 관한 것으로서, 자세하게는 경사 및 위사에 염색된 메타 아라미드사 및 염색되지 않은 메타 아라미드사가 일정 비율로 혼합된 실을 사용하여 내열성, 내연성, 전기절연성, 내화학성이 우수한 데님 직물을 제직하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 면 데님(청바지용 원단)은 가볍고 질긴 특성으로 인하여 여러 유형의 의복이나 의상에서 다양하게 적용되고 있다. 하지만, 면 데님의 경우 내연성, 내열성, 전기 절연성 등의 물성이 낮아서 까다로운 조건을 요구하는 산업현장의 작업복으로는 사용되지 못하고 있다. 현재 국내외에서는 일반 면 데님에 난연성 후가공 처리를 하여 많이 사용되고 있으나, 난연 후가공은 환경 유해 물질이 발생하여, 미국에서는 2011년부터 사용을 금지하도록 되어 있다.
현재 널리 사용되고 있는 방염복은 일반 섬유 제품인 면이나 합성섬유에 내열성 약품을 처리한 원단을 사용하고 있다. 하지만, 내열성 약품을 처리한 원단은 세탁 견뢰도, 내열성 등의 물성이 낮아서 산업 현장에서 용접이나 내열 작업복을 사용시 불편이 야기되며, 작업복을 폐기 처리할 때 다량의 환경 호르몬 등의 유해물질이 배출된다.
본 발명에서는 상기한 내열 작업복의 문제점을 해결하면서, 면 데님의 디자인과 실용성을 모두 충족할 수 있도록 아라미드 섬유를 이용한 데님 직물의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 종래 내열 작업복의 문제점을 해결하면서, 면 데님의 디자인과 실용성을 모두 충족할 수 있는 아라미드 섬유를 이용한 데님 직물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 아라미드사로 이루어진 경사와 위사를 직조하여 아라미드 데님직물을 제조하는 방법에 있어서, 상기 경사는 염색된 메타아라미드사 50~94중량%, 염색되지 않은 메타아라미드사 5~49중량% 및 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 적어도 2개의 실로 이루어지고, 상기 위사는 염색되지 않은 메타아라미드사 97~99중량%와 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 대전방지사는 폴리아미드 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리머 성분과 도전성 미립자를 용융복 합하여 방사한 도전성 섬유인 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 경사로 사용되는 적어도 2개의 실은 염색된 메타아라미드사, 염색되지 않은 메타아라미드사 및 대전방지사의 혼합 비율이 각각 다른 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 염색된 메타 아라미드사는 메타 아라미드 스테이플사인 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 방법으로 제조된 아라미드 데님 직물을 제공한다.
본 발명에 의해 제조된 데님 직물 및 이를 이용하여 제조된 작업복은 종래 작업복과 대비하여 실용성이 우수하고, 내열성, 내연성 및 강도가 우수하고 내화학성이 뛰어나고, 사용 후 폐기할 때에도 내열성 약품이 포함되어 있지 않기 때문에 환경오염의 우려가 없다.
본 발명은 아라미드 데님 직물은 경사 및 위사에 아라미드사를 혼방하여 제조된 사를 일정 비율로 사용하여 데님 형상으로 제직하는 방법을 제공한다. 염색된 아라미드사와 염색되지 아라미드사의 혼합비율이 각각 다른 적어도 2가지 이상의 아라미드 사를 경사로 사용하고 위사에 염색되지 않은 아라미드사를 사용하여 데님 직물을 제직한 것을 특징으로 한다.
구체적으로는 경사는 염색된 메타아라미드사 50~94중량%, 염색되지 않은 메타아라미드사 5~49중량% 및 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 적어도 2개의 실로 이루어지고, 위사는 염색되지 않은 메타아라미드사 97~99중량%와 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 것을 사용한다. 이때, 경사로 사용되는 적어도 2개의 실은 염색된 메타아라미드사, 염색되지 않은 메타아라미드사 및 대전방지사의 혼합비율이 각각 다른 것을 특징으로 한다.
상기 경사 및 위사에는 메타 아라미드사 외에도 파라아라미드사 또는 난연비스코스 레이온사를 사용할 수 있다. 경사 및 위사에 난연 비스코스 레이온사를 혼방하여 사용하는 경우 원단의 촉감이 부드럽고, 땀의 흡수가 좋아진다. 본 발명에서는 메타아라미드가 바람직하게 사용되었다.
메타아라미드는 아라미드사에서 일반적인 중합체로서, 아미드계 용매 중에서 거의 동일한 당량의 메타페닐렌디아민(meta phrnylene diamine, MPD)과 이소프탈로일디클로라이드(isophthaloyl dichloride, IPC)를 반응시켜 예비 중합체를 형성시킨 다음 이를 중화, 수세, 건조시킨 다음 다시 용매에 용해시켜서 방사하여 제조된 방향족 폴리아미드이다.
메타 아라미드 섬유는 메타-배향된 합성 방향족 폴리아미드를 포함하고, 바람직하게는 폴리(메타-페닐렌 아이소프탈아미드)(MPD-I) 및 그 공중합체를 포함한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 메타 아라미드 섬유로는 이. 아이. 듀폰 디 네모 아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company)로부터 입수가능한 노멕스(Nomexㄾ), 테이진사(Teijin Ltd.)의 상표명 테이진코넥스(Tejinconexㄾ); 얀타이 스판덱스사(Yantai Spandex Co. Ltd)의 뉴 스타(New Starㄾ) 메타-아라미드 등을 들 수 있다. 메타 아라미드 섬유는 본래 방염성이며 많은 공정을 이용하여 건식 또는 습식 방사에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서 데님 직물이란 경사에 색사(紺色絲)를 사용하고 위사에 백색사를 사용하여 능직으로 제직한 직물로서, 앞뒤의 색상이 다르게 보이는 두꺼운 선염 직물을 말한다.
본 발명에서는 경사로서, 상기 메타아라미드로 이루어지고 염색된 메타아라미드 스테이플사 50~94중량%, 염색되지 않은 메타아라미드사 5~49중량% 및 대전방지사를 1~3중량%를 혼방하여 제조된 실을 적어도 2개를 사용한다. 이때 각 실은 염색된 메타 아라미드 스테이플사와 염색되지 않은 메타아라미드사를 혼합한 비율을 다르게 하여 제조되고, 혼합비율이 다른 적어도 2개의 실을 경사로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 경사에 염색된 아라미드사와 염색되지 않은 아라미드사의 혼합비율이 다른 실을 적어도 2개 사용함으로써 일반 데님 직물의 효과, 즉 워싱효과를 표현할 수 있다. 경사로 사용되는 각 실의 혼합 비율을 같게 하면, 단조로운 칼라가 나오므로, 일반 대님의 불규칙한 워싱효과를 나타내기 힘들다.
상기에서 경사로 사용되는 각 실의 굵기는 7's~60'S인 것이 바람직하다. 경사의 굵기가 7'S 이하인 경우에는 너무 굵어서 의류에 사용을 하기 어려우며, 60'S 이상인 경우에는 데님 직물의 특성을 나타낼 수 없다.
또한 경사용 실은 꼬임수가 400 내지 500TPM(TWIST PER MITER)인 것이 바람직하여, 420 TPM이 보다 바람직하다.
상기에서 염색된 메타아라미드 스테이플 사는 Navy Blue, Black, Sage Green, Orange, Red Brown 또는 원하는 색상의 염료를 이용하여 염색된 것을 사용할 수 있다. 메타 아라미드 스테이플사의 염색은 공지의 방법으로 이루어질 수 있는데, 안료를 폴리머 용액 속에 혼입하는 원착법, 치밀한 결정구조를 느슨하게 하여 다량의 용매로 팽윤시켜 염료를 분자 사이에 염착시키는 캐리어 염색법, 또는 초고온고압 염색법으로 할 수 있다.
본 발명에서 위사는 염색되지 않은 메타아라미드사 97~99중량%와 대전방지사 1~3중량%를 혼합하여 방적한 실을 사용한다. 이때 위사의 굵기는 7's~60'S인 것이 바람직하다. 위사의 굵기가 7'S 이하인 경우에는 너무 굵어서 의류에 사용을 하기 어려우며, 60'S 이상인 경우에는 데님 직물의 특성을 나타낼 수 없다.
상기에서 위사용 실은 꼬임수가 450 내지 550 TPM(TWIST PER MITER)인 것이 바람직하고, 500TPM인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서 경사 및 위사는 각각 대전 방지제를 포함하는데, 대전 방지제는 공지의 것을 사용할 수 있으며, 도전성 미립자로서 카본블랙 또는 백색금속 화합물을 고농도로 배합한 도전성분과 통상의 폴리머성분을 용융복합하여 방사한 도전성 섬유를 사용할 수 있다. 상기 폴리머 성분으로는 폴리아미드, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등을 사용할 수 있다. 이러한 도전성 섬유로는 일본 카네보사(Kanebo 사) 벨트론(BelltronTM ) 등을 들 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 제직 공정을 상세하게 설명한다.
먼저 염색된 메타아라미드 스테이플사 50~94중량%, 염색되지 않은 메타아라미드사 5~49중량% 및 대전방지사를 1~3중량%를 혼합하여 방적한 경사용 실 및 염색되지 않은 메타아라미드사 97~99중량%와 대전방지사 1~3중량%를 혼합하여 방적한 위사용 실을 3/1 트윌 우븐 직물로 제직한다.
제직시 염색된 사와 염색되지 않은 사의 혼합비율이 다르도록 복합된 경사실 2 내지 6가닥을 경사빔에 배치한 후, 위사실을 42EA/INCH 밀도로 하여 데님 직물을 제직한다.
상기 제직은 데님 직물을 제직할 수 있는 제직기라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있지만, 레피아직기, 에어제트직기, 워터제트직기, 셔틀직기, 트리코타직기, 써큘러 직기 등을 사용할 수 있다. 이렇게 제직된 직물은 수세 및 정련 등 후공정을 거친다.
본 발명에서 제조된 데님 직물은 경사 및 위사에 위치하는 메타아라미드 섬유로 인하여 뛰어난 내열성 및 내연성을 나타내며, 대전방지사를 포함하고 있기 때문에 제전기능를 나타낸다.
이하에서 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 권리 범위가 아래 실시예에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
각각의 굵기가 7's/l이고, navy blue로 염색된 메타 아라미드 스테이플사 79%, 염색되지 않은 메타아라미드사(aramide raw white) 19%, 대전방지사(Kanebo 사 제조, 벨트론(BelltronTM ) 2%를 혼방하여 제조된 제1 경사, navy blue로 염색된 메타 아라미드 스테이플사 59%, 염색되지 않은 메타아라미드사(aramide raw white) 39%, 대전방지사(Kanebo 사 제조, 벨트론(BelltronTM ) 2%를 혼방하여 제조된 제2 경사, navy blue로 염색된 메타 아라미드 스테이플사 89%, 염색되지 않은 메타아라미드사(aramide raw white) 9%, 대전방지사(Kanebo 사 제조, 벨트론(BelltronTM ) 2%를 혼방하여 제조된 제3 경사, navy blue로 염색된 메타 아라미드 스테이플사 93%, 염색되지 않은 메타아라미드사(aramide raw white) 5%, 대전방지사(Kanebo 사 제조, 벨트론(BelltronTM ) 2%를 혼방하여 제조된 제4 경사를 1:1:1:1로 경사빔에 배열하고, 총 가닥수는 3992본으로 하였다. 상기에서 각 경사의 꼬임수는 400TPM으로 하였다. 염색되지 않은 메타 아라미드 사 98%와 대전방지사(Kanebo 사 제조, 벨트론(BelltronTM ) 2%를 혼방하여 10's/l의 위사를 제조하였다. 위사의 꼬임수는 500TPM으로 하였다. 상기 4가지의 경사를 1:1:1:1로 경사빔에 배열하고, 위사 밀도를 42EA/INCH로 하여 레피아 직기를 이용하여 3/1 트윌 우븐 직물로 제직하였다. 제조된 직물은 중량이 446g/yard이고, 폭은 60/62인치이다. 제조된 데님 직물의 사진을 도 1에 나타내었다. 도 1을 보면 아라미드사만으로 직물을 제직하였지만 데님 직물과 같은 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
또한 제조된 데님직물의 인장강도, 인열강도를 측정하여 표 1에 나타내었다. 인장강도는 KS K 0520:2009, C.R.E.그래브법으로 측정하였고, 인열강도는 KS K 0536:2009, C.R.E, 텅법으로 측정하였다.
[표 1]
실시예 1 인장강도(N) 인열강도(N)
경사 2200 150.8
위사 1100 101.9
도 1을 보면, 실시예 1에서 제조된 직물은 아라미드사만으로 직물을 제직하였지만 데님 직물과 같은 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
상기 실시예 1에서 제조된 아라미드 데님 직물을 이용하여 내열성 시험(소방용 방화복의 인정기준(FIS 006:2004, 12.29 개정, 9항)을 한 결과, 260℃에서 5분간 처리후 시료의 외관변화(용융, 적하, 변형) 및 수축률을 측정한 결과, 외관은 이상이 없었고, 길이와 폭이 각각 2.5% 수축하여 거의 수축되지 않은 것을 확인하였다. 또한 방염성능을 시험(소방용 방화복의 인정기준 8항, 2004. 12. 29)한 결과, 5회 세탁 후 잔염시간은 길이에서 8.2초, 폭에서 6.9초이고, 탄화거리는 길이에서 6cm, 폭에서 6cm였다. 용융 적하물은 발생하지 않았다. 상기 5회 세탁은 KS K ISO 6330:2006, 6B, (40± 3)℃, 텀블조건에서 이루어졌다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 아라미드 데님 직물의 사진이다.

Claims (5)

  1. 아라미드사로 이루어진 경사와 위사를 직조하여 아라미드 데님직물을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 경사는 염색된 메타아라미드사 50~94중량%, 염색되지 않은 메타아라미드사 5~49중량% 및 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 적어도 2개의 실로 이루어지고, 상기 위사는 염색되지 않은 메타아라미드사 97~99중량%와 대전방지사 1~3중량%를 혼방하여 제조된 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 대전방지사는 폴리아미드 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리머 성분과 도전성 미립자를 용융복합하여 방사한 도전성 섬유인 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 경사로 사용되는 적어도 2개의 실은 염색된 메타아라미드사, 염색되지 않은 메타아라미드사 및 대전방지사의 혼합 비율이 각각 다른 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 염색된 메타 아라미드사는 메타 아라미드 스테이플사인 것을 특징으로 하는 아라미드 데님 직물의 제조방법.
  5. 제 1항의 방법으로 제조된 아라미드 데님 직물.
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