KR101158516B1 - 가용성 옥수수섬유사를 이용한 한지복합사 및 이를 이용한 한지사 원단의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연소재인 한지를 주재로 하는 직물을 얻기 위한 한지복합사의 제조방법에 관한 발명이다. 본 발명 한지복합사의 제조방법은 한지사의 특성상 일반섬유와 같은 사가공과 제편직 공정을 수행할 수 없는 문제점을 해결하기 위하여 소정 폭으로 절단된 테이프 상태의 한지사 표면에 가용성 옥수수섬유사로 커버링하거나 옥수수섬유사의 표면에 한지사를 커버링하여 일반 섬유사와도 같은 평활한 외관과 강도를 부여할 수 있는 꼬임을 주어 제조한 한지복합사를 이용하여 원단으로 제편직 한 다음 이를 1~5중량%의 알칼리액이 혼합된 70~90℃의 수용액에 20~40분간 침지하여 옥수수섬유사를 용해 제거함으로써 한지사로만 구성된 원단을 얻는다.

Description

가용성 옥수수섬유사를 이용한 한지복합사 및 이를 이용한 한지사 원단의 제조방법 {Fabrication methods of Korean-paper fabrics and composite yarns of Korean-paper filament and soluble corn-fiber used therein}

본 발명은 한지사의 제직 또는 편직을 위해 옥수수섬유사를 이용한 한지복합사 및 이를 이용한 한지사 원단의 제조방법에 관한 발명이다.

본 발명 한지복합사는 제편직이 가능한 실의 기본물성을 갖도록 옥수수섬유와 커버링복합사를 이루어 제작되며, 이 한지복합사는 일반사와도 같이 다양한 조직의 직물과 편물로 제조될 수 있고, 제조된 원단의 옥수수섬유사는 용해되어 제거될 수 있다. 한지사는 주로 닥나무 표피를 소재로 한 천연 섬유로써 질감, 염색성, 통기성, 흡습성, 착용감 등이 매우 우수하여 의복이나 인테리어 등에 광범위하게 이용될 수 있는 쾌적 친환경 섬유소재이다. 그러나 한지사는 한지시트를 소정폭의 테이프 상태로 절단하여 제조된 슬리트사로서, 제편직이 가능한 최소한의 강력과 신축성을 갖지 못하기 때문에 그자체만으로는 원단을 생산하는 것이 불가능하다. 따라서, 100% 한지사의 원단을 얻기 위해서는 한지사가 제편직 공정환경에서 사절이 발생하지 않을 수 있도록 최소한의 강력, 신축성, 평활성을 부여해야한다. 실에 강력과 신축성을 증가시키기 위해서는 적절한 수준의 꼬임을 부여해야 하는데, 일반 섬유에 비하여 강도와 신도가 부족한 한지장섬사에는 제편직 공정을 수행할만한 충분한 꼬임을 주기가 어렵고, 또 일반실에 꼬임을 주는 방식을 그대로 한지사에 적용할 경우, 테이프 상태의 것에 꼬임을 주는 것이기 때문에 꼬인 외관이 일반 섬유 사와 같이 평활하거나 매끄럽지 못하고 굴곡이 심하게 되므로 제편직중에 빈번한 사절이 발생하여 원하는 한지사원단을 제조할 수 없게 된다.

종래에도 한지를 사용하는 종이실의 제조방법이 대한민국 특허등록제10-546011호"한지를 이용하는 종이실의 제조방법" (이하 선행 기술 1이라고 함)으로 알려지고 있다.

또한 본 출원인의 특허출원10-2009-0029753호"한지사의 제조방법(이하 선행기술 2라고 함)이 출원중에 있다.

상기한 선행기술은 일정한 넓이를 갖고 원통으로 감겨진 한지에 섬유 유연제를 뿌려서 한지의 표면을 매끄럽게 하여 보빈에 감고 이를 연사 과정을 거처 다시 보빈에 감은 다음 섭씨70~80도의 수증기로 30-50분간 증기와 열을 가해 세팅 과정을 거처서 한지 즉. 종이 실을 얻는 방법이다.

그러나 상기한 선행기술 1은 한지가 유연제의 흡수로 인하여 건조 되었을 때 강도가 향상되고 꼬임을 가하는 연사공정이 쉬워지며 사의 표면이 매끄러워지는 효과는 얻을 수가 있는 것인바 유연제의 첨가만으로는 한지사의 인장 강도를 크게 높일수가 없으며 일반 섬유사와 같은 자유로운 꼬임을 가할 수가 없어서 제편직시에 사절율을 크게 낮출 수가 없으며 제편직된 직물에서도 강도와 내구성 및 신축성 등이 저하되어 내구성을 요하는 직물이나 의류소재로는 적합하지 못한 문제점이 있게 되는 것이다.

상기한 본인의 선행기술 2는 제편직용 한지복합사를 제조하기 위하여 커버링사 또는 심사로 가용성 합성섬유사를 이용하고 있다.

상기 선행기술 2에 대하여 다양한 시험을 실시해 본 결과 만족할만한 한지복합사를 얻을 수가 있었으나, 여기에 사용되는 가용성 합성섬유사는 단가가 매우 높은 수입품으로 한지사의 생산 단가가 지나치게 높아지고, 용해되어 나오는 가용성 합성섬유사의 폐기물은 심각한 환경오염을 발생시키게 된다.

본 발명은 상기한 선행기술1~2의 제반 문제점을 효과적으로 해결하기 위하여 간단한 방법으로 표면 평활도가 균일하고 인장 강도와 내구성 및 신축성이 우수한 한지사를 얻는 것을 제안하는 것으로, 특히 상기 선행기술 2에서 한지사를 제조하기위하여 이용되는 가용성 합성섬유사를 획기적으로 대체 할수 있는 천연 섬유를 이용함으로써 친환경적이면서도 고품질의 한지사원단을 저렴한 생산 단가로 양산이 가능토록 하는 것이 본 발명이 해결하고자하는 기술적 과제이다.

이와 같은 친환경 한지사를 얻기 위한 본 발명은 소정 폭으로 슬리팅된 테이프상태의 한지사를 심사로 하고 그 표면에 최근 친환경 섬유로 널리 알려지고 있는 옥수수섬유사를 커버링하여 일정한 꼬임에 도달한 한지복합사를 제조하거나, 또 다른 방법으로는 옥수수섬유사를 심사로 하고 그 표면에 한지장섬유사로 커버링하여 일정한 꼬임이 부여된 커버링 사를 제조하는 것이다. 상기 커버링사(옥수수 섬유사 또는 한지)는 필요에 따라서 싱글 또는 더블 커버링 상태로 구성한다. 이렇게 제조된 본 발명의 한지복합사로 쉽게 제편직하여 생지원단을 얻을 수 있게 된다. 또한 100% 한지사로만 이뤄진 원단을 얻기 위해서, 섭씨 80도 정도의 묽은 알칼리 수용액에 한지복합사로 제조된 원단을 침지시키 소정시간을 반응시키면 옥수수섬유사를 물에 용해시켜 제거할 수 있다. 이렇게 만들어진 100% 한지원단은 유연하고 부드럽고 신축성이 뛰어난 특성을 갖게 된다.

제 편직된 직물의 상태는 옥수수섬유사를 커버링사로 할 경우와 한지사를 커버링사로 할 경우 직물의 조직상태나 신축도에서 차이가 있게 된다.

상기 옥수수섬유사는 최근 들어 옥수수를 발효하여 유산을 제조하는 방법들이 속속 개발되어 옥수수에서 얻어지는 전분을 발효시켜 글루코즈를거처 유산으로되고 이것을 축합 반응시켜 폴리에스테르나 나일론과 같이 용융방사 용융 성형 등으로 얻어지는 섬유사를 이용함으로써 폐기시에 토양 중의 미생물 작용으로 탄산가스와 물로 분해되어 공해 유발의 염려가 없다.

이와 같이 제조되는 본 발명 한지사를 심사로 하고 옥수수섬유사를 커버링사로 하거나 옥수수섬유사를 심사로 하고 한지사를 커버링사로 하여 제조되는 한지복합사는 옥수수섬유사의 인장강도와 신도에 의하여 일반 섬유사와도 같은 꼬임을 가질 수가 있어서 굵기가 일정하고 인강강도가 커지므로, 이를 이용하여 제편직된 원단은 조직의 상태나 인장강도, 내구성 등에서 일반직편물에 못지 않는 효과를 얻을 수가 있게 된다. 뿐만 아니라, 가용성 합성섬유사에 비하여 구입단가가 매우 낮기 때문에 한지사의 생산단가를 크게 낮출 수 있는 효과를 얻을 수가 있다.

도 1은 본 발명에서 한지사를 심사로 하고 옥수수섬유사를 싱글 커버링한 상태의 한지복합사 정면도
도 1a는 도1 A-A선 횡단면도
도 2는 본 발명에서 한지사를 심사로 하고 옥수수섬유사를 더블 커버링한 상태의 한지복합사 정면도
도 2a는 도2 A-A선 횡단면도
도 3은 본 발명에서 옥수수섬유사를 심사로 하고 한지사를 싱글 커버링한 상태의 한지복합사 정면도
도 3a는 도3 A-A선 횡단면도
도 4는 본 발명에서 옥수수섬유사를 심사로 하고 한지사를 더블 커버링한 상태의 한지복합사 정면도
도 4a는 도4 A-A선 횡단면도

한지사(1)를 심사로 하고 그 표면에 한 가닥의 옥수수섬유사(10)로 싱글 커버링 상태가 되도록 감아 한지복합사(100)를 얻는다.

한지사(1)를 심사로 하고 그 표면에 두 가닥의 옥수수섬유사(10)로 더블 커버링 상태가 되도록 감아 한지복합사(100)를 얻는다.

옥수수섬유사(10)를 심사로 하고 그 표면에 한 가닥의 한지사(1)로 싱글 커버링 상태가 되도록 감아 한지복합사(100)를 얻는다.

옥수수섬유사(10)를 심사로 하고 그 표면에 두 가닥의 한지사(1)로 더블 커버링 상태가 되도록 감아 한지복합사(100)를 얻는다.

상기 한지사(1)와 옥수수섬유사(10)로 이루워지는 한지복합사(100)는 일반적인 커버링 머신을 이용하여서 간단하게 제조될 수 있다.

상기한 구성으로 이루워지는 본 발명은 꼬임을 가하는 공정을 거치면서 보빈에 감긴다.

본 발명 한지사의 꼬임수(TM)는 한지사의 인장 강도와 신도 및 굵기를 결정 할 수 있으며 한지사(1)를 커버링사로 하였을 때가 옥수수섬유사를 커버링사로 하는 것에 비하여 직물의 신축성이 높아지게 된다.

상기 한지복합사(100)로 제조된 원단을 1~5중량%의 알칼리 액이 혼합된 섭씨 70~90℃의 수용액에 20~40분간 침지시켜 상기 옥수수섬유사가 완전히 용해되도록 하여 본 발명의 100% 한지사로 제조된 원단을 얻는다.

상기 옥수수섬유사를 용해시키기 위하여 물에 혼합되는 알칼리액의 혼합 량을 1~5중량 %로 제한하는 것은 많은 시험 결과에서 한지사의 품질과 생산성을 고려한 것으로 알칼리 액의 혼합량이 적을 경우 옥수수섬유사의 용해 시간이 너무 길어서 생산성을 저하 시키며, 용해 시간을 단축 시키기 위하여 알칼리 액의 혼합량를 증가시키면 한지 사의 섬유조직이 손상되는 문제점이 있게 되는 것이다.

본 발명에서 옥수수섬유사를 이용하는 목적은,

첫째, 옥수수섬유사의 인장강도에 의존하여 강도와 신도가 아주 약한 한지사가 제편직 공정 중에 사절이 발생하지 않도록 하기 위함으로, 한지사가 옥수수섬유사를 감으면서 한지사에 충분한 꼬임을 주는 형태이거나 한지사를 옥수수섬유사가 감으면서 강력을 보완하는 형태로 제작된 한지복합사는 옥수수섬유사에 의해 인장강도가 대폭 증진되고 커버링방식에 의해 표면 평활도가 향상되어 제편직시의 베팅 운동, 리들 패싱, 피딩 등의 공정 중에 실이 절단되거나 걸림이 없이 용이하게 제직되도록 한 것이며,

둘째, 옥수수에서 전분을 추출하여 제조되는 옥수수섬유사는 그 제조단가가 가용성 합성섬유사에 비하여 크게 낮을 뿐만 아니라 친환경소재로 공해 유발의 염려가 없으며 알칼리에 취약하여 알칼리 성분이 함유된 물에 침지 시켰을때 용해 속도가 빠르고 옥수수섬유사의 잔여물이 한지사에 점착되어 있지 않아서 깨끗한 100% 한지사원단을 얻을 수가 있다.

또한 직물의 용도에 따라서 싱글 커버링 또는 더블 커버링 구조로 제조하는 것으로

예를 들어 한 가닥의 옥수수섬유사로 커버링 하였을 경우, 두 가닥으로 커버링 한 것에 비하여 동일한 꼬임수에서 한지사의 표면 평활도가 떨어지나 제편직하여 만들어진 원단에서 옥수수섬유사를 제거하는 과정에서는 용해시간을 단축시킬 수 있다.

두 가닥의 옥수수섬유사를 커버링사로 하였을 경우, 한지사의 표면 평활도가 매우 높아 제편직시 베팅운동이나 리들 패싱 과정에서 내 마모성 및 장력이 크게 향상되는 효과가 있으나, 옥수수섬유사를 용해시키는 과정에서는 용해 시간이 약간 길어진다.

또한 옥수수섬유사를 심사로 하고 한지사를 싱글 커버링사로 할 경우, 한지사가 루프 형태를 유지한 상태에서 직물지로 제편직되므로 심사인 옥수수섬유사가 용해되고나면 한지사가 루프형태로 남게되어 직물 자체에 큰 신축성이 생기게 된다.

한지사를 더블 커버링하였을 경우, 한지사를 싱글 커버링으로 하는 것에 비하여 높은 신축성이 부여되면서 옥수수섬유사가 용해제거되어 중공사와 같은 보온성 효과를 갖게 된다.

본 발명에서 옥수수섬유사를 싱글 또는 더블 커버링사로 이용하거나 한지사를 싱글 또는 더블 커버링사로 이용하게 되는 것은 직물지의 사용 용도에 따라 선택하여 제조하는 것이다.

이와 같이 제조되는 본 발명 한지사원단은 그 용도가 매우 다양할 뿐만이 아니라 천연 소재에 의한 고급스런 질감과 많은 기능을 갖춘 의류용 직편물이나 각종 인테리어용 직편물 등으로도 널리 이용 될 수가 있는 것이다.

1: 한지사, 10: 옥수수섬유사, 100: 한지복합사

Claims (6)

1. 가용성 옥수수섬유사(10)를 심사 또는 커버링사로 하거나 한지사(1)를 심사 또는 커버링사로 하여 커버링 복합사로 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사(100).
2. 제 1항에 있어서 상기 한지사(1)를 심사로 하고 상기 옥수수섬유사(10)를 싱글 커버링사로 하여 커버링 복합사로 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사(100).
3. 제 1항에 있어서 상기 한지사(1)를 심사로 하고 상기 옥수수섬유사(10)를 더블 커버링사로 하여 커버링 복합사로 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사(100).
4. 제 1항에 있어서 상기 옥수수섬유사(10)를 심사로 하고 상기 한지사(1)를 싱글 커버링사로 하여 커버링 복합사로 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사(100).
5. 제 1항에 있어서 상기 옥수수섬유사(10)를 심사로 하고 상기 한지사(1)를 더블 커버링사로 하여 커버링 복합사로 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사(100).
6. 청구항 제 1~5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 한지복합사(100)를 제직 또는 편직하여 만든 한지사 원단을 1~5중량%의 알칼리액이 혼합된 섭시 70~90℃의 수용액에 20~40분간 침지하여 상기 한지복합사(100)에 포함된 옥수수섬유사가 용해제거되도록하는 것을 특징으로 하는 한지사원단의 제조방법.
   

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