KR101214193B1 - 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네틀파이버와 폴리에스테르섬유를 혼합하여 단섬유방적사를 제조하는 혼합방적방법에 관한 것으로서 본 발명에 의하여 네틀파이버의 기본물성상의 문제점으로 인한 단섬유방적법의 문제점이었던 소면공정에서의 웹형성불가, 연조공정에서의 슬라이버 절단발생, 조방공정에서의 로빙절단 및 정방공정에서의 사절발생의 문제점을 해결하여 인장강도가 매우 높고 섬세하며 매우 가볍고 부드러운 네틀/폴리에스테르 혼합방적사를 우수한 수율로 제조할 수 있게 되었다.

Description

네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법{Process Of Short Staple Spinning For Nettle／Polyester Fiber}

본 발명은 네틀파이버와 폴리에스테르섬유를 혼합하여 단섬유방적사를 제조하는 혼합방적방법에 관한 것이다.

최근 친환경 유기농 섬유 소재에 대한 붐이 확대되면서 오가닉 네틀(nettle)이 앞으로 섬유 소재분야에서 각광받을 것으로 전망된다. 네틀(Nettle, 쐐기풀)은 강한 내구성과 높은 흡습성을 가지고, 면처럼 뛰어난 부풀림성 및 고급스러운 광택을 가진다.

다년생인 쐐기풀은 아마과에 속하는 다년생 식물로서 강변이나 습지대에서 군락을 이루고 자라며 쐐기풀 줄기에는 날카로운 털이 있어 접촉 시 찌르는 돌기가 있다. 식물학적으로는 40속, 500여종으로 분류되며 초본, 교목으로 돼 있다. 분포지역은 지구 북반구와 아열대 지역, 특히 아시아 및 유럽지역에 분포하고 있으며 분포 지역에 따라 크기가 모두 다르고 특히 인도 북부지역에서 자생하는 것은 키가 약 3m 정도로 성장한다. 우리나라에서는 10속 25종의 쐐기풀이 자라고 있는데 주로 중부 이남의 산이나 들에서 자라고 키는 1년에 보통 0.5?1.0m 씩 자란다.

이러한 네틀파이버는 무게의 17%에 달하는 질 좋은 섬유조직을 갖고 있는 쐐기풀의 줄기에서 채취한 셀룰로오스를 가공하여 짠 것으로써 이 섬유 조직은 아마나 삼과 성질이 유사하고 약 86.5%의 셀룰로오스를 함유하고 있는데 쐐기풀 수확물의 고단백 성분은 산업적으로 활용 가능성이 높다. 또한 인장강도가 매우 높고 섬세하며 매우 가볍고 부드러울 뿐 아니라 모, 면, 합성섬유 등과 혼합하여 사용 가능하고 천연염료와 잘 어울린다.

이러한 네틀파이버는 면섬유를 대체할 수 있는 “대안섬유”로서 각광을 받고 있는데, 현재의 기술수준으로는 장섬유를 채취하여 수직베틀에 의한 수공업수준의 생산에 그치고 있는 실정이다.

네틀파이버를 대량생산을 하기 위해서는 단섬유로 만들어 단섬유 방적법으로 방적사를 제조해야 하나 네틀파이버는 섬유가 굵고 유연성이 취약하고 섬유간 포합성이 낮아 소면공정에서 웹형성이 불가하고, 파이버의 대부분이 소면공정에서 낙물로 떨어져 수율이 극히 낮은 문제점이 있다. 또한, 연조공정에서는 트럼펫의 막힘현상을 유발하여 슬라이버 절단이 발생하며, 조방공정에서는 로빙절단, 정방공정에서는 사절이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 네틀파이버의 단섬유방적법의 문제점을 해결하여 인장강도가 매우 높고 섬세하며 매우 가볍고 부드러운 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적사를 우수한 수율로 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

본 발명에 의하면 쐐기풀줄기를 정련하고 건조시킨 후 껍질을 쪼개 장섬유로 만든 다음 섬유장이 45~50㎜가 되도록 절단하는 네틀파이버준비공정,

별도로 폴리에스테르필라멘트를 절단하여 섬유장 35~38㎜가 되도록 준비하는 폴리에스테르파이버준비공정,
상기 준비된 네틀파이버와 폴리에스테르파이버를 상대습도 90~96%의 가습실에서 12~36시간 보관 후 각각의 랩을 형성하여 혼방랩을 형성시키는 혼타면공정,

상기 혼타면공정에 의해 형성된 혼방랩을 소면기에 공급하여 혼방슬라이버를 만드는 소면공정,

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상기 혼방슬라이버를 연신하는 연조공정,

상기 연조공정 후 조방기에 공급하여 드래프트하면서 꼬임을 주면서 조방사를 만드는 조방공정,

상기 조방사를 상대습도 60~65%로 조절하면서 링정방기에 공급하여 드래프트하면서 꼬임을 주어 방적사를 만드는 정방공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 네틀／폴리에스테르 혼합방적사은 일반적인 면방적사의 제조방법에서 사용되는 방적기계를 사용하나 각 공정에서의 조건을 네틀파이버의 특성에 적합하도록 세밀히 조정한다. 일반적으로 면방적공정의 경우, 혼타면, 소면, 연조, 조방, 정방 공정을 거치는데 본 발명의 경우에도 동일한 공정순서를 거치게 된다.

우선, 쐐기풀줄기를 정련하고 건조시킨 후 껍질을 쪼개 장섬유로 만든 다음 섬유장이 45~50㎜가 되도록 절단하는 네틀파이버준비공정 및 별도로 폴리에스테르필라멘트를 절단하여 섬유장 35~38㎜가 되도록 준비하는 폴리에스테르파이버준비공정을 행한다.

이후 상기 준비된 네틀파이버와 폴리에스테르파이버를 상대습도 90~96%의 가습실에서 12~36시간 보관 후 각각의 랩을 형성하는 혼타면공정을 행하는데, 본 발명의 원료인 네틀파이버는 섬유가 굵고 유연성 및 포합성이 떨어지므로, 일반 면방적 조건에서는 혼타면시 랩형성이 어려우므로 상대습도 90~96%의 가습실에서 12~36시간 보관하여 포합성을 보완한다.

랩을 만든 후에는 상기 혼방랩을 소면기에 공급하여 혼방슬라이버를 만드는 소면공정을 행하는데, 원료인 네틀파이버의 물성특성상 섬유의 낙하, 모우, 비산이 일어나고 파이버의 대부분이 소면공정에서 낙물로 떨어져 수율이 극히 낮은 문제점이 발생하게 된다. 따라서 소면시 기류를 잘 조절하여 낙물을 감소시키는 것이 중요하다.

소면공정의 경우, 상기 혼타면 공정으로부터 공급된 원료섬유(tuft)를 길이방향으로 빗질하고 잡물을 제거하는 공정으로서 상하 금속침사이로 섬유를 통과시켜 원료섬유를 평행화하며 잡물을 제거한다. 상기 소면공정에 의하여 만들어지는 슬라이버는 일반적인 면슬라이버에 비해 굵은 것이 좋은데, 이는 네틀파이버의 섬유간 포합력이 약하기 때문에 슬라이버전체의 강력을 높이기 위해 슬라이버의 굵기를 높이는 것이다. 일반적인 면섬유의 경우에는 0.12Ne(수)정도가 바람직하나, 본 발명의 네틀／폴리에스테르 혼방슬라이버의 경우에는 0.05~0.08Ne(수)의 섬도가 좋다.

연조공정은 일반적인 면방적에서의 연조공정과 동일하며 연신하면서 슬라이버의 굵기를 감소시키며, 균제도를 향상시킨다. 본 발명에서 연조공정은 네틀파이버 100%의 경우에는 연조공정에서 트럼펫의 막힘현상을 유발하여 방출이 잘 안되고 슬라이버의 절단이 발생하게 되므로 연조공정에 사용되는 트럼펫 직경을 6~9㎜짜리를 사용하고 연조롤러의 롤러간격을 네틀파이버 섬유장 대비 80~90%인 것을 사용하는 것이 슬라이버절단을 방지하고 운전상태를 양호하게 할 수 있다.

상기 연조공정이후 면섬유와 동일하게 조방공정을 행하게 된다. D/R비는 7.5~8.5정도가 좋으며, 꼬임수는 1.6~1.8 T/M정도가 사절방지에 좋다. 면섬유의 경우에는 1.1 T/M정도가 바람직하나, 네틀／폴리에스테르 혼방의 경우에는 섬유의 포합력이 낮기 때문에 T/M을 보다 높게 주는 것이 좋다.

상기 조방공정의 에이프런롤러는 백롤러와 미드롤러의 간격이 40~50㎜ 이고 미드롤러와 프론트롤러간의 간격이 30~40㎜인 것이 조방사의 방출성 및 사품질에 도움이 된다. 즉, 네틀파이버가 혼타면, 소면 및 연조공정에 의해 일부가 절단되어 단섬유화가 되므로 이러한 단섬유를 제어하기 위해서는 상기와 같이 롤러간격이 좁은 것이 좋다.

상기 조방공정이후에는 정방공정을 행하게 되는데, 상기 조방사를 링정방기에 공급하여 드래프트하면서 꼬임을 주어 혼합방적사를 만들게 된다. 본 발명에서의 정방공정에서의 습도는 면방적시보다 높은 상대습도 60~65%로 조절하여 정전기발생을 방지한다. 상기 정방공정의 에이프런롤러는 백롤러와 미드롤러의 간격이 55~60㎜ 이고 미드롤러와 프론트롤러간의 간격이 50~55㎜로 조절하는 것이 케이폭의 짧은 섬유장으로 인한 넵(nep)발생의 방지에 바람직하다.

상기 방적법에 의해 단사강력 800~2200 cN, 인장신도 8.5~16.5%인 네틀/폴리에스테르 혼합방적사가 제조된다.

그러므로 본 발명에 의하면 네틀파이버의 기본물성상의 문제점으로 인한 단섬유방적법의 문제점이었던 소면공정에서의 웹형성불가, 연조공정에서의 슬라이버 절단발생, 조방공정에서의 로빙절단 및 정방공정에서의 사절발생의 문제점을 해결하여 인장강도가 매우 높고 섬세하며 매우 가볍고 부드러운 네틀/폴리에스테르 혼합방적사를 우수한 수율로 제조할 수 있게 되었다.

이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1~3]

1. 혼타면 공정

쐐기풀줄기를 정련하고 건조시킨 후 껍질을 쪼개 장섬유로 만든 다음 섬유장이 45~50㎜가 되도록 절단하는 네틀파이버준비공정 및 별도로 폴리에스테르필라멘트를 절단하여 섬유장 35~38㎜가 되도록 준비하는 폴리에스테르파이버준비공정을 행한 후, 상기 준비된 네틀파이버와 폴리에스테르파이버는 상대습도 90%의 가습실에서 24시간 보관 후 랩을 형성하는 혼타면공정을 행하여 네틀섬유의 손상을 방지하여 후공정에서의 Nep 또는 낙면 손실을 줄인다. 네틀파이버와 폴리에스테르파이버는 각각 70/30(실시예 1), 50/50(실시예 2), 20/80(실시예 3)의 비율로 혼섬한다.

2. 소면 공정

상기 혼방랩을 소면기에 공급하여 혼방슬라이버를 만드는 소면공정을 행하는데, 소면시 기류를 잘 조절하여 낙물을 감소시킨다. 카딩액션(Carding Action)을 줄여 섬유의 손상을 방지하면서 슬라이버를 제조하였다.

3. 연조, 조방, 정방 공정

연조, 조방, 정방 공정을 다음 표 1에 나타내었다. 정방은 링(ring)정방기를 이용하였다.

공정명	연조	조방	정방
기기조건	R/O gauge : 40×40×45 D/R 비 : 8 트럼펫 직격 6~9㎜	R/O gauge : 34×48×48 Flyer Rpm : 500 T.M :1.8 D/R 비 : 9	R/O gauge : 53×66 Spindle RPM : 10000 T.M : 3.5 D/R 비 : 3.5

상기 조건으로 방적한 네틀/폴리에스테르 혼합방적사의 기본 물성을 시험하여 다음 표 2와 같은 결과를 얻었다.

품종	실시예1	실시예2	실시예3
혼용율(%)	Nettle 70	Nettle 50	Nettle 20
	Polyester 30	Polyester 50	Polyester 80
번수(Ne)	10/1	10/1	10/1
당산강력(cN)	825	1363	2044
단사신도(%)	8.6	11.8	15.3
㎞당 결점수	1225	726	583

Claims (5)

1. 쐐기풀줄기를 정련하고 건조시킨 후 껍질을 쪼개 장섬유로 만든 다음 섬유장이 45~50㎜가 되도록 절단하는 네틀파이버준비공정,
   별도로 폴리에스테르필라멘트를 절단하여 섬유장 35~38㎜가 되도록 준비하는 폴리에스테르파이버준비공정,
   상기 준비된 네틀파이버와 폴리에스테르파이버를 상대습도 90~96%의 가습실에서 12~36시간 보관 후 각각의 랩을 형성하여 혼방랩을 형성시키는 혼타면공정,
   상기 혼타면공정에 의해 형성된 혼방랩을 소면기에 공급하여 혼방슬라이버를 만드는 소면공정,
   상기 혼방슬라이버를 연신하는 연조공정,
   상기 연조공정 후 조방기에 공급하여 드래프트하면서 꼬임을 주면서 조방사를 만드는 조방공정,
   상기 조방사를 상대습도 60~65%로 조절하면서 링정방기에 공급하여 드래프트하면서 꼬임을 주어 방적사를 만드는 정방공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 연조공정시 연조롤러의 롤러간격은 네틀파이버 섬유장 대비 80~90%인 것을 특징으로 하는 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 조방공정의 에이프런롤러는 백롤러와 미드롤러의 간격이 40~50㎜ 이고 미드롤러와 프론트롤러간의 간격이 30~40㎜인 것을 특징으로 하는 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 정방공정의 에이프런롤러는 백롤러와 미드롤러의 간격이 55~60㎜ 이고 미드롤러와 프론트롤러간의 간격이 50~55㎜인 것을 특징으로 하는 네틀／폴리에스테르 단섬유의 혼합방적방법.
   
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