KR101265152B1 - 고감성 복합방적사 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심사용도로 사용되는 세섬 폴리에스테르사를 최종 10데니어급의 섬도를 가지면서도 원형 및 Y형과 같은 이형단면 소재로 사용함으로써 코어부의 세섬으로 인한 감성을 더 높이고, 이형단면 소재에 의해서 시스부의 셀룰로오스계 섬유와의 포합성을 더 높여서 물성이 우수한 복합소재를 얻게 한 것으로, 실크라이크 소재가 갖는 소프트한 촉감과 린넨라이크 소재가 갖는 스티프(stiff)한 특성을 동시에 발현함에 따라 섬유자체의 물성과 취급성이 우수할뿐만 아니라 동시에 광택감이나 촉감과 같은 감성적 측면에서도 우수한 것이다.

Description

고감성 복합방적사 및 그 제조방법{LINEN/SILK-LIKE SIMULTANEOUSLY COMPOSITE YARN AND MANUFACTURING THEREFOR}

본 발명은 기능성 복합방적사에 관한 것으로, 특히 실크 라이크(silk-like)의 표면특성과 린넨라이크(linen-like)의 굽힙 특성을 동시에 갖는 고감성 복합방적사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

의복의 감성은 시감(심색상, 광택, 실루엣, 피트니스, 입체감), 촉감(유연성, 냉온감, 촉촉한 느낌(wet), 의복압, 의복 중량감), 후감(방향성, 악취), 청감(착용시 소리, 견명)의 복합적 형태로 표현된다. 방적사의 형태와 감성의 인자(factor)로는 사용하는 섬유사의 섬도(노멀, 마이크로, 나노), 섬유장(긴, 중간, 짧은)과 방적사의 번수(굵기 정도), 꼬임의 정도, 협연, 방적사의 구조 등이 있으며, 이에 따라 시감, 촉감과 청감 등이 의복의 디자인과 용도에 따라 다르게 나타난다.

감성소재에 대한 개발은 객관적인 세계로부터 주관적인 세계로 연구의 대상이 전환되는 것이다. 지금까지 생산자 측면의 대량생산, 효율화 등 합리성이 우선 시되었으나 이제는 생활자의 입장에서 인간 생활 중시의 관점이 요구되고 있다.

셔츠나 블라우스의 소재는 고급스런 광택감과 부드럽고 유연한 촉감이 중요하기 때문에 견과 레이온이 주류를 이루고 있지만, 섬유자체의 물성 문제로 소비자에 따라서는 취급성에 불만을 갖고 있다. 최근에는 물성이 우수한 폴리에스테르를 사용하기도 하나 광택감과 촉감으로부터 오는 고급감이 견과 레이온 수준에 미치지 못하고 있다.

이와 같이 감성적 측면의 한계를 극복할 수 있는 신 섬유소재의 개발이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 생활자 입장에서 편하며 감성적 의복소재를 구현하기 위해 실크라이크(silk-like)의 표면특성과 린넨라이크(linen-like)의 굽힙 특성을 동시에 갖는 고감성 복합방적사와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 천연 및 합섬의 기존 소재의 장점을 극대화하여서 고기능화되고 고감성화된 셀룰로오스계 및 합섬 복합방적사를 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따라 본 발명은, 다수 필라멘트로 된 10~15데니어 굵기의 세섬도 폴리에스테르사를 300~1000T/M의 꼬임을 부여하여 심사(10)로 하고 마이크로 텐셀을 겉사(20)로 하여 방적하여 얻어지는 복합방적사(2)로서 Ne60~70수의 겉보기 번수와 코어부(4) 대 시스부(6)의 비율이 10~30% : 90~70%로 구성함을 특징으로 하는 고감성 복합방적사(2)이다.

상기 심사(10)의 필라멘트 단면은 원형단면 및 이형단면중 적어도 하나로 형성함을 특징으로 하며, 특히 필라멘트 단면의 이형단면은 Y단면이다.

또한 본 발명의 고감성 복합방적사 제조방법은, 다수 필라멘트로 된 10~15데니어 굵기의 세섬도 폴리에스테르사를 연사기로 연사하여 300~1000T/M의 꼬임을 갖는 심사(10)를 형성하고, 면방적사 공정에서 마이크로텐셀 조방사를 얻고, 정방공정에서 상기 심사(10)를 마이크로텐셀 조방사로 된 겉사(20)로 방적하여 겉보기 번수 Ne60~70수와 코어부(4) 대 시스부(6)의 비율이 10~30% : 90~70%를 갖는 복합방적사(2)를 제조함을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법에 있어, 정방공정 수행중 얀가이드롤러(34)~(36)에서의 사장력을 10~40gf로 유지하고, 심사(10)는 얀가이드롤러(32)(34)(36)를 통과하는 과정중 얀패스(70)를 거쳐서 드래프트롤러(50)로 공급되게 함을 특징으로 한다.

본 발명은 실크라이크 소재가 갖는 소프트한 촉감과 린넨라이크 소재가 갖는 스티프(stiff)한 특성을 동시에 발현함에 따라 섬유자체의 물성과 취급성이 우수할뿐만 아니라 동시에 광택감이나 촉감과 같은 감성적 측면에서도 우수한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고감성 복합방적사의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 고감성 복합방적사의 현미경 단면촬영 사진도,
도 3은 본 발명의 고감성 복합방적사를 방적하는 개략 공정도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 얻어진 복합방적사로 만들어진 직물의 물성영역을 그래프로 보여주는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

국내외의 섬유기술이 발전을 거듭하고 있지만 실크라이크(silk-like)와 린넨라이크(linen-like) 등으로 양분되어서 발전되고 있는 실정이다. 그러나 실크라이크와 린넨라이크의 두가지 특성을 동시에 갖는 고감성 직물의 구현은 아직 시도되지 않았는데, 본 발명에서는 실크라이크와 린넨라이크의 두가지 특성이 동시에 발현되는 고감성의 복합방적사를 구현한다.

기존의 필라멘트 코어(filament core)와 단섬유 섬유사 시스(staple fiber sheath)로 된 복합 방적사는 높은 내구성을 필요로 하는 자루, 망 등의 산업 자재용으로의 이용이 대부분이다.

필라멘트 하드 코어 복합방적사의 경우 완성옷(garment)로의 활용을 유도하기 위해서는 아주 가늘고 약한 세번수(細番手)로 구현하여야 하는데, 필라멘트 하드코어 복합 방적사의 경우 가늘고 약하기 때문에 세번수로의 방적이 상당히 어려우며 심사와 겉사를 형태 안정시켜서 품질관리 하기가 쉽지 않다.

또 국내 생산되는 필라멘트 하드코어 방적사는 대부분 합성섬유의 조성률이 30~40%를 차지한다. 이는 겉사인 셀룰로오스계 섬유의 최대 약점인 강력을 보완하기 위함이다. 하지만 합성섬유의 조성률이 높아지면 섬유의 감성은 상대적으로 떨어지게 된다. 또 심사인 필라멘트가 외부로 드러나는 경향도 있으므로 일면만 염색시 외관에 문제가 될 수 있으며, 촉감, 발한시 쾌적성 등이 떨어지게 된다. 이러한 기존 필라멘트 하드 코어 방적사는 심사 40데니어 모노 필라멘트나 20데니어 필라멘트 2합을 다수 사용하고 있다.

본 발명은 완성옷(garment)에 사용할 수 있는 것으로서 도 1에서와 같이, 천연 및 합섬 복합소재로 된 고감성의 복합방적사(2)를 구현하는바 복합방적사(2)의 코어부(core part)(4)는 린넨라이크와 같은 굽힘 특성이 발현되는 합성소재이고 시스부(sheath part)(6)는 천연소재 성질이 발현되게 한 것이다.

본 발명의 고감성 복합방적사(2)에서 시스부(6)를 구성하는 천연특성소재는 재생섬유의 한 종류인 실크라이크(silk-like)로서 마이크로 텐셀(miro tencel)을 사용하여 구현하며, 코어부(4)를 구성하는 합성소재는 린넨라이크(linen-like)로서 10~15데니어 굵기의 원형 및 이형단면을 갖는 세섬도의 폴리에스테르소재로 구현한 특징적 구성을 가진다.

즉 본 발명에서는 시스부(6)에 마이크로 텐셀과 코어부(4)에 세섬도 폴리에스테르소재를 시스-코어 구조로 방적하여서 도 2의 현미경 사진도에 표시한 바와 같이 실크라이크의 표면촉감 특성과 린넨라이크와 같은 굽힘 특성과 스티프(stiff)한 특성을 동시에 가진 고감성의 복합방적사(2)를 구현한 것이다.

본 발명에서는 기존처럼 하드코어사를 사용하지 않고 세섬도의 폴리에스테르사를 코어사로 사용하여서 감성이 좋게 함과 아울러 린넨라이크 특성의 기초를 가질 수 있게 한다.

먼저 코어부(4)의 세섬도 폴리에스테르사는 10~15데니어 굵기로서 필라멘트 십수개(예컨대 12개 필라멘트)를 사용한다.

코어부(4)의 심사로 사용되는 세섬도의 폴리에스테르사의 구체적인 예로서 레귤러 폴리에스테르(Regular Polyester) 10/12(단면O형) 15/12(단면O형), 10/12(단면Y형) 15/12(단면Y형)이다. 여기서, 'x/y'의 x는 코어부(4) 심사의 굵기[데니어]이고 y는 구성하는 필라멘트 개수이다. 10데니어급 12필라멘트의 심사의 경우, 단사(필라멘트) 섬도가 0.83데니어 수준이다.

본 발명에서 코어부(4)의 심사로 사용되는 세섬도의 폴리에스테르사는 그 단사(필라멘트)를 단면 O형의 원형단면이나 단면 Y형의 이형단면을 갖도록 형성한다. 특히 단사 단면의 형상이 O형 아닌 Y형의 경우에는 시스부(6)와의 복합방적시 포합성을 높여주므로, 뒷공정에서의 작업성이 용이하고 염색가공 후의 벗겨짐 현상을 줄여주는 이점이 있다.

본원 발명자는 심사를 SDY(Spin-Draw Yarm)상태의 필라멘트로 사용 하였을 때에는 코어부(4) 안쪽에 위치해야 할 필라멘트가 기존처럼 외부로 드러나는 현상이 발생하는 경향이 있음을 확인하였다. 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 코어부(4)에 위치하는 필라멘트들에 300~1000T/M(twist per Minute)의 꼬임 더욱 바람직하게는 400~800T/M을 부여하여서 심사로 사용한다.

코어부(4) 세섬 폴리에스테르사의 사가공을 위해서 투포원(Two-for-one) 연사기를 사용하였으며, 투포원 연사기로 연사하여서 필라멘트들에 300~700T/M의 꼬임을 부여하였다. 상기 300~1000T/M의 꼬임수는 코어부와 시스부의 원사 밀림현상인 필링(peeling)을 방지케 하는 최적 범위로서 바람직하다.

합성섬유에 가연과 물리적 개질을 실시하여서 마, 면, 레이온에서 나타나는 흡습성과 까실까실함 그리고 시원한 느낌과 같은 성능을 부여할 수 있는데, 이렇게 하여 제조된 섬유사가 공지의 린넨라이크이다. 본 발명에서는 코어부(4)를 형성하는 심사를 투포원 연사기를 이용하여 연사를 행함으로써 린넨라이크의 성능이 발현되게 할 수 있다.

본 발명에서는 시스부(6)에 텐셀섬유를 사용하여서 셀룰로오스 섬유의 단점인 습윤강도를 보완하고 셀룰로오스 섬유의 장점(섬유의 감성 등)을 극대화한 반면 폴리에스테르의 낮은 수분 흡수율을 개선한다.

시스부(6)에 사용되는 텐셀섬유는 재생섬유에 속하는 것으로 본 발명에서는 시스부(6)를 구성하는 천연섬유 대용 역할을 담당한다. 텐셀섬유의 특성은 건조 상태에서나 습윤 상태에서 모두 높은 강력을 가지며 건조 상태의 강력은 거의 폴리에스테르 섬유의 85% 수준이며 면섬유의 1.5배 ~ 2배 정도이다. 또 모듈러스(moduls)가 매우 높아 물에 젖은 상태에서도 수축이 낮아 텐셀제품은 물세탁시 수축이 거의 일어나지 않는다. 이와 같이 시스부(6)의 텐셀섬유는 천연섬유의 특성 모방과 천연섬유에는 없는 독자적인 감성을 재현할 수 있고 궁극적으로 천연섬유를 능가하는 소재가 될 수 있다.

특히 시스부(6)에 실제 적용한 마이크로텐셀(Micro-tencel)은 섬도가 0.9dTex × 34mm의 세섬도의 고감성을 느낄 수 있는 소재이다. 유칼립투스라는 목재를 사용하여 생산되어지며 동일면적에서의 생산량은 면의 10배 정도로 많은 량을 생산할 수 있다. 마이크로 텐셀의 가장 우수한 수분 조절기능은 나노피브릴 덕분에 많은 양의 수분을 저장할 수 있고 외부로 빠르게 전달할 수 있다. 마이크로 텐셀은 섬유 표면이 폴리(poly)와 같이 매끈하여 감각 인지력에 지대한 영향을 끼치며, 합성섬유에서 보다 마이크로 텐셀에서 박테리아 성장을 억제하는 효과가 상대적으로 커서 진드기 균류의 성장을 억제함으로써 알레르기 발생 감소 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 복합방적사(2)를 제직하는 개략 공정도로서, "10"은 코어부(2)를 형성할 심사인 세섬도 폴리에스테르사이고 "20"은 시스부(4)를 형성할 겉사인 단섬유 마이크로텐셀이며, "32,34,36,42,44"는 얀가이드롤러(yarn guide roller), "46"은 트럼펫, "50"은 드래프트롤러, "52"는 프런트롤러이고, "60"은 스핀들이다. 그리고 "70"은 본 발명에 따라 채용된 얀 패스(yarn pass)로서 정방기에 장착된다.

시스부(6)에 사용되는 마이크로텐셀(micro-tencel)은 면방적사 공정에서 혼타면-소면-연조-조방 공정까지 단독 100%로 생산을 하여 반제품인 마이크로 텐셀 조방사를 얻고, 정방공정에서 코어부(4)의 세섬도 폴리에스테르사를 심사(10)로, 마이크로 텐셀(micro-tencel)을 겉사(20)로 사용하여서 본 발명에 따른 복합방적사(2)를 생산한다.

코어부(4)를 형성할 본 발명의 심사(10)는 얀가이드롤러(32)(34)(36)를 거쳐 세쌍의 드래프트롤러(50) 중 스핀들(60)에 인접한 프런트롤러(52)로 바로 공급하되 얀가이드롤러(34)(36) 사이에 있는 얀패스(70)를 통과하는 과정을 거쳐서 프런트롤러(52)에 공급하며, 시스부(6)를 형성할 본 발명의 겉사(20)는 얀가이드롤러(42)(44), 트럼펫(46) 및 상기 세쌍의 드래프트롤러(50)로 통과시키고, 드래프트롤러(50)를 통과한 심사(10)와 겉사(20)를 트래블러를 통과시켜 스핀들(60)이 적정 회전속도로 회전하는 정방기를 통해 복합방적사인 복합방적사(2)를 제조할 수 있다.

이때 중요한 포인트는 심사(10)로 사용되는 필라멘트가 매우 세섬도이기 때문에 방적공장의 공조 설비에 의해 필라멘트가 날려 위치 이탈 및 풍면 발생으로 결점이 발생되기 때문에 이를 보완하기 위해 상기한 바와 같이 얀패스(70)를 정방기에 장착함으로써 복합방적사의 사품질 향상으로 완제품 외관이 깨끗해주기 하는 것이다.

본 발명에서 시스-코어 구조의 복합방적사를 생산시 중요한 조건은 코어 섬유이동(core migration)으로 심사(10)가 중심부에 위치케 하고 겉사(20)가 심사(10)를 완벽하게 둘러싸는 것이다. 여기서 섬유이동(migration)은 가연한 원사중의 섬유가 섬유장과 장력에 의해 실의 내층에서 외층 또는 외층에서 내층으로 이전하는 현상을 일컫는다.

이를 위해 정방에서 방적사 형성시 결합되는 부분에서의 가이드 위치를 잡아주는 것과 얀가이드롤러(34)~(36)에서의 사장력 관리가 중요하다. 또한 코어부(4)와 시스부(6)의 원사 밀림 현상인 필링(Peeling)을 방지하는 최적의 꼬임수를 부여하여 복합방적사를 안정화시키는 것이 중요하다. 본 발명에서 얀가이드롤러(34)~(36)에서의 사장력은 10~40gf가 바람직하고, 코어부(4) 심사(10)의 최적 꼬임수는 300~10000 T/M이다.

시스부(6)의 방적은 일반 면방적사 공정과 동일하며 혼타면에 원료(bale)를 투입하여 소면에서 웹(web)을 형성하여 슬라이버(sliver)를 생산하여 연조에서 여러가닥을 합쳐 더블링(doubling)을 하여 균제도를 향상시키고 길이방향으로 배열을 시킨다. 이렇게 생산되어진 연조 슬라이버(sliver)를 조방에서 실에 가까운 굵기로 가늘게 늘려뜨리며 강력을 유지하기 위해 소량은 꼬임을 부여한다. 이렇게 생산되어진 조방사(roving)는 정방에서 코어부(4)의 필라멘트와 결합되어져 시스-코어 구조의 복합방적사(2)로 형성된다. 이 때 복합방적사(2)의 겉보기 번수(Ne: Number englisch cotton)가 60~70수이다.

이렇게 생산되어진 고감성 복합방적사(2)는 드레이프성이 좋고 탄력있는 촉감을 가지며, 코어부(4)에 세섬도의 필라멘트가 위치하여 형태안정성이 우수하고 마이크로 텐셀이 시스부(6)에 위치를 하여 흡수성이 우수한 제품을 생산 할 수 있다.

본 발명에 따른 코어부(4) 대 시스부(6)의 비율은 10~30% : 90~70%로 형성되며, 두께 비로 표현하면 1: 1.5~2.5이다. 코어부(4) 심사의 번수가 가늘어 질수록 시스부(6)의 비율이 정해진 범위내에서 상대적으로 커진다. 이는 시스부(6)의 비율을 높이면 방적사의 품질이 안정되기 때문이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 얻어진 복합방적사(2)로 만들어진 직물의 물성영역을 보여주고 있는 것으로, 일반 실크라이크에 버금가는 부품감 및 유연도(Softness)를 갖는 표면촉감 특성과 일반 린넨라이크에는 다소 못미치는 굽힘강성(Bending Rigidity)과 강연도(Stiffness) 특성을 동시에 구비한 고감성의 복합방적사임을 알 수 있다.

본 발명에서 제조된 고감성 복합방적사(2)의 기술적 성능지표로서, 번수변동률이 ±5 CV%이고, 심사(10)와 겉사(20)의 혼용률 평균편차가 ±3 %, 신도가 8.5%, 강도는 160 cN, 불균제도는 10 U%이다.

본 발명에서는 심사용도로 사용되는 세섬 폴리에스테르사를 최종 10데니어급의 섬도를 가지면서도 원형 및 Y형과 같은 이형단면 소재로 사용함으로써 코어부(4)의 세섬으로 인한 감성을 더 높이고, 이형단면 소재에 의해서 시스부(6)의 셀룰로오스계 섬유와의 포합성을 더 높여서 물성이 우수한 천연복합소재를 얻을 수 있게 되었다.

본 발명은 기존 실크라이크 및 린넨라이크를 대체할 수 있는 직물소재로 적용가능하며, 천연섬유 또는 합성섬유와 복합할 수 있는 원사소재로 활용 가능하고, 은은한 천연 광택과 고감성을 가진 기능성 섬유 제품으로의 전개가 가능하다. 또 후 가공에 따른 흡한속건, 항균 등의 기능성 부여로 고부가가치 섬유제품으로의 전개도 가능한 것이다.

(2)-- 고감성 복합방적사 (4)-- 코어부
(6)-- 시스부 (10)-- 심사
(20)-- 겉사 (32)(34)(36)(42)(44)-- 얀패스롤러
(50)-- 드래프트롤러 (52)-- 프론트롤러
(60)-- 스핀들 (70)-- 얀패스

Claims (5)

1. 다수 필라멘트로 된 10~15데니어 굵기의 세섬도 폴리에스테르사를 300~1000T/M의 꼬임을 부여하여 심사(10)로 하고 마이크로 텐셀을 겉사(20)로 하여 방적하여 얻어지는 복합방적사(2)로서 Ne60~70수의 겉보기 번수와 코어부(4) 대 시스부(6)의 비율이 10~30% : 90~70%로 구성함을 특징으로 하는 고감성 복합방적사.
   
2. 제1항에 있어서, 심사(10)의 필라멘트 단면이 원형단면 및 이형단면중 적어도 하나로 형성함을 특징으로 하는 고감성 복합방적사.
   
3. 제2항에 있어서, 필라멘트 단면의 이형단면은 Y단면임을 특징으로 하는 고감성 복합방적사.
   
4. 다수 필라멘트로 된 10~15데니어 굵기의 세섬도 폴리에스테르사를 연사기로 연사하여 300~1000T/M의 꼬임을 갖는 심사(10)를 형성하고, 면방적사 공정에서 마이크로텐셀 조방사를 얻고, 정방공정에서 상기 심사(10)를 마이크로텐셀 조방사로 된 겉사(20)로 방적하여 겉보기 번수 Ne60~70수와 코어부(4) 대 시스부(6)의 비율이 10~30% : 90~70%를 갖는 복합방적사(2)를 제조함을 특징으로 하는 고감성 복합방적사 제조방법.
   
5. 제4항에 있어서, 정방공정 수행중 얀가이드롤러(34)~(36)에서의 사장력을 10~40gf로 유지하고, 심사(10)는 얀가이드롤러(32)(34)(36)를 통과하는 과정중 얀패스(70)를 거쳐서 드래프트롤러(50)로 공급되게 함을 특징으로 하는 고감성 복합방적사 제조방법.

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