KR101269894B1 - 신축기능성 면직물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신축기능성 면직물의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 면직물 제조시 경사 및 위사로 사용되는 면사를 (ⅰ) 면사 1가닥에 꼬임을 가하여 상기 면사에 제1차 형태적 변화를 부여하는 하연공정 및 (ⅱ) 상기 하연공정을 거쳐 제1차 형태적 변화가 일어난 상기 면사 2가닥 이상을 합사하면서 꼬임을 가하여 상기 면사들에 제2차 형태적 변화를 부여하는 상연공정을 차례로 거쳐 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명을 상기와 같이 제1차 및 제2차 형태적 변화가 일어난 면사를 경사 및 위사로 사용하여 제직한 직물을 정련, 축소시킨 다음 화학처리에 의하여 면직물의 형태를 고정시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명으로 제조된 신축기능성 면직물은 면직물 고유의 우수한 보온성, 보습성, 흡습성, 쾌적성 등을 구비함과 동시에 면섬유 단독으로도 신축성기능성이 뛰어난 효과가 있다.

Description

신축기능성 면직물의 제조방법{Method of manufacturing cotton fabric with excellent shrinkage property}

본 발명은 신축기능성을 발현하는 면직물의 제조 방법에 관련된 것이다.

면섬유는 인류가 가장 많이 사용하고 있는 섬유로 인조섬유가 발달함에 따라 전체 섬유의 소비량에서 면섬유가 차지하는 비중은 점차 줄어들었지만, 여전히 세계 전체 섬유 소비량의 40~50% 가까이를 차지하고 있다. 면은 내구성과 흡습성이 좋아 착용감이 좋고, 오염을 잘 흡수하여 위생적이며, 세탁이 쉬우며 섬유의 손상이 적고, 염색성 및 견뢰도가 우수하다. 면은 속옷을 비롯하여 모든 의복의 재료로 사용되나, 단점으로는 구김이 잘 생기고 형태안정성이 부족하며 또한, 면 자체로는 신축성을 가지기가 힘들다는 것이다. 따라서 면섬유는 합성 섬유와 혼방하거나 특수 가공법을 통해 방축성, 방추성, 발수성 등 여러 가지 특징을 가진 직물을 개발하여 인조섬유의 발달에도 불구하고 여전히 널리 애용되고 있다.

최근의 섬유제품동향은 기술의 진보와 소비자 수준향상, 국제환경의 변화로 수요자의 다양한 욕구에 맞추어 각종 기능성 섬유가 상품화 되어 판매되고 있다. 특히 요즘과 같이 웰빙과 편안한 삶을 중요시하는 소비자들은 자신의 몸에 꼭 맞고 편안하며 그 특성이 지속적이며 취급하기가 편리(easy care)한 옷을 원하고 있으며, 또한 TV나 각종 대중매체가 발달하여 패션에 민감한 젊은 층은 물론 청장년에 이르기까지 자신의 개성을 표현하기 위한 매개체로써 의류를 구매하기 때문에 캐주얼하면서도 아름다운 체형미를 갖고 싶어 하는 인간본능을 만족시키기 위한 신축성 소재는 꾸준히 개발되고 있다.

면섬유는 여전히 천연섬유만이 가지는 뛰어난 보온성, 보습성, 흡습성, 착용 후 쾌적성, 청결성, 타 섬유와의 혼방성을 가지는 동시에 최근에는 2차 환경오염을 일으키지 않는 환경친화성 소재로 부각되고 있어 세계적으로 시장성의 확대가 예상되나 면섬유 단독으로는 신축성을 가질 수 없다는 한계를 가지고 있다는 사실을 파악하고 본 발명자들은 면섬유 만으로도 신축기능성을 부여하기 위한 다양한 연구개발을 추진한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

현재까지 합성섬유나 천연섬유에 신축기능성을 부여하는 방법들을 살펴보면, 첫번째 방법으로는 열가소성 섬유인 합성섬유를 가연가공하여 섬유의 권축을 이용하는 방법이 있고, 두번째 방법으로는 섬유의 토르크(Torque)를 이용하는 것으로서 섬유를 가연하면 할수록 꼬임이 반대로 되돌아 가려는 성질을 이용하여 섬유를 합가연-열고정-해연시켜 코일상 신축성을 부여하는 방법이 있고, 세번째 방법으로는 폴리우레탄사, 폴리부틸렌테레프탈레이트 원사 등과 같은 탄성사를 이용하여 일반 섬유와 탄성사를 복합가공하는 방법이 있고, 네번째 방법으로는 셀룰로오즈 섬유를 무긴장 상태에서 처리하여 상기 셀룰로오즈 섬유를 원사 단면 방향으로 팽윤시켜 원사 길이방향으로 수축하려는 성질을 이용하여 액암처리 후 직물상태로 수지와의 가교결합시켜 신축성과 형태안정성을 부여하는 슬랙 메세르화(Slack mercherizing) 등의 염색 가공에 의한 방법이 있고, 다섯번째로는 경위사의 접결점이 적을수록 간격이 클수록 신축성이 양호한 직물을 얻을 수 있다는 점을 이용하여 직물 조직과 규격을 적정하게 설정하는 방법이 있다.

그러나 면섬유에 신축기능성을 발현시키는 방법은 커버링사, 코어스판사가 개발된 이래로 진전이 없었다는 것을 알게 되었다.

본 발명은 100% 면직물의 신축기능성을 발현시키는 것과 관련한 기술로서 면섬유에 형태적인 변화를 준 다음 나노기술로서 면섬유의 결정구조를 변화시켜 형태적인 변화를 고정시킴으로써 면직물이 신축기능성을 발현하도록 한 것이다.

본 발명에서는 100% 면직물에 양호한 신축기능성을 부여하는 것을 과제로 한다.

또한 본 발명에서는 면직물 고유의 우수한 보온성, 보습성, 흡습성, 쾌적성 등을 구비함과 동시에 신축성도 뛰어난 100% 면직물을 제공하는 것을 과제로 한다.

이와 같은 과제들을 달성하기 위해서, 본 발명은 100% 면직물의 신축기능성을 발현시키는 것과 관련한 기술로서 면섬유에 형태적인 변화를 준 다음 나노기술로서 면섬유의 결정구조를 변화시켜 형태적인 변화를 고정시킴으로써 면직물이 신축기능성을 발현하도록 한 것이다.

구체적으로, 면직물 제조시 경사 및 위사로 사용되는 면사를 (ⅰ) 면사 1가닥에 꼬임을 가하여 상기 면사에 제1차 형태적 변화를 부여하는 하연공정 및 (ⅱ) 상기 하연공정을 거쳐 제1차 형태적 변화가 일어난 상기 면사 2가닥 이상을 합사하면서 꼬임을 가하여 상기 면사들에 제2차 형태적 변화를 부여하는 상연공정을 차례로 거쳐 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명을 상기와 같이 제1차 및 제2차 형태적 변화가 일어난 면사를 경사 및 위사로 사용하여 제직한 직물을 정련, 축소시킨 다음 수산화칼륨, 수산화나트륨 수용액 등으로 화학처리에 의하여 면직물의 형태를 고정시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명으로 제조된 신축기능성 면직물은 면직물 고유의 우수한 보온성, 보습성, 흡습성, 쾌적성 등을 구비함과 동시에 면섬유 단독으로도 신축기능성이 뛰어난 효과가 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 신축기능성 면직물의 제조방법은

(ⅰ) 면사 1가닥에 꼬임을 가하여 상기 면사에 제1차 형태적 변화를 부여하는 하연공정:

(ⅱ) 상기 하연공정을 거쳐 제1차 형태적 변화가 일어난 상기 면사 2가닥 이상을 합사하면서 꼬임을 가하여 상기 면사들에 제2차 형태적 변화를 부여하는 상연 공정:

(ⅲ) 상기 상연공정으로 제조된 면사를 경사 및 위사로 사용하여 면직물을 제직하는 제직공정:

(ⅳ) 상기 제직공정에서 제직된 면직물을 정련 및 축소시키는 정련공정:

(ⅴ) 정련처리된 면직물을 화학 하여 의하여 상기 면직물의 형태를 고정시키는 형태고정공정 : 및

(ⅵ) 형태고정공정을 거친 면직물을 차례로 건조, 염색 및 가공처리하는 가공공정 들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 먼저 면사 1가닥에 꼬임을 가하여 상기 면사에 제1차 형태적 변화를 부여하는 하연공정을 거친 후, 계속해서 상기 하연공정을 거쳐 제1차 형태적 변화가 일어난 상기 면사 2가닥 이상을 합사하면서 꼬임을 가하여 상기 면사들에 제2차 형태적 변화를 부여하는 상연 공정을 거쳐서 본발명의 면직물 제조시 경사 및 위사로 사용될 면사를 제조한다.

이때, 상기 하연공정 및 상연공정 각각에서는 면사에 300~3,500TPM(Twist Per Meter)의 꼬임수를 부여해주고, 상기 하연공정과 상연공정에서 부여되는 꼬임수의 총합을 800~4,500TPM이 되도록 하는 것이 면직물의 신축성 향상에 보다 바람직하다.

이때, 하연의 꼬임수는 방적사 제조시 부여되는 꼬임수와 추가적으로 부여되는 꼬임수를 합한 것이다.

이렇게 합사되어 형태적인 변화가 부여된 면사는 일반 면섬유의 제직준비 및 제직공정과 유사하게 제직준비 및 제직을 하여도 큰 문제점은 발견되지 않았다.

계속해서, 상기 상연공정으로 제조된 면사를 경사 및 위사로 사용하여 면직물을 제직하는 제직공정을 거친 후, 상기 제직공정에서 제직된 면직물을 정련 및 축소시키는 정련공정을 거쳐 정련처리된 면직물을 제조한다.

계속해서, 정련처리된 면직물을 화학처리에 의하여 상기 면직물의 형태를 고정시키는 형태고정공정을 거쳐서 면직물 상에 꼬임에 의해 일어나 있는 형태적인 변화들을 고정시킨다.

면직물의 형태고정을 위한 화학처리는 면직물을 수산화칼륨, 수산화나트륨 및 액체 암모니아 등으로 가공처리 하는 방식으로 실시 가능하며, 이때 사용하는 화학물질의 종류는 특별히 한정하는 것은 아니다.

이때 처리 농도는 꼬임으로 형태적인 변화가 부여된 면직물의 형태가 고정되면 되는데 본 발명자들의 실험에 의하면 수산화나트륨의 경우는 10°~ 40°Be'의 농도에서 처리조건에 따라서 면직물의 형태적인 변화가 고정된다는 것을 알 수 있었지만 반드시 이 범위의 농도에 한정하기 보다는 면섬유의 번수, 신축기능성의 크기, 형태고정 환경을 고려하여 결정하는 것이 보다 중요하다는 사실도 알게 되었다.

일반적으로 면섬유와 같은 셀룰로오스섬유의 결정구조는 크게 4종류로 구분할 수 있는 것으로 알려져 있다. 면, 마와 같은 천연 셀룰로오스는 셀룰로오스 결정구조Ⅰ, 레이온, 폴리노직, 큐프라와 같은 재생 셀룰로오스 및 정제 셀룰로오스와 천연셀룰로오스의 메세르화된 면은 셀룰로오스 결정구조 Ⅱ, 셀룰로오스를 액체 암모니아처리 또는 아민처리하게 되면 셀룰로오스 결정구조 Ⅲ, 글리세린과 같은 극성의 열용매중에서 고온처리하게 되면 셀룰로오스 결정구조 Ⅳ가 얻어지는 것으로 알려져 있는데 본 발명에서 면섬유를 수산화칼륨, 수산화나트륨 수용액, 또는 액체 암모니아처리하게 되면 셀룰로오스 결정구조 Ⅰ이 셀룰로오스 결정구조 Ⅱ 또는 셀룰로오스 결정구조 Ⅲ으로 변환되는 것과 연관되어 면섬유의 형태가 고정되는 것이 아닌가 추측된다.

마지막으로, 형태고정공정을 거친 면직물을 차례로 건조, 염색 및 가공처리하는 가공공정을 거쳐 신축기능성 면직물을 제조한다.

면의 결정구조변환이후의 공정인 건조, 염색 및 고차가공공정은 일반적인 면직물의 처리공정과 큰 차이가 없이 진행하여도 본 발명이 지향하는 신축기능성 면직물의 제조는 가능하였다.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.

그러나, 본 발명의 보호범위는 하기 실시예들 만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

면사 40's를 500TPM의 꼬임(하연)으로 제조한 후 연지하고, 상기와 같이 꼬임(하연)처리된 상기 면사 2본을 합사한 후 1,100TPM의 꼬임(상연)을 준 다음 연지하였다. 이렇게 만들어진 면사를 경위사로 사용하여 평직으로 제직하였다. 이때 경사밀도는 47본/인치, 위사는 48본/인치였다.

제직된 원단은 일반 면직물의 정련 및 축소공정과 동일하게 통과시킨 후 수산화나트륨 수용액 16°Be'에서 10분간 상온(25℃)에서 처리하여 꼬임으로 형성시킨 면사의 형태를 고정시켰다. 그 후 개미산으로 수세하고 세정한 다음 건조시키고 고온형 반응성염료로서 CPB염색을 한 후 방축가공을 하여 최종적으로 가공된 면직물을 제조하였다.

제조된 면직물의 신축기능성을 신장률로 평가하였다. 이때 사용한 평가방법은 KS K 0352 방법을 사용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

면사 40's를 900TPM의 꼬임(하연)으로 제조한 후 연지하고, 상기와 같이 꼬임(하연)처리된 상기 면사 2본을 합사한 후 1,100TPM의 꼬임(상연)을 준 다음 연지하였다. 이렇게 만들어진 면사를 경위사로 사용하여 평직으로 제직하였다. 이때 경사밀도는 53본/인치, 위사는 55본/인치였다.

제직된 원단은 일반 면직물의 정련 및 축소공정과 동일하게 통과시킨 후 수산화나트륨 수용액 20°Be'에서 10분간 상온(25℃)에서 처리하여 꼬임으로 형성시킨 면사의 형태를 고정시켰다. 그 후 개미산으로 수세하고 세정한 다음 건조시키고 고온형 반응성염료로서 CPB염색을 한 후 방축가공을 하여 최종적으로 가공된 면직물을 제조하였다.

제조된 면직물의 신축기능성을 신장률로 평가하였다. 이때 사용한 평가방법은 KS K 0352 방법을 사용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 3

면사 100's를 1,500TPM의 꼬임(하연)으로 제조한 후 연지하고, 상기와 같이 꼬임(하연)처리된 상기 면사 2본을 합사한 후 1,100TPM의 꼬임(상연)을 준 다음 연지하였다. 이렇게 만들어진 면사를 경위사로 사용하여 평직으로 제직하였다. 이때 경사밀도는 74본/인치, 위사는 76본/인치였다.

제직된 원단은 일반 면직물의 정련 및 축소공정과 동일하게 통과시킨 후 수산화나트륨 수용액 29°Be'에서 10분간 상온(25℃)에서 처리하여 꼬임으로 형성시킨 면사의 형태를 고정시켰다. 그 후 개미산으로 수세하고 세정한 다음 건조시키고 고온형 반응성염료로서 CPB염색을 한 후 방축가공을 하여 최종적으로 가공된 면직물을 제조하였다.

제조된 면직물의 신축기능성을 신장률로 평가하였다. 이때 사용한 평가방법은 KS K 0352 방법을 사용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교실시예 1

코마 면사 40's를 2합한 다음 이를 사용하여 면직물을 제직하였다.

제직된 원단은 일반 면직물의 정련 및 축소공정과 동일하게 통과시킨 후 수산화나트륨 수용액 26°Be'에서 10분간 상온(25℃)에서 처리하여 꼬임으로 형성시킨 면사의 형태를 고정시켰다. 그 후 개미산으로 수세하고 세정한 다음 건조시키고 고온형 반응성염료로서 CPB염색을 한 후 방축가공을 하여 최종적으로 가공된 면직물을 제조하였다.

제조된 면직물의 신축기능성을 신장률로 평가하였다. 이때 사용한 평가방법은 KS K 0352 방법을 사용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교실시예 2

면사 40's를 400TPM의 꼬임(하연)으로 제조한 후 연지하고, 상기와 같이 꼬임(하연) 처리된 상기 면사 2본을 합사한 다음 300TPM의 꼬임(상연)을 주고 다시 연지하였다. 이렇게 만들어진 면사를 경,위사로 사용하여 평직으로 제직하였다. 이때 경사밀도는 47본/인치, 위사는 48본/인치였다.

제직된 원단은 일반 면직물의 정련 및 축소공정과 동일하게 통과시킨 후 수산화나트륨 수용액 26°Be'에서 10분간 상온(25℃)에서 처리하여 꼬임으로 형성시킨 면사의 형태를 고정시켰다. 그 후 개미산으로 수세하고 세정한 다음 건조시키고 고온형 반응성염료로서 CPB염색을 한 후 방축가공을 하여 최종적으로 가공된 면직물을 제조하였다.

제조된 면직물의 신축기능성을 신장률로 평가하였다. 이때 사용한 평가방법은 KS K 0352 방법을 사용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.

신장률 평가결과

구 분	신장률(%)
실시예 1	24
실시예 2	34
실시예 3	45
비교실시예 1	0.5
비교실시예 2	4

일반적으로 면직물의 신장률이 20이상일 때 신축기능성이 있는 것으로 평가받고 있다.

Claims (3)

1. (ⅰ) 면사 1가닥에 300~3,500TPM의 꼬임을 가하여 상기 면사에 제1차 형태적 변화를 부여하는 하연공정:
   (ⅱ) 상기 하연공정을 거쳐 제1차 형태적 변화가 일어난 상기 면사 2가닥 이상을 합사하면서 300~3,500TPM의 꼬임을 가하여 상기 면사들에 제2차 형태적 변화를 부여하는 상연 공정:
   (ⅲ) 상기 상연공정으로 제조된 면사를 경사 및 위사로 사용하여 면직물을 제직하는 제직공정:
   (ⅳ) 상기 제직공정에서 제직된 면직물을 정련 및 축소시키는 정련공정:
   (ⅴ) 정련처리된 면직물을 화학처리에 의하여 상기 면직물의 형태를 고정시키는 형태고정공정 : 및
   (ⅵ) 형태고정공정을 거친 면직물을 차례로 건조, 염색 및 가공처리하는 가공공정 들을 포함하고,
   상기 하연공정과 상연공정에서 부여되는 꼬임수의 총합이 800~4,500TPM인 것을 특징으로 하는 신축기능성 면직물의 제조방법.
   
   
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