KR101272549B1 - 보온경량 흡한속건 복합사 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공사 및 이형단면사가 균일하게 분산되어 흡한속건 기능과 중공 기능을 동시에 갖는 복합사, 이 복합사의 제조방법 및 이 복합사를 이용하여 만든 섬유제품에 관한 것이다.

Description

보온경량 흡한속건 복합사 및 이의 제조방법{Heat-retaining, light-weight, sweat-absorbing, quick-dry conjugate yarn and process for preparing the same}

본 발명은 보온경량 흡한속건 복합사, 즉 일정한 온도를 유지하고 가벼우면서, 땀을 잘 흡수하고 속히 건조시킬 수 있는 복합사 및 이 복합사의 제조방법 그리고 이 복합사를 이용하여 만든 섬유 제품에 관한 것이다.

중공사는 섬유 단면 한 가운데 공동이 있는 화학섬유이다. 겉보기 비중이 작고, 가벼우면서 보온력이 크며 탄성이 좋고 겉부피가 매우 크다. 중공섬유가 각광을 받는 분야는 인공신장기이다. 제조방법으로는 비스코스레이온에서는 탄산나트륨을 첨가하여 방사하는 방법, 폴리에스테르나 나일론에서는 특수 단면(다중구조) 노즐을 사용하여 만드는 방법, 노즐 구멍의 중앙부에서 질소기체와 공기 등을 분출하여 섬유 중앙에 주입하는 방법이 고안되어 있다. 이러한 방법으로 제조되고 있는 것은 원형 중공사 이외에 삼각형 중공사 등이 있다. 중공사는 섬유 내부에 기포를 가두어 놓은 것, 마카로니 모양이나 연근 모양으로 연속된 중공부를 가진 것, 그리고 긴 중공부가 간간이 끊어진 대나무 모양의 것 등이 있다. 중공섬유는 인공신장기 분야에서 각광받고 있다. 여과기능을 가지는 중공섬유, 즉 셀룰로스아세테이트로 만든 인공신장기 투석용 중공사가 만들어졌는데, 실 중공부에는 혈액이, 바깥쪽에는 투석액이 따로 흐르는 구조로 되어 있어 투석기의 효율화와 소형화가 가능하게 되었다.

이형단면사는 합성섬유를 방사할 때 사용하는 노즐의 형을 통상의 원형에서 삼각이나 십자형 등으로 바꿈으로써, 실 단면의 상태를 변화시킨 실로서, 모세관현상에 의해 흡수발산 능력을 지니고 있으며, 광선의 반사효과가 달라서 이 실로 짠 천은 보기에 점잖고 촉감이 시원하다. 합섬을 방출하는 보통의 방사구는 정원형으로, 섬유의 횡단면도 원형으로 되는데, 방사구의 모양을 Y형 등 여러 가지 모양으로 하면 섬유의 횡단면은 삼각형, 오각형, 육각형 등으로 된다. 광택이 한층 견에 가깝게 되면 너무 강한 광택이 완화되어 오염이 눈에 띄지 않는다. 이와 같은 원형 이외의 횡단면을 갖는 합섬사를 이형단면사 또는 생략해서 이형사라고도 한다. 이러한 이형단면사에 대한 선행기술로서 대한민국 특허 공개 제2004-13274호에는 이형단면 열가소성 합성섬유가 개시되어 있다.

이러한 중공사와 이형단면사를 함께 사용할 경우, 물성이 우수한 기능성 섬유제품을 얻을 수 있으나, 아직까지는 이러한 제품은 전무한 실정이다.

본 발명의 목적은 보온성과 경량성이 우수하면서 흡수성과 건조성이 우수한 보온경량 흡한속건 복합사를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 보온경량 흡한속건 복합사의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 보온경량 흡한속건 복합사를 이용하여 만든 섬유 제품을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 중공사 및 이형단면사를 포함하는 복합사를 제공한다.

본 발명에서 복합사 중 중공사 및 이형단면사가 얼마나 균일하게 분산되어 있는가를 산포도의 일종인 표준편차로 나타낼 수 있는데, 구체적으로 복합사의 중심을 x-y 좌표계의 원점에 놓고 복합사의 반경을 100으로 하여 각 중공사 및 이형단면사의 위치를 (x, y) 좌표에 설정하였을 때, 좌표 평균값(m, n)은 (0±20, 0±20)이고, 좌표 표준편차값(o, p)은 (30 이상, 30 이상)인 것이 바람직하다.

본 발명에서 중공사의 중공률은 1 내지 80%이고, 이형단면사의 흡수성은 50 mm 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에서 중공사 및 이형단면사는 독립적으로 폴리에스테르 또는 나일론으로 이루어질 수 있고, 중공사 및 이형단면사의 혼합비율은 1:9 내지 9:1인 것이 바람직하다.

본 발명에서 중공사 및 이형단면사는 독립적으로 완전 연신사(FDY) 또는 부분 배향사(POY)일 수 있다.

또한, 본 발명은 (A) 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계; 및 (B) 교락장치 및 복합혼섬기를 이용하여 중공사 및 이형단면사를 혼섬하는 단계를 포함하는 복합사의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 교락장치 및 복합혼섬기, 특히 복합혼섬기를 이용한 것을 특징으로 한다. 중공사 및 이형단면사는 두 종류의 이형 장섬유이므로, 권취되기 전에 이형 단면끼리 뭉쳐져서 잘 분산되지 않기 때문에, 중공사 및 이형단면사가 균일하게 분산된 복합사를 제조하기는 어렵다. 중공사 및 이형단면사가 균일하게 분산되지 않을 경우, 보온성과 경량성 그리고 흡수성과 건조성이 모두 우수한 복합사를 얻을 수 없다. 본 발명에서는 교락장치와 함께 복합혼섬기를 사용함으로써 복합사의 산포도를 대폭 향상시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법 중에서 (A)의 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계는 (a) 중공사용 방사구 및 이형단면사용 방사구가 혼재되어 있는 구금을 이용하여, 방사단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계(제1실시형태); (b) 중공사용 구금 및 이형단면사용 구금을 통해 분리 방사된 중공사 및 이형단면사를 방사 후 권취 전에 합사하는 단계(제2실시형태); 및 (c) 중공사 및 이형단면사를 각각 개별적으로 생산한 후, 후가공 단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계(제3실시형태); 중에서 하나일 수 있다. 제3실시형태의 후가공 단계에서는 가연기, 연신기, ATY(Air Textured Yarn)기 또는 인팅기를 이용하여 합사할 수 있다.

본 발명의 제조방법에서 복합혼섬기에 혼섬 노즐을 장착하고, 복합혼섬기를 통해 공기를 혼섬 노즐에 불규칙하게 공급함으로써 혼섬 노즐에서 중공사와 이형단면사를 불규칙하게 혼섬시킨 후, 교락장치에서 교락시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상술한 복합사를 이용하여 만든 섬유 제품을 제공한다.

본 발명에 따른 보온경량 흡한속건 복합사는 보온성과 반발탄성이 우수한 중공사와 다기능성 흡한속건 소재인 이형단면사의 기능을 동시에 가짐으로써, 체온 손실을 방지하여 극한 상황 속에서도 신체 항온성을 유지하고 피부의 땀을 즉시 흡수 및 발산하여 인체가 항상 쾌적한 상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 특별히 고안된 구금과 복합혼섬기를 사용하여 복합사의 산포도를 대폭 향상시킴으로써, 보온성과 경량성 그리고 흡수성과 건조성이 모두 우수한 복합사를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보온경량 흡한속건 복합사의 구성도이다.
도 2는 본 발명에서 복합사의 산포도를 구하기 위한 좌표 설정을 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 따른 복합사를 제조하기 위한 방사팩의 평면도이다.
도 4는 도 3에 따른 방사팩 중 삼엽상 방사구의 평면도이다.
도 5는 본 발명에서 사용 가능한 복합혼섬기의 개략도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에서 사용 가능한 혼섬노즐을 나타낸 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 보온경량 흡한속건 복합사의 구성도로서, 복합사는 다수의 중공사(1) 및 이형단면사(2)로 구성된다.

중공사(1)는 대나무와 같은 단면을 가지고 있어 최대 80%의 초경량성 뿐만 아니라 탁월한 반발탄성을 가지며, 보온성을 50% 이상 향상시켜 외기로 인한 체온 손실을 방지하여 극한 상황에서도 신체 항온성을 유지하는 환경 대응의 최적화 발현 소재이다.

도면에는 전체 형상 및/또는 중공 형상이 원형인 중공사를 예시하였지만, 전체 형상 및/또는 중공 형상이 다각형 등 다른 형상의 중공사를 사용할 수도 있다.

중공사(1)의 중공률은 1 내지 80%, 바람직하게는 10 내지 70%이다. 중공률은 전체 면적을 기준으로 중공 면적의 백분율을 의미한다. 중공률이 너무 낮으면 중공에 기인한 보온성과 경량성 등의 물성이 떨어지며, 너무 높을 경우 강도가 저하될 우려가 있다.

이형단면사(2), 특히 도면에 도시된 삼엽상(3개의 잎 형상)의 이형단면사는 독창적인 이형 단면 방사기술로 만들어진 고도의 흡한속건 특화 소재로서, 피부의 땀을 즉시 흡수, 발산하여 항상 쾌적한 건강을 제공하는 고도의 고성능 기능소재이며, 고도의 단면 형성화 기술로 흡수발산 능력을 천연섬유 2배로 발휘하는 쾌적 메커니즘으로 상기 드라이감을 제공한다.

도면에는 삼엽상 이형단면사를 예시하였지만, Y형, 십자형 등 다른 형상의 이형단면사를 사용할 수도 있다.

이형단면사(2)의 흡수성은 50 mm 이상인 것이 바람직한데, 50 mm 미만일 경우 흡한속건 기능을 기대하기 어렵다.

복합사의 산포도는 표준편차로 나타낼 수 있는데, 구체적으로 도 2와 같이, 복합사의 중심을 x-y 좌표계의 원점에 놓고 복합사의 반경을 100으로 하여 각 중공사 및 이형단면사의 위치를 (x, y) 좌표에 설정하였을 때, 좌표 평균값(m, n)은 (0±20, 0±20)이고, 좌표 표준편차값(o, p)은 (30 이상, 30 이상)인 것이 바람직하다.

좌표 평균값(m, n)이 ±20을 초과하거나, 좌표 표준편차값(o, p)이 30 미만일 경우에는, 산포도가 불량하여 중공사 및/또는 이형단면사가 골고루 분산되지 않고 부분적으로 또는 전체적으로 편중되는 현상이 발생한다.

중공사(1) 및 이형단면사(2)는 물성을 위해 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지로 이루어지는 것이 바람직하나, 나일론 등 다른 재질도 사용 가능하다.

중공사(1) 및 이형단면사(2)의 혼합비율은 1:9 내지 9:1, 바람직하게는 3:7 내지 7:3이다. 중공사(1) 및 이형단면사(2)의 직경은 수 나노미터에서 수백 마이크로미터까지 조절할 수 있다.

중공사(1) 및 이형단면사(2)는 각각 독립적으로 완전 연신사(FDY: Fully Drawn Yarn) 또는 부분 배향사(POY: Partially Oriented Yarn)일 수 있다.

이에 따라, 4가지의 조합이 가능한데, 첫째 FDY 중공사 및 FDY 이형단면사의 조합, 둘째 FDY 중공사 및 POY 이형단면사의 조합, 셋째 POY 중공사 및 FDY 이형단면사의 조합, 넷째 POY 중공사 및 POY 이형단면사의 조합이 가능하다.

본 발명에 따른 보온경량 흡한속건 복합사는 중공사(1) 및 이형단면사(2)의 혼섬을 이용하여 제조됨으로써 보온경량 흡한속건의 다기능을 나타낸다. 구체적으로 신체 온도를 항상 쾌적한 신체 상태로 유지할 수 있으며, 대나무와 같은 중공단면에서 발현되는 반발력으로 어떤 형태의 패턴에도 품위를 부여할 수 있다.

본 발명에 따른 보온경량 흡한속건 복합사는 내의류, 스포츠 의류, 레저 의류, 캐주얼 의류, 패딩 등과 같은 다양한 섬유제품에 적용될 수 있다.

도 3은 도 1에 따른 복합사를 제조하기 위한 방사팩의 평면도로서, 이를 이용하여 본 발명에 따른 보온경량 흡한속건 복합사를 제조하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

복합사의 제조는 크게 합사 단계 및 혼섬 단계로 구성되고, 구체적으로는 용융 방사 단계, 냉각 단계, 연신 단계, 혼섬 및 교락 단계 등으로 구성된다.

방사단계에서는 도 3과 같은 구조의 방사팩(pack)을 포함하는 방사구금을 이용할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 방사팩(10)에는 중공사용 방사구(11) 및 삼엽상 이형단면사용 방사구(12)가 조합되어 있다.

본 발명에 따른 복합사의 제조방법은 크게 방사 단계에서 합사하는 경우와 후가공 단계에서 합사하는 경우로 구분할 수 있다.

본 발명의 제1실시형태에 따른 복합사의 제조방법은 도 3과 같이 중공사용 방사구(11) 및 이형단면사용 방사구(12)가 혼재되어 있는 하나의 구금을 이용하여, 방사단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시형태에 따른 복합사의 제조방법은 방사 단계에서 합사하는 방법이되 각각의 구금에서 방사한 후 권취 전에 합사하는 방법으로서, 구체적으로 중공사용 구금 및 이형단면사용 구금을 통해 분리 방사된 중공사 및 이형단면사를 방사 후 권취 전에 합사하는 것을 특징으로 한다.

제1실시형태 및 제2실시형태와 같이 방사 단계 합사의 경우, 예를 들어 ① 흡한속건 FDY + 중공 FDY를 동시에 방사한 복합사, ② 흡한속건 POY + 중공 POY를 동시에 방사한 복합사가 가능하다.

본 발명의 제3실시형태에 따른 복합사의 제조방법은 후가공 단계에서 합사하는 방법으로서, 중공사 및 이형단면사를 각각 개별적으로 생산한 후, 후가공 단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하는 것을 특징으로 한다. 이때 후가공 단계에서는 가연기, 연신기, ATY기 또는 인팅기를 이용하여 합사할 수 있다.

제3실시형태와 같이 후가공 합사의 경우, 예를 들어 ① 흡한속건 FDY, 중공 FDY 생산 후 후가공(가연기, 연신기, ATY기, 인팅기)에서 복합, ② 흡한속건 FDY, 중공 POY 생산 후 후가공(가연기, 연신기, ATY기, 인팅기)에서 복합, ③ 흡한속건 POY, 중공 FDY 생산 후 후가공(가연기, 연신기, ATY기, 인팅기)에서 복합, ④ 흡한속건 POY, 중공 POY 생산 후 후가공(가연기, 연신기, ATY기, 인팅기)에서 복합의 경우가 가능하다.

도 4는 도 3에 따른 방사팩 중 삼엽상 방사구의 평면도로서, 삼엽상 방사구(12) 중 일엽의 장폭(A), 단폭(b), 장길이(a) 및 단길이(B)에 대하여 A/a는 0.5 내지 2.0, A/b는 1.0 내지 4.0, 및 B/b는 0.5 내지 2.0인 것이 발한, 흡수효과를 발휘하기에 적합하다.

장폭(A) 대 장길이(a)의 비율(A/a) 및 단길이(B) 대 단폭(b)의 비율(B/b)이 0.5 보다 작은 경우에는, 삼엽상 필라멘트의 각이 작아지거나, 삼엽의 끝부분이 서로 융착되어 발한 효과가 떨어지고, 융착부분이 원사 결점으로 작용되어 염색 가공시 불량으로 처리되어 고부가가치의 원사를 제공할 수 없다. 반대로 비율이 2.0보다 큰 경우에는 필라멘트에서 각 엽간의 공간이 벌어져 발수, 흡수 효과보다는 물이 흘러내리는 현상이 발생하게 되어 삼엽사로서의 특징을 상실할 수 있다.

또한, 장폭(A) 대 단폭(b)의 비율(A/b)이 1.0 보다 작은 경우에는 단면 형상이 Y형에 가깝게 되어 필라멘트가 일반적인 삼각 단면 형상이 되며, 비율이 4.0보다 큰 경우에는 주변부의 필라멘트와 융착이 되어 원사의 결점으로 나타나고, 삼엽상의 공간이 줄어들어 삼엽효과가 떨어진다. 따라서 방사단계에서 단면의 형상을 조절하여 땀이나 수분 등의 흡수 및 배출 능력을 원하는 정도로 조절할 수 있다.

한편, 중공사 및 이형단면사가 균일하게 혼합된 복합사를 제조하기는 매우 어려운데, 본 발명에서는 복합혼섬기 및 교락장치를 사용함으로써 중공사 및 이형단면사가 균일하게 혼합된 복합사를 제조할 수 있다.

도 3과 같은 구금을 사용할 경우에는 어느 정도의 혼섬은 가능하나, 균일하게 혼합된 복합사를 제조하기는 어렵다. 그 이유는 중공사 및 이형단면사가 두 종류의 이형 장섬유이므로, 권취되기 전에 이형단면의 모서리 부분에 의해 이형 단면끼리 뭉쳐지려고 하기 때문이다.

즉, 도 3의 Y형 장섬유끼리는 서로 쉽게 뭉쳐지고 분산되지 않으려고 한다. 이런 성질 때문에 이형단면사와 중공사는 권취 시 쉽게 분산되지 않는다.

중공사 및 이형단면사가 균일하게 분산되지 않을 경우, 즉 산포도가 낮을 경우 보온성과 경량성 그리고 흡수성과 건조성이 모두 우수한 복합사를 얻을 수 없다.

본 발명에서는 교락장치와 함께 복합혼섬기를 사용함으로써 복합사의 산포도를 대폭 향상시킨 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 교락장치와 함께 복합혼섬기의 사용이 필수적이다. 교락장치의 사용은 일반적이나, 복합혼섬기는 본 발명에서 처음으로 사용하였다.

도 5는 본 발명에서 사용 가능한 복합혼섬기의 개략도로서, 교락장치(인터레이서 노즐: Interlacer Nozzle) 전단부에 복합혼섬기를 취부하여 산포도를 높일 수 있다.

복합혼섬기(20)는 후술할 혼섬 노즐(30)에 공기를 불규칙하게 공급하는 역할을 하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 공기 유입 노즐(21), 공기 배출 노즐(22), 스크류(Screw)(23) 등으로 구성된다.

공기 유입 노즐(21)은 공기가 유입되는 노즐로서, 공기의 유입은 송풍기 등을 통해 이루어질 수 있다.

공기 배출 노즐(22)은 공기가 불규칙하게 배출되는 노즐로서, 이 노즐(22) 각각에는 혼섬 노즐(30)이 장착된다. 도면에는 12개의 공기 배출 노즐(22)이 설치되어 있으나, 그 수는 특별히 제한되지 않는다.

스크류(23)는 복합혼섬기(20)의 내부에 설치되며, 이 스크류(23)에는 모터(Motor)가 연결되고 인버터(Inverter)에 의해 회전된다. 스크류(23)는 공기의 흐름에 대한 일종의 밸브 역할을 함으로써, 공기 흐름을 불규칙하게 만든다. 구체적으로, 스크류(23)에는 다수의 홈이 형성됨으로써, 스크류(23)가 회전할 때 공기의 흐름을 불규칙하게 차단하게 된다.

이에 따라 공기는 공기 유입 노즐(21)로 유입된 후, 내부에 장착된 스크류(23)를 거쳐 불규칙한 흐름이 형성되면서, 공기 배출 노즐(22)에 부착된 혼섬 노즐(30)에 불규칙하게 공급된다.

도 6 내지 도 9는 혼섬 노즐을 다양한 각도에서 나타낸 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 혼섬 노즐(30)의 중앙에는 중공사와 이형단면사가 통과하는 섬유 통로(31)가 형성되고, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 수직 방향으로는 혼섬 노즐(30)을 지지대 등에 고정시키기 위한 다수의 볼트 삽입공(32)이 형성되며, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 내부에는 복합혼섬기(20)로부터 공급되는 공기가 통과하는 공기 통로(33, 34)가 형성된다. 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 공기 통로(34)는 섬유 통로(31)와 연결된다.

섬유 통로(31)에는 중공사와 이형단면사(흡한속건사)가 공급되고, 공기 통로(33, 34)에는 공기가 불규칙하게 공급된다. 복합혼섬기(20)로부터 불규칙하게 공급된 공기는 공기 통로(33, 34)를 통해 섬유 통로(31)에 유입되면서 중공사와 이형단면사를 불규칙하게 분산 혼섬시킨다.

혼섬 노즐(30)은 복합혼섬기(20)의 공기 배출 노즐(22)에 장착되는데, 하나의 공기 배출 노즐(22)에 2개의 혼섬 노즐(30)이 연이어 장착될 수 있다. 이 경우 어느 하나의 혼섬 노즐에서는 혼섬이 이루어지고, 다른 혼섬 노즐에서는 교락이 이루어질 수 있다. 보통 교락이 많게는 200 ea/m 이상도 가능하다.

혼섬 노즐(30)을 통과하여 불규칙하게 혼섬된 것을 복합혼섬기(20)의 후단에 설치되는 교락장치(미도시)에서 교락시켜 혼섬된 것을 유지시킨다.

요컨대, 1차적으로 복합혼섬기(20) 및 혼섬 노즐(30)을 통과시켜 필라멘트를 불규칙하게 분산시킨 후, 2차적으로 교락장치에서 불규칙하게 분산된 필라멘트를 혼섬 고정하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 특별히 고안된 구금과 복합혼섬기를 사용하여 복합사의 산포도를 대폭 향상시킴으로써, 보온성과 경량성 그리고 흡수성과 건조성이 모두 우수한 복합사를 얻을 수 있다.

[실시예 1]

압출기(extruder)로 용융시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 280℃의 온도에서 도 3과 같은 구조의 방사팩(삼엽상 방사구 중 도 4의 A/a는 1, A/b는 약 2.5, 및 B/b는 1)을 구비한 방사구금을 통하여 방사한 후, 냉각장 700 mm 및 냉각풍 0.8 m/s의 조건으로 냉각시킨 다음, 1,500 m/min의 표면속도로 회전하는 표면온도 80℃의 제1고데트 롤러와 4,500m/min의 표면속도로 회전하는 표면온도 120℃의 제2고데트 롤러에서 3.0배의 연신비로 연신한 후, 도 5 내지 9와 같은 복합혼섬기(속도 500 rpm), 혼섬 노즐 및 교락장치를 이용하여 혼섬시킴으로써, 도 1과 같이 75 데니어 및 36 필라멘트의 중공사 및 75 데니어 및 36 필라멘트의 삼엽상 이형단면사가 1:1의 혼합비율로 균일하게 분산된 150 데니어 및 72 필라멘트의 복합사를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하되, 중공사용 구금 및 이형단면사용 구금을 통해 분리 방사된 중공사 및 이형단면사를 방사 후 권취 전에 합사하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일하되, 중공사 및 이형단면사를 각각 따로 생산한 후, 후가공 단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일하되, 혼섬복합기를 사용하지 않았다.

[비교예 2]

실시예 2와 동일하되, 혼섬복합기를 사용하지 않았다.

[비교예 3]

실시예 3과 동일하되, 혼섬복합기를 사용하지 않았다.

[비교예 4]

중공사만 사용하였다.

[비교예 5]

이형단면사만 사용하였다.

[시험예]

실시예 및 비교예의 복합사에 대하여, 보온성, 경량성, 흡수성 및 건조성을 비교 평가하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

산포도는 도 2와 같이, 복합사의 중심을 x-y 좌표계의 원점에 놓고 복합사의 반경을 100으로 하여 각 중공사 및 이형단면사의 위치를 (x, y) 좌표에 설정한 후, 좌표 평균값 (m, n) 및 좌표 표준편차값(o, p)을 구하였다.

보온성은 KS K 0466에 따라 일정 면적(25×25 cm)의 시료에 대해 20℃ 및 상대습도 60%에서 측정하였으며, 하기 식에 따라 평가하였다.

[수학식 1]

보온율(%) = (1-b/a)×100

a: 시료를 덮지 않았을 때의 시간

b: 시료를 덮었을 때의 시간

경량성은 하기 식에 따라 20회의 단면을 측정한 평균치로 평가하였다.

[수학식 2]

경량성(%) = B/A

A: 중공사와 이형단면사의 총단면적

B: 중공사의 중공부의 총단면적

흡수성은 JIS L 1907에 따라 2.5×25 cm 시료를 경·위 방향으로 각 5매씩 채취하여 수면에 접촉시킨 후 10분간 수분이 올라간 길이를 측정하였다.

건조성은 JIS L 1906에 따라 일정 면적(202.5 ㎠)의 원단을 물에 충분히 침지시켜 적신 후 건조 전후에 중량 변화를 측정하였다.

구 분		실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5
중공사	평균좌표 (m,n)	(-3,2)	(-11,-3)	(-1,6)	(-48,6)	(-41,19)	(-29,27)	(-6,-2)	-
	표준편차 (o,p)	(64,65)	(50,53)	(58,57)	(24,56)	(18,28)	(21,35)	(50,51)	-
이형단면사	평균좌표 (m,n)	(-1,1)	(-1,-2)	(1,2)	(37,-10)	(42,-21)	(33,-24)	-	(-4,1)
	표준편차 (o,p)	(65,66)	(50,50)	(56,59)	(26,46)	(25,24)	(23,41)	-	(48,52)
보온성(%)		74	63	67	39	47	43	79	25
경량성 (%)		17	16	18	17	16	18	35	-
흡수성(mm)		105	87	92	43	27	38	19	140
건조성(g)		83	68	75	62	51	55	32	80

표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예에서처럼 혼섬 노즐을 장착한 복합혼섬기를 사용하여 복합사의 산포도를 대폭 향상시킴으로써, 보온성과 경량성 그리고 흡수성과 건조성이 모두 우수한 복합사를 얻을 수 있었다.

실시예 1의 경우, 즉 특별히 고안된 하나의 구금(도 3)을 이용하여 방사단계에서 합사하고 혼섬 노즐을 장착한 복합혼섬기를 이용한 경우의 물성이 가장 우수하였다. 한편, 후가공 단계에서 합사하는 실시예 3의 물성이 2개의 구금을 이용하여 분리 방사한 후 권취 전에 합사하는 실시예 2보다는 약간 좋았다.

비교예 1의 경우 도 3의 구금을 사용하여 어느 정도의 혼섬은 이루어졌으나, 혼섬 노즐을 장착한 복합혼섬기를 사용하지 않아서 물성이 전반적으로 좋지 않았다. 도 3의 구금 및 혼섬 노즐을 장착한 복합혼섬기를 모두 사용하지 않은 비교예 2 및 3의 경우에는 전반적인 물성뿐만 아니라 산포도 또한 좋지 않았다.

중공사만 사용한 비교예 4의 경우 보온성과 경량성은 좋으나, 흡수성과 건조성은 나빴다. 이형단면사만 사용한 비교예 5의 경우 흡수성과 건조성은 좋으나, 보온성과 경량성은 나빴다.

1: 중공사
2: 이형단면사
10: 방사팩
11: 중공사용 방사구
12: 이형단면사용 방사구
20: 복합혼섬기
21: 공기 유입 노즐
22: 공기 배출 노즐
23: 스크류
30: 혼섬 노즐
31: 섬유 통로
32: 볼트 삽입공
33, 34: 공기 통로

Claims (7)

1. 중공사 및 이형단면사를 포함하며,
   복합사의 중심을 x-y 좌표계의 원점에 놓고 복합사의 반경을 100으로 하여 각 중공사 및 이형단면사의 위치를 (x, y) 좌표에 설정하였을 때, 좌표 평균값(m, n)은 (0±20, 0±20)이고, 좌표 표준편차값(o, p)은 (30 이상, 30 이상)인 것을 특징으로 하는 복합사.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   중공사의 중공률은 1 내지 80%이고, 이형단면사의 흡수성은 50 mm 이상이며, 중공사 및 이형단면사의 혼합비율은 1:9 내지 9:1이고, 중공사 및 이형단면사는 독립적으로 폴리에스테르 또는 나일론으로 이루어지며, 중공사 및 이형단면사는 독립적으로 완전 연신사(FDY) 또는 부분 배향사(POY)인 것을 특징으로 하는 복합사.
   
4. (A) 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계; 및
   (B) 교락장치 및 복합혼섬기를 이용하여 중공사 및 이형단면사를 혼섬하는 단계를 포함하는 복합사의 제조방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   (A)의 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계는
   (a) 중공사용 방사구 및 이형단면사용 방사구가 혼재되어 있는 구금을 이용하여, 방사단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계;
   (b) 중공사용 구금 및 이형단면사용 구금을 통해 분리 방사된 중공사 및 이형단면사를 방사 후 권취 전에 합사하는 단계; 및
   (c) 중공사 및 이형단면사를 각각 개별적으로 생산한 후, 후가공 단계에서 중공사 및 이형단면사를 합사하는 단계; 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 복합사의 제조방법.
   
6. 제4항에 있어서,
   복합혼섬기에 혼섬 노즐을 장착하고, 복합혼섬기를 통해 공기를 혼섬 노즐에 불규칙하게 공급함으로써 혼섬 노즐에서 중공사와 이형단면사를 불규칙하게 혼섬시킨 후, 교락장치에서 교락시키는 것을 특징으로 하는 복합사의 제조방법.
   
7. 제1항 또는 제3항에 따른 복합사를 이용하여 만든 섬유 제품.

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