KR101280653B1 - 중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법 - Google Patents

중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법

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Abstract

본 발명은 나일론 6중공필라멘트의 복합사제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의해 나일론 6 중공필라멘트의 복합사가공에서 중공필라멘트의 중공을 훼손하지 않아 중공율이 우수한 복합사를 제공함으로써 강도가 우수하면서도 경량성이 확보된 복합사를 제공하여 직물제직시 경량화 및 보온성이 우수한 직물을 제조할 수 있다.

Description

중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법{Process Of Producing Air­Textuerd Yarn Having High Hollow Maintenance}
본 발명은 나일론 6 중공필라멘트의 복합사의 제조방법에 관한 것으로서 중공필라멘트의 중공율을 저하시키지 않으면서 경량성, 보온성 및 강도가 우수한 복합사를 제조하는 방법에 관한 것이다.
오늘날의 섬유산업에 있어서 천연섬유의 느낌과 다양한 기능성을 요구하는 수요자를 만족시키기 위해 합성섬유를 이용하여 천연섬유와 같은 적당한 부피감과 따뜻한 느낌을 주고 태를 개선하는 방법이 다양하게 연구되어 왔다. 이러한 연구의 일환으로 방적사형태로 만들거나 텍스쳐링방법이 연구되었으나 방적사의 형태로 제조하기 위한 합성섬유소재의 한계로 인해 일부 합성섬유를 방적사로 활용하는데 그치고 있으며, 주로 텍스쳐링방법을 이용하고 있는데, 조밀하게 팩킹된 평행한 배열을 가진 필라멘트사를 무질서하게 만들어 부피감을 주어, 합성섬유의 특징을 유지하면서 천연섬유의 특성을 필라멘트에 부여하게 된다.
합성섬유를 가공하는 여러 가지 방법 중에서도 주로 사용되는 방법인 에어젯트텍스쳐링 가공사는 심사주위에 효과사가 루프를 형성하고 있으므로 신장성이 낮고 장력에 의해 벌키성이 감소하지 않아, 외관이나 물리적 특성이 방적사와 매우 유사하여 애용되고 있다. 또한 사 표면에 루프를 가지고 있기 때문에 방적사 표면의 잔털과 같은 기능을 하며 공기를 함유하고 있어서 부드러운 촉감을 줌과 동시에 필라멘트를 혼섬하기 용이하여 태를 원하는 용도에 적합하다.
직물의 용도에 따라 경량화 및 고내구성을 필요로 하는 경우에는 직물의 구성섬유를 중공필라멘트로 하여 에어텍스쳐링하는 경우가 있다. 중공사 단독으로 에어텍스쳐링하는 경우에는 경량화는 일부 실현되나, 에어텍스쳐링 가공시 발생하는 장력 등으로 인해 중공률 저하가 나타남과 동시에 복합사의 강도가 저하되는 문제점이 있다.
일부 업체에서는 100~210d, 중공율이 20% 이상인 폴리아미드계 중공섬유본을 심사와 효과사로 하여 오버피드율, 공기압을 조절하고 열처리하여 가공사를 제조한 바 있으나 형태안정화를 위한 열처리에 의해 중공율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있었다.
한편, 대한민국공개특허공보 제10-1999-0049952호(1999년07월05일 공개)에서는 단사섬도가 3∼5데니어 수준이고, 원사의 겉보기 총섬도는 100∼210데니어이고, 실제 총섬도는 80∼180데니어이며 중공율이 20% 이상인 폴리아미드계 중공섬유 2본을 심사와 효과사로 하여서 서로 다른 오버피드율로 공급하면서 에어텍스쳐링 한 것을 경사 및 위사로 사용하는 것을 특징으로 하는 경량보온성 폴리아미드계 직물의 제조방법을 제공하고 있으나, 집속성이 감소하거나 복합사가 너무 벌키하여 제품의 태에 영향을 주고 강도가 감소되는 문제점이 발생할 수 있었다.
대한민국공개특허공보 제10-1999-0049952호(1999년07월05일 공개)
그러므로 본 발명에서는 직물제직후 후공정을 거치고 나서도 구성섬유인 중공필라멘트의 중공율을 최대한 유지하여 경량성을 가지면서 내구성을 유지할 뿐만 아니라 보온성이 우수한 복합사소재를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 효과사로 나일론 6 중공필라멘트를 제1피드롤러로 공급하고,
심사로 나일론 6 중공필라멘트를 제2피드롤러로 공급한 후,
상기 효과사와 심사를 공기압 10.0~12.0kg/㎠의 1홀식공기노즐로 공급하면서
상기 효과사의 상기 1홀식공기노즐에 대한 공급속도를 심사의 공급속도보다 260~310% 오버피드로 공급하여 인터레이스한 후 제3피드롤러를 거쳐 오일처리하고 사속 300~400m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 복합사는 효과사로 나일론 6 중공필라멘트를, 심사로 나일론 6 중공필라멘트를 공급하여 1홀식공기노즐로 인터레이스하고 권취하여 직물제직 및 가공후에 효과사 및 심사로 사용된 나일론 6 중공필라멘트의 중공율의 감소를 최소화한 것이다.
본 발명의 복합사는 효과사와 심사를 나일론 6 중공필라멘트를 사용하는데, 일반적인 중공필라멘트의 복합사의 경우에는 복합사의 형태안정성 및 물성유지를 위해 열처리를 하게 되며, 그로인해 복합사의 형태안정성등은 우수하게 될 수 있으나 복합사를 구성하는 중공필라멘트의 중공의 형태가 찌그러져 제직 및 후가공후에 중공율이 극도로 저하되는 경우가 대부분이다.
본 발명에서는 효과사와 심사로 공급되는 중공필라멘트의 중공의 형태를 최대한 원료상태와 동일하게 유지하기 위하여 공기압 10.0~12.0 kg/㎠의 1홀식공기노즐로 인터레이스하여 복합사간의 집속력을 약하게 함으로써 원료인 중공필라멘트의 중공율의 변화를 최소로 하는 것이다.
본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 효과사(1)로 나일론 6 중공필라멘트를 제1피드롤러(3)로 공급하고, 심사(2)로 나일론 6 중공필라멘트를 제2피드롤러(4)로 공급한 후, 상기 효과사와 심사를 공기압 10.0~12.0 kg/㎠의 1홀식공기노즐(6)로 에어텍스쳐링 하는데, 공기압 10.0 kg/㎠미만에서는 집속력이 떨어져 에어텍스쳐링 효과가 적어 후공정에서 각각의 필라멘트가 분리되는 문제점이 발생할 수 있으며, 12.0 kg/㎠을 초과하는 경우에는 강한 공기압에 의해 중공율이 감소하는 문제점이 발생할 수 있으므로 공기압의 조절에 유의해야 한다.
공기노즐에 효과사와 심사를 공급하기 전에 급습장치를 통과시켜 집속성 및 루프의 균일성을 높여 에어텍스쳐링 효과를 높일 수 있다.
본 발명에서 에어텍스쳐링 공정시 사용되는 공기노즐(6)은 공기투입구가 1개인 1홀식공기노즐로서 필라멘트가 투입되는 홀의 직경이 1.5~1.8㎜인 것을 사용하는 것이 중공률을 유지하는데 특히 바람직하다. 일반적으로 에어텍스쳐링에 사용하는 공기노즐은 공기투입구가 3개인 3홀식공기노즐이 많이 사용되는데, 중공필라멘트의 복합사제조시에 3홀식공기노즐을 사용하면 복합사의 집속이 너무 강하여 중공필라멘트의 중공이 찌그러져 중공율이 저하되므로 본 발명에서는 상기와 같이 공기투입구가 1개인 1홀식공기노즐을 사용한다.
본 발명에서 상기 효과사의 상기 1홀식공기노즐에 대한 공급속도는 심사의 공급속도보다 260~310% 오버피드로 공급되도록 효과사의 공급속도를 높게하는 것이 바람직한데, 260%미만인 경우에는 강도는 향상시킬 수 있으나 집속성이 감소하는 문제점이 발생하고, 310%를 초과하는 경우에는 복합사가 너무 벌키하여 제품의 태에 영향을 주고 강도가 감소되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 효과사인 나일론 6 중공필라멘트와 심사인 나일론 6 중공필라멘트는 중공율 15~25%, 강도 2000~2500 cN, 신도 20~25%, 사치수변화율 13~15%인 것을 사용하는 것이 제조공정상 효율을 높일 수 있는 장점이 있고, 제조되는 복합사의 고강도 및 고내구성 발현에 바람직하다. 그러나 상기 나일론 6 중공필라멘트는 상기 물성에 국한되지 않고 다양한 중공필라멘트를 사용할 수 있다. 상기 나일론 6 중공필라멘트는 직접방사형과 용출형 중공필라멘트 모두 사용할 수 있다.
이렇게 에어텍스쳐링을 한 후 복합된 필라멘트는 제3피드롤러(7)를 거쳐 사속 300~400m 로 권취하여 복합사가 완성되는데, 상기 제1피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율은 32~36%, 상기 제2피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율은 12~25%가 바람직하다. 상기 제1피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율이 32%미만이면 집속성에 문제점이 발생하고, 36%를 초과하는 경우에는 강한 루프의 발생으로 인해 원단이 거칠어지고 중공율 손상의 문제점이 발생할 수 있고, 제2피드롤러와 제 3피드롤러간의 오버피드율이 12%미만이면 강한 장력에 의한 이곡현상의 문제점이 발생할 수 있고, 25%를 초과하는 경우에는 권취의 곤란 및 복합사의 과다루프의 문제점이 발생할 수 있다. 사속은 300~350m/분으로 제품을 생산하는 것이 중공율 및 집속성을 유지하는 측면에서 바람직하다.
본 발명에서는 일반적인 복합사의 가공시에 행하는 형태안정성을 위한 열처리공정을 제외시키는 것이 특징인데, 공기압과 피드롤러간의 오버피드율의 조절을 통해 효과사와 심사간의 집속성을 높여 형태안정성을 유지시킴으로 중공율을 유지할 수 있다.
이렇게 본 발명에 의하면, 원사인 나일론 6 중공필라멘트 대비 중공유지율이 84~92%, 강도 3500~4100 cN, 신도 19~24%, 사치수변화율 13~15%인 복합사가 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면, 나일론 6 중공필라멘트의 복합사가공에서 중공필라멘트의 중공을 훼손하지 않아 중공율이 우수한 복합사를 제공함으로써 강도가 우수하면서도 경량성이 확보된 복합사를 제공하여 직물제직시 경량화 및 보온성이 우수한 직물을 제조할 수 있어 의류용뿐만 아니라 가방지와 같은 산자용으로의 용도로도 전개할 수 있다.
도 1은 본 발명의 복합사의 제조공정의 개략도이며,
도 2는 본 발명의 복합사의 제조에 사용되는 1홀식공기노즐의 사시도이며,
도 3은 일반적인 중공필라멘트복합사의 제직 및 가공후의 사단면사진이며,
도 4는 본 발명의 복합사의 사단면의 SEM사진이며,
도 5는 본 발명의 복합사의 측면사진이며,
도 6은 본 발명의 복합사로 제직한 경사의 사단면의 SEM사진이며,
도 7은 본 발명의 복합사로 제직한 위사의 사단면의 SEM사진이다.
이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 복합사의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1,2 및 비교예 1]
중공율 18%, 강도 2500 cN, 신도 25%, 사치수변화율 13%인 나일론 6 중공필라멘트를 효과사와 심사로 사용하여 아래 표 1의 조건에 따라 효과사는 제1피드롤러로 공급하고, 심사는 제2피드롤러로 공급한 후, 상기 효과사와 심사를 공기노즐로 인터레이스한 후 제3피드롤러를 거쳐 오일처리하고 권취하여 복합사를 제조하였다. 제조된 복합사의 물성은 표 2에 나타내었고, 각각의 복합사로 경사밀도 35올/2.54㎝, 위사밀도 29올/2.54㎝의 조건에 의해 평직으로 제직한 후 염색 및 통상적인 방수, 항균 가공 후 그 물성을 표 3에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 비교예 1
사 속 300 350 400

오버피드
(%)
 제1피드롤러 25 30 32
제2피드롤러 10 10 18
제3피드롤러 -10 -4 -6.5
권취롤러 -15 -8 -8.6
공기압(kg/㎠) 9 12 12
공기노즐 1홀식 1홀식 3홀식
구 분 실시예 1 실시예 2 비교예 1
중공율(%) 15.2 16.6 13.5
중공유지율(%) 84 92 75
섬도(d) 710.8 728.7 788.2
강도(cN) 4003.0 4043.0 3240.0
신도(%) 19.87 23.52 23.66
사치수변화율(%) 14.6 13.3 14.5
구 분 실시예 1 실시예 2 비교예 1
무게(g/yd) 390.7 391.5 410.8
두께(㎜) 0.51 0.51 0.56
직물인장
강도(lbs)		 경사 449 495 472
위사 405 427 427
인열강도 (lbs) 경사 36.8 36.6 34.6
위사 39.8 39.3 37.4
1 : 효과사 2 : 심사
3 : 제1피드롤러 4 : 제2피드롤러
5 : 급습장치 6 : 1홀식공기노즐
7 : 제3피드롤러 8 : 권취롤러

Claims (5)

  1. 효과사로 나일론 6 중공필라멘트를 제1피드롤러로 공급하고,
    심사로 나일론 6 중공필라멘트를 제2피드롤러로 공급한 후,
    상기 효과사와 심사를 공기압 10.0~12.0kg/㎠의 1홀식공기노즐로 공급하면서
    상기 효과사의 상기 1홀식공기노즐에 대한 공급속도를 심사의 공급속도보다 260~310% 오버피드로 공급하여 인터레이스한 후 제3피드롤러를 거쳐 오일처리하고 사속 300~400m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율은 32~36%, 상기 제2피드롤러와 제3피드롤러간의 오버피드율은 12~25%인 것을 특징으로 하는 중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 효과사인 나일론 6 중공필라멘트와 심사인 나일론 6 중공필라멘트는 중공율 15~25%, 강도 2000~2500 cN, 신도 20~25%, 사치수변화율 13~15%를 특징으로 하는 중공유지율이 우수한 복합사의 제조방법.
  5. 제 1항, 제 3항 및 제 4항 중 어느 한항의 제조방법에 의해 제조되고 중공유지율이 84~92%, 강도 3500~4100 cN, 신도 19~24%, 사치수변화율 13~15%인 것을 특징으로 하는 중공유지율이 우수한 복합사.
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