KR101292371B1

KR101292371B1 - 전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀, 그 제조 방법 및 이러한 종류의 하이브리드 얀을 이용한 직물 제품

Info

Publication number: KR101292371B1
Application number: KR1020060082887A
Authority: KR
Inventors: 보이그트 안드레아스
Original assignee: 쿠프너 텍스틸 게엠바하
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2013-08-01
Also published as: PT1760175E; HRP20080615T3; ES2313520T3; DK1760175T3; EP1760175B1; ATE410533T1; CN1924131A; JP4920349B2; PL1760175T3; EP1760175A1; DE102005041297A1; DE102005041297B4; JP2007063742A; SI1760175T1; US20070059524A1; RS50657B; KR20070026146A; DE602006003032D1

Abstract

본 발명은 전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀(3)에 관한 것으로, 탄성 신축성 코어 필라멘트(1)는 전기 전도성 섬유 외장(2)으로 둘러싸여진다. 이것은 단순화된 제조 공정과 함께 이러한 종류의 하이브리드 얀의 기술적 특성을 향상시킨다.

하이브리드 얀

Description

전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀, 그 제조 방법 및 이러한 종류의 하이브리드 얀을 이용한 직물 제품{ELECTRICALLY CONDUCTIVE, ELASTICALLY STRETCHABLE HYBRID YARN, METHOD FOR THE MANUFACTURE THEREOF AND TEXTILE PRODUCT WITH A HYBRID YARN OF THIS KIND}

도 1은 전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀의 개략적인 사시도이다.

도 2는 마찰 방적법을 위한 장치의 사시도이다.

본 발명은 직물얀(textile yarn)과 이러한 종류의 얀(yarn)이 사용된 직물 제품에 관한 것으로, 특히 전기 전도성이고 탄성 신축성인 얀의 경우이다. 이러한 종류의 직물 제품은, 예를 들어 자동차 분야에서 좌석을 가열하는데 사용되는 것과 같은 시트형(sheet-type) 가열 요소이다. 이러한 유형의 얀은 또한 바닥 덮개, 담요, 가열가능한 의류 또는 이들의 일부분 및 유사물, 또 전계(電界)를 피하는 차폐성 직물과 함께 사용된다.

직물의 전기 표면(electric surface)은 인체와 접촉하는 환경의 온도를 조절 하는데 사용된다. 이러한 점에서, 그들은 일반적으로 바느질이나 접착에 의해 다른 직물층에 결합된다. 다른 경우에, 적절한 가열 컨덕터는 가열 컨덕터와 그들의 공급 라인을 포함하는 표면을 형성한다. 이러한 점에서, 모양이나 크기는 사용하는 적절한 조건에 맞춰진다.

비록 금속사(metallic wire)가 전류 전도에 매우 적절하다고 해도, 그 자체는 직물 특성이 거의 없으며, 이것이 제직, 제편과 같은 공정시에 단점이다. 이러한 금속사는 이러한 관점에서 완전히 비탄성이고, 직물의 촉감을 갖지 않는다. 이러한 상황을 개선하기 위해, 금속사는 일반적으로 권취(winding) 또는 가연(twisting)에 의해 직물얀 또는 필라멘트와 결합된다. 두 요소는 권취 공정 전에 개별 필라멘트로서 이미 존재하고, 각각의 별도의 예비 공정에서 가공되어져야 하며, 권취 공정에 의해 함께 가져오게 된다. 그러나, 이러한 점에서 금속성 감촉과 강성(rigidity)은 한정된 범위까지 영향을 받을 뿐이다.

탄성 요소를 포함하는 전기 전도성이고 탄성인 복합얀(composite yarn)은 WO 2004/097089 A1에 공지되어 있다. 이러한 탄성 요소는 하나 이상의 탄성 필라멘트를 포함하고, 적어도 하나, 바람직하게는 다수의 전도성 필라멘트(종방향 필라멘트)에 의해 덮여진다. 탄성 요소를 둘러싸는 각각의 전도성 실(thread)은 복합얀 상에 가해진 모든 인장 스트레스(elongating stress)가 탄성 요소에 의해 운반되도록 탄성 요소의 연신 길이(drafted length)보다 큰 길이를 갖는다. 이 공개문헌은 US-BS 6,341,504를 인용한다. 이것은 의복용 전도사(conductive wire)를 갖는 탄성 직물 제품을 언급한다. 이것은 생리학적 신체 기능을 나타내도록 되어있다. 이 공개문헌은 종방향으로 신축가능한 탄성재의 연장 밴드를 기재하고, 탄성 밴드 상이나 그 내부에 하나 이상의 전도사를 포함한다.

DE 103 42 787 A1은 적어도 하나의 탄성 코어 필라멘트, 코어 필라멘트 주위에 감겨진 적어도 하나의 전기 전도성 필라멘트 및 전체 전기 전도성 얀의 신축성을 제한하는 코어 필라멘트 주위에 감겨진 적어도 하나의 비전도성 필라멘트를 포함하는 전기 전도성 얀을 개시한다. DE 102 42 785 A1과 WO 2004/027132 A1에는 유사한 복합얀이 개시되어 있다.

본 발명의 기술적 문제점(목적)은 제조하기가 간단하고 현재까지 알려진 복합얀보다 전기 전도성과 탄성 신축성에 관하여 더 효과적인 전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀(hybrid yarn)을 제공하는 것이다.

상기 목적은 탄성 신축성 코어 및 상기 코어의 탄성 신축성을 가능하게 하는 상기 코어의 외주측에 할당된 전기 전도성 요소를 구비하는 전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀으로서,상기 전기 전도성 요소는 상기 코어를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 서로 결합된 전기 전도성 섬유를 적어도 부분적으로 포함하는 섬유 외장(fibre sheath)을 포함하는 하이브리드 얀에 의한 본 발명에 따라 달성된다.

이것은 탄성 코어 필라멘트의 탄성에 광범위하게 대응하는 전체 탄성과 함께 고도의 탄성을 갖는 균일한 얀을 형성한다.

바람직하게, 코어는 섬유 외장에 의해 둘러싸여지는 적어도 하나의 필라멘트를 포함한다. 이러한 점에서, 적어도 하나의 필라멘트는 텍스쳐 폴리에스테르 또는 라이크라(Lycra) 또는 유사물을 포함할 수 있다. 또한, 탄성 코어 필라멘트의 원하는 신축성을 허용하는 방법으로 부설되되 신축성도 제한하는 적어도 하나의 비탄성 코어 필라멘트도 존재할 수 있다.

특히, 만일 전기 전도성 섬유가 전도성 폴리에스테르 섬유; 고급 강섬유; 탄소 섬유; 금속 피복 폴리머, 은 도금 폴리머, 구리 도금 폴리머; 니켈 도금 탄소 섬유 및 유사물로 이루어진 군으로부터 선택된다면, 섬유를 사용함으로써 특히 우수한 전도성이 얻어진다.

가능한 얀의 수 범위는 2000 - 40 tex(Nm 0.5-25)인데, 상기 섬유는 1.0 - 3.3 dtex의 섬도(fineness)를 가지며, 35 - 60 mm의 절단 길이(cut length)를 가질 수 있다.

탄소 섬유, 니켈 피복 탄소 섬유, 금속 섬유 및 금속 피복 폴리머로 된 섬유와 같은 전도성 섬유들은 개별 섬유로서 강성을 갖지 않으며, 미세한 적정량(fine titre)으로 인하여 직물 감촉 특성을 광범위하게 갖는다.

탄성 코어 필라멘트와 전도성 외장 섬유 사이의 결합을 향상시키기 위해, 통상적인 예비 방적 단계에서 제조된 가융성(fusible) 섬유를 바람직하게는 5-10%의 양으로 슬러빙(slubbing) 또는 연조 슬라이버(drawing sliver) 안에 혼입 공정 동안 혼입시킬 수 있다. 탄성, 전도성 얀의 열 후공정은 예를 들면 리와인딩 공정과 결합되거나 가공 직물의 후속 직물 가공과 동시에라도 이루어질 수 있는데, 이러한 열 후공정은 가융성 섬유를 플라스틱 상태로 되게하고, 냉각 후 코어 필라멘트와 외장 섬유를 결합시키는데, 이것은 전기 전도성을 현저하게 감소시킴 없이 하이브리드 얀의 미끄럼 방지 특성을 상당히 향상시킨다.

하이브리드 필라멘트는 섬유가 코어와 결합될 수 있는 소위 마찰 방적법(friction spinning method)으로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 마찰 방적법은 Dr Fehrer Linz AG사에 의해 개발되었으며, Dref2/Dref2000 시스템은 당업자에게 잘 알려져있다.

또한, 본 목적은

- 단일 필라멘트를 포함할 수도 있는 코어 필라멘트를 도입하는 단계,

- 방적 공정에서 슬러빙 또는 연조 슬라이버를 개개의 전기 전도성 섬유 및 경우에 따라 가융성 섬유로 분해시키는(breaking down) 단계,

- 상기 섬유를 연속 코어 필라멘트 주위에 실질적으로 직각으로 부설하는 단계,

- 소위 마찰 방적법을 사용하여 상기 섬유를 상기 코어 필라멘트와 마찰결합시키는 단계에 의한 하이브리드 얀을 제조하는 방법에 의해 달성된다.

만일 가융성 섬유가 존재한다면, 탄성이고 전도성인 하이브리드 얀의 열 후처리로서 가열을 수행할 수 있는데, 예를 들어 리와인딩 공정과 결합되거나 혹은 가공 직물의 후속 직물 가공 중에도 이루어질 수 있다. 이러한 동안에 가융성 섬유는 플라스틱 상태로 되고 냉각 후 코어 필라멘트와 외장 섬유를 결합시키는데, 이것은 전기 전도성을 현저하게 감소시킴 없이 하이브리드 얀의 미끄럼 방지 특성을 상당히 향상시킨다.

이러한 목적은 또한 전술한 하이브리드 얀을 포함하는 직물 제품에 의해서도 달성된다.

도 1은 하이브리드 얀(3)의 일부를 도시한 사시도로서, 사시도에서 하이브리드 얀의 일부는 단지 코어 필라멘트(1)를 나타내는데, 여기서 코어 필라멘트(1)는 전체 코어 필라멘트로 묶이는 다수의 단일 필라멘트(4)를 포함한다. 이것은 반드시 필수적인 것은 아니며, 코어 필라멘트는 단일 필라멘트로서 구현될 수도 있다. 이러한 코어 필라멘트는 다수의 짧은 개별 섬유(5)들을 포함하는 섬유 외장(2)에 의해 둘러싸여진다.

코어 필라멘트(1)는 예를 들면 전도성 섬유와 함께 짜여지는 텍스쳐 폴리에스테르 또는 라이크라를 포함할 수 있는 탄성 신축성 필라멘트이다. 전체 얀은, 예를 들어 2000 - 40 tex(Nm 0.5-25)의 얀의 수 범위를 갖는다. 섬유 외장은, 예를 들어 1.0 - 3.3 dtex의 섬도와, 35 - 60 mm의 절단 길이를 갖는다. 외장을 형성하기 위하여, 섬유는 결합을 형성하지만, 이것은 코어 필라멘트의 탄성 신축성을 저해하지 않는다. 이것은 혼입 공정에서 예를 들면 5-10%의 양으로 가융성 섬유가 전기 전도성을 갖는 외장 섬유 내로 혼입된다면 더욱 더 적용가능하다. 이것은 탄성 코어 필라멘트와 전도성 외장 섬유 사이의 결합을 향상시켜준다. 이러한 가융성 섬유는, 예를 들어 통상의 예비 방적 단계에서 슬러빙 또는 연조 슬라이버 내로 혼입된다.

외장 섬유는 전도성 폴리에스테르 섬유, 고급 강섬유 또는 금속 및 바람직하게는 은 또는 구리 피복 폴리머와 탄소 섬유 또는 니켈 도금 탄소 섬유일 수 있다.

본 발명은 전도성 섬유와 함께, 예를 들면 텍스쳐 폴리에스테르 또는 라이크라와 같은 탄성 직물 필라멘트를 방적하는 사상을 기초로 한다. 이러한 점에서, 탄성 필라멘트는 얀의 중심 또는 코어를 형성하고, 아직 가공 필라멘트가 아닌 전도성 섬유는 특별한 방적 공정을 통해 코어 필라멘트와 결합된다. 이것은 도 2에 도시된 것과 같은 장치로 수행된다. 이러한 장치에서, 참조부호 6은 도입되는 슬러빙을 나타내는데, 개방 실린더(7)에 의해 개별 섬유로 분해된다. 참조부호 8은 코어 필라멘트를 도입시키는 가이드 롤을 나타내고, 참조부호 9는 측면에 먼지 추출장치(11)를 갖는 세정 유니트(10) 영역 내에서 가공된 얀을 제거하기 위한 드로잉 오프(drawing-off) 디스크를 나타낸다.

도 1에 도시된 하이브리드 얀(3)은 이러한 종류의 장치로 제조된다. Dr Fehrer Linz AG사, Dref2/Dref2000 시스템에 의해 개발된 소위 마찰 방적법을 사용하는 것이 가능하고, 이것은 당업자 모두에게 잘 알려져 있다.

방적 공정중, 슬러빙은 개별 섬유로 나누어지고 연속 코어 필라멘트 주위에 직각으로 부설하며, 그것과 함께 마찰 결합된다. 이것은 고도의 탄성을 갖는 균일한 얀을 만들어내는데, 이것은 전체 탄성에서 탄성 코어 필라멘트의 탄성에 광범위하게 대응한다.

탄소 섬유, 니켈 피복 탄소 섬유, 금속 섬유 또는 피복된 폴리머와 금속으로 된 섬유와 같은 도전성 섬유는 개별 섬유로서 강성을 갖지 않고, 그들의 미세한 적정량으로 인해 직물 감촉 특성을 광범위하게 갖는다. 탄성 코어 필라멘트와 전도성 외장 섬유 사이의 결합을 향상시키기 위하여, 통상적인 예비 단계에서 만들어질 수 있는 가융성 섬유를 혼입 공정 중 슬러빙 또는 연조 슬라이버 내로 5-10%의 양으로 혼입시킬 수 있다. 탄성, 전도성 얀의 열 후공정은 예를 들면 리와인딩 공정과 결합되거나 가공 직물의 후속 직물 가공과 동시에도 이루어질 수 있는데, 이러한 열 후공정은 가융성 섬유를 플라스틱 상태로 되게하고, 냉각 후 코어 필라멘트와 외장 섬유를 결합시키는데, 이것은 전기 전도성을 현저하게 감소시킴 없이 하이브리드 얀의 미끄럼 방지 특성을 향상시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 얀은 제조하기가 간단하고 현재까지 알려진 복합얀보다 전기 전도성과 탄성 신축성에 관하여 더 효과적이다.

Claims

탄성 신축성 코어(1) 및 상기 코어의 탄성 신축성을 가능하게 하는 상기 코어(1)의 외주측에 할당된 전기 전도성 요소를 구비하는 전기 전도성이고 탄성 신축성인 하이브리드 얀으로서,

상기 전기 전도성 요소는 상기 코어(1)를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 서로 결합된 전기 전도성 섬유(5)를 적어도 부분적으로 포함하는 섬유 외장(2)을 포함하는 것인 하이브리드 얀.
제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 섬유 외장(2)으로 둘러싸인 하나 이상의 필라멘트(4)로부터 형성된 것인 하이브리드 얀.
제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 필라멘트(4)는 텍스쳐 폴리에스테르 또는 라이크라(Lycra)를 포함하는 것인 하이브리드 얀.
제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 섬유(5)는 전도성 폴리에스테르 섬유; 고급강 섬유; 탄소 섬유; 금속 피복 폴리머, 은 도금 폴리머, 구리 도금 폴리머; 및 니켈 도금 탄소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 하이브리드 얀.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유(5)는 1.0 - 3.3 dtex의 섬도를 갖는 것인 하이브리드 얀.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유(5)는 35 - 60 mm의 절단 길이를 갖는 것인 하이브리드 얀.
제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 섬유(5) 내로 가융성 섬유가 혼입된 것인 하이브리드 얀.
제7항에 있어서, 5-10 중량%의 가융성 섬유가 혼입된 것인 하이브리드 얀.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유는 소위 마찰 방적법(friction spinning method)에 의해 상기 코어와 결합된 것인 하이브리드 얀.
- 단일 필라멘트를 포함할 수도 있는 코어 필라멘트를 도입하는 단계,

- 방적 공정에서 슬러빙 또는 연조 슬라이버를 개개의 전기 전도성 섬유 및 경우에 따라 가융성 섬유로 분해시키는 단계,

- 상기 섬유를 연속 코어 필라멘트 주위에 실질적으로 직각으로 부설하는 단계,

- 소위 마찰 방적법을 사용하여 상기 섬유를 상기 코어 필라멘트와 마찰결합시키는 단계를 포함하는,

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 하이브리드 얀의 제조 방법.
제10항에 있어서, 가융성 섬유가 존재하면 이들을 가열하는 것을 포함하는 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 하이브리드 얀을 포함하는 직물 제품.