KR101336205B1 - 아이티융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법 및 그 복합사 - Google Patents

아이티융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법 및 그 복합사 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IT융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법 및 그 복합사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심색사로 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 사용하고, 상기 심색사에 전도성 원사를 1차 커버링하고, 상기 전도성 원사 위로 2차 커버링하는 공정으로 이루어지며, 심층, 중간층 및 외층의 3층구조를 가지는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 및 IT융합용 전도성 복합사를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 합성섬유사를 심층사로 하고, 상기 심층사의 표면에 전도성 원사를 중심층으로 하여 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 1차 커버링 공정과; 상기 1차 커버링된 중심층 위로 아세테이트사를 교차방향으로 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 2차 커버링 공정으로 이루어진다.

Description

아이티융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법 및 그 복합사{Methods for manufacturing a filament yarn and thefilament yarn manufacturied therefrom}
본 발명은 IT융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법 및 그 복합사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심색사로 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 사용하고, 상기 심색사에 전도성 원사를 1차 커버링하고, 상기 전도성 원사 위로 아스테이트사를 2차 커버링하는 공정으로 이루어지며, 심층, 중간층 및 외층의 3층구조를 가지는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 및 IT융합용 다층구조 전도성 복합사를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복합사는 특히 유리 따위의 무기재료, 혹은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐 알콜 등의 유기재료로 제조된 연속성사를 포함하는 코어, 또는 한 종류 이상의 염화중합체 물질, 예를 들어 폴리염화비닐 등으로 구성된 매트릭스를 포함하는 외피 또는 피복, 상기 매트릭스에 혼입 분포되어 있는 내화성 광물 충진제 및 가소제 등을 포함하고 있는 기술적인 용도의 복합사들이 이미 공지되어 있다.
이상과 같은 복합사는 코어를 열화중합체 물질, 예를 들어, PVC 및 가소제를 포함하는 플라스티졸(plastisol)로 단층 혹은 이층으로 코팅하고 이어서 상기 플라스티졸을 코어 주변부에서 겔(gel)화하여 얻는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 유형의 기술적 직물들은 다양한 환경, 즉 건물 혹은 구조물 내외부의 정비를 위하여 설치되는 차양막, 군사용 특수직물 등 국내규정 혹은 국제규정 및/또는 승인절차 혹은 허가절차 등을 통해 강제되는 특성을 충족시키기 위하여 다양하게 개발되어져 왔다.
이러한 이유의 한 예로 고분자 수지는 대전발생, 열 변형, 마모, 부식, 균열, 파손 등의 문제들이 빈번히 발생하는데, 이를 해결하기 위해 첨가물을 혼합하여 복합체를 만들어 이용되어져 왔다.
특히, 폴리아미드섬유나 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 같은 합성섬유는 일반적으로 정전기가 발생하여 대전하기 쉬운 단점을 가지고 있다. 이러한 결점을 극복하기 위하여 합성섬유에 도전성을 가지게 하는 기술이 연구되어지고 있다.
특히, 도전성 복합섬유는 카펫트나 무진의 등의 섬유제품 중에 혼용하여 대전방지 성능을 부여하는 소재로 광범위하게 사용되고 있다. 한편, 정전기에 의한 컴퓨터의 오작동방지를 위하여 실내에 깔려 있는 카펫트는 일반의 카펫트에 비하여 높은 수준의 도전성능을 요구한다. 이러한 도전성이 높은 섬유가 요구되는 용도에는 도전층이 섬유표면에 노출되어 있는 섬유, 섬유표면상에 도전성 물질을 코팅시켜서 제조한 후가공 도전성 섬유 또는 금속섬유가 사용되고 있다.
종래에는 고분자 수지의 전기적 물성을 개선할 목적으로 카본블랙(Carbon Black), 카본섬유(Carbon Fiber), 스틸섬유(Steel Fiber), 은 박편(Silver Flake)등의 충진제 첨가를 통한 연구가 많이 진행되었으나, 개선에 있어 고가의 충진제가 너무 많이 요구되는 문제점이 있다.
또한 상기의 섬유들 중에서 도전층이 노출되어 있는 복합섬유는 제사시와 후가공시에 주행되는 원사로부터 카본이 탈락되고, 공정통과성이 나쁘다. 또한 후가공 도전성섬유도 코팅한 도전성 물질이 탈락하기 쉬운 문제가 있으며, 금속섬유는 사용중에 섬유가 피브릴화 하는 문제점이 있어 실용화하기 힘든 문제점이 있다.
이처럼, 복합사는 산업적인 측면에서 다양한 개발이 이루어져 왔으며, 그에 따라 제조비용이 많이 소모되는 문제를 안고 있어, 의류 등의 생활품목에 적용되기에는 한계가 있었다. 최근에는 이러한 복합사의 특성을 적용하여 다양한 기능성이 부여된 복합사의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 종래의 복합사에 비해 생산비용의 절감 효과를 얻기 위한 다양한 노력이 강구되고 있는 실정이다.
그 예로, 기존의 아세테이트/폴리에스테르 복합사의 경우 아세테이트의 구성비를 70% 미만으로 하고, 총데니어를 75de/20fil, 100de/27fil, 120de/33fil 등과 같이 낮게 하여 제조되는데, 이러한 기존의 아세테이트/폴리에스테르 복합사의 단점은 후지직물에 대응하지 못하였고 빅지 직물의 저밀도 직물 설계시는 직물중량이 필요이상으로 낮아서 아웃웨어용으로 적정한 드레이프성과 적당한 중량감을 고려한 설계에 어려움이 있다는 것이다.
1. 대한민국등록특허공보 제10-0221568호 "이색성 폴리에스터 복합사의 제조방법" 2. 대한민국공개특허공보 제10-2011-0078136호 "은 나노입자를 함유한 유동층 탄소나노튜브-열가소성수지 전도성 복합사 및 그 제조방법" 3. 대한민국공개특허공보 제10-2006-0009868호 "전기적으로 전도성인 탄성 복합사, 이의 제조방법 및 탄성 복합사를 결합한 제품" 4. 대한민국등록특허공보 제10-0211909호 "함성섬유복합사 및 그 제조방법"
본 발명에서는 우수한 드레이프성을 가지며, 부드러운 질감을 갖고 신축성이 뛰어난 복합사를 제공함으로써, 색상이 고급스럽고, 다색 컬러를 발현하는 우아한 광택과 열전도성이 우수한 발열의복 및 산업용 인테리어 직물을 얻을 수 있는 IT융합용 다층구조 전도성을 가지는 복합사의 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 복합사를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
또한, 본 발명에서는 내츄럴(natural)한 질감효과를 갖는 새로운 구조의 복합사를 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.
상기한 과제를 해결한 본 발명의 다층구조의 복합사 제조방법은 합성섬유사를 심층사로 하고, 상기 심층사의 표면에 전도성 원사를 중심층으로 하여 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 1차 커버링 공정과; 상기 1차 커버링된 중심층 위로 아세테이트사를 교차방향으로 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 2차 커버링 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 합성섬유사는 섬도 20~150denier인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 선염사인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전도성 원사는 도전성 무기물질이 원사 내부에 골고루 분포되어 있으며, 섬도 75~300denier인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 1차 커버링 공정에서 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 2차 커버링 공정에서 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 2차 커버링 공정 후, 다층구조를 가지는 복합사를 합사하여 다수의 꼬임수가 되도록 좌연 또는 우연 합연하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 1차 커버링 공정의 전도성 원사는 다수 가닥으로 꼬임이 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 2차 커버링 공정의 아세테이트사는 다수 가닥으로 꼬임이 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 1차 커버링 공정 후, 1차 커버링에 사용되는 사와 동일한 방향으로 2차 꼬임을 주어 상기 심층사와 1차 커버링사의 꼬임수는 300 ~ 2000TPM이 되도록 합연하는 합연공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 개시되는 제조방법 중 어느 하나의 제조방법에 따라 제조되며, 합성섬유사를 심층사로 하고, 상기 심층사의 표면에 전도성 원사를 중심층으로 하여 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 1차 커버링 되고, 상기 1차 커버링된 중심층 위로 아세테이트사를 교차방향으로 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감아 2차 커버링되어 다층구조를 가지는 것을 특징으로 하는 복합사를 제공한다.
본 발명에 따른 IT융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법은 우수한 드레이프성을 가지며, 부드러운 질감을 갖고 신축성이 뛰어난 복합사를 제공할 수 있으며, 그에 따라 제공되는 복합사는 색상이 고급스럽고, 다색 컬러를 발현하는 우아한 광택과 열전도성이 우수한 발열의복 및 산업용 인테리어 직물을 얻을 수 있는 효과를 가진다.
도 1 및 2 는 본 발명의 IT융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법의 일예를 도시한 블럭도이다.
도 3 은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 복합사의 일예를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
첨부도면 도 1 및 2 는 본 발명의 IT융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법의 일예를 도시한 블럭도이고, 도 3 은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 복합사의 일예를 도시한 사시도이다.
본 발명에서는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사의 제조방법에 관한 것이 개시된다. 첨부도면 도 1에 따르면, 본 발명의 다층구조를 가지는 복합사의 제조방법은 합성섬유사, 전도성 원사 및 아세테이트사를 준비한 다음,
상기 합성섬유사를 심층사로 하고, 상기 심층사의 표면에 전도성 원사를 중심층으로 하여 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 1차 커버링 공정과; 상기 1차 커버링된 중심층 위로 아세테이트사를 교차방향으로 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 2차 커버링 공정으로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 상기 합성섬유사는 섬도 20~150denier인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 선염사를 사용한다. 이때, 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 선염사는 섬도 20de/8fil 내지 150de/60fil인 멀티필라멘트 코어사일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 전도성 원사는 도전성 무기물질이 원사 내부에 골고루 분포되어 있으며, 섬도 75~300denier인 것을 사용한다.
바람직하게는 상기 전도성 원사는 섬도 75de/20fil ~ 300de/40fil인 코어사를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 상기 1차 커버링 공정에서 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM이 되도록 하며, 상기 2차 커버링 공정에서 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM이 되도록 커버링하는 것이 바람직하다. 만약 꼬임수가 300 미만이면 작업성이 좋지 않고, 원사가 힘이 없어 탄력성이 없게 되고, 꼬임수가 2,000이상이 되면 원사가 끊어지는 현상이 발생하여 생산성이 저하되고, 원사가 부드럽지 못하게 된다.
본 발명에 따르면, 다른 실시형태로 상기 2차 커버링 공정 후, 다층구조를 가지는 복합사를 합사하여 다수의 꼬임수가 되도록 좌연 또는 우연 합연하는 공정을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM이 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 1차 커버링 공정의 전도성 원사는 다수 가닥으로 꼬임이 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 1~5가닥으로 이루어지는 것이 좋다.
또한, 상기 2차 커버링 공정의 아세테이트사는 다수 가닥으로 꼬임이 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 1~5가닥으로 이루어지는 것이 좋다. 이때, 상기 아세테이트사는 섬도 75 ~ 150denier인 것을 사용하며, 바람직하게는 섬도 75de/20fil ~ 120de/33fil인 코어사를 사용하는 것이 좋다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태로 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 커버링 공정후 얻어진 커버드사(covered fiber)를 1차 커버링에 사용되는 상기 전도성 원사와 동일한 방향으로 2차 꼬임을 주어 상기 심층사와 1차 커버링사의 꼬임수가 300 ~ 2,000TPM이 되도록 합연하는 합연공정을 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 방법에 따라 제조된 복합사(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 합성섬유사를 심층사(10)로 하고, 상기 합성섬유사의 표면에 전도성 원사를 중심층사(20)로 하여 다수의 꼬임수(TPM)가 되도록 커버드(covered) 상태로 감아 1차 커버링 되고, 상기 1차 커버링된 중심층사 위로 아세테이트사(30)를 교차방향으로 다수의 꼬임수(TPM)가 되도록 커버드 상태로 감아 2차 커버링되어 다층구조를 가지게 된다.
본 발명에 따르면 다른 실시 형태로, 본 발명에 따라 제공되는 복합사는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다층구조의 복합사(100)를 합사한 다음, 다수의 꼬임을 주어 합연된 것일 수 있다.
이하에서는 상기 개시되는 본 발명의 제조방법의 일실시예를 들어 보다 상세히 설명하나, 하기에 개시되는 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 구성을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 변형가능한 것이다.
[실시예 1~4]
합성섬유사로 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 선염사를 준비하고, 전도성 원사와 아세테이트사를 준비하여, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조건으로 복합사를 준비하고, 비교예와 생산성, 공정성, 직물화질감, 후공정성 등을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 1 및 2]
합성섬유사로 폴리부틸렌테레프탈레이트 선염사를 준비하고, 각각 전도성 원사(비교예 1)와 아세테이트사(비교예 2)로 단일 커버드한 것을 제외하고, 기타 조건은 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조건으로 복합사를 준비하였다.
구분 전도성 원사 PBT 아세테이트사 1차커버링 2차커버링
실시예 1 250de 20de 75de 300TPM 1,500TPM
실시예 2 150de 75de 100de 400TPM 1,000TPM
실시예 3 75de 100de 120de 600TPM 800TPM
실시예 4 100de 75de 100de 500TPM 1,200TPM
비교예 1 75de 100de 75 800TPM 1,500TPM
비교예 2 75de 150de 100de 1,000TPM 2,000TPM
구분 생산성 공정성 직물화질감 후공정성 종합
실시예 1 ○ △ ○ ○ ○
실시예 2 ○ ○ △ △ △
실시예 3 ○ ○ ○ △ △
실시예 4 ○ ◎ ○ ○ ○
비교예 1 ◎ ◎ ◎ ○ ◎
비교예 2 ○ ◎ ○ ○ ○
※◎:매우양호, ○:양호, △: 보통, ㅧ:불량
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명을 벗어나 비교예의 경우에는 불량한 품질의 복합사가 얻어진 반면에, 본 발명에 따르는 실시예의 경우에는 생산성, 공정성 및 후공정성이 양호하면서도 직물화 질감이 우수한 복합사가 얻어졌다. 이러한 복합사는 우수한 드레이프성을 가지며, 부드러운 질감을 갖고 신축성이 뛰어나며, 색상이 고급스럽고, 다색 컬러를 발현하는 우아한 광택과 열전도성이 우수한 발열의복 및 산업용 인테리어 직물을 얻을 수 있다.
10: 심층사 20: 중심층사
30: 아세테이트사
100: 복합사

Claims (12)

  1. 합성섬유사를 심층사로 하고, 상기 심층사의 표면에 전도성 원사를 중심층으로 하여 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 1차 커버링 공정과;
    상기 1차 커버링된 중심층 위로 아세테이트사를 교차방향으로 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 2차 커버링 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성섬유사는 섬도 20~150denier인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)인 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 원사는 도전성 무기물질이 원사 내부에 골고루 분포되어 있으며, 섬도 75~300denier인 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 아세테이트사는 섬도 75 ~ 150denier인 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 커버링 공정에서 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM인 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 커버링 공정에서 꼬임수는 300 ~ 2,000TPM인 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 커버링 공정 후, 다층구조를 가지는 복합사를 합사하여 다수의 꼬임수가 되도록 좌연 또는 우연 합연하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 커버링 공정의 전도성 원사는 다수 가닥으로 꼬임이 이루어진 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 커버링 공정의 아세테이트사는 다수 가닥으로 꼬임이 이루어진 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 커버링 공정 후, 1차 커버링에 사용되는 사와 동일한 방향으로 2차 꼬임을 주어 상기 심층사와 1차 커버링사의 꼬임수는 300 ~ 2000TPM이 되도록 합연하는 합연공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사 제조방법.
  12. 청구항 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항 기재의 제조방법에 따라 제조되며, 합성섬유사를 심층사로 하고, 상기 심층사의 표면에 전도성 원사를 중심층으로 하여 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감는 1차 커버링 되고, 상기 1차 커버링된 중심층 위로 아세테이트사를 교차방향으로 다수의 꼬임수가 되도록 커버드 상태로 감아 2차 커버링되어 다층구조를 가지는 것을 특징으로 하는 IT융합용 다층구조 전도성 복합사.



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