KR101503367B1

KR101503367B1 - 발수성을 가지는 원사의 제조방법

Info

Publication number: KR101503367B1
Application number: KR20130118606A
Authority: KR
Inventors: 김준우
Original assignee: 대광직물 주식회사
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-03-19

Abstract

본 발명은 0.4kg 내지 2kg의 원사를 콘에 감아, 콘 형태의 원사를 준비하는 1단계; 상기 콘 형태의 원사를 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에 침지하여 발수제를 코팅하는 2단계; 상기 코팅된 콘 형태의 원사에 중화제를 처리하여 중화하는 3단계; 및 상기 중화 처리된 콘 형태의 원사를 탈수 및 건조하는 4단계로 이루어지는 발수성을 가지는 원사의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 발수성을 가지는 원사는 발수성 및 발수 내구성이 우수하여, 원단으로 제조 시, 수차례 세탁 후에도 발수성을 유지한다.

Description

발수성을 가지는 원사의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING YARN WITH WATER-REPELLENCY}

본 발명은 발수성을 가지는 원사의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원사를 편직물 원단으로 제조한 후, 세탁 후에도 발수성이 유지되는 발수 내구성이 우수한 원사의 제조방법에 관한 것이다.

생활 수준의 향상과 야외 스포츠, 레저 활동의 증가로 인하여 고기능성 의류제품에 대한 수요는 계속 증가하고 있다. 이러한 종류의 의류에 필요한 기능으로는 방수성, 투습성, 발수성, 보온성, 속건성 등이 있다.

이중 투습성은 체내에서 발생한 땀을 옷 바깥쪽으로 배출시켜 항상 몸을 쾌적한 상태로 만드는데 중요한 특성이고, 발수성은 원단의 표면에 물이 스며들지 않는 성질로 물이 원단의 표면에서 튕기게 하는 효과를 가진다. 투습, 발수 기능을 갖도록 하는 가공 방법에 대해서는 오랫동안 많은 연구가 진행되어 왔고 최근에는 스포츠 의류는 물론, 텐트 상품으로까지 적용범위가 확대되고 있다.

종래 투습, 발수기능을 부여하기 위하여 원단에 0.1 내지 10㎛ 정도의 미세공을 갖는 피막층을 형성시키거나, 라미네이팅 방식, 건식방식 또는 습식방식을 이용하여 직물, 편물에 발수, 발유제가 첨가된 코팅액을 코팅하였다.

그러나, 상기 라미네이팅 공법은 저점도의 접착제가 원단 내부로 침투하여 촉감을 저해하고, 기능성 필름과 원단과의 충분한 접착력을 발휘하기 위해서는 긴 경화 시간이 필요하기 때문에 작업속도가 느리고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다. 종래의 건식방식 및 습식방식은 원단 상에 직접 수지 조성물을 도포하는 방법이므로 수지 용액이 원단 내부로 침투하여 제품의 촉감이 딱딱해질 우려가 있어, 투습성, 발수성 등의 기능성 발현에도 한계가 있었다.

따라서, 본 발명자는 상기와 같이 원단 자체에 발수제를 처리했을 때 발생하는 문제점을 해소하기 위해서, 원단이 아닌, 원사에 직접 발수제를 코팅하고, 발수제가 코팅된 원사를 이용하여 직물을 제조하여, 세탁 후에도 발수 내구성이 우수한 원사의 발수 가공법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 콘 형태의 원사에 직접 발수제를 코팅한 후, 원단을 제조하여, 세탁 후에도 발수 내구성이 우수한 원사의 발수 가공법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 0.4kg 내지 2kg의 원사를 콘에 감아, 콘 형태의 원사를 준비하는 1단계; 상기 콘 형태의 원사를 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에 침지하여 발수제를 코팅하는 2단계; 상기 코팅된 콘 형태의 원사에 중화제를 처리하여 중화하는 3단계; 및 상기 중화 처리된 콘 형태의 원사를 탈수 및 건조하는 4단계로 이루어지는 발수성을 가지는 원사의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 1단계에서, 콘에 원사를 감기 전에 콘에 면사를 감는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1단계의 콘에 감긴 원사의 두께는 10cm 내지 30cm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2단계의 발수제는 수용액에 1g/l 내지 20g/l의 농도로 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2단계의 침투제는 수용액에 0.2g/l 내지 5g/l의 농도로 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2단계의 침지는 30℃ 내지 60℃에서 20분 내지 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2단계의 침지는 모터의 방향을 조절하여 원사 안쪽에서 원사 바깥쪽으로 15분 내지 45분 동안 발수제가 흐르게 하고, 원사 바깥쪽에서 원사 안쪽으로 5분 내지 15분 동안 발수제가 흐르게 하여, 발수제를 원사의 양방향으로 흐르도록 모터의 방향을 양방향으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3단계의 중화제는 수용액에 0.1 내지 10% 농도의 초산을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3단계의 중화는 30℃ 내지 50℃에서 5분 내지 20분 동안 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 4단계의 탈수 및 건조는 1차적으로 60∼90℃ 에서 2분~10분 동안 탈수하고, 2차적으로 100∼160℃ 에서 2분~10분 동안 건조하고, 3차적으로 100∼160℃에서 2분~10분 동안 탈수하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 발수제가 코팅된 원사는 발수성 및 발수 내구성이 우수하다. 또한, 상기 발수제가 코팅된 원사를 이용하여 직물 원단으로 제조시, 세탁 후에도 발수성을 유지하는 등 발수 내구성이 우수한 장점이 있다.

도 1은 콘 형태의 원사를 나타낸다.
도 2는 모터의 방향을 조절하여, 발수제가 콘 형태의 원사 양방향으로 흐르는 것을 나타낸다.
도 3은 원사 가닥에 발수층이 코팅된 것을 나타낸다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 0.4kg 내지 2kg의 원사를 콘에 감아, 콘 형태의 원사를 준비하는 1단계; 상기 콘 형태의 원사를 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에 침지하여 발수제를 코팅하는 2단계; 상기 코팅된 콘 형태의 원사에 중화제를 처리하여 중화하는 3단계; 및 상기 중화 처리된 콘 형태의 원사를 탈수 및 건조하는 4단계로 이루어지는 발수성을 가지는 원사의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법에 따라 발수제를 코팅할 수 있는 원사로는 면(COTTON), 마(LINEN, RAMIE, JUTE), 견(SILK), 모(WOOL) 등의 자연섬유사 뿐만 아니라, 폴리에스터(POLYESTER), 아크릴릭(ACRYLIC), 나일론(NYLON) 등의 합성섬유사, 레이온(RAYON), 아세테이트(ACETATE) 등의 재생섬유사가 있다.

본 발명의 원사의 제조방법을 도 1을 참조하여 설명하면, 1단계로 0.4 내지 2 kg의 원사(20)를 콘(10)에 감아, 콘에 감긴 원사의 두께는 원사 안쪽(21), 원사 중간(22), 원사 바깥쪽(23)을 합하면 10cm 내지 30cm가 되도록 조절한다. 상기 원사 안쪽(21)은 콘에 감긴 원사의 두께가 1/3이 되는 지점까지 감겨있는 원사를 의미하고, 원사 중간(22)은 콘에 감긴 원사의 두께가 1/3이 되는 지점에서 콘에 감긴 원사의 두께가 2/3가 되는 지점까지 감겨있는 원사를 의미하고, 원사 바깥쪽(23)은 콘에 감긴 원사의 두께가 2/3가 되는 지점에서 콘의 마지막까지 감겨있는 원사를 의미한다.

콘에 감긴 원사의 무게는 0.4kg 내지 2kg이 바람직하나, 보다 바람직하게는 0.8kg 내지 1.2kg이다. 또한, 콘에 감긴 원사의 두께는 10cm 내지 30cm가 바람직하나, 보다 바람직하게는 15cm 내지 25cm이다. 콘에 감긴 원사의 무게가 0.4kg 미만이거나, 콘에 감긴 원사의 두께가 10cm 미만인 경우에는 원사의 양이 너무 작아 원사에 발수제를 여러 번 코팅해야 하는 단점이 있으며, 콘에 감긴 원사의 무게가 2kg을 초과하거나 콘에 감긴 원사의 두께가 30cm를 초과하는 경우에는 콘에 감긴 원사에 발수제가 고르게 코팅이 되지 않는다.

상기 1단계에서 콘에 발수제를 코팅할 원사를 감기 전에, 10g 내지 50g의 면사를 콘에 먼저 감을 수 있다. 콘에 면사를 먼저 감으면, 콘 형태의 원사 안쪽 부분에 발수제가 많이 부착되어 희끗하게 나타나는 문제점을 해결할 수 있다. 콘의 안쪽 부분에 발수제가 많이 부착되더라도 원사 안쪽(21)에 코팅이 되는 것이 아니라, 실제로 직물 제조에 사용되지 않는 면사에 발수제가 코팅되기 때문이다.

본 발명의 2단계는 상기 콘 형태의 원사를 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에 침지하여 발수제를 코팅하는 것이다. 상기 2단계의 발수제는 불소 발수제를 사용하는 것이 바람직하다. 발수제의 농도는 수용액에 1g/l 내지 20g/l의 농도로 포함된 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3g/l 내지 8g/l의 농도로 포함되는 것이다. 상기 침투제는 수용액에 0.2g/l 내지 5g/l의 농도로 포함된 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5g/l 내지 2g/l의 농도로 포함되는 것이다. 또한, 콘 형태의 원사에 발수제를 코팅하기 위하여 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에서 30℃ 내지 60℃에서 20분 내지 60분 동안 코팅하는 것이 바람직하다.

본 발명의 코팅 단계를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 콘 형태의 원사에 발수제를 코팅할 때, 콘 형태의 원사는 5 내지 20개를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 콘 형태의 원사를 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에 침지시, 모터의 방향을 조절하여 원사 안쪽(21)에서 원사 바깥쪽(23)으로 15분 내지 45분 동안 발수제가 흐르게 하고, 원사 바깥쪽(23)에서 원사 안쪽(21)으로 5분 내지 15분 동안 발수제가 흐르게 하여, 발수제를 원사의 양방향으로 흐르도록 모터의 방향을 양방향으로 조절하게 하는 것이 바람직하다. 이 때, 원사의 엉킴(felting)을 방지하기 위하여 발수제가 포함된 수용액의 유량 조절을 최소화하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 모터의 인버터는 30Hz 내지 60Hz가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40Hz 내지 45Hz이다.

상기와 같은 방법에 따라 코팅된 콘 형태의 원사에서 원사 가닥(24)을 일부 분리하여 발수층(30)이 코팅된 것을 살펴보면 도 3과 같으며, 이와 같은 코팅 양상은 원사 안쪽(21), 원사 중간(22), 원사 바깥쪽(23) 모두 고르게 발수층이 코팅된다.

본 발명에서 발수제의 코팅이 완료된 콘 형태의 원사는 수세(over-flow) 단계를 거치게 되면, 코팅 과정에서 수용액내에 발생한 거품이나 찌꺼기를 제거하여 원사의 얼룩을 방지할 수 있다.

상기 수세가 끝난 발수제가 코팅된 콘 형태의 원사는 원사의 유연성을 부여하기 위하여 중화처리 단계를 거친다. 중화시 사용하는 중화제는 수용액에 0.1 내지 10% 농도의 초산을 포함하여 사용하는 것이 바람직하고 중화는 30℃ 내지 50℃에서 5분 내지 20분 동안 처리하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 중화가 끝난 콘 형태의 원사는 탈수 및 건조 단계를 거치는데, 1차적으로 60∼90℃ 에서 2분~10분 동안 탈수하고, 2차적으로 100∼160℃ 에서 2분~10분 동안 건조하고, 3차적으로 100∼160℃에서 2분~10분 동안 탈수하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1차적으로 70∼80℃ 에서 5분 동안 탈수하고, 2차적으로 120∼130℃ 에서 5분 동안 건조하고, 3차적으로 120∼130℃ 에서 5분 동안 탈수하는 것이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

콘의 안쪽에 면사 30g을 콘에 감은 후, 블랙컬러 모 원사 2/24(제조사: ICEI) 1kg을 콘에 감아 원사의 두께가 20cm 인 콘 형태의 블랙 컬러 원사 10개를 준비하였다. 콘 형태의 블랙 컬러 원사 10개를 5g/l 농도의 불소 발수제 및 3g/l 의 농도의 침투제(폴리옥시에틸렌알킬에테르와 알킬포스페이트의 비가 2:1)가 포함된 수용액에 침지한 후, 모터의 방향을 조절하여 원사 안쪽에서 원사 바깥쪽으로 45℃에서 30분 동안, 원사 바깥쪽에서 원사 안쪽으로 45℃에서 10분 동안 발수제가 흐르게 모터의 방향을 양방향으로 조절하여 발수제를 코팅하였다. 코팅이 끝난 콘 형태의 원사를 수세(over-flow)한 후, 1%의 초산을 포함하는 수용액에서, 40℃에서 10분 동안 중화 처리하였다. 중화가 끝난 후, 콘 형태의 원사를 70∼80℃ 에서 5분 동안 탈수한 후, 120∼130℃ 에서 5분 동안 건조하였다. 다시, 120∼130℃ 에서 5분 동안 탈수하여 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 실시예 2>

네이비 컬러 모 원사 2/24(제조사: ICEI)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 실시예 3>

레드 컬러 모 원사 2/24(제조사: ICEI)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 비교예 1>

블랙 컬러 모 원사 2/24(제조사: ICEI) 1kg을 콘에 감아 원사의 두께가 20cm 인 콘 형태의 블랙 컬러원사 10개를 준비하였다. 콘 형태의 블랙 컬러원사 10개를 3%의 불소 발수제가 포함된 수용액에 침지한 후, 모터의 방향을 조절하여 원사 안쪽에서 원사 바깥쪽으로 45℃에서 20분 동안 발수제가 흐르게 모터의 방향을 일방향으로 조절하여 발수제를 코팅하였다. 코팅이 끝난 콘 형태의 원사를 70∼80℃ 에서 10분 동안 탈수한 후, 120∼130℃ 에서 10분 동안 건조하여 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 비교예 2>

보성사에서 제조된 모 원사 2/24를 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 비교예 3>

콘 형태의 블랙 컬러 모 원사 10개를 5% 농도의 불소 발수제가 포함된 수용액에 침지한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 비교예 4>

콘 형태의 블랙 컬러 모 원사 10개를 5% 농도의 불소 발수제가 포함된 수용액에 침지한 것을 제외하고는 상기 비교예 2와 동일한 방법으로 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 비교예 5>

블랙 컬러 모 원사 2/24(제조사: ICEI) 1kg을 콘에 감아 원사의 두께가 20cm 인 콘 형태의 블랙 컬러 원사 10개를 준비하였다. 콘 형태의 블랙 컬러 원사 10개를 3g/l 농도의 불소 발수제가 포함된 수용액에 침지한 후, 모터의 방향을 조절하여 원사 안쪽에서 원사 바깥쪽으로 45℃에서 40분 동안, 발수제가 흐르게 모터의 방향을 일방향으로 조절하여 발수제를 코팅하였다. 코팅이 끝난 콘 형태의 원사를 수세(over-flow)한 후, 1%의 초산을 포함하는 수용액에서, 40℃에서 10분 동안 중화 처리하였다. 중화가 끝난 콘 형태의 원사를 70∼80℃ 에서 5분 동안 탈수한 후, 120∼130℃ 에서 5분 동안 건조하였다. 다시, 120∼130℃ 에서 5분 동안 탈수하여 콘 형태의 원사를 제조하였다.

< 비교예 6>

5g/l 농도의 불소 발수제를 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 5와 동일한 방법으로 발수성을 가지는 콘 형태의 원사를 제조하였다.

<발수성 시험방법>

발수도 시험기를 이용하여 기울기가 45° 기울어진 지름 20cm인 원형면에 코팅직물을 올려놓고 증류수 250ml을 부어 발수도 실험을 하였으며, KSK-0590(스프레이법)에 의거하여 판정하였다.

(1) 100(5급) : 표면에 부착 또는 습윤이 없는 것

(2) 90~85(4급): 표면에 약간의 부착 또는 습윤을 나타내는 것

(3) 80(3급) : 물이 떨어진 자리에 습윤을 나타내는 것

(4) 70(2급) : 전 표면에 걸쳐 부분적으로 습윤을 나타내는 것

(5) 0(1급): 표면이 완전히 습윤된 것

1. 원사의 발수도 시험

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 6에서 제조된 원사의 발수도 정도를 KSK-0590에 의거하여 판정하고, 이를 표 1에 나타내었다.

표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3의 경우, KSK-0590에 의거하여 원사 안쪽, 원사 중간, 원사 바깥 모두에서 발수도가 90을 나타내어 발수성이 우수함을 확인할 수 있었다. 그러나, 비교예 1 내지 6의 경우, 원사 안쪽에서 원사 중간, 원사 바깥으로 갈수록 발수도가 점차 감소하여 발수성이 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.

2. 편직물의 발수 내구성 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조된 발수제가 코팅된 콘 형태의 원사 2/24‘s A/W와 1/15’s W80/N20을 전량 스와치로 편직하여 편직물을 제조하였다. 편직물을 제조시, 콘에 감긴 원사 안쪽, 원사 중간, 원사 바깥쪽에서 원사를 각각 취하여 편직물을 제조하였으며, 이렇게 제조된 편직물을 세탁 전과 세탁 후에 발수성을 비교하고 이를 표 2에 나타내었다.

표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 방법으로 제조된 원사를 이용하여, 제조된 편직물의 경우, 콘 형태의 원사 안쪽 뿐만 아니라, 원사 중간 이나 원사 바깥쪽에 위치한 원사를 이용하여 제조된 편직물의 경우에도 세탁 후 발수성이 유지되어 발수 내구성이 우수한 것을 확인할 수가 있었다. KSK-0590에 의거하여 발수도 등급을 판정해 보면, 4급에 해당하는 것으로 세탁 후에도 발수 내구성이 우수한 것을 알 수 있었다.

10 : 콘 20 : 원사
21 : 원사 안쪽 22 : 원사 중간
23 : 원사 바깥쪽 24 : 원사 가닥
30 : 발수층

Claims

0.4kg 내지 2kg의 원사를 콘에 감아, 콘 형태의 원사를 준비하는 1단계;
상기 콘 형태의 원사를 발수제 및 침투제가 포함된 수용액에 침지하여 발수제를 코팅하는 2단계;
상기 코팅된 콘 형태의 원사에 중화제를 처리하여 중화하는 3단계; 및
상기 중화 처리된 콘 형태의 원사를 탈수 및 건조하는 4단계로 이루어지는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1단계에서, 콘에 원사를 감기 전에 콘에 면사를 감는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1단계의 콘에 감긴 원사의 두께는 10cm 내지 30cm인 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 2단계의 발수제는 수용액에 1g/l 내지 20g/l의 농도로 포함된 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 2단계의 침투제는 수용액에 0.2g/l 내지 5g/l의 농도로 포함된 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 2단계의 침지는 30℃ 내지 60℃에서 20분 내지 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 2단계의 침지는 모터의 방향을 조절하여 원사 안쪽에서 원사 바깥쪽으로 15분 내지 45분 동안 발수제가 흐르게 하고, 원사 바깥쪽에서 원사 안쪽으로 5분 내지 15분 동안 발수제가 흐르게 하여, 발수제를 원사의 양방향으로 흐르도록 모터의 방향을 양방향으로 조절하는 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3단계의 중화제는 수용액에 0.1 내지 10% 농도의 초산을 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3단계의 중화는 30℃ 내지 50℃에서 5분 내지 20분 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 4단계의 탈수 및 건조는 1차적으로 60∼90℃ 에서 2분~10분 동안 탈수하고, 2차적으로 100∼160℃ 에서 2분~10분 동안 건조하고, 3차적으로 100∼160℃에서 2분~10분 동안 탈수하는 것을 특징으로 하는 발수성을 가지는 원사의 제조방법.