KR101603722B1

KR101603722B1 - 난연성 혼방사의 제조방법

Info

Publication number: KR101603722B1
Application number: KR1020140132371A
Authority: KR
Inventors: 장성용; 김성군
Original assignee: (주)한국윈텍; 주식회사 에프알티코리아
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-03-15

Abstract

난연 기능과 함께 강도, 염색성, 일광견뢰도와 같은 특성을 고루 향상시킨 난연성 혼방사를 용이하게 제조할 수 있는 제조방법이 제조된다. 난연성 혼방사의 제조방법은, 실리카원면, 아라미드원면, 및 폴리에스터원면을 준비하여, 실리카섬유 60~80중량부와, 아라미드섬유 1~10중량부와, 폴리에스터섬유 19~30중량부로 혼합하여 랩을 형성하는 혼타면 공정, 랩으로부터 이물질을 제거하고 정렬하여 슬라이버 형태로 추출하는 소면 공정, 슬라이버의 단섬유를 제거하고 가지런히 정렬하여 균제도를 증가시키는 정소면 공정, 슬라이버를 합본하고 연신시켜 굵기를 감소시키고 평행화하여 연조슬라이버를 제조하는 연조 공정, 연조슬라이버를 재차 연신시켜 평행도를 증가시키고 굵기를 조절하여 조사를 제조하는 조방 공정, 조사에 꼬임을 부여하여 조사로부터 난연성 혼방사를 제조하는 정방 공정, 및 제조된 난연성 혼방사를 연결하여 권취하는 권사 공정을 포함하되, 혼타면 공정을 수행하는 플러커(plucker)의 주행속도와, 소면 공정을 수행하는 소면기(carding machine)의 구동속도와, 정소면 공정을 수행하는 코밍머신(combing machine)의 회전속도는 랩 또는 슬라이버에서 발생되는 정전기가 1kV 미만의 크기를 유지하도록 조절한다.

Description

난연성 혼방사의 제조방법{Manufacturing method of flame resistant mixed yarn}

본 발명은 난연성 혼방사의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 난연 기능과 함께 강도, 염색성, 일광견뢰도(light fastness)와 같은 특성을 고루 향상시킨 난연성 혼방사를 용이하게 제조할 수 있는 제조방법에 관한 것이다.

천연 혹은 합성원료에 의해 제조된 실을 이용하여 만들어진 편물, 직물, 부직포 등은 전통적으로 옷감이나 침구류의 기본적인 용도에서 최첨단 전자소재 등에 이르기까지 매우 다양한 용도의 재료로 사용되어 왔으며, 특별히 커튼, 블라인드와 같이 빛을 가리거나 프라이버시 보호, 실내 장식 등의 기능을 갖는 창 가리개 제품으로 사용되기도 하였다. 특히, 커튼, 블라인드와 같이 창 가리개 용도로 사용되는 원단의 경우 화재 상황에 대비하여 방염 또는 난연 기능이 요구되는 경우가 많다.

일반적으로 용도에 맞는 고유의 기계로 제작된 원단은 사용된 원료의 특성에 따라 기능을 부여하거나 혹은 후가공에서 별도의 resin 처리를 통해 기능을 부여한다. 일반적인 수준의 방염 또는 난연 가능이 요구될 경우에는 난연사를 사용하거나 혹은 통상적인 방염resin 처리 만으로도 충분하지만, 높은 수준의 방염 또는 난연 기능이 요구되는 원단의 경우에는 불에 잘 타지 않는 내열성 소재를 이용하여 제조하여야 한다. 종래에는 섬유의 종류가 한정되어 있었으나, 현재 다양한 물질로부터 특수한 기능을 낼 수 있는 원사가 개발, 제조되어 시중에 공급되고 있다.

예를 들어, 유리섬유(glass fiber)와 같이 종래에는 섬유(fiber)나 원사 (yarn)형태로 제조되는 것이 어려웠던 섬유도 현재는 인공의 합성물질 등으로부터 다양한 종류가 제조되고 있다. 무기질 섬유 입자를 첨가하여 합성한 현무암 섬유도 비슷한 맥락으로 볼 수 있다. 이런 섬유를 적절히 활용하면 방염 또는 난연 기능이 강화된 기능성 원단을 제조할 수 있다.

그러나, 이러한 원단은 소재의 특성으로 인해 방염 또는 난연 기능은 강화된 반면 경도는 약해서 쉽게 부서지고, 이로 인해 발생되는 먼지는 인체에 치명적인 문제를 야기시키게 된다. PVC (Poly Vinyl Chloride)를 유리섬유에 코팅하여 사용하기도 하지만 PVC의 융점이 낮아서 화재시 쉽게 녹아 내리고 연소시 염소가스와 같은 독성가스를 발생시켜 인명을 살상하는 치명적인 결함을 가지고 있다. 특히, 커튼이나 블라인드 등에 사용되는 원단의 경우, 방염 기능은 물론이고, 창을 통해 직사광선에 노출되므로 태양광에 대한 저항력이 커야 하며, 다채로운 분위기 연출을 위해 염색성도 좋아야 하나 이러한 요구조건을 만족시키는 소재를 제조하기가 매우 어려웠다.

대한민국등록특허 제10-1041159호, (2011.06.13)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 준불연 성능에 준하는 난연 기능과 함께 강도, 염색성, 일광견뢰도(light fastness)와 같은 특성을 고루 향상시킨 난연성 혼방사를 용이하게 제조할 수 있는 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

삭제

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 난연성 혼방사의 제조방법은, 실리카원면, 아라미드원면, 및 폴리에스터원면을 준비하여, 실리카섬유 60~80중량부와, 아라미드섬유 1~10중량부와, 폴리에스터섬유 19~30중량부로 혼합하여 랩(lap)을 형성하는 혼타면 공정; 상기 랩으로부터 이물질을 제거하고 정렬하여 슬라이버(sliver) 형태로 추출하는 소면 공정; 상기 슬라이버의 단섬유를 제거하고 가지런히 정렬하여 균제도를 증가시키는 정소면 공정; 상기 슬라이버를 합본하고 연신시켜 굵기를 감소시키고 평행화하여 연조슬라이버를 제조하는 연조 공정; 상기 연조슬라이버를 재차 연신시켜 평행도를 증가시키고 굵기를 조절하여 조사를 제조하는 조방 공정; 상기 조사에 꼬임을 부여하여 상기 조사로부터 난연성 혼방사를 제조하는 정방 공정; 및 제조된 상기 난연성 혼방사를 연결하여 권취하는 권사 공정을 포함하되,
상기 혼타면 공정을 수행하는 플러커(plucker)의 주행속도와, 상기 소면 공정을 수행하는 소면기(carding machine)의 구동속도와, 상기 정소면 공정을 수행하는 코밍머신(combing machine)의 회전속도는 상기 랩 또는 상기 슬라이버에서 발생되는 정전기가 1kV 미만의 크기를 유지하도록 조절한다.

삭제

상기 혼타면 공정에서 상기 실리카섬유, 상기 아라미드섬유, 및 상기 폴리에스터섬유 중 적어도 하나에 이온을 분사하여 정전기를 제거할 수 있다.

상기 플러커, 상기 소면기, 및 상기 코밍머신 중 적어도 하나에 연결된 인버터장치로 상기 플러커의 주행속도, 상기 소면기의 구동속도, 및 상기 코밍머신의 회전속도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

삭제

본 발명에 의한 난연성 혼방사는, 난연 기능뿐만 아니라, 강도, 염색성, 일광견뢰도와 같은 특성이 고루 향상되어 다양한 방식으로 활용할 수 있다. 특히, 이러한 난연성 혼방사로 불에 잘 타지 않으면서도, 빛에 대한 저항성이 우수하여 변색이 없고, 다양한 색상으로 용이하게 염색이 가능하며, 강도 높은 우수한 원단을 제조하여 커튼, 블라인드 등의 창 가리개용 제품을 만드는 데 매우 효과적으로 활용할 수 있다.

본 발명에 의한 난연성 혼방사의 제조방법으로, 재료를 적정 비율로 균질하게 혼합하여 난연 기능뿐만 아니라, 강도, 염색성, 일광견뢰도와 같은 특성을 모두 만족시키는 우수한 특성의 난연성 혼방사를 매우 용이하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 난연선 혼방사의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사의 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 순서도 중 혼타면 공정의 진행과정을 개념적으로보다 상세히 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 순서도 중 소면 공정의 진행과정을 개념적으로 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 순서도 중 정소면 공정의 진행과정을 개념적으로 보다 상세히 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사(1)는 실리카섬유(10), 아라미드섬유(30), 및 폴리에스터섬유(20)를 포함한다. 난연성 혼방사(1)는 실리카섬유(10) 60~80중량부, 아라미드섬유(30) 1~10중량부, 폴리에스터섬유(20) 19~30중량부로 이루어진다. 상기와 같은 비율로 실리카섬유(10), 아라미드섬유(30), 및 폴리에스터섬유(20)가 유기적으로 혼합된 난연성 혼방사(1)는 난연 기능뿐만 아니라, 종래의 난연 재료로부터 얻기 어려운 염색성, 강도, 일광견뢰도(light fastness)와 같은 특성을 모두 충족시키는 우수한 물성을 갖는다.

종래의 경우, 준불연 이상의 높은 수준의 난연 기능을 확보하기 위해 유리섬유(glass fiber) 계열, 혹은 아라미드 계열의 내열성이 큰 소재가 주로 사용되었다. 이러한 경우 난연 기능은 확보될 수 있으나, 일반적인 범주에서의 염색 자체가 불가능하여 소비자가 원하는 다양한 색상을 재현할 수가 없었다. 또한 특수한 공법으로 어렵게 염색을 한다 해도 일광견뢰도(light fastness: 햇볕에 의해 변색되지 않고 견디는 능력)가 저하되어 사실상 다채로운 색감과 아름다운 디자인을 연출해야 하는 커튼, 블라인드와 같은 창가리개용 인테리어 제품소재로 사용하기는 매우 어려웠다. 또한, 일광견뢰도가 상대적으로 높은 폴리에스터와 같은 소재가 있으나, 소재 특성상 용융점이 낮아 난연 기능을 확보하기 어려웠고, 이러한 소재를 서로 조합한다 하여도 제조과정에서 이를 원하는 비율로 혼합하고 전체적으로 비율을 균일하게 유지하는 것이 매우 어려운 문제가 있어 조합에 의해 오히려 염색성, 경도 등 주요한 원사의 특성이 크게 저하되는 문제가 있었다.

본 발명에 의한 난연성 혼방사(1)는 각각 서로 다른 특성을 갖는 실리카섬유(10), 아라미드섬유(30), 및 폴리에스터섬유(20)가 상호 보완적으로 특성을 발휘하도록 유기적인 비율로 혼합되고, 또한 이러한 비율이 전체적으로 균질하게 유지되어 종래 만족시킬 수 없었던 원사의 특성을 모두 만족시킬 수 있다. 따라서, 난연 기능뿐만 아니라, 염색성, 강도, 일광견뢰도 등을 모두 만족시키는 우수한 물성을 발휘할 수 있다. 이하, 이에 대해 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

실리카섬유(10)는 산화규소를 함유하고 있으며, 유리섬유 등과 같이 유리재료로부터 성형된 것일 수 있다. 실리카섬유(10)는 산화규소의 함량이 상대적으로 커 우수한 내열성을 발휘하며, 산화규소가 95퍼센트 이상 함유된 것일 수 있다. 예를 들어, 실리카섬유(10)는 2~4데니어(denier), 섬유장 50~60mm인 것을 사용할 수 있다. 난연성 혼방사(1)는 실리카섬유(10)를 60~80중량부의 비율로 포함한다.

아라미드섬유(30)는 고분자 폴리아미드 수지로부터 만들어진 것일 수 있다. 아라미드섬유(30)는 인장강도, 내열성 등이 우수하고 강력과 탄성이 매우 강하다. 따라서, 아라미드섬유(30)를 혼합하여 난연성 혼방사(1)의 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 실리카섬유(10)는 내열성이 우수하나 고온에서 경화되어 유연성을 잃고 그 일부가 훼손될 수 있어 아라미드섬유(30)가 이를 고정시켜 강도를 효과적으로 보완할 수 있다. 그러나, 아라미드섬유(30)는 반응성이 낮아 염료 염색이 어려우므로 성분비를 너무 높게 유지하면 혼방사의 염색성이 크게 감소한다. 예를 들어, 아라미드섬유(30)는 1~2데니어, 섬유장 50~60mm인 것을 사용할 수 있다. 난연성 혼방사(1)는 아라미드섬유(30)를 1~10중량부의 비율로 포함한다.

아라미드섬유(30)는 파라계 아라미드섬유, 및 메타계 아라미드섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 아라미드섬유(30)는 파라계 또는 메타계 중 어느 것이든 사용이 가능하나, 특히, 방염, 또는 난연 기능을 강화하기 위해 상대적으로 내열성이 높은 메타계 아라미드섬유(30)를 포함하도록 구성할 수 있다.

폴리에스터섬유(20)는 용융점이 낮아 내열성이 약하나 햇볕에 노출되어도 쉽게 변색되지 않아 일광견뢰도가 높은 장점이 있다. 또한, 염료에 의해 용이하게 염색되어 혼방사의 발색을 향상시킬 수 있어 폴리에스터섬유(20)를 적정 비율로 조합하면, 상기 실리카섬유(10), 및 상기 아라미드섬유(30)로는 얻기 어려운 상기와 같은 물적 특성을 난연성 혼방사(1)에 부여할 수 있다. 예를 들어, 폴리에스터섬유(20)는 1~4데니어, 섬유장 30~60mm인 것을 사용할 수 있다. 난연성 혼방사(1)는 폴리에스터섬유(20)를 19~30중량부의 비율로 포함한다.

이와 같이, 서로 특성이 다른 소재를 유기적인 비율로 혼합하여 도 1에 도시된 바와 같은 난연성 혼방사(1)를 제조할 수 있다. 즉, 상기와 같이 실리카섬유(10)를 60~80 중량부의 높은 비율로 혼합하고, 폴리에스터섬유(20) 및 아라미드섬유(30)를 각각 19~30중량부, 1~10중량부의 상대적으로 낮은 비율이 되도록 상호 보완적으로 조정하여 혼합함으로써, 난연성 혼방사(1)는 실리카섬유(10)로부터 주된 기능인 난연 기능을 확보할 수 있고, 아라미드섬유(30)로 경도를 효과적으로 보완하며, 폴리에스터섬유(20)로 염색성, 및 일광견뢰도와 같은 물적 특성을 확보할 수 있다. 특히, 이러한 비율은 난연성 혼방사(1)의 전체를 통해 균질하게 유지되며, 따라서 아라미드섬유(30)의 조성비가 상대적으로 적음에도 불구하고 난연성 혼방사(1)의 매 지점마다 균일하게 경도를 상승시킬 수 있다. 예를 들어, 100mm를 하나의 단위길이로 설정할 때, 아라미드섬유(30)는 상기 단위길이당 0.5~15의 중량부를 유지하도록 균질하게 분산될 수 있다.

일반적으로, 미세한 섬유재료들은 상대적으로 정전기력에 취약하여 혼합이나 혼방시에 서로 달라붙거나 뭉쳐져 분산시키기 어렵고, 따라서 이와 같이 국소적으로도 균질한 비율을 유지하도록 조성하기가 쉽지 않다. 뿐만 아니라, 정전기를 제거하기 위해서 상기 실리카섬유(10), 상기 아라미드섬유(30), 상기 폴리에스터섬유(20) 등에 유제 처리를 하게 되면 내열성이 낮은 유제에 의해 난연성 혼방사(1)의 난연 기능이 크게 저하되는 문제도 있다.

본 발명에 의한 난연성 혼방사(1)는 유제 등 부가적인 첨가물을 사용하지 않고도 미세한 섬유재료들의 정전기 발생을 최소화할 수 있는 매우 효과적인 제조방법을 이용하여 제조되며, 따라서 이러한 문제없이 상대적으로 공정 수분율이 낮은 아라미드섬유(30)나 폴리에스터섬유(20)도 서로 완전히 분산시켜 실리카섬유(10)와 혼합되도록 할 수 있다. 이를 통해 각각의 섬유재료들이 전체적으로 균질한 조성비를 유지하여 난연 기능뿐만 아니라, 강도, 염색성, 일광견뢰도와 같은 특성이 모두 향상되도록 할 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 설명은 도 2의 순서도를 기준으로 다른 도면 들을 함께 참조하는 방식으로 진행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사의 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 순서도 중 혼타면 공정의 진행과정을 개념적으로보다 상세히 도시한 도면이며, 도 5는 도 1의 순서도 중 소면 공정의 진행과정을 개념적으로 보다 상세히 도시한 도면이고, 도 6은 도 1의 순서도 중 정소면 공정의 진행과정을 개념적으로 보다 상세히 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼방사의 제조방법은 실리카섬유 60~80중량부와, 아라미드섬유 1~10중량부와, 폴리에스터섬유 19~30중량부로 혼합하여 랩(lap: 각각의 섬유재가 혼합된 패턴화된 덩어리)을 형성하는 혼타면 공정(S100), 상기 랩으로부터 이물질을 제거하고 정렬하여 슬라이버(sliver: 느슨하고 굵기가 상대적으로 굵은 섬유집합체) 형태로 추출하는 소면 공정(S200), 슬라이버의 단섬유를 제거하고 가지런히 정렬하여 균제도를 증가시키는 정소면 공정(S300), 정소면 공정을 거친 상기 슬라이버를 합본하고 연신시켜 굵기를 감소시키고 평행화하여 연조슬라이버를 제조하는 연조 공정, 상기 연조슬라이버를 재차 연신시켜 평행도를 증가시키고 굵기를 조절하여 조사를 제조하는 조방 공정, 상기 조사에 꼬임을 부여하여 상기 조사로부터 난연성 혼방사를 제조하는 정방 공정, 및 제조된 상기 난연성 혼방사를 연결하여 권취하고 결점을 제거하는 권사공정을 포함한다.

특히, 혼타면 공정(S100), 소면 공정(S200), 정소면 공정(S300)에서는 해당 공정을 수행하는 장치의 주행속도, 구동속도, 회전속도를 효과적으로 조절하여 정전기 발생을 최소화하고, 이를 통해 공정수분율이 작은 미세한 섬유재료 들을 서로 달라 붙거나 뭉치지 않도록 분산시켜 난연성 혼방사(도 1의 1참조)의 조성이 국소적으로도 균질하게 유지되도록 제조할 수 있다. 또한, 각각의 섬유재가 혼합되는 혼타면 공정에서 실리카섬유, 아라미드섬유, 및 폴리에스터섬유 중 적어도 하나에 이온을 분사하여 정전기를 제거함으로써 섬유재료의 구성비가 균일하게 유지되도록 할 수 있다. 이하, 각 도면을 참조하여 이에 대해 보다 상세히 설명한다.

혼타면 공정(S100)은 실리카원면, 아라미드원면, 및 폴리에스터원면을 준비함으로써 이루어진다. 도 3에 도시된 바와 같이 원면(A)은 일렬로 배열하여 바닥에 쌓아놓을 수 있으며, 이와 같이 쌓여진 원면(A)의 더미 사이를 플러커(plucker)(100)가 주행하면서 원면(A)으로부터 원면을 구성하는 실리카섬유, 아라미드섬유, 및 폴리에스터섬유를 채취할 수 있다. 플러커(100)는 원면(A)의 더미와 평행하게 배열된 가이드레일(110)을 따라 주행하면서 섬유를 채취할 수 있다. 예를 들어, 일렬로 배열된 아라미드원면의 더미 사이를 플러커(100)가 주행하면서 상기 아라미드원면을 해체 및 개면하여 아라미드섬유를 채취할 수 있다.

플러커(100)는 원면(A) 사이로 주행하면서 예를 들어, 롤러브러쉬(101) 등을 회전시켜 원면(A)을 해체할 수 있다. 플러커(100)는 해체된 원면(A)으로부터 채취된 섬유를 흡입하여 배출관(120) 등으로 배출시킬 수 있으며, 이러한 과정이 주행과 동시에 진행된다. 이 때, 플러커(100) 일 측에 형성된 이온발생장치(102)를 이용하여 채취된 섬유에 이온을 분사하여 정전기를 제거할 수 있다.

즉, 실리카원면, 아라미드원면, 및 폴리에스터원면으로부터 실리카섬유, 아라미드섬유, 및 폴리에스터섬유를 채취하고 혼합하는 혼타면 공정에서, 채취된 실리카섬유, 아라미드섬유, 및 폴리에스터섬유 중 적어도 하나에 이온을 분사하여 정전기를 제거할 수 있다. 특히, 공정 수분율이 낮은 아라미드섬유나 폴리에스터섬유에 이온을 분사하면 이러한 미세 섬유재료들의 정전기가 제거되어 보다 용이하게 분산시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시에에 따라 플러커(100) 내부에서 이온을 분사하도록 구성되었으나, 이온을 분사하는 위치나 이온발생장치(102)의 배치상태가 이로써 한정될 필요는 없으며, 이온은 각각의 섬유재와 용이하게 접촉할 수 있는 어느 지점에서도 분사가 가능하다.

한편, 혼타면 공정을 수행하는 플러커(100)의 주행속도는 채취된 섬유나 섬유가 혼합되어 형성된 랩에서 발생하는 정전기가 전위의 단위로 측정되었을 때 1kV 미만의 크기를 유지하도록 적절히 조절될 수 있다. 즉, 플러커(100)가 공정이 시작됨과 동시에 급속히 가속되면 원면(A)과 플러커(100)사이에 과도한 슬립이 발생하고 마찰이 커져 정전기의 발생량이 증가할 수 있으므로, 플러커(100)의 주행속도가 적정속도에 도달할 때까지 주행속도를 천천히 증가시켜 불필요한 마찰을 최소화하고 정전기의 발생을 최소화 할 수 있다. 이 때, 도 3에 도시된 바와 같이 플러커(100)에 연결된 인버터장치(130)로 주행부에 제공되는 전력의 크기를 조절하여 플러커(100)의 속도변화를 제어할 수 있다.

일반적으로 각종 물체와 접촉하여 작업하는 경우 접촉된 물체가 대전되어 정전기력이 1kV 내외에서 수kV의 크기로 형성될 수 있고, 수kV가 되는 경우 신체를 통해서도 인지될 수 있다. 반면, 수백V 이하의 레벨로 정전기력이 작아지면, 대전되었다 할지라도 상호간의 인력이 감소하여 보다 쉽게 분리될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 의한 난연성 혼합사의 제조방법은 랩 또는 슬라이버에서 발생하는 정전기가 1kV 미만이 되도록 플러커(100)의 주행속도를 조절한다. 또한, 후술하는 바와 같이 소면기의 구동속도, 및 코밍머신의 회전속도 역시 조절하여, 랩 또는 슬라이버에서 발생하는 정전기의 크기가 1kV 미만을 유지하도록 할 수 있다.

플러커(100a, 100b, 100c)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상이 병행하여 운전될 수 있다. 이 때, 서로 다른 플러커(100a, 100b, 100c)는 각각 서로 다른 원면(즉, 실리카원면, 아라미드원면, 및 폴리에스터원면)의 배열을 따라 주행하면서 각각 독립적으로 실리카섬유(10), 아라미드섬유(30), 및 폴리에스터섬유(20)를 채취할 수 있다. 각각의 플러커(100a, 100b, 100c)로부터 채취된 실리카섬유(10), 아라미드섬유(30), 및 폴리에스터섬유(20)는 전술한 바와 같이 정전기 발생이 최소화된 상태로 흡입되어 믹서(140)에 제공된다.

실리카섬유, 아라미드섬유, 및 폴리에스터섬유는 믹서(140)와 연결되고 각각의 플러커(100a, 100b, 100c)를 향해 분지된 유입관(141)을 통해서 이동할 수 있다. 이 때, 분지된 각각의 관로 일 측에 밸브(141a, 141b, 141c)와 같은 개폐장치를 설치하여 믹서(140)에 제공되는 실리카섬유(10), 아라미드섬유(30), 폴리에스터섬유(20)의 비율을 원하는 대로 조절할 수 있다. 이와 같이 하여 믹서(140) 내부에서 실리카섬유(10) 60~80중량부, 아라미드섬유(30) 1~10중량부, 폴리에스터섬유(20) 19~30중량부의 비율로 서로 분산된 채 균질하게 혼합된 섬유 랩을 형성할 수 있다.

소면 공정(S200)은 상기 랩으로부터 이물질을 제거하고 정렬하여 슬라이버(sliver)형태로 추출하는 방식으로 진행된다. 도 4에 도시된 바와 같이 전술한 랩을 소면기(carding machine)(200)로 통과시켜 소면공정을 수행할 수 있다. 소면기(200) 내부에는 하나 이상의 구동롤러(210)가 배치될 수 있으며, 소면기(200) 외측에도 하나 이상의 가이드롤러(220)가 배치될 수 있다. 소면기(200)로 투입된 랩은 이러한 롤러들을 따라 이동하면서 이물질이 제거되고 정렬되어 슬라이버(B) 형태로 추출된다. 추출된 슬라이버(B)는 가이드롤러(220) 끝단에서 캔(C) 내부로 투입되어 회수될 수 있다.

이 때, 소면기(200)에 연결된 인버터장치(230)를 이용하여 전술한 바와 같이 슬라이버(B)에서 발생하는 정전기가 1kV 미만의 크기를 유지하도록 소면기(200)의 구동속도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 인버터장치(230)를 이용하여 소면기(200) 내부의 구동롤러(210)의 회전속도를 조절할 수 있으며, 이를 통해 추출되는 슬라이버(B)와 구동롤러(210) 또는 가이드롤러(220) 사이의 슬립을 최소화하여 마찰을 줄이고 불필요한 정전기가 발생하는 것을 최대한 억제할 수 있다. 인버터장치(230)는 소면기(200)의 구동부에 공급되는 전력을 조절하여 구동롤러(210)의 회전속도가 적정수준에 도달할 때까지 천천히 가속되도록 소면기(200)의 구동속도를 조절하고, 추출된 슬라이버(B)로부터 발생하는 정전기의 크기가 1kV 미만이 되도록 유지할 수 있다.

정소면 공정(S300)은 추출된 슬라이버(B)의 단섬유(noil)를 제거하고 이를 가지런히 정렬하여 균제도를 증가시키는 방식으로 진행된다. 소면 공정에서 캔(도 4의 C참조)에 투입되어 회수된 슬라이버(B) 뭉치는 도 5에 도시된 바와 같이 원통형으로 배열하여 코밍머신(combing machine)(300)에 공급할 수 있으며, 슬라이버(B) 뭉치는 코밍머신(300)의 회전구동부(320)에 의해 회전하면서 코머(comber)와 접촉하여 단섬유 및 이물질 등이 제거되고 가지런히 정렬될 수 있다. 상기 코머(310)는 슬라이버(B)를 향해 돌출된 복수의 돌기나, 돌기가 형성된 회전체 등으로 형성될 수 있다.

이 때에도, 역시 코밍머신(300)에 연결된 인버터장치(330)를 이용하여 슬라이버(B)에서 발생하는 정전기가 1kV 미만의 크기를 유지하도록 코밍머신(300)의 회전속도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 인버터장치(330)를 이용하여 코밍머신(300)의 회전구동부(320)의 회전속도를 조절할 수 있으며, 이를 통해 회전구동부(320)와 슬라이버(B) 사이의 슬립을 최소화하여 마찰을 줄이고 불필요한 정전기의 발생을 최대한 억제할 수 있다. 인버터장치(330)는 코밍머신(300)의 회전구동부(320)에 공급되는 전력을 조절하여 회전구동부(320)의 회전속도가 적정수준에 도달할 때까지 천천히 가속되도록 코밍머신(300)의 회전속도를 조절하고, 회전하는 슬라이버(B)로부터 발생하는 정전기의 크기가 1kV미만이 되도록 유지할 수 있다. 특히, 코머(310)를 회전체 등으로 구성하거나, 정속 회전시에도 상대적으로 낮은 회전속도를 유지하도록 제어하면 코머(310)와의 접촉으로 인해 생성될 수 있는 정전기의 크기도 감소시킬 수 있다.

이상과 같이, 혼타면 공정(100S), 소면 공정(200S), 정소면 공정(300S)을 수행하는 과정에서 각 설비의 주행속도, 구동속도, 회전속도 등을 적절히 조절하는 방법을 통해 보다 효과적으로 정전기의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이 각각의 섬유 재료가 분산되어 전체적으로 매우 균질한 조성비를 유지하면서 혼합될 수 있을 뿐만 아니라, 후행하는 공정에서도 정전기력의 영향을 최소화하여 특정 부분이 뭉치는 일 없이 균일한 밀도로 난연성 혼방사(도 1의 1참조)를 제조할 수 있다. 이하, 후행 공정에 대해 차례로 설명한다.

정소면 공정을 통해 정렬되고 균제도가 증가된 슬라이버는 연조 공정(S400)을 수행하면서 굵기가 감소되어 평행화된 연조슬라이버로 제조된다. 연조 공정은 드래프트 롤러(draft roller), 프레셔 바(pressure bar) 등의 설비를 이용하여 서로 다른 슬라이버를 합본하고 연신시키는 방식으로 진행될 수 있으며, 한 차례 이상이 반복적으로 수행될 수 있다.

상기 연조슬라이버는 조방 공정(S500)에서 재차 연신되어 평행도가 증가되고 이를 통해 굵기가 조절된 조사로 제조된다. 즉, 조방 공정은 실(즉, 난연성 혼방사)을 제조하기 전 공정으로 적절한 굵기의 조사를 제조하고 후행 공정에 공급한다. 조방 공정에서 조사는 취급이 용이하도록 1차적으로 최소한의 꼬임을 부여받을 수 있다.

제조된 조사는 정방 공정(S600)을 통해 꼬임을 부여 받고 이를 통해 상기 조사로부터 난연성 혼방사(도 1의 1참조)가 제조된다. 꼬임을 부여 받은 난연성 혼방사는 굵기가 조절되고 강도가 증가되며 전술한 바와 같이 정전기의 영향이 최소화되어 전체적으로 균질하게 제조된다. 정방 공정은 링(ring)이나 트래블러(traveler) 등을 사용한 링 정방법을 이용하여 수행될 수 있으며 보빈 등에 조사를 권취하여 고속 회전시키는 방식으로 진행될 수 있다. 이러한 방식으로 난연성 혼방사를 제조한다.

제조된 난연성 혼방사는 권사 공정(S700)을 통해 서로 적절한 길이로 연결되고 권취되어 출하될 수 있다. 권사 공정에서 난연성 혼방사의 연결부 등에 형성된 결점이나 일부 굵기가 일정치 않은 부분 등을 제거하여 보다 우수한 난연성 혼방사를 제조할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 난연성 혼방사 10: 실리카섬유
20: 폴리에스터섬유 30: 아라미드섬유
100, 100a, 100b, 100c: 플러커 101: 롤러브러쉬
102: 이온발생장치 110: 가이드레일
120: 배출관 130, 230, 330: 인버터장치
140: 믹서 141: 유입관
141a, 141b, 141c: 밸브 200: 소면기
210: 구동롤러 220: 가이드롤러
300: 코밍머신 310: 코머
320: 회전구동부
A: 원면 B: 슬라이버
C: 캔

Claims

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실리카원면, 아라미드원면, 및 폴리에스터원면을 준비하여, 실리카섬유 60~80중량부와, 아라미드섬유 1~10중량부와, 폴리에스터섬유 19~30중량부로 혼합하여 랩(lap)을 형성하는 혼타면 공정;
상기 랩으로부터 이물질을 제거하고 정렬하여 슬라이버(sliver) 형태로 추출하는 소면 공정;
상기 슬라이버의 단섬유를 제거하고 가지런히 정렬하여 균제도를 증가시키는 정소면 공정;
상기 슬라이버를 합본하고 연신시켜 굵기를 감소시키고 평행화하여 연조슬라이버를 제조하는 연조 공정;
상기 연조슬라이버를 재차 연신시켜 평행도를 증가시키고 굵기를 조절하여 조사를 제조하는 조방 공정;
상기 조사에 꼬임을 부여하여 상기 조사로부터 난연성 혼방사를 제조하는 정방 공정; 및
제조된 상기 난연성 혼방사를 연결하여 권취하는 권사 공정을 포함하되,
상기 혼타면 공정을 수행하는 플러커(plucker)의 주행속도와, 상기 소면 공정을 수행하는 소면기(carding machine)의 구동속도와, 상기 정소면 공정을 수행하는 코밍머신(combing machine)의 회전속도는 상기 랩 또는 상기 슬라이버에서 발생되는 정전기가 1kV 미만의 크기를 유지하도록 조절하는 난연성 혼방사의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 혼타면 공정에서 상기 실리카섬유, 상기 아라미드섬유, 및 상기 폴리에스터섬유 중 적어도 하나에 이온을 분사하여 정전기를 제거하는 난연성 혼방사의 제조방법.
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제4항에 있어서,
상기 플러커, 상기 소면기, 및 상기 코밍머신 중 적어도 하나에 연결된 인버터장치로 상기 플러커의 주행속도, 상기 소면기의 구동속도, 및 상기 코밍머신의 회전속도 중 적어도 하나를 제어하는 난연성 혼방사의 제조방법.