KR102240199B1 - 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법 및 그를 이용하여 제직한 타월 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법 및 그를 이용하여 제직한 타월에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 있어서, 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 포함하는 제1 성분과 폴리아미드로 구성된 제2 성분을 복합 방사하여 분할극세사를 제조하는 분할 극세사 제조단계; 상기 분할 극세사를 함유시켜 원단을 제조하는 원단 제조단계; 상기 원단을 수산화나트륨 수용액에 침지하고 롤러로 압착하여 제1 성분과 제2 성분을 분할시키는 분할단계; 및 상기 분할이 원활하도록 숙성하는 숙성단계를 포함하는 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법 및 그를 이용하여 제직한 타월에 관한 것이다.
섬유는 가늘어질수록 굽힘강성이 저하되므로 극세사로 제조된 직물은 매우 소프트한 촉감을 지닐 수 있는 장점이 있기 때문에 극세사 직물의 상품화와 관련된 연구가 매우 활발하게 진전되고 있다. 일반적으로 극세사의 제조방법은 직접방사법, 2성분 분할형 방사법, 2성분 용출형 방사법 3가지로 구분할 수 있다. 직접방사법으로 제조가능한 극세사의 섬도는 0.3~0.5데니어 수준이며, 2성분 분할형 방사법으로 제조가능한 극세사의 섬도는 0.2데니어 수준이고, 2성분 용출형 방사법으로 제조가능한 초극세 섬유의 섬도는 0.001데니어 수준까지 제조할 수 있다.
폴리아미드/폴리에스테르로 구성된 2성분 분할형 복합방사법으로 제조된 0.2데니어 수준의 초극세 섬유를 경편물에 적용할 경우에는 폴리아미드와 폴리에스테르가 비상용성인 관계로 정경 및 제직시 받게되는 장력 또는 마찰에 의하여 나일론과 폴리에스테르가 격리되어 정경성 및 제직성이 불량하게 되며, 기모성도 열악하게 되고, 폴리아미드와 폴리에스테르가 혼재되어 있어서 염색이 어렵고 세탁시 오염되는 세탁견뢰도도 저하된다. 또한, 비의류용이나 산업용으로 용도확대를 위해서는 인열강도 및 마찰견뢰도와 같은 내구성이 개선되어야 한다.
등록특허 제0635251호는 폴리에스테르/폴리아미드 분할형 복합사 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 사이클로 헥산 1,4-디메탄올을 전체 중합물의 글리콜 성분에 대해 1 내지 10 몰% 중합시킨 심색성의 폴리에스테르 중합물을 제 1성분으로 하고, 폴리아미드 중합물을 제 2성분으로 하여 폴리에스테르/폴리아미드 분할형 복합사를 제조함으로써 심색성과 견뢰도를 향상시키는 기술을 개시하고 있으나, 비의류용이나 산업용으로 용도확대를 위한 인열강도 및 마찰견뢰도와 같은 내구성을 개선시키는 기술을 개시하고 있지 않다.
이에, 본 발명자들은 세탁견뢰도와 함께 인열강도 및 마찰견뢰도가 개선된 폴리에스테르/폴리아미드 극세사에 대해 연구하던 중, 분할 극세사의 제1 성분에 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 사용함으로써 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 개선됨을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 분할 극세사의 제1 성분에 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 사용함으로써 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 개선된 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법 및 그를 이용하여 제직한 타월을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 있어서, 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 포함하는 제1 성분과 폴리아미드로 구성된 제2 성분을 복합 방사하여 분할극세사를 제조하는 분할 극세사 제조단계; 상기 분할 극세사를 함유시켜 원단을 제조하는 원단 제조단계; 상기 원단을 수산화나트륨 수용액에 침지하고 롤러로 압착하여 폴리아미드와 폴리에스테르를 분할시키는 분할단계; 및 상기 폴리아미드와 폴리에스테르의 분할이 원활하도록 숙성하는 숙성단계를 포함하는 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 있어서, 상기 타월은 드라잉 타월인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 포함하는 제1 성분과 폴리아미드로 구성된 제2 성분은 폴리에스테르 70 ~ 90 중량부, 그래핀 옥사이드 5 ~ 10 중량부, 폴리이소부틸렌 5 ~ 10 중량부 및 폴리아미드 10 ~ 30 중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조한 드라잉 타월을 제공한다.
본 발명의 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법 및 그를 이용하여 제직한 타월에 따르면, 분할극세사의 제1 성분에 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌이 함유되어 있어서 본 발명의 극세사 타월은 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 현저히 향상되는 우수한 효과를 가진다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월은 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 개선된 것이다. 이러한 본 발명에 따른 극세사로 제직한 타월의 제조방법은 분할 극세사의 제1 성분에 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 사용함으로써 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 개선된 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 관한 것으로, 분할 극세사 제조단계(S10), 원단 제조단계(S20), 분할단계(S30) 및 숙성단계(S40)를 포함한다.
상기 타월은 바람직하게는 드라잉 타월일 수 있다.
분할 극세사 제조단계(S10)는 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 포함하는 제1 성분과 폴리아미드로 구성된 제2 성분을 복합 방사하여 분할 극세사를 제조하는 단계이다.
상기 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 포함하는 제1 성분과 폴리아미드로 구성된 제2 성분은 바람직하게는 폴리에스테르 70 ~ 90 중량부, 그래핀 옥사이드 5 ~ 10 중량부, 폴리이소부틸렌 5 ~ 10 중량부 및 폴리아미드 10 ~ 30 중량부일 수 있다.
일 구현예로서, 제1 성분은 폴리에스테르 수지 80 중량부에 그래핀 옥사이드 7 중량부 및 폴리이소부틸렌 7 중량부를 용해기에 넣고 265℃의 온도에서 혼합하여 제조할 수 있다. 그리고, 제1 성분과 제2 성분을 방사 온도 290℃, 방사속도 3500m/min에 복합방사하여 분할 극세사를 제조한다.
그래핀 옥사이드는 흑연을 강한 산화제로 처리하여 얻은 탄소, 산소 및 수소의 화합물로서, 본 발명에 사용된 그래핀 옥사이드 제조를 위하여, 화학적인 방법에 의해 그라파이트를 한층 한층 분리하여 그래핀옥사이드를 추출하기 위해서 먼저 그라파이트, 황산과 질산나트륨을 섞고 과망간산칼륨을 10℃ 이하에서 천천히 첨가하여 2시간 후 온도를 상온으로 유지시켰다. 그라파이트 내의 단층인 그래핀과 그래핀 사이를 충분히 벌려주기 위해 약 5일간 유지시키고, 5일 후 갈색 페이스트 타입의 물질을 얻고 이것을 다시 5wt% 황산을 이용하여 용액을 만든 후, 소량의 과산화수소를 첨가하여 사이사이가 벌어진 그래핀 층들을 산화시켜 노란색 용액을 얻을 수가 있었다. 이 용액 내부에는 불순물인 많은 양의 금속이온들이 첨가되어 있기 때문에 추가적인 산용액과 증류수를 이용하여 정제와 원심분리(4000 rpm)를 수차례 실시하여 제거한다. 또한, 용액 내부에 산용액을 제거하기 위해 증류수만으로 정제와 원심분리 (4000 rpm) 후 제거한다. 다음으로 내부에 존재하는 수분을 진공오븐으로 제거하여 갈색의 그라파이트옥사이드 파우더를 얻을 수가 있었다. 이렇게 얻어진 파우더의 적당량을 정제수에 분산하여 초음파 처리를 하면 벌어져 있던 그래핀과 그래핀 사이가 초음파에 의해 분리가 되고 이들 용액 내에는 분리가 된 그래핀옥사이드 층들과 분리되지 않은 그라파이트 옥사이드들이 공존해 있다. 이들을 다시 원심분리 (4000 rpm) 처리를 하면 무거운 그라파이트 옥사이드들은 가라앉게 되고 상대적으로 가벼운 그래핀 옥사이드들은 정제수에 분산되어 용액 내에 떠다니면, 그래핀 옥사이드만을 얻기 위해 위에 부유해 있는 용액만을 추출해 내어 이들을 다시 마이크로 필터레이션으로 필터링 하여 수분을 제거하여 그래핀옥사이드 페이퍼를 얻었다. 그래핀옥사이드 페이퍼를 적당량 증류수에 분산시켜 갈색의 그래핀옥사이드 용액을 얻었다.
폴리이소부틸렌은 이소부틸렌의 중합체로서 제1 성분에 있어서 폴리에스테르와 그래핀 옥사이드가 결착될 수 있도록 가교 역할을 한다. 가교 효율을 높이기 위하여 보다 바람직하게는 폴리이소부틸렌을 무수 테트라히드로푸란에 1:1의 중량비로 용해하여 사용할 수 있다.
원단 제조단계(S20)는 분할 극세사를 함유시켜 원단을 제조하는 단계로 분할극세사를 함유시켜 직기로 제조 되는 직물, 편직기로 제조되는 편물, 부직포 등의 원단을 제조하는 단계이다.
분할단계(S30)는 원단을 수산화나트륨 수용액에 침지하고 롤러로 압착하여 제1 성분과 제2 성분을 분할시키는 단계이다. 분할 단계는 상기 원단을 10~20%의 농도의 수산화나트륨 수용액에 침지하고 롤러로 압착하여 제1 성분과 제2 성분을 분할시키는 단계로 20~40℃의 수산화나트륨 수용액에서 원단을 2~10초간 침지한 후 원단에 흡수된 수산화나트륨 수용액을 제거하기 위해 롤러로 압착하는 단계이다. 분할단계에서는 수산화나트륨 수용액이 원단 흡수시키고 과량의 수산화나트륨 수용액으로 폴리에스테르가 과도하게 용융되는 것을 방지되는 하기 위해 롤러로 압착하여 적정수준의 수산화나트륨 수용액이 원단에 흡수되도록 한다. 상기 분할단계에서는 스퀴징 롤러를 사용하여 3~5kg/㎠로 압착하는 것이 바람직하다.
숙성단계(S40)는 분할이 원활하도록 숙성하는단계이다. 숙성단계는 원단을 롤러에 권취시킨 후 40~60℃에서 12~24시간 숙성시키는 것이 바람직하다.
숙성단계 후에 원단을 세척 및 건조하고 염색하는 단계가 진행된다. 이후 제직기를 통해 타월을 제조하게 된다.
본 발명의 극세사로 제직한 타월의 제조방법 및 그를 이용하여 제직한 타월은 분할극세사의 제1 성분에 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌이 함유되어 있어서 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 현저히 향상되는 우수한 효과를 가진다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
<실시예>
폴리에스테르 중합 반응기에서, 테레프탈산에 소듐설포이소프탈산 4.5몰%를 혼합하여 중합하고 슬러리 제조과정에서 아디프산 2.0몰%를 첨가하고 250℃에서 3시간 동안 에스테르 교환반응시킨 후, 280℃에서 3시간 반응시켜 고유점도 0.54인 이용성 폴리에스테르 수지를 얻는다.
제1 성분으로 상기 폴리에스테르 수지 80 중량부에 그래핀 옥사이드 7 중량부 및 폴리이소부틸렌 7 중량부를 용해기에 넣고 265℃의 온도에서 혼합하여 사용하였다.
폴리아미드 중합 반응기에서, 카프로락탐에 헥사메틸렌디아민 0.2몰%를 혼합하여 255℃, 5기압하에서 24시간 반응시킨 후, 추출 건조하여 최종 상대점도 2.67, 말단 아민기가 72mg/kg인 폴리아미드 수지를 얻고, 상기 폴리아미드 수지 20 중량부를 제2 성분으로 사용하였다.
제1성분과 제2성분을 방사 온도 290℃, 방사속도 3500m/min에 복합방사하여 원사의 섬도는 75데니아, 필라멘트 수는 24개로 제사하여 분할 극세사를 제조하였다. 상기에서 제조된 분할 극세사를 사용하여 에어제트 직기를 통해 경사, 위사 밀도 88본/inch 조직의 평조직으로 제직하여 원단을 제조하였다. 상기 제조된 원단을 10% 수산화나트륨 수용액에 상온에서 3초간 침지한 후 스퀴징 롤러 압력 3kg/㎠로 통과시키고 원단을 회전 롤러에 권취한 뒤, 완벽히 밀봉하여 대기온도 50℃의 조건에서 20시간 숙성시켜 제1성분과 제2성분을 분리시키는 공정을 행하였다. 상기 숙성 후에 수세 및 건조하였으며, 건조된 원단을 130℃에서 30분 동안 검정색 염료인 다이아닉스 블랙과 분산제, 대전방지제 및 유연제를 투입하여 염색하였다.
< 비교예>
비교예 1은 상기 실시예와 동일하게 실시하였으나, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부를 사용하였다.
비교예 2는 상기 실시예와 동일하게 실시하였으나, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부 및 그래핀 옥사이드 7 중량부를 사용하였다.
비교예 3은 상기 실시예와 동일하게 실시하였으나, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부 및 폴리이소부틸렌 7 중량부를 사용하였다.
비교예 4는 상기 실시예와 동일하게 실시하였으나, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부 및 카본블랙 7 중량부를 사용하였다.
비교예 5는 상기 실시예와 동일하게 실시하였으나, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부, 카본블랙 7 중량부 및 폴리이소부틸렌 7 중량부를 사용하였다.
<실험예>
상기 실시예 및 비교예에서 제직된 염색 원단의 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도를 측정하여 표 1에 나타내었다.
시험방법은 다음과 같이 진행 하였다.
1. 원단의 인열 강도는 KSK 0536으로 측정하였다.
2. 염색 견뢰도 측정 방법
마찰견뢰도는 KSK 0650, 세탁견뢰도는 KSK 0430으로 측정하였다.
| 구분 | 인열강도(Kg) | 마찰견뢰도 | 세탁견뢰도 | ||
| 경사 | 위사 | 건 | 습 | ||
| 실시예 | 36 | 37 | 5급 | 4급 | 5급 |
| 비교예1 | 11 | 14 | 2급 | 1급 | 1.5급 |
| 비교예2 | 18 | 19 | 2급 | 1급 | 2급 |
| 비교예3 | 15 | 17 | 2급 | 1급 | 2급 |
| 비교예4 | 16 | 18 | 2.5급 | 2.5급 | 3급 |
| 비교예5 | 20 | 22 | 2.5급 | 2.5급 | 3급 |
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예는 인열강도가 36kg 이상으로 높은 수치를 나타내고 있으며, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 모두 4~5급으로 매우 우수한 것을 알 수 있다.
반면, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부를 사용한 비교예 1은 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도 모두 매우 낮은 것으로 나타났다.
또한, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부 및 그래핀 옥사이드 7 중량부를 사용한 비교예 2, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부 및 폴리이소부틸렌 7 중량부를 사용한 비교예 3, 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부 및 카본블랙 7 중량부를 사용한 비교예 4, 및 제1 성분으로 폴리에스테르 수지 80 중량부, 카본블랙 7 중량부 및 폴리이소부틸렌 7 중량부를 사용한 비교예 5의 경우 인열강도가 소폭 증가하기는 하였으나 실시예 대비 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도 모두 낮은 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명의 극세사 타월은 분할극세사의 제1 성분에 폴리에스테르, 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌을 사용함으로써 그래핀 옥사이드 및 폴리이소부틸렌간의 상승 작용으로 인열강도, 마찰견뢰도 및 세탁견뢰도가 현저히 향상되는 우수한 효과를 가진다.
한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
Claims (4)
- 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법에 있어서,
폴리에스테르 70 ~ 90 중량부, 그래핀 옥사이드 5 ~ 10 중량부 및 폴리이소부틸렌 5 ~ 10 중량부를 포함하는 제1 성분과 폴리아미드로 구성된 제2 성분을 복합 방사하여 분할극세사를 제조하는 분할 극세사 제조단계;
상기 분할 극세사를 함유시켜 원단을 제조하는 원단 제조단계;
상기 원단을 수산화나트륨 수용액에 침지하고 롤러로 압착하여 상기 제1 성분과 제2 성분을 분할시키는 분할단계; 및
상기 분할이 원활하도록 숙성하는 숙성단계;
를 포함하는 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 타월은 드라잉 타월인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리아미드로 구성된 제2 성분은 폴리아미드 10 ~ 30 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르/폴리아미드 극세사로 제직한 타월의 제조방법.
- 제2항에 따른 제조방법으로 제조한 드라잉 타월.
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