KR102427942B1

KR102427942B1 - 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물 원단과 이를 이용한 스웨이드조 자동차 내장재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102427942B1
Application number: KR1020210190225A
Authority: KR
Inventors: 남택욱
Original assignee: 주식회사 엘앤티 머티리얼즈
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-08-02

Abstract

본 발명은 스웨이드로서 요구되는 물성을 만족하면서 부드러운 감촉 및 충진감 등의 감성이 우수한 자동차 내장재를 제조하기 위한 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물원단과 상기 편물원단을 이용하여 폴리우레탄 디핑 처리 없이 제조되는 자동차 내장재 및 이를 제조하기 위한 제조방법에 관한 것이다

Description

폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물 원단과 이를 이용한 스웨이드조 자동차 내장재 및 그 제조방법 { A knitting fabrics including PET latent crimping yarn and suede-like automobile interior materials using the same and manufacturing method of thereof }

본 발명은 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물 원단과 이를 이용한 스웨이드조 자동차 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 내장재로서 요구되는 물성을 만족하면서 부드러운 감촉 및 충진감 등의 고감성을 갖는 자동차 내장재를 제조하기 위한 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물 원단과 상기 편물 원단을 이용하여 폴리우레탄 수지의 함침 처리 없이 제조되는 자동차 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차 내장재는 자동차의 내부를 이루고 있는 좌석이나 천정과 문의 마감재를 비롯해 안전에 중요한 역할을 하는 인스트루먼트 패널 등을 가리킨다. 상기 자동차 내장재의 대표적인 기능으로는 장식성과 안전, 편의성 등을 들을 수 있다. 구체적으로 열기나 냉기의 보존 또는 차단을 위한 단열 기능과, 소음과 관련된 차음 및 흡음 기능 및 만일의 상황에서 외부의 충격으로부터 탑승자를 보호하기 위한 충격 완화 기능 등이 있다.

이러한 자동차 내장재의 표면을 형성하는 표피재는 탑승자와 인접되어, 지속적으로 신체적 접촉이 있는 부분이므로 디자인 측면에서 중요한 기능을 담당하고 있다. 이러한 표피재는 종래부터 고급스러운 감성을 위해 스웨이드(suede) 조직이 많이 사용되어 왔다.

상기와 같은 스웨이드 조직은 대부분 폴리우레탄 인공피혁의 제조방법에 의해 제조되고 있다. 즉, 상기 폴리우레탄 인공피혁의 제조공정은 크게 건식법과 습식법으로 분류된다. 상기 건식법은 이형지에 1액형 폴리우레탄수지를 도포한 후 열실에서 건조하여 용제를 증발시킴으로써 막을 형성하고, 형성된 막 위에 2액형 폴리우레탄수지를 도포한 후 백킹 소재로 직물, 편물, 부직포 등을 접착시켜 건조한 다음 보온실에서 하루 동안 가교시켜 인공피혁을 제조하는 방법이다.

또한 습식법은 1액형 폴리우레탄수지를 백킹소재인 직물, 편물, 부직포 등에 도포한 후 물속을 통과시켜 유기용제를 추출함으로써 폴리우레탄수지가 응고되어 고형체인 막을 형성하고, 이를 열실에서 건조하여 인공피혁을 얻게 되는 방법이다. 이때 유기용제가 빠져나온 부분에는 미세한 셀의 미세다공이 형성되게 된다.

이러한 폴리우레탄 인공피혁의 제조방법은 그 공정상 필수적으로 유기용제가 사용되고 있으나 이러한 유기용제의 사용은 전 세계적으로 환경공해 문제를 일으키고 있다. 또한 유기용제는 발암성 물질로 알려져 있어 최종제품인 인공피혁에 잔류하게 될 경우 인체에 유해하다는 문제점이 있다.

따라서 무용제 타입의 폴리우레탄 인공피혁의 제조에 대하여 전 세계적으로 연구가 진행되고 있으나, 적당한 원료제조의 어려움, 원료의 빠른 경화로 인한 제조공정상의 어려움, 제품의 불균일성 및 종래 인공피혁과 비교시 제품의 질저하 등의 문제로 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

자동차 내장재용 스웨이드조 인공피혁의 제조방법에 대한 종래기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-1299016호에는 평균 단섬유 섬도가 0.001dtex 이상 0.5dtex 이하인 극세 섬유로 이루어지는 부직포에 자기 유화형 폴리우레탄을 함유한 피혁형태 시트상물로서, 대한민국 등록특허공보 제 10-2186167호에는 CDP(cation dyeable polyester)원사로 원단을 제직하고, 제직된 CDP원단을 특정의 바탕색으로 염색한 후 기모 가공하여 CDP부직포를 준비하는 부직포준비단계와, 상기 CDP부직포를 수분산 폴리우레탄 수지에 함침시킨 후 스퀴즈롤러로 압착하는 제1 PU함침단계 및 제 2 PU 함침단계와, 제1, 2 건조단계와, 버핑단계와, 포일프린팅단계를 포함하는 빈티지룩 스웨이드조 인공피혁의 제조방법이 개시되어 있다.

그런데 상기 종래기술에 따른 자동차 내장재용 스웨이드조 인공피혁은 제조시 용제를 포함하는 폴리우레탄 수지를 사용하고 있다는 한계가 있고, 천연 가죽을 대체하기 위한 방안으로 개발이 진행되고 있으나, 표면 질감이 떨어지고, 내광성 및 내열성이 불량한 문제점을 갖는다.

또한, 부직포 소재를 사용하거나 또는 편물을 사용하여 천연가죽과 유사한 감성을 발현하는 자동차 내장용 소재를 개발하고 있으나, 이는 스웨이드조의 발현이 어렵고, 고감성을 갖는 제품의 개발이 어렵다는 문제점을 갖는다.

본 발명은 부직포가 아닌 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물 원단을 이용하여 폴리우레탄 수지의 함침처리 없이 스웨이드조의 기모원단을 제조하고, 또한 이를 이용하여 제조되는 자동차 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스웨이드조 자동차 내장재 제조용 편물원단은, 파일조직을 형성하는 복합사로서, 섬유형성성분(F)인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 용출성분(S)인 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 함께 복합방사된 해도사 또는 분할사로 제조되는 폴리에스테르 극세사와, 10% 이상의 비수수축율(%)을 갖는 폴리에스테르 고수축사가 인터밍글링되어 제조된 복합사 및 지조직(10)을 형성하는 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사를 포함하고, 상기 폴리에스테르 잠재권축사의 탄성회복률은 25 ∼ 45 %이고, 신도는 20 ~ 40 %이고, 상기 폴리에스테르 잠재권축사의 섬도는 30 내지 150 데니어이고, 상기 폴리에스테르사는 30 내지 75 데니어이며, 상기 지조직(10)은 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사이며, 상기 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사와 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사는 재생 폴리에틸렌테레프탈레이트이거나 또는 항균사 또는 원착사인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 자동차 내장재의 제조방법은, ⅰ) 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사를 인터밍글링하여 복합사를 제조하는 복합사 제조단계(S100); ⅱ) 상기 인터밍글링된 복합사와 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 섬유를 함께 경편하여 편물원단을 제조하는 편물제조단계(S200); ⅲ) 상기 편물제조단계(S200)에서 제조되는 편물원단을 염가공하는 염가공 단계(S300); 및 ⅳ) 상기 편물원단을 후가공하는 후가공 단계(S400);를 포함하고, 상기 염가공 단계(S300)는, 상기 편물원단을 열수축하는 열수축 단계와, 상기 편물원단을 프리세팅(pre-setting)하는 프리세팅 단계와, 상기 편물원단을 용출하는 용출 단계 및 상기 편물원단을 염색하는 염색 단계로 구성되고, 상기 후가공 단계(S400)는, 상기 편물원단을 기모하는 기모 단계와, 상기 편물원단을 샤링(shearing)하는 샤링 단계와, 상기 편물원단을 텀블링(tumbling)하는 텀블링 단계 및 상기 편물원단을 세팅하는 세팅 단계로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 편물제조단계(S200)는 3개의 바아(L1, L2, L3 bar)를 사용하여 편성하되, 상기 3개의 바아는 지조직(10)을 형성하는 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2)와, 파일조직을 형성하는 프런트 바아(L3)로 구성되고, 상기 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2)에는 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사를 공급하고, 상기 프런트 바아(L3)에는 상기 복합사가 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물원단은 표면 질감이 우수하고, 내광성 및 내열성이 우수한 스웨이드조를 갖는 기모원단을 제공할 수 있는 효과를 갖는다. 특히, 폴리우레탄 수지의 함침 처리 없이 스웨이드조의 기모원단을 제조함으로써, 유기용제를 사용하지 아니하여 친환경적이며, 고감성을 갖는 자동차 내장재를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 자동차 내장재는 제조시 염가공 및 후가공 단계의 작업 조건에 따라 다양한 제품을 제조할 수 있고, 표면에 기모가 형성되어 천연피혁에 더욱 가까운 촉감을 얻을 수 있다. 특히, 세균번식 및 오염을 방지할 수 있고, 일광에 의한 색상의 변색과 마모됨이 없이 내구성이 뛰어난 자동차 내장재를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장재의 제조 공정도이며,
도 2는 폴리에스테르 극세사를 제조하기 위한 해도사와 분할사의 단면 모식도이고,
도 3은 본 발명에 따른 파일원단의 조직도이고,
도 4는 본 발명에 따른 자동차 내장재 제조용 기모원단의 단면 모식도이다.

본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

아래에서는 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물 원단과 이를 이용한 스웨이드조 자동차 내장재 및 그 제조방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장재의 제조 공정도이며, 도 2는 폴리에스테르 극세사를 제조하기 위한 해도사와 분할사의 단면 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 파일원단의 조직도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차 내장재 제조용 기모원단(100)의 단면 모식도이다.

본 발명에 따른 자동차 내장재의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, ⅰ) 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사를 인터밍글링하여 복합사를 제조하는 복합사 제조단계(S100); ⅱ) 상기 인터밍글링된 복합사와 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 섬유를 함께 경편하여 편물원단을 제조하는 편물제조단계(S200); ⅲ) 상기 편물제조단계(S200)에서 제조되는 편물원단을 염가공하는 염가공 단계(S300); 및 ⅳ) 상기 편물원단을 후가공하는 후가공 단계(S400);를 포함하는 것이 바람직하다.

이를 상세하게 살펴보면 아래와 같다.

복합사 제조단계(S100)

본 발명에 따른 상기 복합사 제조단계(S100)는 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사를 인터밍글링(Intermingling, 일명 “인팅”이라고도 함) 함으로써, 복합사를 제조하는 단계를 가리킨다. 상기 인터밍글링은 실온에서 서로 평행하게 공급되는 상기 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사를 향해 인터밍글링 장치로부터 분사되는 에어(Air)에 의해 복합사를 제조하게 된다. 상기와 같은 인터밍글링 공정에 의해 제조되는 복합사의 집속성, 해사성, 마찰견뢰도 및 강도를 높힐 수 있게 된다.

본 발명에 따른 편물원단을 제조하기 위한 상기 복합사는 폴리에스테르 극세사와, 폴리에스테르 고수축사가 인터밍글링되어 제조되는 것이 바람직하다.

상기 인터밍글링 공정은 준비된 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사를 인터밍글링 즉, 실의 중간중간을 에어(Air)로 찝어 주어 실이 풀리거나 부풀어오르는 것을 방지하도록 복합사를 제조하는 공정을 가리킨다.

상기 인터밍글링 공정은 인터밍글링 장치에서 고압공기에 의해 공급되는 섬유를 교락 처리하여 복합사를 형성하는데, 이러한 고압공기를 공급하는 노즐의 직경에 따라 복합사의 두께가 결정되고, 사군을 교락시키는 교락체결력이 좌우되는 특성을 지닌다.

즉, 상기 인터밍글링 공정을 통해 제조된 복합사는 후술되는 편물제조단계(S200)에서의 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 섬유와 원활하게 경편되도록 하기 위해 풀리거나 부풀어오르지 않도록 하기 위함이다.

본 발명에 따르면, 상기 복합사 제조단계(S100)에서 사용되는 폴리에스테르 극세사는 해도사 또는 분할사일 수 있다. 상기 해도사는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 알칼리 이용성(易溶性)을 갖는 해성분 수지가 용출성분(S)으로, 최종적으로 극세사 필라멘트가 되는 도성분 수지가 섬유형성성분(F)으로 제조되는 극세사를 가리킨다. 상기 해도사의 단면은 바다에 여러 개의 섬이 있는 듯한 형태로 제조된다.

상기 해도사는 사가공, 제직준비, 제직 또는 편직 공정까지는 일반적인 원사와 거의 동일하고, 원단의 제조 이후에 해성분인 용출성분(S)을 알칼리에 의해 용출하여 제거하면 도성분인 섬유형성성분(F) 만으로 이루어진 극세사를 제조할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 상기 해도사는 알칼리 이용성을 갖는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, 이하 PET)를 해성분인 용출성분(S)으로, 또한 PET를 도성분인 섬유형성성분(F)으로 하여 제조될 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 폐 PET로부터 물질재생방법 또는 화학재생방법을 통해 재생된 PET를 도성분인 섬유형성성분(F)으로 하여 해도형 복합섬유용 방사장치를 이용하여 용융방사 및 연신함으로써 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 폴리에스테르 극세사는 분할사 형태로 제조될 수 있다. 상기 폴리에스테르 극세사를 제조하기 위한 분할사는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 용출성분(S)과 섬유형성성분(F)이 함께 복합 혹은 혼합방사된 후 화학적 또는 물리적 방법에 의하여 상기 용출성분(S)을 제거하거나 또는 분할하여 제조되는 섬유를 가리킨다.

본 발명에 따르면, 상기 폴리에스테르 극세사를 제조하기 위한 분할사는 상기 분할사에 포함된 용출성분(S)을 알칼리에 의해 용출하여 제거함으로써, 극세사를 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 편물원단의 파일조직은 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사가 인터밍글링되어 제조된 복합사를 이용하여 제조할 수 있다.

상기 파일조직을 제조하기 위한 폴리에스테르 극세사는 위에서 살핀 바와 같은 해도사 또는 분할사로 제조할 수 있고, 이때 상기 폴리에스테르 극세사의 섬도는 40 데니어 내지 100 데니어이고, 필라멘트수는 20 내지 50 개인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 극세사는 섬유형성성분(F)인 PET와 용출성분(S)인 공중합 PET가 함께 복합방사되어 제조될 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 섬유형성성분(F)인 PET는 재생 PET로 구성되는 것이 특히 바람직하다.

또한, 상기 해도사 형태로 제조되는 폴리에스테르 극세사의 해성분인 용출성분(S)은 알칼리에 의해 용출을 용이하게 하기 위하여, 상기 PET에 일정량의 알칼리 이용성 모노머 즉, 디메틸이소술포네이트나트륨염, 네오펜틸글리콜, 이소프탈산, 폴리알킬렌글리콜, 디에틸렌글리콜 또는 아디프산 등을 공중합 및/또는 블랜딩함으로써 제조될 수 있다.

본 발명에서 상기 섬유형성성분(F)인 도성분 수지는 폐 PET의 스크랩을 단순 압출하여 PET 칩(chip)으로 제조하여 재활용하는 물질재생방법 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 이용하여 폐 PET를 글리콜리시스(glycolysis)하여 올리고머를 제조하는 화학재생방법에 의해 제조되는 재생 PET가 모두 사용가능하다.

또한 용출성분(S)인 해성분 수지는 위에서 살핀 바와 같이 알칼리 용액에 의해 용이하게 용해되는 폴리머를 사용할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 폴리에스테르 극세사는 재생 PET를 이용하여 제조되는 섬유형성성분(F)과, 알칼리 이용성 공중합 PET를 이용하여 제조되는 용출성분(S)을 포함하고, 상기 폴리에스테르 극세사의 단면에 있어서, 상기 용출성분(S)과 섬유형성성분(F)이 인접하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사는 항균성을 갖는 것일 수 있다. 이는 항균물질을 혼합하여 함께 방사된 항균사 또는 일반 폴리에스테르 원사를 후가공을 통해 항균물질을 코팅한 항균사일 수 있다.

상기와 같이 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사가 항균성을 갖게 되면 자동차 내장재의 제조시 세균 번식 및 오염 등을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시에에 따르면, 상기 상기 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사는 원착사를 사용할 수 있다. 상기 원착사는 폴리에스테르 칩(chip)에 카본 블랙 등과 같은 착색 물질을 혼합하여 마스터 칩을 제조한 후, 상기 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 함께 투입하여 용융 방사하고 연신하여 제조하는 섬유를 가리킨다.

상기와 같이 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사를 원착사로 사용하게 되면 자동차 내장재의 제조시 일광에 의한 변색을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 제조되는 폴리에스테르 극세사는 상기 용출성분(S)을 용출한 후에 단사섬도가 0.01 내지 0.5 데니어인 것이 바람직하다.

또한 상기 편물원단의 파일조직을 형성하는 복합사의 제조시 상기 폴리에스테르 극세사와 함께 인터밍글링되는 폴리에스테르 고수축사는 섬도가 20 내지 50 데니어인 폴리에스테르사를 사용할 수 있다. 이때 상기 폴리에스테르 고수축사는 10 % 이상의 비수수축율(%)을 갖는데, 상기 비수수축율(%)은 아래의 (식 1)에 의해 계산될 수 있다.

여기서, L₁은 섬유의 수축 전 길이이고, L₂는 상기 섬유를 비수에 15분 동안 침지시켜 수축되도록 한 후 측정한 상기 섬유의 길이이다.

본 발명에 따르면 복합사를 제조하기 위한 상기 인터밍글링 공정시, 에어를 분사하는 노즐의 직경은 1.0 내지 1.5 mm가 바람직하며, 또한 인터밍글링 공정시 섬유에 분사되는 에어의 압력은 1.0 내지 2.0 ㎏f/㎠이고. 인터밍글링 개수는 50 내지 150 개/m인 것이 특히 바람직하다. 상기와 같이 인터밍글링된 복합사는 이후에 권취장치에서 400 내지 500 RPM의 속도로 권취될 수 있다.

이때, 상기 인터밍글러 장치에 구비되는 교락처리를 위한 노즐의 직경이 1.0 mm 미만이면 상기 노즐에서 발생하는 저항으로 인하여 압축공기의 압력이 지나치게 커져서 에너지가 너무 많이 소모되며, 상기 노즐의 직경이 1.5 mm를 초과하면 상기 노즐에서 공급되는 압축공기의 압력이 부족하여 교락체결력이 저하된다.

또한, 인터밍글링 장치의 노즐을 통해 분사되는 에어의 압력은 1.0 내지 2.0 kgf/㎠ 인 것이 바람직하다. 상기 인터밍글링 장치로 공급된 섬유를 교락하기 위하여 노즐을 통해 분사되는 에어의 압력이 1.0 kgf/㎠ 미만이면 노즐을 통해 공급되는 고압공기의 압력 부족으로 인하여 섬유가 교락되지 않으며, 에어의 압력이 2.0 kgf/㎠을 초과하면 상기 노즐을 통해 공급되는 압축공기의 압력 과다로 인하여 섬유가 엉켜져서 부분적으로 뭉치는 현상이 발생하게 된다.

또한 상기 복합사의 인터밍글링 개수는 50 내지 150 개/m인 것이 바람직하며, 50 개/m 미만인 경우에는 공급되는 섬유가 교락되는 것이 아니라 엉키는 단점이 발생하게 된다. 또한 상기 복합사의 인터밍글링 개수가 150 개/m를 초과하는 경우에는 섬유의 접합성이 떨어지기 때문에 편직할 때 밀림현상이 나타나는 단점이 발생한다.

따라서 본 발명에 따르면, 인터밍글링 공정시 섬유에 분사되는 에어의 압력은 1.0 내지 2.0 ㎏f/㎠이고. 인터밍글링 개수는 50 내지 150 개/m이며, 에어를 분사하는 노즐의 직경은 1.0 내지 1.5 mm 인 것이 특히 바람직하다.

상기와 같이 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사를 인터밍글링하여 복합사를 제조한 후에는 상기 인터밍글링된 복합사와 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 섬유를 함께 경편하여 편물원단을 제조하는 편물제조단계(S200)를 거치게 된다.

이때 상기 인터밍글링된 복합사는 편물원단에서 파일조직을 형성하고, 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 섬유는 상기 파일조직의 하부에 형성되는 지조직(10)을 형성하게 된다.

편물제조단계(S200)

상기와 같이 복합사 제조단계(S100)에서 제조되는 복합사는 이후에 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사와 함께 경편하여 편물원단을 제조하는 편물제조단계(S200)를 거치게 된다.

본 발명에 따른 자동차 내장재 제조용 편물원단은 파일조직을 형성하는 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사가 인터밍글링되어 제조된 복합사와, 지조직(10)을 형성하는 섬유로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 지조직(10)을 형성하는 섬유로는 폴리에스테르 잠재권축사와 폴리에스테르사를 함께 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 잠재권축사는 서로 다른 2종 이상의 폴리머를 사이드 바이 사이드(side-by side) 형상, 땅콩(peanut) 형상 또는 에그 (egg) 형상을 갖도록 복합방사하여 제조되고, 원단의 제조후 열을 가하게 되면 크림프(crimp)가 발현되는 섬유를 가리킨다.

이러한 폴리에스테르 잠재권축사는 폴리머 자체의 신축성이 아닌 점도차에 의한 발생된 컬(curl)에 의존하여 탄성복원력을 발휘하는 특성을 갖는다.

일반적으로 폴리에스테르 잠재권축사는 폴리머로서 서로 다른 점도를 갖는 폴리에스테르를 조합하여 단면 형상을 사이드 바이 사이드(side-by side) 형상, 땅콩(peanut) 형상 또는 에그 (egg) 형상을 갖도록 복합방사함으로써 탄성복원력을 부여할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 폴리에스테르 잠재권축사는 점도가 상이한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)를 조합하거나 또는 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate) 또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Poly trimethylene terephthalate)를 조합하여 제조될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르는 앞에서 살핀 바와 같은 재생 PET로 구성될 수 있다. 즉, 상기 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사는 폐 PET의 스크랩을 단순 압출하여 PET 칩(chip)으로 제조하여 재활용하는 물질재생방법 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 이용하여 폐 PET를 글리콜리시스(glycolysis)하여 올리고머를 제조하는 화학재생방법에 의해 제조되는 재생 PET가 모두 사용가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 상기 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사는 항균성을 갖거나 또는 원착사를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 편물원단은 도 4에 도시된 바와 같이 파일조직과 상기 파일조직이 안착되는 지조직(10)으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 편물제조단계(S200)에서 사용되는 경편기는 3바(BAR)로 구성되며 상기 편물원단의 제직밀도는 20 내지 30 개/cm이고, 평량은 100 내지 500 g/m² 인 것이 바람직하다.

상기와 같이 편직되는 편물원단에서 폴리에스테르 극세사와, 폴리에스테르 고수축사가 인터밍글링되어 제조된 복합사는 파일조직을 형성하고, 폴리에스테르 잠재권축사와 폴리에스테르사는 함께 상기 파일조직의 하부에 구비되는 지조직(10)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 편물원단에서 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사가 인터밍글링되어 제조된 복합사는 파일조직을 형성함으로써, 복합사 특유의 우수한 드레이프성, 탄력성, 인장강도를 발현하고, 이후에 제조되는 기모층(50)이 소프트한 촉감을 부여하며, 천연스웨이드의 특성을 발현하게 되고, EASY-CARE성을 부여할 수 있게 된다.

또한 폴리에스테르 잠재권축사와 레귤러 폴리에스테르사를 함께 경편하여 지조직(10)을 형성함으로써, 복원력이 우수하고, 수요자의 요구에 따라 적합한 신축성, 태 및 촉감을 유지할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 지조직(10)을 형성하기 위한 섬유는 폴리에스테르 잠재권축사와 레귤러 폴리에스테르사와 함께 사용할 수 있다.

또한 상기 지조직(10)을 형성하기 위한 폴리에스테르 잠재권축사의 섬도는 50 내지 100 데니어이고, 상기 폴리에스테르사는 30 내지 75 데니어인 것이 바람직하다. 특히 상기 폴리에스테르 잠재권축사의 탄성회복률은 25 ∼ 45 %이고, 신도가 20 ~ 40 % 인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 편물제조단계(S200)에서 3-Bar 트리코트 경편기를 사용할 경우, 상기 편물제조단계(S200)에서 편직은 상기 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사가 함께 인터밍글링된 복합사와, 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사를 이용하여 3 바아(L1, L2, L3) 트리코트 경편기를 통해 경편직하여 제조할 수 있다.

즉, 지조직(10)을 형성하는 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2) 및 파일조직을 형성하는 프런트 바아(L3)로 구성된 3 바아(L1, L2, L3) 트리코트 경편기를 이용하여 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 편물원단은 3-바아 트리코트 경편기에 의해 편직할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 이때 상기 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2)에는 폴리에스테르 잠재권축사와 폴리에스테르사를 함께 공급하여 지조직(地組織, 10)을 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 따르면, 상기 지조직(10)을 형성하는 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2)에는 모두 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사를 공급하여 지조직(10)을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 프런트 바아(L3)에 공급되는 섬유는 상기 복합사로 구성되어 파일조직을 형성하도록 제편될수 있다.

본 발명에 따른 편물원단은 도 4에 도시된 바와 같이 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2)에 의해 지조직(10)이 편성되며, 파일조직은 프런트 바아(L3)에 의해 상기와 같이 형성되는 지조직(10)의 상부에 형성된다.

이때 백 바아(L1) 및 미들 바아(L2)에는 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사를 공급하여 지조직(10)을 형성할 수 있다.

또한, 프런트 바아(L3)에는 상기 복합사를 공급하고, 이들을 교편시켜 경편직함으로써 본 발명에 따른 폴리에스테르 잠재권축사를 포함하는 편물원단을 제조하게 된다. .

상기 파일조직은 제조되는 편물원단을 이용하여 기모 단계와 샤링 단계 및 텀블링 단계를 거쳐 상기 파일조직이 절단되어 도 4에 도시된 바와 같이 기모층(50)을 형성하게 된다. 이에 따라 상기 편물원단이 스웨이드조의 표면을 갖게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 파일원단은 특히 트리코트 원단이 바람직하다. 상기 트리코트 원단은 원단 자체의 신축성이 우수하고, 기모층(50)에 의한 스웨이드 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 원단이 매우 부드럽고 내구성이 우수한 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 편물원단은 차량용 내장재뿐 아니라, 일반 의류로는 물론, 구두 갑피 등과 같은 잡화용품 등으로 적용될 경우 촉감이 부드럽고 탄성이 우수하여 천연 스웨이드와 같은 고급스러운 느낌을 제공할 뿐만 아니라 가볍고 통기성이 우수하고 일광에 의한 색상의 변색 내지는 마모됨이 없이 내구성이 뛰어난 특징을 갖는다. 특히 자동차 내장재의 제조시 염가공 및 후가공 단계의 작업 조건에 따라 다양한 제품을 제조할 수 있는 특징을 또한 갖는다.

염가공단계(S300)

상기와 같이 제조된 편물원단은 이후에 염가공하는 염가공 단계(S300)를 거치게 된다. 본 발명에 따르면 상기 염가공 단계(S300)는 상기 원단을 열수축하는 열수축 단계와, 상기 원단을 프리세팅(pre-setting)하는 프리세팅 단계와, 상기 폴리에스테르 극세사에 포함된 용출성분(S)을 용출하는 용출 단계 및 상기 원단을 염색하는 염색 단계로 구성되는 것이 바람직하다.

먼저 상기 열수축 단계는 편물원단의 파일조직에 포함된 폴리에스테르 고수축사에 열을 가하여 상기 폴리에스테르 고수축사의 수축성에 의해 화학약품을 사용하지 않고 요철을 형성하도록 하기 위함이다. 상기 편물원단이 제편된 후 상기 편물원단에 열을 직접적으로 가하거나 뜨거운 물속으로 투입하여 상기 폴리에스테르 고수축사의 수축성을 유발시키게 된다. 즉, 상기 폴리에스테르 고수축사에 부분적 또는 전체적으로 열이 가해지면 수축되는 성질에 의해 소정의 길이로 수축하게 되고 수축성이 없는 폴리에스테르 극세사는 상기 폴리에스테르 고수축사에 의해 원단 표면으로 돌출되는 요철을 형성하게 된다.

상기 열수축 단계가 완료되면, 상기 편물원단은 프리세팅 단계를 거치게 된다. 상기 프리세팅은 염색 전에 수행하는 것이 바람직하고, 특히 파일조직이 곧게 뻗는 특성이 발현되게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 프리세팅 단계에서는 상기 편물원단을 215 내지 225 ℃의 온도에서 20 내지 30m/분의 이동속도로 처리함으로써 프리세팅 단계를 수행하게 된다.

또한, 상기 용출 단계는 상기 폴리에스테르 극세사에 포함된 섬유형성성분(F)을 둘러 싸고있는 용출성분(S)을 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출성분(S)을 용출하여 제거하기 위한 단계를 가리킨다.

구체적으로 상기 편물원단을 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 폴리에스테르 극세사에 포함된 용출성분(S)을 용출하여 제거함으로써 나머지 섬유형성성분(F)으로 극세사를 제조하기 위한 단계를 가리킨다.

본 발명에 있어서, 상기 용출성분(S)의 용출단계는 상기 편물원단을 상온 ~ 130 ℃의 알칼리 수용액으로 10 ~ 120 분 동안 처리하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 용출성분(S)이 용출된 편물원단은 이후에 염색단계를 거치게 된다. 상기 염색단계는 분산염료 등을 이용하여 공지된 방법에 의해 수행할 수 있다. 상기 염색단계는 상기 용출단계를 통해 상기 용출 성분이 용출된 편물을 원하는 색상을 갖도록 수행하는 단계를 가리킨다.

구체적으로, 상기 염색단계는 110 내지 140 ℃에서 분산염료를 이용하여 염색하는 단계일 수 있다. 상기 염색단계에서 온도가 110 ℃ 미만일 경우에는 섬유에 분산 염료가 잘 침투되지 않아 염색 효율이 저하되고, 상기 온도가 140 ℃를 초과하는 경우에는 염료가 분해되어 염색 효율이 저하되므로 상기 범위 내의 온도에서 염색하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 편물원단의 염색단계는 본 기술 분야에서 공지된 기술이므로 이와 관련한 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 염색단계를 수행함으로써, 본 발명에 따른 편물원단을 염가공하는 염가공 단계(S300)를 마치게 된다.

후가공단계(S400)

상기와 같이 염가공 단계(S300)를 수행한 편물원단은 이후에 상기 편물원단을 후가공하는 후가공 단계(S400)를 거치게 된다. 본 발명에 따르면, 상기 후가공 단계(S400)는, 원단을 기모하는 기모 단계와, 상기 편물원단을 샤링(shearing)하는 샤링 단계와, 상기 편물원단을 텀블링(tumbling)하는 텀블링 단계 및 상기 편물원단을 세팅하는 세팅 단계로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 후가공단계(S400)를 거침으로써, 상기 편물원단의 표면에 기모층(50)이 형성되어 스웨이드조의 표면을 갖는 기모원단(100)이 제조될 수 있다.

이를 상세하게 살펴보면, 상기 기모단계는 상기 파일원단의 파일조직을 절단하여 도 4와 같이 기모층(50)을 형성하는 단계를 가리킨다. 상기 기모단계는 기모기에 의해 진행될 수 있으며, 기모단계에서 파일조직이 기모되면서 지조직(10)에 구멍이나 절단 등의 현상이 발생하지 않도록 주의해야 한다.

상기 기모단계에서 상기 파일원단을 기모기로 10 ~ 14회 처리하여 기모의 밀도는 240 ~ 250 Gr./㎡, 이고, 길이는 3 ~ 5 ㎜인 기모층(50)을 형성하게 된다.

상기와 같이 기모단계를 마친 편물원단은 이후에 샤링단계를 거치게 된다. 상기 샤링단계는 기모층(50)을 일정한 길이로 절단함으로써, 상기 기모층(50)의 불규칙성과 깔끔하지 못한 외관을 한층 더 규칙적이고 아름답게 처리해주는 공정으로서 숙련된 기술적 노하우가 요구된다.

상기 샤링단계를 마친 편물원단은 이후에 텀블링 단계를 거치게 된다. 상기 텀블링단계는 샤링단계를 완료한 편물원단에 대해 부가적인 부드러움과 내추럴한 외관을 부여하기 위하여 텀블러를 이용하여 수행하게 된다. 이러한 텀블러는 배치식과 연속식이 있고, 본 발명에서는 생산 효율을 위해 연속식 텀블러를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 연속식 텀블러는 강력한 공기압을 이용하여 상기 편물원단을 타격판에 강하게 불어주어 상기 편물원단과 타격판의 충격을 통해 원단에 부드러움을 부여하고, 원단 표면의 와샤효과(washer)를 부여하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 텀블링단계는 상온에서 연속식으로 수행될 수 있고, 이때 포속은 3 내지 50 m/분인 것이 바람직하다.

상기와 같이 텀블링단계를 마친 편물원단은 이후에 세팅단계를 수행하게 된다. 텀블링 단계를 마친 편물원단이 세팅기의 망 벨트에 안내되어 망 벨트와 140 ∼ 150 ℃의 히터내장 로울러 사이를 통과하면서 건조됨과 동시에 기모층(50)이 열고정(세팅)된다. 상기 세팅단계에 의해 편물원단의 기모층(50)의 조직이 치밀하게 되고, 스웨이드 효과가 극대화되는 효과가 있다.

상기와 같이 세팅단계를 완료함으로써, 본 발명에 따른 자동차 내장재를 제조할 수 있는 기모원단(100)의 제조가 완료된다. 즉, 상기와 같이 제조되는 기모원단(100)은 이후에 합포하여 압착성형한 후 금형으로부터 취출하게 되면 자동차 내장재의 제조가 완료될 수 있다.

상기와 같은 단계를 거쳐 제조되는 기모원단(100)은 스웨이드조를 갖는 자동차 내장재를 제조할 수 있으며, 부드러운 감촉 및 충진감 등의 감성이 우수한 효과가 있다. 따라서 본 발명에 따른 기모원단(100)은 차량용 내장재로서, 헤드라이너 또는 도어 트림, 필러, 크러쉬 패드, 선바이저, 패키지 트레이, 시트커버, 및 트렁크 매트 등으로 적용이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 기모원단(100)은 부드러운 감촉과 보온력이 우수하여 의류용으로 사용이 가능하며, 또한 스웨이드조의 발현이 우수하여 신발 또는 가방 등과 같은 잡화용품으로 적용이 가능하다. 그리고 본 발명에 따른 기모원단(100)을 이용하여 자동차 내장재의 제조시 염가공 및 후가공 단계의 작업 조건에 따라 다양한 제품을 제조할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 기모원단
10 : 지조직
50 : 기모층
A : 백 바아(L1)에 공급되는 섬유
B : 미들 바아(L2)에 공급되는 섬유
C : 프런트 바아(L3)에 공급되는 섬유

Claims

스웨이드조 자동차 내장재를 제조하기 위한 편물원단으로써, 아래의 섬유를 이용하여 제편되는 편물원단으로서,
- 파일조직을 형성하는 복합사는 폴리에스테르 극세사와 폴리에스테르 고수축사로 제조되되, 상기 폴리에스테르 극세사는 섬도가 40 내지 100 데니어이고, 필라멘트수는 20 내지 50 개이며, 섬유형성성분(F)인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 용출성분(S)인 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 함께 복합방사된 해도사 또는 분할사이고, 상기 폴리에스테르 고수축사의 섬도는 20 내지 50 데니어이고, 10% 이상의 비수수축율(%)을 갖고,
- 지조직(10)은 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사로 구성되되,
- 상기 편물원단의 밀도는 20 내지 30 개/cm이고, 평량은 100 내지 500 g/m² 이며,
- 상기 폴리에스테르 잠재권축사의 섬도는 50 내지 100 데니어이고, 탄성회복률은 25 ∼ 45 %이며, 신도가 20 ~ 40 % 인 것을 특징으로 하는 편물원단
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청구항 1에 있어서,
상기 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사와 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사는 재생 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 편물원단
청구항 3에 있어서
상기 폴리에스테르 극세사의 섬유형성성분(F)과 폴리에스테르 고수축사와 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사는 항균사 또는 원착사인 것을 특징으로 하는 편물원단
청구항 1, 3, 4 중 어느 한 항의 편물원단을 이용하여 제조되는 차량용 내장재.
ⅰ) 섬도가 40 내지 100 데니어이고, 필라멘트수는 20 내지 50 개인 폴리에스테르 극세사와 20 내지 50 데니어이고, 10% 이상의 비수수축율(%)을 갖는 폴리에스테르 고수축사를 인터밍글링하여 복합사를 제조하는 복합사 제조단계(S100);
ⅱ) 상기 인터밍글링된 복합사를 파일조직으로, 폴리에스테르 잠재권축사 및 폴리에스테르사를 지조직(10)으로 경편하여 편물원단을 제조하는 편물제조단계(S200);
ⅲ) 상기 편물제조단계(S200)에서 제조되는 편물원단을 염가공하는 염가공단계(S300); 및
ⅳ) 상기 편물원단을 후가공하는 후가공 단계(S400);를 포함하되,
- 상기 편물원단의 밀도는 20 내지 30 개/cm이고, 평량은 100 내지 500 g/m² 이며,
- 상기 폴리에스테르 잠재권축사의 섬도는 50 내지 100 데니어이고, 탄성회복률은 25 ∼ 45 %이며, 신도가 20 ~ 40 % 인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법
청구항 6에 있어서,
상기 염가공 단계(S300)는,
상기 편물원단을 열수축하는 열수축 단계와,
상기 편물원단을 프리세팅(pre-setting)하는 프리세팅 단계와,
상기 편물원단을 용출하는 용출 단계 및
상기 편물원단을 염색하는 염색 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법
청구항 6에 있어서,
상기 후가공 단계(S400)는,
상기 편물원단을 기모하는 기모 단계와,
상기 편물원단을 샤링(shearing)하는 샤링 단계와,
상기 편물원단을 텀블링(tumbling)하는 텀블링 단계 및
상기 편물원단을 세팅하는 세팅 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법