KR102527157B1 - 초경량 데님원단 제조방법 - Google Patents

초경량 데님원단 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초경량 데님원단 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 원단에 포함된 중공사의 중공붕괴 및 제조된 원단에 대한 가공공정 중 발생하는 원단의 형태변화가 최소화되고, 염색품질이 우수한 초경량 데님원단 제조방법에 관한 것이다

Description

초경량 데님원단 제조방법{Method for manufacturing ultra-light denim fabric}
본 발명은 초경량 데님원단 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 원단에 포함된 중공사의 중공붕괴 및 제조된 원단에 대한 가공공정 중 발생하는 원단의 형태변화가 최소화되고, 염색품질이 우수한 초경량 데님원단 제조방법에 관한 것이다.
폴리에스테르나 폴리아미드 등의 합성섬유는, 그 우수한 물리적 및 화학적 특성에 의해, 의류용뿐만 아니라, 산업용에도 널리 사용되고 있고, 공업적으로 중요한 가치를 지니고 있다. 그러나 이들 합성섬유는, 그 단사섬도가 단일한 분포를 가지며, 벌키성이 부족하여 단열성에서 마, 면 등의 천연섬유에 비해 좋지 않은 결점이 있었으며, 이러한 결점을 개선하기 위해, 단일섬유를 중공화시킨 합성섬유가 개발되어 널리 행해지고 있다.
상기 중공사는 1956년에 이미 기본적인 특허가 출원되어 있을 정도로 오래된 기술로서 중공부에 대한 무게 감소에 따른 비중 감소로 경량감을 느낄 수 있다는 점을 들 수 있다. 또한, 중공부에 공기가 존재함으로서 공기의 열전도율이 낮은 것을 이용하여 단열성/보온성을 또한 유지할 수가 있는 이점이 있다.
이와 같은 중공사의 일반적인 제조방법은 연결되지 않은 슬릿을 갖는 방사홀을 통하여 폴리머를 토출시키는 동시에 외기를 함께 방사홀의 중앙부로 밀어넣어 중공부를 형성시키며, 토출된 폴리머가 완전히 고화되기 전에 불연속적인 양끝단에 융착이 이루어지도록 하여 중공사를 제조하는 방법과, 용액에 용해될 수 있는 폴리머 성분을 중공이 형성될 코어부분에 배치시키고, 섬유형성성분을 시스부분에 배치시켜 복합방사 후 코어부분의 용해성 성분을 녹여 용출해냄으로써 중공사를 제조하는 방법이 널리 사용되고 있다. 상기 용액 용해성 성분을 포함시켜 복합방사 후 용출을 통해 중공사를 제조하는 방법에서 상기 용액 용해성 성분은 알칼리 용액이나 물에 용해될 수 있는 성분이 연구 및 상용화되고 있으나, 아직까지 물에 용해성이 우수한 용해성성분의 개발은 미진한 상태임에 따라서 알칼리 이용해성 성분이 중공사 제조에 널리 사용되고 있는 실정이다.
상술한 것과 같은 중공사는 그 자체의 경량성, 단열/보온성을 원단상에서 발현하기 위하여 일반 의류원단으로 응용되고 있는데, 원단으로 제직되거나 편직될 때 가해지는 압력으로 인하여 중공부가 붕괴하여 원사 본래의 중공사 특성을 발현하지 못하고, 중공이 붕괴된 중공사를 포함하는 원단은 기계적 강도가 약화되어 후가공 공정통과성 및 완성된 원단의 내구성이 좋지 못한 문제가 있다.
한편, 데님원단은 면직물의 일종으로써, 면섬유 또는 면섬유와 합성섬유를 혼방한 혼방사로 제직된 원단을 통상적으로 지칭하는 것으로써, 선염된 원사와 백색의 원사를 사용하여 제직하거나 선염된 원사들로 제직된다. 이때, 상기 데님원단의 경량성이나 보온성을 높이기 위해 상술한 중공사를 선염된 면사와 함께 제직하는 것을 상정해볼 수 있는데, 먼저 중공사 상태의 원사를 제직시 중공사에 인장력이 가해지고 경사 또는 위사와 엮어질 때의 압력이 가해짐에 따라서 중공사의 중공이 찌그러지거나 붕괴되어 경량성 및 보온성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 이로 인한 기계적 강도의 약화로 후가공에 따른 원단의 공정통과율 감소 및 생산성 저하의 문제가 있다.
또한, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 만일 중공사로 제조될 수 있는 복합섬유를 원사로 선염된 면사와 함께 제직 후 원단상태에서 감량공정을 수행할 시 알칼리용액을 통한 감량공정에서 선염된 면사의 염료가 탈리되어 원단의 염색품질이 현저히 저하되는 문제가 있다. 또한, 원단, 예를들어 직물의 경우 경사와 위사가 서로 엮여 조직을 이루고 있기 때문에 용출성분이 감량공정에서의 알칼리용액에 접촉이 원활하지 못할 수 있어서 원사상태일 때 보다 복합섬유의 균일한 감량이 되지 않아 중공섬유의 염색성이 저하되는 문제가 있다.
이에 따라서 데님원단을 제조함에 있어서 원단의 경량성, 보온성 및 원단의 후공정 통과성이 향상되는 동시에, 우수한 감량특성 발현 및 원단의 염색품질이 뛰어난 데님원단의 제조방법에 대한 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 제직공정 및 후가공 공정에서 원사 및/또는 원단에 가해지는 물리적 힘에 의해 발생하는 중공사의 중공형상변형이나 붕괴 및 이로 인한 원단의 형태변화가 최소화된 데님원단을 제조하는 방법의 제공에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 데님원단의 경량성 및 보온성을 우수하게 발현할 수 있도록 하는 데님원단 제조방법의 제공에 다른 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 데님원단의 염색품질이 우수한 데님원단 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 섬유형성성분을 시스부로 포함하고, 알칼리 이용해성 용출성분을 코어부로 포함하며, 상기 코어부가 시스부 일측에서 외부로 노출되도록 방사된 C형 복합섬유를 포함하는 제1원사 및 미사염된 면사를 포함하는 제2원사를 각각 준비하여 원단을 제조하는 단계; (2) 상기 제1원사 중 C형 복합섬유의 코어부를 용출시키기 위하여 상기 원단에 대하여 알칼리 용액으로 감량공정을 수행하는 단계; 및 (3) 상기 원단 중 제1원사에 대한 제1염색공정 및 제2원사에 대한 제2염색공정을 수행하는 단계;를 포함하는 초경량 데님원단 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 상기 C형 복합섬유는 부분연신사(POY), 연신사(SDY) 및 텍스쳐사(textured yarn) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 의하면, 상기 C형 복합섬유는 섬도가 50 ~ 1,000 데니어, 가닥수가 18 ~ 720개인 텍스쳐사일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 의하면, 상기 제1원사는 C형 복합섬유의 코어부 용출성을 향상시키기 위하여 탄성섬유를 심사로 더 포함하고, 상기 C형 복합섬유가 심사를 둘러싸는 초사로 포함되는 혼섬사일 수 있다. 이때, 상기 혼섬사는 510 ~ 580T/m로 초사가 심사를 권취할 수 있다. 또한, 상기 혼섬사는 심사 100 중량부에 대하여 초사가 200 ~ 1600 중량부로 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 의하면, 상기 미사염된 면사는 섬도가 5 ~ 20 수일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 상기 원단은 상기 제1원사를 위사로 하고, 상기 제2원사를 경사로 하여 제직된 직물일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계와 (2) 단계 사이에, 정련축소공정, 모소공정, 호발공정 및 머서화 공정을 더 수행할 수 있다. 이때, 상기 모소공정은 토치부를 통과하는 원단의 속도가 50 ~ 100 m/분으로 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1염색공정은 아조계, 안트라퀴논계, 디니트로페닐(Dinitrophenyl) 아민계 및 퀴놀린(Quinoline)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 분산염료를 통하여 수행되고, 상기 제2염색공정은 직접염료, 황화염료 및 반응성 염료 중 어느 하나 이상의 염료를 통하여 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 C형 복합섬유는 하기의 조건 (a) 내지 조건 (d)를 만족할 수 있다.
(a) 30 ≤ 코어부 단면적율(%) ≤ 65, (b) 20° ≤ 슬릿각도(θ) ≤ 30°,
(c)
Figure 112016031379576-pat00001
, (d)
Figure 112016031379576-pat00002
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 알칼리용액의 농도는 하기 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%)± 5% 일 수 있고, 보다 바람직하게는 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%)± 2%의 농도일 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016031379576-pat00003
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계는 상기 C형 복합섬유를 포함하는 원단을 알칼리용액에서 200 ~ 300 mpm의 회전속도로 회전시켜 수행할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 회전속도는 200 ~ 270mpm일 수 있다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.
본 발명에서, 사용되는 용어인 ‘섬유’는 '사(絲, Yarn)' 또는 '실'을 의미하며, 통상적인 다양한 종류의 사 및 섬유를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어인 ‘편심거리’는 C형 복합섬유 단면의 중심에서 상기 단면에 포함된 코어부의 중심간의 거리를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어인 ‘복합섬유’는 복합방사하여 제조된 원사 그 자체 또는 이를 연신, 가연신 등의 후가공 공정을 거친 복합가공섬유를 포함하며, 중공섬유를 제조하기 위한 감량공정을 거치기 전 상태의 원사를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어인 “감량공정”은 중공섬유를 제조하기 위해 복합섬유에 포함된 코어부를 알칼리 용액에 의해 용해시켜 섬유 밖으로 용해된 코어부를 제거시키는 공정으로써, 용출공정과 동일한 의미이다.
본 발명에서 사용되는 용어인 원단은 직물과 편물을 모두 포함하는 의미이다.
본 발명에 의하면, 원단에 포함된 중공사의 중공붕괴 및 제조된 원단에 대한 가공공정 중 발생하는 원단의 형태변화가 최소화되어 최종 제조된 원단의 볼륨감이 뛰어나며, 이에 따라 더욱 우수한 경량성 및 보온성을 발현할 수 있다. 또한, 감량 전 원단의 기계적 강도가 담보됨에 따라서 원단에 대한 공정통과성이 향상되고 생산성이 증대될 수 있다. 나아가, 감량공정 후 원단상태에서 염색공정을 수행함에 따라서 사염공정 대비 가공비 절감, 다양한 색상으로 염색된 원단을 구현할 수 있다. 더불어 염료의 탈리 및 불균일한 염색이 방지되고, 감량공정에서의 용출성분이 원활하게 용출됨에 따라서 더욱 염색품질이 우수한 데님원단을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 데님원단의 제조공정의 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 C형 복합섬유의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 포함되는 C형 복합섬유에서 코어부가 용출된 후의 C형 중공섬유 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 C형 복합섬유에서 코어부가 용출된 후의 C형 중공섬유 단면사진으로써, 도 4a ~ 도 4d는 각각 중공률이 30%, 40%, 50%, 60%일 때의 C형 중공섬유의 단면사진,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 제1원사의 모식도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 포함되는 제1원사 중 C형 복합섬유에 대한 단면 SEM 사진, 그리고
도 7은 본 발명의 일 실시예에 포함되는 제1원사 중 C형 복합섬유의 감량 후단면 SEM 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명에 따른 데님원단은 도 1과 같이 (1) C형 복합섬유를 포함하는 제1원사 및 미사염된 면사를 포함하는 제2원사를 통해 원단을 제조하는 단계(S100), (2) 상기 제1원사 중 C형 복합섬유의 코어부를 용출시키기 위하여 원단을 알칼리 감량시키는 단계(S200) 및 (3) 상기 원단 중 제1원사에 대한 제1염색공정 및 제2원사에 대한 제2염색공정을 수행하는 단계(S300)을 통해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 (1)단계에서 원단의 제조에 사용되는 원사는 C형 복합섬유를 포함하는 제1원사 및 미사염된 면사를 포함하는 제2원사이다.
먼저, 제1원사에 대해 설명한다.
상기 제1원사는 C형 복합섬유를 포함한다. 상기 C형 복합섬유(100)는 도 2에 도시된 것과 같이 섬유형성성분을 시스부(110)로 포함하고, 알칼리 이용해성 용출성분을 코어부(120)로 포함하며, 상기 코어부(120)가 시스부(110) 일측에서 외부로 노출되도록 방사된 복합섬유이다. 상기 C형 복합섬유는 코어부(120)의 용출 후 도 4에 도시된 것과 같이 섬유단면이 C자형인 중공사로 제조되기 전 단계의 복합섬유이다.
상기 C형 복합섬유(100)의 시스부(110)는 코어부(120)가 용출된 후 중공사의 섬유부분을 형성하는 부분으로써, 통상적으로 섬유로 제조될 수 있는 화합물의 경우 제한없이 사용될 수 있다. 다만, 바람직하게는 상기 시스부(110)는 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리우레탄계 아크릴계, 올레핀계 및 폴리비닐알코올 성분 중 어느 하나 이상의 성분을 섬유형성성분으로 하여 형성될 수 있다.
일예로, 상기 폴리에스테르계 성분은 다가 카르복실산과 다가 알코올의 축합, 중합으로 수득되는 공지된 고분자화합물의 경우 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있다. 다만 상기 기재된 폴리에스테르계 성분 종류에 한정되는 것은 아니며 추가적 작용기 등을 통한 기능성이 추가된 폴리에스테르계 성분도 사용될 수도 있다.
또한, 일예로, 상기 폴리아미드계 성분은 섬유로 제조될 수 있는 성분의 경우 제한없이 사용될 수 있지만 바람직하게는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 6.10 및 아라미드(Aramid)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며 보다 바람직하게는 나일론 6 일 수 있다. 다만, 상기 기재된 폴리아미드계 성분 종류에 한정되는 것은 아니다.
또한, 일예로, 상기 올레핀계는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 공지된 성분일 수 있고, 상기 아크릴계는 아크릴로니트릴이 중합된 폴리아크릴로니트릴 또는 상기 아크릴로니트릴과 목적에 따른 제2단량체(일예, 염화비닐리덴)가 공중합된 공중합체 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로 상기 C형 복합섬유(100)의 코어부(120)에 대해 설명한다.
상기 코어부(120)는 알칼리 이용해성 용출성분으로 형성되며, 후술하는 (2) 단계를 통해 복합섬유에서 제거되는 성분이고, 제거된 용출성분으로 인하여 코어부(120)는 도 3과 같이 중공사의 중공부를 형성할 수 있다.
상기 알칼리 이용해성 용출성분은 중공섬유의 제조를 위한 복합섬유 제조시에 사용되는 통상적인 알칼리 이용해성 용출성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 그러나 알칼리 이용해성 용출성분의 종류에 따라서 동일한 감량조건에서 용해속도가 상이하거나 또는 더욱 높은 감량조건, 예를 들어 고온의 알칼리용액 및/또는 고농도의 알칼리용액을 요구할 수 있음에 따라서 바람직하게는 동일 출원인에 의한 대한민국 등록특허 제2013-0141155호가 본 발명의 참조로 삽입되며, 상기 특허문헌상에 개시된 알칼리 이용해성 코폴리에스테르가 본 발명의 일실시예에 의한 알칼리 이용해성 용출성분으로 사용될 수 있다.
구체적으로 상기 알칼리 이용해성 용출성분은 테레프탈산(TPA) 및 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염(DMSIP)을 포함하는 산성분과 에틸렌글리콜(EG)을 포함하는 디올성분을 포함하여 반응된 에스테르화 반응물과 폴리알킬렌글리콜을 중·축합시킨 공중합체를 포함하는 폴리에스테르계 성분일 수 있다. 상기 공중합체를 사용하는 경우 다른 종류의 알칼리 이용해성 공중합체를 사용하는 경우에 비해 복합방사 공정에서 잦은 사절과 팩압 상승으로 인한 방사조업성의 감소를 방지할 수 있고, 제조된 복합섬유의 코어부 용출공정에서 코어부 불균일 감량으로 인한 염색 균일성 저하의 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다. 구체적으로 상기 코어부는 테레프탈산 및 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염을 포함하는 산성분 및 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분을 포함하여 반응된 에스테르화 반응물과 폴리알킬렌글리콜을 중·축합시킨 코폴리에스테르를 포함할 수 있다.
상기 에스테르화 반응물은 테레프탈산 및 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염을 포함하는 산성분 및 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 1 : 1.1 ~ 2.0의 몰비로 포함되되, 상기 테레프탈산 및 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염을 포함하는 산성분의 총 몰수에 대비 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염을 0.1 ~ 3.0 몰%로 포함되어 반응된 반응물일 수 있다.
상기 에스테르화 반응물을 제조할 때, 상술한 산성분의 종류 이외에 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산, 탄소수 2 내지 14의 지방족 다가 카르복실산 및 헤테로고리를 포함하는 다가 카르복실산에 속하는 공지의 성분을 더 포함할 수 있다. 또한, 디올성분도 에틸렌글리콜 탄소수 3 내지 14의 지방족 디올성분을 더 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 에스테르화 반응물은 바람직하게는 200 ~ 270℃의 온도 및 1100 ~ 1350 토르(Torr)의 압력 하에서 제조될 수 있다. 상기 조건을 만족하지 않는 경우 에스테르화 반응 시간이 길어지거나 고온의 영향으로 부반응물이 디에틸글리콜이 다량 형성될 수 있으며, 반응성 저하로 중·축합 반응에 적합한 에스테르화 반응물을 형성할 수 없는 문제가 발생하는 문제점이 있을 수 있다.
제조된 에스테르화 반응물은 폴리알킬렌글리콜과 중·축합을 통해 코폴리에스테르로 제조될 수 있다. 이때, 상기 폴리알킬렌글리콜은 상기 에스테르화 반응물 100 중량부에 대해 7 ~ 14 중량부 포함될 수 있다. 상기 폴리알킬렌글리콜은 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜일 수 있으며, 상기 폴리알킬렌글리콜의 분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있다. 만일 분자량이 1,000 미만일 경우 알칼리 이용출성 저하로 알칼리 감량 공정 시간의 증가 및 이로 인한 섬유형성성 폴리머의 알칼리 침해를 유발할 수 있으며, 균일한 용출이 되지 않아 섬유의 염색공정에서 불균일 염색에 따른 불량률이 증가하는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 분자량이 10,000을 초과하는 경우 중합반응성이 저하되고 형성된 코폴리에스테르의 유리전이온도가 현저히 저하되어 열특성이 저하되고, 방사가 용이하지 않을 수 있는 문제점이 있다.
또한, 만일 폴리알킬렌글리콜이 7 중량부 미만으로 포함될 경우 알칼리 이용출성이 저하되는 문제점이 있으며, 폴리알킬렌글리콜이 14 중량부를 초과하여 포함될 경우 중합도가 저하되고 알칼리 이용성 코폴리에스테르의 유리전이온도가 현저히 저하되어 열특성이 저하되며, 알칼리 이용출 특성이 너무 높아서 균일한 이용출 특성을 얻을 수 없어 가공된 섬유의 염색 불균일을 유발 및/또는 기계적 강도의 저하 원인이 될 수 있다.
상기 중·축합 반응은 바람직하게는 250 ~ 300℃ 온도 및 0.3 ~ 1.0 토르(Torr) 압력 하에서 제조될 수있으며, 만일 상기 조건을 만족하지 못하는 경우 반응시간 지연, 중합도 저하 및 열분해 유발 등의 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 중·축합 반응은 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 촉매는 적정한 반응성 확보와 생산단가의 낮추기 위해 안티몬화합물 및 열분해에 의한 고온에서 색상의 변색을 억제하기 위해 인화합물 등을 사용할 수 있으며, 안테몬화합물 및 인화합물은 당업계에 공지된 화합물을 사용할 수 있음에 따라 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
준비된 섬유형성성분 및 알칼리 이용해성 용출성분은 알칼리 이용해성 용출성분이 코어부를 형성하고, 섬유형성성분이 시스부를 형성하도록 통상의 방법을 통해 복합방사될 수 있다. 이때의 방사구금홀은 상기 코어부가 시스부의 일측에 노출되도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 시스부와 코어부의 중량비는 70 : 30 내지 35 : 65 일 수 있다. 만일 코어부가 65 중량%를 초과하면 복합섬유의 용출 후 강도가 저하되어 원단의 인열강도가 낮아져 쉽게 찢어지는 문제점이 있을 수 있고, 30 중량% 미만일 경우 코어부 단면적율이 작아 향후 복합섬유를 통해 제조되는 중공섬유의 경량성, 보온성 등의 효과가 저하될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.
방사된 복합섬유는 방사속도, 권취속도 및 권취시 롤러의 온도조건 등을 적절히 조절하여 제조된 부분연신사 또는 연신사일 수 있고 이를 통해 복합섬유의 기계적 강도, 제사성, 제직성 등이 향상될 수 있다. 또한, 상기 복합섬유는 별도의 사가공 공정을 더 거친 텍스쳐사일 수 있고, 일예로, 에어텍스쳐사, 가연사 등일 수 있으며, 이를 통해 부가적인 벌키성, 이수축성 등의 물성을 발현할 수 있다.
상기 C형 복합섬유의 섬도는 50 ~ 1000 데니어이고, 18 ~ 720개 필라멘트일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 C형 복합섬유는 하기의 조건 (a) 내지 조건 (d)를 만족할 수 있고 이를 통해 코어부의 감량성을 향상시키고, 보다 균일한 감량이 되는 동시에, 감량 후에도 중공부가 붕괴되지 않는 기계적 강도를 보유한 C형 중공사를 제조하기 보다 유리할 수 있다.
먼저, 상기 조건 (a)로써, 30 ≤ 코어부 단면적율(%) ≤ 65를 만족할 수 있다. 상기 코어부 단면적율(%)은 C형 복합섬유의 전체 단면적에 대한 상기 복합섬유에 포함된 코어부의 단면적의 백분율을 의미한다. 만일 코어부 단면적율(%)이 30 % 미만일 경우 원단에서 감량공정 이후에 원단의 보온성, 경량성 등이 낮아 중공섬유로서의 기능을 미약한 문제가 있고, 코어부 단면적율(%)이 65%를 초과할 경우 원단에서 감량공정 이후 시스부의 얇은 구조로 인해, 강도가 저하되어 원단의 인열강도가 낮아져 최종제품이 쉽게 찢어지는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 상기 조건 (b)로써, 20° ≤ 슬릿각도(θ) ≤ 30°을 만족할 수 있다. 상기 슬릿각도(θ)는 코어부의 중심과 시스부의 불연속한 양 지점을 각각 연결한 직선의 사이각을 의미한다. 구체적으로 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 C형 복합섬유의 용출공정 이후 중공섬유의 중공율에 따른 단면도를 나타낸다. 도 4에서 볼 수 있듯이 중공섬유의 중공율(%)에 관계없이 일정한 슬릿각도(도 4d의 θ)를 가지는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 포함되는 C형 복합섬유가 코어부 단면적율(%)에 관계없이 일정한 슬릿각도(θ)를 가질 수 있는 이유는 코어부 단면적율(%)이 작을 때는 복합섬유 전체 단면에서 코어부단면 중심이 C형 복합섬유의 개방된 슬릿쪽으로 편향되어 있으나 코어부 단면적율(%)이 커질수록 복합섬유 전체 단면에서 코어부단면 중심이 C형 복합섬유의 전체 단면 중심쪽으로 이동하기 때문이다. 만일 슬릿각도(θ)가 20° 미만일 경우 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 C형 복합섬유를 포함하는 원단의 용출공정을 수행하는 과정에서 원단내 포함된 복합섬유의 코어부의 용출시간이 길어져 용출공정 시간이 연장되는 문제점이 있을 수 있고 상기 길어진 용출공정 시간은 C형 복합섬유 시스부의 알칼리 침해를 유발하여 원단의 품질이 저하되는 치명적인 문제점이 있을 수 있다. 또한, 코어부 단면적율(%)을 크게 증가시켰을 경우 슬릿각도가 20°미만일 경우 원단 내 포함된 복합섬유의 코어부의 용출시간이 더더욱 길어지는 문제점이 있을 수 있다. 나아가 원단에 포함된 복합섬유의 코어부의 용출과정에서 용출되지 않은 잔여 코어부가 존재할 수 있어 중공이 감소할 수 있고 이로써 원단의 경량성, 보온성 등의 효과가 저하될 수 있는 문제점이 있다. 더 나아가, 용출 불균일에 따른 염색불량이 발생하여 원단의 품질저하 우려의 문제점이 있을 수 있다.
또한, 만일 슬릿각도(θ)가 30°를 초과하는 경우 원형 구조를 잃게 되어 중공에 공기층을 효과적으로 부여할 수 없어서 원단의 보온성 저하의 문제점이 있을 수 있고, 복합섬유 또는 감량공정 이후의 C형 중공섬유의 강도가 저하될 수 있어서 원단의 인열강도가 낮아지는 문제점이 있을 수 있다. 또한 중공율(%)에 따라서 슬릿각도가 변화될 경우에 용출조건이 상이하게 되므로 후가공 공정시 작업성 저하의 문제점이 있을 수 있다.
다음으로 조건 (c)으로써,
Figure 112016031379576-pat00004
를 만족할 수 있다.
구체적으로 상기 슬릿간격(d)은 도 4d의 D에 해당하는 간격으로써, 시스부의 불연속한 양 지점 사이의 거리(μm)를 의미한다. 상기 조건 (c)를 만족함으로써, 코어부 단면적율(%)이 증가할수록 슬릿간격(d) 또한 증가하게 되어 상기의 조건을 만족할 수 있다. 이와 같은 조건을 만족함에 따라 C형 복합섬유를 포함하는 원단의 용출공정에서 복합섬유의 코어부의 용출시간이 코어부 단면적율에 관계없이 균일할 수 있으며 이를 통해 코어부 단면적율이 큰 경우에도 코어부 단면적율이 작은 경우와 같이 빠르고, 보다 원활히 코어부가 용출됨으로써 본 발명의 원단에 포함되는 C형 복합섬유의 시스부가 알칼리에 의한 침해가 최소화된 품질이 우수한 원단일 수 있다.
만일 상기의 (c) 조건을 불만족할 경우 용출과정에서의 제조시간이 연장되는 문제점이 있으며, 원단의 감량공정 이후 원사로 남게 되는 C형 중공섬유의 중공부분에 코어부 잔여물이 남아 용출 불균일로 인한 염색불량이 발생되어 원단의 품질이 저하될 수 있는 문제점이 있고 용출되지 않는 코어부 잔여물로 인한 중공감소로 원단의 기능저하 또는 상실을 유발할 수 있다. 또한, 용출공정시간의 연장으로 인해 C형 복합섬유의 시스부가 알칼리 침해되어 품질이 저하된 원단일 수 있는 문제점이 있다.
다음으로 조건 (d)로써,
Figure 112016031379576-pat00005
을 만족할 수 있다.
상기 편심거리(s)는 C형 복합섬유 단면의 중심에서 코어부 단면의 중심 간의 거리(μm)이고, R1은 C형 복합섬유의 단면 전체의 직경(μm)이며, R2는 C형 복합섬유 중 코어부 단면의 직경(μm)을 의미한다. 만일 상기의 (d) 조건을 만족하지 않는 경우 즉 동일한 코어부 단면적율을 가지는 C형 복합섬유에서 코어부의 위치가 시스부의 개방된 슬릿쪽이 아닌 C형 복합섬유 단면 중심으로 이동하는 경우(편심거리가 작아지는 경우) 코어부의 용출속도 저하 및/또는 용출시간이 연장되어 용출공정의 시간연장, 불균일 용출로 인한 염색불량의 발생할 수 있고, C형 복합섬유의 시스부가 알칼리 침해받아 원단 품질이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 제1원사는 C형 복합섬유의 코어부 용출성을 향상시키기 위하여 탄성섬유를 심사로 더 포함할 수 있다. 도 2와 도시된 것과 같이 C형 복합섬유의 코어부는 복합섬유의 일측에 노출되는데, 감량공정에서의 코어부 용출성은 상기 노출된 코어부가 알칼리용액이 얼마나 지속적으로 접할 수 있는지 여부에 영향을 받는다. 즉, C형 복합섬유의 외부면에서 노출된 코어부를 가린 상태로 알칼리용액에 침지시킬 경우 용출성은 당연히 저하될 수밖에 없다. 한편, C형 복합섬유를 원사상태에서 용출시키는 것은 섬유 외부면에 노출된 코어부가 감량공정 중 가려질 가능성이 상대적으로 적다. 그러나 C형 복합섬유를 원단으로 제조한 후 감량공정을 수행할 경우 C형 복합섬유의 노출된 코어부 부분이 인접한 C형 복합섬유나 함께 엮이는 이종의 섬유에 의해 가려져 알칼리용액에 잘 노출되지 않을 수 있고, 이는 감량시간의 연장을 초래하며, 감량공정 연장에 따른 알칼리침해의 문제점을 유발할 수 있다.
이에 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 제1원사는 상술한 C형 복합섬유 외에 탄성섬유를 더 구비하는 혼섬사일 수 있고, 보다 바람직하게는 도 5와 같이 탄성섬유(200)를 심사로 하고, 상기 C형 복합섬유(100)를 초사로 하여 상기 탄성섬유(200)의 외주를 둘러싸도록 피복된 혼섬사일 수 있다. 제1원사로 상기 혼섬사를 구비하는 원단은 감량공정 시 알칼리용액 내에서 원단에 가해지는 유체의 유동에 의한 유체력에 의하여 경, 위사의 접점, 인접한 원사간의 접점에서 순간적인 이격이 빈번히 발생할 수 있고, 이격된 틈으로 유입되는 알칼리용액은 C형 복합섬유의 일측에 노출된 코어부가 알칼리용액에 지속적으로 접할 수 있게 함으로써 보다 원활하고 빠르게 코어부를 용출시킬 수 있는 이점이 있다. 이는 상기 제1원사에 구비되는 탄성섬유가 알칼리용액 내의 유체력에 의하여 미세하게 신축이나 진동을 반복함에 따른 결과이며, 이를 통해 원단상태에서의 C형 복합섬유의 용출성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있고, 제조된 원단은 더욱 향상된 신축성을 가질 수 있다.
또한, 상기 탄성섬유(200)는 후술하는 (2)단계에서의 감량공정 수행 후 코어부가 용출된 C형 중공섬유에서 시스부의 변형에 따른 중공부의 찌그러짐, 붕괴 등을 최소화할 수 있다. 이는 원단의 특정 지점에 가해지는 외력을 해당 지점의 제1원사에 구비된 탄성섬유(200)가 분산시킴에 따라서 탄성섬유가 없을 때 C형 중공섬유에 가해지는 외력에 대비하여 최소화된 외력만을 C형 중공섬유가 받음에 따라서 시스부의 변형이 최소화될 수 있다.
이때, 상기 혼섬사는 510 ~ 580 T/m으로 초사인 C형 복합섬유가 심사인 탄성섬유를 둘러싸도록 권취된 원사일 수 있다. 만일 초사가 심사를 580T/m을 초과하여 권취된 경우 C형 복합섬유의 코어부가 알칼리용액에 노출되기 어려워져 감량농도/온도를 더욱 높이거나 감량시간을 더 연장해야 함에 따라서 알칼리침해를 유발시킬 수 있다. 또한, 만일 초사가 심사를 510 T/m 미만으로 권취하는 경우 외부로 노출되는 탄성섬유의 면적이 현저히 증가함에 따라서 복합섬유에 대한 감량공정 시 심사인 탄성섬유가 감량공정 시 사용되는 감량용액, 일예로 알칼리 용액에 취화되는 정도가 현저히 증가하고, 심사가 제직한 원단상에서 외부로 노출될 수 있어서 제1원사 중 심사가 노출된 원단의 부분과 제1원사의 심사가 노출되지 않은 원단의 부분 간 촉감이 달라지고, 염색불량이 발생하는 문제가 있다. 특히, 심사가 노출된 원단의 부분의 경우 후술하는 제1원사에 대한 염색공정에도 불구하고 염색이 제대로 되지 않아서 최종 원단 상에서 희끗희끗하게 보이는 문제가 있다.
또한, 상기 혼섬사는 심사 100 중량부에 대하여 초사가 200 ~ 1600 중량부로 구비될 수 있다. 만일 초사가 1600 중량부 이상으로 구비되는 경우 탄성섬유로 목적하는 효과를 발현하기 어려운 문제점이 있을 수 있고, 초사가 200 중량부 미만으로 구비되는 경우 초사의 특성이 발현되기 어려우며, 상술한 것과 같이 제1원사에서 심사의 노출면적 증가, 이로 인한 심사의 알칼리 취하, 염색불량 및 원단의 촉감불량 등의 문제점이 있을 수 있다.
상기 탄섬섬유(200)는 통상적으로 신축성 및 탄성복원력이 있는 섬유의 경우 제한없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리우레탄계 섬유일 수 있다. 한편, 더욱 향상된 원단상태의 감량특성의 발현을 위하여 상기 탄성섬유(200)는 강도가 70.0 g/de' 이상, 신도 500% 이상, TP1 3.6 g/de' 이상, TP2 8.8 g/de' 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 강도가 70.0 ~ 110.0 g/de', 신도 500 ~ 610%, TP1 3.6 ~ 5.2 d/de', TP2 8.8 ~ 12.0g/de' 일 수 있다. 이때, 상기 TP1은 시편 길이의 100%를 늘렸을 때 하중, TP2는 시편 길이의 200%를 늘렸을 때 하중을 의미한다. 만일 탄성섬유의 강도, 신도, TP1, TP2 중 어느 하나라도 만족하지 못하는 경우 원단의 감량속도 저하되어 감량시간을 증가시켜야 하는 문제가 있고, 이 경우 심사 및 초사의 알칼리 침해가 증가하여 염색불균일의 문제가 더욱 증가할 수 있다. 또한, 상기 범위를 초과하는 경우 심사의 섬도가 커질 수 있고, 이 경우 한정적인 제1원사의 섬도를 고려할 때 초사의 함량이 줄어들 수밖에 없으며, 이 경우 초사인 C형 복합섬유를 통하여 목적한 물성을 달성하기 어렵고, 염색불균일 등의 문제가 더욱 발생할 수 있다.
또한, 상기 탄성섬유는 섬도가 20 ~ 100 데니어, 보다 바람직하게는 35 ~ 80데니어이고, 1 ~ 5 필라멘트인 섬유일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로 상술한 C형 복합섬유와 함께 원단으로 제조되는 제2사인 면사를 포함하는 제2원사에 대해 설명한다.
상기 제2원사는 면사를 포함하며, 통상적인 면방적사 또는 데님원단에 통상적으로 포함되는 면사의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 면사는 섬도가 5 ~ 30 수, 보다 바람직하게는 5 ~ 20 수 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 통상적인 데님원단은 면사가 인디고 염료로 사염된 상태로 원단을 제조하는 것이 일반적이다. 다만, 상기 인디고 염료 등을 통해 사염된 면사는 알칼리용액을 통한 일반적 감량조건에서는 선염된 염색품질을 감량공정 후에도 지속 유지하기 매우 어려우며, 염료가 면사에서 탈리되어 데님원단이 희끗희끗한 외관을 보이는 등 염색품질이 매우 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라서 본 발명에 따른 제2원사에는 미사염된 면사가 구비되며, 이를 통해 원단으로 제조된 뒤 알칼리감량공정이 수행되어도 이에 따른 염색품질의 저하문제 자체가 방지되는 이점이 있다.
상기 제2원사로 면사 이외에 이종의 섬유가 더 구비될 수 있으며, 구비되는 이종의 섬유를 통하여 해당 섬유의 물성을 원단상에서 발현하도록 할 수 있다. 상기 이종의 섬유는 통상적으로 공지된 천연섬유나 합성섬유의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 혼섬되는 비율 또한 면사 또는 이종의 섬유에서 발현하고자 하는 물성의 정도를 고려하여 변경하여 실시할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 C형 복합섬유를 포함하는 제1원사 및 미사염된 면사를 포함하는 제2원사는 제직 또는 편성되어 원단으로 제조될 수 있다. 상기 원단은 제직을 통한 직물 또는 편성을 통한 편물일 수 있으며, 바람직하게는 직물일 수 있다. 상기 직물은 평직, 능직 및 수자직 중 어느 하나 이상의 조직으로 구현된 것일 수 있고, 몇 가지 조직을 배합하거나 변형시킨 변화 있는 직물일 수도 있다. 상기 직물의 조직에 대한 구체적 종류나 설명은 공지된 직물의 조직을 그대로 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 설명하지 않는다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 원단은 C형 복합섬유를 포함하는 제1원사를 위사로 하고, 미사염된 면사를 포함하는 제2원사를 경사로 배설시켜 제조된 직물일 수 있고, 이를 통해 감량공정 후에도 원단의 인열강도를 목적하는 수준으로 구현할 수 있는 이점이 있다. 만일 경위사를 서로 바꿔서 동일한 조직으로 제직된 원단은 감량 후에 원단의 인열강도가 저하되어 쉽게 찢어지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 데님원단은 제1원사가 위사일 때 밀도가 30 ~ 100 본/inch, 제2원사가 경사일 때 밀도가 50 ~ 150 본/inch일 수 있다. 만일 경/위사의 밀도를 더욱 증가시킬 경우 후술하는 감량공정이 원활하지 못할 수 있고, 경/사의 밀도가 적어지는 경우 원단의 비침 발생, 인장강도가 현저히 감소할 수 있는 문제가 있다. 또한, 상기 원단은 감량 전 기준으로 평량이 150 ~ 500 g/㎡일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제조된 원단은 통상의 염색 전 전처리 과정을 거칠 수 있고, 바람직하게는 축소공정, 모소공정, 호발공정 및 머서화 공정을 더 수행할 수 있다.
상기 정련축소공정 중 정련은 제1원사 및 제2원사의 제조 및 후가공 공정을 원활히 하기 위해 첨가된 유지류나 호제, 면사에 포함될 수 있는 펙틴질을 제거하는 과정을 의미하며, 상기 원사에 잔존하는 유지류 등의 물질은 염료의 침투를 억제함에 따라서 염색품질의 저하를 가져올 수 있어서 염색공정을 수행하기 전에 수행될 수 있다. 또한, 상기 축소는 원단에 대해 열이나 물리적 힘을 통해 원단에 포함된 가연사를 해연시켜 직물을 축소시키는 공정을 의미하며, 축소공정을 통해 원사의 필라멘트 틈사이에 존재하는 유지류나 호제의 제거가 용이할 수 있다. 특히, 제1원사에 구비되는 C형 복합섬유를 가연사로 제조될 경우 코어부가 용출해 나올 수 있는 슬릿이 외부에 노출되지 않을 수 있어서 이 경우 알칼리 감량공정에서 알칼리용액에 접촉되지 않아 감량이 일어나지 않거나 감량공정 수행시간이 현저히 연장 및 시스부의 알칼리 침해가 발생할 수 있는 문제가 있다. 이에 따라 원단에 대해 축소공정의 처리 시 (2) 단계에서 수행되는 알칼리 감량공정에서 알칼리용액의 침투가 용이해 빠른 속도로 감량공정이 수행되고 불균일한 감량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
상기 정련축소공정은 개별적으로 수행될 수 있으나 동시에 수행될 수 있으며, 구체적인 방법은 통상적인 방법을 채용하여 수행할 수 있다. 이에 대한 일예로써, 알칼리 성분(소다회, 암모니아수, 가성소다 등), 계면활성제(비이온 음이온 활성제 등), 유기용제(트리클렌, 피클렌 등), 산화제(과산화수소, 아염소산소다 등) 등의 정련제를 단독 또는 2종 이상 병용하여 80 ~ 95℃온도에서 20 ~ 70 m/분의 속도로 원단에 처리할 수 있다.
다음으로, 정련, 축소된 원단에 대해 더 수행될 수 있는 모소공정에 대해 설명한다.
상기 모소공정은 원단 표면에 존재하는 피브릴을 제거하는 공정으로써, 상기 피브릴이 제거되지 않은 상태로 염색공정이 수행될 경우 염색품질이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 상기 모소공정은 당업계 통상의 방법을 통해 수행할 수 있다. 상기 모소공정은 원단의 일면 또는 양면에 대해 모소공정을 수행할 수 있으며, 양면모소 시에도 동시에 모소를 실시하거나 각면을 순차적으로 모소공정 수행할 수도 있다. 각면에 대해 순차적으로 모소공정 실시할 경우 일면에 대해 모소공정 후 원단을 급랭시키는 단계를 거친 후 다시 다른 면에 대해 모소공정을 거칠 수 있고, 이를 통해 피브릴의 제거를 보다 균일하게 할 수 있고, 원단의 과수축을 예방할 수 있는 이점이 있다. 이때 상기 급랭온도는 40 ~ 50℃일 수 있고, 만일 40℃미만으로 급랭시킬 경우 원단이 딱딱해지는 문제점이 있을 수 있고, 50℃를 초과하여 급랭시킬 경우 목적하는 수준으로 균일한 피브릴제거 효과를 달성하지 못할 수 있는 문제가 있다.
상기 모소공정은 공지된 모소장치를 통해 수행될 수 있다. 상기 모소장치는 공급롤러, 가이드롤러 등을 통해 이동된 원단의 표면을 화염을 가해 피브릴을 제거시킬 수 있는 토치부를 포함할 수 있다. 상기 토치부는 원단 표면의 피브릴을 균일하게 제거하기 위해 복수개로 구비되어 일정간격으로 배치될 수 있으며, 원단이 토치부와 소정의 간격거리를 유지하여 모소공정이 수행될 수 있다. 이때 원단의 이동속도는 50 ~ 100m/분의 속도로 진행할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 모소공정을 통해 모우가 제거된 원단에 대해 호발공정을 더 수행할 수 있다.
상기 호발공정은 원단에 포함된 호를 분해하여 제거하는 공정으로써, 상기 호의 용해 및 제거 방법은 공지된 방법을 채용할 수 있다. 이때, 상기 호는 면사인 경사에 부착된 전분질호제, 단백질호제, 해초호제, 합성호제 등이 있다. 이와 같은 호제를 제거하지 않은 상태로 염색공정을 수행시에 염액침투불량, 테일링(tailing), 염반, 견뢰도 불량 등의 염색불량을 유발할 수 있다. 호발공정에서 사용되는 호발제의 종류는 제거시키려는 호의 종류에 따라 달라질 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 또한, 호발조건 역시, 제거시키려는 호의 종류, 사용하는 호발제의 종류에 따라 달리 적용될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 구체적 호발제의 종류, 호발조건은 공지된 발명을 채용할 수 있고, 본 발명은 이에 대한 구체적 설명을 생략한다. 상기 호발공정은 일예로, 95℃의 온도에서 50m/분의 속도로 수행하되, 18g/ℓ의 전분 호발제(A-200), 1.8g/ℓ의 금속이온 봉쇄제(K-200), 5.5g/ℓ의 정련 침투제(HW-30)가 포함된 호발액을 이용하여 수행할 수 있다.
한편, 상기 호발액을 원단에 처리 후 20 ~ 30℃, 상습의 조건에서 4 ~ 12시간 에이징(aging)시킬 수 있는데, 이는 호발액이 원단의 원사내 침투(batching)하여 호를 더욱 잘 제거하고, 보다 균일한 호의 제거를 위함이다. 이때, 상기 에이징은 정해진 온도 및 습도에서 일정한 회전을 하면서 수행할 수 있다.
상기 에이징을 수행한 후 원단에 잔존하는 호발액 및 호를 제거하기 위하여 수세공정을 더 수행할 수 있다.
상기 호발공정을 수행한 원단은 연속전처리 공정을 더 수행할 수 있다.
상기 연속전처리 공정은 원단의 광택부여, 이후 수행될 (3) 단계에 따른 염색공정에서 염료의 흡착을 향상시키기 위하여 섬유를 팽윤 및 수축시키기 위한 공정으로써, 당업계에 공지된 연속 전처리 공정인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 연속전처리 공정은 연속전처리 용액에 원단을 패딩, 도포 또는 스프레잉 하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 연속전처리 용액은 공지된 연속전처리 용액을 제한 없이 선택할 수 있어서 본 발명은 이를 특별히 제한하지 않으나, 이에 대한 비제한적인 예로써, 정련제 1 ~ 5 g/L, 과산화수소 8 ~ 15g/L, 가성소다 0.5 ~ 50 g/L, 기타 첨가제로써 과수안정제 1 ~ 3g/L, 오일제거제 1 ~ 5g/L 를 포함하는 용액일 수 있다. 상기 연속전처리 과정은 80 ~ 100℃의 온도로 수행될 수 있고, 25 ~ 40m/min의 속도로 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 연속전처리 공정 역시 상기 호발공정과 같이 연속전처리 용액을 처리한 후 동일한 조건으로 에이징을 더 수행할 수 있고, 에이징 수행 후 수세공정을 더 수행할 수 있다.
다음으로 연속전처리 공정을 수행한 원단에 대해 머서화공정을 더 수행할 수 있다.
상기 머서화 공정은 섬유의 팽윤에 따른 구조적 변화를 유도하여 물성, 특히 광택, 염색, 반응성 등을 향상시키기 위한 공정으로써, 주로 알칼리용액에 원단을 침지처리 하는 것을 통해 수행될 수 있다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 원단의 경사로 포함되는 면사가 부풀어 천연적인 꼬임이 없어질 수 있으며, 길이가 수축하지 않도록 긴장상태로 처리시 실크와 같은 광택, 촉감이 원단에서 발현될 수 있어서 원단의 고급스러운 느낌을 향상시킬 수 있다. 상기 머서화공정은 당업계에 공지된 머서화공정을 통해 수행할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 이에 대한 일예로써, 알칼리용액의 농도를 15 ~ 30 BAUME로 상압, 15 ~ 30℃ 온도에서 약 20 ~ 60분간 수행할 수 있다.
상술한 머서화공정까지의 전처리공정 후 필요에 따라 열세팅(pre-setting) 공정을 더 수행할 수 있고, 상기 열세팅 공정은 공지된 열세팅의 조건일 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 제한하지 않는다.
한편, 상기 정련공정 및 축소공정은 축소공정을 먼저 실시 후에 상기 정련공정을 후술하는 모소공정 및 호발공정 후 머서화공정 전 수행할 수 있고, 이에 상술한 각 공정의 순서는 이에 제한되는 것은 아니며, 목적에 따라 각 공정의 순서를 적절히 변경하거나 일부 공정의 경우 2회 이상 수행될 수 있는 등 본 발명은 이에 대하여 특별히 한정하지 않는다.
상기 (1) 단계를 통해 제조된 원단에 대하여 상술한 여러 공정을 수행 후 본 발명의 (2) 단계로써, 상기 제1원사 중 C형 복합섬유의 코어부를 용출시키기 위하여 상기 원단을 알칼리 용액으로 감량공정을 수행하는 단계를 수행한다.
상기 (2)단계를 통해 원단내 포함된 C형 복합섬유를 C형 중공섬유로 구현할 수 있다. 본 발명에 구비되는 바람직한 조건 (a) ~ (d)를 만족하는 C형 복합섬유는 원사상태에서 감량되어 C형 중공섬유 상태로 원단이 제조되어도 제직성이 담보될 수 있을 정도의 기계적강도가 보유되나, 원단상태에서 중공의 붕괴정도를 확인한 결과 여전히 중공변형, 붕괴가 발생했고, 중공이 붕괴된 섬유가 포함된 원단은 해당 섬유를 기준으로 기계적 강도가 특히 약해져 인장강도가 특히 저하되는 문제가 있을 수 있다. 이에 따라 C형 복합섬유를 포함해 원단이 제조된 후 원단 상태에서 감량공정을 진행하는 것이 원단 내 포함될 C형 중공섬유의 중공붕괴를 더욱 더 최소화하기에 유리하다.
다만, C형 복합섬유의 단면구조를 내부의 코어부의 용출성, 용출속도가 현저히 증가하고, 기계적 강도가 담보되도록 설계했음에도 불구하고, 원단으로 제조될 경우 C형 복합섬유 표면에서 코어부가 노출되는 슬릿의 방향이 일정하지 않고, 슬릿의 방향이 원단의 상면 및/또는 하면을 향하고 있지 않을 경우 인접한 원사에 의해 슬릿이 가려짐에 따라서 상기 (2)단계를 통한 알칼리감량공정을 수행해도 목적하는 수준으로 코어부가 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 만일 이를 보완하고자 알칼리감량 시간을 증가시킬 경우 C형 복합섬유의 시스부의 알칼리침해 및/또는 제1원사에 구비될 수 있는 심사인 탄성섬유의 알칼리 참해에 따른 원사의 기계적 강도약화, 염색불균일을 유발하는 또 다른 문제가 발생할 수 있다.
특히, 이를 방지하고자 제1원사로써 심사로 탄성섬유를 포함한 혼섬사를 사용할 수 있는데, 이 경우에도 항상 목적하는 수준의 감량균일성을 달성하기 어려울 수 있음에 따라서 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 (2) 단계는 원단을 알칼리용액에서 200 ~ 300 mpm의 회전속도로 회전시켜 감량공정을 수행할 수 있다. 단순히 원단을 알칼리용액에 침지시켜 감량공정을 수행할 경우 원단내 C형 복합섬유의 랜덤한 슬릿방향으로 인해 전체 C형복합섬유에 대한 균일한 감량을 수행하기 어려울 수 있다. 이에 원단을 알칼리용액에 투입 후에 일정한 회전시킴에 따라 알칼리용액과 원단과의 부딪침 등의 외력을 유도할 수 있고, 이를 통해 C형 복합섬유의 노출된 코어부의 가려짐에 따른 감량저하 영향을 최소화하여 용출속도를 빠르게 하는 동시에 균일한 용출이 가능하여 시스부의 알칼리 침해가 최소화되고 염색품질도 향상될 수 있다. 또한, 제1원사의 심사로써 탄성섬유가 구비되는 경우 알칼리용액 내 원단에 가해지는 유체력에 의하여 상기 탄성섬유의 진동, 신축에 따른 경사/위사 간 또는 위사간 이격이 더욱 잘 발생하여 빠른시간 내에 더욱 균일하게 감량된 원단을 수득할 수 있는 이점이 있다.
만일 원단에 가해지는 회전력이 200 mpm 회전속도 미만으로 가해질 경우 목적하는 수준으로 용출되지 않을 문제점이 있다. 만일 회전력이 300mpm 을 초과하여 가해질 경우 원단에 가해지는 과도한 힘에 의하여 용출과정에서 C형 중공섬유의 중공붕괴를 유발시키는 문제점이 있다.
또한, 더욱 향상된 C형 복합섬유의 균일감량을 위하여 바람직하게는 상기 알칼리 용액은 하기 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%)± 5%의 농도일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%)± 2%의 농도일 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016031379576-pat00006
만일 감량공정에서의 알칼리용액의 농도가 상기 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%) + 5%를 초과하는 농도일 경우 시스부의 알칼리 침해가 발생하며, 이로 인해 원단 강도 저하의 문제가 발생하며 또한 시스부 침해시 crack이 발생된 부분에 염료침투에 의한 불균염의 문제가 발생할 수 있으며, 만일 상기 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%) - 5%미만의 농도일 경우 감량공정에 소요되는 시간이 연장되는 문제가 있다. 또한, 용출 반응에 필요한 이온 입자들의 수가 충분하지 못함에 따라서 용출성분이 알칼리 용액과 충분히 반응하지 못해 미감량에 의한 염색 불균일의 문제가 발생할 수 있다. 나아가, 원단의 위사에서 슬릿방향이 용출에 적합하게 배열된 C형 복합섬유는 용출이 빠르게 이루어지나, 그렇지 못하도록 배열된 C형 복합섬유는 감량에 소요되는 시간이 더 연장될 수 있는데, 이 경우 먼저 감량된 C형 중공섬유의 시스부는 알칼리 용액에 장시간 노출됨으로써 알칼리 침해가 증가할 수 있다.
상기 (2) 단계는 온도가 60 ~ 140℃, 보다 바람직하게는 90 ~ 140℃를 통해 수행할 수 있으며, 만일 온도가 60℃ 미만일 경우 반응에 필요한 활성화 에너지를 충분히 얻지 못해 감량속도가 매우 지연되며 알칼리의 농도를 높여야 함으로써 가공비가 높아지고, 알칼리침해가 유발될 수 있는 문제점이 있고, 온도가 130℃를 초과할 경우 급격한 반응속도로 인해 원단내 배치되는 C형 복합섬유의 슬릿방향에 따라 감량속도 편차가 크게 발생할 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 (2) 단계는 10 ~ 120 분 동안 수행될 수 있으며, 만일 감량공정이 10분 미만으로 수행될 경우 미감량에 의한 염색 편차가 발생하며 이를 보상하기 위해서는 알칼리 농도를 높여야 하는 문제점이 있고, 120분을 초과할 경우 알칼리 반응시간 지연에 의한 시스부 침해의 문제점이 있을 수 있다.
상기 감량공정을 수행 후 공지의 수세공정을 더 거칠 수 있다.
상술한 감량공정을 수행한 원단은 이후 본 발명에 따른 (3) 단계로써, 염색공정을 수행할 수 있다. 상기 염색공정은 미사염된 면사를 포함하는 제2원사 및 C형 중공섬유를 포함하는 제1원사에 대해 동시에 염색공정을 수행할 수 있으나, 원사의 재질적 특성에 따른 염색조건의 상이함에 따라서 2 종의 원사 각각에 대해 염색공정이 실시될 수 있다.
먼저, 미사염된 면사를 포함하는 제2원사에 대한 염색공정은 원단상태 염색공정을 수행하여 제조되는 통상적인 데님원단의 제조방법을 따를 수 있고, 비제한적인 예로써, 침염법, 날염법, 고압염색법, 압연법, 인염법, 분무법, 교염법, 납연법 등으로 수행될 수 있으며, 각각의 염색방법은 공지된 방법일 수 있어서 본 발명은 이에 대해 구체적으로 설명하지 않는다. 면사의 염색공정에서 사용되는 염료는 직접염료, 황화염료, 반응성 염료, 배트 염료 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 각각의 염료에 대한 구체적 종류는 면사에 적용될 수 있는 공지된 염료를 사용할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
다음으로, C형 중공섬유를 포함하는 제1원사에 대한 염색공정은 C형 중공섬유의 섬유형성성분의 종류에 따른 염색방법을 통해 수행될 수 있다. 일예로, C형 중공섬유가 폴리에스테르 재질의 섬유일 경우 염료는 분산염료일 수 있으며, 상기 분산염료는 아조계, 안트라퀴논계, 디니트로페닐아민(Dinitrophenyl amin)계, 및 퀴놀린(Quinoline)계 등 중 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 분산염료를 통해 원단은 상온 또는 고온의 온도 조건, 및 상압 또는 고압의 압력조건에서 염색이 수행될 수 있으며, 구체적인 온도, 압력 조건은 염료의 종류에 따라 달라짐에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 미사염된 면사를 포함하는 제2원사 및 C형 중공섬유를 포함하는 제1원사 각각에 대해 염색공정을 수행할 경우 순서의 제한은 없다.
상기 염색공정을 수행한 원단은 건조공정, 열세팅(tenter)공정을 더 거칠 수 있다. 상기 건조공정 및 열세팅공정은 통상의 면, 합성섬유를 포함하는 원단에 적용되는 공지된 염색 후 건조공정 및 열세팅공정일 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
하기의 준비예1을 통해 제조된 600데니어 가닥수가 288개인 C형 복합섬유와 섬도가 70데니어이며 가닥수가 1개인 강도 108.6g/de' 신도 602%, TP1 5.08g/de', TP2 10.82 g/de'인 폴리우레탄 섬유(DUPONT사, LYCRA)를 사용하여 상기 폴리우레탄 섬유를 심사로 하고, 상기 C형 복합섬유를 초사로 하여 상기 초사를 550 T/M, Z연이 되도록 혼섬한 제1원사를 준비하였다. 또한, 미사염된 면사(전남방직, ne 17수)를 제2원사로 준비하였다. 준비된 상기 제1원사를 위사로 투입하고 상기 제2원사를 경사로 투입하여 평량이 361 g/㎡인 능직조직의 직물을 제직하였다. 이때, 경사는 제2원사를 밀도 80본/inch, 위사는 제1원사를 밀도 50본/inch 로 설계하였다. 제직이 완료된 생지에 대하여 공지된 방법에 따라서 정련축소공정, 모소공정, 호발공정 및 머서화 공정을 수행하였다.
이후 감량공정을 위하여 알칼리용액을 준비하였고, 하기의 준비예2에 따른 방법으로 농도가 조절된 110℃ 알칼리용액에 원단을 투입하였다. 이때, 투입되는 원단을 알칼리 용액내 240mpm의 회전속도로 40 분간 회전시켜 제1원사 중 C형 복합섬유의 코어부를 용출하였다. 이후, 감량된 원단에 대해 공지된 방법으로 수세 및 건조시켰다. 이후 염색공정으로 제1원사의 폴리에스테르계 C형 중공사를 염색시키기 위하여 분산염료(Dystar社, Dianix)를 통하여 125℃ 상압에서 135분간 염색을 실시후 수세하였다. 이후 원단의 제2원사로 면사를 염색하기 위하여 반응성염료(Dystar社, Levafix)를 통해 80℃ 상압에서 120분간 염색을 실시한 후 다시 수세하였다.
이후 다시 건조공정 및 열세팅 공정(190, 40m/min)으로 거쳐 하기 표 1과 같은 평량이 250 g/㎡인 경량 데님원단을 제조하였다.
* 준비예 1
제1원사 중 C형 복합섬유의 시스부로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 준비하였다. 또한, 코어부를 준비하기 위해 테레프탈산(TPA)과 에틸렌글리콜(EG) 화합물을 1:1.2몰비로 조절하고, 테레프탈산(TPA)과 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염(DMSIP) 총 몰수 대비하여 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염을 1.5 몰%로 조절하였다. 촉매로써, 리튬아세테이트를 디메틸설퍼이소프탈레이트 소듐염(DMSIP) 100 중량부를 기준으로 10.0중량부 혼합하여 250℃에서 1140 토르(Torr) 압력 하에서 에스테르화 반응시켜 에스테르 반응물을 얻었고, 그 반응률은 97.5%였다. 형성된 에스테르 반응물을 축중합 반응기에 이송하고 여기에 에스테르 반응물 100중량부에 대하여 분자량 6000의 폴리에틸렌글리콜(PEG) 10.0 중량부를 첨가한 후, 축중합 촉매로 삼산화 안티몬 400ppm을 투입하여 최종압력 0.5 Torr가 되도록 서서히 감압하면서 285℃까지 승온하여 축중합반응을 통해 공중합체를 제조하였다.
상기 공중합체 및 폴리에틸렌테레프탈레이트를 270℃로 용융시킨 후 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 상기 공중합체를 각각 40 : 60 중량비로 복합 방사하여 하기 표 1 조건으로 필라멘트수가 36이며 섬도가 75 데니어인 부분연신사(POY)를 제조 후 8합사하여 600m/min의 사속, 3500TM(twist/m) Z연의 꼬임수 및 180~185℃의 열고정 조건으로 하여 가연사(DTY)를 제조하였다.
이때, 복합방사된 C형 복합섬유는 슬릿간격이 2.47㎛, 편심거리 1.65㎛, C형 복합섬유 단면지름 14.62㎛, 코어부 단면지름 11.32㎛, 슬릿각도 25°이었으며, 본 발명에 따른 조건 (c)의 값이 0.25, 조건 (d)의 값이 1.28 이었다. 또한, 가연 후 강도는 3.91g/de', 신도는 28.89% 이었다.
*준비예2
감량공정에 사용되는 수산화나트륨 용액의 농도를 하기 수학식 1에 따라 계산하였다.
[수학식 1]
Figure 112016031379576-pat00007
구체적으로 원단 폭 1.85m, 길이 1000m를 기준으로, 실시예 1의 원단 내 C형복합섬유 코어부의 총중량은 111.2㎏이며, 투입될 알칼리용액의 총 중량을 1500㎏로 기준하여 알칼리용액의 농도를 상기 수학식 1에 따라서 3.1%로 산출했고, 이와 같은 농도를 갖도록 알칼리용액을 제조하였다.
<실시예 2 ~ 12>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 2과 같이 원단의 제조조건을 변경하여 하기 표 2와 같은 데님원단을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 제1원사 중 C형복합섬유 대신에 C형 복합섬유를 사염용 지관에 소프트와인딩(soft winding) 후 상압 95℃ 2 중량%의 수산화나트륨 수용액에서 용출시켜 제조된 C형 중공섬유를 사용하여 하기 표 2와 같은 데님원단을 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 미사염된 면사 대신에 선염된 면사(전남방직, ne 17수 선염사)를 사용하였고, 감량공정 후 면사에 수행되는 염색공정을 생략하여 하기 표 2와 같은 데님원단을 제조하였다.
<실험예>
실시예 및 비교예에서 제조된 데님원단에 대하여 하기의 물성을 평가하여 표 2에 나타내었다.
1. 감량율(%)
감량전 폭 1.85m, 길이 1000m의 원단 무게 대비 감량 후 원단 무게를 각각 측정하여 하기 수학식 2에 따라서 계산했다.
[수학식 2]
Figure 112016031379576-pat00008
2. 중공붕괴율(%)
원단의 경사 방향 수직단면에 대한 SEM 사진을 촬영하였고, 촬영된 원단의 수직단면에서 가로 × 세로 각각 200㎛×200㎛ 내에 포함된 제1원사 중 C형 중공사를 관찰했다. 관찰되는 전체 C형 중공사 중에서 중공이 중공율의 30% 이상 찌그러지거나 중공이 붕괴한 섬유의 개수를 카운팅 했고, 이를 백분율로 나타내었다. 이때, 상기 면적 내 포함된 C형 중공섬유의 전체 개수는 일부만이 걸쳐서 포함된 경우는 제외하고, C형 중공섬유가 온전히 상기 면적 내 포함되는 경우를 대상으로 카운팅 했다.
3. 코어부 잔존 여부
감량전 폭 1.85m, 길이 1000m의 원단에 구비된 코어부 무게를 계산하였고, 감량전 원단의 무게 및 감량 후 원단 무게를 각각 측정하여 하기 수학식 3에 따라서 계산했다.
[수학식 3]
Figure 112016031379576-pat00009
4. 염색균일성
제조된 원단을 길이 2m로 절단한 시편을 제조한 후 시편을 육안으로 관찰하여 염색이 균일한지 여부를 평가하였고, 염색 불균일이 발생하지 않은 경우 0, 발생한 경우 정도에 따라 1 ~ 5로 평가하되, 실시예 8을 "5"로 기준하여 그 보다 덜 발생했을 경우 1 ~ 4로 상대적으로 평가하였다.
5. 원단의 색상품질
제조된 원단을 길이 2m로 절단한 시편을 제조한 후 시편을 육안으로 관찰하여 심사인 폴리우레탄이 비치는지 여부를 관찰하였다. 폴리우레탄의 색상은 흰색으로써, 만일 제1원사에서 심사가 노출된 경우 원단에서 희끗희끗한 색상이 관찰된다. 관찰결과, 원단에서 희끗희끗한 색상이 관찰되는 경우 ○, 관찰되지 않은 경우 ×로 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
제1원사 C형
복합섬유
(초사)		 섬도(de')/가닥수 600/288 75/36 150/72 600/288 675/360 600/288
코어부단면적율(%) 60% 60% 60% 60% 60% 60%
강도(g/de') 3.79 3.87 3.91 3.79 3.69 3.79
신도(%) 27.00 28.22 28.89 27.00 25.89 27.00
탄성섬유
(심사)		 섬도(de')/가닥수 70/1 40/1 70/1 40/1 40/1 70/1
강도(g/de') 108.6 70.2 108.6 70.2 70.2 108.6
신도(%) 602 510 602 510 510 602
TP1(g/de') 5.08 3.79 5.08 3.79 3.79 5.08
TP2(g/de') 10.82 8.95 10.82 8.95 8.95 10.82
심사:초사 중량비 100:857 100:188 100:214 100:
1500		 100:
1688		 100:857
초사 꼬임수(T/M) 550 550 550 550 550 450
제2원사 종류/섬도(수) 면/17 면/17 면/17 면/17 면/17 면/17
감량전 원단 위사 종류/밀도(본/inch) 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50
경사 종류/밀도(본/inch) 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80
평량(g/㎡) 361 194.34 224.67 351.9 375.2 354
두께(㎜) 0.56 0.23 0.32 0.53 0.57 0.58
원단 1000m당 코어부중량(㎏) 111.2 13.63 27.27 109.07 123.0 105.31
감량조건 알칼리용액농도(%) 3.1 0.4 0.8 3.0 3.4 2.9
감량시 부여 회전속도(mpm) 240 240 240 240 240 240
감량시간(분) 40 40 40 40 40 40
감량후 원단 제1원사 심사:초사 중량비 100:
348.9		 100:
75.7		 100:
86.6		 100:
608.2		 100:
698.4		 100:
347.5
평량(g/㎡) 254 181 198 246 260.3 251.95
두께(㎜) 0.55 0.22 0.31 0.51 0.56 0.56
감량율(%) 29.6 6.4 11.0 30.1 30.6 28.8
중공붕괴율(%) 3.4 2.8 2.8 2.1 6.9 2.8
코어부잔존율(%) 3.78 2.1 2.2 3.0 7.6 3.1
색상품질 × ○ × × × ○
염색균일성 0 0 0 0 3 0
실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11
제1원사 C형
복합섬유
(초사)		 섬도(de')/가닥수 600/288 600/288 600/288 600/288 600/288
코어부단면적율(%) 60% 60% 60% 60% 60%
강도(g/de') 3.79 3.79 3.79 3.79 3.79
신도(%) 27.00 27.00 27.00 27.00 27.00
탄성섬유
(심사)		 섬도(de')/가닥수 70/1 70/1 70/1 70/1 70/1
강도(g/de') 108.6 108.6 108.6 108.6 108.6
신도(%) 602 602 602 602 602
TP1(g/de') 5.08 5.08 5.08 5.08 5.08
TP2(g/de') 10.82 10.82 10.82 10.82 10.82
심사:초사 중량비 100:857 100:857 100:857 100:857 100:857
초사 꼬임수(T/M) 650 550 550 550 550
제2원사 종류/섬도(수) 면/17 면/17 면/17 면/17 면/17
감량전 원단 위사 종류/밀도(본/inch) 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50
경사 종류/밀도(본/inch) 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80
평량(g/㎡) 365 361 361 361 361
두께(㎜) 0.55 0.56 0.56 0.56 0.56
원단 1000m당 코어부중량(㎏) 112.4 111.2 111.2 111.2 111.2
감량조건 알칼리용액농도(%) 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1
감량시 부여 회전속도(mpm) 240 180 260 280 320
감량시간(분) 40 40 40 40 40
감량후 원단 제1원사 심사:초사 중량비 100:
352.3		 100:
378.9		 100:342.2 100:341.9 100:338.8
평량(g/㎡) 259.2 275 250 244 241
두께(㎜) 0.53 0.55 0.54 0.54 0.54
감량율(%) 29.0 24.8 30.8 32.4 33.3
중공붕괴율(%) 4.6 2.9 3.5 4.9 6.5
코어부잔존율(%) 5.9 22.7 0 0 0
색상품질 × × × × ×
염색균일성 2 5 0 0 1
실시예12 비교예1 비교예2
제1원사 C형
복합섬유
(초사)		 섬도(de')/가닥수 600/288 237/288 600/288
코어부단면적율(%) 60 60 60
강도(g/de') 3.79 3.87 3.79
신도(%) 27.00 12.53 27.00
탄성섬유
(심사)		 섬도(de')/가닥수 불포함 70/1 70/1
강도(g/de') 108.6 108.6
신도(%) 602 602
TP1(g/de') 5.08 5.08
TP2(g/de') 10.82 10.82
PET(심사) 섬도(de')/가닥수 70/1 불포함 불포함
심사:초사 중량비 100:857 100:339 100:857
초사 꼬임수(T/M) 550 550 550
제2원사 종류/섬도(수) 면사
/17수		 면사
/17수		 면사
(선염)
/17수
감량전 원단 위사 종류/밀도(본/inch) 제1원사/50 제1원사/50 제1원사/50
경사 종류/밀도(본/inch) 제2원사/80 제2원사/80 제2원사/80
평량(g/㎡) 342 255 363
두께(㎜) 0.53 0.48 0.55
원단 1000m당 코어부중량(㎏) 111.2 - 111.2
감량조건 알칼리용액농도(%) 3.1 - 3.1
감량시 부여 회전속도(mpm) 240 - 240
감량시간(분) 40 - 40
감량후 원단 제1원사 심사:초사 중량비 100:369.7 70:238 100:348.9
평량(g/㎡) 251.7 255 254
두께(㎜) 0.51 0.48 0.55
감량율(%) 26.4 - 29.6
중공붕괴율(%) 2.78 13.9 3.4
코어부잔존율(%) 18.8 - 3.82
색상품질 × × ○(얼룩)
염색균일성 4 0 판단불가
구체적으로 상기 표 1 내지 표 3에서 확인할 수 있듯이,
제1원사의 심사와 초사의 중량비가 본 발명에 따른 바람직한 범위를 벗어나심사가 초사에 비하여 상대적으로 많이 포함된 실시예 2는 감량특성이 우수해 코어부 잔존율도 우수하며, 염색균일성도 뛰어났으나, 심사인 폴리우레탄 섬유의 노출로 인한 색상품질이 저하된 것을 확인할 수 있다.
또한, 반대로 심사가 초사에 비하여 상대적으로 적게 포함된 실시예 5의 경우 감량저하에 따라서 코어부 잔존율이 현저히 증가되고, 염색균일성도 저하된 것을 확인할 수 있다. 또한, 중공붕괴율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있는데, 이는 감량공정 수행 시 심사의 떨림 등으로 인하여 초사 간 부딪침이 발생할 수 있는데 초사의 함량이 과도하여 초사 간 부딪침에 의한 중공붕괴가 증가한 것으로 예상할 수 있다.
한편, 초사의 꼬임수가 본 발명에 따른 바람직한 범위보다 적은 실시예 6의 경우에 심사의 노출에 따른 색상품질이 저하된 것을 확인할 수 있고, 초사의 꼬임수가 본 발명에 따른 바람직한 범위보다 과도한 실시예 7의 경우에 C형 복합섬유의 코어부 노출이 더욱 어려워짐에 따라서 감량특성 저하로 코어부 잔존율의 증가 및 이에 따른 염색균일성도 저하된 것을 확인할 수 있다. 또한, 초사의 과도한 꼬임으로 중공붕괴도 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편, 감량시 회전속도를 달리한 실시예 8 내지 실시예 11의 경우 본 발명에 따른 바람직한 범위를 벗어나 과도하게 회전시킨 실시예 11의 경우 중공붕괴가 더욱 증가한 것을 확인할 수 있고, 염색균일성도 다소 저하되었는데, 이는 과감량에 따른 알칼리침해에 의한 것으로 예상된다. 또한, 과소하게 회전시켜 감량된 실시예 8의 경우 코어부 잔존율이 현저히 낮아지고 염색균일성도 매우 저하된 것을 확인할 수 있다.
또한, 보다 더욱 바람직한 감량속도를 초과한 실시예 10의 경우 실시예 9에 대비하여 중공붕괴가 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예 12의 경우 심사로 탄성섬유가 아닌 일반적인 PET 섬유를 심사로 구비함에 따라서 감량특성이 매우 저하되어 실시예 1에 대비하여 코어부 잔존율이 현저히 증가하고, 염색균일성도 매우 저하된 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 1의 경우 처음부터 복합섬유가 아닌 중공섬유를 제1원사에 구비시켜 제직된 원단으로써, 중공붕괴율이 실시예들에 비해 현저하며, 이는 중공섬유 상태로 심사와 혼섬 및 혼섬된 상태로 제직하는 공정 중 발생한 것으로 예상된다. 또한, 이로 인하여 비교예 1은 실시예 1보다 제직된 원단의 두께가 매우 얇아서 볼륨감이 적고, 보온성 또한 좋지 않다는 것을 예상할 수 있다.
또한, 비교예 2의 경우 선염된 면사를 제2원사로 투입하여 제직한 후 원단의 알칼리 감량공정을 거치고, 이후 면사에 대한 염색을 생략한 데님원단으로써, 색상품질이 매우 좋지 않고, 염색균일성도 판단하기 어려울 정도였다. 이는 감량공정에 따른 면사에 선염된 염료의 탈락으로 인하여 면사 본래의 색상이 드러나고, 이에 따라서 염색된 제1원사와의 색상차이로 인한 얼룩이 발생한 것으로 예상된다. 이를 통해 우수한 볼륨감, 보온성을 갖는 원단을 제조하기 위해서는 원단상태에서 감량공정이 수행되어야 하며, 이에 따라서 면사의 경우 미선염된 상태로 제직 후 염색되는 것이 원단의 색상품질에 있어서 매우 중요함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. (1) 섬유형성성분을 시스부로 포함하고, 알칼리 이용해성 용출성분을 코어부로 포함하며, 상기 코어부가 시스부 일측에서 외부로 노출되도록 방사된 C형 복합섬유를 포함하는 제1원사 및 미사염된 면사를 포함하는 제2원사를 각각 준비하여 원단을 제조하는 단계;
    (2) 상기 제1원사 중 C형 복합섬유의 코어부를 용출시키기 위하여 상기 원단에 대하여 농도가 하기 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%)± 5% 를 만족하는 알칼리 용액으로 감량공정을 수행하는 단계; 및
    (3) 상기 원단 중 제1원사에 대한 제1염색공정 및 제2원사에 대한 제2염색공정을 수행하는 단계;를 포함하는 초경량 데님원단 제조방법:
    [수학식 1]
    Figure 112022133186471-pat00023
    .
  2. 제1항에 있어서,
    상기 C형 복합섬유는 부분연신사(POY), 연신사(SDY) 및 텍스쳐사(textured yarn) 중 어느 하나 이상을 포함하는 초경량 데님원단 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 C형 복합섬유는 섬도가 50 ~ 1,000 데니어, 가닥수가 18 ~ 720개인 텍스쳐사인 초경량 데님원단 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1원사는 C형 복합섬유의 코어부 용출성을 향상시키고, 시스부 변형을 최소화하기 위하여 탄성섬유를 심사로 더 포함하고, 상기 C형 복합섬유가 심사를 둘러싸는 초사로 포함되는 혼섬사인 초경량 데님원단 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혼섬사는 510 ~ 580T/m으로 초사가 심사를 둘러싸는 초경량 데님원단 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 혼섬사는 심사 100 중량부에 대하여 초사가 200 ~ 1600 중량부로 구비되는 초경량 데님원단 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미사염된 면사는 섬도가 5 ~ 20 수인 초경량 데님원단 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 단계에서 상기 원단은 상기 제1원사를 위사로 하고, 상기 제2원사를 경사로 하여 제직된 직물인 초경량 데님원단 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (1) 단계와 (2) 단계 사이에,
    정련축소공정, 모소공정, 호발공정 및 머서화 공정을 더 수행하는 초경량 데님원단 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1염색공정은 아조계, 안트라퀴논계, 디니트로페닐(Dinitrophenyl) 아민계 및 퀴놀린(Quinoline)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 분산염료를 통하여 수행되고,
    상기 제2염색공정은 직접염료, 황화염료 및 반응성 염료 중 어느 하나 이상의 염료를 통하여 수행되는 초경량 데님원단 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 C형 복합섬유는 하기의 조건 (a) 내지 조건 (d)를 만족하는 초경량 데님원단 제조방법.
    (a) 30 ≤ 코어부 단면적율(%) ≤ 65
    (b) 20° ≤ 슬릿각도(θ) ≤ 30°
    (c)
    Figure 112016031379576-pat00010

    (d)
    Figure 112016031379576-pat00011
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 C형 복합섬유를 포함한 원단에 대하여 상기 수학식 1에 따른 알칼리용액의 농도(%)± 2%의 농도로 (2) 단계의 감량공정을 수행하는 초경량 데님원단 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 (2) 단계는 상기 원단을 알칼리용액에서 200 ~ 300 mpm의 회전속도로 회전시켜 감량공정을 수행하는 초경량 데님원단 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회전속도는 200 ~ 270mpm 인 초경량 데님원단 제조방법.
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