KR20030075380A - 무연사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매우 부드럽고 촉감이 좋으며 보온성이 뛰어난 무연사의 제조방법에 관한 것으로, 특히 꼬임이 있는 방적사에 풀을 먹인(加糊) 후 건조과정에서 연사 반대방향에 맞춰 방적사에 타격을 가하며, 타격이 가해진 방적사를 원래 꼬임방향과 반대방향으로 해연(解撚)하거나 역가연(逆加撚)하여 인장강도가 높고 신축성이 뛰어난 무연사를 제조할 수 있도록 한 무연사의 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 꼬임이 있는 원래의 방적사를 이용하여 무연사를 제조함에 있어서,

무연사의 인장강도를 얻기 위해 풀을 먹이는 가호(加糊) 공정과, 가호사를 원래 꼬임의 반대 방향으로 해연하거나 역가연하여 무연화시키는 해연 또는 역가연 공정으로 이루어지는 것이다.

Description

무연사의 제조방법{A manufacturing process of untwisted yarn}

본 발명은 매우 부드럽고 촉감이 좋으며 보온성이 뛰어난 무연사의 제조방법에 관한 것으로, 꼬임이 있는 방적사에 풀을 먹이고 이 풀을 먹인 가호사를 원래 꼬임방향과 반대방향으로 해연(解撚) 또는 역가연(逆加撚)하는 공정을 통하여 인장강도가 높고 신축성이 뛰어난 무연사를 제조할 수 있도록 한 무연사의 제조방법에 관한 것이다.

통상 무연사란 무연화율이 70%-100% 이내의 것을 말하며, 고도의 소프트성과 볼륨감이 뛰어나며, 보온성과 흡수성이 우수하여 타올이나 목욕용 까운, 유아용 면직물 등의 제직에 매우 적합한 특성을 갖는다. 그러나 이러한 무연사의 우수한 특성에도 불구하고 면사나 모사의 방적사는 본래 짧은 단사를 연이어 연사함으로써만 제직에 필요한 인장강도를 얻을 수 있는 관계로 무연사를 제조함에 어려움이 따랐고 이 때문에 제직에 필요한 인장강도를 갖춘 무연사를 얻기 위한 제조방법 또한 꾸준한 연구와 실험이 다각도로 시도되고 있는 것이었다.

종래 무연사의 제조방법으로는 섬유속을 구성하는 섬유를 방사과정에서 풀로서 상호 접착시켜 실로써의 충분한 강력을 갖도록 한 꼬임이 없는 방적사로 만들거나, 비스코스 섬유나 기타의 섬유에 입자 상의 녹말을 접착시켜 호화(糊化)한 후 실을 만들고 이 실을 제직후에 발호하도록 하는 " 티엔오(TNO) 방식" 이라는 제법으로 만드는 것이었다. 또한 수용성 PVC 섬유를 슬라이버속에 혼합하고 드래프트한 후에 습윤시켜 무연사로 만드는 소위 '트윌로 시스템(Twilo system)" 이라는 방법이 있다.

그러나 상기한 종래 무연사 제조기술은 기존 정방기에 많은 부가적 장치가 필요하여 제조기술 및 관리면에서 어려움이 많았고 로트번호에 따라 그 효과에도 많은 차이가 발생하여 제품의 용도개발에 한계가 있었다. 즉 상기의 종래 제조기술들은 이론적으로는 우수한 특성을 가지고 있으나 실제 생산라인에 근접하는데는 많은 문제점들이 내포되어 거의 활용할 수 없는 실정인 것이었다.

이를 해결하기 위해 『특허출원 제1996-004011호 명칭 무연사 및 이를 이용한 무연직물의 제조방법』 이 제시되고 있는 것이었다.

상기 선출원 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 가용성사와 꼬임을 가진 비가용성 방적사를 합사하고 합사된 사를 다시 비가용성 방적사의 원래 꼬임 방향과 반대방향으로 연사하여 무연사를 제조함을 특징으로 하는 것이다. 그러나 종래에 발생된 문제점을 해결할 수 있는 반면 그 과정에서 다음과 같은 또 다른 문제점이 야기 되어 실제작에 상당한 고충이 있어 생산라인에 적용할 수 없는 무용지물에 불과한 것이었다.

첫째, 가용성사와 비가용성사를 합사하고 합사된 사를 해연함에 있어, 가용성사는 수축이 심한 반면 비가용성사는 이완됨으로써 가용성사로부터 비가용성사가 밀려나가 한쪽으로 쏠리게 되어 제직시 많은 문제점이 있는 것이었다.

또한 해연과정을 거친 무연사의 경우 가용성사를 비가용성사인 면사가 감고 도는 형태로 마치 스프링과 같이 꾸불되기 때문에 제직시 종광과 바디에서 저항스침이 심한 것에 반해 가용성사의 장력만으로 지탱하므로 경사로는 사용하기 어려운 것이었다.

둘째, 상기 무연사를 이용하여 직물 또는 편물로 제직한 후 무엇보다 상기 가용성사를 필수적으로 제거함이 관건이다. 그러나 가용성사로 폴리에스테르를 적용할 경우 이론적으로는 알카리용액에 침지하여 용해할 수 있다고 하나, 실질적으로 인체에 치명적인 해를 가할 수 있는 강한 알카리용액에 의해서만 제거가 가능하며, 이 경우에도 상당한 시간이 소요됨은 피할 수 없어 생산성이 저하됨은 물론 용해액을 처리함에 있어서도 공해 및 처리비용에 따른 문제점이 야기되어 실제작에 적용될 수 없는 이론적인 것에 불과한 것이었다.

셋째, 폴리에스테르를 가용성사로 사용함에 따른 문제점을 해결하기 위해 현재 면직업계에서는 일본의 특허제품으로, 별도의 용해액에 침지하는 과정없이 쉽게물에 용해되는 비날사를 가용성사로 사용하고 있으나 이경우 제직 후 가용성사의 제거는 용이해졌다고는 하나 가용성사로부터 비가용성사가 밀려나는 현상 및 종광과 바디에서의 저항스침을 견디기 어려운 문제는 해결되지 않았으며 그 결과 여전히 위사로밖에는 사용될 수 없으며, 나아가 비날사의 가격이 일반 면사의 12-15배에 달하는 고가(실크 가격과 유사함)이므로 이를 이용한 무연사의 제조 원가는 상상을 초월하는 문제점이 있었다.

넷째, 상기 비날사는 인장강도가 약해 절사가 심하여 적은 데니아의 것은 사용이 불가능하며 통상 40데니아 이상을 사용하여야만 제 기능을 수행하므로 면사의 가격보다 휠씬 비싸 경제성이 뛰떨어지는 것이었다.

본 발명은 종래기술에서 언급한 바와 같은 문제점들을 일소하기 위한 방안으로 가용성사를 사용하지 않고 꼬임이 있는 원 방적사에 풀을 먹인(加糊) 후 이 가호(加糊)사를 원래 꼬임방향과 반대방향으로 해연(解撚) 또는 역가연(逆加撚)하는 방법을 통해 뛰어난 인장강도와 신축성을 갖춘 무연사를 제공함으로써 상기 무연사를 위사와 경사 모두에 이용하여 직물이나 편물의 제직이 용이하게 하며, 상기 직,편물의 정련과정에서 가호된 풀을 간단하게 호발시켜 무연직물을 얻을 수 있도록 하여 가용성사 제거에 따른 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 함을 주된 목적으로 한다.

또한 상기 가호(加糊) 공정에서 호착량 향상을 위해 방적사에 스팀을 공급할 수 있게 스팀공급장치를 거치게 하여 풀이 방적사에 쉽게 침투될 수 있도록 한다.

또한 가호(加糊) 공정을 거친 방적사가 80% 정도 건조되면 접착성 및 인장강도 향상을 위해 타격롤러를 이용하여 방적사의 연사 반대방향에 맞추어 타격을 가하듯 눌러주어 고른 연사가 이루어질 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 가호(加糊) 공정을 개략적으로 나타낸 공정도

도 2는 본 발명 타격롤러의 확대도

도 3은 본 발명 타격롤러의 평면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

3: 스팀공급장치 4, 5: 가호장치 6: 타격롤러

본 발명은 별도의 특수 용해액을 이용하여 가용성사를 제거하는데 따른 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 방안으로 가용성사를 사용하지 않고도 제직에 필요한 인장강도를 지닌 무연사를 얻을 수 있도록 방적사에 풀을 먹이는 가호(加糊) 공정을 통해 가호사로 만드는 과정과, 상기 가호사를 무연화하기 위해 원래의 꼬임 방향과 반대 방향으로 해연(解撚)하는 해연공정으로 양분될 수 있다.

여기에서 특히 해연공정은 방적사의 원래의 꼬임과 반대 방향으로 단순 해연하는 공정과 그에 더하여 인장강도를 향상시키기 위하여 10%∼30%의 역가연을 해 주는 역가연공정으로 구분된다.

또한 가호사 제조 공정은 방적사에 호착량 향상을 위해 스팀을 가하는 스팀공급 공정과, 상기 스팀공급 공정을 거친 방적사에 풀을 먹이는 가호 공정과, 상기 가호공정을 거친 방적사에 타격을 가해 접착성과 인장강도를 향상시키는 타격공정으로 구분된다.

이하, 본 발명의 무연사 제조방법을 공정별로 상세하게 설명하기로 한다.

① 스팀공급 공정

우선 방적사(면사,모사,단섬유사 등)를 도 1과 같이 크릴(1)을 통해 사도바디(2)를 거쳐 스팀공급장치(3)로 공급한다.

스팀공급장치(3)는 일정 공간을 갖는 내부에 스팀을 공급할 수 있는 정도이면 무방하며 사도바디(2)를 거친 방적사가 스팀공급장치(3) 내부를 경유하게 하여 일정량의 수분이 함유되도록 한다.

여기에서 방적사에 수분을 함유시키는 이유는 완전 건조된 상태의 방적사 보다 어느 정도 수분을 함유한 방적사가 훨씬 풀이 잘 침투될 수 있기 때문이다.

즉 본 발명의 스팀공급 공정은 방적사에 풀을 먹일 때 호착량이 뛰어나게 하기 위한 과정으로 가호 공정 이전에 실시되는 것이다.

② 가호(加糊) 공정

본 공정은 방적사에 풀을 먹이는 공정으로 1, 2차 가호장치(4)(5)를 경유하게 하여 보다 확실한 가호가 이루어질 수 있도록 한다.

1, 2차 가호장치(4)(5)는 내부에 풀이 담겨질 수 있는 수용공간이 구비된 일반적인 탱크의 형태로 방적사는 내부를 경유하면서 풀이 침투될 수 있게 된다.

특히 가호 공정에 사용되는 풀은 부드럽고 접착력이 강한 것을 사용함이 유리하다.

③ 타격 공정

상기 가호 공정을 거쳐 풀이 침투된 방적사를 건조시키는 과정에서 접착성과 인장강도를 향상시키기 위해 방적사의 건조가 80 ∼90% 정도 되면 타격롤러(6)를 이용하여 연사 반대방향에 맞추어 눌러 찍어주듯 방적사에 타격을 가해 접착성과 인장강도를 향상시키게 한다.

방적사에 타격을 가하는 타격롤러(6)는 도 2내지 도 3과 같이 일반 롤러의형태로 외주에 대각선 방향으로 0.5 ∼1mm 간격으로 돌출되게 기어열(6a)을 형성한다.

여기에서 타격롤러(6)는 방적사의 연사 반대방향에 맞추어 기어열(6a)을 설치하여 보다 효과적으로 타격을 가해 고른 연사가 이루어질 수 있게 한다.

④ 해연 공정

타격롤러(6)에 의해 타격이 완료된 후 완전 건조를 통해 가호사로 제조된 방적사는 사도바디(7)를 통해 분배사도(8)로 유도시키며 분배사도(8)에서 각각의 권취스핀들(9)로 분배시킨다.

따라서 상기 다수의 권취스핀들(9)에는 일반 방적사에 풀을 먹인 가호사가 권취된 상태를 이루게 한 뒤, 상기 공정을 거친 가호사를 꼬임 방향의 반대 방향으로 해연시킨다.

⑤ 역가연 공정

타격롤러(6)에 의해 타격이 완료된 후 완전 건조를 통해 가호사로 제조된 방적사는 사도바디(7)를 통해 분배사도(8)로 유도시키며 분배사도(8)에서 각각의 권취스핀들(9)로 분배시킨다.

따라서 상기 다수의 권취스핀들(9)에는 일반 방적사에 풀을 먹인 가호사가 권취된 상태를 이루게 한 뒤, 상기 공정을 거친 가호사를 꼬임 방향의 반대 방향으로 100% 해연시킴에 더하여 역가연시킨다.

상기와 같이 제조된 무연사는 직물이나 편물로 제직한 후 종래와 같이 가용성사를 제거하기 위한 별도 공정 없이 염색가공시 정련과정에서 호발을 하면 무연직물이 완성된다.

이하, 본 발명의 해연과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

[실시예]

◎방적사의 기본조건

종류: 면사 코마사 30수 인디아산

꼬임방향(KS K 0413): Z연 , 꼬임수(KS K 0417): TPM 843.4

◎해연조건

#1 면사 코마사 30수 인디아산(가호 이전 방적사)

#2 면사 코마사 30수 인디아산 가호사

#3 면사 코마사 30수 인디아산 S연 590 TPM 가호사 (70% 해연)

#4 면사 코마사 30수 인디아산 S연 840 TPM 가호사 (100% 해연)

#5 면사 코마사 30수 인디아산 S연 1095 TPM 가호사 (30% 역가연)

◎사인장강도(KS K 0409-2001, C,R,E) : gf

#1 #2 #3 #4 #5

232 478 229 257 293

상기 결과에 의하면 일실시예로 면사 코마사 30수의 방적사(#1)는 대부분 Z연 840 TPM(꼬임수) 정도로서, 이때의 인장강도는 위 표에서 알 수 있듯이 232(gf)이며, 이에 단순 가호 공정을 거친 가호사는 인장강도가 478(gf)가 된다. 이렇게 꼬임이 있는 가호사를 제작한 후 각각 다른 조건으로 해연 또는 역가연을 한다.

첫째, #2의 가호사를 S연으로 590 TPM 해연시키면 70%의 무연화가 되고, S연으로 840 TPM 해연시키면 100%의 무연사가 된다. 이때의 인장강도는 70%해연에서 229(gf), 100%해연에서 257(gf)이다. 이렇게 제조된 무연가호사는 꼬임있는 원 방적사의 인장강도에 비해 각각 -3, +24의 인장강도를 갖게 된다.

둘째, #2의 가호사에 S연으로 1095 TPM의 연도(撚度)를 주면 30%의 역가연사를 얻게 되고 이는 70%의 무연사와 같은 결과에 이른다. 이때 동일한 70%의 해연 상태이면서도 역가연에 의한 무연사는 해연에 의한 무연사보다 훨씬 큰 인장강도를 얻게 되는데 이때의 인장강도는 293(gf)에 이른다.

한편 상기 일실시예에 대한 구체적인 시험 결과는 한국원사직물시험연구원에 의뢰하여 얻은 시험결과로 본 발명에 첨부된 참고자료에 의거 증명될 수 있다.

나아가, 특수한 직물의 제직을 위하여 더 큰 인장강도를 갖는 무연사가 필요한 경우에는, 위 실시예에 풀의 침투를 크게 하기 위한 스팀공정 또는 가호사의 상호접착력을 향상시키는 타격공정을 결합시킬 수 있으며 위 두 공정을 모두 결합할 수도 있을 것이다.

본 발명은 가용성사를 이용함이 없이 꼬임이 있는 방적사에 풀을 먹인(加糊) 후 이 가호사를 원래 꼬임방향과 반대방향으로 해연 또는 역가연하는 방법으로 인장강도 및 신축성이 뛰어난 무연사를 제조함으로써, 무연사의 제조 과정 및 이 무연사를 이용한 직물이나 편물의 제직 과정에 있어,

가용성사를 사용한 종래 기술에 비하여,

첫째, 가용성사와 비가용성사의 합사 및 해연과정에 따르는 장력조절의 난점을 회피할 수 있으며,

둘째, 가용성사와 비가용성사의 합사로 인하여 제직 과정에서 비가용성사가 뒤로 밀리는 난점을 원천적으로 극복할 수 있으며,

셋째, 위와 같은 이유로 종래의 무연사가 위사로만 사용되고 경사로 사용하기에는 난점이 많은 데 반해 본 발명에 의한 무연사는 위사, 경사 모두에 사용될 수 있으며,

넷째, 본 발명은 무연사의 인장강도를 얻기 위해 간단한 가호 및 해연 과정을 사용함으로써 직물 가공의 필수 과정인 정련 과정을 통해 풀을 쉽게 제거할 수 있어 가공과정에서도 비용 및 공정을 줄이는 효과가 있으며,

다섯째, 현재 값비싼 비날사를 가용성사로 이용하는 것에 비해 본 발명은 생산비를 40%정도 절감시키는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 꼬임이 있는 방적사를 이용하여 무연사를 제조함에 있어서,

   무연사의 인장강도를 얻기 위해 꼬임이 있는 방적사에 풀을 먹이는 가호(加糊) 공정과, 가호사를 원래 꼬임의 반대 방향으로 해연(解撚)하여 무연화시키는 해연 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   풀을 먹이는 공정전에 풀의 침투를 용이하게 하기 위해 스팀을 가하는 스팀공정을 통과하는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   가호사의 해연(解撚) 정도는 Z연 843.4 TPM의 방적사를 기준으로 할 때 S연 590∼840 TPM 으로 해연시켜 가호사가 70 ∼100%의 무연화율을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   Z연 843.4 TPM 방적사를 기준으로 해연 정도를 S연 925TPM∼1096TPM으로 함으로써 완전 무연상태를 지나 10% ∼30%의 역가연을 주는 역가연공정을 통해 가호사가 70%∼90%의 무연화율을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
5. 청구항 1 내지 청구항 3항 중 어느 한항에 있어서,

   가호공정과 해연공정 사이에 타격공정이 있는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   가호공정과 해연공정 사이에 타격공정이 있는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
7. 청구항 5에 있어서,

   가호공정을 가진 방적사가 건조정도 80% ∼90% 일때 타격공정을 거치는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
8. 청구항 6에 있어서,

   가호공정을 가진 방적사가 건조정도 80% ∼90% 일때 타격공정을 거치는 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
9. 청구항 5에 있어서,

   타격을 가하는 타격롤러가 대각선으로 경사지게 기어열이 형성된 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
10. 청구항 6에 있어서,

    타격을 가하는 타격롤러가 대각선으로 경사지게 기어열이 형성된 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
11. 청구항 7에 있어서,

    타격을 가하는 타격롤러가 대각선으로 경사지게 기어열이 형성된 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.
12. 청구항 8에 있어서,

    타격을 가하는 타격롤러가 대각선으로 경사지게 기어열이 형성된 것을 특징으로 하는 무연사의 제조방법.