KR20090007653A - 창가리개용 스크린 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창가리개용 스크린 원단으로서 경직성(stiff)과 유연성이 확보된 것으로, 본 발명의 창가리개용 스크린 원단은 시드/코어(Sheath/Core)구조로 된 원사로, 상기 원사는 시드부가 저융점(Low Melting Point)을 가지는 폴리에스테르(Polyester)이고, 코어부가 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르로 되는 LM사(絲)를 제직 가공하여 일정온도에서 열처리하여 얻어짐을 특징으로 한다.

폴리에스테르, 저융점, 스크린, 열처리.

Description

창가리개용 스크린 원단 및 그 제조방법{SCREEN FABRICS FOR COVERING A WINDOW AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 창가리개용 스크린 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 그 제조가 용이하면서도, 직물이나 편물과 같은 원단의 특성인 유연성을 확보하면서 창가리개로서 요구되는 특성인 경직성(stiff)이 우수한 창가리개용 스크린 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.

스크린(screen)은 일반적으로 창가리개용 제품의 일종으로 가정, 호텔, 레스토랑 기타 건물 등에서 내부의 사생활 보호 및 태양광 차단을 위해서 사용되고 있는 것을 지칭하는 것으로, 일정 폭의 원단을 제단하고, 롤로 감아서 창문에 고정시켜 사용자가 롤을 풀어서 창문을 가리거나 롤을 감아서 시야를 확보할 수 있도록 만든 제품이다. 이 제품은 롤, 판넬의 형태로 원단을 절단하여 롤 스크린(Roll Screen), 판넬 스크린(Panel Screen),버티칼 등의 명칭으로 불리고 있다.

상기 스크린 원단은 장폭으로 사용되는 관계로 경직성을 부여해야 한다. 이 를 위하여 종래 스크린 원단의 표면을 폴리우레탄계 수지를 이용하여 코팅하여 원단 특유의 유연성을 확보하면서 경직성을 부여하여 왔다.

그러나 상기와 같은 방법은 공정상 코팅공정이 추가되어야 하고, 스크린 원단은 댁내에서 설치되고 사용되는 특성상 코팅물질이 VOC로 취급되어 실내환경오염의 문제를 야기하고 있다.

본 발명자들은 한편 폴리에스테르 섬유에 주목하는데 이는 상기 섬유의 물성이 강도가 높고, 내약품성이 있으며, 250 내지 255 ℃ 범위의 융점을 지녀 내열성이 우수하며, 신장 굴곡에 대하여는 탄성을 지니는 장점이 있어서 신사복지, 셔츠 등의 의류뿐만 아니라 산업용 재료로 용도가 다양하다는 점에 주목하였다.

그러나, 상기의 폴리에스테르는 비교적 융점이 높아 일반적으로 섬유 구조체를 경화시킬 때는 포르말린(포름알데히드 수용액)이라든가 유기용제를 함유한 접착제, 경질 수지(페놀 수지, 멜라닌 수지, 우레아 수지)를 사용한다. 이러한 유기 용제를 함유한 접착제는 원단의 내부까지 침투하지 않아 접착성도 낮고 완성되었을 때의 촉감이 거칠다. 또한, 휘발성이 강하고 인체에 유해한 물질이 대부분이며, 유독 가스 배출 등의 환경적으로 문제가 되어 왔다.

따라서, 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과 중심부와 외곽부의 용융점이 다른 원사를 사용하여 열처리함으로 표면의 경직성을 부여할 수 있는 방법을 알아내어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 창가리개용 스크린 원단으로서 경직성을 가지면서 원래의 소재감을 상실하지 않고, 온도 및 습도에 의한 변형이 없는 스크린 원단 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 실내환경오염요인을 제거한 친환경적인 스크린 원단 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 "원단"이라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.

본 발명에 의한 원단은 시드/코어(Sheath/Core)구조로 된 원사로, 상기 원사는 시드(sheath)부가 저융점(Low Melting Point)을 가지는 폴리에스테르(Polyester)이고, 코어(core)부가 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르로 되는 LM사(Low Melting)로 제직 가공하여 일정온도에서 열처리하여 제조될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 저융점 폴리에스테르계 원사의 제조공정도로서, 상기 원사는 시스부가 되는 저융점 폴리에스테르계 수지 및 코어부가 되는 일반 폴리에스테르계 수지를 각각 중합 단계, 건조 단계 및 용융 단계를 진행시킨 후, 상기 두 성분이 함께 방사 단계 및 연신 단계를 거쳐 제조될 수 있다.

상기 폴리에스테르계 수지의 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저렴하면서도 범용이기 때문에 보다 바람직하다.

우선, 시스부의 저융점 폴리에스테르계 수지의 중합 단계에 있어서, 산 성분과 알코올 성분의 에스테르화 반응 및 축중합으로 공중합하여 제조될 수 있다. 상기 산 성분은 테레프탈산, 무수프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 아디프산, 세바스산, 아젤라인산, 도데칸디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산으로 이루어진 군에서 1 이상 선택될 수 있다. 또한, 알코올 성분은 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올로 이루어진 군에서 1 이상 선택될 수 있다.

특히, 상기의 중합 성분에 있어서, 산 성분으로 테레프탈산 및 이소프탈산 성분, 알코올 성분으로 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 성분으로 구성된 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 비용면이나 취급성의 관점에서 바람직하다.

따라서, 상기 산 성분 및 알코올 성분의 공중합 비율을 조정하여 융점을 변화시킬 수 있으므로, 저융점의 폴리에스테르계 수지가 설계될 수 있다. 상기 저융점 폴리에스테르계 수지는 열접착 성분으로서 융점이 110 내지 190 ℃인 폴리에스테르계 수지임이 바람직하다. 상기 융점이 110 ℃ 미만인 경우, 이후 연신 단계에 있어서 섬유가 교착되기 쉽고, 제조된 섬유의 치수 안정성이 부족하게 되며, 190 ℃를 초과하는 경우에는 저온에서의 접착성 및 열고착성이 나빠지게 된다.

한편, 코어부가 되는 폴리에스테르계 수지의 중합 단계에 있어서, 통상의 폴리에스테르 축중합으로 수행시킬 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지는 섬유 형성 성분으로서 융점이 220 ℃ 내지 260 ℃인 폴리에스테르계 수지가 사용됨이 바람직하다. 상기 융점이 220 ℃ 미만이 되면 복합섬유를 안정되게 제사하기가 어려워질 뿐만 아니라, 열접착 처리시의 안정성이 저하되며, 260 ℃를 초과하면 방사성이 저하되는 단점이 있다.

또한, 추가적으로 소량의 공중합 성분이나, 소광제, 착색제, 활제 등의 첨가제가 함유될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 폴리에스테르계 수지에 소광제로 이산화티타늄(TiO2)이 첨가될 수 있는데, 첨가 함량은 폴리에스테르계 수지 100을 기준으로 0.01 내지 2.5 중량부로 첨가됨이 바람직하다.

상기 중합 단계를 거친 각각의 중합물은 건조 단계를 거치게 되는데, 상기 단계는 중합물의 혼합 및 이후의 방사단계에서 고온으로 가열할 때 중합물이 가수분해에 의해 분자량이 저하되는 것을 방지한다.

특히, 이산화티타늄이 첨가된 폴리에스테르계 수지의 건조 단계는 예비건조 및 본건조 단계로 진행될 수 있는데, 100 내지 120 ℃에서 2내지 3시간 정도의 예비건조와, 140 ℃ 내지 180 ℃에서 4 내지 8시간 건조하는 본건조단계로 진행되며, 이는 예비건조로 중합물의 표면을 미리 결정화시켜 줌으로써 급격히 고온에 투입 시 중합물이 서로 점착하여 덩어리를 형성하지 않도록 하기 위함이다.

상기 건조 단계를 거친 각각의 건조물은 각각의 압출기로 공급시켜 압축, 탈포 또는 용융 시킨다.

이후, 상기의 융융 단계를 거친 각각의 균일한 용융액이 방사두(Spin block)에서 사결점이 되는 이물질이 제거되도록 여과를 거쳐 방사구(Nozzle)를 통해 복합방사를 진행시킨 후 권취하여 섬유가 제조될 수 있다.

상기 복합방사 진행 시 시스-코어형, 편심 시스-코어형, 사이드 바이 사이드형, 해도형, 할섬형(割纖型) 등에서 어느 한 복합 형태를 취할 수 있다.

특히, 상기 복합방사에 있어 시스부에 저융점 폴리에스테르계 수지 용융물이, 코어부에 일반 폴리에스테르계 수지 용융물로 이루어진 시스-코어형의 복합방사가 진행됨이 바람직하다. 상기 시스-코어형에 있어서 시스 대 코어부의 비는 10:90 내지 30:70중량%의 비로 이루어짐이 바람직하다. 상기 시스부가 10 중량% 미만인 경우에는 열접착성능의 저하를 초래하며, 시스부가 30 중량%를 초과하면 심부 의 함량이 너무 줄어들게 되어 폴리에스테르의 섬유 특성이 현저히 저하되는 문제가 있다.

상기 방사 단계에서 권취 속도에 따라 다양한 섬유가 제조되는데,본 발명의 상기 방사 단계에 있어서 권취 속도는 3,000 내지 3,500 m/min 인 부분배향사(Partially Oriented Yarn;POY)가 제조됨이 바람직하다.

상기의 방사 단계를 거친 부분배향사는 연신 단계를 거쳐 더욱 배향,결정화 및 균일화되어 실용적인 강도를 지니는 최종 섬유가 완성된다.

상기의 연신 단계에 있어서 연신비는 1.5 내지 2.0 이고, 연신 속도는 700 내지 1,500 m/min으로 권취함이 바람직하다.

상기 연신비가 1.5 미만일 경우, 섬유 구조체로 하였을 때의 치수 안정성이 저하되고, 2.0을 초과하는 경우에는 연신성이 악화될 뿐만 아니라 열접착성도 저하되므로 바람직하지 못하다. 상기의 연신 속도에 있어서는 700 m/min 미만인 경우, 섬도의 불균일이 초래되고 미연신사가 제조되며, 1,500 m/min가 초과하는 경우에는 사절의 원인이 될 수 있다.

한편, 상기 방사 단계에서 연신과 함께 진행시켜 이후, 연신 단계를 생략하여 진행시킬 수도 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저융점 폴리에스테르계 섬유의 제조에 관한 공정도이다.

상기 도 3을 참조하여 설명하면, 저융점 폴리에스테르 섬유는 시스부가 되는 저융점 폴리에스테르계 수지 및 코어부가 되는 폴리에스테르계 수지를 각각 중합 단계, 건조 단계 및 용융 단계를 진행시킨 후, 상기 두 성분이 함께 방사 및 연신 단계를 거쳐 제조될 수 있다.

상기 중합 단계, 건조 단계 및 용융 단계는 상기 도 2에 나타낸 제조 공정도와 동일하게 진행시키되, 방사 및 연신 단계에 있어서는 하기와 같이 진행시킨다.

상기 방사 단계에서 연신비는 3.0 내지 4.0 이고, 권취 속도는 4,000 내지 4,500 m/min인 연신사(Spin-Draw Yarn;SDY)가 제조됨이 바람직하다.

상기 연신비가 3.0 미만일 경우 불균일 연신으로 인한 형태 안정성이 저하되고, 4.0을 초과하는 경우에는 연신성이 악화되어 결점의 원인이 되어 바람직하지 못하다. 상기의 권취 속도에 있어서는 4,000 m/min 미만인 경우 연신성이 악화되며, 4,500 m/min을 초과하는 경우에는 사절의 원인이 될 수 있다. 상기 방사 및 연신 단계에 있어서, 방사 단계와 연신 단계를 동시에 진행시킬 경우, 연신사의 제조 시간이 단축되는 장점이 있으며, 최종적으로 요구되는 용도 및 방사 조건에 따라 선택하여 진행시킬 수 있다.

한편 상기와 같이 제조된 원사를 방적사 또는 필라멘트사로 형성하여 제직할 수 있다(제직용 LM사). 이 때 방적사인 경우 코어부의 폴리에스테르는 융점온도가 약 255℃의 것이고, 시드부는 융점이 약 120℃의 것일 수 있으며, 필라멘트사의 경우에는 코어부의 폴리에스테르는 융점온도가 약 255℃의 것이고 시드부는 융점이 약 175℃의 것일 수 있다. 방적사의 경우 원사에 LM사가 랜덤하게 분포되고 표면이 필라멘트사에 비해 상대적으로 평활하지 못하므로 직물의 경직성부여라는 효과를 발현하기 위해서는 동일한 열처리온도에서 상대적으로 융점이 낮아야 하며, 또한 LM사의 융점이 상기 온도를 초과하는 경우 열처리시의 공정온도도 함께 상승해야 하는 문제점이 있다. 또한 필라멘트사와 같이 코어부와 시드부의 물질의 융점차이를 약 80도 정도로 유지하는 것이 바람직한데 이는 열처리온도가 시드부의 융점 이상의 조건이라는 점에서 상기 온도는 한편으로 유리전이온도가 존재하는 고분자의 특성상 코어부 성분의 형태안정성을 해칠 수 있기 때문이다.

상기의 LM사로 제직된 원단은 기타 내광 견뢰도를 우수하게 하기 위해 벤조트리아졸계, 벤조페논계 등의 자외선 흡수제나 종래부터 사용되고 있는 다른 섬유용 가공제를 사용할 수도 있다. 상기 사용될 수 있는 다른 섬유용 가공제로서 일반적으로 사용되는 대전방지제, 발수발유제, 오염방지제, 항균제, 수분 흡수제, 슬립 방지제 등이 부가적으로 사용될 수도 있으며 이러한 일반적으로 공지된 가공제가 부가된다 하더라도 본 발명의 본질적인 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주에 포함됨은 물론이다.

상기 제직이 완료된 직물은 일정온도에서 스크린용 원단으로서 필요한 물성인 경직성을 부여하기 위해 열처리단계를 거치게 된다. 바람직하기로는, 처리온도는 저융점 폴리에스테르의 융점온도보다는 높게 설정되며, 치리온도와 처리시간을 반비례하게 조정하여 열처리하여 원하는 정도의 경직성을 갖는 원단을 얻을 수 있다. 따라서 열처리온도는 180 내지 200도가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 180 내지 190도이다. 또한 열처리시간은 상기 온도에 따라 변동될 수 있는바, 바람직하게는 30 내지 90초, 더욱 바람직하게는 40 내지 80초이다. 상기 범위 미만인 경우 융착도가 저하되어 원단의 경직도가 부족하며, 상기 범위를 초과하는 경우 융착도가 너무 과하여 원단의 원 형태를 유지할 수 없는 문제가 있다. 다만 상기 열처리 온도와 시간은 얻고자하는 원단의 경직도에 따라 열처리 온도와 시간을 적절하게 조절할 수 있다.

이로서 상기 직물 표면이 열처리됨으로 LM사의 시드부의 저융점의 폴리에스테르가 용융되어 유동함으로 주변의 다른 LM사와 녹아 붙으며, 이런 상태에서 바로 냉각됨으로 용융된 폴리에스테르가 경화됨으로 뻣뻣해져 스크린용 원단에 경직성을 제공함으로, 종래의 방식과 같은 아크릴 수지를 사용하지 않고서도 원단에 경직성을 부여하며, 더욱이 아크릴 수지와 같은 다른 소재를 도포하지 않음으로 본래 원단이 가지고 있는 소재감을 상실하지 않을 뿐 아니라 오염 및 습기에 대한 내구성이 강하다. 특히, 종래의 스크린 원단에는 아크릴 수지와 같은 환경적으로 바람직하지 않은 소재가 사용됨으로 화재 발생 등에 의해 연소시 유독가스가 발생하여 바람직하지 않았으나, 본 발명에서는 이러한 소재가 전혀 사용되지 않음으로 화재가 발생하더라도 유독가스를 전혀 발생시키지 않는다.

또한, 본 발명의 창가리개용 스크린 원단의 제조방법에 따르면 상기한 특징을 갖는 스크린용 원단을 보다 용이하게 제조할 수 있어 스크린 원단의 제조의 공정 수를 줄일 수 있고, 작업성을 향상할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 창가리개용 스크린 원단은 LM사로 구성되고 아크릴 수지가 사용되지 않음으로, 원단에 원하는 정도의 경직성을 부여하면서도 본래 원단이 가지고 있는 소재감을 상실하지 않을 뿐 아니라 오염 및 습기에 대한 내구성이 강하고, 화재 발생 등에 의해 연소시 유독가스를 발생시키지 않는다.

또한, 본 발명의 창가리개용 스크린 원단의 제조방법에 따르면 상기한 특징을 갖는 스크린용 원단을 보다 용이하게 제조할 수 있어 스크린 원단의 제조의 공정 수를 줄일 수 있고, 작업성을 향상할 수 있는 유용한 발명이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 스크린 원단은 시스-코어 구조의 폴리에스테르 섬유이며, 열처리에 의하여 시스-코어 구조로 이루어진 실의 시스부만을 용해함으로써 열 융착성, 성형성을 가지면서 강도도 확보할 수 있다.

따라서 견과 같은 특징을 지닐 수 있는 고급품에서부터 필라멘트를 가공하여 실용적인 분야 외에도, 산업용도로까지 다양하게 적용시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 자세히 설명하지만, 본 발명이 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

시드/코어 구조로 된 필라멘트 원사로 시드부가 융점온도 175℃의 저융점 폴리에스테르이고, 코어부가 융점온도 255℃의 일반적인 레귤러 폴리에스테르로 된 LM사를 준비하고 원단을 재직하였다. 제직된 원단을 180℃에서 30초 동안 열처리하여 창가리개용 스크린 원단을 얻었다.

실시예 2

열처리 온도를 200℃에서 처리한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 창가리개용 스크린 원단을 얻었다.

실시예 3

열처리 시간을 60초로 하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 창가리개용 스크린 원단을 얻었다.

실시예 4

열처리 시간을 60초로 하는 외에는 실시예 2와 동일하게 하여 창가리개용 스크린 원단을 얻었다.

실험예

상기 각 실시예에서 제조된 스크린 원단에 대해 창가리개용 스크린으로서 사용되기에 적당한지에 대한 경직성을 육안 및 촉감으로 평가하였다.

그 결과, 실시예 1 및 3의 원단은 스크린으로 사용하기에는 부족한 경직성을 나타냈으며, 실시예 2 및 4의 원단은 각각 일정한 정도의 경직성을 나타내어 스크린으로 사용될 수 있는 정도로 판단되며, (표 1 참조)

항목	열처리(℃)	시간(sec)	경직성
실시예 1	180	30	×
실시예 2	200		○
실시예 3	180	60	△
실시예 4	200		○

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스크린용 원단을 구성하는 일 원사인 LM사의 단면을 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저융점 폴리에스테르계 섬유의 제조에 관한 공정도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저융점 폴리에스테르계 섬유의 제조에 관한 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : LM사

110 : 시드부(저융점 폴리에스테르)

120 : 코어부(일반레귤러 폴리에스테르)

Claims (2)

1. 창가리개용 스크린 원단에 있어서,

   시드-코어 구조로 된 원사를 포함하되, 상기 원사는 시드부가 저융점을 가지는 폴리에스테르이고 코어부가 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르로 이루어지며,

   상기 시드부의 폴리에스테르는 융점이 110 내지 190℃이며, 코어부의 폴리에스테르는 융점이 220 내지 260℃로 이루어짐을 특징으로 하는 창가리개용 스크린 원단.
2. 창가리개용 스크린 원단의 제조방법에 있어서,

   시드-코어 구조로 된 원사를 포함하되, 상기 원사는 시드부가 저융점을 가지는 폴리에스테르이고 코어부가 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르로 이루어지며,

   상기 시드부의 폴리에스테르는 융점이 110 내지 190℃이며, 코어부의 폴리에스테르는 융점이 220 내지 260℃로 이루어짐을 특징으로 하는 창가리개용 스크린 원단의 제조방법.

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