KR20120106126A - 한지복합사의 제조방법과 이에 의해 제조한 한지복합사, 이를 이용한 원단의 제조방법 및 이에 의해 제조한 자동차 내장재 - Google Patents

한지복합사의 제조방법과 이에 의해 제조한 한지복합사, 이를 이용한 원단의 제조방법 및 이에 의해 제조한 자동차 내장재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한지복합사의 제조방법과 이에 의해 제조한 한지복합사, 이를 이용한 원단의 제조방법 및 이에 의해 제조한 자동차 내장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한지사와 합성사를 이용하여 제직 및 편직 가능한 한지복합사를 제조하고 이를 이용하여 자동차 내장재로 활용할 수 있는 원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 테이프 형태의 한지사에 꼬임을 가하여, 꼬임을 가한 한지사를 심사로 하고, 적어도 두 가닥 이상의 각 합성사를 부사로 하여 상기 한지사를 동시에 커버링함으로써 160 ~ 700 데니어의 굵기를 갖도록 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사의 제조방법을 제공한다.

Description

한지복합사의 제조방법과 이에 의해 제조한 한지복합사, 이를 이용한 원단의 제조방법 및 이에 의해 제조한 자동차 내장재 {Method manufacturing composite yarn of korea paper and composite yarn of korea paper manufacturied thereby, manufacturing method of fabric using thereof and automotive textile manufacturied thereby}
본 발명은 한지복합사의 제조방법과 이에 의해 제조한 한지복합사, 이를 이용한 원단의 제조방법 및 이에 의해 제조한 자동차 내장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한지사와 합성사를 이용하여 제직 및 편직 가능한 한지복합사를 제조하고 이를 이용하여 자동차 내장재로 활용할 수 있는 원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 한지는 주로 소나무, 닥나무 표피 등을 소재로 하는 천연섬유로서 질감, 염색성, 통기성, 흡습성, 착용감 등이 매우 우수하여 의복이나 기타 인테리어 소재 등의 직물로 이용되고 있으며, 이 외에도 그 이용 소지는 무궁 무진할 것으로 예상된다.
보통 한지를 이용하여 직물, 편물로 제직 및 편직하기 위해서는 원사의 평활도에 의한 사의 굵기가 어느 정도 일정하여야 하고 제직/편직시 최소한의 장력이나 내구성, 신축성 등을 갖추어야 하기 때문에 꼬임을 부여하는 공정이 필수적이다.
그러나 한지사는 그 기초적 제조공정이 시트상태의 한지 원단을 소정폭의 테이프 상태로 슬리팅(slitting)한 것에 꼬임을 가하여 사(yarn)로 제조하여야 하기 때문에, 테이프 상태의 한지에 꼬임을 가하였을 때, 사의 표면이 평활하지 못하여 굵기가 고르지 못하고, 인장강도와 신도가 약하여 제직/편직 시에 빈번한 절사 현상이 발생하며, 직물의 조직이 균일하지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 강도 등 내구성이 약한 한지사와 이를 보강할 수 있는 합성사의 커버링을 통해 제직/편직이 가능한 수준의 평활성 및 강신도를 부여하여 한지복합사를 제조하는 한지복합사의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 한지사와 합성사를 이용하여 제조한 본 발명의 한지복합사를 이용하여 원단을 제조하는 원단의 제조방법을 제공하고, 특히 자동차용 전물성(내광성, 내마모성, 내연성 등)을 만족하는 직물/편물 조직의 내장재(시트커버와 천정재 및 도어트림 등)를 제공하는데도 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 테이프 형태의 한지사에 꼬임을 가하여, 꼬임을 가한 한지사를 심사로 하고, 적어도 두 가닥 이상의 각 합성사를 부사로 하여 상기 한지사를 동시에 커버링함으로써 160 ~ 700 데니어의 굵기를 갖도록 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사의 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 합성사는 폴리에스터 원사, 폴리프로필렌 섬유 그리고 염색사나 원착사로 제조가능한 합성섬유 중 선택된다.
또한, 본 발명은 상기한 제조방법에 의해 제조한 한지복합사를 원사로 하여 경사밀도는 80~120개/inch, 위사밀도는 40~50개/inch 인 직물 원단으로 제조하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법도 제공한다.
바람직하게, 상기 직물 원단을 과수(H2O2), 소핑제, 가성소다(NaOH)를 넣은 98℃의 염색기에서 약 20분간 처리한다.
또한, 상기 직물 원단의 경사는 위사보다 작은 굵기의 원사를 사용한다.
더욱 바람직하게, 상기 직물 원단의 뒷면을 데카브롬계 난연제, 안티몬계 난연제, 인계 난연제 및 안정제 중 선택된 어느 하나 혹은 둘 이상을 첨가한 아크릴 수지 코팅액으로 코팅한다.
보다 바람직하게, 상기 직물 원단은 뒷면에 코팅한 아크릴 수지 코팅액의 건조를 위해 160℃ 이하로 열처리한다.
본 발명에 의하면 항균성, 소취성, 흡한속건성, 경량성, 인체친화성, 원적외선 방사 등의 기능을 갖는 한지사를 이용하여 제직/편직이 가능한 수준의 평활성 및 강신도를 갖는 한지복합사를 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 한지사의 고부가가치 기능을 갖는 원단 제품, 특히 자동차 내장재를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조한 한지복합사를 나타낸 일 예시도
도 2는 본 발명에 따라 제조한 한지복합사 원단을 나타낸 일 예시도
도 3은 본 발명에 따라 제조한 한지복합사를 이용하여 제직한 자동차 시트커버를 나타낸 예시도
도 4는 본 발명에 따라 제조한 한지복합사를 이용하여 제편한 자동차 천정재를 나타낸 예시도
본 발명은 항균성, 소취성, 흡한속건성, 경량성, 인체친화성, 원적외선 방사 등의 기능을 가지는 고부가가치 소재인 한지사를 이용하여 제직/편직이 가능한 한지복합사를 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 한지복합사를 이용하여 직물이나 니트 조직의 자동차 내장재(시트커버, 천정재, 도어트림 등)를 제조할 수 있다.
한지사는 보통 한지의 특성상 일반섬유와 달리 소정 폭(1~3mm 이내)으로 절단된 테이프 상태인 것으로, 종이와 같이 쉽게 절단되기 때문에 일반 편직기를 이용하여 제직/편직할 수 없다.
본 발명에서는 제직/편직이 가능한 수준의 평활성 및 강신도를 부여하기 위해 특수 합연기를 이용하는데, 1차로 테이프 형태의 한지사에 꼬임을 가한 후, 꼬임을 가한 한지사를 심사로 하고 적어도 두 가닥 이상의 원착 합성사를 부사로 하여 한지사를 동시에 커버링함으로써 제직/편직이 가능한 수준의 한지복합사를 제조한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.
가. 원사의 제조
자동차 내장재를 제직/편직할 수 있을 정도로 표면 평활도가 균일하고 인장강도 및 내구성과 신축성이 우수한 한지복합사를 얻기 위하여, 본 발명은 먼저 소정폭으로 슬리팅된 테이프 상태의 한지에 1차로 꼬임을 가한 한지사를 마련한 다음, 상기 한지사를 심사로 하여 폴리에스터 원사와 함께 기계(특수 합연기)에 장착한 후, 폴리에스터 원사로 한지사를 커버링한다.
커버링 시 한지사는 장력을 최대한 느슨하게 하고 폴리에스터 원사는 최대한 장력을 많이 준 상태로 커버링함으로써 최종 커버링사(혹은 한지복합사)에 신축성이 발현될 뿐만 아니라 하중이 한지사보다 커버링된 폴리에스터 원사에 집중되기 때문에 폴리에스터 원사 수준의 강도를 가지는 최종 원사(혹은 한지복합사)를 제조할 수 있다.
즉, 1차로 준비된 상기 한지사를 심사로 하고, 적어도 두 가닥 이상의 원착 폴리에스터 원사를 부사로 하여, 상기 한지사를 동시에 커버링함으로써 최종 원사(혹은 한지복합사)를 제조한다.
커버링 과정에서 한지복합사를 트위스팅하여 일정한 꼬임을 주기 때문에 최종 원사(한지복합사)의 전체 강도가 향상될 뿐만 아니라 원사의 표면 평활도도 증가한다.
이렇게 제조된 한지복합사는 제직/편직이 가능한 수준의 평활도, 내구성, 신축성을 가질 뿐만 아니라 한지사 표면이 폴리에스터 원사로 대부분 감싸져 있는 형태이기 때문에 한지사의 단점인 내마모성을 만족시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 한지복합사는 한지사를 상대원사인 폴리에스터 원사로 완전히(100%) 감쌀 수는 없기 때문에 원단 제조 후 염색되지 않은 한지사 부분이 희끗희끗하게 육안으로 보이게 되는데, 이에 따라 커버링 방법에 따라 한지사의 노출 비중을 조절하여서 다양한 색조를 가지는 투톤(two-tone) 형태의 자동차 내장재를 제조할 수 있다.
이상에서 한지사의 상대원사는 폴리에스터를 사용하였으나 폴리프로필렌 섬유나 기타 염색사, 원착사로 제조가능한 합성섬유를 모두 사용할 수 있다.
즉, 한지사와 커버링되는 상대원사는 폴리에스터 원사 뿐만 아니라 원착사, 염색사로 제조가능한 모든 합성섬유, 예컨대 나일론, 폴리프로필렌, 아크릴 등을 포함한다.
나. 원단의 제조
1) 직물 조직의 시트커버
상기 가. 항에 의해 제조된 원사(한지복합사)는 도비나 자카드 등 직기의 종류에 상관없이 제직/편직이 가능한 수준의 강도와 신도 그리고 평활도를 갖는다.
보통 한지사는 1~3mm까지 다양한 폭의 테이프 형태로 절단 가능하며, 폭이 1mm 인 한지 테이프사의 경우 약 115 데니어의 굵기를 갖는다.
한지를 심사로 하고 PET 원사를 부사로 하여서 본 발명에 따라 제조하게 되는 한지&PET 커버링사의 최종 원사는, 다양한 폭의 한지 테이프사와 다양한 굵기의 상대원사인 PET 원사를 다양하게 조합하여 약 160 데니어 ~ 700 데니어의 굵기까지 제조 가능하며, 다양한 색상의 PET 원사를 사용하여 다양한 색조의 제품을 제조할 수 있다.
한지&PET 커버링사의 최종 원사(혹은 한지복합사)는 굵기가 가늘수록 원사의 강도가 저하되어 제직/편직 시 사절이 발생할 가능성이 높아지고, 굵기가 두꺼울수록 인치(Inch)당 위사나 경사밀도가 작아지기 때문에 원단상태에서의 인장강도, 인열강도, 재봉강도, 재봉피로도 등의 물성이 저하되게 된다.
따라서, 상기 물성의 저하를 방지하기 위해서는 200 ~ 500 데니어 사이의 원사를 사용하는 것이 바람직하고, 최종 제품(즉, 한지복합사를 이용하여 직조한 원단)의 경사밀도는 제직기의 종류에 따라 80~120개/inch, 위사밀도는 40~50개/inch가 되도록 하는 것이 좋다.
원단의 최종 밀도가 너무 높으면 원단의 신율이 저하됨으로 인해 성형한 시트커버를 시트프레임에 덮어 씌울 때 많은 어려움이 있기 때문에, 원단 제조시 적절한 신율을 가지게 하면서도 기타 물리물성이 나빠지지 않도록 하는 것이 중요하다.
원단의 제직 시 위사나 경사 모두 동일 굵기의 원사를 사용하여도 무방하나 최종 제품의 재봉강도나, 재봉피로도 등의 내구성을 향상하려면 원단 밀도가 높은 것이 유리하므로, 경사는 위사보다 다소 낮은 굵기의 원사를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 원단의 제직 시 위사/경사를 동일 원사를 사용하여도 무방하나 한지&원착 PET 커버링사의 경우 일반 합성섬유 대비 상당히 고가이므로, 위사와 경사 모두를 한지&원착 PET 커버링사로 100% 사용하는 것보다 원가절감을 위해 원착 PET 사나 일반 PET 사(또는 한지&PET 커버링사)를 경사로 사용하고 한지&PET 커버링사(또는 원착 PET 사나 일반 PET 사)를 위사로 하여 원단 표면으로 한지&PET 커버링사가 80~90%이상 돌출되도록 조직설계하여 직조하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 최종 제품의 디자인 및 조직 설계를 통해 다양한 가격군의 제품 제조가 가능하다.
한편, 한지&원착 PET 커버링사로 제직된 직물의 경우 한지사의 다소 뻣뻣한 촉감에 의해 전체 원단 촉감이 저하될 수 있다.
따라서, 부드러운 촉감을 요구하는 자동차 내장재의 경우 그 촉감을 개선하기 위해, 본 발명의 원단 제직 후 과수(H2O2), 소핑제, 가성소다(NaOH)를 넣은 98℃의 염색기에서 약 20분간 처리하도록 한다.
또한, 이러한 촉감 개선 공정에서 또 다른 효과로 열수축 효과를 얻을 수 있다. 열수축을 통해 원단의 밀도 및 벌키성이 증가하여 결과적으로 외관 및 촉감이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
경사와 위사가 서로 매듭지어 조직이 구성되어 있는 편물과 달리, 직물의 경우 경사와 위사가 직각으로 서로 교차하고 있어 조직이 느슨한 관계로 쉽게 올이 풀리기 때문에 시트커버로 봉제 시 재봉피로도 등의 물성이 저하될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 직물 원단의 뒷면에 아크릴 수지로 코팅하여 경사와 위사 상호간에 결합력을 높여주는 가공을 수행함이 바람직하다.
이때 직물 원단의 난연성을 확보하기 위해 아크릴 수지 코팅액을 일정량의 데카브롬계 난연제, 안티몬계 난연제 및 기타 안정제 등을 첨가하여 사용하도록 한다.
직물 원단의 코팅 후 코팅액을 건조하기 위해 열처리를 실시하게 되는데, 이때 열처리 온도가 너무 높으면 한지사에 황변 현상이 발생할 수 있으므로 160℃ 이하의 온도로 열처리하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 직물 원단의 난연성을 확보하기 위해 아크릴 수지 코팅액에 첨가하는 난연제로 황 성분 등 황변발생 원인물질이 함유되지 않은 환경친화적인 인계 난연제를 사용하고, 코팅액의 건조를 위해 140℃ 이하의 온도로 열처리함으로써 황변현상을 방지하도록 한다.
상기와 같은 공정으로 제조한 직물형 한지&PET 복합 자동차 시트커버의 경우, 부드러운 촉감을 가질 뿐만 아니라 한지사의 단점인 내마모성 부족 현상을 표면에 커버링된 PET 원사가 보완하여 주기 때문에 자동차 내장재로서 필요로 하는 내마모성 수준을 확보할 수 있으며, 또한 난연성 백코팅을 통해 형태안정성 및 난연성을 만족할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 여러 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 살펴보도록 한다.
실시예 1) 자동차 시트커버용 한지&원착 PET 커버링사의 제조
본 발명에 따른 한지복합사 제조공정에 의해 한지&원착 PET 커버링사(한지복합사)를 제조하였다. 이때, 합연조건은 표 1과 같은 조건으로 진행하였다.
Figure pat00001
실시예 2) 자동차 천정재용 한지&원착 PET 커버링사의 제조
본 발명에 따른 한지복합사 제조공정에 의해 한지&원착 PET 커버링사(한지복합사)를 제조하였다. 이때, 합연조건은 표 2와 같은 조건으로 진행하였다.
Figure pat00002
실시예 1에 따라 한지복합사를 제조한 결과, 도 1과 같은 한지&원착 PET 커버링사가 제조되었음을 확인할 수 있었고, 실시예 2 역시 도 1과 유사한 형태의 한지&원착 PET 커버링사가 제조되었음을 확인할 수 있었다.
그리고, 도 1과 같은 한지&원착 PET 커버링사를 이용하여 도 2와 같은 원단을 직조할 수 있었다.
실시예 3) 한지&원착 PET 커버링사를 이용한 자동차 시트커버의 제조
본 발명에 따른 한지복합사 제조공정에 의해 제조한 한지&원착 PET 커버링사를 이용하여 자동차 시트커버를 제직하였다. 이때, 한지복합사 및 원단의 제조조건은 표 3과 같은 조건으로 진행하였다.
Figure pat00003
실시예 3에 의해 자동차 시트커버를 제조한 결과, 도 3과 같은 자동차 시트커버가 제직되었음을 확인할 수 있었다. 도 3의 상부 좌측에서부터 하부 우측으로 차례로 실시예 3의 순번 2~5에 따라 제조된 시트커버이다.
이에 따라 본 발명의 한지복합사를 이용하여 직물 원단을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
실시예 4) 한지&원착 PET 커버링사를 이용한 자동차 천정재의 제조
본 발명에 따른 한지복합사 제조공정에 의해 제조한 한지&원착 PET 커버링사를 이용하여 자동차 천정재를 제직하였다. 이때, 한지복합사 및 원단의 제조조건은 표 4와 같은 조건으로 진행하였다.
Figure pat00004
실시예 4에 의해 자동차 천정재를 제조한 결과, 도 4와 같은 자동차 천정재가 제편되었음을 확인할 수 있었다. 도 4의 좌측 사진은 원착 PET 사와 한지&원착 PET 커버링사를 혼용하여 제편한 천정재이고(순번 1,2), 우측 사진은 한지&원착 PET 커버링사를 단독 사용하여 제편한 천정재이다(순번 3~5).
이에 따라 본 발명의 한지복합사를 이용하여 직물 원단을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
실시예 5) 한지&원착 PET 커버링사를 이용하여 제조한 자동차 내장재 원단의 항균성 평가
본 발명의 한지복합사 제조공정에 따라 한지&원착 PET 커버링사를 이용하여 자동차 내장재 원단을 제조하고, 이의 항균성을 평가하였다. 이때, 한지사의 함량조건은 표 5와 같이 하였다.
Figure pat00005
실시예 5에서 한지&원착 PET 커버링사를 이용하여 제조한 자동차 내장재의 항균성을 평가한 결과, 표 5와 같은 정균감소율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 본 발명의 한지복합사를 제조함에 있어 한지사의 함량비를 조절하여서 한지복합사 원단, 예컨대 자동차 내장재에 항균성을 부여할 수 있음을 알 수 있었다.
이와 같이 제조된 자동차 내장재 원단은 항균성을 갖는 제품으로 항균성능이 적어도 80% 이상으로 제조 가능하며, 또한 한지복합사에 포함되는 한지사의 함량비를 조절하여 항균성, 소취성 등의 기능을 부여할 수 있다.
본 발명에 의하면 트위스팅한 테이프 형태의 한지사를 심사로 하고 두 가닥 이상의 합성사를 부사로 하여 동시에 커버링함으로써 표면 균일성 및 적정 강신도를 갖는 제직/편직이 가능한 한지복합사를 제조할 수 있으며, 본 발명의 원사(한지복합사)를 이용하여 자동차 내장재로 적용 중인 직물 및 편물류를 모두 제조할 수 있다.

Claims (9)

  1. 테이프 형태의 한지사에 꼬임을 가하여, 꼬임을 가한 한지사를 심사로 하고, 적어도 두 가닥 이상의 각 합성사를 부사로 하여 상기 한지사를 동시에 커버링함으로써 160 ~ 700 데니어의 굵기를 갖도록 제조하는 것을 특징으로 하는 한지복합사의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 합성사는 폴리에스터 원사, 폴리프로필렌 섬유 그리고 염색사나 원착사로 제조가능한 합성섬유 중 선택된 것을 특징으로 하는 한지복합사의 제조방법.
  3. 청구항 1 내지 2 중 어느 한 항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 한지복합사.
  4. 청구항 3의 한지복합사를 원사로 하여 경사밀도는 80~120개/inch, 위사밀도는 40~50개/inch 인 직물 원단으로 제조하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 직물 원단을 과수(H2O2), 소핑제, 가성소다(NaOH)를 넣은 98℃의 염색기에서 약 20분간 처리하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 직물 원단의 경사는 위사보다 작은 굵기의 원사를 사용한 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 직물 원단의 뒷면을 데카브롬계 난연제, 안티몬계 난연제, 인계 난연제 및 안정제 중 선택된 어느 하나 혹은 둘 이상을 첨가한 아크릴 수지 코팅액으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 직물 원단은 뒷면에 코팅한 아크릴 수지 코팅액의 건조를 위해 160℃ 이하로 열처리하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
  9. 청구항 4 내지 8 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
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