KR20150065520A - 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재 - Google Patents

저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원단에 포함되는 가연사가 추가적인 연사공정, 편성공정 없이도 사염이 가능하여 원사 제조비용이 절감되고, 제조공정이 간소화됨과 동시에 사염품질이 현저히 우수하여 다양한 조직 및 색채를 가진 인테리어용 원단을 구현할 수 있어 인테리어용 제품에 대한 수요자의 다양한 니즈를 충족시킬 수 있는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재에 관한 것이다.

Description

저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재{interior fabric using low melting polyester draw textured yarn, method for manufacturing thereof and interior flooring using thereof}
본 발명은 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원단에 포함되는 가연사가 추가적인 연사공정, 편성공정 없이도 사염이 가능하여 원사 제조비용이 절감되고, 제조공정이 간소화됨과 동시에 사염품질이 현저히 우수하여 다양한 조직 및 색채를 가진 인테리어용 원단을 구현할 수 있어 인테리어용 제품에 대한 수요자의 다양한 니즈를 충족시킬 수 있는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단, 그 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어용 바닥재에 관한 것이다.
일반적인 원단은 후염 방식으로 원단에 다양한 색이 창출된다. 한국등록특허 제1982-0002253호는 이와 같은 후염방식의 섬유직물을 염색하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 후염을 이용할 시 후염이 되지 않는 원사가 있을 수 있고, 염색 후 원단 촉감의 변화를 예측하기 어려우며, 기존의 제품과 동일한 색으로 염색이 어려운 등의 상당한 제약 및 시간적 손실이 크다.
상기 후염방식이 아닌 실 상태로 염색된 사염 원사로 원단을 만들면 깊이 있는 색을 얻을 수 있고 다양한 색상을 사용함에 따라 특수한 색채 효과를 지닌 원단을 만들 수 있다. 특히, 사염 원단은 실 상태로 염색한 다음에 제직하여 가공한 원단으로서, 일반적으로 제직공정에 들어가기 전 단계에서 염색되며, 후염 원단과 비교하면 무늬의 표현과 색조의 차이가 나타나고 오래 사용하여도 변색이 적고 촉감이 부드러워지는 장점이 있다.
사염에 의해 얻어지는 원단은 섬유마다 배색을 다르게 하여 모양을 형성하기 때문에 고급스러운 느낌이나 패션성이 우수한 원단을 얻을 수 있는 것이 특징이다.
통상적인 원사의 사염법으로는 실타래로 하여 염색하는 방법 또는 치즈롤로 하여 염색하는 방법이 있으며, 염색의 경제성 때문에 후자가 주로 사용되고 있다.
일반적으로 사염에 많이 사용되는 치즈염색법은 염색용 보빈에 치즈형태로 감고 상기 치즈를 사 염색기의 염색조 내에 설치된 다공스핀들에 다층으로 적층시킨 다음 덮개로 밀폐하고, 염액을 스핀들 내에서 치즈쪽으로, 혹은 치즈 외부에서 스핀들 내부로 유동시켜 치즈에 감긴 실 외부에 염액이 침투되게 하여 염색을 수행하게 된다.
상기와 같은 사염에 의해 사염의 견뢰도에 영향을 미치는 실과 관련된 요인으로는 실의 종류, 직경, 성분과 실의 감긴 상태, 장력, 사층의 밀도, 두께 등을 들 수 있으며, 운전과정요인으로는 염액의 방출 및 흡입지속시간과 간격 및 제반 염색공정의 운전조건을 들 수 있으며, 유체공학적 요인으로는 스핀들의 개수, 직경, 길이와 다공벽의 기공율, 기공분포, 기공형상과, 염색탱크의 체적과 형상, 스핀들 유량, 기공을 통과하는 유량과 분포와, 스핀들 내외부의 압력과 압력손실 및 염액의 온도, 밀도, 점도 등의 다양한 요인이 있어서 사염의 전체공정을 최적화 하는 것은 매우 어려운 문제로 알려져 있다.
그 중에서도, 실의 종류에 있어 폴리에스테르를 소재로 하는 필라멘트사는 원사가 타래상태이거나 보빈에 와인딩된 상태에서는 일반섬유의 염색 방법으로는 염색이 어려운 문제점이 있다. 그 이유는 폴리에스테르 자체의 소수성인 물성과 필라멘트사로 제조되었을 때 성질 및 사구조 때문이다.
즉, 폴리에스터 필라멘트사는 합성섬유의 특성상 방사과정에서 사의 조직밀도가 매우높고 단단하여서 보빈에 와인딩상태에서 염색하고자 할 때 소프트 와인딩이 어렵고 보빈에 와인딩하기 전 상태에서는 염료의 침투성이 더욱 떨어지게 되며, 타래상태에서도 염료가 침투되지 않아 염색이 어렵다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 환편기를 이용하여 필라멘트사를 편성물로 제조한 다음 열을 가해 염색 후 편성물의 올을 풀어 사를 재권취하여 사염된 폴리에스터 필라멘트를 제조하는 방법 또는 폴리에스테르 필라멘트사를 가연하여 사에 벌키성을 부여 및/또는 연사하여 멀티필라멘트사에 꼬임을 줌으로써 사가 꼬인 틈을 통해 염료가 침투하도록 하여 사염하는 방법 등이 있다.
그러나 상기 방법들은 사염을 위해 거치는 단계가 많아 제조시간과 비용의 상승, 제조공정의 복잡화 등의 문제점이 있으며, 특히, 사염의 대상이 되는 폴리에스테르 필라멘트사가 저융점 폴리에스테르를 포함하는 필라멘트사인 경우 저융점 폴리에스테르 폴리머의 열적특성이 열악하여 통상적인 열처리에 의해 필라멘트사끼리 융착이 발생할 수 있는데, 이러한 사융착은 염색의 품질을 저하시키거나 염색을 불가능하게 만드는 문제점이 있다. 구체적으로 편성물로 편성 후의 열처리공정에서 사융착 발생으로 불균일 염색에 따른 사염의 품질이 현저히 저하될 수 있으며, 통상적인 방법에 의한 가연 및/또는 연사를 통한 사염일 경우 가연 및/또는 연사 공정 중의 열처리에 의해 역시 사융착이 발생하고 불균일 염색 또는 염색불가능으로 인한 사염의 품질이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
한편, 종래의 인테리어 직물 특히 바닥재 직물로 사용되는 원사는 PVC로 코팅된 섬도 500 데니어 이상의 원사인데, 이러한 태섬사로 제직 시, 직물의 조직이 평직 등 단순한 조직으로 밖에 제조되지 못하였다. 이와 같은 단순한 조직으로 제직된 인테리어 직물은 인테리어 직물에 있어 패션성 등의 디자인적 요소를 매우 중요시 하는 소비자의 니즈에 부합되지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 저융점 폴리에스테르사를 이용하여 인테리어 직물을 제조하려 하였으나 상술한 바와 같이 사염이 어려워 소비자의 니즈에 부합하는 인테리어용 직물을 제조하지 못하고 있는 문제점이 있다.
따라서, 소비자의 니즈에 부합하는 인테리어용 직물을 제조하기 위해 다양한 색상으로 사염이 가능하고, 그 품질이 우수하며, 단순한 평직이 아닌 다양한 조직으로 제직 또는 편성될 수 있도록 하는 저융점 폴리에스테르 가공사를 통한 인테리어용 원단의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 첫 번째로 해결하려는 과제는 인테리어용 원단에 포함되는 저융점 폴리에스테르 섬유가 종래의 사염 공정을 위한 전단계, 예를들어 편성물로 편성 또는 연사되지 않아도 우수한 사염품질을 나타낼 수 있도록 하여 다양한 색채 및 문양을 가지는 인테리어용 원단으로 구현이 가능하고, 사염을 위한 전단계를 불요구함에 따른 제조시간 단축, 제조 비용의 절감 및 공정의 간소화를 통해 인테리어용 원단의 제조공정 및 생산단가를 절감할 수 있는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 두 번째로 해결하려는 과제는 수요자의 인테리어용 제품에 대한 다양한 니즈를 충족시킬 수 있도록 다양한 색으로 염색이 가능함과 동시에 그 품질이 우수하고, 다양한 문양으로 제직 및 편성이 가능한 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 원단을 이용한 인테리어용 바닥재를 제공하는 것이다.
상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, (1) 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200℃ 인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하는 심초형 복합섬유를 원사로 제1 피드롤러를 통해 공급하는 단계; (2) 상기 공급된 원사를 가열부를 거쳐 가연부에서 가연하는 단계; (3) 상기 가연된 원사를 제2 피드롤러를 거쳐 권취부에서 권취하는 단계; 및 (4) 상기 권취된 가연된 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계;를 포함하여 인테리어용 원단을 제조하되, 상기 (2) 단계의 가열부 온도가 90 ~ 120℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후 제조된 가연사는 50 ~ 500 데니어/24 ~ 240 필라멘트이며, 상기 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10% 이하일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 심부와 초부에 각각 포함되는 성분의 융점차이는 40 ~ 100℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 복합섬유는 동심형 또는 편심형 심초형 복합섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계의 복합섬유는 부분연신섬유(POY)이며, 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에 의한 최종 연신비가 1.4 ~ 2.0일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면 상기 (1) 단계의 복합섬유는 연신섬유(SDY)이며, 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에 의한 최종 연신비가 1.03 ~ 1.20일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계에서 가연부는 벨트식 마찰가연장치를 사용하며, 원사가 통과하는 두 벨트사이의 교차각이 100 ~ 120°일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계 및 (3) 단계 사이에 가열부를 더 포함하며, 상기 가열부의 온도는 90 ~ 120 ℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후의 가연사는 하기의 조건 (a) 내지 (c)를 만족할 수 있다.
(a) 강도 3.30 g/데니어
(b) 신도 16% 이상
(c) 비수수축율 5 ~ 20%
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단은 직물 또는 편성물일 수 있다.
또한, 상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단에 있어서, 상기 저융점 폴리에스테르 가연사는 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200 ℃인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하며, 하기 조건 (d) 내지 (f)를 만족하는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단을 제공한다.
(d) 강도 3.30 g/데니어
(e) 신도 16% 이상
(f) 비수수축율 5 ~ 20%
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 가연사는 50 ~ 500 데니어/ 24 ~ 240 필라멘트이며, 상기 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10% 이하일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 가연사의 심부와 초부에 각각 포함되는 성분의 융점차이는 40 ~ 100 ℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단은 직물 또는 편성물일 수 있다.
한편, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 원단을 포함하는 인테리어용 바닥재를 제공한다.
본 발명의 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단은 원단에 포함되는 원사가 추가적인 연사공정, 편성공정 없이도 사염이 가능하여 사 제조비용이 절감되고, 제조공정이 간소화됨과 동시에 사염품질이 현저히 우수하여 다양한 색상 및 다양한 문양의 직물 또는 편성물로 구현이 가능함에 따라 인테리어 제품에 대한 수요자의 다양한 니즈를 충족시킬 수 있고, 다양한 인테리어용품으로 널리 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 심초형 복합섬유의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사공정 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 3축 외접식 마찰가연장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 벨트식 마찰가연장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 벨트식 마찰가연장치의 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 폴리에스테르 섬유 특히 저융점 폴리에스테르 섬유의 경우 저융점 폴리에스테르 폴리머의 열적특성이 열악하여 통상적인 열처리에 의해 필라멘트사끼리 융착이 발생할 수 있는데, 이러한 사융착은 염색의 품질을 저하시키거나 염색을 불가능하게 만드는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 문제점은 소비자의 니즈에 부합하는 다양한 색상 및 문양을 구현하는 인테리어용 직물 또는 편성물에 저융점 폴리에스테르 섬유가 사용되기 어려운 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 (1) 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200℃ 인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하는 심초형 복합섬유를 원사로 제1 피드롤러를 통해 공급하는 단계; (2) 상기 공급된 원사를 가열부를 거쳐 가연부에서 가연하는 단계; (3) 상기 가연된 원사를 제2 피드롤러를 거쳐 권취부에서 권취하는 단계; 및 (4) 상기 권취된 가연된 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계;를 포함하여 인테리어용 원단을 제조하되, 상기 (2) 단계의 가열부 온도가 90 ~ 120℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
이를 통해 원단에 포함되는 원사가 저융점사임에도 가연공정에 따른 열처리공정에서 모노사간 융착의 발생이 최소화되고, 사에 벌키성이 부여됨에 따라 다양한 색상으로 사염이 가능하며, 사염품질이 현저히 우수하여 다양한 색채 및 문양을 가지는 인테리어용 원단으로 구현가능하고, 종래의 사염을 위한 연사, 편성물의 편성 등 전 단계를 거치지 않아 제조공정이 간소화되고 제조시간 단축 및 제조비용이 절감될 수 있어 원단의 생산성 향상에 기여할 수 있다.
먼저, (1) 단계로써, 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200℃ 인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하는 심초형 복합섬유를 원사로 제1 피드롤러를 통해 공급하는 단계를 수행한다.
인테리어용 원사로 저융점 폴리에스테르를 사용하는 경우 직물 또는 편성물로 제조 뒤 텐더공정 등의 열처리에 의해 직물 또는 편성물에 별도의 코팅처리 하지 않아도 경직성을 가질 수 있어 인테리어용 바닥재 등에 사용되기 적합하며, PVC 코팅된 섬도 500 데니어 이상의 태섬사를 사용하여 단순한 조직의 직물로 밖에 제조하지 못했던 종래의 인테리어용 제품과 달리 다양한 조직으로 구현이 가능한 이점이 있다.
이에 따라 인테리어용 저융점 폴리에스테르 가연사로 제조되기 위한 상기 복합섬유는 융점이 220 ~ 280℃인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200℃인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하는 심초형 복합섬유이다.
구체적으로 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 심초형 복합섬유의 모식도로써, 초부(2a)는 저융점(LM) 폴리에스테르계 성분을 포함하고, 심부(2b)는 폴리에스테르계 성분을 포함한다. 본 발명에 따른 심초형 복합섬유는 동심형 또는 편심형일 수 있고, 편심형일 경우 편심되는 정도는 특별히 한정되지 않다. 다만, 편심형일 경우 편심되는 정도가 클 경우 심부가 원사의 표면으로 드러날 수 있어 직물 제조 후 텐터 공정에서 원사를 융착 시킬 때 심부가 표면으로 드러남에 따라 초부의 저융점 성분에 의한 융착 성능이 떨어질 수 있으므로 바람직하게는 동심형일 수 있다.
먼저, 상기 초부(2a)는 저융점(LM) 폴리에스테르계 성분을 포함하며, 구체적으로 상기 저융점 폴리에스테르는 융점이 140 ~ 200℃ 이다. 만일 상기 저융점 폴리에스테르계 성분의 융점이 140℃ 미만인 경우 낮은 융점에 의하여 가연 공정 및 사염 공정시 낮은 공정 수행온도에 의해서도 원사의 사융착이 발생하여 가연 및 사염이 불량해지는 문제점이 있을 수 있고, 융점이 200℃를 초과하는 경우 가연 공정 및 사염 공정시에는 문제가 발생하지 않지만 높은 융점으로 인하여 최종 직물에서 원사를 융착시키는 텐터 공정에서 200℃ 이상의 높은 열을 공급해야 하여 하므로 제조 설비의 한계 및 공정 비용이 높아지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 융점의 범위를 만족한다면 상기 저융점 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있으며, 더 구체적으로 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우 통상적인 단량체 이외에 설폰화된 금속염을 더 포함할 수 있으며, 비제한적인 예로써, 디메틸 설퍼이소프탈레이트 소듐염 등이 있을 수 있다. 또한, 테레프탈산 이외의 방향족 다가 카르복실산을 단량체로 더 포함할 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써 디메틸테레프탈레이트, 이소프탈레이트 및 디메틸이소프탈레이트 중 어느 하나 이상일 수 있다. 나아가, 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 제외한 디올성분이 단량체로 더 포함될 수 있으며, 이러한 디올성분의 비제한적인 예로써, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등일 수 있다.
다음으로, 상기 심부(2b)는 융점이 220 ~ 280 ℃인 폴리에스테르계 성분을 포함하며, 구체적으로 상기 융점범위를 만족하는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 수 있고, 통상적으로 저융점사에 포함되는 폴리에스테르계 성분의 경우 비제한적으로 사용할 수 있다.
상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우 통상적인 단량체 이외에 설폰화된 금속염을 더 포함할 수 있으며, 비제한적인 예로써, 디메틸 설퍼이소프탈레이트 소듐염 등이 있을 수 있다. 또한, 테레프탈산 이외의 방향족 다가 카르복실산을 단량체로 더 포함할 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써 디메틸테레프탈레이트, 이소프산 및 디메틸이소프탈레이트 중 어느 하나 이상일 수 있다. 나아가, 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 제외한 디올성분이 단량체로 더 포함될 수 있으며, 이러한 디올성분의 비제한적인 예로써, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등일 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기와 같은 복합섬유의 심부와 초부에 각각 포함되는 성분의 융점차이는 40 ~ 100℃일 수 있다. 만일 융점차이가 40℃ 미만인 경우 가연 공정 및 사염 공정시에는 문제가 발생하지 않지만 높은 융점으로 인하여 최종 직물에서 원사를 융착시키는 텐터 공정에서 200℃ 부근의 높은 열을 공급해야 하여 하므로 제조 설비의 한계 및 공정 비용이 높아지는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 복합 방사 공정 시 심부와 초부 두 성분의 폴리머가 동일한 방사 온도 하에서 방사가 진행이 되는데, 융점 차이가 100 ℃를 초과하는 경우 적정 방사 온도 설정이 어려워서 구금 직하에서 원사가 끊어지는 사절 발생이 급격히 증가하여 방사 조업성이 불량해 지는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 심초형 복합섬유에서 초부와 심부의 중량비는 20 : 80 ~ 60 : 40 일 수 있다. 만일 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 복합섬유의 형태안정성이 현저히 저하되거나, 최종 제품에서의 융착 특성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
구체적으로 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사공정 모식도로써, 저융점 폴리에스테르 심초형 복합섬유인 원사(100)가 제1 피드롤러(110)를 통해 공급된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 부분 연신사(부분 배향된 섬유라고도 함, POY) 또는 연신사일 수 있다.
본 발명은 섬유의 방사부터 가연에 이르기까지 연속된 공정 안에 포함될 수 있고, 구체적으로 저융점 폴리에스테르 성분과 폴리에스테르 성분을 복합방사 후에 부분 배향 및/또는 연신을 수행하고, 이에 연속하여 부분연신 또는 연신된 원사가 제1 피드롤러(110)를 통해 공급되어 본 발명에 따른 가연공정을 거칠 수 있다. 또는 별도의 공정에 의해 이미 부분연신 또는 연신되어 제조된 원사(100)를 제1 피드롤러(100)를 통해 공급하여 본 발명에 따른 가연공정을 거칠 수도 있다. 이에 본 발명에서는 제1 피드롤러에 원사를 공급하는 이전 단계의 상기와 같은 경우의 수에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
또한, 원사(100)는 제1 피드롤러(110)를 거치기 전까지 또는 제1 피드롤러를 거쳐 하기에 설명할 가열부(120), 가연부(130), 제2 피드롤러(140) 및 권취부(150)에 도달할 때까지 1개 이상의 가이드롤러(161, 162)를 거칠 수 있으며, 이는 제조설비의 실제 구현에 있어 설비규모 등에 따라 달라질 수 있는바, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.
상술한 (1) 단계를 통해 공급된 원사(100)는 (2) 단계로써, 가열부(120)을 거쳐 가연부(130)에서 가연공정을 수행한다.
폴리에스테르 섬유는 사염을 위해 연사 및/또는 가연공정을 거쳐야만 하나 본 발명의 원사(100)는 저융점 폴리에스테르 성분을 초부로 포함하는 심초형 복합섬유로 가연공정 중 가열부(120)에 의한 열고정 시, 열고정 온도에 따라 사융착이 과도하게 발생하여 융착된 필라멘트 사이로 염료가 침투하지 못해 오히려 사염이 불균일하거나 사염 자체가 되지 않는 등 사염품질이 현저히 조악한 문제점이 있었다. 이로 인해 저융점 폴리에스테르사를 인테리어 제품의 원사로 사용시에 다양한 색상과 문양을 가지는 제품으로 제조하기 매우 어려운 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 발명자들은 상기 가열부(120)의 온도를90 ~ 120℃로 하여 원사를 열고정함으로써 상술한 사융착의 과다발생을 방지할 수 있었으며, 이로 인해 벌키성이 향상되어 염료의 침투가 현저히 용이해짐에 따라 사염이 가능함을 넘어 그 품질에 있어 현저히 우수한 인테리어용 저융점 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있었다.
만일 상기 가열부(120)의 온도가 90 ℃ 미만인 경우 가연이 원활히 되지 않아서 가연사의 크림프 특성이 현저히 떨어져서 가연사 품질이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 만일 온도가 120 ℃ 초과하는 경우 원사 내 저융점 모노사간의 융착이 과다하게 발생하여 원사의 벌키성이 현저히 감소하고, 사염이 불량해지며, 이를 포함하는 직물에 있어 소프트 터치감이 현저히 감소하고, 가연사 외관에 핌사 발생 등으로 인하여 품질 저하가 발생하는 문제점이 있을 수 있다.
상기 가열부(120)을 거친 원사(100)는 가연부를 통과하여 가연사로 제조되며, 상기 가연부에 의한 가연방식은 특별히 한정되지 않으나, 비제한적 예로써, 회전수에 의해 결정되는 스핀방식, 마찰에 의해 회전력이 부여되는 마찰방식에 의할 수 있며, 바람직하게는 마찰방식에 의한 가연방법을 채택할 수 있고, 마찰방식에 의한 가연방법에 따른 장치에 대한 비제한적 예로써, 3축 외접식 마찰가연장치(도 3), 벨트식 마찰가연장치(도 4, 도5) 등을 사용할 수 있으나 바람직하게는 벨트압력으로 사에 접압에 의한 벨트식 마찰가연장치를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 원사가 벨트식 마찰가연장치의 두 벨트를 통과함에 있어 두 벨트 사이의 각도가 100 ~ 120°일 수 있다. 구체적으로 도 4은 벨트식 마찰가연장치(130)와 이를 통과하는 원사(100)를 나타내는 모식도로써, 원사(100)가 통과하며 접하는 두 벨트(131, 132) 사이의 교차각(α)이 100 ~ 120°일 수 있다. 만일 두 벨트(131, 132) 사이의 교차각(α)이 100°미만인 경우 가연이 과도하게 수행되어 미해연된 부분이 증가되는 문제점이 있을 수 있으며, 두 벨트(131, 132) 사이의 교차각(α)이 120°를 초과하는 경우 가연이 너무 적어 가연사의 크림프성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 구체적으로 도 5는 가연공정을 수행 중인 벨트식 마찰가연장치의 사진으로써, 원사가(100)가 두 벨트(131, 132)사이를 통과하면서 가연공정이 수행됨을 확인할 수 있다.
통상적인 가연공정은 공정 중에 포함되는 열고정 방식에 있어서, 투히터 방식, 원히터 방식 등이 있고, 상기 투히터 방식은 가열부 2개 포함시켜 열고정 시키는 방식으로써, 예를들어 상기 (2) 단계의 가열부를 통해 가연부에서 가연된 원사가 이후에 별도의 가열부를 거치게 하여 다시 재열고정시키는 방식이다. 또한, 상기 원히터 방식은 가열부를 1개 포함시켜 열고정 시키는 방식으로 통상적으로 가연부를 통과하기전 가열부를 통과시켜 열고정 시키고, 가연부를 통과한 이후에 별도의 재열고정을 시키지 않는 방식이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계 이후에 가열부를 더 포함하지 않을 수 있다.
상기 열고정 방식은 가연을 통해 달성하려는 물성을 취득하기 위해 선택할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계 이후에 가열부를 더 포함시키지 않는 방식 즉, 원히터 방식을 채용할 수 있다. 이는 본 발명의 가연 대상이 되는 원사가 저융점 폴리에스테르계 성분을 초부에 포함하고 있어 가연공정 중에서 열고정에 의해 사융착이 쉽게 발생할 수 있으며, 사융착의 발생은 융착된 필라멘트 사이로 염료의 침투가 불가능하기 때문에 본 발명이 달성하려고 하는 사염이 가능한 동시에 우수한 사염품질을 가지는 저융점 폴리에스테르 가연사를 수득하기 어렵게 할 수 있는 문제점이 있다. 이에 따라 상기 (2) 단계 이후 별도의 가연부를 더 포함하지 않음으로써 가연공정 중의 사융착을 최소화함으로써 사염을 보다 원활히 하고, 사염 품질향상에 기여할 수 있다.
한편, 본 발명이 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 (2) 단계 이후 가열부를 더 포함하며, 상기 가열부의 온도는 90 ~ 120 ℃ 일 수 있다. 상기와 같이 투히터방식을 채용할 수도 있으며, 이 경우 사융착이 원히터 방식일 경우에 비해 다소 발생하여 사염의 품질이 저하될 수 있으나, 다소 발생한 사융착은 원사의 집속을 증가시켜 이후 제직공정에서 제직성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 만일 상기 온도범위를 벗어나는 온도로 재가열시킬 경우 사융착이 과도하게 발생하여 사염의 품질이 현저히 좋지 않아지고 가연사의 품질자체가 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 상기 (2) 단계를 거친 가연된 원사(100)는 (3) 단계로써, 제2 피드롤러를 거쳐 권취부에 권취하는 단계를 수행한다.
상기 제2 피드롤러(도 2의 140)와 제1 피드롤러(도 2의 120)의 속도 및 온도 등의 조건은 상술한 (1) 단계에 공급되는 원사가 부분연신 또는 연신된 상태의 섬유인지에 따라 달라질 수 있다.
구체적으로 상술한 (1) 단계에 공급되는 원사가 부분연신섬유(POY)일 경우, 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에 의한 최종 연신비가 1.4 ~ 2.0 이며, 만일 연신비가 1.4 미만일 경우 연신, 배향이 부족하여 염색 시 염색 불량이 발생 할 수 있을 수 있으며, 2.0을 초과하는 경우 과도한 연신으로 인하여 원사가 사절 되거나 원사의 필라멘트 일부가 끊어지는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상술한 (1) 단계에 공급되는 원사가 연신섬유(SDY)일 경우 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에 의한 최종 연신비가 1.03 ~ 1.20일 수 있다. 이는 이미 연신을 수행한 원사가 공급되므로, 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에서 연신을 위해 두 롤러에 특정한 속도차를 부여할 필요가 없고, 다만 원활한 가연공정의 수행을 위해 원사에 일정한 장력을 유지할 필요는 있는 바, 공급되는 원사가 연신섬유일 경우 제1 및 제2 롤러에 의한 최종 연신비가 1.03 ~ 1.20일 수 있다. 만일 상기 범위를 벗어나 1 및 제2 롤러에 의한 최종 연신비가 1.20을 초과하는 경우 연신이 과도하게 되어 원사가 사절 되거나 원사의 필라멘트 일부가 끊어지는 문제점이 있을 수 있고, 1 및 제2 롤러에 의한 최종 연신비가 1.03 미만일 경우 가연공정을 수행하게 되는 원사에 걸리는 장력이 약해 가연공정이 원활히 이루어질 수 없는 문제점이 있을 수 있다.
상기 (3) 단계에서 가연된 원사(100)가 제 2 피드롤러(140)를 거쳐 권취부(150)에 권취되며 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 권취부(150)의 권취속도는 300 ~ 800 mpm일 수 있다.
상기와 같이 (3)단계를 통해 제조된 인테리어용 저융점 폴리에스테르 가연사는 50 ~ 500 데니어/24 ~ 240 필라멘트이며, 상기 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10% 이하일 수 있다.
통상적으로 저융점 폴리에스테르 심초형 복합섬유는 인테리어용 직물 또는 편성물로 제조된 후에 텐더공정 등의 열고정 단계를 거치게 되며, 상기 열고정 단계에서 사융착이 발생하게 된다. 이에 따라 인테리어용 직물 또는 편성물이 염색될 수 있는 시기는 제직 또는 편성 이전에 사염을 하거나, 직물 또는 편성물 상태에서 열고정 전에 후염을 해야 하는데, 후염의 경우 균일하고 우수한 품질로 염색하기 어려운 문제점이 있으며, 직물 또는 편성물에 다양한 색상으로 문양을 구현할 경우 후염에 의해서는 이것이 불가능한 문제점이 있다.
이에 따라 사염된 원사를 제직 또는 편성하여 다양한 문양 및 조직을 가지는 인테리어용 원단을 만들어야 하는데, 폴리에스테르 섬유 자체가 소수성인 특성, 통상적인 방사후 사구조 및 밀도를 고려시에 가연 및/또는 연사공정을 거치지 않고서는 염색이 매우 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 가연 및 연사공정에는 열고정을 거치게 됨에 따라 사염의 대상이 되는 섬유가 저융점 폴리에스테르를 포함하는 섬유일 경우 상기 열고정에 의해 사융착이 발생하고 융착된 부분에는 염료의 침투가 어려워 불균일한 염색이 되거나, 사융착이 과도히 발생시에는 염색자체가 되지 않는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명에 의해 제조되는 인테리어용 저융점 폴리에스테르 가연사는 이에 포함될 수 있는 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10 % 이하를 만족함으로써, 보다 벌키성이 우수하고 사염이 원활하며, 사염품질에 있어 종래보다 현저히 향상되고, 이를 포함하는 원단의 소프트 촉감이 우수하며, 원단에 다양한 색상으로 문양을 만들 수 있어 다양한 디자인의 인테리어용 제품으로 전개가능하고, 디자인에 대한 소비자의 높은 니즈를 만족시킬 수 있다.
만일 전체 필라멘트 중 융착되는 필라멘트수가 10 %를 초과할 경우 가연에 따른 벌키성의 향상이 미미하고, 염료가 융착된 사에 침투하지 못하여 사염품질이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 (3)단계를 통해 제조된 가연사는 하기의 조건 (a) 내지 (c)를 만족할 수 있다.
(a) 강도 3.30 g/데니어 이상
(b) 신도 16% 이상
(c) 비수수축율 5 ~ 20%
먼저, 상기 (a) 및 (b)조건을 만족함으로써, 제직 또는 편성될 때 가연사의 기계적 강도가 보유되어 가연사 제조 후 수행 가능한 후공정, 예를 들어 혼섬, 사염 등의 공정을 원활히 하거나 제직 또는 편성을 원활히 할 수 있는 기계적 강도를 충족시킬 수 있다.
또한, 조건 (C)인 비수수축율이 5 ~ 20%일 수 있는데 상기 범위를 만족함으로써 사염공정 작업성 및 사염품질이 향상될 수 있는 이점이 있다. 만일 비수수축율이 20% 를 초과하는 경우 사염 공정 시 원사를 보빈에 소프트 와인딩을 할 때 높은 원사의 수축율로 인하여 원사 수축이 발생하여 사염 품질이 저하되거나 사염공정이 원활이 이루어 지지 않는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, (4) 단계로써, (4) 상기 권취된 가연된 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계를 수행한다.
상기 원단은 상기 (3) 단계를 거쳐 제조된 저융점 폴리에스테르 가연사를 제직(weaving) 또는 편성(knitting)하여 제조할 수 있으며, 이에 따라 상기 원단은 직물 또는 편성물일 수 있다.
먼저, 상기 직물은 저융점 폴리에스테르 가연사를 경사 및 위사 중 어느 하나 이상으로 사용하여 제직(weaving)하여 제조될 수 있으며, 목적에 따라 동종의 폴리에스테르계 원사 또는 이종의 섬유가 포함될 수 있고, 상기 이종의 섬유에 대한 비제한적인 예로써, 폴리아미드 섬유, 올레핀 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아크릴섬유, 폴리비닐알코올 섬유, 유리섬유, 금속섬유, 무기섬유, 셀룰로오스 섬유(ex. 면섬유, 아마섬유, 모시섬유, 대마섬유 등), 단백질 섬유(양모, 캐시미어, 라마속, 낙타모, 토끼털, 견섬유 등), 재생섬유(레이온, 아세테이트, 고무섬유, 알긴산 섬유, 키틴키토산 섬유 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 제직은 평직, 능직, 수자직, 이중직, 파일직, 익직 및 크레이프직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있고, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 나타낼 수도 있다.
상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 삼원조직 각각의 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화 있는 직물일 수 있고, 예를 들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.
상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다.
또한, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 구현하여 문직물로 제조할 수 있는데 구체적으로 도비직물, 자카드 직물, 색사와 조직의 배합에 의한 문직물을 제조할 수 있다.
더 구체적으로 상기 도비직물은 비교적 간단한 무늬를 가지는 원단을 제조하기에 적합하며, 20 ~ 40올의 위사에 의해서 완성되는 극히 작은 무늬와 바둑 무늬으 표현에 사용될 수 있고, 이에 대한 비제한적 예로써, 피케(pique)직, 버즈아이(birds-eye)직, 와플 클로스(waffle cloth)직, 허케백(huekaback)직, 크레이프직 등이 있다.
상기 자카드 직물은 상기 도비직물과는 다르게 큰 무늬 또는 곡선의 표현이 구현가능한 직물로, 이에 대한 비제한적 예로써, 브로케이드(brocade), 대머스크(damask), 티피스트리(tapestry) 등일 수 있다.
상기 색상과 조직의 배합에 의한 문직물은 색사와 평직, 바스켓직, 능직 등의 조직의 배합에 의해 작은 기하학적 무늬를 가진 직물을 만들 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 대조가 되는 두 가지 색사를 경위사 모두 한올씩 교대로 배정하고 평직으로 제직하면 경 또는 위방향의 가는 줄무늬를 만들 수 있으며, 경사와 위사에 대조되는 두 가지 색사를 사용하고 평직 또는 바스켓 조직으로 제직하면 크로우즈풋(crowfoot) 무늬를 만들 수 있다. 또한, 경위사에 대조가 되는 두가지 색사를 4올씩 교대로 배열하고, 2/2 능직으로 제직하여 연결되지 않은 4각 별모양의 무늬를 나타낼 수 있으며(도그즈투스 체크(dogstooth check)), 상기 가는 줄무늬를 경방향 및 위방향 교대로 배치하면 체크무늬를 구현할 수도 있다.
상기 크레이프직은 본 발명에 따른 원사와 크레이프사를 함께 사용하거나 직물 조직을 변화시켜 크레이프직, 시어서커로 제조할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 통상적인 크레이프류의 제조방법일 수 있다.
또한, 상기 파일직물은 위파일 직물, 경파일직물, 테리직물, 터프트 파일 직물, 셔닐직물, 플로크파일 직물일수 있으며, 각각의 제조방법은 통상적인 각각의 파일직물의 제조방법일 수 있다.
다만, 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않으며, 제직에서의 경?위사 밀도의 경우 특별하게 한정하지 않는다.
또한, 상기 원단은 저융점 폴리에스테르 가연사를 원사로 포함하여 편성(knitting)된 편성물일 수 있다. 상기 편성은 위편성 또는 경편성의 방법에 의할 수 있다.
구체적으로 상기 위편성은 평편, 고무편, 펄편, 양면편, 터크편, 부편, 레이스편, 자카드편, 편성파일 등이 있을 수 있다. 또한 상기 경편성은 트리코, 밀러?, 라셸 등이 있을 수 있다. 상기 위편성과 경편성의 구체적인 방법은 통상적인 위편성 또는 경편성의 편성방법에 의할 수 있다.
상기 인테리어용 원단은 제직 또는 편성된 후에 텐더공정 등의 열처리 공정을 거칠 수 있으며, 인테리어용 원단, 특히 바닥재 용도로 사용하기 위하여 내오염성을 향상하기 위하여 원사의 공극을 최소화 할 필요가 있으며, 이를 위하여 저융점 폴리에스테르 가연사의 필라멘트끼리 융착을 시키기 위하여 상기 열처리 공정을 수행하고, 상기 열처리 온도는 통상적인 원단의 열처리 온도일 수 있으나, 바람직하게는 160 ~ 220℃일 수 있다.
이상으로 상술한 제조방법에 의해 제조되는 본 발명은 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단에 있어서, 상기 저융점 폴리에스테르 가연사는 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200 ℃인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하며, 하기 조건 (d) 내지 (f)를 만족하는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단을 포함한다.
(d) 강도 3.30 g/데니어 이상
(e) 신도 16% 이상
(f) 비수수축율 5 ~ 20%
먼저, 본 발명의 원단에 포함되는 가연사는 융점이 220 ~ 280℃인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200℃인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하는 심초형 복합섬유를 포함하며, 바람직하게는 상기 심부와 초부에 각각 포함되는 성분의 융점차이는 40 ~ 100℃일 수 있다.
상기 심부와 초부에 각각 포함될 수 있는 구체적인 폴리에스테르계 성분에 대한 설명은 상술한 바와 같으며, 만일 상기 저융점 폴리에스테르계 성분의 융점이 140℃ 미만인 경우 낮은 융점에 의하여 가연 공정 및 사염 공정시 낮은 공정 수행온도에 의해서도 원사의 사융착이 발생하여 가연 및 사염이 불량해지는 문제점이 있을 수 있고, 융점이 200℃를 초과하는 경우 가연 공정 및 사염 공정시에는 문제가 발생하지 않지만 높은 융점으로 인하여 최종 직물에서 원사를 융착시키는 텐터 공정에서 200℃ 이상의 높은 열을 공급해야 하여 하므로 제조 설비의 한계 및 공정 비용이 높아지는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 만일 융점차이가 40℃ 미만인 경우 가연 공정 및 사염 공정시에는 문제가 발생하지 않지만 높은 융점으로 인하여 최종 직물에서 원사를 융착시키는 텐터 공정에서 200℃ 부근의 높은 열을 공급해야 하여 하므로 제조 설비의 한계 및 공정 비용이 높아지는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 복합 방사 공정 시 심부와 초부 두 성분의 폴리머가 동일한 방사 온도 하에서 방사가 진행이 되는데, 융점 차이가 100 ℃를 초과하는 경우 적정 방사 온도 설정이 어려워서 구금 직하에서 원사가 끊어지는 사절 발생이 급격히 증가하여 방사 조업성이 불량해 지는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 심초형 복합섬유에서 초부와 심부의 중량비는 20 : 80 ~ 60 : 40 일 수 있다. 만일 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 복합섬유의 형태안정성이 현저히 저하되거나, 제직 또는 편성되는 원단에서 융착 특성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
상기와 같은 인테리어용 저융점 폴리에스테르 가연사는 하기 조건 (d) 내지 (f)를 모두 만족한다.
(d) 강도 3.30 g/데니어 이상
(e) 신도 16% 이상
(f) 비수수축율 5 ~ 20%
먼저, 상기 (d) 및 (e) 조건을 만족함으로써, 제직 또는 편성될 때 가연사의 기계적 강도가 보유되어 가연사 제조 후 수행 가능한 후공정, 예를 들어 혼섬, 사염 등의 공정을 원활히 하거나 제직 또는 편성을 원활히 할 수 있는 기계적 강도를 충족시킬 수 있다.
또한, 조건 (f)인 비수수축율이 5 ~ 20%일 수 있는데 상기 범위를 만족함으로써 사염공정 작업성 및 사염품질이 향상될 수 있는 이점이 있다. 만일 비수수축율이 20% 를 초과하는 경우 사염 공정 시 원사를 보빈에 소프트 와인딩을 할 때 높은 원사의 수축율로 인하여 원사 수축이 발생하여 사염 품질이 저하되거나 사염공정이 원활이 이루어 지지 않는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 인테리어용 원단에 포함되는 저융점 폴리에스테르 가연사는 50 ~ 500 데니어/24 ~ 240 필라멘트이며, 상기 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10% 이하일 수 있다.
통상적으로 저융점 폴리에스테르 심초형 복합섬유는 인테리어용 직물 또는 편성물로 제조된 후에 텐더공정 등의 열고정 단계를 거치게 되며, 상기 열고정 단계에서 사융착이 발생하게 된다. 이에 따라 인테리어용 직물 또는 편성물이 염색될 수 있는 시기는 제직 또는 편성 이전에 사염을 하거나 직물 또는 편성물 상테에서 열고정 전에 후염을 해야하는데, 후염의 경우 균일하고 우수한 품질로 염색하기 어려운 문제점이 있으며, 직물 또는 편성물에 다양한 색상으로 문양을 만들 경우 후염에 의해서는 이것이 불가능한 문제점이 있다.
이에 따라 사염된 원사를 제직 또는 편성하여 다양한 문양 및 조직을 가지는 인테리어용 원단을 만들어야 하는데, 폴리에스테르 섬유 자체가 소수성인 특성, 통상적인 방사후 사밀도를 고려시에 가연 및/또는 연사공정을 거치지 않고서는 염색이 매우 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 가연 및 연사공정에는 열고정을 거치게 됨에 따라 사염의 대상이 되는 섬유가 저융점 폴리에스테르를 포함하는 섬유일 경우 상기 열고정에 의해 사융착이 발생하고 융착된 부분에는 염료의 침투가 어려워 불균일한 염색이 되거나, 사융착이 과도히 발생시에는 염색자체가 되지 않는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명에 의해 제조되는 인테리어용 원단에 포함되는 저융점 폴리에스테르 가연사는 이에 포함될 수 있는 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10 % 이하를 만족함으로써, 보다 벌키성이 우수하고 사염이 원활하며, 사염품질에 있어 종래보다 현저히 향상되고, 이를 포함하는 원단의 소프트 촉감이 우수하며, 원단에 다양한 색상으로 문양을 만들 수 있어 다양한 디자인의 인테리어용 제품으로 전개가능하고, 디자인에 대한 소비자의 높은 니즈를 만족시킬 수 있다.
만일 전체 필라멘트 중 융착되는 필라멘트수가 10 %를 초과할 경우 가연에 따른 벌키성의 향상이 미미하고, 염료가 융착된 사에 침투하지 못하여 사염품질이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 사융착이 최소화된 저융점 폴리에스테르 가연사가 포함되는 원단은 직물 또는 편성물일 수 있다.
먼저, 상기 직물은 저융점 폴리에스테르 가연사를 경사 및 위사 중 어느 하나 이상으로 사용하여 제직(weaving)하여 제조될 수 있으며, 목적에 따라 동종의 폴리에스테르계 원사 또는 이종의 섬유가 포함될 수 있고, 상기 이종의 섬유에 대한 비제한적인 예로써, 폴리아미드 섬유, 올레핀 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아크릴섬유, 폴리비닐알코올 섬유, 유리섬유, 금속섬유, 무기섬유, 셀룰로오스 섬유(ex. 면섬유, 아마섬유, 모시섬유, 대마섬유 등), 단백질 섬유(양모, 캐시미어, 라마속, 낙타모, 토끼털, 견섬유 등), 재생섬유(레이온, 아세테이트, 고무섬유, 알긴산 섬유, 키틴키토산 섬유 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 제직은 평직, 능직, 수자직, 이중직, 파일직, 익직 및 크레이프직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있고, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 나타낼 수도 있다.
상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 삼원조직 각각의 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화 있는 직물일 수 있고, 예를 들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.
상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다.
또한, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 구현하여 문직물로 제조할 수 있는데 구체적으로 도비직물, 자카드 직물, 색사와 조직의 배합에 의한 문직물을 제조할 수 있다.
더 구체적으로 상기 도비직물은 비교적 간단한 무늬를 가지는 원단을 제조하기에 적합하며, 20 ~ 40올의 위사에 의해서 완성되는 극히 작은 무늬와 바둑 무늬으 표현에 사용될 수 있고, 이에 대한 비제한적 예로써, 피케(pique)직, 버즈아이(birds-eye)직, 와플 클로스(waffle cloth)직, 허케백(huekaback)직, 크레이프직 등이 있다.
상기 자카드 직물은 상기 도비직물과는 다르게 큰 무늬 또는 곡선의 표현이 구현가능한 직물로, 이에 대한 비제한적 예로써, 브로케이드(brocade), 대머스크(damask), 티피스트리(tapestry) 등일 수 있다.
상기 색상과 조직의 배합에 의한 문직물은 색사와 평직, 바스켓직, 능직 등의 조직의 배합에 의해 작은 기하학적 무늬를 가진 직물을 만들 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 대조가 되는 두 가지 색사를 경위사 모두 한올씩 교대로 배정하고 평직으로 제직하면 경 또는 위방향의 가는 줄무늬를 만들 수 있으며, 경사와 위사에 대조되는 두 가지 색사를 사용하고 평직 또는 바스켓 조직으로 제직하면 크로우즈풋(crowfoot) 무늬를 만들 수 있다. 또한, 경위사에 대조가 되는 두가지 색사를 4올씩 교대로 배열하고, 2/2 능직으로 제직하여 연결되지 않은 4각 별모양의 무늬를 나타낼 수 있으며(도그즈투스 체크(dogstooth check)), 상기 가는 줄무늬를 경방향 및 위방향 교대로 배치하면 체크무늬를 구현할 수도 있다.
상기 크레이프직은 본 발명에 따른 원사와 크레이프사를 함께 사용하거나 직물 조직을 변화시켜 크레이프직, 시어서커로 제조할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 통상적인 크레이프류의 제조방법일 수 있다.
또한, 상기 파일직물은 위파일 직물, 경파일직물, 테리직물, 터프트 파일 직물, 셔닐직물, 플로크파일 직물일수 있으며, 각각의 제조방법은 통상적인 각각의 파일직물의 제조방법일 수 있다.
다만, 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않으며, 제직에서의 경?위사 밀도의 경우 특별하게 한정하지 않는다.
또한, 상기 원단은 저융점 폴리에스테르 가연사를 원사로 포함하여 편성(knitting)된 편성물일 수 있다. 상기 편성은 위편성 또는 경편성의 방법에 의할 수 있다.
구체적으로 상기 위편성은 평편, 고무편, 펄편, 양면편, 터크편, 부편, 레이스편, 자카드편, 편성파일 등이 있을 수 있다. 또한 상기 경편성은 트리코, 밀러?, 라셸 등이 있을 수 있다. 상기 위편성과 경편성의 구체적인 방법은 통상적인 위편성 또는 경편성의 편성방법에 의할 수 있다.
상기 인테리어용 원단은 텐더공정 등의 열처리 공정을 거친 원단일 수 있다. 인테리어용 원단, 특히 바닥재 용도로 사용하는 경우 내오염성을 향상 시키기 위해 원사의 공극을 최소화 할 필요가 있으며, 이를 위하여 저융점 폴리에스테르 가연사의 필라멘트끼리 융착을 위해 열처리 공정을 수행할 수 있으며, 상기 열처리 온도는 통상적인 원단의 열처리 온도일 수 있으나, 바람직하게는 160 ~ 220℃일 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 인테리어용 원단을 포함하는 바닥재를 포함한다.
상기 바닥재의 구체적인 구조는 통상적인 건축소재, 인테리어에 사용되는 바닥재의 구조일 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 기재층, 본 발명에 따른 원단, 코팅층 등을 포함할 수 있으며, 목적에 따라 층의 순서를 달리하거나 별도의 층을 더 부가할 수 있다. 상기 기재층은 통상적인 건축소재로 사용되는 바닥재에 포함되는 기재층일 수 있고, 구체적으로 마그네슘계, 석고계 및 규산칼슘계, 섬유강화시멘트와 같은 무기소재일 수 있다. 상기 기재층의 적어도 일면에 본 발명에 따른 원단이 배치될 수 있으며, 상기 원단의 상부에 UV도장층, 세라믹 코팅층을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 표면오염에 대한 청소용이성, 내오염성이나 표면의 스크래치 발생을 감소시킬 수 있고, 난연성분이 포함된 코팅층은 화재시 안정성을 증가시킬 수 있다.
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>
중합 시 산성분으로 테레프탈산을 사용하고, 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 사용하여 융점이 260 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 제조하여 심부로 하고, 중합 시 산성분으로 테레프탈산 70몰%, 이소프탈산 30몰%가 혼합되고, 디올성분으로 디에틸글리콜 2몰%, 에틸렌글리콜 97몰%, 폴리에틸렌글리콜(분자량 1,000) 1몰%가 혼합되게 중합하여 융점이 180℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 제조하여 초부로 사용하였다. 심부와 초부의 중량비가 50 : 50이고, 완전 연신된 150데니어/48필라멘트의 심초형 복합섬유를 단사로 하여 상기 설명된 공정에 의해 가연가공을 실시하였다. 이때 최종 연신비가 1.05가 되도록 하였고 권취 속도를 400 mpm 으로 진행하였으며, 가열부의 온도를 110℃로 했으며, 벨트식 마찰가연장치를 가연부로 하여 두 벨트간 교차각을 110°로 하여 하기 표 1과 같은 가연사를 제조하였다.
상기 제조된 가연사를 경사와 위사로 하여 각각의 밀도를 60 본/인치로 한 평직의 조직을 가지는 직물을 제조하였다.
<실시예 2 내지 5>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 가연가공의 조건 또는 공급되는 원사의 조건을 변경하여 하기 표 1과 같은 직물을 제조하였다.
<비교예 1 내지 3>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표2와 같이 가연가공의 조건 또는 공급되는 원사의 조건을 변경하여 하기 표 2와 같은 직물을 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 및 비교예를 통한 제조과정에서 제조된 가연사에 대해 하기의 물성을 측정하여 표 1 및 2에 나타내었다.
1. 강도 및 신도
강도 및 신도의 측정은 자동 인장 시험기(Textechno 사)를 사용하여 50 cm/min의 속도, 50 cm의 파지 거리를 적용하여 측정하였다. 강도와 신도는 섬유에 일정한 힘을 주어 절단될 때까지 연신시켰을 때 걸린 하중을 데니어(Denier;de)로 나눈 값(g/de)을 강도, 늘어난 길이에 대한 처음 길이를 백분율로 나타낸 값(%)을 신도로 정의하였다.
2. 비수 수축율(%)
원사를 100 mg/d의 하중하에 시료장(LO)을 측정한 후 무장력 상태에서 95 ~ 100℃ 열수에서 20분간 비수처리를 하고 비수처리 한 후 100 mg/d의 하중하에 시료장(L1)을 측정하였다. 비수 수축율은 하기 식에 의하여 산출하였다.
Figure pat00001
3. 사 융착 수준 평가
사 융착 수준을 평가하기 위해 제조된 가연사를 현미경으로 관찰하여 융착된 사의 개수를 카운팅하여 전체 필라멘트수에 대한 백분율로 나타내었다.
4. 사염품질 평가
사염 품질을 평가하기 위해 제조된 가연사를 사염 공정에서 통상적인 폴리에스테르 섬유용 분산염료를 사용하여 100℃ 온도에서 60분간 염색 진행 후 사염 후 불균일 사염 등이 발생했는지를 현미경으로 관찰하여 결함이 발생하지 않은 경우 ◎, 결함이 발생할 수록 ○, △, ×로 나타내었다.
5. 벌키성 평가
벌키성을 평가하기 위해 제조된 가연사를 니팅기를 사용하여 환편물을 제조하였다. 10명의 전문가에 의한 관능검사 결과 9명 이상이 벌키성이 양호하다고 판단할 경우를 ◎, 6 ~ 8명이 양호하다고 판단할 경우를 ○, 3 ~ 5명이 양호하다고 판단할 경우를 △, 3명 미만이 양호하다고 판단할 경우를 ×로 구분하였다.
<실험예 2>
상기 실시예 및 비교예를 통한 제조된 직물에 대해 직물 촉감을 평가하기 위해 제조된 직물에 대해 10명의 전문가에 의한 관능검사 결과 9명 이상이 소프트하다고 판단할 경우를 ◎, 6 ~ 8명이 소프트하다고 판단할 경우를 ○, 3 ~ 5명이 소프트하다고 판단할 경우를 △, 3명 미만이 소프트하다고 판단할 경우를 ×로 구분하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예 6
복합섬유 심부 융점(℃) 260 260 260 260 260 260
초부 융점(℃) 180 180 180 180 180 180
융점차이(℃) 80 80 80 80 80 80
종류/섬도(De')/
필라멘트		 LM SDY
150/48		 LM SDY
250/48		 LM SDY
150/48		 LM SDY
150/48		 LM POY
150/48		 LM SDY
150/48
가연조건 가열부온도(℃) 110 110 110 110 110 110
벨트교차각(°) 110 110 130 90 110 110
제2가열부온도(℃) × × × × × 110
최종연신비 1.05 1.05 1.05 1.05 1.8 1.05
권취부속도(mpm) 400 400 400 400 400 400
가연사 섬도/필라(De'/f) 150/48 250/48 150/48 150/48 83/48 150/48
강도(g/de') 4.39 3.41 4.00 4.1 4.1 4.0
신도(%) 20.7 19.5 20 19.5 22 19.7
비수수축율(%) 9.5 7.5 9.2 9.0 10.5 8.0
융착사 비율(%) 0 0 2 3 2 7
벌키성 ◎ ◎ ○ ○ ◎ ○
사염수준 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ○
원단 직물촉감 ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
비교예1 비교예2 비교예3
복합섬유 심부 융점(℃) 260 260 260
초부 융점(℃) 180 180 180
융점차이(℃) 80 80 80
종류/섬 종류/섬도(De')/
필라멘트		 LM SDY
150/48		 LM SDY
150/48		 LM SDY
250/48
가연조건 가열부온도(℃) 125 140 140
벨트교차각(°) 110 110 110
제2가열부온도(℃) × × ×
최종연신비 1.05 1.05 1.05
권취부속도(mpm) 400 400 400
가연사 섬도/필라(De'/f) 150/48 150/48 150/48
강도(g/de') 4.1 4.20 3.32
신도(%) 19 18.5 18
비수수축율(%) 9 8.7 7
융착사 비율(%) 13 20 17
벌키성 △ × ×
사염수준 × × ×
원단 직물촉감 △ × ×
구체적으로 상기 표1 및 2에서 가열부의 온도를 120℃ 초과한 비교예의 경우 융착사 비율이 10%를 초과함에 따라 가연사의 벌키성, 사염수준이 현저히 저하되고 직물 촉감이 현저히 좋지 못한 것을 확인할 수 있다.
이에 반하여 가열부의 온도가 120℃ 이하인 실시예의 경우 벌키성, 사염수 및 직물 촉감이 비교예에 비해 현저히 우수하였으며, 그 중에서 특히 가열부를 한 곳에만 설치한 원히터방식의 가연을 실시한 실시예 1 내지 5가 실시예 6보다 사염 수준 등의 효과상 우수한 가연사를 수득할 수 있었고, 이에 따른 원단에서도 직물의 촉감이 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 벨트교차각이 130°인 실시예 3은 사꼬임이 적게 발생함에 따라 가연사의 벌키성이 다소 저하되었고, 벨트교차각이 90°인 실시예 4는 과도한 사꼬임에 의해 미해연부분이 일부 발생함에 따라 벌키성, 사염수준 및 직물촉감이 저하됨을 확인할 수 있다.

Claims (15)

  1. (1) 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200℃ 인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하는 심초형 복합섬유를 원사로 제1 피드롤러를 통해 공급하는 단계;
    (2) 상기 공급된 원사를 가열부를 거쳐 가연부에서 가연하는 단계;
    (3) 상기 가연된 원사를 제2 피드롤러를 거쳐 권취부에서 권취하는 단계; 및
    (4) 상기 권취된 가연된 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계;를 포함하여 인테리어용 원단을 제조하되,
    상기 (2) 단계의 가열부 온도가 90 ~ 120℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 단계 이후 제조된 가연사는 50 ~ 500 데니어/24 ~ 240 필라멘트이며, 상기 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (1) 단계에서
    심부와 초부에 각각 포함되는 성분의 융점차이는 40 ~ 100℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (1) 단계에서
    복합섬유는 동심형 또는 편심형 심초형 복합섬유인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 단계의 복합섬유는 부분연신섬유(POY)이며, 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에 의한 최종 연신비가 1.4 ~ 2.0인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 단계의 복합섬유는 연신섬유(SDY)이며, 제1 피드롤러 및 제2 피드롤러에 의한 최종 연신비가 1.03 ~ 1.20 인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (2) 단계에서
    가연부는 벨트식 마찰가연장치를 사용하며, 원사가 통과하는 두 벨트사이의 교차각이 100 ~ 120°인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (2) 단계 및 (3) 단계 사이에 가열부를 더 포함하며, 상기 가열부의 온도는 90 ~ 120 ℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 단계 이후의 가연사는 하기의 조건 (a) 내지 (c)를 만족하는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
    (a) 강도 3.30 g/데니어 이상
    (b) 신도 16% 이상
    (c) 비수수축율 5 ~ 20%
  10. 제1항에 있어서, 상기 (4) 단계에서
    상기 원단은 직물 또는 편성물인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단의 제조방법.
  11. 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단에 있어서,
    상기 저융점 폴리에스테르 가연사는 융점이 220 ~ 280℃ 인 폴리에스테르계 성분을 포함하는 심부 및 융점이 140 ~ 200 ℃인 저융점 폴리에스테르 성분을 포함하는 초부를 포함하며, 하기 조건 (d) 내지 (f)를 만족하는 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단.
    (d) 강도 3.30 g/데니어 이상
    (e) 신도 16% 이상
    (f) 비수수축율 5 ~ 20%
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가연사는 50 ~ 500 데니어/ 24 ~ 240필라멘트이며, 상기 필라멘트수 중 소정의 필라멘트수에 대해 융착이 발생한 필라멘트수가 전체 필라멘트수의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가연사의 심부와 초부에 각각 포함되는 성분의 융점차이는 40 ~ 100 ℃인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 원단은 직물 또는 편성물인 것을 특징으로 하는 저융점 폴리에스테르 가연사를 포함하는 인테리어용 원단.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 원단을 포함하는 인테리어용 바닥재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3879017A4 (en) * 2018-11-06 2023-05-03 Toray Industries, Inc. DRAFT PROCESSED YARN, FIBER PRODUCT, COMPOSITE SPINNING DIE AND METHOD OF MAKING COMPOSITE FIBERS

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EP3879017A4 (en) * 2018-11-06 2023-05-03 Toray Industries, Inc. DRAFT PROCESSED YARN, FIBER PRODUCT, COMPOSITE SPINNING DIE AND METHOD OF MAKING COMPOSITE FIBERS

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