KR20170002350A - 아라미드 혼방직물 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아라미드 혼방직물 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35 내지 47 중량%, 그리고 아라미드 섬유 3 내지 15중량%을 혼합하여 생성된 아라미드 혼방사를 이용하여 제조된 아라미드 혼방직물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 일상복의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

아라미드 혼방직물 제조방법{ARAMID BLENDED FABRIC AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 아라미드 혼방직물 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의류의 내구성 및 내열성을 향상시킬 수 있는 의류용 아라미드 혼방직물 및 이를 위한 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 아라미드 섬유는 열에 강하고 내구성이 높은 방향족 폴리아미드 섬유로서 인장강도, 강인성, 내열성 및 탄성이 뛰어나 항공 우주 분야나 군사적인 용도에 널리 사용되고 있다.
한편 선행기술문헌 출원번호 제10-2011-0038334호는 초내열성 복합 섬유사 및 이를 이용한 복합직물에 대하여 개시하고 있다. 이러한 선행기술문헌에 개시된 바와 같이, 일반적인 아라미드를 혼합한 혼방직물은 공장에서 착용하는 용접복, 작업복, 보호복, 제전방지복, 소방복으로 제작할 수 있다.
그러나 이러한 선행기술문헌에 기재된 아라미드를 혼합한 혼방사를 이용한 직물은 촉감이 차고 일반 의류 소재용 기계로는 제편직을 하기 어렵기 때문에 근무복 또는 학생복 등의 일반 의류 용도로는 사용하기가 불편한 점이 있었다.
따라서 상술된 불편한 점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 일실시예는 의류용 섬유에 아라미드 섬유를 혼방함으로써 내구성 및 내열성이 향상된 의류용 혼방직물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예는 유니폼이나 학생복 등 착용 빈도가 높은 의류의 손상을 줄여 오래 착용할 수 있는 의류를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 일실시예는 일반 의류용으로 사용 가능한 아라미드 혼방직물을 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35 내지 47중량%, 그리고 아라미드 섬유 3 내지 15 중량%을 혼합한 아라미드 혼방직물이 형성될 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 아라미드 섬유를 포함하는 아라미드 혼방직물을 제조하는 방법에 있어서, 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35 내지 47중량%, 그리고 아라미드 섬유 3 내지 15중량%을 혼합하여 아라미드 혼방사를 제조하는 단계; 상기 아라미드 혼방사를 이용하여 직물을 제직하는 단계; 그리고 제직된 상기 직물을 가공 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 의류용 섬유에 아라미드 섬유를 혼방함으로써 내구성 및 내열성이 향상된 의류용 혼방직물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 유니폼이나 학생복 등 착용 빈도가 높은 의류의 손상을 줄여 오래 착용할 수 있는 의류를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 일반 의류용으로 사용 가능한 아라미드 혼방직물을 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아라미드 혼방직물의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 아라미드 혼방직물의 제조방법에서 혼방사 제조공정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아라미드 혼방직물의 제조방법에서 가공공정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
우선 본 발명의 실시예에 의한 아라미드 혼방직물은, 양모, 폴리에틸렌 섬유, 아라미드 섬유를 혼합하여 제조된다.
여기서 양모는 면양의 표면을 덮어 싸고 있는 섬유로 양털이라고 할 수 있다.
또한 폴리에틸렌 섬유는 석유에서 얻어지는 에틸렌을 주원료로 한 합성섬유로써, 비중이 작고 폴리프로필렌 섬유에 비해 가볍고, 산과 알칼리에 견딜 수 있으며 강하나 흡수성은 없고 내열성이 적다고 할 수 있다.
그리고 아라미드 섬유는 열에 강하고 내구성이 높은 방향족 폴리아미드 섬유이다.
한편 아라미드 혼방직물은 양모와 아라미드 섬유 및 폴리에틸렌 섬유를 다양하게 혼합 선택하여 하나의 혼방사로 완성하며, 다시 이를 제직함으로써 아라미드 혼방직물을 생성할 수 있다.
이때 아라미드 혼방사 또는 이를 이용한 혼방직물을 구성하는 세가지 섬유의 최적의 혼합 비율은 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35중량% 내지 47중량% 및 아라미드 섬유 3 내지 15중량% 이 될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 아라미드 혼방직물은, 1) 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 47중량%, 아라미드 섬유 3중량%을 혼합하여 형성한 혼방사, 또는 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 44중량%, 아라미드 섬유 6중량%을 혼합하여 이루어진 혼방사, 3) 아라미드 혼방사는 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 40중량%, 아라미드 섬유 10중량%을 혼합하며 제조한 혼방사, 또는 4)양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35중량%, 아라미드 섬유 15중량%을 혼합하여 형성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아라미드 혼방직물의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 아라미드 혼방직물의 제조방법에서 혼방사 제조공정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 순서도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아라미드 혼방직물의 제조방법에서 가공공정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 아라미드 혼방직물의 제조방법은 혼방사 제조공정(S100), 혼방사를 이용한 제직공정(S200), 그리고 가공공정(S300)을 포함할 수 있다.
우선 도 2를 참조하여 아라미드 혼방사 제조공정(S100)을 보다 구체적으로 살펴본다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 아라미드 혼방사는 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35중량% 내지 47중량% 및 아라미드 섬유 3 내지 15중량%을 혼합하여 제조될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 의한 아라미드 혼방사의 제조공정은, 우선 위와 같은 비율의 섬유를 믹싱(Mixing) 단계(S110)로부터 시작될 수 있다.
이때 S110 단계는, 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35중량% 내지 47중량% 및 아라미드 섬유 3 내지 15중량%을 투입한 후 믹싱함으로써 이루어진다. 보다 구체적으로는 1) 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 47중량%, 아라미드 섬유 3중량%, 2)양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 44중량%, 아라미드 섬유 6중량%, 3) 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 40중량%, 아라미드 섬유 10중량%, 또는 4) 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35중량%, 아라미드 섬유 15중량%을 혼합할 수 있다.
즉 S110단계는, 양모와 폴리에틸렌 섬유, 그리고 아라미드 섬유의 원면을 혼합하고 원면의 섬유를 분리시켜 개섬하면서, 동시에 섬유 속에 포함된 이물질 등을 제거하는 혼타면 공정 및 소면(Carding) 공정을 포함할 수 있다.
또한 S110 단계는, 한번의 혼합 작업으로는 3종류의 섬유가 골고루 섞이지 않기 때문에, 1차 믹싱 단계(S111) 내지 3차 믹싱 단계(S113)로 나누어 수행될 수 있다.
S110단계에서는 우선은 각각 분리된 3 종류의 섬유의 원면을 개섬하여 혼합하는 과정을 수행한 후, 1 내지 3 차 믹싱 단계를 수행한다.
1차 믹싱 단계에서는 3 종류의 섬유를 충분히 혼합한 후, 랩(Lab) 상태의 혼합섬유를 로프 형태의 슬리버(Sliver)로 만든다. 이때 1차 믹싱 단계에서는 길 박스(Gill box)를 사용하여 연조(Drawing) 공정을 수행할 수 있다. 즉, 혼합되는 슬리버의 가닥 수를 7개로 하고 7배의 연신 배율로 늘일 수 있다.
또한 2차 믹싱 단계에서는 다시 믹싱한 혼합섬유를 다시 7가닥의 슬리버를 7배의 연신 배율로 늘이는 작업을 수행할 수 있다. 나아가 3차 믹싱 단계에서는 4 가닥의 슬리버를 8배의 연신 배율로 늘이는 작업을 수행할 수 있다. 이때 1차 믹싱, 2차 믹싱, 3차 믹싱 단계의 사이에는 각각 혼합 형성된 슬리버를 다시 개섬하여 랩 형태로 만들고 이를 다시 슬리버로 형성하여 믹싱하고 연조하는 과정을 반복함으로써, 더 균질한 혼합이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이 3 단계에 걸친 믹싱이 완료된 후, 코밍(Combing) 단계(S120)를 수행할 수 있다.
코밍 단계는 3차 믹싱 단계까지 거친 슬리버를 정소면하는 과정으로서, 혼합 섬유를 빗어내어 그에 함유된 잡물과 단섬유를 제거하고, 섬유를 길이방향으로 빗질함으로써 섬유를 직선상으로 펴고 평행으로 간추려 분포가 균제한 섬유 슬리버로 가공하는 공정이다.
여기서 코밍 단계는 다시 2개의 단계로 구분될 수 있는데, 1차 코밍 단계(S121)는, 상술한 믹싱 단계를 거친 혼합섬유를 길이방향으로 빗질한 후 길 박스를 이용하여 연신 배율하는 과정을 포함할 수 있다. 또한 2차 코밍 단계(S122)는 1차 코밍 단계를 거친 혼합섬유를 다시 길이방향으로 빗질한 후 길 박스를 이용하여 연신 배율하는 과정을 포함할 수 있다. 여기서 2차 코밍 단계에서의 연신 배율은 7 가닥의 슬리버를 합하여 7.6배의 연신 배율을 주며 빗질하면서 균제한 섬유를 만들 수 있다.
또한 이어서 연조 단계(S130)가 수행된다. 연조 단계에서는 코밍 단계를 거친 슬리버를 다시 길 박스를 이용하여 연조하는 공정을 포함하는데, 우선 A/L(Auto Level) 길링(Gilling)을 통해 8가닥의 슬리버를 8배의 연신 배율로 연조하는 A/L 연조 단계(S131)와, H/L(Hand Level) 길링을 통해 4가닥의 슬리버를 7.3배의 연신 배율로 연조하는 H/L 연조 단계(S131)를 포함할 수 있다.
이러한 단계에서는, 섬유량이 고르지 못하고 섬유가 굴곡되어 있는 슬리버를 중합하여 그 굵기를 균제하게 하고, 중합한 슬리버를 연조하여 섬유를 직선상으로 펴고 평행선으로 간추릴 수 있다.
또한 연조 단계(S130)는 바이코일(Bi-Coil) 연조 단계(S133)를 포함할 수 있다. 이때 3가닥의 슬리버를 합쳐서 8배의 연신 배율로 꼬임을 가하면서 연조할 수 있다.
이어서 보비닝(Bobbining) 단계(S140)가 수행될 수 있다. 균제해진 3종류의 섬유 슬리버를 이용하여 단사를 생산하기 위하여 콘(Cone) 또는 보빈(Bobbin)에 감아 준비할 수 있다. 이때 11.2배의 연신 배율로 슬리버를 콘 또는 보빈에 감아줄 수 있다.
이어서 스피닝 단계(S150)는 보비닝 단계에서 콘 또는 보빈에 감아진 조사를 21배의 연신 배율을 통해 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유 상호간에 응집력을 높여, 실의 강도가 유지되는 단사를 제조할 수 있다. 즉 스피닝 단계는 조사를 21배 연신 배율하고 꼬임을 주어 강력이 큰 단사를 만드는 공정을 포함한다.
또한 와인딩(Winding) 단계(S160)가 수행될 수 있는데, 스피닝 단계에서 제조된 단사를 공정 수분율을 유지하도록 급습하면서 사용 목적에 따라 콘 또는 보빈에 다시 감아줄 수 있다.
이어서 더블링(Doubling) 단계(S170)는 와인딩 단계에서 제조된 단사의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 단사를 꼬임을 주면서 합사하여 실을 제조할 수 있다.
또한 더블 트위스팅 단계(S180)가 수행될 수 있다. 이 단계에서는, 제조된 실 중 실 회전 불량 및 끊어진 실을 이어 완성도를 높일 수 있다.
마지막으로 셋팅(Setting) 단계(S190)에서는 더블 트위스팅 단계에 의해 제조된 완성사를 콘 또는 보빈에 감아줄 수 있다.
위와 같이 도 2에 도시된 과정을 거쳐 아라미드 혼방사가 완성되면, 완성된 아라미드 혼방사를 이용하여 도 1의 제직공정(S200)이 수행된다.
제직공정(S200)은, 정경 단계와 제직 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
우선 정경(Warping) 단계는, 제조하고자 하는 직물의 길이에 따라 미리 정해진 수의 경사(날실)를 길이 및 장력을 균일하게 일정한 너비가 되도록 배열하여 드럼 또는 빔에 감아 준비하는 과정을 포함한다. 즉, 정경 단계에서는 제조하고자 하는 아라미드 혼방직물의 길이에 따라 경사의 길이를 균일하게 결정하고, 하나 이상의 보빈이나 콘으로부터 경사를 풀어내어 소정의 길이, 너비 및 일정 밀도 조건에 따라 평행하게 배열시키면서 빔에 균일한 장력으로 권취한다.
이어서 제직단계는 정경 단계에서 권취된 경사를 종광을 이용하여 서로 엇길리게 상하로 개구시킨 다음 위사(씨실)를 그 사이에 끼우는 과정을 포함하여 수행된다. 이때 끼운 위사를 경사 사이에 밀어넣고 또 반대로 개구시켜 위사를 끼우는 과정을 반복할 수 있다.
이에 따라 직물이 제조되는데, 이때 경사와 위사 중 적어도 하나는 도 2에 도시된 과정을 거쳐 제조된 아라미드 혼방사를 포함할 수 있다.
한편 제직공정은 반드시 위에 설명한 방법에 의해서만 수행되는 것은 아니고, 아라미드 혼방사 제조공정에 의하여 제조된 아라미드 혼방사를 이용하여 이루어진다면, 어떠한 종래의 제직 기술에 의하여 수행되더라도 무관하다.
한편 본 발명의 실시예에 의한 아라미드 혼방직물 제조방법의 가공공정은, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.
예를 들어 모소(Singeing) 단계(S310)는 S100 내지 S200 단계를 거쳐 제조된 직물의 표면의 털을 태워 광택을 내는 과정을 포함할 수 있다.
또한 세융 단계(S320)는 직물을 정련하는 단계로서, 이 과정을 수행함으로써 아라미드 혼방사 제조공정과 제직공정 중에서 생긴 아라미드 혼방직물의 비뚤어짐을 바로 잡고, 직물을 수축시켜 조직이 치밀해지도록 할 수 있다.
한편 확포 단계(S330)는 스커쳐(Schutcher)를 이용하여 아라미드 혼방직물을 전폭으로 펴줄 수 있다.
또한 오픈(Open) 세융 단계(S340)는 아라미드 혼방직물에 부착한 기름 때, 기타 오물 등을 다시 씻어낼 수 있다.
그리고 건조 단계(S350)는 오픈 세융 단계를 거친 아라미드 혼방직물을 텐터(Tenter)에 걸어 폭을 일정하게 고정시킨 후 건조하는 과정을 포함할 수 있다. 이때 건조 단계에서는 아라미드 혼방직물의 양쪽 변사부분을 핀이나 클립으로 잡아서 위사 방향으로 일정폭을 유지하는 상황에서 온도를 약 200℃까지 승온할 수 있다.
또한 전모 단계(S360)는 아라미드 혼방직물의 표면의 잔털을 제거하여 직물 표면을 매끄럽고 윤기 있게 처리하는 과정으로서, 기모된 직물, 파일직물 등을 전모기에 걸어서 아라미드 혼방직물을 일정한 길이로 가지런히 자를 수 있다.
또한 마무리(super finish) 단계(S370)는 아라미드 혼방직물을 초다듬질하여, 직물 표면을 균일하게 최종 처리하는 공정을 포함할 수 있다.
한편 증포(KD:Kier Decatizing) 단계(S380)는 키어(Kier)에 직물을 삼입하여 증포하는 공정을 포함할 수 있다. 즉, 아라미드 혼방직물을 롤에 감은 후 열탕으로 가온함으로써 직물의 주름을 제거하고 표면을 평활하게 처리하는 과정을 수행할 수 있다.
이어서 완성검사 단계(S390)는 아라미드 혼방직물을 완전한 상품으로 출하하기 전 직물을 검사하는 단계이다.
한편 위와 같이 생산된 아라미드 직물을 이용하면, 소방복 등의 특수용 의류뿐 아니라, 학생복, 군복, 작업복 등과 같이 내구성이 요구되는 일상복에 활용할 수 있다.
이때 아라미드 혼방직물은 촉감이나 맵시 등이 일반 의료용 직물과 동일한 수준으로 유지되므로, 일상복에 사용이 가능하면서도, 내마찰과 내마모성 등을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (1)

  1. 아라미드 섬유를 포함하는 아라미드 혼방직물을 제조하는 방법에 있어서, 양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35 내지 47중량%, 그리고 아라미드 섬유 3 내지 15중량%을 혼합하여 아라미드 혼방사를 제조하는 단계;
    상기 아라미드 혼방사를 이용하여 직물을 제직하는 단계; 그리고
    제직된 상기 직물을 가공 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 아라미드 혼방사를 제조하는 단계는,
    양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35 내지 47중량%, 아라미드 섬유 3 내지 15중량%을 믹싱(Mixing)하는 단계;
    상기 믹싱하는 단계를 거친 혼합섬유를 코밍(Combing)하는 단계;
    상기 코밍하는 단계를 거친 혼합섬유를 이용하여 연조 공정을 수행하는 연조하는 단계;
    상기 연조하는 단계를 거친 혼합 섬유를 콘 또는 보빈에 감는 보비닝(Bobbining) 단계;
    상기 보비닝 단계를 거친 혼합 섬유를 21배의 연신 배율로 꼬임을 주며 연신하여 단사를 형성하는 스피닝(Spinning)하는 단계;
    상기 스피닝하는 단계에 의해 제조된 단사를 콘 또는 보빈에 와인딩하는 단계; 그리고
    상기 와인딩하는 단계를 거친 2가닥 이상의 단사를 하나의 가닥으로 합치는 더블링(Doubling) 단계; 그리고
    상기 더블링 단계를 거친 단사를 합연하여 완성도를 높이는 더블 트위스팅 단계를 포함하고,
    상기 믹싱하는 단계는,
    양모 50중량%, 폴리에틸렌 섬유 35 내지 47중량%, 아라미드 섬유 3 내지 15 중량%을 혼합하여 만든 혼합섬유를 길 박스(Gill box)를 이용하여 연조하는 1차 믹싱 단계;
    상기 1차 믹싱 단계를 거친 혼합섬유를 개섬하여 재 혼합한 후, 길 박스를 이용하여 다시 연조하는 2차 믹싱 단계; 그리고
    상기 2차 믹싱 단계를 거친 혼합섬유를 개섬하여 재 혼합한 후, 길 박스를 이용하여 다시 연조하는 3차 믹싱 단계를 포함하고,
    상기 코밍하는 단계는,
    상기 믹싱하는 단계를 거친 혼합섬유를 코밍하고 연조하는 1차 코밍 단계와;
    상기 1차 코밍 단계를 거친 혼합섬유를 코밍하고 연조하는 2차 코밍 단계를 포함하며,
    상기 1차 코밍 단계와 2차 코밍 단계에 각각 포함된 연조 과정의 연신 배율은 서로 상이하고,
    상기 직물을 제직하는 단계는,
    상기 아라미드 혼방사를 경사와 위사 중 적어도 하나로 하여 직조하는 단계를 포함하고,
    상기 가공 처리하는 단계는,
    상기 직물에 대해 모소 가공, 세융 가공, 확포 가공, 건조 가공, 전모 가공 중 적어도 하나의 가공을 수행하는 단계를 포함하는, 아라미드 혼방직물 제조방법.
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