KR20180045547A - 에어제트방적 효과사 - Google Patents

Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 에어제트방적에 있어서, 방적사로서 다양한 간격으로 다양한 굵기를 갖는 효과사를 제공한다.

Description

에어제트방적 효과사{Effect yarn using air jet spinning}

본 발명은 에어제트방적 효과사에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 섬도가 다양하게 제어되는 에어제트방적 효과사에 관한 것이다.

방적사를 제조하는 방식은 크게 링방적, 오픈엔드방적, 에어제트방적으로 대별될 수 있다. 링방적의 경우 원면을 개섬하고, 혼타면공정, 소면공정, 정소면공정, 연조공정, 조방공정, 정방공정을 거쳐 방적사를 제조한다. 한편 오픈엔드(Open End Spinng)의 경우 링방적에서 정소면, 조방, 정방공정을 1개의 공정으로 진행하고 에어제트방적은 공기 와류로 방적을 하는 방식으로 슬라이버에서 바로 방적사를 제조하는 방식이다. 에어제트방적은 드래프트된 섬유들이 공기 와류(air vortex)에 의하여 스핀들의 오리피스(orifice) 속으로 들어간다. 이 오리피스를 통과해 가는 동안에 소용돌이 치는 기류에 의해 꼬임을 받은 섬유들은 스핀들을 빠져나오며 실로 방출되어 나오게 된다.

에어제트방적은 연신한 섬유의 모우를 이용하여 섬유를 결속시키기 때문에 결속방이라고도 하고 볼텍스(Vortex)이라고도 한다. 또 에어제트방적은 실무에서는 MVS사로도 불리는데 에어제트방적용 기기를 제조하는 무라다社의 설명의 약칭이다(Murata Vortex Spinning)

링정방의 경우 생산 속도는 낮지만, 링 방적사는 일반적으로 방적사 기술에서 가장 기본이 되는 구조로 인정받고 있다. 오픈엔드 정방에서는, 슬라이버 피드 스톡으로부터 섬유 다발이 오프닝 롤러와 기류에 의하여 개개 섬유들로 분리된다. 이렇게 분리된 섬유들은 로터 홈에서 재집속되고 도핑 튜브를 통과해 가면서 연속적인 형태의 실로 만들어지게 된다. 여러 가지 오픈엔드 타입의 정방 시스템이 개발되었지만, 아직까지 어느 방식도 로터 정방을 능가하여 성공한 것은 없다. 로터 정방에서는 딜리버리 속도가 200m/min까지 가능하지만, 일반적으로 100% 면사를 생산할 경우에 단지 Ne 30 정도까지 일반적으로 방출한다. 에어제트방적의 경우 100% 면사를 생산할 경우 좀더 폭 넓은 범위의 섬유장을 사용할 수 있어, 생산 가능한 실의 방출 번수도 다양해지게 되었다. 또 에어제트방적 시스템은 실의 딜리버리 속도가 500m/min 까지 가능하며 생산성이 우수한 특징이 있다.

한편 일반적인 슬럽사(slub yarn) 제조방법은 링 정방기의 롤러 속도를 증감하여 드래프트 비를 변경시킴으로써 실을 주기적으로 굵은 부분과 가는 부분으로 만드는 것이다.

이러한 슬럽사는 혁신정방인 에어제트방적 공정에서 제안된 바는 없고 다만 다음과 같은 기술들이 시도되었는데, 대한민국 공개특허 제1986-0003372호에서는 심사에 대한 효과사의 공급속도(또는 공급량)를 더 빨리하여(많이 하여) 이들을 합사한후 에어제트 분사장치로 처리하는 슬라브사의 제조방법에 있어서 미리 예정된 프로그램챠드에 따라서 프로그램 디바이스(Program device)와 연결된 정역회전식 정밀모우터(M)에 나착된 나선축과 이동식안내간의 하단나선부를 교합시키고 이 이동식안내간의 상부에 있는 가이드를 통하여 효과사를 심사보다 약간 고속으로 통과시키므로서 이 이동식안내간의 다양한 이동상태에 의하여 심사와 효과사가 에어제트노즐(Air Jet Nozzle)속에서 슬럽부와 합연부가 다양하게 교호형성된 1리피이트를 연속적으로 형성되도록 하는 슬럽사의 제조방법이 개시되었다.

한편 대한민국 등록특허 제1453310호에서는 고신축 복합필라멘트사를 심사로 하고, 신축성이 없는 복합필라멘트사를 부사로 하여 일정한 속도로 상향이동하되, 열처리장치를 통하여 고신축 복합필라멘트사로 된 심사를 간헐적으로 열처리하여 열처리부와 비열처리부가 불규칙한 간격으로 형성되게 하고, 상기 열처리된 심사와 열처리하지 않은 부사를 합사한 다음, 에어젯트노즐이 형성된 교락장치를 통과하면서 일정한 간격으로 공기를 분사시켜 심사와 부사가 엉켜진 슬럽이 형성되게 한 후 저장력으로 권취하여 슬럽사를 제조하고, 상기 슬럽사를 경위사로 하여 저장력으로 직물을 제직하고, 상기 직물을 염색, 가공하여 경위사로 사용한 고신축성 슬럽사의 심사가 수축하면서 직물이 경위사 양방향으로 신축될 수 있게 함과 동시에, 경위사로 사용한 슬럽사의 슬럽이 불규칙적으로 형성되게 하는 기술이 제안되었다.

그러나 상기 기술들은 합사를 통해 슬럽사를 제조하는 점에서 에어제트방적에 의해 형성되는 사 제조와는 매우 큰 차이가 있다. 에어제트방적의 경우 링정방에 비해 15 내지 20배의 공정속도가 빠르기 때문에 이러한 빠른 사속에 따른 슬럽 형성 간격이 너무 길어져 상품성 떨어지는 문제가 해결되기 어렵다. 더욱이 속도제어를 통해 슬럽사를 제조하기 때문에 속도제어를 위한 별도의 설비 및 고속제어가 가능한 특수 장치가 별도로 구비되어야 하지만 이러한 장치나 방법이 제안된 바 없다.

대한민국 공개특허 제1986-0003372호 대한민국 등록특허 제1453310호

본 발명은 통상의 방적공정에서 생산될 수 있는 에어제트방적의 효과사를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 필링성이 개선된 에어제트방적의 효과사를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 효과의 간격, 형태 등이 다양하게 제어될 수 있는 효과사를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 별도의 속도제어수단과는 다른 방식으로 에어제트방적 공정에서 간이한 수단에 의해 제조될 수 있는 에어제트방적의 효과사를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 에어제트방적에 있어서, 방적사로서 다양한 간격으로 다양한 굵기를 갖는 효과사를 제공한다.

또한 본 발명은 드래프트영역에서 드래프트를 받지 않는 빈공간을 프론트롤러의 일부 영역에 형성하여 사에 효과가 발현되는 효과사를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 빈공간은 1 이상 형성될 수 있으며, 상기 빈공간의 형상은 사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 별형상 등 다양한 형상으로 이루어진 군에서 1이상 선택된 효과사를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의한 효과사는 에어제트방적을 통하여 제조될 수 있으며 효과 역시 다양하게 구현될 수 있는 특징이 있다.

또한 본 발명의 일실시예에 의한 효과사는 링방적에 의해 제조되는 효과사에 비해 필링성이 개선된 장점이 있다.

또한 본 발명의 일실시예에 의한 효과사는 다양한 형태의 효과사를 제조할 수 있는 특징이 있다.

또한 본 발명의 일실시예에 의한 효과사는 프론트롤러의 형상을 제어함을써 별도의 속도제어와는 다른 방식으로 에어제트방적 공정에서 간이한 수단에 의해 효과사를 제조할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 MVS 시스템의 개략도.
도 2 내지 6은 본 발명의 일실시예에 의한 롤러의 개념도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 효과사로 편직된 원단 사진.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 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.

또한 본 명세서에서 "효과사"이라 함은 에어제트방적에 의해 제조되는 사로서 섬도 등의 차이가 있는 사를 포함하며, 비제한적인 예를 들어 슬럽, 그라데이션 등의 효과가 발현되는 사를 포함한다.

또한 본 명세서에서 "다양한 간격"이란 연속된 사에서 슬럽과 같은 효과가 발현되는 간격을 의미하며, 규칙적, 불규칙적 간격을 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서 "다양한 굵기"란 연속된 사에서 슬럽과 같은 효과가 발현됨에 있어 사의 섬도가 규칙적, 불규칙적으로 변화하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하 본 발명의 효과사 및 이의 제조방법을 설명함에 있어 비제한적 예로서 상용화된 MVS 시스템을 기초로 기술하기로 한다.

도 1은 MVS 시스템의 개념도로서 상기 시스템은 공기의 와류(Vortex) 거동에 기초하고 있는데, 제트 기류 내에서 회전하는 섬유들이 권취롤러에 의해 방적사로 형성된다. 이렇게 형성된 방적사는 선단이 무연으로 사의 심부에 권입되고, 그 위에 섬유의 후단이 감기는 구조를 갖게 된다. 상기 시스템은 크게 드래프트영역 100과 와류형성영역 200 및 권취영역(미도시)으로 구분될 수 있다.

본 발명에 의한 효과사는 별도의 속도제어와는 다른 방식으로 드래프트영역 100을 제어함으로서 이루어질 수 있다. 구체적으로 상기 드래프트영역 100의 프론트롤러 110의 형상을 제어함으로서 이루어질 수 있다. 상기 프론트롤러는 슬라이버가 백, 미들롤러를 거쳐 프론트롤러 110으로 공급되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 프론트롤러의 표현형상에 일정한 폭과 두께로 형성된 음푹 파인 소정의 빈공간 111을 형성하여 상기 슬라이버가 프론트롤러를 통과할 때, 빈공간 111 영역에서는 슬라이버가 프론트톱, 바텀롤러 사이에 작용을 받지 않으므로 드래프트 작용을 받지 않고 통과하게 된다. 그리고 상기 빈공간 111을 제외한 표면영역 113을 슬라이버가 지날 ??는 프론트톱 및 바텀롤러의 작용에 의해 드래프트가 된다. 따라서 권취영역에서 형성된 사는 표면영역 113을 통과한 부분에서는 소정의 섬도를 유지하지만 빈공간 111을 통과한 부분은 상기 표면영역 113을 통과한 사에 비해 상대적으로 더 높은 섬도를 형성하게 된다. 이로서 하나의 연속된 사에 굵기의 변화가 있는 사가 형성될 수 있다.

상기 빈공간 111이 형성되는 롤러는 프론트롤러임이 바람직하며, 프론트롤러 중 톱롤러에 형성되면 더욱 바람직하다.

상기 빈공간 111의 형상은 슬라이버가 롤러와 작용하는 폭 및 두께보다 일정정도 더 크게 형성될 수 있으며, 빈공간 111은 롤러에 1 이상 형성될 수 있다. 상기 빈공간 111의 수로서 단위 길이당 효과 발생 빈도를 제어할 수 있는 특징이 있다. 또한 폭(L)의 길이에 따라 효과 발생 길이도 제어될 수 있음은 물론이다.

또한 상기 효과는 드래프트비를 제어함으로서 제어될 수 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이 MVS 시스템의 드래프트영역은, 프론트롤러, 2nd롤러, 3rd롤러, 백롤러 4행구조로 이루어질 수 있는데, 여기서 프론트롤러와 2nd 사이의 드래프트비를 MDR(Main Draft Ratio), 2nd롤러와 3rd롤러 사이의 드래프트비를 IDR((Intermediate Draft Ratio), 3rd롤러와 백롤러 사이의 드래프트비를 BDR (Break Draft Ratio)로 정의할 때 통상 드래프트비 대비 MDR를 낮게 하고 IDR를 높게 하였을 때, 효과 구간의 굵기가 더 굵어지는 현상이 발생하였고, 이와 반대인 경우 굵기는 작아졌다. 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 IDR 값이 2.0 내지 2.1 정도일 때 방출성 및 적정 효과효과 측면에서 바람직한 사가 형성되었다.

한편 상기 효과는 슬라이버의 공급량으로서도 제어될 수 있는데, 슬라이버의 공급량이 증가함에 따라 효과 특히 슬럽의 두께가 커지는 것으로 시험되었다. 슬라이버의 공급량이 증가함에 따라 전체 드래프트비가 상승하므로 상대적으로 드래프트 작용을 받지 않는 슬럽구간의 두께가 상승하는 것으로 판단된다.

또한 상기 빈공간 111은 일정한 폭과 두께의 직사각형 뿐만 아니라, 원형, 타원형, 삼각형, 마름모, 별 등 어떠한 형상으로도 구현될 수 있는데, 롤러 상에 상기 형상의 위치나 크기에 따라 사에 다양한 효과 구현이 가능하다. 비제한적인 예로서 삼각형의 경우 삼각형의 밑변영역과 꼭지점을 통과하는 슬라이버는 드래프트 정도를 달리할 수 있어 마치 슬럽이 그라디에이션 효과와 같은 효과가 발생될 수도 있다.

본 발명에 의한 효과사는 링정방에 의한 효과사 특히 슬럽사로 대비할 때 사 표면의 잔털이 적어 뻣뻣한 느낌이 구현되며 외관이 깨끗한 장점이 있다. 또한 잔털이 적으므로 항필링성이 우수하고 세탁내구성도 우수한 특성이 발현된다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 설명하기로 한다.

실시예 1

MVS를 이용하되 프론트톱롤러에 가로세로폭 15mm X 5mm의 빈공간을 형성하여 10mm 간격의 슬럽 효과가 발현되는 슬럽사를 제조한 후 일반 경편직물을 제조하였다.

비교예 1

링정방 방식으로 10mm 간격의 슬럽 효과가 발현되는 슬럽사를 제조한 후 일반 경편직물을 제조하였다.

시험평가

1. 항필리성 평가

- 평가방법 : ASTM D3512 (2005)

- 기준등급 : Class 3

- 시험결과

항목	시험 1	시험 2	시험 3	평균	평가
실시예 1	4.0	4.0	4.0	4.0	Pass
비교예 1	2.5	2.5	2.5	2.5	Fail

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.

Claims (3)

1. 에어제트방적에 있어서,
   방적사로서 다양한 간격으로 다양한 굵기를 갖는 효과사.
2. 제1항에 있어서,
   드래프트영역에서 드래프트를 받지 않는 빈공간을 프론트롤러의 일부 영역에 형성하여 사에 효과가 발현되는 효과사.
3. 제1항에 있어서,
   상기 빈공간은 1 이상 형성될 수 있으며,
   상기 빈공간의 형상은 사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 별형상 등 다양한 형상으로 이루어진 군에서 1이상 선택된 효과사.
   
   

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