KR20220072377A - 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법 - Google Patents

냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르저온융점사, 리싸이클 폴리에스터태세사 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 인터레이스한 후 열처리하여 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사를 제공하는 것으로서 본 발명에 의하면, 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사에 포함된 폴리에스테르저온융점사의 표면융착부가 바인더 역할을 하도록 함으로써 자연스러운 외관, 까칠한 질감 및 냉감성을 부여하고, 고신축사의 적용으로 착용감이 우수하고 신축성이 우수한 친환경적인 린넨라이크 재생폴리에스테르 폴리에스테르 복합가공사를 제조할 수 있다.

Description

냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법{Process Of Producing Linen－Like Polyester Composite Yarn Having Excellent Cool Touch Feeling And Elasticity}
본 발명은 폴리에스테르저온융점사, 리싸이클 폴리에스터태세사 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 인터레이스한 후 연속식으로 열처리하여 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사를 제공하는 것이다.
최근 의류소재에 대한 소비자의 트렌드는 심미적 외관추구, 기능성(착용감, 활동성 등) 등 질적인 만족뿐만 아니라 환경친화적인 소비방향으로 변화함에 따라 이러한 트렌드에 대응할 수 있는 고감성, 고기능성 및 환경친화적인 부분도 고려한 소재를 사용한 의류에 대한 소비자들의 수요가 증가하고 있는 추세이다.
이러한 환경친화적 트렌드의 대표적 제품으로서 리사이클 섬유소재가 각광을 받고 있는데, 이러한 리싸이클 소재의 경우, 제조 공정상의 복잡성(회수, 정제 등) 때문에 버진칩을 사용한 소재보다 가격이 높게 형성되나, 최근 미세 플라스틱에 의한 환경오염 등에 반한 친환경 소비 트렌드의 대두로 글로벌 메이저 브랜드를 시작으로 그 수요가 점차 증가하고 있는 추세이다.
그러나, 현재까지는 리사이클 합성섬유의 경우 FDY, DTY 등 노멀한 형태의 원사로 제조 및 유통이 이루어지고 있으나, 향후 미래에는 기존 PET 소재로 개발된 기능성 원사 대부분이 리싸이클 소재를 사용한 원사로 대체 될 것으로 예상된다.
한편, 지구온난화에 의해 2018년과 같은 극한 기온이 나타나는 빈도가 늘어나고 그 강도도 세질 것이라는 연구결과가 다수 나오고 있는데,'기후변화에 관한 정부 간 협의체'(IPCC, Intergocernmental Panel on Climate Change)의 보고서에 따르면 온실가스 감축 노력이 없으면 지구 연평균 기온은 2040년에 1.5도, 2081~2100년에는 현재보다 2.6~4.8도 더 상승할 것으로 예측하고 있다. 이러한 폭염이 일상화됨에 따라 소비자들은 이러한 외부 환경적 요인에 대응 가능한 기능성 및 감성을 겸비한 차별화된 섬유제품 개발을 요구하고 있으며, 이에 천연섬유의 자연스러움과 합성섬유의 우수한 기능성을 가지는 고감성·고기능성 복합 소재 개발이 필요한 실정이다.
천연 섬유 중 대표적인 시원하고 맵시가 좋은 소재인 린넨(Linen)은 아마의 껍질에서 얻어지는 천연섬유로 특유의 접촉냉감, 속건성 및 독특한 외관을 가지고 있어 체온을 발산하기 쉬우며 시원한 감을 주는 특성을 가지고 있어 하계 의류 및 침장류 등의 소재로 주로 사용되고 있다.
그러나, 천연섬유의 특성상 공급량이 한정적이고 가격대가 높게 형성되어 있으며, 탄성회복률이 낮아 구김이나 주름과 같은 변형에 취약하고, 다양한 색감의 표현이 어려워 젊은 층의 취향을 만족시키기 쉽지 않은 단점을 안고 있다. 이러한 린넨 소재의 단점을 보완하고자 단가가 저렴하고 가공성, 내구성이 우수한 합성섬유를 이용해 린넨 소재의 질감을 재현한 소재를 린넨-라이크 소재라 칭하고 있으며, 합성섬유사를 이용한 개발이 이루어지고 있다.
기존의 린넨-라이크 소재는 원사를 마와 비슷한 형태로 만드는 방식과 직조시 기능성 원사를 교대 배열한 후 후가공에서 가공한 제품으로 나눌 수 있는데, 기존 린넨-라이크 소재 원사로 사용되는 부분연신사(이하 TTD:태세사)의 경우, TTD 원사의 특성상 적정한 염색가공 공정을 거치게 되면 자연스러운 외관이 구현은 가능하나 린넨 소재의 특유의 까칠한 질감 발현이 어려우며, 폴리에스테르저온융점사(이하 LMY)를 사용할 경우 까칠한 질감의 표현은 가능하나 염색 가공이 힘들고, 자연스러운 외관 발현이 어렵고, 타 소재와 복합이 어려운 단점이 있었다.
또한, 직조시 이종의 원사를 교대 배열하여 직조한 제품의 경우, 교대 배열한 특성상 자연스러운 외관의 발현이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 상기 기존의 소재는 신축성이 결여되어 있어 착용감이 나쁜 단점을 가지고 있었으며, 이를 해결하기 위해서 스판덱스와 교대 배열하여 제직하거나 린넨-스판덱스 커버링 소재를 사용하여 제직을 진행하였으나, 이 공법은 염색 및 후가공이 어려운 문제점을 안고 있었다.
대한민국등록특허제10-0844885호(2008년07월09일 공고) 대한민국등록특허제 10-1884973호(2018년08월02일 공고)
그러므로 본 발명에서는 자연스러운 외관 및 까칠한 질감을 동시에 발현할 수 있고 착용시 냉감성이 우수하고 신축성이 좋은 기능성 가공사를 제공하면서도 리싸이클 원사를 이용함으로써 친환경인 복합가공사를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 폴리에스테르저온융점사, 리싸이클 폴리에스터태세사 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 제1피드롤러를 통과시키고,
공기압은 1.6~2.4㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.4~2.0㎜인 인터레이스노즐에서 인터레이스한 후,
200~220℃의 히터에서 열처리한 후, 제2피드롤러를 통과시킨 후,
권취롤러로 사속 300∼ 400m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사는 폴리에스테르저온융점사, 리싸이클 폴리에스터태세사 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 인터레이스한 후 열처리하여 제조하는 것이다.
본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 폴리에스테르저온융점사(1), 리싸이클 폴리에스터태세사(2) 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사(3)를 제1피드롤러(4)를 통과시키고, 공기압은 1.6~2.4㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.4~2.0㎜인 인터레이스노즐(5)에서 인터레이스한 후, 200~220℃의 히터(6)에서 열처리한 후, 제2피드롤러(7)를 통과시킨 후, 권취롤러(8)로 사속 300∼ 400m/분으로 권취한다.
본 발명에서 원사 중 하나로 사용하는 폴리에스테르저온융점사(1)는 타 원사와 인터레이스한 후, 열처리함으로써 원사의 외부가 융착되어 독특한 질감, 까칠한 촉감을 부여하여 냉감성을 향상시킴과 동시에 착용시 몸에 감기지 않게 되어 통풍이 잘되게 하는 역할을 하는 것으로서, 저융점 폴리에스테르계 수지가, 코어부에는 일반 폴리에스테르계 수지가 포함된 사이드바이사이드형으로 복합방사된 공지의 폴리에스테르저온융점사를 사용한다. 경우에 따라서는 코어부에는 난연 폴리에스테르계 수지가 포함된 사이드바이사이드형으로 복합방사된 폴리에스테르저온융점사를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서 또 다른 원사로 사용하는 리싸이클 폴리에스터태세사(2)는 리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트를 열처리한후 가연하고 인터레이스하여 길이방향으로 굵은부위(120~130D, 전체폴리에스터태세사 100D 기준)와 가는부위(70~80D, 전체폴리에스터태세사 100D 기준)가 일정구간 규칙적으로 또는 불규칙적으로 반복하여 형성된 것으로서 최종제조되는 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사가 천연섬유와 같은 자연스러운 외관을 발현하고, 표면 요철감이 우수하고, 은은한 투톤이 나타나도록 하는 역할을 하게 된다. 상기 리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트는 공지의 리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트로서 폐PET 보틀(bottle)을 밀링하고 분쇄한 플레이크를 탈색 및 정제하고 용융방사한 리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트를 사용한다.
본 발명에서 원사 중 하나로 사용되는 리싸이클 폴리에스터태세사(2)는 리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트를 제1피드롤러로 통과시키고, 온도가 60~80℃인 핫롤러를 통과시키고, 온도가 140~160℃인 접촉식 플레이트 히터를 통과시킨 후 연신비는 1.3~1.5로 제2피드롤러를 통과시켜 사속 600~800m/분으로 권취한 후, 상기 가연기를 사용하여 히터온도 160℃, 핀속도 250,000~280,000rpm으로 가연하여 사속 100~130m/분으로 권취하여 2step으로 제조된 리싸이클 폴리에스터태세사를 사용하는 것이 천연섬유와 같은 자연스러운 외관, 표면요철감, 은은한 투톤효과를 가지며, 최종제조되는 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 벌키성부여에 바람직하다.
본 발명에서 원사 중 또다른 하나로 사용되는 상기 리싸이클 폴리에스터 고신축사는 최종제조되는 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사에서 신축성을 부여하고 강도를 보완하는 역할을 하게 된다.
특히, 본 발명에서 상기 리싸이클 폴리에스터 고신축사는 리싸이클 폴리에스터 미연신 필라멘트를 제1피드롤러로 통과시키고, 연신비 1.5~1.8로 연신하면서 가연비 1.3~1.5으로 가연한 후, 220~230℃의 접촉식 히터를 통과시켜 열처리한 후, 공기압은 0.9~1.2㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.3~1.5㎜인 인터레이스노즐에서 인터레이스한 후, 오버피드 1.9~2.0으로 제2피드롤러를 통과시킨 후, 오일링하고 사속 550∼ 600m/분으로 권취하여 제조된 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 사용하는 것이 작업중 사절을 방지하여 작업성이 우수하며, 최종제조되는 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 신축성부여에 바람직하다.
본 발명에서는 상기 폴리에스테르저온융점사(1), 리싸이클 폴리에스터태세사(2) 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사(3)를 제1피드롤러(4)를 통과시키고, 공기압은 1.6~2.4㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.4~2.0㎜인 인터레이스노즐(5)에서 인터레이스하게 되는데, 공기압력 1.6㎏/㎠미만에서는 집속성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 2.4㎏/㎠초과시에는 사절, 모우, 루프 발생의 문제점이 발생할 수 있다.
상기 인터레이스시 교락수는 2~3개/인치가 바람직한데, 2~3개/인치미만에서는 집속성이 떨어져 해사 불량, 제직 작업성 불량의 문제점이 발생할 수 있고, 2~3개/인치초과시에는 공정중 사절이 많이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 인터레이스 후, 200~220℃의 히터(6)에서 열처리한 후, 제2피드롤러(7)를 통과시킨 후, 권취롤러(8)로 사속 300∼ 400m/분으로 권취하여 본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사를 제조하게 된다.
히터온도 200℃미만에서는 폴리에스테르저온융점사가 융착되기가 어려우며, 220℃초과시에는 작업공정에서 사절이 많이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 제1피드롤러(4)와 제2피드롤러(7)간의 오버피드율은 1.05~1.08인 것이 바람직한데, 오버피드율 1.05미만에서는 융착이 되지 않는 문제점이 발생되며, 1.08을 초과하는 겅우에는 루프가 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 제2피드롤러(7)와 권취롤러(8)간의 오버피드율은 1.015~1.02인 것이 바람직한데, 오버피드율 1.015미만에서는 사절발생의 문제점이 발생되며, 1.02를 초과하는 경우에는 권취형태 이상의 문제점이 발생할 수 있다.
그러므로 본 발명에 의하면, 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사에 포함된 폴리에스테르저온융점사의 표면융착부가 바인더 역할을 하도록 함으로써 자연스러운 외관, 까칠한 질감 및 냉감성을 부여하고, 고신축사의 적용으로 착용감이 우수하고 신축성이 우수한 친환경적인 린넨라이크 재생폴리에스테르 폴리에스테르 복합가공사를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 재생폴리에스테르 폴리에스테르 복합가공사의 제조공정의 모식도이며,
도 2는 본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 재생폴리에스테르 폴리에스테르 복합가공사의 측면사진이다.
도 3은 본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 재생폴리에스테르 폴리에스테르 복합가공사의 단면현미경사진이다.
다음의 실시예에서는 본 발명의 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 재생폴리에스테르 폴리에스테르 복합가공사를 제조하는 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
1) 리싸이클 폴리에스터태세사의 제조
리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트(poy 250D/48F SD)를 제1피드롤러로 통과시키고, 온도가 80℃인 핫롤러를 통과시키고, 온도가 150℃인 접촉식 플레이트 히터를 통과시킨 후 연신비는 1.4로 제2피드롤러를 통과시켜 사속 700m/분으로 권취한 후, 상기 가연기를 사용하여 히터온도 160℃, 핀속도 280,000rpm으로 가연하여 사속 130m/분으로 권취하는 2스텝방식으로 리싸이클 폴리에스터태세사를 준비하였다.
2) 리싸이클 폴리에스터 고신축사의 제조
리싸이클 폴리에스터 미연신 필라멘트(poy 250D/48F SD)를 제1피드롤러로 통과시키고, 연신비 1.8로 연신하면서 가연비 1.5으로 가연한 후, 230℃의 접촉식 히터를 통과시켜 열처리한 후, 공기압은 1.2㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.5㎜인 인터레이스노즐에서 인터레이스한 후, 오버피드 2.0으로 제2피드롤러를 통과시킨 후, 오일링하고 사속 550∼ 600m/분으로 권취하여 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 제조, 준비하였다.
3)린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조
폴리에스테르저온융점사(FDY 70D/24F), 상기 리싸이클 폴리에스터태세사(155D/48F SD) 및 상기 리싸이클 폴리에스터 고신축사(155D/48F SD)를 제1피드롤러를 통과시키고, 공기압은 2.0㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.8㎜인 인터레이스노즐에서 인터레이스한 후, 200℃의 히터에서 열처리한 후, 오버피드율 1.05로 제2피드롤러를 통과시킨 후, 제2피드롤러와 권취롤러간의 오버피드율 1.015, 사속 400m/분으로 권취롤러로 권취하여 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사를 제조하였다.
[실시예 ２]
상기 실시예 1의 폴리에스테르 복합가공사로 직물을 제직하였다.
상기 실시예 1의 폴리에스테르 복합가공사 및 제직된 직물의 물성을 측정하여 표 1에 비교하였다.
구 분 단위 측정치 측정방법
실시예 1 강도 g/d 3.0 KS K 0412 필라멘트사의 강도 및 신도 시험 방법
신도 % 25 KS K 0412 필라멘트사의 강도 및 신도 시험 방법
사수축율 % 6.0 KS K 0508 합성섬유 필라멘트사 시험방법
실시예２ 접촉냉감 w/cm2 0.18 KES-F7 기기를 이용한 열 손실율 측정
방추도 급 3~4 급 KS K 0552 : 2017 천의 방추도 시험방법 : 외관법, 시험편에 일정한 하중을 일정시간 가한 후 하중을 제거하고 시험편을 육안 관찰하여 등급 판정
인열강도 N 8 KS K ISO13937-1 텍스타일 ― 직물의 인열 특성 ― 제1부: 펜듈럼법에 의한 인열강도 측정(엘멘도르프)
치수변화율 % 3.0 KS K ISO 5077 텍스타일 ― 세탁과 건조에 의한 치수변화 측정
세탁견뢰도 급 4 급 KS K ISO105-C06 텍스타일 - 염색 견뢰도 시험 - 제C06부: 가정용 및 상업용 세탁에 대한 견뢰도
일광견뢰도 급 4 급 KS K ISO105-X12 텍스타일 - 염색 견뢰도 시험 - 제X12부: 마찰 견뢰도
필링성 급 4 급 KS K 0501 직물의 필링 시험방법: 브러시 스펀지법
신축성 % 10 KS K 0642 직물 및 편성물 시험방법
1 : 폴리에스테르저온융점사 2 :　리싸이클 폴리에스터태세사
3 : 리싸이클 폴리에스터 고신축사 4 : 제1피드롤러
5 : 인터레이스노즐 6 : 히터
7 : 제2피드롤러 8 : 권취롤러

Claims (4)

  1. 폴리에스테르저온융점사, 리싸이클 폴리에스터태세사 및 리싸이클 폴리에스터 고신축사를 제1피드롤러를 통과시키고,
    공기압은 2.2~2.4㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.8~2.0㎜인 인터레이스노즐에서 인터레이스한 후,
    200~220℃의 히터에서 열처리한 후, 제2피드롤러를 통과시킨 후,
    권취롤러로 사속 300∼ 400m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 리싸이클 폴리에스터태세사(2)는 리싸이클 폴리에스터미연신필라멘트를 제1피드롤러로 통과시키고, 온도가 60~80℃인 핫롤러를 통과시키고, 온도가 140~160℃인 접촉식 플레이트 히터를 통과시킨 후 연신비는 1.3~1.5로 제2피드롤러를 통과시켜 사속 600~800m/분으로 권취한 후, 상기 가연기를 사용하여 히터온도 160℃, 핀속도 250,000~280,000rpm으로 가연하여 사속 100~130m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리싸이클 폴리에스터 고신축사는 리싸이클 폴리에스터 미연신 필라멘트를 제1피드롤러로 통과시키고, 연신비 1.5~1.8로 연신하면서 가연비 1.3~1.5으로 가연한 후, 220~230℃의 접촉식 히터를 통과시켜 열처리한 후, 공기압은 0.9~1.2㎏/㎠이고, 노즐직경은 1.3~1.5㎜인 인터레이스노즐에서 인터레이스한 후, 오버피드 1.9~2.0으로 제2피드롤러를 통과시킨 후, 오일링하고 사속 550∼ 600m/분으로 권취하는 것을 특징으로 하는 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1피드롤러와 제2피드롤러간의 오버피드율은 1.05~1.08이고, 상기 제2피드롤러와 권취롤러간의 오버피드율은 1.015~1.02인것을 특징으로 하는 냉감성 및 신축성이 우수한 린넨라이크 폴리에스테르 복합가공사의 제조방법.
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