KR20120136546A - 이종의 원사로 이루어진 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 서로 특성이 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 원사는 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어지고, 상기 제2 원사는 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진 것을 특징으로 하는 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 열수수축율이 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 이용하여 원단을 제조함으로써, 얻어지는 원단이 다층의 단면구조를 이루게 되어, 경량감, 촉감, 및 외관 등의 특성이 우수하게 된다.

Description

이종의 원사로 이루어진 원단 및 그 제조방법{Fabric made of yarns having different characteristic and Method for manufacturing the same}

본 발명은 이종의 원사로 이루어진 원단에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 폴리에스테르를 포함하는 원단에 관한 것이다.

폴리에스테르 섬유는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산을 축합중합하여 중합체를 얻고 그 중합체를 방사하는 공정을 통해 제조할 수 있는데, 비교적 생산이 용이하고 가격이 저렴할 뿐만 아니라 물성이 우수하여 의류용으로 널리 사용되어 왔다.

그러나, 폴리에스테르 섬유는 비중이 약 1.38로 나일론 등과 같은 다른 합성섬유에 비해 상대적으로 비중이 높아 이로부터 제조된 원단은 경량감이 부족한 단점이 있다.

또한, 완전 연신하여 제조된 폴리에스테르 섬유는 배향결정이 잘 발달하여 강도 및 탄성률이 높아 이로부터 제조된 원단은 촉감이 딱딱하고 부품성이 부족한 단점이 있다.

또한, 완전 연신하여 제조된 폴리에스테르 섬유는 광택이 심하여 이로부터 제조된 원단은 고급스러운 외관을 얻기가 곤란한 단점이 있다.

본 발명은 상기 종래의 단점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 폴리에스테르 섬유 및 그와 상이한 이종의 원사를 추가로 이용하여 원단을 제조함으로써, 경량감, 촉감, 및 외관 등의 특성이 우수한 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 서로 특성이 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 원사는 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어지고, 상기 제2 원사는 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진 것을 특징으로 하는 원단을 제공한다.

본 발명은 또한 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어진 제1 원사를 제조하는 공정; 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진 제2 원사를 제조하는 공정; 상기 제1 원사 및 제2 원사를 이용하여 생지를 제조하는 공정; 상기 생지를 정련하여 정련지를 제조하는 단계; 상기 정련지를 염색하여 염색지를 제조하는 단계; 및 상기 염색지를 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 열수수축율이 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 이용하여 원단을 제조함으로써, 얻어지는 원단이 다층의 단면구조를 이루게 되어, 경량감, 촉감, 및 외관 등의 특성이 우수하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '원단'은 원사를 제편하거나 제직하여 얻은 생지, 및 상기 생지에 대해서 정련 및 염색 등의 공정을 수행하여 얻은 가공지를 포함하는 것으로서, 조직구조로는 편물 및 직물을 포함한다. 이하에서는 주로 편물을 예로 들어 설명하지만, 본 발명이 반드시 편물로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원단은 서로 특성이 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 원사는 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어지고, 상기 제2 원사는 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진다.

이와 같은 서로 특성이 상이한 제1 원사 및 제2 원사로 이루어진 원단은 다층의 단면구조를 갖도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 원사는 상대적으로 열수수축률이 작은 특성이 있고 상기 제2 원사는 상대적으로 열수수축률이 큰 특성이 있기 때문에, 이와 같은 열수수축률이 서로 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 이용하여 원단을 제조하기 되면, 제조공정 중에 제1 원사 및 제2 원사가 서로 상이한 비율로 수축되어 다층의 단면구조를 갖는 볼륨감 있는 원단을 얻을 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 열수수축률이 큰 제2 원사는 제조공정 중에 많이 수축되어 그 길이가 상대적으로 많이 줄어들면서 중심층을 구성하고 되고, 열수수축률이 작은 제1 원사는 제조공정 중에 적게 수축되어 그 길이가 상대적으로 적게 줄어들면서 루프 구조로 상기 중심층의 상층 및 하층을 구성하게 된다.

여기서, "열수수축율"이라 함은 100℃로 가열된 고온의 물속에 원사가 더 이상 수축하지 않을 때까지 원사를 침지한 후 침지 이후에 수축된 원사의 길이를 측정하여 얻을 수 있는 것으로서, JIS-L 1037-5-12 방법에 의해 측정할 수 있다.

이와 같은 특성을 갖는 제1 원사 및 제2 원사 각각에 대해서 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 제1 원사를 구성하는 폴리에스테르 필라멘트사는 다음과 같은 공정을 통해 얻을 수 있다.

우선, 소정의 원료물질을 공중합하여 폴리에스테르 공중합체를 제조한다. 예를 들어, 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 탈수축합반응시켜 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체를 제조할 수 있다. 다음, 상기 폴리에스테르 공중합체를 이용하여 중합체 칩을 제조하고, 상기 중합체 칩을 용융시켜 방사액을 만들고, 상기 방사액을 소정의 구금을 통해 방사하고, 방사물을 연신하여 폴리에스테르 필라멘트사를 제조할 수 있다.

이와 같은 폴리에스테르 필라멘트사는 상기 연신율을 조절하여 그 열수수축율이 1% ~ 5%범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

만약, 폴리에스테르 필라멘트사의 열수수축율이 1% 미만일 경우 수축율이 너무 작아 원단 제조 공정시 원사가 손상될 가능성이 있고, 만약, 폴리에스테르 필라멘트사의 열수수축율이 5%를 초과할 경우 제2 원사와의 수축율 차이가 작아져 원하는 원단 특성을 얻지 못할 수 있기 때문이다.

상기 제2 원사를 구성하는 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사는 다음과 같은 공정을 통해 얻을 수 있다.

우선, 소정의 원료물질을 공중합하여 폴리에스테르 공중합체를 제조한다. 예를 들어, 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 탈수축합반응시켜 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체를 제조할 수 있다. 다음, 상기 폴리에스테르 공중합체를 이용하여 중합체 칩을 제조하고, 상기 중합체 칩을 용융시켜 방사액을 만들고, 상기 방사액을 소정의 구금을 통해 방사하고, 방사물에 대한 연신과 비연신을 반복하여 폴리에스테르 부분연신사를 제조할 수 있다.

상기 방사물에 대한 연신 부분은 그 두께가 얇게 되고 결정배향이 이루어지게 되는 반면, 상기 방사물에 대한 비연신 부분은 그 두께가 두껍게 되고 결정배향이 이루어지지 않게 된다. 이와 같은 폴리에스테르 부분연신사는 TTY(Thick and Thin Yarn)의 일종인 TTD 폴리에스테르로 이루어질 수 있다. 상기 연신과 비연신이 반복되는 반복 유닛(unit)의 길이는 대략 0.5cm ~ 1.5cm범위로 설정할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 본 발명은 두께가 두꺼운 부분과 두께가 얇은 부분이 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사를 제2 원사로 이용하기 때문에 원단이 독특한 표면감을 갖게 된다.

상기 폴리에스테르 부분 연신사는 두께가 두껍고 결정배향이 이루어지지 않은 상기 비연신 부분을 구비하고 있기 때문에, 상기 제1 원사에 비하여 열수수축율이 상대적으로 큰 특성을 갖게 된다.

구체적으로, 상기 제2 원사를 구성하는 폴리에스테르 부분 연신사의 열수수축율은 16% ~ 45%인 것이 바람직하다.

만약, 상기 제2 원사를 구성하는 폴리에스테르 부분 연신사의 열수수축율이 16% 미만일 경우 제1 원사와 제2 원사 사이의 열수수축율 차이가 미미하여 다층의 단면구조가 이루어지지 않을 수 있고, 상기 제2 원사를 구성하는 폴리에스테르 부분 연신사의 열수수축율이 45%를 초과할 경우 제1 원사와 제2 원사 사이의 열수수축율 차이가 너무 커서 제1 원사가 손상될 수 있기 때문이다.

이와 같은 제1 원사 및 제2 원사를 포함하는 원단에서, 상기 제1 원사 및 제2 원사의 함유량은 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

식 1

32% ≤ P(P+T)×100 ≤ 68%

상기 식 1에서, P는 상기 제1 원사인 폴리에스테르 필라멘트사의 전체 중량을 의미하고, T는 상기 제2 원사인 폴리에스테르 부분 연신사의 전체 중량을 의미한다.

만약, 식 1에서, "P(P+T)×100" 값이 32% 미만일 경우 제1 원사와 제2 원사 사이의 수축율 차이로 인해서 상기 제1 원사인 폴리에스테르 필라멘트사가 손상될 우려가 있고 또한 제1 원사인 폴리에스테르 필라멘트사의 특성 발현이 어려울 수 있으며, 만약, 식 1에서, "P(P+T)×100" 값이 68%를 초과할 경우 제1 원사의 축소저항력이 커져서 제2 원사인 폴리에스테르 부분 연신사의 특성 발현이 어려울 수 있다.

이와 같은 제1 원사 및 제2 원사로 이루어진 원단은 편물로 이루어질 수 있으며, 예로서 2중 조직 니트(Knit) 원단으로 이루어질 수 있다.

상기 원단이 편물로 이루어진 경우, 상기 편물을 구성하는 제1 원사 및 제2 원사 각각의 루프(Loop)장(L)은 하기 식 2를 만족하는 것이 바람직하다.

식 2

14.3cm ≤ L ≤ 25.0cm

상기 루프(Loop)장(L)은 일반적으로 제편시 51코 기준 원사의 길이를 의미한다.

만약, 상기 루프(Loop)장(L)이 14.3cm 미만일 경우 원사 사이의 간격이 좁아서 설령 제2 원사가 적당한 열수수축율 특성(즉, 16% ~ 45% 범위의 열수수축율 특성)을 갖고 있다고 하더라도 그와 같은 수축이 원활히 이루어지지 않게 될 수 있고, 만약, 상기 루프(Loop)장(L)이 25.0cm를 초과할 경우 독특한 외관효과는 증대될 수 있지만 원단의 탄성이 약하고 원단의 두께가 얇아져 원단이 투명하게 비치는 등 상품가치가 떨어질 수 있다.

이와 같은 루프(Loop)장(L) 범위를 갖는 편물을 얻기 위해서는, 제편기 게이지(gauge)(G)를 적절히 조절할 필요가 있다. 구체적으로, 제편기 게이지(G)는 하기 식 3을 만족하는 것이 바람직하다.

식 3

14 ≤ G ≤ 24

상기 게이지(G)는 일반적으로 1 인치(inch)당 제편기 바늘의 개수를 의미한다.

상기 게이지(G)가 14 미만일 경우에는 바늘 사이의 간격이 너무 넓어 루프(Loop)장(L)이 25.0cm를 초과할 수 있고, 그에 따라 원단의 탄성이 약하고 원단의 두께가 얇아져 원단이 투명하게 비치는 등 상품가치가 떨어질 수 있다.

상기 게이지(G)가 24를 초과할 경우에는 바늘 사이의 간격이 너무 좁아 루프(Loop)장(L)이 14.3cm 미만이 될 수 있고, 그에 따라 설령 제2 원사가 적당한 열수수축율 특성(즉, 16% ~ 45% 범위의 열수수축율 특성)을 갖고 있다고 하더라도 그와 같은 수축이 원활히 이루어지지 않게 될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 편물은 상기 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어진 제1 원사 및 상기 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진 제2 원사를 이용하여 생지를 제조하는 공정, 및 상기 생지를 후가공하는 공정을 통해 제조할 수 있다.

상기 생지를 제조하는 공정은 상기 제1 원사 및 제2 원사를 당업계에 공지된 제편기를 이용하여 제편하는 공정을 포함할 수 있고, 이때, 제편기 게이지(G)는 전술한 식 3을 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기 후가공하는 공정은 상기 생지를 정련제 수용액에서 정련하여 정련지를 만드는 공정, 상기 정련지를 염색하여 염색지를 만드는 공정, 및 텐터장치(tenter machine)를 이용하여 상기 염색지의 열안정성을 향상시키고 구김을 펴지게 하는 열처리 공정을 포함할 수 있다.

상기 정련공정은 지거(jigger) 정련기 등을 이용하여 수행할 수 있는데, 탄산 나트륨 및 계면활성제를 포함하는 60℃이상의 정련제 수용액에 상기 생지를 침지하는 공정으로 이루어질 수 있다. 상기 정련 공정은 고온의 수용액에서 수행하는데, 부여된 온도에 따라 상기 편물의 다층 구조의 형태가 결정될 수 있다. 즉 정련 온도가 높아질수록 수축율이 증가되어 제1 원사와 제2 원사 사이의 길이 차이가 더욱 커질 수 있으며, 이와 같은 점을 고려할 때, 정련온도는 60℃이상 150℃미만이 바람직하다.

한편, 선택적으로는 상기 정련 공정 이후에 알카리 수용액을 이용하여 감량 공정을 더 수행할 수 있다. 이러한 감량 공정을 통해 편물의 촉감성 및 드레이프성 등이 향상된다.

상기 염색 공정은 고압 지거 염색기 또는 래피드 염색기를 이용하여 고압 및 100℃ 이상의 온도를 유지한 상태에서 수행할 수 있다. 염색 공정에 사용하는 염료는 폴리에스테르 섬유의 염색에 많이 사용하고 있는 염료인 분산염료를 사용하게 된다. 한편, 염색온도 및 승온 속도에 따라, 상기 원사들의 염료 흡착속도가 달라지게 때문에, 상기 염색온도 및 승온 속도를 조절하여 다양한 색상의 편물을 제조할 수 있다.

상기 열처리 공정은 핀(pin) 타입의 텐터(tenter) 장치를 이용하여 수행할 수 있다. 상기 열처리 공정은 130℃ 이상의 온도에서 수행할 수 있는데, 이를 통해 편물의 형태안정성을 향상시킨다. 한편, 상기 열처리 공정 이전에 유연제, 대전방지제, 발수제 등 다양한 후가공제가 포함된 조성물에 염색지를 침지시키는 약제처리 공정을 수행할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예와 비교예를 설명하기로 한다.

실시예 1

폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체 칩을 290℃의 온도에서 녹여 방사액을 제조한 후, 상기 방사액을 구금을 통해 방사한 후 3배의 연신비로 연신하여 100데니어의 폴리에스테르 필라멘트사를 제조하였다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체 칩을 290℃의 온도에서 녹여 방사액을 제조한 후, 상기 방사액을 구금을 통해 방사한 후 3배의 연신비로 연신 및 비연신을 반복하여 110 데니어의 폴리에스테르 부분 연신사를 제조하였다.

제조한 폴리에스테르 필라멘트사와 폴리에스테르 부분 연신사를 제편기를 이용하여 제편하여 생지를 제조하였다. 이때, 루프(Loop)장은 19.5cm, 제편기 게이지는 16으로 하였다.

상기 생지를 지거 정련기에서 80℃의 온도에서 20분 동안 정련 공정을 수행한 후, 래피드 고압 염색기를 이용하고 분산염료를 염료로 사용하여 130℃에서 60분 동안 염색 공정을 수행한 후, 이어서 텐터기를 이용하여 160℃에서 열처리 공정을 수행함으로써, 최종적으로 60인치 폭, 230g/yd 중량을 갖는 편물을 얻었다.

실시예 2

전술한 실시예 1에서, 75데니어의 상기 폴리에스테르 필라멘트사를 제조한 후 이를 이용하여 공정을 수행한 점, 루프(Loop)장은 21cm, 제편기 게이지는 22로 한 점을 제외하고, 전술한 실시예 1과 동일한 방법에 의해 편물을 제조하였다.

비교예

폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체 칩을 290℃의 온도에서 녹여 방사액을 제조한 후, 상기 방사액을 구금을 통해 방사한 후 3배의 연신비로 연신하여 100데니어의 폴리에스테르 필라멘트사를 제조하였다.

제조한 폴리에스테르 필라멘트사를 제편기를 이용하여 제편하여 생지를 제조하였다. 이때, 루프(Loop)장은 19.5cm, 제편기 게이지는 16으로 하였다.

상기 생지를 지거 정련기에서 80℃의 온도에서 20분 동안 정련 공정을 수행한 후, 래피드 고압 염색기를 이용하고 분산염료를 염료로 사용하여 130℃에서 60분 동안 염색 공정을 수행한 후, 이어서 텐터기를 이용하여 160℃에서 열처리 공정을 수행함으로써, 최종적으로 60인치 폭, 230g/yd 중량을 갖는 편물을 얻었다.

외관 검사 결과, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 편물은 다층의 단면구조로 이루어짐에 반하여, 비교예에 따른 편물은 단층의 단면구조로 이루어짐을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

1. 서로 특성이 상이한 제1 원사 및 제2 원사를 포함하여 이루어지며,
   상기 제1 원사는 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어지고, 상기 제2 원사는 연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진 것을 특징으로 하는 원단.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폴리에스테르 필라멘트사의 전체 중량(P)과 상기 폴리에스테르 부분 연신사의 전체 중량(T)은 하기 식 1:
   식 1
   32 ≤ P(P+T)×100 ≤ 68
   을 만족하는 것을 특징으로 하는 원단.
3. 제1항에 있어서,
   상기 폴리에스테르 필라멘트사의 열수수축율은 1% ~ 5%이고, 상기 폴리에스테르 부분 연신사의 열수수축율은 16% ~ 45%인 것을 특징으로 하는 원단.
4. 제1항에 있어서,
   상기 원단은 편물로 이루어지고,
   상기 편물의 루프(Loop)장(L)은 하기 식 2:
   식 2
   14.3cm ≤ L ≤ 25.0cm
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 원단.
5. 폴리에스테르 필라멘트사로 이루어진 제1 원사를 제조하는 공정;
   연신부와 비연신부가 반복되는 폴리에스테르 부분 연신사로 이루어진 제2 원사를 제조하는 공정;
   상기 제1 원사 및 제2 원사를 이용하여 생지를 제조하는 공정;
   상기 생지를 정련하여 정련지를 제조하는 단계;
   상기 정련지를 염색하여 염색지를 제조하는 단계; 및
   상기 염색지를 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 폴리에스테르 필라멘트사의 전체 중량(P)과 상기 폴리에스테르 부분 연신사의 전체 중량(T)은 하기 식 1:
   식 1
   32 ≤ P(P+T)×100 ≤ 68
   을 만족하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 폴리에스테르 필라멘트사의 열수수축율은 1% ~ 5%이고, 상기 폴리에스테르 부분 연신사의 열수수축율은 16% ~ 45%인 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 생지를 제조하는 공정은 하기 식 3:
   식 3
   14 ≤ G ≤ 24
   으로 표시되는 제편기 게이지(G) 범위에서 제편을 수행하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.