KR20180089672A - 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법 - Google Patents

촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면필라멘트를 가연하여 면방적사 또는 폴리에스테르방적사와 함께 교락하여 양모와 같은 촉감 및 보온성을 갖는 복합사를 제조하는 방법에 관한 것으로서 본 발명에 의해 복합사외층에 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트가 형성된 복합사를 제공함으로써 염색가공에서의 상기 두소재간의 습열수축차이로 인해 사의 벌키성이 향상되어 제직시 원단에 풍부한 볼륨감을 발현할 수 있고, 부드러운 표면촉감을 부여하며 공기차단에 의한 보온성이 우수하도록 하여 양모사와 같은 촉감 및 보온성을 갖는 복합사를 제공하였다.

Description

촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법{Process Of Producing Composite Yarn Having Excellent Texture And Heat Insulation}
본 발명은 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면필라멘트를 가연하여 면방적사 또는 폴리에스테르방적사와 함께 교락하여 양모와 같은 촉감 및 보온성을 갖는 복합사를 제조하는 방법에 관한 것이다.
합성섬유는 저렴한 가격 및 고기능성의 발현으로 섬유산업에서 주력 소재로 널리 이용되고 있으나, 최근 생활수준의 향상으로 환경과 건강에 대한 관심이 높아지고 있으며, 섬유분야에서도 웰빙형, 로하스형 의복 및 생활용품의 수요가 증가하고 있어 노약자나 민감한 피부를 가진 소비자를 위주로 천연섬유의 관심이 많아지고 있다.
천연섬유 중에서도 양모섬유는 소모 방적사로 주로 적용되고 있으며, 우수한 방한성, 독특한 감성과 볼륨감 때문에 주로 슈트, 재킷, 드레스 등으로 사용되고 있다. 최근 이러한 양모섬유는 유행에 의한 수요증가로 인해 한정된 생산량으로 인한 공급부족으로 wool 원사 및 원단 가격이 지속적으로 상승하고 있는 상황이다. 따라서 상대적으로 가격이 저렴하여 wool을 대신할 수 있는 소모조 합성섬유원단에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다.
그러나 현재까지 연구되어 사용되고 있는 소모조 합성섬유는 합성섬유필라멘트간의 복합을 바탕으로 하는 것으로서 주로 구성 필라멘트간의 수축차를 이용한 볼륨감 발현에 국한되어 있을 뿐, 천연양모의 방적사 느낌인 외관 및 촉감은 전혀 발현하지 못하고 있는 실정이었다.
이에 대한민국특허공개제10-1991-0001117호에서는 방적사와 합성섬유 멀티 필라멘트사를 유체 처리노즐로 공급하기전에 합사시켜 교락 집속 처리하므로 교락 복합사를 제조하고 있으나, 이 또한 교락시 방적사를 사용함으로서 발생되는 장력 불안에 의한 사절발생 및 인터레이스 불균일의 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이었다.
대한민국특허공개제10-1991-0001117호(1991년01월30일 공개)
그러므로 본 발명에서는 특수한 방사구금을 사용하지 아니한 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면폴리락틴산(PLA)필라멘트를 사용하여 복합사외층에 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면필라멘트가 형성되어 양모사와 같은 촉감을 가지고 보온성이 우수한 복합사를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트(1)를 제1피드롤러(3)에 통과시키고 145~170℃ 의 제1차히터(4)에서 열처리한 후, 마찰벨트 또는 디스크로 이루어진 가연장치(5)를 이용하여 가연비 1.5~1.7로 가연하면서 제2피드롤러(6)를 통과시키면서 연신비 1.3~1.5로 연신하고,
면방적사 또는 폴리에스테르방적사(2)를 제3피드롤러(7)로 공급하여 상기 이형단면PLA필라멘트와 함께 교락장치(8)에서 교락한 후, 120~130℃의 제2차히터(10)에서 열처리한 후, 사속 250~350m/분으로 권취롤러(11)로 권취하는 것을 특징으로 하는 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트를 가연하여 면방적사 또는 폴리에스테르방적사와 함께 교락하여 복합사를 제조하는 방법에 관한 것으로서 상세한 제조방법은 다음과 같다.
우선, 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트(1)를 표면이 날카롭도록 하기 위해 가연하는데, 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트(1)를 도 1에 도시된 바와 같이 제1피드롤러(3)에 통과시키고 제1차히터(4)에서 열처리한 후, 마찰벨트 또는 디스크로 이루어진 가연장치(5)를 이용하여 가연하면서 제2피드롤러(6)를 통과시키면서 연신한다.
상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 도 3에 도시된 공정도와 같이, 단면이 십자형, '*'형 및 'Y'자형중 어느 하나의 형태인 이형단면 PLA필라멘트를 제1피드롤러를 통과시킨 후, 140∼170℃의 제1차히터에서 열처리한 후, 가연장치로 회전수 250~500 TPM, 장력비(T2/T1) 0.3 ∼ 0.7로 가연한 후, 마찰기구에 상기 이형단면 PLA필라멘트를 장력 0.4~0.7 g/d로 마찰시키면서 제2피드롤러를 통과시키면서 제1피드롤러와 제2피드롤러간의 속도차에 의해 연신비 1.2~1.3으로 연신한 후, 사속 250~350m/분으로 권취하여 제조된 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트인 것을 사용한다.
도 3에서 도시된 바와 같이 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 원사인 이형단면 PLA필라멘트(21)를 제1피드롤러(22)를 통과시킨 후, 140∼170℃의 제1차히터(23)에서 열처리하는데, 실제로 가연장치(24)에서 발생된 트위스트는 열처리구간까지 연속되어 형성되는데, 상기 열처리에 의해 원사의 꼬임이 생긴 상태에서 원사가 연화하여 가공후 가공사의 비틀림이 유지될 수 있다.
상기 열처리후에는 가연장치(24)로 회전수 250~500 TPM, 장력비(T2/T1) 0.3 ∼ 0.7로 가연하여 원사에 트위스트를 부여하여 가공사가 트위스트를 갖도록 하고 비틀림응력을 받게 한다. 상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 가연을 한 후, 마찰기구(25)에 상기 이형단면 PLA필라멘트를 장력 0.4~0.7 g/d로 마찰시켜 도 5에 도시된 바와 같이 원사의 단면끝부분이 변형을 일으키도록 한 것이다.
상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 145~170℃ 의 제1차히터(4)에서 열처리한 후, 마찰벨트 또는 디스크로 이루어진 가연장치(5)를 이용하여 가연비 1.5~1.7로 가연하면서 제2피드롤러(6)를 통과시키면서 연신비 1.3~1.5로 연신하는데, 제1차히터의 열처리온도가 145℃미만에서는 크림프형성이 낮은 문제점이 발생하며, 170℃를 초과하는 경우에는 이형단면PLA필라멘트의 날개단면부가 용융되어 촉감이 딱딱한 문제점이 발생한다. 가연비는 1.5~1.7이 바람직한데, 가연비 1.5미만에서는 크림프형성이 낮은 문제점이 발생하며, 1.7을 초과하는 경우에는 가연공정에서 사절이 발생한 문제점이 발생한다. 연신비 1.3미만에서는 복합사가 늘어나는 문제점이 발생하며, 1.5를 초과하는 경우에는 복합사가 끊어지는 문제점이 발생한다. 가연장력은 0.3~0.7g/d가 바람직한데, 제직후 고수축특성을 나타내기 위해 가연장력을 상기와 같이 조절하여 이형단면PLA필라멘트에 이완작용을 부여하여 방적사와의 인터레이스시 마찰증가를 최소화하게 한다.
본 발명의 복합사의 다른 공급원사인 면방적사 또는 폴리에스테르방적사(2)는 제3피드롤러(7)로 공급하여 상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트(1)와 함께 교락장치(8)에서 교락하게 된다. 일반적으로 방적사는 꼬임을 가지기 때문에 인터레이스시 인터레이스복합을 할 수 있는 공간이 부족하여 복합 소재사로 적용하기 어렵다. 그러나 본 발명에서는 공기압, 장력, 가연비등을 조절함으로써 인터레이스 할 수 있게 되는 것이다.
상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 오버피드율 1.0~1.5%로 교락장치에 공급하고, 상기 면방적사 또는 폴리에스테르방적사는 오버피드율 2.0~3.0%로 교락장치에 공급하는 것이 바람직한데, 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트의 오버피드율 1.0%미만에서는 복합사형성이 어려운 문제점이 발생하며, 1.5%를 초과하는 경우에는 다층구조형성이 어려워지는 문제점이 발생한다. 면방적사 또는 폴리에스테르방적사의 오버피드율 2.0%미만에서는 복합사형성이 어려운 문제점이 발생하며, 3.0%를 초과하는 경우에는 사도의 안정성이 저하되며, 다층구조 형성이 어려워지는 문제점이 발생한다.
상기 교락장치의 공기압은 3.0~3.5㎏/㎠인 것이 바람직하다. 3.0㎏/㎠미만인 경우에는 인터레이스가 잘되지 않는 문제점이 발생하며, 공기압이 3.5㎏/㎠를 초과인 경우에는 복합사의 불량요인으로 모우 발생, LOOP 발생이나 황반현상이 발생될 우려가 있다. 이렇게 교락장치에서 두 원사를 교락한 후, 120~130℃ 의 제2차히터(10)에서 열처리하여 열셋팅한 후, 사속 250~350m/분으로 권취롤러(11)로 권취하여 본 발명의 복합사를 제조하게 된다.
본 발명의 복합사는 복합사내층에는 면방적사 또는 폴리에스테르방적사가, 복합사외층에는 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트가 형성되어 염색가공에서의 상기 두소재간의 습열수축차이로 인해 사의 벌키성이 향상되어 제직시 원단에 풍부한 볼륨감을 발현할 수 있고, 부드러운 표면촉감을 부여하며 공기차단에 의한 보온성이 우수하게 된다.
그러므로 본 발명에 의하면, 복합사외층에 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트가 형성된 복합사를 제공함으로써 염색가공에서의 상기 두소재간의 습열수축차이로 인해 사의 벌키성이 향상되어 제직시 원단에 풍부한 볼륨감을 발현할 수 있고, 부드러운 표면촉감을 부여하며 공기차단에 의한 보온성이 우수하도록 하여 양모사와 같은 촉감 및 보온성을 갖는 복합사를 제공할 수 있으며, 스웨터용 소재로 활용할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조공정도이며,
도 2는 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 단면사진이며,
도 3은 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 원사인 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트의 제조공정도이며,
도 4는 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 원사인 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트의 제조공정시 사용되는 마찰기구의 사시도이며,
도 5는 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 원사인 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트의 단면모식도이며,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 물성시험성적서이다.
다음의 실시예에서는 본 발명의 촉감 및 보온성이 우수한 복합사를 제조하는 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
단면이 십자형인 이형단면 PLA필라멘트를 제1피드롤러를 통과시킨 후, 150℃의 제1차히터에서 열처리한 후, 가연장치로 회전수 500 TPM, 장력비(T2/T1) 0.4로 가연한 후, 마찰기구에 상기 이형단면 PLA필라멘트를 장력 0.4g/d로 마찰시키면서 제2피드롤러를 통과시키면서 제1피드롤러와 제2피드롤러간의 속도차에 의해 연신비 1.2으로 연신한 후, 사속 250m/분으로 권취하여 도 5에 도시된 단면부를 갖는 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA가공사를 제조하였다.
상기 준비된 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트(200d/48f)를 제1피드롤러에 통과시키고 160℃의 제1차히터에서 열처리한 후, 디스크로 이루어진 가연장치를 이용하여 가연비 1.5로 가연하면서 제2피드롤러를 통과시키면서 연신비 1.4로 연신하고, 면방적사(30수)를 제3피드롤러로 공급하여 상기 쐐기단면형 PLA필라멘트와 함께 공기압 3.5㎏/㎠의 교락장치에서 교락하는데, 이형단면PLA필라멘트는 오버피드율 1%로 교락장치에 공급하고, 상기 면방적사 또는 폴리에스테르방적사는 오버피드율 2%로 교락장치에 공급하였다. 상기 교락 후, 120℃ 의 제2차히터(10)에서 열처리한 후, 사속 250m/분으로 권취롤러로 권취하여 본 발명의 복합사를 제조하였다. 제조된 복합사로 편직물 환편하여 촉감 및 보온성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구 분 실시예 1 측정방법
보온성 36.5% KES-F7 Labo Ⅱ시험기
T.H.V 3.08 KES-F7 Labo Ⅱ시험기
1 : 이형단면PLA필라멘트 2 : 방적사
3 : 제1피드롤러 4 : 제1차히터
5 : 가연장치 6 : 제2피드롤러
7 : 제3피드롤러 8 : 교락장치
9 : 제4피드롤러 10 : 제2차히터
11 : 권취롤러 12 : 복합사

Claims (3)

  1. 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트(1)를 제1피드롤러(3)에 통과시키고 145~170℃의 제1차히터(4)에서 열처리한 후, 마찰벨트 또는 디스크로 이루어진 가연장치(5)를 이용하여 가연비 1.5~1.7로 가연하면서 제2피드롤러(6)를 통과시키면서 연신비 1.3~1.5로 연신하고,
    면방적사 또는 폴리에스테르방적사(2)를 제3피드롤러(7)로 공급하여 상기 이형단면PLA필라멘트와 함께 교락장치(8)에서 교락한 후, 120~130℃의 제2차히터(10)에서 열처리한 후, 사속 250~350m/분으로 권취롤러(11)로 권취하는 것을 특징으로 하는 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 오버피드율 1.0~1.5%로 교락장치에 공급하고, 상기 면방적사 또는 폴리에스테르방적사는 오버피드율 2.0~3.0%로 교락장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트는 단면이 십자형, '*'형 및 'Y'자형중 어느 하나의 형태인 이형단면 PLA필라멘트를 제1피드롤러를 통과시킨 후,
    140∼170℃의 제1차히터에서 열처리한 후, 가연장치로 회전수 250~500 TPM, 장력비(T2/T1) 0.3 ∼ 0.7로 가연한 후,
    마찰기구에 상기 이형단면 PLA필라멘트를 장력 0.4~0.7 g/d로 마찰시키면서 제2피드롤러를 통과시키면서 제1피드롤러와 제2피드롤러간의 속도차에 의해 연신비 1.2~1.3으로 연신한 후,
    사속 250~350m/분으로 권취하여 제조된 쐐기모양 날개단면부를 가지는 이형단면PLA필라멘트인 것을 특징으로 하는 촉감 및 보온성이 우수한 복합사의 제조방법.
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