KR101949264B1

KR101949264B1 - 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사

Info

Publication number: KR101949264B1
Application number: KR1020170182331A
Authority: KR
Inventors: 임희영; 나성란; 정은희; 임선옥; 이종렬; 장혜경; 용광중; 한남기
Original assignee: 나성란; (재)한국섬유소재연구원
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-02-22
Anticipated expiration: 2037-12-28

Abstract

본 발명은 30~80수의 셀룰로오스계 사를 심사로 하고, 40~80데니어의 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사를 제1 효과사로, 30~90데니어의 기능성 폴리에스테르계 사를 제2 효과사로 사용하여 꼬임수 800~1,100TPM로 연사(twisting)하여 형성되는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사에 관한 것이다.

Description

셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사{Elastic composite yarn Comprising Cellulose Yarns}

본 발명은 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사에 관한 것으로 셀룰로오스계 사와 신축성 폴리에스테르계 사를 함유하면서 연사방법 및 꼬임수 조절을 통해 신축성이 향상된 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사에 관한 것이다.

일반적으로 신축성을 갖는 복합사는 신축성이 우수한 폴리우레탄 섬유를 심사로 사용하고, 비탄성 필라멘트 사 또는 비탄성 방적사를 효과사로 사용하여 연사하거나 커버링되어 속옷, 안감, 겉감 등 다양한 의류용으로 사용되고 있다.

상기와 같이 폴리우레탄 섬유는 탄성특성이 우수한 반면에 내염성, 내열성, 내광성이 약하고 염색이 잘되지 않아 단독으로 사용되지 않고 상기와 같이 효과사를 사용하여 연사 또는 커버링되어 사용되고 있으며, 폴리우레탄 섬유는 가격이 다른 합성섬유에 비해 매우 고가로 폴리우레탄 섬유를 사용하는 의류의 제조단가를 상승시키는 요인이 된다.

일본 공개특허 평6-212525호에 의하면, 폴리우레탄 섬유의 심사에 비탄성 단섬유가 피복된 피복 탄성사와 방적사 또는 필라멘트사로 이루어지는 비탄성사를 연합하여 얻은 복합사에 대해 개시된 것으로 이러한 복합사를 사용한 직물은 신축성은 대체로 양호하나, 폴리우레탄 섬유를 사용함에 따라 내염성, 내열성, 내광성이 약하고, 염색공정에서의 공정불량률이 높은 결점이 있다.

또한, 의류용 섬유에 많이 사용되는 면, 레이온 등의 셀룰로오스계 사는 방적사 형태로 주로 사용되는 것으로 신축성이 낮아 사용에 용도가 제한되고 있다.

상기와 같은 신축성이 낮은 셀룰로오스계 사를 포함되는 신축성 복합사의 개발이 필요한 실정이나, 신축성을 가지고 있는 섬유와 신축성을 가지고 있지 않은 섬유로 신축성을 가진 복합사를 제조하는 방법에 대해서는 알려져 있지 않다.

이는, 신축성은 사의 폴리머나 구조자체가 탄성을 가지고 있어 하중을 가하면 늘어났다가 하중을 제거하면 줄어드는 작용의 반복에 의해서 발현되는 것이기 때문에 신축성이 있는 섬유와 신축성이 없는 섬유를 복합하면 신축성이 없는 섬유가 늘어날 수 없기 때문에 결과적으로 복합사의 신축성은 기대할 수 없게 되는 것이다. 즉, 신축성이 없는 셀룰로오스계 사를 포함하는 복합사는 셀룰로오스계 사의 고유의 신축성 이상으로 신축될 수 없으므로 셀룰로오스계 사를 포함하는 복합사의 신축성은 기대할 수 없는 현실이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 폴리우레탄 섬유를 사용하지 않고 셀룰로오스계 사를 포함하여도 높은 신축성을 갖는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 신축성 폴리에스테르계 사와 셀룰로오스계 사를 사용하면서 연사방법 및 꼬임수를 조절하여 신축성 및 강도가 우수한 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 다양한 기능성을 갖는 폴리에스테르계 사를 함유시켜 다양한 기능성을 부여할 수 있는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 30~80수의 셀룰로오스계 사를 심사로 하고, 40~80데니어의 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사를 제1 효과사로, 30~90데니어의 기능성 폴리에스테르계 사를 제2 효과사로 사용하여 꼬임수 800~1,100TPM로 연사(twisting)하여 형성되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

또다른 형태의 본 발명은 30~80수의 셀룰로오스계 사와 40~80데니어의 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사를 심사로 하고 30~90데니어의 기능성 폴리에스테르계 사를 효과사로 사용하여 꼬임수 800~1,100TPM로 연사(twisting)하여 형성되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

또한, 상기 제1 효과사와 제2 효과사는 서로 다른 방향으로 연사되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

또한, 상기 셀룰로오스계 사는 30~50중량%, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사 20~45중량%, 기능성 폴리에스테르계 사 15~40중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

또한, 상기 기능성 폴리에스테르계 사는 이형단면사로 형성되는 흡한속건 기능사인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

또한, 상기 신축성 복합사의 섬도는 20~40수인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

또한, 상기 신축성 복합사의 신도는 10%이상인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 신축성 폴리에스테르계 사와 셀룰로오스계 사를 사용하면서 연사방법과 꼬임수를 조절하여 신축성 및 강도가 우수한 효과가 있다.

또한, 다양한 기능성을 갖는 폴리에스테르계 사를 함유시켜 다양한 기능성을 부여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기의 기능성을 갖는 폴리에스테르계 사를 흡한속건 기능사를 사용하여 하계 의복용으로 적합한 신축성 복합사를 제공하는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사의 다양한 실시예를 나타낸 복합사 사진이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 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.

본 발명은 셀룰로오스계 사, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사, 기능성 폴리에스테르계 사를 포함하여 형성되는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사에 관한 것이다.

상기 셀룰로오스계 사는 면, 마와 같은 셀룰로오스계 천연섬유를 사용할 수 있으며, 레이온, 비스코스 레이온와 같은 셀룰로오스계 재생섬유를 사용할 수 있을 것이다.

또는, 셀룰로오스계 천연섬유와 셀룰로오스계 재생섬유를 혼방, 혼섬 및 합사하여 사용할 수도 있을 것이다.

상기 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사는 폴리에스테르계 수지에 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)와 같은 폴리올이 공중합되어 신축성이 부여된 폴리에스테르사를 사용할 수 있다.

또는, 고유점도 차이가 있거나, 용융점도 차이가 있는 2종의 폴리에스테르계 수지로 사이드 바이 사이드형인 복합섬유 형태로 제조되는 잠재권축형 폴리에스테르사를 사용할 수 있을 것이다.

상기 기능성 폴리에스테르계 사는 다양한 기능성을 가지는 폴리에스테르 사를 사용하여 본 발명의 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사에 다양한 기능성을 부여할 수 있는 것이다.

상기 기능성 폴리에스테르계 사는 폴리에스테르 수지에 항균 물질, 자외선 차단 물질, 원적외선 방사 물질 등을 첨가된 기능성을 갖는 폴리에스테르계 사를 사용할 수 있을 것이다.

또는, 땀을 신속히 배출할 수 있는 편평형 또는 십자형 등의 이형단면사로 흡한속건 기능을 갖는 폴리에스테르계 사를 사용할 수 있으며, 또는 중공사로 보온성을 향상시키는 폴리에스테르계 사를 사용할 수도 있을 것이다.

상기와 같은 셀룰로오스계 사, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사, 기능성 폴리에스테르계 사로 형성되는 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 심사와 효과사로 구분되어 연사하여 형성되는 것으로 심사 및 효과사에 사용되는 사의 구성에 따라 다양한 조합으로 복합사가 형성될 수 있을 것이다.

제1 실시형태로 셀룰로오스계 사를 심사로 하고, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사를 제2 효과사로, 기능성 폴리에스테르계 사를 제2 효과사로 사용하여 본 발명의 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 형성할 수 있을 것이다.

또는, 제2 실시형태로 셀룰로오스계 사와 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사를 심사로 사용하고, 기능성 폴리에스테르계 사를 효과사로 사용하여 본 발명의 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 형성할 수 있을 것이다.

본 발명의 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 심사와 효과사를 연사하여 형성되는 것으로 꼬임수를 조절하여 신축성을 향상시킨다.

상기 심사와 효과사는 연사를 통해 실의 길이가 줄어들면서 복합사가 신축될 수 있는 여건이 마련된다.

상기 제1,2 실시형태에서 상기 심사와 효과사를 꼬임수 800~1,100TPM로 연사(twisting)하여 형성하는 것이 바람직한 것으로 상기 꼬임수가 800TPM 미만인 경우에는 복합사의 신축성이 저하될 수 있으며, 1,100TPM을 초과하면 복합사의 경직성이 올라가 유연성이 저하될 수 있으며, 강도가 저하될 수 있을 것이다. 상기 꼬임수는 900~1,000TPM인 경우가 가장 바람직할 것이다.

상기 제1 실시형태의 경우 상기 제1 효과사와 제2 효과사는 동일한 방향으로 연사할 수 있으나, 신축성을 향상시키기 위해 상기 제1 효과사와 제2 효과사는 서로 다른 방향으로 연사되는 것이 바람직할 것이다.

즉, 제1 효과사를 S방향으로 연사할 경우에는 제2 효과사를 Z방향으로 연사하여 복합사의 신축성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 복합 커버링 연사기를 이용하여 심사와 효과사 또는 심사와 제1 효과사, 제2 효과사를 MH, MX방식으로 연사하여 제조할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 셀룰로오스계 사의 촉감, 흡수성 등의 물성이 나타나도록 셀룰로오스계 사는 30~50중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 신축성을 가질 수 있도록 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사 20~45중량%로 함유되는 것이 바람직할 것이다.

상기 기능성 폴리에스테르계 사는 기능성에 따라 함량이 조절될 수 있으나, 함유량이 너무 낮을 경우 기능성이 제대로 발휘될 수 없으므로 15~40중량%로 함유되는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 셀룰로오스계 사, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사, 기능성 폴리에스테르계 사로 형성되는 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 사용 용도에 따라 상기 셀룰로오스계 사, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사, 기능성 폴리에스테르계 사의 섬도를 조절하여 전체적인 섬도를 조절할 수 있는 것으로 상기 셀룰로오스계 사는 30~80수, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사는 40~80데니어, 기능성 폴리에스테르계 사는 30~90데니어를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 본 발명의 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 하계용으로 사용할 경우에는 신축성 복합사의 섬도를 20~40수로 조절하여 형성하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기와 같이 형성되는 본 발명의 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 신도가 10%이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15%이상인 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 도 1 내지 도 3에서와 같이 천연섬유로 형성된 실과 같은 외관을 가지며, 염색시에 셀룰로오스계 사와 폴리에스테르계 사의 염색성의 차이로 멜란지 효과를 부여할 수 있으며, 다양한 효과를 구현시킬 수 있을 것이다.

이하 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

60수의 면 방적사를 심사로 50D/12F의 잠재권축형 신축성 폴리에스테르계 사(제품명 SPH, 제조사 도레이케미칼)를 제1 효과사로, 75D/36F의 이형단면형 흡한속건기능의 폴리에스테르계 사(제품명 COOL EVER, 제조사 휴비스)를 제2 효과사로 사용하여 복합 커버링 연사기로 MX방식으로 도 1에서 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제조하였다.

상기 신축성 복합사는 면 방적사는 41.5중량%, 잠재권축형 신축성 폴리에스테르계 사는 23.5중량%, 이형단면형 흡한속건기능의 폴리에스테르계 사는 35.0%로 구성되며, 상기 제1 효과사는 S방향으로 연사하였으며, 제2 효과사는 Z방향으로 연사하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 제조하였으나, 꼬임수를 다르게 조절하여 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 제조하였으나, 면 방적사와 잠재권축형 신축성 폴리에스테르계 사를 심사로 이형단면형 흡한속건기능의 폴리에스테르계 사를 효과사로 사용하여 복합 커버링 연사기로 MH방식으로 도 2에서 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제조하였다.

실시예 4

75D/24F의 비스코스 레이온사를 심사로 80D/24F의 잠재권축형 신축성 폴리에스테르계 사(제품명 SPH, 제조사 도레이케미칼)를 제1 효과사로, 75D/36F의 이형단면형 흡한속건기능의 폴리에스테르계 사(제품명 COOL EVER, 제조사 휴비스)를 제2 효과사로 사용하여 복합 커버링 연사기로 MX방식으로 도 3에서 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사를 제조하였다.

상기 신축성 복합사는 비스코스 레이온사는 32.6중량%, 잠재권축형 신축성 폴리에스테르계 사는 35.0중량%, 이형단면형 흡한속건기능의 폴리에스테르계 사는 32.4%로 구성되며, 상기 제1 효과사는 S방향으로 연사하였으며, 제2 효과사는 Z방향으로 연사하였다.

◈ 신축성 복합사의 물성 측정

상기에서 제조된 실시예 1 내지 4의 신축성 복합사를 표준상태(20℃/65%)에서 24시간 이상 방치 후 표준상태에서 번수, 강도, 신도, 및 꼬임수를 측정하여 표 1에 나타내었다.

상기 번수는 KS K ISO 2060, 강도 및 신도는 KS K ISO 2062, 꼬임수는 KS K ISO 17202의 시험규격으로 측정하였다.

구분	번수(Ne)	강도(cN)	신도(%)	꼬임수(TPM)
실시예 1	24.8	360	24.3	930.9
실시예 2	26.3	286	14.0	1029.9
실시예 3	26.6	353	10.4	909.7
실시예 4	27.2	429	19.2	927

표 1에서와 같이 본 발명에 따른 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사는 모두 신도가 10%이상으로 신축성이 우수한 것을 알 수 있다.

동일한 사조합 및 방법으로 제조되는 실시예 1,2에서 실시예 1은 꼬임수가 930.9로 강도 360cN, 신도 24.3%으로 우수하나, 꼬임수가 1029.2인 실시예 2는 강도 286cN, 신도 14.0%로 꼬임수가 너무 높을 경우에는 강도 및 신도가 저하되는 것을 알 수 있는 것으로 꼬임수는 1,000이하인 것이 바람직할 것이다.

동일한 사조합으로 제조된 실시예 1,3에서, 2개의 효과사가 서로 다른 방향으로 연사되는 MX방식으로 제조된 실시예 1이 신도가 2 배이상 높은 것으로 MX방식으로 제조될 경우 신축성이 향상되는 것을 알 수 있다.

Claims

30~80수의 면, 마, 레이온, 비스코스 레이온 중 어느 하나인 셀룰로오스계 사를 심사로 하고, 40~80데니어의 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사를 제1 효과사로, 30~90데니어의 기능성 폴리에스테르계 사를 제2 효과사로 사용하여 상기 제1 효과사와 제2 효과사는 서로 다른 방향으로 꼬임수 900~1,000TPM로 연사(twisting)하여 형성되며, 신도는 19.2~24.3%인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사.
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제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 사는 30~50중량%, 신축성을 갖는 폴리에스테르계 사 20~45중량%, 기능성 폴리에스테르계 사 15~40중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사.
제1항에 있어서,
상기 기능성 폴리에스테르계 사는 이형단면사로 형성되는 흡한속건 기능사인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사.
제1항에 있어서,
상기 신축성 복합사의 섬도는 20~40수인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 사를 포함하는 신축성 복합사.
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