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천연섬유 100%의 에코스트레치 직물 개발
-화-
三浦健史(MIURA Kenji)、大野 博(Ohno Hiroshi)/愛知県産業技術研究所 研究報告2010
통상의 스트레치 직물은 합성섬유를 사용해 신축성을 발현시키고 있으나, 합성섬유제조과정에 있어서의 환경부하와 자외선 열화에 의한 신축성능 저하가 문제가 되고 있다. 또 최근 지구환경보호를 시작으로 하는 환경의식이 높아지고 있음에 따라 폴리우레탄 섬유를 시작으로 하는 합성섬유보다도 천연소재 쪽이 시장에서 호평을 받는 경향이 있다. 이 때문에 본 연구에서는, 소비자의 천연소재 지향에 대응하는 에코 스트레치 직물 개발을 목표로, 석유원료인 폴리우레탄 등의 합성섬유를 사용하지 않고 양모와 면, 실크, 마 등의 천연섬유 100% 스트레치 직물을 개발하였다.
1. 머리말
쾌적하고 세련된 질감이 있는 직물로, 부드러운 촉감소재가 주목을 받고 있고, 신축사 사용의 박지경량직물이 침투하고 있다. 그러나 부드러움을 얻기 위한 일반적인 스트레치 직물에서는 합성섬유를 사용해 신축성을 발현시키기 때문에 합성섬유 제조과정에서의 환경부하와 자외선 열화에 의한 신축성능의 저하 등이 과제가 되고 있다.
또한 지구환경 보호에의 의식이 높아짐에 따라 폴리우레탄 섬유를 시작으로 하는 합성섬유보다 생분해 가능한 천연소재 쪽이 시장에서 호평을 받는 경향이 있다.
따라서 본 연구에서는 지고에도 사람에도 이로운, 합성섬유를 사용하지 않는 “천연섬유 100% 에코 스트레치 직물”의 개발을 지향한다. 천연섬유라면 면, 양모, 마 등 대부분의 섬유에 응용할 수 있는 것을 목표로 하였다.
2. 에코 스트레치 직물의 개발
아오야마(靑山)섬유가공(유)가 독자로 개발한 강연사가공기술에 센터의 스트레치 직물제조기술을 복합, 스트레치사의 최적 제조조건을 발견함으로써 천연섬유 100%의 에코 스트레치 직물을 개발한다.
2.1 에코 스트레치사 개발
靑山섬유가공(유)는 천연섬유의 강연사 가공에 알칼리 처리를 행함으로써 실에 신축성을 부여하는 기술개발을 추진하고 있다. 본 연구에서는 스트레치사로서의 신장율, 신장회복율의 향상을 위해 사용소재로는, 소모사, 견방사, 면사, 면․마 혼방사를 사용해 사가공실험을 행하였다.
2.2 강연사 가공실험
높은 신축성능을 갖기 위해 연사가공에 있어서의 연수, 장력, 실의 거동과의 관계를 검증하고 다음과 같은 연사조건에서 원사개발을 수행하였다.
시료 : 소모사 2/72
견방사 40/2, 120/2
면사 20/2~100/2
면․마 혼방사 40/2
연사조건 설정 : 연계수 140~200 범위 내
(단위 장 간의 연수 = 연 계수×√단사 번수)
2.3 꼬임 set 가공실험
강연사는 해연 torque를 감소시키기 위해 꼬임 set를 행할 필요가 있다. 통상은 수증기에서 실을 증열함으로써 set 하고 있으나, 본 연구에서는 효과적으로 스트레치성을 향상시키기 위해 약제처리에 의한 꼬임 set 가공을 행하였다. 처리액 조성과 온도 및 시간 등의 처리조건을 소재와 연사 조건에 맞춰 가공조건을 변화시킨 결과 다음과 같은 조건이 최적인 것을 알았다.
가공조건:알칼리 처리 5~40g/L
온도 50℃, 30분
2.4 제직실험
상기의 공정을 통해 제조된 스트레치사는 모두 위사에 이용, 위 스트레치 직물로 제직하였다. 실이 최대의 신축성능을 발휘할 수 있는 직물구조를 찾기 위해 다음과 같은 조건으로 제직실험을 행하였다.
제직조건 설정(Ⅰ)
사용직기 : 레피어직기(平岩式 HUS)
경 밀도 : 48본/inch 위밀도 : 50본/inch
조직 : 2/2 twill
경사 : 소모사 2/60
위사 : 면사 20/2, 30/2, 40/2, 80/2, 100/2
여기에 스트레치 성능으로서 필요한 신장 회복율 향상을 목적으로 소재, 사 형상, 스트레치 성의 차이에 의한 평가를 행하기 위해 다음의 조건설정에서의 제직실험을 행하였다.
제직조건 설정(Ⅱ)
경밀도 : 48본/inch 위밀도 : 50본/inch
조직 : 2/2 twill
경사 : 소모사 2/72(강연사)
위사 : 면사(60/2), 소모사(1/34), 견방사(40/2, 120/2), 면․마 혼방사(40/2)
상기 조건결과에 따라 양산화를 목적으로 다음과 같은 조건으로 제질실험 하였다.
제직조건 설정(Ⅲ)
사용직기 : 도르니에(dornier) 직기
경밀도 : 60본/inch 위밀도 : 60본/inch, 90본/inch
조직 : 3/2 twill, 변화 twill
경사 : 소모사 2/72(강연사)
위사 : 면사(60/2, 100/2), 소모사(2/72), 견방사(40/2, 120/2),
면․마 혼방사(40/2)
2.5 스트레치 모직물의 신장특성 및 수축특성 평가방법
이상의 방법으로 개발한 스트레치 직물의 물성평가시험을 행하였다.
1) 신장율 : JIS L1096 B 법(정 하중법)
시험편 폭 5cm×20cm 하중 1.5kg
2) 신장회복율 및 잔류 뒤틀림 율 : JIS L1096 B-1 법(정하중법)
시험편 폭 5cm×20cm 하중 1.5kg
3) 수축율 : JIS L1096 C법(침투 침적법)
계면활성제 0.05%, 25℃, 30분 침적
4) 프레스 수축율 : JIS L1096 H-2 법
open steam 15초 후 vacuum 15초
원본파일 첨부
출처 : 한국섬유소재연구소 손성군 위원
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