Textile Outlook International

- 미국, 폴리올레핀/면의 신규 혼방사 개발

미국의 Edward J Negola는 신규 폴리올레핀/면 혼방사의 개발로 특허(특허번호 US2006150610)를 출원했다. 동 특허는 기존 친밀혼방(intimate blends)되던 면/폴리에스터 혼방시 착색문제와 함께 가공시 단점을 개선했다.

면絲는 전세계적으로 여러 지역에서 생산되고 있다. 그러나 다년간 수요량이 공급량을 크게 뛰어넘고 있어 현재 섬유제품에서 면/폴리에스터 혼방은 매우 일반적이다.

면과 폴리에스터는 비중이 약 1.38로 매우 비슷하다. 따라서 혼방이 용이하며, 혼방시 결과도 균일하다. 면/폴리에스터 혼방은 상업적으로 Ring 혹은 OE(Open-end) 방적법을 통해 이루어진다.

면과 폴리에스터의 혼방은 대다수 섬유제품의 제조목표에 부합된다. 다만, 가장 큰 단점으로는 청바지에 주로 사용되는 Indigo 색상으로 염색시 적합하지 않다는 것이다. 동 색상은 지속적인 세탁시 색이 바랠 수 있지만, 이같은 특성은 청바지의 기본적인 특징으로 자리잡고 있다.

면/폴리에스터 혼방제품을 Indigo색상으로 염색시 매우 거친 촉감을 유발할 수 있으며, 혼방부분중 면부분만이 Indigo 색상으로 염색된다. 따라서 청바지는 일반적으로 100% 면을 재료로 생산되고 있다.

동 문제점은 전세계적으로 기타 바지제품과는 달리 청바지가 매우 빨리 닳아진다는 사실에 비추어볼 때 매우 중요하다.

주요 문제점으로는 동 섬유가 비슷한 비중을 지니고 있기 때문에 방적시 친밀혼방되는 결과를 얻게 된다. 따라서 폴리에스터가 존재시 면/폴리에스터 혼방된 섬유제품은 가공중에 즉시 검출될 수 있다.

또한 폴리에스터는 기본적으로 면보다는 염색에 어려움이 있기 때문에 이같은 혼방제품을 염색시 2가지 다른 기술이 사용되어야 하며, 제조공정비용을 증가시키게 된다. 따라서 면과 같은 촉감과 특성을 지닌 絲제품에 대한 수요가 있음에도 불구하고 합섬과 면의 혼방에 기초할 수밖에 없다.

이같은 제품은 이미 존재하지만 길이가 0.75인치인 short staple 면을 통한 혼방제품이 개발된다면 더욱 의미가 있을 것이며, 혼방제품이 단일 염욕조에서 염색이 가능하다면 장점이 더욱 극대화될 것으로 예상된다.

한편, 동 특허의 기초는 면과 폴리올레핀系 SF의 혼방이며, 100% 면의 형태와 느낌을 줄 수 있다. 핵심부분은 폴리올레핀이 비중 약 1.0으로 경량이므로 면의 1.35보다 훨씬 가볍다.

특히 방적시 주목할 만한 효과가 나타나는 데, 면과 폴리올레핀간의 비중차이로 인해 더욱 무거운 면絲는 혼방사의 바깥쪽으로 집중되어 방적된다. 이는 중심부분을 폴리올레핀으로 하고 외부부분으로 하는 혼방사를 제조할 수 있게 된다.
각 staple의 길이가 크게 다르지 않은 원사로 방적할 경우 중요하다. 일반적으로 길이가 1.9~2.7센티인 원면이 3.8센티이하의 폴리올레핀 SF와 방적가능하다.

혼방사의 외부에 면이 집중됨으로써 100% 면사와 비슷한 외형을 가질 수 있으며, 1개 염색공정으로 일정한 공정을 거친 결과를 얻을 수 있다는 점이다. 특히 염색시에도 면으로만 이루어진 제품으로 취급할 수 있으며, 중심부분의 폴리올레핀은 덜 염색이 되었다 하더라도 크게 드러나지 않는다.

이와 함께 경제적 이득도 얻게 된다. 60/40% 비율의 면/폴리올레핀 혼방시 100% 면제품을 염색시보다 약 40%이하로 염료사용량이 감소된다. 또한, 유연제, 광학 표백제의 사용과 방오가공도 줄어들게 된다.

이밖에 동 면/폴리올레핀 혼방제품은 가공후 수출되는 경향이 적다. 왜냐하면 폴리올레핀이 기본적으로 벌키한 형태이며, 폴리올레핀 직물은 더욱더 안정적인 형태를 갖기 때문이다. 100% 면직물보다 수축률이 약 40% 줄어들며, 동 혼방제품은 절단 및 재봉도 더욱 용이하다.

60/40% 비율의 혼방사를 통한 니트 및 제직물은 기타 변동조건이 같을 경우 100% 면사로 제조된 직물에 비해 40% 가량 흡습률이 낮다. 따라서 혼방직물은 40%이상 빨리 건조되므로 제조공정중 에너지소비량도 줄일 수 있다.

그러나, 혼방사에서의 면혼방률은 인체로부터 습기를 내보내는 데 충분하여 착용시 직물로부터 편안함을 느낄 수 있다.

- Faytex, 탄성 습기조절 원사 및 직물

미국의 系생산업체인 Faytex Corporation은 탄성 습기조절 원사/직물을 개발(특허번호 TW233954B)하였다. 이는 친수성 원사와 소수성 원사를 복합화한 것이다.

동 원사는 1차적으로 활동성 스포츠 의류에서의 사용을 목적으로 디자인되었다. 그러나 의류, 운동복, 속옷, 양말 등 다양한 분야에서도 사용가능하다.

현존하는 다수의 흡습조절 직물은 서로 다른 2개의 층을 구성하고 있으며, 인체와 가까운 내부층에는 소수성 섬유를 배치함으로써 발한작용을 하고, 외부층에는 친수성 섬유를 배치하여 습기가 외부에서 쉽게 증발된다.

이같이 착용자의 신체로부터 외부로 습기를 이동시키는 방식은 착용자의 의류착용감을 증가시키게 되며, 동 원리는 피부표면 및 이에 가장 가까운 직물의 표면에서 습기를 형성할 수 있는 부분을 최소화시키거나 제거시키는 것이다.

이와 함께 피부 표면과 인체에 가까운 내부층에서 증발된 습기의 응집을 피하기 위하여 의류의 단열특성을 향상시키고 있다. 이같은 설계를 통해 낮은 온도에서도 착용자가 느끼는 의류의 감촉이 더욱 따뜻해지며, 더운 온도에서는 증발에 의한 냉각효과에 따라 시원하게 느낀다는 것이다. 즉, 인체에 가까운 내부층과 외부환경에 노출된 부분과의 습도차이가 커짐으로서 습기가 이동하게 된다.

그러나, 현재 직물제품은 다수의 단점이 존재한다. 편직과 염색단계에서 복잡한 상황이 나타날 수 있는데, 이는 구조상 문제뿐만 아니라 동 직물에 적어도 3가지 이상의 원사가 사용되기 때문이다. 동 직물의 제조공정시 특수장비의 사용이 요구되므로 생산원가가 높아지게 된다.

Faytex는 단일 탄성 복합사 및 2개면으로 구성된 직물을 개발하여 이들 문제중 상당수를 극복했다. 동 원사는 Spandex와 같은 탄성사와 친수성 섬유를 복합하였으며, 친수성 섬유를 소수성섬유 복합체의 중심부분에 배치하게 된다. 이같은 섬유의 혼방사는 air-jet 텍스춰링으로 생산된다.

동 직물은 내피부분에 소수성 원사를 이용하여 중심부분을 구성하고, 신규 탄성복합사를 이용하여 외피부분에 친수성 표면을 구성한다. 내피의 소수성부분에는 폴리에스터 나일론, PP 등을 포함한 여러 가지 섬유가 적합하며, 섬유복합체중 소수성분야에 연속성 필라멘트를 사용하게 되면 내마찰성이 더욱 증가한다.

복합사내에 탄성사를 혼방함으로써 의복의 착용감이 매우 우수해지며, 특히 스포츠웨어 등에서는 중요한 대목이다. 다만, 습기의 배출에 있어서 탄성사 부분의 기여도는 적다. 동 복합사를 사용한 직물은 염색성이 만족스러운 수준이며, 내부의 탄성사 및 소수성 섬유는 염색이 이루어지지 않으나 친수성인 외부표면이 쉽게 염색이 된다. 미염색 원사는 대부분 내부이므로 외부에서 보기에는 전체적으로 단일한 효과를 얻을 수 있다.

최종수요에 따라 친수성 원사비율은 10~60% 수준으로 조절이 된다. 동 비율은 생산코스트를 최소화하기 위해 낮은 수치로 유지되며, 탄성사의 비율은 전체의 약 8~30% 수준이다.

- 보다 향상된 내마모성의 카펫용絲

미국의 Propet Fabrics는 보다 향상된 내마모성을 지닌 터프트 카펫의 제조방법에 대한 특허를 출원(특허번호 US7018492)했다. 터프트 카펫은 내수용으로서 폭넓게 사용되고 있으며, 상업용으로도 자주 사용된다. 동 카펫은 backing 및 표면絲와 바인더로 구성되어 있다. 파인더는 자수부분(stitched side)에 위치해 있으며, backing 부분의 터프트를 고정하는 역할을 한다.

backing은 폴리프로필렌 제직물로 대부분 제조되며, 터프트 부분은 나일론, 폴리올레핀, 폴리에스터, 아크릴 등으로 생산된다. 양모와 같은 천연섬유들도 종종 사용된다. 바인더는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 열가소성 레진이 주로 사용된다.

다만, 카펫의 사용중에 터프트 밖으로 원사가 돌출되는 경향이 있다. 이는 카펫의 파일부분에서 마모되는 부분으로 받아들일 수 있다. 필링도 나타날 수 있는데다 간헐적으로는 카펫의 두께가 얇아지는 단점도 있다. 이는 열가소성 레진으로 된 바인더가 원사에 효과적으로 함침되지 않았을 때 나타나는 문제점이다.

Propex는 backing사이에 표면絲의 터프트를 지탱할 수단을 개발했다. 이는 부가적인 가공공정을 통해 stitch binding을 적용하는 것이다. 동 binding은 수용성 에멀전 형태로된 폴리머이며, 이상적으로는 에틸렌 아크릴산 혼성중합체이다. 또한 스티렌 아크릴로니트릴이나 카르복실화 스티렌 부타디엔 혼성중합체를 사용하기도 한다.

stitch 바인더는 압연(rolling)이나 분사법을 통해 적용되며, 가열함으로써 수분을 제거하게 된다. 열가소성 바인더는 일반적인 방법으로 적용이 가능하다. 이같은 공정의 이점으로는 결과물인 카펫이 보다 경량화된다는 점이다. 따라서 보다 유연하며 취급이 간편하고 설치도 용이하다.