[논문]에어제트 텍스처링 조건이 저융점 폴리에스터/텐셀 복합사의 물리적 특성에 미치는 영향

이선영; 유재정; 최오곤; 이시우; 이승구

doi:10.5764/tcf.2013.25.1.47

에어제트 텍스처링 조건이 저융점 폴리에스터/텐셀 복합사의 물리적 특성에 미치는 영향
Effect of Air-jet Texturing Conditions on the Physical Properties of Low Melting Polyester/Tencel Composite Yarn 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.25 no.1, 2013년, pp.47 - 55

이선영 (충남대학교 유기소재섬유시스템공학과) , 유재정 (충남대학교 유기소재섬유시스템공학과) , 최오곤 (전북대학교 유기소재파이버공학과) , 이시우 (한국자카드섬유연구소) , 이승구 (충남대학교 유기소재섬유시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Physical properties of the composite yarn using low-melting(LM) polyester/Tencel were investigated with air-jet texturing conditions such as temperature, take-up overfeed, yarn speed and air pressure. Surface morphology, microstructure, tensile property, glossiness were evaluated. Surface morphology of a composite yarn had more damaged and loosened structure according to increase of take-up overfeed, yarn speed and air pressure. Crystallinity was affected by parameters such as temperature, yarn speed, take-up overfeed and air pressure and especially, yarn speed was most effective for increase of crystallinity. Also, it was found that temperature and air pressure had significantly affected tensile properties of a composite yarn. The glossiness of yarn increased with increase of temperature, yarn speed and air pressure.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이러한 특성을 만족시키려면 한 가지 섬유소재로는 어렵고 두 가지 이상의 섬유의 복합을 통해 그 특성을 구현할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 저융점 폴리에스터/텐셀의 복합사와 사가공을 통하여 그러한 특성을 얻고자 하였다. 이를 위하여 저융점 폴리에스터와 텐셀을 이용한 싸이로필사의 에어제트 텍스처링 가공 조건이 표면형상, 결정구조, 인장특성 및 광택도 등 물성에 미치는 영향을 조사하였다.
은 다양한 조건으로 텍스처링 가공한 실 표면의 루프 형태를 분석하여 ATY의 구조와 성질은 평행한 구성 필라멘트의 동적 마찰에 의해 영향을 받는다고 하였다. 또한 나일론과 폴리에스터사의 에어제트 텍스처링 가공에 미치는 물의 역할에 대해 조사하였다.
본 연구에서는 에어제트 텍스처링 가공조건이 저융점 폴리에스터/텐셀 복합 싸이로필사의 물리적 특성에 미치는 영향을 규명하고자 하였다.

제안 방법

가공 시 온도변화에 따른 효과를 살펴보기 위해 오버피드율 110%, 사속200m/min, 공기압 0.1MPa로 하여 히터온도 160℃, 180℃, 20℃, 220℃로 변화시켜 가공하였으며, 오버피드율의 효과를 보기 위해 온도 200℃, 사속 200m/min, 공기압 0.1MPa로 고정하여 오버피드율 110%, 120%, 130%로 증가시켜 가공하였다.
사가공시 히터 온도를 160°C, 180°C, 200°C, 220°C로 변화시켰을 때 싸이로필사의 표면형상의 변화를 살펴보기 위해 주사전자현미경(SEM, ×1000)에 의해 관찰하였고, 그 결과를 Figure 2에 제시하였다.
사속의 효과를 위해 온도 200℃ , 오버피드율 110%, 공기압 0.1MPa로 하여 사속 150m/min, 200m/min, 250m/min로 달리하여 가공하였으며 공기압의 효과를 보기 위해 온도 200℃, 오버피드율 110%, 사속 200m/min으로 하여 기압을 0.1MPa, 0.15MPa, 0.2 MPa로 하여 가공을 실시하였다.
실의 결정화도: X선 회절장치(XRD, RINT 2000 Wide angle goniometer)를 이용하여 전력 40kV, 전류 100mA, 스캔 속도 1m/min, 측정범위 5°~ 60°까지 X선을 조사하여 미세결정구조를 분석하였다.
실의 광택도: 실의 광택도는 KS M ISO 2813에 의해 실을 감은 콘 표면에 대해 20°, 60°, 85° 경면 광택도를 반사계로 측정하였다.
실의 표면 관찰: 실의 표면은 주사전자현미경(S4700, HITACHI)를 이용하여 50초간 백금으로 코팅한 후 1000배로 관찰하였다.
에어제트 텍스처링 가공조건 변화에 따라 실의 광택 특성을 살펴보기 위하여 히터온도 160°C, 180°C, 200°C, 220°C로 변화시켜 가공된 실의 광택도를 측정하였고, 그 결과를 Figure 11에 제시하였다.
에어제트 텍스처링 가공조건 변화에 따른 복합사의 물성을 파악하기 위하여 선행연구¹⁷⁾에서 제조한 싸이로필사(30s)를 이용하여 가공조건을 달리하여 가공하였다. 본 연구에서 에어제트 텍스처링 가공을 실시한 싸이로필사의 형태를 Figure 2에 제시하였다.
에어제트 텍스처링 조건 변화에 따른 실의 역학적 특성을 알아보기 위하여 사가공시 히터 온도를 160°C, 180°C, 200°C, 220°C로 변화시켜 사가공된 싸이로필사의 인장특성을 측정하였고, 그 결과를 Figure 7에 제시하였다.
에어제트 텍스처링 조건 변화에 따른 싸이로필사의 결정구조를 살펴보기 위해 XRD를 이용하여 분석하였으며, 이를 Table 2에 나타내었다.
따라서, 본 연구에서는 저융점 폴리에스터/텐셀의 복합사와 사가공을 통하여 그러한 특성을 얻고자 하였다. 이를 위하여 저융점 폴리에스터와 텐셀을 이용한 싸이로필사의 에어제트 텍스처링 가공 조건이 표면형상, 결정구조, 인장특성 및 광택도 등 물성에 미치는 영향을 조사하였다.
히터온도, 오버피드율, 사속과 공기압 등의 조건 변화에 따라 에어제트 텍스처링 가공된 싸이로필사의 표면형상, 결정성, 인장특성과 광학적 특성을 분석하였으며, 다음과 같은 연구 결과를 얻었다.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 시료는 텐셀 로빙(Tencel A-100, Lenzing)과 저융점 폴리에스터 필라멘트(Huvis Co.) 를 이용하여 연조와 정방에서 늘여주고 링방적기를 이용하여 필라멘트가 꼬임이 형성되는 지점의 오른쪽에서 텐셀 로빙의 외층을 감싸도록 하여 30s의 싸이로필사를 제조하였다¹⁷⁾.

이론/모형

실의 특성: 실의 번수는 Uster AFIS pro(스위스)를 이용하여 측정하였고, 실의 꼬임수는 해연가연법을 이용하여 측정하였다. 실의 결함수와 균제도 및 잔털지수는 Uster Tester 2(스위스)를 이용하여 측정하였다.
실의 역학적 특성: 실의 강도와 신도는 KS K0412에 의해 Instron 4467을 이용하여 로드셀의 하중 50N, 인장속도 10.0mm/min로 하여 측정하였다.
실의 특성: 실의 번수는 Uster AFIS pro(스위스)를 이용하여 측정하였고, 실의 꼬임수는 해연가연법을 이용하여 측정하였다. 실의 결함수와 균제도 및 잔털지수는 Uster Tester 2(스위스)를 이용하여 측정하였다.

성능/효과

1. 에어제트 텍스처링 가공조건의 변화에 따른 실의 표면형태를 분석한 결과, 필라멘트는 200°C에서 더 곧고 평활하게 되었으며, 220°C에서 필라멘트간 융착이 일어났으며, 오버피드율, 사속, 공기압의 증가에 따라 필라멘트의 배열이 더 흩어지는 형태가 확인되었다.
2. 가공조건에 따른 실의 결정구조를 분석한 결과, 온도 증가에 따라 결정화도가 증가하다가 200°C 이후 둔화되었다.
3. 가공조건에 따른 실의 역학적 특성을 분석한 결과, 온도 증가에 따라 강도가 증가하였으나, 신도는 감소되었다. 이는 융점 이상에서 섬유가 융착되며 섬유 자유도가 감소하기 때문으로 사료된다.
4. 가공조건에 따른 실의 광학적 특성을 살펴본 결과, 온도, 오버피드율, 사속과 공기압의 증가에 따라 실의 광택도는 점차 증가하였다.
이는 필라멘트가 오버피드율 120%까지는 상호 교락에 의한 마찰력 때문에 인장 저항력이 커지나, 그 이상에서는 교락이 감소되어 강도가 감소하는 것으로 생각된다. 또한, 오버피드율이 증가함에 따라 싸이로필사의 신도는 증가하였다. 이는 오버피드율의 증가로 인해 외력이 작용하여 실의 중심부에 교락이 풀어진 결과라고 생각된다.
은 에어제트 텍스처링의 공정변수가 다른 구조의 방적사의 성질에 미치는 영향을 조사하였고 에어제트 텍스처사의 넵 형성에 섬유 간 마찰, 장력과 노즐 등의 영향에 대해 연구하였다. 또한, 텍스처사의 성질에 영향 미치는 필라멘트의 초기 탄성율 효과를 연구하여 초기탄성율이 높아지면 실의 텍스처성, 벌키성과 안정성이 감소하며, 루프빈도와 넵 형성도 감소함을 밝혔다.
오버피드율이 증가함에 따라 120%까지 결정화도는 증가하였고 그 이후 결정화도는 거의 일정한 값을 보였다. 이는 오버피드율에 의해서도 결정화를 제어할 수 있음을 시사한다.
이상의 결과로부터, 온도, 오버피드율, 사속 및 공기압 등 가공 조건은 싸이로필사의 결정화도에 영향을 주며, 특히 사속은 가장 효과적인 조건임을 알 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	사가공에 영향을 주는 인자에는 어떤 것들이 있는가?	사가공의 인자로는 피드롤러 (feed roller), 공기노즐(air nozzle), 권취롤러(take-up roller), 충격구 (impact ball) 등이 있다. 예를 들어 송취롤러보다 권취롤러를 더 빠르게 회전시켜 불안정한 루프는 제거되고 안정한 루프만 남게 된다.
	복합사는 무엇인가?	실의 부가가치를 향상시키기 위해서 여러 가지 실을 복합하는 기술이 널리 이용되고 있다. 복합사는 필라멘트와 스테이플을 조합하는 공정에서 스테이플 섬유다발 주위를 필라멘트가 감싸거나, 혹은 필라멘트를 심사로 하여 스테이플로 결합시켜 제조된 실이다. 복합사 중에서 싸이로필(siro-fil)사는 싸이로 방적 기술에 의하며 스테이플 로빙에 필라멘트를 결합, 교연한 실로서 일반적으로 이합사보다 더 강하고 신장성이 우수하며, 유연하며 품질이 우수하다1,2).
	에어제트 텍스처링 가공의 가공 원리는 어떠한가?	에어제트 텍스처링 가공은 1960년대 듀퐁에서 에어제트 노즐이 개발됨으로써 시작되었는데 가공 목적은 루프나 크림프에 의해 실의 벌키성과 두께를 증가시켜 투명성을 감소시키며 피복성을 증가시키는 것이다. 가공 원리는 필라멘트에 급속으로 유동 고압공기를 불어 넣어 섬유 표면을 연속적으로 가하여 많은 루프, 코일이 생기게 하여 벌키성을 부여하는 것이다4).

참고문헌 (18)

P. R. Lord, "Handbook of Yarn Production, Technology, Science and Economics", The Textile Institute, Cambridge, pp.268-270, 2003.
K. P. S. Cheng and C. H. Yuen, Siro, and Two- Fold Yarns, JHKITA, p.64, 1997.
S. J. Lee, S. J. Kim, W. H. Han, and T. C. Noh, Effect of Processing Conditions of ITY on the Physical Properties of Compound Yarn for New Synthetic Fabrics(I), Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dye. and Finish.), 12(5), 1(2000).
M. Acar, S. Bilgin, H. K. Versteeg, N. Dani, and W. Oxenham, The Mechanism of the Air-jet Texturing the Role of Wetting, Spin Finish and Friction in Forming and Fixing Loops, Textile Research Journal, 76(9), 116(2006).

상세보기
J. W. W. Hearle, L. Hollick, and D. K. Wilson, "Yarn Texturing Technology", Woodhead Publishing Ltd., Cambridge, England, 2001.
D. K. Wilson and T. Kollum, The Production of Textured Yarns by Methods other than the False -twist Technique, Text. Prog., 16, 3(1987).
S. W. Park, "Technology of Yarn Finishing", KTDI, Daegu, pp.24-29, 2007.
A. K. Sengupta, V. K. Kothari, and J. Srinivasan, Effect of Process Variables in Air-Jet Texturing on the Properties of Spun Yarns with Different Structures, Textile Research Journal, 61(12), 729 (1991).

상세보기
A. K. Sengupta, V. K. Kothari, and J. K. Sensarma, Neps in Air-Jet Textured Yarns, Textile Research Journal, 63(11), 637(1993).

상세보기
A. K. Sengupta, V. K. Kothari, and J. K. Sensarma, Effect of Filament Modulus and Linear Density on the Properties Air-Jet Textured Yarns, Textile Research Journal, 66(7), 452(1996).

상세보기
S. S. Medvetskii, D. B. Ryklin, and A. G. Kogan, Air Texturing of Arselon Thread, Fiber Chemistry, 36(2), 101(2004).

상세보기
V. K. Kothari, A. K. Sengupta, R. S. Rengasamy, and B. C. Goswami, Influence of Interfilament Friction on Structure and Properties of Air Textured Yarns, Textile Research Journal, 59(6), 317(1989).

상세보기
V. K. Kothari, A. K. Sengupta, and B. C. Goswami, Role of Water in Air-Jet Texturing Part I: Polyester Filament Feeder Yarns with Different Frictional Characteristics, Textile Research Journal, 61(9), 495(1991).

상세보기
V. K. Kothari, A. K. Sengupta, and B. C. Goswami, Role of Water in Air-Jet Texturing Part II: Nylon 6 Yarns Conditioned in Different Environments, Textile Research Journal, 61(10), 575(1991).

상세보기
R. S. Rengasamy, V. K. Kothari, and A. Patnaik, Effect of Process Variables and Feeder Yarn Properties on the Properties of Core-and-Effect and Normal Air-Jet Textured Yarns, Textile Research Journal, 74(3), 259(2004).

상세보기
S. K. Koc, A. S. Hockenberger, and Q. Wei, Effect of Air-jet Texturing on Adhesion Behaviour of Polyester Yarns to Rubber, Applied Surface Science, 254, 7049(2008).

상세보기
S. Y. Lee, J. J. Yoo, Y. K. Hong, S. W. Lee, and S. G. Lee, Preparation and Properties of Sirofil Yarn from Low Melting Polyester and Tencel, Textile Science and Engineering, 49(2), 112(2012).

원문보기 상세보기
J. Hwang, C. Kim, J. Ma, H. Oh, and N. Yoon, Dyeability of Low-melting Hybrid Polyester at Low Temperature, Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dye. and Finish.), 24(2), 113(2012).

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증