KR101332240B1 - 냉감원단 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단의 냉감원단의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계; 상기 염색단계에서 염색된 원단에 자일리톨 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤을 포함하는 냉감제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 냉감제를 도포하는 냉감성 부여단계; 상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및 상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 냉감원단 제조방법에 관한 것이다.

Description

냉감원단 제조방법{MANUFACTURING METHODS OF REFRIGERANT FABRIC}

본 발명은 냉감원단 제조방법에 관한 것으로서, 특히 피부자극이 적고 인체에 무해한 천연물질을 이용하여 청량감과 냉감성을 갖는 냉감원단 제조방법 관한 것이다.

의복은 봄, 여름, 가을, 겨울의 사계절 기후에 따라 다양한 종류의 의복이 존해하며, 특히 겨울용의 의복은 바람을 막고 신체의 열에너지가 밖으로 나가는 것을 방지하는 개념의 보온성을 중심으로 개발되었고, 여름용 의복은 청량감을 위해 통기성아니 가벼운 소재 중심으로 개발되었다.

특히, 여름의 더운 날씨는 강한 햇빛과 햇빛으로 인해 덥혀진 공기가 더욱더 더위를 느끼게 된다. 일반적으로 원단의 햇빛을 90%이상 차단시키는 효과가 있으며, 더욱이 밝은 색상으로 염색시에는 대부분의 햇빛을 반사시키게 된다. 따라서 상기의 이유로 얇고 밝은 원단으로 된 의복을 착용하면 더위를 어느 정도 피할 수 있으나 햇빛으로 덥혀진 공기에 의한 더위는 쉽게 해결할 수 없다.

또한, 의복은 피부 위로 덮이는 것으로 어느 의복이나 일정부분의 보온성을 가지고 있다. 따라서 여름용 의복은 단순히 청량감을 위해 통기성을 높이거나 가벼운 소재의 개발에는 한계가 있어 수분과 결합하여 흡열하는 기능성 물질을 이용하여 직접적인 냉감성을 갖는 원단이 많이 개발되고 있다.

이러한 문제를 해결하고자, 최근에는 기능성 소재의 개발로, 대한민국 특허공개 제2001-91286호에서는 태양광 반사 특성에 의한 냉감 효과를 갖는 섬유, 좀더 상세하게는 태양광을 흡수하지 않고, 외부로 모두 반사하는 특성을 지닌 티탄산아연마그네슘을 함유함으로써 섬유 자신의 온도 상승을 억제하여 냉감효과를 갖는 섬유에 관한 것으로, 산화아연-산화마그네슘-이산화티탄 3성분을 고온에서 소결 처리하여 복합산화물인 티 탄산아연마그네슘(ZMT)을 제조하고, 이를 혼입하여 자외선을 효율 좋게 반사함으로써 태양광 에너지의 흡수를 방지하여 냉감효과를 지닌 새로운 섬유 및 그 첨가물이 제안된 바 있다.

그러나, 상기에서 사용된 무기물은 자외선은 차단되나, 더운 공기에 대해서는 미흡한 단점이 있다.

또한, 종래의 냉감원단의 경우에 냉감 조성물이 직물에 고착되는 효율이 떨어지고, 직물에 고착된 상태를 안정적으로 유지하지 못함은 물론 반복 세탁으로 직물에 고착된 상태를 유지하지 못하므로 사용 안정성, 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 수분을 흡수하여 흡열반응으로 냉감시키는 천연 물질을 사용하여 피부자극이없고 냉감성을 높인 냉감원단 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 천연물질의 기능성 물질을 원단 표면에 코팅하는 방식이 아닌 침치처리를 통해 원단의 고착율 및 고착력을 높여 내구성이 뛰어난 냉감원단 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단의 냉감원단의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계; 상기 염색단계에서 염색된 원단에 자일리톨 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤을 포함하는 냉감제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 냉감제를 도포하는 냉감성 부여단계; 상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및 상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법.을 제공한다.

또한, 상기 염색단계 전에 원단에 정련처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 염색단계는 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕 80~150℃에서 4~8시간동안 염색하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 냉감성 부여단계에서 자일리톨, 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤의 냉감제가 상기 수용액의 2~5중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 시레가공은 120~160℃에서 압력 40~60kgf/㎠으로 처리하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법을 제공한다.

또한, 상기의 어느 하나의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 냉감원단을 제공한다.

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 명세서에서 사용되는 '원단'이라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉감원단 제조방법의 공정도로 본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 염색단계, 냉감성 부여단계, 환원세정 단계, 후처리단계를 포함하여는 방법으로 원단에 냉감성을 부여하는 냉감원단 제조방법에 관한 것이다.

상기 염색단계는 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는단계이다.

일반적으로 원단은 제조공정 중에 유제 등의 여러 공정을 거치면서 불순물이 부착되게 된다. 이러한 원단에 부착된 불순물을 제거하는 공정으로 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단에 부착된 불순물을 제거하여 염색단계에서 균일한 염색을 위해 염색단계 전에 정련처리를 실시하는 것이 바람직할 것이다.

상기 정련처리는 정련제, 호발제, 가성소다, 과산화수소, 과수안정제 등이 함유된 정련 용제로 정련처리를 하는 것이 바람직하다.

상기 염색단계는 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕 80~150℃에서 4~8시간동안 염색하는 것으로 일반적인 분산염료를 이용한 염색방법과 동일한 방법으로 염색할 수 있을 것이다.

상기 냉감성 부여단계는 상기 염색단계에서 염색된 원단에 자일리톨 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤을 포함하는 냉감제와 바인더의 수용액에서 침지처리하는 것이다.

상기 원단은 160~200℃의 수용액에서 10~70초간 침지처리하는 것이 바람직할 것이다.

상기 자일리톨(xylitol)은 당알코올의 일종으로 자작나무, 과일에 많이 함유되어 있는 물질로 수분을 흡수하는 흡열방응을 일으켜 냉감 및 청량감을 느끼게 한다. 또한, 피부 보습성을 유지시키고 인체에 무해하여 식품첨가물로도 많이 사용되고 있다.

상기 에리스리롤(erythritol)도 당알코올의 일종으로 지의류, 조류, 진균류 등에서 분리하는 천연물질로 물질로 수분을 흡수하는 흡열방응을 일으켜 냉감 및 청량감을 느끼게 하며, 최근에는 설탕 대체재로 많이 사용하고 있다.

본 발명의 냉감제는 상기 자일리톨, 에리스리롤을 각각 사용할 수 있으며, 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 자일리톨, 에리스리롤을 혼합하여 사용할 경우에는 자일리톨, 에리스리롤을 중량비 1:9~9:1로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 자일리톨 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤을 포함하는 냉감제는 상기 수용액의 2~5중량% 포함되는 것이 바람직할 것이다.

상기 바인더는 섬유원단에 사용할 수 있는 바인더는 어느 것이나 사용할 수 있으며, 바람직하게는 피부자극이 없는 아크릴계 바인더를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 냉감성 부여단계에서 수용액에 대전방지제, 스쿠알렌 등이 보습제, 항균제 등을 더 포함시켜 원단에 기능성을 더 추가할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 냉감원단에 항균성을 위해 편백나무 추출물을 더 포함할 수 있을 것이다.

상기 편백나무 추출물은 상록교목으로 나무껍질은 적갈색이고, 작은 바늘 모양의 잎이 가지는 나무로 그 추출물은 항균성, 항곰파이성 및 보습성을 향상시키는 특성이 있다.

상기 편백나무 추출물은 상기 냉감성 부여단계의 수용액에 0.5~2중량%를 함유시켜 본 발명의 냉감원단에 항균성을 부여하고 보습성을 향상시킬 수 있을 것이다.

상기 환원세정단계는 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 단계로 하이드로설파이트, 수산화나트륨 등의 수용액 60~100℃에서 세정하는 단계이다.

상기 환원세정단계는 일반적인 분산염료를 이용한 염색방법에서 사용되는 환원세정방법과 동일한 방법으로 실시할 수 있다.

상기 후처리단계는 상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 열처리 단계로 상기 시레(CIRE)가공은 두 개의 롤러를 이용하여 원단에 열을 가하고 일정한 압력을 주면서 롤러 사이를 통과 시키면 분산염료 및 자일리톨, 에리스리롤의 냉감제가 원단에 고착되는 것을 돕고, 원단에 광택이 나면서 올과 올사이가 메꿔지는 가공으로 본 발명의 시레가공은 120~160℃에서 압력 40~60kgf/㎠으로 처리할 수 있을 것이다.

상기와 같이 본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 염색단계, 냉감성 부여단계, 환원세정 단계, 후처리단계를 포함하는 냉감원단 제조방법은 염색단계와 환원세정단계 사이에 냉감성 부여단계를 추가하여 자일리톨, 에리스리롤이 원단의 폴리에스테르계 섬유 내로 견고히 부착되도록 하여 내구성을 높일 수 있다.

즉, 상기 분산염료를 통한 염색은 고온에서 폴리에스테르계 섬유가 팽창될 때 염욕에서 분산된 분산염료가 팽창된 폴리에스테르계 섬유 내부로 침투하여 염착되어 염색되는 것으로 일반적으로 분산염료로 염색 후 환원세정 단계를 통해 염착되지 않은 분산염료를 제거하다.

하지만, 본 발명은 분산염료로 염색 후 환원세정단계를 거치지 않고 탈수만을 실시하여 폴리에스테르계 섬유가 팽창된 상태를 유지한 상태에서 냉감제가 함유된 수용액에서 침치처리하여 분산염료와 같이 자일리톨, 에리스리롤의 냉감제가 섬유 내부로 침투하여 고착되도록 하는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 냉감원단 제조방법으로 제조되는 냉감원단은 냉감성이 장기간의 사용이나 세탁시에도 냉감제인 자일리톨, 에리스리롤이 이탈되지 않는 내구성을 가진다.

상기에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 냉감원단 제조방법은 냉감제인 자일리톨, 에리스리롤을 포함하여 원단에 냉감기능을 부여하여 원단의 냉감성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 냉감제인 자일리톨, 에리스리롤이 폴리에스테르계 섬유 내부로 침투 및 고착되어 쉽게 이탈되지 않아 내구성이 뛰어난 효과가 있다.

또한, 천연물질인 자일리톨, 에리스리롤의 냉감제를 사용하여 피부자극이 없는 냉감원단을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉감원단 제조방법의 공정도이다.

이하 본 발명에 따른 냉감원단을 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예

폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 섬유로 제조되 원단을 통상의 방법으로 정련처리를 하고 빙초산과 아조분산염료 3% o.w.f를 사용하여 130℃에서 300분간 염색하고, 두 개의 롤러 사이를 통과시키는 탈수방법으로 탈수하였다.

상기 탈수된 원단을 자일리톨, 에리스리롤이 중량비 8:2로 혼합한 냉감제가 중량비 4중량%, 편백나무 추출물을 1중량%를 함유하는 수용액을 제조하고 상기 수용액 180℃에서 상기 염색된 원단을 15초간 침지처리하여 냉감성을 부여하였다.

상기 침지처리된 원단을 수산화나트륨 수용액 80℃에서 환원세정단계를 실시하였으며, 그 후 140℃, 50kgf/㎠로 시레가공을 통한 후처리를 실시하여 본 발명에 따른 냉감원단을 제조하였다.

냉감성 평가 및 결과

냉감성 평가실험의 비교예로는 아무런 처리가 되지 않은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 섬유로 제조되 원단을 사용하였다. 또한 세탁견뢰도를 알아보기 위해 상기 실시예의 원단을 세탁 전과 세탁을 30회 실시한 실시예로 구분하여 실험하였다.

* 실험방법

1. 상기 실시예와 비교예의 원단을 항온 항습기에서 60℃, 2시간 건조한다.

2. 항온 항습기를 온도 31±0.3℃, 습도 20±3.0%의 조건으로 준비한다.

3. 상기 실시예와 비교예의 원단을 상기 항온 항습기에 넣는다.

4. 준비된 시료를 두겹으로 접어 온도계를 고정한후, 0.5cc의 이온교환수를 떨어뜨려서 30분 동안은 5분 간격으로 온도를 측정한다.

* 실험결과

상기의 실험방법을 통해 각각의 원단의 온도를 5분마다 측정하여 표 1에 나타내었다.

구분	초기	5분 후	10분 후	15분 후	20분 후	25분 후	30분 후
비교예	31.0℃	28.1℃	27.4℃	27.0℃	27.8℃	27.7℃	27.9℃
실시예(세탁 전)	31.0℃	26.2℃	25.3℃	25.0℃	24.8℃	24.8℃	24.8℃
실시예(세탁 후)	31.0℃	26.5℃	25.5℃	25.1℃	25.0℃	25.2℃	25.1℃

표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 냉감원단은 아무런 처리가 되지 않은 비교예에 비해 허벅지의 온도가 5분 후, 2℃ 낮을 것을 알 수 있어 본 발명에 따른 냉감원단은 냉감성이 매우 뛰어난 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 실시예의 세탁 전후를 살펴보면, 세탁 전의 냉감성이 세탁 후의 냉감성과 큰 차이가 없는 것을 알 수 있는 것으로 세탁견뢰도가 뛰어난 것을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단의 냉감원단의 제조방법에 있어서,
   상기 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계;
   상기 염색단계에서 염색된 원단에 자일리톨 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤을 포함하는 냉감제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 냉감제를 도포하는 냉감성 부여단계;
   상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및
   상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 염색단계 전에 원단에 정련처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 염색단계는 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕 80~150℃에서 4~8시간동안 염색하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉감성 부여단계에서 자일리톨, 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤의 냉감제가 상기 수용액의 2~5중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 시레가공은 120~160℃에서 압력 40~60kgf/㎠으로 처리하는 것을 특징으로 하는 냉감원단 제조방법.
6. 제1항 또는 제5항의 제조방법 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 냉감원단.
   

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