KR101332241B1 - 보온원단 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단의 보온원단의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계; 상기 염색단계에서 염색된 원단에 고추틴크(capsicum tincture), 카모마일(chamomile) 추출물을 포함하는 발열제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 발열제를 도포하는 발열성 부여단계; 상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및 상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 보온원단 제조방법에 관한 것이다.

Description

보온원단 제조방법{MANUFACTURING METHODS OF KEEP WARM FABRIC}

본 발명은 보온원단 제조방법에 관한 것으로서, 특히 피부자극이 적은 식물에서 추출된 물질을 통해 신체 내의 에너지 대사를 촉진하여 보온성을 향상시키는 보온원단 제조방법 관한 것이다.

피복의 보온성을 고려함에 있어서 고려되어야 할 인자는 여러 가지가 있지만 그 중 섬유 자체의 열전도도와 피복을 구성하는 직물의 함기량이 가장 큰 고려사항이라 할 것이다.

보온의 개념은 인체에서 방출되는 열을 외부로 손실되지 않게 하는 소극적 방법과 외부에서 적극적으로 열을 부여하는 적극적 개념으로 구별될 수 있다. 전자의 방법으로 이용되는 것은 인체로부터 발생하는 열을 직물의 공기층에 의해 단열 보온하는 방식과 인체에서 발산한 복사열을 의복 외로 발산시키지 않는 적외선 반사소재를 사용하는 방법, 인체 방사 에너지를 흡수하는 소재를 사용하는 방법 등이 제안되고 있고, 후자의 방법으로는 전기 발열소재, 화학반응 발열보온소재, 태양광 축열 보온소재를 피복에 도입하는 방식이 제안되고 있다.

전자의 방식 중 공기층에 의한 단열보온방식은 피복을 구성하는 직물의 두께를 증가시키는 이유가 되어 활동성이 낮아지는 원인이 되며, 기타 소재를 이용하는 방식은 피복의 세탁성이나 내구성을 저하시키는 요소가 되어 범용적으로 사용하기 어려운 단점이 있다.

대한민국 공개특허 제1991-3210호에서는 원적외선 방사 특성에 의한 보온성이 우수한 코팅직물의 제조방법이 제안되었는데 구체적으로 합성섬유직물의 한면에 디메틸 포름아미드를 용제로 사용한 고형분 30±1％의 폴리우레탄 용액과, 20-80％의 마이크로클라인, 5-30％의 산화베릴륨, 5-20％의 산화아연 및 5-15％의 이산화주석을 소결, 분쇄하여 얻은 원적외선 방사특성을 갖는 미립자와, 제올라이트 에이(Zeolite A)로 구성된 혼합물로 코팅피막을 형성시킨 코팅 직물의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 무기물을 코팅하는 것으로 마찰이나 세탁시에 무기물이 이탈되어 세탁성 및 내구성에 문제가 있으며, 무기물이 피부를 자극하여 피부촉감을 해하는 문제가 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제0375295호는 "다층구조를 갖는 축열보온성 도포직물의 제조방법"으로 기포지 상에 접착제층을 형성하는 단계, 그 위에 보온발포층을 형성하는 단계, 그 위에 표면흡열층을 형성하는 단계, 및 이 결과물을 열처리하는 단계로 제조되어 직물의 후가공 공정에서 직물에 축열보온 성능을 부여하는 방법으로 보온층을 다층 중 가운데에 형성하여 내구성과 피부자극을 최소화하였으나 3층이상의 다층으로 원단의 두께가 두꺼워지는 문제로 사용상에 많은 제약이 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 식물에서 추출된 물질을 사용하여 피부자극이없고 보온성을 높인 보온원단 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

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

본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단의 보온원단의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계; 상기 염색단계에서 염색된 원단에 고추틴크(capsicum tincture), 카모마일(chamomile) 추출물을 포함하는 발열제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 발열제를 도포하는 발열성 부여단계; 상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및 상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법.을 제공한다.

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

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

또한, 상기 발열성 부여단계에서 고추틴크, 카모마일 추출물을 중량비 2:8~8:2로 혼합한 발열제가 상기 수용액의 2~5중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법을 제공한다.

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

또한, 상기의 어느 하나의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 보온원단을 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 보온원단 제조방법의 공정도로 본 발명은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 염색단계, 발열성 부여단계, 환원세정 단계, 후처리단계를 포함하여는 방법으로 원단에 보온성을 부여하는 보온원단 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 발열성 부여단계는 상기 염색단계에서 염색된 원단에 고추틴크(capsicum tincture), 카모마일(chamomile) 추출물을 포함하는 발열제와 바인더의 수용액에서 침지처리하는 것이다.

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

상기 발열성 부여단계에서는 고추틴크, 카모마일 추출물을 중량비 2:8~8:2로 혼합한 발열제가 상기 수용액의 2~5중량% 포함되는 것이 바람직할 것이다.

상기 고추틴크(capsicum tincture)는 고추에 함유된 매운 맛의 원인물질로 신체 내 에너지 대사 촉진 및 체지방 연소를 통해 발열이 발생하며 이로 인해 근육통, 신경통 등의 통증 완화 및 신체 저항력 및 면역력 증진 효과가 있으며, 상기 카모마일 추출물은 국화과의 일년초 식물인 카모마일에서 추출된 추출물로, 소염 진정 작용, 발한 작용, 살균 작용, 체온 상승 효과, 피로 회복 및 피부 미용 효과를 갖는다.

상기 고추틴그와 카모마일은 서로 보완하는 작용으로 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단에 발열성을 부여하는 것으로 상기 발열제에서 상기 고추틴크, 카모마일 추출물의 각각 20중량% 이상 함유되는 것이 바람직하므로 상기 고추틴크, 카모마일 추출물을 중량비 2:8~8:2로 혼합하여 발열제를 형성하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 고추틴크, 카모마일 추출물을 혼합한 발열제는 수용액에 2중량% 미만으로 포함되면 원단 부착율이 떨어져 발열기능이 저하될 수 있으며, 수용액에 발열제가 5중량%를 초과하면 원단 촉감이 나빠질 수 있으므로 상기 고추틴크, 카모마일 추출물의 발열제는 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 발열성 부여단계에서 수용액에 대전방지제, 항균제 등을 더 포함시켜 원단에 기능성을 더 추가할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 보온원단에 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 보온원단에 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 고추틴크, 카모마일 추출물의 발열제가 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, 발열성 부여단계, 환원세정 단계, 후처리단계를 포함하는 보온원단 제조방법은 염색단계와 환원세정단계 사이에 발열성 부여단계를 추가하여 고추틴크, 카모마일 추출물이 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 발열제가 함유된 수용액에서 침치처리하여 분산염료와 같이 고추틴크, 카모마일 추출물의 발열제가 섬유 내부로 침투하여 고착되도록 하는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 보온원단 제조방법으로 제조되는 보온원단은 발열성이 장기간의 사용이나 세탁시에도 발열제인 고추틴크, 카모마일 추출물이 이탈되지 않는 내구성을 가진다.

상기에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 보온원단 제조방법은 발열제인 고추틴크, 카모마일 추출물을 포함하여 원단에 발열기능을 부여하여 원단의 보온성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 발열제인 고추틴크, 카모마일 추출물이 폴리에스테르계 섬유 내부로 침투 및 고착되어 쉽게 이탈되지 않아 내구성이 뛰어난 효과가 있다.

또한, 식물에서 추출된 발열제를 사용하여 피부자극이 없는 보온원단을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보온원단 제조방법의 공정도이다.

이하 본 발명에 따른 보온원단을 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 고추틴크(capsicum tincture), 카모마일(chamomile) 추출물이 중량비 6:4로 혼합한 발열제가 3중량%, 편백나무 추출물을 1중량%를 함유하는 수용액을 제조하고 상기 수용액 180℃에서 상기 염색된 원단을 15초간 침지처리하여 발열성을 부여하였다.

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

보온성 평가 및 결과

보온성 평가실험은 상기에서 제조된 보온원단을 하의의 안감으로 사용하였으며, 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

가. 실험실 온·습도: (24±2)℃ , (50±4)% R.H

나. 피 시험자는 “가”의 환경재현실험실 내에서 양쪽 허벅지 부위에 피부 온도계를 부착한 후 평가실험을 위한 하의를 착용한 후 의자에 앉아서 1시간 동안 안정화

* 실험결과

상기의 실험방법을 통해 양쪽 허벅지의 온도를 10분마다 측정하여 표 1에 나타내었다.

구분	초기	10분 후	20분 후	30분 후	40분 후	50분 후	60분 후
실시예(세탁 전)	30.8℃	31.7℃	32.8℃	33.7℃	34.2℃	34.3℃	34.5℃
실시예(세탁 후)	30.8℃	31.8℃	32.5℃	33.4℃	33.8℃	34.0℃	34.1℃
비교예	30.8℃	31.5℃	31.7℃	31.9℃	32.0℃	32.2℃	32.3℃

표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 보온원단은 아무런 처리가 되지 않은 비교예에 비해 허벅지의 온도가 1시간 후, 2℃이상 높을 것을 알 수 있어 본 발명에 따른 보온원단은 보온성이 매우 뛰어난 것을 알 수 있을 것이다.

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

Claims (6)

1. 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단의 보온원단의 제조방법에 있어서,
   상기 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계;
   상기 염색단계에서 염색된 원단에 고추틴크(capsicum tincture), 카모마일(chamomile) 추출물을 포함하는 발열제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 발열제를 도포하는 발열성 부여단계;
   상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및
   상기 원단을 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 염색단계 전에 원단에 정련처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 염색단계는 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕 80~150℃에서 4~8시간동안 염색하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발열성 부여단계에서 고추틴크, 카모마일 추출물을 중량비 2:8~8:2로 혼합한 발열제가 상기 수용액의 2~5중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 시레가공은 120~160℃에서 압력 40~60kgf/㎠으로 처리하는 것을 특징으로 하는 보온원단 제조방법.
6. 제1항 또는 제5항의 제조방법 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 보온원단.
   

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