KR101525731B1 - 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법, 이를 통해 제작되는 볼 형 섬유 충전재 및 이를 사용하는 방한용 의류 - Google Patents

양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법, 이를 통해 제작되는 볼 형 섬유 충전재 및 이를 사용하는 방한용 의류 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 있어서, 양모를 처리하여 개모된 양모 단 섬유로 가공하는 양모 필러 준비단계; 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여 처리함으로써 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합 합성섬유로 가공하는 혼합 합성섬유 가공단계; 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 미리 설정된 비율로 혼합하여 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 결속시켜 혼섬 섬유로 가공하는 혼섬 파이버 가공단계; 상기 양모 섬유와 혼합합성섬유가 결속된 혼섬 섬유를 일정 크기를 가지며 구형의 형상으로 엉키어 형성된 볼 형 섬유로 형성시키는 볼 가공 처리단계;를 포함하여, 혼합 합성섬유 가공단계는 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여, 상기 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점 이상으로 열처리하여 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 결속시키는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법, 이를 통해 제작되는 볼 형 섬유 충전재 및 이를 사용하는 방한용 의류{Method of producing ball-type fiber filler formed by mixed fibers of wool fibers and synthetic fibers, ball-type fiber filler produced thereby and clothing for cold weather using thereof}
본 발명은 양모 섬유와 합성섬유 특히, 폴리에스테르 섬유를 혼합한 혼섬 섬유를 볼 형상 처리하여 보온 기능의 볼 형 섬유 충전재를 제조하는 방법, 이를 통해 제작되는 볼 형 섬유 충전재 및 이를 사용하는 방한용 의류에 관한 것이다.
통상 면양의 모낭 아랫부분에서 발생한 털로서 특히 피부 밖에 나온 부분 즉 모간(wool shaft)을 양모 섬유(wool fiber)라고 한다. 양모는 케라틴이라는 단백질 즉 폴리펩티드로 되어 있으며 이 폴리펩티드 사슬이 직선상이 아니고 나선형으로 되어 있어 좋은 탄성과 신축성을 가지고 있다. 그리고 이것은 형태학적으로 큐티클질, 코텍스, 메덜러의 세 부분으로 구성되어 있으며 흡습성, 보온성 등이 우수여 보온재로 사용되고 있으며, 내열 내연성과 관련하여, 통상 100 ℃ 이상으로 가열하여 완전히 말리면 촉감이 거칠어지며, 수분을 흡수하여도 본래의 성질을 되찾지 못하게 되며, 135℃ 이상에서 장시간 방치하면 분해되기 시작하여 300℃에서 탄화되는 성질을 갖는다.
합성섬유는 석유 · 석탄 등을 원료로 하여 섬유를 형성하는 긴 분자를 화학적으로 합성한 섬유. 즉, 섬유소나 단백질과 같은 천연 물질로 만든 섬유와는 달리, 완전히 화학 물질로 만든 인조 섬유이다. 대표적인 종류로 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리우레탄, 폴리프로필렌 등이 있다
스테이플 파이버(staple fiber)는, 연속적인 긴 섬유를 방적하기 위해 적당한 길이로 절단한 짧은 섬유로 화학 섬유는 절단하지 않는 한 긴 섬유로 방사되는데 이것을 필라멘트라고 하며(천연 섬유에서는 생사만이 필라멘트이다.), 합섬 섬유 필라메트를 절단하여 스테이플 파이버를 제작하게 된다. 절단하는 길이는 방적의 목적에 따라 다르지만, 보통 1∼8.80cm 정도로 절단된다.
저융점 섬유(LM fiber) 내지 저 융점 폴리에스테르 섬유는, 내약품성이 있으며 신장 굴곡에 대하여는 탄성을 지니는 장점을 지닌 통상의 폴리에스테르 섬유( 250 내지 255 ℃ 범위의 융점을 지녀 내열성이 우수함)와는 달리, 폴리에스테르(Polyester)계 수지를 저 융점화하여 110 내지 210 ℃ 범위의 융점을 가지도록 제작되는 섬유로, 저융점 폴리에스테르 바인더(binder) 섬유나 접착제로서 사용되는 섬유를 말하며, 이와 같은 용도에는, 일반적으로 공중합한 폴리에스테르(Polyester)가 사용되고 있다.
볼 형 섬유 충전재는 통상 하기 특허문헌1에서와 같이, 일반 폴리에스테르 섬유(즉, 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버와)와 저융점 폴리에스테르 섬유(즉, 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버)를 혼합하여 기계적인 방법으로 일반의 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점의 폴리에스테르 스테이플 파이버로 이루어진 일정 크기를 가지며 구형의 형상으로 엉키어 형성된 볼 형 화이버를 형성한 것으로, 저융점 폴리에스테르 섬유를 녹이기 위하여 통상 저융점 폴리에스테르 섬유의 융점 이상의 온도(즉, 110 내지 250℃)의 온도로 가열하는 가열공정을 필수적으로 포함한다.
한편, 의류용 양모 충전재의 경우, 양모 단독으로 충전재로 사용할 경우와 종래 폴리에스테르 스테이플 파이버 볼 형 충전재와 같이 기계적인 가공 방법으로 양모 섬유만을 볼 형태로 가공할 경우, 양모 섬유 간 과도한 엉킴 현상이 발생하고 이에 따라 특히 세탁시마다 두드림 등으로 균일하게 여야만 볼륨감을 유지할 수 있게 되어, 특정 볼륨감을 주기 위하여 많은 양의 양모 섬유를 사용할 수밖에 없는 단점이 있어 널리 상용화되고 있지 못한 실정이다.
따라서, 양모 섬유와 합성섬유 특히, 폴리에스테르 섬유를 혼합한 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 개발 필요성이 있다.
그러나, 양모 섬유와 합성섬유 특히, 폴리에스테르 섬유를 혼합한 섬유를 볼 형 섬유 충전재로 가공하는 경우, 통상의 볼 형 섬유 충전재의 제작방법에 의할 경우 저융점 폴리에스테르 섬유를 녹이기 위한 가열공정에 의하여 양모 섬유의 성질의 열화를 피할 수 없게 된다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1052591호(볼화이버를 이용한 견면의 제조방법 및 그 견면, 공고일자 2011년07월29일)
따라서 본 발명은 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 양모 섬유의 열화가 없는 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 종래의 폴리에스테르 섬유를 이용한 패딩 공정 및 설비 등을 그대로 사용할 수 있는 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 특징적인 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 의하여 제작된 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 특징적인 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 의하여 제작된 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재를 사용하여 제작되는 방한용 의류를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 관한 것으로, 양모를 처리하여 양모 단 섬유로 가공하는 양모 필러 준비단계; 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여 처리함으로써 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합 합성섬유로 가공하는 혼합 합성섬유 가공단계; 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 미리 설정된 비율로 혼합하여 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 결속시켜 혼섬 섬유로 가공하는 혼섬 파이버 가공단계; 상기 양모 섬유와 혼합합성섬유가 결속된 혼섬 섬유를 일정 크기를 가지며 구형의 형상으로 엉키어 형성된 볼 형 섬유로 형성시키는 볼 가공 처리단계;를 포함하여, 혼합 합성섬유 가공단계는 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여, 상기 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점 이상으로 열처리하여 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 결속시키는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 양모 필러 준비단계는, 화공 약품을 사용하여 원피에서 양모와 가죽을 분리하는 수세과정(S12)을 포함하여 수행된다.
또한, 혼합 합성섬유 가공단계에 있어, 상기 일반 합성섬유로는 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버가 사용되는 것이 바람직하다.
여기서, 혼합 합성섬유 가공단계는 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 화이버를 미리 정해진 혼용율로 혼합하는 FIBER OPENING AND MIXING공정(S21); 혼합된 혼합 합성섬유를 공기에 의하여 호퍼(HOPPER)로 이송하여 균일하게 혼합되도록 하는 HOPPER FEEDING공정(S22); 호퍼에서 공급되는 혼합 합성섬유는 카드기에 공급하여, 얇은 거미줄 상태의 포(WEB)형태로 분리시키는 CARDING공정(S23); 혼합 합성섬유에 포함된 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점(110 내지 210 ℃)이상으로 열처리하는 열처리공정(S25); 혼합 합성섬유의 얇은 포를 분쇄하여 양모 단섬유와 결속가능한 혼합 합성섬유로 분쇄하는 분쇄공정(S27)을 포함하여 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 바람직하게는 혼합 합성섬유 가공단계는, 일반적인 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합섬유를 열처리하여 패딩을 제작하는 패딩 공정에 있어 검단 결과 불량처리된 패딩을 준비하는 과정 및 상기 불량 처리된 패딩을 분쇄하여 양모 단섬유와 결속가능한 혼합 합성섬유로 분쇄하는 분쇄공정을 포함하여 수행되는 것이 바람직하다.
다른 측면에서 본 발명은 특징적인 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 의하여 제작된 양모 섬유와 일반 합성섬유 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합 합성섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재에 관한 것이며,
또 다른 측면에서 본 발명은 특징적인 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 의하여 제작된 양모 섬유와 일반 합성섬유 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합 합성섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재를 사용하는 방한용 의류에 관한 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 새로운 개념의 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제작방법을 제공하여, 양모 섬유의 열화가 없는 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법 및 이에 따라 제작된 볼 형 섬유 충전재를 제공할 수 있게 된다.
또한, 종래의 폴리에스테르 섬유를 이용한 패딩 공정 및 설비 등을 그대로 사용할 수 있어 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제작 단가를 절감하고 및 생산성을 높일 수 있게 된다.
아울러, 특징적인 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 의하여 제작된 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재를 사용하여 방한용 의류, 침낭 등 다양한 제품을 제작하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
나아가, 새로운 개념의 양모 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제공으로 조류 인플루엔자의 유행에 의한 기존의 보온용 충전재로 주로 사용되는 다운 소재의 안정성의 문제 및 다운 소재의 가격 상승에 따른 의류 등의 보온용 충전재 원가 상승과 이로 인한 의류 등의 가격 상승을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법의 흐름도.
도 2는 본 발명의 양모 필러 준비 단계의 일 실시예의 흐름도와 양모 단섬유의 모식도.
도 3은 본 발명의 일실시예의 혼합 합성섬유 가공단계의 흐름도와 이에 따라 가공되는 혼합섬유의 모식도.
도 4는 본 발명의 일실시예의 혼섬 파이버 가공단계의 개념도 및 혼섬 파이버의 모식도
도 5는 본 발명의 일실시예의 볼 가공 처리단계의 개념도 및 볼 형 섬유충전재의 모식도
도 6은 일반적인 패딩 제조공정의 공정도
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서의 실시예에 있어 합성섬유는 주로 통상의 폴레에스테르 스테이플 파이버, 저융점 폴레에스테르 스테이플 파이버 또는 이들이 혼합된 혼합된 것을 지칭하여 실시예로서 설명되나, 이에 한정되지 않으며 본 발명의 구현이 가능한 다양한 공지의 합성섬유를 포함하는 개념으로 사용된다. 또한, 스테이플 파이버 및 단 섬유는 동일한 개념으로 혼용되어 사용되며, 합성섬유 또는 폴리에스테르 섬유는 특별한 언급이 없는 한 스테이플 파이버 또는 단섬유 형태로 가공된 것으로 사용된다.
먼저, 양모의 특성과 본 발명의 혼섬 섬유를 통한 볼 가공의 필요성 및 적합성을 살펴보면, 첫째 양모 섬유의 경우 보통 1.0~1.7g/d 정도로 천연 섬유 중 강도가 가장 약하며, 흡습시 강도가 20% 정도 감소한다. 따라서, 볼 형 충전재에서 양모 강도를 보완하기 위하여 폴리에스테르 섬유 또는 나일론 섬유 등을 혼합하여 형체 안정성을 향상시킬 필요가 있다.
둘째, 양모의 신도는 약 30%로 천연섬유 중 가장 크며 신도가 약 26%인 폴리에스테르 섬유와 유사하다. 따라서, 양모 섬유와 폴리에스테르 섬유를 혼합함으로써 볼 형 충전재의 형태의 안정성을 최적화할 수 있다.
셋째 양모는 축융성을 가진다. 축융성(felting, milling)이란 양모 섬유에 열, 압력, 마찰, 습기 등을 작용시키면 섬유가 엉키고, 밀착되어 두터운 층을 만들어 고정되는 성질을 말하며, "전락성" 또는 "밀리성"이라고도 한다. 이러한 성질로 인하여, 양모 섬유가 사용되어 의류용 충전재가 제작되는 경우, 즉, 종래 폴리에스테르 스테이플 파이버 볼 형 충전재와 같이 기계적인 가공 방법으로 양모 섬유만을 볼 형태로 가공할 경우를 포함하여 양모를 단독으로 사용하여 충전재를 제작할 경우, 세탁시 및 사용시 과도한 주의가 요구되며, 이에 따라 본 발명의 합성섬유 내지 폴리에스테르 섬유와의 혼섬 섬유 형태로 볼 가공을 수행하는 것이 필요하게 된다.
한편, 양모 섬유의 특성 및 충전재로서의 사용시 혼방이유를 정리하면 아래의 표1과 같다
구분 특성 양모 섬유의 특성 및 충전재로서의 혼방이유
양모
비중		 1.32 셀룰로오스계 1.5~1.54보다 가볍다 폴리에스테르 1.38
양모
보온성		 좋다 권축으로 인하여 함기량이 크다(꼬임으로 인해 공기함유)형태안정을 유지하며, 폴리에스터와 함께 꼬임, 권축성을 함께 유지하여 보온성을 성질 유지하는 목적도 같음.
양모
내추성
(굽힘성)		 좋다 면섬유의 약 10배/20,000번을 굽혀도 절단이 안 됨
양모 내후성 나쁘다 일광에 의하여 휘고, 손상 되여 황변현상 발생 : 충전재로 사용하는 용도에 있어서 겨울에 사용되며, 충전재 특성상 직접 일광을 받지 않으며(겉감원단 과 일명 다운 백 원단이나 부직포를 사용하며 역 삼출 현상을 막기 위함) 이와 같은 단점 발생이 최소화 됨.

양모
대전성		 아주크다 마찰이 되면 대전, 정전기가 발생되기 때문에 이러한 문제를 해결하기위해서 양모가공 前 양모의 얻기 위해 유제처리를 하여 약점을 최소화하며 폴리에스테르 스테플 화이바 역시 유제 처리된 섬유를 사용하는 것이 좋음.
한편, 본 발명은 양모 섬유의 이러한 축융성을 이용하여 후술하는 실시예에 있어, 혼합 합성섬유 예컨대, 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 통하여 결착된 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버와 양모 섬유를 혼섬시 회전과 회전시 발생하는 마찰 및 열을 이용하여 양모 섬유와 혼합 합성섬유 간의 결합을 유도하게 되며, 볼 형태 내에서도 이러한 축융성으로 인하여 혼섬 섬유의 볼 형태의 안정성을 증가시켜 각 볼의 롤링 내지 결속에 의한 볼 형태의 지속성을 유지하여 뭉침을 방지하는 효과를 가지게 된다. 이를 통해 볼 형태 내의 함기량도 커지게 되는 원인이 된다.
도1은 본 발명의 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법의 흐름도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 양모 섬유와 합성섬유의 혼섬 섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법은, 양모 필러 가공단계, 혼합 합성섬유 가공단계, 혼섬 파이버 가공단계, 볼 가공 처리단계;를 포함하여 수행된다.
양모 필러 준비단계(S10) 양모를 처리하여 개모된 양모 단 섬유로 가공하는 공정이다.
도2는 본 발명의 양모 필러 준비 단계(S10)의 일 실시예의 흐름도와 양모 단섬유의 모식도이다.
양모 필러 준비단계(S10)에서 가장 중요한 공정은 적절한 양모를 선택하는 것이 가장 중요하며, 적절한 양모의 선택 후 가공공정은 일반적인 양모 가공공정을 통하여 선택된 양모에 적합한 형태로 적절히 각 과정 및 조건이 변경되어 수행될 기와 길이로 혼섬되는 혼합 합성섬유 즉, 혼합 폴리에스테르 파이버의 규격 중 굵기와 두께가 가장 유사한 규격을 가지는 양모를 선택하여야 볼 가공이 용이하게 된다. 이에 따라, 본 실시예에 있어서 볼 가공 및 부직포, 솜 등의 가공에 주로 사용되는 폴리에스테르 스테이플 파이버가 사용되며, 이러한 폴리에스테르 스테이플 파이버의 규격인 보통 2-7데니아의 굵기와 섬유 길이는 30~75mm 정도의 굵기와 길이를 가지는 양모 섬유가 적합하며, 이를 얻을 수 있는 품종의 양모를 적합한 양모로서 선택하게 된다.
한편, 각 종류의 양모에 대한 본 발명에서의 폴리에스테르 스테이플 파이버와의 혼섬 볼 가공에 사용 접합성을 원산지에 따른 분류 및 양모의 일반적인 품질로 분류하고 생산량 및 운송비 등 경제적인 요인을 고려하여 검토하면 아래 표2과 같다. 이는 본 발명의 실시에 있어 대략적인 양모 선택 기준으로 사용된다.
유럽 유럽양모 스페인,독일,
프랑스,이태리		 가늘고,탄성이많고,부드럽고
색상이 좋다		 품질이
좋다		 적 합
영국 영국양모 영국 미디엄 양모,
장모종, 사육		 품질이
좋다		 적 합
남미 남미양모 브라질,
우루과이
아르헨티나		 메리노 +
잡종양모		 품질이
좋다		 적 합
미국 미국양모 미국 뻣뻣하고
탄성이 적다		 나쁘다 非 고려 대상
-생산량
호주 호주양모 호주 생산량이 최대
메리노양70%		 아주
좋다		 적 합
뉴질랜드 뉴질랜드양모 뉴질랜드 메리노양+
컴백		 좋다 적 합
아시아 아시아양모 중국, 몽골 굵고 뻣뻣함 나쁘다 일부 적합
일부 부적합
아프
리카		 아프리카
양모		 모로코, 콩고 색상이 희고
좋은편이다
울과헤어 혼합		 나쁘다 일부 적합
일부 부적합
-현지사육
종(種)에따라
기타 산악, 고원양모 티베트 ,페루
콜롬비아		 굵고 뻣뻣함 나쁘다 非 고려 대상
운반수송문제
양모는 살아 있는 양의 양모만을 깎아서 제거하여, 털만 취하는 방식과 양을 직접 도살 후 양모가 붙어 있는 원피에서 양모를 취하는 방식이 있다. 전자의 경우 본 발명의 실시에 적합한 개모된 양모 단 섬유를 선택 구입하는 과정으로 양모 필러의 준비단계(S10)가 종료된다. 이 경우에도 후술하는 도2의 주요 공정의 하나 이상을 포함하여 구매 전 개모된 양모 단 섬유가 준비된다.
따라서, 후자의 방식을 선택하는 경우의 주요 공정을 도2를 참조하여 설명한다.
도2의 양모 필러 준비 단계(S10)는, 불순물 제거 공정(S11), 수세과정(S12), 제2 불순물 제거 및 탄화공정(S13), 건조 및 가열처리 공정(S14)을 포함하여 수행된다. 불순물 제거 공정(S11)은 원피의 양털에 부착된 각종 씨앗, 껍질 등 불순물을 제거하는 공정으로 수작업 또는 케이지 드럼의 회전력을 이용하여 원피로부터 불순물을 제거하는 공정이다.
수세과정(S12)은 원피의 양모(털)과 가죽을 분리하는 공정으로 화공 약품을 통하여 수행되며, 염화나트륨 용액 등 공지의 화공 약품을 통해 가죽에 있는 모낭을 제거하는 방법으로 수행된다.
제2 불순물 제거 및 탄화공정(S13)은 특히 방목된 양모에 혼합되어 있을 수 있는 식물성 오염물(풀, 짚, 씨앗, 선인장 가시 등)을 2차적으로 제거하기 위하여 육안으로 구분하여 분리하거나, 파쇄기 등을 이용하여 제거할 수 있으며, 동물성 섬유는 산에 강하고, 식물성 섬유는 산에 약한 성질을 이용하여, 묽은 황산 용액 처리를 이용하여 탄화시킴으로써, 즉 탄화공정을 통하여 불순물을 탄화시켜 제거할 수도 있다. 이 경우 제거된 양모(털)에 대한 공지의 묽은 황산처리에서 묽은 알카리 처리 후 세척의 일련의 과정을 수행하게 된다.
건조 및 가열처리 공정(S14)은 세척된 양모를 건조시킨 뒤 가열 처리하여 단백질 성분(캐라틴)성분 즉 자체 단백질 오일을 유지하기 위한 것으로, 보통의 경우 약 섭씨 45도 내지 50도의 온도로 건조한 뒤 특히 우기(雨氣)에는 70 내지 80도의 온도로 열처리를 진행하게 된다.
또한, 양모의 특성에 따라 위에 다양한 공지의 공정이 부가될 수 있으며, 예컨대, 양모 굵기가 큰 양모에 대하여는 부드러움을 더하기 위해 모피처럼 양모(털)에 유연제인 가지제를 첨가하는 공정이 부가될 수 있다. 유연제의 경우 드라이 크리닝등 세탁시 양모의 단백질 성분의 세탁제와의 화학적 반응으로 변질 즉, 노화현상(털이 뿌러지는 현상)을 막고 대전방지처리를 겸하는 방식이 적용될 수 있는 다양한 공지의 천연 오일계 유연제 또는 석유화학 제품의 섬유 유연제가 사용될 수 있다. 양모 필러 준비단계를 통해 도 2 하단의 모식도와 같은 단 섬유 형태의 양모 필러 파이버로 구성되는 양모 필러가 준비된다.
한편, 혼합 합성섬유 가공단계(S20)는 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여 처리함으로써 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합섬유로 가공하는 공정이다.
특히, 혼합 합성섬유 가공단계는 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여, 상기 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점 이상으로 열처리하여 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 결속시키는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하여, 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 사용하는 볼 형 섬유 충전재의 종래 제작 공정에 의할 경우 가열공정에 의하여 양모 섬유의 성질의 열화되는 문제를 양모 단 섬유와의 혼섬 공정(S30)이전에 열처리 공정을 수행함으로써 해결한다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 혼합 합성섬유 가공단계(S20)의 흐름도와 이에 따라 가공되는 혼합섬유의 모식도이다
도 3을 참조하면, 혼합 합성섬유 가공단계(S20)는 FIBER OPENING AND MIXING공정(S21), HOPPER FEEDING공정(S22), CARDING공정(S23), WEB FORMING 공정(S24), 열처리 공정(S25), ROLL WINDING 공정(S26), 분쇄공정(S27)을 포함하여 수행된다.
FIBER OPENING AND MIXING공정(S21)은 압축되어 포장된 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 화이버를 개봉(Opening)하여 미리 정해진 혼용율로 혼합하는 과정이다. 일반 합성섬유로는 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버가 사용되며, 실시예에 있어서, 하나 이상의 두께 및 길이를 가지는 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 각 종류별 혼용율은 아래의 표3와 같다.
저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버는 파이버의 굵기 등 특성과 제작되는 혼합 합성섬유의 터치성(draft) 및 부드러운 정도(soft성) 등 특성이 고려되어 파이버 간의 결속을 강화시키기에 적합한 양이 사용되며, 일반적으로 제작되는 충전재의 중량이 큰 경우 큰 결속력을 얻기 위하여 양이 증가된다. 과다한 양이 투입되는 경우 전체적인 볼륨감의 저하로 귀결되므로, 대략 5% 이하를 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 굵기가 6~7 데니아(太 데니아)에 속하는 스테이플 파이버가 사용되는 경우 상대적으로 위 범위에서 많은 양을 사용되어 결속력을 강화하고, 2~3 데니아(細 데니아)경우는 1%~ 최대 2% 이하를 사용하는 것으로 충분하다. 또한, 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 양은 요구되는 볼륨성, 터치성(draft)성, 부드러운 정도(soft성) 및 사용되는 양모의 특성에 따라 세부적으로 조절된다.
구분 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버
혼용율(중량) 95%~99% 1%~5%
HOPPER FEEDING공정(S22)은 혼합된 혼합 합성섬유를 공기에 의하여 호퍼(HOPPER)로 이송하여 균일하게 혼합되도록 하는 공정이다.
CARDING공정(S23)은 호퍼에서 공급되는 혼합 합성섬유는 카드기에 공급하여, 상호 빗질 작용을 받아 가면서 섬세하게 개면되어 얇은 거미줄 상태의 포(WEB)형태로 탈리 즉, 섬유가 한 가닥씩 분리시키는 공정이다.
WEB FORMING 공정 : 얇은 포(WEB) 한겹 상태는 너무 얇으므로 제품의 두께와 폭에 따라 필요한 겹 수대로 겹쳐지도록 적층이 이루는 공정으로, 선택적인 공정이다. 후술하는 패딩공정 및 설비를 그대로 이용할 경우에 패딩 공정처리를 공유하여 사용하는 경우에 포함된다.
열처리공정(S25)은 혼합 합성섬유에 포함된 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점(110 내지 210 ℃)이상으로 열처리하는 공정으로, 일반 합성섬유의 융점 내지 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버이 융점(250 내지 255 ℃ 범위의 융점) 미만으로 혼합 합성섬유를 열처리한다. 바람직하게는 융점이 110℃ 정도의 저율점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 사용되는 경우 100~ 150℃정도로 열처리하며, 본 공정을 통해 저융점 스테이플 파이버가 녹아 일반 합성섬유 내지 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버와 결착된다.
ROLL WINDING 공정(S26)은 열처리 된 혼합 합성섬유는 얇은 포 형태 또는 얇은 포가 적층된 웹 형태로 보관의 편의상 롤 형태로 감아 보관한다.
분쇄공정(S27)은 보관된 혼합합성섬유의 얇은 포 또는 얇은 포가 적층된 웹 형태를 분쇄하여 양모 단 섬유와 결속이 가능한 상태로 혼합 합성섬유로 분쇄하는 공정으로, 분쇄공정을 통하여 도3 하단과 같은 저융점 스테이플 파이버와 일반 합성섬유 내지 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합 합성섬유가 준비된다.
분쇄공정은 도6에서와 같은 일반 패딩 공정에 있어서는 8)검단 공정에 있어 불량으로 판단된 패딩 내지 부직포를 분쇄하기 위하여 수행되며, 본 실시예에 있어서 일반 패딩 공정의 분쇄기를 그대로 사용하여 수행될 수 있다.
한편, 일반 패딩 공정에 있어 불량으로 판정된 경우 패딩 내지 부직포를 분쇄하여 일반 폴리에스테르 파이버와 저융점 폴리에스테르 파이버가 이미 결착된 상태인 재생 파이버가 생성되며, 이를 합성 섬유 내지 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합 합성섬유로서 사용하는 것이 가능해 진다.
위와 같은 공정이 수행되면, 도3 하단의 모식도와 같은 형태의 일반 합성섬유 내지 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합 합성섬유가 준비된다.
이와 같이, 혼합 합성섬유 가공단계(S20)는 도6의 종래 저융점 폴리에스테르 단 섬유와 일반 폴리에스테르 단 섬유를 포함하는 부직포를 패딩라인에서 DRYING 공정 이전에 수행되는 NEDDLE PUNCHING 공정과 RESIN SPRAY 공정 등 불필요한 공정 및 설비를 생략하고, 분쇄공정(S27) 및 설비를 추가하여, 추가적인 별도의 설비없이 종래의 부직포 패딩 제작라인을 이용하는 것이 가능해 지는 효과를 가지게 된다.
실시예에 따라서는, 일반적인 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합섬유를 열처리하여 패딩을 제작하는 패딩 공정에 있어 일반적인 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착되었으나 레진 도포 등의 불량으로 불량처리된 패딩 또는 부직포를 재활용하게 될 수 있는 특유의 효과를 가지게 된다.
실시예에 따라서는, 불량으로 처리된 패딩 또는 부직포를 재활용한 재생 파이버를 사용하여 혼합 합성섬유로 가공할 수 있으며, 그 방식으로는 첫째, 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버, 재생 파이버, 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여 위 혼합 합성섬유 가공단계(S20)를 수행하여 혼합 합성섬유를 가공하는 방식과 둘째, 재생 파이버만으로 구성된 혼합 합성섬유를 가공하는 방식이 있다.
첫째, 방식의 경우 각 종류별 혼용율은 아래의 표4와 같다. 고급제품의 경우 재생 파이버의 비율이 낮아지며, 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 양은 사용되는 일반 스테이플 파이버의 굵기 및 재생 파이버의 투입 비율 등 특성과 제작되는 혼합 합성섬유의 터치성(draft) 및 부드러운 정도(soft성) 등 특성이 고려되어 파이버 간의 결속을 강화시키기에 적합한 양이 사용되며, 일반적으로 제작되는 충전재의 중량이 큰 경우 큰 결속력을 얻기 위하여 필요양이 증가 된다.
구분 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버 재생 파이버 저융점 폴리에스테르 스테이플
파이버
혼용율
(중량)		 90%~98%
(고가제품의 경우)
80%~90%
(저가제품의 경우)		 1%~5%
5%~10%		 1%~5%
(고가제품의 경우)
5%~10%
(저가제품의 경우)
이 경우 혼합 합성섬유 가공단계(S20)의 FIBER OPENING AND MIXING공정(S21)에서 일반 합성섬유 즉 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버, 재생 파이버 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 화이버가 미리 정해진 혼용율로 혼합된다.
두 번째 방식의 경우, 혼합 합성섬유 가공단계(S20)는, 일반적인 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합섬유를 열처리하여 패딩을 제작하는 패딩 공정에 있어 검단 결과 불량처리된 패딩을 준비하는 과정 및 준비된 불량 처리된 패딩을 분쇄하여 양모 단섬유와 결속가능한 혼합 합성섬유로 분쇄하는 분쇄공정을 포함하여 수행된다.
혼섬 파이버 가공단계(30)는 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 미리 설정된 비율로 혼합하여 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 결속시켜 혼섬 섬유로 가공하는 과정으로 통상의 패딩 공정에서 사용되는 HOPPER 기를 사용하여 수행되며, 공기에 의하여 이송되는 단섬유 형태의 양모 필러 파이버와 혼합 합성섬유를 일정량씩 계량하여 간헐적으로 낙하공급하여 기계적으로 혼합하는 방식으로 수행된다. 실시예에 따라서 기계적 혼합 방식으로 적절한 회전을 이용하여, 도 4와 같은 형태의 양모 섬유와 혼합합성섬유가 결속된 혼섬 섬유로 가공한다. 양모 섬유의 경우 섬유의 그 자체적으로 축융성 즉, 스케일이 있어 양모 섬유가 서로 마찰되면 섬유의 모근 방향으로 전진하여 일단 엉키면 풀리지 않는 성질이 있으므로 이를 이용하여 적절한 혼합과 회전력의 공급으로, 회전과 회전시 발생하는 마찰 및 열로 인하여 도 4와 같은 형태로 양모 섬유와 혼합 합성섬유가 결속된 혼섬 섬유로 가공된다.
양모 단 섬유와 혼합합성섬유의 혼합비율은 통상 중량비율로 50:50으로 혼합하며, 제품의 요구사항에 따라 혼합비율이 조정될 수 있다.
볼 가공 처리단계(S40)는 상기 양모 섬유와 혼합합성섬유가 결속된 혼섬 섬유를 일정 크기를 가지며 구형의 형상으로 엉키어 형성된 볼 형 섬유로 형성시키는 공정으로, 혼섬 섬유를 볼 가공처리 기기를 이용하여 적절한 회전력을 통해 볼 형상으로 구현한다. 볼 가공 처리 이전에 혼섬 섬유에 대한 카딩(CARDING)단계를 추가로 수행하며, 각 혼섬 섬유 가닥이 분리 또는 분산되도록 한다. 형성되는 볼의 크기는 투입되는 혼섬 섬유의 시간당 투입량과 볼 가공 처리기의 회전 속도를 조절함으로써 조절될 수 있다.
본 발명의 일반적인 패딩 제조 공정 및 설비의 전부 또는 일부를 사용하여 수행될 수 있으며, 도 6은 일반적인 패딩 제조 공정의 공정도로 본 실시예의 구현은 일반적인 패딩 제조공정을 참조하여 구현된다, 이하, 일반적인 패딩 제조공정을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같은 일련의 공정을 포함한다.
1) FIBER OPENING AND MIXING공정 : 패딩 생산 공정 중의 첫 공정으로서 베일 브레이킹(BALE BREAKING)공정이라고도 하며, 베일(BALE)상태로 압축되어 포장된 섬유를 개봉하여 패딩의 혼용율에 맞게 정확히 혼면이 될 수 있도록 전자저울로 계량 투입하여 섬유 덩이를 펴주고 이종의 예컨대 섬도가 다른 섬유를 혼합하는 혼면 및 개면 공정으로 이를 위한 기계 또는 이들의 집합체로 BALE BREAKER가 사용된다.
2) HOPPER FEEDING공정 : BALE BREAKER에서 공기에 의해 이송된 혼합된 섬유는 호퍼(HOPPER)공급기에서 계속해서 개면 되면서, 제품중량에 따라 일정량씩 계량하여 간헐적으로 급면 콘베이어에 낙하공급시켜준다.
3) CARDING공정 : 호퍼에서 공급되는 혼합된 섬유는 카드기의 FEEDING ROLLER에 의해 공급되어, 이를 구성하는 예컨대, 테커인, 실린더, 워커, 스트리퍼의 톱니형 와이어 간에 상호 빗질 작용을 받아 가면서 섬세하게 개면되어 도파 와이어에 의해 얇은 거미줄 상태의 WEB형태로 탈리 즉, 섬유가 한 가닥씩 분리된다.
4) WEB FORMING 공정 : 얇은 WEB 한겹 상태는 너무 얇으므로 제품의 두께와 폭에 따라 필요한 겹 수대로 겹쳐지도록 적층이 이루어진다.
5) DRAFTER공정 및 NEEDLE PUNCHING공정 : 성형된 WEB상태의 개개의 섬유올을 서로 단단하게 결착되어 있지 않고 자연상태로 쌓여만 있는 상태이므로 특수품목 및 NEEDLE PUNCHING 제품인 경우에는 인장강력 및 두께를 조정하기 위해 BARB가 달린 FELT NEEDLE로 상하로 찍어주어 개개의 섬유 가닥들을 서로 엉키도록 하여 결착시킨다. 실시예에 따라서는 성형기에서 WEB이 겹쳐져서 성형된 상태는 다소 불균일하고 경우에 따라서는 지그재그 형태의 성형라인이 나타날 수도 있으므로 DRAFTER공정을 부가하여 이를 통해 좀더 균일하도록 조직의 연신 처리를 하여 줄 수 있다.
6) RESIN SPRAY공정 :접착제형 부직포 제조 핵심공정으로 인장 강력이 거의 없는 성형WEB의 섬유 개개올에 대하여 BINDER역할을 하는 RESIN수용액을 수개의 NOZZLE을 통하여 제품의 앞뒷면을 미세한 입자형태로 SPRAY하는 공정이며 각 제품의 요구 TYPE에 따라 HARD, MEDIUM, SOFT의 RESIN종류 및 코팅량이 조정되어 진다. NEEDLE PUNCH제품 또는 저융점 섬유를 사용하는 접착 섬유법 제품인 경우엔 RESIN SPRAY공정을 거치지 않을 수도 있다.
7) DRYING AND CURING 공정 : RESIN액이 처리된 WEB은 3단 DRY챔버 내에서 열처리를 받는데 1,2단에서는 수분증발제거를 3단에서는 큐어링 즉, RESIN의 가교결합에 의한 열고착을 시켜 사용 중 강력유지 및 형태안정성을 갖게 한다. 저융점 섬유를 사용하는 접착 섬유법 제품인 경우에는 저융점 섬유의 융점 이상으로 열처리하는 공정이 필수적으로 포함된다.
8) 검단 및 ROLL WINDING공정 : 큐어링 공정이 끝난 제품은 자연냉각이 이루어지며 제품 중에 이물질이 없고 TOUCH등 외관 품질에 이상이 없는 제품은 양쪽 끝(SELVAGE)을 CUTTING하고 일정한 제품 폭 및 ROLL장을 자동설치로 설정한다.
본 발명의 실시예에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
S10: 양모 필러 준비단계
S20: 혼합 합성섬유 가공단계
S30: 혼섬 파이버 가공단계
S40: 볼 가공 처리단계

Claims (7)

  1. 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법에 있어서,
    양모를 처리하여 개모된 양모 단 섬유로 가공하는 양모 필러 준비단계;
    일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여 처리함으로써 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버가 결착된 혼합 합성섬유로 가공하는 혼합 합성섬유 가공단계;
    상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 미리 설정된 비율로 혼합하여 상기 양모 섬유와 혼합 합성섬유를 결속시켜 혼섬 섬유로 가공하는 혼섬 파이버 가공단계;
    상기 양모 섬유와 혼합합성섬유가 결속된 혼섬 섬유를 일정 크기를 가지며 구형의 형상으로 엉키어 형성된 볼 형 섬유로 형성시키는 볼 가공 처리단계;를 포함하여,
    혼합 합성섬유 가공단계는 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 혼합하여, 상기 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점 이상으로 열처리하여 일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버를 결속시키는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 양모 필러 준비단계는, 화공 약품을 사용하여 원피에서 양모와 가죽을 분리하는 수세과정(S12)을 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    혼합 합성섬유 가공단계에 있어, 상기 일반 합성섬유로는 일반 폴리에스테르 스테이플 파이버가 사용되는 것을 특징으로 하는 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    혼합 합성섬유 가공단계는
    일반 합성섬유와 저융점 폴리에스테르 스테이플 화이버를 미리 정해진 혼용율로 혼합하는 FIBER OPENING AND MIXING공정(S21);
    혼합된 혼합 합성섬유를 공기에 의하여 호퍼(HOPPER)로 이송하여 균일하게 혼합되도록 하는 HOPPER FEEDING공정(S22);
    호퍼에서 공급되는 혼합 합성섬유는 카드기에 공급하여, 얇은 거미줄 상태의 포(WEB)형태로 분리시키는 CARDING공정(S23);
    혼합 합성섬유에 포함된 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 융점(110 내지 210 ℃)이상으로 열처리하는 열처리공정(S25);
    혼합 합성섬유의 얇은 포를 분쇄하여 양모 단섬유와 결속가능한 혼합 합성섬유로 분쇄하는 분쇄공정(S27)을 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    혼합 합성섬유 가공단계는, 일반적인 폴리에스테르 스테이플 파이버와 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합섬유를 열처리하여 패딩을 제작하는 패딩 공정에 있어 검단 결과 불량처리된 패딩을 준비하는 과정 및
    상기 불량 처리된 패딩을 분쇄하여 양모 단섬유와 결속가능한 혼합 합성섬유로 분쇄하는 분쇄공정을 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 양모 섬유와 합성섬유의 혼합섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재의 제조방법.
  6. 양모 섬유와 일반 합성섬유 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합 합성섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재에 있어서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의하여 제작된 양모 섬유와 일반 합성섬유 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합 합성섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재.
  7. 양모 섬유와 일반 합성섬유 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합 합성섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재를 사용하는 방한용 의류에 있어서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의하여 제작된 양모 섬유와 일반 합성섬유 및 저융점 폴리에스테르 스테이플 파이버의 혼합 합성섬유로 형성되는 볼 형 섬유 충전재를 사용하는 방한용 의류.
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