KR101795314B1 - 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법에 관한 것이고, 구체적으로 일정 수준의 신축 상태가 유지된 상태로 염색 공정이 없이 신축성 무봉재 원단이 제조되도록 하는 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법에 관한 것이다. 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법은 일정 두께를 가진 사각 판 형상의 신축 제한 기판을 준비하는 단계; 상기 신축 제한 기판을 원단의 내부에 배치하고, 상기 원단의 말림 부분을 처리하는 단계; 5 내지 60초 동안 120 내지 250 ℃의 온도로 열처리를 하는 단계; 및 상기 신축 제한 기판을 상기 원단으로부터 제거하는 단계를 포함한다.

Description

친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법{A Method for Producing a Elastic Seamless Fabric Eco-Friendly}

본 발명은 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법에 관한 것이고, 구체적으로 일정 수준의 신축 상태가 유지된 상태로 염색 공정이 없이 신축성 무봉재 원단이 제조되도록 하는 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 포토 프린트용 원단 또는 스크린 프린트용 원단의 생산 과정에서 텐터(tenter) 공정이 적용될 수 있지만 텐터 공정이 적용되면 제조 과정에서 사용된 핀의 흔적이 남을 수 있다는 단점을 가진다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 코일 형태의 전기 히터가 배치된 히터 프레임을 통과시키는 공정이 무봉재 튜브 형태의 원단에 적용될 수 있다. 튜브 형태의 원단을 히터 프레임 사이로 통과시키기 위하여 원단을 당기는 한 쌍의 롤러가 설치될 수 있고, 압력이 가해진 롤러의 작동에 의하여 원단이 정해진 방향으로 이송될 수 있다. 그리고 이와 같은 히터 프레임 통과 공정을 통하여 폭이 20 내지 24 ㎝가 되는 무봉재 튜브 형태의 프린트 원단이 제조될 수 있다. 그러나 스판덱스와 같이 상하 및 좌우 신축성이 큰 원단의 경우 이러한 히터 프레임 통과 공정이 적용되기 어렵다는 문제점을 가진다. 구체적으로 이와 같은 히터 프레임 공정에 적용되는 경우 스판덱스 포함 원단의 경우 제조된 원단의 중량이 증가되면서 일정한 폭을 가지도록 만들기 어렵다. 예를 들어 상하 및 좌우 방향으로 큰 신축성을 가지면서 피부에 대한 접촉감이 우수하고, 프린트 작업 과정에서 우수한 색감이 발현되도록 하는 스판덱스 포함 극세사 제품의 제조가 어렵다. 이와 같은 문제로 인하여 스판덱스 원단의 두건 제작을 위하여 원단을 펼친 다음 재단하고 이후 한쪽 부분을 봉재를 하고 나염 작업을 하는 방법이 적용될 수 있다. 그러나 이러한 공정의 경우 심 퍼커링(seam puckering)으로 인하여 봉재가 된 부분에 접힘 부분이 발생될 수 있고, 재봉선 부분의 좌우가 봉재의 두께로 인하여 보다 높은 온도와 시간이 요구된다는 단점을 가진다. 그러나 온도가 높아지는 경우 고온으로 인하여 원단이 경화될 수 있고, 봉재가 된 부분이 다른 부분에 비하여 두꺼워질 수 있다. 이로 인하여 포토 프린트의 프레스 작업 또는 스크린 프린트의 스케치 작업 과정에서 봉재가 된 부분과 좌우 사이에 색도의 차이가 발생될 수 있고, 이러한 문제의 해결을 위하여 공정 시간을 증가시키면서 보다 높은 온도에서 공정을 진행한다. 그러나 이로 인하여 재단 또는 봉재 공정의 추가로 인하여 불량률이 증가될 수 있으면서 원단의 손실로 인하여 원가가 상승될 수 있다. 다른 한편으로 염색 후 일정한 폭의 유지가 어렵고 염색의 시간 또는 온도의 조절이 어렵고 편직기에 따라 서로 다른 조건이 설정되어야 한다는 단점을 가진다. 그러므로 이와 같은 문제의 해결을 위한 스판덱스를 포함하는 원단의 제조를 위한 새로운 방법이 요구된다.

특허등록번호 제10-0935791호는 원사를 권취를 하는 정렬 헤드에 배열된 공급 롤러와; 공급 롤러로부터 공급되는 원사를 편직하여 생지 원단으로 가공하는 편직부와; 편직부를 통하여 편직되는 생지 원단을 가압하여 편직이 된 생지 원단을 압착하여 평면으로 펼쳐주는 가압 롤러와; 상기 가압 롤러를 통과하는 생기 원단 표면에 열을 전달하여 생지 원단을 열 소성 변형을 시키는 전열 히터를 가지는 히팅 롤러와; 상기 히텅 롤러를 통과하는 생기 원단을 권취하는 권취 롤러와; 히팅 롤러의 히터 열과 운전을 제어하는 제어부를 포함하는 열처리 가공 원단의 제조 장치에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 전열 히터에 의하여 원단을 제조하는 방법에 대하여 개시하고 있지만 스판덱스와 같이 신축성이 큰 섬유를 포함하거나 또는 좌우 방향을 비롯하여 상하 방향으로 신축되는 원단 제조 공정에 적용되기 어렵다는 단점을 가진다. 그러므로 다양한 신축성 원단 또는 무봉재 튜브 형상의 신축 원단의 제조 공정에 적용될 수 있는 새로운 기술이 개발될 필요가 있다.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술: 특허등록번호 제10-0935791호(송금순, 2010년01월06일 공고) 열처리 가공 원단 제조방법 및 그 장치

본 발명의 목적은 스판덱스 원단을 포함하는 신축성 섬유 원단 또는 무봉재 튜브 형상의 원단 제조에 적용될 수 있는 신축성 무봉재 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 친환경 신축성 무봉재 원단의 제조방법은 일정 두께를 가진 사각 판 형상의 신축 제한 기판을 준비하는 단계; 상기 신축 제한 기판을 원단의 내부에 배치하고, 상기 원단의 말림 부분을 처리하는 단계; 상기 원단을 5 내지 60초 동안 120 내지 250 ℃의 온도로 열처리를 하는 단계; 및 상기 신축 제한 기판을 상기 원단으로부터 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 신축 제한 기판은 목재 소재 또는 종이 소재가 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 신축 제한 기판은 폭이 18 내지 28 ㎝가 되고, 두께 조절이 가능하다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 원단은 튜브 형태가 되고, 스판덱스 섬유를 포함한다.

본 발명에 따른 원단의 제조방법은 스판덱스를 포함하는 신축성이 큰 섬유 원단의 제조에 적용될 수 있고, 또한 무봉재 튜브 형태의 원단 제조에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 원단의 제조방법은 예를 들어 마스크 또는 두건의 사용에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 원단의 제조방법은 신축 제한 기판에 의하여 미리 원단의 신축을 조절하는 것에 의하여 제조된 원단의 중량이 적절한 수준으로 조절되도록 하면서 염색 후 색감의 변화가 감소되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 제조방법은 신축성 섬유의 제조 공정이 간단해지도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 원단의 제조방법은 무봉제 튜브 형태의 환편 원단의 제조 과정에서 염색 공정을 거치지 않고 프린팅 공정에 의하여 원단이 제조되도록 하는 것에 의하여 나염 또는 염색 공정으로 인한 폐수 또는 악취 발생이 방지되도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 신축성 무봉재 원단의 제조방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 적용되는 신축 제한 기판의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 신축성 무봉재 원단의 제조방법의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 신축성 무봉재 원단의 제조방법은 일정 두께를 가진 사각 판 형상의 신축 제한 기판을 준비하는 단계(P11); 상기 신축 제한 기판을 원단의 내부에 배치하고, 상기 원단의 말림 부분을 처리하는 단계(P12); 상기 원단을 5 내지 60초 동안 120 내지 250 ℃의 온도로 열처리를 하는 단계(P13); 및 상기 신축 제한 기판을 상기 원단으로부터 제거하는 단계(P14)를 포함한다.

본 발명에 따른 제조방법은 무봉재 원단에 제조에 적용될 수 있고, 신축성이 큰 스판덱스와 같은 섬유를 포함하는 원단의 제조방법에 적용될 수 있다. 원단은 무봉재 튜브 형태의 편직 섬유가 될 수 있고, 예를 들어 두건 또는 마스크와 같이 신축성이 요구하는 제품의 제조에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 원단은 예를 들어 포토 프린트 프레스 공정 또는 스크린 프린트 방식으로 인쇄가 되어 마스크 또는 두건과 같은 제품으로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않고 신축성이 필요한 다양한 제품으로 만들어질 수 있다.

신축 제한 기판은 예를 들어 열에 의하여 팽창 또는 신축이 되지 않는 소재로 만들어질 수 있고, 예를 들어 종이 또는 목재와 같은 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 신축 제한 기판은 150 내지 300 ℃의 온도 범위에서 작은 팽창률을 가지는 합성수지 소재 또는 고무와 같은 소재로 만들어질 수 있다. 신축 제한 기판은 폭이 18 내지 28 ㎝가 되고, 길이가 20 내지 100 ㎝가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 신축 제한 기판의 두께는 원단의 종류 또는 신축성에 따라 결정될 수 있고, 예를 들어 1 내지 5 ㎝가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

신축 제한 기판이 준비되면(P11), 원단의 말림 부분이 처리될 수 있고, 예를 들어 원단의 절단 부분을 안쪽으로 뒤집는 방법으로 처리될 수 있다(P12). 이에 의하여 말림 부분이 외부로 노출되는 것이 방지될 수 있다. 가공이 되어야 하는 원단에서 말림이 발생될 수 있는 부분은 이와 같이 외부로 노출되지 않도록 처리될 수 있다. 이와 같은 방법으로 원단의 말림 부분이 처리되면(P12), 신축 제한 기판이 원단 내부에 배치될 수 있고, 이에 의하여 원단이 신장된 상태가 될 수 있다. 본 명세서에서 신축성은 탄성과 동일 또는 유사한 의미를 가지고, 신축 섬유는 탄성 섬유를 의미하거나 또는 탄성 섬유를 포함할 수 있다. 신축 섬유 또는 신축 원단의 신율은 예를 들어 30 내지 200 %가 될 수 있지만 이에 제한되지 않고, 예를 들어 고탄성 원단은 200 % 이상의 신율을 가질 수 있다.

신축 제한 기판은 신축성 원단이 신축된 상태로 유지되면서 열처리가 되도록 하는 기능을 가진다(P13). 신축 제한 기판에 의하여 원단은 예를 5 내지 30 %의 수준으로 신축된 상태로 유지될 수 있고, 이와 같은 상태에서 열처리가 될 수 있다(P13). 열처리는 예를 들어 가열 코일이 배치된 프레스 기판에 의하여 이루어지거나, 다른 적절한 방법으로 이루어질 수 있다. 그리고 예를 들어 가압 롤러와 같은 이송 수단에 의하여 원단이 이송되면서 또는 온도 조절이 가능한 프레임에 투입되어 열처리가 될 수 있다. 가압 롤러는 서로 분리된 위치에 적어도 두 쌍이 배치될 수 있고, 이송 방향으로 가해지는 압력에 의하여 원단은 3 내지 20 %의 수준으로 신장될 수 있다. 이와 같이 신축 제한 기판에 의하여 신장되는 비율은 이송 방향으로 인장되는 비율에 비하여 낮은 수치를 가질 수 있다. 또는 온도 조절이 가능하면서 신축 제한 기판 및 원단의 투입 및 배출에 가능한 열처리 프레임에서 열처리가 될 수 있다. 예를 들어 열처리 프레임은 신축 제한 기판의 투입을 위한 투입 유닛, 투입된 신축 제한 기판의 고정을 위한 지그, 온도 조절을 위한 히터, 온도 탐지 유닛, 타이머, 신축 제한 기판의 배출을 위한 배출 유닛 및 배출된 신축 제한 기판의 냉각을 위한 냉각 수단을 가질 수 있다.

열처리는 5 내지 60초 동안 120 내지 250 ℃의 온도에서 이루어질 수 있고, 바람직하게 10 내지 30초 동안 140 내지 200 ℃의 온도에서 이루어질 수 있다. 열처리가 이송 과정에서 이루어지는 경우 다수 개의 신축 제한 기판이 배치된 일정 길이로 절단된 원단이 예를 들어 이송 컨베이어에 배치되어 이송이 되면서 차례대로 열처리 구간을 통과할 수 있다. 열처리가 되는 과정에서 원단은 열처리 구간을 벗어날 수 있고, 원단의 이송 속도가 열처리 구간의 길이 및 열처리 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 열처리가 된 이후 원단은 자연 건조가 될 수 있고, 상온으로 되면 신축 제한 기판이 제거될 수 있다(P14). 이후 원단이 제품으로 가공되는 과정에서 포토 프린트 또는 스크린 프린트 방식으로 인쇄가 되어 건조될 수 있다(P15). 인쇄 및 건조는 이 분야에서 공지된 다양한 방법에 따라 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 원단은 예를 들어 스판덱스 섬유와 폴리에스터 섬유의 혼합 원단이 될 수 있고, 전체 중량의 3 내지 30 wt%의 스판덱스 섬유를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 방법이 적용되는 것에 의하여 염색 공정 또는 프린트 공정에서 원단의 중량이 감소되도록 하면서 이와 동시에 프린트 또는 염색 과정에서 원단의 서로 다른 부분에서 발생되는 신장의 차이로 인한 변형이 완화되도록 한다. 또한 이송 방향 및 수직 방향 모두에 대하여 신장된 상태에서 열처리를 하는 것에 의하여 프린트 공정 또는 염색 공정이 간단해지도록 한다.

열처리 공정은 온도 조절이 가능한 가열 프레임에서 이루어질 수 있고, 가열 프레임은 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 또한 신축 제한 기판은 다양한 구조로 만들어질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 적용되는 신축 제한 기판(21)의 실시 예를 도시한 것이다.

본 발명에 따르면, 원단(22)은 도 2의 위쪽의 우측에 도시된 일반 원단(22a)과 같이 길이가 제한되지 않은 형태로 제공되는 것이 아니라 도 2의 위쪽의 좌측 부분에 도시된 것처럼 환형 또는 실린더 형상으로 일정 길이로 절단된 형태로 제공될 수 있다. 일반 원단(22a)의 경우 환형으로 제조되어 제공되고, 이후 나염 또는 염색 공정을 거치게 되고 이와 같은 과정에서 제품에 따라 핀으로 고정시키는 공정이 요구될 수 있다. 이로 인하여 제품 품질이 낮아질 수 있다. 본 발명에 따르면, 원단(22)은 일정 길이로 절단되어 열처리가 되고 별도로 나염 공정 또는 염색 공정이 진행되지 않고, 프린팅 공정이 진행된다. 이와 같은 과정에서 예를 들어 튜브 형상의 마스크 또는 두건과 같은 제품의 제조 과정에서 별도로 핀의 사용이 요구되지 않는다. 이로 인하여 제품의 품질이 향상되면서 나염 또는 염색 공정에서 사용되는 화학물질이 사용되지 않는다. 그러므로 친환경 가공 방법이 되면서 제조비용 및 제시 시간이 감소될 수 있다.

도 2를 참조하면, 신축 제한 기판(21)은 고온에서 팽창률이 작은 소재로 만들어질 수 있고, 예를 들어 종이, 목재, 고무, 플라스틱 또는 이들의 합성 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 신축 제한 기판(21)은 MDF 소재(Medium Density Fiberboard), 합판, 목재 또는 MDF 소재를 압축시킨 강화 합판으로 만들어질 수 있지만 바람직하게 압축 판지로 만들어질 수 있다. 압축 판지는 다수 개의 종이 판지를 서로 겹쳐 압축 롤러에 의하여 압축시키는 방법으로 만들어질 수 있다. 예를 들어 평량이 60 내지 180 g/㎡이 되면서 압축 강도 100 내지 250 N이 되는 적어도 두 장의 크라프트지가 압축 롤러에 의하여 압축되는 방식으로 만들어질 수 있다. 그리고 압축 종이는 150 내지 400 g/㎡이 되면서 압축 강도가 120 내지 1,200 N가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 신축 제한 기판(21)에 의하여 원단(22)은 신장이 될 수 있고, 신장 구간(CL)에서 신축 제한 기판(21)에 의하여 이송 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 신장이 될 수 있다. 그리고 신축 제한 기판(21)이 제거된 상태에서 원래의 상태로 복원될 수 있다. 원단(22)은 일정 길이로 절단될 수 있고, 예를 들어 마스크 또는 두건과 같이 원단에 의하여 만들어지는 제품의 크기에 기초하여 절단될 수 있다. 그리고 절단된 상태로 신축 제한 기판(21)이 원단(22)에 삽입될 수 있고, 절단 부분이 뒤집어져 노출이 되지 않도록 안쪽으로 위치되도록 할 수 있다. 그리고 일정 길이로 절단된 원단(22)이 신축 제한 기판(21)에 의하여 신장된 상태에서 정지 상태 또는 길이 방향으로 이동되면서 열처리가 이루어질 수 있다. 원단(22)의 폭은 예를 들어 10 내지 24 ㎝가 될 수 있고, 절단되는 원단의 길이는 가공되는 제품의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 원단(22)은 열처리가 된 이후 별도로 나염 공정 또는 염색 공정이 없이 프린트 가공 공정을 위하여 이송될 수 있다.

본 발명에 따르면, 신축 제한 기판(21)의 길이 방향의 가장자리는 곡면 처리가 될 수 있고, 예를 들어 볼록 곡면 또는 오목 곡면 형상의 곡면 부분(CV)으로 만들어질 수 있다. 이와 같은 곡면 부분(CV)에 의하여 열처리 과정에서 원단(22)의 팽창 또는 수축에 따른 손상이 방지될 수 있다. 또한 신축 제한 기판(21)은 두께 조절이 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 예를 들어 신축 제한 기판(21)은 서로 분리되어 배치된 위쪽 판 및 아래쪽 판으로 이루어질 수 있고, 위쪽 판과 아래쪽 판 사이에 다양한 두께를 가진 두께 조절 중간 판(211)이 삽입될 수 있다. 두께 조절 중간 판(211)은 원단(22)의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 2의 아래쪽 부분을 참조하면, 일반 원단(22a)이 신축 제한 기판(21)의 외부에 배치될 수 있고, 일반 원단(22a)의 길이는 신축 제한 기판(21)의 길이에 비하여 작거나 클 수 있고, 두께 조절 중간 판(211)에 의하여 열처리를 위한 신축 제한 기판(21)의 두께가 결정될 수 있다. 신축 제한 기판(21)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 원단의 제조방법은 스판덱스를 포함하는 신축성이 큰 섬유 원단의 제조에 적용될 수 있고, 또한 무봉재 튜브 형태의 원단 제조에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 원단의 제조방법은 예를 들어 마스크 또는 두건의 사용에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 원단의 제조방법은 신축 제한 기판에 의하여 미리 원단의 신축을 조절하는 것에 의하여 제조된 원단의 중량이 적절한 수준으로 조절되도록 하면서 염색 후 색감의 변화가 감소되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 제조방법은 신축성 섬유의 제조 공정이 간단해지도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 원단의 제조방법은 무봉제 튜브 형태의 환편 원단의 제조 과정에서 염색 공정으로 인한 폐수 또는 악취의 발생이 방지가 가능하도록 한다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

21: 신축 제한 기판 22: 원단
22a: 일반 원단 211: 두께 조절 중간 판
CL: 신장 구간 CV: 곡면 부분

Claims (4)

1. 일정 두께를 가진 사각 판 형상의 신축 제한 기판을 준비하는 단계;
   상기 신축 제한 기판을 원단의 내부에 배치하고, 상기 원단의 말림 부분을 처리하는 단계;
   상기 신축 제한 기판에 의해 상기 원단이 신축된 상태로 유지되면서 상기 원단을 5 내지 60초 동안 120 내지 250 ℃의 온도로 열처리를 하는 단계;
   상기 신축 제한 기판을 상기 원단으로부터 제거하는 단계; 및
   상기 원단에 포토 프린트 또는 스크린 프린트 방식으로 인쇄되는 단계를 포함하고,
   상기 원단은 튜브 형태가 되고, 스판덱스 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 무봉재 원단의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 신축 제한 기판은 목재 소재 또는 종이 소재가 되는 것을 특징으로 하는 신축성 무봉재 원단의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 신축 제한 기판은 폭이 18 내지 28 ㎝가 되고, 두께 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 신축성 무봉재 원단의 제조방법.
4. 삭제

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