KR101848270B1

KR101848270B1 - 삼베섬유 원단 제조방법

Info

Publication number: KR101848270B1
Application number: KR1020160021852A
Authority: KR
Inventors: 박통령
Original assignee: 박통령
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2018-04-12
Also published as: KR20170099584A

Abstract

본 발명은 친환경적인 대마 등의 마류 작물을 이용하여 분해가 용이한 원단을 직조하는 삼베섬유 원단 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 친환경적인 원단 사용으로 인해 생분해성의 효율을 향상시키고, 민감한 피부에도 거부반응 없이 사용이 가능함은 물론 각종 세균이나 박테리아 및 진드기 등의 접근을 방지할 수 있도록 항균처리가 수행되는 삼베섬유 원단 제조방법에 관한 것이다.

Description

삼베섬유 원단 제조방법 {The method of manufacture for hemp paper fiber}

천연섬유는 솜이나 삼 껍질 또는 명주실이나 털과 같은 천연물의 세포로 되어 있는 섬유로서, 면, 마 등과 같은 식물성 섬유, 생사 및 양모와 같은 동물성 섬유 및 석면 등과 같은 광물성 섬유로 분류되며, 이러한 천연섬유와 대조되는 인조섬유는 금은사와 같은 금속 섬유와 유리, 암석 등과 같은 규산염 섬유로 구성되는 무기질 섬유, 및 비스코오스 레이온, 메리노바,아세테이트 등과 같은 유기질 섬유를 비롯하여, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등과 같은 순화학 합성품인 합성섬유로 분류된다.

이와 같은 섬유의 종류 중 식물성 섬유의 하나인 인피섬유는 식물의 줄기 형성층의 바깥쪽 조직에 함유되어 있는 섬유를 일컫는 말로서, 체관부 섬유, 피층 섬유 등으로 이루어졌으며, 주로 대마, 아마, 황마, 라포마, 청마, 홍마, 검마, 마닐라삼, 사이잘삼, 뉴질랜드삼과 같은 마류작물의 줄기나 잎으로부터 펙틴 (Pectin)과 리그닌 (Lignin) 등의 성분을 정련공정을 거쳐 제거한 후, 섬유상의 형태로 제조되는 식물성 섬유의 일종이다. 인피섬유의 전통적인 사용방법은 대마, 아마로부터 제조된 인피섬유를 이용하여 실과 베를 만들었으며, 닥나무 혹은 삼지닥나무로부터는 종이를 제조하였다.

인피섬유를 제조하기 위해서는 피질과 섬유질에 교착하고 있는 피막 내의 펙틴과 리그닌 등의 성분을 분해, 제거하여야 하는데, 전통적으로 마류작물의 경우 이들을 찌거나 증숙하여 탈피한 후, 가성소다 (NaOH)와 같은 강알칼리 약품을 사용하여 처리하는 정련공정을 거쳐야 했다. 그러나 이와 같이 강알칼리성 화학약품을 이용한 정련방법은 펙틴 및 리그닌의 불안전한 제거뿐만 아니라, 인피섬유 고유의 물성에도 영향을 끼치며 동시에 공업폐수의 배출로 인한 공해문제를 발생시켜왔다.

그리고, 이와 같은 인피섬유를 원단의 재료가 되는 원사로 가공하는 경우 섬유의 길이 등이 고르지 못해 균일한 두께와 굵기을 갖는 원사로 가공하기가 매우 까다로웠으며, 원단의 특성상 보온성을 가지도록 제조하기 어려워 사용범위가 매우 제한적이라는 단점이 있었다.

또한, 천연섬유인 특성상 세균 및 박테리아의 번식이 용이하였고, 수분의 침투로 인한 부식 좀, 진드기 등의 서식이 용이하여 원단의 사용기간이 짧다는 문제점이 동반되었다.

따라서, 원사의 두께와 굵기이 균일하여 방직기계에서 원활한 사용이 가능하며, 부드러운 질감과 보온성이 확보되어 다양한 범위에서 사용이 가능한 삼베섬유 원단의 제조방법이 필요한 실정이다.

1. 등록특허공보 제10-0647872호 '천연섬유의 생분해 가능한 코팅방법' (출원일자 2005.08.16) 2. 공개특허공보 제10-2015-0120662호 '삼베 커튼 제조방법 및 그에 의해 제조된 삼베 커튼' (출원일자 2014.04.18) 3. 등록특허공보 제10-1474347호 '목화실을 함유한 안동 삼베 및 그 제조방법' (출원일자 2013.06.26)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 재료의 특성상 거친질감을 갖는 천연섬유에 별도의 섬유유연제를 사용하여 부드러운 질감을 가지도록 가공하며, 세균 및 박테리아 진드기 등의 번식이 차단되어 내구성이 증가되도록 원단의 표면에 항균가공이 되는 삼베섬유 원단제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 추출한 천연섬유로 원사를 가공하는 경우 원사의 두께와 굵기이 동일하여 방직기계의 원활한 사용이 가능하고, 보온성이 가미된 재료와 천연섬유를 혼합하여 다양한 범위에서 사용될 수 있는 원단을 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 삼베섬유 원단 제조방법은 대마로부터 껍질을 분리하고, 분리된 껍질에 고온의 스팀을 일정시간 분사하여 껍질 내측으로부터 인피섬유를 추출하는 섬유준비단계(S100); 상기 섬유준비단계(S100) 수행 후 추출된 섬유가 포함하고 있는 세균 및 다양한 불순물을 세척하기 위해 탄산칼슘(calcium carbonate : CaCO3) 20~30중량%, 계면활성제 20~30중량%, 물 40~60중량% 혼합된 용액에 침지하는 정련단계(S200); 상기 정련단계(S200) 수행 후 건조가 완료된 인피섬유를 원사(原絲) 형상으로 가공하는 방적단계(S300); 상기 방적단계(S300)에서 가공된 원사가 부드러운 질감을 가지도록 아미노실리콘 유연재(Amino Functional Silicone Softener) 10~20중량%와 물 80~90중량%로 혼합되어 30~35℃로 가열된 용액에 10~20분 침지하는 제1 원사가공단계(S400); 상기 제1 원사가공단계(S400)에서 가공된 원사와 양모 또는 캐시미어 또는 레이온 라미(Ramie) 소재와 혼합하여 원사의 굵기을 균일하게 가공하는 제2 원사가공단계(S500); 상기 제2 원사가공단계(S500)를 통해 가공된 원사를 직조하여 일정한 폭과 길이를 갖는 원단을 형성하는 직조단계(S600);로 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 직조단계(S600)에서 형성되는 원단(10)은 상기 원단(10)의 기준이 되는 기준층(11); 상기 기준층(11)의 상면에 일정간격 돌출되어 직조된 보온층(12); 상기 보온층(12)과 상기 기준층(11)을 중심으로 상하 대칭을 이루되, 상기 보온층(12)의 돌출된 길이보다 작은 길이를 가지도록 직조되는 건조층(13);으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 직조단계(S600) 수행 후 상기 원단의 표면에 a-토코페롤 15중량%~20중량%, 항균펩티트 20중량%~30중량%, 프로폴리스 40중량%~50중량%, 물 10중량%~15중량% 혼합된 용액을 분사한 후 일정시간동안 건조시켜 상기 원단의 표면을 코팅하는 항균처리단계(S700);가 더 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 대마 등의 마류 작물에서 추출한 인피섬유와 양모, 캐시미어, 레이온라미 등의 소재와 혼합하여 원사를 제조함으로써 제조된 원사가 균일한 굵기을 유지할 수 있고, 직조된 원단이 보온성을 가질 수 있어 원단의 사용범위가 넓어지는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 천연섬유의 취약한 내구성을 보완하도록 직조가 완료된 원단의 표면에 항균물질을 도포하여 진드기, 좀, 세균, 박테리아 등의 해충의 번식과 접근을 차단할 수 있고, 동시에 원단의 내구성이 증가되는 추가적인 효과와 원단의 상면와 하면의 돌출된 섬유가닥의 길이가 서로 다르게 직조됨으로써 사용목적에 따라 선택적으로 사용할 수 있는 이점이 발생한다.

도 1 은 본 발명의 삼베섬유 원단 제조방법의 진행 순서를 나타낸 순서도.
도 2 는 본 발명의 제2 원사가공단계의 일실시예에 대해 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명의 직조단계에서 제조된 원단의 다른 실시예를 나타낸 측면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 삼베섬유 원단 제조방법의 진행 순서를 나타낸 순서도, 도 2 는 본 발명의 제2 원사가공단계의 일실시예에 대해 나타낸 사시도, 3 은 본 발명의 직조단계에서 제조된 원단의 다른 실시예를 나타낸 측면도에 관한 것이다.

도 1 을 참조하면 본 발명의 삼베섬유 원단 제조방법은 먼저 섬유준비단계(S100)를 수행한다. 섬유준비단계(S100)는 대마로부터 껍질을 분리하고 분리된 껍질을 삶아내는 공정을 수행한다. 이때 삶아내는 공정은 분리된 껍질에 고온의 스팀을 일정시간 분사하는 방밥과 용기에 물과 함께 쪄내는 방법 및 가열된 물에서 발생하는 수증기를 통해 찌는 방법 등으로 이루어질 수 있다.

이 과정을 통해 상기의 대마의 천연재료 껍질의 겉피와 속피의 결합력이 약해진다. 따라서 겉피와 속피의 분리가 원활하게 이루어질 수 있기 때문에 재료의 손상을 최소화할 수 있고 원단의 재료가 되는 양질의 속피, 즉 인피섬유를 추출할 수 있는 것이다.

도 1 을 참조하면 상기 섬유준비단계(S100)에서 추출된 인피섬유가 포함하고 있는 불순물을 제거하기 위한 정련단계(S200)가 수행된다. 정련단계(S200)는 제1 침수단계(S210), 제1 세척단계(S220), 제2 침수단계(S230), 제2 세척단계(S240) 및 건조단계(S250)로 이루어진다.

인피섬유는 재료의 특성상 섬유 내에 불필요한 불순물, 특히 벌레, 세균, 박테리아 등이 서식할 수 있다. 1차로 상기 섬유준비단계(S100)의 쪄내는 공정에서 박멸할 수 있지만, 잔여 세균이 남아있을 수 있기 때문에 제1 침수단계(S210)를 통해 잔존하는 벌레, 박테리아 및 병원성 세균 등을 제거한다. 제1 침수단계(S210)는 탄산칼슘 및 음이온계 계면활성제가 일정량 용해된 수용액에 상기 인피섬유를 일정시간동안 침수시켜 살균하는 공정에 해당한다. 이때 상기 수용액에 탄산칼슘(calcium carbonate : CaCO3) 및 음이온계 계면활성제가 용해되는 양은 투입되는 인피섬유의 양에 따라 달라질 수 있는데, 바람직하게는 물 40~60중량%에 탄산칼슘 및 음이온계 계면활성제가 각각20~30중량% 용해된다.

제1 세척단계(S220)는 제1 침수단계(S210)에서 건져진 인피섬유에 고온, 고압의 스팀 또는 액체를 분사하여 섬유에 부착된 불순물을 제거하는 단계에 해당한다. 이때 분사되는 액체는 알칼리수로 이루어질 수 있다.

제2 침수단계(S230)는 지장수(地奬水) 및 표백제가 용해된 용액에 인피섬유의 불규칙한 색상을 표백하기 위한 단계에 해당한다. 이로 인해 제조되는 원단을 사용자의 목적에 따라 다양한 색상으로 염색할 수 있고, 천연소재의 불규칙한 색상으로 인해 저하된 심미감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

제2 세척단계(S240)는 인피섬유에 잔존하는 이물질 및 잔여 용액을 제거하는 단계에 해당하며 상기 제1 세척단계(S220)와 동일한 방법으로 수행될 수 있다. 건조단계(S250)는 세척이 완료된 인피섬유를 음지에서 건조하는 것이 바람직한데, 별도의 건조기(열풍기, 선풍기 등)를 사용하여 건조할 수 있다.

도 1 을 참조하면 정련단계(S220) 수행 후 건조가 완료된 인피섬유를 원사(原絲) 형상으로 가공하는 방적단계(S300)가 수행된다. 방적단계(S300)는 서로 다른 길이를 갖는 인피섬유를 꼬아가면서 일정한 굵기와 길이가 되도록 늘이면서 가공하는 것이다.

도 1 을 참조하면 방적단계(S300)에서 형성된 원사를 가공하는 제1 원사가공단계(S400)가 수행된다. 방적단계(S300)에서 가공된 원사는 재료의 특성상 거친 질감을 가지고 있기 때문에 민감한 피부에 사용하기 꺼려지는 단점이 있다.

이때 제1 원사가공단계(S400)를 통해 원사가 부드러운 질감을 가지도록 가공하는 것이다. 제1 원사가공단계(S400)를 보다 상세히 설명하면 원사를 아미노실리콘 유연재(Amino Functional Silicone Softener)가 용해된 용액에 일정시간 담가 숙성시킨다. 이때 원사가 상기 아미노실리콘 유연제에 반응하고, 섬유 내부로 유연제가 흡수됨과 동시에 원사가 부풀어 오르며 부드러운 질감을 가지게 된다. 이때 사용되는 용액은 아미노실리콘 유연재 10~20중량%와 물 80~90중량%로 혼합되어 30~35℃로 가열된 용액에 해당하며 침지하는 시간은 10~20분, 투입되는 원사에 따라서 30~40분으로 하는 것이 바람직하다. 이후 원사를 건져내어 세척 후 건조시킨다. 상기 제1 원사가공단계(S400)의 침지와 건조를 여러번 실시하거나 침지하는 시간에 따라 상기 원사의 부드러운 질감을 조절할 수 있다.

도 1 및 도 2 를 참조하면 제1 원사가공단계(S400)의 가공과정을 거친 원사의 불규칙적인 굵기를 일정하게 가공하는 제2 원사가공단계(S500)가 수행된다. 제2 원사가공단계(S500)는 가공된 원사와 목화, 양모 또는 캐시미어, 레이온, 라미(Ramie) 중 어느 하나와 혼합하여 원사의 굵기를 일정하게 가공하는 단계에 해당한다. 이때 상기의 재료를 선택하여 원사와 함께 꼬아 하나의 원사로 가공할 수 있다. 따라서, 균일한 굵기를 갖는 원사를 가공함으로써, 직조 되는 원단의 품질 향상과 더불어 보온성을 요구하는 원단의 제조가 이루어질 수 있기 때문에 다양한 범위에서 사용이 가능한 이점이 있다. 그리고, 천연섬유로만 이루어진 원사의 인장강도의 취약한 단점을 보완할 수 있는 추가적인 장점이 있다.

도 1 을 참조하면 상기 제2 원사가공단계(S500)를 통해 가공된 원사를 직조하여 일정한 폭과 길이를 갖는 원단으로 형성하는 직조단계(S600)가 수행된다. 직조단계(S600)는 일반적인 방직기를 이용하여 원단(10)을 제조한다.

도 3 을 참조하여 본 발명의 직조단계(S600)에서 제조된 원단의 다른 실시예에 대해 설명한다.

직조단계(S600)에서 형성된 원단(10)은 원단(10)은 기준층(11), 보온층(12) 및 건조층(13)으로 이루어진다. 기준층(11)은 원단의 기준이 되는 층을 말하며 평직으로 직조될 수 있다. 보온층(12)은 기준층(11)의 상면에 원사가닥이 일정간격 돌출된 층을 말하며, 원사가닥이 한올 한올 촘촘하게 배열되는 것이 바람직하다.

건조층(13)은 보온층(12)과 기준층(11)을 중심으로 상하 대칭을 이루되, 보온층(12)의 돌출된 길이보다 작은 길이를 가지도록 직조된다. 보온층(12) 또한 기준층(11)과 교차하는 방향으로 원사가닥이 돌출되며 한올 한올 촘촘하게 배열되는 것이 바람직하다.

도 1 을 참조하면 직조단계(S600) 수행 후 원단의 표면을 코팅하는 항균처리단계(S700)가 수행된다. 항균처리단계(S700)는 천식, 습진, 비염의 원인이 되는 세균, 박테리아, 진드기 등의 미생물의 번식을 차단하기 위해 원단의 표면에 a-토코페롤 15중량%~20중량%, 항균펩티트 20중량%~30중량%, 프로폴리스 40중량%~50중량%, 물 10중량%~15중량% 혼합된 용액을 분사한 후 일정시간 동안 건조시키는 단계에 해당한다. 이때 자연건조 또는 열풍건조 등으로 이루어질 수 있다.

상기 항균처리단계(S700)를 보다 상세히 설명하면 상기 원단에 항균물질이 흡수됨과 동시에 원단(10)의 표면을 코팅함으로써, 세균, 박테리아, 곰팡이, 진드기 등의 접근성과 번식을 억제할 수 있는 것이다. 따라서, 원단(10)의 내구성이 향상되는 추가적인 이점이 있다.

항균펩티트(antimicrobial peptide)는 항균성단백질라고 불리우며, 호중구 또는 대식세포의 과립에 들어있는 항균성펩티드 또는 단백질의 총칭이다. 대표적인 것으로는 29~34아미노산 잔기로 구성하는 염기성펩티드인 디펜신(defensin)과 세린단백질가수분해효소 및 그의 유사체인 카텝신(cathepsin G), 에스테르가수분해효소, 항균성양이온펩티드(cationic antimicrobial peptide), CAP37/아주로시딘 등의 세르프로시딘과 단백질 및 살균상/막투과성 항진(BPI)단백질 등이 있다. 각각의 분자에 따라 항균스펙트럼이 조금씩 다르지만 세균, 진균에 대해 살균활성을 하여 감염방어에 작용한다.

프로폴리스는 꿀벌이 자신의 생존과 번식을 위해 여러 식물에서 뽑아낸 수지(樹脂)와 같은 물질에 자신의 침과 효소 등을 섞어서 만든 물질로써, 수지(樹脂) 50∼55%, 밀랍 25∼35%, 정유(精油) 등의 유성성분 10%, 화분 5%, 다양한 유기물 및 무기질 5% 등으로 구성되어 있으며, 휘발 성분으로 30종 이상의 화합물이 분리되며 주요 성분은 플라보노이드류(플라본, 플라노볼 등)이다. 플라보노이드(flavonoid)는 세균, 바이러스 등에 대항하는 억제작용이 있다.

본 발명의 이와 같은 방법에 의해 제조된 삼베섬유 원단은 표면에 항균물질을 도포되어 진드기, 좀, 세균, 박테리아 등의 해충의 번식과 접근을 차단할 수 있고, 원사가닥의 길이가 서로 다르게 직조됨으로써 사용목적에 따라 선택적으로 사용할 수 있는 이점이 발생한다.

10 : 원단 11 : 기준층
12 : 보온층 13 : 건조층

Claims

대마로부터 껍질을 분리하고, 분리된 껍질에 고온의 스팀을 일정시간 분사하여 껍질 내측으로부터 인피섬유를 추출하는 섬유준비단계(S100);
상기 섬유준비단계(S100) 수행 후 추출된 섬유가 포함하고 있는 세균 및 다양한 불순물을 세척하기 위해 탄산칼슘(calcium carbonate : CaCO3) 20~30중량%, 계면활성제 20~30중량%, 물 40~60중량% 혼합된 용액에 침지하는 정련단계(S200);
상기 정련단계(S200) 수행 후 건조가 완료된 인피섬유를 원사(原絲) 형상으로 가공하는 방적단계(S300);
상기 방적단계(S300)에서 가공된 원사가 부드러운 질감을 가지도록 아미노실리콘 유연재(Amino Functional Silicone Softener) 10~20중량%와 물 80~90중량%로 혼합되어 30~35℃로 가열된 용액에 10~20분 침지하는 제1 원사가공단계(S400);
상기 제1 원사가공단계(S400)에서 가공된 원사와 양모 또는 캐시미어 또는 레이온 라미(Ramie) 소재와 혼합하여 원사의 굵기을 균일하게 가공하는 제2 원사가공단계(S500);
상기 제2 원사가공단계(S500)를 통해 가공된 원사를 직조하여 일정한 폭과 길이를 갖는 원단을 형성하는 직조단계(S600);
로 수행되는 것을 특징으로 하는 삼베섬유 원단 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 직조단계(S600)에서 형성되는 원단(10)은
상기 원단(10)의 기준이 되는 기준층(11);
상기 기준층(11)의 상면에 일정간격 돌출되어 직조된 보온층(12);
상기 보온층(12)과 상기 기준층(11)을 중심으로 상하 대칭을 이루되, 상기 보온층(12)의 돌출된 길이보다 작은 길이를 가지도록 직조되는 건조층(13);
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 삼베섬유 원단 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 직조단계(S600) 수행 후 상기 원단의 표면에 a-토코페롤 15중량%~20중량%, 항균펩티트 20중량%~30중량%, 프로폴리스 40중량%~50중량%, 물 10중량%~15중량% 혼합된 용액을 분사한 후 일정시간동안 건조시켜 상기 원단의 표면을 코팅하는 항균처리단계(S700);가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 삼베섬유 원단 제조방법.