KR102276826B1

KR102276826B1 - 일체형 다층 패딩원단 가공제품 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR102276826B1
Application number: KR1020200015371A
Authority: KR
Inventors: 추광엽
Original assignee: 추광엽
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2021-07-12

Abstract

본 발명은 일체형 다층 패딩원단 가공제품의 제조방법에 있어서, 원스톱 다중직 제직으로 패딩효과와 퀼팅효과가 동시 발현되며 필라멘트형태의 패딩용 충진섬유로 된 충진원단부(4)와 겉감용의 표피원단부(6)로 다겹 다층을 형성하는 일체형 다층 패딩원단(10)을 얻되, 충진원단부(4)의 위사로는 입체적인 볼륨성과 경량성을 위해서, 볼륨감을 위해 마련되며 벌키성을 갖도록 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 된 코아사(12)와 착용감을 갖도록 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 된 이펙트사(14)로 구성된 커버링사(10)와, 경량성을 갖도록 소수성을 띄며 비중이 물보다 가벼운 폴리프로필렌 필라멘트사와, 섬유쾌적성과 섬유강도가 있는 폴리에스터 완전연신사(FDY)가 함께 사용되게 하는 일체형 다층 패딩원단 제직과정과, 일체형 다층 패딩원단을 폭방향으로의 과수축 방지를 위해 선세팅하는 과정과, 선세팅된 일체형 다층 패딩원단을 무장력상태로 호발, 정련 수축 및 수세하는 전처리과정과, 전처리된 일체형 다층 패딩원단을 역류 염색기를 사용하여 저장력 이송되게 하며 고압 분산염료로 염색하는 염색과정과, 염색과정을 마친 일체형 다층 패딩원단을 무장력 텀블러에서 패딩원단이 이완된 상태로 건조되게 하는 건조과정으로 이루어진다.

Description

일체형 다층 패딩원단 가공제품 및 그의 제조방법{PROCESSING PRODUCT OF INTEGRATED MULTI-LAYER PADDING FABRIC AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은 원단 가공제품 제조에 관한 것으로, 특히 일괄 제조가 가능한 일체형 다층 패딩원단 가공제품을 제조함에 있어 염색성 향상과 볼륨감을 형성시킴과 아울러 경량성과 보온성까지 향상시킬 수 있도록 제품기능성을 부가하는 일체형 다층 패딩원단 가공제품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

겨울철과 같이 한파가 밀려오는 영하의 날씨에는 보온성이 높은 패딩제품의 수요가 많다. 패딩제품을 구성하는 패딩원단은 통상 내피직물과 외피 직물 사이에 스펀지, 거위털, 오리털, 솜, 단섬유형 화섬섬유와 같은 충진제를 채워 넣고 원단을 누벼 줌으로써 완성된다. 즉 기존의 패딩제품은 원단제조공정, 충진제를 넣기 위한 봉제공정, 패딩공정(충진제의 삽입공정), 퀼팅공정(충진제 형태 고정을 위한 박음질 공정), 패턴 및 완제품제조공정 등과 같은 약 5가지의 제조공정을 거쳐서 제품이 완성된다.

이러한 기존의 패딩제품은 패딩원단의 제조공정 수가 많은 단점이 있고, 또원사가 촉감발현 중심의 복합사 가공기술을 활용함과 아울러 직물의 3원직(평직, 능직, 주자직)을 기초로 한 조직물을 제직하므로 단순하고 심플한 무늬만이 발현될 수 있는 불리함이 있다. 또한 퀄팅후에 다운 주입공정을 거치므로 두꺼운 형태의 기본 스타일 위주의 패딩제품이 주류를 이루었으며 다양한 디자인 구현에는 어려움이 있었다.

또 기존의 패딩제품은 보온성을 높이기 위해 충진제를 내외피 사이에 넣어주는 까닭에 사용중 충진제의 뭉침현상, 빠짐현상 등이 주로 발생하며, 세탁시 드라이크리닝을 행하여야 하므로 세탁성이 좋지 못하고 보온이나 방풍의 효과가 극대화되질 못한다.

한편 충진제 대용으로 내피섬유와 외피섬유 사이에 충진용 원사를 위사로 공급하여 3중직 패딩원단을 구성하는 일예로 국내 특허공보 제10-0661848호가 있는데, 이러한 선행기술은 충진용 원사로 합성섬유 필라멘트를 사용하는 관계로 겨울철 중요도가 높은 패딩원단의 보온성이 충분하게 향상시켜주지 못하는 문제가 있다.

등록특허공보 제10-0661848호 "경사 삼중물을 포함하는 복합 성형직물" 등록특허공보 제10-1971917호 "보온성이 우수한 다중직 패딩원단 충진용 복합섬유"

따라서 본 발명의 목적은 일괄 제조가 가능한 일체형 다층 패딩원단 가공제품을 제조함에 있어 염색성 향상과 볼륨감을 형성시킴과 아울러 경량성과 보온성까지 향상시킬 수 있도록 제품기능성이 부가된 일체형 다층 패딩원단 가공제품 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 일체형 다층 패딩원단 가공제품에 있어서, 원스톱 다중직 제직으로 패딩효과와 퀼팅효과가 동시 발현되며 필라멘트 제직물 형태의 패딩용 충진섬유로 된 충진원단부(4)와 겉감용의 표피원단부(6)로 다겹 다층을 구성하며, 표피원단부(6)와 충진원단부(4)의 경사로서 폴리에스터소재 멀티필라멘트사가 사용되게 구성하고, 입체적인 볼륨성과 경량성을 위해서 충진원단부(4)의 위사로는, 볼륨감을 위해 마련되며 벌키성을 갖도록 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 된 코아사(12)와 착용감을 갖도록 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 된 이펙트사(14)로 구성된 커버링사(10)와, 경량성을 갖도록 소수성을 띄며 비중이 물보다 가벼운 폴리프로필렌 필라멘트사와, 섬유쾌적성과 섬유강도가 있는 폴리에스터 완전연신사(FDY)가 함께 사용되게 하여서 제직한 일체형 다층 패딩원단(2)을 구성하며, 일체형 다층 패당원단(2)을 무장력상태로 호발 정련수축 및 수세되게 하고 고압 분산염료로 저장력 이송상태로 염색되게 가공한 제직후 가공으로 커버링사(10)의 코아사(12)와 이펙트사(14)간의 수축율 차이가 10~20% 범위가 되게하고 염색된 원단이 이완상태에서 건조되게 하여서 경량성과 보온성이 향상되고 형태안정성이 확보되게 구성함을 특징으로 한다.

또 본 발명의 일체형 다층 패딩원단 가공제품에 있어, 커버링사(10)와 폴리프로필렌 필라멘트사와 폴리에스터 완전연신사(FDY) 간의 위사 혼용비율(가닥수)은 일체형 다층 패딩원단(2)의 볼륨감과 경량성의 최적성을 위해 20~30% : 40~60% : 20~30%로 구성함을 특징으로 하고,

또, 커버링사(10)가 원사 공급률 차이와 소재간 수축률 차이에 기인하여 볼륨감이 발현되도록 구성하되, 이펙트사(14)와 코아사(12)의 상대적인 공급비율이 2~5 : 1 가닥수가 되는 원사 공급률 차이를 갖게 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일체형 다층 패딩원단(2)에 있어, 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 구성된 이펙트사(14)는 160~300데니어 굵기를 갖고 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 구성된 코아사(12)는 40~150데니어 굵기를 가짐을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 견지로서, 일체형 다층 패딩원단의 제조방법에 있어서, 원스톱 다중직 제직으로 패딩효과와 퀼팅효과가 동시 발현되며 필라멘트형태의 패딩용 충진섬유로 된 충진원단부(4)와 겉감용의 표피원단부(6)로 다겹 다층을 형성하는 일체형 다층 패딩원단(10)을 얻되, 충진원단부(4)의 위사로는 입체적인 볼륨성과 경량성을 위해서, 볼륨감을 위해 마련되며 벌키성을 갖도록 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 된 코아사(12)와 착용감을 갖도록 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 된 이펙트사(14)로 구성된 커버링사(10)와, 경량성을 갖도록 소수성을 띄며 비중이 물보다 가벼운 폴리프로필렌 필라멘트사와, 섬유쾌적성과 섬유강도가 있는 폴리에스터 완전연신사(FDY)가 함께 사용되게 하는 일체형 다층 패딩원단 제직과정과, 상기 일체형 다층 패딩원단을 폭방향으로의 과수축 방지를 위해 선세팅하는 과정과, 선세팅된 일체형 다층 패딩원단을 무장력상태로 호발, 정련 수축 및 수세하는 전처리과정과, 전처리된 일체형 다층 패딩원단을 역류 염색기를 사용하여 저장력 이송되게 하며 고압 분산염료로 염색하는 염색과정과, 상기 염색과정을 마친 일체형 다층 패딩원단을 무장력 텀블러에서 패딩원단이 이완된 상태로 건조되게 하는 건조과정을 가짐을 특징으로 한다.

본 발명은 일괄 제조가 가능하며 보온성과 경량성을 함께 갖는 일체형 다층 패딩원단을 얻고 염색을 포함한 고차가공을 수행해 제품기능성을 부가함으로써 일체형 다층 패딩원단임이면서 형태안정성이 있고 다양한 디자인 표현이 가능하고 염색성을 향상시키고 볼륨감 형성과 아울러 기존 패딩제품에 비해서 경량성과 보온성의 향상이 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패딩원단 가공제품의 단면 및 평면 개념 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패당원단 가공제품의 개략 섬유소재 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패딩원단의 충진섬유의 모식도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패딩원단 가공제품의 제직 일 예로서 5겹 4층 패딩원단의 단면 사진 예시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패딩원단을 생지로 하여 가공하는 개략적인 절차도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가공처리중 염색공정에서의 분산염색 승온 곡선도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 원단제조공정 및 가공공정과 같은 2가지의 제조공정으로 단축할 수 있는 패딩제품을 구현한다.

본 발명의 원단제조공정에서는 충진제를 넣기 위한 봉제공정, 패딩공정(충진제 삽입공정), 퀼팅공정(충진제 형태고정을 위한 박음질공정)의 생략이 가능하도록 하는 원스톱(one stop) 다중직 제직으로 일체형 다층 패딩원단을 제조한다.

본 발명의 일체형 다층 패딩원단은 다중직 원단제직시에 패딩과 퀼팅이 동시에 구현됨과 동시에 패딩과 퀼팅이 원단제직시 수요자에 원하는 다양한 디자인 형태로도 표현가능케 된다. 또 본 발명의 일체형 다층 패딩원단이 필라멘트 원단형태의 다겹 충진제를 사용하여 물세탁이 가능한 장점이 있으면서도 볼륨감이 형성되고 보온성을 가짐과 동시에 경량성도 갖도록 구현한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패딩원단 가공제품의 단면 및 평면 조직 개념 구성 예시도로서, 도 1의 (a)은 단면조직 개념구성 예시이고, 도 1의 (b)는 일체형 다층 패딩원단(2)에서의 충진원단부(4)의 평면조직 개념구성도이며, 도 1의 (c)는 일체형 다층 패딩원단(2)에서의 표피원단부(6)의 평면조직 개념구성도이다.

그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패당원단(2)의 개략 섬유조직 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다층 패딩원단의 제직 일 예로서 5겹 4층 패딩원단의 단면 사진 예시도이다.

도 1에 예시된 본 발명의 일체형 다층 패딩원단(2)은 4겹 3층의 구성 일예이며, 도 1의 구성 예시 이외에도 두께 및 보온성 정도에 따라서 2겹 3층, 5겹 4층, 7겹 6층 등등과 같은 다양한 종류의 일체형 다층 패딩원단을 구성할 수 있다.

5겹 4층 원단이나 7겹 6층 원단과 같은 일체형 다층 패딩원단(2)은 다층구조로 층마다 공기가 들어가게 되어 내부의 공기가 외부로 빠져나가기 어려워 정지공기를 많이 함유하게 되어 보온성이 겹수가 적은 원단에 비해 상대적으로 더 우수해진다.

본 발명에 따른 일체형 다층 패딩원단(2)은 제직기에서의 원스톱(one stop) 다중직 제직을 통해서 다겹 다층이 일체형태로 제조되며, 원스톱 제직시에는 충진원단부(4)와 표피원단부(6)가 한꺼번에 제직되며 도 1에서 볼 수 있듯이 패딩효과(충진제 삽입효과)와 퀼팅효과(충진제 형태고정효과)가 동시에 발현된다.

도 1의 일체형 다층 패딩원단(2)에서, 충진원단부(4)는 패딩용 충진제 역할을 담당하며 필라멘트 제직물 형태로 구성되므로 충진제 간의 엉킴이나 뭉침현상, 쏠림이나 빠짐현상이 방지되며, 제품의 사양에 따라 1겹이나 2겹 이상으로 구성 가능하다.

도 1의 일체형 다층 패딩원단(2)에서, 표피원단부(6)는 패딩원단의 외부로 노출되는 외피(겉감용)이므로 염색성이나 촉감성과 같은 기능성이 좋은 섬유로 구성한다. 표피원단부(6)는 경사 및 위사로 촉감성이 좋은 폴리에스터소재 멀티필라멘트사를 사용하며, 나일론소재도 혼용될 수 있다.

폴리에스터소재는 탄성이 좋아 얇은 직물을 만들 수 있으며 독특한 매끄러움과 부드러운 촉감을 지니고 있다. 또한 소수성이기 때문에 세탁후 빨리 건조되며 신축성이 적어 구김이 잘 가지 않는 장점도 있다.

본 발명의 일체형 다층 패딩원단(2)의 충진원단부(4)는 기존의 충진제인 거위털이나 오리털과는 달리 제직물이 필라멘트형태로 구현되며 패딩원단이 요구하는 보온성과 경량성을 함께 충족하도록 구현된다.

즉, 본 발명에 따라 필라멘트형태로 구성하는 패딩용 충진섬유는 볼륨감이 우수해야 한다. 이는 충진섬유에 있어 입체적인 볼륨감을 높여주게 되면 단열역할(보온성)을 하는 부동공기층(dead air layer)을 증가시킬 수 있기 때문이다. 또한 본 발명의 충진원단부(4)는 볼륨감을 가짐과 동시에 경량성도 보장되어야 한다.

볼륨감을 보온성 유지와 동시에 경량성을 갖도록 하는 본 발명의 충진원단부(4)에 대한 소재 구성을 보다 상세히 설명한다.

충진원단부(4)의 경사는 표피원단부(6)의 경사와 마찬가지로 폴리에스터소재 멀티필라멘트사가 사용되며, 충진원단부(4)의 위사로는 입체적인 볼륨감을 주면서도 보온성과 경량성도 갖도록 하기 위해 여러가지 소재의 멀티필라멘트사들이 함께 사용된다.

먼저 일체형 다층 패딩원단(2)에서의 입체적인 볼륨감을 높이기 위해 내부에 위치하는 충진원단부(4)를 구성하는 위사 종류들중 하나로서는 도 3에 도시된 바와 같이, 코아사(core yarn)(12)와 이펙트사(effect yarn)(14)로 구성된 커버링사(10)가 있다.

도 3은 본 발명에 따른 일체형 다층 패딩원단(2)에서의 충진원단부(4)의 위사 일부를 구성하는 충진섬유인 커버링사(10)의 모식도로서, 커버링사(10)는 신축성이 있는 코아사(12)와 벌키성을 갖는 이펙트사(14)로 구성하며 복합연사기를 활용하여서 제조될 수 있다.

본 발명에서는 커버링사(10)의 코아사(12)로는 신축성이 좋아 의류 착용감이 좋도록 해주는 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사를 사용하고, 커버링사(10)의 이펙트사(14)로는 초기 벌키상태로의 탄성 회복력이 있으며 볼륨감 부여에 적합한 폴리에스터소재 멀티필라멘트사를 사용한다. 그러므로 커버링사(10)는 서로 다른 소재를 갖는 섬유사 형태가 되며, 커버링사(10)의 이펙트사(14)는 멀티필라멘트사의 다양한 루프(loop)가 볼륨감을 형성한다.

커버링사(10)를 마련함에 있어 본 발명에서는 원사 공급률 차이와 소재간 수축률 차이에 기인하여서 볼륨감이 발현되도록 구현한다.

먼저 원사 공급률의 차이에 따른 충진섬유의 볼륨감 형성을 위해서, 본 발명에서는 커버링사(10)의 제조를 위해 공급되는 두가지 원사의 공급비율 즉 이펙트사(14)와 코아사(12)의 상대적인 공급비율이 2~5 : 1 가닥수로 되게 한다. 바람직하게는 3 : 1 가닥수로 되게 한다.

이펙트사(14)의 상대적인 공급비율이 증가할수록 충진섬유의 볼륨감은 증가하는 경향이지만 볼륨감이 증가할수록 제직성이 저하된다. 그러므로 본 발명에서는 볼륨감 형성과 제직성이 모두 좋도록 하는 공급비율의 범위로서 커버링사(10)를 구성하는 이펙트사(14)와 코아사(12)의 상대적인 공급비율이 2~5 : 1 가닥수로 하는 것에 임계적 의의가 있다.

다음으로 패딩원단 제직후 가공처리를 통한 소재간 수축률 차이에 기인한 볼륨감 발현을 위해서 본 발명에서는 코아사(12)와 이펙트사(14)가 수축율이 서로 다른 소재(폴리에스터와 폴리우레탄)를 사용한다. 그래서 이종소재간 수축율 차이에 비례한 충진섬유의 볼륨감 형성이 가능하다.

또 소재간 수축률 차이에 의한 충진섬유의 볼륨감을 높이려면 이종소재인 이펙트사(14)와 코아사(12)간의 수축율 차이를 크게 하면 된다.

예를 들어 이펙트사(14)로 사용되는 폴리에스터소재의 수축률은 최대한 낮추면 코아사(12)와의 수축율 차이를 더 크게 할 수 있다. 또 이종소재간 필라멘트사의 섬도(데니어) 차이로 수축율 차이를 추가로 더 높일 수도 있다. 본 발명에서는 이펙트사(14)의 섬도(데니어)를 코아사(12)의 섬도(데니어)보다 2~3배 크게 구성한다.

폴리에스터소재의 경우, 스핀 드로우(spin draw)방식으로 제조되는 열수축율은 8% 수준이며 그 가연사의 열수축율은 4% 수준이고 이완열처리 등과 같은 폴리에스터의 미세구조를 변화시키는 가공공정을 거치게 되면 1% 수준까지 낮출 수 있다. 폴리에스터의 열수축율을 낮추는 조정을 통해서 소재간 수축율 차이를 조정할 수 있다.

본 발명에서는 코아사(12)와 이펙트사(14)간의 수축율 차이가 제직후 가공에 의해서 10~20% 범위에 있도록 하여서 제직후 수축율 차이에 의한 볼륨감이 향상되게 할 뿐만 아니라 후가공공정에서 3%내의 원단 수축율이 있게 하여서 패딩원단 가공제품의 형태안정성까지도 도모되게 한다.

본 발명에서는 제직성과 보온성 그리고 형태 안정성까지 고려하면서도 볼륨감을 갖도록 하는 커버링사(10)를 구성함에 있어, 코아사(12)는 40~150데니어 굵기의 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사를 사용하고 이펙트사(14)는 160~300데니어 굵기의 폴리에스터소재 멀티필라멘트사를 사용한다. 또한 이펙트사(14)는 코아사(12)의 데니어보다 2~3배 크게 한다.

바람직하기로는 코아사(12)를 구성하는 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사 개수는 20~30개이고 이펙트사(14)를 구성하는 폴리에스터소재 멀티필라멘트사 개수는 40~60개로 구성한다. 이펙트사(14)를 구성하는 폴리에스터소재 멀티필라멘트사의 개수를 40~60개로 많이 형성하므로 수많은 필라멘트 가닥들에 의한 루프형성이 용이하게 한다.

또 본 발명에서는 일체형 다층 패딩원단(2)에서의 입체적인 볼륨감 이외에도 경량성을 갖도록 하기 위해서 겉감 내부에 위치하는 충진원단부(4)를 구성하는 위사 종류들중 다른 하나로서 도 2에서와 같이 폴리프로필렌 필라멘트사가 있다.

폴리프로필렌소재 섬유는 모든 합성섬유중 가장 가볍다. 비중이 0.91로서 비중 1인 물보다 가벼우며 폴리에스터(비중 1.38)보다 51% 가볍고, 나일론(비중 1.14)보다도 25% 가볍다. 그러므로 폴리프로필렌을 소재로 한 의류를 착용하면 여타소재와 비교해 일반 소재보다 피로감을 절반 이상 줄일 수 있다. 또한 이러한 폴리프로필렌 소재는 소수성을 띄며, 전기절연성, 내약품성에 뛰어나고 인체에 무해하고 친환경적인 소재이기도 하다.

또 일체형 다층 패딩원단(2)의 겉감 내부에 위치하는 충진원단부(4)를 구성하는 위사 종류들중 또 다른 하나로서 폴리에스터 완전연신사(FDY : Fully Drawn Yarn)도 있다. 폴리에스터 FDY는 흡습속건 성질을 가져서 섬유의 쾌적성을 높이고 섬유강도와 원단 생산성을 높이기 위해서 사용된다.

전기한 바와 같이 본 발명에서 일체형 다층 패딩원단(2)의 충진원단부(4)를 구성하는 위사종류는 볼륨감 형성을 위해 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사가 코아사(12)가 되고 폴리에스터소재 멀티필라멘트사가 이펙트사(14)가 된 커버링사(10)와, 경량성을 갖도록 하기 위한 폴리프로필렌 필라멘트사와, 원단에 쾌적성과 보다 높은 강도를 제공하는 폴리에스터 FDY가 있다.

더욱이 본 발명의 특징에 따라 커버링사(10)와 폴리프로필렌 필라멘트사와 폴리에스터 FDY 간의 위사 혼용비율(가닥수)은 일체형 다층 패딩원단(2)의 볼륨감과 경량성의 최적합도를 고려하여 20~30% : 40~60% : 20~30%로 구성한다.

이와 같이 본 발명에서는 표피원단부(6) 사이에 삽입된 충진기능 원사의 부피변화를 일으키게 하여 원단 내 데드에어(dead air)층을 증가시킴으로써 보온성을 향상시키며 아울러 경량성도 구현한다.

도 1 내지 도 3이 함께 참조하여 전술한 바와 같이 제직된 본 발명의 일체형 다층 패딩원단 가공제품은 예컨대 7겹 6층 등과 같은 일체형 다층 패딩원단(2)의 제조가 다중직 제직으로 일괄적으로 이루어지면, 그 후 전처리(호발,정련/수축, 세정), 염색과 같은 패딩원단 제직후의 가공처리를 통해서 경량성과 보온성이 향상되는 등의 기능성이 부여되고 건조나 원적선 처리와 같은 후가공과 같은 후가공처리를 통해서 형태안정성 및 기능성 부여도 확보되게 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 일체형 다층 패딩원단(2)을 생지로 하여 가공하는 개략적인 절차도이다.

도 5에서와 같이, 일체형 다층 패당원단(2)의 생지제직공정(S1) 이후에는 패딩원단 생지의 선세팅공정(S2), 전처리공정(S3), 분산염색공정(S4)의 가공처리와 무장력 텀블러 건조공정(S5), 그외 원적외선처리 등의 후가공처리를 수행할 수 있으며, 분산염색공정(S4) 이후 건조공정(S5) 앞서 패딩원단(2)이 두꺼운 관계로 탈수공정을 선행하는 것이 바람직하고, 폭출을 위한 텐터공정도 선택적으로 수행할 수 있다.

본 발명에서는 일체형 다층 패딩원단(2)을 다중직 제직으로 얻은 다음, 패딩원단 생지의 선세팅공정(S2), 전처리공정(S3), 분산염색공정(S4)의 가공처리를 통해서 위사로 사용된 커버링사(10)의 코아사(12)와 이펙트사(14)간 수축율 차가 10~20% 범위에 있도록 하여서 수축율 차이에 의한 볼륨감이 향상되게 해주며, 이후 무장력 텀블러 건조공정(S5), 그외 원적외선처리 등과 같은 후가공처리를 통해서 가공처리후 대비 3%내의 원단 수축율이 있게 하여서 패딩원단 가공제품의 형태안정성을 도모한다.

* 선세팅(열고정)공정(S2)

본 발명에서는 형태안정성을 위해서 먼저 일체형 다층 패딩원단(2)을 생지로 하여서 직물의 폭 및 밀도를 조정하기 위해서 선세팅(pre-setting)을 수행한다. 즉 선세팅(열고정)을 통한 폭방향으로의 과수축을 방지한다. 그래서 본래의 폭(위사방향 폭내기)으로 복귀시켜 제직중 패딩원단이 길이방향(경사방향)으로 장력을 받는 등으로 인해 왜곡된 조직을 바로 잡아 패딩원단의 볼륨 균일성 유지와 같은 형태안정을 꾀한다. 또한 이러한 선세팅공정(S2)에서는 패딩원단 전체에 열을 골고루 가하여 직물 전체의 염착성이 균일하게 나타나도록 돕는다.

본 발명에서는 제직된 일체형 다층 패딩원단(2)을 위사방향으로 폭내기를 하면서 150℃에서 분당 35미터 속도로 텐터에서 선세팅을 행한다.

* 전처리공정(S3)- 호발, 정련/수축 및 수세

합성섬유는 방사나 제직공정을 원활히 하기 위하여 유지류나 호료류 등을 첨가하고 있으므로 이것은 염색을 포함한 여러 가공공정 중에서 염료 및 약품의 침투를 억제하고 품질을 저하시키기 때문에 이를 제거하야 한다. 이를 위해서 전처리공정(S3)에서는 호발 및 정련을 수행한다.

본 발명의 일체형 다층패딩원단(2)은 두께와 중량이 높기 때문에 전처리시에 형태안정성이 요구되므로 대형 체류실의 65℃ 온수상태의 용액속에 걸이봉들이 무한궤도로 이동되며 걸이봉들에 루프상태로 걸려진 패딩원단 생지가 무장력상태에서 체류되는 20~40분 동안 호발, 정련이 이루어지며 자유로운 상태에서 원단의 수축이 이루어져 조직이 안정된다.

호발제는 제직시에 사용된 호제를 제거하는 성분으로서 0.1~0.3중량%로 투입되고, 정련제는 호를 제외한 불순물을 제거하여 흡습성을 좋게 하는 성분으로서 0.2~0.4중량%를 투입된다. 생지원단에 처리된 호제는 50~60℃에서 팽윤이 되며 65~70℃ 부근에서 끈적끈적한 전분이 되어서 호발이 이루어질 수 있다.

또한 본 발명의 전처리시에는 불순물 제거를 위해 이후의 수세조에 오버플로우장치가 설치되며, 수세중 오버플로우를 통한 불순물(호제나 분산제 등)이 제거되어서 후공정인 염색공정에서의 오염물 부착이 개선된다.

* 분산 염색공정(S4)

본 발명에서는 패당원단 염색시 액류 염색기(rapid 염색기)를 사용한다.

염색공정을 위해 본원 발명자가 고려시 CPB(Cold Pad Batch)와 지거(jigger)와 같이 원단이 롤러에 감겨서 일정한 온도 속에서 장시간 염색과 고착이 이루어지는 형태는 패딩원단의 품질(형태 및 염색) 확보에 악영향을 끼침을 확인하였다.

그래서 본 발명에서 채택하는 염색방식은 내부 볼륨형태를 유지 가능케 하는 저장력 이송과 함께 겉감에 균일 염색이 이루어지도록 하는 염색방식을 취한다.

본 발명에 적용한 액류염류기는 노즐에서 분산되는 염액의 힘으로 직물을 주행시키면서 염색하는 염색기로서, 원단을 저장력으로 이송하는 형태가 본 발명과 같이 민감한 직물의 볼륨감 손상 방지와 함께 원단의 부드러움을 살릴 수 있게 해준다.

도 6에서는 본 발명의 실시예에 따른 염색공정에서의 분산염색 승온 곡선도를 보여주고 있다.

염색원료는 일체형 다층 패딩원단(2)의 표피원단부(6) 즉 겉감이 소수성을 갖는 폴리에스터소재이므로 같은 소수성을 갖는 고압 분산염료를 사용한다. 고압 분산염료는 염착속도가 빠르고 균염성이 좋다.

분산염료의 타입은 패딩원단 제품이 원하는 색농도에 따라서 E타입(연색용), SE타입(중색용), S타입(진색용)을 선택 사용할 수 있으며, 타입에 따라 고온 지속시간을 달리한다. 도 6에서와 같이 E타입(연색용)은 30분 가량, SE타입(중색용)은 40분가량, S타입(진색용)은 50분 가량을 고온상태를 지속한다.

본 발명에서는 고압 분산염료는 2~3% o.w.f를 사용하고, 염료를 염액 내에 골고루 분산시키는 균염작용을 하는 분산제는 0.1~0.5% o.w.f를 사용하며, pH를 조절하여 염료의 발색성을 좋게 하는 초산으로서 빙초산(CH₃COOH)을 0.1~0.5% o.w.f를 사용한다.

겉감이 폴리에스터소재인 일체형 다층 패딩원단(2)을 연화점 가까이의 고온(130℃)까지 온도를 상승시켜 느슨해진 폴리에스터섬유 내부로 염료가 침투되도록 염색하되 40~60분간을 지속하고, 염색 이후 주름(시와)방지를 위해서 서서히 냉각하여 50℃까지 온도를 낮추어준다.

이때 pH를 체크하여서 pH가 5~6되도록 맞추어서 이물질(호제나 분산제 등)에 의한 염색 얼룩현상(tarring)을 방지하여 패딩원단의 염착성 안정을 도모한다.

염색후에는 상온수세를 10~20분하여서 염색 물빠짐이 충분히 이루어지게 함으로써 패딩제품의 세탁견뢰도를 향상시킨다.

이후 알카리 환원세정을 실시하는데, 알칼리 환원세정은 염색된 섬유 표면에 남아 있는 미고착 염료를 제거하기 위함이다. 알카리 환원세정으로 가성소다(sodium hydroxide) 2~3g/L를 사용하며 70℃에서 20분간을 처리하는 조건이다. 알카리 환원세정 처리후 상온수세하며, 그후에는 중화를 위해 아세트산을 사용하되 아세트산 1g/L를 사용하여 5분간 중화시킨 이후 수세 건조한다.

* 무장력 텀블러 건조공정(S5)

본원 발명자는 장력이 증가할수록 폴리에스터의 권축률은 급격하게 저하되는 확인하였다. 그러므로 염색 이후에는 무장력 텀블러에서 건조하여서 권축률의 형태안정화를 꾀한다.

본 발명의 다층 패딩원단 가공제품의 특장점인 표면 퀼팅과 볼륨감 효과를 최대화하기 위해선 기존 꼬임이 발생된 상태로 건조시간이 과다적용되는 건조장치를 사용하지 않는다. 본 발명에서는 원단이 긴장된 상태가 아닌 이완된 상태로 건조되도록 무장력 텀블러 건조기를 활용하되 원단 자체 건조효율 뿐만 아니라 볼륨감이 좋으며 건조중의 비팅효과(beating effect)로 인해 건조후의 촉감도 좋게 해준다.

또한 본 발명에서는 후가공공정으로 원적외선 가공 및 항균성을 부여할 수 있다.

원적외선 조제 및 항균성 조제를 각 9중량%/L을 침지조의 용액에 투입하여 텐타 130℃ 온도에서 원단이 침지조에서의 침지후 맹글롤러에 압착되고 열건조되는 가공을 25m/분 속도로 수행한다. 이러한 후가공을 통해서 원적외선 기능 및 항균성을 부여할 수 있으며, 인체에 유익한 파장으로 세포조직 활성화 및 생체리듬 왕성하게 한다. 또한 혈액순환을 원활하게 하여 통증, 부음, 저림을 감소시킨다.

상기와 같은 본 발명의 일체형 다층패딩원단 가공제품은 내외피가 되는 표면조직과 이면조직을 제직하면서 중간에 충진제를 다겹으로 배치되게 하여 한번에 패딩효과와 충전효과를 발휘할 수 있는 구성이며, 또 충진섬유의 벌키성을 그대로 유지하고 또 두꺼워진 일체형 다층 패딩원단을 일괄 염색을 수행함에도 불구하고 균일한 염색이 이루어지게 하고, 세탁수축율이 거의 없으며 세탁시의 변퇴색이나 오염성에 대한 세탁견뢰도가 우수하다.

본 발명의 일체형 다층 패딩원단 가공제품은 일체 제직과 가공을 통해서 하기의 표 1에서와 같이, 폴리에스터 충전재가 사용된 패딩원단(기존제품)에 대비해서 두께가 두꺼워지고 보온성은 좋아지면서도 기존제품에 비해서는 경량성이 더 있는 제품이 됨을 확인할 수 있었다.

구분	3겹2층 패딩원단		5겹4층 패딩원단		7겹6층 패딩원단
구분	기존제품	본 발명	기존제품	본 발명	기존제품	본 발명
중량(g/cm³)	0.1~0.12	0.75 이하	0.1~0.15	0.70 이하	0.06~0.01	0.65 이하
두께(mm)	2~4	4 이상	2~4	8 이상	4~8	13 이상
보온성(%)	10~15	25	15~25	30	20~30	40

여기서, 중량(g/m²)은 단위체적당 중량(g/cm³)으로 환산하여 나타낸 것임.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명은 남녀 패딩 평상복, 남녀 패딩 아웃도어, 남녀패딩 스포츠웨어 제품개발에 이용할 수 있다.

(2)-- 일체형 다층 패딩원단 (4)-- 충진원단부
(6)-- 표피원단부 (10)-- 커버링사
(12)-- 코아사 (14)-- 이펙트사

Claims

일체형 다층 패딩원단 가공제품에 있어서,
원스톱 다중직 제직으로 패딩효과와 퀼팅효과가 동시 발현되며 필라멘트 제직물 형태의 패딩용 충진섬유로 된 충진원단부(4)와 겉감용의 표피원단부(6)로 다겹 다층을 구성하며, 표피원단부(6)와 충진원단부(4)의 경사로서 폴리에스터소재 멀티필라멘트사가 사용되게 구성하고, 입체적인 볼륨성과 경량성을 위해서 충진원단부(4)의 위사로는, 볼륨감을 위해 마련되며 벌키성을 갖도록 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 된 코아사(12)와 착용감을 갖도록 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 된 이펙트사(14)로 구성된 커버링사(10)와, 경량성을 갖도록 소수성을 띄며 비중이 물보다 가벼운 폴리프로필렌 필라멘트사와, 섬유쾌적성과 섬유강도가 있는 폴리에스터 완전연신사(FDY)가 함께 사용되게 하여서 제직한 일체형 다층 패딩원단(2)을 구성하며,
일체형 다층 패당원단(2)을 무장력상태로 호발 정련수축 및 수세되게 하고 고압 분산염료로 저장력 이송상태로 염색되게 가공한 제직후 가공으로 커버링사(10)의 코아사(12)와 이펙트사(14)간의 수축율 차이가 10~20% 범위가 되게하고 염색된 원단이 이완상태에서 건조되게 하여서 경량성과 보온성이 향상되고 형태안정성이 확보되게 구성함을 특징으로 하는 일체형 다층 패딩원단 가공제품.
제1항에 있어서, 커버링사(10)와 폴리프로필렌 필라멘트사와 폴리에스터 완전연신사(FDY) 간의 위사 혼용비율(가닥수)은 일체형 다층 패딩원단(2)의 볼륨감과 경량성의 최적성을 위해 20~30% : 40~60% : 20~30%로 구성함을 특징으로 하는 일체형 다층 패딩원단 가공제품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 커버링사(10)가 원사 공급률 차이와 소재간 수축률 차이에 기인하여 볼륨감이 발현되도록 구성하되, 이펙트사(14)와 코아사(12)의 상대적인 공급비율이 2~5 : 1 가닥수가 되는 원사 공급률 차이를 갖게 구성함을 특징으로 하는 일체형 다층 패딩원단 가공제품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 구성된 이펙트사(14)는 160~300데니어 굵기를 갖고 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 구성된 코아사(12)는 40~150데니어 굵기를 가짐을 특징으로 하는 일체형 다층 패딩원단 가공제품.
일체형 다층 패딩원단 가공제품의 제조방법에 있어서,
원스톱 다중직 제직으로 패딩효과와 퀼팅효과가 동시 발현되며 필라멘트형태의 패딩용 충진섬유로 된 충진원단부(4)와 겉감용의 표피원단부(6)로 다겹 다층을 형성하는 일체형 다층 패딩원단(10)을 얻되, 충진원단부(4)의 위사로는 입체적인 볼륨성과 경량성을 위해서, 볼륨감을 위해 마련되며 벌키성을 갖도록 폴리우레탄소재 멀티필라멘트사로 된 코아사(12)와 착용감을 갖도록 폴리에스터소재 멀티필라멘트사로 된 이펙트사(14)로 구성된 커버링사(10)와, 경량성을 갖도록 소수성을 띄며 비중이 물보다 가벼운 폴리프로필렌 필라멘트사와, 섬유쾌적성과 섬유강도가 있는 폴리에스터 완전연신사(FDY)가 함께 사용되게 하는 일체형 다층 패딩원단 제직과정과,
상기 일체형 다층 패딩원단을 폭방향으로의 과수축 방지를 위해 선세팅하는 과정과,
선세팅된 일체형 다층 패딩원단을 무장력상태로 호발, 정련 수축 및 수세하는 전처리과정과,
전처리된 일체형 다층 패딩원단을 역류 염색기를 사용하여 저장력 이송되게 하며 고압 분산염료로 염색하는 염색과정과,
상기 염색과정을 마친 일체형 다층 패딩원단을 무장력 텀블러에서 패딩원단이 이완된 상태로 건조되게 하는 건조과정을 가짐을 특징으로 하는 일체형 다층 패딩원단 가공제품의 제조방법.