KR102399862B1 - 원형 보존이 가능한 모자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 니트 직물 모자 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의한 니트 모자는, 니트모자 제조장치에 의해 얻어지는 니트형 모자에있어서, 니트형 모자를 이루는 합성섬유사의 니트 직물의 표면에, 수분산 폴리우레탄 성분을 피복시키고, 건조과정에서 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 가교제에 의해 상기 니트 직물과 물리적·화학적인 가교반응을 일으킴과 동시에 경화반응을 일으켜서, 상기 니트 직물의 표면에 수분산 폴리우레탄 성분에 의한 경화반응물을 피복시키는 것을 특징으로 한다. 상기 수분산 폴리우레탄 성분에 의한 경화반응물은, 니트형 모자의 최초의 형태가 외부의 힘에 의해 찌그러지거나 손상되었을 경우에도, 다시 최초의 형태로 복원시켜서 사용할 수 있도록 해주는 형상 복원력을 제공한다.

Description

원형 보존이 가능한 모자 및 그 제조 방법{Hat capable of preserving original shape and method of manufacturing the same}

본 발명은 원형 보존이 가능한 모자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최초로 만들어진 모자의 원형을 그대로 보존할 수 있고, 세척하거나 장시간 사용한 이후에도 최초의 모자 원형을 그대로 보존할 수 있는 모자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 모자는 사람의 머리에 쓰는 용도로 개발되어 왔다. 이러한 모자는 생활양식이 다양화되어지면서 다양한 형상과 모양을 이루기도 하고, 다양한 기능을 추가하여 제조되기도 한다.

오늘날 널리 알려진 형태의 모자는 니트를 주된 소재로 하여 제조되는 니트햇(hat)과, 스포츠 모자로 널리 알려져 있고 크라운과 챙으로 형성된 볼캡(cap)과, 프랑스 전통모자로 챙이 없고 화가 모자로 알려진 베레모와, 방수 가공의 코튼 천으로 만들고 챙을 빙 둘러서 형성한 페도라 등을 예시할 수 있다.

이러한 모자는 기본적으로 사용자의 머리를 보호하거나, 사용자의 머리를 보호함과 동시에 멋을 내기 위한 크라운 부분을 공통적으로 포함하고 있다.

오늘날 모자는 햇볕 직사광선으로부터의 보호와 추위로부터의 보온을 위해 남녀 노소를 막론하고 이용이 증가하고 있으며, 나날이 모자의 보호 기능을 벗어나 패션화 경향이 늘어가고 있다.

이러한 모자는 가장 일반적으로 널리 사용되고 있는 모자를 중심으로 하여 살펴볼 때, 다양한 섬유의 직물 천을 봉제 공정으로 접합시키는 방식으로 제조하는 봉제 모자와, 편물을 제조하는 다양한 섬유를 이용한 니트 공정으로 제조한 니트 모자로 크게 나누어 구분할 수 있다.

봉제 모자들은 사용한 천의 특성과 봉제선으로 모양 유지가 양호하게 이루어진다. 대표적인 모자로서는 스포츠 모자를 예시할 수 있다. 그러나, 봉제 모자들은 통기성이 미흡하여 이를 보완하기 위한 디자인이 요구되기도 하며, 제조 원가에 인건비의 비중이 적지 않은 경우가 많다.

한편, 니트 모자는 자동화 니트 제조 장치를 이용하여 다양한 섬유로 제조되고 있으며, 사용자의 머리에 해당하는 크라운이 대부분으로 이루어져 있는 특성이 있다.

니트 모자는 크라운 부분에 해당하는 부분을 니트 직물로 형성하기 때문에, 통기성이 우수하지만, 일반적으로 모자의 형태 유지가 미흡한 단점이 있다. 이러한 모자의 형태 변형은, 모자의 사용자가 그 모자를 사용하는 도중에 일어났을 경우에는, 그 사용자의 부주의로 인한 것으로 볼 수 있고, 그 사용자의 책임으로 돌릴 수 있겠으나, 실제로는 모자의 생산지에서 판매지로 이송하는 도중에도 종종 발생되고 있었다. 생산공장에서 판매지로 운송되는 유통과정에서, 외부에서 가해지는 외력을 견뎌내지 못하고, 찌그러지거나, 최초의 형태에서 벗어나게 되었을 경우에는, 최초의 형태로 복원되지 못하는 단점을 그대로 가지고 있었던 것이다.

이러한 단점을 해결하기 위하여, 니트 모자에 풀을 먹인 후, 그 니트 모자를 소정의 목형 틀에 고정하여 모자의 형태를 만들고, 그 모자를 상온의 음달에서 건조시켜 모자를 제조하는 방법이 등장하였다(등록특허 제10-0661283호). 이러한 방법은 밀가루 풀, 고무 풀, 또는 찹쌀 풀 등을 이용한 것이므로, 처음 모자를 사용하였을 경우에는, 그 원형을 그대로 유지하게 되지만, 시간이 지날수록 최초의 풀이 풀어져서 없어지거나, 땀에 의해 소실되기도 하므로, 오랜 기간 사용되지 못한 단점이 있었다.

또한, 이러한 니트 모자의 단점을 해결하기 위하여, 열경화사를 이용한 니트 모자가 출현하였다. 열경화사 니트 모자는, 통상적인 섬유사와 열경화사를 함께 사용하여 니트 모자를 제조함으로써, 통상적인 니트모자의 단점을 일부 해결하기도 하였다. 열경화사를 이용한 모자의 경우에는, 그 모자 모형을 고온 환경에서 경화시킨 것이므로, 외부에서 어떤 힘이 가해진 경우에도 쉽게 찌그러지지 않은 장점이 있었다. 이러한 장점으로 인하여, 골프 모자와 같이, 고급 모자로서 일부 사용되기도 하였다.

그런데, 열경화사를 이용한 모자는, 그 원재료가 되는 열경화사의 가격이 비싸므로, 최종 제품이 모자의 가격이 고가이므로, 통상적으로 사용되는 모자로서 활용되지 못한 단점이 있었다.

또한, 열경화사를 이용한 모자는, 외부에서 가해지는 외력이 약할 경우에는 최초의 형태를 보존할 수 있었으나, 그 외력이 강해질 경우, 그 모자가 한번 찌그러지거나 그 형태에 변형을 일으켰을 경우에는, 최초의 모습으로 되돌아올 수 없는 단점도 있었다.

다시 말해서, 열경화사를 이용한 종래의 모자는, 고가이고 고급모자로서의 장점이 있었지만, 한번 헝클어진 모습이 다시 복원되지 못하여서, 그 이후에는 그 모자를 원래 모자처럼 사용할 수 없는 치명적인 단점이 해결되지 못한 채, 오늘에 이르고 있는 것이다.

결과적으로, 오늘날 모자에 사용되고 있는 통상의 니트로 이루어진 모자는 섬유에 의한 원형 보존력이 거의 없어서, 외부에서 가해지는 외력에 의해 찌그러질 경우 최초의 원형으로 회복되지 못한 단점을 여전해 해결하지 못한 상태에 놓여 있는 것이다.

종래의 모자에 관한 선행기술들을 간략하게 살펴보면 아래와 같다.

대한민국 등록특허 제10-587131호 (2006. 5. 29.); 대한민국 등록특허 제10-0661283호 (2006. 12. 26.); 대한민국 등록실용신안 제20-0206265호 (2000. 12. 01.); . 대한민국 등록실용신안 제20-0350850호 (2004. 05. 22.).

본 발명은, 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통상의 나일론-6, 폴리에스테르, 아크릴 등 화학섬유사로 직조된 직물 또는 이러한 화학섬유사로 직조된 니트를 이용하여 모자를 제조하면서도, 최초의 모자 형태가 외부의 외력에 의해 찌그러지거나 헝클어진 상태에서, 최초의 모자 형태를 다시 복원할 수 있는 모자의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 모자를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 모자는, 사용자의 머리에 착용되어지고, 화학섬유 직물을 재단하여 크라운과 모자챙으로 구성된 캡형 모자, 또는 니트모자 제조장치에 의해 얻어지는 니트형 모자에 있어서, 상기 캡형 모자의 크라운을 이루는 직물의 합성섬유사의 표면이나 상기 니트형 모자를 이루는 니트 편직물의 합성섬유사의 표면에, 수분산 폴리우레탄 성분을 피복시키고, 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 건조과정에서 가교제에 의해 상기 합성섬유사와 물리적·화학적인 가교반응을 일으킴과 동시에 경화반응을 일으켜서, 상기 직물 또는 상기 편직물의 표면에 박막 폴리우레탄 필름의 경화반응물을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 박막 폴리우레탄 필름의 경화반응물은, 캡형 모자의 크라운이나 니트형 모자의 최초의 형태가 외부의 힘에 의해 찌그러지거나 손상되었을 경우에도, 다시 최초의 형태로 복원시켜서 사용할 수 있도록 해주는 형상 복원력을 제공한다.

본 발명에 의한 모자의 제조방법은, 1). 합성섬유사를 이용하여, 니트모자 제조장치에 의해, 니트형 모자를 만드는 단계(S 110)와; 2). 상기 니트형 모자의 소재에 수분산 폴리우레탄 성분을 가교제와 함께 피복시키는 단계(S 120)와; 3). 상기 수분산 폴리우레탄 성분으로 피복된 니트형 모자를 모자의 성형용 틀에 씌워서, 니트 모자의 임시적인 형태를 만드는 단계(S 130)와; 4). 상기 성형용 틀에서, 50 ℃ 내지 120 ℃ 온도범위에서 10분 내지 30분 동안 경화반응을 시켜서, 니트모자의 최종 형태를 고정시키는 단계(S 140); 를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 니트형 모자를 만드는 단계(S 110)는 합성섬유사로 직조된 직물을 재단하여, 다수의 직물 조각편을 만들고, 그 다수의 직물 조각편을 서로 잇대고 재봉질하여 캡형 모자의 크라운을 만드는 단계로 대체하여 이용될 수 있다. 이때, 상기 크라운은 모두 완성된 상태에서 상기 수분산 폴리우레탄 성분으로 가교결합을 실시할 수 있고, 다른 방법으로는, 직물 또는 직물조각편을 상기 수분산 폴리우레탄 성분으로 물리적·화학적인 가교결합시킨 다음, 가교결합된 직물조각편을 재봉질하여 크라운을 제조할 수도 있다.

본 발명은 니트형 모자에 있어서, 니트 직물의 표면에 수분산 폴리우레탄 성분을 이용한 경화반응물이 피복되어 있으므로, 상기 니트 모자가 흐느적거리지 않고 일정한 형태를 유지할 정도의 강도를 보유하게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 니트형 모자는, 이러한 니트 소재의 보강과 형상기억으로 인하여, 외부의 힘에 의해 최초의 형태를 유지하지 못하고 찌그러지거나 헝클어질 경우에도, 사용자가 원래의 형태로 되돌려 사용할 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 첨부 도면 제 2도 내지 제 4도에 나타낸 바와 같은 계면 가교결합 또는 수소결합으로, 최종 단계에서 물리적화학적 가교를 도입하여 형상 기억 니트 모자 또는 캡형 모자를 환경친화적인 공정으로 제조할 수 있고, 그 결과 생산성과 경제성을 높일 수 있는 장점을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 사용되는 수분산 폴리우레탄(PUD)을 제조하는 방법의 대표적인 실시예에 관한 단계적인 화학 반응식이고,
도 2는 본 발명에서 사용된 수분산 폴리우레탄(PUD)의 가교제에 의한 경화반응을 나타내는 대표적인 실시예에 관한 화학 구조식이고,
도 3은 본 발명에서 사용된 수분산 폴리우레탄(PUD)와 폴리에스테르 섬유의 계면 수소결합을 나타낸 구조식이고,
도 4는 본 발명에서 사용된 수분산 폴리우레탄(PUD)와 아크릴 섬유의 계면 수소결합을 나타낸 구조식이며,
도 5는 종래의 니트형 모자와 본 발명에 의한 니트형 모자의 사진자료이다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 캡형 모자 및 니트형 모자와 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 캡형 모자는 화학섬유사를 날줄과 씨줄로 엮어서 직물을 만들고, 그 직물을 다수의 조각편으로 재단한 다음, 그 조각편들을 서로 인접시키고, 재봉질에 의해 크라운을 만들고, 그 크라운의 앞면에 모자 챙을 만들고 부착하여 완성되어진다.

한편, 니트형 모자는 화학섬유사를 니트형 모자의 제조장치에 의해 니트 직물로 편직하면서, 그 니트 편직물을 이용하여 사용자의 머리에 착용할 수 있는 모자의 형태로 만들게 된다. 일단 만들어진 모자의 형태는 니트 모자의 성형용 틀에 씌워져서, 소정의 니트모자 형태를 이루게 되고, 그 모자 형태를 성형용 틀에서 벗겨내어, 니트형 모자로 완성되어진다.

그런데, 이와 같은 방식으로 완성된 니트형 모자는, 화학섬유사를 이용하여 편직된 니트 제품의 특성에 따라, 통기성이 양호하거나, 보온성이 탁월하거나, 미세한 보풀에 의한 미감 및 고급질감을 제공하는 등 장점이 많지만, 상기 니트 제품이 자체적인 형상을 보유할 정도의 강도를 가지고 있지 않아서, 최초의 형상이나 형태를 그대로 유지하지 못하고 있는 치명적인 단점을 가지고 있는 것이다.

이러한 단점은 크라운을 가지고 있는 캡형 모자의 경우에도 대동소이하다.

본 발명은 종래의 모자의 이러한 단점을 개선하기 위하여 개발된 형상 보존기능을 가진 모자를 제공한다.

본 발명에 의한 모자는, 통상적인 니트모자 제조장치를 이용하여, 합성섬유사를 니트로 편직하여 니트형 모자를 제조한다. 상기 니트 편직물을 형성하는 합성섬유는 아미드기, 에스테르기, 니트릴기 등을 포함하고 있는 섬유사들을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 니트 제품은 일반적으로 평면상으로 편직되어지지만, 외부에서 가해지는 외력에 대해 그 자체의 평면상의 형상을 제대로 유지하지 못하고, 흐느적거리는 성질을 보유하고 있다.

한편, 캡형 모자의 경우에는 크라운을 형성하는 직물 조각들이 상기 합성섬유사로 이루어져 있고, 직물의 조직이 편직물에 비해 좀더 나은 형상 보유력을 가지고 있지만, 그 자체적으로 완전하지 못하다는 점에서는 동일하다.

본 발명에 의한 모자는, 니트형 모자를 이루는 합성섬유사의 니트 제품의 표면에, 수분산 폴리우레탄 성분을 피복시킨다. 피복 방법은 분무기를 이용하여 수용액 상태의 수분산 폴리우레탄 성분을 니트 직물에 분사하거나, 수용액 상태의 수분산 폴리우레탄 성분에 니트 직물을 침적시킨 다음 건져내거나, 롤러를 이용하여 인쇄방식으로 피복시키는 방식 등으로 진행될 수 있으며, 특별한 방식으로 제한되지 않는다.

상기 수분산 폴리우레탄 성분은 니트 제품의 합성섬유사에 가교결합과 수소결합을 형성하도록 함으로써, 물리적인 결합관계 또는 화학적인 결합관계를 이루도록 하며, 상기 니트 편직물의 표면에 박막 폴리우레탄 필름을 형성하도록 한다. 예컨대, 상기 니트 제품을 이루는 합성섬유사가 나일론-6을 포함하고 있는 경우에는, 도 2와 같은 가교결합을 형성하는 반면에, 상기 니트 제품을 이루는 합성섬유사가 폴리에스테르와 아크릴 성분을 포함하고 있을 경우에는 도 3과 도 4와 같은 수소결합을 형성하도록 하는 것이다. 가교제는 아지리딘 화합물, 에폭시 화합물 등이 자주 사용되며, 수분산 폴리우레탄의 자기유화성분과 화학결합이 가능한 것들이다.

이러한 상태에서, 상기 수분산 폴리우레탄 성분이 건조과정에서 경화되어지면서 박막의 폴리우레탄 필름을 형성하게 되는 것이고, 상기 박막의 폴리우레탄 필름은 그 내부에 결합되어 있는 니트 제품(니트 편직물)에 대해 최초의 형태를 보존하도록 하는 기능을 수행한다.

본 발명에 의한 모자는, 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 가교제에 의해 상기 니트 제품과 가교반응 또는 수소결합을 일으키면서, 상기 니트 제품의 표면에 수분산 폴리우레탄 성분에 의한 박막의 폴리우레탄 필름을 형성하게 된다. 상기 수분산 폴리우레탄 성분은 가교제에 의해 니트 제품의 폴리아미드 화학섬유사에 대해 물리적·화학적 가교반응을 이루게 된다. 상기 화학섬유사가 폴리에스테르 또는 아크릴 섬유일 경우에는 가교 수분산 폴리우레탄이 다양한 수소결합을 통한 물리적 가교결합을 이루게 된다. 가교반응은 대략 50 ℃ 내지 120 ℃의 온도 범위에서, 대략 10 분 내지 30분 정도를 유지함으로써 달성될 수 있다. 가교반응을 완성하게 되면, 상기 니트 제품은 그 외부 표면에 형성된 박막 폴리우레탄 필름으로 인하여, 외부에서 가해진 힘에 의해, 니트 직물의 형태가 변형되어질 경우에도, 종래와 같이 흐느적거리지 않고, 소정의 형태를 유지하게 된다.

본 발명에 의한 모자가 캡형일 경우에도, 크라운을 형성하는 직물이 폴리아미드 성분, 폴리에스테르 성분, 또는 아크릴 성분을 포함하고 있는 것이므로, 위에서 설명한 바와 동일한 방식으로, 상기 수분산 폴리우레탄 성분이 크라운 직물에 결합되어지게 된다.

본 발명에 의한 모자는, 상기 수분산 폴리우레탄 성분이 니트 제품의 합성섬유사에 대해 소정의 물리적·화학적 가교결합을 형성하게 되고, 상기 수분산 폴리우레탄에 의한 박막 필름을 형성하게 되므로, 니트형 모자의 최초의 형태가 외부의 힘에 의해 어떠한 형태로 찌그러지거나 손상되었다고 할지라도, 다시 외부에서 소정의 힘이 가해지게 되면, 최초의 형태로 복원시켜서 사용할 수 있게 된다. 이는 본 발명에 의한 모자가 형상 복원력을 가지고 있는 것이어서, 사용자가 그 모자를 사용 도중 또는 사용 이후에, 형상이 찌그러진 부분에 대해, 외부에서 힘을 가할 경우, 다시 원래의 형상으로 되돌려지는 원상 회복력을 가지고 있는 것으로 평가될 수 있다.

또한, 본 발명은 모자의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의한 모자의 제조방법은, 합성섬유사를 이용하여, 니트모자 제조장치에 의해, 니트형 모자를 만드는 단계(S 110)를 포함하고 있다. 상기 합성섬유사는 아미드기, 에스테르기, 니트릴기 등을 포함하고 있는 것으로서, 화학적 가교반응이 가능한 작용기를 포함하고 있는 것을 사용한다.

이러한 니트형 모자의 제조단계(S 110)는 통상적인 방식으로 진행될 수 있다. 이는 통상적인 니트모자 제조장치를 이용하여, 합성섬유사를 니트로 편직하여 니트형 모자를 제조하는 것으로 설명될 수 있다.

상기 니트형 모자를 만드는 단계(S 110)는, 캡형 모자의 경우, 합성섬유사로 직조된 직물을 재단하여, 다수의 직물 조각편을 만들고, 그 다수의 직물 조각편을 서로 잇대고 재봉질하여 캡형 모자의 크라운을 만드는 단계로 대체하여 이용될 수 있다.

이때, 니트형 모자와 캡형 모자 상호간의 차이점은, 전자의 경우에는 합성섬유사를 편직하여 니트를 제조하는 반면에, 후자의 경우에는 합성섬유사를 직조하여 만든 직물을 재단하고, 재봉질을 하여 크라운을 제조하는 것이다. 그렇지만, 이러한 과정을 통할 경우에도, 상기 니트를 구성하는 기본물질과 상기 크라운을 구성하는 기본물질이 모두 화학섬유사라는 점에서, 서로 동일한 것이다.

본 발명에 의한 모자의 제조방법은, 상기 니트형 모자의 편직물 또는 캡형 모자의 직물에 수분산 폴리우레탄 성분을 가교제와 함께 피복시키는 단계(S 120)를 포함하고 있다.

상기 수분산 폴리우레탄 성분의 피복단계(S 120)는 수분산 폴리우레탄 성분을 제조하여 준비하는 것이 중요하다. 본 발명에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 사용하는 이유는 위에서 설명한 바와 같다.

폴리우레탄은 일반적으로 폴리이소시아네이트와 폴리올로부터 제조되는 고분자 물질로 용도에 따라 폴리이소시아네이트와 폴리올의 종류를 적절히 조합하여 합성되며, 다양한 연질 및 경질의 코팅 및 접착 소재를 제조할 수 있다. 또한 발포체 (foam) 형태로 제조하여 충격 완충 능력이 우수한 연질의 가구용 스폰지, 자동차 내장재, 열전도도가 아주 낮은 다양한 단열소재 등으로 용도 개발이 이루어졌다. 일반적으로 폴리우레탄은 유기 용제에 녹여서 사용하는 폴리우레탄 코팅제 및 접착제 용도로 사용되고 있으나, 유기 용제를 사용함으로 인하여 대기 오염과 인체 유해성 논란에서 자유롭지 못하다.

수분산 폴리우레탄은 유기 용제에 녹여서 사용하는 폴리우레탄 코팅 및 접착제를 대체하기 위해 개발된 환경 친화적인 폴리우레탄 시스템이다. 본 발명이 통상적인 폴리우레탄을 사용하지 않고, 수분산 폴리우레탄 성분을 이용하는 것은 인체 무해성과 더불어 친환경적인 특성을 감안한 것이기도 하다.

상기 수분산 폴리우레탄의 제조방법은 다양한 방식으로 진행될 수 있다.

상기 수분산 폴리우레탄의 제조를 위하여는 일반적으로 자기 유화성을 통하여 물에 분산이 가능하도록 하는 dimethylol propionic acid (DMPA) 등과 같은 글리콜산 화합물 등을 흔히 폴리우레탄 제조 원료에 포함시켜 반응을 통하여 제조함으로써, 별도의 계면활성제를 사용하지 않는 수분산 폴리우레탄이 얻어질 수 있다. 이들은 환경 친화적인 도료 및 접착제로 사용될 수 있다. 이러한 수분산 폴리우레탄이 건조 후 형성하는 폴리우레탄 필름은 일반적으로 폴리올이 형성하는 연질 영역과 이소시아네이트와 경화제가 형성하는 경질 영역으로 미세 상분리되는 특성을 보인다.

상기 수분산 폴리우레탄의 제조방법으로서, 대표적인 방식을 도 1에 관련 화학식으로 나타내었다.

먼저, 디올 성분(폴리에스테르 디올, 폴리에테르 디올, 폴리카버네이트 디올 등)과 디메틸프로피온산(Dimethylol propionic acid: DMPA)와 같은 글리콜산의 양말단 수산기를 이소시아네이트기로 캡핑시킨 폴리우레탄 예비중합체를 60℃에서 약 3시간 반응시켜 얻는다. 여기서 사용하는 디올의 분자량은 1,000 g/mole ~ 3,000g/mol인 것이 주로 사용된다. 그리고 이소시아네이트로는 반응성이 수분산 폴리우레탄 제조에 적당한 isophorone diisocyanate(IPDI)를 주로 사용한다. 디히드록시산으로 DMPA를 사용하는 경우 폴리우레탄 중 분율이 중량 기준으로 3 ~ 6%가 되도록 한다. 얻어진 폴리우레탄 예비중합체의 카르복실산을 triethylene amine(TEA)로 중화한 다음, 물을 첨가하여 콜로이드 상태로 분산시키고, 이어서 사슬 연장제로 에틸렌디아민을 첨가하여 수분산 폴리우레탄을 얻는다.

상기 수분산 폴리우레탄 성분의 피복단계(S 120)는 상기 니트형 모자의 편직물 또는 상기 캡형 모자의 직물에 대하여, 위에서 설명한 바와 같은 방식으로 얻어진 수분산 폴리우레탄 성분을 가교제와 함께 피복시킨다. 피복 방식은 특별한 방식으로 제한되지 않는다. 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 물에 희석하여 니트형 모자의 표면에 분사하거나, 인쇄방식으로 코팅하거나, 수분산 폴리우레탄 성분의 수용액에 침적시킨 후 건져 내는 방식으로 진행될 수 있다. 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 물에 희석하여 수용성 성분으로 준비할 경우, 분산성과 탄성율을 향상시켜주기 위해, 첨가제로서 점토류 분말을 사용할 수 있다. 대표적인 점토(NaMMT: Sodium montmorillonite)가 물에 적절히 분산되면, 증점이 이루어지고, 모자에 얇고 균일한 수분산 폴리우레탄 코팅이 가능한 장점이 있고, 기계적인 강도도 높아진다. 가장 바람직한 피복 방식은 후자의 침적법이다.

상기 캡형 모자의 경우에는, 크라운을 형성하는 직물에 대해 상기 수분산 폴리우레탄 성분을 피복처리하고, 경화반응을 모두 마친 다음, 그 직물을 재단하고 재봉하여 크라운을 만들어 사용할 수 있고, 일단 크라운을 완성한 이후에, 그 크라운을 상기 수분산 폴리우레탄 성분으로 피복처리하고 경화시키는 방식으로 진행될 수도 있다.

본 발명에 의한 모자의 제조방법은, 상기 수분산 폴리우레탄 성분으로 피복된 니트형 모자를 모자의 성형용 틀에 씌워서, 니트 모자의 임시적인 형태를 만드는 단계(S 130)를 포함하고 있다.

상기 니트 모자의 임시적인 형태 부여단계(S 130)는 통상적인 성형용 틀을 이용하여 진행될 수 있으며, 이에 대해서는 선행기술에 속하는 대한민국 등록특허 제10-0661283호 에 잘 설명되어 있다.

본 발명에 의한 모자의 제조방법은, 상기 성형용 틀을 이용하고, 50 ℃ 내지 120 ℃ 온도범위에서, 10분 내지 30분 동안 가교반응을 시켜서, 니트모자의 최종 형태를 고정시키는 단계(S 140); 를 포함하고 있다.

상기 니트모자의 최종 형태 고정단계(S 140)는, 상기 성형용 틀을 이용하여 모자의 최초의 형태를 유지하고, 고온 환경에서 니트 제품의 화학섬유사와 폴리우레탄 성분 사이에 물리적·화학적인 가교결합을 유도함으로써 진행되어진다. 이는 본 발명의 제조방법이 단순히 니트 제품의 표면에 피복시키는 것으로 족하지 않고, 니트 제품의 구성성분과 피복물질의 구성성분을 상호간에 물리적·화학적인 결합을 유도함으로써, 상호간에 강력한 결합력을 형성하도록 하는 것을 의미한다. 이러한 점은 종래 기술에 있어서, 직물의 표면에 풀을 피복하여 건조시켜서 형태 보존을 이루도록 하였던 기술에 비하여, 그 기술사상 자체가 상이한 것이다.

상기 니트모자의 최종 형태 고정단계(S 140)에서 수행되는 가교반응은, 최초의 형태를 유지한 상태에서, 니트형 모자 또는 캡형 모자를 50 ℃ 내지 120 ℃ 온도범위에서, 10분 내지 30분 동안 유지함으로써 진행될 수 있다. 상기 온도 범위에서, 합성섬유사는 아미드기, 에스테르기, 니트릴기, 아크릴기 등과 같은 물리적·화학적 가교반응이 가능한 작용기를 포함하고 있으므로, 수분산 폴리우레탄 성분과 다양한 수소결합은 물론이고, 가교제에 의하여 상기 수분산 폴리우레탄 성분과 가교반응을 일으키게 된다. 이러한 고정단계(S 140)는 반응을 신속히 진행하기 위하여, 열풍 건조 오븐을 이용할 수 있다. 건조 과정을 통하여 수분산 폴리우레탄이 니트 모자 섬유 표면에 형성한 박막의 필름을 형성하게 되고, 그 박막 필름은 모자의 형상을 유지하게 된다. 또한 이러한 수분산 폴리우레탄 코팅 니트 모자는 세탁 후에도 형상 기억 유지 기능을 보이게 되는 장점이 있다.

도 2에서는 상기 수분산 폴리우레탄 성분과 합성섬유사의 나일론 성분이 서로 가교반응을 일으키는 과정을 예시적으로 보여주고 있다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 가교제로서 Aziridine을 사용하였고, 합성섬유로서 Nylon-6을 사용하였을 경우, 수분산 폴리우레탄 성분과의 계면 반응으로 가교 구조가 아울러 형성되어짐을 알 수 있다. 이러한 가교 구조 형성은 합성섬유를 이루는 고분자 성분과의 관계에서도 동일하게 이루어질 수 있다.

한편, 도 3은 상기 수분산 폴리우레탄(PUD) 성분이 폴리에스테르 섬유에 대하여, 상호간에 수소 결합을 나타내고 있는 구조식을 보여주고 있다.

또한, 도 4는 상기 수분산 폴리우레탄(PUD) 성분이 아크릴 섬유에 대하여, 그 경계면에서 상호간에 수소 결합을 나타내고 있는 모습을 화학구조식으로 나타내고 있는 것이다.

이러한 결합관계는 캡형 모자의 크라운을 이루고 있는 직물에 대해서도, 동일한 방식으로 작용하게 된다.

이하, 구체적인 실시예를 통하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명의 특허출원에서는, 설명의 편의상, 니트 편직물을 이용한 니트형 모자에 대해서만 예시한 것임을 미리 밝혀둔다.

<< 실시예 1 >>

니트 모자 코팅을 위해 고형분이 35%이고 dimethylol propionic acid 와 같이 카르복실기를 포함한 디올을 이용하여 합성된 수분산 폴리우레탄 (PUD 35)을 사용하였다. 건조 과정에서 카르복실기들과 반응을 통하여 화학적 가교를 형성하는 아지리딘 화합물인 Trimethylolpropane tris(2-methyl-1-aziridinepropionate)을 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 1.232 중량부를 투입하여 혼련하고, 수용성 액체 폴리우레탄 조성물로 만들었다.

상기 수용성 액체 폴리우레탄 조성물에 대하여, 통상의 니트모자 제조장치에 의해 만들어진 모자를 침적시킨 다음, 꺼내고, 수용액이 흘러내리지 않는 상태에서, 통상의 모자 성형틀에 끼워서 모자 형상을 만들었다.

상기 모자 형틀에서 임시적으로 모자 형태를 갖춘 상태에서, 90 ℃ 열풍을 15분 동안 가하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 제품의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

<< 실시예 2 >>

실시예 1에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 물을 100 중량부 투입하고, 상기 가교제를 0.616 중량부 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 제품의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

<< 실시예 3 >>

실시예 1에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 물을 300 중량부 투입하고, 상기 가교제를 0.308 중량부 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 제품의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

<< 실시예 4 >>

실시예 1에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 물을 400 중량부 투입하고, 상기 가교제를 0.123 중량부 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 제품의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
PUD 35		100	100	100	100
물		0	100	300	400
아지리딘 가교제		1.232	0.616	0.308	0.123
특성	질감	☆☆☆	☆☆☆☆	☆☆☆☆	☆☆☆
	형태유지	☆☆☆☆☆	☆☆☆☆	☆☆☆☆	☆☆☆

평가: 좋음 (☆☆☆); 상당히 좋음(☆☆☆☆); 극히 좋음(☆☆☆☆☆)

실시예 1 내지 실시예 4에 의할 경우, 수분산 폴리우레탄(PUD 35)을 희석하지 않고 사용할 경우 형태 유지를 위하여 양호한 결과를 나타내었고, 수분산 폴리우레탄(PUD 35)을 희석할 경우 질감은 부드러워지고 개선되지만 희석율이 높아질수록 형태 유지력이 약화되는 경향을 보여주었다.

<< 실시예 5 >>

실시예 1에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 점토 분말(NaMMT) 1.050 중량부를 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 직물의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

<< 실시예 6 >>

실시예 2에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 점토 분말(NaMMT) 0.525 중량부를 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 직물의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

<< 실시예 7 >>

실시예 3에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 점토 분말(NaMMT) 0.263 중량부를 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 직물의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

<< 실시예 8 >>

실시예 4에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 (PUD 35) 100 중량부에 대하여, 점토 분말(NaMMT) 0.105 중량부를 투입한 것를 제외하고, 나머지 사항은 동일하게 진행하였다.

완성된 니트 모자를 열풍 건조기에서 꺼내고, 이를 육안으로 관찰함과 동시에, 그 니트 직물의 질감을 살펴보았다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

구분		실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
PUD 35		100	100	100	100
물		0	100	300	400
아지리딘 가교제		1.232	0.616	0.308	0.123
NaMMT		1.050	0.525	0.263	0.105
특성	질감	☆☆☆	☆☆☆	☆☆☆☆		☆☆☆☆☆
	형태유지	☆☆☆☆☆	☆☆☆☆☆	☆☆☆☆☆		☆☆☆☆☆

평가: 좋음 (☆☆☆); 상당히 좋음(☆☆☆☆); 극히 좋음(☆☆☆☆☆)

실시예 5 내지 실시예 8에 의할 경우, 동일한 조건하에서, 점토 분말을 사용용할 경우, 모자의 형태 유지성능 및 질감 부여 성능이 더 우수함을 확인할 수 있었다.

또한, 수분산 폴리우레탄에 점토분말(NaMMT)을 첨가하는 경우에 희석율이 높아도 균일한 코팅이 이루어지고 질감과 형상 유지 특성이 우수함을 알 수 있었다.

본 발명은 니트형 모자를 대상으로 하였으나, 이는 가장 대표적인 사례로서 설명한 것이고, 크라운을 포함한 스포츠 모자의 경우에도, 크라운을 제조하는데 사용되는 직물에 대해서도, 동일한 방식으로 자체 형상 보존력을 부여할 수 있음은 당연하다고 할 수 있다.

이상에서 본 발명에 의한 원형 보존력이 우수한 모자 및 그 제조방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 사용자의 머리에 사용되는 캡형 모자 또는 니트형 모자에 있어서,
   1) 상기 캡형 모자를 이루고 있는 직물 또는 상기 니트형 모자를 이루는 편직물의 표면을 대상으로 하고,
   2) 수분산 폴리우레탄 성분 100 중량부에 대하여, 물 0 ~ 400 중량부와, 가교제 0.1 ~ 1.5 중량부와, 점토분말(NaMMT) 0.1 ~ 3 중량부를 포함하고 있는 수분산 폴리우레탄 혼합물을 만들고,
   3) 상기 직물 또는 편직물의 표면에 상기 수분산 폴리우레탄 혼합물을 피복하거나 코팅하고, 50 ℃ 내지 120 ℃ 온도범위에서 가교반응을 진행함으로써, 상기 직물 또는 편직물의 표면에 박막 폴리우레탄 필름을 형성하고,
   4) 상기 점토분말(NaMMT)은 상기 직물 또는 편직물의 표면에서 얇고 균일한 수분산 폴리우레탄 코팅을 가능하도록 해주고, 상기 가교반응 이후에는 상기 직물 또는 편직물의 표면에서 높은 질감을 제공하고, 또한 상기 모자의 형태 유지 성능을 더욱 향상시켜 주게 되는 것이며,
   5) 상기 박막 폴리우레탄 필름은 경화되어서 소정의 기계적 강도를 제공하게 되어 상기 모자의 최초의 형태를 유지하게 되는 반면에,
   6). 상기 모자가, 외부에서 가해지는 외력에 의해, 최초의 형태를 찌그러지도록 변형되거나 손상되었을 경우, 다시 외부에서 소정의 힘을 가함으로써, 상기 박막 폴리우레탄 필름이 최초의 형태로 복원되어지도록 하는 것을
   특징으로 한, 원형 보존이 가능한 모자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가교제에 의한 가교반응은
   상기 직물 또는 상기 편직물을 이루고 있는 합성섬유사의 아미드기, 에스테르기, 아크릴기, 또는 니트릴기로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나의 기능기와, 상기 수분산 폴리우레탄 성분 사이에서 일어나게 되는 것을,
   특징으로 한, 원형 보존이 가능한 모자.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가교제에 의하여, 상기 수분산 폴리우레탄이 박막 필름을 형성하게 되고,
   상기 수분산 폴리우레탄의 박막 필름이 상기 직물 또는 편직물에 대하여, 자체적인 형상 보존력을 부여하는 것을,
   특징으로 한, 원형 보존이 가능한 모자.
   
4. 1) 합성섬유사를 이용하여, 니트형 모자 또는 캡형 모자를 만드는 단계와;
   2) 수분산 폴리우레탄 성분 100 중량부에 대하여, 물 0 ~ 400 중량부와, 가교제 0.1 ~ 1.5 중량부와, 점토분말(NaMMT) 0.1 ~ 3 중량부를 포함하고 있는 수분산 폴리우레탄 혼합물을 만들고, 상기 수분산 폴리우레탄 혼합물을 상기 니트형 모자의 편직물 또는 상기 캡형 모자의 직물의 표면에 피복시키는 단계와;
   3) 상기 니트형 모자의 편직물 또는 상기 캡형 모자의 직물의 표면에 피복된 상기 수분산 폴리우레탄 혼합물을, 50 ℃ 내지 120 ℃ 온도범위에서 10분 내지 30분 동안 경화반응을 시켜서, 박막의 폴리우레탄 필름을 형성시키는 단계와;
   4) 상기 박막의 폴리우레탄 필름이 소정의 기계적 강도를 제공하게 됨으로써, 상기 니트형 모자 또는 상기 캡형 모자는 최초의 원형의 형태를 유지하게 되는 단계와;
   5) 외부에서 가해지는 외력에 의해, 상기 박막의 폴리우레탄 필름이 최초의 형태를 찌그러지도록 변형되거나 손상되었을 경우, 외부에서 다시 소정의 힘을 가함으로써, 상기 박막의 폴리우레탄 필름을 최초의 원형의 형태로 복원되어지도록 하는 단계; 를
   포함하고 있는 것을 특징으로 한, 원형 보존이 가능한 모자의 사용 방법.
   
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