KR102413875B1

KR102413875B1 - 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울

Info

Publication number: KR102413875B1
Application number: KR1020200142655A
Authority: KR
Inventors: 김한상
Original assignee: 주식회사 삼원
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-06-29
Also published as: KR20220058722A

Abstract

본 발명은 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울에 관한 것으로, 부피감을 높이면서 경량화시켜 보온성이 향상될 수 있도록 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 나일론섬유의 내부 길이방향으로 중공을 형성하여 중공 나일론섬유를 제조하는 제1단계; 중공 나일론섬유와 양모섬유를 합사하여 제1복합섬유를 제조하는 제2단계; 제1복합섬유를 일정 길이 및 일정 너비로 분리하는 제3단계; 분리된 제1복합섬유의 양단을 상호 반대방향으로 당기면서, 당기는 축과 수직한 방향으로 제1복합섬유의 반시계 방향으로 회전시켜 꼬인 제2복합섬유를 제조하는 제4단계; 제2복합섬유 두 가닥이 서로 꼬이도록 시계 방향으로 회전시켜 에어울을 제조하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울을 기술적 요지로 한다.

Description

중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울{MANUFACTURING METHOD OF AIRWOOL USING HOLLOW NYLON FIBER, AIRWOOL MANUFACTURED FROM THIS}

본 발명은 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울에 관한 것으로, 부피감을 높이면서 경량화시켜 보온성이 향상될 수 있도록 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울에 관한 것이다.

양모는 면양의 모낭 아랫부분에서 발생한 털로써, 피부 밖에 나온 부분을 양모섬유(wool fiber)라고 한다. 양모는 케라틴이라는 단백질 즉, 폴리펩티드로 되어 있으며 이 폴리펩티드 사슬이 직선상이 아니고 나선형으로 되어 있어 좋은 탄성과 신축성을 가지고 있다. 또한 양모는 형태학적으로 큐티클질, 코텍스 및 메덜러의 세 부분으로 구성되어 있고 흡습성 및 보온성 등이 우수하여 보온재로 사용되고 있다.

양모를 이용하여 제품을 생산할 때 다양한 재질의 원사와 함께 직조하여 직물 또는 옷감을 준비한다. 즉 직조되는 제품이 외부의 충격이나 날카로운 물질에 의해 접촉되더라도 찢기지 않도록 양모와 다른 재질의 원사를 함께 사용하여 직물가공기술로 복합섬유(composite yarn)를 제조하고 있다.

예컨대 복합섬유는 경도 정도를 유지하기 위하여 나일론섬유를 사용하고 있는데, 나일론섬유를 사용하게 되면 전체적으로 부드러운 느낌이 저하되는 문제점이 있다.

이를 해결해 보기 위하여 '양모 커버링 복합사 및 그를 이용한 신발 제조방법(등록번호: 10-2084091)'에서는 울, 닥섬유, 나일론으로 이루어진 코어사에, 나일론 또는 아라미드섬유로 이루어진 커버링사를 커버하여 제직 또는 편직 가공으로 양모 커버링 복합사를 제조하는 기술을 제시한 바 있다.

그러나 코어사를 울, 닥섬유, 나일론으로 이룬 후, 외부에 커버링사를 나선형으로 커버하게 되면, 너무 많은 종류의 원사 사용으로 오히려 양모 커버링 복합사의 무게가 무거워지는 문제점이 있다.

또한 커버링사가 울, 닥섬유, 나일론으로 이루어진 코어사를 묶고 있기 때문에, 코어사를 이루는 울, 닥섬유, 나일론 사이사이에 충분한 공간을 형성하지 못하여 부피감을 향상시킬 수 없어 보온 효과가 미미한 문제점이 있다.

따라서 부피감을 높이면서도 경량화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보온성을 가질 수 있도록 양모섬유와 나일론섬유를 이용한 새로운 기술개발 연구가 절실히 요구되고 있는 시점이다.

국내 등록특허공보 제10-2084091호, 2020.02.26.자 등록.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 부피감을 높이면서 경량성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 보온성이 향상되도록 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법, 이로부터 제조되는 에어울을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 나일론섬유의 내부 길이방향으로 중공을 형성하여 중공 나일론섬유를 제조하는 제1단계; 상기 중공 나일론섬유와 양모섬유를 합사하여 제1복합섬유를 제조하는 제2단계; 상기 제1복합섬유를 일정 길이 및 일정 너비로 분리하는 제3단계; 상기 분리된 제1복합섬유의 양단을 상호 반대방향으로 당기면서, 당기는 축과 수직한 방향으로 상기 제1복합섬유의 반시계 방향으로 회전시켜 꼬인 제2복합섬유를 제조하는 제4단계; 및 상기 제2복합섬유 두 가닥이 서로 꼬이도록 시계 방향으로 회전시켜 에어울을 제조하는 제5단계;를 포함하여, 상기 중공 나일론섬유 및 상기 양모섬유 사이의 공간과, 상기 중공 나일론섬유의 중공에 의하여 부피가 증가되면서 경량화된 상기 에어울을 제조하는 것으로, 상기 중공 나일론섬유는, 상기 나일론섬유의 외면과 상기 중공을 관통하는 중공 연결통로가 형성되되, 상기 중공 연결통로는, 상기 나일론섬유의 길이방향을 따라 서로 어긋난 위치에 관통 형성되어, 상기 중공 나일론섬유에 외력이 가해지더라도 끊어지지 않고, 상기 중공 나일론섬유에 상기 중공이 독립적으로 각각 분할된 복수 개로 형성되고, 상기 복수 개의 중공들 간을 연통되게 잇는 연결홀이 형성되어 상기 중공과 중공 간의 공기 이동을 용이하게 하며, 상기 제1단계와 상기 제2단계의 사이에는, 상기 중공 나일론섬유를 센서부에서 스캐닝하여 촬영하고, 상기 촬영에 의해 생성되는 이미지를 판정부에 전달해 기 설정된 조건과 비교하여 상기 중공 나일론섬유의 불량으로 판별된 영역을 표시부를 통해 표시하여 불량영역을 검출하되, 상기 판정부에서 상기 중공 나일론섬유에 일정 너비를 갖는 중공이 형성되었는지의 여부를 판별하여 불량 여부가 결정되고, 상기 센서부에서 촬영된 상기 중공 나일론섬유의 이미지는 하나의 프레임으로 인식되고, 상기 프레임을 일정 너비의 중공 형성 여부를 판별하는 베이스영역과 겹침으로써, 상기 중공의 너비가 상기 베이스영역에서 설정된 너비영역에 포함되는지 확인하여, 상기 불량으로 판별된 영역에 염료를 분사하여 표시하며, 상기 중공 나일론섬유의 두께 15~30㎛ 기준으로, 상기 중공의 너비는 1~8㎛인 것을 특징으로 하는 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법을 제공한다.

삭제

본 발명에 있어서, 상기 에어울은, 상기 중공 연결통로를 통하여, 상기 공간과 상기 중공이 서로 연통되어 개방된 형태의 3차원 공기채널이 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 에어울을 제공한다.

상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명의 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법에 따르면, 중공이 형성된 중공 나일론섬유와 양모섬유의 복합화를 통하여 새로운 형태의 에어울을 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따라 제조되는 에어울은 중공 나일론섬유 및 양모섬유 사이사이에 형성되는 빈 공간과, 중공 나일론섬유의 중공에 의하여 부피가 증가됨에도 불구하고 경량화 가능하므로, 보온성이 요구되는 다양한 제품으로의 활용이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따라 제조되는 중공 나일론섬유를 양모섬유와 합사하기 전에, 중공 나일론섬유에 형성된 중공의 불량 여부를 판별하여 불량부분을 용이하게 제거함으로써, 에어울 제조 시 보다 경량화되고 제품 손실률 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어울 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 중공 나일론섬유를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 중공 연결통로가 형성된 중공 나일론섬유를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 중공 나일론섬유의 불량을 검출하는 과정을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따라 공기채널이 형성된 에어울을 나타낸 예시도.
도 6은 실시예 1에 따라 제조된 에어울과, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 섬유를 나타낸 사진.
도 7은 실시예 1을 나타낸 SEM 사진.
도 8은 비교예 1을 나타낸 SEM 사진.
도 9는 비교예 2를 나타낸 SEM 사진.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

단, 본 명세서에서 기재된 에어울은 중공 나일론섬유와 양모섬유가 함께 존재함으로써, 중공 나일론섬유와 양모섬유 간의 빈 공간과, 중공 나일론섬유의 중공에 의하여 부피감은 높아지고 경량화된 섬유를 의미한다.

본 발명은 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 에어울 제조방법을 순서도로 나타낸 도 1에서와 같이, 제1단계(S10), 제2단계(S20), 제3단계(S30), 제4단계(S40) 및 제5단계(S50)를 통하여 부피감을 높이면서 경량성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 보온성이 향상된 에어울이 제조될 수 있다.

상술한 제조방법에 따르면, 먼저 제1단계는 나일론섬유의 내부 길이방향으로 중공을 형성하여 중공 나일론섬유를 제조하는 단계이다(S10).

설명에 앞서, 나일론섬유는 폴리아미드 계열의 합성섬유로, 마찰 및 인장강도가 우수하고, 탄력성과 보온성이 좋은 나일론 재질의 섬유를 의미한다. 본 발명에서는 이러한 나일론섬유를 이용하여 일정 강도는 부여하면서 에어울의 부피감을 높이면서도 경량화시키고, 보온성 또한 향상시킬 수 있도록 한다.

하지만 일반 나일론섬유를 사용하여 일반 양모섬유와 합사를 통해 실을 만들게 되면, 밀도가 너무 높아서 섬유들 간에 빈 공간이 형성되기 어려워 경량화하기 어렵다. 이 때문에, 본 단계에서는 중공이 형성된 나일론섬유를 제조함으로써, 추후 양모섬유와의 복합화를 통하여 경량화를 달성할 수 있게 된다.

이러한 나일론섬유 내부에 중공을 형성하기 위하여, 우선 나일론 원료를 금형에 주입하고 섬유 형태로 성형한다. 이때 섬유는 노즐을 통해 금형 외부로 배출되는데, 이중 노즐을 사용하거나, 노즐 내부에 나일론섬유에 종공 형성을 위한 수단, 예컨대 중공이 형성될 위치에 에어 또는 질소기체를 공급할 수 있다.

이와 같은 방식으로 제조되는 중공 나일론섬유는, 본 발명에 따른 중공 나일론섬유(100)를 예시도로 나타낸 도 2를 통해 확인할 수 있다. 도 2(a)는 나일론섬유(120)에 단일 중공(140)이 형성됨을 나타낸 것이고, 도 2(b)는 경우에 따라 나일론섬유(120)에 복수 개의 중공(140)이 형성될 수도 있음을 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 나일론섬유(120)에 에어울 공법을 적용하여 내부 길이방향을 따라 중공(140)을 형성함으로써, 추후 양모섬유와의 복합화로 최종 얻어지는 에어울의 밀도를 낮추고 부피를 가볍게 하면서, 특히 나일론섬유(120)에 형성된 중공(140)에 의해 열전도율을 낮춰 에어울의 보온성을 높일 수 있다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 중공 연결통로(160)가 형성된 중공 나일론섬유(100)를 예시도로 나타낸 것이다. 도 3(a)는 중공 나일론섬유(100)를 외부에서 바라본 단면을 예시적으로 나타낸 것이고, 도 3(b)는 중공 나일론섬유(100)의 절단면을 예시적으로 나타낸 것이다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 나일론섬유(120)의 길이방향을 따라 중공 연결통로(160)가 형성됨을 알 수 있다. 즉 중공 나일론섬유(100)의 외면에는 중공 나일론섬유(100)의 외면과 중공(140)을 관통하는 복수 개의 중공 연결통로(160)가 형성되어 숨구멍 역할을 할 수 있는 것이다.

도 3(a)을 참조하면, 중공 연결통로(160)가 나일론섬유(120)의 길이방향을 따라 동일한 선 상에 관통 형성되지 않고, 서로 어긋난 위치에 관통 형성됨을 알 수 있다.

이는 에어울에 경량화를 좀더 향상시킬 수 있도록 하면서, 특히 중공 나일론섬유(100)에 외력이 가해지더라고 끊어지지 않도록 강도를 안정적으로 유지해주기 위함이다. 만약 중공 연결통로(160)가 나일론섬유(120)의 길이방향을 따라 동일한 선 상에 관통 형성된다면 중공 나일론섬유(100)의 형태 변형이 쉽게 발생하기 때문에 바람직하지 못하다.

여기서 도시되지는 않았으나, 도 2(b)에서 처럼 중공 나일론섬유(100)에 복수 개의 중공(140)이 형성되는 경우, 중공 나일론섬유(100)의 외면과 중공(140)을 연결하는 중공 연결통로(160)가 관통 형성되면서, 복수 개의 중공(140)들 간을 연통되게 잇는 연결홀(미도시)이 형성될 수도 있다.

즉 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 중공 나일론섬유(100) 내부에 복수 개의 중공(140)이 독립적으로 각각 분할된 상태로 관통 형성될 수도 있으나, 상술한 바와 같은 연결홀에 의하면 중공(140)과 중공(140)을 서로 연결할 수 있기 때문에 중공(140)과 중공(140) 간의 공기 이동을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 에어울의 부피감을 더 높일 수 있는 효과가 있다.

추가로, 제1단계에서 제조된 중공 나일론섬유(100)의 불량을 검출함으로써 최종적으로 얻고자 하는 에어울의 제품성을 더욱 높일 수 있도록 한다. 관련하여, 도 4는 본 발명에 따른 중공 나일론섬유(100)의 불량을 검출하는 과정을 예시도로 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 제1단계에서 제조된 중공 나일론섬유(100)의 중공(140) 불량 여부를 확인하기 위하여, 우선 제조가 완료된 후 롤러(R)에 의해 이송되고 있는 중공 나일론섬유(100)를 센서부에서 스캐닝하여 촬영하고, 촬영에 의해 생성되는 이미지를 판정부에서 기 설정된 조건과 비교하여 중공 나일론섬유(100)의 불량으로 판별된 영역을 표시부를 통해 표시하여 불량영역을 검출함으로써, 양모섬유와 합사하기 전 불량영역이 포함된 중공 나일론섬유(100) 부분을 제거할 수 있음을 알 수 있다.

상세히, 제조가 완료된 중공 나일론섬유(100)를 센서부에서 촬영하고, 촬영된 이미지를 판정부에 전달하여 중공 나일론섬유(100)에 일정 너비를 갖는 중공이 형성되었는지의 여부를 판별하여 불량 여부가 결정된다. 이를 위하여 판정부에서 중공 나일론섬유(100)에 대한 적절한 중공(140) 너비 기준을 설정함으로써, 기준 너비영역을 확정하는 것이 바람직하다.

예컨대, 제조되는 중공 나일론섬유(100) 두께 15~30㎛ 기준으로, 중공(140)의 너비는 1~8㎛ 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 제조된 중공 나일론섬유(100)의 두께 15~30㎛를 기준으로 중공(140)의 크기가 1㎛ 미만이면 일정한 강도 부여에는 양호할지 모르나, 중공(140) 크기가 너무 작아 최종적으로 만들어지는 에어울의 부피감 상승을 기대하기 어렵고, 이에 따라 보온성을 향상시킬 수 없는 단점이 있다.

반면, 판정부에서 제조된 중공 나일론섬유(100)의 두께 15~30㎛를 기준으로 중공(140)의 크기가 8㎛를 초과하면 중공(140)의 크기가 너무 커져 중공 나일론섬유(100)의 파손이 쉽게 발생할 수 있어, 바람직하지 않다.

이처럼 센서부에서 촬영된 중공 나일론섬유(100)의 이미지는 하나의 프레임으로 인식되고, 이러한 프레임을 일정 너비의 중공 형성 여부를 판별하는 베이스영역과 겹친다. 즉 센서부에 의해 촬영된 프레임에는 베이스영역과, 중공 나일론섬유의 중공이 함께 나타나며, 중공 나일론섬유의 중공 너비가 베이스영역에서 설정된 기준 너비영역에 포함되는지 확인한다.

구체적인 과정으로, 센서부를 통한 프레임에서 중공 나일론섬유의 중공이 베이스영역의 중앙 너비 범위에 포함되는 경우, 표시부가 작동되지 않는다. 반대로, 중공 나일론섬유의 중공 너비 범위가 베이스영역의 중앙 너비 범위보다 작거나 크게 판별되면 판정부가 불량으로 식별하면서 표시부의 작동이 이루어진다.

판정부에 이어서 중공 나일론섬유(100)가 표시부로 이송되면 판정부에서 불량으로 판결한 중공 나일론섬유(100)의 불량영역을 표시하고, 이에 따라 양모섬유와 합사되기 전 불량영역을 정확하게 표시하여 제거할 수 있도록 한다. 이때 표시부에서는 일정 양의 염료를 불량영역에 분사하여 표시할 수 있다. 이로써, 중공 나일론섬유 및 양모섬유와의 합사가 이루어지기 전에 중공 나일론섬유의 중공 불량 여부를 용이하게 인식할 수 있게 된다.

다음으로, 제2단계는 중공 나일론섬유와 양모섬유를 합사하여 제1복합섬유를 제조하는 단계이다(S20).

양모섬유는 크림프(CPI: crimp per inch) 수치가 30 이상인 양모로 이루어질 수 있으며, 일정한 형태의 파형이 형성되기 때문에 권축도가 우수하여 섬유 간의 엉킴성을 좋게 한다.

예컨대, 본 발명에서의 양모섬유는 메리노양의 양모를 이용하는 것이 바람직하다. 메리노양의 양모는 일반 양모에 비해 권축도가 상대적으로 훨씬 높아, 크림프 수치가 높은 양모라 할 수 있다. 이에 따라 앞서 기술한 바 있듯이, 양모섬유는 크림프 수치가 30 이상인 수퍼 크림프 울(super crimp wool) 특성을 갖는 것이 바람직한 것이다.

크림프 수치가 30 이상인 양모를 선별하기 위해서는, 설정된 신축성 및 탄력성 기준에 부합하는 양모 중에 기존의 크림프 수치 30 이상의 양모로 선별된 양모의 길이 및 폭에 부합하는 선별틀을 이용하여 1차적으로 선별한 후, 양모선별 관련 전문 교육을 이수한 작업자가 2차적으로 수작업을 통해 선별하여 양모의 선별률을 높이는 것이 바람직하다.

한편, 제2단계에서는 양모섬유 70~90중량%와, 제1단계에서 제조된 중공 나일론섬유 10~30중량%를 혼합하여 제1복합섬유를 제조할 수 있다.

양모섬유가 70중량% 미만이거나, 중공 나일론섬유가 30중량%를 초과하게 되면 중공 나일론섬유의 양이 많아져 에어울의 강도가 증가될 수는 있으나, 양모섬유가 적게 혼합되기 때문에 부드러운 촉감이 저하됨으로 인해 질감이 거칠어질 수 있다. 특히 중공 나일론섬유가 30중량%를 초과하면 양모섬유와의 혼합률이 적절하지 않아 양모섬유와 중공 나일론섬유 간에 공기채널의 형성에 어려움이 있다.

반대로, 양모섬유가 90중량%를 초과하거나, 중공 나일론섬유가 10중량% 미만이면 양모섬유의 양이 너무 많아 에어울의 부드러운 질감은 향상시킬 수 있을지는 모르나, 중공 나일론섬유 함량이 적기 때문에 최종 완성되는 에어울의 강도가 낮아져 에어울의 형태 유지가 안정적이지 못해지므로 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는, 양모섬유 80중량%와 중공 나일론섬유 20중량%로 혼합되는 것이 유리하다.

이렇게 양모섬유 70~90중량%와 중공 나일론섬유 10~30중량%를 하나의 용기에 투입한 후 고르게 혼합하여 제1복합섬유를 제조하고, 제조된 제1복합섬유를 일정 방향을 따라 결을 정리하여 다듬는 과정을 실시한다. 예를 들어, 제1복합섬유를 컨베이어에 의해 이동시키면서 돌기가 형성된 롤러에 의해 일정한 방향으로 빗질되어 정리가 될 수 있다.

다음으로, 제3단계는 제1복합섬유를 일정 길이 및 일정 너비로 분리하는 단계이다(S30).

제3단계에서는 제1복합섬유를 꼬아 실로 만들기 전의 단계로, 다량으로 겹친 제1복합섬유를 설정된 가닥으로 분리한다. 이는 제1복합섬유를 컨베이어 상에 넓게 펼친 상태로 이동시키면서, 설정된 간격으로 마련되어 있는 돌기 또는 빗과 같은 형태의 수단을 통하여 일정 양으로 분리될 수 있다.

다음으로, 제4단계는 분리된 제1복합섬유의 양단을 상호 반대방향으로 당기면서, 당기는 축과 수직한 방향으로 꼬여지되, 제1복합섬유가 반시계 방향으로 회전되어 꼬인 제2복합섬유를 제조하는 단계이다(S40).

구체적으로, 제1복합섬유의 양단을 상호 반대방향으로 당기면서, 당겨지는 축과 수직되는 방향으로 말려 꼬되, 제1복합섬유가 반시계 방향으로 회전되어 꼬임된 실 형상의 제2복합섬유를 제조할 수 있게 된다.

분리된 제1복합섬유의 양단을 서로 멀어지는 반대 방향으로 당기는 이유는, 제1복합섬유가 반시계 방향으로 꼬여질 때 말림으로써 길이의 수축을 방지하고, 실 형태를 유지하기 위함이다.

이때 제1복합섬유는 140~160TPM(twists per meter)으로 꼬으는 것이 바람직한데, TPM은 1 미터 당 트위스트 횟수로 제4단계를 통해 제조되는 제2복합섬유 길이 1 미터 당 140~160번 꼬여지는 것을 의미한다. 140TPM 미만으로 제2복합섬유를 형성하게 되면 강도가 좋지 못해 방적 시 형태 유지에 불리하다. 160TPM을 초과하여 제2복합섬유를 형성하게 되면 과한 꼬임으로 오히려 표면이 거칠어짐에 따라 촉감 저하를 초래할 수 있다.

마지막으로, 제5단계는 제2복합섬유 두 가닥이 서로 꼬이도록 시계 방향으로 회전하여 에어울을 제조하는 단계이다(S50).

상세히, 두 가닥의 제2복합섬유를 125~135TPM으로 시계 방향을 따라 꼬아 에어울을 제조한다. 125TPM 미만으로 꼬임될 경우 꼬임되는 정도가 약해 에어울 형성에 바람직하지 않고, 135TPM을 초과하여 꼬임할 경우 시계 방향으로 회전되면서 제2복합섬유 각각의 꼬임이 오히려 풀어져 버리는 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.

결국 최종적으로 제조되는 에어울은, 양모섬유들과 중공 나일론섬유들 간의 빈 공간으로 인해, 이러한 빈 공간과 중공 나일론섬유의 중공이 중공 연결통로를 통해 3차원적으로 서로 연결되어 공기채널을 개방된 형태로 형성함으로써, 외부 공기의 흐름을 용이하게 유도할 수 있게 된다.

즉 제5단계에서 제조되는 에어울은 중공 나일론섬유와 양모섬유 사이의 공간과, 중공 나일론섬유의 중공에 의하여 부피가 증가되고 경량화되는데 특징이 있으며, 이는 본 발명에 따라 공기채널(C)이 형성된 에어울을 예시도로 나타낸 도 5를 통해 확인할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 중공 나일론섬유(100)와 양모섬유(200) 사이의 빈 공간과, 중공 나일론섬유(100)의 중공(140)에 의하여 에어울의 부피가 증가될 수 있음을 알 수 있다. 또한 중공 연결통로(160)를 통하여, 섬유들 간의 사이에 형성된 공간과 중공(140)이 서로 연통되어 개방된 형태의 공기채널(C)이 형성됨으로써, 넓은 면적에 열이 전달되도록 함과 동시에 보온효과를 극대화시킬 수 있다.

정리하면, 중공 나일론섬유 및 양모섬유 사이사이의 공간과, 중공 나일론섬유의 중공과 함께, 섬유들 사이사이의 공간과 중공을 연결시키는 공기채널에 의하여 내부에 공기층을 충분히 확보함으로써, 부피를 증가시키면서도 경량화된 에어울을 제조할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 단, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

나일론섬유의 내부 길이방향으로 중공이 형성된 중공 나일론섬유를 제조하고, 이러한 중공 나일론섬유 20중량%와, 크림프 수치가 30 이상인 수퍼 크림프 메리노울 80중량%를 합사하여 제1복합섬유를 제조하였다. 이어서 제1복합섬유를 일정한 길이와 너비를 가지도록 분리하고, 분리된 제1복합섬유의 양단을 상호 반대방향으로 당기면서, 당기는 축과 수직한 방향으로 제1복합섬유의 반시계 방향으로 회전시켜 꼬인 제2복합섬유를 제조하였다. 마지막으로, 제2복합섬유 두 가닥이 서로 꼬이도록 시계 방향으로 회전시켜 에어울을 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일한 과정을 실시하되, 중공 나일론섬유 대신 일반 나일론섬유를 사용하여 섬유를 제조하였다.

<비교예 2>

실시예 1과 동일한 과정을 실시하되, 크림프 수치가 30 이상인 수퍼 크림프 메리노울 대신 일반 메리노울을 사용하고, 중공 나일론섬유 대신 일반 나일론섬유를 사용하여 섬유를 제조하였다.

도 6은 실시예 1에 따라 제조된 에어울과, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 섬유를 사진으로 나타낸 것으로, 도 6(a)는 실시예 1에 따라 제조된 에어울을 권취롤에 감은 상태를 사진으로 나타낸 것이고, 도 6(b)는 비교예 1에 따라 제조된 섬유를 권취롤에 감은 상태를 사진으로 나타낸 것이며, 도 6(c)는 비교예 2에 따라 제조된 섬유를 권취롤에 감은 상태를 사진으로 나타낸 것이다.

관련하여, 도 6(a)의 에어울과, 도 6(b) 및 도 6(c)의 섬유를 FITI 시험연구원에 시험 의뢰하여, SEM 사진을 분석해 보았다. 그 결과는 도 7 내지 도 9를 통해 확인 가능하다.

도 7은 실시예 1을 SEM 사진으로 나타낸 것이다. 도 7을 참조하면, 중공 나일론섬유의 내부에 중공이 형성되어 있음을 확인할 수 있으며, 중공 나일론섬유들과, 크림프 수치가 30 이상인 수퍼 크림프 메리노울로 이루어진 양모섬유들 사이사이에 빈 공간이 형성되어 에어울 내부에 공기가 충분히 존재함을 알 수 있다.

도 8은 비교예 1을 SEM 사진으로 나타낸 것으로, 도 8에 나타난 바와 같이 크림프 수치가 30 이상인 수퍼 크림프 메리노울로 이루어진 양모섬유와, 중공이 형성되지 않은 나일론섬유를 함께 사용하게 되면 도 7과 유사하게 공기를 머금고 있음을 알 수 있긴 하나, 나일론섬유에 공기가 통과될 수 있도록 하는 중공이 형성되어 있지 않기 때문에, 도 7에 비해 상대적으로 경량화 달성에는 불리하다.

도 9는 비교예 2를 SEM 사진으로 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면, 비교예 2에서는 일반 메리노울과 일반 나일론섬유를 사용하여 섬유를 제조한 것이므로, 섬유들 간에 빈 공간이 존재하지 않아 밀도가 조밀해져 섬유들 사이사이에 공기가 존재하지 못함을 알 수 있다.

이러한 도 9에 따르면, 일반 메리노울과 일반 나일론섬유를 복합화하게 되더라도 섬유 내부로의 공기 제공이 어렵기 때문에 섬유에 경량성이 부여되지 못하고, 이로 인해 부피감을 높일 수 없어 오히려 보온성이 저하되는 단점이 초래될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법에 관한 것으로, 중공 나일론섬유와 양모섬유 사이사이의 빈 공간과, 중공 나일론섬유 내부에 길이방향을 따라 관통 형성된 중공을 통하여 부피가 증가되고 경량화된 에어울을 제조할 수 있는데 특징이 있다.

또한 본 발명에 따른 에어울에 있어서, 중공 나일론섬유에는 나일론섬유의 외면과 중공을 관통하는 중공 연결통로가 형성됨으로써, 이러한 중공 연결통로에 의하여 중공 나일론섬유와 양모섬유 사이사이의 빈 공간과, 중공 나일론섬유의 중공이 서로 연통되어 개방된 형태의 공기채널을 형성할 수 있게 된다는 점에 의미가 있다.

이처럼 공기채널을 통하면 에어울 내부에 공기를 더욱 많이 존재할 수 있게 하여 부피감을 더 증가시킬 수 있으며, 경량성은 여전히 유지할 수 있는 효과가 있다.

따라서 본 발명의 방법에 따라 제조되는 에어울은 보온성을 필요로 하는 다양한 제품으로 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 중공 나일론섬유
120: 나일론섬유
140: 중공
160: 중공 연결통로
200: 양모섬유
C: 공기채널
R: 롤러

Claims

나일론섬유의 내부 길이방향으로 중공을 형성하여 중공 나일론섬유를 제조하는 제1단계;
상기 중공 나일론섬유와 양모섬유를 합사하여 제1복합섬유를 제조하는 제2단계;
상기 제1복합섬유를 일정 길이 및 일정 너비로 분리하는 제3단계;
상기 분리된 제1복합섬유의 양단을 상호 반대방향으로 당기면서, 당기는 축과 수직한 방향으로 상기 제1복합섬유의 반시계 방향으로 회전시켜 꼬인 제2복합섬유를 제조하는 제4단계; 및
상기 제2복합섬유 두 가닥이 서로 꼬이도록 시계 방향으로 회전시켜 에어울을 제조하는 제5단계;를 포함하여,
상기 중공 나일론섬유 및 상기 양모섬유 사이의 공간과, 상기 중공 나일론섬유의 중공에 의하여 부피가 증가되면서 경량화된 상기 에어울을 제조하는 것으로,
상기 중공 나일론섬유는, 상기 나일론섬유의 외면과 상기 중공을 관통하는 중공 연결통로가 형성되되,
상기 중공 연결통로는, 상기 나일론섬유의 길이방향을 따라 서로 어긋난 위치에 관통 형성되어, 상기 중공 나일론섬유에 외력이 가해지더라도 끊어지지 않고,
상기 중공 나일론섬유에 상기 중공이 독립적으로 각각 분할된 복수 개로 형성되고, 상기 복수 개의 중공들 간을 연통되게 잇는 연결홀이 형성되어 상기 중공과 중공 간의 공기 이동을 용이하게 하며,
상기 제1단계와 상기 제2단계의 사이에는, 상기 중공 나일론섬유를 센서부에서 스캐닝하여 촬영하고, 상기 촬영에 의해 생성되는 이미지를 판정부에 전달해 기 설정된 조건과 비교하여 상기 중공 나일론섬유의 불량으로 판별된 영역을 표시부를 통해 표시하여 불량영역을 검출하되, 상기 판정부에서 상기 중공 나일론섬유에 일정 너비를 갖는 중공이 형성되었는지의 여부를 판별하여 불량 여부가 결정되고,
상기 센서부에서 촬영된 상기 중공 나일론섬유의 이미지는 하나의 프레임으로 인식되고, 상기 프레임을 일정 너비의 중공 형성 여부를 판별하는 베이스영역과 겹침으로써, 상기 중공의 너비가 상기 베이스영역에서 설정된 너비영역에 포함되는지 확인하여, 상기 불량으로 판별된 영역에 염료를 분사하여 표시하며,
상기 중공 나일론섬유의 두께 15~30㎛ 기준으로, 상기 중공의 너비는 1~8㎛인 것을 특징으로 하는 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법.
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제1항에 있어서,
상기 에어울은, 상기 중공 연결통로를 통하여, 상기 공간과 상기 중공이 서로 연통되어 개방된 형태의 3차원 공기채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 중공 나일론섬유를 이용한 에어울 제조방법.
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