KR102559428B1 - 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대마를 가공하여 대마섬유를 제조하는 대마섬유제조단계, 재활용 섬유에 항균액을 도포하여 항균성을 부여된 섬유를 제조하는 항균섬유제조단계, 상기 대마섬유제조단계를 통해 제조된 대마섬유와 상기 항균섬유제조단계를 통해 제조된 항균섬유를 혼방하는 혼방단계, 상기 혼방단계를 통해 제조된 혼방사를 직조하는 직조단계 및 상기 직조단계를 통해 제조된 직물의 표면에 내산성 발수제 혼합물을 코팅하는 발수제혼합물코팅단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조된 원단은 대마섬유와 재활용 섬유를 사용하여 친환경적이며, 음이온과 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 우수한 탈취성능, 기계적 물성, 항균성 및 내산성을 나타낸다.
상기의 과정을 통해 제조된 원단은 대마섬유와 재활용 섬유를 사용하여 친환경적이며, 음이온과 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 우수한 탈취성능, 기계적 물성, 항균성 및 내산성을 나타낸다.
Description
본 발명은 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대마섬유와 재활용 섬유를 사용하여 친환경적이며, 음이온과 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 우수한 탈취성능, 기계적 물성, 항균성 및 내산성을 나타내는 원단을 제공하는 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 대마는 천연 섬유로서, 이를 방적 및 직조하여 삼베를 제작하는 실로 사용되며, 대마섬류를 방적하여 제조된 실로 직조된 삼베는 통기성과 땀과 같은 수분에 대한 흡수력이 우수하여 인체의 건강에 이로운 효과를 나타낸다.
또한, 대마사는 섬유질의 성질이 강해 질기기 때문에 인장강도와 같은 기계적 물성이 우수하고, 긴 수명을 나타내는 장점이 있는데, 기존의 대마사의 제조 방법은 양재물이나 염산 수용액 등에 대마 원료를 넣고 일정 기간 담궈 대마 원료의 겉피와 속피 사이의 유조직인 펙틴질을 어느 정도 약화시킨 다음, 사람이 직접 도구를 이용해서 대마 원료의 겉피를 벗겨내어 제거하고, 겉피가 제거되고 남은 속피를 짓이겨 섬유질대로 가늘게 분리하여 사람의 손으로 직접 일정 길이로 세분화하는 과정으로 이루어졌다.
그러나, 상기와 같은 과정으로 이루어지는 기존 대마사의 제조방법은 다른 섬유와는 달리 대마 원료를 사람이 직접 수공정을 통해 섬유로 제작하기 때문에 대량생산이 어렵고, 이로 인해 가격이 매우 고가인 문제점이 있었다.
또한, 사람이 직접 대마사를 세분화시키고 길게 연결하는 과정이 진행되기 때문에, 섬유의 조직이 곱지 못해 고급 섬유로 사용하는데는 한계가 있으며, 직조 기계를 이용하여 조직이 치밀한 천류로 제작하는데도 어려운 문제점이 있어 다양한 의류제품에 적용이 제한적인 문제점이 있었다.
또한, 기존에 대마사는 내알칼리성이나 내수성은 우수하지만, 내산성이 약하기 때문에, 대마사로 제조된 원단은 적용분야게 제한적이며, 산성분의 도포된 경우 변색이나 변질이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 일반적인 섬유패션 소재나 원단 등은 목화나 동물에서 추출된 천연섬유만으로 제조되었으나, 최근에는 섬유화학산업이 발전함에 따라 기계적 물성이나 내수성 등을 개선하기 위해 폴리락트산, 셀룰로오스, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리아미드, 아크릴 및 폴리에스터 등의 합성섬유를 주원료로 하여 제조되고 있다.
상기에 나열된 합성섬유를 주원료로 하여 제조된 제품들은 섬유패션 소재로서의 내구성이나 물성에 있어서 여러 장점들을 가지고 있으나, 사용 후 자연분해가 어려워 소각이나 매립등을 통해 폐기처리 되고 있는데, 소각의 경우 인체나 지구 환경에 부담을 주는 유해물질이 배출되고, 매립의 경우에는 생분해에 수백년의 시간이 소요되어 토양 환경에 지대한 부담을 주고 있다.
본 발명의 목적은 대마섬유와 재활용 섬유를 사용하여 친환경적이며, 음이온과 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 우수한 탈취성능, 기계적 물성, 항균성 및 내산성을 나타내는 원단을 제조하는 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 대마를 가공하여 대마섬유를 제조하는 대마섬유제조단계, 재활용 섬유에 항균액을 도포하여 항균성이 부여된 섬유를 제조하는 항균섬유제조단계, 상기 대마섬유제조단계를 통해 제조된 대마섬유와 상기 항균섬유제조단계를 통해 제조된 항균섬유를 혼방하는 혼방단계, 상기 혼방단계를 통해 제조된 혼방사를 직조하는 직조단계 및 상기 직조단계를 통해 제조된 직물의 표면에 내산성 발수제 혼합물을 코팅하는 발수제혼합물코팅단계로 이루어지며, 상기 대마섬유는 대마 껍질을 증숙하고 건조한 후에 물에 불려 속피를 분리하고, 분리된 속피를 표백한 후에 유연제에 침지하여 속피가 부풀면 섬유를 분리하는 과정으로 제조되고, 상기 항균액은 패각 소성 분말 100 중량부, 물 100 내지 200 중량부, 광물분말 30 내지 50 중량부 및 천연고착제 40 내지 60 중량부로 이루어지며, 상기 광물분말은 일라이트 100 중량부, 옥 80 내지 120 중량부, 자수정 80 내지 120 중량부, 모나자이드 20 내지 30 중량부, 제올라이트 65 내지 75 중량부, 맥반석 40 내지 50 중량부, 벤토나이트 20 내지 25 중량부 및 규조토 20 내지 25 중량부로 이루어지고, 상기 발수제혼합물은 물 100 중량부, 내산성 발수제 90 내지 110 중량부, 천연 고착제 5 내지 15 중량부 및 증점제 2 내지 10 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼방단계는 상기 대마섬유제조단계를 통해 제조된 대마섬유 100 중량부와 상기 항균섬유제조단계를 통해 제조된 항균섬유 50 내지 70 중량부를 혼방하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 재활용 섬유는 면, 모, 폴리락트산, 셀룰로오스, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리아미드, 아크릴 및 폴리에스터로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 발수제는 불소계, 실리콘계 및 우레탄계로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지고, 상기 천연고착제는 황토 100 중량부 및 아교 50 내지 80 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 패각 소성 분말은 패각을 900 내지 1200℃의 온도로 2 내지 4시간 동안 소성한 후에, 10 내지 200 나노미터의 입자크기로 분쇄하여 이루어지며, 상기 패각은 가리비, 굴, 대합 및 꼬막으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법은 대마섬유와 재활용 섬유를 사용하여 친환경적이며, 음이온과 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 우수한 탈취성능, 기계적 물성, 항균성 및 내산성을 나타내는 원단을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법은 대마섬유를 제조하는 대마섬유제조단계(S101), 재활용 섬유에 항균액을 도포하여 항균성이 부여된 섬유를 제조하는 항균섬유제조단계(S101-1), 상기 대마섬유제조단계(S101)를 통해 제조된 대마섬유와 상기 항균섬유제조단계(S101-1)를 통해 제조된 항균섬유를 혼방하는 혼방단계(S103), 상기 혼방단계(S103)를 통해 제조된 혼방사를 직조하는 직조단계(S105) 및 상기 직조단계(S105)를 통해 제조된 직물의 표면에 내산성 발수제 혼합물을 코팅하는 발수제혼합물코팅단계(S107)로 이루어진다.
상기 대마섬유제조단계(S101)는 대마를 가공하여 대마섬유를 제조하는 단계로, 대마 껍질을 증숙하고 건조한 후에 물에 불려 속피를 분리하고, 분리된 속피를 표백한 후에 유연제에 침지하여 속피가 부풀면 섬유를 분리하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직한데, 더욱 상세하게는 대마섬유의 원료가 되는 대마(삼) 껍질이 일정한 길이로 절단되어 수증기에 의해 증숙될 수 있도록 스팀기에 수용되고, 스팀을 이용한 증숙 공정을 통해 쪄지게 되는데, 이 과정에서 대마 껍질의 겉피와 속피의 결합력이 약해지게 되며, 이를 통해 향후 진행되는 대마의 겉피와 속피의 분리과정의 시간이 단축되면서도, 분리과정에서 대마 속피의 손상이 최소화 될 수 있다.
이때, 대마 껍질이 수증기에 고르게 노출될 수 있도록 하기 위해 일정한 시간을 기준으로 스팀기에 수용되어 있는 대마 껍질의 위치를 변경할 수있도록 교반장치가 구비된 스팀기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기의 과정을 통해 겉피와 속피의 결합력이 약해진 대마 껍질이 일정한 밀도를 가지도록 펼쳐지고, 펼쳐진 상태로 건조기에 삽입되어 건조되는데, 겉피와 속피의 결합력이 약해진 상태에서 속피를 겉피로부터 즉시 분리하지 않고 건조의 과정을 거치게 되면 대마섬유의 질긴강도가 더욱 향상되어 내구성이 향상된 대마섬유를 제공할 수 있다.
또한, 건조된 대마 껍질은, 물에 불려 속피와 겉피로 분리되게 되는데, 상기와 같이 물에 불려진 대마는 증숙을 통해 결합력이 약해진 상태로 건조된 속피와 겉피가 수분을 흡수하게 되고, 수분을 흡수한 대마 껍질은 타마기를 통과하면서 속피와 겉피가 분리되게 되는데, 이때, 상기 타마기는 대마 껍질이 이동될 수 있는 컨베이어와 대마 껍질을 두들기는 대마 기계로 이루어질 수 있다.
상기의 과정을 통해 분리된 대마의 속피는 일정한 밀도를 가지도록 펼쳐지고, 펼쳐진 상태로 표백의 과정을 거치게 되는데, 표백의 과정은 펼쳐진 대마의 속피를 건조기에 투입하고 건조하는 과정을 통해 표백되는데, 건조기에 투입되어 건조과정이 진행되면서 속피가 일정한 명도 및 채도에 도달하도록 바래지는 과정이 진행된다.
이때, 상기 일정한 명도 및 채도는 명도값이 40 내지 80 사이의 값 및 채도값 40 내지 80 사이의 값을 의미할 수 있으나, 용도에 맞게 변경가능하며 특별히 한정되지는 않는다.
또한, 상기와 같이 건조기를 이용하여 표백의 과정을 거치게 되면 표백과정이 진행되지 않은 대마섬유보다 질겨지기 때문에, 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 표백용 건조기를 통해 대마 속피의 표백이 완료되면, 표백된 속피가 유연해지도록 식물성 유연제에 침지 및 적층되고, 그늘진 양생고에서 자연 양생되어 부풀어지도록 하는 과정이 진행되는데, 이 과정을 통해 표백된 속피의 식물성 유연제 흡수율을 용이하게 하기 위하여 식물성 유연제에 침지되기 전 타마기에 의해 표백된 속피가 유연해지도록 하는 과정이 포함될 수도 있다.
이때, 상기 표백된 속피가 자연 양생되는 기간은 4일 이내로 한정되고, 자연 양생되는 과정을 통해 속피가 부드럽게 변하면서 식물성 유연제를 흡수하게 되어 부풀어지게 되며, 부드러워진 속피는 섬유질대로 세분되어 긴 섬유 및 짧은 섬유로 분리된다.
상기 항균섬유제조단계(S101-1)는 재활용 섬유에 항균액을 도포하여 항균성이 부여된 섬유를 제조하는 단계로, 재활용 섬유가 항균액이 저장된 수조를 20 내지 40yd/min의 속도로 통과하도록 한 후에 건조시키는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 과정을 통해 항균액이 도포된 재활용 섬유는 항균 및 탈취효과가 부여되는데, 상기 항균액이 저장된 수조를 통과하는 속도가 20yd/min 미만이면 재활용 섬유의 이동 속도가 지나치게 늦어져 생산성이 저하되며, 항균액이 저장된 수조를 통과하는 속도가 40yd/min를 초과하게 되면, 항균액이 재활용 섬유의 표면에 균일하게 도포되지 못하게 된다.
이때, 상기 재활용 섬유는 면, 모, 폴리락트산, 셀룰로오스, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리아미드, 아크릴 및 폴리에스터로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 항균액은 패각 소성 분말 100 중량부, 물 100 내지 200 중량부, 광물분말 30 내지 50 중량부 및 천연고착제 40 내지 60 중량부로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 패각 소성 분말은 패각을 900 내지 1200℃의 온도로 2 내지 4시간 동안 소성한 후에, 10 내지 200 나노미터의 입자크기로 분쇄하여 제조되는데, 상기 패각은 가리비, 굴, 대합 및 꼬막으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기에 나열된 패각 들의 주성분은 탄산칼슘(CaCO3)인데, 패각에 함유된 탄산칼슘은 상기의 소성과정을 통해 산화칼슘(CaO)으로 전환되며, 산화칼슘은 강력한 항균 및 탈취효과를 나타내게 된다. 또한, 상기 산화칼슘이 인체에서 발생하는 땀에 함유된 수분과 접촉할 경우 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액이 생성되며, 수산화칼슘 수용액은 강한 알칼리성을 나타내고, 수용액 중의 수산화이온(HO-)이 세균의 세포막을 투과하여 세포질을 가수분해함으로써, 강력한 항균 작용을 발휘하게 된다.
이때, 상기 패각의 소성온도가 900℃ 미만이거나 소성시간이 2시간 미만이면 패각의 주성분인 탄산칼슘이 산화칼슘으로 전환되는 비율이 낮아지며, 소성온도가 1200℃를 초과하거나 소성시간이 4시간을 초과하게 되면 소성로의 구동시간 및 구동비용 대비 산화칼슘의 생성 효율이 미미하여 경제적이지 못하다.
또한, 상기의 과정으로 소성된 패각 분말의 입자크기가 10 나노미터 미만이면 항균 및 탈취효과는 크게 향상되지 않으면서 입자간의 뭉침현상이나 비산현상이 발생하기 때문에 바람직하지 못하며, 상기 소성된 가리비 패각 분말의 입자크기가 100 나노미터를 초과하게 되면 소성된 패각 분말의 항균 및 탈취효과가 저하될 수 있다.
또한, 상기 광물분말은 30 내지 50 중량부가 함유되며, 일라이트, 옥, 자수정, 모나자이트, 제올라이트, 맥반석, 벤토나이트 및 규조토로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 일라이트 100 중량부, 옥 80 내지 120 중량부, 자수정 80 내지 120 중량부, 모나자이드 20 내지 30 중량부, 제올라이트 65 내지 75 중량부, 맥반석 40 내지 50 중량부, 벤토나이트 20 내지 25 중량부 및 규조토 20 내지 25 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직한데, 상기 가리비 소성 분말과 동일한 10 내지 200 나노미터의 입자크기로 분쇄되어 사용되는 것이 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 광물분말은 원적외선을 방출하며 항균 및 탈취효과가 우수할 뿐만 아니라, 음이온과 온열을 피부속 깊이 전달하며 배끄럽고 탄력있는 피부를 유지해주는 역할과 음이온 발생과 원적외선 방사의 상호작용으로 피부 노폐물 배출 및 건강한 피부를 유지해주는 역할을 한다.
상기 광물분말의 함량이 30 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 광물분말의 함량이 50 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키고, 상대적으로 패각 소성 분말의 함량이 지나치게 줄어들어 항균 및 탈취효과가 저하될 수 있다.
또한, 상기 천연고착제는 40 내지 60 중량부가 함유되며, 황토 100 중량부 및 아교(Glue) 50 내지 80 중량부로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어지는 천연고착제는 패각 소성 분말을 재활용 섬유의 표면에 강력하게 고착시킬 뿐만 아니라, 인체에 유해한 성분을 방출하지 않는 효과를 나타낸다. 이때, 상기 황토는 우수한 항균효과를 부여하며, 원적외선 및 음이온을 방출할 뿐만 아니라, 물과 혼합되면 고착효과를 나타내는데, 황토만을 사용하게 되면 고착효과가 낮기 때문에 황토 100 중량부 대비 아교 50 내지 80 중량부를 혼합하여 고착효과를 향상시키는 것이 바람직하다. 상기 아교의 함량이 50 중량부 미만이면 천연 고착제의 고착력 향상 효과가 미미하며, 상기 아교의 함량이 80 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 황토의 함량이 지나치게 줄어들기 때문에 바람직하지 못하다.
이때, 상기 천연 고착제의 함량이 40 중량부 미만이면 재활용 섬유에 대한 패각 소성분말의 견뢰도가 저하되며, 상기 천연 고착제의 함량이 60 중량부를 초과하게 되면 상기의 견뢰도 향상효과는 미미하면서 상대적으로 패각 소성 분말의 함량이 줄어들어 재활용 섬유의 항균성능 및 탈취성능이 저하될 수 있다.
상기 혼방단계(S103)는 상기 대마섬유제조단계(S101)를 통해 제조된 대마섬유와 상기 항균섬유제조단계(S101-1)를 통해 제조된 항균섬유를 혼방하는 단계로, 상기 대마섬유제조단계(S101)를 통해 제조된 대마섬유 100 중량부와 상기 항균섬유제조단계(S101-1)를 통해 제조된 항균섬유 50 내지 70 중량부를 혼방하여 혼방사를 제조하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 혼방사는 50/1 또는 60/1의 조건으로 제조되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과정을 통해 제조되는 혼방사는 대마섬유의 함량이 매우 높아 항균섬유로 천연섬유인 면, 모, 폴리락트산, 셀룰로오스 등을 사용하게 되면 우수한 생분해성을 나타내게 되며, 항균섬유로 합성섬유인 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리아미드, 아크릴 및 폴리에스터 등을 사용하게 되면 우수한 생붕괴성을 나타내기 때문에, 친환경적인 효과를 나타낼 수 있다.
상기 혼방단계(S103)에서 항균섬유의 함량이 50 중량부 미만이면 항균성능과 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 상기 혼방단계(S103)에서 항균섬유의 함량이 70 중량부를 초과하게 되면 제조되는 원단의 생분해성이나 생분괴성이 낮아지기 때문에 바람지하지 못하다.
상기 직조단계(S105)는 상기 혼방단계(S103)를 통해 제조된 혼방사를 직조하는 단계로, 상기 혼방단계(S103)를 통해 제조된 혼방사를 직조하여 이루어지는데, 상기 직조단계(S105)는 직조기를 통해 이루어지며, 상기 혼방단계(S103)를 통해 제조된 혼방사로 직조된 직물은 인장강도와 같은 기계적 물성이 더욱 향상될 뿐만 아니라, 탄성이 더욱 향상될 수 있다.
상기 발수제혼합물코팅단계(S107)는 상기 직조단계(S105)를 통해 제조된 직물의 표면에 내산성 발수제 혼합물을 코팅하는 단계로, 상기 직조단계(S105)를 통해 제조된 직물을 롤 사이로 통과시키되, 롤 사이를 통과하면서 롤과 롤 사이에 구비된 유입장치를 통해 유입되는 발수제 혼합물이 도포되는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 롤러는 110 내지 130℃의 온도로 직물을 가압하며, 직물의 이동 속도는 20 내지 40yd/min으로 이루어지는데, 상기 직물의 이동속도가 20yd/min 미만이면 생산성이 저하되는 문제가 있고, 상기 직물의 이동속도가 40yd/min을 초과하게 되면 발수제 혼합물이 직물의 표면에 고르게 도포되지 못하게 된다.
또한, 롤러의 온도가 110℃ 미만이면 발수제 혼합물의 도포가 균일하게 이루어지지 못하며, 롤러의 온도가 130℃를 초과하게 되면 직물이 열변형될 수도 있다.
이때, 상기 내산성 발수제 혼합물은 물 100 중량부, 발수제 90 내지 110 중량부, 천연 고착제 5 내지 15 중량부 및 증점제 2 내지 10 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다,
상기 내산성 발수제는 90 내지 110 중량부가 함유되며, 불소계, 실리콘계 및 우레탄계로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 불소계 발수제는 C6계의 발수제로 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 실리콘계 발수제는 폴리디메틸실록산을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 우레탄계 발수제는 블록이소시아네이트 공중합물을 포함하는 것이 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어지는 내산성 발수제는 산성분으로부터 대마섬유 성분을 보호하는 역할을 한다.
상기 내산성 발수제의 함량이 90 중량부 미만이면 내산성 부여 및 발수 효과가 미미하며, 상기 내산성 발수제의 함량이 110 중량부를 초과하게 되면 물 대비 혼합량이 지나치게 많이 고르게 혼합되지 못하기 때문에, 균일한 도포가 이루어지지 못한다.
또한, 상기 천연 고착제는 5 내지 15 중량부가 함유되며, 황토 100 중량부 및 아교 50 내지 80 중량부로 이루어지는데, 상기 천연 고착제의 함량이 5 중량부 미만이면 상기 직물에 상기 내수성 발수제 혼합물이 고착되는 효과가 저하되며, 상기 천연 고착제의 함량이 15 중량부를 초과하게 되면 고착효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.
또한, 상기 증점제는 2 내지 10 중량부가 함유되며, 상기 내수성 발수제 혼합물이 도포된 직물의 패딩작업 등과 같은 공정의 효율성을 향상시키는 역할을 하는데, 폴리에틸렌 글리콜 디스테아레이트 또는 디에틸렌 글리콜이 사용될 수 있다.
상기 증점제의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 증점제의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 내수성 발수제 혼합물의 점도가 지나치게 증가하여 도포공정의 효율성이 저하될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 친환경 원단의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 대마섬유의 제조
대마 껍질을 증숙하고 건조한 후에 물에 불려 대마의 속피를 분리하고, 분리된 대마의 속피를 표백용 건조기에 투입하고 명도가 60 및 채도가 60을 나타내도록 건조하는 과정으로 표백한 후에, 표백된 속피를 식물성 유연제에 침지하고 3일 동안 양생하여 부드러워진 속피가 섬유질대로 세분되도록 하여 대마섬유를 제조하였다.
<제조예 2> 패각(가리비) 소성 분말의 제조
가리비 패각을 세척한 후에 1050℃의 온도에서 3시간 동안 소성한 후에 50 나노미터의 평균입도를 갖도록 분쇄하여 패각 소성 분말을 제조하였다.
<제조예 3> 광물분말의 제조
일라이트 100 중량부, 옥 100 중량부, 자수정 100 중량부, 모나자이드 25 중량부, 제올라이트 70 중량부, 맥반석 45 중량부, 벤토나이트 23 중량부 및 규조토 23 중량부를 혼합하고 50 나노미터의 평균입도를 갖도록 분쇄하여 광물분말을 제조하였다.
<제조예 4> 항균액의 제조
상기 제조예 2를 통해 제조된 패각 소성 분말 100 중량부에 물 150 중량부, 상기 제조예 3을 통해 제조된 광물분말 40 중량부 및 천연고착제(황토 100 중량부 및 아교 65 중량부) 50 중량부를 혼합하여 항균액을 제조하였다.
<제조예 5> 항균섬유의 제조
폴리올레핀(폴리에틸렌) 섬유가 상기 제조예 4을 통해 제조된 항균액이 저장된 수조를 30yd/min의 속도로 통과하도록 하여 폴리올레핀 섬유의 표면에 항균액을 도포한 후에 65℃의 온도로 15분 동안 건조하여 항균섬유를 제조하였다.
<제조예 6> 내산성 발수제 혼합물의 제조
물 100 중량부, 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물을 포함하는 C6계발수제) 105 중량부, 천연 고착제(황토 100 중량부 및 아교 65 중량부) 10 중량부 및 증점제(폴리에틸렌 글리콜) 6 중량부를 혼합하여 발수제 혼합물을 제조하였다.
<실시예 1>
상기 제조예 1을 통해 제조된 대마섬유 100 중량부와 상기 제조예 5를 통해 제조된 항균섬유 60 중량부를 55/1의 조건으로 혼방하여 혼방사를 제조하고, 제조된 혼방사를 직조하여 직물을 제조하고, 제조된 직물이 상기 제조예 6을 통해 제조된 내산성 발수제 혼합물이 저장된 수조를 10yd/min의 속도로 통과하도록 한 후에 건조하여 원단을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 항균섬유 50 중량부를 혼방하여 원단을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 항균섬유 70 중량부를 혼방하여 원단을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 제조예 1을 통해 제조된 대마섬유 100 중량부와 상기 폴리올레핀(폴리에틸렌) 섬유 60 중량부를 55/1의 조건으로 혼방하여 혼방사를 제조하고, 제조된 혼방사를 직조하여 직물을 제조하고, 제조된 직물이 상기 제조예 6을 통해 제조된 내산성 발수제 혼합물이 저장된 수조를 10yd/min의 속도로 통과하도록 한 후에 건조하여 원단을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 항균섬유 20 중량부를 혼방하여 원단을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 항균섬유 100 중량부를 혼방하여 원단을 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 내산성 발수제 혼합물을 코팅하지 않고 원단을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4를 통해 제조된 원단의 항균성능을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 항균성능은 KS K 0693-1990에 의겨하여 측정하였으며, 항균성능의 측정에 사용된 균은 황색포도상구균(Staphyllococcus aureus)과 폐렴간균(Klebsiella)이다.}
<표 1>
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 원단은 우수한 항균성능을 나타내는 것을 알 수 있으며, 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 원단은 항균성능이 저하되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 원단의 기계적 물성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
{단, 기계적 물성은 ISO 13934-1에 의해 인장강도와 ISO 13937-1에 의해 인열강도를 측정하는 방법을 이용하였다.}
<표 2>
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 원단은 기계적 물성이 우수하였으나, 비교예 2를 통해 제조된 원단은 항균섬유의 함량이 지나치게 낮아 항균성능 뿐만 아니라, 기계적 물성이 저하되는 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 3을 통해 제조되는 원단은 항균성능과 기계적 물성은 모두 우수할 것으로 예상되나, 합성섬유의 함량이 지나치게 높아 생분괴성이 낮을 것으로 예상된다.
또한, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 4를 통해 제조된 원단의 수분제어 특성을 측정하여 아래 표 3에 나타내었다.
{단, 수분제어특성은 LIQUID MOISTURE MANAGEMENT OF TEXTILE FABRICS (AATCC 195 : 2010)을 이용하여 측정하였다.}
<표 3>
상기 표 3에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 원단은 수분제어 특성이 향상되어, 우수한 내수성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 4를 통해 제조된 원단은 내산성 발수제 혼합물이 도포되지 않아 내수성이 낮은 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 원단은 내수성 뿐만 아니라, 내산성이 우수한 발수제가 함유된 내산성 발수제 혼합물이 코팅되어 우수한 내산성을 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법은 대마섬유와 재활용 섬유를 사용하여 친환경적이며, 음이온과 원적외선을 방사할 뿐만 아니라, 우수한 탈취성능, 기계적 물성, 항균성 및 내산성을 나타내는 원단을 제공한다.
S101 ; 대마섬유제조단계, S101-1 ; 항균섬유제조단계
S103 ; 혼방단계
S105 ; 직조단계
S107 ; 발수제혼합물코팅단계
S103 ; 혼방단계
S105 ; 직조단계
S107 ; 발수제혼합물코팅단계
Claims (5)
- 대마를 가공하여 대마섬유를 제조하는 대마섬유제조단계;
재활용 섬유에 항균액을 도포하여 항균성이 부여된 섬유를 제조하는 항균섬유제조단계;
상기 대마섬유제조단계를 통해 제조된 대마섬유100 중량부와 상기 항균섬유제조단계를 통해 제조된 항균섬유50 내지 70 중량부를 혼방하는 혼방단계;
상기 혼방단계를 통해 제조된 혼방사를 직조하는 직조단계; 및
상기 직조단계를 통해 제조된 직물의 표면에 내산성 발수제 혼합물을 코팅하는 발수제혼합물코팅단계;로 이루어지며,
상기 대마섬유는 대마 껍질을 증숙하고 건조한 후에 물에 불려 속피를 분리하고, 분리된 속피를 표백한 후에 유연제에 침지하여 속피가 부풀면 섬유를 분리하고 방적하는 과정으로 제조되고,
상기 항균액은 패각 소성 분말 100 중량부, 물 100 내지 200 중량부, 광물분말 30 내지 50 중량부 및 천연고착제 40 내지 60 중량부로 이루어지며,
상기 광물분말은 일라이트 100 중량부, 옥 80 내지 120 중량부, 자수정 80 내지 120 중량부, 모나자이드 20 내지 30 중량부, 제올라이트 65 내지 75 중량부, 맥반석 40 내지 50 중량부, 벤토나이트 20 내지 25 중량부 및 규조토 20 내지 25 중량부로 이루어지고,
상기 발수제혼합물은 물 100 중량부, 내산성 발수제 90 내지 110 중량부, 천연 고착제 5 내지 15 중량부 및 증점제 2 내지 10 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 재활용 섬유는 면, 모, 폴리락트산, 셀룰로오스, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리아미드, 아크릴 및 폴리에스터로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발수제는 불소계, 실리콘계 및 우레탄계로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지고,
상기 천연고착제는 황토 100 중량부 및 아교 50 내지 80 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대마섬유를 이용한 친환경 원단의 제조방법.
- 삭제
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| KR101346785B1 (ko) | 2012-05-25 | 2014-01-06 | 티앤티코리아(주) | 비즈니스 셔츠용 흡한속건성 니트 원단 |
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-
2023
- 2023-03-14 KR KR1020230032950A patent/KR102559428B1/ko active IP Right Grant
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