KR20030023791A - 음영무늬직물 및 그를 제조하기 위한 음영무늬가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염색된 면, 모, 화학섬유 등의 제·편직물의 표면이 가압·마찰에 의해 표면의 섬유가 부분적으로 깎여짐으로써 보는 방향이나 각도에 따라 색상의 농담차로 입체적인 효과가 있는 문양이 형성된 음영(陰影)무늬직물 및 그를 제조하기 위한 가공장치에 대한 것으로, 염색된 피가공 원단(F)을 일정한 장력하에 평활하게 유지하는 장력유지시스템(11)이 구비된 준비공정부(A), 고무피복층(2a)이 주위에 형성된 무늬로울러(2) 및 마찰로울러(1), 맹글(3a)(3b) 쌍과 게이지조절구(5)로 구성된 무늬형성부(B), 가공된 원단(F)을 수용하는 적재부(C)와 섬유부스러기를 흡인하는 집진부(D)로 이루어지며, 상기 마찰로울러(1)가 그 원통상의 표면에 세라믹피복층(1a)을, 또 그 양단부에 도입구(10a)와 배수구(10b)를 구비하여 그 몸체 내부로 물을 통과시킬 수 있도록 장치가 구성되어 있어서, 마찰열에 의한 그 중간부 팽창으로 발생되는 원단 좌우의 무늬편차와 마모로 인한 부품교체를 방지할 수 있으며, 본 발명에 의한 음영무늬직물의 경우 촉감이 부드럽고 보풀이 없어 선명한 입체적인 음영문양이 반영구적으로 유지될 수 있다.

Description

음영무늬직물 및 그를 제조하기 위한 음영무늬가공장치{fabrics having shadow pattern and apparatus for producing the same}

본 발명은 음영(陰影)무늬직물 및 그를 제조하기 위한 음영무늬가공장치에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 천연섬유나 합성섬유 등 염색된 모든 재질의 제직물이나 편직물과 부직포 등의 시이트(sheet)상물의 표면을 가압하여 각종 형상의 요철(凹凸)문양을 형성하여 보는 방향이나 각도에 따라 색상의 농담으로 입체적인 효과가 있는 음영무늬직물과 이러한 음영무늬직물을 연속적으로 형성한 하기 위한 음영무늬가공장치에 대한 것이다.

우리나라를 비롯하여 세계 섬유산업을 이끌어가고 있는 일본, 이탈리아 등의 몇몇 나라에서는 직물의 부가가치를 높이기 위하여 재질자체는 물론 염색, 직조방법, 가공방법 등을 통하여 직물의 문양을 다양하게 연출하고자 여러 가지 방안이 연구 개발되고 있다. 그 중 대표적인 특수가공방법의 하나로서 원단의 표면에 열을가하여 부분적으로 가압함으로써 원단에 문양을 형성하는 엠보스가공(embossing finish)을 들 수 있다. 이 가공에 의한 원단의 경우 직물표면이 빛의 반사각도나 보는 방향에 따라 가압된 부분과 가압 안된 부분에 의해 직물 전체적으로 광택도와 색상의 농담 차이로 은은한 문양을 형성하므로 고급 의류용 원단을 비롯하여 차나 가구용 시트커버, 각종 실내장식용품 등 다양한 용도로 오랜 기간동안 변함 없이 인기 리에 적용되고 있다.

그러나, 면섬유이나 모섬유 등의 천연섬유의 경우 가열압착에 의해서 섬유 분자에 유동이 일어나지 않으므로 가공직후는 가압에 의한 요철문양이 존재하여도 일단 세탁을 하면 섬유중의 결정 또는 분자가 수분을 흡수하여 자유로이 변형하므로 건조 후 가압된 형상으로 복귀되지 않는다.

그래서, 섬유소반응형 수지, 열가소성수지 따위의 약제를 사전에 직물에 전체적으로 또는 부분적으로 침투시켜 이 침투된 부분만을 가열 압착하거나 섬유중의 분자가 상호 가교를 형성하도록 하여 천연섬유에도 이 엠보스 가공을 적용하여 입체적인 문양을 영구 보존하는 방법도 제시되고 있으나 그 제조장치가 복잡할 뿐만 아니라 작업이 정교하게 이루어져야 하므로 힘이 많이 드는 단점이 있어, 이러한 방법들은 실용화되지 못하고 적어도 원단에 화학섬유가 50％이상 함유되어 있어야 엠보스가공이 적용가능하였다.

그리고, 엠보스가공에 의한 화학섬유의 직물일 경우에도 열에 가압된 부분이 마찰에 의해 붕괴되어 문양이 쉬 없어지며 가압되어 접촉시간이 약간 길어질 경우에는 직물의 이면에까지 열변형이 생기므로 그 접촉시간을 엄수해야 하고 또 열처리에 의해 가공되므로 원단의 촉감이 딱딱해지는 단점도 있었다.

그래서, 최근에는 기존 엠보스가공에서의 이러한 단점을 해결할 수 있는 기계적인 방식, 즉 마찰을 이용하여 원단의 표면 일부를 깎아내어 문양을 형성하는 것이 제안되어 널리 시행되고 있다.

이 마찰을 응용한 기계적 음영무늬형성방식에는 엠보스가공장치와 마찬가지 방식으로 요철이 형성된 무늬로울러와 이에 가압되며 무늬로울러에 비하여 직경이 크고 마찰력이 크도록 표면에 샌드페이퍼가 감겨져 있는 강철재 마찰로울러로 이루어지는 장치가 적용되고 있으며, 처리될 원단이 이들 양 로울러사이를 통과할 때 무늬로울러가 마찰로울러를 접촉·가압하여 압착된 부분의 섬유를 마찰에 의하여 깎아냄으로써 그들 사이를 통과하는 원단 표면에 입체적인 문양을 나타내고 있다.

그러나, 이러한 종전의 장치는 게이지 조절이 정밀하게 이루어지지 못하여 가압시 깎여져 나가는 섬유길이의 조정이 정교하게 이루어지지 못하고 보풀이 많이 생겨 무늬가 선명하지 못하며 또 그 깎여진 부분이 타 부분보다 내구성이 약하게 되는 일이 종종 있었다. 게다가, 마찰로울러의 표면에 감겨진 샌드페이퍼(sand paper)가 어느 정도 사용되면 모래가 떨어져 나가므로 마찰면의 조도를 균일하게 하기 위하여 샌드페이퍼를 자주 교체해 주어야 하므로 그 경우 가공장치 전체를 정지시키고 대형의 마찰로울러를 상대로 샌드페이퍼를 교체한다는 것은 쉬운 일이 아니었으며, 가공공정 중 떨어진 샌드페이퍼의 모래를 배출하기 위한 별도의 설비가 필요하여서 설치비용도 많이 들었고 무엇보다도 연속적인 대량생산이 불가능하였다.

더욱이, 상기 강철재의 마찰로울러는 무늬로울러와의 마찰열에 의하여 그 몸통 중간부가 팽창하게되어 마찰로울러의 양 단부와 중간부에서의 무늬로울러와의 접촉도에 큰 차이가 생기게 됨으로써, 그 결과 양 로울러 사이를 통과하는 원단의 중간부와 양 변(selvedge)에서의 문양의 선명도가 달라지게 되어 원단불량을 초래하는 심각한 문제점이 있었다.

본 발명자들은 당업계에 다년간 종사해 오면서 음영무늬가공분야에서의 위와 같은 문제점을 인식하고 이를 개선하고자 예의 연구를 경주한 결과, 화학섬유뿐만 아니라 면직물 등 천연섬유에도 적용가능하며 그 직조 구조에도 구애됨이 없이 제직물 및 편직물 모두에 용이하게 적용될 수 있고 장치의 고장이나 부품의 교체로 인한 정지 없이 생산효율이 높은 음영무늬가공장치와 그에 의해 형성된 선명한 음영무늬의 직물을 개발하게 되었다.

즉, 본 발명에서는 내구성 및 마모강도가 우수하며 보풀이 없는 음영무늬직물과 기존의 음영무늬가공장치에서 볼 수 있었던 가공공정 중 마찰열에 의해 야기되는 무늬의 좌우편차로 인한 원단불량을 원천적으로 방지할 수 있으며 마찰로울러상의 샌드페이퍼 교체가 필요 없고 가공된 원단의 촉감을 부드럽고 문양을 거의 반영구적으로 유지할 수 있으며 조도가 일정한 마찰로울러의 내구성도 우수하여 음영무늬직물과 그를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 간단한 구조의 음영무늬가공장치를 제공하고자 한다.

도1은 본 발명에 따른 음영무늬직물을 제조하기 위한 가공장치의 전체적인 개략도,

도2는 본 발명의 음영무늬가공장치에 있어서의 주요부의 확대 측면도,

도3은 상기 도2의 주요부를 보다 구체적으로 나타낸 확대 사시도,

도4는 본 발명의 음영무늬가공장치에 적용되는 마찰로울러의 일 실시례를 나타내는 개략도,

도5는 본 발명의 음영무늬가공장치에 의해 형성된 특정 문양의 음영무늬직물의 정면도,

도6은 상기 도4의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 횡단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마찰로울러 1a : 세라믹 피복층

2 : 무늬로울러 2a : 고무 피복층

3a, 3b: 맹글 4 : 로드

5 : 게이지 조절구 6a, 6b: 실린더

8 : 레버 9a, 9b: 연결관

10a : 도입구 10b : 배수구

11 : 장력시스템 12a∼12i: 안내로울러

13 : 더스트 챔버 14 : 더스트 박스

15 : 게이지(gauge) 16 : 고정편

F : 원단 A : 장력조정부

B : 무늬형성부 C : 적재부

D : 집진부 G : 간격

본 발명에 의한 음영무늬직물은 염색된 원단의 길이 및 폭 방향으로 마찰에 의하여 부분적으로 표면의 섬유가 다양한 형태로 깎여짐으로써 원단 전체적으로 섬유의 길이가 상이하며 소정 형상으로 깎인 부분과 깎이지 않은 부분이 교호로 반복되게 형성되어 있어 빛의 각도 및 방향에 따라 색상의 농담차가 있으며 촉감이 유연하고 보풀이 없어 문양이 선명한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 음영무늬 직물을 제조하기 위하여 염색된 피가공 원단을 도입하여 일정한 장력하에 원단을 평활하게 유지하는 준비공정부, 무늬로울러 및 마찰로울러와 맹글 쌍으로 구성된 무늬 형성부, 트래버스로울러와 안내로울러가 구비된 적재부와 팬과 더스트 챔버 및 박스로 구성된 집진부로 이루어지는 음영무늬가공장치에 있어서,

상기 마찰로울러가 그 원통상의 표면에 세라믹 피복층을 구비하며, 그 양단부에 도입구와 배수구를 구비하여 원통형 몸체 내부로 물을 통과시킬 수 있도록 구성된 음영무늬가공장치를 제공하는 것도 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 음영무늬직물 및 그 가공장치의 특징을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술한다.

도1은 본 발명에 따른 음영무늬가공장치의 전체적인 흐름을 나타내는 개략도로서, 본 발명의 음영무늬가공장치에 있어서의 주요부를 도2 및 3에 확대하여 나타내며, 도4는 본 발명의 음영무늬가공장치에서 특징으로 하고 있는 마찰로울러의 일 실시례를 나타낸 것이고, 도5 및 6은 상기 도1-4에 의해 형성될 수 있는 음영무늬직물의 정면도 및 횡단면도로서, 특정 한 형태의 문양을 예로 들어 도시한 것이다.

본 발명에 의한 음영무늬가공장치는 도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 크게 준비공정부(A), 무늬형성부(B), 적재부(C)와 집진부(D)로 이루어진다.

상기 준비공정부(A)는 도입된 피가공 원단(F)의 종류 및 두께에 따라 장력을 일정하게 하면서 원단의 폭 전체적으로 편평하게 하여 가공이 균일하게 이루어지도록 하는 장력시스템(11)과 다수의 안내로울러(12a-12g)를 구비하고 있다.

무늬형성부(B)는 직경비가 다른 무늬로울러(2) 및 마찰로울러(1) 쌍과 동일 직경의 맹글(3a)(3b)쌍과 원단(F)을 인도하는 안내로울러(12h), 그리고 상기 무늬로울러(2)와 마찰로울러(1) 사이의 간격을 알맞게 조정하는 게이지 조절구(5)로 이루어진다. 이 게이지 조절구(5)는 장치의 프레임(도시안됨)에 그 높이가 자유로이 조절 가능하도록 고정되어 있다(도3 참조).

적재부(C)에는 상기 무늬형성부(B)에서 가공된 원단(F)을 구김 없이 많은 양 적재할 수 있도록 통상적인 방식의 트래버스로울러(17)가 구비되어 있으며, 집진부 (D)는 장치의 하단부에 위치하여 가공 공정 중 섬유의 마모로 발생한 섬유부스러기와 먼지를 흡입하여 제거하기 위하여 더스트 챔버(13)와 더스트 박스(14), 팬 등으로 이루어진다.

상기 무늬형성부(B)의 무늬로울러(2)는 통상의 것과 마찬가지 방식으로 요철의 문양이 표면에 형성되며, 그 원통상의 표면에 고무피복층(2a)이 구비되어 있고 상부의 실린더(6a)와 이에 연결된 로드(4), 그리고 레버(8)에 의하여 상하로 이동 가능하며, 쌍으로 구성된 맹글(3a)(3b) 역시 무늬로울러(2)와 동일한 방식으로 그중심축(도시 안됨)에 연결된 로드(도시 안됨)를 통하여 상부의 공기실린더(6b)에 의하여 상하로 이동되어 그들 사이를 통과할 원단의 두께나 재질에 따라 그 간격이 조정된다.

상기 무늬로울러(2) 보다 큰 직경의 본 발명에 따른 마찰로울러(1)는 그 원통형상의 표면에 조도(粗度)가 균일한 일정한 두께의 세라믹 피복층(1a)이 형성되어 있다. 이 세라믹 피복층(1a)은 금강석, 맥반석, 맥섬석 등 암석의 미세한 굵기의 모래가 단일 종류 또는 2종이상의 혼합되어 균일하게 도포되어 형성된 것으로, 경도나 마찰강도, 내구성 및 가격 면에서 보아 금강사가 적용될 경우 가장 바람직하다.

그리고, 상기 마찰로울러(1)는 가공공정 중 그 몸체 내부에 물을 통과할 수 있도록 양 단부에 도입구(10a)와 배수구(10b)가 구비되어 있으며, 도4에 도시된 바와 같이 이 도입구(10a)와 배수구(10b)는 그 중심축(7)에 연결되거나 그 주변에 별도의 관으로 설치될 수 있다. 그래서 도입구(10a)를 통해 도입된 물은 중심축(7) 일측 단부에 연결된 하나 이상의 분출공(도시 안됨)을 통하여 마찰로울러(1)의 몸체 내로 유입된다. 상기 도입구(10a)와 배수구(10b)는 일반 방식대로 회전 접합수단(14)에 의하여 외부로 물이 누설되지 않도록 설치되며, 집수조(13)의 모우터 펌프(M)와 이에 이어지는 연결관(9a)(9b)...에 의하여 상기 도입구(10a)를 통하여 상기 마찰로울러(1)의 몸체 내부로 자유로이 물이 공급되고 사용된 물은 배수구(10b)를 통하여 배출되며 또 재순환될 수 있도록 구성되어 있다.

그리고 상기 게이지조절구(5)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 그 상부에통과되는 원단(F)의 두께를 보다 정밀하게 조정하기 의하여 게이지(15)가 놓여 고정될 수 있도록 대략 ㄴ자형으로 형성된 상면(5a)을 구비하고 있다. 상기 게이지 (15)는 최소한 0.01mm에서 최대 0.5-0.6mm이상까지 다양한 크기의 것이 다수개 마련되어, 원단의 두께나 재질에 따라 적의 선택된다.

또한 상기 게이지(15)는, 상기 게이지조절구(5)의 상면(5a)에서 옆쪽으로 돌출되도록 형성되어 있는 고정편(16)에 의하여 게이지조절구(5)의 상면(5a)에 얹혀 이동할 수 없도록 확고하게 고정되며, 이 게이지조절구(5)는 원단의 종류 및 두께에 따라 정교하게 조절될 수 있도록 나사식으로 조정가능하게 볼트형상으로 형성된다. 그러나 반드시 이러한 볼트식 구조에 한정되지 않고 높이가 조절될 수 있도록 다양한 방식으로 형성될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 가공될 원단(F)은 먼저 준비공정부(A)로 도입되어 장력시스템(11)에 의하여 그 원단(F)의 두께 및 재질에 따라 알맞게 장력이 유지되면서 다수의 안내로울러(12a-12g)를 순차적으로 거치게 된다. 이렇게 하여 평활하게 유지된 원단(F)은 상호 반대방향으로 소정 속도하에 각기 회전하는 무늬형성부(B)의 무늬로울러(2)와 마찰로울러(1)쌍 사이를 통과하면서 무늬로울러(2)에 의해 부분적으로 가압된 부분은 하부의 마찰로울러(1)의 세라믹 피복층(1a)에 의하여 마찰되어 섬유가 깎여져 나가게 되어, 도5 및 6에 나타낸 바와 같이 깎인 부분(N)이 형성되어 원단(F)의 깎이지 않은 부분(S)과 대비되어 원단(F) 전체적으로 입체적인 무늬를 형성하게 된다.

그래서, 본 발명에 의한 음영무늬직물은 도6으로 알 수 있는 바와 같이, 원단(F)의 상기 깎인 부분(N)과 깎이지 않은 부분(S)은 그 섬유길이가 달라지게 되어 원단(F)의 표면 전체적으로 복수의 요철이 형성됨으로써 빛의 각도나 방향에 따라 색상의 농담이 달리 보이는 문양의 원단(F)으로 형성된다.

또, 이때 처리될 원단(F)이 통과되는 무늬로울러(2)와 마찰로울러(1)사이의 간격(G)은 기본적으로 원단의 두께 및 재질과 원하는 무늬의 깊이 정도에 따른 상기 게이지조절구(5)의 나사선 조정으로 정해지며, 그 후 여러 치수의 게이지(15) 중 최적의 것을 선정하여 간격(G)을 더욱 미세하게 조정한다. 이에 더하여 경우에 따라서 상기 마찰로울러(1)의 속도도 동시에 조절하여 마찰횟수를 조정함으로써 무늬의 선명도를 낮추거나 높이기도 한다. 이렇게 함으로써 0.01mm까지 정밀하게 마찰로울러(1)와 무늬로울러(2) 사이의 간격(G)이 조절될 수 있으므로 아주 정교하게 문양이 형성될 수 있어서 내구성 등 물성의 열등을 초래함이 없이 원하는 형상의 무늬를 선명하게 얻을 수 있다.

상기 무늬로울러(2) 및 마찰로울러(1) 사이를 통과하여 가공처리된 원단(F)은 안내로울러(12h)를 거쳐 상호 반대방향으로 회전하는 한쌍의 맹글(3a)(3b)사이를 통과하여 다음 적재부(C)의 트래버스 로울러(17)에 의하여 좌우로 이동하면서 구김 없이 적절하게 차례차례 적층되어 원하는 상태로 권취된다.

이러한 연속 처리공정 중에 상기 마찰로울러(1)는 그 상부의 무늬로울러(2)와의 접촉 마찰에 의해 열이 발생하게 되나, 그 양 단부의 도입구(10a) 및 배수구 (10b)를 통하여 그 몸체 내부로 차가운 물이 계속적으로 공급되어 가공공정 중 발생된 열을 식혀주게 된다. 이 때 공급되는 물은 특별히 저온일 필요는 없고 상온수도 무난하다.

이상과 같은 구조로 형성된 본 발명의 음영무늬장치에 의한 음영무늬직물은 상기한 바와 같이 원단 표면의 섬유가 깎인 부분(N)과 깎이지 않은 부분(S)이 구분 가능하게 대비되어 있고 보풀이 없어 문양이 선명하며 물성시험결과 세탁에 의한 문양의 변질이 없으며 마찰강도가 우수하여 내구성이 뛰어난 것으로 확인되었으며, 상기 원단(F) 표면의 깎인 부분(N)의 형상은 상기 깎이지 않은 부분(S)과 상호 조화를 이루어 원단(F) 전체적으로 소정의 문양을 나타내도록 원, 네모, 세모, 사선 따위의 기하학적 문양이나 갖가지 꽃모양, 동물모양 등으로 다양하게 형성될 수 있다.

따라서, 상기의 본 발명의 음영무늬장치에 의해 형성된 음영무늬직물은 동종의 기존의 장치에 의해 형성된 것과는 달리 내마모성 및 마찰강도가 우수하여 내구성이 좋고 세탁 후에도 무늬의 변형이 없으며 촉감이 부드럽고 각종 형상의 요철문양의 형성으로 보는 방향이나 각도에 따라 색상의 농담과 광택차에 의해 입체적인 효과가 있어 자연스러운 분위기를 연출하는 고급 원단으로서 의류를 비롯하여 내부 장식재, 시트커버 등의 인테리어나 가구용으로 적절하게 적용될 수 있다.

게다가, 본 발명의 음영무늬가공장치에 의하면 기존의 동종장치의 경우 발생되었던 샌드페이퍼의 마모로 인한 교체 및 모래의 이탈로 인한 장치의 일시 정지로 야기되는 작업공정의 비능률화와 부품교체로 인한 수고를 대폭 줄일 수 있으며 원단의 폭방향으로 양 단부에 필연적으로 발생하던 원단 좌우의 무늬편차를 없앨 수있는 각별한 작용효과를 나타내게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 음영무늬가공장치는 그 구조가 간단하면서도 수명이 길어 경제적이며 자연스러운 분위기를 연출하는 내구성이 있는 음영무늬직물을 연속적으로 다량 생산할 수 있어 수출경쟁력이 있는 고부가가치의 섬유제품을 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. 염색된 원단(F)의 길이 및 폭 방향으로 마찰에 의하여 부분적으로 표면의 섬유가 다양한 형태로 깎여짐으로써 원단(F) 전체적으로 섬유의 길이가 상이하며, 소정 형상으로 깎인 부분(N)과 깎이지 않은 부분(S)이 교호로 반복되게 형성되어 있어, 빛의 각도에 따라 색상의 농담차가 있으며 촉감이 유연하고 보풀이 없어 문양이 선명한 것을 특징으로 하는 음영무늬직물.
2. 염색된 피가공 원단(F)을 도입하여 일정한 장력하에 원단을 평활하게 유지하는 준비공정부(A), 무늬로울러(2) 및 마찰로울러(1)와 맹글(3a)(3b) 쌍으로 구성된 무늬형성부(B), 트래버스로울러(15)와 안내로울러(12i)가 구비된 적재부(C)와 더스트 챔버(13) 및 박스(14) 등으로 구성된 집진부(D)로 이루어지는 음영무늬가공장치에 있어서,

   상기 마찰로울러(1)가 그 원통상의 표면에 세라믹 피복층(1a)을 구비하며, 그 양단부에 도입구(10a)와 배수구(10b)를 구비하여 그 원통형 몸체 내부로 물을 통과시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 음영무늬가공장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 무늬형성부(B)에 상기 무늬로울러(2) 및 마찰로울러 (1)의 게이지를 정밀하게 조절하기 위하여 볼트형상의 나사식 게이지조절구(5)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 음영무늬가공장치.