KR20170106717A - 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연탄닌 성분으로 전처리된 실크사 제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물에 관한 것으로, 감즙 전처리 실크원사를 활용하여 만들어진 명주직물은 직물설계와 원사, 직기 등 동일한 방법을 사용하여 제직된 기존의 제품과 비교하여 우수한 표면 touch, look, handle 등이 확보되며 특히 표면에 2차 심미가공인 손자수, 기계자수 등의 바느질에 안정하여 보다 디자인 적용성능이 향상되는 기술로서 한복외의 양장, 파티 드레스로 활용성을 극대화 할 수 있다.

Description

천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물{METHOD FOR PREPARING PRETREATED SILK YARN USING NATURAL TANNINS AND SILK FABRICS USING THE SAME}

본 발명은 천연탄닌 성분으로 전처리된 실크사 제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물에 관한 것으로, 구체적으로는 감즙 원액을 이용하여 실크 생사를 전처리하여 얻어진 실크사를 전통명주 제직공정의 위사와 경사를 이용함으로써 제직된 실크명주직물에 관한 것이다.

연염색은 자연에서 얻을 수 있는 풀과 나무, 과일, 꽃 등을 이용하게 되며, 이러한 원료를 이용하여 열수 또는 알카리 추출방식을 이용하여 액체상태의 천연염료를 얻거나 또는 액체상태의 천연염료를 분말화한 상태의 천연염료를 얻고, 이와 같이 얻어진 천연염료를 이용하여 통상적으로 염색하고자 하는 직물지를 필요한 색상으로 염색하게 된다.

상기와 같은 천연염색을 위한 천연염료를 얻기 위한 재료는 다양하나 가장 널리 사용되는 것이 탄닌이며, 이러한 탄닌의 구성 성분이 단일물질로서 결정 상태로 분리된 것도 있지만, 대부분은 몇 종의 물질이 혼합된 것이며, 흰색 또는 연란 갈색의 성상을 가진 물질로 모든 식물체에 존재하고 있다.

가수분해되어 갈산(Gallic Acid; 몰식자산)이나 에라그산 등을 생성하는 가수분해성 탄닌과 중합하여 붉은색 또는 갈색의 침전물인 프로바펜을 생성하는 축합형 탄닌으로 대별하는 방법이고, 다른 하나는 알칼리 융해에 의해서 피로갈롤을 주로 생성하는 피로갈롤계와 주로 카테콜을 생성하는 카테콜계 및 그 중간적인 것으로 나누는 방법이지만 쉽게 식물 탄닌이라고 한다.

탄닌(Tannin)은 다수의 페놀성 수산기를 가지는 방향족 화합물로서 단일물질로 결정상으로 분리되기보다 대부분 몇 종의 물질이 혼합된 형태이다. 이러한 감 잎 탄닌은 추출방법이나 정제 방법에 따라 백색 또는 담갈색의 부정형 분말 혹은 투명 또는 담갈색의 액상으로 얻어질 수 있다. 감이나 녹차, 도토리 등의 식품을 먹을 때 느껴지는 떫은 맛이 바로 탄닌 성분이며 자연계에 많이 분포되어 있다.

탄닌은 식물성 성분으로 수렴성과 떫은 맛이 있는 고분자 폴리페놀 성분의 총칭으로 식물체 중에서 탄닌은 당류, 단백질, 피놀성 물질, 리그닌, 무기염 등과 혼합되어 존재한다. 감잎에서 추출한 탄닌은 수산화기가 많은 phenolic condensed tannin 계열로서 이온화된 말단 잔기를 많이 가지고 있다. 이러한 이온성 잔기들은 섬유서의 이온화된 잔기와 이온성 결합 및 수소 결합이 가능하여 염착력을 강화시켜 견뢰도를 증진시키는 것으로 알려져 있다. 탄닌은 식묵의 품종에 따라 차이가 많으며, 잎에서 생합성되어 과실로 이동되어 탄닌 세포에 축적된다. 감 및 감잎의 탄닌은 열에 안정하며, 친수성이 강한 페놀릭 하이드록실기(phenolic hydroxyl group)를 많이 가지고 있어서 고농도에서는 쉽게 겔화되고, 고분자 물질로서 수소 결합 및 비공유 결합과 같은 결합이나 콤플렉스를 형성하는 등 다양한 반응성을 가지고 있다.

최근에는 합성섬유보다는 면, 마, 견, 모 등 천연섬유에 관심이 높아가고 있으며 더욱이 염색도 합성염료보다는 자연에서 채취한 천연염료를 점차 선호하고 있다.

관련 시장의 주요 변화 이슈로서 건강과 안전 및 환경 보전에 대한 사회적 인식의 증대함에 따라 자연 지향에 대한 욕구가 증대되어 고부가가치 상품으로 소비자의 요구가 활발하게 일어나고 있다.

명주(明紬)는 누에의 고치로부터 얻은 천연 단백질 섬유 및 명주실로 짠 천을 통틀어 일컫는 말로, 실크(비단)은 명주 가운데 특유의 광택을 띠는 천을 가리킨다. 비단의 광택은 빛을 산란하여 프리즘과 같이 형형색색의 반사광을 만들기 때문에 생겨난다. 이러한 비단은 누에가 만든 고치로부터 얻은 생사를 정련하여 제조되는데, 생사에는 실크의 본질인 피브로인과 피브로인을 보호하기 위한 세리신으로 구성되어 있다. 세리신이 피브로인을 덮고 있으면 실이 굵고 뻣뻣하며 시원하여 마치 모시섬유와 같고, 정련에 의해 세리신을 제거하면 실크 고유의 특성인 우아한 광택과 부드러운 촉감의 일명 비단이라고 하는 섬유가 된다.

세리신은 피브로인을 피복하고 있는 수용성 단백질로서, 정련공정에서 용해되어 분리, 제거되는 물질이며, 피브로인에 비하여 아미노산의 조성이 복잡하며 열과 물의 작용에 의해 쉽게 변성되므로 취급이 어렵다. 그러나 세리신은 견섬유에 있어서 피브로인을 감싸고 보호하며 각종 외부 충격에 대하여 완충작용, 윤활작용 및 접착작용 등의 매우 중요한 역할을 한다.

실크는 필라멘트가 천연섬유 중에서 섬유길이가 가장 길고, 재질이 섬세하며, 통기성, 흡습성, 방습성 및 보온성이 우수하고 동시에 착용감이 탁월하여 패션 감각과 건강생활 유지를 지원할 수 있는 다양한 조건들을 구비하고 있어 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 가장 고급 섬유이다. 더욱이 실크는 섬유들 중에서 체온조절 효과가 가장 탁월하기 때문에 실크는 피부 온도를 조절하는 것이 가능하다.

일반적으로 천연섬유는 합성섬유에 비하여 물과의 친화력이 크고, 특히 실크는 면보다 1.3~1.5배의 흡수 능력을 지님과 동시에, 습기를 발산하는 발습성에 대하여 면을 1로 기준한 경우에, 실크는 발습성이 1.4 정도로 수분을 발산시키는 기능도 우수하다. 상기과 같이 실크는 흡습성이 우수하고, 방습속도가 신속하기 때문에 건조시 정전기의 발생을 억제함으로써 착용자가 쾌적함을 느낄 수 있을 뿐만 아니라 피부에서 생기는 지방성분을 흡수하는 기능도 있으며, 냄새와 피부에 유해한 자외선을 흡수하는 등 많은 이점을 지니고 있다.

패션소재로서 전처리 및 후처리용 천연물의 경우, 식물성, 동물성, 광물성 등이 있고, 식물성 천연물로 대부분은 한약재를 주로 이용하고 있으므로 식물에서 추출되는 해당 한약재의 성능을 보유함에 따라 건강의 측면에서도 인식이 점차 증가하고 있다.

한복시장의 경우에도 천연물을 이용하여 소비자들의 친자연적인 제품에 대한 소비 욕구를 충족하고 패션 트렌드인 자연미를 강조한 고품격 의류제품의 상품화가 요구되고 있으나 정형화 되어 있는 전통 명주제품에 대한 인식과 100% 실크를 사용하여 제직하는 실크명주 제조생산 현장에서의 기술부여가 어려웠다.

그리하여 기존의 실크명주를 활용한 제품은 공예적인 요소를 바탕으로 수공업화 되어있는 상황이며 기술의 정립화 및 표준화의 유도가 어려웠으며 고가의 제품가격으로 천연명주 대중화가 실현되지 못하고 있다.

또한, 기존 천연명주 제품 대부분이 디자인 요소가 부족하여 소비자의 구매 욕구를 감소, 개성중시 시장변화에 대응하지 못하고 있어서 천연명주 시장이 정체되고 축소되고 있는 실정이다.

이를 해결하기 위한 방법으로 천연물을 활용한 가공 및 천연염료를 활용한 침염방식이 활발하게 진행되고 있으나, 천연물 특성상 소재의 표준화가 어려우며 대부분 제직 후 천연염액에 침지하는 방식으로 색상이 단순하며 염색방법에 따라 재현성이 떨어지고 완료된 제품의 상용성능(염색견뢰도) 등이 저조한 치명적인 단점으로 상용화가 어려운 현실이다.

최근에 들어 천연염료를 활용한 실크 선염사의 개발이 국내/외에서 이우러지고 있으나, 방적견사(Spun silk) 및 정련실크(Degumming silk)를 원료로 하고 있으며, 실크원사에 대한 천연염료의 제품화는 생사가 지닌 세리신을 제어하기가 어려워 시도되지 못하고 있다.

일반적으로 실크 생사는 세리신이 60℃ 부근의 온수에서 팽윤하여 세리신이 용해하기 시작하며, 온도가 83℃ 부근이 되면 용해성은 급속히 증가된다. 이러한 세리신의 물리적 성질 때문에 실크 생사를 이용한 전처리방법은 제한이 많으며, 공정상 불량요인이 다양하기 때문에 공정상 주의가 필요하다.

또한, 기존의 선염기법을 활용한 전처리 방법으로는 공정경제성 및 최종제품의 품질 개선을 달성할 수 없어서 새로운 방법이 모색되어야 한다. 세리신의 물리적 성질을 이해하지 못하고 높은 온도에서 세리신이 용해된 상태로 전처리가 되었을 경우 생사는 용해된 세리신이 서로 부착하게 되고 생사의 표면 상태가 뻣뻣한 상태로 실의 필라멘트 간에 서로 달라붙어 품질에 치명적인 결함이 생기는 문제를 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로 실크사의 품질을 유지하면서 기존보다 다양한 색상효과 및 탄닌의 고유특성에 따른 색상의 경시효과를 부여하여 보다 우아하고 자연스러운 색감 및 명주의 형태안정성을 향상시킬 수 있는 웰빙 기능성 제품개발을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물으로서, 천연탄닌을 추출하는 단계; 상기 감즙 원액을 이용하여 실크원사를 정련하는 전처리단계; 상기 전처리 단계를 거친 실크원사를 고착하는 1차 고착단계; 상기 1차 고착단계를 거친 실크사를 위사와 경사의 교착 방법으로 명주제직을 형성하는 단계; 및 상기 명주제직을 천연염료를 이용하여 염색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법을 제공한다.

본 발명의 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법에 있어서, 상기 천연탄닌의 재료는 미숙감을 분쇄기에 넣어 분쇄 후 추출한 감즙인 것이 바람직하다.

본 발명의 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법에 있어서, 상기 전처리단계는 실크 생사의 타래상태에서 행커염색기를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법에 있어서, 상기 1차 고착단계는 날염공정과 열풍을 동시에 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법에 있어서, 상기 염색하는 단계는 천연염료 또는 상기 제1항에 의한 감즙 원액을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 방법으로 제조된 실크명주직물에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 실크 생사의 특성인 수용성 세리신이 다시 건조되면서 원단 조직의 조합기능이 상승되어 실크 평직에서의 외부충격에 의한 slip 형태 훼손현상을 저하시켜 각종 후처리 및 봉제공정의 작업성 향상으로 다양한 분야의 소재 적용을 기대할 수 있다.

또한, 천연탄닌을 이용한 실크원사의 전처리 공정을 통해 기존의 천연명주의 제직 공정에 적용이 가능한 범위를 선정하고, 최상의 품질을 획득하여 천연염색의 표준화와 재현성의 확립을 기대할 수 있으며, 특히 표면에 2차 심미가공인 손자수, 기계자수 등의 바느질에 안정하여 보다 디자인 적용성능이 향상되는 기술로서 한복외의 양장, 파티 드레스로 활용성을 극대화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법의 흐름도이다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 미 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. ㄸㆍ라서 그러한 변형P 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이하, 도 1을 참조하여, 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물제조에 대해 구체적으로 설명한다.

기존의 선염기법을 활용한 전처리 방법으로는 공정경제성 및 최종제품의 품질 개선을 달성할 수 없기 때문에 새로운 방법이 모색되어야 한다. 세리신의 물리적 성질을 이해하지 못하고 높은 온도에서 세리신이 용해된 상태로 전처리가 되었을 경우 생사는 용해된 세리신이 서로 부착하게 되고 생사의 표면 상태가 뻣뻣한 상태로 실의 필라멘트 간에 서로 달라붙어 품질에 치명적인 결함이 생겨 섬유의 손상을 초래하기 때문에 제품의 불량의 원인이 된다.

또한 기존의 명주직물에 대한 탄력성 부여는 화학수지를 침지하여 턴테가공처리를 이용하기 때문에 번거로운 공정과 비용이 발생하지만 본 발명은 준비 및 제직공정상에서 별도의 화학조제 처리 없이 천연탄닌을 사용하여 탄력성을 부여함으로써 기술차별화가 가능한 친환경 기술을 개발하였다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 천연탄닌으로 전처리된 실크사제조방법 및 이를 이용한 실크명주직물제조의 순서도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 천연탄닌 추출, 전처리공정, 1차 고착, 명주제직 및 천연염색을 거친다. 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.

먼저 천연탄닌 추출(S1)은 실크 생사의 전처리 공정을 하기 위해서는 탄닌이 많은 덜 익은 풋감을 이용한다. 어린 단감에는 탄닌질이 많이 들어있으나 여물면서 산화효소의 작용으로 탄닌이 산화되어 단맛만 남는다. 떫은 감은 여물어도 떫은데 그것은 산화 효소가 매우 천천히 작용하기 때문이다. 6~8월에 무르지 않으며 덜 익고 딱딱한 풋감을 준비하여 돌절구나 믹서에 찧거나 간다. 이때, 10월부터의 감은 열매의 성장이 멈추고 노랗게 변색되어 사용할 수 없다. 믹서를 이용할 땐 잘게 잘라 물을 조금 섞어 간다. 찧은 건더기 약 1대접에 물 1~2대접 정도의 비율로 물을 섞는다. 10~20분간 잘 주물러 진한 액을 만든다. 베보자기에 건더기와 액을 넣고 즙을 짜낸다. 이때 같은 방법으로 1~2회 더 재탕해서 추출할 수 있으나 색이 연해진다. 진한 색을 얻으려면 물은 적게, 풋감은 더 많이 찧어 넣어 감즙을 마련한다.

다음, 정련된 실크원사를 감즙 원액에 침지시켜 감즙이 실크원사에 흡수되도락 하는 전저리공정(S2)을 수행한다. 일반적인 수작업에서는 걸러진 감즙에 실크원사를 넣고 염액에 실크원사에 깊숙이 스며들도록 약 10~20분간 주무르면서 감즙이 골고루 흡수되도록 한다. (진하게 물들이려면 원액에 물을 희석해서 담근 후 건조 후에 다시 옅은 감물에 담갔다 건조하는 과정을 반복)

탄닌 성분으로 전처리된 실크원사는 탄닌염료 가운데서도 견뢰도가 가장 높고 열전도율이 낮아 시원하며, 자외선을 차단해주는 효과가 있다. 도한, 코팅효과가 좋아 비를 맞거나 땀에 젖어도 옷이 몸에 달라붙지 않으며, 방충효과와 항균성이 뛰어나 곰팡이나 좀벌레가 슬지 않으며 옷감의 내구력이 2배정도 강해진다.

기존의 실크원사 선염공정을 활용하는 방법은 탄닌처리 후 실크원사간 고착으로 인해 뭉쳐서 잘 풀리지 않는 현상이 발생하게 되고 불량으로 인한 실크원사의 균제도가 떨어지게 되어 명주제직 공정에서 장력 및 탄성, 섬도의 변화가 초래되어 여러 가지 어려움이 발생하게 된다. 따라서 실크 원사의 타래상태에서 전처리가 진행될 수 있는 행커염색기(hanker dyeing M/C)를 활용하여 처리 중 실크 원사가 덜 고착될 수 있도록 공정에 적합한 물성을 유지할 수 있도록 한다.

다음, 전처리공정(S2)을 거친 실크원사를 별도의 기계설치 없이 기존의 스크린 날염공정을 활용하여 날염공정과 동시에 열풍을 이용하여 천연염료를 고착함으로써 공정을 단축하고 색상 및 견뢰도를 향상시키기 위해 날염판 위에서 1차 고착공정(S3)을 구현한다. 이 공정은 시간 및 비용을 절감에 유용할 수 있다. 그리고, 이렇게 1차 고착공정(S3)을 거친 실크사를 위사와 경사의 교착 방법으로 명주제직을 형성한다(S4).

기존 명주직물에 대한 탄력성을 부여하기 위하여 제직된 실크 직무렝 대한 다양한 화학수지를 활용하여 부여하고 있다. 대표적으로 urea계 수지, melanine계 수지, glyoxal 수지, acryl 수지, 불소수지, polyvinyl계, polyacryl계 수지 및 silicone 수지 등이 활용되고 있지만 2차 가공으로 인해 유해한 공정 환경, 가공비용 발생, 실크고유의 표면 특성 변화 초래, 각종 견뢰도 저하 등의 문제 발생하고 있다. 반면, 본 발명은 천연탄닌을 활용하여 위와 유사한 기능적 효과를 달성하여 환경적으로 안정적이며 원가상승이 자유로울 수 있다.

다음, 상기 형성된 명주제직을 천연염료를 이용하여 염색(S5)하여 실크명주직물을 완성할 수 있다.

Claims (6)

1. 천연탄닌을 추출하는 단계;
   상기 정련된 실크원사를 감즙 원액에 침지하는 전처리단계;
   상기 전처리 단계를 거친 실크원사를 고착하는 1차 고착단계;
   상기 1차 고착단계를 거친 실크사를 위사와 경사의 교착 방법으로 명주제직을 형성하는 단계; 및 상기 명주제직을 천연염료를 이용하여 염색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 천연탄닌의 재료는 미숙감을 분쇄기에 넣어 분쇄 후 추출한 감즙인 것을 특징으로 하는 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전처리단계는 실크 생사의 타래상태에서 행커염색기를 사용하는 것을 특징으로 하는 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 고착단계는 날염공정과 열풍을 동시에 이용하는 것을 특징으로 하는 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 염색하는 단계는 천연염료 또는 상기 제1항에 의한 감즙 원액을 사용하는 것을 특징으로 하는 천연탄닌으로 전처리된 실크사 제조방법.
6. 상기 제 1항의 방법으로 제조된 실크명주직물.
   

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