KR20200077026A - 화산석 및 천연 염료를 이용하여 원적외선을 방사하는 섬유를 생산하는 방법 및 이에 의해 생산된 섬유를 이용한 원단 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법은, (a) 실이 염색 탱크에 장착되는 단계; (b) 물 및 화산석 입자가 혼합되어 화산석 혼합액이 생성되는 단계; (c) 화산석 혼합액 및 염료가 염색 탱크에 공급되고 순환되어 실이 염색되는 단계: (d) 상기 (c) 단계 후에 다시마 추출물이 실에 코팅되는 단계; 및 (e) 코팅된 실이 건조되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

화산석 및 천연 염료를 이용하여 원적외선을 방사하는 섬유를 생산하는 방법 및 이에 의해 생산된 섬유를 이용한 원단{YARN TREATMENT METHOD FOR EMITTING FAR-INFRARED RADIATION USING SCORIA AND NATURAL DYE STUFF AND FABRICS USING YARN TREATED THEREBY}

본 발명은 섬유 생산 방법 및 이에 의해 생산된 섬유를 이용한 원단에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화산석 및 천연 염료를 이용하여 원적외선을 방사할 수 있는 섬유를 생산하는 방법 및 이에 의해 생산된 섬유를 이용한 원단에 관한 것이다.

화산석은 화산 폭발시에 1,600℃ 내지 1,700℃의 고온에서 생성되는 광물이고, 유기물에 잘 흡수될 수 있는 원적외선을 방사할 수 있다. 예를 들어, 화산석 원석은 약 0.92% 내지 0.94%의 원적외선을 방사할 수 있다. 인체에 대하여 작용하는 원적외선은 피부에 깊숙이 침투되어 1분에 2,000번씩 세포를 흔들어 열을 발생시키고, 혈액의 온도를 상승시키며, 온도가 상승된 혈액이 온몸을 순환하게 되면 피하심층부의 체온이 상승하게 된다. 이로 인해, 인체의 모세혈관은 확장되어, 혈액 순환이 촉진되고, 신진대사가 전체적으로 활성화되며 조직의 재생력도 향상된다.

이와 같이 화산석은 원적외선을 방사하여 피로회복, 건강증진, 불면증, 스트레스 해소 등에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 하지만, 일반적으로 화산석은 화장품, 건축재에만 사용되는 것이 현실이고, 섬유에 사용되는 경우는 그리 많지 않다.

화산석이 섬유에 사용되는 경우를 살펴 보면, 화산석 입자를 희석한 용액에 원단을 침지시키는 방식이 사용되어 왔으며, 이러한 방식에서는 원단을 이용한 완제품 생산 공정 도중에 또는 완제품 생산 공정 이후에 화산석 입자가 떨어지거나 날리는 문제가 발생되어 왔다. 이는 화산석이 광물이고 화학적인 반응으로 용해되지 않고 염액이 추출되지도 않아 섬유에 흡착되기 어렵기 때문이다. 그러나, 직물로 제직되기 전의 실에 화산석 입자 혼합 용액을 침투시키게 되면 원단을 화산석 입자 혼합 용액에 침지시키는 것보다는 화산석 입자가 더 많이 염착될 수 있다. 염색 탱크에서 실을 장착하고 온도를 올리면 실의 공간은 느슨해지고, 이를 통해 화산석 입자가 실에 흡착될 수 있기 때문이다.

화산석 입자 혼합 용액에 포함된 화산석 입자의 중량이 실의 중량의 20% 정도이면, 염색액의 색은 진하고 원적외선도 잘 나오지만, 화산석 입자는 실에 염착된 상태에서 각각의 후속 공정을 통해 조금씩 탈락된다. 예를 들어, 화산석 입자 혼합 용액을 통해 염색된 실이 건조된 이후에, 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 권사 공정에서 화산석 입자는 실로부터 탈락될 수 있다. 권사 공정뿐 아니라, 정경 공정 및 제직 공정에서도 화산석 입자는 실로부터 탈락될 수 있다. 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 실로부터 탈락된 화산석은 미세먼지 형태로 작업장 내부에 가득하게 되고, 작업자가 숨을 제대로 쉴 수 없게 하며, 다른 원단을 오염시키기도 한다. 반면에, 화산석 입자 혼합 용액에 포함된 화산석 입자의 중량이 실의 중량의 2% 내지 3% 정도이면, 화산석 입자는 실에 염착되어 실로부터 거의 탈락되지 않으나 실은 상대적으로 연한 색상을 갖고 적은 양의 원적외선을 방사하게 된다. 또한, 후속 공정에서 동시에 400콘 내지 500콘의 실이 처리되기에, 화산석 입자는 적은 양이 탈락되더라도 미세먼지 형태로 작업장 내부에 가득하게 한다.

화산석은 천연광물로서 일광 및 땀에 대한 우수한 견뢰도를 갖지만, 붉은빛의 오렌지색이라 제품의 색상을 단조롭게 할 수 있다. 이런 단조로운 색상으로 인해 화산석이 염착된 제품은 대량유통에 한계가 있는 실정이다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 섬유 생산 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 실에 염착된 화산석 입자의 분리를 방지하여 생산 공정 중에 화산석 입자가 비산되는 것을 방지하고, 최종 생산된 원단이 원적외선 방사 성능을 양호하게 유지할 수 있도록 하는 섬유 생산 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 섬유 생산 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 화산석 입자와 함께 천연 염료로 실을 염색함으로써, 다양한 색상을 가지는 원단을 생산할 수 있도록 하는 섬유 생산 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 섬유 생산 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법은, (a) 실이 염색 탱크에 장착되는 단계; (b) 물 및 화산석 입자가 혼합되어 화산석 혼합액이 생성되는 단계; (c) 화산석 혼합액 및 염료가 염색 탱크에 공급되고 순환되어 실이 염색되는 단계: (d) 상기 (c) 단계 후에 다시마 추출물이 실에 코팅되는 단계; 및 (e) 코팅된 실이 건조되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

(b) 단계에서, 물은 60℃의 온도를 갖고 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 적어도 20배의 중량을 가지며, 화산석 입자는 2㎛ 내지 4㎛의 입도를 가지며, 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 3% 내지 5%의 중량을 가질 수 있다.

(c) 단계에서, 염료는 양파, 쑥, 오배자, 녹차, 울금 중 적어도 하나를 포함하는 식물성 천연 염색재로부터 추출된 천연 염료일 수 있다.

(c) 단계는, 화산석 혼합액 및 염료가 염색 탱크 내에서 순환되며 온도가 상승되는 단계를 포함할 수 있다.

(d) 단계는, 건조된 다시마가 분쇄되고 물에 불려지는 단계; 불려진 다시마와 물을 가열 및 냉각하여 다시마 추출물 용액을 생성하는 단계; 다시마 추출물 용액에 누룩을 투입하고, 35℃의 온도에서 발효시키는 단계; 및 발효된 다시마 추출물 용액을 염색 탱크에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.

발효된 다시마 추출물 용액은 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 5% 내지 7%의 고형물 중량이 염색 탱크에 공급되고, 30℃ 내지 60℃의 온도로 유지될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 원단은, 상기의 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실을 이용하여 생산될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 섬유 생산 방법은 하기와 같은 효과를 가진다.

(1) 실에 염착된 화산석 입자의 분리를 방지하여 생산 공정 중에 화산석 입자가 비산되는 것을 방지하고, 최종 생산된 원단이 원적외선 방사 성능을 양호하게 유지할 수 있도록 한다.

(2) 화산석 입자와 함께 천연 염료로 실을 염색함으로써, 다양한 색상을 가지는 원단을 생산할 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에 있어서, 각 단계별 시간에 대한 온도 변화를 도시하는 그래프들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에 있어서, 다시마 추출물에 의한 싸이징 공정이 적용되지 않은 경우와 다시마 추출물에 의한 싸이징 공정이 적용된 경우를 도시하는 사진들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실을 이용한 원단으로 제조된 제품들을 도시하는 사진들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실을 이용한 원단으로 제조된 제품의 착용 이전 및 이후에 대하여 열화상 카메라로 촬영한 온도 변화 상태를 도시하는 사진들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실을 이용한 원단에 대한 탈취시험 결과를 도시하는 사진들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실을 이용한 원단으로부터 방사된 원적외선 측정 결과를 도시하는 사진이다
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법에서 화산석 입자의 분쇄 이전 및 분쇄 이후의 입도 분석 결과를 도시하는 사진이다.
도 9는 종래의 화산석을 이용한 섬유 생산 방법에 따른 문제점을 도시하는 사진들이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 생산 방법은 화산석 및 천연 염료를 이용하여 원적외선의 방사가 이루어질 수 있는 실을 생산하는 방법이다. 이렇게 생산된 실은 권사 공정, 정경 공정, 제직 공정 및 정련 공정을 거치며, 최종적으로 화산석이 염착된 원단이 생산될 수 있다.

우선, 실이 염색 탱크에 장착되는 단계(S101)가 이루어진다. S101 단계에서, 실은 보빈(bobbin)에 감긴 상태에서 염색 탱크의 내부에 위치될 수 있다. 보빈의 외주면에는 내주면까지 관통되는 개구들이 형성되어 염료가 보빈의 내부로 유입되어 개구들을 통해 실에 접촉할 수도 있다.

이어서, 물과 화산석 입자를 혼합하여 화산석 혼합액을 생성하는 단계(S102)가 이루어진다. S102 단계에서, 화산석 입자는 2㎛ 내지 4㎛의 입도를 갖도록 분쇄된 입자의 형태로 이루어지고, 염색 탱크에 장착된 실의 중량에 따라 염색 탱크에 투입될 화산석 입자의 중량이 결정된다. 여기서, 화산석 입자가 4㎛보다 큰 입도를 가지면, 화산석 입자는 실에 원활하게 침투되지 않을 수 있고, 화산석 입자가 2㎛ 내지 4㎛의 입도를 갖게 되면, 화산석 입자가 실의 미세한 공간에 침투되어 실에 견고하게 부착된 상태를 유지할 수 있으며, 과도한 양의 화산석 입자를 사용하는 것이 방지된다.

화산석 입자는 나노분쇄 방식으로 2㎛ 내지 4㎛의 입도를 갖도록 분쇄된다. 여기서, 사용되는 나노 분쇄장치는 화산석 입자에 1bar 내지 10bar의 기체를 분사하고, 화산석 입자들은 분사된 공기에 의해 상호 간에 충돌되어 분쇄된다. 도 8을 살펴보면, 나노분쇄로 인하여 화산석 입자는 분쇄 이전(도 8(a) 참조)에 비하여 분쇄 이후(도 8(b) 참조)에 균일한 입도 분포를 가지면서, 2㎛ 내지 4㎛의 입도로 생성되었다. 예를 들어, 나노 분쇄장치는 나노장비의 일종으로 에어 제트밀(air jet mill)(예를 들어, 일본 HOSOKAWA MICRO LTD.의 400-4AFG Type)로 이루어질 수 있다

화산석 입자는 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 3% 내지 5%의 중량만큼 투입되는 것이 바람직하다. 여기서, 화산석 입자의 중량이 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 3%보다 작으면 화산석 혼합액은 실에 연하게 염색되고, 실에 염착된 화산석으로부터 방사되는 원적외선이 약하게 되는 반면에, 화산석 입자의 중량이 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 5%보다 크면, 화산석 혼합액에서 화산석 입자는 실에 침투되지 않고 잔량으로 남으며, 이후에 공정들이 진행되면서 조금씩 떨어져 나간다.

물은 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 적어도 20배의 중량을 갖고, 화산석 입자들이 뭉치는 것을 방지하기 위하여 물을 60℃의 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 화산석 입자와 물을 혼합하면 오렌지 색을 나타내는 화산석 혼합액이 생성된다.

이어서, 천연 염료가 천연 염색재로부터 추출되는 단계(S103)가 이루어진다. S103 단계에서, 천연 염색재는 열수를 이용하여 천연 염료로 추출된다. 여기서, 천연 염색재는 양파, 쑥, 오배자, 녹차, 울금 중 적어도 하나인 식물성 천연 염색재로 이루어지고, 천연 염료로 추출될 때 화산석 혼합액과는 상이한 다양한 색상을 가질 수 있다. 또한, 천연 염색재는 재배된 토양, 채취시기, 건조 정도 등과 같은 조건에 따라 상이한 색상을 갖는 염료로 추출될 수 있다. 즉, 천연 염료는 친환경적이면서도 화산석 혼합액이 낼 수 없는 다양한 색상을 구현할 수 있다.

이어서, 화산석 혼합액과 천연 염료가 염색 탱크에 공급되고 순환되어 실을 염색하는 단계(S104)가 이루어진다. S104 단계에서, 화산석 혼합액과 천연 염료는 혼합되며, 천연 염료가 실에 염색되고, 화산석 입자도 실에 염착된다.

S104 단계서 화산석 혼합액과 천연 염료가 염색 탱크에서 순환될 때, 이들의 온도는 상승시키는 것이 바람직하다. 화산석 혼합액과 천연 염료는 혼합된 상태로 도 2(a)에 도시된 바와 같이 온도 상승이 이루어질 수 있다.

혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료의 온도는 10분 동안 30℃로 일정하게 유지되고, 20분 동안 30℃로부터 50℃까지 일정하게 높아진다. 여기서, 혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료의 온도는 높아질 때 분당 1℃씩 높아진다. 이후에, 혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료의 온도는 20분 동안 50℃로 일정하게 유지되고, 20분 동안 50℃로부터 85℃까지 일정하게 높아진다. 여기서, 혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료의 온도는 높아질 때 분당 1.75℃씩 높아진다. 최종적으로 혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료의 온도는 20분 내지 50분 동안 85℃로 일정하게 유지된다.

이와 같은 온도 상승으로 인해 화산석 입자로부터 원적외선이 방사되고, 방사된 원적외선은 물분자를 활성화시켜 혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료의 온도를 상승시키며, 이로 인해 화산석 혼합액과 천연 염료가 실에 염착되는 양이 증가될 수 있다. 즉, 혼합된 화산석 혼합액과 천연 염료는 천연 염료만을 투입했을 때보다 더 많은 염착이 이루어질 수 있으며, 견뢰도도 향상될 수 있다.

이어서, 다시마 추출물이 실에 코팅되는 단계(S105)가 이루어진다. S105 단계는 실에 대한 수세 후처리 후에 이루어지는 것이 바람직하다. 화산석 혼합액과 천연 염료가 염색 탱크로부터 배출되는 과정에서 염색된 실에 포함된 이물질의 제거가 이루어질 수 있다.

도 2(b)에 도시된 바와 같이, S105 단계 이전의 실의 수세 후처리에서 물의 온도는 10분 동안 70℃까지 높아지고, 이후에 20분 내지 40분 동안 70℃로 일정하게 유지된다. 물의 온도는 70℃로 일정하게 유지될 때, 실에 대한 수세가 효과적으로 이루어질 수 있다.

다시마 추출물 용액은 건조된 다시마를 분쇄하고 이를 물에 불린 후에 20분 내지 30분 동안 끓이고 식혀서 만들 수 있다. 분쇄된 분말 다시마를 불리고 끓이는 과정에서 작은 다시마 분말의 크기가 커질 수 있으며, 이러한 분말은 실에 붙어버릴 수가 있다. 이를 방지하기 위하여 누룩을 식힌 다시마 추출물 용액에 넣고, 누룩이 들어간 다시마 추출물 용액을 35℃의 온도에서 3일 내지 5일 동안 발효시킨다. 발효 과정을 거치면서, 다시마 추출물 용액의 비린내가 제거되고, 뭉쳐진 다시마 분말도 작게 분해될 수 있다.

발효된 다시마 추출물 용액은 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 5% 내지 7%의 고형물 중량만큼 염색 탱크에 투입되는 것이 바람직하다. 다시마 추출물의 중량이 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 5%보다 작으면, 다시마 추출물 용액이 실에 고르게 코팅되지 않을 수 있고, 다시마 추출물의 중량이 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 7%보다 크면, 건조된 다시마 추출물에 의해 실이 서로 달라 붙게 되어 실에 대한 후속 공정(예를 들어, 권사 공정, 정경 공정 및 제직 공정 등)이 어렵게 된다. 또한, 발효된 다시마 추출물 용액의 중량은 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 5% 내지 7% 내에서 결정될 수 있다.

S105 단계에서 발효된 다시마 추출물 용액의 온도가 30℃ 내지 60℃로 유지되는 것이 바람직하고, 이 상태에서 발효된 다시마 추출물 용액이 순환하며 실을 코팅한다.

여기서, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 다시마 추출물 용액의 온도는 10분 동안 30℃로 일정하게 유지되고, 20분 동안 30℃로부터 60℃까지 일정하게 높아진다. 여기서, 다시마 추출물의 온도는 높아질 때 분당 1.5℃씩 높아진다. 이후에, 다시마 추출물의 온도는 20분 내지 40분 동안 60℃로 일정하게 유지된다. 이로 인해, 다시마 추출물은 실에 효과적으로 코팅될 수 있다.

S105 단계를 통해 화산석 입자는 실에 염착된 상태로 유지되므로, 실로부터 떨어져 나가지 않게 된다. 예를 들어, 다시마 추출물 용액에 의한 싸이징 공정이 적용되지 않은 경우에는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 화산석 입자가 실에 불안정하게 부착되어 있으며, 반면에 다시마 추출물 용액에 의한 싸이징 공정이 적용된 경우에는, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 화산석 입자가 실에 견고하게 부착되어 있음을 확인할 수 있다.

한편, S105 단계에 적용된 다시마 추출물은 폴리비닐알콜(PVA; polyvinyl alcohol) 등과 같은 화학 싸이징 원료를 대신할 수 있는 정도의 점도를 갖고, 실리콘, 왁스 등과 같은 화학 유연제를 대신할 수 있는 정도로 실에 대한 유연성을 제공할 수도 있다.

이어서, 싸이징 공정에서 코팅된 실이 건조되는 단계(S106)가 이루어진다. S106 단계에서, 코팅된 실에 대한 탈수가 이루어지고, 다시마 추출물은 건조되어 화산석 및 천연 염료가 염색된 실에 고정될 수 있다. 이로 인해, 후속 공정에서 화산석 입자는 다시마 추출물에 의해 염착된 상태가 견고하게 유지되어 실에서 떨어져 나가 비산되지 않게 된다.

S106 단계에서, 코팅된 실은 공기에 노출되는 데, 공기의 온도는 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 30분 동안 85℃까지 높아진 이후에 24시간 내지 30시간 동안 85℃로 일정하게 유지된다. 이로 인해, 코팅된 실은 고르게 건조될 수 있다.

상기와 같은 본 실시예의 섬유 생산 방법은 화산석을 실에 염착시키고, 다시마 추출물을 이용하여 생산 공정 동안 실에 견고하게 부착시킨 상태를 유지할 수 있다. 권사 공정, 정경 공정, 제직 공정 등에서 화산석 입자는 실로부터 떨어져 나가지 않아 비산되지 않고, 작업장을 오염시키지 않을 수 있다. 또한, 실에 다시마 추출물이 코팅됨으로써, 제직 공정에서 실은 종광, 바디 실 등과의 마찰로 인해 잔털의 발생이 이루어져 사절되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 실의 제직 효율이 높아질 수 있다.

또한, 실은 제직 공정을 통해 원단으로 제조된 이후에 정련 공정에 적용된다. 여기서, 본 발명에 따른 실로부터 제직된 원단에서는 정련 공정을 통해 불순물, 미고착 화산석 입자 및 코팅된 다시마 추출물의 제거가 이루어진다. 이러한 원단은 피부에 직접 접촉되고 원적외선의 방사가 이루어질 수 있는 다양한 제품에 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예의 섬유 생산 방법은 친환경 재료인 화산석 입자, 천염 염료 및 다시마 추출물을 이용하여 실의 친환경 염색을 구현할 수 있고, 전 공정에서 화학적 염료 및 화학적 조제를 사용하지 않으면서도 실을 대량으로 염색할 수 있다. 이러한 실은 기능성 친환경 원단으로 대량 생산될 수 있다.

특히, 실은 화산석으로 인해 약 0.87% 내지 0.89%의 원적외선을 방사할 수 있고, 탈취성 및 항균성을 가지며, 일광, 세탁, 땀 등에 대한 우수한 견뢰도를 제공할 수 있고, 천연 염료로 인해 화학 염색으로는 나타낼 수 없는 아름답고 자연스러운 색상을 가질 수 있다. 이로 인해, 본 실시예의 섬유 생산 방법은 실에 다양한 기능을 부여하면서 다양한 색상을 갖도록 할 수 있다.

또한, 본 실시예의 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실은 원단으로 가공될 수 있다. 여기서, 원단은 실을 제직함으로써 생성되고 정련 공정을 거친 이후에 다양한 제품으로 제조될 수 있다.

예를 들어, 본 실시예에 따른 원단은 도 4(a)에 도시된 바와 같이 잠옷으로 제조될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 원적외선 잠옷에 대하여 열화상 카메라를 통해 촬영된 착용 이전 및 착용 이후의 온도 비교가 이루어졌다. 잠옷을 착용하기 이전에는 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 온도는 34℃ 내지 37℃의 온도 영역인 녹색 영역이 대부분의 몸을 차지하고 것으로 표시되었다. 반면에, 원적외선 잠옷을 착용한 후에는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 몸의 대부분이 37.5℃ 내지 42℃의 온도 영역인 적색 영역으로 변한 것을 확인할 수 있다. 즉, 화산석으로 인해 원단으로부터 원적외선이 방사되어 혈액순환이 활발하게 이루어지는 것이 관찰될 수 있었다.

본 실시예에 따른 원단은 잠옷 뿐 아니라 이불로도 제조될 수 있다(도 4(b) 참조). 이불 또는 잠옷을 사용하게 되면 사람이 수면을 취한 상태에서, 심부 체온은 상승되고 신체로부터 땀의 배출이 이루어진다. 여기서, 가슴, 어깨, 목에 대응되는 부분에는 땀이 흥건할 수 있다. 잠옷은 땀으로 인해 축축해져도 세탁되지 않은 상태로 1개월 이상 이용되는 경우에도, 땀 냄새를 발생시키지 않는다. 또한, 원적외선 이불 또는 잠옷을 이용하여 수면을 취한 사람은 몸이 불편하지 않으며 따뜻하고 포근한 느낌으로 숙면을 취할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 원단의 탈취시험 결과, 블랭크(blank) 농도 및 시료 농도가 점점 감소되는 것으로 관찰된다. 즉, 본 실시예의 원단은 탈취효과를 제공할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예의 원단은 불면증 해소 및 혈액순환 개선을 위한 잠옷(도 4(a) 참조) 및 이불(도 4(b) 참조), 발냄새 제거를 위한 양말, 머리의 혈액순환 및 스트레스 해소를 위한 머리띠 및 모자, 별도의 열에너지 공급 없이 체온만으로 발열되는 내의, 눈의 피로 해소를 위한 안대, 얼굴 피부 혈액순환을 통한 피부개선을 위한 마스크(도 4(c) 참조), 등산용 침낭 등으로 제조될 수 있다.

일반적으로 원적외선을 방사하는 제품은 바이오 세라믹, 맥반석 등을 가공하여 매트 등에 부착하고 열을 가하여 원적외선을 방사하도록 하는 방식이기에 장시간 동안 사용되는 데에 어려움이 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 섬유 제조 방법으로 생산된 원단을 이용한 제품은 신체에 직접 착용되거나 피부에 직접 접촉되는 제품으로서, 체온으로만 원적외선을 방사시킬 수 있되, 장시간 동안 안정적으로 방사시킬 수 있고, 착용자의 건강을 증진시키는 데에 도움을 줄 수 있다.

이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (7)

1. (a) 실이 염색 탱크에 장착되는 단계;
   (b) 물 및 화산석 입자가 혼합되어 화산석 혼합액이 생성되는 단계;
   (c) 화산석 혼합액 및 염료가 염색 탱크에 공급되고 순환되어 실이 염색되는 단계:
   (d) 상기 (c) 단계 후에 다시마 추출물이 실에 코팅되는 단계; 및
   (e) 코팅된 실이 건조되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 생산 방법.
   
2. 제1항에 있어서, (b) 단계에서,
   물은 60℃의 온도를 갖고 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 적어도 20배의 중량을 가지며,
   화산석 입자는 2㎛ 내지 4㎛의 입도를 가지며, 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 3% 내지 5%의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 생산 방법.
   
3. 제1항에 있어서, (c) 단계에서,
   염료는 양파, 쑥, 오배자, 녹차, 울금 중 적어도 하나를 포함하는 식물성 천연 염색재로부터 추출된 천연 염료인 것을 특징으로 하는 섬유 생산 방법.
   
4. 제1항에 있어서, (c) 단계는,
   화산석 혼합액 및 염료가 염색 탱크 내에서 순환되며 온도가 상승되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 생산 방법.
   
5. 제1항에 있어서, (d) 단계는,
   건조된 다시마가 분쇄되고 물에 불려지는 단계;
   불려진 다시마와 물을 가열 및 냉각하여 다시마 추출물 용액을 생성하는 단계;
   다시마 추출물 용액에 누룩을 투입하고, 35℃의 온도에서 발효시키는 단계; 및
   발효된 다시마 추출물 용액을 염색 탱크에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 생산 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   발효된 다시마 추출물 용액은 염색 탱크에 장착된 실의 중량의 5% 내지 7%의 중량이 염색 탱크에 공급되고, 30℃ 내지 60℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 섬유 생산 방법.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 섬유 생산 방법에 의해 생산된 실을 이용하는 원단.

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