KR20240027240A - 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐직물로부터 컬러섬유를 추출하는 컬러섬유추출단계, 상기 컬러섬유추출단계를 통해 추출된 컬러섬유에 천연섬유를 혼섬하여 방적하는 방적사제조단계, 상기 방적사제조단계를 통해 제조된 방적사를 직조하는 직조단계, 상기 직조단계를 통해 제조된 원단을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계 및 상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 원단의 표면에 유연제를 도포하는 유연제도포단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 이루어지는 원단의 제조방법은 폐직물을 재활용하며, 별도의 염색공정이 진행되지 않고 생분해성이 우수한 천연섬유가 사용되어 친환경적일 뿐만 아니라, 세탁견뢰도가 매우 우수하며 투톤 이상의 컬러가 발현되어 우수한 상품성과 기호도를 나타내는 원단을 제공한다.

Description

염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF ECO-FRIENDLY FABRIC THAT DOES NOT REQIRE DYEING}

본 발명은 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐직물을 재활용하며, 별도의 염색공정이 진행되지 않고 생분해성이 우수한 천연섬유가 사용되어 친환경적일 뿐만 아니라, 세탁견뢰도가 매우 우수하며 투톤 이상의 컬러가 발현되어 우수한 상품성과 기호도를 나타내는 원단을 제공하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 직물은 직조기에서 원사를 직조하여 얻어진 섬유원단 형태의 것으로서, 이러한 직물은 의류 및 침구류 등의 각종 섬유용품을 제조하는데 원재료로 사용된다.

한편, 폐직물은 사용자에게서 수명이 다한 각종 섬유용품들이나, 섬유용품의 새 제품을 제조할 때 제단 등의 공정에서 발생하는 자투리 등 다양한 형태로 발생하게 되는데, 이와 같은, 폐직물은 일반적인 폐기가 법적으로 금지되어 있으며, 폐직물만을 별도로 취합 수거하여 소각 등의 방법으로 폐기처리 하거나, 폐직물을 다른 형태로 가공하여 재활용 제품(예컨데, 단열재나 차음재 등)을 제조하는데 사용되고 있다.

그러나, 폐직물을 폐기하기 위해서는 소각로 등의 폐기처리시설을 마련해야 하기 때문에, 경제적 비용부담이 과도하게 발생하는 문제점이 있었으며, 소각 등의 방법으로 폐직물을 폐기처리하는 과정에서 유독가스가 방출되어 대기 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

또한, 폐직물을 사용한 재활용 제품의 경우 폐직물이 적용될 수 있는 기술분야가 한정적이기 때문에, 발생하는 폐직물의 양에 비해 재활용 되는 폐직물의 양은 극히 적은 문제점이 있었다.

또한, 일반적으로 직물을 제조하는 과정에서는 염색공정이 진행되며, 염색공정에서 사용되는 염료나 조제는 세척과정 등에서 배출되어 독성 폐수를 발생시키기 때문에 환경을 오염시키며, 폐수처리 비용 등으로 인해 생산비를 증가시키게 되는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-2155469호(2020.09.07.) 한국특허등록 제10-2166651호(2020.10.12.)

본 발명의 목적은 폐직물을 재활용하며, 별도의 염색공정이 진행되지 않고 생분해성이 우수한 천연섬유가 사용되어 친환경적일 뿐만 아니라, 세탁견뢰도가 매우 우수하며 투톤 이상의 컬러가 발현되어 우수한 상품성과 기호도를 나타내는 원단을 제조할 수 있는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 폐직물로부터 컬러섬유를 추출하는 컬러섬유추출단계, 상기 컬러섬유추출단계를 통해 추출된 컬러섬유에 천연섬유를 혼섬하여 방적하는 방적사제조단계, 상기 방적사제조단계를 통해 제조된 방적사를 직조하는 직조단계, 상기 직조단계를 통해 제조된 원단을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계 및 상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 원단의 표면에 유연제를 도포하는 유연제도포단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법을 제공함에 의해서 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 컬러섬유추출단계는 이물질이 제거된 폐직물을 솜틀기 공급크기로 파쇄한 후에, 솜틀기에 투입하고 타면하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 타면은 10 내지 20kg/분으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 방적사제조단계는 상기 컬러섬유추출단계를 통해 추출된 컬러섬유 100 중량부에 천연섬유 400 내지 3500 중량부를 혼섬하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 천연섬유는 면, 모, 마, 펄프, 셀룰로오스, 닥나무 및 뱀부로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 정련가공단계는 상기 직조단계를 통해 제조된 원단을 정련, 수세 및 탈수하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유연제는 소수성 유연제로 이루어지며, 상기 소수성 유연제는 실리콘계 또는 카치온 지방산계로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법은 폐직물을 재활용하며, 별도의 염색공정이 진행되지 않고 생분해성이 우수한 천연섬유가 사용되어 친환경적일 뿐만 아니라, 세탁견뢰도가 매우 우수하며 투톤 이상의 컬러가 발현되어 우수한 상품성과 기호도를 나타내는 원단을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 원단을 촬영하여 나타낸 사진이다.

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 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법은 폐직물로부터 컬러섬유를 추출하는 컬러섬유추출단계(S101), 상기 컬러섬유추출단계(S101)를 통해 추출된 컬러섬유에 천연섬유를 혼섬하여 방적하는 방적사제조단계(S103), 상기 방적사제조단계(S103)를 통해 제조된 방적사를 직조하는 직조단계(S105), 상기 직조단계(S105)를 통해 제조된 원단을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계(S107) 및 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 원단의 표면에 유연제를 도포하는 유연제도포단계(S109)로 이루어진다.

상기 컬러섬유추출단계(S101)는 폐직물로부터 컬러섬유를 추출하는 단계로, 이물질이 제거된 폐직물을 솜틀기 공급크기로 파쇄한 후에, 솜틀기에 투입하고 타면하는 과정으로 이루어지는데, 더욱 상세하게는 의류 등과 같은 폐직물에서 흔히 볼 수 있는 단추나 벨크로 및 클립 등의 비섬유 이물질을 포함하는 폐직물과 순수한 폐직물을 선별하고, 이물질을 포함한 폐직물에서 이물질을 제거한 다음, 이를 순수한 폐직물과 함께 선별하고, 선별된 폐직물은 세척 및 건조의 단계를 거치게 되는데, 폐직물의 세척방법은 일반적인 폐직물 세척방법과 동일한 과정으로 이루어진다.

또한, 세척된 폐직물의 건조는 자연광에서의 건조뿐만 아니라 건조설비를 이용하는 강제건조 등의 방법으로 건조될 수 있으며, 건조시간이나 건조환경 등의 건조방법 역시, 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기의 과정을 통해 이물질이 제거된 폐직물은 소정의 크기로 절단하여 폐직물이 솜틀기에 원활하게 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 100mm 내지 150mm의 길이로 1차 절단된 폐직물을 폭 10mm 내지 30mm, 길이 50mm 내지 100mm로 2차 파쇄하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 과정을 통해 파쇄된 폐직물은 솜틀기에 투입하고 10 내지 20kg/분의 조건으로 타면하여 이루어지는 것이 바라직한데, 상기 타면의 조건이 10kg/분 미만이면 폐직물로부터 제조되는 컬러섬유의 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 상기 타면의 조건이 20kg/분을 초과하게 되면 폐직물로부터 제조되는 컬러섬유의 기계적 물성은 크게 향상되지 않으면서 컬러섬유의 중량이 지나치게 증가하기 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 상기의 과정을 통해 제조되는 컬러섬유는 제조과정에서 염료성분이 용출되지 않도록 다양한 처리가 되어 있을 뿐만 아니라, 직물로 제조되어 사용되는 과정에서 무수히 많은 세척과정을 통해 용출될 가능성이 있는 염료성분이 충분히 제거된 상태로, 상기의 상태조건인 폐직물에서 추출되는 컬러섬유는 염료성분의 용출가능성이 거의 없기 때문에, 상기와 같은 폐직물에서 추출되는 컬러섬유를 사용하여 제조되는 원단은 염료성분의 용출부분에서 매우 우수한 세탁견뢰도를 나타낼 수 있다.

상기 방적사제조단계(S103)는 상기 컬러섬유추출단계(S101)를 통해 추출된 컬러섬유에 천연섬유를 혼섬하여 방적하는 단계로, 상기 컬러섬유추출단계(S101)를 통해 추출된 컬러섬유 100 중량부에 천연섬유 400 내지 3500 중량부를 혼섬하여 이루어지는 것이 바람직한다.

상기 천연섬유의 혼섬량이 400 중량부 미만이면 제조되는 원사의 인장강도와 같은 기계적 물성이 저하되어 직물로 제조하기가 어렵고, 상기 천연섬유의 혼섬량이 3500 중량부를 초과하게 되면 투톤 이상의 컬러가 발현되는 효과가 미미하여 상품성이 저하된다.

이때, 상기 천연섬유는 면, 모, 마, 펄프, 셀룰로오스, 닥나무 및 뱀부(대나무)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 직조단계(S105)는 상기 방적사제조단계(S103)를 통해 제조된 방적사를 직조하는 단계로, 상기 방적사제조단계(S103)를 통해 제조된 방적사를 통상적인 직조장치에 투입하고 통상적인 방법으로 직조하는 과정으로 이루어진다.

이때, 상기 직조단계(S105)에서는 경우에 따라 상기 방적사제조단계(S103)를 통해 제조된 방적사와 천연섬유사를 사용하여 직조의 과정이 진행될 수도 있는데, 천연섬유사를 사용하여 직조의 과정이 진행되면 제조되는 친환경 원단의 투톤 컬러가 연한 색상으로 발현된다.

상기 정련가공단계(S107)는 상기 직조단계(S105)를 통해 제조된 원단을 정련한 후에 가공하는 단계로, 상기 직조단계(S105)를 통해 제조된 원단을 정련한 후에 수세 및 탈수하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 유연제도포단계(S109)는 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 원단의 표면에 유연제를 도포하는 단계로, 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 원단의 표면에 소수성 유연제를 도포하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 소수성 유연제의 도포는 상기 정련가공단계(S107)를 통해 가공된 원단을 소수성 유연제가 저장된 수조를 20 내지 40yd/min의 속도로 통과하도록 한 후에 160 내지 180℃의 온도로 건조하는 과정으로 이루어진다.

상기의 과정을 통해 소수성 유연제가 도포된 원단은 땀이나 수분의 과도한 흡수를 제어하고 부드럽게 하여 천연섬유가 함유된 원단의 내구성을 향상시키며, 의류의 착용감을 향상시킬 수 있다.

상기 유연제도포단계(S109)에서 소수성 유연제가 저장된 수조를 통과하는 속도가 20yd/min 미만이면 원단 이동 속도가 지나치게 늦어져 생산성이 저하되며, 40yd/min를 초과하게 되면 소수성 유연제가 원단의 표면에 균일하게 도포되지 못하게 된다.

또한, 소수성 유연제 도포 후에 건조온도가 160℃ 미만이면 건조 시간이 증가하여 생산성이 저하되며, 건조온도가 180℃를 초과하게 되면 원단이 열변형될 수 있다.

이때, 상기 소수성 유연제는 실리콘계 또는 카치온 지방산계로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 원단의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<제조예 1> 폐직물로부터 추출된 컬러섬유의 제조

폐직물에 잔존하는 단추나 벨크로 및 클립 등의 비섬유 이물질을 제거하고, 세척 및 건조한 후에, 120mm의 길이로 1차 절단하고, 절단된 폐직물을 폭 20mm, 길이 80mm로 2차 파쇄한 후에 솜틀기에 투입하고 15kg/분의 조건으로 타면하여 폐직물로부터 컬러섬유를 제조하였다.

<실시예 1>

상기 제조예 1을 통해 제조된 컬러섬유 100 중량부에 천연섬유(면) 1300 중량부를 혼섬하고 방적하여 방적사를 제조하고, 제조된 방적사를 직조하여 원단을 제조한 후에, 제조된 원단을 정련, 수세 및 탈수하여 가공하고, 가공된 원사를 소수성 유연제(실리콘 유연제)가 저장된 수조를 30yd/min 속도로 통과시킨 후에 170℃ 온도로 건조하여 염색이 필요없는 친환경 원단을 제조하였다.

<비교예 1>

천연섬유(면)를 분홍색 염료(페놀프탈레인)로 염색하여 원단을 제조하였다.

상기 실시예 1을 통해 제조된 친환경 원단을 촬영하여 아래 도 2에 나타내었다.

아래 도 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 친환경 원단은 염색과정없이도 투톤컬러를 나타내기 때문에 상품성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 원단의 세탁견뢰도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

{단, 세탁견뢰도는 KS K ISO 105-B02:2010의 시험방법을 이용하여 측정하였다.}

<표 1>

상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 친환경 원단은 비교예 1을 통해 제조된 원단에 비해 세탁견뢰도가 매우 우수한 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법은 폐직물을 재활용하며, 별도의 염색공정이 진행되지 않고 생분해성이 우수한 천연섬유가 사용되어 친환경적일 뿐만 아니라, 세탁견뢰도가 매우 우수하며 투톤 이상의 컬러가 발현되어 우수한 상품성과 기호도를 나타내는 원단을 제공한다.

S101 ; 컬러섬유추출단계
S103 ; 방적사제조단계
S105 ; 직조단계
S107 ; 정련가공단계
S109 ; 유연제도포단계

Claims (7)

1. 폐직물로부터 컬러섬유를 추출하는 컬러섬유추출단계;
   상기 컬러섬유추출단계를 통해 추출된 컬러섬유에 천연섬유를 혼섬하여 방적하는 방적사제조단계;
   상기 방적사제조단계를 통해 제조된 방적사를 직조하는 직조단계;
   상기 직조단계를 통해 제조된 원단을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계; 및
   상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 원단의 표면에 유연제를 도포하는 유연제도포단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컬러섬유추출단계는 이물질이 제거된 폐직물을 솜틀기 공급크기로 파쇄한 후에, 솜틀기에 투입하고 타면하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 타면은 10 내지 20kg/분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 방적사제조단계는 상기 컬러섬유추출단계를 통해 추출된 컬러섬유 100 중량부에 천연섬유 400 내지 3500 중량부를 혼섬하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 천연섬유는 면, 모, 마, 펄프, 셀룰로오스, 닥나무 및 뱀부로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 정련가공단계는 상기 직조단계를 통해 제조된 원단을 정련, 수세 및 탈수하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 유연제는 소수성 유연제로 이루어지며,
   상기 소수성 유연제는 실리콘계 또는 카치온 지방산계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염색이 필요없는 친환경 원단의 제조방법.