냉감성 원단의 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 냉감성 원단

냉감성 원단의 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 냉감성 원단{MANUFACTURING METHOD OF REFRIGERANT FABRIC AND REFRIGERANT FABRIC MANUFACTURED BY THE METHOD}

본 발명은 냉감성 원단의 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 냉감성 원단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 좌연사와 우연사가 1:1로 배치되는 경사와 좌연사와 우연사가 1:1로 배치되는 위사를 이용하여 제직되는 냉감성 원단의 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 냉감성 원단에 관한 것이다.

최근에는 원단에 항균, 냉온, 보온, 방열 등의 부가적인 기능을 추가하여 제조하는 기능성 원단이 다수 개발되고 있다. 특히, 원단에 냉온감 가공제를 부여함으로써 외부 온도에 따라 적절하게 냉온감을 느낄 수 있도록 하는 기술이 개발되고 있는 추세이다.

이러한, 냉온감 가공제는 외부의 온도가 낮을 때 체온을 따뜻하게 보호해주고 외부의 온도가 높을 때 체온을 적당히 낮출 수 있는 기능이 있다.

일반적인 냉감 원단은 원사에 냉감성을 부여하여 이를 제직하여 제조되는 것으로서, 등록특허공보 제10-1332240호에는 냉감원단 제조방법이 개시되어 있다.

상기 기술은 폴리에스테르계 섬유를 함유하는 원단을 분산염료와 빙초산을 함유하는 염욕에서 염색하고 탈수하는 염색단계; 상기 염색단계에서 염색된 원단에 자일리톨 또는 에리스리롤, 또는 자일리톨과 에리스리롤을 포함하는 냉감제와 바인더의 수용액에서 침지처리하여 냉감제를 도포하는 냉감성 부여단계; 상기 원단 표면에 부착된 염료를 제거하기 위한 환원세정 단계; 및 상기 원단에 대해 시레(cire)가공을 통한 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 원사에 냉감성을 부여하는 방식은 원사 가공에 따른 비용이 높고, 제조 공정이 복잡하여 최종적인 원단 가격이 높게 형성되는 단점이 있다.

한편, 좌연사와 우연사를 복합적으로 적용한 기술로서 공개특허공보 제 10-2009-0063412호에는 순면직물의 제직방법과 그 원단이 개시되었다.

상기 기술은 연사공정과 제직공정을 통해 최소 1300에서 최대 2000 TPM의 꼬임수를 갖는 강연이면서, Z연(좌측꼬임)과 S연(우측꼬임)의 꼬임방향으로 배열된 경사와 위사가 포함되고, 좌/위사는 1 : 1 또는 2 : 2 중 선택된 하나의 배열구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 기술은 면사 제직용으로 사용되는 원사인 경사와 위사 중 어느 하나는 S연(우연사)으로 꼬임하고, 다른 하나는 Z연(좌연사)으로 꼬임하여 이루어진 원단을 특징으로 한다.

그러나 상기의 기술은 면사를 사용함에 따라 신축성이 결여되게 되고, 경사 또는 위사 중에서 선택된 하나에만 우연사와 좌연사가 배치됨에 따라 원단 사이의 공간확보를 통한 냉감성을 높이기 위해서는 조밀하게 제직될 수 없는 문제점이 있다. 아울러, 면사를 사용함에 따라 냉감성을 가지는 아웃도어 원단으로 사용하기에는 부적절한 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 경사와 위사 각각에 좌연사와 우연사가 1 : 1로 배치되게 원단을 제직하여 냉감성을 증진시키고, 원단의 제조 비용을 낮출 수 있는 냉감성 원단의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 원사 가공을 통해 레저활동에 적합한 신축성을 유지하면서 부드러운 촉감을 가지는 원단을 제조할 수 있는 냉감성 원단의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법은 좌연으로 꼬임된 좌연사를 제조하는 좌연사 제조단계; 우연으로 꼬임된 우연사를 제조하는 우연사 제조단계; 상기 각각 제조된 좌연사와 우연사를 교번하고 이를 경사로 배치하는 경사 배치단계; 상기 각각 제조된 좌연사와 우연사를 교번하고 이를 위사로 배치하는 위사 배치단계; 및 상기 배치된 경사 및 위사를 이용하여 원단을 제직하는 원단 제직단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 원사는 38 ~ 42 데니아(denier)의 탄성사를 심사로 하고, 20 ~ 30가닥의 65 ~ 75 데니아의 필라멘트사로 커버링하여 제조된 커버링사(covering yarn)인 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 좌연사와 우연사는 1 : 1의 비율로 교번되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 좌연사와 우연사가 경사 및 위사에 서로 교번하여 원단이 제직됨에 따라, 원사 사이의 공간이 증가되어 함기성(含氣性)이 향상되고, 통풍성이 우수하여 냉감성이 증진되는 장점이 있다.

또한, 신축성이 우수할 뿐만 아니라 꼬임에 의한 인장강도, 마찰강도 및 인열강도 등이 우수하고, 원단 제작에 따른 비용이 감소되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법에 대한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법으로 제조되는 냉감성 원단의 표면도.
도 3은 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법으로 제조되는 냉감성 원단의 시험성적서.
도 4는 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 경사 및 위사의 도면대용 단면 사진.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 원단의 경사 및 위사의 도면대용 단면 사진.
도 6은 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 도면대용 표면 사진.
도 7은 본 발명에 따라 제조된 원단의 도면대용 표면 사진.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 좌연사와 우연사가 1:1로 배치되는 경사와 좌연사와 우연사가 1:1로 배치되는 위사를 이용하여 제직되는 냉감성 원단의 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 냉감성 원단에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법에 대한 흐름도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법은 좌연사 제조단계(S10), 우연사 제조단계(S20), 경사 배치단계(S30), 위사 배치단계(S40) 및 원단 제직단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

1. 좌연사 제조단계(S10)

좌연사 제조단계(S10)는 원사를 이용하여 좌연으로 꼬임된 좌연사를 제조하는 단계이다. 상기 좌연사는 우상에서 좌하방향으로 꼬임된 것으로서, Z꼬임이라고도 한다.

여기서, 좌연사는 740 ~ 760 TM(Twist per meter)의 범위로 꼬임되도록 구성될 수 있다. 바람직하게 750 TM으로 구성될 수 있다.

여기서, TM은 1미터당 꼬임수를 의미하는 것으로서, 꼬임수에 따라 원사의 성질이 확연하게 달라진다.

원사에 꼬임을 주면 원사의 모든 점은 중심을 향하여 힘을 가하고, 인접하는 섬유간에는 서로 밀어내는 압력이 생긴다. 이 압력에 의한 섬유간의 마찰은 섬유의 활탈(滑脫)을 방지하고 원사에 강력이 부여된다.

꼬임이 증가하여 최대의 강력을 가질 때의 꼬임을 포화꼬임이라고 하는데 그 이상으로 꼬임을 증가시키면 비틀림(strain)이 증가하여 강력이 감소한다. 꼬임수가 증가하면 점점 원사의 굵기는 가늘어지나 단단해지며 변형이 어려워져서 경/위사 공간률이 증가된다. 반대로, 꼬임수가 적어지면 원사는 부드럽고, 부풀어서, 보기에 굵고, 빈틈이 작아진다. 또한, 꼬임이 적으면 광택이 많지만, 꼬임을 증가시키면 실의 단면은 원형에 가깝게 되고, 광택은 감소한다.

꼬임을 많이 준 것을 강연사(hard twisted yarn)라고 한다. 꼬임에 대하여 실은 저항하고 원상복귀하려는 성질을 가지고, 더 꼬임을 줄 때는 줄어드려는 성질을 가진다.

일반적인 원단의 제조에서 사용되는 원사는 좌연사 또는 우연사 중에서 선택된 하나의 연사를 이용하여 제직되며, 꼬임수는 500 ~ 600 TM을 갖는다.

2. 우연사 제조단계(S20)

우연사 제조단계(S20)는 원사를 이용하여 우연으로 꼬임된 우연사를 제조하는 단계이다. 상기 우연사는 좌상에서 우하방향으로 꼬임된 것으로서, S꼬임이라고도 한다.

여기서, 우연사도 좌연사와 마찬가지로 740 ~ 760 TM(Twist per meter)의 범위로 꼬임되도록 구성될 수 있다. 바람직하게 750 TM으로 구성될 수 있다.

상기의 좌연사 제조단계(S10)를 통해 제조되는 좌연사와 상기 우연사 제조단계(S20)를 통해 제조되는 우연사는 각각 좌연 또는 우연 꼬임을 통해 최종적으로 750 TM(Twist per meter)으로 구성될 수 있으나, 냉감성을 더욱 높이기 위해서 꼬임수에 변화를 줄 수 있다.

여기서, 상기 원사는 커버링사(covering yarn)로 구성될 수 있다.

커버링사는 탄성사를 심사로 하고 필라멘트사(fillament yarn)를 커버링하여 제조되는 것으로서, 탄성사는 스판덱스 또는 폴리우레탄(고무)사로 구성될 수 있고, 필라멘트사는 나일론, 폴리에스터 또는 아크릴얀 중에서 선택된 하나 이상으로 구성될 수 있다.

상세하게 상기 탄성사는 38 ~ 42 데니아(denier)의 고무사로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 40 데니아의 고무사가 사용될 수 있다. 이때, 상기 고무사는 3배 신장시킨 상태에서 상기 필라멘트사가 커버링되도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 필라멘트사는 20 ~ 30가닥으로 구성되고 전체 굵기는 65 ~ 75 데니아(denier)로 구성될 수 있으나, 상세하게는 24가닥으로 이루어진 굵기 70 데니아의 필라멘트사로 이루어질 수 있다.

예를 들면, 40 데니아의 탄성사를 3배 신장시키면 13.33 데니아인 상태로 이루어지고, 신장된 13.33 데니아인 상태에서 1개 필라멘트사의 굵기가 2.92데니아(70 데니아/24)인 필라멘트사 24가닥이 커버링되게 되면 원사의 전체 굵기는 83.33 데니아로 제조된다.

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또한, 740 ~ 760 TM으로 연사한 후, 증열(steaming) 과정이 더 포함될 수 있다.

상기 증열 과정은 꼬임된 연사의 수축을 방지하는 것으로서, 섬유를 열처리하여 제품의 형태를 안정화시키는 과정이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 원사는 일반적인 방법에 따르지 않고 고무사를 심사로 하고 필라멘트사가 커버링되되, 740 ~ 760(상세하게는 750) TM으로 연사됨에 따라 화학적인 처리 없이도 강도 및 내구성이 향상될 수 있으며, 벌키성(부푼 느낌)을 확대하여 부드러운 촉감을 유지할 수 있고, 냉감성을 향상시킬 수 있다.

3. 경사 배치단계(S30)

경사 배치단계(S30)는 상기 각각 제조된 좌연사와 우연사를 교번하고 이를 경사로 배치하는 단계이다.

4. 위사 배치단계(S40)

위사 배치단계(S40)는 상기 각각 제조된 좌연사와 우연사를 교번하고 이를 위사로 배치하는 단계이다.

상기에서, 경사 배치단계(S30)에서 배치되는 상기 좌연사와 우연사의 비율 및 상기 위사 배치단계(S40)에서 배치되는 상기 좌연사와 우연사의 비율은 1 : 1로 교번되도록 구성될 수 있다.

5. 원단 제직단계(S50)

원단 제직단계(S50)는 상기 배치된 경사 및 위사를 이용하여 원단을 제직하는 단계로서, 제직은 일반적인 제직기를 사용하여 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법으로 제조되는 냉감성 원단의 표면도이다.

도 2를 참조하면, 좌연사(1)의 좌우측에는 우연사(2)가 배치되고, 마찬가지로 우연사(2)의 좌우측에도 좌연사(1)가 배치되어 좌연사와 우연사로 배치되는 각각의 경위사가 직각으로 교착되게 제직된 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉감성 원단의 제조방법으로 제조되는 냉감성 원단의 시험성적서이다.

도 3을 참조하면, 일반적인 냉감성을 가지는 원단(시료1)과 본 발명에 따라 제조된 냉감성 원단(시료2)의 냉감 시험결과, 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 냉감성은 0.188(J/㎠/S)인 반면, 본 발명에 따른 원단의 냉감성은 0.205(J/㎠/S)로 나타났다. 이에, 본 발명의 제조방법으로 제조된 원단은 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 냉감성보다 상대적으로 뛰어난 것임을 알 수 있다.

도 4는 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 경사 및 위사의 도면대용 단면 사진이고, 도 5는 본 발명에 따라 제조된 원단의 경사 및 위사의 도면대용 단면 사진이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 원단의 경사 단면 사진(a) 및 위사의 단면 사진(b)에서 공극은 도 4의 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 경사 단면 사진(a) 및 위사 단면 사진(b)의 공극보다 상대적으로 크게 형성되어 있음을 알 수 있다.

도 6은 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 도면대용 표면 사진이고, 도 7은 본 발명에 따라 제조된 원단의 도면대용 표면 사진이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 원단의 표면 사진에서 공극은 일반적인 냉감성을 가지는 원단의 공극(도 6 참조)보다 상대적으로 크게 형성되어 있음을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 원단은 일반적인 냉감 원단과 대비하여 상대적으로 큰 공극이 형성되어 함기율(공기를 포함하는 비율)이 증가됨에 따라 통풍이 잘되고, 인체에서 발생된 체온이 외부로 쉽게 배출되어 체온의 상승을 방지할 수 있다.

아울러, 좌연사와 우연사가 1 : 1로 배열됨에 따라 피부와 원단과의 접촉면이 감소되어 냉감성을 향상시킬 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 원사는 강한 꼬임 후에 역으로 풀어서 소정의 꼬임수를 유지하도록 함에 따라 원사 자체의 부드러운 촉감을 유지할 수 있고, 이를 통해 제직된 원단은 신축성이 우수하여 레저용 아웃도어에 적합한 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 좌연사와 우연사가 경사 및 위사에 서로 교번하여 원단이 제직됨에 따라, 원사 사이의 공간률이 증가되어 함기성(含氣性)이 향상되고, 통풍성이 우수하여 냉감성이 증진되며, 신축성이 우수할 뿐만 아니라 꼬임에 의한 인장강도, 마찰강도 및 인열강도 등이 우수하고, 원단 제작에 따른 비용이 감소되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

1: 좌연사
2: 우연사