KR101786421B1 - 에코 기반의 양모 재활용 공정을 융합한 기능성 양모제품소재 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모직물 제조 과정에서 폐기되는 양모를 재활용하는 방법에 있어서: (A) 폐기 양모를 이용하여 솜을 생성하는 단계; (B) 상기 폐기 양모의 솜에 스테이플 화이버와 원모를 혼합하여 원료를 생성하는 단계; 및 (C) 상기 원료를 염색하고 방적을 거쳐 재생모직물로 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 각종 모직물 제조 과정에서 생성되는 양모 부산물을 일련의 양산 공정을 거쳐 의류나 패션잡화 용도에 부합되는 물성의 직물로 리사이클하여 제품 경쟁력과 친환경성을 제고하는 효과가 있다.

Description

에코 기반의 양모 재활용 공정을 융합한 기능성 양모제품소재 제조방법{Method for manufacturing wool product material converging wool recycle process based on eco-friendliness}

본 발명은 양모의 재활용에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 모직물 제조 과정에서 생성되는 양모 부산물을 이용하여 자원순환을 도모하는 에코 기반의 양모 재활용 공정을 융합한 기능성 양모제품소재 제조방법에 관한 것이다.

양모는 피부친화성, 보온성이 우수한 섬유소재로서 비록 원료는 수입에 의존하고 있으나 국내의 우수한 가공기술로 글로벌 경쟁력을 확보하고 있다. 다만 근래 들어 국내외 양모산업에서 가격경쟁 심화로 제품 수주와 생산의 어려움이 증대되어 경쟁력 제고를 위한 부단한 노력이 요구되고 있다. 이에 폐섬유인 양모 부산물을 리사이클하는 방식으로 관련 제품의 경쟁력 제고에 일조할 수 있다.

부연하자면, 양모 부산물을 매립하는 경우 상당한 부지가 필요하고 매립으로 인한 토양오염이 발생되고, 소각하는 경우 에너지사용 및 CO₂ 발생 등 환경오염을 유발할 여지가 크다. 양모 부산물을 건축물 난연 압축보드, 고성능 콘크리트, 미용ㆍ제약 분야 등에 활용하는 사례가 있으나 의류나 패션잡화 용도로 리사이클하는 것도 친환경성을 높일 수 있다.

이와 관련되어 하기의 한국 공개특허공보 제2001-0067013호, 한국 등록특허공보 제0519933호 등의 선행특허를 참조할 수 있다.

전자는 폐섬유에 폐플라스틱 발포 파우더 등을 혼합하면서 섬유제의 균일하고 일정한 적층을 이루고, 개면기와 정선기로 공급하여 폭과 두께를 형성한 후 니들펀칭으로 경화, 결속시키고, 열풍으로 예열하고 프레스로 압착시켜 저단가, 고품질의 보온덮개를 생성한다.

후자는 폴리에스테르와 나일론으로 구성된 합성 폐섬유를 장섬유 형태로 절단한 후, 이송하여 단섬유형태로 세절한 다음, 압착·마찰 용융하여 1차 칩의 형태로 성형하고, 이를 자연 냉각 후 잔열이 남은 상태에서 한번 더 분쇄하여 2차 칩을 완성한 다음, 정량 계량 후 포장한다. 이에, 합성솜의 생산 원료로 재활용하여 자원이 절약되고 환경 오염이 방지되는 효과를 기대한다.

다만, 상기한 선행특허에 의하면 양모 부산물의 리사이클을 위한 기술적 요소가 미흡하고 국내의 녹색인증제도에 제시되는 기준에 부합하기 적합하지 않은 한계성을 나타낸다.

1. 한국 공개특허공보 제2001-0067013호 "폐섬유를 원자재로 하는 방수보온덮게의 제조방법" (공개일자 : 2001.07.12.) 2. 한국 등록특허공보 제0519933호 "폴리에스테르와 나일론 합성 폐섬유를 이용한 재활용 칩의 제조방법 및 그에 따른 재활용 칩" (공개일자 : 2003.05.27.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 각종 모직물 제조 과정에서 생성되는 양모 부산물을 일련의 양산 공정을 거쳐 의류나 패션잡화 용도에 부합되는 물성의 직물로 리사이클 하는 에코 기반의 양모 재활용 공정을 융합한 기능성 양모제품소재 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모직물 제조 과정에서 폐기되는 양모를 재활용하는 방법에 있어서: (A) 폐기 양모를 이용하여 솜을 생성하는 단계; (B) 상기 폐기 양모의 솜에 스테이플 화이버와 원모를 혼합하여 원료를 생성하는 단계; 및 (C) 상기 원료를 염색하고 방적을 거쳐 재생모직물로 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (A)의 폐기 양모는 방적 과정에서 생성되는 모사 자투리, 제ㆍ편직 과정에서 생성되는 모직물 자투리 및 파생원사를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (A)는 가넷트 기계로 분쇄하고 여과망으로 선별하여 다른 경로의 후속 공정으로 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (B)는 폐기 양모 솜 20~40wt%, 폴리에스터 스테이플 화이바 15~25wt%, 원모 45~55wt%를 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 저온 대기압 플라즈마 처리를 거쳐 표면에 극미세 요철을 형성하고, 양모용 균염제 용액을 도포한 다음, 천연염료를 주성분으로 염색을 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 세섬 PET, 실크, 레이온, 카시미어(CASHMERE) 중 적어도 하나를 부가하는 혼방을 선택적으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 재생모직물(10)에 강도 보강용 멤브레인필름(12)과 흡한속건재(15)를 합지하여 3레이어로 생성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 각종 모직물 제조 과정에서 생성되는 양모 부산물을 일련의 양산 공정을 거쳐 의류나 패션잡화 용도에 부합되는 물성의 직물로 리사이클하여 제품 경쟁력과 친환경성을 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 방법을 양산에 적용하기 위한 시스템의 개념도
도 2는 본 발명에 따라 생성된 재생모직물 패턴의 예시도
도 3은 본 발명의 재생모직물을 활용한 3레이어의 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 모직물 제조 과정에서 폐기되는 양모를 재활용하는 방법에 관하여 제안한다. 모직물 제조 과정은 방적에서 제ㆍ편직에 이르는 양산 공정은 물론 광의적으로 사용후 모직물의 수집-폐기 등 전반적인 자원순한 사이클을 포함한다. 모든 종류의 양모를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되지 않고 이와 유사한 물성을 지닌 여타 동물의 털을 적용할 수도 있다.

본 발명에 따른 단계 (A)는 폐기 양모를 이용하여 솜을 생성하는 과정으로 진행된다. 본 발명은 Super 64's~150's급 양모군에 가장 유효하게 적용되지만 100's~120's급 양모군을 부분적으로 포함할 수 있다. 다양한 직경과 길이로 폐기되는 양모는 오염 정도에 따른 세척을 거치는데, 최종 재생모직물(10)의 물성에 대응하여 세척제의 산도를 조절한다. 산도가 높아지면 양모의 스케일 손상이 초래되어 촉감, 발수성 등이 약화된다. 양산에서 폐기 양모로 솜을 생성하는 것은 가넷트기(20)를 활용할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (A)의 폐기 양모는 방적 과정에서 생성되는 모사 자투리, 제ㆍ편직 과정에서 생성되는 모직물 자투리 및 파생원사를 포함하는 것을 특징으로 한다. 재생 가능한 원료는 10∼100㎜의 양모 단섬유 외에 웨이스트, 방모사, 노일 등의 부산물 자투리를 포함한다. 파생원사는 모직물에서 유래되어 수득되는 여타의 양모와 버림사를 포함한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (A)는 가넷트 기계로 분쇄하고 여과망으로 선별하여 다른 경로의 후속 공정으로 유도하는 것을 특징으로 한다. 가넷트기(20)에서 절단와이어로 세절하여 개섬(opening)하는 과정을 거치면 소면이 가능한 작은 스크랩 형태로 생성된다. 다만 양모의 길이가 짧거나 굵기가 고르지 않으면 섬유의 배향이 좋지 않고 강도가 저하되므로 선별하는 공정을 두는 것이 바람직하다. 도 1에서 선별기(22)를 통하여 2개의 경로로 분리함을 예시하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 여과망을 지닌 선별기(22)에서 공압을 사용하여 균제도를 저하시키는 저급 양모를 분리하여 믹싱기(26′)로 보낸다.

한편, 저급 원료의 경우 믹싱기(26′)에서 부가재공급기(24)를 통하여 소정의 물성을 부여한 다음 펠트, 펠릿, 섬유 볼 형태로 생성한다. 일예로, 부가재공급기(24)에서 P.P 또는 P.E 수지 분말, 가교재 등을 살포하고 열로울러나 니들펀치를 이용하여 펠트를 생성할 수 있다. 이는 외관이 거칠어 의류에는 적합하지 않으나 꼬임이 적고 함기량이 많아서 부드럽고 따뜻함을 유지하여 패션잡화의 부자재(신발깔창) 등으로 적합하다.

본 발명에 따른 단계 (B)는 상기 폐기 양모의 솜에 스테이플 화이버와 원모를 혼합하여 원료를 생성하는 과정을 거친다. 정상적인 폴리에스터 스테이플 화이버를 사용하는 것이 좋지만, 재생 폴리에스터 스테이플 화이버를 10~20wt% 범위로 포함할 수 있다. 도 1에서 믹싱기(26)에 폐기 양모의 솜, 스테이플 화이버, 원모를 투입하여 원료를 생성한다. 완제품의 용도에 따라 난연제, 방습제, 수용성 바인더 등의 기능성 부가재도 적량 투입한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (B)는 폐기 양모 솜 20~40wt%, 폴리에스터 스테이플 화이바 15~25wt%, 원모 45~55wt%를 혼합하는 것을 특징으로 한다. 폐기 양모 솜의 함량에 엄격한 제한이 요구되지 않으나 녹색인증제도 기준에 부합하는 20wt% 이상이면서 물성, 생산성, 상품성 등을 고려하여 40wt% 이하로 권장된다. 폴리에스터 스테이플 화이바가 적정범위에 미달하면 강도가 저하되고 적정범위를 초과하면 양모 고유의 물성이 약화된다. 폐기 양모 솜과 폴리에스터 스테이플 화이바의 함량이 결정되면 원모의 적정 함량도 산출 가능하다.

본 발명에 따른 단계 (C)는 상기 원료를 염색하고 방적을 거쳐 재생모직물로 생성하는 과정으로 진행된다. 원료인 양모섬유의 물리ㆍ화학적 처리에 의한 패션잡화용 염색 가공을 양산에 적합한 방식으로 수행한다. 양모섬유의 S-S 메카니즘을 재결합하여 색상은 선명하고 촉감은 부드러움을 구현할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 저온 대기압 플라즈마 처리를 거쳐 표면에 극미세 요철을 형성하고, 양모용 균염제 용액을 도포한 다음, 천연염료를 주성분으로 염색을 진행하는 것을 특징으로 한다. 저온 대기압 상태로 플라즈마 방전 처리를 거치면 원료의 표면에 나노 크기의 극미세한 요철을 형성할 수 있다. 이러한 요철은 강도 약화나 물성 열화를 초래하지 않으면서 균염제와 연계하여 염색 시 염료의 견뢰도를 높인다. 양모용 균염제의 일예로는 소디움 P-[(4,6-디클로로-1,3,5-트리아진-2릴)아미노] 벤젠-설포네이트 화합물 등이 사용된다. 친환경성을 고려하여 헤나 등의 천연염료가 선호되지만 상품성과 생산성을 고려하여 소량의 인공염료 부가를 배제하는 것은 아니다. 이에, 모섬유업계에서 통용되는 국제단체 IWTO(International Wool Textile Organization)의 세계 표준의 양모원료의 품질표시에 부합되는 차별화된 염색 가공이 가능하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 세섬 PET, 실크, 레이온, 카시미어(CASHMERE) 중 적어도 하나를 부가하는 혼방을 선택적으로 진행하는 것을 특징으로 한다. 혼방은 코밍공정, 전방공정, 정방공정 등을 거치도록 구성하며, 이 과정에서 발생하는 양모 부산물은 단계 (A)로 순환시킨다. 세섬 PET, 실크, 레이온, 카시미어 등을 혼방으로 적용하는 경우 섬유의 섬도, 섬유단면 형태, 섬유길이 등의 변화를 자유롭게 제어하는 측면에서 유리하다. 교직물 형태로 생성하면 패션성 및 멜란지 효과 발현성을 향상할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 재생모직물(10)에 강도 보강용 멤브레인필름(12)과 흡한속건재(15)를 합지하여 3레이어로 생성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 의류나 패션잡화로 적용되는 일반적인 모직물은 2레이어지만 재생모직물(10), 멤브레인필름(12), 흡한속건재(15)의 3레이어로 구성하면 통기, 필링 방지, 풍우 방지 기능을 향상할 수 있다. 멤브레인필름(12)은 무수한 기공을 형성한 고탄성 합성수지 소재로 형성한다. 흡한속건재(15)는 단열성과 건조성을 지닌 섬유 또는 합성수지 소재로 형성하지만, 완제품의 외피로 사용되는 경우 내마모성을 부여하는 것이 좋다.

도 1 및 도 3과 같이 가넷트기(20), 염색기(30), 방적기(40), 제편직기(50)를 거치는 일련의 공정에 의하여 재생원료와 표준원료를 기반으로 하는 리사이클 원사 원료를 재생모직물(10)로 생성하는 양산화가 가능하다. 이후 도시에는 생략되나 가공, 검사 공정도 연속적으로 수행하여 양산의 생산성을 확보한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 재생모직물 12: 멤브레인필름
15: 흡한속건재 20: 가넷트기
22: 선별기 24: 부가재공급기
26: 믹싱기 30: 염색기
40: 방적기 50: 제편직기

Claims (7)

1. 모직물 제조 과정에서 폐기되는 양모를 재활용하는 방법에 있어서:
   (A) 폐기 양모를 이용하여 솜을 생성하는 단계;
   (B) 상기 폐기 양모의 솜에 스테이플 화이버와 원모를 혼합하여 원료를 생성하는 단계; 및
   (C) 상기 원료를 염색하고 방적을 거쳐 재생모직물로 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
   상기 단계 (A)의 폐기 양모는 방적 과정에서 생성되는 모사 자투리, 제ㆍ편직 과정에서 생성되는 모직물 자투리 및 파생원사를 포함하고,
   상기 단계 (A)는 가넷트 기계로 분쇄하고 여과망으로 선별하여 저급 양모를 펠트, 펠릿, 섬유 볼 형태로 생성하는 공정으로 유도하며,
   상기 단계 (B)는 폐기 양모 솜 20~40wt%, 폴리에스터 스테이플 화이바 15~25wt%, 원모 45~55wt%를 혼합하고,
   상기 단계 (C)는 저온 대기압 플라즈마 처리를 거쳐 표면에 극미세 요철을 형성하고, 양모용 균염제 용액을 도포한 다음, 천연염료와 인공염료를 배합한 염료로 염색을 진행하고,
   상기 단계 (C)는 세섬 PET, 실크, 레이온, 카시미어(CASHMERE) 중 적어도 하나를 부가하는 혼방을 선택적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 에코 기반의 양모 재활용 공정을 융합한 기능성 양모제품소재 제조방법.
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7. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (C)는 재생모직물(10)에 강도 보강용 멤브레인필름(12)과 흡한속건재(15)를 합지하여 3레이어로 생성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 기반의 양모 재활용 공정을 융합한 기능성 양모제품소재 제조방법.

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