KR102282838B1 - 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피원단의 제조방법 및 이로부터 제조된 원단 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 울(wool) 소재와 합성섬유를 특정 혼용율로 혼방 혼방사를 이용하여 산업자재용 내피 원단의 제조방법에 관한 것이며, 울혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 100D~150D의 코어사의 일측과 다른 일측에서 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 각각 공급하면서 코어사의 외주연으로 합여나여 울혼용율 50 ~ 70중량%, 섬도 130D~230D의 혼방원사를 제조하고 제조한 원사를 이용하여 양면편직에 의해 산업재용 내피원단을 제조하는 것으로이루어진다.
본 발명의 산업재용 내피원단은 수분관리(Moisture Management), 냄새저항(Odour resistance)의 흡한속건에 따른 울의 특성을 지니면서 부드러운 텃치감 및 양호한 착용감과 함께 신축성, 내구성 파열강도(Durability 파열강도), 내마모성, 세탁 후 수축율, 뒤틀림 등에 따른 물성이 산업자재용 내피에 적합하며, 내마성이 우수하여 신발 내피로 특히 적합한 특성을 나타낸다.

Description

울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피원단의 제조방법 및 이로부터 제조된 원단{A method of manufacturing lining fabric for industrial materials using wool blended yarn, and fabric manufactured therefrom}
본 발명은 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피원단의 제조방법 및 이로부터 제조된 산업자재용 내피 원단에 관한 것이며, 구체적으로는 울(wool) 소재와 합성섬유를 혼합하여 방적하고 합연한 혼방사를 이용하여 신발, 가방, 모자 등의 산업자재용 내피 원단(lining fabric)을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 산업자재용 내피원단에 관한 것이다.
섬유시장은 과학 기술의 발달과 소비자들의 웰빙(Well-Being) 열풍으로 다양한 신소재들이 개발되고 있으며, 관련시장이 확대되는 가운데 패션시장에서도 다양한 기능성 섬유소재가 보편화되고 있으며 2013년부터 일부 해외 Outdoor 제품 Brand의 친환경 소재의 도입을 시작으로 2014년부터는 점점 친환경 지속가능한 천연소재의 의류가 도입이 되기 시작하여 전세계적인 트랜드로 자리잡고 있으며 또한 천연소재인 Wool 소재의 수분관리(Moisture Management), 냄새저항(Odour resistance)의 특성으로 인하여 울을 소재로 하는 기능성 섬유소재를 선호하고 있다.
그러나 천연섬유인 울(Wool)을 이용한 섬유소재는 물세탁이 어렵고 또 직물의 강도도 약하고, 기능성 폴리에스터 소재는 천연소재의 부드러운 텃치감을 느낄 수 없는 문제점을 가지고 있으며, 산업자재용 내피 원단 특히, 신발의 내피 원단(lining fabric)은 수분(땀) 흡수성와 함께 쾌적한 착용감을 제공하면서 파열강도 및 마모강도에 따른 특성이 우수할 것을 요구하고 있다.
산업자재용 내피 원단 특히, 신발의 내피 원단(lining fabric)과 관련한 선행기술을 예로 들면, 특허문헌 1에 콩 섬유 원단(10)에 있어서, 상기 콩 섬유 원단(10)은 면사인 씨실(11, 11')에 콩 섬유 원사인 날실(12, 12')을 교차시켜 직조한 원단으로써, 상기 콩 섬유 원단(10)은 씨실(11, 11')과 날실(12, 12')이 1올씩 교차한 평직 또는 2올 이상씩 교차한 능직인 것을 특징으로 하는 친환경 소재를 이용한 신발 내피용 콩 섬유 원단을 개시하고 있으며, 특허문헌 2에 80 내지 170 g/m 2 의 표면적 중량에서 세로방향 및 가로방향으로 7N보다 큰 연쇄 인열강도를 가지는 라이닝으로서, 부직포는 용융방사되어 공기역학적으로 신장되며 부직포에 직접 플레이팅되는, 1.5 dtex 미만의 섬도를 가진 다성분 연속 단섬유로 이루어지고, 상기 다성분 연속 단섬유는 예비경화 이후 최소한 80 %까지 0.1 내지 0.8 dtex의 섬도를 가진 초극세-연속 단섬유로 분할되어 경화되는 라이닝를 개시하고 있다.
또 특허문헌 3에는 중앙부분에 코어로서 제1세트의 섬유가 배치되고, 상기 제1세트의 섬유 일측으로부터 공급된 연속 다섬유사로 이루어진 주래퍼(primary wrapper)와 상기 제1세트의 섬유의 타측으로부터 공급된 연속 다섬유사로 이루어진 제2차래퍼(secondary wrapper)가 함께 래핑되는 다성분 원사를 생산하는 제조방법에 있어서, 상기 제1세트의 섬유는 천연 동물성 장섬유울인 100% 메리노울, 울/폴리에스터혼방, 울/나일론 혼방, 울/캐시미어 혼방, 울/실크 혼방, 울/셀룰로스계, 울/아크릴혼방, 울/엘라스틱 섬유의 혼방 중 적어도 하나를 기본으로 하고, 여기에 화학섬유를 조합하는 것을 특징으로 하는 다성분 원사를 생산하는 제조방법을 개시하고 있으나, 상기 선행기술 역시 울의 특성 및 합성섬유의 특성을 조합하여 산업자재용 내피 원단, 특히 신발의 특성을 만족시키는 제조기술에 대하여 언급이 없다.
본 출원의 발명자는 천연소재인 울(Wool) 소재와 합섬섬유의 특정한 혼용율의 혼방사를 이용하여 내피 원단(lining fabric)을 제조함으로써 천연소재의 부드러운 텃치감을 나타내면서 산업자재용 내피 원단, 특히 신발의 내피 원단(lining fabric)의 특성을 만족시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
KR 10-1015819 B1 KR 10-2002-0070315 A1 KR 10-1617203 B1
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 울(wool) 소재의 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법 및 이로부터 제조된 원단의 제공에 관한 것이며, 구체적으로는 울(wool) 소재와 합성섬유를 특정 혼용율로 혼합하고 합연한 혼방원사를 이용하여 천연소재인 울(wool)의 흡한속건 기능의 통기성과 부드러운 텃치감을 나타내면서 내마모성 및 파열강도 등의 특성이 우수한 산업자재용 내피원단, 특히 신발 내피원단(lining fabric)의 제조방법 및 이로부터 제조된 산업자재용 내피원단, 즉 신발, 가방, 모자 등에 사용하는 내피원단(lining fabric)을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 과제의 해결수단으로 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법은 울(Wool)과 나일론(Nylon) 단섬유로부터 울혼용율 65 ~ 85중량% 코어사를 제조하고, 제조한 코어사의 일측과 다른 일측에서 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 각각 공급하면서 코어사의 외주연으로 합연하여 혼방원사를 제조하고, 제조한 혼방원사를 이용하여 양면편직에 의해 산업재용 내피원단을 제조하는 것을 포함하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 울 소재 혼방사를 이용하여 산업자재용 내피 원단의 제조방법에 따른 일 실시형태는 a) 직경 17.5 ~ 19.5㎛, 길이 50 ~ 350㎜의 울(Wool)과 섬도 2~5D, 길이 55 ~ 375㎜의 나일론(Nylon) 단섬유로부터 울혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 100D~150D의 코어사를 제조하는 코어사 제조단계, b) 제조한 코어사의 일측과 다른 일측에서 15 ~ 40D의 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 각각 공급하면서 코어사의 외주연으로 합연하여 울혼용율 50 ~ 70중량%, 섬도 130D~230D의 혼방원사를 제조하는 혼방원사 제조단계 및 c) 제조된 혼방원사를 이용하여 양면편직에 의해 산업재용 내피원단을 제조하는 내피원단 제조단계를 포함하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 울 소재 혼방사를 이용하여 산업자재용 내피원단의 제조방법에 따른 또 다른 실시형태는 a) 직경 17.5 ~ 19.5㎛, 길이 50 ~ 350㎜의 울(Wool)과 섬도 2~5D, 길이 55 ~ 375㎜의 나일론(Nylon) 단섬유로부터 울혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 100D~150D의 코어사를 제조하는 코어사 제조단계, b) 제조한 코어사의 일측과 다른 일측에서 15 ~ 40D의 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 각각 공급하면서 코어사의 외주연으로 합연하여 울혼용율 50 ~ 70중량%, 섬도 섬도 130D~230D의 혼방원사를 제조하는 혼방원사 제조단계, c) 제조된 혼방원사를 이용하여 양면편직에 의해 산업재용 내피원단을 제조하는 내피원단 제조단계 및 d) 상기 내피원단 생지를 상압, 100℃ 조건에서 40분간 일욕염색하는 염색가공단계를 포함하는 것으로 이루어진다.
상기 본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 내피원단은 최종 55 ~ 58″가공폭의 원단으로 제조되며, 천연소재인 울(Wool)의 부드러운 착용감을 가지면서, 물세탁이 가능하고, 형태 안정성 및 형태복원성이 우수한 신발, 가방, 모자 등의 산업자재용 내피원단으로 적합하며 또한 파열강도 및 내마모성에 따른 특성이 우수하여 신발의 내피원단(lining fabric)으로 특히 적합하다.
본 발명에 따라 제조된 산업자재용 내피원단은 수분관리(Moisture Management), 냄새저항(Odour resistance)의 흡한속건에 따른 울의 특성을 지니면서 부드러운 착용감과 함께 신축성, 내구성, 형태안정성 및 형태복원성 등에 따른 물성이 우수하며, 파열강도(Durability 파열강도), 내마모성(Abarasion Resistance)에 따른 특성도 우수하여 신발의 내피원단(lining fabric)에 특히 적합한 특징이 있다.
이하에서는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만 실시예의 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피원단의 제조방법은 a) 울(Wool)과 나일론(Nylon) 단섬유로부터 울혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 120D(75Nm)의 코어사를 제조하는 코어사 제조단계, b) 제조한 코어사의 일측과 다른 일측에서 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 각각 공급하면서 코어사의 외주연으로 합여나여 울혼용율 50 ~ 70중량%, 섬도 130D~230D의 혼방원사를 제조하는 혼방원사 제조단계 및 c) 제조된 혼방원사를 이용하여 양면편직에 의해 산업재용 내피원단을 제조하는 내피원단 제조단계를 포함하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 코어사 제조단계의 코어사는 직경 17.5 ~ 19.5㎛, 길이 50 ~ 350㎜의 울(Wool)과 섬도 2~5D, 길이 55 ~ 375㎜의 나일론(Nylon) 단섬유로부터 제조되는 것으로 이루어진다.
상기 울(Wool)의 직경은 코어사의 부드러움과 거친 특성을 감안하여 설정한 것으로 직경이 상기 범위를 초과하면 코어사가 너무 거친 성질을 나타내며, 직경이 상기 범위에 미치지 못하는 경우 코어사의 부드러움은 증가하지만 강도에서 바람직하지 못하다.
상기 코어사는 일반적으로 알려진 실의 제조공정을 이용하여 울(Wool)과 나일론(Nylon) 단섬유를 혼섬하고, 소면(carding), 정소면(combing), 연조(doubling), 조방(roving),정방(spinning), 권사(winding)공정에 의해 울(Wool) 혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 100D~150D의 코어사를 제조한다.
본 발명에 따른 상기 혼방원사 제조단계는 널리 알려진 다성분 원사 생산설비에 의해 상기 코어사의 외주연으로 2가닥의 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 공급하면서 합연하여 울혼용율 50 ~ 70중량%, 섬도 130D~230D의 혼방원사를 제조하는 것으로 이루어진다.
상기 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)는 산업용 고강도의 혼방원사를 제조하기 위하여 섬도 15 ~ 40D의 나일론 필라멘트사가 선택되며, 나일론 필라멘트사의 섬도가 상기 범위를 초과하면 울혼용율이 50중량% 이하의 혼방원사가 제조되어 울의 특성이 나타나지 않는 원단이 제조될 수 있으며, 상기 범위에 미치지 못하면 강도가 약해지는 문제점이 발생한다.
상기 본 발명에 따른 혼방원사는 울 50 ~ 70중량%의 130D~230D 혼방원사로서, 울혼용율이 상기 범위를 초과하면, 원사의 강도가 약해 목적하는 특성의 원단을 제조할 수가 없으며 상기 범위에 미치지 못하면, 나일론의 특성이 강하게 나타나는 원단이 제조되어 목적하는 수분(땀)흡수성, 착용감 등의 특성에 미치지 못하여 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 상기 내피원단 제조단계는 상기 제조한 혼방원사를 이용하여 양면편직에 의해 내피원단을 제조하는 것으로 이루어지며, 상기 내피원단은 신발, 가방, 모자 등의 산업자재용 내피원단이 제조된다.
상기 산업자재용 내피원단 제조단계에서 편직의 경우에는 30″22.5GG(게이지)의 편직기를 사용하여 루프장 14 ~ 15㎝, 바람직하게는 14.4㎝로 양면편직에 의해 최종 55 ~ 58″가공폭의 신발 내피원단을 제조한다.
일반적으로 180D 혼방사의 경우 36″24GG 편직기를 사용하여 양면편직으로 최종 60″가공폭의 원단이 제조되는 것이나, 본 발명의 신발 내피원단은 원단의 탄성, 수축성 조정 및 물세탁이 가능하게 하고, 고강도 원단을 제조하기 위하여 편직기의 30″22.5GG게이지를 특별하게 설계한 것이다.
또 본 발명에 따른 산업자재용 내피원단은 프론트원단과 합포하여 신발이 제작되기 때문에 4 ~ 5개의 신발제작에 적합하도록 55 ~ 58″최종 가공폭으로 설계한 것이며, 상기 신발의 내피원단의 최종 가공폭의 범위를 벗어나는 경우 폐기하여야 하는 원단의 잔여량이 많이 발생하여 원가상승을 초래하기 때문에 바람직하지 못하다.
그리고 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법은 내피원단을 제조하는 단계에 추가하여 내피원단을 일욕염색하는 염색가공단계를 포함하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 염색가공단계는 상압, 95℃~105℃ 조건에서 35~45분간 일욕염색하는 것으로 이루어지며, 상기 일욕염색은 울(Wool)/나일론(Nylon) 원단의 2욕염색에 의해 발생하는 색상 차이를 줄이는 효과가 있다.
상기 염색가공단계의 일욕염색은 제조된 원단생지를 울정련제를 함유한 정련표백욕에서 80℃로 20분정도 처리하여 협잡물 등을 완전히 제거하여 정련(Scouring)하고, 산성염료 등으로 조성된 염욕에서 일욕염색을 진행하여 염색을 완료한 다음 탈수 후, 개폭 및 텐터(tenter) 등의 후처리 가공하여 최종 55 ~ 58″가공폭의 내피원단을 제조하는 것으로 이루어진다.
상기 본 발명에 따라 제조된 내피원단은 물세탁이 가능하고 세탁후 형태안정성 및 복원성이 우수한 내피원단이 제조되며 특히 산업자재용 내피원단 중 신발의 내피원단은 착용시 발톱과 발가락 등에 의한 마찰로 손상되기가 쉽고 신발에 구멍이 나는 등의 문제가 있으므로 내마모성이 우수하여야 하며, 본 발명에 따라 제조된 산업자재용 내피원단은 내마모성(Abarasion Resistance) 시험에서 50만회(RUBS)를 초과하고 있으므로 매우 우수한 내마모성을 나타낸다.
이하에서는 아래 <실시예> 및 <시험예>를 통하여 본 발명에 따른 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
<실시예 1>(코아사를 이용한 혼방원사 제조)
준비된 울혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 120D(75Nm)의 코어사 및 30D 나일론 필라멘트사를 이용하여 다성분 혼방사를 생산하는 제조설비에 의해 섬도 130D~230D의 Wool/Nyilon 혼방원사를 제조하였으며, 제조된 혼방원사의 혼용율은 Wool 52중량%, Nylon 48중량%로 확인되었다.
<실시예 2> (내피원단 제조)
상기 <실시예 1>에 제조한 혼방원사를 이용하여 30″22.5GG의 편직기로 루프장 14.4㎝로 양면편직에 의해 최종 56″가공폭의 내피원단을 제조하였다.
상기 제조된 내피원단을 본 발명의 염색가공방법에 따라 일욕염색하여 최종적으로 흑색(CHARCOL LOT 282), 백색(N WHITE LOT 11)의 색상을 나타내는 2종(시료1, 시료 2)의 내피원단을 제조하였으며, 제조된 원단의 질량은 260g/㎡으로 확인되었다.
<시험예>
상기 <실시예 2> 에서 제조한 본 발명에 따른 내피원단 시료1 및 시료2에 대하여 물성을 이래와 같이 시험하고 그 결과를 나타내었다.
(1). 제조된 원단에 대한 섬유혼용율
시험방법: AATCC TM20A-2020, ASTM D 629-15DP 따라 시험하고, 섬유혼용율에 대한 결과를 확인하고 아래 [표 1]에 나타내었다.
항목 실시예 2
시료1 시료2
모 51.4% 50.8%
나일론 48.6% 49.2%
주)공정수분율:모 13.6%, 나일론 4.5%
(2). 세탁견뢰도, 뒤틀림, 마찰견뢰도 및 필링
시험방법으로 세탁견뢰도는 AATCC TM-61e:2013e(2020), TEST NO.2A 준용, AATCC WOB 세제(0.15%용액)에서 50개 steel ball로 31±2℃에서 45분간 기계세탁.
뒤틀림은 AATCC 179:2019에 따라 시험, 세탁조건: AATCC TM135-2018t;2018 TEST NO.(1)(Ⅱ)D, 정상사이클 세탁온도 27±3℃, 망건건조. 마찰견뢰도는 AATCC TM8-2016e에 따라 시험, 필링(PILLING)은 ASTM D3512/D3512M-16: 랜덤텀블 필링시험방식에 따라 시험하고 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.
항목 실시예 2
시료1 시료2
뒤틀림(%) 0.0 1.2
세탁견뢰도(등급) 4.5 4.5
마찰견뢰도
(등급)		 건 4.5 4.5
습 4.5 4.5
필링(등급) 4 4
(3). 파열강도
시험방법: ASTM D3786/D3786M-18, 유압방식에 따라 시험하고, 결과를 아래 [표 3]에 나타내었다.
항목 실시예 2
시료1 시료2
파열강도(kPa) 1291 1302
상기한 [표 1] 내지 [표 3]에 나타낸 바와같이 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 내피원단의 물성은 상업자재용 내비원단에 적합한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 또 본 발명의 내피원단은 울(Wool)이 50 ~ 70중량% 혼용되어 울의 특성으로 부드러운 텃치감으로 양호한 착용감을 나타내면서도 물세탁이 가능하여 울을 소재로 하는 소비자들의 요구를 충족시킬 수 있으며, 내마모성이 우수하여 신발 내피로 특히 적합한 것을 예측할 수가 있다.

Claims (8)

  1. a). 직경 17.5 ~ 19.5㎛, 길이 50 ~ 350㎜의 울(Wool)과 섬도 2 ~ 5D, 길이 55 ~ 375㎜의 나일론(Nylon) 단섬유로부터 울혼용율 65 ~ 85중량%, 섬도 100D ~ 150D의 코어사를 제조하는 코어사 제조단계,
    b). 제조한 코어사의 일측과 다른 일측에서 15 ~ 40D의 나일론 필라멘트사(Nylon Filament)를 각각 공급하면서 코어사의 외주연으로 합연하여 울혼용율 50 ~ 70중량%, 섬도 130D ~ 230D의 혼방원사를 제조하는 혼방원사 제조단계 및
    c). 제조된 혼방원사를 이용하여 양면편직에 의해 산업자재용 내피원단을 제조하는 내피원단 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 양면편직은 30″22.5GG의 편직기로 루프장 14 ~ 15㎝로 편직하여 최종 55 ~ 58″가공폭의 내피원단을 제조하는 것을 특징으로 하는 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 내피원단 제조단계에 추가하여 제조된 원단을 상압, 95℃~105℃ 조건에서 35~45분간 일욕염색하는 염색가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법.
  6. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서, 내피원단이 신발 내피원단, 가방 내피원단 또는 모자 내피원단인 것을 특징으로 울 소재 혼방사를 이용한 산업자재용 내피 원단의 제조방법.
  7. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 5 중 어느 하나의 항에 기재된 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 산업자재용 내피 원단.
  8. 청구항 7에 있어서, 산업자재용 내피 원단이 신발 내피원단, 가방 내피원단 또는 모자 내피원단인 것을 특징으로 하는 산업자재용 내피 원단.
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