투고일_2018.10.10. 심사기간_2018.11.01-11.27 게재확정일_2018.11.28
소재의 신축성을 활용한 삼중직 입체 자카드 직물 설계
Triple-Layered Woven Jacquard Design with 3D effect by Shrinkage of Material
이화임, 상명대학교 대학원 / 양 린(교신저자), 상명대학교 텍스타일디자인학과 Lee, Hwa Yim_Graduate School of Sangmyung University
Yang, Leen (Corresponding author)_Department of Textile Design, Sangmyung University
차례 1. 서론
1.1. 연구 배경과 목적 1.2. 연구 방법과 범위
2. 삼중직 입체 자카드 직물 제작 방법 2.1. 삼중직 자카드 직물의 조직 설계 2.2. 삼중직 자카드 직물의 소재 조합 2.3. 삼중직 자카드 직물의 가공
3. 삼중직 입체 자카드 직물 디자인 개발 3.1. 디자인 A
3.2. 디자인 B
4. 결론 및 제언
참고문헌
소재의 신축성을 활용한 삼중직 입체 자카드 직물 설계
Triple-Layered Woven Jacquard Design with 3D effect by Shrinkage of Material
이화임, 상명대학교 대학원 / 양 린(교신저자), 상명대학교 텍스타일디자인학과 Lee, Hwa Yim_Graduate School of Sangmyung University
Yang, Leen (Corresponding author)_Department of Textile Design, Sangmyung University
요약 최근 패션 산업계에서 입체적인 표면 소재의 활용이 강조되고 있는 가운데 기존 소재의 단점을 보완하면서 심 미성을 갖추고 경제적인 요구에 부합하는 입체 자카드 직물에 대한 관심이 집중되고 있음에도 불구하고 이에 대한 체계적인 연구가 부족하여 관련 종사자들이 개발에 있어 많은 시행착오와 어려움을 겪고 있는 실정이다.
따라서 본 연구에서는 텍스타일 디자인 개발에 있어서 다양하게 활용할 수 있는 삼중직 입체 자카드 직물 설계 에 필요한 3가지 요소인 삼중직 입체 구조 조직 설계, 수축률이 다른 소재의 조합, 수축 공정을 실제 의장설계 기술과 접목하는 방법에 관해서 논하였다. 삼중직 입체 자카드 직물 설계에 있어 앞면과 심사, 뒷면을 구성하는 원사의 수축률의 차이와 조직 구조별 수축률의 차이를 고려하여 설계하면 제직 후 결과물 원단의 수축률을 목 표한 바에 맞게 얻을 수 있어 입체감의 정도 조절이 가능하다. 일반적으로 앞면과 뒷면은 수축률이 낮고, 심사 는 수축률이 높은 원사와 조직구조를 적용하게 되면 큰 입체 효과를 얻을 수 있고, 이 차이를 적게 하면 입체 효과도 작아진다. 이러한 기본 원리 하에서 다양한 방식을 적용함으로써 목적에 맞는 입체적인 효과를 살린 삼 중직 자카드 직물을 설계할 수 있다. 이상의 내용을 실제로 증명하고 이해를 돕기 위하여 용도와 주제 를 설정하여 자카드 직물디자인 2가지를 시생산하여 제시하였다. (i)조직설계에는 EAT Design Scope Victor 프로그램을 사용하였고, (ii)에어제트 전자 자카드를 사용해 시제품을 제직하였다. 각각 의 디자인에 대한 상세한 원사 선택과 조직 구조를 설명하였으며, 제직 결과물의 수축률을 제시함으로 써 향후 관련 종사자가 데이터를 참조하여 목적하는 결과물을 얻기 위한 설계 데이터로 참조할 수 있 도록 하였다. 삼중직 입체 자카드 직물의 산업적 활용도가 높아짐에 따라 패션, 인테리어, 산업자재 등 다양한 용도로 활용하기 위해 복잡한 구조의 자카드 설계 기술이 절실히 필요함에도 불구하고 삼중직 입체 자카드 직물 대한 구체적이고 체계적인 자료가 없었던 현황에서 본 연구 자료가 현업 종사자들 이 의장설계 시 시행착오를 줄여 개발 시간을 단축하고 샘플 테스트에 드는 비용을 절감하여 경제적 인 효과에 기여하길 기대한다.
Jacquard fabrics are currently receiving a lot of attention due to changes in the market situation and developments in technology. However, textile designers have difficulty with creating jacquard designs because of the lack of systematic research on design development. This research paper is written to help textile designers understand some key concepts and processes in jacquard fabric design. The special focus of this paper is the triple-layered jacquard fabric which is highly useful for the textile and fashion industries. The various factors relating to the construction of this fabric are explained in detail. Triple-layered jacquard fabric can produce an intentional three-dimensional effect on the final result by varying the shrinkage rate of each layer of fabric.
To achieve this effect, the different rates of shrinkage of the top, bottom, and inner layer must be taken into consideration. Applying a high shrinkage rate on the top layer and low shrinkage rates on the inner and bottom layers produces a bulky three-dimensional effect. By means of this basic principle, three-dimensional effects can be controlled at the design stage to produce a variety of intended results. To demonstrate this principle, the design process of the sample designs are explained using (i) EAT DesignScope Victor program, and (ii) wove samples on Airjet Electric Jacquard (BONAS Jacquard) Loom. Detailed specifications for each sample design are explained and the shrinkage rate of each final fabric is suggested. These references will help designers to exercise greater control in achieving a more precise final result. The increased industrial capability to produce jacquard fabrics makes it necessary to have a better understanding of the complicated design techniques required in designing Jacquard. Currently there is an inadequate amount of systematic research in developing jacquard fabric. Thus this research paper will be valuable in the development of jacquard fabric designs and in reducing the risk of rework from unexpected or undesired results.
중심어
텍스타일 디자인 자카드 디자인 삼중직 입체 효과 소재 개발
ABSTRACT Keyword
textile design jacquard design triple layered woven 3D effect
material development
1. 서론
1.1. 연구 배경과 목적
과거 텍스타일 트렌드는 제품을 만들기에 적합한 원단 자체의 소재감과 디자인에 주목하던 1차적인 트렌드였다면 근래에는 원단에 다양한 후가공을 통해 기능을 추가하고 두 가지 이상 의 소재의 결합을 시도하는 등 2차, 3차적인 새로운 소재를 창조하는 텍스타일 디자인 개발의 르네상스를 맞고 있다. 최근 몇 년 전 부터는 기술적 진보와 환경적 이슈를 토대로 복합적인 기능을 갖고 있으면서 그 기능 하나 하나가 완벽하고 더불어 친환경적이기까지 한 소재에 대한 요구가 새로운 소재 트렌드 흐름을 이끌고 있다. 이에 대한 적합한 소재로 트렌드에서는 전통 적인 기법의 퀼팅(quilting) 원단을 많이 제시하고 있으나, 퀼팅 소재는 앞면과 뒷면의 사용되 는 원단과 충전재를 각각 구비하여 퀼팅 공정을 거쳐야 하므로 비용과 시간이 많이 들고 쓰이 는 소재와 공정이 많아 불량률이 높으며 사용되는 소재와 퀼팅 패턴도 새롭고 다양하지 못한 단점이 있어 이러한 요구를 만족시키지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 이 같은 문제의 대안 으로 직물이 제직될 때 3겹의 구조로 짜여 지며 3겹 각각의 소재 조합을 어떻게 하느냐에 따라 다양한 입체감과 디자인을 부여할 수 있는 삼중직 입체 자카드(jacquard) 직물을 제안하 고자 한다. 삼중직 입체 자카드 직물은 위에 언급된 기존 소재를 대신하여 입체적인 표면 효과 와 심미적인 디자인 표현을 설계자의 의도에 따라 다양하게 할 수 있을 뿐 아니라, 기능성을 부여하는 다양한 소재의 활용, 생산 단계 단축으로 인한 불량률과 생산 비용 감소 등 경제적인 효과까지 기대 할 수 있어 소재의 신축성을 활용한 입체 자카드 직물에 대한 연구와 개발의 가치는 매우 크다.
기존에 삼중직 자카드 설계에 대한 연구가 활발하지 못 하였다. 자카드 직물에 관련하여 선행 연구로는 문보영1)이 이중직 자카드 직물 설계의 기본적 원리와 사례를 통해 삼차원적 자카드 디자인을 연구한 바 있고, 최진아2)는 자카드 직물 설계의 기본 원리를 이용한 이캇트(ikat) 표현 기법 구현 사례를 제시하였다. 그러나 다양한 용도로 활용도가 높은 입체 효과를 지닌 삼중직 자카드 직물의 설계 원리 및 사례는 제시된 바가 없어 아직도 현업에서 정확한 기술이 나 정보 없이 개별 작업자들의 경험에 의존한 작업이 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 삼중직 구조의 자카드 직물 설계, 열에 의한 수축률이 다른 소재의 조합, 수축을 주는 후 공정 등을 활용하여 단순히 표면의 요철 감으로 입체감을 표현하는 것이 아니라, 설계자의 의도에 따라 입체 효과를 내는 삼중직 구조의 자카드 직물을 목적에 맞게 구현할 수 있는 방법 을 제시하고 이러한 방법으로 용도에 맞게 디자인한 원단을 시생산하여 증명하였다. 이를 토대 로 산업현장에서 자카드 의장설계 시 시행착오를 줄일 수 있는 기초 데이터를 제공하는 것에 연구의 목적을 두었다.
1.2. 연구 방법과 범위
입체 자카드 직물을 위한 제직 방법은 다양하게 제시 될 수 있으나 본 연구에서는 삼중직을 제직함에 있어 설계방법, 소재의 특성, 가공방법 등으로 나누어 분석한 후 제직을 위한 디자인 을 진행 하였다. 소재의 신축성을 활용한 삼중직 입체 자카드 직물을 생산하기 위한 방법으로 첫째, 삼중직 구조의 자카드 직물의 특성을 설명하고, 조직설계 방법을 제시하였다. 둘째, 소재 의 특성을 이해하고 소재별 신축 데이터를 고려한 직물 용도에 맞는 조합을 선택할 수 있도록 제시하였다. 셋째, 열에 의한 원단의 수축을 이용한 후 가공 공정을 설명하고 본 연구의 시제품 제작에 알맞은 공정을 제시하고자 하였다. 직물설계를 위해 자카드 전문 캐드 프로그램인 EAT Design Scope Victor3)를 사용하였고, 설명을 돕고자 2D-Simulation4)의 이미지와 3D-Weave5)의 이미지를 활용하였으며 에어제트 전자 자카드6)를 사용해 시제품을 제직하였
1) 문보영,「이중직 직물구조를 활용한 3차원적 자카드 직물 디자인 개발」, 디지털디자인학연구 14권 2호 (599-608) 2014.
2) 최진아,「CAD/CAM 자카드 시스템을 활용한 인테리어 자카드 직물 디자인 연구」, Journal of Integrated Design Research 14권 4호 (45-56) 2015.
3) EAT Design Scope Victor : 독일의 EAT사에 자카드 직물 설계 프로그램
4) 2D-Simulation : EAT 프로그램에서 실제 조건과 같이 가상으로 직물을 제직해 2D이미지로 볼 수 있는 기능
다. 본 논문은 산업적으로 각광을 받고 있는 자카드 직물 중 활용도가 높은 삼중직 구조의 입체적인 표면을 갖는 자카드 직물을 대상으로 한다. 각각의 경사와 위사로 제직되는 두 레이 어(layer) 사이에 심사를 넣는 방식의 위삽입삼중직으로 한정하고, 중간 레이어는 교차되는 경사 없이 위사만 사용하여 직물의 외관에 나타나지 않고 기능적 역할을 하는 삼중직으로 구성 된 자카드 직물에 관한 내용을 중심으로 다루었다. 실제 제직한 2가지 시직물은 의류 및 텍스 타일 액세서리 용도에 적합한 직물로 그 범위를 제한하였다.
2. 삼중직 입체 자카드 직물 제작 방법 2.1. 삼중직 자카드 직물의 조직 설계
삼중직 직물 구조의 조직설계를 위해서는
<그림 1>과 같이 조직이 세겹으로 나누어져 가공 후 부풀어 오르는 영역은 화이트 컬러, 양면이 붙어서 단단하게 접결 되는 영역은 블 랙 컬러로 표시한 2도의 리피트(repeat)가 반복되는 디자인을 한다. 이때 아트워크의 가 로 사이즈는 경사 밀도와 제직하는 직기의 설 정되어 있는 자카드 구수에 맞춰야 한다. 여 기서 구수는 경사 한 올을 뜻하며, 바늘, 침수, 훅 등과 같은 뜻이고 디지털 디자인에서는 픽셀 로 표현한다. 일반적인 전자 자카드 직기의 구수는 1,200구, 2,400구, 3,600구, 4,800구, 6,000구, 12,000구 등이고 이 외에 업체에서 임의로 변형한 사이즈도 있으므로 자카드를 디자 인할 때는 설계자가 원하는 무늬 사이즈와 사용 가능한 직기의 사이즈가 맞아야 제직할 수 있다. 이 구수를 디자인의 원 리피트(one repeat)의 가로 디지털 픽셀 사이즈로 나누어 정수로 떨어지는 사이즈로 디자인을 하여야 제직이 가능하다. 다시 말하면, 2,400구 직기일 경우 2,400을 나누었을 때 정수 값이 나오는 크기의 원 리피트를 사용할 수 있다. 디자인의 세로 사이즈는 크게 제약은 없으나, 기본적으로 사용하고자 하는 조직들이 반복되어 전체 사이즈에 맞아떨어지도록 조직의 원 리피트 세로 개수의 배수가 되어야 한다. 디자인 가로, 세로 사이즈 구하는 공식은 아래와 같이 정리할 수 있다.
▪ 자카드 가로 사이즈(inch) : 원 리피트 구수 ÷ 인치당 경사 밀도(epi) ex) 2,400구(ends) ÷ 160epi = 15 inch
▪ 자카드 세로 사이즈(inch) : 원 리피트 장수 ÷ 인치당 위사 밀도(ppi) ex) 72장(picks) ÷ 120ppi = 0.6 inch
예시의 아트워크 사이즈를 살펴보면 아직 조직 설정하지 않아 밀도와 픽셀이 늘어나지 않은 것 을 <표 1>과 같이 확인할 수 있다. 아트워크 사이즈에서 주의해야 할 사항은 원단을 수축시 켜 입체적인 결과물을 얻고자 할 때 디자인한
무늬의 가로 세로 비율 및 크기가 최종 원단 완성 시에도 맞아야 하므로 후 가공 공정에서의 수축률을 반영해서 의장에서 사이즈와 밀도를 결정하여야 한다.
EAT Design Scope Victor 프로그램을 이용하여 아래 <그림 2>와 같이 조직을 입력하는데 경사를 홀수 열, 짝수 열로 구분해 앞면에 사용할 1차 경사와 뒷면에 사용할 2차 경사로 나누 고 위사 역시 앞면에 사용할 1차 위사와 중간에 들어가는 심사로 사용할 2차 위사, 뒷면에 사용할 3차 위사로 각각 나누어 조직을 입력하는 방식으로 설계한다. 아래 <그림 2>를 보면 1차 경사와 1차 위사가 만날 때 Ⓐ조직을 설정해 주고 2차 경사와 2차 위사가 만날 때 Ⓑ조직 을 설정해 주는 식으로 조직을 모두 입력하게 된다.
5) 3D-Weave : EAT 프로그램에서 조직을 3D 이미지로 표현하여 볼 수 있는 기능
6) 에어제트 전자 자카드(Air Jet Loom Jacquard Machine) : 공기를 분사력으로 위사를 넣어 직물을 짜는 직기
밀도 사이즈 픽셀
경사 80/inch 1.0 inch 80 pixel 위사 40/inch 0.6 inch 24 pixel
<표 1> 예시의 아트워크 사이즈 (원 리피트 기준)
<그림 1> 삼중직 직물구조 아트워크 예
컬러 조직 합성 조직도 입체 이미지
경사 1 경사 2
위사 1 Ⓐ Ⓑ
위사 2 Ⓒ Ⓓ
위사 3 Ⓔ Ⓕ
경사 1 경사 2
위사 1 Ⓖ Ⓗ
위사 2 Ⓘ Ⓙ
위사 3 Ⓚ Ⓛ
<그림 2> 삼중직 자카드 설계에서 조직의 입력
이렇게 경사는 이중직, 위사는 삼중직 구조 로 조직을 넣어주게 되면 아트워크 사이즈는 그대로 이지만 밀도와 픽셀 수는 <표 2>와 같이 가로로 2배 세로로 3배 늘어나게 되므 로 중직 구조로 직물을 설계할 때는 처음 디
자인 사이즈를 정할 때 반드시 이점을 고려하여야 한다. 조직의 상세 부분을 살펴보면 화이트 컬러는 앞면, 심사, 뒷면으로 구분할 수 있는데 앞면과 뒷면은 밀도, 실의 소재, 실의 굵기, 조직을 표현하고자 하는 디자인과 용도에 따라 각각 다르게 할 수 있고 심사는 원하는 부피감, 장력, 밀도에 따라 실의 종류와 굵기를 다르게 사용하면 된다. 블랙 컬러 부분은 접결 조직으로 원단을 한 겹으로 붙여 주거나 앞뒷면을 교차 시키는 역할을 하는데 이는 제직 시 전체 원단 장력과 원단이 수축했을 경우 화이트 부분과 장력 균형이 맞도록 설정되어야 한다. 조직의 구성이 끝나면 <그림 3>과 같은 구조의 자카드 직물이 된다.
<그림 3> 조직 구성이 끝난 삼중직 자카드 직물의 구조
2.2. 삼중직 자카드 직물의 소재 조합
직물을 설계할 때 그 목적과 특성에 따라 적합한 소재를 선택해야 한다. 삼중직 자카드 직물구 조는 <그림 4>와 같이 앞면(top layer), 심사, 뒷면(bottom layer) 세 겹으로 구성되는데, 앞면은 겉으로 드러나는 부분으로 디자인적 심미성과 사용 목적에 맞는 물리적 특성뿐 아니라,
밀도 사이즈 픽셀
경사 160/inch 1.0 inch 160 pixel 위사 120/inch 0.6 inch 72 pixel
<표 2> 예제의 조직설계 후 의장 사이즈 (원 리피트 기준)
<그림 4> 삼중직 입체 자카드의 기본구조 <그림 5> 삼중직 입체 자카드 직물 입체감의 종류
삼차원 입체 구조를 만들기 위해서 비등수축7)이 적은 소재와 직축8)이 덜한 조직을 사용하여 심사보다 수축을 덜하게 구성해야 한다. <그림 5>와 같이 앞, 뒷면을 똑같이 심사보다 수축 이 덜한 구성으로 조합하면 양면 입체감이 나타나고 앞면은 수축이 덜하고 심사와 뒷면은 비슷 한 수축을 갖도록 구성하면 부조 입체감이 형성된다. 가운데 들어가는 심사는 입체감을 만드는 가장 중요한 역할로 조직의 짜임 없이 장력을 받지 않고 양면 사이에 끼워 있는 구조이어야 수축이 잘 발현될 수 있다. 심사는 원하는 수축의 정도나 부피감, 쿠션감에 따라 실의 수축률과 벌키성9)을 고려하여 실의 굵기나 그 사용 빈도 즉 밀도를 조절하여 사용한다. 세 겹이 모두 똑같은 밀도일 필요는 없으며 직물의 목적에 따라 앞면, 심사, 뒷면의 밀도 비율을 각기 다르게 구성하기도 한다.
일반적으로 쓰는 원사의 소재별 열수축률을 살펴보면 <표 3>과 같으며 후염직물로 삼중 직 입체 자카드 직물 설계 시 열수축률을 고려 하여 소재의 조합을 선택하면 되지만, 선염직 물로 설계 시 사용되는 선염사는 선염 과정에 서 이미 충분히 열에 노출되었으므로 열에 의 한 비등수축은 거의 일어나지 않는다. 선염사 를 대신해 사용할 수 있는 원착사11)는 염색 시 열처리가 되지 않았기 때문에 생사와 비슷 한 열 수축을 보인다. 단편적으로 생각하면 원 사의 수축률만이 직물에 입체감을 결정짓는 요소로 생각하기 쉬우나 실이 벌키 할수록, 굵 기가 굵을수록, 밀도가 많을수록 부피감이 커지고 공기 함유율이 높아져 입체감을 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 후 가공 공정에서 열에 의한 신축으로 입체감과 두께감이 잘 형성될 수 있도록 열에 의해 신축과 벌키성이 증대되는 소재를 심사로 사용하고자 폴리에스터(PET) DTY 가연사를 선택하였다. 가연사는 폴리에스터(PET) 필라멘트에 천연 질감을 부여하고 필 라멘트 생사의 벌키성을 향상시킬 목적으로 개발된 원사로, 벌키 한 사 구조를 가지고 있어 보온성을 높일 수 있고 가벼우며, 피복성이 양호하다. 스펀지와 같은 부드러운 사 구조를 가지 며 크림프로 인한 탄성률이 낮아 신축성이 증가되는 효과가 있다.12)
2.3. 삼중직 자카드 직물의 가공
원단은 일반적으로 <그림 6>과 같은 과정을 거쳐 생산된다. 과정을 살펴보면 크게 원단에 색상을 입히는 염색의 과정이 어느 단계에서 이루어지냐에 따라 원사 단계에서 염색한 사염, 제직 후 원단 자체에 염색하는 침염(포염), 원단에 무늬를 찍는 날염(프린트)으로 구분 지을 수 있다. 공정 중 원사 상태에서 사염한 실로 제직한 직물을 선염 직물이라 하며 제직 후 원단 상태에서 침염한 직물을 후염 직물이라 한다. 이러한 염색 가공 공정에서 열이 가해져 수축이 발생하게 되는데 이는 삼중직 자카드 직물에 입체감을 주는 중요한 과정으로 직물의 소재 구성 에 따라 적절한 방법으로 염색 가공 공정이 진행되어야 한다.13) 원단은 제직 된 후 사용자의 목적과 기호에 따라 알맞은 색상, 형상, 성능이 필요하게 된다. 원단에 이러한 색상, 형상, 성능
7) 비등수축 : 섬유가 열에 의해 줄어드는 성질로서 비수축, 열수축이라고도 하며 비등수축률은 원사 한 가닥이 100℃에 30분 들어 갔다가 나왔을 때 원래 길이 대비하여 얼마나 줄어드는가를 나타내는 것
8) 직축 : 섬유를 직물로 제직할 때 제직 구조에 의해 발생하는 길이의 감소, 위사의 원래 길이 대비 생산된 원단의 줄어든 길이를 직 축, 또는 제직축이라고 하고 그 축률은 통상 6~8%
9) 벌키성(Bulkiness) : 꼬임을 준 실을 열로 고정하고 풀어주는 공정을 통해 실의 부피감을 증가시키는 성질 10) 김병철 외,「섬유기술기초이론」, 한국섬유개발연구원, 2012.
11) 원착사 (原着絲 dope-dyeing) : 합성 섬유에 착색하는 방법의 일종으로 원사방사 전에 수지 상태에서 착색되어 만들어진 색사 12) 강병호,「볼륨감과 신축성이 우수한 신질감 소모조 이수축 혼섬사의 신장거동과 원단 특성분석」 충남대학교 석사학위논문(5),
2016.
13) http://www.textopia.or.kr/korean/tech/ba/book/base04_01.htm
소재 열수축률
면 3~7%
레이온 7~12%
폴리에스터(PET) 일반사 7~11%
폴리에스터(PET) 가연사 5~7%
고수축사 18~20%
나일론 일반사 15%
나일론 가연사 4~7%
<표 3> 소재에 따른 일반적인 열수축률10)
을 부여하는 과정을 염색 가공 공정이라 하고 염색 가공 공정은 크게 전처리, 염색, 후 가공으 로 나눌 수 있다. 전처리 공정은 염색, 가공, 날염을 잘하기 위해서 원단을 준비하는 과정으로 여러 가 지 불순물과 제직 시 장력을 제거하고 원단의 염색 성, 촉감을 개선할 목적으로 실시하게 된다. 이때 기계식 진동과 열을 이용하게 되어 일차적으로 입 체 효과 삼중직 자카드 직물에 필요한 열에 의한 수축이 일어나게 된다. 이후 후염 삼중직 자카드 직 물에 경우 염색 공정에서 2차적으로 열과 물리적인 힘, 화학적인 자극에 의해서 수축이 일어나고 부피 감이 증가해 입체적인 형태가 완성되고 다음 공정 에서 원단이 펴질 정도로 폭을 당기거나 장력을 주 는 공정 없이 마무리되어야만 입체감을 유지할 수 있다.
선염(先染) 삼중직 자카드 직물의 경우 사용된 선 염 실들에서는 사염(yarn dye)시 이미 열 수축이 발생해 더 이상 열에 의한 수축이 일어나지 않기 때문에 본 연구의 시제품인 디자인 2와 같이 심사 만 염색하지 않은 생사를 사용하여 전처리 공정과 수세 공정에서 열에 의한 수축을 발현 시켜 입체감 을 형성하게 한다. 선염 원단 또한 형성된 입체감의 유지하면서 용도, 성능, 형태에 따라 적합 한 방법으로 후 가공 공정을 진행해 원단을 완성한다.
염색 가공 공정은 원단의 소재와 형태, 사용 목적에 따라 과정이 달라지지만 입체 효과를 지닌 삼중직 자카드 직물을 완성함에 있어 크게 <그림 7>과 같이 (A) 후염(後染) 공정과 (B) 선염(先染) 공정으로 구분할 수 있다.
<그림 7> 삼중직 자카드 염색가공 공정
3. 입체 효과 삼중직 자카드 직물 디자인 개발
<그림 8> 입체적인 표면 효과를 갖는 패션 제품 사례 그림
<그림8>과 같이 최근 패션, 풋 웨어, 액세서리 분야에서는 입체적인 표면 효과의 소재를 사용
<그림 6> 섬유제품 생산 공정과 염색 가공 공정
한 텍스처가 있는 입체적인 표면감에 집중하였고 강화된 볼륨감과 삼차원적 입체감을 높이고 신체를 보호하는 특성을 부여하며 대비되는 양면의 사용의 요구가 증가되고 있다. 이러한 영향 으로 시제품 디자인이 추구하는 콘셉트는 단조로운 퀼팅 디자인과 달리 다양한 디자인과 색상 을 표현하며 천연의 재질감과 수직 한 것 같은 조직 감이 느껴지는 직물로 설정하였다. 용도는 여성용 의류, 텍스타일 액세서리 소재이며 목표는 퀼팅이나 본딩 자수와 같은 기존의 입체적인 표면의 원단 대비 생산 공정을 줄여 경제성과 제품 안정성을 높이고 보다 다양한 디자인, 색상, 소재를 적용하는 것이 가능케 하는 자카드 직물디자인을 제시하고자 한다.
3.1. 디자인 A
디자인은 WGSN14)에서 제공한 F/W 2017 트렌드에서 강조한 입체적인 직물 표현에 영향 받아 <그림 9>와 같이 “빛과 그림자에 의한 기하학 도형의 이미지 표현”으로 주제를 정하고 그림자 효과와 연결된 다면체 이미지를 활용하여 디자인하고 쉐도우(shadow)를 연상하게 하 는 음영의 컬러와 잉크 톤으로 물든 고요한 한밤중의 분위기로 색상과 톤을 맞추었다.
<그림 9> 디자인 A의 주제 “빛과 그림자에 의한 기하학 도형의 이미지 표현”
용도는 트위드를 대체할 수 있는 입체 자카드 직물로 여성용 재킷 소재로 하고 디자인 콘셉트에 맞춰 변형된 다면체 입체 모티브를 활용해 <그림 10>과 같이 5도의 색상과 조직단계를 각각 표현하 고자 하였다.
디자인 A의 제직 사양은 아래 <표 4>와 같이 설정하였는데 경사 는 폴리에스터(PET) DTY 원착사(原着絲, dope dyed yarn)를 사용하여 어느 정도 경사 방향 쪽 수축을 유도하여 위사 쪽의 입 체감을 보완하고자 했다. 앞면의 위사는 부조적인 입체감을 위하 여 위사 밀도를 2배인 40T로 설정하여 밀도감을 높이고 더 이상
수축이 없는 SIRO15) 면 선염사를 사용하였는데 두 가지 색사가 멜란지16)하게 보이는 효과가 있어 표면 색감과 자연스러운 질감 표현에 심미성을 높일 수 있다. 뒷면은 직물 전체의 중량과 가격을 낮추기 위해 밀도를 1/2로 설정하고 폴리에스터(PET) DTY 선염사를 사용하여 더 이상 수축이 일어나지 않도록 설정하였다. 심사는 수축이 잘되고 부피감이 좋은 폴리에스터 (PET) DTY 600D 생사를 사용하였지만 앞면에 비해 심사의 밀도를 1/2로 설정함으로써 과하 게 수축하지 않도록 조절하였다.
아트워크 디자인 원 리피트의 실제 사이즈는 <표 5>의 아트워크 사이즈와 같으며 조직을 경사 이중직 위사 삼중직으로 설정하고 앞면 위사 밀도를 두배로 추가해 주면 디자인 사이즈는 동일 하지만 실제 밀도와 픽셀 사이즈는 의장사이즈와 같이 경사 두 배 위사 네 배로 증가된 것을 비교하여 볼 수 있다.
14) WGSN : 글로벌 트렌드전망 기업, 온라인 회원제 서비스를 통해 트렌드 정보와 컨설팅 서비스를 제공하는 사이트 https://www.wgsn.com/ko/
15) SIRO사 : 두 가닥의 Roving사 정방에서 연신 및 꼬임을 주어 한 가닥으로 만든 Ring사 16) 멜란지(Melange) : 두 가지 색 이상의 재료가 섞여 혼합된 색으로 보이는 것
1. 2. 3. 4. 5.
5도 디자인
<그림 10> 디자인 A의 아트워크
디자인 1의 아트워크 사이즈 디자인 1의 조직설계 후 의장 사이즈
밀도 사이즈 픽셀 밀도 사이즈 픽셀
경사 123.25 본/inch 2.43 inch 300 pixel 246.5 본/inch 2.43 inch 600 pixel 위사 20 T/inch 2.6 inch 52 pixel 80 T/inch 2.6 inch 208 pixel
<표 5> 디자인 A의 아트워크 사이즈와 조직 설계 후 의장 사이즈의 비교 (원 리피트 기준)
<그림 11>의 조직 설정을 보면 1~4번 조직은 앞면, 심사, 뒷면 세 겹으로 각각 떨어져 있는 조직이 되고 앞면에서 경·위사의 조합을 각기 다르게 설정하며 네 가지 색상으로 면을 표현하 였다. 5번 조직은 접결 조직으로 세 겹이 붙어있는 조직으로 설정하였다. 조직의 설정이 계획 대로 잘 되었는지 <그림 11>의 2D-Simulation Image와 같이 실제 제직해 본 것처럼 이미지 를 확인할 수 있다.
조직 설정
2D-Simulation Image
1. 2. 3. 4. 5.
<그림 11> 디자인 A의 조직설계 정보
실제 제직한 결과물의 이미지는 <그림 12>와 같다.
제품이 완성된 후 경사 방향(세로) 위사 방향(가로)으로 수축률이 얼마나 되는지 측정해 보고 예측한 사이즈와 유도한 입체감이 계획한 대로 실현되었는지 <표 6>과 같이 확인하였다. 향 후 동일한 사양의 직물을 설계한다면 아트워크 디자인에 수축률을 반영하여 디자인하여야 원 하는 비례와 사이즈의 결과물을 얻을 수 있다.
의장 사이즈 완성 사이즈
수축률
밀도 사이즈 밀도 사이즈
경사 246.5 본/inch 2.43 inch 272.73 본/inch 2.2 inch 9.4 %
위사 80 T/inch 2.6 inch 85.95 T/inch 2.42 inch 6.8 %
<표 6> 디자인 A의 실제 제품 사이즈와 수축률 (원 리피트 기준)
3.2. 디자인 B
디자인B의 주제는 WGSN에서 제공한 S/S 18 하이퍼 리얼 테마에서 영감을 받아 <그림 13>
의 이미지와 같이 새로운 식물 형태와 부피감 표현을 제품 및 소재에 적용시켜 트로피컬 나뭇 잎 모티브로 디자인하였다.
항목 사양 항목 사종 밀도
본수 14,790 본 경사 1. PET DTY 100D 원착사 252.8 본/inch
기계 폭 60 inch
위사
1. SIRO20'S/2합연 선염사 (앞면) 2. PET DTY 300D 선염사 (뒷면) 3. PET DTY 600D 생사 (심사)
40 T/inch 20 T/inch 20 T/inch
구수 2,400 구
<표 4> 디자인 A의 제직 사양
<그림 13> 디자인 B의 주제 “새로운 식물 형태와 부피감”
디자인 B는 양면이 동일하여 안감 없이 사용 가능한 여성용 재킷 소재이므로 양면 입체감이 나타나도록 하였다. 잔잔한 무늬의 엠 보싱 효과를 주기 위해 <그림 14>와 같이 면과 라인으로 구분하 고 면을 2도로 나눠 각각 헤링본 조직감을 넣어 트로피컬 나뭇잎 의 느낌을 표현하였다.
디자인 B의 제직 사양은 <표 7>과 같으며 경사를 폴리에스터 (PET) DTY 선염사를 사용하여 경사 방향으로의 수축을 최소화 하여 원단의 수축 현상을 방지하고 심사로 폴리에스터(PET)
DTY 300D를 앞면과 뒷면 동일하게 40T 넣음으로써 수축을 많이 유도하여 볼륨감을 극대화 하고자 설계하였다. 앞·뒷면은 얇은 면 COMA30'S 선염사를 밀도 있게 채워 줌으로써 코머 사17) 특유의 부드러운 터치감과 탄력을 부여하였다.
아트워크 디자인 원 리피트의 실제 사이즈는 <표 8>와 같으며 가로 방향으로 많이 수축 될 것을 예상하여 가로 방향 사이즈를 25% 크게 하였다. 조직을 경사 이중직 위사 삼중직으로 설정하고 앞면, 심사, 뒷면을 동일한 밀도로 하였다. 디자인 A와 마찬가지로 디자인 사이즈는 동일하지만 실제 밀도와 픽셀 사이즈는 의장 사이즈와 같이 증가되는 것을 알 수 있다.
17) 코마사(combed yarn) 카아딩이 끝난 섬유를 다시 나란히 재배열하고 불순물을 제거하며 짧은 섬유를 제거하는 코밍공정까지 마 치고 만든 실로 얼룩이나 잔털이 적은 균일한 실로 카드사 보다 고급품이고 단섬유의 함량이 적어 강력과 균제도가 우수함.
항목 사양 항목 사종 밀도
본수 14,790 본 경사 1. PET DTY 100D 선염사 246.5 본/inch
기계 폭 60 inch
위사
1. CO COMA30'S 선염사 (앞면) 2. PET DTY 300D 생사 (심사) 3. CO COMA30'S 선염사 (뒷면)
40 T/inch 40 T/inch 40 T/inch
구수 2,400 구
<표 7> 디자인 B의 제직 사양
1. 2. 3.
3도 디자인
<그림 14> 디자인 B의 아트워크
<그림 12> 디자인 A 실제 제직 결과물 이미지
디자인 1의 아트워크 사이즈 디자인 1의 조직설계 후 의장 사이즈
밀도 사이즈 픽셀 밀도 사이즈 픽셀
경사 123.25 본/inch 0.32 inch 40 pixel 246.5 본/inch 0.32 inch 80 pixel
위사 40 T/inch 0.6 inch 24 pixel 120 T/inch 0.6 inch 72 pixel
<표 8> 디자인 B의 아트워크 사이즈와 조직 설계 후 의장 사이즈의 비교 (원 리피트 기준)
조직은 <그림 15>를 보면 면에 해당하는 2, 3번 컬러 부분에는 앞·뒷면을 헤링본 조직으로 동일한 위심입삼중직으로 설정하고 라인인 1번 블랙 컬러 부분은 단단한 접결 조직으로 박음 질하듯 조직을 삽입하여 입체감이 잘 나타나도록 설계하였다.
디자인 B를 실제 제직한 결과물의 이미지는 <그림 16>과 같다.
제품이 완성된 후 <표 9>와 같이 사이즈를 측정하여 장 방향(세로) 폭 방향(가로)으로 수축 률이 얼마나 되는지 확인해 보았다. 일반적으로 직축을 6~8%18)로 보기 때문에 계획한 대로 장 방향(세로) 열 수축은 거의 일어나지 않았고 폭 방향(가로)으로는 수축이 많이 일어나 결과 물의 측면 사진처럼 입체 효과가 많이 일어난 것을 확인할 수 있다.
4. 결론 및 제언
시장 환경의 변화와 기술 발달로 입체 효과를 지닌 삼중직 자카드 직물이 새로운 텍스타일 로 제시되고 활용도가 높아짐에 따라 관련 종사자들을 돕기 위해 삼중직 입체 자카드 직물 설계 방법에 대한 구체적이고 실증적인 연구가 꼭 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 텍스
18) http://super.textopia.or.kr:8090/new/resources/book/base_06_07.htm 표3-3
의장 사이즈 완성 사이즈
수축률
밀도 사이즈 밀도 사이즈
경사 246.5 본/inch 0.32 inch 266.67 본/inch 0.3 inch 6.3 % 위사 120 T/inch 0.6 inch 126,32 T/inch 0.57 inch 5 %
<표 9> 디자인 B 실제 제품 사이즈와 수축률 (원 리피트 기준)
조직 설정 2D-Simulation Image
1. 2. 3.
<그림 15> 디자인 B의 조직설계 정보
<그림 16> 디자인 B 실제 제직 결과물 이미지
타일 디자인 분야에 나타나고 있는 입체적인 표면 소재들의 사례를 살펴보고 다양한 분야에서 활용할 수 있는 입체 효과 삼중직 자카드 직물 설계에 필요한 여러 가지 요소를 실제 의장설계 기술을 접목하여 상세히 설명하였다. 시제직 과정을 통해 얻은 결론은 다음과 같다.
삼중직 입체 자카드 직물 설계에 있어 앞면과 심사, 뒷면을 구성하는 원사의 수축률의 차이와 조직구조별 수축률의 차이를 고려하여 설계하게 되면 결과물에서 보여 지는 입체감의 정도와 제직 결과물 원단의 수축률을 목표한 바에 맞게 얻을 수 있다. 통상적으로 앞면과 뒷면은 수축 률이 낮고, 심사는 수축률이 높은 원사와 조직구조를 적용하게 되면 큰 입체감과 신축성을 얻을 수 있고, 이 차이를 적게 하면 입체감이나 신축성이 적어지게 된다. 이러한 기본 원리 하에서 다양한 방식을 적용함으로써 목적에 맞는 입체 효과를 지닌 삼중직 자카드 직물을 설계 할 수 있다. 이상의 내용을 실제로 증명하고 이해를 돕기 위하여 실제 두 가지의 디자인을 설계하고 제직한 결과를 제시하였다. 각각의 디자인은 양면이 다른 조직감을 갖게 하거나 양면 이 같은 조직감을 갖게 하여 단면 사용 또는 양면 사용이 가능한 입체 효과 삼중직 자카드 직물로 제시 하였고, 각각의 디자인에 대한 상세한 원사 선택과 조직구조, 후가공 방법을 설명 하였으며, 제직 결과물의 수축률을 제시함으로써 향후 관련 종사자가 원단을 설계할 때 목적하 는 결과물을 얻기 위한 설계 데이터로 참조할 수 있도록 하였다. 직물을 제직함에 있어 사종, 후가공, 밀도, 조직의 종류 등등에 의해 원단 생산 후 결과는 무수히 다르게 나올 수 있다.
이를 예측하는 것은 오랜 경험에 의한 추측에 의존했으나 향후 연구를 통하여 보다 다양하고 새로운 소재와 조직 구조의 적용에 관한 연구 데이터의 축적은 업계 종사자들에게 큰 도움이 될 것으로 사료된다. 이 연구에서는 위삽입삼중직에 한정하여 조직설계, 재료의 조합, 후가공 의 영향에 의한 효과 설명하였으나 제시된 사례와 함께 심미성을 위한 표면의 특성 뿐 아니라 기능성이 보완된 체계적인 데이터가 구축 될 수 있도록 더욱 다양한 조건에서 결과를 변화 시킬 수 있는 제직 조건과 과정에 대한 구체적인 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서 제시된 입체 효과 삼중직 자카드 직물 설계 기술과 데이터는 섬유 소재 기술 발전 과 더불어 그 중요도가 커지고 있는 삼중직 자카드 직물 설계에 있어서 새로운 디자인 개발은 물론 소재의 낭비를 차단하는 친환경적 요소를 지니며 기능적인 소재의 역할까지 겸비하여 다양한 분야로 텍스타일의 활용성을 확장시킬 수 있다. 또한 생산원가는 낮추고 생산성은 증가 시키는 경제적인 이점도 있어 섬유산업의 고부가가치 창출에 기여할 요긴한 자료로 사용될 것으로 기대한다.
참고문헌
김병철 외,「섬유기술기초이론」, 한국섬유개발연구원, 2012.
강병호,「볼륨감과 신축성이 우수한 신질감 소모조 이수축 혼섬사의 신장거동과 원단 특성분석」 충남대학교 석사학위논문, 2016.
국제섬유신문, 「직물수출 기회가 왔다」, 2014년 9월 29일자.
문보영,「이중직 직물구조를 활용한 3차원적 자카드 직물 디자인 개발」, 디지털디자인학연구 14권 2호 (599-608) 2014.
최진아,「CAD/CAM 자카드 시스템을 활용한 인테리어 자카드 직물 디자인 연구」, Journal of Integrated Design Research 14권 4호 (45-56) 2015.
http://www.kofoti.or.kr https://www.wgsn.com http://www.textopia.or.kr
