KR100365188B1 - 고밀도 극세 공극 직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유해성 미생물 및 그로부터 유발되는 초미세 부산물 차단용 고밀도 초극세 공극 직물에 관한 것으로서, 본 발명의 고밀도 극세 공극 직물은 0.1 내지 4㎛ 의 평균 공극 크기를 갖고 있으면서도, 높은 수분투습도와 세탁견뢰도를 가짐으로서, 최근 보고되고 있는 10㎛ 이하의 크기를 갖는 알레르기 원인물질을 효과적으로 차단할 수 있고, 알레르기성 물질 및 유해물질을 차단할 필요가 있는 다양한 생활용품에 사용할 수 있다. 또한 상기 직물은 유사한 목적의 기존직물에 비해 우수한 수분 투과성과 적절한 통기성을 제공하여 생활용품에 적용성이 높다.

Description

고밀도 극세 공극 직물{A high density micro-fiber fabric}

본 발명은 고밀도 극세 공극 직물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 0.1 내지 4.0 ㎛의 평균 공극 크기를 가지며, 유해성 미생물 및 그로부터 유발되는 초미세 부산물을 차단할 수 있는 고밀도 극세 공극 직물에 관한 것이다.

산업 혁명 이후 이루어진 사회 전반의 급속한 현대화는 인간에게 수많은 편리를 제공하였으나, 그 반대급부로 환경오염이라는 커다란 문제를 야기시켜 왔다. 이로 인해, 인간과 그 일생을 같이하는 지구상의 수많은 미생물들의 생활 양상도함께 변화하였으며, 최근에는 기존의 살충제 등으로 제거하기 매우 곤란한 미생물들이 등장하고 있다.

또한, 아파트의 발달로 인해 주거문화가 대규모화, 집단화되고 실내 생활 위주로 이루어지면서, 그 동안 간과되던 많은 미세 물질들이 여러 가지 질병의 원인물질임이 밝혀지고 있으며, 특히, 최근 급증하고 있는 알레르기 질환의 주원인이 동물의 털이나 집먼지진드기 등인 것으로 밝혀지고 있다. 이와 같이 사람이 활동하는 환경에 기생하여 알레르기를 유발하는 미생물로서 가장 대표적인 것으로는 진드기류, 특히 약 100 내지 300 ㎛의 크기를 가지는 집먼지진드기가 있으며, 집먼지진드기에서 배출되는 약 40 ㎛ 이하의 크기를 가지는 배설물이나 사체가 분해되면서 발생되는 단백질도 알레르기의 주요 인자인 것으로 밝혀지고 있다. 또 다른 알레르기 원인물질로는 고양이털(Cat Fur), 바퀴벌레, 바퀴벌레의 배설물 등이 알려져 있다.

이와 관련하여 Platts-Mills TAE 등의 "Dust mite allergens and asthma, Report of a Second International Workshop" (J. of Allergy and Clin. Immunology, 제 37권, pp. 1046-1050, 1992년)에서는 "공기부유 Group I Mite Allergen은 그 대부분이 직경 10~40㎛의 비교적 큰 분변 입자와 관련이 있다는 것이 증명되었다."라고 개시하고 있으며, 홍천수의 "집먼지진드기와 임상알레르기" (알레르기, 제11권 제3호, pp. 297-308, 1991년)에서는 "집먼지진드기는 알레르기 질환의 원인으로 전세계적인 문제로 지목받고 있으며, 우리나라에서도 호흡기 알레르기 질환의 가장 중요한 원인이다. 일반인들에게는 알레르기 질환의 발생원인으로집먼지진드기 밖에 없다고 해도 과언이 아니다."라고 개시하고 있다.

이러한 사실들이 알려지면서, 이에 대한 방지책이 다각도로 강구되고 있다. 이와 같은 알레르기 질환의 방지책으로써 현재 알려진 가장 효과적인 방법은 섬유의 단사섬도가 0.5 데니어 이하인 극세사를 이용하여, 평균 공극이 10 ㎛이하인 직물을 제직하여 사용하는 것이다(일본특허 공개 평11-217745호). 그러나 이와 같은 극세 공극 직물의 경우, 다음과 같은 몇 가지 문제점으로 인해 일반적인 생활용품으로 사용하기에는 무리가 있다. 대표적으로, 공극의 크기를 줄이는 것에만 중점을 둔 통상적인 알레르기 방지 직물은 일상용품에 활용되었을 때, 극세 섬유 특유의 경직성으로 인해 비교적 큰 마찰음을 일으킬 뿐만 아니라, 세탁 내구성이 떨어져 세탁 후 공극의 크기가 급격히 증가하므로, 이와 같은 직물을 이용한 제품의 사용 수명이 매우 짧다는 단점이 있다. 또한 차단막의 역할에만 중점을 둔 제품은 천연 섬유로 직물을 직조한 후, 표면에 우레탄이나 비닐 등의 비통기성 코팅처리를 수행하는데, 이와 같이 코팅 처리된 제품은 수분과 공기의 투과를 막기 때문에 신체에 대한 착용감을 극도로 저하시키고, 피부에 악영향을 끼칠 우려가 있어 침구로써 부적합한 단점이 있다.

또한 최근의 연구에서는 기존의 10㎛의 크기를 평균 공극으로 갖는 직물로는 알레르기 원인물질을 효율적으로 차단하지 못한다는 것이 밝혀지고 있다. 예를 들면 John W. Vaughan 등의 "Evaluation of materials used for bedding encasement: Effect of pore size in blocking cat and dust mite allergen" (J. of Allergyand Clin. Immunology, part I, 제103권 제2호, pp. 227~231, February 1999)에서는 "Der fI과Der pI과 같은 집먼지진드기 알레르겐을 검출 기준 이하로 차단하기 위해서는 10㎛ 보다 작은 공극 크기를 갖는 직물이 필요하고, 평균 공극 크기 6㎛ 미만의 직물이 고양이 털로부터 발생되는 알레르겐을 차단하였다."라고 개시하고 있다.

또한 일본특허공개 평11-217745에 제시된 알레르겐 배리어 직물은 4 내지 10㎛의 공극크기를 가지고 0.5 내지 25 cfm(ASTM D-737로 정해진 미국 연방시험표준규격 5450 으로 측정)의 공기 투과도와 800g/㎡/24h을 초과하는 투습도를 가지는 것으로 되어있지만, 상기 직물은 천연직물과 비교하였을 때 상당부분 신체 적용성이 떨어지고, 이를 5회 정도 세탁하면 공극이 약30%(최대 12.5 ㎛) 정도로 커지게 되어, 10 ㎛ 이하의 크기를 가지는 알레르기 원인물질을 실질적으로 차단할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 유해성 미생물 및 그로부터 유발되는 미세 부산물을 차단할 수 있는 고밀도 극세 공극 직물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 5회 이상의 세탁 후에도 공극의 크기가 적절하게 유지되고, 투습도와 공기투과도가 우수하여, 생활용품으로서 유용한 고밀도 극세 공극 직물을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고밀도 극세 공극 직물을 광원 조사식 현미경으로 관찰한 사진(배율: 100배)이다.

도 2는 통상적인 극세 공극 직물을 광원 조사식 현미경으로 관찰한 사진(배율: 100배)이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 합성섬유 극세사로 제조된 극세 공극 직물에 있어서, 평균 공극의 크기가 0.1 내지 4.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물을 제공한다. 본 발명은 또한 상기 고밀도 극세 공극 직물을 이용하여 제조한 것으로서, 생활용품, 의료용 물품, 유아용품, 또는 놀이기구 등에 적용되는 카바지, 커튼지 등을 제공한다.

상기 직물은 인치당 경사의 수가 150개 이상이고, 위사의 수가 110개 이상이며, 1.0 내지 30 cfm의 공기투과성 및 1500 g/㎡/24h 이상의 수분 투습도를 가지며, 제직된 후, 65 내지 75℃의 온도, 65 내지 70 m/min의 속도, 25 내지 30 ton의 압력 조건에서 시레(cire) 가공하여 제조된 것이 바람직하다. 또한 상기 직물을 제조하는데 사용되는 합성섬유 극세사는 폴리에스테르 극세사 및/또는 폴리에스테르/나일론 복합분할사이며, 단사 섬도가 0.5 데니어 이하인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 고밀도 극세 공극 직물은 합성섬유 극세사, 예를 들면 폴리에스테르(polyester) 극세사 및/또는 폴리에스테르/나일론(nylon)복합 분할사 등의 극세사로 직물을 제직하고, 상기 직물을 후가공 처리함으로서 제조된다. 본 발명에 따른 직물을 제조하기 위한 합성섬유 극세사의 단사섬도는 0.5 데니어(denier) 이하(복합분할사의 경우에는 분할후의 단사섬도)인 것이 바람직하고, 0.3 데니어 이하이면 더욱 바람직하다.

본 발명의 고밀도 극세 공극 직물은 제직 후 숙성, 수세, 정련, 염색, 유연 및 대전방지 가공 등의 통상적인 후가공 처리를 수행한 후, 시레(cire) 가공을 더욱 수행하여 제조된다. 상기 시레 가공은 65 내지 75℃의 롤러 온도, 65 내지 70 m/min의 원단 이송 속도, 25 내지 30 톤의 롤러 압력 조건에서 실시하는 것이 바람직하며, 70℃의 온도, 70 m/min의 속도, 28 톤의 압력으로 가공하면 더욱 바람직하다. 여기서 시레 가공의 온도가 65℃미만이면 공극의 크기가 커지는 문제가 있고, 75℃를 초과하면 원단의 촉감성이 손상되는 문제가 있으며, 상기 이송속도가 65m/min 미만이면 촉감성은 상승되나 공극이 불균일한 문제가 있고, 70m/min을 초과하면 원단이 강직해지는 문제가 있으며, 상기 롤러의 압력이 25톤 미만이면 섬유 올 사이에 처리제가 잔존하는 단점이 있으며, 30톤을 초과하면 섬유의 단락 현상이 발생해 공극의 크기가 커지고 불균일해질 우려가 있다.

이와 같은 후가공 처리는 본 발명의 고밀도 극세 공극직물의 신체 적용성, 세탁내구성과 관련하여 특히 중요하다. 또한, 통상적인 직물에서 대두되는 정전기 문제를 해결하기 위하여, 통상적인 대전처리를 실시함으로써 직물 표면의 전하를 중화시킬 수도 있으며, 통상적인 유연제 처리 및 염색을 수행하여 제조할 수도 있다.

상기 공정을 거쳐 제조된 본 발명에 따른 고밀도 극세 공극 직물은 인치당 150개 이상의 경사수와 110개 이상의 위사수를 가지며, 평균 공극 크기가 0.1 내지 4 ㎛인 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명에 따른 직물은 보다 작은 평균 공극을 유지하면서도 종래의 직물에 비해 높은 1.0 내지 30 cfm의 공기투과성을 가지며, 1500 g/㎡/24h을 초과하는 수분 투습도를 가지므로, 신체에 대한 적용성이 천연직물과 유사하여 다양한 알레르기 방지용 생활용품에 활용할 수 있다. 일 예로 본 발명의 직물은 유해 미생물 및 이로부터 배출되는 미세 부산물을 차단하기 위하여 활용될 수 있다. 즉, 본 발명의 직물은 0.1 내지 4 ㎛의 공극크기를 가지므로, 통상적인 알레르기 원인물질의 대부분을 차단할 수 있으며, 침구류 등 기존 생활용품에 대한 카바 등의 용도에 적합하다. 또한, 본 발명의 직물은 위생과 멸균의 필요성이 중시되는 환자용 물품, 즉, 의료용 침대 메트리스, 침구 등의 커버지 및 환자의 격리를 위해 사용하는 커튼지로 사용할 수 있으며, 인형, 유아용 옷, 유아용 놀이기구 등의 생활용품 카바 등 다양한 용도에 사용될 수 있다. 또한 천연 또는 합성 직편물, 부직포, 필름, 시트(sheet) 등을 접착하여 이중 또는 다중의 구조 형태로 사용할 수도 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예와 비교예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]분할사를 이용한 극세 공극 직물 제조

나일론 1 필라멘트와 폴리에스터 8 필라멘트를 갖는 9분할 0.2 데니어의 극세섬유((주)휴비스, PN DTY 75d/36f)를 일반적인 호제(대한유화(주), NEWJET DH-2001P)를 사용하여 사이징 작업 후, 경사 및 위사로 사용하고, 에어제트(Air Jet)직기를 이용하여 1인치 당 170본, 70인치 폭으로 평직하였다.

제조된 직물을 물 1리터 당 0.5g의 NaOH를 용해시킨 용액에 정련제(scourwet-2002, 대동유화공업 제조)를 10g/l로 투입하여 제조한 조제를 이용하여 60℃에서 40분 동안 정련하고, 60℃에서 8시간 동안 숙성한 다음, 95℃에서 40분간 물로 수세하고, 탈수하였다. 다음으로 통상적으로 이용되는 시레 가공기를 이용하여 70℃의 온도, 70m/min의 이송 속도, 28ton의 롤러 압력에서 시레 가공하여 고밀도 극세 공극 직물을 제조하였다.

[실시예 2]폴리에스터 단독사를 이용한 극세 공극 직물 제조

65 데니어, 204 필라멘트의 폴리에스터 단독사((주)효성, FLAT(WD) DTY 65D)를 일반적인 호제(대한유화(주), NEWJET DH-2001P)로 사이징 작업 후, 경사 및 위사로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고밀도 극세 공극 직물을 제조하였다.

[비교예] 시레(Cire) 가공을 하지 않은 직물 제조

시레(Cire) 가공하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 직물을 제조하였다.

실시예 1에 따라 제조된 극세 공극 직물을 광원 조사식 현미경(배율: 100배)으로 촬영하여 도 1에 나타내었으며, 비교예의 극세 공극 직물을 촬영하여 도 2에 나타내었다. 도 1 및 도 2에서 빛이 투과되어 밝은 부분이 공극을 나타내는 것으로서, 도 1의 극세 공극 직물에서는 공극이 거의 보이지 않고, 위사와 경사의 배열이 매우 조밀하고 균일한 반면, 도 2의 극세 공극 직물에서는 위사와 경사가 교차되는 부분에서 상당한 크기의 공극이 보이는 것을 알 수 있다.

또한, 제조된 직물의 공극 유지 정도를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 및 2에서 제조한 직물을 5, 20, 50회의 세탁한 후, 세탁 전, 후의 공극 크기 변화, 수분 투습도, 및 공기 투과도를 측정하여 하기 표 1 및 표 2에 각각 나타내었다. 세탁은 일반 가정용 6ℓ세탁기의 전자동 코스를 이용하여 중성세제 하에서 연속으로 실시하였으며, 평균 공극 크기는 본 발명자가 제시하고, 한국 생활용품 시험연구원에서 인증한 공극 측정방법(인증번호 : 20576)을 사용하여 측정하였으며, 수분 투습도는 KS K 0594에 제시된 Water Method를 이용하여 대한민국 공인 시험기관인 원사직물시험연구원(FITI)에서 실시하였으며, 공기 투과도의 KS K 0570-1997 에 제시된 프라지어 법(Frazier Method)를 이용하여 역시 원사직물 시험연구원(FITI)에서 측정하였다. 또한 동일한 방법으로 비교예의 직물을 시험하여 실시예 2와의 비교 결과를 표 3에 나타내었다.

실시예 1의 직물 특성	세탁전	5회 세탁후	20회 세탁후	50회 세탁후	비 고
평균공극크기(㎛)	1.54	1.56	1.65	1.66	7% 증가
최소공극크기(㎛)	0.20	0.20	0.21	0.21	5% 증가
최대공극크기(㎛)	3.84	3.84	3.98	4.03	4% 증가
수분투습도(g/㎡/24h)	2025	2048	2092	2101	3% 증가
공기투과도(cfm)	9.8	10.2	10.4	10.4	6% 증가

실시예 2의 직물 특성	세탁전	5회 세탁후	20회 세탁후	50회 세탁후	비 고
평균공극크기(㎛)	1.03	1.09	1.09	1.10	6% 증가
최소공극크기(㎛)	0.06	0.06	0.06	0.06	0% 증가
최대공극크기(㎛)	3.11	3.12	3.18	3.19	2% 증가
수분투습도(g/㎡/24h)	2112	2126	2141	2147	1% 증가
공기투과도(cfm)	8.7	8.9	9.2	9.3	6% 증가

시레가공하지 않은 실시예2 직물 특성	시레가공 실시	시레가공 미실시	비 고
평균공극크기(㎛)	1.03	3.45	334% 증가
최소공극크기(㎛)	0.06	0.37	616% 증가
최대공극크기(㎛)	3.11	4.36	140% 증가
50회 세탁 후 평균공극크기 변화(%)	6.0	11.5	191% 증가

상기 표 1 내지 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 고밀도 극세 직물은 비교예의 직물과 대비하여 50회 세탁 후에도 세탁 전과 거의 동일한 공극 크기를 유지하였을 뿐만 아니라, 수분 투습도나 공기투과도 역시 양호한 상태로 유지되므로, 세탁을 실시한 경우에도 우수한 알레르기 방지 특성 및 신체 적용성을 그대로 유지함을 알 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 직물은 5회 이상의 세탁을 거친 후에도 0.1 내지 4 ㎛의 평균 공극을 유지하여, 유해성 미생물 및 그로부터 유발되는 초미세 부산물을 효과적으로 차단하기 때문에 기존 제품이 가지는 실제 적용상의 문제점을 개선하였으며, 침대 카바, 유아용 의류 등 다양한 알레르기 방지 제품에 적용될 수 있다.

Claims (8)

1. 합성섬유 극세사로 제조된 극세 공극 직물에 있어서,제직된 후, 65 내지 75℃의 온도, 65 내지 70 m/min의 속도, 25 내지 30 ton의 압력 조건에서 시레(cire) 가공하여 제조된 것으로서,평균 공극의 크기가 0.1 내지 4.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 합성섬유 극세사는 폴리에스테르 극세사 및/또는 폴리에스테르/나일론 복합분할사인 것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물.
4. 제1항에 있어서, 인치당 경사의 수가 150내지 170개, 위사의 수가 110내지 170개인 것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물.
5. 제1항에 있어서, 합성섬유 극세사의 단사 섬도가0.2 내지 0.5 데니어인것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물.
6. 제1항에 있어서, 상기 극세 공극 직물은 1.0 내지 30 cfm의 공기투과성 및1500 내지 2147 g/㎡/24h의수분 투습도를 가지는 것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물.
7. 제1항에 있어서, 상기 고밀도 초극세 공극 직물표면에 천연직물 또는 합성직물을 접착하여 이중 또는 다중 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고밀도 극세 공극 직물.
8. 제1항의 고밀도 극세 공극 직물을 이용하여 제조한 생활용품 카바지.