KR100457319B1 - 온도조절형 인공지능섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유단면에 상변화물질을 함유한 마이크로캡슐(1)이 분산되어 있고 섬유표면에는 미세기공(2)들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인공지능형 온도조절섬유에 관한 것이다. 본 발명은 보온성, 쾌적성이 우수하여 스포츠의류, 침구류, 기타 스포츠용품에 유용하다.

Description

온도조절형 인공지능섬유 {A self temperature control fiber}

본 발명은 온도조절형 인공지능섬유에 관한 것으로서 화학섬유 원사에 온도조절기능을 갖는 상변화물질이 미세 마이크로캡슐에 내장된 후 섬유단면에 분포된 섬유에 관한 것이다.

인체는 운동이나 외부온도가 상승하게 되면 체온조절을 위해 땀을 흘리게 되고 이때 발생된 땀은 의복을 적셔 불쾌한 착용감을 야기시키며 수분이 장시간 섬유내에 체류하게 되면 체온을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 운동시 또는 주위 온도가 상승시 발생되는 잉여의 열에너지를 섬유내부에 분산된 상변화물질이 흡수하여 체온의 상승을 근본적으로 억제시키고 운동 후 즉, 체온이 떨어지는 시점에서 그 흡수된 열에너지가 체내로 재 방사되므로써 항상 일정한 온도를 유지시켜 쾌적한 착용감을 제공하여 준다.

종전 기술은 온도조절형 상변화물질을 섬유를 제직, 염색한 후 코팅공정에서 상기 물질을 도포하므로써 보온기능을 부여하였으나 이 경우 통기성 저하는 물론 중량이 무거워지고 Touch가 뻣뻣하여 착용감이 저하되며 장기간 사용시 도포면이 손상되어 성능이 떨어지게 된다. 따라서 상변화물질을 방사시 원사내부에 균일하게 분포시켜 주므로써 기능성이 영구적으로 유지되며 통기성에도 문제가 없어 최적의 착용감을 제공하여 준다.

본 발명은 상변화물질을 함유한 마이크로캡슐분말을 마스터베치로 제조한 후 합성섬유 방사시 복합방사함으로써 섬유에 온도조절기능을 부여하고자 한다.

도1은 본 발명의 온도조절형 인공지능섬유의 횡단면 확대도이다.

도2는 본 발명의 온도조절형 마이크로캡슐의 단면도이다.

도3은 본 발명의 온도조절형 인공지능섬유의 종단면도이다.

본 발명은 온도조절형 인공지능섬유에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본 발명은 섬유단면에 온도조절형 상변화물질을 함유한 마이크로캡슐(2)이 존재하며 섬유표면에 미세기공(5)들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절형 인공지능섬유에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

상변화물질이란 특정온도에서 온도의 변화없이 고체에서 액체 또는 액체에서 기체로 또는 그 반대방향으로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다. 이와 같이 상변화물질이 상변화시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라고 하는데 상당한 양의 운동 열에너지를 저장하고 방출하는 능력을 가지게 된다. 따라서 운동시 발생되는 상당한 양의 열에너지를 흡수하여도온도의 상승없이 단지 고체에서 액체로 그 상만을 변화시켜 주므로써 체온의 상승을 막을수가 있다. 반대로 액체로 전이된 상이 고체로 바뀌면서 그간 흡수한 많은 열에너지를 체내로 방출시키므로써 체온의 저하를 막아주는 기능을 갖게 된다 상변화온도는 다양하게 설정이 가능하나 의류용 용도는 25℃가 적합하다.

먼저 본 발명의 온도조절형 인공지능 섬유는 일반 섬유성분(1)과 온도조절 상변화물질을 함유한 마이크로캡슐분말(2)이 첨가된 섬유성분을 통상의 복합방사방법으로 제조한다. 상변화 마이크로캡슐은 25℃ 온도에서 상변화를 일으키는 Core material(3)과 이를 보호하거나 방출속도를 제어하는 고분자 물질로 만들어진 Wall material(4)로 구분되며 그 크기는 수㎛정도로 대단히 미세하다. 상기 상변화 마이크로캡슐은 분말 타입으로 만든 다음 이를 Master batch화 하여 전체섬유 중량대비 5∼30중량%로 복합방사한다. 상변화 물질의 함유량이 5중량% 미만인 경우에는 온도조절 기능이 떨어지고 30중량%를 초과하는 경우에는 방사성이 나빠진다. 온도 조절형 상변화 물질은 C3OH62, C2OH42등의 유기물 물질과 Mgcl₂·6H₂O, Srbr2 · 6H₂O, Zn₂·6H₂O 등의 무기질 물질을 사용하는 것이 바람직하다.

섬유성분(1)과 함께 방사된 상변화물질(2)은 후가공 공정에서 섬유성분(1) 밖으로 자연스럽게 빠져 나가며 이로 인해 섬유표면에는 미세한 기공(5)이 불규칙하게 형성된다. 섬유성분내에 존재하는 상변화물질은 섬유표면에 자연적으로 형성된 미세기공(5)을 통해 효율적으로 운동시 발생되는 열에너지를 용이하게 흡수하여 상변화를 촉진시킬 수 있다.

이하 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

75데니어의 폴리올레핀 원사를 방사시 Mgcl₂·6H₂O 무기물 상변화물질 15중량%를 혼입하여 복합방사한 후 이어서 상기 원사를 100%사용하여 경사밀도 120본/인치 위사밀도 90본/인치가 되게 평직물을 제조한 후 이를 운동복으로 만든 다음 동일 피험자를 대상으로 운동시 흘리는 땀의 양을 측정하여 섬유의 인체온도조절기능을 측정하였다.

[실시예 2]

75데니어의 폴리에스테르 원사를 방사시 C3OH62, 유기물 상변화물질 15중량%를 혼입하여 복합방사한 후 이어서 100% 상기 원사로 실시예1과 동일한 Spec으로 직물을 제조한 후 동일 방법으로 발한량을 측정하였다.

[비교실시예 1]

75데니어의 100% 폴리에스테르 중공율 25% 중공원사로 실시예 1과 동일한 Spec으로 직물을 제조한 후 동일방법으로 발한량을 측정하였다.

[비교실시예 2]

75데니어의 100% 폴리에스테르 이형단면사로 실시예 1과 동일한 Spec으로 직물을 제조한 후 동일방법으로 측정하였다

시험결과 〈표1〉

표1 시험결과에서 나타나듯이 실시예1, 2가 비교실시예 1, 2에 비해 상대적으로 발한량이 적었다. 즉, 섬유에서 운동시 발생되는 과잉열에너지를 섬유에서 흡수하여 체온의 상승을 억제하였다.

본 발명은 운동시에는 상변화물질에 열이 체워지면서 상변화물질이 고체에서 액체로 바뀌어 체온상승을 억제하여 쾌적감을 제공하며 운동후에는 액체에서 고체로 상변화 물질이 고화되면서 인체로 열을 발산시켜 보온기능을 갖게 된다. 따라서 본 발명의 섬유는 각종 동절용 스포츠의류, 보온성 내의, 침구류등에 매우 유용하다.

Claims (2)

1. 섬유단면에 온도조절형 상변화물질( 2 )이 존재하며 섬유표면에는 미세기공( 5 )들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절형 인공지능섬유
2. 1항에 있어서 온도조절기능을 갖는 상변화물질의 함유량이 전체섬유 중량대비 5~30중량%인 것을 특징으로 하는 온도조절형 인공지능섬유