KR100533997B1 - 다기능성 양말 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도조절기능, 흡수속건기능, 항균기능을 동시에 갖는 기능성 양말에 관한 것이다. 즉, 피부에 접촉되는 이면층(1)은 공정수분율이 0.05％인 폴리올레핀 섬유로 구성되어 있고 표면층(2)은 폴리에스테르 또는 나일론 이형단면 구조의 방적사나 천연섬유인 면사로 구성되어 있으며 발가락(3)부위에는 은섬유로 구성되며 발바닥(4)은 상전이 물질을 함유한 분말형 파우더가 도트 형태로 전사된 것을 특징으로 한다.

Description

다기능성 양말{ A Multi-Functional Socks}

본 발명의 다기능성 양말에 관한 것으로서, 특히 흡수속건기능, 온도조절기능, 항균 기능을 동시에 발현하기 위한 것으로서 이면층(1)은 공정 수분율이 0.05％인 소수성 원사로 구성되어 있고 표면층(2)은 폴리에스테르 또는 나일론 이형단면 구조의 방적사나 천연섬유인 면사로 구성되어 있으며 발가락(3)부위에는 은섬유로 구성되며 발바닥(4)은 상전이물질을 함유한 분말형 파우더가 도트 형태로 전사된 것을 특징으로 한다.

최근 흡수속건소재(땀을 잘 흡수하고 빠른 건조속도를 특징으로 하는 소재)의 개발을 목적으로 사용되는 이형단면사는 구조의 특성상 모세관 현상을 발생하여 화학섬유 임에도 불구하고 오히려 면섬유 보다도 우수한 흡수기능을 갖는다. 통상적으로 의류용으로 사용되는 이형단면사는 크로버단면, 또는 이중십자단면 형태의 장섬유를 사용하게 되는데 장섬유는 표면의 마찰계수가 작기 때문에 표면이 미끄러워 의류용도로 사용하는데는 문제가 없지만 양말 용도로 사용하기에는 신발과 양말이 서로 미끄러지기 때문에 사용이 불가능하다. 따라서 양말용 원사로 사용하기 위해서는 종전의 장섬유 형태의 이형단면사를 방적사 형태로 제조하여 신발과 양말 사이에 발생되는 slip 형상을 해소할 필요가 있다.

한편 (+)이온을 띠는 은(Ag+)은 (-)이온을 갖는 세균의 세포막을 파괴하여 살균기능을 갖고 있어 예로부터 항균, 살균용으로 사용되어 왔으며 최근 은섬유 개발과 함께 안감 또는 전자파 차폐용 소재로 이용되어 왔다. 그러나 은섬유를 사용한 소재들은 단순한 항균 기능을 부여한 것으로서 별도의 기능이 없기 때문에 특히 땀이 많이 발생되는 양말에 단독으로 사용하기에는 한계가 있다.

한편 온도조절을 목적으로 사용되는 상전이물질(P.C.M : Phase Change Materlial)은 원사 형태로 사용되거나 코팅 시 폴리우레탄수지와 혼합하여 직물에 도포하는 방식으로 사용되는데 전자인 경우 공정상 제조 원가가 상승되며 후자인 경우 생산성은 우수하지만 코팅이 되기 때문에 통기성을 현저히 저하시켜 양말 용도로 사용하기 곤란하다.

따라서 본 발명은 은섬유에 의한 무좀 방지 및 악취방지, 땀흡수 건조기능, 온도조절에 의한 발한량 감소기능 등으로 동시에 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 통기성을 유지하면서 동시에 발한량이 감소되며 제조공정이 간단하여 경제적인 다기능성 양말을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이면층은 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀계 원사로 구성되고, 표면층은 폴리에스테르 이형단면 방적사나 나일론 이형단면 방적사를 단독으로 사용하거나 면섬유와 혼합되어 구성되고, 발가락부위는 은사로 구성되고, 발바닥부위는 상전이물질이 도트 형태로 전사된 다기능성 양말을 제공한다.또한 본 발명은 상기 상전이물질의 함량이 5∼20g(1 짝 : 1/2 켤레)인 다기능성 양말을 제공한다.이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다..본 발명의 다기능성 양말은 크게 이면층(1), 표면층(2), 발가락(3) 부위, 발바닥(4) 부위로 구분된다.

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먼저 이면층(1)은 공정수분율이 0.05％인 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀계 원사로 구성된다. 표준상태에서의 섬유의 함수율을 공정수분율이라 하는데 면(8.5％) 레이온(11％), 양모(13％)등의 천연섬유는 공정수분율이 높아 흡수성은 우수하지만 건조성은 불량한 단점을 갖는다.

반면에 폴리올레핀(0.05％), 폴리에스테르(0.45％), 나일론(4.5％)등의 화학 섬유는 공정 수분율이 낮아 건조성은 우수하지만 흡수성은 떨어진다. 예를들어 이면층(1)이 폴리올레핀 섬유로 구성되면 건조성은 우수하지만 흡수성은 저하된다. 그러나 발바닥에 의해 물리적 압력을 받게되면 이면층(1)에 있는 땀은 표면층(2)으로 이동되고 그 즉시 폴리올레핀 섬유의 소수성 원사의 특성상 건조성이 유지되는 특성이 있다. 따라서 표면층(2)의 흡수기능을 향상시켜 주면 이면층(1)이 소수성 원사인 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀계 원사로 구성되어도 소수성 원사의 단점인 저조한 흡수기능을 해결할 수 있으며 동시에 소수성 원사의 장점인 뛰어난 건조 기능을 유지할 수 있다.

표면층(2)은 폴리에스테르 이형단면 방적사나 나일론 이형단면 방적사를 단독으로 사용하거나 면섬유와 혼합하여 사용할 수 있다. 일반적으로 폴리에스테르 섬유나 나일론 섬유는 낮은 공정수분율을 갖기 때문에 흡수성이 천연섬유에 비해 떨어지지만 그 단면 구조를 비원형구조 예컨데 십자단면이나, 이중십자단면으로 만들면 모세관 현상이 용이하게 발생되어 물리적 친수 기능을 갖게 된다. 또한 이형단면구조는 통상의 원형 구조에 비해 단면적이 20∼50％ 증가하여 공기와 접촉면적이 넓어지기 때문에 건조속도도 향상시킬 수 있다.

한편 면 섬유는 수산기(-OH)를 함유하고 있어 화학적 천수 기능을 갖고 있기 때문에 이들 이형단면사와 혼합하여 단독으로 사용하면 이면층(1)에서 배출된 땀을 효과적으로 흡수할 수 있다. 표면층(2)은 방적사로만 구성되기 때문에 방적사 원사의 표면 굴곡 효과에 의해 착용시 신발 바닥에 미끄러지는 현상을 방지할 수 있다.

발가락(3)부위는 은(Ag+)섬유로 구성된다. 옷이나 양말을 장시간 착용하게 되면 악취가 발생하는 이유는 섬유에 서식하는 세균이 배설물을 생성하거나 죽은 세균이 부패되어 공기중으로 산화되기 때문이다. 세균은 (-)이온을 띠고 있는데 반해 은(Ag+)은 (+)이온을 띠고 있어 세균의 세포막이 은(+)이온에 노출되면 표면이 파괴되면서 호흡이 정지되고 더 이상 생존하지 않게 된다. 또한 본 발명의 기능성 양말은 세균의 3 대번식 요인 즉, 온도, 영양분, 수분 중에서 인위적으로 통제가 가능한 수분을 완벽하게 제어하기 때문에 세균 번식의 환경을 근본적으로 차단하는 복합기능을 발현하게 된다. 따라서 장시간 착용하여도 악취는 물론 무좀방지 효과도 기대할 수 있다.

발바닥(4) 외부면은 온도조절 기능을 부여하기 위해 상전이물질(P.C.M:Phase Change Material)로 도트 형태로 전사(프린트) 처리한다. 상전이물질(P.C.M)이란 특정 온도에서 온도의 변화없이 고체에서 액체, 액체에서 고체로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다. 이와 같이 상전이 물질이 상변화시 일정한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라 하는데 상당한 양의 운동 열에너지를 흡수하여도 온도의 상승없이 단지 고체에서 액체도 그 상만을 바꿔주므로써 체온의 상승을 억제할 수 있다. 반대로 액체로 전이된 상이 고체로 환원되면서 그 간 흡수한 많은 열에너지를 체내로 방출시키므로써 체온의 저하를 막아주는 기능을 갖게 된다. 상전이 온도는 다양하게 설정이 가능하나 양말 용도로는 25℃∼30℃가 적당하다.

상전이물질로는 C₃₀H₆₂, C₂₀H₄₂ 등의 유기물과 MgCl₂·6H₂O 등의 무기질 등을 사용하는 것이 바람직하며 마이크로캡슐화 하여 분말 형태로 만든다. 구체적으로 상전이물질(100)의 외부에 외벽(캡슐, 200)이 형성된 구조일 수 있다. 발바닥은 보행시 마찰에 의해 인체에서 급격하게 체온이 상승하는 부위로서 상전이물질에 의해 마찰열을 흡수하게 되면 발바닥에서 발생하는 발한량을 줄일 수 있기 때문에 쾌적성을 제공할 수 있다.

본 발명의 양말은 양말 편기에서 이중 구조로 직조된 양말의 외부 바닥면(4)에 80∼100℃ 온도로 도트 형태로 상전이물질을 바인더와 혼합한 후 전사 (프린트)하는 방법으로 제조한다.

상전이 물질(P.C.M)의 함량은 5∼20g(한짝 : 1/2 켤레) 정도가 적합하다. 5g 미만이면 온도 조절 기능이 저하되고 20g 을 초과하면 촉감이 거칠고 원가가 상승하여 경제성이 저하된다.

본 발명의 다기능성 양말은 아래와 같은 방법으로 기능을 평가하였다.

ㆍ 흡수속도(mm/10분)

KSK 0815, 5, 27, 1, B법으로 측정하였다.

시편의 크기를 가로 15cm, 세로 10cm로 만든 후 이를 반으로 접은 다음 그 말단부를 45°각도로 뾰족하게 절단하여 수중에 침지시킨 후 물이 시료를 따라 올라온 길이를 측정한다. 평가결과는 ＜표1＞과 같다.

ㆍ 건조속도(분)

양말의 이면층(1)에 10g의 물을 침하시킨 후 완전 건조될 때까지의 시간을 측정한다.

ㆍ 온도조절기능(g)

동일 신체조건의 피험자를 대상으로 동일한 운동에너지를 소모하게 한 후 운동전의 양말의 무게와 운동후의 양말의 무게를 측정하여 그 차로서 발에서 발생한 발한량을 계측하였다.

ㆍ 항균기능(％)

KSK 0693-2001 로 측정하였다. 공시 구균은 황색 포도상 구균과 폐렴균을 이용하여 18 시간 배양 후 점균감소율(％)로 측정하였다.

평가결과는 ＜표 1＞과 같다.

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

(실시예 1)

이중구조를 제조할 수 있는 18 게이지 양말 편기에서 이면층(1)에는 150 데니어의 폴리올레핀 원사를 급사하고 표면층(2)에는 30'S 폴리에스테르 이형단면 방적사를 급사한 후 이어서 발가락(3) 부위에는 75 데니어의 은사를 급사하여 양말을 제조한 후 10g 의 상전이물질(P.C.M)을 80℃ 온도에서 발바닥(4) 외부면에 별모양으로 도트 전사한 후 물성을 평가하였다.

(실시예 2) 동일 양말 편기에서

이면층(1)에는 150 데니어의 폴리올레핀 섬유를 급사하고 표면층(2)에는 30'S 나일론 이형단면 방적사와 면 30'S 방적사를 혼합하여 급사한 후 이어서 발가락(3) 부위에는 75 데니어의 은사를 급사하여 양말을 제조한 후 15g 의 상전이물질(P.C.M)을 90℃ 온도에서 발바닥(4) 외부면에 원모양으로 도트 전사한 후 물성을 평가하였다.

삭제

(비교실시예 1)

동일 양말 편기에서

이면층(1)과 표면층(2) 모두에 30'S 면사를 급사하여 제조한 후 물성을 평가하였다.

(비교실시예 2)

동일 양말 편기에서

비교실시예(1)과 동일한 방법으로 제조하되 발가락(3) 부위에만 75 데니어의 은사를 급사한 후 물성을 평가하였다.

＜표 1. 실시예 1, 2와 비교실시예의 물성 비교표＞

＜표 1＞에서와 같이 ＜실시예 1, 2＞가 ＜비교실시예 1, 2＞에 비해 발한량이 급격하게 감소되어 온도 조절 기능이 존재함을 확인할 수 있었다. 특이한 것은 ＜비교실시예 2＞는 ＜실시예 1, 2＞와 동일하게 은사를 사용하여도 항균도가 다소 저조한 것은 100％면의 느린 건조속도 때문에 수분의 양이 증가하여 세균 번식의 좋은 환경을 제공하였기 때문인 것으로 판단된다.

본 발명의 다기능성 양말은 흡수·속건기능, 온도조절기능, 항균기능을 동시에 갖고 있어 각종 스포츠 양말, 무좀방지용 의료양말 등에 적합하다. 또한 본 발명의 양말은 원사적 특성과 구조적 특성에 기능이 발현되므로 세탁에 관계없이 내구성이 우수하다.

본 발명은 첨부된 도면에 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술 분야에서 종사하는 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 양말의 예시도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 이형단면사의 단면개략도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 상전이물질 마이크로캡슐의 단면 개략도이다.

＜도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명＞

1. 이면층

2. 표면층

3. 발가락

4. 발바닥

Claims (4)

1. 기능성 양말에 있어서,

   이면층은 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀계 원사로 구성되고, 표면층은 폴리에스테르 이형단면 방적사나 나일론 이형단면 방적사를 단독으로 사용하거나 면섬유와 혼합되어 구성되고, 발가락부위는 은사로 구성되고, 발바닥부위는 상전이물질이 도트 형태로 전사된 것을 특징으로 하는 다기능성 양말.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상전이물질(P.C.M)의 함량이 5∼20g(1 짝 : 1/2 켤레)인 것을 특징으로 하는 다기능성 양말.