KR101554614B1 - 흡한속건성 직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신체에서 발산되는 땀을 신속히 흡수 및 배출시켜 인체의 쾌적성을 향상시키는 다층구조의 흡한속건성 직물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 흡한속건성 직물은 직물을 구성하는 위사 및 경사의 수분 흡수 및 배척 메커니즘(pull & push mechanism)과 각 실이 교차하는 결합구성을 통하여, 피부에서 발산하는 수분이 외부로 신속히 배출되고 피부와 접하는 면은 건조한 상태를 유지하여 쾌적성, 위생성 및 착용감을 높일 수 있다.

Description

흡한속건성 직물{Fabric with Sweat-absorption and Rapid-drying Function}

본 발명은 신체에서 발산되는 땀을 신속히 흡수 및 배출시켜 인체의 쾌적성을 향상시키는 다층구조의 흡한속건성 직물에 관한 것이다.

일반적으로 직물은 의류용, 침구용, 인테리어용, 산업용 등 다양한 용도에 사용되고 있는데, 그 종류가 다양하고 각각 고유의 특성이 있으며, 용도에 따라 보온성, 흡수성, 신축성, 단열성, 투습성, 삼출방지성, 세탁용이성 등의 기능이 요구된다.

섬유산업이 발전함에 따라 이러한 섬유의 기능향상에 대한 요구가 점점 높아지고 있고 이에 부응하여 직물의 제조방식을 개선하여 기능성이 향상된 직물을 얻고자 하는 노력이 꾸준히 진행되어 왔으며, 이에 따라 다양한 형태의 직물이 출시되고 있다.

직물은 주로 의류용으로 사용되어 신체를 보온하고 땀을 흡수하는 기능을 수행하는데, 통상의 의류들은 땀의 흡수효과가 우수하나 흡수한 땀의 건조속도가 늦어서 피부에 밀착되는 정도에 따라 사용자에게 습한 느낌과 함께 외기온도에 따라 덥거나 차가운 촉감을 제공하여 불쾌감을 유발한다.

이러한 단점을 보완하기 위한 대표적인 기능성 소재로서 흡한속건 소재가 있으며, 흡한속건 소재는 땀을 신속히 흡수하고 이를 의복의 외부로 신속히 배출시켜 피부와 의복 사이는 항상 건조한 상태를 유지시켜 쾌적성을 제공하는 소재이다.

흡한속건 기능에서는 땀의 배출이 중요한 인자로 작용하는데, 피부로부터 발산된 기체상의 땀의 이동은 주로 소재에 흡수된 후에 외부로 증발되기 때문에 소재의 흡습량, 흡습속도 및 방습 속도가 중요하고, 액상의 땀의 이동은 소재가 형성하고 있는 섬유 사이의 미세공간에 의한 모세관 현상이 중요한 역할을 한다.

의복은 신체의 주위를 감싸고 있기 때문에 의복과 피부 사이에 미세한 공간이 발생하고 이러한 미세한 공간의 상태가 의복을 착용하였을 때 편안하다고 느껴지는 쾌적성과 깊은 관계가 있다는 연구결과들이 발표되고 있다.

이러한 연구결과들에 의하면, 쾌적성에 영향을 미치는 주요 인자로는 의복과 피부 사이에 형성된 미세공간의 온도, 습도 및 기류, 착용시 의복에 의하여 받게 되는 의복압, 의복과 피부의 접촉감 등을 들 수 있으며, 쾌적성에 영향을 가장 많이 주는 인자로는 의복과 피부 사이에 형성된 미세공간 내의 습도인 것으로 알려져 있다.

지금까지 개발된 쾌적기능성 소재와 관련한 종래기술들의 대부분도 몸에서 배출된 땀의 흡수 및 건조에 관련된 기술로서, 크게 화학적인 방법과 물리적인 방법으로 구분할 수 있다.

화학적인 방법으로는 고분자를 중합하거나 방사할 때 친수성 물질을 첨가하거나 플라즈마 가공이나 후가공 단계에서 친수성 물질을 섬유에 첨가 또는 부착시키는 방법이 있으며, 물리적인 방법으로서는 섬유 간 공극이나 섬유의 표면적을 크게 할 목적으로 이형단면섬유 또는 극세섬유를 활용하고 있고, 상기의 화학적인 방법 및 물리적인 방법을 병용하는 기술도 발표되고 있다.

발수가공은 외부의 수분이 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여 비롯된 것으로서 대기와 접하는 표면층을 코팅법이나 라미네이트법 등을 이용하여 발수제로 처리하는 것이 일반적이다.

상기 발수가공은 통기성 발수가공이나 투습방수가공 등과 같이 기체상태의 물입자의 크기와 액체상태의 물입자의 크기가 다르다는 점에 주목하여 방수 및 발수기능을 수행하면서 피부면에서 발생하는 수분을 외부로 배출시킬 수 있는 기능에 집중되고 있다.

즉, 흡한속건성 소재로서 발수가공은 주로 외부면에 이루어지고 있으나, 흡한속건성을 좀더 향상시키는 방법으로서 발수가공과 흡수가공을 접목하여 소재의 내·외면에 흡한속건기능과 발수기능을 동시에 발현하는 가공법이 제안되어 있다.

이러한 예로서, 한국등록특허공보 제10-0973539호에는 피부와 접하는 이면은 흡수가공제를 처리한 흡수속건성 섬유이고 표면은 발수기능을 갖는 폴리올레핀 섬유로 구성된 이중표면구조를 이루어 흡한속건 및 발수, 비침방지 기능을 갖는 기능성 원단에 관한 발명이 개시되어 있다.

상기 원단은 흡수속건성을 발휘하는 이면층과 초발수성 원사를 사용하여 외부에서 들어오는 수분에 대해 발수성 및 방오성을 지니는 표면층으로 구성된 이종의 섬유를 사용함으로써, 물이나 땀에 의한 습윤흔적 및 얼룩과 비침을 방지하는 의복을 만드는데 유용하다.

그러나 상기 발명은 피부와 접하는 이면이 흡수속건성 섬유이고 표면은 발수기능을 갖는 섬유로 구성되어 인체의 땀을 이면층에 흡수하기는 쉬우나 이면층에 흡수된 땀을 외부로 배출하기 어려우므로, 외부의 수분이 의류 내부로 침입하는 것을 방지할 수는 있으나 인체의 땀을 외부로 신속히 배출하지는 못한다.

또한, 한국등록특허공보 제10-0653757호에는 외부로부터 친수성 원사의 표면층; 소수성 원사의 이면층; 및 발수조성물로 도포되고 발수성분이 없는 100~3000 ㎛ 이상의 간극이 형성되어 있는 발수층;이 순차적으로 형성되어 있는 흡한속건성 원단에 관한 발명이 개시되어 있다.

상기 공보에 따르면, 이면층과 피부면 사이에 발수층이 형성되어 발수층의 간극이 배수구의 역할을 하여 흡수기능이 뛰어나고 건조속도가 빠르며 표면층으로의 수분전이력을 증가시키는 구조로 형성되어 피부에 건조감이 증대되는 효과를 제공한다.

상기 발명은 피부에서 발산하는 수분이 발수층과 이면층의 소수성 및 표면층의 친수성에 의해 표면층으로 신속히 전이될 수 있으나, 친수성인 표면층으로부터 외기로의 수분발산 속도가 느려서 전체적인 땀의 배출이 신속히 이루어지지 못하는 단점이 있다.

또한, 한국공개특허공보 제10-2004-0003416호에는 쾌적기능성이 우수한 직편물에 관한 발명이 개시되어 있으며, 상기 발명은 내층과 외층의 2층 구조를 가지며, 상기 내층은 공정수분율 0.9 % 이하인 섬유로 구성되고 상기 외층을 구성하는 섬유의 공정수분율보다 낮도록 하여 양호한 흡한속건성을 발현하도록 함으로써 착용시 우수한 쾌적성을 얻을 수 있다.

상기 발명은 내층과 외층의 공정수분율 차이를 이용하여 피부에서 발산되는 수분을 직편물의 바깥방향으로 신속히 이동시킬 수는 있으나 상기 발명 또한 직편물의 외부면으로 이동한 수분이 외기로의 발산속도가 느려서 피부로부터 발산된 땀이 외기로 신속히 배출되지 못하는 단점이 있다.

상기와 같이 직물의 구조개선을 통하여 다양한 기능성을 갖춘 직물을 개발하고자 하는 시도가 제안되고 있으나, 지금까지 제안된 흡한속건성 소재들은 피부로부터의 땀의 흡수는 신속히 이루어지는 반면에 흡수된 땀의 외기로의 배출은 느리게 진행되어 속건성이 만족스럽지 못한 문제가 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 수분의 흡수와 건조를 신속히 수행할 수 있는 구조의 직물을 제공하여, 피부에서 발산되는 땀을 신속하게 외기로 배출함으로써 직물 착용시 인체 쾌적성을 보다 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 소수성 섬유로 구성되고 피부와 접하여 피부에서 발산되는 수분을 제2위사로 배척하는 제1위사; 폴리에스테르사로 구성되고 상기 제1위사에서 배척된 수분을 흡수하여 경사로 배척하는 제2위사; 및 폴리프로필렌 섬유의 심부와 셀룰로오스 섬유의 초부로 이루어진 심초형사로 구성되고 상기 제2위사에서 배척된 수분을 흡수하여 외기로 배척하는 경사;로 제직되며, 상기 경사와 제1위사의 교차점에서는 피부와 접하는 방향으로 경사를 제1위사보다 더 적게 노출시키고, 상기 경사와 제2위사의 교차점에서는 피부와 접하는 방향으로 경사를 제2위사보다 더 많이 노출시킨 흡한속건성 직물을 제공한다.

이때, 상기 제1위사는 폴리프로필렌 소재의 연신가공사(DTY)인 것이 바람직하고, 총섬도 80~120 데니어, 단사섬도 1 데니어 이하 및 필라멘트수 80~120 개로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2위사는 잠재권축사이거나 심초형사, 사일로 필, 사일로 스펀, 하이멀티 화섬사, 대섬유(bamboo fiber) 또는 리오셀인 것이 바람직하고, 상기 제2위사의 심초형사는 채널구조를 가지는 이형단면의 폴리에스테르사로 구성되는 심부와 셀룰로오스 섬유로 구성되는 초부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 경사의 셀룰로오스 섬유는 대섬유(bamboo fiber) 또는 리오셀인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 흡한속건성 직물은 직물을 구성하는 위사 및 경사의 수분 흡수 및 배척 메커니즘(pull & push mechanism)과 각 실이 교차하는 결합구성을 통하여, 피부에서 발산하는 수분이 외부로 신속히 배출되고 피부와 접하는 면은 건조한 상태를 유지하여 쾌적성, 위생성 및 착용감을 높일 수 있다.

도 1은 채널구조를 가지는 폴리에스테르 필라멘트로 심부를 구성하고 셀룰로오스 단섬유로 초부를 구성한 심초형사의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 2는 폴리에스테르 연신가공사(DTY)와 셀룰로오스 단섬유로 이루어진 사일로 필 섬유의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 3은 채널구조를 가지는 폴리에스테르 필라멘트와 셀룰로오스 단섬유로 이루어진 사일로 스펀 섬유의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 4는 폴리프로필렌 연신가공사(DTY)로 심부를 구성하고 셀룰로오스 단섬유로 초부를 구성한 심초형사의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 직물의 경사 및 위사에서 수분이 섬유의 배척(push) 및 흡수(pull) 메커니즘을 통하여 직물 외부로 발산·제거되는 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 직물의 수분 배척 및 흡수 메커니즘을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 능직의 일례를 나타낸 조직도이다.
도 8은 본 발명에 따른 도비직의 일례를 나타낸 조직도이다.

인체에서 생성되는 땀은 기체상태인 수증기(크기 0.0004 ㎛)와 액체상태인 물방울(100~3000 ㎛)로 대별할 수 있으며 이들은 의복의 틈새를 통해 외부로 빠져나간다.

기체상태인 수증기는 섬유 자체의 수증기 확산이나 직물조직의 공극을 통한 투습에 의해 외부로 배출되고, 액체상태인 물방울은 습윤현상(wetting)과 모세관 현상(capillary wicking)을 통해 배출된다.

습윤은 직물이 높은 상대습도에 노출되거나 액체에 접하면 섬유가 수분을 흡수하고 흡수된 물로 인해 섬유가 재배열하는 과정을 말하고, 모세관 현상은 습윤 이후에 일어나는 것으로서 습윤현상으로 섬유가 재배열되면 기공의 벽과 벽 사이가 좁아져 기공 내에 액체곡면(meniscus)이 형성되는데 평면수면에서의 압력이 물의 표면장력만큼 낮아서 그 힘에 의해 기공 내로 액체가 전진하여 기공이 액체로 채워지는 과정을 말한다.

본 발명에서는 이러한 수증기와 수분의 배출경로 과정에 섬유의 소수성과 친수성 성질을 이용하여 수분을 배척하거나 흡수하는 힘을 부가하여 피부에서 발생한 수분을 외부로 신속히 배출될 수 있도록 하는 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 흡한속건성 직물은 신체의 피부와 접촉하고 피부에서 발산되는 수분을 제2위사로 배척(push)하여 건조한 느낌이 들도록 소수성 섬유로 구성되는 제1위사, 상기 제1위사에서 배척된 수분을 흡수(pull)하여 경사로 배척(push)하는 제2위사 및 상기 제2위사에서 배척된 수분을 흡수(pull)하여 외기로 배척(push)하는 경사로 구성된다.

상기 위사와 경사는 서로 반대로 구성할 수 있으며, 예를 들어 상기 제1위사와 제2위사를 제1경사와 제2경사로 구성하고 상기 경사를 위사로 하여 직물을 제조할 수도 있으나, 설명의 편리성을 위하여 이하에서는 제1위사, 제2위사 및 경사로 구성되는 직물을 기준으로 본 발명을 설명한다.

피부와 접하는 제1위사는 소수성 섬유를 사용하여 피부와 접촉하는 부위의 수분을 배척함으로써 쾌적한 상태를 유지하는 기능과 함께 제2위사로 수분이 효율적으로 이동하도록 하는 역할을 수행한다.

상기 제1위사는 소수성의 폴리프로필렌(polypropylene) 섬유인 것이 바람직한데, 폴리프로필렌 섬유는 수분을 거의 함유하지 않아서 세균번식이 억제되고 강도, 경량성, 보온성, 쾌적성 등이 우수하여 피부와 접촉시 위생성 및 착용감을 높일 수 있다.

제1위사는 피부에서 발산되는 수분을 제2위사로 배척하므로, 수분의 이동을 원활하게 하기 위하여는 수분이 제1위사에서 제2위사로 이동하는 통로확보가 요구되고, 또한 제1위사는 피부와 접촉하는 빈도가 높게 되는데 폴리프로필렌 섬유는 타종의 섬유에 비하여 감촉이 불량한 단점이 있다.

이를 개선하기 위하여 상기 제1위사의 폴리프로필렌 섬유는 실에 꼬임을 형성하여 벌키성과 신축성을 가지는 연신가공사(draw textured yarn, DTY)로 가공되는 것이 바람직하며, 형성된 꼬임에 의해 제1위사가 입체구조를 형성하면서 수분의 이동통로가 커지고 피부에 닿는 감촉이 부드러워진다.

상기 제1위사의 폴리프로필렌 섬유는 수분의 이동통로를 가능한 한 많이 확보하면서 모세관 현상을 유도할 수 있도록 총섬도가 크고 단사섬도가 작으며 실을 구성하는 가닥수를 많이 확보하는 것이 바람직한데, 예를 들어 총섬도 80~120 데니어(denier), 단사섬도 1 데니어 이하, 필라멘트수 80~120 개가 적정하다.

피부에서 생성된 땀은 일차적으로 폴리프로필렌 섬유와 만나게 되고 폴리프로필렌은 강한 소수성으로 인하여 수분을 흡수하지 않고 인접한 제2위사로 수분을 밀어내며(push), 밀려난 수분은 제2위사로 빠르게 흡수됨으로써(pull) 제1위사는 항상 건조한 상태를 유지하여 쾌적한 착용감을 제공할 수 있다.

상기 제2위사는 인체가 배출한 땀을 신속히 흡수하고 흡수한 땀을 경사로 신속히 배출하며, 흡수 후 수분율을 가능한 한 낮게 가져가면서 건조가 신속히 이루어지도록 하여 수분의 이동을 극대화하기 위하여 도입되었다.

이를 위하여 고흡습 소재를 사용하여 피부에서 발산된 수분을 신속히 흡수한 후 모세관 현상을 이용하여 흡수된 수분을 경사로 신속히 배출하도록 구성되는데, 제2위사를 구성하는 섬유로서는 폴리에스테르사가 바람직하다.

수증기는 직물조직의 공극을 통하여 외부로 배출되는데, 이러한 수증기의 이동통로를 확보하고 원단에 스트레치성을 부여하여 활동성을 높이기 위하여 상기 폴리에스테르사는 잠재권축사로 제조되는 것이 바람직하다.

잠재권축사는 열수축특성이 다른 2종의 수지를 1 개 또는 2 개의 방사구에서 동시에 방사하여 사이드-바이-사이드(side by side)형으로 복합방사한 후, 방사공정이나 연신공정에서 열을 가함으로써 열수축성 차이에 의해 물리적으로 크림프를 발현시켜 신축성을 부여한 복합사(conjugated yarn)이다.

잠재권축사는 일종의 바이메탈 구조라고 할 수 있으며, 권축에 의해 스트레치 기능을 얻을 뿐만 아니라, 2종 수지의 복합방사에 의한 독특한 표면특성과 반발감이 우수하여 최근의 직물제품에서 중요시되는 신축특성, 회복성, 강직도, 헬리칼(helical) 구조의 권축에 의한 고반발 특성, 청량감이 있는 독특한 표면특성을 나타낸다.

또한, 권축에 의한 제1위사와의 요철발생으로 수분이 함유되어 있는 제2위사는 피부와 이격되고 수분이 함유되지 않은 제1위사는 피부에 접촉되도록 구성하여 쾌적한 착용감을 제공할 수 있다.

본 발명에서의 잠재권축사는 폴리에스테르 소재의 섬유로서 잠재권축의 성질을 부여한 섬유이면 그 종류와 구조 및 제조방법에 특별히 제한되지 않으나 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(polytrimethylene terephthalate, PTT) 수지를 사용하는 것이 바람직한데, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트는 폴리에틸렌테레프탈레이트에 비하여 염가공시 20 ℃ 정도의 낮은 온도에서도 농색 발현이 가능하고 분자구조적으로 모듈러스가 낮아서 폴리에틸렌테레프탈레이트보다 소프트하므로 염색성 및 소프트성이 좀더 우수하다.

이러한 예로서, 극한점도의 차이가 0.5~1.1 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지를 각각 용융시켜 별개의 토출공을 통해 방사하고, 토출된 개개의 섬유상 수지를 방사구금 바로 밑에서 접합시켜 사이드-바이-사이드 단면의 잠재권축사를 얻을 수 있으며, 상기 수득된 복합사를 방사공정, 연신공정 또는 방사직접연신(spin-draw)하여 스프링 형상의 크림프를 부여함으로써 신축성을 부여할 수 있다.

그런데 폴리에스테르 소재는 친수성이 낮아서 모세관 작용에 의한 수분 배출 및 건조속도는 빠르나 초기 수분의 습윤이 느려 제1위사의 수분을 신속히 흡수하는 것이 어려울 수 있다.

따라서 제2위사의 섬유는 속건성 뿐만 아니라 흡한성을 갖추는 것이 바람직하며, 이를 위해 심초형(sheath-core), 사일로 필(siro-fil), 사일로 스펀(siro-spun) 등의 구조적 친수화를 통하여 초기 습윤을 개선하는 것이 바람직하다.

심초형 구조는 외층, 즉 초부(sheath)는 수분 흡수가 빠르게 이루어지도록 친수성 스테이플파이버(staple fiber)로 구성하고 내층, 즉 심부(core)는 모세관 작용에 의해 흡수된 수분이 신속하게 경사로 배출되도록 채널구조를 가지는 이형단면의 폴리에스테르사로 구성될 수 있다.

친수성인 초부 성분으로는 친수성이 우수한 셀룰로오스 섬유가 바람직하고, 심부의 폴리에스테르사는 직물 두께를 얇게 하기 위해 섬도를 가능한 낮게 가져가되 우수한 모세관력을 갖도록 하기 위하여 총섬도 20~50 데니어가 바람직하고 단사섬도 2 데니어 이하가 바람직하다.

도 1에는 채널구조를 가지는 폴리에스테르 필라멘트로 심부를 구성하고 셀룰로오스 단섬유로 초부를 구성한 심초형사가 도시되어 있으며, 제1위사로부터 흡수된 수분이 심부의 채널구조에 의한 모세관 작용으로 경사로 신속하게 배출된다.

도 2에는 폴리에스테르 연신가공사(DTY)와 셀룰로오스 단섬유로 이루어진 사일로 필 섬유가 도시되어 있으며, 합성섬유의 필라멘트사가 천연섬유의 연각도와 동일하게 휘감겨진 형태로 구성되고 심초형사와 마찬가지로 필라멘트사의 특성에 의해 섬유의 강도가 높고 모우는 적다.

상기 사일로 필은 천연섬유의 장점과 합성섬유의 장점을 최대한 발휘하도록 방적된 섬유로서 정방교연이라고도 하며, 특히 여름용 소재에 필요한 경량성, 통기성, 쾌적성을 제공할 수 있다.

도 3에는 채널구조를 가지는 폴리에스테르 필라멘트와 셀룰로오스 단섬유로 이루어진 사일로 스펀 섬유가 도시되어 있으며, 정방기에서 혼합되는 2종의 조사를 일정간격으로 공급하고, 병행하여 드래프트에서 프론트롤러로 송출하여 2 본의 섬유 속을 합사하여 제조되며, 원사가 균일하게 나누어진 형태를 가진다.

제2위사의 원사 단면은 원형이거나 수로형성이 양호한 이형단면일 수 있으며, 쾌적감을 위해 원사에 꼬임을 부여할 수 있으나 꼬임이 과도하면 심부의 모세관력이 저하될 수 있으므로 적정한 수준으로 유지할 필요가 있다.

또한, 제2위사가 하이멀티(high-multi) 화섬사, 대섬유(bamboo fiber), 리오셀(lyocel) 또는 흡한속건 기능을 갖는 방적사로 구성되어 수분의 흡수와 배출이 신속히 이루어지도록 할 수 있다.

상기 경사는 제2위사의 수분을 흡수한 후 외기로 신속히 배출할 수 있는 흡한속건성의 심초형 구조로 이루어지는데, 초부는 수분 흡수가 빠르게 이루어지도록 친수성 스테이플파이버(staple fiber)로 구성하고 심부는 소수성의 폴리프로필렌 섬유로 구성된다.

초부 성분은 제2위사의 수분을 신속히 흡수할 수 있도록 친수성이 강한 셀룰로오스 섬유가 바람직하고 셀룰로오스 섬유로서 초기 친수성이 면보다 우수하고 방적성이 양호한 대섬유 또는 리오셀이 바람직하며, 심부의 폴리프로필렌 섬유는 초부에 흡수된 수분을 외기로 빠르게 배출하여 건조될 수 있도록 하는데 총섬도 20~50 데니어, 단사섬도 2 데니어 이하가 바람직하다.

도 4에는 폴리프로필렌 연신가공사(DTY)로 심부를 구성하고 셀룰로오스 단섬유로 초부를 구성한 심초형사가 도시되어 있으며, 제2위사의 흡수 및 모세관 작용에 의해 수분이 경사로 전달되면, 경사의 심초형사 초부의 친수성 셀룰로오스 섬유는 수분을 신속히 흡수하고 심부의 소수성 폴리프로필렌 섬유는 수분을 배척하므로 초부에 흡수된 수분은 대기 중으로 신속하게 발산된다.

수분이 발산되어 건조된 초부는 다시 제2위사의 수분을 흡수할 수 있으며, 이와 같이 피부에서 발산된 수분이 제1위사, 제2위사 및 경사를 통하여 신속하고 지속적으로 외기로 발산·제거된다.

도 5에는 피부에서 발산된 수분이 제1위사(1), 제2위사(2) 및 경사(3)에서 섬유의 배척(push) 및 흡수(pull) 메커니즘을 통하여 직물 외부로 발산·제거되는 과정이 모식적로 나타나 있다.

도 5에 나타난 바와 같이, 피부와 접하는 강한 소수성의 폴리프로필렌 제1위사(1)는 피부에서 발산된 수분입자(4)를 인접한 제2위사(2)로 보내고(push), 제2위사(2)는 수분입자(4)의 신속한 흡수(pull) 및 뒤이은 모세관 작용에 의한 외부 경사(3)로의 수분 전이를 수행하며, 경사(3)는 제2위사(2)로부터 전달된 수분입자(4)를 신속히 흡수하여 모세관 작용에 의해 외기로 방출함으로써, 제1위사(1)를 항상 낮은 수분상태로 유지하여 피부를 쾌적한 상태로 유지할 수 있다.

도 6에는 수분의 배척(push) 및 흡수(pull) 메커니즘이 좀더 개념적으로 나타나 있으며, 피부에서 발산된 수분입자(4)는 소수성의 제1위사(1)에 의해 배척(push)되어 친수성의 제2위사(2)에 흡수(pull)된 후 모세관을 통하여 경사(3)로 이동하며, 경사(3)에서는 친수성의 초부(5)에 흡수(pull)된 후 모세관을 통하여 이동하면서 소수성의 심부(6)에 의해 배척(push)되어 직물 외부로 발산·제거된다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 직물의 제1위사, 제2위사 및 경사 배치의 일례를 조직도를 통하여 나타내었다.

도 7에는 능직의 경부점이 표시되어 있는데, (1), (3), (5)의 홀수 줄에서는 경사가 제1위사와 교차하고 (2), (4), (6)의 짝수 줄에서는 경사가 제2위사와 교차한 상태를 표시하였으며, 홀수 줄에서 경부점이 많으므로 제1위사는 피부와 접하는 방향으로 많이 노출되어 소수성 폴리프로필렌 섬유로 구성된 제1위사가 피부와 많이 접촉하게 되므로 피부에 쾌적성을 제공한다.

짝수 줄에서는 경부점이 적으므로 제2위사의 위사는 외기 방향으로 많이 노출되어 피부에서 발산된 수분을 제1위사를 통하여 흡수하거나 피부로부터 곧바로 흡수한 후 경사를 경유하지 않고 바로 외기로 배출하는 경우가 증가하므로, 그만큼 수분의 흡수 및 배출단계가 단축되어 신속한 수분제거가 가능하다.

도 8에는 도비직의 경부점이 표시되어 있는데, 상기 도 7에서와 같이 (1), (3), (5), (7), (9), (11)의 홀수 줄에서는 경사가 제1위사와 교차하고 (2), (4), (6), (8), (10), (12)의 짝수 줄에서는 경사가 제2위사와 교차한 상태이며, 홀수 줄에서 경부점이 많고 짝수 줄에서는 경부점이 적으므로 제1위사는 피부와 많이 접촉하게 되어 피부에 쾌적성을 제공하고 제2위사는 외기 방향으로 많이 노출되어 수분의 흡수 및 배출단계가 단축되므로 신속한 수분제거가 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 직물은 하나의 경사와 2 개의 위사로 직물을 구성한 다음, 경사와 제1위사의 교차는 외기와 접하는 방향으로 경사를 최대로 노출시키고 피부와 접하는 방향으로 제1위사를 최대한 노출시킴으로써 피부에 쾌적성을 제공할 수 있으며, 경사와 제2위사의 교차는 외기와 접하는 방향으로 경사를 최소로 노출시키고 제2위사를 외기에 최대한 노출시킴으로써 피부에서 발산된 수분을 신속히 제거할 수 있다.

반대로, 하나의 위사와 2 개의 경사로 직물을 구성한 다음, 위사와 소수성 섬유로 구성되는 제1경사는 외기와 접하는 방향으로 위사를 최대로 노출시켜 피부와 접하는 방향으로 제1경사를 최대한 노출시키고, 위사와 폴리에스터로 구성되는 제2경사는 외기와 접하는 방향으로 위사를 최소로 노출시켜 제2경사를 최대한 외기에 노출시키는 방법 또한 가능하다.

즉, 흡한속건의 심초형사로 경사를 구성하고 속건의 소수성 섬유와 흡한속건의 폴리에스테르사로 제1 및 제2위사를 구성하거나, 흡한속건의 심초형사로 위사로 구성하고 속건의 소수성 섬유와 흡한속건의 폴리에스테르사로 제1 및 제2경사를 구성한 상태에서, 경사(위사)와 제1위사(제1경사)의 교차점에서는 경사(위사)를 구성하는 실을 제1위사(제1경사)를 구성하는 실보다 외기와 접하는 방향으로 더 많이 노출시키고 경사(위사)와 제2위사(제2경사)의 교차점에서는 경사(위사)를 구성하는 실을 제2위사(제2경사)를 구성하는 실보다 외기와 접하는 방향으로 더 적게 노출되도록 함으로써 피부에서 발산되는 수분을 신속히 제거하여 쾌적성을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 시험예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1~6>

하기 표 1의 섬유로 제1위사, 제2위사 및 경사를 구성하여 다층구조의 직물을 제직하였다.

	제1위사	제2위사	경사
실시예 1	Polypropylene DTY 100d/96f	심초형사 (ISCRA45주1)+Tencel주2))	심초형사 (심부:Polypropylene 27d/18f, 초부:BAMBOO 50'S/1)
실시예 2		잠재권축사 (Xacy주3) 75d/54f)
실시예 3		권축사 (ESS주4) 75d/36f)
실시예 4		심초형사 (ISCRA45+Tencel)	심초형사 (심부:Polypropylene 27d/18f, 초부:Tencel 50'S/1)
실시예 5		잠재권축사 (Xacy 75d/54f)
실시예 6		권축사 (ESS 75d/36f)
주1) ISCRA : PTT와 PET 소재의 bi-component 구조로 이루어진 원사로서 가공 후 Spring 구조를 형성, 웅진케미컬, 한국 주2) Tencel:리오셀, courtaulds사, 영국 주3) Xacy : {제나두(xanadu), 효성, 한국} 섬유와 PET 섬유를 혼섬하여 인터레이스 가공한 폴리에스테르 잠재권축 복합사 주4) ESS : 에스폴 스트레치 폴리에스테르 사, 휴비스, 한국

<시험예 1> 흡수성 측정

시판 중인 Coolmax 제품(Invista, 미국)과 Dry-zone 제품(벤텍스, 한국) 원단을 대조군으로 하여, 상기 실시예 1~6의 직물에 대하여 흡수성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

흡수성 평가는 KS K 0815의 6.27.1 흡수속도시험법 B법에 의거 시험하였으며, 실시예의 직물과 대조군 원단을 길이 20 ㎝, 폭 2.5 ㎝로 절단하여 한쪽 끝이 27±2 ℃의 증류수가 들어있는 용기의 수면에 닿도록 하고, 다른 쪽 끝은 일정한 높이로 수평봉으로 고정한 다음 10 분 경과 후 상승한 물의 높이를 측정하여 비교하였다.

또한, 흡수속도는 KS K 0815의 6.27.1 흡수속도시험법 A법(적하법)에 의거 시험하였다.

흡수성 측정결과

	흡수성(㎜)	흡수속도(초)
실시예 1	44	〈1
실시예 2	47	〈1
실시예 3	41	〈1
실시예 4	48	〈1
실시예 5	52	〈1
실시예 6	45	〈1
대조군 1 (Coolmax 제품)	35	20
대조군 2 (Dry-zone 제품)	31	30

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 직물은 전체적으로 대조군 1, 2에 비하여 흡수능력이 우수한 것으로 나타났으며, 제2위사가 잠재권축사로 구성된 실시예 2와 5의 흡수능력이 우수한 것으로 나타났다,

또한, 경사에 리오셀 섬유로 초부를 구성한 실시예 4, 5, 6이 대섬유로 초부를 구성한 실시예 1, 2 , 3보다 흡수능력이 좀더 우수함을 알 수 있다,

특히, 본 발명에 따른 실시예의 흡수속도가 1 초 이내로 측정되어, 종래의 대조군에 비하여 매우 뛰어난 흡한성능을 발휘할 것으로 기대된다.

<시험예 2> 속건성 측정

Coolmax 제품(대조군 1)과 Dry-zone 제품(대조군 2)을 대조군으로 하여, 상기 실시예의 직물에 대하여 속건성을 평가하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

속건성 평가는 KS K 0815의 6.28.1 건조속도시험법 B법에 의거하여 실시하였는데, 실시예의 직물과 대조군 원단을 각각 202.5 ㎠ 크기의 규정된 모양으로 절단하고, 상기 절단한 시료를 증류수에 3 시간 침지한 후 꺼내어 시료에 남은 수분의 양이 1 g이 될 때부터 10 분 간격으로 1 시간 동안 시료의 중량변화를 측정하였으며, 시료에 1 g의 수분이 남았을 때를 기준으로 각 시료와의 무게차이를 계산하여 수분증발률(%)을 계산하였다.

속건성 측정결과

	수분증발률(%)
건조시간(분)	10	20	30	40	50	60
실시예 1	45.2	73.6	90.7	96.2	98.9	99.4
실시예 2	45.1	72.4	88.6	95.3	98.4	99.1
실시예 3	43.5	69.4	85.7	92.5	96.6	98.2
실시예 4	43.8	70.6	88.5	95.8	98.3	99.0
실시예 5	42.5	66.7	84.3	92.0	97.4	98.5
실시예 6	39.5	65.6	92.7	90.1	96.5	97.8
대조군 1	35.3	60.5	82.6	89.4	94.3	96.2
대조군 2	37.4	62.7	84.6	88.5	95.1	96.7

상기 표 3의 결과를 보면, 제2위사로서 심초형사(실시예 1, 4), 잠재권축사(실시예 2, 5), 권축사(실시예 3, 6)의 순으로 우수한 속건성을 보이고 경사로서 대섬유로 초부를 구성(실시예 1, 2, 3)하는 것이 리오셀 섬유로 초부를 구성(실시예 4, 5, 6)하는 것보다 수분을 좀더 신속히 제거하는 것을 알 수 있다.

대조군과 비교하여 실시예가 좀더 높은 수분증발률을 나타내므로 본 발명에 따른 직물이 종래의 흡한속건성 직물보다 땀, 수증기 등의 수분을 신속히 흡수 및 배출할 것으로 기대된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 흡한속건성 직물은 수분을 배척(push)하는 제1위사, 수분을 흡수(pull)하여 배척(push)하는 제2위사 및 수분을 흡수(pull)하여 배척(push)하는 경사가 순차적으로 형성되어 있어서, 위사 및 경사의 수분 흡수 및 배척 메커니즘(pull & push mechanism)과 각 실이 교차하는 결합구성을 통하여, 피부에서 발산하는 수분이 외부로 신속히 배출되고 피부와 접하는 면은 항상 건조한 상태를 유지하여 쾌적성, 위생성 및 착용감을 높일 수 있다.

1:제1위사, 2:제2위사, 3:경사, 4:수분입자, 5:초부, 6:심부

Claims (7)

1. 소수성 섬유로 구성되고 피부와 접하여 피부에서 발산되는 수분을 제2위사로 배척하는 제1위사; 폴리에스테르사로 구성되고 상기 제1위사에서 배척된 수분을 흡수하여 경사로 배척하는 제2위사; 및 폴리프로필렌 섬유의 심부와 셀룰로오스 섬유의 초부로 이루어진 심초형사로 구성되고 상기 제2위사에서 배척된 수분을 흡수하여 외기로 배척하는 경사;로 제직되며,
   상기 경사와 제1위사의 교차점에서는 피부와 접하는 방향으로 경사를 제1위사보다 더 적게 노출시키고, 상기 경사와 제2위사의 교차점에서는 피부와 접하는 방향으로 경사를 제2위사보다 더 많이 노출시킨 흡한속건성 직물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1위사는 폴리프로필렌 소재의 연신가공사(DTY)인 것을 특징으로 하는 흡한속건성 직물.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1위사는 총섬도 80~120 데니어, 단사섬도 1 데니어 이하 및 필라멘트수 80~120 개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡한속건성 직물.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2위사는 잠재권축사인 것을 특징으로 하는 흡한속건성 직물.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2위사는 심초형사, 사일로 필, 사일로 스펀, 하이멀티 화섬사, 대섬유(bamboo fiber) 또는 리오셀인 것을 특징으로 하는 흡한속건성 직물.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제2위사의 심초형사는 채널구조를 가지는 이형단면의 폴리에스테르사로 구성되는 심부와 셀룰로오스 섬유로 구성되는 초부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡한속건성 직물.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 경사의 셀룰로오스 섬유는 대섬유(bamboo fiber) 또는 리오셀인 것을 특징으로 하는 흡한속건성 직물.

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