KR101743774B1 - 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지에 관한 것으로, 특히, 섬모가 베이스면에 노출되어 보온작용과 완충작용을 수행하면서도 정전기가 발생되지 않도록 한 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지는, 직물지에 있어서, 경사 및 위사로 섬유사가 공급되어 직조되는 베이스 직물층; 및 상기 베이스 직물층의 경사 및/또는 위사에 꿰여져 상방으로 직립되는 다수의 섬모로 이루어진 섬모층을 구비하되, 상기 섬모와 함께 상기 섬모층에 직립되게 형성되어 정전기를 방전, 제거하는 제전 섬모를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지에 의하면, 베이스 직물층에 완충작용 및 보온작용을 수행할 수 있는 섬모 외에 정전기를 방전할 수 있는 제전 섬모가 구비되어 있어서 자동적으로 정전기를 외부로 방전하게 되므로 정전기로 인한 불쾌감이나 전기쇼크를 근본적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 전원 및 전기신호의 전달선이나 발열선으로 적용할 수 있는 도전선이 베이스 직물층에 배치되어 있으므로 필요에 따라 전원을 공급하여 온열효과를 배가시킬 수 있고, LED 램프, 온도센서, 습도센서와 같은 각종 센서를 설치하여 다양한 제어기능과 편의성을 갖도록 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지는 도전선을 포함하는 베이스 직물층을 신축 가능하게 구성할 수 있으므로 인장력이 작용되더라도 충분한 내구성을 확보할 수 있고, 활동성이나 신축성을 요하는 물품의 소재로 적용할 수 있는 장점이 있다.

Description

정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지 {CUSHION FABRIC WITH PROTECTING STATIC ELECTRICITY}
본 발명은 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 섬모가 베이스면에 노출되어 보온작용과 완충작용을 수행하면서도 정전기가 발생되지 않도록 한 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지에 관한 것이다.
일반적으로, 직물 조직(textile design)은 바닥이 평평한 일반적인 포면을 이루는 삼원조직, 포면에 구멍을 만들거나 거친 조직을 구사한 삼대조직, 특별한 장치나 전용 기구를 필요로 하는 삼요조직, 등이 있으며, 이들을 조합한 다양한 조직들이 목적하는 제품에 따라 이용되고 있다.
그리고, 삼원조직은 널리 알려진 바와 같이 평직(plain weave), 능조지(twill weave), 수자 조직(satin weave)이 있으며, 삼대조직은 허니 컴 조직(honey comb weave), 크레이프 조직(crepe pr crepon), 목-레노 조직(mock leno)으로 나누어지고, 삼요조직은 테리 조직(terry weave), 레노 조직(leno weave), 파일 조직(pile weave)으로 나누어져 있다.
전술한 직물 조직은, 의류, 침구, 각종 생활용품이나 산업용 소재 직물 등 목적하는 물품에 맞게 선택되어 이용되고 있다.
한편, 삼요조직의 하나인 파일 조직은 상면직과 하면직으로 이루어진 2개의 직물층과 이 직물층을 서로 연결하는 파일사로 이루어진 것으로, 전술한 대부분 직물 조직이 평평한 면상의 직물로 제조되는 것임에 비하여 2겹의 직물층을 갖는 것이므로, 이와 같이 제조된 2겹의 직물의 파일사를 절단하게 되면 2개의 포로 나누어지면서 절단된 파일사에 의해 섬모층이 형성된 직물이 얻어지게 된다.
이러한 파일 조직의 직물은 섬모층을 갖고 있으므로 빠른 수분의 흡수작용과 부드러움을 요하는 수건이나, 쿠션작용을 요하는 카펫 등의 소재로 이용되고 있다.
그리고, 파일 직물은 면상의 베이스 직물에 절단된 파일사가 털 형태로 노출되므로 촉감의 상승과 완충성을 제공하는 기능 외에도 보온작용을 수행할 수 있고, 다양한 무늬를 형성할 수 있어서 심미감을 제공하므로 카펫과 같은 제품의 소재로 이용되고 있다.
하지만, 파일 조직의 직물은 인체나 피접촉물과 섬모가 접촉될 경우 정전기를 유발하게 되므로 주변의 먼지가 흡착되면서 쉽게 오염되고, 생활용품이나 산업용품의 소재로 적용할 경우 정전기로 인해 불쾌감을 초래하고, 심할 경우 감전사고가 발생될 뿐만 아니라 각종 전기 및 전자기기에 심각한 장애를 유발하는 문제점을 갖고 있다.
그 외에도, 종래 파일 조직의 직물은 섬모에 의해 어느 정도의 보온 작용은 수행할 수 있지만, 자체적으로 발열작용을 수행할 수 없고, 전류를 통전시킬 수도 없으므로 온열작용이나 전류의 통전을 요하는 물품에 적용할 수 없는 한계점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 섬모가 베이스면에 노출되어 보온작용과 완충작용을 수행하면서도 정전기가 발생되지 않도록 한 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 제공함에 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 제전작용과 함께 도전성을 갖도록 함으로써 온열작용이나, 전원 및 각종 신호의 전달이 가능하여 다양한 용도로 사용할 수 있도록 한 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지는, 직물지에 있어서, 경사 및 위사로 섬유사가 공급되어 직조되는 베이스 직물층; 및 상기 베이스 직물층의 경사 및/또는 위사에 꿰여져 상방으로 직립되는 다수의 섬모로 이루어진 섬모층을 구비하되, 상기 섬모와 함께 상기 섬모층에 직립되게 형성되어 정전기를 방전, 제거하는 제전 섬모를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제전 섬모는, 상기 베이스 직물층의 면에 대해 직교되는 방향으로 상기 경사 및/또는 위사에 꿰여지는 제전사가 절단되어 형성되는 절단 모로 구성되거나, 제전사가 상기 경사 및/또는 위사로 공급, 직조되되 상기 베이스 직물층의 면에 대해 상방으로 돌출되게 직조되어 형성되는 루프 모로 구성될 수 있다.
상기 베이스 직물층은 상기 제전 섬모의 하단 뿌리 부분과 전기적으로 접속되게 꿰여지도록 위사 및/또는 경사로 배열된 접지용 도전성 섬유사를 포함할 수 있다.
상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로서 신축성 고분자사를 더 구비하여 외력에 대해 신축되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로서 고분자 중에서 보온성이 높고 비중이 낮아 수중에서 부양성이 뛰어난 부력용 고분자사가 구비될 수 있다.
이때, 상기 부력용 고분자사는 에틸렌초산비닐(EVA), 니트롤 부타디엔 고무(NBR), 폴리에틸렌(PE) 중 어느 하나를 주성분으로 하여 선형부재로 형성되고, 그 외주면상에는 외피용 섬유사가 감김되어 외피층이 형성될 수 있다.
상기 부력용 고분자사는 에틸렌초산비닐(EVA), 니트롤 부타디엔 고무(NBR), 폴리에틸렌(PE) 중 어느 하나를 주성분으로 하여 선형부재로 형성되고, 그 중심에 인장강도가 큰 보강사가 내설될 수 있다.
한편, 상기 베이스 직물층은 저면에 고분자 수지층이 덧대어질 수 있다.
이때, 상기 고분자 수지층은, 열전도성 물질, 원적외선 방사물질, 전자파 차폐물질, 음이온 발생물질, 살균 및 항균 물질 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 입자 형태로 포함될 수 있다.
그리고, 상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로서 열전도성 물질, 원적외선 방사물질, 전자파 차폐물질, 음이온 발생물질, 살균 및 항균 물질, 광촉매 물질 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 나노 사이즈의 입자 형태로 포함되어 방사된 섬유사가 포함될 수 있다.
상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로 선형으로 형성한 영구자석사가 공급되어 직조될 수 있다.
한편, 상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로서 전원 및 전기신호의 전달선이나 발열선으로 적용할 수 있는 도전선이 공급되어, 파형 구조, 일자형 구조, 파형 구조와 일자형 구조를 혼합한 형태의 구조 중에서 어느 하나의 구조를 갖도록 배열, 직조된 것을 특징으로 한다.
상기 도전선은, 내부 중심에 배치되는 중심사, 이 중심사의 외주면에 꼬임되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사, 및 상기 도전사에 피복층을 형성하도록 감김되는 복수 가닥의 섬유사로 구성되거나, 내부 중심에 배치되고 신축성 고분자사로 구성된 신축성 중심사, 상기 중심사에 권취되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사, 및 상기 도전사의 외주면에 신축성을 갖도록 형성되는 외피층으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 도전선의 배열 경로를 따라 데니어(입경)이 큰 보호 섬유사가 배열, 직조되어, 표면의 마찰나 인장력의 작용시에 상기 도전선의 손상이 방지되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 도전선은 상기 중심사에 상기 도전사와 함께 꼬임되는 제전사를 더 포함할 수 있다.
상기 도전선은 상기 베이스 직물층을 형성하는 경사 및/또는 위사에 엮여져 상기 베이스 직물층에 일체로 구속되는 도전선 직조구간과, 상기 도전선이 경사 및/또는 위사에 엮여지지 않고 상기 베이스 직물층의 외부로 소정 길이만큼 노출되는 도전선 노출구간을 갖도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 도전선은, 내부 중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사의 외주면에 꼬임되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사, 상기 도전사와 함께 상기 중심사에 꼬임되고 영구자석 입자를 포함하거나 영구자석을 선형으로 형성한 영구자석사, 상기 도전사 및 상기 영구자석사에 피복층을 형성하도록 감김되는 복수 가닥의 섬유사로 구성되거나, 내부 중심에 배치되고 신축성 고분자사로 구성된 신축성 중심사, 상기 중심사에 권취되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사, 상기 도전사의 외면에 꼬임되고 영구자석 입자를 포함하거나 영구자석을 선형으로 형성한 영구자석사, 및 상기 영구자석사의 외주면에 신축성을 갖도록 형성되는 외피층으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로서 정전기의 방전할 수 있는 제전사가 공급, 직조될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지에 의하면, 베이스 직물층에 완충작용 및 보온작용을 수행할 수 있는 섬모 외에 정전기를 방전할 수 있는 제전 섬모가 구비되어 있어서 자동적으로 정전기를 외부로 방전하게 되므로 정전기로 인한 불쾌감이나 전기쇼크를 근본적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 전원 및 전기신호의 전달선이나 발열선으로 적용할 수 있는 도전선이 베이스 직물층에 배치되어 있으므로 필요에 따라 전원을 공급하여 온열효과를 배가시킬 수 있고, LED 램프, 온도센서, 습도센서와 같은 각종 센서를 설치하여 다양한 제어기능과 편의성을 갖도록 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지는 도전선을 포함하는 베이스 직물층을 신축 가능하게 구성할 수 있으므로 인장력이 작용되더라도 충분한 내구성을 확보할 수 있고, 활동성이나 신축성을 요하는 물품의 소재로 적용할 수 있는 장점이 있다.
도1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 전체적인 구조를 나타내는 사시도,
도1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 요부를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도,
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제1 변형예를 나타내는 도면,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제2 변형예를 나타내는 사시도,
도5a 내지 도5e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제3 변형예를 설명하기 위한 도면,
도6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제4 변형예를 나타내는 사시도,
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제5 변형예를 나타내는 사시도,
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1a 내지 도8에 의거하여 상세히 설명하고, 도1a 내지 도8에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
첨부도면 도1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 전체적인 구조를 나타내는 사시도, 도1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 요부를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도로서, 도1a의 A부 확대 단면도이다.
도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지(1)는 경사(11) 및 위사(12)로서 섬유사가 공급되어 직조되는 베이스 직물층(10)과, 이 베이스 직물층(10)의 경사(11) 및/또는 위사(12)에 꿰여져 상방으로 직립되는 다수의 섬모(21)로 이루어진 섬모층(20)을 구비하되, 섬모(21)와 함께 섬모층(20)에 직립되게 형성되어 정전기를 흡수, 제거하는 제전 섬모(22)를 더 구비한다.
베이스 직물층(10)은 경사(11) 및 위사(12)로서 면, 견, 마 등의 방적사나, 합성섬유사 등 다양한 필라멘트사를 적용하여 구성할 수 있다.,
그리고, 베이스 직물층(10)은 경사 및/또는 위사로서 통상의 섬유사와 함께 폴리우레탄사 및 스판사와 같은 신축성 고분자사(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이와 같이 신축성 고분자사가 위사 및 경사로 배치되면 베이스 직물층(10)에 외력이 작용될 경우 신축되므로 신축성을 필요로 하는 물품의 소재로 적용할 수 있다.
제전 섬모(22)는 마찰한 물체가 띠는 이동하지 않는 전기인 정전기를 제거하는 접지선의 기능을 수행하는 구성으로, 정전기의 방전이 가능하도록 도전성을 띠는 가는 선재라면 제한 없이 제전 섬모(22)의 형성을 위한 섬모 형성사로 적용할 수 있다. 예컨대, 섬모 형성사는 수 내지 수십 마이크로미터 정도의 직경을 갖는 금속세선, 금속 나노입자 및 금속산화물입자 등이 방사시에 포함된 섬유사, 금속이 도금 또는 증착된 섬유사, 아크릴 섬유 또는 나이론 섬유에 유화동을 화학 결합시킨 유기 도전성 섬유 등이 선택되어 적용된다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로, 도2a는 이중 직물지의 전체적인 외관을 개략적으로 도시한 사시도, 도2b는 도2a의 요부 확대 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지에서 제전섬모(22)는 도1b에 도시된 바와 같이 베이스 직물층(10)의 면에 대해 직교되는 방향으로 경사(11) 및/또는 위사(12)에 꿰여지는 제전사가 절단되어 형성되는 절단모로 구성되어 있다.
이러한, 제전 섬모(22)의 형태와 제조방법을 구체적으로 설명하면, 먼저 도1b에 도시된 바와 같이 제전 섬모(22)가 절단 모로 형성된 구조는 베이스 직물층(10)을 제조를 위한 선행 공정으로 도2a에 도시된 바와 같이 이중 직물지(50)로 형성한 후 파일사(51)를 도2b의 절단선(B-B)을 따라 절단하여 2등분하게 되면 도1a 및 도1b에 도시된 형상을 갖는 2개의 쿠션 직물지(1)가 얻어지고, 이때, 파일사(51)의 일부로 공급된 섬모형성사제전사(512,제전사)가 절단되면서 절단 모 형태의 제전 섬모(22)로 형성된다.
이중 직물지(50)는 도2a 및 도2b 도시된 바와 같이 경사(11) 및 위사(12)로 공급되는 섬유사에 의해 면상의 상면직(52)과 하면직(53)이 일정한 상하 간격을 갖도록 이격되게 직조되고, 상면직(52)과 하면직(52) 사이에 파일사(51)가 상하로 엮여져 형성된 것으로, 경편기와 같은 직기를 이용하여 제조하게 된다. 이때, 파일사(51)는 섬모층(20)의 대부분을 차지하는 섬모(21)를 형성하는 섬유사(511)와 제전 섬모(22)를 형성하는 제전사(512)가 적정한 비율로 혼합 공급되는데, 섬유사(511)와 제전사(512)의 바람직한 혼합 비율은 섬모층(20) 면적 1㎠당 1개 내지 5개 정도의 제전 섬모(22)가 포함되는 정도의 수량이 되도록 공급된다.
그리고, 이중 직물지(50)의 파일사(51)가 절단되는 방식으로 제전 섬모(22)가 형성되는 경우는 제전사(512)의 절단면이 노출되므로 정전기의 방전효율이 뛰어난 특징을 갖는다.
한편, 베이스 직물층(10)은 경사 및/또는 위사로 별도의 접지용 도전성 섬유사(미도시)가 공급되어 배열된다. 이 접지용 도전성 섬유사(미도시)는 후술되는 도전사(42)와 같이 도전성을 갖는 선재가 경사 및/또는 위사로서 배열되는 것이므로 제전 섬모(22)의 하단부가 꿰여져 전기적으로 접속됨에 따라 각각의 제전 섬모(22)로부터 수집된 정전기를 모아 외부로 방전시키는 기능을 수행한다.
아울러, 베이스 직물층(10)을 형성하기 위해 위사 및/또는 경사로 공급되는 섬유사는 세라믹 등의 원적외선 방사물질, 금속나노입자, 금속산화물입자 등의 전자파 차폐물질, 토르마린 등의 음이온 발생물질, 은나노입자, 숯 등의 살균 및 항균 물질, 이산화티탄(TiO2) 등의 광촉매 물질 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 나노 사이즈의 입자 형태로 포함되어 방사된 것을 일부 또는 전체적으로 적용함으로써 인체에 유익한 작용을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지는 정전기 방지를 위해 섬모층(20)에 제전 섬모(22)를 구비하는 동시에 베이스 직물층(10) 내부의 정전기를 방전할 수 있도록 경사 및/또는 위사로서 제전사가 공급, 직조될 수 있고, 베이스 직물층(10)에 경사 및/또는 위사로 선형으로 형성한 영구자석사(미도시)가 공급되어 배치될 수 있다. 영구자석사는 섬유사의 방사시에 영구자석 입자가 포함되도록 방사하여 형성한 것을 적용한다.
도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제1 변형예를 나타내는 도면, 도3a는 설치구조를 간략하게 도시한 단면도, 도3b는 부력용 고분자사의 일 예를 나타내는 사시도, 도3c는 부력용 고분자사의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도3a를 참조하면, 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지(1)는 베이스 직물층(10)에 경사 및/또는 위사로서 고분자 중에서 보온성이 높고 비중이 낮아 수중에서 부양성이 뛰어난 부력용 고분자사(13)가 포함되어 직조될 수 있다.
이와 같이 부력용 고분자사(13)가 베이스 직물층(10)에 포함되면, 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 카펫이나 담요 외에도 완충재나 보온재, 또는 잠수복 등의 소재로 활용할 수 있게 된다.
부력용 고분자사(13)는 보온성이 있고 비중이 낮을 뿐만 아니라 부력이 큰 것으로 알려진 에틸렌초산비닐(EVA : Ethylene Vinyl Acetate), 니트롤 부타디엔 고무(NBR:Nitrile Butadiene Rubber), 폴리에틸렌(PE: Polyethyene) 중 어느 하나를 주성분으로 하여 선형부재로 형성된다. 그리고, 부력용 고분자사(13)는 도3b에 도시된 바와 같이 그 외주면상에 촉감을 향상시키고 내구성을 향상시키기 위해 외피용 섬유사가 감김되어 형성된 외피층(131)이 구비되어 있다.
한편, 부력용 고분자사(13)는 도3c에 도시된 바와 같이 인장력에 대한 충분한 강도를 확보할 수 있도록 그 중심에 인장강도가 큰 보강사(132)가 내설되어 있다. 이때, 보강사(132)는 수 내지 수십 마이크로미터 정도의 직경을 갖는 금속 세선이나 인장강도가 큰 케브라사나 아라미드사가 적용되어 구성된다.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제2 변형예를 나타내는 사시도이다.
도4를 참조하면, 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지(1)는 베이스 직물층(10)의 저면에 덧대어지는 고분자 수지층(14)을 구비한다. 이 고분자 수지층(14)은 베이스 직물층을 금형에 투입하여 그 저면에 일체로 성형하는 방식으로 형성하거나 고분자 수지층(14)을 별도로 제작한 상태에서 베이스 직물층에 부착하는 방식으로 형성할 수 있고, 그 성형과정이나 부착과정에서 섬모층(20)에 배치된 섬모(21) 및 제전 섬모(22)의 하단 뿌리 부분이 일체로 고정되면서 섬모(21) 및 제전 섬모(22)를 베이스 직물층(10)에 더욱 견고하게 고정되도록 하여 쉽게 이탈되지 않도록 하는 기능을 수행한다.
그리고, 고분자 수지층(14)은 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 용도에 따라 목적에 맞는 고분자 수지를 선택하여 형성한다. 예컨대, 방수특성을 요하는 경우 기밀을 유지할 수 있는 방수성 고분자수지, 완충성을 요하는 경우 발포 수지와 같은 완충성 고분자수지, 보온성을 요하는 경우 보온성 고분자수지를 적용하여 구성한다.
아울러, 상기 고분자 수지층(14)은, 세라믹 등의 원적외선 방사물질, 금속나노입자, 금속산화물입자 등의 전자파 차폐물질, 토르마린 등의 음이온 발생물질, 은나노입자, 숯 등의 살균 및 항균 물질, 이산화티탄(TiO2) 등의 광촉매 물질 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 입자 형태로 포함되어 있다.
도5a 내지 도5e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제3 변형예를 설명하기 위한 도면으로, 도5a는 도전선의 일 배치 예를 나타내는 도면, 도5b는 도전선의 다른 배치 예를 나타내는 도면, 도5c 내지 도5e는 도전선의 또 다른 형태를 나타내는 사시도이다.
도5a 및 도5b을 참조하면, 제3 변형예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지(1)는 베이스 직물층(10)과, 이 베이스 직물층(10)의 경사 및/또는 위사에 꿰여져 상방으로 직립되는 다수의 섬모(21)와 이 섬모(21)와 함께 섬모층(20)에 직립되게 형성되어 정전기를 흡수, 제거하는 제전 섬모(22)를 구비한 섬모층(20)을 구비하되, 경사 및/또는 위사로서 전원 및 전기신호의 전달선이나 발열선으로 적용할 수 있는 도전선(40)이 배치, 구성되어 있다.
도전선(40)은 경사 및/또는 위사로서 섬유사와 함께 공급되어, 파형 구조, 일자형 구조, 파형 구조와 일자형 구조를 혼합한 형태의 구조 중에서 어느 하나의 구조를 갖도록 배열, 직조된다.
보다 구체적으로 설명하면, 도전선(40)은 도5a에 도시된 바와 같이 아라미드사와 같은 내열 특성을 갖는 중심사(41), 이 중심사(41)의 외주면에 꼬임되는 복수가닥의 절연된 도전사(42), 및 도전사(42)에 피복층을 형성하도록 감김되는 복수가닥의 섬유사(43)로 구성될 수 있다. 이러한 형태의 도전선(40)은 자체적으로 신축성을 갖지 않으므로 베이스 직물층(10)에 직조된 상태에서 신축성을 갖기 위해서는 도5a에 도시된 바와 같이 파형 구조로 직조되어야 한다.
그리고, 도전선(40)은, 도5b에 도시된 바와 같이 내부 중심에 배치되고 스판사와 같은 고분자 신축사로 구성되어 신축성을 갖는 중심사(44), 이 중심사(44)에 권취되는 복수 가닥의 절연된 도전사(42), 및 도전사(42)의 외주면에 신축성을 갖도록 형성되는 외피층(45)으로 구성된다. 이때, 외피층(45)은 도전사(42)의 외주면에 권취되는 다수 가닥의 섬유사로 구성된다. 그리고, 이러한 형태의 도전선(40)은 중심사(44), 도전사(42), 및 외피층(45)이 모두 신축되는 구조로서 자체적으로 신축성을 갖게 되므로 베이스 직물층(10)에 일자형 구조로 직조되어도 베이스 직물층은 인가되는 외력에 대해 신축성을 갖게 된다.
전술한 도전선(40)에 구비되는 도전사(42)는 인가되는 전압이나 전류의 크기에 따라 전류가 통전되거나 저항열에 의해 발열될 수 있는 다양한 도전성 선형부재(예컨대, 가는 금속사, 나노 입자 형태의 도전성 물질을 포함하는 섬유사, 섬유사에 도전성 금속이 도금된 도금사, 탄소섬유사, 등)를 선택하여 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 수십 내지 수백 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 금속사로 구성하되, 바람직하게는 10 내지 50 마이크로미터(㎛)정도의 직경을 갖는 스텐레스선, 티타늄선, 동선 등에 절연 피복층이 형성된 금속사(통상 에나멜선이라 한다) 중에서 선택하여 구성한다. 이때, 도전사(42)의 가닥 수는 전원의 정격전압, 발열온도 등에 따라 다양하게 변경할 수 있지만, 5 내지 30 가닥을 배치하여 구성한다.
그리고, 도전선(40)에 감겨지는 섬유사는 세라믹 등의 원적외선 방사물질, 금속나노입자, 금속산화물입자 등의 전자파 차폐물질, 토르마린 등의 음이온 발생물질, 은나노입자, 숯 등의 살균 및 항균 물질, 이산화티탄(TiO2) 등의 광촉매 물질 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 나노 입자 형태로 포함되어 방사된 것이 적용되는 것이 바람직하다.
그리고, 베이스 직물층(10)에는 도전선(40)으로 통전되는 전원을 공급하기 위한 전원공급수단(미도시)이 연결, 구성되어 있다. 이 전원공급수단은 상용전원을 인가받아 저압으로 강압하여 제공하는 직류전원공급장치나, 충전식 전원장치로 구성될 수 있다.
한편, 전술한 도전선(40)은 베이스 직물층(10)에 다수 가닥으로 배치되되, 대부분의 도전선(40)은 발열선의 기능을 수행하도록 배치되고, 일부 가닥의 도전선(40)은 베이스 직물층(10)에 추가로 LED 램프, 온도센서, 습도센서 등의 각종 소자가 설치될 경우 전원의 공급이나 전기신호의 전달을 위한 전원 및 전기신호 전달선의 기능을 수행하도록 구성된다. 그리고, 도전선(40)은 각종 소자의 용이한 접속을 위한 목적이나 자체적으로 전기저항, 외부 습도 등을 감지할 수 있도록 절연 피복된 것과, 절연 피복되지 않은 것이 혼재되어 배치될 수 있다. 예컨대, 절연 피복되지 않은 도전선(40)이 베이스 직물층(10)에 배치되어 있을 경우 수분이 유입되면 절연 피복되지 않은 도전선(40) 사이에 전원이 통전되므로 수분의 유입을 감지할 수 있는 수분감지센서의 기능을 수행할 수 있다.
도5c를 참조하면, 베이스 직물층(10)에 배치되는 도전선(40)은 내부 중심에 배치되는 중심사(41), 상기 중심사(41)의 외주면에 꼬임되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사(42), 도전사(42)와 함께 중심사에 꼬임되고 영구자석 입자를 포함하거나 영구자석을 선형으로 형성한 영구자석사(46), 도전사(42) 및 영구자석사(46)에 피복층을 형성하도록 감김되는 복수 가닥의 섬유사(43)로 구성된다. 이러한 형태의 도전선(40)은 영구자석사(46)로부터 방출되는 자력에 의해 인체의 혈액순환을 돕는 장점을 갖게 된다.
도5d를 참조하면, 베이스 직물층(10)에 배치되는 도전선(40)은 내부 중심에 배치되고 신축성 고분자사로 구성된 신축성 중심사(44), 중심사(44)에 권취되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사(42), 도전사의 외면에 꼬임되고 영구자석 입자를 포함하거나 영구자석을 선형으로 형성한 영구자석사(46), 및 영구자석사(46)의 외주면에 섬유사가 권취되어 신축성을 갖도록 형성되는 외피층(45)으로 구성되어 있다. 이러한 형태의 도전선(40)은 신축 가능한 구조이므로 인장력에 대해 신축되면서도, 영구자석사(46)로부터 방출되는 자력에 의해 인체의 혈액순환을 돕는 장점을 갖게 된다.
도5e를 참조하면, 베이스 직물층(10)에 배치되는 도전선(40)은 내부 중심에 배치되고 신축성 고분자사로 구성된 신축성 중심사(44), 중심사(44)에 권취되는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사(42), 중심사(44)에 도전사(42)와 함께 꼬임되는 제전사(47), 도전사(42) 및 제전사(47)의 외주면에 신축성을 갖도록 섬유사가 권취, 형성되는 외피층(45)으로 구성된다. 이러한 형태의 도전선(40)은 신축 가능한 구조이므로 인장력에 대해 신축되면서도, 제전사(47)에 의한 베이스 직물층(10) 내부 정전기의 방전작용을 수행할 수 있고, 도전사(42)로부터 방출되는 전자파를 차단할 수 있는 장점을 갖게 된다.
도6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제4 변형예를 나타내는 사시도이다.
도6을 참조하면, 베이스 직물층(10)에 도전선(40)의 배열 경로를 따라 데니어(입경)가 큰 보호 섬유사(16)가 배열, 직조되어 있다. 이 보호 섬유사(16)는 베이스 직물층(10)의 직조시 경사로 공급되어 도전선(40)에 근접되게 직조되는 것으로, 데니어가 도전선(40)에 비해 크게 형성된 것이므로 인체나 물품 등의 피접촉물이 낙하하여 충돌 및 밀착되거나 마찰될 경우 데니어가 큰 보호 섬유사(16)가 피접촉물과 먼저 접촉되고 도전선(40)은 피접촉물과 접촉되지 않거나 접촉되더라도 인가되는 마찰력이 보호 섬유사(16)에만 작용되므로 도전선(40)의 손상을 방지할 수 있다.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 제5 변형예를 나타내는 사시도이다.
도7을 참조하면, 베이스 직물층(10)에 배치되는 도전선(40)은 도7의 확대부에 나타난 바와 같이 베이스 직물층(10)을 형성하는 경사(11) 및/또는 위사(12)에 엮여져 베이스 직물층(10)에 일체로 구속되는 도전선 직조구간(a)과, 도전선(40)이 경사 및/또는 위사에 엮여지지 않고 베이스 직물층(10)의 외부로 소정 길이만큼 노출되는 도전선 노출구간(b)을 갖도록 구성되어 있다.
이와 같이 도전선(40)이 베이스 직물층(10)에 일체로 구속되는 도전선 직조구간(a)과, 외부로 노출되는 도전선 노출구간(b)을 구비할 경우, LED 램프, 센서 등의 각종 소자나, 통신모듈, 충전모듈 등의 각종 모듈을 접속 및 설치할 경우 도전선 노출구간(b)에서 외부로 노출된 도전선(40)에 연결할 수 있으므로 베이스 직물층(10) 내에 직조된 도전선(40)을 일일이 찾아서 연결할 필요 없이 신속하고 손쉽게 연결할 수 있다.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 설명하기 위한 도면으로, 요부를 간략하게 도시한 확대 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지(1')는 베이스 직물층(10)과, 이 베이스 직물층(10)의 경사(11) 및/또는 위사(12)에 꿰여져 상방으로 직립되는 다수의 섬모(21')와 이 섬모(21')와 함께 섬모층(20)에 직립되게 형성되어 정전기를 흡수, 제거하는 제전 섬모(22')를 구비한 섬모층(20)을 구비하되, 제전 섬모(22')는 경사 및/또는 위사로 공급되는 제전사가 직조과정에서 베이스 직물층(10)의 면에 대해 상방으로 돌출되게 직조되어 형성되는 루프 모(절단되지 않고 고리 형태로 형성된 모)로 구성된다.
이와 같이 제전 섬모(22')가 루프 모로 형성된 구조는 섬유사를 경사 및 위사로 공급하여 직물지를 직조하되, 경사 및/또는 위사의 일부는 베이스 직물층(10)을 형성하도록 직조되고, 나머지 경사 및/또는 위사는 섬모층(20)을 형성하도록 상방으로 돌출되게 직조된다. 이때, 섬모층(20)을 형성하는 경사 및/또는 위사 중에서도 일부는 제전사가 공급되어 제전 섬모(22')로 형성된다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지는 구체적으로 설명하지는 않았지만, 전술한 제1 실시예의 제1 내지 제5 변형예에 나타난 세부 구성들을 적용하여 구성할 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지의 작용을 간략하게 설명한다.
먼저, 전술한 일 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 카펫이나, 매트로 제작하여 바닥 등의 설치면에 위치하도록 설치한 상태에서 섬모층(20)에 인체가 접촉되면 다수의 섬모(21,21')가 수축 팽창되면서 완충되므로 인체에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 쿠션작용을 수행하는 동시에 고유의 보온기능을 수행하게 된다.
이와 같은 쿠션 직물지의 사용과정에서 인체 또는 외부 물체와 섬모가 접촉되면 정전기가 발생되는데, 이때, 제전 섬모(22)는 자동적으로 정전기를 외부로 방전하게 되므로 정전기로 인한 불쾌감이나 전기쇼크를 근본적으로 차단할 수 있다.
그리고, 전술한 일 실시예의 제3 변형예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 카펫이나, 매트로 제작하게 되면, 전원 및 전기신호의 전달선이나 발열선으로 적용할 수 있는 도전선(40)이 배치되어 있으므로 필요에 따라 전원을 공급하여 온열효과를 배가시킬 수 있고, LED 램프, 온도센서, 습도센서와 같은 각종 센서를 설치하여 다양한 제어기능과 편의성을 갖도록 구성할 수 있다.
특히, 베이스 직물층(10)에 위사 및 경사로서 스판사와 같은 신축성 고분자사를 공급하여 직조하고, 도전선(40)을 도5a에 도시된 바와 신축성을 갖도록 구성하거나 도5b에 도시된 바와 같이 신축성 구조의 도전선(40)을 배치할 경우 인장력이 작용되더라도 늘어나게 되므로 충분한 내구성을 확보할 수 있고, 활동성이나 신축성을 요하는 물품의 소재로 적용할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,1':정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지
10:베이스 직물층 11:경사
12:위사 13:부력용 고분자사
14:고분자 수지층 20:섬모층
21,21':섬모 22,22':제전 섬모
40:도전선 41,44:중심사
42:도전사 43:섬유사
45:외피층 46:영구자석사
47:제전사

Claims (18)

  1. 직물지에 있어서,
    경사 및 위사로 섬유사가 공급되어 직조되는 베이스 직물층; 및
    상기 베이스 직물층의 경사 및/또는 위사에 꿰여져 상방으로 직립되는 다수의 섬모로 이루어진 섬모층을 구비하되,
    상기 섬모와 함께 상기 섬모층에 직립되게 형성되어 정전기를 방전, 제거하는 제전 섬모를 포함하고,
    상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로 선형으로 형성한 영구자석사가 공급되어 직조된 것을 특징으로 하는 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지.
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  12. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 직물층은 위사 및/또는 경사로서 전원 및 전기신호의 전달선이나 발열선으로 적용할 수 있는 도전선이 공급되어, 파형 구조, 일자형 구조, 파형 구조와 일자형 구조를 혼합한 형태의 구조 중에서 어느 하나의 구조를 갖도록 배열, 직조된 것을 특징으로 하는 정전기 방지기능을 갖는 쿠션 직물지.
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