KR101849216B1 - 복합보온성 폴리에스테르 섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 섬유에 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄(Al₂O₃)이 함유되되, 상기 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄(Al₂O₃)은 각각 폴리에스테르 섬유 중량의 0.1~2중량%가 함유되는 복합보온성 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

Description

복합보온성 폴리에스테르 섬유{Complex Warm Polyester Faber}

본 발명은 복합보온성 폴리에스테르 섬유에 관한 것으로 섬유자체적으로 원적외선이 방사되고, 신체에서 발산되는 체열를 반사하여 보온성이 우수한 복합보온성 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

섬유제품의 보온성에 관한 관심과 기술개발을 위한 연구는 섬유산업의 초기부터 이루어져왔다.

섬유제품의 보온의 개념은 인체에서 방출되는 열을 외부로 손실되지 않게 하는 단열에 의한 소극적 보온효과에서 적외선 반사소재를 사용하는 방법, 인체 방사 에너지를 흡수하는 소재를 사용하는 방법 등 축열, 발열 등의 적극적 보온효과로 점차 연구영역이 넓어지고 있다.

소극적 보호효과는 공기층에 의한 단열보온방식은 피복을 구성하는 직물의 두께를 증가시키는 이유가 되어 활동성이 낮아지는 원인이 되며, 기타 소재를 이용하는 방식은 피복의 세탁성이나 내구성을 저하시키는 요소가 되어 범용적으로 사용하기 어려운 단점이 있다.

대한민국 실용신안공고 제200227811호에서는 방적사 또는 멀티필라멘트사인 경사와위사가 서로 교차하여 제직된 원단에 있어서, 폴리아미드 섬유 상에 은이 도금되어 있는 은 도금사가 경사방향 또는 위사 양방향에 일정간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 다기성 원단이 제안되었다. 상기 원단은 은 도금사가 경사 또는 위사방향을 일정하게 배열되어 있어 제전효과 및 단열이나 보온효과가 우수한 특성이 있다고 하지만 직물에 일정 간격으로 배치된 은 도금사의 존재로 보온효과를 기대하기는 상기 은도금사와 함께 직조되는 더 많은 올 수의 열전도도에 차이가 없는 일반사로 인해 단열성이나 보온성을 발현하기가 어렵다. 더욱이 은 도금사가 배치된 부분 외에 대부분이 열전도도가 낮은 섬유로 구성된다는 점은 동일층의 직물에서 일부분의 열전도도 차이로 인해 단열성을 구현되지 않아 효과가 미미한 문제점이 있었다.

적극적 보온효과는 축열 소재의 활용한 보온, 세라믹 등이 소재를 통한 원적외선 방출을 통한 보온, 열을 직접적으로 발생시키는 소재나 구성을 통한 보온 등이 있으며, 국제공개공보 WO2002/34988에서는 전원으로부터 열을 발생시키기 위한 전도성 사로 제조된 직물로서 일 이상의 비전도성사와 일 이상의 양의 온도계수(PTC)가열사를 포함하고 상기 비전도성사 및 PTC 가열사가 조합되어 가열 직물을 형성하는 구조가 제안되었다. 상기 발명은 별도의 전원을 발생시키는 구조가 필요하며 피복적합성이 저하되는 등 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 원적외선을 방출하는 무기물 및 인체에서 발산되는 체열을 다시 인체로 반사하는 무기물로 복합적인 보온기능을 수행하여 보온성을 향상시킬 수 있는 복합보온성 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

또한, 폴리에스테르 섬유를 시스-코어형으로 형성하여 원적외선 방출기능과 체열을 반사하는 기능의 효율을 높여 보온성을 향상시킬 수 있는 복합보온성 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

본 발명은 폴리에스테르 섬유에 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄(Al₂O₃)이 함유되되, 상기 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄(Al₂O₃)은 각각 폴리에스테르 섬유 중량의 0.1~2중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기 폴리에스테르 섬유는 시스부와 코어부를 갖는 시스-코어형 복합섬유로 상기 코어부에는 텅스텐 카바이드가 함유되고, 상기 시스부에는 산화알루미늄이 함유되는 것을 특징으로 하는 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기 텅스텐 카바이드 및 산화알루미늄의 크기는 0.05~1㎛인 것을 특징으로 하는 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기의 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단을 제공한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유는 섬유 내부에 원적외선을 방출하는 무기물과 체열을 다시 인체로 반사하는 무기물을 통해 보온기능을 복합적으로 수행하여 보온성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 폴리에스테르 섬유를 시스-코어형으로 형성하고 시스부에 체열을 반사하는 무기물을 함유시켜 체열 반사기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유의 일실시예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유의 또다른 실시예의 단면을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명에서 '원단'은 사로 제직기로 직조되는 직물, 편직기 편조되는 편물 또는 장섬유 또는 단섬유로 직조, 편조되지 않고 기계적, 화학적 방법으로 형성되는 부직포를 모두 포함하는 의미로 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유의 일실시예의 단면을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유의 또다른 실시예의 단면을 나타낸 도면이다.

본 발명은 원적외선을 방출하는 텅스텐 카바이드(WC) 및 체열을 반사할 수 있는 산화알루미늄((Al₂O₃)을 폴리에스테르 섬유에 함유시켜 보온성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 복합보온성 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

상기 텅스텐 카바이드, 산화알루미늄은 원적외선을 방출하여 체온을 상승을 통한 보온성을 높이는 작용을 하며, 상기 산화알루미늄은 신체에서 발생되는 체열을 반사시켜 다시 신체로 돌려보내는 작용으로 복합적인 기능으로 폴리에스테르 섬유의 보온성을 높이게 된다.

상기 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄의 함량이 너무 적으며 보온성의 상승효과가 크지 않으며, 상기 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄의 함량이 너무 많으면 섬유 제조시 사절현상 등이 발생하여 공정성이 저하될 수 있으므로 함유되되, 상기 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄는 각각 폴리에스테르 섬유 중량의 0.1~2중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기 텅스텐 카바이드와 산화알루미늄의 크기가 너무 크면 방사공정에서 기계장치의 마모율을 높일 수 있으므로, 상기 텅스텐 카바이드와 산화알루미늄의 크기는 0.05~1㎛인 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 텅스텐 카바이드와 산화알루미늄을 함유하는 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 도 1에서와 같이 텅스텐 카바이드(100)와 산화알루미늄(200)이 섬유 내부에 단순히 함유된 상태에서도 보온 효과가 우수하지만, 본 발명의 복합보온성 폴리에스테르 섬유의 보온효과를 더욱 높이기 위해 도 2에서와 같이 본 발명의 폴리에스테르 섬유를 시스부와 코어부를 갖는 시스-코어형 복합섬유로 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기 시스-코어형 복합섬유로 형성될 경우에는 코어부에는 텅스텐 카바이드(100)를 함유시키고, 시스부에는 산화알루미늄(200)을 함유시켜 본 발명의 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 형성할 수 있을 것이다.

상기 시스부에 함유되는 산화알루미늄은 도 1의 폴리에스테르 섬유에 비해 섬유외곽에 산화알루미늄의 함량이 높아지게 되어 체열을 반사하는 기능이 더 상승하게 되어 보온성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 본 발명의 복합보온성 폴리에스테르 섬유는 사용용도 및 목적에 따라 다양한 이형단면 형태 및 또다른 기능성 물질을 함유시킬 수 있을 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 함유하는 원단은 복합보온성 폴리에스테르 섬유의 원적외선 방사기능, 체열을 반사하는 기능을 통해 보온성을 높일 수 있어 의류용에 적합할 것이다.

이하 본 발명에 따른 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폴리에스테르 수지에 입자크기 0.5㎛의 텅스텐 카바이드 1중량%, 입자크기 0.5㎛의 산화알루미늄 1.0중량%를 함유시켜 방사조성물을 제조 후, 일반적인 멀티필라멘트의 방사공정과 동일한 방법으로 방사공정을 진행하여 본 발명의 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제조하였다.

실시예 2

시스-코어형 복합섬유로 제조하였으며, 시스부를 형성하는 폴리에스테르 수지에 입자크기 0.5㎛의 산화알루미늄 1.0중량%를 함유시켰으며, 코어부를 형성하는 폴리에스테르 수지에 입자크기 0.5㎛의 텅스텐 카바이드 1중량%를 함유시켰다.

시스부와 코어부의 부피비는 50:50으로 일반적인 시스-코어형 복합섬유의 방사공정과 동일한 방법으로 방사공정을 진행하여 본 발명의 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 제조하였다.

◎ 보온성 평가

상기에서 제조된 실시예 1,2를 원단으로 제조한 후에 보온성을 평가하여 표 1에 나타내었다. 비교예로 아무런 물질도 함유시키지 않은 폴리에스테르 섬유를 제조하고 원단으로 제조한 후, 평가하였다.

1) 평가방법

- 광원이 설치된 외부온도 25℃, 습도 40%로 고정 열 차단 평가 장치를 이용하여 실험하였다.

- 광원에 전원공급 후 원단의 표면 온도와 광원과 원단 내부 공간의 온도를 합하여 평균값을 산출하였으며, 초기온도와 일정시간 후의 상승된 온도의 차이를 측정하여 표 1에 나타내었다.(ΔT: 상승 온도차)

구분	ΔT (상승 온도차)
	0 min	10 min	20 min	30 min	40 min	50 min	60 min
Blank	0	8	8	9	9	9	9
비교예	0	8	9	10	11	11	11
실시예 1	0	11	12	13	14	15	15
실시예 2	0	11	12	13	15	15	16

표 1에서와 같이 본 발명에 복합보온성 폴리에스테르 섬유로 제조된 원단은 아무런 물질이 함유되지 않은 비교예 보다 시간에 따른 온도가 상승되는 차이가 커지는 것으로 본 발명의 복합보온성 폴리에스테르 섬유는 보온성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.

100: 텅스텐 카바이드 200: 산화알루미늄

Claims (4)

1. 폴리에스테르 섬유에 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄(Al₂O₃)이 함유되고, 상기 텅스텐 카바이드(WC), 산화알루미늄(Al₂O₃)은 각각 폴리에스테르 섬유 중량의 0.1~2중량%가 함유되되,
   상기 폴리에스테르 섬유는 시스부와 코어부를 갖는 시스-코어형 복합섬유로 상기 코어부에는 텅스텐 카바이드가 함유되고, 상기 시스부에는 산화알루미늄이 함유되어 체열을 반사하는 기능이 상승되며,
   광원에 의해 온도상승은 10분 후 10℃ 이상 상승되고, 10분에서 60분동안의 상승온도차의 상승율이 45%이상인 것을 특징으로 하는 복합보온성 폴리에스테르 섬유.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 텅스텐 카바이드 및 산화알루미늄의 크기는 0.05~1㎛인 것을 특징으로 하는 복합보온성 폴리에스테르 섬유.
4. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항의 복합보온성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단.

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