KR102000730B1

KR102000730B1 - 전도성 구리 소재를 이용한 공기층을 가지는 다층 편직 구조 원단 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크

Info

Publication number: KR102000730B1
Application number: KR1020190003694A
Authority: KR
Inventors: 김장환
Original assignee: (주)엘에스케이화인텍스
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2019-10-02
Also published as: EP3910100A4; EP3910100A1; JP2021524891A; US20210198818A1; WO2020145771A1; CN112313372A

Abstract

본 발명은 다층 편직 원단 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항균성 및 쿠션감이 우수한 다층 편직 원단 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다층 편직원단은 상부 편직물; 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유를 함하는 하부 편직물; 및 모노 필라멘트사 섬유를 포함하는 수직 편직물;을 포함한다.

Description

전도성 구리 소재를 이용한 공기층을 가지는 다층 편직 구조 원단 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크{Multi-layer knitted structure fabric with air layer using conductive copper material and integrated antibacterial mask using thereof}

본 발명은 전도성 구리 소재를 이용한 항균성 및 쿠션감이 우수한 다층 편직 원단 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 구리 소재를 이용한 공기층을 가지는 다층 편직 구조 원단 및 그 제조 방법과 이를 이용한 일체형 항균 마스크를 포함하는 제품에 관한 것이다.

양면 환편기를 이용하여 표면 편물과 이면 편물을 수직하는 루프로 결착하도록 편직된 3층 편물이 개시된다.

벤텍스 주식회사에서 출원한 대한민국 특허 공개 2002-0060878호에서는 소수성 표면조직층, 소수성 이면조직층 및 이들을 결착시켜주는 친수성 루프들로 이루어진 3층 구조를 가지며, 이중 환편기로 편직된 습한 속건성 다층 직편물을 개시한다.

하지만, 종래 이러한 3층 구조의 편물은 상부 원단과 하부 원단 사이에 형성되는 루프, 즉 수직하는 모노사의 강도가 약해 꺽임 현상이 발생하고, 이로 인해 제조된 원단의 두께가 불균일해지는 공간층 불안정성으로 제품 이용에 많은 제약을 가진다. 이에 따라, 수직 루프는 앞면과 뒷면을 결착하는 기능으로만 작용하고, 겉에서 보이는 단면은 두 개의 싱글 원단이 마치 붙어있는 것처럼 보이도록 제조된다.

대한민국 특허 제1566627호에서는 면/ptt/텐셀 복합사이로슬럽(Siro-Slub) 방적사를 표면사로 사용하고, 흡한 속건성 폴리에스테르 DTY사를 이면사로 사용하여 루프장 12~16cm, 환편속도 15~20rpm의 조건으로 30~36인치/22~28게이지의 양면 환편기로 환편한 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 이중직환편물 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 상부 편물과 하부 편물이 서로 이격되어 공기층을 가지는 새로운 다층 편직 원단 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은

상부 편직물;

구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유를 포함하는 하부 편직물;

모노 필라멘트사 섬유를 포함하는 수직 편직물;을 포함하고,

상기 상부 편직물과 하부 편직물이 수직 편직물에 의해서 이격되어 내부에 공기층을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단을 제공한다.

본 발명의 설명에서, '편직'이라는 단어는 환편기에서 원단을 짜는 것을 의미하는 것으로 이해되며, 편직 원단은 니트 형태로 짜져서 적어도 10% 이상, 바람직하게는 20%이상, 보다 바람직하게는 30% 늘어난 후 원상태로 복원될 수 있는 원단을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명의 설명에서, '전기 전도성'이라는 단어는 섬유가 전기가 통할 수 있는 범위의 전도성을 가지는 것으로 이해된다.

본 발명의 설명에서, '항균성'이라는 단어는 하나 이상의 세균의 성장을 50% 이상 저해할 수 있는 것을 의미하는 것으로 이해되며, 보다 바람직하게는 세균의 성장을 90 %이상 저해할 수 있는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명에 있어서, 상기 '구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유'는 구리 성분을 포함하며, 전도성을 가지는 섬유를 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 '구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유'는 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와는 별도로 전기 전도성이 없이 항균성을 가지는 섬유를 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 상부 편직물은 본 발명에 따른 다층 편직 원단이 하부 편직물과 수직 편직물에 포함된 항균성 섬유에 의해서 전체 다층 편직 원단에 항균성이 제공되므로, 비항균성 편직물일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 상부 편직물은 후염 과정에서 발생할 수 있는 색차 불량 및 불균염 문제를 피할 수 있도록 선염사인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 상부 편직물에 사용되는 섬유의 종류는 원단이 사용되는 환경에 따라서 필요에 따라 조절될 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 나일론 섬유는 피부와 접하는 부분에서 부드러운 촉감을 제공하기 위해서 사용될 수 있으며, 폴리에스터 섬유는 디자인적으로 다양한 색상을 구현하기 위해서 사용될 수 있으며, 고무사, 일예로 스판덱스는 고신율과 탄성을 제공하기 위해서 사용될 수 있다. 바람직하게는 20D 내지 50D의 가는 원사를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유는 구리 성분에 의해서 전도성과 항균성을 동시에 부여하기 위해서 사용되며, 편직된 다른 섬유와 함께 늘어나고 줄어들 수 있도록 섬유 코어와 표면의 구리성분으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 나일론 섬유의 표면에 구리성분이 코팅된 전도성 섬유일 수 있다. 표면에 구리성분을 포함하는 전도성 나일론 섬유는 장 신우 등에게 허여된 특허 10-1074692호를 이용하여 제조될 수 있으며, 상기 특허는 여기서 전체적으로 참고문헌으로 통합되었다.

본 발명에 있어서, 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유는 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와는 별도로 추가적인 항균성을 부여하기 위해서 사용된다. 섬유 표면에 구리 성분들이 단속적으로 부착되어, 구리에 의한 항균성을 가지는 반면 전도성은 실질적으로 가지지 않는다. 상기 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유은 상업적으로 구입해서 사용할 수 있다. 예를 들어, 대한민국에 위치한 코오롱의 글로텍 섬유를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 하부 편직물은 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유를 나일론 및 스판덱스와 같은 합성 섬유와 함께 편직한 교편직물일 수 있다.

본 발명에 있어서, 교편직된 하부 편직물은 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유는 줄무늬 형태로 편직된 교편직물일 수 있으며, 이러한 교편직물은 본 출원인에게 허여된 특허 제1925070호, 대한민국 특허 제1925063호, 대한민국 특허 제1866418호에서 공지된 편직물을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수직 편직물에서 모노 필라멘트사는 상부 편직물과 하부 편직물이 소정 간격으로 이격되도록 지지하는 강도를 제공하기 위해서 사용된다.

본 발명에 있어서, 상기 모노 필라멘트사는 폴리프로필렌 모노사, 나일론 모노사, 폴리에스터 모노사를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 인장강도가 높은 나일론 모노사나 폴리에스터 모노사를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 모노 필라멘트사는 모노 필라멘트사의 강성에 의해서 압착시 상부 또는 하부 편직물의 표면에 돌출되는 것을 방지할 수 있도록 가는 직경의 모노 필라멘트사를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 부드러운 촉감을 위해서 나일론을 포함하는 상하부 편직물을 사용할 경우, 상기 모노 필라멘트는 20~50D, 바람직하게는 30~40D의 굵기를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 수직 편직물에는 수직 편직물에 의해서 형성되는 상부 편직물과 하부 편직물 사이의 공간 및 세균이 증식되는 것을 방지할 수 있도록, 구리 성분을 포함하는 섬유, 바람직하게는 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유와 함께 편직될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 다층 편직물은 상부 편직물과 하부 편직물은 수직 편직물에 의해서 서로 이격되며, 바람직하게는 0.5 mm 이상, 보다 바람직하게는 1.0 mm 이상, 보다 더 바람직하게는 1.5 mm 이상, 가장 바람직하게는 2 mm 이상 이격될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 상부 편직물과 하부 편직물의 사이는 후가공, 예를 들어, 정련등의 과정을 거친 상태를 의미하며, 정련 전의 생지 상태에서는 50%이상 이격거리가 증가된다.

본 발명에 있어서, 상기 다층 편직물은 통상의 양면 환편기를 이용해서 편직될 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 양면 환편기와 편직 조건들은 상부 편직물과 하부 편직물 및 수직 편직물에 사용되는 섬유의 종류에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 바람직하게는 4~20cm 범위의 루프장, 80~150 범위의 피더, 18~30 게이지의 조건을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 양면 환편기로 편직된 다층 편직물(생지)는 정련 과정을 거칠 수 있으며, 상기 편직물의 정련 과정은 대한민국 특허 제1925070호, 대한민국 특허 제1925063호, 대한민국 특허 제1866418호에서 개시된 방식을 사용할 수 있다.

본 발명은 일 측면에서,

상부 편직물;

구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유를 포함하는 하부 편직물; 및

상기 상부 편직물과 하부 편직물이 수직 편직물에 의해서 이격되어 내부에 공기층을 형성한 다층 편직 원단을 재단하여 제조되는 제품을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 다층 편직 원단은 다양한 의료용 의류, 의류, 이불커버, 침대커버, 커튼, 마스크와 같은 제품으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 다층 편직 원단은 내부에 공기층을 포함하고, 쿠션이 있어서, 내부에 전기 전도성과 이에 따른 대전 방지성을 가지고 있어서, 전자 제품의 포장지 또는 커버, 예를 들어, 노트북, 태블릿 PC, 전자책의 포켓으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 다층 편직물은 상부 편직물과 하부 편직물 사이에 공기층을 포함하고 있어 쿠션감과 단열성을 제공할 수 있다.

또한, 내부 공기층에 세균이 서식하는 것을 방지할 수 있는 항균성을 제공할 수 있게 되었다. 이 경우, 상부 편직물에는 촉감이 떨어지는 항균성 섬유를 사용하지 않고, 하부와 수직 편직물에 사용하는 것만으로 99% 이상의 항균성을 가지는 원단을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 다층 편직물의 단면을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 편직물과 표준 면포에 대해서 대장균을 접종한 후 항균성을 비교한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 편직물과 표준 면포에 대해서 황색포도상구균을 접종한 후 항균성을 비교한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 편직물과 표준 면포에 대해서 폐렴구균을 접종한 후 항균성을 비교한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 편직물에 대한 항균성 시험성적서이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 편직물에 대한 항균성 시험성적서이다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명을 예시하기 위한 것임을 유의하여야 한다.

실시예 1

구리가 포함된 전도성 나일론 섬유

등록특허 10-1167860의 실시예에 따라서, 약 70 데니어의 나일론 섬유를 반응조에 적제 후 욕비 1:15~20으로 맞추고 탈유제 3~5g/L를 60℃에서 40분 동안 처리하여 탈유제에 의해 생성된 부유물질을 수세하며, 반응조에 레불린산 2~3% o.w.f, 소듐 라우릴 설페이트 0.1~0.5% o.w.f, 폴리에틸렌글리콜 0.1~0.3% o.w.f, 티오황산나트륨 8~10% o.w.f, EDTA 0.2% o.w.f, 황산구리 10~20% o.w.f를 투입 후 10분간 정도 교반 후 pH는 4 내지 5 범위이면서 60℃까지 1℃/min로 승온하여 60℃에서 60분 동안 반응시킨 후 차인산나트륨 0.3% o.w.f를 투입 후 60℃에서 20분 동안 환원 석출시키고, pH 7까지 미반응 물질을 제거하고, pH 7에서 수산화마그네슘 0.3% o.w.f를 투입해서 40℃에서 20분 동안 처리하여 잔류 황을 제거하여 도전성 나일론 섬유의 비저항이 10²Ω㎝인 것을 확인하였다.

구리를 포함하는 비전도성 섬유

구리를 포함하는 비전도성 섬유는 코오롱의 글로텍 섬유를 사용하였으며, 폴리에스터 원사는 50 데니어를 사용하였으며, 스판덱스는 30데니어의 가는 원사를 사용하였다.

실시예 1

양면(double) 환편기에 상부 편직물을 위해서 폴리에스터과 나일론 및 스판덱스 피더를 공급하고, 하부 편직물을 위해서는 구리 성분을 포함하는 전도성 섬유와, 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유와, 나일론 66과 스판덱스 피더를 공급하고, 수직 편직물을 위해서 폴리에스터 모노필라멘트사와 구리성분을 포함하는 비전도성 섬유 피더를 제공하였다.

상부 편직물을 위해서 제공된 피더들에서 선염된 폴리에스터는 75D, 나일론은 50D, 스판덱스는 20 D의 굵기를 가지며, 하부 편직물을 위해서 제공된 피더들에서 구리 성분을 포함하는 전도성 섬유는 70D, 구리성분을 포함하는 비전도성 섬유는 70D, 나일론 70D, 스판덱스 20 D의 굵기를 가지며, 수직 편직물을 위해서 제공된 피더들에서 폴리에스터 모노필라멘트사는 40D, 구리성분을 포함하는 비전도성 섬유는 70D의 굵기를 가진다.

상부 편직물은 폴리에스터 15중량%, 나일론이 10 중량%, 스판덱스가 5 중량%로 이루어지며, 하부 편직물은 구리 성분을 포함하는 전도성 섬유는 5 중량%, 구리성분을 포함하는 비전도성 섬유는 15 중량%, 나일론 20 중량%, 스판덱스 5 중량%로 이루어지며, 수직 편직물은 모노필라멘트사 20 중량%, 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유는 5 중량%로 이루어진다.

제조된 다층 편직 원단은 정련 과정을 거쳐서 제조되었으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 편직물과 하부 편직물은 약 2mm 이격되었다.

실시예 2.

실시예 1에서 수직 편직물로 폴리에스터 모노필라멘트사와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유는 함께 사용하는 대신, 폴리에스터 모노필라멘트사를 단독으로 사용하였으며, 사용 중량을 25 중량%로 증량한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

실시예 3

실시예 1에서 수직 편직물로 폴리에스터 모노필라멘트사 대신에 나일론 6 모노필라멘트사를 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

실시예 4

실시예 1에서 폴리에스터 모노 필라멘트사의 굵기를 30D로 변경하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 1

실시예 1에서 수직 편직물로 80 D 면사 25 중량%를 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 2

실시예 1에서 수직 편직물로 70 D 나일론 66을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 3

실시예 1에서 수직 편직물로 70 D 폴리에스터를 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 4

실시예 1에서 수직 필라멘트의 굵기를 100D로 변경하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

비료 실시예 5

실시예 1에서 수직 필라멘트의 굵기를 10D로 변경하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.

수직 강도 시험

제조된 원단을 5x5 ㎠의 넓이로 10군데에서 원단 20% 압축 및 복원 500-1,000 사이클을 반복한 후, 원단의 표면에 함몰된 부위가 있는지를 확인하였다.

항목	500 사이클	1,000 사이클	표면 돌출
실시예 1	○	○	양호
실시예 2	○	○	양호
실시예 3	○	○	양호
실시예 4	○	○	양호
비교 실시예 1	x	x	양호
비교 실시예 2	△	x	양호
비교 실시예 3	△	x	양호
비교 실시예 4	○	○	불량
비교실시예 5	○	△	양호

○: 원단 20% 압축-복원 사이클 과정에서 두께의 변화가 일어나지 않음을 의미함.

△: 원단 20% 압축-복원 사이클 과정에서 두께가 10% 이상 줄어드는 영역이 하나 이상 나타남을 의미.

x: 원단 20% 압축-복원 사이클 과정에서 두께가 10% 이상 줄어드는 영역이 5개 이상 나타남을 의미.

표면 돌출: 원단 20% 압축-복원 500 사이클 반복 후 상부 편직물의 표면에 미세 돌기들이 형성되는지 여부 확인하고, 미세 돌기가 형성되면 불량, 없으면 양호로 판정함.

표 1에서 나타난 바와 같이, 수직 편직물에 적정 굵기의 필라멘트사를 포함하는 경우, 즉, 실시예 1 내지 4의 경우에는, 압착 후 복원성이 확보되어 상부 편직물과 하부 편직물 사이의 간격이 줄어드는 현상, 즉, 두께의 변화가 없었다.

반면 수직 편직물에 적정 굵기의 필라멘트사를 포함하진 않는 경우(비교 실시예 1~3은 다른 섬유를 사용하는 경우이며, 비교 실시예 4는 너무 굵은 모노 필라멘트를 사용하는 경우, 비교 실시예 5는 너무 얇은 모노 필라멘트를 사용하는 경우)에는 상부 편직물과 하부 편직물 사이의 간결이 줄어든 불량이나, 수직 편직물이 상부 편직물에 돌기를 형성하는 표면 불량이 발생하였다.)

항균성 시험

구리를 포함하는 항균성 섬유와 폴리에스터 모노필라멘트를 사용하는 실시예 1과 폴리에스터 모노필라멘트만을 사용하는 실시예 2의 제품에 대해서 항균성 시험을 실시하였다.

항균성 테스트는 전문 기관에 의뢰하여 측정하였으며, 도 2 내지 4의 사진과 도 5의 시험 성적서에서 나타난 바와 같이, 하부 편직물과 수직 편직물에서 항균성 섬유를 사용하는 실시예 1의 경우 99% 이상의 항균성을 나타내었다. 또한, 도 6의 시험 성적서에서 나타난 바와 같이, 하부 편직물에만 항균성 섬유를 사용하는 제품의 경우에도 80% 정도의 항균성을 나태내었으나, 실시예 1과 같이 99% 이상의 항균성에는 미치지 못하였다.

Claims

상부 편직물;
구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유를 포함하는 하부 편직물; 및
모노 필라멘트사 섬유를 포함하는 수직 편직물;을 포함하고,
상기 상부 편직물과 하부 편직물이 수직 편직물에 의해서 이격되어 내부에 공기층을 형성하며,
여기서, 상기 모노 필라멘트사는 폴리프로필렌 모노사, 나일론 모노사, 및 폴리에스터 모노사로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되며, 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유와 함께 편직된 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
제1항에 있어서, 상기 다층 편직 원단은 항균성 편직 원단인 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
제1항에 있어서, 상기 상부 편직물은 비항균성 편직물인 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
제1항에 있어서, 상기 편직물들은 선염된 편직물인 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
제1항에 있어서, 상기 상부 편직물은 폴리에스터, 나일론, 및 스판으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상의 섬유를 포함하고, 상기 섬유는 20~50D의 섬유인 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
제1항에 있어서, 상기 하부 편직물은 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유와 구리 성분을 포함하는 비전도성 섬유와 나일론 섬유와, 및 스판덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
제1항에 있어서, 구리 성분을 포함하는 전기 전도성 섬유는 나일론 섬유의 표면에 구리성분이 코팅된 전도성 섬유인 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
삭제
제1항에 있어서, 상기 모노 필라멘트사는 20~50D의 굵기를 가지는 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
삭제
제1항에 있어서, 상기 다층 편직 원단은 상부 편직물과 하부 편직물이 수직 편직물에 의해서 1.0 mm 이상 이격된 것을 특징으로 하는 다층 편직 원단.
삭제
제1항 내지 제7항, 제9항, 및 제11항 중 어느 한 항에 따른 다층 편직 원단으로 이루어진 항균성 또는 대전방지성 의류.