KR102098721B1 - 냉감 섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 냉감 기능성 비드를 원사에 혼입함으로써 착용시 주변습도 및 온도에 감응하여 쿨링제를 방출하고 피부의 온도를 하강시킬 수 있는, 냉감 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로서,
이 발명의 제조방법의 구성은, 냉감 기능성 비드를 포함하는 원사를 제조하는 단계; 상기 제조된 원사를 편직하여 편직물을 제조하는 단계; 상기 편직물을 천연 정련제에 침지하여 정련하는 단계; 상기 정련된 편직물을 pH 5.5, 40~50℃에서 30분간 염색하는 단계; 상기 염색된 편직물을 맹글기로 삽입하여 맹글링하는 단계; 상기 맹글링이 완료된 편직물을 열고정하는 단계; 상기 열고정이 완료된 편직물을 수세하는 단계; 상기 수세된 편직물을 터블 건조하는 단계; 및 상기 건조된 편직물을 봉제하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

냉감 섬유 및 그의 제조방법{ICED-FEELING FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
이 발명은 냉감 기능성 비드를 원사에 혼입함으로써 착용시 주변습도 및 온도에 감응하여 쿨링제를 방출하고 피부의 온도를 하강시킬 수 있는, 냉감 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 직물은 의류의 원단 기능 외에, 별도의 기능이 추가된 기능성 원단의 요구가 늘어나고 있는 실정이다. 예를 들어, 더운 지방에서 또는 더운 날씨에서는 의류 착용을 통해 체온을 가능한 낮출 수 있도록 하는 기능이 요구된다. 종래의 제품은 햇빛을 반사함으로써, 체온의 상승을 막는 수동적인 방법을 이용하고 있을 뿐이다.
또는 염색과정에서 냉감제를 첨가하여 직물에 냉감 기능을 부여한 기술도 있으나 하강된 온도를 유지하는 시간이 매우 짧으며 세탁과정에서 기능성 물질이 손실되어 실제로 사용상 기능성이 발현되는 기간이 매우 짧다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1350100호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 냉감 기능성 비드를 원사에 혼입함으로써 착용시 주변습도 및 온도에 감응하여 쿨링제를 방출하고 피부의 온도를 하강시킬 수 있는, 냉감 섬유 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 이 발명의 제조방법의 구성은, 냉감 기능성 비드를 포함하는 원사를 제조하는 단계; 상기 제조된 원사를 편직하여 편직물을 제조하는 단계; 상기 편직물을 천연 정련제에 침지하여 정련하는 단계; 상기 정련된 편직물을 pH 5.5, 40~50℃에서 30분간 염색하는 단계; 상기 염색된 편직물을 맹글기로 삽입하여 맹글링하는 단계; 상기 맹글링이 완료된 편직물을 열고정하는 단계; 상기 열고정이 완료된 편직물을 수세하는 단계; 상기 수세된 편직물을 텀블 건조하는 단계; 및 상기 건조된 편직물을 봉제하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 원사를 제조하는 단계는, 마스터 배치를 열교반기에서 용융하는 단계; 상기 용융된 마스터 배치에 냉감 기능성 비드를 투입하여 교반하여 방사액을 제조하는 단계; 및 상기 방사액을 용융 방사하여 원사를 제조하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 정련하는 단계는, 용암해수 100 중량부 기준으로, 스코리아 5~10 중량부를 투입하여 45~60℃에서 12시간 동안 숙성하여 제조한 정련제를 사용하면 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 이 발명의 구성은, 70~230 mesh 크기의 지름을 갖는 미세관이 일정간격으로 연결되어 있으며 내부에 구형의 이격공간이 형성되어 있는 40~63㎛ 두께의 외벽; 및 상기한 외벽 내부의 구형 이격공간에 충진되는 냉감성 복합물을 포함하는 냉감 기능성 비드가 혼입된 원사를 사용하고, 상기 냉감성 복합물은 자일리톨을 함유하는 유기물 복합물질을 사용하면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 냉감성 비드는, 주변 습도가 60% 이상, 온도가 30℃ 이 되었을때 외벽의 표면이 응축되면서 미세관이 확장되어 구형 이격공간에 충진되어 있던 냉감성 복합물이 외부로 노출되면 바람직하다.
이 발명은 실제 섬유산업에 적용될 수 있으며, 냉감 기능성 비드를 원사에 혼입함으로써 착용시 주변습도 및 온도에 감응하여 쿨링제를 방출하고 피부의 온도를 하강시킬 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 냉감 섬유 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 이 발명에 따른 냉감 기능성 비드의 구성도이다.
도 3은 이 발명에 따른 냉감 기능성 비드의 상태 예시도이다.
도 4는 이 발명에 따른 냉감 섬유의 냉감 기능성 시험 결과 그래프이다.
이하, 이 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의하여 보다 명확하여질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제기된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 이 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
또한, 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정하여서 해석되어서는 아니 되며, 이 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일례로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 이 발명에 따른 냉감 섬유 제조방법의 흐름도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 이 발명에 따른 냉감 섬유 제조방법의 구성은, 냉감 기능성 비드(1)를 포함하는 원사를 제조하는 단계(S10); 상기 제조된 원사를 편직하여 편직물을 제조하는 단계(S20); 상기 편직물을 천연 정련제에 침지하여 정련하는 단계(S30); 상기 정련된 편직물을 pH 5.5, 40~50℃에서 30분간 염색하는 단계(S40); 상기 염색된 편직물을 맹글기로 삽입하여 맹글링하는 단계(S50); 상기 맹글링이 완료된 편직물을 열고정하는 단계(S60); 상기 열고정이 완료된 편직물을 수세하는 단계(S70); 상기 수세된 편직물을 텀블 건조하는 단계(S80); 및 상기 건조된 편직물을 봉제하는 단계(S90)를 포함하여 이루어진다.
상기 원사를 제조하는 단계(S10)는, 마스터 배치를 열교반기에서 용융하는 단계(S11); 상기 용융된 마스터 배치에 냉감 기능성 비드(1)를 투입하여 교반하여 방사액을 제조하는 단계(S12); 및 상기 방사액을 용융 방사하여 원사를 제조하는 단계(S13)를 포함하여 이루어진다.
상기 정련하는 단계(S30)는, 용암해수 100 중량부 기준으로, 스코리아 5~10 중량부를 투입하여 45~60℃에서 12시간 동안 숙성하여 제조한 천연 정련제를 사용한다.
상기한 스코리아는 다공질로 구성되어 화산성 퇴적암류 및 이들의 부서진 화산사, 화산재 그리고 화산탄이 혼합되어 이루어진 자원이다. 숙성 해수 제조에 필요한 스코리아의 양은 100g/L로 적게 사용되며 재사용이 가능하다.
상기한 천연 정련제에는 용암해수 및 심층수보다 필수미네랄뿐만 아니라 철, 망간, 아연, 몰리브덴 등 일반 유용미네랄 성분들도 다량 함유되어 있다. 게다가 이들 미네랄은 이온화된 상태에 있으며, 이온화된 미네랄은 분산염료간의 수소결합을 형성하여 염료입자의 응집을 방지하고 염료입자의 섬유내 흡착을 돕는다.
상기 맹글링하는 단계(S50)는, 염색된 편직물을 투입하여 가압함으로써 직물의 염색견뢰도를 증대할 수 있다.
상기한 수세하는 단계(S70)는, 냉감 기능성 비드의 안정성을 유지하기 위하여 15℃ 이하의 온도에서 이루어진다.
도 2는 이 발명에 따른 냉감 기능성 비드의 구성도이고, 도 3은 이 발명에 따른 냉감 기능성 비드의 상태 예시도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 이 발명에 따른 냉감 기능성 비드(1)의 구성은, 70~230 mesh 크기의 지름을 갖는 미세관(11a)이 일정간격으로 연결되어 있으며 내부에 구형의 이격공간(11b)이 형성되어 있는 40~63㎛ 두께의 외벽(11); 및 상기한 외벽 내부의 구형 이격공간에 충진되는 냉감성 복합물(12)을 포함하여 이루어진다.
상기 냉감성 복합물은 자일리톨 15 중량부, 옻 숯 파우더 2 중량부, 에폭사이디드 소이빈 오일 1 중량부를 포함하는 유기물 복합물질을 사용한다.
상기 냉감성 비드(1)는, 주변 습도가 60% 이상, 온도가 30℃ 이 되었을때 외벽(11)의 표면이 응축되면서 미세관(11a)이 확장되어 구형 이격공간(11b)에 충진되어 있던 냉감성 복합물(12)이 외부로 노출된다.
상기 냉감성 복합물(12)의 표면 일부가 외부로 노출됨으로써 수분을 흡수하여 흡열효과를 나타낸다.
또한, 주변 습도가 60% 이상, 온도가 30℃ 이상의 두 조건을 모두 만족했을때 냉감성 비드의 외벽(11)이 변형되기 때문에 세탁과정에서 저온수를 사용하게 되면 냉감성 복합물질의 노출을 방지할 수 있으며, 이로 인해 냉감 섬유의 냉감 기능성 발현 기간을 증가시킬 수 있다.
(실험예)
상기 공정에 따라 제조된 냉감 섬유의 냉감 기능성을 확인하기 위하여, 냉감 기능성 유무와 제조방법을 달리한 스타킹(실시예 1, 비교예 1, 비교예 2)을 준비하여 온도변화 측정시험을 수행하였다.
10×10㎝ 크기로 절단된 스타킹을 2개 준비한 후, 표면이 바깥으로 향하도록 겹친다. 겹쳐진 스타킹을 틀에 고정시킨 후 사이에 접촉식 온도계(LT-8B, Gram)를 삽입하여 온도 34±1℃, 습도 40±4% 의 조건으로 설정된 환경재현 실험실(EBE Walk-in, ESPEC)에서 2시간 동안 안정화를 진행한다. 안정화가 완료되면 스타킹에 증류수 0.5㎖를 피펫을 사용하여 주입 후 20분 동안 온도 변화를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1 내지 도 4에 나타내었다.
실시예1 비교예1 비교예2
냉감 기능성 유무 ○ × ○
제조방법 냉감 기능성 비드를 원사에 혼입 - 냉감성 복합물을 편직물에 도포
도 4에 도시된 것과 같이, 일반 스타킹인 비교예 1은 주변 온도와 비슷한 온도가 측정되었다.
냉감성 복합물이 도포된 비교예 2의 경우, 증류수가 주입된 후 초기온도가 주변 온도보다 약 10℃ 하강되었으며, 이는 스타킹에 도포된 냉감성 복합물과 증류수가 접촉하자마자 흡열 반응을 일으킨 것으로 판단된다. 하지만 약 10분 경과 후 주변 온도와 비슷한 수준으로 회복되어 유지효과가 약하다고 판단된다.
냉감 복합물을 비드에 충진하여 원사에 혼입한 실시예 1의 경우, 증류수 주입 직후 주변환경과 비슷한 33.7℃로 측정된 이유는, 냉감 기능성 비드의 외벽이 변형되기까지 시간이 걸리기 때문이라고 판단된다. 실시예 1에 증류수를 주입한 후 1분 경과 후 부터 냉감 기능성 비드의 외벽의 변형으로 냉감성 복합물이 노출되면서 흡열반응을 일으켜 초기 5분 동안 급속도로 온도가 하강하였으며, 20분이 경과할때까지 하강한 온도가 유지되는 것을 확인하였다.
1: 냉감 기능성 비드
11: 외벽
11a: 미세관
11b: 이격공간
12: 냉감성 복합물

Claims (5)

  1. 냉감 기능성 비드를 포함하는 원사를 제조하는 단계;
    상기 제조된 원사를 편직하여 편직물을 제조하는 단계;
    상기 편직물을 천연 정련제에 침지하여 정련하는 단계;
    상기 정련된 편직물을 pH 5.5, 40~50℃에서 30분간 염색하는 단계;
    상기 염색된 편직물을 맹글기로 삽입하여 맹글링하는 단계;
    상기 맹글링이 완료된 편직물을 열고정하는 단계;
    상기 열고정이 완료된 편직물을 수세하는 단계;
    상기 수세된 편직물을 텀블 건조하는 단계; 및
    상기 건조된 편직물을 봉제하는 단계를 포함하고,
    상기 냉감 기능성 비드는, 70~230 mesh 크기의 지름을 갖는 미세관이 일정간격으로 연결되어 있으며 내부에 구형의 이격공간이 형성되어 있는 40~63㎛ 두께의 외벽; 및 상기한 외벽 내부의 구형 이격공간에 충진되는 냉감성 복합물을 포함하고, 상기 냉감성 복합물은 자일리톨을 함유하는 유기물 복합물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉감 섬유 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 원사를 제조하는 단계는,
    마스터 배치를 열교반기에서 용융하는 단계;
    상기 용융된 마스터 배치에 냉감 기능성 비드를 투입하여 교반하여 방사액을 제조하는 단계; 및
    상기 방사액을 용융 방사하여 원사를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감 섬유 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정련하는 단계는,
    용암해수 100 중량부 기준으로, 스코리아 5~10 중량부를 투입하여 45~60℃에서 12시간 동안 숙성하여 제조한 정련제를 사용하는 것을 특징으로 하는 냉감 섬유 제조방법.
  4. 70~230 mesh 크기의 지름을 갖는 미세관이 일정간격으로 연결되어 있으며 내부에 구형의 이격공간이 형성되어 있는 40~63㎛ 두께의 외벽; 및
    상기한 외벽 내부의 구형 이격공간에 충진되는 냉감성 복합물을 포함하는 냉감 기능성 비드가 혼입된 원사를 사용하고,
    상기 냉감성 복합물은 자일리톨을 함유하는 유기물 복합물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉감 섬유.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉감 기능성 비드는,
    주변 습도가 60% 이상, 온도가 30℃ 이 되었을때 외벽의 표면이 응축되면서 미세관이 확장되어 구형 이격공간에 충진되어 있던 냉감성 복합물이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 냉감 섬유.
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