KR102381536B1 - 무해성 원단 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무해성 원단에 관한 것으로서, 모달 원사, 오가닉 원사 및 그래핀 원사 중 하나 이상으로 직조되며, 상기 모달 원사는 격자 형태로 형성되고, 상기 오가닉 원사는 상기 모달 원사의 일측에 위사로 직조되며, 상기 그래핀 원사는 상기 모달 원사의 일측에 경사로 직조되는 것을 특징으로 하는 무해성 원단을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 무해성 원단에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 모달, 오가닉 및 그래핀 원사를 포함하여 인체에 무해하고, 신축성이 좋으며 땀 배출이 용이한 무해성 원단에 관한 것이다.
일반적으로 원사는 의복을 비롯한 각종 물품의 기초소재로 사용되고 있고 그 종류와 가공방법 등이 매우 다양하다,
이러한 원사로 제조된 원단은 모든 옷의 원료가 되는 천으로, 상기 원단을 이용하여 봄철, 여름철, 가을철 및 겨울철에 입는 옷을 만들어 낸다.
그러나 대다수의 겨울철 옷은 기능성이 부여되지 않은 단순가공 공정과 재봉 등의 과정을 거쳐 상품화되기 때문에 투습성이 결여되어 땀 등과 같은 분비물이 외부로 배출되지 않고 그대로 함습되어 보온성을 떨어뜨리거나 각종 유해 세균이나 곰팡이 등의 성장에 좋은 조건을 조성하게 되는 문제점이 있었다.
유해세균 및 곰팡이류의 번식으로 인하여 발생되는 악취 등이 주위사람들에게 불쾌감을 주는 것은 물론이고 인체의 땀 등이 쉽게 배출되지 않아 겨울철 피부에 악영향을 주는 심각한 문제점이 있었다.
따라서 최근에는 원활한 통풍성과 투습성 기능을 갖추게 하여 인체의 땀 등과 같은 분비물이 외부로 쉽게 배출되게 하여 속건성이 유지될 수 있도록 함과 동시에 피부와의 접촉부위가 천연으로 이루어진 섬유처럼 촉감이 부드러우면서도 난연성 및 보온성을 가지며 아이부터 어른까지 사용될 수 있는 친환경 원단이 필요한 실정이다.
종래기술로는 대한민국 등록특허 제 10-2127595호 '친환경 섬유 원단 및 그 제조방법'이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 모달, 오가닉 및 그래핀 원사를 포함하는 원단을 통해 인체에 무해하고 신축성이 좋으며 땀 배출이 용이한 무해성 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단은 모달 원사, 오가닉 원사 및 그래핀 원사로 직조되며, 상기 모달 원사는 격자 형태로 형성되고, 상기 오가닉 원사는 위사로 직조되며, 상기 그래핀 원사는 경사로 직조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래핀 원사는, 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 그래핀 분말 6 내지 8중량부 및 엘라스토머 0.5 내지 1중량부를 포함하며, 상기 그래핀 분말은, 입자크기 30 내지 45nm인 구형의 그래핀 분말인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무해성 원단은, 폴리에스테르, 아크릴 및 폴리프로필렌 중 하나 이상으로 형성된 합성 원사 100 중량부에 대하여, 약재 오일 3 내지 7중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 약재 오일은, 백두옹, 팔각향, 박하, 천궁 및 황백 중 하나 이상의 약재로부터 추출한 오일인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기능성 원사는, 상기 모달 원사의 외면을 따라 감싸는 코일링 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무해성 원단은, 금속 산화물을 포함하는 코팅 혼합물에 침지되어 자외선 차단 기능을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 산화물은, 은 산화물, 안티몬 산화물 및 인듐 주석 산화물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 은 산화물은, 상기 무해성 원단을 감싸며 부착되어 원사로부터 박리되지 않도록 직경 30 내지 45 nm, 길이 25 내지 50 μm인 은나노와이어인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단은 인체에 무해하고 신축성이 좋으며 땀 배출이 용이한 장점이 있다.
또한, 기능성 원사를 더 포함함으로써 가공성, 유연성 및 피부보호효과를 가질 수 있다.
또한, 무해성 원단에 금속산화물을 코팅함으로써 자외선 차단 효과를 통해 자외선으로부터 피부 및 원단을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단의 구성을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단의 모달 원사에 기능성 원사가 형성된 모습을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단의 모달 원사에 기능성 원사가 형성된 모습을 도시한 예시도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단의 구성을 도시한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단의 모달 원사에 기능성 원사가 형성된 모습을 도시한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단(1)은 모달 원사(10), 오가닉 원사(20) 및 그래핀 원사(30) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
모달 원사(10)는 너도밤나무 펄프를 원료로 하여 비스코스의 응고·셀룰로스의 재생과 동시에 연신시키는 습식방사법을 통해 생산하는 원사로 강도와 형체 안정성이 우수한 장점이 있다.
오가닉 원사(20)는 오가닉 코튼(Organic Cotton)과 같이 농약이나 화학비료의 사용 없이 재배된 목화를 이용하고 방적과 같은 제사 및 제직 과정에서 화학합성물질의 사용을 엄격히 제한하여 제조되는 제품으로서, 촉감이 부드럽고 자극이 없어 안전한 원사를 의미한다. 이와 같은, 오가닉 원사(20)는 연약하고 민감한 유아의 피부에 무해 및 무독하여 아토피, 알러지 등의 질환을 예방할 수 있는 효과가 있다
그래핀 원사(30)는 그래핀이 포함된 원사로 우수한 내구성을 가지며, 세탁 후에도 영구적인 기능을 유지하며 추가 공정 없이 그래핀의 기능이 발현되는 특징이 있다. 또한 그래핀은 분자상태에서 박테리아가 살 수 없는 환경으로, 그래핀 원사(30)에서도 그 특징이 발현될 뿐만 아니라, 땀배출이 용이하며, 소취 효과도 뛰어나다는 장점이 있다. 또한 그래핀 원사(30)는 마찰 등에 의해 형성된 정전기와 같은 미세 전류가 연속적으로 그래핀 원사(30)를 따라 흐르며 방전되기 때문에 정전기에 의한 피부건조, 소양증 등의 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이때, 무해성 원단(1)은 모달 원사(10)가 격자 형태로 형성되고, 오가닉 원사(20)가 위사로 직조되며, 그래핀 원사(30)가 경사로 직조되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
더욱 구체적으로, 모달 원사(10)는 격자 형태로 직조됨에 따라 무해성 원단(1)이 폭과 수직방향으로 신축성을 갖도록 할 수 있다.
오가닉 원사(20)는 격자 형태로 형성된 모달 원사(10)의 각각의 위사 사이에 한 개 이상의 오가닉 원사(20)가 일정간격 이격되어 위사로 직조될 수 있다. 이때, 오가닉 원사(20)는 도 1과 같이 모달 원사(10)의 위사 사이에 두개의 오가닉 원사(20)가 위치하여 직조되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 오가닉 원사(20)는 모달 원사(10) 및 그래핀 원사(30) 보다 굵은 원사를 사용하여 상기 원사보다 돌출되게 형성되게 함으로써 피부에 보다 많이 접촉되도록 할 수 있다. 이에, 오가닉 원사(20)는 상기와 같이 직조됨으로써 무해성 원단(1)이 피부에 접촉했을 때, 보다 부드럽고 자극이 없는 원단이 되는 장점이 있다.
그래핀 원사(30)는 격자 형태로 형성된 모달 원사(10)의 각각의 경사 사이에 한 개 이상의 그래핀 원사(30)가 일정간격 이격되어 경사로 직조될 수 있다. 가장 바람직하게는, 그래핀 원사(30)가 도 1과 같이 모달 원사(10)의 경사 사이에 한 개의 그래핀 원사(30)가 위치하여 직조되도록 하여, 무해성 원단(1)의 무게가 증가하는 것을 방지함과 동시에 무해성 원단(1)에 그래핀이 갖는 기능이 적용되도록 하여 기능성 제품으로의 활용 가능하도록 할 수 있다.
이와 같이, 무해성 원단(1)은 모달 원사(10), 오가닉 원사(20) 및 그래핀 원사(30)를 이용하여 직조됨으로써, 신축성이 있으며, 부드럽고 자극이 없을 뿐만 아니라 무독하고 땀배출이 용이한 원단으로 제조될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단(1)은 모달(10), 오가닉(20) 및 그래핀 원사(30)를 포함함으로써 상기의 효과를 모두 포함하는 무해성 원단(1)를 공할 수 있다.
이때, 그래핀 원사(30)는 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 그래핀 분말 6 내지 8중량부 및 엘라스토머 0.5 내지 1중량부를 포함할 수 있으며, 열가소성 수지 100중량부에 있어서, 그래핀 분말 7중량부, 엘라스토머 0.7중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
여기서, 그래핀 분말이 6중량부 미만일 경우, 상기의 그래핀으로 인한 효과가 미미하고, 8중량부를 초과할 경우, 원사의 탄성이 저하될 뿐만 아니라, 그래핀이 그래핀 원사로부터 탈리되는 등의 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
엘라스토머는 그래핀 원사(30)에 신장 및 탄성을 높여줄 수 있는 것으로 실온에 있어서 고무 탄성을 갖는 재료라면 특별히 제한없이 사용할 수 있으며, 고무, 열가소성 엘라스토머, 관능기 함유 엘라스토머, 블록 공중합체 등을 적합하게 사용할 수 있다. 여기서, 엘라스토머는 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 아크릴계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머 등을 포함할 수 있다. 이때, 엘라스토머는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 우레탄계 엘라스토머와 실리콘계 엘라스토머를 1:1로 혼합하여 사용하는 것이 가장 바람직하다.
이때, 엘라스토머가 0.5중량부 미만일 경우, 엘라스토머로 인한 효과가 미미하며, 1중량부를 초과할 경우 엘라스토머로 인해 원사의 두께가 두꺼워져 직조가 원활하게 이루어지지 않는 단점이 있어 바람직하지 않다.
또한, 그래핀 분말은 입자크기가 30 내지 45 nm인 구형의 그래핀 분말이며, 입자크기가 40 nm 인 구형의 그래핀 분말을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
그래핀 분말의 입자크기가 30 nm 미만인 경우, 그래핀 원사(30)를 제조하는 과정에서 그래핀 분말이 열가소성 수지 내에 균일하게 분포되지 않고 그래핀 분말끼리 응집되어 그래핀 원사(30)의 물성을 저하시킬 수 있으며, 45 nm를 초과하는 경우에는 그래핀 원사(30)에서 쉽게 탈리될 수 있어 바람직하지 않다.
이에 따라, 상기와 같은 조건으로 제조된 그래핀 원사(30)는 상기에서 언급한 그래핀 원사(30)의 장점을 모두 가질 수 있어 무해성 원단(1)의 재료로써 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단(1)은 기능성 원사(11)를 더 포함할 수 있다.
기능성 원사(11)는 무해성 원단(1)에 원단에 항균효과를 부여하여 외부 환경에서 피부를 보호할 뿐만 아니라, 아토피 피부에 안전한 원단을 제조하기 위한 것으로, 폴리에스테르, 아크릴 및 폴리프로필렌 중 하나 이상으로 형성된 합성 원사 100 중량부에 대하여, 약재 오일 3 내지 7중량부를 포함할 수 있다.
이때, 합성 원사는 상기에서 언급한 원사 뿐만 아니라 다양한 종류의 원사가 모두 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
여기서, 약재 오일은 백두옹, 팔각향, 박하, 천궁 및 황백 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 약재 오일을 모두 포함하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다양한 종류의 약재 오일이 사용될 수 있다.
백두옹은 미나리과에 속하는 다년초로서 우리 나라 뿐만 아니라 중국 동북부지방에서도 야생하는 식물이다. 이러한 백두옹은 통상 항균, 진정, 항암, 소염 등의 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.
팔각향은 목련과 상록수의 열매를 뜻하고 항균, 항곰팡이 효과가 뛰어나며, 세균성장 및 바이러스의 복제를 방지해주는 역할을 할 수 있다.
박하는 리모넨 성분을 포함하고 있어 머리를 맑게 하고 기분을 상쾌하게 해줄 뿐만 아니라 박하의 화한 성분으로 인해 해충억제 기피 효과도 가지고 있다.
천궁은 심신 안정에 좋은 특유의 향을 포함하고 있으며, 대장균, 콜레라균, 이질균 및 진균 등의 활동을 억제하는 항균 작용을 할 수 있다.
황백은 황벽나무 껍질을 사용하고, 독은 없는 특징을 가지며, 항균, 항바이러스 및 항염증 효과가 뛰어나다.
약재 오일은 상기와 같은 약재 오일을 포함함으로써, 각각의 효과를 원단에 부여할 수 있는 장점이 있다.
약재 오일이 3중량부 미만일 경우 약재 오일로 인한 효과가 미미하며, 약재 오일이 7중량부를 초과할 경우 약재 특유의 향으로 인해 기호성이 저하될 뿐만 아니라, 미반응물이 잔류하게 되어 원단의 물성을 저하되고, 피부에 영향을 끼칠 수 있어 바람직하지 않다.
또한, 기능성 원사(11)는 상기의 합성 원사를 약재 오일에 침지한 다음 80 내지 120℃의 온도에서 70 내지 120분간 반응시킨 후 건조하여 사용할 수 있다. 이에, 합성 원사에 약재 오일이 화학적으로 결합될 수 있다.
상기와 같이 합성 원사를 약재 오일에 침지할 때, 상기 하한치 미만의 조건에서 결합할 경우 합성 원사와 약재 오일이 화학적으로 완전히 결합되기 어려우며, 상기 상한치를 초과할 경우 합성 원사의 변형이 생길 수 있어 바람직하지 않다.
이와 같은 기능성 원사(11)는 다양한 방식으로 무해성 원단(1)의 재료로 직조될 수 있으며, 도 2와 같이 모달 원사(10)의 외면을 따라 감싸는 코일형 형태로 형성되는 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
이에 따라, 기능성 원사(11)는 무해성 원단(1) 중 가장 많은 비율을 차지하는 모달 원사(10)를 코일형 형태로 감싸면서 형성됨으로써 무해성 원단(1) 중 가장 많은 비율을 차지하며 형성될 수 있다.
따라서, 기능성 원사(11)는 원단 전체적으로 약재 오일의 효과를 부여할 수 있어, 무해성 원단(1)을 사용하는 사용자의 피부에 항균, 항곰팡이 등의 효과를 부여함으로써, 외부 환경으로부터 피부를 보호하고, 피부 질환이 있는 사용자도 사용할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 무해성 원단(1)은 금속 산화물을 포함하는 코팅 혼합물에 침지하여 자외선 차단 기능 및 보온성 기능을 가질 수 있다.
여기서, 금속 산화물은 은 산화물, 안티몬 산화물 및 인듐 주석 산화물 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 무기 금속 산화물을 사용할 수 있다.
가장 바람직하게는, 금속 산화물은 은 산화물 5 내지 15중량부, 안티몬 산화물 2 내지 7중량부 및 인듐 주석 산화물 3 내지 9중량부를 포함할 수 있으며 은 산화물 12중량부, 안티몬 산화물 6중량부 및 인듐 주석 산화물 8중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
은 산화물은 광 투과율 및 적외선 반사율을 높일 수 있도록 하는 것으로 본 발명의 주요 재료이다.
은 산화물은 높은 자유 전자 밀도를 갖기 때문에 근적외선 및 원적외선이 높은 반사율을 실현할 수 있으며 적외선 반사층을 구성하는 층의 적층수가 적은 경우에도 차열 효과 및 보온 효과가 우수한 원단을 제조할 수 있다.
이와 같이 은 산화물을 주원료로 사용함으로써 투과율 및 반사율의 파장 선택성을 높이고, 원단의 적외선 투과율을 감소시킬 수 있다.
이러한, 은 산화물은 무해성 원단을 감싸며 견고하게 부착될 수 있도록 와이어 형태로 형성된 은나노와이어인 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 은나노와이어는 직경이 30 내지 45 nm 이고 길이가 25 내지 50 μm인 것을 특징으로 하며, 직경이 35 nm, 길이가 40 μm인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
이와 같이 은 산화물은 상기와 같은 조건의 은나노와이어를 사용함으로써 같은 조건에서 높은 투과율을 가질 수 있는 장점이 있다.
은나노와이어의 직경이 30 nm미만이거나 길이가 25 μm미만일 경우에는 은나노와이어로 인한 적외선 차단 효과가 미미할 뿐만 아니라, 원단으로부터 박리될 수 있어 바람직하지 않다.
또한, 은나노와이어의 직경이 45 nm를 초과하거나 길이가 40 μm를 초과할 경우에는 원단의 재질에 영향을 끼칠 수 있어 바람직하지 않다.
안티몬 산화물은 무기층을 형성할 뿐만 아니라 적외선을 차단하여 열 차단효과를 나타낼 수 있는 것으로, 2중량부 미만일 경우 안티몬 산화물로 인한 효과가 미미하고 7중량부를 초과할 경우 원단이 뻣뻣한 상태가 될 수 있어 바람직하지 않다.
인듐 주석 산화물은 높은 열 차단특성을 가질 뿐만 아니라, 그래핀 원사(30)의 도전성을 향상시킬 수 있는 것으로, 3중량부 미만일 경우 인듐 주석 산화물로 인한 효과가 미미하고, 9중량부를 초과할 경우 원단의 내구성에 영향을 끼칠 수 있어 바람직하지 않다.
이러한 코팅 혼합물은 금속 산화물 10 내지 12중량부, 셀룰로스 0.5 내지 1.5중량부, 알코올 50 내지 60중량부, 증류수 45 내지 55중량부 및 경화제 0.8 내지 1.7중량부를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는 셀룰로스 1중량부, 알코올 55중량부, 증류수 50중량부 및 경화제 0.9중량부를 포함할 수 있다.
셀룰로스는 원단에 코팅 혼합물이 전체적으로 흡수될 수 있도록 하며, 원단에 보습력을 부가하는 역할을 하는 것으로 메칠셀룰로스, 카르복실메칠셀룰로스, 에칠셀룰로스 및 하이드록시프로필 셀룰로스 중 하나 이상을 포함할 수 있으며 하이드록시프로필 셀룰로스가 사용되는 것이 가장 바람직하다.
이때, 셀룰로스가 0.5중량부 미만일 경우 셀룰로스로 인한 효과가 미미하며, 1.5중량부를 초과할 경우 셀룰로스로 인해 원단에 코팅 혼합물이 흡수되지 않는 문제가 생겨 바람직하지 않다.
경화제는 코팅 혼합물을 경화시키는 것으로, 0.8 내지 1.5중량부로 사용하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
경화제가 0.8중량부 미만으로 사용됐을 경우 코팅 혼합물의 경화가 잘 이루어지지 않아 원단에 코팅 혼합물이 코팅되지 않는 문제가 있으며, 1.5중량부를 초과했을 경우 미반응된 잔여 경화제가 원단에 남아 바람직하지 않다.
이때, 경화제로는 실란 커플링제를 사용할 수 있으며, (3-아미노프로필)트리메톡시실란, N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디암모늄 클로라이드 및 (N-숙시닐-3-아미노프로필)트리메톡시실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하, 실시되는 실험 예들은 이해를 돕기 위하여 제시되는 것으로서, 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실험 예들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예1]
모달 원사는 격자 형태로 형성되고, 오가닉 원사는 모달 원사의 일측에 위사로 직조되며, 그래핀 원사는 상기 모달 원사의 일측에 경사로 직조된 원단을 제조하였다.
이때, 그래핀 원사는 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 그래핀 분말 7중량부 및 엘라스토머 0.8중량부를 포함하며, 입자크기 40nm인 구형의 그래핀 분말을 사용하였다.
[실시예2]
모달 원사의 외면을 따라 감싸며 형성된 기능성 원사를 더 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
기능성 원사는 폴리에스테르 원사 100중량부에 있어서, 백두옹, 팔각향, 박하, 천궁 및 황백오일이 각각 동일한 비율로 혼합된 약재 오일 5중량부를 포함하여 제조하였다.
[실시예3]
실시예 1과 동일하게 제조된 원단을 코팅 혼합물에 침지하여 원단을 제조하였다.
코팅 혼합물은 금속 산화물 12중량부, 셀룰로스 1중량부, 알코올 55중량부, 증류수 50중량부 및 경화제 0.9중량부를 포함하여 제조하였다.
[비교예1]
종래의 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
<실험예 1>
실시예 및 비교예에 따라 제조한 각각의 원단에 대하여 유해물질 검출 측정을 수행하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.
시험항목에 대한 기준치는 알러지성 염료 5이하, 납 1이하, 카드뮴 0.1이하, 포름알데히드 4이하, 아릴아밈 불검출로 진행하였다.
| 시험항목 | |||||
| 알러지성 염료 (mg/kg) |
납 (mg/L) |
카드륨 (mg/L) |
포름알데히드 (mg/L) |
아릴아민 | |
| 실시예1 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 실시예2 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 실시예3 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 비교예1 | 5.5 | 0.8 | 0.06 | 4.2 | 미량 검출 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 무해성 원단(실시예 1 내지 3)에서는 통상 다량 검출되었던 납(Pb), 알러지성염료, 아릴아민, 카드뮴(Cd), 포름알데히드 등 유해물질이 검출되지 않거나 기준치 이하로 검출된 반면, 종래의 폴리에스테르 섬유는 일정 수준 검출되었음을 확인할 수 있다.
<실험예 2>
실시예 및 비교예에 따라 제조한 각각의 원단에 대하여 터치감, 신축성에 대한 물성을 평가하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.
* 터치감
10명의 전문가에 의한 관능검사 결과, 8명 이상이 터치감이 좋다고 판단한 경우를 아주 우수, 7~6명이 좋다고 판단한 경우를 우수, 5~4명이 좋다고 판단한 경우를 보통으로 구분하였다.
* 신축성(Recoverable Stretch)
KSK 0352 5.2.2 의 측정방법에 의해 10회 측정하여 그 평균값을 계산하였다.
* 통기도
한국기술표준원(KSK) 0570에 의거 측정하였다. 시험편을 17cmХ17cm 크기로 만든다. 시험편직물 구멍위에 놓고, 공기는 흡입팬에 의하여 직물과 조정된 공기구멍을 통하여 들어온다. 공기구멍을 통과한 압력강하는 수직형 유기압계에서 읽고 직물의 공기 투과량은 이 값과 조정된 공기구멍의 크기에 의하여 결정된다. 수직형 유기압계에 나타난 압력강하는 7.6 내지 38cm 이내에 있어야 한다. 별도로 규정되어 있지 않는 한 시험편의 공기투과도는 시험편을 통과한 공기량(cm2/cm3/mm)으로 표시하였다.
* 항균도
KS K 0693:2011 시험법에 의거하여 항균도를 측정하였으며, 공시균주는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)을 사용하였다.
* 자외선 차단율
자외선 차단 정도는 일반적으로 자외선차단지수(SPF)와 자외선 차단율로 나타낸다. 자외선차단지수는 시료 도포 부위의 최소 홍반량을 시료 비도포부위의 최소 홍반량으로 나눈 값이다. 자외선 차단율은 의복 착용시 차단되는 자외선의 양을 의복에 도달하는 전체 자외선의 양으로 나누어준 값을 계산하였다.
| 시험항목 | |||||
| 터치감 | 신축성 (%) |
통기도 (cm2/cm3/mm) |
항균도 (정균감소율%) |
자외선 차단 (%) |
|
| 실시예1 | 우수 | 60 | 110,000 | - | 59.46 |
| 실시예2 | 아주 우수 | 63 | 120,000 | 99.9 | 58.51 |
| 실시예3 | 우수 | 61 | 110,000 | 50.3 | 99.07 |
| 비교예1 | 보통 | 35 | 80,000 | - | 58.31 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 무해성 원단(실시예 1 내지 3)은 비교예 1보다 터치감, 신축성 및 통기성이 뛰어난 것을 확인할 수 있으며, 실시예 2는 기능성 원사를 포함하여 터치감이 실시예 1, 실시예 3보다 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
항균도 항목의 경우, 실시예 1 및 비교예 1의 경우 정균감소율 변화가 없으며, 실시예 2는 99.9%이며, 실시예 3은 50.3%인 것을 확인할 수 있다. 이는, 실시예 2의 경우 기능성 원사를 포함함에 따라 정균감소율이 높게 나왔으며, 실시예 3의 경우 코팅 혼합물에 포함된 은 산화물로 인해 정균감소율이 다소 높게 나온 것으로 판단된다.
자외선 차단 항목의 경우, 실시예 3이 코팅 혼합물을 포함하여 자외선 차단 효과가 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 보다 높은 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 무해성 원단
10: 모달 원사
11: 기능성 원사
20: 오가닉 원사
30: 그래핀 원사
10: 모달 원사
11: 기능성 원사
20: 오가닉 원사
30: 그래핀 원사
Claims (8)
- 모달 원사, 오가닉 원사 및 그래핀 원사로 직조되며,
상기 모달 원사는 격자 형태로 형성되고, 상기 오가닉 원사는 위사로 직조되고,
상기 오가닉 원사가 위사로 직조되는 것은,
상기 격자 형태로 형성된 상기 모달 원사의 각각의 위사 사이에 적어도 하나 이상의 오가닉 원사가 일정 간격 이격되어 위사로 직조되고,
상기 그래핀 원사가 경사로 직조되는 것은,
상기 격자 형태로 형성된 상기 모달 원사의 각각의 경사 사이에 적어도 하나 이상의 그래핀 원사가 일정 간격 이격되어 경사로 직조되고,
상기 오가닉 원사는 상기 모달 원사 및 상기 그래핀 원사보다 굵은 두께를 가지도록 형성하여 상기 모달 원사 및 상기 그래핀 원사보다 돌출되고,
상기 모달 원사, 오가닉 원사 및 그래핀 원사는,
금속 산화물을 포함하는 코팅 혼합물에 침지되어 자외선 차단 기능을 가지고,
상기 금속 산화물은,
은 산화물 5 내지 15중량부, 안티몬 산화물 2 내지 7중량부 및 인듐 주석 산화물 3 내지 9중량부를 포함하여 마련되고,
상기 은 산화물은,
무해성 원단을 감싸며 부착되어 원사로부터 박리되지 않도록 직경 30 내지 45 nm, 길이 25 내지 50 μm인 은나노와이어이고,
상기 코팅 혼합물은,
상기 금속 산화물 10 내지 12중량부, 셀룰로스 0.5 내지 1.5중량부, 알코올 50 내지 60중량부, 증류수 45 내지 55중량부 및 경화제 0.8 내지 1.7중량부를 포함하여 마련되고,
상기 셀룰로스는, 상기 모달 원사, 오가닉 원사 및 그래핀원사에 상기 코팅 혼합물이 흡수되도록 하이드록시프로필 셀룰로스가 사용되고,
상기 경화제는, 상기 모달 원사, 오가닉 원사 및 그래핀 원사에 상기 코팅 혼합물이 경화되도록 실란 커플링제 경화제가 사용되는 것을 특징으로 하는 무해성 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 그래핀 원사는,
열가소성 수지 100 중량부에 대하여 그래핀 분말 6 내지 8중량부 및 엘라스토머 0.5 내지 1중량부를 포함하며,
상기 그래핀 분말은, 입자크기 30 내지 45nm인 구형의 그래핀 분말인 것을 특징으로 하는 무해성 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 무해성 원단은,
폴리에스테르, 아크릴 및 폴리프로필렌 중 하나 이상으로 형성된 합성 원사 100 중량부에 대하여, 약재 오일 3 내지 7중량부를 포함하는 기능성 원사를 더 포함하는 무해성 원단.
- 제3항에 있어서,
상기 약재 오일은,
백두옹, 팔각향, 박하, 천궁 및 황백 중 하나 이상의 약재로부터 추출한 오일인 것을 특징으로 하는 무해성 원단.
- 제3항에 있어서,
상기 기능성 원사는,
상기 모달 원사의 외면을 따라 감싸는 코일링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 무해성 원단.
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- 삭제
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