KR102401498B1 - 복합사를 이용한 기능성 원단 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합사를 이용한 기능성 원단에 관한 것으로, 잠재권축사로 구성되는 제1 패브릭층, 및 상기 제1 패브릭층과 직조 또는 편성되며 심초형 구조의 복합사로 구성되는 제2 패브릭층을 포함하는 복합사를 이용한 기능성 원단이 제공된다.

Description

복합사를 이용한 기능성 원단{FUNCTIONAL FABRIC USING COMPOSITE YARN}
본 발명은 복합사를 이용한 기능성 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복합사를 이용하여 이중직 직물을 형성할 수 있는 복합사를 이용한 기능성 원단에 관한 것이다.
일반적으로 섬유는 인간이 생활하는데 있어서 없어서는 안될 필수품에 해당한다. 섬유의 역사는 인류의 역사와 함께한다고 해도 과언이 아니며 오래전부터 사용하던 천연섬유에서부터 인조섬유까지 섬유의 발전은 계속 진행중이다.
인조섬유 중 합성섬유는 폴리아마이드계, 아크릴계, 폴리에스터계가 대표 주종을 이루며 그 종류는 점점 다양화되고 있다. 요즈음 합성섬유는 단순히 의복의 기능을 넘어 각종 산업재해로부터 사용자를 보호하기 위한 보호의 기능까지 요구되고 있다. 즉, 기존에 합성섬유로 제작된 원단은 단순히 심미적인 부분만이 고려되었지만, 요즈음 합성섬유로 제작된 원단은 착용한 사용자의 안전까지 고려해야하는 것이다.
이에 따라 합성섬유로 제작된 원단에 대한 뚫림성, 절단성 등을 보완하기 위한 기술 개발이 진행되고 있지만 현재까지 개발되어 있는 원단의 경우 그 실효성이 미비한 수준이다.
따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명은 복합사를 이용하여 내절단성, 꿰뚫임성, 인열강도에 대한 성능을 극대화한 복합사를 이용한 기능성 원단을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 잠재권축사를 활용하여 원단의 활동성을 증대시킨 복합사를 이용한 기능성 원단을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 잠재권축사로 구성되는 제1 패브릭층; 및 상기 제1 패브릭층과 직조 또는 편성되며 심초형 구조의 복합사로 구성되는 제2 패브릭층을 포함하는 복합사를 이용한 기능성 원단을 제공한다.
본 발명에 있어서 상기 잠재권축사는 폴리머(Polymer) 계열의 원사를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 복합사는 내부원사와 상기 내부원사를 감싸는 외부원사로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 내부원사는 폴리올레핀(Polyolefine) 계열의 원사를 포함하고, 상기 외부원사는 폴리아미드(polyamide) 계열의 원사를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 내부원사는 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight poly ethylene)을 포함하고, 상기 외부원사는 파라-아라미드(Para-aramid)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 내부원사는 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight poly ethylene) 또는 파라아라미드(Para-aramid)를 포함하고, 상기 외부원사는 폴리머(Polymer)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 내부원사의 표면에 접착사를 연사하여 커버링하는 단계; 및 상기 접착사 표면에 상기 외부원사를 연사하여 커버링하는 단계를 포함하되, 상기 접착사와 상기 외부원사는 연사방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 접착사는 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 내부원사에 상기 외부원사에 대응하는 조성물을 용융시켜 코팅하는 단계를 포함하되, 상기 조성물에는 계면활성제, 산화방지제, 킬레이트제, 착색제, 분산제, 안정화제, 점도 개질제, 충전제, 가교결합제, 경화제, 촉매 및 발포제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 외부원사의 길이방향으로 중공을 형성하는 단계; 및 상기 중공에 상기 내부원사를 삽입하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 복합사를 이용한 기능성 원단은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 원단의 내절단성, 꿰뚫임성, 인열강도에 대한 성능을 높여줄 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 잠재권축사와 복합사를 이중직하여 원사의 활동성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 복합사를 이용한 기능성 원단을 설명하기 위한 개략도.
도 2 는 도 1 의 제2 패브릭층의 복합사를 보다 자세히 설명하기 위한 단면도.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 복합사를 이용한 기능성 원단을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 복합사를 이용한 기능성 원단은 잠재 권축사로 구성되는 제1 패브릭층(100), 제1 패브릭층(100)과 직조 또는 편성되며 심초형 구조의 복합사로 구성되는 제2 패브릭층(200)을 포함한다.
우선, 제1 패브릭층(100)은 잠재권축사를 이용하여 경사 및 위사로 제직되는 직물 또는 편물을 의미하며, 여기서 사용되는 잠재권축사는 폴리머(Polymer) 계열의 원사를 포함한다.
여기서, 폴리머 계열의 원사로는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 폴리비닐알코올(예컨대, PVOH, PVA, PVAl 등) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
이어서, 제2 패브릭층(200)은 심초형 구조의 복합사를 이용하여 경사 및 위사로 제직되는 직물 또는 편물을 의미한다. 이에 대한 설명은 도 2 에서 보다 자세히 하기로 한다.
도 2 는 도 1 의 제2 패브릭층(200)의 복합사를 보다 자세히 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 를 참조하면, 제2 패브릭층(200)에 사용되는 복합사는 내부원사(210)와 외부원사(220)로 구성되는 심초형 구조를 가진다. 내부원사(210)와 외부원사(220)는 서로 다른 재질로 구성되며, 외부원사(220)가 내부원사(210)를 감싸는 구조를 가진다.
본 발명의 실시예에 따른 복합사를 이용한 기능성 원단의 복합사는 제1 실시예와 제2 실시예를 포함한다.
우선, 제1 실시예에 따른 복합사의 내부원사(210)는 폴리올레핀(Polyolefine) 계열의 원사를 사용할 수 있고, 외부원사(220)는 폴리아미드(polyamide) 계열의 원사를 사용할 수 있다. 여기서, 폴리올레핀 계열의 원사로는 폴리에틸렌(Polyethylene), 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight poly ethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 폴리아미드 계열의 원사로는 나일론, 메타-아라미드(Meta-aramid) 또는 파라-아라미드(Para-aramid) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
특히, 제1 실시예에 따른 복합사는 내부원사(210)로 초고분자량폴리에틸렌을 사용하고 외부원사(220)로 파라-아라미드를 사용하는 것을 일례로 하였으며, 이러한 구성을 통해 내절단성, 꿰뚫임성, 인열강도를 높여주는 것이 가능하다.
그리고, 제2 실시예에 따른 복합사는 내부원사(210)로 초고분자량폴리에틸렌 또는 파라-아라미드를 사용함으로써 내절단성, 꿰뚫임성, 인열강도를 높여주는 것이 가능하며, 외부원사(220)로 폴리머를 사용함으로써 염색이 가능하다.
한편, 심초형 구조를 갖는 복합사는 외부원사(220)가 내부원사(210)를 감싸도록 연사하여 형성된 것일 수 있으며, 내부원사(210)와 외부원사(220) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 이들 사이에 접착사가 연사된 것일 수 있다.
예를 들어, 심초형 구조를 갖는 복합사는 내부원사(210) 표면에 접착사 및 외부원사(220)를 순차적으로 커버링하여 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, 내부원사(210)의 표면에 접착사를 연사(twisting)하여 내부원사(210)의 표면이 외부로 노출되지 않도록 접착사를 꼬아 내부원사(210)의 전면을 둘러싼 후, 노출된 접착사 표면에 외부원사(220)를 커버링한다. 이때 접착사의 표면이 외부에 노출되지 않으면서 접착사의 연사방향과 반대방향으로 외부원사(220)를 꼬아 접착사의 전면을 둘러싸도록 형성하는 것이 가능하다.
여기서, 접착사와 외부원사(220)는 서로 반대방향으로 커버링하는데, 이는 같은 방향으로 커버링 될 경우 제조 공정 중 실이 견고하게 결합되지 못하고 한쪽 방향으로 풀려버리는 문제가 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 서로 반대 방향으로 연사를 진행한다. 또한 복합사를 제조할 때 꼬임이 반대방향으로 연사될 경우 동일한 방향으로 연사될 경우보다 부드러운 복합사를 얻을 수 있다.
접착사로는 100℃ 이하에서 용융되는 저융점 낮은 나일론(Nylon) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용할 수 있다. 이는, 접착사를 용융시켜 내부원사(210)와 외부원사(220) 사이의 접착력을 향상시키는 과정에서 열변형에 의해 내부원사(210)와 외부원사(220)의 고유특성이 열화되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 심초형 구조를 갖는 복합사는 코팅조성물을 이용하여 내부원사(210)를 코팅하는 방법으로 형성할 수도 있다. 코팅조성물은 외부원사(220)에 대응하는 조성물을 용융시킨 것일 수 있으며, 추가적으로 계면활성제, 산화방지제, 킬레이트제, 착색제, 분산제, 안정화제, 점도 개질제, 충전제, 가교결합제, 경화제, 촉매 및 발포제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
그리고 코팅 방법으로는 분무, 브러싱 또는 침지 중 어느 한 방법을 사용할 수 있다. 이때, 내부원사(210)와 외부원사(220) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 내부원사(210)를 코팅조성물에 침지시키기 이전에 내부원사(210)의 표면에 접착제를 먼저 코팅한 후, 코팅조성물에 내부원사(210)를 침지시킬 수 있다.
다른 한편, 심초형 구조를 갖는 복합사는 외부원사(220)에 중공을 형성하고 그 중공 내부에 내부원사(210)를 삽입하는 방법으로 형성할 수도 있다.
즉, 외부원사(220)에 길이방향으로 정심형 중공을 형성하고 이렇게 형성된 중공에 내부원사(210)를 삽입함으로써 심초형 구조의 복합사를 생성하는 것이 가능하다.
결론적으로, 본 발명의 실시예에 따른 복합사를 이용한 기능성 원단은 제1 패브릭층으로 폴리머 계열의 원사를 사용하고 제2 패브릭층으로 제1 및 제2 실시예와 같은 원사를 사용하며, 제1 패브릭층과 제2 패브릭층을 직조 또는 편성함으로써 제1 패브릭층의 활동성과 제2 패브릭층의 내절단성, 꿰뚫임성, 인열강도의 우수성을 모두 확보하는 것이 가능하다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제1 패브릭층 200 : 제2 패브릭층

Claims (10)

  1. 폴리머 계열의 원사를 포함하는 잠재권축사로 구성되는 제1 패브릭층; 및
    상기 제1 패브릭층과 직조 또는 편성되며 심초형 구조의 복합사로 구성되는 제2 패브릭층을 포함하되,
    상기 복합사는 내부원사와, 상기 내부원사를 감싸는 외부원사와, 상기 내부원사와 상기 외부원사 사이의 접착제로 구성되고,
    상기 내부원사는 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight poly ethylene) 또는 파라아라미드(Para-aramid)를 포함하고,
    상기 복합사는 상기 내부원사의 표면에 접착제를 코팅한 후 상기 외부원사에 대응하는 조성물에 상기 내부원사를 침지시켜 형성하되,
    상기 조성물은 상기 제2 패브릭층의 염색을 가능하게 하는 폴리머를 포함되고 계면활성제, 킬레이트제, 착색제, 분산제, 안정화제, 점도 개질제, 충전제, 가교결합제, 경화제, 촉매 및 발포제 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합사를 이용한 기능성 원단.
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