KR102586285B1 - 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물 - Google Patents

리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법은, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)을 편직 구성하는 원사를 준비하는 단계(S100); 상기 표면 원사와 이면 원사에 각각 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 코팅층을 형성함으로써, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하는 코팅원사 제조 단계(S200); 상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사를 환편기를 이용하여 편직하여 환편직물을 제조하는 환편직물 제조 단계(S300); 및 상기 환편직물을 후가공하는 후가공 단계(S400)를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법은, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)의 이중층을 가지도록 편직하여 일상복과 수영복과 같이 양면으로 착용할 수 있도록 구성함으로써 실용성과 기능성을 향상시킨 하이브리드 환편직물을 제조할 수 있다.

Description

리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물{MANUFACTURING METHOD OF HYBRID CIRCULAR KNIT FABRIC FOR REVERSIBLE CLOTHING AND HYBRID CIRCULAR KNIT FABRIC MANUFACTURED THEREBY}
본 발명은 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)의 이중층을 가지도록 편직되어 일상복과 수영복과 같이 양면으로 착용할 수 있어 실용성과 기능성을 향상시킨 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물에 관한 것이다.
최근 섬유제품에 대한 수요자의 요구 및 그 용도가 다양화됨에 따라, 내의류 운동복, 수영복, 방호복, 산업재료 등의 분야에서 여러 가지 특성, 예를 들어, 높은 강도, 소프트 신축성, 드라이 터치 등을 가진 환편직물에 대한 요구가 늘고 있는 바, 이를 제조하기 위해 여러 가지 방법이 연구되어 있다.
통상의 환편직물의 제조를 위해서는, 예를 들어, 신축성이 우수한 폴리우레탄계 섬유를 사용하는 방법 또는 상기 폴리우레탄 섬유와 나일론 섬유를 병용하여 환편직물을 제편하거나, 폴리우레탄과 나일론의 복합사를 사용하는 방법 등이 공지되어 있다. 그러나, 전자의 경우, 폴리우레탄의 고유 특성에 기인하여 그 촉감이 딱딱하고, 직물의 품위가 좋지 않으며, 특히, 드레이프성이 저하되는 문제가 있고, 후자의 경우, 나일론과 폴리우레탄 중합체간의 염색성의 차이로 인하여 염색시에 취급(handling)이 용이하지 않은 단점이 있다.
최근, 환편기로 커트파일 직물을 포함하는 편성천의 특허가 개시되어 있으나, 이러한 특허들로 편성된 천은 한면만 가지고 있기 때문에, 제조자가 직물의 풍부함, 보온성 또는 조직의 다양성 등 실용성과 기능성을 향상시키고자 하는 경우, 커트파일 직물을 포함하는 양면천을 제조하기 위해 다른 단면천을 접착시킬 필요가 있다.
또한, 전술한 2장의 단면천은 접착제로 접착되어야 하며, 반복되는 세탁과 같은 천의 기본 요구 사항을 충족시키기 위해 접착제는 강한 점성을 가져야 한다. 이는 접착제가 더욱 독성을 갖게 되어, 보다 민감한 피부를 가진 착용자가 알레르기 문제를 일으킬 수 있고, 또한, 상기 접착제는 화합물로서, 주변 환경으로 부적절하게 배출되는 경우 환경 오염으로 이어질 수 있는 문제점이 있다.
국내등록특허 제10-1222658호(2013년 01월 09일 등록) 국내등록특허 제10-2353179호(2022년 01월 14일 등록) 국내등록특허 제10-2187270호(2020년 11월 30일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)의 이중층을 가지도록 편직되어 일상복과 수영복과 같이 양면으로 착용할 수 있어 실용성과 기능성을 향상시킨 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 원사를 코팅하여 환편직물을 구성함으로써, 직물 표면에 먼지가 부착되지 않고 쉽게 분리되어 제거되고 위생적으로 착용할 수 있는 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법을 개시한다.
상기 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법은, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)을 편직 구성하는 원사를 준비하는 단계(S100); 상기 표면 원사와 이면 원사에 각각 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 코팅층을 형성함으로써, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하는 코팅원사 제조 단계(S200); 상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사를 환편기를 이용하여 편직하여 환편직물을 제조하는 환편직물 제조 단계(S300); 및 상기 환편직물을 후가공하는 후가공 단계(S400)를 포함한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 다른 실시예에서는 상기한 방법으로 제조된 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물을 개시한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법은, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)의 이중층을 가지도록 편직하여 일상복과 수영복과 같이 양면으로 착용할 수 있도록 구성함으로써 실용성과 기능성을 향상시킨 하이브리드 환편직물을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법은, 원사를 코팅하여 환편직물을 구성함으로써, 직물 표면에 먼지가 부착되지 않고 쉽게 분리되어 제거되고 위생적으로 착용할 수 있는 하이브리드 환편직물을 제조할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 제조된 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 일 예를 보여주는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 제조된 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법은, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)을 편직 구성하는 원사를 준비하는 단계(S100), 상기 표면 원사와 이면 원사에 각각 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 코팅층을 형성함으로써, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하는 코팅원사 제조 단계(S200), 상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사를 환편기를 이용하여 편직하여 환편직물을 제조하는 환편직물 제조 단계(S300), 및 상기 환편직물을 후가공하는 후가공 단계(S400)를 포함한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물은, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하고, 상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사를 환편기를 이용하여 편직하여 환편직물을 제조함으로써, 하나의 환편직물로 일상복으로 착용할 수 있음과 동시에, 반대로 뒤집어 입는 경우에는 수영복 등 별도의 기능성을 가지는 제품으로 동시에 착용할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법에서는, 환편기를 이용하여 편직하는 환편직물 제조 단계(S300)나, 상기 환편직물을 후가공하는 후가공 단계(S400)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여, 코팅원사 제조 단계(S200)의 구성에 대해서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
1. 원사를 준비하는 단계(S100)
상기 원사를 준비하는 단계(S100)는 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)을 편직 구성하는 원사를 준비하는 단계이다.
상기 원사를 준비하는 단계(S100)에서 준비되는 원사는 추후 공정에서 환편기를 이용하여 편직됨으로써 환편직물롤 제조될 수 있는데, 예를 들어, 상기 표면 원사는 울(wool), 코튼(cotton), 합성섬유 및 레이온사로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 준비될 수 있고, 상기 이면 원사는 울(wool), 코튼(cotton), 합성섬유 및 레이온사로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 준비될 수 있다.
2. 코팅원사 제조 단계(S200)
상기 코팅원사 제조 단계(S200)는 상기 표면 원사와 이면 원사에 각각 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 코팅층을 형성함으로써, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하는 단계이다.
상기 코팅원사 제조 단계(S200)에서 상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사는 서로 다른 코팅액 조성물이 도포된 후 건조되어 형성됨으로써, 일측면인 표면은 직물 표면에 먼지가 부착되지 않고 쉽게 분리되어 제거되고 위생적으로 착용할 수 있는 기능성이 있고, 타측면인 이면은 방수 특성과 수밀성이 향상되어 반대로 뒤집어 입는 경우에는 수영복이나 방수복 등으로 사용하여 착용할 수 있다.
상기 코팅원사 제조 단계(S200)에서 상기 제1 코팅원사는 제2 코팅원사와 편직되어 환편직물의 표면을 구성할 수 있는데, 상기 제1 코팅원사는 제1 코팅액 조성물을 상기 표면 원사에 도포한 후 건조함으로써 제조될 수 있다.
상기 제1 코팅액 조성물은 상기 표면 원사에 도포된 후 건조됨으로써 미세먼지 등이 부착되는 것을 감소시킬 수 있는데, 예를 들어, 상기 제1 코팅액 조성물은 바이오셀룰로오스 수분산체, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지, TPO 수지, PVA(Poly Vinyl Alcohol), 열전도성 고분자, 자몽종자추출물, 분산제 및 이소시아네이트를 포함한다.
또한, 상기 제1 코팅액 조성물은 바이오셀룰로오스 수분산체 1 내지 5 중량부, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지 80 내지 120 중량부, TPO 수지 20 내지 40 중량부, PVA(Poly Vinyl Alcohol) 1 내지 5 중량부, 열전도성 고분자 0.1 내지 1 중량부, 자몽종자추출물 0.5 내지 2.5 중량부, 분산제 0.1 내지 0.5 중량부 및 이소시아네이트 10 내지 30 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 바이오셀룰로오스 수분산체는 상기 바이오셀룰로오스 수분산체가 가진 음전하가 미세먼지의 음전하와 반발하여 미세먼지가 환편직물에 부착되는 것을 감소시킬 수 있는데, 상기 바이오셀룰로오스 수분산체는 바이오셀룰로오스 미세섬유를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 미세먼지는 지름이 10㎛ 이하인 입자상 물질을 의미하며, 지름이 2.5㎛ 이하인 초미세먼지를 포함할 수 있고, 상기 바이오셀룰로오스는 박테리아 배양을 통해 직접 셀룰로오스 미세섬유를 합성하는 박테리아 셀룰로오스를 의미한다. 각종 목재 유래의 크래프트(craft) 종이 또는 아황산 펄프, 이들을 고압 호모지나이저(homogenizer)나 밀(mill) 등으로 분쇄한 분말 셀룰로오스, 혹은 이들을 산 가수분해 등의 화학 처리에 의해 정제한 미결정 셀룰로오스 분말, 이외에, 케나프, 삼, 벼, 바카스, 대나무 등의 식물 유래의 셀룰로오스와는 구분된다.
상기 박테리아에는, 예를 들어, Acetobacter속, Rhizibium속 및 Agrobacterium속이 포함되고, 박테리아 배양을 위한 영양원이 포함된 배지 안에서 배양하면 배양액의 계면에 박테리아 셀룰로오스가 형성된다. 배양 방법은 정치배양법(Static cultivation)과 진탕배양법(Agitated cultivation)이 있다. 정치배양법은, 먼저 박테리아를 배지에 이식한 후, 플라스크에서 대략 10일 동안 선반 등에 그대로 놓아두며 배양하는 방법이다. 또 다른 방법인 진탕배양법은 액체 배지를 통해 쉐이킹 인큐베이터에서 계속적으로 일정한 속도로 교반하면서 배양하는 방법이다. 상기 박테리아 배양에 의하지 않고, 상업적으로 유통되는 바이오셀룰로오스를 구입하여 사용할 수도 있다. 바이오셀룰로오스는 3차원 네트워크를 가지며, 높은 결정화도(84~89%)를 가지며, 충분한 공극을 가진다. 바이오셀룰로오스의 길이는 수~수십 마이크로미터이고, 일정한, 즉 고른 길이 분포도의 직경을 가진다.
예를 들어, 상기 바이오셀룰로오스 수분산체는 하기의 방법으로 제조된 바이오셀룰로오스 수분산체가 사용될 수 있다.
즉, 상기 바이오셀룰로오스 수분산체를 제조하기 위하여, 먼저, 바이오셀룰로오스(이지코스텍, 미타공원단)와 차아염소산 나트륨 및 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-N-옥시 라디칼(이하, TEMPO) 촉매를 준비할 수 있다.
다음으로, 100g 증류수에 10mg TEMPO 촉매를 녹인 후, 5g 바이오셀룰로오스 시트를 넣고 8g 차아염소산 나트륨을 넣은 후 상온에서 pH를 12로 유지하면서 20시간 교반하여, 바이오셀룰로오스 시트가 물에 분산된 미세섬유 형태로 제조할 수 잇다.
이어서, 상기 제조된 수분산 바이오셀룰로오스 미세섬유 분산체를 정제 및 세척과정을 통해 조제 후, 25℃ 온도에서 보관함으로써 바이오셀룰로오스 수분산체를 제조하였다.
이때, 상기 바이오셀룰로오스 수분산체는 미세섬유를 포함하는데, 상기 미세섬유는 직경이 50 내지 150nm일 수 있다.
상기 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT)는 생분해성 바이오플라스틱으로 땅 속에서 6개월 이내에 100% 분해가 되는 친환경적인 재료이고, 상기 PBAT 수지는 일반적으로 알려진 방법에 따라 1,4-부탄디올, 아디픽산 및 테레프탈산을 축중합하여 얻을 수 있다.
이러한 PBAT 수지로는 이러한 일반적 방법으로 직접 합성한 것을 사용하거나, 이미 상용화된 수지, 예를 들어, 상술한 상품명 ECOPLEX(바스프)이나, PBG7070(삼성정밀화학) 등으로 상용화된 PBAT 수지 입수하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 PBAT 수지는 150,000 내지 400,000의 중량평균분자량을 가질 수 있는데, 상기 PBAT 수지가 이러한 분자량의 범위를 가짐에 따라, 상기 PBAT 수지와 폴리실록산, PMMA 수지 조성물 등 다른 재료들과의 상용성 및 가공성이 보다 우수하게 될 수 있고, 비교적 높은 분자량에 따라 보다 향상된 물성 등을 나타낼 수 있다.
상기 TPO(Thermo Plastic Polyolefine; 열가소성 폴리올레핀계 탄성체) 수지는 인장강도, 가공성이 우수한데, 상기 TPO 수지는 우수한 내후성과, 저온에서의 우수한 유연성, 탁월한 융착성 및 작업시 유해물질이나 냄새, 먼지 발생이 없고, 방수성과 내풍성이 뛰어나고, 무엇보다도 친환경 열가소성 소재로, 높은 기계적 강도를 갖는다.
예를 들어, 상기 TPO(Thermoplastic Polyolefine) 수지는 PE(Polyethylene) 수지, PP(Polypropylene) 수지, 폴리부틸렌(Polybutylene) 수지, 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 수지가 사용될 수 있다.
상기 PVA(Poly Vinyl Alcohol)는 수용성 플라스틱의 하나로 포발(poval)이라고도 하는데, 물 이외의 보통의 유기용매에는 녹지 않는 백색 분말로 140℃ 정도까지는 안정한 상태를 유지한다. 직물(織物)의 풀, 종이의 사이징이나 에멀션화안정제(乳化安定劑) 등으로 사용된다.
상기 열전도성 고분자는 열전도율을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 열전도성 고분자는 44 중량%의 폴리카보네이트계 수지, 41 중량%의 폴리올레핀계 수지 및 15 중량%의 카본계 열전도성 필러를 포함하여 제조될 수 있는데, 상기 폴리카보네이트계 수지는 비스페놀-A를 기반으로 하는 폴리카보네이트계 수지가 사용될 수 있고, 상기 폴리올레핀계 수지는 에틸렌옥텐 고무(EOR), 에틸렌프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM) 및 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 상기 카본계 열전도성 필러는 그라파이트(graphite)가 사용될 수 있다.
상기 자몽종자추출물(GSE, Grapefruit seed extract)은 항균, 항진균, 항산화 효과가 있고, 독성 실험에서는 안식향산나트륨, 솔빈산 칼륨에 비해서 거의 독성이 없는 것으로 확인되었다. 특히, 상기 자몽종자추출물의 성분 중 ascorbic acid, ascorbyl palmitate 및 tocopherol 등이 부패성 및 병원성 미생물의 세포벽 및 세포막의 기능을 약화시키고 효소활성을 억제하며, DNA/RNA에서 비롯되는 세포증식 기작을 방지하여 세균, 효모 및 곰팡이 등에 살균 효과를 나타나며 곰팡이의 생육 및 독소합성에 저해효과를 가진다.
상기 분산제는 제1 코팅액 조성물의 침전을 방지하고 분산 특성을 갖도록 하기 위하여 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 분산제로는 폴리에스터 폴리디메틸실록산 공중합체(Polyether-polydimethylsiloxane copolymer), 디메틸올 부타논산(DMBA), 디메틸올 프로피온산(DMPA), 메틸렌디에탄올아민 및 폴리에틸렌옥사이드 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트(isocyanate)는 경화제로 기능할 수 있는데, 예를 들어, 상기 이소시아네이트(isocyanate)는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI) 및 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트가 사용될 수 있고, 바람직하게는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI)가 사용될 수 있다.
상기 코팅원사 제조 단계(S200)에서 상기 제2 코팅원사는 제1 코팅원사와 편직되어 환편직물의 이면을 구성할 수 있는데, 상기 제2 코팅원사는 제2 코팅액 조성물을 상기 이면 원사에 도포한 후 건조함으로써 제조될 수 있다.
상기 제2 코팅액 조성물은 상기 이면 원사에 도포된 후 건조됨으로써 방수 등 기능성이 향상될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제2 코팅액 조성물은 폴리우레탄 수지, 라텍스 원액, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA), 미네랄추출물, 그래핀, 폴리실록산 및 경화제를 포함한다.
또한, 상기 제2 코팅액 조성물은 폴리우레탄 수지 80 내지 120 중량부, 라텍스 원액 10 내지 20 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 20 내지 40 중량부, 미네랄추출물 1 내지 5 중량부, 그래핀 0.5 내지 1.5 중량부, 폴리실록산 1 내지 3 중량부 및 경화제 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지는 하기의 방법으로 제조된 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지를 제조하기 위하여, 먼저, 숙신산(Succinic Acid) 1 몰(mol) 및 1,3-프로판디올(1,3-Propanediol) 2 몰(mol)의 비율로 준비하여 혼합한 후 280℃의 온도에서 10 내지 20시간 동안 축합반응을 진행함으로써 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol)을 합성할 수 있다.
다음으로, 상기 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 100 중량부, 에틸아세테이트(Ethyl acetate) 30 중량부, 중량평균분자량(weight-average molecular weight; Mw)이 3,000 내지 6,000g/mol인 바이오 다관능 폴리올 화합물 20 중량부 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate(HDI)) 25 중량부에 라디칼 개시제로 아조비스이소부티로나이트릴(azobisisobutyronitrile; AIBN) 0.5 중량부를 투입하고 150℃의 온도에서 질소를 퍼징(N2 gas purging)하면서 8시간 동안 반응시켜 폴리우레탄 수지를 제조할 수 있다.
상기 바이오 다관능 폴리올 화합물은 수산기를 함유하지 않고 있는 바이오매스 자원 유래의 동식물 기름에서 합성을 통하여 수산기를 포함하는 바이오 다관능 폴리올로, 합성하는 화학적인 제조방법을 통해 제조될 수 있는데, 상기 바이오 다관능 폴리올 화합물의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 라텍스 원액은 고무나무에서 채취되는 천연원료로서 친환경의 탄성체로 매우 적합한 물질이다. 본 발명에서 상기 라텍스 원액은 천연라텍스 원액이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 천연라텍스는 100% 천연고무의 유액을 사용하는 것으로, 상기 라텍스 원액의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA)는 에틸렌과 초산 비닐 단량체를 공중합시켜 얻어지는 중합체로 통상 EVA로 칭하는 고분자 수지를 의미하는 것으로, 초산비닐 단량체의 함량이 낮은 경우는 보통의 저밀도 폴리에틸렌과 같이 내충격성, 내스트레스 크래킹성의 물성이 우수하고, 초산 비닐의 함량이 높은 경우에는 향상된 접착성을 가지므로 접착제 또는 핫멜트의 원료로 사용이 가능하다.
상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA)는 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 수지로서 투명성, 유연성, 저온 취성 등이 매우 우수한 특성을 가짐과 동시에 매우 친환경적인 수지인데, 예를 들어, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 용융지수 400, 초산비닐 함량 28%, 유리전이온도 -28.6℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 미네랄추출물은 미네랄의 유효성분이 포함된 겔 상태의 미네랄추출물일 수 있는데, 상기 미네랄은 뼈, 치아, 혈액의 구성성분이 되기도 하며 비타민과 함께 신진대사를 촉진 또는 억제하는 필수물질이다. 인체구성에 있어서 불과 3.5%밖에 되지 않는 이 미네랄이 생명현상에 작용하는 역할은 헤아릴 수 없이 큰데, 이러한 미네랄은 대별해서 다량원소와 미량원소로 나눌 수 있다.
예를 들어, 다량원소는 칼슘, 인, 칼륨, 유황, 나트륨, 염소, 마그네슘 등이며 이들 원소는 인체구성의 약 3%를 차지하고, 미량원소는 철, 망간, 동, 요오드, 아연, 몰리브덴, 불소, 크롬, 비소 등이며 이들 원소는 인체구성의 불과 0.5%밖에 안된다. 이들 미네랄은 인체내의 아주 적은 양밖에 존재하고 있지 않기 때문에 미량원소라고 부르는 것이다.
상기 미네랄은 피부미용, 피부질환에도 중요한 역할을 수행하는데, 상기 미네랄은 피부노화 방지, 피부세포의 수분유지, 피부 탄력 등의 효과를 발휘할 수 있고, 또한, 상기 미네랄은 천연 보습 인자(NMF: Natural Moisture Factor)의 구성 성분 중 하나로서, 세포를 활성화시키고 생리 활성 효과를 가지며 피부 보습 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
예를 들어, 상기 미네랄추출물은 하기의 방법으로 제조된 미네랄추출물이 사용될 수 있다.
먼저, 미네랄추출물을 제조하기 위하여, 천연광물을 준비할 수 있다.
상기 천연광물로는 미네랄 솔트, 황옥, 황토석 및 감람석이 1:1:1:1의 중량 비율로 혼합된 혼합천연광물이 사용될 수 있다.
상기 미네랄 솔트는 다이아몬드와 같은 결정구조를 하고 있는 등축정계에 속하는 광물이며, 화학성분은 염화나트륨(NaCl)이다. 상기 미네랄 솔트는 대부분 무색 투명하지만 노랑, 빨강, 파랑, 보라색을 띠기도 하며 조흔색은 백색이다.
상기 미네랄 솔트를 구성하는 염화나트륨은 동물에게 생리적으로 필수 불가결한 것으로 체액에 포함되어 체액의 삼투압을 조절하고, 염화나트륨의 구성 성분인 나트륨은 인산과 결합하여 완충물질로서 체액의 산염기 평형을 유지할 수 있다.
상기 미네랄 솔트는 섭취뿐만 아니라 피부에 도포하였을 때도 인체에 긍정적인 효과를 미치는바, 피부의 천연 보습인자 성분인 요소(urea) 보다도 우수한 피부 보습력을 가지는 것으로 보고되기도 하였으며, 각종 피부트러블 완화(피부진정), 피부 노폐물 제거 및 각질제거, 여드름, 주름, 아토피 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
상기 황옥은 감람석과 같은 결정구조를 가지는 사방정계에 속하는 광물로 토파즈(topaz)라고도 한다. 황옥은 인간 신체에 필요한 칼슘, 철분 및 마그네슘을 함유하고 있어 원적외선 방사효과가 뛰어나고 천연 자기장을 통해 체내의 불필요한 노폐물을 제거하고 산성화된 혈액을 알칼리성으로 환원시켜 생체리듬을 활성화시킨다.
상기 황토석(loess stone)은 황토가 덩어리 상태로 수억년 동안 고체화된 것으로써, 고령토나 점토보다는 거칠고 점력이 많은 입자로서 연황색이나 분홍색을 띄고 있는 고생대의 퇴적물이다. 황토석의 주성분은 실리카와 알루미나, 철, 마그네슘, 나트륨, 카리 등 수많은 무기질을 함유한 미세입자이며, 인체에 유익한 미생물과 많은 광물약성을 갖고 있는 살아 있는 흙으로서, 원적외선과 음이온을 다량 방사한다.
상기 감람석은 원적외선 방사효과가 뛰어나며, 상기 감람석에서 방사된 원적외선이 피부 속 40mm까지 침투하여 인체의 모세혈관을 확장시켜 혈액순환을 원활하게 하고, 신진대사를 촉진하여 독소의 배출을 도울 수 있다.
또한, 상기 감람석은 음이온을 통해 체내 활성산소의 활동을 억제하고 노화를 방지하는 항산화작용을 하며, 혈액순환과 물질대사를 더욱 활발하게 하여 노폐물의 배출 및 면역력 증가효과를 가질 수 있다.
다음으로, 상기 준비된 천연광물을 분쇄하여 천연광물 분말을 제조할 수 있다.
상기 천연광물 분말은 상기 준비된 천연광물을 볼 밀링(ball milling) 장치와 같은 공지된 분쇄기로 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 분쇄기를 이용하여 분말화하는 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 천연광물 분말을 가열하여 열처리함으로써 소성할 수 있다.
본 발명은 상기 천연광물 분말을 소성함으로써 상기 천연광물 분말 내부에 잔류하거나 흡착된 오염물이나 불순물, 잔류 유기물 등을 제거할 수 있는데, 예를 들어, 상기 천연광물 분말의 소성은 상기 천연광물 분말을 1,300 내지 1,500℃ 온도의 소성로에서 20 내지 60분 동안 가열하여 열처리함으로써 수행될 수 있다.
그 다음으로, 상기 소성된 천연광물 분말에 정제수를 혼합한 후 보관하여 숙성하고, 상기 정제수에서 천연광물 분말을 분리하여 제거함으로써, 미네랄 성분이 포함된 침출액을 제조할 수 있다.
상기 침출액은 상기 소성된 천연광물 분말 전체 함량 100 중량부에 대해, 정제수 1,000 내지 2,000 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 50 내지 60℃의 온도에서 5 내지 10일 동안 보관하여 숙성한 후, 고형분인 천연광물 분말을 분리하여 제거함으로써 제조될 수 있다.
이어서, 상기 침출액을 원심분리한 후 상층액을 분리할 수 있다.
상기 침출액에는 천연광물의 유효성분들이 침출되어 있는데, 상기 침출액을 원심분리함으로써, 천연광물의 미세입자들이 위치하는 하층액과, 상기 하층액 상부에 위치하는 중층액 및 상층액으로 위치적으로 구분하여 분리할 수 있다.
다음으로, 상기 분리된 상층액을 가열함으로써 미네랄추출물을 제조할 수 있다.
상기 미네랄추출물은 상기 원심분리된 상층액을 110 내지 120℃ 온도로 가열하여 수분을 제거함으로써 천연광물의 유효성분들이 침출되어 형성된 겔 상태의 미네랄추출물을 제조할 수 있다.
상기 그래핀은 강도, 열전도율, 전자이동도, 소취성 및 항균성 등 여러 가지 특징이 현존하는 물질 중 가장 뛰어난 소재이다. 이에 따라, 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 자동차, 및 조명 등 다양한 분야에 응용되고, 관련 산업의 성장을 견인할 전략적 핵심소재로 인식되어, 그래핀을 상용화하기 위한 기술이 많은 관심을 받고 있다.
즉, 그래핀은 탄소 원자들이 sp2 혼성으로 육각형 벌집 모양의 격자구조를 이루는 2차원 구조의 탄소 동소체로서, 단층 그래핀의 두께는 탄소원자 1개의 두께인 0.2 내지 0.3nm이다. 그래핀은 높은 전기전도성과 비표면적을 가지므로 슈퍼캐패시터, 센서, 배터리, 액추에이터 용도의 전극(전극 활물질), 터치패널, 플렉서블 디스플레이, 고효율 태양전지, 방열필름, 코팅 재료, 바닷물 담수화 필터, 이차전지용 전극, 초고속 충전기 등 다양한 분야에 이용되고 있다.
상기 폴리실록산은 우수한 발수력을 제공함으로써, 환편직물 표면에 대한 우수한 발수성 및 발수내구성 효과를 부여할 수 있다.
상기 폴리실록산은 하기의 [화학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
상기 [화학식 1]에서 R4은 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 아크릴레이트류 유기기, 에폭시류 유기기 또는 이들의 조합이고, X는 수소원자, 황화수소기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 아크릴레이트류 유기기, 에폭시류 유기기 또는 이들의 조합이며, n은 폴리실록산의 중량평균분자량(Mw)이 1,000g/mol 내지 100,000g/mol로 되게 하는 1 이상의 정수이다.
예를 들어, 상기 폴리실록산은 디메틸폴리실록산 및 오르가노폴리실록산을 포함할 수 있는데, 상기 디메틸폴리실록산 및 오르가노폴리실록산은 3:7 내지 7:3이 되도록 조합하여 사용할 수 있다.
상기 경화제는 글리세린, p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(PTSA, ptoluenesulfonic acid monohydrate), 몰포린(Morpholine), 염화암모늄, 황산암모늄 및 무수프탈산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법에 대한 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 표면(Surface; SF)과 이면(Back Side; BS)을 편직 구성하는 원사를 준비하였다.
이때, 상기 표면 원사와 이면 원사로는 동일하게 코튼(cotton)을 준비하였다.
다음으로, 상기 표면 원사와 이면 원사에 각각 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 코팅층을 형성함으로써, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하였다.
이때, 상기 제1 코팅원사는 제1 코팅액 조성물을 상기 표면 원사에 도포한 후 건조함으로써 제조하였는데, 상기 제1 코팅액 조성물은 바이오셀룰로오스 수분산체 3 중량부, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지 100 중량부, TPO 수지 30 중량부, PVA(Poly Vinyl Alcohol) 3 중량부, 열전도성 고분자 0.5 중량부, 자몽종자추출물 1.5 중량부, 분산제 0.3 중량부 및 이소시아네이트 20 중량부의 중량 비율로 포함되었다.
또한, 상기 제2 코팅원사는 제2 코팅액 조성물을 상기 이면 원사에 도포한 후 건조함으로써 제조하였는데, 상기 제2 코팅액 조성물은 폴리우레탄 수지 100 중량부, 라텍스 원액 15 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 30 중량부, 미네랄추출물 3 중량부, 그래핀 1 중량부, 폴리실록산 2 중량부 및 경화제 15 중량부의 중량 비율로 포함되었다.
이어서, 상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사를 환편기를 이용하여 편직하여 환편직물을 제조하였다.
< 비교예 >
코튼(cotton)으로 제조된 직물을 준비한 후, 이를 비교예에 따른 직물로 사용하였다.
1. 물성 시험
상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 직물 시료를 각각 5개 준비하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.
하기의 [표 1]의 결과값은 5개 시료의 평균값을 나타낸다.
구분 실시예 비교예 측정방법
차광율(%) 86 64 KS K 0819
마찰견뢰도 8 4 KS K 0650
일광견뢰도 7 3 KS K ISO 105-B02
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 직물은 차광율, 마찰견뢰도, 일광견뢰도 등이 매우 우수함을 확인할 수 있다.
2. 자외선 차단율 측정
상기 실시예 및 비교예의 직물을 KS K 0850:2014 시험법으로 자외선 차단율을 측정하였고 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
· 측정기기: UV-VIS-NIR Spectrophotometer(Lambda 1050, PerkinElmer, 미국)
· 파장범위: UV-R (290~400 ㎚) / UV-A (315~400 ㎚) / UV-B (290~315 ㎚)
· 파장간격: 5㎚
구분 UV-R UV-A UV-B
실시예 99.5 99.6 99.4
비교예 57.3 58.8 60.4
상기 [표 2]를 참조하면, 비교예와 같이 제조된 직물은 UV-R, UV-A, UV-B의 자외선 차단율이 각각 57.3%, 58.8%, 60.4%이었으나, 실시예와 같이 제조된 직물은 UV-R, UV-A, UV-B의 자외선 차단율이 각각 99.5%, 99.6%, 99.4%로 우수한 자외선 차단 효과를 보임을 확인할 수 있다.
3. 직물의 항균성 및 항진균성 측정
상기 실시예와 비교예에 의해 제조된 직물의 항균성 및 항진균성을 평가하였다.
(1) 항균성
항균성은 JIS L 1902 기준으로 시험균(대장균, Escherichia coli)에 대한 항균성을 평가하였다. 시험 균액을 35 ± 1℃, RH 90 ± 5%에서 24시간 정치 배양한 후, 균수를 측정하여 항균율을 산출하였다.
(2) 항진균성
항진균성은 ASTM G-21을 기준으로 5종의 혼합 균주를 사용하여 시료에서 성장을 기준으로 평가하였다.
상기 항진균성을 평가하기 위한 곰팡이 균주(혼합균주)로는 Aspergillns niger, Penicillium pinophilum, Chaetomium globosum, Gliosiadiun virens 및 Aureobasidium pullulans를 사용하였다.
상기 항균성 및 항진균성에 대한 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
구분 항균율
(%)		 항곰팡이 시험
배양시간의 기간
1주 후 2주 후 3주 후 4주 후
실시예 99.9 0 0 0 0
비교예 24.5 1 2 3 4
< 항곰팡이 시험 판정 기준 >
0 : 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않음.
1 : 시험편 위 10% 이하로 발육이 인지됨.
2 : 시험편 위 10 ~ 30% 이하로 발육이 인지됨.
3 : 시험편 위 30 ~ 60% 이하로 발육이 인지됨.
4 : 시험편 위 60% 이상 발육이 인지됨.
상기 [표 3]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 직물의 경우 항균성 및 항진균성이 우수하며 그 효과가 오래 지속됨을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (4)

  1. 표면(Surface)과 이면(Back Side)을 편직 구성하는 원사를 준비하는 단계(S100);
    상기 표면 원사와 이면 원사에 각각 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 코팅층을 형성함으로써, 제1 코팅층이 형성된 표면 원사인 제1 코팅원사와, 제2 코팅층이 형성된 이면 원사인 제2 코팅원사를 형성하는 코팅원사 제조 단계(S200);
    상기 제1 코팅원사와 제2 코팅원사를 환편기를 이용하여 편직하여 환편직물을 제조하는 환편직물 제조 단계(S300); 및
    상기 환편직물을 후가공하는 후가공 단계(S400)를 포함하고,
    상기 원사를 준비하는 단계(S100)에서 상기 표면 원사는 울(wool), 코튼(cotton), 합성섬유 및 레이온사로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 준비되고, 상기 이면 원사는 울(wool), 코튼(cotton), 합성섬유 및 레이온사로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 준비되며,
    상기 코팅원사 제조 단계(S200)에서 상기 제1 코팅원사는 제1 코팅액 조성물을 상기 표면 원사에 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 제1 코팅액 조성물은 바이오셀룰로오스 수분산체, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지, TPO(Thermo Plastic Polyolefine) 수지, PVA(Poly Vinyl Alcohol), 열전도성 고분자, 자몽종자추출물, 분산제 및 이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물.
KR1020230081033A 2023-06-23 2023-06-23 리버서블 의류용 하이브리드 환편직물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 하이브리드 환편직물 KR102586285B1 (ko)

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