KR20040061417A - 온도조절 기능을 갖는 인공지능형 초발수 흡수속건성 원단 - Google Patents

온도조절 기능을 갖는 인공지능형 초발수 흡수속건성 원단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상변화 물질을 함유한 원사를 심사(Core yarn : (6))로 하고 그 외층사(7)는 공정수분율이 0.05%이하인 소수성을 갖는 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 원사나 방사시 실리콘 또는 불소계 수지를 함유하여 제조된 폴리에스테르, 폴리아미드 원사가 Covering 된 복합사로 구성된 이면돌출층(2)과 폴리에스테르 또는 폴리아미드 이형단면사나 공정수분율 8%인 천연섬유로 구성되어 친수성을 갖는 수분흡수층(3)과 수분전이층(4) 그리고 공정수분율이 0.05% 이하인 소수성을 갖는 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌으로 구성된 표면층(5)으로 이루워진 온도조절 기능을 갖는 인공지능형 초발수 흡수속건성 원단에 관한 것이다.
본 발명의 원단은 소수성 원사에 의한 드라이한 착용감과 상변화 물질에 의한 온도조절 기능, 이형단면사 또는 공정수분율이 높은 천연소재가 갖는 흡수 기능 그리고 소수성 표면원사가 갖는 초발수 기능을 동시에 갖고 있어 격렬한 운동후에도 흡수속건 기능과 온도조절 기능을 발휘하고 우천시에 발수 기능을 제공한다.

Description

온도조절 기능을 갖는 인공지능형 초발수 흡수속건성 원단{A quick absorption ＆ dry fabric having the self temperature control ＆ water repellent function}
본 발명은 상변화 물질을 함유한 원사를 심사(Core yarn : (6))로 하고 그 외층사(7)는 공정수분율 0.05% 이하인 소수성원사인 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 원사나 방사시 실리콘 또는 불소계 발수 성분을 함유하여 제조된 소수성 폴리에스테르 또는 폴리아미드 원사가 Covering된 복합사로 구성된 이면돌출층(2)과 폴리에스테르 또는 폴리아미드 이형단면사나 공정수분율 8% 이상인 천연섬유로 구성된 수분흡수층(3), 수분전이층(4) 그리고 소수성 원사로 구성되어 발수 기능을 갖는 표면층(5)으로 이루워진 온도조절 기능, 흡수속건 기능, 표면초발수 기능을 동시에 갖는 원단에 관한 것이다.
국내 공개특허공보 제 2002-12828호(2002. 02. 20 공개)에서 소수성원사로 구성된 이면층과 이형단면사로 구성된 환편지에 관한 기술적 사항이 제안되고 있으나 상기 기술은 흡수속건을 목적으로 하며 운동시 발생되는 잉여 열에너지를 흡수, 저장, 재방출의 기능은 갖지 못한다. 따라서 과격한 운동시에 발생되는 땀을 효과적으로 제어하지 못할 뿐 아니라 인체에 체류되어 있는 열에너지에 의해 체온을 상승시키게 되며 반대로 운동후에는 체온이 떨어져 보온 기능을 발휘하지 못한다.
한편 온도조절 목적으로 상변화 물질을 섬유를 제직, 염색한 후 코팅공정에서 도포하는 방법으로 보온성 섬유의 제조방법이 제안되었으나 본 기술은 통기성 저하 및 운동시 발생되는 땀을 전혀 흡수하지 못하여 착용감을 저하시키며 가공후 촉감이 떨어지는 문제점을 야기시켰다.
또한 실리콘 또는 불소계 성분으로 발수가공을 처리하는 방법으로 원단에 발수기능을 부여하게 되면 내구성에 문제가 있고 폐수를 발생시켜 환경오염의 문제를야기시킨다.
본 발명은 운동시 발생되는 과잉 열에너지를 이면돌출층(2)을 구성하는 복합사의 심사(6) 속에 분산된 상변화 물질이 흡수하여 체온의 상승을 억제하고 운동후 즉, 체온이 떨어지는 시점에서 그 흡수된 열에너지가 체내로 재 방사되므로써 항상 일정한 온도를 유지시켜 준다. 또한 이면돌출층(2)의 복합사 외층사(7)를 구성하는 소수성원사는 드라이한 착용감을 제공하며 친수 기능을 갖는 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)은 땀의 흡수를 촉진시켜 주는 기능을 갖는다. 그리고 표면층(5)을 구성하는 소수성 원사는 약품의존성 없이 원사적 특성만으로도 발수 기능을 갖게 되어 가장 이상적인 운동 환경을 제공하여 준다.
본 발명의 목적은 상변화 물질과 소수성 원사로 이루워진 복합사로 구성된 이면돌출층(2)과 이형단면사 또는 공정수분율 8% 이상인 천연섬유로 구성된 수분흡수층(3)과 수분전이층(4), 소수성 원사로 구성된 표면층(5)으로 이루워져 흡수속건 기능과 온도조절 기능, 발수 기능을 동시에 부여하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 원단의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이형단면사의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복합사의 단면도이다.
<도면중 주요 부분에 대한 부호 설명>
1. 이면층
2. 이면돌출층
3. 수분흡수층
4. 수분전이층
5. 표면층
6. 심사
7. 외층사
본 발명은 온도조절 기능을 갖는 초발수 흡수속건성 섬유에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 상변화 물질을 함유한 원사를 심사(Core yarn : (6))로 하고 그 외층사(7)는 소수성 원사인 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 원사나 방사시 실리콘 또는 불소계 발수 성분을 함유하여 제조된 폴리에스테르 또는 폴리아미드 원사가 Covering된 복합사로 구성된 이면돌출층(2)과 폴리에스테르 또는 폴리아미드 이형단면사나 공정수분율이 높은 천연섬유로 구성된 수분흡수층(3)과 수분전이층(4) 그리고 소수성 원사로 구성되어 초발수 기능을 갖는 표면층(5)으로 이루워진 온도조절 기능과 초발수 흡수속건 기능을 동시에 발현하는 것을 특징으로 하는 원단에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
상변화 물질이란 특정온도에서 온도의 변화없이 고체에서 액체 또는 액체에서 고체로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다. 이와 같이 상변화 물질이 상변화시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라고 하는데 상당한 양의 운동 열에너지를 흡수하여도 온도의 상승없이 단지 고체에서 액체로 그 상만을 변화시켜 주므로써 체온의 상승을 막을 수 있다.
반대로 액체로 전이된 상이 고체로 바뀌면서 그간 흡수한 많은 열에너지를 체내로 방출시키므로써 체온의 저하를 막아 주는 기능을 갖게 된다. 상변화 온도는 다양하게 설정이 가능하나 의류용 용도는 25℃가 적합하다.
상변화 물질로는 C3OH62, C2OH42 등의 유기물과
Mgcl2.6H2O, Srbr2.6H2O, Zn2.4H2O 등의 무기물 등을 사용하는 것이 바람직하며 마이크로 캡슐화하여 복합방사 방식으로 제조한다.
먼저 온도조절 기능을 갖는 복합사를 만드는 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.
상기 상변화 물질을 함유한 섬유를 심사(Core yarn : (6))로 하고 그외층사(7)는 소수성 원사인 폴리올레핀이나 폴리에틸렌 원사 또는 방사시 실리콘 또는 불소계 발수 성분을 함유하여 제조된 폴리에스테르나 폴리아미드 원사로 Covering 한다.
상변화 물질은 피부와 2cm 간격 이하로만 근접하면 그 기능성이 발현되기 때문에 소수성 원사로 피복하여도 우수한 온도조절 기능을 갖는다.
또한 소수성 원사는 운동시 발생되는 땀을 빠르게 대기중으로 발산시켜 피부에는 드라이한 느낌을 제공하는 속건기능을 갖는다.
이면돌출층(2)의 심사(Core yarn(6))는 상변화 물질을 함유한 원사가 존재하며 그 외층사(7)는 소수성 원사가 존재하는 복합사로 구성된다.
또한 이면돌출층(2)은 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)을 구성하는 원사의 섬도에 비해 1.3배 이상 7배 미만이 되도록 태섬사로 구성되어 피부에는 이면돌출층(2)만 닿도록 설계하여야 한다. 이면돌출층(2)을 구성하는 원사의 섬도가 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)을 구성하는 원사보다 1.3배 미만이 되면 피부에는 두 원사가 닿아 드라이한 착용감이 저하되며 반대로 7배 이상이 되면 흡수성이 저하된다.
한편 수분흡수층(3)은 운동시 땀을 흡수하는 기능을 갖는다.
따라서 흡수 기능을 갖는 폴리에스테르 또는 폴리아미드 이형단면사나 공정수분율이 8% 이상의 천연섬유인 면, 양모, 레이온 섬유로 구성된다.
또한 수분흡수층(2)의 수분흡수 능력을 향상시켜 주기 위해 섬도 차이가 나는 흡수성 원사를 계단 형태로 배열하여 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)을 구성하는 것이 보다 바람직하다.
표면층(5)은 소수성 원사로 구성된다.
소수성 원사란 수분이 접근시 외부로 반발하려는 성질이 우수하여 약품의존성 없이도 반영구적인 발수 기능을 갖기 때문에 환경친화적이며 또한 독성이 없어 피부에 손상을 주지 않는다.
발수 기능을 갖는 소수성 원사로는 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 섬유가 적합하며 방사시 실리콘 또는 불소계 발수 수지를 함여하여 제조된 폴리에스테르, 폴리아미드 섬유도 유용하다.
또한 표면층(5)의 원단의 밀도는 물분자 입자의 직경 100~300㎛ 보다 작도록 설계하여 발수성을 향상시키고 또한 운동시 발생되는 열기 직경 0.004㎛ 보다 크게 하여 통기성을 좋게 한다.
본 발명의 원단 이면층(1)은 상변화 물질을 함유 소수성 원사로 구성된 이면돌출층(2)과 이형단면사 또는 높은 공정수분율을 갖는 원사로 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)을 갖고 있어 온도조절 기능, 건조 기능, 흡수 기능을 동시에 갖게 된다.
또한 수분흡수층(3)은 과 수분전이층(4)이 계단 형태로 존재하여 흡수 능력이 일반 흡수속건성 원단에 비해 상대적으로 커서 더 쾌적하다.
또한 표면층(5)은 소수성 원사로만 구성되어 있고 원단이 물분자 입자 직경 100~300㎛ 보다 작기 때문에 별도의 발수가공을 하지 않아도 반영구적인 발수기능을 갖는다.
따라서 격렬한 운동을 하여도 땀을 효과적으로 흡수하고 빠르게 건조시켜 주며 운동시 발생되는 열에너지를 섬유에서 흡수, 보관, 재방출시켜 주는 메커니즘을 통해 온도조절 기능을 갖으며 동시에 우천시 발수기능을 갖고 있어 최상의 스포츠 의류 및 침구류, 양말, 모자등 각종 스포츠 용품에 적합하다.
본 발명의 원단은 이중직으로 설계한 후 통상적인 제직방법으로 제조할 수 있으며 환편기, 경편기로도 제조하여 다양한 제품을 만들 수 있다.
본 발명의 원단은 아래와 같은 방법으로 평가하였다.
· 흡수속도(mm/10분)
KSK 0815, 5, 27, 1, B법으로 측정 하였다.
시편의 크기를 가로 15cm, 세로 10cm 로 만든 후 이를 반으로 접은 다음 그 말단부를 45˚각도로 뾰쪽하에 절단하여 수중에 침지시킨 후 물이 시료를 따라 올라온 길이를 측정한다. 평가결과는 <표 1>과 같다.
· 건조속도(분)
KSK 0815. 5. 28. 1 로 측정 하였다.
시료 무게와 동일(100% 중량%)한 양의 물을 침지한 다음, 시료가 완전히 건조되는데 소요되는 시간을 측정한다. 평가결과는 <표 1>과 같다.
· 온도조절 기능(cc)
동일 신체 조건의 피험자를 대상으로 1 시간 동안 운동중에 발생되는 발한량의 차이로 분석하였다. 평가결과는 <표2>와 같다.
· 발수도(%)
10회 세탁 후 KSK 0590으로 측정한다.
시편 크기를 20 × 20cm 크기로 만든 후 45℃ 경사지게 설치하고 증류수 250cc를 뿌린 다음 표면에 잔존하는 수분의 량을 측정한다.
이하 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 살펴본다.
그러나 본 발명은 아래 실시예에만 한정된 것은 아니다.
(실시예 1)
상변화 물질을 함유한 30'S의 Acryl 원사를 심사(Core yarn : (6))로 하고 그 외층사(7)를 200 데니어의 폴리올레핀 원사로 Covering한 복합사를 이면돌출층(2)에 공급하고 수분흡수층(3)에는 150 데니어의 폴리에스테르 이형단면사, 수분전이층(4)에는 75 데니어의 폴리에스테르 이형단면사를 공급한 후 마지막으로 표면층(5)에 75 데니어의 폴리올레핀 섬유를 공급하여 표면층(5)의 공극을 0.1㎛ 되게 고밀도로 제직한 후 물성을 평가하였다.
(실시예 2)
이면돌출층(2)은 실시예 1과 동일하게 하고 표면층(5)은 75데니어의 초발수 성분을 함유하여 제조된 폴리아미드 원사를 공급한 후 표면층(5)의 공극을 0.5㎛ 되게 고밀도로 제직한 후 물성을 평가하였다.
(실시예 3)
실시 예 1 에 있어서,
수분흡수층(3)과 수분전이층(4)은 각각 면 45'S, 면 60'S 를 공급하고 나머지는 동일하게 제직한 후 물성을 평가하였다.
(비교실시예 1)
이면층(1)은 200 데니어의 폴리올레핀 원사를 공급하고 표면층(5)에는 20'S의 100% 면사를 공급하여 제직한 후 물성을 평가하였다.
(비교실시예 2)
이면층(1)은 200 데니어의 폴리에스테르 이형단면사를 공급하고 표면층(5)에는 20'S의 면사를 공급하여 제직한 후 침지법으로 발수가공을 처리하여 물성을 평가하였다.
상기 <표 1>, <표 2>에서 살펴보면 실시예 1, 2, 3은 실시예 1, 2에 비해 흡수성과 건조성, 발수성이 우수하게 평가되었다. 특히 세탁후 발수 내구성은 비교실시예에 비해 월등히 뛰어나며 운동중 발한량도 실시예가 비교실시예에 비해 현저히줄어 들어 온도조절 기능이 우수한 것으로 나타났다.
본 발명의 원단은 온도조절 기능과 흡수속건 기능, 발수기능을 동시에 갖고 있어 스포츠 의류 및 용품에 적합하다. 아울러 본 발명의 원단은 원사적 특성에 기인하기 때문에 그 기능이 반영구적이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 이면돌출층(2)은 상변화 물질을 함유한 원사를 심사(Core yarn : (6))로 하고 그 외층사(7)는 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 섬유로 Covering 된 복합사로 구성되고 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)은 폴리에스테르 또는 폴리아미드 이형단면사로 구성되며 표면층(5)은 소수성 원사인 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌으로 구성된 온도조절형 초발수 흡수속건성 원단
  2. 제 1 항에 있어서,
    표면층(5)과 이면돌출층(2)의 외층사(7)를 구성하는 소수성 원사가 방사시 실리콘 또는 불소계 수지를 함유하여 제조된 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유인 것을 특징으로 하는 온도조절형 초발수 흡수속건성 원단
  3. 제 1 항에 있어서,
    수분흡수층(3)과 수분전이층(4)을 구성하는 흡수 기능을 갖는 원사가 공정수분율 8% 이상인 면, 레이온, 양모 섬유 등 천연섬유인 것을 특징으로 하는 온도조절형 초발수 흡수속건성 원단
  4. 제 1 항에 있어서,
    이면돌출층(2)이 수분흡수층(3)과 수분전이층(4)보다 1.3배 이상 7배 미만의태섬사로 구성되어 피부에는 이면돌출층(2)만 닿도록 설계된 온도조절형 초발수 흡수속건성 원단
  5. 제 1 항에 있어서,
    수분흡수층(3)과 수분전이층(4)이 섬도차이를 이용하여 계단식으로 배열된 것을 특징으로 하는 온도조절형 초발수 흡수속건성 원단
  6. 제 1 항에 있어서,
    표면층(5)의 공극이 물분자 입자 직경 100~300㎛ 보다 작고 열기 직경 0.004㎛ 보다 크게 설계된 것을 특징으로 하는 온도조절형 초발수 흡수속건성 원단
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