KR20120080105A - 알루미늄이 증착된 보온성 원단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보온성 원단에 있어서, 상기 보온성 원단은 피부와 접하는 이면층과 외부와 접하는 열흡수층 및 상기 이면층과 열흡수층 사이에 형성되는 알루미늄 증착층으로 형성되되, 상기 표면층은 태양광 선택흡수성 세라믹 입자를 접착제나 분산제 등에 혼합하여 바인딩, 코팅 또는 라미네이팅 등의 방식에 의해 상기 알루미늄 증착층의 상부에 도포되어 형성되고, 상기 알루미늄 증착층은 알루미늄이 증착된 원단으로 형성되며, 상기 이면층은 소수성섬유 또는 소수성 섬유와 상기 소수성 섬유보다 친수성인 친수성 섬유로 형성되는 단열층으로 형성되는 알루미늄이 증착된 보온성 원단에 관한 것이다.

Description

알루미늄이 증착된 보온성 원단{ALUMINUM-EVAPORATED HEAT INSULATION FABRIC}

본 발명은 알루미늄이 증착된 보온성 원단에 관한 것으로서, 특히 인체의 에너지와 태양열을 이용하여 보온성을 향상시키는 알루미늄이 증착된 보온성 원단에 관한 것이다.

피복의 보온성을 고려함에 있어서 고려되어야 할 인자는 여러 가지가 있지만 그 중 섬유 자체의 열전도도와 피복을 구성하는 직물의 함기량이 가장 큰 고려사항이라 할 것이다.

보온의 개념은 인체에서 방출되는 열을 외부로 손실되지 않게 하는 소극적 방법과 외부에서 적극적으로 열을 부여하는 적극적 개념으로 구별될 수 있다. 전자의 방법으로 이용되는 것은 인체로부터 발생하는 열을 직물의 공기층에 의해 단열 보온하는 방식과 인체에서 발산한 복사열을 의복 외로 발산시키지 않는 적외선 반사소재를 사용하는 방법, 인체 방사 에너지를 흡수하는 소재를 사용하는 방법 등이 제안되고 있고, 후자의 방법으로는 전기 발열소재, 화학반응 발열보온소재, 태양광 축열 보온소재를 피복에 도입하는 방식이 제안되고 있다.

전자의 방식 중 공기층에 의한 단열보온방식은 피복을 구성하는 직물의 두께를 증가시키는 이유가 되어 활동성이 낮아지는 원인이 되며, 기타 소재를 이용하는 방식은 피복의 세탁성이나 내구성을 저하시키는 요소가 되어 범용적으로 사용하기 어려운 단점이 있다.

한편 열전도도는 열의 전달 정도를 나타내는 물질에 관한 상수로서 열전도율이라고도 한다. 물체 내부 임의의 점에서 등온면(等溫面)의 단위면적을 지나 이것과 수직으로 단위시간에 통과하는 열량과 이 방향의 온도 기울기 와의 비를 말한다. 즉, 열의 전달 정도를 나타내는 물질에 관한 상수인데, 온도나 압력에 따라 달라진다. 등방성 물질의 경우에는 스칼라량, 비등방성 물질의 경우에는 텐서량이 된다. 특히 금속은 자유전자에 의한 열전도때문에 큰 값을 가지며, 열전도도와 전기전도도 사이에는 비데만-프란츠의 법칙이 성립한다. 열전도도는 밀도, 비열, 점도에 의해 영향을 받는다. 옷감을 예를 들면 열전도도가 큰 아마섬유는 시원한 섬유이고, 열전도도가 작은 양모는 가장 따뜻한 섬유이다.

대한민국 공개특허 제1991-3210호에서는 원적외선 방사 특성에 의한 보온성이 우수한 코팅직물의 제조방법이 제안되었는데 구체적으로 합성섬유직물의 한면에 디메틸 포름아미드를 용제로 사용한 고형분 30±1％의 폴리우레탄 용액과, 20-80％의 마이크로클라인, 5-30％의 산화베릴륨, 5-20％의 산화아연 및 5-15％의 이산화주석을 소결, 분쇄하여 얻은 원적외선 방사특성을 갖는 미립자와, 제올라이트 에이(Zeolite A)로 구성된 혼합물로 코팅피막을 형성시킨 코팅 직물의 제조방법에 관한 것이다. 본 방법은 상기에서 언급한 바와 같이 직물에 코팅층이 형성되므로 세탁성 및 내구성에 문제가 있다.

또한 국제공개공보 WO2002/34988에서는 전원으로부터 열을 발생시키기 위한 전도성 사로 제조된 직물로서 일 이상의 비전도성사와 일 이상의 양의 온도계수(PTC)가열사를 포함하고 상기 비전도성사 및 PTC 가열사가 조합되어 가열 직물을 형성하는 구조가 제안되었다. 본 제안도 별도의 전원을 발생시키는 구조가 필요하며 피복적합성이 저하되는 등 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 인체에서 발생되는 열과 태양열을 이용하여 보온성을 향상 시키는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 또한 본 발명은 인체에서 생성되는 수분이나 땀을 보온의 구현원리로 활용한 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 보온성 원단에 있어서, 상기 보온성 원단은 피부와 접하는 이면층과 외부와 접하는 열흡수층 및 상기 이면층과 열흡수층 사이에 형성되는 알루미늄 증착층으로 형성되되, 상기 표면층은 태양광 선택흡수성 세라믹 입자를 접착제나 분산제 등에 혼합하여 바인딩, 코팅 또는 라미네이팅 등의 방식에 의해 상기 알루미늄 증착층의 상부에 도포되어 형성되고, 상기 알루미늄 증착층은 알루미늄이 증착된 원단으로 형성되며, 상기 이면층은 소수성섬유 또는 소수성 섬유와 상기 소수성 섬유보다 친수성인 친수성 섬유로 형성되는 단열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공한다.

또한, 본 발명은 보온성 원단에 있어서, 상기 보온성 원단은 피부와 접하는 이면층과 외부와 접하는 열흡수층 및 상기 이면층과 열흡수층 사이에 형성되는 알루미늄 증착층으로 형성되되, 상기 표면층은 태양광 선택흡수성 세라믹 입자를 접착제나 분산제 등에 혼합하여 바인딩, 코팅 또는 라미네이팅 등의 방식에 의해 상기 알루미늄 증착층의 상부에 도포되어 형성되고, 상기 알루미늄 증착층은 알루미늄이 증착된 원단으로 형성되며, 상기 이면층은 수분흡수시 발열기능을 발현되도록, 상기 알루미늄 증착층의 하부에 가교결합된 아크릴계 수지가 도포된 흡수발열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공한다.

또한, 상기 이면층을 형성하는 소수성 섬유는 폴리프로필렌계 DTY이고, 친수성 섬유는 상기 폴리프로필렌계 DTY보다 친수성인 폴리아미드계, 면 섬유와 같은 천연섬유, 아크릴계 섬유로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공한다.

또한, 상기 알루미늄 증착층은 천연섬유 또는 합성섬유로 형성된 원단에 알루미늄 증착되거나 또는 천연섬유 또는 합성섬유에 알루미늄이 증착되고 원단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공한다.

또한, 상기 이면층 하단에 운모를 포함하는 합성섬유로 형성되는 원적외선 방사층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공한다.

또한, 상기 합성섬유에 포함되는 운모의 입도는 0.01~2㎛인 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단을 제공한다.

본 발명에 따른 알루미늄이 증착된 보온성 원단은 인체에서 발생되는 열을 알루미늄 증착층에서 반사하는 체열반사효과로 보온성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 외부로 노출되는 표면층에 태양광 흡수성 세라믹 입자를 사용하여 보온성을 더욱 증진시켜 쾌적성 및 보온성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 원적외선이 방출되는 운모를 함유하는 층을 추가하여 항균성, 축열성 및 탈취성의 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 알루미늄이 증착된 보온성 원단의 단면도.
도 2는 본 발명의 알루미늄이 증착된 보온성 원단에 원적외선 방사층이 더 포함된 일실시예의 단면도.
도 3은 본 발명의 알루미늄이 증착된 보온성 원단에 원적외선 방사층이 더 포함된 다른 실시예의 단면도.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 '원단'이라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.

본 발명은 알루미늄이 증착된 보온성 원단으로 이면층과 외부와 접하는 열흡수층 및 상기 이면층과 열흡수층 사이에 형성되는 알루미늄 증착층으로 형성된다.

상기 이면층 100은 소수성섬유 또는 소수성 섬유와 상기 소수성 섬유보다 친수성인 친수성 섬유로 형성되어 단열층으로 형성될 수 있다.

상기 단열층의 소수성 섬유는 폴리에틸렌계 섬유로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌 섬유이나 이에 한정되는 것은 아니며 소수성 섬유이면 적용될 수 있다.

또한, 소수성 섬유와 친수성 섬유가 혼합된 형태는 예를 들어 폴리올레핀계 섬유와 폴리아미드계 섬유가 혼합된 것일 수 있다.

상기 친수성 섬유로는 기본적으로 소수성 섬유(예를 들어, 폴리올레핀계 섬유)보다 상대적인 친수성 섬유이면 적용이 가능하며, 폴리아미드계, 면 섬유와 같은 천연섬유, 아크릴계 섬유로 이루어진 군에서 일 이상 선택되어 적용될 수 있다.

상기 소수성 섬유는 인체에서 발생되는 땀과 같은 수분이 모세관 현상으로 다른 층을 이전하여 하게 된다. 상기와 같이 소수성 섬유의 모세관 현상을 높이기 위해 폴리프로필렌계 DTY를 사용할 수 있으며, 친수성 섬유는 상기 폴리프로필렌계 DTY보다 친수성인 폴리아미드계, 면 섬유와 같은 천연섬유, 아크릴계 섬유로 이루어진 군에서 선택하여 사용할 수 있다.

상기 DTY(Draw Textured Yarn)는 미가연사에 인위적인 꼬임을 가한 후 그 반대 방향으로 꼬임을 풀어주는 공정을 통해 원사의 볼륨감과 촉감을 향상시킨 것으로 폴리프로필렌계 DTY로 제조되는 원단은 일반적인 섬유로 제조되는 원단에 비해 미세한 틈새가 더 많이 형성되어 모세관 현상을 증가시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 소수성 섬유로 형성되는 단열층은 수분을 다른 층으로 이전하여 항상 건조한 상태로 피부에 접촉되어 착용감을 개선하고 외부의 공기와 피부사이를 차단하여 단열하는 효과를 가지게 된다.

또한, 상기 단열층을 요철구조로 형성하여 단열층과 피부에 접하는 면적을 적게 하여 착용감을 더욱 증가시킬 수 있을 것이다.

상기 이면층 100은 수분흡수시 발열기능을 발현되도록, 상기 알루미늄 증착층의 하부에 가교결합된 아크릴계 수지가 도포된 흡수발열층으로 형성할 수 있다.

상기 흡수발열층은 수분의 흡습 또는 흡수, 수착시 발열기능이 발현되는 재질이면 적용이 가능하다. 기본적으로 섬유의 흡습메커니즘은 발열반응으로서 모든 섬유가 상기 흡수발열층의 역할을 수행할 수 있다고 할 수 있다. 그러나 여기서 고려할 점은 보온성 원단으로서 보온기능을 유지하여야 한다는 점이다.

일반적으로 섬유의 컨디셔닝시 잠정평형에 이르는 시기까지는 온도가 상승하는 것으로 알려져 있다. 그러나 그 이후에는 수분율이 증가하더라도 온도가 저하되는 특성이 있다. 특히 피복에 적용되는 경우 증발잠열의 영향으로 착용자가 느끼는 온도저하는 더욱 증폭된다. 따라서 수분 흡수시 발열작용을 수행할 수 있는 물질을 원단에 포함시키는 것은 섬유의 흡습메커니즘과 별도의 문제라 할 수 있다.

이를 위하여 가교결합된 아크릴계 수지를 도포하거나 라미네이팅할 수 있으며 상기 아크릴계 수지는 아크릴로니트릴이 50중량%이상 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 흡수발열층은 인체에서 땀과 같은 수분 발생시 수분을 흡수하여 발열하여 원단의 보온성을 향상시킬 수 있다.

상기 알루미늄 증착층 200은 인체에서 발생되는 체열이 외부로 방사되는 것을 알루미늄으로 방지하고 다시 인체로 반사하여 원단이 자체적으로 발열하는 것과 같은 효과를 부여한다.

상기 알루미늄 증착층 200은 여러가지 제조방법으로 제조할 수 있다.

상기 알루미늄을 증착시키는 방법으로는 천연섬유 또는 합성섬유로 형성된 원단에 알루미늄을 증착시킬 수 있으며, 천연섬유 또는 합성섬유에 알루미늄을 증착하고 증착된 섬유를 이용하여 원단을 제조할 수 있을 것이다.

상기 표면층 300은 태양광 선택흡수성 세라믹 입자가 알루미늄 증착층의 상부에 도포되어 태양광을 흡수하여 원단에 열을 전달하는 층으로 본 발명의 보온성 원단이 외부 환경으로 부터 보온성을 증가시킬 수 있다.

상기 표면층에 태양광 선택흡수성 세라믹 입자를 접착제나 분산제 등에 혼합하여 알루미늄 증착층의 상부에 바인딩, 코팅 및 라미네이팅 등의 방식으로 도포할 수 있을 것이다.

상기 세라믹 입자는 탄화지르코늄(ZrC)을 사용할 수 있을 것이다.

도 2 내지 3에 나타난 바와 같이 상기 이면층 상단 또는 하단에 운모를 포함하는 합성섬유로 형성되는 원적외선 방사층이 더 포함되는 시켜 원단의 항균성, 축열성 및 탈취성등 의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.

상기 운모를 포함하는 합성섬유는 폴리에스테르계 섬유, 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴계 섬유 등의 합성섬유 제조시 운모입자를 첨가하여 제조함으로써 제조할 수 있는 것으로

상기 합성섬유에 포함되는 운모의 입도는 0.01~2㎛인 것이 바람직할 것이다.운모의 입도가 너무 크면 섬유에서 이탈될 수 있고, 원단의 촉감이 저하 될 수 있다.

100 : 이면층 200 : 알루미늄 증착층
300 : 열흡수층 400 : 원적외선 방사층

Claims (6)

1. 보온성 원단에 있어서,
   상기 보온성 원단은 피부와 접하는 이면층과 외부와 접하는 열흡수층 및 상기 이면층과 열흡수층 사이에 형성되는 알루미늄 증착층으로 형성되되,
   상기 표면층은 태양광 선택흡수성 세라믹 입자를 접착제나 분산제 등에 혼합하여 바인딩, 코팅 또는 라미네이팅 등의 방식에 의해 상기 알루미늄 증착층의 상부에 도포되어 형성되고,
   상기 알루미늄 증착층은 알루미늄이 증착된 원단으로 형성되며,
   상기 이면층은 소수성섬유 또는 소수성 섬유와 상기 소수성 섬유보다 친수성인 친수성 섬유로 형성되는 단열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단.
   
2. 보온성 원단에 있어서,
   상기 보온성 원단은 피부와 접하는 이면층과 외부와 접하는 열흡수층 및 상기 이면층과 열흡수층 사이에 형성되는 알루미늄 증착층으로 형성되되,
   상기 표면층은 태양광 선택흡수성 세라믹 입자를 접착제나 분산제 등에 혼합하여 바인딩, 코팅 또는 라미네이팅 등의 방식에 의해 상기 알루미늄 증착층의 상부에 도포되어 형성되고,
   상기 알루미늄 증착층은 알루미늄이 증착된 원단으로 형성되며,
   상기 이면층은 수분흡수시 발열기능을 발현되도록, 상기 알루미늄 증착층의 하부에 가교결합된 아크릴계 수지가 도포된 흡수발열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이면층을 형성하는 소수성 섬유는 폴리프로필렌계 DTY이고, 친수성 섬유는 상기 폴리프로필렌계 DTY보다 친수성인 폴리아미드계, 면 섬유와 같은 천연섬유, 아크릴계 섬유로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 알루미늄 증착층은 천연섬유 또는 합성섬유로 형성된 원단에 알루미늄 증착되거나 또는 천연섬유 또는 합성섬유에 알루미늄이 증착되고 원단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이면층 상단 또는 하단에 운모를 포함하는 합성섬유로 형성되는 원적외선 방사층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 합성섬유에 포함되는 운모의 입도는 0.01~2㎛인 것을 특징으로 하는 알루미늄이 증착된 보온성 원단.

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