KR20140065791A - 다기능성 복합직물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다기능성 복합직물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은사와 사복합을 통한 전자파 쉘딩 기술과 난연성 섬유를 접목하여 세탁시 방염성의 저하가 없고, 친환경적이며, 제품의 기능성(전자파 차단)을 향상시키고 촉감을 개선시킬 수 있는 상업용 인테리어 직물로 활용할 수 있는 다기능성 복합직물에 관한 것으로, 경사로 난연사를 사용하고, 위사로 금속사가 피복된 복합사를 사용하여 제직되거나, 또는 상기 복합사를 경사와 위사로 사용하여 제직되는 다기능성 복합직물이 개시된다.

Description

다기능성 복합직물{Multi-functional high tech commercial complex textile}
본 발명은 다기능성 복합직물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은사와 사복합을 통한 전자파 쉘딩 기술과 난연성 섬유를 접목하여 세탁시 방염성의 저하가 없고, 친환경적이며, 제품의 기능성(전자파 차단)을 향상시키고 촉감을 개선시킬 수 있는 상업용 인테리어 직물로 활용할 수 있는 다기능성 복합직물에 관한 것이다.
현재 대부분의 해외 및 국내 상업공간용 인테리어 직물은 소방법규와 보건위생법규의 적용을 받아 반드시 방염직물을 사용하여야 한다. 그러나 대부분은 직물의 표면에 방염액을 뭍힌 일시적인 방염제품으로 이는 브롬계열을 방염액으로써 인체에 치명적인 악영향(동공축소, 피부암유발)을 미치며 세탁하면 방염액이 누출되어 방염성능이 현저히 떨어져 화재시 안전성을 확보하지 못하고 누출된 방염액은 환경오염의 주범이다. 이로인해 대부분의 상업공간용 인테리어 직물은 세탁하지 않고 사용하게 되며, 이는 2차 감염의 가장큰 요인이 되고 있다. 이로인해 해외 각국 보건당국와 소방당국의 추가 규제로 친환경,친인체 IFR (난연) 인테리어용 장식직물 사용을 강제화 하고 있는 추세이다. 더욱이 브롬계 방염을 사용하는 일회성방염직물 사용을 인체에 무해한 인계난연직물로 대체해야한다. 단순히 후방염을 이용하는 일회성 방염이 아니라 세탁시에도 방염성능에 변함이 없는 반영구적이고 인체에 무해한 다양한 패턴과 칼라의 상업공간용 IFR직물 개발이 필요한 실정이다.
또한, 기존의 방염성 부여 기술은 비용이 적게 들고, 방법이 간단한 난연 후가공법을 선호하였으나, 섬유제품의 Touch 등 감성적 특성에 손상을 받고, 세탁시 난연제가 빠져나와 영구적인 난연효과를 보기 어렵고, 특히 할로겐계 난연제를 사용할 경우에는 화재 시 유독가스가 발생하여 인명피해의 가능성이 높기 때문에 현재 선진국에서는 사용을 금지하고 있다. 이에 난연제 첨가에 의한 난연사 제조에는 주로 인(P)계 난연제를 사용하는데 이는 저독성, 고성능을 만족하고, 연기발생에 대한 안정성이 크기 때문에 소각 및 재활용시 문제점이 적은 할로겐계 난연제의 대체품으로 각광을 받고 있는 실정이다.
대부분의 방염 제품은 직물 표면에 방염액을 뭍힌 일시적인 방염제품으로 인체에 유해하고 세탁시 방염액이 누출되어 방염성능이 현저히 떨어져 화재시 안전성을 확보하지 못하고 누출된 방염액은 환경오염의 원인이 될 뿐만 아니라, 먼지 및 오염 등에 의한 방염성능의 큰 저하 및 위생상으로는 2차 감염의 가장큰 요인이 되고 있어 항박테리아 기능의 상업공간용 다용도 직물의 개발이 필요하다.
1. 대한민국공개특허공보 제10-2012-0054894호 "기능성 의류제품 및 그 제조방법" 2. 대한민국공개특허공보 제10-2008-0044392호 "은사 함유 직물 및 그 제조방법"
본 발명에서는 난연소재원사와 항균기능, 차폐기능을 발현할 수 있는 혼섬 복합 기술로 각각의 기능의 효과를 발현하는 다기능성 복합직물을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
상기한 과제를 해결한 본 발명의 다기능성 복합직물은 경사로 난연사를 사용하고, 위사로 금속사가 피복된 복합사를 사용하여 제직되거나, 또는 상기 복합사를 경사와 위사로 사용하여 제직되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복합사는 합성섬유원사 또는 난연사를 심사로 하고, 금속사를 커버링사로 하여 상기 금속사가 심사에 나선형으로 피복되도록 복합방사하여 된 복합사인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 난연사는 인계 또는 브롬계 난연제가 결합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 난연사, 폴리에스테르계 난연사, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 난연사 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 금속사는 직경 0.01 내지 0.05㎜인 은사, 동사 또는 아연사 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복합사는 금속사가 나선형으로 피복되되 전체 중량의 10~30중량%를 포함되도록 피복된 복합사인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복합직물은 복합사를 위사로 공급되고, 경사로 제1난연사로 인계난연제를 포함하는 난연사를 사용하고, 제2난연사 브롬계 난연사를 사용하여 교차배열되도록 제직되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복합사는 금속사가 나선형으로 피복되되 복수개의 금속사가 서로 교차되도록 피복되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 위사로 복합사와 난연사가 교차 배열되도록 제직되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1난연사 또는 제2난연사는 PLA, 면, 마 , 모, 견 중 어느 하나의 천연섬유가 10~30중량% 혼합된 혼방사인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다기능성 복합직물은 난연성과 전자파 차폐성, 항균성의 다기능 복합 제품으로서 기존 제품의 단점을 보완하고 특수기능 부여로 인한 차별화된 고감성적 특징을 겸비한 직물로 물성분석을 통한 다양한 제품개발이 가능하며, 난연 다기능 복합사에 대한 많은 연구정립으로 섬유산업의 발전에 크게 기여할 것으로 판단된다.
또한, 본 발명의 다기능성 복합직물은 제품의 질적 향상은 물론 향후 인테리어용에서 의류, 산업용, 운송용 등의 용도 전개로 코스트-다운을 추구한 경쟁력을 갖출 수 있으며, 가공성 및 착용성도 우수하여 고부가가치적 전략상품으로 활용도가 높으며, 난연, 항균 및 차폐 직물에 대한 제조가 가능하고, 사용된 원사의 특성에 따라 최적의 사염, 염가공개발로 기존의 난연 제품과 비교하여 물성과 감촉면에서 탁월한 제품의 제공으로 세계적인 경쟁업체들과의 기술경쟁력을 확보할 수 있다.
또한, 고급 난연 제품은 대부분 수입에 의존하고 있기 때문에 본 발명의 완성으로 수입 대체효과가 매우 크고, 본 기술개발을 통한 새로운 시장창출 및 기존 국내 기술의 혁신적 개발능력 향상이 기대되며, 또한 다양한 느낌의 디자인을 접목하여 일본, 유럽, 미주시장 등 고가 시장으로의 수출판매가 가능하다.
또한, 본 발명의 완성으로 제공되는 다기능 난연 제품은 기존에 사용되던 단순 기능 제품에 비교하여 매우 고급스럽고 부드러운 느낌을 발현하고, 고밀도 설계에 의해 제직되어 차폐성과 항균성에 있어 매우 탁월한 성능 뿐만 아니라 기능성 패션상품화 직물로 고급 수요 시장을 형성할 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명에 사용되는 복합사의 일예를 도시한 도면.
도 3 내지 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직물의 제직구조를 나타낸 개략도.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따라 난연사에 은사를 피복한 복합사를 사용하여 제직된 직물의 SEM사진.
이하, 본 발명의 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다기능성 복합직물로, 은사와 같은 항균성 및 차폐성이 우수한 금속사와 난연사를 사복합을 통한 전자파 쉘딩 기술과 난연성 섬유를 접목하여 세탁시 방염성의 저하가 없고, 친환경적이며, 제품의 기능성(전자파 차단)을 향상시키고 촉감을 개선시킬 수 있는 상업용 인테리어 직물로 활용할 수 있는 다기능성 복합직물을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 다기능성 복합직물은 경사로 난연사를 사용하고, 위사로 금속사가 피복된 복합사를 사용하여 제직되거나, 또는 상기 복합사를 경사와 위사로 사용하여 제직되어 완성된다.
본 발명에 따르면, 복합직물을 구성하는 상기 복합사는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 합성섬유원사 또는 난연사를 심사(10)로 하고, 금속사(20)를 커버링사로 하여 상기 금속사가 심사에 나선형으로 피복되도록 복합방사하여 된 복합사를 사용한다. 이때, 상기 금속사는 도 1에 도시된 바와 같이 1방향으로 나선형피복상태로 구성되거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 금속사를 서로 다른 방향으로 교차되도록 피복되어져 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 복합사의 심사로 사용되는 상기 합성섬유원사로는 폴리에스테르 멀티필라멘트사 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 멀티필라멘트사일 수 있고, 상기 난연사로는 인계 또는 브롬계 난연제가 결합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 난연사, 폴리에스테르계 난연사, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 난연사 중 어느 하나를 사용한다.
이때, 상기 복합사를 구성할 때, 상기 금속사의 피복율은 10~30중량%를 포함도도록 피복하는 것이 바람직하다. 만일, 10중량% 미만으로 피복될 경우에는 금속사로부터 기대되는 차폐성, 항균성 등 물성을 확보하기 어려운 단점이 있고, 30중량%를 초과할 경우에는 차폐성, 항균성 등 물성의 확보는 탁월하나 제조원가가 상승하는 단점이 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 금속사는 은사, 동사 또는 아연사 중 어느 하나를 사용하며, 바람직하게 상기 금속사는 직경 0.01 내지 0.05㎜가 되도록 초극세선으로 가공된 것을 사용하는 것이다. 만일, 0.01㎜ 미만의 굵기를 가질 경우, 너무 얇아서 복합사를 가공할 경우 은사가 단선되는 문제가 발생할 수 있고, 0.05㎜를 초과할 경우에는 금속이 가지는 뻣뻣한 특성이 존재하여 섬유로 사용하기 위한 유연성이 미확보되는 단점이 있다.
한편, 본 발명의 복합사를 구성함에 상기 금속사는 은사와 동사, 은사와 아연사 또는 동사와 아연사를 1:1 비율로 복합구성하여 1방향으로 피복되어지거나, 혹은 각각의 금속사가 서로 교차되도록 나선형으로 피복되어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 경사로 사용되는 난연사는 인계 또는 브롬계 난연제가 결합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 난연사, 폴리에스테르계 난연사, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 난연사 중 어느 하나를 사용하며, 바람직하게는 인계 난연제가 결합된 난연사를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 복합직물의 제직구조를 예시하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 위사로 금속사가 피복된 복합사(110)를 위사(100)로 배열하고, 경사(200)로 난연사(210)를 1:1의 구성비를 가지도록 제직되어질 수 있으며, 상기 복합사(110)를 경사와 위사로 하여 도 6에 도시된 바와 같이, 제직되어질 수 있다. 이때, 상기 경사와 위사중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 금속사가 피복된 복합사와 난연사가 1:1로 복합구성되어진 혼합사일 수 있다.
본 발명에 따르면, 다른 실시예로 도 4에 도시된 바와 같이, 복합사(110)를 위사(100)로 공급하고, 경사(200)로는 제1난연사(210a)로 인계난연제를 포함하는 난연사를 사용하고, 제2난연사(210b)로 브롬계 난연사를 사용하여 서로 다른 난연성분이 결합된 난연사를 교차배열시켜 제직할 수 있다.
이때, 사용되는 상기 제1난연사 또는 제2난연사는 PLA, 면, 마 , 모, 견 중 어느 하나의 천연섬유가 10~30중량% 혼합된 혼방사일 수 있다.
본 발명에 따르면 또 다른 실시예로 도 5에 도시된 바와 같이, 위사로 복합사(110a)와 난연사(110b)가 교차 배열되도록 제직되어 질 수 있다.
한편, 도면으로 첨부되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시형태로 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2난연사로 경사를 구성하고, 도 5에 도시된 바와 같이 위사로 복합사와 난연사를 교차배열되도록 구성하여 제직할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 난연사는 후방염처리된 일시성 방염원사를 사용하는 것보다는 인계난연제 또는 브롬계난연제가 고분자 구조내에 화학적, 물리적으로 결합시키는 방법에 의해 겨합된 난연사를 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 후방염 처리된 일시성 방염원사인 난연사는 화학적으로 직물의 표면만 방염성을 부여함으로 인해, 계속된 사용, 세탁 및 시간의 경과함에 따라 그 기능을 상실할 뿐만 아니라, 세탁시 화학적인 방염액의 유출로 인해 미생물을 파괴하여 환경오염을 일으킬 수 있고, 인체에는 피부트러블 유발, 동공축소 등의 중추신경계의 장애를 유발할 수 있는 문제점을 안고 있기 때문에 사용하지 않는 것이 바람직하ㄷ다. 그러나, 고분자 구조내에 난연제가 화학적, 물리적 결합이 이루어진 난연사는 영구적인 난연성과 연기/유독가스 등의 방출에 매우우수한 안정성을 가지며, 세탁견뢰도가 매우 우수한 성질을 가지고 있어 바람직한 난연사이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 하기에 기술되는 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 바람직한 예시로 하기의 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 변형가능한 것이다.
[재료의 구성]
1. 난연사: 섬도 75d, 150d인 인계난연제가 결합된 FR PET를 준비
2. 복합사: 직경 0.03㎜인 은사와 동사를 준비하고, 심사로 FR PET를 구성하여 상기 FR PET에 상기 은사 또는 동사가 나선형으로 피복된 섬도 75d, 150d인 난연복합사를 준비.
이때, 상기 은사 또는 동사는 10~30중량%를 포함하도록 피복함.
[실시예 1]
경사로 150d의 섬도를 가지는 FR PET를 사용하고, 75d의 섬도를 가지는 은 난연 복합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 2]
경사로 75d인 FR PET 난연사를 사용하고, 은사가 피복된 150d의 섬도를 가지는 은 난연복합사를 준비하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 3]
경사로 75d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 150d FR PET 난연사/150d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 4]
경사로 75d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 75d FR PET 난연사/150d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 5]
경사로 75d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 150d FR PET 난연사/75d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 6]
경사로 75d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 75d FR PET 난연사/75d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 7]
경사로 150d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 75d FR PET 난연사/75d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 8]
경사로 150d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 75d FR PET 난연사/150d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 9]
경사로 150d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 150d FR PET 난연사/75d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 10]
경사로 150d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 150d FR PET 난연사/150d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 11]
경사로 150d FR PET 난연사와 브롬계 난연제가 결합된 150d FR PET 난연사를 사용하여 교차배열시키고, 위사로 150d 은 난연복합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
[실시예 11]
경사로 150d FR PET 난연사를 사용하고, 위사로 75d 은 난연복합사와 75d동 난연복합사를 사용하여 교차배열되도록 제직물을 준비하였다.
[실시예 12]
경사로 150d FR PET 난연사/150d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하고, 위사로 75d FR PET 난연사/75d 은 난연복합사로 구성된 혼합사를 사용하여 제직물을 준비하였다.
이상의 실시예 1 내지 12의 제직물을 각각의 시료를 5개 준비하여 주요 성능을 평가하여 보았으며, 그결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구 분 방염성
(단위: Pass)		 일광견뢰도
(단위: 급)		 마찰견뢰도
(단위: CYCLE)		 전자파차단
(단위: dB)		 항균성(단위: %)
시험군 A 시험군 B
실시예 1 Pass 4-5 6500~6900 21~23 99.9 99.7
실시예 2 Pass 4-5 6500~6900 21~23 99.9 99.7
실시예 3 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.7
실시예 4 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.8
실시예 5 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.8
실시예 6 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.7
실시예 7 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.8
실시예 8 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.9
실시예 9 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.8
실시예 10 Pass 4-5 6500~7000 21~24 99.9 99.7
실시예 11 Pass 4-5 6500~7000 23~24 99.8 99.7
실시예 12 Pass 4-5 6500~7000 23~24 99.8 99.7
주) 방염성: NEPA 701:1989(Small Scale Test) 기준에 의거하여 시험함
일광견뢰도: ISO 105 B02:1994 기준에 의거하여 시험함
마찰견뢰도: ISO 12947-2:1999 기준에 의거하여 시험함
전자파차단: ASTM D 4935 기준에 의거하여 시험함
항균성: 황색포도상구균과 폐렴균을 준비하고, 황색포도상구균을 시험군 A, 폐렴균을 심험군 B로 하여 각각 KS 0693:2006 기준에 의거하여 시험함.
위 표 1의 결과로 보아, 본 발명에서 제공되는 복합직물은 방염성이 우수함을 알 수 있고, 일광견뢰도는 각각의 실시예의 시험편들이 4급~5급 사이의 시험결과를 얻어 매우 우수한 일광견뢰도를 가지는 것을 알 수 있었다.
또한, 마찰견뢰도의 경우에도 매우 우수한 것을 알 수 있었으며, 전자파 차단 시험결과 매우 우수한 전자파 차단성을 가지는 것으로 평가되었다.
항균성 시험 결과는 99% 이상의 항균도를 나타내는 것으로 평가되어 항균성이 매우 우수함을 알 수 있었다.
10: 심사 20: 금속사
100: 위사 110: 난연복합사
200: 경사 210: 난연사

Claims (9)

  1. 경사로 난연사를 사용하고, 위사로 금속사가 피복된 복합사를 사용하여 제직되거나, 또는 상기 복합사를 경사와 위사로 사용하여 제직되는 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합사는 합성섬유원사 또는 난연사를 심사로 하고, 금속사를 커버링사로 하여 상기 금속사가 심사에 나선형으로 피복되도록 복합방사하여 된 복합사인 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 난연사는 인계 또는 브롬계 난연제가 결합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 난연사, 폴리에스테르계 난연사, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 난연사 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속사는 직경 0.01 내지 0.05㎜인 은사, 동사 또는 아연사 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합사는 금속사가 나선형으로 피복되되 전체 중량의 10~30중량%를 포함되도록 피복된 복합사인 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합직물은 복합사를 위사로 공급되고, 경사로 제1난연사로 인계난연제를 포함하는 난연사를 사용하고, 제2난연사 브롬계 난연사를 사용하여 교차배열되도록 제직되는 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합사는 금속사가 나선형으로 피복되되 복수개의 금속사가 서로 교차되도록 피복되는 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위사로 복합사와 난연사가 교차 배열되도록 제직되는 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1난연사 또는 제2난연사는 PLA, 면, 마 , 모, 견 중 어느 하나의 천연섬유가 10~30중량% 혼합된 혼방사인 것을 특징으로 하는 다기능성 복합직물.
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