KR20210117742A - 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 원단 및 의류 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡광하여 발열할 수 있는 원사를 제직하여 제작한 원단을 이용하여 발열 보온할 수 있는 의류를 제작할 수 있으며, 상대적으로 얇은 원단이면서도 보온성이 확보되어 뛰어난 옷맵시를 갖도록 하고, 착용성을 향상시킬 수 있는 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 의류에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 섬유사에 흡광하여 발열하는 물질을 코팅시키거나 도포시켜 형성된 원사를 직조하여 형성되며, 일면 또는 양면에 원적외선 물질 코팅층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 기능성 원단이 제공된다.
Description
본 발명은 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 원단 및 의류에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡광하여 발열할 수 있는 원사를 제직하여 제작한 원단을 이용하여 발열 보온할 수 있는 의류를 제작할 수 있으며, 상대적으로 얇은 원단이면서도 보온성이 확보되어 뛰어난 옷맵시를 갖도록 하고, 착용성을 향상시킬 수 있는 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 의류에 관한 것이다.
보온효과를 높인 원단은 의복이나 인테리어, 레저용품이 다양하게 개발되어 실용화되어 왔다. 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 의복에 도입하는 방식이 제안되고 있다.
상기 전자의 방법인 인체에서 방출되는 열을 외부로 손실되지 않게 하는 소극적 방법으로는 옷감을 두껍게 하거나, 틈새를 작게 하거나, 또는 색을 진하게 하는 방법이 이용되어 왔다. 예를 들면, 스웨터 등과 같은 동절기에 이용되는 의복이나, 의복의 겉감과 안감 사이에 솜을 넣어 공기층의 두께로 보온성을 유지하는 방법이다.
그러나 이러한 단열보온방식은 의복을 구성하는 직물의 두께를 증가시키는 이유가 되어 활동성이 낮아지는 원인이 되며, 의복의 세탁성이나 내구성을 저하시키는 요소가 되어 범용적으로 사용하기 어려운 단점이 있다.
따라서, 최근에는 후자의 방법인 전기 발열소재, 화학반응 발열보온소재, 태양광 축열 보온소재를 이용한 원단이 개발되어 사용되고 있다.
후자의 방법 중 전기 발열소재과 관련하여는 대한민국 등록특허공보 제10-1058211호 등에 제안되어 있다.
전기 발열소재를 이용하는 방법은, 패드와 패드 사이에 히터선을 내설한 형태로 구성되어 히터선의 발열을 통해 온열을 도모한다.
그러나 상기 히터선을 내설한 선상 발열원단은, 그 특성상 히터선의 저항 발열과정에 다량의 전자파를 방출하고 또 유연성이 현저히 떨어지는 문제점이 지적되어서, 최근에는 그 사용빈도가 점차 감소하고 있는 실정이다.
또한, 후자의 방법과 관련하여, 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. 그러나 상기 방법은 무기물을 코팅하는 것으로 마찰이나 세탁시에 무기물이 이탈되어 세탁성 및 내구성에 문제가 있으며, 무기물이 피부를 자극하여 피부촉감을 해하는 문제가 있었다.
또한, 대한민국 등록특허 제0375295호는 "다층구조를 갖는 축열보온성 도포직물의 제조방법"으로 기포지 상에 접착제층을 형성하는 단계, 그 위에 보온발포층을 형성하는 단계, 그 위에 표면흡열층을 형성하는 단계, 및 이 결과물을 열처리하는 단계로 제조되어 직물의 후가공 공정에서 직물에 축열보온 성능을 부여하는 방법으로 보온층을 다층 중 가운데에 형성하여 내구성과 피부자극을 최소화하였으나 3층이상의 다층으로 원단의 두께가 두꺼워지는 문제로 사용상에 많은 제약이 있는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같은 보온원단은 보온성 물질을 코팅 또는 접찹제를 이용하여 부착시키는 방법을 통한 보온성을 부여시키는 방법이다. 그러나 보온성이 요구되는 레저용 원단은 대부분 고신축성을 가지는 원단으로 이러한 신축성을 가지는 원단에 상기의 방법으로 보온성을 부여하면 보온성 물질이 쉽게 벗겨지는 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 흡광하여 발열할 수 있는 원사를 제직하여 제작한 원단을 이용하여 발열 보온할 수 있는 의류를 제작할 수 있으며, 상대적으로 얇은 원단이면서도 보온성이 확보되어 뛰어난 옷맵시를 갖도록 하고, 착용성을 향상시킬 수 있는 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 원단 및 의류를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 인체에 무해하며, 원적외선을 발생시킬 수 있는 기능성 코팅 물질을 갖는 기능을 포함함으로써 혈액순환 및 신진대사 촉진에 도움을 줄 수 있는 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 원단 및 의류를 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, 섬유사에 흡광하여 발열하는 물질을 코팅시키거나 도포시켜 형성된 원사를 직조하여 형성되며, 일면 또는 양면에 원적외선 물질 코팅층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 기능성 원단이 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 섬유사는 면, 모, 견, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유이거나, 이들의 혼섬물로 이루어지고, 상기 흡광 물질은 그래핀(graphene), 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄,탄화 티타늄 중에서 선택되는 하나 이상으로 이루어지며, 상기 원적외선 물질 코팅층은 거정석 미분말 5중량%-50중량%를 폴리우레탄 40중량%, 유기용제 30중량%와 배합하여 혼합하여 에멀죤 상태로 균질화시킨 액으로 코팅되어 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 원사와 경사의 섬유사에 흡광 물질이 도포되도록 가공하여 원단용 원사를 마련하는 원사 마련 단계; 상기 마련된 원사를 소정 방법으로 제직하여 베이스 원단을 형성하는 베이스원단 형성 단계; 상기 형성된 베이스 원단을 정련(scouring)하는 정련 단계; 상기 정련을 거친 베이스 원단을 소정 색상으로 염색하는 염색 단계; 및 상기 염색 처리된 베이스 원단을 열처리하여 의류용 원단으로 가공하는 열처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 원사 마련 단계에서 마련되는 원사는, 면, 모, 견, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유, 또는 이들의 혼섬물로 이루어지는 섬유사에, 그래핀(graphene), 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중에서 선택되는 하나 이상의 흡광 물질이 1회 이상 코팅된 원사로 마련되고, 상기 베이스원단 형성 단계는, 상기 마련된 원사를 주자직 또는 능직으로 직조하여 베이스 원단을 형성하고, 상기 정련 단계는, 지거 연속정련기를 이용하여 소정 온도의 정련수에서 베이스 원단을 통과시키는 방식으로 원단 시작부분에 끝부분까지 왕복 8회 반복하여 총 6시간 동안 정련하는 제1 정련 과정, 및 상기 제1정련 과정을 거친 베이스 원단을 보일오프 정련기를 이용하여 소정 온도의 액중 무장력상태에서 20분 동안 체류되는 과정을 반복적으로 실시하여 2시간 동안 정련하는 제2 정련 과정으로 이루어지고, 상기 염색 단계는, 상기 정련 과정을 거친 베이스 원단을 분산 염료를 이용하여 염색하는 것으로 이루어지며, 상기 열처리 단계는, 상기 염색 처리된 베이스 원단을 소정 온도에서 소정 시간 열처리하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 흡광 물질의 도포 또는 코팅은, 수지 바인더 100중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부의 그래핀, 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성액을 조성하고, 조성된 코팅 조성액에 상기 섬유사에 침지시킨 후 꺼낸 다음, 섬유사를 건조 또는 경화하는 것으로 이루어지고, 상기 열처리 단계 이후, 완성된 원단의 일면 또는 양면에 원적외선 방출을 위한 코팅 물질을 처리하는 기능성물질 코팅 단계;를 더 포함하며, 상기 기능성물질 코팅 단계는, 거정석 미분말 5중량%-50중량%를 폴리우레탄 40중량% 및 유기용제 30중량%와 배합하고 100-1600RPM으로 혼합하여 에멀죤 상태로 균질화시킨 액으로 코팅하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기한 다른 관점에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법으로 제작된 기능성 원단 및 이 원단으로 제작된 의류가 제공된다.
본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 의류에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 흡광하여 발열할 수 있는 원사를 제직하여 제작한 원단을 이용하여 발열 보온할 수 있는 다양한 직물 제품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 상대적으로 얇은 원단이면서도 보온성이 확보되어 옷맵시를 유지하면서도 착용성을 향상시킬 수 있는 의류를 제공할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 인체에 무해하며, 원적외선을 발생시킬 수 있는 기능성 코팅 물질을 갖는 기능을 포함함으로써 혈액순환 및 신진대사 촉진에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 발명자는 상기한 바와 같이 기능성 원단의 제작 방법을 통해 제작된 기능성 원단에 대하여 보온성능을 실험한 결과의 레포트이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 발명자는 상기한 바와 같이 기능성 원단의 제작 방법을 통해 제작된 기능성 원단에 대하여 보온성능을 실험한 결과의 레포트이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에" 또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 의류에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단은, 섬유사에 흡광 물질이 코팅되거나 도포되어 형성된 원사를 주자직 또는 능직으로 직조하여 형성되며, 일면 또는 양면에 원적외선 물질이 코팅되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 섬유사는 면, 모, 견, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 아세테이트, 및 로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유이거나, 또는 이들의 혼섬물로 이루어진다. 바람직하게, 본 발명의 섬유사는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 제조된 폴리에스테르사인 것이 바람직하다.
그리고 상기 흡광 물질은 그래핀(graphene), 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄,탄화 티타늄 중에서 선택되는 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 흡광 물질은 경사와 위사에 각각 코팅층을 달리하여 구성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 상기 경사에 코팅되는 흡광 물질의 코팅층의 두께는 상기 위사에 코팅되는 흡광 물질의 코팅층의 두께보다 상대적으로 두껍게 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 원단은, 그의 일면 또는 양면에 원적외선을 방출할 수 있는 원적외선 코팅 물질이 코팅되어 이루어질 수 있다.
상기 원적외선 코팅 물질의 코팅은 거정석 미분말(500-600MESH) 5중량%-50중량%를 폴리우레탄(PU 40중량%), 유기용제(30중량%)와 배합 100-1600RPM으로 혼합하여 에멀죤 상태로 균질화시킨 액으로 코팅함으로써 이루어진다.
이러한 원적외선 코팅 물질은 페그마타이트 내에 함유되어 있는 Ge, Ho, Se, Ho, Na2O, CaO, K2O, MgO, SiO2, Y2O3, Zi2O2 등의 작용으로 인체에 혈액순환 및 신진대사 촉진을 도모할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법에 대하여 도 1을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 크게 사가공 단계(S100); 베이스원단 형성 단계(S200); 정련 단계(S300); 염색 단계(S400); 및 열처리 단계(S500);를 포함하며, 이에 더하여 기능성물질 코팅 단계(S600);를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 원사와 경사의 섬유사에 흡광 물질이 도포되도록 가공하여 원단용 원사를 마련하는 원사 마련 단계(S100); 상기 원사 마련 단계(S100)에서 마련된 원사를 소정 방법으로 제직하여 베이스 원단을 형성하는 베이스원단 형성 단계(S200); 상기 베이스원단 형성 단계(S200)에서 형성된 베이스 원단을 정련(scouring)하는 정련 단계(S300); 상기 정련 단계(S300)를 거친 베이스 원단을 소정 색상으로 염색하는 염색 단계(S400); 및 상기 염색 단계(S400)에서 염색 처리된 베이스 원단을 열처리하여 의류용 원단으로 가공하는 열처리 단계(S500);를 포함한다.
상기 원사 마련 단계(S100)는 원사와 경사의 섬유사에 흡광 물질이 도포되도록 가공하여 원단용 원사를 마련하는 과정이다.
구체적으로, 상기 원사 마련 단계(S100)는 면, 모, 견, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유이거나, 또는 이들의 혼섬물로 이루어지는 섬유사를 이용한다. 바람직하게, 상기 섬유사는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 제조된 폴리에스테르사인 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 섬유사는 가연 및 소정 온도(바람직하게, 180℃)에서 30초간 열처리하는 과정을 다수 회 반복하여 고신축성이 부여되도록 전처리 가공되어 이루어질 수 있다.
상기 원사 마련 단계(S100)에서 상기 섬유사에 도포되는 상기 흡광 물질은, 그래핀(graphene), 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중에서 선택되는 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 흡광 물질의 도포 또는 코팅은, 수지 바인더 100중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부의 그래핀, 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성액을 조성하고, 조성된 코팅 조성액에 상기 섬유사에 침지시킨 후 꺼낸 다음, 섬유사를 건조 또는 경화하는 것으로 이루어질 수 있다.
상기 수지 바인더는 열경화성 또는 U-V경화성 수지가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 수지 바인더는 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄-아크릴 공중합체, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 멜라민계 수지로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지를 사용하며, 가장 바람직하게는 투명성과 상기 흡광 물질과의 접착력이 우수한 우레탄계 수지를 사용한다.
그리고 그래핀, 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중 적어도 하나와 상기 수지 바인더가 용해 및/또는 분산되는 용매로는 물, 메탄올 또는 에탄올과 같은 알코올류, 메틸에톤케톤, 아세톤과 같은 케톤류, 아세트아미드, 디메틸포름아미드와 같은 아미드류, 에틸아세테이트와 같은 에스테르류, 자일렌, 톨루엔, 벤젠과 같은 방향족 용매, 헥산, 사이클로헥산과 같은 포화 탄화수소류 등에서 적절하게 선택될 수 있다.
상기 코팅 조성액에는 필요에 따라, 계면활성제, 분산제, 슬립제, 흐름성 개선제, 증점제, 대전방지제, 발수제, 공기/수증기/땀 투과제, 마찰 계수 개선제, 자외선 안정제 등이 부가될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 물론 상기 첨가제에 반드시 한정되는 것은 아니고 필요한 용도에 따라서 당업계 공지의 다른 첨가제가 적절히 사용될 수 있다.
또한, 상기 원사 마련 단계(S100)는 상기 흡광 물질이 경사와 위사 각각에 다른 두께의 코팅층을 형성하도록 상기한 흡광물질 코팅 과정을 반복하여 이루어진다.
다시 말해서, 상기 경사에 코팅되는 흡광 물질의 코팅층의 두께는 상기 위사에 코팅되는 흡광 물질의 코팅층의 두께보다 상대적으로 두껍게 이루어지는 것이 바람직하다.
계속해서, 상기 베이스원단 형성 단계(S200)는, 상기 원사 마련 단계(S100)에서 마련된 원사를 주자직 또는 능직으로 직조하여 형성되며, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 방식으로 직조되어 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 정련 단계(S300)는, 상기 베이스원단 형성 단계(S200)에서 형성된 베이스 원단을 정련(scouring)하는 것으로, 지거 연속정련기를 이용하여 소정 온도(바람직하게 95℃ 전후)의 정련수에서 베이스 원단을 통과시키는 방식으로 원단 시작부분에 끝부분까지, 끝부분에서 시작까지를 1왕복이라고 하면 8회 반복하여 총 6시간 동안 정련하는 제1 정련 과정, 및 상기 제1정련 과정을 거친 베이스 원단을 보일오프 정련기를 이용하여 소정 온도(바람직하게 95℃ 전후)의 액중 무장력상태에서 약 20분 동안 체류되는 과정을 반복적으로 실시하여 2시간 동안 정련하는 제2 정련 과정으로 이루어진다.
상기 제1 정련 과정에서 사용되는 정련수는 물 100 중량부에 정련제 0.4 중량부, 호발제 0.4중량부, 가성소다 2중량부, 과산화수소 1중량부를 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 제2 정련 과정에서 사용되는 정련수는 일례로 물 100 중량부에 정련제 0.35 중량부, 호발제 0.35, 가성소다 2.3중량부를 혼합하여 사용함으로써, 도포된 상기 흡광 물질을 유지시키고, 아래에서 설명되는 기능성 코팅 물질의 접착성을 향상시키게 된다.
계속해서, 상기 염색 단계(S400)는, 상기 정련 단계(S300)를 거친 베이스 원단을 분산 염료를 이용하여 염색하는 것으로 이루어진다.
그리고 상기 열처리 단계(S500)는, 상기 염색 단계(S400)에서 염색 처리된 베이스 원단을 소정 온도(바람직하게, 205℃)에서 소정 시간(바람직하게는 60분간) 열처리하여 최종 원단을 얻게 된다.
한편, 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법은 상기 열처리 단계(S600)에서 처리 완성된 의류용 원단의 일면 또는 양면에 원적외선 방출을 위한 코팅 물질을 처리하는 기능성물질 코팅 단계(S600);를 더 포함할 수 있다.
상기 기능성물질 코팅 단계(S600)에서 상기 원적외선 코팅 물질은, 거정석 미분말(500-600MESH) 5중량%-50중량%를 폴리우레탄(PU 40중량%), 유기용제(30중량%)와 배합하고 100-1600RPM으로 혼합하여 에멀죤 상태로 균질화시킨 액으로 코팅함으로써 이루어진다.
이러한 원적외선 코팅 물질은 페그마타이트 내에 함유되어 있는 Ge, Ho, Se, Ho, Na2O, CaO, K2O, MgO, SiO2, Y2O3, Zi2O2 등의 작용으로 인체에 혈액순환 및 신진대사 촉진을 도모할 수 있게 된다.
한편, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 발명자는 상기한 바와 같이 기능성 원단의 제작 방법을 통해 제작된 기능성 원단에 대하여 보온성능을 실험한 결과로서, 본 발명에 따른 기능성 원단은 흡광에 의해 발열 기능을 제공할 수 있음을 확인하였다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 의류에 의하면, 흡광하여 발열할 수 있는 원사를 제직하여 제작한 원단을 이용하여 발열 보온할 수 있는 다양한 직물 제품을 제공할 수 있으며, 상대적으로 얇은 원단이면서도 보온성이 확보되어 옷맵시를 유지하면서도 착용성을 향상시킬 수 있는 의류를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 인체에 무해하며, 원적외선을 발생시킬 수 있는 기능성 코팅 물질을 갖는 기능을 포함함으로써 혈액순환 및 신진대사 촉진에 도움을 줄 수 있는 이점이 있다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
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.
S100: 원사 마련 단계
S200: 베이스원단 형성 단계
S300: 정련 단계
S400: 염색 단계
S500: 열처리 단계
S600: 기능성물질 코팅 단계
S200: 베이스원단 형성 단계
S300: 정련 단계
S400: 염색 단계
S500: 열처리 단계
S600: 기능성물질 코팅 단계
Claims (7)
- 섬유사에 흡광하여 발열하는 물질을 코팅시키거나 도포시켜 형성된 원사를 직조하여 형성되며, 일면 또는 양면에 원적외선 물질 코팅층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는
발열기능을 갖는 기능성 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유사는 면, 모, 견, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유이거나, 이들의 혼섬물로 이루어지고,
상기 흡광 물질은 그래핀(graphene), 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄,탄화 티타늄 중에서 선택되는 하나 이상으로 이루어지며,
상기 원적외선 물질 코팅층은 거정석 미분말 5중량%-50중량%를 폴리우레탄 40중량%, 유기용제 30중량%와 배합하여 혼합하여 에멀죤 상태로 균질화시킨 액으로 코팅되어 이루어지는 것을 특징으로 하는
발열기능을 갖는 기능성 원단.
- 원사와 경사의 섬유사에 흡광 물질이 도포되도록 가공하여 원단용 원사를 마련하는 원사 마련 단계;
상기 마련된 원사를 소정 방법으로 제직하여 베이스 원단을 형성하는 베이스원단 형성 단계;
상기 형성된 베이스 원단을 정련(scouring)하는 정련 단계;
상기 정련을 거친 베이스 원단을 소정 색상으로 염색하는 염색 단계; 및
상기 염색 처리된 베이스 원단을 열처리하여 의류용 원단으로 가공하는 열처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 원사 마련 단계에서 마련되는 원사는, 면, 모, 견, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온, 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유, 또는 이들의 혼섬물로 이루어지는 섬유사에, 그래핀(graphene), 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중에서 선택되는 하나 이상의 흡광 물질이 1회 이상 코팅된 원사로 마련되고,
상기 베이스원단 형성 단계는, 상기 마련된 원사를 주자직 또는 능직으로 직조하여 베이스 원단을 형성하고,
상기 정련 단계는, 지거 연속정련기를 이용하여 소정 온도의 정련수에서 베이스 원단을 통과시키는 방식으로 원단 시작부분에 끝부분까지 왕복 8회 반복하여 총 6시간 동안 정련하는 제1 정련 과정, 및 상기 제1정련 과정을 거친 베이스 원단을 보일오프 정련기를 이용하여 소정 온도의 액중 무장력상태에서 20분 동안 체류되는 과정을 반복적으로 실시하여 2시간 동안 정련하는 제2 정련 과정으로 이루어지고,
상기 염색 단계는, 상기 정련 과정을 거친 베이스 원단을 분산 염료를 이용하여 염색하는 것으로 이루어지며,
상기 열처리 단계는, 상기 염색 처리된 베이스 원단을 소정 온도에서 소정 시간 열처리하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 흡광 물질의 도포 또는 코팅은, 수지 바인더 100중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부의 그래핀, 탄화 지르코늄, 탄화 하프늄, 탄화 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성액을 조성하고, 조성된 코팅 조성액에 상기 섬유사에 침지시킨 후 꺼낸 다음, 섬유사를 건조 또는 경화하는 것으로 이루어지고,
상기 열처리 단계 이후, 완성된 원단의 일면 또는 양면에 원적외선 방출을 위한 코팅 물질을 처리하는 기능성물질 코팅 단계;를 더 포함하며,
상기 기능성물질 코팅 단계는, 거정석 미분말 5중량%-50중량%를 폴리우레탄 40중량% 및 유기용제 30중량%와 배합하고 100-1600RPM으로 혼합하여 에멀죤 상태로 균질화시킨 액으로 코팅하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법.
- 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 발열기능을 갖는 기능성 원단의 제작 방법으로 제작된
기능성 원단.
- 청구항 6에 따른 기능성 원단으로 제작된 기능성 의류.
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| KR1020200034371A KR20210117742A (ko) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 발열기능을 갖는 기능성 원단, 이의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 기능성 원단 및 의류 |
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2020
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