KR20220005409A - 분진포집효율이 향상된 마스크 원단 - Google Patents

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KR20220005409A
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양중식
김학석
최민호
박흥수
김규호
문형준
이진빈
손여울
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사단법인 코티티시험연구원
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Abstract

본 발명은 편직이중지로서, 표면은 면사 100% 약연사 또는 면사 100%/고수축률 합성섬유 혼방사를 포함하고, 이면은 일반 합성섬유 또는 고수축률 합성섬유를 포함하여 편직되고, 편직 후 열처리를 통해 조직을 수축시킴으로서 본진포집효율이 향상된 마스크 원단을 제공한다.

Description

분진포집효율이 향상된 마스크 원단{Mask fabric with improved dust collection efficiency}
본 발명은 분진포집효율이 향상된 마스크 원단으로서, 더욱 상세하게는 섬유의 수축성을 이용하여 편성물의 조직에 의한 기공을 수축시켜 분진포집효율을 향상시킨 마스크 원단에 관한 것이다.
최근 미세먼지의 노출이 가중되고 있고 이러한 미세먼지의 인체유입을 차단하기 위하여 마스크를 사용한다. 또한 신종 코로나바이러스와 같이 전염성 병균으로부터 감염 또는 전염을 막기 위하여 일상생활에서 병원균 및 비말의 인체유입을 차단하기 위하여 마스크를 착용하는 경우가 점점 늘어나고 있다.
일반적인 유해물질 차단 마스크는 폴리에스터나 레이온섬유를 부직포 형태로 제작되는데 폴리에스터 및 레이온 섬유는 염색가공 중 장력에 의해 차단 효율이 감소될 가능성이 높아 차단 효과가 저해될 수 있는 문제점이 있다.
이에 종래기술은 대한민국 등록특허 제10-0931407호에서는 항균마스크용 원단에 있어서, 일방향 수분전이 원단으로 이루어진 이면층, 상기 이면층의 상부에 나노섬유로 이루어진 중간층, 상기 중간층의 상부에 일반적인 직물 또는 부직포로 이루어진 표면층으로 구성된 3층 구조의 복합원단으로 상기 3층 구조의 복합원단은 미세입자 차단요율이 80 내지 100% 이고, 기공율이 30 내지 70%인 것을 특징으로 하는 항균마스크용 원단이 개시되어 있다.
또 대한민국 등록특허 제10-0881930호에서는 조직 표면에 요철이 많아 까칠하면서 시원한 촉감을 구현하는 직물에 있어서: 경사로 일반사와 고수축사를 3~6 : 1 비율의 가닥수로 배치하고, 위사로 고수축사와 인견사를 1 : 3~6 비율의 가닥수로 배치하며, 혼합 배열의 격자모양으로 제작한 교직물이면서, 상기 일반사는 광택기능을 갖는 75데니어의 폴리에스테르사를 고수축사는 90데니어의 폴리에스테르사를 인견사는 150데니어를 사용하되, 경사는 연사형태로 꼬인 것을 위사는 직사를 사용하는 것을 특징으로 하는 고수축사를 교직한 직물이 개시되어 있다.
또 대한민국 등록특허 제10-1385274호에서는 폴리에스테르와 폴리아미드로 이루어진 분할형 필라멘트 복합사를 포함하고, 열탕에서 처리되어, 처리 전의 폭에 대한 처리 후의 폭이 30 내지 50%만큼 수축되어 있고, 자기기록매체를 연마 또는 클리닝하기 위해 사용되는 와이핑용 직물이 개시되어 있다.
또 대한민국 등록특허 제10-1094909호에서는 경사와 위사를 지닌 리플원단에 있어서: 상기 경사로서 티시페브릭(T/C; Polyester 65%와 Cotton 35%)으로 이루어지면서 20수~50수 중에서 선택적으로 택일하여 구비하는 혼방사와 고수축사를 구성하되, 상기 경사는 혼방사와 고수축사를 규칙 또는 불규칙한 폭으로 연속적으로 형성하면서 상기 혼방사는 고수축사의 비율보다 큰 폭으로 배열하고, 상기 위사로서 순면사를 구성하며, 상기 경사와 위사의 제직 후 열을 가하여 고수축사의 수축성에 의해 화학약품을 사용하지 않고도 표면에 요철이 자연스럽게 형성되는 것을 특징으로 하는 고수축사를 이용한 리플원단이 개시되어 있다.
또 대한민국 등록특허 제10-1277808호에서는 고축사 및 저축사를 포함하여 교직한 직물의 조직구조에 있어서: 위사 상에 고축사로 형성된 제1경사와 저축사를 형성된 제2경사를 개재하여 반복적으로 배치하여 제직하는 제1, 2경사부; 및 상기 제1경사부 상에 무늬가 형성되면서 제직된 제1, 2경사부 상에 고온의 가열에 의하여 고축사로 이루어진 제1경사가 수축됨으로 제2경사부 상에 주름부를 형성하되, 상기 위사는 고축사, 저축사 중 어느 하나를 택일하여 형성하거나 둘 이상 혼합하여 제직하고, 상기 제1경사부의 고축사는 70∼100데니어의 굵기로 제2경사부의 저축사는 75∼150 데니어의 굵기로 형성하는 것을 특징으로 하는 도비형 주름 직물이 개시되어 있다.
또 대한민국 공개특허 제10-2019-0011075호에서는 마스크용 나노섬유필터의 제조 방법에 있어서, 10㎛ 이상의 입자를 걸러내는 형성한 합성섬유재질의 베이스커버필터를 공급하는 베이스커버필터 공급단계; 상기 베이스커버필터 위에 02㎛ 내지 05㎛ 중 어느 하나 이상의 입자를 걸러내는 나노섬유를 형성하는 전기방사단계;와 상기 베이스커버필터와 나노섬유를 접합하는 열접합단계를 포함하고, 상기 전기방사단계에는 균일한 나노섬유제조를 위해 노즐을 좌우로 이동시키는 노즐 좌우이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크용 나노섬유필터의 제조 방법이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제10-0931407호.(2009년12월11일) 대한민국 등록특허 제10-0881930호.(2009년02월04일) 대한민국 등록특허 제10-1385274호.(2014년04월17일) 대한민국 등록특허 제10-1094909호.(2011년12월15일) 대한민국 등록특허 제10-1277808호.(2013년06월21일) 대한민국 공개특허 제10-2019-0011075호.(2019년02월01일)
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구체적으로는 편성물의 조직에 의한 기공을 고수축 섬유로 수축시키는 방법으로 미세입자의 통과를 제어하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 편직이중지로서, 표면은 면사 100% 약연사 또는 면사 100%/고수축률 합성섬유 혼방사를 포함하고, 이면은 일반 합성섬유 또는 고수축률 합성섬유를 포함하여 편직되고, 편직 후 열처리를 통해 조직을 수축시킴으로서 본진포집효율이 향상된 마스크 원단을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 합성섬유가 폴리에스테르 또는 레이온이고, 필라멘트의 경우 FDY 내지 DTY인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고수축 합성섬유가 열수 수축률이 3 내지 60%인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 면사 또는 혼방사가 30 내지 50수, 바람직하게는 40수인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 면사 또는 혼방사가 일반 제조사 기준 10% 또임수가 감소된 약연사인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단을 제공한다.
면 섬유에 고수축 폴리에스터를 싱글 이중직으로 편직하여 편성물의 조직에 의한 기공을 고수축 섬유로 수축시키는 방법으로 미세 입자의 통과를 효과적으로 제어할 수 있고, 염색가공 중 장력에 의한 차단효율 감소 가능성도 적은 효과가 있다.
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 발명에 의한 원단은 원단의 조직의 수축과 합사 내지 혼방사의 섬유간 수축률의 차이를 이용하여 제조될 수 있다. 상기 원단은 편성물일 수 있는데, 섬유간 기공을 수축시키는 방법으로 미세입자의 통과를 제어할 수 있다.
본 발명에 의한 원단은 원사로서 다양한 섬유의 종류가 적용될 수 있으며, 비제한적인 예로서 방적사인 경우 면사, 폴리에스테르, 레이온 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 면사일 수 있다. 필라멘트의 경우 FDY 내지 DTY 등이 사용될 수 있고 바람직하게는 FDY일 수 있다.
상기 원사는 비제한적인 예로서 면사 100%를 사용할 수 있고, 면사/고수축섬유, 레이온/고수축섬유와 같은 혼방사를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 면사 100%이며, 혼방사인 경우 면사/고수축섬유가 사용됨이 바림직할 수 있다. 상기 고수축섬유는 3 내지 60%의 수축률일 수 있다.
상기 원사의 섬도는 세번수일수록 바람직하나, 공정조건, 후가공시 조직의 안정성, 차폐성 등을 종합적으로 고려할 때 30 내지 50수가 바람직하며, 40수가 가장 바람직하다.
상기 방적사의 경우 후가공시 수축가공을 위해 정상 대비 꼬임수를 감소시킨 약연사를 사용할 수 있으며 바람직하게는 일반 원사대비 10% 꼬임수를 감소시킨 원사일 수 있다. 보통 단사의 꼬임수는 예를 들면 20’s가 18TPI, 30’s가 22TPI, 40’s가 25TPI로 예시할 수 있는 제조사에 따라 다양한 꼬임수의 일반 면사의 조건에서 10% 정도 꼬임수를 감소시킨 것을 본 명세서에서는 약연사로 정의할 수 있다.
상기 원단은 편직으로 제조될 수 있는데, 편직물의 밀도는 조직구성 구성은 제한되지 않는다. 바람직하게는 싱글이중지일 수 있고 이 경우 표면은 면사 100% 이면은 구수축 필라멘트 내지 표면은 면사/고수축섬유, 이면은 FDY(항균 내지 냉감 등 기능성 부여된)일 수 있다.
상기 원단의 편직 조건으로 싱글 내지 더블게이지를 사용할 수 있고, 바람직하게는 싱글일 수 있고, 게이지는 24G, 28G, 32G 등 다양하게 사용될 수 있고, 바람직하게는 28G일 수 있다. 또 루프장은 일반 조직에 비해 상대적으로 짧을 수 있다.
상기 원단이 편직되고 수축가공을 할 수 있는데, 열수나 건열에 의해 가공될 수 있다. 열수조건인 경우 130 내지 140도에서 20 내지 40분간 수축가공을 할 수 있으며, 온도가 높을수록 차단효율이 상승할 수 있다. 건열조건인 경우 170 내지 200도에서 40 내지 80초간 처리될 수 있고 역시 온도가 높을수록 차단효율이 상승할 수 있다.
공정상 텐터공정을 거칠 수 있는데 원단에 장력이 걸리면 미세먼지 포집효율이 저하될 수 있어 최소한의 조건으로 처리됨이 바람직하다.
이하 본 발명의 일실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
원사로 표면은 면사 100% 약연사 40수를 사용하였고, 이면은 수축률 약 20%인 폴리에스테르 90D FDY를 사용하였다. 조직은 싱글이중지이며, 싱글 28G 편직기로 제직하였으며 루프장은 표면의 경우 13.7cm/50루프, 이면의 경우 12.9cm/50루프로 형성하었다. 수축공정은 135도의 열수에서 30분간 처리하였고 텐터는 180도에서 1분간 처리하였다.
실시예 2
원사로 표면은 면사 100%/수축률 약 20%의 폴리에스테르를 50/50wt%으로 혼방사 40수를 사용하였고, 이면은 일반 폴리에스테르 75D FDY를 사용하였다. 조직은 싱글이중지이며, 싱글 28G 편직기로 제직하였으며 루프장은 표면의 경우 12.4cm/50루프, 이면은 12.0cm/50루프로 형성하었다. 수축공정은 135도의 열수에서 30분간 처리하였고 텐터는 180도에서 1분간 처리하였다.
실시예 3
원사로 표면은 면사 100%/수축률 약 20%의 폴리에스테르를 50/50wt%으로 혼방사 40수를 사용하였고, 이면은 수축률 약 20%인 폴리에스테르 90D FDY를 사용하였다. 조직은 싱글이중지이며, 싱글 28G 편직기로 제직하였으며 루프장은 13.7cm/50루프, 이면의 경우 13.0cm/50루프로 형성하었다. 수축공정은 135도의 열수에서 30분간 처리하였고 텐터는 180도에서 1분간 처리하였다.
비교예 1
원사로 표면은 면사 100% 일반사 40수를 사용하였고, 이면은 수축률 약 20%인 폴리에스테르 90D FDY를 사용하였다. 조직은 싱글이중지이며, 싱글 28G 편직기로 제직하였으며 루프장은 표면의 경우 13.7cm/50루프, 이면의 경우 12.9cm/50루프로 형성하었다. 수축공정은 135도의 열수에서 30분간 처리하였고 텐터는 180도에서 1분간 처리하였다.
비교예 2
원사로 면사 100%/수축률 약 20%의 폴리에스테르를 50/50wt%으로 혼방사 40수를 싱글조직, 32G의 고밀도로 편직하였다. 루프장은 12.4cm/50루프로 형성하었다. 수축공정은 135도의 열수에서 30분간 처리하였고 텐터는 180도에서 1분간 처리하였다.
시험방법
1. 분진포집효율
보건용 마스크의 기준 규격에 대한 가이드라인(2018.12 발행)에 따라 시험하였고 시험결과는 하기 표 1과 같다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
분진포집효율
(%, NaCl)
82 70 81 35 34
2. 세탁내구성
세탁전, 일반 세탁기 10회 세탁 후, 손세탁 10회 세탁후 분진포집효율을 측정하였다. 결과는 표 2와 같다.
구분 실시예1 실시예 2 실시예 1
분진포집효율
(%, NaCl)
세탁전 82 70 81
세탁기 81 69 80
손세탁 79 67 79

Claims (5)

  1. 편직이중지로서,
    표면은 면사 100% 약연사 또는 면사 100%/고수축률 합성섬유 혼방사를 포함하고,
    이면은 일반 합성섬유 또는 고수축률 합성섬유를 포함하여 편직되고,
    편직 후 열처리를 통해 조직을 수축시킴으로서 본진포집효율이 향상된 마스크 원단.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 합성섬유는 폴리에스테르 또는 레이온이고, 필라멘트의 경우 FDY 내지 DTY인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고수축 합성섬유는 열수 수축률이 3 내지 60%인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 면사 또는 혼방사는 30 내지 50수, 바람직하게는 40수인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 면사 또는 혼방사는 일반 제조사 기준 10% 또임수가 감소된 약연사인 본진포집효율이 향상된 마스크 원단.
KR1020210088407A 2020-07-06 2021-07-06 분진포집효율이 향상된 마스크 원단 KR20220005409A (ko)

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