KR20220134985A - 친환경 기능성 원단 - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은, 내추럴한 색감 염색이 용이하며, 항균효율 및 촉감이 우수하여 소품과 가구뿐만 아니라 신체에 직접적으로 접하는 스포츠 웨어, 리빙 웨어 및 아웃도어 웨어 등과 같은 의류에 폭넓게 적용 가능한 친환경 기능성 원단에 관한 것이다.
이러한 친환경 기능성 원단은 항균 폴리에스터 원사 20~40중량%, 재생 폴리에스터 원사 20~40중량%, 및 폴리에스터 가연사 30~50중량%가 직조된 것이다.
이러한 친환경 기능성 원단은 항균 폴리에스터 원사 20~40중량%, 재생 폴리에스터 원사 20~40중량%, 및 폴리에스터 가연사 30~50중량%가 직조된 것이다.
Description
본 명세서에 개시된 내용은 친환경 기능성 원단에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시하지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
생활수준의 향상에 따라 건강과 웰빙에 대한 관심이 높아짐에 따라 아로마, 항균 등 인체에 유익한 방향성 물질을 포함하는 인체 친화적 섬유를 개발하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 인체 친화적 섬유의 일 예로 특허문헌 1에는 섬유원단을 알루미늄 패널 상에 펼쳐 준비하 는 단계와, 상기 준비된 섬유원단에 은나노 분말을 도포하는 단계와, 상기 은나노 분말이 도포된 섬유원단을 브러싱하여 상기 은나노 분말이 상기 섬유원단을 구성하는 원사 간의 틈새, 원사를 구성하는 섬유 간의 틈새 또는 이들 모두로 침투하도록 하는 단계와, 상기 은나노 분말이 침투된 섬유원단의 상면에 알루미늄 패널을 적층하는 단계와, 상기 섬유원단의 상면에 적층된 알루미늄 패널에 180~250℃의 열과 3~150bar의 압력을 가한 후, 이를 0~20℃로 냉각하여 상기 은나노 분말이 상기 섬유원단 내에 고착되도록 하는 단계에 의해 제조된 은나노 분말을 이용한 항균 섬유원단이 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 차조기(Perilla frutescens) 발효 추출물을 포함하는 우울, 불안, 긴장 또는 스트레스 완화용 섬유가 개시되어 있다.
전술한 특허문헌 1은 섬유원단에 은나노 분말을 뿌려 고착시킴으로써 반복되는 세탁으로 인해 항균성능이 점점 저하될 수 있고, 특허문헌 2는 차조기 발효 추출물을 생산하고 이를 적용하는 작업공정이 비교적 복잡하고 시간이 많이 드는 문제점이 있다.
잦은 세탁에도 불구하고 항균성능이 오랫동안 지속되며 비교적 쉽게 제작 가능한 친환경 기능성 원단을 제공하고자 한다.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 친환경 기능성 원단은 항균 폴리에스터 원사 20~40중량%, 재생 폴리에스터 원사 20~40중량% 및 폴리에스터 가연사 30~50중량%가 직조된 것이다.
또한, 상기 항균 폴리에스터 원사는 평균입경이 0.2~0.5㎛인 은, 구리 및 아연 중에서 선택되는 하나 이상의 항균금속을 포함할 수 있다.
또한, 상기 항균 폴리에스터 원사 및 재생 폴리에스터 원사의 섬도는 각각 100~400 데니아이고, 상기 폴리에스터 가연사의 섬도는 100~500 데니아일 수 있다.
또한, 전체 중량대비, 폴리우레탄계 탄성사 1~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 원단은 인장강도가 15~20g/d이고, 신도가 20~60%일 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 친환경 기능성 원단은, 지속 가능한 친환경 라이프 스타일에 맞춰 내추럴한 색감 염색이 용이하며, 항균효능이 오랫동안 지속 가능하고 제작이 쉬울 뿐만 아니라 촉감이 우수하여 소품과 가구를 비롯해 신체에 직접적으로 접하는 스포츠 웨어, 리빙 웨어 및 아웃도어 웨어 등과 같은 의류까지 폭넓게 적용 가능한 효과가 있다.
또한, 촉감 및 신도가 우수하여 착용감 및 활동성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 원단을 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 개시된 내용의 바람직한 실시예의 구성 및 작용 효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 원단은 환경오염을 최소화하기 위하여 본딩 또는 합포하여 제조하던 기존 방식과는 달리 항균 폴리에스터 원사, 재생 폴리에스터 원사 및 폴리에스터 가연사를 직접 직조하여 제조한 것이다. 본 실시예에서는 활동성의 향상을 위해 폴리우레탄계 탄성사를 더 포함할 수 있다.
따라서, 친환경 기능성 원단은 인장강도 15~20g/d 및, 신도 20~60%를 만족하고, 도 1에 도시된 바와 같이 내추럴한 색감 염색이 용이하며, 항균효능이 오랫동안 지속 가능하고 제작이 쉬울 뿐만 아니라 촉감이 우수하여 소품과 가구를 비롯해 신체에 직접적으로 접하는 스포츠 웨어, 리빙 웨어 및 아웃도어 웨어 등과 같은 의류까지 폭넓게 적용 가능하다.
이하에서는, 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 원단의 성분을 보다 상세하게 설명한다.
(1) 항균 폴리에스터 원사
항균 폴리에스터(polyester) 원사는 은(Ag), 구리(Cu) 및 아연(Zn) 중에서 선택되는 하나 이상의 항균금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag)을 포함할 수 있다. 은(Ag)이 세균, 진균, 바이러스와 같은 병원체와 접촉할 경우 6분 이상 생존할 수 있는 병원체는 없다고 알려져 있을 정도로 은(Ag)은 항균 및 살균 효과가 탁월하다. 예컨대, 항균금속은 항균 폴리에스터 원사 100중량부에 대하여 0.1~10중량부, 바람직하게는 3~7중량부로 포함될 수 있고, 섬도는 100~400 데니아(denier, D) 범위를 만족할 수 있다. 상기 항균 폴리에스터 원사의 섬도가 100 데니아 미만이면, 평직, 능직, 수자직, 이중직 등 여러 방식으로의 직조가 어렵고, 400 데니아를 초과하면, 최종 원단의 두께가 필요 이상으로 두꺼워지므로 바람직하지 못하다.
한편, 항균금속의 평균입경은 0.2~0.5㎛로 미세한 입자상태일 수 있는데, 이는 항균금속의 평균입경이 0.2㎛ 미만이면, 공기 중으로 분산되어 소실되는 양이 많을 수 있고, 0.5㎛를 초과하면, 접촉 표면적이 적어 항균 및 살균 효능이 기대 이하일 수 있다.
본 실시예에서는 항균금속을 내첨하여 제공함으로써 잦은 세탁에도 불구하고 항균 및 살균 효능이 비교적 오랫동안 지속가능하고, 황색포도상구균 또는 폐렴간균에 대해서 90% 이상의 항균효율을 가질 수 있다.
이러한 항균 폴리에스터 원사는 전체 중량%에 대하여, 20~40중량%, 바람직하게는 25~35중량%, 가장 바람직하게는 30중량%로 포함될 수 있는데, 이는 20중량% 미만이면, 항균 및 살균 효과가 미미할 수 있고, 40중량%를 초과하면, 필요 이상의 함량에 따른 상승효과는 그다지 크지 않을 수 있다.
(2) 재생 폴리에스터 원사
재생 폴리에스터 원사는 폐기물로 버려지는 폐폴리에스터 제품을 재활용칩으로 만들어 추출한 원사로, 폴리에스터 보틀, 필름과 같은 제품을 수집 및 전처리하는 단계, 상기 전처리된 제품을 습식 분쇄기로 분쇄하여 파우더화하는 단계, 상기 파우더를 세척하여 이물질을 제거하는 단계, 상기 이물질이 제거된 파우더를 200~300℃의 온도로 용융한 다음 압출 성형 및 절단하여 재활용칩을 형성하는 단계, 상기 재활용칩을 용융한 후 250~300℃의 온도에서 4,000~5,000m/분의 속도로 방사하는 단계를 통해 제조된 것일 수 있다.
한편, 재생 폴리에스터 원사는 섬도가 100~400 데니아(denier, D) 범위인 것이 바람직한데, 이는 섬도가 100 데니아 미만이면, 평직, 능직, 수자직, 이중직 등 여러 방식으로의 직조가 어렵고, 400 데니아를 초과하면, 최종 원단의 두께가 필요 이상으로 두꺼워지며 촉감이 좋지 못하다.
본 실시예에서는 영구적으로 썩지 않아 환경을 오염시키는 버려진 폐폴리에스터 제품을 사용하여 자원을 재활용함으로써 환경보호에 기여할 수 있다.
이러한 재생 폴리에스터 원사는 전체 중량%에 대하여, 20~40중량%, 바람직하게는 25~35중량%, 가장 바람직하게는 30중량%로 포함될 수 있는데, 이는 20중량% 미만이면, 전체 함량 대비 사용량이 적어 환경보호 목적에 부합되기 어려울 수 있고, 40중량%를 초과하면, 신체에 닿는 촉감이 단단하여 피부에 자극을 줄 수 있다.
(3) 폴리에스터 가연사
폴리에스터 가연사는 가연법에 의해 가공된 것으로 폴리에스터 원사 특유의 딱딱한 촉감이 개선되며, 가연수가 많을수록 권축력이 강한 원사를 수득할 수 있으나 가연수가 과도하게 많을 경우 꼬임불량이 일어나거나 강신도가 저하될 수 있으므로 사용 목적에 따라 1000~1500TM 범위 내에서 적절하게 가연수를 조절하여 적용하는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용된 가연법(false-twiting)은 필라멘트에 꼬임을 준 후 그 꼬임이 있는 상태에서 열 고정을 하는 가공법으로, DTY(Draw Textured Yarn) 가공 또는 벌키 가공이라고도 불린다.
한편, 폴리에스터 가연사는 섬도가 100~500 데니아(denier, D) 범위인 것이 바람직한데, 이는 섬도가 100 데니아 미만이면, 평직, 능직, 수자직, 이중직 등 여러 방식으로의 직조가 어렵고, 500 데니아를 초과하면, 강도가 저하되어 최종 원단의 사용 수명이 짧아질 수 있다.
본 실시예에서는 폴리에스터 가연사를 적용함으로써 신체에 닿는 감촉이 부드럽고 신축성이 좋아 활동성 및 편의성을 높일 수 있다.
이러한 폴리에스터 가연사는 전체 중량%에 대하여, 30~50중량%, 바람직하게는 35~45중량%, 가장 바람직하게는 40중량%로 포함될 수 있는데, 이는 30중량% 미만이면, 강도 및 신도가 저하될 수 있고, 50중량%를 초과하면, 전체 부피가 커질 수 있으므로 바람직하지 못하다.
(4) 폴리우레탄계 탄성사
폴리우레탄계 탄성사는 폴리에테르와 메틸렌디페닐이소시아네이트를 중합하여 용융방사함에 의해 제조된 것으로, 고무와 비슷한 탄성을 지니고 있어 인장강도가 아주 높아 올이 잘 끊어지지 않으며 신축성이 좋다. 이러한 폴리우레탄계 탄성사는 전체 중량대비, 1~10중량%를 포함할 수 있는데, 이는 1중량% 미만이면, 활동성이 좋지 못해 운동복에 적용하는데 제한이 따를 수 있고, 10중량%를 초과하면, 신축성이 좋기는 하나 형태안정성이 저하될 수 있다.
<제조예 1>
폴리에스터 고상중합칩 100g에 0.3㎛의 평균입경을 갖는 은 분말 5g 첨가 및 용융한 후 270℃의 온도에서 4,800m/분의 속도로 방사하여 항균 폴리에스터 원사를 제조하였다.
<제조예 2>
폴리에스터 보틀, 필름과 같은 제품을 전처리하고, 습식 분쇄기로 분쇄 및 세척하여 이물질을 제거하였다. 이물질이 제거된 파우더를 250℃의 온도로 용융한 후 압출 성형하고 절단하여 재활용칩을 형성하였다. 이렇게 형성된 재활용칩을 용융한 다음 270℃의 온도에서 4,800m/분의 속도로 방사하여 재생 폴리에스터 원사를 제조하였다.
<제조예 3>
폴리에스터 원사를 150℃의 온도 및 1.15 연신비의 조건하에서 연신 가연하여 폴리에스터 가연사를 제조하였다.
<제조예 4>
폴리에테르와 메틸렌디페닐이소시아네이트를 중합하고 270℃의 온도에서 4,800m/분의 속도로 용융방사하여 폴리우레탄계 탄성사를 제조하였다.
<실시예 1>
제조예 1 내지 3에서 제조된 각각의 원사를 3: 3: 4의 비율로 혼합 직조하여 친환경 기능성 원단을 제조하였다.
<실시예 2>
제조예 1 내지 4에서 제조된 각각의 원사를 3: 3: 4: 1의 비율로 혼합 직조하여 친환경 기능성 원단을 제조하였다.
실험예 1. 항균성능 평가
실시예 1, 2의 친환경 기능성 원단의 세탁 전 후의 항균력을 평가하기 위하여 KS K 0693 : 2006 (직물의 항균도 시험법, shake flask test)에 따라 실험을 실시하였다.
시험균주로는 Staphylococcus aureus ATCC 6538P(균주1) 및 Klebsiella pneumococcus ATCC 4352(균주2)를 사용하였고, 대조군으로는 폴리에스터 원단을 사용하였다.
먼저, 실시예 1, 2의 친환경 기능성 원단 및 대조군의 폴리에스터 원단을 각각 5cm×5cm의 크기로 준비하였다. 상기 시험 균액 0.4ml를 원단 위에 적하한 후 커버필름을 덮었다. 그리고 35±1℃ 및 90% R.H.의 조건 하에서 24시간 동안 정치 배양한 후 시험균주의 감소율을 하기 식(1)에 적용하여 계산하고 이를 표 1에 나타내었다.
감소율(%) = [(Mb -Mc)/Mb]×100……………식(1)
상기 식(1)에서, Ma는 대조시료의 초기 균수(평균치)이고, Mb는 24시간 배양 후 대조시료의 균수(평균치)이며, Mc는 24시간 배양 후 시험시료의 균수(평균치)이다.
| 구분 | 세탁 전 | 세탁 후 | ||
| 균주 1 | 균주 2 | 균주 1 | 균주 2 | |
| 실시예 1 | 99.99% | 99.99% | 99.1% | 98.7% |
| 실시예 2 | 99.99% | 99.98% | 99.0% | 98.9% |
| 대조군 | - | - | - | - |
표 1을 참조하면, 대조군에서는 황색포도상구균(균주 1) 및 폐렴간균(균주 2)에 대해서 모두 항균효율이 없는데 반해 실시예 1, 2에서는 황색포도상구균 및 폐렴간균에 대해서 모두 99.9%로 높은 항균효율을 나타내었다. 또한, 세탁 후에도 98% 이상의 항균효율을 나타내어 본 실시예의 친환경 기능성 원단은 인체와 직접적으로 접하는 의복, 페이스 마스크나 침구 등에 유용하게 적용 가능할 수 있음을 알 수 있었다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.
Claims (5)
- 항균 폴리에스터 원사 20~40중량%;
재생 폴리에스터 원사 20~40중량%; 및
폴리에스터 가연사 30~50중량%;가 직조된 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 항균 폴리에스터 원사는 평균입경이 0.2~0.5㎛인 은, 구리 및 아연 중에서 선택되는 하나 이상의 항균금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 항균 폴리에스터 원사 및 재생 폴리에스터 원사의 섬도는 각각 100~400 데니아이고, 상기 폴리에스터 가연사의 섬도는 100~500 데니아인 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 원단.
- 제1항에 있어서,
전체 중량대비, 폴리우레탄계 탄성사 1~10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 원단은 인장강도가 15~20g/d이고, 신도가 20~60%인 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 원단.
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| KR1020210040369A KR20220134985A (ko) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 친환경 기능성 원단 |
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| KR20220134985A true KR20220134985A (ko) | 2022-10-06 |
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| KR (1) | KR20220134985A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102569220B1 (ko) * | 2023-02-14 | 2023-08-22 | (주)에코컴퍼니 | 친환경 복합섬유 원단 및 이의 제조방법 |
| KR102609179B1 (ko) * | 2023-04-10 | 2023-12-05 | (주)렉시아 | 친환경 복합 원단을 이용하여 제조되는 친환경 유니폼 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101960511B1 (ko) | 2019-01-02 | 2019-03-21 | 류성열 | 은나노 분말을 이용한 항균 섬유원단의 제조방법 및 그 방법에 의한 항균 섬유원단 |
| KR20200110262A (ko) | 2020-08-31 | 2020-09-23 | 아주대학교산학협력단 | 차조기 발효 추출물을 포함하는 항우울, 항불안, 항스트레스 또는 긴장완화용 섬유 또는 향료 조성물 및 이의 용도 |
-
2021
- 2021-03-29 KR KR1020210040369A patent/KR20220134985A/ko active IP Right Grant
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