KR101372929B1

KR101372929B1 - 축열기능과 이면소프트성이 우수한 3층 구조 보온성 원단

Info

Publication number: KR101372929B1
Application number: KR1020120118275A
Authority: KR
Inventors: 김시은; 김중희; 백승호; 홍윤광; 임호용
Original assignee: (주)앤디아이
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-03-12

Abstract

본 발명은 3층 이상의 구조로 이루어진 보온성 원단으로서 표면층은 바깥쪽 편면발수가공 등을 통해 외기 수분의 영향을 차단함과 아울러 이면에 상전이물질 처리가공을 가능하게 하고, 상전이 물질층은 발열기능성 물질인 상전이물질(PCM:Phase Change material)을 표면층의 이면에 부착시켜 상전이물질의 상전이로 인한, 활동시 체온의 잠열에 의한 축열, 외부 저온 환경 노출시 축열된 열의 방열(전도, 대류, 복사에 의한 열전달)로 체온조절기능을 부여하였고, 이면층은 피부 접촉시 부드러운 느낌을 주면서 보온성을 강화하기 위해 환편직물 등으로 구성함으로서 우수한 축열기능과 이면 소프트성을 갖는 보온성 원단을 제공한다.

Description

축열기능과 이면소프트성이 우수한 3층 구조 보온성 원단 {Thermokeeping triple layer clouths have good thermal storage ability and high soft inner part}

본 발명은 축열기능과 이면 소프트성을 갖는 보온성 원단에 관한 것이다.

본 발명은 보온기능과 축열기능을 동시에 가지면서 이면 감촉이 우수한 보온성 원단에 관한 내용이다. 근래 스포츠에 대한 일반인들의 관심이 점차 높아져 각종 레져 및 스포츠를 즐기는 인구가 급증함에 따라 동절기 의류의 고유기능인 보온기능이 한층 강화되고 있으며, 더구나 동절기에는 운동 후 휴식시 체온 저하, 그리고 운동시 흘린 땀의 증발에 따른 한기에 대응하기 위한 신체 보온은 동절기 스포츠의류의 선결과제가 되었다. 또한 상기 기능과 동시에 혹한의 추위에 적극적으로 인체의 체온을 유지시킬 수 있는 특수 보온 소재개발이 요구되고 있다.
이에 따라 보온기능을 갖기 위한 목적으로 폴리프로필렌 소재나 극세사 직물을 이용한 제품이 국내 시장에서 시험적으로 도입되고 있기는 하나 제한적 보온성으로 인하여 과격한 운동 후 휴식시 흘린 땀의 증발 등에 따른 체온저하의 문제점을 해결시켜주지 못하고 있는 실정이다.

한국등록특허공보 제10-0523565호

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본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보온기능을 향상시켜주기 위해 원단상에 축열 기능을 갖는 상전이물질 코팅, 침지시 상전이물질의 표면 돌출로 인하여 촉감이 극히 불량하고 돌출된 상전이물질 부분의 미염색으로 색상이 균일하지 못하는 문제를 해결하는 것이다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 모두 해결할 수 있는 보온기능과 이면촉감, 표면 균염성이 양호한 보온원단을 제공하기 위한 것으로서, 편면 발수가공 원단, 이면 상전이물질 부착, 하부면 소프트성 원단 부착으로 이루어진 축열기능과 이면소프트성이 우수한 3층 구조의 보온성 원단을 제공하고자 한다.
즉, 본 발명은 이형단면사와 중공사의 총함유량이 원단 전체 섬유중량의 30 wt%를 넘으며, 바깥쪽에 편면발수처리(101)되고 이면에는 기모(102)가 형성된 표면층(100); 상기 표면층(100)의 기모(102)가 형성된 면에 상전이물질 3~20 wt%가 건조 및 열처리되어 부착된 축열기능의 상전이 물질층(200); 및 상기 상전이 물질층(200)의 표면층(100)과의 접착면 이면에 도트방식으로 접착되고 상전이 물질층(200)과의 접착면 이면에 기모(301)가 형성되며, 단사섬도 2 denier/filament 이하로 이루어진 부드러운 촉감의 이면층(300);으로 구성된 축열기능과 이면소프트성이 우수한 3층 구조의 보온성 원단을 제공한다.

본 발명의 보온원단은 이면층 촉감과 표면층 발수성이 우수하여 스포츠용 피복 및 침구류 등으로 사용시 쾌적한 착용감을 부여한다. 아울러 본 발명의 보온원단은 단열층과 축열층을 갖고 있어 뛰어난 축열, 보온기능을 갖게 된다.

도 1은 편면 발수가공 원단, 이면 상전이물질 부착, 하부면 소프트성 원단으로 이루어진 축열기능과 이면소프트성이 우수한 3층 구조 보온성 원단을 나타낸 일 실시예로서, 표면층의 이면에 상전이 물질층이 부착되기 전의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 상전이 물질층의 부착상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 PCM 처리원단의 온도변화에 따른 흡열 및 발열상태를 나타낸 그래프이다.

이와 같은 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 3층 이상의 구조로 이루어진 보온성 원단으로서 표면층은 바깥쪽 편면발수가공을 통해 외기 수분의 영향을 차단함과 아울러 편면발수 처리면의 이면에 상전이물질(PCM:Phase Change material) 처리가공을 가능하게 하고, 중간층을 형성하는 상전이 물질층은 발열기능성 물질인 상전이물질을 표면층의 이면에 부착시켜 상전이물질의 상전이 작용으로 인한 신체활동시 체온의 잠열에 의한 축열, 외부 저온 환경 노출시 축열된 열의 방열(전도, 대류, 복사에 의한 열전달)로 체온조절기능을 부여하였고, 이면층은 피부 접촉시 부드러운 느낌을 주면서 보온성을 강화하기 위해 환편직물 등으로 구성함으로서 우수한 축열기능과 이면 소프트성을 갖는 보온성 원단을 제공한다.

이하 본 발명의 제조방법을 첨부된 도면 등을 통하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명은 도 1과 같이 바깥쪽에 편면발수처리된 표면층(100), 축열기능의 상전이 물질층(200) 및 부드러운 촉감의 이면층(300)으로 구성된다.

구체적으로 표면층(100)은 바깥쪽 면을 편면발수가공(101)을 통해 외기 수분의 영향을 차단함과 아울러 이면(102)에 상전이물질 수용액 처리가공을 가능하게 하고, 보온성을 향상하기 위해 기모를 하는 것도 좋다. 상전이 물질층(200)은 발열기능성 물질인 상전이물질을 표면층(100)의 이면(102)에 부착시켜 상전이물질의 상전이로 활동시 체온의 잠열에 의한 축열, 외부 저온 환경 노출시 축열된 열의 방열(전도, 대류, 복사에 의한 열전달)로 체온조절기능을 부여하였고, 이면층(300)은 피부 접촉시 부드러운 느낌을 주면서 보온성을 강화하기 위해 환편직물 등으로 구성하되, 보온성을 향상하기 위해 기모를 하는 것도 좋다. 얻어진 제품은 우수한 축열기능과 이면 소프트성을 갖는 보온성 원단을 제공한다.

그리고 표면층(100)의 원사가 중공사인 경우에는 단열효과가 발생되어 더욱더 보온기능이 향상된다. 사용되는 중공사의 중공율은 20% 이상 되는게 바람직하다. 표면발수 가공은 편면에 발수제 처리를 통해 편면발수성을 부여한다. 통상 발수제 부여량은 0.1~1wt% 범위로 하는 것이 좋다. 편면발수 처리된 면의 이면(102)은 보온성을 향상하기 위해 기모 처리를 하는 것도 좋다.

상전이 물질층(200)의 상전이물질은 표면층(100)의 발수처리가 되지 않는 이면(102)에 상전이물질을 액체에 녹여 편면에만 부여한 후 건조, 열처리를 통해 원단에 부착시키는 통상적인 방법으로 수행된다. 상전이물질의 부여량은 3~20wt% 범위로 하는 것이 좋다.

이면층(300)은 표면층(100)에 상전이 물질층(200)의 상전이물질을 부여한 채 사용시는 이면이 딱딱하여 촉감이 나쁘므로 이를 커버하기 위한 층이다. 이면층은 통상 단사섬도 2 denier/filament 이하의 세섬도사를 쓰는 것이 촉감에 좋으며 신축성을 부여하기 위해 신축성 원단을 쓰는 것이 좋다. 상전이 물질층(200)에 대한 이면층(300)의 접착은 코팅 방식보다 도트방식이 촉감에 유리하다. 보온성을 향상하기 위해 기모 처리를 하는 것이 좋다.

이렇게 하여 얻어진 원단은 기본적으로 보온성이 양호할 뿐만 아니라 체열로 가온후 상온에 방치시 미처리 원단 대비 1~3℃의 온도상승 효과를 나타낸다.

본 발명에 있어서 직편물의 축열에 의한 발열성은 아래와 같은 방법으로 평가 하였다.

<보온성 원단 발영성 측정 방법>

① 표면 온도를 측정 할 수 있는 센서를 직물의 표면에 부착

② 온도 변화에 따른 비교 실험을 위해 미처리 시료와 PCM 처리 시료 두 개 준비

③ 저온(PCM 특징에 맞게 온도 설정)에서 온도 평형을 이룰때까지 방치 후 고온(PCM 특징에 맞게 온도 설정)의 환경 챔버로 이동하여 온도 변화에 따른 흡열 결과를 봄

④ 발열결과는 흡열과 반대로 고온에서 저온으로 이동하여 결과 확인

흡열과 발열 실험 결과는 온도 변화를 주었을 때 미처리 시료와 PCM 처리 시료의 온도 차이가 가장 많이 구간의 결과를 내어줌

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

[실시예 1 ]

경사로서 65d/72f 폴리에스테르, 위사로서 130d/144f, 65d/72f 폴리에스테르 2종을 급사하여 밀도 192개/인치, 중량 365g/m²의 2/2 트윌 삼중직을 제직하였다.

직물을 증점제 첨가한 불소계 발수제를 약 1wt% 편면 처리후 열처리하여 발수처리하였다.

이어 편면발수처리한 직물의 이면에 증점제가 첨가된 상전이물질 약 20wt%를 부착 후 열처리하여 상전이물질을 부착처리하였다.

마지막으로 상전이물질 처리면에 중량 120g/m², 구성원사 75d/72f 폴리에스테르의 폴라폴리스 원단을 접착시켜 본 발명 보온원단을 제조하였다.

제조된 원단의 축열성 평가 결과는 도 3과 같다. 비교 미처리 원단은 중량 114g/m²일반 폴리에스테르 트윌 직물을 사용하였다. PCM 처리 온도원단은 미처리 원단 대비 온도 저하에 따라 최대 2.72℃의 온도 상승효과를 나타냈다(도 3 하단 참조).

100:표면층, 101:편면발수가공, 102:표면층 이면의 기모가공(표면층과 상전이 물질층의 접합 전 상태), 200:상전이 물질층(축열층), 300:이면층, 301:이면층 기모가공, PCM:상전이물질(Phase Change Material)

Claims

이형단면사와 중공사의 총함유량이 원단 전체 섬유중량의 30 wt%를 넘으며, 바깥쪽에 편면발수처리(101)되고 이면에는 기모(102)가 형성된 표면층(100);
상기 표면층(100)의 기모(102)가 형성된 면에 상전이물질 3~20 wt%가 건조 및 열처리되어 부착된 축열기능의 상전이 물질층(200); 및
상기 상전이 물질층(200)의 표면층(100)과의 접착면 이면에 도트방식으로 접착되고 상전이 물질층(200)과의 접착면 이면에 기모(301)가 형성되며, 단사섬도 2 denier/filament 이하로 이루어진 부드러운 촉감의 이면층(300);으로 구성된 축열기능과 이면소프트성이 우수한 3층 구조의 보온성 원단.
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