KR102106530B1 - 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스터사, 아크릴사, 레이온사 중의 섬유사에 그래핀물질이 함유된 그래핀 섬유사(10)와 염색성을 갖도록 한 PP 섬유사(12)를 함께 직조하여 이중직으로 된 이중직 원단(2)을 구성하되, 그래핀 섬유사(10)로는 인체 착용시에 외피에 비해 상대적으로 높은 열전도성을 갖고 인체내 혈류주입량이 일반섬유에 비해 80~150% 향상시키고 피부 터치감이 있는 내피층(4)을 형성하고 PP 섬유사(12)로는 내피에 비해 상대적으로 높은 열보관성을 갖는 외피층(6)을 형성하게 구성하여서, 편직이나 제직과 같은 직조만으로도 그래핀 섬유사(10)로 된 내피층(4)이 인체의 혈류흐름을 좋게 하고 체온의 열전도성이 우수하고 습기와 땀은 신속하게 배출되게 하며 터치감도 뛰어나게 해주며 PP 섬유사(12)로 된 외피층(6)이 그 내피층(4)으로 열전도된 온열이 외부로 빼기지 않도록 해주므로 인체 착용시에 인체의 혈액순환 개선은 물론이고 인체의 온열 보온 및 피부 쾌적성이 우수하게 한 것이다.

Description

인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단{TWO PLY FABIRIC HAVING THERMAL COMFORT OF HUMAN BODY}

본 발명은 이중직 원단에 관한 것으로, 특히 편직이나 제직 등과 같은 직조를 통해서 내피층과 외피층으로 구성하여서 인체 착용시에 인체의 혈액순환 개선과 아울러 온열 보온성 및 피부 쾌적성이 우수하도록 해주는 의류용 이중직 원단에 관한 것이다.

최근 세계의 섬유 소비는 과거의 양적인 성장 위주에서 질적인 성장 위주로 변하고 있으며, 생활수준의 향상으로 인해 다양한 여가 생활을 즐기고 있는 사람들이 증가하고 있다. 이는 의류를 중심으로 한 섬유시장이 소득수준의 향상과 생활양식의 다양화 속에서 양적인 성장보다는 다양화, 개성화, 고급화 방향으로 추진되고 있기 때문이다.

이러한 추세에 발맞추기 위해 기능성 제품은 직물의 표면개질이나 표면 기능성 제조처리부여, 두 겹 직물을 접착방법, 기능성 코팅, 편면발수가공 등과 같은 방법으로 다양한 기능성이 부여되고 있다. 그러나 이러한 방법은 복합적 기능성 부여가 제한적이고 획일적이며 편향적인 제품이 많다.

그러므로 복합적 기능성을 가진 제품을 개발하되 제직이나 편직과 같은 직조만으로도 인체 착용시에 인체의 혈액순환 개선과 아울러 온열 보온성 및 피부 쾌적성이 우수하도록 해주는 기능성 원단이 구현된다면 관련된 많은 사람들로부터 큰 호응을 얻을 수 있을 것이다.

등록특허공보 제10-1384754호 "원적외선 및 음이온이 방사되는 기능성원단 및 그를 이용한 의류"

따라서 본 발명의 목적은 직조만을 통해서 내피층과 외피층으로 된 이중직을 구성하여서 인체 착용시에 인체의 혈액순환 개선과 아울러 온열 보온성 및 피부 쾌적성이 우수하도록 해주는 의류용 이중직 원단을 제공함에 있다.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 외피층과 내피층으로 구성된 의류용 이중직 원단에 있어서, 폴리에스터사, 아크릴사, 레이온사 중의 섬유사에 그래핀물질이 함유된 그래핀 섬유사(10)와 염색성을 갖도록 한 PP 섬유사(12)를 함께 직조하여 이중직으로 된 이중직 원단(2)을 구성하되, 그래핀 섬유사(10)로는 인체 착용시에 외피에 비해 상대적으로 높은 열전도성을 갖고 인체내 혈류주입량이 일반섬유에 비해 80~150% 향상시키고 피부 터치감이 있는 내피층(4)을 형성하고 PP 섬유사(12)로는 내피에 비해 상대적으로 높은 열보관성을 갖는 외피층(6)을 형성하며,

내피층(4)으로 형성된 그래핀 섬유사(10)에는 섬유원사에 그래핀 물질이 0.5~2 중량%로 함유되게 구성하고, 외피층(6)으로 형성된 PP 섬유사(12)에는 1~40㎚입자크기의 미세 다기공입자물질이 함유되게 구성하여 인체 착용시 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖도록 함을 특징으로 하는 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단이다.

또한 본 발명은, PP 섬유사(12)에 염색성이 있도록 함유된 미세 다기공입자물질은 다기공성 알루미나, 다기공성 은, 제올라이트, 세리사이트, 장호석, 일라이트의 중의 하나 이상으로서 2.5~3.5중량%로 함유되게 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 편직이나 제직과 같은 직조만을 통해서 인체의 혈류흐름을 좋게 하고 체온의 열전도성을 높으며 습기와 땀은 신속하게 배출되게 하며 터치감도 뛰어난 내피층과 그 내피층으로 열전도된 온열이 외부로 빼기지 않도록 해주는 PP 섬유사로된 외피층으로 된 이중직 원단을 구성하여서 인체 착용시에 인체의 혈액순환 개선은 물론이고 인체의 온열 보온 및 피부 쾌적성이 우수하도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단의 개략 구성도,
도 2는 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단의 구체 예시 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 의류용 이중직 원단을 이용하여 제조된 양말의 구현 일예 사진도,

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 제직이나 편직과 같은 직조만을 통해서 인체의 혈액순환 개선은 물론이고 인체의 온열보호 및 피부 쾌적성을 갖도록 의류용 이중직 원단을 구현한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단(2)의 개략 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단(2)의 구체 예시 구성도이다.

본 발명에서는 제직이나 편직과 같은 직조만으로 도 1에 도시된 바와 같은 내피층(4)과 외피층(6)으로 구성되는 의류용 이중직 원단(2)을 제조한다.

의류용 이중직 원단(2)은 이중직 직조를 통해서 도 2의 경위사를 갖는 일예와 같은 조직에 내피층(4)과 외피층(6)으로 제조된다.

의류용 이중직 원단(2)이 내피층(4)와 외피층(6)으로 된 이중직 조직을 구성함에 있어, 내피층(4)은 섬유원사에 그래핀물질이 함유되게 하여서 인체의 혈류흐름을 좋게 하고 체온의 열전도성을 높으며 습기와 땀은 신속하게 배출되게 하며 부드러운 섬유원사로 인해 터치감도 뛰어나게 구현하며, 외피층(6)은 열전도율이 공기에 가깝도록 낮은 폴리프로필렌 섬유사(poly proplene yarn: 이하 'PP 섬유사'로 칭함)로 구성하여서 인체착용시에 내피층(4)으로 열전도된 온열이 외부로 쉽게 빼기지 않도록 해준다.

보다 구체적으로 설명하면, 의료용 이중직 원단(2)의 내피층(4)은 인체에 착용시에 피부와 닿거나 근접한 부분으로서 대체로 부드러운 촉감의 섬유사들이 섬유원사로 구성된다. 즉 부드러운 촉감을 갖는 섬유원사로된 내피층(4)은 폴리에스터사, 아크릴사, 레이온사 중의 하나나 그 이상의 섬유원사들로 구성된다.

더욱 중요하게도 내피층(4)을 구성하는 그래핀 섬유사(10)는 폴리에스터사, 아크릴사, 레이온사 중의 섬유원사에 그래핀(graphene) 물질이 0.5~2 중량% 함유되게 구성한다.

본 발명에 따른 상기 그래핀 섬유사(10)는 그래핀 물질이 섬유원사에 0.5~2 중량% 함유되므로 인체의 혈류흐름을 좋게 하고 체온의 열전도성을 높으며 습기와 땀은 신속하게 배출되게 한다.

본 발명에 따른 그래핀 물질은 유전자배위 조립법으로 얻는다. 즉 옥수수 자루의 속대에 다기공질 섬유소에서 섬유소 체인을 얻고 금속 원자에 결합하여 탄화처리한 후 전화 및 정제시켜서 나노사이즈 입자의 바이오매스 그래핀을 얻고 이를 처리용매에 투입하여서 액상의 그래핀 물질을 얻을 수 있다. 이러한 액상의 그래핀 물질을 내피용 섬유사재질 소재의 융용 방사시에 혼입하여서 그래핀 섬유사(10)를 얻는다.

본 발명에서 그래핀물질이 0.5 중량% 미만이면 그래핀 고유의 성능발현이 어려우며 2 중량%를 초과하게 되면 내피용 섬유원사들이 검은색 계열형태를 띄게 되므로 내피층(4)의 염색성 발현을 힘들게 한다.

섬유원사에 그래핀 물질이 0.5~2 중량% 함유된 본 발명의 그래핀 섬유사(10)는 20∼35℃ 실온 상태에서 파장이 6∼14㎛의 원적외선에 대한 흡수율이 88%이상이다.

파장이 5∼14㎛의 적외선은 '생명의 광원'이라고 불리울 정도로 좋은 요소로서 물분자 분해, 혈액순환 개선, 세포 활성화 촉진, 신진대사 촉진에 효과가 있다. 그러므로 본 발명에서 내피층(4)을 형성하는 그래핀 섬유사(10)가 그 파장이 6∼14㎛으로서 강력한 저온 원적외선 기능을 나타내므로 피부 표준 온도를 개선하고 모세혈관 확장, 혈액 순환 개선, 조직간 신진대사 강화, 경락 소통효과, 면역력 강화에 도움을 준다.

즉, 본 발명의 그래핀 섬유사(10)로 된 섬유를 인체 착용시에 파장이 6∼14㎛의 원적외선을 인체 깊숙한 곳까지 침투시켜 짧은 시간에 빠른 체온 상승을 돕는다. 또한 피부표면의 온도를 올려주는 것이 아닌 내부 심부 체온을 상승시켜준다. 따라서 열의 직접 전달을 최소화하여 온열을 하므로 여름에도 이용이 수월하다.

상기 그래핀 섬유사(10)로 제조된 팬츠와 일반섬유사로 제조된 팬츠를 착용한 후 실온 28℃에서 실험자의 팔부위를 레이저 도플러 혈류 측정기를 사용하여 매회차 실험시간을 5분으로 하여 비교 실험한 결과 테이블은 하기 표 1과 같다.

검사항목	일반섬유	그래핀 섬유(본발명)	비교결과(향상율)
혈류 주입량	7.67	18.5	141.34%
운동혈구 집중정도	23.91	38.68	61.73%
세포의 운동속도	33.77	50.67	50.07%
피부 온도	30.16	31.43	4.21%

그래핀 섬유사(10)를 착용후 측정결과는 표 1에서와 같이, 일반 섬유보다 혈류 주입량이 141.34%(80~150%)가 향상, 혈류운동의 혈구의 집중 정도는 61.73% 향상, 세포의 운동속도는 50.07% 향상, 피부 온도는 4.21% 향상시키는 결과를 보여주었다.

본 발명에 따라 내피층(4)을 구성하는 그래핀 섬유사(10)는 구성성분인 그래핀물질 자체가 우수한 열전도체이다. 그 열전도율 수치가 5,000W/(m.K)에 이르므로 열에너지를 급속히 발산시키며, 전자가 그래핀 투과에 저항력이 없어서 이 과정에서 발생한 마찰 열량은 미세하다. 본 발명의 그래핀 섬유사(10)는 그래핀물질의 이러한 특성을 활용하므로 인체 피부에서 발생되는 습기와 땀을 신속하게 흡수하여 공기중에 발산한다. 그러므로 친환경 섬유로서 피부가 호흡할 수 있게 하여 쾌적함을 준다.

이러한 그래핀 섬유사(10)로 된 내피층(4)은 인체 착용시 인체의 혈액순환 개선 및 습기와 땀의 신속한 발산에 의한 피부 쾌적성을 부여하지만, 그래핀 섬유사(10)에 함유된 그래핀물질의 열전도율이 너무 높아서(구리의 열전도도는 약 401 W/(mK)임) 그에 의한 너무 신속한 열전도가 인체온도의 보온성을 유지할 필요가 있을 경우에는 단점이 될 수 있다.

그래서 본 발명에서는 의류용 이중직 원단(2)의 외피층(6)을 구성함에 있어 열전도율이 0.1∼0.22 W/(mK)로서 매우 낮은 열전도율을 갖는 PP 섬유사로 구성하여서 인체착용시에 내피층(4)으로 열전도된 온열이 외부로 쉽게 빼기지 않게 한다. 참고로 열전도율이 매우 낮은 공기의 열전도율이 0.025 W/(mK)이다.

외피층(6)을 구성하는 PP 섬유사(12)는 거의 공기에 가까울 정도로 열전도율이 낮아 보온성이 탁월하다.

이러한 본 발명의 PP 섬유사(12)는 모든 합성섬유 중 가장 가볍고 정전기 발생이 없어 착용감 편안하며, 열전도도가 낮아 보온성이 탁월하고 최적의 흡한·속건 기능을 가져서 본 발명에 따른 의류용 이중직 원단(2)의 외피층(6)으로 적합한 장점이 있다.

하지만 PP소재는 그 특성상 완전 결정질 구조이고 소수성을 띄고 있는바 염색이 거의 되지 않고 매끄러우며 수분을 함유하지 못하는 관계로 실끊어짐 현상이 잦아 제직성이나 편직성이 좋지 못하므로 PP 섬유사를 의류용 섬유에 적용하여 사용하기가 힘들고 비록 직조를 한다고 해도 견뢰도(내구성이나 세탁견뢰도 등)가 좋지 않아 실용화나 상용화가 쉽지 않는 실정이다.

그래서 본 발명에서는 PP 섬유사(12)가 의류용 이중직 원단(2)의 외피층(6)으로서 사용될 수 있도록 제직성이나 편직성이 좋도록 할 수 있고 염색성을 갖도록 구현할 수 있도록 PP 섬유사(12)에 1~40㎚입자크기의 미세 다기공입자물질을 함유하는 구성을 갖는다.

본 발명에 따라 PP 섬유사(12)에 함유되는 미세 다기공입자물질은 다기공성 알루미나, 다기공성 은, 제올라이트, 세리사이트, 장호석, 일라이트의 중의 하나 또는 그 이상으로 구성된다.

미세 다기공입자물질을 함유한 PP 섬유사(12)는 PP소재를 용융방사 시에 미세 다기공입자물질들을 용융압출기에 함께 투입함으로써 PP 섬유사에 미세 다기공입자물질들이 분포되게 구성한다.

PP섬유사(12)에 미세 다기공입자물질을 함유하게 되면 PP사의 마찰력을 높혀주게 되며 실끊어짐도 줄여주는 역할을 담당한다. 또 본 발명의 PP 섬유사를 염색처리할 경우 염색물질분자가 PP 섬유사에 분포된 미세 다기공입자 물질의 기공 공간에 침투되므로 PP 섬유사의 가염성을 높혀준다.

본 발명에서는 이러한 미세 다기공입자물질이 2.5~3.5중량% 범위로 조성되는데, 이러한 조성범위는 PP섬유사의 실끊어짐이 최소화되며 세탁이나 충격 견뢰도, 염색견뢰도를 포함한 섬유 관련 견뢰도가 양호함과 동시에 PP섬유사의 염색성 발현이 가장 적절하게 함을 본원 발명자가 확인하였다.

본 발명에서 외피층(6)이 열전도도가 낮은 PP 섬유사로 구성하되 미세다기공입자물질을 함유하여서 가염성을 갖도록 함과 동시에 미세다기공 입자물질내에 수분이 머금어 지도록 해주어서 제직이나 편직성을 가지며 견뢰도가 양호하도록 하여서 직조가 가능하고 염색이 가능케 하며 인체착용시에 내피층(4)으로 아주 빠르게 열전도된 온열이 외피층(6)의 보호작용으로 외부로 너무 쉽게 빼기지 않도록 해준다.

전술한 바와 같이 제조된 본 발명의 의류용 이중직 원단(2)은 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖을 수 있으며 착용시에 피부 터치감이 좋고 몸의 온기가 외부로 쉽게 빼기지 않게 해준다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 의류용 이중직 원단(2)을 이용해서 양말을 제조한 구현 일예 사진도로서, 양말의 겉면과 속면을 함께 찍은 사진이다.

도 3의 사진내 양말에서, 왼쪽이 양말의 속면으로서 의류용 이중직 원단(2)의 그래핀 섬유사(10)로 된 내피층(4)을 드러낸 상태이고 오른쪽이 양말의 겉면으로서 의류용 이중직 원단(2)의 PP 섬유사(12)로 된 외피층(6)을 드러낸 상태이다.

도 3과 같은 본 발명의 실시예에 따른 양말을 수 개월간 신어 본 체험자가 혈액순환에도 좋고 하지 정맥류 증상이 사라지며 각질도 제거가 되는 것을 경험한 예가 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)-- 의류용 이중직 원단 (4)-- 내피층
(6)-- 외피층 (10)-- 그래핀 섬유사
(12)-- PP 섬유사

Claims (2)

1. 외피층과 내피층으로 구성된 의류용 이중직 원단에 있어서,
   폴리에스터사, 아크릴사, 레이온사 중의 섬유사에 그래핀물질이 함유된 그래핀 섬유사(10)와 염색성을 갖도록 한 PP 섬유사(12)를 함께 직조하여 이중직으로 된 이중직 원단(2)을 구성하되, 그래핀 섬유사(10)로는 인체 착용시에 외피에 비해 상대적으로 높은 열전도성을 갖고 인체내 혈류주입량이 일반섬유에 비해 80~150% 향상시키고 피부 터치감이 있는 내피층(4)을 형성하고 PP 섬유사(12)로는 내피에 비해 상대적으로 높은 열보관성을 갖는 외피층(6)을 형성하며,
   내피층(4)으로 형성된 그래핀 섬유사(10)에는 섬유원사에 그래핀 물질이 0.5~2 중량%로 함유되게 구성하고, 외피층(6)으로 형성된 PP 섬유사(12)에는 1~40㎚입자크기의 미세 다기공입자물질이 함유되게 구성하여 인체 착용시 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖도록 함을 특징으로 하는 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단.
   
2. 제1항에 있어서, PP 섬유사(12)에 염색성이 있도록 함유된 미세 다기공입자물질은 다기공성 알루미나, 다기공성 은, 제올라이트, 세리사이트, 장호석, 일라이트의 중의 하나 이상으로서 2.5~3.5중량%로 함유되게 구성함을 특징으로 하는 인체의 혈액순환 개선 및 피부 쾌적성을 갖는 의류용 이중직 원단.

Images