KR102461958B1 - 때밀이 수건 - Google Patents

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KR102461958B1
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Abstract

본원은 제 1 원단; 상기 제 1 원단의 상단에 분산되어 배치된 광촉매 입자; 및 상기 제 1 원단의 상단에 형성된 제 2 원단을 포함하는 때밀이 수건에 대한 것이다.

Description

때밀이 수건 {TOWEL FOR BODY SCRUBBING}
본원은 때밀이 수건에 관한 것이다.
때밀이 수건은 까칠한 형상을 갖는 수건으로서, 일반적인 수건과 달리 물기를 제거하지 않고 피부 표면의 때를 제거하여 시원함을 주는 세면 도구를 의미한다.
그러나 이러한 때밀이 수건은 실제 사용시 피부 표면의 각질 하부의 표피층, 진피층 등을 손상시킬 수 있어 피부 질환을 야기할 수 있고, 때밀이 수건에서 곰팡이가 번식하거나 진물에서 유래된 세균이 번식하는 등의 문제가 존재한다.
본원의 배경이 되는 기술인 한국 등록특허공보 제10-1788000호는 때밀이타월 제조 방법에 대한 것이다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 때밀이 수건 및 이의 제조 방법을 제공한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 제 1 원단, 상기 제 1 원단의 상단에 분산되어 배치된 광촉매 입자, 및 상기 제 1 원단의 상단에 형성된 제 2 원단을 포함하는 때밀이 수건에 있어서, 상기 제 2 원단은 0.5 데니어의 나일론 실 및 상기 나일론 실을 100 TPM(turns per minute) 내지 300 TPM 의 속도로 감긴 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 포함하고, 상기 때밀이 수건의 표면 거칠기 Ra 는 1 μm 내지 10 μm 인, 때밀이 수건을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 원단은 소수성 폴리에스테르 섬유를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자의 직경은 50 nm 내지 100 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는 300 nm 내지 400 nm 파장의 빛이 조사됨으로써 오염 물질을 광분해할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 오염 물질은 각질, 곰팡이, 진물, 및 세균을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 원단 상에 분산된 상기 광 촉매 입자의 입자 밀도는, 500 개/μm2 내지 1,000 개/μm2 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는, 상기 제 1 원단 상에 불규칙하게 분산된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 나일론 실을 감는 비스코스 레이온 실은 닥나무 껍질 실과 함께 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본원의 제 2 측면은, 상기 제 1 측면에 따른 때밀이 수건의 제조 방법에 있어서, 소수성 필라멘트 섬유를 직조하여 제 1 원단을 형성하는 단계, 상기 제 1 원단 상에, 불규칙하게 광촉매 입자를 분산시키는 단계, 0.5 데니어의 나일론 실 상에 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 100 TPM 내지 300 TPM 의 속도로 감아 제 2 원단의 원사를 형성하는 단계, 상기 제 2 원단의 원사를 직조하여 제 2 원단을 형성하는 단계, 상기 제 1 원단 상에 제 2 원단을 배치하는 단계, 및 상기 제 1 원단 및 상기 제 2 원단을 고정시키는 단계를 포함하는, 때밀이 수건의 제조 방법에 대한 것이다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
본원에 따른 때밀이 수건은 나일론 섬유를 심지로 하여 표면에 비스코스 레이온 섬유가 감긴 섬유로 구성된 제 2 원단을 포함하는 것이다. 나일론 섬유에 의해, 물에 젖으면 강도가 약해지는 비스코스 레이온 섬유의 약한 강도를 보완할 수 있고, 수축되더라도 나일론 섬유에 의해 구조가 어느 정도 유지될 수 있다.
또한, 상기 때밀이 수건은 광촉매 입자를 포함하여 때나 진물 등을 제거할 수 있고, 사용 환경이나 진물 등에 의해 번식하는 세균이나 곰팡이를 제거할 수 있어 위생적이다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 때밀이 수건의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
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, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하, 본원의 때밀이 수건 및 이의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 제 1 원단, 상기 제 1 원단의 상단에 분산되어 배치된 광촉매 입자, 및 상기 제 1 원단의 상단에 형성된 제 2 원단을 포함하는 때밀이 수건에 있어서, 상기 제 2 원단은 0.5 데니어의 나일론 실 및 상기 나일론 실을 100 TPM(turns per minute) 내지 300 TPM 의 속도로 감긴 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 포함하고, 상기 때밀이 수건의 표면 거칠기 Ra 는 1 μm 내지 10 μm 인, 때밀이 수건을 제공한다.
일반적으로, 때밀이 수건은 표면이 거친 비스코스 레이온 실을 사용하여 제조된 것이다. 이와 관련하여, 때밀이 수건을 사용하여 사람의 피부를 미는 과정에서 상기 때밀이 수건의 표면의 거칠음에 의해 피부 표면의 각질, 땀, 피지, 외부 미세 먼지 등이 결합한 때가 제거될 수 있다.
이와 같은 때밀이 수건은, 피부 표면의 오염 물질인 때를 제거하면서 시원한 느낌을 줄 수 있으나, 표면 거칠기에 의해 피부 표면의 각질층 하단의 영역, 즉 표피층, 진피층 등을 손상시킬 수 있어 각종 피부 질환을 야기할 수 있는 문제가 있고, 섬유 사이의 때 등이 제거되지 않고 남아 습기에 의해 부패되거나 세균이 번식할 수 있는 등의 문제가 있으며, 지속적으로 사용시 물에 의해 수축되어 사용하면 할수록 사용에 불편함을 주는 문제가 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 때밀이 수건의 마찰계수는 0.4 내지 0.6 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 따른 마찰 계수는, 물체와 물체 사이의 접촉면에 작용하는 마찰력의 크기를 결정하는 무차원의 값을 의미한다. 때밀이 수건의 경우 마찰계수가 크면 클수록 표면이 억세고 거칠며 피부에 자극적인 구조룰 갖는 것으로 알려져있다.
이러한 마찰계수는 접촉면의 형태 등에 영향을 받을 수 있으며, 예를 들어 나무와 철 사이의 마찰계수도 나무의 표면이 매끈한지와 거친지에 따라 상이한 값이 측정될 수 있다.
본원에 따른 때밀이 수건은, 표면 거칠기 Ra 가 1 μm 내지 10 μm 이고, 광촉매 입자를 포함하고, 내부에 나일론 실을 포함하는 등의 구조를 갖는 것으로서, 이를 통해 일반적인 때밀이 수건의 문제점을 극복할 수 있다.
본원에 따른 표면 거칠기 Ra 는, 때밀이 수건의 표면 조도 그래프에서 중심이 되는 기준 길이를 설정하고, 이 때 상기 기준 길이보다 낮은 영역(즉 패인 영역)과 높은 영역(즉 다른 물질이 존재해 솟아오른 영역)을 적분하여 얻은 값으로서, 산술 평균 조도라고 한다. 상기 Ra 가 작을수록 평평함을 의미할 수 있다.
이와 관련하여, 시중에서 판매되는 때밀이 수건은 실로 직조되어 표면 거칠기 Ra 가 0 이나 비스코스 레이온 원단과 피부 사이의 마찰력을 통해 피부 표면의 때를 제거할 수 있다. 그러나, 본원에 따른 때밀이 수건은 후술할 광촉매 입자에 의해 일반적인 때밀이 수건 대비 표면 거칠기 Ra 가 클 수 있으나, 때밀이 수건을 이용하여 피부를 밀 때 광촉매 입자에 힘이 집중됨으로써 보다 적은 힘으로도 때밀이 수건과 피부 사이의 마찰력이 향상되어 때 제거에 용이하다.
본원에 따른 데니어는, 섬유의 굵기(섬도)를 나타내기 위한 단위로서, 섬유 9,000 m 의 질량을 의미한다. 즉 데니어 단위가 클 수록 섬유의 굵기가 굵고, 반대로 작을수록 섬유의 굵기가 얇을 수 있다.
본원에 따른 제 2 원단의 나일론 실은 0.5 데니어로서, 나일론의 비중을 고려하면 상기 제 2 원단의 나일론 실의 지름은 약 50 μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 나일론 실을 감는 비스코스 레이온 실은 닥나무 껍질 실과 함께 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때 상기 닥나무 껍질 실은, 닥나무 껍질에 의해 제조된 실 또는 닥나무 껍질을 가공하여 제조된 실을 모두 포함하는 것으로서, 상기 닥나무 껍질 실은 항균성이 좋아 세균 증식을 억제할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 닥나무 껍질 실의 두께는, 상기 비스코스 레이온 실의 두께와 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
즉, 본원에 따른 제 2 원단의 나일론 실은, 비스코스 레이온 실 및 닥나무 껍질 실에 의해 감겨질 수 있고, 특별한 기재가 없는 한 본원 명세서 전체에서 제 2 원단의 비스코스 레이온 실은 닥나무 껍질 실과 함께 사용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 원단은 상기 제 1 원단의 하부에도 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 제 1 원단은 상기 제 2 원단에 의해 둘러쌓일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 원단은 나일론 실 및 비스코스 레이온 실을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 일반적인 비스코스 레이온 실은 물에 의해 수축되고 강도가 약해지기 때문에, 비스코스 레이온 100%로 제조된 때밀이 수건은 지속적으로 사용하다보면 점차 수축되면서 강도가 약해져 찢어지는 등의 문제가 존재한다. 또한, 나일론 실은 장시간 뜨거운 물에 노출시키면 수축되는 문제가 존재하여 목욕탕 등에서 장시간 사용이 어려운 문제가 있다.
그러나, 본원에 따른 때밀이 수건의 표면에 드러난 제 2 원단은, 나일론 실을 심지로 비스코스 레이온 실이 감긴 실에 의해 직조된 것으로서, 비스코스 레이온이 물에 의해 수축되더라도 심지인 나일론 실에 의해 수축 정도가 제한되고, 나일론 실의 강도에 의해 표면이 부분적으로 찢어지더라도 제 2 원단 자체가 해지지 않는다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 원단은 소수성 폴리에스테르 섬유를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 원단의 지름은, 10 μm 내지 50 μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이는 상기 소수성 폴리에스테르 섬유가 0.1 데니어 내지 0.5 데니어임을 의미한다.
상기 제 2 원단을 투과한 물방울이 상기 소수성 폴리에스테르 섬유의 표면 상에 위치 또는 상기 소수성 폴리에스테르 섬유의 표면에 접촉하더라도 섬유의 소수성에 의해 주변의 다른 물방울과 응집될 수 있고, 이로 인해 상기 제 2 원단을 통과한 물방울이 상기 제 1 원단에 접촉할 경우 외부로 배출될 수 있고, 후술하겠지만 상기 물방울의 배출은 상기 제 2 원단 사이로 침투한 세균 등이 번식하는 것을 억제할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자의 직경은 50 nm 내지 100 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는 300 nm 내지 400 nm 파장의 빛이 조사됨으로써 오염 물질을 광분해할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광촉매 입자들은 상기 제 1 원단 상에 응집되어 존재할 수 있으나, 상기 광촉매 입자들이 제조 과정 중 서로 응집되더라도 빛에 의해 오염 물질을 광분해하는 성질은 그대로 유지될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 응집된 광촉매 입자의 직경은 1 μm 내지 5 μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 응집된 광촉매의 직경이 5 μm 보다 클 경우, 크기가 작은 응집된 광촉매에 비해 표면적이 감소할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 때밀이 수건은 상기 제 1 원단의 하단에 분산되어 배치된 광촉매 입자를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
광촉매 입자의 경우, 상기 제 2 원단의 틈으로 빠져나갈 가능성이 있다. 그러나, 상기 제 1 원단 상에 분산되어 배치된 광촉매 입자는 응집되어 하나의 광촉매 입자에 비해 크기가 크기 때문에, 상기 제 2 원단이 직조되면서 형성된, 원사와 원사 사이의 틈으로 빠져나가지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 오염 물질은 각질, 곰팡이, 진물, 및 세균을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 때밀이 수건을 사용하여 때를 밀 경우, 때밀이 수건의 섬유 사이 사이에 때(각질)가 낄 뿐만 아니라, 물이 충분히 빠지지 않아 습한 환경에서 자라나는 곰팡이 및 세균, 및 피부의 상처에서 나온 진물 등이 때밀이 수건에 묻을 수 있다. 종래의 때밀이 수건은 물을 이용하여 진물을 제거할 수 있었으나, 섬유 사이에 낀 때나, 곰팡이 및 세균을 제거하기 위해서는 삶거나 세재 등을 이용할 필요가 있었다. 그러나, 본원에 따른 때밀이 수건은 빛을 통해 오염 물질을 제거할 수 있는 광촉매 입자를 포함하여 곰팡이, 세균, 및 진물의 제거가 용이하다. 또한, 후술하겠지만 불규칙하게 분산되고 서로 응집된 광촉매 입자에 의해 섬유와 섬유 사이로 때가 진입하지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는, 표면에 금속이 증착되거나 내부에 금속이 포함된 이산화티타늄 입자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때 상기 금속은 Cr 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 광촉매 입자는, 테트라부틸 티타네이트를 에탄올에 용해시키고, 염산을 천천히 적하하고, 이어서 크롬 아세틸아세토네이트를 첨가하여 제조된 것이다.
상기 광촉매 입자는 빛을 통해 상기 때밀이 수건 사용 후 수건의 표면, 즉 제 2 원단의 섬유 사이 및 제 1 원단에 침투된 오염 물질을 제거할 수 있다. 이 때, 상기 이산화티타늄 입자의 표면에 증착된 Cr 또는 내부에 포함된 Cr 은 상기 이산화티타늄 입자가 받을 수 있는 빛의 파장을 넓힐 수 있고, 이를 통해 오염 물질의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는, TiO2 가 분산된 용액에, Cr 전구체를 혼합하고, 60℃ 및 50 mmHg 에서 증발시킴으로써 형성된 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 원단 상에 분산된 상기 광 촉매 입자의 입자 밀도는, 500 개/μm2 내지 1,000 개/μm2 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때 상기 광 촉매 입자의 입자 밀도는 응집되지 않은 광촉매 입자의 밀도로서, 응집된 광촉매 입자의 밀도는 500 개/μm2 내지 1,000 개/μm2 보다 낮다.
예를 들어, 상기 광 촉매 입자의 입자 밀도는, 약 500 개/μm2 내지 약 1,000 개/μm2, 약 600 개/μm2 내지 약 1,000 개/μm2, 약 700 개/μm2 내지 약 1,000 개/μm2, 약 800 개/μm2 내지 약 1,000 개/μm2, 약 900 개/μm2 내지 약 1,000 개/μm2, 약 500 개/μm2 내지 약 600 개/μm2, 약 500 개/μm2 내지 약 700 개/μm2, 약 500 개/μm2 내지 약 800 개/μm2, 약 500 개/μm2 내지 약 900 개/μm2, 약 600 개/μm2 내지 약 900 개/μm2, 또는 약 700 개/μm2 내지 약 800 개/μm2 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는, 상기 제 1 원단 상에 불규칙하게 분산된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때 상기 불규칙하게 분산된 광촉매 입자는 응집된 것으로서, 광촉매 입자 각각은 다른 광촉매 입자와 응집되되, 광촉매 입자 집단(응집된 광촉매 입자)은 서로 불규칙하게 분산된 것이다.
상기 응집된 광촉매 입자는 상기 제 1 원단에 특정한 패턴을 이루지 않고 랜덤하게 분산되어 존재하는 것이다. 이로 인해, 상기 때밀이 수건은, 상기 광촉매 입자에 의해 불규칙한 표면을 가질 수 있고, 상기 불규칙한 표면에 의해 때가 섬유 사이에 진입하는 것을 억제할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자가 분산 배치된 제 1 원단은, 접착제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 접착제는, 상기 제 1 원단과 상기 제 2 원단이 분리되지 않도록 접착시키는 역할을 수행하고, 상기 광촉매 입자들의 응집에 일부 기여할 수 있다.
또한, 본원의 제 2 측면은, 상기 제 1 측면에 따른 때밀이 수건의 제조 방법에 있어서, 소수성 폴리에스테르 섬유를 직조하여 제 1 원단을 형성하는 단계, 상기 제 1 원단 상에, 불규칙하게 광촉매 입자를 분산시키는 단계, 0.5 데니어의 나일론 실 상에 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 100 TPM 내지 300 TPM 의 속도로 감아 제 2 원단의 원사를 형성하는 단계, 상기 제 2 원단의 원사를 직조하여 제 2 원단을 형성하는 단계, 상기 제 1 원단 상에 제 2 원단을 배치하는 단계, 및 상기 제 1 원단 및 상기 제 2 원단을 고정시키는 단계를 포함하는, 때밀이 수건의 제조 방법에 대한 것이다.
본원의 제 2 측면에 따른 때밀이 수건의 제조 방법은 상기 제 1 측면에 따른 때밀이 수건을 제조하는 방법에 대한 것으로서, 상기 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 원단을 형성하는 단계 및 상기 제 2 원단을 형성하는 단계는 독립적으로 수행될 수 있다.
먼저, 소수성 폴리에스테르 섬유를 직조하여 제 1 원단을 형성한다.
이와 관련하여, 상기 소수성 폴리에스테르 섬유는, 소수성 구조로 패터닝된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 제 1 원단을 구성하는 소수성 폴리에스테르 섬유는, 소수성 폴리에스테르 원섬유의 표면이 나노 단위의 요철(凹凸)을 갖도록 식각된 것이다. 상기 원섬유의 일부 영역이 요철 구조로 식각된 소수성 폴리에스테르 섬유는, 물과 접촉하면 요철 구조에 의해 물이 물방울로 변형되어 외부 배출이 용이할 수 있다.
상기 제 1 원단은 상기 소수성 폴리에스테르 섬유가 직조된 것으로서, 직조 과정에서 상기 요철 구조가 부분적으로 노출될 수 있기 때문에, 소수성 폴리에스테르 섬유의 소수성이 유지될 수 있다.
이어서, 상기 제 1 원단 상에 불규칙하게 광촉매 입자를 분산시킨다.
상기 제 1 원단 상에 상기 광촉매 입자가 분산된 용액을 도포한 후 용매를 제거함으로써 상기 제 1 원단 상에 광촉매 입자를 배치할 수 있고, 이 때 용액 도포 및 용매 제거 과정에서 일부 광촉매 입자들이 응집된다.
이 때 광촉매 입자들은 불규칙하게 분산되나, 용매가 제거되는 과정에서 인접한 광촉매 입자들끼리 응집될 수 있고, 응집된 광촉매 입자들은 제 1 원단 상에 불규칙하게 분산되어 배치되는 것일 수 있다.
상기 제 1 원단의 형성 및 광촉매 입자의 분산과 동시에 또는 별도로, 0.5 데니어의 나일론 실 상에 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 100 TPM 내지 300 TPM 의 속도로 감아 제 2 원단의 원사를 형성하고 상기 제 2 원단의 원사를 직조하여 제 2 원단을 형성하였다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 나일론 실 상에 상기 비스코스 레이온 실을 감는 단계는, 상기 나일론 실의 표면이 외부로 노출되지 않도록, 상기 비스코스 레이온 실을 감는 것을 의미한다.
앞서 상술하였듯 상기 나일론 실 상에 감기는 비스코스 레이온 실은 닥나무 껍질 실을 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 나일론 실 상에 비스코스 레이온 실을 감는 속도는 100 TPM 내지 300 TPM 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 상기 감는 속도는 제조 시간뿐만 아니라 완성된 제 2 원단의 원사의 강도나 나일론 실의 표면 유출 정도 등과 연관될 수 있다.
이 때, 상기 나일론 실 상에 감기는 비스코스 레이온 실 및 닥나무 껍질 실은, 서로 교번하여 감기거나, 비스코스 레이온 실이 먼저 감긴 후 닥나무 껍질 실이 감기거나, 닥나무 껍질 실이 먼저 감긴 후 비스코스 레이온 실이 감기거나, 또는 불규칙한 패턴을 갖도록 감길 수 있다.
상기 감는 속도가 100 TPM 미만일 경우, 상기 비스코스 레이온 실이 느슨하게 감겨 강도가 저하되고, 나일론 실과 비스코스 레이온 실 사이에 오염 물질이 침투되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 감는 속도가 300 TPM 을 초과할 경우 감기는 과정에서 마찰이 발생해 부분적으로 나일론 실의 표면이 외부로 드러나는 것이 확인되었다.
이어서, 상기 제 1 원단 상에 상기 제 2 원단을 배치하고, 상기 제 1 원단 및 상기 제 2 원단을 고정시킨다.
본원에 따른 제 1 원단 상에 상기 제 2 원단을 배치하는 과정은, 두 필의 제 2 원단의 사이에 상기 제 1 원단을 배치하는 공정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 원단/제 1 원단/제 2 원단의 구조를 갖는 구조체를 형성하고, 상기 세 원단의 직조 과정에서 발생한 틈 및 실을 이용하여 고정하거나, 또는 상기 제 1 원단 및 상기 제 2 원단 사이에 접착제를 배치하고 열처리함으로써 제 1 원단과 제 2 원단은 고정될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 접착제는 상기 제 1 원단의 가장자리에 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 접착제는, 실리카 입자 및 아크릴 접착제를 포함하는 용액을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 열처리는 40℃ 내지 45℃ 에서 12시간 동안 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 원단의 가장자리에 실리카 입자 및 아크릴 접착제를 포함하는 접착제를 도포하고 40℃에서 12시간 동안 열처리하면, 상기 용액의 용매가 증발하면서 실리카 입자 및 아크릴 접착제 만이 남을 수 있다. 이 때, 실리카 입자는 표면에 극성기가 다수 존재하여 실리카 입자들 사이에서 수소 결합이 형성될 수 있고, 상기 아크릴 접착제의 접착 성능을 향상시킬 수 있으며, 아크릴 접착제에 의해 제 1 원단 및 제 2 원단이 고정될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 때밀이 수건은 때밀이 장갑이나 때밀이 천으로서 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
지름이 20 μm 이고, 단면이 원형인 소수성 폴리에스테르 섬유의 표면을, 30 nm 간격의 요철(凹凸)패턴이 형성되도록 가공한 후 직조하여 제 1 원단을 제조하였다. 이어서, 상기 제 1 원단 상에, 직경이 100 nm 인 TiO2 입자가 분산된 용액을 도포하고, 상기 용매를 자연적으로 증발시켰다. 이 때, 상기 원단 상에 TiO2 입자가 700 개/μm2 가 되도록 도포하되, 용매 증발 및 도포 과정에서 일부 TiO2 입자가 응집되어 실제 원단 상의 TiO2 입자의 크기 및 밀도는 용액 내의 TiO2 입자의 크기 및 밀도와 상이할 수 있다.
또한, 상기 TiO2 의 입자 표면에는 Cr 이 증착 또는 TiO2 내부에 Cr이 포함될 수 있으며, 별도의 기재가 없는 한 TiO2 의 표기는 Cr 이 포함된 TiO2 를 의미한다. 구체적으로 TiO2 는 테트라부틸 티타네이트를 에탄올에 용해시키고, 염산을 천천히 적하하고, 이어서 크롬 아세틸아세토네이트를 첨가하여 제조된 것으로서, 입자 크기가 100 nm 가 되도록 조절하였다.
이어서, 0.5 데니어의 나일론 실 상에, 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실 및 상기 비스코스 레이온 실과 동일한 굵기를 갖는 닥나무 실을 200 TPM 의 속도로 감아 제 2 원단의 원사를 형성하였다. 이어서, 상기 제 2 원단의 원사를 직조하여 제 2 원단을 형성하였다.
이어서, 제 1 원단의 상부 및 하부의 가장자리에 실리카 입자 및 아크릴 접착제를 포함하는 용액을 도포하고, 상기 제 1원단의 상부 및 하부에 상기 제 1 원단을 완전히 덮도록 제 2 원단을 접촉시켜 제 1 원단과 제 2 원단을 고정하여 때밀이 수건을 제조하였고, 단면의 표면 거칠기 Ra 는 6 μm 으로 확인되었다.
[비교예 1]
상기 실시예의 과정과 동일하되, 소수성 에스테르 섬유의 표면에 요철 구조를 형성하는 과정을 생략하였다.
[비교예 2-1]
상기 실시예의 과정과 동일하되, Cr 을 포함하지 않는 TiO2 입자를 도포하였다.
[비교예 2-2]
상기 실시예의 과정과 동일하되, TiO2 입자를 도포하는 과정을 생략하였다.
[비교예 2-3]
상기 실시예의 과정과 동일하되, TiO2 의 입자 크기를 20 nm 로 하였다.
[비교예 2-4]
상기 실시예의 과정과 동일하되, TiO2 의 입자 크기를 200 nm 로 하였다.
[비교예 3-1]
상기 실시예의 과정과 동일하되, TiO2 가 분산된 용액을 도포하고, 회전시켜 용매를 제거하였다.
[비교예 3-2]
상기 실시예의 과정과 동일하되, TiO2 가 분산된 용액을 도포하고, 60℃ 의 열을 가해 용매를 제거하였다.
[비교예 3-3]
상기 실시예의 과정과 동일하되, 도포 과정에서 TiO2 가 응집되지 않도록 제 1 원단 상에 TiO2 용액을 적하 및 건조하는 과정을 반복하여 제 1 원단 상에 TiO2 를 배치하였다.
[비교예 4-1]
상기 실시예의 과정과 동일하되, 나일론 실의 굵기를 10 데니어로 조절하였다.
[비교예 4-2]
상기 실시예의 과정과 동일하되, 비스코스 레이온 실의 굵기를 10 데니어로 조절하였다.
[비교예 4-3]
상기 실시예의 과정과 동일하되, 비스코스 레이온 실을 감는 속도를 50 TPM 으로 조절하였다.
[비교예 4-4]
상시 실시예의 과정과 동일하되, 비스코스 레이온 실을 감는 속도를 500 TPM 으로 조절하였다.
[비교예 4-5]
상시 실시예의 과정과 동일하되, 나일론 실의 사용없이 제조하였다.
[실험예 1]
상기 실시예와 상기 비교예 1 의 소수성 에스테르 섬유로 구성된 제 1 원단의 방수 및 발수 능력을 분석하였다.
구체적으로, 상기 실시예의 제 1 원단 및 상기 비교예 1 의 제 1 원단의 표면에, 물 100 ml 를 천천히 흘려주면서 원단 표면의 표면에서 흘러 나오는 물을 채집하여 방수 및 발수 능력을 분석하였다.
실험 결과, 실시예의 제 1 원단을 사용한 경우 약 95 ml 의 물이 채집되었으나, 비교예 1 의 제 1 원단은 약 80 ml 의 물이 채집되었다. 이는 요철 구조의 소수성 패턴으로 인해 발생한 차이로서, 소수성 패턴이 존재하더라도 최소 5 ml 의 물은 상기 제 1 원단의 내부로 침투될 수 있음을 의미한다.
즉, 비교예 1 의 제 1 원단이 사용된 때밀이 수건은 실시예 1 의 때밀이 수건에 비해 내부에 더 많은 물기를 머금을 수 있어 비스코스 레이온 실에 의한 강도 저하 및 물기에 의해 마찰력이 감소하여 때를 밀 때 더 많은 힘이 소요되는 등의 문제가 발생하였다.
[실험예 2]
실시예와 비교예 2-1 내지 2-4 의 때밀이 수건을 목욕탕에 공급하여 10 일 동안 100 회 사용한 후 300 nm 파장의 자외선을 1 시간 동안 쬐어준 후, 물에 담갔다. 이어서, 상기 물에 존재하는 세균의 수를 통해 때밀이 수건에 존재하는 세균을 분석하였다.
또한, 상기 과정을 총 5 회 반복하였다.
[표 1]
Figure 112022009215454-pat00001
상기 표 1 에서, 세균수는 실시예의 때밀이수건의 세균수를 1 로 잡고, 비교예 2-1 내지 2-4 의 경우 실시예와의 비율로 기재한 것이고, "종래"는 시중에서 상용화된 일반적인 떼밀이 수건을 의미한다.
표 1 을 참조하면, 비교예 2-1 의 때밀이 수건의 TiO2 는 Cr 을 포함하지 않아 실시예에 비해 더 적은 광촉매 성능이 발휘되었다. 또한, 비교예 2-2 의 때밀이수건은 자외선에 의해 이루어지는 기본적인 살균만이 이루어졌을 뿐, 광촉매 입자에 의해 살균 효과가 향상됨을 인식하지 못하고 있다. 또한, 비교예 2-3 의 때밀이 수건은 TiO2 입자가 작아 응집되더라도 반복 사용시 TiO2 가 때밀이 수건 외부로 배출되고, Ra 가 0.9 μm 로 작아 실시예 및 종래의 때밀이 수건에 비해 더 많은 힘이 필요하였다.
또한, 비교예 2-4 의 때밀이 수건은 입자가 커서 실시예에 비해 세균 제거 효과가 미비함을 확인할 수 있었고, 종래의 때밀이 수건은 비교예 2-2 와 마찬가지로 광촉매 입자를 포함하지 않아 기본적인 자외선 살균만이 이루어졌다.
[실험예 3]
실시예와 비교예 2-1 내지 2-4 의 때밀이 수건을 목욕탕에 공급하여 10 일 동안 100 회 사용한 후 300 nm 파장의 자외선을 1 시간 동안 쬐어준 후 냄새를 비교하였다. 이를 5 회 반복하였다.
전체적으로 실험예 2 의 표 1 에 제시된 수치와 유사하게, 악취를 느낀 사람의 수가 집계되었다. 구체적으로 실시예의 때밀이 수건으로부터 악취를 느낀 사람의 수는 제일 적었고, 비교예 2-2 의 때밀이 수건으로부터 악취를 느낀 사람이 제일 많았으며, 비교예 2-3 의 때밀이 수건의 경우 처음에는 악취를 느낀 사람의 수가 실시예보다 적었으나, 사용횟수에 따라 악취를 느낀 사람의 수가 점차 늘어남을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
실시예와 비교예 3-1 내지 3-3 의 TiO2 광촉매 입자의 분포 및 응집 정도를 분석하였다.
분석결과, 비교예 3-1 의 경우 회전 과정에서 TiO2 광촉매 입자가 원심력에 의해 제 1 원단의 가장자리 방향에 집중되었으며, 제 1 원단의 중앙에서는 TiO2 의 수가 적은 것이 확인되었다. 또한, 비교예 3-2 의 경우 열을 가하는 과정에서 제 1 원단의 일부가 손상되는 문제가 확인되었고, 온도를 낮추더라도 실시예에 비해 응집이 원활하지 않았다. 또한, 비교예 3-3 의 경우 TiO2의 응집이 발생하지 않아 Ra 가 낮게 형성되어 비교예 2-3 과 마찬가지로 더 많은 힘이 필요하였다.
[실험예 5]
실시예와 비교예 4-1 내지 4-5 의 때밀이 수건을 분석하였다.
분석결과, 비교예 4-1 및 4-2 의 경우 실시예에 비해 두꺼워져서 응집된 광촉매 입자에 의한 Ra 가 형성될 수 없어 때밀이 효과가 감소하였다.
또한, 비교예 4-3 의 경우 비스코스 레이온 실이 느슨하게 감기어 제 2 원단의 강도가 저하되었고, 비스코스 레이온 실과 나일론 실 사이로 때 등이 끼는 것이 확인되었다. 또한, 비교예 4-4 의 경우 비스코스 레이온 실이 감기는 과정에서 마찰열이 발생해 나일론 실의 표면이 일부 외부로 노출되었다.
또한, 비교예 4-5 의 경우, 비스코스 레이온 실 만이 사용되어 뜨거운 물에 접촉시 수축되고 마르면 다시 팽창하여 사용함에 따라 강도가 저하되는 문제가 확인되었다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 제 1 원단;
    상기 제 1 원단의 상단에 분산되어 배치된 광촉매 입자; 및
    상기 제 1 원단의 상단에 형성된 제 2 원단;
    을 포함하는 때밀이 수건에 있어서,
    상기 제 2 원단은 0.5데니어의 나일론 실 및 상기 나일론 실을 100 TPM(turns per minute) 내지 300 TPM 의 속도로 감긴 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 포함하고,
    상기 때밀이 수건의 표면 거칠기 Ra 는 1 μm 내지 10 μm 이고,
    상기 광촉매 입자의 직경은 50 nm 내지 100 nm 인, 때밀이 수건.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 원단은 소수성 폴리에스테르 섬유를 포함하는 것인, 때밀이 수건.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광촉매 입자는 300 nm 내지 400 nm 파장의 빛이 조사됨으로써 오염 물질을 광분해하는 것인, 때밀이 수건.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 원단 상에 분산된 상기 광 촉매 입자의 입자 밀도는, 500 개/μm2 내지 1,000 개/μm2 인, 때밀이 수건.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 나일론 실을 감는 비스코스 레이온 실은 닥나무 껍질 실과 함께 사용되는 것인, 때밀이 수건.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 때밀이 수건의 제조 방법에 있어서,
    소수성 필라멘트 섬유를 직조하여 제 1 원단을 형성하는 단계;
    상기 제 1 원단 상에, 불규칙하게 광촉매 입자를 분산시키는 단계;
    0.5 데니어의 나일론 실 상에 0.5 데니어의 비스코스 레이온 실을 100 TPM 내지 300 TPM 의 속도로 감아 제 2 원단의 원사를 형성하는 단계;
    상기 제 2 원단의 원사를 직조하여 제 2 원단을 형성하는 단계;
    상기 제 1 원단 상에 제 2 원단을 배치하는 단계; 및
    상기 제 1 원단 및 상기 제 2 원단을 고정시키는 단계;
    를 포함하는,
    때밀이 수건의 제조 방법에 있어서,
    상기 광촉매 입자의 직경은 50 nm 내지 100 nm 인, 때밀이 수건의 제조 방법.
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