KR20170012797A

KR20170012797A - 기능성 와펜

Info

Publication number: KR20170012797A
Application number: KR1020150104950A
Authority: KR
Inventors: 이정희
Original assignee: (주) 티와이앤코
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-03
Also published as: KR101768437B1

Abstract

본 발명은 전자파 차폐기능의 나노섬유와, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유의 혼방사로부터 제조된 원단 위로 컴퓨터 자수 장치를 이용하여 코일 형태로 열선을 배열하여 와펜 하부층을 형성하고, 자석이 수납된 와펜 상부층과 적층 구조로 일체화시킨 기능성 와펜에 관한 것이다.

Description

기능성 와펜{FUNCTIONAL WAPPEN}

본 발명은 전자파 차폐기능의 나노섬유와, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유의 혼방사로부터 제조된 원단 위로 컴퓨터 자수 장치를 이용하여 코일 형태로 열선을 배열하여 와펜 하부층을 형성하고, 자석이 수납된 와펜 상부층과 적층 구조로 일체화시킨 기능성 와펜에 관한 것으로서,

전자파에 대한 차폐 기능을 부여하고, 향기발산을 통해 사용자로 하여금 상쾌한 기분이 유지되도록 하며, 열선에 의한 보온효과를 주며 와펜 내부에 자석이 있어 의류 등에 부착된 금속을 통해 와펜을 손쉽게 탈부착할 수 있어 사용상의 편의성을 극대화시킬 수 있다.

와펜이란 사전적 의미로 독일어로 문장(紋章)이라는 뜻으로 주로 재킷의 어깨 혹은 가슴 등에 다는 방패 모양의 기장(記章)이나 장식 등을 말한다. 외형은 대부분 방패형이고 한가운데에 기하학적 무늬, 또는 동물, 식물, 기물, 건축물, 무기, 인물, 문자, 천체 등을 펠트 따위에 자수하거나 아플리케 한 것이 많다. 근래에는 다양한 외형의 와펜이 디자인되어 나오고 있으며, 어느 아이템과도 스타일링이 가능하여 활용도가 높다.

기존 와펜은 디자인 측면에 중점을 두고 있어, 디자인 측면 외에 기능적인 면에서 제품 간의 큰 차이가 없어 차별화된 제품 생산에 많은 어려움이 있어 제품 경쟁력이 떨어지는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 10-1042184(등록일자 2011.06.10) 대한민국 등록특허 10-1364530(등록일자 2014.02.12)

본 발명은 와펜을 제공함에 있어, 전자기기로부터 발생하는 전자파 차단기능과 사용자가 상쾌한 기분을 갖는 방향기능의 복합기능을 가지며, 또한 열선을 포함하고 있어 보온효과를 줄 수 있으며, 와펜 내부에 자석이 포함되어 있어 의류 등에 고정되어 있는 금속을 통해 손쉽게 탈부착할 수 있도록 한 가능한 기능성 와펜을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위하여, 본 발명은 재킷의 어깨, 가슴 등에 다는 기장(記章)이나 장식인 와펜으로서,

상기 와펜은 전자파 차폐기능의 나노섬유와, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유의 혼방사를 제직하여 제조된 기능성 섬유 원단으로 이루어지되,

상기 기능성 섬유 원단의 상부층면에 문양을 컴퓨터 자수처리하고, 하부층면에 자석주머니를 형성한 와펜 상부층과,

상기 자석주머니에 수납되는 자석과,

열선을 컴퓨터 자수처리하여 상기 기능성 섬유 원단 표면에 코일구조로 형성한 와펜 하부층이 적층형 일체구조를 이루고,

상기 열선과 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 이루어지는 기능성 와펜을 제공한다.

본 발명에 따른 기능성 와펜은 전자파 차단기능을 갖는 섬유와 방향 기능을 갖는 섬유의 혼방사로부터 제조된 원단을 이용함으로써 전자파 차폐기능과 향기 발산에 의한 사용자의 기분을 상쾌하게 하는 기능을 부여하여 사용자로 하여금 높은 제품만족도를 갖도록 한다.

또한 와펜의 내부에는 열선이 포함되어 있어 필요시 전원을 공급하여 줌으로써 보온기능을 부여할 수 있고, 자석 또한 와펜 내부에 구비되어 있어 의류 등에 고정되어 있는 금속 등에 의해 와펜을 손쉽게 탈부착할 수 있어 사용자의 편의성을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 와펜의 전체 구성을 보인 분해사시도.
도 2는 본 발명은 따른 기능성 와펜의 전체 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 기능성 와펜을 구성하는 와펜 상부층의 하부층면을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 기능성 와펜을 구성하는 와펜 상부층의 상부층면을 보인 도면.
도 5는 본 발명의 기능성 와펜을 구성하는 와펜 하부층에 컴퓨터 자수장치를 이용하여 열선을 형성하는 과정을 보인 도면.
도 6은 컴퓨터 자주장치를 통해 열선이 형성된 상태의 와펜 하부층을 보인 도면.

이하, 상기의 기술 구성에 대한 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 재킷의 어깨, 가슴 등에 다는 기장(記章)이나 장식인 와펜에 관한 것으로서,

상기 와펜(1)은 전자파 차폐기능의 나노섬유와, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유의 혼방사를 제직하여 제조된 기능성 섬유 원단으로 이루어지되,

상부층면에 문양(101)을 컴퓨터 자수처리하고, 하부층면에 자석주머니(102)를 형성한 와펜 상부층(10)와,

상기 자석주머니(102)에 수납되는 자석(20)과,

열선(301)을 컴퓨터 자수처리하여 상기 기능성 섬유 원단 표면에 코일구조로 형성한 와펜 하부층(30)가 적층형 일체구조를 이루고,

상기 열선(301)과 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(40)를 포함하여 이루어진다.

상기한 바와 같이 본 발명은 직물 자체에 특별한 기능성을 부여한 기능성 섬유를 이용하여 와펜을 제조한다.

기능성 섬유는 섬유제품에 본래 필요한 기능이 아닌 다른 의료제품 등에 관계되는 부가적인 것으로 본래 처음에는 합성섬유에 흡수성, 흡습성을 첨가하는 것과 같이 천연섬유와 유사한 제품을 만드는 것이 목적이었으나, 현재는 천연섬유 이상의 성능을 지니게 하여 합섬의 독자적 성능을 추구하는 방향으로 나가고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이, 전자파 차폐기능의 나노섬유와 향기나는 섬유의 혼방사로부터 제조된 원단에 열선을 형성하여, 차폐 기능, 방향 기능 및 보온기능의 복합 기능을 갖는 것에 특징이 있다.

전자파라고 하는 것은 마이크로파, TV파, 초저주파 등과 같이 우리 주변을 떠도는 파장을 말한다. 전기가 흐르면 자기장과 전기장이 발생하는데 이러한 두 장이 겹치면 파동이 되어 전자파가 발생된다. 이 전자파 중 고압선이나 가전제품으로 부터 나오는 초저주파(3KHz)의 전자파(특히 자계)가 암과 백혈병의 원인이 될 염려가 있으므로 문제가 되고 있다.

본 발명은 와펜(1)을 구성함에 있어, 전자파 차폐 기능 갖도록 전자파 차폐기능의 나노섬유를 이용한다.

상기 전자파 차폐기능의 나노섬유는 고분자 polyvinyliden fluoride(PVdF) 15~25wt%;

N,N-dimethylacetamide(DMAc) 또는 acetone 중 선택되는 어느 1의 용매 45~60wt%;

CNT(multi-walled carbon nanotude(MWNT))의 차폐물질 1~10wt%;

Sodium laurylsulfate(SLS), Sodium dioctylsulfosuccinate(DSS), Sodium alkylallyl sulfosuccinate, Cetyltrimethylammonium bromide, Alkylphenol hydroxypolyoxyethylene, Polyoxyethylenesorbitan monooleate, Polyethyleneglycol monostearate 중 선택되는 어느 1종 이상의 분산제 20~30wt%;의 혼합으로 조성된 방사용액으로 제조된 섬유이다.

상기 고분자 polyvinyliden fluoride(PVdF)의 함량이 15wt% 미만인 경우에는 섬유가 잘 형성되지 않고, 25wt%를 초과하게 되는 경우에는 섬유의 형성에 영향을 미치는 정도가 미미하여 무의미하므로, 상기 고분자 polyvinyliden fluoride(PVdF)의 사용량은 방사용액의 전체 함량에 대해 15~25wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 용매의 사용량이 45wt% 미만인 경우에는 점도의 상승으로 인해 섬유 제조가 제대로 이루어지지 않고, 60wt%를 초과하게 되는 경우 또한 섬유의 제조가 원활하게 이루어지지 않으므로, 상기 용매의 사용량은 방사용액의 전체 함량에 대해 45~60wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 차폐물질의 사용량이 1wt% 미만인 경우에는 전자파 차폐 기능이 매우 저조하고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 점도 상승으로 인한 섬유 제조가 쉽지 않으므로, 상기 차폐물질의 사용량은 방사용액의 전체 함량에 대해 1~10wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 분산제의 사용량이 20wt% 미만인 경우에는 차폐기능 향상을 위해 첨가하는 차폐물질의 사용량이 줄어들어 결과적으로 차폐기능을 떨어뜨릴 수 있고, 30wt%를 초과하게 되는 경우에는 차폐물질의 사용에 큰 변화가 없어 무의미하므로, 상기 분산제의 사용량은 방사용액의 전체 함량에 대해 20~30wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 전자파 차폐기능의 나노섬유는 구체적으로, Polyvinyliden fluoride(PVdF) 20wt%; Acetone 50wt%; CNT 5wt%; Sodium laurylsulfate(SLS) 25wt%;를 혼합하여 방사용액을 조성한 후, 방사 전압 10kV, 방사거리 10cm, 방사속도 1.0mL/h의 조건에서 나노섬유를 제조한다.

본 발명에서는 와펜(1)을 구성함에 있어, 향기 발산 기능을 갖도록 방향성 섬유를 이용한다.

상기 방향성 섬유는 방향성 마이크로캡슐을 섬유용 아크릴 바인더를 이용하여 직물의 표면에 부착하여 이루어진 것으로서,

상기 방향성 마이크로캡슐은 증류수 100중량부에 향료 원액 10~20중량부와 유화제인 polyoxyethylene sorbitan monooleate 40~60중량부를 첨가하여 조성된 항료 수용액 20~50wt%와,

폴리스티렌(styrene polymer)과 염화메틸렌(methylene chloride)을 1.5~3:7~9의 중량비율로 배합하여 조성된 용액 50~80wt%를 고속유화기로 8,500~9,500rpm에서 5~15분간 유화한 뒤 상온에서 1,000~1,500rpm으로 1~3시간 동안 교반하여 에멀젼을 형성하고,

0.2~0.5wt% 농도의 SLS(Sodium laurylsulfate) 수용액에 상기 에멀젼을 넣어 교반기로 교반하여 복합에멀젼을 형성하고,

상기 복합에멀젼을 상온에서 2~3시간 동안 교반하여 염화메틸렌을 증류수에서 용출시켜 공기 중으로 휘발시켜 벽재를 굳혀 마이크로캡슐을 완성하고,

상기 마이크로캡슐을 수세하여 미반응 폴리스티렌을 제거한 후 열풍건조하여 분말 형태로 제조한 것을 이용한다.

상기 방향성 마이크로캡슐은 계면침전법에 의해 제조되는 것으로서, 상기 항료 수용액은 심물질로 이용되며, 폴리스티렌(styrene polymer)과 염화메틸렌(methylene chloride)의 배합 용액은 벽재로 이용된다.

상기 심물질과 벽재를 고속유화기 내에서 유화하면 유중수적형 에멀젼이 형성되고, 이와 같은 에멀젼을 SLS(Sodium laurylsulfate) 수용액에 넣어 교반기로 교반하면 복합에멀젼을 수득하게 된다.

상기 마이크로캡슐은 작은 용기라는 뜻으로, 심물질을 벽재가 피복한 구조이며 직경은 수 ㎛부터 수천 ㎛ 정도로 제한된다. 즉 액체 또는 고체 상태의 매우 작은 액적 또는 입자가 연속상인 필름이나 고분자 물질로 둘러싸인 형태를 의미한다.

마이크로캡슐의 벽재로는 천연 및 합성 고분자가 모두 사용될 수 있으며 현재 50여 종류가 알려져 있다. 이들 중 천연 고분자 물질로는 젤라틴, 아라비아고무, 한천 및 알긴산나트륨 등이 있으며, 합성 고분자 물질로는 에틸셀룰로오스, 나일론, 폴리에틸렌, 실리콘 등 여러 가지가 있다.

상기 방향성 마이크로캡슐을 이룸에 있어 다양한 향료의 사용이 가능하나, 바람직하게는 라벤다 향을 이용한다.

상기 라벤다 향은 정신적 긴장감을 해소시켜 주고 항바이러스 작용으로 초기 감기에 대한 치유력을 증대시켜 준다. 라벤더 향의 종류는 Lavendula angustifolia, Lavendula Latifolia, Lavendulastoechas, Lavendulaofficinalis의 4종이 있으며, 비교적 성분이 정확히 밝혀져 있다. 라벤더 향의 구성성분을 분석해 보면, 향기가 좋으며 화학성분 중 가장 균형 잡히고 안전하며, 이완, 항경련, 진정, 항염증 작용을 나타내는 ester가 약 45%를 차지하고 있고, susquiterpen 분자를 포함하고 있어 항염증 면역 반응 촉진 완화효과를 나타내는 alcohol이 약 36%, 그 외 monoterpene, sesquiterpene이 각각 약 5.4%를 차지하고 있다. 그리고 라벤더는 모든 향 중 가장 효과적이며 가장 안전하며 보고된 부작용의 증상이나 증후가 거의 없다.

본 발명은 상기한 바와 같이, 전자파 차폐기능의 나노섬유와, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유의 혼방사로부터 제조된 원단을 이용하여 와펜을 제조하며, 이때 혼방사는 전자파 차폐기능의 나노섬유 3~97wt%, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유 3~97wt%의 혼방비율로 한 방적사이다.

본 발명에 따른 와펜은 차폐 기능과 방향기능이 부여된 원단을 이용하여 제조하되, 컴퓨터 자수 장치를 이용하여 와펜 상부층에 문양을 수놓고(도 4), 와펜 하부층에 열선을 수 놓는다.(도 5, 도 6)

자수는 손 자수와 기계 자수로 구분될 수 있으며, 손 자수는 원단이 고정되어 있고 바늘을 움직이며 수를 놓지만, 기계 자수는 이와 반대로 바늘을 고정시켜 놓고 원단을 디자인 모양대로 움직여 수를 놓는다.

본 발명에 따른 와펜의 제조과정 중에 수행되는 자수는 상기한 바와 같이, 컴퓨터 자수장치에 의하여 이루어진다.

구체적으로 문양과 열선을 컴퓨터 자수장치에 의해 자수를 놓는다. 도 5는 상기 컴퓨터 자수장치를 통해 열선을 와펜 하부층에 수놓는 과정을 보인 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 열선은 롤에 감긴 상태에서 컴퓨터 자수장치로 공급되어 와펜 하부층(20)의 원단 표면으로 수를 놓게 된다. 이때 열선은 컴퓨터 자수장치에서 통용되는 컴퓨터 제어방식에 의해 균일한 간격으로 코일 형태로 배열됨과 동시에 투명사 등의 실을 이용하여 오버로크 재봉을 함으로써 와펜 하부층(20)에 고정된다.

이와 같은 컴퓨터 자수에 수를 놓아 형성된 열선의 형태는 도 5 및 도 6을 통해 확인되는 바와 같이 코일 형태를 이룬다.

상기 컴퓨터 자수장치는 컴퓨터와 전동기가 부착된 컴퓨터 제어방식의 자수장치로서, 일반적으로 널리 알려진 장치임으로 그 세부 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 전자파 차폐 기능의 섬유와 향기 발산 기능을 갖는 섬유의 혼방사로부터 제조된 기능성 섬유를 이용하여 와펜 상부층(10)와, 와펜 하부층(30)를 형성한 후, 상기 와펜의 상부층과 하부층을 일체화함으로써 본 발명에 따른 기능성 와펜이 완성된다. 이때 와펜 상부층(10)의 하부층면에는 자석주머니(102)가 구비되어 있어 자석이 수납되어 있으며, 와펜 하부층(30)에는 열선(301)이 형성되어 있어 전원공급부(40)와 연결된다.

상기 전원공급부(40)는 와펜 하부층(30)에 형성되어 있는 열선(301)에 전원을 공급하여 와펜(1)의 보온기능성을 부여하기 위한 것으로서, 1회용 건전지 또는 충전식 건전지 중 선택하여 사용한다.

본 발명에 따른 기능성 와펜은 자외선 차단기능과 방향 기능을 부여한 기능성 섬유에 열선을 포함하여 와펜을 제조함으로써, 사용자의 편의성과 심미적 안정감을 부여하도록 함으로써 산업상 이용가능성이 크다.

1: 와펜
10: 와펜 상부층
20: 자석
30: 와펜 하부층
40: 전원공급부
101: 문양
102: 자석주머니
301: 열선

Claims

재킷의 어깨, 가슴 등에 다는 기장(記章)이나 장식인 와펜에 있어서,
상기 와펜은 전자파 차폐기능의 나노섬유와, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유의 혼방사를 제직하여 제조된 기능성 섬유 원단으로 이루어지되,
상기 기능성 섬유 원단의 상부층면에 문양(101)을 컴퓨터 자수처리하고, 하부층면에 자석주머니(102)를 형성한 와펜 상부층(10)와,
상기 자석주머니(102)에 수납되는 자석(20)과,
열선(301)을 컴퓨터 자수처리하여 상기 기능성 섬유 원단 표면에 코일구조로 형성한 와펜 하부층(30)가 적층형 일체구조를 이루고,
상기 열선(301)과 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(40)를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 기능성 와펜.
청구항 1에 있어서,
전자파 차폐기능의 나노섬유는 고분자 polyvinyliden fluoride(PVdF) 15~25wt%;
N,N-dimethylacetamide(DMAc) 또는 acetone 중 선택되는 어느 1의 용매 45~60wt%;
CNT(multi-walled carbon nanotude(MWNT))의 차폐물질 1~10wt%;
Sodium laurylsulfate(SLS), Sodium dioctylsulfosuccinate(DSS), Sodium alkylallyl sulfosuccinate, Cetyltrimethylammonium bromide, Alkylphenol hydroxypolyoxyethylene, Polyoxyethylenesorbitan monooleate, Polyethyleneglycol monostearate 중 선택되는 어느 1종 이상의 분산제 20~30wt%;의 혼합으로 조성된 방사용액으로 제조된 섬유임을 특징으로 하는 기능성 와펜.
청구항 1에 있어서,
방향성 섬유는 방향성 마이크로캡슐을 섬유용 아크릴 바인더를 이용하여 직물의 표면에 부착하여 이루어진 것으로서,
상기 방향성 마이크로캡슐은 증류수 100중량부에 향료 원액 10~20중량부와 유화제인 polyoxyethylene sorbitan monooleate 40~60중량부를 첨가하여 조성된 항료 수용액 20~50wt%와,
폴리스티렌(styrene polymer)과 염화메틸렌(methylene chloride)을 1.5~3:7~9의 중량비율로 배합하여 조성된 용액 50~80wt%를 고속유화기로 8,500~9,500rpm에서 5~15분간 유화한 뒤 상온에서 1,000~1,500rpm으로 1~3시간 동안 교반하여 에멀젼을 형성하고,
0.2~0.5wt% 농도의 SLS(Sodium laurylsulfate) 수용액에 상기 에멀젼을 넣어 교반기로 교반하여 복합에멀젼을 형성하고,
상기 복합에멀젼을 상온에서 2~3시간 동안 교반하여 염화메틸렌을 증류수에서 용출시켜 공기 중으로 휘발시켜 벽재를 굳혀 마이크로캡슐을 완성하고,
상기 마이크로캡슐을 수세하여 미반응 폴리스티렌을 제거한 후 열풍건조하여 분말 형태로 제조한 것임을 특징으로 하는 기능성 와펜.
청구항 1에 있어서,
혼방사는 전자파 차폐기능의 나노섬유 3~97wt%, 향기나는 물질을 포함하는 방향성 섬유 3~97wt%의 혼방비율로 한 방적사임을 특징으로 하는 기능성 와펜.
청구항 1에 있어서,
전원공급부는 1회용 건전지 또는 충전식 건전지 중 선택되는 것임을 특징으로 하는 기능성 와펜.