Far-Infrared Emission Characteristics of Germanium Included Fabrics for Emotional Garment

게르마늄 함유 감성의류용 직물의 원적외선 방출 특성

This paper surveys emission characteristics of Far-infrared of the fabrics fabricated with germanium imbedded sheath-core conjugate composite filaments. For this purpose, master batch chip was prepared with PET semi-dull chip and nano sized germanium particles and sheath-core type conjugate composite filament was spun using this master batch chip and polyester semi dull. The emission power and emissivity of the germanium imbedded fabrics were measured and investigated using FT-IR spectrophotometer by KICM- FIR 1005 measurement method. In addition, the fabric mechanical properties were measured and discussed with the effects of the optimum texturing process conditions and fabric structural design conditions. The sheath/core type PET composite germanium imbedded filaments were manufactured by the optimum spinning condition, its tenacity and breaking strain showed the same level as the regular PET filament. The tenacity and breaking strain of the DTY showed good physical properties and no problem in the weaving process. Then, wet and dry shrinkages showed higher values than those of regular PET filament. The emission power of the germanium imbedded fabric was $3.53{\times}10^2W/m^2$ at the $5-20{\mu}m$ wave length range, and emissivity was 0.874. The fabric hand of germanium imbedded fabrics was inhanced by the optimum texturing process and fabric structural design with improved mechanical properties such as fabric bending and compressional properties.

본 연구에서는 원적외선 방출 직불 소재를 개발하기 위해서 나노사이즈 게르마늄 업자와 PET chip을 마스터 배치 칩으로 제조하고 이를 PET와 용융 방사하여 sheath-core conjugate 복합사를 제조하여 이들의 물성과 이들 복합사로 제조한 직물의 원적외선 방출특성을 측정 분석하였다. 또한 게르마늄을 함유한 필라멘트와 직물의 물성을 측정하고 이들 물성이 사가공 공정의 중요공정 인자인 벨트각과 사속비 등의 공정인자와 직물 설계에서의 경사와 위사의 밀도에 관계하는 직물 밀도 계수 등의 설계 조건에 의해 직물 역학 특성과 직물 촉감등의 물성이 어떠한 변화를 가져 오는가에 대한 분석을 하였다. 최적 방사조건에 의한 core부에 게르마늄이 함유된 sheath-core형 PET복합사를 제조하였으며 이들의 절단강신도 모두 일반 PET계(系)의 물성치를 보였으며 DTY는 제직성에 문제가 없는 강신도를 보였고 습건열 수축률은 일반 PET사 보다 높은 값을 보였다. 게르마늄 함유 직물의 원적외선 방사강도는 $5{\sim}20{\mu}m$ 파장 영역에서 $3.53{\times}10^2W/m^2$을 보였으며 방사율은 0.874를 보였다. 그리고 최적 사가공 공정 조건 설정과 최적 직물밀도 설계로 직물의 역학 특성치와 촉감 특성의 저하를 막을 수 있음을 확인할 수 있었다.