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KR20240090706A - 새로운 원사와 직물 - Google Patents

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KR20240090706A
KR20240090706A KR1020247016886A KR20247016886A KR20240090706A KR 20240090706 A KR20240090706 A KR 20240090706A KR 1020247016886 A KR1020247016886 A KR 1020247016886A KR 20247016886 A KR20247016886 A KR 20247016886A KR 20240090706 A KR20240090706 A KR 20240090706A
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South Korea
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yarn
fabric
fibers
yarns
porous particles
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KR1020247016886A
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Inventor
토마스 페르손
Original Assignee
헬스텍스타일즈 아이 스베리지 에이비
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Publication date
Priority claimed from SE1850317A external-priority patent/SE541518C2/en
Application filed by 헬스텍스타일즈 아이 스베리지 에이비 filed Critical 헬스텍스타일즈 아이 스베리지 에이비
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Abstract

본 발명은 특히 병원, 장기 요양 시설 등과 같은 건강 관리 환경에서 사용하기 위한 의류 및 다른 직물 제품의 제조에 유용한 직물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 본질적으로 면 섬유, 대마 섬유, 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유로 이루어진 원사에 관한 것이고, 이러한 원사를 포함하는 실 및 직물에 관한 것이고, 의료진 유니폼으로서 이러한 의복의 용도에 관한 것이다. 원사 및 직물은 온도 센서로서 사용 가능한 하나 이상의 금속 와이어를 추가로 포함할 수 있다.

Description

새로운 원사와 직물{Novel yarn and fabric}
본 발명은 직물 및 의복의 분야, 특히 원사 및 그러한 원사로 만들어진 직물의 제조에 있어서 섬유의 새로운 조합에 관한 것이다.
의료 관련 감염(Healthcare-associated infections, HAI)은 전 세계적으로 주요 문제이다. 유럽에서 입원 환자의 약 6%가 입원 기간 동안 하나 이상의 의료 관련 감염을 겪는 것으로 보고되었다. 장기 요양 시설에서 HAI의 유병률은 3.4%로 추정된다 (European Centre for Disease Prevention and Control; Technical report:Assessment of infection control, hospitalhygiene capacity and training needs in theEuropean Union, 2014). 스웨덴 병원 입원 감염 비용은 연간 6.5 * 109 SEK로 추정된다.
병원의 다양한 표면들에서 박테리아가 생존할 수 있는 능력은 병원 환경에서 박테리아를 전염시키는 핵심 요소이며 직물은 HAI의 두 번째로 큰 원인으로 인식되고 있다. 다양한 장구균 및 포도상구균이 순수한 면으로 만든 병원 직물에서 적어도 4일 동안 그리고 면/폴리에스테르 혼방물(blend)에서 적어도 하루 동안 생존한다는 것이 밝혀졌다. 어떤 경우에는 박테리아가 90일 이상 생존했다. (Neely and Maley, J Clin Microbiol, Feb 200, 724-726).
병원 지침에 따르면 일반적으로 의료진이 사용하는 의복은 하루에 한 번 이상 , 그리고 오염 후 항상 교체해야 한다. 따라서 직원 유니폼의 세탁 및 건조에는 상당한 양의 에너지가 필요하다. 잦은 세탁과 건조는 직물에서 마모되며 의복의 수명을 단축시킨다. 더 강하거나 더 두껍고 따라서 더 내마모성의 직물을 사용하는 것은 종종 내마모성과 의복의 편안함 사이에서 절충이 필요로 한다.
항균 효과를 달성하기 위해 은 이온(Ag+) 또는 나노 크기의 은 콜로이드로 직물을 처리하는 것이 제안되었다(Lee et al. Journal of Materials Science (2003) 38 : 2199). 그러나, 이러한 직물은 특히 세척과 관련하여 은 이온이 환경으로 누출되기 쉬우므로 환경에 상당한 해로운 영향을 미칠 수 있다.
의복의 사용주기를 모니터링하기 위해 건강 관리 의복에 온도 센서를 제공하는 것, 특히 의복이 착용 후 적절한 세척 온도로 세척되는 것이 당업계에 공지되어있다 (예를 들어, WO2017 / 099658 참조). 온도 센서로서 사용 가능한 금속 와이어를 포함하는 직물이 공지되어 있다 (예를 들어, WO2005083164 참조).
본 발명은 상기 문제점을 인식하고, 직물 제품의 제조, 특히 병원, 장기 요양 시설 등의 의료 환경에서 사용하기 위한 직원 유니폼, 랩 코트(lapcoat), 환자 의복, 타월, 침대 시트, 커튼(drapes) 등과 같은 직물 제품의 제조에 유용한 직물을 제공하는 것을 목표로한다. 이러한 직물 제품은 영아, 특히 조산아, 면역 저하 환자, 및 중환자실 환자 및 노인 환자와 같은 민감한 환자들이 치료를 받는 시설에서 특히 유용하다. 이들은 그렇지 않으면 무해한 감염으로도 심각한 영향을 받을 수 있다.
직물은 항균 특성을 가지며, 즉 직물을 오염시키는 미생물은 의미 있는 정도로 자라지 않거나 복제되지 않아 박테리아를 다른 환자, 직원, 방문객 또는 다른 사람에게 전염시킬 위험을 감소시킨다. 직물은 또한 내마모성, 편안한 착용감, 면 및/또는 폴리에스테르로 만든 표준 의료 유니폼과 비교할 때 건조에 필요한 에너지가 적고, 인장 강도가 높고 치수 안정성이 우수하며, 항균성 물질을 환경에 누출시키지 않는다.
원사는 또한 온도 센서로서 사용될 수 있은 하나 이상의 금속 와이어를 포함할 수 있다.
따라서, 제1 측면에서, 본 발명은 면 또는 레이온 섬유, 대마 섬유, 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유를 본질적으로 포함하는 원사, 및 면 또는 레이온 섬유, 대마 섬유, 다공성 입자들을 포함하는 섬유, 및 추가로 폴리에스테르 및/또는 금속 와이어를 본질적으로 포함하는 원사에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은 본 발명에 따른 둘 이상의 원사들(yarns)을 포함하는 실(thread)에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은 본 발명에 따른 하나 이상의 원사 및/또는 본 발명에 따른 하나 이상의 실을 포함하는 직물에 관한 것이다.
본 발명의 실 및/또는 직물은 온도 센서로서 사용 가능한 적어도 하나의 금속 와이어를 더 포함할 수 있다.
추가 측면에서, 본 발명은 건강 관리 직원 유니폼으로서 본 발명에 따른 직물로 제조된 의복의 용도에 관한 것이다.
바람직한 실시 예들은 종속항들에 개시되어 있다.
상기 직물로 제조된 의류의 편안함은 의류 사용자에게 기존 의류에 비해 의류의 편안함과 관련된 질문에 대한 설문 조사를 제공함으로써 평가될 수 있다. 조사 결과는 본 발명에 따른 직물로 제조된 의류가 기존 의류와 비교하여 편안하고, 더 편안하거나, 또는 훨씬 더 편안하다는 것을 나타낸다.
정의
본 명세서에서 사용되는 모든 단어와 용어는 당업자에게 주어진 의미를 갖도록 의도된다. 명확성을 위해, 몇 가지 용어가 아래에 구체적으로 정의되어 있다.
"섬유(fibre)"는 천연일 수 있는 재료 (즉,면, 린넨, 울, 대마) 또는 인공일 수 있는 재료 (즉, 폴리 에스테르, 금속, 나일론, 탄소 섬유, 유리)의 단일 필라멘트이다.
"입자(particle)"는 3차원으로 실질적으로 연장되는, 즉 가로, 세로 및 높이를 갖는 몸체(body)이다. 입자의 외부 표면은 입자의 부피를 정의한다. 다공성 입자들은 표면으로부터 입자들의 내부로 연장되는 하나 이상의 기공들을 갖는다. 입자는 일반적으로 구형, 입방형 또는 불규칙적일 수 있다.
"원사(yarn)"는 섬유의 방적 덩어리(spun agglomeration)이다.
"실(thread)"은 함께 합쳐진 다수의 원사들을 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 모든 백분율은 중량 백분율로 제공된다.
본 발명은 제1 측면에서 면 또는 레이온 섬유, 대마 섬유, 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유를 포함하고 이들 3가지 유형의 섬유들을 본질적으로 및 임의로 폴리에스테르 및/또는 금속 와이어로 구성된 섬유를 포함하는 원사에 관한 것이다.
일 실시 예에서, 상기 원사는 95% 이상, 예컨대 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 면 섬유, 대마 섬유, 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유의 혼합물을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 원사는 95% 이상, 예컨대 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 레이온 섬유, 대마 섬유, 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유의 혼합물을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 원사는 95% 이상, 예컨대 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 면 또는 레이온 섬유, 대마 섬유, 다공성 입자들을 포함하는 섬유, 및 금속 와이어의 혼합물을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 원사는 95% 이상, 예컨대 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 면 섬유, 폴리에스테르 섬유, 대마 섬유 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유의 혼합물을 포함한다.
상기 원사는 95% 이상, 예컨대 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 레이온 섬유, 폴리에스테르 섬유, 대마 섬유 및 다공성 입자들을 포함하는 섬유의 혼합물을 포함한다.
상기 원사는 95% 이상, 예컨대 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100%의 면 또는 레이온 섬유, 폴리에스테르 섬유, 대마 섬유, 다공성 입자들을 포함하는 섬유, 및 금속 와이어의 혼합물을 포함한다.
면 섬유, 레이온 섬유, 폴리에스테르 및 대마 섬유는 원사 및 직물 제조 분야에서 잘 알려진 상품이며 다수의 공급 업체로부터 상업적으로 입수할 수 있다.
대마(Cannabis sativa L.)는 빠르게 자라는 식물로, 빠르게 땅을 덮고 잡초와 일부 토양 매개 병원균의 성장을 억제하여 제초제, 살충제, 살균제 및 비료의 필요성을 실질적으로 줄이거나 완전히 없애고 다른 섬유 생산 식물에 대한 환경 친화적인 대안이다 ("Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites", Mohanty et al. (eds) CRC Press, Boca Raton, FL, USA, 2005). 대마에는 자연적인 항균 특성이 있다 (Khan et al., BioResources 9 (2), 3642-3659). 대마는 직물 및 의류를 포함한 다양한 용도로 수천 년 동안 재배되었다.
레이온은 셀룰로오스로 제조된 섬유이며, 본 발명에 포함될 수 있는 다양한 종류, 유형 및 등급으로 제조될 수 있다. 레이온은 20 세기 초에 처음 개발되었으며 주로 산업용으로 사용되었다. 제조 기술의 추가 개발 및 개선으로 개선된 특성을 갖는 광범위한 섬유가 생성되었다. 상표명 Tencel®로 판매되는 리오셀(Lyocell)은 1990 년대에 개발되었다 (D JCole, 'A new cellulosic fibre - Tencel', Advances in Fibre Science, The Textile Institute, 1992). 비스코스 및 리오셀은 본 발명에서 레이온의 바람직한 구체 예이다. 리오셀은 예를 들어, 오스트리아 Lenzing AG에서 구입할 수 있다.
본 발명에 따른 원사, 실 또는 직물에 임의로 포함될 수있는 금속 와이어 또는 금속 와이어들은 바람직하게는 온도 센서와 같은 센서로서 유용하다. 금속 와이어의 전기 저항은 온도에 따라 변할 수 있으며 온도 센서에 사용될 수 있다는 것이 알려져 있다. 금속 와이어들은 FeCrAl, NiCr, NiFe, CuNi, 및 CuMn을 포함하되 이에 국한되지 않는 단일 금속 또는 합금으로 제작될 수 있다. 이러한 금속 합금 와이어는 Sandik AB (Sandviken, Sweden)으로부터 상표명 Kanthal®로 입수 가능하다. 금속 와이어들은 또한 온도를 측정하기 위해 열전대, 하나 또는 두 지점에서 결합된 이종 금속들의 두 와이어들,에 사용될 수 있다. 적합한 금속 와이어들은 예를 들어Sandvik AB (Sandviken, Sweden)로부터 상표명 EXERA ™로 입수 가능하다. 금속 와이어(들)은 바람직하게는 원사 또는 직물에 포함되기 전에 중합체와 같은 절연 재료로 코팅된다.
본 발명에 사용된 다공성 입자들을 포함하는 섬유는 또한 당업계에 공지되어 있으며 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, UV 차단 입자들을 직물에 도입하는 것이 WO9842909로부터 당업계에 공지되어 있다. 제올라이트와 같은 입자들을 셀룰로오스 섬유 및 합성 섬유에 영구적으로 결합시키는 방법은 US5538783에 개시되어 있다. 다른 방법들은 WO03/000979 및 WO03/105996에 개시되어 있다.
바람직하게는, 다공성 입자들은 물을 흡착 및/또는 흡수하는 능력을 갖는다. 입자들의 기공(pore) 구조는 직물의 표면적을 증가시켜 물의 빠른 증발을 촉진한다.
일 예에서, 다공성 입자들은 가로 및/또는 세로 및/또는 높이가 1-1000㎛, 예컨대 10-500㎛ 또는 50-250㎛이다. 일 예에서, 입자들의 가로, 세로 및 높이는 서로 1배 내지 2배의 크기 내에 있다.
일 예에서, 다공성 입자들은 500 m2/g, 750 m2/g, 1000 m2/g 이상의 비표면적을 가진다.
일 예에서, 다공성 입자들은 숯 또는 활성탄 입자들을 포함한다. 활성탄은 흡착 또는 화학 반응에 이용 가능한 표면적을 증가시키는 작고 부피가 적은 기공들(pores)을 갖도록 가공된 탄소의 한 형태이다.
일 예에서 다공성 입자들은 제올라이트를 포함한다. 제올라이트는 알루미늄, 실리콘, 산소로 구성된 알루미늄규산염 광물이다. 제올라이트는 특정한 지질 환경에서 자연적으로 형성되며, 일부 화산암에서 얻을 수 있다. 제올라이트는 또한 합성적으로 제조될 수 있으며, 천연 제올라이트 및 합성 제올라이트는 다양한 공급 업체로부터 상업적으로 구할 수 있다.
다른 예들에서, 다공성 입자들은 실리카 겔, 흑연 및/또는 산화 알루미늄을 포함한다.
일 예에서, 다공성 입자들을 포함하는 섬유는 폴리에스테르 섬유, 면 섬유, 레이온 섬유 또는 나일론 섬유이다.
일 예에서, 본 발명에 따른 원사는 본질적으로 20% 면, 55% 대마, 및 25% 다공성 입자들을 포함하는 섬유로 구성된다.
일 예에서, 본 발명에 따른 원사는 본질적으로 20% 면, 35% 대마, 25% 다공성 입자들을 포함하는 섬유, 및 20% 폴리에스테르로 구성된다.
추가 측면에서, 본 발명은 본 발명에 따른 둘 이상의 원사들, 및 선택적으로 하나 이상의 금속 와이어를 포함하는 실에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은 본 발명에 따른 하나 이상의 원사 또는 실을 포함하는 직물에 관한 것이다.
일 예에서, 본 발명에 따른 직물은 날실로서 본 발명에 따른 제1 원사 또는 실 및 씨실로서 본 발명에 따른 제2 원사 또는 실을 포함한다.
일 예에서, 직물은 700 N 이상의 날실 및/또는 씨실의 인장 강도를 갖는다. 이는 국제 표준 ISO 13934-1을 사용하여 측정될 수 있다.
일 예에서, 직물은 30 N 이상의 날실 및/또는 씨실의 인열 강도(tear strength)를 갖는다. 이는 국제 표준 ISO 13937-1을 사용하여 측정될 수 있다.
일 예에서, 직물은 ± 1%의 치수 안정성을 갖는다. 이는 국제 표준 BS EN ISO 26330-1A를 사용하여 측정될 수 있다.
일 예에서, 직물은 순수한 면, 순수한 폴리에스테르, 또는 폴리에스테르/면 혼합물로 제조된 직물에 비해 개선된 건조 시간을 갖는다. 이는 예를 들어 AATCC 표준 199-2013을 사용하여 측정될 수 있다. 일 예에서, 직물은 AATCC 표준 199-2013을 사용하여 측정될 때 25 분 미만의 건조 시간을 갖는다. 일 예에서, 직물은 AATCC 표준 199-2013을 사용하여 측정될 때 24, 23 또는 22 분 미만의 건조 시간을 갖는다. 일 예에서, 직물은 AATCC 표준 199-2013을 사용하여 측정시 약 21 분의 건조 시간을 갖는다.
추가의 측면에서, 본 발명은 건강 관리 환경에서 사용하기 위한 직물 제품의 제조에서 본 발명에 따른 직물의 용도에 관한 것이다. 이러한 제품에는 교복, 실험실 코트, 환자 의류, 타월, 침대 시트 및 커튼(drapes)이 포함된다.
의료 환경에는 병원, 장기 치료 시설, 신생아 치료 시설 및 집중 치료 시설이 포함된다.
바람직한 예에서, 본 발명에 따른 원사, 실 및 직물은 항균력을 갖는 어떠한 추가적인 화합물, 작용제(agent) 또는 물질을 포함하지 않는다. 이러한 추가적인 물질은 본 발명에 따른 제품으로부터 누출되어 환경 피해를 야기할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 원사, 실 및 직물은 은, 구리 또는 아연을 금속 형태 또는 염 형태로 포함하지 않는다.
본 발명은 하기 예들에 의해 추가로 설명된다. 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기위한 것이며 첨부된 청구항들의 범위인 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 선행 기술(prior art)로서 본원에 인용된 모든 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 명확하게 포함된다.
실시예
원사 및 실은 본 발명에 따라 제조되고 본 발명에 따른 직포(woven fabric)의 제조에서 날실 및 씨실로서 사용되었다. 상기 날실은 35% 대마, 20% 폴리에스테르, 20% 면, 및 25% 다공성 입자들을 포함하는 섬유를 포함하였다. 상기 씨실은 55% 대마, 20% 면 및 25% 다공성 입자들을 포함하는 섬유를 포함하였다.
의료 및 사회 복지 시설용 직물에 대한 스웨덴 표준(SIS-CEN/TS 14237:2016), ISO(International Organization for Standardization)에서 설정한 참조 표준,에 따라 직물의 특성을 테스트하였다.
치수 변화는 BS EN ISO 26330-1A에 따라 테스트되었으며 스웨덴 표준에 따라 ± 3.0%의 허용 오차 내에 있는 -0.5% ~ -1.0% 인 것으로 밝혀졌다.
인장 강도는 ISO 13934-1에 따라 테스트되었으며 ~ 700 N (날실) 및 ~ 425 N (씨실)인 것으로 나타났으며 이는 스웨덴 표준에 의해 설정된 400 N의 요구 사항보다 훨씬 높다.
인열 강도는 ISO 13937-1에 따라 테스트되었으며 30 N 초과(> 30 N) (날실) 및 20 N 초과(> 20 N) (씨실)인 것으로 밝혀졌다.
직물의 항박테리아 특성은 시험 유기체인 황색포도상구균(ATCC 6538)를 사용하여 직물 물질에 대한 항미생물 마감재의 평가를 위해 미국섬유화학염색자협회 (American Association of Textile Chemists and Colorists, AATCC) 표준 100-2012를 사용하여 시험하였다. 100% 면으로 구성된 대조군 샘플을 사용하였다.
~ 1.1 * 105 cfu/mL 황색포도상구균을 포함하는 1 mL의 접종물(inoculums)을 8 개의 직물 샘플들 및 대조군 샘플에 각각 적용하였다. 24 시간 후, 샘플 당 cfu의 수를 계산하였고, 직물 샘플의 경우 평균 100 미만(<100)이고 대조군 샘플의 경우 4.4 * 106 인 것으로 밝혀졌다. 따라서, 직물은 우수한 항균 특성을 나타낸다.
건조 시간은 직물을 건조하는 데에 필요한 에너지를 반영하며 AATCC 표준 199-2013을 사용하여 측정되었다. 수분 흡수 시간은 AATCC 표준 79를 사용하여 측정되었다. 본 발명에 따른 2개의 직물들이 시험되었고, 6-8 초의 수분 흡수 시간, 96-99 %의 수분 보유율 및 21 분의 평균 건조 시간 (각각 21.2 및 21.4)을 나타냈다. 따라서, 직물은 순수한 면, 순수한 폴리에스테르, 또는 폴리에스테르/면 혼방물로 제조된 직물과 비교하여 개선된 건조 시간을 갖는다.
상기 직물로 제조된 의류의 편안함은 의류 사용자에게 기존 의류에 비해 의류의 편안함과 관련된 질문에 대한 설문 조사를 제공함으로써 평가될 수 있다. 조사 결과는 본 발명에 따른 직물로 제조된 의류가 기존 의류와 비교하여 편안하고, 더 편안하거나, 또는 훨씬 더 편안하다는 것을 나타낸다.

Claims (11)

  1. 적어도 20중량% 면 또는 레이온 섬유; 35중량% 또는 55중량% 대마 섬유; 및 25중량% 물을 흡수 또는 흡착하는 능력을 갖는 다공성 입자들을 포함하는 섬유로 이루어지는 원사로서,
    상기 원사의 나머지 부분은 폴리에스테르 섬유이고, 상기 원사는 은 또는 구리를 포함하지 않는 원사.
  2. 제1항에 있어서, 다공성 입자들을 포함하는 상기 섬유가 폴리에스테르, 면, 레이온, 또는 나일론으로 제조된 원사.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다공성 입자들은 숯, 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔, 흑연 및 산화 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택되는 원사.
  4. 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 원사 및 선택적으로 하나 이상의 금속 와이어를 포함하는 실.
  5. 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 원사, 및/또는 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 원사 및 선택적으로 하나 이상의 금속 와이어를 포함하는 하나 이상의 실을 포함하는 직물.
  6. 날실로서 제1항 또는 제2항에 따른 제1 원사, 또는 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 원사 및 선택적으로 하나 이상의 금속 와이어를 포함하는 제1 실, 및
    씨실로서 제1항 또는 제2항에 따른 제2 원사, 또는 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 원사 및 선택적으로 하나 이상의 금속 와이어를 포함하는 제2 실을 포함하는 직물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 날실 및/또는 씨실의 인장 강도는 700 N 이상인 직물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 날실 및/또는 씨실의 인열 강도는 30 N 이상인 직물.
  9. 제5항에 있어서, ±1%의 치수 안정성을 가지며, 상기 치수 안정성은 국제 표준 BS EN ISO 26330-1A를 사용하여 측정되는, 직물.
  10. 제5항에 있어서, AATCC 표준 199-2013을 사용하여 측정된 25 분 미만의 건조 시간을 갖는 직물.
  11. 의료 환경에서 사용하기 위한 직물 제품의 제조에 사용되는 제5항에 따른 직물.
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