KR100367883B1 - 5층 구조를 갖는 섬유 시이트 및 그의 제조방법 - Google Patents

5층 구조를 갖는 섬유 시이트 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 5층 구조를 갖는 섬유 시이트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 섬유 시이트는 일액형 폴리우레탄 수지 박막층(H)의 양면에 순차적으로 2액형 폴리우레탄 수지 접착층(I,J)과 직편물층(C,F)이 각각 적층되어 있고, 내수압이 3,000mmH2O 이상이며, 투습도가 4,000g/㎡·24시간 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 섬유 시이트는 투습성과 방수성이 우수하여 의류용 소재로 특히 유용하다.

Description

5층 구조를 갖는 섬유 시이트 및 그의 제조방법 {A 5-layer textile sheet, and a process of preparing for the same}
본 발명은 투습성 및 방수성(내수압)이 우수한 5층 구조의 섬유 시이트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
지금까지 의류용 또는 산자용 소재로 직물, 편물 또는 부직포 등이 각각 단일 소재로 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 상기 단일 소재의 단점 등을 해결하고 장점만을 살리기 위해서 직물, 편물 또는 부직포 중에서 선택된 2장의 기포(基布)를 합성수지 접착제로 합포시킨 섬유 시이트를 의류용 또는 산자용 소재로 사용하고 있다.
상기 섬유 시이트를 제조하는 종래 기술로서는 첫째, 컴머(Comber)를 사용하여 1장의 기포 상에 2액형 폴리우레탄 수지 접착제를 전면 코팅시킨 후 그 위에 나머지 1장의 기포를 공급하여 가압, 열풍 건조하여 제조하는 방법과,
둘째, (ⅰ) 그물 모양의 음각 무늬가 조각된 금속롤로 두장의 기포중 형태안정성이 상대적으로 우수한 기포의 일면에 2액형 폴리우레탄수지 접착제를 부분 전사시킨 후 열풍 건조하고, (ⅱ) 접착제가 전사된 기포와 접착제가 전사되지 않은 나머지 기포를 동시에 히팅 드럼과 가압롤에 공급하여 이들을 합포한 후, (ⅲ) 냉각드럼을 통과 시킨 다음 숙성시켜 섬유 시이트를 제조하는 방법이 주로 사용되고 있다.
그러나 상기 종래방법들로 제조된 섬유 시이트의 경우 섬유 시이트 내에 투습방수층이 없어서, 방수성 및 투습성이 매우 낮은 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 섬유 시이트 내에 투습방수층을 효율적으로 형성시켜 방수성 및 투습성이 우수한 섬유 시이트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 섬유 시이트 내에 투습방수층을 효율적으로 형성시켜 섬유 시이트에 우수한 투습성 및 방수성을 부여하는 방법을 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 직편물층(F) - 2액형 폴리우레탄 접착층(J) - 일액형 폴리우레탄 박막층(H) - 2액형 폴리우레탄 접착층(I) - 직편물층(C) 순으로 구성되는 5층 구조를 갖고, 내수압이 3,000mmH2O 이상이며, 투습도가 4,000g/㎡·24시간 이상인 섬유 시이트를 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제 1공정 개략도 이다.
도 2는 본 발명의 제 2공정 개략도 이다.
도 3은 본 발명의 제 4공정 개략도 이다.
도 4는 본 발명 섬유 시이트의 단면 확대도 이다.
※도면중 주요부분에 대한 부호 설명
A : 폴리에스테르 필름
B : 일액형 폴리우레탄 수지가 도포된 폴리에스테르 필름(2층 구조)
C,F : 직편물
D : 직편물(C)과 2층 구조의 폴리에스테르 필름(B)이 접착제로 합포된 섬유 시이트(4층 구조)
E : 섬유 시이트(D)로 부터 폴리에스테르 필름이 박리된 섬유 시이트(3층 구조)
G : 5층 구조의 본 발명 섬유 시이트
H : 일액형 폴리우레탄 수지 박막층
I,J : 2액형 폴리우레탄 수지층(접착제층)
1 : 가이드로울러 2 : 그라비아로울러 3 : 백로울러(고무로울러)
4 : 일액형 폴리우레탄 접착제 5 : 스무싱바
6 : 히터 7 : 그라비아로울러 8 : 가압로울러(고무)
9 : 히팅로울러
이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 섬유 시이트 내에 투습방수층 역할을 하는 일액형 폴리우레탄 수지의 박막층을 효율적으로 형성시킴을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 섬유 시이트는 일액형 폴리우레탄 수지 박막층(H)의 양면에 순차적으로 2액형 폴리우레탄 수지 접착층(I,J)과 직편물층(C,F)이 각각 적층되어 있고, 내수압이 3,000mmH2O 이상이며, 투습도가 4,000g/㎡·24시간 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 섬유 시이트는 하기의 4단계 공정에 의해 제조된다.
본 발명의 섬유 시이트 제조방법을 보다 구체적으로 살펴 본다.
먼저, 도 1과 같이 그라비아로울러(2)로 폴리에스테르 필름(A) 상에 일액형 폴리우레탄 수지를 부분 코팅하고, 스무싱바(5)로 부분 코팅된 일액형 폴리우레탄 수지를 필름 전면에 도포하여 박막을 형성하고, 히터(6) 내에서 열풍 건조하여 폴리에스테르 필름(A) 상에 일액형 폴리우레탄 수지 박막층을 형성한다. (이하 상기 공정을 "1단계 공정" 이라고 한다)
상기 1단계 공정에 사용되는 그라비아로울러(2)는 로울러 표면 일부에 그물 모양의 음각무늬가 조각된 금속로울러로서, 저장조(4)의 일액형 폴리우레탄 접착제를 음각 무늬 모양에 저장한 후 이를 폴리에스테르 필름(A) 상에 전사한다. 그결과 폴리에스테르 필름(A) 상에는 상기 접착제가 부분코팅 된다. 이때 그라비아로울러(2) 표면 상의 음각무늬의 조각 개수를 조정하여 접착제의 도포량을 조절 할 수 있다.
폴리에스테르 필름(A) 상에 도포되는 접착제 량은 그라비아로울러(2)의 표면 단위 면적당 조각된 음각 무늬 개수에 반비례 한다. 그라비아로울러(2)의 메쉬 수는 그라비아로울러의 표면 단위 면적(inch2)당 조각된 그물 모양의 음각무늬 개수를 나타낸다.
본 발명에서는 섬유 시이트의 용도에 따라 그라비아로울러(2)의 메쉬 수를 적당하게 조절 할 수 있다. 통상 110메쉬 정도의 그라비아로울러(2)를 사용하는 것이 바람직 하다.
스무싱바(5)로 부분코팅된 일액형 폴리우레탄 수지를 필름 전면에 도포하여 박막을 형성할 때 박막의 두께는 2㎛ 정도로 조절하는 것이 바람직 하다.
상기 일액형 폴리우레탄 수지에는 가교제가 첨가되지 않아 이들의 박막 내에는 미세한 기공들이 다수 형성된다. 그 결과 이들은 양호한 투습방수 기능을 발휘하여 최종 제품인 섬유 시이트의 방수성(내수압)과 투습성(투습도)을 향상 시키는 역할을 한다.
상기 1단계 공정에서는 폴리에스테르 필름(A) 위에 일액형 폴리우레탄 수지 박막층이 형성된 2층 구조의 필름(B)이 얻어진다.
다음으로 도 2와 같이 그라비아로울러(7)로 상기 1단계 공정에서 얻어진 2층구조의 필름(B)의 일액형 폴리우레탄 수지 박막층에 2액형 폴리우레탄 수지 접착제를 부분 코팅하고 히터(6) 내에서 예비 열풍 건조한 다음, 이를 직편물(C)과 동시에 가압로울러(8)와 히팅로울러(9) 사이로 공급하여 합포, 권취 후 숙성 시킨다.(이하 상기 공정을 "2단계 공정" 이라고 한다)
상기 2액형 폴리우레탄 수지 접착제에는 가교제가 첨가되어 있어서 주로 접착제 역할을 한다. 구체적으로 2액형 폴리우레탄 수지 접착제는 2액형 폴리우레탄 수지 100중량부, 경화제 10~15중량부, 희석용제 40중량부로 조성되는 것이 바람직 하나, 본 발명은 이들 조성을 특별히 한정하는 것은 아니다. 희석용제로는 메틸에틸케톤, 톨루엔 또는 디메틸포름아미드 등을 사용한다.
상기 예비 열풍 건조는 80~190℃에서 3~20초 동안 실시하는 것이 바람직 하며, 히팅로울러(9)의 표면 온도는 60~120℃, 가압로울러(8)의 압력은 5~10kg/㎠로 하는 것이 바람직 하다. 또한 히팅로울러(9)와 가압로울러(8)의 회전선속도는 5~40m/분 정도가 적당하다. 상기 숙성은 실온~100℃에서 1~24시간 정도 실시한다.
이와 같은 2단계 공정에서는 폴리에스테르 필름 - 일액형 폴리우레탄 수지 박막층 - 2액형 폴리우레탄 수지 접착층 - 직편물층(C)이 순차적으로 적층된 4층 구조의 섬유 시이트(D)가 얻어진다.
다음으로, 2단계 공정에서 제조된 4층 구조의 섬유 시이트(D)로 부터 폴리에스테르 필름(A)을 박리 시킨다. (이하 상기 공정을 "3단계 공정" 이라고 한다)
상기 3단계 공정에서는 일액형 폴리우레탄 수지 박막층 - 2액형 폴리우레탄수지 접착층 - 직편물층(C)이 순차적으로 적층된 3층 구조의 섬유 시이트(E)가 제조된다.
다음으로, 도 3과 같이 그라비아로울러(7)로 상기 3단계 공정에서 제조된 섬유 시이트(E)의 일액형 폴리우레탄 수지 박막 상에 2액형 폴리우레탄 수지 접착제를 부분 코팅하고 히터(6) 내에서 예비 열풍 건조한 다음, 이를 직편물(F)과 동시에 가압로울러(8)와 히팅로울러(9) 사이로 공급하여 합포, 권취 한다. (이하 상기 공정을 "4단계 공정" 이라고 한다)
이때 사용되는 2액형 폴리우레탄 수지 접착제의 조성, 예비 열풍 건조 조건, 히팅로울러(9)의 온도 및 회전선속도, 가압로울러(8)의 압력 및 회전선속도 등은 상기 2단계 공정과 동일 하다. 상기 4단계 공정에서는 본 발명의 최종 제품인 5층 구조의 섬유시이트(G)가 제조된다.
이와 같은 본 발명의 제조방법으로 제조된 섬유 시이트는 도 4와 같이 일액형 폴리우레탄 박막층(H) 양면에 순차적으로 2액형 폴리우레탄 수지 접착층(I,J)과 직편물층(C,F)이 각각 적층된 5층 구조를 갖는다.
본 발명의 섬유 시이트 중간에는 앞에서 설명한 바와 같이 투습방수 기능을 발휘하는 일액형 폴리우레탄 수지 박막층(H)이 존재하기 때문에, 섬유 시이트의 내수압이 3,000mmH2O 이상이고, 투습도가 4,000g/㎡·24시간 이상 이다. 그 결과 섬유 시이트의 방수성과 투습성이 매우 양호하게 된다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다.그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
두께가 19㎛인 폴리에스테르 필름(A) 상에 110메쉬의 그라비아로울러를 사용하여 일액형 폴리우레탄 수지 조성물을 부분 코팅한 후, 부분 코팅된 수지를 스무싱바로 필름 전면에 도포하여 필름 상에 2㎛ 두께의 일액형 폴리우레탄 수지 박막을 형성한다(1단계 공정).
계속해서, 상기 일액형 폴리우레탄 수지 박막 상에 그라비아로울러를 사용하여 2액형 폴리우레탄 수지 접착제(폴리우레탄 수지 100중량부, 경화제 12중량부, 메틸에틸케톤 40중량부로 조성)를 부분 도포되도록 인쇄하고, 70℃의 히터 내에서 10초 동안 예비 열풍 건조하고, 이를 나일론 직물(C)과 동시에 가압로울러와 히팅로울러 사이로 공급하여 합포, 권취후 실온에서 20시간 동안 숙성시켜 4층 구조의 섬유 시이트(D)를 제조한다(2단계 공정).
계속해서, 상기 2단계 공정에서 제조된 4층 구조의 섬유시이트(D)로 부터 폴리에스테르 필름층을 박리하여 3층 구조의 섬유 시이트(E)를 제조한다(3단계 공정).
계속해서, 상기 3단계 공정에서 제조된 3층 구조의 섬유 시이트(E)의 일액형 폴리우레탄 수지 박막층에 그라비아로울러로 2액형 폴리우레탄 수지 접착제(폴리우레탄 수지 100중량부, 경화제 12중량부, 메틸에틸케톤 35중량부로 조성)를 부분도포되도록 인쇄하고, 70℃의 히터에서 10초 동안 예비 열풍 건조하고, 이를 폴리에스테르 편물(F)과 동시에 가압로울러와 히팅로울러 사이로 공급하여 5층 구조의 섬유 시이트를 제조한다(4단계 공정)
이때 가압로울러의 압력은 7kg/㎠, 히팅로울러의 표면 온도는 110℃, 가압로울러 및 히팅로울러의 회전선속도는 20m/분으로 한다.
제조한 섬유 시이트의 투습도 및 내수압을 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 2
폴리에스테르 필름(A) 상에 100메쉬의 그라비아로울러를 사용하여 일액형 폴리우레탄 수지를 부분 코팅한 후, 부분 코팅된 수지를 스무싱바로 필름 전면에 도포하여 필름 상에 1.5㎛ 두께의 일액형 폴리우레탄 수지 박막을 형성한다(1단계 공정).
계속해서, 상기 일액형 폴리우레탄 수지 박막 상에 그라비아로울러를 사용하여 2액형 폴리우레탄 수지 접착제(폴리우레탄 수지 100중량부, 경화제 12중량부, 메틸에틸케톤 40중량부로 조성)를 부분도포 되도록 인쇄하고, 100℃의 히터 내에서 20초 동안 예비 열풍 건조하고, 이를 폴리에스테르 직물(C)과 동시에 가압로울러와 히팅로울러 사이로 공급하여 합포, 권취후 실온에서 20시간 동안 숙성시켜 4층 구조의 섬유 시이트(D)를 제조한다(2단계 공정).
계속해서, 상기 2단계 공정에서 제조된 4층 구조의 섬유시이트(D)로 부터 폴리에스테르 필름층을 박리하여 3층 구조의 섬유 시이트(E)를 제조한다(3단계 공정).
계속해서, 상기 3단계 공정에서 제조된 3층 구조의 섬유 시이트(E)의 일액형폴리우레탄 수지 박막층에 그라비아로울러로 2액형 폴리우레탄 수지 접착제(폴리우레탄 수지 100중량부, 경화제 12중량부, 메틸에틸케톤 35중량부로 조성)를 부분도포 되도록 인쇄하고, 100℃의 히터에서 20초 동안 예비 열풍 건조하고, 이를 나일론 편물(F)과 동시에 가압로울러와 히팅로울러 사이로 공급하여 5층 구조의 섬유 시이트를 제조한다(4단계 공정)
이때 가압로울러의 압력은 7kg/㎠, 히팅로울러의 표면 온도는 110℃, 가압로울러 및 히팅로울러의 회전선속도는 20m/분으로 한다.
제조한 섬유 시이트의 투습도 및 내수압을 평가한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 1
산성염료로 염색 후 스카치가드 50% 수분산액으로 발수처리된 나일론 직물 상에 컴머를 사용하여 2액형 폴리우레탄 접착제를 전면 도포하고, 이를 폴리에스테르 편물과 동시에 가압로울러와 110℃의 히팅로울러 사이로 통과시킨 후 170℃의 히터에서 열풍 건조하여 3층 구조의 섬유상 시이트를 제조한다. 제조한 섬유 시이트의 투습도 및 내수압을 평가한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 2
산성염료로 염색 후 스카치가드 50% 수분산액으로 발수처리된 나일론 직물을 백로울러와 23메쉬의 그라비아로울러 사이로 공급하여 직물 상에 2액형 폴리우레탄 접착제를 도트코팅한 후, 150℃의 히터에서 열풍 건조 한다. 계속해서 접착제가 도트코팅된 직물과 편물을 동시에 가압로울러와 110℃의 히팅로울러 사이로 공급하여 가열, 압착시킨 다음 150℃의 히터(6)에서 열풍 건조하고, 권취하여 3층 구조의 섬유 시이트를 제조한다. 제조한 섬유 시이트의 투습도 및 내수압을 평가한 결과는 표 1과 같다.
물성 평가 결과
구 분 내수압(mmH2O) 투습도(g/㎡·24시간) 촉감
실시예 1 3,500 4,400 소프트
실시예 2 3,300 4,200 소프트
비교실시예 1 100 1,500 스티프
비교실시예 2 98 1,700 스티프
본 발명의 섬유 시이트는 직물, 편물 또는 부직포 등 단일 소재의 단점을 해소함과 동시에 투습성과 방수성이 우수하여 의류용 및 산자용 소재로 유용하다.

Claims (2)

  1. (ⅰ) 그라비아로울러(2)로 폴리에스테르 필름(A) 상에 일액형 폴리우레탄 수지를 부분 코팅하고, 스무싱바(5)로 일액형 폴리우레탄 수지의 박막을 형성하고, 히터(6) 내에서 열풍 건조하여 폴리에스테르 필름(A) 상에 일액형 폴리우레탄 수지 박막층을 형성하는 공정(1단계 공정)과,
    (ⅱ) 그라비아로울러(7)로 1단계 공정에서 형성된 필름(A) 상의 일액형 폴리우레탄 수지 박막층에 2액형 폴리우레탄 수지 접착제를 부분도포 되도록 인쇄하고 히터(6) 내에서 예비 열풍 건조한 다음, 이를 직편물(C)과 동시에 가압로울러(8)와 히팅로울러(9) 사이로 공급하여 합포, 권취 후 숙성하는 공정(2단계 공정)과.
    (ⅲ) 2단계 공정에서 제조된 섬유 시이트(D)로 부터 폴리에스테르 필름(A)을 박리 시키는 공정(3단계 공정) 및
    (ⅳ) 그라비아로울러(7)로 상기 3단계 공정에서 제조된 섬유 시이트(E)의 일액형 폴리우레탄 수지 박막 상에 2액형 폴리우레탄 수지 접착제를 부분도포 되도록 인쇄하고 히터(6) 내에서 예비 열풍 건조한 다음, 이를 직편물(F)과 동시에 가압로울러(8)와 히팅로울러(9) 사이로 공급하여 합포, 권취시키는 공정(4단계 공정)으로 구성됨을 특징으로 하는 5층 구조를 갖는 섬유 시이트(G)의 제조방법.
  2. 일액형 폴리우레탄 수지 박막층(H)의 양면에 순차적으로 2액형 폴리우레탄 수지 접착층(I,J)과 직편물층(C,F)이 각각 적층되어 있고, 내수압이 3,000mmH2O 이상이며, 투습도가 4,000g/㎡·24시간 이상인 것을 특징으로 하는 5층 구조를 갖는 섬유 시이트.
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