KR100523565B1 - 다기능성 합포지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발수 처리된 겉감(1)과 이형단면사로 제편된 이중직 흡수속건 안감(3)의 고밀도층(3-A)을 온도조절 기능을 갖는 상전이물질(P.C.M)을 함유한 접착제로 합포시킨 다기능성 합포지에 관한 것이다.

본 발명의 합포지는 표면층 발수기능, 이면층 흡수 ·속건기능, 중간층 온도조절 기능을 동시에 갖는 다기능성 합포지로서 겨울철 스포츠 의류에 적합하다.

Description

다기능성 합포지{A Multi-Functional Bonded Fabric}

본 발명은 발수 처리된 겉감(1)과 이형단면사로 제편된 흡수속건 안감지의 고밀도층(3-A)을 상전이물질(P.C.M : Phase Change Material)로 접합시킨 합포지에 관한 것이다. 종전 겨울철 스포츠 의류로 사용되고 있는 합포지는 발수처리된 겉감과 안감을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 합포시킨 것으로서 스키, 등산과 같은 겨울철 스포츠 의류에는 땀을 효과적으로 흡수, 건조시키지 못해 장시간 착용 시 불쾌감을 느끼며 또한 체온 조절기능이 없어 발한량이 증가하여 체력 소모가 심하며 운동 후 급격하게 체온이 저하된다.

한편 상전이물질(P.C.M)을 겉감 원단의 한면에 투습방수 폴리우레탄 수지와 혼합하여 코팅시킨 2층 구조의 원단은 상전이물질(P.C.M)에 의한 체온 조절을 어느 정도 기대할 수 있지만 격렬한 운동시에 발생하는 땀을 효과적으로 제어하지 못해 쾌적한 착용감을 제공하기에는 한계가 있다.

또한 본 발명자가 출원한 ' 온도조절 기능을 갖는 5층 구조의 합포형 표면초발수 이면 초속건 섬유 시이트(2003. 4. 30 출원번호 : 2003-5085316-72)는 각각 이중 조직으로 구성된 겉감과 안감을 상전이물질과 폴리우레탄 수지를 혼합하여 접착한 기능성 원단으로서 이 경우 전체 원단이 5층 구조로 이루워지기 때문에 후도가 상승하여 착용감이 저하되고 중량도 무거워 활동성을 저해한다. 특히 표면층이 폴리올레핀 섬유와 같은 소수성 원사로 구성되면 염색이 불가능하여 실용성이 저하되는 단점을 갖는다.

본 발명의 겉감은 발수처리가 되어 있어 우천시에 쾌적하며 안감은 흡수 ·속건기능이 우수하여 격렬한 운동시에도 항상 건조한 느낌을 제공한다. 특히 전체 구성이 3층 구조이기 때문에 얇아 착용감이 뛰어난 장점을 가지며, 상전이물질(P.C.M.)을 합포시에 접착제와 함께 첨가하기 때문에 공정이 비교적 간단하여 경제적이다.

본 발명은 얇지만 뛰어난 보온성과 온도조절기능, 흡수속건기능, 발수기능을 동시에 발현하는 다기능 원단으로서 공정이 간단하여 생산성과 경제성을 동시에 향상시킬 수 있다.

본 발명은 3층 구조의 다기능성 합포지에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 발수처리된 중공사 또는 일반 나이론 겉감과 밀도차가 존재하는 이중 구조의 이형단면사로 구성된 안감을 상전이물질(P.C.M.)을 함유한 접착제로 합포시켜 표면층(1) 발수기능, 이면층(3) 흡수 속건 기능, 중간층(2) 온도조절 기능을 동시에 발현시키기 위한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

겉감(1)은 발수도가 90% 이상을 유지하는 초발수 가공 처리된 나이론 중공사 또는 일반 나이론 원사로 제직된 원단으로 구성된다. 중공사는 중공부에 함유된 공기층에 의해 보온성이 우수하며 중공율 만큼 비중이 저하되기 때문에 경량감을 제공한다. 예를 들면 중공율이 40%인 나이론 원사의 비중은 0.68로서 일반 나이론 원사에 비해 40% 정도 경량감을 유지할 수 있다. 그러나 중공사 제조 공정이 복잡하여 다소 원가 상승 요인이 있다.

한편 나이론 원사의 비중은 1.14로서 폴리에스테르(1.38), 면(1.54)에 비해 가볍기 때문에 겉감 원단으로 사용이 용이하고 중공사에 비해 원가가 절감되기 때문에 경제적이다.

안감(3)은 나이론 또는 폴리에스테르 이형단면사를 이용한 이중직 환편지로 구성되는데 한면의 밀도가 다른 한면에 비해 1~3배(올/인치)더 조밀하게 제편되도록 설계한다.

일반적으로 화학 섬유는 천연 섬유에 비해 공정수분율(표준상태에서 섬유에 함유된 수분의 양)이 낮기 때문에 건조성은 우수하지만 흡수 기능은 저조하다. 그러나 그 단면을 십자단면, 이중십자단면으로 변형하면 모세관 현상이 발생하여 흡수기능을 향상시킬 수 있다. 또한 단면을 이형화(異形化)하면 단면적이 20~50%증가하며 흡수된 수분의 확산 면적도 넓어지기 때문에 결과적으로 건조기능도 향상된다.

일반적으로 수분은 밀도가 낮은 곳에서 조밀한 곳으로 이동하는 성질을 갖는데 이중직 이상의 원단인 경우 피부쪽에서 먼쪽으로 갈수록 밀도를 조밀하게 하면 수분의 유동성을 향상시킬 수 있다. 보통 피부에 가까운 층의 밀도를 100(올/인치)이라 하면 그 반대층인 접착되는 면(3-A)은 110(올/인치)이상 300(올/인치)이하가 되도록 한다. 두 층 사이의 밀도차가 1.1배 미만이면 수분의 유동성이 저하되고 3배를 초과하면 제직 또는 제편시 생산성이 저하되고 원단의 형태 안정성에 문제가 발생한다. 상기 안감(3)은 밀도가 낮은 곳(3-B)에 기모하여 사용하면 보온성 향상에 더욱 효과적이다.

접착층(2)은 상전이물질(P.C.M.)과 Polyurethane접착제로 구성되는데 겉감(1)과 이중직으로 만들어진 안감(3)의 밀도가 조밀한 면(3-A)을 서로 접착시켜 주는 합포층으로서 온도조절 기능을 갖는다. 상전이물질(P.C.M : Phase Change Material)이란 특정 온도에서 온도의 변화없이 고체에서 액체 또는 액체에서 고체로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다.

이와 같이 상전이물질(P.C.M)이 상전이 시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라 하는데 상당한 양의 운동 에너지를 흡수하여도 온도의 상승없이 단지 고체에서 액체로 그 상만을 변화시켜 줌으로서 온도의 상승을 억제시켜 준다. 반대로 액체로 전이된 상이 고체로 바뀌면서 그간 흡수한 많은 열에너지를 체내로 방출시키므로써 운동 후 체온 저하를 방지한다.

상전이온도는 상전이물질의 용융점으로 다양하게 설정이 가능하나 15℃~35℃가 인체에 적합하다. 15℃ 미만이거나 35℃를 초과하면 운동 중 체온에 의한 잠열조정이 힘들기 때문에 의류용으로는 적합하지 않다. 상전이 물질로는 C3OH62, C2OH42등의 유기물과 MgCl₂·6H₂O, Srbr2·6H2O, Zn2·4H2O등의 무기물 등을 사용하는 것이 바람직하며 마이크로 캡슐화하여 분말 형태로 만든 다음 Polyurethane수지로 된 친수성 접착제와 혼합하여 사용한다. 상전이물질(P.C.M)의 함량은 5~90g/㎡이 적당하다. 5g/㎡미만이면 온도 조절 기능이 저하되고 90g/㎡을 초과하면 촉감이 거칠고 가격이 상승하여 경제성이 저하된다.

본 발명의 원단은 아래와 같은 방법으로 평가하였다.

· 표면발수도(%)

KSK 0590으로 측정하였다. 시료의 크기를 20× 20Cm으로 45° 경사지게 설치한 후 증류수 250CC를 분사시켜 표면에 잔존하는 수분의 량을 측정한다.

· 온도조절기능

인공기상실에서 실내 온도를 15℃로 설정하고 운동개시 30 분이 경과된 후와 운동종료 후 30분이 경과된 시점에서의 피부온도를 측정하였다.

· 이면건조속도(분)

KSK 0815, 5, 28, 1로 측정하였다.

시료 무게와 동일(100% 중량%)한 양의 물을 침지한 다음, 시료가 완전히 건조되는데 소요되는 시간을 측정한다. 평가결과는 ＜표1＞과 같다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 국한된 것은 아니다.

＜실시예 1＞

30% 중공율을 갖는 70데니어 나이론 스판 직물에 실리콘계 발수제를 처리하여 겉감(1)으로 사용하고 이어서 70데니어 나이론 이형 단면사를 사용한 이중직 환편지를 한면의 밀도는 100(올/인치)이 되도록 하고 그 반대면(3-A)은 150(올/인치)이 되도록 한 후 밀도가 낮은 면(3-B)에 기모가공 처리한 후 상전이물질 30g/㎡과 1액형 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 상기 겉감(1)과 안감의 고밀도면(3-A)을 서로 마주하여 접착한 후 물성을 평가하였다.

＜실시예 2＞

40데니어의 나이론 스판 직물에 불소계 발수제를 처리하여 겉감(1)으로 사용하고 이어서 75데니어의 폴리에스테르 이형 단면사를 사용한 이중직 환편지를 한면의 밀도는 90(올/인치)이 되도록 하고 그 반대면(3-A)은 140(올/인치)이 되도록 한 후 상전이물질 40g/㎡과 2액형 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 상기 겉감(1)과 안감의 고밀도면(3-A)을 서로 마주하여 접착한 후 물성을 평가하였다.

(비교실시예 1)

75데니어 폴리에스테르 원단과 75데니어의 환편지를 폴리우레탄 접착제를 사용하여 접착한 후 물성을 평가하였다.

＜표1. 실시예 1, 2와 비교실시예의 물성 비교표＞

상기 ＜표1＞에서와 같이 실시예 1, 2가 건조기능, 온도조절 기능, 표면 발수기능이 비교 실시예에 비해 월등히 우수하다. 특히 운동 중, 운동 후의 체온의 변화가 감지되지 않아 최상의 운동 환경을 제공함을 알 수 있다.

본 발명의 다기능성 합포지는 표면층(1) 발수기능, 이면층(3) 흡수 건조기능, 중간층(2) 온도조절 기능을 동시에 갖고 있어 특히 동절용 스포츠 의류에 적합하다. 또한 상전이물질(P.C.M)을 합포시 그 중간층에 폴리우레탄 수지와 혼합하여 사용되기 때문에 비용이 저렴하여 경제적이다.

본 발명은 첨부된 도면에 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술 분야에 종사하는 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 합포지의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이형단면사의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 상전이물질(P.C.M) 마이크로캡슐의 단면도이다.

＜도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명＞

1. 겉감(표면층)

2. 접착층(중간층)

3. 안감(이면층)

Claims (6)

1. 겉감(1)과 안감(3)이 접합된 합포지로서 겉감(1)은 발수가공 처리되어 있으며 안감(3)은 이형단면사로 구성되고 두면의 밀도차가 존재하는 이중직 환편지이며 상기 겉감(1)과 안감의 고밀도 면(3-A)이 상전이물질(P.C.M)을 함유한 폴리우레탄 접착제로 합포된 다기능성 합포지.
2. 제 1항에 있어서,

   이중직 환편지 안감(3)의 한면의 밀도가 다른 면에 비해 1.1 ~3배(올/인치)더 조밀하게 제편된 것을 특징으로 하는 다기능 합포지
3. 제 1 항에 있어서,

   상전이물질(P.C.M)의 함량이 5∼90g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 다기능성 합포지
4. 제 1항에 있어서

   상전이물질(P.C.M)의 용융점이 15~35℃인 것을 특징으로 하는 다기능성 합포지
5. 제 1항에 있어서

   겉감(1)이 나이론 중공사 또는 나이론 직물인 것을 특징으로 하는 다기능성 합포지
6. 제 1 항에 있어서

   안감(3)을 구성하는 이형단면사가 나이론 또는 폴리에스테르 원사인 것을 특징으로 하는 다기능성 합포지