KR100599321B1 - 항온성 및 항균성이 향상된 기능성 투습 방수포 및 이의제조방법 - Google Patents

항온성 및 항균성이 향상된 기능성 투습 방수포 및 이의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항온성 및 항균성이 향상된 기능성 투습 방수포의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 피리딘계 항균제, 파라핀계 상변환물질(MPCM; Micro Phase Change Material), 유기용제로 된 혼합용액을 침적시키는 침적단계, 상기 상변환물질, 유기용제 및 피리딘계 항균제로 된 혼합용액에 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액을 첨가하는 단계, 상기 혼합용액이 첨가된 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액을 이형지(Release Paper)에 도포하여 건조실에서 약 건조하는 단계, 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매를 일정 비율로 배합하여 상기 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액이 도포된 이형지에 도포하여 건조실에서 건조하는 단계 및 상기 도포된 이형지를 원단(Textile)과 코팅 또는 라미네이팅하는 단계를 포함하는 항온성 및 항균성 투습 방수포 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 이러한 기술구성에 의한 본 발명은 마이크로캡슐화된 상변환물질의 성능을 향상시켜 항온성을 유지하게 하며, 항균성이 향상되어 황색포도상구균, MRSA, 녹농균, 대장균(O-157) 등의 서식을 억제할 수 있다.
항온, 항균, 투습, 방수, MPCM

Description

항온성 및 항균성이 향상된 기능성 투습 방수포 및 이의 제조방법 {Vapor-Permeable Waterproofed Fabrics With Improved Temperature-Maintaining Ability and Antimicrobial Activity and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 마이크로캡슐화된 상변환물질의 성능을 향상시켜 항온성을 유지하게 하며, 항균성이 향상되어 황색포도상구균, MRSA, 녹농균, 대장균(O-157) 등의 서식을 억제할 수 있는 항온성과 항균성이 향상된 투습 방수포 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래에 상변환물질(Phase Change Material)을 이용한 기술로서는 한국공개특허공보 제2003-0045508호(2003.06.11)에 기재된 바와 같이 상변환물질을 함유한 부직포 및 이의 제조방법에 관한 기술이 공개되어 있다. 그러나, 상기 공지된 기술은 상변환물질이 내장된 캡슐과 접착제의 혼합물을 스프레이 형식으로 부직포에 분사하는 기술인데, 이러한 방법에 의한 경우 실제로 상변환물질을 싸고 있는 멜라닌 수지가 녹지 않기 때문에 상변환물질이 제대로 작동하지 않아 항온성을 유지하기 어려울 뿐만 아니라 색상도 밝은 느낌이 나지 않고, 촉감도 부드러운 느낌이 들지 않는다.
종래 투습 방수포에 관한 기술로서, 한국공개특허공보 제2000-0000742호 (2000.01.15)에는 효성생활산업(주)에서 개발한 투습성 폴리우레탄 수지에 키토산 분말을 첨가하여 라미네이팅한 투습 방수 직물의 제조방법이 기재되어 있으나, 이 기술은 항온성과 항균성을 갖고 있지 아니하다.
또한, 한국공개특허공보 제2001-0054720호(2001.07.02)에는 코오롱(주)에서 개발한 투습방수포 및 이의 제조방법이 기재되어 있으나, 이 기술도 역시 항온성과 항균성을 유지시킬 수 없다.
이와 같이 종래의 상변환물질은 외부 캡슐이 잘 용해되지 않는 멜라닌 수지로 덮여있어 상변환물질이 잘 작동하기 어려울 뿐만 아니라 코팅이나 라미네이팅하기가 불가능하였고, 종래의 투습 방수포는 땀을 배출하고 방수를 하는 기능만 부여받고 항온성의 기능을 갖고 있지 아니하여, 외부의 온도변화에 따라 온도가 급격히 변화하는 경우는 신체를 보호할 수 없었다. 또한, 황색포도상구균, MRSA, 녹농균, 대장균(O-157) 등의 서식을 억제하기 어렵고, 촉감도 약간 투박한 느낌이 있어 착용시에도 껄끄러운 촉감이 있었고, 색상도 밝은 색을 드러내기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 투습 방수포의 항온성 및 항균성이 취약한 문제점을 해결하기 위하여 발명자가 오랜 기간 연구를 통하여 완성한 귀중한 연구 결과이다. 본 발명은 캡슐화된 상변환물질의 외부를 감싸고 있는 멜라닌 수지를 용해시켜 이를 투습 방수포에 접착케하여 항온성을 유지할 수 있고, 항균제를 도포하여 항균성을 향상시키며, 또한 질감이 좋고 부드러울 뿐만 아니라 밝은 색상을 구현할 수 있는 투습 방수포를 생산하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 항온성 및 항균성이 향상된 기능성 투습 방수포의 제조방법에 관한 것으로서, 항균제 1중량부에 대하여 파라핀계 상변환물질(MPCM; Micro Phase Change Material)20~40 중량부, 그리고 유기용제 40~80중량부를 혼합한 혼합용액을 40시간 내지 60시간 동안 침적시키는 침적단계, 상기 항균제, 상변환물질, 유기용제로 된 혼합용액 90~110중량부에 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액 90~110중량부를 첨가하는 단계, 상기 혼합용액이 첨가된 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액을 이형지(Release Paper)에 도포하여 60~90℃의 건조실에서 약 건조하는 단계, 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매를 각각 75~90중량부, 8~20중량부 및 5~10중량부의 비율로 배합하여 상기 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액이 도포된 이형지에 도포하여 60~90 ℃의 건조실에서 건조하여 원단(Textile)과 코팅 또는 라미네이팅하는 단계를 포함하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법 및 투습 방수포에 관한 것이다.
바람직하게는 상기 유기용제는 크실렌(Xylene) 20~40 중량부 및 사이클로헥사논(Cyclohexanone) 20~40중량부의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 1액형 폴리우레탄 수지 용액은 폴리우레탄 30중량부, DMF(Dimethylformamide) 35중량부 및 MEK(Methylethylketone) 35중량부인 것을 특징으로 하며, 이는 (주)동아화학의 SUPENSIN DST-3000이라는 상표명으로 구입할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제는 폴리우레탄(POLYURETHANE), 디메틸포름아마이드(DMF,DIMETHYLFORMAMIDE), 메틸에틸케톤(MEK, METHYL ETHYL KETONE) 및 톨루엔(TOL,TOLUENE)을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하며, 이는 (주)동아화학의 SUPESIN DAT-7100이라는 상표명으로 구입할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 가교제는 폴리우레탄 75중량부에 대하여 에틸아세테이트 25중량부로 구성된 것을 특징으로 하며, 이는(주)동아화학의 SUPESIN DCL-75이라는 상표명으로 구입할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 촉매는 산화합물로서 동아화학의 SUPESIN DAC-4라는 상표명으로 구입할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 원단은 직물 또는 편물인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제조방법을 통하여 제조된 투습 방수포는 직물 또는 편물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상변환물질(PCM; Phase Change Material)은 내부 물질은 파라핀계 오일로 하며 외부 캡슐의 재질은 메라닌 수지인 상변환물질을 이용하는데, 이는 SALTY INTERNATIONAL에서 THERMOSTATIC라는 상표명으로 구입할 수 있다.
항균제는 피리딘계 화합물로서 일본의 (주)대화화학공업주식회사의 SK-2OH라는 상표명으로 구입할 수 있으며, 이는 미국 FDA로부터 인체의 안전성에 대하여 승인을 받은 것이다.
종래 상변환물질은 내부물질은 파라핀계 오일이며 외부 캡슐은 멜라닌 수지로 제조되어 있어 잘 용해되지 않았을 뿐만 아니라 코팅 또는 라미네이팅하기가 어려웠다. 더구나, 간혹 직물 또는 편물에 부착되더라도 실제로 외부온도 변화에 민감하여 상변환물질이 작동되지 아니하는 경우가 많아 항온성이 유지되기 어려웠다.
이에 본 발명자는 오랜 연구를 통하여 항균제 1 중량부 및 상변환물질 20~40중량부일 경우에, 유기용제로서 크실렌(Xylene) 및 사이클로헥사논(Cyclohexanone)이 각각 20~40 중량부의 혼합물일 때 상변환물질이 잘 용해된다는 사실을 발견하게 되었다. 크실렌 또는 사이클로헥사논을 20 중량부 이하로 할 경우는 멜라닌 수지의 용해되는 정도가 30% 정도이고, 크실렌 또는 사이클로헥사논을 40중량부 이상으로 할 경우에도 멜라닌 수지의 용해도가 50% 정도로 낮았다.
또한, 상기 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매는 각각 75~90중량부, 8-20중량부 및 5-10중량부의 비율로 혼합할 경우에 상변환물질이 폴리우레탄에 잘 부착되어 항온성이 가장 좋은 결과를 나타내고 항균성 또한 우수하다. 이는 표 1과 2에 잘 나타나 있다.
실 시 예
실시예는 본 발명의 특정 측면을 기술함으로써 당 기술분야의 숙련가들에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 실시예는 단지 본 발명의 이해 및 수행에 있어서 유용한 특정 방법론을 제공하는 것인 바, 본 발명을 제한하는 것으로 간주해서는 안된다.
본 발명에 있어서 투습도, 내수압, 온도 및 항균성 측정방법은 아래와 같다.
투습도: ASTM E 96-95 방법으로 측정한다.
내수압: ISO 811 방법으로 측정한다.
항온성: 실외 온도 35 ℃와 10 ℃에서 실험한다.
항균성: 표 2는 세탁을 30회 수행한 뒤 18시간 후의 균수가 기재되어 있는데, 이는 본 발명의 항균성 데이타이다. 실험은 20W 형광등을 조사한 상태에서 이루어졌고, 시험방법은 JIS에 준해서 처리되었으며, 세제는 JAFET 표준세제를 사용하였다.
상변환물질은 SALTY INTERNATIONAL사의 THERMOSTATIC를 사용하며, 항균제는 (주)대화화학공업주식회사의 SK-2OH를 사용한다.
1액형 표피층 폴리우레탄 수지용액은 (주)동아화학의 SUPESIN DST-3000을 사용하며, 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제 (주)동아화학의 SUPESIN DAT-7100을 사용한다. 또한 가교제는 (주)동아화학의 SUPESIN DCL-75을 사용하며, 촉매는 동아화학의 SUPESIN DAC-4을 사용한다.
실시예 1
항균제(SK-2OH) 1중량부에 대하여 파라핀계 상변환물질(MPCM; Micro Phase Change Material) 20중량부, 유기용제 40중량부로 된 혼합용액을 40시간 동안 침적시킨다. 유기용제는 크실렌(Xylene) 20중량부 및 사이클로헥사논(Cyclohexanone) 20중량부를 사용한다.
상기 상변환물질, 유기용제 및 피리딘계 항균제로 된 혼합용액 100중량부에 대하여 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액(SUPESIN DST-3000) 100중량부를 첨가한 다.
상기 혼합용액이 첨가된 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액을 이형지(Release Paper)에 120g/m으로 도포하여 60~90℃의 건조실에서 약 건조시킨다.
2액형 폴리우레탄 투습방수용 접착제(SUPESIN DAT-7100), 가교제(SUPESIN DCL-75) 및 촉매(SUPESIN DAC-4)를 각각 중량비 75: 8: 5 로 배합하여 상기 1액형 표피층 폴리우레탄 수지용액이 도포된 이형지에 140g/m으로 도포하여 60~90℃의 건조실에서 건조하여 원단(Textile)과 코팅 또는 라미네이팅시킨다.
상기 코팅 또는 라미네팅된 원단을 80 ~ 110℃의 건조실에서 건조시킨 후, 상기 건조된 원단을 60 ~ 90 ℃의 숙성실에서 20~30 시간 숙성시킨다.
상기 숙성된 원단을 6~9시간 자연 냉각하여 항온성 및 항균성 투습 방수포를 제조한다.
제조된 투습 방수포의 물성을 평가한 결과는 표1에 기재되어 있고, 항균성 실험 데이타는 표2에 기재되어 있다.
실시예 2
다른 조건은 실시예1과 동일하며, 단지 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매의 비율은 중량비 90: 20: 10으로 한다.
실시예 3
다른 조건은 실시예1과 동일하며, 유기용제를 80중량부로 사용하며, 이 중 크실렌(Xylene)이 40중량부, 사이클로헥사논(Cyclohexanone)이 40중량부이다.
실시예 4
다른 조건은 실시예1과 동일하며, 유기용제를 80중량ㅂ로 하여, 이 중 크실렌(Xylene)과 사이클로헥사논(Cyclohexanone)을 각각 40중량부로 사용하고, 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매의 비율을 중량비 90: 20: 10으로 하여 사용한다.
비교실시예 1
실시예1과 동일하며, 단지 항균제와 상변환물질을 첨가하지 않았다.
비교실시예 2
다른 조건은 실시예1과 동일하며, 유기용제를 100중량부로 하며, 크실렌(Xylene) 50중량부 및 사이클로헥사논(Cyclohexanone) 50중량부를 사용한다.
비교실시예 3
다른 조건은 실시예1과 동일하며, 단지 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매의 비율을 중량비로 각각 100:30:20으로 한다.
내수압, 투습도, 항온성 및 질감 실험 데이타
구분 내수압(mm/H 2 O) 투습도(g/m 2 ·24시간) 온도범위 (℃) 질감
실시예1 10,000 6,000 28 ◎
실시예2 10,000 7,000 28 ◎
실시예3 10,000 7,000 28 ◎
실시예4 10,000 7,000 28 ◎
비교실시예1 8,000 4,000 32 △
비교실시예2 8,000 5,000 32 △
비교실시예3 8,000 5,000 32 △
◎ : 질감이 아주 좋고, 부드러움.
△ : 질감이 보통이고 표면이 거칠거칠함.
항균성 실험 데이타
구분 녹농균 MRSA O-157
접종균수 1.4X10 5 1.6X10 5 1.3X10 5
실시예1 <20 <20 <20
실시예2 <20 <20 <20
실시예3 <20 <20 <20
실시예4 <20 <20 <20
비교실시예1 2.3X107 3.1X107 2.9X107
비교실시예2 2.0X107 2.5X107 2.0X107
비교실시예3 2.3X107 2.1X107 2.3X107
본 발명에 따라, 항균제, 상변환물질(MPCM; Micro Phase Change Material), 유기용제로서 크실렌 및 시크로헥사논이 혼합된 혼합용액을 침적하고, 상기 항균제, 상변환물질, 유기용제로 된 혼합용액에 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액을 첨가하고, 상기 혼합용액이 첨가된 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액을 이형지(Release Paper)에 도포하여 60~90℃의 건조실에서 약 건조하고, 2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매를 일정 비율로 배합하여 상기 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액이 도포된 이형지에 도포하여 60 ~ 90 ℃의 건조실에서 건조하고 이를 원단(Textile)과 코팅 또는 라미네이팅하여 건조, 숙성 및 냉각 단계를 거치게 하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법에 의하면 상변환물질의 외부 캡슐을 녹여 상변환물질을 원단에 잘 코팅 또는 라미네이팅할 수 있으며 상변환 물질이 잘 작동되어 항온성 및 항균성이 향상되었을 뿐만 아니라 질감이 좋고 색상이 뛰어난 투습 방수포를 제작할 수 있으므로 본 발명은 섬유산업상 매우 유용한 발명이다.

Claims (9)

  1. 기능성 투습 방수포의 제조방법에 있어서,
    피리딘계 항균제 1중량부에 대하여 파라핀계 상변환물질(MPCM; Micro Phase Change Material) 20~40 중량부, 유기용제 40~80중량부로 된 혼합용액을 침적시키는 침적단계;
    상기 상변환물질, 유기용제 및 피리딘계 항균제로 된 혼합용액 90~110중량부에 대하여 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액 90~110중량부를 첨가하는 단계;
    상기 1액형 표피층 폴리우레탄 수지 용액이 첨가된 혼합용액을 이형지(Release Paper)에 도포하여 약 건조하는 단계;
    2액형 폴리우레탄 투습 방수용 접착제, 가교제 및 촉매를 각각 75~90중량부, 8-20중량부 및 5-10중량부의 비율로 혼합하여 상기 1액형 표피층 폴리우레탄 수지용액이 도포된 이형지에 도포하여 건조하는 단계; 및
    상기 도포된 이형지를 원단(Textile)과 코팅 또는 라미네이팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유기용제는 크실렌(Xylene) 20~40 중량부 및 사이클로헥사논(Cyclohexanone) 20~40중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가교제는 폴리우레탄 75중량부 및 에틸아세테이트 25중량부로 구성되는 것을 것을 특징으로 하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 1액형 폴리우레탄 수지 용액은 폴리우레탄 30중량부, DMF(Dimethylformamide) 35중량부 및 MEK(Methylethylketone) 35중량부인 것을 특징으로 하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 원단은 직물 또는 편물인 것을 특징으로 하는 항온성 및 항균성 투습 방수포의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제 2항 중 어느 하나의 제조방법에 의하여 제조된 항온성 및 항균성 투습 방수포.
  7. 제 3항의 제조방법에 의하여 제조된 항온성 및 항균성 투습 방수포.
  8. 제 3항의 제조방법에 의하여 제조된 항온성 및 항균성 투습 방수포.
  9. 제 3항의 제조방법에 의하여 제조된 항온성 및 항균성 투습 방수포.
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