KR101223547B1 - 양면 분산 및 코팅법을 이용한 고투습,발수,발유,소수성,투습방수 직물의 제조 - Google Patents

양면 분산 및 코팅법을 이용한 고투습,발수,발유,소수성,투습방수 직물의 제조 Download PDF

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Abstract

수계형 폴리우레탄(Water born Polyurethane) 수지 100 중량부에, 나노결정 2~5 중량부, 가교제로서 폴리에폭사이드 수지 1~5 중량부, 발수제로서 테트라 플루오로 카본(Tetra Fluor-carbon) 5~20 중량부, 촉매로서 염 1~5 중량부의 비율로 배합되는 표면처리제로 직물 표면을 코팅하는 단계; 및 실리콘수지 100중량부에, 폴리우레탄 수지 5~30 중량부, 왁스 5~30 중량부, 멜라민 포름알데히드 가교제 1~10 중량부, 촉매로서 산 촉매 1~5 중량부 비율로 배합되는 이면처리제로 직물 이면을 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 직물의 제조방법이 제시된다.
본 발명에 의하여 생성된 양면 코팅법을 이용한 직물은 소수성의 고발수 발유성을 가지며 고투습 특성을 가지고 있다.
또한, 표면 코팅의 의한 색상변화가 없는 것을 특징으로 하며, 특히 세탁내구성이 상당히 우수하여 반영구적으로 기능이 유지될 수 있다. 그리고 양면 코팅법을 이용한 기능성직물의 제조는 단면 및 기존의 코팅법에 의한 소재에 비해 물리적, 기능적으로 우수한 특성을 갖는 장점이 있다.

Description

양면 분산 및 코팅법을 이용한 고투습,발수,발유,소수성,투습방수 직물의 제조 {High water proofness, breathable, water repellency, stain resistance and hydrophobic fabric made of double side face coating process}
본 발명은 기능성 직물의 제조에 관한 것이다.
최근 레져 문화의 발전과 함께 다양한 기능성 직물의 제조법이 인류의 생활에 많은 편의를 제공하고 있다. 특히 이러한 다양한 방식의 소재의 발전은 제품의 특성에 따라 한 부분에 대한 기능이 상승시 다른 부분의 기능이 급감하는 현상을 종종 확인 할 수 가 있다. 이러한 다양한 시장의 요구에 알맞은 맞춤형 기술의 개발은 다양한 코팅법을 통해 구현이 가능해 졌으며, 현재 국내에서는 비투습형 소수화직물, 투습방수형 소수화직물이나 폴리프로필렌을 이용한 소수화 직물의 구현이 가능하다. 하지만 비투습형 소수화직물은 소수성의 특징을 잘 구현하나 투습이 급격히 낮아지는 직물로 사용에 한계가 있으며, 국내의 투습방수형 소수화 직물의 경우 대부분 습식공정을 통해 생산되어지고 있으며 두꺼운 후도의 코팅법으로 중량이 과도하게 증가되며, 직물의 촉감이 급격히 변하게하는 특징이 있다. 특히 100micron이하의 박지직물에는 그 사용이 제한 적이다. 또한 폴리프로필렌을 이용한 소수성 직물의 경우 기능구현을 위해 다양한 공정처리가 필요한데 폴리프로필렌 자체의 융점의 한계로 인해 그 처리 공법에 제약이 크며 실제 처리시 공정비 및 원가의 상승만 초래함으로 사용에 한계를 보이고 있다. 현재 국내외적으로 적정 내수압의 동적투습특성 및 적정 공기투과성조절, 표면 기능부여를 통한 내구성 향상에 관한 수요는 급격히 증가 하나 이에 맞는 소재의 연구는 한계를 보이고 있다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 극복하기 위하여, 표면과 이면에 이성질의 적절한 코팅법을 적용하여 직물자체가 가지는 특성을 저해하지 않으며 적절한 기능을 발현할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 새로운 공법의 직물 표면처리 기술로서 소수성의 고발수 발유성, 고투습특성을 가지며 표면코팅에 의한 색상변화가 없고, 특히 세탁내구성이 상당히 우수하여 반영구적으로 기능이 유지될 수 있는 직물을 제조함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면을 수분산 폴리우레탄과 셀룰로오스계 나노 결정을 주요 성분으로 하는 표면처리제로 코팅하는 단계; 및 이면을 실리콘수지과 폴리우레탄수지 및 왁스를 주요성분으로 하는 이면처리제로 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면코팅된 합섬섬유 또는 셀룰로오스 직물의 제조방법을 제공한다. 또한 상기 나노 결정은 나노-실리카(SiO2), 나노-아연(ZnO), 및 나노-지르코늄(ZrO)으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 표면처리제는 수계형 폴리우레탄(Water born Polyurethane) 수지 100 중량부에, 나노결정 2~5 중량부, 가교제로서 폴리에폭사이드 수지 1~5 중량부, 발수제로서 테트라 플루오로 카본(Tetra Fluor-carbon) 5~20 중량부, 촉매로서 염 1~5 중량부의 비율로 배합되는 것을 특징으로 한다.
표면처리제의 경우 직물의 표면에서 적절한 발수도, 발유도 및 투명도를 보여야 하며 추가적인 기능의 발현이 가능해야 하므로, 이를 위해 수분산폴리우레탄을 매질로 발수/발유제의 적절한 배합을 기본으로 하며, 필요에 따라 나노 결정(Nano Crystalline) 수용액의 배합을 통한 마찰강도 증진, 각종 나노입자, 무기입자를 이용한 전도성 및 기능성 향상을 구현이 가능하다.
즉, 기존의 패딩(Padding) 방식을 이용한 발수처리 및 단순 표면 코팅처리와는 다른 특색을 가지며 상기 표면은 분산 및 선형 투습 라인을 가지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 이면처리제는 실리콘수지 100중량부에, 폴리우레탄 수지 5~30 중량부, 왁스 5~30 중량부, 멜라민 포름알데히드계 가교제 1~10 중량부, 촉매로서 염 1~5 중량부 비율로 배합되는 것을 특징으로 한다.
이면의 코팅의 경우 다양한 방식으로 코팅이 가능하나 본 발명에서는 소수화의 극대화 및 투습구현, 소재 물질간의 배합성을 고려하여 실리콘, 폴리우레탄, 왁스의 배합조절로 한정하고 있으며 이는 박막코팅을 이용해 이물질간의 밸런스를 통해 적절한 셀(Cell)의 형성이 가능하게 된다.
본 발명의 제조에 있어서, 코팅은 3회 연속으로 건조와 반복되어 진행되며, 건조는 100~170℃의 건조챔버에서 40초 이상 진행되는 것을 특징으로 한다. 코팅시의 적정 점도는 3000~20,000 cps로 호환이 가능하며 직물의 재질에 따라 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다. 코팅시 두께는 1미크론~100미크론으로 기능에 따라 두께의 조절이 가능하며 나이프 코팅 방식이나 스프레이 코팅 방식을 기본으로 한다.
본 발명에 사용되는 직물의 소재는 폴리에스테르, 나일론, 레이온, 면, 면을 함유한 각종 혼방직물 및 모든 천연, 합성, 재생 섬유소재에 적용이 가능하며 이러한 소재를 이용한 모든 부직포에도 적용이 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 의하여 생성된 양면 코팅법을 이용한 직물은 소수성의 고발수 발유성을 가지며 고투습특성을 가지고 있다.
본 발명에 사용되는 표면처리용 고분자 및 유무기입자는 물과 같은 수용액을 이용한 분산형태이므로 그 제품의 유독성이 거의 없으며, 분산성이 우수하며 기능이 탁월한 소재위주로 선택적으로 사용하게 된다.
실제 이면처리용 실리콘 및 폴리우레탄, 왁스계의 수지는 용매에 친화적으로 분산됨을 원칙으로 하며 도포시 필요한 기계적 물성을 발현 가능하다.
또한, 표면 코팅의 의한 색상변화가 없는 것을 특징으로 하며, 특히 세탁내구성이 상당히 우수하여 반영구적으로 기능이 유지될 수 있다.
또한 양면 코팅법을 이용한 기능성직물의 제조는 단면 및 기존의 코팅법에 의한 소재에 비해 물리적, 기능적으로 우수한 특성을 갖는 장점이 있다.
도 1은, 본 발명의 직물의 NPD(Nano Porous Dry)를 모식적으로 나타낸 도면,
도 2는, 3차에 걸친 코팅을 연속적으로 진행하는 본 발명의 직물의 제조방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
물 매질 내에 고형분 함량이 30 중량부인 수계형 폴리우레탄수지(Water born Polyurethane) 100 중량부에 대하여, 직물의 반응성 증대를 위한 가교제로서 물 매질 속에 고형분 함량이 75 중량부인 폴리에폭사이드 수지(Polyepoxides resin) 5 중량부를 분산시킨 후, 물 매질 속에 고형분 함량이 30중량부인 테트라 플루오로 카본(Tetra Fluor-carbon)과 물 매질 속에 고형분 함량이 95 중량부인 염을 촉매로 하여 표면처리제를 제조하였다. 폴리우레탄수지에 150nm의 나노-결정(Nano-silical)을 파우더(POWDER) 상태로 2 중량부를 물에 투입하여 2시간 정도 분산시킨다. 분산된 용매는 두배의 물을 투여하여 교반하여 2시간 동안 재분산시킨다. 상기 표면처리제를 폴리에스테르 직물에 코팅나이프로 0.3 mm 로 2번에 걸쳐 선속도 30m/min으로 코팅을 진행하여 건조챔버 내에서 160℃ 에서 40초 체류시켜 코팅층의 두께가 5 미크론의 표면코팅 제품을 준비하였다.
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이면처리 코팅시에는 30% 고형분의 실리콘수지에 고형분 30% 폴리우레탄수지를 2:8로 교반후 100 중량부 기준으로 30% 고형분 멜라민 포름알데히드(Melamine Formaldehyde) 가교제를 5 중량부를 섞는다. 반응을 위해 Tin-Free계 95% 산 촉매를 사용하여 기재와 결합시킨다. 코팅시의 적정 점도는 3000cps로 진행하며, 두께는 10 미크론으로 3회에 걸쳐 진행하며 170℃에서 40초 이상 체류시킨다.
삭제
이면처리코팅시 실리콘 수지 20중량부와 폴리우레탄수지 80 중량부를 섞어서 교반한다. 교반된 제품을 100 중량부를 기준으로 왁스 30중량부, 가교제 5중량부, 멜라닌 포름알데히드 10중량부를 섞는다. 메틸에틸케톤 30중량부를 추가시키며 점도를 조절하여 코팅시 적정점도를 3000cps로 맞춘다. 이면코팅은 0.3mm 나이프 두께를 사용하며, 3차에 걸쳐 연속으로 진행한다. 코팅시 두께는 10미크론으로 3회에 걸쳐서 코팅을 연속으로 진행한다. 건조챔버의 온도는 170℃이며 40초 이상 체류시킨다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

Claims (4)

  1. 수계형 폴리우레탄(Water born Polyurethane) 수지 100 중량부에, 나노결정 2~5 중량부, 가교제로서 폴리에폭사이드 수지 1~5 중량부, 발수제로서 테트라 플루오로 카본(Tetra Fluor-carbon) 5~20 중량부, 촉매로서 염 1~5 중량부의 비율로 배합되는 표면처리제로 직물 표면을 코팅하는 단계; 및
    실리콘수지 100중량부에, 폴리우레탄 수지 5~30 중량부, 왁스 5~30 중량부, 가교제로서 멜라민 포름알데히드 1~10 중량부, 산 촉매 1~5 중량부 비율로 배합되는 이면처리제로 직물 이면을 코팅하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 직물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노 결정은 나노-실리카(SiO2), 나노-아연(ZnO) 및 나노-지르코늄(ZrO)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기능성 직물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면은 분산 및 선형 투습 라인을 가지는 것을 특징으로 하는 기능성 직물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 3회 연속으로 건조와 반복되어 진행되며, 건조는 100~170℃의 건조챔버에서 40초 이상 진행되는 것을 특징으로 하는 기능성 직물의 제조방법.
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