KR101272730B1 - 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프 - Google Patents

투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프에 관한 것으로서, 소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어지며 미세 공극(111)이 형성되어 투습성을 갖는 필름층(110)과, 투습성을 갖는 친수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어진 접착층(120)이 합포되어 이루어지고, 상기 미세 공극(111)은, 폴리우레탄 수지를 착색제와 조합하고 용제로 희석하여 제조한 코팅용 수지를 기포지에 코팅한 다음, 물에 침적하여 수중으로 용제 성분을 추출시켜 미세 다공형 피막을 형성하여 필름층을 제조하는 습식코팅 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 필름층을 소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 구성하고 필름층에 미세 공극을 별도로 형성함으로써 투습성을 향상시킬 뿐만 아니라 스웰링 현상의 발생을 최대한으로 억제하여 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 효과적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.

Description

투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프{SEAM SEALING TAPE FOR OUTDOOR CLOTHING WITH BREATHABLE FUNCTION}
본 발명은 심실링 테이프에 관한 것으로서, 특히 의복 원단의 봉제 처리된 부위에 접착하여 내부에서 발생되는 습기를 외부로 배출시킬 수 있도록 된 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프에 관한 것이다.
방수용 심실링 테이프(Seam sealing tape)는 의복에 사용되어 외부의 물이 의복 내부로 침투하는 것을 차단할 수 있는 방수 기능을 구비하는데 PVC(Polyvinylchloride), PET(Polyester), PA(Polyamide), PU(Polyurethane) 등의 무기능성 필름에 적정의 접착제를 도포한 후 건조시켜서 제조한다. 의복의 봉제선 부위에 방수용 심실링 테이프를 접착하게 되면 비가 오거나, 등산, 스키 같은 야외 스포츠를 즐길 경우에 외부로부터 습기나 물이 의복 내부로 봉제선을 따라 침투되는 것을 방지함으로써 쾌적한 의복 환경을 구현할 수 있다.
한편, 스포츠 웨어와 같은 의복은 의복의 특성 상 원단 전체 중에서 약 30% 이상의 부위에 심실링 테이프를 사용해야 한다. 그런데, 종래의 방수용 심실링 테이프는 도 1에 도시한 바와 같이 방수 기능을 구비하여 외부의 물이 의복 내부로 침투하는 것을 차단할 수는 있더라도 내부에서 발생되는 땀 등의 습기를 외부로 배출시킬 수 있는 투습 기능이 없기 때문에 의복의 투습성이 급격히 저하되어 외부 기온의 하강에 따른 의복 내 땀의 응결로 인한 체온이 저하될 수 있을 뿐만 아니라 땀과 습기로 인한 불쾌감으로 인해 스포츠 활동에 극심한 장애를 초래할 수 있는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로서, 본 출원인이 특허 출원하여 등록받은 국내특허등록 제0748254호(발명의 명칭 : 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프 및 그 제조 방법)를 들 수 있다.
도 2는 종래 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프의 층 구성도, 도 3은 종래 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프의 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
상기 기술은 도 2,3에 도시한 바와 같이 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프(10)로서, 친수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 구성되어 투습·방수성을 갖는 열가소성 폴리우레탄 필름층(11)과, 폴리올, 이소시아네이트 및 디올류의 쇄연장제가 배합되어 만들어진 고형분 및 유기용제가 배합되어 만들어진 투습성을 갖는 폴리우레탄 접착층(12)이 합포되어 이루어지고, 상기 고형분은, 폴리올 75.5~86.8중량%, 이소시아네이트 1.8~2.6중량% 및 쇄연장제 11.4~21.9중량%의 비율로 배합되어 만들어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 접착층(12)은 접착성 폴리머(12a) 및 친수성 폴리머(12b) 성분으로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프(10)를 적용함으로써, 의복 원단의 봉제 처리된 부위에 사용하여 의복 외부에서 내부로 침투하는 물을 차단시킬 뿐만 아니라 의복 내부에서 발생하는 습기를 외부로 배출시킴으로써 쾌적한 착용감을 줄 수 있는 기능성 의복을 제작할 수가 있다.
그런데, 상기 기술은 근본적으로 다음과 같은 문제점이 있다.
첫번째로, 필름층(11)이 친수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 구성된 열가소성 폴리우레탄으로 이루어져서, 투습·방수 기능을 부여하였다고 하더라도 투습성에 한계가 있으며, 또한 필름층(11)의 표면이 땀과 같은 수분과 접촉하면서 부피가 팽창하는 팽윤 현상 즉, 스웰링(Swelling) 현상이 발생하여 외관 상 문제가 될 수 있다.
두번째로, 접착층(12)이 고형분에 유기용제가 배합되어 제조되는 타입으로서 반드시 유기용제를 필요로 함으로써 제조 상의 한계를 가지고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필름층을 소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 구성하고 필름층에 미세 공극을 형성하여 투습성을 향상시킴과 아울러 스웰링 현상의 발생을 억제하며, 유기용제의 배합 없이 접착층을 구성할 수 있도록 된 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프는, 소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어지며 미세 공극이 형성되어 투습성을 갖는 필름층과, 투습성을 갖는 친수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어진 접착층이 합포되어 이루어지고, 상기 미세 공극은, 폴리우레탄 수지를 착색제와 조합하고 용제로 희석하여 제조한 코팅용 수지를 기포지에 코팅한 다음, 물에 침적하여 수중으로 용제 성분을 추출시켜 미세 다공형 피막을 형성하여 필름층을 제조하는 습식코팅 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 접착층은, 폴리에테르 계열의 친수성 폴리우레탄 폴리올 고형분 40~70중량%, 방향족 이소시아네이트인 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 20~50중량%, 사슬 연장제 2~5중량% 및 첨가물 5~10중량%의 비율로 배합되어 이루어질 수 있다.
또한, 상기 사슬 연장제는, 1,4-부탄디올 70~90중량% 및 에틸렌글리콜 10~30중량%의 비율로 배합되어 이루어질 수 있다.
또한, 상기 첨가물은, A-B제, Slip제, 분산제 및 UV 안정제가 배합되어 이루어질 수 있다.
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본 발명에 따르면, 필름층을 소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 구성하고 필름층에 미세 공극을 별도로 형성함으로써 투습성을 향상시킬 뿐만 아니라 스웰링 현상의 발생을 최대한으로 억제하여 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 효과적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.
또한, 유기용제의 배합 없이 접착층을 구성함으로써 제조 방법의 다양화를 추구하면서도 환경 친화적인 형태로 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 제조할 수 있는 이점이 있다.
또한, 접착층 제조시 폴리우레탄 수지를 압출기에 투입하고, 고온 및 고압으로 압출하는 과정을 거침으로써 별도의 건조 과정을 거치지 않고 접착층을 제조할 수 있는 이점이 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 의복 원단의 봉제 처리된 부위에 적용함으로써 스웰링 현상의 발생없이 의복 내부에서 발생하는 습기를 외부로 효과적으로 배출시켜서 쾌적한 착용감을 줄 수 있는 기능성 의복을 편리하게 제작할 수가 있다.
도 1은 종래 심실링 테이프의 기능을 설명하기 위한 개념도.
도 2는 종래 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프의 층 구성도.
도 3은 종래 투습·방수 기능을 갖는 심실링 테이프의 기능을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프의 층 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 제조하는데 사용되는 코팅기의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 제조하는데 사용되는 압출기의 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프의 층 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 제조하는데 사용되는 코팅기의 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 제조하는데 사용되는 압출기의 구성도이다.
본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프(100)는 소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 필름층을 구성하고 필름층에 별도의 미세 공극을 형성하여 투습성을 향상시킬 뿐만 아니라 스웰링 현상의 발생을 억제하며, 또한 유기용제의 배합 없이 압출 방법으로 제조된 접착층을 적용하여 환경 친화적인 형태의 심실링 테이프이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프(100)는, 크게 필름층(110)과 접착층(120)이 합포되어 있으며, 필름층(110)에는 별도의 미세 공극(111)이 형성되어 있다.
상기 필름층(110)은 투습성을 갖는 대략 0.02~0.20mm 두께의 폴리우레탄(PolyUrethane) 필름으로서 투습성을 갖도록 소수성계(Hydrophobic) 폴리우레탄(PolyUrethane) 수지 성분으로 이루어지며, 투습성을 보다 향상시킬 뿐만 아니라 스웰링 현상의 발생을 효과적으로 억제하기 위하여 미세 공극(Microporous:111)이 별도로 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 필름층(110)의 성능을 살펴보면, Tensile Strength는 5Mpa 이상, Elongation at Break는 200~700%, Modulus at 100%는 2MPa 이상, Softening range는 120~190℃, MVP(Moisture Vapor Permeability) at film state는 1,000g/m2.day(ASTM E96-00BW) 이상이면 바람직하다.
구체적으로, 상기 미세 공극(111)은 나노웹(Nano-web) 방법 또는 습식코팅 방법으로 형성할 수가 있다.
먼저, 나노웹 방법을 살펴보면, 먼저 폴리우레탄 고분자 용액을 고전압을 이용하여 여러개의 노즐을 통해 전기방사(Electrospinning)의 방법으로 나노 사이즈로 섬유화한다 이어서, 섬유화된 필름 재료를 적층시켜 웹(Web)의 형태로 필름층을 제조한다. 이렇게 함으로써 필름층(110)에 투습성을 향상시키고 스웰링 현상의 발생을 억제할 수 있는 미세 공극(111)을 형성할 수가 있다.
그리고, 습식코팅 방법을 살펴보면, 먼저 폴리우레탄 수지를 착색제와 조합하고 용제로 희석하여 제조한 코팅용 수지를 기포지에 코팅한다. 이어서, 기포지에 코팅된 필름 재료를 물에 침적하여 수중으로 용제 성분을 추출시켜 미세 다공형 피막을 형성하여 필름층을 제조한다. 이렇게 함으로써 필름층(110)에 투습성을 향상시키고 스웰링 현상의 발생을 억제할 수 있는 미세 공극(111)을 형성할 수가 있다.
도 5에 도시한 코팅기는 코팅 작업시 일반적으로 사용되는 것으로서 여기서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 접착층(120)은 투습성을 갖는 대략 0.02~0.20mm 두께인 폴리우레탄 접착제로서 투습성을 갖는 친수성계(Hydrophilic) 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어진다.
구체적으로, 상기 접착층(120)은, 아래의 표 1과 같이 폴리에테르 계열의 친수성 폴리우레탄 폴리올 고형분 40~70중량%, 방향족 이소시아네이트인 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene dephenyl diisocyanate, MDI) 20~50중량%, 연결 반응을 일으킬 수 있는 사슬 연장제(Chain Extender) 2~5중량% 및 기타 첨가물 5~10중량%의 비율로 배합하여 제조할 수 있다.
성분 폴리우레탄 폴리올 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 사슬 연장제 첨가물
배합비(중량%) 40~70 20~50 2~5 5~10
그리고, 사슬 연장제는, 아래의 표 2와 같이 1,4-부탄디올(Butandiol) 70~90중량% 및 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 10~30중량%의 비율로 배합하여 제조할 수 있다.
성분 1,4-부탄디올 에틸렌글리콜
배합비(중량%) 70~90 10~30
그리고, 상기 첨가물은, A-B제(Anti-blocking제), Slip제, 분산제 및 UV 안정제를 적절히 배합하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 A-B제는 접착층이 갖는tacky에 의해 서로 들러붙는 blocking성을 방지하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 Slip제는 접착층에 슬립성을 부여하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 분산제는 수지와 이소시아네이트, 사슬 연장제, 각종 첨가물이 골고루 분산할 수 있게 하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 UV 안정제는 UV에 노출되어 일어나는 황변 현상을 감소시켜 주는 역할을 수행한다.
상기 접착층(120)은, 친수성계 폴리우레탄 수지를 압출용 T-다이(Extruder) 즉, 압출기에 투입하고, 실린더 히터에 의한 열과 스크류를 회전시켜 발생하는 마찰열과 압력을 가해 폴리우레탄 수지를 녹여 필름 타입으로 제조할 수 있다. 즉, 친수성계 폴리우레탄 수지를 고온 고압으로 압출 즉, 도포 방법이 아닌 압출 방법으로 접착층(120)을 제조함으로써 별도의 건조 과정을 거치지 않게 된다. 그리고, 접착층(120)의 제조시 유기용제를 별도로 배합하지 않게 되어 환경 친화적이다.
도 6에 도시한 압출기는 압출 작업시 일반적으로 사용되는 것으로서 여기서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 접착층(120)에 사용되는 접착 물질의 점도는 대략적으로 5,000~25,000 CPS 정도이면 적당하고, 연화점(Softening point)은 대략적으로 40~110℃ 정도이면 적당하다.
이하, 실시예 등에 의하여 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예 등에 한정되는 것은 아니다.
참고적으로, 투습 기능을 갖는 심실링 테이프에 사용할 수 있는 투습형 접착제를 만들기 위하여, 접착성을 갖는 폴리에테르 계열의 친수성(hydrophilic) 폴리우레탄 폴리올, 기계적 물성 등의 hard segment를 형성하는 반응성이 높은 이소시아네이트(MDI : methyl diphenyl diisocianate), prepolymer 분자들을 연결시키는 연결반응을 일으키는 사슬 연장제(Chain extender) 및 기타 첨가제의 배합비율을 조정하되, 총 중량이 1,000g이 되도록 하였다.
[실시예]
[실시예 1]
성분 폴리우레탄 폴리올 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 사슬 연장제 첨가제
중량(g) 462 408 73 57
이와 같은 배합비율로 접착제를 만든 결과, 다음과 같은 물성치를 얻을 수 있었다. 점도는 10,000CPS, 연화점은 50℃이었고, 접착력은 5N/mm, 투습성은 3850g/㎡/24hrs이었다.
[실시예 2]
성분 폴리우레탄 폴리올 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 사슬 연장제 첨가제
중량(g) 340 528 51 81
이와 같은 배합비율로 접착제를 만든 결과, 다음과 같은 물성치를 얻을 수 있었다. 점도는 9,000CPS, 연화점은 45℃이었고, 접착력은 3N/mm, 투습성은 2500g/㎡/24hrs이었다.
[실시예 3]
성분 폴리우레탄 폴리올 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 사슬 연장제 첨가제
중량(g) 838 130 12 20
이와 같은 배합비율로 접착제를 만든 결과, 다음과 같은 물성치를 얻을 수 있었다. 점도는 15,000CPS, 연화점은 55℃이었고, 접착력은 10N/mm, 투습성은 1820g/㎡/24hrs이었다.
[실시예 4]
성분 폴리우레탄 폴리올 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 사슬 연장제 첨가제
중량(g) 570 345 34 51
이와 같은 배합비율로 접착제를 만든 결과, 다음과 같은 물성치를 얻을 수 있었다. 점도는 12,000CPS, 연화점은 55℃이었고, 접착력은 10N/mm, 투습성은 5300g/㎡/24hrs이었다
상술한 실시예의 결과를 살펴볼 때, 투습 기능을 갖는 심실링 테이프에 사용할 수 있는 접착성과 투습성이 우수한 접착제는, 폴리에테르계 폴리우레탄 폴리올 및 메틸디페닐디이소시아니에트의 중량비를 40~70중량% 및 20~50중량%의 비율로 배합하여 만들고, 사슬연장제 및 기타 첨가제를 2~5중량% 및 5~10중량%의 비율로 배합할 때 바람직한 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명에 따른 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 가이드 롤 11 : 스틸 롤
12 : 나이프 롤 13 : 후도 조절
14 : 실리콘 롤 15 : 집진기
16 : 보일러 17 : 연통
18 : 챔버 19 : 후황
20 : 칠러 롤 21 : 히터 롤
22 : 실리콘 롤 30 : 벨트
31 : 오일함 32 : 호퍼
33 : 본체 34 : 실린더
35 : 전기 배선함 36 : 실린더 냉각기 모터
37 : 헤드 38 : 넥
39 : 다이 100 : 심실링 테이프
110 : 필름층 111 : 미세 공극
120 : 접착층

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 투습 기능을 갖는 심실링 테이프(100)로서,
    소수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어지며 미세 공극(111)이 형성되어 투습성을 갖는 필름층(110)과,
    투습성을 갖는 친수성계 폴리우레탄 수지 성분으로 이루어진 접착층(120)이 합포되어 이루어지고,
    상기 미세 공극(111)은,
    폴리우레탄 수지를 착색제와 조합하고 용제로 희석하여 제조한 코팅용 수지를 기포지에 코팅한 다음, 물에 침적하여 수중으로 용제 성분을 추출시켜 미세 다공형 피막을 형성하여 필름층을 제조하는 습식코팅 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프.
  4. 청구항 3에 있어서 상기 접착층(120)은,
    폴리에테르 계열의 친수성 폴리우레탄 폴리올 고형분 40~70중량%, 방향족 이소시아네이트인 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 20~50중량%, 사슬 연장제 2~5중량% 및 첨가물 5~10중량%의 비율로 배합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프.
  5. 청구항 4에 있어서 상기 사슬 연장제는,
    1,4-부탄디올 70~90중량% 및 에틸렌글리콜 10~30중량%의 비율로 배합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프.
  6. 청구항 4에 있어서 상기 첨가물은,
    A-B제, Slip제, 분산제 및 UV 안정제가 배합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투습 기능을 갖는 아웃도어 의류용 심실링 테이프.
  7. 삭제
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