KR101322602B1 - 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

흡한속건성 원단(50)은 대기중에 노출되는 표면(52)과 피부와 접하게 되는 이면(54)과 이면으로부터 표면 쪽으로 매입되되 상기 표면에 도달되지 않도록 매입되어 형성되는 불소계 발수제로 이루어진 발수층(56)을 포함한다. 발수층에는 복수의 흡수공들(58)이 제공되며 표면과 이면 사이는 친수부(60)가 제공된다. 발수층을 형성하기 전에 원단을 건열 110~160에서 10~40초간 예열처리한 다음 불소계 발수제 10~100g/l, 증점제 5~200g/l로 조성된 발수조성 수용액을 도포함으로써 예열처리에 의해 원단에 남아있는 열에 의해 발수조성 수용액에 함유되어 있던 용매가 증발되고 그에 따라 발수층이 원단의 이면으로부터 일정 깊이만큼만 매입되어 형성된다.

Description

흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단 및 그 제조방법{dry fabric and manufacturing method for absorb and water repellency of antithetic property using}

본 발명은 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단에 관한 것으로 상세하게는 원단의 외피면은 친수성, 피부와 닿는 이면은 발수성과 친수성 부분을 함께 가지게 하여, 친수성 부분에서는 땀을 빨아드리고 증발하도록 하며 발수성 부분에서는 땀을 배척하게 하여, 피부에 닿는 원단의 이면에 수분의 양을 최소화하여 피부가 느끼는 쾌적한 상태를 갖게 하는 흡한속건성 원단에 관한 것이다.

사람들의 야외활동의 양적 질적 증가에 발맞추어 고기능성과 다기능성을 갖춘 의류용 섬유가 개발되어오고 있는데, 이러한 기능성 섬유에 요구되는 최근 동향으로서 착용 쾌적성 측면이 강하게 대두 되고 있다.

착용 쾌적성은 의복을 착용했을 때, 촉감 및 활동성 등을 개선하기 위한 것으로 온도, 습도, 운동에 대한 쾌적 기능을 확보하는 것이 주된 목적이며 착용 쾌적성을 실현할 목적으로 원사, 염색 및 후가공 단계에서 기능을 부여 할 수 있는 다양한 기술들이 개발되고 있다. 착용 쾌적성과 관련된 기능으로는, 투습 방수성, 흡한 속건성, 보온성, 신축성, 축열성, 발수성, 경량성, UV-Care성 등으로 이와 관련된 다양한 기능성 소재들이 개발되어 착용 쾌적성 제품으로 활용되고 있다. 착용 쾌적성 제품은 소비자의 청결, 건강, 환경지향에 관한 수요가 높아짐에 따라 일시적인 트렌드가 아니라 확실한 상품의 수요로서 정착하였고 이제는 패션 기능과도 결합하여 용도 뿐만 아니라 수요도 지속적으로 확대되고 있는 것이 현실이다.

본 발명에서는 착용 쾌적성에 있어 중요한 기능인 흡한속건성에 관한 것으로 이는 레저, 스포츠 활동에서 필연적으로 발생하게 되는 땀으로 인한 불쾌감을 줄이고 외부에서 인체에 영향을 미치게 되는 습기를 방지하는 것이 무엇보다도 기능성 섬유가 갖추어야 할 요소이기 때문이다.

흡한속건성 섬유를 제조하는 방법은 여러 가지가 있는데, 그 기본 원리는 땀과 같은 액체나 기체 상태의 수분을 신속하게 체외로 배출시키기 위해 섬유의 공극률을 높여 모세관현상을 이용하거나 또는 소재에 친수성을 부여함으로써 수분의 흡수, 확산, 증발의 양과 속도를 높이는 것이다. 따라서 흡한속건성 섬유는 땀이 즉시 섬유로 흡수되도록 하며 또한 섬유에 흡수된 수분이 소재 전체로 확산되도록 하여 활발하게 소재 외부로 수분이 증발, 방출되도록 하는 것 즉, 섬유의 안쪽으로 적당한 발수가공을 하는 것에 의해 마이크로 점상으로 수분을 흡수하는 스팟(Spot)을 마련한다. 이 스팟의 모세 현상에 의해 땀을 순간적으로 표면으로 발산, 원단표면에 빨아올려진 땀을 확산하는 것으로 속건성이 뛰어나고, 땀이 제자리로 돌아오지 않아 끈적임이 없어 상쾌한 착용감을 실현한다.

종래의 기술에 있어서는 원사단계에서 흡한 속건성을 부여하는 방법으로 원사의 단면을 이형단면사로 하여 표면적을 크게하여 모세관 현상에 의한 흡수성과 합성섬유의 저수분율에 의한 속건성을 가지도록 하는 것으로 일본의 아쿠아스텔스,웰키, 스페이스 마스터등 있으며 국내에서는 에어로쿨, 쿨론, 파인쿨, 쿨맥스 등의 섬유가 있으며 친수성 화학구조 도입에 의한 흡한속건성 도입 하는 기술로서는 폴리머 구조에 공중합으로 친수기를 도입, 흡습성 폴리머의 그래프트 중합, 흡습성 폴리머 브렌딩, 흡습성 폴리머의 복합방사, 흡습성 섬유의 혼합, 흡습성 물질의 섬유내 고착, 흡습성 물질의 코팅 등 다양한 기술이 소개되고 있다.

선행 기술로서 한국특허 제10-0653757호 표면층, 이면층, 발수층이 순차적으로 배열시켜 흡한 속건성을 부여 하는 방법으로 표면층 친수성 원사, 이면층은 소수성 원사로 2중구조의 섬유조직을 갖는 것으로서 제조공정이 복잡하고 원가 경쟁력이 떨어지는 단점이 있으며 본 발명과 유사한 발수층에 흡수성 공극을 가지도록 하는 방법이 제시되고 있으나 반응성이 없는 이면층의 소수성 원단에 있어 발수제를 도포하는 방식은 내구성 측면에서 취약한 결점이 있음을 간과하고 있다.

한국 공개특허 10-2005-0107139호 에서는 2중구조에 의한 흡한속건성 기술을 소개하고 있는바 표면층 소수성 폴리에스터, 이면층 극소수성 폴리올레핀 섬유를 제직한 후 U.V 조사에 의한 친수성기를 도입하는 공정을 거침으로서 제조원가의 상승을 피할 수 없고 U.V 조사 공정에서 발생하는 오존 의한 작업 환경상 유해한 문제를 야기한다.

한국 공개특허10-2009-0079667호에는 표면층에 있어 초발수성 섬유, 이면층에 있어 흡수가공 공정을 거친 흡습성 극세사 섬유를 2중구조로 제직하여 흡한속건성을 부여하는 기술을 제시하고 있는데 이면의 흡수성 섬유가 고가의 극세사 및 분할사를 채택 원가 경쟁력이 떨어지며 흡습가공 공정에 있어 흡습제의 균일한 침투가 어려운 단점이 있다.

한국특허 10-1253648, 한국 공개특허 10-2007-0104778, 한국특허 제 0763741, 한국특허 제 0902119 에 있어 흡한속건성을 부여하기 위하여 플라즈마 가공, 코로나 처리가공 등 후 가공을 접목 섬유 일면 또는 양면을 친수화 공정을 거치는데 제조 공정이 복잡하고 양산성에 한계가 있으며 특수가공 설비를 도입하여야 하는 다양한 문제점을 가지고 있으며 한국 공개특허 10-2000-0027326호에서는 섬유상에 흡수제와 폴리우레탄 에멀전 (Emulsion)을 브렌딩후 코팅방식을 통하여 흡한속건 기능부여 기술을 소개하는바 기존의 내수압 또는 발수 코팅에 비해 흡한속건 기능은 우수하나 섬유 원사방식을 채택한 흡한속건 기능성 섬유에 비해 흡한속건성이 현저히 떨어지며 감성적인 부분(Touch)에 있어 질감이 불량한 단점이 있으며 일면에는 흡수성을 가지며 다른 일면에는 발수성을 가지는 편발수 편흡수 가공 특허인 한국 공개특허 10-2006-0024139, 한국특허 10-0603009, 한국특허 10-0817787 발수층의 형성을 소재의 표면(안쪽 즉 피부와 접하는 이면이든 대기와 접하는 바깥쪽 면이든)에 발수제를 코팅시키는 것이어서 만족할 만한 기능과 촉감을 얻을 수 없고 내구성의 불량에 대한 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 우수한 흡한속건성과 내구성을 갖는 흡한속건성 원단을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 착용자의 피부와 접하는 원단의 이면 부분에서는 인체에서 발생하는 수분을 신속하게 흡수하도록 하며, 원단의 이면 이외의 부분에서는 흡수된 수분이 확산 증발 되도록 함으로써 피부에 닿는 원단의 이면에 존재하는 수분의 양을 최소화하여 피부가 쾌적한 상태를 느끼게 하는 흡한속건성 원단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 흡발수부를 구조적인 측면에서 그리고 표면적의 측면에서 최적화함으로써 원단의 흡한속건 기능을 최대화하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 3중 구조의 쾌적화 원단을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 우수한 흡한속건성과 내구성은 원단에 발수가공 시 발수층을 원단의 내부로 매입되게 함으로써 이러한 원단을 후가공하거나 완성된 섬유제품을 착용하고 야외활동을 하거나 세탁시와 같은 외부의 충격에 대해 발수층이 장기간 그 형태가 훼손되지 않은 상태로 유지되게 되고, 그에 따라서 제품의 흡한속건 기능이 손상되지 않게 된다.

본 발명의 또 다른 목적인 피부에 닿는 원단의 이면에 존재하는 수분량을 최소화하여 피부가 쾌적한 상태를 느끼게 하는 흡한속건성은 이면에 발수층과 흡수공들을 갖는 흡발수부를 형성함으로써 달성된다. 인체에서 발생하는 수분은 흡수공들을 통해 원단의 친수부로 신속히 흡수가 되고 이렇게 흡수된 수분은 원단의 나머지 전체로 확산된 다음 원단의 표면을 통해 대기로 증발이 됨으로써 피부는 항상 수분이 없는 쾌적한 상태를 유지하게 된다.

본 발명의 또 다른 목적인 흡 발수부를 최적화하는 것은 먼저 구조적으로 흡 발수부를 선형의 망상구조로 형성함으로써 달성되며 그에 따라서 흡한속건 기능이 최대화되는 것이다. 발수층을 선형의 망상구조로 형성할 수도 있으며 아니면 흡수공들을 선형의 망상구조로 형성할 수도 있다. 표면적의 측면에서 흡발수부를 최적화하는 것은 원단의 이면 전체 표면적 중에서 발수층이 이면 표면적의 50~97%를 차지하도록 형성함으로써 달성된다.

본 발명의 또 다른 목적인 3중 구조의 쾌적화 원단은 대기와 접촉하는 원단의 표면에 발수가공을 추가함으로써 달성되는데, 이런 3중 구조의 원단에 의하면 원단의 외면에서는 발수 기능이, 중간의 친수부에서는 수분의 흡수 기능 및 확산 기능이, 이면에서는 발수와 흡수 기능이 일어나게 된다.

본 발명에 따른 흡한속건성 원단에서 발수층이 완전히 원단 내부로 매입되어 형성되므로 원단을 후가공하거나 후가공으로 완성된 섬유제품을 착용하거나 세탁하는 경우와 같은 원단에 가해지는 외부의 충격에도 불구하고 발수층은 온전하게 보전이 되므로 흡한속건 기능이 손상되지 않은 채 섬유제품의 사용수명만큼 길어지게 된다.

또한 본 발명에 따른 흡한속건성 원단에서 흡발수부가 착용자의 피부와 접하는 이면에 형성되므로 땀이 흡발수부에 형성된 다수의 흡수공들을 통해 원단의 친수부로 신속히 이동되어 확산되고 대기로 증발되므로 피부 표면은 항상 수분이 없는 건조한 상태를 유지하게 되고, 따라서 착용감을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

나아가 본 발명의 따른 흡한속건성 원단은 구조적인 면과 표면적인 면에서 흡 발수부가 최적화 되므로 흡한속건 기능이 극대화된다.

도1은 본 발명에 따른 흡한속건성 원단을 제조하는 전체 공정을 보여주는 개략 단면도.
도2는 도1의 그라비아롤을 이용하여 원단에 발수층과 흡수공들을 형성하는 것을 보여주는 부분 확대 단면도.
도3은 본 발명에 따라 발수가공이 된 흡한속건성 원단의 단면도.
도4는 도3의 흡한속건성 원단에 형성된 흡발수부의 망상구조의 일예를 보여주는 부분 확대도.
도5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 흡한속건성 원단을 제조하기 위해 사용되는 열전사지의 부분 확대 단면도.
도6의 (a)(b)는 도5의 전사지를 이용하여 본 발명의 흡한속건성 원단을 제조하는 과정을 보여주는 부분 확대 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 최적 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

먼저 도1을 참조하면, 본 발명에 따른 흡한속건성 원단을 얻기 위해 사용되는 발수가공하기 이전의 원단(20)은 친수성 원단에서 출발한다. 즉 소수성 혹은 친수성 원단은 흡습가공을 하여 흡습성을 최대화 한다.

친수부와 소수부의 전기적인 전위차를 최대화하여 흡습성과 속도를 극대화하기 위해서 원단을 친수화시키는 방법으로는 이형단면사가 갖는 모세관현상을 이용하여 물리적 흡습기능을 부여할 수도 있으며, 공정수분율 8% 이상의 면, 양모, 레이온 등의 천연섬유를 사용하여 화학적 흡습기능을 이용하여 친수화시킬 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 흡한속건성 원단을 얻기 위해 먼저 가공 전 원단(20)을 텐터(tenter)와 같은 원단예열기(10)를 이용하여 건열 110~160에서 10~40초간 예열처리를 한다.

이렇게 예열처리가 된 가공 전 원단(20)은 한 쌍의 그라비아롤(30, 31)을 통과하게 되는데, 아래쪽에 위치하는 하부 그라비아롤(31)에는 후술하는 바와 같이 발수층(56)과 흡수공들(58)을 갖는 흡발수부(55) (도3 참조)를 형성하기 위한 일정한 패턴이 설계되어 있다. 하부 그라비아롤(31)의 아래 부분은 침적조(34)에 담겨있는 발수조성수용액(36)과 접촉하게 되는데 이때 발수조성 수용액(36)이 하부 그라비아롤(31)에 점착하게 된다. 하부 그라비아롤(31)에 점착된 발수조성 수용액(36)은 일정한 회전 후에 다시 원단(20)의 이면(도1에서 아래쪽 면)에 도포된다.

발수조성 수용액(36)은 불소계 발수제 10~100g/l, 증점제 5~200g/l을 물 700mml - 985mml을 용매로 하여 조성하였다. 증점제로는 암모늄계, 우레탄계, 아크릴계 등을 사용하여도 무방하며, 원단의 감촉과 기능을 추가하기 위해서 다른 첨가제를 더 추가하여도 무방하다.

이렇게 발수조성 수용액이 도포되어 발수가공이 이루어진 원단은 원단건조기(40)를 통해 건열 150~190에서 10~50초간 열처리한다.

도2는 도1의 그라비아롤을 이용하여 원단에 발수층과 흡수공들을 형성하는 것을 보여주는 부분 확대 단면도인데, 하부 그라비아롤(31)에는 일정한 패턴이 설계되어 있다. 도면에는 침적조(34)로부터 발수조성 수용액(36)이 점착되는 부분이 음각으로 도시되어 있으나 이는 양각으로 형성할 수도 있음은 물론이다. 바람직하게는 흡발수부의 패턴은 망상구조로 형성하는 것이 좋은데 이에 대해서는 도4와 관련하여 후술한다.

도3은 본 발명에 따라 발수가공이 완료된 흡한속건성 원단을 보여주는 단면도인데, 이해를 위해 도1과 2를 함께 참조하면, 흡한속건성 원단(50)은 표면(52)과 이면(54)을 가지며 표면(52)은 대기와 접촉하는 부분이고 이면(54)은 착용자의 피부와 접촉하는 부분이다. 본 발명에서 흡습가공은 이면(54)에 형성되는데, 흡습가공에 의해서 가공 전의 원단(20)에는 흡발수부(55)가 형성된다.

도4는 흡발수부의 망상구조의 일예를 보여주는데 도1,2,3과 함께 참조하면, 흡 발수부(55)는 발수층(56)과 흡수공(58)으로 이루어지는데, 이렇게 발수층(56)과 흡수공(58)이 형성하는 패턴의 모양에 따라 발수층(56)이 전체적으로 연결이 된 망상구조이거나 아니면 흡수공(58)이 전체적으로 연결이 된 망상구조일 수 있다. 발수층(56)이 전체적으로 연결이 된 망상구조일 경우 이렇게 전체적으로 연결이 되어 있다는 점에서 발수층(56)은 하나의 층으로 보일 것이고 흡수공(58)은 복수개 형성된 것으로 보일 것이다. 반대의 경우에는 발수층(56)이 복수개 형성된 것이 될 것이고 흡수공(58)은 전체적으로 연결이 되어 있다는 점에서 하나의 층으로 나타날 것이다. 그리고 망상구조는 규칙적으로 배열되도록 설계할 수도 있으며 아니면 불규칙적으로 배열되도록 설계할 수도 있다. 나아가 발수층(56)의 표면적은 흡수공(58)과의 관계에서 이면(54)의 전체 표면적 중에서 50~97%를 차지하도록 형성하는 것이 바람직하다. 발수층(56)의 표면적이 이면(54) 전체 표면적의 50% 보다 작으면 흡수공(58)을 통해 수분의 흡수 및 확산속도가 느려쳐 효과가 떨어지게되며, 발수층(56)의 표면적이 97% 보다 크면 망상구조를 형성하는 것이 지나치게 어렵게 되기 때문이다.

도3을 다시 참조하면, 발수층(56)은 흡한속건성 원단(50)의 이면(54)으로부터 표면(52) 쪽으로 일정 깊이 매입되어 형성이 되는데, 이것은 발수가공을 하기 전에 원단(20)을 원단예열기(10)를 이용하여 건열 110~160에서 10~40초간 예열처리하는 것과 또한 불소계 발수제 10~100g/l, 증점제 5~200g/l을 물을 용매로 하여 조성한 발수조성 수용액(36)과 관련된다. 즉 본 발명에서 흡한속건성 원단을 얻기 위해 발수조성 수용액(36)을 사용하게 되는데, 하부 그라비아롤(31)에 점착된 발수조성 수용액(36)이 가공 전 원단(20)의 이면에 도포될 때 물이라는 용매의 성질로 인해 발수조성 수용액(36)은 가공 전 원단(20)의 이면으로부터 반대쪽 표면으로까지 흡수되려는 성질을 가지게 된다.

그러나 가공 전 원단(20)은 그라비아롤(30, 31)에 제공되기 전에 미리 건열 110~160에서 10~40초간 예열처리가 되었기 때문에 원단에 남아있는 열로 인해서 하부 그라비아롤(31)로부터 가공 전 원단(20)의 이면에 도포된 발수조성 수용액(36)중의 용매(물)는 도포 즉시 증발된다. 이와 같이 용매가 증발이 되고 나면 발수조성 수용액(36)은 발수제와 증점제만 남게 되어 더 이상 확산되지 않게 되고 따라서 이면(54)으로부터 일정 깊이 매입될 뿐 표면(52)으로까지 확산되지 않은 발수층(56)을 갖는 흡한속건성 원단(50)이 얻어지게 된다.

이렇게 이면(54)으로부터 일정 깊이 매입될 뿐 표면(52)으로까지 확산되지 않은 발수층(56)을 갖는 흡한속건성 원단(50)은 다시 원단건조기(40)를 통해 건열 150~190에서 10~50초간 열처리함으로써 다시 한 번 발수조성 수용액(36)에 함유되어 있던 용매를 완전히 증발시키게 되고 따라서 안정되게 고착된 발수층(56)이 형성된다.

이와 같이 발수층(56)(즉 발수제가 도포되어 매입된 부분)이 형성됨으로써 흡수공(58)(즉 발수제가 도포되지 않은 부분)도 자연히 형성된다. 즉 흡수공(58)은 발수제가 매입 형성된 발수층(56) 사이에 형성되며, 이렇게 발수층(56)과 흡수공(58)이 이면(54)에 형성됨으로써 흡한속건성 원단(50)은 흡발수부(55)를 갖게 된다. 그리고 가공 전 원단(20)은 친수화 처리가 되었으므로 흡한속건성 원단(50)에서 발수층(56)을 제외한 나머지 부분은 친수부(60)가 된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 흡한속건성 원단(50)에서 흡한속건 기능이 일어나는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

착용자의 인체에서 발생하는 땀과 같은 수분은 흡발수부(55)를 통해 피부로부터 흡한 속건성 원단(50)으로 신속하게 흡수가 된다. 즉 발수층(56)은 수분이 피부로부터 친수부(60)로 이동하는 것을 차단하여 억제하게 되는데, 즉, 전위차에 의해 낮은 전위영역에 머문다. 이렇게 이동이 차단되고 억제된 수분은 빠져나갈 곳이 제공되면 그러한 출구를 통해 몰리게 되고, 따라서 자유로이 수분이 이동할 수 있는 전체가 개방된 환경에서보다 훨씬 신속하고 효율적으로 흡수공(58)을 통해서 친수부(60)로 수분이 이동, 흡수되게 된다. 친수부(60) 중에서 흡수공(58)이 형성되어 있는 부분에서 일단 수분이 흡수되고 나면 이제 수분은 친수부(60)의 나머지 부분으로 확산되며, 따라서 흡한속건성 원단(50)의 표면(52)을 통해서 대기로 증발이 되게 된다.

본 발명에 따른 흡한속건성 원단(50)은 위에서 살펴본 것과 같이 흡발수부(55)가 이면(52)에 제공된다는 점에서, 발수층(56) 또는 흡수공(58)을 망상구조로 형성하며 이들의 표면적을 상호관계에서 적절하게 조절할 수 있다는 점에서 흡한속건 기능을 극대화할 수 있게 된다.

일반적으로 빗방울의 직경은 안개비의 경우 100, 소낙비가 3,000 정도인 반면에, 수증기의 분자 직경은 0.004㎛에 지나지 않으므로, 종래의 가공방법은 원단의 표면(대기와 접촉하는 면)에 0.1㎛ 내지 10㎛ 정도의 미세공들을 갖는 피막층을 형성시켜 투습성과 발수성을 동시에 얻는 것이 대표적이다.

그러나 본 발명에 따르면 발수가공은 원단의 이면(54)(피부와 접촉하는 면)에 이루어지므로 0.1㎛ 내지 10㎛ 정도의 미세공들을 갖는 피막층을 형성할 필요가 없게 된다.

본 발명의 흡한속건성 원단(50)에 형성되는 흡수공(58)의 크기는 빗방울의 직경과 같도록 형성할 수도 있으며 아니면 그보다 크게 형성할 수도 있다. 왜냐하면 본 발명의 흡한속건성 원단(50)은 피부로부터 수분을 신속히 발수층(56)이 형성되지 않은 친수부(60)로 이동, 확산시켜 증발시키기 위한 것이지 종래기술에서와 같이 빗방울 등의 수분이 외부로부터 인체 내부로 침투하는 것을 방지하기 위한 발수기능 본래의 목적을 위한 것이 아니기 때문이다.

흡한속건성 원단(50)의 표면(52)에는 통상적인 발수층이 더 제공될 수 있다. 즉 흡한 속건성 원단(50)의 표면(52)에 외부로부터 내부로 빗방울과 같은 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 표면발수층(도면에 도시 않음)을 형성하는 것이다. 이렇게 대기와 접촉하는 원단의 표면에 발수가공을 추가함으로써 3중 구조의 흡한속건성 원단이 얻어지게 된다. 3중 구조의 원단에 의하면 흡한속건성 원단(50)의 외면에서는 발수 기능이, 중간의 친수부(60)에서는 수분의 흡수 기능 및 확산 기능이, 이면(54)에서는 발수와 흡수 기능이 동시에 일어나게 된다.

도5와 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로서 열전사지를 이용하여 흡한속건성 원단을 제조하는 과정을 보여주고 있다.

도5, 6을 참조하면, 이 실시예에서는 위에서 상술한 그라비아 방식에서와 같이 친수화 가공 등의 기능성 가공 공정을 거친 원단에 본 발명에 따른 열전사지를 이용한다. 위에서 도1 내지 도4와 관련하여 설명한 것과 동일한 조건으로 조성된 발수 조성액에서 그 점도를 200~500 cps 수준으로 낮추어 인쇄용 잉크를 제조하고 캐리어 시트(72)에 배치된 통상의 전사용 이형지(74) 위에 그라비아 방식에서 설명한 것과 동일한 공극율 및 패턴을 가지도록 인쇄발수층(76)을 인쇄하여 40 ~ 90 수준의 저온으로 열처리 공정을 거쳐 열전사지(70)를 얻는다.

이렇게 얻은 열전사지(70)를 가공 전 원단(80)과 함께 한 쌍의 롤러(78, 79) 사이를 통과시킨다. 이때 상부에 위치한 롤러(78)에는 180 ~ 210의 온도가 인가되도록 함으로써 열 압착을 통해 열전사지(70)에 형성되어 있는 인쇄발수층(76)이 원단(80)으로 전사되도록 한다. 그런 다음 인쇄발수층(76)이 전사된 원단을 가열로(82)를 통과시킴으로써 상기에서와 같이 발수층(83)이 형성된 흡한속건성 원단(84)을 얻게 된다.

이하 다음의 실시예에서 본 발명의 흡한 속건성 원단의 제조방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 실시예에 한정 되는 것은 아니다.

<실시예 1>

레이온방적사 30수, 나이론 70데니어와 스판덱스 40데니어를 카바링한 나일론 카바링얀의 두 종류의 실을 사용하여 환편니트 양면조직인 폰테 드 롬마(PONTE DE ROMMA) 조직으로 원단을 편성하였다. 이를 텐터에서 200로 30초간 열처리하여 형태를 안정화 시킨 이후에 정련과 염색 공정을 거쳤다. 그리고 텐터에서 패딩(padding) 방법으로 흡습가공제를 20 g/l 수용액으로 처리하여 180도씨에서 30초간 열고착시켰다.

위의 공정은 일반적인 폰테 드 롬마 환편니트 원단(즉 가공 전 원단, 20)을 만드는 공정이다. 이렇게 준비된 원단을 130에서 30초간 건열에서 예열시킨 다음, 불소발수제 20g/l, 증점제 50g/l 농도의 발수조성 수용액을 망상구조의 디자인을 가진 그라비아롤에 묻혀 원단의 이면에 도포시켰다. 그라비아롤에 설계된 망상구조의 디자인은 음각으로 형성된 것으로 다시 말해서 망상구조의 선들은 발수조성 수용액이 묻지 않은 부분이다.

이어서 발수조성 수용액이 원단의 이면으로부터 표면으로 확산되는 것을 확실하게 방지하기 위해 건열 130에서 30초간 건조시킨다. 그리고 텐터에서 180에서 30초간 건열 처리하여 발수제를 원단에 고착시켰다. 이상과 같이 처리된 흡한속건성 원단의 면에 스포이드로 증류수를 한방울 떨어뜨렸을 때, 물방울이 비발수처리된 부분인 흡수공으로 빨려들어감을 육안으로 확인할 수 있었고, 발수처리된 발수층에는 물기가 남아있지 않았음을 또한 확인하였다. 그리고 흡수공을 통해 친수부로 흡수이동된 물방울은 빠르게 친수부 전체로 확산되어 가는 것을 확인 할 수 있었다.

흡한속건성 원단의 표면으로 빠져나온 물기는 다시 이면쪽으로 스며들지 않음 또한 확인하였다. 표면은 흥건히 젖어 있지만 부분발수처리된 이면은 뽀송뽀송한 상태를 유지함을 확인했다.

<실시예 2>

실시예 1에서 얻어진 흡한속건성 원단에서, 발수제 20g/l, 발포성 계면활성제 4g/l, 기포안정제 3g/l 농도의 발수조성 수용액을 만든 다음 미세거품 발생기를 이용하여 흡한속건성 원단의 표면에 거품상의 발수조성 수용액을 분무하고, 블레이드(balde)로 일정한 두께로 도포한 다음 텐터에서 180에서 30초간 열고착한다.

이렇게 하여 흡한속건성 원단(50)의 외면에서는 발수 기능이, 중간의 친수부(60)에서는 수분의 흡수 기능 및 확산 기능이, 이면(54)에서는 발수와 흡수 기능이 일어나는 3중 구조의 흡한속건성 원단을 만들었다. 이 흡한속건성 원단에 스포이드로 증류수를 한방울 떨어뜨렸을 때, 표면에서는 물방울이 이면으로 침투되지 않고 흘러 떨어짐을 확인했다. 그리고 원단의 중앙과 네모서리 부분에서 발수도를 체크한 결과 발수도는 100을 나타내었다. 이면 즉 부분 발수된 흡 발수부에서는 떨어뜨린 물방울이 비발수된 부분인 흡수공으로 빨려들어가 표면은 물기가 없는 상태가 되었다.

이 실시예는 여름철 야외에서 근로하는 현장작업자용 작업복을 흡한 및 외부 오염원에 대해 발수 및 방오성을 가지도록 만들기 위한 것이다. 조선소, 건설현장 같은 곳은 안전상의 문제로 얇은 작업복을 입을 수가 없다. 그러다 보니, 땀을 원활히 배출하지 못하기 때문에 땀에 젖은 작업복이 활동성을 저해하여 도리어 안전을 위협하는 경우가 많다.

이렇게 양면을 적절히 발수가공처리한 원단을 사용하면, 대기와 접하는 바깥부분에서는 오염물질과 물기를 막아주고 피부와 접하는 쪽에서는 땀을 신속히 배출하므로 피부와 닿는 이면은 수분이 없는 언제나 뽀송뽀송한 상태이기 때문에 옷이 몸에 감기는 현상이 일어나지 않는다.

<실시예 3>

폴리에스터 흡한속건사(효성:에어로쿨, 섬유단면 절편모양) 75데니어 72필라 DTY 얀, 즉 모세관현상을 최대화한 원사를 환편기계에서 양면조직으로 제편하였다.

이 원단을 통상적인 방법으로 정련한 후, 염색공정에서 분산염료, 분산균염제, ph 조절제와 흡습가공제 2.0% owf 농도로 동욕에서 부여하여, 130에서 40분간 염색한 후, 수세 및 원심탈수하고, 180에서 30초간 열고정하여 흡습처리된 원단을 만들었다. 즉 일반적르로 시판되는 흡한속건 원단을 만들었다. 이렇게 준비된 원단을 130에서 30초간 건열에서 예열시킨 다음, 불소발수제 20g/l, 증점제 5g/l 농도의 발수조성 수용액을 망상구조의 디자인을 가진 그라비아롤에 묻혀 원단의 이면에 도포시켰다. 그라비아롤에 설계된 망상구조의 디자인은 음각으로 형성된 것으로 다시 말해서 망상구조의 선들은 발수조성 수용액이 묻지 않은 부분이다. 이어서 발수조성 수용액이 원단의 이면으로부터 표면으로 확산되는 것을 확실하게 방지하기 위해 건열 130에서 30초간 건조시킨다.

그리고 텐터에서 180에서 30초간 건열처리하여 발수제를 원단에 고착시켰다.

이상과 같이 처리된 흡한속건성 원단의 면에 스포이드로 증류수를 한방울 떨어뜨렸을때, 물방울이 비발수처리된 부분인 흡수공으로 빨려들어감을 육안으로 확인할 수 있었고, 발수처리된 발수층에는 물기가 남아 있지 않았음을 또한 확인하였다. 그리고 흡수공을 통해 친수부로 흡수이동된 물방울은 빠르게 친수부 전체로 확산되어 가는 것을 확인 할 수 있었다. 흡한속건성 원단의 표면으로 빠져나온 물기는 다시 이면 쪽으로 스며들지 않음 또한 확인하였다. 표면은 흥건히 젖어 있지만 부분발수처리된 이면은 뽀송뽀송한 상태를 유지함을 확인했다.

<실시예 4>

폴리에스터 일반사(섬유단면 원형) 75데니어 72필라 DTY 원사를 환편기계에서 양면조직으로 제편하였다. 이 원단을 통상적인 방법으로 정련한 후, 염색공정에서 분산염료, 분산균염제, ph 조절제와 흡습가공제 2.0% owf 농도로 동욕에서 부여하여, 130에서 40분간 염색한 후 수세 및 원심탈수하고, 180에서 30초간 열고정하여 흡습처리된 원단을 만들었다. 이렇게 준비된 원단을 130에서 30초간 건열에서 예열시킨 다음, 불소발수제 20g/l, 증점제 5g/l 농도의 발수조성 수용액을 망상구조의 디자인을 가진 그라비아롤에 묻혀 원단의 이면에 도포시켰다.

그라비아롤에 설계된 망상구조의 디자인은 음각으로 형성된 것으로 다시 말해서 망상구조의 선들은 발수조성 수용액이 묻지 않은 부분이다. 이어서 발수조성 수용액이 원단의 이면으로부터 표면으로 확산되는 것을 확실하게 방지하기 위해 건열 130에서 30초간 건조시킨다. 그리고 텐터에서 180에서 30초간 건열처리하여 발수제를 원단에 고착시켰다.

이상과 같이 처리된 흡한속건성 원단의 면에 스포이드로 증류수를 한방울 떨어뜨렸을 때, 물방울이 비발수처리된 부분인 흡수공으로 빨려들어감을 육안으로 확인할 수 있었고, 발수처리된 발수층에는 물기가 남아 있지 않았음을 또한 확인하였다. 그리고 흡수공을 통해 친수부로 흡수이동된 물방울은 빠르게 친수부 전체로 확산되어 가는 것을 확인할 수 있었다. 흡한속건성 원단의 표면으로 빠져나온 물기는 다시 이면쪽으로 스며들지 않음 또한 확인하였다. 표면은 흥건히 젖어 있지만 부분발수처리된 이면은 뽀송뽀송한 상태를 유지함을 확인했다. 즉 실시예3 과 비교시 별다른 상이점을 발견하지 못 하였다. 그러므로 본 발명의 발수가공방법에 따라 일반사를 이용해서 충분히 효과가 탁월한 흡한속건성 원단을 만들 수 있으며, 다른 종류의 원단에서도 본 발명의 발수가공방법을 이용하면 편리하게 흡한속건성 의류를 만들 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

10 : 원단예열기 20 : 가공 전 원단
31 : 하부 그라비아롤 40 : 원단건조기
50 : 흡한속건성 원단 52 : 표면
54 : 이면 56 : 발수층
58 : 흡수층 60 : 친수부
70 : 열전사지 72 : 캐리어 시트
76 : 인쇄발수층 78, 79 : 롤러
82 : 가열로 83 : 발수층

Claims (10)

1. 대기중에 노출되는 표면;
   피부와 접하게 되는 이면;
   상기 이면으로부터 상기 표면 쪽으로 매입되되 상기 표면에 도달되지 않도록 매입되어 형성되는 불소계 발수제로 이루어진 발수층;
   상기 발수층에 제공되는 복수의 흡수공들; 및
   상기 표면과 상기 이면 사이에 제공되는 친수부를 포함하는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발수층은 상기 발수층을 형성하기 전에 원단을 건열 110~160에서 10~40초간 예열처리한 다음 불소계 발수제 10~100g/l, 증점제 5~200g/l로 조성된 발수조성 수용액을 도포하여 형성하는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 발수층의 표면적은 상기 이면의 전체 표면적의 50~97%를 차지하도록 형성되는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 복수의 흡수공들은 서로서로 연결되어 선형의 망상구조를 이루는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 발수층은 불규칙한 선형의 망상구조로 형성되는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 표면상에 표면발수층이 더 형성된 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.
7. 친수성을 갖는 원단을 건열 110~160에서 10~40초간 예열처리하는 단계;
   불소계 발수제 10~100g/l, 증점제 5~200g/l로 조성된 발수조성 수용액을 그라비아 롤을 이용하여 상기 원단의 한쪽 면에 도포하는 단계; 및
   상기 발수조성 수용액이 도포된 상기 원단을 건열 150~190에서 10~50초간 열처리하는 단계를 포함하며,
   여기서, 상기 그라비아롤은 상기 발수조성 수용액이 도포되는 도포부와 상기 발수조성 수용액이 도포되지 않는 복수의 비도포부를 갖도록 설계되며, 상기 원단에 상기 발수조성 수용액을 도포하기 전에 상기 원단에 예열처리를 함으로써 상기 발수조성 수용액이 상기 원단의 상기 한쪽 면에 도포될 때 상기 발수조성 수용액 중의 용매가 상기 예열처리에 의한 열에 의해 증발되도록 하여 상기 발수조성 수용액이 도포되는 상기 원단의 상기 한쪽 면으로부터 상기 원단의 반대쪽 면에 도달되지 않게 되는 것을 특징으로 하는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단의 제조방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 도포부의 표면적은 상기 발수조성 수용액이 도포되는 상기 원단의 상기 한쪽 면의 전체 표면적의 50~97%를 차지하는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단의 제조방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 복수의 비도포부들은 선형의 망상구조를 이루도록 서로서로 연결된 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단의 제조방법.
10. 대기중에 노출되는 표면;
    피부와 접하게 되는 이면;
    상기 이면으로부터 상기 표면 쪽으로 매입되되 상기 표면에 도달되지 않도록 매입되어 형성되는 불소계 발수제로 이루어진 발수층으로서, 상기 발수층은 캐리어 시트 및 상기 캐리어 시트 상에 형성된 인쇄발수층을 갖는 열전사지로부터 상기 인쇄발수층을 상기 이면으로 열전사시켜 형성되며;
    상기 발수층에 제공되는 복수의 흡수공들; 및
    상기 표면과 상기 이면 사이에 제공되는 친수부를 포함하는 흡수와 발수의 상반된 성질을 이용한 흡한속건성 원단.

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