KR101465595B1 - 흡습-발수성 부직포 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단 및 상기 원단의 일면 또는 양면에 합지된 발수성 부직포로 구성된 적층형 부직포로서, 상기 발수성 부직포가, 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 함불소분자 가스 하에서 플라즈마 처리하여, 부직포 표면의 섬유에 불소 코팅이 형성된 것임을 특징으로 하는 흡습-발수성 부직포 적층체를 제공한다. 본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포 적층체는 흡습성 섬유가 가지는 본연의 흡습성을 유지하면서도 흡습-건조의 반복에 따르는 흡습성 섬유의 수축을 줄일 수 있다. 또한 본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포 적층체는 그 표면에 불소코팅이 이루어짐으로써 부직포의 표면이 발수성능을 가지게 되어 부직표 표면의 수접촉각이 상승한다. 그 결과, 흡습성 섬유가 가지는 흡습성을 그대로 유지하면서도 흡습성 원단의 흡습속도를 지연시킬 수 있다. 흡습속도의 지연은 흡습-발수성 부직포 적층체의 표면에 다량의 물이 직접 접촉하는 경우 흡습속도를 지연시켜, 예를 들어, 표면에 물방울 상태로 맺혀있는 수분을 털어내 버릴 수 있다는 실용적인 이점이 있다.

Description

흡습-발수성 부직포 적층체{Laminate of Water Absorbing Nonwoven Fabrics and Water Repellent Nonwoven Fabrics}
본 발명은 흡습-발수성 부직포 적층체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단 및 상기 원단의 양측에 불소코팅된 발수성 부직포를 합지하여, 흡습성 소재 본연의 흡습성을 유지하면서도 동시에 발수성을 가질 뿐만 아니라, 흡수 후 건조하여도 수축율의 변화가 적어 재사용이 가능하며, 나아가, 흡습성을 가지면서도 표면발수성을 동시에 가짐으로써 흡습 속도를 지연시킬 수 있는 흡습-발수성 부직포 적층체에 관한 것이다.
고분자 중합체 소재의 발수성을 높일 목적으로 그 표면에 소수성 고분자를 코팅하는 기술에 관하여는 이미 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는 일명 `테프론 코팅`이라 하는 기술로서, 에틸렌성 불소화탄소 가스 하에서 PP, PE 부직포를 플라즈마 처리하여 수접촉각 165° 이상을 달성하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 친수성 소재인 셀룰로오즈 섬유를 플라즈마 표면처리 한 다음, 봉제품을 제조하고, 그후에 포름알데하이드로 처리하여, 봉제품의 제전성, 방오성 및 형태안정성을 부여하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 3에는 불소를 포함하는 아크릴계 단량체를 포백의 표면에서 공중합하는 방법으로 불소계 고분자로 원단을 표면처리하여 내구성, 제전성 및 발수성능을 가지는 원단의 제조방법이 개시되어 있다.
특허문헌 4에는 섬유 표면에 중합성 코팅을 증착하기 위하여 하이드로카본 또는 플루오로카본 모노머를 포함하는 플라즈마 증착 공정에 노출시키는 방법으로 여과효능 및 안티-케이킹 성질을 향상시킨 여과성 매체가 개시되어 있다.
그러나, 이상의 모든 기술은 친수성 소재의 표면을 소수성으로 변화시키거나 소수성 소재의 표면을 더욱 소수성으로 변화시킴으로써 `발수성`을 부여하는 것에만 기술적 특징이 있는 것들로서, 흡습성 소재의 흡습성을 그대로 유지하면서도 표면 발수성을 갖는 소재에 대한 개발은 없다. 또한, 흡습 후 이를 건조하여 재사용하는 경우 건조에 따르는 심한 수축으로 재사용이 불가하기 때문에 그 용도전개에 한계가 있다.
WO 2000-14297A KR 2011-0037976A JP 1998-325078A KR 2011-37976A
본 발명의 목적은 흡습성 소재 본연의 흡습성을 유지하면서도 동시에 발수성을 가질뿐만 아니라, 흡수 후 건조하여도 수축율의 변화가 적어 재사용이 가능하며, 나아가, 흡습성을 가지면서도 표면발수성을 동시에 가짐으로써 흡습 속도를 지연시킬 수 있는 흡습-발수성 부직포 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명에서는 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단 및 상기 원단의 일면 또는 양면에 합지된 발수성 부직포로 구성된 적층형 부직포로서, 상기 발수성 부직포가, 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 함불소분자 가스 하에서 플라즈마 처리하여, 부직포 표면의 섬유에 불소 코팅이 형성된 것임을 특징으로 하는 흡습-발수성 부직포 적층체를 제공한다.
상기 흡습성 섬유는 친수성 관능기를 가진 아크릴 단량체들을 포함하는 아크릴계 중합체로부터 얻어지는 섬유인 것이 바람직하다.
상기 친수성 관능기를 가지는 아크릴 단량체는 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MMA), 신남산(cinnamic acid), 말레인산(maleic acid), 푸마르산(fumaric acid) 또는 이들의 알칼리염, 암모늄 염 및 아민염으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 흡습성 섬유는 최대 흡습량이 섬유 자체무게의 10중량% 이상인 것이 바람직하다.
상기 비흡습성 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(low-melting polyethyleneterephthalate. LM-PET) 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 폴리프로필렌(polypropylene, PP)으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 중합체로부터 얻어지는 섬유인 것이 바람직하다.
상기 함불소분자 가스는 테트라플루오로메탄(CF4), 트리플루오로메탄(CHF3), 디클로로디플루오로메탄(CF2Cl2), 클로로트리플루오로메탄(CF3Cl), 헥사플루오로에탄(C2F6), 펜타플루오로에탄(CF3CHF2), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(CF3CFH2), 옥타플루오로프로판(C3F8), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(CF3CHFCF3), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(CF3CH2CHF2), 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(CF3CH2CF2CH3), 나이트로겐트리플루오라이드(NF3) 및 설퍼헥사플루오라이드(SF6)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 비흡습성 섬유의 최대 흡습량은 섬유 자체무게의 10중량% 이하인 것이 바람직하다.
강기 흡습-발수 부직포의 표면 수접촉각은 120°이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포 적층체는 흡습성 섬유가 가지는 본연의 흡습성을 유지하면서도 흡습-건조의 반복에 따르는 흡습성 섬유의 수축을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포 적층체는 그 표면에 불소코팅이 이루어짐으로써 부직포의 표면이 발수성능을 가지게 되어 부직표 표면의 수접촉각이 상승한다. 그 결과, 흡습성 섬유가 가지는 흡습성을 그대로 유지하면서도 흡습성 원단의 흡습속도를 지연시킬 수 있다. 흡습속도의 지연은 흡습-발수성 부직포 적층체의 표면에 다량의 물이 직접 접촉하는 경우 흡습속도를 지연시켜, 예를 들어, 표면에 물방울 상태로 맺혀있는 수분을 털어내 버릴 수 있다는 실용적인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따르는 흡습-발수성 부직포(10)의 모식적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따르는 흡습-발수성 부직포(20)의 모식적인 단면도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 흡습-발수성 부직포 적층체를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따르는 흡습-발수성 부직포(10)의 모식적인 단면도이다. 본 발명의 일시형태에 따른 흡습-발수성 부직포 적층체(10)는, 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12) 및 상기 원단의 양면에 합지된 발수성 부직포(14, 16)로 구성된 적층형 부직포로서, 이때, 상기 발수성 부직포가, 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 함불소분자 가스 하에서 플라즈마 처리하여, 부직포 표면의 섬유에 불소 코팅이 형성된 것임을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따르는 흡습-발수성 부직포(20)의 모식적인 단면도이다. 다른 실시형태에서는 상기 흡습-발수성 부직포가 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(22)과 상기 원단의 일면에 합지된 발수성 부직포(24)로 구성된 적층형 부직포이다.
[흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12, 22)]
본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포 적층체(10, 20)에서, 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12, 22)을 구성하는 흡습성 섬유는 친수성 관능기를 가진 아크릴 단량체들을 포함하는 아크릴계 중합체로부터 얻어지는 섬유이다.
상기 아크릴 단량체들의 친수성 관능기로는 예를 들어, 카르복시산(-COOH), 카르복시산의 알칼리염(-COOM; M=Na 또는 K), 카르복시산의 암모늄 또는 아민염 등이 있다.
이와 같은 친수성 관능기를 가지는 아크릴 단량체의 예로서는, 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MMA), 신남산(cinnamic acid), 말레인산(maleic aci), 푸마르산(fumaric acid) 또는 이들의 알칼리염, 암모늄 염 또는 아민염 등이 있다.
이들은 단독중합 또는 공중합되어 중합체의 형태로 사용되며, 한편, 알칼리염, 아민염의 중합체는 산형태로 중합된 다음 중화반응을 통하여 수득된 것일 수 있다. 카르복시산을 포함하는 단량체를 중합/공중합하여 얻어지는 중합체의 중화반응은 당업계 공지일뿐만이 아니라 이러한 중합체는 상업적으로도 널리 시판되고 있다.
상기 흡습성 섬유의 최대 수분 흡습량은 그 최종용도에 따라 섬유 자체무게의 10중량%, 30중량%, 50중량%, 또는 90중량% 이상인 것을 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 상기 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12)은 단일 겹의 원단이다. 그러나, 본 발명의 원단(12)이 이에 한정되는 것이 아니어서, 용도에 따라서는 여러 겹이 적층된 적층물이 사용될 수 있다. 적층물은 단일겹의 웹을 크로스-래퍼(cross lapper) 등을 이용하여 일정한 두께와 폭을 갖도록 적층하여 형성된다. 상기 적층된 웹은 니들펀칭, 열접착, 화학적 접착 또는 이들을 혼용하여 층간접착을 형성함으로써 보다 안정된 형태를 갖는 부직포로 만들어질 수도 있다.
상기 원단(12)의 두께는 이를 이용하여 제조되는 흡습-발수성 부직포 적층체(10)가 적용되는 제품의 흡습량, 강도 등을 고려하여 적절하게 조절된다.
[발수성 부직포(14, 16, 24)]
상기 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12, 22)의 일면 또는 양면에는 발수성 부직포(14, 16, 24)가 합지된다. 본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포 적층체(10, 20)는 상기 발수성 부직포(14, 16, 24)가, 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 함불소분자 가스 하에서 플라즈마 처리하여, 부직포 표면의 섬유에 불소 코팅이 형성된 것임을 특징으로 한다.
상기 비흡습성 섬유는 비흡습성 중합체로부터 얻어지는 섬유로서, 상기 비흡습성 중합체는 흡습율은 섬유 자체무게의 10중량% 미만인 중합체를 말한다. 바람직하게는 6중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1중량% 이하인 것을 사용한다.
흡습성 섬유만으로 구성된 부직포의 흡습/탈수는 대체로 가역적이다. 예를 들어, 용도에 따라 수분 흡습이 완료된 후에, 상기 부직포를 적절한 조건에서 건조/탈수시키면 다시 수분 흡습이 가능한 상태가 된다. 그러나, 상기 건조는 부직포 원단을 구성하는 섬유의 수축을 동반하여, 건조/탈수 후에는 원래 제품의 형태를 잃게 된다. 흡습-건조의 반복에 따른 제품의 형태상실은 특히, 고흡습성 섬유일수록 심하다. 본 발명의 실시형태에 따르는 흡습-발수 부직포에는 비흡습성 중합체로부터 얻어지는 섬유를 기초소재로 한 부직포를 상기 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(10)의 양면에 적층하여 해결한다.
이 목적으로 사용되는 비흡습성 중합체로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(low-melting polyethyleneterephthalate, LM-PET), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 등이 있다. ASTMD 570 측정방법에 따른 상기 중합체들의 흡습량은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌(HDPE 또는 LDPE)의 경우 0.1중량%이고, 폴리프로필렌의 경우 0.01중량% 이하이다.
[불소코팅]
본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포(10, 20)는 합지된 상기 발수성 부직포(14, 16, 24)가, 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 함불소분자 가스 하에서 플라즈마 처리하여, 부직포 표면의 섬유에 불소 코팅이 형성된 것이다. 상기 불소코팅은, 에를 들어, 본 발명의 첫 번째 실시형태에 따르는 적층체(10)의 경우는 양면의 발습성 부직포(14, 16) 모두에 또는, 필요에 따라 한 면의 부직포에만 행해질 수 있다.
한편, 플라즈마 처리는 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12, 22)의 양면에 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 적층한 후에 행하거나 또는, 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단의 일면에 먼저 플라즈마 처리를 한 후에, 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12, 22)의 양면에 동시에 또는 순차적으로 적층하는 방법으로 본 발명에 따르는 흡습-발수성 부직포가 제조될 수 있다.
플라즈마 처리는 처리를 행하고자 하는 부직포 원단을 플라즈마 반응기 내부에 적절하게 배치한 다음, 상술한 함불소분자를 가스상태로 공급하면서 전기에너지를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 방법으로 수행한다. 전기 에너지원으로서는 직류전압 또는 1khz~3000MHz 범위 내에서의 교류전압을 사용한다. 반응기의 내압은 통상적으로 0.２~2.0Torr를 유지한다.
함불소분자 가스는 불소함유탄소 가스, 불소함유질소 가스 및 불소함유인 가스로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상이다.
불소함유탄소 가스는 예를 들어, 테트라플루오로메탄(tetrafluoromethane, CF4), 트리플루오로메탄(trifluoromethane, CHF3), 디클로로디플루오로메탄(dichlorodifluoromethane, CF2Cl2), 클로로트리플루오로메탄(chlorotrifluoromethane, CF3Cl), 헥사플루오로에탄(hexafluoroethane, C2F6), 펜타플루오로에탄(pentafluoroethane, CF3CHF2), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(1,1,1,2-tetrafluoroethane, CF3CFH2), 옥타플루오로프로판(octafluoropropane, C3F8), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane, CF3CHFCF3), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(1,1,1,3,3-pentafluoropropane, CF3CH2CHF2), 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(1,1,1,3,3-pentafluorobutane, CF3CH2CF2CH3) 등이 있다.
한편, 불소함유질소 가스로서는 예를 들어, 나이트로겐트리플루오라이드(nitrogen trifluoride, NF3)가 있으며, 불소함유인 가스로는 예를 들어, 설퍼헥사플루오라이드(sulfur hexafluoride, SF6)가 있다.
상기 열거된 함불소분자 가스는 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
부직포에 플라즈마 처리와 함께 또는 플라즈마 처리후 함께 함불소분자 가스가 공급되면 부직포 표면에는 불소코팅이 이루어짐으로써 부직포의 표면이 발수성능을 가지게 되고, 그 결과로서 부직표 표면의 수접촉각이 상승한다.
본 발명에 따르는 흡습-발수 부직포의 실시형태에서, 흡습-발수 부직포의 표면에서 측정되는 수접촉각은 120°이상, 바람직하게는 130°이상이다.
발명자들의 실험적 결과에 따르면, 상기 수접촉각의 상승은 부직포의 표면에 함불소분자 가스하에서 플라즈마 처리를 수행하는 시간에 의존하는 것으로 확인되었다. 이는 처리의 시간이 길어짐에 따라 부직포를 구성하는 섬유의 표면에 수행되는 불소코팅의 면적 내지는 두께가 증가하기 때문으로 이해된다.
본 발명의 범위를 제한하지 않는 의도로서 상기 불소코팅의 과정을 설명하자면 상기 불소코팅은 함불소분자 가스에서 유리된 불소 라디칼이 부직포를 구성하는 섬유의 표면에 결합하거나, 또는 분리된 불소 라디칼의 반대쪽 라디칼인 불소함유탄소 라디칼, 불소함유질소 라디칼 또는 불소함유인 라디칼이 섬유의 표면에 결합하여 부직표 표면이 발수성능을 가지게 되는 것으로 이해된다.
필요에 따라서는 공기, 질소, 산소, 아르곤 등과 같이 플라즈마 반응에 참여하지 않는 가스를 함불소분자와 함께 또는 순차적으로 공급할 수 있다.
특히 본 발명자들의 실험에 따르면, 플라즈마 처리를 함에 있어 함불소분자 가스를 공급하기에 앞서 플라즈마 반응에 참여하지 않는 가스를 먼저 공급한 다음에 상기 함불소분자 가스를 공급하면 발수효과가 증대되는 것이 확인되었다. 역시, 본 발명의 범위를 제한하지 않는 범위에서 이를 설명하자면, 부직포를 구성하는 섬유의 표면이 함불소분자 가스가 존재하지 않는 상태에서 표면처리되면 일종의 에칭 또는 식각효과에 의하여 섬유 표면에 존재하는 요철을 완화시키고, 이에 따라, 추가로 수행되는 불소코팅이 균일하게 될 수 있기 때문에 발수효과가 증대되는 것으로 풀이된다.
상기 발수성 부직포(14, 16, 24)의 두께(또는, 평량)는 불소코팅되는 비흡습성 섬유의 강도 및 불소 코팅량을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 비흡습성 섬유의 강도는 적층체(10, 20)의 흡습-건조에 따른 수축율을 결정하는 인자이다. 이를 고려하여 선택되는 상기 발수성 부직포(10)의 두께는 예를 들어, 폴리프로필렌 소재의 발수성 부직포인 경우에는, 평량 15g/㎡ 이상, 바람직하게는 50g/㎡ 이상일 수 있지만, 200 g/㎡ 이상의 평량은 불필요하다. 상기 두께는 섬유 소재에 따라 적절하게 증감될 수 있어, 예를 들어, 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌 소재의 섬유 부직포를 사용하는 경우에는 무게비로 50% 내에서 증량될 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 소재의 섬유 부직포를 사용하는 경우에는 50% 내에서 감량될 수 있다.
[적층체(10, 20)의 제조]
흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(10, 20)과 발수성 부직포(14, 16, 24)의 합지는 공지의 방법에 따라 행한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서는 상기 적층체는 니들펀칭의 수단으로 형태안정성이 부여된 것일 수 있다.
다른 실시형태에서는 상기 층들이 상호 간에 부분적으로 열접착된 것일 수 있다. 부분적인 열접착은 예를 들어, 플랫(flat-bed) 라미네이팅, 캘린더링 등 공지의 방법이 사용될 수 있다. 흡습성 섬유와 비흡습성 섬유가 혼섬된 다음 부분적으로 열접착이 형성되는 경우에는, 흡습-건조의 반복에 따른 흡습성 섬유의 수축은 더욱더 감소될 수 있다는 추가적인 이점이 있다.
부분적인 열접착을 위하여 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단 (12, 22)의 내에, 일부로서 비흡습성 섬유를 포함할 수 있다. 이는 비흡습성 섬유가 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같이 융점이 낮은 섬유소재로 이루어진 경우에 특히 바람직하다.
함불소분자 가스의 공급과 함께 이루어지는 플라즈마 처리에 따라 제조되는 본 발명의 흡습-발수성 부직포 적층체(10, 20)는 흡습성 섬유 본연의 흡습성을 그대로 유지하면서도 상기 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단(12, 22)의 양측에 발수성 부직포(14, 16, 26)를 적층함에 따라, 흡습성 원단의 흡습속도를 지연시킬 수 있다. 흡습속도의 지연은 흡습-발수성 부직포 적층체(10, 20)의 표면에 다량의 물이 직접 접촉하는 경우 흡습속도를 지연시켜, 예를 들어, 표면에 물방울 상태로 맺혀있는 수분을 털어내 버릴 수 있다는 실용적인 이점이 있다. 예를 들어, 흡습재의 경우 사용환경에서 주변의 습기를 흡습하는 것이 주목적인데, 예기치 않게 수증기 상태가 아닌 액체 상태의 물과 직접 접촉될 경우 정상적인 사용을 못하고 제품을 폐기해야 하는 단점이 있다. 그러나 예를 들어, 본 발명의 흡습-발수성 부직포 적층체(10)를 이용하여 제조되는 포장재, 생활용 제습제 등은 이와 같은 경우에 간단한 방법으로 표면의 물을 제거하고 사용이 가능한 상태를 유지할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 흡습-발수성 부직포 적층체(10, 20)에 있어서, 상술한 흡습속도의 지연으로부터 발생되는 추가적인 이점은, 한번, 발수층을 통과하여 흡습성 부직포에 흡수된 물이 다시 이를 통과하여 외부로 배출되기 어렵다는 점이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
원단들의 적층
흡습성 섬유 부직포는 SAFTM(블루스타사, 영국)제품을 구입하여 사용하여 준비하였다. 상기 제품은 아크릴산, 아크릴산 나트륨, 메타크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트의 공중합체로서, 부분적으로 가교된 공중합체로부터 제조된 섬유이다.
상기 흡습성 섬유를 개섬한 다음 카딩공정을 거쳐, 평량 100g/㎡의 부직포로 제조한 다음, 이를 크로스 래퍼로 7겹을 적층하여 이를 흡습성 부직포 원단(12)으로 사용하였다.
비흡습성 섬유는 LM-PET(휴비스사, LMF 6De)를 사용하여, 50 g/㎡의 중량을 갖도록 카딩공정과 크로스 래핑공정을 통하여, 웹으로 제조하였다.
상기 준비된 흡습성 원단(12)을 사이에 두고 비흡습성 원단들(14, 16)을 양면에 적층한 다음 120℃의 온도에서 캘린더링하여 적층물을 제조하였다.
흡습 - 발수성 부직포 적층체의 제조
먼저, 플라즈마 표면처리장치(PLASMA SURFACE TREATMENT SYSTEM, 제조사, 모델번호 CD400MC)를 이용하여, 헥사플루오로에틸렌(C2F6) 가스를 30sccm/200watt 조건으로 투입하면서 각각 3, 5, 10분간 흘려주면서 불소 코팅을 실시하여 흡습-발수 부직포를 제조하였다.
상기 방법으로 제조된 흡습-발수 부직포에 대하여 흡습율, 형태안정성, 수접촉각을 평가하였다.
흡습율은 상기 제조된 흡습-발수 부직포들을 110℃의 열풍건조기에서 2시간 동안 사전 건조한 다음, 40℃/상대습도 90%를 유지하는 항온항습기에 보관하면서 시간별로 흡습량을 측정하여, 무게변화가 없을 때의 흡습량을 측정하여 이로부터 흡습율을 계산하였다.
한편, 형태안정성은 상기 흡습율 평가를 마친 흡습-발수 부직포들을 110℃의 열풍건조기에서 2시간 동안 건조한 다음의 길이변화를 측정하여 평가하였다.
수접촉각은 (주)에스이오에서 제작한 접촉각 측정기를 이용하여 측정하였다.
불소코팅 흡습율(%) 수축율(%) 수접촉각(°)
실시예 1 3분 47 7 109
실시예 2 5분 45 8 116
실시예 3 10분 46 7 125
비교예 1 - 45 7 0 (즉시흡수)
상기 실험결과에서 부직포의 구성성분이 동일한 실시예와 비교예 샘플들의 흡습율과 수축율은 크게 다르지 않았다. 불소코팅 처리하지 않은 비교예 샘플은 물이 표면에서 즉시 흡수가 되었지만, 불소코팅한 실시예 1, 2, 3은 물방울이 부직포 표면에 형성되어 발수성을 보였다. 또한 불소코팅 시간이 길어질수록 접촉각은 높아졌으며, 10분 동안 플라즈마 처리한 실시예 3의 샘플이 가장 발수성이 높은 결과를 보였다.
10.. 흡습-발수성 부직포 적층체
12.. 흡습성 섬유 부직포 원단
14, 16.. 발수성 부직포

Claims (8)

  1. 흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단 및 상기 원단의 일면 또는 양면에 합지된 발수성 부직포로 구성된 적층형 부직포로서,
    상기 흡습성 섬유는 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MMA), 신남산(cinnamic acid), 말레인산(maleic acid), 푸마르산(fumaric acid) 또는 이들의 알칼리염, 암모늄 염 및 아민염으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 친수성 관능기를 가진 아크릴 단량체들을 포함하는 아크릴계 중합체로부터 얻어지는 섬유로서, 최대 흡습량이 섬유 자체무게의 10중량% 이상이고,
    상기 발수성 부직포가, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(low-melting polyethyleneterephthalate. LM-PET) 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 폴리프로필렌(polypropylene, PP)으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 중합체로부터 얻어지는 비흡습성 섬유로 이루어진 부직포 원단을 함불소분자 가스 하에서 플라즈마 처리하여, 부직포 표면의 섬유에 불소 코팅이 형성된 것임을 특징으로 하는 흡습-발수성 부직포 적층체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 함불소분자 가스는 테트라플루오로메탄(CF4), 트리플루오로메탄(CHF3), 디클로로디플루오로메탄(CF2Cl2), 클로로트리플루오로메탄(CF3Cl), 헥사플루오로에탄(C2F6), 펜타플루오로에탄(CF3CHF2), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(CF3CFH2), 옥타플루오로프로판(C3F8), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(CF3CHFCF3), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(CF3CH2CHF2), 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(CF3CH2CF2CH3), 나이트로겐트리플루오라이드(NF3) 및 설퍼헥사플루오라이드(SF6)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 흡습-발수성 부직포 적층체.
  8. 제1항에 있어서, 표면 수접촉각이 120°이상인 것을 특징으로 하는 상기 흡습-발수성 부직포 적층체.
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