KR101929841B1 - 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단 - Google Patents

투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용제형 접착제를 대신하면서 플렉서블하고 우수한 투습 방수성을 가지면서도 뛰어난 기재 간 결속력을 장시간 유지시킬 수 있는 투습성 및 방수성을 갖는 의류용 섬유원단에 관한 것이다.

Description

투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단{Textile fabric for cloths with moisture permeability and water-proof properties}
본 발명은 우수한 투습 방수성을 가지면서도, 플렉서블하고 뛰어난 기재 간 결속력을 오래 유지시킬 수 있는 의류용 섬유 원단에 관한 것이다.
투습·방수성이라는 것은 물방울은 통과시키지 않지만 땀이나 물방울이 증발되는 수증기와 같은 것은 통과시키는 성질을 일컫는다.
방수 가공 섬유는 직물 위에 고무 또는 아크릴 수지를 코팅(coating) 또는 라미네이션(lamination) 가공을 함으로써 외부로부터의 비 또는 물 등이 침투하지 못하게 철저히 막아주어 완전 방수의 기능을 가지나, 내부로부터의 땀, 증기, 열 등을 발산시키지 못하므로 투습성이 없어 착용시 불쾌감이 항상 문제 시 되어 왔다.
이러한 문제를 근본적으로 해결한 소재가 투습·방수 소재이며, 기본 원리는 도 1 및 도 2와 같다.
이러한 투습성과 방수성 획득의 원리는 수증기의 크기와 물방울의 크기(물방울의 직경: 100 ㎛ ~ 3000 ㎛, 수증기의 직경: 0.0004 ㎛ 이하)가 크게 다른 점을 이용한 것으로서, 물방울의 크기보다 작은 다공성 구조(직경: 0.1 ㎛ ~ 10 ㎛)를 직물의 표면에 형성시키게 되면, 피부로부터 나온 수증기나 탄산가스 분자는 섬유간의 공간을 통해 바깥으로 발산되고 물방울은 내부로 침투하지 못하게 되는 것이다.
투습성의 원리는 무 다공질 피막에도 어느 정도의 투습성은 나오지만 그 정도가 실용상으로 너무 적기 때문에 피막에 많은 기공을 설계하여 투습성을 높이고 있다.
투습성은 통기성과 혼동하기 쉬우나 통기성은 피막 양면 간에 어떤 기압차를 부여할 때의 공기의 통과성을 말하며, 투습성은 피막 양면 간에 어떤 수증기압 차를 주었을 때 수증기의 통과성으로 구분할 수 있으며, 하기 식 1을 통해 투습성을 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure 112018001755348-pat00001
상기 식 1에서, Q, t, A,
Figure 112018001755348-pat00002
, R, 및
Figure 112018001755348-pat00003
는 각각 투습성, 시간, 면적, 투습도, 투습저항, 및 직물 양면 간의 수증기압 차이를 의미한다.
또한, 방수성의 원리는 미세한 다공질의 구멍 내벽과 물과의 접촉 각에 의해 물이 안으로 스며들게 되고 Q가 90도보다 큰 경우, 도 2에 나타난 바와 같이 구멍에 침입하는 물은 표면 장력에 의해 상부 쪽으로 힘을 받는다.
물이 이 구멍을 통과하기 위해서는 표면 장력에 의한 저항 이상의 압력(내 수압)이 필요하게 되며 내수압과 기공 사이에는 다음과 같은 관계식(식 2)이 성립한다.
[식 2]
Figure 112018001755348-pat00004
상기 식 2에서, h, T, s, g, Q, 및 r은 각각 내수압(mmHg), 물의 표면장력(dyn/cm2), 물의 밀도(g/cm3), 중력가속도(cm/s2), 피막 내 벽에서의 물의 접촉각, 및 피막 구멍의 반경(cm)을 의미한다. 따라서, 내수압은 발수성이(Q) 높을수록, 기공의 반경이 작을수록 높게 된다.
현재 의류용 투습·방수 소재는 여러 종류의 컨셉트를 기초로 하여 개발이 진행되고 있는데, 현재 가장 큰 문제점이 층간 접착력과 방수성 향상일 것이다.
방수성 향상은 투습성과의 균형이 중요하고, 투습성을 유지하면서 방수성을 증대시키는 방향으로 개발해야 되는데, 실제로 양기능을 동시에 향상시키는 것은 서로 상반된 기술이라 매우 힘든 것이 현실이다.
투습성은 규정은 없으나 통상 4,000 g/㎠·24hrs 이상의 투습도를 지적하고 있는 경우가 많은데, 요즘은 10,000 g/㎠·24hrs 정도 향상시킨 제품이 요구되고 있다.
투습도를 향상시키기 위해서는 피막층을 얇게 하여 피막의 기공율(氣孔率)을 높이는 것이 많이 사용되는데, 이는 역으로 층간 접착성과 방수성을 저하시킨다.
또한, 투습성을 높이려면 결로 억제효과를 높여야 하는데, 결로 발생을 완전히 차단하기는 불가능하다. 단시간에 격한 운동을 할 경우와, 의복 내의 온도와 외기 온도차가 큰 경우는 고투습성을 갖고 있어도 결로가 발생한다.
고투습성이 있어도 의류 내 습도가 낮게 유지하고, 착용 쾌적성을 향상시키는 것이 목적이며, 결로 억제는 고투습성 혹은 흡수성, 흡습성이 필요하다. 결로 억제는 고투습성에 따라서 결로를 발생하기 어렵게 함과 동시에 발생한 결로를 의복 외로 증발시키는 것이 중요하다.
중노동(重勞動)시의 발한량은 20℃에서 2,880 g/㎠·24hrs이기 때문에, 의류용 섬유원단의 투습도는 3,000 g/㎠·24hrs 이상이면 된다고 말할 수 있다. 그러나, 외기 온도가 고온일 경우 일시적으로 다량의 발한이 따르는 경우도 있거나 또한 사람의 신체적 특성에 따라 투습도는 높은 쪽이 좋다.
운동/온도 0℃ 10℃ 20℃
보통수평 580 g/cm2·24hs 660 g/cm2·24hs 1010 g/cm2·24hs
중(中) 운동 1010 g/cm2·24hs 1330 g/cm2·24hs 1730 g/cm2·24hs
중(重) 운동 1930 g/cm2·24hs 1990 g/cm2·24hs 2880 g/cm2·24hs
이러한 투습·방수 섬유원단 제조를 위한 기술적 방법으로는 라미네이션 방식에 의한 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) 미세다공성막법과 직접코팅(Direct coating) 방식에 의한 폴리우레탄(Polyurethane) 미세 다공성막법, 초 고밀도 직 편물에 의한 방법으로 크게 구분된다.
PTFE 미세 다공성막법은 미국의 W.L GORE 사에서 1976년 고어텍스(GORE TEX)를 개발하였는데, 이것은 PTEF 필름을 급속 연신 후 열로 고정 시켜 피브릴(fibril) 상 다공 구조를 갖는 필름(두께: 20 ~ 25 micron, 미세 다공의 직경: 0.2 ~ 5 micron, 다공 개수: 90억 개/㎠)을 먼저 만들고, 이를 라미네이팅 가공법으로 편 직물에 접합시키는 것이다.
PTEF 필름에 의한 우수한 방수 발수성과 미세 다공에 의한 투습성이 특징이며, PTEF 필름의 얇은 두께로 인한 마모 강도의 약함을 보호하고 접착력 등을 보완하기 위해서 기포-필름-기포의 3층 구조를 갖게 하는 방법도 있다.
그러나, 이 방법의 최대 단점은 고가의 제품이며, 필름 접착이 어려운 소재이기 때문에 세탁성에 대한 내구성이 문제가 되고 있으나, 투습성의 특징 때문에 많이 이용되고 있는 실정이다.
투습·방수포 섬유원단의 제조에서 가장 활발한 연구 성과를 보이는 것은 직접코팅 방식에 의한 폴리우레탄 미세 다공 성막법을 이용하는 것이다.
구체적으로, 이형지 위에 수지를 코팅하여 친수다공성 필름을 제조한 후 이것을 접착제로 원단과 접합시켜 투습방수포 섬유원단을 제조하는 라미네이팅 방법이다.
이 경우, 고기능성(고투습, 부드러운 촉감)이 요구되는 제품은 용제형 일반 접착제를 사용하여 일부분만을 접합하여 통기성을 부여하는 도트상 접착방식이 주로 사용되어 왔다.
이러한 도트상 접합 방식에 의해 복수의 기재가 적층된 적층체는, 통상, 기재와 접착제와의 접점이 매우 적기 때문에, 충분한 상태(常態)의 접착 강도를 유지할 수 없어서 기재 간의 박리를 일으키는 경우가 있었다.
특히, 상기 방법으로 제조한 의복이나 신발 등을 물세탁하면, 물이나 세제 등의 영향에 의해 접착제의 접착 강도가 현저하게 저하하고, 그 결과 기재 간의 박리를 일으키는 문제가 있어서 방수성 유지가 힘들다.
이에, 한국등록특허 제1558171호에서는 투습 기재층; 상기 투습 기재층의 일면에 적층된 통기성 열가소성 핫멜트 접착층; 및 상기 통기성 열가소성 핫멜트 접착층의 일면에 적층된 폴리우레탄 수지로 이루어지는 투습 필름층;을 포함하여, 플렉서블하며 우수한 투습 방수성을 가지면서 기재 간 결속력을 유지시킬 수 있는 통기성 열가소성 핫멜트 접착층을 구비한 다층 투습방수필름 적층체를 공개하였다.
그러나, 의류와 같이 주기적으로 반복해서 세탁을 하여야 하는 경우 통기성의 열가소성 핫멜트 접착층과 스킨층으로 사용되는 투습 필름층 간의 접착력이 약해지기 쉬웠다.
이로써 이를 포함하는 물품의 내구성이 약해지는 문제점이 여전히 존재하며, 또한 통기성이 우수한 열가소성 핫멜트 접착층을 포함하더라도, 폴리우레탄 수지로 이루어지는 스킨층으로 사용되는 투습 필름층의 코팅으로 인하여, 충분한 투습성을 발현하지 못하는 문제점이 여전히 존재하였다.
1. 한국공개특허 제2005-0111568호(2005.11.25. 공개) 2. 한국공개특허 제2015-0005092호(2015.01.14. 공개) 3. 한국등록특허 제1558171호(2015.10.07. 공고)
본 발명은 용제형 접착제를 대신하면서 플렉서블하고 우수한 투습 방수성을 가지면서도 뛰어난 기재 간 결속력을 장시간 유지시킬 수 있는 투습성 및 방수성을 갖는 의류용 섬유원단을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 의류 외피용 발수 가공 직물; 상기 의류 외피용 발수 가공 직물의 일면에 적층된 열가소성 핫멜트 접착필름; 및 상기 열가소성 핫멜트 접착필름의 일면에 적층된 의류 내피용 직물을 포함하고, 상기 열가소성 핫멜트 접착필름은, (a) 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene Glycol), 폴리에틸렌아디페이트 디올(Polyethylen adiphate diol), 폴리디에틸렌아디페이트 디올(Polydiethylene adipate diol), 폴리부탄아디페이트 디올(Polybuthane adipate diol), 및 폴리헥산아디페이트 디올(Polyhexane adipate diol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 친수성 매크로 폴리올류 45 내지 60 중량%, (b) 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; MEG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 1,4-부탄디올(1.4-butanediol, butylene glycol), 1,5-펜탄디올(1,5-Pentanediol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexandiol), 하이드로퀴논디-(β-하이드로자이에틸)에터{Hydroquinonedi-(β-hydrozyethyl)ether}, 사이클로헥산디메탄올(Cyclohexandimethanol), 및 카프락탐글리콜(Caproratam Glycol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 글리콜류 5 내지 15 중량%, 및 (c) 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate; MDI), 자일렌디이소시아네이트(Xylenediisocyanate; XDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorondiisocyanate; IPDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate; HDI) 및 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate; H12MDI)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 이소시아네이트류 30 내지 50 중량%를 상기 (a)+(b)에 대한 (c)의 분자량 비율인 지수가 0.90 내지 1.01가 되는 양으로 반응 시켜서 통기적 물성을 가지며 80 내지 160℃의 융점을 나타내는 고형분 100%인 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단을 제공한다.
본 발명인 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단은 하기와 같은 이점이 있다.
첫째, 잔류용제로 인한 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound; VOC) 규제 대상인 용제형 접착제를 대신하여 종래보다 친환경적이며, 플렉서블하고 우수한 투습 방수성을 가질 수 있다.
둘째, 종래의 도트상 접합 방식의 일부 접착이 아닌 전면 접착을 통하여 뛰어난 기재 간 결속력을 오래 유지시켜 주기 때문에 본 발명의 구성인 투습 및 방수성의 열가소성 핫멜트 접착층과 의류 외피용 발수 가공 직물 간의 접착 강도가 뛰어나면서도 투습 방수성도 뛰어난 효과를 유지할 수 있다.
셋째, 별도의 접착제 코팅 공정이 별도로 필요하지 않아 공정을 간소화 할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 투습 및 방수성의 열가소성 핫멜트 접착필름에 기공성을 부여하여 투습성을 증대시켜 주는 다공성 물질로 친수성기를 가지고 있는 미세 기공 형성 재료를 사용하여 높은 투습성을 발현할 수 있다.
다섯째, 투습 방수성을 갖는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 수지와 상용성이 아주 우수한 친수성 계면활성제를 사용하여 표면 결로로 인한 투습 방해 효과를 억제시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 투습성 원리를 구체적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 방수성 원리를 구체적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 핫멜트 접착필름에 포함되는 열가소성 폴리우레탄 수지의 구조적 특징을 나타낸 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단의 단면도이다.
이하, 본 발명인 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 투습성과 방수성을 갖는 의류용 섬유 원단에 대해 연구 개발하던 중 용제형 접착제 대신에 열가소성 핫멜트 접착필름을 이용할 경우 플렉서블하고 우수한 투습 방수성을 가지면서도 뛰어난 기재 간 결속력을 장시간 유지시킬 수 있는 의류용 섬유원단을 개발할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.
도 4를 참조하면, 본 발명인 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단은 의류 외피용 발수 가공 직물(1); 상기 의류 외피용 발수 가공 직물(1)의 일면에 적층된 열가소성 핫멜트 접착필름(2); 및 상기 열가소성 핫멜트 접착필름(2)의 일면에 적층된 의류 내피용 직물(3)을 포함한다.
구체적으로, 투습 및 방수성의 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)의 일면에 접합되는 의류 외피용 발수 가공 직물(1)과 의류 내피용 직물(3)이 하나의 층으로 이루어진 효과를 나타내기 때문에 종래의 용제형 접착제를 사용하여 도트 형태로 적층 접착 시킬 때 보다 강력한 결속력을 갖게된다.
상기 의류용 외피 발수 직물(1)은 섬유질의 모든 직물로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 보다 구체적으로 면직물, 모시직물, 합성섬유 및 이들의 혼합직물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 의류 외피용 발수 가공 직물(1)은 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)과 적층되는 면이 100%이므로 충분한 기재 간 결속력을 부여하여 의류용 섬유 원단의 높은 투습성 및 방수성을 부여하면서도 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)과의 강력한 결속력을 가질 수 있다.
상기 의류 외피용 발수 가공 직물(1)과 본 발명에서 제시한 열가소성 핫멜트 접착필름(2)이 100% 적층된 의류용 섬유 원단은 원단의 유연성을 부여할 수 있는 효과가 있다. 특히 의류의 굴곡진 부분의 형태를 원하는 데로 선명하게 구현할 수 있으며, 종래에 항상 문제가 되어 왔던 박리 현상을 현저히 감소시켜 주는 효과가 있다.
또한, 상기 열가소성 핫멜트 접착필름(2)은 의류용 핫멜트 접착층인 바, 우수한 투습성 및 방수성을 가지며, 열가소성 핫멜트 접착필름(2)의 일면에 의류용 외피 발수 가공 직물(1)이 적층되어야 하는 바, 내수도와 접착력이 매우 중요하게 요구되는 특성 중 하나이다.
이러한 측면에서 상기 열가소성 핫멜트 접착필름(2)은, (a) 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene Glycol), 폴리에틸렌아디페이트 디올(Polyethylen adiphate diol), 폴리디에틸렌아디페이트 디올(Polydiethylene adipate diol), 폴리부탄아디페이트 디올(Polybuthane adipate diol), 및 폴리헥산아디페이트 디올(Polyhexane adipate diol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 친수성 매크로 폴리올류 45 내지 60 중량%, (b) 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; MEG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 1,4-부탄디올(1.4-butanediol, butylene glycol), 1,5-펜탄디올(1,5-Pentanediol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexandiol), 하이드로퀴논디-(β-하이드로자이에틸)에터{Hydroquinonedi-(β-hydrozyethyl)ether}, 사이클로헥산디메탄올(Cyclohexandimethanol), 및 카프락탐글리콜(Caproratam Glycol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 글리콜류 5 내지 15 중량%, 및 (c) 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate; MDI), 자일렌디이소시아네이트(Xylenediisocyanate; XDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorondiisocyanate; IPDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate; HDI) 및 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate; H12MDI)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 이소시아네이트류 30 내지 50 중량%를 상기 (a)+(b)에 대한 (c)의 분자량 비율인 지수가 0.90 내지 1.01가 되는 양으로 반응 시켜서 통기적 물성을 가지며 80 내지 160℃의 융점을 나타내는 고형분 100%인 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
특히, 친수성이 있는 (a) 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene Glycol), 폴리에틸렌아디페이트 디올(Polyethylen adiphate diol), 폴리디에틸렌아디페이트 디올(Polydiethylene adipate diol), 폴리부탄아디페이트 디올(Polybuthane adipate diol), 및 폴리헥산아디페이트 디올(Polyhexane adipate diol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 친수성 매크로 폴리올류가 포함되는 것을 특징으로 하기 때문에 투습 기능을 유지시켜 주면서 의류용 외피 발수 가공 직물(1)과의 접착력을 증대 시킬 수 있어 우수한 내수도를 갖는 의류용 투습 방수 섬유 원단을 제공할 수 있다.
상기 열가소성 핫멜트 접착필름(2)은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 2,000 내지 6,000의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol) 0.1 내지 5 중량부, 미세 기공 형성 재료 0.1 내지 1 중량부 및 친수성 계면활성제 0.5 내지 1 중량부를 혼합한 후 펠레타이징한 수지를 압출하여 형성된 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 2000 내지 6000의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol)은 친수성이 매우 강한 것으로 투습 기능을 획기적으로 증대시켜주는 역할을 하지만 많은 양을 사용하면 내수성에 나쁜 영향을 줄 수 있으므로 그 사용량을 5 중량부 이하로 제한하였다.
상기 미세 기공 형성 재료는 친수성 퓸드(fumed) 실리카, 친수성 침강(precipitated) 실리카, 및 친수성 하소(baked) 실리카로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성 실리카 화합물; 또는 아미노산 파우더(amino acid powder), 콜라겐 플로팅 파우더(collagen floating powder), 키틴(chitin), 알부민(albumin), 셀룰로오스 파우더(cellulose powder), 실크 세리신 파우더(silk sericin powder), 실크 피브로인 파우더(silk fibroin powder), 울(wool) 및 목재 파우더(wood powder)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성 천연 고분자 재료; 중 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 미세 기공 형성 재료는 평균 직경이 0.1 내지 10 ㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 미세 기공 형성 재료는 다공성이기 때문에 사용량에 비해 표면적이 크므로 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)에 미세한 기공을 다량으로 형성시켜 투습 효과를 증대시킬 수 있다.
그러나, 미세 기공 형성 재료의 첨가량이 1 중량부의 범위를 벗어날 경우 접착력 및 방수성 저하의 원인을 제공하기 때문에 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 미세 기공 형성 재료 0.1 내지 1 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 친수성 계면 활성제는 폴리메틸실록산(Polymethyl siloxane), 폴리에틸실록산(Polyethyl siloxane), 폴리부틸실록산(Polybutyl siloxane), 폴리아크릴릭실록산(Polyacrylic siloxane), 및 폴리아민실록산(Polyamine siloxane)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 친수성 계면 활성제는 열가소성 핫멜트 접착 필름(2) 표면을 친수화 시키는 역할을 하여 투과되는 땀이나 수증기가 표면에 결로되는 현상을 줄여 줌으로써 투습효과를 증대시킬 수 있다.
특히, 상기 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)은 투습성이 매우 우수하면서도 방수성이 뛰어나 의류용 소재에서 요구하고 있는 접착력(1.5 kgf/cm 이상)을 제공할 수 있고, 열가소성 핫멜트 접착필름(2)의 두께가 100 ㎛ 이하 또는 100 ㎛ 이상일 경우에도 우수한 투습성 및 방수성을 유지할 수 있다.
종래의 의류용 투·방습 소재에 있어서 투습도 때문에 사용 두께를 30 ㎛ 이하로 사용할 수 밖에 없었던 단점을 개선할 수 있다. 따라서, 상기 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)은 필요에 따라서 평균 두께가 40 ㎛ 내지 150 ㎛인 것까지도 사용할 수 있다.
또한, 의류 외피용 발수 가공 직물(1) 및 의류 내피용 직물(3)과의 열융착성을 고려하여, 열가소성 핫멜트 접착층(2)은 융점이 100 내지 120℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)에 포함되는 열가소성 폴리우레탄 수지는 (a) 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene Glycol), 폴리에틸렌아디페이트 디올(Polyethylen adiphate diol), 폴리디에틸렌아디페이트 디올(Polydiethylene adipate diol), 폴리부탄아디페이트 디올(Polybuthane adipate diol), 및 폴리헥산아디페이트 디올(Polyhexane adipate diol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 친수성 매크로 폴리올류 45 내지 60 중량%, (b) 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; MEG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 1,4-부탄디올(1.4-butanediol, butylene glycol), 1,5-펜탄디올(1,5-Pentanediol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexandiol), 하이드로퀴논디-(β-하이드로자이에틸)에터{Hydroquinonedi-(β-hydrozyethyl)ether}, 사이클로헥산디메탄올(Cyclohexandimethanol), 및 카프락탐글리콜(Caproratam Glycol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 글리콜류 5 내지 15 중량%, 및 (c) 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate; MDI), 자일렌디이소시아네이트(Xylenediisocyanate; XDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorondiisocyanate; IPDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate; HDI) 및 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate; H12MDI)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 이소시아네이트류 30 내지 50 중량%를 상기 (a)+(b)에 대한 (c)의 분자량 비율인 지수가 0.90 내지 1.01가 되는 양으로 반응 시켜서 통기적 물성을 가지며 80 내지 160℃의 융점을 나타내는 고형분 100%인 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있으며, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
이로써, 본 발명인 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단은 용제형 접착제를 대신하면서 플렉서블하고 우수한 투습 방수성을 가지면서도 뛰어난 기재 간 결속력을 장시간 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 열가소성 핫멜트 접착 필름(2)은 의류 외피용 발수 가공 직물(1) 및 의류 내피용 직물(3) 간의 접착 강도가 뛰어나고, 투습 방수성도 뛰어난 효과가 있다.
이하, 하기 실시예에 의해 본 발명인 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단 제조
도 4를 참조하면, 의류 외피용 발수 가공 직물(1)은 폴리에스테르 섬유(250 데니아)로 직조한 아웃도어용으로 사용되는 타스란 330 원단을 사용하였다.
열가소성 핫멜트 접착필름(2)의 열가소성 폴리우레탄 수지는 (a) 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol, Mw: 1000)과 폴리디에틸렌아디페이트 디올(Polydiethylene adipate diol, Mw: 2000)을 2:1 중량비로 혼합한 친수성 매크로 폴리올류 57 중량%, (b) 1,4-부탄디올(1.4-butanediol) 8 중량%, (c) 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate; MDI) 35 중량%를 (a)+(b)에 대한 (c)의 분자량 비율인 지수가 1.01이 되는 양으로 반응시켜 통기적 물성을 가진 열가소성 폴리우레탄 수지를 준비하였다.
열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 분자량 4,000의 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol) 0.5 중량부, 친수성 퓸드 실리카 0.5 중량부 및 폴리아민실록산 0.5 중량부를 혼합한 후 펠레타이징한 수지를 압출하여 50 ㎛(평균 두께)로 성형하여 열가소성 핫멜트 접착필름(2)를 준비하였다.
의류 외피용 발수 원단(1), 열가소성 핫멜트 접착필름(2), 및 의류용 내피 직물(3)을 순차적으로 적층한 후 160℃에서 열융착하여 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단을 제조하였다.
< 비교예 1> 의류용 섬유 원단의 제조
한국등록특허 제1558171호에 개시된 방법으로 준비한 열가소성 핫멜트 접착필름(2)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 의류용 섬유 원단을 제조하였다.
< 실험예 1> 내수도 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단에 대하여 KS K0592 방법에 따라 내수도를 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 비교예 1
내수도(mmH2O) 10,500 8,500
구체적으로, 표 2를 참조하면, 투습성 및 방수성을 띄는 열가소성 핫멜트 접착필름을 이용하였을 때(실시예 1) 통기성 핫멜트 접착필름을 이용한 경우(비교예 1)보다 우수한 내수도를 나타내었다.
< 실험예 2> 접착력 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단에 대하여 ASTM D903 방법에 따라 의류 외피용 발수 가공 직물과 열가소성 핫멜트 접착필름 간의 접착력을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 비교예 1
접착력 2.5 kg/cm 1.5kg/cm
표 3을 참조하면, 투습성 및 방수성을 띄는 열가소성 핫멜트 접착필름을 이용하였을 때(실시예 1) 의류 외피용 발수 가공 직물과 의류 내피용 직물에 전면 접착이 이루어져 밀착성이 증대하였기 때문에 의류 외피용 발수 가공 직물과 열가소성 핫멜트 접착필름 간의 우수한 층간 접착럭(2.5 kg/cm)을 나타내었다.
< 실험예 3> 투습도 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단에 대하여 ASTM E96-2000(INVERTED CUP WATER METHOD) 방법에 따라 투습도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 비교예 1
투습도(g/m2*24h) 17,000 8,000
상기 표 4를 참조하면, 형성할 수 있는 미세 기공 형성 재료와, 표면을 친수화시켜 결로현상을 감소시킴으로써 투습성을 증대시킬 수 있는 친수성 계면 활성제를 포함하기 때문에 투습성 및 방수성을 띄는 열가소성 핫멜트 접착필름을 이용하였을 때(실시예 1) 우수한 투습도를 나타내었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
(1): 의류 외피용 발수 가공 직물
(2): 열가소성 핫멜트 접착필름
(3): 의류 내피용 직물

Claims (6)

  1. 의류 외피용 발수 가공 직물;
    상기 의류 외피용 발수 가공 직물의 일면에 적층된 열가소성 핫멜트 접착필름; 및
    상기 열가소성 핫멜트 접착필름의 일면에 적층된 의류 내피용 직물을 포함하고,
    상기 열가소성 핫멜트 접착필름은,
    (a)폴리에틸렌글리콜(Polyethylen Glycol), 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene Glycol), 폴리에틸렌아디페이트 디올(Polyethylen adiphate diol), 폴리디에틸렌아디페이트 디올(Polydiethylene adipate diol), 폴리부탄아디페이트 디올(Polybuthane adipate diol), 및 폴리헥산아디페이트 디올(Polyhexane adipate diol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 친수성 매크로 폴리올류 45 내지 60 중량%, (b) 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; MEG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 1,4-부탄디올(1.4-butanediol, butylene glycol), 1,5-펜탄디올(1,5-Pentanediol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexandiol), 하이드로퀴논디-(β-하이드로자이에틸)에터{Hydroquinonedi-(β-hydrozyethyl)ether}, 사이클로헥산디메탄올(Cyclohexandimethanol), 및 카프락탐글리콜(Caproratam Glycol)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 글리콜류 5 내지 15 중량%, 및 (c) 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate; MDI), 자일렌디이소시아네이트(Xylenediisocyanate; XDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorondiisocyanate;IPDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate;HDI) 및 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmeth
    ane diisocyanate; H12MDI)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 이소시아네이트류 30 내지 50 중량%를 상기 (a)+(b)에 대한 (c)의 분자량 비율인 지수가 0.90 내지 1.01가 되는 양으로 반응 시켜서 통기적 물성을 가지며 80 내지 160℃의 융점을 나타내는 고형분 100%인 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하고,
    상기 열가소성 핫멜트 접착필름은, 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여,
    폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol) 0.1 내지 5 중량부, 미세 기공 형성 재료 0.1 내지 1 중량부 및 친수성 계면활성제 0.5 내지 1 중량부를 혼합한 후 펠레타이징한 수지를 압출하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene Glycol)은
    중량평균분자량(Mw)이 2,000 내지 6,000인 것을 특징으로 하는 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단.
  4. 청구항 1에 있어서
    상기 미세 기공 형성 재료는,
    친수성 퓸드(fumed) 실리카, 친수성 침강(precipitated) 실리카, 및 친수성 하소(baked) 실리카로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성 실리카 화합물; 또는 아미노산 파우더(amino acid powder), 콜라겐 플로팅 파우더(collagen floating powder), 키틴(chitin), 알부민(albumin), 셀룰로오스 파우더(cellulose powder), 실크 세리신 파우더(silk sericin powder), 실크 피브로인 파우더(silk fibroin powder), 울(wool) 및 목재 파우더(wood powder)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성 천연 고분자 재료; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단.
  5. 청구항 1에 있어서
    상기 미세 기공 형성 재료는,
    평균 직경이 0.1 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 하는, 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 친수성 계면 활성제는,
    폴리메틸실록산(Polymethyl siloxane), 폴리에틸실록산(Polyethyl siloxane), 폴리부틸실록산(Polybutyl siloxane), 폴리아크릴릭실록산(Polyacrylic siloxane), 및 폴리아민실록산(Polyamine siloxane)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 투습성 및 방수성 의류용 섬유 원단.
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