KR102004297B1 - 무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무진의용 코팅포지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환경 친화적이며 투습성 및 방진성이 우수하고, 촉감이 소프트하여 착용감이 우수한 동시에, 소재 진애, 투과진애 및 누출진애를 완전히 차단시킬 수 있는 무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법{Coating textile for dust-resistant clothing and method for manufacturing thereof}
본 발명은 무진의용 코팅포지에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체를 제조하는 크린룸의 청정도는 제조하는 반도체의 집적도가 높아질수록 비례하여 고도의 청정도가 요구되는 바, 크린룸의 고 청정도를 유지하기 위해서는 실내 작업자로부터의 발진을 방지하여야 한다.
작업자로부터의 발생하는 먼지는 작업자가 착용하고 있는 외의로 부터 발생하는 소재(素材) 진애와 작업자의 몸, 또는 입고 있는 내복에서 발생한 먼지가 외의의 소재를 투과하여 발생하는 투과진애 및 작업자의 몸 또는 내의에서 발생한 진애가 의복의 개구부로 부터 누출되어 밖으로 나오는 누출 진애등으로 구분할 수 있다.
종래에 소재 진애를 방지하기 위한 무진의용 포지로는 합성섬유 필라멘트 사로 제직한 포지가 주로 사용되어 왔으며, 이 소재 진애는 크린룸에 입실하기 전에 고압 흡기방식으로 청소를 하면 청정상태를 계속 유지하게 되어 큰 문제점이 없었다.
그러나, 투과 진애 및 누출진애를 감소시키기 위해서 필라멘트사로 제직된 고밀도 직물이나 코팅 처리된 직물의 사용을 시도하여 왔었다. 그러나 고밀도 직물이나 코팅직물은 통기성이 떨어져 투과진애의 발생은 억제 할 수 있으나 누출진애의 발생은 오히려 증가시킬 우려가 있다.
일반적으로 저통기성 직물로 만든 무진의는 착용중 인체에서 발생한 땀이 신속하게 마르지 않고 수분이 외부로 배출되거나 발산되지 않아 의복에 땀이 차는 현상이 발생 할 뿐 아니라 착용 불쾌감을 증대시키고, 고밀도로 인하여 촉감이 딱딱하며 의복이 몸에 딱 들어 붙지 않아 틈새가 생기며 작업 시 마찰로 인한 소리가 발생하는 등 착용감이 좋지 않았다
이에 따라, 환경 친화적이며 고투습성과 방진성이 우수하며 촉감이 소프트하여 착용감이 좋은 동시에 소재 진애, 투과진애 및 누출진애를 완전히 차단시킬 수 있는 무진의용 포지에 대한 개발이 시급한 실정이다.
미국등록특허 4,582,727 A(1986.04.15)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 환경 친화적이며 투습성 및 방진성이 우수하고, 촉감이 소프트하여 착용감이 우수한 동시에, 소재 진애, 투과진애 및 누출진애를 완전히 차단시킬 수 있는 무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유를 교직하여 제조한 직물에 대전방지수지를 처리하여 포지를 제조하는 단계; 상기 포지의 일면에 건식 코팅층 형성 조성물을 통해 건식 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 건식 코팅층의 일면에, 자기가교형 폴리우레탄 수지, 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 분말상의 친수성 유기화합물 및 유기용매를 포함하는 습식 코팅층 형성 조성물을 통해 다공성의 습식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 무진의용 코팅포지 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 습식 코팅층 형성 조성물은 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 비이온계 계면활성제 0.5 ~ 10 중량부, 음이온계 계면활성제 0.5 ~ 10 중량부, 친수성 유기화합물 10 ~ 60 중량부 및 유기용매 20 ~ 120 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 평균입경이 0.03 ㎛~ 11㎛일 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 중량평균분자량이 3,000 ~38,000일 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 D10이 0.005 ㎛~ 0.035㎛ 일 수 있고, D90이 0.045㎛ ~ 12㎛일 수 있다.
또한, 상기 건식 코팅층을 형성하는 단계는, 건식 코팅층 형성 조성물을 코팅하는 단계; 및 건식 코팅층 형성 조성물을 코팅한 포지를 건조하여 건식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 습식 코팅층을 형성하는 단계는, 건식 코팅층의 일면에 습식 코팅층 형성 조성물을 코팅하고 습식 응고조에서 응고시켜서 피막을 형성하는 단계; 피막을 형성시킨 포지를 수세하여 유기용매와 물을 치환시키는 단계; 및 유기용매와 물을 치환시킨 포지를 건조 및 열처리하여 다공성의 습식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 3,000 ~ 6,000인 폴리 에테르계 폴리올을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기용매는 이소프로필 알코올, 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 알코올계 유기용매일 수 있다.
또한, 본 발명은 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유가 교직된 직물에 대전방지수지가 처리된 포지; 상기 포지의 일면에 구비되는 건식 코팅층; 및 상기 건식 코팅층의 일면에 구비되고, 자기가교형 폴리우레탄 수지, 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 친수성 유기화합물 및 유기용매를 포함하는 습식 코팅층 형성 조성물을 통해 형성된 습식 코팅층;을 포함하는 무진의용 코팅포지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 건식 코팅층은 두께가 3 ~ 12㎛일 수 있고, 상기 습식 코팅층은 두께가 3 ~ 12㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법은 환경 친화적이며 투습성 및 방진성이 우수하고, 촉감이 소프트하여 착용감이 우수한 동시에, 소재 진애, 투과진애 및 누출진애를 완전히 차단시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진의용 코팅포지의 단면도, 그리고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진의용 코팅포지를 제조하는 공정순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무진의용 코팅포지(100)는 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유가 교직된 직물에 대전방지수지가 처리된 포지(110); 상기 포지(110)의 일면에 구비되는 건식 코팅층(120); 및 상기 건식 코팅층(120)의 일면에 구비되는 습식 코팅층(130);을 포함하여 구현된다.
본 발명에 따른 무진의용 코팅포지(100)에 대한 설명을 돕기 위하여, 무진의용 코팅포지에 대하여 후술하는 무진의용 코팅포지 제조방법을 통해 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무진의용 코팅포지(100)는 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유를 교직하여 제조한 직물에 대전방지수지를 처리하여 포지(110)를 제조하는 단계(S1); 상기 포지(110)의 일면에 건식 코팅층 형성 조성물을 통해 건식 코팅층(120)을 형성하는 단계;(S2) 및 상기 건식 코팅층(120)의 일면에, 습식 코팅층 형성 조성물을 통해 다공성의 습식 코팅층(130)을 형성하는 단계(S3);를 포함하는 제조방법을 통해 제조된다.
먼저, 상기 포지(110)를 제조하는 단계(S1)에 대하여 설명한다.
상기 직물은 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유를 각각 위사 및 경사로 공급하여 제직된 직물일 수 있고, 상기 직물의 조직은 평직, 능직, 수자직 및 이중직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있다.
상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화 있는 직물일 수 있고, 예를 들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.
상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다.
다만, 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않으며, 제직에서의 경사 및 위사 밀도의 경우 특별하게 한정하지 않는다.
또한, 상기 대전방지수지는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 대전방지수지라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 아민(Amine)계, 글리세린(Glycerine)계 및 아미드(Amide)계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 비이온 대전방지제, 4차 암모늄염(Quaternary ammonium salt)을 포함하는 양이온 대전방지제, 술폰산염(Sulfonate)계 대전방지제 및 음이온계 에스터(Ester) 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 음이온 대전방지제 및, 베타인(Betain)계 대전방지제를 포함하는 양쪽성 대전방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 대전방지제를, 수성폴리우레탄 바인더 및 수성실리콘 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 바인더에 혼합하여 제조한 대전방지수지일 수 있다. 이때, 상기 대전방지수지는 물을 포함하는 용매에 10 ~ 40 g/L의 농도로 첨가하여 처리할 수 있다. 한편, 일예로, 상기 대전방지제는 음이온계 에스터(Ester) 화합물일 수 있다.
한편, 상기 대전방지수지를 처리한 후, 150 ~ 210℃에서 35 ~ 55 kg/㎠의 조건으로, 바람직하게는 160 ~ 200℃에서 40 ~ 50 kg/㎠의 조건으로 표면을 캘린더링하여 먼지와 진애의 통과를 차단시킨 포지(110)를 제조할 수 있다.
다음, 상기 포지(110)의 일면에 건식 코팅층 형성 조성물을 통해 건식 코팅층(120)을 형성하는 단계(S2)에 대하여 설명한다.
상기 건식 코팅층(120)을 형성하는 단계(S2)는, 건식 코팅층 형성 조성물을 코팅하는 단계; 및 건식 코팅층 형성 조성물을 코팅한 포지를 건조하여 건식 코팅층(120)을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 건식 코팅층 형성 조성물은 2액형 폴리우레탄 수지, 경화제, 경화촉진제 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 2액형 폴리우레탄 수지는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 2액형 폴리우레탄 수지라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 18 ~ 30℃에서 모듈러스가 5 ~ 20 kg/㎠, 보다 바람직하게는 18 ~ 30℃에서 모듈러스가 5 ~ 10kg/㎠인 연질의 접착제용 2액형 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있다. 만일 상기 2액형 폴리우레탄 수지의 18 ~ 30℃에서 모듈러스가 5 kg/㎠ 이하면 끈적임 (Taccky)이 있어 작업이 어렵고, 20 kg/㎠ 초과하면 코팅 포지의 촉감이 딱딱하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 경화제는 당 업계에서 통상적으로 폴리우레탄 수지를 경화시킬 수 있는 경화제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리이소시아네이트(Polyisocyanates)계 경화제를 사용할 수 있다. 상기 경화제는 상기 2액형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 6 중량부로, 바람직하게는 1.1 ~ 5.8 중량부로 구비될 수 있다. 만일 상기 경화제가 1 중량부 미만이면 미경화 부분이 잔존할 수 있고, 점도가 상대적으로 낮아짐에 따라 작업성 및 수지 침투 등의 문제가 발생할 수 있으며, 6 중량부를 초과하면 투습성 및 촉감이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 경화촉진제는 당 업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 경화촉진제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 3차 아민 (tertiary amine), 비양성자성 염 (aprotic salt), 유기금속 화합물 등이 사용되며, 바람직하게는 3차 아민 triethylene diamine (TEDA) 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane을 사용할 수 있다. 상기 경화촉진제는 상기 2액형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 1.5 중량부로, 바람직하게는 0.11 ~ 1 중량부로 구비될 수 있다. 만일 상기 경화촉진제가 0.1 중량부 미만이면 미경화 부분이 잔존할 수 있음에 따라 작업성이 저하될 수 있고, 수지 침투 등의 문제가 발생할 수 있으며, 1.5 중량부를 초과하면 투습성 및 촉감이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 용매는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 용매라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이소프로필알콜로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용할 수 있다. 상기 용매는 상기 2액형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 10 ~ 45 중량부로, 바람직하게는 11 ~ 43 중량부로 구비될 수 있다. 만일 상기 용매가 10 중량부 미만이면 투습성 및 촉감이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 45 중량부를 초과하면 조성물의 점도가 낮아짐에 따라 작업성이 저하될 수 있고, 수지가 포지 내부에 침투하여 촉감이 저하될 수 있다.
상기 건식 코팅층 형성 조성물의 코팅은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 코팅 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 플로트 나이프를 통해 코팅할 수 있다.
한편, 상기 건조는 총 2단계로, 1차건조 및 2차건조를 수행하여 건조할 수 있으며, 상기 1차 건조는 75 ~ 105℃의 온도에서 0.5 ~ 2.5 분 동안, 바람직하게는 80 ~ 100℃의 온도에서 1 ~ 2분 동안 수행할 수 있고, 상기 2차 건조는 110 ~ 160℃에서 0.5 ~ 2분 동안, 바람직하게는 120 ~ 150℃에서 0.7 ~ 1분 동안 수행할 수 있다.
다음, 상기 건식 코팅층(120)의 일면에, 습식 코팅층 형성 조성물을 통해 다공성의 습식 코팅층(130)을 형성하는 단계(S3)에 대하여 설명한다.
상기 습식 코팅층을 형성하는 단계(S3)는, 건식 코팅층의 일면에 습식 코팅층 형성 조성물을 코팅하고 습식 응고조에서 응고시켜서 피막을 형성하는 단계; 피막을 형성시킨 포지를 수세하여 유기용매와 물을 치환시키는 단계; 및 유기용매와 물을 치환시킨 포지를 건조 및 열처리하여 다공성의 습식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 습식 코팅층 형성 조성물은 자기가교형 폴리우레탄 수지, 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 분말상의 친수성 유기화합물 및 유기용매를 포함한다.
상기 자기가교형 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 3,000 ~ 6,000인 폴리 에테르계 폴리올을 포함할 수 있고, 바람직하게는 중량평균분자량이 3,500 ~ 5,000인 폴리 에테르계 폴리올을 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리올은 에스테르계, TDI(Toluene Diisocyanate)계 디이소시아네이트(Diisocyanates)계일 수 있다.
또한, 상기 비이온계 계면활성제는 기공의 크기를 조절하는 기능을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 기공의 크기를 조절하기 위해 사용할 수 있는 비이온계 계면활성제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 지방산 모노글리세린 에스테르, 지방산 폴리글리콜에스테르, 지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 지방산 모노글리세린 에스테르를 사용할 수 있다.
상기 비이온계 계면활성제는 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 10 중량부로, 바람직하게는 0.5 ~ 8 중량부로 포함될 수 있다. 만일 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 상기 비이온계 계면활성제가 0.5 중량부 미만이면 습식 코팅층(130)의 기공 크기 조절이 용이하지 않을 수 있고, 10 중량부를 초과하면 과다한 기공이 생성되어 강도 및 내구성을 떨어뜨리고 방진성이 불량한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 음이온계 계면활성제는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 음이온계 계면활성제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염, 인산에스테르염 및 포스폰산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 카르복실산염을 사용할 수 있다.
상기 음이온계 계면활성제는 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 10 중량부로, 바람직하게는 0.5 ~ 8 중량부로 포함될 수 있다. 만일 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 상기 음이온계 계면활성제가 0.5 중량부 미만이면 셀 형성이 미약한 문제가 있을 수 있고, 10 중량부를 초과하면 기공이 크게 형성되어 도막의 강도를 떨어뜨리는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 응고조에서 물과 치환하여 기공을 형성하는 기능을 수행하는 것으로, 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG)을 사용하는 것이 기공형성이 우수한 효과를 나타내는데 더욱 유리할 수 있다.
한편, 상기 친수성 유기화합물은 평균입경이 0.03 ~ 12㎛일 수 있고, 바람직하게는 0.05 ~ 10㎛, 보다 바람직하게는 평균입경이 3 ~ 5㎛ 일 수 있다. 만일 상기 친수성 유기화합물의 평균입경이 0.03㎛ 미만이면 균일한 분산이 어려워 성능저하를 야기할 문제가 있을 수 있고, 평균입경이 12㎛를 초과하면 강도 및 방진성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 입도분포 D10이 0.005㎛ ~ 0.035㎛, 바람직하게는 입도분포 D10이 0.01㎛ ~ 0.03㎛일 수 있고, 입도분포 D90이 0.045㎛ ~ 12 ㎛, 바람직하게는 0.05㎛ ~ 10 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05 ~ 8 ㎛일 수 있다. 만일 상기 친수성 유기화합물의 입도분포 D10이 0.005㎛미만이면 기공 형성이 어려운 문제가 발생할 수 있고, 0.035㎛를 초과하면 분균일한 기공이 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 만일 상기 친수성 유기화합물의 입도분포 D90이 0.045㎛ 미만이면 기공형성이 불균일하고 투습성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고,12㎛ 를 초과하면 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 '입도분포 D10 및 D90'은 체적누적입도 분포에서 각각 누적도 10% 및 90%일 때의 친수성 유기화합물의 입경을 의미한다. 구체적으로 가로축에 입경, 세로축에 입경이 제일 작은 측으로부터의 체적 누적 빈도를 취한 그래프(체적 기준의 입경 분포)에 있어서, 전체 입자의 체적 누적값(100%)에 대하여, 제일 작은 입경으로부터 체적%의 누적값이 각각 10% 및 90%에 해당되는 입자의 입경이 D10 및 D90에 해당한다. 상기 친수성 유기화합물의 체적누적입도분포는 레이저 회절 산란 입도 분포 장치를 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 친수성 유기화합물은 중량평균분자량이 3,000 ~ 38,000, 바람직하게는 중량평균분자량이 3,500 ~ 35,000, 보다 바람직하게는 중량평균분자량이 5,000 ~ 15,000일 수 있다. 만일 상기 친수성 유기화합물의 중량평균분자량이 3,000 미만이면 기공 형성이 되기전 용해 되어 효과가 적고, 중량평균분자량이 38,000를 초과하면 물과 치환 용해 되기 어려워지고, 생산성이 현저히 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 친수성 유기화합물은 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 10 ~ 60 중량부로, 바람직하게는 12.5 ~ 50 중량부로 포함될 수 있다. 만일 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 상기 친수성 유기화합물이 10 중량부 미만이면 균일한 밀도의 기공 형성에 문제가 있고, 60 중량부를 초과하면 과도한 기공발생으로 인한 강도 저하와 생산성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 유기용매는 후술하는 습식 응고조에서 물과 치환됨으로써 습식 코팅층에 기공을 형성하는 기능을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 유기용매라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 알코올계 유기용매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 이소프로필 알코올(IPA), 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 알코올계 유기용매를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 이소프로필 알코올(IPA)을 사용하는 것이 다공성의 습식 코팅층을 형성하는데 더욱 유리할 수 있다.
상기 유기용매는 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 20 ~ 120 중량부로, 바람직하게는 25 ~ 100 중량부로 포함될 수 있다. 만일 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 상기 유기용매가 20 중량부 미만이면 후술하는 습식 응고조에서 물과 치환되는 유기용매가 상대적으로 적어짐에 따라 기공이 적어지고, 투습성이 저하될 수 있으며, 120 중량부를 초과하면 후술하는 습식 응고조에서 물과 치환되는 유기용매가 상대적으로 많이 짐에 따라 기공이 과도해지고, 습식 코팅층의 밀도가 저하되며, 방진성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 응고는 습식 코팅층 형성 조성물에 구비되는 유기용매와 동일한 유기용매가 10 ~ 45 중량%로, 바람직하게는 15 ~ 40 중량%로 조성된 응고조에 침지하여 온도 25 ~ 65℃에서 3 ~ 25분 동안, 바람직하게는 온도 30 ~ 60℃에서 5 ~ 20분 동안 응고시켜서 수행할 수 있다. 만일 상기 온도가 25℃ 미만이면 유기용매의 추출이 용이하지 않음에 따라 포지의 수축현상이 발생할 수 있고, 65℃를 초과하면 유기용매의 추출속도가 과도하게 빨라짐에 따라 수지의 용해성이 증가하여 형성되는 습식 코팅층의 밀도가 저하되고 기공의 크기가 작아질 수 있다. 또한, 만일 상기 침지 시간이 3분 미만이면 습식 코팅층의 응고가 불완전할 수 있고, 25분을 초과하면 작업성 및 생산성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 수세는 온도 25 ~ 85℃, 바람직하게는 온도 30 ~ 80℃의 연속 수세조에서 5 ~ 35분 동안, 바람직하게는 10 ~ 30분 동안 수행할 수 있다. 만일 상기 수세 조건을 만족하지 못하면 유기용매의 잔존량이 과도해지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 수세를 수행한 후, 후술하는 건조를 수행하기 전에 물기를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 건조는 잔존하는 유기용매를 휘발시키는 단계로, 온도 100 ~ 165℃에서 0.5 ~ 5분 동안, 바람직하게는 100 ~ 160℃에서 0.5 ~ 3분 동안 수행할 수 있다. 만일 상기 건조 온도가 100℃미만이거나 건조 시간이 0.5분 미만이면 유기용매가 잔존함에 따라 후술하는 열처리 수행 시 검은 얼룩이 발생할 수 있고, 건조 온도가 165℃를 초과하거나 건조 시간이 5분을 초과하면 촉감이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 열처리는 170 ~ 200℃에서 0.5 ~ 5분 동안, 바람직하게는 온도 170 ~ 190℃에서 1 ~ 3분 동안 수행할 수 있다.
한편, 상술한 제조방법으로 제조된 무진의용 코팅포지(100)에 구비되는 상기 건식 코팅층(120)은 두께가 3 ~ 12㎛, 바람직하게는 3 ~ 10㎛일 수 있고, 상기 습식 코팅층(130)은 두께가 3 ~ 12㎛, 바람직하게는 3 ~ 10㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 무진의용 코팅포지 및 이의 제조방법은 환경 친화적이며 투습성 및 방진성이 우수하고, 촉감이 소프트하여 착용감이 우수한 동시에, 소재 진애, 투과진애 및 누출진애를 완전히 차단시킬 수 있는 효과가 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1: 무진의용 코팅포지 제조>
먼저, 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유를 각각 위사 및 경사로 공급하여 조직이 평직인 직물을 제조하고, 대전방지수지를 물에 25g/L의 농도로 첨가하여 제조한 침지액에 직물을 침지한 뒤, 온도 160℃ 및 50kg/㎠의 조건으로 캘린더링 공정을 수행하여 포지를 제조하였다.
그리고, 2액형 폴리우레탄 수지로 온도 25℃에서 모듈러스가 5 kg/㎠인 중량평균분자량 4,000의 폴리 에테르계 폴리올 우레탄 100 중량부에 대하여, 경화제로 폴리이소시안네이트를 3 중량부, 경화촉진제로 3차 아민(triethylene diamine (TEDA) 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane)을 0.5 중량부, 용매로 메틸에틸케톤(MEK) 30 중량부를 포함하는 건식 코팅층 형성 조성물을, 상기 제조한 포지의 일면에 플로트 나이프(FLOAT KNIFE)를 통해 두께 10㎛로 코팅하고, 100℃에서 1분 동안 1차 건조를 수행한 후, 130℃에서 1분 동안 2차 건조를 수행하여, 포지의 일면에 건식 코팅층을 형성하였다.
이후, 자기가교형 폴리우레탄 수지로 폴리 에테르계 폴리올 우레탄 100 중량부에 대하여, 비이온계 계면활성제로 지방산 모노글리세린 에스테르를 5 중량부, 음이온계 계면활성제로 카르복실산염를 5 중량부, 친수성 유기화합물로 평균입경이 0.05㎛, 중량평균분자량이 3,500, 입도분포 D10이 0.01㎛ 입도분포 D90이 1㎛인 분말상의 폴리에틸렌글리콜(PEG) 30 중량부 및 유기용매로 이소프로필알코올(IPA) 50 중량부를 포함하는 습식 코팅층 형성 조성물을 상기 건식 코팅층의 일면에 플로트 나이프(FLOAT KNIFE)를 통해 두께 10㎛로 코팅하고, 응고조 온도 60℃, 이소프로필알코올이 40 중량%로 조성된 응고조에 15분 동안 침지하여 피막을 형성시키고, 수세조에서 80℃로 10 분 동안 수세하여 잔존 이소프로필알코올과 이물질을 제거하였으며, 망글로 물기를 제거한 후 160℃에서 30초 동안 건조를 실시하고, 190℃에서 1분 동안 열처리를 실시하여 습식 코팅층이 형성된 무진의용 코팅포지를 제조하였다.
이때, 제조된 무진의용 코팅포지의 건식 코팅층의 두께는 7.9㎛였고, 습식 코팅층의 두께는 8㎛였다.
<실시예 2 ~ 13 및 비교예 1 ~ 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1 내지 표 3과 같이 친수성 유기화합물의 평균입도, 입도분포, 중량평균분자량, 포함여부 및 유기용매 종류 등을 변경하여 표 1 내지 표 3과와 같은 무진의용 코팅포지를 제조하였다.
<실험예>
실시예 및 비교예에서 제조된 무진의용 코팅포지에 대하여 하기의 물성을 평가하여 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
1, 투습도 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 무진의용 코팅포지에 대하여 JIS K 8125 염화칼슘(수분측정용): 염화칼슘법(A-1법)에 의거하여 투습도를 평가하였다.
A-1 염화 칼슘법 : 약 40℃로 데운 투습컵에 흡습제를 약 33g 넣고 컵에 진동을 주어 균일하게 한 후, 약수저로 표면을 편평하게 하고 원형판을 이용해서 흡습제와 시험편의 아랫면과의 거리가 3㎜가 되도록 조절한다.
다음으로, 시험편의 표면을 흡습제 쪽으로 향하게 하고 투습컵에 대해서 동심원이 되도록 절단하고 packing 및 ring을 순차로 장착하고, 너트로 고정한 후 장착측면을 비닐점착테이프로 봉인해서 시험체로 한다.
이 시험체를 온도 40℃±2℃, 습도(90±5℃)%RH(3)의 항온항습장치내의 시험편상 약 1㎝상부의 풍속이 0.8m/s를 초과하지 않는 위치에 놓는다.
1시간 후에 시험체를 즉시 질량(a1)을 1㎎까지 측정한다. 측정 후 다시 시험체를 항온항습장치의 똑같은 위치에 놓고 1시간 후에 꺼내 즉시 질량(a2)을 1㎎까지 측정한다.
2. 공기투과도 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 무진의용 코팅포지에 대하여 "ASTM D 123 Terminology relating to textiles"에 의거하여 공기투과도를 평가하였다.
3. 방진율 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 무진의용 코팅포지에 대하여 분광 카운트 방법으로 방진율을 평가하였다. 구체적으로, 분광 카운터기를 이용하여 입구에 미립 분진을 분사 하고 중간에 실시예 및 비교예에 따른 무진의용 코팅포지를 고정한 상태에서 무진의용 코팅포지를 통과한 분진이 뒤쪽 벽에 부착한 입자 수를 분광 카운터기로 측정 투과율을 계산 한다.
4. 촉감 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 무진의용 코팅포지에 대하여, 30명의 해당분야 경력 10년 이상의 관능평가요원이 각각 촉감을 관능 평가하였다.
5. 친환경성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 무진의용 코팅포지에 대하여 잔량 유기용제 함량 평가로, 가스 검출기 방법으로 친환경성을 평가하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
친수성 유기화합물 종류 PEG PEG PEG PEG PEG
평균입경(㎛) 0.05 0.01 3.0 7.0 13.0
중량평균분자량 3,500 3,500 3,500 3,500 3,500
입도분포 D10(㎛) 0.01 0.008 0.015 0.025 0.05
입도분포 D90(㎛) 1 0.047 5 8 15
유기용매 종류 IPA IPA IPA IPA IPA
습식코팅층 두께(㎛) 8 8 8 10 16
무진의용 코팅포지 투습도(g/㎡·24hr) 7,500 5,800 7,600 7,500 6,900
공기투과도
(cc/㎠/sec)		 0.22 0.19 0.21 0.22 0.18
방진율(%) 99.9 90.6 99.9 99.9 86.9
촉감 soft soft soft soft soft
친환경성 불 검출 불 검출 불 검출 불 검출 불 검출
구분 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10
친수성 유기화합물 종류 PEG PEG PEG PEG PEG
평균입경(㎛) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
중량평균분자량 2,000 10,000 15,000 40,000 3,500
입도분포 D10(㎛) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.003
입도분포 D90(㎛) 1 1 1 1 0.8
유기용매 종류 IPA IPA IPA IPA IPA
습식코팅층 두께(㎛) 8 8 8 8 8
무진의용 코팅포지 투습도(g/㎡·24hr) 7,000 9,000 8,800 9,500 5,700
공기투과도
(cc/㎠/sec)		 0.13 0.40 0.37 1.2 0.02
방진율(%) 91.6 99.9 99.9 86.7 99.9
촉감 soft soft soft stiff soft
친환경성 불 검출 불 검출 불 검출 불 검출 불 검출
구분 실시예11 실시예12 실시예13 비교예1 비교예2
친수성 유기화합물 종류 PEG PEG PEG - -
평균입경(㎛) 2 0.035 0.05 - -
중량평균분자량 3,500 3,500 3,500 - -
입도분포 D10(㎛) 0.6 0.008 0.01 - -
입도분포 D90(㎛) 6 0.04 1 - -
유기용매 종류 IPA IPA DMF IPA -
습식코팅층 두께(㎛) 8 8 8 8 -
무진의용 코팅포지 투습도(g/㎡·24hr) 4,800 3,600 6,500 900 100
공기투과도
(cc/㎠/sec)		 0.70 0.32 0.01 0.002 -
방진율(%) 94.5 93.6 92.0 99.9 99.9
촉감 soft soft soft soft soft
친환경성 불 검출 불 검출 검출 불 검출 검출
상기 표 1 내지 표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 친수성 유기화합물의 평균입도, 입도분포, 중량평균분자량, 포함여부 및 유기용매 종류 등을 모두 만족하는 실시예 1, 3, 4, 7 및 8이, 이 중에서 하나라도 누락된 실시예 2, 5, 6, 9 ~ 13 및 비교예 1 ~ 2에 비하여 환경 친화적이며 투습성 및 방진성이 우수하고, 촉감이 소프트하여 착용감이 우수한 동시에, 소재 진애, 투과진애 및 누출진애를 완전히 차단시킬 수 있는 효과를 모두 동시에 발현할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 무진의용 코팅포지
110: 포지
120: 건식 코팅층
130: 습식 코팅층

Claims (12)

  1. 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유를 교직하여 제조한 직물에 대전방지수지를 처리하여 포지를 제조하는 단계;
    상기 포지의 일면에 건식 코팅층 형성 조성물을 통해 건식 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 건식 코팅층의 일면에, 자기가교형 폴리우레탄 수지, 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 분말상의 친수성 유기화합물 및 유기용매를 포함하는 습식 코팅층 형성 조성물을 통해 다공성의 습식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 친수성 유기화합물은 중량평균분자량이 3,000 ~ 38,000, 평균입경이 0.03 ~ 12㎛, D10이 0.005㎛ ~ 0.035㎛ 및 D90이 0.045 ~ 12㎛인 무진의용 코팅포지 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 습식 코팅층 형성 조성물은 상기 자기가교형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 비이온계 계면활성제 0.5 ~ 10 중량부, 음이온계 계면활성제 0.5 ~ 10 중량부, 친수성 유기화합물 10 ~ 60 중량부 및 유기용매 20 ~ 120 중량부를 포함하는 무진의용 코팅포지 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 유기화합물은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)을 포함하는 무진의용 코팅포지 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 건식 코팅층을 형성하는 단계는,
    건식 코팅층 형성 조성물을 코팅하는 단계; 및
    건식 코팅층 형성 조성물을 코팅한 포지를 건조하여 건식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 무진의용 코팅포지 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 습식 코팅층을 형성하는 단계는,
    건식 코팅층의 일면에 습식 코팅층 형성 조성물을 코팅하고 습식 응고조에서 응고시켜서 피막을 형성하는 단계;
    피막을 형성시킨 포지를 수세하여 유기용매와 물을 치환시키는 단계; 및
    유기용매와 물을 치환시킨 포지를 건조 및 열처리하여 다공성의 습식 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 무진의용 코팅포지 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기가교형 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 3,000 ~ 6,000인 폴리 에테르계 폴리올을 포함하는 무진의용 코팅포지 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유기용매는 이소프로필 알코올, 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 알코올계 유기용매인 무진의용 코팅포지 제조방법.
  11. 도전성 섬유 및 폴리에스테르 섬유가 교직된 직물에 대전방지수지가 처리된 포지;
    상기 포지의 일면에 구비되는 건식 코팅층; 및
    상기 건식 코팅층의 일면에 구비되고, 자기가교형 폴리우레탄 수지, 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 친수성 유기화합물 및 유기용매를 포함하는 습식 코팅층 형성 조성물을 통해 형성된 습식 코팅층;을 포함하고,
    상기 친수성 유기화합물은 중량평균분자량이 3,000 ~ 38,000, 평균입경이 0.03 ~ 12㎛, D10이 0.005㎛ ~ 0.035㎛ 및 D90이 0.045 ~ 12㎛인 무진의용 코팅포지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 건식 코팅층은 두께가 3 ~ 12㎛이고,
    상기 습식 코팅층은 두께가 3 ~ 12㎛인 무진의용 코팅포지.
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