KR102004671B1 - 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대기중에 노출되는 표면과, 상기 표면의 반대면으로 피부와 접하는 이면으로 이루어지는 원단을 전처리하는 전처리단계; 전처리가 완료된 원단을 염색하는 염색단계; 염색이 완료된 원단을 친수화 가공하는 친수화가공단계; 친수화 가공이 완료된 원단의 이면에 부분적으로 노출되도록 패턴화된 편발수코팅부를 형성시키는 트랜스쿨가공단계; 및 상기 트랜스쿨가공단계가 완료된 원단을 큐어링 및 폭출하는 후처리단계;를 포함하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 흡한속건성 원단에 관한 것이다.

Description

수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법 {A FABRIC HAVING SWEAT ABSORPTION AND QUICK DRYINGPROPERTIES WITH IMPROVED WATER PERMEABLILITY AND DIFFUSIVITY AND MANUFACTIRING METHODS THEREOF}
본 발명은 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원단의 재질과 무관하게 흡한속건성 특성을 향상시켜 인체에 지속적인 쾌적성을 제공할 수 있는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법에 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 대두되고 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 용도뿐만 아니라 수요도 지속적으로 확대되고 있는 것이 현실이다.
이 중 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 크게 하여 모세관 현상에 의한 흡수성과 합성섬유의 저수분율에 의한 속건성을 가지도록 하는 것으로 일본의 아쿠아스텔스, 웰키, 스페이스 마스터 등 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 부여하는 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.
이와 같은 문제점을 해결하고, 인체 친환경적이며 흡한속건성 특성이 향상된 원단에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다.
본 발명의 목적은 인체친화적이고 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 원단의 종류 및 조직과 무관하게 적용되는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 대기중에 노출되는 표면과, 상기 표면의 반대면으로 피부와 접하는 이면으로 이루어지는 원단을 전처리하는 전처리단계; 전처리가 완료된 원단을 염색하는 염색단계; 염색이 완료된 원단을 친수화 가공하는 친수화가공단계; 친수화 가공이 완료된 원단의 이면에 부분적으로 노출되도록 패턴화된 편발수코팅부를 형성시키는 트랜스쿨가공단계; 및 상기 트랜스쿨가공단계가 완료된 원단을 큐어링 및 폭출하는 후처리단계;로 이루어지는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법을 포함한다.
상기 친수화단계는 150℃ 내지 190℃의 온도에서 제1 가공액을 이용하여 상기 원단을 처리하여 수행되며, 상기 제1 가공액은 물, 친수성유연제 30g/L 내지 100g/L로 이루어지고, 상기 친수성유연제는 섬유용 폴리글리콜계 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 트랜스쿨가공단계에서 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 일부가 노출되도록 일정간격으로 분할되도록 제2 가공액을 코팅하여 패턴화된 형태로 형성되고, 상기 패턴화된 형태는 복수개의 삼각형패턴 또는 사각형패턴을 포함할 수 있다.
상기 제2 가공액은 전체 중량 대비 76중량부 내지 89.5중량부의 물, 10중량부 내지 12중량부의 발수제, 0.1중량부 내지 10중량부의 바인더 및 0.5중량부 내지 2중량부의 증점제를 포함할 수 있다.
상기 발수제는 C6계 또는 C8계의 불소계 발수제, 실리콘계 발수제 및 우레탄계 발수제 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 C6계 또는 C8계의 불소계 발수제는 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물이고, 상기 실리콘계 발수제는 폴리디메틸실록산이고, 상기 우레탄계 발수제는 블록이소시아네이트 공중합물일 수 있다.
상기 트랜스쿨가공단계는, 상기 원단을 건열 110℃ 내지 160℃에서 10초 내지 40초간 예열시키는 단계; 예열된 원단을 상기 제2 가공액으로 코팅하여 편발수코팅부를 형성시키는 단계; 및 코팅이 완료된 원단을 챔버 내에서 열풍을 가하여 건조시키는 단계;로 이루어지고, 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 표면과 접하는 가압롤러와 상기 원단의 이면과 접하는 코팅롤러가 서로 맞물려 반대방향으로 회전하고 상기 원단이 상기 가압롤러 및 코팅롤러 사이를 통과하여 형성되며, 상기 코팅롤러의 표면에는 상기 편발수코팅부에 대응하도록 패턴화된 요홈이 형성되고, 상기 가압롤러의 표면은 매끈한 외면으로 구비될 수 있다.
상기 편발수코팅부는 0.2mm 내지 4mm의 간격으로 이격되어 상기 원단의 이면을 노출시키도록 형성될 수 있다.
상기 편발수코팅부의 높이는 0.5㎛ 내지 10㎛일 수 있다.
상기 편발수코팅부의 높이는 상기 원단의 두께에 대해서 0.2% 내지 0.5% 일 수 있다.
상기 원단의 이면에 대해서 상기 제2 가공액이 도포되는 부분은 전체 이면의 면적의 75% 내지 80%일 수 있다.
상기 후처리단계는 160℃ 내지 180℃의 열풍으로 1분 내지 3분 동안 처리할 수 있다.
상기 원단은 셀룰로스계 섬유로, 면, 레이온 및 리오셀 중 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 대기중에 노출되는 표면과, 상기 표면의 반대면으로 피부와 접하는 이면으로 이루어지는 원단; 상기 원단의 이면에 구비되는 부분적으로 패턴화된 편발수코팅부;를 포함하고, 상기 편발수코팅부는 0.2mm 내지 4mm의 간격으로 이격되어 상기 원단의 이면을 노출시키도록 형성되는 전술한 방법에 의하여 제조된 흡한속건성 원단을 포함한다.
상기 원단의 표면 및 이면에는 친수성 가공에 의하여 형성되는 친수성층을 포함하고, 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 이면에 구비된 친수성층 상에 구비될 수 있다.
상기 원단은 텐셀 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 스판 섬유, 목화 섬유, 셀룰로오스계 섬유, 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유로부터 선택되는 어느 하나로 된 단독섬유로 되거나, 또는 이들의 섬유를 적어도 둘 이상 포함하는 섬유로 된 것일 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 인체친화적이고 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 원단의 종류 및 조직과 무관하게 적용되는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 트랜스쿨가공단계에서 형성된 패턴화된 편발수코팅부의 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 단면도이다.
도 4는 트랜스쿨 가공이 수행되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 제조방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2는 도 1의 트랜스쿨가공단계에서 형성된 패턴화된 편발수코팅부의 예시이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법은 대기중에 노출되는 표면과, 상기 표면의 반대면으로 피부와 접하는 이면으로 이루어지는 원단을 전처리하는 전처리단계 (S100); 전처리가 완료된 원단을 염색하는 염색단계 (S200); 염색이 완료된 원단을 친수화 가공하는 친수화가공단계 (S300); 친수화 가공이 완료된 원단의 이면에 부분적으로 노출되도록 패턴화된 편발수코팅부를 형성시키는 트랜스쿨가공단계 (S400); 및 상기 트랜스쿨가공단계가 완료된 원단을 큐어링 및 폭출하는 후처리단계 (S500);를 포함한다.
통상, 면, 레이온, 리오셀 등의 셀룰로스계 섬유는 인체 친화적이면서 친수성으로서 인체가 발산하는 땀을 잘 흡수하여 런닝셔츠, 팬티 등의 내의류에 적합한 소재이다. 반면, 여름철 혹은 운동 후 등 해당 섬유들이 젖은 느낌 없이 흡수할 수 있는 용량을 초과하는 과량의 땀이 발생할 경우 다량의 땀을 흡수하면서 잘 건조되지도 않아 원단이 피부에 달라붙어 불쾌감을 유발하는 문제가 있다.
흡한속건 기능은 흡수한 땀을 외부로 빨리 방출하거나 빠르게 건조되도록 하여 이러한 불쾌감을 해소하는 기술이다. 종래에는, 이러한 흡한속건 기능을 부여하기 위한 대표적인 방법은 원단에 화학적인 처리를 함으로서 수분 확산성을 향상시켜서 건조속도를 향상시키거나, 소수성인 PET, PP 등의 섬유를 활용하면서 섬유간 공극을 증대시켜 모세관 현상으로 땀을 외부로 빠르게 방출하는 방법을 주로 사용하여 왔다.
반면, 전자의 경우와 같이 친수성 섬유를 사용할 경우 수분이 넓게 확산되더라도 건조속도의 향상이 뚜렷하지 않아 흡한속건성 발현이 제한적이며, 소수성 섬유일 경우에 기능성은 향상될 수 있으나 소수성 섬유는 합성섬유로서 인체에 친화적이지 아니하여 문제가 된다. 또한, 후자의 경우 역시 합성섬유로 그 원단이 제한적으로만 사용되어 인체에 비친화적이며, 공극을 증가시키기 위해서 이형단면사 사용, 세번수의 섬유 사용 등으로 소재가 제한되는 문제점이 있다.
본 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 제조방법 종래의 기술에 대한 단점을 해결하기 위한 것으로, 원단을 합성섬유만으로 제한적으로 사용하는 것이 아닌 인체친화적인 셀룰로스 및 셀룰로스 혼방 원단에 적용이 가능하며, 상기 원단에 부분적인 편발수처리를 통하여 원단에 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성을 부여할 수 있다.
종래의 발수처리는 원단을 전체적으로 발수 가공처리하여 원단 자체에 발수층을 형성하는 것으로, 일반적인 폭출기 (텐터)를 통해 발수제를 처리하여 형성한다. 이와 같은 방식은 원단 전체가 가공처리되어 발수성은 우수하나 인체가 발하는 땀을 흡수하지 못해 불쾌감을 유발하므로 의류 등으로 사용이 제한되는 문제가 있다.
그 외의 종래의 발수처리로는 원단에서 인체에 접하는 부분 (이면)은 가공처리 하지 않거나 땀을 보다 잘 흡수/확산할 수 있도록 처리하고, 원단의 외부 (표면)만 편발수 처리함으로서 땀을 잘 흡수하여 비교적 쾌적하면서 외부의 수분/오염물질로부터 보호가 가능한 가공기술을 들 수 있다. 반면, 이러한 방식에 의한 원단은 내부에서 원단이 흡수한 땀이 외부로 잘 발산되지 않아 흡한속건성 기능이 저하되고 원단과 인체 사이에 습도가 높아져 불쾌감을 유발하는 단점이 있다.
본 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 제조방법은 트랜스쿨가공단계 (S400)를 포함할 수 있다. 상기 트랜스쿨가공단계 (S400)는 원단의 이면, 즉 피부와 닿는 부분에 발수능을 구비시킬 수 있다. 상기 트랜스쿨가공단계 (S400)에서는 상기 원단의 이면의 전체가 아닌 부분적으로 처리할 수 있으며, 이에 의하여 상기 원단의 이면에서는 발수능이 구비된 부분과 구비되지 않은 부분이 공존할 수 있다. 상기 원단의 이면에는 발수능이 구비되지 않은 부분을 통하여 인체에서 발생된 땀이 흡수되며, 상기 발수능이 구비된 부분에 의하여 모세관 현상이 발생하고 이에 의하여 원단으로 흡수된 땀은 외부로 빠르게 방출되므로 인체의 쾌적함을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 제조방법은 트랜스쿨가공단계 (S400) 이전에 친수화가공단계 (S300)를 통하여 원단의 표면에 친수성을 부여할 수 있다. 상기 친수화가공단계 (S300)에 의하여 상기 원단에서의 땀 등의 흡수성을 극대화시킬 수 있으며, 상기 원단의 이면에서 발수능이 구비되지 않은 부분을 통하여 흡수된 땀은 빠르게 흡수시키고, 확산 및 방출시킴으로써 인체에 지속적인 쾌적성이 유지되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 친수화가공단계 (S300)에 의하여 상기 원단의 전체적으로 친수성이 구비되고, 상기 원단의 이면에서 흡수된 땀은 모세관현상과 삽투압현상에 의하여 상기 원단의 표면으로 빠르게 이동하여 배출된다.
본 실시예에서 상기 전처리단계 (S100)는 원단을 준비하고, 준비된 원단을 전처리할 수 있다. 상기 트랜스쿨가공단계 (S400)는 원단의 소재 및 조직에 영향을 받지 않으므로, 친수성 섬유인 셀룰로스계 섬유에도 뚜렷한 흡한속건성 부여가 가능하면서 소수성 섬유인 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트), PP (폴리프로필렌), Nylon (나일론) 등에도 처리하여 흡한속건성 극대화가 가능하다. 또한, 직물뿐만 아니라 편물에도 처리 가능하며, 처리 조건을 잘 조정할 경우 기모원단, 메쉬조직 등에도 처리 가능하다. 바람직하게는, 본 실시예에서 상기 전처리단계 (S100)에서 준비되는 원단은 종래와 같이 합성섬유와 같이 제한된 종류가 아닌 다양한 원단을 사용할 수 있으며, 예컨대, 상기 원단은 친환경적인 소재로 셀룰로스계 섬유로, 면, 레이온 및 리오셀 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 전처리단계 (S100)에서는 후속하는 염색단계 (S200)에서 염색이 잘 수행되도록 상기 원단의 전처리를 할 수 있다. 상기 전처리는 원단은 개폭, 프리-셋팅 (pre-setting), 티닝 및 봉침 등과 같기 기계적인 준비를 포함할 수 있으며, 상기 원단의 물성 및 외관을 향상시키기 위한 모소가공 및 실켓가공 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 프리세팅은 최초의 생지 원단에 대한 염색성을 향상시키기 위한 것으로, 용제 (솔벤트)나 정련제 등을 사용하여 상기 생지 원단의 기름이나 잡물을 제거한 후 대략적으로 규격에 맞도록 폭이나 길이를 조정한 후 건조시킬 수 있다.
상기 염색단계 (S200)는 상기 원단을 소재 또는 색상에 따라 침염 또는 날염에 의한 방식으로 염색을 수행할 수 있다. 상기 염색단계 (S200)에서의 원단은 염색은 당업계에서 사용되는 다양한 방식에 의하여 수행될 수 있다.
상기 친수화가공단계 (S300)는 폭출기 (텐터)를 이용하여 150℃ 내지 190℃의 온도에서 제1 가공액을 이용하여 상기 원단을 처리하여 수행되며, 상기 제1 가공액은 물, 친수성유연제 30g/L 내지 100g/L로 이루어질 수 있다.
상기 친수화가공단계 (S300)에서 온도가 150℃ 미만이면 상기 제1 가공액이 상기 원단에 충분히 함침되지 않아 문제되고, 190℃ 초과이면 상기 원단에 가해지는 온도가 너무 높아 원단의 조직이 뒤틀어지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 원단은 40m/min 내지 55m/min의 속도로 이동하면서 상기 원단의 표면에 상기 제1 가공액이 스프레이 분사될 수 있다. 상기 제1 가공액을 분사하는 과정에서 상기 원단의 속도가 32m/min 미만이면 상기 제1 가공액이 불균일하게 코팅되어 문제되고, 38m/min 초과되면 상기 제1 가공액이 상기 원단에 코팅되지 않은 부분이 생겨 문제된다. 바람직하게는 상기 원단의 속도는 35m/min일 수 있다.
상기 친수화가공단계(S300)에서 30초 미만으로 처리하면 상기 원단의 흡수성 및 확산성이 충분하게 형성되지 않아 문제되고, 120초를 초과하면 상기 원단을 건조하는데 소요되는 시간이 증가되어 공정효율을 저하시킬 수 있다.
상기 친수성유연제는 섬유용 폴리글리콜계 계면활성제를 포함할 수 있으며, 예컨대, 상기 친수성유연제는 α-하이드로-ω-하이드록시폴리(옥시-1,2-에탄디일) (α-hydro-ω-hydroxypoly(oxy-1,2-ethanediyl)), 폴리(에틸렌 프로필렌) 글라이콜 (poly(ethylene propylene) glycol), α-트리데실-ω-하이드록시폴리(옥시-1,2-에탄디일) (α-tridecyl-ω-hydroxypoly(oxy-1,2-ethanediyl), branched), α-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트리메틸실릴)옥시]디실록산닐]프로필]-ω-하이드록시프로필 메탄 (α-[3-[1,3,3,3-tetramethyl-1-[(trimethysilyl)oxy]disiloxyanyl]propyl]-ω-hydroxypropyl Me, ethoxylated), α-트리데실-ω-하이드록시폴리(옥시-1,2-에탄디일) (α-tridecyl-ω-hydroxypoly(oxy-1,2-ethanedily)), 윤활제 (Siloxanes and Silicones, di-Me, 3-hydroxypropyl Me, ethoxylated), α-도데실-ω-하이드록시-폴리(옥시-1,2-에탄디일) (α-dodecyl-ω-hydroxypoly(oxy-1,2-ethanedily)), 프로필렌 글리콜 (propylene glycol), 첨가제 및 산화이수소 (dihydrogen oxide)로 이루어질 수 있다.
상기 친수성유연제는 전술한 범위의 농도로 구비됨으로써 원단의 발수능을 보다 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 친수성유연제는 ㈜켐텍스코리아의 ECOSIL WS-50으로 고분자 계면활성제로 이루어진 섬유용 기능성 흡습 유연 가공제일 수 있다.
별법으로, 상기 친수화가공단계 (S300)에서는 항균 또는 대전방지를 위한 처리를 더 포함할 수 있다. 상기 항균 또는 대전방지는 상기 친수화가공단계 (S300)에서 상기 제1 가공액과 동시에 또는 별도로 처리할 수 있으며, 원단에 항균성 및 대전방지 기능을 부여할 수 있다.
상기 트랜스쿨가공단계 (S400)는 상기 원단의 이면, 즉 원단과 피부가 접촉하는 면에 수행될 수 있다. 상기 트랜스쿨가공단계 (S400)에서는 상기 원단의 이면에 편발수코팅부를 형성할 수 있는데, 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 이면에서 전체적으로 형성되는 것이 아닌 상기 원단의 일부가 노출되도록 일정간격으로 분할되도록 제2 가공액을 코팅하여 패턴화된 형태로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 패턴화된 형태는 복수개의 삼각형패턴 또는 사각형패턴을 포함할 수 있다.
상기 제2 가공액은 전체 중량 대비 76중량부 내지 89.5중량부의 물, 10중량부 내지 12중량부의 발수제, 0.1중량부 내지 10중량부의 바인더 및 0.5중량부 내지 2중량부의 증점제를 포함할 수 있다.
상기 발수제는 발수성분을 구비함으로써 상기 원단에 소수성화할 수 있다. 상기 발수제는 불소계 발수제, 실리콘계 발수제 및 우레탄계 발수제 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 상기 불소계 발수제는 C6계 또는 C8계의 불소제 발수제로 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물을 포함하고, 상기 실리콘계 발수제는 폴리디메틸실록산을 포함하며, 상기 우레탄계 발수제는 블록이소시아네이트 공중합물을 포함할 수 있다.
상기 바인더는 상기 원단과 발수제와의 결합력을 향상시켜 상기 편발수코팅부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 불소계 발수제의 경우에는, 반복적인 세탁 등에 의하여 발수성 등의 성능이 저하될 수 있는데, 상기 바인더를 추가함으로써 상기 불소계 발수제가 상기 원단에서 높은 도막 강도를 나타낼 수 있어, 높은 세탁에 대한 내구성을 갖도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 바인더는 블록 폴리이소시아네이트일 수 있다.
상기 바인더로 사용되는 블록 폴리이소시아네이트는 45 내지 65중량％의 폴리이소시아네이트 단위와, 15 내지 30중량％의 편말단 수산기인 폴리에틸렌옥시드 단위 및 15 내지 30중량％의 블록제 단위로 이루어질 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트 단위의 이소시아네이트 평균 관능기 수가 4 내지 20이고, 상기 블록제는 피라졸계 화합물일 수 있다.
상기 블록 폴리이소시아네이트는 폴리이소시아네이트 단위는 갖고, 상기 폴리이소시아네이트는 벤젠고리를 포함하지 않는 지방족 디이소시아네이트 단량체 및 지환족 디이소시아네이트 단량체를 이용할 수 있다. 상기 지방족 디이소시아네이트 단량체로는 탄소수 4 내지 30으로, 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 지환족 디이소시아네이트로서는, 특별히 한정되지 않지만, 탄소수 8 내지 30의 것으로, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 1,3-비스(이소시아네이토메틸)-시클로헥산, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내후성, 공업적 입수의 용이함 때문에, HDI가 바람직하다.
상기 폴리이소시아네이트의 점도는 25℃에서, 100 내지 30000mPa·s이며, 바람직하게는 500 내지 10000mPa·s, 더욱 바람직하게는 550 내지 4000mPa·s이다. 또한, 상기 폴리이소시아네이트의 수 평균 분자량은 500 내지 2000이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 550 내지 1000이다. 폴리이소시아네이트에 있어서의 이소시아네이트기 농도는 5 내지 25중량％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 24중량％, 더욱 바람직하게는 15 내지 24중량％이다.
상기 블록 폴리이소시아네이트는, 편말단 수산기인 폴리에틸렌옥시드 단위를 갖는다. 상기 편말단 수산기인 폴리에틸렌옥시드란, 폴리에틸렌옥시드의 한쪽 말단에 수산기를 갖는 화합물이며, 개시 모노알코올에 에틸렌옥시드를 부가하여 얻어지는 화합물이다. 상기 개시 모노알코올의 탄소수는 1 내지 10이 바람직하다. 개시 모노알코올로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, 2-에틸-1-헥산올 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 바람직한 개시 모노알코올은 메탄올이다. 상기 편말단 수산기인 폴리에틸렌옥시드의 분자량은 300 내지 2000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300 내지 1500, 더욱 바람직하게는 500 내지 1000이다.
상기 본 발명의 블록 폴리이소시아네이트는, 블록제 단위(블록제 유래의 단위)를 갖는다. 블록제로서는, 활성 수소를 분자 내에 1개 갖는 화합물이며, 예를 들어 알코올계 화합물, 알킬페놀계 화합물, 페놀계 화합물, 활성 메틸렌계 화합물, 머캅탄계 화합물, 산 아미드계 화합물, 산 이미드계 화합물, 이미다졸계 화합물, 요소계 화합물, 옥심계 화합물, 아민계 화합물, 이미드계 화합물, 피라졸계 화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 상기 블록화제는 페놀 또는 부틸머캅탄일 수 있다.
상기 증점제는 상기 편발수코팅부가 소정의 패턴으로 구비될 수 있도록 상기 제2 가공액의 유동성을 제어하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 증점제는 폴리에틸렌 글라이콜 디스테아레이트 (Poly(ethylene glycol) distearate), 디에틸렌 글라이콜 (Diethylene glycol) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 발수제의 함량이 전체 중량 대비 10중량부 미만이면, 상기 원단을 소수성화하는 데 충분하지 않고 12중량부를 초과하면 상기 용매로 사용되는 물과의 혼합성이 너무 저하되어 상기 발수제가 상기 원단에 불균일하게 구비되는 문제가 있다. 상기 바인더의 함량이 전체 중량 대비 0.1 중량부 미만이면 상기 발수제가 상기 원단에 견고하게 부착되지 않아 문제되고, 상기 바인더의 함량이 10중량부를 초과하면 상기 편발수코팅부를 패턴화된 형태로 제어하기 어렵다는 문제가 있다. 상기 증점제가 전체 중량 대비 0.5중량부 미만이면 상기 제2 가공액을 상기 원단 상에 코팅하고 건조하는 과정에서 패턴화된 형태의 경계가 없어져 문제되고, 2중량부를 초과하면 상기 제2 가공액의 점도가 너무 높아서 패턴의 두께, 폭 등의 형상을 제어하기 어렵다는 문제가 있다.
상기 트랜스쿨가공단계 (S400)는, 상기 원단을 건열 110℃ 내지 160℃에서 10초 내지 40초간 예열시키는 단계; 예열된 원단을 상기 제2 가공액으로 코팅하여 편발수코팅부를 형성시키는 단계; 및 코팅이 완료된 원단을 챔버 내에서 열풍을 가하여 건조시키는 단계;로 이루어질 수 있다.
상기 예열시키는 단계에서 상기 원단을 예열시킴으로써 상기 원단 상에 상기 편발수코팅부가 견고하게 구비될 수 있다. 상기 원단에 가해지는 건열의 온도가 110℃ 미만이거나 혹은 10초 미만이면 상기 원단의 예열이 충분하지 않아 상기 편발수코팅부와 원단의 부착성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 온도가 160℃ 초과이거나 40초 초과인 경우 상기 원단에 가해지는 열에 의하여 원단 표면의 조직을 변화시키고 원단 표면의 구비되는 열이 너무 높아 상기 제2 가공액이 상기 원단에 잘 부착되지 않아 문제된다.
도 4는 트랜스쿨 가공이 수행되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 예열이 완료된 원단의 이면에는 편발수코팅부를 형성시킬 수 있는데, 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 표면과 접하는 상부 롤러인 가압롤러와 상기 원단의 이면과 접하는 하부 롤러인 코팅롤러가 서로 맞물려 반대방향으로 회전하고 상기 원단이 상기 상부 롤러와 하부 롤러 사이를 통과하여 형성될 수 있다. 상기 하부 롤러의 표면에는 상기 편발수코팅부에 대응하도록 패턴화된 요홈이 형성되고, 상기 상부 롤러의 표면은 매끈한 외면으로 구비될 수 있다.
상기 상부 롤러는 매끈한 면으로 상부에 구비되고, 상기 하부 롤러는 상기 상부 롤러의 하부에 구비되고 상기 하부 롤러의 하부에는 상기 제2 코팅액이 구비된 탱크가 구비될 수 있다.
상기 하부 롤러의 일부는 상기 탱크에 구비되는 제2 가공액에 함침되어 회전하고 상기 원단은 상기 원단의 이면이 상기 하부 롤러에 대면하도록 상기 상부 롤러와 하부 롤러 사이를 통과하게 된다. 상기 하부 롤러의 패턴화된 요홈 내에 구비되는 제2 코팅액은 상기 원단의 이면에 전사되고 상기 상부 롤러에 의하여 가압되어 상기 원단의 이면에는 상기 하부 롤러의 패턴화된 요홈에 대응하는 형태로 패턴화된 편발수코팅부가 형성될 수 있다.
상기 편발수코팅부는 0.2mm 내지 4mm의 간격으로 이격되어 상기 원단의 이면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 이면이 노출되도록 이격되어 형성될 수 있다.
친수성이 부연된 원단의 이면을 통하여 인체에서 배출되는 땀이 흡수되고, 상기 편발수코팅부 사이에 구비되는 원단의 이면을 통하여 상기 땀이 확산될 수 있다. 이때, 상기 편발수코팅부의 발수능에 의하여 모세관현상이 발생되어 상기 원단의 이면을 통하여 흡수된 땀은 빠른 속도로 외부로 배출될 수 있으며, 이에 의하여 원단의 쾌적함을 향상시킬 수 있다.
서로 이웃하는 편발수코팅부 사이의 거리가 0.2mm 미만인 경우에는 인체에서 발생되는 땀을 흡수하는 효율이 저하되어 문제되고, 4mm 초과인 경우에는 서로 이웃하는 편발수코팅부 사이의 거리가 너무 멀어 모세관현상이 발생하기 어렵고 이에 의하여 땀의 배출속도가 저하되어 문제된다.
상기 편발수코팅부의 높이는 0.5㎛ 내지 10㎛이고, 상기 편발수코팅부의 높이는 상기 원단의 두께에 대해서 0.2% 내지 0.5%로 형성될 수 있다. 또한, 상기 원단의 이면에 대해서 상기 제2 가공액이 도포되는 부분은 전체 이면의 면적의 75% 내지 80%일 수 있다.
상기 편발수코팅부의 높이가 0.5㎛ 미만인 경우에는 인체에서 발생하는 땀의 입자 크기에 비하여 높이가 작아서 모세관 현상이 충분하게 발생되지 않아 땀 배출능이 저하되고, 10㎛ 초과이면 편발수코팅부를 균일하게 형성하기 어렵고 또한 인체의 피부와 접촉할 때 거부감을 줄 수 있다.
상기 편발수코팅부의 높이는 원단의 두께에 대해서 0.2% 내지 0.5%이고 상기 제2 가공액이 도포되는 부분은 전체 이면의 면적의 75% 내지 80%일 수 있는데, 전술한 범위 내로 형성되어야 원단 고유의 특성, 예컨대 부드러움 질감, 플렉서블한 물성 등을 저하시키지 않고 우수한 수분 침투성 및 확산성을 구비하도록 할 수 있다.
상기 후처리단계 (S500)에서는 상기 원단의 이면과 상기 편발수코팅부의 결합을 보다 견고하게 하도록 텐터를 통하여 큐어링을 수행할 수 있다. 또한, 상기 후처리단계 (S500)에서는 상기 원단의 형태안정성을 부여하고, 상기 원단의 폭과 중량을 조절하기 위하여 폭출처리를 함께 수행할 수 있다.
상기 후처리단계 (S500)는 160℃ 내지 180℃의 열풍으로 1분 내지 3분 동안 처리할 수 있다. 상기 온도가 160℃ 미만인 경우에는 상기 원단과 상기 편발수코팅부의 결합이 충분하게 수행되지 못하여 문제되고, 180℃를 초과하는 경우에는 상기 편발수코팅부의 패턴의 형상이 일부 유지되지 못하고 녹는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 시간이 1분 미만인 경우에는 상기 큐어링이 충분히 수행되지 않아 문제되고 3분이만 충분하므로 이를 초과하는 경우에는 불필요한 에너지 낭비에 의하여 공정효율을 저하시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡한속건성 원단의 단면도이다.
본 실시예에 따른 흡한속건성 원단 (100)은 대기중에 노출되는 표면과, 상기 표면의 반대면으로 피부와 접하는 이면으로 이루어지는 원단 (110); 상기 원단 (110)의 이면에 구비되는 부분적으로 패턴화된 편발수코팅부 (130);를 포함할 수 있다. 상기 편발수코팅부 (130)는 0.2mm 내지 4mm의 간격으로 이격되어 상기 원단의 이면을 노출시키도록 형성될 수 있다.
상기 흡한속건성 원단 (100)은 상기 원단 (110)의 표면 및 이면에는 친수성 가공에 의하여 형성되는 친수성층 (120)을 포함하고, 상기 편발수코팅부는 상기 원단의 이면에 구비된 친수성층 (120) 상에 구비될 수 있다. 상기 친수성층 (120)은 상기 원단 (110)의 표면 및 이면에 각각 구비되거나 혹은 상기 원단 (110)의 중심부까지 연결되도록 구비될 수 있다.
상기 친수성층 (120)이 구비된 원단 (110)에서, 상기 원단 (110)의 이면에면 편발수코팅부 (130)가 형성될 수 있다. 상기 편발수코팅부 (130)는 발수능을 구비한 층으로 0.2mm 내지 4mm의 간격으로 서로 이격되어 패턴화된 형태로 구비될 수 있다.
인체에서 발생하는 땀은 친수성이 부여된 상기 원단 (110)의 친수성층 (120)을 통하여 흡수될 수 있는데, 이때 상기 서로 이격되어 패턴화된 편발수코팅부 (130) 사이를 통하여 흡수될 수 있다. 이때, 상기 편발수코팅부 (130)에 의하여 모세관현상이 발생되어 상기 원단 (110)의 친수성층 (120)을 통한 땀의 확산 및 이동이 보다 빠르게 할 수 있으며, 이에 의하여 땀을 신속하게 원단의 표면 밖으로 배출시킬 수 있다.
상기 원단은 상기 원단은 텐셀 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 스판 섬유, 목화 섬유, 셀룰로오스계 섬유, 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유로부터 선택되는 어느 하나로 된 단독섬유로 되거나 이들의 섬유를 적어도 둘 이상 포함하는 합성 섬유로 된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 원단은 텐셀 섬유일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명의 권리 범위가 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
1. 실시예 및 비교예의 제조
실시예 1
(1) 전처리 과정
텐셀 섬유와 스판이 혼방된 튜브상태의 원단은 개폭 공정을 통해 전폭으로 펼쳐질 수 있도록 하였다. 이때, 원단인 텐셀 섬유 내에는 스판 원사인 폴리우레탄 섬유가 일부 포함되어 있기 때문에 최종 원단의 수축률 변화를 최소화시키기 위하여 프리셋팅(pre-setting) 공정을 수행하였다. 프리셋팅 공정은 90℃ 온수가 존재하는 배쓰(bath) 내에 원단을 통과시킨 후 내부온도가 200℃인 폭출기를 통해 열고정 과정을 진행하였다. 이 후, 편직 과정에서 부여되는 오일을 제거하기 위해 원단을 염색기에 투입하되 염료를 분사하기 전, 물의 양을 기준으로 유화제 (SG-075, ㈜프로텍스코리아)를 0.2wt% 농도가 되도록 투입한 후, 유화제가 포함된 물을 상기 원단에 스프레이로 분사하면서 원단을 90℃에서 10분간 순환시켰다.
(2) 염색 과정
전처리 과정을 완료한 텐셀 섬유와 스판이 혼방된 원단을 액비 1:10에 해당하는 물이 투입된 염색기에 투입한 후 원단 무게 대비 1(o.w.f)% 농도가 되도록 반응성염료를 투입하였다. 전체 사용된 물의 양을 기준으로 망초(황산나트륨, Na2SO4)의 농도가 4%에 해당되도록 투입하고, 50℃에서 30분간 원단을 순환시켰다. 이 후, 소다회(탄산나트륨, Na2CO3)의 농도가 1%에 해당되도록 투입하고 60℃에서 60분간 원단을 순환시켜 원단의 염색을 수행하였다.
(3) 친수화 가공 과정
염색이 완료된 원단을 친수성유연제(ECOSIL WS-50, ㈜켐텍스코리아)가 50g/L 농도로 함유된 물이 구비된 배쓰 (Bath)를 통과시키고, 패딩 (padding)공정을 거쳐 150℃의 열풍을 발생시키는 폭출기 내부로 35m/min의 속도로 통과시켜 친수화 가공을 수행하였다.
(4) 트랜스쿨 가공 과정
도 4와 같이, 상부 및 하부의 각각 롤러가 수직으로 맞닿아 회전하는 상태에서 상부 롤러는 매끈한 외면으로 구비되고, 하부 롤러는 패턴화된 무늬가 표면에 노출되어 있으며, 하부 롤러의 일부는 10% 농도의 C8 유형의 불소계 발수가공제인 C8 불소계 발수제 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물과, 0.5% 수용성 폴리우레탄 바인더 및 0.7%의 수용성 폴리우레탄 증점제가 함유된 물이 구비된 배쓰 내에 함침되도록 준비하였다. 원단을 서로 반대방향으로 회전하는 상부 롤러 및 하부 롤러 사이를 통과시키면서 하부 롤러의 패턴으로 전사된 발수가공제가 원단의 이면 (피부와 닿는 면)에만 일정한 패턴으로 코팅시켰다. 이때, 하부 롤러의 외면에 구비된 패턴은 발수가공제가 코팅되어 형성되고, 하부 롤러에 구비된 사각형의 형상의 패턴으로 형성되었으며 간격이 1mm로 이격되어 원단의 이면을 노출시키도록 편발수코팅부를 구비시켰다.
(5) 후처리 과정
트랜스쿨가공이 완료된 원단은 170℃의 열풍을 발생시키는 폭출기 내부로 통과시켜 원단의 이면에 패턴화되어 코팅된 발스가공제를 큐어링 (curing) 하였다.
실시예 2
(1) 전처리 과정
텐셀 원사, PET 원사, 스판 원사가 혼방된 튜브상태의 원단은 개폭 공정을 통해 전폭으로 펼쳐질 수 있도록 하였다. 스판 원사인 폴리우레탄 섬유가 포함되어 있기 때문에 프리셋팅(pre-setting) 공정을 통해 최종 가공원단의 수축률 변화를 최소화시켰다. 원단은 90℃ 온수가 존재하는 bath에 원단을 통과시킨 후 내부온도가 200℃인 폭출기를 통해 열고정 과정을 통하여 프리세팅을 수행하였다. 이 후, 편직 과정에서 부여되는 오일을 제거하기 위해 원단을 염색기에 투입하되 염료를 분사하기 전, 물의 양을 기준으로 유화제 (SG-075, ㈜프로텍스코리아)를 0.2wt% 농도가 되도록 투입한 후, 유화제가 포함된 물을 상기 원단에 스프레이로 분사하면서 원단을 90℃에서 10분간 순환시켰다.
(2) 염색 과정
전처리 과정을 통과한 텐셀 원사, PET 원사, 스판 원사가 혼방된 원단을 액비 1:10에 해당하는 물이 투입된 염색기에 투입한 후 PET 원사를 먼저 염색하였다. 원단 무게 대비 4(o.w.f)% 농도가 되도록 분산염료를 투입하였고, 사용된 물의 양을 기준으로 PH조절제 (PH초산, 대유화학)을 0.12%의 농도가 되도록 투입한 후, PET 염색용 분산균염제 (PROTEGAL K-LD197 CONC, ㈜프로텍스코리아)를 0.06%의 농도가 되도록 투입하였다. 염색기의 온도를 130℃ 상승시킨 후 원단을 40분간 순환시키고 염색을 완료하였다. 미고착된 염료를 제거하기 위해, 환원세정 공정을 수행하였다. 이 후, 텐셀 원사와 스판 원사를 염색하기 위해 원단무게 대비 1(o.w.f)% 농도가 되도록 반응성염료를 투입하였다. 또한 사용된 물의 양을 기준으로 망초(황산나트륨, Na2SO4)의 농도가 4%가 되도록 투입하고, 50℃에서 30분간 원단을 순환시켰다. 이 후, 소다회(탄산나트륨, Na2CO3)가 농도 1%가 되도록 투입하고 60℃에서 60분간 원단을 순환시켜 염색 과정을 완료하였다.
(3) 친수화 가공 과정
염색이 완료된 원단을 흡습성유연제(ECOSIL WS-50, ㈜켐텍스코리아)가 50g/L 농도로 함유된 물이 구비된 배쓰 (Bath)를 통과시키고, 패딩 (padding)공정을 거쳐 150℃의 열풍을 발생시키는 폭출기 내부로 35m/min의 속도로 통과시켜 친수화 가공을 수행하였다.
(4) 트랜스쿨 가공 과정
도 4와 같이 하부 롤러의 일부는 10% 농도의 C8 유형의 불소계 발수가공제인 C8 불소계 발수제 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물과, 0.5% 수용성 폴리우레탄 바인더 및 0.7%의 수용성 폴리우레탄 증점제가 함유된 물이 구비된 배쓰 내에 함침되도록 준비하였다. 원단을 서로 반대방향으로 회전하는 상부 롤러 및 하부 롤러 사이를 통과시키면서 하부 롤러의 패턴으로 전사된 발수가공제가 원단의 이면에만 일정한 패턴으로 코팅시켰다. 이때, 하부 롤러의 외면에 구비된 패턴은 발수가공제가 코팅되어 형성되고, 하부 롤러에 구비된 사각형의 형상의 패턴으로 형성되었으며 간격이 1mm로 이격되어 원단의 이면을 노출시키도록 편발수코팅부를 구비시켰다.
(5) 후처리 과정
트랜스쿨가공이 완료된 원단은 170℃의 열풍을 발생시키는 폭출기 내부로 통과시켜 원단의 이면에 패턴화되어 코팅된 발수가공제를 큐어링 (curing) 하였다.
실시예 3
(1) 전처리 과정
PET 원사로 이루어진 튜브상태의 원단은 개폭 공정을 통해 전폭으로 펼쳐질 수 있도록 하였다. 이 후, 편직 과정에서 부여되는 오일을 제거하기 위해 원단을 염색기에 투입하되 염료를 분사하기 전, 물의 양을 기준으로 유화제 (SG-075, ㈜프로텍스코리아)를 0.2wt% 농도가 되도록 투입한 후, 유화제가 포함된 물을 상기 원단에 스프레이로 분사하면서 원단을 90℃에서 10분간 순환시켰다.
(2) 염색 과정
전처리 과정을 통과한 PET 원사로 이루어진 원단을 액비 1:10에 해당하는 물이 투입된 염색기에 투입한 후 PET 원사를 먼저 염색하였다. 원단무게 대비 4(o.w.f)% 농도가 되도록 분산염료를 투입하였다. 또한 사용된 물의 양을 기준으로 PH조절제 (PH초산, 대유화학)을 0.12%의 농도가 되도록 투입하고, PET 염색용 분산균염제 (PROTEGAL K-LD197 CONC, ㈜프로텍스코리아)를 0.06%의 농도가 되도록 투입하였다. 염색기의 온도를 130℃ 상승시킨 후 40분간 순환시키고 염색을 종료하였다. 이어서, 미고착된 염료를 제거하기 위해, 환원세정 공정을 진행하였다.
(3) 친수화 가공 과정
염색이 완료된 원단을 흡습성유연제(ECOSIL WS-50, ㈜켐텍스코리아)가 50g/L 농도로 함유된 물이 구비된 배쓰 (Bath)를 통과시키고, 패딩 (padding)공정을 거쳐 150℃의 열풍을 발생시키는 폭출기 내부로 35m/min의 속도로 통과시켜 친수화 가공을 수행하였다.
(4) 트랜스쿨 가공 과정
도 4와 같이, 상부 및 하부의 각각 롤러가 수직으로 맞닿아 회전하는 상태에서 상부 롤러는 매끈한 외면으로 구비되고, 하부 롤러는 패턴화된 무늬가 표면에 노출되어 있으며, 하부 롤러의 일부는 10% 농도의 C8 유형의 불소계 발수가공제인 C8 불소계 발수제 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물과, 0.5% 수용성 폴리우레탄 바인더 및 0.7%의 수용성 폴리우레탄 증점제가 함유된 물이 구비된 배쓰 내에 함침되도록 준비하였다. 원단을 서로 반대방향으로 회전하는 상부 롤러 및 하부 롤러 사이를 통과시키면서 하부 롤러의 패턴으로 전사된 발수가공제가 원단의 이면에만 일정한 패턴으로 코팅시켰다. 이때, 하부 롤러의 외면에 구비된 패턴은 발수가공제가 코팅되어 형성되고, 하부 롤러에 구비된 사각형의 형상의 패턴으로 형성되었으며 간격이 1mm로 이격되어 원단의 이면을 노출시키도록 편발수코팅부를 구비시켰다.
(5) 후처리 과정
트랜스쿨가공이 완료된 원단은 170℃의 열풍을 발생시키는 폭출기 내부로 통과시켜 원단의 이면에 패턴화되어 코팅된 발수가공제를 큐어링 (curing) 하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 원단을 이용하여 동일한 방식으로 전처리 과정, 염색 과정, 친수화 가공 과정, 트랜스쿨 가공 과정 및 후처리 과정을 수행하되 트랜스쿨 가공 과정에서 원단의 이면이 아닌 표면 (외부측에 위치하는 면)에 일정한 패턴의 편발수코팅부를 형성하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일한 원단을 이용하여 동일한 방식으로 전처리 과정, 염색 과정, 친수화 가공 과정, 트랜스쿨 가공 과정 및 후처리 과정을 수행하되 트랜스쿨 가공 과정에서 하부 롤러를 패턴화가 형성된 것이 아닌 상부 롤러와 동일하게 매끈한 표면으로 이루어진 롤러를 이용하여 원단의 이면 (피부와 닿는 면)에 코팅시킴으로써 일정한 패턴 형태가 아닌 이면에 전체적으로 균일하게 코팅된 편발수코팅부를 구비시켰다.
비교예 3
실시예 1과 동일한 원단을 이용하되 친수화 가공을 생략하고, 전처리 과정, 염색 과정, 트랜스쿨 가공 과정 및 후처리 과정만을 수행하여 원단을 제조하였다.
하기 표 1에서 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3을 정리하여 나타내었다.
　 원단 전처리 염색 친수화 트랜스쿨가공
(편발수코팅부)
실시예1 Tencel + span (92 + 8)
single jersey		 o o o 이면 0.5㎛의 높이 및 1mm로 이격된 패턴
실시예2 Tencel/PET/spam(60/32/8) single jersey o o o 이면 0.5㎛의 높이 및 1mm로 이격된 패턴
실시예3 PET jacquard o o o 이면 0.5㎛의 높이 및 1mm로 이격된 패턴
비교예1 Tencel + span (92 + 8)single jersey o o o 표면 0.5㎛의 높이 및 1mm로 이격된 패턴
비교예2 Tencel + span (92 + 8)single jersey o o o 이면 0.5㎛의 높이 및 전체적으로 코팅
비교예3 Tencel + span (92 + 8)single jersey o o x 이면 0.5㎛의 높이 및 1mm로 이격된 패턴
2. 실시예 및 비교예의 평가
시험 규격으로, LIQUID MOISTURE MANAGEMENT OF TEXTILE FABRICS (AATCC 195 : 2010)을 이용하여 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3에 따른 원단에서의 물의 확산성, 물이 원단의 이면에서 표면으로 이동하는 성능 등으로 원단의 흡한속건성 및 전반적인 수분제어특성을 확인하고 이를 표 2에 나타내었다.
소재 및 조직 OMMC (급)
전처리 전 가공 완료 후
제시 상태 세탁 3회 세탁 5회
실시예 1 2 4 4 4
실시예 2 3 5 5 5
실시예 3
 3 4 4 4
비교예 1 2 3 3 3
비교예 2 2 2.5 2.5 2.5
비교예 3 2 3 2 1
실시예 1 내지 실시예 3을 참조하면, 원단의 종류와 상관없이 전술한 바에 따라서 전처리, 염색, 친수화 가공, 트랜스쿨 가공 및 후처리를 수행하여 원단의 이면 (피부에 닿는 면에) 일정 간격으로 이격된 패턴화된 형태의 편발수코팅부를 형성하는 경우에는 이를 수행하기 전 (전처리 전)보다 가공이 완료된 후 OMMC (Overall Moisture Management Capability) 등급이 1 내지 2급 향상됨을 확인하 수 있었다.
또한, 실시예 3을 참조하면 셀룰로스 원단 및 셀룰로스 혼방원단 뿐만 아니라 합성섬유에도 적용 가능하며, 최소 5회의 세탁 내구성 확보 가능함을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1은 실시예 1과 동일한 원단을 이용하되 원단의 표면에만 패턴화된 편발수코팅부를 형성하였는데, 이때 실시예 1과 비교했을 때 가공 완료후 OMMC 등급이 실시예 1보다 낮음을 확인할 수 있었다. 이는 원단의 표면에 적용한 비교예 1은 실시예 1보다는 수분제어특성이 비교적 낮음을 확인할 수 있었다. 반면, 비교예 1에서 세탁 내구성과 관련해서는 세탁 5회 상태까지 유지됨을 확인할 수 있었는 데 비교예 1은 실시예 1과 동일한 방식으로 가공을 수행한 것으로 편발수코팅부의 위치만 표면으로 변경한 것으로 세탁에 대한 내구성은 유지됨을 확인할 수 있었다.
비교예 2는 실시예 1과 동일한 원단을 이용하여 원단의 이면에 패턴화된 형태가 아닌 전체적으로 균일한 편발수코팅부를 형성하였는데, 실시예 1과 마찬가지로 세탁의 내구성은 확보할 수 있었으나 OMMC 등급은 낮음을 확인할 수 있었다. 이는 전체적으로 간격의 구분없이 형성된 편발수코팅부의 경우에는 모세관 현상에 의한 수분 이동 등의 효과가 발휘되지 않아 발생한 것으로 판단된다.
비교예 3은 실시예 1과 같이 하되 친수화 과정을 생략한 것으로 친수화 과정을 생략함에 따라 OMMC 등급도 실시예 1보다 낮고 세탁에 대한 내구성도 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 흡한속건성 원단
110 : 원단
120 : 친수성층
130 : 편발수코팅부

Claims (16)

  1. 대기중에 노출되는 표면과, 상기 표면의 반대면으로 피부와 접하는 이면으로 이루어지는 원단을 전처리하는 전처리단계;
    전처리가 완료된 원단을 염색하는 염색단계;
    염색이 완료된 원단을 친수화 가공하는 친수화가공단계;
    상기 친수화가공단계가 완료된 원단의 이면에 상기 원단이 부분적으로 노출되도록 패턴화된 편발수코팅부를 형성시키는 단계로서,
    상기 편발수코팅부는 제2 가공액을 일정간격으로 분할하여 상기 원단의 이면에 코팅하여 패턴화된 형태로 형성되고,
    상기 제2 가공액은 전체 중량 대비 76중량부 내지 89.5중량부의 물, 10중량부 내지 12중량부의 발수제, 0.1중량부 내지 10중량부의 바인더 및 0.5중량부 내지 2중량부의 증점제를 포함하되,
    상기 편발수코팅부는 0.2 mm 내지 4 mm 간격으로 이격되고, 높이는 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛로 형성되는 트랜스쿨가공단계; 및
    상기 트랜스쿨가공단계가 완료된 원단을 큐어링 및 폭출하는 후처리단계;를 포함하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 친수화가공단계는 150 ℃ 내지 190 ℃의 온도에서 제1 가공액을 이용하여 상기 원단을 처리하여 수행되며,
    상기 제1 가공액은 물, 친수성유연제 30 g/L 내지 100 g/L로 이루어지고, 상기 친수성유연제는 섬유용 폴리글라이콜계 계면활성제를 포함하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패턴화된 형태는 복수 개의 삼각형 패턴 또는 사각형 패턴을 포함하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발수제는 불소계 발수제, 실리콘계 발수제 및 우레탄계 발수제 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 불소계 발수제는 C6계 또는 C8계의 불소계 발수제로 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물을 포함하고, 상기 실리콘계 발수제는 폴리디메틸실록산을 포함하며, 상기 우레탄계 발수제는 블록이소시아네이트 공중합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스쿨가공단계는,
    상기 원단을 건열 110 ℃ 내지 160 ℃에서 10초 내지 40초간 예열시키는 단계;
    예열된 원단을 상기 제2 가공액으로 코팅하여 편발수코팅부를 형성시키는 단계; 및
    코팅이 완료된 원단을 챔버 내에서 열풍을 가하여 건조시키는 단계;로 이루어지고,
    상기 편발수코팅부는 상기 원단의 표면과 접하는 가압롤러와 상기 원단의 이면과 접하는 코팅롤러가 서로 맞물려 반대방향으로 회전하고 상기 원단이 상기 가압롤러 및 코팅롤러 사이를 통과하여 형성되며,
    상기 코팅롤러의 표면에는 상기 편발수코팅부에 대응되도록 패턴화된 요홈이 형성되고, 상기 가압롤러의 표면은 매끈한 외면으로 구비되는 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 편발수코팅부의 높이는 상기 원단의 두께에 대해서 0.2% 내지 0.5%인 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 원단의 이면에 대해서 상기 제2 가공액이 도포되는 부분은 전체 이면의 면적의 75% 내지 80%인 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 후처리단계는 160 ℃ 내지 180 ℃의 열풍을 1분 내지 3분 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 텐셀 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 스판 섬유, 목화 섬유, 셀룰로오스계 섬유, 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유로부터 선택되는 어느 하나로 된 단독섬유로 되거나, 또는 이들의 섬유를 적어도 둘 이상 포함하는 섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 수분 침투성 및 확산성이 향상된 흡한속건성 원단의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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