KR102196288B1 - 텍스타일 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 결로현상이 생기지 않도록 하고 경량성을 극대화하면서 통기성 및 방풍성, 경량성, 보온성을 동시에 발현하는 코팅막을 가지는 텍스타일 원단 및 그 제조방법을 제공한다.
이러한 본 발명은, 원단 및 상기 원단에 형성되는 코팅막을 포함하고, 상기 코팅막은, 폴리우레탄수지 60~70중량%, 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합용제 15~18중량%, 피막방지제 2~3중량%, 가교제 3~5중량%, 소포제 1~2중량%, 안료 8~10중량%, 발수제 0.5~1중량% 및 실리콘수지 0.5~1중량%로 이루어진 코팅원액 100중량부에 물과 용제로 이루어지는 희석용제 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액이 50∼100㎛의 피막두께, 15,000~20,000g/㎡24hr의 투습도, 200~500kgf/㎠의 인장강도, 0.01∼005cfm의 공기투과도, 3,000~5,000㎜H2O의 내수압을 갖도록 코팅 처리되는 것을 특징으로 한다.

Description

텍스타일 원단 및 그 제조방법{Textile fabric and its manufacturing method}
본 발명은 텍스타일 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원단의 표면에 폴리우레탄 수지를 주성분으로 하는 코팅막을 코팅처리하여 결로현상방지를 위한 통기형 투습방수 소재의 텍스타일 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 세계적으로 웰빙(Wellbeing) 문화에 대한 관심이 증대되면서 종래에 의류제품이 갖춰야할 패션성과 통상의 기능성 이외에도 인체에 무해한 친환경성, 착용 쾌적성을 위한 경량성과 투습방수성 등을 구비하는 친환경 경량 텍스타일에 대한 수요가 확대되고 있다.
특히, 스포츠나 레저 분야는 전 세계적인 경제성장과 더불어 가장 괄목할만한 성장을 이룬 분야중 하나이며, 스포츠 및 레저 웨어의 성장과 함께 기능성소재의 쾌적성, 운동기능성, 패션성 등을 성취하기 위한 다각적인 연구가 진행되고 있다. 이러한 기능성들을 의류에 부여하기 위해서 업계는 여러 가지 기능성 원사를 사용하여 다양한 기능성 제품을 개발하고 있으나, 원사로부터 발현할 수 있는 기능성의 한계로 매우 제한적인 기능의 제품만을 생산하고 있는 실정이다.
이러한 스포츠 및 레저용 섬유로부터 주로 요구되는 기능인 온도조절, 경량성, 신축성, 통기성 및 외부 환경으로 부터의 보호성 등을 결합한 형태로 일부 또는 모두 발현할 수 있는 가공 기술로는 투습방수 코팅, 필름 라미네이팅 가공 등의 코팅 기술을 들 수 있으며, 특히 이와 같은 코팅 기술은 시장의 요구에 따라 코팅의 고유한 특성인 투습방수성, 방풍성, 통기성, 보온성 외에 신축성, 자외선차단성, 경량성, 부드러운 촉감 등의 기능성이 추가되어 좀 더 기능적인 면을 강조한 제품의 개발이 요구되고 있다.
현재 세계적 트렌드인 나일론 및 폴리에스테르 초박지 합섬의 염색가공에 있어서 원사 및 원단의 물리적인 특성에 기인한 가공 시의 설비에 따른 작업가능성 문제와 공정과정에서 발생하는 강도 저하 문제, 각종 견뢰도 및 원단 좌우의 색상차 등의 문제로 인해 기존의 염색가공 업체들이 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다.
한편, 투습방수 소재는 1960년대 중반에는 수지에 염화칼슘 미세 분말을 혼입하여 원단에 코팅한 후 물에서 용출시킨 미세다공 제품이 개발되었는데, 이 제품의 투습성은 우수하나 핀 홀에 의한 누수와 한랭 시 촉감 경화, 제품의 중량감 등의 이유로 시장에 정착하지 못했다. 1970년대에 이르러 GORE-TEX가 개발되면서 투습방수소재의 기본원리가 GORE-TEX에서 제시된 PTFE 필름 라미네이팅에 의해 미세다공질 피막을 원단에 형성하는 것으로 대변 되었으며, 그 후 1979년에 일본 도레이의 엔트란트가 습식공정에 의한 미다공질 피막을 갖는 코팅 제품을 시판한 후 세계 투습방수포 시장이 급속히 성장하기 시작하였다.
1980년대 초에는 후가공 기술이 아닌 특수원사를 사용하여 원단 자체의 밀도를 높인 투습방수원단이 도요보(분할형 복합섬유), 데이진(폴리에스터 극세사)에 의해 개발되었는데, 이러한 고밀도 직물은 일부 후가공 제품과 경쟁을 하였으나, 기능적인 측면에서 불리하여 이후 감성적인 측면을 강조하는 소재로 정립되었으며, 1990년대에 들어서 라미네이팅 제품과 기능성 건식코팅이 성장, 성숙기에 접어들었으며, 일본에서는 형상기억 PU 응용 제품을 소개하였다. 2000년 이후에는 세계적으로 환경규제를 강화하고 있어서 용제형 코팅, 라미네이팅 제품이 감소하고 있으며, 'Water borne type'과 TPE 필름, Hot melt 접착에 대한 연구개발이 한창 진행되어 성장하고 있으며, 'High Solid PU polymer' 코팅이 도입되었으며, 미국의 Nextec에서 실리콘 소재를 이용하여 'EPIC'이라는 제품을 개발하여 출시하고 있다.
국내에서는 1984년 코오롱의 습식 코팅 방식인 'HIPORA'를 필두로 하여 꾸준히 연구 개발되어 건식코팅과 트랜스퍼 코팅이 보급되었으며, 최근에는 라미네이팅 기술을 이용한 다양한 방식의 투습방수 원단이 개발되고 있다.
이렇듯 투습방수 원단의 기능성은 시대의 흐름에 따라 다양하게 발전해 왔다. 개발 초기에는 주로 내수압, 투습도 등의 기본 기능을 향상시키려는 노력이 강조 되었고, 이후 보온성, 신축성 등의 신기능을 부가하는 방향이었으나 80년대 중, 후반에 이르러서는 기능을 추구함과 동시에 감성에 대한 요구가 강해졌으며, 이때 기능면에서는 코팅 피막층의 결로 억제가 중요한 과제가 되어 천연 고분자 원료를 응용한 흡수 및 방수성 부여 기술이 개발 되었으며, 태양광선을 조사했을 때 축열·방열 할 수 있는 세라믹 응용기술도 도입되었다.
이러한 기존의 개발품 중 Gore-tex로 대표되는 PTFE필름의 경우 고가의 가격 및 경시변화에 따른 경화문제가 심각하고, 친수무공필름인 Sympatex의 경우에는 결로 문제로 인한 착용성이 나쁘며, Nano-web제품의 경우에는 투습성은 좋으나 내수압이 떨어지며, 용제형 코팅제품의 경우에는 견뢰도 저하 및 환경 오염등의 다양한 단점이 속속 도출됨으로써 이에 대한 개선요구가 늘어나고 있는 실정이다.
국내 특허 공개벙호 10-1998-0008085호, 의류용 직물 원단과 접착하는 심지 직물 및 그 제조 방법. 국내 특허 등록번호 10-1427068호, 텍스타일원단의 질감이 전이된 표피면을 갖는 방수 합성피혁원단 및 그 제조방법.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 결로현상이 생기지 않도록 하고 경량성을 극대화하면서 통기성 및 방풍성, 경량성, 보온성을 동시에 발현하는 코팅막을 가지는 텍스타일 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발에 따른 텍스타일 원단은, 원단; 및 상기 원단에 형성되는 코팅막;을 포함하고, 상기 코팅막은: 폴리우레탄수지 60~70중량%, 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합용제 15~18중량%, 피막방지제 2~3중량%, 가교제 3~5중량%, 소포제 1~2중량%, 안료 8~10중량%, 발수제 0.5~1중량% 및 실리콘수지 0.5~1중량%로 이루어진 코팅원액 100중량부에 물과 용제로 이루어지는 희석용제 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액이 50∼100㎛의 피막두께, 15,000~20,000g/㎡24hr의 투습도, 200~500kgf/㎠의 인장강도, 0.01∼005cfm의 공기투과도, 3,000~5,000㎜H2O의 내수압을 갖도록 코팅 처리되는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 제조방법은, 원단을 제공하는 원단 제공단계; 및 상기 원단에 코팅막을 코팅하는 코팅단계;를 포함하고, 상기 코팅단계는: 폴리우레탄수지 60~70중량%, 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합용제 15~18중량%, 피막방지제 2~3중량%, 가교제 3~5중량%, 소포제 1~2중량%, 안료 8~10중량%, 발수제 0.5~1중량% 및 실리콘수지 0.5~1중량%로 이루어진 코팅원액을 제공하고, 상기 코팅원액 100중량부에 물과 용제로 이루어지는 희석용제 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액이 50∼100㎛의 피막두께, 15,000~20,000g/㎡24hr의 투습도, 200~500kgf/㎠의 인장강도, 0.01∼005cfm의 공기투과도, 3,000~5,000㎜H2O의 내수압을 갖도록 코팅하는 것이 바람직하다.
상기 코팅단계는: 상기 원단을 공급하고, 공급되는 원단에 희석코팅액을 코팅할 수 있는 코팅롤러가 구비되되, 상기 코팅롤러는 외주연 전(全)표면에 걸쳐 미세홈부가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되고, 상기 코팅롤러의 일측에는 스크레이퍼가 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 스크레이퍼와 코팅롤러와의 간극을 조절함에 의해 상기 코팅롤러의 미세홈부에 공급되는 코팅액의 양을 조절할 수 있도록 코팅액을 공급하는 코팅액 공급단계; 상기 코팅액 공급단계에 의해 코팅롤러의 미세홈부에 공급된 코팅액을 상기 원단의 일면에 1차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 코팅롤러의 일측에서 상기 코팅롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 제1가압롤러가 설치되어 상기 제1가압롤러에 의해 상기 원단을 코팅롤러 측으로 가압하면서 원단에코팅액을 1차적으로 도포하는 1차 도포단계; 상기 1차 도포단계에 의해 1차적으로 도포된 상기 원단에 2차적으로 코팅액을 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1가압롤러로부터 소정 거리를 두고 상기 코팅롤러의 일측에서 상기 코팅롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 제2가압롤러가 설치되어 상기 제2가압롤러에 의해 1차적으로 도포된 원단을 코팅롤러 측으로 가압하여 원단에 코팅액을 2차적으로 도포하는 2차 도포단계; 및 상기 2차 도포단계에 의해 코팅액이 코팅되어 이송되는 원단의 이송 경로 상에 설치되는 150∼200 ℃의 건조챔버를 통과하도록 하여 도포된 코팅액을 건조하는 건조단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1가압롤러는 코팅롤러의 중심선 상에서 수평 방향으로 배치되도록 설치되고, 상기 제2가압롤러는 코팅롤러의 중심선 상에서 수직 방향으로 상부에 배치되도록 설치되어, 상기 제1가압롤러와 제2가압롤러에 의해 원단이 코팅롤러의 외주면에 밀착된 상태로 이송되면서 희석코팅액이 코팅되도록 하는 이송 경로를 제공하는 것이 바람직하다.
상기 코팅롤러의 외주연에 형성되는 미세홈부는 허니콤 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1가압롤러와 제2가압롤러에는 원주방향으로 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 텐션구멍들이 형성되어 상기 제1가압롤러와 제2가압롤러가 코팅롤러에 접착시 상기 텐션구멍들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 코팅되게 하는 것이 바람직하다.
상기 2차 도포단계는: 상기 제2가압롤러가 설치되는 회전축의 일단에서 돌출되도록 셋팅돌부가 설치되고, 상기 셋팅돌부가 걸리도록 상기 셋팅돌부가 이동되는 경로의 하부에 상하로 높이를 조절할 수 있도록 셋팅볼트가 설치되어, 상기 제2가압롤러가 하강되는 최하단 위치를 셋팅할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 텍스타일 원단 및 그 제조방법에 의하면, 투습방수의 기능성 뿐만 아니라 쾌적성이 발현 가능하며 캐스팅이 가능한 미세다공형 코팅막을 원단 표면에 형성함으로써 결로현상이 생기지 않고, 뛰어난 흡수성뿐만 아니라 흡수된 물을 빠른 시간내에 대기중으로 증발시키는 이른바 뛰어난 속건기능까지도 보유하는 통기형 투습방수 소재를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 구조를 보인 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 제조방법에 이용되는 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 제조방법에 이용되는 제조장치의 요부 구조를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 제조방법에 이용되는 제조장치에 구비되는 코팅롤러를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 제조방법에 이용되는 제조장치에 구비되는 제2가압롤러의 하강을 제어하는 셋팅부를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 텍스타일 원단의 제조방법에 이용되는 제조장치에 구비되는 제1가압롤러와 제2가압롤러의 일예를 보인 도면이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 텍스타일 원단은, 원단(10) 및 상기 원단(10)에 형성되는 코팅막(12)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 코팅막(12)은 폴리우레탄수지 60~70중량%, 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합용제 15~18중량%, 피막방지제 2~3중량%, 가교제 3~5중량%, 소포제 1~2중량%, 안료 8~10중량%, 발수제 0.5~1중량% 및 실리콘수지 0.5~1중량%로 이루어진 코팅원액 100중량부에 물과 용제로 이루어지는 희석용제 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액을 이용하여 코팅처리하는 것이 바람직하다.
여기서, 코팅막의 주성분인 상기 폴리우레탄수지는 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate), 그리고 쇄연장제(chain extender)의 반응을 통하여 분자사슬 내에 우레탄 결합(-NHCOO-)을 가지는 수지로써, 여타 수지들과 비교해 우수한 기계적 물성과 내구성 그리고 동시에 유연성을 가지는 기능성 플라스틱 성분이다. 폴리우레탄 수지가 가지는 유연하고 강인한 특성은 분자 구조상의 유연한 soft-segment와 강직(rigid)한 hard-segment에 의하여 발현되며, 각각의 segment에 어떠한 화학구조의 그리고 어떠한 조성비를 부여하느냐에 따라 폴리우레탄의 중요한 물리적 성질이 결정된다. 일반적으로 soft-segment의 비율이 높으면, 유연성과 투습도(친수무공형 투습·방수 필름 경우)등이 증대하나, 탄성계수와 강도와 같은 물리적 특성들이 낮아지며, hard-segment 비율이 높으면 이와 반대의 물성을 보인다.
본 발명에서는 투습방수포용 미세다공형 폴리우레탄 수지의 개발 및 코팅층의 물성 향상을 위하여 soft-segment를 이루고 있는 폴리올(polyol), 그리고 hard-segment를 이루는 이소시아네이트(isocyanate)와 쇄연장제(chain extender), 그리고 isocyanate의 변동을 통하여 기계적 물성의 향상을 도모하고 있다.
폴리올은 폴리우레탄수지의 화학구조에서 soft-segment부분을 이루며 수지의 탄성과 유연성에 영향을 미치는 분자량 1,000~4,000정도의 저분자 다이올로서 크게 폴리에테르형(PEG, PPG, PTMG)과 폴리에스테르형(PCL), 폴리카보네이트형(poly carbonate type)으로 나눌 수 있으며 본 발명에서는 수지 합성 및 보관 시 안정성의 유지를 위하여, 내한굴곡성 반발탄성 등의 물성이 양호하며 특히 내가수분해성이 polyester polyol과 비교해 우수한 특성을 보이는 폴리에테르형을 선택한다. 그 중에서도 Polytetramethylene glycol(PTMG)은 폴리우레탄수지에 적용시 내마모성, 내가수분해성, 저온 유연성, 내인열성이 우수한 특성을 보일뿐만 아니라 PEG, PPG와 비교해 높은 강도를 나타내어 바람직하다. 특히, 분자량이 1,000~1,200인 것이 기계적 물성과 촉감이 우수하여 바람직하다.
이소시아네이트(isocyanate)는 크게 방향족(aromatic) 계열과, 지방족(aliphatic) 계열로 구분할 수 있으며, 방향족(aromatic) 계열은 주로 MDI, TDI가 사용되며 지방족(aliphatic) 계열은 H12MDI , IPDI 등이 주로 사용된다. 일반적으로 aromatic 계열은 비교적 저가이며, 높은 Tg로 인한 우수한 기계적 물성을 보여 본 발명에 적합하며, 본 발명에서는 비교적 높은 반응성을 가지며, 2개의 -NCO기의 반응성이 같기 때문에 고분자화하기 용이한 4,4-Diphenylmethane diisocyanate (MDI)를 사용한다.
쇄연장제(chain extender)는 이소시아네이트와 반응하여 우레탄기를 형성하면서 사슬과 사슬 사이를 연결시킴으로써 분자량이 큰 폴리우레탄 중합체를 얻는데 이용된다. 폴리우레탄에서 hard-segment를 형성하여 강도, 경도 및 고온물성에 관여 하는 분자량 500 이하의 저분자량체로는 글리콜(glycol)과 디아민(diamine)류로 나눌 수 있는데, 본 발명에서는 경제성과 반응 관리의 향상을 위하여 글리콜(glycol)류의 쇄연장제를 사용한다.
미세다공형 폴리우레탄수지에서 hard-segment의 비율이 증가됨에 따라, 쇄연장제와 디이소시아네이트말단의 반응에 의하여 생성되는 분자 구조적으로 강직성이 큰 -NHCOO-우레탄 결합의 수가 증가되고, 강직성이 높은 hardsegment의 증가에 따라 필름의 강도와 100% modulus가 증대될 수 있으며, 반대로 soft-segment의 증가 시에는 비교적 사슬구조가 유연하고 길이가 긴, 분자량 1,000이상의 -CH2-CH2-CH2-CH2-결합의 반복단위의 수가 증대 되어 필름의 유연성도 동시에 증대되는 것으로 알려지고 있다. 코팅층의 이형성은 hard-segment의 비율이 증대됨에 따라 향상되어 코팅층의 강직성이 증대될수록 피코팅체로부터 쉽게 떨어지는데, 100% modulus가 50 kgf/㎠를 초과할 경우 멤브레인의 강직성이 높아 직물에 적용시 촉감이 딱딱하게 느껴지므로 polyol/isocyanate/chain extender비가 1/2/3일 때 최적의 강도와 이형성 그리고 촉감을 나타낼 수 있다.
일반적인 PU수지의 중합 시에는 DMF, Toluene, MEK, NMP, EA등의 용제를 주로 사용하여 합성을 실시하며, 때로는 이들을 공용매를 이용하여 상용성(compatibility)을 증가시키는데, 본 발명에서는 Methyl ethyl ketone(MEK)를 사용한다. 그외에 폴리우레탄 결합의 반응성의 향상을 위하여 dibutyl tin catalyst와 bismuth catalyst를 촉매로 사용하였으며, 촉감 개질 및 이형성의 향상을 위하여 실리콘오일을 실험에 사용하였다. 또한 aromatic diisocyanate의 quinonoide화에 의하여 발생하는 수지의 황변 현상, 그리고 isocyanate와 수분과의 반응으로 인하여 발생하는 diamine화 현상과 같은 제품의 색상의 변화 및 원치 않는 물성의 저하를 막기 위하여 광안정제와 UV방지제를 혼합하여 사용하며, 산화방지제와 열안정제를 수지의 안정성을 위하여 사용한다.
일반적으로 수지 배합시 기포가 발생하며, 이러한 기포를 제거하기 위해서 탈포공정을 거치지만, 기포가 완전히 제거되지는 못한다. 잔존하는 기포가 피막 형성시 핀홀(pin hole)을 발생시키며 이에 따른 내수압 및 인장강도 저하를 유발하는데, 본 발명은 소포제(실리콘계 계면활성제)를 투입하여 잔존하는 기포를 완전히 제거하였으며, 코팅막의 내수압 및 인장강도를 증가시킬 수 있다.
한편, 기본적으로 수지 배합시 발수제를 첨가하지 않으면, 수압이 가해질 때 셀(cell) 내부로 물이 침투하게 되어 셀이 파괴됨으로써 내수압 크게 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 발수제를 첨가한다. 본 발명에서는 멤브레인의 내마모성을 증가시키기 위해서 발수제를 첨가하였다.
상기 코팅원액을 준비한 후, 그 코팅원액 100중량부에 희석용제(물과 MEK의 혼합물) 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액을 만들어 원단에 코팅한다. 이때, 혼합용제가 먼저 증발을 하면서 피막을 형성하고, 그 다음 물이 증발하면서 그 자리에 기공이 발생하게 된다. 상기 희석용제의 물의 함량에 따라서 기공의 형상이 좌우되는데, 기공이 많이 생성되면, 내수압 및 인장강도가 저하되고, 상대적으로 투습도가 증가하게 되는 특성을 가지며, 기공이 적게 생성되면, 반대의 특성을 보인다. 따라서 본 발명에서는 물과 MEK의 중량비를 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 물의 함량이 많아질수록 내수압 및 인장강도가 저하되고, 투습도가 증가하는 결과를 보였으며, 중량비가 50이상인 때는 점도가 높아서 코팅하기에 적합하지 않았다.
이렇게 준비한 희석 코팅액을 이용하여 원단의 표면에 코팅막을 형성한다. 이때, 코팅막은 피막두께는 50∼100㎛이고, 투습도가 15,000~20,000g/㎡24hr, 인장강도 200~500kgf/㎠, 공기투과도 0.01∼0.05cfm, 내수압 3,000~5,000 ㎜H2O으로서 건조상태가 양호하며, 가장 최적의 물성이 발현되고 결로현상이 생기지 않는 통기형 투습방수 소재로 적절하다.
특히, 원단에 코팅막의 형성은 하기의 방법으로 형성된다. 즉, 본 발명은 원단(10)을 제공하는 원단 제공단계; 및 상기 원단(10)에 코팅막(12)을 코팅하는 코팅단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 코팅단계는, 위에서 설명한 폴리우레탄수지 60~70중량%, 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합용제 15~18중량%, 피막방지제 2~3중량%, 가교제 3~5중량%, 소포제 1~2중량%, 안료 8~10중량%, 발수제 0.5~1중량% 및 실리콘수지 0.5~1중량%로 이루어진 코팅원액을 제공하고, 상기 코팅원액 100중량부에 물과 용제로 이루어지는 희석용제 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액이 50∼100㎛의 피막두께, 15,000~20,000g/㎡24hr의 투습도, 200~500kgf/㎠의 인장강도, 0.01∼005cfm의 공기투과도, 3,000~5,000㎜H2O의 내수압을 갖도록 코팅처리한다.
한편, 상기 코팅단계는 코팅액 공급단계와 1차 도포단계, 2차 도포단계, 및 건조단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 코팅액 도포단계는, 상기 원단을 공급하고, 공급되는 원단에 희석코팅액을 코팅할 수 있는 코팅롤러(112)가 구비되되, 상기 코팅롤러(112)는 외주연 전(全)표면에 걸쳐 미세홈부(114)가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되고, 상기 코팅롤러(112)의 일측에는 스크레이퍼(116)가 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 스크레이퍼(116)와 코팅롤러(112)와의 간극을 조절함에 의해 상기 코팅롤러(112)의 미세홈부(114)에 공급되는 코팅액의 양을 조절할 수 있도록 코팅액을 공급할 수 있다.
또한, 1차 도포단계는, 상기 코팅액 공급단계에 의해 코팅롤러(112)의 미세홈부(114)에 공급된 코팅액을 상기 원단(10)의 일면에 1차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 코팅롤러(112)의 일측에서 상기 코팅롤러(112) 측으로 왕복 이동 가능하게 제1가압롤러(122)가 설치되어 상기 제1가압롤러(122)에 의해 상기 원단(10)을 코팅롤러(112) 측으로 가압하면서 원단에 코팅액을 1차적으로 도포하게 된다.
여기서, 상기 제1가압롤러(122)는 코팅롤러(112)의 중심선 상에서 수평 방향으로 배치되도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 2차 도포단계는 상기 1차 도포단계에 의해 1차적으로 도포된 상기 원단에 2차적으로 코팅액을 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1가압롤러(122)로부터 소정 거리를 두고 상기 코팅롤러(112)의 일측에서 상기 코팅롤러(112) 측으로 왕복 이동 가능하게 제2가압롤러(132)가 설치되어 상기 제2가압롤러(132)에 의해 1차적으로 도포된 원단을 코팅롤러(112) 측으로 가압하여 원단에 코팅액을 2차적으로 도포하게 된다.
여기서, 상기 제2가압롤러(132)는 코팅롤러(112)의 중심선 상에서 수직 방향으로 상부에 배치되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 코팅롤러(112)에 수평, 수직으로 배치되는 제1가압롤러(122)와 제2가압롤러(132)에 의해 원단(10)이 코팅롤러(112)의 외주면에 밀착된 상태로 이송되면서 희석코팅액이 코팅되도록 하는 이송 경로를 제공할 수 있다.
한편, 상기 코팅롤러(112)의 외주연에 형성되는 미세홈부(114)는 허니콤 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 미세홈부(114)가 허니콤 구조를 가지도록 구성됨에 의해 균일한 코팅이 가능하다.
또한, 상기 제1가압롤러(122)와 제2가압롤러(132)에는 원주방향으로 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 텐션구멍(124,134)들이 형성되어 상기 제1가압롤러(122)와 제2가압롤러(132)가 코팅롤러(112)에 접착 가압시 상기 텐션구멍(124,134)들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 코팅되게 하여 균일한 압력으로 코팅되게 할 수 있다.
한편, 상기 2차 도포단계에서 1차 코팅시에는 상기 제2가압롤러(132)가 하강되는 최하단 위치를 셋팅할 수 있도록 하여, 너무 강한 압력으로 가압되지 않도록 할 수 있다. 이를 위한 구성으로 상기 제2가압롤러(132)가 설치되는 회전축의 일단에서 돌출되도록 셋팅돌부(134)가 설치되고, 상기 셋팅돌부(134)가 걸리도록 상기 셋팅돌부(134)가 이동되는 경로의 하부에 상하로 높이를 조절할 수 있도록 셋팅볼트(136)가 설치되어, 상기 제2가압롤러(132)의 하강시 셋팅돌부(134)가 셋팅볼트(136)에 걸려 더이상 하부로 이동되지 않도록 한다. 즉, 상기 제2가압롤러(132)가 하강되는 경우 최하단의 설정된 범위 이상으로 하강되지 않게 함으로서, 즉 제2가압롤러(132)가 코팅롤러(112)를 너무 강하게 가압하지 않게 함으로서, 원단에 1차 코팅된 코팅액이 코팅롤러(112)로 다시 묻어 나가는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 상기 2차 도포단계에 의해 코팅액의 코팅이 완료된 원단은 건조단계에 의해 건조되며, 이러한 건조단계는 코팅액이 코팅되어 이송되는 원단의 이송 경로 상에 150∼200 ℃의 건조챔버(142)를 설치하여, 그 건조챔버(142)를 원단(10)이 통과하도록 하여 도포된 코팅액을 건조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 투습방수의 기능성 뿐만 아니라 쾌적성이 발현 가능하며 캐스팅이 가능한 미세다공형 코팅막을 원단 표면에 형성함으로써 결로현상이 생기지 않고, 뛰어난 흡수성뿐만 아니라 흡수된 물을 빠른 시간내에 대기중으로 증발시키는 이른바 뛰어난 속건기능까지도 보유하는 통기형 투습방수 소재를 간단한 방법으로 제조할 수 있다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
10 - 원단 12 - 코팅막
112 - 코팅롤러 114 - 미세홈부
116 - 스크레이퍼 122 - 제1가압롤러
132 - 제2가압롤러 134 - 셋팅볼부
136 - 셋팅볼트 142 - 건조챔버

Claims (7)

  1. 텍스타일 원단의 제조방법에 있어서,
    원단을 제공하는 원단 제공단계; 및
    상기 원단에 코팅막을 코팅하는 코팅단계;를 포함하고,
    상기 코팅단계는,
    폴리우레탄수지 60~70중량%, 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합용제 15~18중량%, 피막방지제 2~3중량%, 가교제 3~5중량%, 소포제 1~2중량%, 안료 8~10중량%, 발수제 0.5~1중량% 및 실리콘수지 0.5~1중량%로 이루어진 코팅원액을 제공하고,
    상기 코팅원액 100중량부에 물과 용제로 이루어지는 희석용제 30~40중량부를 더 함유한 희석코팅액이 50∼100㎛의 피막두께, 15,000~20,000g/㎡24hr의 투습도, 200~500kgf/㎠의 인장강도, 0.01∼005cfm의 공기투과도, 3,000~5,000㎜H2O의 내수압을 갖도록 코팅하며,
    상기 코팅단계는,
    상기 원단을 공급하고, 공급되는 원단에 희석코팅액을 코팅할 수 있는 코팅롤러가 구비되되, 상기 코팅롤러는 외주연 전(全)표면에 걸쳐 미세홈부가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되고, 상기 코팅롤러의 일측에는 스크레이퍼가 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 스크레이퍼와 코팅롤러와의 간극을 조절함에 의해 상기 코팅롤러의 미세홈부에 공급되는 코팅액의 양을 조절할 수 있도록 코팅액을 공급하는 코팅액 공급단계;
    상기 코팅액 공급단계에 의해 코팅롤러의 미세홈부에 공급된 코팅액을 상기 원단의 일면에 1차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 코팅롤러의 일측에서 상기 코팅롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 제1가압롤러가 설치되어 상기 제1가압롤러에 의해 상기 원단을 코팅롤러 측으로 가압하면서 원단에코팅액을 1차적으로 도포하는 1차 도포단계;
    상기 1차 도포단계에 의해 1차적으로 도포된 상기 원단에 2차적으로 코팅액을 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1가압롤러로부터 소정 거리를 두고 상기 코팅롤러의 일측에서 상기 코팅롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 제2가압롤러가 설치되어 상기 제2가압롤러에 의해 1차적으로 도포된 원단을 코팅롤러 측으로 가압하여 원단에 코팅액을 2차적으로 도포하는 2차 도포단계; 및
    상기 2차 도포단계에 의해 코팅액이 코팅되어 이송되는 원단의 이송 경로 상에 설치되는 150∼200 ℃의 건조챔버를 통과하도록 하여 도포된 코팅액을 건조하는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스타일 원단의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1가압롤러는 코팅롤러의 중심선 상에서 수평 방향으로 배치되도록 설치되고, 상기 제2가압롤러는 코팅롤러의 중심선 상에서 수직 방향으로 상부에 배치되도록 설치되어, 상기 제1가압롤러와 제2가압롤러에 의해 원단이 코팅롤러의 외주면에 밀착된 상태로 이송되면서 희석코팅액이 코팅되도록 하는 이송 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 텍스타일 원단의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅롤러의 외주연에 형성되는 미세홈부는 허니콤 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스타일 원단의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1가압롤러와 제2가압롤러에는 원주방향으로 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 텐션구멍들이 형성되어 상기 제1가압롤러와 제2가압롤러가 코팅롤러에 접착시 상기 텐션구멍들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 코팅되게 하는 것을 특징으로 하는 텍스타일 원단의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차 도포단계는,
    상기 제2가압롤러가 설치되는 회전축의 일단에서 돌출되도록 셋팅돌부가 설치되고, 상기 셋팅돌부가 걸리도록 상기 셋팅돌부가 이동되는 경로의 하부에 상하로 높이를 조절할 수 있도록 셋팅볼트가 설치되어, 상기 제2가압롤러가 하강되는 최하단 위치를 셋팅할 수 있는 것을 특징으로 하는 텍스타일 원단의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 텍스타일 원단.
  7. 삭제
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