KR102207336B1 - 원단의 친환경 발수처리공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원단의 친환경 발수처리공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원단 가공시 수행되는 가먼트 워싱, 라미네이팅, 코팅 등과 같은 공정처리 후 얼룩이 생기지 않도록 하면서 원단 손상을 막고, 발수력과 세탁견뢰도를 높여 내구성과 친환경성을 강화시키도록 개선된 원단의 친환경 발수처리공법에 관한 것이다.

Description

원단의 친환경 발수처리공법{Eco-friendly water repellent treatment method of fabric}
본 발명은 원단의 친환경 발수처리공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원단 가공시 수행되는 가먼트 워싱, 라미네이팅, 코팅 등과 같은 공정처리 후 얼룩이 생기지 않도록 하면서 원단 손상을 막고, 발수력과 세탁견뢰도를 높여 내구성과 친환경성을 강화시키도록 개선된 원단의 친환경 발수처리공법에 관한 것이다.
원단에 대한 발수처리는 의류의 용도에 따라 광범위하게 처리되고 있는 공법이다.
특히, 최근에는 에어로쿨(Aerocool), 쿨맥스(Cool max) 등과 같은 발한속건 기능의 원사를 사용하는 원단의 가공에 발수 가공을 접목하는 시도가 이루어져 아웃웨어, 스포츠웨어나 레저웨어, 작업복 등의 품질을 보다 인체공학적으로 개선하고 있다.
이러한 발수 가공은 주로 원단의 일측면에서만 이루어지고 있으며, 보통 원단의 일측면에 발수액을 도포한 후 건조하는 방식으로 이루어진다.
그런 후에 가먼트 워싱, 라미네이팅, 코팅 등과 같은 후속공정을 거치게 되는데, 발수처리 등 전처리 불량으로 인해 얼룩이나 오염이 발생되는 문제가 생긴다.
뿐만 아니라, 도포층에서 계면 분리가 일어나거나 도포층에 크랙이 발생되면서 원단이 손상되는 등의 문제도 야기된다.
국내 등록특허 제10-0623071호(2006.09.05.) 원단의 발수가공 방법 국내 등록특허 제10-2156910호(2020.09.10.) 원단의 발수 처리공법
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 원단 가공시 수행되는 가먼트 워싱, 라미네이팅, 코팅 등과 같은 공정처리 후 얼룩이 생기지 않도록 하면서 원단 손상을 막고, 발수력과 세탁견뢰도를 높여 내구성과 친환경성을 강화시키도록 개선된 원단의 친환경 발수처리공법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 원단 준비단계, 발수처리제 교반단계, 딥핑단계, 건조 및 경화단계를 포함하는 원단의 친환경 발수처리공법에 있어서; 상기 발수처리제 교반단계에서 사용되는 발수처리제는, 물 1ℓ를 기준으로 카르복실산 100g, 올레아미드 15g, 송진 50g, 글리콜-2-에틸헥사놀 10g, 탄소나노튜브 20g을 투입한 후 50℃에서 30분 동안 교반시킨 후 알키드수지 55g을 천천히 투입하여 15분간 더 교반한 후 수용성 폴리우레탄수지 250g을 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는 원단의 친환경 발수처리공법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 원단 가공시 수행되는 가먼트 워싱, 라미네이팅, 코팅 등과 같은 공정처리 후 얼룩이 생기지 않도록 하면서 원단 손상을 막고, 발수력과 세탁견뢰도를 높여 내구성과 친환경성을 강화시키도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 원단의 친환경 발수처리공법은 원단 준비단계, 발수처리제 교반단계, 딥핑단계, 건조 및 경화단계로 이루어진다.
이때, 원단 준비단계는 발수처리할 원단, 이를 테면 아웃웨어, 스포츠웨어나 레저웨어, 작업복 등을 만들 원단을 준비하는 단계로서 원사가 직조 혹은 편조되어 만들어지며, 통상 셀룰로오스 섬유 혹은 합섬 혼방물이 될 수 있다.
이 경우, 바람직한 원사로는 나일론 66, 폴리에스테르사, 아크릴사 등이 될 수 있다.
특히, 상기 원단 준비단계 전에 원단 전처리단계를 미리 수행할 수 있는데, 상기 원단 전처리단계는 원사 방오처리과정, 원단 제직과정, 앵커링 홀 형성과정, 앵커제 스프레이과정을 포함할 수 있다.
여기에서, 원사 방오처리과정은 원사 한가닥 한가닥을 각각 방오제에 침지시켜 원사 자체에 방오코팅이 이루어지도록 하는 과정이다.
바람직한 방오제로는 세탁견뢰도까지 높일 수 있도록 폴리테트라플로오르에틸렌 30중량%, 히드록시프롤린 15중량%, 황산아연 5중량%, 이소프로필에테르 15중량% 및 나머지 액상 멜리민수지로 이루어진다.
이때, 폴리테트라플로오르에틸렌(PTFE)은 오염방지성을 증대시키기 위해 첨가되고, 상기 히드록시프롤린(hydroxyproline)은 젤라틴 가수 분해물에서 라이네케염으로서 원단의 표면 유연성을 더욱 강화시키기 위해 첨가되며, 황산아연은 마이그래이션을 방지하기 위해 첨가된다.
그리고, 이소프로필에테르(Iso-PropylEther)는 가교기능을 통해 경화피막을 형성함으로써 내구성과 내오염성을 증대시키기 위해 첨가되고, 액상 멜라민수지는 접착력을 극대화시켜 코팅층의 표면 박리를 강력하게 억제하기 위해 첨가된다.
아울러, 앵커링홀 형성과정은 제직된 원단에 미세한 바늘구멍을 형성하는 과정으로서 후술되는 앵커제가 흘러들어가 원단의 표면과 이면 사이에 'H' 형상의 단면 구조를 이루어 추후 발수처리제가 부착되었을 때 견고한 고정력을 유지하기 위한 사전 처리방법이다.
물론, 원단에는 원사가 제직된 것이므로 공극이 형성되어 있다. 본 발명의 앵커링홀은 초미세 바늘을 이용하여 원사에 초미세 구멍을 뚫는 것을 말하며, 이러한 구멍이 원사의 끊어짐을 발생시키지 않는다. 워낙 미세하기 때문이다.
아울러, 앵커링제 스프레이 과정은 이 미세 앵커링홀에 앵커링제를 흘려넣어 앵커링 기능을 수행할 수 있도록 준비하는 과정으로서, 본 발명에서 사용되는 앵커링제는 폴리우레탄수지:메틸알콜:폴리옥시에틸렌 하이드로겐 코스터 에테르가 3:1:1의 중량비로 혼합된 혼합물을 사용한다.
이 경우, 폴리우레탄수지는 접착력을 유지시키기 위함이며, 메틸알콜은 원사 표면에 잔류하는 기름을 제거하여 원사의 유연성을 증대시키고 내후성을 강화시키기 위함이고, 폴리옥시에틸렌 하이드로겐 코스터 에테르(polyoxyethylene hydrogenated coster ether)는 경화시 체적팽창을 억제하여 원사의 변형을 막고 수치 안정성을 유지하기 위함이다.
한편, 발수처리제 교반단계는 본 발명에 따른 발수특성과 세탁견뢰도 증대를 위해 원단에 딥핑될 발수처리제를 준비하는 단계이다.
바람직한 발수처리제로는 물 1ℓ를 기준으로 카르복실산(carboxylic acid) 100g, 올레아미드 15g, 송진 50g, 글리콜-2-에틸헥사놀 10g, 탄소나노튜브 20g을 투입한 후 50℃에서 30분 동안 교반시킨 후 알키드수지 55g을 천천히 투입하여 15분간 더 교반한 후 수용성 폴리우레탄수지 250g을 첨가하여 제조된 것을 사용한다.
여기에서, 카르복실산과, 올레아미드와, 송진와, 글리콜-2-에틸헥사놀 및 탄소나노튜브의 혼합은 특히, 물에 대한 접촉각과 내수성을 강화시켜 발수성 및 세탁견뢰도를 증대시킨다.
특히, 카르복실산은 메탄산, 에탄산, 옥살산, 말론산, 팔미트산 중 하나를 사용할 수 있으며; 올레아미드(Oleamide)는 슬립성을 강화시키고 균일 분산성을 좋게 하며, 글리콜-2-에틸헥사놀은 거품성을 억제하여 처리효율을 높인다.
뿐만 아니라, 카르복실산과 송진은 표면의 미세 구조와 낮은 표면 에너지를 지니는 소수성을 강화시킨다.
그리고, 탄소나노튜브와 알키드수지는 폴리우레탄수지와 교합되면서 접촉각을 높여 발수성을 증대시키고, 특히 내수압특성을 1800mm 이상으로 높이게 된다.
이에 더하여, 본 발명에서는 상기 발수처리제 100중량부에 대해, 붕규산유리 20중량부, 디시안디아미드(Dicyandiamide) 10중량부를 더 첨가할 수 있다.
이때, 붕규산유리는 규산분 80중량%와 나머지 붕산분 및 기타 불가피한 성분들로 이루어진 것으로 낮은 열팽창율을 가지므로 열팽창과 수축이 적어 크랙 발생을 억제하여 내구성을 높이면서 내열충격성과 화학적내구성을 높이게 된다.
또한, 디시안디아미드은 소수화에 따른 발수특성을 초발수에 가깝게 증진시키게 된다.
이후, 딥핑단계에서는 상기 발수처리제에 원단을 5-10분간 침지시켜 발수처리제를 원단 표면과 이면에 노출되어 있는 앵커제에 접착시켜 앵커링시키게 된다.
그런 다음, 건조 및 경화단계가 수행되는데, 이는 40-50℃로 유지되는 건조로에서 30-60분동안 서서히 통과시키면서 건조 경화시키게 된다.
이어, 건조,경화가 완료되면 상온에서 3시간 동안 냉각시킨 후 물로 수세한 다음 말려 제품화시킨다.
이하, 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
본 발명에 따른 제조방법으로 발수처리된 원단의 내수압 특성을 측정하였다.
내수압 테스트는 디지털 내수압측정기(모델명:FX 3300Ⅳ, 제조사:Textest Instruments 스위스)를 사용하였며, 내수압 측정결과, 2050mm의 내수압이 측정되었다. 이로써, 본 발명에 따른 원단은 세탁견뢰도가 우수한 것으로 확인되었다.
또한, 방수성 및 발수성을 확인하기 위해 양자를 염수에 2일간 침지시킨 후 -10℃까지 냉각했다가 해동한 후 25℃까지 가열하기를 10회 반복한 후 표면 크랙여부와 변색여부를 확인하였다. 확인 결과, 원단에는 아무런 변화가 없었고, 크랙도 발생하지 않았으며, 발수처리층의 탈락도 발견되지 않았다.

Claims (3)

  1. 원단 준비단계, 발수처리제 교반단계, 딥핑단계, 건조 및 경화단계를 포함하는 원단의 친환경 발수처리공법에 있어서;
    상기 발수처리제 교반단계에서 사용되는 발수처리제는,
    물 1ℓ를 기준으로 카르복실산 100g, 올레아미드 15g, 송진 50g, 글리콜-2-에틸헥사놀 10g, 탄소나노튜브 20g을 투입한 후 50℃에서 30분 동안 교반시킨 후 알키드수지 55g을 천천히 투입하여 15분간 더 교반한 후 수용성 폴리우레탄수지 250g을 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는 원단의 친환경 발수처리공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발수처리제 100중량부에 대해, 붕규산유리 20중량부, 디시안디아미드 10중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 원단의 친환경 발수처리공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 딥핑단계에서는 발수처리제에 원단을 5-10분간 침지시켜 발수처리제를 원단 표면과 이면에 노출되어 있는 앵커제에 접착시켜 앵커링시키며;
    상기 건조 및 경화단계가 수행되는데, 이는 40-50℃로 유지되는 건조로에서 30-60분동안 건조 경화시키고; 건조,경화가 완료되면 상온에서 3시간 동안 냉각시킨 후 물로 수세한 다음 말려 제품화시키는 것을 특징으로 하는 원단의 친환경 발수처리공법.
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