KR200274181Y1 - 발수/흡습제가 도포된 원단의 제조장치 및 그에 의해제조된 원단 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원단(10)의 양면에 각각 발수제와 흡습제를 균일한 두께로 도포하는 장치에 관련되며, 제1코팅부(20), 건조실(25), 제2코팅부(30), 건조실(35) 등으로 이루어진다. 제1코팅부(20)는 상기 원단(10)을 롤러(22) 사이로 이송하며 일면에 발수제를 도포하고, 건조실(25)은 상기 제1코팅부(20)에서 이송되는 원단(10)을 건조하고, 제2코팅부(30)는 상기 건조실(25)을 통과한 원단(10)을 롤러(32) 사이로 이송하며 타면에 흡습제를 도포하고, 건조실(35)은 상기 제2코팅부(30)에서 이송되는 원단(10)을 건조한다.

이에 따라, 양면에 각각 발수제 및 흡습제가 도포되는 고기능성 원단을 안정적인 품질로 양산할 수 있는 효과가 있다.

Description

발수/흡습제가 도포된 원단의 제조장치 및 그에 의해 제조된 원단 {Apparatus for producing waterproof, moisture-permeable fabric and A fabric thereby}

본 고안은 발수/흡습제가 도포된 원단에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양면에 각각 발수제 및 흡습제가 도포되는 고기능성 원단의 양산을 가능하도록 하기 위한 원단의 제조장치 및 그에 의해 제조된 원단에 관한 것이다.

통상적으로 방수성 섬유와 방수 처리한 섬유, 즉 발수성 섬유는 구별된다. 방수성 섬유는 전체적으로 물의 통과를 막는 것으로 이것은 일반적으로 빗물 등 근원적으로 물이 통과되지 않도록 하면서 약간의 습기만 전달한다. 우레탄 같은 엷은 막으로 코팅된 섬유가 이러한 부류에 속하며, 예컨대 비옷은 비닐, 우레탄 또는 합성섬유와 같은 플라스틱 막으로 코팅된다. 이와 같은 의류는 방수성이 좋은 반면 착용감이 좋지 못하다.

최근 스포츠 의류는 대부분 발수가공으로 처리된다. 천연섬유, 합성 셀룰로오즈계 섬유와 같은 많은 섬유들은 흡수성이 우수하고 그 조직의 치밀성과는 관계없이 발수소재로 활용되어야 하기 때문에 발수성 섬유의 역할이 매우 중요하다. 기능성외에 양호한 착용감을 얻기 위하여 종래의 합섬소재 일변도에서 합섬과 천연섬유와의 복합소재 특히 면과의 복합소재로 다양화되는 추세이다.

이밖에 열가소성 섬유들도 발수성을 가질 수 있는데, 의류용 섬유조성 비율이 충분히 높고 물의 통과를 피할 수 있을 만큼 촘촘한 구조라면 가능하다. 열가소성 섬유와 면의 혼방은 매우 드물지만 최근에는 물에 젖었을 때 면이 팽창하는 특성을 이용해서 열가소성 섬유가 발수할 수 있도록 혼방되고 있다. 이밖에도 발수처리의 방법은 여러 가지가 있다.

이처럼 원단의 소재가 다양화되어감에 따라 가공기술도 복잡화되는데, 특히 발수성에 흡습성을 부가한 고기능성 제품의 양산 기술이 미흡한 실정이다.

이에 따라 본 고안은 상기한 점에 착안하는 것으로서, 양면에 각각 발수제 및 흡습제가 도포되는 고기능성 원단의 양산을 가능하도록 하기 위한 원단의 제조장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 고안의 또 다른 목적은, 양면에 각각 발수제 및 흡습제가 도포되는 고기능성의 원단을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 원단의 코팅 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 도식도,

도 3은 본 고안에 따른 장치의 롤러를 확대하여 나타내는 사시도,

도 4는 도 3을 이용한 코팅 과정을 상세하게 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 원단 11: 경사

12: 위사 20: 제1코팅부

22, 32: 롤러 22a: 그루우브

24, 34: 스크레이퍼 25, 35: 건조실

30: 제2코팅부

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 일면으로서, 원단(10)의 양면에 각각 발수제와 흡습제를 균일한 두께로 도포하는 장치에 있어서: 상기 원단(10)을 롤러(22) 사이로 이송하며 일면에 발수제를 도포하는 제1코팅부(20); 상기 제1코팅부(20)에서 이송되는 원단(10)을 건조하는 건조실(25); 상기 건조실(25)을 통과한 원단(10)을 롤러(32) 사이로 이송하며 타면에 흡습제를 도포하는 제2코팅부(30); 및 상기 제2코팅부(30)에서 이송되는 원단(10)을 건조하는 건조실(35)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 그리고 본 고안에서는 도 2에서 보듯이 원단(10)을 제1코팅부(20)와 건조실(25)을 거친 다음, 제2코팅부(30)와 건조실(35)을 연속적으로 거치는 것으로 설명되어 있으나 이러한 방법외에 제1코팅부(20)와 건조실(25)을 거친 다음, 별도의 장소에서 또 다시 제2코팅부(30)와 건조실(35)을 거치도록 할 수도 있고, 또 제1코팅부(20)에 들어 있는 발수제 또는 흡습제를 비우고 여기에 제2코팅부(30)에 들어가는 코팅액을 투입하고는 건조실(25)을 통과하게 할 수도 있다.

또한 본 고안의 또 다른 특징으로서, 상기 제1코팅부(20) 및 제2코팅부(30)는 표면에 미세한 그루우브(22a)(32a)를 구비한 롤러(22)(32)와, 롤러(22)(32)의 표면을 긁어내는 스크레이퍼(24)(34)를 구비하여, 원단 중량 250g에 대하여 발수제 또는 흡습제가 각각 125g씩 도포되도록 한다.

그리고 상기 건조실(25)(35)은 원단(10)을 160~200℃의 온도에서 10~30초 동안 통과시키는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 일면으로서, 상기 제 1 항의 장치를 이용하여 제조하되, 발수제로서 불소계 발수제 8~10wt%, 증점제 4~5wt%, 물 85~90wt%로 혼합한 것을 사용하고, 흡습제로서 우레탄계 흡습제 8~10wt%, 물 90~92wt%로 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 발수/흡습제가 도포된 원단이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 원단의 코팅 구조를 나타내는 단면도가 도시된다.

통상 원단(10)은 경사(11)와 위사(12)를 단열 또는 복열로 직조한 형태를 지니고 있으며, 경사(11)와 위사(12)로 어느 종류의 실을 사용하는가에 따라 기능성을 부여받게 된다. 그러나 본 고안에서는 원단(10)의 두께를 양분하는 중심선(CL)을 기준으로 양면에 다른 기능성을 부여하도록 롤 프린트(roll print) 방식으로 발수가공 및 흡습가공을 순차적으로 수행하는 장치가 제안된다.

발수가공은 수분이 침투하는 것을 방지하도록 원단(10)을 소수성물질로 코팅하거나 또는 화학반응에 의해 직접 소수기를 섬유분자에 결합시킨다. 본 고안에서는 전자의 방식을 채택한다. 발수제가 섬유표면을 엷게 덮은 상태로 고착되어도 경사(11)와 위사(12) 간의 공간은 그대로 있어 공기나 수증기 등의 기체는 자유롭게 통과된다.

흡습가공은 수분을 배출하여 발한 및 속건 기능을 유지하는 것으로서, 종래에는 대체로 두 가지 방법이 사용된다. 첫 번째로, 폴리에스테르에 중공을 형성한 마카로니형의 실을 제조하면 실 표면의 미세한 기공으로 흡수된 물이 중공부분을 통하여 밖으로 배출된다. 두 번째로, 물을 흡수하는 면소재와 물을 흡수하지 않는 폴리에스테르를 조합한 형태로서 양자를 한 가닥의 실로 만들어 직조하면 땀을 흡수하는 발한 기능을 수행한다. 본 고안에서는 소정의 흡습제를 원단(10)에 코팅하는 방식을 채택한다.

도 2는 본 고안에 따른 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 도식도가 도시된다.

본 고안에 따르면 원단(10)의 양면에 각각 발수제와 흡습제를 균일한 두께로 도포하는 장치에 있어서, 상기 원단(10)을 롤러(22) 사이로 이송하며 일면에 발수제를 도포하는 제1코팅부(20)와, 상기 건조실(25)을 통과한 원단(10)을 롤러(32) 사이로 이송하며 타면에 흡습제를 도포하는 제2코팅부(30)가 설치된다. 제1코팅부(20)에서는 발수제를 저장하는 저장통에 한 쌍의 롤러(22) 중 하측이 반쯤 잠긴 상태로 설치되어 회전되고, 제2코팅부(30)에서는 흡습제를 저장하는 저장통에 한 쌍의 롤러(32) 중 하측이 반쯤 잠긴 상태로 설치되어 회전된다. 각각의 롤러(22)(32)는 원단(10)을 맞물고 이송하면서 코팅하게 되는데, 그 상세한 구성과작용은 후술하는 도 3을 참조한다.

또한, 본 고안에 따르면 상기 제1코팅부(20)에서 이송되는 원단(10)을 건조하는 건조실(25)과, 상기 제2코팅부(30)에서 이송되는 원단(10)을 건조하는 건조실(35)이 설치된다. 건조실(25)(35)은 별도로 히터를 설치하여 열풍 건조할 수도 있고, 이송용 롤러에 히터를 설치하여 가압 건조할 수도 있다. 건조실(25)(35)은 원단(10)을 160~200℃의 온도에서 10~30초 동안 통과시키는 구조로 한다. 온도를 높이면 통과시간을 단축할 수 있기는 하지만 건조가 미흡하고, 온도를 낮추면 제조공수가 급격히 증가하여 바람직하지 않다.

도 3은 본 고안에 따른 장치의 롤러를 확대하여 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3을 이용한 코팅 과정을 상세하게 나타내는 구성도이다.

본 고안의 롤러(22)(32)를 설계하기 위한 실험에 따르면 1야드당 원단의 중량이 250g일 경우 발수제는 동일 중량인 최대 250g으로 흡수되므로, 원단 중량 250g에 대하여 발수제 또는 흡습제가 각각 125g씩 도포되도록 한다. 이를 위해 전술한 도 2의 제1코팅부(20) 및 제2코팅부(30)는 표면에 미세한 그루우브(22a)(32a)를 구비한 롤러(22)(32)와, 롤러(22)(32)의 표면을 긁어내는 스크레이퍼(24)(34)를 구비한다.

각각의 롤러(22)(32)는 가능한 설계가 허용하는 최대한의 직경으로 하고, 그 표면상의 그루우브(22a)(32a)는 폭과 깊이를 최소한으로 유지한다. 그루우브(22a)(32a)는 롤러(22)(32)의 축방향으로 전체의 길이에 걸치도록 하고, 외주면 상에 균일한 폭, 깊이 및 간격으로 형성한다. 그루우브(22a)(32a)의 폭과깊이는 원단(10) 상에서 확산되는 발수제 및 흡습제의 양과 관계된다. 즉, 발수제 및 흡습제가 각각 원단(10) 두께의 절반까지 확산될 정도의 양으로 도포되어야 하는데, 그 도포량은 그루우브(22a)(32a)의 폭×깊이에 비례하고 간격(피치)에 반비례한다. 이와 같은 그루우브(22a)(32a)의 주요 치수는 원단(10)의 종류, 두께에 따라 현장표준으로 결정하는 것이 바람직하다.

스크레이퍼(24)(34)는 한 쌍의 롤러(22)(32) 중 하측의 것에 설치되며, 발수제 또는 흡습제에 침지된 후 원단(10)에 도달하기 전에 표면을 긁어낸다. 스크레이퍼(24)(34)로 표면으로 긁으면 발수제 또는 흡습제가 그루우브(22a)(32a)에만 충진되므로 원단(10)에 도포되는 양이 항상 일정하게 유지된다.

또, 본 고안의 다른 일면으로서 전술한 장치를 이용하여 발수/흡습제가 도포된 원단을 제조하되, 발수제로서 불소계 발수제 8~10wt%, 증점제 4~5wt%, 물 85~90wt%로 혼합한 것을 사용하고, 흡습제로서 우레탄계 흡습제 8~10wt%, 물 90~92wt%로 혼합한 것을 사용한다. 상기 발수제 중에서 상기 불소계 발수제 대신 실리콘 발수제를 사용하는 것도 가능하다. 증점제는 바인더 계통의 일종으로서 점도를 높이는 역할을 한다.

섬유소재는 접촉각(Θ)이 180도일때 물방울을 완전히 구상으로 하여 전혀 젖지 않게 되고, 반대로 접촉각(Θ)이 0일 때 물방울이 퍼져 완전히 젖게된다. 면이나 레이온같은 친수성섬유를 발수가공할 때 발수도가 떨어지는 것은 가공전 섬유자체의 접촉각이 작기 때문이다. 본 고안에 따라 제조되는 원단(10)의 외면은 발수제가 가지고 있는 발수성(소수성)에 의해 물에 젖지 않게 되고, 경사(11)와위사(12) 사이의 공간은 그대로 남아있기 때문에 미세하고 복잡한 형태의 유로인 통기공도 형성된다.

흡습성은 섬유가 공기 중의 수분을 흡수하는 성질을 말하며, 그 흡습 정도는 표준 상태(온도 20℃, 상대 습도 65%)에서 섬유가 흡수한 수분량을 건조시 섬유 무게에 대한 백분율로 나타낸다. 이는 표준 수분율(%)이라고 하며 본 고안의 원단(10)의 경우 8~16%로 적절하게 유지된다.

이때, 도시에는 없으나, 증점제의 함량을 높여 발수제의 점도를 올리면 전술한 롤 프린트 대신 스크린 프린트하는 것도 가능하다. 스크린 프린트는 원단(10)을 평판 상태로 유동시키고 롤러를 밀어서 인쇄하는 방식이며, 건조실(25)(35)의 규격은 전술한 바와 동일하다.

도 4에서, 제1코팅부(20)의 롤러(22)를 지나며 원단(10)의 일면이 발수제로 코팅되는 과정이 나타난다. 롤러(22)의 그루우브(22a)에 수용된 발수제는 원단(10)에 설정된 피치로 묻어나고 확산이 시작된다. 그러한 발수제는 원단(10) 두께의 절반을 넘어 다른편(흡습제가 도포될 영역)으로 확산되지 않는 것이 바람직하다. 이를 위해 롤러(22)의 그루우브(22a)는 피치가 작을수록 유리하다. 제2코팅부(30)의 롤러(32)를 지나며 원단(10)의 타면에 흡습제가 코팅되는 과정도 동일하며, 이때 롤러(32)의 그루우브(32a)도 피치를 최소한으로 유지한다.

일반적인 흡습소재의 경우 흡습후 잔재한 습기로 인해 불쾌감을 느낄 수 있으나, 본 고안의 원단(10)은 피부내에 남아 있는 습기를 흡수하는 동시에 발수층에 형성된 통기공을 통해 외부로 빠르게 발산시킨다. 이에 따라 우천시에도 외부의물기 유입을 차단하면서 발한과 속건 기능을 통하여 피부온도를 저하시켜 항상 서늘한 느낌의 쾌적감을 유지시켜 준다.

한편, 물질의 친수성을 나타내는 척도로서 무기성/유기성 값(I/O값)이 있는데 그 값이 클수록 그 물질의 친수성이 강한 것을 의미한다. 면은 친수성이 강하기 때문에 발수가공의 관점에서 보면 그만큼 어려움이 수반되지만 본 고안의 장치를 이용하면 용이한 발수 및 흡습처리가 가능하다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 고안은 양면에 각각 발수제 및 흡습제가 도포되는 고기능성 원단을 안정적인 품질로 양산할 수 있는 효과가 있다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

1. 원단(10)의 양면에 각각 발수제와 흡습제를 균일한 두께로 도포하는 장치에 있어서:

   상기 원단(10)을 롤러(22) 사이로 이송하며 일면에 발수제를 도포하는 제1코팅부(20);

   상기 제1코팅부(20)에서 이송되는 원단(10)을 건조하는 건조실(25);

   상기 건조실(25)을 통과한 원단(10)을 롤러(32) 사이로 이송하며 타면에 흡습제를 도포하는 제2코팅부(30); 및

   상기 제2코팅부(30)에서 이송되는 원단(10)을 건조하는 건조실(35)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발수/흡습제가 도포된 원단의 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1코팅부(20) 및 제2코팅부(30)는 표면에 미세한 그루우브(22a)(32a)를 구비한 롤러(22)(32)와, 롤러(22)(32)의 표면을 긁어내는 스크레이퍼(24)(34)를 구비하여, 원단 중량 250g에 대하여 발수제 또는 흡습제가 각각 125g씩 도포되도록 하는 것을 특징으로 하는 발수/흡습제가 도포된 원단의 제조장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 건조실(25)(35)은 원단(10)을 160~200℃의 온도에서 10~30초 동안 통과시키는 것을 특징으로 하는 발수/흡습제가 도포된 원단의 제조장치.
4. 상기 제 1 항의 장치를 이용하여 제조하되, 발수제로서 불소계 발수제 8~10wt%, 증점제 4~5wt%, 물 85~90wt%로 혼합한 것을 사용하고, 흡습제로서 우레탄계 흡습제 8~10wt%, 물 90~92wt%로 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 발수/흡습제가 도포된 원단.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 원단(10)을 제1코팅부(20)와 건조실(25)을 거치도록 한 다음, 별도의 장소에서 또 다시 제2코팅부(30)와 건조실(35)을 거치도록 하거나 제1코팅부(20)에 들어 있는 발수제 또는 흡습제를 비우고 여기에 제2코팅부(30)에 들어가는 코팅액을 투입하고는 건조실(25)을 통과하게 할 수도 있음을 특징으로 하는 발수/흡습제가 도포된 원단의 제조장치.