KR20090080103A - 염색 및 접합된 미공성 층을 구비한 통기성 방수 천 - Google Patents

염색 및 접합된 미공성 층을 구비한 통기성 방수 천 Download PDF

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질 에이. 콘레이
조세프 로버트 국커트
로버트 앤토니 마린
조지 브루스 4세 팔머
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 공기 투과도를 제어하면서 높은 MVTR을 유지하는 능력을 갖는 복합 바람 차단성 천에 관한 것이다. 천은 천 층과 대면하는 관계로 천 층에 선택적으로 접합된 나노섬유 층을 갖는다. 선택적으로, 제2 천 층이 나노섬유 층과 대면하는 관계로 인접하게 접합되며, 제1 천 층에 대해 나노섬유 층의 반대편 면 상에 있다. 천은 약 7.6 ㎥/㎡/분 (25 cfm/ft2) 이하의 프래지어 공기 투과도, 및 약 500 g/㎡/일 초과의 ASTM E-96B 방법에 따른 MVTR을 갖는다. 나노섬유 층은 그 표면의 일부에 걸쳐 천 층에 접합된다.
의복, 방수, 방풍, 나노섬유, 공기 투과도, 수증기 투과율(MVTR)

Description

염색 및 접합된 미공성 층을 구비한 통기성 방수 천{BREATHABLE WATERPROOF FABRICS WITH A DYED AND WELDED MICROPOROUS LAYER}
본 발명은 다층형의 습기 및 물 관리 천과 그러한 천을 포함하는 의복에 관한 것이다. 청구되고 개시된 본 발명은 특히 겉옷에 적용된다.
비 및 기타 습윤 상황에서 착용하기 위한 보호용 의복은 의복 내로의 물의 누입을 방지하고 땀이 착용자로부터 대기로 증발되게 함으로써 착용자를 건조한 상태로 유지하여야 한다. 땀의 증발을 허용하는 "통기성" 재료는 비에 함빡 젖기 쉬워서, 이들은 진정한 방수성이 아니다. 방수포(oilskin), 폴리우레탄 코팅 천, 폴리비닐 클로라이드 필름 및 기타 재료가 방수성이기는 하지만 땀을 만족스럽게 증발시키지 못한다.
실리콘, 플루오로카본 및 기타 발수 가공제(water repellant)로 처리된 천은 대개 땀의 증발을 허용하지만 단지 한계적으로 방수성이어서, 이들은 물이 매우 낮은 압력 하에서 누입되게 하고 대개 마찰되거나 기계적으로 휘어질 때 자발적으로 누입되게 한다. 비옷(rain garment)은 내리는 그리고 바람에 날리는 비의 충돌 압력 및 의복의 접힘부와 주름에서 발생되는 압력을 견뎌야 한다.
의복은 쾌적해지도록 "통기성"이어야 한다는 것이 널리 인식된다. 의복의 쾌적성의 수준에 기여하는 2가지 인자는 내의가 습윤해지지 않도록 그리고 자연 증발에 의한 냉각 효과가 달성될 수 있도록, 내측으로부터 외측으로 투과되는 땀의 양뿐만 아니라 의복을 통과하거나 통과하지 못하는 공기의 양을 포함한다. 그러나, 미공성 필름을 사용하는 통기성 천 용품에서의 최근의 발전조차도 공기 투과도(air permeability)가 제어되어야 하는 경우 수증기 투과(moisture vapor transmission)를 제한하는 경향이 있다.
현재 이용가능한 많은 방수 구조체는 소수성 코팅의 사용을 이용하는 다층 천 구조체를 포함한다. 이러한 천 구조체는 전형적으로 직조 천 층, 멤브레인(membrane) 유형의 미공성 층, 및 기타 직조 층으로 제조된다. 미공성 층은 목표하는 응용에 필요한 적절한 공기 투과도 및 수증기 투과율(moisture vapor transmission rate, MVTR)을 제공하는 구조를 갖는 기능성 층이다. 그러한 구조체의 예로는 미국 특허 제5,217,782호, 제4,535,008호, 제4,560,611호, 및 제5,204,156호를 참조한다.
많은 방수 및/또는 방풍 통기성 의복에 현재 사용되는 재료는 흰색인 확장(expanded) PTFE(e-PTFE) 미공성 구조체이다. 이러한 재료는 염색될 수 없으며, 따라서 의복으로 절단 및 재봉될 때 흰색 에지를 생성한다. 이러한 흰색 에지는 이러한 미공성 구조체가 목표하는 고급 시장용(higher-end market) 응용에서는 허용될 수 없다. 흰색 에지를 숨기는 후처리 단계가 e-PTFE를 포함하는 임의의 천 구조체의 최종 구조에 포함되어야 한다.
또한, 이러한 재료의 화학적 특성에 의해 e-PTFE를 포함하는 임의의 천 구조 체의 에지, 지퍼, 포켓 등은 스티칭되어야(stitched) 한다. 이러한 스티칭은 천의 방풍 및/또는 방수 기능성을 그 지점에서 약화시키며, 방수/방풍 기능성을 회복하기 위해 스티칭된 영역에 추가적인 후처리가 적용되어야 한다.
천 구조체 내의 다른 층의 색상과 조화되도록 염색될 수 있는 미공성 층이 요구된다. 이러한 착색은 서브마이크로미터 부직 구조체의 생성 중에 또는 그 후에 이루어질 수 있다. 미공성 층의 이러한 착색은 흰색 에지를 숨기기 위해 이루어지는 임의의 후처리 단계를 생략할 것이다.
또한, 천 구조체에서의 스티칭을 제거하기 위해 열에 의해 접착될 수 있는 미공성 층이 요구된다. 이러한 열 접착은 완전하게 시임(seam)이 없는 방수 및/또는 방풍 구조체를 형성할 것이며, 천 구조체의 방수 및/또는 방풍 기능성을 회복하기 위해 시임 부위에서 이루어져야 하는 임의의 후처리를 제거할 것이다.
예를 들어 e-PTFE가 의복에서 방수 통기성 및 바람 차단성(wind barrier) 천으로 사용하기에 바람직한 재료인 것으로 주지되어 있지만, e-PTFE의 높은 온도의 융점 및 다른 부정적인 면은 그것이 나일론 또는 폴리에스테르와 같은 일반적인 직물 재료와 동일한 온도에서 쉽게 용융되지 못한다는 것을 의미한다. 의복에서, 열 또는 초음파 접합 기술에 의해 시임 밀봉(seam seal)하는 것이 더욱 더 바람직해지고 있다.
이들 기술은 관련 재료의 용융 온도에 좌우된다. 더 낮은 용융 온도가 이들 기술에 적용되기에 더 쉽다. 또한, 재료들이 접합부 내에서 더욱 적절하게 조합되도록 다중구성요소 구조체에서의 유사한 용융 특성들이 더욱 바람직하다.
e-PTFE를 포함하는 다중구성요소 천 구조체를 열에 의해 시임 접합하기 위해, e-PTFE의 상이하게 높은 용융 온도에 의해 발생되는 이러한 문제점을 극복하는 것이 필요하다. 이를 위해, 겉감 대 겉감(face fabric to face fabric) 접촉 및 접합을 허용하기 위해 구조체의 다중 접힘부를 수반하는 "펠드-시이밍"(feld-seaming)으로 불리는 더욱 복합적인 시임 접합 기술이 사용된다. 이는 더 두껍고 더 무거운 시임을 생성하며, 이는 미적 특성과 쾌적성에 바람직하지 않다. 또한, 펠드-시임을 생성하기 위해, 특수한 설비가 시임 접합 기계에 부착되어야 한다. 이는 또한 e-PTFE가 존재하지 않는 상태에서의 종래의 시이밍보다 더 느리고 처리 오류/낭비로 이어지기에 더 쉬울 수 있다. 또한, e-PTFE의 온도의 상승 및 시임 접합의 공정은 e-PTFE 내의 "균열"을 초래할 수 있으며, 이는 최종 의복에서의 파손을 초래할 수 있다.
본 발명은 높은 증기 투과율의 존재 하에서 제어된 내수성(liquid water resistance)을 제공하며 그에 따라 방수성이 높고 또한 염색가능하고 접합가능한 의복용의 층상(layered) 재료에 관한 것이다.
발명의 개요
일 실시 형태에서, 본 발명은 착용자를 바람 및/또는 물로부터 보호하면서 수증기를 통과시키는 능력을 가진 의복에 관한 것이다. 상기 의복은 나노섬유(nanofiber) 층과 대면하는(face-to-face) 관계로 인접한 적어도 하나의 천 층의 복합 천을 포함한다. 상기 나노섬유 층은 약 50 ㎚ 내지 약 1000 ㎚의 수평균 직경, 및 약 1 g/㎡ 내지 약 100 g/㎡의 평량을 갖는 중합체 나노섬유들의 적어도 하 나의 다공성 층을 포함하며, 상기 복합 천은 약 1.2 ㎥/㎡/분 내지 약 7.6 ㎥/㎡/분의 프래지어 공기 투과도(Frazier air permeability), 및 약 500 g/㎡/일(day) 초과의 ASTM E-96B에 따른 MVTR을 갖고, 상기 나노섬유 층은 그 표면의 전부 또는 일부에 걸쳐 접합된다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 천 층에 인접하고 그 표면의 적어도 일부에 걸쳐 천 층에 선택적으로 접착되는 나노섬유 층을 포함한다. "나노섬유 층" 및 "나노웨브"라는 용어들은 본 명세서에서 교환가능하게 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "나노섬유"라는 용어는 약 1000 ㎚ 미만, 심지어 약 800 ㎚ 미만, 심지어 약 50 ㎚ 내지 500 ㎚, 심지어 약 100 내지 400 ㎚의 수평균 직경 또는 단면을 갖는 섬유를 지칭한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 직경이라는 용어는 비원형 형상의 최대 단면을 포함한다.
"부직물"이라는 용어는 다수의 무작위로 분포된 섬유들을 포함하는 웨브를 의미한다. 섬유들은 일반적으로 서로 접착되거나 접착되지 않을 수 있다. 섬유는 스테이플(staple) 섬유 또는 연속 섬유일 수 있다. 섬유는 단일 재료, 또는 상이한 섬유들의 조합으로서 또는 각각 상이한 재료들로 구성된 유사한 섬유들의 조합으로서 다수의 재료를 포함할 수 있다.
"멜트블로운 섬유"(meltblown fiber)는 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 섬유를 형성하도록 수렴하는, 통상 고온 및 고속의 기체, 예컨대 공기의 스트림 내로, 용융된 열가소성 재료를 복수의 미세한, 통상 원형인 다이(die) 모세관을 통해 용융된 실 또는 필라멘트로서 압출함으로써 형성되는 섬유이다. 멜트블로잉(meltblowing) 공정 동안, 용융된 필라멘트의 직경은 드로잉 공기(drawing air)에 의해 원하는 크기로 감소된다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되며, 수집 표면 상에 침착되어 무작위로 분배된 멜트블로운 섬유들의 웨브를 형성한다. 그러한 공정이, 예를 들어 번틴(Buntin) 등에게 허여된 미국 특허 제3,849,241호, 라우(Lau)에게 허여된 제4,526,733호, 및 닷지 2세(Dodge, II) 등에게 허여된 제5,160,746호에 개시되어 있으며, 이들 특허 모두는 이로써 본 명세서에 참고로 포함된다. 멜트블로운 섬유는 연속이거나 불연속일 수 있다.
"캘린더링"(calendering)은 2개의 롤들 사이의 닙(nip)을 통해 웨브를 통과시키는 공정이다. 롤들은 서로 접촉할 수 있거나, 롤 표면들 사이에 고정 또는 가변 갭(gap)이 존재할 수 있다. 유리하게는, 본 캘린더링 공정에서, 닙은 소프트 롤과 하드 롤 사이에 형성된다. "소프트 롤"은 2개의 롤을 함께 캘린더로 유지하기 위해 가해진 압력 하에서 변형되는 롤이다. "하드 롤"은 공정 또는 제품에 상당한 영향을 미치는 변형이 공정의 압력 하에서 발생하지 않는 표면을 갖는 롤이다. "비패터닝"(unpatterned) 롤은 그를 제조하기 위해 사용되는 공정의 능력 내에서 매끄러운 표면을 가진 롤이다. 점 접착 롤과 달리, 웨브가 닙을 통과함에 따라 의도적으로 웨브 상에 패턴을 생성하는 점 또는 패턴이 존재하지 않는다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 염색되고/되거나 의복의 다른 천에 접합될 수 있는 미공성 층을 포함하면서 높은 MVTR을 유지하는 능력을 가진 통기성 천에 관한 것이다. 천은, 차례로 약 1 g/㎡ 내지 약 100 g/㎡의 평량을 갖는 중합체 나노섬유들의 적어도 하나의 다공성 층을 포함하는 나노섬유 층을 포함한다.
본 발명은 나노섬유 층과 대면하는 관계로 인접한 제1 천 층을 추가로 포함하며, 선택적으로 나노섬유 층과 대면하는 관계로 인접하고 제1 천 층에 대해 나노섬유 층의 반대편 면 상에 있는 제2 천 층을 추가로 포함한다.
본 발명의 차단성 천은 또한 약 1.2 ㎥/㎡/분 내지 약 7.6 ㎥/㎡/분의 프래지어 공기 투과도, 및 약 500 g/㎡/일 초과의 ASTM E-96B 방법에 따른 MVTR을 갖는다.
부직 웨브는 전기 방사(electrospinning), 예컨대 전통적인 전기 방사 또는 일렉트로블로잉(electroblowing)에 의해, 그리고 소정 환경에서는 멜트블로잉 공정에 의해 생성되는 나노섬유를 주로 또는 나노섬유만을 포함할 수 있다. 전통적인 전기 방사는, 나노섬유 및 부직 매트(mat)를 생성하기 위해 고전압이 용액 내의 중합체에 인가되는, 전체적으로 본 명세서에 포함된 미국 특허 제4,127,706호에 예시된 기술이다. 부직 웨브는 또한 멜트블로운 섬유를 포함할 수 있다.
나노웨브를 생성하는 "일렉트로블로잉" 공정이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 국제 출원 공개 WO 03/080905호에 개시되어 있다. 중합체 및 용매를 포함하는 중합체 용액의 스트림이 저장 탱크로부터, 고전압이 인가되고 중합체 용액이 방출되는 방사구(spinneret) 내의 일련의 방사 노즐로 공급된다. 한편, 선택적으로 가열된 압축 공기가 방사 노즐의 측면 또는 주연부에 배치된 공기 노즐로부터 방출된다. 공기는, 새로 방출된 중합체 용액을 둘러싸서 전진시키고 진공 챔버 위의 접지된 다공성 수집 벨트 상에 수집되는 섬유질 웨브의 형성을 돕는 블로잉 기체 스트림(blowing gas stream)으로서 대체로 하향으로 지향된다. 일렉트로블로잉 공정은 약 1 gsm을 초과하는, 심지어 약 40 gsm 이상만큼 높은 평량의 나노웨브의 상업적 크기 및 수량의 형성을 비교적 단기간에 가능하게 한다.
본 발명의 천 구성요소는 수집기 상에 배열되어 방사된 나노웨브가 천 상에 수집 및 조합될 수 있어서, 조합된 섬유 웨브가 본 발명의 천으로서 사용된다.
본 발명의 나노웨브를 형성하는 데 사용될 수 있는 중합체 재료는 특정하게 제한되지 않으며, 부가 중합체 및 축합 중합체 재료 둘 모두, 예컨대 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리에스테르, 셀룰로오스 에테르 및 에스테르, 폴리알킬렌 설파이드, 폴리아릴렌 옥사이드, 폴리설폰, 개질된 폴리설폰 중합체, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 포괄 부류에 속하는 바람직한 재료는 가교결합 및 비-가교결합 형태의 다양한 가수분해도(87% 내지 99.5%)의 폴리비닐알코올, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 그리고 폴리(비닐클로라이드), 폴리메틸메타크릴레이트(및 다른 아크릴 수지), 폴리스티렌, 및 (ABA형 블록 공중합체를 포함하는) 이들의 공중합체를 포함한다. 바람직한 부가 중합체는 유리질인 경향이 있다(Tg가 실온보다 높음). 이는 폴리비닐클로라이드 및 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 중합체 조성물 또는 얼로이(alloy) 또는 저결정성 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리비닐알코올 재료의 경우에 해당한다. 폴리아미드 축합 중합체의 하나의 바람직한 부류는 나일론 재료, 예컨대 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론 6,6-6,10 등이다. 본 발명의 중합체 나노웨브가 멜트블로잉에 의해 형성될 때, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부틸렌, 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리아미드, 예컨대 상기 열거된 나일론 중합체를 포함하여, 나노섬유로 멜트블로잉될 수 있는 임의의 열가소성 중합체가 사용될 수 있다.
본 발명의 방사된 상태의 나노웨브는, 2006년 9월 20일자로 출원되고 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 공히 계류중인 미국 특허 출원 제11/523,827호에 개시된 바와 같이, 본 발명의 천에 원하는 물리적 특성을 부여하기 위해 캘린더링될 수 있다. 방사된 상태의 나노웨브는, 하나의 롤이 비패터닝 소프트 롤이고 하나의 롤이 비패터닝 하드 롤인 2개의 비패터닝 롤들 사이의 닙으로 공급될 수 있으며, 하드 롤의 온도는 본 명세서에서 중합체가 유리질로부터 고무질 상태로의 전이를 겪는 온도로서 정의되는 Tg와 본 명세서에서 중합체의 용융 개시 온도로서 정의되는 Tom 사이의 온도로 유지되어, 나노웨브의 나노섬유는 캘린더 닙을 통과할 때 가소화된 상태에 있다. 롤의 조성 및 경도는 천의 원하는 최종 용도의 특성을 생성하도록 변경될 수 있다. 하나의 롤은 스테인레스강과 같은 초경 금속(hard metal)일 수 있고, 다른 하나의 롤은 연질 금속(soft-metal) 또는 중합체 코팅된 롤 또는 로크웰(Rockwell) B 70 미만의 경도를 갖는 복합 롤일 수 있다. 2개의 롤들 사이의 닙 내에서의 웨브의 체류 시간은 바람직하게는 약 1 m/분 내지 약 50 m/분의 웨브의 라인 속도에 의해 제어되며, 2개의 롤들 사이의 풋프린트(footprint)는 웨브가 두 롤 모두와 동시에 접촉하여 이동하는 MD 거리이다. 풋프린트는 2개의 롤들 사이의 닙에서 가해지며 일반적으로 롤의 선형 CD 치수당 힘으로 측정되는 압력에 의해 제어되고, 바람직하게는 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜이다.
또한, 나노웨브는, 선택적으로 나노섬유 중합체의 가장 낮은 Tom과 Tg 사이인 온도로 가열되는 동안, 신장될 수 있다. 신장은 웨브가 캘린더 롤로 공급되기 전 및/또는 후에 그리고 기계 방향 또는 횡방향 중 어느 하나 또는 둘 모두로 발생할 수 있다.
매우 다양한 천연 및 합성 천이 알려져 있으며, 예를 들어 의복, 예컨대 운동복, 거친 겉옷(rugged outerwear) 및 실외복(outdoor gear), 보호용 의복 등(예를 들어, 장갑, 앞치마, 가죽 바지(chaps), 바지, 부츠, 게이터(gator), 셔츠, 재킷, 코트, 양말, 신발, 내의, 조끼, 방수복(wader), 모자, 긴 장갑(gauntlet), 침낭, 텐트 등)을 구성하기 위해 본 발명에서 천 층 또는 층들로서 사용될 수 있다. 전형적으로, 거친 겉옷으로서 사용하기 위해 설계된 의복은 상대적으로 낮은 강도(strength 또는 tenacity)를 갖는 천연 및/또는 합성 섬유(예를 들어, 나일론, 면, 모, 실크, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리올레핀 등)로부터 제조된 상대적으로 느슨하게 직조된 천으로 구성되었다. 각각의 섬유는 인장 강도가 약 8 g/데니어(Denier) (gpd) 미만, 더 전형적으로 약 5 gpd 미만, 그리고 몇몇 경우에서는 약 3 gpd 미만일 수 있다. 그러한 재료는, 예를 들어 염색성, 통기성, 경량성, 쾌적성, 그리고 몇몇 경우에서는 내마모성과 같은 다양한 이로운 특성을 가질 수 있다.
다양한 직조 구조 및 다양한 직조 밀도가 본 발명의 구성요소로서 몇몇 대안적인 직조 복합 천을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 직조 구조, 예컨대 평직(plain woven) 구조, (이중 또는 다중 경사 및/또는 위사를 갖는) 강화 평직 구조, 능직(twill woven) 구조, (이중 또는 다중 경사 및/또는 위사를 갖는) 강화 능직 구조, 수자직(satin woven) 구조, (이중 또는 다중 경사 및/또는 위사를 갖는) 강화 수자직 구조, 편직, 펠트(felt), 플리스(fleece) 및 니들펀칭된 구조가 사용될 수 있다. 신축성 직물, 립스톱(ripstop), 도비(dobby) 직물, 자카드(jacquard) 직물이 또한 본 발명에 사용하기에 적합하다.
나노웨브는 그 표면의 일정 부분에 걸쳐 천 층에 접합되며, 예를 들어 열에 의해, 선택적으로 초음파장을 사용하는 것과 같이 당업자에게 공지된 임의의 수단에 의해 천 층에 접합될 수 있다.
본 발명과 관련하여 "접합 수단"은 복합 구조체로의 2개의 웨브의 라미네이션이 달성되는 방식을 지칭한다. 본 발명과 관련하여 적합한 방법은 초음파 접착, 점 접착, 및 진공 라미네이션을 예로 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 다양한 유형의 접합을 잘 알고 있으며, 임의의 적합한 접합 수단을 본 발명에 사용하도록 적응시킬 수 있다.
예를 들어, 초음파 접착은 전형적으로, 예컨대 미국 특허 제4,374,888호 및 제5,591,278호에 예시된 바와 같이, 음파 혼(sonic horn)과 앤빌 롤(anvil roll) 사이로 재료를 통과시킴으로써 수행되는 공정을 수반하며, 상기 특허들은 이로써 참고로 포함된다. 초음파 접착의 예시적인 방법에서, 함께 부착되는 다양한 층들은 초음파 유닛의 접착 닙으로 동시에 공급된다. 다양한 이러한 유닛이 상업적으로 입수될 수 있다. 일반적으로, 이들 유닛은 층들 내의 접착 부위에서 열가소성 구성요소들을 용융시키고 이들을 함께 결합시키는 고주파수 진동 에너지를 생성한다. 따라서, 유도된 에너지의 양, 조합된 구성요소들이 닙을 통과하는 속도, 닙에서의 갭, 및 접착 부위의 수가 다양한 층들 사이의 접착성의 정도를 결정한다. 매우 높은 주파수가 얻어질 수 있으며, 18,000 ㎐ (초당 사이클) 초과의 주파수가 통상 초음파로서 지칭되며, 다양한 층들 사이의 원하는 접착성 및 재료의 선택에 따라, 5,000 ㎐만큼 낮은 또는 심지어 더 낮은 주파수가 허용가능한 제품을 생성할 수 있다.
이제, 본 발명이 하기의 구체적인 실시예에 의해 설명될 것이다.
실시예 1에서, 413.7 ㎪ (60 psi)의 압력으로 "288-패턴" 그라비어-롤(gravure-roll) 인가를 사용하는 용매계 우레탄 접착제를 사용하여 나일론 립스톱(100 gsm의 평량), 나일론 6,6으로 제조된 나노웨브, 및 나일론 메시(mesh) 재료로부터 3층 천 구조체를 제조하였다.
실시예 2에서, 413.7 ㎪ (60 psi)의 압력으로 "288-패턴" 그라비어-롤 인가를 사용하는 용매계 우레탄 접착제를 사용하여 나일론 립스톱(100 gsm의 평량), 나일론 6,6으로 제조된 나노웨브, 및 나일론 트리코트(tricot) 재료(35 gsm의 평량)로부터 3층 천 구조체를 제조하였다. 그 후, 최종 3층 구조체를 평면, 강화, 및 곡선 스티칭을 포함하도록 다양한 스티치 유형으로 시임마스터(SeamMaster™)를 사용하여 초음파 접착시켰다.
그 후, 실시예 1 및 2로부터의 구조체를, 폭이 25.40 ㎜인 샘플로 인스트 론(Instron™) 인장 기계를 사용하여 파단 강도, 최대 하중시 연신율, 파단시 퍼센트 연신율, 모듈러스(modulus), 인장 강도, 및 최대 하중시 에너지에 대해 시험하였다. 사용한 로드 셀(load cell)은 5 kN이었다. 또한, 제로 레지스턴스(Zero Resistance)(등록상표) 골프 아우터웨어 베스트(Golf Outerwear vest)로부터의 단일-스티치 시임(single-stitch seam)을 시험하였다. 결과를 하기의 표에 나타낸다.
Figure 112009031835003-PCT00001
데이터가 나타내는 바와 같이, 초음파 접착된 시임의 파단 강도는 단일-스티치 시임의 대략 절반이다. 이는 매우 양호한 결과이며, 천 구조체의 초음파 접착이 단일-스티치 시임을 대체할 가능성을 가지며 따라서 시임 테이프(seam tape)를 스티치에 적용하는 추가의 단계에 대한 필요성을 제거한다는 것을 보여준다.

Claims (9)

  1. 의복으로서,
    상기 의복은 착용자를 바람 및/또는 물로부터 보호하면서 수증기를 통과시키는 능력을 가지며, 나노섬유 층과 대면하는 관계로 인접한 적어도 하나의 천 층의 복합 천을 포함하고,
    상기 나노섬유 층은 약 50 ㎚ 내지 약 1000 ㎚의 수평균 직경, 및 약 1 g/㎡ 내지 약 100 g/㎡의 평량을 갖는 중합체 나노섬유들의 적어도 하나의 다공성 층을 포함하며,
    상기 복합 천은 약 1.2 ㎥/㎡/분 내지 약 7.6 ㎥/㎡/분의 프래지어 공기 투과도(Frazier air permeability), 및 약 500 g/㎡/일 초과의 ASTM E-96B에 따른 MVTR을 갖고,
    상기 나노섬유 층은 그 표면의 일부에 걸쳐 천 층에 접합되는 의복.
  2. 제1항에 있어서, 나노섬유 층은 전기 방사(electrospinning) 또는 일렉트로블로잉(electroblowing)에 의해 생성되거나, 나노섬유 층은 멜트블로운 섬유를 포함하는 의복.
  3. 제1항에 있어서, 나노섬유 층은 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리에스테르, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 폴리알킬렌 설파이드, 폴리아릴렌 옥사이 드, 폴리설폰, 개질된 폴리설폰 중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 부류로부터의 중합체를 포함하는 의복.
  4. 제1항에 있어서, 나노섬유 층은 폴리(비닐클로라이드), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 및 이들의 공중합체, 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리비닐 알코올 - 가교결합 및 비-가교결합 형태 - 로 이루어진 군으로부터의 중합체를 포함하는 의복.
  5. 제3항에 있어서, 나노섬유 층은 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론 6,6-6,10으로 이루어진 군으로부터의 중합체를 포함하는 의복.
  6. 제1항에 있어서, 나노섬유 층은 캘린더링되는 의복.
  7. 제6항에 있어서, 나노섬유 층은 제1 천 층과 접촉하면서 캘린더링되는 의복.
  8. 제1항에 있어서, 제1 천은 나일론, 면, 모, 실크, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리올레핀 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료로부터 직조되는 의복.
  9. 제1항에 있어서, 제1 천은 약 8 g/데니어 (gpd) 미만의 강도를 갖는 섬유로 부터 직조되는 의복.
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