KR20120086149A - 투습방수 원단 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중 멤브레인 구조를 갖는 투습방수 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 다공성 필름층과 기재 원단층을 구비하는 기재층; 상기 다공성 필름층 상에 합지된 나노 웹층을 포함하는 투습방수 원단 및 다공성 필름이 합지된 원단을 준비하는 단계; 전기방사에 의해 제조된 나노 웹을 준비하는 단계; 및 상기 원단 상의 상기 다공성 필름에 상기 나노 웹을 합지하는 합지 단계를 포함하는 투습방수 원단의 제조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 투습방수 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이중 멤브레인 구조를 갖는 투습방수 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 투습방수 원단은, 수증기 형태의 물은 통과시키고 액체 상태의 물은 통과시키지 않는 성질을 가진 원단을 의미한다. 이러한 투습방수 원단은 주로 등산복이나 스키복과 같은 아웃도어 의류에 주로 사용된다. 투습방수 원단을 사용한 의류는 신체활동으로 발생된 수증기 형태의 땀은 외부로 배출시키고 빗물과 같은 물방울 형태의 물은 의류 내부로 침투하지 못하도록 한다.
종래의 투습방수 원단은 섬유 원단의 일면에 투습방수 성질을 가진 다공성 필름인 폴리우레탄 필름이 접착된 형태가 많이 사용된다. 종래의 이러한 형태의 투습방수 원단은 필름에 땀과 같이 작은 물 분자를 통과시킬 수 있는 기공이 형성되어 높은 투습도를 제공하고 시간이 흘러도 그 기능을 유지하므로 의복이 필요로 하는 쾌적성을 만족시킨다. 하지만, 내수압(방수성)에 있어서는 다른 제품(예를 들면 고어텍스 : 친수무공 폴리우레탄이 코팅된 폴리테트라플로로에틸렌 필름)에 비해 떨어진다는 단점이 있어서 개선이 요구된다.
본 발명의 목적은 개선된 물성을 갖는 투습방수 원단 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면,
다공성 필름층과 기재 원단층을 구비하는 기재층; 상기 다공성 필름층 상에 합지된 나노 웹층을 포함하는 투습방수 원단이 제공된다.
상기 기재층의 다공성 필름층은 습식 공법 또는 건식 공법으로 제조된 폴리우레탄 재질일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다공성 필름이 합지된 원단을 준비하는 단계; 전기방사에 의해 제조된 나노 웹을 준비하는 단계; 및 상기 원단 상의 상기 다공성 필름에 상기 나노 웹을 합지하는 합지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투습방수 원단의 제조방법이 제공된다.
상기 다공성 필름은 습식 공법 또는 건식 공법으로 제조된 폴리우레탄 재질일 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 구체적으로는 다공성 폴리우레탄 필름이 합지된 원단에 전기방사에 의해 제조된 나노 웹을 합지하여 투습방수 원단을 제조하므로 내수압의 물성저하가 방지되어 우수한 품질의 투습방수 원단을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투습방수 원단의 제조방법을 도시한 공정도이다.
도 2는 도 1의 제조방법에 의해 제조된 투습방수 원단의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 제조방법에 의해 제조된 투습방수 원단의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 투습방수 원단의 제조방법은 다공성 필름 합지 원단 준비 단계(S10)와, 나노 웹 준비 단계(S20)와, 합지 단계(S30)와, 건조 단계(S40)를 구비한다.
다공성 필름 합지 원단 준비 단계(S10)에서는 직물 또는 편물 등의 원단의 편면에 다공성 필름이 합지된 원단이 준비된다. 본 실시예에서 다공성 필름이 합지된 원단은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 먼저, 폴리에스테르, 나일론, 재생섬유, 천연섬유 등의 소재를 사용한 직물 또는 편물인 기재 원단과 다공성 필름(습식 필름 또는 건식 필름)을 준비한다. 다음, 접착제를 준비하는 단계로서, 1액형(용제;에틸아세테이트) 우레탄 용액(적합한 점도로 메틸에틸 케톤으로 희석)을 준비한다. 다음, 접착제를 인쇄하는 단계로서, 상기 직물 또는 편물의 편면에 상기 준비된 접착제를 50, 70, 90 또는 110 메쉬(mesh) 그라비아 롤을 사용하거나 17, 20 또는 23 도트(dot)의 그라비아 롤을 사용하여 인쇄한다. 다음, 용제를 제거하는 단계로서, 60 내지 100℃의 열풍 건조한다. 다음, 준비된 다공성 필름을 기재 원단 상에 형성된 접착층에 합지한다. 합지는 50℃의 히팅 실린더에서 3 내지 5㎏/㎠의 압력을 가하여 이루어진다. 이와는 달리, 다공성 필름이 합지된 원단은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어 습식 공법, 건식 공법 또는 라미네이팅 공법 등에 의해 제조될 수 있다. 습식 공법을 이용하는 경우에는, 예를 들어 폴리우레탄과 유기용제인 디메틸포름아마이드(DMF)를 혼합하여 제조한 수지조성물을 원단 상에 일정한 두께로 코팅한 후, 이들을 물 속으로 통과시킴으로써 원단 상에 미세한 기공을 갖는 폴리우레탄 코팅층을 형성시킨다. 건식 공법을 이용하는 경우에는, 예를 들어 폴리우레탄을 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로필알코올 등 휘발성이 강한 유기용제에 용해시켜서 제조한 수지조성물을 원단 상에 일정한 두께로 코팅한 후 열처리하여 휘발성 유기용제를 휘발시킴으로써 원단 상에 균질의 폴리우레탄 필름 층을 형성시킨다. 라미네이팅 공법은 투습 방수 성능을 갖는 다공성 필름을 별도로 제조한 후 접착제를 이용하여 원단에 합지한다. 이때, 별도로 제조되는 다공성 필름은 예를 들어 습식 폴리우레탄 필름이거나 건식 폴리우레탄 필름일 수 있는데, 습식 폴리우레탄 필름은 우레탄 중합체를 디메틸포름아마이드 용제에 희석하여 10 내지 30%의 고형분이 되도록 하여 이형처리가 된 폴리에스터 필름 상에 후도가 10 내지 50 미크론이 되도록 코팅한 후, 응고조에 응고하고 수세조에서 잔류하는 디메틸포름아마이드 용제를 제거하고 수분을 건조해 제거하여 제조될 수 있고, 건식 폴리우레탄 필름은 1액형 또는 2액형 폴리우레탄수지와 비이온성 계면활성제를 혼합하여 제조된 유중수분산(w/o) 에멀젼형 수지를 메틸에틸케톤 및 톨루엔이 중량비로 1:1로 혼합된 혼합 용매에 첨가하고 피막방지제, 발수제, 슬립제, 소포제, 안료 및 물을 첨가하고 교반한 후 20 내지 24시간 방치하여 제조된 혼합 용액에 가교제를 투입하여 코팅조성물을 제조한 후, 코팅조성물을 이형지 위에 코팅하고 열풍건조기로 2회 건조하여 제조될 수 있다.
나노 웹 준비 단계(S20)는 전기방사에 의해 제조된 나노 웹을 준비하는 단계이다. 전기방사에 사용되는 소재로는 폴리우레탄, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리비닐덴플로로(불소기가 2개) 등 전기방사가 가능한 모든 용제를 가질 수 있는 폴리머 및 재생섬유 가능 물질이고 이러한 물질들을 혼합한 모든 물질이 가능하다. 전기방사에 의한 나노 웹은 우수한 촉감(wet touch)을 가지며 고투습 및 중간 정도의 내수압을 갖는 장점을 제공하지만, 세탁 내구성이 취약하다는 단점을 갖는다. 예를 들면, 30㎛ 두께의 나노 웹의 경우에 세탁 전에 내수압이 8,000mmH2O이면 세탁 후 300mmH2O 이하로 낮아진다.
합지 단계(S30)는 다공성 필름이 합지된 원단에 나노 웹을 합지하는 단계이다. 합지 단계(S30)는 접착제 인쇄 단계(S31)와, 열압착 단계(S32)를 구비한다. 접착제 인쇄 단계(S31)에서는 18 내지 22㎛ 두께의 다공성 필름의 경우에 필름의 편면에 일액형 우레탄 접착제를 고형분 18 내지 22%로 하여, 50, 70, 90 또는 110메쉬(mesh) 그라비아 롤을 사용하여 인쇄한다(17, 20, 23 dot를 적용할 수도 있다). 열압착 단계(S32)에서는 1 내지 20㎛ 두께, 바람직하게는 9 내지 11㎛ 두께의 나노 웹을 상기 접착제 상에 압동시스템을 통과시키면서 열압착하여 합지한다. 합지는 45 내지 55℃의 히팅 실린더에서 3 내지 5㎏/㎠의 압력을 가하여 이루어진다.
건조 단계(S40)에서는 합지 단계(S30)를 거친 원단을 열실을 통과시켜서 60 내지 100℃의 열풍을 이용하여 잔류하는 용제를 제거한다. 다른 실시예에서는 접착제 인쇄 단계(S31) 다음에 건조 단계(S40)를 먼저 실시한 후 열압착 단계(S32)를 나중에 실시할 수도 있다.
도 2에는 도 1의 제조방법에 의해 제조된 투습방수 원단의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 투습방수 원단(100)은 기재층(101)과, 기재층(101)의 일면에 제1 접착층(140)에 의해 합지된 나노 웹층(150)을 구비한다. 기재층(101)은 도 1의 다공성 필름 합지 원단 준비 단계(S10)를 통해 설명된 다공성 필름 합지 원단으로 이루어지는데, 본 실시예에서는 폴리에스테르, 나일론, 재생섬유, 천연섬유 등의 소재를 사용한 직물 또는 편물일 수 있는 기재 원단층(110)과, 제2 접착층(120)에 의해 기재 원단층(110)의 편면에 합지된 다공성 필름층(130)을 구비한다. 나노 웹층(150)은 도 1의 나노 웹 준비 단계(S20)에서 설명된 나노 웹으로 이루어지며, 기재층(101)과 나노 웹층(150)은 도 1의 합지 단계(S30)를 통해 제2 접착층(130)에 의해 합지된다. 본 실시예에서는 기재층이 기재 원단층(110)과 다공성 필름층(130)이 제2 접착층(120)에 의해 접착되어 형성된 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 기재층(101)으로 습식 공법으로 제조된 투습방수포를 사용하는 경우에는 제2 접착층(120)이 형성되지 않을 수 있다.
표 1에는 종래의 투습방수 원단과 비교한 상기 실시예에 따라 제조된 투습방수 원단(나노&다공 2중막)의 물성이 기재되어 있다.
물성 및 내구성 |
나노웹 합지 직물 (30㎛) |
건식다공 합지 직물 (30㎛) |
습식코팅 직물 (30㎛) |
PTFE웹 합지 직물 2중막 (35㎛) |
나노&다공 2중막 (30㎛) |
규 격 |
투습도 (g/㎡24h) |
8,000 | 8,000 | 4,000 | 5,000 | 8,000 | KS K0594-2003 |
내수압 (mmH2O) |
5,000 | 1,900 | 2,000 | 9,000 | 6,000 | KS K0594-2004 |
통기성 (㎤/㎠/min) |
4 | 3 | 1 | 0.1 이하 | 3 | ASTM D737:2004 |
박리강도 | 200 층간분리 |
1,000 | 800 | 250 층간분리 |
500 | 실험실 비교 |
세탁내구성 | 내수압 300 이하로 저하 |
양호 | 양호 | 양호 | 우수 | 실험실 비교 |
촉감 | 우수 | 우수 | 양호 | 양호 | 우수 | 실험실 비교 |
표 1에서의 시험 조건은 아래와 같다.
투습도 : 시험방법은 Desiccant(CaCl2)법/시험 조건은 온도 40±2℃ 상대습도 90±5%RH
내수압 : 상승속도 600mm/min
공기투과도 : 면적 20㎠, 압력 100pa
본 발명에 따른 상기 실시예에 의해 제조된 투습방수 원단은 습식 필름 및 건식 필름 모두의 경우에 대해 10회 세탁 후에도 물성이 10%이상 저하되지 않는다.
이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나는 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
S10 : 다공성 필름 합지 원단 준비 단계
S20 : 나오 웹 준비 단계
S30 : 합지 단계
S31 : 접착제 인쇄 단계
S32 : 열압착 단계
S40 : 건조 단계
S20 : 나오 웹 준비 단계
S30 : 합지 단계
S31 : 접착제 인쇄 단계
S32 : 열압착 단계
S40 : 건조 단계
Claims (4)
- 다공성 필름층과 기재 원단층을 구비하는 기재층;
상기 다공성 필름층 상에 합지된 나노 웹층을 포함하는 투습방수 원단. - 청구항 1에 있어서,
상기 기재층의 다공성 필름층은 습식 공법 또는 건식 공법으로 제조된 폴리우레탄 재질인 것을 특징으로 하는 투습방수 원단. - 다공성 필름이 합지된 원단을 준비하는 단계;
전기방사에 의해 제조된 나노 웹을 준비하는 단계; 및
상기 원단 상의 상기 다공성 필름에 상기 나노 웹을 합지하는 합지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투습방수 원단의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 다공성 필름은 습식 공법 또는 건식 공법으로 제조된 폴리우레탄 재질인 것을 특징으로 하는 투습방수 원단의 제조방법.
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