KR20210022865A - 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뛰어난 투습방수기능을 가지는 원가절감형 나노멤브레인 소재를 이용하고, 자외선차단과 신축성이 우수한 고저점도 PET side by side 원사를 적용하여 대전방지 기능과 항균, 소취, 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 쾌적한 스포츠웨어용 섬유제품을 개발하고자 하는 것으로, 나노멤브레인과 원단을 접착하여 스포츠웨어용 소재를 제조하되, 접착층을 구성하는 접착제로서 PU수지와 나노 유기용제로서는 MEK(Methyl Ethyl Ketone)를 선택하여 라미네이팅하는 것을 특징으로 한다.

Description

나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재 및 그 제조방법{Materials for sportswear with excellent multi-functional properties such as light heat performance using nanomembrane and manufacturing method thereof}

본 발명은 스포츠웨어용 소재로 사용되는 섬유제품에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 뛰어난 투습방수기능을 가지는 원가절감형 나노멤브레인(Nano Membrane) 소재를 이용하고, 자외선 차단과 신축성이 우수한 고·저점도 PET side by side 원사를 적용하여 대전방지 기능과 항균, 소취, 광발열 성능 등복합기능성이 우수한 쾌적한 스포츠웨어용 섬유제품을 개발하고자 하는 것이다.

최근 국민의 생활수준의 향상으로 여가활동 시간 증대와 주 5일 근무제로 인해, 스포츠웨어용 섬유제품의 시장규모는 점차 성장되고 있으며, 소비자의 관심도 또한 높아지고 있고, 2014~2015년 ISPO트랜드에서 볼 수 있듯이 고기능성과 표면효과에 따른 복합적 기능을 동시에 요구하는 차별화된 기술에 관심이 집중되어 있다.

그리하여, 소비자들의 야외활동이 증가하고, 평상복으로의 활용도가 높아짐에 따라, 자외선이 차단되고 보온성 및 투습방수성 등 복합기능성이 우수한 제품에 대한 소비자의 요구가 증대되고 있으며,차별화된 기능성 섬유제품이 스포츠웨어 시장의 지속적 증가가 될 것이라는 점이 국내외 브랜드 전문가 들의 판단이며, 이러한 차별화 고부가가치 제품 개발을 시장에서 매우 요구되는 현실이다.

지금까지의 스포츠 웨어용 섬유제품은 일반적인 PET 및 Nylon소재를 단순 적용하거나 아웃도어용 투습방수제품으로 시장이 형성되어 있으나, 이는 대부분 복합적 기능을 가지지 못하거나, 일부 수입 제품에 한정되므로 소비자의 부담이 큰 실정이다.

따라서, 전기방사를 이용한 나노멤브레인과 자외선차단 기능을 발현할 수 있는 고저점도 PET side-by-side 원사를 적용하여, 광발열(+3) 성능 등 복합기능성(투습방수, 신축, 항균, 소취, 대전방지)을 가지는 섬유제품 개발로 수입제품보다 우수한 기능으로 차별화되고 원가절감도 이룩할 수 있는 국산화 기술개발이 절실한 현실이다.

한편, 스포츠웨어에 대한 기술현황을 살펴보면, 국외의 경우는 발열 소재에 대한 관심이 매우높고 특히, 일본의 유명 원사 메이커나 소재 업체들이 다양한 종류의 발열 섬유를 연구하여 개발중이고,현재 전 세계적으로 유명해진 대표적인 상품이 U社의 'Heattech'로서, 국내에서도 매우 각광을 받아 많은 매출을 올린 상품이며, 이외에도 일본의 브랜드에서는 보온 소재에 대한 필요성 부각에 따라 발열 소재 개발에 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히 광 발열 소재에 관심도 매우 높은 상황이고 많은 연구가 이루어지고 있다.

현재 투습방수포에 대한 국내사정을 보면 가공분야 기술 개발의 미흡으로 유럽 선진국 제품과 비교시 유기용제를 사용한 건식 또는 습식가공방법의 경우 환경저해 문제점이 방치되고 있는 실정이며,이로 인해 국내의 기능성 FILM 소재로는 GORE-TEX가 고가 시장을 석권해 왔으며 여기에 일본 도레이사 의 엔트란트, 심파텍스, 아쿠아토르 등이 뒤를 이어오고 있다.

GORE-TEX Membrane은 소수성을 지니기 때문에 몸에서 발산하는 수증기가 다공질 형태의 공간을 통해 외부로 빠져나가기 때문에 Water-proof, breathable 특성이 뛰어나고, 착용시 dry감을 유지 시켜주는 특성을 발휘한다. 반면 수증기 발산 한계 영역을 넘어설 경우 코팅 FILM면에 이슬 맺힘 현상이 일어나는 크나큰 단점이 있다. 또한 심파텍스, 엔트란드와 같은 Membrane은 친수성을 지녔기 때문에 몸에서 나는 수증기가 다공질의 공간을 통해 외부로 발산되면서 동시에 코팅 FILM층에도 흡수돼 담을 방출한다.

그리하여, 많은 땀을 흘렸을 경우 FILM층이 수분을 흡수하기 때문에 오래 착용했을 때 축축한 느낌을 주는 큰 단점이 있다. 하지만 이러한 라미네이팅 의류소재는 또한 워낙 고가이며 전량 수입에 의존해 오고 있는 실정이라 앞서 언급한 장점은 물론 단점을 보완하여 국내뿐만 아니라 국제적으로 경쟁에 우의를 가질 수 있는 의류용 라미네이팅 소재 개발이 절실히 요구되고 있다.

G사는 기존에도 수많은 투습방수 제품으로 전세계적으로 판매되어 왔으나, 필름 위주의 판매로 고가존의 단가 형성은 물론 기능성을 발휘할 수 있는 원단은 판매하지 않아, 다양한 용도 전개의 한계성과 기능성의 한계성 등 복합적인 문제점을 안고 있으며 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

광발열 제품으로는 C사의 옴니히트와 B사의 보디히트 제품은 광발열 성능이 우수하여, 내의및 아웃도어용 소재로 많이 사용되고 있으나, 겨울철 문제가 야기되어지는 대전방지 효과의 부분에서는 상당히 취약한 면이 있다.

특허문헌 0001 특허출원 제10-1995-0007791 특허문헌 0002 특허출원 제10-2003-0047497 특허문헌 0003 특허출원 제10-1999-0012589 특허문헌 0004 특허출원 제10-20030065464

상기 문제점과 필요성에 의해 안출된 본 발명은 나노멤브레인과 광발열원단을 융합하여 복합기능성이 우수한 스포츠웨어 제품개발하고자 하는 것으로, 기존에 스포츠웨어 분야에서 사용되는 투습방수포 소재의 단점인 고가격, 수입문제, 기능성을 보완하고, 기존 제품대비 통기성과 내수압이 우수한 원가절감형 나노멤브레인 소재와 자외선차단 기능을 갖고있는 신축발현 고·저점도 PET 사이드바이사이드원사를 적용한 항균, 소취, 대전방지성, 광발열 성능이 우수한 원단의 융합으로 캐포츠 바람막이, 아웃도어용 재킷등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어 섬유제품을 개발하고자 함을 목적으로 한다.

본 기술개발은 세계최대의 전기방사 양산설비로 투습방수기능을 가지는 원가절감형 나노멤브레인 소재의 국산화와 자외선 차단과 신축성이 우수한 고저점도 PET side-by-side 원사를 적용하여, 대전방지 기능과 항균, 소취 광발열 성능 등 복합기능성이 우수하여 쾌적한 스포츠웨어용 섬유제품을 개발하고자 하는 것이며,

나노멤브레인과 원단을 접착하여 스포츠웨어용 소재를 제조하되, 접착층을 구성하는 접착제로서 PU수지와 나노 유기용제로서는 MEK(Methyl Ethyl Ketone)를 선택하여 라미네이팅하는 것을 특징으로 하고, 분산제, 표면개질제, 레벨링제, 점도개선제, 흐름성개선제, 슬립제, 안정제, 항균제, 광발열제가포함되도록 하여 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재 및 그 제조방법을 안출함을 특징으로 한다.

[기술적 측면]

본 발명에 의하여 소재 ~ 완제품에 이르는 기술 기반이 확립이 되면 나노멤브레인과 원단의 융합으로 인해 선진국가와는 차별화된 섬유제품을 개발함으로써 해외수출시장에 큰 이득이 기대되며, 기존의 바람막이, 재킷 등의 용도에 국한되지 않고 골프복, 경량 자켓, 등산복, 싸이클복, 스키 및 보드복 등의 다양한 용도로 전개가 가능할 것으로 예상된다.

또한 이러한 기술개발로 인해, 다양한 섬유 제품군과 복합기능을 갖는 고부가가치 섬유제품으로 전개가 가능할 것이고, 천연섬유 또는 합성섬유와 복합할 수 있는 소재로 활용도 가능할 것이다.

아울러 개발하고자 하는 나노멤브레인과 고·저점도 PET 소재의 장점을 극대화시키고 완제품에 이르기까지의 소재의 각각의 단점을 보완하고 최대한의 물성저하를 방지하여 소비자 & 바이어들의 요구에 따른 차별화된 소재 및 제품이 될 것으로 기대된다.

[경제적·산업적 측면]

본 발명에 의하면 차별화 기능성 발현 섬유 원천기술 확보와 나노멤브레인과 원단의 융합으로 인한 신산업군 발굴, 신규고용창출, 녹색 성장이 가능하고, 시장 환경에 부응하는 융합형 복합기능성 이미지 제고를 통한 Global 마케팅도 가능할 것으로 기대된다.

또한, 기존 100% 수입에 의존하던 소재 부분을 국산화함으로써 소재~완제품까지 국산기술로 만들어진 제품의 역수출 기회 마련될 것이다.

수출 증대 및 수입 대체 효과

그리고 최근 중국 등에서 일고 있는 제품의 다양성을 복합기능성의 제품으로 대체하여 새로운시장개척과 경쟁력 확보로 스포츠웨어용 섬유제품 선진국인 유럽, 미주 등의 시장진입의 교두보를 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 전체 개념도
도 2는 본 발명에 의한 원사의 설명도
도 3은 본 발명에 의한 소재의 구성도

이하 본 발명을 구현하기 위 구체적인 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 주목한 재질은 나노멤브레인이다. 나노멤브레인은 섬유지름이 1nm(10억분의 1m) 미만인 섬유로 만든 05~12mm 두께의 막으로서, 기존 필름류 섬유보다 뛰어난 투습/방수성을 갖는 소재인데, 작은 기체류는 통과시키면서 액체류는 막아주는 투습, 방수 기능을 갖추며, 이러한 나노멤브레인을 일반 원단에 라미네이트하게 되면 투습성, 방수성, 방풍성, 내구성이 뛰어나게 된다.

본 발명에 적용하고자 하는 원단은 도 2와 같이 고점도(IV 08) PET와 저점도(IV 063) PET소재를 사이드 바이 사이드 형태로 복합방사하여 최종적으로 자외선 차단기능과 신축성이 우수한 강도45g/d 이상의 원사 개발한 후, 이를 제직하여 원단을 준비한다.

나노멤브레인을 원단에 코팅하기 위한 유기용제로서는 나노 필름 손상 테스트를 거쳐MEK(Methyl Ethyl Ketone)를 선택하였다.

물성을 발휘할 수 있는 첨가제 선정 및 가공조건을 선정하는데, 분산제(PU와 분산성 향상), 표면개질제(스크래치성을 향상), 레벨링제(평면활성을 개선), 점도개선제(SOLVENT에 의한 점도개선이 되지 않는 부분 대체), 흐름성 개선제(칙소성을 개선), 슬립제(표면을 SLIP하게 개선), 안정제(열에 의한 변형 개선), 광방열제 및 항균제 등이다.

본 발명에 의한 소재는 상기와 같은 성분 및 조건에 의해 나노멤브레인(1)이 첨가제를 포함한 접착층(2)에 의해 원단(3)에 라미네이팅된 상태가 된다.

상기 접착층의 접착성분은 PU수지를 기본으로 하고, PU수지 대비 20%의 MEK, 15%의 경화제,그리고 각 3% 이내의 분산제, 표면개질제, 레벨링제, 점도개선제, 흐름성개선제, 슬립제, 안정제, 항균제, 광발열제 등이다.

본 발명에 의한 소재는 상기와 같은 성분 및 조건에 의해 나노멤브레인(1)이 첨가제를 포함한 접착층(2)에 의해 원단(3)에 라미네이팅된 상태가 된다.

상기 접착층의 접착성분은 PU수지를 기본으로 하고, PU수지 대비 20%의 MEK, 15%의 경화제,그리고 각 3% 이내의 분산제, 표면개질제, 레벨링제, 점도개선제, 흐름성개선제, 슬립제, 안정제, 항균제, 광발열제 등이다.

본 발명에 의한 나노멤브레인 라미네이팅 원단은 다음의 표와 같은 물리적 특성을 갖게 된다.

이와 같은 본 발명의 원단을 이용하여 스포츠의류를 제작하게 되면, 보온성(광발열), 대전방지, 통기성, 내수압, 자외선 차단, 항균, 소취, 신축 기능 등 복합기능성을 발현할 수 있게 되며, 고가인 GORE-Tex소재 대비 우수한 복합기능성을 갖게 된다.

1: 나노멤브레인
2: 접착층
3: 원단

Claims (5)

1. 나노멤브레인과 원단을 접착하여 스포츠웨어용 소재를 제조하되, 접착층을 구성하는 접착제로서 PU수지와 나노 유기용제로서는 MEK(Methyl Ethyl Ketone)를 선택하여 라미네이팅하는 것을 특징으로 하는 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 원단은 고점도(IV 08) PET와 저점도(IV 063) PET소재를 사이드 바이 사이드 형태로 합방사하여 만든 원사를 제직하여 된 것을 특징으로 하는 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재 제조방법.
   제1항에 있어서, 접착층을 구성하는 PU수지에 분산제, 표면개질제, 레벨링제, 점도개선제, 흐름성개선제, 슬립제, 안정제, 항균제, 광발열제가 포함된 것을 특징으로 하는 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재 제조방법.
3. 나노멤브레인(1)이 첨가제를 포함한 접착층(2)에 의해 원단(3)에 라미네이팅된 상태가 되며, 상기 접착층의 접착성분은 PU수지를 기본으로 하고, PU수지 대비 20%의 MEK, 15%의 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재.
4. 제3항에 있어서, 원단은 고점도(IV 08) PET와 저점도(IV 063) PET소재를 사이드 바이 사이드 형태로 복합방사하여 만든 원사를 제직하여 된 것을 특징으로 하는 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능 성이 우수한 스포츠웨어용 소재.
5. 제3항에 있어서, 접착층에는 각 3% 이내의 분산제, 표면개질제, 레벨링제, 점도개선제, 흐름성개선제, 슬립제, 안정제, 항균제, 광발열제를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노멤브레인 적용 광발열 성능 등 복합기능성이 우수한 스포츠웨어용 소재.
   

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