KR20230061256A - 일방향 수분전달 텍스타일 시스템 및 이의 제조방법 - Google Patents

일방향 수분전달 텍스타일 시스템 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일방향 수분전달 텍스타일 시스템 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 텍스타일 시스템은 소수성 기반직물층, 나노섬유층 및 미세다공층이 순서대로 형성되며, 소수성 기반직물층에서 미세다공층으로 갈수록 친수성을 증가시켜 push-pull 효과를 유도하여 수분 전달 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

Description

일방향 수분전달 텍스타일 시스템 및 이의 제조방법{Textile system with unidirectional moisture transport characteristics and its manufacturing method}
본 발명은 일방향 수분전달 텍스타일 시스템 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
의류 소재의 수분 전달 거동은 착용자의 온열생리적 쾌적성에 중요한 역할을 하며, 특히 의복을 착용하고 신체 활동이 왕성한 스포츠 의류와 작업복과 같은 복종에서 착용자가 느끼는 쾌적성에 큰 영향을 미친다.
이에 종래에는 친수성 물질을 첨가하거나 소수성층 및 친수성층으로 이뤄진 다층 텍스타일을 제조함으로써 의류 소재의 수분 전달 거동을 향상시켰다. 그러나 이러한 텍스타일은 단일 작용에 의해서만 수분 전달이 유도되어 성능 향상에는 여전히 한계가 존재하였다.
이에 본 발명자 등은 소수성인 기반직물 상에 약소수성 나노섬유층 및 친수성 미세다공층을 적층하여 3층 구조의 텍스타일 시스템을 제조하면, 수분 흡수 성능, 일방향 수분 전달 성능, 건조 성능 및 투습 성능이 현저하게 향상될 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
특허문헌 1. 한국등록특허 제10-1802641호
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소수성 기반직물층, 나노섬유층 및 미세다공층을 순서대로 적층하고, 소수성 기반직물층에서 미세다공층으로 갈수록 친수성을 증가시켜 push-pull 효과를 유도함으로써 수분 전달 특성을 현저하게 향상시킨 일방향 수분전달 텍스타일 시스템 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 소수성 기반직물층; 상기 기반직물층 일면에 소수성 고분자 및 제1 친수성 고분자를 포함하는 혼합용액이 전기방사 및 제1 자외선 가교되어 형성된 나노섬유층; 및 상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자가 제2 자외선 가교되어 형성된 미세다공층;을 포함하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 (A) 소수성 기반직물층 일면에 소수성 고분자, 제1 친수성 고분자 및 제1 광개시제를 포함하는 제1 혼합용액을 전기방사 및 제1 자외선 가교시켜 나노섬유층을 제조하는 단계; 및 (B) 상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자 및 제2 광개시제를 포함하는 제2 혼합용액을 도포한 후, 제2 자외선 가교시켜 미세다공층을 형성하는 단계;를 포함하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 일방향 수분전달 텍스타일 시스템은 소수성 기반직물층, 나노섬유층 및 미세다공층이 순서대로 형성되며, 소수성 기반직물층에서 미세다공층으로 갈수록 친수성을 증가시킴으로 push-pull 효과가 유도되고 친수성인 미세다공층으로 수분을 끌어당기는 힘이 강해져 수분 전달 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일방향 수분전달 텍스타일 시스템은 편물을 포함하는 일반 직물 (기반직물)을 기반 소재로 사용함으로써 안정적인 형태를 가짐과 동시에 기계적 물성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용된 PET 트리코트 및 나일론 트리코트의 SEM 이미지 및 특성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1-1 내지 실시예 1-17에서 제조된 텍스타일 시스템의 (A) PU/PEGDA 나노섬유층의 PU/PEGDA 중량비, (B) PU/PEGDA 나노섬유층의 두께, (C) PEGDA 미세다공층 광가교 시간에 따른 나노섬유층에서 측정되는 접촉각이 최대에서 최소로 감소하는 데에 소요된 시간을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1-1 내지 실시예 1-17에서 제조된 텍스타일 시스템의 (A) PU/PEGDA 나노섬유층의 두께 및 PU/PEGDA 중량비, (B) PEGDA 미세다공층 형성 시간 및 PU/PEGDA 중량비에 따른 3D 플롯을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 (PET) 내지 실시예 2 (Nylon)에서 제조된 3층 구조 텍스타일 시스템의 단면 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)에서 제조된 텍스타일 시스템의 평균 기공 크기 및 기공 크기 분포를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1 (PT-3) 내지 실시예 2 (NT-3) 및 비교예 1 (PT-1) 내지 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 시간에 따른 물 접촉각을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 (PT-3) 내지 실시예 2 (NT-3) 및 비교예 1 (PT-1) 내지 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 소수성 면의 1 분 동안 물 접촉각 측정 이미지를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 (A) 비교예 1 (PT-1), (B) 비교예 3 (PT-2) 및 (C) 실시예 1 (PT-3)에서 제조된 텍스타일 시스템의 수분 함량 곡선을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 (A) 비교예 2 (NT-1), (B) 비교예 4 (NT-2) 및 (C) 실시예 2 (NT-3)에서 제조된 텍스타일 시스템의 수분 함량 곡선을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일 시스템의 전반적인 수분 제어 능력 (OMMC)을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일 시스템의 일방향 수분 전달 지수 (AOTI)를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 투습도를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 시간에 따른 잔류 수분량을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 건조율을 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 예상 건조 시간을 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 첨부된 도면 및 실시예와 함께 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 측면은 소수성 기반직물층; 상기 기반직물층 일면에 소수성 고분자 및 제1 친수성 고분자를 포함하는 혼합용액이 전기방사 및 제1 자외선 가교되어 형성된 나노섬유층; 및 상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자가 제2 자외선 가교되어 형성된 미세다공층;을 포함하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 텍스타일 시스템은 소수성 기반직물층, 약소수성 나노섬유층 및 친수성 미세다공층이 순서대로 형성되며, 소수성 기반직물층에서 미세다공층으로 갈수록 친수성이 증가되어 수분 전달 특성이 향상된 것을 특징으로 한다.
상기 기반직물층은 편물을 포함하는 일반 직물을 의미하며, 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리플루오르에틸렌, 아크릴 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 소수성 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 기반직물층은 물 접촉각이 120° 내지 160°, 바람직하게는 122° 내지 150°, 더욱 바람직하게는 124° 내지 140°, 가장 바람직하게는 126° 내지 130°일 수 있다. 상기 기반직물층의 물 접촉각이 120° 미만이면, 상기 기반직물층의 소수성 특성이 충분하지 못하여 친수성 미세다공층으로 물을 충분히 밀어내지 못하여 텍스타일 시스템의 수분 전달 성능이 저하될 수 있고, 반대로 160 ° 초과이면 극 소수성 상태로 발수도 (water repellency)가 극대화되어 원활한 수분전달이 어려울 수 있다.
상기 소수성 고분자 및 상기 제1 친수성 고분자는 75:25 내지 92:8, 바람직하게는 76:24 내지 87:13, 더욱 바람직하게는 77:23 내지 85:15, 가장 바람직하게는 79:21 내지 81:19 중량비로 혼합되는 것일 수 있다. 상기 소수성 고분자 및 제1 친수성 고분자 총 100 중량부에 대하여 상기 소수성 고분자가 75 중량부 미만이면 나노섬유층이 약한 소수성을 갖는 효과가 충분히 나타나지 않을 수 있고, 반대로 92 중량부 초과이면 나노섬유층이 과도하게 소수성화되어 점진적인 친수성 차이에 따른 수분전달 성능의 극대화 효과를 기대할 수 없다.
상기 소수성 고분자는 폴리우레탄, 폴리프로필렌 (Polypropylene, PP), 나일론 (Nylon), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리비닐아세테이트 (Poly(vinyl acetate), PVAc), 폴리스타일렌 (Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드 (Polyvinyl Chloride, PVC), 폴리아크릴로니트릴 (Polyacrylonitrile, PAN), 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE), 폴리비닐리덴클로라이드 (Poly(vinylidene chloride), PVDC), 폴리설폰 (Polysulfone, PSU) 및 폴리비닐리덴디플루오르 (Polyvinylidene Difluoride, PVDF)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄일 수 있으며, 가장 바람직하게는 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 폴리우레탄일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 제1 친수성 고분자 및 상기 제2 친수성 고분자는 서로 동일하거나 상이하고, 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA), 폴리에틸렌글리콜 (Polyethylene Glycol, PEG), 폴리메틸메타크릴레이트 (Poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리에틸렌옥사이드 (Poly(ethylene oxide), PEO), 폴리비닐알코올 (Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리아크릴산 (Polyacrylic acid, PAA) 및 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone, 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA)일 수 있다. 특히, 폴리에틸렌글리콜다이아크렐레이트 (PEGDA, CH2=CHCO(OCH2CH2)nOCOCH=CH2)는 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 및 다이아크릴레이드 (diacrylate)의 공중합체로 빠르고 효율적인 가교형성이 가능하다. 또한, 상기 폴리에틸렌글리콜다이아크렐레이트 (PEGDA)는 PEG (H-(O-CH2-CH2)n-OH)의 유도체로서, 반복된 ethylene oxide (C2H4O) 단위를 포함하여 PEG에 나타나는 유기용매에도 잘 용해되면서 산소에 의해 물과 수소 결합을 할 수 있는 수용성 성질과 친수적인 성질을 나타낸다는 이점도 존재한다.
본 발명의 일방향 수분전달 텍스타일 시스템은 상기 기반직물층, 상기 나노섬유층 및 상기 미세다공층으로 갈수록 기공 크기가 감소되는 것일 수 있다. 상기 기반직물층에서 미세다공층 방향으로 점진적으로 기공 크기가 감소될 때 친수성 미세다공층으로 수분을 끌어들이는 힘이 강해져 기공 크기가 감소되지 않을 때 보다 수분 전달 성능이 현저하게 향상될 수 있는데, 이때 상기 기반직물층 (B)의 평균 기공 크기에 대한 상기 나노섬유층 (N)의 평균 기공 크기 (N/B) 비율은 0.0003 내지 0.01, 바람직하게는 0.0005 내지 0.008, 더욱 바람직하게는 0.0008 내지 0.005, 가장 바람직하게는 0.001 내지 0.002이고, 상기 나노섬유층 (N)의 평균 기공 크기에 대한 상기 미세다공층 (M)의 평균 기공 크기의 비율 (M/N)은 0.1 내지 0.8, 바람직하게는 0.2 내지 0.7, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.6, 가장 바람직하게는 0.35 내지 0.5인 것이 중요하다. 상기 기반직물층의 평균 기공 크기에 대한 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기 및 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기에 대한 상기 미세다공층의 평균 기공 크기 중 어느 하나라도 상기 범위를 만족하지 않을 경우, 점진적 기공 크기 차이로 인한 수분 전달 성능 향상을 기대할 수 없는 것을 확인하였다.
상기 기반직물층의 평균 기공 크기는 1 내지 2 mm, 바람직하게는 1.2 내지 1.9 mm, 더욱 바람직하게는 1.3 내지 1.8 mm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 1.7 mm이고, 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기는 1.3 내지 2.5 ㎛, 바람직하게는 1.5 내지 2.3 ㎛, 더욱 바람직하게는 1.6 내지 2.2 ㎛, 가장 바람직하게는 1.8 내지 2 ㎛이고, 상기 미세다공층의 평균 기공 크기는 0.7 내지 1.1 ㎛, 바람직하게는 0.75 내지 1.05 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.77 내지 1 ㎛, 가장 바람직하게는 0.8 내지 0.95 ㎛일 수 있다.
상기 기반직물층의 두께는 170 내지 250 ㎛, 바람직하게는 180 내지 240 ㎛, 더욱 바람직하게는 190 내지 230 ㎛, 가장 바람직하게는 200 내지 220 ㎛이고, 상기 나노섬유층의 두께는 1 내지 20 ㎛, 바람직하게는 2 내지 18 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 17 ㎛, 가장 바람직하게는 4 내지 16 ㎛이고, 상기 미세다공층의 두께는 0.44 내지 0.8 ㎛, 바람직하게는 0.45 내지 0.75 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.48 내지 0.72 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 내지 0.7 ㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 (A) 소수성 기반직물층 일면에 소수성 고분자, 제1 친수성 고분자 및 제1 광개시제를 포함하는 제1 혼합용액을 전기방사 및 제1 자외선 가교시켜 나노섬유층을 제조하는 단계; 및 (B) 상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자 및 제2 광개시제를 포함하는 제2 혼합용액을 도포한 후, 제2 자외선 가교시켜 미세다공층을 형성하는 단계;를 포함하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법의 각 단계를 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
(A) 소수성 기반직물층 일면에 소수성 고분자, 제1 친수성 고분자 및 제1 광개시제를 포함하는 제1 혼합용액을 전기방사 및 제1 자외선 가교시켜 나노섬유층을 제조하는 단계
상기 기반직물층은 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리플루오르에틸렌, 아크릴 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 소수성 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 기반직물층은 물 접촉각이 120° 내지 160°, 바람직하게는 122° 내지 150°, 더욱 바람직하게는 124° 내지 140°, 가장 바람직하게는 126° 내지 130°일 수 있다.
상기 소수성 고분자 및 상기 제1 친수성 고분자는 75:25 내지 92:8, 바람직하게는 76:24 내지 87:13, 더욱 바람직하게는 77:23 내지 85:15, 가장 바람직하게는 79:21 내지 81:19 중량비로 혼합되는 것일 수 있다.
상기 제1 혼합용액은 상기 소수성 고분자를 3 내지 20 중량%, 바람직하게는 4 내지 18 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 16 중량%, 가장 바람직하게는 6 내지 12 중량%로 포함하는 것일 수 있다. 제1 혼합용액 전체 100 중량%에 대하여 상기 소수성 고분자가 3 중량% 미만으로 포함되면 나노섬유층의 강도가 저하되고 형태가 불안정해질 수 있고, 반대로 20 중량% 초과로 포함되면, 약소수성층을 형성하여 점진적인 친수도 차이에 의하여 수분 전달 성능이 향상시키는 효과가 나타나지 않을 수 있다.
상기 소수성 고분자는 폴리우레탄, 폴리프로필렌 (Polypropylene, PP), 나일론 (Nylon), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리비닐아세테이트 (Poly(vinyl acetate), PVAc), 폴리스타일렌 (Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드 (Polyvinyl Chloride, PVC), 폴리아크릴로니트릴 (Polyacrylonitrile, PAN), 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE), 폴리비닐리덴클로라이드 (Poly(vinylidene chloride), PVDC), 폴리설폰 (Polysulfone, PSU) 및 폴리비닐리덴디플루오르 (Polyvinylidene Difluoride, PVDF)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄일 수 있으며, 가장 바람직하게는 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 폴리우레탄일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 제1 친수성 고분자 및 후술할 제2 친수성 고분자는 서로 동일하거나 상이하고, 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA), 폴리에틸렌글리콜 (Polyethylene Glycol, PEG), 폴리메틸메타크릴레이트 (Poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리에틸렌옥사이드 (Poly(ethylene oxide), PEO), 폴리비닐알코올 (Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리아크릴산 (Polyacrylic acid, PAA) 및 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone, 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA)일 수 있다.
상기 전기방사는 8 내지 23 kV의 방사 전압, 니들 게이지 20 내지 25, 방사거리 16 내지 24 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.0 내지 1.4 ml/hr로 수행되는 것일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 20 kV의 방사 전압, 니들 게이지 21 내지 24, 방사거리 17 내지 23 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.05 내지 1.35 ml/hr로 수행되는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 12 내지 18 kV의 방사 전압, 니들 게이지 21 내지 24, 방사거리 18 내지 22 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.1 내지 1.3 ml/hr로 수행되는 것일 수 있고, 가장 바람직하게는 14 내지 16 kV의 방사 전압, 니들 게이지 22 내지 24, 방사거리 19 내지 21 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.15 내지 1.25 ml/hr로 수행되는 것일 수 있다. 상기 전기방사의 방사전압, 니들게이지, 방사거리 및 용액 공급 속도 중 어느 하나라도 상기 범위를 벗어나면 나노섬유층의 직경 간의 편차가 증가하고 두께가 균일하지 못하여 수분 전달 성능이 위치에 따라 달라져 효과적인 수분의 흡수 및 이동이 방해될 수 있으며, 기계적 강도가 저하되어 반복적으로 힘이 가해질 경우 기반직물층으로부터 분리될 수 있다.
상기 제1 광개시제는 상기 제1 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 2 내지 4 중량부, 더욱 바람직하게는 2.3 내지 3.8 중량부, 가장 바람직하게는 2.8 내지 3.2 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 제1 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 상기 제1 광개시제가 1 중량부 미만이면 가교가 충분히 일어나지 않아 나노섬유층이 형성되지 않을 수 있고, 반대로 5 중량부 초과이면, 가교가 완전히 이루어지고도 추가적으로 광개시제가 사용되어 비용을 증가시킬 수 있다.
상기 제1 자외선 가교는 340 내지 400 nm 파장의 빛을 5 내지 15 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있고, 바람직하게는 350 내지 390 nm 파장의 빛을 7 내지 13 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 355 내지 385 nm 파장의 빛을 8 내지 12 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 360 내지 380 nm 파장의 빛을 9 내지 11 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있다. 제1 자외선 조사 시간이 상기 하한치 미만이면, 나노섬유층이 제대로 형성되지 못할 수 있고, 반대로 상기 상한치 초과이면 기공의 수가 감소하여 건조성능이 현저하게 저하될 수 있다.
(B) 상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자 및 제2 광개시제를 포함하는 제2 혼합용액을 도포한 후, 제2 자외선 가교시켜 미세다공층을 형성하는 단계
상기 제2 혼합용액은 상기 제2 친수성 고분자를 5 내지 20 중량%, 바람직하게는 6 내지 17 중량%, 더욱 바람직하게는 7 내지 15 중량%, 가장 바람직하게는 8 내지 12 중량%로 포함하는 것일 수 있다. 제2 혼합용액에 제2 친수성 고분자가 상기 하한치 미만으로 포함되면, 미세다공층이 형성되지 않을 수 있고, 반대로 상기 상한치 초과로 포함되면, 제2 친수성 고분자가 상기 제2 혼합용액 내에서 균일하게 분산되지 않아 제조되는 미세다공층 내에서 응집될 수 있으며, 이후 가교를 위하여 과도한 시간 또는 에너지가 소요되어 공정 효율성이 저하될 수 있다.
상기 제1 광개시제 및 제2 광개시제는 서로 동일하거나 상이하고, 2-하이드록시-4'-(2-하이드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone), 1-히드록시시클로헥시페닐케톤 (1-Hydroxycyclohexyphenylketone), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 (4,4'-bis(diethylamino)benzophenone), 안트라퀴논(anthraquinone) 및 메틸벤조일 포르메이트(methylbenzoyl formate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 2-하이드록시-4'-(2-하이드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone)일 수 있다.
상기 제2 광개시제는 상기 제2 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부, 바람직하게는 7 내지 17 중량부, 더욱 바람직하게는 8 내지 15 중량부, 가장 바람직하게는 9 내지 12 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 제1 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 상기 광개시제가 1 중량부 미만이면 가교가 충분히 일어나지 않아 나노섬유층이 형성되지 않을 수 있고, 반대로 5 중량부 초과이면, 가교가 완전히 이루어지고도 추가적으로 광개시제가 사용되어 비용을 증가시킬 수 있다.
상기 제2 자외선 가교는 340 내지 400 nm 파장의 빛을 5 내지 15 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있고, 바람직하게는 350 내지 390 nm 파장의 빛을 7 내지 13 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 355 내지 385 nm 파장의 빛을 8 내지 12 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 360 내지 380 nm 파장의 빛을 9 내지 11 분간 조사하여 수행되는 것일 수 있다. 자외선 조사 시간이 상기 하한치 미만이면, 미세다공층이 제대로 형성되지 못할 수 있고, 반대로 상기 상한치 초과이면 기공의 수가 감소하여 건조성능이 현저하게 저하될 수 있다.
본 발명의 텍스타일 시스템은 상기 기반직물층, 상기 나노섬유층 및 상기 미세다공층으로 갈수록 기공 크기가 감소되는 것일 수 있다. 상기 기반직물층에서 미세다공층 방향으로 점진적으로 기공 크기가 감소될 때 친수성 미세다공층으로 수분을 끌어들이는 힘이 강해져 기공 크기가 감소되지 않을 때 보다 수분 전달 성능이 현저하게 향상될 수 있는데, 이때 상기 기반직물층의 평균 기공 크기 (B)에 대한 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기 (N)의 비율 (N/B)은 0.0003 내지 0.01, 바람직하게는 0.0005 내지 0.008, 더욱 바람직하게는 0.0008 내지 0.005, 가장 바람직하게는 0.001 내지 0.002이고, 상기 나노섬유층 (N)의 평균 기공 크기에 대한 상기 미세다공층 (M)의 평균 기공 크기의 비율 (M/N)은 0.1 내지 0.8, 바람직하게는 0.2 내지 0.7, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.6, 가장 바람직하게는 0.35 내지 0.5인 것이 중요하다.
상기 기반직물층의 평균 기공 크기는 1 내지 2 mm, 바람직하게는 1.2 내지 1.9 mm, 더욱 바람직하게는 1.3 내지 1.8 mm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 1.7 mm이고, 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기는 1.3 내지 2.5 ㎛, 바람직하게는 1.5 내지 2.3 ㎛, 더욱 바람직하게는 1.6 내지 2.2 ㎛, 가장 바람직하게는 1.8 내지 2 ㎛이고, 상기 미세다공층의 평균 기공 크기는 0.7 내지 1.1 ㎛, 바람직하게는 0.75 내지 1.05 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.77 내지 1 ㎛, 가장 바람직하게는 0.8 내지 0.95 ㎛일 수 있다.
상기 기반직물층의 두께는 170 내지 250 ㎛, 바람직하게는 180 내지 240 ㎛, 더욱 바람직하게는 190 내지 230 ㎛, 가장 바람직하게는 200 내지 220 ㎛이고, 상기 나노섬유층의 두께는 1 내지 20 ㎛, 바람직하게는 2 내지 18 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 17 ㎛, 가장 바람직하게는 4 내지 16 ㎛이고, 상기 미세다공층의 두께는 0.44 내지 0.8 ㎛, 바람직하게는 0.45 내지 0.75 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.48 내지 0.72 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 내지 0.7 ㎛일 수 있다.
하기 실시예 또는 비교예 등에는 명시적으로 기재하지는 않았지만, 본 발명에 따른 텍스타일 시스템에 있어서, 하기 조건들을 달리하여 제조된 각각의 텍스타일 시스템을 KS K ISO 105-C06의 방법에 따라 가속 세탁시험을 하고 SEM을 이용하여 가속 세탁시험 전후 형태 및 내부 구조를 분석하고, 수분 전달 특성을 측정하였다.
그 결과, 다른 조건 및 다른 수치 범위에서와는 달리, 아래 조건이 모두 만족하였을 때, 가속 세탁시험 후에도 기반직물층, 나노섬유층 및 미세다공층이 박리되지 않고, 서로 견고하게 부착되어 있을 뿐 아니라, 수분 전달 특성이 가속 세탁시험 전에 비해 감소되지 않고 동일한 수준으로 유지되어 예상 건조 시간에 변화가 없었다.
상기 기반직물층은 폴리에스테르를 포함하고,
상기 기반직물층은 물 접촉각이 126° 내지 130°이고,
상기 소수성 고분자 및 상기 제1 친수성 고분자는 79:21 내지 81:19 중량비로 혼합되는 것이고,
상기 제1 혼합용액은 상기 소수성 고분자를 6 내지 12 중량%로 포함하는 것이고,
상기 소수성 고분자는 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 폴리우레탄이고,
상기 제1 친수성 고분자 및 상기 제2 친수성 고분자는 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA)이고,
상기 전기방사는 14 내지 16 kV의 방사 전압, 니들 게이지 22 내지 24, 방사거리 19 내지 21 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.15 내지 1.25 ml/hr로 수행되는 것이고,
상기 제1 광개시제는 상기 제1 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 2.8 내지 3.2 중량부로 포함되고,
상기 제1 자외선 가교는 360 내지 380 nm 파장의 빛을 9 내지 11 분간 조사하여 수행되는 것이고,
상기 제2 혼합용액은 상기 제2 친수성 고분자를 8 내지 12 중량%로 포함하는 것이고,
상기 제2 광개시제는 상기 제2 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 9 내지 12 중량부로 포함되는 것이고,
상기 제2 자외선 가교는 360 내지 380 nm 파장의 빛을 9 내지 11 분간 조사하여 수행되는 것이고,
상기 제1 광개시제 및 제2 광개시제는 2-하이드록시-4'-(2-하이드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone)이고,
상기 기반직물층의 평균 기공 크기는 1.5 내지 1.7 mm이고, 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기는 1.8 내지 2 ㎛이고, 상기 미세다공층의 평균 기공 크기는 0.8 내지 0.95 ㎛이고,
상기 기반직물층의 두께는 200 내지 220 ㎛이고, 상기 나노섬유층의 두께는 4 내지 16 ㎛이고, 상기 미세다공층의 두께는 0.5 내지 0.7 ㎛일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다.
실시예
(재료)
본 발명에서 사용된 고분자는 폴리우레탄 (PU, polyurethane, PellethaneTM 2103-80AE, Dow Chemical Company, USA)과 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA, Average Mn=575, Sigma-Aldrich Co., USA)이다. 상기 폴리우레탄의 화학구조는 하기 화학식 1과 같았다.
[화학식 1]
Figure pat00004
자외선 조사를 통한 PEGDA의 가교반응을 유도하기 위해 사용된 광개시제는 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone (Mw=224.25 g/mol, Sigma-Aldrich Co., USA)이다. 그리고, 용액 제조에 사용된 용매는 N, N-dimethylformamide (Anhydrous, 99.8%, Sigma-Aldrich Co., USA)이다.
3층 구조의 텍스타일 시스템을 제조하기 위한 기반 소재로는 100% 폴리에스테르 (polyester, PET) 트리코트 (tricot)와 100% 나일론 (nylon) 트리코트, 두 가지 시판 의류용 소재가 사용되었다. 본 발명에서 사용된 PET 트리코트 및 나일론 트리코트의 SEM 이미지 및 특성은 도 1에 나타내었다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용된 PET 트리코트 및 나일론 트리코트의 SEM 이미지 및 특성을 나타낸 것이다.
상기 도 1을 참조하면, PET 트리코트 및 나일론 트리코트 표면에서 접촉각은 120°이상으로 소수성을 나타내고, 평균 기공 크기는 1.6 mm로 본 발명의 3층 구조 텍스타일 시스템의 기반직물층에 적합하다는 것을 알 수 있다.
실시예 1. PT-3
약소수성 나노섬유층 형성
디메틸포름아마이드 (N, N-dimethylformamide)에 폴리우레탄, PEGDA 및 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone (광개시제)를 혼합시켜 방사용 혼합용액을 제조하였다. 이때 상기 혼합용액 100 중량%에 대하여 상기 폴리우레탄은 8 중량%로 포함되고, 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone는 PEGDA 100 중량부에 대하여 3 중량부로 포함되었으며, 폴리우레탄 및 PEGDA의 중량비는 80:20이었다.
그 다음, 크기가 15cm×15cm인 100% 폴리에스테르 (polyester, PET) 트리코트 (tricot)를 테플론 시트 위에 놓고 컬렉터 중앙에 고정하였다. 그 다음 상기 트리코트 상부에 상기 방사용 혼합용액을 1.2 mL/h 속도로 공급하며 15 kV 전압, 방사거리 20 cm, 니들게이지 23 게이지 조건에서 전기방사한 후, UV-A (파장 370 nm) 램프가 설치된 챔버에 샘플과 램프 사이 거리가 4 cm가 될 수 있도록 하여 10분간 자외선 조사를 실시하여 자외선 가교시켰다. 그 다음 상온의 흄 후드에서 24 시간 동안 건조하여 10 μm 두께의 나노섬유층을 제조하였다.
미세다공층 형성
그 다음 디메틸포름아마이드에 PEGDA 및 광개시제 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone)가 용해된 제2 혼합용액을 준비하였으며, 상기 제2 혼합용액 전체 100 중량%에 대하여 상기 PEGDA는 10 중량%로 포함되었고, 상기 광개시제는 상기 PEGDA 전체 100 중량부에 대하여 10 중량부로 포함되었다.
그 다음 상기 나노섬유층 상에 UV-A (파장 370 nm) 램프가 설치된 챔버에 샘플과 램프 사이 거리가 4 cm가 될 수 있도록 하고 10 분간 광 가교시켜 0.6 μm 두께의 미세다공층을 제조하였다. 이때 미세다공층의 두께는 tri-layered textile system의 단면 SEM 이미지를 통해서 파악하였다.
실시예 1-1 내지 1-17
기반직물을 사용하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 텍스타일 시스템을 제조하되, 약소수성 나노섬유층의 PU:PEGDA 중량비, 약소수성 나노섬유층의 두께 및 PEGDA 미세다공층의 광가교시간을 하기 표 1과 같이 변화시켜 실시예 1-1 내지 1-17을 제조하였다.
구분 약소수성 나노섬유층 PEGDA 미세다공층
PU:PEGDA 중량비 두께(㎛) 광가교 시간(min)
실시예 1-1 80:20 5 10
실시예 1-2 90:10 10 10
실시예 1-3 90:10 5 15
실시예 1-4 80:20 10 15
실시예 1-5 90:10 10 10
실시예 1-6 80:20 15 10
실시예 1-7 90:10 5 5
실시예 1-8 90:10 10 10
실시예 1-9 100:0 15 10
실시예 1-10 100:0 5 10
실시예 1-11 80:20 10 5
실시예 1-12 90:10 15 15
실시예 1-13 100:0 10 5
실시예 1-14 90:10 10 10
실시예 1-15 90:10 15 5
실시예 1-16 100:0 10 15
실시예 1-17 90:10 10 10
실시예 2. NT-3
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 기반직물로 100% 나일론 (nylon) 트리코트를 사용하였다.
비교예 1. PT-1
100% 폴리에스테르 (polyester, PET) 트리코트 (tricot)만을 사용하여 단일 레이어의 텍스타일 시스템을 제조하였다.
비교예 2. NT-1
100% 나일론 (nylon) 트리코트 (tricot)만을 사용하여 단일 레이어의 텍스타일 시스템을 제조하였다.
비교예 3. PT-2
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되 나노섬유층 상에 PEGDA 혼합용액을 도포하지 않아 PET 기반직물층-PU/PEGDA 나노섬유 2층 구조의 텍스타일 시스템을 제조하였다.
비교예 4. NT-2
상기 실시예 2와 동일하게 제조하되 나노섬유층 상에 PEGDA 혼합용액을 도포하지 않아 나일론 기반직물층-PU/PEGDA 나노섬유 2층 구조의 텍스타일 시스템을 제조하였다.
실험예
측정방법
시료의 건조 성능은 ISO 17617:2014 (Textiles - Determination of moisture drying rate) 수평법 B에 따라 측정되었다. 원형 (지름 85±2 mm)의 샘플을 20±1 ℃, 상대습도는 65±2 %로 하루 동안 컨디셔닝하였다. 실험은 온도 55±1℃, 상대습도 80±2% 및 공기속도 0.3m/s로 컨트롤되는 인공기후 챔버 (EBL-5HW2P3A, TABAI Espec®, 일본)에서 수행되었다. 각 시료는 정밀 저울에 놓인 페트리 접시에 놓였으며, 0.1±0.01 ml의 증류수를 페트리 접시 밑면의 중앙에 떨어뜨리고 시료를 위에 덮었다. 실험이 진행되는 1 시간 동안 온도와 습도를 상기와 같이 유지될 수 있도록 하였다. 수분 증발로 인한 무게의 감소는 5 분 간격으로 측정되었다. 이렇게 얻어진 데이터를 최소 제곱법을 적용하여 건조 시간 및 건조 속도(%/min)를 계산하였다.
투습도는 ASTM E96/E96M-16 (Standard test method for water vapor transmission of materials)에 따라 평가하였다. 시료는 증류수가 포함된 시험컵에 상부에 위치시키고 이 때, 이면 (기반 소재)이 증류수를 향하도록 했다. 시료를 통해 대기 중으로 물이 증발하도록 한 후에 무게를 측정하였으며, 실험 중 온도는 23±1℃, 상대습도는 50±2%로 컨트롤하였다.
시료의 흡수성은 AATCC 79-2010 (Standard test method for absorbency of textiles)에 따라 평가되었다. AATCC 195-2017 (Standard test method for liquid moisture management properties of textile fabrics)에 준하여 MMT를 사용하여 시료의 일방향 수분전달 성능을 평가하였다. 또한, 재료의 표면에서의 시간 경과에 따른 접촉각을 측정하여 수분흡수 거동을 평가하였다.
Design Expert (v.12.0.5, Stat-Ease, Inc. Minneapolis, USA)가 실험 설계, 통계 분석 및 최적화에 사용되었다.
접촉각: 광학 접촉각 측정 시스템(optical contact angle meter system)을 이용하여 5 μL 물방울의 접촉각을 측정하였다.
재료의 단면 SEM 이미지를 촬영하여 텍스타일 시스템의 형태를 분석하였다.
재료의 평균 기공 크기는 capillary flow porometer를 사용하여 측정하였고, 재료 두께는 디지털 디스플레이의 두께 측정기를 사용하여 측정하였다. 각 조건에 따라 제조한 샘플 5개에 대해서 측정을 실시하고 평균값을 산출하였다.
실험예 1. 반응 표면 분석법 (Response Surface Methodology, RSM)
반응 표면 분석법 (Response Surface Methodology, RSM)은 전체 필요한 시험 횟수를 줄임으로써 비용과 시간을 절약하며 종속 변수에 대한 독립 변수의 영향을 연구하고 재료의 최적 공정 조건을 도출할 수 있는 분석법이다. 실험예 1에서는 1) 약소수성 나노섬유 멤브레인을 구성하는 PU와 PEGDA의 혼합비 (X1), 2) PU/PEGDA 나노섬유 멤브레인의 두께 (X2), 3) 약소수성인 PU/PEGDA 나노섬유 멤브레인 표면에 PEGDA를 코팅하고 자외선 조사를 통해 가교반응을 유도하는 과정에서의 자외선 조사 시간 (X3)을 독립변수로 설정하고 PU/PEGDA 나노섬유층에서 측정되는 접촉각이 최대값에서 최소값으로 감소하기까지 걸리는 시간을 종속 변수로 설정하여 표면 분석법으로 상기 독립 변수와 다층형 복합나노섬유막의 수분 전달 특성 사이의 관계에 대한 체계적인 이해와 정량적 근거를 확립하고 효과적인 수분 전달 성능을 구현하는 텍스타일 시스템의 제조 조건을 도출하였다. 보다 구체적으로, 상기 독립변수들을 변화시킨 실시예 1-1 내지 실시예 1-17의 텍스타일 시스템에 있어서, RSM 모델을 이용하되, 17 run Box-Behnken design (BBD)을 적용하고 Design Expert (v.12.0.5, Stat-Ease, Inc. Minneapolis, USA)를 실험 설계, 통계 분석 및 최적화에 사용하여 텍스타일 시스템 제조 공정 조건을 도출하였다. 이때 RSM 분석 실험 설계 및 결과는 하기 표 2 내지 표 4 및 도 2에 나타내었다.
BBD를 바탕으로 제조한 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-17의 17개 텍스타일 시스템에서 측정된 약소수성 나노섬유층에서 측정되는 접촉각이 최대에서 최소로 감소하는 데에 소요된 시간 (Y)에 대한 2차 회귀 모델은 다음의 수학식 1과 같았다.
[수학식 1]
Y = 25.8463 - 9.42125A - 2.40375C + 0.815B + 0.965AB -2.31171 A2 -1.05171C2
(수학식 1에서 A는 PU와 PEGDA의 혼합비, B는 PU/PEGDA 막 두께 (μm), C는 PEGDA 코팅에서의 자외선 조사 시간 (min)이다.)
Figure pat00005
상기 표 2는 실험예 1에서 수행된 RSM 모델 분석의 p-값을 나타낸 것으로, 이를 참조하면, RSM 모델의 p-값이 0.0001 보다 작고, lack of fit의 p-값이 0.05 보다 높기 때문에 이 모델은 실험 결과를 모형화하기에 충분한 것을 확인할 수 있었다.
Figure pat00006
상기 표 3은 RSM 모델의 2차 다항식 모델 적합도와 전체 예측 능력을 판단할 수 있는 RSM 모델의 결정 계수(R2)와 adjusted R2를 나타낸 것으로, 이를 참조하면 실시예 1의 RSM 결정 계수 R2의 값은 0.9924이고 Adjusted R2 = 0.9878임을 알 수 있다. 이를 통해 수분 전달 성능의 99.24%가 세 개의 독립 변수에 의해 설명될 수 있으며, 통계적 정확도 척도는 모형의 유의성이 높고 추정 회귀선의 데이터의 98.78%가 종속 변수에 실제로 영향을 미치는 독립 변수에 의해 설명된다는 것을 확인할 수 있다.
즉, 상기 표 2 내지 표 3을 참조하면, 17개의 독립변수 조합에 따른 실험결과에 따라 통계모델을 도출한 예측 모델은 본 실험을 모형화하기에 적합하다는 것을 알 수 있다.
Figure pat00007
도 2는 본 발명의 실시예 1-1 내지 실시예 1-17에서 제조된 텍스타일 시스템의 (A) PU/PEGDA 나노섬유층의 PU/PEGDA 중량비, (B) PU/PEGDA 나노섬유층의 두께, (C) PEGDA 미세다공층 광가교 시간에 따른 나노섬유층에서 측정되는 접촉각이 최대에서 최소로 감소하는 데에 소요된 시간을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1-1 내지 실시예 1-17에서 제조된 텍스타일 시스템의 (A) PU/PEGDA 나노섬유층의 두께 및 PU/PEGDA 중량비, (B) PEGDA 미세다공층 형성 시간 및 PU/PEGDA 중량비에 따른 3D 플롯을 나타낸 것이다.
상기 표 4 및 도 2 내지 도 3을 참조하면, 최적의 일방향 수분 전달 성능을 나타내는 텍스타일 시스템 제조조건은 PU/PEGDA 80/20 (w/w)로 구성된 나노섬유층을 10 μm 두께로 제조하고 해당 멤브레인 표면에 10 분간 자외선 조사를 통해 PEGDA로 코팅하였을 때일 것임을 예측할 수 있다. 또한, PU와 PEGDA의 혼합비와 PEGDA 미세다공층에서의 자외선 조사 시간이 다층형 복합나노섬유막의 일방향 수분 전달 성능에 영향을 미치는 주요 요인이고 다층형 복합나노섬유막의 일방향 수분 전달 성능에 있어 PU/PEGDA 멤브레인의 두께 요인이 다른 두 요인보다 상대적으로 영향력이 적음을 알 수 있다.
실험예 2. 텍스타일 시스템 형태, 물 접촉각 및 기공 크기 분석
도 4는 본 발명의 실시예 1 (PET) 내지 실시예 2 (Nylon)에서 제조된 3층 구조 텍스타일 시스템의 단면 SEM 이미지를 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 실시예의 나노섬유층은 기반직물층에 잘 부착되어 있으며, 안정적인 형태로 적층 구조를 형성하였음을 알 수 있다. 또한, 상기 실시예의 3층 구조의 텍스타일 시스템은 기반 소재와 2층 구조의 다층형 복합나노섬유막 (나노섬유층-미세다공층) 간의 접착을 위한 추가 공정 없이, 전기방사 및 미세다공 코팅 공정을 통해 성공적으로 제조되었음을 확인할 수 있다. 또한, 2층 구조의 다층형 복합 나노섬유막과 기반 소재가 잘 결합되어 있음을 통해 내부 층에서 외부 층으로 수분 이동이 더 빠르게 일어날 것을 예상할 수 있다.
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4의 텍스타일 시스템의 각 층의 평균 기공 크기를 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.
구분 평균 기공 크기
기반직물층 나노섬유층 미세다공층
실시예 1 1.6 mm
(1600 ㎛)		 1.9 ㎛ 0.9 ㎛
실시예 2 1.9 ㎛ 0.9 ㎛
비교예 1 - -
비교예 2 - -
비교예 3 1.9 ㎛ -
비교예 4 1.9 ㎛ -
도 5는 본 발명의 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)에서 제조된 텍스타일 시스템의 평균 기공 크기 및 기공 크기 분포를 나타낸 것이다.
3층 구조 적층형 텍스타일 전 층에 걸친 평균 기공 크기는 PET 트리코트 기반 적층형 텍스타일 시스템 (실시예 1)의 경우 4.52 μm, 나일론 트리코트 기반 적층형 텍스타일 시스템 (실시예 2)의 경우 10.98 μm이었으며, 나노섬유층 및 미세다공층에 해당하는 2층 구조 다층형 복합나노섬유막의 평균 기공 크기는 약 1.0 μm이었다. 따라서 본 발명에 따른 3층 구조 텍스타일 시스템에서는 점진적인 기공 크기의 차이로 인해 모세관 효과가 향상되어 친수성층으로 수분을 끌어들이는 힘이 증가할 것으로 예상된다. 이러한 결과를 통해, 본 발명의 텍스타일 시스템은 점진적인 친수도 차이 및 기공 크기 차이로 수분 전달 성능이 향상된 3층 구조 텍스타일 시스템을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
실험예 3. 흡수 성능 및 물 접촉각 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 텍스타일 시스템에 있어서, AATCC 79 시험방법에 따라 시료의 표면에 물방울을 떨어뜨린 후 물방울 모양이 완전히 사라질 때까지의 시간과 시료 양쪽 면에서의 평균 수분 흡수 시간을 측정하여 하기 표 6 및 도 6 내지 도 7에 나타내었다.
도 6은 실시예 1 (PT-3) 내지 실시예 2 (NT-3) 및 비교예 1 (PT-1) 내지 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 시간에 따른 물 접촉각을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 실시예에서 제조된 3층 구조 텍스타일 시스템 (PT-3, NT-3)은 초기 접촉각이 낮았으며, 이는 다층형 복합 나노섬유막이 트리코트 기반 소재에 적층됨으로써 수분을 당기는 효과가 잘 활성화되었음을 의미한다. 즉, 점진적인 친수도 차이를 보일 수 있도록 형성한 다층 구조가 소수성 층에서 친수성 층으로 물 전달을 유발하여 접촉각이 2분 이내에 빠르게 감소하였다. 특히, NT-3는 가장 빠른 접촉각의 감소를 보였으며 90초 이내에 0°로 감소하여 흡수 성능이 가장 우수하였다. 반면, 비교예의 단일 레이어 트리코트 텍스타일 시스템 (PT-1, NT-1)은 물을 흡수하는 데에 더 많은 시간이 소요되었고 이는 소수성 성질이 강하기 때문으로 해석된다.
Figure pat00008
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 단일 레이어인 비교예 1 및 비교예 2의 텍스타일 시스템은 트리코트 양쪽에서 흡수 시간은 1분 이상 소요되었다. 또한, 실시예 1 내지 2의 3층 구조의 텍스타일 시스템에 있어서, 기반직물층 (소수성층)은 3층 구조 텍스타일 시스템의 코팅층 (친수성층)보다 흡수 속도가 더 빨랐으며, 이는 적층형 텍스타일 시스템의 PEGDA 친수성 미세다공 코팅층과 소수성 기반직물층 사이에 형성된, 점진적인 친수도 차이에 의해 소수성인 기반직물층으로부터 친수성인 코팅층으로 수분이 끌어당겨진 것으로 해석된다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 (PT-3) 내지 실시예 2 (NT-3) 및 비교예 1 (PT-1) 내지 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 소수성 면의 1 분 동안 물 접촉각 측정 이미지를 나타낸 것이다.
상기 도 7을 참조하면, 실시예 1 (PT-3)과 실시예 2 (NT-3)는 비교예 1 (PT-1)과 비교예 2 (NT-1)보다 훨씬 작은 접촉각을 나타내었다. 또한, 표면에 PEGDA로 코팅된 실시예의 3층 구조 텍스타일 시스템에서는 물의 접촉각이 빠르고 현저하게 감소(1 분 내에 약 40°감소)하였다. 이것은 3층 구조 텍스타일 시스템의 한쪽에 위치한 다층형 복합나노섬유막이 물을 끌어당길 수 있어 물이 더 빨리 침투할 수 있다는 것을 의미한다.
실험예 4. 수분 전달 성능
MMT는 직물과 같은 다공성 재료에서 관찰되는 수분 전달 특성을 측정할 수 있는 장비이다. MMT 측정을 위해 비교예에서 제조된 단일 레이어인 PET (비교예 1), 나일론 트리코트 소재 (비교예 2)와 이를 기반으로 하는 3층 구조 텍스타일 시스템 (실시예) 및 PU/PEGDA 나노섬유막을 트리코트 기반 소재에 직접 전기방사하여 제조한 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)의 2층 구조의 텍스타일 시스템을 시료로 준비하였다.
실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일 시스템의 수분 전달 성능에 대한 연구 결과는 하기 표 7에 나타내었다.
Figure pat00009
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)의 3층 구조 텍스타일 시스템의 코팅면 (PEGDA 코팅층/외부)에서 트리코트 (기반 소재층/내부)보다 상당히 높은 흡수율이 관찰되었다. 반면, 비교예 1 내지 2의 단일 레이어 트리코트 소재에서는 내부의 흡수율이 외부보다 높게 나타났다. 이를 통해 추가로 형성한 다층형 복합나노섬유막 (PEGDA 코팅된 PU-PEGDA 멤브레인)이 외부 표면으로 수분을 신속하게 전달하는 직물의 성능에 기여했다는 것을 확인할 수 있다. 또한, PET 트리코트 기반의 적층형 텍스타일 시스템 (실시예 1)의 경우, 나일론 트리코트 기반의 텍스타일 시스템 (실시예 2)에서 보다 더 뛰어난 수분 전달 특성을 보였는데, 이는 폴리에스테르가 나일론보다 소수성이 강하여 수분을 밀어내는 작용을 한 것으로 해석되며, 3층 구조 적층형 텍스타일 시스템의 수분 전달 성능을 보다 향상시키는 데에 기여한 것으로 사료된다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 적층형 텍스타일 시스템의 수분 전달 양상을 확인하기 위하여 시료의 내부 및 외부층의 시간 대비 상대 수분 함량 곡선을 도 8 및 도 9에 나타내었다.
도 8은 본 발명의 (A) 비교예 1 (PT-1), (B) 비교예 3 (PT-2) 및 (C) 실시예 1 (PT-3)에서 제조된 텍스타일 시스템의 수분 함량 곡선을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 (A) 비교예 2 (NT-1), (B) 비교예 4 (NT-2) 및 (C) 실시예 2 (NT-3)에서 제조된 텍스타일 시스템의 수분 함량 곡선을 나타낸 것이다.
상기 도 8 및 도 9를 참조하면, 실시예 1 (PT-3)의 3층 구조 텍스타일 시스템 (도 8(C))은 기반직물만을 사용한 비교예 1 (PT-1)(도 8(A))에 비하여, 실시예 2 (NT-3)의 3층 구조 텍스타일 시스템 (도 9(C))은 기반직물만을 사용한 비교예 2 (NT-1)(도 9(A))에 비하여 코팅층의 수분 함량이 기반직물층 (트리코트)의 수분 함량보다 현저히 높아 물이 친수성 코팅층으로 성공적으로 전달되었음을 알 수 있다. 특히, 나일론 트리코트에 기반한 3층 구조 텍스타일 시스템 (실시예 2 (NT-3))에서 코팅층의 수분 함량이 급격히 상승하는 것으로 나타났는데 이는 push-pull 효과가 빠르게 일어났음을 의미한다.
또한, 실시예에서 제조된 3층 구조 텍스타일 시스템과 대조적으로, 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)의 단일 레이어인 트리코트 소재와 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)의 이층 구조의 텍스타일 시스템 (기반 소재에 나노섬유층만 적층된 형태)은 반대의 경향을 보였다. 단일 레이어 트리코트 소재와 이층 구조의 텍스타일 시스템의 경우, 소수성 트리코트 면 (또는 내부 레이어)의 상대적인 수분 함량이 이면 (또는 외부 레이어)보다 높아 수분 전달이 텍스타일 시스템의 내부에서 외부로 충분히 이루어지지 않았다는 것을 알 수 있다.
실험예 4. 수분 관리 시험 (Moisture Management Tester, MMT)
Moisture Management Tester (MMT)는 텍스타일의 온열생리적 쾌적성과 직접적으로 연결될 수 있는, 재료 내의 수분전달 거동에 대한 객관적인 측정치를 제공하며, 재료 내에서의 수분 확산과 텍스타일 표면으로의 수분 전달 특성에 대한 수치적인 데이터이다.
전반적인 수분 제어 능력 (Overall Moisture Management Capability, OMMC)
OMMC는 시료의 내부에서 외부로 액체상의 수분이 흡수되는 속도, 확산 속도 및 누적된 단방향 이동을 포함하는 분석값으로, 상기 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일의 OMMC를 측정하여 도 10에 나타내었다.
도 10은 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일 시스템의 전반적인 수분 제어 능력 (OMMC)을 나타낸 것이다.
상기 도 10을 참조하면, 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)에서 제조된 3층 구조 텍스타일 시스템의 경우, 코팅층의 흡수율이 높기 때문에 OMMC 값이 더 높은 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)의 텍스타일은 외부층의 흡수율이 낮으며 수분 전달 성능도 낮게 나타났다.
일방향 수분 전달 지수 (Accumulative One-way Transport Index, AOTI)
AOTI는 직물의 표면과 이면 사이의 누적 수분 양 차이를 보여주는 값이다. AOTI 값이 양의 값으로 증가하면, 피부에서 환경으로 액체의 전달이 쉽고 빠르게 일어남을 의미한다. AOTI 값이 음수이거나 낮은 경우, 직물이 액체를 빠르게 흡수하고 액체상의 수분 이동이 더디게 일어남을 나타낸다. 상기 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일의 AOTI를 측정하여 도 11에 나타내었다.
도 11은 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1), 비교예 2 (NT-1), 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)에서 제조된 텍스타일 시스템의 일방향 수분 전달 지수 (AOTI)를 나타낸 것이다.
상기 도 11을 참조하면, 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)의 텍스타일 시스템에서 AOTI 값이 양수로 피부에서 환경으로 액체의 전달이 쉽고 빠르게 일어나 우수한 수분 전달 성능을 나타내는 것을 알 수 있다. 반면, 단일 레이어 트리코트 소재를 이용한 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)와 비교예 3 (PT-2) 및 비교예 4 (NT-2)의 나노섬유 멤브레인이 트리코트에 적층된 2층 구조의 텍스타일 시스템은 AOTI 값이 음수 값을 나타내어 액체가 피부 표면에서 이면으로 쉽게 확산되지 않고 소재 표면에 축적된다는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 실시예 1 (PT-3)에서 제조된 PET 트리코트에 기반한 3층 구조의 텍스타일 시스템은 AOTI 499.58%와 OMMC 0.65을 보였다. AATCC 195-2017 시험법에 따르면, MMT 시험 결과값을 1등급 (poor), 2등급 (fair), 3등급 (good), 4등급 (very good), 5등급 (excellent)으로 5등급 척도 (1-5등급)로 등급화 할 수 있다. 이를 바탕으로 실시예 1 (PT-3)에서 제조된 3층 구조의 텍스타일 시스템의 단방향 수분 전달 특성을 평가하면, AOTI는 5등급(excellent), OMMC는 4등급(very good)으로, 3층 구조 텍스타일 시스템의 소수성 층에서 친수성 코팅 층으로 수분 전달이 매우 효과적으로 이루어졌음을 알 수 있다.
이를 통해 본 발명의 3층 구조 텍스타일 시스템은 일방향 수분 전달 성능이 뛰어나기 때문에 빠른 수분 흡수 및 전달을 요하는 텍스타일 소재로 활용될 가능성이 매우 높음을 알 수 있다.
실험예 5. 투습도 (Water Vapor Transmission Rate) 평가
도 12는 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 투습도를 나타낸 것이다.
상기 도 12를 참조하면, 기반 직물만을 사용한 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1) 보다 기반 소재 상부에 추가로 텍스타일 층을 형성한 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)의 텍스타일 시스템에서 투습도가 증가하는 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 1 (PT-3)의 PET 트리코트를 기반으로 한 3층 구조 텍스타일 시스템은 단일 레이어 PET 트리코트 (비교예 1, PT-1)보다 4배 더 높은 약 160 g/m2/24h의 투습도를 나타내었다. 또한, 실시예 2의 나일론 트리코트를 기반으로 사용한 적층형 텍스타일 시스템 (NT-3)에서도 비교예 2 (NT-1)의 단일 레이어 나일론 트리코트보다 더 높은 투습도를 보였다. 이는 친수성 고분자 PEGDA와 약소수성 PU/PEGDA 나노섬유 멤브레인으로 이루어진 다층형 복합나노섬유막이 도입된 결과로 사료된다. 즉, 3층 구조 텍스타일 시스템에서, 트리코트 표면에 적층된 나노섬유층 및 미세다공층은 기체상의 수분 및 액체상의 수분을 끌어당겨 증발을 유도하는 역할을 수행함을 확인할 수 있다.
실험예 6. 건조시간
도 13은 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 시간에 따른 잔류 수분량을 나타낸 것이다.
상기 도 13에 나태낸 잔류 수분량은 건조 시간이 경과함에 따라 샘플의 중량을 측정하고 잔여 수분량을 산출한 결과로, 이를 참조하면 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)의 트리코트 보다는 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)의 3층 구조 텍스타일 시스템에서 잔여 수분량이 더 적었으며, 동일한 3층 구조 텍스타일 시스템에서는 PET 트리코트를 기반으로 하는 실시예 1 (PT-3)이 실시예 2 (NT-3)보다 잔여 수분량이 더 빠르게 감소하는 것으로 나타났다.
도 14는 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 건조율을 나타낸 것이다.
상기 도 14를 참조하면, 실시예의 3층 구조 텍스타일 시스템 (PT-3, NT-3)이 건조시험에서 우수한 성능을 발휘하는 것으로 나타났으며, 특히 실시예 1 (PT-3)의 PET 트리코트 기반의 3층 구조 텍스타일 시스템이 가장 높은 건조율을 보였다. 이는 PET의 낮은 수분율, 즉 높은 소수성 때문인 것으로 해석된다. PET 트리코트 기반 3층 구조 텍스타일 시스템이 건조 성능에 있어도 수분 전달 성능과 마찬가지로 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
도 15는 본 발명의 실시예 1 (PT-3), 실시예 2 (NT-3), 비교예 1 (PT-1) 및 비교예 2 (NT-1)에서 제조된 텍스타일 시스템의 예상 건조 시간을 나타낸 것이다.
상기 도 15를 참조하면, 실시예 1 (PT-3) 및 실시예 2 (NT-3)의 텍스타일이 비교예 (PT-1, NT-1)의 텍스타일보다 2배 이상 빠른 건조 시간을 나타내는 것을 알 수 있으며, 특히 실시예 1 (PT-3)의 PET 트리코트 기반의 3층 구조 텍스타일 시스템은 30.24 분으로 가장 빠른 건조 시간을 보였다.

Claims (26)

  1. 소수성 기반직물층;
    상기 기반직물층 일면에 소수성 고분자 및 제1 친수성 고분자를 포함하는 혼합용액이 전기방사 및 제1 자외선 가교되어 형성된 나노섬유층; 및
    상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자가 제2 자외선 가교되어 형성된 미세다공층;을 포함하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기반직물층은 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리플루오르에틸렌, 아크릴 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기반직물층의 물 접촉각은 120° 내지 160° 인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소수성 고분자 및 상기 제1 친수성 고분자는 75:25 내지 92:8 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소수성 고분자는 폴리우레탄, 폴리프로필렌 (Polypropylene, PP), 나일론 (Nylon), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리비닐아세테이트 (Poly(vinyl acetate), PVAc), 폴리스타일렌 (Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드 (Polyvinyl Chloride, PVC), 폴리아크릴로니트릴 (Polyacrylonitrile, PAN), 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE), 폴리비닐리덴클로라이드 (Poly(vinylidene chloride), PVDC), 폴리설폰 (Polysulfone, PSU) 및 폴리비닐리덴디플루오르 (Polyvinylidene Difluoride, PVDF)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소수성 고분자는 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
    [화학식 1]
    Figure pat00010
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 친수성 고분자 및 상기 제2 친수성 고분자는 서로 동일하거나 상이하고, 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA), 폴리에틸렌글리콜 (Polyethylene Glycol, PEG), 폴리메틸메타크릴레이트 (Poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리에틸렌옥사이드 (Poly(ethylene oxide), PEO), 폴리비닐알코올 (Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리아크릴산 (Polyacrylic acid, PAA) 및 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone, 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기반직물층, 상기 나노섬유층 및 상기 미세다공층으로 갈수록 기공 크기가 감소되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기반직물층의 평균 기공 크기에 대한 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기의 비율은 0.0003 내지 0.01이고,
    상기 나노섬유층의 평균 기공 크기에 대한 상기 미세다공층의 평균 기공 크기의 비율은 0.1 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기반직물층의 두께는 170 내지 250 ㎛이고,
    상기 나노섬유층의 두께는 1 내지 20 ㎛이고,
    상기 미세다공층의 두께는 0.44 내지 0.8 ㎛인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템.
  11. (A) 소수성 기반직물층 일면에 소수성 고분자, 제1 친수성 고분자 및 제1 광개시제를 포함하는 제1 혼합용액을 전기방사 및 제1 자외선 가교시켜 나노섬유층을 제조하는 단계; 및
    (B) 상기 나노섬유층 일면에 제2 친수성 고분자 및 제2 광개시제를 포함하는 제2 혼합용액을 도포한 후, 제2 자외선 가교시켜 미세다공층을 형성하는 단계;를 포함하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기반직물층은 물 접촉각이 120°내지 160°인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 소수성 고분자 및 상기 제1 친수성 고분자는 75:25 내지 92:8 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 혼합용액은 상기 소수성 고분자를 3 내지 20 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 소수성 고분자는 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00011
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 친수성 고분자 및 상기 제2 친수성 고분자는 서로 동일하거나 상이하고, 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA), 폴리에틸렌글리콜 (Polyethylene Glycol, PEG), 폴리메틸메타크릴레이트 (Poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리에틸렌옥사이드 (Poly(ethylene oxide), PEO), 폴리비닐알코올 (Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리아크릴산 (Polyacrylic acid, PAA) 및 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone, 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 전기방사는 8 내지 23 kV의 방사 전압, 니들 게이지 20 내지 25, 방사거리 16 내지 24 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.0 내지 1.4 ml/hr로 수행되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 광개시제는 상기 제1 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제1 자외선 가교는 340 내지 400 nm 파장의 빛을 5 내지 15 분간 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제2 혼합용액은 상기 제2 친수성 고분자를 5 내지 20 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  21. 제11항에 있어서, 상기 제1 광개시제 및 제2 광개시제는 서로 동일하거나 상이하고, 2-하이드록시-4'-(2-하이드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone), 1-히드록시시클로헥시페닐케톤 (1-Hydroxycyclohexyphenylketone), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 (4,4'-bis(diethylamino)benzophenone), 안트라퀴논(anthraquinone) 및 메틸벤조일 포르메이트(methylbenzoyl formate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  22. 제11항에 있어서, 상기 제2 광개시제는 상기 제2 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  23. 제11항에 있어서, 상기 제2 자외선 가교는 340 내지 400 nm 파장의 빛을 5 내지 15 분간 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  24. 제11항에 있어서, 상기 기반직물층의 평균 기공 크기에 대한 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기의 비율은 0.0003 내지 0.01이고,
    상기 나노섬유층의 평균 기공 크기에 대한 상기 미세다공층의 평균 기공 크기의 비율은 0.1 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  25. 제11항에 있어서, 상기 기반직물층의 두께는 170 내지 250 ㎛이고,
    상기 나노섬유층의 두께는 1 내지 20 ㎛이고,
    상기 미세다공층의 두께는 0.44 내지 0.8 ㎛인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
  26. 제11항에 있어서,
    상기 기반직물층은 폴리에스테르를 포함하고,
    상기 기반직물층은 물 접촉각이 126°내지 130°이고,
    상기 소수성 고분자 및 상기 제1 친수성 고분자는 79:21 내지 81:19 중량비로 혼합되는 것이고,
    상기 제1 혼합용액은 상기 소수성 고분자를 6 내지 12 중량%로 포함하는 것이고,
    상기 소수성 고분자는 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 폴리우레탄이고,
    상기 제1 친수성 고분자 및 상기 제2 친수성 고분자는 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA)이고,
    상기 전기방사는 14 내지 16 kV의 방사 전압, 니들 게이지 22 내지 24, 방사거리 19 내지 21 cm, 전기방사 용액 공급 속도 1.15 내지 1.25 ml/hr로 수행되는 것이고,
    상기 제1 광개시제는 상기 제1 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 2.8 내지 3.2 중량부로 포함되고,
    상기 제1 자외선 가교는 360 내지 380 nm 파장의 빛을 9 내지 11 분간 조사하여 수행되는 것이고,
    상기 제2 혼합용액은 상기 제2 친수성 고분자를 8 내지 12 중량%로 포함하는 것이고,
    상기 제2 광개시제는 상기 제2 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 9 내지 12 중량부로 포함되는 것이고,
    상기 제2 자외선 가교는 360 내지 380 nm 파장의 빛을 9 내지 11 분간 조사하여 수행되는 것이고,
    상기 제1 광개시제 및 제2 광개시제는 2-하이드록시-4'-(2-하이드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone)이고,
    상기 기반직물층의 평균 기공 크기는 1.5 내지 1.7 mm이고, 상기 나노섬유층의 평균 기공 크기는 1.8 내지 2 ㎛이고, 상기 미세다공층의 평균 기공 크기는 0.8 내지 0.95 ㎛이고,
    상기 기반직물층의 두께는 200 내지 220 ㎛이고, 상기 나노섬유층의 두께는 4 내지 16 ㎛이고, 상기 미세다공층의 두께는 0.5 내지 0.7 ㎛인 것을 특징으로 하는 일방향 수분전달 텍스타일 시스템의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00012
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