KR100715308B1 - A breathable and waterproof fabric with enhanced body temperature control properties, and a process of preparing for the same - Google Patents
A breathable and waterproof fabric with enhanced body temperature control properties, and a process of preparing for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100715308B1 KR100715308B1 KR1020030040065A KR20030040065A KR100715308B1 KR 100715308 B1 KR100715308 B1 KR 100715308B1 KR 1020030040065 A KR1020030040065 A KR 1020030040065A KR 20030040065 A KR20030040065 A KR 20030040065A KR 100715308 B1 KR100715308 B1 KR 100715308B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fabric
- moisture
- microcapsules
- waterproof fabric
- phase change
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/02—Moisture-responsive characteristics
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2501/00—Wearing apparel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
본 발명은 체온조절기능이 우수한 투습방수원단 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 폴리우레탄수지 조성물을 원단 상에 코팅 후 물로 응고하는 습식공법으로 투습방수원단을 제조할 때 폴리우레탄수지 조성물에 상전이 마이크로캡슐을 첨가하는 것은 특징으로 한다. 본 발명의 투습방수원단은 방수성능과 투습성능이 우수함과 동시에 의복제조시 의복 내 온도 변화를 줄여줄 수 있어서 쾌적한 착용감을 발현 한다.
The present invention relates to a moisture-proof waterproof fabric and a method for manufacturing the excellent thermoregulation function, the phase transition microcapsules in the polyurethane resin composition when manufacturing the waterproof waterproof fabric by a wet method of coating the polyurethane resin composition on the fabric and then solidified with water Adding is characterized by. The moisture-permeable waterproof fabric of the present invention is excellent in waterproof performance and moisture-permeable performance and at the same time can reduce the temperature change in the garment during the manufacture of the garment, thereby expressing a comfortable fit.
투습방수원단, 체온조절, 폴리우레탄, 상전이, 마이크로캡슐, 착용감Breathable waterproof fabric, thermoregulation, polyurethane, phase change, microcapsules, fit
Description
도 1은 의복 내 온도 및 온도 지속시간을 측정하는 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring temperature and temperature duration in a garment.
도 2는 도 1 중 부호 2(사각형 격자)의 확대 사시도FIG. 2 is an enlarged perspective view of symbol 2 (square grating) in FIG.
※ 도면 중 주요부분에 대한 부호 설명※ Explanation of Codes on Major Parts of Drawings
1 : 원단 2 : 사각형 격자 3 : 전열기 4 : 가열판
본 발명은 투습성과 방수성은 물론 체온 조절 기능도 우수한 투습방수원단 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a moisture-permeable waterproof fabric and a method for producing the same having excellent moisture permeability and water resistance as well as body temperature control function.
투습방수원단을 제조하는 종래의 기술로는 폴리우레탄과 유기용제인 디메틸포름아마이드를 혼합하여 제조한 수지를 원단 상에 일정한 두께로 코팅한 후 물 속을 통과시키는 공정에 의해 원단 상에 미세한 기공을 갖는 폴리우레탄 필름층을 형 성시켜서, 투습성과 내수성을 동시에 갖도록 하는 습식공법이 있다.Conventional techniques for manufacturing a waterproof moisture-repellent fabric include coating a resin prepared by mixing polyurethane and dimethyl formamide, which is an organic solvent, to a predetermined thickness on a fabric and then passing fine pores on the fabric by passing it through water. There is a wet method for forming a polyurethane film layer to have, to have both moisture permeability and water resistance.
그리고 폴리우레탄을 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로필 알코올 등 휘발성이 강한 유기용제에 용해시켜서 제조한 수지를 원단 상에 일정한 두께로 코팅한 후 열처리하여 휘발성 유기용제를 휘발시킴에 의해 원단 상에 균질의 폴리우레탄 필름층을 형성시켜서, 투습성과 내수성을 동시에 갖도록 하는 건식공법이 있다.The resin prepared by dissolving polyurethane in a highly volatile organic solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, acetone, isopropyl alcohol, etc. was coated on the fabric to a certain thickness, and then heated to volatilize the volatile organic solvent. There is a dry method for forming a homogeneous polyurethane film layer to have moisture permeability and water resistance at the same time.
상기의 습식공법 및 건식공법은 원단 상에 직접 폴리우레탄 수지용액으로 도포하는 방법이므로 수지용액이 원단내부로 침투하여 제품의 촉감이 딱딱해질 우려가 있으며, 투습성, 내수성 등의 기능성을 발현하는데 한계를 가지고 있다. 따라서 최근에는 기능성 필름을 별도로 제조한 후 접착제를 사용하여 원단과 합포하는 방식인 라미네이팅 공법이 투습방수원단의 제조에 많이 적용되고 있다.Since the wet method and the dry method are applied directly to the fabric with a polyurethane resin solution, the resin solution may penetrate into the fabric and harden the product's feel.There is a limit in expressing the functions such as moisture permeability and water resistance. Have. Therefore, in recent years, a laminating method, which is a method of manufacturing a functional film separately and then using an adhesive and blending it with a fabric, has been applied to the production of a waterproof waterproof fabric.
그 일예를 살펴보면 폴리우레탄을 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로필 알코올 등 휘발성이 강한 유기용제에 용해시켜서 제조한 수지를 한 면이 매끈한 시이트(종이, 필름, 직물 등)상에 일정한 두께로 코팅한 후 열처리하여 휘발성 유기용제를 휘발시켜서 제조한 균질의 폴리우레탄 필름을 형성시킨 후, 여기에 폴리우레탄 접착제성분을 유기용제, 이소시아네이트계 경화제와 혼합시켜서 제조한 접착수지를 나이프(knife)로 균일하게 전면 도포하거나, 그라비아를 사용하여 점 도포한 후 원단과 합포하고 숙성시켜서 투습성과 내수성을 동시에 가지면서 부드러운 원단 촉감을 그대로 발현하도록 한다.As an example, a resin prepared by dissolving a polyurethane in a highly volatile organic solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, acetone, and isopropyl alcohol is coated on a sheet of smooth surface (paper, film, fabric, etc.) to a certain thickness. After heat treatment to form a homogeneous polyurethane film prepared by volatilizing a volatile organic solvent, the adhesive resin prepared by mixing a polyurethane adhesive component with an organic solvent and an isocyanate curing agent is uniformly prepared by a knife. It is applied on the entire surface, or after point application using gravure, then blended with the fabric and matured to have a soft fabric feel while having moisture permeability and water resistance at the same time.
종래의 제조방법으로 제조된 투습방수원단은 투습성과 방수성이라는 두 가지 기본적인 기능성을 발현하도록 설계되었는데, 투습성은 수증기 상태의 물분자의 투과성을 개선시킨 것이고, 방수성은 액체상태인 물의 침투를 방지하도록 부여된 기능성이다. 이것들은 모두 수분의 이동을 제어하는데 목적을 두었는데, 인체의 쾌적성이란 관점에서 보았을 때 외부 환경과의 열의 이동을 제어하는데는 한계를 드러낸다.The moisture-permeable waterproof fabric manufactured by the conventional manufacturing method is designed to express two basic functionalities: moisture permeability and waterproofness. The moisture permeability improves the permeability of water molecules in the vapor state, and the waterproofness is imparted to prevent penetration of liquid water. It is functional. These all aimed at controlling the movement of moisture, which reveals limitations in controlling the movement of heat with the external environment in terms of human comfort.
투습방수원단의 열 제어 기능을 보안한 종래의 기술로는 코팅층 내에 태양으로부터 빛에너지를 받아 열에너지로 변환시키는 기능성을 갖는 세라믹 성분을 첨가시켜 보온성을 향상시키는 방법이 알려져 있다.As a conventional technique that secures the thermal control function of the moisture permeable waterproof fabric, a method of improving thermal insulation by adding a ceramic component having a function of receiving light energy from the sun and converting it into thermal energy is known.
이러한 기술은 비중이 높은 세라믹을 첨가하므로 코팅된 원단의 무게가 무겁고, 원단의 촉감이 딱딱해지는 단점을 가지며, 태양광선이 존재하는 상황에서만 보온성능을 발현한다는 한계를 지니고 있어서, 실질적으로 보온 기능성이 필요한 야간에는 제 역할을 하지 못하게 되며, 보온 성능 또한 인체가 감지하기에는 매우 미미한 상태에 그친다.This technique has the disadvantage that the weight of the coated fabric is heavy because of the addition of high specific gravity ceramics, and the feel of the fabric is hard, and the thermal insulation performance is expressed only in the presence of sunlight. At night, it can't play its role, and the thermal insulation performance is too small for the human body to detect.
미국 특허 제 5,366,801호 에서는 의복의 보온성을 향상시키기 위하여 상전이 물질을 포함하는 마이크로캡슐을 원단의 한쪽 면에 형성시키는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이 발명은 마이크로캡슐의 상전이 현상에 의해 의복내의 온도를 제어하는데 있어서 인체로부터 발생하는 땀 수증기의 영향을 고려하지 않았기 때문에 실질적인 쾌적한 의복의 제조에는 한계를 드러내며, 마이크로캡슐을 함유하는 코팅 층이 단일층으로 구성되었기 때문에 상전이 물질 함유 마이크로캡슐이 마찰에 의하여 탈리되거나 캡슐막이 부서져서 내부의 상전이 물질이 빠져나와 온도제어 기능을 상실하게 될 우려가 있었다. 또한 상전이 물질 자체는 인체에 유해할 수가 있기 때문에 의류용 원단을 제조하는데 있어서는 적절한 방법이 아니다. 또한 상전이 마이크로캡슐의 바인더로 사용된 코팅 층의 고분자 물질이 피막을 형성할 때 균일한 무공성 피막을 형성하기 때문에 실제 착용 시 피막을 통한 전도에 의한 열 손실이 커서 실질적인 의복 내의 온도를 유지, 보온시키는 데는 제 역할을 다하지 못하는 단점이 있다.U. S. Patent No. 5,366, 801 discloses a method of forming microcapsules comprising phase change material on one side of a fabric to improve the warmth of the garment. However, since the present invention does not take into account the influence of sweat vapor generated from the human body in controlling the temperature in the garment by the phase change phenomenon of the microcapsules, the present invention presents a limitation in the production of practically comfortable garments. Since the phase change material-containing microcapsules were separated by friction, or the capsule membrane was broken, the internal phase change material was released and the temperature control function was lost. In addition, since the phase change material itself may be harmful to the human body, it is not an appropriate method for manufacturing a garment fabric. In addition, since the polymer material of the coating layer used as the binder of the phase-transfer microcapsules forms a uniform non-porous film when the film is formed, the heat loss caused by conduction through the film during the actual wearing is large, so that the temperature in the actual garment is maintained and maintained. There is a drawback to not doing its part.
본 발명은 투습방수원단의 보온 기능성을 향상시켜, 방수성능, 투습성능처럼 수분의 제어뿐만 아니라 외부환경과의 열에너지 교환을 제어할 수 있어서 인체를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 기능성을 보유하는 원단의 제조에 관한 것이다.The present invention improves the thermal insulation function of the moisture-repellent waterproof fabric, can control the exchange of heat energy with the external environment as well as the control of moisture, such as waterproof performance, moisture permeability, the fabric having the ability to keep the human body in a comfortable state at all times It relates to the manufacture of.
본 발명은 투습방수원단을 제조하는데 있어서, 코팅 수지 용액내에 열을 저장, 방출 기능성이 있는 마이크로캡슐을 첨가시켜서 이의 열 교환 능력에 의해서 의복내의 온도의 변화를 줄여줄 수 있는 기능성을 보유하며, 우수한 방수성능과 투습성능을 동시에 발현할 수 있는 투습방수원단의 제조방법에 관한 것이다.
In the present invention, in the preparation of moisture-proof waterproof fabric, by adding a microcapsule with the ability to store and release heat in the coating resin solution, it has the functionality to reduce the temperature change in the garment by its heat exchange ability, and excellent The present invention relates to a method for manufacturing a waterproof waterproof fabric capable of simultaneously expressing waterproof performance and moisture permeability.
본 발명은 미세한 기공을 가지는 균일한 피막을 형성할 수 있는 폴리우레탄수지를 사용하여 투습방수원단을 제조하는데 있어서, 제조된 원단의 온도 조절능력을 향상시키기 위하여 열 저장, 방출 기능성을 갖는 마이크로캡슐을 첨가하여 코팅용 수지를 조성하고 이것을 원단 상에 균일 도포하여 방수성능, 투습성능을 동시에 발현하도록 하는 투습방수원단의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention provides a microcapsule having heat storage and release functionality in order to improve the temperature control ability of the fabric produced by using a polyurethane resin that can form a uniform coating having fine pores. The present invention relates to a method for producing a waterproof waterproof fabric by adding a coating resin and uniformly applying the same on a fabric to express waterproof performance and moisture permeability simultaneously.
이렇게 하여 제조된 투습방수원단은 우수한 방수기능성과 투습기능성을 보유하기 때문에 비와 바람의 침투를 방지하여 체온 손실을 줄여주며, 극심한 운동시 인체에서 발생하는 땀 수증기를 외부로 적절히 배출하여 의복 내 온도의 상승을 막아주는 동시에 외부의 기온이 상당히 낮을 경우에는 코팅피막 내에 존재하는 마이크로캡슐내의 열 저장, 방출 물질이 액체상태에서 고체상태로 전이하면서 잠열을 방출하여 의복 내 온도를 높여 주고, 의복 내의 온도가 필요이상으로 높아졌을 때에는 코팅피막 내에 존재하는 마이크로캡슐내의 열 저장, 방출물질이 고체상태에서 액체상태로 전이하면서 열을 흡수하여 의복 내 온도를 낮춰주는 기능성을 발현하여 의복 내 온도를 적절한 상태로 유지시키는 기능성을 발현하도록 한다.
As the moisture-permeable waterproof fabric manufactured in this way has excellent waterproofing and moisture-permeable functionality, it prevents the penetration of rain and wind and reduces the loss of body temperature. At the same time, when the outside temperature is very low, the heat storage in the microcapsules in the coating film is released and the release material is transferred from the liquid state to the solid state, releasing latent heat to increase the temperature in the garment. When the temperature is higher than necessary, heat storage in the microcapsules in the coating film is released and the release material transitions from the solid state to the liquid state, absorbing heat and lowering the temperature in the garment. To express the functionality to maintain.
이와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 폴리우레탄 수지조성물을 원단 상에 코팅 후 물로 응고하는 습식공법으로 투습방수원단을 제조할 때 폴리우레탄수지 조성물에 상전이 마이크로캡슐을 첨가하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the phase-transfer microcapsules are added to the polyurethane resin composition when the moisture-proof waterproof fabric is manufactured by a wet method of coating a polyurethane resin composition on a fabric and coagulating with water.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 투습방수원단은 상전이 마이크로캡슐이 첨가된 폴리우레탄수지 조성물을 통상의 습식공법과 같이 원단 상에 코팅한 후 물 속에서 응고하는 방법으로 제조된다. The moisture-permeable waterproof fabric of the present invention is prepared by coating a polyurethane resin composition to which a phase-transfer microcapsule is added onto a fabric as in a conventional wet method and then solidifying in water.
상기 폴리우레탄수지 조성물은 폴리우레탄수지, 유기용매, 기공크기조절제 및 상전이 마이크로캡슐을 포함한다.The polyurethane resin composition includes a polyurethane resin, an organic solvent, a pore size regulator, and a phase change microcapsule.
유기용매로는 디메틸포름아마이드 등이 사용될 수 있으며, 기공크기조절제로는 실리콘 수지 등이 사용될 수 있다.Dimethylformamide may be used as the organic solvent, and a silicone resin may be used as the pore size adjusting agent.
본 발명의 투습방수원단을 제조하는 방법 중 일례를 살펴보면, 통상의 방법으로 발수처리된 원단 위에 조성 1과 같이 제조된 습식 코팅용 수지조성물을 나이프 오버 롤 코팅방식으로 도포량 50∼500g/m2가 되도록 균일하게 코팅한 후 물 속에 1∼10분간 통과시킨 후 150℃에서 1분간 건조하여 미세 다공형 코팅 층을 형성한다.Looking at one example of the method for producing a moisture-repellent waterproof fabric of the present invention, the coating composition of the wet coating resin composition prepared in the same manner as the
-- 조 성 1 ---Composition 1-
폴리우레탄 수지 : 100중량부Polyurethane Resin: 100 parts by weight
디메틸포름아마이드 : 20 - 80중량부Dimethylformamide: 20-80 parts by weight
기공 크기 조절 조제 : 2.0 - 10중량부Pore size adjustment aid: 2.0-10 parts by weight
상전이 마이크로캡슐 : 5 - 80중량부Phase change microcapsules: 5-80 parts by weight
상기와 같이 원단 상에 형성된 미세 다공형 코팅층은 원단 쪽 하단에 1∼5㎛의 극미세 기공이 형성되어 있고 원단 반대쪽 상단에는 10∼100㎛의 큰 미세 기공이 형성된 2층 구조이다.As described above, the microporous coating layer formed on the fabric has a two-layer structure in which micropores of 1 to 5 μm are formed at the bottom of the fabric side, and large micro pores of 10 to 100 μm are formed on the opposite side of the fabric.
본 발명의 투습방수원단은 상기와 같은 2층 구조의 코팅층으로 인해, 우수한 방수 기능성과 투습성을 가지며, 필름층내의 미세 기공들에 의해 볼륨감이 향상되며, 특히 기공내부에 비유동성 공기층이 형성되어 원단 내에서의 대류, 전도에 의 한 열 이동을 감소시키는 기능을 발현하게 된다. 특히, 원단 측에 근접하여 형성된 직경 1∼5㎛의 극미세 기공층은 코팅층 내에서 전도현상에 의한 열의 흐름을 줄여주는 효과를 나타내며 이어서 형성된 직경 10∼100㎛의 비교적 큰 기공은 그 안에 포접된 비유동성 공기에 의하여 대류에 의한 열 손실을 줄여주는 효과를 발휘하게 된다. 전체 코팅층의 두께는 10∼100㎛의 범위에 있도록 한다.Due to the coating layer of the two-layer structure as described above, the moisture-permeable waterproof fabric of the present invention has excellent waterproofing function and moisture permeability, and the volume is improved by the fine pores in the film layer, and in particular, a non-flowable air layer is formed inside the pores. It exhibits a function of reducing heat transfer due to convection and conduction in the fabric. In particular, the microporous layer having a diameter of 1 to 5 μm formed close to the fabric side has an effect of reducing the flow of heat due to conduction in the coating layer, and then the relatively large pores having a diameter of 10 to 100 μm are enclosed therein. Non-flowable air reduces the heat loss due to convection. The thickness of the entire coating layer is in the range of 10 to 100 µm.
사용된 마이크로캡슐은 10∼40℃ 사이에서 고체에서 액체로 상전이를 일으키는 상변화 물질을 함유하고 있으며 외벽은 폴리우레아계 가교체로 구성되거나, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 주성분인 가교체 혹은 멜라민 가교체로 이루어져 있으며, 그 직경은 1.0∼100㎛의 사이에 있다. 상변화 물질로는 하이드로카본 등이 사용된다.The microcapsules used contain a phase change material that causes a phase transition from solid to liquid between 10 and 40 ° C, and the outer wall is composed of polyurea-based crosslinked material, or crosslinked material or melamine mainly composed of polymethyl methacrylate (PMMA). It consists of a crosslinked body, and the diameter is between 1.0-100 micrometers. Hydrocarbons and the like are used as the phase change material.
본 발명에 사용된 열 저장, 방출 기능성을 가지는 마이크로캡슐(이하 상전이 마이크로캡슐)은 상전이 온도 주위에서 시차주사열량계(DSC)로 측정하였을 때 용융엔탈피의 변화(△H)가 30∼300J/g의 범위에 있는 것이 좋다.The microcapsules (hereinafter referred to as phase transition microcapsules) having heat storage and release functionality used in the present invention have a change in melt enthalpy (ΔH) of 30 to 300 J / g when measured by differential scanning calorimetry (DSC) around the phase transition temperature. It is good to be in range.
상전이 마이크로캡슐내 물질은 일정 온도 주위에서 액체에서 고체로, 혹은 고체에서 액체로 상전이를 하여 주위로 열을 방출 혹은 흡수하여 의복 내 온도를 조절하는 기능을 하게 된다.The material in the phase-transfer microcapsules functions to control the temperature in the garment by releasing or absorbing heat to the surroundings by performing phase transition from liquid to solid or from solid to liquid around a certain temperature.
습식코팅용 수지 조성물 내에 함유된 마이크로캡슐의 함량이 많을수록 방출, 흡수하는 열량의 양이 많아서 온도조절 능력이 향상되나, 코팅 피막의 강도를 저하시키거나 결점을 일으킬 가능성이 많아서 방수성능 및 투습성능을 저하시킬 수 있으며, 반대로 함유된 상전이 마이크로캡슐의 함량이 적을수록 방수성능 및 투습성 능은 향상되나 온도조절 능력이 줄어든다.The greater the amount of microcapsules contained in the wet coating resin composition, the greater the amount of heat released and absorbed, thereby improving the temperature control ability, but it is more likely to reduce the strength of the coating film or cause defects, thereby improving waterproofing and moisture permeability. On the contrary, the smaller the amount of the phase-transfer microcapsules contained, the better the water- and moisture-permeable performance, but the lower the temperature control ability.
코팅층 1야드(Yd)당 상전이 마이크로캡슐의 함량은 1∼200g 수준인 것이 바람직하다.The content of the phase change microcapsules per yard (Yd) of the coating layer is preferably 1 to 200 g.
본 발명에 의해서 제조된 투습방수원단은 원단 쪽에 근접해서 직경 1∼5㎛의 극미세 기공이 형성되므로 외부로부터 물의 침투를 방지하는 방수성능이 향상되었으며, 극미세 기공에 의해서 폴리우레탄 피막의 연속성이 저해되므로 전도에 의한 열의 흐름이 줄어들게 된다. 그리고 이어서 형성된 직경 10∼100㎛의 비교적 큰 기공은 수증기 분자의 자유로운 통로가 되므로 우수한 투습성능을 발현할 수 있으며, 저온 환경에서는 기공내에 포접된 비유동성 공기층에 의해 대류에 의한 열의 손실을 막아줄 수 있다.The moisture-permeable waterproof fabric prepared by the present invention has improved microporous pores having a diameter of 1 to 5 μm in close proximity to the fabric side, thereby improving the waterproof performance of preventing water from infiltrating from the outside. As it is inhibited, heat flow due to conduction is reduced. Subsequently, relatively large pores having a diameter of 10 to 100 µm become free passages of the water vapor molecules, and thus can exhibit excellent moisture permeability. In low-temperature environments, heat loss due to convection can be prevented by a non-flowable air layer enclosed in the pores. have.
코팅수지 내에 첨가된 상전이 마이크로캡슐은 코팅피막 내에 균일하게 분포하며 입자의 크기가 1∼100㎛로서 비교적 작기 때문에 코팅피막의 미세기공의 형성에 방해를 주지 않는다. 무공형 균일 피막에 분산된 상전이 마이크로캡슐은 상전이를 할 때 주로 주위의 폴리우레탄 피막과의 열 교환 반응이 우세하게 되며 폴리우레탄의 상대적으로 빠른 열 전도성 때문에 외부로의 열 손실이 많다. The phase change microcapsules added in the coating resin are uniformly distributed in the coating film and do not interfere with the formation of micropores in the coating film because the particle size is relatively small as 1 to 100 μm. The phase-transfer microcapsules dispersed in the non-uniform uniform film mainly undergo heat exchange reaction with the surrounding polyurethane film during phase transition, and have a large heat loss to the outside due to the relatively fast thermal conductivity of the polyurethane.
그러나 미세다공형 피막에 분산된 상전이 마이크로캡슐은 상대적으로 코팅 피막의 기공 내에 존재하는 공기층과 인접하고 있기 때문에 상전이 할 때 공기층과의 열 교환 반응을 주로 하게 된다. 따라서 폴리우레탄에 비해 열 전도성이 낮은 공기층은 보유한 열을 장시간 유지하게 되어 상전이 마이크로캡슐의 열 조절 기능을 극대화할 수 있는 요인이 된다. However, the phase-transfer microcapsules dispersed in the microporous coating are relatively adjacent to the air layer present in the pores of the coating film, so that the phase-transfer reaction with the air layer is mainly performed when the phase transition occurs. Therefore, the air layer, which has a lower thermal conductivity than polyurethane, maintains the heat retained for a long time, thereby becoming a factor capable of maximizing the thermal control function of the phase-transfer microcapsules.
첨가된 마이크로캡슐내의 상전이 물질은 10∼40℃ 사이에서 고체에서 액체로, 액체에서 고체로 상전이를 일으키는 물질이며, 이의 열 교환 반응으로 의복내의 체온 부근으로 일정하게 유지시키는 기능을 하게 된다.The phase change substance in the added microcapsules is a substance that causes a phase transition from solid to liquid and liquid to solid between 10 to 40 ° C., and its heat exchange reaction functions to keep it constant near body temperature in the garment.
상세히 설명하면 만약 상전이 물질의 상전이 온도가 30℃라고 하고, 의복내의 온도는 약 27℃이라고 하면, 마이크로캡슐내의 상전이 물질은 고체상태를 유지하게 된다. 신체가 격렬한 운동을 하거나 외부환경의 온도가 올라가서 의복내의 온도가 30℃를 넘어서게 되면, 인체는 더위를 느끼게 된다. In detail, if the phase transition temperature of the phase change material is 30 ° C. and the temperature in the garment is about 27 ° C., the phase change material in the microcapsules will remain solid. When the body performs vigorous exercise or the temperature of the external environment rises and the temperature in the clothing exceeds 30 ° C, the human body feels heat.
이때 상전이 물질은 고체에서 액체상태로 상변화 하면서 주위의 열을 흡수하게 되고 이에 따라 의복 내의 온도를 낮춰주는 효과를 발휘하게 된다. 신체가 운동을 멈추거나 외부의 온도가 내려가면 의복 내의 온도가 30℃ 이하로 떨어지게 되며, 이때 신체는 추위를 느끼게 된다. 그러면 액체상태의 상전이 물질이 고체상태로 상변화하면서 그 잠열만큼 열을 방출하게 되어 의복 내의 온도를 상승 또는 유지시키는 효과를 발휘한다.At this time, the phase change material absorbs the surrounding heat while changing the phase from solid to liquid state, thereby lowering the temperature in the garment. When the body stops exercising or the temperature outside decreases, the temperature inside the garment drops below 30 ° C, and the body feels cold. Then, the phase change material in the liquid state phase changes to a solid state and releases heat as much as the latent heat, thereby exerting the effect of raising or maintaining the temperature in the garment.
본 발명에 사용된 상전이 물질은 상변화를 할 때 용융엔탈피의 변화(△H)가 30∼300J/g의 범위에 있는 것을 사용하는 것이 바람직 하며, 이것을 코팅 피막 내에 1g/yd에서 200g/yd 수준으로 첨가시킨 경우, 주위의 온도가 30℃에서 0℃로 변화되었을 때 상전이 마이크로캡슐이 첨가되지 않은 원단에 비하여 의복 내 온도를 0.5℃∼3.5℃정도 높은 상태로 5분∼2시간 정도 유지시켜주는 효과를 발현하게 된다. As the phase change material used in the present invention, it is preferable to use a change in melt enthalpy (ΔH) in the range of 30 to 300 J / g during phase change, which is 1 g / yd to 200 g / yd in the coating film. When it is added to the fabric, when the ambient temperature is changed from 30 ° C to 0 ° C, the temperature inside the garment is maintained at 0.5 ° C to 3.5 ° C for 5 minutes to 2 hours as compared to the fabric without phase change microcapsules. The effect is expressed.
본 발명 투습방수원단의 투습방수 기능성은 내수성 1000∼5000mmH2O(ISO 811법)수준이며, 투습도는 3000∼10000g/㎡·24시간(ASTM E 96, CaCl2 법)수준이다.The water vapor permeability of the present invention is water-resistant 1000 ~ 5000mmH 2 O (ISO 811 method) level, moisture permeability is 3000-10000g / ㎡ · 24 hours (ASTM E 96, CaCl 2 method) level.
이상과 같이 본 발명에 의하여 제조된 투습방수원단은 우수한 방수성능, 투습성능을 보유하면서 의복 내 온도의 변화를 완화시켜서 쾌적한 착용감을 발현할 수 있다.As described above, the moisture-permeable waterproof fabric manufactured by the present invention may exhibit a comfortable wearing feeling by alleviating the change in the temperature in the garment while maintaining excellent waterproof performance and moisture-permeable performance.
본 발명에 있어서, 투습방수원단의 각종물성은 아래 방법으로 평가하였다.In the present invention, various physical properties of the waterproof fabric was evaluated by the following method.
·내수압Water pressure
ISO 811 방법으로 측정한다.Measured by the ISO 811 method.
·투습도Moisture permeability
ASTM E 96(CaCl2법)으로 측정한다.It is measured by ASTM E 96 (CaCl 2 method).
·접착력Adhesion
ASTM A751 방법으로 측정한다.It is measured by ASTM A751 method.
·의복내 온도· Clothing temperature
가로 15cm×세로 15cm인 시험편을 도1과 같이 항상 36.5℃를 유지하는 전열기(3) 위에 높이가 3cm인 사각형 격자(2) 중 사이에 두고 코팅면이 아래를 향하도록 장치한다. 이것을 외부온도 30℃에서 1시간 방치한 후 신속히 온도가 0℃인 쳄버 안에 넣고 5분간 방치 후 원단과 전열기 사이 공간의 온도를 측정하여 이를 의복 내 온도로 평가하였다.A test piece having a width of 15 cm x 15 cm is placed on a
·의복내 온도 지속시간Temperature duration in clothing
상전이 마이크로캡슐을 함유하는 시험편(A)과 상전이 마이크로캡슐을 함유하지 않은 시험편(B) 각각을 상기 의복 내 온도를 측정하는 방법과 같이 처리한 후 온도가 0℃인 쳄버 내에 넣었을 때 2개 시험편의 온도가 동일하게 될 때까지 소요시간을 의복 내 온도 지속시간으로 평가하였다.Each of the test piece (A) containing the phase change microcapsules and the test piece (B) not containing the phase change microcapsules was treated in the same manner as the method for measuring the temperature in the garment, and then placed in a chamber having a temperature of 0 ° C. The time required until the temperature became the same was evaluated as the temperature duration in the garment.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited only to the following examples.
실시예 1Example 1
상전이 온도가 28.2℃인 상변화 물질(옥타데칸)을 함유하는 조성2의 습식 코팅용 폴리우레탄 조성물을 나일론 원단 상에 나이프 오버 롤 방식으로 150g/m2 코팅한 후 물 속에서 2분간 응고시키고, 150℃에서 2분간 건조시켜 투습방수원단을 제조하였다.A wet coating polyurethane composition of
-- 조 성 2 ---Composition 2-
습식코팅용 폴리우레탄수지 : 100중량부Polyurethane resin for wet coating: 100 parts by weight
디메틸포름아마이드 : 40 중량부Dimethylformamide: 40 parts by weight
기공크기 조절 조제(실리콘수지) : 7중량부Pore size control aid (silicone resin): 7 parts by weight
상전이 마이크로캡슐 : 30중량부Phase change microcapsules: 30 parts by weight
제조한 투습방수원단의 각종물성을 평가한 결과는 표1과 같다.Table 1 shows the results of evaluating various physical properties of the prepared waterproof fabric.
실시예 2Example 2
상전이 마이크로캡슐의 함량을 100 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 투습방수원단을 제조하였다. 제조한 투습방수원단의 각종물성을 평가한 결과는 표1과 같다.A moisture-permeable waterproof fabric was prepared under the same conditions and processes as in Example 1 except that the content of the phase change microcapsules was 100 parts by weight. Table 1 shows the results of evaluating various physical properties of the prepared waterproof fabric.
실시예 3Example 3
상변화 온도가 22℃인 상변화물질로 제조된 상전이 마이크로캡슐을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 투습방수원단을 제조하였다. 제조한 투습방수원단의 각종물성을 평가한 결과는 표1과 같다.A moisture-permeable waterproof fabric was manufactured under the same conditions and processes as in Example 1 except that the phase change microcapsules made of a phase change material having a phase change temperature of 22 ° C. were used. Table 1 shows the results of evaluating various physical properties of the prepared waterproof fabric.
비교실시예 1Comparative Example 1
습식코팅용 폴리우레탄 조성물 내에 상전이 마이크로캡슐을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 투습방수원단을 제조하였다. 제조한 투습방수원단의 각종물성을 평가한 결과는 표1과 같다.
A moisture-permeable waterproof fabric was prepared under the same conditions and processes as in Example 1 except that no phase change microcapsules were added to the polyurethane composition for wet coating. Table 1 shows the results of evaluating various physical properties of the prepared waterproof fabric.
<표1> 투습방수원단 물성평가<Table 1> Physical property evaluation of breathable waterproof fabric
발명은 우수한 방수성과 투습성과 동시에 의복 내 온도를 적절한 상태로 유지시키는 기능을 갖고 있다. 그 결과 본 발명의 투습방수원단은 의복제조시 양호한 쾌적감을 발현한다.The invention has excellent waterproofness and moisture permeability and at the same time keeps the temperature in the garment in a proper state. As a result, the moisture-permeable waterproof fabric of the present invention expresses good comfort during garment manufacturing.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030040065A KR100715308B1 (en) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | A breathable and waterproof fabric with enhanced body temperature control properties, and a process of preparing for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030040065A KR100715308B1 (en) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | A breathable and waterproof fabric with enhanced body temperature control properties, and a process of preparing for the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040110653A KR20040110653A (en) | 2004-12-31 |
| KR100715308B1 true KR100715308B1 (en) | 2007-05-07 |
Family
ID=37383018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030040065A KR100715308B1 (en) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | A breathable and waterproof fabric with enhanced body temperature control properties, and a process of preparing for the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100715308B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100823613B1 (en) * | 2006-06-23 | 2008-04-21 | 전걸웅 | A seat made of synthetic leather containing phase change material |
| KR101335434B1 (en) * | 2011-05-24 | 2013-11-29 | 김재실 | Manufacturing method of functional fabric and coating roller therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009775A (en) * | 1999-07-14 | 2001-02-05 | 고경찬 | A multi functional fabric |
| KR20020056785A (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 이원목 | Microcapsule containing phase change material and article having enhanced thermal storage properties by comprising the same |
-
2003
- 2003-06-20 KR KR1020030040065A patent/KR100715308B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009775A (en) * | 1999-07-14 | 2001-02-05 | 고경찬 | A multi functional fabric |
| KR20020056785A (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 이원목 | Microcapsule containing phase change material and article having enhanced thermal storage properties by comprising the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040110653A (en) | 2004-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11241050B2 (en) | Article of apparel | |
| CN109718002B (en) | Heating patch with slow-release health care function | |
| TW201105836A (en) | Ventilative and absorptive textile with porous material and preparation thereof | |
| WO2014012487A1 (en) | Material having activated carbon printed coating or lamination and preparation method therefor | |
| KR100658095B1 (en) | A breathable and waterproof fabric with enhanced thermal properties, and a process of preparing for the same | |
| Rengasamy | Improving moisture management in apparel | |
| KR100715308B1 (en) | A breathable and waterproof fabric with enhanced body temperature control properties, and a process of preparing for the same | |
| JP2005219355A (en) | Moisture-permeable, water-proofing, heat-retaining cloth and its production method | |
| Maity et al. | Waterproof breathable fabrics and suits | |
| US10729194B2 (en) | Garment with strategically positioned polymide aerogel panels | |
| JPH0516273A (en) | Heat-insulating moisture-permeable waterproof cloth | |
| JP3925178B2 (en) | Windbreaker | |
| TWM251728U (en) | Highly air permeable, moisture permeable, wet-proof, wind-blocking fast dried functional cloth | |
| Midha et al. | Smart breathable coatings for textiles | |
| CN108673966B (en) | Multifunctional composite fabric with waterproof, moisture-conducting, moisture-absorbing and heating functions | |
| KR101394502B1 (en) | Fuctional textile with excellent light-weight and keeping warm and fuctional clothes using the same | |
| JP4486403B2 (en) | Heat storage material for clothing materials and microcapsules for clothing materials | |
| Merati | Application of Stimuli‐Sensitive Materials in Smart Textiles | |
| JPH05247854A (en) | Composite sheet | |
| JP4832821B2 (en) | Moisture permeable waterproof windproof film having heat retention and breathability, and composite material obtained by laminating this on fabric | |
| JP2006249587A (en) | Thermal storage fiber structure and method for producing thermal storage fiber structure | |
| TWI569960B (en) | Temperature regulating cloth | |
| Hu | The use of smart materials in cold weather apparel | |
| CN206106493U (en) | Cold -proof breathable fabric | |
| JPH05222679A (en) | Moisture-permeable waterproof cloth |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130325 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140312 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150313 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160314 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180306 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190409 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200309 Year of fee payment: 14 |