KR101593888B1 - 원단의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원단의 제조방법에 관한 것으로, 원단을 준비하는 단계; 수지 100 중량부, 메틸에틸케톤 20±2 중량부, 디메틸포름아미드 30±2 중량부, 슬립제 2±1 중량부, 대전방지제 5±1 중량부, 소광제 3±0.5 중량부, 경화제 10±0.5 중량부, 경화촉진제 0.2±0.05 중량부를 함유하는 코팅 조성물을 원단에 코팅하는 단계; 및 코팅된 원단을 13±0.5 m/min의 라인 속도로 80±3℃의 제1건조챔버, 120±3℃의 제2건조챔버, 150±3℃의 제3건조챔버, 110±3℃의 제4건조챔버에 통과시켜 건조하는 단계를 포함하는 원단의 제조방법을 제공한다.

Description

원단의 제조방법{Method for producing fabric}
본 발명은 원단의 제조방법에 관한 것이다.
최근 투습방수 기능을 하는 아웃도어 의류에 관심이 많아지고 있다. 투습방수 기능이란, 수증기 형태의 물은 통과시키고 액체 상태의 물은 투과시키지 않는 기능을 말한다. 투습방수 기능이 의복에 적용되면, 신체활동으로 발생된 수증기 형태의 땀은 외부로 배출되고 빗물과 같은 물방울 형태의 물은 의복 내부로 침투하지 못하는 효과를 보인다. 이러한 투습방수 기능은 주로 등산복이나 스키복과 같이 야외활동 시에 착용하는 의복에 특별히 요구된다.
투습방수 성질은 다음의 원리로 설명될 수 있다. 물은 기체 상태에서 분자 간 수소결합을 통하여 수증기를 형성하고, 수증기의 직경은 일반적으로 수십에서 수백 나노미터이다. 반면 액체상태의 물은 기체상태보다 많은 양의 분자가 수소결합으로 결합되어 있으므로 직경이 수백 미크론에 이르는 물방울 형태로 존재한다. 따라서 원단의 표면에 형성된 층이, 수증기는 통과시키고 물방울을 통과시키지 못할 정도의 크기로 형성된 기공을 포함하고 있으면 투습방수 성질을 가지는 것이다.
[선행기술문헌]
[특허특헌]
1. 대한민국 실용신안 공개 제20-2015-0004033호
2. 대한민국 실용신안 공개 제20-2010-0009890호
3. 대한민국 특허 공개 제10-2009-0127710호
본 발명의 목적은 작업성이 좋고 물성이 우수한 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 원단을 준비하는 단계; 수지 100 중량부, 메틸에틸케톤 20±2 중량부, 디메틸포름아미드 30±2 중량부, 슬립제 2±1 중량부, 대전방지제 5±1 중량부, 소광제 3±0.5 중량부, 경화제 10±0.5 중량부, 경화촉진제 0.2±0.05 중량부를 함유하는 코팅 조성물을 원단에 코팅하는 단계; 및 코팅된 원단을 13±0.5 m/min의 라인 속도로 80±3℃의 제1건조챔버, 120±3℃의 제2건조챔버, 150±3℃의 제3건조챔버, 110±3℃의 제4건조챔버에 통과시켜 건조하는 단계를 포함하는 원단의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 코팅된 원단을 제1건조챔버부터 제4건조챔버의 순으로 각 챔버의 하부에 1차로 통과시킨 후, 제4건조챔버부터 제1건조챔버의 순으로 각 챔버의 중앙부에 2차로 통과시킨 후, 제1건조챔버부터 제4건조챔버의 순으로 각 챔버의 상부에 3차로 통과시킬 수 있다.
본 발명에서 코팅된 원단을 슬리팅 기계로 재단하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 슬리팅 기계는 냉각수가 순환되는 롤러를 구비할 수 있다.
본 발명은 작업성이 좋고 물성이 우수한 원단의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원단의 제조에 사용되는 코팅/건조장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 장치에서 공급부를 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 1의 장치에서 두께 조절장치를 설명하기 위해 나타낸 상세도이다.
도 4는 도 1의 장치에서 에어 분사기를 설명하기 위해 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 장치에서 가이드롤러 및 지지롤러를 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시형태를 가질 수 있는바, 특정 실시형태들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서는 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 제1, 제2, 1차, 2차 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 또한, 본 발명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시형태를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시형태를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 원단의 제조방법은 원단을 준비하는 단계; 코팅 조성물을 원단에 코팅하는 단계; 및 코팅된 원단을 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 원단을 준비한다. 원단은 경사와 위사를 이용하여 제직한 직물일 수 있고, 예를 들어 경사는 나일론 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 위사는 나일론 또는 PET로 구성할 수 있다. 나일론 직물의 경우 무장력 지거(jigger)로 원단이 확포 상태로 작업하여 섬유의 스트레스를 억제하여 탄성과 원형 보존이 가능하다. 래피드(rapid)(rope 상태) 작업시, 과량의 용수 및 마찰로 인해 원단의 원형 보존이 이루어지지 않으므로 지거 방식이 적합하다. 경사와 위사의 섬도(굵기)는 10 내지 100 데니어일 수 있고, 밀도는 100 내지 110 T일 수 있다. 원단 제직시의 장력은 8±0.5 g, rpm은 150±10일 수 있다. 또한, 원단의 두께 및 코팅 면적 등을 고려하여 경사와 위사 소재를 세데니어로 적용할 수 있다.
원단은 UV 차단제를 포함할 수 있다. UV 차단제는 원단에 코팅될 수 있고, 또한 UV 차단제를 코팅한 원사를 이용하여 원단을 제작할 수 있다. UV 차단제의 배합량은 수지 100 중량부에 대해 9.5 내지 11 중량부인 것이 바람직하다.
한편, 원단은 투습방수 기능을 갖는 다공성 막을 포함할 수 있다. 다공성 막은 폴리사풀루오르 에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE, 테프론) 등으로 만들 수 있다. 다공성 막은 14±3억개/㎠의 포어를 포함할 수 있고, 포어 크기는 200±50 nm일 수 있다.
다음, 도 1과 같은 코팅/건조장치를 이용하여 코팅 조성물을 원단에 코팅한다. 코팅 조성물(코팅액)은 핫멜트(hot melt) 투습방수 코팅 조성물일 수 있다. 구체적으로, 코팅 조성물은 수지 100 중량부, 메틸에틸케톤 20±2 중량부, 디메틸포름아미드 30±2 중량부, 슬립제 2±1 중량부, 대전방지제 5±1 중량부, 소광제 3±0.5 중량부, 경화제 10±0.5 중량부, 경화촉진제 0.2±0.05 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
수지로는 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 폴리우레탄은 피막강도 및 접착강도가 크기 때문에 얇은 코팅막의 제조가 가능하고, 코팅 피막의 탄력성이 풍부하여 촉감이 부드러우며, 다공질막의 필름 제조로 투습성 및 통기성을 부여할 수 있고, 내한성이 우수하며, 가소제를 사용하지 않고 가공하기 때문에 가소제에 의한 작업성 문제가 적을 수 있다.
슬립제로는 고급 지방산 아미드, 고급 지방산 에스테르, 왁스, 금속 비누 및 실리콘 오일 등을 사용할 수 있다.
대전방지제로는 알칼리금속염, 4급 암모늄계염 등의 이온성 화합물을 사용할 수 있다. 알칼리금속염은 양이온과 음이온의 이온조합에 의해 이루어진 것으로서, 양이온은 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 세슘 등일 수 있고, 음이온은 염소, 브롬, 요오드 등일 수 있다. 4급 암모늄계염은 양이온과 음이온의 이온조합에 의해 이루어진 것으로서, 양이온은 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라부틸암모늄, 테트라헥실암모늄 등일 수 있고, 음이온은 퍼클로레이트, 테트라플로로보레이트, 헥사플로로포스페이트, 벤조에이트, 트리플로로메탄설포네이트, 테트라페닐보레이트, p-톨루엔설포네이트, 클로라이드, 플로라이드, 브로마이드, 요오다이드, 카보네이트, 아세테이트 등일 수 있다.
소광제로는 무기계 소광제, 유기계 소광제 등을 사용할 수 있다. 무기계 소광제는 히드록시 작용기로 표면개질된 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나, 등일 수 있다. 유기계 소광제는 카르복시 작용기로 표면개질된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 등일 수 있다.
경화제로는 페놀계, 산무수물계, 아민계, 벤즈옥사진계, 이소시아네이트계 경화제 등을 사용할 수 있다.
경화촉진제로는 3급 아민, 이미다졸 화합물, 인 화합물, 4급 암모늅 화합물, 유기 금속염 등을 사용할 수 있다.
또한, 코팅 조성물은 감온안료를 포함할 수 있다. 감온안료는 특정 온도 범위에서 색을 발현하는 안료로서, 열을 흡수하면 화합물의 구조가 변하여 발색 또는 소색되며, 열을 차단시키면 다시 원래의 화합물 구조로 되돌아오게 되어 소색 또는 발색된다. 감온안료를 사용하여 체온과 외부 환경에 따라 색상이 변함으로써 위조 방지와 제품의 차별성 및 독창적인 심미성을 가미할 수 있다. 감온안료의 배합량은 수지 100 중량부에 대해 5 내지 40 중량부일 수 있다. 또한, 감온안료 이외에 필요에 따라 일반 안료 및/또는 형광 안료 등을 추가로 첨가할 수 있다. 감온안료는 전자 공여성 정색성 유기 화합물과 전자 수용성 화합물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는 임의의 온도에서 전자를 공여하는 물질인 트리페닐메탄계, 플로란계, 로이다민락탐계 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자공여 물질과; 전자를 수용하는 비스페놀류, 알킬페놀류, 노블락형 페놀수지, 카르본산 유도체 및 금속염, 히드록시안식향산에스테르, 활성백토에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자수용성 물질을 혼합하여 제조될 수 있다. 감온안료에서 발색성분으로는 2,2-디부틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 2,2-부틸이소아밀-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3,3-디메틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란 등이 있으며, 현색제로서는 비스페놀에이, 비스페놀에스 등의 페놀계 화합물과 파라히드록시벤질벤조익엑시드, 파라페닐페놀 및 산성 백토 등과 혼합되어 전자의 주고 받음에 의해 발색 또는 소색될 수 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 감온안료를 수지 조성물에 첨가시 분산성 및 저장안정성 등의 물성을 향상시키기 위해서 아크릴계 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스계 수지를 이용하여 표면이 캡슐화된 것을 사용할 수 있다.
또한, 코팅 조성물은 무기물을 응용한 투습방수 소재로서 알루미늄, 카본블랙, 세라믹 등을 포함하여 보온성형, 소취성, 항균 방취성을 부가할 수 있다.
다음, 도 1과 같은 코팅/건조장치를 이용하여 코팅된 원단을 건조한다. 코팅/건조장치를 적어도 4개의 건조챔버를 포함할 수 있는데, 13±0.5 m/min의 라인 속도로 80±3℃의 제1건조챔버, 120±3℃의 제2건조챔버, 150±3℃의 제3건조챔버, 110±3℃의 제4건조챔버에 통과시키는 것이 바람직하다.
또한, 코팅된 원단을 코팅/건조장치에서 S자 형태로, 구체적으로 제1건조챔버부터 제4건조챔버의 순으로 각 챔버의 하부에 1차로 통과시킨 후, 제4건조챔버부터 제1건조챔버의 순으로 각 챔버의 중앙부에 2차로 통과시킨 후, 제1건조챔버부터 제4건조챔버의 순으로 각 챔버의 상부에 3차로 통과시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 1차, 2차, 3차의 건조작업을 하나의 건조부에서 시행하므로, 폐열 재활용으로 에너지를 절약할 수 있다. 3차례 이상의 걸친 건조작업으로 약제가 제품에 충분히 흡수될 수 있다. 최종 제품의 외형에 큰 영향을 주는 마지막 건조온도는 1차 및 2차 건조보다 낮게 하여 제품의 완성도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 코팅된 원단을 슬리팅 기계로 재단하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 슬리팅 기계는 냉각수가 순환되는 롤러를 구비할 수 있다. 슬리팅 기계의 냉각장치를 이용한 제어기술로 원단을 절단시 발생하는 점성을 제거하여 불량률을 줄일 수 있다. 냉각장치의 온도는 최소 5℃에서 10℃로 유동적으로 조절될 수 있다.
코팅 조성물을 코팅 및 건조하여 형성한 코팅층은 다공성 코팅층일 수 있다. 다공성 코팅층은 14±3억개/㎠의 포어를 포함할 수 있고, 포어 크기는 200±50 nm일 수 있다. 코팅층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 1 내지 900 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 원단은 90±10 N의 인장강도, 4200±500 g/㎡·day의 투습도(100 ㎛), 11000±1000 mmH2O의 내수도, 0.04±0.005 mm의 평활도, 50±10의 UV 차단지수, 1000±300 g/cm의 박리강도, 3±1초의 감온시간, 3±1급의 세탁 견뢰도를 가질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 원단을 제조할 때의 테스트 결과를 설명한다.
표 1은 코팅 조성물의 약제(에틸알코올) 배합의 결과를 나타낸 것으로, 에틸알코올(EA)의 도포량 과다시 빠른 증발로 인하여 2차 코팅의 불량 요인이 발생하였으며, 디메틸포름아미드(DMF)의 과다 투입시 용제의 잔제 발생으로 인하여 코팅 과정에서 약간의 핀홀이 발생하였고, 온도 제어에 어려움이 있었다.
수지
(중량부)		 EA
(중량부)		 DMF
(중량부)		 슬립제
(중량부)		 대전방지제
(중량부)		 소광제
(중량부)		 결과
1 100 20 20 2 5 2 양호
2 25 20 2 우수
3 30 20 2 보통
4 20 30 3 보통
5 25 30 3 보통
6 30 30 3 보통
표 2는 코팅 조성물의 약제(메틸에틸케톤) 배합의 결과를 나타낸 것으로, 메틸에틸케톤(MEK)과 DMF를 사용하여 약제를 조성한 결과, DMF의 양이 높아질수록 가공시 DMF의 완전 증발이 이루어지지 않아 제품의 말림 현상이 발생하였다.
수지
(중량부)		 MEK
(중량부)		 DMF
(중량부)		 슬립제
(중량부)		 대전방지제
(중량부)		 소광제
(중량부)		 결과
1 100 20 35 2 5 2 불량
2 25 35 2 불량
3 30 35 2 불량
4 20 30 3 우수
5 25 30 3 양호
6 30 30 3 보통
에틸알코올의 경우 비교적 가격이 저렴하나, 생산 공정에서 약제 특유의 냄새 발생으로 작업성이 저하하였다. 따라서, MEK를 사용한 배합조건을 최적으로 선택하여 기술개발에 적용하였다. MEK의 최적 배합량은 수지 100 중량부에 대해 20 중량부이었고, DMF의 최적 배합량은 수지 100 중량부에 대해 30 중량부이었다.
표 3은 최적 건조챔버 온도를 나타낸 것으로, 챔버의 온도 조건이 최종 제품에 큰 영향을 미쳤다. 특히, 제2건조챔버 및 제3건조챔버의 온도에 따라 건조 과다로 인한 오렌지필 및 핀홀 현상이 발생하였다. 특히, 제3건조챔버의 온도가 160℃ 이상일 경우 건조 과다 현상이 발생하여 제3건조챔버의 온도 조절이 매우 중요하였다. 챔버별 최적 온도 조건을 테스트한 결과 제2건조챔버 120℃ 및 제3건조챔버 150℃의 조건에서 결과가 가장 우수하여 기술개발에 적용하였다.
제1건조챔버
온도(℃)		 제2건조챔버
온도(℃)		 제3건조챔버
온도(℃)		 제4건조챔버
온도(℃)		 결과
1 80 100 150 110 보통
2 100 160 건조 과다
3 110 150 보통
4 110 160 건조 과다
5 120 150 우수
6 120 160 건조 과다
표 4는 최적 경화제 배합 조건을 나타낸 것으로, 경화제 투입량은 접착력 및 투습도의 중요 요인으로서, 경화제의 부족시 투습도는 다소 높아졌으나, 원단의 접착력은 저하되었다. 경화제의 과다 투입시 접착력은 향상되었으나, 투습도는 저하되었다. 특히, 경화제를 과다 투입할 경우, 경화제가 제품의 표면에 번지는 현상이 발생하고 미세 다공질이 줄어서 투습도가 저하되었다. 경화제의 최적 배합량은 수지 100 중량부에 대해 10 중량부이었다.
2액형 수지
(중량부)		 MEK
(중량부)		 경화제
(중량부)		 경화촉진제
(중량부)		 결과
1 100 20 8 0.2 접착 저하
2 9 보통
3 10 최적
4 11 경화
5 12 과다 번짐
표 5는 최적의 라인 속도 조건을 나타낸 것으로, 라인 속도를 테스트하여 최적의 조건을 도출하였다. 라인 속도가 낮을수록 약제의 과다 건조로 인한 접착력 저하가 발생하였다. 라인 속도가 높을 경우 약제의 적정 건조가 이루어지지 않아 약제가 원단에 베어 나오는 현상이 발생하였다. 최적의 라인 속도는 13 m/min이었다.
제1건조챔버
온도(℃)		 제2건조챔버
온도(℃)		 제3건조챔버
온도(℃)		 제4건조챔버
온도(℃)		 라인속도
(m/min)		 결과
1 80 120 100 100 11 접착 과도
2 12 보통
3 13 최적
4 14 접착 저하
5 15 불량
한편, 코팅/건조장치에 사용되는 핫멜트 롤러는 압력 0.75±0.05 MPa, 온도 138±2℃, 속도 7±2 m/min의 조건이 바람직하다.
표 6은 원단 제조시 최적의 UV 차단제 배합조건을 나타낸 것으로, UV 차단제의 비율이 낮을 경우 UV 차단효과가 미비하게 발현되었고, 10 중량부 이상 투입할 경우 성능의 차이가 없었다. 한편, UV 차단 코팅시 투습도가 저하되는 현상이 발생하였다. UV 차단 소재 원사를 사용하여 UV 성능을 확보한 후 투습방수 코팅을 진행하는 방식이 최적으로 판단되었다.
수지
(중량부)		 UV 차단제
(중량부)		 압력
(kgf)		 온도
(℃)		 속도
(m/min)		 결과
1 100 8 7 150 5 불량
2 9 보통
3 10 양호
4 11 양호
표 7은 원단 제직시 장력 테스트 결과를 나타낸 것으로, 최적의 장력은 8 g이었다.
소재 장력(g) 사절(개) rpm 제직성
나일론 20d
+
PET 50d		 7 0 150 보통
8 0 우수
9 2 보통
10 5 불량
표 8은 원단 제직시 rpm 테스트 결과를 나타낸 것으로, 최적의 rpm은 150이었다.
소재 장력(g) 사절(개) rpm 제직성
나일론 20d
+
PET 50d		 150 0 100 보통
0 150 우수
3 200 보통
5 250 불량
표 9는 본 발명에 따른 원단의 주요 성능지표를 나타낸 것이다.
성능지표 단위 결과 시험규격
인장강도 N 90 KS K 0520
그래브법
투습도(100 ㎛) g/㎡·day 4200 KS K 05942008
워터인버티드법
내수도 mmH2O 11000 KS K ISO 8112009
수압법
평활도 mm 0.04 KS K ISO 5084
UV 차단지수 - 50 KS K 0850
박리강도 g/cm 1000 KS K 0533
감온시간 초 3 -
세탁 견뢰도 급 3 KS K ISO 105-C06
도 1은 본 발명에 따른 원단의 제조에 사용되는 코팅/건조장치의 단면도로서, 코팅/건조장치(100)는 원단에 코팅액(172)을 도포하는 공급 롤러(110); 코팅액(172)이 도포된 원단(180)을 건조시키기 위한 건조부(130); 및 원단(180)을 공급 롤러(110)와 건조부(130)로 가이드 하기 위한 가이드 롤러(150)로 구성될 수 있다.
공급 롤러(110)는 원단(170)에 코팅액(172)을 도포하여 이를 건조부(130)로 공급하기 위한 것으로, 1차 코팅층(174)을 도포하는 제1공급 롤러(112)와, 건조된 원단(180)의 1차 코팅층(174)에 코팅액(172)을 재차 도포하여 2차 코팅층(176)을 형성시키기 위한 제2공급 롤러(114)로 구성된다. 이때, 제2공급 롤러(114)는 제1공급 롤러(112)에서 도포된 1차 코팅층(174)이 도포 중 혹은 건조 및 이송시 외부와의 마찰로 인해 1차 코팅층(174)이 훼손될 경우, 이를 보완하여 1차 코팅층(174)에서 발생될 수 있는 결함을 최소화시킬 수 있다. 또한, 제2공급 롤러(114)에는 1차 코팅층(174)에 제1공급 롤러(112)에서 도포된 코팅액(172)과 다른 물성의 코팅액(172)을 도포할 수도 있다.
한편, 각 공급 롤러(112, 114)에 마련되어 원단(170)에 도포되는 코팅액(172)의 두께를 조절하기 위한 두께 조절장치(120)가 더 마련될 수 있다. 이러한 두께 조절장치(120)는 도 2의 "A"에 대한 상세도인 도 3과 같이 제1공급 롤러(110)와 소정간격을 두고 나란하게 형성된 바이트(124)와, 바이트(124)를 지지하고 각 공급 롤러(112, 114)와 바이트(124)와의 간격을 조절하기 위한 실린더(122)로 구성될 수 있다. 따라서, 도 3과 같이 제1공급 롤러(112)를 따라 이동되는 원단(170)의 일면으로 도포되는 코팅액(172)이 설정 두께 이상으로 도포될 경우, 바이트(124)의 외측면과 마찰하여 설정된 두께 이상으로 코팅액(172)이 도포된 원단(180)이 공급되지 않도록 할 수 있다. 도 3은 제1공급 롤러(112)를 참조하여 설명하였으나, 이는 제1과 제2공급 롤러(112, 114)에 설치된 두께 조절장치(120)는 서로 동일한 구성으로 설치되므로, 제2공급 롤러(114)에 설치된 두께 조절장치(120)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
건조부(130)는 공급 롤러(110)로부터 공급받은 원단(180)의 각 코팅층(174, 176)을 건조시키기 위한 것으로, 내부의 온도범위는 80℃ 내지 160℃ 사이가 바람직하다. 또한, 건조부(130)의 내부는 복수의 영역으로 구획될 수 있으며, 예를 들어 제1건조챔버, 제2건조챔버, 제3건조챔버, 제4건조챔버로 구획될 수 있다. 각 챔버는 격벽에 의해 구분될 수도 있고, 격벽 없이 각 챔버별로 온도를 차등하여 구분할 수 있다.
또한, 건조부(130)는 제1공급 롤러(112)로부터 원단(180)을 공급받아 이를 건조시키기 위한 제1건조라인(134)과, 제1건조라인(134)을 거쳐 가이드 롤러(150)에서 선회하여 원단(180)을 재차 건조시킨 후, 복수의 가이드 롤러(150)를 지나 이를 제2공급 롤러(114)로 공급하기 위한 제2건조라인(136), 및 제2공급 롤러(114)에서 2차 코팅층(176)을 형성시킨 후, 이를 건조시키기 위한 제3건조라인(138)으로 구성될 수 있다. 한편, 복층의 건조라인(132)은 도시한 제1 내지 제3건조라인(134, 136, 138)에 한정하지 않으며, 복층의 구조로 홀수층으로 더 구성될 수도 있다.
제1건조라인(134)과 제3건조라인(138)으로 공급되는 원단(180)의 밑면을 지지하여 원활한 이송을 위한 이송 롤러(160)가 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 이송 롤러(160)는 통상의 베어링(미도시)에 의해 무동력으로 회전하도록 구성될 수 있으며, 이는 원단(180)이 이송 롤러(160)의 상단으로 통과시 마찰력을 최소화시켜주기 위한 수단으로 사용될 수 있다.
한편, 제2건조라인(136)은 원단(180)이 제1건조라인(134)과 제1가이드 롤러(152)와의 마찰로 인해 1차 코팅층(174)과 원단(170)의 상/하 위치가 변경되어 1차 코팅층(174)이 지면을 마주하면서 이동하게 된다. 이때, 1차 코팅층(174)이 훼손되는 것을 방지하기 위해 1차 코팅층(174)이 부양된 상태로 이동시키기 위한 에어 분사기(142)가 마련될 수 있다. 이는 제1공급 롤러(112)에서 공급되는 원단(180)은 도 2의 제1건조라인(134)을 통과 시, "P-1"에 도시된 바와 같이 1차 코팅층(174)이 상부를 향해 이동되나, 원단(180)이 제1가이드 롤러(152)를 선회하여 제2건조라인(136)으로 공급되는 원단(180)은 상/하부의 위치, 즉 "P-2"에 도시된 바와 같이 1차 코팅층(174)이 지면과 마주하게 된다. 따라서, 제2건조라인(136)에서 원단(180)이 자중에 의해 하향하게 되어 1차 코팅층(174)이 훼손되지 않도록 도 4에 도시된 바와 같이 에어 분사기(142)의 분사구(144)를 통해 원단(180)의 밑면으로 에어를 분사하여 소정 높이 부양되어 이동될 수 있다.
한편, 제2건조라인(136)으로 이동되는 원단(180)으로 분사되는 에어가 정전 혹은 에어 분사기(142)에 이상이 발생될 경우, 원단(180)이 자중에 의해 하향하여 지지 롤러(140)에 지지되며, 이때, 지지 롤러(140)는 1차 코팅층(174)이 마찰하게 되며, 마찰 시 1차 코팅층(174)의 훼손이 최소화될 수 있도록 지지 롤러(140)의 외주면에 도 5에 도시된 단면도와 같이 테프론층(190)이 구비될 수 있으며, 내부에는 지지 롤러(140)의 온도를 낮추기 위한 냉각수를 순환시키기 위한 순환로(200)가 형성될 수 있다. 여기서 테프론층(190)은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 갖는다. 따라서, 에어 분사기(142)에서 에어의 분사가 정지될 경우, 비상수단으로 지지 롤러(140)가 원단(180)을 지지하여 1차 코팅층(174)의 훼손을 최소화할 수 있다.
한편, 원단(180)의 1차 코팅층(174)이 제1공급 롤러(112)와 제2공급 롤러(114) 사이에서 건조 및 코팅액(172)의 도포시, 이를 가이드 하는 복수의 가이드 롤러(150)의 외주면에 테프론층(190)을 형성하고, 내부에 순환로(200)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 지지 롤러(140) 및 가이드 롤러(150)는 정전과 같은 장치의 동작이 정치될 경우, 원단(180)의 코팅층(174, 176)과 마찰하여 각 롤러(140, 150)에 눌러 붙거나 박리될 수도 있다. 따라서, 이와 같이 원단(180)의 코팅층(174, 176)이 훼손되는 것을 방지하기 위해 각 롤러(140,150)의 온도를 낮춰 눌러 붙는 것을 방지할 수 있도록 별도의 전원장치(미도시)에 연결하거나 기존전원과 함께 교번하게 사용될 수 있도록 연결하는 것이 바람직하다. 이때, 별도의 전원장치(미도시)는, 장비의 구동의 전원과는 별로도 정전시 대체할 수 있는 전원을 연결하여 사용할 수 있으며, 이러한 일례로는 발전기 등을 연결하여 사용할 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시형태는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 원단을 준비하는 단계;
    수지 100 중량부, 메틸에틸케톤 20±2 중량부, 디메틸포름아미드 30±2 중량부, 슬립제 2±1 중량부, 대전방지제 5±1 중량부, 소광제 3±0.5 중량부, 경화제 10±0.5 중량부, 경화촉진제 0.2±0.05 중량부를 함유하는 코팅 조성물을 원단에 코팅하는 단계; 및
    코팅된 원단을 13±0.5 m/min의 라인 속도로 80±3℃의 제1건조챔버, 120±3℃의 제2건조챔버, 150±3℃의 제3건조챔버, 110±3℃의 제4건조챔버에 통과시켜 건조하는 단계를 포함하는 원단의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    코팅된 원단을 제1건조챔버부터 제4건조챔버의 순으로 각 챔버의 하부에 1차로 통과시킨 후, 제4건조챔버부터 제1건조챔버의 순으로 각 챔버의 중앙부에 2차로 통과시킨 후, 제1건조챔버부터 제4건조챔버의 순으로 각 챔버의 상부에 3차로 통과시키는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    코팅된 원단을 슬리팅 기계로 재단하는 단계를 추가로 포함하고, 슬리팅 기계는 냉각수가 순환되는 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 원단의 제조방법.
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