KR101619222B1 - 투습방수 원단 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투습방수 원단 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 투습방수 원단의 제조 방법은 전사 보조 필름에 핫멜트(Hot melt) 접착제 도트 패턴을 전사하는 단계; 상기 전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 직물 기재에 전사하는 단계; 및 고분자 물질로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 형성된 미세 다기공 구조를 구비하는 나노 섬유 웹을, 상기 직물 기재에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 올려놓고 열 접착하는 단계;를 포함한다.

Description

투습방수 원단 및 그의 제조 방법{Breathable and waterproof fabric and manufacturing method thereof}
본 발명은 투습방수 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴으로 열접착을 수행함으로써, 나노 섬유 웹의 기공을 막는 것을 최소화하여 내수압 저하를 방지할 수 있는 투습방수 원단 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 건강과 레저 활동에 대한 관심이 증가되고 있어 기능성 소재는 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히, 투습방수기능을 갖춘 소재는 고급화 및 웰빙 붐을 타고 투습기능이 더욱 강조되고 있다.
투습방수 원단은 땀을 배출해주고, 비를 막아주는 투습방수성이 우수한 기능성 원단으로, 등산복, 야외 외출복, 침낭 등의 등산 및 일상생활의 아웃도어용으로 적용되고, 그 활용 범위가 넓어지고 있다.
투습방수 원단은 물은 침투하지 못하게 하면서 몸에서 나는 땀은 수증기로 되어 바깥으로 배출시킴으로서 쾌적성을 부여하게 되어, 투습방수 원단으로 만들어진 의류는 착용감이 우수하다.
방수 소재는 PTFE 필름, 폴리에스터 필름, PU 라미네이션 등 3가지 소재로 분류되고, 고어텍스는 PTFE 필름으로 현재 전세계 투습방수 시장을 리드하고 있으나, 현존 투습방수 소재를 대체할 수 있는 새로운 소재 개발이 지속적으로 시도되고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1106679호에는 평균직경이 1,000㎚ 이하인 폴리우레탄 나노 섬유들로 구성되고, 폴리우레탄 나노 섬유 중 일부가 습기경화형 폴리우레탄 나노 섬유인 폴리우레탄 나노 섬유 웹을, 액상 접착제가 스프레이(Spray)된 원단과 열압착하여 투습방수 원단을 제조하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 원단은, 상온에서 폴리우레탄 나노 섬유 웹의 수축율을 낮춰 원단과의 접착 공정을 용이하게 할 수 있으나, 액상 접착제를 스프레이함으로써, 원단에서 액상 접착제의 불균일한 도포 분포를 갖게되어 투습 효율이 균일하지 못하고, 액상 접착제가 원단에 스며들게 되어 투습을 방해하는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1106679호
본 발명은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 핫멜트 접착제 도트 패턴을 전사하는 기술을 이용하여 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴이 나노 섬유 웹의 기공을 막는 것을 최소화하여 내수압 저하를 방지할 수 있는 투습방수 원단 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴으로 직물 기재와 나노 섬유 웹을 열 접착함으로써, 직물 기재와 나노 섬유 웹의 접착된 면적을 감소시켜 투습 기능을 수행하는 면적을 증가시킴으로써, 투습 효율을 향상시킬 수 있는 투습방수 원단 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 경량화된 나노 섬유 웹을 고상 핫멜트 접착제로 직물 기재에 접착시켜, 원단의 중량을 감소시킬 수 있는 투습방수 원단 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 투습방수 원단의 제조 방법은, 전사 보조 필름에 핫멜트(Hot melt) 접착제 도트 패턴을 전사하는 단계; 상기 전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 직물 기재에 전사하는 단계; 및 고분자 물질로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 형성된 미세 다기공 구조를 구비하는 나노 섬유 웹을, 상기 직물 기재에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 올려놓고 열 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 투습방수 원단의 제조 방법에서, 상기 나노 섬유 웹을, 상기 직물 기재에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 올려놓고 열 접착하는 단계 후에, 전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 상기 나노 섬유 웹에 전사하는 단계; 및 상기 나노 섬유 웹에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 후면 직물 기재를 올려놓고 열 접착하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 핫멜트 접착제 도트 패턴은 우레탄(urethane)계, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리에틸렌(polyethylene)계, E.V.A.계, 폴리에스테르(polyester)계, P.V.C.계 중 하나의 소재로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 핫멜트 접착제 도트 패턴의 녹는점(melting point)은 150℃ 이하이고, 상기 핫멜트 접착제 도트 패턴의 용융 지수(melt index)는 5 ~ 500g/10min일 수 있다.
또한, 상기 나노 섬유 웹의 기공의 크기는 0.8㎛ 이하이고, 상기 나노 섬유의 축적량은 3gsm ~ 15gsm일 수 있다.
또, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 투습방수 원단의 제조 방법은, 전사롤이 회전하여 핫멜트 접착제 조의 용융된 핫멜트 접착제를 상기 전사롤의 롤면의 그라비아 코팅용 홀에 안착시키고, 전사 보조 필름을 상기 전사롤의 롤면에 접촉시키고, 상기 회전되는 전사롤에 의해 상기 그라비아 코팅용 홀에 안착된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 상기 전사 보조 필름에 전사시키는 단계; 상기 핫멜트 접착제 도트 패턴을 냉각시킨 후, 직물 기재를 상기 핫멜트 접착제 도트 패턴이 전사된 전사 보조 필름에 합지시키는 단계; 상기 합지된 전사 보조 필름과 상기 직물 기재를 열접착시킨 후, 상기 전사 보조 필름를 박리시키는 단계; 및 나노 섬유 웹을 상기 전사 보조 필름이 박리된 직물 기재의 핫멜트 접착제 도트 패턴에 접촉시켜 상기 직물 기재와 상기 나노 섬유 웹을 열접착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 투습방수 원단의 제조 방법에서, 상기 합지된 전사 보조 필름과 상기 직물 기재의 열접착 및 상기 직물 기재와 상기 나노 섬유 웹의 열접착은 열과 압력이 인가된 라미네이팅 공정을 수행하여 열접착할 수 있다.
본 발명에서는 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴으로 직물 기재와 나노 섬유 웹을 열 접착함으로써, 직물 기재와 나노 섬유 웹의 접착된 면적을 감소시켜 투습 기능을 수행하는 면적을 증가시킴으로써, 투습 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 핫멜트 접착제가 마이크로 도트 형태로 직물 기재 및 나노 섬유 웹에 열접착되어 있으므로, 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 이용하여 고체 상태의 핫멜트 접착제 도트 패턴이 나노 섬유 웹에 접촉된 상태에서 열접착을 수행하여, 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴이 나노 섬유 웹의 기공을 막는 것을 최소화하여 내수압 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 직물 기재를 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴으로 저중량의 나노 섬유가 축적되어 경량화된 나노 섬유 웹에 접착시켜, 원단의 중량을 감소시킬 수 있다.
본 발명에서는 무색, 무미, 무취의 열가소성의 핫멜트 접착제를 적용하여 원단을 구현함으로써, 인체에 무해하며 통기성을 우수하게 하고, 무공해, 무독성, 솔벤트 성분이 없는 친환경적인 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에서는 패턴 형상의 고상 핫멜트 접착제로 직물 기재와 나노 섬유 웹을 접착시킴으로써, 황변, 오염, 표백이나 뒤틀림등의 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1실시예에 따른 투습방수 원단을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 투습방수 원단을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 3은 본 발명에 따라 투습방수 원단을 제조하는 장치 구성도,
도 4는 본 발명에 따라 전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 촬영한 사진,
도 5는 본 발명에 따라 직물 기재에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 촬영한 사진이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1a 내지 도 1c를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 투습방수 원단의 제조 방법은 전사 보조 필름(100)에 핫멜트(Hot melt) 접착제 도트 패턴(110)을 전사한다(도 1a). 여기서, 전사 보조 필름(100)은 후술된 공정에서 직물 기재(200)에 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 전사시키기 위한 필름으로써, 고분자 필름을 사용할 수 있으며, 대표적으로 PET를 사용하는 것이 바람직하다.
핫멜트 접착제 도트 패턴(110)은 상호 규칙적으로 이격되어 있는 원형 또는 다각형 형상의 핫멜트 접착제가 매트릭스 형태로 배열된 패턴이다.
핫멜트 접착제 도트 패턴(110)은 폴리아마이드(Polyamide)계, 폴리에스터(Polyester)계, 폴리우레탄(Polyurethane)계, 폴리올레핀(Polyolefine)계 및 E.V.A.(Ethylene Vinyl Acetate)계, 폴리에스테르(polyester)계, P.V.C.계 중 하나의 소재로 이루어질 수 있다.
그리고, 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)의 녹는점(melting point)은 150℃ 이하인 것이 바람직하고, 용융 지수(melt index)는 5 ~ 500g/10min인 것이 바람직하다.
즉, 용융 지수가 5g/10min 미만인 경우는 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)이 직물 기재(200) 및 후술된 나노 섬유 웹(300)과의 접착력이 저하되고, 500g/10min 을 초과한 경우는 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)이 직물 기재(200) 및 나노 섬유 웹(300)으로 침투해서 내수압이 저하된다.
그 다음, 전사 보조 필름(100)에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 직물 기재(200)에 전사한다.(도 1b)
직물 기재(200)는 투습방수 원단의 전면 원단으로, 외부에 노출되어 의복의 외관 상태에 직접적인 영향을 주는 것이므로 상대적으로 높은 밀도의 직조 상태를 가져야 한다. 예컨대, 직물 기재(200)는 페브릭(fabric)과 같은 원단으로 캐쥬얼복, 스포츠복 등을 제조하기 위한 모든 소재를 포함한다.
여기서, 전사 보조 필름(100)에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 직물 기재(200)에 전사하는 공정은 전사 보조 필름(100)에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110) 위에 직물 기재(200)를 올려놓고 열 접착시킨 후, 전사 보조 필름(100)을 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)으로부터 박리시켜 직물 기재(200)에 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)만 남아 있게 하는 공정을 적용할 수 있다.
이때, 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)에 의해 전사 보조 필름(100) 및 직물 기재(200)가 열 접착되면, 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)이 전사 보조 필름(100) 표면에만 접착되나, 직물 기재(200)는 실을 짜서 만들어진 원단이므로 실 사이에 다수의 기공이 존재하여, 용융된 핫멜트 접착제가 기공으로 흘러들어가 기공 측벽에 코팅되어 접착된다.
그러므로, 전사 보조 필름(100)과 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)의 접착력은 직물 기재(200)와 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)의 접착력보다 현저하게 낮아, 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)은 직물 기재(200)에 접착된 상태를 유지할 수 있는 소정의 물리적인 힘을 인가하여 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)으로부터 전사 보조 필름(100)을 박리시키는 공정을 수행하면, 전사 보조 필름(100)만 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)으로부터 박리시킬 수 있는 것이다.
이어서, 고분자 물질로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 형성된 미세 다기공 구조를 구비하는 나노 섬유 웹(300)을, 직물 기재(200)에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)에 올려놓고 열 접착한다(도 1c).
이때, 열 접착에 의해, 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)은 용융되면서 직물 기재(200) 및 나노 섬유 웹(300)으로 침투되고, 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 냉각시키면 직물 기재(200) 및 나노 섬유 웹(300)은 접착된다.
이와 같은 방법을 수행하면, 직물 기재(200)에 나노 섬유 웹(300)에 접착된 2층의 투습방수 원단이 제조할 수 있는 것이다.
본 발명에서는 핫멜트 접착제 도트 패턴을 전사하여 직물 기재에 나노 섬유 웹을 열 접착함으로써, 직물 기재와 나노 섬유 웹의 국부적인 영역에만 접착용 핫멜트 접착제 도트 패턴이 위치되어, 직물 기재와 나노 섬유 웹의 접착된 면적을 감소시켜 투습 기능을 수행하는 면적을 증가시킴으로써, 투습 효율을 향상시킬 수 있다.
게다가, 본 발명에서는 무색, 무미, 무취의 열가소성의 핫멜트 접착제를 적용하여, 인체에 무해하며 통기성을 우수하게 하고, 무공해, 무독성, 솔벤트 성분이 없는 친환경적인 공정을 수행할 수 있다.
더불어, 본 발명에서는 패턴 형상의 고상 핫멜트 접착제로 직물 기재와 나노 섬유 웹을 접착시킴으로써, 황변, 오염, 표백이나 뒤틀림등의 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.
한편, 종래 기술에서는 직물 기재에 액상 접착제를 스프레이한 후, 나노 섬유 웹을 열롤로 가열 및 압착하여 접착시키는 경우, 스프레이된 액상 접착제의 분포도가 불균일하고, 국부적인 영역에 집중적으로 액상 접착제가 도포되어, 원단의 특정 영역의 투습 효율이 상대적으로 저하되는 등 투습 효율이 균일하지 못하고, 스프레이된 액상 접착제가 직물 기재 대부분 영역에 스며들어, 투습을 방해하는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술적 특징이 있는 것이다.
핫멜트 접착제 도트 패턴(110)은 열가소성으로 우레탄(urethane)계, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리에틸렌(polyethylene)계, E.V.A.계, 폴리에스테르(polyester)계, P.V.C.계 중 하나를 사용할 수 있다.
그리고, 나노 섬유 웹(300)은 고분자물질과 용매가 혼합된 방사 용액을 전기방사하여 나노 섬유를 만들고, 이 나노 섬유를 적층시켜 형성한다.
여기에서, 본 발명에 적용되는 전기 방사 방법은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에서 사용되는 고분자물질은 전기방사가 가능한 것으로 예를 들면, 친수성 고분자와 소수성 고분자 등을 들 수 있으며, 이러한 고분자들을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자물질로는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고, 전기방사에 의해 나노 섬유를 형성할 수 있는 수지이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 퍼풀루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 이들의 공중합체, 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 사용 가능한 고분자물질로는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등이 있다.
상기 고분자물질 중에서 PAN, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에스테르 설폰(PES: Polyester Sulfone), 폴리스티렌(PS)를 단독으로 사용하거나, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)와 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 혼합하거나, PVdF와 PES, PVdF와 열가소성 폴리우레탄(TPU: Thermoplastic Polyurethane)을 혼합하여 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 사용 가능한 고분자는 전기방사가 가능한 열가소성 및 열경화성 고분자로 특별히 제한되지 않는다.
방사용액 제조시에 고분자물질은 5~22.5중량%가 바람직하다.
여기서 고분자 물질의 함량이 5중량% 미만의 경우 섬유상의 형성이 곤란하며, 방사(spinning)가 이루어지지 못하고 분사(Spray)가 되어서 섬유가 아닌 파티클(particle)이 형성되거나 방사가 이루어진다 하더라도 비드(bead)가 많이 형성되며, 용매의 휘발이 잘 이루어지지 않아서 웹의 캘린더 공정시 나노 섬유 웹이 녹아서 기공(pore)이 막히는 현상이 발생하게 된다. 또한, 고분자 물질의 함량이 22.5중량% 초과할 경우 점도가 상승하여 용액 표면에서 고화가 일어나 장시간 방사가 곤란하며, 섬유직경이 증가하여 마이크로미터 이하 크기의 섬유상을 만들 수 없다.
방사용액을 준비하기 위하여 고분자 물질과 혼합되는 용매는 단성분계 용매, 예를 들면, 다이메틸포름아마이드(DMF: dimethylformamide)를 사용하는 것도 가능하나, 2성분계 용매를 사용하는 경우는 비등점(BP: boiling point)이 높은 것과 낮은 것을 혼합한 2성분계 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 2성분계 혼합용매는 고비등점 용매와 저비등점 용매를 중량비로 7:3 내지 9:1 범위로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 고비등점 용매가 7 미만이 되는 경우 고분자가 완전 용해되지 못하는 문제가 있고, 9를 초과하는 경우 저비등점 용매가 너무 적어 방사된 섬유로부터 용매의 휘발이 잘 이루어지지 못하여 웹(web)의 형성이 원활하지 못하는 문제가 발생한다.
만약, 비등점이 높은 용매(solvent)만 사용하는 경우 방사(spinning)가 이루어지지 못하고 분사(Spray)가 되어서 섬유가 아닌 파티클(particle)이 형성되거나 방사가 이루어진다 하더라도 비드(bead)가 많이 형성되며, 용매의 휘발이 잘 이루어지지 않아서 웹의 라미네이션 공정시에 부분적으로 용융이 일어나 기공(pore)이 막히는 현상이 발생하게 된다.
또한, 비등점이 낮은 용매만 사용시에는 용매의 휘발이 매우 빠르게 일어나기 때문에 방사노즐의 니들(needle)에 잔 섬유(fiber)들이 많이 생성되어 방사 트러블의 원인으로 작용하게 된다.
본 발명에서는 고분자 물질이 각각 PES와 PVdF인 경우 2성분계 혼합용매는 예를 들어, 고비등점 용매로서 DMAc(N,N-Dimethylacetoamide: BP-165℃)와 저비등점 용매로서 아세톤(acetone: BP-56℃)을 9:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있고, 또한 고분자 물질이 각각 PEI와 PVdF인 경우 NMP(N-methylpyrrolidone: BP-202~204℃)와 THF(Terahydrofuran: BP-67℃)을 9:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
이 경우, 2성분계 혼합용매와 전체 고분자 물질 사이의 혼합비율은 중량비로 약 8:2로 설정되는 것이 바람직하다.
상기한 고분자 물질과 용매를 혼합한 방사용액을 멀티-홀 방사팩을 이용하여 전기방사한 후, 다층으로 형성된 나노 섬유 웹을 얻고 열 압착 공정 예를 들면, 캘린더링을 수행한다.
여기서, 캘린더링은 고온 고압으로 대략 70~190℃로 수행하여 나노 섬유 웹의 기공사이즈가 0.8㎛ 이하가 되도록 한다.
본 발명에서는 나노 섬유 웹을 형성할 때, 나노 섬유의 축적량을 3gsm ~ 15gsm으로 설정하여 저중량의 나노 섬유가 축적되어 경량화된 나노 섬유 웹을 형성하고, 직물 기재를 핫멜트 접착제 도트 패턴으로 경량화된 나노 섬유 웹에 접착시킴으로써, 투습방수 원단의 중량 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 투습방수 원단을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
직물 기재(200)에 나노 섬유 웹(300)이 접착된 2층의 제1실시예에 따른 투습방수 원단이 제조된 후, 직물 기재(200), 나노 섬유 웹(300) 및 후면 직물 기재(210)로 이루어진 3층의 제2실시예에 따른 투습방수 원단을 제조할 수 있다.
즉, 상술된 도 1a 내지 도 1c의 공정을 수행하여 직물 기재(200)에 나노 섬유 웹(300)이 접착된 투습방수 원단을 제조한 다음, 도 2a와 같이, 전사 보조 필름(101)에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(111)을 나노 섬유 웹(300)에 전사한다.(도 2a)
연이어, 나노 섬유 웹(300)에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(111)에 후면 직물 기재(210)를 올려놓고 열 접착한다(도 2b).
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 투습방수 원단을 제조하는 방법을 수행하면, 직물 기재(200), 나노 섬유 웹(300) 및 후면 직물 기재(210)가 핫멜트 접착제 도트 패턴(110,111)에 의해 접착되어 적층된 3층 구조의 투습방수 원단을 얻을 수 있다.
제2실시예의 투습방수 원단에서 직물 기재(200)는 전면 원단이고, 후면 직물 기재(210)는 후면 원단으로, 나노 섬유 웹(300)은 직물 기재(200) 및 후면 직물 기재(210) 사이에 위치된다.
후면 직물 기재(210)의 직조 밀도는 전면의 직물 기재(200)의 직조 밀도보다 상대적으로 낮은 것으로 사용할 수 있다. 즉, 후면 직물 기재(210)는 인체에 근접되어 나노 섬유 웹(300)을 보호하기 위한 제한된 기능만을 갖고 있으면 됨으로, 제조 경비를 감소시키기 위하여 전면의 직물 기재(200)보다 상대적으로 낮은 밀도의 직조 상태를 갖는 것이 좋다. 이러한 이유로, 후면 직물 기재(210)는 백(back)지로 지칭될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 투습방수 원단을 제조하는 장치 구성도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따라 투습방수 원단을 제조하는 장치는 핫멜트 접착제 조(600), 전사롤(610), 냉각팬(615), 권취롤(620,650,660,671,672), 히팅롤(631,632,661,662) 및 가이드롤(601,611,612,621)을 포함하여 구성된다.
핫멜트 접착제 조(600)는 용융된 핫멜트 접착제(600a)가 담겨져 있는 조로서, 전사롤(610)의 일부가 핫멜트 접착제 조(600)에 담겨져 있는 상태로 전사롤(610)이 회전되면 전사롤(610)의 롤면에 용융된 핫멜트 접착제(600a)가 묻게 된다.
이때, 전사롤(610)은 롤면에 상호 이격되어 있는 그라비아 코팅용 홀(미도시)이 다수 형성되어 있고, 이 그라비아 코팅용 홀에는 용융된 핫멜트 접착제(600a)가 삽입되어 안착된다.
히팅롤(631,632,661,662)은 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 직물 기재(200)에 열접착시키고, 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)으로 직물 기재(200) 및 나노 섬유 웹(300)을 열접착시키기 위하여 설치된다.
이와 같이 구성된 투습방수 원단을 제조하는 장치의 동작을 살펴보면, 먼저, 전사롤(610)이 회전하여 핫멜트 접착제 조(600)의 용융된 핫멜트 접착제를 전사롤(610)의 롤면의 그라비아 코팅용 홀에 안착시키고, 전사 보조 필름(100)이 가이드롤(601,611)에 의해 전사롤(610)의 롤면에 접촉되고, 회전되는 전사롤(610)에 의해 그라비아 코팅용 홀에 안착된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 전사 보조 필름(100)에 전사한다.
이어서, 가이드롤(611,612) 사이에 위치된 냉각팬(615)으로 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)을 냉각시키고, 가이드롤(621)에 의해 권취롤(620)에서 공급된 직물 기재(200)를 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)이 전사된 전사 보조 필름(100)에 합지한다.
그 다음, 합지된 전사 보조 필름(100)과 직물 기재(200)를 히팅롤(631,632)에 의해 열접착시킨 후, 전사 보조 필름(100)를 박리시켜 권취롤(650)로 권취시킨다.
연이어, 권취롤(660)에서 공급된 나노 섬유 웹(300)을 전사 보조 필름(100)이 박리된 직물 기재(200)의 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)에 접촉시켜 히팅롤(661,662)에서 직물 기재(200)와 나노 섬유 웹(300)을 열접착시킨다.
여기서, 전술된 히팅롤(631,632,661,662)은 열과 압력을 인가하는 칼렌더링 롤일 수 있으며, 합지된 전사 보조 필름(100)과 직물 기재(200) 또는 직물 기재(200)와 나노 섬유 웹(300)의 열접착은 열칼렌더링 롤에 의한 열과 압력이 인가된 라미네이팅 공정을 수행하여 열접착한다.
그리고, 나노 섬유 웹(300)이 모조지에 적층된 경우, 직물 기재(200) 및 나노 섬유 웹(300)의 열접착이 완료된 투습방수 원단(500)을 권취롤(671)로 권취하고, 모조지는 권취롤(672)에 권취하여 모조지를 나노 섬유 웹(300)으로부터 분리시킨다.
도 4는 본 발명에 따라 전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 촬영한 사진이고, 도 5는 본 발명에 따라 직물 기재에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 촬영한 사진이다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 이용하여 직물 기재와 나노 섬유 웹을 열 접착하여 투습방수 원단을 형성하는 것이다.
이때, 도 4 및 도 5와 같이 전사 보조 필름(100) 및 직물 기재(200)에 핫멜트 접착제 도트 패턴(110)이 양호하게 전사되어 본 발명의 투습방수 원단을 안정적으로 제조할 수 있었다.
이와 같이, 본 발명에서는 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴으로 직물 기재와 나노 섬유 웹을 열 접착함으로써, 직물 기재와 나노 섬유 웹의 접착된 면적을 감소시켜 투습 기능을 수행하는 면적을 증가시킴으로써, 투습 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 핫멜트 접착제가 마이크로 도트 형태로 직물 기재 및 나노 섬유 웹에 열접착되어 있으므로, 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 이용하여 고체 상태의 핫멜트 접착제 도트 패턴이 나노 섬유 웹에 접촉된 상태에서 열접착을 수행하여, 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴이 나노 섬유 웹의 기공을 막는 것을 최소화하여 내수압 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 핫멜트 접착제 도트 패턴을 전사하는 기술을 이용하여 용융된 핫멜트 접착제 도트 패턴이 나노 섬유 웹의 기공을 막는 것을 최소화하여 내수압 저하를 방지할 수 있는 투습방수 원단을 제공한다.
100:전사 보조 필름 110,111:핫멜트 접착제 도트 패턴
200,210:직물 기재 300:나노 섬유 웹
600:핫멜트 접착제 조 600a:핫멜트 접착제
610:전사롤 615:냉각팬
601,611,612,621:가이드롤 620,650,660,671,672:권취롤
631,632,661,662:히팅롤

Claims (10)

  1. 전사 보조 필름에 핫멜트(Hot melt) 접착제 도트 패턴을 전사하는 단계;
    상기 전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 직물 기재에 전사하는 단계;
    고분자 물질로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 형성된 미세 다기공 구조를 구비하는 나노 섬유 웹을, 상기 직물 기재에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 올려놓고 열 접착하는 단계;
    전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 상기 나노 섬유 웹에 전사하는 단계; 및
    상기 나노 섬유 웹에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 후면 직물 기재를 올려놓고 열 접착하는 단계;를 포함하는 투습방수 원단의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핫멜트 접착제 도트 패턴은 우레탄(urethane)계, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리에틸렌(polyethylene)계, E.V.A.계, 폴리에스테르(polyester)계, P.V.C.계 중 하나의 소재로 이루어진 투습방수 원단의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핫멜트 접착제 도트 패턴의 녹는점(melting point)은 150℃ 이하인 투습방수 원단의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 핫멜트 접착제 도트 패턴의 용융 지수(melt index)는 5 ~ 500g/10min인 투습방수 원단의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노 섬유 웹의 기공의 크기는 0.8㎛ 이하인 투습방수 원단의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 나노 섬유의 축적량은 3gsm ~ 15gsm인 투습방수 원단의 제조 방법.
  8. 전사롤이 회전하여 핫멜트 접착제 조의 용융된 핫멜트 접착제를 상기 전사롤의 롤면의 그라비아 코팅용 홀에 안착시키고, 전사 보조 필름을 상기 전사롤의 롤면에 접촉시키고, 상기 회전되는 전사롤에 의해 상기 그라비아 코팅용 홀에 안착된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 상기 전사 보조 필름에 전사시키는 단계;
    상기 핫멜트 접착제 도트 패턴을 냉각시킨 후, 직물 기재를 상기 핫멜트 접착제 도트 패턴이 전사된 전사 보조 필름에 합지시키는 단계;
    상기 합지된 전사 보조 필름과 상기 직물 기재를 열접착시킨 후, 상기 전사 보조 필름를 박리시키는 단계;
    나노 섬유 웹을 상기 전사 보조 필름이 박리된 직물 기재의 핫멜트 접착제 도트 패턴에 접촉시켜 상기 직물 기재와 상기 나노 섬유 웹을 열접착시키는 단계;
    전사 보조 필름에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴을 상기 나노 섬유 웹에 전사하는 단계; 및
    상기 나노 섬유 웹에 전사된 핫멜트 접착제 도트 패턴에 후면 직물 기재를 올려놓고 열 접착하는 단계;를 포함하는 투습방수 원단의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 합지된 전사 보조 필름과 상기 직물 기재의 열접착 또는 상기 직물 기재와 상기 나노 섬유 웹의 열접착은, 열과 압력이 인가된 라미네이팅 공정을 수행하여 열접착하는 투습방수 원단의 제조 방법.
  10. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 한 항의 투습방수 원단의 제조 방법에 의하여 제조된 투습방수 원단.


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