수분 전이층을 갖는 내구성 초발수 흡수속건성 원단 {A super water-repellent and fast dry fabric having the water transfer layer}
본 발명은 실리콘 또는 불소계 발수제를 처리하지 않아도 소수성 원사의 특성을 이용하여 반 영구적으로 표면층(3)에 초발수 기능을 부여하며 동시에 운동시 발생되는 땀을 이면 흡수층(1)에서 흡수한 후 이어서 수분 전이층(2)으로 확산시켜 피부층에는 항상 드라이한 착용감을 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 원사적 특성만으로 내구성이 우수한 발수기능을 부여할 수 있어 원가절감 효과가 뛰어나며 아울러 환경 친화적이다. 국내 공개특허 제2002-0012828호(2002. 02. 20 공개)에서 소수성 원사로 구성된 이면층과 이형단면사로 구성된 표면층을 갖는 이중직 환편지에 관한 기술적 사항이 제안되고 있으나 상기 기술은 이면층 즉 피부에 접촉하는 면을 소수성 원사로 구성하여 운동시 속건성을 부여하기 위한 것으로서 우천시에는 표면층을 구성하는 이형단면사가 오히려 수분흡수를 촉진시켜 발수기능을 전혀 발현시키지는 못한다. 또한 원단에 발수기능을 부여하기 위해 표면층에 불소계 또는 실리콘 발수제를 사용하여 스프레이, 로우러, 나이프 방식으로 표면층만 단면 발수 처리하는 방법 등이 제안되고 있으나 본 기술은 세탁 내구성이 떨어지며 발수약제에 의한 피부손상 및 환경오염을 유발시킨다.
본 발명의 목적은 약제 의존성이 전혀 없는 소수성 원사의 특성을 이용하여 표면층(2)에 반 영구적 기능을 부여하고 이면층을 이면 흡수층(1)과 수분 전이층(2)으로 구성시켜 이형단면사 또는 공정수분율이 높은 천연섬유를 이용하여 흡수기능을 최대화시켜 주므로써 초발수기능과 흡수기능을 한 원단에 동시에 부여하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 원단의 개략적인 단면도이다. 도 2는 본 발명에서 사용되는 이형단면사의 개략적인 단면도이다. ＜도면중 주요 부분에 대한 부호 설명＞ 1. 이면 흡수층 2. 수분 전이층 3. 표면 초발수층
이와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명은 이면 흡수층(1), 수분 전이층(2), 표면 초발수층(3)을 갖도록 삼중조직으로 제직된다. 이하 본 발명을 첨부된 도면 등을 통하여 상세하게 설명한다. 우천시 비의 유입을 억제시키거나 커피나 음료수 등이 섬유 표면에 닿는 순간 아래로 흘러내려 얼룩이 생기지 않도록 하는 방오기능을 부여시키기 위해 표면 초발수층(3)은 소수성 원사를 사용하여 발수기능을 갖도록 한다. 소수성 원사란 공정수분율이 0.05% 이하인 섬유로서 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 섬유가 이에 해당된다. 또는 폴리에스테르, 폴리아미드 원사를 제조시 실리콘계, 불소계 수지를 마스터베치로 만든 후 용융 방사하는 방법으로도 소수성 원사를 제조할 수도 있다. 상기 표면 초발수층(3)의 발수기능, 방오기능을 향상시키기 위해서는 가급적 150데니어 이하의 소수성 원사를 사용하여야 한다. 표면 원단의 밀도를 조밀하게 하여 원단의 표면 공극을 물분자 입자의 직경 100∼300 ㎛ 보다 작게 설계하여야 한다. 한편 이면층은 운동시 땀을 흡수하는 이면 흡수층(1)과 흡수한 땀을 피부 접촉면에서 빠르게 다른 층으로 이동시켜 주는 수분 전이층(2)으로 구성된다. 수분의 흡수를 촉진시켜 주기 위해서는 섬유를 친수화시켜야 하는데 크게 물리적 친수화 방법과 화학적 친수화 방법으로 구분된다. 물리적 친수화란 예컨데 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유 같은 비교적 소수성에 가까운 섬유의 단면을 이형단면사화 하여 이형단면사가 갖는 모세관 현상을 이용하여 물리적으로 흡수기능을 촉진하는 방법이다. 반면에 화학적 친수화란 수산기(-OH)를 함유한 공정수분율 8% 이상의 면, 레이온, 양모 같은 섬유를 이용하거나 염색 후 수산기(-OH)를 함유한 약제를 침지법으로 섬유면에 가교 결합시키는 방법이 있지만 후가공 방법은 세탁 내구성에 문제가 있어 바람직하지 않다. 본 발명의 흡수기능을 향상시키기 위한 이면 흡수층(1)과 수분 전이층(2)은 상기 물리적 친수화 방법인 이형단면사를 사용하거나 화학적 친수화 방법인 천연섬유를 사용하여 만들어 진다. 또한 이면 흡수층(1)과 수분 전이층(2)을 구성하는 섬유는 이형단면사나 천연섬유를 단독 사용하거나 혼합 사용하는 방법으로도 제조할 수 있지만 이면 흡수층(1)에는 이형단면사만 사용하는 것이 바람직하다. 운동시 쾌적감을 향상시켜 주기 위해서는 이면 흡수층(1)을 수분 전이층(2)보다 태섬사로 구성하여 피부에는 이면 흡수층(1)만이 닿도록 설계하는 것이 보다 바람직하다. 인체에서 발생한 땀은 1차 이면 흡수층(1)에서 흡수된 후 이어서 수분 전이층(2)으로 이동되며 피부에 접촉하는 이면 흡수층(1)에는 항상 드라이한 상태가 유지된다. 수분 전이층(2)에서 표면 초발수층(3)으로 수분이 배출되는 원리는 표면 초발수층(3)에 존재하는 미세 공극이 갖는 모세관 현상에 기인한다. 본 발명의 삼중직 원단은 위사를 선택적으로 공급할 수 있는 직기를 사용하여 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 또한 본 발명은 환편기, 경편기로도 제조하여 각종 스포츠 의류 및 용품 등에 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 물성평가는 아래와 같은 방법으로 진행하였다. ·표면발수성(%) KSK 0590으로 측정한다. 시편 크기를 20 x 20cm 크기로 만든 후 45℃ 경사지게 설치하고 증류수 250cc를 뿌린 다음 표면에 잔존하는 수분의 량을 측정한다. 본 시험에서는 세탁 10회 후의 물성을 평가하였다. 평가결과는 ＜표 1＞과 같다. ·흡수속도(mm/10분) KSK0815, 1, 27 B법으로 측정하였다. 가로 15cm 세로 10cm 길이로 시료를 채취한 후 이를 반으로 접은 다음 그 말단부를 45° 각도로 뾰쪽하게 절단하여 수중에 침지시킨 후 물이 시료를 따라 올라간 길이를 측정한다. 평가결과는 ＜표 1＞과 같다. ·이면건조속도(분) 시각판별법으로 측정한다. 표준상태에서 직편물 시료를 15cm, 세로 15cm를 만들고 시료의 이면에 10g의 물을 부은 후 이면층이 완전 건조될 때까지 그 시간을 측정한다. 평가결과는 ＜표 1＞과 같다. (실시예 1) 위사를 선택적으로 공급할 수 있는 특수 레피어 직기에서 표면 초발수층(3)에는 75데니어의 폴리올레핀 섬유를 공급하고 이면 흡수층(1)에는 150데이어의 폴리에스테르 이형단면사를 수분 전이층(2)에는 50데니어의 폴리에스테르 이형단면사를 공급하여 삼중조직으로 제직한 후 물성을 평가하였다. 평가한 물성치는 ＜표 1＞과 같다. (실시예 2) 실시예 1과 동일한 직기에서 표면 초발수층(3)에는 방사시 불소계 수지를 함유하여 제조된 75데니어의 발수성 폴리에스테르 섬유를 공급하고 이면 흡수층(1)에는 200데니어의 폴리에스테르 이형단면사를 수분 전이층(2)에는 60'S 면사를 공급하여 삼중조직으로 제직한 후 물성을 평가하였다. 평가한 물성치는 ＜표 1＞과 같다. (비교 실시예 1) 실시예 1과 동일한 직기에서 45'S 100% 면사로 실시예 1과 동일 조직으로 제직한 후 물성을 평가하였다. 평가한 물성치는 ＜표 1＞과 같다. (비교 실시예 2) 실시예 1과 동일한 직기에서 150데니어의 폴리에스테르 섬유로 실시예 1과 동일 조직으로 제직하고 이어서 불소계 수지 5중량%를 함유한 약제로 침지법으로 원단 양면에 처리한 후 물성을 평가하였다. 평가한 물성치는 ＜표 1＞과 같다. ＜표 1＞ 표면초발수성과 이면 흡수, 건조성 평가 실시예 1, 2의 발수성은 세탁에 관계없이 우수하였다. 또한 이면 흡수성과 건조성도 비교 실시예보다 우수한 것으로 평가되었다. 특히 후가공 방법으로 처리된 비교 실시예 2의 발수성은 세탁 후 급격하게 저하됨을 알 수 있다.
본 발명의 원단은 약제 의존성 없이 내구성이 우수한 표면층 발수기능을 갖으며 또한 수분 전이층(2)이 표면 초발수층(3)과 이면 흡수층(1) 사이에 존재하여 흡수력이 종전 흡수속건성 섬유에 비해 뛰어나 각종 스포츠 의류, 용품 및 유니폼 소재에 적합하다. 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예지적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. |
