[논문]플루오르알킬화에 의한 친수성 폴리우레탄 필름 표면의 개질

황지현; 오경석; 윤남식

doi:10.5764/tcf.2013.25.1.30

[국내논문] 플루오르알킬화에 의한 친수성 폴리우레탄 필름 표면의 개질
Fluoroalkylation of the Surface of Hydrophilic Polyurethane Breathable Membrane 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.25 no.1, 2013년, pp.30 - 36

황지현 (경북대학교 섬유시스템공학과) , 오경석 ((주)빅스) , 윤남식 (경북대학교 섬유시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Swelling and subsequent deformation of membranes by water wetting are regarded as a prime drawback of hydrophilic polyurethane breathable film. Fluoroalkylated surface was prepared by reacting the film with hexamethylene diisocyanate(HDI) and 2-perfluorohexyl ethanol. IR spectra and XPS results showed that the fluoroalkyl group was successfully introduced to the film surface with hexamethylene linkage. Water contact angle was increased from $68.7^{\circ}$ up to $144.2^{\circ}$ with the degree of fluoroalkylation. Decrease in water-vapor permeability was minimized even for the film of highest fluoroalkylation.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 기존의 hydrophilic film의 표면에 불소기를 도입하여 수분과의 접촉 시 젖음성을 최소화함으로서 위의 단점을 보완하고자 하였다. 이에 따라 기존의 hydrophilic polyurethane film의 표면에 hexamethylene diisocyanate(HDI)를 매개로 하여 불소화 알킬기를 도입하였고, 처리된 필름의 접촉각 및 투습도에 대해 시험하였다.

제안 방법

본 연구에서는 기존의 hydrophilic film의 표면에 불소기를 도입하여 수분과의 접촉 시 젖음성을 최소화함으로서 위의 단점을 보완하고자 하였다. 이에 따라 기존의 hydrophilic polyurethane film의 표면에 hexamethylene diisocyanate(HDI)를 매개로 하여 불소화 알킬기를 도입하였고, 처리된 필름의 접촉각 및 투습도에 대해 시험하였다.

대상 데이터

사용한 폴리우레탄 막은 clear 형태의 두께 15㎛의 친수성 필름으로서, (주)Vix의 V-COAT BS 7212 수지로 제조되었다. V-COAT BS 7212는 polyethylene glycol (PEG, M.
Hexamethylene diisocyanate(HDI, Sigma Aldrich), dibutyltin dilaurate(DBTDL, Sigma Aldrich), 2-perfluorohexyl ethanol(TCI), isooctane(덕산), isopropyl alcohol (덕산) 등의 시약은 별도의 정제없이 그대로 사용하였다.

이론/모형

투습도의 측정은 up-right cup method의 일종인 ASTM E96-90 (D)(set 32℃, 50%RH)법을 사용하였다. 시료와 증류수 사이의 간격을 19mm로 한 투습 컵을 항온 항습 장치에 넣고 32℃, 2.

성능/효과

HDI/2-perfluorohexyl ethanol로 처리된 필름은 최고 140° 이상의 물접촉각을 나타내어 충분한 발수 성을 나타냈으며, 시간에 따른 접촉각의 변화도 거의 일어나지 않았다.
또한 이러한 발수성의 부여에도 불구하고 투습도의 감소는 일반적인 발수코팅에서와는 달리 최소화되는 것을 알 수 있었다.
FT-IR 및 XPS 분석을 통해 HDI를 매개로 하여 perfluoro hexyl기가 필름의 표면에 도입되었음을 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무공친수형의 투습막은 어떠한 문제점이 존재하는가?	또한 미세다 공형 필름의 단점인 elbow나 무릎 부분의 기공 스트레칭 현상 혹은 이물질로 인한 기공의 막힘 현상을 우려하지 않아도 된다. 하지만 친수성의 수지로 제조된 고유의 특성상 지속적으로 수분에 노출 될경우 막의 팽윤이 일어날 수 있으며, 이러한 팽윤에 의해 직물과 막이 분리되는 박리 현상을 초래할수 있다는 큰 문제점을 지니고 있다 3) . 이러한 단점을 개선하기 위해 non-swelling 혹은 low-swelling 친수성 무공형 PU film에 관한 연구가 보고되고 있으나, 친수성 필름의 특성 상 습윤 시 팽윤을 억제 하는 데는 한계가 있다 4-8) .
	투습방수직물은 어떠한 소재인가?	투습방수직물은 신체로부터 발생하는 수증기는 투과시키고, 외부로부터의 물의 침투는 막는 소재 로서, 제조하는 방법은 크게 극세사를 이용한 직물의 고밀도화, 코팅 혹은 라미네이팅에 의해 미세다 공막 혹은 친수성 무공막을 부여하는 등의 3가지로 분류되며, 최근에는 전기방사로 얻어지는 나노웹을 사용하려는 연구도 활발하다 1,2) .
	무공친수형의 투습막은 어떠한 장점을 가지는가?	한편 무공친수형의 투습막은 PVA(polyvinyl alcohol)나 PEO(polyethylene oxide)에서 유도된 친수성 관능 기를 갖는 특수한 수지를 사용하여 제작한 멤브레 인으로 바람에 대한 차단성이 좋고, 정전기의 발생이 적고, 내수압이 높은 장점이 있다. 또한 미세다 공형 필름의 단점인 elbow나 무릎 부분의 기공 스트레칭 현상 혹은 이물질로 인한 기공의 막힘 현상을 우려하지 않아도 된다.

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