KR100441296B1 - 자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 코팅용 수분산폴리우레탄 에멀젼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 관한 것으로, 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 철 이온 용액 및/또는 은 이온 용액을 포함시키는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명의 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼은 필름 형성 후 자외선 차단 및 방충 효과를 갖는다.

Description

자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼{Water dispersible polyurethane emulsion for coating with ultraviolet blocking effect and moth repellency}

본 발명은 자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 특정 금속 이온 용액을 첨가시킴에 의해 피막 형성 후 자외선 차단 및 방충 효과를 갖는 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 관한 것이다.

폴리우레탄은 범용 합성수지로서 합성피혁, 섬유코팅, 하드코팅 등, 그 용도가 무한히 넓은 재료이며, 그 중 도료로서의 폴리우레탄 수지는 우레탄 결합 (-OCONH-)을 도막 중에 갖는 것으로서 이에 공통적으로 요구되는 물성은 부착성, 내약품성 및 내마모성이다.

종래의 폴리우레탄은 대부분 유성 폴리우레탄이었지만, 최근 환경문제에 대한 인식이 강조됨에 따라 유기용제 사용으로 인한 작업환경문제, 대기오염문제, 화재위험성, 특히 가공 시 잔류되는 유기용제의 심각성이 고려되어 선진 서구에서는 유성 폴리우레탄에 비해 수성 폴리우레탄의 수요가 서서히 증가하고 있는 실정이다.

이와 같이 수요가 급격히 증가하고 있는 수성 폴리우레탄은 그의 범용성에 의해 특별한 기능성이 요구되어 질 수 있고, 특히 코팅용 폴리우레탄의 경우에는 오존층 파괴로 문제시 되고 있는 자외선을 차단할 수 있는 특성을 갖는 것이 중요하게 되었다. 또한, 폴리우레탄에 공통적으로 요구되는 물성을 저하시키지 않으면서 또 다른 기능성을 갖게 하는 것이 또한 중요한 과제로 되고 있다.

자외선은 약 10 ~ 400㎚ 정도의 파장 범위를 갖는 전자파로서, 일반적으로286㎚ 이하와 286 ~ 320㎚, 그리고 320 ~ 400㎚의 영역으로 세분화하여 각각 자외선-C, 자외선-B, 자외선-A라 명명된다. 이 중 자외선-A와 자외선-B는 인체 중 눈이나 피부에 해를 입히며, 식품을 변질시키고, 또한 색상을 갖는 물질에 화학적 반응을 통해 탈색 또는 변색을 유도하는 자외선으로 일명 화학선이라고도 일컫는다. 자외선-C는 대부분 대기권의 오존층이나 대기중 산소에 의해 흡수 소멸되어지나, 최근 환경 오염으로 인해 대기권 내의 오존층이 서서히 파괴됨에 따라 지표면에 도달하는 자외선-C 양이 증가하여 매우 심각한 문제를 유발시키고 있다. 서구 북반부에서 양들이 실명되는 현상을 그 일례로 들 수 있다.

현재까지 이 분야에서 개발된 자외선 차단용 첨가제의 종류는 크게 미세 분쇄된 산화철, 산화티타늄 등의 무기 금속산화물과 벤조페논, 벤조트리아졸 등과 같은 유기 첨가제, 그리고 유기 안료가 있다. 무기 금속산화물은 산란과 흡수의 메커니즘으로 차단하는 것으로 안정성이 좋고, 내열 및 내마모성이 우수지만, 다량 배합 시 분산능 감소 및 백화현상에 의한 투명도 감소를 초래하는 단점이 있다. 또한 유기 차단제는 흡수의 메커니즘으로서 소량으로도 효과를 나타낼 수 있으나, 전체 자외선 영역을 충분히 차단하지 못하며, 열 안정성, 승화 안정성, 유기물과의 화합성 등에서 단점을 보인다. 또한 유기 안료는 가시 파장대 흡수가 높아 수지류의 심각한 착색을 유도한다.

자외선 차단 재료에 관해 최근 진행된 연구 내용은 하기와 같은 문헌에 개시되어 있다.

대한민국 특허공고 제1989-0002714호에서는 5-클로로-3-히드록시-2,4-디메톡시-2-나프타닐리드, 4-클로로-3-히드록시-2,5-디메톡시-2-나프타닐리드 등의 유기계 자외선 차단 첨가제 군 중의 1종 이상과 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 등으로 이루어진 군 중의 1종 이상을 함유하는 수지 조성물이 자외선 차단 효과를 가지고 있음을 보여준다.

대한민국 특허공고 제1996-0002886호에서는 자외선 차단 아크릴섬유의 제조에 관한 것으로, 아크릴로니트릴 공중합체에 0.5중량% 이상의 자외선 차단제를 방사 단계에서 직접 혼입하여 방사 및 후처리 함으로서 95중량% 이상의 자외선 차단 효과를 갖도록 하는 내용을 담고 있다. 이에 사용되는 자외선 차단제는 초미립자 형태의 무기안료로서 이산화티타늄, 산화아연 및 이를 주성분으로 하는 세라믹계 재료를 사용하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0236479호에서는 아연 아세테이트의 졸에 유리 기판을 침지하여 딥핑 코팅한 뒤 열처리하고, 이에 플루오로알킬실란의 졸을 다시 딥핑 코팅하여 열처리함으로써 자외선 차단 효과를 갖는 유리를 제조하였다.

대한민국 특허공고 제1997-0010793호에서는 자외선 차단용 자동차 유리의 제조에 관한 것으로, SiO₂63 내지 73중량%, R₂O 18.5 내지 25중량% (R₂O는 Na₂O, K₂O, Li₂O중 적어도 1종), RO 7 내지 12중량% (RO는 CaO, MgO 중 적어도 1종)의 조성의 유리에 CeO₂를 0.5 내지 5중량%를 첨가하여 자외선 차단 효과를 부여하였다.

이와 같이 자외선 차단 효과를 부여하기 위한 여러 가지 방법들이 제시되고 있지만, 코팅용 수성 폴리우레탄 제조 시에 적합하지 않거나 또한 자외선 차단 효과가 미비하다는 단점이 있다.

또한, 자외선과 관련하여 곤충은 자외 및 가시광선 영역 중의 특정 파장단(약 230에서 600nm까지)에 감응하여 유도되는 성질을 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 백열구나 형광등이 발산하는 빛은 이러한 곤충 감응 파장의 빛(곤충 감응선)을 포함하고 있으며, 이로 인해 특히 하절기에 주택이나 공장 내의 전등이나 도로의 가로등 등에는 많은 곤충들이 모이게 된다. 이러한 현상은 가로등 외부를 둘러 싸거나 내부로 침투한 곤충들에 의한 가로등 밝기 감소, 주거 환경 내에 곤충의 침입 및 사체에 의한 불편, 식품 제조 현장에서 곤충에 의한 식품의 오염 등의 많은 문제점을 유발시킨다. 이러한 이유로 인해 최근 방충에 관련한 제품들이 개발되고 있으며, 이와 관련한 연구 내용은 아래와 같다.

대한민국 특허공개 제2001-0010395호에서는 기본수지에 산화방지제, 자외선 흡수제, 자외선 산란제, 적색파장 발생 보광제, 방충제, 방서제를 첨가한 멀칭 필름용 수지조성물의 제조와 관련되어 있다. 여기서 기본수지는 폴리에틸렌계, 자외선 흡수제는 테트라메틸-피페리디닐-세바케이트, 자외선 산란제는 이산화티탄, 방충제는 알킬아미노벤조네이트를 사용하였다. 그러나, 이와 같은 방충제는 유기질이므로 수분산성 폴리우레탄과의 낮은 화합성으로 바람직하지 않다.

이에 본 발명자들은 상기 폴리우레탄의 물성을 저하시키지 않으면서 특별한 기능성 부여할 수 있는 첨가제를 연구하던 중에 철 이온 용액 또는 은 이온 용액과 같은 금속 이온 용액을 사용할 경우 자외선 차단 및 방충성을 갖게 할 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 철 이온 용액을 사용하여 자외선 차단 기능을 갖는 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 철 이온 용액과 은 이온 용액을 동시에 사용하여 자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 코팅용 수분산 폴리우레탄 에멀젼을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속이온 용액의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 철 이온 용액의 첨가량 변동에 따른 폴리우레탄 수지의 자외-가시광선 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 2는 피막 형성 시 건조온도 변동에 따른 폴리우레탄 수지의 자외-가시광선 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 3은 은 이온 용액의 첨가량 변동에 따른 폴리우레탄 수지의 자외-가시광선 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 4는 곤충 감응선과 철 이온 용액 및 은 이온 용액의 첨가량 변동에 따른 폴리우레탄 수지의 자외-가시광선 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 5는 본 발명과 종래기술을 비교하기 위한 곤충 감응선과 자외-가시광선 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 6은 본 발명에 사용된 폴리우레탄 수지의 적외선 흡수 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.

상기에 언급한 자외선 차단 기능을 갖는 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 있어서, 순수 폴리우레탄 에멀젼 100중량부에 철 이온 용액이 10 내지 80중량부 포함되는 것을 특징으로 하며, 상기 철 이온 용액은 철 이온 농도가 0.1 내지 10중량%의 것이 바람직하다.

또한, 자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 있어서, 순수 폴리우레탄 에멀젼 100중량부에 철 이온 용액 4 내지 20중량부와 은 이온 용액 10 내지 40중량부가 각각 포함되는 것을 특징으로 하며, 상기 철 이온 용액은 철 이온 농도가 0.1 내지 10중량%이고, 은 이온 용액은 은 이온 농도가 0.05 내지 10중량%인 것이 바람직하다.

상기의 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상온 내지 100℃의 염산 수용액에 순수 철이 설치된 음극 판과 지르코늄이 설치된 양극 판을 설치하는 단계; 최대 120V의 직류전압을 가하여 1 내지 24시간 동안 반응시키는 단계; 및 상기 반응액을 pH 4 내지 5로 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철 이온 용액의 제조 방법을 포함한다.

추가로, 본 발명은 상온 내지 100℃의 질산 수용액에 순수 은을 넣어 1 내지 24시간 동안 반응시키는 단계; 및 상기 반응액을 알카리성 콜로이달 실리카 및 순수를 사용하여 pH 4 내지 8로 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 은 이온 용액의 제조 방법을 포함한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 순수 폴리우레탄 에멀젼은 범용 수분산 폴리우레탄 에멀젼으로, 고형분 함량이 39 내지 41중량%이고, 23℃에서 측정된 점도는 20 내지 140mPa·s이고, pH는 7 내지 9이며, 밀도가 약 1.05g/㎤인 음이온성 수분산 폴리우레탄 에멀젼이며, 또한 도 6에 도시된 바와 같은 적외선 흡수 스펙트럼을 갖는다.

또한, 상기 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 자외선 차단과 방충기능을 부여하는 첨가제로서 금속의 전기 분해법으로 제조되는 철 또는 은 이온 용액을 사용한다. 이 중, 자외선 차단용으로 사용되는 철 이온 용액은 그의 농도가 0.1 내지 10중량%인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 용액은 순수 폴리우레탄 에멀젼 100 중량부에 대해 10 내지 80 중량부를 첨가하는 것이 바람직하고, 특히 12 내지 73중량부가 바람직하다. 여기서, 철 이온 용액이 10중량부 미만을 첨가하는 경우에는 자외선 차단 기능이 미비하고, 80중량부 이상을 첨가하는 경우에는 폴리우레탄의 물성을 저하시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 수분산 폴리우레탄 에멀젼 중의 철 이온은 폴리우레탄 고형분 대비 0.3 내지 1.8중량%가 함유되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 자외선 차단 효과와 더불어 방충 효과도 부여할 수 있는 첨가제는 은 이온 용액으로서, 이는 철 이온 용액과 함께 사용된다. 이 경우 철 이온 용액의 농도는 상기와 같으며, 은 이온 용액 중의 은 이온 농도는 0.05 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 이들 두 가지 첨가제의 양은 수분산 폴리우레탄 에멀젼 100중량부에 대해 은 이온 용액이 10 내지 40중량부이며 철 이온 용액이 4 내지 20중량부인 것이 바람직하다.

여기서, 철 이온 용액만을 사용하는 경우는 자외선 파장 영역만을 흡수하므로 자외선 차단은 가능하나 충분한 방충 효과를 나타내지 못하며, 은 이온 용액 단독 사용으로는 자외선 영역을 충분히 흡수하지 못하므로 이 역시 충분한 방충 효과를 갖지 못한다. 따라서 수분산 폴리우레탄 에멀젼의 방충 기능은 철 이온 용액과 은 이온 용액이 동시에 사용되는 경우에만 실현될 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 철 이온 용액 및 은 이온 용액은 금속의 전기 분해법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

철 이온 용액을 제조하기 위해서, 우선 목적하는 농도로 염산 수용액을 제조한다. 이어서, 상기 염산 수용액을 금속이온이 최단시간에 분해 또는 용해될 수 있도록 상온 내지 100℃로 조정하고, 염산 수용액 내에 순수 철이 설치된 음극 판과 지르코늄이 설치된 양극 판을 넣은 후에, 최대 120V의 직류전압을 가하여 용해량이 최대로 될 수 있도록 1 내지 24시간 동안 반응시킨다. 상기 반응액을 pH 4내지 5로 조정하여 철 이온 용액을 제조할 수 있다. 여기서, 반응액의 pH를 4 내지 5로 조절하는 것은 수성 폴리우레탄 에멀젼과 잘 혼합되어 에멀젼의 안정성에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서 이다. 상기에 나타낸 반응 조건들이 이것으로 한정되는 것은 아니며, 최적으로 철 이온 용액을 제조하기 위해 설정된 것이다. 또한, 철 이온 용액의 목적하는 농도는 순수로 조절할 수 있다.

은 이온 용액을 제조하기 위해서, 먼저 순수에 질산을 혼합하여 질산 수용액을 만들고, 이어서 상기 질산 수용액을 금속이온이 최단시간에 분해 또는 용해될 수 있도록 상온 내지 100℃로 온도를 조절한 후에, 질산 수용액에 순수 은을 넣어 용해량이 최대로 될 수 있도록 1 내지 24시간 반응시켜 은 이온 용액을 제조한다. 이어서, 알카리성 콜로이달 실리카를 가지고 상기 은 이온 용액의 pH를 4 내지 8로 조정한다. 여기서, 반응액의 pH를 4 내지 8로 조절하는 것은 수성 폴리우레탄 에멀젼과 잘 혼합되어 에멀젼의 안정성에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서 이다. 상기 반응 조건들은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 최적으로 은 이온 용액을 제조하기 위해서 설정된 것이다.

이하, 본 발명은 실시예를 들어 더욱 상세히 설명되지만, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.

또한, 하기의 실시예는 본 발명의 목적에 따른 첨가제의 종류와 양, 그리고 필름상 시편 제조시의 건조온도를 기준으로 구분하였다. 여기서 건조온도는 본 발명의 폴리우레탄 에멀젼이 건조를 거쳐 고상 시편이 되어야만 자외선 차단 및 방충 효과가 나타나는 점을 고려하여 변수로 추가하였다.

실시예 1 내지 4

철 이온 용액 제조

순수 100중량부에 순도 35중량%의 염산 40중량부를 혼합하여 염산 수용액을 제조하고, 이어서 상기 염산 수용액에 순수 철이 설치된 음극 판과 지르코늄판이 설치된 양극 판을 설치하고 직류전압을 120V 가하고, 1 내지 24시간 동안 반응시킨 후 용액내의 pH를 4 내지 5로 조정하였다. 이어서, 상기 철 이온 용액의 농도가 1.0중량%가 되도록 순수로 조정하였다.

자외선 차단 용 폴리우레탄 에멀젼 및 필름 제조

상기에서 얻은 1.0중량% 철 이온 용액을 수성 폴리우레탄 에멀젼 10중량부에 하기의 표 1과 같이 변량하여 첨가 혼합하였고, 상온 건조하여 100±5㎛ 두께의 필름상 시편을 제조하였다.

비교예 1

철 이온 용액을 첨가하지 않는다는 것만 제외하고 실시예 1 내지 4와 동일하게 하여 필름상의 시편을 제조하였다.

실시예 5 내지 8

수성 폴리우레탄 에멀젼 10중량부에 실시예 1 내지 4에서 제조된 1.0중량%의 철 이온 용액을 하기 표 2와 같이 변량하여 첨가 혼합하였고, 40℃에서 건조하여 100±5㎛ 두께의 필름상의 시편을 제조하였다.

비교예 2

철 이온 용액을 첨가하지 않는다는 것만 제외하고 실시예 5 내지 8과 동일하게 하여 필름상의 시편을 제조하였다.

실시예 9 내지 12

폴리우레탄 수성 에멀젼 10중량부에 실시예 1 내지 4에서 제조된 1.0중량%의 철 이온 용액을 하기 표 3과 같이 변량하여 첨가 혼합하였고, 80℃에서 건조하여 100±5㎛ 두께의 필름상의 시편을 제조하였다.

비교예 3

철 이온 용액을 첨가하지 않는다는 것만 제외하고 실시예 9 내지 12와 동일하게 하여 필름상의 시편을 제조하였다.

시험예 1

본 발명에 따른 폴리우레탄 필름의 자외선 차단 효과를 평가하기 위하여, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조된 시편의 자외-가시광선 투과율을 측정하여 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4와 비교예 1를 비교하면 폴리우레탄 내에 철 이온이 첨가된 경우가 첨가되지 않은 경우에 비해서 월등히 자외선 흡수 영역이 넓어졌음을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 4의 시편끼리 비교하면 철 이온 함량이 증가할수록 컷 오프 파장이 장파장 방향으로 이동하여 자외선 흡수 영역이 넓어졌음을 보여주고 있다.

시험예 2

본 발명에 따른 폴리우레탄 에멀젼의 필름화 건조 온도에 따른 자외선 차단 효과를 평가하기 위하여, 실시예 2, 실시예 6 및 실시예 10에 따라 제조된 시편의 자외-가시광선 투과율을 측정하여, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타난 바와 같이 건조 온도를 상승시킴에 따라서 컷 오프 파장은 일정하나, 500㎚ 부근의 미소 흡수 곡선은 점차 소멸되어 전체 가시광선 투과율은 증가하였다. 이 결과로부터 본 발명의 실시예 범주 내에서는 건조온도가 80℃인 경우가 최적임을 알 수 있었다.

또한, 상기 시편들의 거시적인 상태를 건조 온도별로 관측한 경우, 80℃에서 건조한 시편이 가장 양호하였고, 40℃에서 건조한 시편들은 대체로 표면에 높은 수분 흡착율을 보였으며, 상온 건조 시편들은 80℃에서 건조한 시편들과 유사하게 양호하였다.

실시예 13 내지 22

은 이온 용액의 제조

순수 100중량부에 질산을 20중량부를 혼합하고 용액 온도를 100℃로 조정하였다. 이어서 상기 질산 수용액에 순수 은을 1 내지 24시간까지 반응시켜 0.5중량%의 은 이온 용액을 제조하였다. 상기 은 이온 용액의 pH를 알칼리성 콜로이달 실리카와 순수를 사용하여 4 내지 8로 조정하였다.

자외선 차단 및 방충용 폴리우레탄 에멀젼 및 필름 제조

폴리우레탄 수성 에멀젼 10중량부에 상기 실시예 1 내지 4에서 제조한 1.0중량% 철 이온 용액과 상기 0.5중량%의 은 이온 용액을 하기 표 4와 같이 변량하여 첨가 혼합한 후, 80℃하에서 건조하여 100±5㎛ 두께의 필름상의 시편을 제조하였다.

비교예 4 내지 6

철 이온 용액을 첨가하지 않는다는 것만 제외하고, 실시예 13 내지 22와 동일하게 필름상의 시편을 제조하였다.

시험예 3

은 이온 및 철 이온 용액의 첨가에 따른 자외선 차단 및 방충 효과를 평가하기 위하여, 먼저 철 이온 용액 없이 은 이온 용액만을 단독으로 첨가한 비교예 4 내지 6의 자외-가시광선 투과율을 측정하여, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타난 바와 같이, 폴리우레탄 내부의 은 화합물에 의한 420㎚ 부근의 흡수는 은의 함량 증가에 따라 증가하였지만, 320㎚ 부근 파장대의 빛은 흡수하지 못하였다. 이와 같은 결과를 통해 은 이온 용액만을 첨가한 폴리우레탄은 충분한 자외선 차단 및 방충 효과를 얻는데 적합하지 않았다.

시험예 4

철 이온 용액과 은 이온 용액을 동시에 첨가한 폴리우레탄의 자외선 차단 및 방충 효과를 평가하기 위하여, 실시예 21 및 22와 비교예 6에서 제조한 시편을 가지고 자외-가시광선 투과율을 측정하여, 그 결과를 도 4에 나타내었다.

도 4에 나타난 바와 같이, 은 이온 용액만을 첨가한 비교예 6의 경우와는 달리 철 이온 용액을 같이 첨가한 실시예 21 및 22에서는 320㎚ 부근 파장대의 빛은 거의 흡수가 일어났고, 컷-오프 파장도 가시광선 투과와 방충에 적합한 450㎚ 부근으로 이동하며, 대부분의 자외선과 곤충 감응선을 흡수하였다. 이와 같은 결과를 통해 알 수 있듯이 자외선 차단과 방충 효과를 동시에 갖기 위해서는 철 이온 용액과 은 이온 용액을 모두에 첨가해야 한다는 사실을 알 수 있다.

시험예 5

실시예 21 및 22에 따라 제조한 시편과 종래 사용되는 방충 제품과의 방충 효과를 비교하기 위하여, 이들의 자외-가시광선 투과율을 측정하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.

도 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 시편이 종래제품에 비하여 곤충 감응선에 대한 흡수율이 높고, 가시광선 투과율도 보다 높게 나타남을 알 수 있었다. 참조를 위해, 도 6에 본 발명에서 사용된 폴리우레탄 에멀젼의 적외선 흡수 스펙트럼을 나타낸 그래프를 도시하였다.

종래 사용되는 방충 제품으로 이하에 열거한다.

종래예 1 : 일본 대성화공주식회사의 방충 제품, 모델명 optron B

종래예 2 : 일본 대성화공주식회사의 방충 제품, 모델명 optron G

종래예 3 : 일본 대성화공주식회사의 방충 제품, 모델명 optron S

종래예 4 : 일본 대성화공주식회사의 방충 제품, 모델명 optron SL

종래예 5 : 일본 대성화공주식회사의 방충 제품, 모델명 optron SM

시험예 6

총괄적으로, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 11와 비교예 1 내지 3의 자외선 차단율과, 투명도의 척도로서 전광선 투과율을 추가로 측정하여 그 결과를 표 5에 나타내었다. 또한, 실시예 12 내지 22, 비교예 4 내지 6, 및 종래 사용되는 방충 제품(종래예 1 내지 5)의 시편에 대한 자외선 차단율과 곤충 감응선 흡수율을 산출하여 표 6에 나타내었다.

결과적으로, 첨가제로서 철 이온 용액을 함유한 폴리우레탄 에멀젼은 건조 후 매우 우수한 자외선 차단 효과를 나타내었으며, 은 이온 용액과 철 이온 용액의 두 가지를 첨가 혼합하여 제조한 폴리우레탄 에멀젼은 건조 후 뛰어난 자외선 차단 및 방충 효과를 나타내었다.

이와 같이 본 발명에 따른 자외선 차단 및 방충 기능을 갖는 수분산 폴리우레탄 에멀젼은 자외선 차단제로서 철 이온 용액을 사용함으로써 기존에 사용되는 무기산화물, 유기물 및 안료 등의 단점을 보완할 수 있으며, 또한 기존의 자외선 차단 및 방충 제품에 비해 월등히 우수한 효과를 갖는다. 이와 같은 효과적인 기능성 부여로 기본 수지인 폴리우레탄의 용도를 더 넓힐 수 있으며, 또한 수분산 에멀젼이기 때문에 환경 오염을 방지하고, 저가 실현으로 수입대체 효과를 유도할 수 있다.

Claims (6)

1. 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 있어서, 순수 폴리우레탄 에멀젼 100중량부에 대해 철 이온 용액을 10 내지 80중량부를 첨가하여 혼합한 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 에멀젼.
2. 수분산 폴리우레탄 에멀젼에 있어서, 순수 폴리우레탄 에멀젼 100중량부에 대해 철 이온 용액 4 내지 20중량부와 은 이온 용액 10 내지 40중량부를 첨가하여 혼합한 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 에멀젼.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 철 이온 용액은 철 이온 농도가 0.1 내지 10중량%임을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 에멀젼.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 은 이온 용액은 은 이온 농도가 0.05 내지 10중량%임을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 에멀젼.
5. 제 3항에 있어서, 철 이온 용액은 상온 내지 100℃의 염산 수용액에 순수 철이 설치된 음극 판과 지르코늄이 설치된 양극 판을 설치하고, 최대 120V의 직류전압을 가하여 1 내지 24시간 동안 반응시키고, 상기 반응액을 pH 4 내지 5로 조정하는 제조되는 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 에멀젼.
6. 제 4항에 있어서, 은 이온 용액은 상온 내지 100℃의 질산 수용액에 순수 은을 넣어 1 내지 24시간 동안 반응시키고, 상기 반응액을 알카리성 콜로이달 실리카를 사용하여 pH 4 내지 8로 조정하여 제조되는 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 에멀젼.