KR101176477B1 - 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물 및 이를 포함하는 코팅액 - Google Patents

실리콘 합성피혁용 착색제 조성물 및 이를 포함하는 코팅액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물에 대한 것으로, 특히 바인더, 염료 및 첨가제를 포함하고, 상기 바인더는 비닐관능기를 가지는 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)으로 이루어진 것을 특징으로 하여, 실리콘 합성피혁 제조시 사용되는 실리콘 수지와 상용성이 좋아 혼합성이 우수하고, 착색력 및 물성이 우수한 실리콘 합성피혁 제조용 토너를 제공할 수 있다.

Description

실리콘 합성피혁용 착색제 조성물 및 이를 포함하는 코팅액{Colorant composition for silicone synthetic leather and Coating liquid having the same}
본 발명은 실리콘 합성피혁을 제조하는데 사용되는 착색제 조성물에 관한 것으로, 특히 실리콘 합성피혁과 상용성이 우수한 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하며, 더욱 상세하게는 실리콘 합성피혁 제조시 사용되는 실리콘 코팅제와의 상용성이 좋아 혼합성이 우수하고, 착색력 및 물성이 우수한 실리콘 합성피혁 제조용 토너에 대한 것이다.
종래에 일반적인 합성피혁은 폴리우레탄수지 또는 PVC를 이용하여 합성피혁을 제조하였다. 그러나, 유기 용제를 사용하는 폴리우레탄 합성피혁과 가소제를 사용해야 하는 PVC 합성피혁은, 제조 공정상 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경적으로도 좋지 않은 문제점을 가지고 있었다.
그래서, 합성피혁 제조시 인체 친화성과 친환경성의 요구가 증대하였고, 종래의 합성피혁 소재(폴리우레탄 또는 PVC)를 대체할 수 있는 새로운 소재의 개발이 필요하게 되었다. 근래에는, 기존의 폴리우레탄 수지와 PVC 수지를 대체하여 실리콘 소재를 이용한 합성피혁 제조기술이 개발되고 있는데, 이에 맞추어 실리콘 합성피혁에 적합한 새로운 착색제 또는 토너가 필요하게 되었다.
종래의 합성피혁(폴리우레탄 합성피혁, PVC 합성피혁 등) 제조시 사용되는 폴리우레탄 수지를 바인더로 하는 폴리우레탄 합성피혁용 착색제나, PVC를 바인더로 하는 PVC 합성피혁용 착색제는 소재의 화학적 특성상 상용성이 맞지 않아 이것을 실리콘 합성피혁 제조시에 그대로 사용할 수는 없었다.
즉, 폴리우레탄 수지와 PVC 수지는 극성을 나타내는 특성을 가지고 있는 반면에, 실리콘 수지는 비극성을 대표적인 특성으로 가지고 있기 때문에 화학적으로 상용성이 없다. 이와 같은 이유로 실리콘 합성피혁 제조시에 폴리우레탄 수지 또는 PVC 수지를 착색제로 사용하는 경우, 혼합성이 좋지 않고 착색력이 떨어질 뿐만 아니라, 내열성을 비롯한 물성이 나쁘다는 문제점이 있다.
이에 따라, 실리콘 수지를 사용하는 실리콘 합성피혁을 제조하는데 적합한 착색제 조성물 및 이를 포함하는 코팅액에 대한 필요성이 절실한 시점이다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은. 실리콘 합성 피혁 제조시 사용되는 실리콘 수지와 상용성이 좋아 혼합성이 우수하고, 착색력 및 물성이 우수한 실리콘 합성 피혁용 토너를 제공하는 것이 목적이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물은, 바인더, 염료 및 첨가제를 포함하고, 상기 바인더는 비닐관능기를 가지는 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 바인더, 안료 및 첨가제는 바인더 40~90중량부, 안료 10~60 중량부 및 첨가제 1~10중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물은, 알루미늄하이드레이트(Alumina hydrate) 및 티타늄다이옥사이드(Titanium dioxide) 중에서 선택된 하나 이상을 10~70중량부로 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기한 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물은, 소취제를 0.1~10중량부로 더 포함하는 것이 가장 바람직하다.
이와 함께, 본 발명의 다른 실시형태는 상기한 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물 1~30중량부와, 실리콘 코팅제 100중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 합성피혁용 코팅액일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 본 발명은 실리콘 합성피혁 제조시 착색제로 적용되는 토너를 제조함에 있어서, 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)을 바인더로 사용하는 것을 특징으로 하여, 실리콘 합성피혁 제조시 코팅제로 사용되는 실리콘 수지와 상용성이 좋아 혼합성이 우수하고, 착색력 및 물성이 우수한 실리콘 합성피혁용 토너를 제공할 수 있다.
그리고, 이러한 실리콘 합성피혁용 토너는, 토너 제조시에도 기존의 착색제와 다르게 인체에 유해한 유기용제나 가소제를 사용하지 않기 때문에, 환경 친화적인 방법으로 토너를 제조할 수도 있다.
또한, 상기한 실리콘 합성피혁용 토너를 이용하면, 그렇지 않은 것보다 안정적인 내열성 및 유기물 휘발도를 가지는 실리콘 합성피혁을 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 실리콘 합성피혁 제조용 착색제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 합성피혁 제조시 사용되는 실리콘 코팅제와 상용성이 우수한 바인더를 포함하는 것이 특징인 착색제 조성물 또는 토너이다.
이러한 착색제 조성물은 기본적으로 바인더, 안료 및 첨가제를 포함하여 이루어지는데, 상기 안료 및 첨가제는 이 기술분야에 알려진 다양한 안료 및 첨가제를 모두 이용할 수 있다. 종래의 폴리우레탄이나 PVC 수지를 이용하는 합성피혁 제조시에 사용하는 안료 및 첨가제를 이용하는 것도 가능하다.
본 발명은 실리콘 합성피혁, 예를 들어 실리콘 수지를 코팅제로 이용하여 제조되는 합성피혁에 적합한 착색제 조성물을 제공하기 위한 것이고, 특별히 상기 실리콘 코팅제와 상용성이 우수한 바인더로써 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)을 사용한 것이 특징이다.
실리콘 합성피혁 제조시 그 코팅제로써 실리콘 고무(LSR)를 사용하는 경우, 상기 실리콘 고무는 하기 화학식1에 나타난 바와 같이, 그것의 비닐관능기(Vinyl functional group)와 메틸하이드로젠관능기(Methyl hydrogen group)가 백금 촉매 존재 하에서 부가 경화 반응에 의해 경화된다.
Figure 112010058281661-pat00001
이러한 점에서, 실리콘 합성피혁 제조용 토너는, 실리콘 코팅제와 상용성이 좋아야하고, 토너 제조시에는 적정량의 안료를 함유할 수 있어야 하며, 최종 제품에서 경시 변화에 의한 바인더 수지의 표면 이탈 현상이 발생되지 않도록 경화성이 좋아야 한다.
본 발명자들은 오랜 기간의 연구와 노력끝에, 토너의 바인더로써 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)을 사용하는 경우 실리콘 수지와 상용성이 좋아 혼합성이 우수하고, 착색력 및 물성이 우수한 실리콘 합성피혁 제조용 토너를 제조할 수 있음을 알게 되었다.
이는 백금 촉매 존재하에서 토너의 디메틸비닐(Dimethylvinyl)과 실리콘 수지의 메틸하이드로젠관능기(Methyl hydrogen group)가 부가 경화 반응으로 경화될 수 있기 때문에, 상용성과 경화성이 우수한 것으로 보여진다.
반대로, 비닐관능기를 갖지 않는 실록산 화합물을 이용하여 제조된 토너는 주제로 사용되는 실리콘 수지와 반응을 할 수 있는 관능기를 가지고 있지 않고, 그렇기 때문에 경시변화에 따라 상기 실록산 화합물이 완제품 표면으로 이동하여 제품 표면의 불량(광발생 등)을 만들수도 있는데, 이것은 후술하는 실시예 및 실험예에서 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 실리콘 합성피혁 제조용 착색제 조성물은, 상기한 바인더 40~90중량부, 안료 10~60 중량부 및 첨가제 1~10중량부를 혼합한 후 고속 교반기 또는 3볼 밀링기를 이용하여 제조할 수 있고, 특별히 바인더로서 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)을 사용함으로써 종래의 토너보다 분산성과 발색력이 우수한 실리콘 합성피혁용 토너를 제조할 수 있다. 만약, 상기한 범위를 벗어나서 바인더 함량이 적어지면 상대적으로 안료의 함량이 많아져 마찰에 의한 이염 현상이 발생될 수 있으며, 상기 바인더 함량이 많아지면 안료의 색상이 잘 나타나지 않을 수 있으며, 실리콘 합성피혁 제조시 발색을 위하여 상대적으로 많은 양의 토너가 사용되어져야 하기 때문에 비용 측면에서도 바람직하지 않다.
그리고, 이 때 내열특성, 난연특성을 보다 향상시키기 위하여 알루미늄하이드레이트(Alumina hydrate), 티타늄다이옥사이드(Titanium dioxide), 실리카 등을 첨가하는 것도 가능하다. 그 양은 상기 바인더 함량에 대하여 5~70중량부로 더 포함시키는 것이 바람직한데, 그 보다 작으면 내열 및 난연 특성이 부족하고, 그 보다 많으면 바인더의 결합력이 약해질 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물은, 실리콘 특유의 냄새를 제거하기 위하여 상기 바인더 함량에 대하여 소취제를 0.5~10중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기 범위를 벗어나는 경우 냄새 제거 효과가 미약하거나, 제품 물성에도 영향을 미칠 수 있다.
이와 함께, 상기와 같이 제조된 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물을 실리콘 합성 코팅제와 혼합하여 실리콘 합성피혁용 코팅액으로 제조하는 것도 가능하다.
즉, 본 발명의 다른 실시형태는 상기한 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물 1~30중량부와, 실리콘 코팅제로서 실리콘 고무(LSR) 100중량부가 포함되어 이루어진 실리콘 합성피혁용 코팅액일 수 있다. 코팅액으로 제조하는 구체적인 방법은 이 기술분야에 알려진 모든 방법을 이용할 수 있다. 만약, 상기 착색제 조성물이 5중량부 미만으로 포함되면 발색성이 떨어지고, 30중량부를 초과하면 코팅 결합력이 낮아져서 바람직하지 않다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1:
먼저, 본 발명에 따른 실리콘 합성피혁용 토너를 제조하기 위해서, 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane) 45g에, 화이트 착색제로 사용되는 TiO2 안료를 45g, 소취제 10g을 혼합하고, 2볼 밀링기를 이용하여 1차 분산후, 고속 교반기에서 500~3,000 RPM으로 20분동안 교반하여, 실리콘 토너를 제조하였다.
그런 다음, 상기와 같이 제조된 실리콘 토너를 이용하여 실리콘 합성피혁용 코팅액을 제조하였다. 즉, 실리콘 고무(LSR)를 포함하는 실리콘 합성피혁용 코팅제 100g 에 상기와 같이 제조된 실리콘 토너 15g을 첨가하고 믹스하여 실리콘 코팅액을 제조하였다.
이어서, 상기와 같이 제조된 실리콘 코팅액을 이용하여 실리콘 합성피혁을 제조하였다. 즉, 상기 실리콘 코팅액을 이형지에 1회 코팅후 160℃ OVEN에서 2분간 방치하여 경화 건조하였고, 그런 다음 2차 코팅후 PET로 직조된 니트 원단을 합포하여 경화 건조하였다. 이어서, 상기 이형지를 박리하여 니트 타입의 실리콘 합성피혁을 제조하였다.
실시예 2.
상기 실시예 1에서, 토너 제조시 TiO2 대신 카본 블랙 20g 을 첨가하여 Black Color의 토너를 제조하고, 그런 다음 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 합성피혁을 제조하였다.
실시예 3.
상기 실시예 1에서, 토너 제조시 TiO2 대신 Blue, Red, Brown, Yellow, Green 및 Orange 색의 유색 안료를 30 g 첨가하여 토너를 제조하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 합성피혁을 제조하였다.
비교예 1.
상기 실시예 1에서, 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane) 대신 관능기를 가지지 않는 디메틸실록산을 사용하여 토너를 제조하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 합성피혁을 제조하였다.
비교예 2.
상기 실시예 2에서, 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane) 대신 관능기를 가지지 않는 디메틸실록산을 적용하여 토너를 제조하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 실리콘 합성 피혁을 제조하였다.
비교예 3.
상기 실시예 3에서, 비닐관능기를 가진 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane) 대신 관능기를 가지지 않는 디메틸실록산을 적용하여 토너를 제조하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 실리콘 합성피혁을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따라 제조된 실리콘 합성피혁 제품을 대상으로, 하기와 같은 방법으로 내열성 및 유기물 휘발도를 평가하였다.
1) 내열성 시험 방법 : GMW14124 시험 방법
- 제조된 실리콘 합성피혁 시편을 120 ℃ Oven 에서 500 hr 방치후 제품 표면 관찰후 Bleeding에 의한 표면 광발생 유무 확인함
2) 유기물 휘발도 시험 방법 : GMW3235 시험방법
- 제조된 실리콘 합성 피혁 시편을 90 ℃ 데시게이터 Oven 에서 18 hr 방치후 제품 표면에서 Bleeding된 물질의 중량을 확인함
그리고, 평가 결과는 하기 표 1에 나타난 바와 같다.
구 분 실리콘 합성피혁 특성값
내열성 유기물 휘발도
(중량 g)
실시예-1 광발생 없음 0.1 ~ 0.2
실시예-2 광발생 없음 0.1 ~ 0.2
실시예-3 광발생 없음 0.1 ~ 0.2
비교예-1 표면 광발생 1.8 ~ 2.9
비교예-2 표면 광발생 1.8 ~ 2.9
비교예-3 표면 광발생 1.8 ~ 2.9
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~3에 의하면 광발생이 없어서 내열성이 우수함을 확인할 수 있고, 유기물 휘발도에서도 비교예보다 현저히 작은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
본 발명의 토너는 자동차 내장재, 가구용도, 가방, 구두, 장갑 등의 실리콘 합성피혁 제품을 생산하는데 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 바인더, 안료 및 첨가제를 포함하고,
    상기 바인더는 비닐관능기를 가지는 디메틸실록산(Vinyl-terminated Dimethyl siloxane)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바인더, 안료 및 첨가제는 바인더 40~90중량부, 안료 10~60 중량부 및 첨가제 1~10중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 알루미늄하이드레이트(Alumina hydrate) 및 티타늄다이옥사이드(Titanium dioxide) 중에서 선택된 하나 이상을 10~70중량부로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 소취제를 0.5~10중량부로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 합성피혁용 착색제 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 따른 조성물 1~30중량부와,
    실리콘 코팅제 100중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 합성피혁용 코팅액.
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