KR101322371B1 - 반사 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 우수한 광반사 효과와 함께, 별도의 접착층 없이도 기재에 대해 우수한 견뢰도를 나타내며, 내열성의 증가로 기재 변색 또는 연소에 대한 우려없이 프린팅 공정, 특히 고온에서의 승화 전사에 의한 패턴 및 염색이 가능하며, 현저히 개선된 터치감을 갖는 반사 원단 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

반사 원단 및 그 제조방법{REFLECTIVE FABRIC AND METHOD FOR PREPARING SAME}
본 발명은 우수한 광반사 효과와 함께, 별도의 접착층 없이도 기재에 대해 우수한 견뢰도를 나타내며, 내열성의 증가로 기재 변색 또는 연소에 대한 우려없이 패턴 형성 및 염색을 위한 프린트 공정, 특히 고온 승화 전사 공정이 가능하며, 현저히 개선된 터치감을 갖는 반사 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
안전복이나 소방복, 안전물품, 스포츠 의류, 신발 또는 기타 장식용품 등에서는 특정 정보의 표식이나 디자인의 부각 등과 같이 시인성이 요구되는 부분에 대해 광반사 기능을 갖는 다양한 반사체를 이용하고 있다.
종래에는 광을 반사하는 반사체를 옷의 일부에 직접 부착시켜 사용하였다. 그러나, 이러한 광반사체는 그 자체가 고가이고, 부분적으로 부착시켜 사용하기 때문에 충분한 인식기능을 발휘하기 어렵다. 또한, 옷 자체가 너무 무거워져서 작업에 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
이 같은 문제를 해결하기 위하여, 발광도료를 도포하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 경우 발광도료가 부분적으로 도포되기 때문에 시각적으로 사각지역이 형성될 수 있고, 그 결과 충분한 시인성을 나타내기 어렵다는 문제점이 있다. 또, 사용되는 발광도료가 인형광 물질이거나 또는 축광물질 등을 포함하는 것이기 때문에, 광원과 가까운 거리에서는 높은 발광효과를 낼 수 있으나, 일정 거리 이상, 구체적으로는 약 50m 이상 떨어진 거리에서는 시인성이 급격하게 저하되는 문제점이 있다.
또 다른 방법으로, 글래스비드(glass bead) 또는 마이크로 프리즘(microprism)의 재귀반사 기능을 이용하는 방법이 제안되었다. 재귀반사는 빛이 어느 방향에서 어느 각도로 들어오더라도 광원의 방향으로 빛을 반사하기 때문에 야간이나 어두운 곳에서도 우수한 시인성을 나타낸다는 장점이 있다. 이에 따라 상기 방법은 주로 굴곡이 심한 도로의 표지판이나 야간도로 작업표시판, 야간용 작업복, 안전복이나 소방복 등에 주로 이용되었다. 이중에서도 글래스비드는 재귀반사특성과 함께 작업수월성이 우수하여 보다 다양하게 이용되고 있다.
그러나, 이와 같이 글래스비드 또는 마이크로프리즘을 이용한 방법은 글래스비드나 마이크로프리즘의 표면이 외부로 직접 표출되기 때문에 물리적인 내구성이 결여되어 마찰이나 충격 발생시 손상 및 탈락되기 쉽고, 먼지나 분진 등의 이물질에 의한 오염의 우려가 높으며, 그 결과로 재귀반사기능 및 심미성이 저하되는 문제가 있다.
또한 글래스 비드나 마이크로프리즘을 이용한 반사부 또는 반사층은, 글래스비드나 마이크로프리즘을 수지계 접착제를 사용하여 부착하거나, 또는 글래스비드나 마이크로프리즘이 소정의 패턴으로 형성된 반사시트를 이용하여 반사부 또는 반사층을 형성하고자 하는 기재에 열전사하는 방법으로 형성된다. 그러나, 접착제를 사용하는 방법의 경우 접착제 사용에 따른 유해물질 발생의 우려가 있고, 접착제 자체의 변색으로 인해 광반사기능이 저하되는 문제가 있었다. 또 열전사 방법의 경우 100℃ 이상의 고온에서의 열처리에 의해 실시되는데, 반사부 또는 반사층이 형성되는 기재가 면, 나일론, 실크 또는 마일 경우 원단이 타거나 변색되는 등의 문제가 있었다. 또한 글래스비드나 마이크로프리즘을 이용하여 반사부 또는 반사층을 형성하는 방법의 경우, 글래스비드나 마이크로프리즘의 낮은 가공성으로 인해 후속의 염색 공정이나 패턴 형성 공정의 실시가 어렵고, 견뢰도가 낮다는 문제점이 있다.
한국특허공개 제2002-0096570호 (2002.12.31 공개)
본 발명의 목적은 우수한 광반사 효과와 함께, 별도의 접착층 없이도 기재에 대해 우수한 견뢰도를 나타내며, 내열성의 증가로 기재 변색 또는 연소에 대한 우려없이 패턴 형성 또는 염색을 위한 프린트 공정, 특히 고온에서의 승화 전사 공정이 가능하도록 하며, 현저히 개선된 터치감을 갖는 반사 원단 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 반사 원단은 기재, 상기 기재의 적어도 일면에 형성되는 반사층, 그리고 상기 반사층 위에 위치하며, 패턴 형성 또는 색상을 나타내는 염료를 포함하는 프린트층을 포함하며, 상기 반사층은 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체, 수용성 음이온성 중합체 및 카본입자를 포함한다.
상기한 반사 원단에 있어서, 상기 반사체는 1.9 내지 2.2의 굴절율 및 98% 이상의 투명도를 갖는 것일 수 있다.
또 상기 글래스비드는 30 내지 70㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형입자일 수 있다.
상기 반사체는 글래스비드 100중량부에 대하여 마이크로프리즘 0.01 내지 10중량부로 포함하는 것일 수 있다.
또, 상기 수용성 음이온성 중합체는, 분자 내 음이온성 작용기를 포함하는 수용성의 폴리아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지, 폴리에틸렌옥사이드계 수지, 폴리프로필렌옥사이드계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리아크릴아마이드계 수지, 에틸셀룰로오스계 수지, 키토산, 키틴, 폴리아마이드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리디메틸실록산을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, 상기 음이온성 작용기는 히드록시기, 카르복실산기 및 설폰산기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 수용성 음이온성 중합체는 반사체 100중량부에 대하여 30 내지 100중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 카본 입자는 반사체 100중량부에 대하여 0.001 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있다.
또, 상기 반사층은 반사체의 최대 입자 직경 이상이며, 반사체 평균 입자 직경의 3배 이하의 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 반사 원단은 세탁견뢰도가 4 내지 5급, 드라이클리닝 견뢰도가 4 내지 5급, 그리고 마찰견뢰도가 4 내지 5급일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체, 수용성 음이온성 중합체, 증점제 및 카본 입자를 혼합하여 반사층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 반사층 형성용 조성물을 기재의 적어도 일면에 도포하여 반사층 형성용 조성물의 도포막을 형성하는 단계; 상기 도포막을 건조하여 반사층을 형성하는 단계; 상기 반사층에 대해 염료로 컬러 또는 패턴이 인쇄된 인쇄시트를 접면시킨 후 인쇄시트의 패턴 또는 색상을 나타내는 염료를 반사층 위로 프린팅하여 프린트층을 형성하는 단계; 그리고 인쇄 시트를 분리 및 제거하는 단계를 포함하는 반사 원단의 제조방법이 제공된다.
상기 반사층 형성용 조성물은 반사체 100중량부에 대하여, 수용성 음이온성 중합체 30 내지 100중량부, 증점제 0.1 내지 20중량부 및 카본 입자 0.1 내지 10중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 반사층 형성용 조성물은 물, 탄소수 1 내지 5의 저급 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 포함하는 것일 수 있다.
상기 반사층 형성용 조성물은 분산제, 경화제, 자외선흡수제, 황변억제제, 광확산제, 계면활성제, 대전방지제, 침전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 반사층 형성용 조성물은 4200 내지 4800cps의 점도를 갖는 것일 수 있다.
상기 건조는 120 내지 130℃에서의 1차 고온 건조 공정, 40 내지 120℃에서의 2차 중온 건조 공정, 그리고 40℃ 이하의 온도에서의 3차 저온 건조 공정의 3단계로 실시될 수 있다.
상기 프린팅이 210 내지 230℃의 온도에서 3 내지 6kgf의 압력을 가하는 전사 공정에 의해 실시될 수 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 반사 원단은 글래스비드 및 수용성 음이온성 중합체를 포함하는 반사층을 포함함으로써, 우수한 광반사 효과와 함께, 별도의 접착층 없이도 기재에 대해 우수한 견뢰도를 나타내며, 내열성의 증가로 기재 변색 또는 연소에 대한 우려없이 패턴 형성 또는 염색을 위한 프린트 공정, 특히 고온 승화 전사 공정이 가능하도록 하며, 또한 현저히 개선된 터치감을 갖는다. 이에 따라 상기 반사 원단은 반사층의 광반사 효과에 의한 시인성 또는 디자인성이 요구되는 다양한 물품들, 구체적으로는 표시판, 안전복, 야간 작업복용 원단으로 유용하다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 처리 장치를 개략적으로 나타낸 개념도.
도 2는 도 1에 도시한 전처리 유닛을 나타낸 개략도.
도 3은 도 1에 도시한 제1 결합 유닛을 나타낸 개략도.
도 4는 도 1에 도시한 건조 유닛을 나타낸 개략도.
도 5는 도 1에 도시한 제2 결합 유닛을 나타낸 개략도.
도 6은 도 1에 도시한 전사 유닛을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 반사 원단은 기재, 상기 기재의 적어도 일면에 형성되는 반사층, 그리고 상기 반사층 위에 위치하며, 패턴 또는 색상을 나타내는 염료를 포함하는 프린트층을 포함하며, 상기 반사층은 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체, 수용성 음이온성 중합체 및 카본입자를 포함한다.
상기 기재는 반사 원단 형성을 위한 기재 편직물로서, 면, 마, 견, 모 등 천연 직물 또는 편물일 수도 있고, 나일론, 폴리우레탄, 폴리에스터, 레이온 등과의 합성 직물 또는 편물일 수도 있다.
상기 기재의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 원단의 용도에 따라 적절히 조절될 수 있다.
상기 기재의 적어도 일면에는 반사체, 수용성 음이온성 중합체 및 카본 입자를 포함하는 반사층이 위치한다.
구체적으로, 상기 반사층은 반사체, 수용성 음이온성 중합체 및 카본 입자를 포함하는 반사층 형성용 조성물을 기재에 도포한 후 건조하여 용매를 제거함으로써 제조된다. 통상 반사층 형성용 조성물의 도포막에 대해 고온에서 열처리를 실시하는 통상의 반사층 형성 방법의 경우, 최종 제조된 반사층에서 수지 성분이 제거되게 되지만, 저온에서 건조 처리를 실시할 경우 최종 제조되는 반사층에 수용성 음이온성 중합체가 잔류하게 된다. 또 저온 건조시 용매 제거와 함께 수용성 음이온성 중합체간 가교결합이 형성되면서, 망상구조체를 형성하게 된다. 그 결과 글래스비드 및 카본입자는 상기 망상구조체 내에 분산되어 존재하게 된다. 이와 같이 형성된 수용성 음이온성 고분자의 망상구조체는 음이온성 작용기와 기재 및 글래스비드의 상호작용으로 기재 및 글래스비드에 대해 우수한 접착력을 나타낼 뿐만 아니라, 망상 구조체 내에 글래스비드를 안정적으로 고착화시킬 수 있어 반사 원단의 제조시 글래스비드의 탈락을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 반사층에 있어서 글래스비드와 같은 반사체는 반사층내에서 외부로부터 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 역할을 한다. 이에 따라 상기 반사체로는 우수한 재귀 반사 효율을 나타낼 수 있도록 높은 굴절율(refractive index)과 함께 높은 투명도(transparency)를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
구체적으로 상기 반사체는 1.9 이상의 굴절율을 갖는 것이 바람직하며, 1.9 내지 2.2의 굴절율을 갖는 것이 보다 바람직할 수 있다. 반사체의 굴절율이 상기 범위내일 때는 반사체 내벽에서 초점이 형성되어 높은 초점반사율을 나타내고, 그 결과로 재귀반사도가 크다. 그러나 굴절율이 상기 범위를 벗어나 1.9 미만일 경우에는 초점반사율이 저하되고, 그 결과로 재귀반사도가 낮아지게 되어 바람직하지 않다.
또한 상기 반사체는 98% 이상의 광투과율을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 상기와 같은 광투과율을 가질 때 광반사율이 증가하게 된다. 그러나 광투과율이 98% 미만일 경우 빛의 흡수량이 증가하게 되어 재귀반사도가 낮아지게 될 우려가 있어 바람직하지 않다.
이와 같은 반사체의 굴절율과 광투과율은 글래스비드의 조성, 모양 또는 입경에 따라 결정되게 되며, 또한 상기한 특성들은 반사체의 기재에 대한 접착력 및 반사체 자체의 내구성에 영향을 미친다.
이에 따라 상기 글래스비드는 상기한 굴절율 및 광투과율을 충족하고, 기재에 대한 접착력 및 글래스비드 자체의 내구성을 고려할 때, 상기 글래스비드는 구형의 형태를 갖는 것이 바람직하고, 정구형의 형태를 갖는 것이 보다 바람직할 수 있다.
또한, 상기 글래스비드는 30 내지 70㎛의 평균입자 직경을 갖는 것이 우수한 굴절율을 나타내는 동시에 기재에 대한 탈리도가 낮고, 외부의 물리적 화학적 자극에 대해 우수한 내구성을 나타낼 수 있어 바람직할 수 있다. 만약 글래스비드의 평균입자 직경이 30㎛ 미만이면 굴절율이 낮아질 우려가 있고, 글래스비드의 평균입자 직경이 70㎛를 초과하면 코팅 작업성 및 기재에 대한 접착력이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한 상기 글래스비드로는 상기한 평균입자 직경 범위내에서 서로 다른 평균 입자 직경을 갖는 2종 이상의 글래스비스의 혼합물이 사용될 수도 있다.
통상 글래스비드는 70% 이상의 실리카(Al2O3) 성분과 함께, NaO, K2O 등과 같은 알칼리 금속의 산화물, MgO, CaO 등과 같은 알칼리 토금속의 산화물, Al2O3와 같은 알루미늄 산화물 등의 무기 금속 산화물 성분을 잔부량으로 포함한다. 이중 무기 금속 산화물 성분은 글래스비드의 내구성을 증가시키는 반면, 고유의 색을 가져 다량으로 포함될 경우 글래스비드의 투명도 및 굴절율이 저하될 수 있다. 이에 따라, 상기한 굴절율 및 투명도를 충족하면서도 글래스비드가 적절한 자체 내구성을 갖도록 하기 위해서는 상기 글래스비스가 상기한 무기금속 산화물 성분을 글래스비드 총 중량에 대하여 20 내지 25중량%로 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
마이크로프리즘은 글래스비드에 비해 광반사 효율은 보다 우수하나, 그 특유의 형상으로 인해 기재에 대한 접착력이 낮다. 한편 글래스비드는 마이크로프리즘에 비해 광반사 효율은 낮으나, 구형의 형상을 가질 경우 글래스비드에 비해 기재에 대해 보다 안정적인 접착력을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기한 반사체로서 글래스비드 또는 마이크로프리즘을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 혼합하여 사용할 수도 있다. 또, 글래스비드와 마이크로프리즘을 혼합하여 사용하는 경우, 혼합비를 조절함으로써 광반사효율과 함께 접착력을 동시에 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 마이크로프리즘은 글래스비드 총 중량에 대하여 0.01 내지 10중량부로 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 글래스비드에 대한 마이크로프리즘의 함량이 지나치게 높으면, 즉 10중량부를 초과하면 반사층으로부터 탈리되는 마이크로프리즘의 함량이 증가하게 되어 오히려 마이크로프리즘 사용량 대비 광반사 효율이 낮아질 우려가 있고, 또 반사물품의 외관 심미성이 저하될 우려가 있다. 반면 글래스비드에 대한 마이크로프리즘의 사용량이 지나지게 작을 경우, 구체적으로는 0.01중량부 미만일 경우 마이크로프리즘 사용에 따른 광반사 개선 효과가 미미할 수 있다.
또한 상기 반사체는 굴절률 증가, 내구성 강화, 및 기재에 대한 접착력 증진 등을 목적으로 실란기 또는 아미노기를 포함하는 화합물로 표면 처리된 것일 수 있다. 구체적으로는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 부탄올-프리아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란 등과 같은 실란계 화합물 또는 아민계 화합물 등에 의해 표면처리될 경우 기재에 대한 접착력이 증가되어 바람직할 수 있다. 이때 글래스비드에 대한 표면처리방법은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다.
또 상기 반사층은 상기한 반사체를 임의의 형태로 패턴화하여 포함할 수도 있다. 이와 같이 패턴화된 반사체를 포함할 경우, 플래시 조사시 상면에 위치하는 프린트층에서의 패턴 또는 색상에 무관하게 글래스비드 자체의 패턴이 투영되어 보임으로써 이중의 시인성 효과를 나타낼 수 있다.
또, 상기한 반사층에 있어서 수용성 음이온성 중합체는, 기재에 대한 반사체의 접착력을 증가시키는 동시에 반사층의 내열성을 증가시켜 후속의 염색 및 패턴 형성을 위한 고온에서의 전사 공정시 기재의 손상없이 우수한 전사 효율로 염색 및 패턴 형성이 가능하도록 한다. 이에 따라, 본 발명에서 사용가능한 수용성 음이온성 중합체로는 투명성과 함께 반사체와의 결합력이 우수하고, 물리적 화학적 내구성이 강한 것이 바람직하다.
상기 수용성 음이온성 중합체는 구체적으로 분자 내 음이온성 작용기를 포함하는 수용성의 폴리아크릴(Polyacryl)계 수지(폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리히드록시에틸메타크릴산 등), 폴리우레탄(Polyurethane)계 수지, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)계 수지, 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate)계 수지, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylenoxide)계 수지, 폴리프로필렌옥사이드 (Polypropyleneoxide)계 수지, 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol)계 수지, 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide)계 수지, 에틸셀룰로오스(Ethyl Cellulose)계 수지, 키토산(Chitosan), 키틴(Chitin), 폴리아마이드(Polyamide)계 수지, 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 수지, 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 및 그 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기한 수용성 음이온성 중합체 중에서 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 음이온성 작용기는 구체적으로 히드록시기, 카르복실산 또는 그의 염, 설폰산 또는 그의 염 등일 수 있다.
상기와 같은 수용성 음이온성 중합체는 반사체 100중량부에 대하여 30 내지 100중량부로 반사층내에 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 반사체에 대한 중합체의 함량이 지나치게 낮을 경우, 구체적으로 30중량부 미만일 경우 기재에 대한 글래스비드의 접착력이 저하되고, 반사층의 내열성 개선 효과가 미미하여 후속의 고온 열전사 공정시 기재의 황변 또는 연소 등의 손상이 발생할 우려가 있다. 한편, 반사체에 대한 중합체의 함량이 지나치게 높을 경우, 구체적으로 100중량부를 초과할 경우 상대적으로 낮아진 반사체 함량으로 인해 굴절율이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
또, 상기 반사층은 반사층 형성시 사용되어 잔류하는 카본 입자를 더 포함할 수도 있다.
상기 반사층내 미량으로 존재하는 카본 입자는 반사층내에서 난반사되는 빛은 차단하고 특정방향의 빛만을 투과시키는 광 흡수재의 역할을 할 수 있다. 다만, 과량으로 잔류시에는 반사체의 광반사 효과를 저감시킬 수 있으므로, 미량으로 존재하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 반사체 100중량부에 대하여 0.001 중량부 이하로 존재하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 카본입자는 구체적으로 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 수퍼-P 및 케첸 블랙 등일 수 있다.
상기 카본입자의 크기 및 형태는 특별히 한정되지는 않으나, 기재에 대한 접착력 등을 고려하여 구형의 입자상을 갖는 것이 바람직할 수 있으며, 보다 구체적으로 30 내지 70㎛의 평균 입자 직경을 갖는 구형의 입자인 것이 보다 바람직할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 반사층의 두께는 기재의 종류 및 원단의 용도에 따라 달라질 수 있으나, 구체적으로는 반사체의 최대 입자 직경 이상이며, 반사체 평균 입자 직경의 3배 이하인 것이 바람직할 수 있다. 상기한 범위를 벗어나 반사층의 두께가 반사체의 최대 입자 직경보다 작을 경우 도포 공정이 어렵고, 한편 반사체 평균입자 직경의 3배를 초과할 경우, 굴절율 저하의 우려가 있다.
또한 반사층내 포함되는 반사체의 함량은 반사 원단의 용도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 구체적으로 상기한 반사체의 물성적 특성들 및 기재에 대한 접착력 등을 고려할 때 상기 반사층 형성용 조성물은 최종 제조 후 기재에 대해 반사체가 30 내지 85g/m2의 양으로 포함되도록 하는 양으로 도포되는 것이 바람직하다. 반사체의 함량이 30g/m2 미만일 경우 반사체의 함량이 지나치게 낮아 충분한 반사효과를 얻기 어렵고, 반면 반사체의 함량이 85g/m2 를 초과할 경우 반사체의 탈락율이 높아져 바람직하지 않다.
상기와 같은 반사층 위에는 프린트층이 위치한다.
상기 프린트층은 패턴 또는 색상을 나타내는 승화성 염료의 인쇄층을 포함하는 인쇄 시트로부터 통상의 프린팅 공정, 구체적으로는 전사에 의해 형성된 것으로, 패턴 또는 색상을 나타내는 염료를 포함할 수 있다.
상기 염료로는 통상 프린팅 공정에 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있으나, 승화전사에 우수한 효과를 나타내는 본 발명에 따른 원단의 특성을 고려할 때 승화성 염료가 보다 바람직할 수 있다. 또 상기 승화성 염료는 구체적으로는, 승화성을 갖는 분산 염료 또는 유용성 염료일 수 있으며, 보다 구체적으로는 대기압 하, 70 내지 260℃에서 승화 또는 증발하는 분산염료 또는 유용성 염료일 수 있다.
상기 분산염료의 예로는 아조, 안트라퀴논, 퀴노프탈론, 스티릴, 디 또는 트리페닐메탄, 옥사진, 트리아진, 크산텐, 메틴, 아조메틴, 아크리딘, 디아진 등을 들 수 있다. 옐로계 분산 염료의 예로서는, C. I. Disperse Yel1ow 51, 54, 60, 64, 65, 82, 98, 119, 160, 211 등을 들 수 있다. 레드계 분산 염료의 예로서는, C. I. Disperse Red 4, 22, 55, 59, 60, 146, 152, 191, 302, Vat Red 41 등을 들 수 있다. 블루계 분산 염료의 예로서는, C. I. Disperse Blue 14, 28, 56, 60, 72, 73, 77, 334, 359, 366 등을 들 수 있다. 이외 색 성분으로서는, Violet 27, 28 등을 들 수 있다. 또한 상기 유용성 염료로서는, C. I. Solvent Orange 25, 60, Red 155, Blue 35, 36, 97, 104 등을 들 수 있다. 이중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 반사 원단은 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체, 수용성 음이온성 중합체, 증점제 및 카본 입자를 혼합하여 반사층 형성용 조성물을 제조하는 단계(단계 1); 상기 반사층 형성용 조성물을 기재의 적어도 일면에 도포하여 반사층 형성용 조성물의 도포막을 형성하는 단계(단계 2); 상기 도포막을 건조하여 반사층을 형성하는 단계(단계 3); 상기 반사층에 대해 염료로 컬러 또는 패턴이 인쇄된 인쇄시트를 접면시킨 후 인쇄시트의 패턴 또는 색상을 나타내는 염료를 반사층 위로 프린팅하여 프린트층을 형성하는 단계(단계 4); 그리고 인쇄 시트를 분리 및 제거하는 단계(단계 5)를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 이때 상기 반사층 형성용 조성물을 이용한 원단을 제조하기 위해서 도 1 내지 도 6의 기계장치를 사용할 수 있다.
도 1은 원단을 연속적으로 제조함과 동시에 반사물품 위에 승화전사를 한 번에 할 수 있는 복합 처리 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전처리 유닛을 나타낸 개략도이며, 도 3은 도 1에 도시한 제1 결합 유닛을 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 1에 도시한 건조 유닛을 나타낸 개략도이며, 도 5는 도 1에 도시한 제2 결합 유닛을 나타낸 개략도이고, 도 6은 도 1에 도시한 전사 유닛을 나타낸 개략도이다. 도 1 내지 도 6을 참고하면, 복합 처리 장치(1)는 반사층 형성 유닛(20), 제1 결합 유닛(30), 건조 유닛(40), 제2 결합 유닛(50), 그리고 전사 유닛(60)을 포함한다. 이와 같은 각 유닛들(20, 30, 40, 50, 60)은 골조(3)에 설치되어 연결되어 있다. 그러나 전사 유닛(60)을 비롯한 각 유닛들(20, 30, 40, 50)은 골조(3)와 분리된 별도의 하우징에 설치되어 매질을 통해 연결될 수 있다. 복합 처리 장치(1)는 기재(종이, 섬유, 피혁, 산업용 필름)에 전, 후 처리코팅, 합지, 합포, 건조, 난연, 방염처리, 전사 등의 공정을 복합적으로 처리할 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하여 각 단계별로 상세히 설명하면, 단계 1은 반사층 형성용 조성물을 제조하는 단계이다.
구체적으로 상기 반사층 형성용 조성물은 상기한 반사체 및 수용성 음이온성 중합체와 함께, 증점제 및 카본 입자를 용매와 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이때 상기한 물질들의 혼합 순서는 특별히 한정되지 않는다.
상기 반사체는 앞서 설명한 바와 동일하다.
상기 수용성 음이온성 중합체 역시 앞서 설명한 바와 같이, 분자 내 음이온성 작용기를 포함하는 수용성의 폴리아크릴(Polyacryl)계 수지(폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리히드록시에틸메타크릴산 등), 폴리우레탄(Polyurethane)계 수지, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)계 수지, 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate)계 수지, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylenoxide)계 수지, 폴리프로필렌옥사이드 (Polypropyleneoxide)계 수지, 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol)계 수지, 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide)계 수지, 에틸셀룰로오스(Ethyl Cellulose)계 수지, 키토산(Chitosan), 키틴(Chitin), 폴리아마이드(Polyamide)계 수지, 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 수지, 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 수용성 음이온성 중합체는 물 등의 수성 분산매 중에 분산된 형태로 사용되는데, 상기 수용성 음이온성 중합체의 분산액은 그 자체로 상업적으로 입수할 수도 있고, 또는 음이온성 단량체를 기타 음이온성 공단량체 또는 비이온성 공단량체와 공중합시키거나, 또는 중합 후 음이온성 작용기로 하전시킴으로써 분산액의 형태로 제조될 수 있다.
상기 단량체의 중합은 용액, 벌크, 침전물, 분산물, 현탁액, 에멀션, 마이크로에멀션 등을 포함하여 통상의 중합 방법에 따라 수행될 수 있다.
또한 상기 음이온성 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산 또는 비닐계 화합물 등이 사용될 수 있다. 또 상기 음이온성 작용기로는 히드록시기, 카르복실산 또는 그의 염, 설폰산 또는 그의 염 등을 들 수 있다.
일례로, 음이온화된 수용성 비닐단량체와 비이온성 수용성 비닐 단량체를 염 수용액 중에서 음이온화된 수용성 중합체의 안정화제 존재 하에 자유라디칼 형성 조건에서 분산 중합함으로써 음이온화된 폴리비닐알코올계 또는 폴리비닐아세테이트계 수지의 분산액이 제조될 수 있다.
분산액의 상태로 사용될 경우, 고형분 중량을 기준으로 수용성 음이온성 중합체가 반사체 100중량부에 대하여 30 내지 100중량부로 포함되도록 하는 양으로 수용성 음이온성 중합체의 분산액이 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
또 상기 증점제는 반사층 형성용 조성물의 점도 특성을 조절하여 기재에 대한 코팅성을 증가시키고, 형성된 반사층내 글래스비드의 분산성 및 반사층 두께 균일성을 개선시키는 역할을 한다.
상기 증점제로는 구체적으로 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(hydroxylpropylmethyl cellulos; HPMC), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(hydroxyethylmethyl cellulose; HEMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulose; EHEC) 및 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 증점제는 반사체 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 반사체에 대한 증점제의 함량이 지나치게 낮을 경우, 구체적으로 0.1중량부 미만일 경우 반사층 형성용 조성물이 고점도화되어, 도포가 용이하지 않는 등 반사층 형성 공정성이 저하되고, 반사층의 두께 균일성이 저하될 우려가 있고, 반면 반사체에 대한 증점제의 함량이 지나치게 높을 경우, 구체적으로 20중량부를 초과할 경우 반사층 형성용 조성물의 흐름성이 지나치게 증가하여 오히려 공정성이 저하되어 바람직하지 않다.
또 상기 카본입자는 앞서 설명한 바와 동일하다. 다만, 상기 반사층 형성용 조성물의 제조시 상기 카본입자는 반사체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 반사체에 대한 카본입자의 함량이 지나치게 낮으면, 구체적으로 0.1중량부 미만이면 카본입자 사용에 따른 난반사 방지 및 광흡수 효과가 미미하고, 반사체에 대한 함량이 지나치게 높으면, 구체적으로 10중량부를 초과하면 상대적으로 반사체의 함량이 감소하게 되어 광반사 효과가 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기한 카본 입자 역시 미세한 입자 크기로 인해 물 등의 분산매 중에 분산된 상태로 사용되는 것이 바람직할 수 있으며, 이에 따라 카본입자의 함량은 고형분 중량을 기준으로 반사체 100중량부에 대해 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다.
상기 반사층 형성용 조성물은 상기한 구성성분들을 용매에 분산 또는 용해시킴으로써 제조된다. 이때 사용가능한 용매로는 구체적으로 물; 메탄올, 에탄올 등과 같은 탄소수 1 내지 5의 저급 알코올 등과 같은 친수성 용매일 수 있다.
상기 용매는 반사층의 굴절율 및 반사층 형성시 공정성 등을 고려하여 반사층 형성용 조성물이 적절한 점도를 갖도록 하는 양으로 포함될 수 있다. 구체적으로는 상기한 반사체의 굴절율 및 투명도를 고려할 때 상기 반사층 형성용 조성물은 4200 내지 4800cps의 점도를 갖는 것이 바람직한데, 이를 위해 상기 용매는 반사체 100중량부에 대하여 30 내지 60중량부로 포함될 수 있다.
상기한 성분들 외에 상기 반사층 형성용 조성물은 앞서 설명한 마이크로 프리즘, 및 반사층의 효과 증진 등을 목적으로 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는 반사층 형성용 조성물내 반사체 및 카본입자의 분산성을 높이기 위한 분산제, 경화제, 자외선흡수제(예를 들면, 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 등), 황변억제제(예를 들면, 페크마타이트 등), 광 확산제(예를 들면, 칼슘 카보네이트, 칼슘 포스파이트 등), 계면활성제, 대전방지제, 또는 글래스비드에 대한 침전방지제 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 분산제로는 구체적으로 트리칼슘포스페이트, 트리소듐포스페이트, 마그네슘 포스페이트, 피로인산마그네슘 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 분산제로서 상업적으로 입수가능한 것을 사용할 수도 있으며, 그 구체적인 예로서 BYK-JET™ 9170(BYK사제) 등을 들 수 있다.
또 상기 분산제 중에서도 습윤 분산제가 바람직할 수 있다.
상기 분산제는 글래스비드 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 글래스비드에 대한 분산제 함량이 지나치게 낮을 경우 분산제 첨가에 따른 효과가 미미하고, 반면 글래스비드에 대한 분산제 함량이 지나치게 높을 경우 최종 제조된 반사층내 잔류하는 분산제가 불순물로 작용하여 반사층의 광반사효율을 저하시킬 우려가 있어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 반사층 형성용 조성물은 1액형 반사층 형성용 조성물이나, 선택적으로 경화제를 더 포함할 수 있다.
상기 경화제로는 중합체의 종류에 따라 이소시아네이트기, 에폭시 및 아지리딘기 등을 가진 다양한 경화제가 사용될 수 있으며, 이들 반응성 기는 중합체내 포함된 히드록시기, 아미노기, 카르복실기 등과 반응하여 가교된 구조로 경화된다. 이에 따라, 상기 중합체로서 폴리아크릴계 수지가 사용되는 경우, 경화제로는 황변의 우려가 없는 이소시아네이트가 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
또, 상기 계면활성제로는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 고분자계 계면활성제 등을 단독으로 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 음이온성 계면활성제로서는, 나프탈렌술폰산염의 포르말린 축합물, 리그닌 술폰산염류, 특수 방향족 술폰산염의 포르말린축합물(부틸나프탈렌 등의 알킬나프탈렌술폰산나트륨과 나프탈렌술폰산나트륨과의 포르말린 축합물, 크레졸술폰산나트륨과 2나프톨-6-술폰산나트륨의 포르말린 축합물, 크레졸술폰산나트륨의 포르말린 축합물 등), 폴리옥시에틸렌알킬에테르 황산염 등을 들 수 있다. 비이온성 계면활성제로서는, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌아세틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌·옥시프로필렌 블록 공중합체 등을 들 수 있다.
또, 고분자계 계면활성제로서는, 폴리아크릴산 부분 알킬에스테르, 폴리알킬렌폴리아민, 폴리아크릴산염, 스티렌-아크릴산 공중합물, 비닐나프탈렌-말레인산 공중합물 등을 들 수 있다.
상기한 물질들의 혼합 후, 또, 수용성 음이온성 고분자와 반사체의 분산을 증대시키기 위해서 반사층 형성용 조성물에 산성 또는 염기성 용액을 소량 첨가하여 pH를 6 내지 8 범위로 조절하는 단계를 선택적으로 더 실시할 수 있다.
또, 용매에 대한 용해도 증가 및 반사체의 분산도 증가를 위해 각 구성성분의 혼합 후 또는 pH 조절 후 초음파기, 균질 혼합기 등을 이용한 균질 혼합 공정을 선택적으로 더 실시할 수도 있다.
단계 2는 상기 단계 1에서 제조한 반사층 형성용 조성물을 기재의 적어도 일면에 도포하여 반사층 형성용 조성물의 도포막을 형성하는 단계이다.
이때, 상기 기재는 앞서 설명한 바와 동일하다.
상기 기재에 대한 반사층 형성용 조성물의 도포 공정은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다. 구체적으로는, 리버스(reverse), 그라비아(gravure), 콤마코터(comma coater), 스프레이(spray), 슬릿 코팅, 바코팅, 또는 나이프코팅(knife coating), 롤 코팅(roll coating) 등과 같은 도포 방식으로 도포될 수 있다.
상기와 같은 도포 공정에 따라 형성되는 반사층의 두께는 반사체의 입자 직경에 따라 달라지는데, 상기 반사층 형성용 조성물은 건조 후 반사층의 두께가 사용된 반사체의 최대 입자 직경 이상이며, 반사체 평균 입자 직경의 3배 이하가 되도록 도포되는 것이 바람직할 수 있다.
구체적으로는 도 1의 원단 제조를 위한 복합 처리 장치에서, 상기 단계 1에서 제조한 반사층 형성용 조성물을 용기(22)에 담고, 반사층 형성용 조성물이 도포될 기재를 제1 기재 공급부(10), 메쉬 롤러(21a) 및 제1 가압 롤러(21b)에 공급한다.
반사층 형성 유닛(20)은 골조(3)에 설치되어 있으며, 제1 기재 공급부(10), 메쉬 롤러(21a), 제1 가압 롤러(21b), 용기(22), 제1 나이프(23), 제2 가압 롤러(25) 및 정리 나이프(27)를 포함한다.
제1 기재 공급부(10)는 메쉬 롤러(21a)와 제1 가압 롤러(21b)로 제1 기재(2a), 가령 종이, 섬유, 피혁 또는 산업용 필름 등을 공급한다. 메쉬 롤러(21a)와 제1 가압 롤러(21b)는 제1 매질(2a)을 사이에 두고 회전한다. 메쉬 롤러(21a)와 제1 가압 롤러(21b)는 둘 중 어느 하나가 동력을 전달받아 회전되면 나머지는 연동되어 회전될 수 있고, 또는 두 롤러(21a, 21b)가 각각 동력을 전달받을 수도 있다.
메쉬 롤러(21a)는 구리, 알루미늄, 크롬 등의 금속으로 만들어질 수 있으며, 메쉬 롤러(21a)의 표면에는 무늬부(도시하지 않음)가 형성될 수도 있다. 제1 가압 롤러(21b) 역시 구리 등의 금속이나 고무, 우레탄 등의 비금속으로 만들어질 수 있다.
메쉬 롤러(21a)는 일부가 용기에 담겨있고, 반사층 형성용 조성물을 제1 기재(2a)에 묻힌다. 메쉬 롤러(21a)에는 무늬부가 형성될 수 있고 이 경우 제1 매질(2a)에 무늬나 엠보가 형성될 수 있다. 한편, 반사층 형성용 조성물은 용기(22)에 수용되어 있지 않고 스프레이 등의 방식으로 제1 기재(2a)에 공급될 수도 있다.
제1 나이프(23)는 메쉬 롤러(21a)의 전방에 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1 나이프(23)는 회전 상태에 따라 그 단부가 메쉬 롤러(21a)의 표면에 접하거나, 메쉬 롤러(21a) 표면으로부터 떨어질 수 있다. 제1 나이프(23) 단부가 메쉬 롤러(21a)의 표면에 접하면 메쉬 롤러(21a)에 불규칙한 두께로 묻은 반사층 형성용 조성물이 메쉬 롤러(21a) 표면에 균일하게 형성될 수 있다. 따라서 제1 기재(2a)에 균일한 두께의 조성물이 형성될 수 있다.
제2 가압 롤러(25)는 제1 가압 롤러(21b)와 이웃하게 배치되어 있다. 제1 가압 롤러(21b)와 제2 가압 롤러(25) 사이로 반사층 형성용 조성물이 도포된 제1 기재(2a)가 통과할 수 있다. 제2 가압 롤러(25)와 제1 가압 롤러(21b)는 제1 기재(2a)에 묻은 반사층 형성용 조성물을 눌러주어 반사층 형성용 조성물이 제1 기재(2a)의 표면에 견고히 밀착될 수 있다.
단계 3은 상기 단계 2에서 형성한 반사층 형성용 조성물의 도포막에 대해 건조 공정을 실시하여 반사층을 형성하는 단계이다.
상기 건조 공정은 도포막내 포함된 용매의 제거 및 도포막의 경화를 위한 공정으로서, 열풍 건조, 가열건조 등 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다. 구체적으로는 130℃ 이하의 온도에서 1단계로 또는 다단계로 나뉘어 실시될 수 있으며, 보다 구체적으로는 120 내지 130℃에서의 1차 고온 건조 공정, 40 내지 120℃에서의 2차 중온 건조 공정, 그리고 40℃ 이하, 바람직하게는 30 내지 40℃의 온도에서의 3차 저온 건조 공정의 3단계로 실시되는 것이 우수한 접착력과 견뢰도로 반사체가 기재에 접착될 수 있어 바람직할 수 있다.
또한, 상기와 같은 건조 공정에 의해 반사층 형성용 조성물내 포함된 증점제 등과 같은 저비점을 갖는 유기 성분들은 제거되고, 반사체 및 수용성 음이온성 중합체를 포함하는 반사층이 형성되게 된다. 이때 상기 반사층내에 소량의 카본 입자가 잔류할 수도 있다.
도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 반사층 형성용 조성물이 도포된 제1 기재(2a)는 제1 결합 유닛(30)으로 이송된다. 제1 결합 유닛(30)은 제1 결합 롤러(31) 및 제2 결합 롤러(32)를 포함하며, 제1 기재(2a)에 제2 기재(2b)을 합지/합포할 경우 제2 기재 공급부(33)도 포함할 수 있다. 제1 결합 롤러(31) 및 제2 결합 롤러(32)는 금속이나 고무 또는 우레탄 등으로 만들어질 수 있다. 제1 결합 롤러(31)는 반사층 형성용 조성물이 묻은 제1 기재(2a)를 건조 유닛(40)으로 가이드한다. 이 경우 제2 기재 공급부(33)는 제2 기재(2b)를 공급하지 않고 제2 결합 롤러(25)는 상승하여 제1 결합 롤러(31)에 접하지 않도록 배치된다. 그러나 제2 결합 롤러(25)는 제1 결합 롤러(31)와 접할 수도 있다.
제1 결합 롤러(31)(또는/및 제2 결합 롤러(32))에는 히팅부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 히팅부는 반사층 형성용 조성물이 도포된 제1 기재(2a)에 열을 가하여 1차적으로 건조한다. 건조 온도는 120℃ 이상으로 후술하는 건조 유닛(40)보다 높게 설정된다.
제1 결합 유닛(30)은 제1 기재(2a)에 제2 기재(2b)를 결합(합지 또는 합포)시키는 공정도 진행할 수 있다. 이 경우 제2 기재(2b)는 제2 기재 공급부(33)를 통해 공급될 수 있다.
제1 결합 유닛(30)에서 1차 건조된 제1 기재(2a)는 2차 건조를 위해 건조 유닛(40)으로 공급된다.
도 4를 참고하면, 건조 유닛(40)은 바디(41), 가이드 롤러(42) 그리고 히팅부(도시하지 않음)를 포함한다.
바디(41)는 제1 결합 유닛(30)을 통과한 기재가 유입되는 입구와, 기재가 배출되는 출구가 형성되어 있다. 바디 내부 공간(411)에는 복수의 가이드 롤러(42)가 가로 및 세로 방향으로 배열되어 있다. 가이드 롤러(42)의 배열은 건조 대상인 기재가 바디 내부 공간(411)에서 체류해야 하는 시간에 따라 변경될 수 있다.
히팅부는 바디 내부 공간(411)으로 열을 가한다. 히팅부는 전기, 가스, 기름 따위의 연료를 연소시키고, 연료 연소 시 발생한 열을 휀(도시하지 않음)에 의해 바디 내부 공간(411)으로 공급할 수 있다. 이외에도 열 공급은 공지된 모든 히팅 방식에 의해 진행될 수 있다. 바디(41) 내부로 공급되는 열은 40℃ 내지 120℃일 수 있다. 바디(41) 내부로 공급된 열은 반사층 형성용 조성물이 도포된 기재를 건조, 숙성시킨다. 열에 의해 반사층 형성용 조성물이 탈취될 수 있다. 나아가 건조 유닛(40)은 탈취를 위한 장비를 별도로 포함할 수 있고, 수분이나 유기 용제를 증발시켜 배출하는 기능을 높이기 위한 장비를 더 포함할 수도 있다.
건조 유닛(30)에서 2차 건조된 기재는 3차 건조를 위해 제2 결합 유닛(50)으로 공급된다.
도 5를 참고하면, 제2 결합 유닛(50)은 제3 결합 롤러(51)와 제4 결합 롤러(52)를 포함한다. 기재에 제3 기재(2c)를 결합시킬 경우 제3 매질 공급부(53)를 포함할 수도 있다.
제3 결합 롤러(51)(또는/및 제4 결합 롤러(52))에는 히팅부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 히팅부는 건조 유닛(40)을 통과한 기재에 열을 가하여 3차로 건조한다. 건조 온도는 40℃ 이하로 건조 유닛(40)보다 낮게 설정된다.
건조 유닛(40)을 통과한 기재는 제3 결합 롤러(51)와 제4 결합 롤러(52) 사이로 합지, 합포 과정 없이 통과하거나, 제3 매질 공급부(53)로부터 공급되는 제3 기재(2c)와 결합될 수도 있다.
반사층 형성용 조성물은 고온의 1차 건조 과정과 중온의 2 차 건조 과정, 그리고 저온의 3차 건조 과정을 거침에 따라 우수한 접착력과 견뢰도로 기재에 코팅된다.
단계 4는 상기 단계 3에서 제조한 반사층 위에 프린트층을 형성하는 단계이다.
반사층 형성용 조성물에 의한 반사층이 형성된 기재에 대해 통상의 프린팅 공정을 통해 패턴 또는 염색을 나타내는 프린트층을 형성할 수 있으며, 구체적으로는 고온의 승화 전사를 실시할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 반사층 위에 승화성염료로 이루어진 컬러 및 문양이 인쇄된 인쇄시트를 접면시킨 후 상기 인쇄시트와 반사층이 접면된 상태에서 210 내지 230℃의 온도에서 3 내지 6kgf의 압력을 가하면서 약 30 내지 60초간 가압하여 승화성염료를 반사층으로 전사시킨다. 이후 인쇄시트를 제거한다.
상기와 같은 승화전사 방법에 의해 프린트층을 형성함으로써, 종래와 같이 글래스비드를 포함하는 반사층 위에 별도의 인쇄층 형성 없이도 반사층 상에 다양한 컬러 및 문양형성이 가능하다. 또 이러한 문양이 형성된 반사층은 자연광 하에서는 일반 인쇄물과 동일하게 나타나고, 야간에는 전달되는 빛에 의해 반사되어 다양한 컬러 및 문양이 나타날 수 있으므로 각 반사시트의 용도에 맞는 다양한 문양 및 컬러의 표현이 가능하다.
도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 승화 전사는 제2 결합 유닛(50)을 거친 기재를 전사 유닛(60)에 공급함으로써 진행된다.
도 6을 참고하면, 전사 유닛(60)은 무열 전사 또는 승화 전사를 실시할 수 있다. 전사 유닛(60)은 하우징(61), 제1 전사 롤러(62), 제2 전사 롤러(63){또는 벨트(64)}, 전사지 공급부(65), 그리고 보호지 공급부(66)를 포함한다.
열을 가하지 않고 진행하는 무열 전사 시에는 제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63)를 사용하며, 열을 가하는 승화 전사 시에는 제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63)를 사용한다.
제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63)는 하우징(61) 내부에 회전 가능하게 결합되어 있다. 제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63)는 상하 방향으로 배열되어 있다. 제1 전사 롤러(62) 또는 제2 전사 롤러(63)는 승강 가능하게 설치되어 있으며 양 롤러(62, 63) 모두 승강하도록 설치될 수도 있다. 제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63)가 접하면 서로 연동하여 회전할 수 있다. 그러나 제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63)는 각각 동력원으로부터 회전력을 전달받을 수도 있다.
제1 전사 롤러(62)는 구리, 알루미늄, 니켈 또는 크롬 등의 금속 성분을 포함하여 만들어질 수 있다. 가령, 기계구조용 스테인레스강으로 만들어질 경우 크롬 12-30%, 니켈 5-13%를 포함할 수 있고, 내열합금으로 만들어질 경우 크롬 17-33%, 니켈 15-18%를 포함할 수 있다.
제1 전사 롤러(62)에는 히터부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 히터부는 스테인레스 히터봉으로 형성되어 있다. 히터부에 의해 제1 전사 롤러(62)에서는 160℃ 내지 250℃의 열이 발생할 수 있다. 열이 필요한 승화전사를 진행할 경우 히터부가 작동하여 제1 전사 롤러(62)에 열을 전달하지만, 열을 사용하지 않은 무열 전사를 사용할 경우 히터부는 작동하지 않도록 제어된다.
제2 전사 롤러(63)는 제1 전사 롤러(62)와 맞닿아 회전하며, 자재의 변형 및 전사 불량을 최소화 한다. 제2 전사 롤러(63)는 구리, 알루미늄, 니켈 또는 크롬 등의 금속 성분을 포함하여 만들어지거나 우레탄 엘라스토머라고 하는 하이드록시기를 갖는 프레폴리머가 혼합되어 있는 합성고무를 포함하여 만들어질 수도 있다.
이와 같은 제1 전사 롤러(62)와 제2 전사 롤러(63) 사이로는 무열 전사할 기재와 무늬가 형성된 전사지가 통과할 수 있다.
열을 가하지 않고 상온에서 실시(무열 전사)하기 위하여, 위 산업용 플라스틱 매질과 전사지 사이에 인쇄용 조성물을 첨가한다. 무열 전사를 위한 인쇄용 조성물은 저비점탄화수소계용제, 친유성복합수지, 탁색방지기능의 자외선 흡수제, 페크마타이트, 대전방지제, 순간 접착제, 유해가스제거제, 트리클로로메탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
열을 이용하는 승화 전사를 하는 경우, 벨트(64)와 제1 전사 롤러(62)를 사용한다. 즉 승화 전사를 실시할 경우, 제2 전사 롤러(63)는 제1 전사 롤러(62)로부터 이격되며, 벨트(64)가 제1 전사 롤러(62)와 연결된다. 벨트(64)는 양단이 연결된 띠 형태로 형성되어 있다. 벨트(64)는 하우징(61)에 설치되거나 별도로 장소에서 보관될 수 있다.
승화 전사 시, 제2 결합 유닛(50)을 통과한 기재는 제1 전사 롤러(62)와 벨트(64) 사이로 유입된다. 전사지 공급부(65)는 제1 전사 롤러(62) 전방에 회전 가능하게 배치되어 있다. 전사지 공급부(65)는 무늬가 형성된 전사지를 제1 전사 롤러(62)와 매질 사이로 공급한다. 전사지의 무늬는 제1 전사 롤러(62)를 통과하면서 기재에 전사될 수 있다.
보호지 공급부(66)는 전사지 공급부(65) 하부에 회전 가능하게 배치되어 있다. 보호지 공급부(66)에는 매질을 보호하는 보호지가 감겨 있다. 여기서 보호지는 부직포 등이 사용될 수 있다. 보호지는 매질과 벨트(64) 사이로 공급된다.
본 실시예에 따른 전사 유닛(60)은 기재가 주름지지 않고 팽팽한 상태로 벨트(64)와 전사지 사이로 공급되도록 하는 펼침부(68)를 더 포함할 수 있다.
상기한 제조방법은 간단한 제조 공정으로 높은 광반사 효율을 갖는 반사층 형성이 가능하다. 또, 상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 반사 원단은 기재의 적어도 일면에 글래스비드를 포함하는 반사층을 포함함으로써, 우수한 광반사 효과를 나타낼 수 있다. 또한 상기 글래스비드가 패턴화되어 반사층에 포함될 경우 플래쉬 조사시 프린트층을 투과하여 글래스비드 자체의 패턴이 관찰될 수 있으므로, 이중의 시인성 효과를 나타낼 수 있다. 또, 상기 반사층은 글래스비드와 함께 수용성 음이온성 중합체를 포함함으로써 별도의 접착층 형성없이도 기재에 대해 글래스비드의 부착력을 증가시킬 수 있으며, 그 결과로 반사 원단은 현저히 개선된 견뢰도를 나타낼 수 있다.
상기와 같은 우수한 접착력으로 인해 상기 반사 원단은 세탁견뢰도 4 내지 5급, 드라이클리닝 견뢰도 4 내지 5급, 그리고 마찰견뢰도 4 내지 5급인 것일 수 있다.
또, 상기 반사층내 포함된 상기 수용성 음이온성 중합체는 반사층의 유리전이온도를 증가시켜, 구체적으로는 약 20 내지 40℃ 이상 증가 시킴으로써 반사 원단의 내열성을 증가시켜 후속의 염색 및 패턴 형성을 위한 승화전사 공정시 기재의 변색 및 연소 등의 발생을 방지할 수 있고, 또 반사층의 두께를 최소화할 수 있어 현저히 개선된 터치감을 나타내도록 한다.
상기한 바와 같은 반사층 형성용 조성물의 우수한 물성적 특성으로 인해 반사층의 광반사 효과에 의한 시인성 또는 디자인성이 요구되는 물품의 원단, 구체적으로는 표시판, 반사용 섬유, 안전복, 야간 작업복용 원단 등으로 유용하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
제조예 1
수용성 음이온성 중합체로서 분자내 히드록시기를 갖는 폴리아크릴계 수지의 분산액을 고형분 중량 기준으로 50중량부, 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스 10중량부, 카본입자로서 평균입자직경 30㎛의 카본블랙의 수분산액을 고형분 중량 기준으로 10중량부, 그리고 분산제로서 BYK-JET™ 9170(BYK사제) 5중량부를 각각 측량하여 물과 메틸알코올의 혼합용액(2:1 혼합부피비) 중에서 혼합한 후, 결과로 수득된 용액에 평균입자직경 40㎛의 글래스비드(굴절율 2.2, 투명도 98%, 글래스비드내 금속산화물 성분의 함량 15%) 100중량부 및 마이크로프리즘 10중량부를 분산시키고, 교반 혼합하여 반사층 형성용 조성물을 제조하였다. 이때 용매의 사용량을 조절하여 반사층 형성용 조성물의 점도가 4500cps가 되도록 하였다.
제조예 2
상기 제조예 1에서 글래스비드 대신에 마이크로프리즘을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 반사층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 3
상기 제조예 1에서 글래스비드 대신에, 글래스비드 100 중량부 및 마이크로프리즘 0.1중량부로 혼합한 혼합물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 반사층 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 1 내지 3
상기 제조예 1 내지 3에서 제조한 반사층 형성용 조성물을 0.7mⅩ0.7m 크기의 나일론 직물 위에 슬릿 코팅 방식으로, 건조 후 두께가 50㎛가 되도록 반복 도포하였다. 나일론 직물 위에 형성된 반사층 형성용 조성물의 도포막에 대해 120℃의 열풍에 의한 1차 고온 건조, 90℃의 열풍에 의한 2차 중온 건조, 그리고 50℃의 건풍에 의한 3차 저온 건조를 연속 실시하여 나일론 직물위에 반사층이 형성된 나일론-반사층 원단을 제조하였다. 이때 제조된 나일론-반사층 원단에서의 반사층 내 글래스비드의 함량은 70g/cm2 이었다.
이어서 상기 나일론-반사층 원단의 반사층 위에 승화성 염료(C. I. Disperse Blue 14)가 전면 인쇄된 인쇄시트를 접면시킨 후, 220℃의 온도에서 4kgf의 압력을 가하면서 60초간 가압하여 인쇄 시트에서의 승화성 염료를 반사층 위로 전사하여 프린트층을 형성하고, 기재, 반사층 및 프린트층이 순차적으로 적층된 반사 원단을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 1에서 제조된 반사 원단을 30X30cm의 크기로 잘라 준비한 원단 시편에 대해, 세탁견뢰도, 드라이클리닝 견뢰도, 및 마찰견뢰도를 각각 평가하였다. 또한 글래스비드층이 형성된 반사시트를 250℃ 에서의 열처리에 의해 나일론 또는 모 직물 위로 열 전사하여 제조한 원단 1 및 2를 각각 비교예 1 및 2로 사용하였다.
상기 세탁견뢰도 평가는 KS K ISO 105-C06:2012 A2S호((40±2)℃, 30분, ECE세제)에 따라 실시하였으며, 실험 후 변퇴색, 오염(나일론) 및 오염(모)를 관찰하고 그 결과를 하기 기준에 따라 평가하였다.
상기 드라이클리닝 견뢰도 평가는 KS K ISO 105-001:2010 (용제: 퍼클로로에틸렌)에 따라 실시하였으며, 실험 후 변퇴색, 및 용제오염 여부를 관찰하고 그 결과를 하기 기준에 따라 평가하였다.
또한 상기 마찰견뢰도 평가는 KS K 0650:2011 크로크미터법에 따라 실시하였으며, 건조 및 습윤시 각각의 조건 하에서의 마찰 견뢰도를 하기 평가기준에 따라 평가하였다.
각각의 평가에서의 결과를 1에서 5의 다섯개 등급으로 분류하였으며, 등급의 수치가 증가할수록 우수함을 의미한다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
평가항목 실시예 1 비교예1 비교예2
세탁견뢰도 변퇴색 4-5 2 2-3
오염(나일론) 4-5 2 2
오염(모) 4-5 2 2
드라이클리닝견뢰도 변퇴색 4-5 2 2-3
용제오염 4-5 2 2
마찰견뢰도 건조 4-5 2 2
습윤 4-5 2 2
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 제조예 1의 반사층 형성용 조성물을 이용하여 제조된 실시예 1의 원단은 세탁견뢰도, 드라이클리닝 견뢰도 및 마찰견뢰도 면에서 모두 4 내지 5 등급을 나타내어 2 등급을 나타내는 비교예 1 및 2에 비해 개선된 효과를 나타내었다. 또한 비교예 1 및 2의 원단의 경우 기재인 나일론과 면에서 각각 황변이 관찰되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 복합 처리 장치 2a: 제1 매질
2b: 제2 매질 2c: 제3 매질
10: 제1 매질 공급부 20: 전처리 유닛
21a: 메쉬 롤러 21b: 제1 가압 롤러
22: 용기 23: 균일 나이프
24: 공급 나이프 25: 제2 가압 롤러
26: 스프레이 27: 정리 나이프
30: 제1 결합 유닛 31: 제1 결합 롤러
32: 제2 결합 롤러 33: 제2 매질 공급부
40: 건조 유닛 41: 바디
411: 챔버 42: 가이드 롤러
50: 제2 결합 유닛 51: 제3 결합 롤러
52: 제4 결합 롤러 53: 제3 매질 공급부
60: 전사 유닛 61: 몸체
62: 제1 전사 롤러 63: 제2 전사 롤러
64: 벨트 65: 전사지 공급부
66: 보호지 공급부 67: 클린 부재
68: 펼침부 681: 드럼
681a: 삽입홀 682: 텐션 부재
683: 경사판 684: 캡
70: 복귀 롤러

Claims (16)

  1. 기재,
    상기 기재의 적어도 일면에 형성되는 반사층, 그리고
    상기 반사층 위에 위치하며, 패턴 또는 색상을 나타내는 염료를 포함하는 프린트층을 포함하며,
    상기 반사층은 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체, 수용성 음이온성 중합체 및 카본 입자를 포함하는 것인 반사 원단.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사체가 1.9 내지 2.2의 굴절율 및 98% 이상의 투명도를 갖는 것인 반사 원단.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 글래스비드가 30 내지 70㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형입자인 것인 반사 원단.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사체가 글래스비드 100중량부에 대하여 마이크로프리즘 0.01 내지 10중량부로 포함하는 것인 반사 원단.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 음이온성 중합체가, 분자 내 음이온성 작용기를 포함하는 수용성의 폴리아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지, 폴리에틸렌옥사이드계 수지, 폴리프로필렌옥사이드계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리아크릴아마이드계 수지, 에틸셀룰로오스계 수지, 키토산, 키틴, 폴리아마이드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리디메틸실록산을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, 상기 음이온성 작용기는 히드록시기, 카르복실산기 및 설폰산기로 이루어진 군에서 선택되는 것인 반사 원단.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 음이온성 중합체가 글래스비드 100중량부에 대하여 30 내지 100중량부의 함량으로 포함되는 것인 반사 원단.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 카본 입자가 반사체 100중량부에 대하여 0.001 중량부 이하의 함량으로 포함되는 것인 반사 원단.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사층이 반사체의 최대 입자 직경 이상이며, 반사체 평균 입자 직경의 3배 이하의 두께를 갖는 것인 반사 원단.
  9. 제1항에 있어서,
    세탁견뢰도가 4 내지 5급, 드라이클리닝 견뢰도가 4 내지 5급, 그리고 마찰견뢰도가 4 내지 5급인 반사 원단.
  10. 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체, 수용성 음이온성 중합체, 증점제 및 카본 입자를 혼합하여 반사층 형성용 조성물을 제조하는 단계;
    상기 반사층 형성용 조성물을 기재의 적어도 일면에 도포하여 반사층 형성용 조성물의 도포막을 형성하는 단계;
    상기 도포막을 건조하여 반사층을 형성하는 단계;
    상기 반사층에 대해 염료로 컬러 또는 패턴이 인쇄된 인쇄시트를 접면시킨 후 인쇄시트의 패턴 또는 색상을 나타내는 염료를 반사층 위로 프린팅하여 프린트층을 형성하는 단계; 그리고
    인쇄 시트를 분리 및 제거하는 단계
    를 포함하는 반사 원단의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반사층 형성용 조성물이,
    반사체 100중량부에 대하여,
    수용성 음이온성 중합체 30 내지 100중량부
    증점제 0.1 내지 20중량부 및
    카본 입자 0.1 내지 10중량부를 포함하는 것인 반사 원단의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 반사층 형성용 조성물이 물, 탄소수 1 내지 5의 저급 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 포함하는 것인 반사 원단의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 반사층 형성용 조성물이 분산제, 경화제, 자외선흡수제, 황변억제제, 광확산제, 계면활성제, 대전방지제, 침전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것인 반사 원단의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 반사층 형성용 조성물이 4200 내지 4800cps의 점도를 갖는 것인 반사 원단의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 건조가 120 내지 130℃에서의 1차 고온 건조 공정, 40 내지 120℃에서의 2차 중온 건조 공정, 그리고 40℃ 이하의 온도에서의 3차 저온 건조 공정의 3단계로 실시되는 것인 반사 원단의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 프린팅이 210 내지 230℃의 온도에서 3 내지 6kgf의 압력을 가하는 전사 공정에 의해 실시되는 것인 반사 원단의 제조방법.
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