KR101581382B1 - 광발열 스프레이 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광발열 스프레이 조성물에 관한 것으로 알코올과 광발열 무기입자가 혼합된 광발열 혼합물과 기화성 충전제와 같이 혼합되어 의류나 텐드 등 야외에서 사용될 수 있는 섬유제품에 분사하여 보온효과를 높일 수 있는 광발열 스프레이 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광발열 스프레이 조성물에 관한 것으로 의류나 텐드 등 야외에서 사용될 수 있는 섬유제품에 분사하여 보온효과를 높일 수 있는 광발열 스프레이 조성물에 관한 것이다.
보온의 개념은 인체에서 방출되는 열을 외부로 손실되지 않게 하는 소극적 방법과 외부에서 적극적으로 열을 부여하는 적극적 개념으로 구별될 수 있다. 전자의 방법으로 이용되는 것은 인체로부터 발생하는 열을 직물의 공기층에 의해 단열 보온하는 방식과 인체에서 발산한 복사열을 의복 외로 발산시키지 않는 적외선 반사소재를 사용하는 방법, 인체 방사 에너지를 흡수하는 소재를 사용하는 방법 등이 제안되고 있고, 후자의 방법으로는 전기 발열소재, 화학반응 발열보온소재, 태양광 축열 보온소재를 피복에 도입하는 방식이 제안되고 있다.
전자의 방식 중 공기층에 의한 단열보온방식은 피복을 구성하는 직물의 두께를 증가시키는 이유가 되어 활동성이 낮아지는 원인이 되며, 기타 소재를 이용하는 방식은 피복의 세탁성이나 내구성을 저하시키는 요소가 되어 범용적으로 사용하기 어려운 단점이 있다.
한편 열전도도는 열의 전달 정도를 나타내는 물질에 관한 상수로서 열전도율이라고도 한다. 물체 내부 임의의 점에서 등온면(等溫面)의 단위면적을 지나 이것과 수직으로 단위시간에 통과하는 열량과 이 방향의 온도 기울기 와의 비를 말한다. 즉, 열의 전달 정도를 나타내는 물질에 관한 상수인데, 온도나 압력에 따라 달라진다. 등방성 물질의 경우에는 스칼라량, 비등방성 물질의 경우에는 텐서량이 된다. 특히 금속은 자유전자에 의한 열전도때문에 큰 값을 가지며, 열전도도와 전기전도도 사이에는 비데만-프란츠의 법칙이 성립한다. 열전도도는 밀도, 비열, 점도에 의해 영향을 받는다.
종래기술로 대한민국 공개특허 제1991-3210호에서는 원적외선 방사 특성에 의한 보온성이 우수한 코팅직물의 제조방법이 제안되었는데 구체적으로 합성섬유직물의 한면에 디메틸 포름아미드를 용제로 사용한 고형분 30±1％의 폴리우레탄 용액과, 20-80％의 마이크로클라인, 5-30％의 산화베릴륨, 5-20％의 산화아연 및 5-15％의 이산화주석을 소결, 분쇄하여 얻은 원적외선 방사특성을 갖는 미립자와, 제올라이트 에이(Zeolite A)로 구성된 혼합물로 코팅피막을 형성시킨 코팅 직물의 제조방법에 관한 것이다.
그러나, 상기와 같이 무기입자를 바인더와 같이 섬유제품에 적용할 경우 세탁성 및 내구성에 문제가 있으며, 바인더로 인해 환경오염을 초래하고 바인더가 섬유제품의 물성을 저하시키는 문제점이 있었다. 또한, 바인더로 인해 섬유제품의 촉감이 딱딱해지고, 무기입자의 색상이 섬유제품에 영향을 미치므로 다양한 색상으로의 전개가 어렵고 무기입자 도포 후에는 타가공을 할 수 없는 한계점이 있었다.
상기 무기입자를 섬유에 함유시키는 방법은 주로 합성섬유에 기능성을 부여할 때 사용하는 방법으로 무기입자를 섬유제조과정 중에 포함시켜 무기입자가 섬유내부에 함유시키는 방법이다.
종래기술인 일본 특허공개 평5-239716호에서는 알루미나계, 산화 지르코늄계, 마그네시아계 등과 같은 세라믹 입자를 섬유 자체에 혼합(kneading)시켜, 이들의 무기 미립자가 갖는 원적외선 방사 효과나 빛을 열로 전환시키는 기능성 섬유가 개시되어 있다.
상기와 같이 섬유 내부로 기능성 무기입자를 포함시키는 기술은 세탁내구성이 우수한 장점이 있으나 기능성 무기입자가 섬유의 물성을 저하시키고, 섬유 방사에 필요한 대규모의 설비가 필요하여 대기업이 아닌 기업에서는 적용시키기 어려우며, 면섬유, 모섬유 등 천연섬유에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 의류, 인테리어 등 섬유제품, 특히 야외에서 사용되는 아웃도어 의류나 텐트, 인테리어 제품인 커텐 등의 섬유제품에 광발열 무기입자를 섬유제품에 부착시켜 태양광을 통해 보온기능을 부여할 수 있는 광발열 스프레이 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 스프레이 방식으로 손쉽게 다양한 제품에 광발열 기능을 부여할 수 있는 광발열 스프레이 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 광발열 스프레이 조성물에 있어서, 알코올과 광발열 무기입자가 혼합된 광발열 혼합물과 기화성 충전제와 같이 혼합된 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물을 제공한다.
또한, 상기 알코올은 에탄올(ethanol) 또는 이소프로필알코올(isopropyl alcohol)인 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물을 제공한다.
또한, 상기 광발열 무기입자는 탄소계 물질, ATO(Antimon Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), 4족 금속산화물 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물을 제공한다.
또한, 상기 기화성 충전제는 액화 프로판 가스(liquefied propane gas), 액화 부탄가스(liquefied butane gas), 액화 석유가스(liquefied petroleum gas) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물을 제공한다.
또한, 상기 광발열 혼합물은 알코올 75~95중량%와 광발열 무기입자 5~25중량%로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물을 제공한다.
또한, 상기 광발열 혼합물과 기화성 충전제는 중량비 30:70~70:30으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물을 제공한다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 스프레이 분사방식으로 의류나 인테리어 등의 섬유제품에 광발열 기능을 부여할 수 있는 광발열 스프레이 조성물에 관한 것이다.
상기 광발열 스프레이 조성물은 알코올과 광발열 무기입자가 혼합된 광발열 기능성을 갖는 광발열 혼합물을 기화성 충전제와 같이 혼합하여 스프레이 분사되도록 형성된다.
상기 알코올은 인체에 무해한 알코올은 어느 것이 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 소독제로 많이 사용되는 에탄올(ethanol) 또는 이소프로필알코올(isopropyl alcohol)을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 광발열 무기입자는 태양광을 받으며 발열되는 특성을 가지는 물질로 이러한 물질로는 카본블랙, 탄소나노튜브 등의 탄소계 물질, 티탄늄, 지르코늄, 하프늄 등의 4족 금속물의 산화물 또는 탄화물, ATO(Antimon Tin Oxide) ITO(Indium Tin Oxide) 등이 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 광발열 무기입자은 탄소계 물질, ATO(Antimon Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), 4족 금속산화물 중 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 광발열 무기입자의 입자크기는 섬유제품의 촉감을 손상시키지 않도록 미세입자 사이즈가 바람직하며, 바람직하게는 0.05~100㎛인 것이 바람직할 것이다.
상기 광발열 혼합물에서 광발열 무기입자의 함유량이 5중량%미만이며, 스프레이이 분사시에 분사량에 비례하여 광발열 무기입자의 함량이 너무 적어 광발열 기능성이 미흡할 수 있으며, 광발열 무기입자의 함유량이 25중량%를 초과하면 알코올에서 분산이 원할하지 못해 충전제와 혼합시 침전물이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 광발열 혼합물은 알코올 75~95중량%와 광발열 무기입자 5~25중량%로 혼합되는 것이 바람직할 것이다.
상기 기화성 충전제는 대기압에서도 쉽게 액화되는 성질을 갖는 가스는 어느 것이나 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 액화 프로판 가스(liquefied propane gas), 액화 부탄가스(liquefied butane gas), 액화 석유가스(liquefied petroleum gas) 중 어느 것이나 사용할 수 있을 것이다.
상기 기화성 충전제가 상기 광발열 혼합물와 혼합 시에 기화성 충전제의 양이 너무 적으면 스프레이 분사가 원할히 이루어지지 않을 수 있으므로 상기 광발열 혼합물과 기화성 충전제는 중량비 30:70~70:30으로 혼합되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기와 같이 형성되는 본 발명의 광발열 스프레이 조성물에 기능성을 더 높이기 위해 항균제, 소취제 등의 기능성 물질을 함유시켜 다양한 기능성을 갖는 광발열 스프레이 조성물로 제조할 수 있을 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 광발열 스프레이 조성물은 기화성 충전제와 같이 혼합되어 아웃도어 의류나 텐트, 인테리어 제품인 커텐 등에 분사하여 광발열 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 광발열 스프레이 조성물에 항균제, 소취제 등을 더 함유시켜 다양한 기능을 갖는 광발열 스프레이 조성물을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광발열 스프레이 조성물의 광발열 효과를 나타낸 사진이다.
이하 본 발명에 따른 광발열 스프레이 조성물을 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
이소프로필알코올에 ATO를 혼합하여 ATO의 농도가 14중량%인 광발열 혼합물을 제조한 후, 상기 광발열 혼합물과 액화 석유가스를 1:1 비율로 혼합하여 본 발명에 따른 광발열 스프레이 조성물을 제조하였다.
◎ 광발열평가실험
광발열 평가실험은 상기 실시예에서 제조된 본 발명의 광발열 스프레이 조성물을 분사한 100% 폴리에스테르로 제조된 원단과 아무런 처리가 되지 않은 100% 폴리에스테르로 제조된 원단을 비교예로 사용하여 사용하여 평가실험을 실시하였다.
도 1은 본 발명에 따른 광발열 스프레이 조성물를 분사한 실시예와 비교예의 광발열 효과를 나타낸 열화상카메라로 온도를 측정한 사진이다. 도 1의 Area 1은 비교예를 나타내며, Area 2는 실시예를 나타낸다.
* 실험방법
가. 실험실 온·습도: (20±2)℃ , (45±5)% R.H
나. 시료를 실험실에서 온도가 같아지도록 안정화하였다.
다. 500W의 전구를 시료와 30㎝ 떨어진 상태에서 점등하여 시료에 광발열을 유도하였으며, 시료 뒷면에 온도계를 부착하여 온도를 측정하였다.
1. 광발열 평가
상기의 실험방법으로 상기 실시예의 원단과 비교예의 원단의 광발열을 평가하였다. 실험결과는 표 1에 나타내었다.
| 시간(분) | 비교예 | 실시예 | 온도차이 (실시예-비교예) |
| 0 | 19.7 | 19.7 | 0.0 |
| 2 | 25.8 | 33.7 | 7.9 |
| 4 | 27.5 | 36.5 | 9.0 |
| 6 | 28.7 | 38.2 | 9.5 |
| 8 | 29.7 | 39.7 | 10.0 |
| 10 | 30.6 | 41.1 | 10.5 |
| 15 | 32.3 | 44.2 | 11.9 |
| 20 | 33.8 | 45.8 | 12.0 |
도 1, 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예는 전구가 점등과 동시에 원단의 온도가 단시간에 급상승하였으며, 비교예는 실시예와 비교하여 서서히 원단의 온도가 증가하는 것을 알 수 있으며, 20분 후에도 10℃이상 차이가 있음을 알 수 있는 것으로 본 발명에 따른 광발열 스프레이 조성물을 분사한 원단은 광발열 효율이 매우 우수함을 알 수 있다.
Claims (6)
- 광발열 스프레이 조성물에 있어서,
알코올과 광발열 무기입자가 혼합된 광발열 혼합물과 기화성 충전제와 같이 혼합되되,
상기 광발열 혼합물은 알코올 75~95중량%와 광발열 무기입자 5~25중량%로 혼합되고, 상기 광발열 혼합물과 기화성 충전제는 중량비 30:70~70:30으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 알코올은 에탄올(ethanol) 또는 이소프로필알코올(isopropyl alcohol)인 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 광발열 무기입자는 탄소계 물질, ATO(Antimon Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), 4족 금속산화물 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 기화성 충전제는 액화 프로판 가스(liquefied propane gas), 액화 부탄가스(liquefied butane gas), 액화 석유가스(liquefied petroleum gas) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광발열 스프레이 조성물. - 삭제
- 삭제
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