KR101590141B1 - 원단 표면 코팅용 액상 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 가죽, 직물 및 합성피혁을 포함하는 원단의 표면 코팅용 조성물이며, 상기 조성물은 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU); 코팅용 폴리머 수지; 및 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)를 포함하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 발포성, 탄력성 및 엠보성 등의 물성이 우수하게 할 뿐만 아니라, 액상화된 TPU 수지와 종래의 표면 코팅용 수지와의 혼화성을 향상시켜 작업공정을 생략할 수 있도록 함으로써 작업 능률을 올릴 수 있는 원단 표면 코팅용 액상 조성물을 제공할 수 있다.

Description

원단 표면 코팅용 액상 조성물{Liquid Composition for Surface Coating fabrics or leather}
본 발명은 원단 표면 코팅용 액상 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가죽, 직물 및 합성피혁 등을 포함하는 원단의 표면을 코팅하는데 있어, 발포성, 엠보성 등의 물성이 향상되며, 코팅된 표면의 질감이 부드러워 터치감이 향상될 수 있는 코팅용 조성물에 관한 것이다.
가죽은 크게 바깥 부분인 표피층(Full Grain Leather)과 내측 부분인 진피층(Split Leather)으로 나누어지며, 진피층은 다시 2~3겹으로 나누어 사용하여 제품화 한다. 상기 표피층은 염색을 하여 염색된 그 자체로 상품화가 가능하며, 상기 진피층은 그 표면에 이형지(Release paper)를 이용하여 폴리우레탄 레진(poly urethane resin)을 코팅(coating)하여 사용하게 된다. 이러한 가죽원단은 의복, 신발 또는 가방 등에 광범위하게 사용되고 있다. 그런데 가죽은 물에 약하기 때문에 실질적으로 제품에 적용하는데 어려움이 있다. 예컨대, 가죽제품이 비를 맞는 경우, 건조된 상태에서도 물이 흐른 자국 등이 얼룩으로 남게 되어 제품의 가치가 손상되는 문제가 발생한다. 또한, 기타 물질에 의한 오염도 쉽게 발생하며, 가죽결의 표면이 타 물체와 접촉될 때 표면결의 쏠림에 의한 손상이 발생되어 원래의 질감을 유지하지 못하는 단점도 있다. 따라서, 천연가죽의 질감을 유지하면서도 색상의 유지와 방수성, 통기성, 촉감 및 재질의 탄력도를 양호하게 하고, 가죽의 내구성을 향상시키기 위한 노력이 계속되고 있다.
열가소성 우레탄 엘라스토머(TPU)는 내마모성이 우수하고 저온 특성이 있어 구두 밑창을 시작으로 호수, 튜브, 벨트 등의 기기, 공업부품, 케이블류, 각종 자동차부품 등에 다양하게 사용되고 있다. TPU 구조는 폴리우레탄을 하드세그먼트에 폴리올이나 폴리에스터를 소프트세그멘트로 하는 조합이 일반적으로, 물성면에서는 가황고무의 2~3배의 내마찰성과 저온특성(내한성), 기기적 특성(내충격성, 탄성, 내클립성) 및 내유, 내가수분해성의 특징을 가지고 있다. 또한, 소프트세그멘트(폴리올, 폴리에스터) 성분에서 4종류로 나누어지는데, 그 특징을 보면, 폴리카보네이트계 폴리올타입은 내열성, 내열수·내유성이 우수하다. 에테르계 폴리에스터타입은 내가수분해성과 가공성이 뛰어나다.
카프로락톤계 폴리에스터타입은 내열성, 내수성, 가공성이 뛰어나고 경도의 범위가 넓다. 아디페이트계 폴리에스터타입은 내열성, 내수성이 뛰어나다. 한편, 다른 수지와 비교해서 물성면에서 개량해야 할 점으로는 내열성과 성형성의 향상 및 황변성의 개량이 필요하고 이러한 TPU의 결점에 중점을 둔 고기능 그레이드의 개발이 꾸준히 진행되고 있다.
TPU의 사출성형, 압출성형을 시작으로 카렌다 성형, 불로성형 등에 폭넓게 적용이 가능하다. 성형방법 별로 보면, 사출성형에는 구두창, 자동차부품, 시계밴드 등이 대표적인 용도다. 압출성형에는 기름, 공내 튜브, 고압호스, 벨트류 등이다. 또한 카렌다 성형에 의한 필름, 시트류나 블로성형의 각종 부츠류외의 접착제나 레저용 등의 용액가공품도 있다.
TPU의 주요용도 중 1000톤을 웃도는 수요를 가지고 있는 것은 구두창 관련과 호스, 튜브류 등으로 나머지는 수백톤에 이르고 있다. 내클립성, 내유성, 내마찰성이 우수한 TPU는 가장 먼저 자동차기능부품에 채용됐다. 락앤드피티온부츠가 대표적인 예지만 고무와 비교해 경도 및 실성 등이 떨어지기 때문에 다른 소재로 대체되는 경우가 발생하기도 했다. TPU의 자동차 응용은 고무의 대체라기보다는 강인성이나 내클립성 등의 물성이 요구되는 기기부품을 중심으로 확대되고 있다.
그러나 현재까지는 TPU는 특유의 물성 때문에 가죽, 인조피혁 등의 원단의 표면을 코팅하는 액상 조성물의 형태로 사용된 예는 없었다.
한국특허공고번호 제1995-0009485호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 발포성, 탄력성 및 엠보성 등의 물성을 우수하게 하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 액상화된 TPU 수지와 종래의 표면 코팅용 수지와의 혼화성을 향상시켜 작업공정을 생략할 수 있도록 함으로써 작업 능률을 올릴 수 있는 원단 표면 코팅용 액상 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 가죽, 직물 및 합성피혁을 포함하는 원단의 표면 코팅용 조성물이며, 상기 조성물은, 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU); 코팅용 폴리머 수지; 및 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)를 포함하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물을 제공한다.
또한 상기 조성물은, 고상의 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)를 60 ~ 130 ℃의 온도범위에서 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)에 용해하여 제조된 액상 수지; 및 코팅용 폴리머 수지를 유기용제에 혼합하여 제조된 액상 폴리우레탄 수지가 혼합된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅용 폴리머 수지는 1액형 폴리우레탄 수지, 2액형 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸린(PE) 수지 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성성분의 함량은, 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU) 30~60 중량부; 코팅용 폴리머 수지 10~90 중량부; 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC) 25~30 중량부; 및 유기용제 25 ~ 30 중량부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유기용제는 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸알콜, 에틸알콜 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 발포성, 탄력성 및 엠보성 등의 물성이 우수하게 할 뿐만 아니라, 액상화된 TPU 수지와 종래의 표면 코팅용 수지와의 혼화성을 향상시켜 작업공정을 생략할 수 있도록 함으로써 작업 능률을 올릴 수 있는 원단 표면 코팅용 액상 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅용 조성물로 표면이 코팅된 가죽원단의 사진 이미지.
도 2는 비교예의 코팅용 조성물로 표면이 코팅된 가죽원단의 사진 이미지.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅용 조성물로 표면을 코팅하고 엠보무늬를 형성한 가죽원단의 사진 이미지.
본 발명은, 가죽, 직물 및 합성피혁을 포함하는 원단의 표면 코팅용 조성물에 있어서, 상기 조성물은, 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU); 코팅용 폴리머 수지; 및 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)를 포함하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)를 표면 코팅용으로 사용하고자 하는 것으로서, 액상의 형태로 제조·판매되어 곧바로 표면 코팅작업에 이용될 수 있기 때문에, 작업능률을 향상시키고, 경제적인 비용으로 작업할 수 있는 코팅 조성물에 관한 것이다. 이와 같은 목적을 위한 본 발명은 종래에 사용하지 않았던 시도로서 TPU를 액상의 상태로 유지할 수 있도록 하면서, 다른 코팅용 수지와의 혼화성을 좋게 하는 기술을 개발하였다.
본 발명의 일실시예에 따른 조성물은, 고상의 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)를 60 ~ 130 ℃의 온도범위에서 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)에 용해하여 제조된 액상 수지; 및 코팅용 폴리머 수지를 유기용제에 혼합하여 제조된 액상 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지이다.
상기 코팅용 폴리머 수지는 가죽, 합성피혁, 직물 원단 등의 표면을 코팅하는데 사용되는 수지가 사용될 수 있으며, 예를 들어 1액형 폴리우레탄 수지, 2액형 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸린(PE) 수지 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 표면 코팅용 액상 조성물은 액상화된 TPU를 그 상태대로 유지하는 것이 어려워 작업에 이용하기가 곤란하였던 점을 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)에 용해함으로써 해결하였다. 용제로서 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)를 이용함으로써 TPU의 작업성을 향상시키는 효과 이외에도 상기 코팅용 폴리머 수지와의 혼화성을 좋게 하여 상용화할 수 있는 액상의 코팅 조성물을 제조할 수 있게 되었다.
본 발명의 일실시예에 따른 조성물은 유기용제를 더 포함할 수 있는데, 상기 유기용제는 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸알콜, 에틸알콜 및 아세톤 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 조성물에 포함되어 있는 상기 각각의 구성성분의 함량은, 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU) 30 ~ 60 중량부; 코팅용 폴리머 수지 10 ~ 90 중량부; 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC) 25 ~ 30 중량부; 및 유기용제 25 ~ 30 중량부가 포함되어 있는 것이 바람직하다.
폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)가 30 중량부 미만의 함량으로 포함되는 경우 TPU의 물성이 제대로 발현되지 않으며, 60중량부 보다 많이 포함되면 TPU가 가지고 있는 끈적끈적한 물성이 너무 발현되어 제품 성형에 바람직하지 않다.
코팅용 폴리머 수지가 10 중량부 미만의 함량으로 포함되는 경우 TPU의 특성이 너무 강하게 나타나서 균형잡힌 제품 성형에 바람직하지 않고, 90중량부 보다 많이 포함되면 TPU의 물성이 코팅용 폴리머 수지에 묻혀 제대로 발현되기 어려우므로 바람직하지 않다.
에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)나 유기용제를 각각 25~30 중량부 미만이나 넘치게 사용하는 경우 고상의 TPU를 적정하게 녹여서 물성에 맞게 희석하는데 바람직하지 않다.
이하 본 발명을 실시 예에 의거하여 상세히 설명한다.
[실시 예]
Polyester-based thermoplastic polymer resin(TPU, 선우케미칼, HM-811)을 EC(Ethylene glycol mono ethyl ether, 한농화성)에 첨가하여 60~100℃의 열이 가해지는 믹서기에서 용해하였다.
Polyurethane(Duksung Co., Ltd.)를 DMF(대원화성(주)) 및 MEK(SASOL Chemicals Pacific LTD.)의 유기용제에 혼합하여 용해하였다.
상기 두 개의 용해된 수지를 혼합하고, 여기에 안료를 같이 혼합하여 액상의 코팅용 수지 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 수지 조성물을 라미네이팅 기계를 이용하여 작업을 실행하며, 이때 사용되는 가죽은 면피를 제외한 모든 가죽이 해당된다. 작업온도는 120~130℃ 내외에서 가죽이나 작업의 특성에 맞게 2회 코팅한다. 코팅한 원단은 80℃ 내외의 숙성실에서 숙성을 거쳐 건조하여 제품화시킨다. 표면 코팅된 원단의 이미지 사진을 도 1에 나타내었다.
비교 예로서 TPU 및 EC의 혼합 수지를 첨가하지 않고 폴리우레탄 수지만을 이용하여(파란색 안료 사용) 같은 방법으로 코팅 및 건조한 원단의 표면 이미지 사진을 도 2에 나타내었다.
도 1 및 도 2를 비교하여 보면 도 1의 실시예를 적용한 원단은 매끄럽고 광택이 나는 표면 느낌이 나는 반면, 도 2의 비교예를 적용한 원단은 광택이 떨어지며 가죽원단 자체에 있는 힘줄이 겉으로 드러나 울퉁불퉁한 시각적 이미지를 준다.
또한, 상기 실시예의 코팅용 조성물로 코팅한 원단의 표면의 질감은 비교예의 코팅용 조성물로 코팅한 원단의 표면과 비교하여 쿠션감(탄력성)이 우수하였으며, 손으로 만졌을 때 부드러운 느낌이 들어 천연가죽의 질감과 같이 느낄 수 있었다.
하기 표 1에 상기 실시예 및 비교예의 코팅용 조성물로 코팅한 원단의 관능평가를 나타내었다.(최소 1 ~ 최대 5의 점수의 평균을 계산함)
평가내용 실시예 비교예
쿠션감 4.2 2.9
부드러움 정도 4.1 3
천연가죽(면피)과의 유사성 4.3 2.7
무늬의 선명도 4.3 2.4
상기 실시예의 코팅 조성물을 원단의 표면에 코팅한 후 엠보무늬를 찍어서 건조한 원단 표면의 이미지 사진으로서 무늬를 형성한 후 한 달이 지난 후의 원단 이미지를 도 3에 나타내었다. 원단 표면에 선명한 엠보무늬가 형성된 것을 알 수 있으며, 무늬를 형성한 후 시간이 지난 후에도 형성된 무늬가 선명하게 유지되는 것을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 가죽, 직물 및 합성피혁을 포함하는 원단의 표면 코팅용 조성물에 있어서, 상기 조성물은,
    폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU);
    코팅용 폴리머 수지를 유기용제에 혼합하여 제조된 액상 폴리우레탄 수지;및
    에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)
    를 포함하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은,
    고상의 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)를 60 ~ 130 ℃의 온도범위에서 에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC)에 용해하여 제조된 액상 수지;및
    코팅용 폴리머 수지를 유기용제에 혼합하여 제조된 액상 폴리우레탄 수지
    가 혼합된 것을 특징으로 하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코팅용 폴리머 수지는 1액형 폴리우레탄 수지, 2액형 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸린(PE) 수지 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 구성성분의 함량은,
    폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU) 30 ~ 60 중량부;
    코팅용 폴리머 수지 10 ~ 90 중량부;
    에틸렌글리콜모노에틸에테르(EC) 25 ~ 30 중량부;및
    유기용제 25 ~ 30 중량부
    인 것을 특징으로 하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유기용제는 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸알콜, 에틸알콜 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 원단 표면 코팅용 액상 조성물.
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