KR101751744B1 - 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 그 열차단 코팅 조성물, 열차단 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법과 그 직물지 - Google Patents
직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 그 열차단 코팅 조성물, 열차단 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법과 그 직물지 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 그 열차단 코팅 조성물, 열차단 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법과 그 직물지에 관한 것으로, 그 목적은 직물지를 통과하는 태양열 에너지를 차단토록 ATO 입자와 AL paste를 포함하여 조성하되, ATO 입자의 분산성을 높임과 동시에 ATO 입자와 AL paste간의 층분리력을 높여 직물지에 코팅시 AL paste가 직물지의 표면층에 위치토록 조성된 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 이로부터 제조된 코팅 조성물과 이를 이용하여 제조하는 직물지의 제조방법과 직물지를 제공하는 데 있다.
본 발명은 ATO 15 ~ 18wt%, AL 페이스트 15 ~ 18wt%, MEK 28 ~ 34wt%, Toluene 28 ~ 34wt%, 침전방지제 1 ~ 2wt%, 분산제 1 ~ 2wt%로 조성된 1차 조성물을 제조하는 제 1 단계와; PU 35 ~ 45wt%, 톨루엔 12 ~ 18wt%, DMF 37 ~ 53wt%로 조성된 2차 조성물을 제조하는 제 2 단계와; 상기 각각 제조된 1차 조성물과 2차 조성물을 혼합하여 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL Paste 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 제조하는 제 3 단계로 이루어진 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 그 열차단 코팅 조성물, 열차단 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법과 그 직물지를 발명의 특징으로 한다.
본 발명은 ATO 15 ~ 18wt%, AL 페이스트 15 ~ 18wt%, MEK 28 ~ 34wt%, Toluene 28 ~ 34wt%, 침전방지제 1 ~ 2wt%, 분산제 1 ~ 2wt%로 조성된 1차 조성물을 제조하는 제 1 단계와; PU 35 ~ 45wt%, 톨루엔 12 ~ 18wt%, DMF 37 ~ 53wt%로 조성된 2차 조성물을 제조하는 제 2 단계와; 상기 각각 제조된 1차 조성물과 2차 조성물을 혼합하여 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL Paste 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 제조하는 제 3 단계로 이루어진 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 그 열차단 코팅 조성물, 열차단 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법과 그 직물지를 발명의 특징으로 한다.
Description
본 발명은 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 그 열차단 코팅 조성물, 열차단 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법과 그 직물지에 관한 것으로, 자세하게는 암막층이 코팅된 블라인드나 커튼 같은 직물지를 통한 태양열 에너지의 투과를 차단하여 암막효과와 함께 단열효과를 증대시키도록 열차단 및 반사효과를 가지는 잘분산되고 층분리가 잘 일어나도록 ATO 입자와 AL paste를 혼합하여 조성된 코팅 조성물 제조방법과 그 조성물 그리고 이를 이용한 직물지 제조방법과 그 직물지에 관한 것이다.
일반적으로 커튼이나 블라인드용 직물지는 암실 등에 사용될 때에는 내부의 장식 효과를 위해서 직물지의 표면 무늬 등과 같은 모양이 표현되면서 외부에서 유입되는 빛을 완전히 차단하여야 한다.
그래서 종래에는 직물지를 두껍게 제직함과 더불어 조밀하게 제직하여 직물지에 사용되는 실의 불투명성을 이용하여 외부의 빛을 차단하게 된다.
하지만 상기와 같은 방법으로 제조된 커튼이나 블라인드용 직물지는 무게가 무겁거나 그 제직 방법이 복잡하여 제조단가가 비싸진다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 종래에는 커튼이나 블라인드용 직물지에 암막층을 코팅하여 암막을 제공하는 방법이 개시되어 있다.
한편, 상기와 같은 종래의 직물지는 블라인드나 커튼에 적용시 그 특성상 창문을 통해 유입되는 태양열 에너지를 차단 및 반사해야 하는데 대부분의 직물지는 암막을 위한 기술만 개시되어 있어 햇빛의 투과는 차단할 수 있지만 열차단 기능이 없기 때문에 실내로 대부분의 태양열 에너지가 전달되어 실내 온도가 상승한다는 구조적 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 최근에는 직물지에 ATO 같은 열차단 물질을 코팅하는 방법이 시도되고 있으나 ATO 입자를 직물에 Knife 코팅작업시 분산이 잘 안되고, 침전이 잘된다는 기술적 난제를 극복하지 못해 아직까지 효과적인 열차단이 이루어지지 않고 있는 실정이다.
또한 ATO 입자를 직물지에 코팅시 나타나는 문제로 어두운 블루 색상의 ATO의 색상이 최종(final) 코팅시 표면에 드러나면 블라인드 직물로서의 활용이 불가능한데 이를 효과적으로 제어하기 위한 코팅 조성물의 제조가 쉽지 않다는 문제점이 있다.
따라서 태양 빛과 열을 함께 차단할 수 있는 직물지의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 직물지를 통과하는 태양열 에너지를 차단토록 ATO 입자와 AL paste를 포함하여 조성하되, ATO 입자의 분산성을 높임과 동시에 ATO 입자와 AL paste간의 층분리력을 높여 직물지에 코팅시 AL paste가 직물지의 표면층에 위치토록 조성된 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법과 이로부터 제조된 코팅 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열차단 코팅 조성물을 이용하여 직물지에 코팅시 핀홀 현상이나 코팅 표면이 거칠어지는 현상을 억제하면서 ATO 입자는 이면층에 위치하여 열차단력을 제공하고 AL paste는 표면층에 위치하여 열반사력을 제공토록 제조하는 직물지의 제조방법과 그 이로부터 제조된 직물지를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 ATO 15 ~ 18wt%, AL 페이스트 15 ~ 18wt%, MEK 28 ~ 34wt%, Toluene 28 ~ 34wt%, 침전방지제 1 ~ 2wt%, 분산제 1 ~ 2wt%로 조성된 1차 조성물을 제조하는 제 1 단계와;
PU 35 ~ 45wt%, 톨루엔 12 ~ 18wt%, DMF 37 ~ 53wt%로 조성된 2차 조성물을 제조하는 제 2 단계와;
상기 각각 제조된 1차 조성물과 2차 조성물을 혼합하여 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL Paste 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 제조하는 제 3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 제 3 단계는 PU, ATO, AL 페이스트를 2: 1: 1의 무게비율(wt%)로 혼합하여 조성하는 단계일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 제 3 단계는 열차단 코팅 조성물의 점도를 10,000 ~ 20,000cps 범위로 조절할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 1차 조성물에 사용되는 분산제는 Hydrotreated Heavy naphtha Type 유성분산제를 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 1차 조성물에 사용되는 침강방지제는 Polyamine amide salt type 침강방지제를 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 2차 조성물은 점도를 90000(± 10000 ~ 20000)cps로 조절할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 제 3 단계는 ATO가 AL보다 더 많이 첨가되지 않도록 혼합하는 단계일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 AL 페이스트는 리핑형(Leafing Type)의 고광택 AL 페이스트를 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 실시양태로, 상기 어느 하나의 방법에 따라 제조되어, PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL 페이스트 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성을 가지되, 직물 원단에 도포시 층분리되어 리핑된 Al 페이스트가 표면층에 위치하여 열반사를 담당하고 하고 ATO는 Al 페이스트 하부에서 열차단을 담당하도록 조성된 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물을 제공함으로써 달성된다.
또한 본 발명은 다른 실시양태로 직물지의 제조방법에 있어서, 암막 코팅 조성물이 코팅 또는 도포되어 형성된 암막층이 일측면에 형성된 직물원단을 준비하는 제 1 단계와;
상기 직물원단의 암막층에 상기 방법에 따라 제조된 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL 페이스트 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 코팅 또는 도포후 건조시켜 열을 반사하고 차단하는 열차단층을 형성하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 제 2 단계는 열차단 코팅 조성물을 가공온도 150℃ ~ 170℃를 유지한 상태에서 나이프 인쇄 또는 스크린 인쇄방식으로 도포 또는 코팅할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 실시양태로, 직물지에 있어서, 상기 직물지의 제조방법에 따라 제조되어 암막층이 형성된 직물원단의 암막층 표면에 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL 페이스트 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 코팅 또는 도포후 건조되어 AL 페이스트가 열을 반사하고 ATO가 열을 차단하는 열차단층이 형성된 것을 특징으로 하는 직물지를 제공함으로써 달성된다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 ATO 입자의 분산성을 높임과 동시에 ATO 입자와 AL paste간의 층분리력을 높일 수 있도록 다중 배합 조성되어 암막층이 형성된 직물 원단에 코팅시 ATO 입자는 이면층에 위치하고 AL paste는 직물 원단의 표면층에 위치하게 됨으로써 직물원단을 통과하는 태양열이 열차단층의 표면에서는 태양열 에너지를 반사시키고, 열차단층 내부에서는 태양열을 차단함으로써 실내로 투과되는 태양열 에너지를 감소시켜 실내 온도의 상승을 감소시킬수 있다는 장점과,
또한 본 발명에 따른 ATO 입자와 AL paste간의 층분리력을 높인 열차단 코팅 조성물을 수평하게 공급되는 암막층이 코팅된 직물 원단에 나이프(Knife) 코팅함으로써 열차단 코팅 조성물의 건조과정에서 발생하는 AL paste의 리핑(Leafing) 현상에 의해 AL paste가 표면층으로 올라가 위치함으로써 어두운 블루 색상의 ATO가 표면에 드러나지 않고 실버(Silver) 색상의 AL paste가 표면층에 위치하게 되어 다양한 색감을 가진 직물지로 활용할 수 있다는 장점과,
또한 본 발명에 따른 열차단 코팅 조성물은 2차 배합시 비점이 서로 다른 용매(DMF와 Toluene)를 포함하여 PU와 배합 조성함으로써 150℃ ~ 170℃의 가공조건에서 직물 원단에 코팅하여도 핀홀 발생이 억제되고, 매끄러운 코팅 표면을 얻을 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물이 형성된 직물지의 층구조를 보인 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물이 직물지에 코팅시 형성되는 층분리 과정을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물을 직물지에 형성하는 과정을 보인 공정도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광 차단효과를 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광 차단 실시 실험을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물이 직물지에 코팅시 형성되는 층분리 과정을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물을 직물지에 형성하는 과정을 보인 공정도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광 차단효과를 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광 차단 실시 실험을 보인 예시도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물이 형성된 직물지의 층구조를 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물이 직물지에 코팅시 형성되는 층분리 과정을 보인 예시도이다.
도시된 바와 같은 본 발명의 한 실시예에 따른 직물지 구조는 블라인드나 커텐처럼 창이나 문에 설치되어 빛을 차단하도록 다양한 방법으로 직조된 직물원단(1)과;
직물 원단 표면에 빛 차단용 암막 코팅 조성물이 형성된 암막층(2)과;
상기 암막층 표면에 ATO 입자와 AL paste를 포함하는 열차단 코팅 조성물이 나이프 인쇄 또는 스크린 인쇄방식으로 코팅된 후 건조되어 열을 반사하고 차단하는 열차단층(3);으로 구성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 직물지는 정면(실내쪽)에 다양한 색상의 민무늬나 다양한 무늬가 형성된 직물 원단(1)과 직물 원단 뒷면(실외쪽) 표면에는 암막층과 열차단층이 순차적으로 적층 형성되어 실내에 유입되는 빛과 열을 차단시키면서 심미감을 느끼게 하는데 통상 블라인드지, 커튼지, 실내 장식용 데코지 등으로 사용된다.
상기 직물원단(1)의 직조는 공지의 기술로 보통 쟈카드직기 등을 직조기를 사용하여 위사와 경사로 제직되어 다양한 무늬 모양이 형성되고, 텐터기에 의해 세팅 처리되고, 카렌더기에 의해 다름질 처리되는 일련의 과정을 거쳐 제공된다.
상기 암막층(2)은 암막을 형성할 수 있다면 임의의 불투명 재질 암막 코팅 조성물을 사용하면 된다.
본 발명에 따른 바람직한 암막 코팅 조성물로는 폴리우레탄코팅 조성물 및 폴리염화비닐코팅 조성물을 이용하여 나이프 인쇄 또는 스크린 인쇄방식으로 코팅 후 건조시켜 폴리염화비닐코팅층과 폴리염화비닐코팅층을 순차 적층시켜 암막층을 형성할 수 있다. 이때 폴리염화비닐코팅 조성물이 코팅 또는 도포된 폴리염화비닐코팅층과 상기 폴리염화비닐코팅층 표면에 폴리우레탄 코팅조성물이 코팅 또는 도포된 폴리우레탄코팅층은 필요한 용도에 따라 복수층으로 각각 구성할 수 있다.
상기 폴리염화비닐코팅층에 사용되는 폴리염화비닐 코팅 조성물은 폴리염화비닐(PVC)의 중량 100중량부를 기준으로 하여 안료 25 ~ 35 중량부와 방염제 10 ~ 20 중량부 중의 어느 하나 이상을 폴리염화비닐에 넣고, 폴리염화비닐의 중량을 기준으로 가소제 60 ~ 70 중량부, 열안정제 2 ~ 3중량부, 분산제 2 ~ 3중량부를 폴리염화비닐과 혼합하여 조성된다.
상기와 같이 안료와 방염제를 한정하여 조성하는 이유는 안료의 색상이 원활하게 폴리염화비닐 코팅 조성물과 혼합되어 색상이 표현되도록 하면서 폴리염화비닐이의 점도가 최적의 상태를 유지하여 직물 원단에 접착되도록 하기 위함이다. 이와 같은 한정 수치 구간을 벗어나게 되면 생상 발현이 잘 나타나지 않고 점도가 약하거나 너무 묽어 접착성이 떨어지게 되기 때문이다.
그리고 상기와 같이 가소제, 열안정제 및 분산제의 조성 범위를 한정하는 이유는 폴리염화비닐 코팅 조성물이 연성과 탄력성을 가지도록 하여 직물 원단의 작은 움직임에도 탈리되지 않도록 하기 위함이다,
상기 안료는 직물 원단의 색상을 잘 두드러지게 하기 위하여 백색을 사용하는 것이 바람직하나, 다른 색상으로도 직물 원단의 색상을 고려하여 선택하면 된다. 또한 방염제는 안티몬계 방염제(Sb2O5 또는 Sb2O5), 브롬계 방염제 등을 사용하되, 본 발명의 직물지가 주로 실내에 이용되므로 무독성 성질의 방염제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 코팅 조성물은 폴리우체탄 100 중량부를 기준으로 하여 톨루엔 55 ~ 65중량부와 알루미늄가루 12 ~ 20중량부를 폴리우레탄과 혼합하여 조성된다.
상기와 같이 톨루엔을 한정하여 조성하는 이유는 용매 투입에 따른 폴리우레탄의 연질 성질을 증대하면서 접착성이 최적의 상태를 가지게 하기 위함이다. 따라서 상기 수치 구간을 벗어나 적게 투입하면 유동성이 적고 및 점도가 저하되어 접착성이 저하되고, 상기 수치보다 많이 투입하면 유동성이 너무 커지면서 점도가 너무 묽어져 접착성이 저하되기 때문이다.
또한 상기 알루미늄가루를 상기와 같이 한정하여 조성하는 이유는 상기 수치 구간보다 적게 투입하면 알루미늄가루의 기능성과 색채가 떨어지고 상기 수치 구간보다 많으면 폴리우레탄과의 접착 성능이 떨어지기 때문이다.
이하에서는 보다 상세하게 상기 열차단층(3)을 구성하는 암막층 표면에 도포되는 열차단 기능을 가지는 ATO(삼산화 안티몬, Antimony trioxide) 입자와 열반사 기능과 밝은 실버 색상을 제공하는 AL 페이스트(paste(를 포함하는 열차단 코팅 조성물에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 최종 열차단 코팅 조성물은 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL Paste 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된다.
상기와 같이 조성된 최종 열차단 코팅 조성물은 PU(폴리우레탄)를 포함하는 1차 조성물과 ATO(삼산화안티몬)와 AL(알루미늄 페이스트)을 포함하는 2차 조성물을 각각 배합하여 만든 후 1차 조성물과 2차 조성물에 각각 포함된 PU, ATO, AL 페이스트를 2: 1: 1의 무게비율(wt%)로 최종 혼합하여 조성된다.
이와 같이 1차 조성물과 2차 조성물의 혼합하는 비율을 한정한 이유는 PU 대 (ATO + AL페이스트)의 조성 무게비율이 1 : 1이 되지 않을 경우 접착성이 저하되어 직물원단의 암막층에 코팅하여 제품을 만들었을 때 ATO와 AL 페이스트가 코팅면에서 탈리되는 현상을 나타내기 때문에 이와 같은 혼합 비율을 만족해야 한다.
상기와 같이 조성된 열차단 코팅 조성물은 배합물의 점도를 10,000 ~ 20,000cps로 하고, 코팅 가공온도를 150℃ ~ 170℃를 유지한 상태에서 수평한 상태로 암막층이 형성된 직물 원단에 나이프 코팅하면 건조되면서 리핑(Leafing) 방식으로 고광택 실버 색상의 AL Paste가 표면층에 위치하고 되고 ATO가 이면층에 위치하는 층분리가 일어나게 된다.
상기 점도를 한정한 이유는 상기 수치 구간을 벗어나 너무 점도가 낮으면 유동성이 높아 균일한 두께로 코팅층이 형성되지 않을 뿐만 아니라 리핑 현상이 일어나기 어려워 AL 페이스트가 표면층에 위치하기 어렵고 상기 수치보다 점도가 크면 유동성이 너무 적어 코팅층 형성이 어렵고 표면이 거칠어 지고 또한 높은 점도 때문에 AL 페이스트의 리핑현상이 일어나기 어렵다는 단점이 있다.
상기 1차 조성물은 ATO 15 ~ 18wt%, AL Paste 15 ~ 18wt%, MEK 28 ~ 34wt%, Toluene 28 ~ 34wt%, 침전방지제 1 ~ 2wt%, 분산제 1 ~ 2wt%로 조성된다.
이와 같은 1차 조성물의 주된 조성이유는 직물 원단(Textile)에 나이프(Knife) 코팅시 ATO의 분산성을 높이고 층분리력을 높여 AL 페이스트의 리핑력을 높이기 위한 것으로, 이를 위해 서로 다른 용제인 MEK와 Toluene를 사용하고 여기에 분산제와 침강방지제를 사용한다.
또한 ATO 소재의 어두운 블루 색상이 발현되는 것을 방지하기 위해 고광택 AL 페이스트를 첨가하여 수평 코팅 또는 도포시 리핑 현상에 의해 AL 페이스트가 상부쪽으로 뜨게 됨으로써 층분리에 의해 ATO는 직물원단 쪽에 위치하고 표면쪽에는 실버(Silver) 색상의 AL 페이스트가 위치하게 됨으로써 ATO의 색상관련 문제가 해결되고, 더욱이 AL 페이스트가 열반사 기능이 있기 때문에 ATO는 열반사되고 남은 태양열만 차단하면 됨으로써 열차단 효과가 더욱 증진되게 된다.
상기 ATO는 열차단을 위해 사용되는 것으로, 15wt% 미만 첨가되면 열차단 성능이 저하되는 단점이 있고, 18 wt%보다 많이 첨가되면 코팅 작업성이 저하되어 분산, 침강 및 색상 문제가 발생하게 된다.
상기 고광택 AL은 열반사를 위해 사용되는 것으로, 15wt% 미만이 첨가되면 ATO 색상 커버가 불가능하다는 단점이 있고, 18wt% 보다 많이 첨가되면 직물 원단의 눈부심 현상이 발생하고 접착성이 저하된다는 단점이 있다.
본 발명에서 사용되는 고광택 AL은 종래 블라인드 코팅등에 사용되던 Non leafing Type의 AL paste가 가격이 저렴하다는 장점은 있으나, AL paste가 표막을 형성할 때 안으로 침투되면서 ATO의 색상도 잡아주지 못하고 AL의 반사성능도 제대로 발현하기 어렵기 때문에 이와 다른 고광택 AL 페이스트(입자)를 사용하였다. 이처럼 본 발명에 사용되는 Leafing Type의 고광택 AL paste는 표막형성시 바인더 내에 안료가 평평한 형태로 표면층에 떠서 정렬되도록 하는 효과가 있다. 따라서 고광택 AL paste와 ATO를 배합하게 되면 열반사 성능을 갖는 AL은 표면층에 배열되고, 열차단 성능을 갖는 ATO소재는 밑으로 배열되게 되어 열반사 및 열차단 성능을 동시에 가질 수 있고, ATO의 칙칙한 색상을 AL paste의 실버 색상으로 커버할 수 있게 된다.
상기 ATO와 고광택 AL은 합쳐서 상기한 바와 같이 30 ~ 34wt%가 첨가되는데, 이중 ATO와 AL의 비율은 적절하게 조절할 수 있다. 다만, ATO는 분산성/ 접착성/ 색상 발현성이 떨어지므로 AL보다 많이 첨가하면 안된다. 또한 ATO의 비율이 적어지면 열차단 성능 발현에 어려움이 있어 수치한정 조건을 준수하는 상기 범위내에서 투입해야 한다.
상기 MEK(Methyl Ethyl Ketone)는 용제(용매)인데, ATO의 분산을 위해 사용되는 것으로, ATO의 첨가 비율에 따라 28 ~ 34wt% 범위 내에서 조절한다. 이때 상기 수치범위 보다 첨가량이 적으면 ATO의 분산이 잘 일어나지 않고 너무 많이 첨가되면 조성물이 너무 묽어져 접착성이 떨어지게 된다.
상기 Toluene은 용제(용매)인데, 고광택 AL 분산을 위해 사용되는 것으로 AL의 첨가 비율에 따라 28 ~ 34wt% 범위 내에서 조절한다. 이때 상기 수치범위 보다 첨가량이 적으면 AL의 분산이 잘 일어나지 않고 너무 많이 첨가되면 조성물이 너무 묽어져 접착성이 떨어지게 된다.
상기 분산제는 1차 조성물 전체의 분산이 원활하게 일어나도록 하는 것으로 유성분산제를 사용한다. 이때 1wt% 보다 적게 첨가되면 분산이 잘 일어나지 않는 다는 단점이 있고, 2wt% 보다 많이 첨가되면 접착성이 저하되고 및 소재의 물성이 변화되는 단점이 있다. 여기서 유성분산제 중 바람직하게는 Hydrotreated Heavy naphtha Type(수소처리된 중질 나프타 Type)을 사용하는 것이 조성물의 품질이 좋다. 또한 분산제는 가격이 비싸므로 최소 적정량만 넣는 것이 좋다. 유성 분산제는 액상 상태이므로 고속 믹서기로 분산시 첨가하면 된다.
상기 침강방지제는 1차 조성물 전체의 칭강 및 응집방지를 위해 사용되는 것으로, 유성 침강방지제를 사용한다. 침강 방지제를 넣지 않으면 ATO와 AL페이스트 등이 바닥으로 가라앉게 되며 응집되는 현상을 보이므로 침강 방지제를 첨가하여 재부착방지와 응집 방지효과를 제공하는 것이다.
이때 1wt% 보다 적게 첨가되면 침강 및 응집 방지 효과가 잘 일어나지 않는 단점이 있고, 2wt% 보다 많이 첨가되면 더 이상의 침강 및 응집방지 효과의 증대가 나타나지 않고 동일한 효과만 나타나고 가격만 비싸지므로 상한값을 한정한다. 여기서 침강방지제는 바람직하게는 Polyamine amide salt type을 사용하는 것이 조성물의 품질이 좋으므로 바람직하다.
상기 2차 조성물은 PU 35 ~ 45wt%, 톨루엔 12 ~ 18wt%, DMF(N,N-dimethylformamide) 37 ~ 53wt%로 조성된다. 2차 조성물은 Knife 코팅시 1차 조성물의 접착제 역할을 하는 것이고, 또한 직물 원단에 열차단 코팅 조성물을 150℃ ~ 170℃에서 가공할 때 핀홀 현상이 발생하거나 코팅 표면이 거칠어지는 현상을 방지하기 위한 조성물이다. 이를 위해 주된 접착제 역할을 하는 PU에 비점이 서로 다른 용제인 DMF와 Toluene를 사용하였다.
상기 PU는 접착성능 강화를 위해 사용되는데 35 wt% 미만이 첨가되면 접착성 저하되는 단점이 있고, 45wt% 보다 많이 첨가되면 코팅층이 너무 두꺼워 블라인드나 커텐과 같은 직물로 사용할 수 없고, 코팅 작업성이 나빠지고 안정성에 문제가 생긴다.
상기 톨루엔(Toluene)과 DMF는 용제로 상기 ATO와 고광택 AL페이스트를 코팅하기 위한 PU 혼합물을 제조할 때 Toluene과 DMF를 사용하는 이유는, Toluene과 DMF의 비점이 서로 다르기 때문이다. 즉, PU와 한가지 용매만 혼합하였을 경우 열승화가 한번에 생겨 핀홀(코팅막에 미세한 구멍)이 생기거나, 끓는 현상으로 인해 표면이 거칠어질 수 있는데 본 발명에서는 비점이 다른 DMF와 Toluene을 함께 사용함으로써 이와 같은 문제점을 해결하였다. 참고로 Toluene의 비점은 110.8℃이고 MEK의 비점은 79.6℃이고, DMF의 비점은 153℃이다.
또한 상기 PU 혼합물(2차 조성물)의 점도는 90000(± 10000 ~ 20000)cps가 적당하다. 이보다 점도가 너무 높아지면 균일성이나 코팅이 잘 안되는 단점이 있고, 점도가 낮으면 접착성은 우수하지만 상기 수치보다 너무 낮으면 너무 묽어 성형성이 떨어진다.
상기 PU의 점도는 1차 조성물과 2차 혼합물이 배합 비율에 따라 혼합되면 전체 열차단 코팅 조성물의 점도는 10,000 ~ 20,000cps로 조절되게 된다. 이와 같은 구간일 경우 우수한 작업성을 가지게 된다.
또한 DMF의 첨가량이 상기 수치보다 많으면 끓는점이 너무 높아 가공이 어렵고, Toluene의 첨가량이 상기 수치보다 많으면 끓는점이 너무 낮아 코팅층 품질유지에 문제가 있다. 따라서 상기에서 한정한 두 용제의 수치조건 비례에 맞춰 조성해야 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 1차 코팅 조성물과 2차 코팅 조성물로 이루어진 열차단 코팅 조성물은 점도를 10,000 ~ 20,000cps로 유지하여 나이프 코팅하게 되면 블라인드 직물 원단이 보통 290cm ~ 300cm까지 제작되므로 충분히 균일한 두께의 열차단층을 얻을 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 코팅 조성물을 직물지에 형성하는 과정을 보인 공정도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 직물지는 블라인드나 커텐처럼 창이나 문에 설치되어 빛과 열을 차단하도록 다양한 방법으로 직조된 직물원단(1)에 빛 차단용 암막 코팅 조성물이 형성된 암막층(2)이 형성되고, 이 암막층 표면에 ATO 입자와 AL paste를 포함하는 열차단 코팅 조성물이 나이프 인쇄 또는 스크린 인쇄방식으로 코팅된 후 건조되어 열을 반사하고 차단하는 열차단층(3);으로 구성되는데, 이를 위해
우선 직물 원단(1)을 제조하기 위하여, 실을 미리 염색한 선염사를 경사로 함과 더불어 선염사와 메탈릭사를 위사로 하여 쟈카드직기로 제직한다.
상기와 같이 제직된 직물 원단(1)을 텐터기를 이용하여 주름을 제거함과 아울러 조직을 균일하게 고정하게 되며, 상기 텐터기로 처리된 직물원단(1)을 타렌더기를 이용하여 열로써 눌러서 면을 깨끗하게 처리한다.
이후 텐터 및 카렌더 처리된 직물 원단(1)의 한쪽 면에 나이프인쇄 또는 스크린인쇄 방식으로 폴리염화비닐코팅제를 코팅 또는 도포한 뒤에 이를 건조하여 폴리염화비닐코팅층을 상기 직물 원단(11)의 한쪽 면에 형성한다. 이때 필요시 폴리염화비닐코팅층을 하나 이상으로 형성할 수 있도록, 폴리염화비닐코팅제로 1차로 코팅 또는 도포한 뒤에 이를 건조하여 제1폴리염화비닐코팅층을 형성하고, 상기 폴리 염화비닐코팅제로 제1폴리염화비닐코팅층에 폴리염화비닐코팅제로 2차로 코팅 또는 도포한 뒤에 이를 건조 하여 제2폴리염화비닐코팅층을 형성할 수도 있다.
상기와 같이 폴리염화비닐코팅층를 형성한 뒤에는 나이프인쇄 또는 스크린인쇄 방식으로 폴리우레탄코팅제를 폴리염화비닐코팅층에 코팅 또는 도포한 뒤에 건조하여 폴리우레탄코팅층을 형성하면 암막층이 형성되게 된다.
이후 상기와 같은 암막층(2)이 형성되게 되면 열차단층(3)을 형성하게 되는데, 이를 위해 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL Paste 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 나이프인쇄 또는 스크린인쇄 방식으로 암막층에 코팅 또는 도포한다. 이후 건조과정을 거치면서 열차단 코팅 조성물을 구성하는 AL페이스트가 리핑 현상에 의해 표면층 쪽에 뜨게 되고, ATO 입자는 이면층쪽에 위치하게 되어 AL 페이스트는 태양열을 반사시키고, ATO 입자는 열을 차단하는 열차단층이 형성된다. 이후 열차단층에 의해 열이 반사 및 차단된 태양빛은 암막층에 의해 빛이 차단되게 된다.
상기 열차단층(3)에 사용되는 열차단 코팅 조성물은 코팅 또는 도포되기 전에 ATO 15 ~ 18wt%, AL Paste 15 ~ 18wt%, MEK 28 ~ 34wt%, Toluene 28 ~ 34wt%, 침전방지제 1 ~ 2wt%, 분산제 1 ~ 2wt%로 조성된 1차 조성물과, PU 35 ~ 45wt%, 톨루엔 12 ~ 18wt%, DMF(N,N-dimethylformamide) 37 ~ 53wt%로 조성된 2차 조성물을 각각 제조한 후 이를 혼합하여 사용하는데 상기 1차 조성물과 2차 조성물에 각각 포함된 PU, ATO, AL 페이스트를 2: 1: 1의 무게비율(wt%)로 최종 혼합하여 조성한 것을 사용하면 된다.
상기에서 열차단 코팅 조성물의 점도는 10,000 ~ 20,000cps 범위로 조절하여 코팅한다.
또한 상기 코팅시 가공온도를 150℃ ~ 170℃를 유지한 상태에서 수평한 상태로 암막층이 형성된 직물 원단에 나이프 코팅한다.
상기와 같은 공정을 거쳐 제조된 직물지는 한쪽 면에 직물 원단(1)을 제직할 때에 형성되는 다양한 무늬 등의 모양이 표면에 표면된 상태이므로, 커튼지나 블라인드지 등으로 사용되더라도 실내를 장식하기에 매우 적합하다. 물론 무늬없는 형태로 제직해도 됨은 물론이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도 4 및 5를 통해 설명한다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광 차단효과를 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광 차단 실시 실험을 보인 예시도이다.
(실시예 1)
실시예 1에 사용된 1차 조성물과 2차 조성물 각각의 조성과 이를 혼합한 최종 열차단 코팅 조성물의 조성비는 아래표 1과 같다.
| 1차 조성물 (g) | 1차 조성물 조성비 | 2차 조성물 (g) | 2차 조성물 조성비 |
열차단 코팅 조성물(g) | 최종 조성비 |
|
| PU | 20 | 35~45wt% | 20 | 16~20wt% | ||
| ATO | 10 | 15~18wt% | 10 | 8~10wt% | ||
| AL paste | 10 | 15~18wt% | 10 | 8~10wt% | ||
| MEK | 20 | 28~34wt% | 20 | 16~19wt% | ||
| DMF | 22.5 | 37~53wt% | 22.5 | 17~24wt% | ||
| Toluene | 20 | 28~34wt% | 7.5 | 12~18wt% | 27.5 | 21~27wt% |
| 침강방지제 | 1 | 1~2wt% | 1 | 0.5~1wt% | ||
| 분산제 | 1 | 1~2wt% | 1 | 0.5~1wt% | ||
| 62 | 100wt% | 50 | 100wt% | 112 | 100wt% |
상기 분산제는 유성분산제 중 Hydrotreated Heavy naphtha Type(수소처리된 중질 나프타 Type)을 사용하였다. 또한 상기 침강방지제는 Polyamine amide salt type을 사용하였다.
상기 표 1에 기재된 실시예 1 의 1차 조성물과 2차 조성물은 각각의 본 발명에 따른 조성비 범위 내에 있고, 이를 혼합한 최종 열차단 코팅 조성물의 첨가 질량 역시 최종 열차단 코팅 조성물의 열차단 코팅 조성물의 조성비를 만족한다.
상기와 같은 열차단 코팅 조성물을 코팅한 결과 아래 표 2와 같이 태양방사 투과율이 0.1% 이내로 제어됨을 알 수 있다.
| 1.시험항목:태양방사투과율(TE) 2.시험장비:UV-VIS-NIRSpectrophotometer,Perkin-Elmer,Lambda,USA 3.시험방법:KSL2514:2011,4.분광투과율및분광반사율의측정 4.시험환경:온도:최저21℃,최고25℃,습도:최저60%R.H.,최고65%R.H. |
|||||
| 번호 | 발행일자 | 성적서번호 | 구분 | 시료명 | 결과(%) |
| 2 | 2015-01-05 | 20141173 | ATO PVC암막 | Silver MD 20% | 0.02 |
| 3 | 2015-01-05 | 20141173 | ATO PVC암막 | Silver Top 10% | 0.1 |
| 4 | 2015-01-05 | 20141173 | ATO PVC암막 | Silver MD 20% + Top 5% | 0.05 |
| 6 | 2015-01-05 | 20141174 | ATO PVC암막 | Tone&tone MD 10% | 0.08 |
| 7 | 2015-01-05 | 20141174 | ATO PVC암막 | Tone&tone MD 20% +Top 5% | 0.02 |
| 9 | 2015-03-19 | 20150307 | ATO PVC암막 | 엑설런트_116T_PU_뒷면 실버 | 0.03 |
| 10 | 2015-03-19 | 20150307 | ATO PVC암막 | 엑설런트_116T_AL_뒷면 실버펄 | 0.04 |
| 11 | 2015-03-19 | 20150307 | ATO 나이프디핑 | 엑설런트_116T_ATO 5%_AL_뒷면 실버펄 | 0.02 |
| 12 | 2015-05-08 | 20150427 | ATO PVC암막 | H/B 일반 B/O_엘사_아이보리 | 0 |
| 13 | 2015-05-08 | 20150427 | ATO PVC암막 | H/B 자카드 B/O_ 문틴_초코 | 0.01 |
| 14 | 2015-05-12 | 20150442 | ATO PVC암막 | H/B엑설런트2_핑크 | 0.02 |
| 15 | 2015-07-07 | 20150560 | ATO PVC암막 | 엑설런트 II_ 열차단 10% | 0.02 |
(열차단 코팅제품의 태양방사 투과율 측정결과)
또한 기존 제품 대비 열차단 성능 개선을 시험한 바 아래 표 3과 같은 효과를 확인하였다.(도 4 참조)
| 시간 | 0분 | 30분 | 60분 | 90분 | 120분 | 150분 | 180분 | 210분 | 240분 | 270분 | 300분 |
| 빈창 | 25.6℃ | 28.9℃ | 32.8℃ | 36.4℃ | 39.9℃ | 43.0℃ | 46.0℃ | 48.5℃ | 50.7℃ | 53.0℃ | 55.0℃ |
| 일반롤스크린 | 25.6℃ | 27.8℃ | 31.0℃ | 34.2℃ | 36.2℃ | 39.3℃ | 42.3℃ | 45.3℃ | 48.3℃ | 51.3℃ | 54.3℃ |
| 실시예 1 | 25.6℃ | 26.0℃ | 27.3℃ | 29.5℃ | 32.0℃ | 34.0℃ | 37.0℃ | 41.0℃ | 45.0℃ | 49.0℃ | 53.0℃ |
(열차단 비교)
- 상기 일반 롤스크린은 열차단 코팅을 하지 않은 롤스크린이고, 실시예 1은 실시예 1에 따른 첨가량을 가지는 열차단 코팅 조성물을 사용하여 코팅처리된 롤스크린을 사용하였다. 직물의 경/위사 스펙은 동일하다.(경사조건 : Poly DTY150D, 116T/inch, 위사조건 : Poly DTY300D, 42T/inch) 직물의 폭은 290cm인 것을 사용하였다.
- 시험방법 : 가로 1m/세로 1m/높이 1m, 단열 샌드위치 판넬(100T) 밀폐공간 온도 테스트(도 5 참조)
- 시험장비 : Digital IN/OUT Thermo-Hygrometer
- 시험환경 : 온도:최저 25.6℃, 최고 55℃, 습도:최저 60% R.H., 최고 70% R.H.
- 시험기관 : ㈜제일윈도텍스
- 시험제품 : LOSA H/B(Heat Block) Excellent II 암막 Vs. 기존 Excellent 암막
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1) : 직물원단 (2) : 암막층
(3) : 열차단층
(3) : 열차단층
Claims (12)
- ATO 15 ~ 18wt%, AL 페이스트 15 ~ 18wt%, MEK 28 ~ 34wt%, Toluene 28 ~ 34wt%, 침전방지제 1 ~ 2wt%, 분산제 1 ~ 2wt%로 조성된 1차 조성물을 제조하는 제 1 단계와;
PU 35 ~ 45wt%, 톨루엔 12 ~ 18wt%, DMF 37 ~ 53wt%로 조성된 2차 조성물을 제조하는 제 2 단계와;
상기 각각 제조된 1차 조성물과 2차 조성물을 혼합하여 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL Paste 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 제조하는 제 3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 3 단계는 PU, ATO, AL 페이스트를 2: 1: 1의 무게비율(wt%)로 혼합하여 조성하는 단계인 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 3 단계는 열차단 코팅 조성물의 점도를 10,000 ~ 20,000cps 범위로 조절한 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 1차 조성물에 사용되는 분산제는 Hydrotreated Heavy naphtha Type 유성분산제를 사용하는 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 1차 조성물에 사용되는 침강방지제는 Polyamine amide salt type 침강방지제를 사용하는 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 2차 조성물은 점도를 90000(± 10000 ~ 20000)cps로 조절한 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 3 단계는 ATO가 AL보다 더 많이 첨가되지 않도록 혼합하는 단계인 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 AL 페이스트는 리핑형(Leafing Type)의 고광택 AL 페이스트를 사용하는 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물 제조방법.
- 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 방법에 따라 제조되어, PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL 페이스트 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성을 가지되, 직물 원단에 도포시 층분리되어 리핑된 Al 페이스트가 표면층에 위치하여 열반사를 담당하고 하고 ATO는 Al 페이스트 하부에서 열차단을 담당하도록 조성된 것을 특징으로 하는 직물지용 열차단 코팅 조성물.
- 직물지의 제조방법에 있어서,
암막 코팅 조성물이 코팅 또는 도포되어 형성된 암막층이 일측면에 형성된 직물원단을 준비하는 제 1 단계와;
상기 직물원단의 암막층에 상기 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 방법에 따라 제조된 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL 페이스트 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 코팅 또는 도포후 건조시켜 열을 반사하고 차단하는 열차단층을 형성하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법.
- 청구항 10에 있어서,
상기 제 2 단계는 열차단 코팅 조성물을 가공온도 150℃ ~ 170℃를 유지한 상태에서 나이프 인쇄 또는 스크린 인쇄방식으로 도포 또는 코팅하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 이용한 직물지의 제조방법.
- 직물지에 있어서,
상기 청구항 10에 따른 직물지의 제조방법에 따라 제조되어 암막층이 형성된 직물원단의 암막층 표면에 PU 16 ~ 20wt%, ATO 8 ~ 10wt%, AL 페이스트 8 ~ 10 wt%, MEK 16 ~ 19wt%, Toluene 21 ~ 27wt%, DMF 17 ~ 24wt%, 침전방지제 0.5 ~ 1wt%, 분산제 0.5 ~ 1wt%로 조성된 열차단 코팅 조성물을 코팅 또는 도포후 건조되어 AL 페이스트가 열을 반사하고 ATO가 열을 차단하는 열차단층이 형성된 것을 특징으로 하는 직물지.
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