KR102183934B1 - 대전방지 코팅용 조성물 및 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단 - Google Patents

대전방지 코팅용 조성물 및 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기전도성 분말, 전기전도성 섬유, 바인더 및 액상 매질을 포함하는 대전방지 코팅용 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 전도성 섬유가 전기의 통로 역할을 하면서 전도성 분말을 보완하기 때문에 대전방지 성능이 우수한 대전방지층을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물을 방오 처리된 원단의 양면 중 차량 사용자와 직접 접촉되지 않는 일면에 도포하고 건조시켜 대전방지층을 형성하는 경우 발수성 또는 발유성과 같은 방오 성능 및 대전방지 성능이 모두 우수한 차량 좌석용 원단을 제조할 수 있다. 나아가, 이렇게 형성된 차량 좌석용 원단은 대전방지 코팅용 조성물의 성분 배합에 의해 항균 또는 소취 효과를 가질 수 있고, 담배 연기나 자동차 실내에서 느끼는 악취를 사전에 차단하여 보다 쾌적하고 청결한 자동차 실내 환경을 구현할 수 있다.

Description

대전방지 코팅용 조성물 및 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단{Composition for antistatic coating and fabric of vehicle seat with antistatic and antifouling property}
본 발명은 대전방지 코팅용 조성물 및 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전기전도성 분말 및 전기전도성 섬유를 포함하는 대전방지 코팅용 조성물 및 상기 조성물에 의해 형성된 대전방지층을 구비하는 방오성 차량 좌석용 원단에 관한 것이다.
현대 시대에 자동차는 제2의 생활공간이라고 할 수 있을 만큼 많은 시간을 자동차 안에서 보내게 된다. 자동차 안에서 시간을 많이 보내는 동안 여러 가지 형태의 오염이 발생하게 된다. 물, 음료수로 인한 오염, 또는 오일에 의한 오염 등이 그 대표적인 것이라 하겠다. 이를 해결하기 위해 오염방지 가공을 자동차 원단에 적용하려는 노력이 계속되고 있다. 그러나 오염방지 가공방법은 자동차 원단에서 요구하는 정전기 방지, 연소성, 유기물 휘발도 등의 여러 물성에 치명적인 영향을 끼쳐서 자동차용 원단으로는 부적합했던 것이 현실이었다.
오염방지 가공기술은 현재 의류, 생활 용품을 중심으로 많이 보급되어 있으나, 이러한 기술은 산업용 원단에 적용하기에는 부적합한 한계의 기술로써 자동차에 적용하기에는 여러 가지 측면에 있어 취약한 특성을 나타내고 있다. 의류, 카패트, 카시트 등 원단의 오염에 대해서 주된 원인은 인체로부터 발생되는 지질(脂質), 식품에 기인하는 유(油)성분과 공기 중의 먼지이다. 섬유용 방오가공은 크게 오염물의 부착을 어렵게 하는 가공과 부착된 오염물을 쉽게 떨어지게 하는 가공으로 나누어진다. 일반적으로 오염물의 부착을 어렵게 하는 가공은 불소계 고분자를 이용하여 섬유표면을 얇은 피막으로 씌우고, 섬유표면의 凹凸을 다소나마 평탄한 상태로 함과 동시에 표면자유 에너지를 극도로 저하시켜 섬유와 유성오염의 접촉을 작게 한다. 또한, 부착된 오염물을 떨어지기 쉽게 하기 위한 가공으로 친수성 고분자로 섬유표면을 친수화 해서 세탁시에 세제액과 쉽게 융합되어 오염물을 쉽게 탈락시킴과 아울러 헹굼시에 유성오염에 의한 재오염을 방지하였다.
그러나, 자동차에 사용되는 카시트는 한번 설치 후 세탁이 어렵기 때문에 오염물의 부착을 어렵게 하는 방오가공 방법을 주로 사용하는데, 카시트 원단을 방오가공하여 방오성을 강화시키면 그 반대성질을 갖는 연소성이 떨어지고 나아가 내광견뢰도, 마찰착색성, 대전성, FOGGING, 냄새 등의 다른 물성이 저하되는 문제점이 있었다. 특히, 방오 카시트 원단은 방오제가 물과는 상극이 되는 특성 때문에 제조공정 중 또는 사용중에 정전기 현상이 심하게 발생하는데, 이를 제거하지 않으면 소비자들의 불만이 제기되어 자동차 마케팅에 악영향을 주게 된다. 마찰에 의해 발생하는 정전기 주위에는 미세 먼지가 많이 군집하게 되는데, 미세 먼지는 집 먼지 진드기와 기초 세균의 서식 환경을 제공하기 때문에 대전방지가 필요하다. 또한, 정전기 자체는 인체에 무해하지만, 아토피 피부염, 불면증, 고혈압, 당뇨병 등을 앓고 있는 환자에게는 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 방오 카시트 원단에서 발생하는 정전기 현상을 제거하기 위해 친수성 대전방지제를 사용할 경우 방오성이 떨어져 완전한 방오성을 나타내지 못하는 문제가 있다. 따라서, 자동차 시트 원단으로써 지녀야 하는 물성을 모두 만족시키기 위해서는 방오성과 동시에 대전방지성을 가지는 원단의 가공방법을 개발하는 것이 요구된다.
방오성과 동시에 대전방지성을 가지는 원단의 가공방법과 관련하여 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0028963호에는 원단을 방오 처리하는 방오단계; 상기 방오 처리된 원단의 일면에 구리 및 카본 파우더를 함유하는 코팅제로 코팅하는 코팅단계; 및 상기 코팅단계 후 140~170℃로 열처리하는 열처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리와 카본을 함유하는 정전기 방지기능을 갖는 방오원단 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0068954호에는 원단을 준비하는 단계; 상기 원단을 방오 처리하는 방오처리단계; 방오 처리된 상기 원단의 일면에 대전방지 코팅제를 코팅하는 코팅단계; 및 코팅된 상기 원단을 열 처리하는 열처리단계;를 포함하되, 상기 대전방지 코팅제는 백금 소재 또는 구리 소재가 포함된 것을 특징으로 하는 정전기 방지 성능을 갖는 방오성 카시트 원단의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 선행기술들은 대전방지 코팅용 조성물은 대전방지 성분으로 모두 전기전도성 분말을 사용하기 때문에 만족할만한 대전 효과를 발휘하기 위해서는 높은 사용량이 요구되고 그로 인해 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 차량 시트의 원단에 도포되어 우수한 성능의 대전방지층을 형성할 수 있는 대전방지 코팅용 조성물을 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단을 제공하는데에 있다.
본 발명의 발명자들은 대전방지 코팅용 조성물의 대전방지 성분으로 전기전도성 분말을 보완하기 위해 추가로 전기전도성 섬유를 사용하는 경우 대전방지 성능이 현저히 향상된다는 점을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
상기 일 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기전도성 분말, 전기전도성 섬유, 바인더 및 액상 매질을 포함하는 대전방지 코팅용 조성물을 제공한다.
이때, 상기 전기전도성 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 10~30 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기전도성 분말은 전기전도성 금속 분말 및 전기전도성 비금속 분말의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 금속 분말은 구리 분말, 은 분말, 금 분말, 알루미늄 분말, 텅스텐 분말, 아연 분말, 니켈 분말, 철 분말 및 백금 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 금속 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 0.5~10 중량부인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 비금속 분말은 흑연(graphite) 분말, 카본블랙(carbon black), 탄소나노튜브(carbon nanotube) 분말 및 그래핀(graphene) 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 비금속 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 5~25 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기전도성 섬유의 길이는 1~10㎜인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 섬유는 전기전도성 금속으로 이루어진 섬유, 전기전도성 비금속으로 이루어진 섬유, 전기전도성 금속산화물로 함침된 섬유 및 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유는 바람직하게는 합성수지 섬유의 표면에 전기전도성 금속을 도금처리하여 제조된 것이다. 또한, 상기 전기전도성 섬유의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 2~15 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 상기 바인더는 (메타)아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 실리콘(silicone)계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 바인더의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 25~55 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 바람직하게는 난연제를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 난연제의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 40~85 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 바람직하게는 분산제, 점도 조절제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 자외선 차단제로로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 보조 첨가제의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 0.5~10 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 상기 액상 매질은 수성 매질인 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 일면 또는 양면에 방오층을 가지는 원단 및 상기 방오층을 가지는 원단의 일면에 형성된 대전방지층을 포함하고, 상기 대전방지층은 전술한 대전방지 코팅용 조성물에서 액상 매질이 제거된 것이고, 상기 일면에 방오층을 가지는 원단에는 방오층에 대향하는 타면에 대전방지층이 형성된 것을 특징으로 하는 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단을 제공한다. 이때, 상기 대전방지층이 형성된 원단의 일면은 차량 좌석용 커버에서 차량 사용자와 직접 접촉되지 않는 커버의 후면에 해당한다.
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 전도성 섬유가 전기의 통로 역할을 하면서 전도성 분말을 보완하기 때문에 대전방지 성능이 우수한 대전방지층을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물을 방오 처리된 원단의 양면 중 차량 사용자와 직접 접촉되지 않는 일면에 도포하고 건조시켜 대전방지층을 형성하는 경우 발수성 또는 발유성과 같은 방오 성능 및 대전방지 성능이 모두 우수한 차량 좌석용 원단을 제조할 수 있고, 추가적으로 종래의 방오가공 원단에서 문제가 되었던 연소성, Fogging, 냄새 등과 같은 다른 물성의 저하를 방지할 수 있다. 나아가, 이렇게 형성된 차량 좌석용 원단은 대전방지 코팅용 조성물의 성분 배합에 의해 항균 또는 소취 효과를 가질 수 있고, 담배 연기나 자동차 실내에서 느끼는 악취를 사전에 차단하여 보다 쾌적하고 청결한 자동차 실내 환경을 구현할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은 원단에 도포되어 대전방지 성능이 우수한 대전방지층을 경제적으로 형성할 수 있는 대전방지 코팅용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 전기전도성 분말, 전기전도성 섬유, 바인더 및 액상 매질을 포함한다. 이하, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물을 구성성분 별로 나누어 설명한다.
전기전도성 분말
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에서 상기 전기전도성 분말은 대전방지 기능을 주로 담당하면서 선택적으로 항균 또는 소취 기능을 담당한다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 전기전도성 분말의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 10~30 중량부인 것이 바람직하고, 10~25 중량부인 것이 더 바람직하고, 15~20 중량부인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 전기전도성 분말은 대전방지 부여 효과 및 경제성을 모두 고려할 때 전기전도성 금속 분말 및 전기전도성 비금속 분말의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 전기전도성 금속 분말은 소정 범위의 전기전도도를 가지는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 구리 분말, 은 분말, 금 분말, 알루미늄 분말, 텅스텐 분말, 아연 분말, 니켈 분말, 철 분말 및 백금 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, 대전방지 효과, 경제성 및 항균 등과 같은 부수적인 효과를 고려할 때 구리 분말인 것이 더 바람직하다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 전기전도성 금속 분말의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 0.5~10 중량부인 것이 바람직하고 0.5~5 중량부인 것이 더 바람직하고 1.5~3.5 중량부인 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 비금속 분말은 소정 범위의 전기전도도를 가지는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 전기전도성 금속 분말 내지 다른 성분과의 조화성, 대전방지 상승 효과 등을 고려할 때 탄소계 비금속 분말인 것이 바람직하고, 예를 들어 흑연(graphite) 분말, 카본블랙(carbon black), 탄소나노튜브(carbon nanotube) 분말 및 그래핀(graphene) 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 이 중 흑연(graphite) 분말인 것이 더 바람직하다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 전기전도성 비금속 분말의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 5~25 중량부인 것이 바람직하고 5~20 중량부인 것이 더 바람직하고 10~20 중량부인 것이 가장 바람직하다.
전기전도성 섬유
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에서 전기전도성 섬유는 전기의 통로 역할을 하여 전도성 분말의 대전방지 기능을 극대화시킨다. 이때, 상기 전기전도성 섬유는 후술하는 차량 좌석용 원단의 강연도(firmness), 강신도(strength and elongation) 등에 대한 부정적인 영향, 다른 성분들과의 혼용성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 등을 고려할 때 위해 소정의 길이로 절단된 것이 바람직하다. 예를 들어, 전기전도성 섬유의 길이는 1~10㎜인 것이 바람직하고 2~6㎜인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 전기전도성 섬유는 소정의 전기전도도를 가진 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 전기전도성 금속으로 이루어진 섬유, 전기전도성 비금속으로 이루어진 섬유, 전기전도성 금속산화물로 함침된 섬유 및 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 전기전도성 금속으로 이루어진 섬유의 예로는 스테인리스, 구리, 니켈 등을 섬유상으로 연신시켜 제조한 섬유, 금사, 은사, 철사, 알루미늄사, 철과 알루미늄의 융용체로 이루어진 금속섬유 등이 있다. 또한, 상기 전기전도성 비금속으로 이루어진 섬유의 예로는 탄소섬유가 있다. 또한, 상기 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유는 합성수지 섬유의 표면에 다양한 방법을 통하여 금속, 금속산화물, 탄소계 물질 등과 같이 전기전도성 물질을 피복한 것이라면 그 종류가 제한되지 않으며, 전기전도성 분말과의 시너지 효과를 고려할 때, 바람직하게는 합성수지 섬유의 표면에 전기전도성 금속을 도금처리하거나 스퍼터링 방법으로 증착하여 제조된 것이다. 구체적으로 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유는 예를 들어, 폴리올레핀계(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌) 섬유, 폴리에스테르계(예를 들어, PET) 섬유, 폴리아마이드계(예를 들어, 나일론) 섬유와 같은 비전도성 합성섬유의 표면에 무전해 도금법(섬유에 에칭을 한 후 촉매 처리하여 금속이온의 환원작용에 의한 치환도금방법) 방법으로 구리, 은, 금, 알루미늄, 텅스텐, 아연, 니켈, 철, 백금 등과 같은 전기전도성 금속을 포함하는 전기전도층을 형성하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 전기전도성 섬유의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 2~15 중량부인 것이 바람직하고 5~15 중량부인 것이 더 바람직하고 5~10 중량부인 것이 가장 바람직하다.
바인더
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에서 상기 바인더는 대전방지 코팅용 조성물을 원단의 표면에 도포하고 건조하는 과정에서 다른 성분들을 결속시키고 소정의 접착력을 가지는 도막을 형성하는 역할을 한다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에 사용되는 바인더의 종류는 크게 제한되지 않으며 원단 코팅용 조성물에 사용되는 공지의 수지에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 (메타)아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 실리콘(silicone)계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고 이 중 실리콘(silicone)계 바인더 또는 (메타)아크릴계 바인더인 것이 바람직하다. 상기 실리콘(silicone)계 바인더의 예로는 말단 또는 곁가지에 히드록시기, 비닐기, 아세틸렌기에서 선택되는 1종 이상의 관능기를 갖는 폴리디메틸실록산, 아크릴 수지 유닛과 실리콘 수지 유닛을 블록 공중합한 것, 폴리 메타크릴레이트 유닛을 실리콘 수지에 그래프트 중합하여 복합화한 수지 등이 있다. 또한, 상기 (메타)아크릴계 바인더의 예로는 (메타)아크릴계 코폴리머 등이 있고, 상기 비닐계 바인더로는 폴리초산비닐 등이 있다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 바인더의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성, 도막 형성능 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 25~55 중량부인 것이 바람직하고 35~55 중량부인 것이 더 바람직하고 35~45 중량부인 것이 가장 바람직하다.
난연제
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 바람직하게는 난연제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물이 난연제를 포함하는 경우 차량 좌석용 원단에 방오성과 대전방지성 외에 난연성을 더 부여할 수 있다. 이때, 사용가능한 난연제는 공지의 유기계 난연제 또는 무기계 난연제 등 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 유기계 난연제의 예로는 인계 난연제, 브롬계 난연제, 염소계 난연제 등이 있고 무기계 난연제의 예로는 금속수산화물계 난연제와 안티몬계 난연제가 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물의 일 성분으로 사용가능한 난연제로는 폴리브로모비페닐(PBBs), 폴리브롬화비페닐에테르(PBDEs), 테트라브로모비스페놀-A(TBBPA), 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO), 헥사브로모시클로도데칸(HBCD), 트리브로모페놀(TBP) 등과 같은 브롬계 난연제; 트리페닐포스페이트(TPP), 트리아릴포스페이트, 트리크레실포스페이트(TCP), 클로로에틸포스페이트, 할로겐함유축합 인산에스테르와 같은 인계 난연제; 또는 삼산화안티몬(Sb2O3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgHCO3), 탈크와 같은 무기계 난연제가 있고, 이 중 다른 성분과의 혼용성 및 난연 효과를 고려할 때 브롬계 난연제와 무기계 난연제의 조합으로 구성되는 것이 바람직하고, 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO)와 삼산화안티몬(Sb2O3)의 조합으로 구성되는 것이 더 바람직하다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 난연제의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성, 대전방지 코팅용 조성물의 도포성, 난연 효과 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 40~85 중량부인 것이 바람직하고 55~85 중량부인 것이 더 바람직하고 60~80 중량부인 것이 가장 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에 사용되는 난연제가 브롬계 난연제와 무기계 난연제의 조합으로 구성되는 경우 브롬계 난연제의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 35~80 중량부인 것이 바람직하고 45~65 중량부인 것이 더 바람직하고, 무기계 난연제의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 5~25 중량부인 것이 바람직하고 10~20 중량부인 것이 더 바람직하다.
기타 보조 첨가제
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물은 도포의 용이성, 대전방지 효과의 신뢰성, 대전방지층의 내구성 등을 향상시키기 위해 바람직하게는 분산제, 점도 조절제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 자외선 차단제로로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 분산제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 점도 조절제는 공지의 증점제, 유도성 개량제 등에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물 내에서 상기 보조 첨가제의 함량은 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 조화성 및 경제성 등을 고려할 때 액상 매질 100 중량부 당 0.5~10 중량부인 것이 바람직하고 2~10 중량부인 것이 더 바람직하고 2~8 중량부인 것이 가장 바람직하다.
액상 매질
본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에서 액상 매질은 전기전도성 분말, 전기전도성 섬유, 바인더, 난연제 등과 같은 구성성분을 원단의 표면에 균일하게 도포하기 위한 매개체로 작용하며, 대전방지 코팅용 조성물의 도포 후 건조에 의해 도막을 형성할 때 제거되는 성분이다. 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물에서 사용가능한 액상 매질은 수성 매질, 유성 매질 등 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 이 중 구성성분의 분산성, 작업의 안전성 및 경제성 등을 고려할 때 수성 매질인 것이 바람직하다. 본 발명에서 수성 매질은 물 또는 이와 혼용될 수 있는 알코올, 또는 상기 물과 알코올을 혼합물 등에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 전술한 대전방지 코팅용 조성물에 의해 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단에 관한 것이다. 본 발명의 일 예에 따른 차량 좌석용 원단은 일면 또는 양면에 방오층을 가지는 원단 및 상기 방오층을 가지는 원단의 일면에 형성된 대전방지층을 포함한다. 이때, 상기 대전방지층은 전술한 대전방지 코팅용 조성물에서 액상 매질이 제거된 것이다. 또한, 일면에만 방오층을 가지는 원단에 대전방지층이 형성되는 경우 방오층에 대향하는 타면에 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 차량 좌석용 원단은 주로 차량 좌석용 커버로 사용되는데, 방오층에 대향하는 타면에 대전방지층이 형성되는 경우 방오층이 형성된 원단의 일면은 차량 좌석용 커버의 전면에 해당하여 차량 사용자와 직접 접촉되고 대전방지층이 형성된 원단의 일면은 차량 좌석용 커버의 후면에 해당하여 차량 사용자와 직접 접촉되지 않는다. 따라서, 차량 좌석용 원단의 일면에 형성된 대전방지층은 외력에 의한 영향을 적게 받을 수 있고, 장시간 신뢰성 있게 차량 좌석용 원단에 대전방지 기능을 부여하게 된다. 또한, 차량 좌석용 원단의 일면에 형성된 방오층은 대전방지층과 반대 방향에 있기 때문에 차량 좌석용 원단의 방오성 저하가 최소화된다.
본 발명의 일 예에 따른 차량 좌석용 원단은 양면에 방오층을 가지는 원단의 일면에 전술한 대전방지 코팅용 조성물을 소정의 두께로 도포한 후 소정의 온도에서 건조하여 대전방지층을 형성하는 방법 또는 일면에 방오층을 가지는 원단의 타면(즉, 방오층에 대향하는 원단의 일면)에 전술한 대전방지 코팅용 조성물을 소정의 두께로 도포한 후 소정의 온도에서 건조하여 대전방지층을 형성하는 방법 등으로 제조할 수 있다. 이때, 방오층을 가지는 원단은 소정의 기초 원단을 방오 처리하여 제조할 수 있다. 상기 기초 원단은 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 플랫 우븐(Flat Woven), 플랫 트리코트(Flat Tricot), 더블라셀(Double Raschel), 트리코트 스웨이드(Tricot Suede), 트리코트(Tricot Cut), 써클라니트(Circular Knit), 메쉬(MESH), DNB MESH(Space Fabric), 싱커파일(Sinker Pile)로 이루어진 원단에서 선택될 수 있다. 또한, 원단의 방오 처리시 사용되는 방오 코팅용 조성물의 종류는 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 불소수지계 방오제를 포함하는 공지의 방오 코팅용 조성물에서 선택될 수 있다. 또한, 방오 처리 방법은 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 롤러 코팅, 블레이드 코팅, 그라비아 코팅, 닷트 코팅(dot coating), 침지와 같은 디핑 코팅(dipping coating) 방법 등에서 선택될 수 있다. 한편, 상기 대전방지 코팅용 조성물의 도포 두께는 크게 제한되지 않으며 예를 들어 평량으로 환산할 때 40~80 g/㎡으로 도포될 수 있다. 또한, 상기 도포된 대전방지 코팅용 조성물의 건조 온도는 원단의 변형을 일으키지 않는 범위에서 선택될 수 있으며 100~180℃인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것 일뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 대전방지 코팅용 조성물의 제조
제조예 1.
물 100 중량부에 데카브로모디페닐옥사이드(Decabromodiphenyl Oxide, DBDPO) 30 중량부, 삼산화안티몬(Sb2O3) 15 중량부, 흑연 분말 12 중량부, 구리 분말 2 중량부, 약 3~4㎜의 길이로 절단된 전기전도성 섬유 5 중량부(제품명 : Cuprus; 제조사 : 코오롱글로텍, 대한민국; 기술적 특징 : 나일론 섬유를 에칭하고 촉매를 삽입한 후 구리 이온을 환원 및 석출시켜 표면에 도금층을 형성함), 아크릴계 코폴리머 40 중량부, 실리콘(silicone)계 계면활성제 5 중량부 및 증점제 2.5 중량부를 첨가하고 균일하게 혼합하여 대전방지 코팅용 조성물을 제조하였다.
제조예 2.
물 100 중량부에 데카브로모디페닐옥사이드(Decabromodiphenyl Oxide, DBDPO) 30 중량부, 삼산화안티몬(Sb2O3) 15 중량부, 흑연 분말 15 중량부, 구리 분말 2.5 중량부, 약 3~4㎜의 길이로 절단된 전기전도성 섬유 7 중량부(제품명 : Cuprus; 제조사 : 코오롱글로텍, 대한민국; 기술적 특징 : 나일론 섬유를 에칭하고 촉매를 삽입한 후 구리 이온을 환원 및 석출시켜 표면에 도금층을 형성함), 아크릴계 코폴리머 40 중량부, 실리콘(silicone)계 계면활성제 5 중량부 및 증점제 2.5 중량부를 첨가하고 균일하게 혼합하여 대전방지 코팅용 조성물을 제조하였다.
제조예 3.
물 100 중량부에 데카브로모디페닐옥사이드(Decabromodiphenyl Oxide, DBDPO) 30 중량부, 삼산화안티몬(Sb2O3) 15 중량부, 흑연 분말 18 중량부, 구리 분말 4 중량부, 약 3~4㎜의 길이로 절단된 전기전도성 섬유 9 중량부(제품명 : Cuprus; 제조사 : 코오롱글로텍, 대한민국; 기술적 특징 : 나일론 섬유를 에칭하고 촉매를 삽입한 후 구리 이온을 환원 및 석출시켜 표면에 도금층을 형성함), 아크릴계 코폴리머 40 중량부, 실리콘(silicone)계 계면활성제 5 중량부 및 증점제 2.5 중량부를 첨가하고 균일하게 혼합하여 대전방지 코팅용 조성물을 제조하였다.
비교제조예 1.
물 100 중량부에 데카브로모디페닐옥사이드(Decabromodiphenyl Oxide, DBDPO) 30 중량부, 삼산화안티몬(Sb2O3) 15 중량부, 흑연 분말 15 중량부, 구리 분말 9.5 중량부, 아크릴계 코폴리머 40 중량부, 실리콘(silicone)계 계면활성제 5 중량부 및 증점제 2.5 중량부를 첨가하고 균일하게 혼합하여 대전방지 코팅용 조성물을 제조하였다.
비교제조예 2.
물 100 중량부에 데카브로모디페닐옥사이드(Decabromodiphenyl Oxide, DBDPO) 30 중량부, 삼산화안티몬(Sb2O3) 15 중량부, 구리 분말 24.5 중량부, 아크릴계 코폴리머 40 중량부, 실리콘(silicone)계 계면활성제 5 중량부 및 증점제 2.5 중량부를 첨가하고 균일하게 혼합하여 대전방지 코팅용 조성물을 제조하였다.
2. 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 평가 및 이로부터 형성된 대전방지층의 대전성 측정
(1) 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단의 제조
디핑 코팅에 의해 양면이 방오 처리된 원단의 일면에 제조예 1 내지 제조예 3, 비교제조예 1 및 비교제조예 2에서 제조한 대전방지 코팅용 조성물을 나이프 코팅 방식으로 도포하고(도포 두께 : 60±2 g/㎡; 도포 속도 20±2 원단 m/min) 약 150℃에서 충분히 건조하여 일면에 대전방지층이 형성된 차량 좌석용 원단을 제조하였다.
(2) 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 평가
대전방지 코팅용 조성물을 도포하여 차량 좌석용 원단을 제조하는 과정에서 도포의 용이 정도 및 도포층의 상태를 육안으로 관찰하여 도포성을 평가하였다. 하기 표 1은 사용한 대전방지 코팅용 조성물의 도포성 평가 결과를 나타낸 것이다.
구분 사용한 대전방지 코팅용 조성물
제조예 1 제조예 2 제조예 3 비교제조예 1 비교제조예 2
도포성 양호 양호 양호 양호 불량
(3) 대전방지 코팅용 조성물로부터 형성된 대전방지층의 대전성 측정
대전방지 코팅용 조성물을 사용하여 제조한 차량 좌석용 원단의 마찰대전압을 KS K 0555 B에 규정된 대전성 시험방법으로 측정하였고(마찰포로 면포를 사용함), 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 대전방지층 형성시 사용한 대전방지 코팅용 조성물
제조예 1 제조예 2 제조예 3 비교제조예 1 비교제조예 2
차량 좌석용 원단의 마찰 대전압(V) 480±100 390±100 310±100 520±100 690±100
상기 표 2에서 보이는 바와 같이 본 발명에 따른 대전방지 코팅용 조성물을 사용하여 제조한 차량 좌석용 원단의 경우 마찰 대전압이 상대적으로 낮게 나타났으며, 이로부터 대전방지 성능이 우수함을 알 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전기전도성 금속 분말, 전기전도성 비금속 분말, 길이가 1~10㎜인 전기전도성 섬유, 바인더 및 액상 매질을 포함하는 조성물로서,
    상기 전기전도성 금속 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 2~10 중량부이고,
    상기 전기전도성 비금속 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 12~25 중량부이고,
    상기 전기전도성 섬유의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 5~15 중량부이고,
    상기 바인더의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 25~55 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전기전도성 금속 분말은 구리 분말, 은 분말, 금 분말, 알루미늄 분말, 텅스텐 분말, 아연 분말, 니켈 분말, 철 분말 및 백금 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기전도성 금속 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 2~4 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전기전도성 비금속 분말은 흑연(graphite) 분말, 카본블랙(carbon black), 탄소나노튜브(carbon nanotube) 분말 및 그래핀(graphene) 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기전도성 비금속 분말의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 12~18 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전기전도성 섬유의 길이는 2~6㎜인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 전기전도성 섬유는 전기전도성 금속으로 이루어진 섬유, 전기전도성 비금속으로 이루어진 섬유, 전기전도성 금속산화물로 함침된 섬유 및 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 표면이 전기전도성 물질을 함유하는 층으로 피복된 섬유는 합성수지 섬유의 표면에 전기전도성 금속을 도금처리하여 제조된 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 전기전도성 섬유의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 5~9 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 바인더는 (메타)아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 실리콘(silicone)계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 바인더의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 35~55 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 난연제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 난연제는 브롬계 난연제와 무기계 난연제의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 난연제의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 40~85 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 분산제, 점도 조절제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 자외선 차단제로로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 보조 첨가제의 함량은 액상 매질 100 중량부 당 0.5~10 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 액상 매질은 수성 매질인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅용 조성물.
  18. 삭제
  19. 일면 또는 양면에 방오층을 가지는 원단 및 상기 방오층을 가지는 원단의 일면에 형성된 대전방지층을 포함하고,
    상기 대전방지층은 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항의 대전방지 코팅용 조성물에서 액상 매질이 제거된 것이고,
    상기 일면에 방오층을 가지는 원단에는 방오층에 대향하는 타면에 대전방지층이 형성된 것을 특징으로 하는 대전방지 기능과 방오 기능을 동시에 갖는 차량 좌석용 원단.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 대전방지층이 형성된 원단의 일면은 차량 좌석용 커버에서 차량 사용자와 직접 접촉되지 않는 커버의 후면에 해당하는 것을 특징으로 하는 차량 좌석용 원단.
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