KR102326849B1 - 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제 및 그 제조방법 - Google Patents

의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해, 바이오 폴리올 30 ~ 40 중량부, 폴리유기실록산 30 ~ 40 중량부, 고분자수지 30 ~ 40 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 15 ~ 20 중량부, 사슬연장제및 가교제 3 ~ 8 중량부를 준비하는 단계(S200); 준비된 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐, 사슬연장제및 가교제를 혼합하고 40 ~ 50℃로 승온하는 단계(S240); 승온상태를 유지하면서, 30분간 2,000 ~ 10,000 rpm으로 교반하여 다가 알코올 조성물을 생성하는 단계(S250); 바이오 이소시아네이트 40 ~ 50 중량부를 투입하는 단계(S270); 및 70 ~ 80℃로 2차 승온한 상태에서 2시간동안 2,000 ~ 10,000 rpm으로 교반하여 기능성 코팅제인 바이오 폴리우레탄 수지를 제조하는 단계(S280);를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법이 제공된다.

Description

의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제 및 그 제조방법{functional coating agents for a clothing upcycle and method thereof}
본 발명은 바이오 폴리우레탄 수지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오 폴리우레탄 수지를 이용하여 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄은 우레탄 결합을 포함하는 고분자 화합물을 총칭하는 것으로, 하나 이상의 이소시아네이트기(-NCO)와 하나 이상의 활성수산기(-OH)를 가지는 알콜류를 적정 조건에서 반응시켜 우레탄결합(-NHCOO-)을 형성하며, 일반적으로 분자량 1,000 이상인 고분자를 폴리우레탄이라 한다.
한편 1997년 미국의 배럴당 유가는 23불에서 2011년 8월 기준 배럴당 98불로 4배 가량 상승하였으며 2008년 7월에는 134 불/bbl로 사상 최대치를 기록하였다. 폴리우레탄(polyurethane, PU)의 주원료인 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate)는 석유를 기반으로 제조하기 때문에 원유가격의 상승은 PU제품의 가격 상승에도 영향을 미치고 있다.
또한 전 세계적으로 환경적인 관점에 집중하면서 고분자 물질 생산에 석유기반 원료물질을 재생 가능한 식물성 유지로 대체하는 것에 대한 요구가 지속되고 있으며, 특히 2005년 2월 교토의정서가 발효됨에 따라 선진국에는 CO2와 같은 온실가스를 감축해야 할 의무가 생겼다. 특히 우리나라는 CO2 배출량이 세계 9위의 국가로서 온실가스 감축에 대한 국제사회의 요구가 거세질 것으로 예상되고 있으며, 이에 따른 추가 비용 또한 PU 제품 가격 상승에 영향을 주고 있다.
이처럼 원유 가격의 상승과 환경규제 강화로 인해 석유를 사용하는 폴리우레탄 원료를 재생자원으로 대체해야 할 필요성이 제기되었으며, 그 방안으로 식물성 천연유지의 사용이 대두되고 있다.
그러나, 바이오 폴리올을 적용한 경질 폴리우레탄폼은 바이오 폴리올의 낮은 저장 안정성 및 관능기로 인해 압축강도, 인장강도, 내충격성 등이 낮아 LNG선 단열재로 사용되는 경질 폴리우레탄 폼의 원료로 적용하기에는 한계가 있었다. 또한, 상기 바이오폴리올은 경질 폴리우레탄 폼 제조 과정 중 반응성이 열악하고, 여전히 물성에서 만족할 만한 폴리우레탄의 제조가 불가능하였다.
또한, 피마자유 또는 주로 식량 자원으로 사용되는 대두유로부터 제조되는 바이오 폴리올을 적용하고 있지만, 여전히 경질 폴리우레탄에 적용하기에는 충분한 물성이 보장되지 않으며 바이오 폴리올의 사용량 또한 최대 15% 이상 사용하기 어려워 친환경적인 측면에서 부족하다.
특히, 의류, 중고의류, 폐의류 등을 업사이클링하여 부가가치를 높이거나 고급 제품으로 재탄생시키는 기술이 최근 각광을 받고 있다. 이러한 업사이클 과정에는 의류를 코팅하기 위한 코팅제가 사용되는데 종래에는 인공적인 합성 코팅제를 사용하였기 때문에 인체에 유해하다는 지적이 있어 왔고, 이로 인해 의류의 업사이클링이 활성화되지 못하는 기술적 장벽이 있었다.
1. 대한민국 특허등록 제 10-1766438 호(바이오 폴리우레탄의 제조방법 및 이로부터 제조된 바이오 폴리우레탄 및 이를 코팅한 바이오 폴리우레탄코팅 섬유), 2. 대한민국 특허등록 제 10-0523479 호(키토산을 사용한 마이크로캡슐 및 이를 함유하는 조성물), 3. 대한민국 특허등록 제 10-0614609 호(키토산 마이크로캡슐의 제조방법, 그로 제조된 키토산 마이크로캡슐 및 그의 활용방법).
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 기존의 인공적인 화학물질로 구성된 코팅제에서 탈피하여, 친환경성을 강화하고, 인체 친화적인 코팅제를 제공하는 것이 목적이다.
또한, 천연물질 기반의 항균성을 확보할 수 있는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 바이오 폴리올 30 ~ 40 중량부, 폴리유기실록산 30 ~ 40 중량부, 고분자수지 30 ~ 40 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 15 ~ 20 중량부, 사슬연장제및 가교제 3 ~ 8 중량부를 준비하는 단계(S200); 준비된 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐, 사슬연장제및 가교제를 혼합하고 40 ~ 50℃로 승온하는 단계(S240); 승온상태를 유지하면서, 30분간 2,000 ~ 10,000 rpm으로 교반하여 다가 알코올 조성물을 생성하는 단계(S250); 바이오 이소시아네이트 40 ~ 50 중량부를 투입하는 단계(S270); 및 70 ~ 80℃로 2차 승온한 상태에서 2시간동안 2,000 ~ 10,000 rpm으로 교반하여 기능성 코팅제인 바이오 폴리우레탄 수지를 제조하는 단계(S280);를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법이 제공된다.
또한, 준비단계에서, 바이오 폴리올 32 중량부, 폴리유기실록산 32 중량부, 고분자수지 32 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 16 중량부, 사슬연장제및 가교제 4 중량부가 준비된다.
또한, 바이오 이소시아네이트는 44 ~ 45 중량부를 투입한다.
또한, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐은, 키토산 1 ~ 4 중량부를 용해한 수용액과 코어 물질을 함유하는 유기용액을 준비하는 단계(S100); 준비된 수용액과 유기용액을 혼합하고 4,000 ~ 9,000 rpm으로 교반하여 o/w 에멀젼을 제조하는 단계(S120); 100 ~ 500 중량부의 미네랄오일을 첨가하는 단계(S130); 40 ~ 60℃의 온도에서 4 ~ 6시간 동안 중합반응을 실시하여 o/w/o의 다중 에멀젼 형태의 캡슐을 제조하는 단계(S140); 다중 에멀젼에 가교제 수용액을 투입하는 단계(S160); 및 30 ~ 60℃의 온도에서 200 ~ 600 rpm으로 교반하여 캡슐막의 가교를 생성함으로써 상기 키토산을 포함하는 마이크로캡슐을 완성하는 단계(S170);를 포함하는 제조방법에 의해 제조된다.
또한, 미네랄오일은 계면활성제를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 또 다른 카테고리로써, 바이오 폴리올 30 ~ 40 중량부, 폴리유기실록산 30 ~ 40 중량부, 고분자수지 30 ~ 40 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 15 ~ 20 중량부, 사슬연장제 및 가교제 3 ~ 8 중량부를 포함하는 다가 알코올 조성물 100 중량부에 대해 바이오 이소시아네이트 40 ~ 50 중량부를 반응시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 바이오 이소시아네이트는, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,5,5-트리메틸-1-이소시아노-3-이소시아나토메틸시클로헥산, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(4,4`-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 및 (C1-C8)알킬기를 가지는 알킬 2,6-디이소시아네이토헥사노에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 혼합물이다.
또한, 고분자수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리옥시에틸렌에테르글리콜, 폴리옥시프로필렌에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르-co-3-메틸-테트라메틸렌에테르글리콜 및 폴리테트라메틸렌에테르-co-2,3-디메틸-테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리에테르계이다.
또한, 사슬연장제 및 가교제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥실렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 4-시클로헥산디메탄올, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어진다.
또한, 바이오 폴리올은 생선 오일, 소 기름, 돼지 기름, 해바라기씨유, 캐놀라유, 야자유, 대두유, 피마자유로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 이들의 혼합물로 이루어지며, 중량평균분자량이 1,800~2,200 Mw이고, 수산가가 45~180 ㎎ㆍKOH/g이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기존의 인공적인 화학물질로 구성된 코팅제에서 탈피하여, 친환경성을 강화하고, 인체 친화적인 코팅제를 사용하여 의류 업사이클링이 가능한 효과가 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키토산을 함유하는 마이크로캡슐의 제조방법을 나타내는 흐름도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
마이크로캡슐의 제조
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키토산을 함유하는 마이크로캡슐의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐은, 키토산 3 중량부를 용해한 수용액과 코어 물질을 함유하는 유기용액을 준비한다(S100).
그 다음, 준비된 수용액과 유기용액을 혼합하고 6,000 rpm으로 교반하여 o/w(oil in water) 에멀젼을 제조한다(S120).
그 다음, 200 중량부의 미네랄오일을 첨가한다(S130). 이때, 미네랄오일은 계면활성제를 포함한다.
그 다음, 50℃의 온도에서 5시간 동안 중합반응을 실시하여 o/w/o(oil/water/oil)의 다중 에멀젼 형태의 캡슐을 제조한다(S140).
그 다음, 다중 에멀젼에 가교제 수용액을 투입한다(S160).
그 다음, 45℃의 온도에서 400 rpm으로 교반하여 캡슐막의 가교를 생성함으로써 키토산을 포함하는 마이크로캡슐을 완성한다(S170).
바이오폴리우레탄수지인 코팅제의 제조
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 바이오 폴리올 32 중량부, 폴리유기실록산 32 중량부, 고분자수지 32 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 16 중량부, 사슬연장제및 가교제 4 중량부를 준비한다(S200).
그 다음, 준비된 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐, 사슬연장제및 가교제를 혼합하고 45℃로 승온한다(S240).
그 다음, 승온상태를 유지하면서, 30분간 7,000 rpm으로 교반하여 다가 알코올 조성물을 생성한다(S250).
그 다음, 바이오 이소시아네이트 44.5 중량부를 투입한다(S270).
그 다음, 75℃로 2차 승온한 상태에서 2시간동안 7,000 rpm으로 교반하여 기능성 코팅제인 바이오 폴리우레탄 수지를 제조한다(S280). 제조된 바이오 폴리우레탄 수지는 의류의 업사이클을 위한 코팅제로 사용할 수 있다.
바이오 이소시아네이트 혼합물은 방향족 화합물 이소시아네이트와 식물성 천연유지 기반의 지방족 화합물 바이오 이소시아네이트 및 리그닌을 이용한 바이오 이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 둘 이상의 혼합물이며, 폴리올 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 200 중량부로 포함된다.
상기 바이오 이소시아네이트 혼합물에 대한 이소시아네이트기(-NCO)의 관능도는 2 내지 5인 것이 좋다. 바이오 이소시아네이트는 폴리올 조성물 100 중량부에 대하여 50 내지 150 중량부로 포함되며, 상세하게는 폴리올 조성물의 수산기 당량수를 기준으로 1:0.7 내지 1:1.4수준으로 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 바이오 이소시아네이트는, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,5,5-트리메틸-1-이소시아노-3-이소시아나토메틸시클로헥산, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(4,4`-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 및 (C1-C8)알킬기를 가지는 알킬 2,6-디이소시아네이토헥사노에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 혼합물이다.
또한, 고분자수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리옥시에틸렌에테르글리콜, 폴리옥시프로필렌에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르-co-3-메틸-테트라메틸렌에테르글리콜 및 폴리테트라메틸렌에테르-co-2,3-디메틸-테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리에테르계이다.
또한, 사슬연장제 및 가교제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥실렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 4-시클로헥산디메탄올, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어진다.
보다 상세하게, 사슬연장제는 폴리우레탄 중합체의 이소시아네이트기와 반응하는 NH2- 및 NH-성분 중 어느 하나 이상의 관능성 성분을 가지는 것으로 디아민 또는 폴리아민, 예컨대 에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 이소포론디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민의 이성질체 혼합물, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 디아미노디시클로헥실메탄 및/또는 디메틸 에틸렌디아민 등을 사용할 수 있다.
사슬연장제로 일차 아미노기뿐만 아니라 이차 아미노기를 갖거나 OH기뿐만 아니라 아미노기 (일차 또는 이차)를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이들의 예는 사슬 연장 또는 종결을 위한 일차/이차 아민, 예컨대 디에탄올아민, 3-아미노-1-메틸아미노프로판, 3-아미노-1-에틸-아미노프로판, 3-아미노-1-시클로헥실아미노프로판, 3-아미노-1-메틸아미노부탄, 알칸올아민, 예컨대 N-아미노에틸에탄올아민, 에탄올아민, 3-아미노프로판올, 네오펜탄올아민 등을 들 수 있다.
이외에도 CYANOX1790[CYANAMID(주) 제조], IRGANOX245, IRGANOX1010[이상, 치바·스페셜리티·케미컬즈(주) 제조], Sumilizer GA-80 (스미토모화학(주) 제조) 및 2,6-디부틸-4-메틸페놀(BHT) 등의 산화 방지제; TINUVIN622LD, TINUNIN765[이상, 치바스페셜리티케미컬즈(주) 제조], SANOL LS-2626, LS-765[이상, 산쿄(주) 제조] 등의 광 안정제; TINUVIN328 및 TINUVIN234(이상, 치바스페셜리티케미컬즈(주) 제조) 등의 자외선 흡수제; 디메틸실록산폴리옥시알킬렌 공중합체 등의 실리콘 화합물; 적린, 유기인 화합물 인 및 할로겐 함유 유기 화합물, 브롬 또는 염소 함유 유기 화합물, 폴리인산암모늄, 수산화알루미늄, 산화안티몬 등의 첨가 및 반응형 난연제; 이산화티탄 등의 안료, 염료 및 카본 블랙 등의 착색제; 카르보디이미드 화합물 등의 가수 분해 방지제; 유리 단섬유, 카본 파이버, 알루미나, 탈크, 그라파이트, 멜라민 및 백토 등의 필러; 활제; 유제; 계면활성제; 그 밖의 무기 증량제; 그리고 유기 용매; 등을 들 수 있다. 또한 물 그리고 대체 플론 등의 발포제도 첨가하여도 무방하다.
또한, 바이오 폴리올은 생선 오일, 소 기름, 돼지 기름, 양 기름과 같은 동물성 기름, 해바라기씨유, 캐놀라유, 야자유, 옥수수유, 면실유, 평지자유, 아마인유, 홍화씨유, 귀리유, 올리브유, 팜유, 땅콩유, 유채유, 쌀겨유, 아마씨유, 참깨유, 대두유, 피마자유와 같은 식물성 기름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 이들의 혼합물로 이루어진다. 그리고, 바이오 폴리올은 중량평균분자량이 1,800~2,200 Mw이고, 수산가가 45~180 ㎎ㆍKOH/g이다. 45 ㎎ㆍKOH/g 미만인 경우 이소시아네이트와의 반응에 의한 우레탄결합을 유도하기 어려워 폴리우레탄의 분자량이 낮아질 우려가 있으며, 180 ㎎ㆍKOH/g 초과인 경우 급격한 반응에 의해 겔화가 진행되어 반응을 컨트롤하기 어려울 수 있다. 다만 일반적으로 반응 생성물의 점도 증가에 따라 제조되는 바이오 폴리우레탄 코팅섬유의 접착력, 내수압 물성 등이 증가하는 경향을 보이므로, 상기 범위를 만족하는 폴리올을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 합성 폴리올은 중량평균분자량이 1,800 내지 2,200 Mw일 수 있다. 중량평균분자량이 1,800 Mw 미만인 경우 전체적인 물성이 떨어지게 된다. 특히 내수압과 박리강도의 물성이 떨어질 수 있으며, 2,200 Mw 초과인 경우 반대로 내수압과 박리강도에서는 충분한 물성을 가질 수 있으나, 투습도가 감소할 수 있다.
또한, 폴리유기실론산은 폴리디메틸실록산, 폴리메틸페닐실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리불소실록산, 및 폴리비닐실록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 이들의 공중합체 및 혼합물이다.
또한, 키토산은 키틴을 염산 용액에 침지시킨후 휘발성 물질로 세척하고 건조하는 과정을 통해 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 사슬연장제 및 가교제와 교반되기 쉽도록 준비한다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims (10)

  1. 바이오 폴리올 30 ~ 40 중량부, 폴리유기실록산 30 ~ 40 중량부, 고분자수지 30 ~ 40 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 15 ~ 20 중량부, 사슬연장제 및 가교제 3 ~ 8 중량부를 준비하는 단계(S200);
    준비된 상기 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐, 사슬연장제 및 가교제를 혼합하고 40 ~ 50℃로 승온하는 단계(S240);
    상기 승온상태를 유지하면서, 30분간 2,000 ~ 10,000 rpm으로 교반하여 다가 알코올 조성물을 생성하는 단계(S250);
    바이오 이소시아네이트 40 ~ 50 중량부를 투입하는 단계(S270); 및
    70 ~ 80℃로 2차 승온한 상태에서 2시간동안 2,000 ~ 10,000 rpm으로 교반하여 기능성 코팅제인 바이오 폴리우레탄 수지를 제조하는 단계(S280);를 포함하며,
    상기 키토산을 포함하는 마이크로캡슐은,
    키토산 1 ~ 4 중량부를 용해한 수용액과 코어 물질을 함유하는 유기용액을 준비하는 단계(S100);
    준비된 상기 수용액과 유기용액을 혼합하고 4,000 ~ 9,000 rpm으로 교반하여 o/w 에멀젼을 제조하는 단계(S120);
    100 ~ 500 중량부의 미네랄오일을 첨가하는 단계(S130);
    40 ~ 60℃의 온도에서 4 ~ 6시간 동안 중합반응을 실시하여 o/w/o의 다중 에멀젼 형태의 캡슐을 제조하는 단계(S140);
    상기 다중 에멀젼에 가교제 수용액을 투입하는 단계(S160); 및
    30 ~ 60℃의 온도에서 200 ~ 600 rpm으로 교반하여 캡슐막의 가교를 생성함으로써 상기 키토산을 포함하는 마이크로캡슐을 완성하는 단계(S170);에 의해 제조되며,
    상기 키토산은, 상기 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 사슬연장제 및 가교제와 용이하게 교반되기 위하여, 키틴을 염산 용액에 침지시킨 후 휘발성 물질로 세척되고, 상기 세척 후 건조되는 과정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 준비단계에서, 상기 바이오 폴리올 32 중량부, 폴리유기실록산 32 중량부, 고분자수지 32 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 16 중량부, 사슬연장제및 가교제 4 중량부가 준비되는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이오 이소시아네이트는 44 ~ 45 중량부를 투입하는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미네랄오일은 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제의 제조방법.
  6. 바이오 폴리올 30 ~ 40 중량부, 폴리유기실록산 30 ~ 40 중량부, 고분자수지 30 ~ 40 중량부, 키토산을 포함하는 마이크로캡슐 15 ~ 20 중량부, 사슬연장제 및 가교제 3 ~ 8 중량부를 포함하는 다가 알코올 조성물 100 중량부에 대해 바이오 이소시아네이트 40 ~ 50 중량부를 반응시켜 제조되며,
    상기 키토산을 포함하는 마이크로캡슐은,
    키토산 1 ~ 4 중량부를 용해한 수용액과 코어 물질을 함유하는 유기용액이 혼합 및 4,000 ~ 9,000 rpm으로 교반되어 o/w 에멀젼으로 제조되면, 100 ~ 500 중량부의 미네랄오일이 첨가된 후 40 ~ 60℃의 온도에서 4 ~ 6시간 동안 중합반응을 실시하여 o/w/o의 다중 에멀젼 형태의 캡슐으로 제조되고, 상기 다중 에멀젼에 가교제 수용액에 투입된 후 30 ~ 60℃의 온도에서 200 ~ 600 rpm으로 교반되어 캡슐막의 가교를 생성함으로써 제조되며,
    상기 키토산은, 상기 바이오 폴리올, 폴리유기실록산, 고분자수지, 사슬연장제 및 가교제와 용이하게 교반되기 위하여, 키틴을 염산 용액에 침지시킨 후 휘발성 물질로 세척되고, 상기 세척 후 건조되는 과정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이오 이소시아네이트는, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,5,5-트리메틸-1-이소시아노-3-이소시아나토메틸시클로헥산, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(4,4`-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 및 (C1-C8)알킬기를 가지는 알킬 2,6-디이소시아네이토헥사노에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 혼합물인 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 고분자수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리옥시에틸렌에테르글리콜, 폴리옥시프로필렌에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르-co-3-메틸-테트라메틸렌에테르글리콜 및 폴리테트라메틸렌에테르-co-2,3-디메틸-테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리에테르계인 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 사슬연장제 및 가교제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥실렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 4-시클로헥산디메탄올, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이오 폴리올은 생선 오일, 소 기름, 돼지 기름, 해바라기씨유, 캐놀라유, 야자유, 대두유, 피마자유로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 이들의 혼합물로 이루어지며, 중량평균분자량이 1,800~2,200 Mw이고, 수산가가 45~180 ㎎ㆍKOH/g인 것을 특징으로 하는 의류 업싸이클을 위한 기능성 코팅제.


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