KR102405448B1 - Coating composition and coating method of substrate using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코팅용 조성물 및 이를 사용한 기재의 코팅 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면은, 알루미늄을 포함하는 나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 형성된 코팅층;을 포함하고, 상기 코팅층은, C6 이하의 탄화불소계 화합물을 포함하는 것인, 코팅용 조성물을 제공한다.The present invention relates to a coating composition and a method for coating a substrate using the same, and an aspect of the present invention comprises: nanoparticles comprising aluminum; and a coating layer formed on the surface of the nanoparticles, wherein the coating layer includes a C6 or less fluorocarbon-based compound.
Description
본 발명은 코팅용 조성물 및 이를 사용한 기재의 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, C6 이하의 탄화불소계 화합물을 사용한 발수·발유 코팅용 조성물 및 이를 사용한 기재의 코팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coating composition and a method for coating a substrate using the same, and more particularly, to a water/oil-repellent coating composition using a C6 or less fluorocarbon-based compound and a method for coating a substrate using the same.
발수·발유 기술은 표면 개질 기술의 한 분야로, 고체의 표면을 물리적 또는 화학적으로 개질하여 표면에 액체가 접촉하였을 때 액체를 밀어내는 기술이다. Water/oil-repellent technology is a field of surface modification technology, which physically or chemically modifies the surface of a solid to push the liquid away when the liquid comes into contact with the surface.
해당 기술은 제지 산업의 내유 가공제, 섬유 및 가죽 산업, 금속 소재의 부식 방지, 항공기 운항시 동체의 결빙 방지, 토목 및 건설 구조물의 부식 방지, 선박의 어패류 부착방지, 자동차 외형 코팅, 기계류의 착상방지, 정밀 고분자 가공 분야 등에 활용되고 있으며, 의료, IT, 국방을 포함한 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있다.The technology is an oil-resistant processing agent in the paper industry, textile and leather industry, corrosion prevention of metal materials, prevention of freezing of fuselage during aircraft operation, corrosion prevention of civil engineering and construction structures, prevention of adhesion of shellfish on ships, exterior coating of automobiles, implantation of machinery It is used in the field of prevention and precision polymer processing, and can be used in various industries including medical, IT, and national defense.
초기 발수·발유 기술은 재료 표면의 화학적 구조를 이용한 표면 물성 및 표면 에너지 변화를 통해 고체의 표면 에너지를 낮추는 연구에 집중되었으나, 이후 발수·발유 특성에는 표면의 화학적인 구조와 물성만이 아니라 기하학적인 구조 또한 중요한 요소로 작용한다는 것이 알려지게 되었고, 기술의 발달로 자연에 존재하는 연잎을 비롯한 발수성을 가진 천연 생체표면의 분석이 마이크로 및 나노크기로 가능해지면서 해당 구조를 모방하여 발수·발유 특성을 도입하는 연구가 활발하게 진행되었다.The initial water/oil repellency technology was focused on research to lower the surface energy of a solid through the change of surface properties and surface energy using the chemical structure of the material surface. It became known that the structure also acts as an important factor, and with the development of technology, analysis of natural biological surfaces with water repellency including lotus leaves in nature became possible in micro and nano sizes, and water and oil repellency properties were introduced by mimicking the structure. research has been actively conducted.
현재 발수·발유 특성을 갖는 표면을 조성하기 위해서 표면 에너지가 낮은 불소계 화합물이나 고분자가 널리 활용되고 있으며, 일반적으로 C8 기반의 탄화불소계 화학물질이 사용되고 있다.Currently, fluorine-based compounds or polymers with low surface energy are widely used to form a surface with water- and oil-repellent properties, and C8-based fluorocarbon-based chemicals are generally used.
그러나 C8 기반의 탄화불소계 화학물질은 고가일 뿐만 아니라, 인체에 잔류하는 독성을 갖는 환경 유해물질인 perfluoro octanoic acid (PFOA) 배출로 인해 국내 및 미국 등을 포함한 선진국에서 그 사용이 제한되고 있어, 친환경 및 비독성 소재 기반의 발수·발유 기술의 개발이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.However, C8-based fluorocarbon-based chemicals are not only expensive, but also have restrictions on their use in developed countries including Korea and the United States due to the emission of perfluoro octanoic acid (PFOA), an environmentally hazardous substance that remains toxic to the human body. And there is an urgent need to develop water and oil repellent technology based on non-toxic materials.
특히, 화생방 보호의의 경우 화생방 무기로 사용되는 화학 작용제에 대한 차단 성능이 함께 요구되므로, 발수 및 발유 특성과 화학 작용제에 대한 차단 성능을 모두 확보할 수 있는 코팅 기술이 필요하다.In particular, in the case of chemotherapeutic protection garments, since blocking performance against chemical agents used as chemotherapeutic weapons is required together, a coating technology capable of securing both water and oil repellency properties and blocking performance against chemical agents is required.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 친환경적이고 비독성을 나타내면서, 발수·발유 특성 및 화학 작용제에 대한 차단 특성을 부여할 수 있는 코팅용 조성물 및 이를 사용한 기재의 코팅 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a coating composition capable of imparting water and oil repellency and barrier properties to chemical agents while being environmentally friendly and non-toxic, and coating of a substrate using the same to provide a way
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면은, 알루미늄을 포함하는 나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 형성된 코팅층; 을 포함하고, 상기 코팅층은, C6 이하의 탄화불소계 화합물을 포함하는 것인, 코팅용 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention, nanoparticles comprising aluminum; and a coating layer formed on the surface of the nanoparticles; Including, wherein the coating layer, it provides a composition for coating, comprising a C6 or less fluorocarbon-based compound.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자는, 알루미늄 옥사이드 하이드록사이드 (Aluminum oxide hydroxide, AlHO2) 나노입자를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the nanoparticles, aluminum oxide hydroxide (Aluminum oxide hydroxide, AlHO 2 ) It may include nanoparticles.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자의 크기는, 1 nm 내지 500 nm 인 것일 수 있다.According to an embodiment, the size of the nanoparticles may be 1 nm to 500 nm.
일 실시형태에 따르면, 상기 탄화불소계 화합물은, 카르복실기(-COOH) 작용기를 갖는 것일 수 있다.According to one embodiment, the fluorocarbon compound may have a carboxyl group (-COOH) functional group.
일 실시형태에 따르면, 상기 탄화불소계 화합물은, 트리플루오로아세트산 (trifluoroacetic acid), 펜타플루오로프로피온산 (pentafluoropropionic acid), 테트라플루오로숙신산 (tetrafluorosuccinic acid), 헵타플루오로뷰티르산 (heptafluorobutyric acid), 헥사플루오로글루타르산 (hexafluoroglutaric acid), 노나플루오로발레르산 (nonafluorovaleric acid), 옥타플루오로아디프산 (octafluoroadipic acid) 및 운데카플루오로헥산산 (undecafluorohexanoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment, the fluorocarbon compound is trifluoroacetic acid (trifluoroacetic acid), pentafluoropropionic acid (pentafluoropropionic acid), tetrafluorosuccinic acid (tetrafluorosuccinic acid), heptafluorobutyric acid (heptafluorobutyric acid), hexa At least one selected from the group consisting of fluoroglutaric acid, nonafluorovaleric acid, octafluoroadipic acid, and undecafluorohexanoic acid may include.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자와 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물은 위상 반응 (topotactic reaction)을 하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the nanoparticles and the C6 or less fluorocarbon-based compound may undergo a topotactic reaction.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅용 조성물은 섬유 코팅용인 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating composition may be for coating fibers.
본 발명의 다른 측면은, 나노입자와 C6 이하의 탄화불소계 화합물을 방향족 용매에 첨가 및 교반하여, 상기 나노입자 표면에 코팅층을 형성시키는 단계; 상기 코팅층이 형성된 나노입자를 정제 및 분리하는 단계; 및 상기 분리된 나노입자를 용매에 첨가하여 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물은 상기 나노입자 표면에 코팅층을 형성하는 것인, 코팅용 조성물의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of: adding and stirring nanoparticles and a C6 or less fluorocarbon compound to an aromatic solvent to form a coating layer on the surface of the nanoparticles; Purifying and separating the nanoparticles on which the coating layer is formed; and adding the separated nanoparticles to a solvent and mixing them; including, wherein the C6 or less fluorocarbon-based compound forms a coating layer on the surface of the nanoparticles.
일 실시형태에 따르면, 상기 방향족 용매는, 벤젠, 자일렌, 클로로벤젠, 톨루엔 및 피리딘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aromatic solvent may include at least one selected from the group consisting of benzene, xylene, chlorobenzene, toluene, and pyridine.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅층은, 상기 나노입자와 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물의 위상 반응 (topotactic reaction)에 의하여 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the coating layer may be formed by a topotactic reaction between the nanoparticles and the C6 or less fluorocarbon-based compound.
본 발명의 또 다른 측면은, 코팅 대상물 기재 표면을 전처리하는 단계; 및 상기 전처리된 기재 표면을, 상기 코팅용 조성물 또는 상기 제조방법으로 제조된 코팅용 조성물을 이용하여 코팅하는 단계;를 포함하는, 기재의 코팅방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of pre-treating the surface of the substrate to be coated; and coating the pretreated surface of the substrate using the coating composition or the coating composition prepared by the manufacturing method.
일 실시형태에 따르면, 상기 전처리하는 단계는, 상기 기재 표면상에 나노구조, 마이크로구조 또는 이 둘을 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the pretreatment may be to form a nanostructure, a microstructure, or both on the surface of the substrate.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계는, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 그라비아 코팅 및 바 코팅으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 코팅 방법을 사용하여 수행하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating step may be performed using at least one coating method selected from the group consisting of dip coating, spray coating, spin coating, gravure coating, and bar coating.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계는, 상기 코팅용 조성물 도포 후, 0.1 MPa 내지 1 MPa의 압력을 가하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating step may be to apply a pressure of 0.1 MPa to 1 MPa after the coating composition is applied.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계; 이후에, 상기 코팅된 기재를 80 ℃ 내지 120 ℃의 온도로 열처리하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating step; Thereafter, the step of heat-treating the coated substrate at a temperature of 80 ℃ to 120 ℃; may further include.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅 대상물 기재는, 섬유, 원단 또는 직물인 것일 수 있다.According to an embodiment, the coating target substrate may be a fiber, a fabric, or a fabric.
본 발명의 다른 측면은, 상기 코팅 방법에 의해 코팅된 섬유, 원단 또는 직물을 포함하는, 화생방 보호의 외피를 제공한다.Another aspect of the present invention provides an outer shell of chemotherapeutic protection, comprising a fiber, a fabric or a fabric coated by the coating method.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 화생방 보호의 외피를 포함하는, 화생방 보호의를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a chemotherapeutic protective garment, comprising the chemotherapeutic protective sheath.
본 발명에 따른 코팅용 조성물은, 표면이 C6 이하의 탄화불소계 화합물이 코팅된 알루미늄을 포함하는 나노입자를 포함함으로써, 인체에 유해한 성분을 배출하지 않으면서 발수·발유 특성 및 화학 작용제에 대한 차단 성능을 부여할 수 있는 효과가 있으며, 친환경적이고 경제적인 장점이 있다.The composition for coating according to the present invention contains nanoparticles containing aluminum coated with a fluorocarbon-based compound having a surface of C6 or less, and thus water and oil repellency properties and blocking performance against chemical agents without discharging components harmful to the human body It has the effect of providing
또한, 본 발명에 따른 코팅 방법은, 기재의 표면을 전처리하여 표면에 나노구조 또는 마이크로구조를 형성시킨 후, 본 발명에 따른 코팅용 조성물로 코팅함으로써, 기재 표면에 발수·발유 특성 및 화학 작용제에 대한 차단 성능을 친환경적이고 경제적인 방법으로 부여할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the coating method according to the present invention, the surface of the substrate is pretreated to form a nanostructure or microstructure on the surface, and then, by coating with the coating composition according to the present invention, water and oil repellency properties and chemical agents on the surface of the substrate are applied. There is an effect that the blocking performance can be given in an eco-friendly and economical way.
나아가, 본 발명에 따른 코팅 방법을 통해, 인체에 유해한 성분을 배출하는 고가의 C8 기반의 탄화불소계 화학물질을 사용하지 않으면서, 발수·발유 특성 및 화학 작용제에 대한 차단 성능을 갖는 화생방 보호의를 제조할 수 있다. Furthermore, through the coating method according to the present invention, without using expensive C8-based fluorocarbon-based chemicals that discharge harmful components to the human body, it has water and oil repellency properties and blocking performance against chemical agents. can be manufactured.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코팅용 조성물을 사용하여 직물의 표면을 코팅할 경우 효과를 간략히 보여주는 개념도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코팅용 조성물 제조 과정 및 이를 사용한 직물의 코팅 과정을 간략히 보여주는 공정도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 코팅된 직물의 (a) 코팅 전 표면의 SEM 이미지 및 (b) 코팅 후 표면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코팅용 조성물로 코팅된 직물과 비불소계 화합물을 사용하여 제조된 코팅용 조성물로 코팅된 직물의 표면에서 물 및 화학 작용제(HD)에 대한 접촉각을 측정한 결과이다.1 is a conceptual diagram briefly showing the effect of coating the surface of a fabric using a coating composition according to an embodiment of the present invention.
2 is a process diagram briefly showing a process for preparing a composition for coating according to an embodiment of the present invention and a process for coating a fabric using the same.
3 shows (a) an SEM image of a surface before coating and (b) an SEM image of a surface after coating of a fabric coated according to an embodiment of the present invention.
Figure 4, the contact angle for water and chemical agent (HD) is measured on the surface of the fabric coated with the coating composition according to an embodiment of the present invention and the fabric coated with the coating composition prepared using a non-fluorine-based compound is a result
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 코팅용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 사용한 기재의 코팅방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the composition for coating of the present invention, a method for preparing the same, and a method for coating a substrate using the same will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명의 일 측면은, 알루미늄을 포함하는 나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 형성된 코팅층; 을 포함하고, 상기 코팅층은, C6 이하의 탄화불소계 화합물을 포함하는 것인, 코팅용 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention, nanoparticles comprising aluminum; and a coating layer formed on the surface of the nanoparticles; Including, wherein the coating layer, it provides a composition for coating, comprising a C6 or less fluorocarbon-based compound.
본 발명에 따른 코팅용 조성물은, 탄소수 6 이하의 탄화불소계 화합물로 표면을 코팅한 알루미늄 성분의 나노입자를 포함함으로써, 발수, 발유 및 화학 작용제에 대한 차단 특성을 부여할 수 있는 특징이 있다. 특히, 표면에너지가 낮은 탄소수 6 이하의 저불소계 화합물을 사용함으로써, 인체에 유해한 독성 물질을 배출하지 않고, 환경 친화적이며 경제적인 장점이 있다.The composition for coating according to the present invention includes nanoparticles of an aluminum component coated on the surface with a fluorocarbon compound having 6 or less carbon atoms, thereby providing water repellency, oil repellency and barrier properties against chemical agents. In particular, by using a low-fluorine-based compound having a low surface energy of 6 or less carbon atoms, it does not emit toxic substances harmful to the human body, and it is environmentally friendly and economical.
일 실시형태에 따르면, 상기 알루미늄을 포함하는 나노입자는, 알루미늄 나노입자, 산화 알루미늄 나노입자 및 수산화 알루미늄 나노입자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the nanoparticles containing aluminum may include one or more selected from the group consisting of aluminum nanoparticles, aluminum oxide nanoparticles, and aluminum hydroxide nanoparticles.
상기 알루미늄을 포함하는 나노입자는, 코팅 대상물 기재와의 부착력을 증대시켜 접착력을 우수하게 하고, 코팅 대상물 기재 표면에 코팅 시 기재 코팅층의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 코팅액 조성물 내 우수한 분산력을 가져 코팅 대상물 기재 표면에 코팅 시 기재 코팅층의 균일성을 향상시킬 수 있다.Nanoparticles containing aluminum may increase adhesion to the coating object substrate to improve adhesion, and improve durability of the substrate coating layer when coated on the surface of the coating object substrate. In addition, it has excellent dispersing power in the coating solution composition to improve the uniformity of the substrate coating layer when coating on the surface of the substrate to be coated.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자는, 알루미늄 옥사이드 하이드록사이드 (Aluminum oxide hydroxide, AlHO2) 나노입자를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the nanoparticles, aluminum oxide hydroxide (Aluminum oxide hydroxide, AlHO 2 ) It may include nanoparticles.
상기 알루미늄 옥사이드 하이드록사이드는, Al-OOH로 표시되는 화합물로, 알루미늄에 결합된 -OOH 작용기는 코팅액 조성물을 형성하는 용매 내 분산성을 향상시키고, 탄화불소계 화합물과 위상 반응(topotactic reaction)을 통한 나노입자 표면의 개질을 용이하게 할 수 있다.The aluminum oxide hydroxide is a compound represented by Al-OOH, and the -OOH functional group bonded to aluminum improves dispersibility in a solvent forming a coating solution composition, and through a topotactic reaction with a fluorocarbon compound It can facilitate the modification of the nanoparticle surface.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자의 크기는, 1 nm 내지 500 nm 인 것일 수 있다.According to an embodiment, the size of the nanoparticles may be 1 nm to 500 nm.
바람직하게는, 상기 나노입자의 크기는, 1 nm 내지 100 nm 인 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 5 nm 내지 100 nm 인 것일 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 5 nm 내지 50 nm 인 것일 수 있고, 더욱 바람직 하게는, 10 nm 내지 50 nm 인 것일 수 있다.Preferably, the size of the nanoparticles may be 1 nm to 100 nm, more preferably, 5 nm to 100 nm, even more preferably, 5 nm to 50 nm and more preferably, it may be 10 nm to 50 nm.
만일, 상기 나노입자의 크기가 상기 범위 미만일 경우, 상기 나노입자 표면에 코팅층이 형성되기 어렵고, 나노입자 표면에 개질이 일어나지 않아 코팅용 조성물의 발수, 발유 및 화학 작용제 차단 성능이 떨어질 수 있으며, 코팅용 조성물로 코팅된 기재 표면 코팅층의 내구성이 저하될 수 있다.If the size of the nanoparticles is less than the above range, it is difficult to form a coating layer on the surface of the nanoparticles, and modification does not occur on the surface of the nanoparticles, so that the water repellency, oil repellency and chemical agent blocking performance of the coating composition may be deteriorated, and coating The durability of the surface coating layer of the substrate coated with the composition for use may be reduced.
또한, 상기 범위를 초과할 경우, 코팅 대상물 기재와의 접착력이 떨어지고, 코팅 조성물 내 분산성이 저하될 수 있으며, 코팅용 조성물로 코팅된 기재 표면 코팅층이 불균일하고 매끄럽지 않게 형성될 수 있다. In addition, when it exceeds the above range, the adhesion to the coating target substrate may be reduced, the dispersibility in the coating composition may be reduced, and the surface coating layer of the substrate coated with the coating composition may be non-uniform and non-uniformly formed.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자의 크기는, 균일한 것일 수 있다. 여기서, 상기 크기는, 입자의 형태에 따라 직경, 반경, 최대 길이 등일 수 있다.According to an embodiment, the size of the nanoparticles may be uniform. Here, the size may be a diameter, a radius, a maximum length, etc. according to the shape of the particle.
상기 나노입자의 크기가 균일할 경우, 코팅 조성물 내 분산성이 향상되고, 나노입자 표면에 형성된 코팅층 두께의 균일성이 향상될 수 있다. 따라서, 기재 상에 코팅 시 기재의 발수, 발유, 화학 작용제 차단 성능이 효율적으로 확보될 수 있다.When the size of the nanoparticles is uniform, dispersibility in the coating composition may be improved, and the uniformity of the thickness of the coating layer formed on the surface of the nanoparticles may be improved. Therefore, when coating on the substrate, the water repellency, oil repellency, and chemical agent blocking performance of the substrate can be efficiently secured.
일 실시형태에 따르면, 상기 탄화불소계 화합물은, 카르복실기(-COOH) 작용기를 갖는 것일 수 있다.According to one embodiment, the fluorocarbon compound may have a carboxyl group (-COOH) functional group.
여기서, 상기 탄화불소계 화합물의 카르복실기는, 상기 탄화불소계 화합물이 상기 알루미늄을 포함하는 나노입자의 표면에서 위상 반응을 할 경우, 리간드(ligand)로 작용할 수 있다.Here, the carboxyl group of the fluorocarbon compound may act as a ligand when the fluorocarbon compound undergoes a phase reaction on the surface of the aluminum-containing nanoparticles.
일반적으로, 리간드는 배위결합하고 있는 화합물의 중심금속 이온의 주위에 결합하고 있는 분자 또는 이온을 의미하며, 착화합물에서 중심 금속 원자에 전자쌍을 제공하면서 배위 결합을 형성하는 원자 또는 원자단을 가리킨다.In general, the ligand refers to a molecule or ion bonded to the periphery of the central metal ion of the compound in which it is coordinated, and refers to an atom or group of atoms that forms a coordination bond while providing an electron pair to the central metal atom in a complex compound.
즉, 상기 알루미늄을 포함하는 나노입자를 중심 금속으로 하여, 상기 탄화불소계 화합물에 포함된 카르복실기가 리간드로 작용하여 배위 결합할 수 있으며, 이를 통해 나노입자 표면을 개질함과 동시에 나노입자 표면에 코팅층을 형성할 수 있다.That is, by using the nanoparticles containing aluminum as a central metal, the carboxyl group contained in the fluorocarbon compound can act as a ligand to perform coordination bonding, thereby modifying the surface of the nanoparticles and simultaneously forming a coating layer on the surface of the nanoparticles. can be formed
일 실시형태에 따르면, 상기 탄화불소계 화합물은, 트리플루오로아세트산 (trifluoroacetic acid), 펜타플루오로프로피온산 (pentafluoropropionic acid), 테트라플루오로숙신산 (tetrafluorosuccinic acid), 헵타플루오로뷰티르산 (heptafluorobutyric acid), 헥사플루오로글루타르산 (hexafluoroglutaric acid), 노나플루오로발레르산 (nonafluorovaleric acid), 옥타플루오로아디프산 (octafluoroadipic acid) 및 운데카플루오로헥산산 (undecafluorohexanoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the fluorocarbon compound is trifluoroacetic acid (trifluoroacetic acid), pentafluoropropionic acid (pentafluoropropionic acid), tetrafluorosuccinic acid (tetrafluorosuccinic acid), heptafluorobutyric acid (heptafluorobutyric acid), hexa At least one selected from the group consisting of fluoroglutaric acid, nonafluorovaleric acid, octafluoroadipic acid, and undecafluorohexanoic acid may include.
상기 탄화불소계 화합물은, 표면 에너지가 낮은 -CF- 결합이 존재하는 화합물로, 나노입자의 표면을 개질하고 나노입자 표면에 코팅층을 형성시킴으로써, 물, 화학 작용제에 대한 반발력 특성을 부여한다.The fluorocarbon-based compound is a compound having a -CF- bond with a low surface energy, and by modifying the surface of the nanoparticles and forming a coating layer on the surface of the nanoparticles, it imparts repulsive properties to water and chemical agents.
본 발명에 있어서, 화학 작용제는 화생방 무기로 사용되는 화학 작용제를 의미할 수 있으며, 신경작용제, 수포작용제, 혈액작용제, 질식작용제, 구토작용제 또는 최루작용제 등을 포함할 수 있다.In the present invention, the chemical agent may refer to a chemical agent used as a chemotherapeutic weapon, and may include a nerve agent, a blister agent, a blood agent, a choking agent, an emetic agent, or a tear agent.
상기 화학 작용제의 예로는, GB(Sarin), GD(Soman), GA(Tabun), GF(Cyclohexylsarin), HD(Sulfur mustard), HN1(Nitrogen mustard), HN2, HN3, CN(2-Chloroacetophenone), PS(Chloropicrin), CG(Phosgene), CK(Cyanogen chloride), CL(Chlorine) 등이 있다.Examples of such chemical agents include GB (Sarin), GD (Soman), GA (Tabun), GF (Cyclohexylsarin), HD (Sulfur mustard), HN1 (Nitrogen mustard), HN2, HN3, CN (2-Chloroacetophenone), PS (Chloropicrin), CG (Phosgene), CK (Cyanogen chloride), CL (Chlorine), and the like.
일 실시형태에 따르면, 상기 나노입자와 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물은 위상 반응 (topotactic reaction)을 하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the nanoparticles and the C6 or less fluorocarbon-based compound may undergo a topotactic reaction.
여기서, 위상 반응은 C6 이하의 탄화불소계 화합물의 카르복실기 (-COOH) 가 다리 리간드 (Bridge Ligand) 형태로 알루미늄 입자와 반응을 통해 결합하게 되며 상기 나노입자와 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물의 위상 반응을 통해 상기 나노입자의 표면이 개질될 수 있다.Here, in the phase reaction, the carboxyl group (-COOH) of the fluorocarbon-based compound of C6 or less is combined with aluminum particles in the form of a bridge ligand through a reaction, and the phase reaction of the nanoparticles and the fluorocarbon-based compound of C6 or less Through this, the surface of the nanoparticles can be modified.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅용 조성물은 섬유 코팅용인 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating composition may be for coating fibers.
본 발명에 따른 코팅용 조성물은, 섬유 코팅에 사용되어 섬유에 발수, 발유 및 화학 작용제 차단 성능을 부여할 수 있다. 또한, 섬유 제품에 적용되어, 제품에 발수, 발유 및 화학 작용제 차단 성능을 부여할 수 있다.The composition for coating according to the present invention can be used for fiber coating to impart water repellency, oil repellency and chemical agent barrier properties to the fiber. It can also be applied to textile products, giving the product water-repellent, oil-repellent and chemical agent barrier properties.
본 발명의 다른 측면은, 나노입자와 C6 이하의 탄화불소계 화합물을 방향족 용매에 첨가 및 교반하는 단계;를 포함하고, 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물은 상기 나노입자 표면에 코팅층을 형성하는 것인, 표면 개질된 나노입자의 제조 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention includes the steps of adding and stirring nanoparticles and a C6 or less fluorocarbon-based compound to an aromatic solvent, wherein the C6 or less fluorocarbon-based compound forms a coating layer on the surface of the nanoparticles, A method for preparing surface-modified nanoparticles is provided.
상기 나노입자 및 상기 탄화불소계 화합물에 대한 특성은 전술한 바와 같다.Characteristics of the nanoparticles and the fluorocarbon compound are the same as described above.
본 발명의 또 다른 측면은, 나노입자와 C6 이하의 탄화불소계 화합물을 방향족 용매에 첨가 및 교반하여, 상기 나노입자 표면에 코팅층을 형성시키는 단계; 상기 코팅층이 형성된 나노입자를 정제 및 분리하는 단계; 및 상기 분리된 나노입자를 용매에 첨가하여 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물은 상기 나노입자 표면에 코팅층을 형성하는 것인, 코팅용 조성물의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of: adding and stirring nanoparticles and a C6 or less fluorocarbon compound to an aromatic solvent to form a coating layer on the surface of the nanoparticles; Purifying and separating the nanoparticles on which the coating layer is formed; and adding the separated nanoparticles to a solvent and mixing them; including, wherein the C6 or less fluorocarbon-based compound forms a coating layer on the surface of the nanoparticles.
상기 나노입자 및 상기 탄화불소계 화합물에 대한 특성은 전술한 바와 같다.Characteristics of the nanoparticles and the fluorocarbon compound are the same as described above.
본 발명에 따른 코팅용 조성물의 제조방법의 첫 단계는, 나노입자, C6 이하의 탄화불소계 화합물 및 방향족 용매를 준비한 뒤, 나노입자와 탄화불소계 화합물을 방향족 용매 내에 첨가하여 교반하는 단계이다.The first step of the method for preparing the composition for coating according to the present invention is to prepare nanoparticles, a C6 or less fluorocarbon-based compound and an aromatic solvent, and then add the nanoparticles and the fluorocarbon-based compound to the aromatic solvent and stir.
상기 교반 과정을 통해, 상기 나노입자의 표면에 상기 탄화불소계 화합물을 포함하는 코팅층이 형성된다. 또한, 상기 탄화불소계 화합물은 상기 나노입자 표면을 개질한다.Through the stirring process, a coating layer including the fluorocarbon compound is formed on the surface of the nanoparticles. In addition, the fluorocarbon-based compound modifies the surface of the nanoparticles.
일 실시형태에 따르면, 상기 방향족 용매는, 벤젠, 자일렌, 클로로벤젠, 톨루엔 및 피리딘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aromatic solvent may include at least one selected from the group consisting of benzene, xylene, chlorobenzene, toluene, and pyridine.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅층은, 상기 나노입자와 상기 C6 이하의 탄화불소계 화합물의 위상 반응 (topotactic reaction)에 의하여 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the coating layer may be formed by a topotactic reaction between the nanoparticles and the C6 or less fluorocarbon-based compound.
상기 방향족 용매는, 용매 내 포함된 나노입자와 상기 탄화불소계 화합물의 위상 반응을 용이하게 할 수 있다.The aromatic solvent may facilitate a phase reaction between the nanoparticles included in the solvent and the fluorocarbon compound.
이어지는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 나노입자를 정제 및 분리하는 단계이다. A subsequent step is a step of purifying and separating the nanoparticles on which the coating layer is formed.
상기 코팅층이 형성된 나노입자는 정제를 통해 불순물이 제거됨으로써, 코팅용 조성물 내에서 성능 저하를 방지할 수 있다.The nanoparticles having the coating layer formed thereon are purified by removing impurities, thereby preventing performance degradation in the coating composition.
다음 단계는, 상기 분리된 나노입자를 용매에 첨가하여 혼합하여, 코팅용 조성물을 제조하는 단계이다.The next step is to prepare a composition for coating by adding the separated nanoparticles to a solvent and mixing them.
상기 코팅용 조성물을 이루는 용매는, 메탄올, 에탄올 및 이소프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.The solvent constituting the coating composition may include at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol and isopropyl alcohol.
본 발명의 다른 측면은, 코팅 대상물 기재 표면을 전처리하는 단계; 및 상기 전처리된 기재 표면을, 상기 코팅용 조성물 또는 상기 제조방법으로 제조된 코팅용 조성물을 이용하여 코팅하는 단계;를 포함하는, 기재의 코팅방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of pre-treating the surface of the substrate to be coated; and coating the pretreated surface of the substrate using the coating composition or the coating composition prepared by the manufacturing method.
일 실시형태에 따르면, 상기 기재 표면을 전처리하는 단계는, 플라즈마를 사용할 수 있다.According to one embodiment, the pre-treatment of the surface of the substrate may use plasma.
상기 기재 표면은 전처리를 통해 표면 에너지가 증가될 수 있다.The surface energy of the substrate may be increased through pretreatment.
일 실시형태에 따르면, 상기 전처리하는 단계는, 상기 기재 표면상에 나노구조, 마이크로구조 또는 이 둘을 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the pretreatment may be to form a nanostructure, a microstructure, or both on the surface of the substrate.
상기 기재 표면상에 형성된 나노구조와 마이크로구조는, 상기 기재 표면 상에 나노크기 또는 마이크로 크기의 패턴이 형성된 구조일 수 있고, 상기 기재 표면에 나노크기 또는 마이크로 크기의 융기가 형성된 구조일 수 있으며, 평균 입경이 수 nm 내지 수 ㎛인 결정들이 형성된 구조일 수 있다.The nanostructure and microstructure formed on the surface of the substrate may be a structure in which a pattern of nano or micro size is formed on the surface of the substrate, and may be a structure in which nano- or micro-sized bumps are formed on the surface of the substrate, It may have a structure in which crystals having an average particle diameter of several nm to several μm are formed.
상기 나노구조와 마이크로구조는 일정한 패턴으로 형성될 수 있고, 불규칙한 패턴으로 형성될 수 있다.The nanostructures and microstructures may be formed in a regular pattern or may be formed in an irregular pattern.
상기 기재 표면상에 나노구조, 마이크로구조가 형성될 경우, 기재 표면과 코팅용 조성물의 접착력이 향상될 뿐만 아니라, 기재 표면 상의 구조로 인해 발수, 발유 및 화학 작용제에 대한 차단 성능이 향상될 수 있다.When the nanostructure or microstructure is formed on the surface of the substrate, the adhesion between the surface of the substrate and the composition for coating is improved, and the barrier performance against water, oil and chemical agents can be improved due to the structure on the surface of the substrate. .
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계는, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 그라비아 코팅 및 바 코팅으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 코팅 방법을 사용하여 수행하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating step may be performed using at least one coating method selected from the group consisting of dip coating, spray coating, spin coating, gravure coating, and bar coating.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계는, 상기 전처리된 기재를 상기 코팅용 조성물에 함침시킨 뒤, 열처리를 통해 코팅용 조성물을 고정화하는 방법으로 수행할 수 있다.According to one embodiment, the coating step may be performed by impregnating the pre-treated substrate in the coating composition, and then fixing the coating composition through heat treatment.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계는, 상기 코팅용 조성물 도포 후, 0.1 MPa 내지 1 MPa의 압력을 가하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating step may be to apply a pressure of 0.1 MPa to 1 MPa after the coating composition is applied.
본 발명에 따른 기재의 코팅 방법에 있어서, 상기 코팅용 조성물을 도포 후에 일정 압력을 가하면, 기재 표면에 코팅용 조성물이 균일하게 도포될 뿐만 아니라 기재 표면과의 접착력이 향상된다.In the method for coating a substrate according to the present invention, when a predetermined pressure is applied after the coating composition is applied, the coating composition is uniformly applied to the surface of the substrate and adhesion with the surface of the substrate is improved.
만일, 상기 압력이 상기 범위를 벗어나 가해질 경우, 코팅용 조성물과 기재 표면과의 접착력이 떨어지거나, 도포가 균일하게 이루어지기 어려울 수 있다.If the pressure is applied outside the above range, the adhesion between the coating composition and the surface of the substrate may decrease, or it may be difficult to uniformly apply the pressure.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅하는 단계; 이후에, 상기 코팅된 기재를 80 ℃ 내지 120 ℃의 온도로 열처리하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating step; Thereafter, the step of heat-treating the coated substrate at a temperature of 80 ℃ to 120 ℃; may further include.
상기 열처리하는 단계를 통해, 기재 표면에 코팅용 조성물이 고정되도록 하여, 기재 표면에 형성된 코팅용 조성물의 이탈을 방지함으로써, 기재에 부여된 발수, 발유 및 화학 작용제 차단 성능의 보존성을 증가시킬 수 있다. 또한 기재와 코팅용 조성물의 부착력이 극대화됨에 따라 세탁이 반복되어도 발수, 발유 및 화학 작용제 차단 성능이 유지될 수 있다.Through the heat treatment, the composition for coating is fixed on the surface of the substrate, thereby preventing separation of the composition for coating formed on the surface of the substrate. . In addition, as the adhesion between the substrate and the coating composition is maximized, water repellency, oil repellency and chemical agent blocking performance can be maintained even after repeated washing.
일 실시형태에 따르면, 상기 코팅 대상물 기재는, 섬유, 원단 또는 직물인 것일 수 있다.According to an embodiment, the coating target substrate may be a fiber, a fabric, or a fabric.
예를 들면, 상기 코팅 대상물 기재로는, 유리섬유, 탄소섬유, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 셀룰로우즈, 키토산, 실크, 면사, 폴리락틱산, 폴리락틱-co-글리콜산, 폴리글리콜산 폴리카프로락톤, 콜라겐, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 폴리(스티렌-co-무수말레산) 등에서 선택되는 하나 이상의 원사로 제작된 직물, 천연피역, 인조피역 등이 적용될 수 있다. For example, as the coating target substrate, glass fiber, carbon fiber, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, nylon, polyester, polyurethane, polyvinyl chloride, polystyrene, cellulose, chitosan, silk, cotton yarn, Fabrics made of one or more yarns selected from polylactic acid, polylactic-co-glycolic acid, polyglycolic acid polycaprolactone, collagen, polypyrrole, polyaniline and poly(styrene-co-maleic anhydride), natural skin, artificial Skin and the like may be applied.
본 발명의 다른 측면은, 상기 코팅 방법에 의해 코팅된 섬유, 원단 또는 직물을 포함하는, 화생방 보호의 외피를 제공한다.Another aspect of the present invention provides an outer shell of chemotherapeutic protection, comprising a fiber, a fabric or a fabric coated by the coating method.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 화생방 보호의 외피를 포함하는, 화생방 보호의를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a chemotherapeutic protective garment, comprising the chemotherapeutic protective sheath.
본 발명에 따른 화생방 보호의 외피 및 이를 포함하는 화생방 보호의는 발수, 발유, 특히, 화학 작용제에 대한 차단 성능이 동시에 확보되는 효과가 있다.The chemotherapeutic protective jacket according to the present invention and the CBRN protective garment including the same have the effect of securing water repellency and oil repellency, in particular, blocking performance against chemical agents at the same time.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples and Comparative Examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
<< 실시예Example 1> 코팅용 조성물 제조 및 직물 코팅 1> Preparation of coating composition and coating of fabric
1. 코팅용 조성물의 제조1. Preparation of coating composition
알루미늄 나노입자와 C6의 탄화불소계 화합물(undecafluorohexanoic acid)을 방향족 용매(톨루엔)에 첨가한 뒤 교반하여, 알루미늄 나노입자 표면에 C6 이하의 탄화불소계 화합물이 포함되어 있는 코팅층을 형성시켰다. Aluminum nanoparticles and a C6 fluorocarbon compound (undecafluorohexanoic acid) were added to an aromatic solvent (toluene) and stirred to form a coating layer containing a C6 or lower fluorocarbon compound on the surface of the aluminum nanoparticles.
표면이 코팅된 알루미늄 나노입자를 정제 및 분리한 후, 용매(아이소프로필 알콜)에 첨가하여 코팅용 조성물을 제조하였다.After the surface-coated aluminum nanoparticles were purified and separated, they were added to a solvent (isopropyl alcohol) to prepare a coating composition.
2. 직물 코팅2. Fabric coating
직물의 표면을 플라즈마를 사용하여 전처리하여 직물 표면에 나노구조 및 마이크로구조를 형성시켰다.The surface of the fabric was pretreated using plasma to form nanostructures and microstructures on the fabric surface.
나노구조 및 마이크로구조가 형성된 직물의 표면을 제조된 코팅용 조성물로 코팅하였다. The surface of the fabric on which nanostructures and microstructures were formed was coated with the prepared coating composition.
이후, 약 80 ℃ - 120 ℃의 온도로 열처리하여 코팅용 조성물을 직물 표면에 고정화하였다.Thereafter, the coating composition was fixed on the surface of the fabric by heat treatment at a temperature of about 80 °C - 120 °C.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코팅용 조성물을 사용하여 직물의 표면을 코팅할 경우 효과를 간략히 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram briefly showing the effect of coating the surface of a fabric using a coating composition according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 표면이 코팅된 알루미늄 나노입자를 사용하여 직물의 표면을 코팅할 경우, 직물 표면에 물과 화학 작용제에 대한 반발력 특성이 부여됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1 , when the surface of the fabric is coated using the surface-coated aluminum nanoparticles, it can be confirmed that the surface of the fabric is provided with repulsive properties against water and chemical agents.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코팅용 조성물 제조 과정 및 이를 사용한 직물의 코팅 과정을 간략히 보여주는 공정도이다.2 is a process diagram briefly showing a process for preparing a composition for coating according to an embodiment of the present invention and a process for coating a fabric using the same.
도 2를 참조하면, 알루미늄 나노입자와 C6 이하의 탄화불소계 화합물을 준비하고 용매와 혼합하는 단계, 탄화불소계 화합물로 알루미늄 나노입자의 표면에 코팅층을 형성시키는 단계, 코팅된 알루미늄 나노입자가 포함된 코팅액을 준비하는 단계, 직물 표면을 전처리하여 구조화하는 단계, 코팅용 조성물로 직물을 코팅하는 단계, 코팅된 직물을 열처리하는 단계의 순서로 공정이 진행됨을 이해할 수 있다.Referring to FIG. 2 , preparing aluminum nanoparticles and a fluorocarbon compound of C6 or less and mixing them with a solvent, forming a coating layer on the surface of aluminum nanoparticles with a fluorocarbon compound, coating solution containing coated aluminum nanoparticles It can be understood that the process proceeds in the order of preparing the fabric, pre-treating the fabric surface for structuring, coating the fabric with a coating composition, and heat-treating the coated fabric.
<< 실시예Example 2> 코팅용 조성물 제조 및 직물 코팅 2> Preparation of coating composition and coating of fabric
C4의 탄화불소계 화합물(heptafluorobutyric acid)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅용 조성물을 제조하여 직물을 코팅하였다.A composition for coating was prepared in the same manner as in Example 1, except that C4 fluorocarbon compound (heptafluorobutyric acid) was used, and the fabric was coated.
<< 비교예comparative example > 코팅용 조성물 제조 및 직물 코팅> Preparation of coating compositions and coating of fabrics
비불소계 화합물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅용 조성물을 제조하여 직물을 코팅하였다.A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that a non-fluorine-based compound was used, and the fabric was coated.
<< 실험예Experimental example 1> 코팅용 조성물을 사용하여 코팅된 직물의 표면 관찰 1> Observation of the surface of the coated fabric using the coating composition
실시예 1의 코팅용 조성물을 사용하여 코팅된 직물의 표면을 주사전자현미경(SEM)을 통해 관찰하였다.The surface of the coated fabric using the coating composition of Example 1 was observed through a scanning electron microscope (SEM).
도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 코팅된 직물의 (a) 코팅 전 표면의 SEM 이미지 및 (b) 코팅 후 표면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.3 shows (a) an SEM image of a surface before coating and (b) an SEM image of a surface after coating of a fabric coated according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 코팅 후 직물의 표면에 표면 코팅층이 형성된 알루미늄 나노입자가 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be seen that aluminum nanoparticles having a surface coating layer formed on the surface of the fabric after coating are dispersed.
<< 실험예Experimental example 2> 코팅된 직물의 2> of coated fabric 발수water repellent 및 화학 작용제 차단 성능 확인 and chemical agent blocking performance
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 코팅된 직물의 표면에서, 물과 화학 작용제(HD)에 대한 접촉각을 측정하여 발수 및 화학 작용제 차단 성능(발유)을 평가하였다.Water repellency and chemical agent barrier performance (oil repellency) were evaluated by measuring the contact angle for water and a chemical agent (HD) on the surface of the fabrics coated in Examples 1, 2 and Comparative Example 1.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코팅용 조성물로 코팅된 직물과 비불소계 화합물을 사용하여 제조된 코팅용 조성물로 코팅된 직물의 표면에서 물 및 화학 작용제(HD)에 대한 접촉각을 측정한 결과이다.Figure 4, the contact angle for water and chemical agent (HD) is measured on the surface of the fabric coated with the coating composition according to an embodiment of the present invention and the fabric coated with the coating composition prepared using the non-fluorine-based compound is a result
도 4를 참조하면, 비불소계를 사용한 비교예의 경우 화학 작용제(HD)에 대한 차단 성능을 나타내지 못했고, 물에 대한 접촉각이 가장 작아 낮은 발수 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that, in the case of the comparative example using the non-fluorine system, the blocking performance against the chemical agent (HD) was not exhibited, and the contact angle to water was the smallest, indicating low water repellency performance.
이와 비교하여, 본 발명에 따른 코팅용 조성물을 사용한 실시예 1과 2의 경우, 화학 작용제(HD)에 대한 차단 성능이 확보되었을 뿐만 아니라, 물에 대한 접촉각이 증가하여 발수 성능이 향상된 것을 알 수 있다. In comparison, in the case of Examples 1 and 2 using the coating composition according to the present invention, it can be seen that not only the blocking performance against the chemical agent (HD) was secured, but also the water repellency performance was improved by increasing the contact angle to water. have.
또한, C4의 탄화불소계 화합물을 사용한 경우(실시예 2)에 C6의 탄화불소계 화합물을 사용한 경우(실시예 1)보다 발수성이 더 증가되었으며, C6의 탄화불소계 화합물을 사용한 경우(실시예 1)에 C4의 탄화불소계 화합물을 사용한 경우(실시예 2) 보다 화학 작용제(HD)에 대한 차단 성능이 더 향상된 것을 확인할 수 있다.In addition, when the C4 fluorocarbon compound was used (Example 2), the water repellency was further increased than when the C6 fluorocarbon compound was used (Example 1), and when the C6 fluorocarbon compound was used (Example 1) It can be seen that the blocking performance against the chemical agent (HD) is more improved than in the case of using the C4 fluorocarbon compound (Example 2).
이를 통해, 본 발명에 따른 코팅용 조성물을 사용하여 직물의 표면을 코팅하는 경우, 발수성과 발유성 특히, 화학 작용제에 대한 차단 성능이 동시에 확보되는 것을 알 수 있으며, 화생방 보호의 제조에 적합함을 확인할 수 있다.Through this, it can be seen that when the surface of a fabric is coated using the coating composition according to the present invention, water repellency and oil repellency, especially, blocking performance against chemical agents are secured at the same time, and it is suitable for the manufacture of chemical protection. can be checked
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (18)
상기 나노입자 표면에 형성된 코팅층;을 포함하고,
상기 코팅층은, C4 내지 C6의 탄화불소계 화합물을 포함하는 것이고,
상기 탄화불소계 화합물은, 카르복실기(-COOH) 작용기를 갖는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물.
nanoparticles comprising aluminum; and
Including; a coating layer formed on the surface of the nanoparticles;
The coating layer is to include a C4 to C6 fluorocarbon compound,
The fluorocarbon compound, which has a carboxyl group (-COOH) functional group,
A coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 나노입자는,
알루미늄 옥사이드 하이드록사이드 (Aluminum oxide hydroxide, AlHO2) 나노입자를 포함하는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물.
According to claim 1,
The nanoparticles are
Aluminum oxide hydroxide (Aluminum oxide hydroxide, AlHO 2 ) Which comprises nanoparticles,
A coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 나노입자의 크기는,
1 nm 내지 500 nm 인 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물.
According to claim 1,
The size of the nanoparticles is,
1 nm to 500 nm,
A coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 탄화불소계 화합물은,
테트라플루오로숙신산 (tetrafluorosuccinic acid), 헵타플루오로뷰티르산 (heptafluorobutyric acid), 헥사플루오로글루타르산 (hexafluoroglutaric acid), 노나플루오로발레르산 (nonafluorovaleric acid), 옥타플루오로아디프산 (octafluoroadipic acid) 및 운데카플루오로헥산산 (undecafluorohexanoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물.
According to claim 1,
The fluorocarbon compound is
tetrafluorosuccinic acid, heptafluorobutyric acid, hexafluoroglutaric acid, nonafluorovaleric acid, octafluoroadipic acid and That comprising at least one selected from the group consisting of undecafluorohexanoic acid,
A coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 코팅층은, 상기 나노입자와 상기 C4 내지 C6의 탄화불소계 화합물의 위상 반응(topotactic reaction)에 의해 형성되는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물.
According to claim 1,
The coating layer, the nanoparticles and the C4 to C6 that is formed by a topological reaction (topotatic reaction) of the fluorocarbon compound,
A coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 화생방 보호용 코팅용 조성물은 섬유 코팅용인 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물.
According to claim 1,
The composition for coating for protection against chemotherapy is for fiber coating,
A coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 코팅층이 형성된 나노입자를 정제 및 분리하는 단계; 및
상기 분리된 나노입자를 용매에 첨가 및 혼합하여 코팅용 조성물을 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 탄화불소계 화합물은 상기 나노입자 표면에 코팅층을 형성하는 것이고,
상기 탄화불소계 화합물은, 카르복실기(-COOH) 작용기를 갖는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물의 제조방법.
Forming a coating layer on the surface of the nanoparticles by adding and stirring the nanoparticles and a C4 to C6 fluorocarbon compound in an aromatic solvent;
Purifying and separating the nanoparticles on which the coating layer is formed; and
Including; adding and mixing the separated nanoparticles in a solvent to prepare a coating composition;
The fluorocarbon compound is to form a coating layer on the surface of the nanoparticles,
The fluorocarbon compound, which has a carboxyl group (-COOH) functional group,
A method for preparing a coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 방향족 용매는,
벤젠, 자일렌, 클로로벤젠, 톨루엔 및 피리딘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The aromatic solvent is
Which comprises at least one selected from the group consisting of benzene, xylene, chlorobenzene, toluene and pyridine,
A method for preparing a coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 코팅층은,
상기 나노입자와 상기 C4 내지 C6의 탄화불소계 화합물의 위상 반응(topotactic reaction)에 의해 형성되는 것인,
화생방 보호용 코팅 조성물의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The coating layer is
The nanoparticles and the C4 to C6 that is formed by a topological reaction (topotatic reaction) of the fluorocarbon compound,
A method for preparing a coating composition for chemotherapeutic protection.
상기 전처리된 기재 표면을, 제1항의 화생방 보호용 코팅 조성물 또는 제8항의 제조방법으로 제조된 화생방 보호용 코팅 조성물을 이용하여 코팅하는 단계;를 포함하는,
기재의 코팅방법.
pre-treating the surface of the substrate to be coated; and
A step of coating the surface of the pre-treated substrate using the coating composition for chemotherapeutic protection of claim 1 or the coating composition for chemotherapeutic protection prepared by the manufacturing method of claim 8;
A method for coating a substrate.
상기 전처리하는 단계는,
상기 기재 표면상에 나노구조, 마이크로구조 또는 이 둘을 형성하는 것인,
기재의 코팅방법.
12. The method of claim 11,
The pre-processing step is
To form a nanostructure, microstructure or both on the surface of the substrate,
A method for coating a substrate.
상기 코팅하는 단계는,
딥 코팅, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 그라비아 코팅 및 바 코팅으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 코팅 방법을 사용하여 수행하는 것인,
기재의 코팅방법.
12. The method of claim 11,
The coating step is,
It is carried out using at least one coating method selected from the group consisting of dip coating, spray coating, spin coating, gravure coating and bar coating,
A method for coating a substrate.
상기 코팅하는 단계는,
상기 코팅용 조성물 도포 후, 0.1 MPa 내지 1 MPa의 압력을 가하는 것인,
기재의 코팅방법.
12. The method of claim 11,
The coating step is,
After the coating composition is applied, a pressure of 0.1 MPa to 1 MPa is applied,
A method for coating a substrate.
상기 코팅하는 단계; 이후에,
상기 코팅된 기재를 80 ℃ 내지 120 ℃의 온도로 열처리하는 단계;를 더 포함하는 것인,
기재의 코팅 방법.
12. The method of claim 11,
the coating step; Since the,
Heat treatment of the coated substrate at a temperature of 80 ℃ to 120 ℃; further comprising a,
A method for coating a substrate.
상기 코팅 대상물 기재는, 섬유, 원단 또는 직물인 것인,
기재의 코팅 방법.
12. The method of claim 11,
The coating target substrate is a fiber, a fabric or a fabric,
A method for coating a substrate.
화생방 보호의 외피.
Including fibers, fabrics or fabrics coated by the coating method of claim 11,
Integument of CBRN protection.
화생방 보호의.18. Containing the chemotherapeutic protection envelope of claim 17,
CBRN protection.
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|---|---|---|---|
| KR1020200039144A KR102405448B1 (en) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Coating composition and coating method of substrate using the same |
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|---|---|---|---|---|
| KR101923825B1 (en) * | 2017-08-24 | 2019-02-27 | 국방과학연구소 | Decontaminating agent for chemical warfare agents, method for decontaminating chemical warfare agents using the same and article comprising the same |
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Dalton transactions, 43(22), pp.8127-8143 |
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