KR102482519B1 - 열차단 코팅층이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

열차단 코팅층이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로, 태양열을 차단하는 열차단 코팅층(20)을 형성함으로써, 외부의 열을 효과적으로 차단하여 텐트 내부로의 열 침투를 방지하는 열차단 기능을 갖는 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

열차단 코팅층이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법 { A Tent fabric coated thermal shielding composition and manufacturing method thereof }
본 발명은 열차단 코팅층이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로, 태양열을 차단하는 열차단 코팅층을 원단의 표면에 형성함으로써, 외부의 태양열을 효과적으로 차단하여 텐트 내부로의 열 확산을 방지하는 열차단 코팅층이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
건강과 웰빙을 추구하는 밀레니엄 세대는 삶에 대한 여유와 낭만을 소중하게 여기고, 자연 친화적인 삶을 추구하는 욕구가 증가하면서 자연스럽게 캠핑 문화가 확산되고 있다. 이에 따라 최근 쾌적한 환경에서 레져 및 캠핑 문화를 즐기기 위한 다양한 움직임이 나타나면서, 외부의 변덕스러운 자연 환경에 맞설 수 있도록 발수성, 발유성, 투습성, 내충성, 방염성, 내화학성 및 내약품성 등의 기능성을 갖는 쾌적형 섬유 제품의 개발이 요구되고 있다.
최근 섬유 제품의 고급화 추세에 따라 다양한 종류의 기능성 섬유가 출시되고 있으며, 그 일환으로 열차단 섬유에 대한 연구 및 기술개발도 활발하게 진행되고 있다. 열차단 섬유란 적외선을 차단하는 섬유로서, 여름철 폭염 하에서 열차단하는 효과를 부여하여 쾌적감을 갖게 하는 기능성 섬유를 가리킨다.
종래의 텐트용 원단으로는 합성섬유 원단 상에 폴리우레탄 수지 조성물이 1층 내지 2층으로 코팅되어 있는 원단이 널리 사용되어 왔다. 이와 같은 종래의 텐트 원단에 악취제거, 방수, 항균, 방염 등의 기능을 부가하기 위해서는 폴리우레탄 수지 조성물 내에 별도의 기능성 약제(항균제 등)들을 첨가해야 하기 때문에 제조원가가 상승하고 제조공정이 복잡해 지는 문제가 있었다.
상기와 같은 텐트용 원단에 대한 종래기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-0490462호(2005년 05월 17일)에는 표면이 광촉매로 코팅된 텐트지 캔버스로서, 텐트지 캔버스에 함유된 가소제량이, JIS-K5400에 규정된 일조 탄소 아크식 촉진 내후성 시험에서 1500 시간 경과 후, 초기와 비교하여 50 % 이상 잔존하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담지 텐트지 캔버스가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-0432803호(2004년 05월 22일.)에는 합성섬유 원단 상에 폴리우레탄 수지 조성물의 베이스 코팅층과 톱 코팅층이 차례로 형성되어 있는 텐트지에 있어서, 상기 베이스 코팅층 또는 톱 코팅층 또는 베이스코팅층과 톱코팅층 내에 천연 옥 분말이 폴리우레탄 수지에 대해 각각 30~90중량부 함유된 것을 특징으로 하는 다기능성 텐트지가 개시되어 있다.
상기 종래기술에 따른 텐트용 원단은 단열성의 확보를 위해 폴리우레탄 수지를 원단의 일면 또는 양면에 코팅한 수준으로서, 열차단 특성은 그리 높지 않다. 또한, 열을 흡수하여 원단의 온도가 상승하고, 이에 따라 장시간 열에 노출될 경우 직물이 손상되고 차열 효과가 점차 낮아지는 문제점이 있다. 즉, 기존에 다양한 기능성이 부가된 개발된 텐트용 원단 등이 개발되어 있으나, 효과적으로 태양광을 차단함으로써, 열차단 기능이 우수한 원단은 개발된 바 없다. 따라서 보다 높은 차열성을 나타내면서도 내구성이 우수한 텐트용 원단의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 효과적으로 태양광을 차단하고, 열차단 기능을 갖어 우수한 차열성을 나타내면서도 내구성이 우수한 열차단 코팅층이 형성된 텐트용 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법은, 원단(10)을 준비하는 제 1 단계; 열차단 코팅 조성물(30)을 준비하는 제 2 단계; 상기 열차단 코팅 조성물(30)을 원단(100)에 코팅처리하는 제 3 단계; 및 상기 열차단 코팅 조성물(30)이 코팅된 원단(100)을 건조하여 열차단 코팅층(20)을 형성하는 제 4 단계;를 포함하고, 상기 원단(100)은 나일론 또는 폴리에스테르 원단이며, 상기 원단(10)은 평직 또는 립스톱(Rip-stop) 조직이고, 사용원사는 50 내지 75데니어이며, 평량은 50 내지 80 g/m2 이며, 경/위사 합계 직물 밀도는 150 내지 300 올/in 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열차단 코팅 조성물(30)은, 바인더 수지 30 ~ 50 중량%와, 질화붕소 1.5 ~ 3 중량%와, 타마린드검 유도체 0.5 ~ 1 중량%와, 카올리나이트 1 ~ 2 중량%와, 할로이사이트 1 ~ 2 중량%와 알루미늄이 도핑된 산화아연 1.5 ~ 3 중량% 및 잔부의 용매로 구성되고, 상기 바인더 수지는 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지이며, 상기 용매는 메틸에틸케톤(MEK)이고, 상기 열차단 코팅 조성물(30)은 원단(10)의 일측 또는 양측면에 코팅될 수 있고, 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 점도는 500 ~ 1,500 cps인 것이 특히 바람직하다.
그리고, 상기 열차단 코팅층(20)의 두께는 0.5 ∼10 ㎛이고, 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 도포량은 5.0 내지 25 g/㎡ 이며, 상기와 같이 제조된 텐트용 원단(100)의 적외선 흡수율(%)은 90% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)은 일면에 태양빛을 차단하는 차열층이 형성됨으로써, 텐트 내부로 들어오는 강한 햇빛을 차단하는 차열성과, 텐트용 원단의 내부로 열의 확산을 차단하는 단열성이 우수한 효과를 갖는다. 이에 따라 쾌적한 환경에서 캠핑 문화를 즐길 수 있고, 외부의 변덕스러운 자연 환경에 맞서 쾌적한 캠핑 문화를 즐길 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 단면 모식도이며,
도 2는 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)을 제조하기 위한 코팅공정도이고,
도 3은 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(a) 및 이로부터 제조된 텐트(b)의 사진이며,
도 4는 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 적외선 흡수율의 측정 결과이고,
도 5는 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 열차단율 측정 결과이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
아래에서는 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100) 및 그 제조방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100))의 단면 모식도이며, 도 2는 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100))을 조하기 위한 코팅공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(a) 및 이로부터 제조된 텐트(b)의 사진이고, 도 4는 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 적외선 흡수율의 측정 결과이고, 도 5는 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 광원조사후 온도 측정 결과이다.
대다수의 시판 중인 텐트용 원단(100)은 폴리에스테르 또는 나일론을 기반으로 한 인조 직물로 제조되고, 상기와 같이 인조 직물로 제조된 원단은 면이나 캔버스 소재와 비교하여 단열성이 매우 불량하다. 이에 따라 이를 이용하여 제조되는 텐트의 내부는 날씨가 더울 때 매우 뜨겁게 된다.
본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법은, 원단을 준비하는 제 1 단계; 열차단 코팅 조성물(30)을 준비하는 제 2 단계; 상기 열차단 코팅 조성물(30)을 원단에 코팅처리하는 제 3 단계; 및 상기 열차단 코팅 조성물(30)이 코팅된 원단을 건조하는 제 4 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조시 사용되는 원단(10)은 통상의 텐트를 제조할 수 있는 원단(10)을 적용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조시 사용되는 원단은 나일론 또는 폴리에스테르 원단을 사용할 수 있다. 상기 원단(10)은 폴리에스테르 또는 나일론 50 내지 75 데니어의 원사를 이용하여 평직 또는 립스톱(Ripstop) 조직으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 원단의 두께는 0.8 mm 이하이며, 최종 평량은 50 내지 80 g/m2 이며, 경/위사 합계 직물 밀도가 150 내지 300올/in 인 것이 텐트용 원단(100)으로 적합하다.
상기 립스톱 조직은 원단을 직조할 때 일정 간격마다 원사의 겹침을 2중 또는 다중으로 직조한 것으로, 마치 매우 작은 바둑판을 연상케 하는 조직을 가리킨다. 이러한 립스톱 조직은 외력이 가해져서 원단(10)이 찢어질 때, 찢어짐이 확대되는 것을 방지할 수 있는 조직을 가리킨다.
상기와 같이 제 1 단계를 통해 원단을 준비한 후에는 제 2 단계로서 상기 원단에 코팅하게 되는 열차단 코팅 조성물(30)을 제조하게 된다.
상기 열차단 코팅 조성물(30)은, 바인더 수지 30 ~ 50 중량%와, 질화붕소 1.5 ~ 3 중량%와, 타마린드검 유도체 0.5 ~ 1 중량%와, 카올리나이트 1 ~ 2 중량%와, 할로이사이트 1 ~ 2 중량%와 알루미늄이 도핑된 산화아연 1.5 ~ 3 중량% 및 잔부의 용매로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 열차단 코팅 조성물(30)은 질화붕소와 카올리나이트와 할로이사이트 및 알루미늄이 도핑된 산화아연(Al doped ZnO) 등과 같은 열차단 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
이를 상세하게 살펴보면, 상기 질화붕소는 NB의 화학식을 갖는 대표적인 2차원 입체 나노다공성 구조를 갖는 화합물로서, 붕소 원자와 질소 원자가 평면 2차원 육각형 구조를 이루고 있다. 상기 질화붕소는 흑연과 비슷한 육방정계 구조를 갖고 있고, 또한 물리적, 화학적 안정성이 높은 물질이다. 또한 상기 질화붕소는 불활성 분위기에서는 최대 3,000 ℃까지 안정하며, 열충격 저항성이 크고, 1,500 ℃ 정도의 급가열, 급냉각을 반복하여도 균열이나 파손이 없다.
즉, 상기 2차원 입체 나노다공성 구조를 갖는 질화붕소는 구조 내부에 미세한 공간 즉, 기공이 형성되어 있어 단열성과 내충격성이 특히 우수하다.
따라서 본 발명에 따르면, 상기 질화붕소는 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 1.5 ~ 3 중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 질화붕소 입자는 평균입경이 30 내지 60 nm인 것이 바람직하다.
상기 질화붕소 입자의 평균입경이 60 nm를 초과하면, 상기 질화붕소 입자의 무게가 무거워 열차단 코팅 조성물의 제조 후 상기 열차단 입자가 하부로 침강하게 된다. 또한 상기 질화붕소 입자의 평균입경이 30 nm 미만인 경우에는 입자가 작아 분산성이 불량하게 될 수 있다.
또한 열차단 코팅 조성물(30)에 사용되는 열차단 입자로서 카올리나이트(Kaolinite)는 알루미나(Al2O3) 및 실리카(SiO2)를 포함하는 화합물로, Al2O3·2SiO2·2H2O의 화학식을 갖는다.
상기 카올리나이트는 다공성 점토광물로서, 본 발명에 있어서 상기 카올리나이트의 평균입도는 특별히 제한되지는 않으나, 평균직경이 0.01 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 카올리나이트의 평균직경이 0.01 ㎛ 미만인 경우에는 기공의 비율이 작아져서 열차단성이 저하될 수 있고, 평균 직경이 10 ㎛를 초과하면, 기계적 강도가 저하되어 재료의 내구성 측면에서 바람직하지 못하다.
본 발명에 따르면, 상기 카올리나이트는 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 1 ~ 2 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 열차단 입자로서 할로이사이트(Halloysite)는 고령토 광물로서, 내경이 40 내지 200 nm 로서, 마치 탄소나튜브처럼 속이 비어있는 튜브형태를 하고 있다. 즉, 상기 할로이사이트는 마이크로 기공(micro-pore)과 메조 기공(meso-pore) 그리고 마크로 기공(macro-pore) 등을 동시에 포함하고 있고, 판상구조가 말려 있는 원통형 구조를 갖고 있다. 상기와 같이 말려있는 원통형 구조 내부 마다 수 나노미터의 공간을 확보하고 있어, 상기 공간에 공기를 포함함으로써 단열성이 특히 우수하다. 상기 할로이사이트의 내부에 형성된 기공을 최대한 활용하려면 평균길이가 1 내지 5 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 할로이사이트의 결정의 길이가 1 ㎛ 미만인 경우에는 열차단 코팅 조성물의 제조시 또는 코팅시 기공이 붕괴될 수 있고, 또한 5 ㎛를 초과하는 경우에는 단열성이 감소할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 할로이사이트는 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 1.5 ~ 3 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 열차단 코팅 조성물(30)은 알루미늄이 도핑된 산화아연(Al doped ZnO) 입자를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
아연 산화물(zinc oxide)은 반도체 채널 재료로 가장 많이 연구되고 있는 재료 중 하나로, ZnO, InZnO, ZnSnO, InGaZnO, ZnGaSnO 등이 있다. 이중 산화아연(ZnO)은 광학적, 전기적 특성이 뛰어나며 가격이 저렴할 뿐 만 아니라 독성이 없는 물질로서, 다양한 분야에서 연구 및 사용되고 있다. 예컨대 산화아연은 광 볼타 셀, 디스플레이 물질, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT) 등의 재료뿐만 아니라 광소자, 감지소자, 압전소자 등으로도 광범위하게 사용된다.
특히, 나노 크기를 갖는 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO)의 입자는 입사되는 태양광을 산란함으로써, 텐트 내부로의 열차단성이 우수하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 알루미늄이 도핑된 산화아연은 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 1.5 ~ 3 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알루미늄이 도핑된 산화아연의 입자는 구형의 다공성 구조이며, 30 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
상기에 예시된 열차단 입자들은 모두 태양빛을 차단·흡수하는 입자로서, 자체적으로 태양빛을 흡수하여 열이 통과하는 것을 방지하게 된다. 따라서, 이를 텐트용 원단(100)에 도포할 경우 태양열을 흡수함으로써 상기 태양열이 텐트용 원단(100)을 통과하는 것을 차단함으로써 우수한 적외선 흡수율과 열차단율을 나타내며, 이에 따라 텐트용 원단(100)의 제조시 우수한 단열효과를 발휘할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 상기와 같은 열차단 입자들을 텐트 원단에 부착시키기 위하여 상기 열차단 코팅 조성물(30)에는 바인더 수지가 요구된다.
본 발명에 따르면, 상기 바인더 수지는 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지가 바람직하다.
상기와 같은 열차단 입자를 분산시키고 원단에 코팅시키기 위하여 바인더 수지가 사용되며, 상기 바인더 수지는 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 및 아크릴 공중합체 및 에틸렌 초산비닐 공중합체 등과 같이 경화 이후에도 뻣뻣해지지 않는 특징을 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 바인더 수지는 모두 사용 가능하나, 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지가 특히 바람직하다.
상기 폴리우레탄 수지는 높은 탄성을 갖는 바인더 수지로 섬유집합체에 도포되어 섬유집합체의 유연성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 폴리우레탄 수지는 고상의 폴리에스터 기반 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)가 바람직하고, 60 ~ 130 ℃의 온도범위에서 유기용매에 용해하여 사용할 수 있다.
또한 실리콘 수지는 주성분으로 디메틸폴리실록산인 알킬기와 규소 원자의 비율이 큰 것이 바람직하다. 즉, 상기와 같이 알킬기와 규소 원자의 비율이 클수록 또한 알킬기의 탄소 원자의 수가 많을수록 상기 실리콘 수지는 유연하고 탄성이 우수하게 된다. .
본 발명에 따르면 상기 열차단 코팅 조성물(30) 대비 상기 바인더 수지는 30 ~ 50 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 바인더 수지를 용해하기 위한 유기용매로는 MEK를 이용함으로써 폴리우레탄 수지 또는 실리콘 수지의 작업성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있고, 또한, 상기 열차단 입자와 바인더 수지와의 혼화성을 좋게 하여 상용화할 수 있는 액상의 코팅 조성물을 제조할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 열차단 코팅 조성물(30)은, 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 점도를 제어하여 코팅 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 증점제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 증점제는 타마린드검 유도체를 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 0.5 ~ 1 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 타마린드검 유도체(Tamarind Gum derivative)는 타마린드 종자의 배유부에서 얻어진 갈색의 타마린드검 분말을 원료로 하여 제조되는 천연 증점제로서, 갈락토자일로글루칸(Galactoxyloglucan)을 기본단위로 하는 천연 고분자이다. 상기 타마린드검 유도체는 온수의 물에 용해도가 높으며, 용해시 높은 점도를 나타낸다.
또한 상기 타마린드검 유도체는 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 안정화 효과가 매우 우수하고, 저점도에서도 열차단 입자의 침강을 방지할 수 있는 특성을 가질 뿐만 아니라, 조성물의 pH에 관계없이 혼합이 용이하게 되는 효과를 갖는다.
또한 상기 타마린드검 유도체는 자외선(UV)에 대하여 민감하지 않고, 또한 UV 조사에도 황변 현상을 일으키지 않고 산화가 방지되므로 장기간 열차단 코팅층(20)을 부드럽게 유지하는 성질을 가진다.
상기와 같이 준비된 열차단 입자 즉, 질화붕소와, 카올리나이트와 할로이사이트 및 알루미늄이 도핑된 산화아연은 유기용매에 용해된 바인더 수지에 분산하여 3 ~ 5분 동안 교반시키면서 상기 증점제를 투입하여 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 점도를 조절함으로써, 열차단 코팅 조성물(30)을 제조하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 제조시 용매는 메틸에틸케톤이 바람직하고, 상기 용매는 상기 바인더 수지를 녹여 코팅할 수 있는 상태로 만들게 된다.
상기와 같이 제조되는 열차단 코팅 조성물(30)은 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 바인더 수지 30 ~ 50 중량%와, 질화붕소 1.5 ~ 3 중량%와, 타마린드검 유도체 0.5 ~ 1 중량%와, 카올리나이트 1 ~ 2 중량%와, 할로이사이트 1 ~ 2 중량%와 알루미ˆX이 도핑된 산화아연 1.5 ~ 3 중량% 및 잔부의 용매로 구성되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 열차단 코팅 조성물(30)이 상기와 같은 조성비로 구성되는 경우에 코팅 작업성이 우수하고, 코팅층의 두께를 균일하고 또한 박막으로 코팅할 수 있게 된다.
즉, 상기 타마린드검 유도체가 0.5 내지 1 중량%로 포함되는 경우에 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 점도가 500 내지 1,500 cps 로 제조될 수 있다. 상기 열차단 코팅 조성물(30)이 상기와 같은 범위의 점도를 갖는 경우에 코팅 작업성이 우수하고, 코팅층의 두께를 균일하고 박막으로 코팅할 수 있다. 이때 상기 열차단 코팅 조성물(30)을 코팅하여 형성되는 열차단 코팅층(20)의 두께는 0.5 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조된 열차단 코팅 조성물(30)은 이후에 제 3 단계로서 원단(10)에 코팅하게 된다.
본 발명에 따르면 상기 열차단 코팅 조성물(30)을 도 1의 (a)와 같이 원단의 일측에 코팅하는 것도 가능하고, 또한 도 1의 (b)와 같이 원단의 양측면에 코팅하는 것도 가능하다. 특히, 도 1의 (b)와 같이 원단의 양측면에 코팅층을 형성하는 경우에는 태양열이 변환되어 형성되는 열의 텐트 내부로의 확산을 추가로 방지함으로써 열차단 효율이 우수한 텐트의 제공이 가능하게 된다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 열차단 코팅 조성물(30)의 코팅공정에 대하여 살펴보면, 섬유재로 이루어진 원단(10)의 표면에 통상의 코팅 공정을 통해 건조 후 0.5 ~ 10 ㎛의 두께를 갖는 열차단 코팅층(20)을 형성하게 된다.
본 발명에 따르면, 열차단 코팅층(20)을 상기와 같은 두께로 코팅하기 위하여 상기 열차단 코팅 조성물(30)은 상기 원단에 5.0 내지 25 g/㎡으로 도포함으로써 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 원단의 일측면 또는 양측면에 열차단 코팅층(20)을 형성함으로써, 햇빛이 투과되는 것을 방지하고, 또한 이때 발생되는 열을 텐트 내부로 확산되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때 상기 열차단 코팅층(20)의 두께가 0.5 ㎛ 미만으로 형성될 경우에 햇빛의 차단은 가능하나, 내부로 확산되는 열의 차단은 불가하게 되고, 또한 상기 열차단 코팅층(20)의 두께가 10 ㎛를 초과하는 경우에는 열차단 입자의 사용량이 과도하여 제조되는 텐트용 원단(100)의 유연성이나 촉감이 저하될 수 있다.
이때 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 코팅 방법은 나이프(Knife) 코팅 방식이나, 스프레이(Spray) 코팅 방법 등이 있으며, 상기 코팅 방법 외에도 다양한 코팅 방법이 적용될 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 상기 열차단 코팅 조성물(30)의 코팅 공정은 상기 열차단 코팅 조성물(30)을 공급되는 원단(10)의 상부로 캐스팅함으로써 수행이 가능하다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전하는 복수의 로울러(12) 상에 상기 원단(100을 이동시키면서, 상기 이동되는 원단(10)의 상부에 상기 열차단 코팅 조성물(30)을 도포하게 된다. 이때 상기 열차단 코팅 조성물(30)은 위에서 살핀 바와 같다.
상기와 같이 원단(100의 상부에 도포된 열차단 코팅 조성물(30)은 로울러(12)를 따라 이동되면서 상기 로울러(12)의 상부 일측에 구비되는 나이프(25)를 거치게 된다. 이 때 상기 나이프(25)의 높낮이 정도에 따라 원단(10)에 도포되는 열차단 코팅 조성물(30)의 도포양을 조절함으로써 형성되는 열차단 코팅층(20)의 두께를 조절하게 된다.
또한, 상기와 같이 열차단 코팅 조성물(30)이 원단(10)에 코팅된 후에는 텐터 등에서 20 ∼ 80 ℃에서 30∼40 초 동안 1차 건조하고, 120 ∼ 160 ℃에서 30 ∼ 60분 동안 2차 건조하여 용매를 휘발시킴으로써 바인더 수지가 고화되어 상기 열차단 코팅층(20)을 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 건조 공정을 상기와 같이 1차 및 2차로 수행함으로써, 상기 열차단 코팅 조성물(30)에 포함된 바인더 수지의 물성 저하 방지 측면에서 바람직하다.
이상으로 설명한 바와 같은 단계를 거쳐 도 3의 (a)와 같은 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)을 제조할 수 있다. 이를 통햐 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 텐트의 제조가 가능하다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 하기 실시예는 본 발명이 구현되는 하나의 특정 예를 보여주기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
[실시예 1]
나일론 50 데니어의 원사를 이용하여 평직으로 제직하되, 평량은 50 g/m2 이며, 경/위사 합계 직물 밀도 150 올/in 인 원단(10)을 제조하였다. 또한 열차단 코팅 조성물(30)은 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 질화붕소는 1.5 중량%, 카올리나이트는 1.0 중량%와 할로이사이트는 1.0 중량%와 알루미늄이 도핑된 산화아연은 1.5 중량%를 사용하였다. 또한 증점제로서 타마린드검 유도체 1 중량%와 바인더 수지로서 폴리우레탄 수지를 50 중량% 및 잔부의 MEK를 용매로 하여 혼합함으로써 제조하였다. 상기와 같이 제조된 열차단 코팅 조성물(30)을 상기 원단(10)의 일측면에 코팅을 실시하였다. 이후에 텐터에서 50 ℃에서 30 초 동안 1차 건조하고, 120 ℃에서 30 분 동안 2차 건조하여 두께 0.5 ㎛인 열차단 코팅층(20)을 형성하여 시험편을 제조하였다.
[실시예 2]
폴리에스테르 50 데니어의 원사를 이용하여 립스톱 원단으로 제직하되, 평량은 80 g/m2 이며, 경/위사 합계 직물 밀도 200올/in 인 것이 원단(10)을 사용한 것 만을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건으로 시험편을 제조하였다.
[실시예 3]
나일론 75 데니어의 원사를 이용하여 제직된 평량은 80 g/m2 이며, 경/위사 합계 직물 밀도 300올/in 인 평직 원단을 이용하였다. 또한 열차단 코팅 조성물(30)은 전체 열차단 코팅 조성물(30) 대비 질화붕소는 3 중량%, 카올리나이트는 2 중량%와 할로이사이트는 2 중량%와 알루미늄이 도핑된 산화아연은 3 중량%를 사용하였다. 또한 증점제로서 타마린드검 유도체 0.5 중량%와 바인더 수지로서 실리콘 수지를 30 중량% 및 잔부의 MEK를 용매로 하여 혼합함으로써 제조하였다. 상기와 같이 제조된 열차단 코팅 조성물(30)을 상기 원단(10)의 일측면에 코팅을 실시하였다. 이후에 텐터에서 50 ℃에서 30 초 동안 1차 건조하고, 120 ℃에서 30 분 동안 2차 건조하여 두께 10 ㎛인 열차단 코팅층(20)을 형성하여 시험편을 제조하였다.
[실시예 4]
폴리에스테르 75 데니어의 원사를 이용하여 립스톱 원단으로 제직하되, 평량은 80 g/m2 이며, 경/위사 합계 직물 밀도 250 올/in 인 원단(10)을 사용한 것만을 제외하고 실시예 3과 동일한 조건으로 시험편을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1 과 동일한 원단(100과 열차단 코팅 조성물(30)을 사용하여 시험편을 제조하되, 상기 열차단 코팅 조성물(30)에 질화붕소와 카올리나이트와 할로이사이트 및 알루미늄 도핑된 산화아연은 전혀 사용하지 않고 시험편을 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일한 원단(10)과 열차단 코팅 조성물(30)을 사용하여 시험편을 제조하되, 상기 열차단 코팅 조성물(30)에 질화붕소와 알루미늄 도핑된 산화아연은 사용하지 않고 카올리나이트와 할로이사이트 만을 동일하게 포함하여 시험편을 제조하였다.
그리고 상기 실시예 1-4 및 비교예 1-2의 시험편에 대하여 적외선 흡수율(%)과 열차단율에 대하여 아래와 같은 방법으로 평가하였다.
1) 적외선 흡수율(%)
상기 실시예 1-4 및 비교예 1-2의 시험편에 대하여 적외선 차단율을 측정하기 위하여 UV-VISIBLE-NIR Spectrophotometer를 이용하여 광원을 Xenon Arc로 하여 950 nm의 파장에서 적외선 차단율(%)을 측정하였다.
2) 열차단율
육면체로 제조된 아크릴 상자의 다섯 면에는 1㎝의 두께로 보온단열재 처리를 하고, 나머지 한쪽 면에는 시험편을 교체하면서 설치할 수 있도록 구성했다. 이때 열원으로는 할로겐 램프(Ningbo Cetus Electric Appliance 모델명 HPHC205)를 사용하였고, 상기 할로겐 램프의 중앙에서 30 ㎝ 떨오진 곳에 아크릴 상자에 설치된 시험편을 위치시켰다. 상기 할로겐 램프에 전원을 인가하여 시간에 따른 아크릴 상자 내부 중앙의 온도를 측정함으로써, 열차단율을 평가하였다.
도 4를 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예 1-4의 시험편의 경우에는 적외선 흡수율(%)이 90% 이상을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이에 반하여 열차단 입자인 질화붕소와 카올리나이트와 할로이사이트 및 알루미늄 도핑된 산화아연이 전혀 포함되지 않은 비교예 1의 경우에는 적외선 흡수율(%)이 44%를 나타내었고, 열차단 입자인 질화붕소와 알루미늄 도핑된 산화아연은 사용하지 않고 카올리나이트와 할로이사이트 만을 사용한 경우에는 적외선 흡수율(%)이 61%를 나타내는 것을 알 수 있다.
또한 도 5를 살펴보면, 비교에 1의 시험편의 경우에는 할로겐 램프에 전원을 인가하기 전에 아크릴 상자 내부의 초기 온도에서 할로겐 램프에 전원을 인가한 후에는 그 온도가 상대적으로 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다. 할로겐 램프에 전원을 인가하고 30 분이 경과한 후에는 비교예 1의 시험편의 경우에 아크릴 박스 내부의 온도는 31.6 ℃ 까지 상승한 것을 알 수 있다.
이에 반하여 본 발명에 따른 실시예 1, 3의 경우에는 초기온도에서 온도가 점차로 상승하여 30분 후에 각각 28.7 ℃와 28.3 ℃를 나타내는 것을 알 수 있다.
즉 본 발명에 따른 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)은 높은 적외선 흡수율(%)과 열차단율을 갖는 것을 알 수 있다. 이에 따라 텐트 내부로 들어오는 강한 햇빛을 차단하는 차열성과, 열의 확산을 방지하는 단열성이 우수함으로써, 외부의 변덕스러운 자연 환경에 맞서 쾌적한 캠핑 문화를 즐길 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 도면에 도시된 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
25 : 나이프
30 : 열차단 코팅 조성물
12 : 로울러
100 : 텐트용 원단

Claims (8)

  1. 원단(10)을 준비하는 제 1 단계;
    열차단 코팅 조성물(30)을 준비하는 단계로서, 상기 열차단 코팅 조성물(30)은, 바인더 수지 30 ~ 50 중량%와, 질화붕소 1.5 ~ 3 중량%와, 타마린드검 유도체 0.5 ~ 1 중량%와, 카올리나이트 1 ~ 2 중량%와, 할로이사이트 1 ~ 2 중량%와 알루미늄이 도핑된 산화아연 1.5 ~ 3 중량% 및 잔부의 용매로 구성되는 제 2 단계;
    상기 열차단 코팅 조성물(30)을 원단(100)에 코팅처리하는 제 3 단계; 및
    상기 열차단 코팅 조성물(30)이 코팅된 원단(100)을 건조하여 열차단 코팅층(20)을 형성하는 제 4 단계;를 포함하는 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원단(100)은 나일론 또는 폴리에스테르 원단인 것을 특징으로 하는 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더 수지는 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지 인 것을 특징으로 하는 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 메틸에틸케톤(MEK)인 것을 특징으로 하는 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 열차단 코팅 조성물(30)은 원단(10)의 일측 또는 양측면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법
  7. 청구항 1, 2, 4 내지 6 중 어느 한 항의 열차단 코팅층(20)이 형성된 텐트용 원단(100)의 제조방법에 의해 제조되는 텐트용 원단(100)
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 텐트용 원단(100)의 적외선 흡수율(%)은 90% 이상인 것을 특징으로 하는 텐트용 원단(100)

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