KR20030009667A - 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식제조방법 - Google Patents

수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법에 관한 것이다. 본 장갑의 건식 제조방법은 폴리우레탄 장갑의 제조방법에 있어서, 수용성 폴리우레탄 100 중량부, 물 50-60 중량부, 용제(MEK) 100-150 중량부 및 토너(Toner) 50-100 중량부로 조성된 용액을 이용하여 코팅한 후 1차 건조(40-60oC, 10-30분)와 2차 건조(100-150oC, 20-40분)하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명으로 제조된 건식 폴리우레탄 장갑은 폐수가 전혀 발생하지 않아 환경오염을 방지하며, 공정의 단순화로써 제조시간을 단축하여 장갑의 제조단가를 저감시킬 수 있다. 또한 제조된 폴리우레탄 장갑은 투습성과 통기성, 방수성이 탁월하며, 착용감도 우수하고, 미끄럼방지 효과도 우수하고, 본 발명으로 제조된 장갑은 변색을 방지하며, 다양한 색상의 장갑을 생산 할 수 있어 사용자 및 생산자의 효율성을 극대화 한다.

Description

수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법{Dry manufacturing method for polyurethane gloves coated by water soluble polyurethane}
본 발명은 산업용, 또는 농업용 및 가정용으로 널리 사용되고 있는 폴리우레탄 장갑의 제조에 있어서 산업폐수의 발생을 방지하고, 또한 장갑의 표면에 미세한 기공과 거친표면을 형성할 수 있는 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리우레탄 장갑은 내구성과 우수한 착용감으로 산업용과 가정용으로 널리 활용되고 있는 장갑이다. 이러한 장갑을 제조하는 방법으로 종래의 방법은 습식폴리우레탄 제조방법이 있다.
그러나, 종래의 습식 제조방법은 폴리우레탄수지에 유화제와 표백용토너를 혼합한 용액에 폴리에틸렌사로 제조된 장갑을 함침하여 코팅함으로써 제조된다. 이때 코팅된 장갑은 약 10oC 이하의 냉각수에 15분, 그리고 온수(50-60oC)에 15분 함침하여 용제의 제거작업 및 폴리우레탄의 고형화작업을 진행하게 된다.
이와 같이 종래의 습식폴리우레탄 장갑의 제조방식은 고형화작업을 피할 수 없게 되고, 따라서 폐수의 발생으로 인한 환경오염을 유발하게 되는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선하고자 또 다른 습식폴리우레탄 장갑의 제조방법이 개발되었다. 국내특허 293055호(출원번호:1998-031815 출원일:1998년 08월 03일), "습식폴리우레탄 장갑 및 그 제조방법"이 환경오염을 방지하기 위하여 개발된 제조방식이나, 이 방법도 냉각수와 온수를 이용한 폴리우레탄의 고형화 작업이 포함되므로 환경폐수의 발생이 필연적임을 알 수 있다. 종래의 단점을 개선하기 위하여 개발된 이러한 방법도 발포촉진 유화제(상품명: s-153) 130-150 중량%에 폴리우레탄 수지(100중량%), 항변제를 교반시킨 용액을 코팅하여 장갑을 제조한 뒤 냉각수에 15분, 온수에 15분 함침하여 발포촉진유화제를 제거시킴으로 환경폐수가 발생한다는 것을 명확히 알 수 있다. 또한 습식폴리우레탄 제조방법으로 제조될 경우 미세한 기공이 형성된다고 하였으나, 실제 습식폴리우레탄 제조방법으로 제조되어 시판되고 있는 장갑의 확대사진을 볼 경우 미세한 기공은 확인되지 않았다(fig 1참조). 다만 표면의 매끄러움으로 인하여 장갑의 미끄럼 방지가 현저히 떨어질 것으로 예상되었다.
<fig 1>
이와같이, 종래의 폴리우레탄 제조방법과 이의 단점을 개선하기 위하여 개발된 습식폴리우레탄 제조방법은 폐수발생이 필연적이며, 공정이 복잡하고, 고형화 및 용제 제거작업으로 인하여 제조시간이 길어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 산업용, 또는 농업용 및 가정용으로 널리 사용되고 있는 폴리우레탄 장갑의 제조에 있어서 종래의 습식방법을 지양하고 건식방법을 발명함으로써 산업폐수가 발생하지 않으며, 장갑의 표면에 미세한 기공(pore)을 주어 투습성과 통기성을 우수하게 하고, 거친표면을 형성하여 미끄럼방지가 현저히 좋아지도록 한 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 폐수발생을 방지하기 위하여 냉수와 온수에 함침하는 공정을 삭제할 필요가 있으며, 이 경우 수용성 폴리우레탄을 이용하면 가능하다는 것을 다년간의 연구 끝에 개발하게 되었다. 그러나 건식공정에서는 수용성폴리우레탄의 고형화 및 용제의 제거작업이 냉수와 온수를 사용하지 않고 열로써 건조하므로 이때 온도의 선택은 최종 장갑의 물성과 표면구조에 상당한 영향이 있음을 알게 되었다. 또한 수용성 폴리우레탄의 농도는 최종장갑의 미세한 기공의 크기에도 영향이 있다는 것을 다년간의 연구결과로 밝혀졌다. 따라서 본 발명의 기술적 과제는 산업용, 또는 농업용 및 가정용으로 널리 사용되고 있는 폴리우레탄 장갑의 제조에 있어서 종래의 습식방법을 지양하고 건식방법을 발명함으로써 산업폐수를 발생하지 않으며, 장갑의 표면에 미세한 기공을 주어 투습성과 통기성을 우수하게 하고, 표면을 거칠게 형성하여 미끄럼방지가 현저히 좋아지도록 건식공정을 개발하는 데에 있다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 수용성 폴리우레탄 수지 100 중량%에 소량의 물과 용제(Methylethylketone, MEK)를 혼합하여 용액을 제조한 후 폴리에틸렌사 또는 그 외의 섬유로 제조된 장갑을 함침하면 폴리우레탄이 코팅된 장갑이 일차 제조된다. 코팅된 장갑은 40-60oC의 건조실에서 약 10-30분 정도 건조시키면 용제가 증발되고 우레탄 도막이 형성된다. 이때 우레탄 도막은 막힌 기공을 형성하여 거칠은 표면을 제공하게 된다. 그 다음 2차 건조실(100-150oC)에서 약 20-40분 정도 건조되면 장갑에 남아있던 물과 1차 건조에서 남아있던 용제가 함께 증발하면서 미세한 기공(열린기공)을 장갑의 표면에 발생시키게 된다. 이때 MEK와 물의 량(또는 수용성 폴리우레탄의 농도) 및 건조시간에 따라 미세한 기공의 크기차이를 조절할 수 있는 것이 본 발명의 특징이며, 습식폴리우레탄 제조공법과 달리냉수와 온수공정을 제거하여 공정이 간편하고, 제조시간도 단축되는 효과도 있다. 특히 폐수는 전혀 발생하지 않으면서 종래의 장갑과 동일한 물성을 보여주며(표 1참조), 표면의 구조에서는 열린기공과 거친 표면(닫힌 기공, 그림 2참조)을 동시에 갖고 있는 독특한 구조로써 종래의 장갑보다 더 우수한 구조를 가질 수 있다는 장점이 있다.
fig 2
도 1은 본 발명인 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법에 관한 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명인 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법에 관해 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법에 따르면 수용성폴리우레탄 수지와 물, 그리고 수용성 용제(MEK)의 혼합액(M101)에 폴리에틸렌사, 또는 그 외의 섬유로 직조된 장갑을 함침하여 코팅(M102)한 후 건조실에서 건조(M103,M104)시키면 거칠은 표면과 미세한 기공을 동시에 형성하는 장갑이 제조되게 된다. 이때 수용성폴리우레탄의 농도(물과 MEK의 중량)의 조절로써 도막의 미세한 기공구조를 조절할 수 있으며, 건조실에서의 온도와 시간의 조절로써 거친 표면의 구조를 발생시킬 수 있다. 상기와 같은 건식 제조방법은 냉수와 온수 공정이 제거되어 폐수발생이 없으며, 공정의 간단화로 인하여 제조시간이 절약되고, 따라서 장갑의 제조단가도 저감시키는 장점이 있다. 본 발명의 실시예는 다음과 같다.
[실시예 1] 100중량%의 수용성폴리우레탄 수지에 50-60중량%의 물과 100-200중량%의 MEK, 50-100중량%의 토너(Toner)를 혼합하여 교반시킨 다음 직조된 장갑을 손 모양의 금형에 끼운 후 디핑(Deeping)처리하여 코팅한 다음 40-60oC의 건조실에서 10-30분 1차 건조시키면 용제가 증발하면서 도막이 거칠은 표면으로 형성된다. 그 다음 100-150oC의 건조실에서 20-40분 동안 2차 건조시키면 물과 남아있던 용제가 함께 증발하면서 도막에 미세한 기공이 형성되게 된다. 이 과정을 거치면 투습성과 통기성이 있으며 방수성이 있는 폴리우레탄 장갑이 제조되게 된다.
[실시예 2] 100중량%의 수용성폴리우레탄 수지에 50-100중량%의 유화제와 100-200중량%의 MEK, 50-100중량%의 토너(Toner), 10-50중량%의 HP-2000을 혼합하여 교반시킨 다음 직조된 장갑을 손 모양의 금형에 끼운 후 디핑(Deeping)처리하여 코팅한 다음 40-60oC의 건조실에서 10-30분 1차 건조시키면 용제가 증발하면서 도막이 거칠은 표면으로 형성된다. 그 다음 100-150oC의 건조실에서 20-40분 동안 2차건조시키면 물과 남아있던 용제가 함께 증발하면서 도막에 미세한 기공이 형성되게 된다. 이때 미세한 기공의 크기는 실시예 1보다 작게 된다. 이 과정을 거치면 투습성과 통기성이 있으며 방수성이 있는 폴리우레탄 장갑이 제조되게 된다. 제조된 장갑은 전자산업의 산업용으로 활용된다.
[실시예 3] 100중량%의 수용성폴리우레탄 수지에 50-60중량%의 물과 100-200중량%의 MEK, 50-100중량%의 토너(Toner), 10-50중량%의 HP-2000, 10-50중량%의 HN-100을 혼합하여 교반시킨 다음 직조된 장갑을 손 모양의 금형에 끼운 후 디핑(Deeping)처리하여 코팅한 다음 80-100oC의 건조실에서 10-30분 1차 건조시키면 용제가 증발하면서 도막이 거칠은 표면으로 형성된다. 그 다음 100-150oC의 건조실에서 20-40분 동안 2차 건조시키면 1차 건조에서 남아있던 물이 증발하면서 최종적인 폴리우레탄 장갑이 제조되게 된다. 이 과정을 거치면 도막에 미세한 기공이 형성되지 않으며, 따라서 장갑은 과수용이나 낙농용 등의 농업용으로 사용하게된다.
[실시예 4] 100중량%의 수용성폴리우레탄 수지에 50-60중량%의 물과 100-200중량%의 MEK, 50-100중량%의 토너(Toner), 50-100중량%의 HP-2000, 1-5중량%의 가교제를 혼합하여 교반시킨 다음 직조된 장갑을 손 모양의 금형에 끼운 후 디핑(Deeping)처리하여 코팅한 다음 80-100oC의 건조실에서 10-30분 1차 건조시키면 용제가 증발하면서 도막이 형성된다. 이때의 도막은 가교제의 영향으로 표면의 접착력이 향상되게 된다. 그 다음 100-150oC의 건조실에서 20-40분 동안 2차 건조시키면 1차 건조에서 남아있던 물이 증발하면서 도막에 미세한 기공을 형성하며 최종적인 폴리우레탄 장갑이 제조되게 된다. 상기와 같은 제조방법으로 제조된 장갑은 실시예 1보다 표면은 부드러우나 접착력이 우수하게 되어 전자산업의 산업용으로 사용하게된다.
(표 1) 본 발명의 실시예에 따라 제조된 폴리우레탄 장갑과 종래의 방식으로 제조된 장갑들의 물리적 특성 비교.
물리적 특성 단위 본 발명인 건식폴리우레탄장갑 습식폴리우레탄 장갑 종래의 장갑
점도 cps/30±1℃ 15,000-30,000 60,000-80,000 80,000-100,000
고형분 % 20-25 24-26 30-35
100% 모듈 Kgf/㎠ 30-40 35-45 40-45
인장강도 Kgf/㎠ 500-700 700-800 800-900
연신률 % 700-900 700-800 800-900
이상으로 살펴본 바와 같이 본 발명으로 제조된 건식 폴리우레탄 장갑은 폐수가 전혀 발생하지 않아 환경오염을 방지하며, 공정의 단순화로써 제조시간을 단축하여 장갑의 제조단가를 저감시킬 수 있다. 또한 제조된 폴리우레탄 장갑은 투습성과 통기성, 방수성이 탁월하며, 착용감도 우수하고, 미끄럼방지 효과도 우수하고, 본 발명으로 제조된 장갑은 변색을 방지하며, 다양한 색상의 장갑을 생산 할 수 있어 사용자 및 생산자의 효율성을 극대화 하는 매우 훌륭한 발명이다.

Claims (3)

  1. 폴리우레탄 장갑의 제조방법에 있어서,
    수용성 폴리우레탄 100 중량부, 물 50-60 중량부, 용제(MEK) 100-150 중량부 및 토너(Toner) 50-100 중량부로 조성된 용액을 이용하여 코팅한 후 1차 건조(40-60oC, 10-30분)와 2차 건조(100-150oC, 20-40분)하는 것을 특징으로 하는 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 100 중량부에 유화제 50-100 중량부, 용제 50-100 중량부, 토너(Toner) 10-50 중량부 및 제 1유화제(HP-2000) 10-50 중량부로 코팅하여 건조하는 것을 특징으로 하는 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 100 중량부에 물 50-60 중량부, 용제 100-200 중량부, Toner 50-100 중량부, 제 1유화제(HP-2000) 50-100 중량부 및 가교제 1-5 중량부로 조성된 용액을 이용하여 코팅하여 건조하는 것을 특징으로 하는 수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식 제조방법.
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KR100784131B1 (ko) * 2006-09-29 2007-12-12 주식회사 서울세미텍 내구성 및 항균 방취 기능을 가진 투습방수 원단의제조방법 및 그 원단을 사용한 투습방수 장갑 제조방법

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