KR20130097025A

KR20130097025A - 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물 및 그 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단 및 그 아웃도어용 원단의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130097025A
Application number: KR1020120018710A
Authority: KR
Inventors: 배은아
Original assignee: 주식회사 포이즈
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-09-02
Also published as: KR101421660B1

Abstract

본 발명은 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물 및 그 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단 및 그 아웃도어용 원단의 제조 방법에 관한 것으로, 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 산 촉매는 1∼5 중량부, 발수제 1∼5중량부가 포함된 코팅제 조성물을 구비하고, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부가 혼합된 다공성 코팅제 및 기본원단이 구비되어, 상기 혼합된 외부용 코팅제를 기본원단의 일면에 도포하며, 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃ 에서 20∼30초간 건조 및 기본원단과 가교함으로써, 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층을 형성하며, 그 타면에 혼합된 다공성 코팅제를 도포하고, 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어 형성 후, 120∼160℃ 에서 20∼30초간 건조하여 기본원단과 가교하여 다공성 수지층을 형성한 아웃도어용 원단을 구성하여, 상기 아웃도어용 원단을 텐트, 가방, 옷, 커버, 케이스 등에 적용하여, 양면 코팅에 의해 방수성이 우수하고, 산화아연을 함유한 수지층에 포함된 나노 산화아연에 의해 발수성과, 지속적인 자외선 차단이 우수하며, 다공성 수지층에 포함된 포어들에 의해 경량성이 우수한 아웃도어 원단에 관한 것이다.

Description

나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물 및 그 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단 및 그 아웃도어용 원단의 제조 방법{the coat composite with nano Zinc Oxide the outdoor fabric with both resin coated coat composite and coated porous resin and the manufacturing method of outdoor fabric}

본 발명은 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물 및 그 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단 및 그 아웃도어용 원단의 제조 방법에 관한 것으로, 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 발수제 1∼5중량부가 포함된 코팅제 조성물을 구비하고, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부가 혼합된 다공성 코팅제 및 기본원단이 구비되어, 상기 혼합된 외부용 코팅제를 기본원단의 일면에 도포하며, 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조 및 기본원단과 가교함으로써, 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층을 형성하며, 그 타면에 혼합된 다공성 코팅제를 도포하고, 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어 형성 후, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여 기본원단과 가교하여 다공성 수지층을 형성한 아웃도어용 원단을 구성하여, 상기 아웃도어용 원단을 텐트, 가방, 옷, 커버, 케이스 등에 적용하여, 방수성이 우수하고, 산화아연을 함유한 수지층에 포함된 나노 산화아연에 의해 발수성과, 지속적인 자외선 차단이 우수하며, 다공성 수지층에 포함된 포어들에 의해 경량성이 우수한 아웃도어 원단에 관한 것이다.

최근에 레저 산업이 확대되면서, 텐트 용품, 등산 용품 등의 아웃도어 상품이 많은 각광을 받고 있는데, 이러한 아웃 도어 상품에 적용되는 아웃도어용 원단은 야외에서 사용되므로, 기본적으로 내후성, 방수성, 내마모성 등의 특성을 가지고 있어야 하는데, 최근에는 발수성, 발유성, 투습성, 내충성, 방염성, 내화학성, 내약품성 등의 기능성이 더 요구되고 있다.

특히, 텐트용 직물의 경우, 외부의 수분(비, 눈, 지하수)이 내부로의 침투를 방지하기 위한 방수성 및 발수성이 요구되고, 햇빛에 의한 자외선 노출에 의한 퇴색, 노후화, 내구성 저하 등을 방지하기 위한 내후성이 요구되며, 또한, 바람과 바람 등에 실려오는 이물질, 비 등에 의해서 찢어지지 않도록 높은 인장/인열강도를 가져야하고, 바닷가의 염분에 의한 부식에 대한 내구성이 요구되고, 외부에서는 다양한 위험성은 동시에 작용하므로, 텐트용 직물은 많은 기능성을 요구받는다.

일반적으로 아웃도어용 원단에 투습방수 기능성을 만족시키기 위해서, 라미네이팅 방법과 코팅 방법을 주로 쓰는데, 라미네이팅의 예로는, 국내특허등록 제1107350호에 방수성이며, 수증기에 대해 투과성이 가요성 기재의 한 면에 가교 결합된 폴리아미드 수지를 포함하는 내마모성층을 갖는 복합필름을 직물의 일면에 위치한 방수투습성 복합직물에 대해 게시되어 있고, 국내특허공개 제2009-0126834호에는 원단 상에 접착제에 의해 평균 직경이 1000㎛ 이하인 나노섬유들로 구성된 나노섬유 웹이 라미네이팅된 구조를 갖고, 상기 나노섬유에는 나노섬유 중량 대비 0.5∼5.0 중량％의 자외선 차단제가 포함된 투습방수원단에 대한 내용이 게시되어있다.

또한, 아웃도어용 원단에 투습방수 기능성을 만족시키기 위한 코팅 방법을 살펴보면, 국내특허등록 제0228233호에는 원단 위에 폴리우레탄, 안료, 자외선 차단제, 알루미늄 파우더, 세라믹 파우더, 방염제, 용제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 폴리우레탄 코팅층을 포함하는 텐트용 직물에 대해 게시되어 있으며, 또한, 국내특허등록 제0450626호에는 직물의 습식코팅 과정 중에, D.M.F요 용제와 우레탄 수지를 혼합한 코팅액을 코팅롤을 이용하여 D.M.F 용제가 물속에서 물에 희석 치환되어 코팅면에 0.2 ∼10㎛ 크기의 미세한 구멍을 형성한 통기성 방수원단의 제조방법에 대한 내용이 게시되어 있다.

그러나 아웃도어용 원단에 투습방수 기능성을 만족시키기 위한 라미네이팅 방법은 원단과 라미네이팅되는 층이 결합되어 구성하는데, 결합하는 두 개의 물성이 다르므로, 일체화하더라도, 자외선이나, 외력에 의해 분리되거나, 손상될 우려가 컸으며, 두 개의 층에 의해서 경량성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 아웃도어용 원단에 투습방수 기능성을 만족시키기 위한 코팅 방법은, 기능성을 높이기 위해서 코팅의 두께가 두꺼워지므로, 경량성이 떨어지고, 이동성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 코팅 자체의 내구성이 떨어지는 경우, 바위, 돌, 나무 등에 의해 코팅층의 직접적인 손상이 발생하고, 손상된 코팅층으로 노출된 직물 부분으로 의해 수분이 유입되고, 자외선과 염분 등에 의해서 인장/인열 강도가 떨어지는 문제점이 있었다.

그래서 원단에 원하는 기능성을 얻기 위해서 최대한 얇은 두께의 코팅이 가능한 코팅제의 개발이 필요하고, 그러한 얇은 코팅에도 방수성과 내후성, 발수성은 물론, 경량성과 발수성의 기능을 가지는 코팅 방법의 개발이 필요하다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 산 촉매는 1∼5 중량부, 발수제 1∼5 중량부가 포함된 코팅제 조성물을 구비하고, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부가 혼합된 다공성 코팅제 및 기본원단이 구비되어, 상기 혼합된 외부용 코팅제를 기본원단의 일면에 도포하며, 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조 및 기본원단과 가교함으로써, 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층을 형성하며, 그 타면에 혼합된 다공성 코팅제를 도포하고, 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어 형성 후, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여 기본원단과 가교하여 다공성 수지층을 형성한 아웃도어용 원단을 구성하여, 상기 아웃도어용 원단을 텐트, 가방, 옷, 커버, 케이스 등에 적용하여, 양면 코팅에 의해 방수성이 우수하고, 산화아연을 함유한 수지층에 포함된 나노 산화아연에 의해 발수성과, 지속적인 자외선 차단이 우수하며, 다공성 코팅제 수지층의 포어에 의해 경량성을 높이도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 산 촉매는 1∼5 중량부, 발수제 1∼5중량부가 포함된 코팅제 조성물을 구비하고, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부가 혼합된 다공성 코팅제 및 기본원단이 구비되어, 상기 혼합된 외부용 코팅제를 기본원단의 일면에 도포하며, 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조 및 기본원단과 가교함으로써, 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층을 형성하며, 그 타면에 혼합된 다공성 코팅제를 도포하고, 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어 형성 후, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여 기본원단과 가교하여 다공성 수지층을 형성한 아웃도어용 원단을 구성하여, 상기 아웃도어용 원단을 텐트, 가방, 옷, 커버, 케이스 등에 적용하여, 양면 코팅에 의해 방수성이 우수하고, 산화아연을 함유한 수지층에 포함된 나노 산화아연에 의해 발수성과, 지속적인 자외선 차단이 우수하며, 다공성 수지층에 포함된 포어들에 의해 경량성이 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅제 조성물이 적용된 아웃도어용 원단의 제조 방법을 보여주는 공정도.
도 2는 본 발명에 따라 원단 양면이 각각의 코팅제 조성물에 의해 코팅된 구조를 보여주는 아웃도어용 원단의 단면도.

본 발명은 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물 및 그 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단 및 그 아웃도어용 원단의 제조 방법에 관한 것으로, 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 발수제 1∼5중량부가 포함된 코팅제 조성물을 구비하고, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부가 혼합된 다공성 코팅제 및 기본원단이 구비되어, 상기 혼합된 외부용 코팅제를 기본원단의 일면에 도포하며, 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조 및 기본원단과 가교함으로써, 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층을 형성하며, 그 타면에 혼합된 다공성 코팅제를 도포하고, 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어 형성 후, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여 기본원단과 가교하여 다공성 수지층을 형성한 아웃도어용 원단을 구성하여, 상기 아웃도어용 원단을 텐트, 가방, 옷, 커버, 케이스 등에 적용하여, 양면 코팅에 의해 방수성이 우수하고, 산화아연을 함유한 수지층에 포함된 나노 산화아연에 의해 발수성과, 지속적인 자외선 차단이 우수하며, 다공성 수지층에 포함된 포어들에 의해 경량성이 우수한 아웃도어 원단에 관한 것이다.

본 발명에 따른 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물, 그 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단, 그 아웃도어용 원단의 제조 방법에 대해 순차로 설명하되, 우선, 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물을 설명하고, 코팅제 조성물을 설명하면, 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 발수제가 1∼5중량부로 구성하며, 상기 나노 산화아연 분산물, 실리콘 수지, 이소시아네이트 가교제, 촉매와 발수제에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 나노 산화아연 분산물은, 나노 산화아연 파우더 50 ∼ 69 wt％, 분산 매질 30 ∼ 45 wt％, 분산제 1∼ 5 wt％가 교반되어 분산된 것으로, 나노 산화아연 파우더는 나노 입자를 가지는 파우더 형태로 제공되는 산화 아연이며, 분산 매질은 메틸에틸케톤(MEK, Methyl Ethyl Ketone)을 사용하고, 분산제로는 황산 도데실 나트륨(도데실황산나트륨, SDS, Sodium Dodecyl Sulfate), 암모늄 라우릴 설페이트(ALS, Ammonium Lauryl Sulfate), 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(CTAB, Cetyl Trimethylammonium bromide) 중에서 선택하여 사용하며, 나노 산화아연 파우더, 분산 매질, 분산제는 상기 배합비로 고속 교반기에 의해 교반되어, 저농도로 분산되어, 분산된 나노 산화아연은 그 입자 사이즈가 30 ∼ 50㎚를 가지며, 매질상에 자유롭게 이동할 수 있으므로, 나노 산화아연 분산물이 코팅제 조성물에 적용될 때, 산화 아연 입자는 균일한 분산 구조를 가진다.

그리고 실리콘 수지는 20 ∼ 35％ 고형분을 가진 솔벤트계 실리콘(Solvent based Polyurethane)을 사용하는데, 이때 적용하는 솔벤트는 메틸에틸케톤(MEK, Methyl Ethyl Ketone)이나, 디메틸 포름아미드(DMF, Dimethylformamide)를 적용한다.

또한, 이소시아네이트 가교제는, 톨루엔디이소시아네이트(TDI, Toluene Di isocyanate) , 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI, Diphenylmethane Diisocyanate), 중합체성 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 톨리딘 디이소시아네이트(TODI, Tolidine Diisocyanate), p-페닐렌 이소시아네이트(p-Phenylene Diisocyanate) 등의 방향족 이소시아네이트이나, 또는, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI, Hexamethylene Diisocyanate, ), 수소첨가 디페닐메 탄디이소시아네이트(MDI) 중에서 적어도 하나, 또는, 두 가지 이상을 선택하여 혼합하여 사용한다.

또, 촉매는 주석이 포함되지 않는 촉매를 사용하는데, 예를 들어, 징크 N-에틸-N-페닐 디티오카바메이트 (zinc N-ethyl-N-phenyl dithiocarbamate), 사이클로헥실아민 아세테이트(cyclohexylamine acetate), 비스무스 트리클로라이드(bi trichloride), 스테너스 옥토에이트 (stannous octoate), 지르코늄 옥토에이트 (zirconium octoate), 징크 니트레이트 (zinc nitrate), 바륨 니트레이트 (barium nitrate), 리드 스테아레이트(lead stearate) 중에서 선택하여 사용한다.

다음으로, 발수제를 설명하면, 발수제는 주성분이 테트라 불소 카본(테트라 플루오루오로 카본, Tetra Fluro Carbon)으로, 이소프로필 알코올(Iso prophyl Alcohol) 혹은 메틸에틸케톤(MEK, Methyl Ethyl Ketone)의 솔벤트에 의해 분산된 상태를 가지며, 발수제의 포함으로 상기 코팅제 조성물의 소수성을 향상시키는 장점이 있다.

이렇게 코팅제 조성물은 나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 발수제 1∼5중량부로 구성하며, 코팅제 조성물은 혼합되어 300~2000cps의 점도의 외부용 코팅제로 구성되어, 작업성이 우수하고, 코팅층의 두께를 균일하고 박막으로 코팅할 수 있는데, 코팅 두께는 0.5~10㎛이 바람직하며, 코팅 방법은 나이프(Knife) 코팅 방식이나, 스프레이(Spray) 코팅 방식이 있으며, 그 코팅 방법 외에도 다양한 코팅 방법이 적용될 수 있다.

또한, 코팅제 조성물이 혼합된 외부용 코팅제는 기본원단(통상의 직물)에 도포되어, 이러한 히트 챔버(Heat chamber) 내부에서 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조 및 원단과 가교함으로써, 산화아연을 함유한 수지층을 형성한다.

한편, 상기 코팅제 조성물은 기본원단의 외부면에 코팅되고, 기본원단의 내부면에 코팅되는 다공성 코팅제(다공성 코팅제는 건조 과정을 거처 포어를 형성하고, 코팅제 자체에 포어가 형성된 것은 아니다)를 더 설명하면, 다공성 코팅제는, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부로 구성한다.

먼저, 반응성 폴리우레탄 수지는 폴리올과 디이소시아네이트를 중합하여 제조되는데, 폴리올은 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

그리고 상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판,1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 솔비톨, 슈그로스, 하이드로퀴논, 레소시놀, 카테콜, 비스페놀 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물과 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 중합시켜 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또, 상기 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산 및 아디프산 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물과 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 중합시켜 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 디이소시아네이트는 톨루엔디이소시아네이트(toluenediisocyanate, 이하, ‘TDI’로 정의한다.), 모노머릭(monomeric) 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 (Diphenyl-methane diisocyanate), 모노머릭(monomeric) 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트, 토릴렌디이소시아네이트(Torilene diisocyanate) 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 이소시아네이트 가교제는 테트라 다이아이소사이아네이트(TDI, Tetra Di-Isocyanate), 메틸 다이아이소사이아네이트(MDI, Methyl Di-Isocyanate) 중에서 선택 사용되어, 우수한 가교 역할을 보인다.

이렇게, 다공성 코팅제는, 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부로 구성하는 다공성 코팅제는, 상기 코팅제 조성물은 건조 조건을 다르게 하여 나노 입경 크기의 포어를 형성시킬 수 있는데, 이 다공성 코팅제는 기본원단(통상의 원단)에 도포되어, 히터 챔버(Heat chamber) 내부에서 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어 형성 후, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여 기본원단(통상의 원단)과 가교함으로써, 다공성 수지층을 형성하며, 상기 다공성 수지층에는 상기 건조 조건에 의해서, 100㎚∼10㎛ 크기의 포어(pore, 기공)들을 형성할 수 있다.

그리고 산 촉매로는 루이스산이 사용되어, 산 촉매에는 반응 개시제로 사용되어 저온 조건에서도 반응을 촉진할 수 있는 특징이 있다.

이렇게 구성하는 코팅제 조성물이 적용된 아웃도어용 원단(100)을 도2를 참고하여 살펴보면, 기본원단(10)의 일면에 앞서 설명한 코팅제 조성물에 의해 코팅되어 형성되는 산화아연을 함유한 수지층(20)이 0.5~10㎛의 두께로 구성되고, 그 타면의 기본원단(10)에는 다공성 코팅제에 의해 코팅되어 형성되는 다공성 수지층(20)이 0.5~20㎛의 두께로 구성되는데, 다공성 수지층(20)의 포어 직경은 100㎚∼10㎛을 가진다.

한편, 상기 구조의 아웃도어용 원단의 제조 방법을 도1의 공정도를 참고하여 상세히 설명하면, 먼저, 재료 준비 공정(S1)은 기본원단(10), 다공성 코팅제, 코팅제 조성물을 준비하는 공정으로, 기본원단(10)으로는 아웃도어용 원단에 적용되는 통상적인 원단으로 사용되는데, 천연 섬유, 합성 섬유, 재생 섬유 등이 적용되는데, 바람직하게는 폴리에스테르 원단, 폴리아미드 원단, 나일론 원단, 아크릴 원단, 폴리우레탄과 같은 합성섬유 원단이 적용될 수 있으며, 기본원단(10)의 형태는 일반적인 제직물은 물론 부직포에도 적용할 수 있는데, 용도에 맞게 적절한 기본원단(10)을 선택하며, 코팅제 조성물은 앞서 설명한 배합물 중에서 선택하여 설명한 배합비 내에서 준비하며, 또한, 코팅제 조성물은 앞서 설명한 배합물 중에서 선택하여 설명한 배합비 내에서 준비한다.

다음의 외부용 코팅제 도포 공정(S2)은 준비된 코팅제 조성물을 균일하게 혼합하여 외부용 코팅제를 만들고, 그 외부용 코팅제를 준비된 기본원단(10)의 일면에 도포하는 공정으로, 300~2000cps의 점도를 가지도록 혼합된 외부용 코팅제는 나이프 코팅 방식이나, 스프레이 코팅 방식으로 기본원단(10)에 도포한다.

다음의 건조 공정(S3)은, 상기 외부용 코팅제가 도포된 기본원단(10)을 히트 챔버(Heat chamber) 내부에서 건조하는 공정으로, 히트 챔버 내부에 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조 및 기본원단(10)과 가교함으로써, 기본원단(10)의 일면에 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층(20)을 구성하며, 도2에 도시한 바와 같이, 이러한 산화아연을 함유한 수지층(20) 내부에는 균일하게 분산된 나노 산화아연(21)을 가진다.

그리고 다공성 코팅제 도포 공정(S4)은 준비된 균일하게 혼합한 다공성 코팅제를 상기 산화아연을 함유한 수지층(20)을 형성한 기본원단(10)의 타면에 도포하는 공정이다.

마지막으로, 건조 공정(S5)은 상기 다공성 코팅제가 도포된 기본원단(10)을 히트 챔버(Heat chamber) 내부에서 건조하는 공정으로, 다공성 코팅제가 도포된 기본원단(10)을 히터 챔버(Heat chamber) 내부에서 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하여 포어(pore, 기공) 형성 후, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여 기본원단(10)과 가교함으로써, 다공성 수지층(30)을 구성하며, 상기 건조 조건을 통해서, 도2에 도시한 바와 같이, 다공성 수지층(30) 내부에는 100㎚∼10㎛ 크기의 포어(31)들을 형성하는데, 이렇게 재료 준비 공정(S1) 내지 건조 공정(S5)에 의해서 기본원단(10)의 일면에 산화아연을 함유한 수지층(20)을 형성하고, 그 타면에 다공성 수지층(30)을 형성한 아웃도어용 원단(100)의 제조가 완료된다.

이렇게 제조된 아웃도어용 원단은 텐트, 가방, 옷, 커버, 케이스 등 다양한 아웃도어 상품에 적용할 수 있으며, 이러한 아웃도어용 원단은 산화아연을 함유한 수지층(20)이 외부에 위치되고 다공성 수지층(30)이 내부를 향하도록 사용되어, 산화아연을 함유한 수지층(20)에 의해 발수성, 내수압이 우수하고, 또한, 자외선을 효과적으로 차단하는 구조에 의해 야외에서 오랫동안 사용하여도 퇴색, 인열 강도의 저하를 방지하며, 다공성 수지층(30)의 포어들에 의해서 경량성이 우수하므로, 이동성이 용이하고, 또한, 양면의 코팅된 구조에 의해 방수성이 우수한 특징이 있다.

한편, 본 발명에 따른 아웃도어용 원단에 적용하는 코팅제 조성물과 아웃도어용 원단의 제조 방법에 따라 텐트 직물을 제조하되, 기본원단은 경사 30 데니어(denier), 위사 50 데이어의 폴리에스테르 원사로 제직한 직물을 사용하고, 본 발명에 따른 코팅제 조성물을 혼합한 외부용 코팅제를 준비된 기본원단 표면에 1㎛의 두께로 1회 도포하여, 히트 챔버 내에서 80℃에서 20초, 110℃에서 20초 동안 반응시킨 후, 160℃에서 20초간 건조 및 가교하여, 산화아연을 함유한 수지층을 형성하였다.

그리고 산화아연을 함유한 수지층이 형성된 기본원단의 타면에는, 본 발명에 따른 다공성 코팅제를 혼합하여 10㎛의 두께로 1회에 걸쳐 도포하여 히트 챔버 내에서 80℃에서 20초 동안 반응시킨 후, 120℃에서 20초간 경화 및 160℃ 가교하여 다공성 수지층을 형성하였으며, 이러한 실시예로 제조된 아웃도어용 원단의 성능을 아래 [표 1]에 결과를 나타내었다.

평가 항목	단위	평가 방법	결과
발수도(세탁 10회)	％	KSK 0590	100％
발유도(세탁 10회)	％	KSK 0526	5급
접착 내구성	N／5㎝	KSK 0533	12
원단의 인열강도	N	KSK 0537-04	41.5
공기투과도(방풍성)	CFM	KSK 10012-1	0.2이하
투습도(염화칼슘법)	g／㎡.day	KSK 0594	6366
일광견뢰도	급	KSK ISO 105	4∼5
건조속도	분	KSK 0526	12
마찰견뢰도	급	KSK 0526	4.5

위 [표 1]을 보인 결과와 같이, 본 발명에 따른 아웃도어용 원단은 발수, 발유도, 일광견뢰도, 건조속도, 마찰견뢰도, 접착내구성, 인열강도 및 투습도가 우수함을 알 수 있다.

또한, 다음 [이미지 01]과 [이미지 02]는 본 발명에 따라 제조된 아웃도어용 원단의 외부측, 표면, 즉, 기본 원단에 코팅된 산화아연을 함유한 수지층을 전자 현미경으로 촬영한 사진이다.

[이미지 01]

[이미지 02]

위 [이미지 02]에 보면 기본원단 위에 코팅된 산화아연을 함유한 수지층에 하얀 알갱이처럼 보이는 나노 산화아연을 볼 수 있으며, 이러한 나노 산화아연은 자외선을 효과적으로 차단하여, 아웃도어용 원단의 내후성을 높이고, 자외선에 의한 퇴색, 인열강도의 저하를 방지한다.

다음으로, 본 발명에 따라 제조된 아웃도어용 원단의 내부측, 즉, 기본원단에 다공성 수지층이 형성된 단면을 전자 촬영한 사진이다.

[이미지 03]

위 [이미지 03]에 보면 기본원단 위에 코팅된 다공성 수지층 내부에 많은 포어(pore, 기공)을 볼 수 있으며, 이러한 포어는 자외선을 아웃도어용 원단의 경량성 향상한다.

이렇게 아웃도어용 원단은 기본원단의 양면이 각각 코팅되어 구성하되, 자외선을 차단하는 산화아연을 함유한 수지층과 경량성을 향상하는 포어들이 형성된 다공성 수지층이 형성 양면으로 코팅되어 아웃도어용 원단은 내후성과 경량성의 향상으로, 야외에서 오래 사용이 가능하고, 이동이 용이한 특징이 있다.

10 : 원단
20 : 산화아연을 함유한 수지층
30 : 다공성 수지층

Claims

나노 산화아연 분산물 1 ∼ 10 중량부에 대해서, 실리콘 수지 100 중량부, 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 촉매 1∼5 중량부, 메틸에틸케톤 50∼150 중량부, 발수제 1∼5중량부가 포함된 코팅제 조성물을 구성하되,
상기 나노 산화아연 분산물은, 나노 산화아연 파우더 50 ∼ 69 wt％, 분산 매질 30 ∼ 45 wt％, 분산제 1∼ 5 wt％로 구성되어,
상기 코팅제 조성물이 아웃도어용 원단의 코팅에 적용되어 자외선을 차단하여 내후성을 높임을 특징으로 하는 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물.
제 1항에 있어서,
나노 산화 아연 분산물의 분산 매질은 메틸에틸케톤을 사용하고,
분산제로는 황산 도데실 나트륨, 암모늄 라우릴 설페이트, 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드 중에서 선택하여 사용하며,
상기 실리콘 수지는 20 ∼ 35％ 고형분을 가진 솔벤트계 실리콘이고, 그 솔벤트는 메틸에틸케톤이나, 디메틸 포름아미드를 적용하며,
상기 이소시아네이트 가교제는, 톨루엔디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 중합체성 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트, p-페닐렌 이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 수소첨가 디페닐메 탄디이소시아네이트 중에서 적어도 하나 선택하여 사용하며,
상기 촉매는 징크 N-에틸-N-페닐 디티오카바메이트, 사이클로헥실아민 아세테이트, 비스무스 트리클로라이드, 스테너스 옥토에이트, 지르코늄 옥토에이트, 징크 니트레이트, 바륨 니트레이트, 리드 스테아레이트 중에서 선택하며,
상기 발수제는 테트라 불소 카본 이소프로필 알코올이나 메틸에틸케톤의 솔벤트에 의해 분산된 것을 사용함을 특징으로 하는 나노 산화아연이 포함된 코팅제 조성물.
통상의 원단 일면에,
청구항 1 또는 청구항 2에서 선택한 코팅제 조성물에 의해 코팅되어 형성되는 산화아연을 함유한 수지층이 0.5∼10㎛의 두께로 형성되고,
그 타면의 원단면에는,
폴리올과 디이소시아네이트를 중합하여 제조되는 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부가 혼합된 다공성 코팅제에 의해 코팅되어, 포어들이 포함된 다공성 수지층이 0.5∼20㎛의 두께로 형성된 아웃도어용 원단이 구성되어,
경량성, 내후성이 우수함을 특징으로 하는 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단.
기본원단과,
청구항 1 또는 청구항 2에 해당하는 코팅제 조성물과,
폴리올과 디이소시아네이트를 중합하여 제조되는 반응성 폴리우레탄 수지 100 중량부와 이소시아네이트 가교제 1∼5 중량부, 산 촉매 1∼5 중량부로 구성하는 다공성 코팅제를 준비하는 재료 준비 공정(S1);
준비된 코팅제 조성물을 균일하게 혼합하여 300~2000cps의 점도를 가지 외부용 코팅제를 준비된 원단에 도포하는 외부용 코팅제 도포 공정(S2);
외부용 코팅제가 도포된 기본원단을 20∼80℃에서 30초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여, 원단의 일면에 0.5∼10㎛의 두께를 가지는 산화아연을 함유한 수지층을 구성하는 건조 공정(S3);
혼합한 다공성 코팅제를 상기 산화아연을 함유한 수지층을 형성한 기본원단의 타면에 도포하는 다공성 코팅제 도포 공정(S4);
상기 다공성 코팅제가 도포된 원단을 60∼80℃에서 20초∼40초 동안 건조하고, 120∼160℃에서 20∼30초간 건조하여, 포어들이 포함된 다공성 수지층을 0.5∼10㎛의 두께로 형성하는 건조 공정(S5)에 의해서,
원단의 일면에 산화아연을 함유한 수지층을 형성하고, 그 타면에 다공성 수지층을 형성한 아웃도어용 원단의 제조를 완료함을 특징으로 하는 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 다공성 코팅제에 포함되는 반응성 폴리우레탄 수지의 폴리올은, 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 중에서 적어도 하나 선택하여 사용하되,
상기 폴리에테르 폴리올은, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판,1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 솔비톨, 슈그로스, 하이드로퀴논, 레소시놀, 카테콜, 비스페놀 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물과 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 중합시켜 제조된 것이고,
상기 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산 및 아디프산 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물과 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 중합시켜 제조된 것이며,
상기 다공성 코팅제에 포함되는 반응성 폴리우레탄 수지의 디이소시아네이트는,
톨루엔디이소시아네이트, 모노머릭4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 모노머릭 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트, 토릴렌디이소시아네이트 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상을 사용하며,
상기 다공성 코팅제의 이소시아네이트 가교제는,
테트라 다이아이소사이아네이트, 메틸 다이아이소사이아네이트 중에서 선택 사용함을 특징으로 하는 코팅제 조성물로 코팅된 수지층과 다공성 수지층으로 양면 코팅된 아웃도어용 원단의 제조 방법.