KR20150053492A - 카시트용 방오성 원단의 제조방법 - Google Patents

카시트용 방오성 원단의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카시트용 방오성 원단의 제조방법에 관한 것으로, 원단을 준비하는 단계; 상기 원단의 일면에 접착성 코팅제를 코팅하는 1차 코팅단계; 상기 1차 코팅된 원단을 방오 처리하는 방오처리단계; 상기 방오처리된 원단의 1차 코팅된 면에 접착성 코팅제를 코팅하는 2차 코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법 및 이로부터 제조되는 원단을 제공한다.

Description

카시트용 방오성 원단의 제조방법{The manufacturing method of car-seat fabric with antifouling properties}
본 발명은 카시트용 우븐(Woven) 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 방오 성능이 구현된 우븐 원단의 올빠짐 또는 올풀림 현상이 일어나지 않는 카시트용 우븐 원단의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 자동차 내장재는 자동차의 성능과 관련한 부품적 요소가 강했던 반면, 최근에는 외적인 디자인에 실용성이나 보온성, 방오성 등을 갖춘 기능성 소재로의 전환이 이루어지고 있다. 더불어 자동차에서 생활하는 시간이 증가하면서 오염원이 될 수 있는 물질이나 물품에 자동차 내부가 더 많이 노출되게 되어, 무엇보다도 우수한 방오 성능을 갖춘 카시트 원단에 대한 소비자들의 요구가 증가하고 있는 추세이다.
따라서 종래에는 방오성 우븐 제품은 방오 약제를 처리하여 방오 성능을 부여하고 후코팅을 진행하는 방식으로 기술 개발이 이루어졌다. 대부분의 자동차 내장재용 원단은 방오 처리를 거친 후, 난연성 등의 추가 기능 부여 및/또는 원사들간의 결속력 또는 접착력 강화를 위한 코팅제로 코팅하는 후공정을 거치게 되는데, 방오 처리를 한 자동차 내장재, 특히 카시트용 우븐 제품의 경우, 사용 중 외력에 의한 올빠짐 또는 올풀림 현상이 발생하는 문제점이 있는 것으로 보고되고 있다.
방오성 부여를 위한 가공은 오염원이 부착되지 않게 하거나 부착된 경우에도 쉽게 떨어질 수 있게 하는 처리에 해당하여, 경사와 위사의 교차로만 원단이 형성되는 우븐 제품의 코팅제의 접착력에 영향을 미치는 것으로 판단되고 있다.
이에 본 발명은 원단의 접착력 강화를 위한 코팅제가 깊이 침투하여, 방오 처리를 한 후에도 올빠짐이나 올풀림 현상이 발생하지 않는 카시트용 우븐 원단의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 카시트용 우븐 원단으로서 요구되는 물성을 만족하면서 방오 성능도 우수한 카시트용 우븐 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원단을 준비하는 단계; 상기 원단의 일면에 접착성 코팅제를 코팅하는 1차 코팅단계; 상기 1차 코팅된 원단을 방오 처리하는 방오처리단계; 상기 방오처리된 원단의 1차 코팅된 면에 접착성 코팅제를 코팅하는 2차 코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 원단의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 1차 코팅단계는 접착성 코팅제를 원단에 도포하고, 경화 및 열세팅하는 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 1차 코팅단계에 있어서, 접착성 코팅제는 아크릴계 코폴리머, 물 및 분산제를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 접착성 코팅제는 난연제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 1차 코팅단계에서 접착성 코팅제는 원단에 45~120g/㎡로 코팅될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 방오처리단계는 원단을 불소수지계 방오제 및 이소시아네이트계 가교제가 함유된 방오제에 일정시간 침지하는 딥핑공정; 딥핑된 원단을 탈수하는 탈수공정; 탈수된 원단을 건조하는 건조공정; 및 건조된 원단을 열처리하는 열처리 공정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 2차 코팅단계에 있어서, 접착성 코팅제는 아크릴계 코폴리머, 물 및 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 접착성 코팅제는 대전방지를 위한 백금 또는 구리 파우더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 접착성 코팅제는 난연제를 더 포함할 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 2차 코팅단계에서 접착성 코팅제는 원단에 45~120g/㎡로 코팅될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 제조방법으로 제조되는 방오성 카시트용 원단을 제공한다.
본 발명의 제조방법은 기존의 후코팅 공법의 카시트용 원단의 제조방법에 비하여, 원단에의 코팅제 침투력이 높아서 경사와 위사의 접착력이 향상되며, 카시트 제품으로 적용시 올풀림이나 올빠짐이 발생하는 현상을 감소시켜 준다.
또한 본 발명의 제조방법에 따르면, 방오 성능을 갖춘 카시트용 원단이 자동차에의 적용을 위하여 재단할 때, 사절이 발생하면서 원사가 풀려 나오는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법에 따르면, 코팅제가 원단 깊숙이 침투할 수 있어, 방오 기능성 부여는 물론이고 경사와 위사의 접착력을 높여 카시트용 직물로 필요한 요구물성을 만족하는 제품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 카시트용 원단을 제조하는 방법의 개략적인 공정을 나타낸 플로우 차트이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
통상적으로 카시트용 원단의 방오 가공은 방오 처리를 한 후에, 난연성, 대전방지성 등과 같은 추가적인 기능 부여 및 원사간의 접착력 향상을 위해 접착제 등을 포함하는 코팅제로 코팅 처리를 하고 있다. 방오 처리를 한 후 코팅제로 코팅을 하게 되면, 방오 메커니즘에 의해 코팅제가 원단에 깊이 침투하기 어려운 경향이 있는 것으로 판단된다. 이로 인해서 코팅제가 도포된 원단의 이면 표층 부위에만 도포가 되게 되어, 전체적으로 접착력이 부족하게 된다. 따라서 경사와 위사의 교차로만 원단이 형성되는 우븐 제품의 경우는 방오 메커니즘에 의해 코팅제의 접착력이 부족하여, 외력이 가해질 경우 올풀림 또는 올빠짐 현상이 발생하는 것으로 추정된다.
따라서 본 발명자들은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구하던 중, 방오 성능 부여 후 코팅 공정을 적용하는 카시트용 직물을 제조함에 있어, 방오 처리 전에 추가로 선 코팅을 하여 경사와 위사의 접착성을 향상시킬 수 있는 카시트용 우븐 직물의 제조방법을 개발하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 카시트용 방오성 원단의 제조방법에 관한 것으로, 도 1에 도시된 것과 같이, 원단을 준비하는 단계; 원단의 일면에 접착성 코팅제를 코팅하는 1차 코팅단계; 1차 코팅된 원단을 방오 처리하는 방오처리단계; 방오처리된 원단의 1차 코팅된 면에 접착성 코팅제를 코팅하는 2차 코팅단계를 포함한다.
원단은 외력에 의해 올풀림 또는 올빠짐 현상이 발생할 수 있는 직물이면 제한 없이 본 발명을 적용할 수 있으나, 바람직하게는 자카드, 도비로 제직되는 플랫 우븐에 적용하는 것이다. 원단은 정련 및 세팅하는 준비단계(S100)를 거친다.
1차 코팅단계(S200)는 방오 처리 전에 이루어지는 프리-코팅(pre-coating) 공정으로서, 우븐 직물의 경사와 위사에 결속력 내지는 접착성을 부여하여, 최종적으로 제조된 방오 성능을 갖는 원단의 외력에 의한 내구성을 향상시키기 위한 것이다. 1차 코팅은 원단의 일면에만 또는 양면에 실시할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 1차 코팅단계에서 원단은 접착성 코팅제가 도포된 후, 경화(curing) 및 열세팅하는 공정을 거친다.
접착성 코팅제는 바인더로서 아크릴계 코폴리머 10~30중량%, 물 40~88중량% 및 분산제 2~3중량%를 혼합한 것을 사용할 수 있다.
또한 접착성 코팅제는 원단에 난연성 부여를 위해서 난연제를 더 포함할 수 있으며, 접착성 코팅제에 대하여 파우더의 형태로 10~50중량%를 포함할 수 있다.
난연제로는 원단의 재질에 따라 판매되는 난연제를 사용할 수 있으며, 원단의 재질이 폴리에스테르일 경우 아크릴계 난연제를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
난연제는 방오 처리 후에 실시하는 2차 코팅 단계에서 함유시켜 처리하는 것도 가능하지만, 바람직하게는 사용자의 안전에 관련된 난연제의 보다 깊숙한 침투를 위해서 방오 처리 전에 실시하는 1차 코팅 단계에서 함유시키는 것이다.
코팅제를 도포한 원단을 경화 및 열세팅하는 공정은 코팅제가 원단에 고착될 수 있게 하는 공정으로서, 열풍 대류식 열처리 장치나 적외선 열처리 장치를 포함하는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 텐터를 이용하여 120~170℃의 온도에서 실시할 수 있다. 열세팅 공정은 시간이 너무 짧으면 코팅제의 고착이 불완전하여 원단에서 이탈될 수 있고, 반대로 너무 길면 원단에 손상이 있을 수 있으므로, 경화 및 열세팅 공정은 1~2분간 처리하는 것이 바람직할 것이다.
한편, 접착성 코팅제는 일정량 및 다양한 방식으로 원단의 일면에 코팅될 수 있음은 물론이나, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는 원단에 45~120g/㎡의 양으로 코팅된다.
이렇게 1차 코팅단계를 거쳐서 프리-코팅된 원단은 방오처리단계(S300)에 제공된다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 방오 처리는 딥핑, 탈수, 건조, 및 열처리로 이어지는 공정을 거친다.
방오처리단계는 다양한 방오제를 이용하여 처리하는 하는 것이 가능하나, 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 방오제는 불소수지계 방오제 및 이소시아네이트계 가교제가 일정 비율로 함유된 조성물을 사용한다.
일반적으로 불소계 수지는 주쇄를 이루는 탄소의 수와 화학적 구조에 따라 발수성, 발유성에 큰 차이가 있으므로, 충분한 발수성 및 발유성을 확보할 수 있도록 불소계 수지를 형성하는 탄소수가 6개 이상인 수지를 사용한다.
방오 처리를 위한 방오제 조성물에서 불소수지계 방오제의 사용량은 고형분 20~30중량%의 방오제로 1.5~5%o.w.s(on the weight of solution)를 사용하는 것이 바람직하다. 1.5% o.w.s 미만일 경우 내구성 효과가 작고, 5% o.w.s를 초과하면 촉감이 나빠지게 되기 때문이다.
또한 가교제로는 공지의 멜라민계, 이소시아네이트계 등을 사용할 수 있으나 내마모성을 향상시키는 이소시아네이트계 가교제를 사용하는 것이 바람직하며, 그 사용량은 0.3~0.5%o.w.s를 사용하는 것이 가교 효과 및 촉감면에서 바람직하다.
딥핑 공정은 원단에 방오제를 균일하게 침투시키기 위해 원단을 상기한 조성물로 이루어진 방오제에 약 3~10초간 침지하고 건져 올리고 다시 침지하는 공정으로 실시하는 것이 바람직하며, 침지는 2회 이상 실시하는 것이 바람직하다.
탈수공정은 딥핑된 카시트 원단을 탈수하는 공정으로, 두 개의 롤러로 원단을 압착하여 탈수하는 망글머신(Mangle Machin)을 사용하는 것이 바람직하다.
탈수 후 원단을 건조하는 건조공정은 후술하는 열처리 공정에서 방오제가 원단에 견고히 고착될 수 있도록 원단의 함수율을 낮추고, 원단을 예열시켜 급속한 온도 변화에 따른 방오제의 화학적 변성 또는 물리적 변형을 방지하기 위한 공정으로 일반적으로 사용하는 논 터치 건조기, 루프건조기, 무장력 롤러형 건조기 및 실린더 건조기를 사용할 수 있다. 건조 시에는 강한 장력이 걸리면 원단의 촉감이 불량해질 수 있으므로 무장력 상태에서 건조하는 것이 바람직하다.
건조온도는 120℃ 미만인 경우, 건조시간이 길어져서 생산성이 떨어질 수 있으며, 140℃를 초과할 경우에는 원단의 급격한 온도변화에 의해 상기 조성물이 화학적, 물리적으로 변형되어 방오성이 저하될 수 있으므로 건조온도는 120~140℃에서 수행되는 것이 바람직하다.
열처리공정은 건조된 카시트 원단을 120~170℃의 온도에서 처리하는 것으로, 일반적인 열풍 대류식 열처리장치, 적외선 열처리장치 등을 사용할 수 있다.
건조공정과 열처리공정은 시간이 너무 짧으면 방오제의 고착이 불완전하여 원단에서 이탈될 수 있고 반대로 너무 길면 원단에 손상이 있을 수 있으므로 건조 및 열처리공정은 1~2분간 처리하는 것이 바람직할 것이다.
다음은 방오 처리된 상기 원단의 일면에 접착성 코팅제를 코팅하는 2차 코팅단계(S400)를 거치게 된다.
2차 코팅단계는 아크릴계 코폴리머를 포함하는 접착성 코팅제를 1차 코팅단계와 같이 도포, 경화 및 열세팅 단계를 거치는 공정이다.
2차 코팅단계에서 코팅제는 접착성분인 아크릴계 코폴리머 외에 대전방지제를 함유하는 것이 바람직하다. 방오 처리가 된 원단은 습기를 머금고 있지 않아 대전방지 성능이 떨어지며 친수성 대전제를 사용할 경우 방오성이 떨어지는 문제가 발생하여 일반적인 방오 원단에는 정전기가 대량 발생하는 문제점이 있다.
따라서 2차 코팅을 위한 코팅제에 대전 방지를 위한 성분을 포함시켜 코팅 처리하는 것이 바람직하다. 2차 코팅제로는 아크릴계 코폴리머, 물 및 분산제의 혼합에 백금 소재 또는 구리소재를 일정비율로 혼합한 후 분산시킨 것을 사용할 수 있다.
백금 소재의 크기는 200㎚ ~ 3㎛ 이며 상기 구리 소재의 크기는 0.5 ~ 3㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 대전방지 성능을 갖는 2차 코팅제는 아크릴계 코폴리머 10~30중량%, 백금 소재 또는 구리소재 파우더 0.1~10중량%, 물 37~87.9중량% 및 분산제 2~3중량%가 혼합된 것을 사용할 수 있다.
한편, 2차 코팅제는 소정량을 다양한 방식으로 원단의 일면에 코팅될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서는 원단에 45~120g/㎡의 양으로 코팅된다.
또한, 추가적으로 난연성을 부가하기 위하여 2차 코팅제에 1차 코팅제와 마찬가지로 난연제를 더 포함시킬 수 있다.
난연제가 더 포함된 경우, 상기 대전방지 코팅제는 아크릴계 코폴리머 10~30중량%, 백금 소재 또는 구리소재 파우더 0.1~10중량%, 난연제 파우더 20~50중량%, 물 20~40중량% 및 분산제 2~3중량%가 혼합될 수 있다.
2차 코팅된 원단을 열 처리하는 단계(S500)는 1차 코팅시와 마찬가지로 열풍 대류식 열처리 장치 및 적외선 열처리장치를 포함하는 다양한 방식으로 수행될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서는 텐터를 이용하여 120~170℃의 온도에서 수행할 수 있다.
그 외 본 발명에서 언급하지 않았으나, 카시트용 방오성 원단을 제조함에 있어 일반적으로 실시되는 후처리 공정이 더해질 수 있다.
실시예
폴리에스테르의 150D 실을 이용하여 플랫 우븐을 제조하고, 카시트 원단을 제조하였다.
아크릴계 바인더, 물, 분산제 및 아크릴계 난연제가 포함된 1차 접착성 코팅제를 이용하여 원단 일면에 50g/㎡로 코팅하고, 경화 및 열세팅하였다.
1차 코팅된 원단을 방오처리하였다. 방오처리를 위한 딥핑 공정은 물에 텔로머리제이션(Telomerization) 공정으로 제조되는 불소수지계 방오제 3%o.w.s, 이소시아네이트계 가교제 0.3%o.w.s을 첨가하여 제조한 조성물에 원단들을 3초 간격으로 2회 침지하여 실시하였다.
딥핑공정을 거친 원단들을 망글머신(Mangle Machin)을 이용하여 두 롤러 사이의 압력을 4kgf/㎠로 하여 함수율 60~85%로 탈수하고, 130℃에서 90초간 건조한 후, 150℃에서 2분간 열처리하였다.
방오처리를 거친 원단에 백금 소재 및 아크릴계 난연제가 포함된 2차 접착성 코팅제를 이용하여 원단 일면에 55g/㎡로 코팅하여 방오성 카시트 원단을 제조하였다.
비교예
실시예에서 1차 코팅 단계를 실시하지 않고, 방오성 카시트 원단을 제조하였다.
평가예
실시예에서 제조한 카시트 우븐 원단의 올빠짐 또는 올풀림 현상의 개선 정도를 알아보기 위하여, 정하중 신율과 활탈 강도를 내부 측정 기준에 따라 측정하였다.
평가 방법을 간략하게 설명하면, 정하중 신율은 말텐스 피로시험기를 사용하여, 시편(가로 50mm, 세로 250mm)의 가로, 세로 방향에서 선택된 일부 원사의 중앙 표시부가 하중 부하시 늘어난 거리로부터 구한다. 그리고 활탈 강도는 인장시험기를 사용하여 평가하며, 시편(가로 50mm, 세로 150mm)의 가로, 세로 방향에서 선택된 일부 원사에 대해 인장시 실의 뽑힘, 또는 실 절단시의 최대 하중을 이용하여 구한다.
평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분 정하중 신율(%)
(가로/세로)		 활탈 강도(kgf/30mm)
(가로/세로)
실시예 4.0/7.0 11.5/23.8
비교예 2.0/4.0 5.6/17.3
위 평가 결과에 따르면, 방오 처리 전에 프리-코팅을 실시한 실시예의 경우 비교예에 비하여, 정하중 신율 및 활탈 강도가 향상된 것을 알 수 있다. 특히 활탈 강도의 개선 정도는 종래에 비해 현저하여, 올빠짐이나 올풀림 현상의 개선 정도가 매우 우수한 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. 원단을 준비하는 단계;
    상기 원단의 일면에 접착성 코팅제를 코팅하는 1차 코팅단계;
    상기 1차 코팅된 원단을 방오 처리하는 방오처리단계;
    상기 방오처리된 원단의 1차 코팅된 면에 접착성 코팅제를 코팅하는 2차 코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 코팅단계는 접착성 코팅제를 원단에 도포하고, 경화 및 열세팅하는 공정인 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 코팅단계에 있어서, 접착성 코팅제는 아크릴계 코폴리머, 물 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접착성 코팅제는 난연제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차 코팅단계에서 상기 접착성 코팅제를 45~120g/㎡로 코팅하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방오처리단계는 상기 원단을 불소수지계 방오제 및 이소시아네이트계 가교제가 함유된 방오제에 일정시간 침지하는 딥핑공정;
    상기 딥핑된 원단을 탈수하는 탈수공정;
    상기 탈수된 원단을 건조하는 건조공정; 및
    상기 건조된 원단을 열처리하는 열처리 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2차 코팅단계에 있어서, 접착성 코팅제는 아크릴계 코폴리머, 물 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접착성 코팅제는 대전방지를 위한 백금 또는 구리 파우더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접착성 코팅제는 난연제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 2차 코팅단계에서 상기 접착성 코팅제를 45~120g/㎡로 코팅하는 것을 특징으로 하는 카시트용 방오성 원단의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 방오성 카시트용 원단.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160100274A (ko) * 2016-08-01 2016-08-23 김보근 기능성 캡슐이 포함된 직물의 제조방법

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