KR20160019179A - 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

나일론의 염색에 적용 가능한 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법이 개시된다. 상기 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법은, 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름의 편면에, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키기 위한 프라이머 코팅층을 형성하는 단계; 상기 프라이머 코팅층의 상부에 금속을 증착시켜, 광택성의 금속 증착층을 형성하는 단계; 및 상기 금속 증착층의 상부에, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층의 손상을 방지하는 금속 보호층을 형성한 후, 숙성 및 재단하는 단계를 포함한다.

Description

나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법{Metallic yarn using nylon film and method for preparing the same}
본 발명은 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 나일론의 염색에 적용 가능한 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법에 관한 것이다.
금속 특유의 광택을 발현하는 메탈릭 얀(metallic yarn)은, 의류, 커튼, 장식물 등의 섬유 제품에 장식성 및 심미성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 합성수지 필름의 표면에 알루미늄, 금, 은 등의 금속을 증착시켜 금속 증착층을 형성하고, 금속 증착층의 표면에 아크릴 수지 등의 열경화성 수지로 이루어진 산화 방지 도막을 코팅하여, 필름을 제조한 후, 필름을 슬릿터(slitter)와 같은 절단기를 이용하여 얇은 폭으로 절단하여 제조된다. 이와 같이 제조된 메탈릭 얀은, 금속 증착층의 재질이나 산화 방지 도막의 색상 등에 따라, 금색 또는 은색 등의 광택이 있는 금속성 색상을 나타내므로, 통상 '금은사(金銀絲)'로 불리기도 한다. 통상적으로, 메탈릭 얀은 폴리에스테르, 나일론, 면, 레이온 등의 일반 원사와 연사(합사)하여 직물의 제조에 사용되며, 또한, 직물을 원하는 색상으로 염색하기 위하여, 상기 메탈릭 얀을 포함하는 직물을 염료로 염색하여 사용하기도 한다.
종래에는, 원단 염색이 가능한 메탈릭 얀을 제조하기 위해, 폴리에스테르(polyester, PET) 필름을 이용하였으며, 라미네이팅(laminating) 방식을 공정 라인에 도입하였다. 도 1은 통상의 원단 후염방식에 사용되는 메탈릭 얀의 단면도로서, 도 1을 참조하여, 통상적인 메탈릭 얀의 제조방법을 설명하면, (a) 우선, 에폭시 멜라민 수지를 주성분으로 하는 코팅제를 희석 용제와 적정 비율로 교반한 코팅액(보호코팅 수지, 10)을 제조하고, 이를 그라비아 롤(gravure roll) 코팅 방식으로, 6 내지 6.8 마이크론(㎛) 두께의 알루미늄(AL) 증착 필름(12)의 알루미늄 증착면에 도포한 후, 건조로를 통과시켜 코팅도막을 열경화하는 방식으로 필름을 코팅한다. (b) 코팅된 필름을 제1 급지 롤(roll)에 걸고, 코팅 필름의 보호코팅 수지막 상부에, 그라비아 롤 코팅 방식을 이용하여 접착제(14)를 도포한 후, 건조로를 통과시켜 희석 용제를 증발시키고, 맞은 편에 위치하는 제2 급지 롤에 걸린 6 내지 6.8 마이크론 두께의 폴리에스테르 필름(PET base film, 16a, 16b)과 라미네이팅하여 합지된 필름을 제조한다. (c) 도 1과 같은 구조의 필름이 제조되면, 이를 마이크로 슬리터기로 재단하여, 표면에 금속 광택을 가지는 메탈릭 얀이 제조되며, 이와 같이 제조된 메탈릭 얀은, 폴리에스테르, 나일론, 레이온 등의 원사와 다양한 방식으로 연사(합사)하여, 직물의 제조에 사용된다.
하지만, 상기 방식으로 메탈릭 얀을 제조할 경우, 제품의 주요 소재인 필름의 재질이 폴리에스테르이기 때문에, 나일론 염색 시 사용되는 산성 염료가 메탈릭 얀(금은사)의 표면에 염착(染着)되지 않아, 실제 나일론 후염방식에서 사용할 수 없는 문제점이 발생한다. 이와 같은 폴리에스테르 필름의 단점을 보완하기 위한 나일론(nylon) 필름은, 염색 가능성과 함께, 폴리에스테르 필름에 비하여 유연성이 뛰어나고, 소프트(soft)한 재질로 인한 부드러운 촉감을 가지고 있어, 일반적인 섬유 소재로는 폭넓게 이용되고 있으나, 열에 약하고 흡습성을 가져 쉽게 변형되거나, 염색 시 손상되기 쉬운 나일론 필름의 특성상, 메탈릭 얀을 제조하는데 어려움이 있다.
본 발명의 목적은, 나일론 염색이 가능한, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 나일론 필름에 수분의 유입을 차단 또는 최소화하는 프라이머 코팅층 및/또는 수분 유입 방지층을 형성하여, 금속 증착층의 손상을 방지 또는 최소화 할 수 있는, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기존의 선염 공정은 물론, 후염 공정에서도 나일론 염색이 가능하여, 염색 공정 중에 소요되는 비용을 절감할 수 있는, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름의 편면에, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키기 위한 프라이머 코팅층을 형성하는 단계; 상기 프라이머 코팅층의 상부에 금속을 증착시켜, 광택성의 금속 증착층을 형성하는 단계; 및 상기 금속 증착층의 상부에, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층의 손상을 방지하는 금속 보호층을 형성한 후, 숙성 및 재단하는 단계를 포함하는, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름; 상기 나일론 필름의 편면에 형성되며, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키는 프라이머 코팅층; 상기 프라이머 코팅층의 상부에 증착되는 광택성의 금속 증착층; 및 상기 금속 증착층의 상부에 형성되며, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층의 손상을 방지하는 금속 보호층을 포함하는, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀을 제공한다.
본 발명에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법에 의하면, 프라이머 코팅층을 나일론 필름과 금속 증착층의 사이에 형성시킴으로써, 나일론 필름 및 금속 증착층의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 프라이머 코팅층 및 수분 유입 방지층에 의해, 수분의 유입을 차단 또는 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 고온의 수분에 의해 나일론 필름의 내부 물성이 변화되더라도 금속 증착층이 이에 직접적으로 영향을 받지 않아, 금속 증착층이 필름 내부에서 손상되는 것을 방지 또는 최소화 할 수 있으며, 이를 통하여, 메탈릭 얀 고유의 금속광택을 유지시킬 수 있다. 따라서, 후염(원사(실) 상태가 아닌, 원단(직물) 상태에서 염색하는 방법) 공정에서도 나일론의 염색이 가능하며, 궁극적으로는 염색 공정 중에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 통상의 원단 후염방식에 사용되는 메탈릭 얀의 단면도.
도 2 및 3은 나일론 필름 내부로의 수분 유입 경로를 관찰하기 위해 제조한 필름의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀이 제조되는 과정을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀이 제조되는 과정을 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
배경 기술에서 설명한 바와 같이, 메탈릭 얀(metallic yarn)에 나일론 필름을 적용하면, 기존의 폴리에스테르(PET: polyethylene terephthalate) 필름에 비해 많은 장점이 있음에도 불구하고, 몇 가지의 한계로 인하여, 나일론 필름의 사용이 제한될 수밖에 없다. 따라서, 나일론 필름의 한계를 파악하고, 메탈릭 얀 제조방식의 변형을 통하여, 나일론 염색에 적용 가능한 메탈릭 얀을 개발해야 할 필요성을 가지게 되었으며, 그 해결 방안으로서, 하기 3 가지의 접근 방식을 제안한다.
(A) 나일론 필름의 흡습성 제거 또는 최소화
나일론 필름은 폴리에스테르 필름과 달리, 습기를 흡수하여 물성이 변화되는 특성이 있어서, 나일론 증착필름 내부로 수분이 유입될 경우, 필름과 금속간의 접착력이 급격히 감소하며, 특히, 고온 다습한 환경에서는, 금속이 물(특히, 고온의 물)과 반응하여 금속 증착층이 손상되는 문제가 발생한다. 보다 상세한 설명을 위하여, 실험예를 들면,
(i) 금속, 예를 들어, 알루미늄이 각각 증착된 12 마이크론(ㅅ) 두께의 폴리에스테르 필름 및 나일론 필름을 25 ℃의 상온수에 3 시간 동안 침적시킨 후 변화를 관찰한 결과, 폴리에스테르 필름에 증착된 알루미늄 증착층은 전혀 손상되지 않은 반면, 나일론 필름에 증착된 알루미늄 증착층은 약 70 %가 손상되었으며, 손상된 알루미늄은 증착면이 판상(flake, 조각) 형태가 되어 수면 위에 떠있는 것을 관찰할 수 있었다.
(ii) 한편, 25 ℃의 상온수 대신 100 ℃의 끓는 물에, 상기 (i)의 2 가지 샘플을 침지시켜 확인한 결과, 불과 5 분 이내에 폴리에스테르 필름 및 나일론 필름에 증착된 알루미늄 증착층 모두 완전히 소멸되었으나, 수면 위나 수중에서 손상된 알루미늄을 육안으로 확인할 수는 없었다.
상기 실험 (i) 및 (ii)의 결과를 통해, 알루미늄 자체는 저온의 물과 반응하지 않으나, 고온의 물과는 급격한 반응을 하는 것을 알 수 있었다. 또한, 저온의 물에 침적된 것임에도 불구하고, 나일론 필름에 증착된 알루미늄이 떨어져 판상(flake) 형태로 박리가 일어나는 것으로 미루어 볼 때, 수분의 유입으로 인해 나일론 필름 내부가 변형되었고, 이로 인한 접착력의 저하로 알루미늄 증착층이 박리된 것임을 알 수 있었다.
다음으로, 수분이 필름의 어느 부분으로 어떻게 유입되는 것인지 관찰하기 위한 실험을 아래와 같이 진행하였다.
(iii) 도 2 및 3은 나일론 필름 내부로의 수분 유입 경로를 관찰하기 위해 제조한 필름의 단면도로서, 도 2는 알루미늄(20)이 증착된 12 마이크론 두께의 나일론 필름(22)과, 접착성이 향상되도록 내면 코로나 처리된 12 마이크론 두께의 나일론 베이스 필름(24)을, 2액형의 폴리우레탄계 접착제(26)를 이용하여 라미네이팅한 필름의 단면도이며, 상기 라미네이팅 된 필름을 100 ℃의 끓는 물에 침적시킨 후 변화를 관찰한 결과, 약 5 분여 만에 알루미늄 증착층(20)이 완전히 소멸되었다.
(iv) 도 3은 상기 라미네이팅 된 필름(도 2)의 양 최외부에, 보호 수지층(또는 보호 코팅층, 28a, 28b)을 추가로 코팅한 필름의 단면도로서, 상기 보호 수지층(28a, 28b)이 코팅된 필름을, 상기 실험 (iii)과 마찬가지로 100 ℃의 끓는 물에 침적시킨 후 변화를 관찰한 결과, 30 여분이 경과한 시점에서도 알루미늄 증착층(20)의 약 80 %가 보존되었다.
상기 실험 (iii) 및 (iv)의 결과를 통해, 수분의 유입은 주로 필름과 물이 직접 접촉하는 부분에서부터 이루어지는 것을 알 수 있으며, 따라서, 물과 접촉하는 필름의 외면을 보호 수지층(28a, 28b)으로 차단할 경우, 수분(습기)의 유입을 원천적으로 차단하여, 나일론 필름에 증착되는 알루미늄 증착층(20)의 손실을 방지할 수 있다.
(B) 라미네이팅 시 필름 간의 접착력 강화
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 금속이 증착된 나일론 필름 및 코로나 처리된 무증착 나일론 필름을 라미네이팅하여, 메탈릭 얀에 적용할 필름을 제조하고, 이를 이용해 원단을 제직하여 실제 나일론 염색을 하게 되면, 염색 후에 상기 금속이 증착된 나일론 필름 및 코로나 처리된 나일론 베이스 필름이 서로 박리되는 현상이 발생하는데, 이를 방지하기 위하여, 내열성이 강화된 레토르트 파우치용 2액형 폴리우레탄계 접착제를 사용할 수 있다.
(C) 금속 증착막의 손상 방지
일반적인 나일론의 염색에 있어서, 나일론 필름을 염색 욕조에 침적시키는 경우, 높은 수온, 밀폐된 내부의 압력 및 수분의 필름 내 유입으로 인하여, 필름 내부에 변형이 일어나게 된다. 이로 인해, 나일론 필름과 금속 증착층 간의 접착력이 약화되며, 유입된 수분과 금속이 반응을 일으켜 금속 증착층의 손상이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위하여, 나일론 필름의 표면에 직접 금속을 증착시키는 종래의 방식을 변형할 수 있는데, 먼저 나일론 필름의 표면에 프라이머 작용(나일론 필름 표면과의 부착력을 증진시키는 작용)과 함께 내부로 유입될 가능성이 있는 수분을 차단할 수 있는 프라이머 코팅층을 형성한 후, 상기 프라이머 코팅층의 상부에 금속을 증착시켰다. 그 결과, 금속이 프라이머 코팅층에 증착되어 결합력을 극대화시키는 것은 물론, 금속 증착층의 손상이 방지 또는 최소화되었다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀이 제조되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법을 설명한다.
우선, 도 4의 A에 도시된 바와 같이, 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름(100)의 편면에, 수분(水分, 특히 고온의 물)에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름(100) 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키기 위한 프라이머 코팅층(120)을 형성한다.
상기 나일론 필름(100)은, 메탈릭 얀의 강성, 인장력 등 섬유로서의 물리적 특성을 부여하기 위한 기재(base material)로서, 통상의 폴리아미드계 합성 섬유인 나일론을 포함하는 필름이며, 접착력이 향상되도록, 나일론의 내면을 코로나 처리한 필름이 될 수도 있다. 상기 나일론 필름(100)은, 우수한 강성, 인장력, 안정성 및 가공성 등을 바탕으로, 의류용, 식품용 및 산업용 포장재 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되는 것으로서, 본 발명에 사용되는 나일론 필름의 두께 및 폭은, 사용 목적이나 효과에 따라 달라질 수 있지만, 5 내지 100 마이크론(μ), 바람직하게는 10 내지 50 마이크론, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 마이크론의 두께, 그리고 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.2 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1 mm의 폭이 될 수 있다. 상기 나일론 필름(100)의 길이 또한, 필요에 따라, 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층(120)은, 상술한 바와 같이, 상기 나일론 필름(100)을 고온의 물에 침적시킬 경우, 수분의 필름 내 유입으로 인하여, 필름 내부에 변형이 일어나게 되고, 이로 인해, 상기 나일론 필름(100) 및 금속 증착층(130) 간의 접착력이 약화되어, 유입된 수분과 금속의 반응으로 발생하는 금속 증착층(130)의 손상을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 '고온'이라 함은, 약 50 ℃ 이상, 바람직하게는 70 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 100 ℃ 이상을 의미한다.
상기 프라이머 코팅층(120)의 구성 성분은, 상기 나일론 필름(100)의 방향에서 오는 수분의 유입을 차단하는 동시에, 상기 나일론 필름(100) 및 금속 증착층(130)을 접착할 수 있는 것이라면, 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 변성 페놀계 수지 및 이를 용해시킬 수 있는 용매가 포함된 수지액을 사용하게 되면, 가장 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 상기 변성 페놀계 수지는, 점도(cps/25 ℃)가 50 이하이고, 고형분은 10 내지 15 중량%로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상기 변성 페놀계 수지 대신, 초산 비닐계 수지나 아크릴계 수지를 사용할 수도 있다. 상기 용매로는, 상기 수지를 균일하게 용해시킬 수 있는 통상의 용매를 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔, 아세톤, 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등) 등의 유기 용매를 단일 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 한편, 에폭시 수지나 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지 또한 사용이 가능하지만, 수지의 높은 경화 온도에 의한 필름의 변형이 우려되므로, 가급적 사용을 삼가는 것이 바람직하다.
상기 수지액에 있어서, 상기 수지의 함량은, 전체 수지액 100 중량부에 대하여, 30 내지 70 중량부, 바람직하게는 40 내지 60 중량부, 더욱 바람직하게는 45 내지 55 중량부이고, 나머지는 상기 용매로서, 상기 수지 및 용매를 약 1 : 1의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 수지 및 용매의 사용량이 너무 많거나 적으면, 상기 프라이머 코팅층(120)이 불균일하게 형성되거나, 형성되는데 과도한 시간 및 에너지가 소요될 우려가 있다. 상기 수지의 중량평균 분자량은 약 100 내지 20,000, 바람직하게는 300 내지 10,000이다. 한편, 상기 프라이머 코팅층(120)으로 사용되는 수지액에는, 수지의 분자간 결합력을 향상시킴과 동시에, 프라이머 코팅층(120)의 유연성을 향상시키기 위하여, 필요에 따라, 경화제 및 가소제 등을 더욱 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층(120)으로 사용되는 수지액은, 그라비아 롤코팅(gravure roll coating)법, 리버스 코팅(reverse coating)법, 분무법 등 통상의 도료 도포 방식을 통해, 상기 나일론 필름(100)에 코팅될 수 있으며, 가열 건조 방식으로 건조(즉, 용매의 건조 및 제거)되어, 상기 프라이머 코팅층(120)을 형성하게 된다. 상기 가열 건조 공정의 온도는 통상적으로 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 55 내지 120 ℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 90 ℃이고, 건조 시간은 건조 온도에 따라 달라질 수 있으나, 3 초 내지 2 분, 바람직하게는 10 초 내지 1 분이며, 코팅 라인 속도는 60 내지 80 m/min 정도가 될 수 있다. 여기서, 상기 건조 온도 및 시간이 너무 낮으면, 건조가 불충분하여 상기 수지가 충분히 경화되지 못할 우려가 있으며, 상기 건조 온도 및 시간이 너무 길면, 상기 나일론 필름(100)이 열에 의해 수축될 우려가 있다.
다음으로, 도 4의 B에 도시된 바와 같이, 상기 프라이머 코팅층(120)의 상부에 금속을 증착시켜, 광택성의 금속 증착층(130)을 형성한다.
상기 금속 증착층(130)은, 메탈릭 얀 특유의 광택(반짝이는 성질)을 나타내기 위한 것으로서, 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 인듐(In), 팔라듐(Pd) 등의 금속, 이들의 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 알루미늄을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 한편, 상기 금속들 특유의 색을 이용하여, 금속성 색상 또한 발현이 가능하다. 상기 금속 증착층(130)의 두께는, 금속성 색상의 발현 정도, 메탈릭 얀 섬유의 특성 및 제조비용 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들면, 50 내지 2,000 옴스트롱(Å), 바람직하게는 100 내지 1,000 옴스트롱, 더욱 바람직하게는 300 내지 700 옴스트롱으로 할 수 있다. 또한, 상기 금속의 증착은, 스퍼터링(sputtering) 타입, E-BEAM 타입, EVA 타입 등 통상의 금속 증착법에 의해 수행될 수 있다.
마지막으로, 도 4의 C에 도시된 바와 같이, 상기 금속 증착층(130)의 상부에, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층(130)의 손상을 방지하는 금속 보호층(132)을 형성한 후, 숙성 및 재단의 과정이 수행됨으로써, 도 4의 D에 도시된 바와 같이, 상기 금속 증착층(130)의 손상을 양 방향에서 방지하는 형태의, 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈릭 얀이 제조된다.
상기 금속 보호층(132)은, 상기 나일론 필름(100)의 반대 방향, 즉, 상기 금속 보호층(132)이 형성되는 방향에서 오는 수분의 유입을 차단하여, 상기 금속 증착층(130)의 손상을 방지하기 위한 것으로서, 상기 금속 증착층(130)과의 결합을 위한 접착력 또한 포함하여야 한다. 상기 금속 보호층(132)은, 변성 비닐계 수지 및 이를 용해시킬 수 있는 용매가 포함된 수지액을 코팅 및 가열 건조시켜, 용매를 제거함으로써 형성시킬 수 있으며, 상기 변성 비닐계 수지는, 점도(cps/25 ℃)가 50 이하이고, 고형분은 14 내지 16 중량%로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상기 변성 비닐계 수지 대신, 우레탄계 수지나 아크릴계 수지를 사용할 수도 있다. 상기 용매로는, 상기 수지를 균일하게 용해시킬 수 있는 통상의 용매를 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔, 아세톤, 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등) 등의 유기 용매를 단일 혹은 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 수지액에 있어서, 상기 수지의 함량은, 전체 수지액 100 중량부에 대하여, 20 내지 60 중량부, 바람직하게는 30 내지 50 중량부, 더욱 바람직하게는 35 내지 45 중량부이고, 나머지는 상기 용매로서, 상기 수지 및 용매를 약 4 : 6의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 수지 및 용매의 사용량이 너무 많거나 적으면, 상기 금속 보호층(132)이 불균일하게 형성되거나, 형성되는데 과도한 시간 및 에너지가 소요될 우려가 있다. 상기 수지의 중량평균 분자량은 약 100 내지 20,000, 바람직하게는 300 내지 10,000이다. 한편, 상기 금속 보호층(132)으로 사용되는 수지액에는, 수지의 분자간 결합력을 향상시킴과 동시에, 금속 보호층(132)의 유연성을 향상시키기 위하여, 필요에 따라, 경화제 및 가소제 등을 더욱 포함할 수 있다.
상기 금속 보호층(132)으로 사용되는 수지액은, 그라비아 롤코팅법, 리버스 코팅법, 분무법 등 통상의 도료 도포 방식으로 상기 금속 증착층(130)에 코팅될 수 있으며, 가열 건조 방식으로 건조(즉, 용매의 건조 및 제거)되어, 상기 금속 보호층(132)을 형성하게 된다. 상기 가열 건조 공정의 온도는 통상적으로 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 55 내지 120 ℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 90 ℃이고, 건조 시간은 건조 온도에 따라 달라질 수 있으나, 3 초 내지 2 분, 바람직하게는 10 초 내지 1 분이며, 코팅 라인 속도는 80 내지 100 m/min 정도가 될 수 있다. 여기서, 상기 건조 온도 및 시간이 너무 낮으면, 건조가 불충분하여 상기 수지가 충분히 경화되지 못할 우려가 있으며, 상기 건조 온도 및 시간이 너무 길면, 상기 나일론 필름(100)이 열에 의해 수축될 우려가 있다.
상기 금속 보호층(132)이 상기 금속 증착층(130)에 코팅되면, 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 55 내지 120 ℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 90 ℃의 온도에서, 3 초 내지 2 분, 바람직하게는 10 초 내지 1 분 동안 추가 건조(숙성)시킨 후, 슬리터(slitter) 등 통상의 장치를 이용하여, 0.3 내지 2 mm의 폭으로 마이크로 슬릿(micro slit, 얇은 폭으로 절단)하는 재단의 과정을 거쳐, 메탈릭 얀을 제조할 수 있다. 여기서, 상기 숙성 온도 및 시간이 너무 낮으면, 건조 등이 불충분하여, 메탈릭 얀이 충분히 경화되지 못할 우려가 있으며, 상기 숙성 온도 및 시간이 너무 길면, 메탈릭 얀이 열에 의해 수축될 우려가 있다. 한편, 상기 프라이머 코팅층(120) 및 금속 보호층(132)에는, 칼라(color) 효과를 부여하기 위한 염료가 포함될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀이 제조되는 과정을 보여주는 도면이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법은, 상기 도 4에 도시된 바와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈릭 얀의 제조방법과 비교하였을 때, 프라이머 코팅층(120)의 상부에 금속 증착층(130)이 형성되기까지의 과정은 동일하므로, 여기에서는 그 이후의 과정을 설명하도록 한다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법을 설명하면, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 나일론 필름(100)에 프라이머 코팅층(120) 및 금속 증착층(130)이 순차적으로 적층되면, 도 5의 B에 도시된 바와 같이, 상기 금속 증착층(130)의 상부에 접착제(136)를 도포한 후, 상기 접착제(136) 도포면에 나일론 베이스 필름(140)을 합지시킨다.
상기 접착제(136)는, 상기 금속 증착층(130) 및 나일론 베이스 필름(140)을 접합시키기 위한 것으로서, 실리콘 또는 우레탄 계열 등의 접착성을 가지는 수지 접착제, 예를 들면, 실리콘 접착제 또는 우레탄 접착제를 사용할 수 있다. 다만, 높은 경화 온도를 가지는 에폭시 수지나 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지는, 필름의 변형을 유발할 수 있기 때문에 사용하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접착제(136)는, 그라비아 롤코팅법과 같은 통상의 도포 방식을 이용하여 상기 금속 증착층(130)에 도포될 수 있다.
상기 나일론 베이스 필름(140)은, 그 구성 성분이나 형태 등이 상기 나일론 필름(100)과 동일하거나, 혹은 목적으로 하는 성질이나 형태에 따라 다소의 차이가 존재할 수 있는 것으로서, 이 또한, 메탈릭 얀의 강성, 인장력 등 섬유로서의 물리적 특성을 부여하기 위한 기재이고, 통상의 폴리아미드계 합성 섬유인 나일론을 포함하는 필름이며, 접착성이 향상되도록, 나일론의 내면을 코로나 처리한 필름이 될 수도 있다. 상기 나일론 베이스 필름(140)의 두께, 폭 및 길이는, 상기 나일론 필름(100)에서 설명한 것과 동일하다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 나일론 필름을 2 개의 층으로 구성하였으나, 이는 어디까지나 하나의 실시예로서, 본 발명에 따른 메탈릭 얀의 강성, 인장력 등, 목적으로 하는 물리적 특성에 따라, 상기 나일론 필름층을 3 개 이상으로 더욱 추가할 수도 있고, 하나의 층으로만 구성할 수도 있다.
상기 합지(合紙, laminating)는, 상기 나일론 베이스 필름(140)과, 금속 증착층(130)이 적층된 상기 나일론 필름(100)을 단일의 필름 형태로 구성시키는 공정으로서, 건식 라미네이션(dry lamination) 방식에서 사용하는 통상의 라미네이팅 방식을 이용할 수 있다.
마지막으로, 상기 나일론 필름(100) 및 나일론 베이스 필름(140)이 합지되면, 도 5의 C에 도시된 바와 같이, 상기 나일론 필름(100) 및 나일론 베이스 필름(140)의 각 외면(102, 142)에, 수분(특히, 고온의 물)에 의한 상기 금속 증착층(130)의 손상을 방지하는 보호층(또는, 제1 수분 유입 방지층(프라이머 코팅층(120)이 제2 수분 유입 방지층이 된다), 150a, 150b)을 각각 형성한 후, 숙성 및 재단의 과정이 수행됨으로써, 도 5의 D에 도시된 바와 같은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 메탈릭 얀이 제조된다.
상기 보호층(150a, 150b)은, 상기 금속 보호층(132)과 동일한 효과를 나타내기 위하여 사용되는 것으로서, 이에 대한 정의, 구성 성분, 함량 및 코팅 방법 등은, 상기 금속 보호층(132)을 설명한 부분에서 나타낸 것과 동일하다.
한편, 상기 보호층(150a, 150b)은, 상기 프라이머 코팅층(120), 금속 증착층(130) 및 나일론 베이스 필름(140)이 적층되기 전, 상기 나일론 필름(100) 및 나일론 베이스 필름(140) 각각의 편면에 미리 코팅될 수 있다. 또한, 상기 프라이머 코팅층(120) 및 보호층(150a, 150b)에는, 칼라(color) 효과를 부여하기 위한 염료가 포함될 수 있다. 또한, 상기 프라이머 코팅층(120) 또는 보호층(150a, 150b)은, 필요에 따라, 상기 금속 증착층(130)의 양면에만 코팅이 될 수도 있고, 상기 각 나일론 필름(100, 140)의 외면에만 코팅이 될 수도 있으며, 상기 금속 증착층(130)의 양면 및 각 나일론 필름(100, 140)의 외면 모두에 코팅이 될 수도 있는 등, 상기 금속 증착층(130)의 보호 효과에 따라, 상이하게 배치할 수 있다.
상기 각 나일론 필름(100, 140)에 보호층(150a, 150b)이 코팅되면, 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 55 내지 120 ℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 90 ℃의 온도에서, 3 초 내지 2 분, 바람직하게는 10 초 내지 1 분 동안 추가 건조(숙성)시킨 후, 슬리터(slitter) 등 통상의 장치를 이용하여, 0.3 내지 2 mm의 폭으로 마이크로 슬릿(micro slit, 얇은 폭으로 절단)하는 재단의 과정을 거쳐, 메탈릭 얀을 제조할 수 있다. 여기서, 상기 숙성 온도 및 시간이 너무 낮으면, 건조 등이 불충분하여, 메탈릭 얀이 충분히 경화되지 못할 우려가 있으며, 상기 숙성 온도 및 시간이 너무 길면, 메탈릭 얀이 열에 의해 수축될 우려가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀은, 도 4의 D에 도시된 바와 같이, 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름(100), 상기 나일론 필름(100)의 편면에 형성되며, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름(100) 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키는 프라이머 코팅층(120), 상기 프라이머 코팅층(120)의 상부에 증착되는 광택성의 금속 증착층(130) 및 상기 금속 증착층(130)의 상부에 형성되며, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층(130)의 손상을 방지하는 금속 보호층(132)을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀은, 도 5의 D에 도시된 바와 같이, 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름(100), 상기 나일론 필름(100)의 편면에 형성되며, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름(100) 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키는 프라이머 코팅층(120), 상기 프라이머 코팅층(120)의 상부에 증착되는 광택성의 금속 증착층(130), 상기 금속 증착층(130)의 상부에 도포되는 접착제(136), 상기 접착제(136)의 도포면에 합지되는 나일론 베이스 필름(140) 및 상기 나일론 필름(100) 및 나일론 베이스 필름(140)의 각 외면에 형성되며, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층(130)의 손상을 방지하는 보호층(150a, 150b)을 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀에는, 단일의 나일론 필름층을 포함함으로써, 나일론 염색 시 단면 염색이 되며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀에는, 2개의 나일론 필름층을 포함함으로써, 나일론 염색 시 다면 염색이 된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀 및 그 제조방법을 이용하면, 나일론 필름을 포함한 메탈릭 얀을 물(특히, 고온의 물)에 침적시키더라도, 수분의 유입이 차단 또는 최소화되어, 금속 증착층의 손상을 방지 또는 최소화 할 수 있고, 그에 따라, 메탈릭 얀 고유의 금속 광택을 유지할 수 있다. 따라서, 후염(원사(실) 상태가 아닌, 원단(직물) 상태에서 염색하는 방법) 공정에서도 나일론의 염색이 가능하며, 궁극적으로는 염색 공정 중에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

Claims (7)

  1. 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름의 편면에, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키기 위한 프라이머 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 프라이머 코팅층의 상부에 금속을 증착시켜, 광택성의 금속 증착층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 증착층의 상부에, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층의 손상을 방지하는 금속 보호층을 형성한 후, 숙성 및 재단하는 단계를 포함하는, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 증착층의 상부에 접착제를 도포하여 나일론 베이스 필름을 합지시키고, 상기 나일론 필름 및 나일론 베이스 필름의 각 외면에, 수분에 의한 상기 금속 증착층의 손상을 방지하는 보호층을 각각 형성한 후, 숙성 및 재단하는 것인, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 프라이머 코팅층은, 변성 페놀계 수지 및 용매를 포함하는 수지액을 코팅 및 가열 건조하여, 용매를 제거함으로써 형성되며, 상기 변성 페놀계 수지 및 용매를 포함하는 수지액에 포함되는 수지의 함량은, 전체 수지액 100 중량부에 대하여, 30 내지 70 중량부이고, 나머지는 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매인 것인, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 금속 보호층 및 보호층은, 변성 비닐계 수지 및 용매를 포함하는 수지액을 코팅 및 가열 건조하여, 용매를 제거함으로써 형성되며, 상기 변성 비닐계 수지 및 용매를 포함하는 수지액에 포함되는 수지의 함량은, 전체 수지액 100 중량부에 대하여, 20 내지 60 중량부이고, 나머지는 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매인 것인, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 가열 건조는 50 내지 150 ℃의 온도에서 3 초 내지 2 분 동안 수행되는 것인, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 금속은 알루미늄, 금, 은, 구리, 주석, 티타늄, 크롬, 니켈, 인듐, 팔라듐, 이들의 산화물 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 접착제는 실리콘 접착제 및 우레탄 접착제로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 숙성은 50 내지 150 ℃의 온도에서 3 초 내지 2 분 동안 수행되며, 상기 재단은 0.3 내지 2 mm의 폭으로 마이크로 슬릿하는 것인, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀의 제조방법.
  7. 염색성 및 유연성이 우수한 나일론 필름;
    상기 나일론 필름의 편면에 형성되며, 수분에 의한 하기 금속 증착층의 손상을 방지하고, 상기 나일론 필름 및 하기 금속 증착층 간의 접착력을 향상시키는 프라이머 코팅층;
    상기 프라이머 코팅층의 상부에 증착되는 광택성의 금속 증착층; 및
    상기 금속 증착층의 상부에 형성되며, 수분의 유입을 차단하여 상기 금속 증착층의 손상을 방지하는 금속 보호층을 포함하는, 나일론 필름을 이용한 메탈릭 얀.
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