KR20170040736A - 발광원단 제조장치 - Google Patents

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KR20170040736A
KR20170040736A KR1020160094092A KR20160094092A KR20170040736A KR 20170040736 A KR20170040736 A KR 20170040736A KR 1020160094092 A KR1020160094092 A KR 1020160094092A KR 20160094092 A KR20160094092 A KR 20160094092A KR 20170040736 A KR20170040736 A KR 20170040736A
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서정환
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주식회사 영창물산
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Abstract

본 발명은 발광원단 제조장치에 관한 것으로, 베이스 원단과 함께 통과하는 기재의 일면에 발광 조성물을 도포하여 발광층을 형성하는 발광층 형성부를 포함하고, 상기 발광층 형성부는, 상기 기재와 상기 베이스 원단이 통과하는 제1 롤러 및 제2 롤러, 상기 기재와 상기 제2 롤러 사이로 상기 베이스 원단을 공급하는 공급부, 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 통과한 상기 기재와 상기 베이스 원단을 건조시키는 건조부 및 상기 건조부를 통과한 상기 베이스 원단을 회수하는 회수부를 포함하고, 상기 제1 롤러는 상기 기재의 일면에 상기 발광 조성물을 도포하고, 상기 베이스 원단은 상기 기재에서 빠져 나온 상기 발광 조성물을 흡수하며, 상기 건조부를 통과한 상기 기재의 일면에는 상기 발광 조성물 건조로 발광층이 형성되고, 상기 건조부를 통과한 상기 베이스 원단은 상기 기재와 분리된다.

Description

발광원단 제조장치{manufacturing apparatus for light emitting fabric}
본 발명은 발광원단 제조장치에 관한 것이다.
안전복이나 소방복, 안전물품, 스포츠 의류, 신발 또는 기타 장식용품 등에서는 특정 정보의 표식이나 디자인의 부각 등과 같이 시인성이 요구되는 부분에 대해 광반사 기능을 갖는 다양한 반사체를 이용하고 있다.
위와 같은 반사체를 옷의 일부분에 부착시켜 사용하고 있다. 반사체를 옷에 부착시켜야 하는 번거로움이 있고 옷의 일부분에만 부착되므로 충분한 인식기능을 발휘하기 어렵다.
위와 같은 문제를 해결하기 위하여 발광도료(인형광 물질, 축광물질 등), 글래스비드(glass bead), 마이크로 프리즘(microprism) 등의 재귀 조성물을 원단에 도포하여 발광층을 형성하게 된다.
그러나 조성물의 낮은 가공성으로 글래스비드나 마이크로프리즘의 낮은 가공성으로 인해 후속의 염색 공정이나 반사 형성 공정의 실시가 어렵고, 견뢰도가 낮다는 문제점이 있다.
그리고 발광층은 제1 롤러와 제2 롤러 사이로 기재를 통과시켜 제1 롤러에 묻은 재귀 조성물이 기재의 일면에 도포되면서 형성된다.
그러나 재귀 조성물이 기재의 일면에 도포될 때 일부 재귀 조성물이 기재를 통과하여 제2 롤러 표면에 묻게 되었다. 제2 롤러에 묻은 재귀 조성물은 기재의 타면에 묻게 되었으며, 일부 재귀 조성물은 기재를 다시 통과하여 기재 일면의 조성물과 섞이는 문제가 발생하였다. 조성물의 섞임으로 기재 일면에 형성된 발광층이 정교하지 못하였다.
공개특허 제10-2002-0096570호 (2002.12.31.)
본 발명은 반사 원단의 우수한 견뢰도를 나타내면서 발광층을 정교하게 형성할 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 발광원단 제조장치는, 베이스 원단과 함께 통과하는 기재의 일면에 발광 조성물을 도포하여 발광층을 형성하는 발광층 형성부를 포함하고, 상기 발광층 형성부는, 상기 기재와 상기 베이스 원단이 통과하는 제1 롤러 및 제2 롤러, 상기 기재와 상기 제2 롤러 사이로 상기 베이스 원단을 공급하는 공급부, 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 통과한 상기 기재와 상기 베이스 원단을 건조시키는 건조부 및 상기 건조부를 통과한 상기 베이스 원단을 회수하는 회수부를 포함하고, 상기 제1 롤러는 상기 기재의 일면에 상기 발광 조성물을 도포하고, 상기 베이스 원단은 상기 기재에서 빠져 나온 상기 발광 조성물을 흡수하며, 상기 건조부를 통과한 상기 기재의 일면에는 상기 발광 조성물 건조로 발광층이 형성되고, 상기 건조부를 통과한 상기 베이스 원단은 상기 기재와 분리된다.
상기 기재가 상기 발광층 형성부를 통과하기 전에 상기 기재의 일면에 도포하기 전에 상기 기재의 일면에 조성물을 도포하여 기초층을 형성하는 전처리부를 더 포함하며, 상기 발광층 형성을 위한 조성물은 상기 기초층 위에 도포될 수 있다.
상기 발광원단 제조장치는 상기 발광층 위에 조성물을 도포하여 보호층을 형성하는 후처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 발광원단 제조장치는 상기 후처리부의 건조부를 통과한 상기 보호층에 전사를 실시하는 전사부를 더 포함할 수 있다.
상기 기재 일면에 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 발광 조성물, 빛을 흡수해 저장하고 방출 발광하는 축광 조성물을 단독으로 또는 상기 발광 조성물과 상기 축광 조성물 중 선택된 것부터 순차적으로 또는 상기 발광 조성물과 상기 축광 조성물을 혼합하여 도포할 수 있다.
상기 건조부는 상기 기재를 60 ℃ 내지 120 ℃의 건조할 수 있다.
상기 베이스 원단은 부직포일 수 있다.
상기 베이스 원단은 무한궤도 형태로 형성되어 공급부, 제1 및 제2 롤러, 건조부 및 회수부를 연속 순화할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 발광원단 제조방법은, 기재의 일면에 재귀 조성물 또는 축광 조성물을 포함하는 발광 조성물을 도포하고 건조하여 발광층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발광 조성물이 묻은 제1 롤러와 상기 제1 롤러와 연접한 제2 롤러 사이로 상기 기재와 베이스 원단을 공급하고 상기 기재는 상기 제1 롤러와 접하고 상기 베이스 원단은 상기 제2 롤러와 접하며, 상기 기재의 일면에는 상기 제1 롤러에 상기 발광 조성물이 도포될 수 있고, 상기 기재에 도포된 상기 발광 조성물은 상기 베이스 원단에 의해 상기 제2 롤러에 묻지 않는다.
상기 재귀 조성물은, 반사체 100중량부, 수용성 폴리아크릴계 수지인 150 내지 260중량부 및 증점제 0.1 내지 1.5중량부를 포함하고, 상기 수용성 폴리아크릴계 수지는, 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함할 수 있다.
상기 축광 조성물은, 축광안료 100중량부, 수용성 폴리아크릴계 수지인 150 내지 260중량부 및 증점제 0.1 내지 1.5중량부를 포함하고, 상기 수용성 폴리아크릴계 수지는, 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함할 수 있다.
상기 발광원단 제조방법은 발광층을 형성할 기재의 일면에 전처리 조성물을 도포하고 건조하여 기초층을 형성하는 단계 및 상기 발광층에 후처리 조성물을 도포하고 건조하여 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전처리 조성물은, 용매 100 중량부 및 수용성 폴리아크릴계 수지인 3 내지 8중량부를 포함하고, 상기 후처리 조성물은, 용매 100 중량부 및 수용성 폴리아크릴계 수지인 3 내지 8중량부를 포함하며, 상기 전처리 조성물에 포함되는 수용성 폴리아크릴계 수지와 상기 후처리 조성물에 포함되는 수용성 폴리아크릴계 수지는, 각각 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함할 수 있다.
상기 용매는 물, 탄소수 1 내지 5의 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 발광층은, 상기 발광층 내에서 외부로부터 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 재귀 조성물로 형성되는 재귀층 및 빛을 흡수해 저장하고 방출 발광하는 축광 조성물로 형성되는 축광층 또는 상기 재귀층과 상기 축광층을 모두 포함할 수 있다.
상기 발광원단 제조방법은 상기 발광층을 형성하는 단계 또는 상기 보호층을 형성하는 단계 이후에 상기 발광층 또는 상기 보호층에 전사층을 형성하는 전사단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 재귀 조성물을 기재의 일면에 도포할 때 베이스 원단이 기재의 타면을 지지하므로 재귀 조성물이 제2 롤러에 묻지 않게 된다. 이에 재귀 조성물이 제2 롤러에 묻으면서 발생하는 문제를 해소할 수 있다. 또한 베이스 원단은 재귀 조성물이 기재에 도포될 때 완충 지지하는 쿠션 역할을 한다. 이러한 베이스 원단에 의해 기재 일면에 정교한 패턴을 갖는 발광층이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 다르면, 기재의 기초층 위에 재귀 조성물을 도포하므로 발광층 형성이 용이하며, 발광층 위에 보호층을 형성함으로써 발광층을 외부 요건으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 발광원단은 글래스비드 및 수용성 음이온성 중합체를 포함하는 재귀층, 축광층을 포함하는 발광층에 의해 우수한 광반사 효과와 함께, 별도의 접착층 없이도 기재에 대해 우수한 견뢰도를 나타난다. 더욱이 기초층 형성단계, 발광층 형성단계 및 보호층 형성단계 마다 각각 건조를 실시하므로 견뢰도는 더욱 우수하다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광원단 제조장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광원단 제조장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광원단 제조장치를 나타낸 개략도.
도 4는 도 3의 전처리부 확대도.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광원단 제조장치를 나타낸 개략도.
도 6은 도 1의 도시한 후처리부를 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광원단 제조방법을 나타낸 블록도.
도 8은 도 7의 발광원단 제조방법으로 제조된 발광원단 사진.
도 9는 도 7의 재귀 조성물의 반사 상태를 나타낸 발광원단 사진.
도 10은 도 7의 축광 조성물의 축광 상태를 나타낸 발광원단 사진.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 발광원단 제조장치에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광원단 제조장치를 나타낸 개략도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 발광원단 제조장치는 발광층 형성부(30)를 포함한다.
발광층 형성부(30)는 제1 롤러(31), 제2 롤러(32), 건조부(33), 공급부(34) 및 회수부(35)를 포함하며 공급되는 기재(1)에 발광층(3)을 형성한다.
기재(1)는 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 섬유, 종이, 피역, 면, 마, 견, 모 등 천연 직물 또는 편물, 나일로, 폴리우레탄, 폴리에스터, 레이온 등과 같은 합성직물 또는 편물일 수 있다. 나아가 위에 열거한 기재에 전사, 나염, UV프린트, 솔벤프린트, 수성프린트, 옵셋인쇄 등이 된 것일 수 있다. 기재(1)의 두께는 특별히 한정되지 않으며 원단의 용도에 따라 조절될 수 있다.
제1 롤러(31)와 제2 롤러(32)는 연동하여 회전할 수 있다. 제1 롤러(31)와 제2 롤러(32) 사이로 발광층을 형성할 기재(1)가 통과할 수 있다. 기재(1) 일면은 제1 롤러(31)와 접하고 타면은 제2 롤러(32)와 접하면서 통과한다.
제1 롤러(31)에는 길이 방향을 따라 라이프(31a)가 배치되어 있다. 라이프(31a)는 발광 조성물을 제1 롤러(31)에 균일하게 묻힌다. 발광 조성물은 재귀 조성물일 수 있다. 제1 롤러(31)에 의해 기재(1)의 일면에 재귀 조성물이 균일하게 도포(인쇄)될 수 있다. 제2 롤러(22)는 재귀 조성물이 도포되는 기재(1)를 지지한다.
건조부(33)는 제1 롤러(31)와 제2 롤러(32) 후방에 배치되어 있고 챔버 형태로 형성되어 있으며, 내부에는 열을 발생시키는 히팅장치들이 배치되어 있다. 히팅장치는 열풍, 히터 등일 수 있다. 이러한 건조부(33)를 재귀 조성물이 도포된 기재(1)가 통과할 수 있다.
건조부(33)는 통과하는 기재(1)를 60℃ 내지 120℃ 온도로 건조한다. 발광층 조성물이 건조되면 기재(1)의 일면에 발광층(3)이 형성될 수 있다. 건조부(33)의 온도가 120℃를 초과할 경우 기재(1) 및 발광층(3)이 손상될 수 있고, 60℃ 미만인 경우 재귀 조성물이 도포된 기재의 건조가 용이하지 않을 수 있다.
공급부(34)와 회수부(35)는 간격을 두고 떨어져 있다. 공급부(34)는 제2 롤러(32) 전방에 위치하고 회수부(35)는 건조부(33) 후방에 위치한다.
공급부(34)에는 베이스 원단(50)이 감겨 있다. 공급부(34)는 베이스 원단(50)을 제2 롤러(32)와 기재(1) 사이로 공급한다. 이에 베이스 원단(50)은 기재(1)와 함께 제1 롤러(31)와 제2 롤러(32) 사이를 통과할 수 있다. 기재(1)의 타면은 베이스 원단(50)에 의해 제2 롤러(32)와 직접적으로 접촉하지 않는다.
제1 롤러(31)가 기재(1)에 재귀 조성물을 도포할 때 재귀 조성물 일부는 기재(1)를 빠져 나올 수 있다. 베이스 원단(50)이 기재(1)를 빠져 나온 재귀 조성물((재귀 조성물이 포함하는 비드 등)(분비물)을 흡수할 수 있다. 이에 기재(1)를 빠져 재귀 조성물이 제2 롤러(32)의 표면에 묻는 것이 방지된다. 따라서 제2 롤러(32)에 재귀 조성물 묻으면서 발생한 종래의 문제를 해결할 수 있다.
아울러, 베이스 원단(50)은 재귀 조성물이 기재(1)에 도포될 때 완충 지지하는 쿠션 역할을 할 수 있다. 이에 기재(1)에 재귀 조성물이 선명하게 도포되어 기재 일면에 정교한 패턴을 갖는 발광층(3)이 형성될 수 있다.
한편, 베이스 원단(50)은 기재(1)와 함께 건조부(33)를 통과하며 베이스 원단(50)에 묻은 재귀 조성물은 건조부(33)를 통과하면서 건조될 수 있다.
건조부(33)를 통과한 기재(1)는 롤러(도시하지 않음)에 감겨 회수되거나 후속 공정으로 공급될 수 있다. 그리고 베이스 원단(50)은 회수부(35)에 감겨 회수될 수 있다. 베이스 원단(50)이 모두 회수되면 회수부(35)는 공급부(34)로 옮겨질 수 있다. 이에 회수된 베이스 원단(50)은 다시 제2 롤러(32)와 기재(1) 사이로 공급되어 다시 사용될 수 있다. 따라서 재귀 조성물이 건조된 베이스 원단(50)을 다시 사용하므로 베이스 원단(50) 사용에 따른 비용을 절감할 수 있다.
한편, 발광층 형성부(30)는 재귀 조성물 이외에도 축광 조성물을 더 도포할 수 있다. 재귀 조성물과 축광 조성물은 단독으로 사용될 수 있다. 그러나 재귀 조성물을 기재(1) 위에 도포한 후 건조시켜 재귀층을 형성하고, 이후 축광 조성물을 재귀층 위에 도포한 후 건조시켜 축광층을 형성할 수 있다. 축광층이 먼저 형성되고 그 위에 재귀층이 형성될 수도 있다. 이에 발광층은 재귀층과 축광층으로 형성될 수 있다. 또한 재귀 조성물과 축광 조성물이 혼합되어 기재(1)에 동시에 도포될 수도 있다. 이에 재귀층과 축광층은 하나의 층으로 형성될 수 있다.
재귀 조성물과 축광 조성물의 도포 순서는 특별히 한정하지 않는다. 기재(1) 에 재귀층과 축광층은 중첩되어 형성되거나, 기재(1)를 일측과 타측으로 분할하였을 때 일측에는 재귀층이 형성되고 타측에는 축광층이 형성될 수 있다. 재귀 조성물과 축광 조성물이 혼합된 경우 재귀층과 축광 발광층은 하나의 층에서 동시에 형성될 수 있다. 재귀층과 축광층의 위치와 방식은 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 도 1을 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예는 베이스 원단(50)의 구조가 상이하다.
본 실시예에 따른 베이스 원단(50)은 양단이 연결된 무한궤도 형태로 형성되어 공급부(34), 제2 롤러(32), 건조부(33) 및 회수부(35)를 연속 순환한다. 이에, 건조부(33)를 통해 건조된 베이스 원단(50)은 회수부(35)를 통해 다시 공급부(34)로 공급되어 기재(1)와 제2 롤러(32) 사이로 공급될 수 있다. 건조된 베이스 원단(50)이 연속 순환하므로 베이스 원단(50)의 사용에 따른 작업성이 더욱 향상될 수 있다.
이외 다른 구성은 도 1의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 도 1 또는 도 2를 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예는 전처리부를 더 포함한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 전처리부(20)는 발광층 형성부(30)와 이웃하게 배치되어 있고, 발광층 형성부(30)로 공급되는 기재(1)의 일면에 기초층(2)을 형성한다.
전처리부(20)는 제1 롤러(21) 제2 롤러(22) 및 건조부(23)를 포함하며 기재(1)의 일면에 기초층(2)을 형성한다.
제1 롤러(21)와 제2 롤러(22)는 연동하여 회전할 수 있으며 그 사이로 기재(1)가 공급될 수 있다. 제1 롤러(21)의 외부 둘레면에는 라이프(21a)를 통해 전처리 조성물을 묻을 수 있다. 전처리 조성물은 제1 롤러(21)을 통해 기재(1)의 일면에 균일하게 도포될 수 있다. 제2 롤러(22)는 전처리 조성물이 도포되는 기재(1)를 지지한다.
건조부(23)는 제1 롤러(21) 및 제2 롤러(22) 후방에 배치되어 있으며 전처리 조성물이 도포된 기재(1)를 통과시키면서 건조한다. 기재(1)가 건조부(23)를 통과할 때 전처리 조성물은 건조될 수 있다. 전처리 조성물 건조로 기재(1)의 일면에는 기초층(2)이 형성된다.
위와 같은 제1 롤러(21), 제2 롤러(22) 및 건조부(23)는 발광층 형성부(30)의 제1 롤러(31), 제2 롤러(32) 및 건조부(33)와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
위와 같은 전처리부(20)의 세부적인 구성은 본 출원인이 기 출원하여 공지된 복합 처리장치(특허등록 제10-1423705호)의 전처리 유닛, 반사 원단 및 그 제조방법(특허등록 제10-1322371호)의 전처리 유닛 구성이 적용될 수 있는 바, 이하 자세한 설명은 생략한다.
기초층(2)이 형성된 기재(1)는 별도의 롤러에 회수되거나 발광층 형성부(30)로 바로 공급될 수 있다.
기초층(2) 형성으로 일면이 정리된 기재(1)가 발광층 형성부(30)로 공급되면서 기초층(2) 위에 재귀 조성물이 도포될 수 있다. 기초층(2)에 의해 발광층(3)(도 1 및 도 2 참조)이 기재(1) 위에 원활하게 형성될 수 있도록 한다
이외 다른 구성은 도 1 내지 도 2의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예는 후처리부 및 전처리부를 더 포함한다.
이에, 본 실시예에 따라 발광원단 제조장치는 도 5에서 도시한 바와 같이 전처리부(20), 발광층 형성부(30), 후처리부(40) 및 전처리부(도시하지 않음)를 포함한다. 도 5에서 전처리부(20), 발광층 형성부(30) 및 후처리부(40)를 기재(1)를 이용하여 연결하여 일렬로 배치된 것으로 도시하였으나 이들은 분리되어 배치될 수 있다. 발광원단 제조장치의 배치 구조는 발광원단 제조장치의 설계 및 배치 장소에 따라 달라질 수 있다.
도 6을 참고하면, 후처리부(40)는 제1 롤러(41), 제2 롤러(42) 및 건조부(43)를 포함하며 후처리 조성물을 발광층(3) 위에 도포한다.
제1 롤러(41), 제2 롤러(42) 및 건조부(43)는 전처리부(20)의 제1 롤러(21), 제2 롤러(22) 및 건조부(23)와 동일한 것이므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
다만, 제1 롤러(41)의 외부 둘레면에는 라이프(41a)를 통해 후처리 조성물이 묻을 수 있다. 후처리 조성물이 묻게 되며 후처리 조성물은 제1 롤러(41)를 통해 발광층(3) 위에 도포될 수 있다. 후처리 조성물이 도포된 기재(1)가 건조부(43)를 하며 발광층(3) 위에 보호층(4)이 형성될 수 있다.
위 설명과 도면에서 전처리 조성물, 재귀 조성물 및 후처리 조성물을 롤 방식으로 기재에 도포하는 것으로 설명하였지만, 조성물을 도포하는 방식은 리버스(reverse), 그라비아(gravure), 콤마코터(comma coater), 스프레이(spray), 슬릿 코팅, 바코팅, 또는 나이프코팅(knife coating) 등과 같은 도포 방식으로 도포될 수 있다.
전사부는 기재(1)에 전사층(도시하지 않음)을 형성한다. 전사층은 무열전사 또는 승화전사 방식으로 형성될 수 있다. 전사층은 기초층 위에 형성되어 있다. 그러나 전사층은 기초층, 발광층 또는 보호층 위에 선택적으로 형성될 수 있다.
전사부의 세부적인 구성은 본 출원인이 기 출원하여 공지된 복합 처리장치(특허등록 제10-1423705호)의 전사 유닛, 반사 원단 및 그 제조방법(특허등록 제10-1322371호)의 전사 유닛 구성이 적용될 수 있는 바, 이하 자세한 설명은 생략한다. 그러나 전사부는 생략될 수 있다.
다음으로 발광원단 제조방법에 대하여 설명한다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 발광원단 제조방법은 기초층 형성단계(S10), 발광층 형성단계(S20), 보호층 형성단계(S30) 및 전사층 형성단계(S40)를 포함한다.
기초층 형성단계(S10)에서 가공되지 않은 기재(1)를 제1 롤러(21)와 제2 롤러(22) 사이로 공급하면, 제1 롤러(21)에 묻은 전처리 조성물은 기재(1)의 일면에 도포될 수 있다.
전처리 조성물은 용매 100중량부와 수용성 폴리아크릴계 수지 3 내지 8 중량부를 포함한다. 이때, 용매는 극성용매가 적용되는 것이 좋고, 물, 탄소수 1 내지 5의 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 용매가 적용될 수 있다.
수용성 폴리아크릴계 수지는, 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 음이온성 작용기를 포함한다.
용매는 음이온성 수지가 기재(1)의 일면에 원활하게 도포될 수 있도록 한다.
전처리 조성물이 기재(1)에 도포된 상태에서 건조부(23)를 통과하게 되면서 기재(1)의 일면에 기초층(2)이 형성된다. 기초층(2)은 이후 형성되는 발광층(3)이 원활하게 형성될 수 있도록 기재(1)의 일면을 정리한다.
기초층(2)이 형성된 기재(1)는 발광층 형성부(30)에 바로 공급되거나 별도의 롤러에 감겨 보관될 수 있다. 그러나 기초층 형성단계는 생략될 수 있다.
발광층 형성단계(S20)에서 기초층(2)이 형성된 기재(1)를 제1 롤러(31)와 제2 롤러(32) 사이로 공급하면, 제1 롤러(21)에 묻은 발광 조성물은 기초층(2) 위에 도포될 수 있다. 그러나 기초층 형성단계가 생략된 경우 발광 조성물은 기재(1)의 일면에 도포될 수 있다.
발광 조성물은 발광층(3)내에서 외부로부터 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 재귀 조성물, 빛을 내부에 흡수해 저장하고 방출 발광하는 축광 조성물, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층은, 상기 발광층 내에서 외부로부터 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 재귀 조성물로 형성되는 재귀층; 상기 발광층 내에서 빛을 흡수해 저장하고 방출 발광하는 축광 조성물로 형성되는 축광층; 또는 상기 재귀층과 상기 축광층을 모두 포함하는 것일 수 있다.
발광층이 재기 발광층과 축광층을 모두 포함하는 경우, 기초층 상에 재귀층이 형성되고 상기 재귀층 상에 축광층이 형성되는 순서일 수 있고, 기초층 상에 축광층이 형성되고 상기 축광층 상에 재귀층이 형성되는 순서일 수도 있다.
상기 발광층 내에서 외부로부터 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 재귀층은 재귀 조성물로 형성될 수 있고, 재귀 조성물은 반사체 100중량부, 수용성 폴리아크릴계 수지인 150 내지 260중량부 및 증점제 0.1 내지 1.5중량부를 포함하며, 이들을 혼합하여 재귀층 형성에 적용할 수 있다.
재귀 조성물에서, 반사체는 발광층 내에서 외부로부터 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 역할을 한다. 이에 따라 상기 반사체로는 우수한 재귀 반사 효율을 나타낼 수 있도록 높은 굴절율(refractiveindex)과 함께 높은 투명도(transparency)를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 반사체는 글래스비드 및 마이크로프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반사체일 수 있다.
구체적으로 상기 반사체는 1.9 이상의 굴절율을 갖는 것이 바람직하며, 1.9 내지 2.2의 굴절율을 갖는 것이 보다 바람직할 수 있다. 반사체의 굴절율이 상기 범위내일 때는 반사체 내벽에서 초점이 형성되어 높은 초점반사율을 나타내고, 그 결과로 재귀반사도가 크다. 그러나 굴절율이 상기 범위를 벗어나 1.9 미만일 경우에는 초점반사율이 저하되고, 그 결과로 재귀반사도가 낮아지게 되어 바람직하지 않다.
또한 상기 반사체는 98% 이상의 광투과율을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 상기와 같은 광투과율을 가질 때 광반사율이 증가하게 된다. 그러나 광투과율이 98% 미만일 경우 빛의 흡수량이 증가하게 되어 재귀반사도가 낮아지게 될 우려가 있어 바람직하지 않다.
이와 같은 반사체의 굴절율과 광투과율은 반사체의 조성, 모양 또는 입경에 따라 결정되게 되며, 또한 상기한 특성들은 반사체의 기재에 대한 접착력 및 반사체 자체의 내구성에 영향을 미친다.
이에 따라 상기 글래스비드는 상기한 굴절율 및 광투과율을 충족하고, 기재에 대한 접착력 및 글래스비드 자체의 내구성을 고려할 때, 상기 글래스비드는 구형의 형태를 갖는 것이 바람직하고, 정구형의 형태를 갖는 것이보다 바람직할 수 있다.
또한, 상기 글래스비드는 30 내지 70㎛의 평균입자 직경을 갖는 것이 우수한 굴절율을 나타내는 동시에 기재에 대한 탈리도가 낮고, 외부의 물리적 화학적 자극에 대해 우수한 내구성을 나타낼 수 있어 바람직할 수 있다. 만약 글래스비드의 평균입자 직경이 30㎛ 미만이면 굴절율이 낮아질 우려가 있고, 글래스비드의 평균입자 직경이 70㎛를 초과하면 코팅 작업성 및 기재에 대한 접착력이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한 상기 글래스비드로는 상기한 평균입자 직경 범위내에서 서로 다른 평균 입자 직경을 갖는 2종 이상의 글래스비스의 혼합물이 사용될 수도 있다.
통상 글래스비드는 70% 이상의 실리카(Al2O3) 성분과 함께, NaO, K2O 등과 같은 알칼리 금속의 산화물, MgO, CaO 등과 같은 알칼리 토금속의 산화물, Al2O3와 같은 알루미늄 산화물 등의 무기 금속 산화물 성분을 잔부량으로 포함한다. 이중 무기 금속 산화물 성분은 글래스비드의 내구성을 증가시키는 반면, 고유의 색을 가져 다량으로 포함될 경우 글래스비드의 투명도 및 굴절율이 저하될 수 있다. 이에 따라, 상기한 굴절율 및 투명도를 충족하면서도 글래스비드가 적절한 자체 내구성을 갖도록 하기 위해서는 상기 글래스비스가 상기한 무기금속 산화물 성분을 글래스비드 총 중량에 대하여 20 내지 25중량%로 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
마이크로프리즘은 글래스비드에 비해 광반사 효율은 보다 우수하나, 그 특유의 형상으로 인해 기재에 대한 접착력이 낮다. 한편 글래스비드는 마이크로프리즘에 비해 광반사 효율은 낮으나, 구형의 형상을 가질 경우 글래스비드에 비해 기재에 대해 보다 안정적인 접착력을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기한 반사체로서 글래스비드 또는 마이크로프리즘을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 혼합하여 사용할 수도 있다. 또, 글래스비드와 마이크로프리즘을 혼합하여 사용하는 경우, 혼합비를 조절함으로써 광반사효율과 함께 접착력을 동시에 개선시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 마이크로프리즘은 글래스비드 100 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 글래스비드에 대한 마이크로프리즘의 함량이 지나치게 높으면, 즉 글래스비드 100 중량부에 대하여 마이크로프리즘이 30 중량부를 초과하면 발광층으로부터 탈리되는 마이크로프리즘의 함량이 증가하게 되어 오히려 마이크로프리즘 사용량 대비 광반사 효율이 낮아질 우려가 있고, 또 반사물품의 외관 심미성이 저하될 우려가 있다. 반면 글래스비드에 대한 마이크로프리즘의 사용량이 지나지게 작을 경우, 구체적으로는 글래스비드 100 중량부에 대하여 마이크로프리즘이 0.01중량부 미만일 경우 마이크로프리즘 사용에 따른 광반사 개선 효과가 미미할 수 있다.
또한 상기 반사체는 굴절률 증가, 내구성 강화, 및 기재에 대한 접착력 증진 등을 목적으로 실란기 또는 아미노기를 포함하는 화합물로 표면 처리된 것일 수 있다. 구체적으로는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 부탄올-프리아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란 등과 같은 실란계 화합물 또는 아민계 화합물 등에 의해 표면처리될 경우 기재에 대한 접착력이 증가되어 바람직할 수 있다. 이때 반사체에 대한 표면처리 방법은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다.
수용성 폴리아크릴계 수지는 투명성과 함께 반사체와 결합력이 우수하고 물리 화학적 내구성이 우수한 것이 좋으며, 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함하는 수용성 폴리아크릴계 수지가 적용될 수 있다. 이러한 음이온성 작용기를 포함하는 수용성 폴리아크릴계 수지를 적용하면, 기재에 대한 반사체의 접착력을 증가시키는 동시에 발광층의 내열성을 증가시켜 후속의 염색 및 패턴 형성을 위한 고온에서의 전사 공정시 기재의 손상 없이 우수한 전사 효율로 염색 및 패턴 형성이 가능하도록 한다.
보다 구체적으로는 수용성 폴리아크릴계 수지는 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함하는 폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리히드록시에틸메타크릴산 등일 수 있다. 상기에서 '(메트)아크릴산기'는 메타크릴산기 또는 아크릴산기를 의미한다.
상기한 수용성 폴리아크릴계 수지는 상기한 효과들의 증진을 위한 보조 성분으로서 상기한 음이온성 작용기를 포함하는 폴리우레탄(Polyurethane)계 수지, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)계 수지, 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate)계 수지, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylenoxide)계 수지, 폴리프로필렌옥사이드(Polypropyleneoxide)계 수지, 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol)계 수지, 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide)계 수지, 에틸셀룰로오스(Ethyl Cellulose)계 수지, 키토산(Chitosan), 키틴(Chitin), 폴리아마이드(Polyamide)계 수지, 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 수지, 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수용성 중합체와 혼합되어 사용될 수도 있으며, 이때, 보조 중합체의 함량은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.
수용성 폴리아크릴계 수지는 반사체 100중량부에 대하여 150 내지 260중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 반사체에 대한 수지의 함량이 지나치게 낮을 경우, 구체적으로 150중량부 미만일 경우 기재에 대한 반사체의 접착력이 저하되고, 발광층의 내열성 개선 효과가 미미하여 후속의 고온 열전사 공정시 기재의 황변 또는 연소 등의 손상이 발생할 우려가 있다. 한편, 반사체에 대한 수지의 함량이 지나치게 높을 경우, 구체적으로 260중량부를 초과할 경우 상대적으로 낮아진 반사체 함량으로 인해 굴절율이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 수용성 폴리아크릴계 수지는 반사체 100 중량부에 대해서 220 내지 250 중량부로 적용되는 것이 기재 및 반사체와의 접착력과 발광층의 반사 효과를 동시에 향상시킬 수 있다는 점에서 좋다.
상기 재귀 조성물에서, 증점제는 재귀 조성물의 점도 특성을 조절하여 기재에 대한 코팅성을 증가시키고, 형성된 발광층내 반사체 의 분산성 및 발광층 두께 균일성을 개선시키는 역할을 한다.
증점제로는 셀룰로오스계 증점제, 구체적으로 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(hydroxylpropylmethyl cellulos; HPMC), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(hydroxyethylmethyl cellulose; HEMC), 에틸하이드록시에틸셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulose; EHEC) 및 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 증점제는 반사체 100중량부에 대하여 0.1 내지 1.5중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 반사체에 대한 증점제의 함량이 지나치게 낮을 경우, 구체적으로 0.1중량부 미만일 경우 재귀 조성물이 고점도화 되어, 도포가 용이하지 않는 등 발광층 형성 공정성이 저하되고, 발광층의 두께 균일성이 저하될 우려가 있고, 반면 반사체 에 대한 증점제의 함량이 지나치게 높을 경우, 구체적으로 1.5중량부를 초과할 경우 재귀 조성물의 흐름성이 지나치게 증가하여 오히려 공정성이 저하되어 바람직하지 않다. 개선 효과 면에서 상기 증점제는 반사체 100중량부에 대하여 0.1 내지 1.5중량부로 포함되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
상기 증점제는 상기 반사체 100 중량부에 대해서 0.9 내지 1.3 중량부로 적용될 수 있고, 이때 재귀 조성물의 작업성이 우수하면서도 기재에 적절한 두께의 코팅층을 형성하기에 적당한 흐름성을 갖도록 할 수 있다.
상기 발광층 내에서 빛을 흡수해 저장하고 방출 발광하는 축광층은 축광 조성물로 형성될 수 있고, 축광 조성물은 축광안료 100중량부, 수용성 폴리아크릴계 수지인 150 내지 260중량부 및 증점제 0.1 내지 1.5중량부를 포함하며, 이들을 혼합하여 축광층을 포함하는 발광층 형성에 적용할 수 있다.
축광안료는 빛의 에너지를 흡수하여 축척한 후에 어두운 곳에서 상기 축적된 에너지를 형광, 인광 등의 형태로 방출하여 발광하는 성질의 안료이다. 구체적으로, 축광안료는 피리딘계, 키나졸린계, 비스키나졸린계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물을 포함된 것일 수 있고, 구체적으로, MO.SiO2, Al2O3:Eu, MO.Al2O3:Eu, ZnS: Cu, ZnS:Cu, Cl 및 이들의 조합을 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 축광안료는 잔광휘도가 1.5cd/m2 이상인 것일 수 있고, 2.3 cd/m2 이상인 것일 수 있다. 또한, 상기 축광안료는 비중이 4.5 미만인 것일 수 있고, 비중이 4.1 이하인 것일 수 있다. 상기 축광안료는 내수성 표면처리가 된 것일 수 있다. 상기 내수성 표면처리가 된 축광안료를 적용하면 물에 약한 축광안료를 보호하고, 다른 성분과 혼합시에 발생하는 휘도 하락 현상을 완화할 수 있다. 상기 축광안료의 내수성 표면처리는 알루미나, 실리카, 마이카 및 이들의 조합으로 이루어진 무기입자를 축광안료의 입자 표면에 코팅한 것일 수 있고, 화학적 처리에 의하여 코팅한 것일 수 있다.
상기 축광안료의 마이크로캡슐은 입경이 45um 이하인 것일 수 있고, 0.01 내지 23um인 것일 수 있으며, 0.1 내지 12um이하인 것일 수 있다. 상기 입경의 마이크로캡슐을 적용하는 경우에는 축광안료의 변성을 줄일 수 있고, 용제에서의 혼화성을 향상시킬 수 있다.
수용성 폴리아크릴계 수지는 투명성과 함께 축광안료와 결합력이 우수하고 물리 화학적 내구성이 우수한 것이 좋으며, 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함하는 수용성 폴리아크릴계 수지가 적용될 수 있다. 이러한 음이온성 작용기를 포함하는 수용성 폴리아크릴계 수지를 적용하면, 기재에 대한 축광안료의 접착력을 증가시키는 동시에 축광안료의 내화학성을 증가시켜 수성용매와 혼화시에도 우수한 축광효과를 유지하며, 염색 및 패턴 형성이 과정에서 손상을 줄일 수 있다.
보다 구체적으로는 수용성 폴리아크릴계 수지는 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 적어도 하나 이상의 음이온성 작용기를 포함하는 폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리히드록시에틸메타크릴산 등일 수 있다. 상기에서 '(메트)아크릴산기'는 메타크릴산기 또는 아크릴산기를 의미한다.
상기한 수용성 폴리아크릴계 수지는 상기한 효과들의 증진을 위한 보조 성분으로서 상기한 음이온성 작용기를 포함하는 폴리우레탄(Polyurethane)계 수지, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)계 수지, 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate)계 수지, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylenoxide)계 수지, 폴리프로필렌옥사이드(Polypropyleneoxide)계 수지, 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol)계 수지, 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide)계 수지, 에틸셀룰로오스(Ethyl Cellulose)계 수지, 키토산(Chitosan), 키틴(Chitin), 폴리아마이드(Polyamide)계 수지, 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 수지, 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수용성 중합체와 혼합되어 사용될 수도 있으며, 이때, 보조 중합체의 함량은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.
수용성 폴리아크릴계 수지는 축광안료 100중량부에 대하여 150 내지 260중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 축광안료에 대한 수지의 함량이 지나치게 낮을 경우, 구체적으로 150중량부 미만일 경우 기재에 대한 축광안료의 접착력이 저하되고, 축광안료의 손상이 발생할 우려가 있다. 한편, 축광안료에 대한 중합체의 함량이 지나치게 높을 경우, 구체적으로 260중량부를 초과할 경우 상대적으로 낮아진 축광안료함량으로 인해 축광효과가 충분하게 발휘되지 않을 염려가 있다.
상기 수용성 폴리아크릴계 수지는 축광안료 100 중량부에 대해서 200 내지 240 중량부로 적용되는 것이 기재 및 축광안료와의 접착력과 축광 효과를 동시에 향상시킬 수 있다는 점에서 좋다.
축광 조성물에서의 증점제는 축광 조성물의 점도 특성을 조절하여 기재에 대한 코팅성을 증가시키고, 형성된 축광층 내의 축광안료의 분산성 및 균일성을 개선시키는 역할을 한다. 증점제로는 셀룰로오스계 증점제, 구체적으로 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(hydroxylpropylmethyl cellulos; HPMC), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(hydroxyethylmethyl cellulose; HEMC), 에틸하이드록시에틸셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulose; EHEC) 및 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 증점제는 증점안료 100중량부에 대하여 0.1 내지 1.5중량부로 적용될 수 있고, 0.9 내지 1.3 중량부로 적용될 수 있다.
상기 발광층을 형성하는 재귀 조성물 또는 축광 조성물은, 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있고, 분산제, 경화제, 자외선흡수제(예를 들면, 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 등), 황변억제제(예를 들면, 페크마타이트 등), 광 확산제(예를 들면, 칼슘 카보네이트, 칼슘 포스파이트 등), 계면활성제, 대전방지제, 또는 글래스비드에 대한 침전방지제 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
일례로, 상기 분산제로는 구체적으로 트리칼슘포스페이트, 트리소듐포스페이트, 마그네슘 포스페이트, 피로인산마그네슘 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 분산제로서 상업적으로 입수가능한 것을 사용할 수도 있으며, 그 구체적인 예로서 BYK-JET™ 9170(BYK사제) 등을 들 수 있다.
또 상기 분산제 중에서도 습윤 분산제가 바람직할 수 있다.
상기 분산제는 반사체 또는 축광안료 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 반사체에 대한 분산제 함량이 지나치게 낮을 경우 분산제 첨가에 따른 효과가 미미하고, 반면 반사체에 대한 분산제 함량이 지나치게 높을 경우 최종 제조된 발광층에 잔류하는 분산제가 불순물로 작용하여 광반사 효율 또는 발광 효율을 저하시킬 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 경화제로는 중합체의 종류에 따라 이소시아네이트기, 에폭시 및 아지리딘기 등을 가진 다양한 경화제가 사용될 수 있으며, 이들 반응성 기는 중합체내 포함된 히드록시기, 아미노기, 카르복실기 등과 반응하여 가교된 구조로 경화된다. 이에 따라, 상기 중합체로서 폴리아크릴계 수지가 사용되는 경우, 경화제로는 황변의 우려가 없는 이소시아네이트가 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
또, 상기 계면활성제로는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 고분자계 계면활성제 등을 단독으로 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 음이온성 계면활성제로서는, 나프탈렌술폰산염의 포르말린 축합물, 리그닌 술폰산염류, 특수 방향족 술폰산염의 포르말린축합물(부틸나프탈렌 등의 알킬나프탈렌술폰산나트륨과 나프탈렌술폰산나트륨과의 포르말린 축합물, 크레졸술폰산나트륨과 2나프톨-6-술폰산나트륨의 포르말린 축합물, 크레졸술폰산나트륨의 포르말린 축합물 등), 폴리옥시에틸렌알킬에테르 황산염 등을 들 수 있다. 비이온성 계면활성제로서는, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌아세틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌ㅇ옥시프로필렌 블록 공중합체 등을 들 수 있다
또, 고분자계 계면활성제로서는, 폴리아크릴산 부분 알킬에스테르, 폴리알킬렌폴리아민, 폴리아크릴산염, 스티렌-아크릴산 공중합물, 비닐나프탈렌-말레인산 공중합물 등을 들 수 있다.
상기한 바와 같이, 수용성 폴리아크릴계 수지는, 높은 접착력으로 반사체 또는 축광안료를 기재 상에 안정하게 접착시킬 수 있으며, 섬유 또는 원단의 세탁견뢰도를 증가시킬 수 있다. 또한 상기 수용성 음이온성 중합체는 발광층의 유리전이온도를 증가시켜, 구체적으로는 약 20 내지 40℃ 이상 증가시킴으로써 후속의 염색 및 패턴 형성을 위한 프린트 공정, 구체적으로는 출력 프린트 공정, 특히 고온에서의 승화전사 공정시 기재의 변색 및 연소 등의 발생을 방지할 수 있고, 또 상기 재귀 조성물을 이용하여 형성된 발광층을 포함하는 섬유 또는 원단의 촉감 또는 터치감을 개선시킬 수 있다.
또한 상기 재귀 조성물 또는 축광 조성물은 상기한 수용성 음이온성 중합체와 함께 증점제를 포함함으로써 종래에 비해 현저히 얇아진 발광층의 두께에도 우수한 광반사 또는 발광 효과를 나타낼 수 있고, 시인성이 요구되는 면, 마, 모 등의 섬유나 직물, 원단 등 다양한 물품에서의 발광층 형성에 특히 유용하다.
재귀 조성물은 적절한 점도를 갖는 것일 수 있고, 용매의 양을 조절하는 등의 방법으로 재귀 조성물은 4200 내지 4800cps의 점도를 갖는 것이 좋다.
이에, 제1 롤러(31)에는 재귀 조성물 또는 축광 조성물이 묻어 있을 수 있다. 예컨대, 재귀 조성물이 묻은 제1 롤러(31)를 통해 기초층(2) 위에 재귀 조성물을 도포하고 건조부(33)를 통과시켜 빛을 반사하는 재귀층을 형성할 수 있다.
그리고 재귀층이 형성된 기재(1)를 축광 조성물이 묻은 제1 롤러(31)를 통과 시켜 재귀층 위에 축광 조성물을 도포하고 건조부(33)를 통과시켜 재귀층 위에 빛을 방출 발광하는 축광층을 형성할 수 있다.
재귀 조성물, 축광 조성물의 도포 순서는 원단의 사용에 따라 달라질 수 있다. 아울러, 재귀 조성물과 축광 조성물은 선택된 어느 하나만 기초층(2) 위에 형성될 수도 있다.
한편, 기초층(2)이 형성된 기재(1)가 베이스 원단(50)과 함께 제1 롤러(31), 제2 롤러(32) 사이를 통과하므로 발광 조성물(재귀 조성물 또는 발광 조성물)이 제2 롤러(32)에 묻지 않는다. 이에 제2 롤러(32)에 발광 조성물이 묻으면서 발생한 종래의 문제를 방지할 수 있어 기초층(2) 위에 정확하고 선명한 발광층(3)을 정교하게 형성할 수 있다.
발광층(3)이 형성된 기재(1)는 후처리부(40)에 바로 공급되거나 별도의 롤러에 감겨 보관될 수 있다.
보호층 형성단계(S30)에서 발광층(3)이 형성된 기재(1)를 제1 롤러(41)와 제2 롤러(42) 사이로 공급한다. 제1 롤러(41)에 묻은 후처리 조성물은 발광층(3) 위에 도포될 수 있다. 후처리 조성물이 발광층(3)에 도포된 상태에서 건조부(43)를 통과하게 되면서 발광층(3) 위에 보호층(4)이 형성된다. 보호층(4)은 발광층(3)을 외부 요건으로부터 보호하여 발광층(3)이 손상되지 않도록 한다.
상기 보호조성물은 용매 100중량부와 수용성 폴리아크릴계 수지 3 내지 8 중량부를 포함한다. 이때, 용매는 극성용매가 적용되는 것이 좋고, 물, 탄소수 1 내지 5의 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 용매가 적용될 수 있다.
수용성 폴리아크릴계 수지는, 분자 내 히드록시기, 카르복실산기, 설폰산기, (메트)아크릴산기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택 되는 음이온성 작용기를 포함한다. 그러나 보호층 형성단계는 생략될 수 있다.
전사층 형성단계(S40)에서 발광층(3) 또는 보호층(4) 위에 전사층(도시하지 않음)을 형성한다. 전사층은 패턴 도는 색상을 나타낸다.
전사층 형성단계(S40)의 세부적인 설명은 본 출원인이 기 출원하여 공지된 반사 원단 및 그 제조방법(특허등록 제10-1322371호)의 발광층 위에 프린트층을 형성하는 단계가 적용될 수 있는 바, 이하 자세한 설명은 생략한다.
그러나 전사층 형성단계는 생략될 수 있다.
위와 같이 제조된 발광원단은 기초층(2), 발광층(3), 보호층(4) 및 전사층의 우수한 물성적 특성으로 인해 발광층의 광반사 효과에 의한 시인성 또는 디자인성이 요구되는 다양한 물품들, 구체적으로는 표시판, 반사용 섬유, 안전복, 의류, 유아용품, 야간 작업복용 원단 등에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 재귀 조성물 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예 1]
수용성 폴리아크릴계 수지로서 분자 내 히드록시기를 포함하는 폴리아크릴계 수지의 분산액을 고형분 중량 기준으로 230중량부, 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스 1.13중량부 및 평균입자직경 40㎛의 글래스비드(굴절율 2.2, 투명도 98%, 글래스비드내 금속산화물 성분의 함량 15%) 80중량부 및 마이크로프리즘 20중량부(총 반사체 100 중량부)를 용매인 물에 분산시키고, 교반 혼합하여 재귀층을 형성하는 조성물인 재귀 조성물을 제조하였다.
[제조예 2]
상기 제조예 1에서 반사체 100 중량부를 적용하는 대신에 축광안료 100 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 축광층을 형성하는 조성물인 축광 조성물을 제조하였다.
[제조예 3]
물 100 중량부에 수용성 폴리아크릴계 수지로, 분자 내에 하이드록시기를 가지는 아크릴계 코폴리머를 5.3 중량부를 넣고 혼합하여 기초층을 형성하는 조성물인 전처리 조성물로 적용하였다.
또한, 위의 전처리 조성물과 동일하게 제조한 조성물을 후처리 조성물로도 적용하였다.
[실시예 1]
핑크색의 면직물에, 제조예 3의 전처리 조성물을 도포하고 건조하여 기초층을 형성한 후, 상기 제조예 1에서 제조한 발광 조성물(재귀 조성물)을 도포하고 120℃의 히팅부 접촉에 의한 1차 건조, 80℃의 열풍에 의한 2차 건조, 그리고 60℃의 히팅부 접촉에 의한 3차 건조를 연속하여, 발광층의 두께가 50㎛가 되도록 반복 도포하였다.
여기에 제조예 3에서 제조한 후처리 조성물을 도포하고 건조하여 보호층을 형성하고 보호층 위에 전사층을 형성하여 발광층(재귀층)이 면직물에 형성된 실시예 1의 샘플을 제조하였다.
[실시예 2]
흰색의 폴리스판원단에, 제조예 3의 전처리 조성물을 도포하고 건조하여 기초층을 형성한 후, 상기 제조예 1에서 제조한 재귀 조성물을 도포하고 120℃의 히팅부 접촉에 의한 1차 건조, 80℃의 열풍에 의한 2차 건조, 그리고 60℃의 히팅부 접촉에 의한 3차 건조를 연속하여, 발광층의 두께가 50㎛가 되도록 반복 도포하였다.
여기에 제조예 3에서 제조한 후처리 조성물을 도포하고 건조하여 보호층을 형성하여, 발광층(재귀층)이 폴리스판 원단에 형성된 실시예 2의 샘플을 제조하였다.
[실시예 3]
흰색의 편물원단에, 제조예 3의 전처리 조성물을 도포하고 건조하여 기초층을 형성한 후, 상기 제조예 2에서 제조한 축광 조성물을 도포하고 120℃의 히팅부 접촉에 의한 1차 건조, 80℃의 열풍에 의한 2차 건조, 그리고 60℃의 히팅부 접촉에 의한 3차 건조를 연속하여, 발광층의 두께가 50㎛가 되도록 반복 도포하였다.
여기에 제조예 3에서 제조한 후처리 조성물을 도포하고 건조하여 보호층을 형성하여, 발광층(축광층)이 편물원단에 형성된 실시예 3의 샘플을 제조하였다.
[실시예 4]
흰색의 나일론 원단에, 제조예 3의 전처리 조성물을 도포하고 건조하여 기초층을 형성한 후, 상기 제조예 1에서 제조한 발광 조성물(재귀 조성물)을 도포하고 120℃의 히팅부 접촉에 의한 1차 건조, 80℃의 열풍에 의한 2차 건조, 그리고 60℃의 히팅부 접촉에 의한 3차 건조를 연속하여, 발광층의 두께가 50㎛가 되도록 반복 도포하고, 그 위에 상기 제조예 2에서 제조한 발광 조성물(축광 조성물)을 도포하고 120℃의 히팅부 접촉에 의한 1차 건조, 80℃의 열풍에 의한 2차 건조, 그리고 60℃의 히팅부 접촉에 의한 3차 건조를 연속하여, 발광층의 두께가 50㎛가 되도록 반복 도포하였다.
여기에 제조예 3에서 제조한 후처리 조성물을 도포하고 건조하여 보호층을 형성하여, 발광층(재귀층 및 축광층)이 편물원단에 형성된 실시예 4의 샘플을 제조하였다.
[시험예 1]
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 샘플들을 30X30cm의 크기로 잘라 준비한 원단 시편에 대해 세탁견뢰도, 땀견뢰도, 마찰견뢰도 등을 한국의류시험연구원에 의뢰하여 각각 항목을 필요에 따라 선별적으로 평가하였다.
세탁견뢰도 평가는 KS K ISO 105-C06:2012 A2S호((40ㅁ2)℃, 30분, ECE 세제)에 따라 실시하였으며, 실험후 변퇴색, 오염(폴리에스터 급), 오염(모 급) 등을 관찰하고 그 결과를 하기 기준에 따라 평가하였다.
땀견뢰도 평가는 KS K ISO 105-E04:2010 ((37ㅁ2)℃, 4시간)에 따라 실시하였으며, 실험후 변퇴색, 오염(폴리에스터 급), 오염(모 급) 및 외관상태를 관찰하고 그 결과를 하기 기준에 따라 평가하였다.
손세탁견뢰도 평가는 TWC TM 250 : 2009 ((40ㅁ2)℃, 30분, ECE A 세제)에 따라 실시하였으며, 실험후 변퇴색, 오염(아세테이트 급), 오염(면 급) 등을 관찰하고 그 결과를 하기 기준에 따라 평가하였다.
마찰견뢰도 평가는 KS K 0650:2011 크로크미터법에 따라 실시하였으며, 건조 및 습윤 시 각각의 조건하에서의 마찰 견뢰도를 하기 평가기준에 따라 평가하였다.
일광견뢰도 평가는 KS K ISO 105-B02:2010 xenon ARC(수냉식, 방법 3:표준청색염포에 의함)에 따라 실시하였고, 하기 기준에 따라 평가하였다.
물견뢰도 평가는 KS K ISO 105-E01:2010에 따라 변퇴색, 오염(폴리에스터급), 오염(모 급)에 따라 실시하였고, 하기 기준에 따라 평가하였다.
마모강도 평가는 KS K ISO 12947-2:2014 마틴테일법:시험편 파괴점 측정에 따라 실시하였으며, 최종점 구멍이 뚫릴 때, 하중(595ㅁ7)g 조건하에서 마모강도를 하기 평가기준에 따라 평가하였다.
각각의 평가에서의 결과를 1에서 5의 다섯개 등급으로 분류하였으며, 등급의 수치가 증가할수록 우수함을 의미한다.
실시예 2의 샘플과 실시예 3의 샘플은 KS K ISO 14184-1:2009 증류수 추출법에 따라 포름알데히드 함량(mg/kg)도 평가하였고, 미검출 또는 20 mg/kg 미만으로 검출될 경우에는 검출안됨으로 표시하였다.
실시예 3의 샘플은 안전품질표시기준 부속서 1 5.1 (KS K ISO 3071 : 2009) 기준에 따라서, 탈이온수(물)을 이용하여 pH 미터를 이용하여 pH도 추가적으로 측정하였다.
그 결과를 하기 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
상기 표 1 내지 표3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 원단은 세탁견뢰도 및 마찰견뢰도 면에서 모두 4 내지 5 등급을 나타내었고, 마모강도 면에서 우수한 효과를 보였다. 면직물에 발광층을 형성한 실시예 1의 샘플의 경우 땀견뢰도에서도 우수한 결과를 얻었으며, 폴리스판원단에 발광층을 형성한 실시예 2의 샘플의 경우에도 스판성에도 불구하고 우수한 견뢰도를 보여서 상기 발광층에 수용성 폴리아크릴계 수지를 적용하고 기초층과 보호층을 추가로 형성하는 방법을 적용하면 스판원단에서도 우수한 견뢰도를 얻을 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.
또한, 편물원단에 축광층인 발광층을 형성한 실시예 3의 경우도, 세탁견뢰도, 손세탁견뢰도, 마찰견뢰도 뿐만 아니라 일광견뢰도와 물견뢰도도 우수한 것으로 나타났으며, 축광안료를 적용하였음에도 pH가 아동용 섬유제품, 내의류 중의류에 적용 기준인 4.0 내지 7.5, 그리고 외의류 및 침구류 기준인 4.0 내지 9.0을 모두 만족시키는 7.5의 결과가 나타난다는 점을 확인할 수 있었다. 또한, 포름알데하이드도 검출안됨으로 나타났고, 유기주석화합물, 아릴아민화합물에 대한 검출시험도 실시했으나 미검출로 나타나 의복용 원단으로 적용시에도 인체에 대해 유해하지 않은 화학적 안정성을 가진다는 점을 확인하였다.
[시험예 2]
상기 실시예 4에서 제조된 샘플을, 축광성은 빛을 차단한 상태에서 15시간 동안 보관한 후에, 형광등을 이용하여 30분간 빛을 조사한 후에 암실에서의 잔광휘도를 1분 경과 후 촬영하는 방법으로, 반사성은 일반 형광등 조명 하에서 손전등의 불빛을 비추고 반사되는 반사광에 의한 샘플의 무늬를 확인 및 촬영하는 방법으로, 일반 형광등 조명 하에서 촬영한 사진과 비교하여 관찰하였고, 그 결과를 도 8 내지 도 10에 나타내었다.
상기 도 8 내지 도 10을 참고하면, 동일한 샘플에 기재 상에 재귀층과 축광층이 순차로 형성된 샘플은, 축광조건에서 축광성을, 반사조건에서 재귀반사성을 나타낸다는 점을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
20: 전처리부 30: 발광층 형성부
40: 후처리부 21, 31, 41: 제1 롤러
22, 32, 42: 제2 롤러 23, 33, 43: 건조부
34: 공급부 35: 회수부
200: 발광원단 1: 기재
2: 기초층 3: 발광층
4: 보호층 50: 베이스 원단

Claims (8)

  1. 베이스 원단과 함께 통과하는 기재의 일면에 발광 조성물을 도포하여 발광층을 형성하는 발광층 형성부를 포함하고,
    상기 발광층 형성부는
    상기 기재와 상기 베이스 원단이 통과하는 제1 롤러 및 제2 롤러,
    상기 기재와 상기 제2 롤러 사이로 상기 베이스 원단을 공급하는 공급부,
    상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 통과한 상기 기재와 상기 베이스 원단을 건조시키는 건조부 및
    상기 건조부를 통과한 상기 베이스 원단을 회수하는 회수부
    를 포함하고,
    상기 제1 롤러는 상기 기재의 일면에 상기 발광 조성물을 도포하고, 상기 베이스 원단은 상기 기재에서 빠져 나온 상기 발광 조성물을 흡수하며, 상기 건조부를 통과한 상기 기재의 일면에는 상기 발광 조성물 건조로 발광층이 형성되고, 상기 건조부를 통과한 상기 베이스 원단은 상기 기재와 분리되는
    발광원단 제조장치.
  2. 제1항에서,
    상기 기재가 상기 발광층 형성부를 통과하기 전에 상기 기재의 일면에 도포하기 전에 상기 기재의 일면에 조성물을 도포하여 기초층을 형성하는 전처리부를 더 포함하며,
    상기 발광층 형성을 위한 조성물은 상기 기초층 위에 도포되는
    발광원단 제조장치.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 발광층 위에 조성물을 도포하여 보호층을 형성하는 후처리부를 더 포함하는 발광원단 제조장치.
  4. 제3항에서,
    상기 후처리부의 건조부를 통과한 상기 보호층에 전사를 실시하는 전사부를 더 포함하는 발광원단 제조장치.
  5. 제1항에서,
    상기 기재 일면에 입사되는 빛을 재귀 반사시키는 발광 조성물, 빛을 흡수해 저장하고 방출 발광하는 축광 조성물을 단독으로 또는 상기 발광 조성물과 상기 축광 조성물 중 선택된 것부터 순차적으로 또는 상기 발광 조성물과 상기 축광 조성물을 혼합하여 도포한
    발광원단 제조장치.
  6. 제1항에서,
    상기 건조부는 상기 기재를 60 ℃ 내지 120 ℃의 건조하는 발광원단 제조장치.
  7. 제1항에서,
    상기 베이스 원단은 부직포인 발광원단 제조장치.
  8. 제1항에서,
    상기 베이스 원단은 무한궤도 형태로 형성되어 공급부, 제1 및 제2 롤러, 건조부 및 회수부를 연속 순화하는 발광원단 제조장치.
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KR20020096570A (ko) 2001-06-21 2002-12-31 황건이 반사시트

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