KR20170044363A

KR20170044363A - 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산

Info

Publication number: KR20170044363A
Application number: KR1020150143955A
Authority: KR
Inventors: 이철우; 길민호; 김주희; 박수민; 조은비
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-25
Also published as: KR102426026B1

Abstract

본 발명은 장기간 반복적으로 사용됨에도 자외선 차단 특성과 함께 자외선량을 육안으로 관측하여 자외선 지수를 비교 및 파악을 효과적으로 할 수 있는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산을 제공하는 것으로, 에어로졸 증착법이 적용됨으로써, 우천 시 우산 겸용으로 사용할 경우에 물에 의한 산화 등의 화학적 변성 및 우천 시 강한 압력으로 인한 물리적 변성 문제에 의한 내구성 및 내후성 저하 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

시광안료를 이용한 양산 겸용 우산{Parasol using photochromic pigments}

본 발명은 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산에 관한 것이다.

시광안료(Photochromic pigments)는 특정한 파장의 빛 에너지를 흡수하여 분자구조의 변화가 일어나는 물질로, 이 상태에서 외부에 나타내는 색상이 변화하는 화합물이다. 따라서 이 물질에 가해지는 에너지가 중단되면 이전의 분자구조로 가역적으로 돌아가는 특성을 가지고 있다. 구체적으로, 시광안료는 자외선의 흡수량이 증가하면 분자 내의 고리 구조가 콘쥬게이션 구조로 되어 반사되는 빛의 파장이 변화하여 색상이 달라지며, 반대로 자외선의 흡수량이 감소하면 다시 고리 구조로 되어 원래의 색상으로 돌아가게 되는 가역적 특성을 가진다.

이러한 시광안료가 금속산화물, 알칼리토금속, 수은 화합물, 전이금속 화합물 등의 무기물로 구성되어 있는 무기 시광안료인 경우, 자외선, 산소, 용매 등의 외부 환경에 매우 안정하나, 가공이 매우 까다롭기 때문에 활용하기 어렵다는 문제가 있었다.

반면 벤조피란, 나프토피란, 스피로 피란, 스피로 옥사진, 펄지미드, 디아릴에텐, 아조 화합물 등의 유기 시광안료인 경우, 용매에 용해시키거나 분말화하여 활용하기에는 용이하나, 자외선 등을 포함하는 빛이나 산소, 산, 유기용매 등의 환경변수에 의해 분자 구조가 불안정해져 내구성 및 내후성이 부족하다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래의 다양한 방법이 제안되었다. 그 예로, 미국공개특허 US4166043A에는 유기 시광안료를 캡슐화하는 방법이 공지되어 있으며, 미국등록특허 US6740699B2에는 수성 이멀젼에서 아크릴, 메타크릴 단량체와 시광안료와의 미니 에멀젼 중합을 이용한 중합으로 캡슐화하되, 메틸부텐올, 클로로헥산 등 올레핀계 화합물을 같이 혼합하여 중합함으로써 수개월간 광변색성 염료의 농도가 변하지 않는 에멀젼을 제조하는 방법이 공지되어 있다.

그러나 이러한 방법은 시광안료를 바인더 등에 분산시킬 경우, 특성 발현이 제대로 일어나지 않는 문제, 단량체를 이용한 캡슐화 방법의 경우, 중합 과정이 복잡하고, 시광안료의 농도를 충분히 증가시킬 수 없는 문제가 존재한다.

이러한 시광안료는 태양광의 자외선 흡수량에 따라 반사되는 빛의 파장이 변함에 따라 색이 변화하므로, 주로 사용되는 양산에 염색, 코팅 등의 방법으로 적용할 경우, 초기에는 자외선을 포함하는 태양광으로부터 조사되는 자외선량을 평상시에도 육안으로 비교 및 파악할 수 있는 장점이 있어 시광안료를 이용한 양산에 대한 다양한 기술들이 제시되어 왔다.

하지만 양산을 우천 시 우산 겸용으로 사용할 경우, 물에 의한 산화 등의 화학적 변성 및 우천 시 강한 압력으로 인한 물리적 변성 등에 의해 내구성 및 내후성이 현저히 저하되어 반복 사용될수록 상기 특성이 급격히 저하되므로 실질적으로 사용하기 어려운 문제가 존재한다.

또한 시광안료를 일반적인 고온의 코팅법을 이용하여 양산 등의 기재에 코팅할 경우, 기재와 증착물질(시광안료)의 열팽창 계수의 큰 차이로 인해 잔류응력이 발생되어 증착층의 안정성이 저하되어 내구성 및 내후성이 저하되는 문제가 여전히 존재한다.

미국등록특허 US6740699B2

본 발명의 목적은 장기간 반복적으로 사용됨에도 자외선 차단 특성과 함께 자외선량을 육안으로 관측하여 자외선 지수를 비교 및 파악을 효과적으로 할 수 있는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산을 제공하는 것이다. 따라서 양산으로 사용하는 경우뿐만 아니라 우천 시 우산 겸용으로 사용할 경우에 물에 의한 산화 등의 화학적 변성 및 우천 시 강한 압력으로 인한 물리적 변성 문제에 의한 내구성 및 내후성 저하를 해결할 수 있다.

또한 본 발명의 목적은 시광안료를 양산 등의 기재에 일반적인 증착 방법을 적용할 경우, 고온에 의해 발생되는 안정성 저하 문제 등에 의해 내구성 및 내후성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은 시광안료를 바인더 등에 분산시킬 경우, 시광안료 특성 발현이 제대로 일어나지 않는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계를 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법 및 이로 제조된 양산 겸용 우산을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 예에 있어서, 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법은 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계 이후에 폴리이미드 또는 테플론을 시광안료 증착층 상에 증착하는 후막 코팅 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산은 에어로졸 증착법이 적용됨으로써, 우천 시 우산 겸용으로 사용할 경우에 물에 의한 산화 등의 화학적 변성 및 우천 시 강한 압력으로 인한 물리적 변성 문제에 의한 내구성 및 내후성 저하 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산은 에어로졸 증착법이 적용됨으로써, 출발물질과 형성된 증착층과의 조성 변화가 없어 특성 발현에 대한 부작용이 없으며, 상온 또는 상온 이하의 저온에서 공정이 수행됨에 따라 고온에 의해 발생되는 안정성 저하 문제 등을 방지할 수 있어 내구성 및 내후성이 보다 향상되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산은 시광안료를 바인더 등에 분산시켜 사용할 필요가 없어 이로 인해 특성 발현이 제대로 일어나지 않는 문제를 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산은 후막 처리 공정이 더 수행됨으로써, 화학적 안정성뿐만 아니라 접힘 등의 강한 물리적 응력에도 시광안료 특성 발현이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.

따라서 본 발명의 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산은 장기간 반복적으로 사용됨에도 자외선 차단 특성을 지속적으로 유지할 수 있으며, 자외선량을 육안으로 관측하여 자외선 지수를 비교 및 파악을 효과적으로 할 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산을 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 본 발명에서 특별한 언급 없이 불분명하게 사용된 %의 단위는 중량%를 의미한다.

본 발명은 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계를 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법 및 이로 제조된 양산 겸용 우산을 제공하는 것이다. 이러한 에어로졸 증착법을 이용할 경우, 고온에서 진행되지 않으며, 별도의 바인더를 사용하지 않으므로, 화학적 안정성이 상대적으로 떨어지는 시광안료를 이용하여 코팅층 형성하여도 화합물 구조 및 특성에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라, 물리적 힘에 의한 코팅층의 벗겨짐 등의 문제도 일반적인 사용 환경에서는 발생하지 않는 놀라운 효과가 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 분말의 평균 입경은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 0.1 내지 100 ㎛일 수 있다. 위 범위를 만족하는 경우, 보다 치밀한 막으로 증착층이 형성될 수 있으며, 증착층 형성 속도 또는 증착층의 균일도가 감소하여 접힙에 의한 응력, 압력 등의 물리적 힘에 의해 시광안료 특성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법은 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계 이후에 폴리이미드 또는 테플론을 시광안료 증착층 상에 증착하는 후막 코팅 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 후막 코팅 단계를 더 거쳐 시광안료 증착층 상에 후막층을 형성할 경우, 내구성 및 내후성을 보다 향상시킬 수 있어 접힙, 우수 등으로 인한 응력, 압력 등의 물리적 힘에도 시광안료 특성이 보다 장기적으로 유지될 수 있다. 상기 시광안료 증착층은 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착함으로써 상기 기재 표면 상에 형성되는 것을 의미한다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 후막 코팅 단계에서 시광안료 증착층 상에 형성되는 후막층의 두께는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 10 내지 500 ㎛일 수 있다. 위 범위를 만족하는 경우, 과도한 두께로 인한 하부의 시광안료 증착층의 자외선 반응 속도를 저하시키는 문제를 방지할 수 있으며, 미미한 두께로 인한 내구성 및 내후성의 저하 또한 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 분말은 제한되지 않은아, 밀링하는 단계를 1 회 이상 거쳐 제조된 것일 수 있다. 상기 밀링 과정(밀링 속도, 밀링 시간, 밀링 횟수 등)을 통해 분말의 평균 입경을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법은 상기 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계를 2 회 이상 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 단계를 2 회 이상 반복할 경우, 증착층의 두께는 보다 증가할 수 있으며, 내구성 및 내후성이 보다 향상될 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 밀링하는 단계는 상기 분말을 3 내지 15 ㎜의 볼로 2 내지 8 시간 동안 밀링하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 밀링하는 단계는 상기 분말을 3 내지 15 ㎜의 볼로 2 내지 8 시간 동안 밀링하는 단계 이후에 1 내지 5 mm의 볼로 4 내지 16 시간 동안 밀링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 분말이 이러한 다단계 볼밀법을 순차적으로 진행하여 제조된 것일 경우, 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계를 통해 증착되는 시광안료 증착층은 보다 안정적이며, 보다 치밀하고, 기재와의 밀착성이 보다 향상 될 수 있다. 따라서 상기 단계를 거쳐 제조된 양산 겸용 우산은 우천 시 또는 접힙에 의한 응력, 압력 등의 물리적 힘에 의해 시광안료 특성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 분말을 3 내지 15 ㎜의 볼로 2 내지 8 시간 동안 밀링하는 단계는 50 내지 500 rpm에서 수행될 수 있으며, 상기 1 내지 5 mm의 볼로 4 내지 16 시간 동안 밀링하는 단계는 200 내지 700 rpm에서 수행될 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 환경 변수, 조건 등에 따라 조절될 수 있으므로 제한되지 않는다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계는 상기 분말을 에어로졸실에 투입한 후 증착 챔버에 기재를 안착시키는 단계, 상기 분말과 운반가스를 혼합하여 에어로졸을 형성하는 단계 및 상기 에어로졸을 상기 기재 표면 상에 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적인 일 예로, 상기 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계는 3차원 방향 중 임의의 방향으로 이동할 수 있는 스테이지에 기재를 안착시켜, 기재의 속도, 기재의 왕복 횟수에 의해 증착층의 두께가 제어될 수 있다. 또한 에오로졸 증착법은 공지된 것이므로, 공지된 에오로졸 증착법을 이용해도 무방하다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 분말과 운반가스를 혼합하여 에어로졸을 형성하는 단계에서 상기 분말이 투입된 에어로졸실 내부에 운송된 운반가스를 공급하여 분말 및 운반가스가 혼합되어 에어로졸이 형성되게 된다. 이때, 운반가스는 공기, 산소, 질소, 헬륨, 아르곤 및 이들의 혼합가스 등이 바람직하나, 운반가스의 종류는 에어로졸 공정에 있어서 주요 변수가 아니므로, 제한되지 않는다.

또한 운반가스는 증착 챔버로 유입되게 되는데, 증착 챔버 내의 압력은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 진공펌프를 이용하여 일정 범위를 넘지 않도록 유지하는 것이 바람직하며, 예컨대 0.07 atm 미만으로 유지하는 것을 예시할 수 있다. 상기 범위의 압력을 유지할 경우 입자가 충분히 가속되지 못해 입자의 운동에너지가 감소하여 불균일한 분포도를 갖거나 불균일한 밀도를 갖는 등의 문제를 최소화 할 수 있다.

또한 에어로졸실 내부의 에어로졸을 노즐로 이송시킨 후, 노즐을 통하여 에어로졸을 증착 챔버 내부에 위치한 기재에 적절한 분포도를 가지도록 분산시켜 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 에어로졸을 상기 기재 표면 상에 분사하는 단계는 상기 분말을 50 내지 500 m/s로 가속시켜 수행되는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 에어로졸실 내부의 상기 분말이 운반가스와 함께 유입되게 되는데, 상기 범위의 속도로 수행될 경우, 입자의 운동에너지가 충분하지 못해 코팅 층이 얇게 형성되거나 제대로 형성되지 않는 현상을 최소화 할 수 있으며, 제조비용의 절감에도 보다 효율적일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸의 평균직경은 0.1 내지 100 ㎛의 미세 입자들과 기체가 혼합된 상태를 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계에서 수행되는 온도는 0 내지 40℃, 바람직하게는 10 내지 35, 보다 바람직하게는 15 내지 30℃일 수 있다.위 범위에서 공정을 수행할 경우 증착 속도가 감소되어 제조 공정이 증가하거나, 이로 인하여 불균일한 분포를 가져 증착층의 내구성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 시광안료를 함유하는 분말을 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계에 의해 기재 표면 상에 형성된 증착층의 두께는 0.1 내지 500 ㎛일 수 있다. 위 범위를 만족하는 경우, 증착층과 기재 사이의 밀착성이 저하되어 내구성 및 내후성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 시광안료는 자외선 조사 시 이색성을 나타낼 수 있는 착색 상태로 변화하는 자외선 변색성을 갖고 있는 화합물로서, 공지의 자외선 변색성을 갖는 화합물이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 시광안료의 예로서는 스피로피란(spiropyran)계 화합물, 스피로옥사진(spirooxazine)계 화합물, 디아릴에텐(diarylethene)계 화합물, 풀지드(fulgide)계 화합물, 나프토피란(naphtopyran)계 화합물, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등을 들 수 있다.

상기 시광안료는 제한되지 않으나, 분자 구조 상 종횡 길이가 다른 장쇄 구조(long chain structure)를 가지는 것이 바람직하며, 벤젠환, 복소환 등의 π 공액(conjugation) 구조가 확장되고, π 공액 구조로 연결되는 각 구성 골격의 입체적(steric) 구조가 변화하지 않는 것이 보다 바람직하다. 단, 시광안료가 착색 상태 또는 퇴색 상태로 상태가 변화하는 경우, 입체 구조가 변화할 수 있다.

구체적인 일 예로, 상기 스피로피란계 화합물은 제한되지 않으나, 예컨대 1,3,3-트리메틸인돌리노-6'-니트로벤조피리로스피란(1,3,3-trimethylindolino-6'-nitrobenzopyrylospiran), 1',3',3'-트리메틸스피로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(1',3',3'-trimethylspiro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 1',3',3'-트리메틸스피로-8-니트로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(1',3',3'-trimethylspiro-8-nitro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 1',3',3'-트리메틸-6-히드록시스피로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(1',3',3'-trimethyl-6-hydroxyspiro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 1',3',3'-트리메틸스피로-8-메톡시(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(1',3',3'-trimethylspiro-8-methoxy(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 5'-클로로-1',3',3'-트리메틸-6-니트로스피로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(5'-chloro-1',3',3'-trimethyl-6-nitrospiro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 6,8-디브로모-1',3',3'-트리메틸스피로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(6,8-dibromo-1',3',3'-trimethylspiro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 6,8-디브로모-1',3',3'-트리메틸스피로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(6,8-dibromo-1',3',3'-trimethylspiro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 8-에톡시-1',3',3',4',7'-펜타메틸스피로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(8-ethoxy-1',3',3',4,7-pentamethylspiro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 5'-클로로-1',3',3'-트리메틸스피로-6,8-디니트로(2H-1-벤조피란-2,2'-인돌린)(5'-chloro-1',3',3'-trimethylspiro-6,8-dinitro(2H-1-benzopyran-2,2'-indoline)), 3,3,1-디페닐-3H-나프토-(2,1-13)피란(3,3,1-diphenyl-3H-naphtho-(2,1-13)pyran), 1,3,3-트리페닐스피로[인돌린-2,3'-(3H)-나프토(2,1-b)피란](1,3,3-triphenylspiro[indoline-2,3'-(3H)-naphtho(2,1-b)pyran]), 1-(2,3,4,5,6-펜타메틸벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-(3H)-나프토(2,1-b)피란](1-(2,3,4,5,6-pentamethylbenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-(3H)-naphtho(2,1-b)pyran]), 1-(2-메톡시-5-니트로벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-나프토(2,1-b)피란](1-(2-methoxy-5-nitrobenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-naphtho(2,1-b)pyran]), 1-(2-니트로벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-나프토(2,1-b)피란](1-(2-nitrobenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-naphtho(2,1-b)pyran]), 1-(2-나프틸메틸)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-나프토(2,1-b)피란](1-(2-naphtylmethyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-naphtho(2,1-b)pyran]), 1,3,3-트리메틸-6'-니트로-스피로[2H-1-벤조피란-2,2'-(2H)-인돌](1,3,3-trimethyl-6'-nitro-spiro(2H-1-benzopyran-2,2'-(2H)-indole)) 등을 예시할 수 있다.

구체적인 일 예로, 상기 스피로옥사진계 화합물은 제한되지 않으나, 예컨대 1,3,3-트리메틸스피로[인돌리노-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1,3,3-trimethylspiro[indolino-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 5-메톡시-1,3,3-트리메틸스피로[인돌리노-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](5-methoxy-1,3,3-trimethylspiro[indolino-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 5-클로로-1,3,3-트리메틸스피로[인돌리노-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](5-chloro-1,3,3-trimethylspiro[indolino-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 4,7-디에톡시-1,3,3-트리메틸스피로[인돌리노-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](4,7-diethoxy-1,3,3-trimethylspiro[indolino-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 5-클로로-1-부틸-3,3-디메틸스피로[인돌리노-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](5-chloro-1-butyl-3,3-dimethylspiro[indolino-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 1,3,3,5-테트라메틸-9'-에톡시스피로[인돌리노-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1,3,3,5-tetramethyl-9'-ethoxyspiro[indolino-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 1-벤질-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1-benzyl-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 1-(4-메톡시벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1-(4-methoxybenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 1-(2-메틸벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1-(2-methylbenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 1-(3,5-디메틸벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1-(3,5-dimethylbenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]), 1-(4-클로로벤질)-3,3-디메틸스피로[인돌린-2,3'-(3H)나프토(2,1-b)(1,4)옥사진](1-(4-chlorobenzyl)-3,3-dimethylspiro[indoline-2,3'-(3H)naphtho(2,1-b)(1,4)oxazine]) 등을 예시할 수 있다.

구체적인 일 예로, 상기 디아릴에텐계 화합물은 제한되지 않으나, 예컨대 1,2-비스(2-페닐-4-트리플루오로메틸티아졸)-3,3,4,4,5,5-헥사플루오로시클로펜텐(1,2-bis(2-phenyl-4-trifluoromethylthiazole)-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopentene), 1,2-비스(3-(2-메틸-6-(2-(4-메톡시페닐)에티닐)벤조티에닐))-3,3,4,4,5,5-헥사플루오로시클로펜텐(1,2-bis(3-(2-methyl-6-(2-(4-methoxyphenyl)ethinyl)benzothienyl))-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopentene), 1,2-비스(5-메틸-2-페닐티아졸)-3,3,4,4,5,5-헥사플루오로시클로펜텐(1,2-bis(5-methyl-2-phenylthiazole)-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopentene), 1,2-비스(2-메톡시-5-페닐-3-티에닐)-3,3,4,4,5,5-헥사플루오로시클로펜텐(1,2-bis(2-methoxy-5-phenyl-3-thienyl)-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopentene), 1-(5-메톡시-1,2-디메틸-3-인도릴)-2-(5-시아노-2,4-디메틸-3-티에닐)-3,3,4,4,5,5-헥사플루오로시클로펜텐(1-(5-methoxy-1,2-dimethyl-3-indolyl)-2-(5-cyano-2,4-dimethyl-3-thienyl)-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopentene) 등을 예시할 수 있다.

구체적인 일 예로, 상기 풀지드계 화합물은 제한되지 않으나, 예컨대 N-시아노메틸-6,7-디히드로-4-메틸-2-페닐스피로(5,6-벤조[b]티오펜디카르복시이미드-7,2'-트리시클로[3.3.1.13,7]데칸)(N-cyanomethyl-6,7-dihydro-4-methyl-2-phenylspiro(5,6-benzo[b]thiophenedicarboxyimide-7,2'-tricyclo[3.3.1.13,7]decane)), N-시아노메틸-6,7-디히드로-2-(p-메톡시페닐)-4-메틸스피(5,6-벤조[b]티오펜디카르복시이미드-7,2'-트리시클로[3.3.1.13,7]데칸)(N-cyanomethyl-6,7-dihydro-2-(p-methoxyphenyl)-4-methylspiro(5,6-benzo[b]thiophenedicarboxylmide-7,2'-tricyclo[3.3.1.13,7]decane)), 6,7-디히드로-N-메톡시카르보닐메틸-4-메틸-2-페닐스피로(5,6-벤조[b]티오펜디카르복시이미드-7,2'-트리시클로[3.3.1.13,7]데칸)(6,7-dihydro-N-methoxycarbonylmethyl-4-methyl-2-phenylspiro(5,6-benzo[b]thiophenedicarboxylmide-7,2'-tricyclo[3.3.1.13,7]decane)), 6,7-디히드로-4-메틸-2-(p-메틸페닐)-N-니트로메틸스피로(5,6-벤조[b]티오펜디카르복시이미드-7,2'-트리시클로[3.3.1.13,7]데칸)(6,7-dihydro-4-methyl-2-(p-methylphenyl)-N-nitromethylspiro(5,6-benzo[b]thiophenedicarboxyimide-7,2'-tricyclo[3.3.1.13,7]decane)), N-시아노메틸-6,7-디히드로-4-시클로프로필-3-메틸스피로(5,6-벤조[b]티오펜디카르복시이미드-7,2'-트리시클로[3.3.1.13,7]데칸)(N-cyanomethyl-6,7-dihydro-4-cyclopropyl-3-methylspiro(5,6-benzo[b]thiophenedicarboxylmide-7,2'-tricyclo[3.3.1.13,7]decane)) 등을 예시할 수 있다.

구체적인 일 예로, 상기 나프토피란계 화합물은 제한되지 않으나, 예컨대 3,3-디페닐-3H-나프토(2,1-b)피란(3,3-diphenyl-3H-naphtho(2,1-b)pyran), 2,2-디페닐-2H-나프토(1,2-b)피란(2,2-diphenyl-2H-naphtho(1,2-b)pyran), 3-(2-플루오로페닐)-3-(4-메톡시페닐)-3H-나프토(2,1-b)피란(3-(2-fluorophenyl)-3-(4-methoxyphenyl)-3H-naphtho(2,1-b)pyran), 3-(2-메틸-4-메톡시페닐)-3-(4-에톡시페닐)-3H-나프토(2,1-b)피란(3-(2-methyl-4-methoxyphenyl)-3-(4-ethoxyphenyl)-3H-naphtho(2,1-b)pyran), 3-(2-푸릴)-3-(2-플루오로페닐)-3H-나프토(2,1-b)피란(3-(2-furyl)-3-(2-fluorophenyl)-3H-naphtho(2,1-b)pyran), 3-(2-티에닐)-3-(2-플루오로-4-메톡시페닐)-3H-나프토(2,1-b)피란(3-(2-thienyl)-3-(2-fluoro-4-methoxyphenyl)-3H-naphtho(2,1-b)pyran), 3-[2-(1-메틸피롤릴)]-3-(2-메틸-4-메톡시페닐)-3H-나프토(2,1-b)피란(3-[2-(1-methylpyrrolyl)]-3-(2-methyl-4-methoxyphenyl)-3H-naphtho(2,1-b)pyran), 스피로[비시클로[3.3.1]노난-9,3'-3H-나프토(2,1-b)피란](spiro[bicyclo[3.3.1]nonane-9,3'-3H-naphtho(2,1-b)pyran]), 스피로(spiro)[비시클로[3.3.1]노난-9-2'-3H-나프토(2,1-b)피란](spiro[bicyclo[3.3.1]nonane-9-2'-3H-naphtho(2,1-b)pyran]) 등을 예시할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 기재는 폴리머로 제조된 것이라면 제한되지 않으며, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아세탈, 폴리아미드, 메타크릴레이트 등을 포함하는 범용수지, 나일론수지, 아크릴수지, 불소수지, 공중합체 등의 다양한 합성수지가 사용될 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법으로 제조된 양산 겸용 우산의 시광안료 증착층을 포함하는 방향의 기재 표면은 태양광에 포함되는 자외선 외에도 자외선 램프, 수은 램프, 크세논 램프 등의 다양한 장치에 의해 발생되는 자외선에 의해 착색 상태로 변화할 수 있다. 예컨대 상기 기재 표면에 약 250 내지 400 nm의 파장을 갖는 자외선이 조사되면 시광안료의 특성에 따른 색으로 변화한다.

본 발명의 일 예에 있어서, 본 발명의 제조 방법으로 양산 겸용 우산을 제조할 경우, 시광안료 특성이 장기적으로 나타나므로, 양산, 우산뿐만 아니라 수영복, 신발, 모자 등의 아웃도어 웨어 등과 같이 자외선을 받아 색이 변화하면서 자외선의 차단의 향상과 함께 자외선 지수의 지표로서 역할을 할 수 있는 다양한 분야에 적용 가능하다.

나아가 에어로졸 증착 공정은 상기 기재가 대면적이어도 그 공정이 수월하므로, 커튼 또는 블라인드와 같은 대면적의 물질에도 쉽게 적용 가능하여, 태양광 차단 또는 태양광 측정을 목적으로 하는 분야 모두에 적용 가능한 이점이 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

시광안료로 자외선에 노출되었을 때 오랜지색을 나타내는 나프토피란(Reversacol Flame, James Robinson사) 분말을 에어로졸 증착법을 이용하여 25℃에서 300 m/s로 가속시켜 폴리아미드 6,6(Rhodia Stabamid 27AE1 (Relative Viscosity 2.7))로 제조된 기재 표면에 10 ㎛의 두께로 증착하여 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산을 위한 시광안료가 증착된 샘플을 제조하였다. 이때 펌프를 통해 증착 챔버의 진공도를 0.09 atm로 조절하여 에어로졸실에서 형성된 분말 및 운반가스를 함유하는 에어로졸을 증착실로 이동시켜 기재에 분사하였다.

또한 상기 샘플을 이용하여 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산을 제조하여, 접힘 테스트, 물침적 테스트 및 물에 의한 압력 테스트를 수행하였다.

실시예 1에서 제조된 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산을 위한 시광안료가 증착된 샘플의 증착층 상에 테프론을 후막 코팅하여 코팅층을 더 형성하여 샘플을 제조하였다.

실시예 1 및 실시예 2에 따른 양산 겸용 우산의 접힘 테스트를 수행한 결과, 접고 피는 과정이 약 1,000 회 반복되었음에도 접혀지는 부분을 포함하여, 시광안료 증착층이 벗겨지거나 마모되는 현상은 없었으며, 실시예 2에 따른 양산 겸용 우산의 경우, 약 5,000 회 이상에서도 이상이 없었다.

또한 실시예 1 및 실시예 2에 따른 양산 겸용 우산의 물침적 테스트를 수행한 결과, 산성비 상태와 유사한 pH 5.6의 H₂O에 전체 침수를 하였음에도 모두 시광안료 특성이 저하되는 문제는 발생하지 않았다.

또한 실시예 1 및 실시예 2에 따른 양산 겸용 우산의 물에 의한 압력 테스트를 수행한 결과, 0.5 atm 에서 1 시간 씩 총 30 회 물을 분사하여 압력을 가하였음에도 모두 시광안료 특성이 저하되는 문제는 발생하지 않았으며, 실시예 2에 따른 양산 겸용 우산의 경우, 60 회 이상에서도 이상이 없었다.

본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계를 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 분말의 평균 입경은 0.1 내지 100 ㎛인 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제1항에 있어서,
시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계 이후에 폴리이미드 또는 테프론을 시광안료 증착층 상에 증착하는 후막 코팅 단계를 더 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 분말은 밀링하는 단계를 1 회 이상 거쳐 제조되는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계를 2 회 이상 반복하는 단계를 더 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 시광안료를 함유하는 분말을 폴리머로 제조된 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계는 상기 분말을 에어로졸실에 투입한 후 증착 챔버에 기재를 안착시키는 단계, 상기 분말과 운반가스를 혼합하여 에어로졸을 형성하는 단계 및 상기 에어로졸을 상기 기재 표면 상에 분사하는 단계를 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 에어로졸을 상기 기재 표면 상에 분사하는 단계는 상기 분말을 50 내지 500 m/s로 가속시켜 수행되는 단계를 포함하는 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 시광안료를 함유하는 분말을 기재 표면 상에 에어로졸 증착법으로 증착하는 단계에 의해 기재 표면 상에 형성된 증착층의 두께는 0.1 내지 500 ㎛인 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법.
제1항 내지 제8항 중에서 선택되는 어느 한 항에 따른 시광안료를 이용한 양산 겸용 우산 제조 방법으로 제조된 양산 겸용 우산.