KR20190077671A - 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법 - Google Patents

폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리우레탄계 또는 폴리우레탄계 물질이 코팅된 합성원단에 자외선경화 방법을 이용하여 복합패턴을 임프린팅하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅 하는 방법은 폴리우레탄계 합성원단을 임프린팅 설비에 권출하는 단계(S10), 상기 폴리우레탄계 합성원단에 자외선 경화수지를 공급하는 단계(S20), 복합패턴 임프린팅 벨트를 압착하는 단계(S30), 1차 자외선 경화 단계(S40), 2차 고압 자외선 경화 단계(S50) 및 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 권취하는 단계(S60)를 포함한다.

Description

폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법{Method of Imprinting Composite Pattern on Polyurethane Synthetic Fabric}
본 발명은 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리우레탄계 또는 폴리우레탄계 물질이 코팅된 합성원단에 자외선경화 방법을 이용하여 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법에 관한 것이다.
폴리우레탄 계열 합성원단은 폴리우레탄을 주성분으로 하는 고무와 같이 신축성이 큰 섬유를 말한다. 가볍고 유연하며 내구성이 뛰어나 의류, 신발, 전자제품 케이스, 잡화 등의 다양한 제품 소재로 널리 사용되어 왔다.
폴리우레탄 계열의 합성원단은 제품의 자동화 생산도 용이하여 매우 다양하게 이용되고 있으나 광학 효과와 질감을 표현할 수 있는 복합패턴이 임프린팅된 폴리우레탄 계열의 합성원단은 복합패턴의 부착과 굴곡 신뢰를 만족할 수 없어 적용을 할 수 없었다.
일본특허 제 41470048호에서는 폴리우레탄 수지 표면에 자외선 경화제를 도포하여 경화시켰으나, 이는 폴리우레탄 수지 표면에 자외선 경화수지의 접착력을 높이기 위한 프라이머 처리를 하며, 폴리우레탄 소재에 직접적으로 자외선 경화수지를 도포하는 것이 아니다. 또한, 패턴을 적용하지 않고 폴리우레탄 수지 전체표면에 도포하여 미적효과, 광학효과 등의 효과가 없다.
또한, 일본특허 제 5684985호에서는 폴리우레탄 수지에 자외선 경화수지를 도포하고 패턴을 형성하였으나, 이는 자외선 경화수지 패턴의 접착성을 이용하여 커버를 고정하기 위한 것으로 목적이 상이하며 복합패턴으로 인한 미적효과, 광학효과 등의 효과가 없다.
JP 4147048 B9 (2008.06.27) JP 5684985 B9 (2015.01.23)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리우레탄 계열의 합성원단에 임프린팅으로 복합패턴을 형성하여 새로운 질감과 광학효과의 구현이 가능한 패턴이 형성된 원단을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 폴리우레탄 계열의 합성원단에 굴곡과 부착, 마모신뢰도가 우수한 복합패턴을 임프린팅하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 복합패턴을 적용하여 유연한 소재의 원단에 새로운 디자인 표현이 가능하게 하는 복합패턴 임프린팅 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅 하는 방법은 폴리우레탄계 합성원단을 권출하는 단계(S10), 상기 폴리우레탄계 합성원단에 액체 모노머(Monomer), 올리고머(Oligomer), 광개시제(Photo initiator)를 포함하는 자외선 경화수지를 공급하는 단계(S20), 상기 경화수지의 표면이 입체적 형상을 구현하도록 복합패턴 임프린팅 벨트를 압착하는 단계(S30), 1차 자외선 경화 단계(S40), 2차 고압 자외선 경화 단계(S50) 및 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 권취하는 단계(S60) 를 포함한다.
이때, 상기 폴리우레탄계 합성원단은 폴리우레탄(Poly Urethane, PU), 열가소성 폴리우레탄 수지(Thermoplastic Poly Urethane, TPU) 중 1종 이상으로 이루어진 합성원단인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폴리우레탄계 합성원단은 20~3000㎛의 두께의 필름인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 1차 자외선 경화 단계(S40)는 90~1000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 조사하는 1차경화장치를 이용하여 자외선 경화하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 2차 고압 자외선 경화 단계(S50)는 1,000~9,000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 조사하는 2차경화장치를 이용하여 고압 자외선 경화하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 복합패턴은 일반패턴, 광학패턴 중 1종이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 광학패턴은 프리즘(Prism), 렌티큘러(Lenticular), 디퓨져(Diffuser)중 2종 이상의 광학패턴이 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복합패턴의 두께는 1㎛ 내지 15㎛로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법은 신발, 의류등 유연한 소재의 원단에 복합패턴을 적용할 수 있다.
또한, 폴리우레탄계 합성원단에 직접적으로 자외선 경화수지를 도포하여 공정이 간단하다.
또한, 본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법은 2단계의 자외선 경화를 적용하여 굴곡, 부착, 마모신뢰도가 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 임프린팅 설비의 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 임프린팅 설비의 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴 임프린팅 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 폴리우레탄계 합성원단을 권출하는 단계(S10)이다.
상기 폴리우레탄계 합성원단(10)은 폴리우레탄(Poly Urethane, PU), 열가소성 폴리우레탄 수지(Thermoplastic Poly Urethane, TPU) 중 1종 이상으로 이루어진 합성원단이며, 두께는 20~3000㎛인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 원단은 상기 폴리우레탄계 합성원단(10)을 적용하는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며 폴리아마이드 합성원단, 폴리에스테르 합성원단 등도 적용가능하다. 상기 폴리우레탄계 합성원단(10)은 권출롤(100)에서 임프린팅 설비(1000)로 권출된다.
다음은 상기 폴리우레탄계 합성원단에 액체 모노머, 올리고머, 광개시제를 포함하는 자외선 경화수지를 공급하는 단계(S20)이다.
상기 자외선 경화수지(20)는 액체 모노머(Monomer), 올리고머(Oligomer), 광개시제(Photo initiator)을 포함한다.
상기 올리고머(Oligomer)는 우레탄계, 에폭시계, 에스테르계, 실리콘계 중 1종이상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 자외선 경화수지(20)는 상기 폴리우레탄계 합성원단(10)의 상면에 도포된다.
다음은 상기 경화수지의 표면이 입체적 형상을 구현하도록 복합패턴 임프린팅 벨트를 압착하는 단계(S30)이다.
상기 자외선 경화수지(20)가 도포된 상기 폴리우레탄계 합성원단(10)에 복합패턴 임프린팅 벨트(300)를 압착시켜 상기 자외선 경화수지(20)에 복합패턴을 형성한다.
압착 강도는 80~150kg/m2으로 압착 후, 상기 자외선 경화수지(20)에 나타난 복합패턴은 하나의 패턴이 아닌 다양한 패턴이 복합된 것을 말한다. 상기 복합패턴은 일반패턴, 광학패턴인 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 광학패턴은 소정의 굴절률을 가지고 빛을 반사하는 패턴을 말한다. 상기 복합패턴은 삼각형 모양의 광학패턴을 나타내는 프리즘(Prism), 반구 모양의 광학패턴을 나타내는 렌티큘러(Lenticular), 백색의 광학패턴을 나타내는 디퓨져(Diffuser) 중 1종 이상의 광학패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
복합패턴이 구현된 임프린팅 몰드(330)는 본 발명자가 개발한 바와 동일한 방법으로 제조된다.(한국등록특허 제 10-1704587호 참고) 상기 복합패턴이 구현된 임프린팅 몰드(330)는 하나의 패턴이 아닌 다양한 패턴이 하나의 몰드에 구현된 것을 말한다. 상기 임프린팅 몰드(330)는 제 1회전롤러(310)와 제 2회전롤러(320)로 이루어진 한 쌍의 회전롤러의 외주연에 장착되어 복합패턴 임프린팅 벨트(300)를 구성한다. 상기 한 쌍의 회전롤러 자체에 복합패턴을 구현하면 패턴이 손상됨에 따라 롤러의 잦은 교체가 요구되지만, 본 발명에 따르면 상기 복합패턴이 구현된 임프린팅 몰드(330)를 상기 한 쌍의 회전롤러에 장착하여 롤러의 교체를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1회전롤러(310)의 하부에 대응되는 위치에 구동롤러(340)가 설치되어 패턴을 선명하게 구현할 수 있다. 상기 한 쌍의 회전롤러의 사이에는 1차 경화 장치(400)가 설치되나 이에 한정되는 것은 아니며 상기 1차 경화 장치(400)는 상기 복합패턴 임프린팅 벨트(300) 외부에 설치될 수 있다.
다음은 1차 자외선 경화 단계(S40)이며, 상기 복합패턴이 구현된 자외선 경화 수지(20)에 초기 경화를 위한 자외선을 조사한다. 1차경화장치(400)는 90~1000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 조사한다. 바람직하게는 90~1000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 1~3초간 조사한 후, 상기 복합패턴 임프린팅 벨트(300)가 박리된다.
다음은 2차 고압 자외선 경화 단계(S50)이며, 2차경화장치(500)는 1,000~9,000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 조사한다. 바람직하게는 1,000~9,000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 2~5초간 조사하여 상기 1차 자외선 경화 단계(S40)보다 고압경화하여 상기 자외선 경화 수지(20)가 상기 폴리우레탄계 합성원단(10)에 완벽히 부착되도록 한다.
이 때, 경화된 복합패턴은 두께가 1㎛ 내지 15㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 복합패턴의 두께가 1㎛미만이거나 15㎛를 초과하여 형성되면 복합패턴의 심미감이 우수하지 못하다.
마지막으로 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 권취하는 단계(S60)이다. 2단계의 경화과정을 거쳐 완전히 경화된 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 권취롤(600)에 권취한다.
[ 실시예 1]
500㎛의 폴리우레탄계 합성원단에 자외선 경화 수지를 도포하여 복합패턴이 형성된 임프린팅 벨트를 압착하고, 1차 자외선 경화 후(300MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 1초동안 조사) 임프린팅 벨트를 박리시키고 2차 자외선 경화(5,000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 2초간 조사)하여 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 제조하였다.
[ 비교예 1]
500㎛의 폴리우레탄계 합성원단에 자외선 경화 수지를 도포하여 복합패턴이 형성된 임프린팅 벨트를 압착하고, 자외선 경화 후(300MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 1초동안 조사) 임프린팅 벨트를 박리시켜 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 제조하였다.
[ 비교예 2]
500㎛의 폴리우레탄계 합성원단에 자외선 경화 수지를 도포하여 복합패턴이 형성된 임프린팅 벨트를 압착하고, 자외선 경화 후(5,000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 2초간 조사) 임프린팅 벨트를 박리시켜 복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 제조하였다.
[ 실험예 ]
1. 굴곡신뢰도 실험 : 본 실험은 ISO 5402-1:2011(IULTCS/IUP 20-1)에 따라 실험하였다.
2. 부착신뢰도 실험 : 본 실험은 BS EN ISO 2409:2007에 따라 실험하였다. 부착신뢰도 실험 결과는 표 1의 기준에 따라 판단되며, 0 또는 1의 경우 적합으로 판단하고 2 내지 5의 경우 부적합으로 판단하였다.
Figure pat00001
3. 마모신뢰도 실험 : NIKE G012 Stoll Abrasion R7에 따라 실험하였다. 본 실험은 나이키 사 내부 설정 실험방법으로 실험하였으며, 내부 설정기준을 바탕으로 적합여부를 판단하였다.
상기 3가지 실험의 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1 비교예2 통과 기준
굴곡신뢰도 100,000회 3,000회 8,000회 100,000회
부착신뢰도 0 5 4 0~1
마모신뢰도 적합 부적합 부적합 업체 내부 설정 기준
본 발명에 따른 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법은 2단계의 자외선 경화를 적용하여 굴곡, 부착, 마모신뢰도가 우수하였다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
10 : 폴리우레탄계 합성원단
20 : 자외선 경화수지
100 : 권출롤
200 : 자외선 경화수지 공급장치
300 : 임프린팅 벨트
310 : 제 1회전롤러
320 : 제 2회전롤러
330 : 복합패턴 임프린팅 몰드
340 : 구동롤러
400 : 1차경화장치
500 : 2차경화장치
600 : 권취롤
1000 : 임프린팅 설비

Claims (8)

  1. 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅 하는 방법에 있어서,
    폴리우레탄계 합성원단을 권출하는 단계(S10);
    상기 폴리우레탄계 합성원단에 액체 모노머(Monomer), 올리고머(Oligomer), 광개시제(Photo initiator)를 포함하는 자외선 경화수지를 공급하는 단계(S20);
    상기 경화수지의 표면이 입체적 형상을 구현하도록 복합패턴 임프린팅 벨트를 압착하는 단계(S30);
    1차 자외선 경화 단계(S40);
    2차 고압 자외선 경화 단계(S50); 및
    복합패턴이 형성된 폴리우레탄계 합성원단을 권취하는 단계(S60)
    를 포함하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄계 합성원단은 폴리우레탄(Poly Urethane, PU), 열가소성 폴리우레탄 수지(Thermoplastic Poly Urethane, TPU) 중 1종 이상으로 이루어진 합성원단인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄계 합성원단은 20~3000㎛의 두께의 필름인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 자외선 경화 단계(S40)는 90~1000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 조사하는 1차경화장치를 이용하여 자외선 경화하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 고압 자외선 경화 단계(S50)는 1,000~9,000MJ/㎥(밀리줄)의 자외선 에너지를 조사하는 2차경화장치를 이용하여 고압 자외선 경화하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복합패턴은 일반패턴, 광학패턴 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 광학패턴은 프리즘(Prism), 렌티큘러(Lenticular), 디퓨져(Diffuser)중 2종 이상의 광학패턴이 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복합패턴의 두께는 1㎛ 내지 15㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 합성원단에 복합패턴을 임프린팅하는 방법.
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