KR20200021586A

KR20200021586A - 기능성 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20200021586A
Application number: KR1020180097097A
Authority: KR
Inventors: 박희섭; 김기숙; 김영권
Original assignee: 리놀폴리텍 주식회사; 김기숙; 김영권; 박희섭
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-03-02

Abstract

본 발명은 기능성 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법은 필름용 폴리우레탄 수지 30~70중량부에 유기 용제 30~70중량부를 가하고 혼합한 다음, 기재에 도포한 후 건조시키는 공지의 폴리우레탄 필름의 제조방법에 있어서, 유기 용제에 식물성 오메가-3 함량이 70% 이상인 액상 기능성 물질 1~5중량%를 용해시켜 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

기능성 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법{Functional polyurethane film, and manufacturing method thereof}

본 발명은 기능성 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하기로는 원적외선 방사에너지(emission power(W/m²·㎛, 37℃) 3.40×10² 이상이고, 방사율은 0.882(emissivity(5~20㎛) 이상이며, 항균성이 98% 이상인 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

폴리우레탄 필름은 원가가 저렴하며, 내구성이 우수하여 인조가죽 원단의 표층부, 패딩 의류의 표층부, 장갑의 내층부, 신발의 표층부, 신발 깔창, 각종 의료기기의 코팅제, 벽지, 바닥재 등과 같은 여러 분야에 폭 넓게 사용되고 있다.

한국 등록특허 제10-0908107호에서는 가죽원단에 항균성을 부여할 수 있는 기술이 개시되어 있으며, 이 기술에 사용되는 폴리우레탄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 안료 13~18중량%, 폴리우레탄 에멀젼 45~55중량%, 메틸에틸케톤(MEK) 8~15중량%, 디메틸포름아마이드(DMF) 3~7중량%, 실리콘 3~7중량%, 가교제 3~7중량%, 우레탄 본드 3~7중량% 및 우레탄 발포 폼 수지 3~7중량%를 포함한다. 그리고 이러한 폴리우레탄 조성물로 형성된 수지층 표면에 1~5m의 은나노 입자가 분산된 용액을 분사하여 은나노 입자층을 형성하는 단계를 포함한다. 원단에 항균성을 부여하기 위하여 은나노 분말을 사용하는 기술은 상기 기술 외에 한국 특허출원 제10-2009-0029905호, 제10-2009-0106426호, 제10-2009-7023891호 등이 있다. 이러한 기술들에 의하여 가죽원단에 사용되는 폴리우레탄 필름에 항균성을 부여하게 되었으나, 항균제로 사용되는 은나노는 최근 인체유해성이 의심되고 있는 물질이다.

한편, 한국 등록특허 제10-0822370호에서는 폴리우레탄 필름에 원적외선 방사기능을 부여하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술은 원적외선 방사물질로 게르마늄이 사용되고, 폴리우레탄 수지 100중량부에 원적외선 방사물질이 10~30중량부가 사용된다. 그러나 이 기술은 원적외선 방사물질이 지나치게 많이 사용되는 것에 비하여 얻어진 필름의 원적외선 방사율이 0.867%로 비교적 낮다는 점이 문제점으로 지적될 수 있다. 또한 원적외선 방사물질로 사용된 게르마늄 분말의 비중이 높아서 얻어진 필름의 비중도 증가하게 되는 문제점과 아울러 필름의 표면에 얼룩이나 줄이 생기거나 물성이 열악해지는 문제점과 아울러 전체적으로 공정의 제어가 매우 어렵다는 점도 문제점으로 지적될 수 있다. 특히 원적외선 방사물질 또는 항균물질로 게르마늄 외에 이산화티타늄이나 금속이 담지된 아파타이트, 귀양석, 귀사문석, 운모, 옥, 맥반석 등과 같은 무기분말이 사용되는 경우는 예외 없이 사용된 무기분말 입자로 인하여 필름의 표면 평활성이 크게 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술들의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 제조공정의 제어가 매우 용이한 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 표면 평활성, 밀착성, 내약품성, 인장강도 등 제반물성이 저하되지 아니하는 기능성 폴리우레탄 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 작업성이 극히 우수한 기능성 ?피우레탄 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 필름은 한국 등록특허 제10-1528618호(리놀렌산을 함유하는 합성수지 및 합성섬유, 그리고 그 제조방법)를 이용한 발명으로, 폴리우레탄 필름에 기능성 물질로 식물성 오메가-3가 0.5 내지 2.0중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 기능성 물질이 상기 범위 미만의 경우에는 투입효과가 부족하며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 더 이상의 효과 향상은 발생되지 않음은 물론, 얻어진 제품의 물성이 저하하게 된다. 본 발명에 사용되는 기능성 물질은 식물성 오메가-3를 70% 이상, 바람직하게로는 80% 이상 함유하는 것이다. 오메가-3의 함량이 상기 범위 미만의 경우에는 목적하는 기능을 얻을 수 없다.

본 발명의 필름의 제조방법은 필름용 폴리우레탄 수지 30~70중량부에 식물성 오메가-3의 함량이 70% 이상인 액상의 기능성 물질 1 내지 5중량% 용해된 유기용제 30~70중량부를 가하고 혼합한 다음 베이스 층에 도포한 후 건조하는 것으로 구성된다.

본 발명에서 사용되는 유기용제는 메틸에틸케톤(MEK), 에틸글리콘모노에틸에테르(2-ethoxy ethan-1-ol), 아세톤 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 폴리우레탄 필름은 98% 이상의 항균성을 가짐과 동시에 0.882 이상의 원적외선 방사율을 가짐으로써 가죽시트, 장판지, 벽지, 장갑, 신발 깔창, 신발외피, 전기담요, 패딩의류의 외피, 각종 자동차 내장재 등에 효과적으로 적용할 수 있다.

또한 본 발명의 제조방법은 종래의 항균물질 또는 원적외선 방사물질로 무기물질이 사용되었던 것에 비하여 공정의 제어가 매우 쉽고 얻어진 필름의 물성이 매우 우수하다.

[실시예 1]

교반기에 메틸에틸케톤 50g에 오메가-3의 함량이 80%인 식물성 지방산 1.5g을 가하고 5시간 동안 서서히 교반하여 식물성 지방산을 완전히 용해시켰다. 여기에 필름 형성용 폴리우레탄 수지 98.5g을 가하고 교반 및 혼합을 하여 폴리우레탄/식물성 지방산 복합조성물을 제조하였다.

이어서 위와 같이 제조된 폴리우레탄/식물성 지방산 복합조성물을 이형제가 도포된 폴리에스터 필름 위에 두께가 0.08mm가 되도록 캐스팅한 다음, 140℃에서 2분간 건조시켰다. 건조 후 이형지로부터 박리하여 식물성 지방산이 1.5중량% 함유된 기능성 폴리우레탄 필름을 얻었다. 작업성은 매우 양호하였으며, 얻어진 필름의 물성도 우수하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 시행하되, 식물성 지방산의 함량이 1.0중량%가 되도록 변경하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일하게 시행하되, 필름의 두께가 0.01mm가 되도록 변경하였다.

[비교예]

실시예 1과 동일하게 시행하되 식물성 지방산의 함량이 0이 되도록 변경하였다.

각 실시예 및 비교예를 통하여 얻어진 필름의 물성은 아래의 표 1과 같았다.

물성 측정 기준은 아래와 같다.

* 항균도 : ANTIBACTERIAL(FILM-ATTACHMENT METHOD (FC-TM-20)-2003 : PERCENT REDUCTION OF BACTERIA %)

* 공시균 : STAPHYLOCOCCUS AUREUS(포도상 구균) ATCC 6538

* 원적외선 방사율(KFIA-FI-1005) : 시료(sample 적외선 방사율 및 방사에너지를 37에서 적외선 분광광도계(FT-IR-Spectrometer)를 이용하여 필름과 이상 흑체(black body) 대비 측정하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예
원적외선 방사율	0.888	0.886	0.884	0.760
항균성	99.9% 이상	99.9% 이상	99.2%	0%

[실시예 4~6]

실시예 1~3에 의하여 얻어진 필름의 3~6개월 경과 후의 항균성은 아래의 표 2와 같았다. 이에 따라 본 발명의 필름은 시간 경과에 따른 항균력 저하는 매우 미미함을 알 수 있다.

구분	0개월	3개월	6개월
실시예 4	99.9%	99.9%	99.7%
실시예 5	99.9%	99.8%	99.6%
실시예 6	99.2%	99.1%	99.0%

Claims

필름용 폴리우레탄 수지 30~70중량부에 유기 용제 30~70중량부를 가하고 혼합한 다음, 기재에 도포한 후 건조시키는 공지의 폴리우레탄 필름의 제조방법에 있어서, 유기 용제에 식물성 오메가-3 함량이 70% 이상인 액상 기능성 물질 1~5중량%를 용해시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 식물성 오메가-3의 함량이 80% 이상인 액상 기능성 물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 필름의 제조방법.
식물성 오메가-3의 함량이 70% 이상인 액상 기능성 물질을 0.5~2.0중량% 포함하는 기능성 폴리우레탄 필름.
제3항에 있어서, 식물성 오메가-3의 함량이 80% 이상인 액상 기능성 물질을 0.5~2.0중량% 포함하는 기능성 폴리우레탄 필름.