KR20210051977A - 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 부목용 원단 제조방법은 섬유 원사의 표면에 형상기억 수지를 코팅 처리하여 코팅층이 형성된 코팅 원사를 제조하는 단계; 상기 제조된 코팅 원사를 이용하여 한 겹의 코팅 시트를 제직하는 단계; 상기 제직된 코팅 시트를 겹쳐 두 겹 이상으로 적층하는 단계; 상기 적층된 코팅 시트를 온수통에 침지하여 60 내지 80℃의 온도에서 상호 접합하는 단계; 및 상기 접합된 코팅 시트를 천공하여 다수개의 통기공을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF FABRICS FOR MEDICAL SPLINT USING SHAPE-MEMORY POLYMER}

본 발명은 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 반려동물은 인간과 함께 더불어 생활하는 동물로서 최근에는 반려동물을 키우고자 하는 사람들이 늘어남에 따라 반려동물을 위한 용품들의 진보가 급속하게 이루어지고 있으며, 이로 인해 각종 반려동물의 용품에 대한 연구 개발들이 활발하게 이루어지고 있다.

특히, 반려동물들이 아파트 거실 등 미끄러운 환경에서 생활하는 시간이 증가함에 따라 슬개골 탈구, 골절 등의 의료사고가 증가되고 있으며 반려동물의 노령화로 인한 다양한 골절사고가 꾸준히 증가하고 있으며, 이에 따라서 장애 및 부상으로 재활이 필요한 반려동물의 부목과 같은 보조기구의 수요도 함께 증가하고 있다.

그런데, 상기와 같은 반려동물을 위한 부목소재는 다음과 같은 문제가 있다.

시중에 판매되고 있는 종래의 반려동물 부목은 크게 플라스틱 시트형, 밴드형 및 습기 경화형으로 구분되며, 상당히 제한적인 소재를 사용하고 있는 실정이다. 또한, 사람에게 사용되는 부목소재를 사용하므로 반려동물의 작고, 굴곡진 체형의 특성을 반영하지 못하는 한계점을 가지고 있다.

더하여, 상기한 제한적인 소재는 통기성이 부족하여 2차 질환이 발생률이 상당부분 증대되고 전략 수입에 의존하고 있는 실정이다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 섬유 원사의 표면에 저온성형성이 우수한 형상기억 수지를 코팅하여 반려동물의 부목으로 사용될 수 있는 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 부목용 원단 제조방법은 섬유 원사의 표면에 형상기억 수지를 코팅 처리하여 코팅층이 형성된 코팅 원사를 제조하는 단계; 상기 제조된 코팅 원사를 이용하여 한 겹의 코팅 시트를 제직하는 단계; 상기 제직된 코팅 시트를 겹쳐 두 겹 이상으로 적층하는 단계; 상기 적층된 코팅 시트를 온수통에 침지하여 60 내지 80℃의 온도에서 상호 접합하는 단계; 및 상기 접합된 코팅 시트를 천공하여 다수개의 통기공을 형성하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 코팅 원사를 제조하는 단계는 섬유 원사에 상기 형상기억 수지를 60 내지 80℃에서 압출방식으로 코팅할 수 있다.

또한, 상기 코팅 원사를 제조하는 단계에서 상기 형상기억 수지는 중량평균분자량(Mw)이 70 내지 200인 제 1 폴리올 및 이소시아네이트를 포함하는 하나 이상의 하드 세그먼트(Hard Segment), 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 8,000인 제 2 폴리올을 포함하는 하나 이상의 소프트 세그먼트(Soft Segment), 및 상기 하드 세그먼트 및 소프트 세그먼트 100중량부에 대해 지지체 상에 촉매를 담지한 하나 이상의 저감제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 폴리우레탄; 중량평균분자량(Mw)이 1,000 내지 500,000인 폴리카프로락톤; 및 비닐아세테이트의 함량이 5 내지 50중량%인 폴리에틸렌비닐아세테이트;로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코팅 시트를 제직하는 단계는 상기 코팅 원사를 씨실 또는 날실로 교차 직조하되, 상기 씨실과 날실은 1개의 씨실을 2 내지 5개의 날실의 위, 아래로 번갈아 교차 직조한다.

또한, 상기 상호 접합하는 단계는 서로 다른 상기 코팅 시트의 상호 맞닿는 부분이 융착 접합할 수 있다.

또한, 상기 통기공을 형성하는 단계에서 상기 통기공은 사각형상으로 형성되고, 서로 일정한 이격 거리를 가지며 배열된다.

또한, 상기 폴리우레탄의 유리전이온도(Tg)는 40 내지 70℃이고, 상기 하드 세그먼트 및 상기 소프트 세그먼트의 중량비가 1 : 1 내지 10이고, 상기 폴리카프로락톤의 용융점(Tm)은 40 내지 120℃이고, 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트의 용융점(Tm)은 40 내지 120℃일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법은 섬유 원사의 표면에 저온성형성이 우수한 형상기억 수지를 코팅하여 반려동물의 부목으로 사용될 수 있는 원단을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법을 따라 제조된 원단을 이용하여 반려동물용 부목을 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며,

하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법을 따라 제조된 원단을 이용하여 반려동물용 부목을 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단(10)은 코팅 원사(100), 코팅 시트(200) 및 통기공(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

코팅 원사(100)는 섬유 원사(110) 및 상기 섬유 원사(110)의 표면에 코팅된 형상기억 수지(120)를 포함하고, 상기 형상기억 수지(120)는 중량평균분자량(Mw)이 70 내지 200인 제 1 폴리올 및 이소시아네이트를 포함하는 하나 이상의 하드 세그먼트(Hard Segment), 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 8,000인 제 2 폴리올을 포함하는 하나 이상의 소프트 세그먼트(Soft Segment) 및 상기 하드 세그먼트 및 소프트 세그먼트 100중량부에 대해 지지체 상에 촉매를 담지한 하나 이상의 저감제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 폴리우레탄, 중량평균분자량(Mw)이 1,000 내지 500,000인 폴리카프로락톤 및 비닐아세테이트의 함량이 5 내지 50중량%인 폴리에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일반적으로 섬유 원사(110)는 용융된 수지 조성물을 방사한 후 연신하여 제조될 수 있다. 이러한, 방사 공정은 섬유 원사(110)를 만들 수 있는 고분자 물질을 용융하여 미세한 구멍을 통해 실을 뽑아내는 것이며, 방사 공정의 종류에는 용융 방법에 따라 습식 방사법, 건식 방사법, 및 용융 방사법으로 나눌 수 있다.

이 중 용융 방사법은 고분자를 융점 이상의 온도로 가열하여 용융시킨 다음 방사구를 통해 공기속으로 압출하면서 냉각시켜 섬유 형태로 얻는 방법이다. 용융온도는 300℃ 이하에서 진행하는 것이 적당하며, 방사 속도가 매우 빨라 분당 500~1500m로 방사할 수 있고, 그 이상의 고속 방사도 가능하여 생산성이 우수하다. 방사 후 세척, 건조 등의 후처리 공정이 불필요하여 상기 습식 및 건식 방사법보다 널리 사용되고 있다. 이는 주로 폴리에스터(Polyester), 나일론(Nylon) 등을 방사할 때 사용된다.

한편, 상기 섬유 원사(110)는 열가소성 수지, 천연 섬유, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이트, 나일론, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리술폰, 액정고분자 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 천연 섬유는 식물 섬유, 동물 섬유, 광물 섬유 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는, 면사, 견사, 모사 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

더하여, 상기 섬유 원사(110)는 섬유 원사(110)의 표면에 형상기억 수지(120)가 코팅될 수 있다. 구체적으로, 상기 형상기억 수지(120)는 폴리우레탄, 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 폴리우레탄은 제 1 폴리올 및 이소시아네이트를 포함하는 하나 이상의 하드 세그먼트(Hard Segment) 및 제 2 폴리올을 포함하는 하나 이상의 소프트 세그먼트(Soft Segment)를 포함할 수 있다.

일반적으로 형상기억 수지(120)는 탄성체의 망상 구조와 유사하다. 상기 망상구조는 일반적으로 고정상과 가역상이 존재하며, 고정상은 열적으로 안정된 부분이다. 구체적으로, 고정상은 재료 내에서 어느 한 부분의 자유로운 이동을 방해하는 역할, 예를 들어, 크리스탈, 유리질 상, 또는 엉켜있는 고분자 사슬이 될 수 있다.

이에 반해, 가역상은 형상기억 고분자의 주된 부분으로 변형이나 회복에 있어서 탄성적인 역할을 담당한다. 일정 온도 이상에서 가역상은 '유체'의 형태가 되어 자유롭게 움직일 수 있는 성질을 가진다. 그러나, 일정 온도 이하에서는 가역상이 크리스탈, 유리질 상, 또는 엉켜있는 고분자 사슬이 될 수 있는 것을 의미한다.

특히, 폴리우레탄은 다양한 조직과 독특한 형태적 특성을 가지며, 가격이 저렴하고 가공성이 우수하다. 일반적으로 폴리우레탄은 하이드록실기(-OH)를 가지는 화합물과 이소시아네이트기(-NCO)를 가지는 화합물의 반응에 의해 생성되는 중합체를 가리킨다.

본 발명에서는 제 1 폴리올 및 이소시아네이트을 포함하는 하드 세그먼트가 고정상, 제 2 폴리올 포함하는 소프트 세그먼트가 가역상의 역할을 수행하여 상기 형상기억 수지(120)의 형상 변화를 조절할 수 있다.

상기 폴리우레탄의 형상기억력은 상기 제1 및 제2 폴리올의 중량평균분자

량(Mw), 상기 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 용융점(Tm1, Tm2)에 따라 조절될수 있다. 더욱 상세하게는, 제 1 폴리올의 중량평균분자량(Mw)은 70~200이고, 제 2 폴리올의 중량평균분자량(Mw)은 500~8,000으로써, 제 2 폴리올의 중량평균분자량이 제 1 폴리올에 비해 현저한 차이를 나타낸다. 이에 따라, 제 1 폴리올은 이소시아네이트기와 결합되어 단단하고 강성이 큰 구조인 하드 세그먼트(hard segment)를 형성할 수 있고, 제 2 폴리올은 경도가 낮고 부드러운 고무와 같이 엉켜있는 구조인 소프트 세그먼트(soft segment)를 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1 폴리올의 중량평균분자량(Mw)이 70 미만이면, 폴리우레탄이 필요이상으로 단단해져 형상기억력 및 복원력이 저하될 수 있고, 200 초과이면 폴리우레탄의 경도가 낮아져 복합 섬유의 물성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 제 2 폴리올의 중량평균분자량(Mw)이 500 미만이면 소프트 세그먼트가 충분히 형성되지 않아 과도하게 딱딱해지거나(brittle) 형상기억력 및 복원력이 저하될 수 있고, 8,000 초과이면 폴리우레탄의 경도가 필요 이상으로 낮아져 복합 섬유의 물성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 하드 세그먼트 및 상기 소프트 세그먼트의 중량비가 1 : 1~10일 수 있다. 상기 하드 세그먼트 및 상기 소프트 세그먼트의 중량비가 상기 범위를 벗어날 경우 폴리우레탄이 필요 이상으로 단단해지거나 물러져 가공성 및 작업성이 저하될 수 있고, 복합 섬유의 물성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 폴리우레탄은 상기 소프트 세그먼트의 용융점(Tm2) 이상 상기 하드 세그먼트의 용융점(Tm1) 미만인 온도 범위에서 제1 형상으로 성형될 수 있고, 주변 온도를 Tm2 미만으로 냉각시켜 상기 형상기억 수지에 상기 제1 형상을 기억시킬수 있다.

따라서, 상기 폴리우레탄이 코팅된 섬유 원사로 제직된 복합 섬유는 임의의 충격에 의해 그 형상이 변형되더라도 상기 온도 구간으로 가열하면 기억된 형상, 즉, 제1 형상으로 복원될 수 있다.

상기 하드 세그먼트의 용융점(Tm1)은 100~250℃일 수 있다. 상기 Tm1이 100℃ 미만이면 상기 형상기억 수지의 성형성이 저하될 수 있고, 250℃ 초과이면 제조단가가 상승할 수 있다. 상기 폴리우레탄의 용융점(Tm2)은 40~70℃, 바람직하게는 40~60℃일 수 있다. 상기 Tm2가 40℃ 미만이면 형상기억 수지의 물성이 저하될 수 있고, 70℃ 초과이면 형상기억력 및 복원력이 저하될 수 있다.

또한, 40~120℃의 범위에서 단일의 용융점(Tm)을 가지는 폴리카프로락톤 및/또는 폴리에틸렌비닐아세테이트는 용융점을 기준으로 제2 형상으로 성형될 수 있고, 주변 온도를 용융점 미만으로 냉각시켜 형상기억 수지에 상기 제2 형상을 기억시킬 수 있다. 상기 폴리카프로락톤의 용융점은 40~120℃ 바람직하게는, 40~80℃, 더 바람직하게는, 50~70℃일 수 있다.

한편, 상기 폴리우레탄의 유리전이온도(Tg)는 40~70℃일 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리우레탄의 유리전이온도가 40~60℃인 경우, 필요한 수준의 가공성, 성형성이 적절하게 구현될 수 있다.

상기 이소시아네이트는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenyl

methane diisocyanate, MDI), 헥사메텔렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HMDI), 메틸렌 비스 사이클로헥실 이소시아네이트(Methylene biscyclohexyl isocyanate, MBCI), 1,2-톨루엔 디이소시아네이트(1,2-toluenediisocyanate, TDI), 1,4-톨루엔 디이소시아네이트(1,4-toluene diisocyanate, TDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI), 파라페닐 디이소시아네이트(p-Phenylene Diisocyanate, PPDI), 또는 나프탈렌 디이소시아네이트(Naphthalene Diisocyanate, NDI)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 및 제 2 폴리올은 트리올 및 디올을 포함할 수 있다. 상기 트리올이 폴리카프로락톤 트리올(Polycaprolactone triol), 폴리에테르 트리올 블록 공중합체(Polyether triol block copolymer), 폴리프로필렌글리콜 트리올(Polypropylene glycol triol)을 포함할 수 있으며, 폴리에스테르 트리올(Polyester triol)이나 아크릴 트리올(Acrylic triol) 같은 공지의 트리올을 필요에 따라 더 포함할 수도 있다.

상기 디올이 폴리카프로락톤 디올(Polycaprolactone diol), 부탄 디올(Butane diol), 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol), 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol), 및 이들 중 2 이상의 혼합물 또는 블록 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 필요에 따라 폴리테트라메틸렌글리콜(Polytetramethylene glycol)과 같은 공지의 디올을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 하드 세그먼트 및 소프트 세그먼트 100중량부에 대해 지지체 상에 촉매를 담지한 하나 이상의 저감제 0.1 내지 5중량부를 포함할 수 있다. 일반적으로 촉매로 사용되는 물질들은 고가이기 때문에, 소량의 촉매로 반응면적을 넓혀 반응성을 향상시키거나 촉매와의 접착성을 향상시킬 수 있는 지지체에 촉매를 담지하여 저감제를 제조할 수 있다

상기 지지체는 제올라이트, 알루미나, 염화나트륨, 글라스비드, 활성탄, 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 지지체는 다공성 물질로 많은 기공을 포함하고 있어, 기공 내에 촉매를 담지하여 반응성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 촉매를 충분히 지지할 수 있어야 하며, 촉매와의 반응성이 없고 온도 변화에 민감하지 않은 물질로 선택할 수 있다.

상기 지지체의 평균 입경이 1 내지 50㎛일 수 있다. 상기 지지체의 평균 입경이 1㎛미만이면 기공의 크기가 작아져 촉매의 담지율이 저하될 수 있고, 50㎛ 초과이면 표면적이 작아져 촉매의 반응성이 저하될 수 있다.

일반적으로 촉매는 각종 공정에서 반응속도(Reaction rate)를 조절하는 역할을 수행하며, 이 때 반응속도를 빠르게 하는 것을 정촉매, 반응속도를 느리게 하는 것을 부촉매라 한다. 본 발명에서, 지지체 상에 담지되는 촉매는 활성화 에너지를 낮추어 반응속도를 증진시킬 수 있어, 낮은 온도 영역에서 반응을 진행시키거나 특정 반응을 활성화시켜 선택적으로 생성물을 발생시킬 수 있다.

상기 촉매는 금속 촉매, 귀금속 촉매, 및 이들의 혼합물로 이루어진 합금 촉매가 사용될 수 있으며, 상기 촉매의 종류는 칼슘, 아연, 나트륨, 구리, 니켈, 크롬, 망간, 철, 바나듐, 팔라듐, 백금, 루테늄, 로듐, 금, 은, Fe-Mo계 합금, Fe-Mo-Ti계 합금, Co-Fi-Mo계 합금, As-Nb-Mo계 합금, Bi-Mo계 합금, Fe-Sb계 합금, Mg-Ge계 합금, Mg-Fe계 합금, 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

코팅 시트(200)는 상기 형상기억 수지(120)가 코팅된 섬유 원사(100)를 직조하여 제직될 수 있다. 코팅 시트(200)의 제직 규격은 인치(inch) 당 7 X 7 내지 14 X 14, 직물 폭은 600 내지 2,200mm의 범위일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제직 규격이 인치(inch) 당 12 X 12이며, 직물 폭은 1700mm일 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 코팅 원사(100)를 이용하여 한 겹의 코팅 시트(200)를 제직함에 있어서, 상기 코팅 원사(100)를 씨실 또는 날실로 교차 직조하되, 상기 씨실과 날실은 1개의 씨실을 2 내지 5개의 날실의 위, 아래로 번갈아 교차 직조할 수 있다.

또한, 서로 다른 상기 제직된 코팅 시트(200)를 겹쳐 두 겹 이상으로 적층하고, 상기 적층된 코팅 시트(200)를 온수통에 침지하여 60 내지 80℃의 온도에서 상호 접합하면 접합된 코팅 시트(200)가 제조될 수 있다.

이 때, 상기 적층된 코팅 시트(200)를 온수통에 5회 내지 7회 반복하여 침지하면, 서로 다른 코팅 시트(200)의 상호 맞닿는 부분이 융착 접합될 수 있다. 즉, 코팅 시트(200)에 포함된 형상기억 수지(120)가 녹아 서로 융착 접합되는 것이다.

통기공(300)은 상기 접합된 코팅 시트(200)의 양단을 관통하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 통기공(300)은 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 서로 일정한 이격 거리를 가지며 배열될 수 있다.

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 형상기억 수지(120)를 이용한 반려동물 부목용 원단(10)은 내구성, 내충격성, 신축성, 형상기억력 및 형상복원력이 우수하고, 통기공(300)의 형성으로 외부로부터의 원활한 통풍이 가능한 효과를 가질 수 있다.

상기한 형상기억 수지(120)를 이용한 반려동물 부목용 원단(10)은 도 2에 도시된 제조방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법(S10)은 섬유 원사의 표면에 형상기억 수지를 코팅 처리하여 코팅층이 형성된 코팅 원사를 제조하는 단계(S100), 상기 제조된 코팅 원사를 이용하여 한 겹의 코팅 시트를 제직하는 단계(S200), 상기 제직된 코팅 시트를 겹쳐 두 겹 이상으로 적층하는 단계(S300), 상기 적층된 코팅 시트를 온수통에 침지하여 60 내지 80℃의 온도에서 상호 접합하는 단계(S400) 및 상기 접합된 코팅 시트를 천공하여 다수개의 통기창을 형성하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, S100 단계는 코팅 원사(100)를 제조하는 단계이다. 상기 S100 단계는 먼저, 중량평균분자량(Mw)이 90인 1,4-부탄디올 및 4,4'-디페닐메탄 이소시아네이트와 중량평균분자량(Mw)이 4,000인 폴리카프로락톤 폴리올을 1 : 5 중량비로 혼합하여 용융점(Tm1)이 240℃인 하드 세그먼트 및 용융점(Tm2)이 60℃인 소프트 세그먼트를 포함하는 폴리우레탄을 제조한다.

이후, 제조된 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해, 제올라이트 지지체에 촉매 금속으로 Na가 담지된 저감제(평균 입도: 7㎛) 3중량부를 투입하고, 단축 압출기를 이용하여 250℃, 200rpm 조건하에서 혼련하여 용융 상태의 형상기억 수지(120)를 제조한다.

또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 압출기에서 250

로 용융 압출하고 노즐을 통해 방사한 후, 연신율 600%로 연신하여 600데니어(denier)의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 섬유 원사(110)를 제조한다.

그러고 나서, 상기 제조된 섬유 원사(110)에 상기 형상기억 수지(120)를 60 내지 80℃에서 압출방식으로 코팅하면 코팅층이 형성된 코팅 원사(100)가 제조된다.

S200 단계는 코팅 시트(200)를 제작하는 단계이다. 상기 S200 단계는 제조된 코팅 원사(100)를 씨실과 날실로 사용하여 한 올씩 교차 직조하여 제직하는 것으로, 교차 직조시 형성되는 미세한 기공으로 인해 통기성을 확보하여 땀의 흡수가 잘되므로 미끄러짐을 예방하여 안전사고를 방지할 수 있고, 피부에 닿는 끈적거림이나 이물감을 해소할 수 있다.

구체적으로, 코팅 시트(200)는 상기와 같이 씨실과 날실은 한 올씩 교차 직조하는 것으로 한정되는 것은 아니고, 1개의 씨실을 2 내지 5개의 날실의 위, 아래로 번갈아 교차 직조하거나 또는 1개의 날실을 2 내지 5개의 씨실의 위, 아래로 번갈아 교차 직조하여 제조할 수 있다.

S300 단계와 400 단계는 복수개의 코팅 시트(200)를 적층하여 융착 접합하는 단계이다.

상기 S300 단계는 2개 이상의 코팅 시트(200)를 준비하고, 하나의 코팅 시트(200)의 하면과 다른 코팅 시트(200)의 상면이 서로 맞닿도록 적층한다.

본 발명에서는 적층되는 코팅 시트(200)의 개수는 3 내지 5개이며, 반려동물 부목용으로 사용하기 적합한 강성과 두께를 확보할 수 있으면 이에 제한되지 않는다.

상기 S400 단계는 상기한 적층된 코팅 시트(200)를 상호 접합하는 단계이다. 구체적으로, 두 겹 이상으로 적층된 코팅 시트(200)를 온수통에 침지하여 60 내지 80℃의 온도의 온수에 의해 5 내지 7회 반복하여 연화시킨다.

이후, 침지된 코팅 시트(200)를 저온에서 냉각하고, 이 때, 서로 다른 코팅 시트(200)의 상호 맞닿는 부분이 융착 접합될 수 있다. 즉, 서로 다른 코팅 시트(200)에 포함된 코팅 원사(100)들의 교차 부분이 서로 융착되어 고정될 수 있다. 이 때, 상기 저온은 일반적인 상온환경일 수 있다.

이로써, 적층된 코팅 시트(200)의 서로 다른 코팅 시트(200)들이 열융착에 의해 일체형으로 쉽고 견고하게 접합될 수 있으며, 코팅 시트(200)간의 마찰에 의한 손상도 방지될 수 있다.

S500 단계는 상기 접합된 코팅 시트(200)에 통기공(300)을 형성하는 단계이다. 즉, 상기 통기공(300)은 상기 접합된 코팅 시트(200)의 양단을 관통하도록 형성되고,

또한, S500 단계는 통기공(300)을 사각형상으로, 다수개가 서로 일정한 이격 거리를 가지며 배열되도록 형성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기한 원단(10)은 기 설정된 온도, 예를 들어 60 내지 80℃의 온도에서 예열된 후 환부의 굴곡형태로 성형되어 굴곡부를 형성하고, 상기 굴곡부가 형성됨과 동시에 급냉함으로서 환부에 삽입가능한 형태로 제조될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 반려동물 부목용 원단(10)을 이용하여 반려동물의 골절 부위에 배치되는 부목을 형성할 수 있는 것이다.

이 때, 상기 급냉은 별도의 장치 없이 상온에서 이루어지며, 상기 상온은 형상기억 수지(120)의 유리전이온도보다 현저히 낮으므로 충분히 가능하다.

또한, 상기 원단(10)을 의료용 부목으로 사용시에는 통기공(300)으로 인하여 인체에 통기를 부여함으로써, 피부성발진을 방지할 뿐만 아니라 가려움증을 예방할 수 있다.

더하여, 상기 원단(10)은 온수에 의해서 연화가 가능하여 쉽게 변형되고 식히면 다시 경화되어 사용성이 향상되는 작용효과가 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 형상기억 수지를 이용한 반려동물 부목용 원단의 제조방법을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

100: 코팅 원사
200: 코팅 시트
300: 통기공

Claims (7)

1. 섬유 원사의 표면에 형상기억 수지를 코팅 처리하여 코팅층이 형성된 코팅 원사를 제조하는 단계;
   상기 제조된 코팅 원사를 이용하여 한 겹의 코팅 시트를 제직하는 단계;
   상기 제직된 코팅 시트를 겹쳐 두 겹 이상으로 적층하는 단계;
   상기 적층된 코팅 시트를 온수통에 침지하여 60 내지 80℃의 온도에서 상호 접합하는 단계; 및
   상기 접합된 코팅 시트를 천공하여 다수개의 통기공을 형성하는 단계를 포함하는 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   
2. 청구항 1 항에 있어서,
   상기 코팅 원사를 제조하는 단계는,
   섬유 원사에 상기 형상기억 수지를 60 내지 80℃에서 압출방식으로 코팅하는 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   
3. 청구항 2 항에 있어서,
   상기 코팅 원사를 제조하는 단계에서,
   상기 형상기억 수지는 중량평균분자량(Mw)이 70 내지 200인 제 1 폴리올 및 이소시아네이트를 포함하는 하나 이상의 하드 세그먼트(Hard Segment), 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 8,000인 제 2 폴리올을 포함하는 하나 이상의 소프트 세그먼트(Soft Segment), 및 상기 하드 세그먼트 및 소프트 세그먼트 100중량부에 대해 지지체 상에 촉매를 담지한 하나 이상의 저감제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 폴리우레탄;
   중량평균분자량(Mw)이 1,000 내지 500,000인 폴리카프로락톤; 및
   비닐아세테이트의 함량이 5 내지 50중량%인 폴리에틸렌비닐아세테이트;로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   
4. 청구항 3 항에 있어서,
   상기 코팅 시트를 제직하는 단계는,
   상기 코팅 원사를 씨실 또는 날실로 교차 직조하되, 상기 씨실과 날실은 1개의 씨실을 2 내지 5개의 날실의 위, 아래로 번갈아 교차 직조하는 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   
5. 청구항 4 항에 있어서,
   상기 상호 접합하는 단계는,
   서로 다른 상기 코팅 시트의 상호 맞닿는 부분이 융착 접합하는 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   
6. 청구항 5 항에 있어서,
   상기 통기공을 형성하는 단계에서,
   상기 통기공은 사각형상으로 형성되고, 서로 일정한 이격 거리를 가지며 배열되는 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   
7. 청구항 6 항에 있어서,
   상기 폴리우레탄의 유리전이온도(Tg)는 40 내지 70℃이고,
   상기 하드 세그먼트 및 상기 소프트 세그먼트의 중량비가 1 : 1 내지 10이고,
   상기 폴리카프로락톤의 용융점(Tm)은 40 내지 120℃이고,
   상기 폴리에틸렌비닐아세테이트의 용융점(Tm)은 40 내지 120℃인 반려동물 부목용 원단 제조방법.
   

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