KR20220101561A - 텍스타일 구조체 - Google Patents

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KR20220101561A
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fiber
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이-치엔 린
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타야 캔버스 (상하이) 컴퍼니 리미티드
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Abstract

텍스타일 구조체는 섬유 기반 층 및 접착제 층을 포함한다. 섬유 기반 층은 메쉬들을 가지며, 기본 조성이 셀룰로오스인 섬유를 포함한다. 접착제 층은 메쉬 내들 내로 침투한다.

Description

텍스타일 구조체 {TEXTILE STRUCTURE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 대만 출원 제110101008호(2021년 1월 11일 출원) 및 제110123379호(2021년 6월 25일 출원)의 우선권을 주장한다. 앞에서 언급된 대만 특허 출원들의 전체가 본 명세서에 인용에 의해 통합되며, 본 명세서의 일부를 구성한다.
기술분야
본 발명은 텍스타일 구조체(textile structure)에 관한 것이며, 특히, 분해성 텍스타일 구조체(degradable textile structure)에 관한 것이다.
통상적으로, 과거에 광고 또는 태양광 차단을 위해, 또는 상점 및 건물의 캐노피(canopies)로서, 사용된 텍스타일 구조체(예를 들어, 캔버스(canvas))는 통상적으로 폴리에틸렌(PE)으로 제직된다. 그것들은 단색으로 제직된 층들, 또는 PE 경사 및 위사로 제직된 색상 줄무늬를 갖는 제직된 층들이다. 이러한 제직된 층들 자체는 방수 기능이 없으므로, 그것들의 표면에 적층 필름 층(lamination film layer)이 방수 기능을 위해 코팅되어야 한다. 적층 필름 층은 비중이 낮은 장점이 있으나, 제직된 층들의 표면에 적층 필름층이 부착되는 것이 용이하지 않고, 적층 필름 층은 얇고, 그것의 재료 자체의 부드러움이 충분하지 않으며, 그에 따라, PE로 제직된 텍스타일 구조체가 구부러지거나 부딪힐 때, 적층 필름 층이 주름(crease) 부위에서 손상되거나 벗겨지는 경향이 있으며, 그에 따라, 그것의 방수 기능을 상실한다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 PVC로 제직된 텍스타일 구조체(10)가 상기 문제에 대한 해결책으로서 등장하였다. 텍스타일 구조체(10)는, 중앙의 섬유 기반 층(11)의 상부 및 하부 표면들 상에 접착 또는 열압착된 PVC층(12) 및 PVC층(13)으로 이루어진다. 텍스타일 구조체(10)는 우수한 인장 강도 및 우수한 방수 기능을 발휘하며, 그에 따라, 방수, 자외선 차단(sun blocking), 또는 광고용 캔버스로서 통상적으로 채택된다. 그러나, 폴리비닐클로라이드의 줄임말인 PVC는 그린피스(Greenpeace)에 의해 "독성 플라스틱"으로 간주된다. 그것의 독성에도 불구하고, PVC는 저렴하고 제조하기 쉽기 때문에, PVC의 제조는, 가장 널리 사용되는 플라스틱 중에서 오로지 PE에 이어 PVC가 두 번째가 되도록 만들었다. PVC는 일상 생활 곳곳에 존재하며, 환경과 우리의 건강에 심각한 손상을 야기한다.
또한, 가장 널리 사용되는 5가지 플라스틱(PE, PVC, PP, PS, ABS) 중에서, 염소를 함유한 것은 PVC뿐이다. PVC는 염소를 함유하므로, 가소제를 첨가하여 부드러움(softness)을 변화시킬 수 있다. 게다가, PVC는 매우 열악한 열 안정성을 나타낸다. 태양 또는 고온에 노출되었을 때 PVC 제품이 열분해되는 것을 방지하기 위해, 가소제와 별도로, 안정화제를 PVC에 첨가해야 한다. 안정화제는 통상적으로 납, 카드뮴, 또는 아연과 같은 중금속이다. 따라서, PVC는 그 자체만큼 단순하지 않다. 그것은 환경과 우리의 건강에 해로운 가소제와 안정화제를 포함한다. 첨가제가 없는 PVC 자체는 무독성이지만, 쓸모가 없다.
따라서, 그린피스가 사용하는 "독성 플라스틱"이라는 용어는 첨가제가 없는 PVC 자체를 지칭하지 않으며, 또한 첨가제를 함유하는 PVC 제품을 단순하게 지칭하는 것도 아니다. 그것은 PVC 제품의 전체 생애 주기(whole life cycle)를 지칭하며, 원료의 추출, 제조, 사용으로부터 출발하여 폐기에 이르는 그러한 주기 내의 각각의 단계가 환경과 우리의 건강에 유해하다.
또한, PVC는 부식에 대한 저항성을 갖고, 밝은 색상, 높은 경도, 및 뛰어난 내구성을 갖지만, 불량한 열안정성 및 광안정성을 나타낸다. 태양광에 장시간 노출되거나 100 ℃에 있으면, PVC가 분해되어, 염화수소가 방출된다. 따라서, 플라스틱을 제조할 때, 내열성, 인성(toughness), 신장성(extensibility), 등을 강화하기 위해, 안정화제, 가소제, 및 노화방지제(antiager)와 같은 독성 보조 재료를 어느 정도 첨가할 필요가 있다. 순수 PVC의 밀도는 1.4 g/cm3이고, 가소제 등의 첨가제가 첨가된 PVC의 밀도는 1.15 g/cm3 내지 2.00 g/cm3이다. PVC 내의 유해 첨가제 및 가소제는 누출되거나 가스화되어, 유기체의 내분비 시스템 및 생식 시스템을 교란시키고, 암 발병 위험을 초래할 수 있다. 그 결과, 일부 유형의 가소제는 EU 국가들에 의해 고관심(high concern) 물질로서 지정되었으며, 이러한 물질의 사용은 전면 금지된다. 또한, 예를 들어, 미국에서는, 플라스틱 폐기물의 75%가 결국 매립되며, 이는 환경에 유해하다. 따라서, PVC로 제직된 텍스타일 구조체의 상기 문제점에 대해서는 여전히 개선의 여지가 있다.
본 개시는 폐기 문제에 대한 친환경적인 해결책으로 작용하는 텍스타일 구조체에 관한 것이다.
본 개시의 텍스타일 구조체는 섬유 기반 층(fiber-based layer) 및 접착제 층(glue layer)을 포함한다. 섬유 기반 층은 메쉬들(meshes)을 가지며, 기본 조성이 셀룰로오스인 섬유를 포함한다. 접착제 층은 메쉬들 내로 침투한다.
본 개시의 일 구현예에서, 텍스타일 구조체는 메쉬들 위에 위치된 접착제 층의 표면 상에 배치된 코팅을 더 포함한다. 코팅은 아크릴 수지 재료를 포함한다.
본 개시의 일 구현예에서, 코팅의 두께는 0.01 mm 내지 0.15 mm의 범위이다.
본 개시의 일 구현예에서, 접착제 층은 슬러리를 포함한다. 슬러리는 인, 안티몬, 또는 브롬을 기반으로 하는 첨가제를 포함한다.
본 개시의 일 구현예에서, 접착제 층은 증백제(brightener)를 포함한다.
본 개시의 일 구현예에서, 접착제 층은 보조제(auxiliary agent)를 포함한다.
본 개시의 일 구현예에서, 섬유 기반 층의 두께는 0.2 mm 내지 0.8 mm의 범위이다.
본 개시의 일 구현예에서, 접착제 층은 섬유 기반 층의 제1 표면 상에 위치된 제1 접착제 층, 및 제1 표면에 대향하는 섬유 기반 층의 제2 표면 상에 위치된 제2 접착제 층을 포함한다. 제1 접착제 층의 두께 및 제2 접착제 층의 두께는 0.2 mm 내지 0.8 mm의 범위이다.
본 개시의 일 구현예에서, 텍스타일 구조체는 접착제 층의 표면 상에 배치된 차광 층(light blocking layer)을 더 포함한다.
앞의 내용에 기초하여, 본 개시의 섬유 기반 층은 메쉬들을 가지며, 기본 조성이 셀룰로오스인 섬유를 포함한다. 셀룰로오스는 천연섬유이기 때문에, 폐기 과정 동안 더 큰 분해율 및 생물학적 적합성을 가지며, 그 결과, 텍스타일 구조체 폐기 문제에 대한 친환경적 해결책으로서 작용할 수 있다.
상술한 본 발명의 특징 및 이점을 더욱 이해하기 쉽게 하기 위하여, 도면과 함께 첨부된 구현예들을 이하에서 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 텍스타일 구조체의 외관의 도식적 다이어그램이다.
도 2는 종래의 텍스타일 구조체의 도식적 단면 다이어그램이다.
도 3a는 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 섬유 기반 층의 외관의 도식적 다이어그램이다.
도 3b는 도 3a의 단면 영역 3B-3B'의 도식적 단면 다이어그램이다.
도 4는 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 사시 단면 다이어그램이다.
도 5는 도 4의 단면 영역 5-5'의 도식적 단면 다이어그램이다.
도 6은 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 도식적 단면 다이어그램이다.
도 7은 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 적용을 예시하는 도식적 다이어그램이다.
도 8은 본 개시의 일부 구현예들에 따른 목재 펄프 비스코스 섬유 및 기타 분해성 재료의 생분해율 사이의 비교를 예시하는 좌표 차트(coordinate chart)이다.
각각의 도면의 층은 예시적이다. 본 개시는 예시된 바와 같은 형상, 층 수, 및 두께 비율에 제한되지 않는다.
본 개시는 도면을 참조함으로써 더욱 철저하게 이해될 수 있다. 그러나, 본 개시는 또한 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명되는 구현예들로 제한되어서는 안된다. 도면들에서 층 및 영역의 두께 또는 크기는 명확성을 위해 확대될 수 있다. 동일 또는 유사한 요소들에는 동일 또는 유사한 지시번호가 부여되고, 그 후속 단락들에서는 그것들에 대한 설명이 생략된다.
도 3a는 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 섬유 기반 층의 외관의 도식적 다이어그램이다. 도 3b는 도 3a의 단면 영역 3B-3B'의 도식적 단면 다이어그램이다. 도 4는 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 사시 단면 다이어그램이다. 도 5는 도 4의 단면 영역 5-5'의 도식적 단면 다이어그램이다.
먼저, 본 구현예의 텍스타일 구조체(60)는, 예를 들어, 잉크젯 페인팅 광고 캔버스이다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 텍스타일 구조체는 임의의 다른 적합한 텍스타일 구조체일 수 있다. 도 3a, 도 3b, 도 4, 및 도 5를 참조하면, 본 구현예에서, 텍스타일 구조체(60)는 섬유 기반 층(20) 및 접착제 층(택일적으로, 접착제 층(30) 또는 접착제 층(40))을 포함한다. 섬유 기반 층(20)은 메쉬들(23)을 가지며, 기본 조성이 셀룰로오스(C6H10O5)n인 섬유를 포함한다. 접착제 층(택일적으로 접착제 층(30) 또는 접착제 층(40))은 메쉬들(23) 내로 침투한다. 따라서, 본 구현예의 섬유 기반 층(20)은 메쉬들을 가지며, 기본 조성이 셀룰로오스인 섬유를 포함한다. 셀룰로오스는 천연섬유이기 때문에, 폐기 과정 동안 더 큰 분해율 및 생물학적 적합성을 나타내며, 그 결과, 텍스타일 구조체 폐기 문제에 대한 친환경적 해결책으로서 작용할 수 있다.
일부 구현예들에서, 섬유 기반 층(20)은 기본 조성이 셀룰로오스인 목재 펄프 비스코스 섬유의 경사(21) 및 위사(22)에 의해 제직된 메쉬 형상의 제직된 패브릭일 수 있다. 따라서, 섬유 기반 층(20)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 메쉬들(23)을 갖는다. 여기서, 목재 펄프 비스코스 섬유는 다음과 같은 공정에 의해 제조된다. 천연 섬유(목재 섬유 또는 면 린터(cotton linter))를 원료로서 채택하여, 알칼리화, 숙성(aging), 및 술폰화와 같은 과정을 거쳐 가용성 셀룰로오스 크산테이트를 제조하고, 희석된 가성 알칼리 용액에 용해시켜, 비스코스를 제조한다. 그 다음, 비스코스는 습식 방사(wet spinning)를 거쳐, 목재 펄프 비스코스 섬유를 제조한다. 또한, 목재 펄프 비스코스 섬유의 소성 강도(baked strength)는 30.0 cN/tex 초과이며, 목재 펄프 비스코스 섬유는 우수한 흡습성(hygroscopicity)을 나타낸다. 표준 대기 조건에서 목재 펄프 비스코스 섬유의 수분율(moisture regain)은 대략 13%이다. 목재 펄프 비스코스 섬유는 수분 흡수 후 명백하게 팽창하며, 그것의 직경이 대략 50% 증가할 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 다른 구현예들에서, 섬유 기반 층(20)은 기본 조성이 셀룰로오스인 면사(cotton yarn)로 제조될 수 있다. 또한, 천연 섬유는 폐기 공정 및 자연 수생 환경에서 우수한 분해 효과를 나타낸다. 따라서, 천연 섬유는 유리한 생물학적 적합성 및 환경 보호의 이점을 나타낸다.
일부 구현예들에서, 섬유 기반 층(20)의 기본 중량(basic weight)은 대략 170 gsm 내지 200 gsm이고, 그것의 두께는 대략 0.2 mm 내지 0.8 mm이며, 그에 따라, 섬유 기반 층(20)은 높은 밀도를 갖는 메쉬들(23)을 갖고, 높은 인장 특성을 갖게 된다. 예를 들어, 섬유 기반 층(20)의 두께는 0.3 mm일 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 경사(21)와 위사(22)의 교차 각도는 90도이고, 경사(21) 및 위사(22)의 폭은 대략 0.2 mm 내지 1 mm이다. 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 메쉬들(23)의 형상은 정사각형 또는 다른 적합한 형상일 수 있고, 메쉬들(23)의 밀도는 경사 제곱 인치당(per square inch warpwise) 34 내지 50 가닥(strands), 및 위사 제곱 인치당 35 내지 50 가닥이다. 또한, 각각의 메쉬(23)는 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 섬유 기반 층(20)은 제1 표면(24), 및 제1 표면(24)에 대향하는 제2 표면(25)을 갖는다. 접착제 층(30)은 섬유 기반 층(20)의 제1 표면(24) 상에 위치된다. 접착제 층(40)은 섬유 기반 층(20)의 제2 표면(25) 상에 위치된다. 또한, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)은 섬유 기반 층(20) 상에 부착되고, 섬유 기반 층(20)에 의해 부분적으로 흡수되어 메쉬들(23) 내로 침투한다. 따라서, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)은 메쉬들(23)을 부분적으로 덮을 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)은 섬유 기반 층(20)의 제1 표면(24) 및 제2 표면(25) 상에 각각 코팅되어, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)이 메쉬들(23) 내로 침투하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 스크레이핑 나이프(scraping knife)를 사용하여, 섬유 기반 층(20) 상에 접착 재료의 액체를 코팅할 수 있다. 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 다른 구현예들에서, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)은 또한, 적층 필름을 통해 또는 다른 적합한 방식으로 섬유 기반 층(20) 상에 형성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)의 재료는 방수성 및 내화성인 수성 폴리아크릴레이트(PA) 텍스타일 코팅 접착제일 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 대안적인 구현예에서, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)의 재료는 PU, PP, 또는 PE와 같은 재료일 수 있다. 여기서, 수성 폴리아크릴레이트 텍스타일 코팅 접착제는 다음으로 구성될 수 있다. 전체 조성물 총 함량 100 wt%를 기준으로 하여, 상기 조성물은, 주 원료로서 200 g/m2 내지 230 g/m2 범위의 수성 폴리아크릴레이트 45 wt% 내지 65 wt%, 20 wt% 내지 35 wt%의 난연성 슬러리, 4 wt% 내지 12 wt%의 증백제, 2 wt% 내지 8 wt%의 물, 및 0.4 wt% 내지 3 wt%의 보조제를 포함한다. 이러한 방식으로, 텍스타일 구조체(60)의 기본 중량은 대략 370 g/m2 내지 430 g/m2이다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
또한, 수성 폴리아크릴레이트 텍스타일 코팅 접착제는 방수 기능 및 난연 기능과 같은 다수의 기능을 갖는다. 수성 폴리아크릴레이트 텍스타일 코팅 층 접착제는 통상적으로 경질 성분(hard component)(예를 들어, 폴리메틸 아크릴레이트) 및 연질 성분(soft component)(예를 들어, 폴리부틸 아크릴레이트)에 의해 공중합된다. 폴리아크릴레이트 코팅 층의 주요 모노머는 아크릴산, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 등이다. 그것의 방수 기능을 촉진하기 위해, 필요에 따라, 아크릴아미드 및 아크릴로니트릴을 첨가할 수 있다. 과산화물(예를 들어, 포타슘 퍼술페이트)이 통상적으로 중합 개시제로서 채택된다. 그러므로, 수성 폴리아크릴레이트 텍스타일 코팅 접착제는 예를 들어 다음과 같은 기능을 갖는다: 우수한 광 및 기후 견뢰도(light and climate fastness), 황변 현상이 적음, 우수한 투명성 및 상용성(compatibility), 컬러 코팅 제품 제조에 유리함, 우수한 세탁성, 우수한 접착력, 및 비용 효율성. 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 난연제 슬러리는 다음 중 적어도 하나를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다: 인 기반 첨가제; 안티몬 기반 첨가제; 브롬, 암모늄 폴리포스페이트, 암모늄 디하이드로젠 포스페이트, 콜로이드성 안티몬 펜톡사이드, 안티몬 트리옥사이드, 소듐 안티모나이트, 징크 보레이트, 지르코늄 옥사이드, 디암모늄 포스페이트, 술팜산, 술팜산염, 붕산, 보레이트, 및 알루미늄 하이드록사이드 기반 첨가제. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 증백제는 광증백제(optical brightening agent)를 포함하고, 광증백제, 분산제, 및 물로 구성될 수 있다. 광증백제는 트리아진-스틸벤의 화합물일 수 있고, 분산제는 소듐 메틸렌 디나프탈렌 술포네이트의 화합물일 수 있다. 따라서, 제조되는 텍스타일 구조체(60)의 백색도(whiteness)는, 광증백제의 광학적 효과를 사용하는 것에 의해 증가된다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 보조제는 자외선 안정화제, 산화방지제, 또는 대전방지제 중 하나, 또는 이들 중 어느 둘 이상의 조합을 포함하고 그것으로 구성될 수 있다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 접착제 층(30)의 두께 및 접착제 층(40)의 두께는 대략 0.2 mm 내지 0.8 mm이다. 예를 들어, 접착제 층(30)의 두께 및 접착제 층(40)의 두께는 0.3 mm일 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 텍스타일 구조체(60)는 메쉬들(23) 위에 위치된 접착제 층(예를 들어, 접착제 층(40))의 표면 상에 배치된 코팅(50)을 더 포함한다. 코팅(50)은 아크릴 수지 재료를 포함한다(그에 따라, 수분 흡수 특성을 나타냄). 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 대안적인 구현예에서, 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)의 재료는 PU, PP, 또는 PE와 같은 재료일 수 있다. 또한, 코팅(50)은 블롯팅(blotting) 특성을 나타낼 수 있다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 코팅(50)은 접착제 층(40)의 표면 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 코팅 재료의 액체는 스크레이핑 나이프로 접착제 층(40) 상에 코팅될 수 있다. 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 다른 구현예들에서, 코팅(50)은 또한, 적층 필름을 통해 또는 다른 적합한 방식으로 접착제 층(40) 상에 형성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 코팅(50)의 두께는 대략 0.01 mm 내지 0.15 mm이다. 예를 들어, 코팅(50)의 두께는 0.02 mm일 수 있고, 디지탈 잉크젯 페인팅의 포스터 페인트가, 코팅(50)의 상부 표면(51) 상에 부착될 수 있다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 코팅(50)의 표면의 요철 마이크로구조는 텍스타일 구조체(60)의 재료 특성에 기초한다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
주목되어야 하는 바와 같이, 위의 구현예들에서의 요소들의 지시 번호 및 상세한 설명의 일부는 아래의 구현예들에서도 사용되며, 여기서, 동일하거나 유사한 요소는 동일한 지시 번호로 표시된다. 동일한 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 것이다. 생략된 설명과 관련하여, 위의 구현예들이 참조될 수 있으며, 아래의 구현예들에서는 반복되지 않을 것이다.
도 6은 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 도식적 단면 다이어그램이다. 도 7은 본 개시의 일부 구현예들에 따른 텍스타일 구조체의 적용을 예시하는 도식적 다이어그램이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 구현예의 텍스타일 구조체(60)는 접착제 층(30)의 표면 상에 배치된 차광 층(80)을 더 포함한다. 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 다른 구현예들에서, 차광 층(80)은 접착제 층(40)(미도시)의 표면 상에 배치될 수 있다. 또한, 차광 층(80)은 접착제 층(30)의 표면 상에만 배치되거나, 접착제 층(40)의 표면 상에만 배치되거나, 또는 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)의 양 표면 상에 동시에 배치될 수 있다.
일부 구현예들에서, 차광 층(80)은 접착제 층(접착제 층(30) 및/또는 접착제 층(40))의 표면 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 코팅 재료의 액체는 스크래핑 나이프로 접착제 층(접착제 층(30) 및/또는 접착제 층(40)) 상에 코팅될 수 있다. 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 다른 구현예들에서, 차광 층(80)은 또한, 적층 필름을 통해 또는 다른 적합한 방식으로 접착제 층(접착제 층(30) 및/또는 접착제 층(40)) 상에 형성될 수 있다.
또한, 본 구현예는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 텍스타일 구조체(60) 상에 배치되는 잉크(70)를 더 포함할 수 있다. 텍스타일 구조체(60)의 코팅(50)의 블로팅 기능으로 인해, 잉크(70)가 코팅(50) 상에 잉크젯 페인팅된 후에, 코팅(50)에 추가적인 투명 코트(clear coat) 또는 보호 층을 도포할 필요가 없다. 잉크젯 페인팅 후의 시각적 효과 및 품질을 향상시켜, 제품의 경제적 가치를 증가시킬 수 있다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 구현예들에서, 텍스타일 구조체(60)의 크기는 잉크(70)의 크기보다 더 크며, 그에 따라, 텍스타일 구조체(60)는 잉크(70)의 캐리어로서 작용할 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 8은 본 개시의 일부 구현예들에 따른 목재 펄프 비스코스 섬유 및 다른 분해성 재료의 생분해율 사이의 비교를 예시하는 좌표 차트이다. 도 8을 참조하면, 세로 축은 생분해율(%)을 나타내고, 가로 축은 일수(number of days)를 나타낸다. 180일 동안 폴리에스테르 섬유의 생분해율은 약 10%에 불과하고, 폴리에스테르 스테이플 섬유(polyester staple fiber)의 혼방 패브릭(blend fabric)의 생분해율은 대략 45%이며, 이는 환경 보호 기준에 부합하지 않는다. 목재 펄프 비스코스 섬유의 생분해율은 45일에 걸쳐 75% 초과일 수 있고, 180일에 걸쳐 90% 초과일 수 있으며, 궁극적으로는 완전히 분해될 수 있다. 따라서, 목재 펄프 비스코스 섬유는 폴리에스테르 섬유 및 폴리에스테르 스테이플 섬유의 혼방 패브릭보다 훨씬 더 유리하다. PVC는 분해될 수 없기 때문에, 비교를 위한 좌표 차트에 포함되지 않았다. 따라서, 본 개시에서는 섬유 기반 층(20)으로서 목재 펄프 비스코스 섬유가 채택된다. 목재 펄프 비스코스 섬유의 소성 강도가 30.0 cN/tex 초과이고, 목재 펄프 비스코스 섬유는 큰 흡습성을 나타내기 때문에, 수성 폴리아크릴레이트 텍스타일 코팅 접착제를 동반한 목재 펄프 비스코스 섬유를 사용함으로써, 텍스타일 구조체는 우수한 상용성(compatibility) 및 강한 상호 결합력과 같은 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 텍스타일 구조체는 유리한 제품으로서 기능할 수 있다(예를 들어, 친환경적인 우수한 잉크젯 페인팅 광고 캔버스로서 기능할 수 있다). 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
본 개시에서, 텍스타일 구조체(60)의 섬유 기반 층(20)에 채택된 목재 펄프 비스코스 섬유는 높은 밀도를 갖는 메쉬들(23)을 갖고, 높은 인장 특성을 가지며, 수성 폴리아크릴레이트 텍스타일 코팅 접착제로 만들어진 접착제 층(30) 및 접착제 층(40)은 섬유 기반 층(20)의 제1 표면(24) 및 제2 표면(25) 상에 각각 코팅된다. 상기 층 들은 무독성, 무취, 무미의 유백색 고결정화 폴리머이다. 이것들은, PVC의 밀도의 대략 60%에 해당하는 0.90 g/cm3 내지 0.91 g/cm3에 불과한 밀도를 갖는 가장 가벼운 플라스틱 유형 중 하나로 만들어진다. 플라스틱들 중에서도, 폴리아크릴레이트는 가장 우수한 내열성을 나타내고, 80 ℃ 내지 100 ℃의 열 변형온도(heat distortion temperature)를 가지며, 우수한 응력 크래킹 저항성(stress cracking resistance) 및 긴 굽힘 피로 수명(bending fatigue life)을 나타낸다. 또한, 코팅(50)은 주로 아크릴계 수지로 구성되며, 폴리아크릴레이트와 적절한 비율로 사용하면 블로팅 기능을 가질 수 있다. 따라서, 본 개시의 텍스타일 구조체(60)는 내화성, 방수성, 및 블로팅 코팅의 복합 구조체일 수 있다; 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
또한, 텍스타일 구조체(60)는 PVC를 포함하지 않고 무독성이기 때문에, 텍스타일 구조체(60)는 내부 및 외부 광고 및 실내 장식에 특히 적합하다. 텍스타일 구조체(60)는 또한, 의료 표준에 따른 사용에 부합한다. 또한, 현재 상업적으로 입수가능한 제품에 비해, 텍스타일 구조체(60)의 중량은 35%만큼 감소되었고, 그에 따라, 텍스타일 구조체(60)는 가볍고 부드럽다. 텍스타일 구조체(60)는 설치 또는 분해가 쉽고 간편하며 제거가 용이하다. 또한, 텍스타일 구조체(60)는 우수한 조립 구조체 강도(assembling structure strength)를 나타내고, 미리 결정된 성형 기계로 가공될 수 있으므로, 텍스타일 구조체(60)의 폭(W)은 고객의 요구에 기초하여 맞춤화될 수 있다. 폭(W)은 최대 5.0 m에 이를 수 있다. 이러한 방식으로, 텍스타일 구조체(60)는 실용적인 디자인의 필요에 기초하여 유연하게 잉크젯 페인팅될 수 있다. 따라서, 텍스타일 구조체(60)는 더욱 적용성(applicable) 및 선택성(selective)을 가질 수 있다.
본 개시의 목재 펄프 비스코스 섬유는, OEKO-TEX STANDARD 100 시험 보고서 SH004 133085.1(텍스타일 구조체(60)의)과 함께 OEKO-TEX® 라벨을 사용하는 OEKO-TEX®의 STANDARD 100 인증을 받았다. 이 보고서에는 다음과 같이 적혀 있다: STANDARD 100 BY OEKO-TEX®에 의해 분류된 제품 클래스 I에 따르면, 부록 4에 있는 제품의 시험 결과는, 위의 제품은 최신 유아용 텍스타일 제품의 표준 및 현행 EU REACH의 부록 XVII(아조 염료, 니켈, 등의 사용 제한 포함)에 부합한다는 것을 나타낸다. 한편, 상기 제품은 또한, 미국 소비자 제품 안전 개선법(Consumer Product Safety Improvement Act: CPSIA)에 따른 아동용 제품의 총 납 함량 제한에 부합한다. 인증된 회사는 지정된 요구 사항에 대한 물체의 적합성이 ISO17050 1에 따라 증명되었음을 선언하였으며, 그에 따라, OEKO-TEX® 라벨이 시험 샘플에 부합하는 제품에만 적용되도록 보장한다. 이 선언은 검토 및 검증을 거친다.
다음 표 1은 본 개시의 텍스타일 구조체(60)와 종래의 PVC 텍스타일 구조체 사이의 비교이다.
본 개시의 텍스타일 구조체 종래의 PVC 텍스타일 구조체
중량(gsm) 370 내지 430 gsm 420 내지 900 gsm
코팅의 주 재료 비스코스 섬유 PVC
코팅의 보조 재료 수성 재료 가소제
냄새 자극적인 냄새 없음 자극적인 화학물질 냄새
인체에 대한
무해성		 OEKO-TEX standard 100 REACH168, 6P
제거 용이함 용이하지 않음
과민성
(Sensitization)		 없음 알려지지 않았음
보관 수명 가소제를 함유하지 않으므로
2년 초과		 대략 6 개월
재활용 더 심각한 오염을 일으키지 않은 채 매립 및 소각될 수 있다. 코팅은 분해성이고 재활용이 가능하다. 매립 또는 소각 시 더 심각한 오염으로 이어질 것이다. 코팅은 분해되지 않으며 재활용이 쉽지 않다.
분해율 비스코스 섬유는 완전히 분해된다. PVC는 분해되지 않는다.
종래의 PVC 텍스타일 구조체와 비교하여, 본 발명의 텍스타일 구조체는 더 가볍고, 빠르게 교체될 수 있다. 본 발명의 텍스타일 구조체는 자극적인 냄새가 없다. 본 발명의 텍스타일 구조체는 독성이 없고, 인체에 무해하며, 과민성을 일으키지 않는다. 본 발명의 텍스타일 구조체는 가소제를 함유하지 않아, 2년 초과에 걸쳐 보관이 가능하다. 본 발명의 텍스타일 구조체는 더 심격한 오염을 일으키지 않은 채 매립 및 소각될 수 있고, 그것의 코팅은 분해성이고 재활용이 가능하다. 또한, 목재 펄프 비스코스 섬유의 생분해율은 90% 이상이다.
본 개시의 텍스타일 구조체(60)는 EU에서 인정한 실험실 인증 기관인 SGS(Shanghai)에서 시험되었다. 텍스타일 구조체(60)는 유럽 표준 EN13501-1-B-s1-d0에 따른 내화성에 관한 분류 B의 요구 사항을 충족한다. 텍스타일 구조체(60) 제품의 연소 기능은, 연기 생성에 관한 추가 분류 s1의 요구 사항, 및 연소 중 화염 액적/입자 생성에 관한 추가 분류 d0의 요구 사항을 충족한다. 따라서, 본 개시의 텍스타일 구조체(60)는 내화성에 관한 더 높은 보안 표준을 갖는 유럽 표준에 부합한다. 달리 표현하면, 본 개시의 텍스타일 구조체(60)는 국제 규격에 부합하는 난연성 및 내화성 특성을 나타낸다.
본 개시의 텍스타일 구조체(60)는 유럽의 TUV 과민성 시험 및 피부 자극 시험에 의해 인증받았다. 시험 보고서에는 다음과 같이 적혀 있다.
과민성 시험
시험의 환경 조건: 22˚C 내지 26˚C(실온); 습도: 50% 내지 70%. 이 시험은 ISO 10993-10:2010에 따른다. 시험 대상: 체중 302.4 g 내지 362.8 g의 백색 수컷 기니 피그(guinea pigs) 30마리. 추출 매질: 1. 소듐 클로라이드 0.9%, 2. 면실유. 음성 대조군: 동일한 추출 매질. 추출물 제조: 추출물 샘플의 두 매질은 각각 6 cm²/ml 및 70˚C에서 24 시간 동안 제조되었다. 시험 방법: 최대화 시험. 시험 절차: 1. 유도 단계(induction phase): 추출물을 동물의 등에 주사하였다. 1 주일 후, 주사 부위를 48 시간 동안 추출물 패치로 덮었다. 2. 자극 단계(irritation phase): 피부 준비 후, 동물의 복부 부위를 추출물 패치로 24시간 동안 덮었다. 평가 지표: 패치 제거 후 24 시간 및 48 시간에 동물의 처리 부위에 홍반 또는 부종이 관찰되었다.
결론: 48 시간의 관찰 기간 동안, 대조군의 피부 반응 등급 척도는 0이었고, 시험군의 피부 반응의 등급 척도는 0이었으며, 이는, 과민 반응이 없었다는 것을 나타낸다. ISO10993-10:2010의 절차에 따라, 시험 샘플 추출물의 피부 과민성 시험 결과는 요구 사항에 부합한다.
피부 자극 시험
시험의 환경 조건: 22˚C 내지 26˚C(실온); 습도: 50% 내지 70%. 이 시험은 ISO 10993-10:2010에 따른다. 시험 대상: 체중 2.3 kg 내지 2.7 kg의 건강한 수컷 뉴질랜드 토끼 6 마리. 추출 매질: 1. 소듐 클로라이드 0.9%, 2. 면실유. 음성 대조군: 동일한 추출 매질. 접촉 방식: 피부에 도포. 접촉 시간: 24 시간. 평가 지표: 24h, 48h, 및 72h에 접촉 부위 피부 관련 홍반 또는 부종이 관찰되었다.
결론: 패치 제거 후 24 시간, 48 시간, 및 72 시간에 0.9% 소듐 클로라이드 추출물 주사로 처리된 피부 관련 1차 자극 점수는 0이었다(평균 점수는 0이었다). 패치 제거 후 24 시간, 48 시간, 및 72 시간에 면실유 추출물 주사로 처리된 피부 관련 1차 자극 점수는 0이었다(평균 점수는 0이었다). ISO10993-10:2010의 절차에 따라, 시험 샘플 추출물의 피부 자극 시험의 시험 결과는 요구 사항에 부합한다.
따라서, 위의 시험 보고서는 본 개시의 텍스타일 구조체(60)가 의료 표준에 따른 사용에 부합함을 증명한다.
본 개시의 텍스타일 구조체(60)는 어떠한 첨가제도 첨가하지 않은 상태에서 영하 40˚C에서 내한성을 나타낸다. 텍스타일 구조체(60)는 저온에서 사용하기 위한 표준 시험(ASTM D2136-2002)을 통과한다.
앞의 내용을 요약하면, 본 개시의 섬유 기반 층은 메쉬들을 가지며, 기본 조성이 셀룰로오스인 섬유를 포함한다. 셀룰로오스는 천연섬유이기 때문에 폐기 과정에서 더 큰 분해율 및 생물학적 적합성을 나타내며, 그 결과, 텍스타일 구조체 폐기 문제에 대한 환경친화적 해결책의 역할을 할 수 있다. 또한, 본 발명의 텍스타일 구조체는 광고용 캔버스로서 유리한 잉크젯 페인팅 효과를 나타낸다. 현재 상업적으로 입수가능한 광고용 캔버스와 비교하여, 본 개시의 텍스타일 구조체는 그 중량이 거의 절반만큼 감소될 수 있고, 더 부드러우며, 사용하기가 더 편리할 수 있다. 또한, 본 개시의 텍스타일 구조체를 설치 및 제거하는 것은 빠르고 간단한다. 또한, 본 개시의 텍스타일 구조체의 재료는 가볍고, 컴팩트한 크기를 가지며, 이는 배송 비용을 효과적으로 절감할 수 있다. 또한, 본 개시의 텍스타일 구조체에서는, 종래의 광고용 캔버스에 채택된 PVC에 비해, 목재 펄프 비스코스 섬유의 제조가 더욱 쉽고 더욱 에너지 효율적이다. 대조적으로, PVC 제품은 전형적으로 에너지 집약적인 제품이다. PVC 제조는 칼슘 카바이드 방법 및 에틸렌 방법 둘 다에서 더 많은 에너지 및 비용을 소비하는데, 이는, 현재의 에너지 절약, 저탄소 배출, 재활용, 및 재사용의 세계적인 추세에 반대된다. 또한, 목재 펄프 비스코스 섬유로 만든 친환경 잉크젯 페인팅 광고용 캔버스의 폐기 공정도 환경 보호 요구 사항에 부합한다. 또한, 본 개시의 텍스타일 구조체는 쉽게 부서지고 재활용되어, 외부 포장, 화분, 핸드백 내부 안감, 등과 같은 다른 제품으로 변형될 수 있다. 본 텍스타일 구조체를 태운 후 발생하는 가스는 대기오염을 일으키지 않으며, 본 텍스타일 구조체는, 분해를 위해 매립될 때에도, 토양 및 물을 오염시키는 다른 독성 물질을 발생시키지 않는다. 따라서, 본 텍스타일 구조체는 환경친화적인 해결책이 될 수 있다.
본 개시가 상기 구현예들을 참조하여 설명되었지만, 상기 구현예들은 본 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 기술된 구현예들에 대한 변형이 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 상기 상세한 설명이 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정될 것이다.

Claims (9)

  1. 다음을 포함하는 텍스타일 구조체(textile structure):
    섬유 기반 층(fiber-based layer)으로서, 상기 섬유 기반 층은 복수의 메쉬들(meshes)을 갖고, 또한 상기 섬유 기반 층은 셀룰로오스의 기본 조성을 갖는 섬유를 포함하는, 섬유 기반 층; 및
    접착제 층(glue layer)으로서, 상기 접착제 층은 상기 메쉬들 내로 침투하는, 접착제 층.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 텍스타일 구조체는 상기 메쉬들 위에 위치된 상기 접착제 층의 표면 상에 배치된 코팅을 더 포함하고, 상기 코팅은 아크릴 수지 재료를 포함하는, 텍스타일 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 코팅의 두께는 0.01 mm 내지 0.15 mm의 범위인, 텍스타일 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 층은 슬러리를 포함하고, 상기 슬러리는 인, 안티몬, 또는 브롬을 기반으로 하는 첨가제를 포함하는, 텍스타일 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 층은 증백제(brightener)를 포함하는, 텍스타일 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 층은 보조제(auxiliary agent)를 포함하는, 텍스타일 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유 기반 층의 두께는 0.2 mm 내지 0.8 mm의 범위인, 텍스타일 구조체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 층은, 상기 섬유 기반 층의 제1 표면 상에 위치된 제1 접착제 층, 및 상기 제1 표면에 대향하는 상기 섬유 기반 층의 제2 표면 상에 위치된 제2 접착제 층을 포함하고, 상기 제1 접착제 층의 두께 및 상기 제2 접착제 층의 두께는 0.2 mm 내지 0.8 mm의 범위인, 텍스타일 구조체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 층의 표면 상에 배치된 차광 층(light blocking layer)을 더 포함하는 텍스타일 구조체.
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