KR20230043415A - 바닥재 직조 원단 - Google Patents

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KR20230043415A
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Abstract

본 발명은 바닥재 직조 원단에 관한 것으로써, 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 꼬아 제조된 원사를 직조한 원단층을 포함하므로 외관의 디자인 패턴 구현이 가능하면서도 표면마모성이 우수하다. 또한, 원단층 상에 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층을 상부에 코팅시켜 이에 포함된 고분자수지가 원단층 내 원사들 사이로 침투하여 원사들을 고정시킴으로써 결합력을 향상시켜 마찰에 의한 내마모성을 향상시켜 표면 물성을 강화시킴과 동시에 액상 오염물 침투를 막아 위치시킴으로써 오염제거성능을 향상시키는 장점이 있다.

Description

바닥재 직조 원단{Floor woven fabric}
본 발명은 외관 디자인 패턴 구현이 가능하면서도 오염물 제거성능이 향상된 바닥재 직조 원단에 관한 것이다.
종래 사용되던 자동차 바닥재 원단으로는 파일(pile)을 복수로 포함하고 있는 터프팅(Tufing) 구조의 터프티드 카페트나 니들 펀칭의 부직포 카페트를 주로 사용하고 있었다.
다만, 종래 바닥재 원단의 경우, 모래 등의 고상 이물질은 파일(pile)이나 기모층 사이 사이에 끼어들어 잔류하며 물리적으로 털어내더라도 완전히 제거하기는 어려워 차량 내부 미세먼지 발생 원인이 되는 문제점이 있었고, 액상의 오염물의 경우 파일(pile) 내부로 스며들어 파일(pile) 아래의 바닥으로 침투되어 곰팡이나 세균류 발생의 원인이 되는 문제점이 있었으며, 단순한 파일(pile) 구조로는 디자인 및 패턴(Pattern) 구현에 제한이 있어 외관에 있어서 상품성 개선에 한계가 있는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0538139호
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 구체적인 목적은 다음과 같다.
크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사가 직조된 원단층;과 상기 원단층 상에 위치하여, 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재 직조 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
일 측면에 따른 바닥재 직조 원단은 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사가 직조된 원단층; 및상기 원단층 상에 위치하여, 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 크림프율은 5% 내지 30%일 수 있다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 섬도는 10D 내지 50D일 수 있다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 꼬임수는 100twist/m 내지 200twist/m일 수 있다.
상기 원단층의 경사 및 위사의 제직밀도는 각각 10count/inch 내지 50 count/inch일 수 있다.
상기 원단층의 중량은 400g/m2 내지 1,000g/m2일 수 있다.
상기 고분자수지 조성물은, 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 아크릴레이트계 수지 30중량% 내지 50중량%; 아크릴릭 산 1중량% 내지 5중량%; 첨가제 2중량% 내지 5중량%; 및 물 40중량% 내지 65중량%를 포함할 수 있다.
상기 고분자수지 조성물은 방오제 1중량% 내지 10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅층의 중량은 80g/m2 내지 150g/m2일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 수지의 유리전이온도(Tg)는 -60℃ 초과 내지 30℃ 미만일 수 있다.
상기 고분자수지 조성물의 점도는 1,000mPa·S 내지 6,000mPa·S일 수 있다.
본 발명에 따른 바닥재 직조 원단은 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사가 직조된 원단층을 포함하므로 외관의 디자인 패턴 구현이 가능하면서도 표면마모성이 우수하다. 또한, 원단층 상에 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층을 상부에 코팅시켜 이에 포함된 고분자수지가 원단층 내 원사들 사이로 침투하여 원사들을 고정시킴으로써 결합력을 향상시켜 마찰에 의한 내마모성을 향상시켜 표면 물성을 강화시킴과 동시에 액상 오염물 침투를 막아 위치시킴으로써 오염제거성능을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바닥재 직조 원단의 단면도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
종래 바닥재 원단의 경우, 모래 등의 고상 이물질은 완전히 제거하기는 어려워 차량 내부 미세먼지 발생 원인이 되는 문제점이 있었고, 액상의 오염물의 경우 파일(pile) 내부로 스며들어 곰팡이나 세균류 발생의 원인이 되는 문제점이 있었으며, 단순한 파일(pile) 구조로는 디자인 및 패턴(Pattern) 구현에 제한이 있어 외관에 있어서 상품성 개선에 한계가 있는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사가 직조된 원단층;과 상기 원단층 상에 위치하여, 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 바닥재 직조 원단의 경우, 외관의 디자인 패턴 구현이 가능하면서도 표면마모성이 우수하며 오염제거성능이 우수하다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
도 1은 본 발명에 따른 바닥재 직조 원단의 단면도이다. 이를 참고하면,본 발명에 따른 바닥재 직조 원단은 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사가 직조된 원단층; 및 상기 원단층 상에 위치하여, 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 바닥재 직조 원단에 포함되는 원단층은 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사, 바람직하게는 BCF로 꼬인 원사가 직조된 형태일 수 있다. 이를 통해, 전체적인 바닥재 직조 원단의 형태 및 패턴을 결정할 뿐만 아니라 색상까지 다양하게 구현할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라, 표면 마모성 또한 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)는 벌키한 연속적인 형태의 합성섬유로써, 특정섬유에 일정온도를 가열하여 주름 등이 형태를 형성시켜 벌키(Bulky)하게 형성시켜 크림프(Crimp)성을 부여한 후 이를 냉각시켜 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)를 제조할 수 있다.
상기 벌키 가공 연속 플라멘트(BCF)를 원단층을 제조하기 위해 사용함으로써, 원단층에 신율, 및 소프트감을 부여시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)를 제조하기 위해 사용되는 섬유의 종류는 본 발명에 따른 원단층으로 제조되기 위해 사용될 수 있는 것, 예를 들어, 열가소성 섬유일 수 있고, 구체적으로, Nylon 계열 섬유, PET 계열 섬유, 및 TPO 계열 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 섬유일 수 있고, 특정 섬유만으로 한정되지 아니한다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)는 크림프성이 부여되어 이를 크림프율(Crimp)로 표현할 수 있다. 상기 크림프율을 적절하게 조절함으로써 이를 꼬아 제조된 원사의 수축/복원력 및 소프트감 뿐만 아니라 잠재 권축성을 가져 부드러운 원단층을 제조할 수 있는 장점이 있다.
상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 크림프율은 5% 내지 30%일 수 있고, 바람직하게는 10% 내지 20%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 크림프율이 너무 낮으면 이를 꼬아 제조된 원사 표면이 매끄럽고 벌키성이 없어 원단층에 쿠션감 및 신율이 떨어지는 단점이 있고, 크림프율이 너무 높으면 열 및 하중에 의한 원사 수축 및 복원력이 과도하게 이루어질 수 있어 원단층으로 제조 후 원단층의 형태가 변형될 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 섬도는 10D 내지 50D인 것이 바람직하다. 종래 자동차용 시트나 의류용으로 사용하는 직물용 필라멘트의 섬도는 보통 대부분 1D 내지 5D이나, 상기 섬도 크기를 갖는 직물용 필라멘트는 너무 가늘고 부드러워서 바닥재 원단 혹은 자동차 매트의 기준의 내마모성을 충적시킬 수 없는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 섬도는 10D 이상인 것을 바람직하다. 다만, 상기 범위를 벗어나, 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 섬도가 너무 높으면 필라멘트가 너무 거칠어져 제직 작업성 및 균일성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명에 따른 원단층은 상기 특징들을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)로 꼬인 원사를 직조하여 제조될 수 있다. 상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)로 꼬인 원사가 직조하여 원단층을 제조하게 되면 원단층 제조 시 성형이 가능할 정도의 충분한 신율을 부여할 수 있을 뿐만 아니라 필라멘트들이 꼬인 원사형태를 고정하여 마찰에 의한 원사의 마모를 막을 수 있는 장점이 있다.
바람직하게는, 상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)는 2가닥 내지 4가닥을 꼬아 원사를 제조할 수 있고, 이때, 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)가 꼬일 때의 꼬임수는 100twist/m 내지 200twist/m일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 꼬임수가 너무 적으면 원사형태의 고정 효과가 저하되어 마찰에 의한 전반적인 원단층의 내마모 성능이 저하되는 문제점이 있고, 꼬임수가 너무 많으면 연사 작업이 원활하기 못해 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 원단층은 상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)로 꼬인 원사를 직조하여 제조할 수 있다. 상기 직조방법은 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 직조방법으로 제조할 수 있고 특정 방법의 직조방법으로 제한되지 않는다.
이때, 직조되는 원단층의 경사 및 위사의 제직밀도는 각각 10count/inch 내지 50 count/inch일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 제직밀도가 너무 낮으면 원사와 원사 간격이 넓어져서 추후 고분자수지 조성물로 코팅하여 코팅층을 형성시킬 경우 고분자수지 조성물이 원단층 내 원사들 사이로 빠져나가 생기는 불량이 생길 수 있는 단점이 있고, 제직밀도가 너무 높으면 제직 중에 원사와 원사간 마찰이 너무 심해서 직조 작업이 원활하지 못해 원단표면에 불량이 발생할 수 있고 불필요하게 제조단가가 상승하는 단점이 있다.
상기 원사로 직조된 원단층의 중량은 400g/m2 내지 1,000g/m2일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 원단층의 중량이 너무 낮으면 원단층 내 원사량이 충분하지 못하여 추후 고분자수지 조성물로 코팅하여 코팅층을 형성시킬 경우 고분자수지 조성물이 원단층 내 원사들 사이로 빠져나가 생기는 불량이 생길 수 있는 문제가 있고, 원단층의 중량이 너무 많으면 직조 작업이 원활하지 못해 원단표면에 불량이 발생할 수 있고 불필요하게 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 코팅층은 고분자수지 조성물을 원단층 상에 코팅시킴으로써 형성되어 원단층 상에 위치할 수 있다. 도 1을 참고하면, 상기 고분자수지 조성물을 코팅시킴으로써 이에 포함된 고분자수지가 원단층 내 원사들 사이로 침투하여 원사들을 고정시킴으로써 결합력을 향상시켜 마찰에 의한 내마모성을 향상시켜 표면 물성을 강화시킴과 동시에 액상 오염물 침투를 막아 오염제거성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 코팅층에 포함되어 있는 고분자수지 조성물은, 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 아크릴레이트계 수지 30중량% 내지 50중량%; 아크릴릭 산 1중량% 내지 5중량%; 첨가제 2중량% 내지 5중량%; 및 물 40중량% 내지 65중량%를 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 수지는 원단층 내 원사들 사이에 침투가 용이하면서도 아크릴 가교를 통해 원사들의 고정력을 향상시킬 수 있는 수지, 예를 들어, 아크릴레이트 코폴리머(Acrylate copolymer) 및 우레탄 아크릴레이트 수지(Urethane Acrylate resin), 및 아크릴 산 수지(Acrylic Acid Resin) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 수지일 수 있고, 바람직하게는, 섬유에 침투시키기 용이한 아크릴레이트 코폴리머(Acrylate copolymer)일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 수지는 유리전이온도(Tg)의 조절을 통해 아크릴레이트계 수지의 기계적인 강도 및 분자간 결합력을 조절할 수 있는 장점이 있다. 이에, 바람직하게 상기 아크릴레이트계 수지의 유리전이온도(Tg)는 -60℃ 초과 내지 30℃ 미만일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 아크릴레이트계 수지의 유리전이 온도가 너무 낮으면 아크릴레이트계 수지의 경도가 너무 낮아서 바닥재 직조 원단의 내마모 성능이 급격히 저하되는 단점이 있고, 아크릴레이트계 수지의 유리전이 온도가 너무 높으면 아크릴레이트계 수지의 경도가 너무 높아서 코팅작업이 원활하지 못할 뿐만 아니라 바닥재 직조 원단이 마모 시 아크릴레이트계 수지가 마모되면서 백화현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.
상기 아크릴레이트계 수지의 함량은, 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 30중량% 내지 50중량%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 아크릴레이트계 수지의 함량이 너무 적으면 내마모성이 저하되는 단점이 있고, 아크릴레이트계 수지의 함량이 너무 많으면 점도가 증가해 원단층에 균일하게 코팅될 수 없는 문제점이 있다.
상기 아크릴릭 산(Acyryl Acid)은 아크릴레이트계 수지의 가교반응의 안성을 확보하기 위해 고분자수지 조성물에 포함될 수 있다.
상기 아크릴릭 산(Acyryl Acid)의 함량은 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 1중량% 내지 5중량%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 아크릴릭 산의 함량이 너무 적으면 가교반응이 불안정하게 이뤄지는 문제가 있어 아크릴레이트계 수지의 가교반응이 충분히 이뤄지지 않아 내마모성이 저하되는 단점이 있고, 아크릴릭 산의 함량이 너무 많으면 불필요하게 함량이 높아져 원가가 상승하는 문제점이 있다.
상기 첨가제는 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 첨가제, 예를 들어, 점성을 증가시키는 증점제, 가교반응을 촉진시키는 촉매, 코팅 균일성 향상을 위해 수지를 적절히 발포시키는 발포제 등을 포함할 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 2중량% 내지 5중량%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 첨가제의 함량이 너무 적으면 점성이 낮거나 발포가 되지 않아 원단 전체에 균일하게 약품을 코팅할 수 없는 단점이 있고, 첨가제의 함량이 너무 많으면 고가의 첨가제가 다량 투입 됨에 따라 생산 원가가 올라가고 점도가 증가되어 코팅 중에 약품이 뭉치는 현상이 발생될 수 있는 단점이 있다.
상기 물은 고분자수지 조성물의 생산 안정성 확보를 위해 고분자수지 조성물을 희석시키기 위해 포함할 수 있다.
상기 물의 함량은 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 40중량% 내지 65중량%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 물의 함량이 너무 적으면 고분자 수지가 침전되는 단점이 있고, 물의 함량이 너무 많으면 코팅 후 원단이 제대로 건조되기 어려운 단점이 있다.
또한, 상기 고분자수지 조성물은 발수/발유 방오성을 부여할 수 있는 방오제를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 방오제의 함량은 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준, 1중량% 내지 10중량%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 방오제의 함량이 너무 적으면 액체 오염물에 의한 원단 오염이 개선효과를 보기 어려우며, 방오제의 함량이 너무 많으면 균일한 수지 표면 형성이 어려워 외관 불량 및 생산 원가가 증가하는 단점이 있다.
상기 특성을 만족하는 성분을 포함하는 고분자수지 조성물은 적정 점도 범위를 구현함으로써 원사 내 침투력 및 고정력을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 고분자수지 조성물의 점도는 1,000mPa·S 내지 6,000mPa·S일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 고분자수지 조성물의 점도가 너무 낮으면 고분자수지 조성물이 원단층 내 원사 사이를 통과하여 흐르게 되는 문제점이 있고, 고분자수지 조성물의 점도가 너무 높으면 고분자수지 조성물이 원단층 내 원사 사이를 통과하지 못하고 원단 표면에만 잔류하게 되어 원단 외관상에 불량을 발생시키는 문제점이 있다.
상기 특성을 만족하는 고분자수지 조성물을 원단층 상에 코팅하여 제조된 코팅층은 그 중량이 80g/m2 내지 150g/m2일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 코팅층의 중량이 너무 가벼우면 마찰에 의한 내마모성을 충분히 확보하지 못하는 단점이 있고, 중량이 너무 무거우면 코팅층으로 인해 바닥재 직조 원단의 경도가 너무 높아져 코팅층의 코팅작업이 원활하지 못한 단점이 있다.
즉, 본 발명에 따른 바닥재 직조원단은 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 꼬아 제조된 원사를 직조한 원단층을 포함하므로 외관의 디자인 패턴 구현이 가능하면서도 표면마모성이 우수하다. 또한, 원단층 상에 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층을 상부에 코팅시켜 이에 포함된 고분자수지가 원단층 내 원사들 사이로 침투하여 원사들을 고정시킴으로써 결합력을 향상시켜 마찰에 의한 내마모성을 향상시켜 표면 물성을 강화시킴과 동시에 액상 오염물 침투를 막아 위치시킴으로써 오염제거성능을 향상시키는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1과 실시예 2, 및 비교예 1 내지 비교예 10 : 바닥재 직조 원단 제조
원단층은 하기와 같이 제조하였다.
구체적으로, 하기 표 1에 나타나 있는 클림프율 및 섬도를 만족하는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)를 하기 표 1에 나와있는 꼬임수를 만족하여 꼰 원사를 제조하였다. 그 다음, 상기 제조한 원사를 레이피어 직조 방법으로 직조하여 원단층을 제조하였다.
또한, 코팅층은 아크릴레이트계 수지인 아크릴레이트 코폴리머 40 중량%(Tg 조건은 하기 표 1 참고), 아크릴릭 산 3 중량%, 증점제, 가교제 등을 포함하는 첨가제 2 중량%, 및 물 65 중량%를 포함하는 고분자수지 조성물을 제조한 뒤 상기 원단층 상에 코팅하여 제조하였다.
이에, 최종적으로 하기 표 1에 나타난 중량을 각각 만족하는 원단층과, 상기 원단층 상에 위치한 코팅층을 포함하는 바닥재 직조 원단을 제조하였다.
구분 조성
원단층
(BCF; Nylon)		 BCF
클림프율 (%)		 코팅층
(Acrylate Copolymer )
실시예1 450 g/㎡
(섬도 20D,
꼬임수160개/m) 		10% 100 g/㎡ ( Tg -20 ℃)
실시예2 450 g/㎡ (섬도 40D,
꼬임수 200개/m) 		20% 130 g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예1 300 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수 160개/m) 		10% 100 g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예2 450 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수 없음) 		10% 100 g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예3 450 g/㎡ (섬도 3 D,
꼬임수 160 개/m) 		미적용 100 g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예4 450 g/㎡ (섬도 40D,
꼬임수 100 개/m) 		미적용 100 g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예5 450 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수 160개/m) 		10% 50g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예6 450 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수 160개/m) 		10% 230g/㎡ (Tg -20 ℃)
비교예7 450 g/㎡ (섬도 20D, 꼬임160개/m) 10% 100 g/㎡ (Tg 30 ℃)
아크릴 코폴리머 수지 강도 증가
비교예8 450 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수160개/m) 		10% 100 g/㎡ (Tg -60℃)
아크릴 코폴리머 수지 강도 하락
비교예9 450 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수 160개/m) 		10% 100 g/㎡
Urethane Acrylate Resin
비교예10 450 g/㎡ (섬도 20D,
꼬임수 160개/m) 		10% 100 g/㎡
PVC, TPE, PE 등 투명 Film 류
비교예 11 및 비교예 12 : 종래 바닥재 원단
파일(Pile) 중량이 450g/m2인 BCF 터프팅(Tufing) 구조인 터프티드 카페트(비교예 11)와 중량이 450g/m2인 PET needle punching 부직포(비교예 12)를 준비하였다.
평가기준 및 평가방법
- 내마모성(급) = Taber 마모 시험기(MS 343-17)로 측정, H-18 마모륜 사용, 하중 1 kg, 1500 회 처리로 내마모성 측정, 3급 이상 합격
1급 : Pile의 심한 잘라짐, 뜯김, 손상이 확인되는 상태
2급 : Pile 및 섬유가 마모되어 보풀, 경계면이 분명하게 관찰되는 상태
3급 : Pile 및 섬유마모는 발생되지만 보풀,경계면이 뚜렷하지 않은 상태
4급 : Pile 또는 섬유의 마모가 육안상 뚜렷하게 관찰되지 않는 상태
5급 : Pile 또는 섬유의 마모가 관찰되지 않는 상태
- 원단신율(%) = 250mm x 50mm 크기의 시편을 카페트 원단에서 취부하여 시험편의 중앙부를 중심으로 100mm의 간격의 두 표선을 긋고, 클램프 간격이 150mm가 되도록 인장시험기에 고정한 뒤, 200mm/min의 속도로 인장하여 최대 하중을 나타낸 때의 신율을 측정한다. 이 때, 신율은 초기 100mm 표선간 거리의 변화율을 측정한다.
- 외관 및 성형성 = 이 재료를 사용한 성형품은 섬유빠짐, 찢어짐, 균열, 색얼룩, 변형, 주름 등의 결함이 없어야 한다.
1. 외관의 흠, 요철, 끈적거림, 색 얼룩, 더러움 등 외관을 해치는 결함이 없어야 한다.
2. 카페트의 색상, 무늬 및 촉감은 초기 견본과 차이가 없어야 한다.
3. 카페트는 고르게 섬유층에 밀착해야 하며, 성형 후 찢어짐, 균열 등 결점이 없어야한다.
4. 열가소성 수지, 섬유 소재등의 가열 융착에 의해 뒷면 가공을 행할 수 있으나, 균일하게 용융되어야 하며 심한 뭉침이 없어야한다.__
- 오염제거성능평가 = 250 ㎜ X 250 ㎜ 크기의 시료에 표준 규사 30 g 을 바닥재 직조 원단 또는 종래 바닥재 원단에 침투될 수 있도록 문지르면서 전체 면적에 최대한 골고루 펼친 다음 시료를 뒤집어서 1차적으로 규사를 제거하고 22 L/s 유량의 청소기로 3회 반복 청소한다. 그 다음 원단에 잔여 규사 중량을 측정하고 한도 견본으로 이용하여 오염 정도를 판정한다.
- 잔여물성능평가 = MS300-32 4.21 기준(CODE B ~ H), 4급 이상 합격
B - 인공땀액, C - 블랙커피, D - 일반 우유, E - 일반 콜라
F - 포도주스, G - 케찹, H - 식용유를 시험편에 1 mL 도포 30초 후 백면포로 제거한 뒤, AATCC 130 오염 제거 표준판의 기준을 따라 급수를 판정한다.
평가결과
상기 표 1에 따른 물성에 따라 실시예 1과 실시예 2, 및 비교예 1 내지 비교예 10에 따른 바닥재 직조 원단을 준비한 뒤, 내마모성, 원단신율, 및 외관 및 성형성 평가를 상기 평가기준 및 평가방법으로 평가한 뒤 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구분 물성
내마모성
(1,500 회 마모)		 원단 신율 (%) 외관 및 성형성
실시예1 3 급 70 % 양호
실시예2 3-4 급 60 % 양호
비교예1 2 급 60 % 성형시 홀사이즈 벌어짐
비교예2 2 급 50 % 내마모, 신율 약간 부족
비교예3 1 급 10% 미만 내마모, 신율/외관 부족 (홀사이즈 벌어짐)
비교예4 3 급 10% 미만 고섬도 직물, 신율 부족
비교예5 1 급 70 % 내마모성 부족 (수지 침투량 적음)
비교예6 3 급 70 % 외관 불량 (침투되지 않은 수지 표면 잔존)
비교예7 2 급 70 % 내마모성 부족 (마모시 백화현상)코팅 강도 과다로 성형성 저하
비교예8 2 급 70 % 코팅층 수지 강도 저하로 내마모성 부족
비교예9 1 급 70 % 비수용성 아크릴 수지로 원단에 침투되지못하고 표면 코팅층 형성
비교예10 2급 70 % 광택 및 수지 잔존의 외관불량 발생내마모성 불만족
상기 표 1 및 표 2를 참고하면, 본 발명의 원단층 중량범위보다 낮게 제조된 바닥재 직조원단(비교예 1)은 내마모성 결과 직물패턴이 손상되고 성형 시 홀사이즈가 벌어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, BCF를 꼬지 않고 제조한 바닥재 직조원단(비교예 2)은 내마모성 결과 직물패턴이 손상되고 성형 시 신율이 부족하고 내마모성도 떨어진다는 것을 확인할 수 있었다. 본 발명의 BCF의 섬도범위보다 작게 제조되고 BCF의 클림프성이 부여되지 않은 것으로 제조한 바닥재 직조원단(비교예 3)은 내마모성 결과 직물 간 홀사이즈가 크게 벌어져 있어 원단 바닥이 보이고 성형 시 신율이 부족하고 내마모성도 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, BCF의 클림프성이 부여되지 않은 것으로 제조한 바닥재 직조원단(비교예 4)은 고섬도의 직물로써 신율이 부족한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 코팅층 중량범위보다 낮게 제조된 바닥재 직조원단(비교예 5)은 내마모성 결과 수지 침투량이 적어짐에 따라 내마모성이 떨어진다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 코팅층 중량범위보다 높게 제조된 바닥재 직조원단(비교예 6)은 내마모성 결과 미처 침투되지 못한 수지가 표면에 잔존하여 외관이 불량하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고분자수지 조성물 내 아크릴레이트 코폴리머 수지의 유리전이온도가 0℃인 것을 코팅층으로 제조한 바닥재 직조 원단(비교예 7)은 내마모성 결과 백화현상이 나타나 내마모성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었고, 코팅강도가 과다하여 성형성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 고분자수지 조성물 내 아크릴레이트 코폴리머 수지의 유리전이온도가 -80℃인 것을 코팅층으로 제조한 바닥재 직조 원단(비교예 8)은 내마모성 결과 코팅층 강도 저하로 내마모성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 아크릴레이트계 수지가 아닌 다른 수지로 고분자수지 조성물을 제조한 코팅층을 포함하는 바닥재 직조원단(비교예 9 및 비교예 10)의 경우 내마모성이 떨어질 뿐만 아니라 비수용성 수지로 운단에 침투하지 못하여 외관 및 광택이 불량한 문제점이 있었다.
반면, 본 발명에 따른 조건을 만족하여 제조한 바닥재 직조 원단(실시예 1 및 실시예 2)의 경우, 내마모성이 우수할 뿐 만 아니라 외관 및 성형성과 원단 신율 또한 양호한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1에 따른 바닥재 직조 원단과 비교예 11 및 비교예 12에 따른 기존 바닥재 원단으로부터 오염제거성능평가 후 결과를 하기 표 3에, 잔여물성능평가 후 결과를 표 4에 나타내었다.
구분 오염제거성능평가 결과
실시예 1 외관 3 ~ 4 급 수준, 모래 잔여량 0.3 g (1 % 잔류)
비교예 11 외관 2 급 수준, 모래 잔여량 3.2 g (10.7 % 잔류)
비교예 12 외관 1 ~ 2 급 수준, 모래 잔여량 6.1 g (20.3 % 잔류)
구분 잔여물성능평가
블랙커피 케찹 콜라 식용유
실시예 1 4-5급 4-5급 4-5급 4-5급
비교예 11 4-5급 3급 4-5급 4-5급
비교예 12 4-5급 3-4급 4-5급 4-5급
상기 표 3를 참고하면, 기존 바닥재 소재(비교예 11 및 비교예 12)의 경우, 모래잔여량이 모두 10%이상이 넘어가는 것으로 확인되어 오염제거성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었으나, 본 발명에 따라 제조한 바닥재 직조 원단(실시예 1)의 경우, 외관 수준도 높을 뿐만 아니라 모래잔여량이 1%로 매우 낮은 것을 확인하였는 바 오염제거성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 4를 참고하면, 기존 바닥재 소재(비교예 11 및 비교예 12)의 경우, 케찹 제거성능이 비교적 떨어지는 것을 확인할 수 있었으나, 본 발명에 따라 제조한 바닥재 직조 원단(실시예 1)의 경우, 케찹 제거성능 또한 우수한 것을 확인할 수 있었다.
즉, 본 발명에 따른 바닥재 직조 원단은 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 꼬아 제조된 원사를 직조한 원단층을 포함하므로 외관의 디자인 패턴 구현이 가능하면서도 표면마모성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 원단층 상에 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층을 상부에 코팅시켜 이에 포함된 고분자수지가 원단층 내 원사들 사이로 침투하여 원사들을 고정시킴으로써 결합력을 향상시켜 마찰에 의한 내마모성을 향상시켜 표면 물성을 강화시킴과 동시에 액상 오염물 침투를 막아 위치시킴으로써 오염제거성능을 향상시키는 점을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 크림프성을 갖는 벌키 가공 연속 필라멘트(Bulked continuous filament; BCF)로 구성된 원사가 직조된 원단층; 및
    상기 원단층 상에 위치하여, 고분자수지 조성물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재 직조 원단.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 크림프율은 5% 내지 30%인 것인 바닥재 직조 원단.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 섬도는 10D 내지 50D인 것인 바닥재 직조 원단.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 벌키 가공 연속 필라멘트(BCF)의 꼬임수는 100twist/m 내지 200twist/m인 것인 바닥재 직조 원단.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원단층의 경사 및 위사의 제직밀도는 각각 10count/inch 내지 50 count/inch인 것인 바닥재 직조 원단.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원단층의 중량은 400g/m2 내지 1,000g/m2인 것인 바닥재 직조 원단.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고분자수지 조성물은, 전체 고분자수지 조성물 100중량% 기준,
    아크릴레이트계 수지 30중량% 내지 50중량%;
    아크릴릭 산 1중량% 내지 5중량%;
    첨가제 2중량% 내지 5중량%; 및
    물 40중량% 내지 65중량%를 포함하는 것인 바닥재 직조 원단.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고분자수지 조성물은
    방오제 1중량% 내지 10중량%를 더 포함하는 것인 바닥재 직조 원단.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층의 중량은 80g/m2 내지 150g/m2인 것인 바닥재 직조 원단.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 수지의 유리전이온도(Tg)는 -60℃ 초과 내지 30℃ 미만인 것인 바닥재 직조 원단.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 고분자수지 조성물의 점도는 1,000mPa·S 내지 6,000mPa·S인 것인 바닥재 직조 원단.
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