KR20230095465A - 표면 코팅용 조성물 및 인조 가죽 - Google Patents
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- D06N3/14—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes
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- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
본 발명은 표면 코팅용 조성물 및 상기 조성물로 처리된 인조가죽에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인조 가죽은 밝은색의 고명도 인조가죽 원단에서도 우수한 오염 방지 특성 및 오염후 오염 제거 특성을 나타내며, 스?o 지수가 낮다.
Description
본 발명은 표면 코팅용 조성물 및 상기 조성물로 표면 코팅된 표면 처리층을 포함하는 인조 가죽에 관한 것이다.
현재 자동차는 제2의 주거공간으로 인식되고 있으며, 자동차 시트가 차내에서 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 이에 따라 자동차 시트에 따른 소비자의 관심이 증대되고 있다.
자동차 시트는 일반적으로 인조 가죽으로 만들어지며, 종래의 경우 어두운 색 계열의 시트가 주류였다. 그러나, 고급화 전략과 심미감, 디자인적 효과로 인해 밝은 색 계열의 자동차 시트의 비중이 늘어나게 되었다. 이에 따라, 자동차 시트, 특히, 인조 가죽은 우수한 방오성을 가져야 하며, 부착된 오염물에 대해서 쉽게 제거할 수 있는 특성의 발현이 요구되고 있다.
종래, 자동차 시트의 인조 가죽에 방오성이나 오염 제거를 위한 슬립성을 부여하기 위해 다양한 표면 코팅용 조성물이 개발되었으나, 밝은 색의 고명도 원단의 경우에는 종래의 표면 코팅용 조성물로 표면 코팅 처리하더라도 어두운 색 계열의 오염으로부터의 이염이 쉽게 발생하고 이러한 이염이 잘 없어지지 않는 문제가 있었다.
한편, 인조 가죽은 천연 가죽에 비해 저렴한 장점이 있지만, 고급스러운 감성과 기능적인 부분이 천연가죽에 비해 많이 떨어진다. 따라서 천연가죽의 감성과 기능적인 면을 만족시킬 수 있는 인조가죽이 요망된다. 통상적으로 인조 가죽에서 표면 감성을 나타내는 지수로서 스?o(Squeak) 지수가 있으며, 스?o 지수가 낮을 수록 인조가죽과 인체의 마찰에 의해 발생되는 소음이 적고 터치감도 부드럽다.
본 발명의 목적은 전술한 밝은 색의 고명도 원단에도 우수한 방오성 및 슬립성을 제공할 수 있고, 이와 동시에 스?o 지수가 낮은 인조가죽을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 특성의 인조가죽을 제공할 수 있는 표면 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 일 측면에 따르면, ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 4 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 1 이하를 나타내고, 스?o 지수가 0.15 미만을 나타내고, 여기서 상기 스?o 지수는 만능재료시험기를 이용하여 인조가죽 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100 mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/ Fa으로 계산한 것인, 인조가죽이 제공될 수 있다.
상기 인조 가죽은 ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 3 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 0.7 이하를 나타내고, 스?o 지수가 0.14 이하일 수 있다.
상기 인조 가죽은 색차계 값 L* 이 60 이상인 고명도 인조가죽 원단으로 만들어진 것일 수 있다.
상기 인조 가죽은 색차계 값 L* 이 70 내지 90인 고명도 인조가죽 원단으로 만들어진 것일 수 있다.
상기 인조 가죽은 자동차용 시트에 사용되는 것일 수 있다.
상기 인조 가죽은 표면 처리층을 포함하고, 상기 표면 처리층은 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하는 주제; 고형분 함량이 50 내지 80%인 고분자량 폴리실록산 에멀젼; 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산; 아크릴 변성 폴리실록산; 및 비불소계 방오 첨가제를 함유하는 표면 코팅용 조성물에 의해 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 전술한 목적을 달성하기 위해, 다른 일 측면에 따르면, 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하는 주제; 고형분 함량이 50 내지 80%인 고분자량 폴리실록산 에멀젼; 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산; 아크릴 변성 폴리실록산; 및 비불소계 방오 첨가제를 함유하는 표면 코팅용 조성물이 제공될 수 있다.
상기 주제는 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄을 주제 총 중량에 대해 5 내지 30 중량%의 양으로 수성 용매 중에 포함할 수 있다.
상기 주제는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하고, 상기 불소 함유 첨가제는 불소화된 알킬 아크릴레이트 또는 이의 공중합체일 수 있다.
상기 고분자량 폴리실록산 에멀젼은 주제 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
상기 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산은 폴리디메틸실록산을 주쇄로 하고, 히드록시 말단기를 갖는 알킬렌옥시드 단위를 포함할 수 있다.
상기 아크릴 변성 폴리실록산은 폴리실록산의 주쇄에 연결된 측쇄로서 아크릴계 단위를 포함할 수 있다.
상기 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산 및 상기 아크릴 변성 폴리실록산은 상기 주제 100 중량부에 대하여 각각 독립적으로 0.5 내지 5 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
상기 비불소계 방오 첨가제는 비불소계 방오제로서 아크릴계 수지를 비불소계 방오 첨가제 중에 10 내지 30 중량%로 함유할 수 있다.
상기 비불소계 방오 첨가제는 상기 주제 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
상기 표면 코팅용 조성물은 이소시아네이트계 경화제 및 카보디이미드계 경화제를 추가로 함유할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제 및 상기 카보디이미드계 경화제는 주제 100 중량부에 대하여 각각 독립적으로, 1 내지 10 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
상기 표면 코팅용 조성물은 인조 가죽에 표면 코팅된 후 ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 4 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 1 이하를 나타내고, 스?o 지수가 0.15 미만을 나타내고, 여기서 상기 스?o 지수는 만능재료시험기(Universal Testing Machine)를 이용하여 인조가죽 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △ F/ Fa으로 계산한 것일 수 있다.
상기 표면 코팅용 조성물은 색차계 값 L* 이 60 이상인 고명도의 인조가죽에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면 색차계 값 L* 이 60 이상의 고명도 원단, 심지어는 색차계 값 L* 이 70 내지 90에 이르는 원단의 표면에도 우수한 방오성 및 슬립성을 부여할 수 있는 표면 코팅용 조성물이 제공된다. 본 발명에 따른 인조 가죽은 ISO 26082 시험에서 오염 후 이의 제거 전에 원단의 색차 △E 이 4 이하 또는 3 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 1 이하 또는 0.7 이하를 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 스?o 지수가 0.15 미만 또는 0.14 이하로서, 인체와의 마찰에 의해 발생하는 소음이 적고 터치감이 부드럽다.
도 1은 종래 기술에 따른 표면 코팅용 조성물로 처리한 원단과 본 발명에 따른 표면 코팅용 조성물로 처리한 원단을 실시예에 따라 방오성 및 슬립성(오염 제거성) 테스트를 한 결과를 나타낸다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
1. 표면 코팅용 조성물
본 발명의 일 측면에 따르면 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하는 주제; 고형분 함량이 50 내지 80%인 고분자량 폴리실록산 에멀젼; 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산; 아크릴 변성 폴리실록산; 및 비불소계 방오 첨가제를 함유하는 표면 코팅용 조성물이 제공된다.
(1) 주제
본 발명에서 주제는 수성 용매 중에 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제가 분산된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 주제는 수성 용매 중에 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제가 분산된 것일 수 있다.
상기 불소 함유 폴리우레탄으로는 특별히 제한되지 않으며, 불소 함유 단위, 예를 들어 퍼플루오로알킬기 또는 퍼플루오로알킬렌기와 같은 불소 함유 알킬기 또는 알킬렌기가 측쇄 또는 주쇄에 도입된 폴리우레탄일 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄으로는 특별히 제한되지 않으며, 카르복시기를 가지는 폴리우레탄, 아민기를 가지는 폴리우레탄, 히드록시기를 가지는 폴리우레탄 등을 사용할 수 있다.
상기 불소 함유 폴리우레탄 또는 상기 폴리우레탄은 상기 주제 중에 주제 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 5 내지 25 중량%, 또는 10 내지 20 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 우레탄 함량이 상기 범위 미만인 경우 터치감과 내스크래치성, 내광성, 내열성, 내마모성 또는 내용제성이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 백화 현상 및 외관 얼룩짐이 발생하므로 상기 범위 내로 포함될 수 있다.
상기 폴리우레탄은 불소 함유 첨가제와 함께 사용될 수 있으며, 여기서 상기 불소 함유 첨가제는 불소화된 아크릴레이트계 수지 또는 이의 공중합체, 예를 들어 불소화된 알킬 아크릴레이트, 불소화된 에폭시 아크릴레이트, 불소화된 비닐 아크릴레이트, 또는 이들의 공중합체일 수 있으며, 바람직하게는 불소화된 알킬 아크릴레이트 또는 이의 공중합체일 수 있다. 불소 함유 폴리우레탄 또는 불소 함유 첨가제를 함유함으로써 폴리우레탄 고유의 특성은 유지함으로써 발수성, 발유성, 방오성 등의 성능이 부여될 수 있다. 상기 불소 함유 첨가제는 상기 주제 중에 주제 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 5 내지 20 중량%, 또는 10 내지 20 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
상기 수성 용매는 물, 알콜, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 수성 용매를 사용함으로써 유기 용매 사용으로 인한 휘발성 유기 화합물에 따른 냄새 발생을 저감할 수 있다. 상기 수성 용매는 주제 중에 주제 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 5 내지 20 중량%, 또는 10 내지 20 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 주제는 아크릴 수지 등과 같은 추가의 성분을 더 함유할 수 있다.
(2) 고분자량 폴리실록산 에멀젼
본 발명에 따른 조성물은 주제에 추가하여 고분자량 폴리실록산 에멀젼을함유할 수 있다. 폴리실록산 에멀젼은 폴리실록산을 기계적 유화 또는 유화 중합과 같은 방법에 의해 에멀젼 상태로 한 것이다. 고분자량으로 인해 점도가 있는 폴리실록산의 경우 기계적 유화에 의하면 많은 에너지가 요구되기 때문에 유화 중합에 의해 통상적으로 제조된다. 유화 중합은 라디칼 중합의 일종으로 물, 단량체, 및 계면활성제 등으로 이루어진 에멀젼 내에서 중합을 수행하는 방법이다. 따라서, 고분자량 폴리실록산 에멀젼은 계면활성제를 함유하는 수계 에멀젼일 수 있다.
또한, 상기 고분자량 폴리실록산 에멀젼은 고형분 함량이 50% 내지 80% 또는 60 내지 80%일 수 있다. 상기 고형분 함량이 상기 수치범위 미만이면, 에멀젼의 안정성은 증가하지만, 원가 상승으로 경제성이 저하될 수 있고, 상기 수치범위를 초과하면, 에멀젼의 안정성이 저하될 우려가 있다.
상기 고분자량 폴리실록산 에멀젼은 주제 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부, 5 내지 15 중량부, 또는 5 내지 10 중량부의 양으로 함유될 수 있다. 고분자량 폴리실록산 에멀젼의 함량이 상기 범위 미만인 경우섬유 또는 가죽의 원단 간의 마찰력으로 인하여 이염이 심하게 발생하는 등, 방오성 및 슬립성 효과가 저하되고 스?o 지수가 커지고, 상기 범위 초과시 끈적임으로 이염이 심하게 발생하고 섬유 또는 가죽의 사용에 따른 표면 긁힘시 실리콘으로 인한 백화 현상이 발생할 수 있다.
고분자량 폴리실록산 에멀젼의 폴리실록산은 경화시 주제 중의 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 함께 3차원 그물 구조를 형성할 수 있고, 이로써 표면에 실리콘 도막을 형성하여 방오성과 슬립성을 제공할 수 있다.
(3) 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산
본 발명에 따른 조성물은 주제에 추가하여 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산을 함유할 수 있다. 말단 히드록시기(-OH 기)를 갖는 에테르 변성 폴리실록산은 폴리실록산에서 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 에테르계 단위로 치환한 것으로서, 상기 에테르계 단위의 말단이 히드록시기인 것이다.
상기 폴리실록산은 바람직하게는 폴리디메틸실록산일 수 있다. 상기 폴리실록산에서 상기 부가된 에테르계 단위의 종류는 예를 들어 에틸렌옥시드 또는 프로필렌옥시드와 같은 알킬렌 옥시드 단위, 구체적으로 탄소수 2 내지 4의 알킬렌 옥시드 단위일 수 있다. 또한, 상기 에테르계 단위는 상기 폴리실록산의 2개 말단기 중 한쪽 또는 양쪽에만 위치할 수 있다. 또는, 상기 에테르계 단위는 상기 폴리실록산의 2개 말단기 중 한쪽 또는 양쪽 뿐만 아니라 폴리실록산의 주쇄에 연결된 측쇄로서도 위치하여도 된다. 단, 상기 에테르계 단위의 말단은 히드록시기(-OH) 이어야 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 에테르 변성 폴리실록산은 폴리디메틸실록산을 주쇄로 하고, 히드록시 말단기를 갖는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥시드 단위가 상기 폴리디메틸실록산의 양쪽 말단 각각에 복수개 위치하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 에테르 변성 폴리실록산은 폴리디메틸실록산을 주쇄로 하고 히드록시 말단기를 갖는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥시드 단위가 상기 폴리디메틸실록산의 양쪽 말단 각각에 복수개 위치하고 상기 폴리디메틸실록산의 중심부에는 위치하지 않는 것일 수 있다.
상기 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산은 고형분 기준으로 산가가 20 내지 40 mg KOH/g 일 수 있다.
상기 에테르 변성 폴리실록산은 주제 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부, 예를 들어 0.5 내지 3 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 에테르 변성 폴리실록산을 전술한 함량 범위로 사용함으로써 슬립성이 개선될 수 있다.
(4) 아크릴 변성 폴리실록산
본 발명에 따른 조성물은 주제에 추가하여 아크릴 변성 폴리실록산을 함유할 수 있다.
상기 아크릴 변성 폴리실록산은 폴리실록산의 주쇄 내에 또는 측쇄로서 실록산 단위 이외의 아크릴계 단위, 예를 들어 메틸 아크릴레이트 단위, 에틸 아크릴레이트 단위 등을 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 아크릴 변성 폴리실록산은 폴리실록산의 주쇄에 연결된 측쇄로서 아크릴계 단위를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명의 주제 중의 수계 폴리우레탄과 함께 혼합될 수 있도록 수분산성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 변성 폴리실록산은 주제 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부, 예를 들어 0.5 내지 3 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 아크릴 변성 폴리실록산을 전술한 함량 범위로 사용함으로써 방오성이 개선되어 원단으로의 이염이 감소하고 슬립성도 개선될 수 있다.
(5) 비불소계 방오 첨가제
본 발명에 따른 조성물은 주제에 추가하여 비불소계 방오 첨가제를 더 함유할 수 있다. 상기 비불소계 방오 첨가제는 불소계 방오 첨가제에 비하여 환경 오염의 우려가 더 적다는 이점이 있다.
상기 비불소계 방오 첨가제는 왁스계이고, 섬유 또는 가죽의 원단에 방오성을 부여하는 통상의 비불소계 방오제를 함유할 수 있다. 상기 비불소계 방오제로는 예를 들어 아크릴계 수지를 사용할 수 있으며, 상기 아크릴계 수지로는 예를 들어 알킬렌 (메타)아크릴레이트, 알킬렌 글리콜 디아크릴레이트 등과 같은 다양한 아크릴계 단량체를 포함하는 수지 또는 상기 수지에 관능기가 도입된 것을 사용할 수 있다. 상기 비불소계 방오제는 비불소계 방오 첨가제 중에 10 내지 30 중량%, 15 내지 30 중량%, 또는 15 내지 20 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 비불소계 방오제를 상기 범위의 양으로 사용함으로써 소수성에 의해 방오성을 향상시킬 수 있다.
상기 비불소계 방오 첨가제는 비불소계 방오제의 표면 장력을 감소시키기 위해 계면활성제를 더 함유할 수 있다. 상기 계면활성제로는 양이온성 계면 활성제, 음이온성 계면활성제, 및 비이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 비이온성 계면활성제가 사용될 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제로는 에테르계, 에스테르계, 에테르에스테르계 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌계 계면활성제가 사용될 수 있다. 상기 계면활성제는 비불소계 방오 첨가제 중에 1 내지 5 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
상기 비불소계 방오 첨가제는 주제 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부, 1 내지 7 중량부, 또는 2 내지 5 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 비불소계 방오 첨가제를 전술한 함량 범위로 사용함으로써 방오성이 개선되어 원단으로의 이염이 감소할 수 있다.
(6) 경화제
본 발명의 표면 코팅용 조성물은 경화제를 추가로 함유할 수 있다. 상기상기 경화제는 코팅을 실시하기 전에 조성물 중에 첨가될 수 있다. 상기 경화제로서 이소시아네이트기를 갖는 이소시아네이트계 경화제 및 카보디이미드기를 갖는 카보디이미드계 경화제를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 이소시아네이트기를 갖는 이소시아네이트계 경화제는 예를 들어 톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 변성 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 이소시아네이트, 사이클로헥산 디이소시아네이트, 3-이소시아네토메틸-3,5,5-트리메틸사이클로헥실 이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트, 노르보넨 디이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.
구체적으로, 상기 카보디이미드기를 갖는 카보디이미드계 경화제는 예를 들어 디시클로헥실 카보디이미드, 1-(3-디메틸아미노프로필)-3-에틸-카보디이미드 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 주제 100 중량부에 대하여 2 내지 20 중량부, 2 내지 15 중량부, 또는 3 내지 10 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 이소시아네이트계 경화제 및 상기 카보디이미드계 경화제는 주제 100 중량부에 대하여 각각 독립적으로, 1 내지 10 중량부의 양 및 1 내지 10 중량부의 양으로, 바람직하게는 각각 독립적으로 2 내지 5 중량부 및 2 내지 5 중량부의 양으로 함유될 수 있다. 상기 범위 미만으로 포함될 경우 가교가 충분히 일어나지 못하여 내스크래치성, 내마모성, 오염 방지성, 및 오염 제거성 등의 물성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 인조가죽 표면에 백화 현상이 발생하거나 또는 연성이 저하되므로 상기 범위 내로 혼합할 수 있다.
(7) 추가의 첨가제
본 발명의 표면 코팅용 조성물은 전술한 주제, 고분자량 폴리실록산 에멀젼 등 이외에도 추가의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 추가의 첨가제로는 소광제, 광택상승제, 농축제, 및 소포제 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 추가의 첨가제는 불소 함유 수분산성 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 0 내지 10 중량부, 예를 들어 2 내지 5 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 코팅성 및 물성이 양호해질 수 있다.
2. 인조가죽
본 발명에 따른 표면 코팅용 조성물은 각종 원단, 예를 들어 인조 가죽에 사용될 수 있다. 상기 인조 가죽은 자동차용 시트, 구체적으로 시트 커버로 사용되는 것일 수 있다. 이에, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명의 전술한 표면 코팅용 조성물로 형성된 표면 처리층을 포함하는 인조 가죽이 제공된다.
본 발명에 따른 인조 가죽은 통상의 구조를 가진 것일 수 있다. 예를 들어 상기 인조 가죽은 방적사를 포함하는 이면층, 발포층, 및 스킨층이 차례로 적층된 것일 수 있고, 상기 스킨층 상에 표면 처리층이 형성될 수 있다. 또한, 상기 스킨층 및 표면 처리층 상부에 엠보가 형성되어 있을 수 있다.
상기 이면층은 기계적 물성을 보조하고 인조가죽의 형태 유지 및 주름 방지 역할을 수행하는 것이다. 면, 레이온, 비단, 폴리올레핀(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등에 기초한 다양한 합성물의 직포, 부직포, 편직, 평직, 스펀본드 등의 가요성 중합체일 수 있으며, 선택적으로 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 더 포함할 수 있다.
상기 이면층은 두께가 0.4-0.7mm일 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 기계적 강도가 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 많이 소요될 수 있다.
상기 발포층은 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하는 것으로서 예를 들어 폴리염화비닐 수지, 가소제 및 발포제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 발포층은 폴리염화비닐 수지 이외에 이면층과의 접착성을 더 부여하기 위해 염화비닐 및 비닐 아세테이트의 공중합체를 상기 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 5-20중량부 또는 5-15중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 범위 내에서 이면층과의 박리강도가 우수한 효과가 있다. 또는, 본 발명의 발포층은 선택적으로 폴리염화비닐 수지에 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지, 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC) 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 염소화 폴리염화비닐(CPVC) 수지, 폴리비닐알콜(PVA)수지, 폴리비닐아세테이트(PVAc) 수지, 폴리비닐부티레이트(PVB) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지 및 폴리프로필렌(PP)수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함한 혼합수지 일 수 있다.
상기 발포층은 비중이 0.7-0.9, 또는 0.7-0.8일 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 내구성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 연성 및 쿠션감이 저하되므로 상기 범위 내의 비중일 수 있다. 또한, 상기 발포층은 두께가 0.4-0.8mm 또는 0.4-0.7mm일 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 쿠션감이 저하되며 상기 범위를 초과할 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 많이 소요될 수 있다.
상기 스킨층은 표면 평활도를 확보하고 색상을 구현하기 위한 것이다. 상기 스킨층은 통상적으로 폴리염화비닐 수지에 가스제 및 암료를 포함하여 제조될 수 있으며, 상기 폴리염화비닐 수지는 발포층에 사용되는 폴리염화 비닐 수지에 비해 중합도가 높은 것을 사용하는 것이 발포층이나 엠보층의 성형 단계 중에 스킨층이 터지는 것을 방지할 수 있어서 바람직하다.
상기 스킨층의 두께는 통상적으로 100 내지 300 μm 또는 120 내지 200 μm 일 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 표면 평활도 및 가공성이 저하됨과 아울러 색을 구현하기 위한 안료의 첨가량 증가로 재료비가 증가하고, 상기 범위를 초과할 경우 인조가죽의 쿠션감이 저하됨과 아울러 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 많이 소요될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 상기 스킨층 상에 적용되어 표면 처리층을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 표면 처리층은 상기 스킨층 상부에 본 발명에 따른 조성물을 도포 및 건조하여 형성될 수 있으며, 상기 도포 후 건조는 110-150℃ 또는 130-150℃에서 80-120초 동안 실시될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 수성 표면처리제이므로 상기 건조에 의해 수성 용매가 증발될 수 있다. 상기 온도 및 시간 범위 미만으로 건조할 경우 수성 용매가 증발하지 못해 남아 있어 미경화로 인해 인조가죽 표면에 백화현상이 발생하거나 또는 스퀵 지수와 동마찰 계수를 동시에 만족할 수 없고, 상기 온도 및 시간 범위를 초과하여 건조할 경우 내열성이 저하되어 변색이 될 수 있으므로 상기 온도 및 시간 범위 내에서 건조할 수 있다.
상기 표면 처리층의 두께는 4 내지 30 μm 일 수 있다. 상기 두께 범위로 유지함으로써 인조가죽의 유연성을 유지한 상태로 방오성과 슬립성을 동시에 확보할 수 있다. 두께가 상기 범위 미만일 경우 두께가 너무 얇아 내구성 및 내오염성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 수성 표면처리제 소요가 증가하여 재료비가 많이 소요될 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 표면 코팅용 조성물은 특히, 색차계 값 L* 이 60 이상인 고명도 원단, 심지어는 L* 이 70 내지 90인 고명도 원단의 표면에도 이염이 잘 일어나지 않을 뿐만 아니라 이염되더라도 용이하게 제거되는 특성이 있다. 이에, 본 발명의 조성물은 인조가죽으로서 색차계 값 L* 이 60 이상, 특히 L*이 70 내지 90인 고명도 인조가죽 원단으로 만들어진 인조가죽의 표면 코팅에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 표면 코팅용 조성물로 처리된 인조가죽은 ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 4 이하 또는 3 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 1 이하 또는 0.7 이하를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 표면 코팅용 조성물로 처리된 원단은 스?o 지수가 0.15 미만 또는 0.14 이하이다. 상기 스퀵 지수는 만능재료시험기(Universal Testing Machine)를 이용하여 인조가죽 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100 mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/ Fa으로 계산한 것이다. 또한, 상기 스퀵 지수란, 인조가죽과 인체, 즉 탑승자와의 마찰에 있어서 발생되는 소음의 수치인 것으로 본 발명의 인조가죽은 스퀵 지수가 0.15 미만, 또는 0.14 이하로 상기 범위를 만족함으로써, 소음이 적고 터치감이 부드럽다. 스퀵 지수가 상기 범위를 초과할 경우 노이즈(noise)가 심하고 진동을 동반하는 마찰 현상인 스틱 슬립(stick slip) 특성이 강하므로 상기 스퀵 지수는 상기 범위 내일 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
[제조예 1] 표면 코팅용 조성물의 제조
주제 총 중량을 기준으로 대략 15 중량%의 폴리우레탄을 불소화된 알킬 아크릴레이트 공중합체와 함께 물 대략 15 중량% 중에 분산시킨 주제 100 중량부를 고형분 함량이 대략 70%인 고분자량 폴리실록산 에멀젼 7.5 중량부, 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산 1 중량부, 아크릴 변성 폴리실록산 1 중량부, 및 왁스계의 비불소계 방오 첨가제로서 아크릴계 수지를 대략 18 중량% 함유하는 비불소계 방오 첨가제 2.5 중량부와 함께 혼합하여 혼합물을 만들었다. 이소시아네이트계 경화제 2.5 중량부 및 카보디이미드계 경화제 2.5 중량부는 코팅층을 형성하기 전에 첨가하였다.
[비교예 1]
주제로서 불소 함유 폴리우레탄이나 불소 함유 첨가제를 사용하지 않고 폴리우레탄을 함유한 주제 100 중량부를 폴리실록산 5 중량부 및 폴리이소시아네이트 5 중량부와 혼합하여 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
고분자량 폴리실록산 에멀젼을 10 중량부의 양으로 사용하고, 히드록시 말단 에테르 변성 실록산, 아크릴 변성 실록산, 비불소계 방오 첨가제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 제조예에서와 동일한 방식으로 조성물을 제조하였다.
[실험예 1] 방오성 및 오염 제거성 시험
(1) 시험 장비
ISO 26082 (Leather - Physical and mechanical test methods for the determination of soiling)에서 지정한 마틴데일형 시험기를 사용하였다 (하중 800 g, 왕복 속도 47.5 rpm, 패턴 모드 Pilling mode, 헤드 사이즈 Ф140±3 mm). 오염포는 TEST FABRICS 사의 STC EMPA 128/1 을 사용하였으며, 제조예와 비교예 1, 2의 표면 코팅용 조성물 각각으로 처리된 것을 사용하였다. 오염포 및 시험편의 크기는 140 ± 3 mm 였다.
(2) 방오성 시험
시험편과 Wool felt 를 Clamping ring 으로 고정하고, 상부에 데님 오염포와 Wool felt 를 고무링으로 고정시킨 후 1000회 오염시켰다. 오염 후 80℃ 에서 2시간 동아나 건조시킨 후 오염된 가장 자리에서 10 mm 안쪽 부분의 색차값을 3회 측정하여 평균 값으로 하였다. 측정 결과를 아래의 [표 1]에 나타내었다.
(3) 오염 제거성 시험
상기 (2) 방오성 시험의 시편을 백면포를 클리너로 충분히 적셔 약 50 g/cm2 (5 kPa) 의 압력이 가해지도록 부드럽게 문지르고 백면포를 교체하여 묻어나지 않을 때까지 반복하였다. 제거후 80℃에서 2 시간 동안 건조시킨 후 오염된 가장자리에서 10 mm 안쪽 부분의 색차값 (△E) 를 3회 측정하여 평균값으로 하였다. 측정 결과를 아래의 [표 1]에 나타내었다.
[실험예 2] 스?o(Squeak) 지수의 측정
제조예와 비교예 1, 2의 각 조성물로 처리한 인조가죽을 준비하였다. 만능재료시험기(Universal Testing Machine,)를 이용하여 인조가죽의 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하였고, △F/Fa으로 스퀵 지수를 계산하였다.
[표 1] 실험 결과
상기 [표 1] 로부터 본 발명에 따른 제조예의 표면 코팅용 조성물로 처리한 경우, 오염 제거 전 △E 이 2.5이고 (방오성 시험 결과), 오염 제거 후 △E 이 0.6 (오염 제거성 시험) 이고 스?o 지수가 0.13 으로서, 비교예 1, 2에 비해 현저히 우수한 방오성, 오염 제거성 (슬립성), 스?o 지수를 부여한다는 것을 알 수 있다.
또한, 데님 비교예 1의 표면 코팅용 조성물로 처리한 오염포와 본 발명에 따른 제조예의 표면 코팅용 조성물로 처리한 오염포의 오염 후 모습과 오염 제거 후 모습을 사진으로 찍어서 도 1에 나타내었다. 도 1로부터 본 발명에 따른 표면 코팅용 조성물을 사용한 오염포가 오염 후 및 오염 제거 후 모습이 더 깨끗한 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
Claims (19)
- ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 4 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 1 이하를 나타내고,
스?o 지수가 0.15 미만을 나타내고, 여기서 상기 스?o 지수는 만능재료시험기를 이용하여 인조가죽 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100 mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/ Fa으로 계산한 것인, 인조가죽. - 제1항에 있어서,
ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 3 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 0.7 이하를 나타내고, 스?o 지수가 0.14 이하인, 인조 가죽. - 제1항에 있어서,
색차계 값 L* 이 60 이상인 고명도 인조가죽 원단으로 만들어진, 인조가죽. - 제3항에 있어서,
색차계 값 L* 이 70 내지 90인 고명도 인조가죽 원단으로 만들어진, 인조가죽. - 제1항에 있어서,
자동차용 시트에 사용되는, 인조 가죽. - 제1항에 있어서,
표면 처리층을 포함하고,
상기 표면 처리층은 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하는 주제; 고형분 함량이 50 내지 80%인 고분자량 폴리실록산 에멀젼; 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산; 아크릴 변성 폴리실록산; 및 비불소계 방오 첨가제를 함유하는 표면 코팅용 조성물에 의해 형성된 것인, 인조 가죽. - 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하는 주제; 고형분 함량이 50 내지 80%인 고분자량 폴리실록산 에멀젼; 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산; 아크릴 변성 폴리실록산; 및 비불소계 방오 첨가제를 함유하는 표면 코팅용 조성물.
- 제7항에 있어서,
상기 주제는 불소 함유 폴리우레탄 또는 폴리우레탄을 주제 총 중량에 대해 5 내지 30 중량%의 양으로 수성 용매 중에 포함하는 것인, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 주제는 폴리우레탄과 불소 함유 첨가제를 함유하고, 상기 불소 함유 첨가제는 불소화된 알킬 아크릴레이트 또는 이의 공중합체인, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 고분자량 폴리실록산 에멀젼은 주제 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부의 양으로 함유되는, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산은 폴리디메틸실록산을 주쇄로 하고, 히드록시 말단기를 갖는 알킬렌옥시드 단위를 포함하는 것인, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 아크릴 변성 폴리실록산은 폴리실록산의 주쇄에 연결된 측쇄로서 아크릴계 단위를 포함하는, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 히드록시 말단기를 갖는 에테르 변성 폴리실록산 및 상기 아크릴 변성 폴리실록산은 상기 주제 100 중량부에 대하여 각각 독립적으로 0.5 내지 5 중량부의 양으로 함유되는, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 비불소계 방오 첨가제는 비불소계 방오제로서 아크릴계 수지를 비불소계 방오 첨가제 중에 10 내지 30 중량%로 함유하는, 표면 코팅용 조성물. - 제14항에 있어서,
상기 비불소계 방오 첨가제는 상기 주제 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부의 양으로 함유되는, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
이소시아네이트계 경화제 및 카보디이미드계 경화제를 추가로 함유하는, 표면 코팅용 조성물. - 제16항에 있어서,
상기 이소시아네이트계 경화제 및 상기 카보디이미드계 경화제는 주제 100 중량부에 대하여 각각 독립적으로, 1 내지 10 중량부의 양으로 함유되는, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
인조 가죽에 표면 코팅된 후 ISO 26082 시험에 의했을 때 오염 후 원단의 색차 △E 이 4 이하를 나타내고 오염 제거 후 원단의 색차 △E 이 1 이하를 나타내고,
스?o 지수가 0.15 미만을 나타내고, 여기서 상기 스?o 지수는 만능재료시험기(Universal Testing Machine)를 이용하여 인조가죽 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/ Fa으로 계산한 것인, 표면 코팅용 조성물. - 제7항에 있어서,
색차계 값 L* 이 60 이상인 고명도의 인조가죽에 사용되는, 표면 코팅용 조성물.
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