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KR20190118105A - 플라즈마로 표면 처리된 글라스비드를 포함하는 재귀반사 조성물, 재귀반사 원단 및 재귀반사 원단의 제조방법 - Google Patents

플라즈마로 표면 처리된 글라스비드를 포함하는 재귀반사 조성물, 재귀반사 원단 및 재귀반사 원단의 제조방법 Download PDF

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KR20190118105A
KR20190118105A KR1020180174139A KR20180174139A KR20190118105A KR 20190118105 A KR20190118105 A KR 20190118105A KR 1020180174139 A KR1020180174139 A KR 1020180174139A KR 20180174139 A KR20180174139 A KR 20180174139A KR 20190118105 A KR20190118105 A KR 20190118105A
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KR
South Korea
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retroreflective
plasma
glass beads
composition
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송경재
Original Assignee
송경재
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Publication date
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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용하여 표면처리된 글라스비드가 포함된 재귀반사 조성물 및 이를 이용한 재귀반사 원단에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 글라스비드를 플라즈마로 표면개질 처리함으로써, 원단과 재귀반사 조성물과의 부착력이 증가된 재귀반사 원단을 제공할 수 있다. 또한, 부착력 및 분산성의 증가로 인하여, 재귀반사 원단의 휘도가 향상되며, 세탁내구성 등의 물성을 향상시킬 수 있다.

Description

플라즈마로 표면 처리된 글라스비드를 포함하는 재귀반사 조성물, 재귀반사 원단 및 재귀반사 원단의 제조방법{REFLECTING COMPOSITION COMPRISING GLASSBEAD TREATED BY PLASMA, FABRICS HAVING RETROREFLECTING AND MANUFACTURING METHOD OF FABRICS HAVING REFLECTIVITY}
본 발명은 플라즈마를 이용한 표면처리된 글라스비드가 포함된 재귀반사 조성물 및 이를 이용한 재귀반사 원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원단인 섬유와 글라스비드와의 부착력 및 분산안정성이 증가되어 휘도 및 세탁내구성 등이 향상된 재귀반사 원단 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
저온(상온~150℃), 대기압 플라즈마와 관련한 많은 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 대기압 플라즈마를 구현하는 방법으로는 유전체 격막 방전(Dielectric Barrier Discharge), 코로나 방전(corona discharge), 마이크로웨이브 방전(microwave discharge), 아크방전(arc discharge) 등의 기술이 있다.
플라즈마 공정은 건식공정, 연속공정 및 간단한 가공공정의 특징을 가지고 있는데, 일반적인 섬유가공에서는 대량의 물과 증기를 사용하고, 또한 다량의 열에너지를 필요하기 때문에 현재는 섬유업계에서도 섬유의 친수화와 염색성 향상을 위하여 플라즈마 공정을 이용하고 있다.
종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1588210호에서는 발수효율과 생산성이 향상되는 대기압 플라즈마를 이용한 섬유의 발수가공 방법이 개시되어 있다.
한편, 안전작업복, 소방복, 안전물품, 스포츠 의류, 신발 또는 기타 장식용품 등에서는 특정 정보의 표식이나 디자인의 부각 등과 같이 시인성이 요구되는 부분에 대해 광반사 기능을 갖는 다양한 반사체를 이용하고 있다.
종래에는 광을 반사하는 반사체를 직접 옷에 부착시키거나, 발광도료를 도포하는 방법 등이 제안되었으며, 최근에는 글라스비드(glass bead) 또는 마이크로 프리즘(microprism)의 재귀반사 기능을 이용하는 방법이 제안되었다.
재귀반사는 빛이 어느 방향에서 어느 각도로 들어오더라도 광원의 방향으로 빛을 반사하기 때문에 야간이나 어두운 곳에서도 우수한 시인성을 나타낸다는 장점이 있다. 이에 따라 주로 굴곡이 심한 도로의 표지판이나 야간도로 작업표시판, 야간용 작업복, 안전복이나 소방복 등에 주로 이용되었다. 이중에서도 글라스비드는 재귀반사 특성과 함께 작업수월성이 우수하여 보다 다양하게 이용되고 있다.
종래기술로서, 미국특허 공개번호 제2016-0199876호에서는 열경화성수지 필러 미립자의 플라즈마 처리가 개시되어 있다. 상기 기술은 열경화성수지의 충전제로 글라스비드를 사용하고 열경화성수지와 함께 글라스비드를 플라즈마 활성화 공간에서 노출시켜서 열경화성수지 본체와 필러인 글라스비드 미립자를 가교결합 시키는 방법이 기재되어 있다. 또한 가교결합을 유동층(fluidized bed reactor)에서 적용하는 장치가 기재되어 있다.
종래기술로서, 대한민국 등록특허 제 10-1424912호에서는 재귀반사성이 우수한 고굴절률의 유리비드 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 상기 기술은 고굴절율의 TiO2, BaO, La2O 및 Bi2O3 조성물을 사용하여 압축 공기의 상향 분사와 하강과정을 포함하는 방법으로 제조되며, 1 내지 1000μm의 입경과 65% 이상의 가시광선 투과율 및 2.0 내지 2.5의 굴절률을 나타낸다고 기재되어 있다.
또한 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제 10-1406876호에서는 글라스비드나 마이크로프리즘을 이용한 반사층은 글라스비드나 마이크로프리즘을 수지계 접착제 바인더를 사용하여 부착하는 반사층 형성용 조성물을 개시하고 있다. 또한 대한민국 등록특허 제 10-1577008호에서는 핫멜트 패턴층 상면에 글라스비드를 전이시킨 후에 글라스비드층 상면에 메쉬원단을 합포시키는 다양한 패턴의 구현이 가능한 원단의 라미네이팅 방법이 개시되어 있다.
그러나 접착제 바인더를 사용하는 방법의 경우 재귀반사 특성을 극대화하기 위하여 바인더 양에 비해서 글래스비드 첨가량을 증가시키게 되고 이로 인하여 원단과 글라스비드 반사체와의 결합력이 저하되어 세탁시 글라스비드 탈락율이 50% 이상 발생되어 재귀반사 특성이 현저히 감소하는 문제점이 발생하였고, 글라스비드 첨가량을 줄이면 접착제 첨가량이 과량이 되어서 접착제 자체의 변색으로 휘도가 떨어지는 문제점이 발생하였다.
또한 열전사 방법의 경우 100℃ 이상의 고온에서의 열처리에 의해 실시되는데, 반사층이 형성되는 기재가 면, 나일론, 실크 또는 마일 경우 원단이 타거나 변색되는 등의 문제가 있었고, 글라스비드를 반사층을 형성하는 방법의 경우, 글라스비드나 마이크로프리즘의 높은 탈착률로 인한 낮은 가공성 때문에 후속의 염색 공정이나 패턴 형성 공정의 실시가 어렵고, 세탁내구성 등이 낮아지는 문제가 있다.
또한, 당업계에서는 패턴롤러를 사용하는 그라비아(gravure) 방식과 나이프를 사용하는 나이프코팅(knife coating) 방식 등이 있으나, 이와 같은 방식으로는 부분 도포 (Partially Painting)방식으로만 성형이 가능하고, 일부 그라비아 방식과 나이프코팅 빙식 등을 사용하여 전면도포 방식을 시도하고 있으나 낮은 휘도 물성으로 인하여 패션용 의류 등에 국한되어 적용하고 있는 실정이다.
따라서 최소한의 접착제 바인더 사용량으로도 원단섬유와 글라스비드와의 부착력을 증가시켜서 휘도, 세탁내구성, 드라이클리닝 내구성 및 마찰내구성 등의 물성을 향상시킬 수 있으며, 전면도포 방식으로 재귀반사 원단을 제조할 수 있는 요구가 지속되고 있다.
한편, 섬유업계에서는 원단섬유에 플라즈마를 사용하여 표면개질을 처리하고 있으며 글라스비드 또한 플라즈마를 사용하여 표면개질을 실시한 선행특허들은 공지되어 있으나, 원단섬유와 글라스비드 2종류 모두를 플라즈마를 사용하여 연속작업으로 표면 개질하는 재귀반사는 공지된 바 없다.
또한, 의복에 부분도포를 하면 낮에도 부분 도포한 부분의 비드 형상이 도포되지 않은 원단 부분과 구별되어 보이므로 의복 패션의 다양화가 어려우며 의복의 질감이 하드해지나, 전면도포를 하면 원단 본연의 질감 변형이 적고, 낮에는 비드 형상이 도포되지 않은 부분과 구분되어 보이지 않고, 야간이나 빛을 쏠 경우에만 비드 형상이 보이므로 의복 패션의 다양화가 가능해진다.
의복에 도포방식과 관련하여, 패턴롤라 동판을 사용하는 그라비아방식, 나이프를 사용하는 직접코팅방식 및 스프레이방식 등이 있다. 그라비아 코팅방식은 패턴롤라가 회전 및 압착하면서 원단 표면에 문양을 나타내므로 빠른 속도로 이동하는 1500 mm 넓이의 원단 전면을 균질하게 압착하는 데에는 구조적으로 한계가 있어서 연속적인 대량생산에는 부적절하다.
재귀반사 일부 업체에서 나이프 직접코팅 방식으로 제작하고 있으나 1회 세탁 후 글라스비드 유실율이 약 50 중량% 정도까지 발생하고 있어 이를 해결하기 위하여 많은 노력들을 하고 있는 실정이다.
본 발명은, 글라스비드의 표면이 플라즈마로 개질처리된 재귀반사 조성물을 제공함으로써 원단과의 부착력이 증가한 결과 세탁 후에도 글라스비드의 유실율이 감소하여 높은 휘도를 유지하고 원단의 세탁내구성 등을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 글라스비드 표면을 플라즈마로 개질 처리함으로 인해 개질된 글라스비드의 표면장력이 증가하고 젖음성(wettability)이 향상되어 바인더, 글라스비드, 용매 등의 혼합과정 중에 구성 성분들 간에 접촉각이 작아지게 되어 분산성이 향상되어 글라스비드가 재귀반사 조성물 내에 고르게 혼합된 결과 원단에 균일하게 도포될 수 있는 재귀반사조성물 및 그 재귀반사조성물이 도포된 원단을 제공함을 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 분산성이 향상된 글라스비드를 포함하는 재귀반사 조성물을 원단 전체에 도포함으로써 높은 휘도 뿐만 아니라 원단 전체에서 휘도가 균일하게 나타내도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 플라즈마로 표면처리된 글라스비드를 포함하는 재귀반사 조성물을 제공한다.
상기 글라스비드는 플라즈마 활성공간 속에서 활성화제로서 실란계 커플링제, 반응성 방전 가스, 압축공기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 활성화제를 사용하여 처리하는 것일 수 있다.
상기 글라스비드는 1.7 내지 2.5의 굴절율 및 98 % 이상의 투명도를 가질 수 있으며, 알루미늄 코팅이 된 것이거나, 안된 것일 수 있다. 상기 글라스비드는 30 내지 90㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형 입자로 이루어진 것일 수 있다.
상기 재귀반사 조성물은 바인더, 증점제 및 용매를 더 포함할 수 있으며, 상기 재귀반사 조성물은 분산제, 경화제, 경화촉진제, 자외선 흡수제, 황변역제제, 광확산제, 계면활성제, 대전방지제, 침전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 원단; 및 상기 원단 상에 도포되는 플라즈마로 표면 처리된 글라스비드가 함유된 재귀반사층을 포함하는 재귀반사 원단을 제공한다.
상기 원단은 플라즈마로 표면개질된 것일 수 있다.
상기 글라스비드는 1.7 내지 2.5의 굴절율 및 98 % 이상의 투명도를 갖는 것일 수 있으며, 알루미늄 코팅이 된 것이거나,안된 것일 수 있다.상기 글라스비드는 30 내지 90㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형 입자로 이루어진 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면은 글라스비드의 표면을 플라즈마로 개질하는 단계; 상기 개질된 글라스비드를 바인더와 혼합하여 재귀반사 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 재귀반사 조성물을 원단의 표면에 전면 도포하여 재귀반사층을 형성하는 단계를 포함하는 재귀반사 원단의 제조방법을 제공한다.
상기 원단은 플라즈마로 표면을 개질한 원단인 것일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 글라스비드를 플라즈마로 표면개질 처리함으로써 원단과 재귀반사 조성물과의 부착력이 증가하여 세탁 내구성 등이 향상된 재귀반사 원단을 제공할 수 있다.
또한, 글라스비드의 재귀반사조성물 내에서의 분산성 향상으로 인하여, 재귀반사 조성물을 원단 등에 전면 도포할 경우 높은 휘도를 발휘할 뿐만 아니라 원단 전체에서 휘도가 균일하게 나타나는 효과가 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사 조성물 및 이를 도포한 재귀반사 원단 제조 공정의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1에 의해 제조된 재귀반사 원단 및 비교예 4에 의해 제조된 재귀반사 원단의 미세구조를 나타내는 확대 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 일 형태에 따른 재귀반사 조성물은 플라즈마로 표면처리된 글라스비드를 포함한다.
상기 글라스비드는 커플링제(coupling agent)를 사용하여 전처리 후, 플라즈마로 표면처리된 것일 수 있다.
상기 글라스비드를 커플링제로 코팅하는 방법은 통상적으로 사용하고 있는 스프레이 분사 방식을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.
구체적으로 상기 커플링제는 원단에 도포되는 바인더와 글라스비드의 계면접착성을 향상시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 원단과 바인더 종류에 따라 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 커플링제는 글라스비드 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 사용될 수 있으나, 상기 커플링제의 사용량은 상기 커플링제 가격, 글라스비드의 재질, 평균 입경, 바인더 종류, 챔버 내의 반응성 가스 및 반응성 관능기(radical) 등을 고려하여 적절하게 변경하여 사용할 수 있으며, 상기 개시된 내용에 한정되지 않는다.
상기 커플링제의 사용량이 0.1 중량부 미만이면 접착력이 낮아질 우려가 있고, 사용량이 10 중량부 이상이면 글라스비드의 투명도 저하로 인하여 휘도가 감소할 수 있으며 원가 상승 요인이 되므로 바람직하지 않다.
상기 커플링제로는 실란계 커플링제, 티탄산염계 커플링제, 크롬계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 글라스비드는 1.7 내지 2.5의 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 글라스비드의 굴절율이 1.7 내지 2.5 범위내일 때, 반사체 내벽에서 초점이 형성되어 보다 높은 초점반사율을 나타내고, 이로 인하여 높은 재귀반사도를 구현할 수 있다. 그러나, 굴절율이 1.7 미만인 경우에는 초점반사율이 저하되고, 그 결과로 재귀반사도가 저하되어 바람직하지 않다.
상기 글라스비드는 98 % 이상의 광투과율(투명도)을 갖는 것이 바람직하며, 상기와 같은 광투과율을 통하여 광반사율이 증가하게 된다. 그러나, 광투과율이 98 % 미만인 경우에는 빛의 흡수량이 증가하게되어 재귀반사도가 낮아지게 될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 글라스비드의 굴절율과 광투과율은 글라스비드의 조성, 모양 또는 입경에 따라 결정되며, 상기의 특성은 기재에 대한 접착력 및 글라스비드 자체의 내구성에 영향을 미치는 점을 고려할 때, 상기 글라스비드는 구형의 형태를 갖는 것이 바람직하다.
상기 글라스비드는 30 내지 90 ㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형 입자로 이루어질 수 있다. 30 내지 90 ㎛의 평균입자 직경을 갖는 것이 우수한 굴절율을 나타내는 동시에 기재에 대한 유실도가 낮고, 외부의 물리적 화학적 자극에 대해 우수한 내구성을 나타낼 수 있어 바람직하다. 글라스비드의 평균입자 직경이 30 ㎛ 미만이면 굴절율이 낮아질 우려가 있고, 글라스비드의 평균입자 직경이 70 ㎛를 초과하면 코팅 작업성 및 기재에 대한 접착력이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 글라스비드는 상기한 평균입자 직경 범위 내에서 서로 다른 평균 입자 직경을 갖는 2종 이상의 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 글라스비드는 플라즈마로 표면처리 시, 플라즈마 활성공간 속에서 활성화제로서 커플링제, 반응성 방전 가스, 압축공기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 활성화제를 사용하여 처리하는 것이 바람직하다.
상기 글라스비드를 커플링제로 코팅하는 장소는 플라즈마 챔버 내에서 전처리한 후에 연속적으로 플라즈마 작업을 수행하거나 혹은 별도의 공간에서 전처리된 후에 플라즈마 작업을 수행할 수 있다.
상기 플라즈마 표면처리는 대기압의 상온 및/혹은 진공 상태에서 수행할 수 있으며, 다양한 형태의 플라즈마 방전장치를 사용하여 수행할 수 있다.
상기 플라즈마 활성공간은 플라즈마 장치에서 전극들 간에 교류 전압이 인가될 때에 발생하는 플라즈마 제트(plasma jet) 또는 빔 형상을 갖는 플라즈마 흐름을 지칭하는 것으로서, 대기압 상온 및/혹은 진공챔버 내의 활성공간 속에서 표면개질이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 반응성 방전가스는 질소, 아르곤, 산소, 수소, 헬륨, 플루오린 등을 사용할 수 있으나 특별히 한정되지 않으며, 표면처리된 글라스비드의 품질과 경제성 등을 고려하여 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 압축공기는 콤프레셔에서 발생하는 압축공기를 사용할 수 있으나 특별히 한정되지 않으며, 플라즈마 방전 성능과 플라즈마 활성공간의 냉각 성능을 발휘할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 재귀반사 조성물은 바인더, 분산제 및 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 원단 표면 위에 개질된 글라스비드를 결합시킬 수 있는 바인더 접착제로서, 폴리우레탄 또는 에폭시 등과 같은 계열의 바인더를 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예로서, 주제와 경화제가 혼합된 일액형 방식, 별도로 혼합해서 사용하는 이액형 방식, 열을 가해서 경화시키는 방식, 상온에서 자외선 혹은 습기경화되는 방식 및 무용제형 방식 등을 사용할 수 있으며, 주사슬의 반복 단위 중에 우레탄 결합(-NHCOO-)를 갖는 알코올과 이소시아네이트의 폴리우레탄 수지 계열, 비스페놀 A와 반응하는 에폭시와 아민의 범용 에폭시 수지 계열 및 변성 우레탄 수지 계열 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용매, 분산제는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 용매는 특별히 한정하지 않으나, 상기 재귀반사 조성물과 첨가제와의 혼합을 돕고, 재귀반사 조성물이 도포되는 과정에서 적절한 점도를 지닐 수 있고, 재귀반사 조성물의 물성에 방해가 되지 않는 것이라면 통상의 용매가 적용될 수 있으며, 바람직하게는 MEK(methyl ethyl ketone)을 이용할 수 있다.
상기 분산제는 소포제, 분산제, 레벨링제 등의 용도로 이용될 수 있는 실리콘일 수 있다.
상기 재귀반사 조성물은 일 실시예로서, 바인더인 폴리우레탄 조성물은 폴리우레탄 에멀젼, 유기 용매로서 메틸에틸케톤(MEK), 가교제 및 레벨링성을 좋게 하기 위하여 분산제로서, 실리콘을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 재귀반사 조성물을 증점제를 더 포함할 수 있다. 상기 증점제는 셀룰로오스계 증점제, 구체적으로 하이드록시프로필메틸 셀룰로옷(hydroxylpropylmethyl cellulos), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(hydroxyethylmethyl cellulos), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulos) 및 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulos) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 증점제는 글라스비드 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부로 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 글라스비드에 대한 증점제 함량이 지나치게 높을 경우 재귀반사 조성물의 점도가 높아져서 도포가 불량해지고, 반대로 너무 낮으면 재귀반사 조성물 점도가 묽어져서 글라스비드 상분리가 발생할 수 있다.
상기 재귀반사 조성물은 가교제, 경화제, 경화촉진제, 자외선 흡수제, 황변역제제, 광확산제, 계면활성제, 대전방지제, 침전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 재귀반사 원단은 원단; 및 상기 원단 상에 도포되는 플라즈마로 표면처리된 글라스비드가 함유된 재귀반사층을 포함하며, 상기 도포는 글라스비드가 원단 상에 전면도포(Whole Surface Spread Type)되는 것을 포함한다. 종래에 패턴롤러를 사용하는 나이프코팅(knife coating) 방식과 그라비아(gravure) 방식 등이 있으나, 이와 같은 방식으로는 부분 도포 방식으로만 성형이 가능하다. 그리고 일부에서는 롤 코팅(roll coating)방식을 사용하여 전면도포 방식을 시도하고는 있으나 이후 세탁 시 높은 비드의 유실률로 인한 낮은 휘도 물성으로 인하여 패션용 의류 등에 국한되어 적용하고 있는 실정이다.
상기 재귀반사층은 상술한 본 발명의 일 형태에 따른 재귀반사 조성물로 이루어질 수 있다.
상기 재귀반사층의 두께는 글라스비드의 최대 입자 직경 이상이며, 글라스비드 평균 입자 직경의 3배 이하인 것이 바람직하다. 글라스비드의 최대 입자 직경보다 작을 경우 도포 공정이 어렵고, 한편 글라스비드 평균 입자 작경의 3배를 초과할 경우, 굴절율 저하의 우려가 있다.
상기 원단은 특별히 한정되지 않으며, 섬유나 종이, 피혁, 또는 면, 마, 견, 모 등 천연직물 또는 편물, 나일론, 폴리우레탄, 폴리에스터, 레이온 등과의 합성 직물 또는 편물일 수도 있고, 나아가 위에 열거한 기재에 전사, 나염, UV프린팅, 솔벤프린팅, 수성프린팅, 옵셋인쇄 등이 된 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 면직물 원단(Denim) 또는 혼방직물 립스탑(ripstop)일 수 있으며, 상기 원단은 유연제로 처리된 원단일 수 있다.
상기 원단은 플라즈마로 표면개질된 것일 수 있다. 상기 원단의 플라즈마 처리는 원단 출하시 원단에 코팅된 유연제, 발수제, 난연제, 불소 화합물 또는 탄화수소-기재 처리재 등의 화학적 물질들에 대한 개질, 에칭 또는 스트리핑하는 것을 포함한다.
상기 플라즈마 처리는 대기압의 상온에서 수행할 수 있으며, 다양한 형태의 방전 장치를 사용하여 수행할 수 있으며, 유전체 장벽 코로나 방전 장치를 사용할 수 있다.
상기 플라즈마 장치는 방전 출력 2 내지 15 kW, 방전폭은 최대 2000 mm, 방전길이는 6 내지 15 mm 및 방전헤드는 1 내지 10 개를 갖는 것이 바람직 할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 방전폭은 원단의 크기에 좌우되며, 방전 길이는 본체 출력이 변경되면 변할 수 있으며 방전헤드는 생산성과 매우 밀접한 원단의 표면 개질 속도에 따라 수량이 조절되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 원단의 플라즈마 표면개질은 대기압 플라즈마 장치를 통하여 단위시간 (분) 당 5 내지 60 m 처리 속도로 표면처리하는 것이 바람직하다. 단위시간(분) 당 5 m 미만으로 즉, 방전처리 시간이 과하게 길어질 경우에는 생산속도가 저하되어 경제성이 없으며 원단 표면의 에칭 효과가 부분적으로 집중되어 표면에 구멍이 생겨 원단섬유 고유의 물성이 저하되고, 원단의 경사와 위사 사이의 공간에 스파크가 일어나 원단 조직이 손상될 우려가 있다. 단위시간(분) 60 m를 초과하는 경우 즉, 방전처리 시간이 너무 짧은 경우에는 원단의 표면 개질 효과가 나타나지 않는다.
원단을 플라즈마로 표면 개질함으로써, 화학적으로 강하게 결합할 수 있는 반응성 라디칼을 생성하고, 이로 인해 도포되는 바인더 량을 줄일 수 있다. 바인더 량의 감소는 원단의 촉감을 부드럽게 할 수 있을 뿐만 아니라 건조시간 단축 효과로 생산성 향상을 가져올 수 있다.
상기 재귀반사층에서, 글라스비드 함량은 재귀반사물품의 용도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 구체적으로 재귀반사용 글라스비드의 물리적 특성들 및 기재에 대한 접착력 등을 고려할 때 상기 재귀반사층에서 글라스비드가 20 내지 60 mg/m2 함량인 것이 바람직하며, 글라스비드의 함량이 20 ㎎/m2 미만일 경우, 글라스비드의 함량이 지나치게 낮아 충분한 반사효과를 얻기 어렵고, 반면 글라스비드의 함량이 60 ㎎/m2를 초과할 경우 글라스비드의 탈락율이 높아지고 제조원가가 상승되므로 바람직하지 않다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 형태에 따른 재귀반사 원단의 제조방법은 (a) 글라스비드의 표면을 플라즈마로 개질하는 플라즈마 표면처리단계(S100); (b) 상기 개질된 글라스비드를 바인더와 혼합하여 재귀반사 조성물을 제조하는 단계(S200); 및 (c) 상기 재귀반사 조성물을 원단의 표면에 도포하여 재귀반사층을 형성하는 단계(S300)를 포함하며, 상기 도포는 전면도포를 포함한다.
구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, (a) 단계(S100)는 글라스비드의 표면을 플라즈마 제트(plasma jet) 또는 빔 형상의 플라즈마 활성공간 속에서 커플링제 및/혹은 방전 가스 등을 사용하여 개질하는 단계를 포함한다.
(a) 단계(S100)에서, 상기 글라스비드는 실란커플링제로 전처리 후, 플라즈마로 표면처리된 것일 수 있다.
상기 글라스비드는 1.7 내지 2.5의 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 글라스비드의 굴절율이 1.7 내지 2.5 범위 내일 때, 반사체 내벽에서 초점이 형성되어 보다 높은 초점반사율을 나타내고, 이로 인하여 높은 재귀반사도를 구현할 수 있다. 그러나, 굴절율이 1.7 미만인 경우에는 초점반사율이 저하되고, 그 결과로 재귀반사도가 저하되어 바람직하지 않다.
상기 글라스비드는 98 % 이상의 광투과율(투명도)을 갖는 것이 바람직하며, 상기와 같은 광투과율을 통하여 광반사율이 증가하게 된다. 그러나, 광투과율이 98 % 미만인 경우에는 빛의 흡수량이 증가하게되어 재귀반사도가 낮아지게 될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기의 글라스비드의 굴절율과 광투과율은 글라스비드의 조성, 모양 또는 입경에 따라 결정되며, 상기의 특성은 기재에 대한 접착력 및 글라스비드 자체의 내구성에 영향을 미치는 점을 고려할 때, 상기 글라스비드는 구형의 형태를 갖는 것이 바람직하다.
상기 글라스비드는 30 내지 90 ㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형 입자로 이루어질 수 있다. 30 내지 90 ㎛의 평균입자 직경을 갖는 것이 우수한 굴절율을 나타내는 동시에 기재에 대한 유실도가 낮고, 외부의 물리적 화학적 자극에 대해 우수한 내구성을 나타낼 수 있어 바람직하다. 글라스비드의 평균입자 직경이 30 ㎛ 미만이면 굴절율이 낮아질 우려가 있고, 글라스비드의 평균입자 직경이 90 ㎛를 초과하면 코팅 작업성 및 기재에 대한 접착력이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 글라스비드로는 상기한 평균입자 직경 범위 내에서 서로 다른 평균 입자 직경을 갖는 2종 이상의 글라스비드와 혼합물이 사용될 수 있다.
(a) 단계(S100)에서의 플라즈마 표면처리는 대기압 상온 및/혹은 진공챔버 내의 활성공간 속에서 글라스비드의 표면개질이 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 플라즈마의 방전 특성은 직진성을 갖고 있으나 글라스비드는 구형 형태이기 때문에 플라즈마를 조사받을 수 있는 면적이 원단에 비해서 상대적으로 매우 적고, 조사량도 불균일하게 분포되므로, 밀폐된 플라즈마 챔버 내의 방전 활성공간 속에서 플라즈마를 조사하는 방법이 바람직할 수 있다.
(a) 단계(S100)에서의 글라스비드의 플라즈마 처리는, 후술할 분산제, 계면활성제 등이 혼합과정 중에 글라스입자에 흡착되면 글라스비드와 바인더 및 용매 등의 분산 매질이 만드는 접촉각을 변화시킬 수 있다, 접촉각이 커지면 글라스비드가 분산 매질로부터 응집하거나 매질의 표면에 떠오르게 할 수 있는 반면, 접촉각이 작아지게 되면 분산안정성이 증가시킬 수 있다.
(a) 단계(S100)에서, 상기의 플라즈마 조사 시간은 1 내지 10 분을 조사하는 것이 바람직하다. 1 분(min) 미만으로 처리하는 경우에는 글라스비드의 표면 개질 상태가 불충분 할 수 있으며, 10 분(min)을 초과하여 처리할 경우에는 경제성 면에서 불리할 수 있다.
(a) 단계(S100)에서, 글라스비드의 표면처리 시, 상기 글라스비드는 플라즈마 활성공간 속에서 활성화제로서 커플링제, 반응성 방전 가스, 압축공기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 활성화제를 사용하여 처리하는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 표면처리는 대기압의 상온 및/혹은 진공 상태에서 수행할 수 있으며, 공지된 다양한 형태의 플라즈마 방전장치를 사용하여 수행할 수 있다.
상기 플라즈마 활성공간은 플라즈마 장치에서 전극들 간에 교류 전압이 인가될 때에 발생하는 플라즈마 제트(plasma jet) 또는 빔 형상을 갖는 플라즈마 흐름을 지칭하는 것으로서, 대기압 상온 및/혹은 진공챔버 내의 활성공간 속에서 표면개질이 이루어 지는 것이 바람직하다.
상기 커플링제는 특별히 한정되지 않으며, 글라스비드의 재질 및 코팅 유무 등에 따라 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 커플링제는 글라스비드 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 사용될 수 있으나 상기 커플링제의 사용량은 상기 글라스비드의 접착력, 평균 입경, 그리고 챔버 내의 반응성 가스 및 반응성 관능기(radical) 등을 고려하여 적절하게 변경하여 사용할 수 있으며, 상기 개시된 내용에 한정되지 않는다.
상기 커플링제로는 실란계 커플링제, 티탄산염계 커플링제, 크롬계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기의 반응성 방전가스는 질소, 아르곤, 산소, 수소, 헬륨, 플루오린 등을 사용할 수 있으나 특별히 한정되지 않으며, 표면처리된 글라스비드의 품질과 경제성 등을 고려하여 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기의 압축공기는 콤프레셔에서 발생하는 압축공기를 사용할 수 있으나 특별히 한정되지 않으며, 플라즈마 방전 성능과 플라즈마 활성공간의 냉각 성능을 발휘할 수 있는 것이 바람직하다.
(b) 단계(S200)는 상기 개질된 글라스비드를 바인더와 혼합하여 재귀반사 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
보다 상세하게, (b) 단계(S200)는 (a) 단계(S100)에서 개질된 글라스비드를 바인더, 증점제 및 용매가 혼합되어 있는 재귀반사 조성물 호퍼로 이동시켜서 재귀반사 조성물을 형성하는 단계로, 재귀반사 조성물의 점탄성(viscoelasticity) 및 글라스비드의 자가정렬(self alignment) 특성 등을 활용하여 분산안정성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이를 위해서 교반기, 초음파, 진공 탈포기 및 정량토출기(dispenser) 등을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 재귀반사 조성물은 바인더, 분산제 및 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 원단 표면 위에 개질된 글라스비드를 결합시킬 수 있는 바인더 접착제로서, 폴리우레탄 또는 에폭시 등과 같은 계열의 바인더를 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예로서, 주제와 경화제가 혼합된 일액형 방식, 별도로 혼합해서 사용하는 이액형 방식, 열을 가해서 경화시키는 방식, 상온에서 자외선 혹은 습기경화되는 방식 및 무용제형 방식 등을 사용할 수 있으며, 주사슬의 반복 단위 중에 우레탄 결합(-NHCOO-)를 갖는 알코올과 이소시아네이트의 폴리우레탄 수지 계열, 비스페놀 A와 반응하는 에폭시와 아민의 범용 에폭시 수지 계열 및 변성 우레탄 수지 계열 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용매, 분산제는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 용매는 특별히 한정하지 않으나, 상기 재귀반사 조성물과 첨가제와의 혼합을 돕고, 재귀반사 조성물이 도포되는 과정에서 적절한 점도를 지닐 수 있고, 재귀반사 조성물의 물성에 방해가 되지 않는 것이라면 통상의 용매가 적용될 수 있으며, 바람직하게는 MEK(methyl ethyl ketone)을 이용할 수 있다.
상기 분산제는 소포제, 분산제, 레벨링제 등의 용도로 이용될 수 있는 실리콘일 수 있다.
상기 재귀반사 조성물은 일 실시예로서, 바인더인 폴리우레탄 조성물은 폴리우레탄 에멀젼, 유기 용매로서 메틸에틸케톤(MEK), 가교제 및 레벨링성을 좋게 하기 위하여 분산제로서, 실리콘을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 재귀반사 조성물을 증점제를 더 포함할 수 있다. 상기 증점제는 셀룰로오스계 증점제, 구체적으로 하이드록시프로필메틸 셀룰로옷(hydroxylpropylmethyl cellulos), 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스(hydroxyethylmethyl cellulos), 에틸하이드록시에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethyl cellulos) 및 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulos) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 증점제는 글라스비드 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부로 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 글라스비드에 대한 증점제 함량이 지나치게 높을 경우 재귀반사 조성물의 점도가 높아져서 도포가 불량해지고, 반대로 너무 낮으면 재귀반사 조성물 점도가 묽어져서 글라스비드 상분리가 발생할 수 있다.
상기 재귀반사 조성물은 가교제, 경화제, 경화촉진제, 자외선 흡수제, 황변역제제, 광확산제, 계면활성제, 대전방지제, 침전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
(c) 단계(S300)는 상기 재귀반사 조성물을 원단의 표면에 전면도포한 후에 건조시켜서 재귀반사층을 형성하는 단계이다.
(c) 단계(S300)에서 형성되는 재귀반사층에서, 재귀반사 조성물의 도포 공정은 자동적으로 도포량을 균질하게 분출할 수 있는 정량토출장치(dispensor) 등을 이용하여 수행할 수 있으며, 구체적으로는 나이프코팅(knife coating), 롤 코팅(roll coating), 스프레이(spray), 코팅 리버스(reverse), 그라비아(gravure), 콤마코터(comma coater), 바코팅 등과 같은 도포 방식으로 도포될 수 있다.
상기 원단은 특별히 한정되지 않으며, 섬유나 종이, 피혁, 또는 면, 마, 견, 모 등 천연직물 또는 편물, 나일론, 폴리우레탄, 폴리에스터, 레이온 등과의 합성 직물 또는 편물일 수도 있고, 나아가 위에 열거한 기재에 전사, 나염, UV프린팅, 솔벤프린팅, 수성프린팅, 옵셋인쇄 등이 된 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 면직물 원단(Denim) 또는 혼방직물 립스탑(ripstop)일 수 있으며, 상기 원단은 유연제로 처리된 원단일 수 있다.
상기 원단은 플라즈마로 표면개질된 것일 수 있다. 상기 원단의 플라즈마 처리는 원단 출하시 원단에 코팅된 유연제, 발수제, 난연제, 불소 화합물 또는 탄화수소-기재 처리재 등의 화학적 물질들에 대한 개질, 에칭 또는 스트리핑하는 것을 포함한다.
상기 플라즈마 처리는 대기압의 상온에서 수행할 수 있으며, 다양한 형태의 방전 장치를 사용하여 수행할 수 있으며, 유전체 장벽 코로나 방전 장치를 사용할 수 있다.
상기 플라즈마 장치는 방전 출력 2 내지 15 kW, 방전폭은 최대 2000 mm, 방전길이는 6 내지 15 mm 및 방전헤드는 1 내지 10 개를 갖는 것이 바람직 할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 방전폭은 원단의 크기에 좌우되며, 방전 길이는 본체 출력이 변경되면 변할 수 있으며 방전헤드는 생산성과 매우 밀접한 원단의 표면 개질 속도에 따라 수량이 조절되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 원단의 플라즈마 표면개질은 대기압 플라즈마 장치를 통하여 단위시간 (분) 당 5 내지 60 m 처리 속도로 표면처리하는 것이 바람직하다. 단위시간(분) 당 5 m 미만으로 즉, 방전처리 시간이 과하게 길어질 경우에는 생산속도가 저하되어 경제성이 없으며 원단 표면의 에칭 효과가 부분적으로 집중되어 표면에 구멍이 생겨 원단섬유 고유의 물성이 저하되고, 원단의 경사와 위사 사이의 공간에 스파크가 일어나 원단 조직이 손상될 우려가 있다. 단위시간(분) 60 m를 초과하는 경우 즉, 방전처리 시간이 너무 짧은 경우에는 원단의 표면 개질 효과가 나타나지 않는다.
원단을 플라즈마로 표면 개질함으로써, 화학적으로 강하게 결합할 수 있는 반응성 라디칼을 생성하고, 이로 인해 도포되는 바인더 량을 줄일 수 있다. 바인더 량의 감소는 원단의 촉감을 부드럽게 할 수 있을 뿐만 아니라 건조시간 단축 효과로 생산성 향상을 가져올 수 있다.
상기 재귀반사층의 두께는 글라스비드의 최대 입자 직경 이상이며, 글라스비드 평균 입자 직경의 3배 이하인 것이 바람직하다. 글라스비드의 최대 입자 직경보다 작을 경우 도포 공정이 어렵고, 한편 글라스비드 평균 입자 작경의 3배를 초과할 경우, 굴절율 저하의 우려가 있다.
(c) 단계(S300)에서 형성되는 재귀반사층에서, 재귀반사 조성물 내의 글라스비드 함량은 재귀반사물품의 용도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 구체적으로 상기한 재귀반사용 글라스비드의 물리적 특성들 및 기재에 대한 접착력 등을 고려할 때 상기 재귀반사 조성물은 글라스비드가 20 내지 60 mg/m2의 함량으로 도포하는 것이 바람직하며, 글라스비드의 함량이 20 ㎎/m2만일 경우, 글라스비드의 함량이 지나치게 낮아 충분한 반사효과를 얻기 어렵고, 반면 글라스비드의 함량이 60 ㎎/m2를 초과할 경우 글라스비드의 탈락율이 높아져 바람직하지 않다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1.
굴절율이 1.93이며, 비중이 2.6인 투명한 구형 형상으로, 평균 직경이 40 ㎛인 글라스비드를 준비한다.
준비된 글라스비드를 실란커플링제로 전처리 후, 전처리된 글라스비드의 표면을 플라즈마로 개질시킨다. 이후, 열경화성 폴리우레탄 바인더 35 kg, 실리콘 분산제 0.35 kg, 용매로서 MEK(methyl ethyl ketone) 20 kg 및 상기의 표면이 개질된 글라스비드 30 kg을 혼합하여, 재귀반사 조성물을 제조하였다.
상기의 글라스비드 플라즈마 개질조건은 콤프레셔 압축공기를 방전가스로 사용하고 방전출력 800 와트(W), 방전길이 10 ㎜ 용량의 방전헤드 내부(직경 80 ㎜)를 관통하면서 1 시간당 30 kg 생산속도로 개질하였다.
재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제가 처리된 면직물 폭 150 ㎝ 크기의 원단(Denim)을 준비하고, 원단의 표면을 플라즈마로 개질하였다. 원단 표면의 플라즈마 처리 조건은 압축공기를 방전가스로 사용하고 방전출력 400 와트(W), 방전폭 1,500 ㎜, 방전길이 3 ㎜ 용량의 방전헤드 2개를 사용하여 초당 160 ㎜ 생산속도로 개질하였다.
미리 준비된 재귀반사 조성물을 플라즈로마 표면이 개질된 원단에 분당 20m 생산속도로 도포하여 막을 형성한 후, 100℃가 유지되는 열풍식 건조 챔버를 통과시켜서 재귀반사 원단을 제조하였다.
실시예 2.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리하지 않은 면직물 원단(Denim)을 준비하여, 플라즈마를 통하여 원단의 표면을 개질하였다.
실시예 3.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리하지 않은 혼방직물 립스탑(ripstop)(C/P 직물로서 면 60%에 폴리에스테르가 40가 혼합되어 있음)을 준비하여, 플라즈마를 통하여 원단의 표면을 개질하였다.
실시예 4.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리된 면직물 원단(Denim)의 표면을 개질하지 않았다.
실시예 5.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리하지 않은 면직물 원단(Denim)의 표면을 개질하지 않았다.
실시예 6.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리하지 않은 혼방직물 립스탑(ripstop)(C/P 직물로서 면 60%에 폴리에스테르가 40가 혼합되어 있음)의 표면을 개질하지 않았다.
비교예 1.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제가 처리된 면직물 원단(Denim)을 준비하고, 원단의 표면을 플라즈마로 개질하였으며, 글라스비드의 표면을 개질하지 않았다.
비교예 2.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리하지 않은 면직물 원단(Denim)을 준비하고, 원단의 표면을 플라즈마로 개질하였으며, 글라스비드의 표면을 개질하지 않았다.
비교예 3.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 재귀반사 조성물이 도포될 원단으로서, 유연제 처리하지 않은 혼방직물 립스탑(ripstop)(C/P 직물로서 면 60%에 폴리에스테르가 40가 혼합되어 있음)을 준비하고, 원단의 표면을 플라즈마로 개질하였으며, 글라스비드의 표면을 개질하지 않았다.
비교예 4.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 준비된 원단과 글라스비드 모두 표면을 개질하지 않았다.
비교예 5.
상기 실시예 2과 동일하게 실시하되, 준비된 원단과 글라스비드 모두 표면을 개질하지 않았다.
비교예 6.
상기 실시예 3과 동일하게 실시하되, 준비된 원단과 글라스비드 모두 표면을 개질하지 않았다.
상기의 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 6에서 제조된 재귀반사 원단에 대하여 하기 표 1에 정리하였다.
원단 종류 유연제 사용 여부 원단 표면개질 여부 글라스비드 표면개질 여부
실시예 1 면직물 원단(Denim) 사용 표면개질 표면개질
실시예 2 면직물 원단(Denim) 미사용 표면개질 표면개질
실시예 3 혼방직물 립스탑(ripstop) 미사용 표면개질 표면개질
실시예 4 면직물 원단(Denim) 사용 표면개질하지 않음 표면개질
실시예 5 면직물 원단(Denim) 미사용 표면개질하지 않음 표면개질
실시예 6 혼방직물 립스탑(ripstop) 미사용 표면개질하지 않음 표면개질
비교예 1 면직물 원단(Denim) 사용 표면개질 표면개질하지 않음
비교예 2 면직물 원단(Denim) 미사용 표면개질 표면개질하지 않음
비교예 3 혼방직물 립스탑(ripstop) 미사용 표면개질 표면개질하지 않음
비교예 4 면직물 원단(Denim) 사용 표면개질하지 않음 표면개질하지 않음
비교예 5 면직물 원단(Denim) 미사용 표면개질하지 않음 표면개질하지 않음
비교예 6 혼방직물 립스탑(ripstop) 미사용 표면개질하지 않음 표면개질하지 않음
실험예1.
상기 실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 내지 비교예 6에서 제조된 재귀반사 원단을 300mm ×300 mm 정사각형 크기로 잘라 준비한 원단 시편에 대해 세탁내구성, 즉 상기 재귀반사 원단의 세탁 전후의 휘도 및 글라스비드의 유실로 인한 그 값의 변화를 시험하였다.
세탁내구성 평가는 gamma scientific회사의 model No.920, serial No.RT1595 기기를 이용하여 측정되었다. 기존에는 원단의 휘도를 측정하는 기기가 없었는바 단순히 후레쉬 불빛에 의해 육안으로 좋음, 보통, 미흡으로 휘도 측정이 이뤄져 왔었다. 그러나 휘도 측정과 관련해 최근 미국 VF 사(VF CORP)와 국내 이노텐사(INNO 10 CORP)가 세계 최초로 상기 기기를 이용한 휘도 측정법을 도입하여 미국 내의 산업안전용 작업복의 휘도 기준(6-8 cd/㎡/ix)을 정립하였고 현재 전 세계적으로 산업안전용 작업복의 휘도 기준으로 인정되고 있다. 상기 휘도 측정법에 의해 실시예 및 비교예에 의해 제조된 원단의 휘도 및 3회 세탁 후에 휘도의 변화(세탁내구성)를 측정하여 숫자로 표시할 수 있었고 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.
휘도 값 [cd/㎡/ix]
세탁전 세탁후
실시예 1 7.6 7.0
실시예 2 7.9 7.4
실시예 3 11.1 10.3
실시예 4 7.0 6.5
실시예 5 7.6 6.7
실시예 6 11.0 10.0
비교예 1 6.6 5.9
비교예 2 6.5 5.9
비교예 3 8.7 8.2
비교예 4 5.7 5.4
비교예 5 6.3 5.6
비교예 6 8.7 7.4
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 따른 글라스비드를 표면 개질처리한 실시예 1 내지 6에서 제조된 재귀반사 원단의 경우, 글라스비드의 표면처리 하지 않은 비교예 1 내지 6에서 제조된 재귀반사 원단에 비하여 개선된 효과를 보였다.
유연제가 처리된 면직물 원단을 이용하여 원단과 글라스비드 모두 표면개질 처리하지 않은 비교예 4와 대비하여, 원단과 글라스비드 모두 플라즈마로 표면 개질한 실시예 1에서는 32 % 증가된 휘도 값을 발휘하였다.
또한, 유연제 처리하지 않은 면직물 원단과 글라스비드 모두 표면개질 처리하지 않은 비교예 5와 대비하여, 원단과 글라스비드 모두 플라즈마로 표면개질한 실시예 2의 경우에서는 25 % 증가된 휘도 값을 발휘하였다.
또한, 유연제가 처리되지 않은 혼방직물 원단과 글라스비드 모두 표면개질 처리하지 않은 비교예 6과 대비하여, 원단과 글라스비드 모두 플라즈마로 표면개질한 실시예 3의 경우에서는 28 % 증가된 휘도 값을 발휘하였다.
통상적으로 당업계에서는 유연제가 처리된 원단의 경우, 바인더와의 결합력이 약해 상용성이 취약하므로 별도의 상용화제나 커플링에이전트와 같은 첨가제를 사용하여 바인더의 결합력이 저하되는 것을 방지하고 있다. 그러나 본 발명에서는 원단 표면에 플라즈마 처리를 함으로써 원던과 바인더와의 결합력이 증가하고 또한 플라즈마로 표면 개질 처리된 글라스비드의 표면장력 증가로 인하여 바인더와 글라스비드의 결합력이 증가하는 것으로 사료된다.
실험예2.
상기 실시예 1, 비교예 4에서 제조된 재귀반사 원단을 300mm ×300 mm 정사각형 크기로 잘라 준비한 원단 시편에 대해 현미경을 사용하여 240 배로 확대하여 미세구조를 관찰하였다. 미세구조 결과를 도 2에 도시하였다.
도 2에 우측에 그림은 실시예 1의 재귀반사 원단의 미세구조 모습이고, 좌측에 그림은 비교예 4의 재귀반사 원단의 미세구조 모습이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 따른 글라스비드를 표면 개질 처리한 실시예 에서 제조된 재귀반사 원단의 경우, 글라스비드를 표면 개질처리 하지 않은 비교예 에서 제조된 재귀반사 원단에 비하여 글라스비드의 분산성이 개선된 효과를 보였다.
이러한 현상은 플라즈마로 개질된 글라스비드의 표면장력이 증가하여 바인더와의 혼합과정에서 분산성이 개선되었고, 이는 결국 원하는 휘도를 나타내기 위해 필요한 글라스비드의 량을 줄이면서 동시에 첨가되는 바인더의 양도 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 플라즈마로 표면처리된 글라스비드를 포함하는 재귀반사 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 글라스비드는 플라즈마 활성공간 속에서 활성화제로서 반응성 방전 가스, 압축공기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 활성화제를 사용하여 처리된 것을 특징으로 하는 재귀반사 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 글라스비드는 1.7 내지 2.5의 굴절율 및 98 % 이상의 투명도를 갖는 것을 특징으로 하는 재귀반사 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 글라스비드는 30 내지 90㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 재귀반사 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 재귀반사 조성물은 바인더, 증점제 및 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀반사 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 재귀반사 조성물은 분산제, 경화제, 경화촉진제, 자외선 흡수제, 황변역제제, 광확산제, 계면활성제, 대전방지제, 침전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀반사 조성물.
  7. 원단; 및
    상기 원단 상에 도포되는 플라즈마로 표면 처리된 글라스비드가 함유된 재귀반사층을 포함하는 재귀반사 원단.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 원단은 플라즈마로 표면개질된 것을 특징으로 하는 재귀반사 원단.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 글라스비드는 1.7 내지 2.5의 굴절율 및 98 % 이상의 투명도를 갖는 것을 특징으로 하는 재귀반사 원단.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 글라스비드는 30 내지 90㎛의 평균입자 직경을 갖는 구형 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 재귀반사 원단.
  11. 글라스비드의 표면을 플라즈마로 개질하는 단계;
    상기 개질된 글라스비드를 바인더와 혼합하여 재귀반사 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 재귀반사 조성물을 원단의 표면에 도포하여 재귀반사층을 형성하는 단계를 포함하는 재귀반사 원단의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 원단은 플라즈마로 표면을 개질한 원단인 것을 특징으로 하는 재귀반사 원단의 제조방법.
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