KR100909034B1 - 김서림 방지용 원단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김서림 방지용 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이산화티탄, 불소계 코팅제, 알콜, 아크릴산 에스테르, 스틸렌 모노머, 무기질 화합물 및 물을 포함하여 이루어지는 김서림 방지용 조성물을 원단에 처리함으로써, 김서림 방지효과가 우수함과 동시에, 방오성 및 내구성이 우수하고, 잔유이온의 용출이 적으며, 닦임성이 매우 우수하고, 내세탁성 또한 우수하여 세탁 후에도 그 효과가 유지되도록 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 사용되는 김서림 방지용 조성물은, 이산화티탄 0.5∼5중량%, 불소계 코팅제 6∼20중량%, 알콜 17∼45중량%, 아크릴산 에스테르 6∼20중량%, 스틸렌 모노머 2∼10중량%, 무기질 화합물 0.5∼5중량% 및 물 40∼68중량%를 포함하여 이루어지며, 이와 같은 상기 조성물 3중량%에 물 97중량%를 혼합하고, 상기 혼합된 혼합액에 원단을 침지시킨 후, 원단을 건져내 물기를 제거시킨 것을 특징으로 한다.

김서림, 원단, 이산화티탄, 불소계 코팅제, 아크릴산 에스테르

Description

김서림 방지용 원단{Cloth for Antifogging}

본 발명은 이산화티탄, 불소계 코팅제, 알콜, 아크릴산 에스테르, 스틸렌 모노머, 무기질 화합물 및 물을 포함하여 이루어지는 김서림 방지용 조성물로 처리한 김서림 방지용 원단에 관한 것이다.

자동차 유리, 창유리, 안경 유리 등과 같은 유리 표면의 김서림(흐림)현상은 유리의 표면 특성, 유리면 내외부의 습도 및 온도차, 유리면에 부착되는 각종 오염물 등의 복합적인 요인으로 인해 발생되는 부착(접착) 습윤(adhesional wetting)의 결과로서 나타나는 현상이고, 이에 대한 김서림(흐림) 방지의 가능성은 확장 습윤(spreading wetting)에 의해 달성될 수 있는 것으로 알려져 있다.

유리 표면에서 발생되는 김서림(흐림) 발생은, 유리 표면 내외의 온도차에 의해 공기중의 수분이 순간적으로 응결되어 액적상으로 유리면에 부착되며, 이들 액적의 미세한 입자들은 그들 사이에 작용하는 정전기적 반발력에 의하여 유리 표 면에 규칙적으로 배열하게 되는데, 이를 김서림(흐림) 현상이라 한다.

김서림(흐림)은 일반적으로 부착(접착) 습윤의 상태로 존재하게 되는데, 이를 해소하기 위해서는 확장습윤(spreading wetting)으로 이행시킬 필요가 있다.

즉, 유리 표면의 특성상 물에 대한 표면 장력이 낮은 조성물을 유리 표면에 도포하면 확장습윤 작용이 이루어져 상기 부착습윤에 기인하는 김서림(흐림) 현상이 방지됨으로써, 응시자의 시계를 확보할 수 있게 되는 것이다.

종래의 김서림(흐림) 방지제는, 사용 방법에 따라, 용기로부터 천에 묻혀서 도찰하는 방식, 수동 스프레이식, 에어졸식 등으로 분류할 수 있고, 성분 및 제형에 따르면, 비누 및 계면활성제를 중심으로 한 거품상태 타입과 알코올 및 글리콜류를 주체로 한 액상 타입으로 분류할 수 있다.

비누 및 계면활성제를 주성분으로 하는 종래의 김서림 방지제는, 유효성분이 씻겨져 나감으로 인해 김서림(흐림) 방지성능이 장기간 지속되지 않는 경향이 있으므로, 겨울철이나 장마철의 차량 운행시에 운전자의 시야를 지속적으로 확보하기에 미흡한 점이 있었다.

또한, 알코올류 및 글리콜류를 주성분으로 하는 종래의 김서림 방지제는 김서림(흐림) 방지성능 자체는 계면활성제를 주성분으로 하는 상기 제품보다 오래 지속될 수 있으나, 김서림(흐림) 현상이 해소된 후에는 건조시에 글리콜류가 유리면에 잔존하여 유리면에 얼룩이 발생됨으로써, 난반사 현상 등이 나타나게 되어 미관 상 양호하지 않을 뿐만 아니라, 특히 운전자의 시야를 방해하는 단점이 있었다.

더욱이, 상기한 김서림 방지제들은 방지제를 스프레이한 후, 별도의 천으로 스프레이된 면을 닦아주어야 하는 사용상의 불편함이 있었다.

상기 사용상의 불편함을 해소하기 위하여, 선출원된 국내 특허출원 제10-1997-0045570호에서는 가공된 면포 양면에 기모(起毛)형성시키는 제1공정과, 기모공정후 면포에 방습제를 침지시키는 제2공정과, 방습제에 침지된 면포를 탈수시키는 제3공정과, 탈수된 면포를 90-130℃의 열풍으로 건조시키는 제4공정과, 건조된 면포를 일정크기로 제단하는 제5공정과, 제단된 김서림 방지천을 포장하는 제5공정으로 되므로, 운전하기 전에 자동차의 유리 내측면을 한차례 닦아 주면, 운전도중 실내와 외부의 기온차가 심하거나 비가 내려도, 유리 내측면에 김이 서리지 않게 되어 유리 내면을 반복적으로 닦거나 히터, 에어컨 콘트롤러를 반복적으로 조작할 필요가 없게 되어, 쾌적한 환경에서 집중하여 운전할 수 있도록 하였으나, 파티클이 많아 시야가 좋지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 김서림 방지제품이 갖는 제반문제점을 해소하기 위한 것으로, 이산화티탄, 불소계 코팅제, 알콜, 아크릴산 에스테르, 스틸렌 모노머, 무기질 화합물 및 물을 포함하여 이루어지는 김서림 방지용 조성물로 처리한 원단을 제공함으로써, 김서림 방지효과가 우수함과 동시에, 방오성 및 내구성이 우수하고, 잔유이온의 용출이 적으며, 닦임성이 매우 우수하고, 내세탁성 또한 우수하여 세탁 후에도 그 효과가 유지되도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 사용되는 김서림 방지용 조성물은, 이산화티탄 0.5∼5중량%, 불소계 코팅제 6∼20중량%, 알콜 17∼45중량%, 아크릴산 에스테르 6∼20중량%, 스틸렌 모노머 2∼10중량%, 무기질 화합물 0.5∼5중량% 및 물 40∼68중량%를 포함하여 이루어지며, 이와 같은 상기 조성물 3중량%에 물 97중량%를 혼합하고, 상기 혼합된 혼합액에 원단을 침지시킨 후, 원단을 건져내 물기를 제거하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 김서림 방지용 원단에 의하면, 김서림방지 효과가 우수할 뿐만 아니라, 방오성, 내구성, 흡수성 또한 우수하여 가정, 차량 뿐만 아니라 반도체 제조 등의 산업분야에 까지 그 사용범위를 확대할 수 있는 유용한 효과를 제공한다.

또한, 파티클이 극히 미량이고 잔유이온 등의 용출이 적으며, 내세탁성이 우수하여 세탁후에도 김서림 방지효과가 그대로 유지됨으로써, 장기간 사용할 수 있을 뿐만 아니라 그 비용이 절감되는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 사용되는 김서림 방지용 조성물은 이산화티탄(Titanium dioxide), 불소계 코팅제, 알콜(alcohol), 아크릴산 에스테르(esther acrylate), 스틸렌 모노머(Stylene monomer), 무기질 화합물(inorganic compound) 및 물을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 이산화티탄은 천연광석에서 추출한 김서림 방지용 파우더(power)로서, 이를 미세하게 분쇄하여 조성물 내에서 고르게 분산시킨다. 이때 상기 이산화티탄은 그 입도를 바람직하게는 10㎛ 이하로 하는 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

또한, 상기 이산화티탄은 조성물 내에 0.5∼5중량%로 포함되는 바, 이는 상기 이산화티탄이 0.5중량% 미만이 되면 그 역할이 미미하게 되고, 5중량%를 초과할 시에는 비휘발성 잔류물(nonvolatile remainder)로 인한 문제가 발생되기 때문이다.

또한, 불소계 코팅제는 방오성(soil repellent 및 release)을 부여하여 미세하게 코팅시키는 역할을 하는 것으로, 바람직하게는 하이드록실레이티드 퍼플루오르알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(Hydroxylated perfluoroalklethyl acrylate copolymer)를 사용한다. 그리고, 상기 불소계 코팅제는 조성물 내에 6∼20중량%로 포함되는 바, 이는 상기 불소계 코팅제가 6중량% 미만이 되거나 20중량%를 초과하면 미세한 코팅이 어렵기 때문이다.

그리고, 상기 알콜은 프로필 알콜(Propyl alcohol)과 에틸 알콜(Ethyl alcohol)의 혼합물을 사용하는 바, 상기 프로필 알콜은 침투성을 향상시키고 에틸 알콜은 용해성 및 분산성을 향상시키는 역할을 하기 때문이다. 그리고, 상기 알콜은 조성물 내에 17∼45중량%로 포함되는 바, 이는 상기 알콜이 17중량% 미만이 되면 침투성 및 분산성이 좋지 못하게 되고, 45중량%를 초과하면 과량이 되어 김서림 방지효과가 저하될 우려가 있기 때문이다.

상기 아크릴산 에스테르는 김서림 방지용 조성물의 내구성을 향상시키기 위한 것으로, 바람직하게는 에틸 아크릴레이트(Ethyl acrylate)를 사용하는 것이나, 이를 제한하지는 않는다. 그리고, 상기 아크릴산 에스테르는 조성물 내에 6∼20중량%로 포함되는 바, 이는 상기 아크릴산 에스테르가 6중량% 미만이 되면 조성물의 내구성이 좋지 못하게 되고, 20중량%를 초과하더라도 더 이상의 내구성 증가효과가 나타나지 않으므로 비경제적이기 때문이다.

상기 스틸렌 모노머는 표면코팅제로서의 역할을 위한 것으로, 조성물 내에 2∼10중량%로 포함되는 바, 이는 상기 스틸렌 모노머가 2중량% 미만이 되면 표면코팅이 용이하게 이루어지지 못하고, 10중량%를 초과하더라도 더 이상의 증진된 효과가 나타나지 않으므로 비경제적이기 때문이다.

그리고, 상기 무기질 화합물은 표면코팅 및 슬립제(slip agent) 역할을 위한 것으로, 일반적으로 에스테르 공중합체를 이용할 수 있으나, 이를 반드시 제한하지는 않는다. 상기 무기질 화합물은 조성물 내에 0.5∼5중량%로 포함되는 데, 상기 무기질 화합물이 0.5중량% 미만이 되면 박리강도가 좋지 못하고, 5중량%를 초과하면 부착성이 좋지 못한 문제점이 있기 때문이다.

또한, 상기 조성물 내에는 물이 포함되는 바, 물은 용매로서 사용되는 것이며, 그 혼합비는 조성물 내에서 40∼68중량%로 한다.

상기와 같이 되는 김서림 방지용 조성물은 방오성이 우수할 뿐만 아니라, UV 컷(UV CUT)효과가 있으며, 소취성이 있어 김서림 방지용 조성물로서 우수한 효과를 갖는 것이다.

이하, 상기 김서림 방지용 조성물로 처리한 김서림 방지용 원단에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 김서림 방지용 원단은, 상기에서 설명된 김서림 방지용 조성물을 이용하여 되는 것으로, 상기 김서림 방지용 조성물을 물로 희석하고, 상기 희석된 조성물과 물의 혼합액에 원단을 침지시킨 후, 원단을 건져내 물기를 제거하여 이루어지는 것이다.

이때 상기 조성물의 희석은, 상기 조성물 1∼5중량%에 물 95∼99중량%를 혼합하여 희석하는 데, 이는 조성물의 원단내 침투성 등을 고려한 것으로, 상기 희석비율을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 상기 희석된 혼합액에 원단을 침지시키는 것은, 원단이 혼합액에 의해 젖은 상태가 되는 것으로 족한 것으로, 이를 장시간 침지시킴을 의미하는 것은 아니다.

또한, 상기 원단을 건져내 물기를 제거하는 것 역시 그 방법이나 압력 또는 힘을 제한하지 않는 것으로, 망글이라는 압력을 주어 짜주는 설비를 1번 통과하는 것으로 족하다.

그리고, 상기 원단으로는 모든 종류의 원단을 모두 사용가능한 것이나, 흡수력, 김서림 방지효과 등을 고려할 때 니트 극세사로, 50d, 75d, 120d 및 150d 중 어느 하나인 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하지 않는다.

또한, 상기 니트 극세사란 분할사를 가연처리한 후 편직하여 정련분할 후에 고수축 처리한 것으로, 폴리에스테르(Polyester)와 나일론(Nylon)의 혼용율이 7:3 ∼ 8:2인 것이다. 상기 폴리에스테르와 나일론의 혼용율은 수축성과 흡수성을 고려한 수치로서, 이를 제한하는 것은 아니다.

또한, 상기 공정 후에 별도의 건조공정을 거치거나 자연건조할 수 있음은 당연한 것으로, 그 실시를 제한하지 않는다.

상기와 같이 되는 김서림 방지용 원단은, 파티클(Particle)이 극히 미량이고 흡수성이 우수하며, 잔유이온 등의 용출성분이 적고, 닦임성이 매우 우수하며 닦인 면을 재오염시키지 않는 특성이 있고, 내세탁성 또한 우수한 것으로,

안경용 클리너, 카메라 렌즈 클리너, 자동차용 클리너, 와이퍼(wiper), 가정이나 호텔 등의 욕실이나 창문의 성에나 김서림 방지 등의 분야에 적용될 수 있는 것일 뿐만 아니라, 하드디스크 또는 플로피 디스크의 제조공정, 액정의 편광판, CD 및 MD의 제조공정, VIDEO DECK 제조공정, 콘텍트렌지의 제조공정, 카메라 에셈블리(Assembly), 프린트 기판의 청소, 의약품 제조공정, 영화필름의 청소, 반도체 및 집적회로의 제조공정, 정밀도장 전의 청소 등의 다양한 분야에 응용될 수 있는 것이다.

상기 본 발명에 따른 김서림 방지용 원단의 김서림 방지 성능을 테스트한 결과는 다음과 같았다.

먼저, 테스트 방법으로는 테스트 시편(안경)을 물로 깨끗이 닦고, 이를 건조한 후에 본 발명에 따른 김서림 방지원단(75D N/P 니트극세사 편물)(실시예)과 일반원단(비교예)으로 시편을 각각 5회 반복하여 닦은 후, 하기 조건하에서 김서림이 사라지는 시간을 체크하였다.(상기 테스트는 육안으로 측정하였다.)

조건 1. 시편을 가볍게 제공된 원단으로 5회 닦고, 상기 시편을 100℃ 정도의 수면 5cm 높이에서 5초간 노출시킨 후, 김이 완전히 사라진 시간을 체크하였다.(이때 상기 시편은 물에 젖지 않도록 한다.)

조건 2. 시편을 제공된 원단으로 5회 닦은 후 -10℃의 조건하에서 시편을 10초간 노출하고, 김이 사라지는 시간을 측정하였다.

또한, 상기 원단을 5회 세탁한 후, 상기와 동일한 조건으로 김이 사라지는 시간을 측정하였다. (세탁처리조건: KS K ISO 6330:2001, 6B 40℃, 망건조)

그 측정결과는 하기 표 1과 같았다.

측정결과

구분	일반천(비교예)	김서림방지원단(실시예)	실시예의 5회 세탁후
조건1	49	26	29
조건2	42	33	35

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 김서림 방지용 원단은 김서림 방지효과가 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 5회 세탁후에도 그 효과가 지속되어 세탁성 또한 우수함을 확인할 수 있었다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명하였지만, 반드시 이를 한정하는 것은 아닌 것으로, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (8)

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6. 김서림 방지용 조성물 1∼5중량%에 물 95∼99중량%를 혼합하고, 상기 혼합된 혼합액에 원단을 침지시킨 후, 원단을 건져내 물기를 제거하여 이루어지되,

   상기 원단은 니트 극세사로 50d, 75d, 120d 및 150d 중 어느 하나이고, 상기 니트 극세사는 분할사를 가연처리한 후 편직하여 정련분할 후에 고수축 처리한 것으로, 폴리에스테르와 나일론의 혼용율이 7:3 ∼ 8:2이며,

   상기 김서림 방지용 조성물은 이산화티탄 0.5∼5중량%, 불소계 코팅제 6∼20중량%, 알콜 17∼45중량%, 아크릴산 에스테르 6∼20중량%, 스틸렌 모노머 2∼10중량%, 무기질 화합물 0.5∼5중량% 및 물 40∼68중량%를 포함하여 이루어지고,

   상기 불소계 코팅제는 하이드록실레이티드 퍼플루오르알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머이며,

   상기 알콜은 프로필 알콜 및 에틸렌 알콜의 혼합물이고, 상기 아크릴산 에스테르는 에틸 아크릴레이트이며,

   상기 무기질 화합물은 에스테르 공중합체인 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 원단.
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