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KR100687899B1 - 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의제조방법 - Google Patents

발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의제조방법 Download PDF

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KR100687899B1
KR100687899B1 KR1020050129716A KR20050129716A KR100687899B1 KR 100687899 B1 KR100687899 B1 KR 100687899B1 KR 1020050129716 A KR1020050129716 A KR 1020050129716A KR 20050129716 A KR20050129716 A KR 20050129716A KR 100687899 B1 KR100687899 B1 KR 100687899B1
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KR
South Korea
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dispersed polyurethane
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foamed
polyurethane resin
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김용상
신동혁
공득민
김홍남
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주식회사 한일유에스지
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Abstract

본 발명은 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 장갑금형에 장갑을 끼우고 응고제를 도포하여 응고제층을 형성하는 공정, 상기 형성된 응고제층에 특정의 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지성분과, 비실리콘계 첨가제 등의 성분이 혼합된 용액을 호모믹서에 의해 기계적 발포시킨 발포층이 형성된 공정으로 제조된 발포장갑은 착용감 및 미끄럼방지 효과가 탁월하고, 발포형태의 피막 특성으로 투습 및 통기성, 방수성이 우수하며, 제조 시 유기용제가 사용되지 않은 환경친화적인 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의 제조방법에 관한 것이다.
양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지, 호모믹서, 발포장갑

Description

발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의 제조방법{Foam Polyurethane Water Dispersion coated gloves and preparation method thereof}
본 발명은 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 장갑금형에 장갑을 끼우고 응고제를 도포하여 응고제층을 형성하는 공정, 상기 형성된 응고제층에 특정의 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지성분과, 비실리콘계 첨가제 등의 성분이 혼합된 용액을 호모믹서에 의해 기계적 발포시킨 발포층이 형성된 공정으로 제조된 발포장갑은 착용감 및 미끄럼방지 효과가 탁월하고, 발포형태의 피막 특성으로 투습 및 통기성, 방수성이 우수하며, 제조 시 유기용제가 사용되지 않은 환경친화적인 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑과 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 산업현장에서 사용되어지는 장갑의 경우 본 발명과 유사한 기공(pore)을 갖춘 장갑은 크게 습식 폴리우레탄 장갑과 라텍스 장갑 등 다음과 같은 두 가지 유형으로 제조되고 있다. 첫 번째 방법은 습식 폴리우레탄 수지를 도포하 여 미세 다공상의 피막을 형성시키는 방법이고, 두 번째 방법은 라텍스를 발포시켜 가황공법에 의해 제조하는 방법이다.
첫 번째 방법인 습식 폴리우레탄 수지를 도포하여 제조하는 장갑의 경우에는 미세 다공상의 피막특성으로 착용감과 내구성은 우수하나, 제조 시 물과 유기용제인 DMF(N,N'-Dimethyl formamide)가 혼합된 수용액상에서 고형화 작업이 진행되기 때문에 제조 공정상 폐수발생으로 인한 환경오염을 피할 수 없고, 제조 후에도 장갑에 디메틸포름아마이드(DMF)가 잔존할 수 있다. 또한, 지속적인 사용 시 장갑의 미끄럼 현상과 손가락 코팅 부분의 박리가 쉽게 발생되고, 장기 보관시에는 제품에 황변현상이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
두 번째로 라텍스를 발포시켜 가황 공정을 통해 제조되는 합성고무 장갑의 경우도 마찬가지로 발포(foam) 형태로 투습 및 통기성과 착용감은 개선이 되지만, 큰 기공(pore)으로 인한 외부 오염물질의 내부 유입이 용이한 문제점과 가공 시 응고제로 사용되는 염화칼슘이나 질산칼슘 등을 제거하기 위해 습식법에 의한 제조가 불가피하여 폐수 발생이 유발되고, 반드시 가황 공정을 거쳐야 하므로 제조 공정이 길어지게 된다. 또한, 장갑 사용 시 첨가제가 표면으로 이행되는 단점과 최종 폐기시 가황제 및 가류촉진제 등의 사용으로 인한 환경오염을 유발하게 되는 문제가 발생하게 된다.
이와 같은 종래 장갑의 단점을 개선하고자 최근 수분산 폴리우레탄 수지에 용제를 다량 함유한 건식 형태의 발포 장갑 개발이 이루어지고 있지만 이는 아직 연구 단계에 머무는 정도이다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 장갑의 통기성, 및 착용감 등의 물성 및 제조 공정상에 불가피하게 발생되는 오염 물질로 인한 환경적 문제를 개선하고자 연구 노력하였다. 그 결과, 양이온 또는 음이온계 수분산 폴리우레탄 수지와 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지 등의 수지를 혼합 사용하여, 기공(pore) 형태의 피막으로 투습, 통기성, 방수 효과를 발휘하고, 접착력이 보완되어 내구성, 미끄럼방지 기능이 우수하고, 유기용매의 사용배제 및 건식 가공으로 친환경적이며, 실리콘 성분이 배제된 성분을 사용하여 장갑 표면으로의 내부 물질 이행이 없다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 투습, 통기성, 방수, 내구성으로 작업자가 장갑을 착용했을 때 이질감과 피로감이 들지 않고, 미끄럼방지 기능 효과가 우수하며 친환경적인 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 장갑과,
상기 장갑표면에, 산성 또는 염기성 용액이 1차 도포된 응고제층과,
상기 1차 도포 면에, 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지성분과, 비실리콘계 첨가제가 함유된 혼합액이 호모믹서에 의해 기계적으로 발포된 발포층이 형성된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 음이온성 또는 양이온성 수분산 폴리우레탄 수지 및 비이온성 수지를 함께 사용하여 기공(pore) 형태의 피막으로 우수한 촉감과 더불어 접착력 보완으로 내구성을 향상시킴과 동시에 우천 작업 시 장갑 자체가 어느 정도의 수분흡수 능력으로 물에 잘 미끄러지지 않는 미끄럼방지 효과를 부여하다. 통상적인 습식 폴리우레탄 장갑의 유기용제인 디메틸포름아마이드(DMF)와 라텍스 장갑 등에 사용되는 알칼리계 물질인 염화칼슘, 질산칼슘 등의 응고제를 사용하지 않아 세척 과정이 필요 없는 전처리 응고기법을 사용하여 수지가 장갑내부로 침투하는 것을 방지함으로써 작업자가 장갑을 착용했을 때 느끼는 이질감이나 피로도를 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명에 사용되는 모든 성분이 실리콘이 배제된 소재를 사용하여 장갑 표면으로의 내부 물질 이행이 없어 내지문성이 요구되는 전자, 반도체와 자동차 산업 같은 첨단 산업분야로의 적용이 가능한 환경친화적인 기능성 발포 장갑과 그 제조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 발포된 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑에 사용되는 성분은 수지 성분과 실리콘이 함유되지 않은 첨가제 성분이 사용되어지는 바, 상기 수지 성분은 음이온성 또는 양이온성 수분산 폴리우레탄 수지에, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지를 사용한다.
상기 음이온성, 양이온성 및 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 수분흡수 능력이 우수하여 땀을 효과적으로 흡수할 수 있는 것으로 본 발명에서는 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지로 입자크기가 100 ∼ 200 nm 범위이고, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지는 입자크기가 50 ∼ 150 nm 범위로, 서로 상이한 입자크기를 갖는 것을 사용하는 바, 이는 응고 특성이 없는 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 장갑 내부로의 적정 수준의 침투(반 함침) 및 장갑과의 접착 효과를 최대한으로 발현시키기 위한 것이다.
상기 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지의 입자크기가 100 nm 미만이면 응고가 되기 전에 장갑 내부로의 침투가 용이해지고 광택이 다소 떨어지며, 200 nm를 초과하는 경우에는 건조피막의 레벨링성이 다소 불량한 문제가 발생한다. 또한, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지는 입자크기가 50 nm 미만이면 장갑 내부로의 침투가 심해져 착용 시 피부와의 이질감이 발생하고, 150 nm를 초과하는 경우에는 상대적으로 접착 효과가 불량한 문제가 발생한다.
상기 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지는 1 ∼ 30 중량% 혼합 사용하는 바, 상기 혼합비가 1 중량% 미만이면 그 양이 너무 미미하여 목적으로 하는 효과 발현이 어려우며, 30 중량%를 초과하는 경우에는 응고 특성이 없는 비이온성의 특성으로 장갑 내부로의 수지 침투가 심해지고, 이는 건식 가공 방식의 특성상 가공된 장 갑이 딱딱해지는 문제가 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 수지는 장갑내부 침투와 두께 및 흐름성을 제어하기 위하여 응고제를 사용하는 바, 상기 응고제는 산성 또는 염기성 용액을 사용하며 그 pH는 1.0 ∼ 5.0 또는 10.0 ∼ 14.0이 바람직하다. 산성 용액은 포름산, 아세트산, 염산, 황산, 유산 및 인산들을 사용하여 제조하고 염기성 용액은 수산화칼룸, 수산화나트륨 및 염화나트륨 등을 사용하여 제조한다. 상기 응고제에는 응고속도의 조절을 위하여 산/염기의 함량 조절 및 보조응고제로서 휘발온도가 85 ℃ 이하인 이소프로필 알콜, 에틸알콜 및 아세톤 등의 휘발성 용제와 물을 적절히 첨가할 수 있다. 보조응고제의 사용량은 전체 응고제 100 중량부에 대하여 이소프로필 알콜 또는 에틸알콜은 30 ∼ 80 중량부, 아세톤은 5 ∼ 30 중량부, 물은 10 ∼ 50 중량부를 각각 함유하여 사용할 수 있다. 이러한 응고제에 의해 수분산 폴리우레탄 수지에 장갑을 함침시킬 때 수지가 장갑내부로 침투하는 것이 방지될 수 있다.
상기 수지성분은 50 ∼ 95 중량%, 비실리콘계 첨가제 5 ∼ 50 중량%가 함유되어 이루어진다. 첨가제의 성분에 실리콘이 함유되는 경우 대부분 비상용성으로 인해 장갑 표면으로 이행되어 지문성을 유발하게 되므로 전자 및 반도체 등의 정밀한 산업에 사용하는데 문제가 있으므로 사용이 배제되는 것이 좋다. 상기 수지 성분의 사용량이 50 중량% 미만이면 중량대비 저고형분으로 인한 적정 코팅 두께 및 원활한 피막 형성이 어렵고, 95 중량%를 초과하는 경우에는 적정 수준의 첨가제 함량이 덜 투입되어 피막의 습윤 및 레벨링성 등의 표면 특성이 불량한 문제가 발생한다.
상기 비실리콘계 첨가제로 증점제, 착색제 등이 사용되는 바, 상기 증점제는 도포되는 수지의 두께, 함침의 정도, 착색의 정도에 따라 점도를 조절 및 유지시키는 역할을 하는데, 수지의 두께는 용도별로 0.1 ∼ 2.0 ㎜ 범위로 조절되도록 한다. 이때, 증점제로 아크릴계 증점제, 아마이드계 증점제, 우레탄계 증점제 및 셀룰로즈 증점제 등을 사용할 수 있다. 또한 착색제는 원하는 색을 얻기 위하여 사용되는 것으로, 혼합 안정성을 위하여 수계안료 등을 사용한다.
이외에 첨가제 성분으로 정포제, 대진방지제 및 표면조절제 등의 기능성 첨가제가 추가로 함유될 수 있는 바, 실리콘 성분이 배제된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 장갑은 면, 나일론 및 케브라 등의 폴리아마이드계, 아크릴계, 폴리에틸렌계 및 폴리에스테르계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 금형에 장갑을 끼운 다음, 응고제로서 산성 또는 염기성 용액을 장갑에 도포하여 응고제층을 형성하는 공정과, 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지성분과, 비실리콘계 첨가제가 함유된 용액을 호모믹서에서 기계적 발포시킨 발포층 형성 및 건조, 탈형하는 공정이 포함되어 이루어진 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑의 제조 방법에 또 다른 특징이 있다.
상기 응고제의 도포는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명은 분무 및 함침법을 사용한다.
상기 건조는 실온에서 5 ∼ 10분간 건조시키고 다시 온도가 100 ∼ 130 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 20 ∼ 40분 정도 처리하는 바, 이와 같이 두 단계 건조 공정으로 분리하는 것은 수지를 침지시킨 후 실온이 아닌 고온에서 급작스런 건조를 수행하는 경우에는 크랙킹(cracking) 현상이나 거대 핀홀(pinhole) 등의 문제가 발포피막에 발생하기 때문에 이러한 문제점을 최소화하기 위해 실온 건조와 고온 건조 공정의 두 단계가 필요하다.
이러한 공정은 습식 폴리우레탄 장갑이나 라텍스 장갑과 달리 수세공정 없이 수분 건조 단계만 있으면 되므로 제조 공정이 단순화되어 제조시간의 단축으로 생산 효율을 극대화 할 수 있는 장점이 있다.
상기 발포는 통상적으로 화학적, 물리적 및 기계적 발포가 있으나, 본 발명에 발포제를 이용한 화학적 발포를 수행하는 경우 수성 형태의 수지 특성상 기공(pore) 형성이 원활하지 않아 발포가 제대로 수행되지 않으며, 물리적 발포를 수행하는 경우 표면이 불균일해지고 이행되는 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는 호모믹서를 이용한 기계적 발포를 수행하여 원하는 기공 크기(cell size) 및 밀도를 조절하고, 보다 효과적인 발포를 위하여 정포제 성분을 일정량 추가 사용할 수 있다. 본 발명과 같이 기계적 발포로 형성된 발포층은 기공 크기(cell size)가 1 ∼ 50 ㎛ 범위는 50 ∼ 70% 범위이고, 50 ∼ 200 ㎛ 범위는 30 ∼50% 범위의 비로 공존하게 된다.
이하, 본 발명을 다음의 실시 예에 의하여 더욱 구체화하여 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정된 것은 아니다.
실시예 1
발포 장갑 제조를 위해 나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 이를 2 % 포름산 수용액(pH 2.0)에 2초간 함침시켰다. 미리 준비된 평균 입자 크기가 150 nm인 음이온 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane DTP 1322)와 평균 입자크기가 100 nm인 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane N 101)가 90 : 10 중량비로 혼합된 수지 100 g에, 아크릴계 증점제(롬 앤 하스, RM825)를 0.3 g, 수분산 백색 토너(유엔아이, 705K)를 2 g, 기능성 첨가제인 대전방지제(알토켐, A-2000H)를 3 g를 첨가하여 호모믹서를 사용하여 발포된 혼합 수지에 상기 장갑을 2초간 함침시켰다. 이후에 실온에서 5분간 건조한 후, 110 ℃ 범위의 열풍이 있는 건조로에서 25분간 건조시킨 다음 장갑을 금형에서 탈형하여 발포 장갑을 제조하였다. 이때, 상기 수지 제조에 사용된 모든 첨가제 성분은 실리콘이 함유되지 않은 성분을 사용하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 음이온 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane DTP 1322)와 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane N 101)의 비를 100 : 0 중량비, 70 : 30 중량비, 50 : 50 중량비, 20 : 80 중량비 및 0 : 100 중량비로 달리 혼합 사용하여 발포 장갑을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 음이온 수분산 폴리우레탄 수지 대신에 평균 입자 크기가 150 nm인 양이온 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane CDA 1000)와 평균 입자 크기가 100 nm인 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane N 101)가 90 : 10 중량비로 혼합된 수지를 혼합 사용하여 발포 장갑을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 정포제(알토켐, S9000) 1 g을 사용하면서 호모믹서를 사용하여 발포시켜 발포 장갑을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 호모믹서 사용을 배제하고, 물리적 발포제(Matsumoto, MICROPEARL)와 정포제(알토켐, S9000)을 사용하여 발포시켜 발포 장갑을 제조하였다.
비교예 2 : 건식 수분산 폴리우레탄 장갑
발포 장갑 제조를 위해 나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 이를 2 % 포름산 수용액(pH 2.0)에 2초간 함침시켰다. 음이온 수분산 폴리우레탄 수 지(티앤엘, Akuarane DTP 1322) 100 g을 별도의 용기에 넣고, 아크릴계 증점제(롬 앤 하스, RM825)를 0.3 g, 수분산 백색 토너(유엔아이, 705K) 2 g을 첨가하여 탈포 과정을 거친 후 상기 장갑을 2초간 함침시켰다. 함침 후 온도가 110 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 25분간 건조시킨 다음 장갑을 금형에서 탈형하여 발포 장갑을 제조하였다.
비교예 3 : 습식 폴리우레탄 수지 장갑
나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 별도의 용기에 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 디메틸포름아마이드(DMF) 140 중량부, 습식가공조제(알토켐, S-8A) 3 중량부, 습식용 백색안료(알토켐, W100) 1 중량부를 균일하게 교반한 다음, 탈포 과정을 거처 폴리우레탄수지 배합물에 함유되어있는 기포를 제거한 후 상기 장갑을 2초간 함침시켰다. 상기 장갑을 5 % 디메틸포름아마이드(DMF) 수용액에 넣어 5분간 응고시키고, 50 ℃의 물에 20분간 수세한 후, 온도가 100 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 45분간 건조시킨 다음 장갑을 금형에서 탈형하여 발포 장갑을 제조하였다.
비교예 4 : PVC가 도포된 장갑
나일론(실두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 폴리비닐클로라이드(PVC) 100 중량부와 가소제 디옥틸 프탈레이트(DOP) 100 중량부를 균일하게 혼합한 혼합물에 2초간 함침시켰다. 함침 후 온도가 160 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 35분간 건조시킨 다음 장갑을 금형에서 탈형하여 발포 장갑을 제조하였다.
비교예 5 : 라텍스 장갑
나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 이를 5 % 염화칼슘 용액에 2초간 함침시키고, 별도의 용기에 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 라텍스(latex) 수지 100 g, 아크릴계 증점제(롬 앤 하스, RM825)를 0.3 g, 수분산 백색 토너(유엔아이, 705K)를 2 g, 가황제(대정화금, Sulfur) 5 g을 첨가하여 교반한 다음, 탈포 과정을 거친 후에 전처리된 상기 장갑을 2초간 함침시켰다. 함침 후, 실온에서 10분, 약 40 ℃ 정도 되는 물에서 20분간 수세 과정을 거치고, 다시 온도가 120 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 35분간 건조한 후, 장갑을 금형에서 탈형하여 발포 장갑을 제조하였다.
상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 5에서 제조된 발포 장갑의 물성은 다음과 같은 측정방법으로 수행하였다.
[물성측정 방법]
1. 착용감 ; 작업자 감각
2. 피막/접착 강도(내마모도) ; 내마모 측정기(50-02 ; SODEMAT)
3. 내지문성 ; 육안검사
4. 투습성(수분흡수율) ; 투습도 측정기(Sweating Guarded Hotplate ; 테크녹스)
5. 표면저항 ; 저항측정기(475 ; ACL Staticide)
6. 표면상태 ; 육안검사
7. 응고력 ; 육안검사(시간 측정)
실험예 1 : 가공 방법에 따른 발포 형태 및 물성 비교
상기 실시예 1, 4 및 비교예 1 ∼ 2에서 제조한 장갑의 발포 형태, 표면상태 및 가공 장갑을 작업자에게 착용하여 1일 작업 시 장갑의 착용감, 수분 흡수율 및 피막강도 등을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
구 분 발포형태 표면상태 수분 흡수율 (g/min) 착용감 내마모도
실시예 1 균일한 미세기공 양호 2.7이하 부드럽고 땀 배출용이 양호 (level 3 이상)
실시예 4 균일한 미세기공 양호 1 이하 부드럽고 땀 배출용이 양호 (level 3 이상)
비교예 1 불균일한 미세기공 발포제의 이행현상 거의 없음 땀으로 인한 불쾌감 양호 (level 4)
비교예 2 없음 양호 흡수 없음 땀으로 인한 불쾌감 양호 (level 3)
* 상기 내마모도는 EN-388 test 기준 자료임.
상기 표 1에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 4는 일정 크기의 미세한 기공(pore)을 형성하여 작업자에게 부드러운 착용감과 함께 장갑 내부로부터의 땀 배출이 용이하고, 입자크기가 서로 다른 형태이면서, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지를 혼합 사용하여 피막강도 및 박리현상이 개선되며, 양호한 표면 상태를 형성할 수 있음을 확인할 수 있었다.
비교예 1의 경우 강한 피막강도를 얻을 수 있는 반면에, 발포를 위해 다량의 물리적 발포제가 투입됨으로 인한 이행현상 및 기공(pore) 크기의 조절이 어려웠고 대부분의 닫힌 기공(close cell) 형태로 땀의 배출이 용이하지 않음으로 비교예 2와 함께 작업자에게 불쾌감을 유발할 수 있으며, 물리적 발포제의 이행현상으로 표면 평활도가 불량한 문제점을 나타내었다.
즉, 따라서 본 발명과 같이 호모믹서에 의한 기계적 발포 방법 또는 적정량의 정포제와 함께 기계적 발포를 이용 시 셀의 밀도 및 크기를 적절하게 조절이 가능하므로 최적의 발포 형태를 얻을 수 있었다.
실험예 2
상기 음이온 수분산 폴리우레탄 수지와 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지의 비에 따른 발포장갑의 응고력, 접착강도 및 착용감 등을 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
구 분 수지의 종류 및 사용량 (중량비) 응고력 접착강도 착용감
1 음이온 : 100 양호 다소약함 양호
비이온 : 0
2 음이온 : 70 양호 양호 양호
비이온 : 30
3 음이온 : 50 약함 양호 다소 딱딱함
비이온 : 50
4 음이온 : 20 약함 강함 딱딱함
비이온 : 80
5 음이온 : 0 응고안됨 강함 딱딱함
비이온 : 100
상기 표 2에서 살펴본 바와 같이, 응고가 안되는 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지의 비율이 많아질수록 장갑 내부로의 침투가 용이하여 접착강도를 높일 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지의 비율이 30 중량비를 벗어나는 경우에는 오히려 물성이 저하되는 결과를 나타내었다. 이는 응고력이 없는 비이온성 수지의 내부 침투와 건조 과정에서 침투된 수지의 건식화된 피막이 형성, 경질형태로 되어 착용시 작업자의 피로도와 이질감이 발생되기 때문이라 판단된다.
실험예 3
상기 실시예 4 및 비교예 2 ∼ 5에서 제조된 발포 장갑의 물성을 측정하여, 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
구 분 착용감 내마모도 내지문성 수분 흡수율 (g/min) 표면저항 (Ω)
실시예 4 부드러움 양호 (level 3 이상) 양호 1 이하 109
비교예 2 다소 부드러움 양호 (level 3) 양호 없음 1012
비교예 3 부드러움 양호 (level 3 이상) 지문발생 1 이하 1012
비교예 4 다소 딱딱함 양호 (level 2 이상) 지문발생 없음 1012
비교예 5 다소 부드러움 양호 (level 3 이상) 지문발생 없음 1011
* 상기 내마모도는 EN-388 test 기준 자료임.
상기 표 3에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 4가 비교예 2, 4, 5보다 착용감이 부드럽고 장갑 내부에 땀이 차지 않으며, 비교예 2, 4보다 피막강도가 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 특히, 내지문성이 양호하고, 표면저항이 다른 비교예보다 109 정도로 낮은 것을 확인할 수 있다. 이는 실리콘 성분의 함유되지 않은 첨가제의 사용으로 표면이행을 막고, 기능성 대전방지제를 이용하여 대전 특성을 얻을 수 있기 때문이다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 발포 장갑은 호모믹서 등을 통한 기계적 발포를 이용하여 미세 기공(pore)을 형성하므로 투습 및 일정 수준의 방수 특성으로 착용감과 작업자의 피로도를 개선하고, 비이온성 수지를 사용으로 접착강도를 보완하여 피막 강도를 향상시켜 줌으로써 거친 환경의 작업에서도 작업자를 보호할 수 있으며, 실리콘이 함유되지 않은 첨가제 및 대전방지제 사용으로 반도체 및 전기/전자 등과 같은 첨단 산업으로의 용도로 적용이 가능하며 원재료 사용에서 제조까지 유기용제가 사용되지 않아 환경오염 유발물질이 상대적으로 적어 그 효과가 기대된다.

Claims (10)

  1. 장갑과,
    상기 장갑표면에, 산성 또는 염기성 용액이 1차 도포된 응고제층과,
    상기 1차 도포면에, 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지성분과, 비실리콘계 첨가제가 함유된 혼합액이 호모믹서에 의해 기계적으로 발포된 발포층
    이 형성된 것임을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지성분은 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지 99 ∼ 70 중량%와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지 1 ∼ 30 중량%가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수지성분은 50 ∼ 95 중량%이고, 비실리콘계 첨가제는 5 ∼ 50 중량%가 함유되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지의 입자크기는 100 ∼ 200 nm 범위이고, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지의 입자크기는 50 ∼ 150 nm 범위인 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지는 서로 상이한 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 장갑은 면, 나일론, 아크릴, 케브라, 폴리에틸렌 및 폴리에스테르 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 첨가제 성분은 증점제, 착색제, 정포제, 대전방지제, 표면조절제 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 발포층은 기공 크기(cell size)가 1 ∼ 50 ㎛ 범위는 50 ∼ 70%이고, 50 ∼ 200 ㎛ 범위가 30 ∼ 50%비로 형성된 것임을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑.
  9. 금형에 장갑을 끼운 다음, 응고제로서 산성 또는 염기성 용액을 장갑에 도포하여 응고제층을 형성하는 공정과,
    상기 응고제층 위에, 양이온 또는 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지와, 비이온성 수분산 폴리우레탄 수지가 혼합된 수지성분과, 비실리콘계 첨가제가 함유된 용액을 호모믹서에서 기계적 발포시킨 발포층 형성 및 건조, 탈형하는 공정
    이 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 건조는 실온에서의 건조한 후, 100 ∼ 130 ℃의 온도범위에서 열풍 건조하는 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101527462B1 (ko) * 2014-12-30 2015-06-11 (주)신성메이저글러브 작업용 장갑 및 그 제조방법
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