[논문]그라비아 케미칼 프린팅 기술을 이용한 고내구성 재귀반사 코팅 직물 제조연구

양성용; 김보민; 박혜지; 김규환; 박재형

doi:10.5764/tcf.2023.35.2.98

그라비아 케미칼 프린팅 기술을 이용한 고내구성 재귀반사 코팅 직물 제조연구
Development of Highly Durable Retroreflective Coating with Gravure Chemical Printing 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.35 no.2, 2023년, pp.98 - 106

양성용 (수텍스(주)) , 김보민 (경북대학교 탄소복합섬유소재학과) , 박혜지 (경북대학교 바이오섬유소재학과) , 김규환 (경북대학교 바이오섬유소재학과) , 박재형 (경북대학교 탄소복합섬유소재학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The recent surge in night walkers and pedestrian traffic accidents has led to an increased interest in retro-reflection-based products, leading to several studies on retro-reflection. Nonetheless, achieving high durability and dispersibility of retro-reflective glass beads in viscous polyurethane coating resin remains challenging. To address this issue, this study conduct to functionalize the surface of glass beads for covalent conjugation to coating resin to enhance their dispersibility and durability in the coating resin. The study evaluated the dispersibility, chemical composition, and retro-reflection properties of the functionalized glass beads and coating resin. The results showed that the functionalized glass beads conjugated to the polyurethane coating resin and exhibited excellent dispersibility, high durability, and maintained retro-reflection efficiency.

주제어

표/그림 (12)

그림 Scheme 1. Surface functionalization of GB with APTS.
표 Table 1. Manufacturing methods for retroreflective materials
그림 Scheme 2. Gravure chemical printing procedure.
그림 Figure 1. FT-IR and 1H-NMR spectra of polyurethane resin samples.
표 Table 2. Experimental condition of gravure chemical printing process
그림 Figure 2. SEM images of (a) GB as received, (b) cleaned GB, and (c) GB-NH₂.
표 Table 3. Molecular weight of polyurethane resin samples
그림 Figure 3. XPS spectra of (a) GB as received, (b) cleaned GB, and (c) GB-NH₂.
그림 Figure 4. FT-IR spectra of PU-GB coating.
그림 Figure 5. Surface image of retro-reflective coating on PET fabric w GB and GB-NH₂.
그림 Figure 6. Retro-reflective photos of gravure chemical printed fabric(left: under bright, right: under darkness with light).
표 Table 4. Coefficient of retroreflection before and after washing

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 가격 경쟁력을 지니는 고내구성의 재귀반사 소재 개발을 위해 그라비아 케미칼 프린팅 재귀반사 가공 기술에 대한 연구를 진행하였다. 일반적으로 이용되는 글래스비드(Glass beads, GB)와 같은 재귀반사소재들은 그라비아 케미칼 프린팅용 코팅 수지와의 상호작용이 약하여 분산성과 내구성이 약하다.
본 연구에서는 그라비아 케미칼 프린팅 기술을 이용한 고내구성 재귀반사 코팅 직물 제조연구를 진행하였다. 고분자 수지와 코팅공정 확보와 GB의 개질을 통하여 높은 내구성을 가지는 재귀반사 원단을 제조하였으며 이에 대한 특성을 조사하였다.

제안 방법

3종의 폴리우레탄 수지에 개질 전·후의 GB를 넣어서 그라비아 코팅공정을 이용하여 나일론 원단에 재귀반사 코팅을 진행하였다
본 연구에서는 그라비아 케미칼 프린팅 기술을 이용한 고내구성 재귀반사 코팅 직물 제조연구를 진행하였다. 고분자 수지와 코팅공정 확보와 GB의 개질을 통하여 높은 내구성을 가지는 재귀반사 원단을 제조하였으며 이에 대한 특성을 조사하였다. 표면에 아민기가 부여된 GB는 폴리우레탄 수지의 NCO 작용기와 화학적 결합을 이루게 되고 이로 인해 높은 분산성, 내구성과 휘도 유지율을 보이고 있다.
따라서 GB과 폴리우레탄 코팅수지의 상호작용을 향상시키기 위하여 GB표면에 APTS를 이용하여 표면개질을 진행하였다(Scheme 1).

대상 데이터

GB개질을 위하여 NaOH, n-propylamine, (3-Aminopropyl)triethoxysilane(APTS)을 Sigma Aldrich에서 구입하여 이용하였다. 그 외 시약으로 toluene, dimethylformamide(DMF), ethanol을 구입하여 사용하였으며 별도 정제를 하지 않고 그대로 사용하였다.
그 외 시약으로 toluene, dimethylformamide(DMF), ethanol을 구입하여 사용하였으며 별도 정제를 하지 않고 그대로 사용하였다. 가교제는 아로마틱 폴리이소시아네이트 레진이 75% 함유되어 있는 애경화학㈜ 제품을 사용하였다. 재귀반사 직물은 나일론 20 데니어 DTY사를 경사 및 위사로 사용하여 Rip-stop 조직으로 제작한 것이며, 직물의 밀도는 경/위사 201/192 인 것을 ㈜찬보패브릭에서 제공받아 사용하였다.
연구에 사용된 재귀반사용 GB는 평균직경이 약 50 μm으로 Union Co., Ltd.에서 구입하여 이용하였으며, 폴리우레탄 코팅 수지는 국내에 판매중인 섬유코팅용 폴리우레탄수지 3종[㈜흥일폴리켐 HD-5435, HD-5740 Korea, 대한약품㈜ DU-1330 Korea]을 이용하였으며, 각 수지는 본 연구논문에서 순서대로 A, B, C로 명명하였다.
가교제는 아로마틱 폴리이소시아네이트 레진이 75% 함유되어 있는 애경화학㈜ 제품을 사용하였다. 재귀반사 직물은 나일론 20 데니어 DTY사를 경사 및 위사로 사용하여 Rip-stop 조직으로 제작한 것이며, 직물의 밀도는 경/위사 201/192 인 것을 ㈜찬보패브릭에서 제공받아 사용하였다.

후속연구

제조된 그라비아 케미칼 프린팅으로 제조한 재귀반사 원단의 경우 보다 넓은 면적에서 반사가 가능하여 높은 시인성을 제공하여 보다 안전한 야외활동을 즐길 수 있게 한다. 또한 본 연구에서 사용된 폴리우레탄 코팅 수지는 모두 어린이 안전기준 KC마크 인증에 부합되며, 원단 전면에 재귀반사 문양을 구현함으로써 시인성이 우수하며 의류 제품 뿐 아니라 영유아용 신발, 유모차, 가방 등 다양한 소재군에 응용 전개가 가능하리라 생각된다.

참고문헌 (16)

A. A. Black, V. Bui, E. Henry, K. Ho, D. Pham, T. Tran,？and J. M. Wood, Using Retro-reflective Cloth to Enhance？Drivers' Judgment of Pedestrian Walking Direction at？Night-time, Journal of Safety Research, 77, 196(2021).

상세보기
J. Yuan, K. Emura, H. Sakai, C. Farnham, and S. Lu,？Optical Analysis of Glass Bead Retro-reflective Materials for？Urban Heat Island Mitigation, Solar Energy, 132, 203(2016).

상세보기
J. Wang, S. Liu, X. Meng, W. Gao, and J. Yuan,？Application of Retro-reflective Materials in Urban Buildings:？A Comprehensive Review, Energy and Buildings, 247, 111137(2021).

상세보기
M. Ghebrebrhan, L. C. Hoke, F. J. Aranda, M. L. Hoey, D.？M. Archambault, J. Perry, L. Belton, D. Ziegler, J. B.？Carlson, and B. R. Kimball, Design and Fabrication of？Extruded Retroreflective Polymer Fibers, Optical Materials？Express, 4, 2656(2014).

상세보기
J. R. Sayer and M. L. Mefford, High Visibility Safety？Apparel and Nighttime Conspicuity of Pedestrians in Work？Zones, Journal of Safety Research, 35, 537(2004).
M. O'Mahony and S. Braddock-Clarke, "Techno Textiles 2:？Revolutionary Fabrics for Fashion and Design", Thames and？Hudson, New York, 2005.
A. K. Yetisen, H. Qu, A. Manbachi, H. Butt, M. R.？Dokmeci, J. P. Hinestroza, M. Skorobogatiy, A. Khademhosseini, and S. H. Yun, Nanotechnology in Textiles, ACS？Nano, 10, 3042(2016).

상세보기
I. Loschek, "When Clothes become Fashion: Design and？Innovation Systems", Berg, 2009.
D. S. Jeong, S. W. Park, I. Kweon, and T. I. Chun,？Development of Retro-reflective Fiber (I)- Making of Slit？Yarn and Manufacturing of Fabric using in the Warp？Threads, Textile Coloration and Finishing, 29, 139(2017).
E. R. Galimov, T. N. Vagizov, and A. V. Belyaev, Method？for Synthesis of Retro-reflective Coatings with Specified？Optical Properties, Solid State Phenomena, 284, 1205(2018).

상세보기
S. Tian, P. Zhang, H. Fan, Y. Chen, and J. Yan, Fabrication？of Retro-reflective Polyurethane via Covalently Embedding？with amino-Functionalized Glass Microspheres, Progress in？Organic Coatings, 115, 115(2018).

상세보기
H. Y. Yang, X. M. Zhang, L. J. Duan, M. Y. Zhang, G. H.？Gao, and H. X. Zhang, Synthesis and Characterization of？Fluorescent PEG-polyurethane with Free Carboxyl Groups,？Journal of Polymer Research, 19, 9973(2012).

상세보기
X. Jin, N. Guo, Z. You, and Y. Tan, Design and？Performance of Polyurethane Elastomers Composed with？Different Soft Segments, Materials, 13, 4991(2020).

상세보기
D. F. Huelke, In an Overview of Anatomical Considerations？of Infants and Children in the Adult World of Automobile？Safety Design, Annual Proceedings/Association for the？Advancement of Automotive Medicine, Association for the？Advancement of Automotive Medicine, p.93, 1998.
C. D. Fryar, Q. Gu, C. L. Ogden, and K. M. Flegal,？"Anthropometric Reference Data for Children and Adults",？United States, pp.2011-2014, 2016.
B. D. Koetje and J. G. Grabowski, In a Methodology for？the Geometric Standardization of Vehicle Hoods to Compare？Real-world Pedestrian Crashes, Annals of Advances in？Automotive Medicine/Annual Scientific Conference, Association？for the Advancement of Automotive Medicine, p.193, 2008.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증