KR100988075B1 - 발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포장갑 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포 장갑 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장갑 금형에 장갑을 끼우고 응고제에 침지한 다음, 기계 발포 촉진을 위한 정포제와 기포제, 발수성을 부여하기 위한 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상, 그리고 기타 첨가제가 포함된 특정의 수분산 폴리우레탄 수지 혼합물을 기계적으로 발포시켜, 이 혼합물을 침지하고, 열풍 건조하여 제조함으로써, 기존의 고무 또는 PVC, 습식 폴리우레탄이 코팅된 장갑과 달리 발포 특성으로 착용감이 좋고 작업성이 우수하며, 환경 유해물질이 배출되지 않고, 발수와 통기성이 향상된 환경 친화적인 발수 특성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포장갑 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

발수성, 수분산 폴리우레탄 수지, 발포 장갑

Description

발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포 장갑 및 이의 제조방법{Foam Polyurethane Water Dispersion coated gloves those show a special water repellent quality and preparation method thereof}

본 발명은 발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포 장갑 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장 등에서 사용되는 작업용 장갑의 경우, 본 발명과 유사한 기공(pore) 형태의 장갑은 크게 두 가지 방법으로 제조되고 있고, 최근 수분산 폴리우레탄 수지를 이용한 발포(foam) 장갑 개발이 이루어지고 있다.

첫 번째 방법인 습식 폴리우레탄 수지를 도포하여 제조하는 장갑의 경우에는 미세 다공상의 피막특성으로 착용감은 우수하나, 제조 시 물을 유기용제인 DMF(N,N'-Dimethyl formamide)와 치환하여 코팅 층에 기공(pore)을 만들어주는 방식으로 제조하기 때문에 항상 제품에 DMF(N,N'-Dimethyl formamide)가 잔류하게 되어있어 인체 및 환경적으로 유해한 작용을 하게 되고, 제조 공정상 발생되는 폐수의 처리를 위해 과도한 생산비가 투자되어야 한다. 또한, 제조 시 응고조의 DMF(N,N'-Dimethyl formamide) 농도에 따라 기공 크기가 달라지기 때문에 제품 물 성이 서로 다르고, 장기 보관 시에는 코팅된 수지의 황변 현상으로 인한 불량 제품이 발생하게 되는 문제점이 있으며, 장갑 사용 시 작업자의 손에 땀이 과도히 배출 시에는 장갑외부로 수분 또는 가공 시 사용된 첨가제가 빠져나올 수 있는 미세다공의 구조를 가지고 있기 때문에 오염에 민감한 식품 제조 산업이나 자동차, 반도체 등의 산업현장에 사용상의 제약을 받게 된다.

두 번째로 라텍스(NR, NBR 등)를 발포시켜 가황공정을 통해 제조되는 합성고무 장갑의 경우도 마찬가지로 고속 교반을 통한 기계 발포(foam) 형태로 통기성과 착용감은 개선이 되지만, 큰 기공(pore)으로 인한 외부 오염물질의 내부 유입이 용이한 문제점과 응고제(염화칼슘, 질산칼슘 등)의 세척을 위한 공정이 불가피하여 폐수 발생이 유발되고, 반드시 가황 공정을 거쳐야 하므로 제조 공정이 길어지게 된다.

세 번째 방법으로 최근 수분산 형태의 수지에 물리/화학적 발포제를 첨가하거나 고가의 호모믹서를 이용한 기계적인 발포를 통한 장갑 개발에 대한 보고가 있으나, 물리/화학적 발포의 경우 일반적으로 사용되어지는 핵 물질로서 저온 휘발성 용제를 열가소성 고분자 막이 구형체를 형성한 마이크로캡슐(MICROCAPSULE) 또는 마이크로스피어(MICROSPHERE) 형태의 물리 발포제 및 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide ; ADCA), 벤젠설포닐하이드라자이드(Benzenesulfonylhydrazide ; BSH) 등의 화학적 발포제가 사용되어 지고 있는데, 이는 발포의 균일성이 떨어지고 표면 이행의 문제점이 있으며, 특히 150 ℃ 이상 되는 발포제의 분해온도로 인해 장갑의 소재로 사용되어지는 나일론 및 다이니마 등과 같은 소재에 노화현상을 일으키는 문제점을 갖고 있다. 그리고 현재 기계적인 발포의 경우 호모믹서와 같은 고가의 장비가 사용되어 설비 투자비 대한 부담을 안게 되고, 균일한 기공(pore) 형성에 어려움이 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 즉 작업자가 장갑 사용시 피로도를 최소한으로 줄이고, 작업성을 높이기 위해 기공(pore) 특성을 이용한 통기성과 착용감, 그리고 발수성 및 내구성 등의 물성을 보완하고, 제조 공정상에 불가피하게 발생되는 오염 물질로 인한 환경적 문제를 개선하기 위하여 연구한 결과, 장갑의 제조에 있어 입자 크기가 50 ~ 200 nm 범위인 수분산 우레탄 수지에 발수 특성을 위한 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상, 점도 조정을 위한 증점제와 발포 촉진 및 기공의 균일성을 위한 기포제와 정포제, 그리고 기타 첨가제를 사용하여, 50 ~ 150 ㎛ 범위의 기공(pore) 형태로 기계 발포시킨 피막으로 통기성과 미끄럼 방지 기능을 발휘하고, 불소 성분과 더불어 일정한 기공(pore) 크기 조절을 통해 발수 특성을 부여하여 오염물질이 쉽게 장갑 내부로 침투하는 것을 억제하는 동시에 통기성으로 인한 장갑 내부의 땀이 배출되는 기능과 마모 특성을 향상시켜 주고, 응고제의 농도 조절을 통한 접착력 보완으로 내구성이 우수하고, 유기용매의 사용 배제와 발포 기술 간소화 및 건식 가공을 통해 친환경적인 장갑을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은

장갑과,

상기 장갑 표면에 산성 용액이 1차 도포된 응고제층과,

상기 1차 도포면에 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지; 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상; 정포제; 기포제; 증점제; 표면조절제와; 착색제가 포함된 혼합액이 기계적 발포된 발포층이 형성된 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포 장갑을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명은

장갑과,

그 장갑을 금형에 장갑을 끼운 다음, 응고제로서 pH 4 이하의 산성 용액을 장갑에 1차 도포하여 응고제층을 형성시키는 단계;

상기 1차 도포면에 수분산 폴리우레탄 수지, 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상, 정포제, 기포제, 증점제, 표면조절제와 착색제 등이 포함된 혼합액이 도 1과 같은 형태의 임펠라를 갖춘 교반기에 의해 기계적으로 발포된 발포층을 형성시키는 단계; 및 100 ∼ 120 ℃의 온도에서 열풍 건조, 탈형하는 단계가 포함되어 이루어진 발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑의 제조방법을 또 다른 특징을 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 장갑 금형에 장갑을 끼우고 응고제에 침지한 다음, 실리콘 성분이 배제된 정포제, 기포제, 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상이 포함된 특정의 수분산 폴리우레탄 수지 혼합물을 기계적으로 발포시켜, 이 혼합물을 침지하고, 열풍 건조하여 제조함으로써, 기존의 고무 또는 PVC, 습식 폴리우레탄이 코팅된 장갑과 달리 발포 특성으로 착용감이 좋고 작업성이 우수하며, 환경 유해물질이 배출되지 않고, 발수와 통기성이 향상된 환경 친화적인 발수 특성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포 장갑 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 장갑에 사용되는 성분으로는, 수분산 폴리우레탄 수지의 장갑 내부 침투와 두께 및 흐름성을 제어하기 위한 응고제와 수분산 폴리우레탄 수지, 피막 두께를 조절하면서 수분산 폴리우레탄 수지의 장갑 내부 침투를 방지하기 위하여 일정한 점도를 유지시키는 증점제, 착색을 위한 수용성 착색제, 발수 특성을 위한 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상, 발포촉진을 위한 기포제, 기공(pore) 크기 및 밀도 조절을 위한 정포제와 습윤성 및 표면의 평활도를 위한 표면조절제 등이 있다.

상기 응고제로서는 산성용액을 사용하며 그 pH는 1.0 ∼ 4.0 정도가 바람직하다. 여기서, 산성 용액은 포름산, 아세트산, 염산 및 인산 등을 사용하여 제조한다. 이때, 응고제의 원재료로 고상 형태의 산성 또는 염기성 용액을 사용할 수 있으나, 장갑에 잔류하는 문제점이 발생할 수 있어 본 발명에서는 액상 형태의 휘발성 응고액을 사용한다. 또한, 상기 응고제에 응고되는 속도 조절을 위하여 산 함량 조절 및 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol), 에틸알콜(Ethyl alcohol), 아세톤(Acetone) 등의 휘발온도가 85 ℃ 이하인 휘발성 용제를 적절히 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 발수 특성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑에 사용되는 성분은 음이온 형태의 수분산 폴리우레탄 수지 성분과 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상, 정포제, 기포제, 증점제, 착색제 등의 첨가제 성분이 사용되어지는 바, 상기 수지 성분은 주 입자 크기가 50 ~ 200 nm 범위의 수지를 사용하고, 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않는다. 또한, 응고가 되지 않는 비이온 형태의 수지 성분이 접착력 향상 목적으로 일정부분 사용이 가능하나 응고제의 농도 조절을 통한 접착력 향상이 가능해 본 발명에서는 적용하지 않았다. 상기 수지성분은 50 ~ 95 중량%, 첨가제 5 ~ 50 중량%가 함유되어 이루어진다. 첨가제의 성분에는 실리콘이 함유되는 경우 대부분 비상용성으로 인해 장갑 표면으로 이행되어 지문성을 유발하게 되므로 실리콘 성분이 배제된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수지 성분의 사용량이 50 중량% 미만이면 중량 대비 저고형분으로 인한 적정 코팅 두께 및 원활한 피막 형성이 어렵고, 95 중량%를 초과하는 경우에는 적정 수준의 첨가제 함량이 덜 투입되어 피막의 습윤 및 평활도 등의 표면 특성이 불량한 문제가 발생한다.

상기 발수 특성을 부여하는 첨가제로 사용되는 불소 및 왁스 중에서 선택된 발수 향상제는 오염물질이 쉽게 장갑 내부로 침투하는 것을 억제하는 발수 및 방오성을 갖는 동시에 마모 특성을 향상시켜 주며, 이때 사용량은 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부인 것이 바람직하다.

상기 증점제는 도포되는 수지의 두께, 함침의 정도에 따라 점도를 조절 및 유지시키는 역할을 하는데, 수지의 두께는 용도별로 0.1 ~ 2.0 ㎜ 범위로 조절되도록 한다. 증점제로는 아크릴계 증점제, 아마이드계 증점제, 우레탄계 증점제 및 셀룰로오스계 증점제 중에서 선택된 1종 이상이 바람직하며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 3 중량부를 사용하는 것이 적합하다.

이외에 첨가제 성분으로 기계 발포시 필요한 기포의 안정성과 균일성을 위해 정포제와 발포 촉진을 위한 기포제를 사용하고, 색깔 부여를 위해 착색제를 사용하며, 습윤 및 평활도를 위해 표면조절제를 사용한다. 이때, 본 발명에서는 실리콘 성분이 배제된 것이 특징이다.

상기 정포제는 비실리콘 성분의 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 또는 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol)과 같은 폴리알킬렌글리콜(Polyalkylene glycol)계 형태의 정포제 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 5 중량부가 바람직하다. 상기 기포제는 글루타민산염계(glutamate), 황산염계(sulfate) 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 3 중량부가 바람직하다. 상기 표면조절제는 불소변성 아크릴레이트계, 불소화합물 중합체 및 아크릴 폴리머 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 2 중량부가 바람직하다. 상기 착색제는 수용성 형태의 착색제 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 7 중량부가 바람 직하다.

이와 같은 본 발명의 구체적인 제조 공정은 다음과 같다.

먼저, 금형에 면 또는 나일론 등의 장갑을 끼운 다음, 응고제로서 산성 용액을 장갑에 도포하여 응고제 층을 형성하는 공정으로, 응고제의 도포는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명은 함침법을 사용하였다. 다음으로 발포층을 형성하는 공정은 음이온 형태의 수분산 폴리우레탄 수지성분과 발수 특성을 위한 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상, 점도 조절을 위한 증점제, 발포 촉진과 안정성을 위한 정포제 및 기포제, 그리고 표면조절제, 착색제 등의 첨가제가 포함된 혼합물을 도 1과 같은 형태의 임펠라를 갖춘 교반기를 사용하여 기계적으로 발포시켜, 이 혼합물에 상기 전처리된 장갑을 함침시킨 다음, 온도가 100 ~ 120 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 20 ~ 40분 정도 처리한 후, 탈형하는 공정으로 완성할 수 있다.

이러한 공정은 습식 폴리우레탄 장갑이나 라텍스 장갑과 달리 수세공정 없이 수분 건조 단계만 있으면 되므로 제조 공정이 단순화되어 초기 설비 투자비의 절감과 제조시간의 단축으로 생산 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 발포는 통상적으로 화학적, 물리적 및 기계적 발포가 있으나, 본 발명에 발포제를 이용한 화학적 발포를 수행하는 경우에는 수분산 형태의 수지 특성과 발포제의 특성상 기공(pore) 형성이 원활하지 않아 발포가 제대로 수행되지 않으며, 물리적 발포를 수행하는 경우에는 표면의 불균일성과 발포제의 이행, 그리고 기공(pore) 형성에 어려움이 있다.

이에, 본 발명에서는 수지 성분에 기포제와 정포제를 도입, 도 1과 같은 적절한 형태의 임펠라를 갖춘 교반기로 기계적 발포를 수행하여 호모믹서의 사용 없이 원하는 기공 크기(cell size) 및 밀도를 조절하여 최적의 발포 조건을 갖게 되었다.

본 발명과 같이 기계적 발포로 형성된 발포층은 기공 크기(cell size)가 주로 50 ~ 150 ㎛ 범위에서 균일하게 공존하게 된다. 즉, 기공 크기(pore size)가 50 ㎛ 이하 범위는 20% 이하이고, 50 ~ 150 ㎛ 범위가 60 ~ 80%, 200 ㎛ 이상이 20% 이하로 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 발포 장갑은 일정 크기의 미세 기공(pore)의 형성과 불소 또는 왁스를 도입하여 통기 및 투습성과 일정 수준의 발수 특성으로 착용감과 더불어 오염물질이 쉽게 장갑 내부로 침투하는 것을 억제하는 동시에 통기성으로 인한 장갑 내부의 땀이 외부로 배출되는 기능으로 작업자의 피로도를 개선하고, 기존의 고가의 호모믹서를 사용하지 않으며, 장갑의 사용에서 폐기까지 발생되는 환경오염 유발물질이 상대적으로 적어 그 효과가 기대된다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 구체화하여 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정된 것은 아니다.

실시예 1

발수 특성이 있는 발포 장갑 제조를 위해 나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 이를 3% 포름산 수용액(pH 2.0)에 2초간 함침시키고, 미리 준비된 평균 입자 크기가 약 50 ~ 200 nm인 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지(티앤엘, Akuarane DTP 1322) 100 g에, 아크릴계 증점제(문징, PUR40)를 0.5 g, 수용성 백색 토너(유엔아이, 705K)를 2 g, 표면조절제로 불소변성 폴리아크릴레이트(아프코나, 3570) 0.3 g, 정포제로 폴리알킬렌글리콜(골드슈미트, BF-237) 1 g, 기포제로 황산염계(펜타켐, PF400) 0.5 g, 발수제로 불소(하이켐, F9030) 5 g을 첨가하여 도 1과 같은 형태의 임펠라를 사용하여 발포된 혼합 수지에 상기 장갑을 2초간 함침시켰다. 이후에 110 ℃ 범위의 열풍이 있는 건조로에서 30분간 건조시킨 다음 장갑을 금형에서 탈형하여 발수특성이 있는 발포 장갑을 제조하였다. 이때, 상기 수지 제조에 사용된 모든 첨가제 성분은 실리콘이 함유되지 않은 성분을 사용하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 불소 대신 왁스 3 g(문징, E359)를 사용하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 불소(하이켐, F9030)를 제외하고 발포 장갑을 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 정포제(골드슈미트, BF-237)와 기포제(펜타켐, PF400)를 제외하고 호모믹서를 이용하여 발포 장갑을 제조하였다.

비교예 3 : 건식 수분산 폴리우레탄 장갑

국내 공개 특허 제2003-9667호(출원번호: 제2001-44223호, "수용성 폴리우레탄이 코팅된 폴리우레탄 장갑의 건식제조방법")에서 사용된 방법으로 실시하되, 수용성 폴리우레탄 100 중량부, 물 50 ~ 60 중량부, 용제(MEK) 100 ~ 150 중량부 및 토너(Toner) 50 ~ 100 중량부로 조성된 용액을 이용하여 코팅한 후 1차 건조(40 ~ 60 ℃, 10 ~ 30분)와 2차 건조(100 ~ 150℃, 20 ~ 40분)하여 장갑을 제조하였다.

비교예 4 : 물리적 발포 장갑

가공 공정은 상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 물리 발포제(Matsumoto, MICROPEARL)를 사용하여 발포 장갑을 제조하였다.

비교예 5 : 습식 폴리우레탄 장갑

나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 별도의 용기에 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 디메틸포름아마이드(DMF) 150 중량부, 습식가공조제(알 토켐, 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 40분간 건조시킨 다음 장갑을 금형에서 탈형하여 제조하였다.

비교예 6 : 라텍스 장갑

나일론(실 두께 : 15수)을 금형에 장착한 다음, 이를 5% 염화칼슘 용액에 2초간 함침시키고, 별도의 용기에 니트릴 부타디엔 고무(폴리머 라텍스, NBR) 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 g 등을 첨가하여 호모믹서를 이용하여 고속으로 교반한 발포수지 혼합물에 전처리된 상기 장갑을 2초간 함침시켰다. 이후에 실온에서 10분, 약 40 ℃ 정도 되는 물에서 30분간 수세 과정을 거치고, 다시 온도가 120 ℃ 정도 되는 열풍이 있는 건조로에서 45분간 건조한 후, 장갑을 금형에서 탈형하여 발포 장갑을 제조하였다.

시험예 1 : 수분산 폴리우레탄 수지로 제조한 장갑의 물성 비교

상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 6에서 제조된 발포 장갑의 물성은 다음과 같은 측정 방법으로 수행하였다.

[물성 측정방법]

1) 표면 및 발포 형태 ; 이미지 어널라이저(Camscope SV32)

2) 통기성 ; 통기성 측정기(ASTM-D737)

3) 발수성 ; Spray 시험기(SR-1)

4) 착용감 ; 작업자 감각

5) 내마모도 ; 내마모 측정기(50-02 ; SODEMAT)

상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 4에서 제조한 발포 장갑의 가공 상태와 물성을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 단, 수지의 점도는 800 cps(25 ℃, BROOKFIELD, LVT, #62, 60 rpm)로 동일하게 가공하였다.

구 분	표면 및 발포형태	통기성	발수성	착용감	내마모도
실시예 1	균일한 미세기공	양호	양호	부드럽고 땀 배출 용이	좋음 (level 4)
실시예 2	균일한 미세기공	양호	양호	부드럽고 땀 배출 용이	좋음 (level 4)
비교예 1	균일한 미세기공	양호	불량	부드럽고 땀 배출 용이	보통 (level 2)
비교예 2	불균일한 미세기공	양호	불량	부드럽고 땀 배출 용이	보통 (level 2)
비교예 3	불균일한 미세기공	불량	불량	땀으로 인한 불쾌감	보통 (level 3)
비교예 4	발포제의 일부 이행	불량	불량	땀으로 인한 불쾌감	양호 (level 3)
* 상기 내마모도는 규격 EN-388 test 기준 자료임.

상기 표 1에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1과 2는 일정 크기의 미세한 기공(pore)을 형성하여 작업자에게 부드러운 착용감과 함께 장갑 내부로부터의 땀 배출이 용이한 결과를 얻었다.

또한, 실시예 1과 2는 피막강도 및 박리현상과 발수도에 있어서 양호한 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었지만, 비교예 1에서는 피막강도가 약하고 발수도가 떨어지는 문제점을 나타내었다.

비교예 3과 4의 경우에서는, 양호한 피막강도를 얻을 수 있는 반면에, 기공(pore) 형성을 위해 다량의 용제 및 물리적 발포제가 투입됨으로 인한 이행현상 및 기공(pore) 크기의 조절이 어려웠고, 대부분의 닫힌 기공(close cell) 형태로 땀의 배출이 용이하지 않음으로 작업자에게 불쾌감을 유발하였다.

비교예 2에서는 고가의 호모믹서를 이용한 발포 시 기공(pore) 형성이 불균일하면서 거대 기공(pore)이 많은 비율을 차지하였고, 위 결과와 같이 피막강도가 약한 문제점을 보였다.

즉, 본 발명에서 도 1과 같은 형태의 임펠라 사용으로 일반 교반기에서 적정량의 정포제와 기포제를 투입한 후, 기계적 발포를 하여 장갑 가공 시 기공(pore)의 밀도 및 크기가 적절하게 조절이 가능하였고, 최적의 발포 형태를 얻을 수 있었다. 또한, 불소 또는 왁스를 이용하여 통기성 및 장갑 내부로부터의 땀 배출 현상은 유지하면서, 발수도 개선을 할 수 있었다.

시험예 2: 서로 다른 수지 및 가공 방식으로 제조한 장갑의 물성 비교

상기 실시예 1, 2 및 비교예 5, 6에서 제조된 다른 형태의 장갑의 물성을 측정하여, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

구 분	착용감	내마모도	내지문성	발수성	통기성	유해물질 (친환경성)
실시예 1	부드러움	좋음 (level 4)	양호	양호	양호	양호
실시예 2	부드러움	좋음 (level 4)	양호	양호	양호	양호
비교예 5	부드러움	좋음 (level 4)	불량	불량	양호	중금속 함유
비교예 6	다소 부드러움	양호 (level 3 이상)	불량	불량	양호	용제 잔류
* 상기 내마모도는 EN-388 test 기준 * 유해물질은 DMF, RoHS(Hg, Cr6+, PB, Cd, PBBs, PBDEs) test(화학시험연구원) 결과

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 전체적인 장갑의 착용감이나 내마모성은 양호하나, 실시예 1, 2와 비교예 5, 6과 비교해서, 불소 또는 왁스를 이용한 발수성과 실리콘 성분의 첨가제를 배제하여 첨가제의 이행이 없어 내지문성이 양호하였고, 환경적으로도 안정한 결과를 도출할 수 있었다.

도 1은 본 발명에 따른 발포 장갑 제조 시 발포층을 형성하기 위해 사용된 임펠라를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 발포 장갑의 코팅 표면의 확대 사진이다(× 40배; Camscope SV32).

도 3은 본 발명에 따른 발포 장갑의 제조과정을 나타낸 모식도이다.

Claims (13)

1. 장갑과,

   상기 장갑 표면에 산성 용액이 1차 도포된 응고제층과,

   상기 1차 도포면에 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지; 발수 향상제로서 불소 및 왁스 중에서 선택된 1종 이상; 정포제; 기포제; 증점제; 표면조절제와; 착색제가 포함된 혼합액이 기계적 발포된 발포층이 형성된 것임을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 수지가 도포된 발포 장갑.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 산성 용액은 포름산, 아세트산, 염산 또는 인산인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지는 입자크기가 50 ~ 200 nm인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 발수 및 마모 특성을 부여하기 위하여 불소 및 왁스를 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 정포제는 폴리알킬렌글리콜(Polyalkylene glycol)이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기포제는 글루타민산염계(glutamate) 및 황산염계(sulfate) 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 3 중량부인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 증점제는 아크릴계 증점제, 아마이드계 증점제, 우레탄계 증점제 및 셀룰로오스계 증점제 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 3 중량부인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 표면조절제는 불소변성 아크릴레이트계, 불소화합물 중합체 및 아크릴 폴리머 중에서 선택된 1종 이상이며, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 2 중량부인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 착색제는 수용성 착색제이고, 수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 7 중량부인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 수지를 2종 이상 사용 시 입자크기, 인장강도와 신율이 서로 다른 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 발포층은 기공 크기(pore size)가 50 ~ 150 ㎛ 범위가 60 ~ 80%로 형성된 것임을 특징으로 하는 발포 장갑.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 장갑은 면, 나일론, 아크릴, 케브라, 폴리에틸렌 및 폴리에스테르 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 발포 장갑.
13. 금형에 장갑을 끼운 다음, 응고제로서 pH 1 ~ 4의 산성 용액을 장갑에 1차 도포하여 응고제층을 형성시키는 단계;

    상기 1차 도포면에 음이온성 수분산 폴리우레탄 수지; 불소 및 왁스 중에서 선택된 발수향상제; 정포제; 기포제; 증점제; 표면조절제와; 착색제가 포함된 혼합액이 임펠라 교반기에 의해 기계적 발포된 발포층을 형성시키는 단계; 및

    100 ∼ 120 ℃의 온도에서 열풍 건조, 탈형하는 단계

    가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 발수성이 뛰어난 수분산 폴리우레탄이 도포된 발포 장갑의 제조방법.

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