먼저, 고흡수성 수지의 접착성과 용제의 작용을 할 수 있는 바인더의 제조에 대하여 설명한다.
바인더의 주성분으로서는 수용성 열가소성 수지를 들 수 있다. 이러한 성분으로서는 액상 또는 분말상 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아세테이트를 들 수 있으며, 여기에 통상의 가소제(예, 디부틸프탈레이트 등), 비이온 계면활성제 등을 첨가하여 제조하는 것이 분산성, 유연성 등의 물성의 면에서 바람직하다.
상기 수지중, 폴리에틸렌옥사이드와 폴리비닐아세테이트를 각각 사용하여 바인더를 제조할 수 있으나, 이들을 병용하여 제조하는 것이 바람직하다.
폴리에틸렌옥사이드는 액상의 것을 사용할 수 있으나, 분말상의 것이 바람직하며, 분자량은 150만∼250만이고, 수용액의 점도가 20∼70 cps인 것이 바람직하다. 이러한 폴리에틸렌옥사이드를 약 30∼40배의 휘발성 용매, 예를 들면, 벤젠, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 방향족 화합물, 지방족 화합물, 저급 알코올 등을 들 수 있으나, 이중에서 취급성이나 가격면에서 메탄올이 바람직하다. 톨루엔 등의 방향족 화합물은 미량이더라도 흡입하거나 접촉하는 경우, 건강에 유해하여 사용하는 데 불편하며, 이들을 사용하기 위하여는 특별한 장치 등이 요하므로 바람직하지 못하다. 그러나, 메탄올에 한정되는 것은 아니다. 이들 용매를 밀폐 용기에 넣고, 여기에 폴리에틸렌옥사이드를 넣고 상온 내지 약간 고온에서 교반하여 용해한다. 필요에 따라, 생성 용액에 폴리비닐아세테이트를 첨가하여 용해한다. 이 바인더의 접착성을 향상시키기 위하여 폴리비닐아세테이트를 첨가하는 것이 바람직하나, 폴리비닐아세테이트를 첨가하지 아니하여도 바인더로 작용할 수 있다. 첨가되는 폴리비닐아세테이트의 양은 폴리에틸렌옥사이드에 대해 약 7∼15배량으로 첨가하는 것이 바람직하다. 7배량 이하에서는 접착력이 향상되지 못하며, 15배 이상에서는 지나치게 접착력이 강하여 오히려 흡수성 수지의 분산성을 저해하는 등, 바람직하지 못하다.
가소제로서는 바인더에 사용되는 것이면 어떠한 것이나 사용될 수 있으며, 특히 한정되는 것은 아니다. 그 예로서는 디부틸프탈레이트(DBP) 등을 들 수 있다.이러한 가소제는 열가역성 수지와 접착성 수지의 합계의 약 12% 내지 20% 첨가한다. 또한, 필요에 따라, 분산성을 높이기 위하여 통상의 계면활성제를 가하여도 좋다.
상기 폴리에틸렌옥사이드와 같은 열가역성 수지, 폴리비닐아세테이트 등을 용매에 용해하여 얻은 바인더에 고흡수성 수지를 가하고, 충분히 교반하여 균일 용액으로 하여 팽윤성 수지 조성물을 제조한다.
이렇게 제조한 팽윤성 수지 조성물에 자연사, 인조 및 합성사를 침지후, 건조하여 팽윤성 얀을 제조한다. 건조는 통상의 방법에 따라 건조할 수 있으며,
특히, 일정 온도, 예를 들면 90∼100℃의 열풍건조기를 이용하여 건조하는 것이
공업적으로 유리하다. 또한 침지 속도를 조절함으로써 고흡수성 수지의 양을 조
절할 수 있다. 여기서 팽윤성 얀을 제조하기 위하여 얀을 침지하는 방법에 한정되는 것이 아니라, 분무법에 의하여 제조하여도 좋으며, 이러한 침지법이나, 분무법은 동일한 기술사상으로 이해되어야 한다.
이하, 실시예로서 본 발명을 상세히 설명한다.
실시예 1
반응기에 메탄올 49 ㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 1.5 g을 가하고, 40℃에서 90분간 교반하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트 15g, 디부틸프탈레이트 2.5g, 계면활성제 (C-EA-09, 대진화학상사 제품) 2g을 가하고, 약 1시간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 30g을 가하고 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 폴리에스테르사(5000 데니어), 100% 순모사, 50%모-50%아크릴 혼합사 (5000 데이어)를 각각 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 노즐(내경: 2.3㎜, 길이 1㎜, 이하, A 다이라 한다)을 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 다음과 같이 평가하였다. 즉, 건조된 얀의 중량(dg)을 칭량한 후, 이를 물에 각각 1초, 2초, 5초, 10초, 30초, 60초 및 120초 침지한 후, 꺼내어 수직으로 2분간 현수하여 물이 떨어지는 것이 중지되게 하였다. 그런 다음 얀의 중량(wg)을 칭량하였다.
흡수율(g/g)= wg/dg
그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100% 폴리에스테르사 |
2.98 |
3.12 |
4.11 |
7.50 |
11.48 |
18.22 |
21.90 |
50%모-50%폴리에스테르사 |
6.04 |
7.68 |
12.74 |
14.25 |
23.95 |
24.77 |
25.49 |
실시예 3
반응기에 메탄올 61㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 2.0g을 가하고, 40℃에서 90분간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 37.0g을 가하고 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 3에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 아크릴사(5000 데니어)를 각각 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 A 다이와 노즐(내경: 1.9㎜, 길이 10㎝, 이하, "짧은 C 다이"이라 한다)를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다.
그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100% 아크릴사 A 다이 |
6.16 |
10.55 |
18.30 |
20.40 |
35.42 |
34.42 |
40.22 |
100% 아크릴사 짧은 C 다이 |
7.44 |
12.69 |
19.67 |
21.97 |
35.89 |
35.2 |
47.23 |
실시예 5
반응기에 메탄올 57.5㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 1.5 g을 가하고, 40℃에서 90분간교반하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트 12.5g, 디부틸프탈레이트 2.0g 및 계면활성제 (C-EA-09, 대진화학상사 제품) 1.5g을 가하고, 약 1시간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 25g을 가하고 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 5에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 아크릴사(5000 데니어), 100%폴리에스테르사(5000 데이어), 50%모-50%아크릴 혼합사(5000 데이어)를 각각 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 A 다이를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100% 아크릴사 |
5.61 |
6.87 |
10.83 |
15.96 |
36.94 |
52.24 |
60.56 |
100% 폴리에스테르사 |
4.23 |
4.46 |
9.33 |
15.79 |
28.54 |
49.12 |
58.85 |
50%모-50%폴리에스테르사 |
5.14 |
5.72 |
8.48 |
13.12 |
23.64 |
29.67 |
33.06 |
실시예 7
실시예 3에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 폴리에스테르사(5000 데니어)를 각각 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 A 다이와 "짧은 C 다이"를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다.
그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100%폴리에스테르사 A 다이 |
4.02 |
7.13 |
10.95 |
19.13 |
23.98 |
31.11 |
38.09 |
100%폴리에스테르사 짧은 C 다이 |
6.32 |
8.39 |
17.96 |
29.0 |
32.43 |
34.36 |
35.57 |
실시예 8
반응기에 메탄올 77.0㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 1.3g을 가하고, 40℃에서 90분간 교반하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트 6.5g, 폴리비닐부틸알(Polyvinylbutyral) 2.0g, 계면활성제 [C-EA-09, 대진화학상사 제품(폴리옥시에틸렌 알킬알킬에테르 지방산에스테르)] 1.3g 및 디부틸프탈레이트 5.0g을 가하고, 약 1시간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 11.9g을 가하고, 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 9
상기 실시예 8에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 아크릴사(5000 데니어)를 각각 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 노즐의 내경이 1.5㎜, 길이가 10㎝인 다이(이하, "짧은 B다이"라 한다)를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 한편, 상기 함침 얀을 노즐의 내경이 1.5㎜, 길이가 20㎝인 다이(이하, "긴 B다이"라 한다) 및 내경이 1.9㎜, 길이가 20㎝인 다이(이하, "긴 C다이"라 한다)를 통과하고, 상기와 동일하게 건조, 권취하였다. 또한, 100% 폴리에스테르사를 상기와 같이 짧은 B다이, 긴 B다이, 긴 C다이 및 짧은 C다이(내경 1.9㎜, 길이가 10㎝)를 사용하여 상기와 동일하게 조작하였다.
이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100%아크릴사, 짧은 B다이 |
7.42 |
9.19 |
18.20 |
27.27 |
31.62 |
32.63 |
35.25 |
100%아크릴사, 긴 B다이 |
9.16 |
9.40 |
17.50 |
28.41 |
33.16 |
38.33 |
42.52 |
100%아크릴사, 짧은 C다이 |
7.27 |
6.64 |
9.23 |
18.68 |
25.13 |
28.48 |
32.90 |
100%아크릴사, 긴 C다이 |
5.35 |
7.50 |
12.04 |
20.08 |
25.68 |
29.33 |
34.91 |
100%폴리에스테르사, 짧은 B다이 |
5.80 |
9.46 |
16.56 |
19.58 |
20.40 |
21.74 |
24.08 |
100%폴리에스테르사, 긴 B다이 |
8.42 |
11.91 |
22.50 |
25.70 |
28.83 |
25.89 |
26.70 |
100%폴리에스테르사, 짧은 C다이 |
4.69 |
4.60 |
6.85 |
7.07 |
10.31 |
18.15 |
22.64 |
100%폴리에스테르사, 긴 C다이 |
4.08 |
5.82 |
9.64 |
11.36 |
17.73 |
26.64 |
27.31 |
실시예 10
반응기에 메탄올 77.0㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 1.3 g을 가하고, 45℃에서 70분간 교반하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트 6.5g, 디부틸프탈레이트 5.0g, 폴리부틸알 2.0g 및 계면활성제 (C-EA-09, 대진화학상사 제품) 1.3g을 가하고, 약 1시간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 11.9g을 가하고 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 11
상기 실시예 10에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 순모사(10000 데니어)를 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 각각 노즐의 직경이 3.5㎜이고, 길이가 10㎝(이하, "짧은 D다이")의 다이와 노즐의 직경이 3.5㎜이고, 길이가 20㎝(이하, "긴 D다이")의 다이를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 80∼90℃의 열풍 건조기를 18초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타낸다.
얀의 종류(10000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100% 순모사, 짧은 D다이 |
2.33 |
4.28 |
5.84 |
10.13 |
14.39 |
21.21 |
30.43 |
100% 순모사, 긴 D다이 |
2.47 |
4.16 |
8.58 |
14.52 |
19.78 |
21.44 |
26.94 |
실시예 12
반응기에 메탄올 77.0㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 1.3g을 가하고, 40℃에서 90분간 교반하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트 6.5g, 폴리부틸알 2.0g 및 계면활성제 (C-EA-09, 대진화학상사 제품) 1.3g을 가하고, 약 1시간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 11.9g을 가하고, 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 13
상기 실시예 12에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 아크릴사(5000 데니어)를 각각 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 각각 짧은 B다이, 긴 B다이, 짧은 C다이, 긴 C다이를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다.
이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다. 그 결과를 하기 표 7에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100%폴리에스테르사, 짧은 B다이 |
2.55 |
3.48 |
4.90 |
5.23 |
6.55 |
7.24 |
8.00 |
100%폴리에스테르사, 긴 B다이 |
3.24 |
4.48 |
3.95 |
5.38 |
7.00 |
8.10 |
11.14 |
100%폴리에스테르사, 짧은 C다이 |
1.88 |
3.13 |
3.84 |
6.65 |
5.78 |
5.55 |
5.33 |
100%폴리에스테르사, 긴 C다이 |
2.71 |
2.66 |
3.32 |
5.06 |
5.00 |
5.70 |
7.04 |
실시예 14
반응기에 메탄올 61㏄를 넣고, 여기에 폴리에틸렌 옥사이드(중림산업(주)제, PEO-8, 평균 분자량 170만∼220만, 분말상) 1.5g을 가하고, 40℃에서 90분간 교반하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트 4.5g 및 계면활성제 (C-EA-09, 대진화학상사 제품) 15g을 가하고, 약 1시간 교반하여 바인더를 조제하였다.
이 바인더에 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 공중합체[(주)코롱, G-500F] 30.0g을 가하고 수지가 균일하게 용해 분산되도록 약 1시간 교반하여 팽윤성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 15
상기 실시예 14에서 얻은 팽윤성 수지 조성물이 저류된 함침조(조의 직경: 10㎝)에 100% 아크릴사(5000 데니어)를 1초 동안 함침되는 속도로 통과시킨 후, 함침된 얀을 짧은 B 다이를 통과하고, 길이가 7 m이고, 내온이 90∼100℃의 열풍 건조기를 16초에 통과시켜 건조하고, 보빈에 권취하였다. 이들 각각 흡수성 수지가 부착된 얀의 흡수율을 실시예 2와 동일하게 평가하였다.
그 결과를 하기 표 8에 나타낸다.
얀의 종류(5000 데니어) |
침지시간에 따른 흡수율(g/g) |
(침지시간) |
1초 |
2초 |
5초 |
10초 |
30초 |
60초 |
120초 |
100%아크릴사 |
10.56 |
18.12 |
28.31 |
34.45 |
36.78 |
46.94 |
55.34 |
실시예 16
상기 각 실시예에서 얻은 흡수성 얀을 선풍기의 1m 전방에 현수하고, 선풍기의 바람을 강으로 하여 3시간 동안 통풍하였으나, 얀에 부착된 수지 등이 박리되거나, 떨어지지 않았다.