KR101271118B1 - 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법 - Google Patents

열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법 Download PDF

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실시예는 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 다음의 구조식을 포함한다.
<구조식>
Figure 112010083208343-pat00006

(단, R은 C1~C4의 지방족 탄화수소이며, n은 1 ~ 20, m은 1 ~ 200)

Description

열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법{A Compound for three-dimensional fabricating thermoplastic fiber, a finishing agent including the compound and method for manufacturing the same}
실시예는 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법에 관한 것이다.
종래기술에 의하면 리플(Ripple) 가공은 면 또는 셀룰로오스계 직물에 주름이 형성되도록 한 입체처리의 형태로 침장류나 의류소재에 주로 적용되고 있으며, 주요한 가공 화합물은 열반응형 폴리우레탄이 사용되고 있다.
또한, 종래기술에 의하면 면 또는 셀룰로오스계 직물의 리플 가공은 열반응형 폴리우레탄의 1차 처리에 의한 단독공정이 아닌 알카리 패딩에 의한 직물의 수축공정이 병행되고 패딩 후 숙성(Airing) 공정까지도 병행이 되어 처리되고 있다.
그러나, 면과 달리 알칼리에 상대적으로 강한 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 직물에 상기와 같은 열반응형 폴리우레탄을 적용하여 리플 형태를 유지할 수 없다.
이에 종래기술에 의하면 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 직물에 대한 리플 가공방법으로 직물에 접착 가능한 접착수지와 발포제를 프린트한 후 일정한 열에 의한 발포를 시켜 입체감을 주는 방법이 있다.
그러나, 이러한 종래기술에 의한 경우, 입체감을 줄 수는 있으나 접착되는 수지 성분을 사용하였기 때문에 수지와 발포성분이 직물에 부착된 상태로 남아 있어 직물 자체의 부드러운 터치감을 유지할 수 없으며 세탁견뢰도(fastness to washing)가 확보되지 않는 문제가 있다.
또한, 다른 종래기술에 의하면 열가소성 섬유에 대한 리플 가공방법으로 폴리에스테르를 유연화시킬 수 있는 화합물로 직물에 처리한 후에 열처리를 하여 처리된 면과 처리되지 않은 면의 차이에 의해 생기는 현상을 이용한 방법이 있다.
그러나 이러한 방법의 경우 폴리에스테르를 유연화시킬 수 있는 화합물로 처리되기 때문에 예리한 문양을 처리하기 어려운 문제가 있다.
또한, 종래기술에 의하면 폴리에스테르 섬유의 입체 가공용 제품의 합성시 인체에 유해한 페놀(Phenol)계 유도체를 포함하는 계면활성제에 의한 유화중합 방법을 사용함으로써 환경규제물질인 APEO(alkyl phenol ethoxylates), 포름알데하이드 등이 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래기술에 의하면 발수 원단이나 초발수 원단 등의 발수처리가 된 폴리에스테르 직물에 대한 리플가공이 가능하지 않은 한계가 있다.
실시예는 열가소성 섬유에 섬세한 리플 형태를 유지하면서도 처리된 가공제가 효과적으로 제거될 수 있는 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 APEO, 포름알데하이드 등을 완전히 배제할 수 있는 환경친화적인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 혼합 사용되는 발포제의 발포형성이 원활할 수 있는 열가소성 섬유의 입체가공제를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 발수 원단에 대해서도 리플 형성이 가능한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 다음의 구조식을 포함한다.
<구조식>
Figure 112010083208343-pat00001
(단, R은 C1~C4의 지방족 탄화수소이며, n은 1 ~ 20, m은 1 ~ 200)
또한, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법은 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 제1 단계; 및 상기 중합체를 알칼리로 중화시키는 제2 단계;를 포함한다.
또한, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제는 상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물을 포함한다.
또한, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법은 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 제1 단계; 상기 중합체를 알칼리로 중화시켜 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물을 형성하는 제2 단계; 및 상기 중화된 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 마이크로 캡슐 발포제를 분산시키는 제3 단계;를 포함한다.
실시예에 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법에 의하면, 최근 섬유가공 분야의 환경규제 물질인 APEO(alkyl phenol ethoxylates) 및 포름알데하이드가 없는 환경친화적인 화합물을 제공할 수 있고, 이에 따라 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 직물에 섬세한 리플 형태를 유지하면서도 처리된 화합물을 효과적으로 제거함으로써 직물 자체의 부드러운 터치감을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
구체적으로, 실시예에 의하면 종래에는 실시할 수 없었던 폴리에스테르 직물의 초기의 부드러운 터치감을 유지하면서도 리플 형성이 가능한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 직물 가공공정 중 입체가공 처리된 열가소성 섬유 직물의 유연한 터치감을 유지시킬 수 있도록 가공조제의 제거성능(친수성)을 확보하면서, 리플 형성에 필요한 제반 성능(필름의 경도, 접착성)이 우수한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제 합성시 기존의 유해한 계면활성제에 의한 유화중합 대신 물을 용매로 하는 용액중합으로 합성함으로써 APEO, 포름알데하이드 등을 완전히 배제할 수 있는 환경친화적인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 중화방법을 개선하여 혼합 사용되는 발포제의 발포형성이 원활할 수 있는 열가소성 섬유의 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 종래기술에서는 발수 원단이나 초발수 원단 등의 발수처리가 된 폴리에스테르 직물에 대한 리플가공이 가능하지 않았으나, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제에 의하면 우수한 접착력 및 분산력으로 발수 원단에서도 리플 형성이 가능하다.
도 1은 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제를 적용하기 전의 열가소성 섬유의 사진 예시도.
도 2은 비교예 1의 입체 가공 사진 예시도.
도 3은 비교예 2의 입체 가공 사진 예시도.
도 4는 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제를 적용하여 리플 가공된 사진 예시도.
이하, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
한편, 실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
(실시예)
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 다음의 화학식 1의 구조식을 포함할 수 있다.
Figure 112010083208343-pat00002
상기 R은 C1~C4의 지방족 탄화수소이며, n은 1 ~ 20, m은 1 ~ 200 범위일 수 있다.
또한, 상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에서, 상기 n과 상기 m의 몰비가 1:5 ∼ 1:10 범위일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 소수성 아크릴산과 친수성 아크릴산의 몰비가 1:5보다 작으면 소수성이 증가하여 수용액상에서의 중합이 어려우며, 중합 후 응용시 수용성이 떨어져 수세가 어려워 조제로서의 역할을 할 수 없다. 또한, 소수성 아크릴산과 친수성 아크릴산의 몰비가 1:10보다 크면 원단에 따라 요구되는 접착력이 부족할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 10,000 ~ 20,000 범위의 분자량을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 분자량이 10,000미만인 경우 부착력이 떨어지고 입체가공력이 떨어지는 문제가 있고, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 분자량이 20,000을 초과하는 경우 점도가 높아서 작업성이 떨어지는 문제, 예를 들어 코팅에 문제가 있다.
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 섬유 가공용 조제로 유용하게 사용될 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 폴리에스테르 리플 가공제, 발포가공제, 친수성 고분자 중 어느 하나로 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 건조필름의 경도가 높고 접착력이 우수하여 폴리에스테르 리플 가공제로 탁월하게 사용될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 친수기가 존재하여 쉽게 물에 팽윤하여 용해됨으로써 친수성 고분자 역할을 겸할 수 있게 된다.
한편, 실시예에서 열가소성 섬유는 폴리에스테르, 나일론 등을 포함하며 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제는 상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제는 상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 분산된 마이크로 캡슐 발포제를 더 포함할 수 있다.
실시예에 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제에 의하면, 최근 섬유가공 분야의 환경규제 물질인 APEO(alkyl phenol ethoxylates) 및 포름알데하이드가 없는 환경친화적인 화합물을 제공할 수 있고, 이에 따라 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 직물에 섬세한 리플 형태를 유지하면서도 처리된 화합물을 효과적으로 제거함으로써 직물 자체의 부드러운 터치감을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예에 의하면 종래에는 실시할 수 없었던 폴리에스테르 직물의 초기의 부드러운 터치감을 유지하면서도 리플 형성이 가능한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공할 수 있다. 실시예에 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제에 의하면 타겟 원단의 종류가 폴리에스테르 및 나일론 등의 열가소성 합성섬유이고, 예를 들어, 극세사 혹은 경량의 박직물에 탁월한 효과를 기대할 수 있도록 하여 응용분야가 가장 급격하게 확장되고 있는 합성섬유의 새로운 활용기술을 극대화할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 직물 가공공정 중 입체가공 처리된 열가소성 섬유 직물의 유연한 터치감을 유지시킬 수 있도록 가공조제의 제거성능(친수성)을 확보하면서, 리플 형성에 필요한 제반 성능(필름의 경도, 접착성)이 우수한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제 합성시 기존의 유해한 계면활성제에 의한 유화중합 대신 물을 용매로 하는 용액중합으로 합성함으로써 APEO, 포름알데하이드 등을 완전히 배제할 수 있는 환경친화적인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제를 제공할 수 있다. 이에 따라 실시예에 의하면, 설계 단계에서부터 친환경성을 확보할 수 있으므로, 성능뿐만아니라 가공 공정 및 최종섬유 제품의 인체친화적인 측면에서도 기존의 폴리에스테르 입체 가공제로 사용되는 방향족 화합물에 의한 공정 중의 대기 오염 및 수질오염에 대해 완벽히 대응할 수 있으며, 최종 가공품에 잔류하지 않으므로 인해 환경적인 측면에서도 매우 훌륭한 결과를 얻을 수 있다.
또한, 실시예에 의하면, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 중화방법을 개선하여 혼합 사용되는 발포제의 발포형성이 원활할 수 있는 열가소성 섬유의 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 종래기술에서는 발수 원단이나 초발수 원단 등의 발수처리가 된 폴리에스테르 직물에 대한 리플가공이 가능하지 않았으나, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제에 의하면 우수한 접착력 및 분산력으로 발수 원단에서도 리플 형성이 가능하다. 이에 따라 기술적 한계로 극복하지 못하던 폴리에스테르의 섬유의 입체 가공제 제조 기술 및 이를 사용한 폴리에스테르 섬유가공 방법을 통해 폴리에스테르 등 열가소성 섬유 가공의 기술적 우위를 확보할 수 있고, 열가소성 섬유 가공업에 새로운 비즈니스 기회 창출에 의한 수출증대에 기여할 수 있다.
이하, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법 및 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법을 설명한다.
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법은 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 제1 단계 및 상기 중합체를 알칼리로 중화시키는 제2 단계를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법은 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 제1 단계, 상기 중합체를 알칼리로 중화시켜 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물을 형성하는 제2 단계 및 상기 중화된 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 마이크로 캡슐 발포제를 분산시키는 제3 단계를 포함할 수 있다.
이하 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법 및 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법의 화학적 합성 메카니즘 단계를 구체적으로 설명하나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
<제1 단계>
제1 단계는 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 단계이다.
Figure 112010083208343-pat00003
상기 제1 단계 반응은 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 라디칼 반응을 통한 중합단계이다.
상기 제1단계에서의 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체의 몰비는 약 1:5 ∼ 약 1:10일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 소수성 아크릴산과 친수성 아크릴산의 몰비가 1:5보다 작으면 소수성이 증가하여 수용액상에서의 중합이 어려우며, 중합 후 응용시 수용성이 떨어져 수세가 어려워 조제로서의 역할을 할 수 없다. 또한, 소수성 아크릴산과 친수성 아크릴산의 몰비가 1:10보다 크면 원단에 따라 요구되는 접착력이 부족할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 단계의 반응온도는 약 80℃~약 90℃를 유지할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 제1 단계의 반응온도가 80℃ 미만인 경우 분자량이 상대적으로 커짐에 따라 점도가 높아져 작업성에 문제가 발생할 수 있으며, 제1 단계의 반응온도가 90℃를 초과하게 되면 분자량이 작아 접착력이 약해질 수 있다.
실시예에서 상기 소수성 아크릴 단량체는 메틸메타아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메틸메타아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메틸메타아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트, 노말부틸 메타아크릴레이트, 터셔리-부틸메타크릴레이트, 노말헥실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메톡시 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 플루오로 아크릴레이트, 실릴 아크릴레이트 중 적어도 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 상기 친수성 아크릴 단량체는 말레인산, 이타콘산, 아크릴산, 메타아크릴산 중에 적어도 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 단계에 걸쳐 사용되는 촉매는 반응촉매, 중합촉진제, 연쇄이동제 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1단계의 반응촉매는 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 벤조일퍼옥사이드, 과산화수소, 아조비스이소부티로니트릴 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 중합촉진제는 아황산수소나트륨, 황산 제1철 암모늄 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 연쇄이동제는 n-부탈머캅탄, t-도데실머캅탄 등의 머캅탄류 또는 메틸알코올 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
<제2 단계>
제2 단계는 상기 중합체를 알칼리로 중화시켜 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물을 형성하는 단계이다.
Figure 112010083208343-pat00004
상기 R은 C1~C4의 지방족 탄화수소이며, n은 1 ~ 20, m은 1 ~ 200 범위일 수 있다.
상기 제2 단계 반응은 아민화합물을 포함하여 중화시키는 중화반응이다. 상기 제2 단계의 반응온도는 약 40℃∼ 약 60℃ 범위일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 제2 단계의 반응온도가 40℃ 미만인 경우 반응속도가 느린 문제가 있고, 제2 단계의 반응온도가 60℃를 초과하는 경우 반응물(중화제)이 비산하여 정량이 투입되지 못 할 수 있다.
상기 중화반응시 사용되는 알카리는 무기계 알카리와 유기계 알카리를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제2 단계에서 무기계 알카리는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산리튬, 소다회, 트리폴리 인산 나트륨(Natrium), 피로포스포릭(pyrophosphoric) 산 나트륨(Natrium),다이산 인산 나트륨(Natrium), 피로포스포릭(pyrophosphoric) 산 칼륨(Kalium), 인산 3 칼륨(Kalium), 올소케이 산 나트륨(Natrium), 메타 규산 나트륨(Natrium),규산 칼륨(Kalium) 중 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 단계에서 유기계 알카리는 암모니아수, 메틸아민, 에틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 토리에타놀아민, 디에탄올 아민(diethanol amin), 모노에타놀아민,몰호린, 2-(디메틸아미노)에탄올(ethanol), 2-(디에틸아미노)에탄올(ethanol), 트리메틸프로판올 아민(iso propanol amin), 아이소 프로판올 아민(iso propanol amin), 테트라 메틸 암모늄 히드로 옥시드(tetra methyl ammonium hydro oxide)(TMAH), 에틸렌 디아민(ethylene diamine) 4 초산나트륨, 니토리로삼초산나트륨 중 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 단계에서 중화반응의 약 pH 6 ∼ 약 pH 8 의 범위일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 제2 단계에서 중화반응의 pH가 6보다 낮으면 수용성이 낮아 물에 대한 용해도가 떨어지고, 제2 단계에서 중화반응의 pH가 8보다 높으면 사용되는 알카리가 상대적으로 많아져 제조 단가상승의 요인이 된다.
상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은 10,000 ~ 20,000 범위의 분자량을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 분자량이 10,000미만인 경우 분자량이 작아 접착력이 약해질 수 있고, 따라서 입체가공력이 저하되며, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 분자량이 20,000을 초과하는 경우 점도가 높아져 작업성에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어 코팅 공정에서 균일한 코팅을 기대할 수 없다.
상기 제2 단계 반응이 완료되면 아래와 같이 마이크로 캡슐 발포제를 분산하여 최종 열가소성 섬유의 입체가공제를 얻게 된다.
<제3 단계>
제3 단계는 상기 중화된 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 마이크로 캡슐(microcapsule) 발포제를 분산시켜 열가소성 섬유의 입체가공제를 제조하는 단계이다.
실시예에서 마이크로 캡슐 발포제는 구형의 셀(shell) 내부에 액상의 코어가 포함된 형태로 구성된 열 발포성의 발포제일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 구형의 셀(shell)은 아크릴산 에스테르(ester)류, 메타크릴산 에스테르(ester)류, 아크릴로 니트릴(acryl nitrile), 메타크릴로 니트릴(methacryl nitrile) 등의 단독 또는 여러종으로 되는 중합체 및 또는 공중합체로, 열가소성을 가지는 소재로 구성되어 지는 것을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 코어물질로는 열분해성 화학 발포제 또는 열팽창성의 물리 발포제를 채용할 수 있다. 예를 들어, 열분해성 화학 발포제로는 탄산수소나트륨 등의 탄산염 또는 질소 화합물, 니트로 화합물,히드라진(hydrazine) 유도체, 트리아졸(triazole) 화합물 중 어느 하나를 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 열팽창성의 물리 발포제는 이소부탄(isobutane), 펜탄(pentane), 헥산(hexane), 석유 에테르 등의 탄화수소류, 테트라 알킬 실란(tetra alkyl silane), 트리메틸 알킬 실란(trimethyl alkyl silane) 등의 테트라 알킬실란(tetra alkyl silane)류 중 어느 하나를 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 제3 단계는 상기 제2 단계까지 합성된 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물과 상기 마이크로 캡슐 발포제의 무게비(wt%)를 약 70: 약 30~약 95: 약5의 비율로 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 마이크로 캡슐 발포파우더를 분산시켜 열가소성 섬유의 입체가공제를 제조할 수 있다. 한편, 상기 발포파우더의 양이 상기 비율보다 적을 때는 발포력이 낮아 적용섬유 원단의 모양이 뚜렷하지 않고, 상기 비율을 초과하는 경우에는 비경제적이며 더 이상 추가하여도 상승효과를 보기 어렵다.
상기 제3 단계의 마이크로 캡슐 발포제의 발포온도는 약 110℃∼약 220℃일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 발포온도가 110℃ 미만인 경우 발포 전 건조공정에서 미리 발포가 될 경우가 있으며, 발포온도가 220℃를 초과하는 경우 발포공정에서 발포제가 팽창 후 다시 수축되어 발포가 되지 않을 수 있다.
실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제가 섬유가공용 조제 즉, 수세가 가능한 발포바인다로 제조되기 위해서, 열가소성 섬유의 입체가공제의 점도는 약3, 000∼약 5, 000 centi Poise(약 25℃ 기준)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 점도가 3,000 centi Poise 보다 작을 경우에는 폴리에스테르 원단의 접착력이 떨어지고, 점도가 5,000 centi Poise 보다 높을 경우에는 높은 점도로 작업성에 문제가 발생할 수 있다.
실시예에 따라 제조된 열가소성 섬유의 입체가공제는 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 원단에 로타리 또는 플랫 프린트 후 건조, 발포 큐어링, 물수세를 통해 입체가공을 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제를 적용하기 전의 열가소성 섬유의 사진 예시도이며, 도 2는 비교예 1의 입체 가공 사진 예시도이며, 도 3은 비교예 2의 입체 가공 사진 예시도이고, 도 4는 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제를 적용하여 리플 가공된 사진 예시도이다.
비교예 1은 폴리에틸렌비닐아세테이트 바인다 80부와 마이크로 발포 파우더 20부를 교반하여 폴리에스테르용 리플 조제를 조제하였다.
비교예 2는 증류수 600부와 레조시놀 400부를 교반하여 폴리에스테르용 리플 조제를 조제하였다.
이후, 입체 가공공정에 따라 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제 및 비교예1, 비교예 2의 조제를 원단에 각각 플랫 프린트 처리한 후 약 120℃ 온도에서 약 2분 동안 건조하고, 약 180℃에서 약 40초 동안 발포 및 큐어링시킨 후, 수세한 후 건조를 실시하였다. 이에 따른 표 1에 비교하여 나타내었다.
접착력 발포력 수세력 수세후 발포모양유지성능 원단 유연성
실시예 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예1 ○ △ × △ ×
비교예2 ○ × × △ ○
** 성능기준: ◎-매우 우수, ○-우수, △-보통, ×-나쁨
상기 비교 테스트(test) 결과에서 나타났듯이 기존 제품의 경우 조제수세력, 원단유연성 등 섬유 처리 과정 및 공정상에서 많은 문제점이 있다.
반면, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제는 폴리에스테르 등의 열가소성 섬유에 대한 패션가공기술의 가공수준을 한 단계 업그레이드(UP GRADE) 시키는 계기가 될 것이며, 더욱이 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제는 합성에서 조제 제조시까지 유화제 사용을 하지 않아 보다 친환경적이고 조제 처리 전후의 터치감을 그대로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
실시예에 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제와 이들의 제조방법에 의하면, 최근 섬유가공 분야의 환경규제 물질인 APEO(alkyl phenol ethoxylates) 및 포름알데하이드가 없는 환경친화적인 화합물을 제공할 수 있고, 이에 따라 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리에스테르 직물에 섬세한 리플 형태를 유지하면서도 처리된 화합물을 효과적으로 제거함으로써 직물 자체의 부드러운 터치감을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
구체적으로, 실시예에 의하면 종래에는 실시할 수 없었던 폴리에스테르 직물의 초기의 부드러운 터치감을 유지하면서도 리플 형성이 가능한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 직물 가공공정 중 입체가공 처리된 열가소성 섬유 직물의 유연한 터치감을 유지시킬 수 있도록 가공조제의 제거성능(친수성)을 확보하면서, 리플 형성에 필요한 제반 성능(필름의 경도, 접착성)이 우수한 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 이를 포함하는 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제 합성시 기존의 유해한 계면활성제에 의한 유화중합 대신 물을 용매로 하는 용액중합으로 합성함으로써 APEO, 포름알데하이드 등을 완전히 배제할 수 있는 환경친화적인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면, 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 중화방법을 개선하여 혼합 사용되는 발포제의 발포형성이 원활할 수 있는 열가소성 섬유의 입체가공제를 제공할 수 있다.
또한, 종래기술에서는 발수 원단이나 초발수 원단 등의 발수처리가 된 폴리에스테르 직물에 대한 리플가공이 가능하지 않았으나, 실시예에 따른 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물 및 입체가공제에 의하면 우수한 접착력 및 분산력으로 발수 원단에서도 리플 형성이 가능하다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 제1 단계; 및
    상기 중합체를 알칼리로 중화시키는 제2 단계;를 포함하는 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법에 있어서,
    상기 용액중합은 물을 용매로 하여 수용액 상에서 라디칼 반응을 통한 중합이며,
    상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물은
    다음의 구조식(단, R은 C1~C4의 지방족 탄화수소이며, n은 1 ~ 20, m은 1 ~ 200)을 포함하며,
    <구조식>
    Figure 112012070746023-pat00011

    n과 m의 몰비가 1:5 ∼ 1:10 인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제 1단계의 반응온도는 80℃~90℃이며,
    상기 제2 단계의 반응온도는 40℃~60℃인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 다음의 구조식(단, R은 C1~C4의 지방족 탄화수소이며, n은 1 ~ 20, m은 1 ~ 200)을 포함하며,
    <구조식>
    Figure 112013022496416-pat00012

    n과 m의 몰비가 1:5 ∼ 1:10 인 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물; 및
    상기 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 분산된 마이크로 캡슐 발포제;를 포함하는 열가소성 섬유의 입체가공제.
  10. 소수성 아크릴 단량체와 친수성 아크릴 단량체에 의한 용액중합에 의해 중합체를 형성하는 제1 단계;
    상기 중합체를 알칼리로 중화시켜 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물을 형성하는 제2 단계; 및
    상기 중화된 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물에 마이크로 캡슐 발포제를 분산시키는 제3 단계;를 포함하며,
    상기 용액중합은 물을 용매로 하여 수용액 상에서 라디칼 반응을 통한 중합인 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 1단계의 반응온도는 80℃~90℃이며,
    상기 제2 단계의 반응온도는 40℃~60℃인 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 단계의 마이크로 캡슐 발포제의 발포온도는 110℃∼220℃인 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제3 단계의 마이크로 캡슐 발포제의 분산단계에서,
    상기 중화된 열가소성 섬유의 입체가공제용 화합물과 상기 마이크로 캡슐 발포제의 무게비(wt%)는 70:30~95:5인 열가소성 섬유의 입체가공제의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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