KR102517050B1 - 발수 제품 및 발수 제품을 제조하는 방법 - Google Patents

발수 제품 및 발수 제품을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

발수 제품은 비불소계 발수제가 섬유로 형성된 직물에 도포된 발수 직물; 및 발수 직물에 부착된 수지 성분을 포함한다. 발수 제품은 비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않는다.

Description

발수 제품 및 발수 제품을 제조하는 방법{WATER REPELLENT PRODUCT AND METHOD FOR PRODUCING WATER REPELLENT PRODUCT}
본 발명은 비불소계 발수제가 섬유 직물에 부착된 발수 직물 및 발수 직물에 부착된 수지 성분을 포함하는 발수 제품, 및 발수 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 발수 제품의 예는 한 쌍의 파스너 스트링거가 서로 맞물린 상태의 파스너 체인이다.
슬라이드 파스너는 한 쌍의 파스너 스트링거 및 기본 구성으로서 한 쌍의 파스너 스트링거를 개폐하는 슬라이더를 포함한다. 섬유로 형성된 테이프 및 테이프의 하나의 측면 에지 부분에 고정된 요소 열을 포함하는 것에 추가하여, 파스너 스트링거의 예는, 파스너 개방 제품의 경우, 테이프의 길이 방향에서 테이프의 단부 부분에 부착된 수지 보강 필름을 더 포함한다(특허문헌 1).
의류의 직물에 대해 발수 처리를 수행하기 위해 다양한 발수제가 사용되어 왔다. 슬라이드 파스너의 분야에서, 발수성을 부여하는데 가장 효과적인 발수제로서 불소계 발수제가 널리 사용되어 왔다.
그러나, 근년, 사회 전체에서의 환경 보호 인식의 성장으로 인해, 환경 오염을 가능한 한 방지하는 것이 요구되고, 또한 의류 산업에서도, 제품을 제조할 때에 환경에 악영향을 미치는 화학 물질을 조절하는 것이 요구된다. 규제되는 화학 물질 중 하나는 불소 화합물이다. 이러한 관점에 기초하여, 파스너 체인에서 사용되는 발수제에 대해서, 의도된 용도에 따라 불소계 발수제 또는 비불소계 발수제를 적절하게 사용하는 것이 요구된다. 특허문헌 2는 비불소계 발수제가 부착된 파스너 체인의 예를 개시하고 있다.
JP-UM-B-63-37845 JP-A-2006-328624
파스너 체인의 발수성을 검사하기 위한 시험(이하 "발수성 평가 시험"이라고 칭함)이 있다. 발수성 평가 시험은 파스너 체인이 세척되기 전 및 파스너 체인이 설정된 횟수로 세척된 후에 수행되며, 세척 후에도 높은 발수성을 달성하는 것이 요망된다.
발수성 평가 시험에 추가하여, 보강 필름과 테이프 사이의 접착 강도를 검사하기 위한 시험이 있다. 높은 접착 강도는 보강 필름이 테이프로부터 박리되기 어려운 것(높은 박리 강도)을 의미한다. 따라서, 보강 필름 및 테이프를 강제적으로 박리하고 박리 시의 강도를 측정하는 박리 강도 시험을 수행함으로써 접착 강도를 검사하는 시험이 수행된다. 박리 강도 시험이 사용되는 이유는, 비불소계 발수제가 적용되는 파스너 체인의 보강 필름이 불소계 발수제가 적용되는 파스너 체인의 보강 필름에 비해 테이프로부터 박리되기 더 쉽기 때문이다. 그런데, 보강 필름이 투명한 경우, 보강 필름이 박리될 때, 보강 필름은 혼탁해지고 그의 외관이 악화된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 비불소계 발수제가 부착된 테이프(발수 직물)와 보강 필름(수지 성분) 사이의 박리 강도를 개선시키는 것이다.
본 발명의 실시예의 일 양태에 따르면, 발수 제품이 제공되며, 발수 제품은
비불소계 발수제가 섬유로 형성된 직물에 도포된 발수 직물; 및
발수 직물에 부착된 수지 성분을 포함하며,
발수 제품은 비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않는다.
본 발명의 실시예의 다른 양태에 따르면, 비불소계 발수제가 섬유로 형성된 직물에 도포된 발수 직물 및 발수 직물에 부착된 수지 성분을 포함하는 발수 제품을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은,
비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않으면서 발수 처리를 수행하는 단계를 포함한다.
"가교제를 실질적으로 함유하지 않는다" 및 "가교제를 실질적으로 함유하지 않으면서"라는 표현은, 발수 제품이 가교제를 함유하는 경우에도, 가교제의 함유량이 너무 적어 가교제가 비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키도록 의도되는 것으로 생각될 수 없다는 것을 의미한다. 수치적으로, 그러한 표현은 발수 제품에 함유된 가교제가 발수 제품의 질량에 대해서 0.1% 미만의 가교제 농도를 갖는 수용액으로 발수 처리된다는 것을 의미한다.
발수 제품의 질량은 발수 처리된 전체 부분(즉, 발수제를 사용하는 수용액에 실제로 침지된 전체 부분)의 질량을 지칭한다. 따라서, 예를 들어, 제품으로서의 발수 직물 및 수지 성분 이외에 금속 성분 등이 부착되는 경우, 일반적인 기술 지식에 따라 금속 성분 등이 부착되기 전에 발수 처리가 수행된다. 따라서, 금속 성분 등을 제외한 부분이 본 발명에 따른 발수 제품이며, 금속 성분 등을 제외한 부분의 질량이 발수 제품의 질량이다.
본 발명에 따른 발수 제품은 임의의 제품명으로 제한되지 않고, 발수 직물 및 수지 성분은 제한되지 않는다. 다음은 바람직한 예이다.
즉, 발수 제품은 한 쌍의 파스너 스트링거가 대향하는 측면 에지 부분에서 서로 맞물리는 파스너 체인이다. 또한, 파스너 스트링거는, 발수 직물로서의 역할을 하는 테이프 및 테이프의 대향하는 측면 에지 부분에 고정되고 서로 맞물리는 요소 열을 포함한다.
발수 제품이 요소 열로서 코일형 수지 모노필라멘트를 사용하는 파스너 체인일 때, 발수 제품의 질량은 파스너 체인의 질량이다. 파스너 체인의 질량은 한 쌍의 파스너 스트링거의 질량이다. 또한, 파스너 스트링거는 요소 열이 테이프에 재봉된 상태에서 발수 처리를 수행함으로써 제조되기 때문에, 파스너 스트링거의 질량은 테이프의 질량, 요소 열의 질량(요소 열에 있는 코어 스트링의 질량을 포함함), 및 테이프 상에 요소 열을 재봉하는 재봉 스레드의 질량의 총 질량이다. 따라서, 발수 처리 후에 파스너 스트링거에 부착되는 슬라이더, 스토퍼 및 개방 도구의 질량은 발수 제품(파스너 체인)의 질량에 포함되지 않는다.
파스너 체인의 경우, 발수 제품은 테이프 및 요소 열을 포함하는 것 이외에 임의의 다른 수지 성분을 포함할 수 있으며, 수지 성분의 예는 다음을 포함한다.
즉, 발수 제품은, 테이프 및 요소 열 이외에, 길이 방향의 테이프의 단부 부분에 부착된 수지 성분으로서의 보강 필름을 포함하는 파스너 체인이다.
본 발명에 따른 발수 제품을 제조하는 방법은 발수 처리의 상세에 한정되는 것은 아니고, 방법의 예는 다음을 포함한다.
즉, 발수 제품을 제조하는 방법에서, 직물이 적어도 비불소계 발수제를 용질로서 사용하는 수용액에 침지될 때, 수용액 내의 가교제의 농도는 가교제를 실질적으로 함유하지 않는 농도이다.
본 발명에서의 발수 제품 및 발수 제품을 제조하는 방법에 따르면, 발수 직물과 수지 성분 사이의 박리 강도가 가교제에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 섬유와 수지 성분 사이의 박리 강도가 개선된다.
도 1은 보강 필름의 박리 강도와 발수제의 농도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 2는 보강 필름의 박리 강도와 가교제의 농도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 보강 필름의 박리 강도와 발수제 및 가교제 등의 농도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 보강 필름의 박리 강도와 가교 반응의 진행도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 슬라이드 파스너의 예를 나타내는 설명도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 발수 제품으로서, 파스너 체인을 이하에서 설명하고, 파스너 체인의 전제인 슬라이드 파스너를 먼저 설명한다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 슬라이드 파스너(1)는, 밴드 형상을 가지며, 밴드 형상의 폭 방향에서 서로 대면하는 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2), 그 대향하는 측면 에지 부분에서 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)를 개폐할 수 있는 슬라이더(도시되지 않음), 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 폐쇄되는 방향에서의 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)의 단부 부분에서 슬라이더의 이동을 정지시키는 스토퍼(도시되지 않음), 및 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 개방되는 방향에서의 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)의 단부 부분에서 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)를 연결 및 연결해제하도록 구성되는 개방 도구(3)를 포함한다. 슬라이드 파스너(1)가 개방된 상태는 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 대향하는 측면 에지 부분에서 분리되는 상태이며, 슬라이드 파스너(1)가 폐쇄된 상태는 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 대향하는 측면 에지 부분에서 서로 맞물리는 상태이다. 이러한 방식으로 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 서로 맞물린 상태의 슬라이드 파스너(1)를 파스너 체인이라 칭한다.
파스너 스트링거(2)는, 직선으로 연장되는 밴드 형상 테이프(4), 테이프(4)의 하나의 측면 에지 부분을 따라 고정된 요소 열(5), 및 테이프(4)의 길이 방향(한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 폐쇄되는 방향)에서 테이프(4)의 양 단부 부분에 부착된 보강 필름(6)을 포함한다. 이러한 방식으로, 파스너 스트링거(2)는 요소 열(5)이 고정되는 밴드-형상 구조를 갖고, 따라서 파스너 스트링거(2)는 세장형이다. 따라서, 전술한 "길이 방향"은 파스너 스트링거(2)의 긴 방향을 지칭하고, "폭 방향"은 파스너 스트링거(2)의 좁은 방향(짧은 방향)을 지칭한다.
테이프(4)는 밴드 형상을 가지며, 섬유를 조립함으로써 형성된다. 따라서, 테이프(4)는 섬유로 형성된다. 테이프(4)의 구체적인 예는 직조 직물 또는 편성 직물이다.
보강 필름(6)은 테이프(4)보다 얇고, 테이프(4)의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나에 부착된다. 개방 도구(3)는 보강 필름(6)과 테이프(4)를 끼운 상태에서 고정된다. 보강 필름(6)은 수지 성분이다. 보강 필름(6)의 재료의 구체적인 예는 열가소성 수지를 포함하고, 보강 필름(6)의 재료의 더 상세한 예는 나일론을 포함한다. 보강 필름(6)은 예를 들어 열 용접 또는 접착에 의해 테이프(4)에 부착된다. 접착제의 예는 폴리에스테르이다.
요소 열(5)은, 예를 들어 테이프(4)의 대향하는 측면 에지 부분을 따라 길이 방향으로 연속하는 요소를 포함하는 모노필라멘트에 의해 형성된다. 모노필라멘트는 예를 들어 코일 형상으로 굴곡되고 수지로 형성된다. 그런데, 코어 스트링이 모노필라멘트에 삽입된다. 모노필라멘트는 재봉 스레드에 의해 테이프(4)의 두께 방향으로 테이프(4)의 일 표면에 고정된다. 파스너 체인의 상태에서, 한 쌍의 테이프(4, 4)는 폭 방향에서 그 사이에 간극을 두고 서로 대향하고, 한 쌍의 요소 열(5, 5)은 한 쌍의 테이프(4, 4)에 대하여 두께 방향의 일 표면에서 서로 맞물린 상태에 있다. 서로 맞물려 있는 상태는 하나의 요소 열(5)의 요소 및 다른 요소 열(5)의 요소가 서로 맞물리는 상태이다.
스레드, 코어 스트링, 및 재봉 스레드는, 예를 들어 화학 섬유, 천연 섬유, 또는 이들의 조합이다. 더 구체적으로는, 화학 섬유의 일례인 합성 섬유의 예로는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 아크릴, 비닐론, 아라미드, 아세테이트, 및 트리아세테이트와 같은 소수성 합성 섬유가 있다. 천연 섬유의 예는 면, 울, 실크 등을 포함한다.
파스너 스트링거(2)를 제조하는 경우, 요소 열(5)을 재봉 스레드에 의해 테이프(4)에 고정하는 고정 단계, 비불소계 발수제를 테이프(4)에 도포하는 발수 처리 단계, 및 보강 필름(6)을 테이프(4)에 부착하는 부착 단계가 순차적으로 수행된다. 발수 처리 단계 전에, 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 요소 열(5)에 의해 서로 맞물린 상태에 있지만, 보강 필름(6)은 부착되지 않는다. 따라서, 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)는 "불완전 파스너 체인"이라 칭한다.
발수 처리 단계에서는, 예를 들어 발수제를 용질로서 함유하는 액체(예를 들어, 용매로서 물을 함유하는 수용액)에 불완전 파스너 체인을 통과시키고, 이어서 건조 및 열처리한다. 발수제는 발수 처리 단계에 의해 불완전 파스너 체인의 섬유에 도포된다.
발수제는 비불소계 화합물, 더 구체적으로는 탄화수소계(탄화수소기를 갖는 화합물, 예를 들어 파라핀계) 또는 실리콘계 화합물이다. 탄화수소계 발수제의 예는 주쇄가 폴리우레탄기이고 측쇄가 탄화수소기인 것을 포함한다.
또한, 발수제는 비불소계 발수제 및 섬유(테이프(4))를 화학적으로 결합하기 위한 가교제를 함유하지 않는다. 가교제의 예는 하나 이상의 메틸올 멜라민, 이소시아네이트기 또는 블로킹된 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 포함한다.
발수 처리 단계 후에, 보강 필름(6)은 불완전 파스너 체인에 부착되고 원하는 길이로 절단되고, 개방 도구(3), 슬라이더 등이 불완전 파스너 체인에 부착되어, 슬라이드 파스너(1)가 완성된다.
개방 도구(3)는 일반적으로 개방 및 탈착 피팅이라 지칭되고, 하나의 파스너 스트링거(2)의 대향 측면 에지 부분에 고정된 분리가능 핀(31), 다른 파스너 스트링거(2)의 대향 측면 에지 부분에 고정된 리테이너 핀(32), 및 다른 파스너 스트링거(2)의 대향 측면 에지 부분에 리테이너 핀(32)과 연속적하는 방식으로 고정되고 분리가능 핀(31)에 연결되고 그로부터 연결해제되도록 구성되는 박스(33)를 포함한다.
분리가능 핀(31)은 요소 열(5)로부터 분리되어 있는 상태에서 길이 방향으로 연장되고, 하나의 테이프(4)의 전방 및 후방 표면 및 다른 테이프(4)의 측면으로부터 하나의 테이프(4)를 덮은 방식으로 고정된다. 보강 필름(6)은 하나의 테이프(4)의 전방 및 후방 표면 상에서 하나의 테이프(4)에 고정된다.
분리가능 핀(31)과 마찬가지로, 리테이너 핀(32) 또한 요소 열(5)로부터 분리되어 있는 상태에서 길이 방향으로 연장되고, 다른 테이프(4)의 전방 및 후방 표면 및 하나의 테이프(4)의 측면으로부터 다른 테이프(4)를 덮은 방식으로 고정된다. 보강 필름(6)은 다른 테이프(4)의 전방 및 후방 표면 상에서 다른 테이프(4)에 고정된다.
박스(33)는 전방 및 후방 표면 그리고 길이 방향의 단부로부터 다른 테이프(4)를 덮은 방식으로 형성되고, 하나의 테이프(4)를 향해 돌출된다. 박스(33)는 길이 방향의 리테이너 핀(32)의 단부에서 리테이너 핀(32)과 연속하는 상태에 있고(리테이너 핀(32)과 일체화되어 있고), 길이 방향의 분리가능 핀(31)의 단부 부분이 들어갔다 나왔다 하기 위한 구멍(33a)과 길이 방향의 하나의 테이프(4)의 단부 부분이 들어갔다 나갔다 하기 위한 슬릿(33b)이 형성되어 있다. 슬릿(33b)은 구멍(33a)과 연통하는 상태에 있다.
본 발명자들이 본 발명을 고안한 이유는 다음과 같다. 비불소계 발수제는 불소계 발수제에 비해 발수성이 더 낮고 파스너 스트링거의 직물(섬유)에 적용되기가 어려운 것(접착이 나쁜 것)이 알려져 있다. 비불소계 발수제가 도포된 섬유 제품에 대한 반복적인 세척 후의 발수성의 감소를 방지하기 위한 대책으로서, 섬유와 비불소계 발수제 사이의 접착을 개선하고, 이에 의해 세척 후에 비불소계 발수제가 섬유로부터 탈락되는 것을 방지한다. 구체적인 대책으로서, 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 비불소계 발수제와 섬유 사이의 접착을 개선하기 위해(화학적 결합을 강화하기 위해) 가교제를 사용하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 더 구체적으로, 특허문헌 2는 비불소계 발수제를 섬유에 도포하기 위한 발수 처리 단계에서 비불소계 발수제 및 가교제를 용질로서 함유하는 수용액의 용도를 기재하고 있다.
이어서, 본 발명자들은 특허문헌 2(비불소계 발수제 및 가교제를 용질로서 함유하는 수용액을 사용함)의 것과 유사한 발수 처리 단계를 적용하여 슬라이드 파스너를 제조하고, 반복된 세척 후에 파스너 체인에 대해 발수성 시험을 수행하였다. 그리고, 해결하고자 하는 과제의 섹션에 기재된 바와 같이, 비불소계 발수제가 도포된 파스너 체인의 보강 필름은 불소계 발수제가 도포된 파스너 체인의 보강 필름에 비해 테이프로부터 박리되기가 더 쉽다는 것을 알 수 있다.
본 발명자들은 비불소계 발수제 또는 가교제가 박리 강도에 영향을 미칠 수 있다고 행각하였다. 따라서, 본 발명자들은 2 종류의 수용액을 준비하고, 박리 강도 시험을 수행함으로써 어느 한 수용액을 사용해서 준비한 평가 샘플에 대해서 용질의 농도와 박리 강도 사이의 관계를 평가했다. 제1 종류의 수용액은 비불소계 발수제가 박리 강도에 영향을 미치는지의 여부를 평가하기 위한 시험 수용액(이하, "가교제 무함유 수용액"이라 칭함)이며, 용질로서 비불소계 발수제를 함유하지만 가교제를 함유하지 않는다. 제2 종류의 수용액은 가교제가 박리 강도에 영향을 미치는지의 여부를 평가하기 위한 시험 수용액(이하, "가교제 함유 수용액"이라 칭함)이며, 용질로서 비불소계 발수제를 함유하지 않지만 가교제를 함유한다. 용질의 농도가 1.0 질량% 내지 10.0 질량%의 범위에서 상이한 2 종류의 수용액을 준비한다. 이어서, 파스너 스트링거가 이들 수용액에 침지되고, 용질이 건조에 의해 파스너 스트링거에 도포되고, 그후 보강 필름이 파스너 스트링거의 테이프에 부착된 평가 샘플을 준비하였다.
이 평가 샘플을 사용하여, 세척 전에 박리 강도 시험을 수행하였고, 박리 강도 시험의 시험 결과에 기초하여 도 1 및 2의 그래프를 작성하였다. 도 1 및 도 2의 그래프에서, 박리 강도(단위: N/cm)를 세로축에서 파라미터로서 사용하고, 용질의 농도(단위: 질량%)를 가로축에서 파라미터로서 사용한다. 수용액은 발수제 또는 가교제 이외에 물을 함유한다. 용질의 농도는 수용액의 질량이 100%인 경우이다.
도 1의 그래프는 가교제 무함유 수용액의 평가 샘플의 박리 강도 시험 결과를 나타낸다. 비불소계 발수제의 농도를 1 질량% 내지 10 질량%의 범위에서 변화시켰다. 그러나, 농도가 증가하더라도, 박리 강도는 15 N/cm보다 약간 낮았고 크게 변하지 않았음을 알 수 있다.
도 2의 그래프는 가교제 함유 수용액의 평가 샘플의 박리 강도 시험 결과를 나타낸다. 가교제의 농도를 0.25 질량% 내지 5 질량%의 범위에서 변화시켰다. 그러나, 농도가 증가해도 박리 강도는 대략 15 N/cm 이상이었고 크게 감소하지 않았다는 것을 알 수 있다.
따라서, 도 1 및 도 2의 그래프로부터, 비불소계 발수제 단독 또는 가교제 단독의 농도가 증가해도 박리 강도가 크게 저하되지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 비불소계 발수제 및 가교제를 조합하여 사용하는 것으로 인해 박리 강도가 저하될 수 있다고 생각하였다.
그리고, 다음 시험을 수행하여, 박리 강도에 대한 비불소계 발수제 및 가교제의 혼합비의 영향을 조사했다. 비불소계 발수제의 농도가 2.0 질량% 내지 4.0 질량%의 범위에서 0.5 질량%의 증분으로 변화되고, 가교제의 농도가 0 질량% 내지 1.0 질량%의 범위에서 0.25 질량%의 증분으로 변화되며, 나머지가 물인 수용액을 준비하였다. 비교예로서, 용질로서 불소계 발수제를 함유하는 수용액(가교제를 함유하지 않는 수용액)도 준비했다. 파스너 스트링거가 이들 수용액에 침지되고, 용질이 건조에 의해 파스너 스트링거에 도포되고, 그후에 보강 필름이 파스너 스트링거의 테이프에 부착된 평가 샘플을 준비하였다. 이 평가 샘플을 사용하여, 세척 전에 박리 강도 시험을 수행하였고, 박리 강도 시험의 시험 결과에 기초하여 표 1 및 도 3을 작성하였다.
발수제 농도 [질량%] 2 2 2 2 2
가교제 [질량%] 0 0.25 0.5 0.75 1
N/cm 평균값 15.38 11.20 10.04 9.26 8.70
통과 및 실패 판정 강도 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
발수제 농도 [질량%] 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
가교제 [질량%] 0 0.25 0.5 0.75 1
N/cm 평균값 15.24 11.48 10.58 9.36 9.00
통과 및 실패 판정 강도 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
발수제 농도 [질량%] 3 3 3 3 3
가교제 [질량%] 0 0.25 0.5 0.75 1
N/cm 평균값 15.18 12.02 10.16 9.82 9.02
통과 및 실패 판정 강도 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
발수제 농도 [질량%] 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
가교제 [질량%] 0 0.25 0.5 0.75 1
N/cm 평균값 15.14 11.82 10.60 9.78 9.24
통과 및 실패 판정 강도 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
발수제 농도 [질량%] 4 4 4 4 4
가교제 [질량%] 0 0.25 0.5 0.75 1
N/cm 평균값 14.78 11.66 10.86 9.78 9.40
통과 및 실패 판정 강도 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
표 1의 평가 샘플의 박리 강도의 값은 10개의 샘플의 평균값이다. 그런데, 표 1 및 도 3은 비불소계 발수제가 사용된 경우의 평가 샘플의 시험 결과를 나타내며, 불소계 발수제가 사용된 경우의 평가 샘플의 시험 결과를 나타내지 않는다. 그러나, 불소계 발수제를 사용한 경우에는 평가 샘플의 박리 강도가 대략 15(N/cm)이었기 때문에, 표 1의 통과 및 실패 판정 기준은 15(N/cm)이며, 도 3은 파선으로 15(N/cm)의 위치를 나타낸다. 도 3의 그래프로부터, 비불소계 발수제의 농도가 동일하면, 가교제의 농도가 증가함에 따라 박리 강도가 저하되는 경향이 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 경향은 비불소계 발수제의 농도에 관계없이 나타난다. 가교제의 농도가 0 질량%인 수용액을 사용하는 경우에 불소계 발수제를 사용하는 경우와 동등한 대략 15(N/cm)의 박리 강도를 나타낸다는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 본 발명자들은, 비불소계 발수제가 사용될 때 가교제를 사용하지 않는 것이 더 우수할 수 있고, 가교 반응이 진행됨에 따라 박리 강도가 저하될 수 있다고 생각하였다.
따라서, 박리 강도 시험을 수행함으로써, 가교제의 반응 진행도와 박리 강도 사이의 관계를 평가했다. 용질로서 가교제 및 비불소계 발수제를 사용한 1종류의 수용액을 준비했다. 이어서, 파스너 스트링거를 제조된 수용액에 침지시키고 용질을 건조에 의해 파스너 스트링거에 도포한 평가 샘플을 준비하였다. 건조와 관련하여, 건조 시간 및 건조 온도를 변화시킴으로써 반응 진행도를 변화시켰다. 평가 샘플의 수는 15개 였고, 건조 시간은 5, 7, 및 9 시간의 3가지 종류로 설정되었으며, 건조 온도는 각각의 종류의 건조 시간 동안 5℃의 증분으로 110℃로부터 130℃까지 변화되었다.
이 평가 샘플을 사용하여, 세척 전에 박리 강도 시험을 수행하였다. 박리 강도 시험 후, 용질로서 아세톤을 사용하여 평가 샘플을 수용액에 침지시키고, 30분 동안 초음파를 인가하여 평가 샘플에 함유된 가교제 성분을 추출하였다. 가교제 성분은 미반응 가교제이며, 미반응 가교제의 질량은 GC/MS(가스 크로마토그래프 질량 분석계)에 기초하여 결정되었다. 가교제의 반응 진행도는 평가 샘플로부터 추출한 미반응 가교제의 질량 및 평가 샘플의 질량에 기초하여 다음 식 1 및 2에 의해 결정되었다.
식 1 (미반응 가교제 중량비 wt%)=(미반응 가교제 중량 mg)/(파스너 중량 kg)×100
식 2 (반응 진행도) = 1/(미반응 가교제 중량비 wt%)
이들 식을 사용한 계산 결과에 기초하여, 하기 표 2 및 도 4의 그래프를 작성하였다.
샘플 건조 온도(℃) 건조 시간(hr) 박리 강도 [N/cm] 미반응 생성물(%) 반응 진행도
(1) 110 5 14.9 54.7577 0.0183
(2) 115 5 14.24 47.0285 0.0213
(3) 120 5 12.7 31.1626 0.0321
(4) 125 5 10.56 21.4606 0.0466
(5) 130 5 10.02 13.8409 0.0722
(6) 110 7 13.92 48.1255 0.0208
(7) 115 7 12.32 31.4842 0.0318
(8) 120 7 11.36 17.6112 0.0568
(9) 125 7 10.52 14.7321 0.0679
(10) 130 7 9.22 9.0488 0.1105
(11) 110 9 13.5 34.3395 0.0291
(12) 115 9 11.5 25.9020 0.0386
(13) 120 9 9.52 14.8127 0.0675
(14) 125 9 9.68 11.4021 0.0877
(15) 130 9 11.36 11.4263 0.0875
표 2 및 도 4에서의 원 숫자는 동일한 평가 샘플을 나타내고, 도 4에서는 샘플에 대한 원 숫자는 수치를 나타내는 검은색 원 근방에 나타낸다. 표 2의 미반응 생성물은 미반응 가교제의 중량비를 말한다. 도 4의 그래프에서, 세로축은 박리 강도(단위: N/cm)의 파라미터를 나타내고, 가로축은 반응 진행도의 파라미터를 나타낸다. 표 2로부터, 평가 샘플(15)을 제외하고, 건조 시간이 증가함에 따라 미반응 가교 생성물의 질량비가 감소하고, 건조 온도가 증가함에 따라 미반응 가교제의 질량비가 감소하는 것을 알 수 있다. 건조 시간의 증가 및 건조 온도의 증가는 가교 반응이 진행됨을 의미한다. 또한, 도 4의 그래프로부터, 가교 반응이 진행됨에 따라 박리 강도가 저하되는 것을 알 수 있고, 표 1 및 도 3에 기초한 본 발명자들의 생각이 정확한 것으로 입증되었다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 파스너 체인(발수 제품)은, 파스너 체인의 제조 공정의 발수 처리 단계에서 가교제를 실질적으로 함유하지 않는 수용액(비불소계 발수제를 용질로서 함유하는 수용액)에 의해 제조된다. 즉, 발수 처리는 비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않으면서 수행된다.
"파스너 체인의 제조 공정의 발수 처리 단계에서 가교제를 실질적으로 함유하지 않는 수용액" 및 "발수 처리가 비불소계 발수제 및 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않으면서 수행된다"라는 표현은 과제의 해결 수단의 섹션에 기재된 바와 동일한 의미를 갖는다. 파스너 체인이 가교제를 함유하는 경우에도, 가교제의 함유량은 너무 작아서 가교제가 비불소계 발수제 및 섬유를 화학적으로 결합하도록 의도되는 것으로 생각될 수 없다. 수치적으로, 그러한 표현은 파스너 체인에 함유된 가교제가 발수 제품의 질량에 대해서 0.1% 미만의 가교제 농도를 갖는 수용액으로 발수 처리된다는 것을 의미한다. 표 1의 결과로부터 수치적으로 예시되는 경우, 설명은 0.25% 미만의 가교제 농도를 갖는 수용액으로 발수 처리를 수행하는 것을 의미한다. 즉, "가교제를 실질적으로 함유하지 않는"은, 성분 분석을 실행하는 것에 의해서도 가교제의 성분이 발견될 수 없다는 것, 또는 발견되는 경우에도, 가교제는 파스너 체인의 질량에 대해서 0.1% 미만의 수용액 내의 농도로 발수 처리 단계에서 이용된 결과라는 것을 의미한다. 이 양은 가교 반응을 수행함으로써 테이프와 비불소계 발수제 사이의 접착 강도를 의도적으로 개선시키는 양이 아니다. 이 수치는 표시 자리의 다음 자리의 수를 반올림하여 얻어진다.
파스너 체인의 질량은 과제의 해결 수단의 섹션에서도 설명된 바와 같이 한 쌍의 파스너 스트링거의 질량이다. 또한, 파스너 스트링거의 질량은, 테이프의 질량, 요소 열의 질량(요소 열의 코어 스트링의 질량을 포함함), 및 테이프 상의 요소 열을 봉합하는 봉합 스레드의 질량의 총 질량이며, 슬라이더, 스토퍼, 및 개방 도구의 질량을 포함하지 않는다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 전술한 실시예에서, 발수 제품은 파스너 체인이다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 파스너 체인의 테이프는 기본적으로 스레드를 직조 또는 편성함으로써 형성되는 직물이다. 본 발명의 기술적 사상이 파스너 체인의 테이프에 적용될 수 있다는 사실로부터, 본 발명은 또한 직물 및 편물과 같은 모든 일반적인 직물에 적용될 수 있다는 것이 명백하다. 구체적인 적용예로서, 비불소계 발수제로 발수 처리된 직물 및 다른 직물이 수지 성분(접착층, 수지 필름 등을 포함함)을 통해 서로 결합되는 경우에 본 발명의 기술적 사상이 효과적으로 적용될 수 있다는 것이 명백하다. 즉, 본 발명의 기술적 사상을 적용함으로써, 비불소계 발수제로 발수 처리되는 직물과 접착 수지 성분(접착층, 수지 필름 등을 포함함) 사이의 박리 강도의 저하를 방지할 수 있다. 그 결과, 비불소계 발수제로 발수 처리되는 직물 및 다른 직물은 직물과 다른 직물 사이의 결합 강도를 저하시키지 않으면서 결합될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은, 비불소계 발수제로 발수 처리된 파스너 체인의 테이프 및 비불소계 발수제로 발수 처리된 의복 직물이 수지 성분(접착층, 수지 필름 등을 포함함)을 통해 서로 결합되는 경우에도 효과적으로 적용될 수 있다는 것이 명백하다.

Claims (7)

  1. 발수 제품이며,
    비불소계 발수제가 섬유로 형성된 직물에 도포된 발수 직물; 및
    발수 직물에 부착된 수지 성분을 포함하며,
    발수 제품은 비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않는 발수 제품.
  2. 제1항에 있어서,
    발수 제품은 한 쌍의 파스너 스트링거(2, 2)가 대향하는 측면 에지 부분에서 서로 맞물리는 파스너 체인이며,
    파스너 스트링거(2)는 발수 직물로서의 테이프(4) 및 테이프(4)의 대향하는 측면 에지 부분에 고정되고 서로 맞물리는 요소 열(5)을 포함하는 발수 제품.
  3. 제2항에 있어서,
    파스너 체인은 길이 방향에서의 테이프(4)의 단부 부분에 부착된 수지 성분으로서의 보강 필름(6)을 포함하는 발수 제품.
  4. 비불소계 발수제가 섬유로 형성된 직물에 도포된 발수 직물 및 발수 직물에 부착된 수지 성분을 포함하는 발수 제품을 제조하는 방법이며, 상기 방법은
    비불소계 발수제와 섬유를 화학적으로 결합시키기 위한 가교제를 실질적으로 함유하지 않으면서 발수 처리를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    발수 제품은 한 쌍의 파스너 스트링거(2)가 대향하는 측면 에지 부분에서 서로 맞물리는 파스너 체인이며,
    파스너 스트링거(2)는 발수 직물로서의 테이프(4) 및 테이프(4)의 대향하는 측면 에지 부분에 고정되며 서로 맞물리는 요소 열(5)을 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    파스너 체인은 길이 방향에서의 테이프(4)의 단부 부분에 부착된 수지 성분으로서의 보강 필름(6)을 포함하는 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    직물이 용질로서 적어도 비불소계 발수제를 사용하는 수용액에 침지되는 경우, 수용액 중의 가교제의 농도는 가교제를 실질적으로 함유하지 않는 농도인 방법.
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