KR20000006154A

KR20000006154A - 섬유재를압밀하는섬유접착분말조성물

Info

Publication number: KR20000006154A
Application number: KR1019990022035A
Authority: KR
Inventors: 콜하메르클라우스; 코에글레르게르하르드; 사이들수산네; 그루베르사비네; 프로에브스틀헤르베르트
Original assignee: 에리히 프란케 ; 칼 하인츠 룀뵈크; 와커-헤미 게엠베하
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2000-01-25
Also published as: JP3305677B2; JP2000096017A; DE19827475A1; CN1239747A; EP0965672A1; EP0965672B1; US6511561B1; PL333808A1; CA2275834A1; DE59900263D1

Abstract

이 발명은 (a) 탄소원자 1-12개를 가진 분기 또는 분기없는 카르복실산의 비닐에스테르(아크릴산 및 메타아크릴산과 탄소원자 1-12개를 가진 분기 또는 분기없는 알코올의 에스테르임), 방향족 비닐화합물, 비닐할라이드,올레핀 및 디엔으로 이루어진 그룹에서 선택한 1종이상의 모노머의 폴리머를 안정화시킨 폴리비닐알코올을 기재로 한 폴리머분말과, (b) 실온에서 고상이고, 물에 상기 분말을 넣을때 그 폴리비닐알코올의 OH 기와 화학적 결합을 하는 무기화합물로 이루어짐을 특징으로 하는 섬유재를 압밀하는 섬유접착분말 조성물에 관한 것이다.

Description

섬유재를 압밀하는 섬유접착분말 조성물{Fiber bonding powder composition for consolidating fiber materials}

이 발명은 섬유재를 압밀하는 섬유접착분말 조성물 및 그 조성물을 이용하여 압밀하는 방법에 관한 것이다.

부직포를 제조하는 통상의 방법, 예로서 에어레이드프로세스(air laid process), 습식 프로세스(wet laid process)또는 스펀 레이드 프로세스(spun laid process)에 의해 제조하는 직물 시트재는 그 섬유를 내구성있게 고정시켜 기계적 응력에 대한 저항성을 증가시키는 접착제를 필요로 한다.

이들의 접착제는 통상 합성 고분자 화합물을 기재로 하며, 종래의 기술에 의해 고상, 예로서 분말상, 입상 또는 섬유상으로 또는 액상, 예로서 수용액상의 폴리머분산액 또는 용액으로 처리할 수 있다.

그 섬유에 부착시켜 섬유상 구조를 강화시키는 폴리머에 의해 그 섬유가 접착된 결과 그 부직포의 강도가 증가되었다.

그 섬유를 습식 프로세스에 의해 처리할 경우 그 수용성용액에서 그 섬유에그 접착제를 결합시키는 것이 바람직할때가 자주 있다.

이경우, 그 접착제에는 소정의 요건을 충족시킬 필요가 있다.

첫째로, 그 접착제는 수중에서 그 섬유와 함께 대단히 미세하게 분산시킬수 있어야 한다.

따라서 특히 수중에서 통상의 입자상 접착제가 분산 또는 현탁을 확실하게 보장받을 필요가 있다.

둘째로, 그 접착제는 섬유의 "레이다운"(laydown)과정에서 그 수용성 용액과 함께 세척시 제거되지 않도록 하기 위하여 그 수용성용액중에서도 대단히 우수한 섬유접착성을 가질 필요가 있다.

더욱이 고온에서 그 접착제의 글라스전이온도 또는 용융온도를 초과할 경우가 자주 있으므로 그 섬유상구조물이 비교적 높은 온도에서도 치수안정성을 제공하기 위하여 그 접착제의 내구성 있는 가교를 가질 필요가 있다.

이와같은 이유때문에, 그 접착제는 직물시트재내 섬유의 내구성있는 정착을 확실하게 보장받을 필요가 있다.

이와같은 특성은 습식 글라스섬유(wet laid glass fibirs)의 프리본딩 (prebonding)에 대하여 특히 잇점이 있다.

특허문헌 WO-A 90/14457 에서는 카딩스텝(carding step)을 밟아 처리한 글라스섬유 및 열가소성 수지분말(예로서 폴리 프로필렌, 폴리에스테르 또는 폴리아미드)과 혼합시킨 다음, 그 섬유상 구조물을 고온에서 가압하에 압밀하는 처리방법에 대하여 기재되어 있다.

그 습식 프로세스(wet laid process)는 그 접착제가 씻겨 제거될 염려가 있으므로 바람직하지 않다.

특허문헌 Au-B 36659/89 에서는 동일하게 열가소성 수지 분말에 의한 글라스 섬유재의 압밀(consolidation)에 대하여 기재되어 있다.

폴리에스테르 또는 폴리스티렌의 사용율이 추천되었다.

그러나, 이 섬유시스템은 습식 프로세스(wet laid process)에 적용할 수 없다.

특히, 예로서 물 또는 용제와 접촉할때 이와같이 접착한 섬유상 구조물의 낮은 강도는 그 효과가 대단히 나쁘다.

섬유접착제로서 유용한 비닐에스테르 코폴리머 또는(메타)아크릴에스테르 코폴리머를 기재로 한 자기 가교재분산성 분산액 분말에 대하여 특허문헌 EP-B 687317(US-A 5668216)에 기재되어 있다.

이 접착제계의 결점은 수용성계에서 비교적 재분산성이 좋은데 있다.

그결과, 섬유처리를 할때 그 접착제가 수용성용액으로부터 씻겨 제거되어 섬유접착에 더이상 이용할 수 없다.

특허문헌 EP-A 721004 에서는 폴리머 필름 및 코팅에 사용되는 가교할 수 있는 물분산성 분말에 대하여 기재되어 있다.

이들의 분말은 최소한 1종의 작용기를 가진 필름형성 폴리머와, 수중에서 분산후 차례로 비이온 결합을 형성하는 반응성 화합물로 이루어져 있다.

특히, 이 폴리머 혼합물은 수중에서 접착제와 분산된후 코팅처리에유용하다.

이 인용특허문헌에서는 부직포에서 섬유접착에 대한 그 어떤 유용성에 대하여 언급한바 없다.

이들의 접착제의 결점은 수중에서 재분산성이 양호한데 있다.

그 결과, 그 접착제는 섬유에 접착할 기회를 갖기전에 그 습식 프로세스 과정에서 씻겨 제거된다.

접착제 및 건축용 화학제품에 사용되는 물에 재분산성 있는 폴리머분산액은 특허문헌 DE-A 195 45 608 에서 공지되었다.

이 분말은 폴리비닐알코올로 안정화시키며, 가교제 성분으로서 수용성의 2작용성 차폐알데히드(masked aldehyde)를 구성한다.

그 알데히드의 차폐제거 작용은 브뢴스테트산 및 루이스산의 첨가에 의해 선택적으로 촉진시킬수 있다.

이 발명의 목적은 습윤섬유재 특히 글라스파이버를 압밀하는 접착제를 제공하는데 있으며, 그 접착제는 그 섬유재와 함께 수용성 용액에 넣어 그 섬유를 레이다운(lay down)시킨후 섬유상시트재의 내구성있는 압밀을 확실하게 보장받을수 있다.

이 발명의 또 다른 목적은 분말형태의 접착제를 제공하는데 있으며, 그 접착제는 드라이프로세스(dry process)(에어 레이드:air laid, 카딩:carding)에서 섬유와 함께 혼합시켜 레이다운(lay down)시킨다음, 가습공정(디핑:dipping, 패딩: padding, 스티밍:steaming)에 의해 접착제로서 활성화시킬수 있어 텍스타일시트재 (textile sheet material)의 내구성있는 압밀을 보장받을수 있다.

이 목적은 수용액중에서 현탁시킬수 있고, 폴리비닐알코올로 안정화시킨 폴리머를 기재로 하며 폴리비닐알코올로 화학적인 영구결합을 시킬수 있는 반응성 성분을 기재로 하고 건조한 미분상의 열가소성 폴리머조성물을 기재로 하는 접착제를 개발시켜 달성한다.

따라서, 이 발명은 (a)탄소원자 1-12개를 가진 분기 또는 분기없는 카르복실산의 비닐에스테르, 탄소원자1-12개를 가진 분기 또는 분기없는 알코올과 아크릴산 및 메타아크릴산의 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 비닐할라이드, 올레핀 및 디엔으로 이루어진 그룹에서 선택한 1종이상의 모노머의 폴리비닐알코올 안정화 폴리머를 기재로 한 폴리머분말과, (b)실온(23℃)에서 고상이고, 수중에서 위 폴리머분말을 넣을때 폴리비닐알코올의 OH기와 화학결합을 하는 무기화합물로 이루어짐을 특징으로 하여 섬유재를 압밀하는 섬유접착분말조성물을 제공한다.

바람직한 비닐에스테르에는 비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트,비닐부티레이트,비닐 2-에틸헥사노에이트, 비닐라우레이트,1-메틸비닐아세테이트, 비닐피발레이트 및 탄소원자 9-11개를 가진 알파 분기 모노카르복실산의 비닐에스테르, 예로서 VeoVa9 및 VeoV₁₀ ^R(상품명 Shell 사제품)가 있다.

비닐아세테이트가 특히 바람직하다.

바람직한 메타아크릴에스테르 또는 아크릴 에스테르에는 메틸 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트가 있다.

메틸 아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트가 특히 바람직하다.

바람직한 방향족 비닐 화합물에는 스티렌,메틸스티렌 및 비닐톨루엔이 있다.

바람직한 비닐 할라이드에는 비닐 클로라이드가 있다.

바람직한 올레핀에는 에틸렌 및 프로필렌이 있으며, 바람직한 디엔에는 1,3-부타디엔 및 이소프렌이 있다.

그 폴리머에는 또 그 모노머의 총중량을 기준으로 하여 아크릴산, 메타아크릴산, 말레인산 , 푸마르산,이타콘산,아크릴아마이드,메타아크릴아마이드 등 에틸렌불포화 모노 및 디카르복실산 및 이들의 아마이드와, 바람직하게는 비닐설폰산, 2-아크릴아미도프로판설포네이트 및 N-비닐피롤리돈 등 에틸렌 불포화 설폰산 및 이들의 염으로 이루어진 그룹에서 선택한 코모노머 0.05~10.0wt% 를 선택적으로 포함할 수 있다.

위에서 설명한 양에서 코모노머의 또 다른 예로는 알콕시 실란 작용모노머가있으며, 그 예로서 아크릴로일 옥시프로필 트리(알콕시)-및 메타아크릴로일옥시프로필 트리(알콕시)-실란, 비닐 트리알콕시실란 및 비닐메틸디알콕시실란이 있으며, 바람직하게는 비닐트리에톡시실란 및 감마-메타아크릴로일옥시 프로필 트리에톡시실란이 있다.

공가교제(cocrosslinkus)에는 또 아크릴아미도글리콜산(AGA), 메틸 메타아크릴아미도글리콜레이트(MAGME), N-메틸올아크릴아마이드(NMA), N-메틸롤메타아크릴아마이드(NMMA), N-메틸올알릴카르바메이트, N-메틸올아크릴아마이드 또는 N-메틸롤메타아크릴아마이드의 알킬에테르 및 이들의 이소부톡시에테르 또는 n-부톡시 에테르가 적합하다.

그 폴리머 조성물은 글라스전이온도 Tg-40℃~+90℃ 가 되도록 선택하는 것이 일반적이다.

그 폴리머 조성물의 글라스전이온도는 공지의 방법으로 시차 주사열량법 (differential scanning calorimetry:DSC)에 의해 측정할 수 있다.

그 Tg 는 폭스식(FOX equation)에 의해 개략적으로 예측할 수도 있다.

참고문헌[FOX F G., Bull. Am. physics soc. 1, 3, page 123 (1956)]에 의해 다음과 같이 나타낼수 있다.

1/Tg = X₁/Tg₁+ X₂/Tg₂+ …… + X_n/Tgn

여기서,

Xn 은 모노머 n 의 질량프랙션(mass fraction)(wt%/100)이고, Tgn 은 위 모노머 n 의 호모폴리머의 글라스전이온도(K⁰)이다.

호모폴리머의 Tg 값은 참고문헌(polymer Handbook 3rd Edition, J. Wiley & Sons, New York, 1989)에 기재되어 있다.

아래에 열거한 폴리머가 바람직하며, 그 폴리머에서 코모노머 함량을 선택적으로 포함하며 wt% 는 합하여 100wt% 가 되도록 한다.

다음의 비닐에스테르 폴리머의 그룹 :

비닐아세테이트 폴리머;

에틸렌 함량 1-60wt% 를 가진 비닐아세테이트-에틸렌 코폴리머;

에틸렌 함량 1-40wt% 와 비닐 클로라이드 함량 20-9wt% 를 가진 비닐 에스테르-에틸렌-비닐클로라이드 코폴리머, 그 비닐에스테르는 비닐아세테이트 및/또는 비닐 프로피오네이트 및/또는 1종이상의 공중합할 수 있는 비닐에스테르(비닐라우레이트, 비닐피발레이트, 비닐 2-에틸헥사노에이트, 알파-분기 카르복실산의 비닐에스테르, 특히 비닐 베르사테이트(VeoVao^R, VeoVa10^R, VeoVall^R)등)로 이루어지는 것이 바람직함; 1종이상의 공중합할 수 있는 비닐에스테르 1~50wt% 를 가진 비닐아세테이트 코폴리머(비닐라우레이트, 비닐 피발레이트, 비닐 2-에틸헥사노에이트, 알파-분기 카르복실산의 비닐에스테르, 특히 선택적으로 에틸렌 1-40wt% 를 추가로 포함하는 비닐 베르사테이트(VeoVa9^R, VeoVa10^R, VeoVall^R)등);

비닐아세테이트 30-75wt% , 비닐라우레이트 또는 알파-분기 카르복실산의 비닐에스테르, 특히 비닐베르사테이트 1-30wt%, 아크릴에스테르, 특히 n-부틸 아크릴레이트 또는 선택적으로 에틸렌 1-40wt% 를 추가로 포함하는 2-에틸헥실 아크릴레이트 1-30wt% 를 포함하는 비닐에스테르-아크릴에스테르 코폴리머

(메타)아크릴폴리머의 그룹 :

n-부틸아크릴레이트 또는 2-에틸 헥실 아크릴레이트의 폴리머;

메틸메타아크릴레이트와 n-부틸 아크릴레이트 및/또는 2-에틸헥실아크릴레이트의 코폴리머

비닐 클로라이드 폴리머의 그룹;

위에서 설명한 비닐에스테르-비닐 클로라이드-에틸렌 코폴리머;

비닐 클로라이드-에틸렌 코폴리머 및 비닐 클로라이드-아크릴레이트 코폴리머.

스티렌 폴리머의 그룹;

스티렌-부타디엔 코폴리머 및 스티렌-아크릴에스테르 코폴리머(각각의 경우 스테렌함량 10-70wt% 를 가진 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 또는 스티렌-2-에틸헥실 아크릴레이트등).

그 폴리머는 통상의 방법으로 에멀젼 중합공정에 의해 제조한다음, 그 얻어진 수용성 폴리머 분산액을 예로서 특허문헌 EP-B 687317 에 기재한 처리공정에 의한 분무건조에 의해 건조한다.

그 폴리머는 부분가수분해시키거나 완전 가수분해시킨 폴리비닐알코올, 바람직하게는 가수분해도 75-99mol% 와 회플러점도(4%농도의 수용액, DIN 532015, 20℃에서의 회플러방법)1-60mpas, 바람직하게는 4-35mpas 를 가진 부분가수분해시킨 폴리비닐알코올을 사용하여 안정화시킨다.

일반적으로 그 폴리비닐알코올 프랙션은 그 폴리머를 기준으로 하여 1~30wt% 의 범위를 가진다.

그 폴리비닐알코올 프랙션은 중합할때 첨가시킬수 있으며, 그 중합이 완료될때까지 즉 분무건조전 또는 분무건조중에는 첨가할 수 없다.

무기화합물(b)는 실온에서 미분말상이며, 표준상태하에 수중에서의 용해도가 물 1ℓ당 1g 이상인 보론, 알루미늄,크로뮴 및 지르코늄의 수용성 화합물로 이루어진 그룹에서 선택한다.

그 예로는 붕산,붕사,붕산착체,알루미늄니트레이트,알루미늄 클로라이드,지르코늄 옥시클로라이드 및 지르코늄 아세테이트가 있다.

붕산(B(OH)₃), 붕사(Na₂B₄O₇×10H₂O)및 2개이상의 고도의 치상의 리간드 (dentate ligands), 예로서 지방족 및 지환식 폴리올을 가진 붕산착체(펜터에리트리톨 및 타타르산을 가진 붕산 착체등)가 바람직하다.

반응성 무기화합물(b)의 양은 폴리비닐알코올에 바람직한 가교도에 따라 좌우되며, 그 사용량은 그 섬유접착 분말조성물의 총중량을 기준으로 하여 각각 일반적으로 0.1~30wt% , 바람직하게는 1-15wt% 이다.

그 섬유 접착분말조성물은 안료,항산화제,염료,가소제,완충액(buffers), 필름형성조제,필러,난연제,발포생성조제,발포억제제,습윤제,열증감제(thermosen- sitizers),대전방지제, 살생제(biocides) 및 통상량의 작용향상제(hand improvers)를 또 선택적으로 포함시킬수 있다.

pH 완충액으로 미분상의 수용성 물질을 함유하는 것이 바람직하다.

섬유접착 분말조성물은 자연 및 합성섬유재를 압밀하는데 유용하다.

섬유재의 선택에 대하여 제한이 없다.

부직포 공업에 사용되는 모든 섬유원료는 예로서 폴리에스테르,폴리아마이드,폴리프로필렌,폴리에틸렌,글라스,세라믹,비스코오스,탄소,셀룰로오스,면,양모(wool)및 양모섬유를 예시할 수 있다.

그 섬유재는 섬유,얀,매트,레이드스크림(laid scrim)또는 우븐텍스타일 woven textiles)(우븐)의 형태로 사용할 수 있다.

그 섬유 접착분말조성물은 습식 프로세스(wet laid process), 드라이레이드 프로세스(dry laid processes)에서 가습처리후 섬유재의 라미네이트가공에 사용할 수 있다.

그 섬유 접착분말 조성물의 성분(a)및 (b)을 섬유재에 첨가혼합시키거나 별도로 처리한다.

습식 프로세스 또는 드라이 레이드 프로세스에서 섬유접착제의 사용량 범위는 각각의 경우 텍스타일 시트재의 총중량을 기준으로 하여 1-50wt%, 바람직하게는 5-30wt% 이다.

라미네이트 가공에 있어서, 첨가중량은 일반적으로 1-1000g/m²이며, 바람직하게는 5-100g/m²이고, 특히 10-50g/m²이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 그 섬유 접착분말조성물은 섬유재접착방법에서

A)그 섬유 접착 분말조성물과 그 섬유재를 수중에서 현탁시킨다음 레이드다운(laid down)시켜 텍스타일시트재를 형성하여 그 얻어진 텍스타일 시트재를 열처리에 의해 선택적으로 건조시키면서 열압밀시키거나, 또는

B) 그 섬유 접착분말 조성물과 그 섬유재를 건조 혼합시켜, 그 얻어진 혼합물을 수중에서 현탁시킨다음, 레이드다운(laid down)시켜 텍스타일 시트재를 형성시키고, 이와같이 하여 얻어진 그 텍스타일시트재를 열처리에 의해 건조시키면서 선택적으로 열압밀시키거나 또는

C)그 섬유접착분말 조성물과 그 섬유재를 건조혼합시켜, 얻어진 혼합물을 건조상태에서 레이드다운하고 텍스타일 시트재를 형성한다음 물로 가습시키거나, 또는 그 섬유 접착분말 조성물을 레이드 아우트 섬유재(laid out material)에 스프링클링(sprinkling)을 하여 물로 가습시키며, 이와같이하여 얻어진 그 시트재를 열처리에 의해 건조시키면서 선택적으로 열압밀시키거나, 또는

D) 그 섬유재를 시트형상으로 스프리딩시켜(spreading)그 섬유접착 분말조성물로 스프링클링(sprinkling)시킨다음 가습시켜 다른 기재에 선택적으로 고온 또는 고압으로 라미네이트 가공처리로 함을 특징으로 하는 섬유재 접착방법에 사용된다.

위 습식 프로레스(A)변형에서, 그 섬유 및 그 섬유접착분말조성물, 또는 그 섬유접착 분말조성물의 각각의 성분을 임의의 순서로 수중에서 연속적으로 또는 배치식으로 현탁시킨다.

그 섬유는 이온 또는 비이온 계면활성제로 현탁시킨다.

그 섬유와 그 섬유 접착분말조성물의 성분을 교반탱크내에서 물을 사용하여 배치식으로 혼합시켜 마스터배치(masterbatch)를 형성하고 또 다른 첨가제를 사용하여 일정한 특성으로 되게 선택적으로 조정하는 방법이 바람직하다.

그 다음 바람직하게는 0.01~5wt% 의 고형분함량을 가진 현탁액을 연속적으로 레이드다운 (laid down)시켜 습식 프로세스(wet laid process)에서 시트형상 구조를 형성한다.

그 습식 프로세스(B)의 변형예에서 그 섬유와 섬유접착분말 조성물의 성분은 연속적으로 또는 배치식으로 기계적 혼합에 의해 또는 난류공기 스트림중에서 건조 혼합시켜, 이 건조믹스(mix)를 수중에서 선택적으로 이온 또는 비이온 계면활성제를 사용하여 현탁시킨다.

그 다음으로, 바람직하게는 0.01~5wt% 의 고형분함량을 가진 현탁액을 바람직하게는 연속적으로 레이드다운(laid down)시켜 습식 프로세스에서 시트형상구조를 형성한다.

위 변형예(C)에서와 같은 드라이레이드 프로세스에서 그 섬유접착 분말조성물을 사용할 경우, 그 섬유와 그 섬유 접착분말 조성물의 성분은 기계적 혼합에 의해 또는 난류공기 스트림중에서 연속적으로 또는 배치식으로 건조혼합시킨다.

그 다음 그 혼합물을 레이드다운시켜 드라이레이드 프로레스, 예로서 에어레이드 프로세스 또는 카딩 프로세스에서 텍스타일시트재를 형성한다.

사전에 형성되고 접착되지 않은 웨브(web)를 그 섬유 접착분말 조성물로 스프링클링(sprinkling)시킨다음, 다시 오프닝(opening)시키고 또 공기역학적인 웨빙프로세스(aerody namic webbing process)으로 처리하는 연속식 에어레이드 프로세스가 적합하다.

또 다른 가능성있는 프로세스는 카딩머신(carding machine)에서 섬유를 카딩시켜 웨브를 형성시킨다음, 이 웨브(web)를 그 섬유접착분말조성물로 스프링클링시켜, 그 스프링클링을 한 분말을 니들(needles)에 의해 그 웨브의 내부로 운반시킨다.

이와같이하여 카딩을 한 웨브는 또 선택적으로 크로스층(cross layer)에 의해 중첩시켜 더 두터운 웨브를 형성할 수 있다.

그 다음으로, 그 드라이레이드 프로세스의 여러가지 변형에 의해 레이드아우드(laid out)시킨 섬유상구조를 용액 또는 수증기로 가습시켜 그 섬유접착분말을 활성화시킨다.

일반적으로, 각각의 경우 섬유와 분말의 총중량을 기준으로 하여 물 5-60wt%, 바람직하게는 10-35wt% 로 가습시킨다.

그 가습은 수증기 또는 그 외에 새투레이팅(saturating), 디핑(dipping), 스프레잉(spraying)및 패딩(padding)에 의해, 선택적으로 각각의 프로세스를 조합시켜 행할 수 있다.

두터운 웨브재는 스팀으로 처리하는 것이 바람직하다.

또, 그 섬유와 함께 그 섬유접착 분말조성물중 하나의 성분 단독, 바람직하게는 성분 a)를 드라이레잉(dry laying)시키고, 그 다른 성분, 바람직하게는 성분(b)를 가습할때 수용액 형태로 첨가시켜 처리할수도 있다.

모든 프로세스 A)내지 C)의 변형예에서, 그 섬유재의 건조 및 압밀을 일반적으로 온도 80℃~260℃, 바람직하게는 120℃~200℃에서 선택적으로 100bar 이내의 압력으로 실시한다.

이경우 사용하는 건조온도와 압력은 주로 그 섬유재의 특성에 따라 좌우된다.

래미네이션에 있어서, 섬유 또는 직포등 섬유상직물 또는 레이드 스크림 (laid scrim)등 부직포는 평편하게 스프리딩(spreading)시켜 그 섬유 접착분말 조성물을 사용하여 영역형상,돗(dot)형상 또는 패턴형상으로 스프링클링시킨다.

그 접착제는 위와같은 방법으로 가습시켜 활성화시킨 다음, 또 다른 기재를 상부에 설정시킨다.

그 라미네이트를 동일하게 위에서 설명한 소정의 온도와 압력 상태하에서 압밀한다.

유용한 기재에는 글라스파이버 우분(wovens)및 글라스섬유웨브 등 직포 및 부직포, 폴리에스테르 필름 또는 코로나처리 폴리올레핀필름 등 플라스틱 필름, 하드칩 보오드(hard chip board)또는 중밀도섬유(medium density fiber : MDF)보오드 등 목질섬유보오드, 폴리우레탄폼 및 폴리비닐 알코올폼 등 발포시트형상재가 있다.

2개의 같거나 다른 시트형상의 섬유상 구조를 라미네이팅할 수 있다.

그 예로는 재생면으로 구성되고 표면맷(surface mat)으로 내구성있게 라미네이팅시킨 자동차 분야의 단열재가 있다.

동일하게, 섬유상 구조를 비섬유상 기재에 접착시킬수 있다.

그 예에는 빌딩 단열분야에서 글라스섬유를 장식 표면 필름 또는 패널에 접착시키거나 또는 제화공업분야에서 직포를 가죽에 접착시키는 실예가 있다.

재생섬유 접착분말 조성물은 2종의 반응성 성분을 고상형태로 구성되어 있으며, 이들의 성분은 고상형태로 저장할 수 있어 수분과 접촉할때에만 활성화한다.

수용성 환경에서 개시되는 반응은 신속한 자연반응이다.

종래의 기술에 대하여 설명한 분말과 달리, 이 발명의 섬유접착분말 조성물은 수중에서 현탁시켜 즉시 가교반응을 행한다.

더욱이, 이 발명의 폴리머에서는 그 입자표면에서 발생하는 보호클로이드와의 가교반응을 하며, 그 입자내부에서 작용기와의 반응이 상당히 느리지 않다.

수중에서의 그 섬유접착분말 조성물의 현탁성과 분산성 및 그 섬유표면상에서의 접착분말의 균일한 분산이 우수함을 기대이상으로 확인하였다.

그 분말조성물에 존재하는 2종의 성분 사이에서 가교반응이 신속하여 그 반응은 물과 접촉할때 발생되기 때문에 위의 두가지 효과는 기대이상이다.

이 발명의 실시예를 아래에 실시예에 따라 더 구체적으로 설명한다.

글라스섬유와 섬유접착 분말의 접착을 습식 프로세스에서 조사하였다.

웨브제조 :

카티온계면활성제(Dehyquart sp)0.03g 을 평량하여 피펫으로 글라스비커에 넣은 다음, 물 200g 과 혼가하였다.

그 계면활성제 용액을 600rpm 에서 교반하였다.

그리고 글라스화이버 1.0g 을 첨가하였다.

약 1분간 교반시킨후, 그 글라스파이버현탁액의 교반속도를 800rpm 으로 상승시켰다.

그 다음, 그 섬유접착분말 조성물의 2종성분 a)및 b)를 첨가시켜 15분간 교반하였다.

그 현탁액의 pH 를 측정하였다.

교반을 완료할때 그 글라스섬유 현탁액을 퍼론시브(perlon sieve)상에 회수하였다.

그 습윤 글라스 파이버웨브를 알루미늄 디쉬(dish)에 넣어 3시간동안 150℃ 에서 건조하였다.

다음 분말을 성분 a)로 사용하였다.

폴리머 분말 1 :

폴리비닐알코올(회플러 점도 25mpas; 가수분해도 92%)8wt% 로 안정화시킨 N-메틸올아크릴아마이드 1wt% 를 가진 비닐아세테이트 폴리머

폴리머 분말 2 :

폴리비닐알코올(회플러점도 4mpas ; 가수분해도 82%)11wt% 로 안정화시킨 에틸렌 15wt% 를 가진 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머

폴리버 분말 3 ;

폴리비닐 알코올(회플러점도 4mpas ; 가수분해도 82%)11wt% 로 안정화시킨 비닐아세테이트 호모폴리머

폴리머 분말 4 ;

폴리비닐알코올(회플러점도 56mpas ; 가수분해도 98%)8wt% 로 안정화시킨 N-메틸올 아크릴아마이드 1wt% 를 가진 비닐아세테이트 폴리머

폴리머 분말 5 ;

특허문헌 DE-A 19545608 와 동일한 차폐 알데히드(글루타르알데히드 비스(소듐비설피트))를 가진 폴리비닐 아세테이트

폴리머 분말 6 ;

유화제로 안정화시킨 카르복시기 함유 에폭시 가교제를 가진 스트렌-아크릴레이트 분말

글라스 파이버 웨브의 강도 ;

글라스 파이버 웨브의 강도는 촉감에 의해 판정하였으며, 다음의 등급으로 정하였다.

1 = 대단히 좋음 ; 2 = 좋음 ; 3 = 만족하지 않음 ; 4 = 빈약함

그 테스트결과를 다음의 표 1 에 요악하였다.

표 1 의 결과에 의해 접착제 a)만을 사용하여 접착한 섬유와 비교하여 성분 a) 와 b)의 조합을 사용하여 접착한 섬유가 향상(개량)되었음을 나타내었다.

통상의 가교할 수 있는 접착제 조합을 대비실시예 15~21 에서 기준(control)으로 사용하였다.

이 발명의 조합물은 에폭시 가교제(대비실시예 15~18), 통상의 차폐 가교제계(대비실시예 19)및 보호콜로이드가 없는 에폭시 가교할 수 있는 접착제를 사용하여 통상의 접착보다 더 우수하다.

실시예	성분 a)	사용량	성분 b)	사용량	pH	등급
C1	폴리머분말 1	0.25g			8	4
2	폴리머분말 1	0.25g	붕사	0.0025g	8	2
3	폴리머분말 1	0.25g	붕사	0.0125g	8	2
4	폴리머분말 1	0.25g	붕사	0.025g	8	2
5	폴리머분말 1	0.25g	붕사	0.05g	8	2
C6	폴리머분말 2	0.25g			7	3
7	폴리머분말 2	0.25g	붕사	0.0025g	8	2-3
8	폴리머분말 2	0.25g	붕사	0.0125g	8	2
C9	폴리머분말 3	0.25g			5	3
10	폴리머분말 3	0.25g	붕사	0.0025g	8	2-3
11	폴리머분말 3	0.25g	붕사	0.0125g	8	2
C12	폴리머분말 4	0.25g			6	3
13	폴리머분말 4	0.25g	붕사	0.0025g	8	2-3
14	폴리머분말 4	0.25g	붕사	0.0125g	8	1-2
C15	폴리머분말 1	0.25g	글리옥살	0.0025g	3.5	3-4
C16	폴리머분말 1	0.25g	글리옥살	0.0125g	4.7	3-4
C17	폴리머분말 1	0.25g	글리옥살	0.025g	4.8	3-4
C18	폴리머분말 1	0.25g	글리옥살	0.5g	4.9	3-4
C19	폴리머분말 5	0.25g	AlCl₃	0.0125g	4	3
C20	폴리머분말 6	0.25g			6	4
C21	폴리머분말 6	0.25g	붕사	0.025g	8	4

그 섬유접착분말 조성물의 접착력은 형성된 섬유제품에서 테스트를 하였다.

테스트를 한 섬유접착 분말 조성물;

이 발명에 의한 실시예 22 ;

폴리머분말 1(폴리비닐알코올(회플러점도 25mpas, 가수분해도 92%)8wt% 로 안정화시킨, N-메틸올아크릴아마이드 1wt% 를 가진 비닐 아세테이트 폴리머)950g 을 블레이드믹서내에서 붕사 50g 과 혼합하였다.

이 발명에 의한 실시예 23 ;

폴리머분말 1 950g 을 블레이드믹서내에서 알루미늄 트리클로라이드 헥사히드레이트 50g 과 혼합하였다.

대비실시예 24 ;

폴리머분말 1 은 성분 b)없이 사용하였다.

형성시킨 섬유제품의 제조;

하드보오드를 제조하기 위하여, 재생면 118g 을 이 발명의 실시예 22 및 23 과 대비실시예 24 의 접착분말 13,2g 과 혼합시켜 영역 30×30cm²를 스프리딩하였다.

그 다음 섬유/분말 혼합물을 물(스프레잉에 의해)로 가습시킨다음, 즉시 5분간 온도 약 180℃와 압력 약 36bar 에서 가압시켜 두께 2mm 와 중량 1390g/m²의 보오드를 제조하였다.

이 발명에 의한 실시예 25 ;

그 형성한 섬유제품은 섬유접착제로서 폴리머분말 1만을 사용하여 제조하였다.

다만, 물대신 5% 농도의 지르코늄 아세테이트용액으로 스프레잉하여 제조하였다.

테스트방법 ;

극한 인장강도(ultimate tensile strength : UTS)테스트;

10×100mm 의 측정견본을 프레스형성섬유 제품에서 스탬핑(stamping)시켜DIN 53857 에 의해 즈빅인장테스터(Zwick tensile tester)로 실온에서 테스트하였다.

물흡수율 테스트;

50×20mm 의 측정하고자 하는 형성섬유제품을 수중에서 1시간 또는 24시간 저장하여 물 팽윤에 의한 중량증가를 중량측정방법으로 측정하였다.

내열성 테스트 ;

길이 240×20mm 의 스트립(strips)을 형성시킨 섬유제품에서 절단시켜, 그 표면의 에지(edge)에서 100mm 의 돌출물(overhang)을 가진 평면상의 표면상에 수평으로 고정시켜 40g 의 하중으로 평량하였다.

내열성은 온도 120℃에서 1시간후 휨(deflection)을 측정하여 결정하였다.

그 휨 d 는 그 표면에 100mm 떨어져 있는 스트립의 단부가 그 하중에 의해 휘어지는 양이다.

그 테스트결과를 다음표 2 에 요약한다.

실시예	UTS(N)	물흡수[%]	내열성[mm]
2223대비실시예 2425	9549646301081	59595957	22.021.031.023.5

표 2 의 테스트결과에서는 성분(b)가 있는 접착분말(대비실시예 24)과 비교한 그 섬유접착분말 조성물을 사용할때 기계적강도(극한 인장강도, 내열성)의 향상을 명백하게 나타낸다.

이 발명에 의해 습윤섬유재, 특히 글라스파이버를 압밀하는 접착제를 얻으며, 그 접착제는 그 섬유재와 함께 수용액에 넣어 그 섬유를 침전시킨후 섬유상시트재의 내구성있는 압밀을 보장받을수 있다.

이 발명에 의해, 분말형태의 접착제를 얻으며, 그 접착제는 드라이프로세스(dry process)에서 섬유와 함께 혼합시켜 침전시킨다음, 가습공정(moistening step)에 의해 접착제로서 활성화시킬수 있으며, 텍스타일시트재의 내구성있는 압밀을 보장받는다.

Claims

섬유재를 압밀하는 섬유접착분말 조성물에 있어서,

a) 탄소원자 1-12개를 가진 분기 또는 분기없는 카르복실산의 비닐에스테르, 탄소원자 1-12개를 가진 분기 또는 분기없는 알코올과 아크릴산 및 메타아크릴산의 에스테르, 방향족 비닐화합물, 비닐할라이드,올레핀 및 디엔으로 이루어진 그룹에서 선택한 1종이상의 모노머의 폴리머를 안정화시킨 폴리비닐알코올을 기재로 하는 폴리머분말과,

b) 실온에서 고상이며, 위 폴리머분말을 물에 넣을때 폴리비닐알코올의 OH 기로 화학적 결합을 하는 무기화합물로 구성함을 특징으로 하는 섬유접착분말 조성물.
제 1 항에 있어서,

성분 (a)는 비닐아세테이트 폴리머, 에틸렌함량 1-60wt% 를 비닐아세테이트-에틸렌 코폴리머, 에틸렌함량 1-40wt% 와 비닐클로라이드 함량 20-90wt% 를 가진 비닐에스테르-에틸렌-비닐클로라이드 코폴리머, 1종이상의 공중합할 수 있는 비닐에스테르 1-50wt% 와 선택적으로 에틸렌 1-40wt% 를 가진 비닐아세테리트 코폴리머, 비니에스테르 30-90wt% 와 아크릴에스테르 1-60wt% 및 선택적으로 에틸렌 1-40wt% 를 포함하는 비닐에스테르-아크릴에스테르 코폴리머, 비닐아세테이트 30-75wt% 와 다른 비닐에스테르 1-30wt% 및 선택적으로 에틸렌 1-40wt% 를 포함하는 비닐에스테르-아크릴에스테르, n-부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트의 폴리머, 메틸 메타아크릴레이트와 n-부틸 아크릴레이트 및/또는 2-에틸헥실 아크릴레이트의 코폴리머, 비닐 클로라이드-에틸렌 코폴리머, 비닐 클로라이드-아크릴레이트 코폴리머, 스티렌-부타디엔 코폴리머 및 각각의 경우 스티렌 함량 10-70wt% 를 가진 스티렌-아크릴 에스테르 코폴리머로 이루어진 그룹에서 선택한 폴리머를 안정화시킨 폴리비닐알코올을 기재로 한 폴리머 분말임을 특징으로 하는 섬유접착 분말 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

그 폴리머는 모노머 총중량을 기준으로 하여, 에틸렌 불포화 모노 및 디카르복실산 및 그 아마이드, 에틸렌 불포화 설폰산 및 그 염, 아크릴로일 옥시 프로필트리(알콕시)-및 메타아크릴로일 옥시프로필 트리(알콕시)실란, 비닐트리알콕시 실란 및 비닐메틸디알콕시실란, N-메틸올아크릴아마이드(NMA), N-메틸올 메타아크릴아마이드(NMMA), N-메틸올알릴카르바메이트, N-메틸올아크릴아마이드 또는 N-메틸올메타아크릴아마이드의 알킬 에테르 및 그 이소부톡시 에테르 또는 N-부톡시 에테르로 이루어지는 그룹에서 선택한 코모노머 0.05~10.0wt% 를 추가로 포함함을 특징으로 하는 섬유접착분말 조성물.
제 1 항에 있어서,

그 폴리비닐알코올은 가수분해도 75-99mol% 와 회플러점도 1-60mpas 를 가진 부분가수분해시킨 폴리비닐알코올 임을 특징으로 하는 섬유접착분말 조성물.
제 1 항에 있어서,

성분 (b)는 실온에서 미분상이며, 표준상태하에 수중에서의 용해도가 물 1ℓ 당 1g 이상인 보론,알루미늄,크롬 및 지르코늄의 수용성 화합물로 이루어지는 그룹에서 선택한 무기화합물임을 특징으로 하는 섬유접착분말 조성물.
제 1 항에 있어서,

성분(b)는 붕산, 붕사, 2이상의 고도의 치상리간드(dentate ligands)의 붕산착제, 알루미늄 니트레이트, 알루미늄 클로라이드, 지르코늄 옥시 클로라이드 및 지르코늄 아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택한 무기화합물임을 특징으로 하는 섬유접착분말 조성물.
제 1 항에 있어서,

pH 완충액으로 미분상의 수용성물질을 구성함을 특징으로 하는 섬유접착분말 조성물.
제 1 항의 섬유접착 분말 조성물을 사용하여 섬유재를 압밀하는 방법에 있어서,

습식 프로레스(wet laid processes)에서 압밀시킨다음, 드라이레이드 프로세스(dry laid processes)에서 가습시켜 섬유재를 라미네이션(lamination)시킴을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,

그 섬유접착분말 조성물의 성분(a)및 (b)는 그 섬유재에 첨가 혼합시키거나, 별도로 각각 첨가 혼합시킴을 특징으로 하는 방법.
제 8 항 또는 9 항에 있어서,

(A) 그 섬유접착 분말 조성물과 그 섬유재를 수중에서 현탁시킨다음, 침전시켜 텍스타일 시트재(textile sheet material)를 형성시키고, 그 얻어진 텍스타일시트재를 열처리에 의해 건조시키고 선택적으로 열압밀시키거나, 또는

(B)그 섬유접착 분말조성물과 그 섬유재를 건조혼합시켜, 그 얻어진 혼합물을 수중에서 현탁시킨다음, 침전시켜 텍스타일시트재를 형성시키고, 그 얻어진 텍스타일시트재를 열처리에 의해 건조시키고 선택적으로 열압밀시키거나, 또는

C)그 섬유 접착분말 조성물과 그 섬유재를 건조혼합시킨다음, 그 얻어진 혼합물을 건조 침전시켜 텍스타일시트재를 형성시키고 물로 가습시키거나, 또는 그 섬유접착분말 조성물을 그 침전 섬유재에 스프링클링(sprinkling)시켜 물로 가습시키며 이와같이하여 얻어진 텍스타일시트재를 열처리에 의해 건조시키고 선택적으로 열압밀시키거나, 또는

(D) 그 섬유재를 시트형태로 스프리딩(spreading)시키고 그 섬유접착분말 조성물로 스프링클링(sprinkling)시킨다음, 가습시키고 또 다른 기재에 선택적으로 고온 및 고압으로 라미네이션(lamination)시킴을 특징으로 하는 방법.