KR20030016304A - 전사 또는 필름 코팅에 바람직한 직물-탄성중합체 복합체및 이 복합체의 제조방법 - Google Patents

전사 또는 필름 코팅에 바람직한 직물-탄성중합체 복합체및 이 복합체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전사 또는 코팅된 경우 인조 가죽 기재로서 사용하기에 바람직한 직물-탄성중합체 복합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 (a) 4가지 성분(음이온성 안정화 수계 중합체 분산액, 산-발생 화학물질, 담점 계면활성제 및 거품-안정화 계면활성제) 이상의 탄성중합체 조성물을 제조하고; (b) 충분한 기체를 액체 혼합물에 혼입하여 전개가능한 거품을 발생시키고; (c) 발포체를 다공성 직물 기재에 적용하고; (d) 탄성중합체가 직물 기재 전체에 걸쳐 응고할 때까지 상기 발포된 직물을 가열하고; (e) 응고된 구조를 파괴하지 않고 생성된 복합체를 건조시키는 것을 포함한다. 생성된 복합체는 가죽과 유사한 유연성과 인조 가죽을 제조하기 위한 전사 코팅에 적합한 표면을 수득하게 된다. 이 복합체는 가구 또는 자동차의 실내 장식 직물, 어패럴 등에서 이용될 수 있다. 제조된 특정 복합체도 본 발명인 것으로 생각된다.

Description

전사 또는 필름 코팅에 바람직한 직물-탄성중합체 복합체 및 이 복합체의 제조방법{A TEXTILE-ELASTOMER COMPOSITE PREFERABLE FOR TRANSFER OR FILM COATING AND METHOD OF MAKING SAID COMPOSITE}
중합체 라텍스(예: 폴리우레탄 및 아크릴레이트)는 다양한 방식, 그 중에서서도 직물 표면상의 코팅재 또는 마감재로서 사용되어 왔다. 이러한 라텍스는 예를 들어 환경 조건에 잠재적으로 거스르는 차단벽을 제공할 수도 있다. 또한, 가죽 대용물은 수계 중합체 라텍스를 사용하여 제조되어 왔다. 이러한 대용물은 보다 값비싼 진짜 가죽 제품에 대한 대안을 제공한다. 이러한 인조 가죽 기재는 진짜 가죽에 특징적인 유연성 및 외관을 나타내야 하고, 예를 들어 자동차 및 가구의 실내장식물내에서 과도하고 반복적인 사용을 견디어야 한다.
이전의 폴리우레탄계 가죽 대용품으로는 폴리우레탄 라텍스와 산-발생 화학물질(특히, 하이드로플루오로규산염)의 반응을 통해 제조된 복합체를 포함한다. 이러한 조성물은 전체가 본원에 참고로 인용된 맥카트니(McCartney)에게 허여된 미국 특허 제 4,332,710 호에 개시되어 있다. 맥카트니는 하이드로플루오로규산염과 같은 산-발생 화학물질만을 함께 사용한 폴리우레탄 라텍스의 열-활성화된 응고화를 교시하고 있다. 이러한 조성물 및 방법에는, 이온성 응고화를 제공하기 위해 주로 산-발생 화학물질을 단독으로 사용한 경우에 나타나는 몇몇 단점들이 존재한다. 상기 2성분 시스템은 종종 직물 기재에서 불균일한 배열을 나타내고 실같은 구조를 형성할 수 있는데, 이는 스웨이드 가죽 대용물로서 아름답지 못하다. 산업계내에서는 사용이 매우 제한되지만 전매 특허권자에게는 바람직한 산-발생 화학물질인 하이드로플루오로규산염의 사용과 관련해서 환경 및 안정성의 문제가 특히 관심의 대상이다.
중합체 라텍스 열-활성화된 응고화를 포함하는 그밖의 이전 교시내용은 스페크(Spek) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,886,702 호를 포함한다. 미국 특허 제 4,886,702 호는 수계 중합체 라텍스(폴리우레탄 및 아크릴레이트를 포함함), 담점 계면활성제 응고제, 및 가열하는 동안에 기체를 방출하는 발포제를 포함하는 조성물을 사용한 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 조성물은 발포제 효과로 야기된 스티프 핸드(stiff hand)로 인해 바람직한 가죽 같은 직물 제품을 제조하지 못한다. 두 번째로, 바람직한 발포제는 프레온이고, 이는 유해한 환경적 영향으로 인해 제조하지 못하는 상황에 있다. 세 번째로, 응고화 과정은 산 및/또는 염 화합물의 첨가를 요구하는데, 이는 직물 기재와 접촉하기 전에 라텍스 혼합물을 응고시켜 기재 표면에 불균일하게 분산시킬 가능성이 있다. 마지막으로, 전매 특허권자 조성물의 유효기간은 최대한 8시간만 지속됨으로 제조 융통성에 일정한 제한이 있게 된다.
또한, 파커(Parker)에게 허요된 미국 특허 제 4,171,391 호에서는 수용성 이온성 또는 산 욕내에서의 폴리우레탄 라텍스 응고화를 교시하고 있다. 결정 인자는 이온성 물질(또는 산)의 유형 및 양, 및 상기 욕으로부터 기재 물질로 상기 성분이 확산되는 속도이고, 이러한 방법은 조절하기가 어렵다. 그 결과, 한 직물 기재로부터 다른 직물 기재로의 일정하게 균일한 분산과 응고가 결여된다. 특히 보다 무거운 직물 기재를 사용하는 경우 필요로 하는 접촉 시간이 30분 정도로 길어져, 제작자, 그리고 궁극적으로는 소비자에게 높은 비용 부담으로 전가될 수도 있다.
따라서, 이러한 단점은 산업계내에서 비교적 제조하기에 비용이 많이 들지않고 전사 또는 필름 코팅된 경우 보다 실재 같은 외관과 개선된 미적 품질을 가지며 종래 기술에 비해 전반적으로 우수한 성능을 갖는 개선된 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체에 대한 필요성으로 나타났다.
발명의 요약
본 발명은 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체, 및 (a) 직물을 제공하고; (b) (i) 수계 음이온성 안정화 중합체 라텍스, (ii) 산-발생 화학물질, (iii) 담점 계면활성제 및 (iv) 거품-안정화 계면활성제를 포함하는 액체 탄성중합체 조성물을 제조하고(여기서, 충분한 기체가 액체 탄성중합체 조성물로 혼입되어 발포된 탄성중합체 조성물을 제조함); (c) 단계 (b)의 발포된 탄성중합체 조성물을 단계 (a)의 직물에 적용하고; (d) 코팅된 직물을 초기 온도로 가열하여 균일한 분산을 달성하고 직물 전체에 걸쳐 상기 탄성중합체 조성물을 응고시키고; (e) 직물 전체에 걸쳐 응고된 탄성중합체를 파괴하지 않고 건조시키기 위해 단계 (d)에서 사용된 온도 보다 높은 온도로 응고된 직물을 계속해서 가열하는 연속 단계를 포함하는 상기 복합체의 제조방법에 관한 것이다:
또한, 본 발명은 본 발명의 방법 중 단계 (b)의 탄성중합체 조성물 자체에 관한 것이다.
본 발명은 전사 또는 필름 코팅된 경우 인조 가죽 기재로서 사용하기에 바람직한 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 (a) 4가지 성분(수계 음이온성 안정화 중합체 분산액, 산-발생 화학물질, 담점 계면활성제 및 거품-안정화 계면활성제) 이상의 탄성중합체 복합체를 제조하고, (b) 충분한 기체를 액체 혼합물로 혼입시켜 거품을 발생시키고; (c) 발포된 탄성중합체 조성물을 다공성 직물 기재에 적용하고; (d) 탄성중합체가 직물 기재 전체에 걸쳐 응고될 때까지 처리된 직물을 가열하고; (e) 응고된 구조를 파괴하지 않고 생성된 복합체를 건조시키는 것을 포함한다. 본원에 개시된 생성된 복합체는 가죽과 유사한 유연성을 나타내고, 인조 가죽을 제조하기 위한 전사 또는 필름-코팅에 적합한 표면을 갖는다. 4가지 성분의 예비혼합물은 충분한 양의 열에 노출될 때까지 반응하지 않는 장기간에 걸쳐 자체적으로 안정한 조성물로서 선행 기술에 비해 개선된 점을 제공한다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선되고 미적으로 보다 만족시키는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체를 제공하는 것이다. 직물-탄성중합체 복합체란 용어는 일면 이상이 탄성중합체 조성물로 코팅된 직물로 구성된 제품을 말한다. 본 발명의 목적은 전사 또는 필름 코팅된 경우 보다 실재 같은 가죽 외관을 갖고 미적으로 보다 만족시키는 복합체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은, 2주 이상의 유효기간을 갖는 탄성중합체 라텍스를 제공하고 보다 많은 제조 조절이 가능한 적용 방법을 제공함으로써 비교적 비용이 많이 들지 않는 상기 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 환경적으로 안전하고 비독성이고 냄새가 적은 불연성 화학물질을 포함하는 가죽 같은 제품의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은, 전사 또는 필름-코팅된 경우 사용자가 인조-가죽 기재를 필요로 하거나 요구하는 모든 목적하는 용도에 적합한 가죽 같은 복합체를 제공하는 것이다.
수계 음이온성 안정화 라텍스, 산-발생 화합물, 담점 계면활성제 및 거품-안정화 계면활성제를 포함하는 발포된 탄성중합체 조성물을 사용하는 이러한 특정 열-활성화된 응고화 방법은 선행 기술분야 어디에서도 개시되거나 실시되거나 명료하게 제시된 적이 없었다. 이러한 탄성중합체 조성물은 선행 기술의 2성분(라텍스 및 산-발생제) 및 상이한 3성분(라텍스, 담점 계면활성제 및 발포제) 조성물에 비해 상당한 이점을 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 약 38℃(100℉) 정도로 높은 온도에서 시간 대신 주 단위로 측정된 유효기간(초기 혼합 후 2주 이상의 안정성 및 비응고화)을 갖는다. 응고는 이러한 반응을 달성하기에 충분한 온도(예를 들어 약 80℃(또는 176℉) 보다 높은 온도)의 열 공급원에 노출된 후에만 일어난다.
또한, 본 발명의 라텍스 코팅을 적용하는데 발포법을 이용하면 적용된 코팅물의 양, 코팅물의 직물로의 침투 깊이, 및 응고 과정의 속도 및 균일화를 보다 효율적으로 조절할 수 있는 능력을 통해 제조가 용이하게 된다. 선행 기술에서는 응고 반응을 조절하면서 코팅물의 침투량 및 위치를 조종하는 이러한 광범위하고 유익한 능력을 교시하고 있지 않다. 특히, 본 발명의 방법 및 조성물은 단일 복합체 기재내에서 높은 수준의 응고물 균일성을 제공하고, 또한 대규모 제조 수준에서 수많은 상이한 복합체간의 외관 및 성능 균일성을 나타낸다.
본 발명의 방법 및 조성물에서 이용할 수 있는 또다른 개선책은 유기 용매계 시스템 보다는 엄격한 수성 시스템을 사용하는 것이다. 유기 물질을 사용하지 않으면 최종 생성물의 열 안정성을 증가시킬 뿐만 아니라 보다 감소된 휘발성, 냄새, 가연성 및 독성을 제공하게 된다. 그중에서도 특별한 이점은 그밖의 직물 제조 분야에서 사용된 다른 상용성 수성 화학 시스템과 함께 본 발명의 수성 조성물을 사용할 수 있다는 점이다. 이러한 다른 직물 제조 방법 및 물질과의 적용성 및 상용성은, 예를 들어 직물 가공 동안에 독소 방출 가능성을 감소시키는데 있어서 매우 중요하다.
결국, 아마도 가장 중요하게는 본 발명의 방법 및 조성물이 유기 용매계 시스템(예: 상기 미국 특허 제 4,886,702 호에 기술됨)으로 제조된 가죽 같은 마감재 보다 우수하지 않다면 이에 필적하는 연질 미세구조 응고물의 가죽 같은 마감재를 직물에 부여한다. 따라서, 본 발명의 방법 및 조성물은 전사 또는 필름-코팅된 경우 진짜 가죽 제품을 효과적으로 흉내낸 바람직한 유연성 및 외관을 갖는 직물-탄성중합체 복합체를 매우 안전한 방식으로 제조하는 수단을 제공한다.
직물-탄성중합체 복합체란 용어는 탄성중합체 조성물로 일면 이상을 코팅시킨 직물로 구성된 제품을 의미한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 발포된 탄성중합체 조성물은 5가지 물질(수계 폴리우레탄 라텍스, 산-발생 화학물질, 담점 계면활성제, 거품-안정화 계면활성제, 및 혼입된 경우 발포된 제품을 생산하는 충분한 기체)로 구성된다.
음이온성-안정화 중합체 라텍스는 중합체, 음이온성 계면활성제 및 물로 구성된 유제 또는 분산액이다. 폴리우레탄, 아크릴 또는 폴리우레탄-아크릴 라텍스가 바람직하지만, 임의의 수계 음이온성-안정화 중합체 라텍스를 사용할 수도 있다. 바람직한 라텍스는 30% 이상의 고체 함량(50% 보다 많은 양의 고체가 보다 바람직함)을 갖는 것들이다. 음이온성-안정화 폴리우레탄 라텍스의 한 바람직한 예는 스탈(Stahl)로부터 입수가능한 EX-62-655(40% 고체)이다. 적합한 음이온성 안정화 폴리우레탄-아크릴 라텍스는 파라켐(Parachem)으로부터 입수가능한 파라놀 T-6330(50% 고체)이다. 중합체 분산액에 사용하기에 적합한 음이온성 계면활성제의 예는 폴리-아크릴산 공중합체, 나트륨 라우렐 설페이트, 독점 로다칼(Rhodacal) DS-10(로디아(Rhodia)로부터 입수가능함)과 같은 아릴 및 알킬 벤젠 설포네이트를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 음이온성 계면활성제 및 물 이외에, 비이온성 계면활성제가 또한 중합체 분산액에 포함될 수도 있다. 비이온성 계면활성제의 예로는 폴리비닐 알콜 및 에톡실화 계면활성제, 예를 들어 플루로닉(Pluronic) F-68(BASF로부터 입수가능함)을 포함한다. 라텍스의 안정화를 돕기 위해 카복실 또는 설페이트 기를 중합체의 골격으로 혼입시키는 것도 당해 기술분야에 널리 공지되어 있다. 수계 기준은, 잠재적으로 환경적으로 유해한 유기 용매가 탄성중합체 조성물내에 존재하지 않는 것을 우선적으로 보장하기 위해 본 발명에서 제일 중요하다.
산-발생 화합물이란 용어는 실온에서는 산이 아니지만 열 공급원에 노출되면 산을 생성하는 화학물질을 나타낸다. 예로는 암모늄 설페이트, 암모늄 포스페이트와 같은 암모늄산 염 및 유기산 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 상기 두 기술내용을 만족시키고, 유해한 환경적인 영향이 거의 없거나 전혀 없는 우수한 결과를 제공하는 특히 적합한 화합물의 한 부류는 유기산 에스테르이다. 몇몇 특정 유형의 이들 화합물로는 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 에틸렌 글리콜 포르메이트, 디에틸렌 글리콜 포르메이트, 트리에틸 시트레이트, 모노스테아릴 시트레이트, 히포켐(Hipochem) AG-45란 상표명하에 하이 포인트 케미칼 코포레이션(High Point Chemical Corporation)으로부터 입수가능한 독점 유기산 에스테르 등이 포함된다. 가장 바람직한 화합물은 APTEXTM도너(Donor) H-플러스란 상표명하에 어플라이드 텍스타일 테크놀로지즈(Applied Textile Technologies)로부터 입수가능한 에틸렌 글리콜 디아세테이트이다.
담점 계면활성제란 용어는 고온에 노출된 경우 덜 수용성이 되는 임의의 표면-활성제를 포함하는 것으로 의도된다. 이러한 유형의 계면활성제는 겔화시 중합체 라텍스와 용이하게 결합하고, 전체 접촉된 직물 기재에 걸쳐 라텍스의 균일한 응고화를 용이하게 한다. 이러한 요구사항을 만족시키는 구체적인 계면활성제로는 폴리(에틸렌) 옥사이드, 폴리(에틸렌/프로필렌) 옥사이드, 폴리티오 에테르, 폴리아세탈, 폴리비닐알킬 에테르, 유기-폴리실록산, 폴리알콕실화 아민 또는 이러한 화합물의 임의의 유도체가 있고, 카르타픽스(Cartafix) UTM란 상표명하에 클라리언트(Clariant)로부터 입수가능한 폴리알콕실화 아민이 바람직하다.
거품-안정화 계면활성제란 용어는 공기를 비말동반하여 보유하는 본 발명의 조성물의 능력을 개선시키는 임의의 표면-활성제를 포함한다. 구체적인 예로는 알킬 벤젠 설페이트 및 설포네이트(엠케이 케미칼(Emkay Chemical))로부터 입수가능한 렉소프렌(Rexoprene) 시리즈), 예를 들어 나트륨 라우렐 설페이트(또한 스테판 코포레이션(Stepan Corporation)으로부터 스테파놀(Stephanol) AM란 명칭으로 시판됨), 나트륨 디옥틸 설포숙시네이트, 도데실 벤젠 설포네이트, 알킬 아민 옥사이드(유니켐 코포레이션(Unichem Corp.)으로부터 입수가능한 유니프로쓰 (Unifroth) 시리즈), 알킬 포스페이트(밀리켄 케미칼(Milliken Chemical)로부터 입수가능한 신팩(Synfac) 시리즈), 암모늄 스테아레이트(헨켈(Henkel)), 수용성 셀룰로즈 유도체(헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules Inc.) 및 알카수르프(Alkasurf) DAP-9(로디아)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 거품-안정화 계면활성제의 부재하에 기체를 탄성중합체 조성물로 도입시킬 수 있지만 기체를 혼입시키거나 보유할 수는 없다.
본 발명의 탄성중합체 조성물내에서 요구되는 비율은 라텍스와 각각의 잔류 성분간의 중량비를 기준으로 한다. 예를 들어, 라텍스 및 각각의 다른 성분(즉, 산-발생 화합물, 담점 계면활성제 및 거품-안정화 계면활성제) 간의 비율은 5:1 내지 200:1의 범위이어야 하고, 약 10:1 내지 약 50:1의 범위가 바람직하다. 하기 예에서는 이러한 범위의 중량비를 사용하는 것을 추가로 설명하고 있다.
거품 발생과 관련된 기체는 대기중 공기, 산소, 질소 및 수소의 혼합물 등으로 이루어진 군중에서 선택된다. 대기중 공기는 비용이 많이 들지 않고 용이하게 입수가능한 공급원으로서 바람직하다. 기체는 1 lb/in2(게이지) 내지 100 lb/in2(게이지) 범위의 압력에서 혼입되고, 약 25 내지 약 50 psig의 범위가 바람직하다. 조성물내에서 공기 대 라텍스의 허용가능한 중량비는 0.1:1 내지 50:1의 범위이고, 3:1 내지 8:1의 범위가 바람직하다.
공기 또는 다른 기체는 기계적 교반기에 의해 발포체로 혼입된다. 통상적으로 발포라 부르는 공기 혼입 과정은 임의의 용인된 방법을 통해 달성될 수 있다. 한정하려는 것은 아니지만, 예로는 호바르트(Hobart) 믹서 또는 가스톤(Gaston) 시스템 기계적 발포기를 사용한 위핑(whipping)을 포함한다. 발포된 탄성중합체 조성물을 스크린 코팅, 나이프 코팅, 파라볼릭 발포 코팅 등(이들로 제한되지 않음)을 사용하여 적용시킬 수 있다.
공기를 본 발명의 조성물로 혼입시키는 것(또는 발포)은 통상적인 적용 방법에 비해 몇가지 이점을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 첫 번째로, 직물 기재에 적용된 탄성중합체의 양은 딥(dip) 적용에서 사용되었던 양보다 적어 제작과 관련된 비용을 절감시킨다. 두 번째로, 혼입된 공기는 본 발명의 조성물의 밀도를 감소시키 때문에, 응고화를 수행하여 제조된 기재는 가죽과 더욱 많이 닮은 미적 특성을 갖게 된다. 또한, 발포체로 혼입된 공기는 코팅물의 부피를 증가시켜 적용성을 개선시키고 전사 코팅을 위해 개선된 표면을 생성한다. 마지막으로, 제작자는 탄성중합체 적용 전반에 걸쳐 보다 많은 조절 수단을 갖게 된다. 그 결과, 발포체 혼합물은, 딥 적용에서와 같이 직물의 양면에 적용해야 할 필요가 없게 된다. 또한, 발포체의 직물 기재로의 침투 정도도 조절할 수 있다.
이어서, 탄성중합체-코팅된 직물을 가열한다. 이 가열 단계는 산을 발생시키고 담점 계면활성제를 겔화하고, 이어서 전체 기재에 걸쳐 본 발명의 라텍스를 균일하게 응고시킨다. 반응을 초기화하는데 요구되는 온도는 사용되는 특정 산-발생 화합물에 좌우된다. 그러나, 일반적으로 요구되는 온도는 80℃ 이상이어야 하고, 고온은 약 130℃이다.
특히, 스팀 적용(가장 바람직하게는 100 내지 120℃의 포화 스팀 적용)이 사용된 경우 물의 비등점이 바람직한 온도가 된다. 축축한 열(스팀)이 탄성중합체 조성물에 가장 효과적인 노출을 제공하기 때문에 이러한 조건이 바람직하다. 건조한 열의 첨가는 일반적으로 본 발명의 라텍스 중 수성 부분을 증발시키기 때문에 수분의 존재는 반응 전반에 걸쳐 보다 많은 정도의 조절을 허용하며, 이는 연속 중합체 필름의 바람직스럽지 못한 형성을 촉진한다. 라텍스는 적절하고 균일한 응고화가 후속적으로 일어나게 하기 위해 수분을 보유해야 한다. 따라서, 탄성중합체조성물은 바람직하게는 전체 반응 동안에 물을 함유해야 한다. 스팀 적용시 약 1 내지 약 10분의 노출 시간을 사용할 수도 있다. 바람직한 노출 시간은 스팀 적용시 약 2분이다. 스팀 열 단계의 재사용은 엄격한 수성 용매 반응 조건을 유지함으로써 선행 기술에 비해 뚜렷한 이점을 제공한다.
또 다르게, 코팅된 직물은 또한 마이크로파 또는 고주파 열 공급원에 노출되어 급속히 가열될 수도 있는데, 이는 전체 탄성중합체 조성물에 대해 감지할 수 있을 정도의 수분 손실을 제공하지 못한다. 마이크로파 적용시 약 1초 내지 약 1분의 노출 시간을 사용할 수 있다.
또다른 대안은 코팅된 직물을 대류 열 공급원에 노출시켜 가열하는 것이다. 바람직하게는, 코팅물이 건조되기 전에 응고되어 코팅물이 열분해되지 않도록 온도를 천천히 올려야 한다. 대류 오븐에서 약 10초 내지 약 10분의 노출 시간을 사용할 수 있다.
첫 번째 가열 단계 후, 직물 표면상에서의 연속 필름 형성을 방지하기 위해 복합체를 바람직하게는 고대류 저온 가열(바람직하게는 130℃ 미만이지만 이에 한정되지 않음) 또는 마이크로파 또는 고주파 가열에 의해 건조시킨다. 두 번째 가열 단계는 탄성중합체 조성물의 응고를 파괴하지 않고 복합체를 건조시키도록 공정화한다.
본 발명의 방법내에서 이용되는 직물로는 임의의 합성 또는 천연 섬유 또는 이러한 섬유의 혼방을 포함할 수 있다. 제한하려는 것은 아니고 단지 예로서, 직물은 폴리에스테르 섬유, 나일론(-6 또는 -6,6), 면, 폴리에스테르/면 혼방, 모,라미, 스판덱스 등으로 구성될 수 있다. 직물은 니트, 직포, 부직포 구조를 가질 수 있다. 바람직한 니트 기재는 폴리에스테르로 제조되고, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 사로 제조된다. 바람직한 직포 기재는 면으로 제조된다.
직물은 발포시키기 전에 또는 후에(바람직하게는 발포시키기 전에) 염료, 착색제, 안료, 자외선 흡수제, 연화제, 때 재배치제(soil redisposition agent), 윤활제, 산화방지제, 난연제, 레올로지 제제 등으로 처리될 수 있다. 탄성중합체 조성물내에 임의의 전술한 직물 첨가제 뿐만 아니라 윤활제 또는 가교제를 혼입시킬 수 있다. 특히 요구되는 제제 중 하나는 롱-플랑(Rhone-Poulenc)으로부터 입수가능한 연화/때 재배치/윤활 첨가제 루브릴(Lubril) QCXTM이다. 바람직한 안료로는 스탈로부터 입수가능한 PP14-912 및 PP14-905를 포함한다.
탄성중합체 조성물을 적용하기 이전에 직물을 샌딩(sanding) 또는 내핑(napping)하면 직물-탄성중합체 복합체의 기능을 개선시키고, 직물과 조성물간의 부착성을 개선시킬 것이다. 샌딩 또는 내핑 과정은 직물-탄성중합체 복합체에서 복합체의 실제 뒷면상에 스웨이드 같은 감촉을 부여하는 것으로 밝혀졌다. 샌딩은 니트 직물에 바람직하고 내핑은 직포 직물에 바람직한 것으로 여겨진다.
또한, 몇몇 환경에서 가공 직물에 캘린더링(calendering) 과정을 실시하는 것이 바람직할 수도 있다. 캘린더링은 최종 제품(즉, 전사 코팅된 직물-탄성중합체 복합체)의 부착 특성을 개선시킨다. 또한, 캘린더링 과정은 전사-코팅된 직물-탄성중합체 복합체의 실제 뒷면 상에 스웨이드와 유사한 감촉을 생성시킨다. 캘린더링은 이러한 목적을 위해 설계된 임의의 장치(대략 20인치의 가열된 드럼 폭을 갖는 브리임(Briem) 캘린더를 포함하지만 이에 한정되지 않음)상에서 달성될 수 있다. 온도, 압력 및 속도에 대한 설정이 모두 서로 관련되어 있기 때문에 목적하는 효과를 달성하기 위해 설정된 적절한 범위를 사용할 수 있다. 예를 들어 바람직한 한 설정환경은 150℉의 온도, 40㎏/㎝2의 압력 및 2yd/분의 속도를 포함한다.
캘린더링후, 직물-탄성중합체 복합체에 전사 또는 필름 코팅을 실시하여 외관 및 질감의 두가지 특성 면에서 진짜 가죽과 닮은 3층 복합체 구조를 생성시킨다. 전사 및 필름 코팅 둘다에서 추가 코팅을 탄성중합체 코팅물과 접촉하도록 적용한다. 직물의 기술적인 겉면이 3층 복합체의 실제 뒷면이 된다. 전사 코팅 과정은 다수의(전형적으로는 2 이상 5 이하의) 폴리우레탄 개별 층을 페이퍼 배면에 적용하는 것을 포함한다. 이어서, 코팅물을 직물-탄성중합체 복합체에 부착시키고, 페이퍼 배면을 제거하여 3층의 가죽 같은 제품을 생성한다. 필름 코팅 과정은 전형적으로는 접착제 및 열을 사용하여 시트형 필름 기재를 직물-탄성중합체 복합체에 부착시켜 필름을 복합체에 적층시키는 것을 포함한다. "필름"이란 용어는 금속성 기재, 플라스틱 또는 중합체성 필름, 또는 펠트형 또는 플록킹된(flocked) 직물 기재를 포함하는, 임의의 얇은 가요성 시트형 기재를 의미하는데 사용된다.
본 발명의 복합체는 가구 또는 자동차용 실내장식 직물로서; 가멘트 또는 어패럴내에서; 또는 직물 가죽 대용물이 요구되는 임의의 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 방법 및 조성물의 바람직한 실시태양은 하기 실시예에 기술되어 있다.
실시예 1
100g의 EX-62-655(스탈), 10g의 APTEXTM도너 H-플러스(어플라이드 텍스타일 테크놀로지즈), 10g의 카르타픽스 UTM(클라리언트), 0.5g의 알카수르프 DAP-9(로디아), 4g의 유니프로쓰 0529(유니켐 인코포레이티드) 및 15g의 루브릴 QCXTM(롱-플랑)의 혼합물을 함께 혼합하였다. 라텍스를 호바르트 믹서에서 3분동안 거품이 일도록 매우 세게 휘저었다. 유니프로쓰 0529 대신 3.8g의 스테파놀 AM 및 3.9g의 33% 암모늄 스테아레이트(헨켈)을 사용한 점을 제외하고는 첫 번째 혼합물과 같이 두 번째 혼합물을 제조하였다. 다시 라텍스를 호바르트 믹서에서 3분동안 거품이 일도록 매우 세게 휘저었다. 하기 표 1은 생성된 두 개의 발포체의 밀도가 대략 동일함을 보여준다.
I.D. 거품-안정화 계면활성제 발포체 밀도
발포체 1 4g의 유니프로쓰 0529 0.24g/cc
발포체 2 3.8g의 스테파놀 AM 및 3.9g의 33% 암모늄 스테아레이트 0.25g/cc
실시예 2
페이스(face) 사로서 85% 100/100 텍스쳐 필라멘트 사 및 그라운드(ground) 사로서 15% 20/1 모노필라멘트를 포함한 9 oz/yd2의 트리코트 니트 폴리에스테르 직물을 직물 기재로서 사용하였다. 직물을 염색하고, 브러싱하고, 건조시키고, 양면을 샌딩하였다. 100g의 EX-62-655(스탈), 1.5g의 APTEXTM도너 H-플로스(어플라이드 텍스타일 테크놀로지즈), 1.5g의 히포켐 AG-45(하이 포인트 케미칼즈(High Point Chemicals)), 3g의 카르타픽스 UTM(클라리언트), 0.5g의 알카수르프 DAP-9(로디아), 3.89g의 33% 암모늄 스테아레이트(헨켈), 3.81g의 스테파놀 AM(스테판), 15g의 루브릴 QCXTM(롱-플랑) 및 0.2g의 PP14-905 안료(스탈)의 혼합물을 함께 혼합하였다. 라텍스를 호바르트 믹서에서 3분동안 거품이 일도록 매우 세게 휘저었다. 직물을 물로 적시고, 롤러 사이에서 40 psi에서 니핑하였다. 공기-혼입된 라텍스 발포체를 직물에 전개하고, 80 mil 갭을 갖도록 나이프-코팅시켰다. 직물을 250℉(121℃)의 대류 오븐에 80분간 넣어 코팅물을 응고시키고 건조시켰다. 생성된 직물 복합체는 감촉이 가죽 같았고, 전사-코팅시 우수한 합성 가죽을 생성하였다.
실시예 3
57 end/in 및 68 pick/in를 갖는 8.5 oz/yd2의 직포 면 직물을 직물 기재로서 사용하였다. 직물을 면수자 겉면상에서 조밀하게 내핑하고 뒷면상에서 스크래치-내핑하였다. 69.2g의 파라놀 T-6330(파라켐), 6.9g의 APTEXTM도너 H-플로스(어플라이드 텍스타일 테크놀로지즈), 6.9g의 카르타픽스 UTM(클라리언트), 0.3g의 알카수르프 DAP-9(로디아), 2.8g의 33% 암모늄 스테아레이트(헨켈), 2.2g의 스테파놀 AM(스테판), 10.4g의 루브릴 QCXTM(롱-플랑) 및 0.2g의 PP14-905 안료(스탈)의 혼합물을 함께 혼합하였다. 라텍스를 5:1의 공기 대 라텍스 비로 기계적 발포기(가스톤 시스템즈)를 사용하여 발포시켰다. 발포된 라텍스를 직물상에서 마스코(Mascoe) 나이프 코팅기를 사용하여 나이프 코팅시키고, 응고시키고, 225℉의 텐터 오븐에서 1.0분간 그리고 250℉에서 0.7분간 건조시켰다. 생성된 직물 복합체는 감촉이 가죽 같았고, 전사-코팅시 우수한 합성 가죽을 생성하였다.

Claims (20)

  1. (a) 직물을 제공하고;
    (b) (i) 수계 음이온성 안정화 중합체 라텍스, (ii) 산-발생 화학물질, (iii) 1종 이상의 담점 계면활성제 및 (iv) 1종 이상의 거품-안정화 계면활성제를 포함하는 액체 탄성중합체 조성물을 제조하고(여기서, 충분한 기체가 액체 탄성중합체 조성물로 혼입되어 발포된 탄성중합체 조성물을 제조함);
    (c) 상기 단계 (b)의 발포된 탄성중합체 조성물을 상기 단계 (a)의 직물에 적용하고;
    (d) 상기 직물을 초기 온도로 가열하여 상기 탄성중합체 조성물의 균일한 분산을 달성하고 상기 직물 전체에 걸쳐 상기 탄성중합체 조성물을 응고시키고;
    (e) 상기 직물 전체에 걸쳐 응고된 탄성중합체를 파괴하지 않고 건조시키기 위해 초기 온도 보다 높은 2차 온도까지 상기 직물을 가열하는 연속 단계를 포함하는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직물이 천연 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼방으로 이루어진 군중에서 선택된 섬유로 구성된 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 직물이 폴리에스테르 섬유를 포함하는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 직물이 니트 또는 부직포 구조를 갖는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 직물이 면 섬유를 포함하는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 직물이 직포 구조를 갖는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 산-발생 화학물질이 1종 이상의 유기산 에스테르로 이루어진 군중에서 선택된 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    단계 (b)의 탄성중합체 조성물이 (i) 수계 음이온성 안정화 중합체 라텍스, (ii) 1종 이상의 산-발생 화학물질, (iii) 1종 이상의 담점 계면활성제, (iv) 1종 이상의거품-안정화 계면활성제 및 (v) 발포된 탄성중합체 조성물을 제조하기에 충분한 기체를, (i) 대 (ii)의 중량비가 약 5:1 내지 약 200:1이고, (i) 대 (iii)의 중량비가 약 5:1 내지 약 200:1이고, (i) 대 (iv)의 중량비가 약 5:1 내지 약 200:1이고, (i) 대 (v)의 중량비가 약 0.1:1 내지 약 50:1이도록 포함하는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    (i) 대 (ii)의 중량비가 약 10:1 내지 약 50:1이고, (i) 대 (iii)의 중량비가 약 10:1 내지 약 50:1이고, (i) 대 (iv)의 중량비가 약 10:1 내지 약 50:1이고, (i) 대 (v)의 중량비가 약 3:1 내지 약 8:1인 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    가열 단계 (d)가 약 80 내지 약 130℃의 온도에서 수행되는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    가열 단계 (d)가 약 100 내지 약 110℃의 온도에서 포화 스팀 조건하에 수행되는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    가열 단계 (d)가 약 2분동안 지속되는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    가열 단계 (d)가 약 130℃ 미만의 온도에서 수행되는 가죽 같은 직물-탄성중합체 복합체의 제조방법.
  14. (i) 수계 음이온성 안정화 중합체 라텍스, (ii) 산-발생 화학물질, (iii) 1종 이상의 담점 계면활성제, (iv) 1종 이상의 거품-안정화 계면활성제 및 (v) 탄성중합체 조성물로 혼입될 때 거품을 발생시키기에 충분한 기체를 포함하는 탄성중합체 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    (ii)가 에틸렌 글리콜 디아세테이트인 탄성중합체 조성물.
  16. 제 14 항에 있어서,
    (i) 수계 음이온성 안정화 중합체 라텍스, (ii) 산-발생 화학물질, (iii) 1종 이상의 담점 계면활성제, (iv) 1종 이상의 거품-안정화 계면활성제 및 (v) 탄성중합체 조성물로 혼입될 때 거품을 발생시키기에 충분한 기체를, (i) 대 (ii)의 중량비가약 5:1 내지 약 200:1이고, (i) 대 (iii)의 중량비가 약 5:1 내지 약 200:1이고, (i) 대 (iv)의 중량비가 약 5:1 내지 약 200:1이고, (i) 대 (v)의 중량비가 약 0.1:1 내지 약 50:1이도록 포함하는 탄성중합체 조성물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    (i) 대 (ii)의 중량비가 약 10:1 내지 약 50:1이고, (i) 대 (iii)의 중량비가 약 10:1 내지 약 50:1이고, (i) 대 (iv)의 중량비가 약 10:1 내지 약 50:1이고, (i) 대 (v)의 중량비가 약 3:1 내지 약 8:1인 탄성중합체 조성물.
  18. (i) 수계 음이온성 안정화 중합체 라텍스, (ii) 1종 이상의 유기산 에스테르로 필수적으로 이루어진 군중에서 선택된 산-발생 화학물질, (iii) 1종 이상의 담점 계면활성제, (iv) 1종 이상의 거품-안정화 계면활성제, 및 (v) 탄성중합체 조성물로 혼입될 때 거품을 발생시키기에 충분한 기체를 포함하는 탄성중합체 조성물로 코팅된 직물로 구성된, 가죽 외관을 갖는 물질을 제조하기 위한 전사-코팅에 적합한 직물-탄성중합체 복합체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    한면만 코팅된 직물-탄성중합체 복합체.
  20. 제 18 항에 있어서,
    폴리에스테르, 나일론, 면, 폴리에스테르/면 혼방, 모, 라미, 스판덱스 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 섬유로 구성된 직물-탄성중합체 복합체.
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