KR20130126894A - 표면 코팅된 폴리에스테르계 섬유질 기재 - Google Patents

표면 코팅된 폴리에스테르계 섬유질 기재 Download PDF

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KR20130126894A
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텡지아오 후
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 표면 코팅된 폴리에스테르계 섬유질 기재에 관한 것이다. 코팅 조성물의 적용 방법이 또한 제공된다. 표면 코팅 후의 폴리에스테르계 섬유질 기재는 코팅되지 않은 섬유질 기재에 비하여 개선된 내마모성 및/또는 내마멸성을 갖는다.

Description

표면 코팅된 폴리에스테르계 섬유질 기재{SURFACE COATED POLYESTER-BASED FIBROUS SUBSTRATE}
본 발명은 소정의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 조성물로 적어도 부분적으로 표면 코팅된 폴리에스테르계 섬유질 기재, 및 그의 제공 방법에 관한 것이다. 표면 코팅 후의 폴리에스테르계 섬유질 기재는 미처리된 섬유질 기재에 비하여 개선된 내마모성 또는 내마멸성을 갖는다.
폴리에스테르는 주 사슬 내에 에스테르 작용기를 함유하는 중합체 부류이다. 가장 일반적으로 알려진 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 (PTT) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)를 비롯한 폴리알킬렌 테레프탈레이트이다. 폴리에스테르 섬유는 다른 합성 섬유와 비교하여 고강도(high tenacity), 낮은 물 흡수성, 곰팡이 내성(mildew resistant), 주름 저항성(wrinkle resistant), 및 최소 수축성(shrinkage)과 같은 특성에 대해 알려져 있다. 폴리에스테르 섬유의 주요 응용에는 의복, 가정용 비품(home furnishing), 예를 들어 카펫, 커튼, 드레이퍼리(drapery), 벽 피복재(wall covering), 및 업홀스터리(upholstery)가 포함된다. 폴리에스테르 섬유의 다른 응용에는 호스, 컨베이어 벨트, 타이어 코드, 및 베개 속의 완충재 및 절연재로서의 파이버필(fiberfill), 이불(comforter) 및 업홀스터리 패딩이 포함된다.
산업용 직물, 스포츠웨어, 로프, 또는 카펫에서의 폴리에스테르의 응용은 폴리에스테르의 내마모성 또는 내마멸성을 개선하는 방법을 끊임없이 모색하고 있다. 폴리에스테르 섬유의 내마모성 또는 내마멸성을 개선하는 방법에는, 예를 들어 섬유의 기본 두께의 증가, 섬유의 단면 형상의 변경, 또는 섬유의 방사/연신 공정 동안의 조건의 변경이 포함된다. 대안적으로, 용융 방사 전에 폴리에스테르와 함께 무기 충전제를 첨가하는 것이 일본 특허 제4228113호에 개시되어 있는데, 이 특허에서는 직조 직물이 2% TiO2를 포함하는 PET 얀(yarn) - 이는 높은 인열 강도를 나타냄 - 으로부터 제조된다.
그러나, 적합한 코팅 또는 분무 조성물에 의한 간단한 표면 처리에 의해 폴리에스테르계 섬유질 기재(예를 들어, 직물, 얀, 카펫)의 내마모성 또는 내마멸성을 추가로 개선하는 방법을 제공할 필요성이 또한 있다.
물리적/화학적 특성을 변화시키기 위해 섬유질 기재 상에 적용되는, 플루오로중합체를 포함하는 코팅 또는 분무 조성물이 교시되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2003/0139521호(미국 특허 제6,737,498호)는 섬유질 기재에 발유성 및/또는 발수성을 제공하기 위한 불소화합물계 조성물을 개시한다. 미국 특허 제4,929,471호는 실크 또는 레이온에서 발견되는 것과 유사한 물리적 특성을 갖는 폴리에스테르 직물을 제조하도록 제조 공정 동안 폴리에스테르 직물을 처리하기 위한 퍼플루오로알킬 기를 갖는 비닐 에테르를 기재로 한 중합체의 용도를 개시한다.
따라서, 내마모성 또는 내마멸성을 개선하기 위하여 폴리에스테르계 섬유질 기재를 위한 적합한 표면 처리 조성물을 찾는 것이 바람직하다.
폴리에스테르를 포함하는 섬유질 기재를 포함하는 코팅된 기재가 제공되는데, 상기 섬유질 기재는 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된다:
[화학식 I]
F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
(여기서, n은 5 내지 100의 정수임).
폴리에스테르를 포함하는 섬유질 기재의 내마멸성을 개선하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은
(i) 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물을 섬유질 기재의 표면의 적어도 일부에 적용하는 단계:
F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
(여기서, n은 5 내지 100의 정수임);
(ii) 코팅된 섬유질 기재를 건조시키는 단계; 및
(iii) 선택적으로, 단계 (ii)로부터의 코팅된 섬유질 기재를 물로 헹구고, 헹구어진 섬유질 기재를 건조시키는 단계를 포함한다.
본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허 및 다른 참고 문헌은, 달리 표시되지 않는다면, 마치 완전히 개시된 것처럼 모든 점에서 전체적으로 본 명세서에 참고로 명백하게 포함된다.
달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우에는, 정의를 포함한 본 명세서가 좌우할 것이다.
명백하게 나타내는 경우를 제외하고는, 상표는 대문자로 나타내어진다.
달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다.
양, 농도 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 상위 바람직한 값과 하위 바람직한 값의 목록 중 하나로서 주어진 경우, 범위가 독립적으로 개시되어 있는지에 관계없이, 임의의 상한 범위 또는 바람직한 값 및 임의의 하한 범위 또는 바람직한 값 중 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로써 이해된다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하고자 하는 것이다. 본 발명의 범주가 범위를 한정할 때 언급되는 구체적인 값에 제한되는 것으로는 의도되지 않는다.
용어 "약"이 값 또는 범위의 종점을 설명하는 데 사용될 경우, 그 설명은 언급된 특정 값 또는 종점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "구성하다", "구성하는", "포함하다", "포함하는", "가지다", "갖는", "함유하다" 또는 "함유하는", 또는 이들의 임의의 다른 변형은 배타적이지 않은 포함을 망라하고자 하는 것이다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 조성물, 공정, 방법, 용품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 조성물, 공정, 방법, 용품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 "또는"을 말하며 배타적인 "또는"을 말하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A "또는" B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참 (또는 존재함)이고 B는 거짓 (또는 존재하지 않음), A는 거짓 (또는 존재하지 않음)이고 B는 참 (또는 존재함), A 및 B가 모두가 참 (또는 존재함).
또한, 본 발명의 요소 또는 성분 앞의 부정 관사 ("a" 및 "an")는 요소 또는 성분의 경우 (즉, 발생)의 수에 관해서는 비제한적인 것으로 의도된다. 따라서, 부정관사("a" 또는 "an")는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 요소 또는 성분의 단수형은 그 수가 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형을 또한 포함한다.
본 발명의 재료, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며, 구체적으로 기술되는 때를 제외하고는, 한정하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료는 본 명세서에 기재된다.
본 발명은 이하에서 상세히 설명된다.
폴리에스테르계 섬유질 기재
폴리에스테르 중합체는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 알코올과 다이카르복실산 - 그의 에스테르 포함 - 으로부터 유도되거나, 이들의 에스테르화 또는 에스테르 교환에 의한 임의의 축합 중합 생성물을 포함할 수 있다.
알코올에는 2 내지 약 10개의 탄소 원자를 갖는 글리콜, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 메톡시폴리알킬렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 트라이메틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 사이클로헥산 다이메탄올, 또는 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다. 다른 적합한 다이올에는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄다이올, 1,2-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 1,3-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올, 1,6-헥산다이올, 1,2-, 1,3- 및 1,4-사이클로헥산 다이메탄올, 다이올 또는 폴리올과 알킬렌 옥사이드의 반응 생성물에 의해 제조된 더 장쇄인 다이올 및 폴리올, 또는 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다.
다이카르복실산에는 테레프탈산, 석신산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 글루타르산, 아이소프탈산, 1,10-데칸다이카르복실산, 프탈산, 도데칸다이오익산, 에스테르-형성 등가물(예컨대, 다이에스테르, 예를 들어 다이메틸테레프탈레이트), 또는 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다. 폴리에스테르를 형성하기에 유용한 다른 이산(diacid)에는 아이소프탈산, 1,4-사이클로헥산 다이카르복실산, 1,3-사이클로헥산 다이카르복실산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 세바스산, 1,12-도데칸 다이오익산, 및 이들의 유도체, 예를 들어 이들 다이카르복실산의 다이메틸-, 다이에틸-, 또는 다이프로필 에스테르, 또는 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산 (또는 다이메틸 테레프탈레이트)의 축합 중합에 의해 제조된 폴리에스테르이다. PET는 PET 단일중합체, 또는 바람직하게는 70 중량% 이상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 함유하는 공중합체, 또는 이들의 블렌드일 수 있다. 이들은 다른 다이올 또는 이산으로부터 제조된 최대 30 중량%의 폴리에스테르에 의해 개질될 수 있다.
폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 (PTT)는 1,3-프로판다이올과 테레프탈산 (또는 다이메틸 테레프탈레이트)의 축합 중합에 의해 제조될 수 있는 폴리에스테르이다. PTT를 제조하는 데 사용하기 위한 1,3-프로판다이올은 바람직하게는 재생가능한 공급원으로부터 생화학적으로 얻어진다 ("생물학적으로 유도된" 1,3-프로판다이올이다). PTT는 단일중합체, 또는 바람직하게는 70 중량% 이상의 PTT를 함유하는 공중합체, 또는 이들의 블렌드일 수 있다. 이들은 다른 다이올 또는 이산으로부터 제조된 최대 30 중량%의 폴리에스테르에 의해 개질될 수 있다. 가장 바람직한 수지는 PTT 단일중합체이다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)는 1,4-부탄다이올과 테레프탈산 (또는 다이메틸 테레프탈레이트)의 축합 중합에 의해 제조될 수 있는 폴리에스테르이다. PBT는 단일중합체, 또는 바람직하게는 70 중량% 이상의 PBT를 함유하는 공중합체, 또는 이들의 블렌드일 수 있다. 이들은 다른 다이올 또는 이산으로부터 제조된 최대 30 중량%의 폴리에스테르에 의해 개질될 수 있다. 가장 바람직한 수지는 PBT 단일중합체이다.
폴리에스테르 및 그의 제조 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다.
일 실시 형태에서, 폴리에스테르로 구성된 섬유질 기재는 PET, PTT, PBT, 및 이들의 블렌드로부터 선택된다. 다른 실시 형태에서, 섬유질 기재는 폴리에스테르로 구성되며, 상기 폴리에스테르는 PTT 단일중합체 또는 70 중량% 이상의 PTT를 함유하는 PTT 공중합체로부터 선택된다.
용어 "섬유질 기재"에 대한 특별한 제한은 없다. 본 발명의 목적상, 용어 "섬유질 기재"는 의복, 가정용 비품, 카펫, 및 다른 소비자 제품에 사용되는 섬유, 얀, 직물, 텍스타일(textile), 또는 완제품을 포함한다. 본 발명의 섬유질 기재는 "편직", "직조" 또는 "부직" 기재일 수 있다. 부직 기재에는 섬유가 열, 얽힘(entanglement) 및/또는 압력의 적용에 의해 결합된 섬유의 웨브(web) 또는 배트(batt)인 기재가 포함될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 섬유질 기재는 섬유, 직물, 얀 및 카펫으로부터 선택된다.
코팅 조성물
헥사플루오로프로필렌 옥사이드의 고분자량 중합체 - 그의 말단-캡핑된(end-capped) 유도체 및 사슬-연장된 유도체 포함 - 가 분자량 및 다양한 물리적 특성에 따라 고성능 탄성중합체, 분산제 또는 윤활제로서 유용하다. 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물에 의한 폴리에스테르계 섬유질 기재의 표면 처리가 내마모성 및/또는 내마멸성에 있어서 놀라울 정도로 유리한 결과를 제공한다는 것을 발견한다는 것은 예기치 않은 일이다.
본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다:
[화학식 I]
F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
(여기서, n은 5 내지 100의 정수임).
바람직하게는, 본 발명의 코팅 조성물은, n이 10 내지 60의, 더 바람직하게는 15 내지 40의 정수인 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 코팅 조성물은 분자량이 1000 내지 16,000의 범위; 더 바람직하게는, 1,800 내지 10,000의 범위; 가장 바람직하게는, 2,600 내지 7,000의 범위인 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물은 적어도 하나의 용매를 추가로 포함한다. 적합한 용매에는 비점이 100℃ 미만인 (퍼)플루오르화 용매가 포함된다. 예를 들면, 퍼플루오로폴리에테르, 예를 들어 갈덴(Galden)(등록상표) HT55 (bp 55℃) 솔베이 플라스틱스(Solvay Plastics); 퍼플루오로알칸, 예를 들어 퍼플루오로옥탄, 퍼플루오로헥산; 하이드로플루오로알칸, 예를 들어 2H, 3H-데카플루오로펜탄 (이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company) (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재), 버트렐(Vertrel)(등록상표) XF, bp 55℃); (퍼)플루오로사이클로알칸, 예를 들어 1H,1H,2H-헵타플루오로사이클로펜탄 (제오로라(Zeorora)(등록상표)-H, bp 82.5℃); 메톡시노나플루오로부탄 (HFE-7100, bp 61℃), 에톡시노나플루오로부탄 (HFE-7200, bp 76℃), 2-트라이플루오로메틸-3-에톡시데카플루오로헥산 (HFE-7300, bp 98℃)을 비롯한 상표명 노벡(Novec)(등록상표)으로 쓰리엠 컴퍼니(3M company)에 의해 판매되는 하이드로플루오로에테르; 하이드로플루오로폴리에테르, 예를 들어 H-갈덴(H-Galden)(등록상표) ZV60 (bp 60℃). 바람직한 용매에는 2H,3H-데카플루오로펜탄 및 메톡시노나플루오로부탄이 포함된다. 다른 실시 형태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 원하는 점도를 달성하고 유지하기 위한 증점제, 방향제, 염료; 또는 그러한 성분들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 사용되는 방향제에는 천연 및 합성 방향제, 방향물, 향료(scent) 및 에센스(essence), 및 향을 방출하는 임의의 다른 단순 물질 및 액체 또는 분말 화합물들의 혼합물이 포함된다. 천연 방향제로서, 사향(musk), 시빗(civet), 해리향(castreum), 용연향(ambergris) 등과 같은 동물 기원 방향제, 및 레몬 오일, 로즈 오일, 시트로넬라 오일, 샌달우드 오일, 페퍼민트 오일, 신나몬 오일 등과 같은 식물 기원 방향제가 제시되어 있다. 대안적으로, 합성 방향제로서, 예를 들어 알파-피넨, 리모넨, 제라니올, 리날로올, 라반둘올(lavandulol), 네롤리돌(nerolidol) 등의 혼합 방향제가 제시되어 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 폴리에스테르계 섬유질 기재에 부가적 이익을 제공하고/하거나 성능 및 제형화를 개선하기 위해 다른 성분들을 또한 함유할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 용액, 겔, 스프레이 또는 폼(foam)으로서 섬유질 기재에 적용될 수 있다.
코팅 조성물의 적용 방법에 따라, 코팅 조성물에 존재하는 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르 또는 그의 혼합물의 양(%중량 기준)은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 전형적으로 약 0.1% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 1% 내지 약 40%, 그리고 더 바람직하게는 약 5% 내지 약 20%로 달라질 수 있다.
코팅 조성물 내의 용매의 양(%중량 기준)은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 99.9%, 바람직하게는 약 60% 내지 약 99.0%, 그리고 더 바람직하게는 약 80% 내지 약 95%로 달라질 수 있다.
코팅 조성물 내의 증점제의 양(%중량 기준)은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0% 내지 약 10%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 5%, 그리고 더 바람직하게는 약 0.2% 내지 약 1%로 달라질 수 있다.
코팅 조성물 내의 방향제의 양(%중량 기준)은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0% 내지 약 15%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 10%, 그리고 더 바람직하게는 약 0.2% 내지 약 5%로 달라질 수 있다.
특히 적합한 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르의 일부 예는 구매가능하며, 크라이톡스(Krytox)(등록상표) GPL-104, 크라이톡스(등록상표) GPL-105 또는 크라이톡스(등록상표) GPL-106 플루오르화 오일(각각 평균 분자량이 대략 3000, 4800 및 6000이고 각각 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 입수가능함)로부터 선택된다.
본 명세서에 참고로 포함되어 있는 미국 특허 제4,356,291호(듀폰)는 다양한 말단기로 종결된 퍼플루오로폴리에테르 및 그의 제조 방법을 개시한다.
본 발명의 코팅 조성물은 용액, 겔, 페이스트, 스프레이 또는 폼의 형태일 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 디핑(dipping), 소킹(soaking), 미스팅(misting) 또는 분무 공정 및 이에 이어지는 건조 단계에 의해 섬유질 기재(예컨대, 직물, 얀, 의복, 카펫, 또는 다른 물질)에 적용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 바람직하게는 디핑 용액 또는 스프레이 - 이들 중 어느 것이나 안정하며, 연장된 기간 동안 주위 조건 하에서 겔화되지 않고서 그의 액체 상태를 유지함 - 로서 사용하기 위한 투명 액체로서 존재한다.
디핑 용액 및 스프레이 제형의 일반 조성물의 실시 형태가 하기 표 1에 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 바람직하게는 스프레이 조성물의 경우 약 0.3 cP 내지 약 5 cP의 범위이고 액체 컨디셔너 제형의 형태에서는 약 100 cP 내지 약 450 cP의 범위인 점도를 갖는다. 본 발명의 특별한 이점은 이러한 범위의 점도가 당업계에서 확인되는 점도 제어제의 첨가 없이 달성될 수 있다는 것이다.
Figure pct00001
표면 처리 방법
추가적으로, 본 발명은 본 명세서에서 이하에 설명되는 바와 같이 폴리에스테르로 구성된 섬유질 기재의 내마모성 및/또는 내마멸성을 개선하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 코팅 조성물은 다양한 통상적인 절차에 의해 섬유질 기재에 적용된다. 세탁가능 의류 직물에 대한 적용의 경우, 코팅 조성물은, 예를 들어 유기 용액으로부터 브러싱, 디핑, 분무, 패딩(padding), 롤-코팅, 포밍(foaming) 등에 의해 적용된다. 이들은 염색된 및 염색되지 않은 텍스타일 기재에 적용될 수 있다. 카펫의 경우, 본 발명의 코팅 조성물은 용액 내로 디핑하거나 또는 스프레이 및/또는 폼 적용으로 분무함으로써 카펫의 한쪽 면에 적용된다.
본 발명의 코팅 조성물의 용액은 특정 적용 방법 및/또는 장치에 적합하도록 희석될 수 있다. 코팅 조성물이 섬유질 기재 상에 표면 코팅될 때, 내마멸성의 원하는 개선을 달성하기 위해 유효량의 코팅 조성물이 섬유질 기재의 표면 상에 적어도 부분적으로 코팅된다. 섬유질 기재가 직물, 얀 또는 텍스타일일 때, 본 발명의 코팅 조성물은 바람직하게는 약 0.1 g/L 내지 약 50 g/L, 더 바람직하게는 약 0.5 g/L 내지 약 25 g/L의 농도로 적용된다.
코팅 조성물의 분산액 또는 용액은 전형적으로 코팅 조성물의 충분한 흡수를 가능하게 하기에 충분한 시간(수 초 내지 수분) 동안 코팅 조성물의 용액 내로 기재를 디핑함으로써 또는 코팅 조성물의 용액을 섬유질 기재의 표면 상에 분무함으로써 섬유질 기재에 적용된다.
일단 섬유질 기재의 표면이 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되면, 기재는 실온 내지 약 60℃ 범위의 온도에서 건조된다. 카펫과 같은 대형 섬유질 기재에 대한 일 실시 형태에 있어서, 이는 실온에서 공기 건조된다. 건조시킨 후, 표면 코팅된 섬유질 기재는 선택적으로 물로 헹구어지고, 앞서 설명된 것과 동일한 방법으로 건조된다. 대안적으로, 코팅 조성물은 내마멸성을 개선하기 위하여 다수회 적용될 수 있다.
또한, 특정 적용 방법에 따라, 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르는 섬유질 기재의 표면만을 코팅할 수 있는 것이 아니라, 이는 다양한 깊이로 섬유질 기재 내로 침투될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이는 섬유질 기재 전체에 걸쳐 발견될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 이는 표면 상에 그리고 표면 아래에서 적어도 부분적으로 발견될 수 있다.
건조 후의 코팅된 섬유질 기재, 예를 들어 직물, 텍스타일 또는 카펫의 경우, 적용된 코팅 조성물의 양은 코팅된 섬유질 기재의 총 중량에 대하여 약 0.1 내지 50 중량%의 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 제공하기에 충분한 양이되; 단, 그 처리는 섬유질 기재의 외관 및 감촉에 실질적으로 영향을 주지 않는다는 조건에서이다. 더 바람직하게는, 코팅된 섬유질 기재는 코팅된 섬유질 기재의 총 중량에 대하여 약 1 내지 35 중량%의 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 함유한다. 가장 바람직하게는, 코팅된 섬유질 기재는 코팅된 섬유질 기재의 총 중량에 대하여 약 5 내지 20 중량%의 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 함유한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태는 폴리에스테르로 구성된 섬유질 기재의 내마멸성을 개선하는 방법에 관한 것인데, 본 방법은
(i) 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물 내로 섬유질 기재의 표면의 적어도 일부를 디핑하는 단계:
[화학식 I]
F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
(여기서, n은 5 내지 100의 정수임);
(ii) 표면 코팅된 섬유질 기재를 건조시키는 단계; 및
(iii) 선택적으로, 단계 (ii)로부터의 섬유질 기재를 물로 헹구고; 헹구어진 섬유질 기재를 건조시키는 단계를 포함한다.
다른 태양에 따르면, 본 발명은 폴리에스테르로 구성된 섬유질 기재의 내마멸성을 개선하는 방법을 제공하는데, 본 방법은
(i) 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물을 섬유질 기재의 표면의 적어도 일부에 분무하는 단계:
[화학식 I]
F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
(여기서, n은 5 내지 100의 정수임);
(ii) 표면 코팅된 섬유질 기재를 건조시키는 단계; 및
(iii) 선택적으로, 단계 (ii)로부터의 섬유질 기재를 물로 헹구고; 헹구어진 섬유질 기재를 건조시키는 단계를 포함한다.
더 이상 상술하지 않고도, 상술한 설명을 이용하는 당업자라면 본 발명을 최대한으로 이용할 수 있을 것으로 여겨진다. 그러므로, 하기 실시예는 단순히 예시적인 것으로 그리고 어떠한 임의의 방식으로든 본 개시 내용을 한정하지 않는 것으로 해석되어야 한다. 달리 표시되지 않는 한 백분율은 중량 기준이다.
약어 "Ex."는 "실시예"를 나타내고 "Comp. Ex."는 "비교예"를 나타내며, 화합물이 제조된 예를 나타내는 번호가 이어진다.
실시예
재료
실시예에서의 폴리에스테르계 섬유질 기재는 PTT로 구성된 직물(평직) - 이는 소로나(SORONA)(등록상표)로도 알려져 있음 - 이었으며, 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 입수가능하였다.
실시예에 사용된 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르에는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 입수된 크라이톡스(등록상표) GPL104 (분자량 약 3000), 크라이톡스(등록상표) GPL105 (분자량 약 4800), 및 크라이톡스(등록상표) GPL106 (분자량 약 6000)이 포함되었다.
코팅 조성물은 다음과 같이 제조하였다:
1) 코팅 용액 A: 크라이톡스(등록상표) GPL104를 2H,3H-데카플루오로펜탄 (CAS No. 138495-42-8)으로 희석시켜 10 중량% 용액으로 제조한 것.
2) 코팅 용액 B: 크라이톡스(등록상표) GPL105를 2H,3H-데카플루오로펜탄 (CAS No. 138495-42-8)으로 희석시켜 10 중량% 용액으로 제조한 것.
3) 코팅 용액 C: 크라이톡스(등록상표) GPL106을 메톡시노나플루오로부탄과 메톡시노나플루오로아이소부탄의 혼합 용매인 HFE-7100 (쓰리엠 컴퍼니 노벡(등록상표))으로 희석시켜 10 중량% 용액으로 제조한 것.
시험 샘플 준비
실시예 1 내지 실시예 6의 경우: 직물 샘플을 10 ㎝ 폭 및 10 ㎝ 길이의 스트립으로 자르고, 원래의 중량(W0)을 기록하였다. 직물 샘플을 30초 동안 코팅 조성물 내로 디핑하고, 일정 중량이 될 때까지 주위 온도에서 건조시키고, 표면 처리된 직물 샘플의 중량(W1)을 기록하였다. 건조된 직물 샘플을 1시간 동안 온화하게 교반하면서 1000 mL의 물 중에 소킹하였다. 직물 샘플을 집어올리고, 일정 중량이 될 때까지 주위 온도에서 진공 오븐 중에서 편평하게 뉘어서 건조시키고, 최종 중량(W2)을 기록하였다.
실시예 7 내지 실시예 12의 경우: 직물 샘플을 10 ㎝ 폭 및 10 ㎝ 길이의 스트립으로 자르고, 원래의 중량(W0)을 기록하였다. 직물 샘플에 그 표면의 대부분을 덮도록 코팅 조성물을 분무하고, 일정 중량이 될 때까지 주위 온도에서 건조시키고, 표면 처리된 직물 샘플의 중량(W1)을 기록하였다. 건조된 직물 샘플을 1시간 동안 온화하게 교반하면서 1000 mL의 물 중에 소킹하였다. 직물 샘플을 집어올리고, 일정 중량이 될 때까지 주위 온도에서 진공 오븐 중에서 편평하게 뉘어서 건조시키고, 최종 중량(W2)을 기록하였다.
비교 샘플 제조
비교 직물 샘플을 시험 샘플과 동일한 방법으로 제조하였으며, 이 직물은 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르가 존재하지 않는 1000 mL의 물 중에 디핑하거나(비교예 1 내지 비교예 3의 경우), 또는 물로 분무하였다(비교예 4 및 비교예 5).
마멸 시험 및 결과
ASTM 표준 D3884-07에 따른 테이버(Taber) 마멸 시험을 이용하여 직물 샘플의 마멸 성능을 평가하였다. 시험기 모델은 CS-10 연삭 휠을 갖는 테이버(등록상표) 5131 마멸시험기였으며, 하중은 1000 g이었다. 휠 속도는 60 사이클/분이었다. 각각의 마멸 시험 후, 연삭 휠을 연마지(polishing paper)로 25회의 사이클 동안 재연마하였다. 1개의 얀이 파단되는 데 소요된 마멸 사이클의 횟수로 내마멸성을 평가하였다.
표 2는 실시예 1 내지 실시예 6과 비교예 1 내지 비교예 3에 대한 코팅 결과뿐만 아니라 이들의 마멸 성능도 열거하였다.
Figure pct00002
표 3은 실시예 7 내지 실시예 12와 비교예 4 및 비교예 5에 대한 코팅 결과뿐만 아니라 이들의 마멸 성능도 열거하였다.
Figure pct00003
표 2 및 표 3의 데이터는 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물에 의한 폴리에스테르계 섬유질 기재(즉, 소로나(등록상표) 직물)의 표면 처리가 비교예 1 내지 비교예 5와 비교하여 내마멸성의 상당한 개선을 가져왔음을 입증하였다.

Claims (9)

  1. 폴리에스테르를 포함하고, 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 섬유질 기재를 포함하는 코팅된 기재:
    [화학식 I]
    F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
    (여기서, n은 5 내지 100의 정수임).
  2. 제1항에 있어서, n은 10 내지 60의 정수인 코팅된 기재.
  3. 제1항에 있어서, 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 이들의 블렌드로부터 선택되는 코팅된 기재.
  4. 제1항에 있어서, 폴리에스테르는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 단일중합체 또는 70 중량% 이상의 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트 공중합체인 코팅된 기재.
  5. 제1항에 있어서, 섬유질 기재는 섬유, 직물(fabric), 얀(yarn), 또는 카펫으로부터 선택되는 코팅된 기재.
  6. 제1항에 있어서, 코팅 조성물은 총 조성물을 기준으로 약 0.1 내지 50 중량%의 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅된 기재.
  7. 제1항에 있어서, 코팅된 기재의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅된 기재.
  8. (i) 하기 화학식 I의 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는 코팅 조성물을 섬유질 기재의 표면의 적어도 일부에 적용하는 단계:
    [화학식 I]
    F-[CF(CF3)-CF2O]n-CF2CF3
    (여기서, n은 5 내지 100의 정수임);
    (ii) 코팅된 섬유질 기재를 건조시키는 단계; 및
    (iii) 선택적으로, 단계 (ii)로부터의 코팅된 섬유질 기재를 물로 헹구고, 헹구어진 섬유질 기재를 건조시키는 단계를 포함하는, 폴리에스테르를 포함하는 섬유질 기재의 내마멸성을 개선하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적용 단계는 브러싱(brushing), 디핑(dipping), 분무, 패딩(padding), 롤-코팅 또는 포밍(foaming)으로부터 선택되는, 섬유질 기재의 내마멸성을 개선하는 방법.
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