KR20230105344A - 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액, 염색액, 섬유 제품, 및 섬유 제품의 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 보호하기 위한 특정 수지 에멀젼을 배합하고, 상기 수지 에멀젼에 의해 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 미리 피복된 상태로 분산된 분산액으로 한다.
Description
본 발명은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액, 상기 분산액이 배합된 염색액, 상기 분산액 또는 염색액에 의해 가공된 섬유 제품, 및 섬유 제품의 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 발열성을 갖는 섬유 제품으로서는, 섬유가 수분을 흡착했을 때에 열을 발하는 흡습 발열 소재나, 섬유가 태양광을 흡수하고, 그것을 열로 변환하는 축열 보온 소재가 알려져 있다.
이들 중, 축열 보온 소재로서는, 적외선 흡수제를 부여한 섬유로 형성된 소재가 알려져 있다. 섬유에 적외선 흡수제를 부여하는 것에 의해, 태양광 등으로부터 적외선을 흡수하여, 섬유 내부의 온도를 상승시킬 수 있다. 또한, 상승한 온도를 장시간 유지할 수 있어, 보온성이 높은 소재가 된다.
축열 보온 소재에 이용되는 적외선 흡수제로서는, 예컨대, 카본 블랙 등의 탄소계 재료, 세슘 산화 텅스텐(CWO), 안티몬 도프 산화 주석(ATO), 산화 인듐 주석(ITO) 등의 금속 산화물 입자, 유기 화합물의 적외선 흡수 색소 등을 들 수 있다.
예컨대, 특허문헌 1에는, 탄소계 재료가 배합된 섬유가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 또, 특허문헌 2에는, 코어 성분이 적외선 흡수제를 5∼25 질량% 함유하는 폴리아미드계 수지이고, 시스 성분이 폴리에스테르계 수지인, 코어/시스 구조의 복합 섬유가 기재되어 있고, 적외선 흡수제로서, 안티몬 도프 산화 주석(ATO) 또는 산화 인듐 주석(ITO)으로 피복된 미립자가 이용되고 있다(특허문헌 2 참조).
그러나, 특허문헌 1에 기재된 섬유는, 축열 보온 효과는 높지만, 탄소계 재료가 갖는 흑색에 기인하여, 포백으로 한 경우에 색이 어두워져, 외관에 영향을 미치는 경우가 있었다.
또, 특허문헌 2에 기재된 섬유에서 이용되는 안티몬 도프 산화 주석(ATO) 또는 산화 인듐 주석(ITO)은, 충분한 축열 보온 효과를 얻고자 하면 다량의 첨가가 필요해지고, 포백으로 한 경우에 색이 흐려져, 외관의 선명함에 있어서 만족할 수 없는 경우가 있었다.
그래서, 특허문헌 3에 있어서는, 적외선 흡수제로서 세슘 산화 텅스텐(CWO)을 이용한 섬유가 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).
세슘 산화 텅스텐(CWO) 등의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료는, 가시광선을 투과하는 투명한 재료일 뿐만 아니라, 사용료가 적어도 충분한 효과를 발휘하기 때문에, 얻어지는 포백 등의 색상에 변화를 주지 않는다.
그러나, 섬유나 포백 등의 섬유 제품의 표면에 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 부여하는 것을 목적으로서, 물을 매체로 한 처리액에 의해 섬유 제품 처리할 때에, 섬유 제품의 염색의 전(前)공정에서 이용된 양이온화제가 존재하고 있으면, 처리액 내에서 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 응집되고 있었다. 그리고, 그와 같은 처리액을 이용하여 처리를 실시하면, 대상물에 가공 불균일 등이 발생하여 버려, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된 섬유 제품을 얻는 것이 곤란하였다.
본 발명은, 상기의 배경을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 양이온화제가 존재하고 있는 경우라도, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 억제되고, 또한, 가공 불균일 등을 억제하여 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된 섬유 제품을 얻을 수 있는, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 제공을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 추가로, 상기 분산액이 배합된 염색액, 상기 분산액 또는 염색액에 의해 처리된 축열 보온성을 갖는 섬유 제품, 및 섬유 제품의 처리 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 그리고, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 보호하기 위한 특정 수지 에멀젼을 배합하고, 상기 수지 에멀젼에 의해 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 미리 피복된 상태로 분산된 분산액으로 하면, 상기 과제가 해결되는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다. 즉, 본 발명의 분산액을 사용하면, 양이온화제가 존재하고 있는 경우라도, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 억제되고, 또한 가공 불균일 등을 억제하여 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된 섬유 제품이 얻어진다. 본 발명은 이하와 같다.
<양태 1>
텅스텐계 적외선 흡수성 안료, 염화 비닐계 수지 에멀젼, 및 물을 포함하는, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
<양태 2>
양태 1에 있어서,
상기 텅스텐계 적외선 흡수성 안료는,
일반식(1): MxWyOz
{식 중, M은, H, He, 알칼리 금속 원소, 알칼리 토류 금속 원소, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, 및 I로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 이상의 원소이고, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, x, y 및 z는 각각 양수이고, 0<x/y≤1이고, 또한 2.2≤z/y≤3.0이다}
로 표시되는 복합 텅스텐 산화물, 또는
일반식(2): WyOz
{식 중, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, y 및 z는 각각 양수이고, 또한 2.45≤z/y≤2.999이다}
로 표시되는 마그넬리상을 갖는 텅스텐 산화물,
로부터 선택되는 적어도 1종 이상인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
<양태 3>
양태 1 또는 2에 있어서,
상기 염화 비닐계 수지 에멀젼은, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르의 공중합체인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
<양태 4>
양태 3에 있어서,
상기 염화 비닐계 수지 에멀젼에 있어서의, 상기 염화 비닐과 상기 아크릴산 에스테르의 조성비는, 질량비로서 20:80~80:20인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
<양태 5>
양태 3에 있어서, 상기 염화 비닐계 수지 에멀젼에 있어서의, 상기 염화 비닐과 상기 아크릴산 에스테르의 조성비는, 질량비로서 40:60~80:20인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
<양태 6>
양태 1~5 중 어느 한 양태에 있어서, 상기 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은 섬유 제품 처리용인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
<양태 7>
양태 1~6 중 어느 한 양태에 기재된 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액으로 처리된 섬유 제품.
<양태 8>
양태 1~6 중 어느 한 양태에 기재된 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액 및 염료를 포함하는 염색액.
<양태 9>
양태 8에 기재된 염색액으로 염색된 섬유 제품.
<양태 10>
양이온화제를 포함하는 처리액으로 섬유 제품을 처리하는 양이온화 처리 공정과,
양태 1~6 중 어느 한 양태에 기재된 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액으로 상기 섬유 제품을 처리하여, 상기 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 상기 섬유 제품에 부착시키는 부착 처리 공정을 포함하는,
섬유 제품 처리 방법.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 양이온화제가 존재하고 있는 경우라도, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 억제된 분산액이 된다.
또, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 의해 섬유 제품을 처리하면, 가공 불균일 등이 억제되어, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된, 축열 보온 기능을 갖는 섬유 제품을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 이용하면, 이미 형상이 부여된 구조물을 처리 대상물로 한 경우라도, 축열 보온 기능의 부여가 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액 및 염료를 포함하는 염색액을 제작하면, 대상물에 대한 염색 공정 중에, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 부착시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 염색된 축열 보온 소재를, 공정을 늘리지 않고 제작할 수 있어, 생산성에 크게 기여할 수 있다.
한편, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 적용하여 얻어지는 섬유 제품은, 적외선을 사용하는 투과 촬영을 방지하는 효과를 가지므로, 축열 보온 기능 외에, 도촬 방지 기능도 갖는다.
<텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료, 염화 비닐계 수지 에멀젼, 및 물을 포함한다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 양이온화제가 존재하고 있는 경우라도, 응집이 억제된 상태로 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 포함함으로써, 분산액에 의해 대상물을 처리하는 것에 의해, 대상물의 표면에 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 균일하게 부착시킬 수 있다. 그 결과, 대상물에 적외선 흡수 성능을 부여하여, 축열 보온 기능을 부여할 수 있다.
이론에 구속되는 것은 아니지만, 상기와 같은 효과는, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액이, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 보호하기 위한 특정 수지를 포함하고 있고, 상기 수지에 의해 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 미리 피복된 상태로 분산되어 있기 때문이라고 생각된다.
또한, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 일반적인 염색 공정에 이용되는 염색액에 분산시킴으로써, 적외선 흡수 성능을 갖는 염색 섬유 제품을 부여하는 염색액을 제공할 수 있다.
<텅스텐계 적외선 흡수성 안료>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 이용되는 텅스텐계 적외선 흡수성 안료는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 적외선 흡수제로서 공지의 안료를 적용할 수 있다.
텅스텐계 적외선 흡수성 안료로서는, 예를 들면, 일반식(1): MxWyOz{식 중, M은, H, He, 알칼리 금속 원소, 알칼리 토류 금속 원소, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, 및 I로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 이상의 원소이고, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, x, y 및 z는 각각 양수이고, 0<x/y≤1이고, 또한 2.2≤z/y≤3.0이다}로 표시되는 복합 텅스텐 산화물, 또는 일반식(2): WyOz{식 중, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, y 및 z는 각각 양수이고, 또한 2.45≤z/y≤2.999이다}로 표시되는 마그넬리상을 갖는 텅스텐 산화물로부터 선택되는 1종 이상의 적외선 흡수성 안료여도 좋다.
이와 같은 텅스텐계 적외선 흡수성 안료는, 예를 들면, 일본 특허공개 2005-187323호 공보에 설명되어 있는, 복합 텅스텐 산화물 또는 마그넬리상을 갖는 텅스텐 산화물의 제법에 의해 제조할 수 있다.
일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물에는, 원소 M이 첨가되어 있다. 이 때문에, 일반식(1)에 있어서의 z/y=3.0의 경우도 포함하여, 자유 전자가 생성되고, 근적외광 파장 영역에 자유 전자 유래의 흡수 특성이 발현되어, 파장 1000nm 부근의 근적외선을 흡수하는 재료로서 유효하다.
특히, 원소 M으로서는, 근적외선 흡수성 재료로서의 광학 특성 및 내후성을 향상시키는 관점에서, Cs, Rb, K, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 이상으로 할 수 있다.
일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물은, 실란 커플링제로 처리되어 있어도 좋다. 실란 커플링제 처리하는 것에 의해, 근적외선 흡수성 및 가시광 파장 영역에 있어서의 투명성을 높일 수 있다.
원소 M의 첨가량을 나타내는 x/y의 값이 0보다 큰 것에 의해, 충분한 양의 자유 전자가 생성되어, 근적외선 흡수 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 한편, 원소 M의 첨가량이 많을수록, 자유 전자의 공급량이 증가하여 근적외선 흡수 효과는 상승하지만, 통상적으로는 x/y의 값이 1 정도에서 포화된다. x/y의 값이 1 이하인 경우에는, 안료 함유층 내에 있어서의 불순물상의 생성을 방지하는 것이 가능하게 된다.
x/y의 값은, 0.001 이상, 0.2 이상, 또는 0.30 이상이어도 좋고, 0.85 이하, 0.5 이하, 또는 0.35 이하여도 좋다. x/y의 값은 특히 0.33으로 할 수 있다.
일반식(1) 및 (2)에 있어서, z/y의 값은, 산소량의 제어의 수준을 나타낸다. 일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물에 있어서, z/y의 값이 2.2≤z/y≤3.0의 관계를 만족시키는 경우에는, 일반식(2)로 표시되는 텅스텐 산화물과 동일한 산소 제어 기구가 작용하는 것에 더하여, z/y=3.0의 경우조차도, 원소 M의 첨가에 의한 자유 전자의 공급이 있다. 일반식(1)에 있어서, z/y의 값은, 2.45≤z/y≤3.0의 관계를 만족시키도록 해도 좋다.
일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물은, 육방정의 결정 구조를 포함하거나, 또는 육방정의 결정 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물이, 육방정의 결정 구조를 갖는 경우, 안료의 가시광 파장 영역의 투과가 커지고, 또한 근적외광 파장 영역의 흡수가 커진다. 그리고, 원소 M의 양이온은, 육방정의 공극에 첨가되어 존재한다.
여기서, 일반적으로는, 이온 반경이 큰 원소 M을 첨가했을 때에, 육방정이 형성된다. 구체적으로는, Cs, K, Rb, Tl, In, Ba, Sn, Li, Ca, Sr, Fe 등의 이온 반경이 큰 원소를 첨가했을 때에, 육방정이 형성되기 쉽다. 그러나, 일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물에 있어서의 원소 M은, 이들 원소로 한정되는 것은 아니며, WO6단위로 형성되는 육각형의 공극에, 첨가 원소 M이 존재하고 있으면 좋다.
육방정의 결정 구조를 갖는 일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물이, 균일한 결정 구조를 갖는 경우에는, 첨가 원소 M의 첨가량은, x/y의 값으로 0.2 이상 0.5 이하로 할 수 있고, 0.30 이상 0.35 이하로 할 수 있고, 특히 0.33으로 할 수 있다. x/y의 값이 0.33이 됨으로써, 첨가 원소 M이, 실질적으로 모든 육각형의 공극에 배치된다고 생각된다.
또한, 육방정 이외에는, 정방정 또는 입방정의 텅스텐 브론즈여도 좋다. 일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물은, 결정 구조에 의해, 근적외광 파장 영역의 흡수 위치가 변화하는 경향이 있고, 입방정, 정방정, 육방정의 순으로, 흡수 위치가 장파장측으로 이동하는 경향이 있다. 또한, 그것에 부수하여 가시광 파장 영역의 흡수가 적은 것은, 육방정, 정방정, 입방정의 순이다. 이 때문에, 가시광 파장 영역의 광을 보다 투과하여, 근적외광 파장 영역의 광을 보다 흡수하고 싶은 용도로 하는 경우에는, 육방정의 텅스텐 브론즈를 이용해도 좋다.
일반식(2)로 표시되는 마그넬리상을 갖는 텅스텐 산화물에 있어서는, z/y의 값이 2.45≤z/y≤2.999의 관계를 만족시키는, 소위 "마그넬리상"은, 안정성이 높고, 근적외광 파장 영역의 흡수 특성도 높은 안료가 된다.
일반식(1)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물 및 일반식(2)로 표시되는 마그넬리상을 갖는 텅스텐 산화물은, 근적외광 파장 영역, 특히 파장 1000nm 부근의 광을 크게 흡수하기 때문에, 그 투과 색조가 청색계로부터 녹색계가 되는 것이 많다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 사용되는 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 분산 입자 지름은 특별히 한정되는 것은 아니며, 사용 목적에 따라 적절히 선정할 수 있다.
투명성을 높게 하고자 하는 경우에는, 체적 평균으로 2000nm 이하의 분산 입자 지름을 갖는 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 이용하는 것이 바람직하다. 분산 입자 지름이 2000nm 이하이면, 가시광 파장 영역에 있어서의 투과율(반사율)의 피크와, 근적외광 파장 영역에 있어서의 흡수와의 바닥의 차가 커지기 때문에, 가시광 파장 영역의 투명성을 갖는 근적외선 흡수 안료가 된다. 또한, 분산 입자 지름이 2000nm보다도 작은 입자는, 산란에 의해 광을 완전히 차폐하지 않기 때문에, 가시광 파장 영역에 있어서의 시인성을 유지하면서, 동시에, 효율적으로 투명성을 유지할 수 있다.
또한, 가시광 파장 영역에 있어서의 투명성을 중시하고 싶은 경우에는, 입자에 의한 산란을 고려하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 체적 평균의 분산 입자 지름을, 200nm 이하로 하는 것이 바람직하고, 나아가서는 100nm 이하, 50nm 이하, 또는 30nm 이하여도 좋다.
텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 분산 입자 지름이 200nm 이하가 되는 경우에는, 기하학 산란 또는 미(Mie) 산란이 저감되어, 레일리(Rayleigh) 산란 영역이 된다. 레일리 산란 영역에서는, 산란광은 분산 입자 지름의 6제곱에 반비례하여 저감되기 때문에, 분산 입자 지름의 감소에 동반하여, 산란은 저감되어 투명성이 향상된다. 또한, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 분산 입자 지름이 100nm 이하가 되는 경우에는, 산란광은 매우 적어진다. 따라서, 광의 산란을 회피하는 관점에서는, 분산 입자 지름은 작은 쪽이 바람직하다.
한편, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 분산 입자 지름이, 1nm 이상, 3nm 이상, 5nm 이상, 또는 10nm 이상이면, 공업적인 제조가 용이해지는 경향이 있다.
한편, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 체적 평균의 분산 입자 지름은, 브라운 운동 중의 미립자에 레이저광을 조사하고, 그곳으로부터 얻어지는 광산란 정보로부터 입자 지름을 구하는, 동적 광산란법의 마이크로트랙 입도 분포계(닛키소 주식회사 제조)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 전체 고형분 100 질량부에 대하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 20 질량부 이하 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 함유량은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 전체 고형분 100 질량부에 대하여, 20 질량부 이하, 15 질량부 이하, 14 질량부, 12 질량부 이하, 10 질량부 이하, 8 질량부 이하, 5 질량부 이하, 또는 3 질량부 이하여도 좋다.
또, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 함유량은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 전체 고형분 100 질량부에 대하여, 0.1 질량부 이상, 0.5 질량부 이상, 1.0 질량부 이상, 1.5 질량부 이상, 또는 2.0 질량부 이상이어도 좋다.
<염화 비닐계 수지 에멀젼>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 염화 비닐계 수지 에멀젼을 필수 성분으로서 포함한다. 염화 비닐계 수지 에멀젼을 포함함으로써, 상기 수지 에멀젼에 의해, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 미리 피복된 상태로 분산된 분산액이 된다.
텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 염화 비닐계 수지 에멀젼에 의해 피복되어 있음으로써, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에서는, 양이온화제가 존재하고 있는 경우라도, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 억제된다. 또한, 얻어진 분산액에 의한 처리에 있어서는, 대상물의 가공 불균일 등을 억제할 수 있다.
본 발명에 이용되는 염화 비닐계 수지 에멀젼을 구성하는 염화 비닐계 수지는 특별히 한정되는 것은 아니고, 염화 비닐의 단독 중합체여도 좋고, 다른 중합 모노머나 올리고머와의 공중합체여도 좋다.
그 중에서는, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르와의 공중합체이면, 분산성을 향상시키면서, 바인더 기능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다.
염화 비닐과 아크릴산 에스테르와의 공중합체로 이루어지는 수지 에멀젼으로는, 시판품을 이용할 수도 있고, 예를 들면, 비니블란(VINYBLAN)(등록상표) 700 시리즈(닛신 화학 공업) 등을 들 수 있다.
비니블란 700 시리즈는, 유화제를 사용하지 않고서 중합된, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르와의 공중합체로 이루어지는 염화 비닐계 수지 에멀젼이다. 그 제조 방법으로서는, 예를 들면, 염화 비닐 단량체 또는 염화 비닐 단량체와 이것과 공중합 가능한 에틸렌성 불포화기 함유 단량체를 포함하는 단량체 조성물을, 스티렌·아크릴산 에스테르 올리고머 및/또는 아크릴산 에스테르 올리고머의 존재하에서 유화 중합시키는 방법을 들 수 있다. 그리고, 그 평균 입자경은, 10~150nm의 범위이다.
염화 비닐과 유화 중합되는, 스티렌·아크릴산 에스테르 올리고머 또는 아크릴산 에스테르 올리고머에 사용되는 아크릴산 에스테르 모노머로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 부틸 등을 들 수 있다.
또한, 에틸렌성 불포화기 함유 단량체를 포함하는 단량체로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 아세트산 비닐, 에틸렌, 프로필렌, 염화 비닐리덴 외에, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산 메틸 등의 에틸렌성 불포화 모노카르복실산 에스테르류, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 에틸렌성 불포화 모노카르복실산류 등을 들 수 있다.
염화 비닐과 아크릴산 에스테르와의 공중합체로 이루어지는 수지 에멀젼을 이용하는 경우에는, 수지 에멀젼에 있어서의, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르의 조성비는, 질량비로서 20:80~80:20이어도 좋다.
염화 비닐계 수지 에멀젼에 있어서의, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르의 조성비는, 질량비로서 40:60~80:20이어도 좋고, 더욱 바람직하게는, 50:50~80:20의 범위이다.
염화 비닐계 수지 에멀젼에 있어서의, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르의 조성비가 상기의 범위에 있으면, 분산액에 있어서의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 분산성과, 분산액에 의해 처리된 대상물의 축열 보온성을 충분히 만족시킬 수 있다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서의, 염화 비닐계 수지 에멀젼의 함유량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 전체 고형분 100질량부에 대하여, 염화 비닐계 수지 에멀젼을, 20질량부 이하 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서의 염화 비닐계 수지 에멀젼의 함유량은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 전체 고형분 100질량부에 대하여, 20질량부 이하, 15질량부 이하, 14질량부, 12질량부 이하, 10질량부 이하, 8질량부 이하, 5질량부 이하, 또는 3질량부 이하여도 좋다.
또, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서의 염화 비닐계 수지 에멀젼의 함유량은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 전체 고형분 100질량부에 대하여, 0.1질량부 이상, 0.5질량부 이상, 1.0질량부 이상, 1.5질량부 이상, 또는 2.0질량부 이상이어도 좋다.
<물>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 필수 성분으로서, 물을 포함한다. 즉, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 물을 용매로서 이용하여 구성된 수형 분산액이고, 고형분은 물에 분산된 상태로 포함되어 있다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 필수 성분이 되는 물은, 예를 들면, 원료가 되는 텅스텐계 적외선 흡수성 안료나, 염화 비닐계 수지 에멀젼이 분산매로 되어 있는 물을 그대로 이용해도 좋고, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 제조 과정에서, 필요에 따라, 적절히 첨가해도 좋다.
<그 외의 성분>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 필수 성분이 되는 텅스텐계 적외선 흡수성 안료, 염화 비닐계 수지 에멀젼, 및 물 이외에, 그 외의 임의의 성분을 포함하고 있어도 좋다.
그 외의 성분으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 물질을 이용할 수 있다. 예를 들면, 희석용의 용제, 분산제, 점도 조정제, 표면 장력 조정제, pH 조정제 등을 들 수 있다.
(용제)
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에는, 분산이나 점도 조정 등을 목적으로 하여, 용매가 포함되어 있어도 좋다. 용제로서는, 본 발명의 분산액에 포함되는 재료를 분산 또는 용해시키는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, 디아세톤 알코올 등의 알코올류, 메틸 에테르, 에틸 에테르, 프로필 에테르 등의 에테르류, 아세트산 에틸 등의 에스테르류, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 시클로헥사논, 에틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 노르말헥산, 헵탄, 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소류, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 글리콜 에테르류와 같은, 각종 유기 용매를 들 수 있다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서, 용매를 적용하는 경우에는, 1종 단독이어도, 2종류 이상을 혼합한 혼합 용매이어도 좋다. 또한, 각각의 성분을 분산 또는 희석하기 위해 이용된 용매를 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 제조 과정에서 그대로 이용하여 혼합하여도 좋다. 또한, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액이 되는 조성물을 조제한 후에, 점도를 저하시키는 등의 목적으로, 용매를 첨가해도 좋다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에 있어서의 용매의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상, 0.5 질량부 이상, 1 질량부 이상, 3 질량부 이상, 또는 5 질량부 이상이어도 좋고, 50 질량부 이하, 30 질량부 이하, 20 질량부 이하, 15 질량부 이하, 10 질량부 이하, 5 질량부 이하, 3 질량부 이하, 또는 1 질량부 이하여도 좋다.
(분산제)
텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 분산성을 높이기 위해, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액에는, 분산제가 함유되어 있어도 좋다. 분산제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 아민, 수산기, 카르복실기, 에폭시기 등의 관능기를 갖고 있는 화합물을 들 수 있다. 이들 관능기는, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 표면에 흡착되어, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집을 방지함으로써, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 균일하게 분산시키는 기능을 갖는다.
<<텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 제조 방법>>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 제조 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 분산액을 형성할 때에 이용되는 공지된 수법을 적용할 수 있다.
예를 들면, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 및 제1 용매를 포함하는 분산체와, 염화 비닐계 수지 에멀젼과 제2 용매를 포함하는 분산체를, 혼합하는 방법을 들 수 있다.
또한, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 점도를 저하시키는 등의 목적으로, 용매를 혼합하는 공정이 포함되어 있어도 좋다.
이 경우, 용매는, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 얻기 전에, 안료 분산체, 염화 비닐계 수지 에멀젼 분산체, 또는 그 외 성분의 분산체 중 적어도 어느 하나에 혼합해도 좋고, 혹은, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 조제한 후에, 분산액에 혼합해도 좋다.
<<텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 용도>>
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 용도는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 다양한 용도로 이용할 수 있다.
예를 들면, 일반적인 인쇄 잉크로서 사용할 수 있고, 예를 들면, 플렉소 인쇄 잉크, 활판 인쇄 잉크, 오프셋 인쇄 잉크, 오목판 인쇄 잉크, 그라비아 인쇄 잉크, 스크린 인쇄 잉크, 잉크젯 인쇄 잉크 등으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 섬유 제품 처리용의 처리액으로서 이용하여, 섬유 제품을 처리하면, 처리액 내에 양이온화제가 혼입된 경우라도, 가공 불균일 등이 억제되어, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된, 축열 보온 기능을 갖는 섬유 제품을 얻을 수 있다.
혹은, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액과 염료를 혼합하여, 대상물에 대하여, 염색성과 축열 보온성을 부여하는 염색액으로 하여도 좋다. 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은, 양이온화제가 존재하고 있는 경우라도 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 억제되어 있기 때문에, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된 염색 섬유 제품을 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액, 또는 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 염색액을 이용하면, 이미 형상이 부여된 구조물에 대해서도, 균일한 축열 보온 기능을 부여하는 것이 가능하게 된다.
<<염색된 섬유 제품>>
또 다른 본 발명은, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액과, 염료를 포함하는 염색액으로 염색된 섬유 제품이다. 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액 및 염료를 포함하는 염색액으로 염색된 섬유 제품은 염색된 축열 보온 소재가 된다.
섬유 제품의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 섬유, 포백, 이들을 이용하여 형성된 의복이나 가방 등의 구조물이어도 좋다. 또한, 이들을 일부에 포함하는 구조물이어도 좋다.
한편, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 적용하여 얻어지는 섬유 제품은, 적외선을 사용하는 투과 촬영을 방지하는 효과를 가지므로, 축열 보온 기능 외에, 도촬 방지 기능도 갖는다.
<<섬유 제품의 처리 방법>>
또 다른 본 발명은, 양이온화제를 포함하는 처리액으로 섬유 제품을 처리하는 양이온화 처리 공정과, 본 발명의 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액으로 섬유 제품을 처리하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 섬유 제품에 부착시키는 부착 처리 공정을 포함하는 섬유 제품의 처리 방법이다.
본 발명의 섬유 제품의 처리 방법에 의하면, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액 내에, 전(前)공정의 양이온화 처리 공정에 의한 양이온화제가 혼입된 경우라도, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 억제된다. 따라서, 본 발명의 섬유 제품의 처리 방법에 의하면, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 균일하게 부착된, 축열 보온 기능을 갖는 염색 섬유 제품을 얻을 수 있다. 이 염색 섬유 제품은, 축열 보온 기능 외에, 도촬 방지 기능도 갖는다.
또, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액에, 염료를 혼합하여 부착 처리 공정을 실시하면, 섬유 제품에 대하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 부착과 염색을 동시에 실시할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예 등에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<<재료>>
실시예 또는 비교예에서 이용한 재료를 이하에 나타낸다.
(1) 텅스텐계 적외선 흡수성 안료
·세슘 산화 텅스텐(CWO) 분산액(YMW-D20, 스미토모 금속광산 주식회사): CWO 함유율 20질량%
육방정 Cs0.33WO3: 20질량%
물: 64.6질량%
디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르: 4.6질량%
프로판-1,2-디올: 1.5%
분산제, 기타: 9.3질량%
(2) 염화 비닐계 수지 에멀젼
·비니블란(등록 상표) 700(닛신 화학 공업, 염화 비닐:아크릴산 에스테르(질량비)=30:70, 수지 고형분: 40질량%)
·비니블란(등록 상표) 701(닛신 화학 공업, 염화 비닐:아크릴산 에스테르(질량비)=50:50, 수지 고형분: 40질량%)
·비니블란(등록 상표) 715(닛신 화학 공업, 염화 비닐:아크릴산 에스테르(질량비)=50:50, 수지 고형분: 40질량%)
<<실시예 1>>
<텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액의 제작>
텅스텐계 적외선 흡수성 안료로서, 세슘 산화 텅스텐(CWO) 분산액(YMW-D20, 스미토모 금속광산 주식회사) 100g과, 염화 비닐계 수지 에멀젼으로서, 비니블란(등록상표) 700(닛신 화학 공업, 염화 비닐:아크릴산 에스테르(질량비)=30:70) 100g을 혼합하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액(분산액에 있어서의 CWO:염화 비닐계 수지(질량비)=1:2)을 제작했다.
<처리 포백의 제작>
(포백 샘플의 준비)
폴리에스테르 100%의 셔츠를 9cmХ9cm의 정사각형으로 커트하여, 염색용의 포백 샘플로 하였다. 포백 샘플의 평균 중량은 0.9g이었다.
(양이온화 처리 공정)
물 300mL에, 0.09g(포백 샘플 질량의 10질량%)의 양이온화제(UNIKA SET XH-57, 유니온 화학 공업)를 첨가하고, 상온에서 10분간, 80℃로 가열하여 20분간, 교반하면서 포백 샘플을 침지하고, 그 후, 자연 건조시켰다.
(처리액의 제작)
물 300mL에, 상기에서 얻어진 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액 0.009g(포백 샘플 질량에 대한 CWO 질량의 비율: 0.1%)을 첨가하여, 처리액을 제작했다.
(부착 처리 공정)
양이온화 처리를 실시한 샘플 기재를, 상기에서 제작한 처리액에, 상온에서 10분간, 80℃로 가열하여 20분간, 교반하면서 침지하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료가 부여된 처리 포백을 얻었다.
<<평가>>
<텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집>
물과, 양이온화제(UNIKA SET XH-57, 유니온 화학 공업)와, 상기에서 제작한 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 혼합하여, 혼합액을 제작했다. 이때의 조성은, 물:양이온화제:분산액=100:0.1:0.2(질량비)로 하였다. 제작한 혼합액에 대하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집의 유무를 육안으로 관찰하고, 이하의 평가 기준으로 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
A: 응집 또는 침강은, 거의 보이지 않았다.
B: 응집 또는 침강이 소량 보였다.
C: 응집 또는 침강이 다량 보였다.
<축열 보온성>
단열성이 높은 발포 스티롤의 위에, 처리 포백을 설치하고, 처리 포백으로부터 30cm 떨어진 위치에, 250W의 백열 램프를 설치하여, 10분간 광을 조사하였다. 조사 전후의 처리 포백의 온도를 측정하고, 그 상승 온도를 구하였다. 한편, 온도 센서는, 광이 조사되고 있는 면의 뒤쪽 면의 중앙부에, 처리 포백에 접하도록 설치하였다. 또한, 백열 램프로서는, 모델 PRF250W, 정격 전압 100V, 색 온도 3200K(이와사키 전기 주식회사)를 사용하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<<실시예 2~18>>
표 1에 나타내는 염화 비닐계 수지 에멀젼을 이용하여, 분산액에 있어서의 CWO과 염화 비닐계 수지의 질량비(CWO:염화 비닐계 수지)를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 제작하였다.
계속해서, 포백 샘플 질량에 대한 CWO질량의 비율을 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 처리액을 제작했다. 얻어진 처리액에 대하여, 실시예 1 과 동일하게 하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 제작한 처리액을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 포백 샘플을 처리하여, 축열 보온성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<<비교예 1~2>>
염화 비닐계 수지 에멀젼을 이용하지 않고, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 그대로 이용했다.
포백 샘플 질량에 대한 CWO질량의 비율을 표 1에 나타내는 바와 같이 하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 처리액을 제작했다. 얻어진 처리액에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 제작한 처리액을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 포백 샘플을 처리하여, 축열 보온성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<<비교예 3>>
표 1에 나타내는 바와 같이, 염화 비닐계 수지 에멀젼 대신에, 수분산 아크릴 수지(본코트(등록상표) 40-418EF, DIC 주식회사)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여, 처리액을 제작하려고 시도하였다. 그러나, 처리액에 있어서 텅스텐계 적외선 흡수성 안료의 응집이 커서, 부착 처리 공정을 실시할 수 없었다.
[표 1]
[표 1-1]
[표 1-2]
Claims (10)
- 텅스텐계 적외선 흡수성 안료, 염화 비닐계 수지 에멀젼, 및 물을 포함하는, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액.
- 제1항에 있어서,
상기 텅스텐계 적외선 흡수성 안료는,
일반식(1): MxWyOz
{식 중, M은, H, He, 알칼리 금속 원소, 알칼리 토류 금속 원소, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, 및 I로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 이상의 원소이고, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, x, y 및 z는 각각 양수이고, 0<x/y≤1이고, 또한 2.2≤z/y≤3.0이다}
로 표시되는 복합 텅스텐 산화물, 또는
일반식(2): WyOz
{식 중, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, y 및 z는 각각 양수이고, 또한 2.45≤z/y≤2.999이다}
로 표시되는 마그넬리상을 갖는 텅스텐 산화물,
로부터 선택되는 적어도 1종 이상인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 염화 비닐계 수지 에멀젼은, 염화 비닐과 아크릴산 에스테르의 공중합체인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액. - 제3항에 있어서,
상기 염화 비닐계 수지 에멀젼에 있어서의, 상기 염화 비닐과 상기 아크릴산 에스테르의 조성비는, 질량비로서 20:80~80:20인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액. - 제3항에 있어서,
상기 염화 비닐계 수지 에멀젼에 있어서의, 상기 염화 비닐과 상기 아크릴산 에스테르의 조성비는, 질량비로서 40:60~80:20인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액은 섬유 제품 처리용인 것인, 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액으로 처리된 섬유 제품.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액 및 염료를 포함하는 염색액.
- 제8항에 기재된 염색액으로 염색된 섬유 제품.
- 양이온화제를 포함하는 처리액으로 섬유 제품을 처리하는 양이온화 처리 공정과,
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 텅스텐계 적외선 흡수성 안료 분산액을 포함하는 처리액으로 상기 섬유 제품을 처리하여, 상기 텅스텐계 적외선 흡수성 안료를 상기 섬유 제품에 부착시키는 부착 처리 공정을 포함하는,
섬유 제품 처리 방법.
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