KR870000815B1 - 투습성 방수포의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

투습성 방수포의 제조방법

본 발명은 박리강력(peeling Strength)이 우수한 투습성 방수포의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 폴리우레탄 미세기공 피막층과 섬유포지와의 박리강력(접착강력)을 매우 증진시키면서 투습성과 방수성을 동시에 갖는 투습성 방수포의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 투습성 또는 통기성을 가한 중합체 피막의 제조방법에 대해서는 여러가지 방법이 제안되었지만 그중 현재 시장에서 제일 많이 상품화된 폴리우레탄 중합체의 디엠에프(DMF)용액을 섬유포지에 코팅 또는 함침시킨 다음 코팅된 섬유포지를 응고조에 침지시켜서 폴리우레탄 중합체로 응고시키는 습식응고법은 많은 미세기공층에 형성되기 때문에 투습성 또는 통기성 방수포를 얻는데 좋은 제조방법이다.

그러나 이 방법으로 제조된 제품은 투습성 또는 통기성은 우수하지만 폴리우레탄 중합체의 미세기공층과 섬유포지의 접착강력(박리강력)이 약해서 세탁 등에 의해. 폴리우레탄 중합체 미세기공 피막층이 쉽게 박리되는 결점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래는 폴리우레탄 중합체 미세기공피막층과 섬유포지 사이에 접착층을 부여하는 방법이 제안되기도 하였다. 이들 방법 중 일반적 코팅 방법은 수지의 부착량이 많아 폴리우레탄 중합체 미세가공피막충과 섬유포지와의 접착강력은 우수하지만 투습성, 통기성, 촉감 등이 매우 나쁘고, 점코팅이나 스프레이 (spray) 코팅은 수지의 부착량이 적어 투습성, 통기성, 촉감 등은 우수하지만 접착강력이 나쁜 결점이 있었다. 여기에서 폴리우레탄수지는 섬유포지 내부에 침투가 잘되어 촉감이 딱딱해지는 경향이 크므로 주로 아크릴 수지를 많이 사용하고 있다.

또한 여기에 사용된 이소시안네이트 화합물의 이소시안네이트기는 불안전한 작용기이기 때문에 수지용액에 첨가시켜서 혼합할 경우, 수지용액내의 수지의 말단기(주로 -OH기) 및 불순물이나 공기중의 수분과 방음함으로서 쉽게 결화가 되어 가사시간 (pot life)가 매우 짧게 되기 때문에 작업성이 매우 나쁘게 되고 미반응 이소시안네이트기가 응고조의 물과 반응을 해버려 폴리우레탄 미세기공피막층과 섬유포지와의 접착강력이 매우 나쁘게 된다.

또한 블로킹제로 블로킹시켜 안정화된 이소시안네이트를 수지용액에 첨가할 경우 수지용액의 수지의 말단기, 불순물, 공기중의 수분 및 응고조의 물과 반응하기는 어렵다. 그러나 블로킹된 이소시안네이트는 응고시켜 폴리우레탄 중합체 이세가공피막을 형성시킨 다음, 150℃ 이하에서 단시간(10분 이하) 건조의 경우 블로킹제가 잘 분리되지 않아 이소시안네이트가 반응할 수 없기 때문에 접착강력이 저하되고, 반면150℃에서 장시간(10분 이상) 건조의 경우 블로킹제가 분리되어 이소시안네이트기가 폴리우레탄 중합체 미세가공피막층과 섬유포지를 결합시켜 접착강력을 증진시킬 수 있지만 생산성 및 작업성에 문제가 있다.

또한 150℃이상에서 건조시 건조시간을 단축시킬 수 있지만 150℃이상에서는 폴리우레탄 중합체 미세기공피막층이 파괴되어 투습성과 통기성이 저하되며 촉감도 나빠지는 결점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제문제점을 해결하기 위한 것으로서, 섬유포지의 한쪽 면에다 유기용제, 바인더(BINDER) 및 폴리에틸렌 캡슐(polyethylene capsule)로 안정화시킨 이소시안네이트 화합물(분말상태) 및 분산계 등으로 된 접착 조성물을 점코팅 또는 스프레이코팅으로 코팅시킨 다음, 폴리우레탄 증합체 미세기공 피막층의 조성물을 코팅시킨 후 응고시키고 건조시 접착층의 이소시안네이트 화합물이 반응할수 있도록 열처리한 다음, 후처리를 함으로써 우수한 박리강력 투습성 방수성을 동시에 갖는 투습성 방수포의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 투습성 방수포를 제조함에 있어서, 폴리아크릴 또는 폴리우레탄수지인 바인다 고형분을 5 내지 15% 함유한 용액에 폴리에틸린으로 캡슐화한 이소시안네이트 화합물을 1 내지 10%, 분산계를 0.1 내지 5%되게 첨가시켜서 접착성물을 제조하고, 상기 접착 조성물을 섬유포지의 한쪽 표면에다 점코팅 또는 스프레이코팅시킨 다음, 80℃ 이하로 열처리시켜서 공지의 폴리우레탄 조성물을 도포하고, 다시 90℃ 내지 150℃로 열처리시켜서 습식코팅시킴을 특징으로 하는 투습성 방수포의 제조방법이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 바인다(BINDER) 고형문 5 내지 15% 용액에 이소시안네이트 화합물을 안정화시키기 위하여 폴리에틸린으로 캡슐화한 분말(이하 이소시안네이트 캡슬이라 칭함) 1 내지 10%와 분산제 0.1 내지 5%을 첨가시켜서 만든 접착층 조성물을, 섬유포지의 한쪽면에 점코팅 또는 스프레이코팅시키되 섬유포지 표면의 20 내진 60% 면적에 접착층 조성물이 코팅 또는 스프레이코팅되도록 코팅시켜 80℃ 이하에서 건조시킨 다음, 이와같이 제조된 포지의 접착층 위에다 폴리우레탄 중합체 미세기공피막 조성물로서 폴리우레탄 중합체의 고형분이 8 내지 30%, 실리카겔이 0.1 내지 10%, 비이온 계면활성제가 0.1 내지 5%, 음이온 계면활성제가 0.1 내지 5%, 그리고 플리이소시안네이트 0.1 내지 5% 정도를 함유된 극성유기용액을 코팅하며, 3 내지 15% 디엠에프 수용액에서 습식응고시켜서 미세기공을 형성시킨다.

그 다음 알카리 수용액 중에서 극성유기용체를 추출하고, 실리카겔을 용출시킨 후 90℃ 내지 150℃에서1 내지 5분간 열처리하여 방술처리함으로서 우수한 박리강력과 투습성 및 방수성을 동시에 갖는 투습성방수포를 제조하는 것이다.

본 발명에서 폴리우레탄 중합체 피막에 형성된 기공의 크기는 대부분이 0.1 내지 3μφ이고 기공의 평균밀도는 1㎠당 2000만개 이상이며, 피막층 내부에는 그 크기가 평균 10 내지 30μφ인 다수의 미세한 공극이 형성되고, 공극과 공극간의 벽 사이에 사로 관통된, 미세기공의 0.5 내지 5μφ의 크기로 다수가 형성되어 있으며, 그 분포밀도는 피막표면의 미세기공 평균 밀도의 약 250배 이상이 된다.

또 본 발명은 폴리우레탄 중합체 피막표면에 3μφ 이하로 형성된 미세기공과 비교적 큰 기공의 공극이잘 조화를 이루고, 또한 미세기공, 공극, 그리고 공극과 공극간의 벽 사이를 관통하는 미세기공 등은 실리카겔 발수제 및 플리이소시안네이트 등으로 서로 결합되어 본래 우레탄 중합체의 소수성보다 더 우수한 소수성을 나타내고, 접착충의 이소시안네이트에 의하여 강력한 결합을 가지므로 방수성 투습성 및 박리강력이 매우 우수한 투습성 방수포지를 얻을 수 있다.

본 발명에서 제조되는 투습성 방수포는 미세기공이 상술한 구조적 특성을 가지기 때문에 내수압이 1000mmH₂O/㎠ 이상이 되고 투습도가 4000g/㎡·24hrs 이상이며 통기도가 600sec/100cc 이하이고, 피막의 박리강력이 400g/cm 이상인 것으로 나타났다.

본 발명 접착층의 조성물에서 바인다(BINDER)는 주로 폴리아크릴수지와 폴리우레탄수지를 사용하지만 폴리우레탄수지는 사용할 경우 폴리우레탄미세가공피막과 포지와의 접착성은 우수하지만 포지내의 침투성이 강해 촉감이 나빠지고, 이 반면에 아크릴수지는 우레탄수지보다 포지내의 침투성이 적어 촉감이 부드럽기 때문에 주로 많이 쓰이고 있다.

그리고 본 발명에서 사용되는 바인다는 극섬유기용제, 즉 디엠에프 등에 불용성이거나 녹기 어려워야한다. 또한 바인다의 고형분이 5% 이하면 바인다의 역활을 할 수 없고, 150% 이상이면 점도가 높아 점코팅이나 스프레이코팅을 시행하기가 곤란하다.

한편 본 발명에 사용되는 이소시안네이트 캡슬에서 캡슬의 재질은 폴리에틸렌 수지를 사용하고, 사용되는 이소시안네이트계는 디이소시안네이트류, 트리이소시안네이트류 등의 이소시안네이트기를 2개 이상 가진 화합물이다.

디이소시안네이트류로서는 2.4-(2.6) 토릴렌 디이소시안네이트, 디페닐메틴 4,4'-디이소시안네이트,1,4-나프탈린디이소시안네이트, 키실렌디이소시안네이트, 이소포름디이소시안네이트, 나프탈린디이소시안네이트를 사용하였고, 트리이소시안네이트류로서는 아래에 표시한 구조식(1)-(9)를 갖는 화합물을 사용하였다.

본 발명에 따르면 폴리에틸렌으로 캡슐화한 이소시안네이트 화합물은 그 첨가량이 1% 내지 10%인 것이 가장 적당한 바, 첨가량이 1% 미만인 경우에는 후에 섬유포지와의 접착력이 저하되게 되며, 10% 이상인 경우에는 경우에는 섬유포지의 촉감이 딱딱해지고 비경제적이다.

한편, 이소시안네이트 캡슐은 열처리에 의하여 폴리에틸린수지가 응용된 다음 이소시안네이트기는 습식폴리우레탄 중합체의 말단기 즉 히드록기(-OH)와 반응하거나 우레탄결합과 알로파네이트(ALLOPHANATE) 반응을 하고 섬유포지와는 수소결합 등 강력한 결합에 의하여 폴리우레탄 중합체의 미세기공피막과 섬유포지와의 접력강력을 증진시킨다.

본 발명에서 사용되는 분산제는 폴리옥시메틸렌·노닐페닐 에테로, 나프탈린 술폰산 포르말린 축합물,폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시 프로필렌의 혼합공중합체, 폴리옥시 에틸린 지방산 에스텔 등의 계면활성제를 사용한다.

본 발명에서 분산제의 함량이 0.1% 이하인 경우에는 그 작용효과가 불충분하고 5% 이상인 경우에는 코팅상이 불량할 뿐 아니라 이소시안네이트 화합물의 접착성을 저하시키는 경향이 있다.

본 발명에 있어서는 점코팅이나 스프레이코팅에 의하여 섬유포지 표면적에 대해 점착조성물을 도포하는바, 이때의 도포면적이 20% 이하인 경우는 접착적(박리강력)이 현저히 저하되고, 60% 이상인 경우는 접착강력의 상승효과는 좋지만 투습성이 낮아지고 촉감이 거칠며 딱딱해진다.

이와같이 본 발명의 접착조성물을 섬유포지에 코팅한 다음에 80℃ 이상에 열처리하게 되면 폴리에틸렌캡슐이 용융되어 폴리우레탄 중합체의 미세가공피막 조성물이 코팅되기 전에 이소시안네이트 화합물은 본발명의 본래의 목적과 다른 반응이 일어나므로 접착성이 저하된다.

또한 폴리우레탄 미세기공 피막조성물을 코팅시키고 응고시킨 다음 디엠에프 추출 후 건조시 열처리 온도가 90℃ 이하인 경우에는 폴리에틸렌 캡슐이 용융되지 않아 그 작용효과가 불충분하고, 150℃ 이상인경우는 폴리우레탄수지의 연화점과 같거나 그 이상의 온도가 됨으로 폴리우레탄 종합체의 미세기공피막이 파괴도이 투습성이 현저하게 저하되고 촉감이 딱딱해진다. 이와같이 본 발명에 따라 제조된 투습성 방수포지는 방수성 투습성 및 박리강력이 우수하고 내구성이 우수하기 때문에 스키웨어 등의 스포츠 및 레저웨어 방한복 우의 신발 등의 광범위한 용도에 사용하기에 매우 효과적이다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

70d 나일론 직물(경사밀도 120올/in 위사밀도 90올/in)의 평면에 다음의 조성비를 갖는 (가) 수지액을 점코팅하여 코팅 표면적이 30% 되도록 도포하고 80℃에서 1분간 건조시킨다.

이 포지의 접착조성물이 코팅된 면에 다음의 조성비를 갖는 (나) 수지액(폴리우레탄 중합체의 미세기공피막조성물)을 나이프오버를 코터를 이용하여 150g/㎡으로 도포하고, 5% 디엠에프 수용액을 20℃로 유지된 응고조에 5분간 침지한 후, 다시 2% 탄산나트륨 수용액을 60℃로 유지된 추출조에서 20분간 추출한다음, 탄산나트륨을 수세하에 150℃에서 2분간 건조시킨다.

이 포지를 다음의 조성비를 갖는 (A) 수용액에

침지시켜서 픽엎율을 30%로 한 다음 열처리시킨다.

[비교예]

실시예 1에서와 같은 포지의 편면에 다음의 조성비를 갖는 (다) 수지액을 점코팅하여 코팅 표면적이 30%되게 도포하고 80℃에서 1분간 건조시킨다.

이와같이 코팅된 수지의 편면에 실시예 1과 동일한 방법으로 (A)수지액을 처리시킨 다음, 발수제는 실시예 1 같은 방법으로 처리하였다.

상기의 실시예 1과 비교예 1에 의하여 제조된 시료의 물성을 측정한 결과는 다음의 표 1과 갈다.

또한 상기의 수지액(가)와 (나)의 가사기간에 따른 점도의 변화를 비교하여 보면 다음 표 2와 같다.

상술한.바와 같이 본 발명의 방법에 따라 제조된 투습성 방수포는 종래의 방법에 의해 제조된 방수포와 비교할 때 우수한 투습성과 방수성을 동시에 갖으면서도 박리강력이 매우 강하여 내구성이 우수한 효과가 있기 때문에, 스포츠용 의류, 우의, 방한복 등에 매우 효과적으로 사용될 수 있는 투습성 방수포인 것이다.

Claims (3)

1. 투습성 방수모를 제조함에 있어서, 폴리아크릴 또는 폴리우레탄수지인 바인다 고형분을 5 내지 15%함유한 용액에다 폴리에틸렌으로 캡슐화한 이소시안네이트 화합물을 1 내지 10%, 분산제를 0.1 내지 5%가 되게 첨가시켜서 접착제 조성물을 제조하고, 상기 접착제 조성물을 섬유포지의 한쪽 표면에 점고팅 또는 스프레이 코팅 시킨 다음 80℃ 이하로 열처리시켜서 공지의 폴리우레탄 조성물을 도포하고, 이를 다시 90℃ 내지 150℃로 열처리시켜서 습식코팅시킴을 특징으로 하는 투습성 방수포를 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 이소시안네이트 화합물은 디이소시안네이트 또는 트리이소시안네이트인 방법.
3. 제1항에 있어서, 점코팅 또는 스프레이코팅시키는 면적은 섬유포지 표면의 20 내지 60%임을 특징으로 하는 방법.