KR890002174B1 - 내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법 - Google Patents

내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법 Download PDF

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Abstract

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Description

내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법
본 발명은 내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법에 관한 것이다.
우리 주변의 각종 전자기기에서 발생되는 전자파는 주변기기는 물론 인체에까지 해로운 영향을 끼치고 있으며, 그러한 전자파 장해로부터 인체를 보호하기 위해 사용되는 전자파 차폐작업복은 의복으로서의 유연성, 디자인성, 전자파차폐성등의 기능을 동시에 갖춘 금속도금포지로 제조하는 것이 바람직하다.
그러나 금속도금포지의 섬유표면에 석출형성된 얇은 금속피막은 세탁내구성이나 마찰내구성이 결여되어 의복으로 사용하기 어려운 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하여 일정수준의 세탁내구성, 마찰내구성 등을 갖도록 하기 위해 금속도금된 섬유표면에 폴리우레탄이나 아크릴수지를 앞 뒷면에 코팅하여 금속피막을 보호하는 방법을 사용하기도 하는데 이렇게 내구성을 향상시킨 금속도금 포지는 촉감이 유연하지 못하여 드레이프(drape)성이 떨어지고, 형성된 수지피막이 부도체이기 때문에 표면전기저항이 높아지게 된다.
또한 일본 특공소 52-35800, 47-19600, 미국특허 4204013, 독일특허 2250309등에서와 같이 섬유의 표면을 에칭시켜, 미세한 요철구조를 만들어주고 이와같은 요철 구조위에 금속도금을 행하므로써 요철구조 속에 금속피막을 형성시켜 내구성을 증진시키는 방법이 있다. 이때 섬유의 표면을 에칭시키는 방법은 상기 선행기술 내용에 기재된 바와 같이 크롬산을 사용하거나 알칼리금속 수산화물, 황산등을 사용하는 가혹한 조건에서 처리하고 있는데 크롬산을 사용하는 경우 표면의 에칭효과는 좋으나 공해문제가 심각하고, 섬유가 취화되기 쉬우며, 알칼리금속 수산화물, 황산등으로 에칭을 하는 경우에도 내마찰 및 세탁내구성을 가질 정도로 표면 요철구조를 내려면 섬유가 취화되어 강도가 현저히 저하되는 결점이 있게 되는 것이다.
본 발명자들은 이러한 결점을 해결하기 위하여 노력한 결과 폴리에스텔 섬유제조시에 섬유내부에 방사후 추출이 가능한 무기화합물이나 필터(filler) 등을 일정량 혼합시켜서 방사한 원사를 사용하여 제직, 제편한 포지를 통상의 정련공정에서 섬유내부의 무기화합물 또는 필터등을 용출시키므로써 섬유의 강력을 저하시키지 않으면서도 섬유표면에 균일하게 마이크로크레타(Microcrater)를 형성시키고, 이렇게 제조된 요철구조에 무전해금속도금을 행하여 금속피막을 석출형성시킨 다음 그위에 아크릴계 수용성 에멀죤 수지를 소량 처리하므로써 사용할 경우 세탁 및 마찰에 대해 충분한 내구성을 갖는 내구성 금속도금포지를 제조하게 되었다.
이하 본발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 특수 제조된 폴리에스텔 섬유사 또는 이것과의 혼방사로된 포지에 적용된다.
우선 산화실리카 화합물, 탄산칼슘, 규질사암(硅質砂岩)등의 무기화합물 또는 필터(filler)를 폴리에스텔 고분자 중합시 혼합 분산시켜 폴리에스텔 칩(Chip)을 만든 다음, 융점이상의 온도에서 용융방사시켜 상기의 특수 폴리에스텔사를 만든다.
이때 사용된 무기화합물이나 필터등은 후가공 공정에서 쉽게 용출되며, 용융방사 공정에서도 고분자 물질의 방사성이나 물성등에 영향이 없는 것이어야 하는데, 상기의 무기화합물중 산화실리카 화합물이 가장 적당하다.
또한 산화실리카 화합물을 첨가할 경우 입자크기가 0.01-0.5㎛ 사이의 것을 해당 섬유의 0.05-2중량% 첨가하는 것이 바람직하다.
만일 0.05중량% 미만 함유되면 후가공 공정후 만들어진 표면 요철구조가 불충분하여 본 발명에서 얻고자 하는 정도의 세탁 및 마찰내구성이 얻어지기 어렵고 2중량% 이상 함유될 때는 후공정에서 섬유내부의 산화실리카 화합물을 용출시켜 얻어진 표면요철구조가 심하게 형성되어 섬유가 갖는 강도가 너무 떨어지는 결점이 있게 된다.
이처럼 제조된 특수 폴리에스텔 섬유를 제직 또는 제편하여 포지를 만든다음 정련공정에서 섬유내부에서 혼입된 산화실리카 화합물을 쉽게 용출시킬 수 있도록 가성소다 등 알칼리 화합물을 소량 넣고 통상의 조건으로 후가공하므로써 섬유상에 0.01㎛ 정도의 미세한 요철구조를 무수히 만들어준다.
이처럼 준비된 포지를 Sn++ion이 함유되어 있는 SnCl2과 HCl 및 pH 완충액 등으로 조성된 감수성 욕에서 침지하여 섬유내부에 Sn++ion을 침투시키고, 수세하여 섬유표면에 부착된 Sn++ion을 세정분리한 다음 Pd++ion이 함유되어 있는 PdCl2과 HCl 및 환원방지제 등으로 조성된 활성화욕에 침지함으로써 섬유내부에서 Pd++ion과 Sn++ion이 (1)식과 같은 화학반응을 일으켜서 섬유내부에서 Pd금속을 석출 형성시킨다.
Sn+++Pd++→Sn+++++Pd… (1)
이처럼 전처리된 표면요철화 폴리에스텔 포지는 다음의 통상적인 무전해 도금욕에서 (2)식과 같이 반응하여 Ni, Cu 등의 피막을 섬유상에 석출형성시키므로써 금속도금 포지가 완성되는 것이다.
Figure kpo00001
(단, Me는 Ni, Cu 등의 금속임)
이상의 공정에서 바람직한 감수성욕과 활성욕은 다음과 같다.
감수성욕 활성욕
SnCl2: 10-70g/l PdCl3: 0.1-10g/l
HCl(35%) : 5-40cc/l HCl(35%) : 0.1-20cc/l
pH완충액 : 적당량 pH완충액 : 적당량
환원방지제:적당량
이때 해당포지에 대하여 무전해도금의 촉매로 사용되는 귀금속 Pd를 석출시키는 전처리 방법에서도 Sn++ion과 Pd++ion을 동시에 함유시킨 일본특개소 54-55700 등의 방법은 욕중 SnO2가 생기기 쉬우며 이와같은 부산물이 많아질수록 금속피막과 밀착력이 저하되는 결점이 있다.
본 발명의 방식에서 사용된 감수성화, 활성화 처리의 Sn++ion, Pd++ion 이욕(異浴)처리 방식은 욕중에서 Sn++ion이 환원되기 어렵고, 섬유내부에서 Pd금속의 환원석출이 일어나기 때문에 밀착력이 좋은 장점이 있다.
상기한 바와같이 제조된 금속도금 섬유는 내세탁 및 마찰내구성이 많이 향상되었지만 금속피막이 공기나 수분 분위기에 노출되어 산화됨에 따르는 내구성 약화문제가 있으므로 자기가교형(自己架橋型) 아크릴 에멀죤 수지를 1%-10% 희석시킨 수용액에 침지하고 웨트픽업(wet pick up)이 70-100%가 되도록 압착한 다음 80°-120℃에서 예비건조하고 120°-170℃에서 30초-120초 열처리하여 금속피막의 얇은 보호막을 형성시켜 준다.
이때 사용된 수지는 친수성기가 있는 자기가교형 아크릴 수지가 적합하여 10% 이상 사용할 경우 포지의 촉감을 해치게 되고, 1% 미만일 경우 금속보호피막이 불충분하게 형성될 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 설명한다.
[실시예 1]
폴리에스텔 중합시 산화실리콘 화합물(크기 (0.1ψ㎛))이 1% 함유되도록 반응시켜서 제조한 칩으로 방사하여 폴리에스텔사를 제조한후 제직하여 twill지를 만든다.
준비된 포지를 NaOH 2g/l, 비이온 계면활성제 2g/l를 넣은 정련액에서 90℃로 30분 처리한 후 수세한다.
다음 SnCl220g/l, HCl(35%) 5cc/l 및 pH 완충용액이 적당량 함유된 감수성욕에서 40℃로 2분 처리하여 수세하고, PdCl20.g/l 35% HCl 5cc/l, pH 완충용액 적당량 및 환원방지제 적당량이 함유된 활성욕에서 40℃로 2분 처리하고 수세, 건조한 다음, 황산구리 10g/l, 37% 포르말린 10g/l, EDTA의 테트라소디움염 20g/l, 메틸 디클로로실레인 0.25g/l 및 pH11인 무전해 구리도금욕에서 60℃로 5분 함침하여 도금을 행한다.
다음 자기가교형 아크릴수지 5% 수용액을 제조하여 도금된 표지를 함침하고, 웨트픽업(wet pick up) 90%가 되도록 압착하여 100℃에서 1분 예비건조한 다음 150℃에서 45초 열처리를 행한다.
[비교예 1]
실시예 1과 같은 포지를 실시예 1과 같은 방법으로 무전해도금한 뒤 자기가교형 아크릴 수지로 처리하지 않은 시료를 만든다.
[비교예 2]
실시예 1과 같은 포지를 NaOH 2g/l, 비이온 계면활성제 2g/l의 정련액에서 90℃로 30분 처리한 후 PdCl20.5g/l, SnCl220g/l 및 35% HCl 10cc/l 이 함유된 촉매화욕에서 일욕법으로 실온중에서 1분간 처리하고 5% 가성소다욕에서 가속화시킨다.
이렇게 제조된 포지를 황산구리 10g/l, 37% 포르말린 10g/l, EDTA의 테트라소디움염 20g/l, 메틸디클로로실레인 0.25g/l 및 pH 11인 무전해 구리도금욕에서 60℃로 5분간 도금을 행한다.
[비교예 3]
일반 폴리에스텔 150d/48f사로 제직하여 twill지를 만들고 NaOH 2g l과 비이온 계면활성제 2g/l의 정련액에서 90℃로 30분 처리하여 수세하고 실시예 1의 방법으로 감수성화, 활성화 및 무전해 구리도금을 행한다.
[비교예]
비교예 3의 포지를 비교예 3과 같은 방법으로 처리하여 도금한후 일액형 폴리우레탄 수지를 톨루엔과 메틸에틸케톤 혼합용매로 고형분 10%가 되도록 제조된 액으로 코팅하고 150℃에서 1분간 열처리하여 경화시킨다.
[물성 비교표]
Figure kpo00002
단, 0. 변색성은 RH 90%의 분위기 (실온)에서 1일간 방치후 측정한 것임.
0. 마찰내구성은 JISC1079-3의 방법으로 금속피박이 박리될때까지의 마찰회수를 표시하였음.

Claims (3)

  1. 산화실리콘 화합물이 함유된 폴리에스텔사로된 포지를 가성소다가 함유된 정련욕에서 정련한 다음 Sn++이온을 가진 감수욕과 Pd++이온을 가진 활성욕에서 각각 이욕법(異浴法)으로 전처리를 하여서 통상의 무전도해 도금을 시킨다음 자기가교형 아크릴 에멀죤수지로 금속도금된 표면을 피복시키는 내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 산화실리콘의 입자크기가 0.01-0.5㎛ψ인 내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 산화실리콘의 함유량이 0.05-2중량%인 내구성이 우수한 금속도금 폴리에스텔 포지의 제조방법.
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