KR920007066B1 - 형상기억성을 가진 섬유제시이트 및 섬유제시이트제품으로의 형상기억성 부여방법 - Google Patents

형상기억성을 가진 섬유제시이트 및 섬유제시이트제품으로의 형상기억성 부여방법 Download PDF

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미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤
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Abstract

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Description

형상기억성을 가진 섬유제시이트 및 섬유제시이트제품으로의 형상기억성 부여방법
제1도는 본 발명시이트의 제작직후의 일실시예를 모식적으로 표시한 도면.
제2도는 제1도의 단면도.
제3도는 제1도, 제2도의 것을 소둔(annealing) 처리한 후의 상태를 모식적으로 표시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 천연섬유 또는 합성섬유 2 : 형상기억성 중합체
3 : 수지접착제
본 발명은, 형상기억성을 가진 천연섬유 또는 합성수지제시이트(직포, 부직포를 말함, 이하 동일함) 및, 천연섬유 또는 합성수지제시이트 제품으로의 형상기억성 부여방법에 관한 것이다.
종래, 섬유제시이트로서는, 일반적으로 천연섬유, 합성섬유, 혹은 이들 양섬유를 혼합시켜 제조된 직포와 부칙포가 알려져 있다.
또, 최근에 와서, 형상기억특성을 가진 수지섬유와 형상기억특성을 가진 수지접착제를 사용한 형상기억수지제 부직포가 제안되어 있어(일본국 특개소 61-252353호 공보참조), 효과적인 여러가지의 용도가 고려되고 있다.
그러나, 부직포는, 단섬유를 접착제로 결합한 천이기 때문에,1) 두께가 두껍게 되기 쉽다.
2) 접차제가 균일하게 분포되기 어렵고, 이결과, 부직포의 두께도 불균일하게 되기 쉽고, 또한 부직포의 강도로 불균일하게 되기 쉽다.
3) 접착제를 사용하므로, 재료비용이 높아진다.
등의 문제가 있다.
따라서, 상기 종래의 형상기억수지제 부직포에 있어서도, 이와같은 문제가 있는 이외에, 통상의 천연 또는 합성의 장섬유나 실과 조합시키고 싶은 경우에는, 또 다음과 같은 문제가 있다.
4) 통상의 천연 또는 합성장섬유나 실을 상기의 형상기억성을 가진 수지섬유의 길이에 맞추어서 짧게 절단하지 않으면 안된다.
5) 통상의 천연 또는 합성장섬유나 실로짠 직포와, 형상기억성을 가진 수지섬유 및 형상기억성을 가진 수지접착제로 제작한 부직포를 접착제를 사용해서 적층하지 않으면 안된다.
등의 공정이 필요하게 된다.
6) 이결과, 제조비용도 높아지고, 상기의 접착제를 필요로함에 따른 높은 재료 비용으로 인해 제품비용이 매우 높아진다.
본 발명자들은, 이와같은 문제를 해결하기 위하여, 먼저, 직포를 형상기억성 중합체 또는 이 중합체와 천연 또는 합성섬유와 혼합시켜서 방직하는 기술을 제안하였다(일본국 소화 63년 10월 17일자 특허원 소63-259525호 참조).
그러나, 본 발명은, 직포뿐만아니라 부직포에도 상기한 바와같은 형상기억성을 부여시킬 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은, ① 천연섬유 또는 합성수지제시이트와 형상기억성 중합체로 이루어진 분체의 도포층을 지니는 형상기억성 섬유제시이트, ② 천연섬유 또는 합성섬유제시이트로부터 제작된 제품의 소망개소를 형상기억성 중합체로 이루어진 분체를 수지접착제를 사용해서 섬유제시이트제품으로의 형상기억성 부여방법에 관한 것이다.
본 발명 시이트는, 천연섬유 또는 합성섬유로 이루어진 직포 또는 부직포(시이트)에 형상기억성중합체로 이루어진 분체의 도포층을 형성하여 이루어진 것으로서, 형상기억성 중합체는, 천연섬유 또는 합성섬유간에 간격과, 시이트표면의 섬유에 의해 형성되는 요철부등에 강고하게 고착된다.
그리고, 이 형상기억성중합체의 유리전이점(이하, Tg)과, 본 발명의 시이트로서 형상기억부여방법에 의해 다음과 같은 작용을 한다.
상기 Tg가 상온이하, 예를들면, -5℃ 정도이고, 형상기억을 상기 Tg보다 상당히 높은 온도, 예를들면, 중합체의 유동개시직전의 온도정도로 고온에서 행할 경우는, 소정의 크기로 제단한 본 발명시이트를, 소망의 형상을 부여하는 금형내에 세트한 후, 상기중합체의 유동개시 직전의 온도정도에서 가열하여 유지하고, 이어서 상온으로 냉각하면 상기한 소망의 형상이 기억된다.
이것을 상온에서 통상적으로 사용하면, Tg 이상의 온도에서의 사용으로 되기 때문에, 통상의 직포나 부직포와 마찬가지로 부드로운 감촉을 얻을 수 있다.
또한, 세탁이나, 의장상자내에서의 장시간 방치등에 의해서, 구김살이 들어가거나, 모양허물어짐이 발생하는 일이 없다.
따라서, 이와같은 Tg를 가진 형상기억성 중합분체를 사용한 본 발명 시이트를 상기한 바와같이 고온에서 형상기억시킬 경우에는, 슬랙스등의 다리미로 다림직한 주름, 스커어트의 주름형상등에 호적하게 적용된다.
Tg가 상온이상의 예를들면 40℃ 정도이고, 형상기억부여들 상기한 바와같이 중합체의 유동개시직전의 온도에서 행하였을 경우는, 상온에서의 통상의 사용시에는, 단단한 감촉이 된다.
따라서, 세탁이나, 의장상자내에서의 장시간 방치등에 의해서 구김살이 들거나, 모양허물어짐이 발생하였을 경우는, Tg 이상으로 가열하므로서, 용이하게 이 구김살이나 모양허물어짐을 제거하여 기억된 형상으로 복귀한다.
이와같은 Tg를 가진 형상기억중합체를 사용한 본 발명 시이트를, 상기한 바와같이 고온에서 형상기억 시키는 경우는, Y샤쓰의 칼라, 소맷부리, 어깨심부등에 호적하여 적용된다.
또, 상기한 바와같이 Tg가 상온이상의, 예를들면 40℃ 정도이고, 형상기억부여를 상기의 중합체의 유동 개시직전온도 정도의 고온이 아니고, Tg보다 약간 높은 정도의 온도에서 가열해서 연화시켜 행하는 경우는, Tg 이하로 냉각하면, 이 연화시에 부여한 형상으로 고정되고, 이 형성이 기억된다.
이 경우의 통상의 사용시에는, 상기와 마찬가지로 Tg 이하의 온도에서의 사용이 되기 때문에, 단단한 감촉으로 된다. 또, 세탁이나 의장상자에서의 장시간방치로 구김살이 들거나, 모양허물어짐이 발생하면, Tg 이상으로 가열하는 것만으로, 용이하게 구김살이나 모양허물어짐을 제거할 수 있고, 원래의 기억된 형성으로 복귀한다.
따라서, 이 경우도 Y샤쓰의 칼라나 소맷부리, 어깨심부등에 호적하게 적용된다.
또한, Tg가 상온이하의 예를들면 -5℃ 정도의 것을 상기한 바와같이 Tg보다 약간 높은 정도의 온도로 가열해서 연화시켜서, 형상기억시키는 경우, 통상의 사용시의 온도는 Tg 이상이기 때문에, 모처럼 특정한 형상을 기억시켜도, 기억시킨 형상으로 사용할 수 없다.
단, -5℃ 이하라고하는 극히 저온하에서의 사용에 있어서는, 기억시킨 형상에서의 사용이 가능하고, 특수한 지역이나 조건하에서의 사용에는 적합하다.
또, 본 발명 시이트에 사용되고 있는 합성섬유가, 상기한 바와같은 형상기억성 중합체의 유동개시직전정도의 고온에 견디지 못할 경우는, 이와같은 고온에서의 형상기억은 불가능하므로, 상기한 용도뿐만아니라, 합성섬유의 내열성도 고려해서 형상기억을 어떤 방법으로 할지를 선택한다.
본 발명에서는, 이상과 같은 형상기억작용을, 섬유간 혹은 시이트표면의 요철등에 고착되어 있는 형상기억 중합분체에 의해 얻기 때문에, 이 분체의 입자직경은, 형상기억부여시의 압력등 형상부여수단을 용이하게 받아들여 변형할 수 있는 정도의 크기를 가지는 것이 필요하고, 예를들면 사용섬유의 직경보다 약간 큰 정도로 하는 것이 바람직하다.
또, 형상기억성 중합분체량이 많으면 상기한 형상기억작용은 용이하게 발생할 수 있으나, 적으면 곤란 내지는 불가능하게 되기 때문에, 상기 중합분체량은, 일반적으로 섬유제시이트(도포전의 시이트의 중량)에 대해서 10∼95중량% 정도로 하는 것이 바람직하다.
형상기억성 중합체로서는, 우레탄계, 스틸렌-부타디엔계, 결정성디엔계, 노르보르난계등의 중합체를 사용할 수 있고, 각 중합체의 원료(모노머, 사슬연장제)의 종류나, 그 배합비율들을 적당히 선택하므로서, 각 중합체의 Tg를 자유롭게 조정할 수 있다.
상기 중합체를 분체로 할려면, 예를들면 펠릿화된 상기 중합체를 액체질소등을 사용해서 극히 저온으로 유지하고, 기계적외력을 가해서 미분말화하는 소위 저온 파쇄법들을 호적하게 사용할 수 있다.
이 형상기억성 중합분체에 의해 도포층을 형성하기 위해, 이 분체를 수지접착제와 혼합한 것을 로울등에 의해 상기 시이트에 도포하는 방법, 이 혼합물 또는 양자를 따로따로 상기 시이트에 스프레이 도포하는 방법등을 호적하게 사용할 수 있다.
그리고, 이 도포시에 사용하는 수지접착제로서는, 예를들면 우레탄계의 접착제가 사용되고, 폴리우레탄을 톨루엔등의 용제로 용해하여 초점성을 지니게 한 것등이 호적하게 사용된다.
이들 수지접착제의 양은, 형상기억성 중합분체 : 수지접착제=100 : 30∼70(체적비)로 하는 것이 바람직하다.
또 본 발명 방법은, 천연섬유 또는 합성섬유제 시이트로부터 미리 의복등을 제단해 놓고, 이들 제품의 소망개소에 상기 형상기억성 중합분체를 수지접착제를 사용해서, 스프레이등에 의해 도포하여, 이 제품에 형상기억성을 부여하는 것이다.
따라서, 본 발명 방법에 의하면, 예를들면 의복의 깃이나 소맷부리, 어깨부 혹은 슬랙스의 주름살이나 스커어트의 주름살등에 형상을 기억시켜 놓으면, 이들 부분에만 형상기억성을 부여할 수 있어, 형상기억성중합체의 사용량이 적어도 될뿐만아니라, 일반 소비자가 가정에서 용이하게 형상기억을 시킬 수도 있다.
[실시예]
[① 형상기억성중합체의 제조예]
형상기억성중합체로서 제1표에 표시한 조성에 의해서 폴리우레탄을 제조한 후, 액체질소를 사용해서 -15℃ 이하로 냉각하고 기계적외력을 가해서 미분쇄하여, 입자직경 0.1∼0.5㎜의 분체를 제조하였다.
또한, 동표중
Figure kpo00001
이며, 결정화도는 X선 회절법에 의한 것이다.
[제1a표]
Figure kpo00002
[제1b표]
Figure kpo00003
[② 형상기억성시이트의 제조예]
[실시예 1]
제1표중 No.2의 형상기억성 폴리우레탄으로 이루어지는 분체와, 수지접착제로서의 우레탄계 접착제(폴리우레탄을 톨루엔으로 용해하여 초점성을 지닌게한 것)를, 폴리우레탄분체 : 수지접착제=10∼40(체적비)로 혼합하고, 로울사이를 통과하는 무명직포에, 이 로울에 공급함으로써 도포하여, 제1도 및 동도면의 단면도인 제2도에 표시한 본 발명 시이트를 제조하였다.
도면중, (1)은 무명섬유, (2)는 형상기억성 폴리우레탄분체, (3)은 수지접착제, t는 도포후의 두께이다. 이어서, 이 시이트를 150℃×5분으로 소둔(annealing)하였던 바, 제2도에 표시한 상태의 것이, 제3도에 도시한 바와같이, 무명섬유(1)의 파도침이 없어지고, 형상기억성 폴리우레탄분체(2)가 편평한 막형상으로 되고, 두께가 작아졌다.
이 시이트의 Tg는 -10℃였다.
[실시예 2]
실시예 1의 형상기억성 폴리우레탄분체와 수지접착제와의 혼합물을 실시예 1과 마찬가지로해서, 내열온도(소둔처리시의 내열온도, 이하 동일함) 160∼180℃의 6,6-나일론으로 이루어진 부직포에 도포한 후, 실시예 1과 동일조건에서 소둔처리하여, 제3도와 마찬가지의 본 발명 시이트를 제조하였다.
이 시트의 Tg도 -10℃였다.
[실시예 3]
제1표 No.39의 형상기억성 폴리우레탄분체를 실시예 1과 동일한 접착제를 사용하여 동일한 배합비율로 혼합하고, 실시예 1과 마찬가지로해서 무명직포에 도포하여 실시예 1과 동일한 조건에서 소둔처리해서, 제3도와 마찬가지의 본 발명시이트를 제조하였다.
이 시이트의 Tg는 40℃였다.
[실시예 4]
실시예 3의 형상기억성 폴리우레탄분체를 수지접착제와의 혼합물을 실시예 3과 마찬가지로해서, 내열온도 160℃의 폴리프로필렌으로 이루어진 부직포에 도포한 후, 150℃×4분으로 소둔처리하여, 제3도와 마찬가지로 본 발명시이트를 제조하였다.
이 시이트의 Tg는 40℃였다.
[③ 형상기억성시이트의 사용예]
[실시예 5]
실시예 1, 2의 시이트를 각각 둘로 접고, 슬랙스의 주름살을 부여하는 형틀내에 넣고, No.2 폴리우레탄의 유통개시온도직전의 약 150℃로 가열하고, 이 온도를 유지한채 5분간 유지하고 상온까지 냉각하여, 이 주름살형상을 고정하였다(기억시켰다).
이들 시이트의 상온에서의 감촉은, 통상의 무명섬유로 방직된 천 또는 6,6-나일론으로 제조된 부직포와 아무런 변함이 없었다. 이어서, 이 2장의 시이트를 세탁기로 1시간 세탁하고, 건조시켰던 바, 구김살은 들지 않고 주름살은 꺼지지 않았다.
[실시예 6]
실시예 3, 4의 시이트를 각각 어깨심부의 형상을 부여한 형틀내에 넣고, No.39 폴리우레탄의 유동개시 온도직전의 약 150℃로 가열하고, 이 온도를 유지한 채 5분간 유지하고, 상온까지 냉각하여, 이 어깨심부형상을 고정하였다.
이들 천의 상온에서 촉감은, 상당히 단단하나, 플라스틱판과 같은 경도는 아니고, 역시 섬유나 부직포의 감촉으로 사람의 살에 장시간 접촉시켜도 불쾌감은 없었다.
이 어깨심부형상을 고정시킨 2장의 시이트를 세탁기로 1시간 세탁하여, 건조시켰던 바, 구김살이 약간 들고, 또한 모양이 약간 허물어졌으나, 헤어드라이어로 Tg 이상으로 가열하였던 바, 구김살이 꺼지고, 모양 허물어짐이 해소되어 원래의 어깨심부의 형상으로 복귀하였다. 이것은 2장의 시이트가 Tg 이하까지 온도가 저하해도 유지되고 있었다. 또한, 헤어드라이어 대신에 사람의 팔에 접촉시키고 있었던 바, 2장 다같이 20초∼1분정도에서 구김살이 꺼지고, 모양허물어짐에 해소되어, 원래의 어깨심부 형상으로 복귀되었다.
[실시예 7]
실시예 3, 4의 시이트를 각각 Tg 이상의 50℃로 가열해서 연화시키고, 둘로 접어서 2장의 평판사이에 끼워서, 0.5∼2.0㎏/㎟의 압력을 가한채 Tg 이하까지 냉각하고, 이 둘로 접은 형상을 고정시켰다.
이 시이트의 상온에서의 감촉은, 실시예 6과 마찬가지이고, 상당히 단단하나, 플라스틱판과 같은 경도는 아니고, 직포나 부직포의 감촉이 있으며, 사람의 살에 장시간 접촉시켜도 불쾌감은 없었다.
이들 2장의 시이트를 세탁기로 1시간 세탁하여 건조시켰던 바, 실시예 6의 경우와 마찬가지로, 구김살이 약간 들고, 모양허물어짐도 있었으나, 헤어드라이어로 Tg 이상으로 가열하였던 바, 구김살이 꺼지고, 모양허물어짐도 해소되어, 원래의 둘로 접은 형상으로 복귀하고, 이것은 Tg 이하까지 온도가 저하해도 유지되고 있었다. 헤어드라이더 대신에 사람의 팔에 접촉시켰던 바, 이것도 20초∼1분정도에서 구김살, 모양허물어짐이 다같이 해소되었다.
[④ 본 발명 방법의 실시예]
[실시예 8]
무명직포로 Y샤쓰를 봉제하고, 이 Y샤쓰의 칼라, 소맷부리, 앞장식물에, 실시예 1과 동일한 형상기억성 폴리우레탄 분체와 수지접착제의 혼합물을, 펌프식의 통상적인 가정용스프레이를 사용해서, 스프레이 도포하고, 건조후, 이들 부분에 통상의 가정용아이론을 대어서 칼라, 소맷부리, 앞장식물의 형상으로 형상기억시켰다. 이 Y샤쓰의 상온에서의 사용느낌은, 통상의 무명직포와 하등 다를바가 없었다. 또, 이 Y샤스를 세탁기로 1시간 세탁하여, 건조시켰던 바, 상기의 칼라, 소맷부리, 앞장식물 부분에는 일체 구김살이 들지않고, 이 이외의 부분에 다수의 구김살이 들었다.
[실시예 9]
내열온도 170℃의 6-나이론으로 이루어진 부직포를 사용해서 자루(袋)를 제단하고, 이 일부에 실시예 3과 동일한 형상기억성 폴리우레탄분체와 수지접착제와의 혼합물을 실시예 8과 마찬가지로해서 스프레이 도포하고, 건조후 이 스프레이 도포한 부분에 통상의 가정용 아이론을 대어서, 평판형상으로 형상기억시켰다. 이 자루의 상기 스프레이도포한 부분은, 표면이 단단한 감촉이었으나, 내부는 통상의 부직포와 마찬가지의 감촉을 유지하고 있었다. 이 자루를 세탁기로 5시간 세탁하여, 건조시켰던 바, 상기의 스프레이 도포한 부분에 약간의 구김살이 들고, 또 이 부분에 약간의 모양허물어짐을 볼수 있었고, 이 이외의 부분에는 보다 많은 구김살이 들어가고, 또 보다 큰 모양허물어짐이 발생하였다.
이것을, 헤어드라이어로 50℃ 정도로 가열하였던바, 다같이 2∼3분 정도에서 해소되었으나, 이때 다른 부분의 구김살, 모양허물어짐은 조금도 해소되지 않았다. 이상 상세히 설명한 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
① 천연섬유 또는 합성섬유제의 직포, 부직포 다같이 극히 용이하게 형상기억성을 부여할 수 있다.
② 시이트에 도포하는 형상기억성 중합분체의 Tg에 의해, 또 형상기억을 시키는 방법에 의해, 여러가지 태양의 사용을 할 수 있고, 여러분야에서, 또 극한냉지에서부터 열대지까지의 광범위에서, 소망의 사용을 할 수 있다.
③ 또 본 발명 방법에 의하면, 이미 봉제되어 있는 신품 또는 많이 입은 의복등의 깃(칼라)이나 소맷부리 등에 형상기억성을 부여할 수 있어, 의복등의 취급상 매우 유리하다. 더우기, 가정용으로서도 매우 용이하게 사용할 수도 있어, 넓은 분야에서 또한 여러가지의 사용방법에 있어서, 매우 효과적이다.

Claims (2)

  1. 천연섬유 또는 합성섬유제시이트와 형상기억성 중합체로 이루어진 분체의 도포층을 가지고 이루어진 것을 특징으로 하는 형상기억성을 가진 섬유제시이트.
  2. 천연섬유 또는 합성섬유제 시이트로부터 제조된 제품의 소망개소에 형상기억성중합체로 이루어진 분체를 수지접착제를 사용해서 도포하는 것을 특징으로 하는 섬유제시이트제품으로의 형상기억성 부여방법.
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