KR970008977B1 - 저밀도 부직 섬유상 표면 처리용 제품 - Google Patents

저밀도 부직 섬유상 표면 처리용 제품 Download PDF

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패트릭 맥거랜 죤
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미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니
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Abstract

내용 없음.

Description

저밀도 부직 섬유상 표면 처리용 제품
본 발명은 표면을 세정하고, 버핑(buffig)하거나 또는 광내기 위한 저밀도 부직 섬유상 표면 처리용 제품에 관한 것이다.
저밀도의 개방되고, 융기된 탄성 부직 표면 처리용 제품은 조리용 기구, 주방용구, 주거용 고정가구, 벽 및 마루같은 물체를 세정하고, 버핑하여 광을 내기 위해 광범위하게 사용되어 왔다. 이러한 목적에 적합한 부직 제품은 후버 등에게 허여된 미국 특허 제2,958,593호에 그리고 맥애보이에게 허여된 미국 특허 제3,537,121호에 기술되어 있으며, 이들은 산업용 및 가정용으로 널리 이용되고 있다.
일반적으로 상기세척, 버핑 및 광내기용 부직 제품은 합성 유기 권축 스테이플 섬유들로 이루어진 개방되고, 융기된 탄성 부직 매트릭스로 구성된다. 상기 스테이플 섬유들은 서로 접촉하는 곳에서 함께 결합되어 왔다. 일반적으로 수지형 결합제에 사용되며, 흔히 이들은 충전제, 안료 및 연마 입자들을 포함한다.
상기와 같은 제품을 제조하는데 사용되고 있는 수지형 결합제는 수성 또는 유기 용매 상태로 도포된다. 그러나, 환경안전, 작업자의 건강 및 원가 등에 관한 중심이 증대됨에 따라, 유기 용매계 시스템에 대한 허용성이 감소하고 있다. 또한 수분 함량이 높은 결합제 시스템은 유기 용매계 시스템 비해 경화시 더 많은 에너지를 필요로 하므로, 덜 바람직하다. 이같은 사항 외에도 결합제를 선택하는데는 매트릭스를 구성하기 위해 사용된 섬유의 유형에 크게 좌우된다.
나일론 스테이플 섬유에 비해 값이 상당히 저렴한데도 불구하고 폴리에스테르 스테이플 섬유는 통상 사용되는 결합제 수지 대부분이 폴리에스테르에 대하여 접착력이 미약하기 때문에 세척용, 버핑용 및 광내기용 제품의 부직 매트릭스에 거의 사용되지 않는다. 예를 들면 부직 연마제 및 광내기용 재품내의 나일론 섬유 매트릭스를 결합시키는데 광범위하게 사용되어온 페놀 포름알데히드 수지는 경화시 폴리에스테르에 잘 접착되지 않기 때문에 폴리에스테르 섬유 매트릭스용의 결합제로는 사용되지 못했다. 비록 페놀 포름알데히드 결합제 수지와 결합된 폴리에스테르 부직 연마 제품이 제조 후 우수한 초기 외관을 나타낸다고 하더라도, 그들은 수지와 섬유가 벗겨져 나가 세척 또는 광내는 작업에 사용된 후에는 너무 얇아져서 취약해진다. 또한 수계 라덱스 결합제를 폴리에스테르 부직 매트릭스용 결합제로 사용하는 경우, 수득한 제품은 이들 결합제가 화학적 크리너 등에 대한 내성이 불량하기 때문에 그 응용분야가 제한된다. 따라서 상기 세척, 버핑 및 광내기용 제품에 유용하게 사용되려면 폴리에스테르 섬유는 더 고가의 유기 용매계의 수지형 결합제를 필요로 한다.
상기한 세척, 버핑 및 광내기용 부직 제품의 중요한 상업적 용도로서 마루 광내기용 기기에 사용되는 광내기용 패드가 있다. 그러나, 광내기용 패드 속도가 분당 약 1000 내지 3200회전수로 작동되는 초고속 마루광내기용 기계의 발전으로 인해 마루 광내기용 부직 패드 성능에 대해 새로운 요구사항이 필요케 되었다. 광택제로 피복된 마루는 마루가 젖어 있다거나 젖은 것 같이 보이는 광학적 착시를 일으키는 광택도를 지닐 필요가 있다. 이들 요구 사항을 만족시키기 위해, 마루 광택용 패드는 흙이 가볍게 묻어 있는 마루를 세척하는 것 이외에 소용돌이 무늬를 부여하지 않은 상태로 광택제가 피복된 마루를 빨리 버핑시켜 고 광택을 내야한다. 또한 상기 패드를 사용할 때 마루 위로 상기 패드가 전이되거나 오염시키는 일이 없어야 하며, 또한 마루광내기용 저속으로 작동되어 과부하 됨으로써 과도한 견인 항력을 받아도 안된다.
본 발명은 개방되고 융기된 탄성 부직 섬유상 웹을 포함하는 가요성의 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품을 제공하는데, 상기 웹은 경화된 강인성, 내파쇄성의 거의 균질한 주 결합제 수지에 의해 서로 접촉된 지점에서 함께 결합된 상태인 얽힌 합성 유기 섬유로 일루어져 있고, 상기 수지는 가소된 비닐수지 및 중합된 아민-포름알데히드 유도체를 포함한다. 상기 본 발명의 주 결합제 수지는 하기에 제시한 성분으로 구성된 혼합물을 열경화시킴으로써 제조할 수 있다 : (a) 비닐 수지 ; (b) 승온에 노출되면 상기 비닐 수지와 함께 용융되어 거의 균질한 가소성 비닐 수지를 형성하는 비닐 수지용 가소제 ; (c) 비닐 수지의 분해 온도 이하의 온도 및 산성 조건하에서 축합 중합하는 아민-포름알데히드 유도체 ; 및 (d) 상기 비닐 수지의 분해 온도 이하의 승온에 노출시 축합 반응을 개시하는 산 촉매.
또한, 연마성이 더 큰 부직 제품이 요구되는 경우에는 연마 물질의 입자를 웹의 섬유중에 분산시켜 접착시킬 수 있다. 상기 방법은 다수의 통상적인 방법을 이용하여 실시될 수 있다. 예를 들면 웹에 연마제 물질을 도포하기 전에 비경화된 주결합제 수지 혼합물 전체에 상기 물질을 분산시킬 수 있다. 선택적으로 연마제 물질의 입자는 보조 결합제 수지 조성물 전체에 분산되며, 상기 보조 결합제 수지 조성물은 주 결합제 수지와는 조성이 다르며, 보조 결합제 수지 조성물이 주 결합제 수지가 피복된 웹에 도포된 후, 주 결합제 수지가 경화된다.
본 발명의 부직 제품은 통상의 부직 제품에 비해 많은 잇점이 있다. 예를 들면 본 발명의 제품은 사실상 물 또는 용매를 포함하지 않는 수지성 결합제 조성물로 제조될 수 있다. 이것은 주위 환경으로 용매증기 방출로 기인한 잠재적인 건강상의 위험과 결합제를 경화시키는데 소요되는 에너지 및 시간의 관점에서 이들 모두를 감소시키기 때문에 유리하다. 다량의 물을 포함하는 액체 수지성 피복층은 물을 제거하기 위해 과량의 에너지 및 장시간의 건조 시간을 필요로 하므로 빠른 속도로 경화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 부직 제품은 웹 제조에 원가가 낮은 폴리에스테르 섬유를 효과적이고 경제적으로 이용할 수 있다. 나일론 섬유로부터 통상의 부직 표면 처리용 제품을 제조하는 과정에서 광범위하게 사용되는 페놀-포름알데히드 수지형 결합제와는 달리, 본 발명의 주 결합제 수지는 섬유의 표면에 강력하게 접착되며, 수지 또는 섬유 손실 정도가 허용치를 넘지 않을 정도의 장시간 동안 사용해도 충분한 보존성을 갖는 폴리 에스테르 섬유로 이루어진 부직 제품을 제공한다. 또한 본 발명의 주 결합제 수지는 통상적인 수계 페놀 포름알데히드 수지와 같은 더 강력한 결합제 물질로 구성된 피복층의 접착력을 향상시키기 위한 양호한 중간 예비-결합층을 제공하며, 상기 수계 포름알데히드 수지는 그들 자체만으로는 폴리에스테르 섬유 표면에 잘 접착되지 않는다.
본 발명의 부직 제품은 표면으로부터 흙 또는 부식부분을 제거하고, 거칠거나 긁힌 표면을 매끄럽게 하는 용도, 및 무광택 표면을 고광택으로 광을 내는 용도와 같은 다양한 용도에 이용할 수 있다. 일반적인 용도로는 조리용 기구, 접시, 벽, 계산기 상부등의 세정 용도 ; 마루의 세정 및 광내기 ; 그리고 금속, 나무, 플라스틱 및 세라믹 제품의 평활화 및 광내기 등의 용도가 해당된다. 특정 용도를 위한 제품의 적합성 정도는 주로 제품의 연마특성에 의해 결정된다. 더 큰 연마성을 갖고 있는 제품은 섬유에 접착된 연마 입자의 양을 더 많게 하거나, 더 경질인 것을 사용하거나 더 큰 것을 사용하는 것이 일반적이다. 표면 광내기 및 표면 세정용으로 사용하고자 하는 제품은 섬유에 접착되는 연마 입자의 수를 적게 하거나, 크기가 작은 것을 사용하거나, 더 연질인 것을 사용하는 것이 일반적이며, 몇몇 경우에는 연마 물질을 거의 사용하지 않을 수도 있다.
본 발명의 개방되고 융기된 부직 제품은 초고속 마루 광내기용 기기와 함께 사용하기 위한 마루 광내기용 패드로 적합하다. 이들 마루 광내기용 패드는 통상의 부직 마루 광내기용 패드에 무광택으로 피복된 마루를 고광책으로 복원시키는데 더 효과적이다.
본 발명의 개방되고, 융기된 부직 제품은 나일론 및 폴리에스테르 섬유같은 권축 스테이플 합성 유기 섬유로부터 제조되는 것이 바람직하다. 이들 권축 스테이플 섬유는 컬레이터 코오포레이숀에서 상품명 랜도-웨버(Rando Webber)로 시판하고 있는 통상의 웹-형성 기기에 의해 가공 처리되고 얽혀져서 부직 웹이 될 수 있다. 권축 스테이플 합성 섬유로부터 본 발명의 부직 웹을 제조하는데 유용한 방법은 후버 등에 허여된, 미국 특허 제2,958,593호와 맥애보이 등이 허여된 미국 특허 제3,537,121호에 기술되어 있다. 미국 특허 제2,958,593호에 따르면, 사용될 수 있는 섬유의 길이는 부직 개방 웹이 형성되는 가공 처리 장치의 한계치에 좌우된다. 이런 구성을 얻는데 바람직한 것은 부레쉬의 특허 제2,744,294호, 제2,700,188호 및 제2,451,915호와 랭돈 등의 특허 제2,703,441호에 기술된 랜도-웨버와 랜도-피더(Rando-Feeder) 장치(컬레이터 코오포레이숀 시판, 미국, 뉴욕, 로체스터에 소재)가 바람직하다. 그와 같은 가공처리장치를 사용하면, 섬유 길이는 보통 약 1/2 내지 4인치 이내로 유지되며, 1 1/2인치 정도의 길이가 바람직하다. 그러나, 다른 형태의 장치를 사용하여 상이한 길이의 섬유 또는 그들의 조합물을 본 명세서에 규정한 바람직한 궁극적인 특성을 갖는 융기되고 개방된 웹을 형성하는데 사용할 수 있다. 이와 유사하게 섬유의 두께는 최종적으로 얻어진 웹에 바람직한 탄성과 인성 정도를 갖는다는 점에서 중요하지 않다(가공처리와는 별개의 문제). 랜도-웨버 장치를 사용할 때 추천된 섬유 두께는 약 25 내지 250㎛ 범위내에 있다. 웹내에서 최대의 융기, 개방성 및 3차원성을 얻는다는 점에서, 섬유 대부분을 권축-고정시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 개방되고 융기된 부직 표면 처리용 제품의 제조에 있어서, 부직 섬유상 웹은 액체 수지성 조성물로 피복될 수 있으며, 이 수지 조성물은 경화되어 주 결합제 수지를 형성하고, 상용성 가소제인 상용성 액체 아민-포름알데히드 유도체 중에 분산된 비닐 수지와 승온 조건하에서 축합 중합반응을 개시할 수 있는 산촉매를 포함하며, 상기 가소제는 비닐 수지의 분해 온도 이하의 온도 및 산성 조건하에서 축합 중합 반응을 일으킨다. 웹은 당 기술 분야에서 공지된 방법인 롤 피복 또는 분무 피복법 같은 방법에 의해 상기 액체수지 조성물로 피복된다. 또한 액체 수지 피복 조성물은 상온하에 액상을 유지하며 안정하고 제조된 후 수일동안 부직 제품 제조에 사용할 수 있다.
본 발명에 사용된 비닐 수지는 열가소성 중합체이며, 상기 중합체는 적절한 가소제와 함께 배합되어 열을 가하면 대체로 균질한 가소성 비닐 수지의 연속 피막을 형성할 수 있다. 본 발명에 유용한 비닐 수지로는 비닐 클로라이드의 단독중합체 및, 비닐 프로피오네이트와 비닐 부티레이트와 같은 비닐 에스테르, 비닐리덴 클로라이드, 비닐 아세테이트, 또는 알킬-치환된 비닐 에스테르 같은 공단량체와 비닐 클로라드의 공중합체를 들 수 있다. 그외에도 아크릴산, 메타크릴산 및 그들의 알킬 에스테르 같은 아크릴 공단량체를 지닌 클로라이드의 공중합체가 본 발명에 유용할 수 있다. 그러나 비닐 클로라이드의 단독 중합체 또는 비닐 아세테이트와 비닐 클로라이드의 공중합체로 이루어진 비닐 수지가 바람직하다. 그와 같이 바람직한 비닐 수지는 상표명 옥시(Oxy) 565로 옥세덴탈 케미칼 코오포레이숀에서 시판하는 비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 공중합체 분산 수지이다.
본 발명에 사용되는 가소제는, 열을 가하면 대체로 균질한 가소성 비닐 수지를 제공하는 것을 선택해야한다. 가소제는 장시간동안 안정한 분산액을 형성하기 위해서 비닐 수지가 분산될 수 있는 액체의 점도에 비해 낮거나 중간 정도인 것이 바람직하다. 본 발명에 유용한 가소제는 가소화 폴리비닐 클로라이드를 형성하기 위해 통상 사용되는 것으로서 프탈레이트 에스테르, 예컨대, 2-에틸 헥실 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트와 디이소노닐 프탈레이트 ; 유사 아젤레이트 또는 아디페이트 에스테르 ; 트리크레실 포스페이트 같은 포스페이트 에스테르 ; 및 그들의 혼합물이 해당된다.
액에 수지성 조성물에 사용되는 가소제의 양은 비닐 수지가 유체 분산액을 형성하고, 열을 가하여 비닐수지의 용융을 용이하게 하기에 충분할 정도이어야 한다. 유체 분산액은 개방되고 융기된 부직 웹의 피막을 형성하기 위해 용이하게 유동성이 있는 것이 바람직하다. 그러나, 과량의 가소제는 가소화 비닐 수지를 너무연질로 만들기 때문에 본 발명에 유용한 내구성 및 강도를 충분히 부여하는 주 결합제 수지를 제조할 수 없는 가소성 비닐 수지를 만든다. 또한 가소제를 과량 사용하는 경우, 주 결합제의 가소성 비닐 수지로부터 가소제가 분리되어 제품 표면상에 가소제로 구성된 액체 필름이 형성되어 바람직하지 못하다. 일반적으로 가소제 : 비닐 수지는 약 30 : 70 내지 약 60 : 40의 중량 비율로 액체 수지성 조성물내에 존재한다. 바람직하게는 가소제 : 비닐 수지의 중량비는 약 35 : 60 내지 약 55 : 45범위내이다.
본 발명에 유용한 아민-포름알데히드 유도체는 강력한 산 촉매 존재하에 비닐 수지의 분해 온도 이하의 온도로 가열시 축합 중합 반응을 일으킨다. 부가적으로, 상기 아민-포름알데히드 유도체는 열을 가하기 이전에 액체 비닐 수지/가소제 분산액과 상용성이 있다. 아민-포름알데히드 유도체는 비닐 수지/가소제 분산액 중에 용해하거나 분산시킬 수 있어서, 대체로 균질한 혼합물을 형성할 수 있는 것이 바람직하다. 또한 열을 가한 이후, 비닐 수지/가소제 분산액의 고화 또는 용융 그리고 아민-포름알데히드 유도체, 가소성 비닐 수지 및 중합된 아민-포름알데히드 수지의 축합 중합반응이 동시에 일어나서 비상용성 또는 거의 상 분리되지 않는 대체로 균질한 고체를 형성한다.
본 발명에 사용하기 적합한 아민-포름알데히드 유도체는 포름알데히드를 멜라민, 우레아 또는 벤조구아나민 같은 폴리아민 작용성 물질과 반응시켜 제조할 수 있다. 바람직한 아민-포름알데히드 유도체는 이들이 유리 메틸올 함량을 적게 또는 매우 적게 함유하도록 알킬화시킨 완전 메틸화된 멜라민-포름알데히드 수지이다. 완전 메틸화 멜라민-포름알데히드 수지가 메틸, 에틸 또는 부틸기 같은 저분자량의 알킬기로 알킬화되는 것이 바람직하다. 이와 같이 바람직한 아민-포름알데히드 유도체의 예로는 아메리칸 시안아미드 컴패니에서 시판하는 상품명 사이멜(Cymel) 301, 사이멜 303, 사이멜 1133과 사이멜 1168이 있다. 이들 완전 메틸화 멜라민-포름알데히드 수지는 적은 유리 메틸올 함량을 지니며 액체인 비닐 수지/가소제 분산액과 상용성이 있다. 사이멜 303은 비닐 수지 분산액과 우수한 상용성을 갖는 것외에도 강산과 혼합시 실온 안정성이 양호하므로 가장 바람직하다.
액체 수지성 조성물중의 아민-포름알데히드 유도체 대 비닐 수지/가소제 분산액의 중량비는 약 30 : 70 내지 약 65 : 35범위내가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 40 : 60 내지 60 : 40범위내이다. 그러나 바람직한 비율의 선택은 비닐 수지/가소제 분산액중의 비닐 수지의 함량 대 가소제 함량의 비율에 따라 달라진다. 예를 들면, 비닐 수지 함량이 높으면 충분히 유용한 낵성과 강도를 갖는 주 결합제 수지를 제공하기 위해 적은 양의 아민-포름알데히드 유도체를 필요로 한다. 역으로, 가소제의 양이 많으면 아민-포름알데히드 유도체를 더 많이 필요로 한다.
아민-포름알데히드 유도체의 축합 중합 반응은 승온에서, 강산 또는 비닐 수지의 온도 이하의 승온에서 강산을 발생시키는 화합물인 산 촉매에 의해 개시된다. 본 발명의 상 촉매로 적절한 강산의 예로는 벤젠 설폰산, p-톨루엔 설폰산, 포름산, 트리플루오로아세트산, 트리브로모아세트산 및 당 기술 분야에 공지된 다른 기타 화합물이다. 바람직한 산 촉매는 p-톨루엔 설폰산이다.
용융된 비닐 수지 플라스티졸의 고화 및 아민-포름알데히드 유도체의 동시 축합 중합 반응을 통해 제조되는 본 발명의 주 결합제 수지의 생성 과정은 비닐 수지 분해 온도 이하의 온도로 승온시 발생된다. 주 결합제 수지는 약 135℃ 내지 약 190℃ 사이의 온도에서 형성되는 것이 바람직하다. 이 온도에서 결합제 피막은 일반적으로 약 5분 내지 25분 범위내에서 고화된다. 비록 결합제 수지의 고화 온도가 높을수록 더 급속히 발생하기는 하나, 지나치게 온도가 높으면 부직 웹 섬유의 변성 또는 결합제 수지의 변성을 야기시킬 수 있다.
본 발명의 세정용 및 광내기용의 개방되고, 융기된 부직 제품이 보다 많은 연마제를 필요로 하는 경우, 연마 입자는 부직 웹의 섬유 전체에 분산 접착된다. 유용한 연마 입자는 크기면에서 평균 입도가 약 0.71mm인 약24등급 내지 평균 입도가 약 0.01mm인 약 100등급의 것이 해당된다.
목적하는 응용 온도에 따라, 본 발명의 제품에 사용되는 연마 물질은 연질 연마제, 경질 연마제 또는 그들의 혼합물일 수 있다. 약 1 내지 7범위의 모어스 경도를 갖는 연질 연마제는 부드러운 연마 표면을 갖는 제품을 제공한다. 유용한 연질 연미제의 예로는 석류석, 플린트, 실리카, 경석 및 탄산칼슘 같은 무기 물질 ; 및 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드, 메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트 및 폴리스티렌 같은 유기 중합체 물질을 포함한다. 모어스 경도가 약 8이상인 경질 연마제는 침식성이 큰 연마 표면을 갖는 제품을 제공한다. 유용한 경질 연마제의 예로는 탄화규소, 강옥, 산화알루미늄, 토파즈, 용융 알루미나-지르코니아, 질화 붕소, 탄화 텅스텐 및 질화 규소 같은 물질이 해당된다.
연마 입자는 주 결합제 수지에 의해 웹의 섬유에 부착되거나, 또는 주 결합체 수지와는 조성이 상이하며, 주 결합제 수지가 경화된 후 도포되는 보조 결합제 수지에 의해 웹의 섬유에 부착된다. 부드러운 연마제품에 있어서, 손으로 저속의 힘을 가하는데 사용되며, 일반적으로 연질의 연마제 입자를 주 결합제 수지를 사용해 섬유에 접착시키는 것이 바람직하다. 그러한 제품에 있어서, 주 결합제 수지는 장기간 유용한 수명을 갖도록 충분한 보존성을 갖는 부드러운 연마제품을 제공하기 위해 충분한 강도와 내구성을 지닌다. 침식성이 더 큰 연마제품에 있어서, 이는 고속의 기계력 작업이 사용되며 일반적으로 경질의 연마제 입자를 페놀포름알데히드수지 같은 경질의 단단한 보조 결합제 물질을 사용해 섬유에 접착시키는 것이 바람직하다. 그와 같은 보조 결합제 수지는 연마 입자 및 섬유간에 더 강력한 결합을 제공할 뿐 아니라 부직 웹의 총 구조적 일체성을 증가시킨다.
본 발명을 하기의 비제한적 실시예에 의거하여 설명하고자 하며, 여기에서 모든 부는 특별한 언급이 없는 중량부이다.
[실시예 1]
길이 50mm, 데니어 15의 권축된(25mm당 약 9개의 권축) 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트)스테이플 섬유 75중량부 ; 및 길이 35mm, 데니어 15의 권축된(25mm당 약 8개의 크림프) 쉬쓰-코어(sheath-core) 구조의 (쉬쓰 중량 약 50퍼센트)용융 결합성 폴리에스테르 스테이플 섬유 25중량부로 구성된 섬유 혼합물로부터 랜도-웨버 웹-형성기상에서 저밀도의 부직 웹을 제조했다. 제조된 웹은 용융결합성 섬유를 활성화시키기 위해 160℃에서 3분간 고온 대류 오븐내에서 가열하여, 웹을 예비 결합시켰다. 예비 결합된 웹의 중량은 약 125g/m2였다.
예비 결합된 웹을 2개의 롤 피복기의 피복 롤 사이를 통과시켜 주 결합제 수지 조성물로 피복하였는데, 여기에서 저부 피복 롤은 부분적으로 액체 결합제 수지 조성물내에 침지시켰다. 액체 결합제 수지 조성물은 2개의 예비 혼합물의 혼합물이다. 일차 예비-혼합물은 메틸올 함량이 매우 낮은 고 메틸화된 멜라민-포름알데히드 수지(아메리칸 사안아미드 컴패니 제품인 상품명 사이멜 303으로 시판) 500부를 적당히 교반하면서 p-톨루엔 설폰산(강산)을 물에 녹인 50% 고체 용액 40부와 혼합하여 얻어진다. 2차 예비-혼합물은 고전단 혼합 조건하에서 디이소노닐 프탈레이트 가소제 430부를 미세한 과립형의 폴리비닐클로라이드-비닐아세테이트 공중합체 분산 수지(옥시덴탈 케미칼 코오포레이숀에서 시판하는 상품명 옥시 565) 570부에 천천히 가해 혼합하여 얻어진 비닐 수지/가소제 분산액이다. 이 액체 결합제 수지 조성물은 1000부와 2차 예비-혼합물에 540부의 일차 예비-혼합물을 적당히 교반하여 혼합함으로써 제조된다. 액체 결합제 결합제수지 조성물을 약 115g/m2의 속도로 2개의 롤 피복기를 사용해 부직 웹에 도포하였다. 액체 결합제 수지가 피복된 부직 웹을 10분간 160℃로 가열된 오븐을 넣어 액체 결합제 수지를 경화시키고, 부직 연마제 제품으로 제조하기 적합한 결합된 부직 웹을 제조한다.
결합된 부직 웹을 염기 촉매화된 페놀-포름알데히드수지 16%, 안료 3%, 탄산칼슘 10%, 50% 등급 280(평균 입력 약 0.05mm) 및, 미세한 용융 산화 알루미늄 연마 입자, 이소프로필 알코올 5% 및 물 16%로 구성된 연마 슬러리로 분무 피복했다. 분무 피복은 먼저 웹의 한 면을 일차 피복하고 경화시킨 후 웹의 반대면에 도포하고, 다시 그 면을 경화시켜 실시한다. 매 분무 피복시 약 15 내지 20분 동안 160℃에서 경화시켰다. 경화 피복된 웹은 중량이 665g/m2이었고 두께는 약 13mm였다.
[대조 실시예 A]
권축돈 폴리에스테르 스테이플 섬유와 용융 결합성 폴리에스테르 스테이플 섬유로 형성된 저밀도의 예비결합된 부직 웹을 상기 실시예 1과 동일하게 제조했다. 예비 결합된 부직 웹은 실시예 1에 기술된 염기 촉매화된 패놀 포름알데히드 수지 슬러리로 피복했다. 비닐 수지/멜라민-포름알데히드 수지 피복물을 생략한 것 외에는 본 실시예의 생성물은 실시예 1의 생성물과 동일하다.
[성능 비교]
실시예 1 및 대조 실시예 A의 생성물들을 각 100mm×150mm 길이의 부직 웹 패드로 만들어 각각 10회씩 접고 구부려 봄으로써 내구성을 평가했다. 대조 실시예 A의 생성물은 상당량의 페놀-포름알데히드 수지 피복물의 손실이 있는 반면, 실시예 1의 패드는 거의 손실되지 않았다. 이 시험결과 멜라민-포름알데히드/가소성 폴리비닐 클로라이드 비닐 아세테이트 수지 일차 피복물을 사용함으로써, 웹의 포름알데히드 섬유에 대한 페놀-포름알데히드 수지의 불량한 접착력을 개선시킬 수 있음을 알았다.
[실시예 2]
예비결합된 웹의 중량이 약 470g/m2이고, 이 웹은 길이 40mm, 데니어 50의 권축된(25mm당 권축 8개)폴리에스테르 스테이플 섬유 75중량%와 실시예 1에 기술된 데니어 15의 용융-결합된 폴리에스테르 섬유 25중량%로 구성된 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법을 사용해 저밀도의 예비 결합된 부직 웹을 제조했다. 예비결합된 부직 웹은 두 개의 롤 피복기를 사용하여 2,000부의 사이멜 303 수지 조성물, p-톨루엔 설폰산을 물중에 녹인 50% 고체 용액 160부, 2,000부의 실시예 1에 기술된 비닐 수지/가소제 분산액과 120부의 C15/250 유리 미소구(3엠사 제품명 스카치 라이트 브랜드 글래스 버블로 시판)로 구성된 혼합물로 피복되었다. 피복된 웹을 실시예 1과 같이 가열하여 결합제 수지를 경화시켰다. 생성된 결합되고 피복된 부직 웹은 그 중량이 약 1.050g/m2이고, 두께는 약 25mm이었다.
직경 500mm의 디스크를 본 실시예의 피복된 웹에서 절단하고, 광택 피복된 마루 타일상에서의 버핑 패드로서 평가했다. 305mm×305mm의 백색 충전된 비닐 마루 타일들은 사전에 도포된 피복물을 제거하기 위해 각각 세정시켰다. 이들 마루 타일들은 3엠 제품인 스텔라 브랜드 플로어 폴리쉬를 사용해 6개의 피복층으로 마루를 광택 피복하였는데, 매회 피복후 건조시간을 약 30분 정도로 두어 재피복을 실시했다. 광택 피복된 마루 타일들은 본 시험에 사용하기 전에 4일간 실온에서 건조시켰다. 이 광택 피복된 마루 타일들을 ASTM D 1455-82로 측정해 보면 약 87 내지 90범위의 60°광택도를 갖는다. 건조된 후에는 마루 타일의 광택 피복된 표면을 여러번 밟고 지나다녀 마루 타일의 광택 피복된 표면이 무광택 상태로 닳게 만들었다. 각각의 피복된 타일들은 다른 타일들 사이의 매트릭스에 위치시키고, 광택 표면은 175RPM 회전 마루 광택용 기계 위에 장착된 다소 연마성이 있는 마루 패드(상품명 스카치-브라이트 브랜드 블루 클리너인 3엠사 제품)를 사용해 세척함으로써 60°광택도의 값이 약 56 내지 58범위의 값으로 감소되도록 닳게 했다.
본 발명의 500mm 직경의 부직 마루 광택용 패드를 2,500RPM으로 작동되는 밧데리 충전 고속 마루 광택용 기계(상품명 훨라매틱(Whirlamatic)인 에드밴스 머쉰 컴패니 제품)에 고정시켰다. 약 45m/분의 속도로 광택 피복된 마루 타일 위를 1회 지나게 한 후, 본 발명의 부직 마루 광택용 패드는 60°광택도가 79로 증가되었으며, 2회 통과후는 60°광택도가 82로 약간 증가되었다. 이와는 대조적으로 시판중인 천연모로 만들어진 마루 광택용 패드를 고속 마루 광택용 기계에 사용했을 때, 일차 통과후 60°광택도는 단지 71로 증가되었고 2차 통과후 60°광택도는 단지 72로만 증가되었다. 이 시험 결과는 본 발명의 부직 마루 광택용 패드가 더 적은 횟수와 더 적은 노동으로 광택 피복된 마루 타일의 광택도를 더욱 빠르게 바람직한 높은 반사도를 갖도록 증가시킨다는 것을 입증하고 있다.
[실시예 3]
예비 결합된 웹이 중량은 약 210g/m2이고, 두께가 20mm이며, 길이 60mm, 데니어 50의 권축된(25mm당 권축 5개) 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 스테이플 섬유 70중량% 및 실시예 1에 기술된 데니어 15의 용융 결합성 폴리에스테르 섬유 30중량%로 구성된 점을 제외하고는 실시예 1에 기술된 것과 동일한 방법에 의해 저밀도 예비 결합된 부직 웹을 제조했다.
예비 결합된 웹을 실시예 1에 기술된 2개의 롤 피복기를 사용하여 사이멜 303 수지 조성물 250부, p-톨루엔 설폰산을 물에 녹인 50% 고체 용액 20부 및, 실시예 1에 사용된 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 공중합체 313부와 디이소노닐 프탈레이트 187부로 구성된 비닐 수지/가소제 분산액 500부로 이루어진 혼합물로 피복했다. 액체 피복층을 약 375g/m2중량으로 도포했다. 피복층을 가열하여 경화시키기 전에, 24 내지 42의 스크린 등급 크기(약 0.71mm 내지 0.35mm 범위내의 입력)를 갖는 분쇄된 폴리메틸타크릴레이트 입자를 부식 웹의 한 면에 드롭 피복시켜 부직 웹의 표면 약 70%를 피복시켰다. 피복층을 10분 동안 160℃에서 경화시켰다.
본 실시예의 제품은 긁힘이 없는 주방 세척용 패드로서 성능이 좋다.
[실시예 4 내지 16]
실시예 4 내지 16에서는 효능있는 주 결합체 수지 조성물을 제조하여 그 상용성 및 적합성을 평가했다. 멜라민-포름알데히드 수지와 가소성 비닐 수지의 함량 및 유형은 하기 표 1에서와 같이 변화시켰다. 실시예 4-15에 사용된 비닐 수지는 실시예 1에 기술된 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체이고, 실시예 16에서 사용된 비닐 수지는 비닐 클로라이드 단독 중합체였다.
Figure kpo00001
실시예 4 내지 16에 대해 표 1에 기술된 결과는 멜라민-포름알데히드 수지를 선택한 군만이 본 발명의 주 결합체 수지에 유용한 가소성 비닐 수지와 충분한 상용성이 있음을 나타내고 있다. 사이멜 303, 사이멜 1133 및 사이멜 1168이란 상품명으로 시판되는 아메리칸 시안아미드 컴패니 제품인 멜라민-포름알데히드수지는 상용성이 있는 반면, 상품명 사이멜 327, 사이멜 380과 사이멜 1170은 상용성이 없었다. 또한 상기 결과로 최소 함량의 아민-포름알데히드 수지를 사용하는 경우 주 결합제 수지가 너무 유연해 본 발명에 유용하지 못하고, 최대 함량의 아민-포름알데히드 수지를 사용하는 경우 주 결합제 수지가 너무 부서지기가 쉬워 본 발명에 유용하지 못함을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 가소화 비닐 수지와 중합된 아민-포름알데히드 유도체로 구성된 인성 및 내파쇄성이 있는 경화된 균질한 주 결합제 수지에 의해 서로 접촉된 지점에서 함께 결합된 상태로 얽혀 있는 합성 유기 섬유로 이루어진, 개방되고 융기된 부직 섬유상 웹으로 구성된 가요성 및 탄성이 있는 섬유상의 표면 처리용 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아민-포름알데히드 유도체는 포름알데히드를 멜라민, 우레아 및 벤조구아나민으로 구성된 군에서 선택되는 폴리아민 작용성 물질과 반응시켜 수득한 생성물인 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중합된 아민-포름알데히드 유도체와 상기 가소화 비닐 수지가 중합된 아민-포름알데히드 유도체 : 가소화 비닐 수지의 중량비를 30 : 70 내지 65 : 35로 제공하는 양으로 상기 주 결합제 수지내에 존재하는 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가소화 비닐 수지는 가소제 : 비닐 수지의 중량비가 30 : 70 내지 60 : 40의 범위내에 있는 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
  5. 경화되고 인성이 있으며 내파쇄성이 있는 균질한 주 결합제 수지에 의해 서로 접촉되는 지점에서 함께 결합된 상태로 얽힌 합성 유기 섬유로 이루어진, 개방되고 융기된 부직 웹으로 구성된 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품에 있어서, 상기 주 결합제 수지는 (a) 비닐 수지 ; (b) 승온에 노출시 상기 비닐 수지와 함께 용융되어 대체로 균질한 가소화 비닐 수지를 형성하는 상기 비닐 수지용 가소제 ; (c) 상기 비닐 수지의 분해 온도 이하의 온도 및 산성 저건하에서 축합 중합 반응을 하는 아민-포름알데히드 유도체 ; 및 (d) 상기 비닐 수지의 분해 온도 이하의 승온에 노출시 상기 축합 중합 반응을 개시하는 산 촉매로 구성된 혼합물을 열 경화시켜 수득한 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
  6. 제5항에 있어서, 상기 아민-포름알데히드 유도체는 포름알데히드를 멜라민, 우레아 및 벤조구아나민으로 구성된 군에서 선택되는 폴리아민 작용성 물질과 반응시켜 수득한 생성물이며, 상기 아민-포름알데히드 유도체는 매우 낮은 유리 메틸을 함량을 갖도록 저분자량의 알킬기로 알킬화된 완전 메틸화 멜라민-포름알데히드 수지인 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
  7. 제5항에 있어서, 상기 유기 섬유 전체에 분산되며, 경화된 보조 결합제 수지에 의해 상기 유기섬유에 접착되는 연마 입자를 추가로 포함하며, 상기 보조 결합제 수지는 페놀 포름알데히드 수지인 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
  8. 경화되고, 인성이 있으며 내파쇄성이 균질한 주 결합제 수지에 의해 접촉되는 지점에서 서로 결합된 상태로 얽힌 권축된 폴리에스테르 스테리플 섬유들로 형성된 개방되고 융기된 부직 섬유상 웹으로 구성된 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품에 있어서, 상기 주 결합제 수지는 (a) 비닐 클로라이드의 단독 중합체와 비닐 아세테이트와 비닐클로라이드의 공중합체로 구성된 군에서 선택되는 비닐 수지 ; (b) 승온에 노출시 상기 비닐 수지와 함께 용융되어 대체로 균질화 가소화 비닐 수지를 형성하는 상기 비닐 수지용 가소제 ; (c) 매우 적은 유리 메틸올 함량을 갖도록 저분자량 알킬기들로 알킬화된 완전 메틸화 멜라민-포름알데히드 수지 ; 및 (d) 벤젠 설폰산, p-톨루엔 설폰산, 포름산, 트리플로오로아세트산 및 트리브로모아세트산으로 구성된 군에서 선택되는 산으로 구성된 혼합물을 열 경화시켜 수득한 생성물을 포함하는 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면처리용 제품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 웹의 섬유 전체에 분산되고 접착되어 있는 연마 입자를 추가로 포함하는 가요성 및 탄성이 있는 섬유상 표면 처리용 제품.
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