KR101585386B1 - 발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법 - Google Patents

발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법에 관한 것으로, 높은 투습도를 가지면서 세탁 후 발수성 및 발유성에 대한 유지력이 개선되고, 의복 자체에 발수 발유 처리가 가능하여 심실링 처리가 요구되지 않는 발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법에 관한 것이다.

Description

발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법 {Oil and water repellent composition and treating method for garment using same}
본 발명은 발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법에 관한 것으로, 높은 투습도를 가지면서 세탁 후 발수성 및 발유성에 대한 유지력이 개선되고, 섬유상 소재 외에 의복 자체에 발수 발유 처리가 가능하여 심실링 처리가 요구되지 않는 발수 발유제 조성물 및 이를 이용한 의류의 발수 발유 처리방법에 관한 것이다.
최근 레져 문화의 발전과 함께 다양한 기능성 직물의 제조법이 생활에 많은 편의를 제공하고 있다. 특히 다양한 방식의 소재의 발전은 제품의 특성에 따라 한 부분에 대한 기능이 상승시 다른 부분의 기능이 급감하는 트레이드-오프 현상을 유발하게 된다.
예를 들어, 비투습형 방수화 직물은 방수 특성을 구현하나 투습성이 급격히 낮아지는 직물로 사용에 한계가 있으며, 투습 발수형 직물의 경우 대부분 습식공정을 통해 생산되며, 두꺼운 후도의 코팅법으로 중량이 과도하게 증가되며, 직물의 촉감이 급격히 변하게 되는 문제가 있다.
또한 이와 같은 코팅 처리는 직조물, 편직물 또는 섬유성 부직 웹(부직포)와 같은 섬유 소재나 원사(yarn)에 적용되며, 이들을 사용하여 코팅 처리한 섬유상 소재를 사용하여 의복을 제조한 경우, 완전한 투습 방수 기능을 제공하기 위해서는 별도의 심실링 공정이 요구되는 문제가 있다.
한편, 투습 발수 및 발유 기능 등을 부여하기 위해, 섬유 소재에 발유 및 발수 기능을 제공하는 조성물은 이미 공지되어 있으며, 이들은 통상적으로 섬유 소재를 착색시키기 위한 습식 염색 공정 후에 적용되는 것이 일반적이다. 하지만 이들은 초기 발수도가 낮거나, 세탁 후 발유 및 발수 성능이 저하되는 등의 문제가 있으며, 아울러 섬유상 소재에 대해 적용되어야 하므로 의류 가공시 별도의 심실링 공정이 요구된다는 문제를 갖는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 초기 발수도가 우수하고, 세탁 후 내구성이 우수하며, 의복에 대한 직접적인 처리가 가능하여 별도의 심실링 공정이 요구되지 않는 발수 발유제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 조성물을 사용하여 섬유, 원사 또는 의복에 발수 발유 특성을 부여하는 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 상기 조성물을 사용하여 발수 발유 가공처리된 의복을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
발수 발유 처리제 80 내지 95중량%; 및
가교 처리제 5 내지 20중량%를 포함하는 발수 발유 조성물로서,
상기 발수 발유 처리제가,
플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머 20 내지 40중량부;
폴리에테르 폴리올 수지 3 내지 20중량부;
비이온계 계면활성제 1 내지 10중량부;
양이온계 계면활성제 1 내지 10중량부; 및
물 40 내지 70중량부;를 포함하고,
상기 가교 처리제가,
폴리에스테르 폴리올 80 내지 150중량부;
카르복실기 함유 디히드록실 화합물 10 내지 40중량부;
유기용매 10 내지 40중량부;
폴리이소시아네이트 50 내지 150중량부;
아미노변성 실리콘 50 내지 150중량부; 및
물 400 내지 800중량부;를 포함하는 발수 발유 조성물을 제공한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
의복을 상기 발수 발유제 조성물로 습식 코팅하는 단계;
코팅이 완료된 의복을 탈수 및 건조하는 단계; 및
탈수 및 건조가 완료된 의복을 경화시키는 단계;를 포함하는 발수 발유 처리방법을 제공한다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
상기 발수 발유제 조성물로 발수 발유 가공 처리된 의복을 제공한다.
본 발명에 따른 발수 발유제 조성물, 이를 사용하여 의복을 처리하는 방법 및 이와 같은 처리 공정으로부터 얻어지는 의복은 초기 발수도가 우수하고, 여러 번의 세탁 후에도 발수 및 발유 특성에 대한 내구력이 개선되며, 특히 의복(garment)에 적용시 별도의 심실링 공정이 요구되지 않으므로 현저히 개선된 경제성을 제공하게 된다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 조성물로 발수 발유 처리된 의복에 대한 발수도 시험 결과를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
(가) 발수 발유제 조성물
발수 발유 처리제 80 내지 95중량%; 및
가교 처리제 5 내지 20중량%를 포함하는 발수 발유 조성물로서,
상기 발수 발유 처리제가,
플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머 20 내지 40중량부;
폴리에테르 폴리올 수지 3 내지 20중량부;
비이온계 계면활성제 1 내지 10중량부;
양이온계 계면활성제 1 내지 10중량부; 및
물 40 내지 70중량부;를 포함하고,
상기 가교 처리제가,
폴리에스테르 폴리올 80 내지 150중량부;
카르복실기 함유 디히드록실 화합물 10 내지 40중량부;
유기용매 10 내지 40중량부;
폴리이소시아네이트 50 내지 150중량부;
아미노변성 실리콘 50 내지 150중량부; 및
물 400 내지 800중량부;를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 발수 발유 조성물은 별도로 제조한 발수 발유 처리제 및 가교 처리제를 혼합하여 제조할 수 있으며, 상기 발수 발유 처리제는 의복에 기본적인 발수 및 발유 기능을 부여하며, 상기 가교 처리제는 상기 발수 발유 기능을 보다 강화시키는 기능을 수행하게 된다. 이때 상기 발수 발유 처리제는 전체 조성물 중량을 기준으로 약 80 내지 95중량%의 함량으로 사용할 수 있으며, 상기 가교 처리제는 약 5 내지 20중량%의 함량으로 사용할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 발수 발유 조성물에 사용되는 상기 발수 발유 처리제는 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머, 폴리에테르 폴리올, 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제 및 물을 포함하며, 이들에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
(1) 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머
상기 조성물에 사용되는 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머는 (A) 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 단량체로부터 유도되는 반복 단위, 및 (B) 환상 탄화수소기를 갖는 단량체 (B1) 또는 단쇄 탄화수소기를 갖는 단량체 (B2)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 비불소 아크릴레이트 단량체로부터 유도되는 반복 단위를 포함할 수 있다. 중합 부위는 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴레이트기, 또는 메타크릴레이트기이며, 특히 메타크릴레이트기가 바람직하다
상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 (A)는 발수성, 발유성 및 방오성을 부여하게 되며, 상기 플루오로알킬기의 경우, 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하다. 그 예로서는 -CF3, -CF2CF3, -CF2CF2CF3, -CF(CF3)2, -CF2CF2CF2CF3, -CF2CF(CF3)2, -C(CF3)3, -(CF2)4CF3, -(CF2)2CF(CF3)2, -CF2C(CF3)3, -CF(CF3)CF2CF2CF3, -(CF2)5CF3, -(CF2)3CF(CF3)2, -(CF2)4CF(CF3)2, -(CF2)2H, -CF2CFHCF3, -(CF2)4H, -(CF2)6H 등을 들 수 있다.
상기 비불소 아크릴레이트 단량체 (B)는 조막성 및 부드러운 감촉(soft)을 제공하고, 불소를 함유하지 않는 단량체이며, 환상 탄화수소기를 갖는 단량체 (B1) 및 단쇄 탄화수소기를 갖는 단량체 (B2)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 단량체이다.
환상 탄화수소기를 갖는 단량체 (B1)은, 환상 탄화수소기 및 중합 부위를 갖는 화합물이다. 이때 환상 탄화수소기로서는 포화 또는 불포화인, 단환기, 다환기, 가교환기 등을 들 수 있다. 환상 탄화수소기의 탄소수는 4 내지 20인 것이 바람직하다. 환상 탄화수소기로서는 탄소수 4 내지 20, 특히 5 내지 12의 환상 지방족기, 탄소수 6 내지 20의 방향족기, 탄소수 7 내지 20의 방향 지방족기를 들 수 있다. 환상 탄화수소기의 탄소수는 15 이하, 예를 들어 10 이하인 것이 특히 바람직하다. 환상 탄화수소기의 구체예는 시클로헥실기, t-부틸시클로헥실기, 벤질기, 이소보르닐기, 디시클로펜타닐기, 디시클로펜테닐기이다. 중합 부위는 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 기인 것이 바람직하다. 중합 부위의 예로서는 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 등을 들 수 있지만, 특히 메타크릴레이트기가 바람직하다. 일반적으로 환상 탄화수소기와 중합 부위는 직접 결합되어 있다.
상기 환상 탄화수소기를 갖는 단량체의 구체예로서는, 시클로헥실 메타크릴레이트, t-부틸시클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 디시클로펜타닐 메타크릴레이트, 디시클로펜타닐 아크릴레이트, 디시클로펜테닐 아크릴레이트 등을 들 수 있다.
단쇄 탄화수소기를 갖는 단량체 (B2)는, 단쇄 탄화수소기 및 중합 부위를 갖는 화합물이다. 단쇄 탄화수소기는 수소 원자도 포함한다. 단쇄 탄화수소기의 탄소수는 0 내지 6, 특히 0 내지 4(예를 들어 1 내지 4)인 것이 바람직하다. 단쇄 탄화수소기는, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6(특히 1 내지 4)의 직쇄 또는 분지의 지방족 탄화수소기(예를 들어, 알킬기), 특히 메틸기, 에틸기, 탄소수 3 내지 6(특히 3 내지 4)의 분지의 지방족 탄화수소기[특히, 분지의 프로필기(이소프로필기) 및 분지의 부틸기(이소부틸기 및 t-부틸기), 또한 분지의 펜틸기 및 분지의 헥실기]인 것이 바람직하다. 중합 부위는 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 기인 것이 바람직하다. 중합 부위로서는 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 등을 들 수 있지만, 특히 메타크릴레이트기가 바람직하다. 일반적으로, 단쇄 탄화수소기와 중합 부위는 직접적으로 결합되어 있다.
단쇄 탄화수소기를 갖는 단량체 (B2)의 구체예로서는 메타크릴산, 아크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 네오펜틸 메타크릴레이트, 3,3-디메틸부틸 메타크릴레이트, 3,3-디메틸-2-부틸 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
불소 함유 중합체를 구성하는 단량체는, 단량체 (A) 및 (B)에 추가하여, 실란기를 갖는 단량체 (C)를 함유하여도 된다. 단량체 (C)는 실란기(특히, 말단 실란기) 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 실란기를 갖는 단량체는 말단 실란 커플링제이어도 된다.
또한, 상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머는 단량체 (A) 및 (B)에 추가하여, 염화비닐 단량체 (D)를 더 함유할 수 있다. 이와 같은 염화비닐 단량체 (D)는 내구성 및 경질 감촉(Hard)을 제공함과 동시에 코팅 수지와의 접착성을 개선할 수 있게 된다.
아울러, 상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머는 이중결합을 하나 이상 갖는 가교성 단량체 (E)를 더 포함할 수 있다. 이러한 가교성 단량체 (E)로서는 당업계에서 사용하는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨디아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트 유도체 및 트리메틸프로판트리아크릴레이트 등일 수 있다.
상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머의 중량 평균 분자량은, 예를 들어 2000 내지 5000000, 특히 3000 내지 5000000, 특별히 10000 내지 1000000이어도 된다. 이 중량 평균 분자량은, GPC(겔 퍼미에이션 크로마토그래피)에 의해 구한 것이다.
상기 단량체 (B)는, 환상 탄화수소기를 갖는 단량체 (B1) 및 단쇄 탄화수소기를 갖는 단량체 (B2) 중 한쪽 또는 양쪽이어도 된다.
상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머에 있어서, 단량체 (A) 100중량부에 대하여, 단량체 (B)의 양이 1 내지 300중량부, 예를 들어 3 내지 150중량부, 특히 5 내지 100중량부, 특별히 30 내지 100중량부, 단량체 (C)의 양이 0 내지 20중량부, 예를 들어 1 내지 10중량부의 범위, 단량체 (D)의 양이 0 내지 20중량부, 예를 들어 1 내지 10중량부의 범위, 및 상기 단량체 (E)의 양이 0 내지 20중량부, 예를 들어 1 내지 10중량부의 범위를 가질 수 있다.
상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머는 발수 발유 처리제 내에서 약 20 내지 40중량부의 함량으로 사용된다.
(2) 폴리에테르 폴리올 수지
상기 폴리에테르 폴리올 수지는 전형적으로 ≥ 2, 예를 들어 ≥ 2 내지 ≤ 6, 바람직하게는 ≥ 2.0 내지 ≤4 및 더욱 바람직하게는 ≥ 2.0 내지 ≤ 3 범위 내의 -OH 관능성을 가진다.
이와 같은 폴리올은, 예를 들어, ≥ 62 g/mol 내지 ≤ 8000 g/mol, 바람직하게는 ≥ 90 g/mol 내지 ≤ 5000 g/mol 및 더욱 바람직하게는 ≥ 92 g/mol 내지 ≤ 2000 g/mol 범위내의 수평균 분자량 Mn을 가질 수 있다.
사용가능한 폴리에테르 폴리올은 예를 들어, 양이온성 개환에 의해 테트라하이드로퓨란의 중합으로 수득할 수 있는 폴리테트라메틸렌 글리콜 폴리에테르이다.
또한 적합한 폴리에테르 폴리올은 디- 또는 폴리-관능성 분자 상의 스티렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 및/또는 에피클로로하이드린의 부가 생성물이다.
폴리에테르 폴리올에 적합한 반응물은, 예를 들어, 물, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 부틸 디글리콜, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 프로필렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 수크로스, 에틸렌디아민, 톨루엔디아민, 트리에탄올아민, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올 및 이러한 폴리올과 디카복실산과의 저분자량 하이드록실-함유 에스테르이다.
이와 같은 폴리에테르 폴리올 수지는 발수 발유 처리제 내에서 약 3 내지 20중량부의 함량으로 사용된다.
(3) 비이온성 계면활성제
본 발명에서 사용하는 비이온성 계면활성제는 HLB값이 12 이하, 바람직하게는 10 이하인 비이온성 계면활성제 (b1), HLB값이 15 이상인 비이온성 계면활성제 (b2)를 포함하여 이루어진다.
상기 비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)의 구조로서는 직쇄상 및/또는 분지상의 지방족 (포화 및/또는 불포화)기의 알킬렌옥시드 부가물, 소르비탄 에스테르 및 그의 알킬렌옥시드 부가물, 직쇄상 및/또는 분지상의 지방산(포화 및/또는 불포화)의 폴리알킬렌글리콜에스테르 등일 수 있다. 이들 중에서 알킬렌옥시드 부가 부분 및 폴리알킬렌글리콜 부분의 구조가 폴리옥시에틸렌(POE) 또는 폴리옥시프로필렌(POP) 또는 POE/POP 공중합체(랜덤 공중합체일 수도 있고, 블럭 공중합체일 수도 있음)인 것이 바람직하다.
또한, 환경상의 문제(생분해성, 환경 호르몬 등)로부터 방향족기를 포함하지 않는 구조가 바람직하다.
비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)는 하기 화학식으로 표시되는 계면활성제일 수 있다.
<화학식 1>
R10-(CH2CH2O)p-(R2O)q-R3
(식 중, R1은 탄소수 1 내지 22의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 22의 알케닐기이고, R2는 탄소수 3 이상의 알킬렌기이고, R3은 수소 원자, 탄소수 1 내지 22의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 22의 알케닐기이며, p는 2 이상의 수, q는 0 또는 1 이상의 수임)
R2의 예는 프로필렌기, 부틸렌기이다.
상기 화학식으로 표시되는 비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)의 구체예는
Figure 112015096939152-pat00001
(식 중, p 및 q는 상기와 동일한 의미임) 등이다.
또한, 비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)는 하기 화학식 2-1 및 화학식 2-2로 표시되는 계면활성제일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure 112015096939152-pat00002
[화학식 2-2]
Figure 112015096939152-pat00003
(식 중, R1은 탄소수 1 내지 22의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 22의 알케닐기이고, R4, R5, R6은 H, R1CO-, -(CH2CH2O)p-(R2O)q-R3(여기서, R2는 탄소수 3 이상의 알킬렌기이고, R3은 수소 원자, 탄소수 1 내지 22의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 22의 알케닐기이며, p는 2 이상의 수, q는 0 또는 1 이상의 수임)임)
상기 화학식 2로 표시되는 비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)의 구체예는 모노라우르산 소르비탄, 모노스테아르산 소르비탄, 세스퀴스테아르산 소르비탄, 트리스테아르산 소르비탄, 모노스테아르산 폴리옥시에틸렌 소르비탄, 모노올레산 폴리옥시에틸렌 소르비탄, 트리스테아르산 폴리옥시에틸렌 소르비탄 등이다.
또한, 비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)는 하기 화학식 3으로 표시되는 계면활성제일 수 있다.
[화학식 3]
R1COO-(CH2CH2O)p-(R2O)q-R7
(식 중, R1은 탄소수 1 내지 22의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 22의 알케닐기이고,
R2는 탄소수 3 이상의 알킬렌기이고,
R7은 H, R1CO-, R3(여기서, R3은 수소 원자, 탄소수 1 내지 22의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 22의 알케닐기임)이며,
p는 2 이상의 수, q는 0 또는 1 이상의 수임)
화학식 2로 표시되는 비이온성 계면활성제 (b1) 및 (b2)의 구체예는,
Figure 112015096939152-pat00004
(식 중, p 및 q는 상기와 동일한 의미임) 등이다.
(b1)과 (b2)의 중량비는 (b1)/(b2)가 1/0.01 내지 20, 바람직하게는 1/0.05 내지 10, 보다 바람직하게는 1/0.1 내지 10일 수 있다.
효과를 손상시키지 않는 범위에서, 그 밖의 비이온성 계면활성제를 병용할 수도 있다.
상기 비이온성 계면활성제는 상기 발수 발유 처리제 내에서 약 1 내지 10중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
(4) 양이온성 계면활성제
상기 발수 발유 처리제에 사용되는 양이온성 계면활성제 (b3)은 R1 p-N+R2 qX-[여기서, R1은 탄소수 12 이상의 직쇄상 및/또는 분지상의 지방족 (포화 및/또는 불포화)기이고, R2는 H 또는 C1 내지 C4의 알킬기이고, X는 할로겐, C1 내지 C4의 지방산 염기이며, p는 1 또는 2, q는 2 또는 3이며, p+q=4임]의 구조이며, 바람직하게는 에틸렌옥시드기, 방향족기를 포함하지 않는 암모늄염이다.
상기 양이온성 계면활성제는 상기 발수 발유 처리제 내에서 약 1 내지 10중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
(5) 물
상기 발수 발유 처리제는 물을 더 포함할 수 있으며, 농도 또는 점도를 적당한 수준으로 조절할 수 있게 된다. 이와 같은 물은 상기 발수 발유 처리제 내에서 약 40 내지 70중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 발수 발유 처리제는 상기 성분들을 적당한 방법으로 혼합하여 제조할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같이 제조할 수 있다.
상기 플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머 및 폴리에테르 폴리올 수지를, 유기 용제, 예를 들면, 톨루엔, 메틸이소부틸케톤, 부틸글리콜아세테이트, 디부틸디글리콜, 디에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르 등에 용해하고, 또한 상기 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제를 용해하고, 여기에 교반하면서 서서히 물을 첨가해감으로써 수분산액을 수득할 수 있다.
수득된 수분산액은, 호모믹서(프라이믹스 가부시키가이샤 제조), 균질기(NIRO SOAVI사 제조) 또는 (APV GAULIN 제조), 나노마이저(요시다키카이코교 가부시키가이샤 제조), 알티마이저(가부시키가이샤 스기노머신 제조), 스타버스트(가부시키가이샤 스기노머신 제조) 등의 고압 유화기로 입자를 균질화할 수 있다. 상기 유기 용제는 수분산액의 제작 도중 또는 제작 후에 감압으로 증류 제거할 수 있다.
상기 발수 발유 처리제는 상기와 같이 제조하여 사용할 수 있으며, 이 외에 시판 중인 제품을 구입하여 사용하는 것도 가능하다. 시판 중인 발수 발유 처리제로서는 제품명 Unidyne TG-5601, TG-5541, TG-9031, TG-581 (다이킨 고교 가부시키가이사 제조) 등을 사용할 수 있다.
상기 발수 발유 처리제와 함께 본 발명의 발수 발유 조성물을 구성하는 가교 처리제는 폴리에스테르 폴리올, 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 유기용매, 폴리이소시아네이트, 아미노변성 실리콘 및 물을 포함한다. 이와 같은 가교처리제는 상기 발수 발유 조성물 전체 중량에 대하여 약 5 내지 20중량%의 함량으로 사용할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 발수 발유 조성물은 발수 발유 처리제 : 가교 처리제를 약 8~9.5 : 2~0.5 의 중량비로 사용할 수 있다.
상기 가교 처리제에 사용되는 각 성분을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
(6) 폴리에스테르 폴리올
상기 폴리에스테르 폴리올은, 예를 들어, ≥ 62 g/mol 내지 ≤ 8000 g/mol, 바람직하게는 ≥ 90 g/mol 내지 ≤ 5000 g/mol 및 더욱 바람직하게는 ≥ 92 g/mol 내지 ≤ 2000 g/mol 범위내의 수평균 분자량 Mn을 가질 수 있다. 폴리올의 평균 OH 관능성은 ≥ 2, 예를 들어 ≥ 2 내지 ≤ 6, 바람직하게는 ≥ 2.0 내지 ≤ 4 및 더욱 바람직하게는 ≥ 2.0 내지 ≤ 3 범위내이다.
적합한 폴리에스테르 폴리올은 디- 및 추가적으로 트리- 및 테트라올 및 디- 및 추가적으로 트리- 및 테트라카복실산 또는 하이드록시카복실산 또는 락톤의 중축합물을 포함한다. 자유 폴리카복실산 대신, 폴리에스테르의 제조를 위해 저급 알콜의 상응하는 폴리카복실 무수물 또는 상응하는 폴리카복실산 에스테르를 사용하는 것이 또한 가능하다.
적합한 디올의 예로는 에틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 및 또한 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올 및 이성체, 네오펜틸 글리콜 또는 네오펜틸 글리콜 하이드록시피발레이트를 들 수 있다. 또, 폴리올, 예컨대 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 또는 트리스하이드록시에틸 이소시아누레이트를 사용하는 것도 가능하다.
사용된 폴리카복실산은, 예를 들어, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로프탈산, 사이클로헥산디카복실산, 아디프산, 아젤라인산, 세바신산, 글루타르산, 테트라클로로프탈산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산, 말론산, 수베린산, 숙신산, 2-메틸숙신산, 3,3-디에틸글루타르산, 2,2-디메틸숙신산, 도데칸디온산, 엔도메틸렌테트라하이드로프탈산, 이량체 지방산, 삼량체 지방산, 시트르산, 또는 트리멜리트산일 수 있다. 사용된 산 공급원은 또한 상응하는 무수물일 수 있다.
에스테르화될 폴리올의 평균 관능성이 > 2인 경우는, 추가로 모노카복실산, 예컨대 벤조산 및 헥산카복실산을 또한 사용하는 것이 가능하다.
종결 하이드록실 그룹을 가지는 폴리에스테르 폴리올의 제조시 반응 참여물로서 추가적으로 사용될 수 있는 하이드록시카복실산은, 예를 들어, 하이드록시카프로산, 하이드록시부티르산, 하이드록시데칸산, 하이드록시스테아르산 등이다. 적합한 락톤은 카프로락톤, 부티로락톤 및 동족체를 포함한다.
사용가능한 폴리카보네이트 폴리올은 하이드록실 그룹을 가지는 폴리카보네이트, 예를 들어 폴리카보네이트 디올이다. 이들은 탄산 유도체, 예컨대 디페닐 카보네이트, 디메틸 카보네이트 또는 포스겐과 폴리올, 바람직하게는 디올과의 반응으로 수득할 수 있다.
이러한 디올의 예로는 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2- 및 1,3-디올, 부탄-1,3- 및 1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 옥탄-1,8-디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-비스하이드록시메틸사이클로헥산, 2-메틸프로판-1,3-디올, 2,2,4-트리메틸펜탄-1,3-디올, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 비스페놀 A, 및 상기 언급된 형태의 락톤-개질 디올을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 상기 가교 처리제 내에서 80 내지 150중량부의 함량으로 사용된다.
(7) 카르복실기 함유 디히드록실 화합물
상기 가교 처리제에 사용되는 카르복실기 함유 디히드록실 화합물은, 수평균 분자량이 50 이하 200 이하이고, 디메틸프로피온산 또는 디메틸올부탄산에서 선택되는 적어도 1 종류인 것이 바람직하다.
상기 카르복실기 함유 디히드록실 화합물은 상기 가교 처리제 내에서 10 내지 40중량부의 함량으로 사용된다.
(8) 유기 용매
상기 가교 처리제에 사용되는 유기 용매는 조성물의 코팅 공정에서 조흔(streak) 및 균열을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 이러한 목적을 위해 선택된 용매는 이소시아네이트기에 실질적으로 또는 완전히 비반응성이고, 물에 안정하고 카르복실기 함유 디히드록실 화합물 및 예비중합체에 우수한 가용 능력을 갖는다. 적합한 용매의 예는 N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 2-프로파논 (아세톤) 및 2-부타논 (메틸에틸케톤 또는 MEK)을 포함한다.
이와 같은 유기 용매는 가교 처리제 내에서 약 10 내지 40중량부의 함량으로 사용된다.
(9) 폴리이소시아네이트
상기 가교처리제에 사용되는, 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물로는, 공지의 폴리이소시아네이트 화합물이 사용가능하다. 예를 들면, 알킬렌(바람직하게는 탄소수 1 내지 12)디이소시아네이트, 아릴디이소시아네이트 및 사이클로알킬디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물이나, 이들 디이소시아네이트 화합물의 2량체 또는 3량체 등의 변성 폴리이소시아네이트 화합물을 들 수 있다.
디이소시아네이트 화합물로서 구체적으로는, 예를 들면, 2,4- 또는 2,6-톨리렌디이소시아네이트, 에틸렌디이소시아네이트, 프로필렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 데카메틸렌디이소시아네이트, 도데카메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 톨리렌 또는 나프틸렌디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌-비스(페닐이소시아네이트), 2,4'-메틸렌-비스(페닐이소시아네이트), 3,4'-메틸렌-비스(페닐이소시아네이트), 4,4'-에틸렌-비스(페닐이소시아네이트), ω,ω'-디이소시아네이트-1,3-디메틸벤젠, ω,ω'-디이소시아네이트-1,4-디메틸사이클로헥산, ω,ω'-디이소시아네이트-1,4-디메틸벤젠, ω,ω'-디이소시아네이트-1,3-디메틸사이클로헥산, 1-메틸-2,4-디이소시아네이트사이클로헥산, 4,4'-메틸렌-비스(사이클로헥실이소시아네이트), 3-이소시아네이트-메틸-3,5,5-트리메틸사이클로헥실이소시아네이트, 산-디이소시아네이트 이량체, ω,ω'-디이소시아네이트디에틸벤젠, ω,ω'-디이소시아네이트디메틸톨루엔, ω,ω'-디이소시아네이트디에틸톨루엔, 푸마르산비스(2-이소시아네이트에틸)에스테르, 1,4-비스(2-이소시아네이트-프로프-2-일)벤젠 및 1,3-비스(2-이소시아네이트-프로프-2-일)벤젠을 들 수 있다. 트리이소시아네이트 화합물로는, 예를 들면, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 디메틸트리페닐메탄테트라이소시아네이트, 트리스(이소시아네이트페닐)-티오포스파이트를 들 수 있다.
또한, 디이소시아네이트 화합물로부터 유도되는 변성 폴리이소시아네이트 화합물로는, 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 것이면 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 뷰렛 구조, 이소시아눌레이트 구조, 우레탄 구조, 우레트디온 구조, 아로파네이트 구조, 3량체 구조 등을 갖는 폴리이소시아네이트, 트리메틸올프로판의 지방족 이소시아네이트의 어덕트체 등을 들 수 있다. 또한, 폴리메릭 MDI(MDI=디페닐메탄디이소시아네이트)도 폴리이소시아네이트 화합물로서 사용할 수 있다.
폴리이소시아네이트 화합물은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
폴리이소시아네이트 화합물 중에서도, 지방족 폴리이소시아네이트 및 지환식 폴리이소시아네이트는, 처리 후의 섬유 제품을 황변시키지 않기 때문에, 특히 적합하게 사용할 수 있다.
수득되는 기능성 섬유 제품의 내구 발수발유성의 관점에서, 알킬렌(바람직하게는 탄소수 1 내지 12)디이소시아네이트 및 이로부터 유도되는 변성 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하며, 특히 바람직한 폴리이소시아네이트 화합물로서, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)의 뷰렛, 우레트디온 또는 이소시아눌레이트류를 들 수 있다.
폴리이소시아네이트 화합물은 시판품을 사용할 수 있다. 시판 폴리이소시아네이트 화합물로는, 예를 들면, 듀라네이트 THA-100(아사히카세이케미칼즈 제조)(고형분 100%), 듀라네이트 24A-100(아사히카세이케미칼즈 제조)(고형분 100%) 등을 들 수 있다.
m개의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 적어도 2 이상을 블록하기 위해서 페놀류, 알코올류, 활성메틸렌류, 메르캅탄류, 산아미드류, 이미드류, 아민류, 이미다졸류, 요소류, 카르바민산류, 이민류, 옥심류, 아황산류, 디케톤류, 카프로락탐류 등의 블록제로 블록한 블록이소시아네이트 화합물을 또한 사용할 수 있다.
특히 본 발명에 바람직하게 사용되는 블록이소시아네이트 수지는, 블록제의 해리 온도가 160℃ 이하인 헥사메틸렌디이소시아네이트계 이소시아누레이트형, 뷰렛형, 어덕트형 등의 블록이소시아네이트 화합물, 수첨디페닐메탄디이소시아네이트계, 수첨크실릴렌디이소시아네이트계 블록이소시아네이트 수지이다.
상기 블록이소시아네이트 수지를 사용함으로써 발수 발유 조성물을 경화했을 때에 얻어지는 경화 피막에 높은 기재와의 접착성을 부여할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 이들 블록이소시아네이트 수지는 단독으로, 혹은 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 상기 가교처리제 내에서 약 50 내지 150중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(10) 아미노변성 실리콘
상기 가교 처리제에 사용되는 아미노변성 실리콘으로서는, 특히 제한은 없고, 목적에 응하여 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, 아미노에틸아미노프로필실록산ㅇ디메틸실록산 공중합체(이하, 「아모디메티콘」이라고 칭하는 일이 있다), 아미노에틸아미노프로필메틸실록산ㅇ디메틸실록산 공중합체(이하, 「아미노메틸아미노프로필메티콘ㅇ디메티콘 공중합체」라고 칭하는 일이 있다), 아미노변성 오르가노폴리실록산 쇄(鎖)와 폴리옥시알킬렌 쇄와의 블록쇄를 갖는 공중합체(이하, 「직쇄 아미노폴리에테르변성 실리콘」이라고 칭하는 일이 있다), 아미노프로필디메티콘 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
상기 성분으로서는, 시판품을 사용하여도 좋고, 적절히 합성한 것을 사용하여도 좋다. 상기 시판품의 구체예로서는, 상품명으로, SM8904CE, BY22-079, FZ-4671(아모디메티콘 에멀션, 도레ㅇ다우코닝ㅇ실리콘사제), DC2-8194(다우코닝사제), KF-8004, KF-867S, KF-880(이상, 신에쓰화학 공업주식회사제) 등의 아모디메티콘 ; KF-8005(신에쓰화학 공업주식회사제) 등의 아미노메틸아미노프로필메티콘ㅇ디메티콘 공중합체 ; SILSTYLE 104(비스이소부틸 PEG-14/아모디메티콘코 폴리머), SILSTYLE 201(비스이소부틸 PEG-14/아모디메티콘 코폴리머), SILSTYLE 401(비스부틸록시아모디메티콘/PEG-60 코폴리머)(이상, 도레ㅇ다우코닝ㅇ실리콘사제) 등의 직쇄 아미노폴리에테르변성 실리콘 ; KF-8015, KF-865, KF-8017, KF-8018, KF-8020(신에쓰화학 공업주식회사제) 등의 아미노프로필디메티콘 등을 들 수 있다.
이들 아미노 변성 실리콘은 상기 가교 처리제 내에서 약 50 내지 150중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(11) 물
상기 가교처리제는 물을 더 포함할 수 있으며, 가교 처리제의 농도 또는 점도를 적당한 수준으로 조절할 수 있게 된다. 이와 같은 물은 상기 발수 발유 처리제 내에서 약 400 내지 800중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 가교 처리제는 상기 성분들을 적당한 방법으로 혼합하여 제조할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같이 제조할 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올, 폴리이소시아네이트, 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 아미노 변성 실리콘 화합물을 상기 유기 용매에 용해하고, 여기에 교반하면서 서서히 물을 첨가해감으로써 수분산액을 수득할 수 있다.
수득된 수분산액은, 호모믹서(프라이믹스 가부시키가이샤 제조), 균질기(NIRO SOAVI사 제조) 또는 (APV GAULIN 제조), 나노마이저(요시다키카이코교 가부시키가이샤 제조), 알티마이저(가부시키가이샤 스기노머신 제조), 스타버스트(가부시키가이샤 스기노머신 제조) 등의 고압 유화기로 입자를 균질화할 수 있다.
- 기타 성분
본 발명은 상기 발수 발유 처리제 및 가교 처리제 외에 임의로 첨가제를 포함한다. 첨가제는 다림질이 필요 없는 효과(no iron effect), 다림질이 용이한 효과(easy to iron effect), 수축 제어 효과, 주름 방지 효과(wrinkle free effect), 영구적 프레스 효과(permanent press effect), 수분 제어 효과, 부드러움 효과, 강도(strength) 효과, 미끄럼 방지 효과(anti-slip effect), 정전기 방지 효과, 스내그 방지 효과(anti-snag effect), 필 방지 효과(anti-pill effect), 얼룩 반발 효과, 얼룩 방지 효과, 얼룩 방출 효과(stain release effect), 냄새 제어 효과, 항미생물 효과, 일광 차단 효과, 및 유사한 효과와 같은 표면 효과를 제공하는 화합물 또는 조성물이다. 표면 효과를 제공하는 하나 이상의 이러한 화합물 또는 조성물을 본 발명의 조성물과 조합하여 기재에 적용할 수 있다. 통상적으로 사용되는 다른 첨가제는 발포제, 윤활제, 금속 이온 봉쇄제(sequestering agent), 평활제, pH 조정제, 가교결합제, 블록 아이소시아네이트(blocked isocyanate), 탄화수소 연장제(hydrocarbon extender), 습윤제, 왁스 연장제(wax extender), 얼룩 방지제, 및 당업자에게 공지된 다른 첨가제를 포함한다.
일구현예에 따르면 상기 발수 발유 처리제 및 가교 처리제를 포함하는 발수 발유 조성물을 사용하여 의복에 발수 발유 처리 공정을 수행할 수 있다.
상기 발수 발유 처리 방법으로서는 예를 들어 의복(일반 의류 외에 모자 또는 신발을 포함한다)을 상기 발수 발유제 조성물로 습식 코팅하는 단계; 코팅이 완료된 의복을 탈수 및 건조하는 단계; 및 탈수 및 건조가 완료된 섬유, 원사 또는 의복을 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 처리 방법 중 습식 코팅 단계는 코팅 기재, 즉 의복을 상기 발수 발유제 조성물로 습식 코팅(침전법)하는 단계로서, 상기 조성물을 물에 희석하여 진행할 수 있다. 이때 물 100중량부에 대하여 상기 발수 발유제 조성물을 1 내지 50중량부, 또는 5 내지 30중량부의 함량으로 희석하여 사용할 수 있다. 이러한 희석수는 예를 들어 10 내지 40℃의 온도를 갖는 실온수를 사용할 수 있다.
상기 습식 코팅 공정은 상기 희석수와 코팅 대상 의복 등을 수평으로 회전하는 드럼에 가한 후, 약 5분 내지 약 20분, 또는 5분 내지 10분 동안 진행할 수 있으며, 이때 코팅 시간은 코팅 대상물의 종류 및 양에 따라 적절히 조절할 수 있다.
상기 전처리 공정 후 상술한 습식 코팅을 수행하게 되는 바, 상기 발수 발유 조성물의 pH 범위는 산성, 예를 들어 5 내지 7의 범위로 조절할 수 있으며, 이를 위해 산성분을 추가 할 수 있다.
상기 습식 코팅 공정을 거친 의복 등은 탈수 후 건조 공정을 거치게 된다. 상기 탈수 공정은 통상적인 방법으로 수행할 수 있으며, 특별한 제한은 없다. 건조 공정의 경우, 개방된 구조의 회전하는 드럼 등을 이용한 자연 건조 등의 방식으로 진행할 수 있으며, 수분 함량이 충분히 제거될 수 있는 온도와 시간, 예를 들어 90℃ 내지 120℃에서 10분 내지 20분 동안 수행할 수 있다. 이때 상기 코팅 물질과 의복이 완전한 결합은 아니지만 기본적인 결합이 이루어지게 된다. 이와 같은 탈수 및 건조 공정을 통해 상기 의복에 소프트한 터치감을 부여하는 것이 가능해진다.
상기 탈수 및 건조 공정을 거친 후, 경화 공정을 거치게 되는 바, 이와 같은 경화 공정을 통해 상기 조성물에 포함된 수지 성분 등이 섬유상 기재에 보다 완전히 고착화되어 결합될 수 있다.
이와 같은 경화 공정은 고온의 열처리기에서 진행할 수 있으며, 예를 들어 120℃ 내지 180℃, 혹은 150℃ 내지 160℃의 온도범위에서 약 3분 내지 20분, 또는 5분 내지 10분 정도 수행할 수 있다.
상기와 같은 발수 발유 공정을 거치게 되면, 상기 의복 등에 발수 발유 특성이 부여된다. 그에 따라 수분 등은 투과하지 못하게 되며, 오염물이 덜 흡착하게 되는 방오 기능 등도 가질 수 있게 된다. 그러나 투습 기능은 유지하므로 투습형 발수 발유 특성을 부여할 수 있다는 점에서 특징을 갖는다.
상기 발수 발유 공정의 주요한 특징 중 하나는 의복(garment)에 직접적으로 발수 발유 특성을 부여할 수 있다는 점이다. 즉, 의복을 제조한 후, 워싱 등의 마무리 공정에서 추가적으로 상기 발수 발유 공정을 수행하는 것이 가능하다.
통상 섬유상 기재에 발수 발유 특성을 부여한 경우에는, 이를 사용하여 의복을 제조한 경우, 별도의 심실링 공정을 거쳐야만 충분한 발수 발유 특성을 나타내게 되나, 상기 처리 공정에 따르면 이와 같은 심실링 공정이 전혀 요구되지 않으므로 공정상 이점을 가지며, 그에 따라 개선된 경제성을 갖게 된다.
상기 의복으로서는 단순히 의류만을 포함하는 것이 아니라, 섬유상 기재로 형성된 모든 제품을 포괄하며, 예를 들어 바지, 와이셔츠, 잠바, 티셔츠, 양말, 속옷 등의 의류 외에도 모자, 신발, 양말 등을 모두 포함할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 발수 발유 코팅 공정을 수행하기 전에, 워싱 공정을 수행할 수 있다. 이와 같은 워싱 공정은 워싱 단계; 탈수 단계; 정련단계; 건조 단계; 등을 더 포함할 수 있다.
상기 워싱 공정은 의복 등의 부가가치를 높이기 위한 것으로 유연제, 효소제, 산, 알칼리 등을 포함하는 용액을 사용하여 수행할 수 있다.
상기 워싱 공정 중 워싱 단계는 유연제, 효소제, 산, 알칼리 등을 1종 이상 포함하는 세척 용수를 사용하며, 당업계에서 사용되는 통상의 방법에 따라 수행할 수 있다.
워싱 단계 이후, 탈수 공정을 거치게 되며, 이후 불순물 제거 등을 위해 게면 활성제 등을 사용하는 정련 단계를 수행할 수 있다. 이와 같은 정련 단계는 약 40℃ 내지 약 60℃의 온도 범위에서 수행할 수 있다.
상기 정련 단계 이후 건조 단계를 수행하게 되는 바, 이와 같은 건조 단계는 약 100 내지 150℃의 온도범위에서 스팀 건조하여 수행할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1 내지 5
상기 발수 발유 처리제로서 Unidyne TG-581 (다이킨 고교 가부시키가이샤 제조)을 사용하였으며, 가교 처리제는 다음과 같이 제조하였다.
하기 표 1에 기재한 함량의 폴리에스테르 폴리올, 폴리이소시아네이트, 디메틸 프로피온산, 아미노에틸아미노프로필메틸실록산ㅇ디메틸실록산 공중합체를 N-메틸 피롤리돈에 용해하고, 여기에 교반하면서 서서히 물을 첨가해감으로써 수분산액을 수득할 수 있다.
수득된 수분산액은, 호모믹서(프라이믹스 가부시키가이샤 제조), 균질기(NIRO SOAVI사 제조)로 균질화하여 가교 처리제를 수득하였다.
상기 TG-581 90중량% 및 가교처리제 10중량%를 단순 혼합하여 발수 발유 조성물을 제조하였다.
비교예 1 내지 2
하기 표 1에 기재된 함량의 성분을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여, 발수 발유 조성물을 제조하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
2관능 폴리에스테르폴리올 (수산기값 63.9mg KOH/g) 120 125 115 110 130 - 120
폴리머릭 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 90 80 70 100 110 100 -
디메틸 프로피온산 24 20 28 30 18 - 24
아미노에틸아미노프로필
메틸실록산·디메틸실록산		 130 120 100 150 110 110 -
N-메틸 피롤리돈 24 20 28 30 15 25 25
물 592 550 500 650 700 500 500
실시예 6
니트를 워싱 처리한 후, 여기에 발수 발유 기능을 부여하였다.
우선, 유연제, 효소제, 아세트산을 포함하는 용액을 니트와 함께 드럼에 가하고 워싱하였다. 이어서 탈수하고, 계면활성제를 포함하는 용액과 함께 45℃에서 정련하였다. 다음으로 건조기에서 약 120℃의 온도에서 스팀건조하였다.
이어서, 상기 실시예 1에서 얻어진 발수 발유제 조성물을 10중량% 함유하는 실온수의 용액을 드럼에 상기 워싱처리된 니트와 함께 넣고, 10분간 습식 코팅하였다.
이어서, 탈수 공정을 진행한 후 탈수기의 문을 개방한 채로 상기 니트를 자연건조하였다.
다음으로, 상기 건조된 니트를 열처리기에 넣고, 150℃에서 10분간 경화시켜 발수 발유 처리된 니트를 얻었다.
실시예 7
상기 실시예 6에서 니트를 바지로 대체한 것을 제외하고는 동일한 공정을 수행하여 발수 발유 처리된 바지를 얻었다.
비교예 3
니트를 워싱 처리한 후, 여기에 발수 발유 기능을 부여하였다.
우선, 유연제, 효소제, 아세트산을 포함하는 용액을 니트와 함께 드럼에 가하고 워싱하였다. 이어서 탈수하고, 계면활성제를 포함하는 용액과 함께 45℃에서 정련하였다. 다음으로 건조기에서 약 120℃의 온도에서 스팀건조하였다.
이어서, 상기 비교예 1에서 얻어진 발수 발유제 조성물을 10중량% 함유하는 실온수의 용액을 드럼에 상기 워싱처리된 니트와 함께 넣고, 10분간 습식 코팅하였다.
이어서, 탈수 공정을 진행한 후 탈수기의 문을 개방한 채로 상기 니트를 자연건조하였다.
다음으로, 상기 건조된 니트를 열처리기에 넣고, 150℃에서 10분간 경화시켜 발수 발유 처리된 니트를 얻었다.
비교예 4
상기 비교예 3에서 니트를 바지로 대체한 것을 제외하고는 동일한 공정을 수행하여 발수 발유 처리된 바지를 얻었다.
실험예 1: 발수도 육안 테스트
상기 실시예 6 및 실시예 7에서 얻어진 니트와 바지에 대하여 발수 테스트를 진행하였다. 이는 상기 니트와 바지의 다량을 물을 쏟은 후, 이들이 물을 흡수하는지 여부를 육안으로 측정하는 방식으로 수행하였다. 측정 결과, 실시예 1의 발수발유 조성물을 사용한 니트와 바지의 경우 우수한 발수 발유 성능을 나타냈으나, 비교예 1의 발수 발유 조성물은 기본적인 발수 발유 성능만을 나타냈다.
상기 실시예 6에서 얻어진 니트의 발수 발유 실험 결과를 도 1에 도시하였다. 도 1을 참조하면, 니트의 올 사이에 비교적 큰 공간이 존재함에도 불구하고, 물이 투과하지 않았으며, 전혀 흡수되지 않았음을 알 수 있다.
실시예 6에서 얻어진 바지는 박음질이 존재하는 영역에서도 마찬가지로 물이 투과하지 않았으며, 전혀 흡수되지 않았다.
그러나 비교예 3에서 얻어진 니트와 바지에서는 니트의 올 사이 및 바지의 박음질 사이로 물이 통과하였다.
실험예 2: 초기 발수도 및 투습도 측정
상기 실험예 1과 동일한 공정을 수행하여 상기 실시예 6 및 7에서 발수 발유 처리된 의복 3점에 대하여 한국의류시험연구원에 의뢰하여 발수도 및 투습도를 측정하였다.
이때 발수도는 KS K 0590:2008 스프레이법으로 측정하였으며, 3점 모두 5급의 판정을 받았으며, 우수한 발수도를 나타내었다.
* 등급 기준: 5급(100), 4급(90), 3급(80), 2급(70), 1급(50)
투습도는 KS K 0594:2008 염화칼슘법으로 측정하였으며, 8 778 g/(m2ㅇ24h)의 값을 나타내어, 상기 높은 발수도에도 불구하고 우수한 투습도를 가짐을 알 수 있다.
실험예 3: 발수성 및 발유성의 내구력 측정
상기 실시예 6과 동일한 공정을 수행하여 발수 발유 처리된 의복 3점에 대하여 한국의류시험연구원에 의뢰하여 발수도의 내구성을 측정하였다.
측정 방법은 KS K 0590:2008 스프레이법으로 측정하였으며, 15회 세탁 후 3급, 3급 및 3급의 판정을 받았다.
* 등급 기준: 5급(100), 4급(90), 3급(80), 2급(70), 1급(50)
* 세탁 조건: KS K ISO 6330:2011 98, 15회 세탁
(켄모어 자동세탁기, 정상 사이클, 27 ~ 33℃, WOB, 망건조, 하중 2.0kg-보정포 II형
상기 결과로부터 상기 발수 발유 처리된 의복들이 매우 우수한 내구성을 지니고 있음을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 발수 발유 처리제 80 내지 95중량%; 및
    가교 처리제 5 내지 20중량%를 포함하는 발수 발유 조성물로서,
    상기 발수 발유 처리제가,
    플루오로알킬 (메타)아크릴레이트 코폴리머 20 내지 40중량부;
    폴리에테르 폴리올 수지 3 내지 20중량부;
    비이온계 계면활성제 1 내지 10중량부;
    양이온계 계면활성제 1 내지 10중량부; 및
    물 40 내지 70중량부;를 포함하고,
    상기 가교 처리제가,
    폴리에스테르 폴리올 80 내지 150중량부;
    카르복실기 함유 디히드록실 화합물 10 내지 40중량부;
    유기용매 10 내지 40중량부;
    폴리이소시아네이트 50 내지 150중량부;
    아미노변성 실리콘 50 내지 150중량부; 및
    물 400 내지 800중량부;를 포함하는 발수 발유 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카르복실기 함유 디히드록실 화합물이 디메틸 프로피온산인 것인 발수 발유제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아미노변성 실리콘이 아미노에틸아미노프로필 메틸실록산ㅇ디메틸실록산인 것인 발수 발유제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리이소시아네이트가 톨루이렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 또는 페닐 디이소시아네이트의 이소시아네이트 화합물을 페놀류, 알코올류, 활성메틸렌류, 메르캅탄류, 산아미드류, 이미드류, 아민류, 이미다졸류, 요소류, 카르바민산류, 이민류, 옥심류, 아황산류, 디케톤류 또는 카프로락탐류의 블록제로 블록한 것인 발수 발유제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발수 발유 처리제 90중량%; 및
    가교 처리제 10중량%를 포함하는 발수 발유 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 발수 발유제 조성물로 의복을 습식 코팅하는 단계;
    코팅이 완료된 의복을 탈수 및 건조하는 단계; 및
    탈수 및 건조가 완료된 의복을 경화시키는 단계;를 포함하는 발수 발유 처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 습식 코팅 공정 이전에 워싱 공정을 더 포함하는 것인 발수 발유 처리방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 워싱 공정이 워싱 단계, 탈수 단계, 정련 단계 및 건조 단계를 포함하는 것인 발수 발유 처리방법.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 발수 발유 조성물로 가공 처리된 의복.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 의복이 의류, 신발 또는 모자인 것인 의복.
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