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1. WO2018128436 - DEODORIZING SPANDEX AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

11  

과제 해결 수단

12   13  

발명의 효과

14  

도면의 간단한 설명

15   16   17  

발명의 실시를 위한 형태

18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

도면

1   2   3  

명세서

발명의 명칭 : 소취 스판덱스 및 이의 제조방법

기술분야

[1]
본 발명은 소취성을 갖는 스판덱스 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소취제의 분산성을 향상시켜 공정성이 개선되고 소취 성능이 향상된 소취 스판덱스 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
폴리우레탄 탄성사는 탄성과 탄성 회복력이 우수하여 스타킹이나 여성용 속옷류 및 신축성 직물에 많이 이용되고 있으며, 에어로빅, 수영복으로의 용도로도 계속 확대되고 있다.
[3]
그러나, 몸에서 배출되는 땀, 피지 및 지방산의 분해 산물에 의해 암모니아, 초산, 이소발레르산, 노네날 등의 냄새 등의 불쾌한 냄새가 나게 된다.
[4]
또한 몸에서 배출되는 여러가지 분비물에 의하여 의류에 많은 종류의 세균류 및 곰팡이류가 부착 서식하는 경우가 발생하게 되는데, 일반적으로 인체에서 분비되는 땀, 노폐물 등을 영양원으로 하여 번식하는 황색포도상구균이나 요소균은 피부의 민감한 부위에 피부 질환을 유발하는 등 인체에 유해할 뿐 아니라, 유해균의 배설물이 분해작용에 관여하여 암모니아 가스를 발생시켜 악취를 내게 되며, 섬유 및 직물 소재를 취화 또는 변색하는 문제점을 야기시켜왔다.
[5]
이러한 문제점을 해소하기 위해 무기 소취제를 적용하여 소취 성능을 발현시켜 왔으나, 무기 소취제는 분산성이 불량하여 스판덱스 중합물내 응집현상을 발생시키고, 소취 스판덱스 제조 공정에 있어서 슬러리 밀링 공정 시간을 연장시키며, 방사 노즐 막힘, 노즐 교체 주기 단축 등의 문제로 인해 적용 함량에 한계가 있었다.
[6]
따라서, 무기 소취제가 스판덱스 중합물 내 분산 정도에 따라 소취 기능성이 다르게 나타나므로, 스판덱스 중합물 내 무기 소취제의 분산성을 향상시키는 것이 필요한 실정이다.
[7]
[선행기술문헌]
[8]
[특허문헌]
[9]
(특허문헌 1) 한국등록특허 10-0615778 B1
[10]
(특허문헌 2) 한국등록특허 10-0658550 B1

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[11]
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 무기계 소취제를 적용시에 분산제를 함께 사용하여 소취제의 분산성을 향상시켜 공정성을 개선시키며, 소취 성능이 더욱 향상된 소취 스판덱스 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

과제 해결 수단

[12]
위와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 Zr를 포함하는 금속 인산염 또는 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 무기계 소취제 및 습윤계 분산제를 포함하여 제조된 소취 스판덱스를 제공한다.
[13]
또한, 본 발명은 통상의 스판덱스를 제조함에 있어서, 스판덱스를 제조하기 위한 중합물의 고형분 대비 Zr를 포함하는 금속 인산염 또는 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물을 포함하는 무기계 소취제를 1.0~10 wt% 첨가하는 단계; 상기 무기계 소취제 대비 습윤계 분산제를 1~17 wt% 첨가하는 단계;를 포함하되 밀링 공정을 통해 슬러리 형태로 스판덱스 중합물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법을 제공한다.

발명의 효과

[14]
본 발명의 소취 스판덱스는 습윤계 분산제를 무기 소취제와 함께 사용함으로써, 소취제의 응집현상이 개선되어 공정이 향상되고 스판덱스 원사 내 분산성이 개선되어 소취 성능이 향상되는 효과가 있다.

도면의 간단한 설명

[15]
도 1은 실시예 1에 따라 제조된 버퍼 폴리머를 필름(film)으로 제조한 이미지이다.
[16]
도 2은 비교예 2에 따라 제조된 버퍼 폴리머를 필름(film)으로 제조한 이미지이다.
[17]
도 3는 비교예 3에 따라 제조된 버퍼 폴리머를 필름(film)으로 제조한 이미지이다.

발명의 실시를 위한 형태

[18]
이와 같은 본 발명을 다음에서 상세하게 설명하기로 하며, 다음의 구현예는 단지 예시하기 위한 것으로 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
[19]
본 발명은 Zr를 포함하는 금속 인산염 또는 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물을 포함하는 무기계 소취제, 그리고 습윤계 분산제를 포함하는 소취 스판덱스를 제공한다.
[20]
본 발명에서 사용될 수 있는 무기계 소취제는 Zr를 포함하는 금속 인산염, 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
[21]
상기 Zr를 포함하는 금속 인산염은 예를들면, Zr(HPO 4) 2, ZrP 2O 7 , (ZrO) 2P 2O 7 또는ZrO(H 2PO 4) 2중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
[22]
상기 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물은 Zn, Si, Al 및 Mg 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 포함하고, 여기서 복합 금속 산화물이란 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 금속을 2종 이상 포함하거나, Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 1종의 금속과 기타 다른 금속을 포함하여 적어도 2종 이상의 금속이 포함된 것을 의미한다.
[23]
상기 기타 다른 금속은 Cu, Ni 또는 Fe가 사용될 수 있다.
[24]
이와 같이 본 발명에 따른 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물을 구체적으로 예를들자면 ZnO, SiO 2 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나, 상기 예들로만 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[25]
상기 습윤계 분산제는 DISPERBYK를 사용할 수 있는데, 예를들면, DISPERBYK-110, 111, 162, 164, 168, 180 또는 185중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 상기 예들로만 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[26]
또한, 본 발명은 통상의 스판덱스를 제조함에 있어서, 스판덱스를 제조하기 위한 중합물의 고형분 대비 Zr를 포함하는 금속 인산염과 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 무기계 소취제를 1.0~10 wt% 첨가하는 단계와, 상기 무기계 소취제 대비 습윤 분산제를 1~17 wt% 첨가하는 단계와, 산화 방지제, 황변 방지제, 소광제, 점착 방지제, 기능성 향상제 또는 염착 증진제 중에서 적어도 하나를 포함하는 기타 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하되 밀링 공정을 통해 슬러리 형태로 스판덱스 중합물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법을 제공한다.
[27]
본 발명은 무기 소취제의 분산성을 향상시키기 위해서 밀링 공정을 통해 슬러리 형태로 스판덱스 중합물에 첨가되는데, 무기계 소취제, 습윤계 분산제 및 기타 첨가제를 모두 혼합하여 슬러리 형태로 제조하여 스판덱스 중합물에 첨가시키거나, 기타첨가제를 슬러리 형태로 제조하여 스판덱스 중합물에 먼저 첨가하고, 상기 기타첨가제가 슬러리 형태로 첨가된 스판덱스 중합물에 무기계 소취제 및 습윤계 분산제를 혼합하여 슬러리 형태로 제조하여 스판덱스 중합물에 첨가하는 두가지 방법으로 제조될 수 있다.
[28]
상기 무기계 소취제는 소취 스판덱스 원사의 고형분 대비 1.0~10 wt% 첨가될 수 있는데, 1.0 wt% 미만이면 소취 성능이 합격 기준으로 통과하지 못하고, 10 wt%를 초과하여 적용시에는 소취효과의 임계치로 그 이상의 효과는 나타나지 않을 수 있다.
[29]
습윤계 분산제는 상기 무기계 소취제 대비 1~17 wt% 첨가될 수 있는데, 1 wt% 미만이면 분산성이 개선되지 않고, 17 wt%를 초과하더라도 더 이상의 개선 효과를 보이진 않았다.
[30]
본 발명에서는 자외선, 대기 스모그 및 스판덱스 가공에 수반되는 열처리 과정 등에 의한 폴리우레탄우레아의 변색과 물성 저하를 방지하기 위해, 중합물에 통상의 산화방지제, 황변방지제, 내염소제, 소광제, 점착 방지제, 기능성 향상제 및 염착 증진제와 같은 기타첨가제를 적절히 조합하여 첨가할 수 있다.
[31]
이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
[32]
실시예
[33]
실시예 1
[34]
통상의 스판덱스 중합물에 산화 방지제 1.0 중량%, 황변 방지제 0.3 중량%, 점착 방지제 0.5 중량%, 염착 증진제 0.4 중량%, 기능 향상제 0.2 중량%를 grinder-mill로 밀링하여 슬러리를 제조하여 첨가하여 버퍼 폴리머를 제조하고, 스판덱스 중합물 고형분 대비 Zr-phosphate 화합물인 소취제 3.0 중량% 및 분산제로 BYK DISPERBYK-168를 소취제 대비 5 중량% 혼합 적용하여 grinder-mill로 밀링하여 슬러리를 제조하여 상기 버퍼 폴리머에 첨가하여 방사 원액을 제조하였다. 이 방사 원액은 건식 방사 공정에서 20 데니아 섬유로 제조한다.
[35]
실시예 2
[36]
스판덱스 중합물 대비 Zr-phospate 화합물인 소취제 3.0 중량%, 분산제로 BYK DISPERBYK-168를 소취제 대비 5 중량%, 산화 방지제 1.0 중량%, 황변 방지제 0.3 중량%, 점착 방지제 0.5 중량%, 염착 증진제 0.4 중량%, 기능 향상제 0.2 중량%를 혼합 적용하여 grinder-mill로 밀링하여 슬러리를 제조하고, 이를 스판덱스 중합물에 혼합하여 투입하고 방사 원액을 제조하였다. 이 방사 원액은 건식 방사 공정에서 20데니아 섬유로 제조한다.
[37]
실시예 3
[38]
상기 실시예 1에서 분산제 함량을 소취제 대비 10 중량% 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[39]
실시예 4
[40]
상기 실시예 1에서 분산제 함량을 소취제 대비 15 중량% 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[41]
실시예 5
[42]
상기 실시예 1에서 소취제 함량을 스판덱스 중합물 대비 4.5 중량% 투입한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[43]
실시예 6
[44]
상기 실시예 5에서 분산제 함량을 소취제 대비 10 중량% 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[45]
실시예 7
[46]
상기 실시예 5에서 분산제 함량을 소취제 대비 15 중량% 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[47]
실시예 8
[48]
상기 실시예 1에서 분산제 함량을 소취제 대비 17 중량% 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[49]
실시예 9
[50]
상기 실시예 6에서 분산제 함량을 소취제 대비 17 중량 % 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[51]
비교예
[52]
비교예 1
[53]
상기 실시예 1에서 분산제 및 소취제로 조제한 슬러리를 투입하지 않고 스판덱스 방사 원액을 조제한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[54]
비교예 2
[55]
상기 실시예 1에서 분산제 투입하지 않고 소취제만 투입하여 조제한 슬러리를 혼합 투입하여 스판덱스 방사 원액을 조제한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[56]
비교예 3
[57]
상기 실시예 1에서 분산제를 소취제 대비 0.5 중량% 투입하여 조제한 슬러리를 혼합 투입하여 스판덱스 방사 원액을 조제한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[58]
비교예 4
[59]
상기 실시예 1에서 분산제를 투입하지 않고 소취제를 4.5 중량% 적용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[60]
실험예
[61]
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 스판덱스에 대해 소취성 및 분산성을 아래와 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.
[62]
암모니아 소취성 평가 방법
[63]
암모니아 소취성 평가는 검지관법으로 ISO 17299-2 따라 측정하였다.
[64]
스판덱스 원사 시료 1 g을 3 L 테드라 백에 넣고 100 ppm 농도의 암모니아 가스를 투입시켜 2 시간 후 잔류 농도를 검지관으로 측정하여 감소율(%)로 계산하였다.
[65]
소취율 (%) = (B-A)/B*100%
[66]
B : 공시험의 암모니아 잔류 농도
[67]
A : 시험 시료의 암모니아 잔류 농도
[68]
분산성 평가 방법
[69]
슬러리 밀링 공정 후 조제한 슬러리를 스판덱스 중합물 용액에 적용 함량비로 투입하여 혼합하여 필름(film)제조 후 용매를 건조하여 상태를 확인하고, 그결과를 표 1에 나타내었다.(첨가제의 분산정도 확인).
[70]
[표1]
[71]
○ : 분산성 양호, △ : 응집현상 다소 있음. X : 분산성 불량(응집됨)
[72]
상기 표 1의 비교예 3과 같이 분산제를 소취제 대비 1 중량% 미만인 0.5 중량%를 투입할 경우 분산성이 좋지 않은 것을 알 수 있었다.
[73]
또한, 본 발명에서 실시예 8, 9와 같이 분산제를 소취제 대비 15 중량% 초과하여 투입하더라도, 15 중량% 투입한 실시예 7과 비슷한 소취율 및 분산성으로 수렴하는 것을 알 수 있었다.
[74]
본 발명의 스판덱스 중합물 내 무기 소취제의 분산성은 도 1에도 나타나 있다. 이는 실시예 1에서 제조된 버퍼 폴리머를 필름으로 제조한 경우의 이미지로, 흰색 반점으로 나타나는 소취제가 거의 확인되지 않으므로 스판덱스 중합물 내 무기 소취제의 분산성이 매우 좋음을 확인할 수 있다.
[75]
이와 달리, 도 2는 분산제를 투입하지 않은 비교예 2에서 제조된 버퍼 폴리머를 필름으로 제조한 경우로, 흰색 반점이 매우 많이 관찰되어 스판덱스 중합물 내 무기 소취제가 다수 응집되어 있고, 분산성이 불량한 것을 확인할 수 있다.
[76]
마찬가지로 분산제를 1 중량% 미만 투입한 비교예 3에서 제조된 버퍼 폴리머를 필름으로 제조한 경우를 나타내는 도 3에서도 다수의 흰색반점이 관찰되어 스판덱스 중합물 내 무기 소취제의 분산성이 불량한 것을 확인할 수 있다.
[77]
이상에서 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

청구범위

[청구항 1]
Zr를 포함하는 금속 인산염과 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 무기계 소취제 및 습윤계 분산제를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 소취 스판덱스 원사의 고형분 대비 1.0~10 wt% 첨가되는 무기계 소취제와, 상기 무기계 소취제 대비 1~17 wt% 첨가되는 습윤계 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스.
[청구항 3]
제1항에 있어서, Zr를 포함하는 금속 인산염은 ZrP 2O 7 , (ZrO) 2P 2O 7 또는 ZrO(H 2PO 4) 2 중에서 선택되는 어느 하나이고, 금속 산화물은 ZnO 또는 SiO 2이며, 복합 금속 화합물은 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 금속을 2종 이상 포함하거나, Zn, Si, Mg 또는 Al중에서 선택되는 1종의 금속과 Cu, Ni 또는 Fe를 포함하여 적어도 2종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스.
[청구항 4]
제1항에 있어서. 습윤계 분산제는 DISPERBYK-110, 111, 162, 164, 168, 180 또는 185중에서 선택되는 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스.
[청구항 5]
통상의 스판덱스를 제조함에 있어서, 스판덱스를 제조하기 위한 중합물의 고형분 대비 Zr를 포함하는 금속 인산염과 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 무기계 소취제를 1.0~10 wt% 첨가하는 단계; 상기 무기계 소취제 대비 습윤계 분산제를 1~17 wt% 첨가하는 단계; 산화 방지제, 황변 방지제, 소광제, 점착 방지제, 기능성 향상제 또는 염착 증진제 중에서 적어도 하나를 포함하는 기타 첨가제를 첨가하는 단계; 를 포함하되 밀링 공정을 통해 슬러리 형태로 스판덱스 중합물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법.
[청구항 6]
제5항에 있어서, 상기 무기계 소취제, 습윤계 분산제 및 기타첨가제를 혼합한 후 밀링 공정을 통해 슬러리 형태로 제조하여 스판덱스 중합물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법.
[청구항 7]
제5항에 있어서, 기타첨가제를 밀링 공정을 통해 슬러리 형태로 제조하여 스판덱스 중합물에 첨가하고, 상기 기타첨가제가 슬러리 형태로 첨가된 스판덱스 중합물에 무기계 소취제 및 습윤계 분산제를 혼합하여 슬러리 형태로 스판덱스 중합물에 첨가하는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법.
[청구항 8]
제5항에 있어서, Zr를 포함하는 금속 인산염은 ZrP 2O 7 , (ZrO) 2P 2O 7 또는 ZrO(H 2PO 4) 2 중에서 선택되는 어느 하나이고, 금속 산화물은 ZnO 또는 SiO 2이며, 복합 금속 화합물은 Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 금속을 2종 이상 포함하거나, Zn, Si, Mg 또는 Al 중에서 선택되는 1종의 금속과 Cu, Ni 또는 Fe를 포함하여 적어도 2종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법.
[청구항 9]
제5항에 있어서. 습윤계 분산제는 DISPERBYK-110, 111, 162, 164, 168, 180 또는 185 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소취 스판덱스의 제조방법.

도면

[도1]

[도2]

[도3]