(57)【要約】【課題】  堅固で洗濯耐久性のある一つまたは複数の機能を有する繊維製品を得ることができる繊維製品の表面処理方法を提供する。【解決手段】  反応性基を有するポリマーを利用して、撥水性、抗菌性あるいは親水性（吸湿性）などの様々な機能を与える塗布液を形成する。グラビアコーティングの表面処理技術を利用してグラビアメッシュを適当に調整することにより、異なる粘度を有する塗布液を連続処理の加工技術により、繊維製品の表面上に塗布する。乾燥した後、耐性、洗濯耐久性および堅固性が高く、外表面が撥水性を備え、内表面が抗菌性および親水性を備えるなどといった一つまたは複数の機能を有する繊維製品を製作することができる。【選択図】  図２
2005344273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能性化合組成物を含む塗布液を準備する工程と、
グラビア工程を行って前記塗布液を繊維製品の表面上に塗布する工程と、
乾燥工程を行って前記塗布液中の溶剤を除去することにより、前記機能性化合組成物を前記繊維製品の表面上に固定する工程とを含むことを特徴とする繊維製品の表面処理方法。
【請求項２】
前記機能性化合組成物は、
反応性基を有するポリマーと、
撥水化剤、親水化剤および抗菌剤からなるグループから選択する機能性添加物とを含むことを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項３】
前記撥水化剤は、パラフィン、ポリシロキサンまたはフッ素化合物であることを特徴とする請求項２記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項４】
前記グラビア工程において、前記塗布液が前記繊維製品の表面上に連続的に塗布されることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項５】
前記グラビア工程において、前記塗布液がグラビアローラにより前記繊維製品の表面上へ連続的に送られることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項６】
前記グラビアローラは、その表面上にあるバンプのサイズが約４０〜２００メッシュであることを特徴とする請求項５記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項７】
前記グラビアローラは、その表面上にあるバンプのサイズが約４０〜１８０メッシュであることを特徴とする請求項５記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項８】
前記グラビアロールと前記繊維製品との間の圧力は、２ｋｇｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項５記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項９】
前記乾燥工程は、加熱乾燥工程であることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１０】
前記加熱乾燥工程の温度は、約５０〜２００℃であることを特徴とする請求項９記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１１】
前記塗布液の粘度は、約１０〜１００００ｃｐｓであることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１２】
前記塗布液の粘度は、約２００〜１００００ｃｐｓであることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１３】
前記繊維製品は、その表面上にある前記機能性化合組成物の重量が１００ｇ／ｍ２よりも少ないことを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１４】
前記繊維製品は、その表面上にある前記機能性化合組成物の重量が５０ｇ／ｍ２よりも少ないことを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１５】
前記繊維製品は、その表面上にある前記機能性化合組成物の重量が約０．５〜５ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１６】
前記塗布液に使用される溶剤（希釈剤）は、エーテル、アルコール、水、反応性希釈剤またはその他の炭化水素有機溶剤であることを特徴とする請求項１記載の繊維製品の表面処理方法。
【請求項１７】
前記溶剤（希釈剤）に希釈する前記塗布液の固形分は、前記繊維製品の表面上にある前記機能性化合組成物の平方メートル当りの重量およびグラビアローラの表面上にあるメッシュの数により０．１〜９９．０％であることを特徴とする請求項１６記載の繊維製品の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維製品の表面処理方法に関し、特に一つまたは複数の機能を有する繊維製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維製品に対して様々な機能が要求されるに従い、保温機能のみを提供する繊維製品では消費者のニーズを満足させることができなくなってきている。繊維産業は、例えば撥水性、抗菌性あるいは親水性（吸湿性）などの一または複数の機能を有する繊維製品を常に開発し続けている。
【０００３】
撥水機能を有する繊維製品の外表面には撥水性材料が塗布され、親水機能を有する繊維製品の内表面には親水性材料が塗布され、抗菌機能を有する繊維製品の表面には抗菌性材料が塗布されている。
【０００４】
しかし、このように異なる材料が同じまたは異なる表面に塗布される場合、例えば、塗布膜が不均一となり堅固にならないなどといった問題が発生した。従来技術では、堅固でない塗布膜のために洗濯耐久性が低下する問題を解決する方法が提案されている。例えば、特許文献１において開示されている表面処理方法では、イオン密度の高いマイクロ波プラズマシステムにより繊維製品の表面を活性化してフリーラジカルを形成した後、官能化モノマーでグラフト化して繊維製品に特定の親水機能を与えている。また、特許文献２において開示されている織布、織編物または不織布の片面改質方法では、織物を低温プラズマ処理して、表裏異機能を有する織布、織編物または不織布を得ている。また、特許文献３において開示されている織物の片面改質方法では、織編物または不織布に対して大気圧プラズマ処理を８時間行うことにより、表裏異機能を有する織編物または不織布を得ている。しかしながら、エネルギー照射を利用した単面改質方法には次のような欠点があった。第一に、低温プラズマ処理により繊維製品の一表面を改質し、繊維製品に特定の親水機能を与える方法は真空状態で行わなければならないが、その装置は非常に高価であった。第二に、大気圧プラズマにより織物を処理する工程の際に、グラフト工程において何回かに分けて、ヘリウムまたはアルゴンを含む混合気体、窒素およびアクリル酸を導入して工程を行うが、時間が約２４〜３６時間かかるため、継続的な大量生産を行うことは困難であった。
【０００５】
また、特許文献３において開示されている繊維表面では、機能性樹脂（化学薬品）の粘度を向上して拡散を抑制することにより、片面塗布の機能を達成していた。しかしながら、この従来の塗布あるいはハーフトーン転写工程には次のような欠点があった。第一に、従来の塗布工程が適用された場合、繊維の片面上に樹脂（化学薬品）を塗布するために機能性樹脂（化学薬品）の粘度を上げなければならなかったが、これは工程を不安定にした。第二に、従来の塗布工程において、塗布される樹脂（化学薬品）の量を３０〜２００ｇ／ｍ２にしなければならなかった。しかし、それは超薄型塗布処理を行うことが困難となり、基布の加工が制限されると同時に、繊維製品の柔軟性にも影響を与えた。第三に、樹脂（化学薬品）の粘度を上げるために、増粘剤または隔離剤などの中間体が加えられ、繊維製品上にウォータースポットが発生した。第四に、従来の塗布工程では両面に塗布することが難しかったため、複数の機能を備えさせることは困難であった。
【０００６】
そのため、複数の機能を備える繊維の問題を解決して、異なる機能を有する塗布材料を繊維の両面へ効果的に塗布して、繊維の柔軟度、快適性および洗濯耐久性を維持することができるものが求められていた。
【特許文献１】台湾特許第４２９２８０号公報
【特許文献２】特開平１１−２５６４７６号公報
【特許文献３】特開平１３−１５９０７４号公報
【特許文献４】世界特許ＷＯ−２０７５０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、継続的な工程により少なくとも一つの極薄機能性塗布膜を繊維の表面上に形成することにより、堅固で洗濯耐久性のある一つまたは複数の機能を有する繊維製品を得ることができる繊維製品の表面処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明は、ポリマー反応性基を使用して、例えば撥水性、抗菌または親水性（吸湿性）などの様々な機能を有する塗布液を形成するポリマー反応性基を利用し、グラビアコーティングの表面処理技術を使用して溝形状およびグラビアメッシュを適当に選択して繊維製品の表面処理方法を提供する。次に、様々な機能と用量（粘度、濃度および厚さなど）を有する塗布液を、継続的な塗布技術により繊維製品の表面上に塗布する。加熱乾燥などのアンカー処理を行った後、機能性塗布液は、反応性部位により繊維製品の表面上に固定されるため、一方の面が撥水性を有し、他方の面が抗菌性および親水性（吸湿性）を有する機能性表面を備えた繊維製品を製作することができる。
【０００９】
本発明は、グラビアコーティング方式を利用した繊維製品の表面処理方法を提供し、グラビアメッシュにより、機能性化学薬品の粘度、濃度、塗布厚さ及び他の変数を自由に調整することができる。加熱乾燥などの風乾によるアンカー方式を行った後、繊維製品の全体または一部の表面上の機能性化学薬品によりアンカーが生成される。そのため、本発明の方法により、乾燥工程時間は短縮され、複数の機能を備える繊維製品の耐性および洗濯耐久性が大幅に強化される。
【００１０】
本発明は、グラビアコーティング方式を利用した繊維製品の表面処理方法を提供し、溝形状、グラビアローラのメッシュ、機能性薬品の粘度および濃度（固形分）を選択して、機能性樹脂（化学薬品）の塗布厚さを自由に調整する。
【００１１】
本発明は、グラビアコーティング方式を利用した繊維製品の表面処理方法を提供し、繊維製品の表面上に塗布される各種の機能性化学薬品の用量および厚さを直接に調整して制御することができる。そのため、機能性化学薬品は繊維製品の表面上へ均等に塗布され、異なる表面上にある化学薬品は機能的に独立して互いに影響しない。
【００１２】
本発明は、繊維製品の表面処理方法を提供し、表面活性化または改質などの前処理や、処理手順を行う必要がない。反対に、撥水性、抗菌性または親水性（吸湿性）などの一つまたは複数の機能を有する塗布膜は、継続的な工程により繊維製品の表面上に塗布される。そのため、設備への投資が節減されると同時に消費エネルギーおよび労働力を節減することができる。
【００１３】
本発明は、繊維製品の表面処理方法を提供し、エポキシ基、二重結合（例えば、アクリル基、アルケニル基など）、イソシアネート、シラン、アジリジン（またはエチレンイミン）、ヒドロキシ基、有機酸などの反応性基を有するポリマーなどの機能性添加物を含む機能性化合組成物を利用して塗布液を形成する。繊維製品上の塗布液に対する
所望する効果により、機能性添加物には、例えば撥水化剤、第４級アンモニウム塩を含む有機ポリマーなどの抗菌剤または有機酸塩などの親水化剤などといった様々な機能性樹脂（化学薬品）が含まれる。撥水化剤は、パラフィン、ポリシロキサンまたはフルオライドである。塗布液の粘度は、所望の塗布膜の厚さにより変化する。本発明による繊維製品の表面処理方法は、皮膜層の粘度のみに限定されるわけではない。塗布液が低い粘度（粘度が１０００ｃｐｓ以下）を有していても、粘度を高める増粘剤を使用せずに、グラビアメッシュを調整（溝の形状およびグラビアローラの選択）するだけで、超薄型の層を均等に塗布することができる。繊維製品は編物、織布および不織布などの合成繊維布帛でもよい。
【００１４】
従って、本発明では超薄型グラビアコーティング方式を提供して、反応性基を有するポリマー組成物により形成される撥水性、抗菌性および親水性（吸湿性）などの機能を備える塗布液を繊維製品の表面上に塗布する。加熱乾燥などのアンカー方式の後、機能性組成物を繊維製品の一面または局部に固定することにより、外表面が撥水性を有し、内表面が抗菌性および親水性（吸湿性）を有するなどといった表面に複数の機能を備える繊維製品を製作することができる。本発明は、従来の衣料分野における製品に適用することができる他、表面撥水が必要な靴材およびカバンの基布にも適用することができる。この技術プラットフォームの下、本発明は、紙材、不織布および様々な基材に適用することができる。この繊維製品の表面処理方法は、処理方法を単純化して付加価値を高め、生産コストを減らして産業価値および競争力を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上述の課題を解決するために、本発明は繊維製品の表面処理方法を提供する。本発明はグラビアコーティング方式を利用して、メッシュの数および機能性樹脂（化学薬品）を有する塗布液の粘度を調整することにより、繊維製品の表面上に塗布される塗布液の量を調整して、他の表面へ拡散することを防ぎ、一つまたは複数の機能を備える塗布膜を有する繊維製品を形成することができる。塗布液中のポリマーは反応性基を有し、加熱乾燥などの固定処理を行った後、反応性基は繊維製品の繊維中に固定され、機能性樹脂（化学薬品）を有するポリマーは、繊維製品の全部または一部の表面上にアンカーされる。そして、乾燥工程時間が短縮され、複数の機能を備える繊維製品の耐性および洗濯耐久性が大幅に強化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明が提供する繊維製品の表面処理方法をより明らかにするため、下記の実施形態において、本発明が開示する方法をどのように適用するか説明する。特に下記の実施形態で示される検査結果は、本発明の特徴を理解するのに役立つ。
【００１７】
図１は、本発明の好適な一実施形態によるグラビアコーティング表面処理装置を示す模式図である。グラビア印刷装置１００は、タンク１０２、グラビアロール１０４、プレッシャローラ１０６およびガイドローラ１０８、１１０を備える。エポキシ基、二重結合（例えば、アクリル基、アルケニル基など）、イソシアネート、シラン、アジリジン（またはエチレンイミン）、ヒドロキシ基、有機酸などの反応性基を有するポリマー組成物により形成されて、撥水性、抗菌および親水性（吸湿性）などの様々な機能を有する塗布（印刷）液１１２は開口を有するタンク１０２中に設置され、エーテル、アルコールまたは水、反応性希釈剤またはその他の炭化水素有機溶剤は、塗布液１１２の溶剤として作用する。繊維製品上の塗布膜に必要な効果に合わせ、機能性添加物には、例えば撥水化剤、第４級アンモニウム塩を含む有機ポリマーなどの抗菌剤または有機酸塩などの親水化剤などといった様々な機能性樹脂（化学薬品）が含まれる。撥水化剤は、パラフィン、ポリシロキサンまたはフルオライドである。
【００１８】
グラビアロール１０４は、タンク１０２の上方に設置され、プレッシャローラ１０６はグラビアロール１０４の側面に設置される。表面処理する必要のある繊維製品１１４は、ガイドローラ１０８により導かれてグラビアロール１０４とプレッシャローラ１０６との間を通過した後、ガイドローラ１１０により導かれて乾燥装置（図示せず）に入れられて乾燥および架橋処理が行われる。繊維製品は編物、織布および不織布などの合成繊維布帛である。繊維製品１１４の塗布厚さは、約０．５〜２ｍｍであり、その重量は約１５０〜２００ｇ／ｍである。繊維製品１１４が装置上を移動する速度は、２〜１０ｍ／分である。乾燥装置は、一般に加熱乾燥の方式を利用し、加熱乾燥の温度は一般に約５０〜２００℃である。
【００１９】
グラビアロール１０４が回転すると、タンク１０２中の塗布液１１２はグラビアロール１０４表面上のバンプへ送られて、グラビアロール１０４とプレッシャローラ１０６との間の圧点により繊維製品１１４の表面上に塗布（或いは印刷）される。一般に、グラビアロール１０４の表面上にあるバンプのサイズは約４０〜２００メッシュ／ｉｎ２であり、好適には約４０〜１８０メッシュ／ｉｎ２である。グラビアロール１０４とプレッシャローラ１０６との圧力は２ｋｇｗ／ｃｍ２以下である。ここで塗布液１１２の粘度は限定されていないが、好適には１０〜１００００ｃｐｓであり、更に好適には２００〜５０００ｃｐｓである。塗布液１１２により繊維製品１１４の表面上へ送られる反応性基を有するポリマー組成物は、１００ｇ／ｍ２よりも少ない。実際、本実施形態によるグラビアコーティング方式を適用することにより、反応性基を有するポリマー組成物は容易に５０ｇ／ｍ２より少なくすることができる。
【００２０】
グラビアロール１０４の表面上にあるバンプのサイズは、塗布液１１２の輸送量を調整することができる。バンプは、そのサイズが大きくなるほどより多くの塗布液を送ることができ、そのサイズが小さくなるほどより少ない塗布液を送ることができる。もし１０００ｃｐｓよりも少ない粘度を有する塗布液を適用した場合、０．５〜５ｇ／ｃｍ２の反応性基を含むポリマー組成物が塗布された繊維製品を得ることができ、塗布層の厚さは僅かに１μｍである。
【００２１】
繊維製品の表面上に塗布される塗布液の量は、より少なく制御することができるため、塗布液が繊維のその他の表面へ拡散することを防ぐことができる。本実施形態は、一方の面に撥水性塗布膜が塗布（印刷）され、他方の面に親水性（吸湿性）塗布膜が塗布された繊維を製作することができるため、外表面が撥水性を有して内表面が親水性を有するなどといった複数の機能を有する塗布膜を備えた繊維を形成することができる。
【００２２】
図２および図３は、本発明の好適な一実施形態の処理方法により処理された異なる材料からなる織物を示す画像である。織物はポリエステル材料からなる織布であり、その一方は０．３５ｍｍの厚さで１５５ｇ／ｍ２であり、他方は０．２４ｍｍの厚さで１３６ｇ／ｍ２である。図２および図３に示すように、左側表面２００、３００は親水性（吸湿性）塗布膜に処理され、右側表面２０２、３０２は親水性塗布膜に処理される。水滴が滴下されると、親水性表面２００、３００は水滴を広げて拡散させるが、撥水性表面２０２、３０２は水滴を凝集させて、その上を撥水性にする。一般に本実施形態による繊維の表面処理方法は繊維製品を強化することができ、その厚さは約０．５〜２ｍｍであり、その重さは１２０〜３００ｇ／ｍ２であり、８０以上の撥水性を得ることができる。親水性（吸湿性）に関しては、繊維製品の親水性表面の拡散面積は２０秒で１５００ｍｍ２を超える。表１は、拡散面積と時間との関係を示し、比較例は親水性表面処理が施されていない繊維製品であり、実験例は親水性表面処理が施された繊維製品である。表１より、親水性表面処理が施された繊維製品は、親水性表面処理が施されないものより水の拡散速度が３倍以上であることが分かる。繊維製品の親水面は吸水時間が２秒以下であり、４０〜６０分の乾燥時間で吸水量９３％を超える量を排除することができる。
【００２３】
【表１】
2005344273.tif 000003
【００２４】
反応性基を有するポリマーは親水性ポリマーまたは撥水性ポリマーから選択され、ポリマー自体は繊維製品上に固定する担体として作用し、撥水化剤、親水化剤または抗菌剤はポリマーに粘着する。撥水化剤および親水化剤は、それぞれ繊維製品の撥水化および親水化を強化し、抗菌剤は繊維製品に抗菌機能を備えさせるが、その抗菌力は、一般に９９．９％を超える。また、ポリマーの反応性基は、繊維製品の繊維にアンカーされるため、洗濯耐久性を備えて剥離が発生しにくく、一般には平均１８回以上洗うことができる。
【００２５】
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術に熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好適な一実施形態によるグラビアコーティング表面処理装置を示す模式図である。
【図２】本発明の好適な一実施形態の処理方法により、異なる材料を処理した織物を示す画像である。
【図３】本発明の好適な一実施形態の処理方法により、異なる材料を処理した織物を示す画像である。
【符号の説明】
【００２７】
１００  グラビア印刷装置、１０２  タンク、１０４  グラビアロール、１０６  プレッシャローラ、１０８、１１０  ガイドローラ、１１２  塗布液、１１４  繊維製品、２００、３００  左側表面、２０２、３０２  右側表面
【図１】
2005344273.tif 000004
【図２】
2005344273.tif 000005
【図３】
2005344273.tif 000006