변경된 응력 프로파일을 갖는 의복

변경된 응력 프로파일을 갖는 의복{GARMENT WITH ALTERED STRESS PROFILE}

관련 출원의 상호참조

본 출원은 2008년 1월 15일자로 출원된 미국 출원 제61/021,241호의 이익을 청구한다.

본 발명은 변경된 응력 프로파일을 포함하는 체형 보정 의복 및 경기력 강화 의복을 포함한 의복과 같은 물품에 관한 것이다. 물품 또는 의복은 폴리우레탄우레아 조성물과 조합된 직물 및/또는 폴리우레탄 발포체와 같은 물질의 하나 이상의 층을 포함한다.

의복은 보온, 패션, 및 편안함을 포함하나 이에 한정되지 않는 각종 다양한 기능을 제공한다. 체형 보정 의복의 두 가지 목표는 지지 및 편안함을 포함하며, 이들 중 하나는 나머지 하나로 인해 위태롭게 될 수 있다. 편안함 감소의 한 가지 이유는, 체형 보정이나 지지를 위해 디자인된 의복에는 흔히 의복 착용자에게 증가된 압력이 가해지는 영역이 있다는 것이다. 예를 들어, 어떤 사람의 둘레에 감겨진 물질의 밴드가 넓은 구획과 좁은 구획을 갖는다고 할 때, 밴드의 밴드 길이 내에서의 힘은 동일하지만, 이 힘은 좁은 부분에 비해 밴드의 넓은 부분에서 더 고르게 분산된다. 그 결과, 좁은 부분이 신체에 접촉하는 지점에서 압력이 증가한다.

증가된 압력 부분은 착용자에게 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 원하는 곳에 추가의 지지를 제공하고 착용자에게 더 큰 편안함을 제공하는 것을 포함하여, 의복의 응력 프로파일을 변경하여 압력을 재분포시킴으로써 이러한 결함을 극복하는 의복이 필요하다.

적층 발포체 의복과 같은 체형 보정 의복에서 경험되는 또 하나의 문제는 직물의 늘어남이다. 이것은 특히 원-피스 적층 발포체 브래지어에서 문제가 된다. 의복 내부의 응력을 재분포시키거나 조절하여 직물의 늘어남을 방지하는 방법을 제공할 필요가 있다.

일부 실시양태는

(a) 각각 응력 프로파일을 갖는 직물의 하나 이상의 구획; 및

(b) 직물의 하나 이상의 구획에 부착되어, 변경된 응력 프로파일을 갖는 직물 라미네이트를 형성하는 하나 이상의 중합체 필름을 포함하는 의복을 포함하는 물품이다. 이 의복은 직물의 늘어남을 감소시키는 것에 더하여 더욱 큰 편안함을 착용자에게 제공하도록 디자인될 수 있다.

의복은 날개 부분을 갖는 브래지어를 포함하며, 날개 부분은, 좁은 스트립, 삼각형 형상, 또는 날개 부분에 대해 기하학적으로 역전된 날개 부분 형상과 같은 형상 또는 형태의 중합체 필름을 포함한다.

브래지어는 한 쌍의 가슴 컵을 형성하는 재료의 층들과 상기 컵들 사이의 브릿지의 조립체를 포함하고, 상기 조립체는 적어도, 가슴 컵의 형상을 형성하도록 몰딩된 제1 재료 층 및 제2 재료 층을 포함하며, 상기 각각의 가슴 컵은 상기 브릿지로부터 측면 가장자리 쪽으로 연장되는 하부 가장자리를 포함하고, 측면 가장자리는 상기 하부 가장자리로부터 선택적으로는 스트랩이 부착되는 상기 각각의 가슴 컵의 상부 부분까지 연장되며;

이때 상기 가슴 컵의 상기 하부 가장자리 및 측면 가장자리 중 하나 또는 둘 다에 인접한 곳에서, 폴리우레탄우레아 분산액으로부터 캐스팅되고 건조된 폴리우레탄우레아를 포함하는 중합체 필름이 상기 조립체의 상기 재료 층들에 매립 또는 부착되어 있다.

변경된 응력 프로파일을 포함하는 의복의 제조 방법이 또한 포함된다.

도 1은 기하학적으로 역전된 중합체 필름을 포함하는 직물의 부분을 보여준다.
도 2는 기하학적으로 역전된 중합체 필름을 포함하는 직물의 부분을 보여준다.
도 3은 중합체 필름의 좁은 스트립을 포함하는 직물의 부분을 보여준다.
도 4는 하부 가장자리 및 측면 가장자리를 따라 중합체 필름 영역을 포함하는 브래지어를 보여준다.
도 5는 중합체 필름 영역을 포함하는 브래지어를 보여준다.
도 6은 중합체 필름 영역을 포함하는 브래지어를 보여준다.
도 7은 중합체 필름 영역을 포함하는 브래지어를 보여준다.
도 8은 삼각형 형상의 중합체 필름 영역을 포함하는 직물의 부분을 보여준다.
도 10은 중합체 필름 영역을 포함하는 팬티를 보여준다.
도 11은 중합체 필름 영역을 포함하는 팬티를 보여준다.
도 12는 기재상의 중합체 필름을 보여준다.
도 13은 두 기재 사이의 중합체 필름을 보여준다.
도 14는 중합체 필름 영역을 포함하는 직물의 부분을 보여준다.
도 14a는 중합체 필름 영역을 포함하는 직물의 다층 부분을 보여준다.
도 15는 중합체 필름 영역을 포함하는 직물의 부분을 보여준다.
도 15a는 중합체 필름 영역을 포함하는 직물의 다층 부분을 보여준다.
도 16은 도 14a의 다층 직물의 선 XX를 따른 단면도를 보여준다.
도 17은 중합체 조성물과 적층된 의복의 셋트(set) ％의 그래픽 표시이다.
도 18은 중합체 필름과 비교한 대조군 직물의 그래픽 표시이다.
도 19는 응력/변형 분석의 그래픽 표시이다.
도 20은 응력/변형 분석의 그래픽 표시이다.

본 발명의 목적상, 직물의 "응력 프로파일"이라는 용어는 의복 전체를 통한 다양한 지점에서 측정될 수 있는 각종 상이한 힘에 기인하여 직물상에 가해지는 물리적 압력, 당김, 또는 다른 힘으로서 정의된다. 응력 프로파일은 의복에 사용되는 직물과 같은 임의의 직물에서 관찰될 수 있다. 직물의 응력 프로파일의 일례는 체형 보정 의복에서 발견되며, 여기에서 의복에 가해지는 응력 또는 압력은 의복이 착용되는 동안 착용자의 움직임으로 인해 변할 것이다. 또 하나의 예는 브래지어와 같은 지지 의복이며, 여기에서 컵 부분의 하부에 대한 응력은 컵 부분의 상부에 대한 것보다 클 수 있다.

본 발명의 목적상, "기하학적으로 역전된"이라는 용어는, 필름과 적층될 직물과 동일한 기하학적 형상을 갖는 필름을 직물에 대해 회전시킨 실시양태를 포함한다. 필름은 직물 구획보다 더 크거나, 더 작거나, 또는 동일한 크기일 수 있다. 이것은 또한, 필름 및 직물의 크기 및 치수가 각각 필름 및 직물의 모듈러스에 역비례하도록 디자인된 것을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.

본원에 사용된 "비선형"이라는 용어는 직선이 아닌 형상을 포함한다. 이것은 곡선 형상, 호 형상, 및 파동 형상을 포함하나 이에 한정되지 않는다.

본원에 사용된 "좁은 스트립"이라는 용어는 길이 및 폭을 가지며 길이가 폭의 2배 이상인 형상을 가리킨다. 길이는 바뀔 수 있으며 그것이 적용되는 의복의 크기에 따라 달라진다.

본원에 사용된 "다공성"이라는 용어는 기재의 내부 또는 그의 두께를 통한 임의의 지점 또는 표면에 공극 또는 구멍을 포함하는 기재, 또는 본 발명의 물품이 접촉하게 될 수 있는 임의의 재료를 가리킨다.

본원에 사용된 "압착" 또는 "압착된"이라는 용어는 열 및/또는 압력에 노출되어 실질적으로 평평한 구조를 제공하는 물품을 가리킨다.

본원에 사용된 "발포체"라는 용어는 폴리우레탄 발포체와 같은, 직물 제조에 사용될 수 있는 임의의 적합한 발포체를 가리킨다.

본원에 사용된 "분산액"이라는 용어는, 분산상이 미세하게 분할된 입자로 구성되고 연속상은 액체, 고체 또는 기체일 수 있는 계를 가리킨다.

본원에 사용된 "수성 폴리우레탄 분산액"이라는 용어는 수성 매질, 예컨대 탈이온수를 포함한 물에 분산된, 적어도 폴리우레탄 또는 폴리우레탄 우레아 중합체 또는 예비중합체(예컨대, 본원에 기재된 폴리우레탄 예비중합체)를 함유하며 선택적으로 용매를 함유하는 조성물을 가리킨다.

본원에 사용된 용어 "용매"는, 달리 지시되지 않는 이상, 비수성 매질을 가리키며, 여기에서 비수성 매질로는 휘발성 유기 용매(예컨대, 아세톤) 및 다소 덜 휘발성인 유기 용매(예컨대, MEK 또는 NMP)를 포함한 유기 용매를 들 수 있다.

본원에 사용된 "무용매" 또는 "무용매계"라는 용어는 조성물의 벌크 또는 분산된 성분이 용매에 용해되거나 분산되지 않은 조성물 또는 분산액을 가리킨다.

본원에 사용된 "물품"이라는 용어는 분산액 또는 성형된 물품 및 기재, 예를 들어 텍스타일 직물을 포함하며, 부분적으로는 본원에 기재된 분산액 또는 성형된 물품의 적용으로 인해 적어도 하나의 탄성 특성을 가질 수도 있고 가지지 않을 수도 있는 물품을 가리킨다. 물품은 1차원, 2차원, 및/또는 3차원과 같은 임의의 적합한 형태일 수 있다.

본원에 사용된 "직물(fabric)"이라는 용어는 편직, 제직 또는 부직 재료를 가리킨다. 편직 직물은 평편, 환편, 경편, 좁은 탄성체, 및 레이스일 수 있다. 제직 직물은 임의의 구성, 예를 들어 주자직, 능직, 평직, 옥스포드직, 바스켓직, 및 좁은 탄성체일 수 있다. 부직 재료는 멜트블로운, 스펀본디드, 웨트-레이드, 카디드 섬유 기반 스테이플 웹 등일 수 있다.

본원에 사용된 "경질사"라는 용어는 실질적으로 비탄성인 실을 가리킨다.

본원에 사용된 "몰딩된(molded)" 물품이라는 용어는 열 및/또는 압력의 적용에 반응하여 물품 또는 성형된 물품의 형상이 바뀐 결과를 가리킨다.

본원에 사용된 "로부터 유도된"이라는 용어는 한 물질을 다른 물체로부터 형성하는 것을 가리킨다. 예를 들어, 필름은 건조시킬 수 있는 분산액으로부터 유도될 수 있다.

본원에 사용된 "모듈러스"라는 용어는 단위 선밀도 또는 면적당 힘으로 표현한, 물품에 대한 응력의 비율을 가리킨다.

본원에 사용된 "직물의 늘어남(fabric growth)"이라는 용어는 회복되지 않는(즉, 탄성이 아닌) 직물이 시간에 지남에 따라 또는 착용 동안에 늘어나는 자연스러운 경향을 포함하는 의미이다.

본 발명의 목적상, "중합체 필름", "중합체 용액", 및 "중합체 분산액"이라는 용어는, 지지를 위해 기재에 적용하는 것이 필요할 수도 필요하지 않을 수도 있는, 선택적으로 물이나 용매 중에 있는, 실질적으로 2차원적이거나 비교적 평평한 중합체 층을 기술하기 위해 상호 교환적으로 사용된다.

본원에 사용된 "직물 라미네이트"라는 용어는 함께 부착되거나 결합된 하나 이상의 직물 층 및 하나 이상의 중합체 층을 포함하는 다층 물품을 가리킨다. 부착 방법으로는 접착, 가열, 가압, 및 이들의 조합을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

본원에 사용된, 의복과 관련된 "경기력 강화(performance-enhancing)"라는 용어는 의복 착용자의 피로를 감소시키거나 경기력을 유지해 주는 의복을 가리킨다. 예를 들면, 운동 선수는 경쟁하는 동안 피로를 감소시키고/거나 경쟁적 경기력을 유지하기 위해 경기력 강화 의복을 착용할 수 있다.

일부 실시양태는 의복의 응력 프로파일을 변경하는 중합체 필름을 포함하는 의복이다. 이것은 응력을 의복 전체에 동등하게 분포시키는 것 뿐 아니라 추가의 지지가 요망되는 곳에 "응력 구배"를 제공하는 것을 포함한다. 응력 구배는, 의복의 직물 내의 보다 낮은 응력의 영역에서 보다 높은 응력의 영역으로와 같은 응력의 재분포를 위한 미리 선택된 응력의 영역을 제공한다. 응력 구배의 일례는 브래지어에 유용하다. 중합체 필름을 브라 컵 내에 포함시켜, 지지를 위한 컵의 하부의 보다 큰 응력, 및 컵 상부의 보다 낮은 응력을 제공하는 응력 구배를 제공할 수 있다.

일부 실시양태의 물품은 필름 또는 분산액 형태의 폴리우레탄우레아 조성물과 같은 중합체 필름의 하나 이상의 층을 포함한다. 이 물품은 중합체 필름을 포함하여 2개 이상의 층을 갖는다. 중합체 필름은 직물 또는 발포체와 같은 재료의 층들에 인접하거나 그러한 층들의 사이에 위치할 수 있으며, 또한 신장성 및 회복성, 증가된 탄성 모듈러스, 접착성, 몰딩성, 형상 유지력, 및 가요성을 물품에 제공할 수 있다. 이러한 물품은 직물 및/또는 의복으로 형성될 수 있다.

각종 중합체가 일부 실시양태의 물품에 유용하며, 하나 초과의 필름 층이 포함될 수 있다. 여기에는 폴리우레탄, 폴리우레탄우레아, 폴리올레핀, 및 이들의 조합의 중합체 필름이 포함된다. 유용한 폴리올레핀 수지의 예는 엑손모빌(ExxonMobil)에서 VISTAMAXX® 1100 및 VISTAMAXX® 2100과 같은 상표명 VISTAMAXX로 시판되며, 이것들은 용융되어 필름으로 성형되거나 부직포로서 제조될 수 있다.

각종 상이한 폴리우레탄우레아 조성물이 일부 실시양태의 필름 및 분산액에 유용하다. 예를 들어, 일부 실시양태의 필름은 용액, 수성 분산액, 또는 실질적으로 무용매 수성 분산액으로부터 캐스팅될 수 있다. 다수의 그러한 용액이나 분산액이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 시판되는 스판덱스 생산 라인으로부터 방사 용액과 같은 폴리우레탄우레아 용액을 사용하여 본 발명의 일부 실시양태에 따른 필름을 캐스팅할 수 있다. 그로부터 캐스팅된, 본 발명에 유용한 수성 분산액 및 필름의 구체적인 예를 아래에 기술한다.

물품이 한 층은 필름인 3개 이상의 층을 포함하는 다층 물품을 포함하는 실시양태에서, 필름은 2개의 직물 층 사이, 2개의 발포체 층 사이, 직물 층과 발포체 층 사이의 중간층이거나, 또는 직물 층에 인접한 발포체 층에 인접할 수 있다. 이들 직물/발포체/필름 배열의 조합이 또한 고려된다. 예를 들어, 물품은 순서대로 직물 층, 발포체 층, 필름 층, 발포체 층, 및 직물 층을 포함할 수 있다. 이들 물품은 2개의 분리된 직물 층, 2개의 분리된 발포체 층, 및 필름 층을 포함한다. 이들 실시양태 중 어느 것에서든, 중합체 필름은 중합체 용액 또는 분산액으로 대체될 수 있다. 따라서, 물품은 하나 이상의 중합체 필름 및 하나 이상의 중합체 분산액 층을 포함할 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 직물 또는 발포체의 단일 층을 접어서 중합체 필름, 용액 또는 분산액을 중간 층으로서 갖는 다층 물품의 2개 이상의 층을 형성할 수 있다(이 경우 필름은 물품 내에 '매립된' 것으로 간주할 수 있음). 이 실시양태에서는, 이후 물품을 원하는 형상으로, 예컨대 체형 보정 의복을 위해, 몰딩 또는 압착할 수도 있다. 중합체 필름을 접는 지점에 위치시킬 경우, 테이프는 접단에서나 체형 보정 의복을 위해 추가의 신장 회복력을 제공하여 추가의 지지를 제공할 수 있다. 이것은 또한 필름/테이프의 배치가 증가된 벽 강도 또는 강성을 제공할 수 있고 의복의 엣지가 말리는 것을 방지할 수 있는 언더버스트 브라와 같은 의복에 유용하다. 중합체 필름은 또한, 이하 더욱 상세히 설명되는 도 16에 나타낸 바와 같이, 이중 층 직물을 형성하는 단일 층의 엣지들이 만나는 지점에 위치할 수도 있다. 추가의 직물 또는 발포체 층이 또한 원할 경우 접힌 층의 내부에 포함될 수 있다. 예를 들어, 직물 층을 접어 2개의 층을 형성하고, 중합체 필름 및 발포체를 접힌 영역 내부에 포함시킬 수 있다.

2개 이상의 층을 포함하는 실시양태에서, 폴리우레탄우레아 조성물은 외부 층을 형성할 수 있다. 외부 표면상에 폴리우레탄우레아 조성물을 포함하는 것은 많은 유리한 기능을 형성한다. 예를 들어, 폴리우레탄우레아 조성물은 폴리우레탄우레아 조성물을 포함하는 물품과 외부 기재 사이의 상대적인 움직임을 감소시키기 위한 앵커(anchor) 또는 증가된 마찰 영역을 제공할 수 있다. 이것은 물품이 피부 접촉 표면을 포함하는 속옷인 경우(이 경우 착용자의 피부가 기재가 됨)에 특히 유용하다. 별법으로, 기재는 본 발명의 물품의 폴리우레탄우레아 조성물과 접촉하게 되는 외부 의류일 수 있다. 기재가 착용자의 외부 의류이고 물품이 속옷으로서 착용되는 경우, 물품은 외부 의복의 상대적 움직임을 방지하거나 감소시킨다. 또한, 외부 의복(예: 드레스)이 내부 의복(예: 슬립)의 상대적 위치를 유지하기 위해 폴리우레탄우레아 조성물을 포함할 수도 있다.

직물, 발포체, 및 필름의 층들을 선택한 후, 이어서 이들을 압착이나 몰딩을 통해 접착시켜 평평하거나 또는 성형된 물품(몰딩된 브래지어 컵과 같은 3차원을 갖는 물품 포함)을 형성할 수 있다. 일부 실시양태의 압착 및 몰딩된 물품을 제조하기 위한 방법은 필요할 경우 압력 및 열의 사용을 포함한다. 예를 들어, 열은 약 150℃ 내지 약 200℃, 또는 약 180℃ 내지 약 190℃, 예를 들어 약 185℃로, 몰딩된 물품이 얻어지기에 충분한 시간 동안 가할 수 있다. 적합한 가열 시간으로는 약 30초 내지 약 360초, 예컨대 약 45초 내지 약 120초를 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 결합은 마이크로웨이브, 적외선, 전도, 초음파, 장시간 압력 인가(즉, 클램핑) 및 이들의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 공지된 방법에 의해 이루어질 수 있다.

폴리우레탄우레아 필름 또는 분산액을 포함하는 물품에 대한 가열 및 가압으로 인해서, 그리고 필름 및 직물 그 자체가 다공성 물질이므로, 필름 또는 분산액은 물품의 직물 또는 발포체에 부분적으로 또는 완전히 스며들 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄우레아 조성물은 주변 층들로부터 부분적으로 분리된 층을 형성할 수도 있고, 또는 주변 층 또는 층들로 완전히 이동하여 구분가능하게 분리되는 폴리우레탄우레아 조성물 층이 없는 통합된 물품을 형성할 수도 있다.

본 발명의 다층 물품의 한 가지 용도는 체형 보정 의복, 예컨대 브래지어(특히, 컵 또는 날개), 기타 여성용 속옷 및 남성용 속옷이다. 이들 물품은, 편안함, 통기성, 공기 투과성, 수분/증기 이동성, 흡상, 및 이들의 조합을 여전히 제공하면서, 체형 보정 및 지지라는 원하는 특성을 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태의 물품에서, 층들은 미리 결정된 형상을 띨 수 있으며, 브래지어 구조의 컵과 같은 몰딩되거나 성형된 물품의 다자인에서 서로에 대해 미리 결정된 배향으로 배열될 수 있다. 이들 직물의 층들은 단독으로 사용되거나, 또는 직물에 봉합, 접착 또는 다르게 적용된 다른 물질과 함께 사용될 수 있다.

일부 실시양태는 직물에 의해 제공되는 통합된 보정 능력을 갖는 의복의 제조를 위한 시스템이다. 이 제조 시스템은 특히 활동복, 운동복, 남성 및 여성용의 몸에 붙는 옷, 예컨대 브라, 속옷, 팬티, 보정 의복, 레그웨어(legwear) 및 양말, 예컨대, 팬티 스타킹, 기성복, 예컨대 데님 진, 캐미솔, 맞춤 셔츠, 및 바지와 같은 각종 상이한 의복 제조에 사용될 수 있다. 이 제조는 임의의 변형가능한 신체 부위에 적용될 수 있다. 직물 제조의 많은 이점이 포함되지만, 용도는 의복에 제한되지 않고, 마찬가지로 성형가능한 부위와 접촉시 직물의 잠재적인 미끄러짐 및 움직임을 받는 가구용 쿠션을 포함하여 임의의 성형가능하거나 변형가능한 매체에도 적용될 수 있음이 인식된다.

추가의 지지 및 다른 특징을 부여하기 위하여, 중합체 필름 조성물을 물품의 상이한 영역들에 부가할 수 있다. 예를 들어, 그것은 물품의 전체 영역에 걸쳐서 또는 선택된 부분에 연장되어 상이한 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 브래지어는 컵 부분에 일부 실시양태의 층상 직물을 포함할 수 있다. 브래지어 컵에서, 지지를 위해서는 컵의 하부 부분에, 단정함을 위해서는 컵의 중앙 부분에, 보정을 위해서는 측면 부분에, 또는 꾸밈이나 장식을 위해서는 특별한 영역에 필름의 일부를 사용하는 것이 유용할 수 있다.

각각의 도면에서, 중합체 필름은 단지 명확함을 위해 분리된 층으로서 도시하였다. 부착된 중합체 필름은 직물 또는 발포체 기재의 공극을 부분적으로 또는 완전히 채울 수 있다.

도 1~3, 8~9, 및 14~15에서, 직물의 일부가 실질적으로 사다리꼴 형상을 갖는 것으로 도시되었다. 논의된 바와 같이, 그러한 형상은 브라의 날개로서 유용하다. 그러나 브라의 날개 부분을 참조하고는 있으나, 직물 부분은 의복의 다른 영역에 유용할 수도 있으며, 직물의 응력 프로파일을 변경하기 위해 직물의 형상에 대해 중합체 필름이 어떻게 배향될 수 있는지의 일례를 예시하도록 도시되어 있다. 직물 부분 및 중합체 필름 부분 둘 다에 대해 각종 기하학적 형상이 고려되며, 이는 원하는 응력 프로파일 변경에 기초하여 선택될 수 있다. 변경은, 응력을 의복 전체에 분포시키는 것에 의해 편안함을 제공하는 것이거나, 또는 의복의 일부에서 응력을 증가시켜 추가의 조절이나 지지를 제공하는 것일 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 중합체 필름 조성물 (2)는, 실질적으로 사다리꼴 형상이고 사다리꼴로서 나타낸 브라 날개 부분 (1)과 같은 의복의 일부에 대해 기하학적으로 역전된 것일 수 있다. 날개 부분의 엣지 너머로 중첩 연장되는 모서리 (4)는 접거나 중합체 필름의 형상으로 절단될 수 있다.

별법으로, 도 2는 날개 부분 (1)에 대해 기하학적으로 역전되어 있지만, 필름이 날개 부분과 실질적으로 동일한 형상을 가지면서도 크기가 감소되어, 도 1의 중첩하는 모서리 (4)를 없애면서도 변경된 응력 프로파일을 제공하는 중합체 필름 조성물 (2)를 또한 보여준다.

도 1 또는 도 2에서, 직물 구획 (1)은 넓은 단부 및 보다 짧은 단부를 갖는 사다리꼴을 포함하는 날개일 수 있다. 중합체 필름 (2)도 또한 넓은 단부 및 보다 짧은 단부를 갖는다. 중합체 필름의 보다 짧은 단부는 직물 구획의 넓은 단부에 대응하게 위치하고, 중합체 필름의 넓은 단부는 직물 구획의 보다 짧은 단부에 대응하게 위치한다.

도 8은 또한 직물 부분 (1)에 결합된 중합체 필름 영역 (2)를 갖는 직물 부분 (1)을 보여준다. 도 8의 각각에서, 중합체 필름 영역은 삼각형 형상을 갖는다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 날개 (1)과 같은 의복의 응력 프로파일을 변경하는 또 다른 방법은 중합체 필름 (2)의 좁은 스트립을 포함시키는 것이다. 이 중합체 필름은 실질적으로 선형으로 도시되었으나, 선택되는 응력 프로파일의 변경 방식에 따라 비선형 형상으로 변형될 수도 있음이 이해된다. 필름 (2)는 도시된 바와 같이 날개 (1)의 엣지들까지 연장되거나, 또는 별법으로 날개 (1)의 중간 부분에서 시작 및 종료될 수 있다. 필름 (2)는 대각선을 따라 배향될 수도 있고(도 3에 나타난 것처럼), 또는 날개 엣지에 대해 수직일 수도 있다.

달리 말해, 직물 구획은 상부 부분, 중간 부분, 및 하부 부분을 가질 수 있으며, 중합체 필름은 직물 구획의 2개 이상의 부분에 인접하여 배향된다. 중합체 필름은 직물 구획의 상부로부터 직물 구획의 하부까지 대각선을 따라, 또는 직물 내의 다른 부분에서 대각선을 따라, 또는 직물 구획에 수직으로 배향될 수 있다.

도 4는 의복의 응력 프로파일을 변경하기 위해 중합체 필름을 포함할 수 있는 의복의 일례로서 브래지어를 보여준다. 브래지어는 날개 부분 (1) 및 2개의 컵 부분 (6) 및 (10)을 포함한다. 컵 부분 (6)은 컵 (6)의 하부 가장자리를 따라 위치하는 중합체 필름 (8)을 포함한다. 나머지 컵 부분 (10)은 측면 가장자리 (12)를 따라 위치하는 중합체 필름을 포함한다. 측면 가장자리 필름 (12)와 하부 가장 자리 필름 (8)은, 의복의 응력 프로파일을 조정하여 보정 및 지지를 제공하기 위해 함께 또는 별도로 사용될 수 있다. 브래지어를 예로서 나타내었으나, 이것은 신체의 다른 변형가능한 부위, 예컨대 둔부에 적용될 수 있음이 이해된다.

도 5는 언더와이어 부분 (18)을 포함하는 브래지어를 보여준다. 언더와이어 부분 또한 브래지어의 압력 지점의 잠재적인 원인이다. 중합체 필름 (14) 및 (16)의 부가는 언더와이어 부분 (18)이 기여하는 응력 프로파일을 변경함으로써 추가의 편안함 및 지지 중의 하나 또는 둘 다를 제공할 수 있다.

도 4 내지 7의 브래지어는 스트랩을 포함하는 뒤쪽 잠금 장치 브래지어로서 나타나 있으나, 스트랩은 선택적인 것이며, 앞쪽 잠금 장치(나타내지 않음)가 컵들 사이의 영역의 (14)에 포함될 수도 있음이 이해된다.

도 6의 브래지어는 각각 컵의 안쪽 부분에 중합체 필름 부분 (22)을 갖는 2개의 컵 부분 (20)을 포함한다. 컵 부분 (20)의 응력 프로파일은, 도시된 바와 같이 더 넓은 컵의 상부 부분 (24)로부터 필름 부분 (22)이 컵의 안쪽 부분 (26)으로 연장됨에 따라 폭이 변할 수 있는 필름 부분 (22)를 포함시킴으로써 변경된다. 반대의 구성이 도 7에 도시되어 있으며, 여기에서는 컵 부분 (20)이 컵의 상부의 좁은 부분 (30)으로부터 컵의 하부 안쪽 부분 (32)로 연장되면서 폭이 변하는 필름 부분 (28)을 포함한다. 브래지어의 상기 영역의 응력 프로파일을 변경하는 것에 의해 핀치점(pinch point)을 피하면서 원하는 지지 또는 강화를 제공할 수 있다. 원하는 효과를 달성하기 위해, 필름 부분 (22) 및 (28)의 다른 기하학 또는 형태가 고려된다.

도 10 및 도 11은 각각 상이한 필름 부분 (36), (37), (38) 및 (40)을 포함하는 팬티 (34)를 나타낸다. 필름 영역 (36)은 도 10에 나타낸 바와 같이 허리 밴드에 위치하여 의류를 통해 허리 밴드가 드러나는 것을 감소시키는 감소된 응력 프로파일을 갖는 의복을 제공한다. 중합체 필름 (36)의 폭은 핀치점을 제공하는 압력을 감소시키거나, 또는 응력 프로파일을 변경시켜 지지력을 증가시키기 위해(예를 들어, 배 조절을 제공함으로써), 의복의 전면 또는 후면에서 다를 수 있다. 유사하게, 다리 밴드의 필름 부분 (36) 및 (37)은 폭이 변하여, 예를 들어 후면 부분 (37)을 따라 필름의 폭을 증가시킴으로써, 후면 부분을 따라 의류 밑의 팬티 라인으로서 나타날 수 있는 핀치점을 감소시키는 응력의 분배를 제공할 수 있다. 도 11은 추가의 조절, 예컨대 배 조절을 제공하거나 또는 임산부 팬티에 유용한 지지를 제공할 수 있는 상이한 형상의 중합체 필름 영역 (40)을 포함한다.

임의의 중합체 필름 영역 (1)이 도 12에 나타낸 바와 같이 단일 표면 (2)에 포함될 수 있으며, 이때 표면 (2)는 직물, 발포체, 또는 의복에 적합한 기타 기재일 수 있다. 별법으로, 중합체 필름 (2)는, 상부 표면 층 (1) 및 하부 표면 층 (3)이 포함된 도 13에서와 같이 직물, 발포체 등과 같은 두 표면 사이에 포함될 수 있다.

도 14 및 도 15는 미리 선택된 접는 선 (42)를 따라 접힌 후에 상부 표면 층 (1) 및 하부 표면 층 (2)를 제공하는 접힌 직물을 사용하는 두 가지 가능성을 보여준다. 화살표들은 도 14 및 도 15에서 접는 방향을 나타낸다. 하부 표면 층 (3)의 엣지들은 서로 만나서 도 14a 및 도 15a에 나타낸 맞대기 이음매 (5)를 형성한다. 엣지 (5)는 그 지점에서 필름 영역 (2)에 부착되거나 결합될 수 있다.

도 16은 도 14a에 나타낸 선 XX의 맞대기 이음매의 단면도이다. 이음매 (5)는, 접혀서 결합되거나 부착된 직물 또는 다른 기재의 엣지를 나타낸다. 중합체 필름 영역 (2)는 상부 표면 (1), 하부 표면 (3), 또는 상부 표면 및 하부 표면 둘 다에 결합될 수 있다. 접힌 부분 (42)는 결합 전에 층의 배향을 나타내는 것으로 도시되었으나, 직물이 충분히 얇은 경우, 단면은 실질적으로 선형으로 나타날 것이다. 또한, 공간 (44)는 결합된 필름 (2)가 직물의 접힌 부분 (42)까지 연장되지 않을 수도 있음을 나타내기 위해 도시되었으나, 이 공간 (44)는 결합 기술에 따라서는 필름이 용융되어 이러한 가용 공간을 채울 수 있기 때문에 없을 수도 있다.

본원에 기재된 수성 분산액으로부터 필름 또는 분산액으로서 적용될 경우, 폴리우레탄우레아 조성물의 원하는 효과에 따라서, 필름 내의 중합체의 중량 평균 분자량은 약 40,000 내지 약 150,000, 예컨대 약 100,000 내지 약 150,000, 및 약 120,000 내지 약 140,000으로 변할 수 있다.

일부 실시양태에서, 중합체 필름은 접착제로서 작용하여 2개 이상의 직물 또는 발포체 층을 부착하거나, 또는 직물 층을 발포체에 부착할 수 있다. 이를 수행하기 위한 한 가지 적합한 방법은 분산액을 임의의 적합한 방법에 의해 층에 적용하는 것이다. 일부 실시양태의 분산액을 적용하기 위한 방법으로는 분무, 접촉, 프린팅, 브러싱, 침지, 패딩, 분배, 계량, 페인팅, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 이것에 이어 열 및/또는 압력을 가할 수 있다.

폴리우레탄우레아 분산액을 적용하는 것과 동일한 방법이 필름을 직물 또는 발포체 층에 부착시키기 위한 접착제의 적용에도 사용될 수 있다. 접착제의 예로는 열경화성 또는 열가소성 접착제, 감압성 접착제, 핫 멜트 접착제, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 접착제는 상이한 층들을 접착시키는데 사용될 수 있고, 직물, 발포체, 또는 폴리우레탄우레아 필름 또는 분산액 중 임의의 것에 적용될 수 있다. 더욱이, 폴리우레탄우레아 수성 분산액은 또한 하나 초과의 임의의 직물, 발포체, 또는 폴리우레탄우레아 필름의 층을 일부 실시양태에서 기재된 바와 같이 접착시키기 위한 접착제로서 사용될 수도 있다. 별법으로, 중합체 필름을 의복에 봉합해 넣을 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 물품에 유용한 각종 직물 구성이 있다. 더욱이, 폴리우레탄 조성물은 이들 실시양태의 모두에서 필름 또는 분산액일 수 있다. 또한, 폴리우레탄우레아 조성물은 구조적 특성, 가요성, 접착성, 또는 이들의 임의의 조합을 제공할 수 있다. 층 배열의 순서는 (1) 직물 층, 발포체 층, 폴리우레탄우레아 조성물 층; (2) 직물 층, 발포체 층, 폴리우레탄우레아 조성물 층, 발포체 층, 직물 층; (3) 직물 층, 폴리우레탄우레아 조성물 층, 직물 층; (4) 발포체 층, 폴리우레탄우레아 층, 발포체 층; (5) 발포체 층, 폴리우레탄우레아 조성물 층; (6) 직물 층, 폴리우레탄우레아 층; 또는 상기의 임의의 조합일 수 있고, 이들은 조합되어 더 많은 층들이 직물 구조에 있게 할 수 있다. 접착제는, 폴리우레탄우레아 조성물이 접착제인 경우를 포함하여, 층들 중 임의의 것을 접착시키기 위해 포함될 수 있다.

각종 상이한 섬유 및 실이 일부 실시양태의 직물에 사용될 수 있다. 이들로는 면, 모, 아크릴, 폴리아미드(나일론), 폴리에스테르, 스판덱스, 재생 셀룰로오스, 고무(천연 또는 합성), 대나무, 견, 대두, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.

본 발명의 일부 실시양태에 유용한 수성 폴리우레탄 분산액은 이하 더욱 상세히 설명되는 특정 우레탄 예비중합체로부터 제공된다.

우레탄 예비중합체, 또는 캡핑된(capped) 글리콜은 일반적으로 폴리올, 폴리이소시아네이트, 및 중화시에 염을 형성할 수 있는 화합물의 반응 생성물로서 개념화할 수 있으며, 예비중합체는 이후 물에 분산되어 사슬 연장된다. 그러한 예비중합체는 전형적으로 하나 이상의 단계에서 용매와 함께 또는 용매 없이 제조될 수 있다. 예비중합체를 분산액 내에 잔류할 덜 휘발성인 용매(예컨대, MEK 또는 NMP)에 용해시키는지, 아니면 나중에 제거될 수 있는 아세톤 같은 휘발성 용매에 용해시키는지, 아니면 어떠한 용매도 없이 물에 분산시키는지에 따라, 분산 공정을 실제로 용매 공정, 아세톤 공정, 또는 예비중합체 혼합 공정으로 분류할 수 있다. 예비중합체 혼합 공정은 환경적 및 경제적 이점을 가지며, 따라서 본 발명의 수성 분산액의 기본 제조 공정으로서도 유용하다.

예비중합체 혼합 공정에서는, 예비중합체의 점도가 용매에 의한 희석 없이 운반 및 물에 분산되기에 충분하도록 적당히 낮은 것이 중요하다. 본 발명은 한 실시양태에서 이러한 점도 요건을 충족하고 예비중합체나 분산액 내에 어떠한 유기 용매도 갖지 않는 그러한 예비중합체로부터 유도된 폴리우레탄 분산액에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 예비중합체는 폴리올 (a), 디이소시아네이트 (b), 및 디올 화합물 (c)의 반응 생성물이다. 그러나 유기 용매를 포함하는 예비중합체도 또한 고려된다.

본 발명은, 통상의 기술에 의한 기재에의 코팅, 결합, 및 적층을 위한 접착제 물질로서 직접 가공 및 적용될 수 있는(즉, 임의의 추가적인 접착제 물질이 필요 없음) 안정한 수성 폴리우레탄 분산액을 제공할 수 있다. 본 발명의 범위에 포함되는 수성 폴리우레탄 분산액은, 휘발성 유기 물질을 사용하거나 또는 사용하지 않고, 제조시 허용가능한 경화 시간으로, 및 최종 제품 및 실제적인 적용에서 양호한 접착 강도, 내열성, 및 신장/회복 특성을 갖도록 제공될 수 있다.

접착제일 수도 아닐 수도 있는 폴리우레탄우레아 중합체 필름은 이형지상에 코팅될 수 있으며, 이에 의해 수성 분산액을 텍스타일 직물을 포함하는 기재에의 결합 및 적층에 사용할 수 있다. 접착은 기재 및 접착제 필름에 1분 미만, 예를 들어 약 15초 내지 약 60초의 지속 시간 동안 열 및/또는 압력을 가하여 활성화할 수 있다. 이렇게 결합된 물품은 우수한 신장/회복 특성을 가지며 일반적인 착용 및 세탁 순환에서 내구성일 것으로 예상된다.

본 발명에 따라 우레탄 예비중합체를 제조하기 위한 출발 물질로서 적합한 폴리올 성분은 수 평균 분자량 약 600 내지 약 3,500의 폴리에테르 글리콜, 폴리카르보네이트 글리콜, 및 폴리에스테르 글리콜이다.

사용될 수 있는 폴리에테르 폴리올의 예로는, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 트리메틸렌 옥사이드, 테트라히드로푸란, 및 3-메틸테트라히드로푸란의 개환 중합 및/또는 공중합으로부터, 또는 각각의 분자 내에 12개 미만의 탄소 원자를 갖는 다가 알코올, 바람직하게는 디올 또는 디올 혼합물, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 및 1,12-도데칸디올의 축합 중합으로부터 얻어진, 2개 이상의 히드록시기를 갖는 글리콜을 들 수 있다. 선형 2관능성 폴리에테르 폴리올이 바람직하며, 분자량 약 1,700 내지 약 2,100의 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜, 예컨대 관능가 2의 Terathane® 1800(인비스타)가 본 발명에 특히 바람직하다.

사용될 수 있는 폴리에스테르 폴리올의 예로는, 각각의 분자 내에 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 저분자량의, 지방족 폴리카르복실산, 및 폴리올 또는 이들의 혼합물의 축합 중합에 의해 생성된, 2개 이상의 히드록시기를 갖는 에스테르 글리콜을 들 수 있다. 적합한 폴리카르복실산의 예는 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸디카르복실산, 및 도데칸디카르복실산이다. 폴리에스테르 폴리올의 제조에 적합한 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 및 1,12-도데칸디올이다. 용융 온도가 약 5℃ 내지 50℃인 선형 2관능성 폴리에스테르 폴리올이 바람직하다.

사용될 수 있는 폴리카르보네이트 폴리올의 예로는, 포스겐, 클로로포름산 에스테르, 디알킬 카르보네이트 또는 디알릴 카르보네이트, 및 각각의 분자 내에 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 저분자량의 지방족 폴리올 또는 그의 혼합물의 축합 중합에 의해 생성된, 2개 이상의 히드록시기를 갖는 카르보네이트 글리콜을 들 수 있다. 폴리카르보네이트 폴리올의 제조에 적합한 폴리올의 예는 디에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 및 1,12-도데칸디올이다. 용융 온도가 약 5℃ 내지 약 50℃인 선형 2관능성 폴리카르보네이트 폴리올이 바람직하다.

본 발명에 따른 우레탄 예비중합체의 제조를 위한 또 다른 출발 물질로서 적합한 폴리이소시아네이트 성분 (b)는 4,4'-메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트) 및 2,4'-메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트)를, 4,4'-MDI 대 2,4'-MDI 이성질체 비율 약 65:35 내지 약 35:65, 바람직하게는 약 55:45 내지 약 45:55, 및 더욱 바람직하게는 약 50:50으로 함유하는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)의 이성질체 혼합물일 수 있다. 적합한 폴리이소시아네이트 성분의 예로는 Mondur® ML(바이엘), Lupranate® MI(BASF), 및 Isonate® 50 O,P'(다우 케미컬)을 들 수 있다.

본 발명에 따른 우레탄 예비중합체의 제조를 위한 추가의 출발 물질로서 적합한 디올 화합물 (c)로는, (i) 폴리이소시아네이트 (b)와 반응할 수 있는 2개의 히드록시기; 및 (ii) 중화시에 염을 형성할 수 있고 폴리이소시아네이트 (b)와 반응할 수 없는 하나 이상의 카르복실산기를 갖는 하나 이상의 디올 화합물을 들 수 있다. 카르복실산기를 갖는 디올 화합물 (c)의 전형적인 예로는 2,2-디메틸로프로피온산(DMPA), 2,2-디메틸로부탄산, 2,2-디메틸로발레르산, 및 DMPA 개시된 카프로락톤, 예컨대 CAPA® HC 1060 (솔베이)를 들 수 있다. DMPA가 본 발명에 바람직하다.

예비중합체는 출발 물질 (a), (b), 및 (c)를 한 단계로 혼합하고 약 50℃ 내지 약 100℃에서 모든 히드록시기가 본질적으로 소모되고 이소시아네이트기의 목적 ％NCO가 달성될 때까지 적당 시간 동안 반응시켜 제조할 수 있다. 별법으로, 이 예비중합체는 두 단계로, 먼저 출발 물질 (a)와 과량의 (b)를 반응시키고, 이어서 예비중합체의 최종 목적 ％NCO가 달성될 때까지 성분 (c)와 반응시켜 제조할 수 있다. 예를 들어, ％NCO는 약 1.3 내지 약 6.5, 예컨대 약 1.8 내지 약 2.6의 범위일 수 있다. 중요한 것은, 반응 전, 중 또는 후에 출발 물질에 유기 용매가 첨가되거나 혼합되지 않는다는 것이다. 선택적으로는, 촉매를 사용하여 예비중합체 형성을 촉진할 수 있다.

본 발명의 한 실시양태에서, 예비중합체는, 함께 배합되어 예비중합체의 총 중량을 기준으로 하기의 중량％ 범위로 제공된 성분 (a), (b), 및 (c)를 포함한다:

약 34％ 내지 약 89％의 성분 (a);

약 59％ 내지 약 10％의 성분 (b); 및

약 7.0％ 내지 약 1.0％의 성분 (c).

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 예비중합체는 Terathane® 1800 폴리에테르 글리콜을 성분 (a)로, Mondur® ML 디이소시아네이트를 성분 (b)로, 2,2-디메틸로프로피온산(DMPA)를 성분 (c)로 포함한다. 이러한 실시양태에서, 이들 성분은 예를 들어, 예비중합체의 총 중량을 기준으로 하기 중량％ 범위로 존재할 수 있다:

a) Terathane® 1800 폴리에테르 글리콜: 약 61％ 내지 약 80％;

b) Mondur® ML 디이소시아네이트: 약 35％ 내지 약 18％; 및

c) 2,2-디메틸로프로피온산(DMPA): 약 4.0％ 내지 약 2.0％.

성분 (a), (b), 및 (c)로부터 제조된 예비중합체는 40℃에서 낙구법(falling ball method)으로 측정시 약 6,000 포아즈 미만, 예컨대 약 4,500 포아즈 미만의 벌크 점도(용매가 존재하지 않음)를 가질 수 있다. 중합체 사슬을 따라 카르복실산기를 함유하는 이 예비중합체는 고속 분산기에 의해, 산과 이온성 염을 형성하기 위한 1종 이상의 중화제 (d); 1종 이상의 표면 활성제(이온성 및/또는 비이온성 분산제 또는 계면활성제); 및 선택적으로는 1종 이상의 디아민 사슬 연장 성분 (f)를 포함하는 탈이온수 매질 내에 분산시킬 수 있다. 별법으로, 중화제는 물 매질 내에 분산되기 전에 예비중합체와 혼합될 수 있다. 하나 이상의 소포제 및/또는 탈포제 및 바람직하게는 1종 이상의 유변학 개질제를 예비중합체의 분산 전, 중, 또는 후에 물 매질에 첨가할 수 있다.

산 기를 염 기로 전환시키기 위한 적합한 중화제 (d)의 예로는 3급 아민(예컨대, 트리에틸아민, N,N-디에틸메틸아민, N-메틸모르폴린, N,N-디이소프로필에틸아민, 및 트리에탄올아민) 및 알칼리 금속 히드록시드(예컨대, 리튬, 소듐, 및 포타슘 히드록시드)를 들 수 있다. 1급 및/또는 2급 아민을 또한 산 기를 위한 중화제로서 사용할 수 있다. 중화도는 일반적으로 산 기의 약 60％ 내지 약 140％, 예를 들어 약 80％ 내지 약 120％의 범위이다.

적합한 디아민 사슬 연장제 (f)의 예로는, 1,2-에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 1,12-도데칸디아민, 1,2-프로판디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,2-시클로헥산디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 4,4'-메틸렌-비스(시클로헥실아민), 이소포론 디아민, 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, 메타-테트라메틸크실렌디아민, 및 분자량 500 미만의 Jeffamine®(텍사코)을 들 수 있다.

적합한 표면 활성제의 예로는, 음이온성, 양이온성, 또는 비이온성 분산제 또는 계면활성제, 예컨대 소듐 도데실 술페이트, 소듐 도데실벤젠술포네이트, 에톡실화 노닐페놀, 및 라우릴 피리디늄 브로마이드를 들 수 있다.

적합한 소포제 또는 탈포제 또는 발포 억제제의 예로는, Additive 65 및 Additive 62(다우 코닝(Dow Corning)의 실리콘계 첨가제), FoamStar® I 300(코그니스(Cognis)의 광유 기재, 무실리콘 탈포제) 및 Surfynol™ DF 110L(에어 프로덕츠 앤드 케미컬스(Air Products ＆ Chemicals)의 고분자량 아세틸렌계 글리콜 비이온성 계면활성제)을 들 수 있다.

적합한 유변학 개질제의 예로는, 소수성으로 개질된 에톡실레이트 우레탄(HEUR), 소수성으로 개질된 알칼리 팽윤성 에멀전(HASE), 및 소수성으로 개질된 히드록시-에틸 셀룰로오스(HMHEC)를 들 수 있다.

이소시아네이트기의 블로킹제 (e)로서, 1종 이상의 1관능성 디알킬 아민 화합물 또는 1관능성 알코올을 예비중합체의 분산 동안 또는 분산 후에 물 매질에 첨가하여 폴리우레탄우레아 중합체의 중량 평균 분자량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 블로킹제를 예비중합체의 분산 후 즉시 물 혼합물에 첨가할 수 있다. 선택적으로는, 중합체 1몰당 3개 이상의 1급 및/또는 2급 아미노기를 갖는 1종 이상의 중합체 성분 (g) (MW > 약 500)를, 예비중합체를 분산시키고 블로킹제를 첨가한 후에 물 매질에 첨가한다.

적합한 1관능성 디알킬아민 블로킹제 (e)의 예로는, N,N-디에틸아민, N-에틸-N-프로필아민, N,N-디이소프로필아민, N- tert -부틸-N-메틸아민, N- tert -부틸-N-벤질아민, N,N-디시클로헥실아민, N-에틸-N-이소프로필아민, N- tert -부틸-N-이소프로필아민, N-이소프로필-N-시클로헥실아민, N-에틸-N-시클로헥실아민, N,N-디에탄올아민, 및 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 들 수 있다. 물에 분산 전의 예비중합체의 이소시아네이트기에 대한 아민 블로킹제의 몰비는 일반적으로 약 0.05 내지 약 0.50, 예를 들어 약 0.20 내지 약 0.40의 범위이어야 한다. 촉매를 디블로킹(de-blocking) 반응을 위해 사용할 수 있다.

1관능성 알코올 블로킹제 (e)의 예로는 탄소수 1 내지 18의 지방족 및 지환족 1급 및 2급 알코올, 페놀, 치환 페놀, 분자량이 약 750 미만, 예컨대 분자량이 500 미만인 에톡실화 알킬 페놀 및 에톡실화 지방 알코올, 히드록시아민, 히드록시메틸 및 히드록시에틸 치환 3급 아민, 히드록시메틸 및 히드록시에틸 치환 헤테로시클릭 화합물, 및 이들의 조합, 예컨대 푸르푸릴 알코올, 테트라히드로푸르푸릴 알코올, N-(2-히드록시에틸)숙신이미드, 4-(2-히드록시에틸)모르폴린, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 네오펜틸 알코올, 헥산올, 시클로헥산올, 시클로헥산메탄올, 벤질 알코올, 옥탄올, 옥타데칸올, N,N-디에틸히드록실아민, 2-(디에틸아미노)에탄올, 2-디메틸아미노에탄올, 및 4-피페리딘에탄올, 및 이들의 조합을 들 수 있다.

적합한 중합체 성분 (g)의 예로는 폴리에틸렌이민, 폴리(비닐아민), 폴리(알릴아민), 및 폴리(아미도아민) 덴드리머를 들 수 있다.

일부 폴리우레탄우레아 분산액에 유용한 황변 방지 화합물로는 지방족 또는 방향족 이소시아네이트(1 관능성), 지방족 디이소시아네이트, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.

황변 방지 모노이소시아네이트의 예로는 지방족 모노이소시아네이트, 지환족 이소시아네이트를 들 수 있다. 특히 화학식 RN=C=O의 화합물이 포함되며, 여기에서 R은 에틸-, 프로필-, 부틸-, 펜틸-, 헥실-, 시클로헥실- 등과 같은 지방족 또는 지환족 뿐 아니라 방향족 모노이소시아네이트를 들 수 있다. 지방족 폴리이소시아네이트는 방향족 기의 부재로 인해, 폴리우레탄 적용에서 황변을 감소시키는데 사용되고 있다. 본 발명에서, 모노이소시아네이트는 방향족 폴리이소시아네이트로 제조된 폴리우레탄우레아 분산액에 첨가되며, 놀랍게도 분산액으로부터 캐스팅되고 건조된 필름의 황변이 현저히 감소되는 조성물을 생성한다. 황변은 특히 열, NO ₂ , 및 UV와 같은 환경 또는 공정 조건에의 노출에 의해 유발될 수 있다.

적합한 모노이소시아네이트의 비제한적 목록에는, 1-메틸-데실 이소시아네이트, 2-클로로에틸 이소시아네이트, 2-에틸헥실 이소시아네이트, 2-메틸시클로헥실 이소시아네이트, 3-(트리에톡시실릴)프로필 이소시아네이트, 3-클로로프로필 이소시아네이트, 3-이소프로페닐-a,a-디메틸벤질 이소시아네이트, 3-메틸시클로헥실 이소시아네이트, 4-메틸시클로헥실 이소시아네이트, 6-클로로헥실 이소시아네이트, 벤질 이소시아네이트, 시클로헵틸 이소시아네이트, 시클로헵틸 이소시아네이트, 시클로헥실 이소시아네이트, 시클로헥산메틸 이소시아네이트, 시클로옥틸 이소시아네이트, 데실 이소시아네이트, 도데실 이소시아네이트, 이소시아네이토아세트산 n-부틸 에스테르, 이소프로필 이소시아네이트, n-헵틸 이소시아네이트, n-헥실 이소시아네이트, 노닐 이� �시아네이트, 옥타데실 이소시아네이트, 옥틸 이소시아네이트, 펜틸 이소시아네이트, 펜에틸 이소시아네이트, 트랜스-4-메티시클로헥실 이소시아네이트, α-메틸벤질 이소시아네이트, (3-이소시아네이토프로필)트리에톡시실란, 에틸 6-이소시아네이토헥사노에이트, 에틸 3-이소시아네이토프로피오네이트, 1-테트라데실 이소시아네이트, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 방향족 모노이소시아네이트의 예로는 페닐 이소시아네이트를 들 수 있으며, 이것은 단독으로 또는 다른 방향족 또는 지방족 이소시아네이트와 함께 사용될 수 있다.

각종 상이한 지방족 디이소시아네이트가 또한 황변 방지 화합물로서 유용하며, 단독으로 또는 다른 지방족 디이소시아네이트 또는 모노이소시아네이트와 함께 사용될 수 있다.

수성 분산액 또는 예비중합체에 선택적으로 포함될 수 있는 기타 첨가제로는, 산화방지제, UV 안정화제, 착색제, 안료, 가교제, 상변화 물질(즉, 미국 콜로라도주 보울더의 아웃래스트 테크놀러지스(Outlast Technologies)에서 상업적으로 입수가능한 Outlast®), 항균제, 광물(즉, 구리), 미세피복 웰빙 첨가제(즉, 알로에 베라, 비타민 E 겔, 알로에 베라, 시 켈프(sea kelp), 니코틴, 카페인, 향수 또는 방향제), 나노입자(즉, 실리카 또는 탄소), 탄산칼슘, 난연제, 점착방지제, 염소분해방지제, 비타민, 약물, 향, 전기 전도성 첨가제, 및/또는 염색 조제(즉, 미국 델라웨어주 윌밍턴의 이. 아이. 듀폰 드 네모아(EI DuPont de Nemours)에서 상업적으로 입수가능한 Methacrol®)를 들 수 있다. 예비중합체 또는 수성 분산액에 첨가될 수 있는 기타 첨가제는 접착 촉진제, 정전기 방지제, 크레이터링 방지제(anti-cratering agent), 크롤링 방지제(anti-crawling agent), 광학 증백제, 합착제, 전기 전도성 첨가제, 발광성 첨가제, 유동 및 레벨링제, 동결-해동 안정화제, 윤활제, 유기 및 무기 충전제, 보존제, 텍스처링제, 열발색 첨가제, 곤충 퇴치제, 및 습윤제를 포함한다.

그러한 선택적인 첨가제는 공정이 허용하는 대로 예비중합체의 분산 전, 중 또는 후에 수성 분산액에 첨가될 수 있다. 유기 용매는 어느 시점에서도 수성 분산액에 첨가되지 않는다.

본 발명의 범위에 포함되는 폴리우레탄 수성 분산액은 약 10 중량％ 내지 약 50 중량％, 예를 들어 약 30 중량％ 내지 약 45 중량％의 고형분 함량을 가질 것으로 예상될 것이다. 본 발명의 범위에 포함되는 폴리우레탄 수성 분산액의 점도는 가공 및 적용 요건에 따라 약 10 센티포아즈 내지 약 100,000 센티포아즈의 넓은 범위에서 변할 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 점도는 약 500 센티포아즈 내지 약 30,000 센티포아즈의 범위이다. 점도는 적당량의, 예를 들어 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 2.0 중량％의 증점제를 사용함으로써 변할 수 있다.

유기 용매가 또한 일부 실시양태의 필름 및 분산액의 제조에 사용될 수 있다. 유기 용매는 용해 및 희석을 통해 예비중합체의 점도를 저하시키고/거나 2,2-디메틸로프로피온산(DMPA)와 같은 카르복실산기를 갖는 디올 화합물의 고체 입자의 분산을 도와 분산 품질을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 이것은 또한 코팅 공정에서의 줄무늬(streak) 및 균열(crack)을 감소시키는 것과 같은 필름 균일성 향상이라는 목적에 기여할 수도 있다.

이 목적을 위해 선택되는 용매는 이소시아네이트기에 대해 실질적으로 또는 완전히 비반응성이고, 물에서 안정하며, DMPA, 형성된 DMPA와 트리에틸아민의 염, 및 예비중합체에 대해 우수한 용해화 능력을 갖는다. 적합한 용매의 예로는 N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 2-프로판온(아세톤) 및 2-부탄온(메틸에틸케톤 또는 MEK)를 들 수 있다.

일부 실시양태의 필름/분산액에 첨가되는 용매의 양은 다양할 수 있다. 용매가 포함되는 경우, 용매의 적합한 범위는 분산액의 50 중량％ 미만의 양을 포함한다. 분산액의 20 중량％ 미만, 분산액의 10 중량％ 미만, 분산액의 5 중량％ 미만, 및 분산액의 3 중량％ 미만과 같이 더 적은 양을 사용할 수도 있다.

제조 공정의 상이한 단계에서 분산액에 유기 용매를 혼입하는 많은 방법이 있으며, 예를 들면 다음과 같다.

1) 중합이 완료된 후 예비중합체를 이동 및 분산시키기 전에 용매를 예비중합체에 첨가 및 혼합할 수 있으며, 주쇄 내에 카르복실산기를 함유하고 사슬 말단에 이소시아네이트기를 함유하는 희석된 예비중합체를 물에 분산된 동안에 중화시키고 사슬 연장시킨다.

2) 용매를 Terathane® 1800, DMPA 및 Lupranate® MI와 같은 다른 성분들과 함께 첨가 및 혼합하여 용액 내에 예비중합체를 제조하고, 이어서 주쇄 내에 카르복실산기를 함유하고 사슬 말단에 이소시아네이트기를 함유하는, 상기 용액 내의 예비중합체를 물에 분산시키는 동시에 중화 및 사슬 연장시킨다.

3) 용매를 DMPA와 트리에틸아민(TEA)의 중화된 염과 함께 첨가하고, Terathane® 1800 및 Lupranate® MI와 혼합하여 분산 전에 예비중합체를 제조할 수 있다.

4) 용매를 TEA와 혼합하고, 이어서 형성된 예비중합체에 분산 전에 첨가할 수 있다.

5) 용매를 글리콜에 첨가 및 혼합하고, 이어서 DMPA, TEA를 첨가하고, 이어서 Lupranate® MI를 분산 전 용액 중의 중화된 예비중합체에 차례대로 첨가할 수 있다.

일부 실시양태의 수성 폴리우레탄 분산액은 특히, 비교적 짧은 시간 동안 열 및 압력과 함께 적용될 경우 직물 결합, 적층, 및 접착 용도로 사용될 수 있는 접착성 중합체 필름에 적합하다. 압력은 예를 들어 약 대기압 내지 약 60 psi 범위일 수 있고, 시간은 사용되는 결합 방법에 따라 약 1초 미만 내지 약 30분의 범위일 수 있다.

그러한 중합체 필름은, 분산액을 이형지상에 코팅하고, 약 100℃ 미만의 온도에서 상업적으로 이용가능한 공정을 통해 건조시켜 물을 제거하여 이형지상에 필름을 형성한다. 형성된 필름 시트는 원하는 폭의 스트립으로 잘라 이후 신장성 물품, 예를 들어 텍스타일 직물을 형성하기 위한 적용에서의 사용을 위해 스풀로 감을 수 있다. 그러한 적용의 예로는 무봉합선(stitch-less) 또는 무이음매(seamless) 의복 구조; 이음매 밀봉 및 강화; 의복에 결합하는 레이블 및 패치; 및 국소적인 신장/회복 향상을 들 수 있다. 접착 결합은 약 100℃ 내지 약 200℃, 예컨대 약 130℃ 내지 약 200℃, 예를 들어 약 140℃ 내지 약 180℃의 온도 범위에서 0.1 초 내지 수 분, 예를 들어 약 1분 미만의 시간 내에 발현될 수 있다. 전형적인 결합 기계는 Sew Free(영국 레스터의 소우시스템스(SewSystems)에서 상업적으로 입수가능함), Macpi 헤밍기(이탈리아 브레시아의 더 막피 그룹(the Macpi Group)에서 상업적으로 입수가능함), Framis 열풍 용접기(이탈리아 밀라노의 프라미스 이탈리, 에스 피.에이.(Framis Italy, s pa)에서 상업적으로 입수가능함)이다. 이 결합은 텍스타일 직물 의복에서의 반복된 착용, 세탁 및 신장에 노출시 강하고 내구성일 것으로 예상된다.

코팅, 분산액, 또는 성형된 물품은 착색 또는 채색될 수 있으며, 이와 관련하여 디자인 요소로서 사용될 수도 있다.

또한, 적층된 필름 또는 분산액을 갖는 물품을 몰딩할 수 있다. 예를 들어, 직물을 직물 내의 경질사에 적당한 조건하에서 몰딩할 수 있다. 또한, 몰딩은 성형된 물품 또는 분산액이 몰딩될 온도에서, 및 경질사를 몰딩하는데 적합한 온도 미만에서 가능할 수 있다.

중합체 필름의 층을 기재에 부착시키는 한 가지 적합한 방법은 라미네이트 표면에 열 또는 에너지를 가하는 임의의 방법을 사용하는 적층이다. 가열 방법으로는, 예를 들면 초음파, 직접 가열, 간접 가열, 및 마이크로웨이브를 들 수 있다. 그러한 직접 적층은 성형된 물품이 기계적 상호작용을 통해서 뿐 아니라 화학적 결합을 통해서도 기재에 결합할 수 있다는 점에서, 당업계에 사용되는 다른 방법에 비해 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기재가 임의의 반응성 수소 관능기를 갖는 경우, 그러한 기는 분산액 또는 성형된 물품상의 이소시아네이트 및 히드록실기와 반응함으로써, 기재와 분산액 또는 성형된 물품 사이에 화학적 결합을 제공할 수 있다. 분산액 또는 성형된 물품과 기재의 그러한 화학적 결합은 훨씬 더 강한 결합을 생성할 수 있다. 그러한 결합은 기재상에 경화된 건조 중합체 필름에서, 또는 한 단계로 건조 및 경화된 습윤 분산액에서 일어날 수 있다. 활성 수소가 없는 물질로는 폴리프로필렌 직물 및 플루오로중합체 또는 실리콘 기반의 표면을 갖는 모든 것을 들 수 있다. 활성 수소가 있는 물질로는 예를 들어 나일론, 면, 폴리에스테르, 모, 견, 셀룰로오스, 아세테이트, 금속, 및 아크릴을 들 수 있다. 추가로 산, 플라스마, 또는 다른 형태의 에칭으로 처리된 물품은 접착을 위한 활성 수소를 가질 수 있다. 염료 분자 또한 결합을 위한 활성 수소를 가질 수 있다.

일부 실시양태의 중합체 필름을 적용하는 방법 및 수단으로는, 롤 코팅(역 롤 코팅 포함); 금속 공구 또는 나이프 블레이드의 사용(예를 들어, 분산액을 기재상에 붓고, 이어서 금속 공구, 예를 들어 나이프 블레이드를 사용하여 기재 전체에 펴서 균일한 두께로 분산액을 캐스팅함); 분무(예를 들어, 펌프 분무 병 사용); 침지; 페인팅; 프린팅; 스탬핑; 및 물품의 함침을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 이들 방법은 추가의 접착제 물질의 필요 없이 분산액을 기재 상에 직접 적용하기 위해 사용할 수 있으며, 추가의/두꺼운 층이 필요할 경우에는 반복될 수 있다. 분산액은 코팅, 결합, 적층, 및 접착 목적을 위해 합성, 천연, 또는 합성/천연 블렌드 물질로부터 제조된 편직물, 제직물, 또는 부직물 중의 임의의 직물에 적용될 수 있다. 분산액 중의 물을 가공 동안 건조에 의해(예를 들어, 공기 건조나 오븐의 사용을 통해) 제거하고 침전 및 합착된 폴리우레탄 층을 직물상에 남겨 접착성 결합을 형성할 수 있다.

1종 이상의 응고제를 선택적으로 사용하여 본 발명에 따른 분산액이 직물 또는 다른 물품 내로 침투하는 것을 억제하거나 최소화할 수 있다. 사용될 수 있는 응고제의 예로는 질산칼슘(질산칼슘 사수화물 포함), 염화칼슘, 황산알루미늄(수화물), 아세트산마그네슘, 염화아연(수화물), 및 질산아연을 들 수 있다.

분산액을 적용하는데 사용될 수 있는 공구의 일례는 나이프 블레이드이다. 나이프 블레이드는 금속 또는 임의의 다른 적합한 물질로 제조될 수 있다. 나이프 블레이드는 미리 결정된 폭 및 두께의 갭(gap)을 가질 수 있다. 갭은 두께가 예를 들어 0.2 밀(mil) 내지 50 밀의 범위, 예컨대 두께가 5 밀, 10 밀, 15 밀, 25 밀, 30 밀, 또는 45 밀일 수 있다.

필름, 용액, 및 분산액의 두께는 적용에 따라서 변할 수 있다. 건조 중합체 필름의 경우, 최종 두께는 예를 들어 약 0.1 밀 내지 약 250 밀, 예컨대 약 0.5 밀 내지 약 25 밀, 예컨대 약 1 내지 약 6 밀(1 밀 = 1/1000 인치)의 범위일 수 있다.

적합한 두께로는 약 0.5 밀 내지 약 12 밀, 약 0.5 내지 약 10 밀, 및 약 1.5 밀 내지 약 9 밀을 들 수 있다. 수성 분산액의 경우, 사용되는 양은 예를 들어 약 2.5 g/㎡ 내지 약 6.40 kg/㎡, 예컨대 약 12.7 내지 약 635 g/㎡, 예컨대 약 25.4 내지 약 152.4 g/㎡의 범위일 수 있다.

본 발명의 범위에 포함되는 분산액 및 중합체 필름으로 코팅될 수 있는 평평한 시트 및 테이프의 유형으로는, 제직물 및 편직물을 포함하는 텍스타일 직물; 부직포; 가죽(천연 또는 합성); 종이; 금속; 플라스틱; 및 스크림(scrim)을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 범위에 포함되는 분산액 및 중합체 필름을 사용하여 제조할 수 있는 최종 물품으로는, 임의의 유형의 의복 또는 의류 물품을 포함하는 의류; 편직 장갑; 덮개(upholstery); 헤어 엑세서리; 침대 시트; 카펫 및 카펫 백킹; 컨베이어 벨트; 의료 적용, 예컨대 신장성 붕대; 요실금 및 여성 위생 제품을 포함하는 개인 위생 품목; 및 신발류를 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 분산액으로 코팅되거나 필름 또는 테이프로 피복된 물품은 음향 억제 물품으로서 사용될 수 있다.

중합체 필름에 적층된 비탄성 직물은 향상된 신장성 및 회복성 및 향상된 몰딩 특성을 가질 수 있다.

중합체 필름들, 필름, 테이프, 또는 수성 폴리우레탄 분산액을 포함하는 물품은 몰딩될 수 있다. 물품은 다수의 기재 층 및 성형된 물품, 필름, 테이프, 또는 분산액으로 제조될 수 있다. 다층 물품 또한 몰딩될 수 있다. 몰딩된 및 몰딩되지 않은 물품은 상이한 수준의 신장성 및 회복성을 가질 수 있다. 몰딩된 물품은 체형 보정 또는 신체 지지 의복, 예컨대 브래지어를 포함할 수 있다.

분산액 및 중합체 필름을 사용하여 제조될 수 있는 의류 또는 의복의 예로는 속옷, 브래지어, 팬티, 란제리, 수영복, 셰이퍼(shaper), 캐미솔, 양말류, 잠옷, 앞치마, 잠수용 고무옷(wetsuit), 타이, 수술복(scrub), 우주복, 유니폼, 모자, 밴드, 땀밴드, 벨트, 활동복, 겉옷, 비옷, 방한 재킷, 바지, 셔츠, 드레스, 블라우스, 남성용 및 여성용 상의, 스웨터, 코르셋, 조끼(vest), 속바지(knickers), 양말, 긴 양말, 드레스, 블라우스, 앞치마, 턱시도, 비슈트(bisht), 아바야(abaya), 히잡(hijab), 질밥(jilbab), 토우브(thoub), 부르카(burka), 망토, 의상, 다이빙복, 킬트(kilt), 기모노, 저지, 가운, 보호복, 사리(sari), 사롱(sarong), 스커트, 각반, 스톨라(stola), 슈트, 스트레이트재킷(straitjacket), 토가(toga), 팬티스타킹, 수건, 유니폼, 베일, 잠수용 고무옷, 의료용 압축 의복, 붕대, 슈트 심지, 허리밴� ��, 및 이들의 모든 성분들을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

하기 실시예는 예시적인 것이며, 본원에 기재된 실시양태들의 제한은 아니다.

일부 실시양태의 물품에 유용한 중합체 필름의 예를 이하에 포함시켰다. 본 발명 및 비교용의 실시예를 포함하는 시험을 또한 포함시켰다.

실시예

Terathane® 1800은 수 평균 분자량이 1,800인 선형 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)(미국 캔사스주 위치타의 인비스타 에스.에이. 알.엘.(INVISTA Sa rL)에서 상업적으로 입수가능함)이고;

Pluracol® HP 4000D는 수 평균 분자량이 400인 선형 1급 히드록실 말단 폴리프로필렌 에테르 글리콜(벨기에 브뤼셀의 BASF에서 상업적으로 입수가능함)이며;

Mondur® ML은 50 내지 60％의 2,4'-MDI 이성질체 및 50 내지 40％의 4,4'-MDI 이성질체를 함유하는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)의 이성질체 혼합물(미국 텍사스주 베이타운의 바이엘(Bayer)로부터 상업적으로 입수가능함)이고;

Lupranate® MI는 45 내지 55％의 2,4'-MDI 이성질체 및 55 내지 45％의 4,4'-MDI 이성질체를 함유하는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)의 이성질체 혼합물(미국 미시건주 와이언도트의 BASF로부터 상업적으로 입수가능함)이며;

Isonate® 125MDR는 98％의 4,4'-MDI 이성질체 및 2％의 2,4'-MDI 이성질체를 함유하는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)의 순수 혼합물(미국 미시건주 미들랜드의 다우 컴파니(Dow Company)로부터 상업적으로 입수가능함)이고;

DMPA는 2,2-디메틸로프로피온산이다.

하기 예비중합체 샘플은 MDI 이성질체 혼합물, 예컨대 높은 수준의 2,4'-MDI를 함유하는 Lupranate® MI 및 Mondur® ML을 사용하여 제조하였다.

실시예 1

예비중합체의 제조를 질소 대기를 갖는 글러브 박스에서 수행하였다. 공기 압력 구동식 교반기, 가열 맨틀, 및 열전쌍 온도 측정기가 구비된 2000 ㎖ Pyrex® 유리 반응 케틀에 약 382.5 그램의 Terathane® 1800 글리콜 및 약 12.5 그램의 DMPA를 넣었다. 이 혼합물을 약 50℃로 교반하면서 가열하고, 이어서 약 105 그램의 Lupranate® MI 디이소시아네이트를 첨가하였다. 이어서, 반응 혼합물을 약 90℃로 연속적으로 교반하면서 가열하고 약 90℃에서 약 120분 동안 유지한 후, 혼합물의 ％NCO가 안정한 값으로 감소하여 이소시아네이트 말단기를 갖는 예비중합체의 계산된 수치(1.914의 ％NCO 목표치)와 일치함에 따라 반응을 종료시켰다. 예비중합체의 점도를 약 40℃에서 작동되는 Model DV-8 Falling Ball Viscometer(미국 버지니아주 웨인스보로의 듀러텍 코포레이션(Duratech Corp.)에서 시판함)를 사용하여 ASTM D1343-69의 일반적 방법에 따라 측정하였다. NCO기의 중량％로 나타낸 캡핑된 글리콜 예비중합체의 총 이소시아네이트 잔기 함량은 전체 내용이 본원에 포함되는 문헌[S. Siggia, "Quantitative Organic Analysis via Functional Group", 3rd Edition, Wiley ＆ Sons, New York, pp. 559-561 (1963)]의 방법에 의해 측정하였다.

실시예 2

실시예 1에 기재된 절차 및 조성에 따라 제조된 무용매 예비중합체를 사용하여 폴리우레탄우레아 수성 분산액을 제조하였다.

2,000 ㎖ 스테인리스강 비커에 약 700 그램의 탈이온수, 약 15 그램의 소듐 도데실벤젠술포네이트(SDBS), 및 약 10 그램의 트리에틸아민(TEA)를 넣었다. 이어서, 이 혼합물을 얼음/물로 약 5℃로 냉각시키고, 로터/스테이터 혼합 헤드(Ross, Model 100LC)를 갖는 고전단 실험실용 혼합기로 약 5,000 rpm에서 약 30초 동안 혼합하였다. 실시예 1과 같은 방식으로 제조되고 금속 관형 실린더에 함유된 점성 예비중합체를 공기 압력이 가해진 가요성 관을 통해 수성 용액 내의 혼합 헤드의 하부에 첨가하였다. 예비중합체의 온도를 약 50℃ 내지 약 70℃로 유지하였다. 압출된 예비중합체 스트림을 약 5,000 rpm의 연속 혼합하에 분산시키고 물로 사슬 연장시켰다. 약 50분의 시간 동안 총량 약 540 그램의 예비중합체를 물에 도입하여 분산시켰다. 예비중합체를 첨가하여 분산시킨 직후에, 분산된 혼합물에 약 2 그램의 Additive 65(미국 미시건주 미들랜드의 다우 코닝®으로부터 상업적으로 입수가능함) 및 약 6 그램의 디에틸아민(DEA)을 넣었다. 이어서, 반응 혼합물을 약 30분 동안 더 혼합하였다. 얻어진 무용매 수성 분산액은 유백색이고 안정하였다. Hauthane HA 증점제 900(미국 매사추세츠주 린의 하우쓰웨이(Hauthway)로부터 상업적으로 입수가능함)을 수성 분산액의 약 2.0 중량％ 수준으로 첨가 및 혼합하여 분산액의 점도를 조정하였다. 이어서, 점성 분산액을 40 마이크로미터 Bendix 금속 메시 필터를 통해 여과시키고 실온에서 저장하여 필름 캐스팅 및 적층에 사용하였다. 분산액의 고형분 수준은 43％였고 점도는 약 25,000 센티포아즈였다. 이 분산액으로부터 캐스팅된 필름은 부드럽고 점착성이며 탄성체였다.

실시예 3

제조 절차는, 예비중합체 혼합 후 분산액에 DEA를 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 2와 동일하였다. 초기에 분산액은 실시예 2와 다르지 않은 것으로 보였다.

실시예 4

다양한 적층된 필름을 포함하는 직물에 대해 응력/변형 시험을 실시하였다.

시험 방법 - 연신율, 비강도, 및 셋트(Set)

연신율 및 비강도 특성은 동적 인장 시험기 인스트론(Instron)을 사용하여 필름에 대해 측정하였다. 샘플 크기는 하기에 나타낸 것과 같았다. 샘플을 클램프에 물리고, 최대 연신율에 도달할 때까지 분당 200％ 연신율의 변형 속도로 연신시켰다. 비강도 및 연신율은 필름 파단 직전에 측정되었다. 유사하게, 셋트 ％는 적층된 샘플을 0 내지 50％ 연신율에서 분당 200％의 변형 속도로 5회 순환 연신시켜 측정하였다. 셋트 ％는 4회째 순환 후에 측정하였다.

샘플 A 및 B의 필름은 실시예 3의 분산액으로부터 캐스팅된 폴리우레탄우레아 필름이었다. 샘플 D, K, L, 및 M의 필름은 실시예 2의 분산액으로부터 캐스팅된 폴리우레탄우레아 필름이었다. 샘플 C, G, H, I, 및 J의 필름은 실시예 3의 분산액으로부터 캐스팅되고 양면에 실시예 2의 분산액으로부터의 필름이 있는 3층 폴리우레탄우레아 "샌드위치" 필름이었다. 샘플 E의 필름 및 샘플 F의 부직포는 엑손모빌로부터 VISTAMAXX라는 상표명으로 시판되는 폴리프로필렌계 중합체로부터 제조하였다. 샘플 N은 도트 매트릭스 형태의 핫 멜트 접착제를 사용한 비교예였다.

Pacific Fabric을 사용하여 일련의 테이프(좁은 스트립) 및 필름 이형(variant)을 직물에 결합하였다. 샘플의 제조 조건을 하기 표 1에 기재하였다. 각각의 직물/중합체 조성물 샘플은 폭이 63.5 mm였다.

이들 샘플을 인스트론에서 120％ 연신율까지 3회 순환시키고, 4회째 하중 적용시 25 그램 힘에서의 연신율(셋트)을 측정하여 시험하였다(도 17에 나타낸 바와 같음). 1회 순환 데이터를 샘플 A 내지 G에 대해 도 19에, 도 17에 나타낸 샘플 H 내지 N에 대해 도 20에 나타내었다. 이 데이터를 평가함으로써, 실시예 2 및 3의 분산액으로부터 제조된 폴리우레탄우레아 필름의 적용에 의해 베이스 직물의 응력/변형 거동이 향상될 수 있음을 알 수 있다. 필름은 특히 실시예 3의 필름을 포함하는 샘플(A, B, C, G, H, I, 및 J)에 힘(power)을 부가한다. 셋트 데이터는, 신장성의 좁은 브라 날개와 비교할 경우, 실시예 3의 조성물을 포함하는 필름을 사용한 적층 날개는 유사한 회복성(셋트) 및 힘(하중 적용/하중 제거)을 제공할 수 있음을 시사한다. 실시예 3의 조성물을 포함하는 적층된 날개는 적층된 직물/발포체 구조의 시판 브라 날개에 비해 향상된 성능을 제공할 수 있다.

실시예 5

의복의 응력 프로파일을 변경하는 효과를 입증하기 위해, 시판되는 브라에 표 2에 나타낸 바와 같은 다양한 필름 및 좁은 필름/테이프 이형을 재장착하였다. 이들 필름/테이프 이형을 실질적으로 사다리꼴 형상을 갖는 브라 날개에 적용하였다. 시판되는 브라는 Victoria's Secret: Secret Embrace Style 6505, 사이즈 36C였다. 이 의복들을 맞음새 및 착용감에 대해 시험하였다.

시험 12의 중합체 조성물은 실시예 2의 분산액으로부터 캐스팅 및 건조시킨 폴리우레탄우레아 필름이었다. 시험 2, 3, 7, 9 내지 11, 13, 및 21의 중합체 조성물은 실시예 3의 분산액으로부터 캐스팅 및 건조된 폴리우레탄우레아 필름이었다. 시험 1, 4 내지 7, 15, 18, 및 19는 실시예 3의 분산액으로부터 캐스팅되고 양면에 실시예 2의 분산액으로부터의 필름이 있는 3층 폴리우레탄우레아 "샌드위치" 필름을 포함하였다. 시험 8은 재장착된 중합체 조성물을 포함하지 않는 대조군이었다. 시험 14 및 20은 베미스(Bemis)로부터 시판되는 폴리우레탄 필름(Bemis 3410)을 포함하였다. 시험 16의 필름 및 시험 17의 부직포는 엑손모빌로부터 VISTAMAXX라는 상표명으로 시판되는 폴리프로필렌계 중합체로부터 제조하였다.

시험 3 및 시험 8(대조군)의 필름을 Gebiom Dynamic Force Sensor로 측정된 압축 힘에 대해 비교하였다. 측정은 필름이 의복에 결합된 브라 날개의 중앙에서 실시하였다. 결과를 도 18에 나타내었다. 대조군 의복의 힘을 시험 3의 필름이 결합되어 있는 의복과 비교하면, 상기 필름의 부가는 의복 단독의 압축 힘의 약 3배가 얻어진다는 결론이 나온다. 이로부터 절반의 두께를 갖는 유사 조성의 필름은 의복 단독과 대략 동일한 압축 힘을 나타낼 것이라고 추론된다. 반대로 상기 필름은 의복 단독의 2배와 대략 동일한 압축 힘을 나타낼 것임이 예측될 것이다.

상기 정보를 이용하여, 브라 날개의 길이를 따라 신체에 가해지는 압축력이 동일한 의복을 구성하고자 하였다. 브라 날개는 본질적으로 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같은 사다리꼴 형상이었다.

브라 날개는 후방(후크(hook) 또는 아이(eye) 잠금장치가 부착됨)에서 보다 전방(브라에 부착되는 부분)에서 더 넓으므로, 브라 날개의 전방은 동일 연신율로 착용시에 더 높은 힘을 가질 것이다. 편안함을 향상시키기 위해, 1.5 밀 두께의 폴리우레탄우레아 필름의 역전된 사다리꼴(시험 10)을 도 1에 나타낸 바와 같은 브라 날개 사다리꼴에 결합하여 적용하였다.

유사하게, 시험 11은 브라 날개 사다리꼴에 결합된 실시예 3의 3 밀 두께의 폴리우레탄우레아 필름의 역전된 사다리꼴을 사용하여 제조하였으나, 이때 3 밀 두께의 필름은 브라 날개의 압축 힘의 2배를 가지므로 길이를 따라 절반으로 절단하였다.

시험 18은 10 mm 폭의 필름의 테이프를 사용하여 제조하였다. 이것을 도 3에 나타낸 바와 같이 컵의 하부에서부터 후크/아이 잠금장치의 상부까지 대각선으로 결합하였다. 이것은 증가된 힘 및 회복성의 조절된 디자인 및 배치에 의해 브라의 편안함 및 맞음새를 상승, 향상시키는 수단을 제공하였다.

얻어진 브라에 대해 맞음새 및 착용감을 시험하였다. 향상된 편안함 및 맞음새는 시험 10, 11, 및 18의 재장착 브라에 대해 피팅 모델에 의해 입증되었다.

본 발명을 예시적 방식으로 기재하였으나, 사용된 용어는 제한이라기보다는 설명 또는 기술로서 의도되었음이 이해될 것이다. 또한, 본 발명을 몇몇 예시적인 실시양태를 들어 기술하였으나, 당업자가 이러한 교시를 본 발명의 다른 가능한 변형에 쉽게 적용할 수 있을 것임은 자명할 것이다.