JP6506846B2 - ポリケトンなま糸のコーティング加工方法 - Google Patents

ポリケトンなま糸のコーティング加工方法 Download PDF

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Description

本発明は、ポリケトンなま糸のコーティング加工方法に関するもので、より詳細には、産業用ポリケトンなま糸をなま糸コーティング用の押出機を用いて、なま糸の表面にコーティングすることにより、ポリケトンなま糸に色彩感や立体感が付与されるだけでなく、他の機能性調製の添加によりUV、堅牢度などが強化されたポリケトンなま糸のコーティング加工方法に関するものである。
世界的にはまだ商用化されていないポリケトン素材はまだ需要企業がありませんが、素材が量産化された時に、既存のスーパー素材の市場シェア率の10〜30％程度の市場シェア率が予想され、スーパー素材に比べ、80〜90％程度の物性を見えますが、界面接着率はより高く表示され、低Costにより、タイヤコードとMRG、その他の産業用および生活用の用途に活用が可能で、多くの需要の企業があると予想される。
これで世界初のポリケトン繊維の実用化技術を開発し、用途別カスタム開発のためのプロセス技術に関する技術開発と技術保有が必要である。
ポリケトン繊維材料の場合、特有の固有物性とコストパフォーマンスに支えられ開発の可能性は着実に認識されてきて現在までに安定した技術の蓄積を進めてきており、実験室規模で多くの技術的なDBが蓄積されている。しかし、優れた物性とコストパフォーマンスに比べて高い生産設備投資と基盤の構築にほとんどの企業がまだ大量生産化を保留しており、量産化の段階まで進んでいない。
既存の国内で保有している繊維技術の複合化と新素材の新しいプロセス技術と他産業から派生した新技術の融合化に加えて、ポリケトン素材のための加工技術の開発が必要であり、また、工業用繊維製品だけでなく、生活用繊維製品への用途展開をするためには、機械的な物性や機能性などのアップグレードを介して新しい素材の加工技術が必要である。
ポリケトン素材は、優れた耐薬品性、高強度を活用して自動車部品、電子部品の金属代替材料としての展開が可能であり、基準のスーパー素材に比べて80〜90％程度の強度を持ちますが、高い界面接着率に基づいて、高品質のMRG、タイヤコード素材として活用可能になると判断され、価格的な競争力もアラミドおよびその他のスーパー繊維に比べて安価で低コストのスーパー繊維としての用途拡大への期待が大きくなっておりますので、既存の保有している源泉技術と進む開発技術のおかげで高い初期投資費用も十分に対処できる利点があり、全く新しい先端技術の確立と同時に、世界市場の高いシェア率を期待することができる。
本発明では、世界初の量産化を目指しているポリケトン繊維素材を使用して、なま糸用コーティング押出加工により、用途の拡大と優れた機能性と機械的物性を有する素材を提供することを目的とする。
本発明は、なま糸のコーティング用押出機を用いて、ポリケトンなま糸をコーティング加工することにより、ポリケトン素材の色、UVの脆弱性、堅牢度などの欠点を補完して、用途の拡大のために、優れた機能性付与や機械的物性を向上させることができるポリケトンなま糸のコーティング加工方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、なま糸のコーティング用押出機にポリ塩化ビニルコーティング剤または熱可塑性ポリウレタンコーティング剤を投入する段階;及び前記なま糸コーティングの押出機によってポリケトンなま糸の表面にコーティング剤が塗布される手順を含むポリケトンなま糸のコーティング加工方法を提供する。
この際、前記コーティング剤が塗布される手順は、160℃以下の温度、500mpm以下の工程速度で実行され、上記ポリケトンなま糸に0.400g/m以下にコーティング剤が塗布されることが望ましい。
また、上記コーティング剤は、UV安定剤またはカラーマスターバッチチップを追加でさらに含むことができる。
併せて、上記コーティング剤が塗布されるステップの後、ポリケトンなま糸の製織工程、機能性加工、及びコーティングからなる群から選択された1種以上の後加工工程を追加でさらに含むことができる。
本発明は、なま糸のコーティング技術を用いたポリケトンなま糸のコーティング加工方法で、PVCとTPUコーティングを介してなま糸の審美的特性とさまざまな機能性付与が主なメカニズムとして作用することになる。
なま糸コーティング工程を実施すると使用するコーティング剤と添加することになる機能性顔料の種類に応じて、ポリケトンなま糸の素材の物性を左右することになる。本技術は、ポリケトンなま糸の産業用と生活用用途展開のための適正な機能性加工を使用して高強度ポリケトン繊維の用途拡大が可能である。
また、世界初の商用化を目指しているポリケトン繊維材料の高強度と伸度などの優れた機械的物性を利用して、既存の産業用繊維素材として広く使われている高強力PET、ナイロン材料とスーパー繊維材料の代替が可能であり、なま糸加工技術を介して、ポリケトン素材の利用率が高くなると考えられる。
併せて、既存の産業用繊維素材の脆弱性とされていた、産業用素材の審美的効果と色、UV安定、堅牢度など、さまざまな機能を実装することができ、世界的に商用化の初期段階であるため、本発明を使用して、新しい産業用繊維市場の創出が可能と考えられる。
本発明に係るポリケトンなま糸のコーティング加工方法を概略的に示すものである。 本発明に係るなま糸コーティング加工工程を経たポリケトンコーティングなま糸の断面と表面を示す写真である。 本発明に係るなま糸コーティング加工した後、耐候性試験前後の引張強さの比較データを示すものである。 本発明に係るなま糸コーティング加工した後、耐候性試験前後の伸張比較データを示すものである。 本発明によるなま糸のコーティング加工した後、耐候性試験前後のモジュラスの比較データを示すものである。
以下、本発明について説明する。
別の方法で定義されていない限り、技術的または科学的な用語を含めてここで使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持っている。一般的に使用される辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上持つ意味と一致する意味を持つものと解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
本発明は、なま糸のコーティング用押出機にポリ塩化ビニルコーティング剤または熱可塑性ポリウレタンコーティング剤を投入する段階;および上記なま糸コーティングの押出機によってポリケトンなま糸の表面にコーティング剤が塗布される手順を含むポリケトンなま糸のコーティング加工方法を提供する。
図1は、本発明に係るポリケトンなま糸のコーティング加工方法の概略図である。図1から分かるように、繊維なま糸をコーティング剤が溶融になる押出機に投入され、なま糸の表面にコーティングを経て、冷却水槽、キャプスタンを経て巻き取られる工程によってポリケトンなま糸にコーティング加工をすることができる。
この際、前記コーティング剤が塗布される手順は、なま糸の融点と耐熱温度などを考慮して、160℃以下のプロセス温度で行われ、ポリケトンなま糸のフィラメント数に応じて工程速度は500mpm以下で進行をすることが望ましい。また、コーティング加工公平性を高めるために、ポリケトンなま糸の素材にATY、ITYなの糸加工工程を経る方法がある。
ここで、上記ポリケトンなま糸に0.400g/m以下にコーティング剤が塗布されることが望ましいが、これに限定されるものではない。
また、上記コーティング剤は、用途に応じてPVCコーティングまたはTPUコーティング剤を使用することができますが、必要に応じてUV安定剤、カラーマスターバッチチップなど、さまざまな機能性顔料のコーティング剤の混合を介してなま糸に機能性を付与することができる。
また、上記コーティング剤が塗布されるステップの後、ポリケトンなま糸の製織工程、機能性加工、及びコーティングからなる群から選択された1種以上の後加工工程をさらに含むことができる。
このような工程により、ポリケトン素材の色、UVの脆弱性、堅牢度などの欠点を補完して、用途の拡大のために優れた機能性付与や機械的物性を有する素材を提供することができる。
以下、本発明を実施例を介して具体的に説明するが、下記実施例及び実験例は、本発明の一形態を例示することに過ぎないだけで、本発明の範囲が下記の実施例および実験例により制限されるものではない。
（実施例）
ハイーデニールである産業用繊維素材の加工のためにオーダー、製作されたなま糸のコーティング用押出機にポリケトンなま糸とPVCコーティング剤を投入した後、160℃以下のプロセス温度と500mpm以下の工程速度でポリケトンなま糸の表面にPVCコーティング剤を塗布してポリケトンコーティングなま糸を製造した。
この時、製造されたポリケトンコーティングなま糸の断面と表面の写真は、図2に示した。
（実験例）
本発明に係るポリケトンなま糸のコーティング加工前後の特性を調べるために、実施例で製造されたポリケトンコーティングなま糸を耐候性試験機（Xenon Arc Weather-Ometer Ci5000）を使用して、温度60℃、湿度60％で0.67w/m2の電力量で、1〜7日処理する方式で進行しており、処理後のKS K0520に基づいてなま糸引張強度を測定した結果について、下記表1に示した。
（実験例1）
図3では、ポリケトンなま糸コーティング加工した後、耐候性試験前後の引張強さの比較データを示している。
ポリケトン繊維の場合、なま糸コーティング加工した後、約1.62g/dの引張強度の値が減少し、耐候性テスト1日後小幅に引張強度の値が減少したが、時間が経つにつれ、引張強さの値が低下することが分かった。ただし、ポリケトンなま糸のコーティング前耐候性テストの結果が比較したときなま糸のコーティング後、耐候性試験の値は増加したことが分かった。
（実験例2）
図4では、ポリケトンなま糸コーティング加工した後、耐候性試験前後の伸張比較データを示している。
実験の結果、ポリケトン繊維の場合、なま糸コーティング加工した後、耐候性試験後もコーティング前ポリケトン繊維材料の伸び物性の約85％以上の物性を持っていることが分かった。ポリケトン繊維のなま糸コーティング工程後にもなま糸の伸び物性に大きな影響を及ぼさないと考えられる。
（実験例3）
図5では、ポリケトンなま糸コーティング加工した後、耐候性試験前後のモジュラス比較データを示している。
実験の結果、ポリケトン繊維の場合、なま糸コーティング加工した後、ポリケトン繊維素材のモジュラス物性は50g/d以上増加することが分かり、耐候性試験後もコーティング前なま糸物性よりも高いモジュラス値を示した。これは、なま糸の表面のコーティング剤により引張の弾性係数が高くなったと考えられる。

Claims (1)

  1. なま糸コーティング用の押出機にポリ塩化ビニルコーティング剤または熱可塑性ポリウレタンコーティング剤を投入する段階;と
    上記なま糸コーティング用の押出機によってポリケトンなま糸の表面にコーティング剤が塗布される手順を含み、
    上記コーティング剤が塗布される手順は、160℃以下の温度、500mpm以下の工程速度で
    実行され、上記ポリケトンなま糸に0.400g/m以下にコーティング剤が塗布され、
    上記コーティング剤は、UV安定剤またはカラーマスターバッチチップを追加でさらに含み、
    上記コーティング剤が塗布されるステップの後、ポリケトンなま糸の製織工程、機能性加工、及びコーティングからなる群から選択された1種以上の後加工工程を追加でさらに含み、
    コーティングが塗布されたポリケトンなま糸は引張強度が15.48ｇ/ｄ、伸度が4.9％、モジュラスが405.3ｇ/ｄであり、前記ポリケトンなま糸を温度60℃、湿度60％にて0.67w/m2の電力量で7日処理した後に測定した引張強度が13.86ｇ/ｄ、伸度が4.9％、モジュラスが383.7ｇ/ｄであることを特徴とするポリケトンなま糸のコーティング加工方法。
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