KR100456304B1 - 탄성사 권사체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중합물에 염착증진제로 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)를 첨가하고 점착방지제로서 마그네슘스테아레이트를 부여하여 방사하고 8∼15%의 권취수축율, 0∼3중량%의 유제부착량, 섬도 100 데니어 이상, 3∼7kg의 권량이 되도록 권취하는 것을 특징으로 하는 탄성사 권사체의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 탄성사 권사체는 후공정 해사성이 우수하고, 권량이 크기 때문에 권사체의 교체 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

탄성사 권사체의 제조방법{METHOD FOR PREPARING PACKAGE OF ELASTIC YARN}

본 발명은 탄성사 권사체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염착증진제로 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)를 적용하고 점착방지제로서 마그네슘스테아레이트를 부여하여 권취수축율이 높고, 권량이 크면서도 해사성이 우수한 탄성사 권사체를 제조하는 방법에 관계한다.

탄성사는 신축성이 뛰어나고 탄성이 우수하여 신축성이 요구되는 많은 상품 분야 예컨대 산업용 자재, 의료용 자재 또는 의류용 자재로 사용되고 있다. 특히 100 데니어 이상의 태섬도 탄성사의 경우에는 라셀, 사틴, 파워 네트, 소폭 직물, 스타킹 밴드 및 기저귀용 등의 다양한 용도로 사용된다.

탄성사는 통상 권사체로서 제공되고 그 권사체로부터 탄성사를 해사하여 사용하는데, 해사할 때 일정 장력이 유지되려면 해사성이 우수해야 하고 권사체에 감긴 실의 양이 적을수록 권사체의 교환 빈도가 높아져 생산성이 저하되므로 권량이 많을 것이 요구된다.

일반적으로 탄성사 권사체의 권량이 많을 경우 가공공정에서의 생산성은 높지만, 권취된 탄성사 간의 점착으로 인해서 해사성이 불량하다. 이와 같이 해사성이 불량하면 해사장력이 일정하지 않아 제품 외관이 불량해지고 사절이 빈발하여 공정 진행이 어려워진다. 따라서 탄성사 권사체의 권량을 많게 하면서도 해사성을 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

한국특허 제 132788호(등록공고 제 97-991호)는 탄성사 자체의 점착력이 높아 해사성이 나쁜 문제점을 개선하기 위하여 탄성사 권사체의 권취수축율을 낮게 설정하고, 접착제와의 부착성이 악화되지 않는 범위 내에서 유제 부착량을 증가시키는 기술을 제안하고 있다. 즉, 상기 한국특허 제 132788호는 권사폭(A)과 권사두께(B)와의 비(B/A)가 0.4 이상이고 그 권사체 내의 탄성사 외관 신장율(C)(%)과 그 탄성사의 유제 처리제 부착량(D)(중량%)과의 관계가 D-5≤C≤D+5, D≤2의 관계에 있는 탄성사 권사체를 제시하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 탄성사 권사체는 유제 부착량을 2중량% 이하로 하고 권사두께(B)/권사폭(A)이 0.4 이상이므로 1.5kg 이상의 다권량의 권사체 제조시 외층과 내층의 해사 장력의 차이를 크게 일으켜 실을 해사하는 후공정에서 사절을 많이 발생시키는 문제점을 갖는다. 또한, 상기 탄성사 권사체는 권폭이 작기 때문에 권량을 3Kg 이상 증가시키기가 곤란하여, 후공정 업체에서 자주 탄성사를 교체함에 따른 가동률 손실을 유발한다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 다량의 유제를 사용하지 않고도 해사성을 현저하게 향상시킴과 동시에 권량을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 탄성사 권사체의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 중합물에 염착증진제로 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)를 첨가하고 점착방지제로서 마그네슘스테아레이트를 부여하여 방사하고 8∼15%의 권취수축율, 섬도 100 데니어 이상, 0∼3%의 유제부착량, 3∼7kg의 권량이 되도록 권취하는 것을 특징으로 하는 탄성사 권사체의 제조방법이다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명이 적용될 수 있는 탄성사로는 폴리에테르계 폴리우레탄계 탄성사, 폴리에스테르계 탄성사, 폴리아미드계 탄성사 등 특별히 제한되지 않으나, 이하에서 설명의 편의를 위해 폴리우레탄계 탄성사를 예로 들어 설명한다.

본 발명은 탄성사 중합시 중합물에 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)와 같은 염착증진제를 첨가하고 점착방지제로서 마그네슘스테아레이트를 부여하여 권취수축율을 높여도 권사체의 최내층까지 우수하게 해사될 수 있도록 하고, 권사체의 권폭을 150mm 이상으로 넓혀서 3∼7 ㎏ 정도의 많은 탄성사를 권취해도 해사가 양호한 탄성사 권사체를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 탄성사를 제조하는데 사용될 수 있는 세그먼티드 폴리우레탄 중합체는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 바와 같이 유기 디이소시아네이트 및 고분자 디올을 반응시켜 폴리우레탄 전구체를 제조한 후, 이를 유기 용매에 용해시킨 후 디아민 및 모노아민과 반응시킴으로써 제조된다.

본 발명에서 사용되는 상기 유기 디이소시아네이트로는 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 부틸렌디이소시아네이트, 수소화된 P,P-메틸렌디이소시아네이트 등이 있다. 상기 고분자 디올로는 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리카보네이트디올 등이 사용될 수 있다.

상기 디아민류는 쇄연장제로서 사용되며, 이의 예로는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 하이드라진 등이 있다. 또한 상기 모노아민은 쇄종지제로서 사용되며, 이의 예로는 디에틸아민, 모노에탄올아민, 디메틸아민 등이 있다. 상술한 성분 이외에 기타 첨가제로서는 UV 안정제, 산화방지제, NOx 가스 황변방지제, 점착방지제, 염착증진제, 내염소제 등이 추가적으로 사용될 수 있다.

본 발명에서는 점착력이 낮은 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)과 같은 염착 증진제를 사용하고, 마그네슘스테아레이트와 같은 점착 방지제를중합물에 부여하여, 근본적인 해사 불량 원인을 제거하였기 때문에, 권사체 모양 및 권량, 권취수축율, 유제부착량에 따라 민감하게 해사성이 변할 소지가 제거되었다.

본 발명에서 탄성사의 귄취수축률은 8∼15%로 유지되어야 하는데, 귄취수축률이 8% 미만이 되면 해사성은 향상되나 사층의 붕괴 등을 야기시켜 탄성사의 권취를 어렵게 하는 요인이 된다. 한편, 귄취수축률이 15%를 초과하면 사에 걸리는 장력이 커져 해사장력 반점이 생기는 등 사의 외관이 불량해진다. 본 발명에서 귄취수축률을 상기 범위 내로 조정하는 방법은 여러 가지를 고려할 수 있는데, 예를 들어 탄성사에 부여하는 열량을 감소시키거나 연신시 다수의 고뎃 롤러들 사이의 연신비를 조정하여 권취수축률을 상기 범위 내로 유지할 수 있다.

일반적으로 권사체 내에서의 탄성사의 사간 접착을 방지하고 탄성사 권사체로부터 원만한게 탄성사를 해사하기 위해 유제를 부여하는데, 본 발명에 의하면 유제를 부착시키지 않거나 3% 미만의 유제를 부착시킬 수 있다. 유제 부착량이 3%를 초과할 경우 후공정에서 접착성 불량 등의 기타의 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명에서 권취수축률 및 유제부착량을 측정하는 방법은 한국특허 제 132788호에 예시된 방법을 사용할 수 있으며, 본 발명에서 사용가능한 유제로는 실리콘계 (폴리 디메틸실록산) 유제 또는 비실리콘계 (하이드로 카본) 유제를 들 수 있다. 비실리콘계 유제를 적용한 탄성사는 기저귀용과 같이 특성상 실리콘 성분이 없어야 되는 경우에 사용가능하다.

한편, 본 발명에서는 바람직한 경우 중합물에 마그네슘스테아레이트와 같은 점착 방지제를 추가로 사용할 수 있다. 본 발명에 의한 탄성사 권사체에서 탄성사의 섬도는 100 데니어 이상인 것이 바람직하다.

종래의 탄성사의 권사체의 형태는 매우 단순한 형태로서, 약 75∼105mm 권폭으로 약 350mm 이내의 권경을 가진 권사체가 일반적이었다. 종래의 탄성사의 권사체에서는 권폭을 넓게 할 경우 권량을 늘일 수 있으나, 이 경우 권사두께가 제한되어 사권량을 일정 수준 이상 증가시킬 수 없었다. 그러나, 본 발명에 의하면 권사체의 최내층까지 우수하게 해사될 수 있기 때문에 권폭을 150㎜ 이상으로 넓혀서 탄성사 권사체의 권량을 3 내지 7 kg이 되도록 할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 권사체 모양을 다양화할 수 있는데, 예를 들어, 약 75∼105mm의 권폭으로 약 350mm 이내의 권경을 가진 권사체로 만들거나, 약 150∼250mm 권폭으로 약 400mm 이내의 권경을 가진 권사체로 만들 수 있다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1∼2

디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 518g과 폴리테트라메틸렌에테르글리콜2328g(분자량 1800)을 질소 기류하 85℃에서 90분간 교반하면서 반응시켜, 양 말단에 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 전구체를 제조하였다. 상기 폴리우레탄 전구체를 실온으로 냉각시킨 후, 여기에 디메틸아세트아미드 4643g을 첨가하고 용해시켜 폴리우레탄 전구체 용액을 수득하였다. 이어서, 프로필렌디아민 54g 및 디에틸아민 9.1g을 디메틸아세트아미드 1889g을 용해시킨 용액을, 10℃ 이하에서 상기 폴리우레탄 전구체 용액에 첨가하여 세그먼티드 폴리우레탄 중합체 용액을 제조하였다.

상기 중합물에 염착증진제로서 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)를 폴리머 고형분 중량 대비 0.5%가 되는 양으로 사용하고, 점착방지제로서 마그네슘스테아레이트를 폴리머 고형분 중량 대비 0.5% 투입하였고, 탈포시킨 후, 건식방사 공정에서 방사온도를 250℃로 조정하여 길이 228mm, 외경 85mm인 지관에 권사폭 200mm, 권사두께 150mm로 감아서 560d의 폴리우레탄 탄성사 치즈 6kg을 제조하였다.

이어서 방사 및 권취 조건을 조절하여 권취수축률, 유제부착량을 하기 표 1의 내용과 같이 변화시켜 실시예 1 내지 2를 실시하고, 수득된 탄성사 권사체의 해사장력 및 후공정 해사성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 3∼4

실시예 1과 동일하게 방사하면서, 길이 115mm, 외경 85mm인 지관에 권사폭 104mm, 권사두께 130mm로 감아서 560d 폴리우레탄 탄성사 치즈 4kg을 제조하였다.

이어서 방사 및 권취 조건을 조절하여 권취수축률, 유제부착량을 하기 표 1의 내용과 같이 변화시켜 실시예 3 내지 4를 실시하고, 수득된 탄성사 권사체의 해사장력 및 후공정 해사성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

실시예 5∼8

실시예 1∼4와 동일한 방법으로 하기 표 1의 조건에 따라 840d 탄성사 제품을 제조하고, 같은 방법으로 탄성사 권사체의 해사장력 및 후공정 해사성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 1∼8

실시예 1의 폴리우레탄 용액을 사용하되, 염착증진제로 종래의 3급 질소원자를 함유하는 폴리우레탄 (N-t-부틸디에탄올아민과 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 반응물)을 사용하여, 같은 방법으로 건식방사하고, 길이 115mm, 외경 85mm인 지관에 권사폭 104mm로 감고, 560d인 폴리우레탄 탄성사 1.5kg 및 4kg 치즈를 준비하였다.

이어서 방사 및 권취 조건을 조절하여 권취수축률, 유제부착량을 하기 표 1의 내용과 같이 변화시켜 비교예 1 내지 8을 실시하고, 수득된 탄성사 권사체의 해사장력 및 후공정 해사성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 9∼16

비교예 1과 같은 방법으로 하기 표 1의 조건에 따라 840d 탄성사 제품을 제조하고, 같은 방법으로 탄성사 권사체의 해사장력 및 후공정 해사성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

구분	데니어	사용지관외경	사용지관길이	권폭	권사두께	권사량	권취수축률	유제부착량	해사장력	후공정해사성
실시예 1	560d	85㎜	228㎜	200㎜	150㎜	6㎏	15%	0%	65g	○
실시예 2	560d	85㎜	228㎜	200㎜	150㎜	6㎏	15%	3%	60g	◎
실시예 3	560d	85㎜	115㎜	104㎜	130㎜	4㎏	15%	0%	63g	○
실시예 4	560d	85㎜	115㎜	104㎜	130㎜	4㎏	15%	3%	59g	◎
실시예 5	840d	85㎜	228㎜	200㎜	150㎜	5.5㎏	15%	0%	86g	○
실시예 6	840d	85㎜	228㎜	200㎜	150㎜	5.5㎏	15%	3%	83g	◎
실시예 7	840d	85㎜	115㎜	104㎜	130㎜	3.6㎏	15%	0%	85g	○
실시예 8	840d	85㎜	115㎜	104㎜	130㎜	3.6㎏	15%	3%	81g	◎
비교예 1	560d	85㎜	115㎜	104㎜	70㎜	1.5㎏	1%	0%	64g	○
비교예 2	560d	85㎜	115㎜	104㎜	70㎜	1.5㎏	1%	3%	62g	○
비교예 3	560d	85㎜	115㎜	104㎜	70㎜	1.5㎏	10%	0%	80g	×
비교예 4	560d	85㎜	115㎜	104㎜	70㎜	1.5㎏	10%	3%	75g	△
비교예 5	560d	85㎜	115㎜	104㎜	140㎜	4㎏	1%	0%	67g	○
비교예 6	560d	85㎜	115㎜	104㎜	140㎜	4㎏	1%	3%	65g	○
비교예 7	560d	85㎜	115㎜	104㎜	140㎜	4㎏	10%	0%	84g	×
비교예 8	560d	85㎜	115㎜	104㎜	140㎜	4㎏	10%	3%	77g	△
비교예 9	840d	85㎜	115㎜	104㎜	85㎜	1.5㎏	1%	0%	88g	○
비교예 10	840d	85㎜	115㎜	104㎜	85㎜	1.5㎏	1%	3%	84g	○
비교예 11	840d	85㎜	115㎜	104㎜	85㎜	1.5㎏	10%	0%	102g	×
비교예 12	840d	85㎜	115㎜	104㎜	85㎜	1.5㎏	10%	3%	95g	△
비교예 13	840d	85㎜	115㎜	104㎜	155㎜	4㎏	1%	0%	91g	△
비교예 14	840d	85㎜	115㎜	104㎜	155㎜	4㎏	1%	3%	87g	○
비교예 15	840d	85㎜	115㎜	104㎜	155㎜	4㎏	10%	0%	116g	×
비교예 16	840d	85㎜	115㎜	104㎜	155㎜	4㎏	10%	3%	105g	×

[물성 평가 방법]

* 해사장력 : Rothschild F-Meter Winder R1083 장비로 측정하였다.

* 후공정 해사성: 최종적으로 수득된 탄성사 권사체의 외관을 육안으로 평가하였다. ◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 불량

상기 표 1의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 탄성사 권사체는 권량이 많으면서도 해사성이 우수함을 확인할 수 있다. 일반적으로 권사체의 권폭 또는 권량(권사 두께)이 증가하거나, 권취수축률이 증가하거나 유제부착량이 적어질 경우 해사성이 불량해진다. 일례로 비교예 1 또는 2와 같이 해사성이 양호할 수 있는 권자 형태도 권취수축률을 본 발명에서와 같은 권취 수축률 수준으로 높이면 해사성이 현저하게 저하되는데 반해, 본 발명에 의하면 권취수축률을 높여도 권사체의 최내층까지 우수하게 해사될 수 있다. 또한, 권사체의 권폭을 150㎜ 이상으로 넓혀서 권량을 3 내지 7㎏ 정도의 많은 탄성사를 권취하여도 해사가 양호하다.

본 발명에 의해 제조되는 탄성사 권사체는 종래 기술에 의해 제조된 탄성사 권사체에 비해 후공정 해사성이 우수하고, 권량이 크기 때문에 해사시 탄성사를 자주 교체하지 않아도 되므로 직물 제조시 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 중합물에 염착증진제로 폴리딤(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트)를 첨가하여 방사하고 8∼15%의 권취수축율, 0∼3중량%의 유제부착량, 섬도 100 데니어 이상, 3∼7kg의 권량이 되도록 권취하는 것을 특징으로 하는 탄성사 권사체의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 중합물에 마그네슘스테아레이트를 추가로 적용하는 것을 특징으로 하는 탄성사 권사체의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 탄성사 권사체의 권사폭이 150 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 탄성사 권사체의 제조방법.