KR100466386B1 - 함침 공정용 1차 처리액 조성물 및 고무 보강용폴리에스테르섬유 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고무보강에 사용되는 폴리에스테르 섬유와 고무와의 접착성 부여를 위해 사용되는 함침 공정의 1차 처리액 조성물 및 이것으로 처리하여 제조된 고무와의 접착성이 개량된 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고무와 폴리에스테르 섬유간의 접착성을 부여하기 위해 사용되는 함침공정의 1차 처리액 조성물 및 이 처리액으로 처리하여 제조된 고무와의 접착성이 개량된 고무보강용 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.
폴리에스테르 타이어 제조시 보강재로 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로 대표되는 폴리에스테르섬유는 고무와의 접착성이 좋지 않으므로 에폭시 화합물, 이소시아네이트 화합물 및 할로겐화 페놀 화합물등을 주성분으로 하는 접착제를 사용하여 합성섬유의 표면을 피복함으로써 합성섬유의 고무에 대한 접착성을 개량하는 방법이 오랫동안 연구되어 왔으며 일본 특공소 제 46-11251 호 및 미국 특허 제 3,234,067 호에 개시되어 있다.
먼저, 미국 특허 제 3,234,067 호에는 카르로락탐 혹은 페놀을 사용하여 브로킹된(Blocked) 디이소시아네이트와 에폭시화합물의 혼합액으로 이루어진 제 1 처리액으로 폴리에스테르 섬유를 처리하고, 뒤이어 레소시놀과 포름알데히드의 초기 축합물 및 고무라텍스로 이루어진 2차 처리액으로 처리하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 처리액을 사용하는 경우 디이소시아네이트의 분산 안정성이 좋지 못하고, 섬유에 피복시 열을 가하면 브로킹 화합물인 페놀 혹은 카르로락탐의 발생으로 환경에 유해한 문제가 있다.
일본 특공소 제 46-11251 호에는 레소시놀과 포름알데히드의 초기축합물 및 고무라텍스등으로 이루어진 액(RFL로 칭함) 2,6-비스(2', 4'-디히드록시페닐메틸)-4-클로로페닐과 같은 할로겐화페놀과 레소시놀-포름알데히드의 반응 생성물을 혼합한 것이 폴리에스테르에 대한 대표적인 처리제로 개시되어 있다. 그러나 이러한 처리제를 사용하는 경우 충분한 접착력(인발력)을 얻기 위해서는 폴리에스테르 섬유에 대한 접착처리제의 부착량이 상당히 많아야 한다.
또한, 최근에는 물, 레소시놀, 포르말린, 고무라텍스, 펙술(PEXUL)로 이루어진 1차 처리액으로 1 차 처리한 후, RFL로 이루어진 2차 처리액으로 처리하는 방법도 알려져있다. 그러나 이 1차 처리액으로 폴리에스테르 섬유를 처리하는 경우 펙슐이 암무니아수를 70% 이상을 함유하고 있으므로 환경공해 및 작업성이 하락될 뿐만 아니라, 함침 처리후 레소시놀과 포르말린 및 펙슐에 의해 함침 먼지 종류인 작은 겔이 발생하여 최종적으로 타이어 생산시 불량율이 높아진다. 뿐만아니라 함침된 폴리에스테르 섬유의 단위 중량이 높아 생산자의 원가 부담이 늘어나는 단점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 환경 공해를 막고 작업성을 개선하고, 타이어 불량을 초래하는 겔 생성의 방지 및 원가를 절감할 수 있는 폴리에스테르 섬유의 함침 공정에 사용되는 새로운 1 차 처리액 조성물 및 이것으로 처리된 고무 보강용 폴리에스테르 섬유를 제공하는데 있다.
본 발명은 물110 중량부에 대해 에폭시 화합물 10∼30 중량부, 레소시놀-포르말린 축합물 1∼5 중량부, 가성소다(NaOH) 1∼5 중량부, 이소시아네이트 10∼20 중량부를 포함하는 폴리에스테르 섬유의 함침공정용 제 1 처리액 조성물 및 이를 사용한 고무 보강용 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 고무 보강용 폴리에스테르 섬유를 제조하는 공정은 다음과 같다.
폴리에스테르 섬유를 함침공정으로 이송하고, 함침공정에서 상기 제 1 처리액을 부여하고 계속하여 70∼150℃에서 건조한 후 200∼255℃에서 열처리를 실시한다. 이것은 침지, 도포 및 분무의 방법에 따라 부여되는데, 이때의 장력은 통상 0.05∼0.20g/d 정도가 좋다. 부착량은 고형분 환산으로 1.0∼2.0 중량%가 바람직하다. 이어서 2차 처리액으로 통상의 레소시놀-포르말린-라텍스(RFL)을 부여하고, 1차 처리액과 동일하게 70∼150℃에서 건조한 후 200∼255℃에서 열처리를 실시한다.
본 발명에서 고무와 폴리에스테르 섬유간의 접착 결합부여를 위하여 사용된 처리액의 작용은 다음과 같다. 폴리에스테르에 이소시아네이트와 에폭시가 우선 분자결합을 하고 그후 레소시놀과 포르말린이 이소시아네이트와 에폭시에 공유결합을 한다. 그 후 라텍스가 고무와 이전 결합체와의 가교역활을 해서 가교결합이 이루어진다.
이하 실시예에서 본 발명에 대해 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼3 및 비교예 1∼2
폴리에스테르 섬유 1,000데니어/2합을 표 1과 같은 조성 및 조건으로 접착제 욕조를 분당 15∼30 미터의 속도로 통과시키고 90℃에서 2분 건조시킨 후 230℃에서 2분간 열처리하여 1 차 함침처리한다. 이어 표 2와 같은 통상의 RFL 조성의 2 차 처리액으로 고형분 2중량%가 부착되도록 1 차 처리액과 동일한 방법으로 함침처리하여 타이어 제조에 사용되는 고무 보강용 폴리에스테르 섬유를 얻는다. 이렇게 함침 처리된 폴리에스테르 섬유를 표 3의 고무 조성물로 섬유와 고무 조성물의 접착면의 길이가 1/4 인치가 되도록 한 후 204℃에서 4분간 가류시킨다. 가류된 시료를 가지고 접착력을 측정하였다.(ASTM D 4776-88, H-Test 및 ASTM D 4777-88 U-Test)
또한 1 차 함침공정에서 대기중 암모니아 농도를 측정하여 표 4에 나타내었다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
R.P.U.(Rubber Pick Up) 의 측정
함침된 코오드의 무게를 측정하고, 트리플루오로아세틱에시드(TFA) 또는 트리클로로아세틱에시드(TCA)에 함침된 코오드를 녹이고 남은 수지의 무게를 측정한 후 두 무게의 비율을 퍼센트로 나타낸다. 비교예 2와 실시예 1를 단순히 사용된 처리액의 중량만으로만 산출하여도 30%의 처리액을 절감할 수 있음을 알 수 있다 [(5.0-3.5)/5.0*100=30%].
표 4에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 1 차 처리액으로 폴리에스테르 섬유를 처리하면, 암모니아 성분이 근본적으로 투입되지 않아 방출되지 않으므로, 환경 오염을 막을 수 있으며, RPU를 낮추고도 종래 수준 이상의 접착력을 얻을 수 있어 원가절감은 물론 우수한 성능의 함침처리된 고무보강용 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 환경오염과 생산원가의 고비용이라는 종래 기술의 문제점을 해결하여 환경오염이 없고, 원가절감이 가능한 폴리에스테르 섬유의 함침공정용 1 차 처리액 조성물을 제공하는 것을 알 수 있다.
Claims (2)
- 물 100중량부에 대해 에폭시 화합물 10∼30 중량부, 레소시놀-포르말린 축합물 1∼5 중량부, 가성소다 1∼5 중량부, 이소시아네이트 10∼20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유의 함침공정용 제 1 처리액 조성물.
- 폴리에스테르 섬유를 1 차로 청구항 1 항의 조성물로 함침, 건조 열처리한 후 레소시놀-포르말린-라텍스 조성물로 2 차로 함침, 건조, 열처리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고무 보강용 폴리에스테르 섬유.
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