KR100558686B1 - 울팩용 포지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 울(양모)의 포장재로 사용되는 울팩용 포지에 관한 것이다. 구체적으로 표면에는 바인더 수지가 처리되어 있고, 포지를 구성하는 원사 전부 또는 일부가 에어텍스츄어링(Air Texturing) 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 울팩용 포지에 관한 것이다.
본 발명은 소량의 바인더 수지 처리로도 안티슬립성을 향상시킬 수 있다.
울팩용 포지, 양모, 안티슬립성, 에어텍스츄어링, 폴리아미드, 멀티필라멘트

Description

울팩용 포지 {A fabric used in wool packing}
본 발명은 울팩(Wool Pack)용 포지에 관한 것이다.
양에서 얻은 울은 포장 및 운송을 위해 소정의 형태로 제작된 형틀에 울팩을 놓고 강한 압력으로 눌러 담기 때문에 울팩은 터짐을 방지하기 위해 우수한 인장강도 및 인열강도가 구비되어야 한다.
바람직하기로는 인장강도가 ASTM D 5035 방법으로 측정시 250kg/5cm 이상이 되어야 하고, 인열강도는 오스트레일리안 울팩 스탠다드 NO.3 2.3 방법으로 측정시 45kg 이상이 되어야 한다. 또한 야외에서 작업하는 경우에 자외선에 의한 울팩 포지의 취화로 인한 물성저하를 고려하여 자외선(UV) 안정성이 요구되고 있다.
울팩에서 요구되는 특성중에 다른 중요한 특성은 포지의 형태 안정성을 부여하기 위한 강연도 및 안티슬립 성능이다. 울이 담겨진 울팩은 운송과정을 거치게 되는데 일반적으로 울팩은 여러단으로 차량이나 선박용 콘테이너에 적재하게 된다. 그러나 안티슬립성이 너무 낮으면 낮은 마찰력으로 인하여 적재된 울팩이 운송중 무너지게 되는 현상이 발생하게 되며, 너무 높으면 취급이 용이하지 못한 단점이 있다.
이러한 안티슬립성은 오스트레일리안 울팩 스탠다드 NO.3 2.5 방법으로 측정시 3.5∼6.0N의 마찰계수를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 울팩용 원단에 요구되는 각종 특성을 만족시키기 위한 종래의 울팩용 원단의 제조 방법을 설명한다.
종래 양모를 담는 포장재(이하 "울팩"이라고 한다)용 포지로는 폴리프로필렌 또는 고밀도 폴리에틸렌 원사들을 평직으로 제직한 포지가 많이 사용되어 오고 있다. 이와 같은 포지로 제조된 울팩의 패킹성을 향상하기 위해서 울팩의 측면에 스틸 파이프를 관통시켜 사용해 오고 있다.
이와 같이 울팩의 측면에 스틸 파이프를 관통시킬 경우 울팩의 패킹성은 향상되지만, 스틸 파이프에 의해 울팩을 구성하는 포지가 찢어질 위험이 높아진다. 만약 울팩용 포지가 찢어지면 울팩내에 보관중인 양모에 울팩용 포지를 구성하고 있는 폴리프로필렌 또는 고밀도 폴리에틸렌 섬유 등이 섞이게 되어 양모의 염색성이 불균일하게 되는 문제가 발생한다. 이와 같은 염색불균일은 양모와 폴리프로필렌 또는 고밀도 폴리에틸렌 섬유간의 상이한 염색성에 기인한다.
최근에는 울과 염색성이 유사한 울팩용 소재가 검토되고 있다. 울의 염색에 사용되는 염료는 일반적으로 산성염료, 산성매염염료, 금속착염염료가 가장 범용적으로 사용되며, 일부 배트염료 및 반응염료도 사용 가능하다. 이러한 울과 염색성이 유사한 섬유는 견(Silk)과 나일론으로서 앞에서 언급한 염료로 염색이 가능하다. 그러나 견의 경우 가격이 고가이고 낮은 물성수준으로 울팩이 요구하 는 성능을 만족시키지 못한다.
일반적으로 폴리에스터는 높은 물성을 구비하고 있으나 울에 사용되는 염료로 염색시 울은 염색이 되나 폴리에스터는 전혀 염색이 되지 않는 특성이 있어 울팩으로 사용되지 못한다. 따라서 최근에는 염색불균일 문제를 해결하기 위하여 울팩용 포지 제조시 폴리아미드 원사가 많이 사용되고 있다.
한편 울팩용 포지에 안티슬립성 및 원단 강연성 등을 부여하기 위해서 제직된 원단상에 아크릴계 수지 및/또는 멜라민계 수지를 주성분으로 하는 바인더를 디핑처리 하거나, 스프레이 하거나, 프린터 하는 방법들이 제안되고 있다.
이와 같은 방법은 울팩용 포지의 원단 강연성은 부여할 수 있으나 안티슬립성을 동시에 만족하지 못하므로 2차 안티슬립제를 부여하는 공정이 필요한 문제가 있다.
또한 종래 울팩용 포지는 에어텍스츄어링 가공이 되지않은 일반 폴리아미드계 멀티필라멘트를 주로 사용하였기 때문에 바인더 수지 처리로 적절한 안티슬립성을 포지에 부여하기 위해서는 보다 많은 양의 바인더를 포지에 부착하여야 하였다. 그 결과 포지의 건조 및 큐어링 시간이 길어져 생산성이 저하되고, 제조공정중 유기용매의 휘발량이 많아 악취가 심한 문제 등이 발생하였다.
본 발명의 목적은 울팩용 포지에 요구되는 기본 물성을 만족하면서도 보다 적은양의 바인더 수지 처리로도 적절한 안티슬립성을 부여할수 있는 울팩용 포지를 제조하기 위한 것이다.
본 발명은 보관중인 양모의 염색균일성을 그대로 유지할수 있고 강연도 등의 기본 물성을 구비하면서도 생산성 등의 향상을 위해 적은량의 바인더 수지 처리로도 양호한 안티슬립성을 발현하는 울팩용 포지를 제공하고자 한다.
본 발명은 울팩용 포지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로 본 발명은 포지를 구성하는 원사 전부 또는 일부가 에어텍스츄어링(Air Texturing) 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 울팩용 포지에 관한 것이다.
본 발명은 적은양의 바인더 처리로도 양호한 안티슬립성을 발현할수 있도록 포지 제직시 경사 및 위사의 전부 또는 일부에 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트를 사용하는 것을 특징으로 한다.
다시말해 경사 및 위사로서 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트를 사용하여 포지를 제직하거나, 경사나 위사중 일부는 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트를 사용하고 나머지로는 에어텍스츄어링 가공되지 않은 일반 폴리아미드계 멀티필라메트를 사용하여 포지를 제직함을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명은 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트만을 경사와 위사로 사용하거나, 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트와 에어 텍스츄어링 가공되지 않은 일반 폴리아미드계 멀티필라멘트 2종을 경사와 위사로 함께 사용하여 평직, 립스탑(Ribstop) 또는 립(Rib) 조직 등으로 포지를 제직한다.
경위사로서 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트와 일반 폴리아미드계 멀티필라멘트를 함께 사용하는 것이 원사의 가공비용 절감에 보다 유리하다. 이경우에도 소망하는 안티슬립성을 충분히 부여할수 있다.
보다 구체적으로 경위사중 어느 한 방향에는 에어텍스츄어링 가공된 멀티필라멘트를 사용하고, 나머지 한 방향에는 에어텍스츄어링 가공되지 않은 일반 멀티필라멘트를 사용하거나 경위사에 에어텍스츄어링 가공된 멀티필라멘트와 에어텍스츄어링 가공되지 않은 일반 멀티필라멘트를 교호로 배열, 사용할수도 있다.
에어텍스츄어링 가공은 압축공기의 난류가 일어나는 에어텍스츄어링용 노즐내로 멀티필라멘트를 과공급(Over feed)하여 멀티필라멘트 상에 불규칙한 루프(Loop)를 형성하는 가공이다.
멀티필라멘트는 공급로울러에 의해 상기 노즐 내로 공급된 후 송출로울러에 의해 노즐 밖으로 빠져나와 권취로울러에 의해 권취된다. 이때 공급로울러의 회전속도를 송출로울러의 회전속도 보다 빠르게 한다. 이들 로울러간의 속도차가 바로 과공급율(Over feed rate) 이다.
멀티필라멘트 상에 형성되는 불안정한 루프를 제거하기 위해서는 권취로울러의 회전속도를 송출로울러의 회전속도보다 빠르게 하여 장력을 부여하는 것이 바람직 하다. 상기 공급 로울러는 1쌍 또는 2쌍 이상으로 구성될 수 있으며 2쌍인 경우 2종류의 멀티필라멘트들을 합사하면서 에어텍스츄어링 할 수 있다. 또한 2쌍의 공급로울러의 회전속도를 달리하여 심사(Core 사)와 이펙트사(Effect 사)를 선택 할수도 있다.
본 발명에서는 에어텍스츄어링 가공시 과공급율(오버피드율)을 20~50%, 공기압력을 4~10바(Bar), 권취속도를 300~800m/분으로 하는 것이 바람직 하다. 그러나 본 발명은 에어텍스츄어링 가공조건을 특별하게 한정하는 것은 아니다.
일반적으로 공기압 및 오버피드율이 증가하면 노즐내 난기류가 증가하여 멀티필라멘트상에 형성되는 루프수가 많아지고 루프의 안정성이 저하된다. 아울러 멀티필라멘트의 강도와 절단신도는 감소되고 섬도는 증가하게 된다. 따라서 에어텍스츄어링 가공시 공기압과 오버피드율을 적절한 범위로 조절하는 것이 바람직 하다.
폴리아미드계 멀티필라멘트로는 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66 등의 폴리아미드계 멀티필라멘트를 사용하는 것이 바람직 하다. 폴리아미드계 원사는 분자구조식 중에 -CONH, -NH2 또는 -COOH기를 가지고 있으므로 그 염착성은 울과 유사한 염착성을 갖는다.
폴리아미드 6과 폴리아미드 66을 비교해 볼 때 염착관여기는 같으나 폴리아미드 6은 -CONH기의 결합방향이 분자쇄와 동일하지만 폴리아미드 66은 역방향이므로 수소결합의 차이가 있다.
따라서 수소결합의 양이 적은 폴리아미드 6이 염착좌석이 되는 비결정영역의 양이 비교적 많아 염색이 상대적으로 용이하며 포화 염착량도 많다. 따라서 폴 리아미드 6 멀티필라멘트를 경위사로 사용하는 것이 더욱 바람직 하다.
본 발명에서는 경위사의 섬도를 630∼1,890데니어로 하는 것이 바람직 하다. 경위사의 섬도가 630데니어 미만인 경우에는 원하는 강력을 얻을 수 없고, 울팩이 요구하는 1.3∼1.7kg/팩의 중량을 얻기 위하여 바인더 소요량이 많아진다. 또 1,890데니어를 초과하는 경우에는 강력은 증가하지만 가공후 전체 중량이 초과될 위험이 있다.
제직시 경위사의 밀도는 15~25본/인치로 한다. 경위사 밀도가 15본/인치 미만인 경우에는 울팩에서 요구되는 인장강도 등의 물성을 만족시키지 못할 뿐만 아니라 보관중인 양모가 원단의 공극을 통해 밖으로 빠져나가는 문제가 발생된다.
또한 경위사 밀도가 25본/인치를 초과하는 경우에는 양모를 울팩내에 담을때 울팩의 하단부가 풍선처럼 부풀게 되고 울팩내 압력이 상승하여 양모투입 반대방향으로 압력반발이 형성되어 포장이 곤란해지는 문제가 있다.
다음으로는 제직된 울팩용 포지를 바인더 수지를 처리하여 포지에 강연도와 안티슬립성을 동시에 부여한다. 구체적인 방법으로는 제직된 울팩용 포지를 바인더 수지에 디핑한 다음 맹글로 스퀴징하고, 건조하거나 제직된 울팩용 포지 상에 바인더 수지 용액을 스프레이 한다.
바인더 수지 용액으로는 멜라민계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐아크릴레이트계 수지 또는 이들의 혼합 수지등을 촉매와 함께 물에 용해시킨 용액을 사용한다. 또한 바인더 수지 용액으로는 주성분이 Hg 또는 Zn 살리실레이트가 물에 용해되어 있는 수용액을 사용할수도 있다.
본 발명의 울팩용 포지는 이를 구성하는 경위사중 전부 또는 일부가 일반 폴리아미드계 멀티필라멘트에 비해 마찰계수가 높도록 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트이기 때문에 소량의 바인더 수지를 처리하여도 양호한 안티슬립성을 나타낸다.
따라서 바인더 수지 용액에 제직된 포지를 디핑 처리하는 경우에는 맹글에서의 픽업율(Pick-up rate)을 높게 할수있고, 제직된 포지에 바인더 수지 용액을 스프레이 하는 경우에는 포지 단위 면적당 바인더 부착량을 낮게 설정할수 있다. 그 결과 바인더 수지의 건조시간이 단축되어 생산성이 높아지고, 공정중 유기용매 휘발량이 작아 작업환경이 쾌적해 진다.
본 발명은 다음과 같은 방법으로 울팩용 포지의 각종 주요 물성을 평가한다.
·인장강도
표준상태에서 오스트레일리안 울팩 스탠다드 NO.3 2.1 방법으로 측정한다.
·인열강도
표준상태에서 오스트레일리안 울팩 스탠다드 NO.3 2.3 방법으로 측정한다.
·표면마찰 계수(안티슬립성)
표준상태에서 오스트레일리안 울팩 스탠다드 NO.3 2.5 방법으로 측정한다.
·하중부여시 신율
표준상태에서 오스트레일리안 울팩 스탠다드 NO.3 2.7 방법으로 측정한다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
오버피드율 25%, 공기압 6바(bar), 권취속도 50m/분의 조건으로 에어텍스츄어링 가공된 1,260데니어 204필라멘트의 폴리아미드 6 원사와 에어텍스츄어링 가공되지 않은 1,260데니어 204필라멘트의 폴리아미드 6 원사를 경사 및 위사에 2:2 배열로 교호 사용하여 이들을 통상의 제직 준비공정을 거친 후 경사 밀도가 21본/인치, 위사밀도가 22본/인치가 되도록 립스탑 조직으로 제직하여 포지를 제조한다.
상기 포지의 양면을 물 100중량부, 멜라민계 바인더 90중량부, 아크릴계 바인더 60중량부, 촉매 9중량부로 구성된 용액으로 스프레이 분사 처리한 다음 150℃에서 20초 동안 열고정하여 울팩용 포지를 제조한다. 제조한 울팩용 포지의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 2
오버피드율 25%, 공기압 6바(bar), 권취속도 50m/분의 조건으로 에어텍스츄어링 가공된 1,260데니어 204필라멘트의 폴리아미드 6 원사를 경사로 사용하고, 에어텍스츄어링 가공되지 않은 1,260데니어 204필라멘트의 폴리아미드 6 원사 위사로 사용하여 이들을 통상의 제직 준비공정을 거친 후 경사 밀도가 21본/인치, 위사밀도가 28본/인치가 되도록 립스탑 조직으로 제직하여 포지를 제조한다.
상기 포지의 양면을 물 100중량부, 멜라민계 바인더 90중량부, 아크릴계 바인더 90중량부, 촉매 9중량부로 구성된 용액으로 스프레이 분사 처리한 다음 150℃에서 20초 동안 열고정하여 울팩용 포지를 제조한다. 제조한 울팩용 포지의 각 종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 3
오버피드율 25%, 공기압 6바(bar), 권취속도 50m/분의 조건으로 에어텍스츄어링 가공된 1,890데니어 306필라멘트의 폴리아미드 6 원사와 에어텍스츄어링 가공되지 않은 1,890데니어 306필라멘트의 폴리아미드 6 원사를 경사 및 위사에 4:4 배열로 교호 사용하여 이들을 통상의 제직 준비공정을 거친 후 경사 밀도가 14.5본/인치, 위사밀도가 14.5본/인치가 되도록 립스탑 조직으로 제직하여 포지를 제조한다.
상기 포지를 Hg 살리실레이트가 주성분인 바인더수지 용액(농도 25중량%)에 디핑시킨 후 맹글로 스퀴징 하고, 150℃에서 40초 동안 열고정하여 울팩용 포지를 제조한다. 제조한 울팩용 포지의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 1
에어텍스츄어링 가공되지 않은 1,260데니어 204필라멘트의 폴리아미드 6 원사를 경사 및 위사로 사용하여 이들을 통상의 제직 준비공정을 거친 후 경사 밀도가 21본/인치, 위사밀도가 22본/인치가 되도록 립스탑 조직으로 제직하여 포지를 제조한다.
상기 포지 상에 물 100중량부, 멜라민계 바인더 90중량부, 아크릴계 바인더 60중량부, 촉매 9중량부로 구성된 용액을 스프레이 시킨 후 150℃에서 20초 동안 열고정하여 울팩용 포지를 제조한다. 제조한 울팩용 포지의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 2
에어텍스츄어링 가공되지 않은 1,890데니어 306필라멘트의 폴리아미드 6 원사를 경사 및 위사로 사용하여 이들을 통상의 제직 준비공정을 거친 후 경사 밀도가 14.5본/인치, 위사밀도가 14.5본/인치가 되도록 리브 조직으로 제직하여 포지를 제조한다
상기 포지를 Hg 살리실레이트가 주성분인 바인더 수지 용액(농도 25중량%)에 디핑시킨후 맹글로 스퀴징하고, 150℃에서 40초 동안 열고정하여 울팩용 포지를 제조한다. 제조한 울팩용 포지의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같다.
<표 1> 울팩용 포지의 생산성 및 물성 측정 결과
구 분 생산성 물 성
표면마찰계수(N) 형태안정성
실시예 1 경사 우수 5.5 우수
위사 5.7 우수
실시예 2 경사 우수 5.2 우수
위사 5.0 우수
실시예 3 경사 우수 5.8 우수
위사 5.6 우수
비교실시예 1 경사 보통 3.7 보통
위사 3.5 보통
비교실시예 2 경사 보통 4.0 보통
위사 3.7 보통
비교실시예 1 및 비교실시예 2의 경우 표면마찰이 낮아 결국 안티슬립성이 나쁜 것으로 평가 되었다. 따라서 비교실시예 1 및 비교실시예 2는 안티슬립성 향상을 위해 바인더 사용량을 늘리거나 바인더 용액내에 안티슬립성 약제를 투입해야 하는 문제가 있다.
본 발명은 포지를 구성하는 원사의 전부 또는 일부가 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트 이기 때문에 소량의 바인더 처리로도 안티슬립성을 향상시킬 수 있다. 그 결과 바인더의 건조 및 큐어링 시간이 단축되어 제조 생산성이 향상되고, 제조공정상 유기용제 휘발에 의한 악취를 방지할수 있다.
또한 본 발명은 폴리아미드계 멀티필라멘트로 구성되어 보관중인 양모의 염색균일성도 그대로 유지할수 있다.

Claims (5)

  1. 표면에 바인더 수지가 디핑, 스프레이 또는 프린팅 되어있는 울팩용 포지에 있어서, 포지를 구성하는 원사 전부 또는 일부가 에어텍스츄어링(Air Texturing) 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 울팩용 포지.
  2. 1항에 있어서, 폴리아미드계 멀티필라멘트 총섬도가 630~1,890데니어인 것을 특징으로 하는 울팩용 포지.
  3. 1항에 있어서, 포지의 경사 및 위사 밀도가 15~25본/인치인 것을 특징으로 하는 울팩용 포지.
  4. 1항에 있어서, 포지의 경사 또는 위사가 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 울팩용 포지.
  5. 1항에 있어서, 경사 및 위사 방향으로 에어텍스츄어링 가공된 폴리아미드계 멀티필라멘트가 교호로 배열된 것을 특징으로 하는 울팩용 포지.
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