KR101530149B1 - 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비중이 1.0 이하의 가벼운 코팅 원사를 제조하기 위하여 기공을 가지는 필러(바람직하게는, 글라스 버블, 아크릴 버블)를 열가소성 폴리우레탄 수지에 첨가하여 혼합한 후 이를 원사에 코팅함으로써 일반적인 코팅 원사 대비 경량화된 코팅 원사를 제조할 수 있도록 하는 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물을 제시한다.

Description

기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물{compound composition for coating yarn}

본 발명은 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기공을 가지는 필러를 열가소성 폴리우레탄 수지(또는 폴리우레탄 수지)에 첨가한 후 이를 원사에 코팅함으로써 코팅 원사에 기공을 부여하여 경량화를 구현할 수 있도록 하는 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 산업용이나 신발용 원단을 제직하는데 사용하는 원사의 경우 일반적으로 폴리에스테르(Polyester), 나일론(Nylon), 아크릴(Acryl) 수지 등과 같은 원사를 주로 사용하였다.

이러한 원사를 사용하여 가공한 원단은 내구성 및 내마모성 등이 떨어질 뿐만 아니라 접착력 등 여러 부분에 있어 문제가 있기 때문에 신발용 원단 등과 같은 고 기능성 용도로 사용하기에는 여러 가지 제약이 있었다.

또한, 오늘날에는 인체에 닿는 부분에 대한 촉감 개선을 위하여 좀더 부드러운 원사에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있으며, 이에 따라 열가소성 폴리우레탄을 사용하여 상기의 문제점을 해결하고자 하려는 시도가 계속해서 진행되었다.

그러나, 위와 같이 열가소성 폴리우레탄을 이용하여 원사를 제조할 때 폴리에스테르나 나일론 원사 제조방법과 같은 방사 방법으로는 가공 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 열가소성 폴리우레탄 자체의 점도, 태키(Tacky) 등으로 인해 열가소성 폴리우레탄 원사를 제조하기에는 현실적으로 어려움이 많았다.

한편, 종래에는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 원사의 표면에 PVC 또는 PP를 코팅 처리하거나 혹은 하기의 특허문헌 1 내지 3에서 보는 바와 같이 1,000 데니아(denier) 이상의 열가소성 폴리우레탄 원사를 제조할 수밖에 없었다.

하지만, 위와 같이 코팅 처리된 원사(구체적으로는, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 원사의 표면에 코팅 처리된 원사)는 내구성 및 내마모성이 떨어지게 되고 기계적 강도 및 화학적 강도 등의 물성이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 상기 특허문헌 1 내지 3은 위에서 언급한 바와 같이 원사의 굵기가 1,000 데니아 이상이기 때문에 뻣뻣한 느낌으로 인해 신발용 원단으로 사용하기에는 부적합한 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 하기의 특허문헌 5는 열가소성 폴리우레탄을 사용시 점도가 낮기 때문에 생산성이 저하되고, 특히 얇은 두께의 코팅 원사 생산이 불가능하고 또한 코팅 원사의 표면에 광택이 발생하기 때문에 소광 특성을 부여하기 위한 별도의 공정이 필요한 단점이 있었다.

한편, 본 발명자는 상기와 같은 종래의 코팅 원사가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌 6과 특허문헌 7을 각각 특허출원한 바 있다. 상기 특허문헌 6,7은 우수한 내구성 및 내마모성을 가지고 기계적 강도 및 화학적 강도가 향상된 코팅 원사를 제조함은 물론 특히 250 데니어(denier) 이하의 코팅 원사를 제조할 수 있는 유용한 발명임에는 분명하다.

이와 같은 특허문헌 6,7은 코팅 두께가 얇은 코팅 원사를 제조할 수는 있었지만 코팅 원사의 경량화를 구현할 수 없었기에 본 발명에서는 코팅 원사의 코팅 두께를 얇게 하면서 경량화를 구현할 수 있도록 하는 코팅 원사를 제조할 수 있는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물을 개발하게 되었다.

공개특허공보 공개번호 제10-2011-0069868호(발명의 명칭: 폴리우레탄 탄성 실을 포함하는 직물, 공개일자: 2011년 06월 23일) 등록특허공보 등록번호 제10-0875709호(발명의 명칭: 열가소성 폴리우레탄 코팅 원사를 이용한 논슬립성 원단, 공고일자: 2008년 12월 23일) 등록특허공보 등록번호 제10-0193110호(발명의 명칭: 합사기용 폴리우레탄 원사 송출 장치, 공개일자: 1997년 02월 02일) 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0078630호(발명의 명칭: 폴리에스테르 원사 및 그의 제조방법, 공개일자: 2012년 07월 10일) 등록특허공보 등록번호 제10-0875709호(발명의 명칭: 열가소성 폴리우레탄 코팅 원사를 이용한 논슬립성 원단. 공고일자: 2008년 12월 23일) 등록특허공보 등록번호 제10-1318135호(발명의 명칭: 코팅 원사용 열가소성 폴리우레탄 컴파운드의 조성물. 공개일자: 2013년 07월 10일) 등록특허공보 등록번호 제10-1341055호(발명의 명칭: 열가소성 폴리우레탄 원사의 조성물 및 그 제조방법. 공고일자: 2013년 12월 13일)

본 발명은 기공을 가지는 필러를 열가소성 폴리우레탄 수지(또는 폴리우레탄 수지)에 첨가한 후 이를 원사에 공압출 코팅방법 또는 함침 코팅방법으로 코팅층을 형성함으로써 코팅 원사 내에 기공을 형성하여 코팅 원사의 경량화를 구현할 수 있도록 하는 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 코팅 원사를 제조할 때 사용되는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물에 있어서, 열가소성 폴리우레탄 수지 또는 폴리우레탄 수지와 기공을 가지는 필러, 바람직하게는 글라스 버블 또는 아크릴 버블 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 컴파운드 조성물을 특징으로 한다.

이때 보다 바람직하기로는, 상기 기공을 가지는 필러는 폴리우레탄 대비 약 3~25중량%로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 코팅 원사를 제조할 때, 열가소성 폴리우레탄 수지 또는 폴리우레탄 수지에 글라스 버블(glass bubble) 또는 아크릴 버블(acryl bubble)를 배합하여 사용함으로써 도 1과 같이 코팅 원사 내에 기공을 부여하여 코팅 원사의 경량화를 구현할 수 있는데, 구체적으로는 종래의 코팅 원사 대비 최대 20% 정도의 경량화를 구현할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물로 제조된 코팅 원사의 단면을 촬영한 사진.
도 2는 통상적인 코팅 원사의 단면을 촬영한 사진.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 비중이 1.0 이하의 가벼운 코팅 원사를 제조하기 위하여 기공을 가지는 필러(바람직하게는, 글라스 버블, 아크릴 버블)를 열가소성 폴리우레탄 수지에 첨가하여 혼합한 후 이를 원사에 코팅함으로써 일반적인 코팅 원사 대비 경량화된 코팅 원사를 제조할 수 있도록 하는 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물을 구현하고자 한다.

본 발명은 기공을 가지는 필러를 열가소성 폴리우레탄 수지와 혼합한 후, 이를 압출기에 투입하여 용융시켜 원사에 코팅하거나 또는 상기 혼합된 수지에 원사를 함침시켜 코팅층을 형성하는 방법 등 다양한 코팅 방법으로 코팅 원사를 제조할 수 있다.

이때, 본 발명에서는 기공을 가지는 필러를 열가소성 폴리우레탄 수지와 배합하여 사용하는 방법을 제시하고 있지만, 상기 기공을 가지는 필러를 폴리우레탄 계열 수지에 배합한 후 이를 원사에 코팅할 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 원사는 통상적인 원사를 말하는데, 예를 들어 폴리에스테르 원사, 나일론 원사, 아크릴 원사 등과 같이 일반적으로 유통되고 있는 모든 원사에 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 구현하고자 하는 기술적 사상은 코팅 원사의 경량화를 구현함에 있는데, 이를 위하여 기공을 가지는 필러를, 바람직하게는 미세한 구슬 모양으로 이루어진 글라스 버블(glass bubble) 또는 아크릴 버블(acryl bubble)을 사용함으로써 본 발명에서 해결하고자는 목적을 구현할 수 있다.

특히, 본 발명에는 최상의 효과를 구현하기 위하여 기공을 가지는 필러를 열가소성 폴리우레탄 수지(또는 폴리우레탄 수지) 대비 3~25 중량%를 배합하는 것이 바람직하다. 이때 상기 기공을 가지는 필러를 25중량% 이상을 사용하게 되면 코팅 작업성의 저하로 인해 미코팅 현상이 다량으로 발생하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물을 표 1과 표 2에서 구체적으로 제시하고자 한다.

아래의 표 1에서는 일반적은 코팅 원사의 물리적 특성과 본 발명의 기공을 가지는 필러 중에서 글라스 버블(glass bubble)를 배합한 후 이를 원사에 코팅하여 제조된 코팅 원사의 물리적 특성을 비교하였다. 이때 표 1에서는 본 발명의 코팅 원사의 물성을 제시할 때 3가지 종류의 코팅 원사를 제시하였는데, 구체적으로는 1) 열가소성 폴리우레탄 75중량%와 글라스 버블 25중량%를 배합하였을 때, 2) 열가소성 폴리우레탄 83중량%와 글라스 버블 17중량%를 배합하였을 때, 3) 열가소성 폴리우레탄 87중량%와 글라스 버블 13중량%를 배합하였을 때의 코팅 원사가 가지는 물리적 특성을 각각 제시하였다.

항 목		단위	일반적인 코팅원사	글라스 버블 25중량%	글라스 버블 17중량%	글라스 버블 13중량%	규격
원사	종류		PET사	PET사	PET사	PET사
	색상		White	White	White	White
	두께	데니어	250±20	250±20	250±20	250±20	ASTM1577
코팅한 원사	색상		White	White	White	White
	두께	데니어	950±50	950±50	950±50	950±50	ASTMD1577
	원사함량	%	25±5	25±5	25±5	25±5
	비중	g/cc	1.01±0.01	0.83±0.01	0.85±0.01	0.90±0.01
	인장강도	kg	1.82	1.85	1.67	1.79	ASTMD885
	신율	%	10.5	11.8	11.2	12.7	ASTMD885

상기의 표 1에서 보는 바와 같이, 기공이 있는 필러 중에서 글라스 버블을 사용하였고, 함량은 최대 25중량%까지 사용할 수 있었다. 이때 상기 글라스 버블 25중량%를 초과하였을 때는 가공성이 현저히 떨어져 미코팅 현상 및 코팅 후 벗겨지는 현상이 발생하여 작업에 문제가 많았다.

따라서, 본 발명에서는 글라스 버블 20중량% 정도를 사용했을 때 코팅 원사의 비중이 종래의 코팅 원사 대비 약 20% 정도 감소되는 것을 알 수 있었고, 글라스 버블의 함량이 증가함에 따라 인장 강도는 다소 낮아지는 경향을 보였다.

한편, 아래의 표 2에서는 일반적은 코팅 원사의 물리적 특성과 본 발명의 기공을 가지는 필러 중에서 아크릴 버블(acryl bubble)를 배합한 후 이를 원사에 코팅하여 제조된 코팅 원사의 물리적 특성을 비교하였다. 이때 표 2에서는 본 발명의 코팅 원사의 물성을 제시할 때 3가지 종류의 코팅 원사를 제시하였는데, 구체적으로는 1) 열가소성 폴리우레탄 90중량%와 아크릴 버블 10중량%를 배합하였을 때, 2) 열가소성 폴리우레탄 95중량%와 아크릴 버블 5중량%를 배합하였을 때, 3) 열가소성 폴리우레탄 97중량%와 아크릴 버블 3중량%를 배합하였을 때의 코팅 원사가 가지는 물리적 특성을 각각 제시하였다.

항 목		단위	일반적인 코팅원사	아크릴 버블 10중량%	아크릴 버블 5중량%	아크릴 버블 3중량%	규격
원사	종류		PET사	PET사	PET사	PET사
	색상		White	White	White	White
	두께	데니어	250±20	250±20	250±20	250±20	ASTM1577
코팅한 원사	색상		White	White	White	White
	두께	데니어	950±50	950±50	950±50	950±50	ASTMD1577
	원사함량	%	25±5	25±5	25±5	25±5
	비중	g/cc	1.01±0.01	0.80±0.01	0.85±0.01	0.90±0.01
	인장강도	kg	1.82	1.22	1.35	1.55	ASTMD885
	신율	%	10.5	9.2	9.8	10.3	ASTMD885

상기의 표 2에서 보는 바와 같이, 기공이 있는 필러 중에서 아크릴 버블을 사용하였고, 함량은 최대 10중량%까지 사용할 수 있었다. 이때 상기 아크릴 버블 10중량% 이상을 사용했을 때는 가공성이 현저히 떨어져 미코팅 현상 및 코팅이 벗겨지는 현상이 지속적으로 발생하여 작업에 문제가 많았다.

따라서, 본 발명에는 아크릴 버블 10중량%을 사용했을 때 코팅 원사의 비중이 종래의 코팅 원사 대비 약 20% 정도 감소되는 것을 알 수 있었으며, 상기 글라스 버블을 사용했을 때보다 다소 낮아지는 경향을 보였다.

이상과 같이, 본 발명에서는 코팅 원사의 경량화를 구현하기 위하여 기공을 가지는 필러(바람직하게는 글라스 버블, 아크릴 버블)을 사용함으로써 기존의 코팅 원사 대비 약 20% 정도의 경량화를 구현하였으며, 이는 도 1과 도 2를 대비하여 보면 명확하게 확인할 수 있다.

상기 도 1은 본 발명에 따른 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물로 제조된 코팅 원사의 단면을 촬영한 사진이고, 도 2는 통상적인 코팅 원사의 단면을 촬영한 사진이다. 상기 도 1,2를 살펴보면, 일반적인 코팅 원사는 조직이 조밀함을 알 수 있고, 본 발명의 코팅 원사는 원사를 둘러싸고 있는 수지에서 기공이 많이 형성되어 있고 이로 인해 코팅 원사의 경량화를 얻을 수 있다. 이때 상기 도 1의 사진은 글라스 버블 25중량%를 사용했을 때의 코팅 원사의 단면을 촬영한 것이다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 비중이 1.0 이하의 코팅 원사를 제조할 때 사용되는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물에 있어서,
   열가소성 폴리우레탄 수지 또는 폴리우레탄 수지 중에서 선택된 어느 하나의 조성물 75~97중량%와;
   기공을 가지는 글라스 버블 또는 아크릴 버블 중에서 선택된 어느 하나의 조성물 3~25중량%로 이루어짐을 특징으로 하는 기공을 가지는 코팅 원사용 컴파운드의 조성물.

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