KR20050033472A - 초지기 펠트용 콤비네이션 연사 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 초지기용 피복재 또는 다른 공업적 공정용 텍스타일로서 사용하기 위한 기재 직물에 관한 것이다. 이 기재 직물은 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조된 필라멘트의 콤비네이션사를 하나 이상 포함한다.

Description

초지기 펠트용 콤비네이션 연사 및 그의 제조 방법 {Combination Twists for Paper Machine Felts and Process for the Production Thereof}

종이, 판지, 펄프 또는 유사한 제품의 제조에 사용되는 기계에서, 섬유 슬러리는 2 개의 프레스 롤 사이, 또는 "슈(shoe)" 프레스의 경우, 프레스 롤과 프레스 슈 (press shoe) 사이에서 압착되어 부분적으로 탈수된다. 경제적인 이유로, 이 프레스부에서 섬유상 슬러리로부터 대부분의 물을 제거하는 것이 일반적으로 바람직하다. 최근 수십 년간, 광범위한 연구 결과 초지기 (paper machine)의 프레스부에서의 탈수에 적합한 완전히 새로운 형태의 펠트 (felt) 또는 직물이 개발되었다. 이 새로운 초지기 직물의 도움으로 탈수 효율에 대한 점증되는 엄격한 요구사항을 만족시키는 것이 가능해졌다.

이와 동시에, 기계 운전 속도를 크게 증가시키는 것이 가능한 것으로 입증되었으며, 그 결과 새로운 초지기 직물을 설치한 후 속도가 크게 증가되는 재료에 대한 추구가 더욱 강해졌다. 다른 특성들, 예컨대 운전 거동, 내진동성 및 내마모성이 또한 향상되어야 한다.

본 발명은 신규한 초지기 펠트용 (기재) 직물, 특히 종이 제조시에 개선된 특성, 특히 펠트 두께 방향으로 개선된 탄성, 증가된 압축성, 및 펠트의 유효 기간의 처음부터 끝까지 개선된 흡수 용량을 갖는 프레스 펠트에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 초지기 펠트용 지지 직물의 제조시에 단지 폴리아미드 모노필라멘트만으로 구성된 연사(twist) 또는 개별 모노필라멘트사 대신 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄 필라멘트의 콤비네이션사(combination yarn), 특히 폴리아미드 6 및(또는) 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 11, 또는 폴리아미드 12의 모노필라멘트 1 내지 20 개와 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조된 모노필라멘트 20 내지 1개의 콤비네이션 연사를 경사 및(또는) 위사 방향으로 사용함으로써 달성된다.

열가소성 중합체의 모노필라멘트의 제조 방법은 대체로 종래 업계에 공지되어 있다 (문헌[Handbuch der Kunststofftechnik II [manual of plastics technology II], C. Hauser-Verlag, Munich 1986, pages 295-319] 참조).

문헌 [Lehrbuch der Papier- und Kartonerzeugung [textbook of paper and paperboard production], VEB-Fachbuchverlag 1987, pages 190 et seq.]은 현대식 초지기에서의 종이 생산, 예컨대 시트 형성 (형성부), 기계 탈수 (프레스부) 및 열적 탈수 (건조부) 및 평활화 (캘린더링) 및 권취(winding)에 대한 정보를 담고 있다. 시트 형성부를 위한 직물은 주로 폴리에스테르 모노필라멘트로 이루어진다. 내마모성을 증가시키기 위해, 폴리에스테르 필라멘트와 함께 폴리아미드 모노필라멘트를 사용한 모노필라멘트를 초지기의 횡방향에 교호하는 실로서 사용한다.

프레스부의 프레스 펠트는 부직포와 함께 니들-펀칭된 하나 이상의 기재 직물(base fabric)로 이루어진다. 이 프레스 펠트는 실질적으로 전적으로 폴리아미드 섬유 및 폴리아미드 모노필라멘트로부터 제조되며, 주로는 순수 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 6,6 필라멘트로부터 제조된다.

폴리아미드 6 모노필라멘트로 제조된 시판되는 프레스 펠트는 양호한 내마모성, 증가된 압축성 및 프레스 닙 통과 후의 양호한 회복 특성으로 인해 다른 재료, 예컨대 폴리프로필렌/폴리에스테르 또는 양모로도 제조될 수 있는 펠트에 비해 상당한 이점을 제공한다.

초지기의 마지막 구획인 건조부를 위한 직물은 통상 스타박솔(Stabaxol, 등록상표) (독일 만하임 소재의 라인케미(Rheinchemie)사에서 제조한 시판 제품)과 같은 안정화제를 이용하여 가수분해에 대해 안정화시킨 폴리에스테르 모노필라멘트로 이루어진다.

구체적으로, 하기 종류의 프레스 펠트가 대체로 당업계에 공지되어 있다.

US-A-4,323,622는 예를 들어 제지 또는 셀룰로오스 기계에 사용하기 위한 고탄성 탈수용 펠트를 개시하였는데, 여기서 펠트의 탄성 특성은 분자 열가소성 엘라스토머를 혼입함으로써 얻어진다. 별법으로, 분자량이 높고 분지된 우레탄계 엘라스토머 재료를 여기에 혼입하여 요망되는 탄성을 얻을 수 있다. 그러나, 이 구조에서는 탄성이 기계방향으로 배향되어, 엘라스토머 재료가 그의 원래 길이의 2배 이상으로 연신될 수 있고, 직물에서 하중을 제거하면 최종적으로 그의 원래 길이로 신속하게 되돌아간다.

그러나, US-A-4,323,622에 따른 종래 기술은 심각한 단점을 갖는다. 초지기에서 재료의 증가된 연신은 원치 않게 직물 및 종이에 기계방향으로의 연신과 함께 횡방향으로의 수축을 일으킬 수 있다. 이와 같은 직물의 큰 치수 변화는 보통 펠트 및 종이의 구김을 유발하며, 이로 인해 종이 시트의 파열이 야기된다. 여기서 사용된 기계방향 (MD)이라는 용어는 초지기에서 펠트가 움직이는 방향과 평행한 방향을 의미한다.

US-A-4,533,594는 메시(mesh) 층이 횡방향의 실과 콤비네이션된 기계방향의 실로 형성된 직물인 초지기 펠트를 개시하였다. 여기서 십자 배열되는 실은 나일론, 폴리에스테르 또는 폴리아크릴로니트릴로 제조되고 폴리우레탄으로 코팅된 멀티필라멘트사이다. 위 특허의 목적은 메시 직물의 복원성(resilience)이 개선된 배트-온-메시(batt-on-mesh)형의 초지기 펠트를 제공하는 것이다. 완전히 캡슐화된 모노필라멘트사로부터 얻어진 유사한 직물이 US-A 4,731,281에 기재되어 있다. 상기 실은 직물에 대한 점착 방지 특성을 부여하기 위해 제직되기 전에 코팅된다. 코팅물은 기계방향의 실의 두께가 횡방향의 실의 두께와 상이하게 되도록 조정할 수 있다.

US-A 4,533,594에 따른 상기 종래 기술 또한 심각한 단점을 갖는다. 모노필라멘트상의 코팅물은 또 다른 종류의 중합체로 이루어지고, 코어 필라멘트의 둘레에 단지 물리적으로만 결합된다. 코팅물은 단지 매우 미약하게만 화학적으로 결합된다. 이것은 코팅물이 코어 필라멘트상에서 변형되거나 움직일 수 있고, 그 결과 본래 목적했던 특성이 감소되는 것을 의미한다. 초지기 펠트의 제조 동안의 니들링 공정은 전형적으로 이러한 종류의 코팅에 대해 매우 공격적이며, 이로 인해 본래 목적했던 특성이 유지되지 않는다. 이러한 단점 외에도, 코어사의 코팅물은 실의 단면의 단지 일부분이다. 따라서, 실질적으로 탄성 변형은 단지 쉘(shell)의 일부분에서만 발생하고 그 결과 탄성 효과가 작아진다. 따라서, 이러한 종류의 실로 제조된 직물의 신장/회복 특성은 거의 전적으로 코어 재료의 특성에 좌우된다.

US-A 5,360,518은 초지기의 프레스부에 사용될 수 있는 코팅된 실로 된 또 다른 프레스 직물을 기재하였다. 이것은 종이에 접촉하는 얇은 표면 및 두꺼운 하부 층을 갖는 다층 구조를 포함한다. 2개 이상의 제직사 층 중 하나는 복수개의 내력 가닥을 갖는 다성분사를 포함한다. 다성분사는 가는 폴리아미드 필라멘트로 구성되는 멀티필라멘트사 또는 다중가닥사일 수 있다. 다성분사는 또한 폴리우레탄으로 코팅된 모노필라멘트사일 수 있고, 압축성이고 복원성인 구조를 갖는 프레스 직물을 제공할 수 있다. 멀티필라멘트사 또는 다중가닥사도 마찬가지로 폴리우레탄으로 코팅될 수 있다. 이 종래 기술의 단점은 US-A 4,533,594로부터 공지된 직물의 단점과 유사하다. 이 기술은 멀티필라멘트사에 대해 강한 코팅 결합을 보다 용이하게 달성할 것처럼 보인다. 그러나, 이 실은 상기 모노필라멘트로 코팅된 모노필라멘트 코어사와 동일한 한계를 갖는다. 프레스 닙에서 빈번하게 반복되는 가압 단계 (수백 만 회 정도의 프레스 조작) 동안에 코팅물이 벗겨지거나 코어사상에서 변형되어 본래 목적했던 효과가 감소된다.

US-A-5,194,121에서는 펠트의 섬유층에 탄성 성분을 갖는, 탄성, 회복성 및 내구성이 증가된 펠트의 제조가 시도되었다. 그러나, 폴리우레탄은 섬유를 기재 직물에 고정시키기 위한 니들링 공정에 사용할 수 없는 것으로 기재되어 있다. 대안으로서, 폴리우레탄 대신 경질 및 연질 분절을 갖는 폴리아미드 블록 공중합체를 사용하는 것이 제안되었다.

압출 공정 동안 중합체들을 혼합함으로써 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄의 특성을 개선하기 위한 다양한 시도가 이루어졌다. DE 19 829 928 A2는 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄의 혼합물을 포함하는 필라멘트 재료의 제조 방법을 기재하였다. 그러나, 두 중합체의 융점의 불균형이 크기 때문에, 특히 가공 문제가 발생된다. 생성된 모노필라멘트는 통상의 폴리아미드보다 강도가 떨어졌다. 더욱이, 단면 탄성의 증가가 경미한 것으로 관찰되었다. 열가소성 폴리우레탄의 열 분해성은 또한 압출시 압출기에서의 체류시간이 과도하게 긴 경우 매우 불리할 수 있다.

US-A-6,514,386은 연장된 지속기간 동안 뛰어난 탄성을 나타낸다고 주장되어 있고, 기재 직물 및 니들링된 부직층, 및 횡방향으로 배향된 연신 릿지(ridge)를 갖는 분리된 필름층으로 이루어진 초지기 펠트를 기재하였다. 이 필름은 기재 직물에 제공되거나 또는 펠트의 다른 층들 사이에 제공될 수 있다. 따라서, 이 초지기 펠트는 초지기의 권취부를 부드럽게 통과할 수 있으며 프레스 닙에서의 반복된 압착으로 인해 발생할 수 있는 피로에 대해 비교적 내성을 갖는다.

펠트 제조의 관점에서, 탄성층을 강한 기재 직물에 적층하는 것은 주름 및 불균일을 쉽게 발생시킬 수 있으므로 매우 위험한 조작일 수 있다. 필름의 가장자리는 결합되어야 하므로, 이 구역은 항상 불완전 구역을 형성한다.

TPU 모노필라멘트 및(또는) TPU 모노필라멘트로 제조된 연사를 프레스 펠트의 기재 직물에 사용하는 것은 이론적으로는 고려될 수 있으나, 열가소성 폴리우레탄으로 제조된 모노필라멘트는 탄성 및 연신성이 높고 더욱이 높은 마찰계수를 가지므로, 당업자라면 아마도 우선 심각한 가공 문제를 염려할 것이다. 따라서, TPU 모노필라멘트는 단지 비교적 큰 직경 및 장력하에서만 가공될 것이다. 이러한 방식으로 제조된 실 및 직물은 초지기 공업에 허용불가능한 결점을 지닐 것이다. 초지기의 기계방향 및 횡방향으로의 치수 안정성 및 신장은 허용불가능할 것이다. 탄성사는 연신성이 높으므로, 그러한 직물은 기계방향의 모듈러스가 낮고 횡방향으로의 수축이 증가될 것이다. 이러한 단점은 그러한 직물을 또 다른 폴리아미드 직물에 적층시킴으로써 부분적으로 극복될 수 있다. 그러나, 그러한 이중 기재 직물의 매우 상이한 신장/회복 특성으로 인한 문제는 여전히 남아 있다. 예를 들어 직물 가장자리의 말림은 이들 마주보는 기재 직물의 불일치의 한 결과이다.

본 발명자들은 놀랍게도 TPU 모노필라멘트를 하나 이상의 폴리아미드 모노필라멘트 및(또는) 폴리아미드 멀티필라멘트와 함께 동시에 가공하여 공업용 기재 직물을 제조함으로써, 특히 이들을 먼저 가연(twisting)한 후에 제직함으로써 상기 종래 기술의 단점을 크게 개선할 수 있음을 드디어 발견하였다. 또한 놀랍게도 열가소성 폴리우레탄 및 폴리아미드 모노필라멘트로 제조된 이들 콤비네이션사(연사)는 통상적인 순수 폴리아미드사와 실질적으로 동일한 방식에 의해 기재 직물 또는 펠트로 전환될 수 있음을 발견하였다.

본 발명은 폴리아미드 및 TPU 모노필라멘트의 콤비네이션사 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하며, 특히 초지기용 기계 피복재 또는 다른 공업적 공정용 텍스타일로서 사용하기 위한 기재 직물을 제공한다.

열가소성 폴리우레탄 (TPU/폴리아미드 (PA)) 콤비네이션사는 초기 연사 (가연된 방향이 하나임)만으로 이루어지거나 또는 초기 및 말기 연사 (가연된 방향이 상이한 연사)로 이루어질 수 있다. TPU/PA 콤비네이션사는 바람직하게는 초지기의 프레스 펠트의 기계방향 및(또는) 횡방향으로 배열될 수 있다.

바람직한 기재 직물은 폴리아미드가 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 11 및 폴리아미드 12 및 이들 중합체의 코폴리아미드 및 이들 폴리아미드의 선택된 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시양태에서, 콤비네이션사는 직쇄형, 즉 가연되지 않은 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄의 필라멘트로부터 제조된다.

바람직한 기재 직물의 변법에서, 콤비네이션사는 가연된 하나 이상의 폴리아미드 필라멘트 및 열가소성 폴리우레탄 필라멘트 부분으로부터 제조된다.

추가의 바람직한 기재 직물의 실시양태에서, 상기 콤비네이션사는 1 내지 10,000개의 폴리아미드 모노필라멘트 및 20 내지 1 개의 열가소성 폴리우레탄 모노필라멘트의 조합을 포함할 것이다.

매우, 특히 바람직하게는, 콤비네이션사는 1 내지 20 개의 폴리아미드 모노필라멘트 및 20 내지 1 개의 열가소성 폴리우레탄 모노필라멘트의 조합이다.

특히 바람직한 기재 직물은 또한 콤비네이션사 중 모노필라멘트 (폴리아미드 및(또는) TPU 모노필라멘트)가 0.05 내지 2 mm 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 기재 직물의 한 가지 특별한 이점은 통상의 연사기 및 직기(loom)를 비롯한 기존의 초지기 제작 기술을 사용하여 직접 제조될 수 있다는 것이다.

또 다른 이점은 폴리아미드의 탄성 모듈러스가 기계방향으로 유지되고, 직물의 두께 방향의 열가소성 폴리우레탄의 탄성 모듈러스와 조합될 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명자들은 본 발명에 따른 기재 직물로 제조된 프레스 펠트는, 언급된 TPU/폴리아미드 콤비네이션사를 사용하지 않고 제조된 프레스 펠트에 비하여, 종이 탈수 용량이 더 클 뿐만 아니라 보다 높은 탈수 수준을 보다 신속하게 달성하고 그의 탈수 용량을 보다 긴 시간 동안 유지한다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 기재 직물을 사용하여 제조된 프레스 직물을 사용할 경우, 초지기 진동이 또한 감소될 수 있다는 것을 발견하였다.

따라서, 제지 공정 말기의 건조 단계에 요구되는 에너지가 보다 적다. 별법으로, 초지기는 동일한 에너지를 사용하여 보다 고속으로 운전될 수 있다.

TPU/PA 폴리필라멘트 콤비네이션사는 가연되지 않은 상태로 가공될 수도 있다. 이것은 제조된 TPU 및 폴리아미드 모노필라멘트를 보빈상에 동시에 권취함으로써 달성될 수 있다. TPU 필라멘트의 제조에 적합한 열가소성 폴리우레탄은 바람직하게는 쇼어(Shore) 경도가 75 내지 99 쇼어 A인 폴리에스테르 또는 폴리에테르 등급으로 제조된 임의의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 압출 등급이다.

열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 (TPU)는 기계적 특성이 우수하고 비용이 낮은 용융가공법으로 가공될 수 있기 때문에 공업적으로 중요하다. 기계적 특성은 사용되는 상이한 화학 합성 성분에 따라 매우 다양할 수 있다. TPU와 그의 특성 및 적용에 대해서는 문헌 [Kunststoffe 68 (1978), pages 819-825 and Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 35 (1982), pages 568-584]에 기재되어 있다.

TPU는 선형 폴리올, 통상 폴리에스테르 또는 폴리에테르 폴리올, 유기 디이소시아네이트 및 단쇄 디올 (사슬연장제)로부터 합성된다. 촉매를 부가적으로 첨가하여 형성 반응을 가속화할 수 있다. 합성 성분의 몰 비는 다양하게 변화시킬 수 있으며, 그렇게 함으로써 제품 특성을 조정하는 것이 가능하다. 폴리올 대 사슬연장제의 몰 비는 1:1 내지 1:12가 효과적이며 70 쇼어 A 내지 75 쇼어 D 범위의 제품을 생성하는 것으로 입증되었다. 용융가공된 폴리우레탄 엘라스토머는 단계적으로(예비중합체법) 합성하거나 또는 모든 성분을 단일단계에서 동시반응 (원-샷(one-shot)법)시켜 합성할 수 있다. 예비중합체법에서는, 폴리올과 디이소시아네이트로부터 이소시아네이트를 함유하는 예비중합체를 형성하고, 이 예비중합체를 제2단계에서 사슬연장제와 반응시킨다. TPU는 연속적으로 또는 불연속적으로 제조할 수 있다. 가장 잘 알려진 공업적 제법은 벨트법 및 압출법이다.

본 발명에 따라 사용가능한 용융가공 가능한 폴리우레탄은 폴리우레탄을 형성하는 성분들, 즉,

A) 유기 디이소시아네이트,

B) 분자량 500 내지 5,000의 선형 히드록실-말단 폴리올,

C) 분자량 60 내지 500의 디올 또는 디아민 사슬연장제

를 반응시켜 얻을 수 있으며, 이 때 A) 중의 NCO기 대 B) 및 C) 중의 이소시아네이트-반응성 기의 몰 비는 0.9 내지 1.2이다.

유기 디이소시아네이트 A)는 예를 들어 지방족, 시클로지방족, 아르지방족, 헤테로시클릭 및 방향족 디이소시아네이트를 고려할 수 있으며 문헌 [Justus Leibigs Annalen der Chemie, 562, pages 75-136]에 기재되어 있다.

구체적인 예로써 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 시클로지방족 디이소시아네이트, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4-시클로헥산 디이소시아네이트 및 1-메틸-2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 방향족 디이소시아네이트, 예컨대 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트와 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트의 혼합물, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트와 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물, 우레탄-개질된 액상 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이토-1,2-디페닐에탄 및 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트를 언급할 수 있다. 바람직하게 사용되는 화합물은 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트 이성질체 혼합물 (4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 함량이 96 중량％ 초과), 특히 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트이다. 상기 디이소시아네이트는 개별적으로 사용되거나 또는 서로간의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이들은 또한 15 중량％ 이하(디이소시아네이트의 총량을 기준으로 계산)의 폴리이소시아네이트, 예컨대 트리페닐메탄 4,4',4''-트리이소시아네이트 또는 폴리페놀-폴리메틸렌 폴리이소시아네이트와 함께 사용될 수도 있다.

성분 B)로는 분자량이 500 내지 5,000인 선형 히드록실-말단 폴리올이 사용된다. 이들은 그의 제조 공정상의 이유로 흔히 소량의 비선형 화합물을 함유하며 그 결과 흔히 "실질적으로 선형인 폴리올"이라고 언급된다. 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리카르보네이트 디올 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.

적합한 폴리에테르 디올은 알킬렌 잔기 중의 탄소수가 2 내지 4인 1 종 이상의 알킬렌 옥사이드를 2개의 활성 수소 원자를 결합된 형태로 함유하는 스타터(starter) 분자와 반응시켜 제조할 수 있다. 예로써 언급될 수 있는 알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드, 1,2-프로필렌 옥사이드, 에피클로로히드린 및 1,2-부틸렌 옥사이드 및 2,3-부틸렌 옥사이드이다. 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 및 1,2-프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 혼합물이 바람직하게 사용된다. 알킬렌 옥사이드는 개별적으로 사용되거나, 또는 별법으로 연속적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 스타터 분자는 예를 들어 물, 아미노알코올, 예컨대 N-알킬디에탄올아민, 예컨대 N-메틸디에탄올아민, 및 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올을 고려할 수 있다. 스타터 분자의 혼합물이 임의로 사용될 수 있다. 적합한 폴리에테르 디올은 또한 테트라히드로푸란의 히드록실기-함유 중합 생성물이다. 삼관능성 폴리에테르가 또한 이관능성 폴리에테르에 대해 0 내지 30 중량％의 비율로 사용될 수 있으나, 용융가공가능한 생성물이 얻어지는 양으로 사용해야 한다. 실질적으로 선형인 폴리에테르 디올은 분자량이 500 내지 5,000이다. 이들은 개별적으로 사용되거나 또는 서로간의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

적합한 폴리에스테르 디올은 예를 들어 탄소수 2 내지 12, 바람직하게는 탄소수 4 내지 6의 디카르복실산과 다가 알코올로부터 제조될 수 있다. 고려될 수 있는 디카르복실산은 예를 들어 지방족 디카르복실산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산 및 세박산 및 방향족 디카르복실산, 예컨대 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산이다. 디카르복실산은 개별적으로 사용되거나 또는 혼합물로서 예를 들어 숙신산과 글루탐산과 아디프산의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 폴리에스테르 디올의 제조를 위해 임의로는 디카르복실산을 사용하는 대신 상응하는 디카르복실산 유도체, 예컨대 알코올 잔기의 탄소수가 1 내지 4인 카르복실산 디에스테르, 무수 카르복실산 또는 카르복실산 염화물을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 다가 알코올의 예는 탄소수 2 내지 10, 바람직하게는 탄소수 2 내지 6의 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,10-데칸디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-프로판디올 및 디프로필렌 글리콜이다. 목적하는 특성에 따라, 다가 알코올을 단독으로 사용하거나 또는 임의로는 혼합물로서 사용할 수 있다. 탄산과 상기 디올, 특히 1,4-부탄디올 또는 1,6-헥산디올과 같이 탄소수가 4 내지 6인 디올의 에스테르, 히드록시카르복실산, 예컨대 히드록시카프로산의 축합 생성물, 및 락톤, 예컨대 임의로 치환된 카프로락톤의 중합 생성물이 또한 적합하다. 바람직하게 사용되는 폴리에스테르 디올은 에탄디올 폴리아디페이트, 1,4-부탄디올 폴리아디페이트, 에탄디올/1,4-부탄디올 폴리아디페이트, 1,6-헥산디올/네오펜틸 글리콜 폴리아디페이트, 1,6-헥산디올/1,4-부탄디올 폴리아디페이트 및 폴리카프로락톤이다. 상기 폴리에스테르 디올의 분자량은 500 내지 5,000이고, 개별적으로 사용되거나 또는 서로간의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

사슬연장제 C)로는 분자량이 60 내지 500인 디올 또는 디아민, 바람직하게는 탄소수 2 내지 14의 지방족 디올, 예컨대 에탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및, 특히 1,4-부탄디올이 사용된다. 그러나, 탄소수 2 내지 4의 글리콜과 테레프탈산의 디에스테르, 예컨대 테레프탈산 비스-에틸렌 글리콜 또는 테레프탈산 비스-1,4-부탄디올, 히드로퀴논, 예컨대 1,4-디(히드록시에틸)히드로퀴논의 히드록시알킬렌 에테르, 에톡실화 비페놀, (시클로)지방족 디아민, 예컨대 이소포론디아민, 에틸렌디아민, 1,2-프로필렌디아민, 1,3-프로필렌디아민, N-메틸프로필렌-1,3-디아민, N,N'-디메틸-에틸렌디아민, 및 방향족 디아민, 예컨대 2,4-톨릴렌디아민 및 2,6-톨릴렌디아민, 3,5-디에틸-2,4-톨릴렌디아민 및 3,5-디에틸-2,6-톨릴렌디아민 및 1차 모노- 디-, 트리- 또는 테트라알킬-치환된 4,4'-디아미노디페닐메탄도 또한 적합하다. 상기 사슬연장제의 혼합물도 또한 사용할 수 있다. 소량의 트리올을 부가적으로 사용할 수도 있다.

통상의 일관능성 화합물을 또한, 예컨대 사슬정지제나 이형제로서 소량으로 사용할 수 있다. 옥탄올 및 스테아릴과 같은 알코올 또는 부틸아민 및 스테아릴아민과 같은 아민을 예로써 언급할 수 있다.

TPU를 제조하기 위해, 합성 성분들을 임의적인 촉매, 보조제 및 첨가제의 존재하에 NCO기 대 NCO-반응성 기, 특히 저분자량 디올/트리올 및 폴리올의 OH 기의 당량 비가 0.9:1.0 내지 1.2:1.0, 바람직하게는 0.95:1.0 내지 1.10:1.0이 되도록 하여 반응시킨다.

본 발명에 따른 적합한 촉매는 당업계에 공지되어 있으며 통상의 3차 아민, 예컨대 트리에틸아민, 디메틸시클로헥실아민, N-메틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, 2-(디메틸아미노에톡시)에탄올, 디아자비시클로(2.2.2)옥탄 등, 및, 특히 유기 금속 화합물, 예컨대 티탄산 에스테르, 철 화합물, 주석 화합물, 예컨대 주석 디아세테이트, 주석 디옥토에이트, 주석 디라우레이트, 또는 지방족 카르복실산의 디알킬주석 염, 예컨대 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 디라우레이트 등이다. 바람직한 촉매는 유기 금속 화합물, 특히 티탄산 에스테르, 철 또는 주석 화합물이다.

TPU 성분 및 촉매와 별도로, 다른 보조제 및 첨가제를 또한 첨가할 수 있다. 그 예로는 윤활제, 예컨대 지방산 에스테르, 그의 금속 비누, 지방산 아미드 및 실리콘 화합물, 블로킹방지제, 억제제, 가수분해, 광 또는 열 및 변색 작용에 대한 안정화제, 난연제, 염료, 안료, 무기 또는 유기 충전제를 들 수 있다. 상기 보조제 및 첨가제에 관한 세부사항은 예를 들어 문헌 [J.H. Saunders, K.C. Frisch: "High Polymers", volume XVI, Polyurethane, parts 1 and 2, Interscience Publishers 1962 and 1964, R. Gaechter, H. Mueller (eds.): Taschenbuch der Kunststoff-Additive [plastics additive handbook], 3rd edition, Hanser Verlag, Munich 1989] 또는 DE-A 29 01 774에 기재되어 있다.

TPU에 혼입될 수 있는 추가의 첨가제는 열가소성 물질, 예컨대 폴리카르보네이트 및 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 삼원공중합체, 특히 ABS이다. 다른 엘라스토머, 예컨대 고무, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체 및 다른 TPU를 마찬가지로 사용할 수 있다. 통상의 시판되는 열가소성 물질, 예컨대 포스페이트, 프탈레이트, 아디페이트, 세바케이트 및 알킬술폰산 에스테르가 또한 혼입하기에 적합하다.

본 발명에 따라 사용가능한 TPU는 "압출기" 공정으로, 예컨대 다축 압출기에서 연속적으로 제조될 수 있다. TPU 성분 A), B) 및 C)는 동시에 즉 원-샷법으로 배분되거나, 또는 연속적으로 즉 예비중합체법에 따라 배분될 수 있다. 여기서 예비중합체는 초기에 배치식으로(batchwise) 도입될 수도 있고, 압출기의 한 구획 또는 독립된 상류의 예비중합체 장치에서 연속적으로 제조될 수도 있다.

TPU 및 폴리아미드 모노필라멘트는 이와 같이 당업계에 널리 공지된 제조 방법을 사용하여 제조된다.

본 발명은 또한 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄 모노필라멘트를 5 내지 50 m/분의 속도로 연사기에 공급한 후에 0.1 cN/tex 이상, 바람직하게는 0.2 내지 4 cN/tex, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.8 cN/tex의 장력에서 가연하는 (여기서 장력은 TPU 모노필라멘트의 장력임), 폴리아미드로부터 제조된 필라멘트와 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조된 필라멘트의 콤비네이션사의 제조 방법을 제공한다.

바람직한 방법에서, 폴리아미드 모노필라멘트는 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 11 및 폴리아미드 12 또는 이들 폴리아미드의 선택된 공중합체 또는 혼합물로 이루어진다.

추가의, 특히 바람직한 방법에서, TPU 모노필라멘트를 정의된 공급 장력으로 연사기의 전달 장치에 공급한 후에 폴리아미드 필라멘트와 함께 가연한다.

추가의 바람직한 방법은 PA 모노필라멘트 전달 장치보다 낮은 전달 속도를 갖는 추가의 TPU 전달 장치를 이용하여 TPU 모노필라멘트의 정의된 공급 장력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

하기 실시예는 콤비네이션사에 관하여 본 발명의 이점을 예시하나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

실시예

연사 공정에 대한 설명

연사의 특징:

모노필라멘트의 초기 연사는 하나 이상의 TPU 모노필라멘트 및 하나 이상의 폴리아미드 모노필라멘트 및(또는) 폴리아미드 멀티필라멘트로 이루어진다. 이들 초기 연사 2개 이상을 함께 가연하여 연사 (최종 연사)를 형성하며, 이것을 제직 가공한다.

가연된 PA/TPU 콤비네이션사의 제조:

TPU 모노필라멘트를 정의된 전달 장력으로 연사기의 전달 장치에 공급한 후에 폴리아미드 모노필라멘트와 함께 연사기 내로 전달하여 가연하여야 한다. TPU 모노필라멘트는 제조하고 PA 모노필라멘트는 실패로부터 풀어낸다.

두 모노필라멘트를 모두 동일한 보빈에 공급하며, 이 때 감는 속도는 PA 모노필라멘트의 전달 속도에 의해 결정된다. TPU 모노필라멘트는 보다 낮은 속도로 전달되므로 PA 모노필라멘트에 비해 특정한 공급 장력을 받는다.

알마 사우러(Alma Saurer) 모델 AZB-T 연사기를 초기 연사의 제조 및 이후 가연 단계에 사용하였다.

본 발명은 초지기 펠트를 위한 신규 기재 직물, 특히 종이 제조시 개선된 특성, 특히 펠트 두께 방향으로 개선된 탄성, 증가된 압축성, 및 펠트의 유효기간의 처음부터 끝까지 개선된 흡수 용량을 갖는 프레스 펠트를 제공한다.

Claims (13)

1. 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조된 필라멘트의 콤비네이션사(combination yarn)를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 특히 초지기(paper machine)용 기계 피복재 또는 다른 공업적 공정용 텍스타일로서 사용하기 위한 기재 직물.
2. 제1항에 있어서, 폴리아미드가 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 및 이들 폴리아미드의 코폴리아미드 또는 이들 폴리아미드의 선택된 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기재 직물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 콤비네이션사가 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄의 매끄러운 (비가연된(untwisted)) 필라멘트로부터 제조된 것을 특징으로 하는 기재 직물.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 콤비네이션사가 폴리아미드 또는 열가소성 폴리우레탄 필라멘트의 가연된(twisted) 필라멘트 단편 하나 이상으로부터 제조된 것을 특징으로 하는 기재 직물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 콤비네이션사가 1 내지 10,000 개의 폴리아미드 모노필라멘트 및 20 내지 1 개의 열가소성 폴리우레탄 모노필라멘트의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 기재 직물.
6. 제5항에 있어서, 콤비네이션사가 1 내지 20 개의 폴리아미드 모노필라멘트 및 20 내지 1 개의 열가소성 폴리우레탄 모노필라멘트의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 기재 직물.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 콤비네이션사 중의 모노필라멘트가 0.05 내지 2 mm 크기의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 기재 직물.
8. 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄 모노필라멘트를 5 내지 50 m/분의 속도로 연사기에 공급한 후에 0.1 cN/tex 이상, 바람직하게는 0.2 내지 4 cN/tex, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.8 cN/tex의 장력에서 함께 가연하는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 및 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조된 필라멘트로부터 콤비네이션사를 제조하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 폴리아미드 모노필라멘트가 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 11 및 폴리아미드 12 또는 이들 폴리아미드의 선택된 혼합물 또는 공중합체를 기재로 하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, TPU 모노필라멘트를 정의된 전달 장치의 공급 장력으로 연사기에 공급한 후에 폴리아미드 필라멘트와 함께 가연하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, PA 모노필라멘트 전달 장치보다 낮은 전달 속도를 갖는 추가의 TPU 전달 장치를 이용하여 TPU 모노필라멘트의 정의된 공급 장력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 필라멘트를 장력-조절 롤러에 의해 TPU 보빈으로부터 권출(take-off)시킴으로써 TPU 모노필라멘트의 정의된 전달 장력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, TPU 모노필라멘트를 폴리아미드 모노필라멘트와 함께 연사기의 전달 보빈으로서 기능하는 보빈상에 동시에 평행 권취함으로써 TPU 모노필라멘트의 정의된 전달 장력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.