KR20150078377A

KR20150078377A - 어망용 폴리에스테르 원착사

Info

Publication number: KR20150078377A
Application number: KR1020130167678A
Authority: KR
Inventors: 안병욱; 김기웅; 이영수
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-08

Abstract

본 발명은 다양한 어획 작업 및 해양 목장용 등의 양식업 분야에 사용되는 어망사에 관한 것으로, 특히, 카본 블랙 0.2 내지 4.0 중량%를 포함하고, 단사섬도가 20 내지 40 데니어인 어망용 폴리에스테르 원착사에 관한 것이다.
본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 해양 목장용 어망 제조시 기존의 어망사 등에 비해 현저히 향상된 우수한 기계적 강도, 내마모성, 및 형태안정성 등을 제공하며 장시간 동안 사용이 가능하다.

Description

어망용 폴리에스테르 원착사 {SPUN DYED POLYESTER YARN FOR FISHING NET}

본 발명은 다양한 어획 작업 및 해양 목장용 등의 양식업 분야에 사용되는 어망사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 기계적 물성 및 내마모성 등을 갖는 어망용 폴리에스테르 원착사에 관한 것이다.

일반적으로 자망어업 및 통발어법 등의 어획용 분야뿐만 아니라, 연근해 가두리 양식용 섬유 구조물 및 해상용 섬유 구조체 등의 해양 목장용 섬유 제품으로 어망 등이 사용된다.

이러한 어망용 섬유로서는 폴리에스테르(polyester), 나일론(nylon), 폴리에틸렌(polyethylene) 등의 합성 섬유가 사용되어 있다. 이 중에서 폴리에스테르 원사는 비교적 비중이 크고, 치수 안정성이 우수하며 비용 대비 성능(cost performance)이 양호한 측면에서 당 분야에서 넓고 사용 되어 있다.

근래의 각종 어구 류의 하이테크(high - tech)화, 고도화에 수반하고, 어망용 폴리에스테르 원사에 대해서도, 보다 고도의 터프니스(toughness)화의 요구가 높아지다. 예를 들면, 하중-신장 특성을 한정되는 범위와 없으며, 고터프니스화를 도모한 어망용 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 섬유가 제안되어 있다. 확실히, 이와 같은 한정을 되는 특성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 이용하면 어망의 초기 터프니스는 개선된다. 그러나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 자체, 나일론 섬유 등에 비교하고, 반복하고 신장 변형에 의한 피로가 많고, 강력이 떨어지는 기본적인 결점이 있고, 특별히 고터프니스화를 도모한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유에서는, 신율이 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 일반적으로 특정 색상의 제직물을 제조하기 위하여 일반 폴리에스테르사를 염색한 후 제직하는 방법과 제직 후 염색하는 두 가지 방법이 사용된다. 그러나 두 방법은 모두 염색 공정을 거치므로 염색 후 수세과정에서 폐수가 많이 발생되어 환경 문제를 유발할 수 있고 염색 공정 중 염료의 흡착 정도가 달라 최종 생산물에 대한 염색이 균일하게 이루어지지 않을 수 있다. 어망용 백색 원사는 제직, 정련, 염색, 수세, 열처리 및 마무리 수지 처리와 같은 공정을 거쳐서 제조된다. 이러한 공정은 여러 단계를 거치므로 제조 비용과 별도의 염색 공정에 의한 염액 폐수의 처리 비용이 요구된다.

따라서, 폴리에스테르 원착사를 사용하여 이러한 종래의 염색 공정에서 발생하는 문제를 해결함과 동시에, 다양한 어획 작업 및 해양 목장용 등의 양식업 분야에 사용되는 어망사로서 우수한 기계적 물성을 유지하며, 내마모성 등이 현저히 향상된 어망용 원사 개발에 대한 연구가 필요하다.

본 발명은 다양한 어획 작업 및 해양 목장용 등의 양식업 분야에 사용되는 어망사로서 우수한 기계적 물성을 유지하며, 내마모성 등이 현저히 향상된 어망용 폴리에스테르 원착사를 제공하고자 한다.

본 발명은 카본 블랙 0.2 내지 4.0 중량%를 포함하고, 단사섬도가 20 내지 40 데니어인 어망용 폴리에스테르 원착사를 제공한다.

본 발명은 또한, a) 폴리에스테르 칩에 카본 블랙을 혼합하여 블랙 마스터 칩을 제조하는 단계, 및 b) 상기 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 함께 투입하여 용융 방사하고 연신하는 단계를 포함하고, 상기 카본 블랙은 전체 폴리에스테르 칩 100 중량부에 대하여 0.2 내지 4.0 중량부의 함량으로 혼합하는, 단사섬도가 20 내지 40 데니어인 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법을 제공한다.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 어망용 폴리에스테르 원착사 및 그의 제조 방법, 이를 포함하는 어망에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.

추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.

일반적으로 어망용 원사로는 신율이 우수한 나일론(Nylon) 섬유가 널리 사용되고 있다. 또한, 이러한 어망사는 강력 특성이 유지되어야 하는 것은 물론이지만 어망에 적용시 어망을 바다에 펼치거나 들어올릴 신율 성능 우수할 것이 요구된다. 이러한 어망사는 신율이 좋을 뿐만 아니라, 일정 강력 이상을 유지하여야 하기 때문에 나일론(Nylon) 섬유가 사용되고 있다. 특히, 나일론(Nylon)은 모듈러스가 낮기 때문에 신율이 우수한 특성을 갖게 된다. 그러나, 이같이 신율이 우수한 기존의 나일론(Nylon) 섬유를 사용하여 어망사를 제조한 경우, 비중이 1.18로 낮기 때문에 어망을 바다에 펼칠 시 어망의 낙하속도가 떨어지는 문제가 발생하는 원인이 된다.

이에 따라, 본 발명은 폴리에스테르 원사의 모듈러스를 낮추어 신율을 향상시킴과 동시에, 폴리머(Polymer)의 분해를 최소화하여 강력이 나일론(Nylon)만큼 현저히 향상된 어망용 원사로서 효과적으로 적용할 수 있다.

특히, 본 발명자들의 실험 결과, 소정의 특성을 갖는 폴리에스테르 원착사를 사용하여 어망사를 제조함에 따라, 우수한 기계적 물성과 함께 보다 향상된 어망의 바다 투하 속도 특성을 확보할 수 있음이 밝혀졌다.

발명의 일 구현예에 따르면, 다양한 어획 작업 및 해양 목장용 등의 양식업 분야에 사용할 수 있는 어망용 폴리에스테르 원착사가 제공된다. 상기 어망용 폴리에스테르 원착사는 카본 블랙 0.2 내지 4.0 중량%를 포함하고, 단사섬도가 20 내지 40 데니어이다.

본 발명에서 어망용 원사라 함은 해양 목장용 섬유 제품으로 어망 등의 그물망 및 어망 로프를 제조할 수 있는 섬유 원사를 말하는 것이다. 특히, 상기 어망용 원사는 자망어업 및 통발어법 등의 어획용 분야뿐만 아니라 연근해 가두리 양식용 섬유 구조물 및 해상용 섬유 구조체 등의 해양 목장용 섬유 제품을 제조할 수 있는 섬유 원사를 지칭한다. 여기서, 어망으로는 참치어망, 가두리양식장 등을 들 수 있다.

특히, 본 발명의 어망용 원사는 카본블랙이 포함된 블랙 마스터 칩을 사용하여 제조한 폴리에스테르 원착사로서, 우수한 내광성과 마찰 특성을 나타내며 별도의 염색 공정이 불필요 하다는 장점을 가진다.

본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 특히, 카본 블랙 0.2 내지 4.0 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3.5 중량%, 좀더 바람직하게는 0.8 내지 3.0 중량%를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 카본 블랙은 원착 어망사의 색상 발현 측면에서 0.2 중량% 이상으로 포함되어야 하고, 우수한 기계적 물성과 내마모성 확보 측면에서 4.0 중량% 이하로 포함되어야 한다. 이와 같이 카본 블랙을 포함한 폴리에스테르 원착사는 후속 염색 공정이 필요하지 않으며, 색상이 고르고 추후에 색상이 변하지 않는 장점이 있다.

또한, 상기 폴리에스테르 원착사는 강신도를 향상시키 위하여 폴리에스테르 고분자가 장쇄(Long Chain) 구조가 형성되도록 저온방사로 폴리머의 열분해를 최소화하여, 단사 섬도를 20 내지 40 데니어(DPF, denier)으로 높여 매듭강력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 원착사의 단사섬도는 바람직하게는 20 내지 38 데니어(DPF, denier), 좀더 바람직하게는 20 내지 36 데니어가 될 수 있다. 여기서, 상기 폴리에스테르 원착사의 단사섬도는 어망사로 적용시 충분한 강도를 확보하는 측면에서 20 데니어 이상이 되어야 한다. 또한, 상기 폴리에스테르 원착사의 단사섬도는 어망사로서 최적화된 원착사 굵기를 확보하고 과도한 굵기 증가에 따라 권취가 안되는 문제를 방지할 수 있도록 40 데니어 이하가 되어야 한다. 특히, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사에서 단사섬도가 40 데니어를 초과하는 경우에 원사 제조시 절사가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르 원착사는 총섬도가 200 내지 2,000 데니어, 바람직하게는 420 내지 1680 데니어, 좀더 바람직하게는 840 내지 1,500 데니어가 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사의 총섬도는 어망의 제직 측면에서 200 데니어 이상이 될 수 있고, 2,000 데니어 이하가 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사는 20 내지 250 가닥의 필라멘트를 포함하는 것이 될 수 있다. 더욱이, 상기 폴리에스테르 원착사의 필라멘트수는 바람직하게는 22 내지 230, 좀더 바람직하게는 24 내지 192가 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사의 필라멘트 수는 저 데니아 측면에서 20 이상이 될 수 있고, 고데니아 측면에서 250 이하가 될 수 있다.

이와 함께, 상기 폴리에스테르 원착사는 결정화도가 35% 내지 70%가 될 수 있으며, 바람직하게는 40% 내지 65%, 좀더 바람직하게는 45% 내지 60%가 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원사의 결정화도는 저연신 측면에서 35% 이상이 될 수 있고, 고연신 측면에서 70% 이하가 될 수 있다.

또한, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 강력이 우수하고 신율이 높은 특징을 갖는 것으로, 낮은 모듈러스와 함께 강도가 우수하며, 신율이 높은 특징을 갖는다.

상기 폴리에스테르 원착사는 인장강도가 7.0 g/d 이상 또는 7.0 g/d 내지 9.0 g/d, 바람직하게는 7.5 g/d 이상이 될 수 있으며, 절단신도가 14% 이상 또는 14% 내지 24%, 바람직하게는 15% 이상이 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원사는 해양 목장용 어망 제조시 충분한 터프니스 및 모듈러스를 발현하기 위하여 인장강도 및 절단신도가 상술한 바와 같은 범위가 될 수 있다.

한편, 기존의 폴리에스테르는 일반적으로 강연성(stiffness)이 높은 분자 구조를 갖는 것으로, 이로 인해 높은 모듈러스의 특성을 나타내며 해양목장용 어망 제조시 신율 특성이 현저히 떨어지게 된다. 그런데, 조절된 용융 방사 및 연신 공정을 통해 얻어진 상기 폴리에스테르 원착사는 고강력 저모듈러스의 특성을 나타내며 이전에 알려진 폴리에스테르 산업용 원사보다 낮은 초기 모듈러스를 나타낸다. 특히, 상기 폴리에스테르 원착사는 40 내지 100 g/d, 바람직하게는 50 내지 100 g/d, 좀더 바람직하게는 55 내지 95 g/d의 초기 모듈러스를 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기 폴리에스테르 원착사는 이러한 낮은 초기 모듈러스와 함께 연신이 최소화된 특징을 갖는다. 이러한 낮은 초기 모듈러스 및 저연신 특성으로 인해, 상기 폴리에스테르 원착사는 기존의 고모듈러스 저절신 섬유를 해양목장용 어망 제조에 사용시 낮은 내마모성 및 충격 흡수 성능 저하 문제 등을 해결하고, 우수한 기계적 물성과 함께 보다 향상된 내마모성, 강력유지율 등을 나타낼 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 원착사는 건열수축율이 10% 이하 또는 2% 내지 10%, 바람직하게는 8% 이하 또는 4% 내지 8%를 나타낼 수 있다. 상기 건열수축율은 150 ℃에서 30 분 동안 별도의 하중 부가하지 않는 조건 하에서 측정한 값을 기준으로 한다.

한편, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 고분자 체인(Chain)이 긴 구조를 갖는 것으로, 상기 폴리에스테르 원착사는 고유점도 0.8 dl/g 이상, 수평균분자량 25,000 이상, 중량평균분자량 80,000 이상이 될 수 있다.

상기 폴리에스테르 원착사는 이전에 알려진 폴리에스테르 원사에 비해 보다 향상된 고유점도, 즉, 0.8 dl/g 이상 또는 0.8 dl/g 내지 1.3 dl/g, 바람직하게는 0.9 dl/g 이상, 더욱 바람직하게는 1.0 dl/g 이상의 고유점도를 나타낼 수 있다. 상기 고유점도는 폴리에스테르 원착사를 사용하여 해양 목장용 어망 제조시 충분한 터프니스 및 모듈러스를 발현하기 위하여 이러한 범위로 유지될 수 있다.

특히, 상기 원사의 고유점도가 0.8 dl/g 이상이 되면 저연신으로 고강력을 발휘하여 어망의 강력을 만족시킬 수 있어 바람직하고, 그렇지 못할 경우 고연신으로 물성 발현할 수 밖에 없게 될 수 있다. 이같이 고연신을 적용할 경우 섬유의 배향도가 상승하여 높은 모듈러스의 물성을 얻게 될 수 있다. 따라서, 상기 원사의 고유점도를 0.8 dl/g 이상으로 유지하여 저연신을 적용하여 저 모듈러스 발현이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리에스테르 원사의 고유점도가 1.3 dl/g를 초과하는 경우에 연신 공정에서 연신 장력이 상승하여 공정상 문제를 발생시킬 수도 있으므로, 1.3 dl/g 이하가 좀더 바람직하다. 특히, 본 발명의 폴리에스테르 원착사는 이같이 높은 정도의 고유점도를 유지함으로써, 해양 목장용 어망 제조시 충분한 매듭강도를 유지할 수 있는 고강력 특성을 확보할 수 있다.

본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 연사 후 도 4에 나타낸 바와 같은 오버핸드매듭(Over hand knot) 방법으로 측정한 매듭강도가 3.5 g/d 이상 또는 3.8 g/d 내지 6.5 g/d, 바람직하게는 4.0 g/d 이상, 좀더 바람직하게는 4.2 g/d 이상이 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사의 매듭강도는 오버핸드매듭 측면에서 3.5 g/d 이상이 될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 수평균분자량이 25,000 이상 또는 2,000 내지 40,000, 바람직하게는 26,000 이상, 좀더 바람직하게는 27,000 이상이 될 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 원착사는 중량평균분자량이 80,000 이상 또는 80,000 내지 120,000, 바람직하게는 82,000 이상, 좀더 바람직하게는 84,000 이상이 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사의 수평균분자량 및 중량평균분자량은 해양 목장용 어망사로 적용시 바닷속에서 충분한 기계적 물성을 유지할 수 있도록 하는 측면에서 상술한 바와 같은 범위 이상으로 유지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일례에서, 상기 폴리에스테르 원착사의 분자량은 겔투과크로마토그래피(Gel permeation Chromatography) 방법으로 측정할 수 있다. 상기 겔투과크로마토그래피(Gel permeation Chromatography) 방법은 에질런트 100 시리즈 시스템(Agilent 110 series system) 기기를 사용할 수 있으며, 컬럼(Column)은 μStyragel 10⁵ Å, 10⁴ Å, 10³ Å으로 각각 1개를 사용할 수 있다. 또한, 검출기(Detector)는 RI 감도 64, 온도 40 ℃로 할 수 있고, 컬럼 가열 모듈(Column Heating Module)도 40 ℃로 할 수 있다. 용리액(Eluent)는 오르소클로로페놀/클로로포름(OCP/Chloroform) 1/4(V/V), 전개속도(Flow Rate) 1.0 mL/min 투입량(injection volume)은 100 μL로 할 수 있다. 또한, 샘플(Sample) 농도는 0.25%, 표준(STD) 농도는 0.10%로 50분간 측정할 수 있다. 이때, 보정 표준(Calibration Standard)은 PS 871000, PS 240000, PS 50000, PS 18600, PS 3600 등이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 전술한 바와 같이 어망사(the yarn for fishing net)로서 장시간 사용 가능한 우수한 성능을 확보할 수 있도록 폴리에스테르 원사에 오일 성분으로 표면 처리된 것을 포함할 수 있다.

본 발명에서 '오일 성분'이라 함은 폴리에스테르 표면에 물리적 또는 화학적 결합을 통해 표면 윤활성을 극대화시켜 주는 효과를 갖는 모든 성분을 칭하는 것이다. 본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 오일 성분에는 예컨대, 폴리실록산 화합물, 유화제, 용제가 포함될 수 있다.

특히, 상기 오일 성분은 바람직하게는 폴리실록산 화합물 및 유화제만으로 이루어진 것, 또는 폴리실록산 화합물만으로 이루어진 것이 될 수 있다. 즉, 상기 오일 성분에서 실질적으로 폴리에스테르 표면에 윤활성을 부여하는 주요 성분으로는 폴리실록산 화합물만을 포함하고 다른 윤활제 성분을 포함하지 않는 것을 의미한다. 이때, 상기 폴리실록산 화합물의 공정 성능 개선을 위하여 유화제를 추가로 포함할 수 있으나, 이를 제외하고는 다른 성분을 실질적으로 포함하지 않는다. 다만, 공정상의 잔류 불순물로서 용제가 실질적으로 검출되지 않는 범위의 미량 포함될 수 있으며, 이 또한 전체 오일 성분의 총중량에 대하여 1 중량% 이하로 포함될 수 있다.

본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 표면 처리된 오일 성분에서 윤활제 성분으로 폴리실록산 화합물만을 사용함에 따라, 다른 윤활제 성분이나 대전방지제, 산화/노화방지제를 포함하는 오일 성분으로 표면 처리된 타 폴리에스테르 원사에 비해 우수한 내마모성 및 형태안정성, 기계적 강도를 개선 효과를 나타낼 수 있다.

상기 오일 성분은 폴리실록산 화합물을 최종 제조된 폴리에스테르 원사의 오일 성분 총 중량에 대하여 20 중량% 이상으로 포함하는 것을 특징으로 하고, 바람직하게는 30 중량% 이상, 40 중량% 이상, 또는 40 내지 60 중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 본 발명의 폴리에스테르 원착사가 어망용 원사로서 우수한 마찰저항성의 특성을 확보함과 동시에 우수한 성능으로 장시간 동안 사용할 수 있는 우수한 내마모성을 확보하기 위해서는, 상기와 같은 높은 함량 범위로 폴리실록산 화합물을 포함하는 오일 성분으로 폴리에스테르 원사를 표면 처리하는 것이 바람직하다.

상기 폴리실록산 화합물은 반응 가능한 작용기가 없어 원사의 표면 처리시 우수한 안정성 및 윤활성을 제공할 수 있으며, 특히 높은 함량일수록 물의 침투를 거의 완전 방어할 수 있을 정도로 매우 뛰어난 발수성 및 우수한 내마모성과 기계적 특성을 제공할 수 있다. 다만, 높은 함량의 폴리실록산 화합물을 원사에 적용하는 경우, 점도가 높아 공정상의 조업성이 현저히 떨어지고 이에 따라 제조된 원사의 품질 균일성이 낮아질 수도 있다. 이에 따라, 바람직하게는 높은 함량의 폴리실록산 화합물을 유화제와 용제를 함께, 또는 용제 단독으로만 혼합하여 원사에 적용함으로써, 전체 공정의 작업성을 향상시키고 우수한 물성의 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조할 수 있다.

또한, 상기 폴리실록산 화합물은 폴리에스테르 원사 중량에 대하여 0.5 내지 2.0 중량%, 바람직하게는 0.6 내지 1.1 중량%가 되도록 오일 성분에 포함될 수 있으며, 내마모성 측면에서 폴리에스테르 원사 중량에 대하여 0.5 중량% 이상이 되도록 포함되는 것이 바람직하고, 경제적 측면에서 2.0 중량% 이하가 되도록 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 폴리실록산 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있으며, 각각의 화합물 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있으며:

[화학식 1]

식 중,

R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, 및 R⁷은 각각 동일하거나 상이하고, 수소, C₁~C₂₀의 알킬기, 또는 C₁~C₂₀의 아릴기이고,

n은 1~10,000의 정수, 바람직하게는 1~5,000의 정수이다.

상기 폴리실록산 화합물은 상온(25 ℃)에서 비중이 0.950 내지 1.000인 것을 사용할 수 있다.

특히, 바람직한 일례에서, 상기 폴리실록산 화합물은 상기 화학식 1에서 치환기 R⁴ 또는 R⁵의 적어도 하나가 탄소수 1 내지 4의 알킬인 것을 사용할 수 있으며, 예컨대, 폴리디알킬실록산 및 폴리알킬아릴실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 좀더 바람직하게는, 폴리디메틸실록산, 폴리디에틸실록산, 및 폴리메틸페닐실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 될 수 있으며, 최종 제조된 원사 품질 측면에서 폴리디메틸실록산을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 오일 성분은 상기 폴리실록산 화합물과 함께 유화제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 유화제는 원사와 금속간의 마찰계수를 낮추고 원사와 원사간의 마찰계수를 적절하게 조절하기 때문에 제사 조업성과 후가공성을 향상시킬 수 있다. 원사와 원사간의 마찰계수가 높으면 원사의 집속성이 증가하여 공기 교락 공정에서 균일한 교락을 부여할 수 있다. 그러나, 원사와 원사간의 마찰계수가 너무 높은 경우에는 모우 및 사절이 많이 발생될 위험이 있다.

특히, 상기 유화제는 상기 원사의 오일 성분 총 중량에 대하여 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하 또는 10 내지 30 중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 폴리에스테르 원사를 상기 폴리실록산 화합물이 높은 함량으로 포함된 오일 성분으로 표면 처리하여 어망사를 제조하는 공정의 조업성을 향상시킴과 동시에, 최종 어망사 제품에서 우수한 내마모성을 확보함과 함께 형태안정성 및 기계적 강도를 향상시키는 측면에서 상기 함량 범위 이하로 유화제를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 유화제는 폴리에스테르 원사 제조 공정 및 장치, 폴리실록산 화합물의 종류, 용제 등을 고려하여 선정될 수 있으며, 바람직하게는 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유화제로는 8∼22개의 탄소수를 갖는 지방산 모노글리세린 에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 폴리글리콜에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 소르비탄에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 자당 에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 알칸올아미드형 비이온성 계면활성제, 및 폴리에틸렌 글리콜 축합형 비이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기 비이온성 계면활성제는 탄소수 8∼22개의 알킬폴리알킬렌 글리콜, 알킬아릴폴리알킬렌 글리콜, 알킬디메틸 아민옥사이드, 디-알킬 메틸 아민옥사이드, 알킬아미도프로필아민옥사이드, 알킬글루카마이드, 알킬폴리글루코사이드 옥시레이티드 페티 엑시드 및 알킬아민으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 화합물들의 알킬기는 알켄기로 대체하여 사용할 수 있으며, 탄소수는 8 내지 22인 것이 바람직하고, 직쇄 또는 분지상인 것도 사용할 수 있다. 상기 알킬폴리알킬렌 글리콜은 1 내지 20개의 에톡시 또는 프로폭시 단위를 함유하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 상기 비이온성 계면활성제로는 탄소수 8∼22개의 알킬디메틸 아민옥사이드가 사용될 수 있다.

좀더 구체적인 일례로는, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴올레일에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 프로필렌옥시드/에틸렌옥시드가 공중합한 모노부틸에테르, 폴리옥시에틸렌비스페놀A 디라우릴레이트, 폴리옥시에틸렌비스페놀A 라우릴레이트, 폴리옥시에틸렌비스페놀A 디스테아레이트, 폴리옥시에틸렌비스페놀A 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌비스페놀A 디올레이트, 폴리옥시에틸렌비스페놀A 올레이트, 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 폴리옥시에틸렌올레일아민, 폴리옥시에틸렌올레인산 아미드, 폴리옥시에틸렌스테아린산 아미드, 폴리옥시에틸렌라우린산 에탄올아미드, 폴리옥시에틸렌올레인산 에탄올아미드, 폴리옥시에틸렌올레인산 디에탄올아미드, 디에틸렌트리아민올레인산 아미드, 폴리옥시프로필렌스테아릴에테르, 폴리옥시프로필렌비스페놀A 스테아레이트, 폴리프로필렌스테아릴아민, 폴리프로필렌올레인산 아미드, 글리세릴 모노 알킬레이트, 글리세릴 트리 알킬레이트, 소르비탄 모노 알킬레이트, 소르비탄 트리 알킬레이트, 캐스터 오일 등을 들 수 있다.

한편, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 액상 침지법(liquid Immersion Method)으로 측정한 비중이 1.3 이상 또는 1.3 내지 1.4, 바람직하게는 1.35 이상, 좀더 바람직하게는 1.38 이상이 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사의 비중은 어망사 제조시우수한 기계적 물성과 함께 어망의 바다 투하속도를 현저히 향상시키는 측면에서 1.3 이상이 될 수 있다.

상기 어망용 폴리에스테르 원착사는 코디지 인스티튜트(Cordage Institute)의 CI 1503-00 방법으로 측정한 원사-원사간 내마모성(yarn-on-yarn abrasion) 측정시 하중 0.34 내지 0.45 g/d으로 원사와 원사를 마찰시켰을 때 5,000 회 이상에서 절사되는, 즉 5,000 회까지는 절사되지 않는 내마모성을 갖는 것일 수 있다. 특히, 상기 내마모성은 습식 조건에서 7,000 회 이상, 건식 조건에서 9,000 회 이상이 유지되는 것이 더욱 바람직하다. 바람직하게는, 상기 내마모성 측정 결과 원사가 건식 및 습식 조건에서 각각 7,000 회 이상 및 9,000 회 이상을 유지하지 못하면, 어망사로 사용시에도 외부환경변화에 의한 마찰력 등으로 부분 절단 등이 발생하여 위험을 초래할 수도 있다.

상기 원사-원사간 내마모성 측정 결과는 어망사 등으로 사용시 안전성을 고려하여 최대한 많은 횟수로 유지되어 우수한 성능을 갖는 것이 바람직하며, 통상적으로는 습식 조건에서 7,000 내지 18,000 회로 유지되고 건식 조건에서는 9,000 내지 22,000 회로 유지될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 어망용 폴리에스테르 원착사의 내마모성은 습식 조건에서 최소 7,000 회 이상, 건식 조건에서 9,000 회 이상이 유지되는 것이 바람직하다. 상기 내마모성 측정 결과 원사가 건식 및 습식 조건에서 각각 7,000 회 이상 및 9,000 회 이상을 유지하지 못하면, 어망사로 사용시에도 외부환경변화에 의한 마찰력 등으로 부분 절단 등이 발생하여 위험을 초래할 수도 있다.

상기 원사-원사간 내마모성 측정 결과는 해양용 로프 등으로 사용시 안전성을 고려하여 최대한 많은 횟수로 유지되어 우수한 성능을 갖는 것이 바람직하며, 통상적으로는 습식 조건에서 7,000 내지 18,000 회로 유지되고 건식 조건에서는 9,000 내지 22,000 회로 유지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일례에서, 상기 원사-원사간 내마모성(yarn-on-yarn abrasion) 측정은 도 3에 나타낸 바와 같은 장치를 이용하여 수행할 수 있다. 상기 측정 장치에서 기어모터(240)를 이용한 크랭크(210, crank)의 1회전에 도르래(221~222)를 통해 하중(230, tension weight)이 상하 운동을 하고 이때 도르래(223)을 중심으로 원사가 이동하면서 원사간에 마찰된 회수를 측정한 결과를 기록하게 된다. 또한, 건식 조건에서 내마모성은 상대습도 55% 내지 75% 및 16 내지 25 ℃에서 측정할 수 있으며, 습식 조건에서 내마모성은 측정하고자 하는 원사가 충분히 젖을 수 있도록 16 내지 25 ℃에서 물 속에 담궈둔 후에, 예를 들면 약 1시간 이상을 워터 배쓰 등에 담궈둔 후에 상기 장치를 이용하여 원사-원사간 내마모성을 측정할 수 있다.

상기 어망용 폴리에스테르 원착사는 도 4에 나타낸 바와 같은 오버핸드매듭(Over hand knot)을 적용한 매듭강도 방법으로 측정한 인장강도 대비 매듭강도 유지율(매듭강도/인장강도×100)이 40% 이상 또는 40% 내지 70%, 바람직하게는 50% 이상, 좀더 바람직하게는 60% 이상이 될 수 있다. 상기 인장강도 대비 매듭강도 유지율은 어망사로 적용시에 충분한 절단 강신도를 확보하는 측면에서 40% 이상이 될 수 있다.

상기 어망용 폴리에스테르 원착사는 ASTM D 2256 방법으로 측정한 절단강도가 7.0 g/d 이상 또는 7.0 내지 9.0 g/d, 바람직하게는 7.2 g/d 이상, 좀더 바람직하게는 7.5 g/d 이상이 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 원착사를 어망사에 적용할 경우 우수한 기계적 물성 내마모성을 확보할 수 있도록, 상기 원착사의 절단강도는 7.0 g/d 이상이 될 수 있다.

한편, 발명의 다른 구현예에 따라, 상술한 바와 같은 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법은 a) 폴리에스테르 칩에 카본 블랙을 혼합하여 블랙 마스터 칩을 제조하는 단계, 및 b) 상기 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 함께 투입하여 용융 방사하고 연신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 카본 블랙은 전체 폴리에스테르 칩 100 중량부에 대하여 0.2 내지 4.0 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 3.5, 좀더 바람직하게는 0.8 내지 3.0 의 함량으로 혼합할 수 있다. 여기서, 상기 카본 블랙은 원착 어망사의 색상 발현 측면에서 0.2 중량% 이상으로 포함되어야 하고, 우수한 기계적 물성과 내마모성 확보 측면에서 4.0 중량% 이하로 포함되어야 한다. 이와 같이 카본 블랙을 포함한 폴리에스테르 원착사는 후속 염색 공정이 필요하지 않으며, 색상이 고르고 추후에 색상이 변하지 않는 장점이 있다.

상기와 같은 공정을 통해 폴리에스테르 원착사 제조시, 저온방사로 폴리머의 열분해를 최소화하여 폴리에스테르 고분자가 장쇄(Long Chain) 구조가 유지하며 단사 섬도를 20 내지 40 데니어(DPF, denier)으로 높여 매듭강력을 향상시킬 수 있다. 상기 어망용 폴리에스테르 원착사는 단사섬도가 20 내지 40 데니어, 바람직하게는 20 내지 38 데니어(DPF, denier), 좀더 바람직하게는 20 내지 36 데니어가 될 수 있다. 여기서, 상기 폴리에스테르 원착사의 단사섬도는 어망사로 적용시 충분한 강도를 확보하는 측면에서 20 데니어 이상이 되어야 한다. 또한, 상기 폴리에스테르 원착사의 단사섬도는 어망사로서 최적화된 원착사 굵기를 확보하고 과도한 굵기 증가에 따라 권취가 안되는 문제를 방지할 수 있도록 40 데니어 이하가 되어야 한다.

특히, 이렇게 제조된 어망용 폴리에스테르 원착사는 상술한 바와 같이, 신율 및 내마모성 등의 물성을 현저히 개선하며, 해양 목장용 어망 제조시 강신도 및 내마모성 등에서 최적의 물성을 부여할 수 있다.

이러한 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조방법을 각 단계별로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 용융 방사 및 연신 공정의 실시 형태를 상세히 설명할 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라, 상기 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 투입하여 용융 분산하는 장치를 나타낸 도면이다. 폴리에스테르 칩에 상기 카본 블랙을 혼합하여 블랙 마스터 칩을 제조하고, 이렇게 제조된 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 함께 투입하여 폴리에스테르 칩에 대해 블랙 마스터 칩을 일정 혼합비로 압출기(Extruder)내에 공급하는 장치를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 폴리에스테르 원사 제조공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다. 특히, 바람직한 일례로 도 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사는 먼저, 구금(210)을 통해 폴리에스테르 중합체로부터 폴리에스테르 미연신사를 제조한다. 이때, 상기 구금을 통해 방사된 용융 고분자를 급냉 공기(quenching-air)로 냉각시키고, 유제 롤 또는 오일-젯(oil-roll 또는 oil-jet, 220)을 이용하여 미연신사에 유제 조성물을 부여하고, 프리-인터레이서(pre-interlacer, 230)를 사용하여 일정한 공기압력으로 미연신사에 부여된 유제 조성물을 원사의 표면에 균일하게 분산시킨다. 이후, 다단의 연신장치(241~246)를 통하여 연신과정을 거치고, 상기 연신 과정 후에 최종적으로 세컨드 인터레이서(2^nd Interlacer, 250)에서 일정한 압력으로 원사를 인터밍글(intermingle)시켜 권취기(260)에서 권취하여 원사를 제조할 수 있다.

상기 공정에서 연신 과정은 폴리에스테르 장섬유 부분연신사(POY)를 5~6배 수준의 총연신비로 다단 연신시키며 수행할 수 있다. 특히, 종래에는 카본 블랙의 균일한 입도 확보가 어렵고 카본 블랙의 응집에 따른 균일 분산의 어려움으로 인하여 상기의 고(高)연신비를 적용한 연신 수행이 불가하였다. 그러나, 본 발명에서는 최적 입경 범위로 균일한 카본 블랙을 사용하여 5~6배의 고연신 수행을 통하여 기존에는 달성하기 어려운 고강력의 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서 상기 a) 단계의 카본 블랙 마스터 칩을 제조하는 단계는 미립자의 카본 블랙이 폴리에스테르 칩에 효과적으로 분산되도록 하는 수행하는 것이 바람직하며, 필요한 경우, 초음파 장치 또는 트윈스크류(Twin Screw)와 같은 교반기 등을 이용하여 카본 블랙의 초기 분산을 용이하도록 유도하거나, 또는 상기 혼합 공정을 2회 이상 여러 단계로 다시 세분화하여 폴리에스테르 칩 내에 카본 블랙이 효과적으로 균일하게 분산될 수 있도록 반복 수행하며 진행할 수도 있다.

또한, 상기 a) 단계는 250 내지 305 ℃, 바람직하게는 255 내지 300 ℃, 더욱 바람직하게는 260 내지 290 ℃에서 수행할 수 있으며, 열분해 및 이에 따른 고유점도 유지 측면에서 상기 공정 온도를 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에서 상기 b) 단계는 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 1:10 내지 1:30의 중량 비율로 함께 투입할 수 있으며, 바람직하게는 1:14 내지 1:27, 더욱 바람직하게는 1:17 내지 1:24의 중량 비율로 투입하여 수행할 수 있다. 이를 위하여, 바람직하게는 상기 블랙 마스터 칩은 폴리에스테르 칩 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 투입될 수 있으며, 좀더 바람직하게는 4 내지 7 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량부의 함량으로 투입될 수 있다. 상기 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩의 혼합 비율은 최종 원착사의 색조와 물성 측면에서 상기 범위로 유지되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 b) 단계는 최종 원착사의 균일 색상 발현 및 일정한 강도 유지 측면에서 실시간으로 정량 투입 비를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 b) 단계에서 방사 유제를 0.4% 내지 1.2%, 바람직하게는 0.4% 내지 1.0%, 좀더 바람직하게는 0.5% 내지 0.9%로 부여할 수 있다. 여기서, 방사 유제의 함량은 원사 절사를 최소화하고 효율적인 제사 공정을 수행할 수 있도록 상술한 바와 같은 범위로 유지될 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서 상기 b) 단계의 용융 방사는 폴리머의 열분해를 최소화하여 폴리에스테르 고분자가 장쇄(Long Chain) 구조가 유지할 수 있도록 저온방사, 예를 들어, 270 내지 300 ℃, 바람직하게는 275 내지 300 ℃, 좀더 바람직하게는 280 내지 300 ℃ 온도에서 수행할 수 있다. 여기서, 방사온도란 사출기(Extruder) 온도를 지칭하는 것이며, 상기 용융 방사 공정을 300 ℃를 초과하여 수행할 경우에는 폴리에스테르 중합체의 열분해가 다량으로 발생하여 어망사로 적용시 어망이 끊어지는 물성 발현에 문제가 발생할 수 있으며, 원사의 표면 손상으로 전반적인 물성 저하를 초래할 수 있어 바람직하지 않다. 이에 반해, 상기 용융 방사 공정을 270 ℃ 미만에서 진행할 경우에는 폴리에스테르 중합체의 용융이 어려울 수 있으며, N/Z표면 냉각으로 방사성이 떨어질 수도 있어, 상기 온도 범위 내에서 용융 방사 공정을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 b) 단계의 연신 공정은 열처리 온도 70 내지 250 ℃에서 수행하고, 바람직하게는 80 내지 230 ℃에서 수행할 수 있다. 상기 연신 단계에서 미연신사에 표면처리된 유제 조성물 중 불필요한 휘발성 성분을 충분히 제거하고, 고강도의 우수한 일 회복율 특성을 갖는 연신사를 제조하기 위해서는 상기 범위의 열처리 온도 조건 하에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 열처리 온도 조건 하에서, 전체 연신비를 4 내지 7, 바람직하게는 5 내지 6.5의 고배율 조건으로 연신하는 것이 바람직하다. 다만, 고배율 조건의 연신 공정이 실질적인 조업성을 저하시킬 수 있으므로, 원사의 우수한 일 회복율 특성과 함께 효과적인 조업성을 유지할 수 있는 최적 범위로 연신비를 유지할 수 있다. 이때, 이완율은 1% 이상, 바람직하게는 1% 내지 5%, 더욱 바람직하게는 1% 내지 3%로 하고, 권취속도는 2,500 m/min 이상, 바람직하게는 2,500 내지 4,500 m/min, 더욱 바람직하게는 2,500 내지 3,500 m/min의 조건으로 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 제조 방법에서는 상기 폴리에스테르 미연신사를 폴리실록산 화합물을 포함하는 유제 조성물로 상기 폴리에스테르 미연신사를 표면 처리하여 가공할 수 있다. 이러한 유제 처리를 통해, 우수한 내마모성, 기계적 강도, 높은 신율등의 우수한 형태 안정성을 갖는 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조할 수 있다.

본 발명에서 폴리실록산 화합물을 포함하는 오일 성분, 즉, 이를 포함하는 방사 유제 조성물은 별도의 장치를 추가 장착하여 적용하거나, 또는 상기 도 2에 나타낸 바와 같은 기존의 유제 롤 또는 오일-젯(220) 장치를 이용하여 폴리에스테르 미연신사에 표면 처리될 수 있다.

상기 유제 조성물은 폴리실록산 화합물, 유화제, 및 용제만으로 이루어진 것이 될 수 있다. 즉, 상기 유제 조성물은 실질적으로 폴리에스테르 표면에 윤활성을 부여하는 주요 성분으로는 폴리실록산 화합물만을 포함하고 다른 윤활제 성분을 포함하지 않으며, 이를 용제에 가용화하기 위한 소량의 유화제를 추가로 포함할 수 있으며, 이를 제외하고는 다른 성분을 실질적으로 포함하지 않는다. 다만, 공정상 불순물로서 기타 성분이 실질적으로 검출되지 않는 범위로 미량 포함될 수 있으며, 이 또한 전체 조성물의 총중량에 대하여 1 중량% 이하로 포함될 수 있다.

또한, 상기 유제 조성물은 전체 조성물에 대하여, 폴리실록산 화합물 15 내지 40 중량%, 바람직하게는 20 내지 35 중량%이며, 유화제 10 중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 7 중량% 이하이며, 및 잔량의 용제, 바람직하게는 용제 60 중량% 이상, 좀더 바람직하게는 65 내지 85 중량%를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 어망용 폴리에스테르 원착사에서 표면 처리된 오일 성분 중 폴리실록산 화합물의 함량이 높을수록 어망용 원사의 안정성, 윤활성, 발수성, 내마모성 및 기계적 특성, 일 회수율 특성 등에서 매우 유리한 효과를 얻을 수 있음이 밝혀졌다. 다만, 높은 함량의 폴리실록산 화합물의 경우 점도가 높아 공정 작업성이 현저히 떨어지는 단점이 있다. 그러나, 본 발명에 따라 폴리실록산 화합물을 소정의 유화제로 용제에 가용화하고, 추후에 용제를 제거함으로써, 원사 제조 공정의 작업성을 개선하고 오일 성분에 바람직하게는 40 중량% 이상, 좀더 바람직하게는 60 중량% 이상의 고함량으로 폴리실록산 화합물을 포함하는 우수한 물성의 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조할 수 있음이 밝혀졌다.

본 발명의 방사 유제 조성물에서 폴리실록산 화합물 및 유화제는 전술한 바와 같은 성분을 사용할 수 있으며, 용제는 폴리에스테르 원사 제조 공정 및 장치, 폴리실록산 화합물의 종류, 유화제의 종류 등을 고려하여 선정될 수 있다.

특히, 상기 용제로는 바람직하게는, 물이나 석유 추출 탄소수 9 내지 13의 노말 파라핀 또는 이소 파라핀 등을 사용할 수 있다. 용제로서 석유 추출 탄소수 9 내지 13의 노말 파라핀 또는 이소 파라핀 등을 사용하는 경우에는 유화제로 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다.

상기 용제는 원사 제조 공정을 마친 후에 최종적으로 제조된 폴리에스테르 원사의 오일 성분에서는 포함되지 않는 것이 바람직하나, 그의 일부가 잔류 성분으로 남아 있을 수도 있으며, 예를 들어, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있다. 이 경우에도 해양사로서 충분히 해수중에 장기간 침전되어 사용될 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서 상기 용제는 미연신사를 연신하는 단계에서 열처리 공정을 통해 충분히 제거될 수 있으나, 필요한 경우 별도의 건조 단계를 추가하여 제거할 수 있다.

한편, 발명의 또 다른 구현예에 따라, 상술한 바와 같은 폴리에스테르 원사를 포함하는 어망이 제공된다. 상기 어망은 해양용 가두리 양식장 어망 및 참치어망 등이 될 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명에 따르면, 카본 블랙을 소정의 함량 범위로 포함하는 폴리에스테르 원착사를 사용하여 우수한 기계적 물성과 함께 내마모성 등이 우수한 어망용 폴리에스테르 원착사가 제공된다.

이러한 폴리에스테르 원사는 고강도 및 내마모성이 우수하여 외부환경 변화에 따른 마찰열 발생을 최소화하여 어망용 원사 등으로 사용시에도 장기간 사용가능하며 우수한 기계적 물성 및 형태안정성으로 장시간 동안 효과적으로 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 폴리에스테르 원사는 해양목장용 어망사 등으로 매우 바람직하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 투입하여 용융 분산하는 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리에스테르 원사의 제조공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리에스테르 원사의 내마모성 측정장치를 나타낸 모식도이다.
도 4는 오버핸드 매듭 방법을 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

고유점도 1.0 g/dL이고 폴리에틸렌테레프탈레이트를 70 중량% 이상 포함하는 폴리에스테르 칩 100 중량부에 대하여, 평균입경 10 nm, 비표면적 550 m²/g의 카본 블랙(Degussa社) 10 중량부의 함량으로 100:10의 중량비가 되도록 260 ℃에서 트윈스크류(Twin Screw)로 혼합하여 블랙 마스터 칩을 제조하였다.

도 1에 나타낸 바와 같은 장치를 사용하여, 상기 블랙 마스터 칩을 상기 폴리에스테르 칩 100 중량부에 대하여 10 중량부의 함량으로, 폴리에스테르 칩과 블랙 마스터 칩의 중량비가 100:10이 되도록 투입하여 약 270 ℃의 온도에서 용융하여 방사 구금을 통해 방사하고, 프리-인터레이서에 통과시키고, 고데트 롤러를 이용하여 방사속도 3,500 m/min, 연신비 6 배, 이완율 2.0%, 열처리 온도 60~150 ℃의 조건으로 연신하였다. 여기서, 용융 폴리에스테르를 후드-히터온도 300 ℃ 구간에서 지연 급냉(delayed quenching)시키고, 상기 지연급냉된 폴리에스테르 원착사에 유제 롤을 이용하여 폴리디메틸실록산을 포함하는 방사 유제, 오일 성분으로 표면 처리하였다. 이때, 상기 방사 유제는 폴리디메틸실록산 40 중량%, 용제로 통상의 방사 솔벤트(노말 파라핀) 60 중량%를 포함하는 것이었다.

또한, 상기 연신 과정을 거치면서 상기 솔벤트를 건조시켜 제거하였다. 상기 연신 후에, 2단 인터레이서를 이용하여, 상기 연신된 폴리에스테르 원착사에 공기압력 3.0 kg/cm²로 인터밍글을 부여하고, 권취기로 권취하여 원사의 총중량에 대하여 약 2%의 함량으로 카본 블랙이 표면에 분산된 폴리에스테르 원착사를 제조하였다. 이때, 제조된 폴리에스테르 원착사에서 추출법에 의해 사염화탄소를 사용하여 오일 성분을 추출하고 크로마토그래피법으로 조성을 분석한 결과, 오일 성분의 총중량에 대하여 폴리디메틸실록산 40 중량% 이상 포함되었음을 확인하였다.

이렇게 제조한 폴리에스테르 원착사 모노필라멘트를 사용하여 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 단사섬도, 총섬도, 필라멘트수를 적용하여 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조하였다.

실시예 2

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴리에스테르 원착사의 단사섬도, 총섬도, 필라멘트수를 달리하여 적용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조하였다.

실시예 3

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴리에스테르 원착사의 단사섬도, 총섬도, 필라멘트수를 달리하고 매듭강도 측정시 연사를 적용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조하였다.

비교예 1

비교예 2 내지 3

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴리에스테르 원착사의 단사섬도, 총섬도, 필라멘트수를 각각 달리하고 마스테블랙칩(M/B chip)의 함량을 각각 달리하여 적용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 어망용 폴리에스테르 원착사를 제조하였다.

실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따른 어망용 폴리에스테르 원착사 및 이를 사용하여 제조된 어망에 대하여, 다양한 물성 평가를 수행하고 그의 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

물성평가	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
단사섬도(De)	30	24	52	16	16	30
총섬도(De)	1,515	1,508	1,525	1,526	1,518	1,528
Filament(갯수)	52	64	52	96	96	52
강력(kgf)	12.1	11.9	12.5	12.1	11.1	11.0
카본블랙함량(wt%)	2.0	2.0	2.0	2.0	5.0	5.0
강도(g/d)	8.0	7.9	8.2	7.9	7.3	7.2
신도(%)	18.4	18.1	18.5	17.9	16.5	16.1
건열수축율(%)	6.5	6.7	6.8	7.0	6.2	6.0
연수(TPM)	0	0	100	0	0	0
매듭강력(kgf)	7.3	7.1	8.1	6.9	5.6	5.8
매듭강도(g/d)	4.8	4.7	5.3	4.5	3.7	3.8
내마모성(횟수) (4합후 16합,KS R 4027)	8,075	6,603	8,077	5,500	4,890	5,020

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 어망용 폴리에스테르 원착사를 사용하여 제조한 실시예 1~3의 어망의 경우에, 기존의 방식으로 제조한 비교예 1~3의 어망에 비해 기계적 물성과 함께 내마모성이 우수한 것임을 알 수 있다. 특히, 실시예 3의 경우에 어망 원착사에서 연수를 적용할 경우에 내마모성이 현저히 증가하는 것을 알 수 있다.

그러나, 비교예 1에서와 같이 폴리에스테를 원착사의 단사섬도가 적을 경우에 매듭강도가 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2~3에서와 같이 마스터블랙칩(M/B Chip)에 따른 카본 블랙의 함량이 과도하게 투입한 경우에는 원사 강도 및 매듭강도가 너무 낮아 어망의 제직 자체가 불가함을 알 수 있다.

Claims

카본 블랙 0.2 내지 4.0 중량%를 포함하고, 단사섬도가 20 내지 40 데니어인 어망용 폴리에스테르 원착사.
제1항에 있어서,
인장강도가 7.0 g/d 이상이고, 절단신도가 14% 이상인 어망용 폴리에스테르 원착사.
제1항에 있어서,
건열수축율이 10% 이하인 어망용 폴리에스테르 원착사.
제1항에 있어서,
비중이 1.3 이상인 어망용 폴리에스테르 원착사.
제1항에 있어서,
매듭강도가 3.5 g/d 이상인 어망용 폴리에스테르 원착사.
a) 폴리에스테르 칩에 카본 블랙을 혼합하여 블랙 마스터 칩을 제조하는 단계, 및
b) 상기 블랙 마스터 칩과 폴리에스테르 칩을 함께 투입하여 용융 방사하고 연신하는 단계
를 포함하고,
상기 카본 블랙은 전체 폴리에스테르 칩 100 중량부에 대하여 0.2 내지 4.0 중량부의 함량으로 혼합하는, 단사섬도가 20 내지 40 데니어인 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 a) 단계는 250 내지 305 ℃에서 수행하는 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 b) 단계에서 방사 유제를 0.4% 내지 1.2%로 부여하는 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 b) 단계의 용융 방사는 270 내지 300 ℃에서 수행하는 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 b) 단계의 연신 공정은 4 내지 7의 연신비로 수행하는 어망용 폴리에스테르 원착사의 제조 방법.