KR20160029649A - 내마모성과 굴곡성이 우수한 코드사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코어(C) 및 상기 코어를 감싸는 쉿스를 포함하는 2층 이상의 다층 구조로 이루어진 코드사에 있어서, 상기 코어는 직선강력을 낼 수 있는 5g/d이상의 유기 고분자 소재의 실을 한 개이상 포함하고, 상기 쉬스는 A 및 B의 2가지 소재로 이루어지며, 상기 A소재는 마모강도를 증진시키기 위해 유연성이 있는 인장 강도 3,000N/㎟ 이하의 메탈 소재나 마모에 강한 유기 고분자가 한가닥 이상으로 구성되며, 상기 B소재는 코어와 A소재와의 완충 역할을 하는 신도 20%이상 및 탄성계수 15GPa 이하의 유기 고분자 섬유 1가닥 이상이며,상기 쉬스는 상기 코어(C)를 S자 꼬임으로 감는 다수의 다발과 Z자 꼬임으로 감는 다수의 다발을 포함하는 코드사로 이루어진다.

Description

내마모성과 굴곡성이 우수한 코드사{CORD YARN HAVING IMPROVED WEAR-RESISTANCE AND FLEXIBILITY}

본 발명은 코어와 상기 코어를 감는 쉬스(sheath)로 구성된 2층 구조 이상의 다층구조에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 쉬스가 금속 재료를 포함하여 내마모성을 우수하게 한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 쉬스의 금속 재료와 코어 사이에서 완충작용을 할 수 있도록 상기 쉬스가 추가로 유기 고분자 또는 유기 고분자 소재의 실을 포함하거나 상기 코어가 유연성이 있는 유기 고분자 소재의 실을 한 개이상 포함하도록 한 굴곡성(flexibility)이 우수하게 한 코드사에 관한 것이다.

코드사는 실을 꼬아서 제작되는 것으로 최종적 꼬임은 일반적으로 전체 실 꼬임의 반대방향으로 꼬아서 형성된다.

이러한 꼬임은 S꼬임, Z꼬임 또는 이들의 조합으로 이루어진다.

이와 같이 형성되는 코드사는 카이트 줄, 블라인드의 조정용 줄, 낚싯줄, 고강력 산업용 끈, 치실, 낙하산줄 등에 사용 가능하며 산업 전반에 사용되고 있다.

그러나, 상기 코드사를 낚시줄에 사용하는 경우 낚시줄이 물고기 이빨, 비늘의 마찰에 의하여 끊어지는 경우가 종종 발생하였다.

또한, 와이어만으로 구성된 낚시줄은 상기 마찰에 강하지만, 굴곡성(유연성)이 부족하여 낚시 바늘에 연결하기 위한 매듭 묶음에 어려움이 있다.

이에 본 발명은 강력은 와이어 보다 우수하고, 내마모성은 일반 원사보다 우수하게 하면서 낚시줄로서 유연성도 함께 구비한 코드사를 제작하고자 코어 및 상기 코어를 감싸는 쉬스를 포함하는 코드사 구조로써 코어에는 직선강력과 굴곡성이 우수한 소재를 사용하였고, 쉬스에는 내마모성을 우수하게 하는 금속 재료 및 완충 재료를 코드사에 추가한 것이다.

이와 관련하여 2011년9월6일에 공개된 공개번호 2011-0099099에 금속선재 함유 신축사 및 그 실을 이용한 섬유제품이 공개되어 있으나, 본원 발명은 고강도 원사 코어(C)에 와이어 및 고분자 섬유를 번갈아 감는 구조임에 비하여 상기 공개특허는 단순히 금속선재를 심사에 감는 구성으로 본 발명과는 상이하며, 제조 방법 및 제조장치에 있어서도 상이하다.

또한, 1998년 12월 5일에 공개된 공개번호 20-1998-0065555에 타이어 코드사의 구조가 공개되었으나, 본원 발명과 같이 원사에 와이어 및 고분자 섬유를 감는 코드사와는 상이하다.

또한, 2008년 7월 14일에 공개된 등록번호 10-0846197에는 자수기용 코드사 공급장치 및 코드사 봉착 방법에 관한 발명이 공개되어 있으나, 본원 발명과는 상이한 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 일본 공개특허공보 2007-135500 (공개일 2007. 6. 7)에 심사가 나일론등의 열가소성 수지이고 초사는 금속세선, 아라미드 또는 고밀도 폴리에틸렌중 선택된 1종으로 심사 주위를 감는 낚시줄이 공개되어 있으나, 본 발명과 같이 코어와 메탈 소재와의 사이에서 완충 역할을 하는 신도 20%이상 및 탄성 계수 15 GPa이하의 유기고분자 섬유에 대응되는 구성이 나타나 있지 않습니다.

본 발명은 강력은 와이어 보다 우수하고, 내마모성은 일반 원사보다 우수하게 하면서 낚시줄로서 유연성도 함께 구비한 코드사를 제작하고자 하는 것이다.

본 발명은 코어(C) 및 상기 코어를 덮는 쉬스(sheath)의 2층 구조의 내마모성이 우수하면서도 굴곡성(유연성)이 우수한 코드사를 제조하는 것으로, 코드사의 높은 인장강력(직선강력)을 가지기 위해서 제 1요소로 코어(C)의 직선 강력이 중요하기 때문에 5g/d 이상의 유기 고분자 소재의 실이 한 개 이상 포함되어야 하며, 유연성이 있는 강성 3,000N/㎟ 이하의 메탈 소재의 실이나 저융점 고분자실이 추가로 포함될 수도 있다.

또한, 본 발명의 코어(C)의 유기 고분자 소재는 고강력 나이론, 고강력 폴리에스터, 폴리아릴레이트, 파라아라미드, PBO, 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌, PPS, PVDF, PTFE, PVA, 폴리케톤이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 코드사는 낚시줄 용도로 사용되어질 때 낚시바늘, 링, 스냅 등과 연결하기 위한 매듭이 가능한 유연성을 가지기 위해서 제2요소로 굴곡성이 우수하도록 완충소재를 적절한 함량으로 사용되어야 한다.

코어(C)에 사용된 유기 고분자가 기본적인 유연성을 가지고 있지만, 코드사의 높은 굴곡성을 위해 쉬스에도 코어와 메탈소재와의 완충 역할을 하는 신도 20%이상 및 탄성계수 15GPa 이하의 유기 고분자 섬유 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌 중 1가닥 이상으로 구성된다.

또한, 본 발명의 코드사는 낚시대 가이드, 물속 바위, 물고기 비늘, 이빨 있는 물고기 등에 의해 마모되는 것을 최소화하기 위해 내마모성을 높이는 목적으로 제 3요소로 쉬스에 메탈소재를 적절한 함량으로 사용하여 코드사를 제조한다.

상기와 같은 구성을 위해 본 발명은 코어(C) 및 상기 코어를 감싸는 쉬스를 포함하는 2층 이상의 다층 구조로 이루어진 코드사에 있어서, 상기 코어는 직선강력을 낼 수 있는 5g/d이상의 유기 고분자 소재의 실을 한 개이상 포함하고, 상기 쉬스는 A 및 B의 2가지 소재로 이루어지며, 상기 A소재는 마모강도를 증진시키기 위해 유연성이 있는 인장 강도 3,000N/㎟ 이하의 메탈 소재 한가닥 이상으로 구성되며, 상기 B소재는 코어와 A소재와의 완충 역할을 하는 신도 20%이상 및 탄성계수 15GPa 이하의 유기 고분자 섬유 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌중 1가닥 이상이며, 상기 쉬스는 상기 코어(C)를 S자 꼬임으로 감는 다수의 다발과 Z자 꼬임으로 감는 다수의 다발을 포함하는 코드사로 이루어진다.

또한, 본 발명에서 코어(C)성분들의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dc, A 소재의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 한 dm, B소재의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 ds 라고 한다면, 1) 5≤dc≤100,000, 2) 0.1≤(dm/(dc+dm))≤0.90, 3) 0.1≤ (dm/(ds+dm)) ≤ 0.95, 4) 0.1≤(dc/(dc+ds))≤0.90의 함량을 만족시키는 것이 바람직하다.

* dc=5부터는 은어용이며, 100,000 근처는 상어용으로, 본 발명의 코드사를 낚시줄에 사용하는 경우 은어에서 상어까지 적용할 수 있도록 하고자 한다.

* dm/(dc+dm)의 값이 0.1 미만이면 은어용으로도 사용 불가능할 정도로 컷 리지스턴스가 약하며, 0.90 초과되면 ds가 아무리 커지더라도 쉽게 부러지는 경향을 보인다.

* dm/(ds+dm)의 값이 0.1 미만이면 dc에 관계없이 ds의 절단 신도가 너무 높아서 감도가 나빠지며, 0.95 초과되면 dc에 관계없이 충격 흡수성능이 급격히 나빠진다.

* dc/(dc+ds)의 값이 0.1 미만이면 은어용으로도 사용 불가능할 정도로 강도가 직선강도가 약해지며, 0.9 초과되면 충격흡수소재가 너무 적어 충격에 약해진다.

또한, 본 발명의 코어(C)의 유기고분자 소재의 실은 고강력 나이론, 고강력 폴리에스터, 폴리아릴레이트, 파라아라미드, PBO, 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌 유기 고분자 중의 어느 하나이며, 상기 코어(C)는 추가로 유연성이 있는 강성 3,000N/㎟ 이하의 메탈 소재의 실이나 저융점 고분자실을 포함할 수 있다.

상기 쉬스의 A소재는 3,000N/㎟ 이하의 강철선, 스테인레스선, 아연선, 구리선, 티타니움선 또는 이들의 합금선의 메탈소재 또는 5g/d 이상의 파라아라미드, 폴리아릴레이트, 파라아라미드, PBO, 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌, PPS, PVDF, PTFE, PVA, 폴리케톤 중 하나 이상과 결합된 상기 메탈 소재로 구성되고, 상기 메탈 소재는 단일 종류 또는 이종의 메탈 소재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 코어(C)성분들의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dc, A 소재(메탈을 포함하는 소재)의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dm, B소재(완충역활하는 유기 고분자 섬유)의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 ds, 1미터당 쉬스의 꼬임수를 TM, 코어사들의 평균 비중을 gc, 쉬스의 B소재(완충역활하는 유기 고분자 섬유)들의 평균 비중을 gs, 쉬스의 A소재(메탈 소재 및 유기 고분자 섬유를 포함하는 메탈 소재)들의 평균 비중을 gm 이라 할때,

5≤≤TMx{[dcx(gc2)]/[(ds)x(gs2)+(dm)x(gm2)]}≤≤400 의 조건을 구비하는 꼬임수(TM)를 구비할 수 있다.

또한, 봄 발명은 상기 코드사 또는 상기 코드사에 우레탄 또는 아크릴릭 또는 PVC 코팅, 발수, 실리콘 처리하여 만든 가공 코드사를 포함하는 직물, 편물, 스트링, 낚싯줄, 로프, 핸드폰용 액세서리, 칫실, 낙하산 줄 또는 블라인드줄의 어느 하나인 제품일 수 있다.

본 발명은 금속 재료를 포함하는 코드사를 제작하여 내마모성이 우수하도록 함과 아울러 금속 재료가 감싸는 코어(C)를 우수한 직선강력과 유연성이 있는 고분자 물질을 사용하여 굴곡성을 구비하도록 하였다.

또한, 코어(C)를 감싸는 재료를 단순히 금속 재료로만 하지 않고 고분자 섬유를 혼합하도록 하며 금속 재료와 고분자 섬유와의 완충 역할을 할 뿐만 아니라, 그 비율을 적절히 조정하여 다양한 범위의 내마모성을 구비한 코드사를 제작할 수 있게 하였다.

이와 같이 다양한 범위의 내마모성을 구비한 코드사는 다양한 종류의 낚시줄 사용이 가능하다.

예를 들어, 이빨 있는 어류(갈치, 참치, 상어) 잡이용 낚시줄에는 금속 재료의 비율을 증가시켜 내마모성을 강화하고 작은 물고기를 잡는 경우에는 금속 재료의 비율을 감소시켜 유연성을 증대시키도록 하였다.

또한, SUS (스테인리스 스틸) 316 과 같은 금속 재료 단독으로 사용하는 낚시줄과 달리 본 발명의 우수한 굴곡성(유연성)으로 모든 종류의 매듭이 가능하기 때문에 낚시 바늘과 같은 낚시줄 연결구와의 매듭 연결이 용이하다.

도 1은 본 발명에 의한 코드사의 제조장치에 대한 간략도이다.
도 2은 도 1에 의하여 제조된 본 발명의 코드사이다.
도 3은 브레이드 공정에서 S꼬임 및 Z꼬임을 설명하는 간략도이다.
도 4는 내마모성 시험에서 코드사 데니어별 장력 선정 시험결과 표이다.
도 5는 본 발명품 코드사 및 일반 브레이드 낚시줄, 메탈합사 매듭 사진이다.
도 6은 인장강력, 마모강력 등 물성 평가 결과표이다.
도 7는 본 발명품 코드사의 내마모성 시험 사진이다.
도 8은 본 발명품과 비교되는 코드사의 시험 사진이다.
도 9는 본 발명품의 쉬스에 사용되는 유기고분자 섬유와 그 이외의 섬유를 비교한 데이터이다.

도 1은 본 발명에 의한 금속재료를 포함하는 코드사의 일실시예를 제조하는 브레이딩 제조장치를 간략하게 도시한 도면이다.

본 발명의 제조장치는 나일론 보빈 (n1, n2, n3, n4) 및 와이어 보빈(w1, w2, w3, w4)이 회전하는 외층 회전판(5A~5D)내에서 위치를 변경하며 나일론 및 와이어가 풀어져 나오고, 상기 풀어진 나일론 및 와이어는 코어 보빈(2)으로부터 풀어져 나오는 코어를 감싸게 되며 상기 나일론 및 와이어에 감싸여진 코어는 컨베이어 롤러(3)를 타고 와이어 보빈(4)에 감기게 되면서, 도 2와 같이 형성된다.

본 발명에서는 도 2에 도시된 것처럼 나일론 및 와이어가 코어사(C)를 번갈아가면 S꼬임 및 Z꼬임을 하면서 완벽히 코어(C)를 감싸고 있다.

도 2에 도시된 나일론 및 와이어로 이루어진 복합사는 와이어 2개 및 나일론 2개씩 S꼬임 및 Z꼬임으로 코어(C)를 감싸고 있으나, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 와이어 및 나일론의 수를 변경할 수 있다.

예를 들어, 와이어 1 개와 나일론 7개, 와이어 2 개와 나일론 6개, 와이어 3 개와 나일론 5개 및 와이어 4 개와 나일론 4개와 같은 식으로 와이어와 나일론의 비율의 변경이 가능하며, 와이어 1 개와 나일론 15개 및 와이어 2개와 나일론 14개와 같은 식으로 코어(C)를 감는 와이어 및 나일론 총수에서의 변경도 가능하다.

본 발명의 내마모성 복합 코드사로 낚시줄에 사용하는 경우 작은 물고기에 적용할때는 와이어의 비율을 적게하여 와이어 1개에 나일론 2개 또는 나일론 3개의 비율로 적용하는 것이 바람직하고, 큰 물고기 또는 이빨이 있는 상어류등에 사용할 때에는 와이어 1개에 나일론 1개 또는 와이어 3개에 나일론 1개의 비율로 와이어의 비율을 크게 적용하여 내마모성을 크게하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 나일론은 폴리에스터 및 폴리프로필렌으로 대체가 가능하며 이들은 도 9에서 보는 것처럼 신도 20%이상 및 탄성계수 15 GPa이하의 유기고분자 섬유이다.

또한, 본 발명에서 코어(C)는 우수한 직선강력 및 유연성 있는 소자로서 고강력 나이론, 고강력 폴리에스터, 폴리아릴레이트, 파라아라미드, PBO,초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌, PPS, PVDF, PTFE, PVA, 폴리케톤이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에서 와이어 1개는 여러가닥의 묶음으로 이루어질 수 있으며, 도 2에는 6개의 가닥이 와이어 1개를 이루고 있는 것을 볼 수 있다.

본원 발명에서 우수한 내마모성을 구비하기 위해서는 코드사가 3,000N/㎟ 이하의 금속 소재를 코어(C) 중량 대비 80~400%, 코드사 전체 중량 대비 25~80% 정도를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 도 1에 기술된 코드사는 총 8개의 와이어 및 나일론이 코어(C)를 감싸나 총 4개(4 braid), 16개(16braid), 32개(32braid) 등으로 감싸는 브레이드의 수를 변형할 수 있다.

본 발명의 코드사는 코어(C) 부분을 초고분자량 폴리에틸렌을 사용하여 직선강력을 발현할 수 있게 하였고, 모노사가 아닌 멀티 필라멘트사를 사용하여 직선강력과 더불어 기본적인 유연성을 가질수 있게 하였다.

또한, 쉬스 부분에는 메탈사 및 신장룰 20%이상 및 탄성계수 15GPa이하의 유기고분자 섬유를 사용하였고, 메탈사는 코드사의 높은 마모강력 유지 역할을 하고, 상기 유기고분자는 코드사와 메탈사와의 완충작용 뿐만 아니라 보다 더 굴곡성(유연성) 있는 코드사가 될 수 있도록 적절한 비율로 제조하였다.

또한, 본 발명의 높은 굴곡성으로 인해 도 5에 도시된 것과 같이 일반 낚시줄 바늘 매듭과 동등한 수준으로 매듭이 가능하였다.

또한, 본 발명의 높은 내마모성은 도 6의 물성 평가표와 같이 마모후 강력 유지율이 92% 이상 유지할 수 있게 되었다.

본 발명의 주용도는 낚시줄로서 각종 물성 특성은 UTM 인장시험기와 자체 제작한 마모강도 시험기로 분석하였다.

특히, 마모강도 시험기의 마모자는 3M사의 래핑 플라스틱 페이퍼 #400을 사용하였고, 마모되는 코드사에 적용되는 장력(하중)은 도4와 같이 사전 시험을 통해서 코드사 데니어별 장력(30회 마찰후 표면 손상률 80% 이상이 되는 장력)을 선정하여 적용 시험하였다.

또한, 마모전 인장강력값을 30회 마모 시험후 인장강력값과 비교하여 마모 강도비(마모후 인장강력 유지율)을 계산해서 내마모성을 비교하였다.(도7 참조)

<실시예1>

초고분자량 폴리에틸렌 400d(d는 denier)를 코어(C)에 사용하고, 쉬스(sheath)에는 sus 316L 0.035mm 3올 병렬로 나열한 것을 한 다발(묶음)로 한 4가닥과 고강력 나일론 70d 4가닥을 함께 사용해서 코어 : 쉬스 비율을 27% : 73% (중량비)로 S꼬임 및 Z꼬임으로 쉬스를 구성하여 제조하였다.

이렇게 만든 코드사는 직경 0.402mm, 인장강력(직선강력) 14.6kgf, 비강도(tenacity) 9.5g/d 이고, 마모 강도비(마모후 강력 유지율)는 96% 이상으로 100% 와이어만 꼬아서 만든 코드사 3.1g/d 보다 높은 비강도와 일반 초고분자량 폴리에틸렌 브레이드 낚시줄 보다 우수한 내마모성을 가진 제품을 얻을 수 있었다.

또한, 실시예 1에서 코어(C)성분들의 총합의 데니어 dc는 400이고, A 소재인 sus 316L의 총합의 데니어 dm 은 816 [(0.035mm wire 1가닥 데니어 = 68d) 68dx 3 x 4 = 816d]이고, B소재인 고강력 나일론의 총합의 데니어 ds = 280 [70dx4=280] 으로 된다.

이러한 값을 청구항 제2항의 식에 대입하면,

(1) dc = 400, (2) dm/(dc+dm) = 0.67, (3) dm/(ds+dm) = 0.74, (4) dc/(dc+ds) = 0.59으로 청구항 제2항의 식을 만족하는 것을 알 수 있다.

또한, 코어의 초고분자 폴리에틸렌의 평균 비중 gc = 0.97, 나일론 쉬스의 평균 비중은 gs=1.14 sus316L 쉬스의 평균 비중 gm = 7. 9이며, 청구항 제4항의 5≤≤TMx{[dcx(gc2)]/[(ds)x(gs2)+(dm)x(gm2)}≤≤400에 대입하면, 1미터당 쉬스의 꼬임수(TM) 은 685~54,795의 범위에 있는 것이 바람직하다.

<실시예2>

초고분자량 폴리에틸렌 1,800d(d는 denier)를 코어(C)에 사용하고, 쉬스(sheath)에는 sus 316L 0.070mm 6올 병렬로 나열한 것을 한 다발(묶음)로한 4가닥과 고강력 나일론 280d 4가닥을 함께 사용해서 코어 : 쉬스 비율을 19% : 81% 로 S꼬임 및 Z꼬임으로 쉬스를 구성하여 만들었다.

이렇게 만든 코드사는 직경 0.851mm, 인장강력(직선강력) 56.2kgf, 비강도(tenacity) 8.4g/d 이고, 마모 강도비(마모후 강력 유지율)는 99% 이상으로 메탈사를 포함한 쉬스 비율을 높임으로써 실시예1 보다 우수한 내마모성을 가진 제품을 얻을 수 있었다.

또한, 실시예 2에서 코어(C)성분들의 총합의 데니어 dc는 1800이고, A 소재인 sus 316L의 총합의 데니어 dm 은 6,576 [(0.070mm wire 1가닥 데니어 = 274d) 274dx 6 x 4 6,576d]이고, B소재인 고강력 나일론의 총합의 데니어 ds = 1,120 [280dx4=1,120] 으로 된다.

이러한 값을 청구항 제2항의 식에 대입하면,

(1) dc = 1800, (2) dm/(dc+dm) = 0.79, (3) dm/(ds+dm) = 0.85, (4) dc/(dc+ds) = 0.62으로 청구항 제2항의 식을 만족하는 것을 알 수 있다.

또한, 코어의 초고분자 폴리에틸렌의 평균 비중 gc = 0.97, 나일론 쉬스의 평균 비중은 gs=1.14 sus316L 쉬스의 평균 비중 gm = 7. 9이며, 청구항 제4항의 5≤≤TMx{[dcx(gc2)]/[(ds)x(gs2)+(dm)x(gm2)}≤≤400에 대입하면, 1미터당 쉬스의 꼬임수(TM ) 은 1,220~97,560의 범위에 있는 것이 바람직하다.

<실시예3>

초고분자량 폴리에틸렌 8,500d(d는 denier)를 코어(C)에 사용하고, 쉬스(sheath)에는 sus 316L 0.150mm 6올 병렬로 나열한 것을 한 다발(묶음)로 한 4가닥과 고강력 나일론 1,260d 4가닥을 함께 사용해서 코어: 쉬스 비율을 19% : 81% 로 S꼬임 및 Z꼬임으로 쉬스를 구성하여 만들었다.

이렇게 만든 코드사는 직경 1.949mm, 인장강력(직선강력) 166.4kgf, 비강도(tenacity) 5.1g/d 이고, 마모 강도비(마모후 강력 유지율)는 92% 이상으로 코드사가 굵어질 수록 강력 및 내마모성이 떨어지는게 일반적이지만 최소한 내마모성 92% 이상을 유지하는 우수한 제품을 얻을 수 있었다.

또한, 실시예 3에서 코어(C)성분들의 총합의 데니어 dc는 8,500이고, A 소재인 sus 316L의 총합의 데니어 dm 은 30,144 [(0.150mm wire 1가닥 데니어 1,256d) 1,256dx 6 x 4 = 30,144d]이고, B소재인 고강력 나일론의 총합의 데니어 ds = 5,040 [1,260d x 4 = 5,040d] 으로 된다.

이러한 값을 청구항 제2항의 식에 대입하면,

(1) dc = 8,500, (2) dm/(dc+dm) = 0.78, (3) dm/(ds+dm) = 0.86, (4) dc/(dc+ds) = 0.63으로 청구항 제2항의 식을 만족하는 것을 알 수 있다.

또한, 코어의 초고분자 폴리에틸렌의 평균 비중 gc = 0.97, 나일론 쉬스의 평균 비중은 gs=1.14 sus316L 쉬스의 평균 비중 gm = 7. 9이며, 청구항 제4항의 5≤≤TMx{[dcx(gc2)]/[(ds)x(gs2)+(dm)x(gm2)}≤≤400에 대입하면, 1미터당 쉬스의 꼬임수(TM ) 은 1,190~95,238의 범위에 있는 것이 바람직하다.

<비교예1>

초고분자량 폴리에틸렌 75d 4가닥과 고강력 나일론 70d 4가닥을 52%: 48% 비율로 코드사를 제조하였다.

이렇게 만든 코드사는 직경 0.452mm, 인장강력 12.9kgf, 비강도(tenacity) 9.9g/d 이고, 마모강도비는 53.5%의 값이 나왔다.

코어(C) 부분을 없이 쉬스만으로 초고분자량 폴리에틸렌과 고강력 나일론 비율을 1:1수준으로 하였을 때 비강도는 비교적 높게 나왔지만, 마모강도비는 53.5%로 좋지 않았다.

<비교예2>

플로로 카본 696d(2호)를 코어(C)에 사용하고, 쉬스에는 초고분자량 폴리에틸렌 75d 4가닥과 고강력 나일론 70d 4가닥을 55% : 45% 비율로 코드사를 제조하였다.

이렇게 만든 코드사는 직경 0.509mm, 인장강력 15.1kgf, 비강도(tenacity) 7.6g/d 이고, 마모강도비는 47.7%의 값이 나왔다.

코어(C)에 카본을 사용하고 쉬스에 초고분자량 폴리에틸렌과 고강력 나일론 비율을 1:1 수준으로 하였을 때 비강도 및 마모강도비 모두 좋지 않았다.

<비교예3>

메탈 소재 SUS 0.035mmx1x19를 코어(C)에 사용하고, 쉬스에는 초고분자량 폴리에틸렌 75d 4가닥과 고강력 나일론 70d 4가닥을 70% : 30% 비율로 코드사를 제조하였다.

이렇게 만든 코드사는 직경 0.489mm, 인장강력 15.7kgf, 비강도(tenacity) 5.4g/d 이고, 마모강도비는 54.1%의 값이 나왔다.

코어(C)에 꼬아진 메탈사를 사용하고, 쉬스에 초고분자량 폴리에틸렌과 고강력 나일론을 사용한 코드사도 비강도 및 마모강도비 모두 좋지 않았다.

<비교예4>

고강력 폴리에스터 125d 8가닥 브레이드한 것을 코어(C)로 하고, 쉬스에는 초고분자량 폴리에틸렌 150d 8가닥을 45% : 55% 비율로 코드사를 제조하였다.

이렇게 만든 코드사는 직경 0.560mm, 인장강력 23.3kgf, 비강도(tenacity) 9.9g/d 이고, 마모강도비는 41.2%의 값이 나왔다.

쉬스에 유기 고분자만 사용해서는 내마모성(마모강도비)이 54% 이상 나오기 어렵다는 것을 알 수 있었다.

<비교예5>

메탈 소재 AISI 304, 0.100mm(550d) 한 올을 코어(C)로 하고, 쉬스(sheath)에는 같은 소재 같은 직경의 6가닥이 S 꼬임 325TM 들어가 있는 wire 합사 제품은 인장강력 12.1kgf, 비강도(tenacity) 3.1g/d 이고, 마모강도비는 99.2%의 값이 나왔다. 예상한대로 마모강도비는 가장 좋게 나왔으나 비강도는 좋지 않았다.

또한, 도 5와 같이 낚시줄로 사용하기 위해 낚시 바늘과 연결할 때 굴곡성(유연성)이 부족하여 매듭으로는 연결이 어렵고, 별도의 결속 재료를 사용해서 연결해야하는 단점이 있다.

도 9는 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌의 물성치를 나타내는 것으로 신도가 20%가 넘어 유연성이 크며 탄성계수가 15GPa 이하로 변형에 대한 저항력이 작아 유연한 것을 알 수 있다.

본원 발명의 구체적 실시예에서 쉬스의 B소재로 나일론만을 기재하고 있으나 나일론을 폴리에스터 및 폴리프로필렌과 같이 유연성이 크며 외부 변형에 저항력이 작은 유기고분자로 대체가능하다.

도 9를 보면 파라아라미드, 폴리아릴레이트, UHMWPE, PBO등은 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌에 비하여 탄성계수가 크며 신도가 작은 것을 알 수 있다.

또한, 일반적으로 메탈 소재의 경우 탄성계수가 최소 50이상의 외부 변형에 저항력이 크다.

따라서, 본원 발명에서 쉬스의 B소재를 유연성이 큰 유기고분자를 사용하여 쉬스의 A소재인 금속 재료와 코어의 고분자 섬유 사이에서 완충 역할을 하도록 한 것이며, 상기 B소재의 비율을 적절히 조정하여 다양한 범위의 내마모성을 구비한 코드사를 제작할 수 있게 한 것이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

2: 코어 보빈 n1, n2, n3, n4: 나일론 보빈
3: 컨베이어 롤러 w1, w2, w3, w4: 와이어 보빈
4: 와인더 보빈 5A, 5B, 5C, 5D: 회전판

Claims (5)

1. 코어(C) 및 상기 코어를 감싸는 쉬스를 포함하는 2층 이상의 다층 구조로 이루어진 코드사에 있어서,
   상기 코어는 직선강력을 낼 수 있는 5g/d이상의 유기 고분자 소재의 실을 포함하고,
   상기 쉬스는 A 및 B의 2가지 소재로 이루어지며,
   상기 A소재는 마모강도를 증진시키기 위해 유연성이 있는 인장 강도 3,000N/㎟ 이하의 메탈 소재를 포함하고,
   상기 B소재는 코어와 A소재와의 완충 역할을 하는 신도 20%이상 및 탄성계수 15GPa이하의 나일론, 폴리에스터, 폴리프로필렌 중 어느 하나의 섬유 1가닥 이상으로 이루어지며,
   상기 쉬스의 A소재 및 B소재는 상기 코어(C)사를 번갈아 가면서 S꼬임 및 Z꼬임을 하면서 코어(C)를 감는 코드사.
2. 제1항에 있어서,
   코어(C)성분들의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dc, A 소재의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dm, B소재의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 ds 라고 한다면,
   (1) 5≤≤dc≤≤100,000,
   (2) 0.1≤≤(dm/(dc+dm))≤≤0.90
   (3) 0.1≤≤(dm/(ds+dm))≤≤0.95
   (4) 0.1≤≤(dc/(dc+ds))≤≤0.90 의 함량을 만족 시키는 것을 특징으로 하는 코드사.
3. 제1항에 있어서,
   상기 코어(C)의 유기고분자 소재의 실은 고강력 나이론, 고강력 폴리에스터, 폴리아릴레이트, 파라아라미드, PBO, 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌 유기 고분자 중의 어느 하나이며,
   상기 코어(C)는 추가로 유연성이 있는 강성 3,000N/㎟ 이하의 메탈 소재의 실이나 저융점 고분자실을 포함하고,
   상기 쉬스의 A소재는 3,000N/㎟ 이하의 강철선, 스테인레스선, 아연선, 구리선, 티타니움선 또는 이들의 합금선의 메탈소재 또는 5g/d 이상의 파라아라미드, 폴리아릴레이트, 파라아라미드, PBO, 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌, PPS, PVDF, PTFE, PVA, 폴리케톤 중 하나 이상과 결합된 상기 메탈 소재로 구성되고,
   상기 메탈 소재는 단일 종류 또는 이종의 메탈 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드사.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코어(C)성분들의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dc, A 소재(메탈을 포함하는 소재)의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 dm, B소재(완충역활하는 유기 고분자 섬유)의 총합의 데니어 [단위 길이 9,000m당 중량 (g)]를 ds, 1미터당 쉬스의 꼬임수를 TM, 코어사들의 평균 비중을 gc, 쉬스의 B소재(완충역활하는 유기 고분자 섬유)들의 평균 비중을 gs, 쉬스의 A소재(메탈 소재 및 유기 고분자 섬유를 포함하는 메탈 소재)들의 평균 비중을 gm 이라 할때,
   5≤≤TMx{[dcx(gc2)]/[(ds)x(gs2)+(dm)x(gm2)]}≤≤400 의 조건을 구비하는 꼬임수(TM)를 구비하는 코드사.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항의 상기 코드사 또는 상기 코드사에 우레탄 또는 아크릴릭 또는 PVC 코팅, 발수, 실리콘 처리하여 만든 가공 코드사를 포함하는 직물, 편물, 스트링, 낚싯줄, 로프, 핸드폰용 액세서리, 칫실, 낙하산 줄 또는 블라인드줄의 어느 하나인 제품.
   

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