KR20160128269A - Process for coating polyketone yarn - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업용 폴리케톤 원사를 원사 코팅용 압출기를 이용하여 원사 표면에 코팅함으로써, 폴리케톤 원사에 색채감 및 입체감이 부여될 뿐만 아니라, 기타 기능성 조제의 첨가로 인하여 UV, 견뢰도 등이 향상된 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for coating a polyketone yarn, and more particularly, to a method of coating a polyketone yarn by coating an industrial polyketone yarn on a surface of a yarn using an extruder for yarn coating, The present invention relates to a method of coating a polyketone yarn with improved UV and fastness due to the addition of a functional additive.
세계적으로 아직 상용화 되지 않은 폴리케톤 소재는 아직까지 수요기업이 전무하지만 소재가 양산화 되었을 시 기존 슈퍼 소재 시장 점유율의 10~30% 정도의 시장점유율이 예상되며, 슈퍼소재에 비해 80~90%정도의 물성을 보이지만 계면접착률은 더 높게 나타나고 저Cost로 인해 타이어 코드 및 MRG, 기타 산업용 및 생활용 용도로 활용이 가능하여 많은 수요기업이 있을 것이라 예상된다. Although polyketone materials, which have not yet been commercialized globally, have not yet been in demand, there is a market share of 10 ~ 30% of the existing super-materials market share when raw materials are mass-produced, and 80 ~ 90% It is expected that there will be a lot of demand companies because it shows the physical properties but the interfacial adhesion rate is higher and it can be used for tire cords, MRG and other industrial and life use applications due to low cost.
이에 세계 최초로 폴리케톤 섬유의 상용화 기술을 개발하고, 용도별 맞춤 개발을 위해 공정기술과 관련한 기술개발 및 기술보유가 필요하다. Therefore, it is necessary to develop technologies for the commercialization of polyketone fibers for the first time in the world, and to develop technology and technology related to process technology to develop customized applications.
폴리케톤 섬유 소재의 경우 특유의 고유물성과 코스트 퍼포먼스에 힘입어 개발가능성은 꾸준히 인식되어 왔고 현재까지 꾸준한 기술 축적을 추진해 오고 있으며 lab. scale 형태로 많은 기술적인 DB들이 축적되어 있다. 하지만 우수한 물성과 코스트 퍼포먼스에 비해 높은 생산설비 투자와 기반구축에 대부분의 업체들이 아직 대량생산화를 보류하고 있어 양산화 단계까지 진행되고 있지 않고 있다.In the case of polyketone fiber materials, development possibilities have been steadily recognized due to unique properties and cost performance. Many technical DBs are accumulated in scale form. However, most of the companies are still in mass production because they are investing in high production facilities and infrastructure in comparison with excellent physical properties and cost performance.
기존 국내에서 보유한 섬유기술의 복합화와 신소재에 대한 새로운 공정 기술 및 타산업에서 파생된 신기술의 융합화에 덧붙여 폴리케톤 소재만을 위한 가공기술개발이 필요하며, 또한 산업용 섬유제품 뿐만 아니라 생활용 섬유제품으로의 용도 전개를 하기 위해서는 기계적인 물성 및 기능성 등의 업그레이드를 통해 새로운 소재의 가공 기술이 필요하다.In addition to the complexization of existing textile technology in Korea, the new process technology for new materials and the fusion of new technologies derived from other industries, it is necessary to develop processing technology for polyketone materials only. In addition to industrial textile products, In order to develop, new material processing technology is required through upgrading of mechanical properties and functionality.
폴리케톤 소재는 우수한 내약품성, 고강도를 활용해서 자동차부품, 전자부품의 금속대체 소재로의 전개가 가능하고 기준 슈퍼소재에 비해 80~90%정도의 강도를 가지지만 높은 계면접착률을 기반으로 하여 고품질의 MRG, Tire code 소재로 활용 가능할 것이라 판단되고 가격적인 경쟁력 또한 아라미드 및 기타 슈퍼섬유에 비해 저렴하여 저가형 슈퍼섬유로서 용도확대에 대한 기대가 커지고 있으므로 기존 보유하고 있는 원천기술과 진행되는 개발기술에 힘입어 높은 초기투자비용에도 충분히 대처할 수 있는 이점이 있으며 전혀 새로운 첨단기술의 확립과 동시에 세계시장의 높은 점유율을 기대할 수 있다.Polyketone material is able to develop into substitute materials for automobile parts and electronic parts by taking advantage of excellent chemical resistance and high strength, and it has strength of about 80 ~ 90% as compared with reference super material, but based on high interface adhesion rate It is judged that it can be used as high quality MRG and Tire code material, and its price competitiveness is also lower than that of aramid and other super fibers, so expectation for use expansion as low-priced super fiber is getting bigger. It has the advantage of being able to cope with high initial investment cost thanks to the establishment of completely new advanced technology and a high share of the world market can be expected.
본 발명에서는 세계 최초로 양산화를 목표로 하고 있는 폴리케톤 섬유 소재를 이용하여 원사용 코팅 압출 가공을 통해 용도 확대와 우수한 기능성 및 기계적 물성을 가지는 소재를 제공하는 것을 목적으로 한다. The object of the present invention is to provide a material having excellent functionality and mechanical properties by expanding the application through the use of raw coating extrusion using a polyketone fiber material aiming at mass production for the first time in the world.
본 발명은 원사 코팅용 압출기를 이용하여 폴리케톤 원사를 코팅 가공함으로써, 폴리케톤 소재의 컬러, UV 취약점, 견뢰도 등의 단점을 보완하고, 용도 확대를 위해 우수한 기능성 부여 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a polyketone fiber which is capable of enhancing mechanical properties and imparting excellent functionality for expanding the use of the polyketone material by complementing the drawbacks of color, UV vulnerability, and fastness of the polyketone material by using an extruder for coating yarn, It is an object of the present invention to provide a method for coating a polyketone yarn.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원사 코팅용 압출기에 폴리염화비닐 코팅제 또는 열가소성 폴리우레탄 코팅제를 투입하는 단계; 및 상기 원사 코팅용 압출기에 의하여 폴리케톤 원사의 표면에 코팅제가 도포되는 단계를 포함하는 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for producing a yarn, comprising the steps of: injecting a polyvinyl chloride coating agent or a thermoplastic polyurethane coating agent into an extruder for coating yarn; And applying a coating agent to the surface of the polyketone yarn by the extruder for coating a yarn.
이때, 상기 코팅제가 도포되는 단계는 160℃ 이하의 온도, 500mpm 이하의 공정속도로 수행되며, 상기 폴리케톤 원사에 0.400g/m 이하로 코팅제가 도포되는 것이 바람직하다.At this time, the step of applying the coating agent is performed at a temperature of 160 ° C. or less and a processing speed of 500 mpm or less, and it is preferable that the coating agent is applied to the polyketone yarn at 0.400 g / m 2 or less.
또한, 상기 코팅제는 UV 안정제 또는 컬러 마스터 배치 칩을 추가로 더 포함할 수 있다.In addition, the coating may further comprise a UV stabilizer or a color master batch chip.
아울러, 상기 코팅제가 도포되는 단계 후, 폴리케톤 원사의 제직 공정, 기능성 가공, 코팅 및 라미네이팅 공정으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 후가공 공정을 추가로 더 포함할 수 있다.In addition, after the step of applying the coating agent, the method may further include at least one post-processing process selected from the group consisting of a weaving process, a functionalizing process, a coating process, and a laminating process of the polyketone yarn.
본 발명은 원사 코팅 기술을 이용한 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법으로, PVC 및 TPU 코팅을 통해 원사의 심미적 특성 및 다양한 기능성 부여가 주요 메커니즘으로 작용하게 된다. The present invention is a method of coating polyketone yarn using a yarn coating technique, and imparting aesthetic characteristics and various functions of the yarn through PVC and TPU coating serve as main mechanisms.
원사 코팅 공정을 실시하게 되면 사용하는 코팅제 및 첨가하게 되는 기능성 pigment의 종류에 따라 폴리케톤 원사 소재의 물성을 좌우하게 된다. 본 기술은 폴리케톤 원사의 산업용 및 생활용 용도전개를 위한 적정한 기능성 가공을 통해 고강도 폴리케톤 섬유의 용도확대가 가능하다.When the yarn coating process is performed, the physical properties of the polyketone yarn material depend on the type of the coating agent to be used and the functional pigment to be added. This technology is capable of expanding the use of high strength polyketone fibers through appropriate functional processing for industrial and commercial use of polyketone yarns.
또한, 세계 최초로 상용화를 목표로 하고 있는 폴리케톤 섬유 소재의 높은 강도와 신도 등 뛰어난 기계적 물성을 이용하여 기존에 산업용 섬유 소재로 널리 사용되고 있는 고강력 PET, Nylon 소재 및 슈퍼섬유 소재의 대체가 가능하며, 원사 가공기술을 통하여 폴리케톤 소재의 활용도가 높아질 것으로 사료된다.In addition, it is possible to substitute high strength PET, Nylon material and super fiber material, which are widely used as industrial fiber materials, by utilizing the excellent mechanical properties such as high strength and elongation of polyketone fiber material aiming for commercialization for the first time in the world , And the utilization of polyketone materials will be enhanced through the processing technology of yarn.
아울러, 기존 산업용 섬유소재의 취약점으로 여겨졌던, 산업용 소재의 심미적 효과 및 color, UV 안정, 견뢰도 등 다양한 기능들을 구현할 수 있으며, 세계적으로 상용화 초기 단계이기 때문에 본 발명을 통해 새로운 산업용 섬유 시장 창출이 가능할 것으로 사료되어 진다.In addition, various functions such as color, UV stability, fastness and the like can be realized in aesthetic effect of an industrial material, which has been regarded as a weak point of existing industrial textile materials. .
도 1은 본 발명에 따른 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 원사 코팅 가공 공정을 거친 폴리케톤 코팅 원사의 단면 및 표면을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 원사 코팅 가공 후 내후성 테스트 전후의 인장강도 비교 데이터를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 원사 코팅 가공 후 내후성 테스트 전후의 신장 비교 데이터를 도시한 것이다.Fig. 1 schematically shows a method for coating a polyketone yarn according to the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing a cross section and a surface of a polyketone coated yarn which has undergone a yarn coating process according to the present invention.
Fig. 3 shows the tensile strength comparison data before and after the weathering test after the yarn coating according to the present invention.
Figure 4 shows height comparison data before and after the weathering test after the yarn coating process according to the present invention.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
본 발명은 원사 코팅용 압출기에 폴리염화비닐 코팅제 또는 열가소성 폴리우레탄 코팅제를 투입하는 단계; 및 상기 원사 코팅용 압출기에 의하여 폴리케톤 원사의 표면에 코팅제가 도포되는 단계를 포함하는 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법을 제공한다.The present invention relates to a process for the production of a yarn, comprising the steps of: injecting a polyvinyl chloride coating or a thermoplastic polyurethane coating into an extruder for yarn coating; And applying a coating agent to the surface of the polyketone yarn by the extruder for coating a yarn.
도 1은 본 발명에 따른 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법에 대한 개략적인 도면이다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 섬유 원사를 코팅제가 용융이 되는 압출기에 투입되어 원사 표면에 코팅을 거치고, 냉각수조, 캡스턴을 거쳐 권취되는 공정에 의하여 폴리케톤 원사에 코팅 가공을 할 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a method for coating a polyketone yarn according to the present invention. FIG. As can be seen from FIG. 1, the fiber yarn can be coated on the polyketone yarn by a process in which the yarn is put into an extruder in which the coating agent melts, coated on the surface of the yarn, and wound through a cooling water tank and a capstan.
이때, 상기 코팅제가 도포되는 단계는 원사의 융점 및 내열 온도 등을 고려하여 160℃ 이하의 공정온도에서 진행되며, 폴리케톤 원사의 필라멘트 수에 따라 공정속도는 500mpm 이하에서 진행을 하는 것이 바람직하다. 또한, 코팅 가공 공정성을 높이기 위해 폴리케톤 원사 소재에 ATY, ITY 등 사가공 공정을 거치는 방법이 있다.At this time, the coating step is carried out at a processing temperature of 160 ° C or less in consideration of the melting point and the heat resistance temperature of the yarn, and the processing speed is preferably 500 mPm or less in accordance with the number of filaments of the polyketone yarn. In order to improve the coating processability, there is a method in which a polyketone yarn material is subjected to processing steps such as ATY and ITY.
여기서, 상기 폴리케톤 원사에 0.400g/m 이하로 코팅제가 도포되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the coating agent is preferably applied to the polyketone yarn at 0.400 g / m 2 or less, but is not limited thereto.
또한, 상기 코팅제는 용도에 따라 PVC 코팅제 또는 TPU 코팅제를 사용할 수 있으나, 필요에 따라 UV 안정제, color master batch chip 등 다양한 기능성 pigment의 코팅제 혼합을 통하여 원사에 기능성을 부여할 수 있다.In addition, the coating agent may be a PVC coating agent or a TPU coating agent depending on the application, but may be imparted with functionalities to the yarn by mixing various functional pigment coating agents such as a UV stabilizer and a color master batch chip.
또한, 상기 코팅제가 도포되는 단계 후, 폴리케톤 원사의 제직 공정, 기능성 가공, 코팅 및 라미네이팅 공정으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 후가공 공정을 추가로 포함할 수 있다.Further, after the step of applying the coating agent, the method may further include at least one post-processing process selected from the group consisting of a weaving process, a functionalizing process, a coating process, and a laminating process of the polyketone yarn.
이와 같은 공정으로 인하여, 폴리케톤 소재의 컬러, UV 취약점, 견뢰도 등의 단점을 보완하고, 용도 확대를 위해 우수한 기능성 부여 및 기계적 물성을 가지는 소재를 제공할 수 있다.Due to such a process, it is possible to provide a material having excellent functionality and mechanical properties for supplementing the disadvantages of the polyketone material such as color, UV vulnerability, and fastness.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described concretely with reference to Examples. However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of one form of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples .
실시예Example
태데니어인 산업용 섬유소재 가공을 위해 주문 제작된 원사 코팅용 압출기에 폴리케톤 원사 및 PVC 코팅제를 투입한 후, 160℃ 이하의 공정온도 및 500mpm 이하의 공정속도로 폴리케톤 원사의 표면에 PVC 코팅제를 도포하여 폴리케톤 코팅 원사를 제조하였다.A polyketone yarn and a PVC coating agent are put into an extruder for customized yarn coating for processing the tanned industrial textile material, and a PVC coating agent is applied on the surface of the polyketone yarn at a process temperature of 160 ° C or less and a process speed of 500mpm or less To prepare a polyketone coated yarn.
이때, 제조된 폴리케톤 코팅 원사의 단면 및 표면 사진은 도 2에 나타내었다. The cross-section and the surface photograph of the polyketone-coated yarn thus prepared are shown in FIG.
실험예Experimental Example
본 발명에 따른 폴리케톤 원사의 코팅 가공 전후 특성을 알아보기 위하여, 실시예에서 제조된 폴리케톤 코팅 원사를 내후성 시험기(Xenon Arc Weather-Ometer Ci5000)를 사용하여, 온도 60℃, 습도 60%에서 0.67w/m2의 전력량으로 1~7일 처리하여 주는 방식으로 진행하였으며, 처리 후 KS K 0520에 근거하여 원사 인장강도를 측정한 결과에 대하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to examine the characteristics of the polyketone yarn according to the present invention before and after the coating process, the polyketone coated yarn prepared in the examples was extruded at a temperature of 60 DEG C, a humidity of 60%, and a humidity of 60% using a weather resistance tester (Xenon Arc Weather-Ometer Ci5000) w / m 2 for 1 ~ 7 days. The results of measuring the tensile strength of yarn based on KS K 0520 after treatment are shown in Table 1 below.
실험예 1Experimental Example 1
도 3에서는 폴리케톤 원사 코팅 가공 후 내후성 테스트 전후의 인장강도 비교 데이터를 도시하고 있다. FIG. 3 shows the tensile strength comparison data before and after the weathering test after polyketone yarn coating processing.
리케톤 섬유의 경우 원사 코팅 가공 후 약 1.62g/d 인장강도 값이 감소하였으며, 내후성 테스트 1일 후 소폭으로 인장강도 값이 줄어들었으나, 시간이 지날수록 인장강도 값이 떨어지는 것으로 나타났다. 다만, 폴리케톤 원사 코팅 전 내후성 테스트 결과가 비교했을 때 원사 코팅 후 내후성 테스트 값은 증가한 것으로 나타났다.In the case of Richetton fiber, the tensile strength value of 1.62 g / d after the coating was reduced, but the tensile strength value decreased slightly after 1 day after the weathering test, but the tensile strength value decreased with time. However, when the weather resistance test results before the polyketone yarn coating were compared, the weather resistance test value after the coating of the yarn was increased.
실험예 2Experimental Example 2
도 4에서는 폴리케톤 원사 코팅 가공 후 내후성 테스트 전후의 elongation 비교 데이터를 도시하고 있다. Figure 4 shows the elongation comparison data before and after the weathering test after polyketone yarn coating processing.
실험 결과 폴리케톤 섬유의 경우 원사 코팅 가공 후 내후성 테스트 후에도 코팅 전 폴리케톤 섬유 소재 elongation 물성의 약 85% 이상의 물성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 폴리케톤 섬유의 원사 코팅 공정 후에도 원사의 elongation 물성에는 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 사료되어 진다.As a result, the polyketone fibers showed more than 85% of the elongation properties of the polyketone fiber before coating after the weathering test. It is believed that the elongation properties of the yarn are not influenced even after the yarn coating process of the polyketone fibers.
실험예 3Experimental Example 3
표 1에서는 폴리케톤 원사 코팅 가공 후 내후성 테스트 전후의 modulus 비교 데이터를 도시하고 있다. Table 1 shows the modulus comparison data before and after the weathering test after polyketone yarn coating processing.
실험 결과 폴리케톤 섬유의 경우 원사 코팅 가공 후 폴리케톤 섬유 소재 modulus 물성은 50g/d 이상 증가하는 것으로 나타났으며, 내후성 테스트 후에도 코팅 전 원사 물성보다 높은 modulus 값을 나타냈다. 이는 원사 표면의 코팅제로 인해 인장에 대한 탄성계수가 높아진 것으로 사료되어 진다.Experimental results show that modulus of polyketone fiber is increased by more than 50g / d after yarn coating, and modulus value is higher than that of fiber before weathering. It is considered that the elastic modulus for tensile is increased due to the coating on the surface of the yarn.
Claims (1)
상기 원사 코팅용 압출기에 의하여 폴리케톤 원사의 표면에 코팅제가 도포되는 단계를 포함하고,
상기 코팅제가 도포되는 단계는 160℃ 이하의 온도, 500mpm 이하의 공정속도로 수행되며, 상기 폴리케톤 원사에 0.400g/m 이하로 코팅제가 도포되며,
상기 코팅제는 UV 안정제 또는 컬러 마스터 배치 칩을 추가로 더 포함하고,
상기 코팅제가 도포되는 단계 후, 폴리케톤 원사의 제직 공정, 기능성 가공, 코팅 및 라미네이팅 공정로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 후가공 공정을 추가로 더 포함하며,
코팅제가 도포된 폴리케톤 원사는 인장강도가 17.1g/d, 신도가 5.7%, 모듈러스가 351g/d이며, 상기 폴리케톤 원사를 온도 60℃, 습도 60%에서 0.67w/m2의 전력량으로 7일 처리한 후 측정한 인장강도가 13.86g/d, 신도가 4.9%, 모듈러스가 383.7g/d인 것을 특징으로 하는 폴리케톤 원사의 코팅 가공 방법.A polyvinyl chloride coating agent or a thermoplastic polyurethane coating agent in an extruder for coating a yarn; And
And applying a coating agent to the surface of the polyketone yarn by the extruder for coating a yarn,
Wherein the coating step is performed at a temperature of 160 DEG C or less and a processing speed of 500 mPm or less and a coating agent is applied to the polyketone yarn at 0.400 g /
The coating further comprises a UV stabilizer or a color master batch chip,
Further comprising at least one post-processing step selected from the group consisting of a weaving process, a functionalizing process, a coating process, and a laminating process of the polyketone yarn after the step of applying the coating material,
The coating agent is applied poly tensile strength live ketone source and 17.1g / d, elongation 5.7%, modulus is 351g / d, the polyketone yarns at a temperature of 60 ℃, a humidity of 60% of the amount of power 0.67w / m 2 7 A tensile strength of 13.86 g / d, an elongation of 4.9% and a modulus of 383.7 g / d measured after one treatment.
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- 2016-10-26 KR KR1020160140094A patent/KR101717117B1/en active IP Right Grant
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