KR20240027919A - 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버에 있어서, 버진 PP펠릿 99.8~99.9중량%과 그래핀물질 0.1~0.2중량%로 혼합된 제어용 마스터배치를 구성하고, 제어용 마스터배치 5중량%와 버진 PP펠렛 50~65중량%와 리사이클 PP 스크랩 15~35중량%를 혼합하여서 그래핀 0.05~0.1중량%가 함유된 재생 기능성 섬유원료를 용융압출하되 재생 기능성 섬유원료 대비 비완전결정화용 PP개질제를 4~5중량부로 함께 투입하여 용융압출 및 노즐방사후 단섬유형태로 커팅함에 의해서 2~5데니어 굵기의 재생소재 함유 PP단섬유를 얻고, 재생소재 함유 PP단섬유를 방적하여 번수 10~20Ne, 인장강도 500~600N를 갖는 재생소재 함유 기능성 PP방적사를 직조하여서 후염이 가능한 기능성 산업용 직물을 구성하며, 기능성 산업용 직물에 고일광용 분산 염료로 염색하고 염색된 기능성 산업용 직물의 일면에 폴리우레탄코팅층을 도포형성하여 일광견뢰도 3~5급, 발유도 3~4, 고발수성 0.1 ~ 0.05g Pass 및 항균성을 갖는 자동차 직물커버로 구성한 것이다.
Description
본 발명은 기능성 직물 제조에 관한 것으로, 특히 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하면서도 자동차 커버로의 적용이 가능한 자동차 직물커버에 관한 것이다.
요즈음 플라스틱은 일상 생활에서 많이 쓰이고 있으며 재활용품의 수요도 많다. 플라스틱중 폴리에틸렌(PE: Polyethylene)와 폴리프로필렌(PP: Polypropylene)은 열가소성 합성수지로서 공업용 또는 생활계 플라스틱 제품으로 가공되어 널리 사용되고 있으며, 재활용이 가능한 플라스틱에 속한다.
우리나라에서 PP와 PE 생산량은 연간 전체 플라스틱의 20~35%를 차지하고 있으며 연간 재활용된 재생펠릿(Pellet)의 판매량은 각기 수만톤을 넘기고 있다.
하지만 리사이클 PP 스크랩은 섬유 생산에는 거의 사용되지 못하고 있는 실정이다. 이는 재활용을 위한 다수의 열처리과정에서 PP소재의 자유부피(free volume)이 감소되고 사슬간 결합강도가 저하되게 되는바 섬유사로 제조되면 신율저하와 아울러 인장강도가 약하게 되기 때문이다.
그런데 만일 친환경성을 갖는 리사이클 PP 스크랩을 활용하여서 기능성 직물을 제조하되 자동차 직물커버로 제조할 수 있고 자동차 직물커버가 염색까지할 수 있다면 많은 사람들로부터 큰 호응을 얻을 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 리사이클 폴리프로필렌(PP) 스크랩을 활용하면서도 가염성이 있는 자동차 커버로의 적용이 가능한 자동차 직물커버를 제공함에 있다.
상기한 목적에 따른 본 발명은, 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버에 있어서, 버진 PP펠릿 99.8~99.9중량%과 그래핀물질 0.1~0.2중량%로 혼합된 제어용 마스터배치를 구성하고, 제어용 마스터배치 5중량%와 버진 PP펠렛 50~65중량%와 리사이클 PP 스크랩 15~35중량%를 혼합하여서 그래핀 0.05~0.1중량%가 함유된 재생 기능성 섬유원료를 용융압출하되 재생 기능성 섬유원료 대비 비완전결정화용 PP개질제를 4~5중량부로 함께 투입하여 용융압출 및 노즐방사후 단섬유형태로 커팅함에 의해서 2~5데니어 굵기의 재생소재 함유 PP단섬유를 얻고, 재생소재 함유 PP단섬유를 방적하여 번수 10~20Ne, 인장강도 500~600N를 갖는 재생소재 함유 기능성 PP방적사를 직조하여서 후염이 가능한 기능성 산업용 직물을 구성하며, 기능성 산업용 직물에 고일광용 분산 염료로 염색하고 염색된 기능성 산업용 직물의 일면에 폴리우레탄코팅층을 도포형성하여 일광견뢰도 3~5급, 발유도 3~4, 고발수성 0.1 ~ 0.05g Pass 및 항균성을 갖는 자동차 직물커버로 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하면서 그래핀을 첨가하고 직조하여서 가볍고 항균성이 높으며 일광견뢰도가 우수한 자동차 커버로의 적용이 가능한 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 리사이클 폴리프로필렌(PP) 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버의 제조 절차도,
도 3은 본 발명에 따른 자동차 직물커버 제조를 위한 중간재로서 기능성 산업용 직물의 개략 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 따라 염색한 기능성 산업용 직물의 개략 단면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차 직물커버의 개략 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자동차 직물커버 제조를 위한 중간재로서 기능성 산업용 직물의 개략 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 따라 염색한 기능성 산업용 직물의 개략 단면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차 직물커버의 개략 단면 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 리사이클 폴리프로필렌(PP) 스크랩을 활용한다. 폴리프로필렌(PP) 소재는 친환경성을 가져 재활용이 가능한 것이며 가볍고 물을 흡수하지 않으며 강한 내약품성이 있는 좋은 특성이 있으므로 리사이클 PP 스크랩을 활용하여 자동차 직물커버로 제조되면 적합한 사용처가 될 것이다.
그런데 PP는 그 특성상 완전 결정질 구조이고 소수성을 띄고 있는바 염색이 거의 되지 않고 매끄러우며 수분을 함유하지 못하는 관계로 실끊어짐 현상이 잦아 제직성이나 편직성이 좋지 못하며, 더욱이 리사이클 PP 스크랩은 재활용을 위한 다수의 열처리과정에서 PP소재의 자유부피(free volume)이 감소되고 사슬간 결합강도가 저하되어 섬유사로 제조되어지면 섬유사의 인장강도가 훨씬 약하게 된다.
그러므로 본 발명에서는 PP소재의 이러한 단점을 극복함과 동시에 원가절감과 재활용을 해야하는 리사이클 PP 스크랩을 함께 이용하여 자동차 직물커버를 제조한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 가염성 있는 자동차 직물커버의 제조 절차도이다.
본 발명에서는 리사이클 PP스크랩을 섬유사 제조에 활용할 수 있도록 버진(virgin) PP펠릿(2)과 그래핀(graphene)물질이 혼합된 제어용 마스터배치(6)를 먼저 구성한다. 그래핀은 탄소 원자들이 육각형의 벌집 모양으로 서로 연결되어 2차원 평면 구조를 이루는 고분자 탄소 동소체로서 강철보다 200배나 더 단단하며 탄성이 매우 좋다. 그러므로 본 발명에 따라 적용되는 그래핀 물질은 리사이클 PP스크랩이 섬유사 제조에 활용될 시에 섬유사 용도로서 제직을 가능케 하고 적정 범위에서 섬유사의 인장강도 향상에 기여함을 본원 발명자가 확인하였다.
제어용 마스터배치(6)는 버진 PP펠릿(2) 99.8~99.9중량%과 그래핀물질(4) 0.1~0.2중량%의 중량비율로 혼합함으로써 구성한다. 제어용 마스터배치(6)에 함유된 0.1~0.2중량%의 그래핀물질(4)은 방적사 마련용 재생소재 함유 기능성 PP단섬유(14)로 완성시에 전체 성분중 그래핀물질이 0.05~0.1중량%를 차지하도록 하기 위함이다. 제어용 마스터배치(6)의 함유된 0.1~0.2중량%의 그래핀물질(4) 및 재생소재 함유 기능성 PP단섬유(14)의 전체 성분중 그래핀물질 0.05~0.1중량%은 버진 및 라시이클 PP소재에 탄소원자의 벌집구조를 가미하여서 방적사 마련시 원사의 인장강도가 500~600N으로 보장되도록 하는데 그 임계적 의의가 있다.
또 본 발명에 따라 함유된 그래핀물질(4)은 극단적으로 높은 표면적을 가진다(2,630 ㎡/g). 그래핀의 높은 표면적은 흡착이나 표면 반응을 포함하며 특히 가장자리에 히드록시기(hydroxyl group)와 같은 산소 기능기가 풍부하게 배치된 그래핀물질(0.05~0.1중량%)은 본 발명에 따라 구성된 PP소재 방적사 표면에 수분흡착 및 염료성분 흡착이 이루어지게 작용 및 관여하는데에, 본 발명에 따른 임계적 의의가 있다.
본 발명에 따른 제어용 마스터배치(6)는 섬유사로의 용융방사를 위해 버진 PP 펠릿(8)과 리사이클 PP스크랩(12)이 용융압출기에 함께 투입된다.
제어용 마스터배치(6)와 버진 PP펠릿(8)은 그래핀 함유 버진 PP수지(10)가 되고, 그래핀 함유 버진 PP수지(10)의 제어용 마스터배치(6) 5중량%와 버진 PP펠렛 50~65중량%와 함께 리사이클 PP스크랩(12) 15~30중량%가 본 발명에 따른 재생 기능성 섬유원료가 되며, 용융압출기에 투입된다.
또한 본 발명에서는 상기 재생 기능성 섬유원료(100중량%) 대비 비완전결정화용 PP개질제(13)를 4~5중량부로 추가되어서 용융압출기에 투입한다. 비완전결정화용 PP개질제(13)는 PP수지의 표면을 개질화시켜서 그래핀물질과 함께 후염료가 표면에 침투가능한 가염성을 갖도록 하는데 작용한다.
제어용 마스터배치(6)와 버진 PP펠릿(8), 리사이클 PP스크랩(12)으로 된 재생 기능성 섬유 원료와 아울러 비완전결정화 PP개질제(13)가 용융압출기에 투입되며, 융융압출기에서는 이를 믹싱함과 동시에 180~200℃로 가열하여서 용융시키고 다수의 노즐공들이 형성된 배출구의 방사노즐들을 통해서 2~5 데니어를 갖는 다수의 필라멘트사들이 방사되게 한다(도 1의 S1단계).
그후 방사되는 다수의 필라멘트사는 냉각수조나 냉각에어와 같은 냉각처리부를 통해서 냉각시키고 단섬유 형성을 위해서 40~42mm단위로 필라멘트를 절사한다(도 1의 S2단계). 그 결과 본 발명에 따른 가염성을 가지며 재생소재 함유 기능성 PP 단섬유(14)가 제조된다.
이렇게 제조된 재생소재 함유 기능성 PP 단섬유(14)에는 그래핀물질이 0.05~0.1중량로 함유되고 리사이클 PP스크랩(12) 15~30중량%가 혼합된 것이며, 방적공정을 통해 방적함에 의해서(도 2의 S3단계), 본 발명에 따라 번수 10~20Ne, 인장강도 500~600N를 가지며 후염이 가능한 재생소재 함유 기능성 PP방적사(16)가 제조된다.
그후 재생소재 함유 기능성 PP방적사(16)를 이용한 직조를 수행하면(도 2의 S4단계) 도 3의 개략 단면 구성도과 같은 가염성이 있는 기능성 산업용 직물(18)을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 도 3과 같은 가염성이 있는 기능성 산업용 직물(18)에 고일광용 분산 염료로 염색하여서 도 4에서와 같이 염색된 기능성 산업용 직물(19)을 얻는다.
또 코팅공정을 통해서 도 5에서와 같이, 염색된 기능성 산업용 직물(19)의 일면에 폴리우레탄코팅층(21)을 도포형성함으로써 자동차 직물커버(20)를 구성한다.
본 발명에 따라 일면에 폴리우레탄코팅층(21)이 형성된 자동차 직물커버(20)는 리사이클 PP 스크랩을 활용한 것으로서 일광견뢰도 3~5급, 발유도 3~4, 고발수성 0.1 ~ 0.05g Pass(평가벙법 AATCC 35) 및 높은 항균성(황색포도상구균 99.9%, 페렴간균 99.9%)을 갖게 되어, 자동차 커버로서 우수한 성능을 발휘함은 물론이고 가벼워 취급도 용이하다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위 및 그 청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
본 발명은 라사이클 PP 스크랩을 활용하면서 자동차 커버에 이용할 수 있다.
(2)(8)-- 버진 PP펠릿 (4)-- 그래핀물질
(6)-- 제어용 마스터배치 (10)-- 그래핀 함유 버진 PP수지
(12)-- 리사이클 PP 스크랩 (13)-- 비완전결정화용 PP개질제
(14)-- 재생소재 함유 기능성 PP단섬유
(16)-- 재생소재 함유 기능성 PP방적사
(18)-- 기능성 산업용 직물 (20)-- 자동차 직물 커버
(6)-- 제어용 마스터배치 (10)-- 그래핀 함유 버진 PP수지
(12)-- 리사이클 PP 스크랩 (13)-- 비완전결정화용 PP개질제
(14)-- 재생소재 함유 기능성 PP단섬유
(16)-- 재생소재 함유 기능성 PP방적사
(18)-- 기능성 산업용 직물 (20)-- 자동차 직물 커버
Claims (1)
- 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버에 있어서,
버진 PP펠릿 99.8~99.9중량%과 그래핀물질 0.1~0.2중량%로 혼합된 제어용 마스터배치를 구성하고,
상기 제어용 마스터배치 5중량%와 버진 PP펠렛 50~65중량%와 리사이클 PP 스크랩 15~35중량%를 혼합하여서 그래핀 0.05~0.1중량%가 함유된 재생 기능성 섬유원료를 용융압출하되 재생 기능성 섬유원료 대비 비완전결정화용 PP개질제를 4~5중량부로 함께 투입하여 용융압출 및 노즐방사후 단섬유형태로 커팅함에 의해서 2~5데니어 굵기의 재생소재 함유 PP단섬유를 얻고, 재생소재 함유 PP단섬유를 방적하여 번수 10~20Ne, 인장강도 500~600N를 갖는 재생소재 함유 기능성 PP방적사를 직조하여서 후염이 가능한 기능성 산업용 직물을 구성하며,
기능성 산업용 직물에 고일광용 분산 염료로 염색하고 염색된 기능성 산업용 직물의 일면에 폴리우레탄코팅층을 도포형성하여 일광견뢰도 3~5급, 발유도 3~4, 고발수성 0.1 ~ 0.05g Pass 및 항균성을 갖는 자동차 직물커버로 구성함을 특징으로 하는 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220105510A KR20240027919A (ko) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 리사이클 폴리프로필렌 스크랩을 활용하는 자동차 직물커버 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240027919A true KR20240027919A (ko) | 2024-03-05 |
Family
ID=90298821
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| KR (1) | KR20240027919A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102155469B1 (ko) | 2019-03-15 | 2020-09-11 | 신왕수 | 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법. |
-
2022
- 2022-08-23 KR KR1020220105510A patent/KR20240027919A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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| KR102155469B1 (ko) | 2019-03-15 | 2020-09-11 | 신왕수 | 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법. |
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