KR810001222B1 - 코우닝유의 제조방법 - Google Patents

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내용없음.

Description

코우닝유의 제조방법

본 발명은 실에 가아여질 때, 또는 실에 가하여진 후에 기름의 누출현상을 감소시켜 줄 수 있는 개량된 코우닝유(Coning油)의 제조에 관한 것이다.

예전부터 코우닝유는 방적사 가공업계에서 널리 사용되어 왔다. 코우닝유의 주요 기능은 실에 윤활성을 제고하여 양호한 코운, 즉 이상적인 실꾸러미를 이루게 하는 것이ㄷ. 양호한 코운이란 너무 딱딱하거나 또는 너무 유연하지 않게 권취된 코운을 의미하는 것이며, 또한 밀도가 일정하며, 다른 스핀들에서 귄취된 코운과도 유사한 것을 의미한다. 양호한 코운은 다음 공정의 편성크릴(編成 creel), 정경(政經)크릴, 또는 브레이딩(braiding)크릴 등에서 일정한 상태로 실을 방출한다. 양호한 코운에 독특한 코우닝유를 사용하면 그 후의 편성, 정경 및 브레이딩 공정을 향상시킬 수 있다.

편직공업에서 벌크사의 수요가 증대함에 따라 섬유생산업자들은 최신의 가연직조기(假燃織造機)를 사용하고 있다. 이것은 주로 연신사(延伸絲)이며, 코우닝유는 직조후 기계에 가해지고 그후 실은 다음의 편직공정을 위해 가공업자에게 공급된다.

가공업자들은 또한 부분 연신사를 구입하여 직조기를 이용하게 되는데, 이때 코우닝유는 이 직조기에 사용되며 제조를 용이하게 하기위해 편직기에 공급된다.

폴리에스터 및 나일론은 편직물의 주요한 섬유로서 널리 유통되고 있다. 그러나 레이온, 아세테이트, 트리아세테이트, 아크릴, 올레핀, 개질나일론, 또는 이들의 혼합사 같은 다른 섬유들도 유행에 따라 용도가 증가되기도 한다. 본 발명에 의한 코우닝유는 시앙의 어떠한 섬유에도 적용될 수 있다.

코우닝유는 조화된 제품이다. 이는 일정한 점도, 색, 방향(芳香), 안정성, 섬우-금속의 윤활성, 섬유-섬유의 윤활성, 반정전효과 및 세탁성과 같은 필수적 조건을 만족시킬 수 있도록 제조되어야 한다. 화학적으로 코우닝유는 광유(鑛油) 및 최소 하나의 유화제를 정교하게 혼합한 혼합물로서, 섬유접착제 및 반정전작용제 같은 다른 첨가제가 이에 부가될 수도 있다.

여러해동안, 제조업자들은 실의 제조과정에서 발생하는 코우닝유의 누출문제에 직면해 왔다. 코우닝유의 누출은 낭비일 뿐아니라, 누출된 기름으로 말미암아 안전사고가 발생될 위험도 있다. 즉 기계주변의 통로가 미끄러워지게 되며, 또한 누출된 기름방울이 미세한 안개형태로 되어 전작업장을 오염시키므로 호흡장애 및 피부질환을 유발한다. 기름의 누출현상에 대한 해결책으로서 통로를 울퉁울퉁하게 한다던지 혹은 기계내에 경사조절판등을 설치한다던지 하는 여러가지 기계적 해결책들이 제안되어 왔다. 그러나 이들 기계적 해결책들은 어느 것도 특별한 효과가 없었으며 최선의 방법은 기계주변을 계속 닦는 것과 작업원들이 조심하도록 격려하는 것이었다. 이 방법이 어느 정도의 성공은 거두었지만 실의 생산이 고속화됨에 따라 기계주변에 누출된 기름양 및 대기이 안개랑은 증가되었다. 더욱이 새로우 정부규정은 직물공장에 대하여 ＂불안전한 통로＂와 같은 위험요소를 제거하기 위한 추가적 조치를 강구할 것을 부과하고 있다. 이상가 같은 여러가지 여건으로 말미암아 실의 제조과정에서 기계주변에 기름이 누출되는 것을 감소시킬 수 있는 개량된 코우닝유의 필요성이 증대되어 왔다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 실의 제조과정에서 기름의 누출을 감소시킬 수 있는 개량된 코우닝유에 관한 것으로서, 개량된 코우닝유는 C₈-C₂₂의 포화 지방산 알미늄 비누를 광유 및 최소 하나의 유화제를 함유하는 코우닝유 조성물에 첨가함으로써 제조된다.

즉, 개량된 코우닝유는 다음의 알미늄 비누중에서 한종류 또는 여러종류를 선택하여 적당량을 광유 및 최소 하나이 유화제를 함유하는 코우닝유 조성물에 첨가함으로써 제조된다. 알미늄 비누의 양은 코우닝유 조성물내에 존재하는 광유 및 유화제의 비율에 따라 달라진다. 실례로, 개량된 코우닝유는 알미늄비누 약 0.70-4.00중량부(部) (최적량 0.75-1.30중량부), 유화제 약 10-30중량부 및 광유 약 70-90중량부를 함유할 수 있다.

본 발명에 유용한 C₈-C₂₂의 탄소사슬을 가진 포화지방산의 알미늄 비누는 카프릴산, 에틸헥소산, 라우르산, 미리스트산, 베헨산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 수수화수지(獸脂)지방산, 에투스산, 야자유 지방산 및 이들의 혼합물같은 지방산으로 부터 제조된다. 이와같은 산들은 대개 잘 알려진 상품들이며, 상품화되어 있는 스테아르산 및 라우르산의 혼합물처럼 혼합물의 형태로도 이용가능하다. 이와같은 산들은 다양한 탄소사슬의 산 및 미량의 다양한 탄소사슬 불포화산을 함유하는 혼합물로 상품화되어 있다.

알미늄 비누는 주로 이 산들의 나트륨염과 황산알미늄같은 수용성 알미늄염사이에서 이중 분해반응에 의해 제조된다. 이 알미늄 비누들의 제조에 관하여는 ＂알카리 토금속 및 중금속비누＂(stanley B.Elliot 저. 뉴욕주 뉴욕시 Rheinhold Publishing Corp. 간행, 1946) 71-90페이지에 기술되어 있다.

코우닝유 조성물에 사용되는 광유는 38℃에서 약 50-100sus의 점도를 가지며, 바람직한 점도는 38℃에서 65-85sus정도이다. 유용한 코우닝유는 다음과 같은 성질을 갖는 광유를 함유한다.

물리적 성질

점도 sus/38℃ 72.4

점도 sus/99℃ 36.7

API중력, 16℃ 34.7

비중, 16℃ 0.8514

분자량 320

유동점(流動點), ℃ -15

휘발성, 중량%(107℃에서 22시간동안의 휘발량) 2.1

인화점, coc, ℃ 182

굴절률 20/D 1.4696

화학적 성질

＜ 분자형태 분석, 점토성, 겔중량% ＞

아스팔트 0

극성화합물 0.3

방향족 화합물 11.5

총 방향족 화합물 11.8

포화지방산 88.2

＜ 탄소형태 분석, % ＞

방향족 4

나프틴 30

파라핀 66

아닐린점, ℃ 97

유화제는 적당한 HLB수를 가진 유용성(油溶性)의 음이온성 또는 비이온성 계면활성제이다. 유용성 유화제는 광유에 혼합하기에 적절한 하나 또는 그 이상의 계면활성제 혼합물이다. 음이온성 계면활성제는 포화 및 불포화 지방산을 포함하고, 비이온성 유화제는 에톡실화합물, 에톡실화포화 또는 불포화 지방산, 에톡실화 알킬페놀 등을 포함한다. C11-C15의 직쇄 2급 알콜과 3-9몰의 에틸렌 옥사이드를 반응시켜 얻은 유용성 폴리에틸렌 글리콜 에테르 뿐아니라 이에테르들을 혼합하여 얻은 유용성 혼합물도 사용될 수 있다. 마찬가지로, 직쇄 2급 알콜과 같은 수의 탄소원자 및 같은 함량의 에틸렌 옥사이드를 함유한 옥소알콜의 유용성 폴리에틸렌 글리콜 에테르 및 이들 옥소알콜 에테르의 유용성 혼합물도 사용될 수 있다.

광유와 적절히 혼합될 수 있는 유화제 혼합물을 사용하는 것이 필요하다. 필요하다면, 물, 부틸알콜 또는 에틸렌 글리콜의 모노부틸에테르 같은 결합제를 사용할 수도 있다. 유화제를 혼합하는 기술 및 유화제가 광유와 적절히 혼합될 수 있도록 결합제를 사용하는 기술은 공지되어 있다.

코우닝유 조성물은 섬유중량의 약 2-6%정도로 실에 적용된다. 이는 보통 실의 윤활성을 제공하기 위해 코우닝과 동시에 이루어진다. 실에 가해지는 코우닝유의 양은 시르이 사용용도에 따라 다르다. 코우닝유는 권사기상의 윤활유 로울러로써 공급되거나, 혹은 제조공정중 다른 편리한 지점에서 공급된다.

다음 실시예를 참조함으로써 본 발명의 성질 및 목적이 보다 충분히 이해될 것이나, 이 실시예들은 본발명을 설명하고자 함이며 본 발명을 이에 국한시키려는 것은 아니다. 모들 중량, 비율 및 백분율은 별도 지시가 없는한 중량에 근거하고 있다. 마찬가지로 모든 온도는 섭씨이다.

[ 실시예 1 ]

광유 및 유화제에 알미늄비누 첨가제 1중량%를 혼합하여서 도표(본 실시예의 끝부분에 있음)에 나타난 코우닝유 조성물이 다음과 같은 비율을 갖도록 제조하였다.

중량%

1 첨가제

79 광 유

20 유화제

도표에 있는 조성물에 사용된 광유의 점도는 85sus이고, 사용된 유화제는 터어지톨 15S₃(Tergitol 15S3; 상품명)12중량부 및 터어치톨 15S98중량부의 혼합물이다.

터어지톨 15S3 및 터이지톨 15S9는 C₁₁-C₁₅의 2급 직쇄알콜을 에틸렌 옥사이드 3몰 및 9몰과 각각 혼합한 혼합물을 축합시켜 얻은 계면활성제 상품이다. 이 조성물들의 제조에 사용되는 알미늄 스테아레이트 및 옥토에이트는 ＂메타삽

금속비누＂(뉴저지주 뉴아크시 Metasap chemical Co. 간행, 1959) 10페이지에 있는 공정에 기술된대로 청정재(washed ash; AI₂O₃)및 유리스테아르산을 다음 백분율만큼 함유한다.

청정재 유리스테아르산

알미늄 모노스테아레이트 9% 6%

알미늄 디스테라에이트 8% 12%

알미늄 트리스테아레이트 6.5% 30%

알미늄 디옥토에이트 15-16% -

이 스테아레이트들은 수용성 비누와 수용성 알미늄 염사이에서 이중 분해반응에 의해 제조된다.

각각의 코우닝유는 첨가제를 광유에 분산시키고, 100℃로 맑아질 때까지 가열한 후 , 약 80℃로 냉각시키며 그후 유화제 혼합물을 가해 교반시켜 적절히 혼합된 코우닝유 조성물을 얻는다.

도표에 있는 조성물들은 리조나 50권사기(로드 아일런드주 위릭시 Leesona corp제품)에 대한 코우닝유로서 평가된 것인데, 리조나 50권사기에는 코우닝유 조성물을 가하기 위하여 7.6㎝ 직경의 스테인레스강으로 된 윤활유 로울러 및 스테인레스 강도관이 장치되어 있다.

윤활유 로울러는 가역성속도 모우터에 의해 고속/저속의 비율로 동력을 공급받고 실의 운동방향과 반대방향으로 작동한다. 윤활유 로울로와 실과의 접촉면적은 피그테일 가이드(Pigtail guide)에 의해 2.5㎝로 조절된다. 코우닝유를 함유하지 않은 150/34비율의 직조 폴리에스터 실은 다음 방법에 따라 권사기에서 귄취된다.

운동 가능한 피그테일 가이드를 권사기에 설치하여서 윤활유 로울러 장치위를 지나는 방사의 접촉면적이 2.5㎝가 되도록 한다. 충분량의 코우닝유를 도관에 넣어 윤활유 로울러의 하부 약 0.95㎝정도가 코우닝유에 잠기도록 한다. 거의 0.1그램까지 무게를 측정해 놓은 빈코운을 권사기에 위치시키고, 역시 겨의 0.1그램까지 무게를 측정해 놓은 실꾸러미를 기계하부의 크릴장치에 위치시킨다. 거의 0.0001그램까지 무게를 측정해 놓은 20.3㎜×20.3㎝의 알미늄박을 윤활유로울러 후면으로부터 5.7㎝의 간격을 두고 권사기상에 위치시켜, 이 알미늄박이 바닥에는 수직이고 윤활유 로울러 축에는 평행이 되게 한다.

그후 윤활유 로울러 모우터를 미리 지정된 속도로 작동시켜 적당량의 기름이 실에 공급되도록 한다.(3-5중량%). 로울러상의 기름막이실에 도달하는 순간, 권사기가 시동되어 분당 274-319m의 실을 윤활시킬수 있는 속도로 15분간 작동시킨 후 멈춘다. 실꾸러미 및 코운의 중량을 거의 0.1그램가지 측정하여 섬유에 대한 코우닝유의 중량%를 구한다. 알미늄박의 무게를 재측정하여 알미늄박에 누출된 코우닝유의 무게를 구한다. 각 조성물에 대하여 측정한 결과가 다음 도표에 수록되어 있다.

[ 실시예 2 ]

두 종류의 광유, 두 종류의 알미늄 비누 첨가제 및 두 종류의 유화제를 다음과 같은 조성으로 혼합한 혼합물을 사용해서 실시예 1의 과정을 반복하였다.

중량%

40.0 광유, 점도 85sus

38.7 광유, 점도 50sus

0.1 알미늄 디옥토에이트

1.2 알미늄 디스테아레이트

15.0 헥사데실페놀 + 에틸렌옥사이드 9몰

5.0 트리데실알콜 + 에틸렌옥사이드 3몰

이 코우닝유를 150/34비율의 직조 폴리에스터 실에 공급하여서 다음 결과를 얻었다.

Claims (1)

1. 광유 및 적어도 하나의 유화제를 함유하는 코우닝유 제조에 있어서, 알미늄 비누를 광유에 분산시켜 맑아질 때까지 110℃로 가열하고 약 80℃로 냉각시킨 다음 유화제 혼합물을 도입하여 교반시켜 코우닝유조성물을 얻음으로써 C₈-C₂₂의 탄소수를 갖는 포화지방산의 알미늄비누가 실의 제조공정중 코우닝유의누출을 감소시킬 수 있는 적절한 양만큼 존재하게 하는 것을 특징으로 하는 코우닝유의 제조방법.