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KR101431765B1 - 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법 - Google Patents

포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법 Download PDF

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KR101431765B1
KR101431765B1 KR1020120123175A KR20120123175A KR101431765B1 KR 101431765 B1 KR101431765 B1 KR 101431765B1 KR 1020120123175 A KR1020120123175 A KR 1020120123175A KR 20120123175 A KR20120123175 A KR 20120123175A KR 101431765 B1 KR101431765 B1 KR 101431765B1
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Abstract

본 발명은 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법에 관한 것으로, 제사공정에서 폴리프로필렌 수지에 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 기능이 향상된 원사를 제조하며, 제직 후 원단의 표면에 코팅 공정을 거침으로써 수작업 단계를 줄여 비용을 절감하면서도 기능이 향상된 포장용 폴리프로필렌 천을 제조할 수 있다.

Description

포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법{Manufacturing method of wrapping cloth from polypropylene}
본 발명은 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 폴리에스테르 스테이플 파이버(Staple Fiber, 원면/ 단위중량 200~300 kg 묶음)의 포장 백 원단은 내부 비닐과 외부 폴리프로필렌 원단으로 2단계 수작업 포장하여 경강선(steel wire) 묶음을 형성하는 과정을 거치게 된다.
스테이플 파이버의 품종과 최종 사용업체에서의 외기에 따른 포장 백의 파손율이 유연성 부족과 저온으로 심각한 수준의 문제로 대두되고 있으며, 또한 포장 작업의 단계가 비닐 포장과 폴리프로필렌 백 포장, 경강선 묶음 작업의 3단계로 제품 외관 손상 정도가 문제가 된다.
한편, 한국등록특허 제1030778호에 폴리프로필렌 소재로 된 부직포와 마대 원단을 이용한 방청포장재 및 그 제조 방법을 개시하고 있다.
이에, 본 발명은 일반 폴리프로필렌 포장 용도의 천과 내부 용도의 폴리에틸렌 라이너의 두 가지 아이템의 2중 포장 작업으로 이루어지는 과정을 두 가지 아이템의 특성과 기능을 충분히 감안하여 폴리에틸렌 물질을 폴리프로필렌 포장용 천 생산을 위한 제사과정에서 투입하여 혼합하여 새로운 기능의 실을 만들고 제직한 후, 제직된 천의 표면에 코팅 공정을 거침으로써 코트와 기능, 수작업 단계를 절약하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌을 3 내지 10 중량부로 첨가시켜 제조하는 제사공정; 상기 제사공정에서 제조된 원사를 경사와 위사로 사용하여 직조하는 제직공정: 및 상기 제직공정에서 얻어진 천을 폴리프로필렌 수지로 코팅하는 코팅공정을 포함하는 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법을 제공한다.
상기 제사공정은, 폴리프로필렌 90 내지 95 중량%, 폴리에틸렌 2 내지 5 중량%, 칼페트 2 내지 7 중량% 및 마스터 배치 칩 1 내지 3 중량%를 혼합시켜 원사를 제사할 수 있으며, 상기 마스터 배치 칩은 색소 22 중량%, 폴리올레핀 왁스 18 중량%, ZN-ST 2 중량% 및 폴리에틸렌 58 중량%를 함유할 수 있다.
원사를 제사할 때 사용되는 원료물질들의 함량이 상기 범위를 벗어나면 제직의 재료인 실의 요구 물성인 강도, 신도 항목에서 일정 수준에 미달되어 천으로서의 포장이 불가능한 원단으로 만들어져 이어지거나 원단의 파열 문제를 유발시킬 수 있다.
상기 코팅공정은 제직공정에서 얻어진 천에 폴리프로필렌 수지로 20 내지 30 ㎛의 두께로 코팅할 수 있으며, 특히 상기 코팅공정은 권취속도 80 내지 120 m/분, 다이스 온도 200 내지 300℃ 및 스퀴징 압력 0.5 내지 1.5 kg/cm2일 수 있다.
코팅 조건이 상기 범위를 벗어나면 불균일한 코팅면 발생과 같은 코팅 편차가 발생하거나, 수지의 이탈이 일어나 코팅면의 접착 불량이 야기되어 포장 시 섬유의 포장 능력이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법을 통해 종래 방법에 비해 수작업 단계를 줄일 수 있어 경제적이며 기능도 더욱 향상된 포장용 폴리프로필렌 천을 제조할 수 있기 때문에 상기 폴리프로필렌 천을 이용하여 대형 포장용 코팅 천으로 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 종래기술을 상세히 설명한 후, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 종래에는 폴리프로필렌 수지를 이용한 제사공정을 거쳐 폴리프로필렌 천을 제조하였으며, 이러한 폴리프로필렌 천의 제조는 압출, 방사 및 연신 공정을 통해 이루어진다.
이때, 압출공정은 투입된 폴리프로필렌 수지를 녹이고 토출시켜 성형가능한 용융상태의 유동체로 제조하는 것으로서, 스크류의 회전을 이용하며, 스크류의 회전속도는 폴리프로필렌 수지의 가속화 능력을 좌우하는 중요 인자이며, 용융속도는 스크류 회전수에 비례해서 증가한다. 생산조건은 실린더, 스크류의 단계별 온도, 폴리프로필렌 수지의 통과시간, 토출압력에 의해 설정되며, 온도는 240 내지 280℃로 분당 3kg 규모로 상압으로 토출시킨다.
그리고, 방사 및 연신 공정은 압출된 폴리프로필렌 수지를 립(lip)을 통해 시트 상으로 60 내지 80 cm 폭으로 롤러들을 통과시켜 심수조(deep water tank)를 통하여 1차 고화하며 시트를 형성시키며 시트의 두께는 다이 립으로 결정된다. 다이로부터 시트가 형성되면 결정된 원사 폭에 의해 슬리팅된다.
슬리팅된 시트는 1차 롤러 속도 차에 의해 연신 플레이트에서 열연신되며 요구되는 강도 및 신도로 만들어진다. 연신한 뒤, 천의 잔류 응력을 완화하고 한쪽 방향으로 연신하여 생긴 뒤틀림 방지를 위해 열처리(annealing)한다. 이때, 연신은 시트에 열을 가하여 분자의 결정 방향을 정하며 인장 방향의 강도를 크게 하는 목적을 위해 수행된다.
연신된 천을 3차 롤러를 거쳐 와인딩(winding)되며, 와인딩은 위사와 경사로 구분해서 콘 사이즈를 다르게 도핑이 되며 와인딩 비율로 조정가능하다.
제사 공정을 통해 만들어진 원사는 직조시 수직 방향의 경사와 수평 방향의 위사를 이용하여 베짜는 원리에 입각하여 원단을 만든다. 이러한 제직의 주요 설비는 water jet 직기를 이용하며, 이때 제직 공정은 원사 투입, 크릴 가이드 통과, 경사 텐셔너 통과, 종광 통과, 권취, 위사 투입, 가이드 통과, 피킹, 전자 피터, 제직 순으로 진행된다.
제직 공정이 종료된 천은 외부 포장용 폴리프로필렌 원단으로 명명되며 규격은 1200 데니어, 경위사 밀도가 inch 당 10 X 10, 직물폭이 1700 mm으로 나타난다.
특히, 종래에는 이러한 폴리프로필렌 천 제조를 위하여 일례로서 주원료인 분자량 80,000~150,000의 폴리프로필렌 88 중량%와, 냉각성이나 연신성 또는 가공성 개선을 위한 칼페트 10 중량%, 자외선에 의한 품질 저하 방지를 위한 광안정제 0.1 중량%, 상기 마스터 배치 칩(master batch chip) 1.8 내지 2.2 중량%로 구성된다.
그리고, 내부 비닐 포장 형태의 폴리에틸렌 라이너를 제조한 후 내부 비닐 포장 형태의 폴리에틸렌 라이너와 상기 외부 포장용 폴리프로필렌 원단으로 수작업 포장하여 경강선(steel wire) 묶음을 형성하여 포장작업을 수행한다.
이때, 내부 비닐 포장 형태의 폴리에틸렌 라이너 제조를 위하여 LDPE(연질 폴리에틸렌)과 LLDPE(선형 저밀도 폴리에틸렌)를 4:1의 비율로 사용하여 blowing 생산 방법에 적용하였다.
한편, 본 발명자들은 종래와 같은 일반 폴리프로필렌 포장 용도의 천과 내부 용도의 폴리에틸렌 라이너의 두 가지 아이템의 2중 포장 작업으로 구성되는 포장 수작업 단계의 비경제성을 제고하면서 포장용 폴리프로필렌 천의 물성을 크게 향상시키기 위하여 연구 노력한 결과, 폴리에틸렌을 폴리프로필렌 포장용 천 생산을 위한 제사 공정에서 투입하여 천 생산 공정 단계에서 혼합하여 새로운 기능의 실을 만들고 제직하며, 이후 제직된 천의 표면에 코팅 공정을 거쳐 포장용 폴리프로필렌 천을 제조하는 본 발명의 제조방법을 개발한 것이다.
먼저, 폴리프로필렌 포장용 천의 제사 공정 시 폴리프로필렌 재료와 부대물질에 폴리에틸렌을 추가 투입하여 연화점을 넘어 열 융용점과 접착성이 좋아지며 천 생산 이후 현저한 원단 터치 개선 효과를 가진다.
일실시예에 따르면, 폴리프로필렌 포장용 천의 제사 공정을 위하여 폴리프로필렌 90 중량%, 폴리에틸렌 3 중량%, 칼페트 5 중량% 및 마스터 배치 칩(master batch chip) 2 중량%를 포함한다. 이때, 규격은 920 데니어(Denier)이고, 경위사 밀도는 인치 당 12 X 12이며, 직물폭은 1700 mm이었다.
상기 마스터 배치 칩은 분자성, 내약품성, 전기적 특성이 좋고, 성형 수축을 증대시키지 않는 것이 바람직하다.
그리고, 제사 공정에는 자외선으로부터 천 제품의 수명 연장을 위하여 광 안정제를 더 포함할 수 있다.
제직 공정은 당업자에게 알려진 일반적인 방법으로 수행하였다.
그리고, 코팅 공정은 상기 폴리프로필렌 제직 천의 표면을 L/PP, LDPE 등의 원료로 코팅하는 작업공정으로서, 천의 주요 재료가 폴리프로필렌인 관계로 동일한 물질을 사용해야 접착성이 유지된다.
상기 코팅 공정에서 두께 설정은 천의 두께를 기준으로 선정하나 20 내지 30㎛, 특히 23㎛의 두께에서 소프트 터치, 구부림, 휨성 등이 가장 높은 결과치를 나타낸다.
또한, 상기 코팅 조건은 일실시예에 따르면, 권취속도 100 m/분, 다이스 온도 250℃, 스퀴징 압력은 1.2 kg/cm2일 수 있으며, 세부적인 코팅 공정은 압출기 예열, 냉각기 가동, 컴프레셔 가동, 예열 롤러 가열, 생지 검수, 송출부 생지 도착, 혼합 및 단면 코팅의 과정으로 수행된다.
하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
제사용 폴리에틸렌은 호남석유화학에서 생산한 HIVOREX grade TP 5000[용융지수: 0.65 gr/10분, 외관: 정상(HPC법), 밀도: 0.955 gr/cc]를, 제사용 폴리프로필렌은 호남석유화학에서 생산한 HOPELEN grade SY 130[용융지수: 4.9 gr/10분, 외관: Fish eye(HPC법), 밀도: 0.90 gr/cc]를 사용하였다.
또한, 제사용 칼페트는 제일산업의 제사용 칼페트 제품을, 제사용 MB칩은 색소 22 중량%, 폴리올레핀 왁스 18 중량%, ZN-ST 2 중량% 및 폴리에틸렌 58 중량%로 구성되며 용융온도가 130℃인 것을 사용하였다.
그리고, 코팅시 적용되는 폴리프로필렌 수지는 호남석유화학에서 생산한 SEETEC-PP grade L-270A[용융지수: 24~28 gr/10분, 색상(Y.I): -1.4, X.S(Xylene Soluble): 3.4, 에틸렌 함량: 10.9 중량%]를 사용하였다.
<실험예 1>
앞선 실시예에서 제조된 포장용 폴리프로필렌 천의 물성을 제사 상태에서의 실의 물성으로 FlTl 시험연구원을 통해 번수(ksk 0415: 2011, A법) Denier 900~1000, 절단강도(ksk ISO 2062, 2007) CN으로 6~8, 인장신도(ksk ISO 2062, 2007) %로 15~25로 측정하였으며, 하기 표 1과 같다.
밀도(g/cm3) 녹는점(℃) 인장강도
(kgf/cm2)
0.9~0.95 240~280 6~8
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌을 3 내지 10 중량부로 첨가시켜 제조하는 제사공정;
    상기 제사공정에서 제조된 원사를 경사와 위사로 사용하여 직조하는 제직공정: 및
    상기 제직공정에서 얻어진 천을 폴리프로필렌 수지로 코팅하는 코팅공정을 포함하며,
    상기 코팅공정은 권취속도 80 내지 120 m/분, 다이스 온도 200 내지 300℃ 및 스퀴징 압력 0.5 내지 1.5 kg/cm2인 것을 특징으로 하는 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제사공정은
    폴리프로필렌 90 내지 95 중량%, 폴리에틸렌 2 내지 5 중량%, 칼페트 2 내지 7 중량% 및 마스터 배치 칩 1 내지 3 중량%를 혼합시켜 원사를 제사하는 것을 특징으로 하는 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제사공정은
    폴리프로필렌 90 중량%, 폴리에틸렌 3 중량%, 칼페트 5 중량% 및 마스터 배치 칩 2 중량%를 혼합시켜 원사를 제사하는 것을 특징으로 하는 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 코팅공정은
    제직공정에서 얻어진 천에 폴리프로필렌 수지로 20 내지 30 ㎛의 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 포장용 폴리프로필렌 천의 제조방법.

  5. 삭제
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KR102045849B1 (ko) 2019-06-19 2019-11-18 윤성산업(주) 고내열성 원단 제조방법

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