KR100355011B1 - 재귀 반사 필라멘트, 그를 이용하여 제조되는 재귀 반사원사, 및 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법 - Google Patents

재귀 반사 필라멘트, 그를 이용하여 제조되는 재귀 반사원사, 및 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원사에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재귀 반사 기능을 가지는 원사에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 고내구성의 재귀 반사 기능을 가지며, 원사 제조 및 사용에 있어서 공정성이 우수하고, 품위가 우수하면서도 다양한 색상 발현이 가능한 재귀 반사 원사를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 재귀 반사 물질 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 복합 방사하여 제조된다. 본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 또한, 투명한 비드 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 제 1 혼합물; 반사제 및 방사가 가능한 제 3 고분자 물질의 제 2 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 복합 방사하여 제조된다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 고내구성의 재귀 반사 기능을 가지며, 원사 제조 및 사용에 있어서 공정성이 우수하고, 품위가 우수하면서도 다양한 색상 발현이 가능한 재귀 반사 원사를 제조할 수 있게 한다.

Description

재귀 반사 필라멘트, 그를 이용하여 제조되는 재귀 반사 원사, 및 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법{Filament having retroreflectivity, original thread manufactured using the same, and manufacturing method of filament having retroreflectivity}
본 발명은 원사에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재귀 반사 기능을 가지는 원사에 관한 것이다.
재귀 반사 기능을 가지는 원사를 제조하기 위하여, 재귀 반사 기능을 가지는 필름을 일정 폭으로 슬리팅(slitting)한 기능사에 강도 보완을 위한 고강도 원사를 합연 또는 커버링(covering)하는 방법이 사용되어 왔다. 여기서, 재귀 반사 기능을 가지는 필름은 고분자 필름에 산화알루미늄으로 코팅된 글래스 비드(glass bead)(10)를 도포하여 제조되었으며, 산화알루미늄으로 코팅된 글래스 비드(10)는 투명한 글래스 비드의 표면의 반을 산화알루미늄으로 코팅하여 제조되었다(도 1 참조).
그러나, 이 방법은 원사의 잔류 토크 문제, 커버링에 따른 기능사의 기능 저하 문제, 다단계 공정에 따른 생산성 저하 문제, 글래스 비드(10)가 외부로 돌출되는 구조적 한계로 인하여 자수, 봉제, 제직, 편직 등의 원사 가공 공정 중 또는 제품 사용 중 글래스 비드(10)가 탈락되어 반사 휘도가 저하되는 문제, 다양한 색상을 발현하기 힘든 문제 등으로 자수, 봉제, 제직, 편직 등의 원사로 사용하기에 부적합하였다.
또한, 가장 큰 문제로서, 슬리팅된 기능사가 가지는 섬도의 최저 한계치가 동일 체적의 폴리에스터로 환산할 때 필라멘트당 350 ~ 500데니어 (denier = g/9,000m)나 되고, 이 때의 강도가 매우 약하기 때문에 이 기능사의 강도를 보완하기 위하여 보강용 원사 등을 합연 또는 커버링해야 되므로, 자수, 봉제, 제직, 편직 등 원사의 사용 공정에 있어서 갖추어야 될 유연성을 확보하지 못하여 공정성이 극히 불량하고 제품이 조잡하여 제품의 품위가 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 고내구성의 재귀 반사 기능을 가지며, 원사 제조 및 사용에 있어서 공정성이 우수하고, 품위가 우수하면서도 다양한 색상 발현이 가능한 재귀 반사 원사를 제공하는 데 있다.
도 1은 산화알루미늄 코팅된 글래스 비드를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 2층 구조 필라멘트의 일 예에 있어서 감량 처리 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도
도 3은 도 2의 필라멘트를 감량 처리한 후의 상태를 개략적으로 도시한 단면도
도 4는 본 발명에 따른 2 영역 구조 필라멘트의 일 예에 있어서 감량 처리 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 3층 구조 필라멘트의 일 예에 있어서 감량 처리 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도
도 6은 도 5의 필라멘트를 감량 처리한 후의 상태를 개략적으로 도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 3 영역 구조 필라멘트의 일 예에 있어서 감량 처리 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
A1: 심층 A2: 제 1 영역
B1: 중간층 B2: 중간 영역
C1, D1: 외층 C2, D2: 제 2 영역
1: 산화알루미늄 코팅된 부분
10: 재귀 반사 기능을 가지는 글래스 비드
11: 투명한 글래스 비드 20: 제 1 고분자 물질
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 재귀 반사 물질 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 복합 방사하여 제조되는 것이다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 또한, 투명한 비드 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 제 1 혼합물; 반사제 및 방사가 가능한 제 3 고분자 물질의 제 2 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 복합 방사하여 제조되는 것이다.
본 발명에 따른 재귀 반사 원사는 상기 재귀 반사 필라멘트를 이용하여 제조되는 것이다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법은 재귀 반사 물질 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 복합 방사하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법은 또한, 투명한 비드 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 제 1 혼합물; 반사제 및 방사가 가능한 제 3 고분자 물질의 제 2 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 복합 방사하는 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 재귀 반사 물질(10) 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질(20)의 혼합물(C1, C2); 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질(A1, A2)을 복합 방사하여 제조되는 것이다.
상기 재귀 반사 물질(10) 및 상기 제 1 고분자 물질(20)의 중량비는 5 ~ 95 : 95 ~ 5가 바람직하다.
상기 재귀 반사 물질(10)로서 재귀 반사 기능을 가지는 글래스 비드, 운모 등이 가능하다. 여기서, 재귀 반사 기능을 가지는 글래스 비드로서 도 1과 같이, 투명한 글래스 비드의 표면의 반(1)을 산화알루미늄으로 코팅하여 제조되는 산화알루미늄 코팅 글래스 비드(10)가 사용되며, 그 직경은 0.3 ~ 1,500미크론이 바람직하다. 이러한 글래스 비드(10)는 당업자에게는 상용적으로 제공되는 제품을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.
상기 혼합물(C1, C2) 및 상기 제 2 고분자 물질(A1, A2)의 용적비는 5 ~ 95 : 95 ~ 5가 바람직하다.
상기 제 1 고분자 물질(20), 제 2 고분자 물질(A1)은 각각 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 단면 구조상 심층(A1)이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 외층(C1)이 상기 혼합물로 이루어져 있는 것이 바람직하다(도 2 참조, 이하에서 이러한 구조를 편의상 '2층 구조'라 칭한다).
상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 또한, 단면 구조상 제 1 영역(A2)이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 제 2 영역(C2)이 상기 혼합물로 이루어져 있는 것이 바람직하다(도 4 참조, 이하에서 이러한 구조를 편의상 '2 영역 구조'라 칭한다).
도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 외층(C1) 및 상기 제 2 영역(C2)에는 재귀 반사 기능의 강화를 위하여 재귀 반사 물질(10)을 포함하는 고분자 물질(20)이 집중되도록 하고, 심층(A1) 및 제 1 영역(A2)에는 수득되는 사의 물성 강화를 위하여 고분자 물질만이 집중되도록 하여 재귀 반사 기능의 강화와 사의 물성 강화를 동시에 가능하게 하고 있다.
외층(C1) 및 상기 제 2 영역(C2)을 구성하는 고분자 물질(20)은 심층(A1) 및 제 1 영역(A2)을 구성하는 고분자 물질과 동일한 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 그러면 심층(A1) 및 외층(C1), 제 1 영역(A2) 및 제 2 영역(C2)의 결합이 긴밀하게 되어 심층(A1) 및 제 1 영역(A2)에 의하여 나타나는 물성을 외층(C1) 및 제 2 영역(C2)에서도 유지할 수 있게 되고, 동시에 재귀 반사 특성을 유지하게 된다.
상기 외층(C1) 및 제 2 영역(C2)을 구성하는 혼합물은 통상의 컴파운딩 (compounding) 방법에 의하여 펠렛(pellet)으로 만들어 사용할 수 있다.
반사 휘도의 증가를 위하여 상기 혼합물(C1, C2)에 반사율 증진제가 첨가될 수 있다. 상기 혼합물(C1, C2) 및 상기 반사율 증진제의 중량비는 85 ~ 99.9 : 15 ~ 0.1이 바람직하다. 상기 반사율 증진제로서 산화알루미늄이 바람직하다. 상기 산화알루미늄은 당업자에게는 상용적으로 제공되는 제품을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.
상기 복합 방사는 방사 구금을 통한 방사에 의하여 달성될 수 있으며, 서로 다른 물성을 가지는 2종 이상의 원료 물질을 동시에 방사하는 복합 방사는 당업자에게 공지된 기술이다.
복합 방사에 사용되는 방사 구금 역시 당업자에게는 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.
상기 혼합물(C1, C2)과 상기 제 2 고분자 물질(A1, A2)을 별개로 온도 조절이 가능한 익스트루더(extruder)에서 통상의 방법으로 각각 용융, 압출시키게 되는데, 압출되는 출구에 상기 방사 구금이 취부되어 있어 이 구금을 통해 압출액이 방사된다.
도 2의 단면 형상을 가지는 필라멘트는 그러한 단면 형상을 얻을 수 있도록 설계된 방사 구금을 구성하는 수 개의 홀(hole) 각각에 상기 혼합물(C1)과 상기 제 2 고분자 물질(A1)을 동시에 주입, 토출시킴으로써 수득된다.
여기서, 재귀 반사 필라멘트의 채색을 위해 상기 혼합물(C1)에 안료를 첨가할 수 있다. 이 경우, 상기 혼합물(C1) 및 상기 안료의 용적비는 90 ~ 99 : 10 ~ 1이 바람직하다.
도 4의 단면 형상을 가지는 필라멘트는 그러한 단면 형상을 얻을 수 있도록 설계된 방사 구금을 구성하는 수 개 내지 수십 개의 홀 각각에 혼합물(C2)과 상기 제 2 고분자 물질(A2)을 동시에 주입, 토출시킴으로써 수득된다.
여기서, 재귀 반사 필라멘트의 채색을 위해 상기 혼합물(C2) 및 상기 제 2 고분자 물질(A2)에 안료를 첨가할 수 있다. 이 경우, 상기 혼합물(C2) 및 상기 안료의 용적비, 상기 제 2 고분자 물질(A2) 및 상기 안료의용적비는 공히 90 ~ 99 : 10 ~ 1이 바람직하다.
이렇게 수득되는 재귀 반사 필라멘트 한 가닥 만을 사용하여 원사를 제조할 수도 있으며(이하에서 이러한 제조 방법을 '모노 방사법'이라 칭한다), 복수 가닥을 사용하여 원사를 제조할 수도 있다(이하에서 이러한 제조 방법을 '멀티 방사법'이라 칭한다). 이렇게 제조된 원사는 섬도가 동일 체적의 폴리에스터로 환산할 때 10 ~ 5,000데니어가 되며, 필라멘트 하나당 섬도는 1 ~ 5,000데니어가 된다.
또한, 멀티 방사법에 의해서 수득된 필라멘트를 복수 가닥 모아서 연신한 연신사를 절단하여 스테이플(staple, 단섬유)을 만든 후 방적사를 제조할 수도 있는데(이하에서 이러한 제조 방법을 '방적사 제조 방법'이라 칭한다), 이 때 상기 연신사를 통상 10 ~ 100mm로 절단한 스테이플을 원료로 120 ~ 20수의 방적사를 만들게 되며, 이 때 스테이플 하나당 섬도는 1 ~ 50데니어가 된다.
도 2 및 도 4의 단면 형상을 가지는 필라멘트는, 상기 모노 방사법에 있어서는 한 가닥 상태로, 상기 멀티 방사법에 있어서는 연신사 상태로, 상기 방적사 제조 방법에 있어서는 방적사를 리와인딩(rewinding)한 행크 (hank) 상태로, 원사 표면의 고분자 물질을 녹일 수 있는 용액을 사용하여 감량 처리하는 것이 바람직하다.
이러한 감량 처리에 의해서 재귀 반사 물질(10)을 감싸고 있는 필라멘트 표면의 고분자 물질이 제거되므로 외층(C1) 및 제 2 영역(C2)의 휘도를증가시킴과 동시에 수득된 재귀 반사 원사의 유연성을 증가시킬 수 있다. 상기 용액으로는 수산화나트륨 용액 또는 개미산 용액이 바람직하다.
도 2의 필라멘트를 감량 처리하면 도 3의 단면 형상을 가지게 된다.
이렇게 감량 처리된 모노필라멘트(monofilament), 복수의 필라멘트가 모아진 연신사, 또는 방적사를 최종 용도에 따라 연사 또는 합연하여 재귀 반사 원사를 수득한다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 또한, 투명한 비드(11) 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질(20)의 제 1 혼합물(D1, D2); 반사제 및 방사가 가능한 제 3 고분자 물질의 제 2 혼합물(B1, B2); 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질(A1, A2)을 복합 방사하여 제조되는 것이다.
상기 비드(11)는 글래스 비드가 바람직하다.
상기 비드(11) 및 상기 제 1 고분자 물질(20)의 중량비는 5 ~ 95 : 95 ~ 5가 바람직하다.
상기 글래스 비드(11)는 그 직경이 0.3 ~ 1,500미크론인 것이 바람직하다. 이러한 글래스 비드(11)는 당업자에게는 상용적으로 제공되는 제품을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로서 전술한 산화알루미늄 코팅된 글래스 비드(10)에 비해 가격이 저렴하다.
상기 제 1 혼합물(D1, D2), 상기 제 2 혼합물(B1, B2) 및 상기 제 2 고분자 물질(A1, A2)의 용적비는 5 ~ 35 : 1 ~ 9 : 94 ~ 56이 바람직하다.
상기 제 1, 제 2, 제 3 고분자 물질은 각각 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 반사제 및 상기 제 3 고분자 물질의 용적비는 5 ~ 15 : 95 ~ 85가 바람직하다. 상기 반사제로서 전술한 산화알루미늄이 바람직하다.
상기 복합 방사는 전술한 바와 같이 당업자에게 공지된 기술이며, 상기 복합 방사에 사용되는 방사 구금 역시 당업자에게는 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.
상기 제 1 혼합물(D1, D2), 상기 제 2 혼합물(B1, B2) 및 상기 제 2 고분자 물질(A1, A2)을 별개로 온도 조절이 가능한 익스트루더에서 통상의 방법으로 각각 용융, 압출시키게 되는데, 압출되는 출구에 상기 방사 구금이 취부되어 있어 이 구금을 통해 압출액이 방사된다.
도 5의 단면 형상을 가지는 필라멘트는 그러한 단면 형상을 얻을 수 있도록 설계된 방사 구금을 구성하는 수 개 내지 수십 개의 홀 각각에 상기 제 1 혼합물(D1), 상기 제 2 혼합물(B1) 및 상기 제 2 고분자 물질(A1)을 동시에 주입, 토출시킴으로써 수득된다.
여기서, 재귀 반사 필라멘트의 채색을 위해 상기 제 1 혼합물(D1)에 안료를 첨가할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 혼합물(D1) 및 상기 안료의 용적비는 90 ~ 99 : 10 ~ 1이 바람직하다.
도 7의 단면 형상을 가지는 필라멘트는 그 단면 형상을 얻을 수 있도록설계된 방사 구금을 구성하는 수 개 의 홀 각각에 상기 제 1 혼합물(D2), 상기 제 2 혼합물(B2) 및 상기 제 2 고분자 물질(A2)을 동시에 주입, 토출시킴으로써 수득된다.
여기서, 재귀 반사 필라멘트의 채색을 위해 상기 제 1 혼합물(D2) 및 상기 제 2 고분자 물질(A2)에 안료를 첨가할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 혼합물(D2) 및 상기 안료의 용적비, 상기 제 2 고분자 물질(A2) 및 상기 안료의 용적비는 공히 90 ~ 99 : 10 ~ 1이 바람직하다.
상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 단면 구조상 심층(A1)이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 중간층(B1)이 상기 제 2 혼합물로 이루어져 있으며, 외층(D1)이 상기 제 1 혼합물로 이루어져 있는 것이 바람직하다(도 5 참조, 이하에서 이러한 구조를 편의상 '3층 구조'라 칭한다).
상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 또한, 단면 구조상 제 1 영역(A2)이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 중간층(B2)이 상기 제 2 혼합물로 이루어져 있으며, 제 2 영역(D2)이 상기 제 1 혼합물로 이루어져 있는 것이 바람직하다(도 7 참조, 이하에서 이러한 구조를 편의상 '3영역 구조'라 칭한다).
전술한 2층 및 2 영역 구조의 필라멘트(도 2 ~ 도 4 참조)는 산화알루미늄 코팅된 글래스 비드(10)가 재귀 반사 기능을 나타내는데 반해, 3층 및 3 영역 구조의 필라멘트(도 5 ~ 도 7 참조)는 심층(A1)과 외층(C1)중간에, 또한 제 1 영역(A2)과 제 2 영역(D2) 중간에 반사층(중간층(B1, B2))을 형성하여 이것이 재귀 반사 기능을 나타낸다.
상기 복합 방사 이 후의 공정은 전술한 2층 구조 및 2 영역 구조의 필라멘트의 경우와 동일하며, 수득되는 필라멘트 및 그를 사용하여 제조되는 원사의 섬도도 동일하다.
전술한 2층 및 2 영역 구조에서 적용된 감량 처리도 3층 및 3 영역 구조에 그대로 적용되며, 3층 구조에 적용된 감량 처리 후의 필라멘트 구조가 도 6에 도시되어 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 국한되는 것은 아니다.
실시예 1 (2층 구조 필라멘트에 멀티 방사법 적용)
트윈 스크류(twin screw)가 장착된 컴파운딩 머신(compounding machine)에 충분히 건조된 고유 점도 0.8의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 재귀 반사 기능을 가지는 직경 1미크론의 글래스 비드를 중량비 60 : 40으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스(lace)를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 원료 혼합물로 한다.
이 원료 혼합물에 블랙 안료를 첨가한 혼합물 및 충분히 건조된 고유점도 0.6의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 290℃로 한다. 여기서, 원료 혼합물, 블랙 안료 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 용적비는 25 : 4 : 71로 한다.
심층(A1) 및 외층(C1)에 들어가는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 고유 점도가 다른 이유는, 최종적으로 심층(A1) 및 외층(C1)의 고유 점도가 같아야 되는데 외층(C1)의 경우 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 첨가물이 첨가되어 고유 점도가 떨어지기 때문이다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 2의 단면 형상이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시키고, 18℃의 온도, 65%의 상대 습도를 갖도록 조절된 공기를 초당 0.5m/sec의 속도로 불어주어 냉각시킨다. 이 때 냉각 구간은 2m로 한다.
냉각된 필라멘트는 통상의 방법에 따라 유제 처리를 한 후 1,200m/min의 속도로 32필라멘트를 권취하는데 이 때 수득된 미연신사는 섬도가 840데니어/32filament이다.
이 미연신사를 통상의 2단 연신기에서 연신비 3으로 연신하며, 이 때의 연신 조건은 통상의 폴리에스터 연신 조건으로 하고 속도는 800m/min로 한다.
이렇게 연신된 연신사는 섬도가 280데니어/32filament이다.
수득된 연신사를 행크(hank) 상태로 리와인딩(rewinding)한 후 80℃에서 15% 수산화나트륨 용액으로 30분간 감량 처리한다.
이 감량 처리에 의하여 수득된 재귀 반사 원사는 최종적으로 섬도가 250데니어/32filament이며, 강도 3.5g/데니어, 신도 20%의 물성을 가지고, 일반 자수기에서 750DS/min의 속도로 자수 작업이 가능하며, EN 471 규격상입사각 5′, 관찰각 0.2′기준으로 400cd/Lux.m2의 휘도를 가지고, 품위가 우수하다.
실시예 2 (2 영역 구조 필라멘트에 멀티 방사법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 상대 점도 2.7의 투명한 나일론 6과 재귀 반사 기능을 가지는 직경 3미크론의 글래스 비드(10)를 중량비 50 : 50으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 원료 혼합물로 한다.
이 원료 혼합물 30용적%와 충분히 건조된 상대 점도 2.4의 투명한 나일론 6 70용적%를 사용하여 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 255℃로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 4의 단면이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시키고, 18℃의 온도, 65%의 상대 습도를 갖도록 조절된 공기를 초당 0.4m/sec의 속도로 불어주어 냉각시킨다. 이 때 냉각 구간은 2m로 한다.
냉각된 필라멘트는 통상의 방법에 따라 유제 처리를 한 후 900m/min의 속도로 32필라멘트를 권취하여 미연신사를 수득하는데 그 섬도는 750데니어/32filament이다.
이 미연신사를 통상의 2단 연신기에서 연신비 3으로 연신하며, 이 때의연신 조건은 통상의 나일론 6 연신 조건으로 하고 속도는 600m/min으로 한다.
이렇게 연신된 연신사는 섬도가 250데니어/32filament다.
수득된 연신사는 행크 상태로 리와인딩한 후 상온에서 5% 개미산 용액에서 30분간 감량 처리한다. 감량 처리된 연신사를 200T/M(twist per meter) 로 연사한 후, 2가닥을 합연하여 최종적으로 470데니어/64filament의 섬도를 가지는 원사를 제조한다.
이 원사는 강도 3.2g/데니어, 신도 23%의 물성을 가지며, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′ 기준으로 500cd/Lux.m2의 휘도를 가지고, 일반 재봉사와 같은 속도로 재봉이 가능하며, 품위가 우수하다.
실시예 3 (2층 구조 필라멘트에 방적사 제조 방법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유점도 0.7의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 재귀 반사 기능을 가지는 직경 10미크론의 글래스 비드를 중량비 70 : 30으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 원료 혼합물로 한다.
이 원료 혼합물 35용적%와 충분히 건조된 고유 점도 0.55의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 65용적%를 사용하여 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 290℃로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 2의 단면이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시키고, 18℃의 온도, 65%의 상대 습도를 갖도록 조절된 공기를 초당 0.7m/sec의 속도로 불어 주어 냉각시킨다. 이 때의 냉각 구간은 3m로 한다.
냉각된 필라멘트는 통상의 방법에 따라 유제 처리한 후 54필라멘트를 1,000m/min의 속도로 권취하여 미연신사를 수득하는데 그 섬도는 864데니어 /54filament이다.
이 미연신사를 통상의 통상의 폴리에스터 연신 조건으로 연신비를 3.2로 연신하며, 속도는 800m/min로 한다.
수득된 연신사는 길이를 49mm로 균일하게 절단한 후 통상의 방적 공정을 거친 다음 800T/M으로 연사 후, 100℃ 수증기 분위기 하에서 30분간 열처리하여 세팅(setting)시켜 방적사를 수득한다. 수득된 방적사는 섬도가 350데니어이다.
이 방적사를 행크 상태로 리와인딩한 후 80℃에서 15% 수산화나트륨 용액으로 30분간 감량 처리한다. 감량 처리된 방적사 2가닥을 각각 250T/M으로 S, Z로 연사한 후 합연하여 최종적으로 원사를 제조한다.
이 원사는 섬도 660데니어, 강도 4.2g/데니어, 신도 18%의 물성을 가지며, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′ 기준으로 470cd/Lux.m2의 휘도를 가지고, 일반 재봉사와 같은 속도로 재봉이 가능하며, 품위가 우수하다.
실시예 4 (2층 구조 필라멘트에 모노 방사법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.7의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 재귀 반사 기능을 가지는 직경 50미크론의 글래스 비드를 중량비 60 : 40으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 원료 혼합물로 한다.
이 원료 혼합물 35용적%에 충분히 건조된 고유 점도 0.65의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 65용적%를 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 290℃로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 2의 단면 형상이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시켜 레이스를 만든 후 수조를 통과시켜 냉각시킨다. 이 때 냉각 구간은 1.5m로 한다.
냉각된 필라멘트는 통상의 모노 필라멘트 제조 방법에 따라 연신, 열처리를 거쳐 100m/min의 속도로 권취하며, 이렇게 수득된 연신사는 섬도가 500데니어인 모노필라멘트이다.
수득된 연신사를 행크 상태로 리와인딩한 후 80℃에서 15% 수산화나트륨 용액으로 30분간 감량 처리한다. 이 감량 처리에 의하여 수득된 재귀 반사 원사는 최종적으로 섬도가 450데니어이며, 강도 5.0g/데니어, 신도 20%의 물성을 가지고, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′기준으로800cd/Lux.m2의 휘도를 가지며, 품위가 우수하다.
실시예 5 (3층 구조 필라멘트에 멀티 방사법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.8의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 직경 1미크론의 투명한 글래스 비드를 중량비 60 : 40으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 1 혼합물로 한다.
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.8의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 산화알루미늄을 중량비 50 : 50으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 2 혼합물로 한다.
제 1 혼합물에 블랙 안료를 첨가한 혼합물, 제 2 혼합물 및 충분히 건조된 고유점도 0.6의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 290℃로 한다. 여기서, 제 1 혼합물, 블랙 안료, 제 2 혼합물 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 용적비는 17 : 3 : 5 : 75로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 5의 단면 형상이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시킨다.
이 후의 공정은 실시예 1과 동일하다.
감량 처리에 의하여 수득된 재귀 반사 원사는 최종적으로 섬도가 250데니어/32filament이며, 강도 3.5g/데니어, 신도 20%의 물성을 가지고, 일반 자수기에서 750DS/min의 속도로 자수 작업이 가능하며, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′기준으로 400cd/Lux.m2의 휘도를 가지고, 품위가 우수하다.
실시예 6 (3 영역 구조 필라멘트에 멀티 방사법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 상대 점도 2.7의 투명한 나일론 6과 직경 3미크론의 투명한 글래스 비드를 중량비 50 : 50으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 1 혼합물로 한다.
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 상대 점도 2.7의 투명한 나일론 6과 산화알루미늄을 중량비 70 : 30으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 2 혼합물로 한다.
제 1 혼합물 20용적%, 제 2 혼합물 10용적%, 충분히 건조된 상대 점도 2.4의 투명한 나일론 6을 70용적% 사용하여 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 255℃로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 7의 단면이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시킨다.
이 후의 공정은 실시예 2와 동일하다.
최종적으로 수득된 재귀 반사 원사는 470데니어/64filament의 섬도를 가진다. 이 원사는 강도 3.2g/데니어, 신도 23%의 물성을 가지며, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′ 기준으로 500cd/Lux.m2의 휘도를 가지고, 일반 재봉사와 같은 속도로 재봉이 가능하며, 품위가 우수하다.
실시예 7 (3 영역 구조의 필라멘트에 방적사 제조 방법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.7의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 직경 10미크론의 투명한 글래스 비드를 중량비 70 : 30으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 1 혼합물로 한다.
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.7의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 산화알루미늄을 중량비 80 : 20으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 2 혼합물로 한다.
제 1 혼합물 25용적%, 제 2 혼합물 10용적% 및 충분히 건조된 고유 점도 0.55의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 65용적%를 사용하여 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 290℃로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 5의 단면이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시킨다.
이 후의 공정은 실시예 3과 동일하다.
최종적으로 수득된 재귀 반사 원사는 섬도 660데니어, 강도 4.2g/데니어, 신도 18%의 물성을 가지며, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′ 기준으로 470cd/Lux.m2의 휘도를 가지고, 일반 재봉사와 같은 속도로 재봉이 가능하며, 품위가 우수하다.
실시예 8 (3층 구조 필라멘트에 모노 방사법 적용)
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.7의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 재귀 반사 기능을 가지는 직경 50미크론의 글래스 비드를 중량비 60 : 40으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 1 혼합물로 한다.
실시예 1에서와 같은 트윈 스크류가 장착된 컴파운딩 머신에 충분히 건조된 고유 점도 0.7의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 산화알루미늄을 중량비 90 : 10으로 균일하게 혼합, 용융시켜 레이스를 만든 후 수조에서 냉각시킨 다음 직경 2mm, 길이 3mm의 펠렛을 만들어 제 2 혼합물로한다.
제 1 혼합물 30용적%, 제 2 혼합물 5용적% 및 충분히 건조된 고유 점도 0.65의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 65용적%를 복합 방사한다. 이 때 방사 온도는 290℃로 한다.
각각의 익스트루더에서 용융, 압출된 원료는 도 5의 단면 형상이 얻어질 수 있는 방사 구금을 통과시킨다.
이 후의 공정은 실시예 4와 동일하다.
최종적으로 수득된 재귀 반사 원사는 섬도가 450데니어이며, 강도 5.0g/데니어, 신도 20%의 물성을 가지고, EN 471 규격상 입사각 5′, 관찰각 0.2′기준으로 800cd/Lux.m2의 휘도를 가지며, 품위가 우수하다.
본 발명에 의한 재귀 반사 원사는 봉제사, 재봉용 사, 자수사, 직물의 경위용 사, 편물사 등에 사용이 가능하고, 구체적으로는 의류, 신발, 텐트, 벨트, 양말, 패션용품, 와펜, 허리띠, 각종 끈, 팬시용품 등에 사용이 가능하다.
또한, 우수한 재귀 반사 기능으로 야간에 쉽게 인식되기 때문에 보호용 안전 제품으로 유용하며, 하이 패션(high fashion) 제품으로도 사용이 가능하다.
본 발명에 따른 재귀 반사 필라멘트는 고내구성의 재귀 반사 기능을 가지며, 원사 가공 공정에 있어서 공정성이 우수하고, 품위가 우수하면서도 다양한 색상 발현이 가능한 재귀 반사 원사를 제조할 수 있게 한다.

Claims (27)

  1. 글래스 비드 또는 운모인 재귀 반사 물질 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 혼합물; 및
    방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 5 ~ 95 : 95 ~ 5의 용적비로 복합 방사하여 제조되는 재귀 반사 필라멘트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재귀 반사 물질 및 상기 제 1 고분자 물질의 중량비는 5 ~ 95 : 95 ~ 5인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 고분자 물질은 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 단면 구조상 심층이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 외층이 상기 혼합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 혼합물에 안료가 첨가되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 단면 구조상 제 1 영역이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 제 2 영역이 상기 혼합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 혼합물 및 상기 제 2 고분자 물질에 안료가 첨가되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 혼합물에 반사율 증진제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 반사율 증진제는 산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  12. 글래스 비드 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 제 1 혼합물;
    반사제 및 방사가 가능한 제 3 고분자 물질의 제 2 혼합물; 및
    방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 5 ~ 35 : 1 ~ 9 : 94 ~ 56의 용적비로 복합 방사하여 제조되는 재귀 반사 필라멘트.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서, 상기 비드 및 상기 제 1 고분자 물질의 중량비는 5 ~ 95 : 95 ~ 5인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  15. 삭제
  16. 제 12항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 고분자 물질은 나일론, 폴리에스터 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 반사제는 산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 단면 구조상 심층이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 중간층이 상기 제 2 혼합물로 이루어져 있으며, 외층이 상기 제 1 혼합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제 1 혼합물에 안료가 첨가되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  20. 제 12항에 있어서, 상기 복합 방사에 의하여 수득되는 필라멘트는 단면 구조상 제 1 영역이 상기 제 2 고분자 물질로 이루어져 있고, 중간 영역이 상기 제 2 혼합물로 이루어져 있으며, 제 2 영역이 상기 제 1 혼합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 혼합물 및 상기 제 2 고분자 물질에 안료가 첨가되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  22. 제 1항 또는 제 12항에 있어서, 상기 글래스 비드의 직경은 0.3 ~ 1,500미크론인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 필라멘트.
  23. 제 1항 또는 제 12항의 필라멘트를 이용하여 제조되는 재귀 반사 원사.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 필라멘트는 그 표면의 고분자 물질을 녹일 수 있는 용액을 사용하여 감량 처리되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사 원사.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 용액은 수산화나트륨 용액 또는 개미산 용액인 것을 특징으로 하는 재귀 반사 원사.
  26. 글래스 비드 또는 운모인 재귀 반사 물질 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 5 ~ 95 : 95 ~ 5의 용적비로 복합 방사하는 단계로 이루어지는 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법.
  27. 글래스 비드 및 방사가 가능한 제 1 고분자 물질의 제 1 혼합물; 반사제 및 방사가 가능한 제 3 고분자 물질의 제 2 혼합물; 및 방사가 가능한 제 2 고분자 물질을 5 ~ 35 : 1 ~ 9 : 94 ~ 56의 용적비로 복합 방사하는 단계로 이루어지는 재귀 반사 필라멘트의 제조 방법.
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