KR102554851B1 - Recycled polyester fiber for air-mat sheet, air-mat sheet using the same and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐플라스틱을 이용한 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유로서, 폐플라스틱 칩 및 아세틸로아세트산 구리를 포함하는 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유, 이를 이용한 에어매트용 원단 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a regenerated polyester fiber for air mat fabric using waste plastic, and relates to a regenerated polyester fiber for air mat fabric containing waste plastic chips and copper acetyloacetate, a fabric for air mat using the same, and a method for manufacturing the same .
Description
본 발명은 에어매트로 사용 시 우수한 촉감과 물리적, 기계적 특성을 만족하며, 장시간 사용하거나 고하중을 받더라도 변형이 발생되지 않는 에어매트용 원단에 사용되는 재생 폴리에스테르 섬유, 이를 이용한 에어매트용 원단 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention satisfies excellent tactile feel and physical and mechanical properties when used as an air mat, and is used for a long time or subjected to a high load. It relates to a manufacturing method thereof.
폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)는 투명도가 높고 단열성이 좋고, 가벼우며, 가공이 용이하며 대량 생산이 용이한 장점을 갖는다. Polyethylene terephthalate (PET) has advantages of high transparency, good insulation, lightness, easy processing, and easy mass production.
PET는 생활용품, 장난감, 전기 절연체, 포장재 등의 다양한 물품에 사용한다. 시중에 유통되는 플라스틱 음료수병의 대부분은 PET로 이루어져, 플라스틱 음료수병을 소위 '페트병'으로 부를 만큼 널리 사용되는 소재이다. PET is used in various items such as household items, toys, electrical insulators, and packaging materials. Most of the plastic beverage bottles on the market are made of PET, which is a material widely used enough to call plastic beverage bottles so-called 'PET bottles'.
그러나, 이러한 PET의 사용량이 급증함에 따라, 사용 후의 PET로 인하여 해양 부유물, 미세 플라스틱 등으로 인한 생물계 오염 등이 유발되는 문제가 있고, 토양에 매립되더라도 쉽게 썩지 않는 특성으로 인하여, 토양 오염을 유발하는 문제가 있다. 더욱이, 이를 소각하는 경우에는, 염화수소, 다이옥신 등과 같은 유독물질을 발생시키는 문제가 있다. However, as the usage of such PET rapidly increases, there is a problem that the PET after use causes biological contamination due to marine floating matter, microplastics, etc. there is a problem. Moreover, in the case of incineration, there is a problem of generating toxic substances such as hydrogen chloride and dioxin.
최근에는 지구 온난화 등의 기후 위기, 인간의 활동에 의한 자연 파괴 등의 심각성이 더욱 두드러짐에 따라, 소비자와 생산자 모두 자연과 환경을 보호하기 위한 활동과 연구에 대한 관심이 크게 증가하였다. In recent years, as the severity of climate crises such as global warming and destruction of nature by human activities have become more prominent, both consumers and producers have greatly increased interest in activities and research to protect nature and the environment.
이에 따라, PET를 이용하여 재생 폴리에스테르 섬유를 제조하고, 이를 의류 제작에 활용하는 등 섬유, 직물 분야에서도 플라스틱을 재활용한 재화의 생산이 증가하고 있는 실정이다. Accordingly, the production of recycled plastic goods is increasing in the field of textiles and fabrics, such as manufacturing recycled polyester fibers using PET and using them for clothing production.
그러나, 재생 폴리에스테르 섬유는 산업 분야에서 사용되거나, 패션 분야에서 의류로 활용되는 등의 폐플라스틱을 이용한 재생 섬유 생산 자체에 초점이 맞춰져 그 활용 영역이 제한되는 문제가 있었다. However, the use of recycled polyester fibers has been limited due to the focus on the production of recycled fibers using waste plastics, such as those used in the industrial field or used as clothing in the fashion field.
한편, 에어매트는 내부에 공기를 주입하여 푹신한 촉감을 제공하고, 표면에 부드러운 소재로 구성하여 침대, 의자 등을 대체할 수 있는 용도로 널리 사용되고 있다.On the other hand, air mats provide a soft touch by injecting air into the interior, and are widely used as substitutes for beds, chairs, etc. by being composed of soft materials on the surface.
특히, 에어매트는 주입된 공기를 빼내면 얇은 시트나 천, 주머니 등의 형태로 접어서 보관할 수 있는 장점을 가져, 휴대성과 보관성의 측면에서 유리한 장점을 갖는다.In particular, the air mat has an advantage in that it can be folded and stored in the form of a thin sheet, cloth, pocket, etc. when the injected air is removed, and thus has an advantage in terms of portability and storage.
통상적으로 에어매트는 그 용도가 다양하나, 특히 사용자가 앉거나 누울 수 있는 형상과 크기를 지닌 에어매트가 주로 사용되며, 최근에는 차박매트로 활용되거나, 짐 크기의 제한이 있는 백패킹이나 등산 시에 널리 활용되고 있다.In general, air mats have a variety of uses, but air mats with a shape and size that users can sit or lie on are mainly used. It is widely used.
이러한 에어매트는 내부에 충진되는 공기량이 줄어들지 않고 유지되게 하는 기밀성 외에, 하중에도 쉽게 파괴되거나 변형되지 않으며, 장시간 사용 후나 고하중을 가한 후에도 원상태로 복원될 수 있도록 일정한 인장강도와 신장율을 갖는 것이 중요하다.It is important that these air mats have a certain tensile strength and elongation so that they are not easily destroyed or deformed under load, and can be restored to their original state even after long-term use or high load, in addition to airtightness that allows the amount of air filled inside to be maintained without decreasing. do.
더욱이, 에어매트는 사용자가 직접 눕는 등 인체 피부와의 접촉이 잦은 특성을 가지므로, 사용자에게 편안한 사용감을 제공하기 위해 부드러운 촉감을 갖는 소재를 사용하는 것이 필요하다.Moreover, since the air mat has a characteristic of frequent contact with human skin, such as when a user directly lies down, it is necessary to use a material having a soft touch in order to provide a comfortable feeling to the user.
따라서, 에어매트로 활용될 수 있는 물리, 기계적 특성을 만족하면서도, 사용자에게 우수한 촉감을 제공할 수 있는 재생 폴리에스테르 섬유에 대한 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop regenerated polyester fibers that can provide a user with an excellent tactile feel while satisfying physical and mechanical properties that can be used as air mats.
본 발명은 에어매트에 사용하기 적합한 물리, 기계적 특성을 만족하는 재생섬유를 활용한 에어매트용 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a fabric for an air mat using regenerated fibers that satisfies physical and mechanical properties suitable for use in an air mat.
본 발명은 사용 시 우수한 촉감을 제공하는 재생 폴리에스테르 섬유를 이용한 에어매트용 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a fabric for an air mat using recycled polyester fibers that provides excellent tactility during use.
본 발명은 장시간 사용하거나, 고하중을 받더라도 형상의 변형이 쉽게 발생되지 않고, 공기의 주입이나 외부의 압력에 쉽게 변형되더라도 복원력이 우수한 에어매트용 원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a fabric for an air mat that does not easily deform even when used for a long time or is subjected to a high load, and has excellent restoring force even when it is easily deformed by air injection or external pressure.
본 발명은 또한, 폐플라스틱을 이용하여 에어매트용 원단으로 사용하기에 적합한 특성을 갖는 재생 폴리에스테르 섬유 및 이를 이용한 에어매트용 원단의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a recycled polyester fiber having properties suitable for use as a fabric for an air mat using waste plastic and a method for manufacturing a fabric for an air mat using the same.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유는, 폐플라스틱 칩 및 아세틸로아세트산 구리를 포함한다.In order to solve the above problems, the recycled polyester fiber for air mat fabric according to the present invention includes waste plastic chips and acetyloacetate copper.
본 발명에 있어서, 상기 폐플라스틱 칩과 상기 아세틸로아세트산 구리는 8 내지 12: 1의 중량비율로 첨가되는 것일 수 있다.In the present invention, the waste plastic chips and the copper acetyloacetate may be added in a weight ratio of 8 to 12:1.
본 발명은 또한, 상기 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유로 직조된 에어매트용 원단을 제공한다.The present invention also provides a fabric for an air mat woven from the regenerated polyester fiber for the air mat fabric.
본 발명은 또한, 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로서, (a) 폐플라스틱 칩을 에탄올 용액에 침지시킨 후 초음파를 가하여 1 내지 3시간 동안 세척하는 단계, (b) 상기 폐플라스틱 칩에 아세틸로아세트산 구리를 넣고 용융시키는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 용융물을 250 내지 300℃의 온도 조건에서 펠렛을 제조하는 단계, (d) 상기 (c) 단계에서 제조된 펠렛을 온도 65 내지 80℃, 상대습도 85 내지 97 %RH 조건에서 8 내지 12시간 보관하는 단계 (e) 상기 (d) 단계를 거친 펠렛을 아세트산에 넣어 초음파 세척하는 단계 및 (f) 상기 (e) 단계를 거친 펠렛을 용융방사하여 폴리에스테르 섬유로 제조하는 단계를 포함하는 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유의 제조방법을 제공한다.The present invention is also a method for producing recycled polyester fibers for air mat fabric, comprising (a) immersing waste plastic chips in an ethanol solution and then washing them for 1 to 3 hours by applying ultrasonic waves, (b) the waste plastic chips adding acetyloacetate copper and melting it, (c) preparing pellets from the melt obtained in step (b) at a temperature of 250 to 300 ° C, (d) preparing pellets in step (c) Storing for 8 to 12 hours at a temperature of 65 to 80 ° C and a relative humidity of 85 to 97% RH (e) washing the pellets in acetic acid after step (d) with ultrasonic waves, and (f) step (e) It provides a method for producing regenerated polyester fibers for air mat fabric comprising the step of melt-spinning the pellets subjected to the step of preparing polyester fibers.
또한, 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유를 이용한 에어매트용 원단의 제조방법으로서, (a) 폐플라스틱 칩을 에탄올 용액에 침지시킨 후 초음파를 가하여 1 내지 3시간 동안 세척하는 단계, (b) 상기 폐플라스틱 칩에 아세틸로아세트산 구리를 넣고 용융시키는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 용융물을 250 내지 300℃의 온도 조건에서 펠렛을 제조하는 단계, (d) 상기 (c) 단계에서 제조된 펠렛을 온도 65 내지 80℃, 상대습도 85 내지 97 %RH 조건에서 8 내지 12시간 보관하는 단계 (e) 상기 (d) 단계를 거친 펠렛을 아세트산에 넣어 초음파 세척하는 단계, (f) 상기 (e) 단계를 거친 펠렛을 용융방사하여 폴리에스테르 섬유로 제조하는 단계, (g) 상기 (f) 단계의 폴리에스테르 섬유를 직조하여 에어매트용 원단을 제조하는 단계 및 (h) 상기 에어매트용 원단의 표면에 리놀렌산을 스프레이 분사하는 단계를 포함하는 에어매트용 원단의 제조방법을 제공한다.In addition, as a method for manufacturing air mat fabric using regenerated polyester fiber for air mat fabric, (a) immersing waste plastic chips in an ethanol solution and then washing them for 1 to 3 hours by applying ultrasonic waves; (b) Putting acetyloacetate copper into waste plastic chips and melting them, (c) preparing pellets from the melt obtained in step (b) at a temperature of 250 to 300 ° C, (d) preparing in step (c) Storing the pellets at a temperature of 65 to 80 ° C. and a relative humidity of 85 to 97% RH for 8 to 12 hours (e) ultrasonically washing the pellets passed through step (d) in acetic acid, (f) above ( e) melt-spinning the pellets to produce polyester fibers, (g) weaving the polyester fibers in step (f) to prepare fabric for air mats, and (h) fabric for air mats It provides a method for manufacturing a fabric for an air mat comprising the step of spraying linolenic acid on the surface of the.
본 발명에 따른 에어매트용 원단은 사용자의 피부와 접촉하여도 부드러운 촉감을 제공하여 에어매트, 에어베개 등의 인체 접촉이 잦은 물품에 사용하기 적합한 특성을 갖는다.The fabric for an air mat according to the present invention provides a soft touch even when in contact with the user's skin, and thus has characteristics suitable for use in articles that are frequently in contact with the human body, such as an air mat and an air pillow.
본 발명에 따른 에어매트용 원단은 장시간 사용하거나, 고하중을 장시간 받더라도 형상의 변형이 쉽게 발생되지 않고, 공기의 주입이나 외부의 압력에 쉽게 변형되더라도 복원력이 우수한 효과를 갖는다.The fabric for an air mat according to the present invention does not easily deform even if it is used for a long time or receives a high load for a long time, and has excellent restoring force even if it is easily deformed by air injection or external pressure.
본 발명은 폐플라스틱을 에어매트용 원단에 활용하여 환경 친화적인 효과를 갖는다.The present invention has an environmentally friendly effect by utilizing waste plastics for fabrics for air mats.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어매트용 원단의 표면에 코팅층을 형성한 에어매트용 원단 샘플을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어매트용 원단 제조방법의 공정 순서도이다.
도 3은 실시예와 비교예 시편에 대한 절단신도 측정 결과 그래프이다.
도 4는 실시예와 비교예 시편에 대한 고하중 평가 결과 그래프이다.
도 5는 실시예와 비교예 시편에 대한 장기 내구 복원력 측정 결과 그래프이다.1 is a photograph of a fabric sample for an air mat in which a coating layer is formed on the surface of the fabric for an air mattress according to an embodiment of the present invention.
2 is a process flow chart of a fabric manufacturing method for an air mat according to the present invention.
Figure 3 is a graph of the results of measuring the elongation at break for specimens of Examples and Comparative Examples.
Figure 4 is a graph of high load evaluation results for specimens of Examples and Comparative Examples.
5 is a graph of long-term durability resilience measurement results for specimens of Examples and Comparative Examples.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail so that those skilled in the art can easily practice it, but this is only one example, and the scope of the present invention is Not limited.
본 발명에 사용된 "바람직한" 또는 "바람직하게는"은 특정 조건에서 특정 장점을 갖는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 그러나, 다른 실시예 또한 동일 조건 또는 다른 조건에서 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 실시예는 다른 실시예가 유용하지 않다는 것을 의미하는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에 있는 다른 실시예를 배제하는 것도 아니다.“Preferred” or “preferably” as used herein refers to embodiments of the present invention that have particular advantages under particular conditions. However, other embodiments may also be preferred under the same or different conditions. Also, the presence of one or more preferred embodiments does not imply that other embodiments are not useful, nor does it exclude other embodiments from being within the scope of the present invention.
본 명세서에 사용된 "포함한다"는 용어는 본 발명에 유용한 재료, 조성물, 장치, 및 방법들을 나열할 때 사용되며 그 나열된 예에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "comprising" is used when listing materials, compositions, devices, and methods useful in the present invention and is not limited to the examples listed.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유는, 폐플라스틱을 이용한 재생 폴리에스테르 섬유로서, 폐플라스틱 칩 및 아세틸로아세트산 구리(copper acetyloacetate, Cu(acac)2)를 포함한다.Regenerated polyester fiber for air mat fabric according to the present invention for solving the above problems is a regenerated polyester fiber using waste plastic, and waste plastic chips and acetyloacetate copper (copper acetyloacetate, Cu (acac) 2 ) includes
구체적으로, 상기 폐플라스틱 칩은 폴리에스테르계 플라스틱으로서, 재활용을 위해 칩 형태로 가공된 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 음료수병, 필름지 등에서 얻어진 폐 PET 칩일 수 있다.Specifically, the waste plastic chips are polyester-based plastics, which may be processed into chips for recycling. Preferably, it may be a waste PET chip obtained from a beverage bottle, film paper, or the like.
상기 아세틸로아세트산 구리는 아세토초산염과 구리염으로 이루어진 성분으로서, 제조되는 재생 폴리에스테르 섬유의 인장강도를 향상시키는 한편, 직조하여 원단으로 가공한 경우, 우수한 촉감을 부여하는 효과를 갖는다.The acetyloacetate copper is a component composed of acetoacetate and a copper salt, and has an effect of improving the tensile strength of the regenerated polyester fiber produced and imparting excellent touch when woven and processed into a fabric.
상기 폐플라스틱 칩과 상기 아세틸로아세트산 구리는 8 내지 12: 1의 중량비율로 첨가될 수 있고, 보다 바람직하게는, 10: 1의 중량비율로 첨가될 수 있다.The waste plastic chips and the acetyloacetate copper may be added at a weight ratio of 8 to 12:1, more preferably at a weight ratio of 10:1.
상기 함량보다 아세틸로아세트산 구리의 함량을 소량으로 첨가하는 경우에는, 인장강도 개선 및 원단 표면 촉감 개선 효과가 미미하고, 상기 함량보다 과량으로 첨가하는 경우에는, 첨가량 대비 효과 상의 큰 차이가 없어, 첨가가 무용한 문제가 있다.When the content of acetyloacetate copper is added in a small amount than the above content, the effect of improving the tensile strength and the surface feel of the fabric is insignificant, and when added in excess of the above content, there is no significant difference in the effect compared to the amount added, There is a useless problem.
기존에 폐플라스틱을 이용하여 제조된 재생 폴리에스테르 섬유는 한번 가공된 후에 재가공하여 제조됨에 따라, 에어매트 원단으로 사용하기에 부족한 인장강도를 갖는 문제가 있었다. 본 발명에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 아세틸로아세트산 구리와 같은 염형태의 첨가제를 넣어 용융시키는 과정을 수행함으로써, 인장강도를 향상시키고, 보다 부드러운 질감의 섬유로 가공시키는 것을 특징으로 한다.Conventionally, recycled polyester fibers manufactured using waste plastics have a problem in that they have insufficient tensile strength to be used as air mat fabrics as they are manufactured by reprocessing after being processed once. In the present invention, in order to solve this problem, it is characterized by improving the tensile strength and processing into a fiber with a softer texture by performing a process of melting an additive in the form of a salt such as copper acetyloacetate.
도 2는 본 발명에 따른 에어매트용 원단 제조방법의 공정 순서도이다.2 is a process flow chart of a fabric manufacturing method for an air mat according to the present invention.
도 2를 참고하면, 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법은, (a) 폐플라스틱 칩을 에탄올 용액에 침지시킨 후 초음파를 가하여 1 내지 3시간 동안 세척하는 단계, (b) 상기 폐플라스틱 칩에 아세틸로아세트산 구리를 넣고 용융시키는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 용융물을 250 내지 300℃의 온도 조건에서 펠렛을 제조하는 단계, (d) 상기 (c) 단계에서 제조된 펠렛을 온도 65 내지 80℃, 상대습도 85 내지 97 %RH 조건에서 8 내지 12시간 보관하는 단계, (e) 상기 (d) 단계를 거친 펠렛을 아세트산에 넣어 초음파 세척하는 단계 및 (f) 상기 (e) 단계를 거친 펠렛을 용융방사하여 폴리에스테르 섬유로 제조하는 단계를 순차로 수행한다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing regenerated polyester fibers for air mat fabric includes (a) immersing waste plastic chips in an ethanol solution and then washing them for 1 to 3 hours by applying ultrasonic waves, (b) the waste plastic chips Adding acetyloacetate copper to a plastic chip and melting it, (c) preparing pellets from the melt obtained in step (b) at a temperature of 250 to 300 ° C., (d) preparing pellets in step (c) Storing the pellets at a temperature of 65 to 80 ° C. and a relative humidity of 85 to 97% RH for 8 to 12 hours, (e) ultrasonically washing the pellets passed through step (d) in acetic acid, and (f) the above ( e) sequentially performing the step of preparing polyester fibers by melt-spinning the pellets that have undergone step.
상기 (a) 단계는 폐플라스틱 칩 표면을 세척, 탈지하는 단계로서, 1 내지 3시간 동안 수행함으로써, 잔류하거나, 미세한 틈이나 기공에 존재하는 오염물까지 제거하는 단계이다.The step (a) is a step of washing and degreasing the surface of the waste plastic chip, which is performed for 1 to 3 hours to remove remaining contaminants or contaminants present in fine cracks or pores.
세척, 탈지 후에는 (b) 단계에서 폐플라스틱칩에 아세틸로아세트산 구리를 첨가하고 용융시키는 단계를 수행함으로써, 용융물에 첨가제가 균일하게 혼합될 수 있도록 한다.After washing and degreasing, in step (b), copper acetyloacetate is added to the waste plastic chips and melted, so that the additives can be uniformly mixed into the melt.
(c) 단계는 얻어진 용융물을 280℃ 전후의 온도로 유지하며 펠렛으로 성형하는 단계로서, 펠렛의 형상은 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는, 원통형, 기둥형, 필라멘트 형태로 가공될 수 있다.Step (c) is a step of molding the obtained melt into pellets while maintaining a temperature of around 280 ° C. The shape of the pellets is not greatly limited, but may be preferably processed into a cylindrical shape, columnar shape, or filament shape.
보다 바람직하게는, 직경 0.5 내지 1 mm, 길이는 1.5 내지 3 mm인 기둥 형상으로 제조될 수 있다. 펠렛 가공공정을 수행함으로써, 즉시 원사로 제조하는 경우와 대비하여 인장강도가 향상된 효과를 얻을 수 있다.More preferably, it may be made into a pillar shape having a diameter of 0.5 to 1 mm and a length of 1.5 to 3 mm. By performing the pellet processing process, it is possible to obtain an effect of improving tensile strength compared to the case of producing yarn immediately.
제조된 펠렛은 상온에서 자연냉각시켜 굳어진 형태로 수득하고, 이를 (d) 단계에서, 온도 65 내지 80℃, 상대습도 85 내지 97 %RH 조건에서 8 내지 12시간 보관하는 과정을 수행한다. 이 과정은 에이징 과정으로서, 첨가제가 펠렛 내에서 균일하게 퍼지도록 하며, 특히 섬유로 가공하기 위한 용융방사 과정에서 첨가제가 섬유 표면을 매끄럽게 형성하며, 이와 함께, 섬유 자체의 질긴 특성을 향상시킴으로써, 복원력을 향상시키는 효과를 갖는다.The prepared pellets are naturally cooled at room temperature to obtain a hardened form, and in step (d), they are stored for 8 to 12 hours at a temperature of 65 to 80 ° C. and a relative humidity of 85 to 97% RH. This process, as an aging process, allows the additives to spread uniformly within the pellets. In particular, during the melt spinning process for processing into fibers, the additives form a smooth surface of the fibers, and at the same time, by improving the toughness of the fibers themselves, resilience has the effect of enhancing
에이징한 펠렛은 다시 아세트산에 넣어 초음파 세척하는 과정을 거치는데, 이는 펠렛의 표면에 잔류하는 첨가제는 제거하여, 이후 진행되는 용융방사 과정에서 펠렛 표면에서 첨가제가 방사 속도를 저하시키는 문제를 유발하는 것을 방지하기 위함이다.The aged pellets are again put into acetic acid and subjected to ultrasonic cleaning, which removes the additives remaining on the surface of the pellets, preventing the additives from causing the problem of lowering the spinning speed on the surface of the pellets during the subsequent melt spinning process. is to prevent
최종 (f) 단계에서 상기 펠렛을 이용하여 용융방사하여, 300 내지 600 데니어의 폴리에스테르 원사로 제조한다.In the final step (f), the pellets are melt-spun to produce polyester yarns of 300 to 600 denier.
상기 원사의 섬도가 더 낮은 경우에는, 인장강도가 떨어지며, 복원력이 저하되는 문제가 있고, 상기 원사의 섬도가 더 높은 경우에는, 촉감이 오히려 저하되는 문제가 있을 수 있다. When the fineness of the yarn is lower, there is a problem that the tensile strength and restoring force are lowered, and when the fineness of the yarn is higher, there may be a problem that the tactile sensation is rather deteriorated.
본 발명은 또한, 상기 공정을 통해 얻어진 재생 폴리에스테르 섬유를 이용하여 이를 직조함으로써, 에어매트용 원단을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a fabric for an air mat by weaving the recycled polyester fiber obtained through the above process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어매트 원단의 표면에 에어매트용 코팅 조성물을 일면 코팅한 에어매트 원단 샘플을 촬영한 사진이다.1 is a photograph of a sample of an air mat fabric in which a coating composition for an air mat is coated on one surface of an air mat fabric according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 에어매트용 코팅 조성물을 직조 원단의 일면에 코팅하여 에어매트에 사용한다. 상기 직조 원단은 폴리에스테르 직조 원단인 것이 바람직하고, 원단의 내구성과 하중 지지력의 측면에서 직조 원단은 평직으로 직조한 원단을 사용하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1 , a coating composition for an air mat is coated on one side of a woven fabric and used for an air mat. The woven fabric is preferably a polyester woven fabric, and the woven fabric is preferably woven in a plain weave in terms of durability and load bearing capacity of the fabric.
상기 코팅층은 에어매트로서 공기가 새지 않고 기밀성을 유지하기 위한 것으로서, 에어매트의 내면, 즉 공기가 채워지는 면에 도포되는 코팅층이다.The coating layer is an air mat for maintaining airtightness without leaking air, and is a coating layer applied to an inner surface of the air mat, that is, a surface filled with air.
추가로, 상기 에어매트용 원단을 직조한 후에는, 이의 표면에 리놀렌산을 스프레이 분사하는 단계를 더 수행할 수 있는데, 이 과정을 더 수행하는 경우에는, 인장강도가 더욱 향상되며, 고하중에서의 내구 성능이 다소 향상되는 효과가 있다.In addition, after weaving the fabric for the air mat, a step of spraying linolenic acid on the surface thereof may be further performed. When this process is further performed, the tensile strength is further improved, and durability under high load This has the effect of slightly improving performance.
상기 리놀렌산은 직조된 원단의 표면에 10~50 ml/m2로 스프레이 분사될 수 있다. 보다 바람직하게는, 20~30 ml/m2로 스프레이 분사될 수 있으며, 이보다 양이 과다한 경우에는, 원단으로 가공한 후 시간 경과 후에도 잔류량이 있을 수 있어, 품질 저하 문제를 발생시킬 수 있다.The linolenic acid may be sprayed at 10 to 50 ml/m 2 on the surface of the woven fabric. More preferably, it may be sprayed at 20 to 30 ml/m 2 , and if the amount is excessive, there may be a residual amount even after time has elapsed after processing into a fabric, which may cause a quality deterioration problem.
이하, 본 발명의 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하나 이는 본 발명의 이해를 위한 하나의 예시적인 기재에 불과한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음의 실시예로 한정되거나 제한되지 아니한다.Hereinafter, it will be described in more detail based on an embodiment of the present invention, but this is only an exemplary description for understanding the present invention, and the scope of the present invention is not limited or limited to the following examples.
<실시예 1><Example 1>
PET 병 등을 회수하여 얻어진 폐 PET칩을 에탄올 95% 용액을 채운 챔버에 침지시키고 초음파를 가하여 1시간 동안 세척한다. 세척된 폐 PET칩에 아세틸로아세트산 구리(copper acetyloacetate, Cu(acac)2)를 10: 1의 중량비율로 넣고 용융시킨다. 용융물을 280℃ 전후의 온도로 유지하며 직경 0.5 mm, 길이 2mm 미만의 펠렛으로 형성하여 냉각시킨다. 이 때, 냉각공정은 20 내지 30℃ 온도에서 자연 냉각시킨다.Waste PET chips obtained by recovering PET bottles are immersed in a chamber filled with a 95% ethanol solution and washed for 1 hour by applying ultrasonic waves. Copper acetyloacetate (Cu(acac) 2 ) is added to the washed waste PET chip at a weight ratio of 10:1 and melted. The melt is maintained at a temperature of around 280° C., formed into pellets with a diameter of 0.5 mm and a length of less than 2 mm, and cooled. At this time, the cooling process is naturally cooled at a temperature of 20 to 30 ° C.
제조된 펠렛은 온도 70℃ 및 상대습도 95 %RH 조건에서 10시간 보관한 후, 아세트산에 넣어 30분간 초음파로 세척하고 건조한 다음, 이를 300℃의 온도조건에서 용융방사하여 500 데니어의 폴리에스테르 원사를 제조하였다. 얻어진 폴리에스테르 원사는 평직으로 직조하여 원단으로 제조하였다. 이를 이용하여 사이즈 183*51*3.8 cm 규격의 1인용 에어매트를 제조하기 위한 원단 크기로 재단하여 준비하였다.The produced pellets were stored for 10 hours at a temperature of 70 ° C and a relative humidity of 95 % RH, put in acetic acid, washed with ultrasonic waves for 30 minutes, dried, and then melt-spun at a temperature of 300 ° C to produce 500 denier polyester yarn. manufactured. The obtained polyester yarn was woven into a plain weave to prepare a fabric. Using this, it was prepared by cutting to the size of fabric for manufacturing an air mat for one person with a size of 183 * 51 * 3.8 cm.
<실시예 2><Example 2>
상기 실시예 1에서, 직조된 원단의 표면에 20~30 ml/m2으로 리놀렌산을 스프레이 분사하는 과정을 더 수행한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, it was prepared in the same manner as in Example 1, except that a process of spraying linolenic acid at 20 to 30 ml/m 2 on the surface of the woven fabric was further performed.
<비교예 1><Comparative Example 1>
상기 실시예 1에서, 상기 공정 대신, 폐PET칩을 세척한 후, 300℃의 온도조건에서 용융방사하여 500 데니어의 폴리에스테르 원사를 제조하고 이를 원단으로 직조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, instead of the above process, after washing the waste PET chips, melt spinning at a temperature of 300 ° C. to prepare a 500 denier polyester yarn and weave it into a fabric. It was prepared in the same way. .
<비교예 2><Comparative Example 2>
상기 실시예 1에서, 펠렛을 제조하는 과정에서 세척된 폐 PET칩에 아세틸로아세트산 구리를 첨가하는 대신, 염화구리를 첨가한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, instead of adding acetyloacetate copper to the washed waste PET chips in the process of manufacturing pellets, they were prepared in the same manner except that copper chloride was added.
<비교예 3><Comparative Example 3>
상기 실시예 1에서, 제조된 펠렛을 10시간 보관하는 과정을 수행하지 않고 즉시, 아세트산에 넣어 초음파 세척한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the prepared pellets were immediately put in acetic acid and washed with ultrasonic waves without performing the process of storing the pellets for 10 hours.
<비교예 4><Comparative Example 4>
상기 실시예 1에서, 폴리에스테르 원사를 100 데니어의 섬도로 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, the polyester yarn was prepared in the same manner except that it was prepared with a fineness of 100 denier.
<비교예 5><Comparative Example 5>
상기 실시예 1에서 폴리에스테르 원사를 700 데니어의 섬도로 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyester yarn was prepared with a fineness of 700 denier.
제조된 원단 및 에어매트에 대해 다음과 같은 방법으로 실험을 진행하고 그 결과를 표 1에 나타냈다.The fabric and air mat were tested in the following manner, and the results are shown in Table 1.
[실험방법][Test method]
1) 원단 인장강도 측정시험1) Fabric tensile strength measurement test
국제 규격 ISO 13934-1 방법에 따른 인장강도 측정장치의 하부 클램프에 원단 시편을 고정시키고, 상부 클램프를 위로 이동시키면서 에어백 원단 시편이 파단될 때의 인장강도 및 절단신도를 측정하였다.The fabric specimen was fixed to the lower clamp of the tensile strength measuring device according to the international standard ISO 13934-1 method, and the tensile strength and breaking elongation when the airbag fabric specimen was broken were measured while moving the upper clamp upward.
2) 고하중 평가 2) High load evaluation
에어매트 제조를 위해 재단된 원단을 고정 클램프에 걸어 모든 면이 고정되도록 한 후, 가장 중심 위치에 50kg, 70kg, 100kg, 120kg, 130kg, 140kg, 150kg까지 증량시키며, 원단의 변형여부 평가를 진행하였다. After the fabric cut to manufacture the air mat was hung on a fixing clamp so that all sides were fixed, the weight was increased to 50kg, 70kg, 100kg, 120kg, 130kg, 140kg, and 150kg at the most central position, and the deformation of the fabric was evaluated. .
중량을 올린 상태로 4시간 유지한 후, 이를 제거하고 원단이 면적, 길이 기준 130% 이상 신장된 상태로 유지되며 원단이 복원되지 않고 늘어진 상태가 유지되는 경우에는 원단의 변형이 발생된 것으로 판단하여, 해당 시점의 중량을 표 1에 기재하였다.After maintaining the weight for 4 hours, remove it, and if the fabric remains stretched by more than 130% based on area and length, and the fabric remains stretched without being restored, it is judged that deformation of the fabric has occurred. , and the weights at that time are listed in Table 1.
3) 장기 내구 복원력 평가3) Evaluation of long-term durability resilience
상기 2)에서 중량 측정값이 70kg 초과한 샘플에 한정하여, 80kg 중량을 올린 상태로 24시간 유지시킨다. 시간 경과 후에, 평가 전후의 원단 면적 변화율을 계산하였다.In the above 2), the weight measurement value is limited to samples exceeding 70 kg, and maintained for 24 hours in a state of raising the weight of 80 kg. After the passage of time, the fabric area change rate before and after evaluation was calculated.
4) 피부 테스트4) Skin test
20~40세 연령의 성인남녀 50명을 모집하고, 피부 관련 질환이 없는 40명을 선정하였다. Fifty adult men and women between the ages of 20 and 40 were recruited, and 40 people without skin-related diseases were selected.
각 패널들에게 제조된 원단 샘플을 제공하고, 에어매트로 가공 시 피부에 직접 닿는 면(비코팅면)을 손등에 10회 가볍게 문지른 후의 피부 변화(홍조, 쓰라림 등), 피부 촉감 평가를 진행하였다.Each panelist was provided with a sample of the manufactured fabric, and skin changes (redness, soreness, etc.) and skin texture were evaluated after lightly rubbing the side (non-coated side) that directly touches the skin with the back of the
각 항목에 대해, 0점(매우 나쁨)에서 5점(매우 좋음)까지 평가하도록 하고, 이를 종합하여 평균값을 계산하였다.For each item, it was evaluated from 0 (very bad) to 5 (very good), and the average value was calculated by summarizing them.
(N/5cm)tensile strength
(N/5cm)
도 3은 실시예와 비교예 시편에 대한 절단신도 측정 결과 그래프이고, 도 4는 실시예와 비교예 시편에 대한 고하중 평가 결과 그래프이며, 도 5는 실시예와 비교예 시편에 대한 장기 내구 복원력 측정결과 그래프이다.Figure 3 is a graph of the break elongation measurement results for specimens of Examples and Comparative Examples, Figure 4 is a graph of high load evaluation results for specimens of Examples and Comparative Examples, and Figure 5 is a graph of long-term durability resilience for specimens of Examples and Comparative Examples This is the measurement result graph.
표 1 및 도 3 내지 5를 참고하면, 실시예 1이 인강강도, 절단신도, 고하중 내구 성능 및 장기 내구 복원력이 모두 우수한 특성을 갖는다.Referring to Table 1 and FIGS. 3 to 5, Example 1 has excellent properties in tensile strength, elongation at break, high load durability performance, and long-term durability resilience.
특히, 장기 내구 복원력은 일정시간 하중을 가한 후에, 원단의 변형율을 측정한 것으로서, 그 수치가 낮을수록 복원력은 높은 것으로 평가되므로, 실시예 1에서 가장 높은 결과를 얻었음을 확인할 수 있다.In particular, the long-term durability restoring force is obtained by measuring the deformation rate of the fabric after applying a load for a certain period of time, and since the lower the value, the higher the restoring force is evaluated, so it can be confirmed that Example 1 obtained the highest result.
실시예 2는 실시예 1과 대비하여, 인장강도, 절단신도가 향상되며, 고하중 평가에서 가장 높은 결과를 얻었음을 확인할 수 있다.It can be seen that Example 2 has improved tensile strength and elongation at break compared to Example 1, and obtained the highest result in high load evaluation.
비교예 1의 경우, 펠렛 제조없이 원사로 즉시 제조한 경우로서, 인장강도가 낮아지며, 비교예 2의 경우, 인장강도의 개선 효과가 거의 없음을 확인할 수 있다. 특히, 피부 테스트에서는 촉감이 나쁘고, 일부 까슬한 촉감이 있었다는 의견이 있었다.In the case of Comparative Example 1, as a case of immediately producing a yarn without pellet production, the tensile strength is lowered, and in the case of Comparative Example 2, it can be seen that there is little effect of improving the tensile strength. In particular, in the skin test, there was an opinion that the tactile feeling was bad and there was some rough tactile feeling.
비교예 3의 경우, 펠렛 에이징 공정을 거치지 않음에 따라, 복원력이 저하되는 문제가 있었음을 확인할 수 있다.In the case of Comparative Example 3, as the pellet aging process was not performed, it can be confirmed that there was a problem of deterioration in resilience.
한편, 제조된 폴리에스테르 섬유의 섬도가 낮은 경우, 인장강도가 복원력이 낮아지고, 섬도가 높은 경우에는, 촉감이 저하되는 문제가 있었음을 확인할 수 있었다.On the other hand, when the fineness of the manufactured polyester fiber is low, it was confirmed that there was a problem in that the tensile strength and resilience were lowered, and when the fineness was high, the tactile feeling was lowered.
이에 따라, 에어매트로 가공 시 촉감이 가장 우수하며, 에어매트로서 요구되는 물성을 만족하는 것은 본 발명에 따른 재생 폴리에스테르 섬유 및 이를 이용한 원단임을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be confirmed that the regenerated polyester fiber according to the present invention and the fabric using the same have the best tactile feel when processed into an air mat and satisfy the physical properties required for an air mat.
Claims (5)
(a) 폐플라스틱 칩을 에탄올 용액에 침지시킨 후 초음파를 가하여 1 내지 3시간 동안 세척하는 단계;
(b) 상기 폐플라스틱 칩에 아세틸로아세트산 구리를 10: 1의 중량비율로 넣고 용융시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 용융물을 250 내지 300℃의 온도 조건에서 펠렛을 직경 0.5 내지 1㎜, 길이는 1.5 내지 3㎜인 기둥 형상으로 제조하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에서 제조된 펠렛을 온도 65 내지 80℃ 상대습도 85 내지 97 %RH 조건에서 8 내지 12시간 보관해서 에이징하는 단계;
(e) 상기 (d) 단계를 거친 펠렛을 아세트산에 넣어 초음파 세척하는 단계; 및
(f) 상기 (e) 단계를 거친 펠렛을 용융방사하여 300 내지 600 데니어의 폴리에스테르 섬유로 제조하는 단계;
를 포함하는 에어매트 원단용 재생 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
As a manufacturing method of recycled polyester fiber for air mat fabric using waste plastic,
(a) immersing the waste plastic chip in an ethanol solution and then washing it for 1 to 3 hours by applying ultrasonic waves;
(b) melting copper acetyloacetate into the waste plastic chip at a weight ratio of 10:1;
(c) preparing a pellet having a diameter of 0.5 to 1 mm and a length of 1.5 to 3 mm in the shape of a column at a temperature of 250 to 300 ° C. from the melt obtained in step (b);
(d) storing and aging the pellets prepared in step (c) for 8 to 12 hours at a temperature of 65 to 80° C. and a relative humidity of 85 to 97% RH;
(e) ultrasonic cleaning of the pellets subjected to step (d) in acetic acid; and
(f) preparing a polyester fiber of 300 to 600 denier by melt-spinning the pellets subjected to step (e);
Method for producing recycled polyester fiber for air mat fabric comprising a.
A fabric for air mats woven from recycled polyester fibers for air mat fabrics manufactured according to claim 1.
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