KR100721447B1 - 셀룰로오스 섬유를 이용한 호스용 고무제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내측 튜브, 셀룰로오스 섬유로 보강된 접착층 및 외측 튜브로 구성된 호스용 고무제품에 있어서, 상기 접착층 내의 보강섬유는 신도가 우수한 셀룰로오스 섬유 또는 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유인 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품에 관한 것이다.
본 발명의 셀룰로오스 섬유는 높은 강도와 높은 탄성률을 가지면서, 동시에 셀룰로오스 분자내의 많은 히드록시(-OH) 작용기로 인하여 고무와의 접착력이 매우 탁월하기 때문에 고무 보강용 산업용 섬유 특히, 호스, 벨트 등의 보강 용도에 적합하다.
고무호스보강재, 셀룰로오스, 접착력, 형태안정성, 저수축

Description

셀룰로오스 섬유를 이용한 호스용 고무제품{Hose rubber products using cellulose fiber}
도 1은 본 발명에서 제안된 호스 보강용 섬유를 내층에 보강하여 제조된 호스의 단면 모식도이다.
본 발명은 내측 튜브, 셀룰로오스 섬유로 보강된 접착층 및 외측 튜브로 구성된 호스용 고무제품에 있어서, 상기 접착층 내의 보강섬유는 신도가 우수한 셀룰로오스 섬유 또는 탄성률 우수한 셀룰로오스 섬유인 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품에 관한 것이다.
현재 사용되는 고무호스 보강용 섬유로는 폴리에스테르, 나일론, 아라미드, 폴리비닐알콜(PVA) 및 레이온 등의 여러 소재가 사용되고 있으나, 각각의 소재는 호스 보강용 소재로서 갖추어야 할 다양한 기능을 모두 만족시키지는 못하므로, 각 보강 소재의 고유물성에 따라 그 용도를 정하여 사용되고 있다. 또한 상호 보완을 위하여 각기 다른 섬유를 다층 구조로 사용함으로써 각 소재의 약점을 극복하고 있다. 이러한 고무호스 보강용 섬유가 갖추어야 할 필요한 기본 성능으로는 (1)강도, 초기 모듈러스가 클 것 (2)내열성이 있고, 건·습열에서 열화되지 않을 것 (3)내굴곡성 (4)형태안정성 (5)고무와의 접착성이 우수할 것 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기의 성능 중 초기 모듈러스(탄성률)와 내열성 및 형태안정성이 특히 요구되는 항공 또는 각종 엔진의 오일 냉각수 이송 호스의 경우, 내굴곡성은 좋으나 형태안정성이 낮은 나일론을 단독으로 사용하는 것보다는 보강용 섬유를 사용하는 것이 수축률이 낮고 형태안정성이 우수한 특성을 지니게 할 수 있는데, 나일론이나 폴리에스테르를 안쪽에 보강하고, 바깥쪽에 탄성률이 높은 아라미드 또는 폴리비닐알콜 섬유를 복층구조로 이루게 하여 호스 보강용 섬유의 요구조건을 만족시키는 방법도 사용되고 있다. 또한 고온의 용액 이송용 호스의 경우에는 온도의 상승에 따른 물성 변화가 없어야 하므로, 레이온이나 아라미드가 주로 사용된다. 아라미드 섬유의 경우, 수축률이 매우 낮고 형태안정성과 탄성률이 높으며, 400℃까지도 열화가 일어나지 않는다는 장점이 있으나 가격이 높기 때문에 여러 가지 다른 대체 섬유들이 개발되어지고 있다.
또한 레이온 보강용 섬유의 경우에는 300℃정도까지도 분해가 일어나지 않고, 고무와의 접착력이 매우 좋으나 강도가 다소 낮고 흡습에 의한 탄성률 저하가 심하기 때문에 호스 생산시 수분 및 공정관리의 어려움이 있으며, 또한 호스로 제작된 후에도 표면의 손상 등으로 인하여 수분이 침투하는 경우, 강력과 모듈러스 저하로 인해 호스 성능의 저하가 발생하는 등의 단점이 있다. 따라서 강도가 우수 할 뿐만 아니라, 생산 공정상 발생할 수 있는 흡습시에도 강력과 탄성률을 유지할 수 있는 특성이 요구되고 있다.
한편, 셀룰로오스로 이루어진 인조섬유인 라이오셀 섬유는 레이온 섬유에 비해 신도와 열수축이 낮고, 강도 및 초기 탄성률은 높아 형태안정성이 뛰어날 뿐만 아니라, 수분율도 낮아서 습윤시에도 강력유지율과 탄성률 유지율이 80% 이상으로 높은 특징을 가지고 있다. 또한 라이오셀 섬유는 레이온과 마찬가지로 300℃ 까지도 열화가 일어나지 않고 탄성률이 유지되므로, 고온 용액 이송용 고무호스보강재로서 아라미드를 대체할 수 있는 대안으로 생각될 수 있다. 또한 기존의 레이온 공정은 이황화탄소나 황화수소 등의 물질에 의한 환경오염이 문제되었으나, NMMO(N-메틸모포린-N-옥사이드)에 의한 셀룰로오스 섬유의 제조 방법은 용매의 전량회수와 재사용에 따른 무공해 공정이라는 이점으로 인하여 셀룰로오스를 소재로 한 제품 제조공정에 많이 이용되고 있다.
이와 같은 셀룰로오스 섬유의 제조와 관련된 선행 발명은 다수 존재하고 이와 같은 방법들은 미국특허 제3,447,935호를 시작으로 하여 많은 방법이 제안된 바 있다. 그러나 산업용 셀룰로오스 섬유 특히 고무호스 보강용 셀룰로오스 섬유에 대한 특허는 전무한 실정이다.
미국특허 제4,759,388호에서는 항공, 자동차 등의 엔진 냉각용 오일, 진공펌프 윤활유 등에 사용될 수 있는 아크릴 고무호스에 대하여 기술하였다. 상기 특허에서는 호스의 형태안정성 및 내피로성을 모두 충족시키기 위하여, 신도가 높은 폴리에스테르를 안쪽에 보강하고, 강도가 폴리에스테르보다 1.1 내지 3배 높으며, 신도가 폴리에스테르보다 1.1 내지 3배 낮은 폴리아미드나 폴리비닐알콜 섬유를 바깥쪽에 보강함으로써 형태안정성 및 내피로성을 모두 만족하는 복층 구조의 고무호스를 구성하였다. 그러나 각 섬유의 접착력이 상이하여 각 층의 고무에 섬유를 보강시에 각기 다른 방법의 접착력 부여 방법이 필요하다는 불편함을 가진다.
또한 미국특허 제4,617,213호에서는 나일론을 보강섬유로 사용하여 제조된 브레이크 호스를 설명하고 있다. 그러나 이 호스도 나일론의 낮은 탄성률을 보상하기 위하여 레이온, 폴리에스테르, 아라미드, 폴리비닐알콜 등의 섬유에 RFL(Resorcinol Formaldehyde Latex)을 처리하여 고무와의 접착력을 부여한 후 복층 구조로 사용함으로써, 나일론 보강 섬유의 높은 내피로성과 레이온, 폴리에스테르, 아라미드, 폴리비닐알콜 섬유의 높은 탄성률 및 형태안정성을 동시에 가지는 고무호스 보강재를 제조하는 방법을 제시하고 있다.
그러나 상기의 발명들에서 제안된 방법은 각각 다른 종류의 고무호스 보강용 섬유를 사용함으로써 접착력이 상이함에 따른 고무의 분리 현상 및 각각의 보강층에 대한 섬유를 처리하는 제조공정이 별도로 구성되어야 하는 복잡성 및 경제성 등의 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점 및 단점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 고무호스 보강용 섬유에 적합한 강도와 탄성률을 가지면서 접착력이 높고, 수축력이 낮아서 높은 형태안정성을 가지면서 내굴곡성이 향상된 셀룰로오스 섬유를 얻기 위하여, 방사 조건을 조절함으로써 탄성률이 향상된 셀룰로오스 섬유를 제조하고, 또한 방사 조건을 조절하여 이 섬유보다 1.0 내지 2.5 배 높은 신도를 가짐으로써 내굴곡성을 향상시킨 셀룰로오스를 각각 제조하여, 같은 섬유를 사용하여 고무호스를 보강함으로써 제조 공정을 단순화시키면서 우수한 형태안정성 및 내굴곡성을 가지면서 고온에서도 높은 탄성률이 유지될 수 있는 고무호스 보강재를 제공한다.
이에 따른 본 발명은 내측 튜브, 셀룰로오스 섬유로 보강된 접착층 및 외측 튜브로 구성된 호스용 고무제품에 있어서, 상기 접착층 내의 보강섬유는 신도가 우수한 셀룰로오스 섬유 또는 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유인 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품을 제공한다.
또한, 상기 접착층 내의 보강섬유는 단층 또는 복층으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 내층 및 외층으로 이루어진 복층이다.
또한, 상기 신도가 우수한 셀룰로오스 섬유와 탄성률이 우수한 섬유를 첩착층 내의 내층 및 외층에 각각 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유는 신도가 우수한 셀룰로오스 섬유보다 1.0 내지 2.5배 높은 탄성률의 값을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접착층 내층은 보강섬유로 폴리에스테르 또는 나일론 섬유, 접착층 외층은 보강섬유로 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 접착층 내층은 신도 또는 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유, 접착층 외층은 보강섬유로 아라미드 또는 폴리비닐알콜 섬유로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 접착층 내의 보강섬유는 내층과 외층의 메쉬 폭이 0.5 내지 3.0mm인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명에 사용될 수 있는 셀룰로오스 필라멘트를 제조하기 위해서는 셀룰로오스의 순도가 높은 펄프를 사용해야 하며, 특히 고품질의 셀룰로오스계 섬유를 제조하기 위해서는 α-셀룰로오스 함량이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 중합도가 높은 셀룰로오스 분자를 사용하여 고배향구조 및 고결정화를 유도함으로써 높은 강도와 높은 탄성률을 가지도록 할 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용된 셀룰로오스는 중합도(DPw) 500-2,000 범위, α-셀룰로오스 함량 92% 이상인 펄프를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 벅키(Buckeye)사(미국) V-81 펄프를 나이프 바가 부착된 분쇄기를 사용하여 셀룰로오스 분말을 제조하였으며, 본 발명에 따른 제조 방법에서 셀룰로오스 분말의 평균 입자 직경은 500㎛ 이하, 바람직하게는 300㎛ 이하가 되는 것이 유리하다. 분말의 크기가 500㎛를 초과하면 압출기에서 일정하게 분산 및 팽윤이 되지 않는다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 섬유 제조 방법의 특징은 액상 농축 NMMO에 셀룰로오스 분말을 65 내지 105℃로 유지된 압출기에 연속적으로 공급하여 압출기 내에 서 혼합, 팽윤 및 용해시켜 균질한 셀룰로오스 용액을 제조한다. 상기 셀룰로오스 용액은 기어펌프 또는 스크류식 공급기로 압출기에 공급될 수 있으며, 또한 셀룰로오스 분말은 스크류식 공급기로 압출기에 주입하는 것이 바람직하다. 상기 압출기 내에서 혼합, 팽윤 및 용해된 셀룰로오스 용액 중 셀룰로오스 분말의 함량은 셀룰로오스 중합체의 중합도에 따라 농도를 달리하여 제조한다. 특히 상기 셀룰로오스 분말 함량이 5중량% 미만일 경우는 산업용 섬유로서의 물성을 가지지 못하며, 15중량%를 초과하면 NMMO 수용액으로 용해시키기 어려워서 균질한 용액을 얻기가 힘들게 된다.
압출기 내에서 혼합, 팽윤 및 용해된 셀룰로오스 용액의 점도는 100℃에서 1,000 내지 2,800 Pa·s, 바람직하게는 1,500 내지 2,500 Pa·s가 된다. 상기 셀룰로오스 용액의 점도가 1,000 Pa·s 이하일 경우에는 균일한 압력에 의한 노즐에서의 토출이 불가능하여 방사성에 문제를 발생시킬 수 있으며, 2,800 Pa·s를 초과하게 되면 방사온도에서의 고점도로 인하여 노즐 팩 및 용액라인의 압력이 높아져서 방사가 불가능하게 될 수 있다.
본 발명의 셀룰로오스 섬유를 제조하기 위해서는 건-습식 방사가 바람직하다. 건-습식 방사방법은 용액의 토출온도와 탈용매욕의 욕조온도를 독립적으로 설정할 수 있는 이점을 가지고 있어 탈용매 속도 조절에 의한 치밀한 구조를 유도할 수 있으며 기계적 물성을 높일 수 있다는 장점을 가진다. 뿐만 아니라 노즐로부터 토출된 용액의 주어진 권취속도에 따라 걸리는 인장응력으로 인하여 섬유의 분자배향이 증가될 수 있다는 이점을 가진다.
본 발명의 방법에 따라 제조되는 셀룰로오스 섬유는 바람직하게는 산업용 섬유, 더욱 바람직하게는 고무 보강용으로 사용되므로 용액의 균일한 냉각을 위한 오리피스 간격을 고려하여 상기 방사 노즐의 오리피스 개수는 300 내지 1,500이 되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 방사 노즐로부터 압출된 용액은 수직방향으로 공기층을 통과하여 응고욕에서 응고된다. 상기 공기층은 치밀하고 균일한 섬유를 얻고 또 원활한 냉각효과를 부여하기 위해 약 10∼300 mm의 범위로 조정되어 방사가 이루어지도록 한다. 상기 방사 과정 후, 응고욕을 통과한 필라멘트는 수세, 건조 및 유제처리가 된 후 권취된다.
본 발명의 내굴곡성이 향상된 셀룰로오스 섬유를 제조하기 위하여 응고욕을 빠져나온 필라멘트는 장력을 조절할 수 있는 수세기와 건조기를 사용하여 필라멘트당 0.05 내지 0.2 cN/데니어의 장력을 가하여 줌으로써 섬유의 탈용매 및 건조 속도를 늦춤으로써 비결정영역의 수축을 최대한으로 유도하여 최종 섬유의 신도를 높임으로써 내굴곡성을 향상시킬 수 있었다.
본 발명의 탄성률을 높인 셀룰로오스 섬유는 응고액 온도는 25℃, 농도는 30%가 되도록 NMMO 수용액을 조정하여 응고속도를 늦추어 결정의 치밀화를 유도하였으며, 응고욕을 빠져나온 필라멘트는 장력을 조절할 수 있는 수세기와 건조기를 사용하여 필라멘트당 0.2 내지 0.4 cN/데니어의 장력을 가하여 줌으로써 섬유의 비결정영역의 배향도를 최대한으로 높이고 결정의 치밀화를 유도하여 형태안정성이 향상된 탄성률이 높은 셀룰로오스를 제조할 수 있었다.
위와 같은 방사, 응고, 수세, 유제 처리, 건조 및 권취 공정에 의하여 제조된 필라멘트는 도 1에서 보는 바와 같이 고무호스 보강재로 사용되어 질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 하나인 도 1은 내측 튜브(1), 셀룰로오스 섬유로 보강된 접착층(2) 및 외측 튜브(5)로 구성된 호스용 고무제품이다.
도 1에서 호스용 내측 튜브(1)은 접착층(2)내에 내굴곡성이 향상된 셀룰로오스 섬유(3)과 탄성률이 높아 형태안정성이 우수한 셀룰로오스 섬유(4)에 의해 보강되어 둘러싸여진다. 이 때 각 보강층이 이루는 메쉬형태 폭(D)은 0.5 내지 3.0mm를 가지는 것이 적당하다. 만약 0.5mm 이하의 폭을 가질 경우에는 섬유의 밀도가 너무 조밀하여 호스의 유연성에 악영향을 주게 되며 또한 보강재의 비용이 상승하게 되며, 3.0mm 이상일 경우에는 각 섬유가 받는 외부로부터의 응력이 커지게 되어 보강재로서 역할을 수행할 수가 없다.
상기 내층과 외층에 보강을 위해 사용되어지는 셀룰로오스 필라멘트는 응고, 수세 및 건조의 장력 및 속도 조절을 통하여 각기 다른 특성을 가지도록 제조되었다.
또한 본 발명의 다른 실시예로 상기 접착층 내층은 보강섬유로 폴리에스테르 또는 나일론 섬유, 접착층 외층은 보강섬유로 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로 상기 접착층 내층은 신도 또는 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유, 접착층 외층은 보강섬유로 아라미드 또는 폴리비닐알콜 섬유로 이루어질 수 있다.
이하, 구체적인 실시 예 및 비교 예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 하기 실시 예 및 방법은 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예 및 비교 예에서 셀룰로오스 용액 및 필라멘트의 특성은 하기와 같은 방법으로 그 물성을 평가하였다.
물성 평가 방법
(a) 중량 평균 중합도(DPw)
용해한 셀룰로오스의 고유점도[IV]는 우베로드점도계를 이용하여 ASTM D539-51T에 따라 만들어진 0.5M 큐프리에틸렌디아민 히드록사이드용액으로 25±0.01℃에서 0.1 내지 0.6 g/dl의 농도범위에서 측정되었다. 고유점도는 비점도를 농도에 따라 외삽하여 구하며 이를 아래의 마크-호우윙크의 식에 대입하여 중합도를 구한다.
[IV] = 0.98×10-2DPw 0 .9
(b) 멀티 필라멘트의 강도(g/d), 절단신도(%), 탄성률(g/d) 및 중간신도(%)
열풍 건조기로 107℃에서 2시간 동안 건조 후 즉시 측정하였다. 상기 측정을 위하여 인스트롱(Instron)사의 저속 신장형 인장 시험기(Instron 4465)를 사용하였고, 이때 원사의 측정 조건은 80Tpm(80회 twist/m)의 꼬임을 부가한 후 시료장 250mm, 인장속도 300mm/min으로 측정하였다. 탄성률은 일정수준의 신장을 일으키기 위한 하중의 기울기로 표현되고, 강신도 시험에서의 신도-하중 곡선의 기울기를 말한다. 중간신도(Elongation at specific load)는 하중 4.5 kg(필라멘트가 1500 데니어인 경우) 또는 6.8 kg(필라멘트가 2000 데니어인 경우)인 지점의 신도를 나타내는데 중간신도가 낮을수록 탄성률이 크며 필라멘트의 변형이 적음을 나타낸다.
(c) 내열성 평가
본 발명에서 제조된 셀룰로오스 섬유 및 기존 호스 보강용 섬유는 아래의 방법을 이용하여 열적 특성을 평가하였다. 초기 제조 후 섬유의 강도를 상기에서 설명한 물성 측정방법으로 측정하고 150℃로 맞춰진 건조기에서 7일 동안 무하중상태로 열을 부여한 후 강도의 잔존률을 평가하였다. 원래의 강도에 대한 열을 가한 후의 강도에 대한 비율을 내열성의 척도로 정하였다.
(d) 건열수축률(%, Shrinkage)
25℃, 65 %RH에서 24시간 방치한 후, 0.05g/d의 정하중에서 측정한 길이(L0)와 150℃로 30분간 0.05g/d의 정하중에서 처리한 후의 길이(L1)의 비를 이용하여 건 열수축률을 나타낸다.
S(%) = (L0 - L1) / L0 × 100
(e) 접착력
접착력은 ASTM D4776-98 방법을 기준으로 H-테스트 방법으로 측정하였다.
실시 예
실시예 1
액상 농축 NMMO에 중합도(DPw)가 1,200(Buckeye사 V-81)인 펄프를 300 ㎛이하로 분쇄하여 분말상태로 제조한 다음 연속적으로 펄프 공급용 사이더 피더를 이용하여 쌍축압출기 내부로 강제 공급하였다. 상기 셀룰로오스 용액을 140∼150m/min으로 방사하였다. 상기 셀룰로오스 용액의 점도를 100℃의 온도에서 점도를 측정한 결과 1,900∼2,000 Pa·s가 되었다.
상기 방사 과정에서 방사용 노즐의 오리피스(orifice) 수를 900개로 하였으며, 오리피스 직경은 150 ㎛가 되도록 하였다. 오리피스 직경과 길이의 비(L/D)는 6, 외경이 100 mmΦ인 방사노즐로부터 70mm이 길이로 조정된 공기층을 통하여 토출시켰고, 상기 토출된 용액의 셀룰로오스 농도는 11.5중량%였다. 또한 최종 필라멘트 섬도는 1,200데니어가 되도록 조정하였다.
또한 호스 내층에 사용될 내굴곡성이 향상된 셀룰로오스을 제조하기 위하여 응고액 온도는 25℃, 농도는 20%가 되도록 NMMO 수용액을 조정하였으며, 응고액의 온도와 농도는 굴절계를 사용하여 연속적으로 모니터링을 하였다. 응고욕을 빠져나온 필라멘트는 장력을 조절할 수 있는 수세기와 건조기를 사용하여 필라멘트당 0.1 cN/데니어의 장력을 가하였다. 또한 탄성률을 높인 셀룰로오스 섬유는 응고액 온도는 25℃, 농도는 30%가 되도록 NMMO 수용액을 조정하여 응고속도를 늦추어 결정의 치밀화를 유도하였으며, 응고욕을 빠져나온 필라멘트는 장력을 조절할 수 있는 수세기와 건조기를 사용하여 필라멘트당 0.3 cN/데니어의 장력을 가하여 제조할 수 있었다.
제조된 필라멘트 원사를 다이렉트 연사기를 이용하여 30회/10cm로 연사한 후 통상의 RFL용액에 침지하여 열처리함으로써 '딥코드'를 제조하였다. 상기 딥코드의 물성을 표 1로 나타내었다.
상기의 방사 조건 및 제조된 원사 및 딥코드의 평가 항목 물성, 그리고 상기 섬유에 의해 제조된 호스의 피로특성을 표 1에 나타내었다.
표 1
Figure 112005078088864-pat00001
비교예 1
액상 NMMO에 용해되는 셀룰로오스 양은 12.0중량%로 조절하였으며, 섬도도 1500데니어가 되도록 조절하였다. 상기 셀룰로오스 용액의 점도는 100℃의 온도에서 점도를 측정한 결과 2,200∼2,400 Pa·s이었다. 이 후 실시예 1과는 다르게 내층과 외층의 배열을 조절하였으며, 이후 같은 평가 항목들을 평가하였고, 이를 표 1에 나타내었다.
비교예 2
액상 NMMO에 용해되는 셀룰로오스 양은 11.0중량%로 조절하였으며, 섬도도 1500데니어가 되도록 조절하였다. 상기 셀룰로오스 용액의 점도는 100℃의 온도에서 점도를 측정한 결과 1,700∼2,000 Pa·s이었다. 이 후 실시예 1 또는 비교예 1 과는 다르게 내층과 외층에 모두 중간의 탄성률과 신도값을 가지는 같은 셀룰로오스 섬유를 배열하였으며, 이후 같은 평가 항목들을 평가하였고, 이를 표 1에 나타내었다.
비교예 3
현재 상업화되어 항공기 및 자동차 엔진 오일 이송 및 브레이크 호스 등에 사용되어지는 호스를 분석하였으며, 이는 내층은 폴리에스테르로 구성되고, 외층은 형태안정성이 우수한 레이온으로 구성된 호스이다. 따라서 비교예의 호스를 구성하는 폴리에스테르 및 레이온 섬유를 셀룰로오스과 같은 방법으로 평가하였으며, 특히 폴리에스테르의 경우에는 접착력을 평가하기 위한 열처리 공정에서 2-딥(dip) 공정을 실시하였다. 또한 비교예의 호스에서 사용된 섬유는 섬도가 1500데니어였고, 상기 실시예와 같은 방법으로 평가를 실시하였다. 이 결과도 표 1에 나타내었다.
표 1 의 실시예 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 셀룰로오스 필라멘트는, 250 내지 355g/d의 탄성률 값을 가지고, 7.0g/d 이상의 높은 강도를 갖게 된다는 것을 알 수 있다. 특히 같은 재료로서 신도를 향상시킴으로써 내굴곡성이 증가된 섬유와 탄성률을 증가시킴으로써 형태안정성이 극대화된 섬유를 제조할 수 있으므로, 비교예 3에 비하여 현저히 높은 열안정성 및 치수안정성을 나타내고 있으며, 셀룰로오스 분자내에 히드록시(-OH)기와 고무층이 가지는 여러 작용기 간의 상호작용에 의하여 높은 접착력도 가진다는 것을 알 수 있다. 위와 같은 물성상의 특징 이외에도 공정의 단순화 및 이에 따른 경제성, 친환경적인 장점도 함께 가질 수 있다.
따라서 셀룰로오스 고무보강재는 높은 강도와 높은 탄성률을 온도변화에 따라서도 지속적으로 유지할 수 있는 특성을 요구하는 고무제품 보강재료 특히 호스용 보강재료나 이외에도 컨베이어벨트, V벨트 등의 벨트용 보강재료 등으로 사용되기에 적합하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 내측 튜브, 셀룰로오스 섬유로 보강된 접착층 및 외측 튜브로 구성된 호스용 고무제품에 있어서, 상기 접착층 내의 보강섬유는 신도가 우수한 셀룰로오스 섬유 또는 탄성률이 우수한 셀룰로오스 섬유인 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품에 관한 것이다. 본 발명의 셀룰로오스 섬유는 높은 강도와 높은 탄성률을 가지면서, 동시에 셀룰로오스 분자내의 많은 히드록시(-OH) 작용기로 인하여 고무와의 접착력이 매우 탁월하기 때문에 고무 보강용 산업용 섬유 특히, 호스, 벨트 등의 보강 용도에 적합하다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명 백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (7)

  1. 내측 튜브, 셀룰로오스 섬유로 보강된 접착층 및 외측 튜브로 구성된 호스용 고무제품에 있어서,
    상기 접착층의 셀룰로오스 보강섬유는 신도 6.0% 이상 또는 탄성률 300g/d 이상인 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접착층은 내층 및 외층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 접착층 내층은 신도 6.0% 이상의 셀룰로오스 섬유를, 접착층 외층은 탄성률 300g/d 이상의 셀룰로오스 섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 접착층 외층의 셀룰로오스 섬유가 접착층 내층의 셀룰로오스 섬유보다 1.0 내지 2.5배 높은 탄성률을 가지는 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 접착층의 내층은 폴리에스테르 또는 나일론 섬유로, 외층은 탄성률 300g/d 이상의 셀룰로오스 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 접착층의 내층은 신도 6.0% 이상의 셀룰로오스 섬유로, 외층은 아라미드 또는 폴리비닐알콜 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 접착층 내층과 외층의 보강섬유의 메쉬 폭은 0.5 내지 3.0mm인 것을 특징으로 하는 호스용 고무제품.
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