KR100745170B1 - 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조방법 - Google Patents

내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 복합단열섬유로써 비 석면으로 이루어지고, 고온은 물론 저온에서도 장시간에 걸쳐 그 섬유의 성질을 유지하고, 내화성 및 단열성이 좋음은 물론 비점착성, 저마찰계수, 비유성, 전기적특성, 내화학성 등이 뛰어난 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제1 특징은 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 구성된 복합 단열 섬유사로 제직, 편직하여 내열, 내한성의 복합단열섬유를 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유이다.
그리고 본 발명의 제2 특징은 카딩되기 전의 상태로서 내열, 내한성 복합 섬유를 제조하기 위한 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 원면을 준비함에 있어 30~120㎜의 섬유장을 갖는 1~6 데니어의 파라아라미드 섬유와 섬유장이 60~150㎜이고 섬도가 2~8 데니어의 실리카 섬유와 60~150㎜의 섬유장을 갖는 2~8 데니어의 테프론 섬유를 준비하여 상기 파라아라미드 섬유 20 내지 60 중량%와 실리카 섬유 20 내지 60 중량%와 테프론 섬유 10 내지 30 중량%로 혼합하여 조합기를 거쳐 믹싱(Mixing)하여 랩을 형성하는 혼타면 공정과; 상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬 라이버(Sliver)를 제조하는 소면(Carding) 공정과; 상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조하는 정소면(Combing) 공정과; 상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조(Drawing) 공정과; 상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조하는 조방(Roving) 공정과; 상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유 상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조하는 정방(Spinning) 공정과; 상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아주는 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정과; 상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)하는 합사 및 연사 공정과; 상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 최적의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 리와인딩(Re-winding) 공정과; 상기 리와인딩(Re-winding) 공정에 의해 제조된 내열, 내한성 복합 단열 섬유사를 이용하여 제직, 편직하여 테이프형, 튜브형, 원단형으로 피륙(Fabric)하여 복합섬유를 제조하는 제직, 편직 공정과; 상기 제직, 편직 공정에서 테이프형, 튜브형, 원단형 의 복합섬유를 용도에 맞추어 가공하는 가공처리 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 제조 방법이다.
위와 같은 본 발명은 첫째, 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 구성된 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 1,000℃ 이상의 고온은 물론 영하 270℃의 저온도에서 장시간이 지나더라도 그 섬유의 성질이 변하지 않아 내열, 내한성이 요구되는 분야의 용도에 사용될 수 있다.
즉, 온도의 변화에 따른 신축성이 거의 없어 안정성이 우수하며 고열에 의한 변형이적어 간접 및 직접 열에 의한 수축 및 이완이 거의 없어 형상유지가 가능하여 고온에 의한 위험을 줄일 수 있음은 물론 저온도에서도 그 섬유의 성질이 변하지 않아 내한성이 요구되는 용도에 사용될 경우 안정성이 보장되는 것이다.
둘째, 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 고온도 내구력은 물론 저온도 내구력이 강한 것이며, 또한 거의 모든 물질이 달라 붙지 않는 비점착성(Nonstick)과, 물이나 기름이 잘 묻지 않는 비유성(Nonwetting)과, 미끄러짐이 없는 저마찰성(Low Coeffieient of Friction)과, 매우 높은 절연성, 낮은 손실률, 우수한 표면 저항률을 갖는 전기적 특성(Unique Electrical Properties) 및 화학적 환경에 영향을 받지 않는 내화학성(Chemical Resistance)의 효과를 가질 수 있다.
셋째, 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 비 석면으로 이루어져 고열에서도 유리섬유나 석면섬유와 같은 발암성분이나 독성성분이 검출되지 않는 것이어서 인체에 해를 끼치지 않게 되는 것이며, 분진이 발생하지 않으므로 안전하게 사용할 수 있다.
넷째, 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 다양한 형태로 제직, 편직에 의해 구성될 수 있고 이러한 복합 단열 섬유는 공업용 자재, 안전보호구 및 방재용 비품, 특수 작업복, 기타 다양한 용도로 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.
특히, 상기 공업용 자재로는 관 또는 고무호스에 피복하여 관 또는 고무 호스를 보호할 수 있음은 물론 단열효과를 얻을 수 있고, 상기 관은 배관이나 가스, 액체 등의 유체관 또는 벨로우즈관 등의 다양한 관에 피복하여 사용할 수 있으며, 그리고 또한 용접불꽃 받이 시트(Spatter Sheet), 방화 및 방열 커튼, 커버, 단열재, 보온재, 흡음재, 닥트용 표면재 등에 사용할 수 있고, 제강작업 시 핫탑(hot top)과 인고트(ingot) 사이에 쇳물의 흐름을 방지하기 위한 실링용재, 고압호스 튜브용 등으로 사용할 수 있다.
그리고 상기 안전보호구 및 방재용 비품으로는 내열장갑, 두건, 앞치마, 토시, 각반, 전선(지하케이블)연소방지용 테이프, 내화매트, 가정용 소화포, 비상용 내화주머니, 피난로프 등에 사용할 수 있고, 상기 특수 작업복으로는 소방복, 방열복, 용접복, 화학복 등에 사용할 수 있으며, 상기 기타의 용도로는 선박, 병원, 극장 등의 커튼, 지하철 등의 좌석시트 단열층, 건물내장재로서의 벽지 등으로 사용할 수 있는 등의 그 용도가 다양하다.
다섯째, 섬유가 비교적 부드러운 상태를 유지하고 있어 틈새 막음이나 포장 또는 관이나 호스의 피복재 등 원하는 형상에 맞추어 작업이 가능하다.

Description

내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조 방법{Composition adiabatic fiber with composition adiabatic fiber yarn of heat-resistant, cold-resistant and maunfacturing method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 "내열, 내한성 복합 섬유"의 제조 공정도이다.
본 발명은 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 복합단열섬유로써 비 석면으로 이루어지고, 고온은 물론 저온에서도 장시간에 걸쳐 그 섬유의 성질을 유지하고, 내화성 및 단열성이 좋음은 물론 비점착성, 저마찰계수, 비유성, 전기적특성, 내화학성 등이 뛰어난 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 섬유의 방염이나 방화성은 섬유에 불꽃을 접촉하고 이것을 제거하였을 때 섬유가 스스로 불꽃을 내며 연소하는 것을 방지 또는 억제하도록 하는 것으로서 섬유가 지니는 특징으로 인하여 유리섬유나 석면과 같은 섬유일 경우에도 완벽하게 불연화하는 것은 곤란하다.
더구나 상기 유리섬유나 석면은 발암성과 독성 성분이 검출되는 것이고 분진 이 발생하는 것이어서 인체에 치명적인 해로움을 주어 그 사용이 규제되어가고 있는 실정이다.
섬유의 방염이나 방화는 주로 처음에는 의류용으로서 셀룰로오스 섬유를 대상으로 발전하여 왔으나 최근에는 합성섬유의 방염이나 방화의 목적으로 많은 연구가 이루어지고 있으며, 더욱더 발전을 거듭하여 합성섬유 중에서도 특수한 용도의 산업자재용으로서는 일반 PET섬유로 그 성능을 발휘할 수 없으므로 고기능성 섬유로서 아라미드섬유나 탄소섬유가 제조되어지고 있다.
그동안 난연, 내열 섬유의 환경이 발전하여 난연섬유는 인테리어를 중심으로, 또 내열 섬유는 방화복을 중심으로 착실하게 그 자리를 구축하여 왔다.
그러나 이러한 것들도 더욱 고도화되고, 다양화, 고속화하여 가는 사회에 있어서의 화재발생과 그에 따른 사고의 위험성에 대하여 더욱더 엄밀한 요구조건을 요구하고 있다.
즉, 난연성을 지니는 섬유를 개발함으로써 고열 및 화염에 우수한 방화성능을 지니고 또한 타오르지 않고 열이나 화염을 차단하여 주는 방염재로서의 안전한 의류분야나 산업자재분야의 최적의 소재는 신기술의 제조 분야의 하나로서 아직 기술적인 어려움을 지니고 있다.
현재 산업자재분야 등에서 최적의 소재로 신기술의 한 제조 분야로서 상기 아라미드섬유나 탄소섬유가 있다.
상기 아라미드섬유에 보강재로서 유리섬유를 혼합한 복합직물을 안출한 바 있으나 이러한 종래의 복합직물은 유리섬유나 석면을 혼합 구성으로 인해 발암 및 독성 성분이 검출되는 것이어서 인체에 치명적인 해로움을 주는 것이고 또한 분진이 발생하는 문제가 있는 것이다.
상기 아라미드섬유는 인장력과 연신율이 좋으며 분진발생이 적고 미끄럼이 없으며 장섬유이므로 원사 등의 제조가 용이하나 내열성이 낮은 결점이 있고, 상기 탄소섬유는 미세분진이 발생할 가능성이 있고 섬유조직이 미끄러우며 단섬유이므로 원사의 제조가 용이하지 않으나 열에 강한 장점이 있다.
따라서 인장력과 연신율이 좋은 아라미드 섬유와 내열 내화성이 좋은 탄소 섬유를 혼합하여 내열성이 양호한 복합단열섬유를 발명하여 본 출원인에 의하여 특허출원 제10-2005-0120506호(이하, 인용발명이라 함)로 출원한바 있다.
그런데, 상기 인용발명은 내열성은 어느 정도 있으나 1000℃ 이상의 고온에서 3~5분이 경과하면 섬유가 완전히 분해되어 그 형상이 소실됨으로 단열효과를 유지하기 어려움 단점이 있다.
본 발명자는 이러한 아라미드 섬유와 탄소 섬유의 혼합 복합단열섬유의 단점을 해소하여 장시간이 지나도 고온도 내구력은 물론 저온도 내구력이 강하여 그 섬유의 성질이 유지되어 섬유 형상이 그대로 유지되는 섬유를 제공하기 위하여 안출된 것으로 내열성이 좋은 파라아라미드 섬유와 내열성은 물론 고온에서도 형태 안정성이 양호한 실리카 섬유와 고온 내열성은 물론 저온에서도 섬유의 성질이 유지되고, 비점착성, 저마찰계수, 비유성, 전기적특성, 내화학성 등이 뛰어난 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 고온도 내구력과 저온도 내구력이 강한 내열, 내한성 등이 뛰어난 복합단열섬유를 발명하게 된 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 내열성이 좋은 파라아라미드 섬유와 내열성은 물론 고온에서도 형태 안정성이 양호한 실리카 섬유와 고온 내열성은 물론 저온에서도 섬유의 성질이 유지되고, 비점착성, 저마찰계수, 비유성, 전기적특성, 내화학성 등이 뛰어난 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 이루어진 내열, 내한성 복합단열섬유로써 석면과 같은 발암성 독성 물질을 내포하지 않으면서 고온과 저온에서도 장시간에 걸쳐 그 형상을 유지하는 고온도 내구력 및 저온도 내구력이 강한 내열, 내한성이 뛰어나고, 또한 저마찰성, 내약품성, 비흡수성, 비점착성, 절연안전성 및 단열효과 등이 우수한 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제1 실시예는 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 구성된 내열, 내한성의 복합단열섬유사로 제직, 편직하여 복합 단열 섬유를 구성하며 상기 복합 단열 섬유는 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 구성하는 것으로, 상기 파라아라미드 섬유는 20 내지 60 중량%로 하고 상기 실리카 섬유는 20 내지 60 중량%로 하며 상기 불소섬유인 테프론 섬유는 10 내지 30 중량%로 한다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제2 실시예는 카딩되기 전의 상태로서 내열, 내한성 복합 섬유를 제조하기 위한 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 원면을 준비함에 있어 30~120㎜의 섬유장을 갖는 1~6 데니어의 파라아 라미드 섬유와 섬유장이 60~150㎜이고 섬도가 2~8 데니어의 실리카 섬유와 60~150㎜의 섬유장을 갖는 2~8 데니어의 테프론 섬유를 준비하여 상기 파라아라미드 섬유 20 내지 60 중량%와 실리카 섬유 20 내지 60 중량%와 테프론 섬유 10 내지 30 중량%로 혼합하여 조합기를 거쳐 믹싱(Mixing)하여 랩을 형성하는 혼타면 공정과;
상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조하는 소면(Carding) 공정과;
상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조하는 정소면(Combing) 공정과;
상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조(Drawing) 공정과;
상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조하는 조방(Roving) 공정과;
상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유 상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조하는 정방(Spinning) 공정과;
상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감 아주는 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정과;
상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)하는 합사 및 연사 공정과;
상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 최적의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 리와인딩(Re-winding) 공정과;
상기 리와인딩(Re-winding) 공정에 의해 제조된 내열, 내한성 복합 단열 섬유사를 이용하여 제직, 편직하여 테이프형, 튜브형, 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 복합섬유를 제조하는 제직, 편직 공정과;
상기 제직, 편직 공정에서 테이프형, 튜브형, 원단형 등의 복합섬유를 용도에 맞추어 가공하는 가공처리 공정으로 이루어진다.
이하, 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예로서 내열, 내한성 복합 단열 섬유에 대한 실시예를 설명한다.
본 발명의 내열, 내한성 복합 섬유로서 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 구성된 내열, 내한성의 복합단열섬유사로 제직, 편직하여 복합단열섬유를 구성하며 상기 복합단열섬유는 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 구성한다.
상기 파라아라미드 섬유는 20 내지 60 중량%로 하고 상기 실리카 섬유는 20 내지 60 중량%로 하며 상기 불소섬유인 테프론 섬유는 10 내지 30 중량%로 한다.
그리고 상기 파라아라미드 섬유는 30~120㎜의 섬유장과 1~6 데니어로 이루어지고, 상기 실리카 섬유는 섬유장이 60~150㎜이고 섬도가 2~8 데니어로 이루어지며, 상기 테프론 섬유는 60~150㎜의 섬유장을 갖는 2~8 데니어로 이루어진다.
상기 파라아라미드 섬유는 내열성이 좋고 인장력을 높여준다.
그리고 상기 실리카 섬유는 산화실리콘(SiO2)의 함량이 95~99 중량% 이고, 삼산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 0.5~3.5중량% 이며, CaO 또는 MgO 중 어느 한 성분을 0.2~1.5 중량%를 함유하고 있어 고열에서도 그 형태를 유지하는 성질을 가지고 있어 1,000℃ 이상에서도 장시간 연속 사용이 가능하며 온도의 변화에 따른 신축성이 거의 없어 안정성이 우수하여 SiO2 가 주성분을 이루고 있어 전기절연체로서도 좋은 효과를 가질 수 있다.
상기 불소섬유인 테프론(Teflon) 섬유는 그 종류로서 PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), FEP(Fluoroethylenepropylene), PVDF(Polyvinylidene fluoride)로 된 섬유 중 어느 하나를 사용하며, 가장 바람직 하기로는 PTFE이며, 이는 내열성, 내한성, 내약품성, 저마찰성, 비점착성 등이 뛰어나다.
따라서, 상기 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유 가 혼합되어 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 구성된 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 1,000℃ 이상의 고온은 물론 영하 270℃의 저온도에서 장시간이 지나더라도 그 섬유의 성질이 변하지 않아 내열, 내한성이 요구되는 분야의 용도에 사용될 수 있는 것이다.
위와 같이 본 발명의 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 고온도 내구력은 물론 저온도 내구력이 강한 것이며, 또한 특히 상기 테프론 섬유는 거의 모든 물질이 달라 붙지 않는 비점착성(Nonstick)과, 물이나 기름이 잘 묻지 않는 비유성(Nonwetting)과, 미끄러짐이 없는 저마찰성(Low Coeffieient of Friction)과, 매우 높은 절연성, 낮은 손실률, 우수한 표면 저항률을 갖는 전기적 특성(Unique Electrical Properties) 및 화학적 환경에 영향을 받지 않는 내화학성(Chemical Resistance)의 효과를 가질 수 있다.
그리고 상기와 같이 구성된 본 발명의 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 비 석면으로 이루어져 발암성분과 독성성분이 검출되지 않는 것이어서 인체에 해를 끼치지 않게 된다.
따라서, 위와 같은 본 발명의 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 구성된 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 공업용 자재, 안전보호구 및 방재용 비품, 특수 작업복, 기타의 용도에 사용할 수 있다.
상기 공업용 자재로는 관 또는 고무호스에 피복하여 관 또는 고무 호스를 보호할 수 있음은 물론 단열효과를 얻을 수 있고, 상기 관은 배관이나 가스, 액체 등의 유체관 또는 벨로우즈관 등의 다양한 관에 피복하여 사용할 수 있다.
그리고 또한 용접불꽃 받이 시트(Spatter Sheet), 방화 및 방열 커튼, 커버, 단열재, 보온재, 흡음재, 닥트용 표면재 등에 사용할 수 있다.
그리고 제강작업 시 핫탑(hot top)과 인고트(ingot) 사이에 쇳물의 흐름을 방지하기 위한 실링용재, 고압호스 튜브용 등으로 사용할 수 있다.
상기 안전보호구 및 방재용 비품으로는 내열장갑, 두건, 앞치마, 토시, 각반, 전선(지하케이블)연소방지용 테이프, 내화매트, 가정용 소화포, 비상용 내화주머니, 피난로프 등에 사용할 수 있다.
상기 특수 작업복으로는 소방복, 방열복, 용접복, 화학복 등에 사용할 수 있다.
상기 기타의 용도로는 선박, 병원, 극장 등의 커튼, 지하철 등의 좌석시트 단열층, 건물내장재로서의 벽지 등으로 사용할 수 있다.
다음 본 발명의 제2 실시예로서 상기 본 발명의 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유가 혼합되어 구성되는 내열, 내한성의 복합 단열 섬유사를 제조하여 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 제직, 편직하여 복합 단열 섬유를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제1 공정- 혼타면 공정으로 카딩되기 전의 상태로서 내열, 내한성 복합 섬유를 제조하기 위한 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 원면을 준비함에 있어 30~120㎜의 섬유장을 갖는 1~6 데니어의 파라아라미드 섬유와 섬유장이 60~150㎜이고 섬도가 2~8 데니어의 실리카 섬유와 60~150㎜의 섬유장을 갖는 2~8 데니어의 테프론 섬유를 준비하여 상기 파라아라미드 섬유 20 내지 60 중량%와 실 리카 섬유 20 내지 60 중량%와 테프론 섬유 10 내지 30 중량%로 혼합하여 조합기를 거쳐 믹싱(Mixing)하여 랩을 형성한다.
제2 공정- 소면(Carding) 공정으로 상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조한다.
제3 공정- 정소면(Combing) 공정으로 상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조한다.
제4 공정- 연조(Drawing) 공정으로 상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조한다.
제5 공정- 조방(Roving) 공정으로 상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조한다.
제6 공정- 정방(Spinning) 공정으로 상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유 상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조한다.
제7 공정- 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정으로 상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목 적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아준다.
제8 공정- 합사 및 연사 공정으로 상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)한다.
제9 공정- 리와인딩(Re-winding) 공정으로 상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 최적의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주며 상기 리와인딩(Re-winding) 공정에 의해 제조된 내열, 내한성 복합 단열 섬유사를 이용하여 제직, 편직하여 테이프형, 튜브형, 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 복합 단열 섬유를 제조하는 제직, 편직 공정과;
상기 제직, 편직 공정에서 테이프형, 튜브형, 원단형 등의 복합 단열 섬유를 용도에 맞추어 가공하는 가공처리 공정으로 이루어진다.
이상과 같이하여 제조된 본 발명의 내열, 내한성 복합 단열 섬유는 1,000℃ 이상의 고온은 물론 영하 270℃의 저온도에서 장시간이 지나더라도 그 섬유의 성질이 변하지 않아 내열, 내한성이 요구되는 분야의 용도에 사용될 수 있고, 비점착성(Nonstick), 비유성(Nonwetting), 저마찰성(Low Coeffieient of Friction), 전기적 특성(Unique Electrical Properties) 및 내화학성(Chemical Resistance)의 효과를 가질 수 있으며, 발암성분과 독성성분이 검출되지 않는 것이다.
따라서, 공업용 자재, 안전보호구 및 방재용 비품, 특수 작업복, 기타의 용도에 사용할 수 있다.
상기 내열, 내한성 복합 단열 섬유사의 제조에서 파라아라미드 섬유의 섬유장이 30㎜이 미만이고 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 섬유장이 60㎜이 미만이면 방적성이 떨어져 방적이 어려우며, 파라아라미드 섬유의 섬유장이 120㎜보다 길고 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 섬유장이 150㎜보다 길면 소면 및 정소면 공정에서 빗질할 때 섬유가 엉키는 문제가 있어 적합하지 않으며 특히 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 절단이 발생하기 쉬운 문제가 있으며, 그 섬도는 사용목적에 따라 선정할 수 있지만 파라아라미드 섬유의 섬도가 1데니어 미만의 극세사인 경우에는 소면 정소면 공정에서 사가 절단되어 포합성이 저하되며, 6데니어보다 굵으면 실리카 섬유 및 테프론 섬유와의 혼합 시 미끄럼 현상이 발생할 염려가 있고, 실리카 섬유 및 테프론 섬유는 파라아라미드 섬유보다 쉽게 절단되는 경향이 있으므로 약간 굵은 섬유를 이용하는 것이다.
또한, 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 섬유장이 파라아라미드 섬유의 섬유장 보다 긴 것을 사용하는 이유 역시 실리카 섬유 및 테프론 섬유는 파라아라미드 섬유보다 쉽게 절단되는 경향이 있으므로 보다 긴 섬유를 이용하는 것이 작업성이 양호하기 때문이다.
한편, 혼타면 공정과 소면 공정에서 사용되는 실린더 및 도퍼의 침포는 사용하는 원면의 섬도와 섬유장에 따라 다른 것을 사용하는 것은 작업성을 위하여 당연한 것이며, 일반적으로 섬도가 굵거나 섬유장이 길면 침포의 높이나 밀도가 낮은 것을 사용하는 것이며, 이때 세심한 주의가 필요하다.
또한, 일반적으로 섬유의 공급량과 방출량 및 연신비에 따라서 테이커인(Takerin), 실린더(Cylinder), 워커(Worker), 스트립퍼(Stripper), 도퍼(Doffer)의 회전수(R.P.M)를 조종하는 것은 당연하다.
그리고 또한 제조된 내열, 내한성 복합 단열 섬유를 최적의 조건으로 유지하기 위해서는 통상적인 공정수분율을 유지하도록 정방 공정 이후에는 각각의 공정마다 급습을 하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있는 것이다.
첫째, 본 발명의 테이프형, 튜브형(루프형), 원단형 등으로 피륙(Fabric)하여 구성된 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 1,000℃ 이상의 고온은 물론 영하 270℃의 저온도에서 장시간이 지나더라도 그 섬유의 성질이 변하지 않아 내열, 내한성이 요구되는 분야의 용도에 사용될 수 있다.
즉, 온도의 변화에 따른 신축성이 거의 없어 안정성이 우수하며 고열에 의한 변형이적어 간접 및 직접 열에 의한 수축 및 이완이 거의 없어 형상유지가 가능하여 고온에 의한 위험을 줄일 수 있음은 물론 저온도에서도 그 섬유의 성질이 변하지 않아 내한성이 요구되는 용도에 사용될 경우 안정성이 보장되는 것이다.
둘째, 본 발명의 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 고온도 내구력은 물론 저온도 내구력이 강한 것이며, 또한 거의 모든 물질이 달라 붙지 않는 비점착성(Nonstick)과, 물이나 기름이 잘 묻지 않는 비유성(Nonwetting)과, 미끄러짐이 없는 저마찰성(Low Coeffieient of Friction)과, 매우 높은 절연성, 낮은 손실률, 우수한 표면 저항률을 갖는 전기적 특성(Unique Electrical Properties) 및 화학적 환경에 영향을 받지 않는 내화학성(Chemical Resistance)의 효과를 가질 수 있다.
셋째, 본 발명의 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 비 석면으로 이루어져 고열에서도 유리섬유나 석면섬유와 같은 발암성분이나 독성성분이 검출되지 않는 것이어서 인체에 해를 끼치지 않게 되는 것이며, 분진이 발생하지 않으므로 안전하게 사용할 수 있다.
넷째, 본 발명의 내열, 내한성의 복합 단열 섬유는 다양한 형태로 제직, 편직에 의해 구성될 수 있고 이러한 복합 단열 섬유는 공업용 자재, 안전보호구 및 방재용 비품, 특수 작업복, 기타 다양한 용도로 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.
특히, 상기 공업용 자재로는 관 또는 고무호스에 피복하여 관 또는 고무 호스를 보호할 수 있음은 물론 단열효과를 얻을 수 있고, 상기 관은 배관이나 가스, 액체 등의 유체관 또는 벨로우즈관 등의 다양한 관에 피복하여 사용할 수 있으며, 그리고 또한 용접불꽃 받이 시트(Spatter Sheet), 방화 및 방열 커튼, 커버, 단열재, 보온재, 흡음재, 닥트용 표면재 등에 사용할 수 있고, 제강작업 시 핫탑(hot top)과 인고트(ingot) 사이에 쇳물의 흐름을 방지하기 위한 실링용재, 고압호스 튜브용 등으로 사용할 수 있다.
그리고 상기 안전보호구 및 방재용 비품으로는 내열장갑, 두건, 앞치마, 토시, 각반, 전선(지하케이블)연소방지용 테이프, 내화매트, 가정용 소화포, 비상용 내화주머니, 피난로프 등에 사용할 수 있고, 상기 특수 작업복으로는 소방복, 방열복, 용접복, 화학복 등에 사용할 수 있으며, 상기 기타의 용도로는 선박, 병원, 극 장 등의 커튼, 지하철 등의 좌석시트 단열층, 벽지 등의 건축내장재 등에 사용할 수 있는 등의 그 용도가 다양하다.
다섯째, 섬유가 비교적 부드러운 상태를 유지하고 있어 틈새 막음이나 포장 또는 관이나 호스의 피복재 등 원하는 형상에 맞추어 작업이 가능하다.

Claims (6)

  1. 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 불소섬유인 테프론 섬유를 혼합하여 구성된 복합 단열 섬유사로 제직 또는 편직하여 내열, 내한성의 복합단열섬유를 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 파라아라미드 섬유는 30~120㎜의 섬유장과 1~6 데니어로 이루어지고, 실리카 섬유는 섬유장이 60~150㎜이고 섬도가 2~8 데니어로 이루어지며, 테프론 섬유는 60~150㎜의 섬유장을 갖는 2~8 데니어로 이루어진 것을 특징으로 하는 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유.
  5. 제1항에 있어서, 복합단열섬유는 관 또는 고무호스 피복용, 용접불꽃 받이 시트(Spatter Sheet), 방화 및 방열 커튼, 커버, 단열재, 보온재, 흡음재, 닥트 표 면재, 제강작업 시 핫탑(hot top)과 인고트(ingot) 사이에 쇳물의 흐름을 방지하기 위한 실링용재, 고압호스 튜브용의 공업용 자재와; 내열장갑, 두건, 앞치마, 토시, 각반, 전선(지하케이블)연소방지용 테이프, 내화매트, 가정용 소화포, 비상용 내화주머니, 피난로프의 안전보호구 및 방재용 비품과; 선박, 병원, 극장 등의 커튼, 지하철 등의 좌석시트 단열층용, 벽지용의 건축내장재로 사용함을 특징으로 하는 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유.
  6. 카딩되기 전의 상태로서 내열, 내한성 복합 섬유를 제조하기 위한 파라아라미드 섬유와 실리카 섬유 및 테프론 섬유의 원면을 준비함에 있어 30~120㎜의 섬유장을 갖는 1~6 데니어의 파라아라미드 섬유와 섬유장이 60~150㎜이고 섬도가 2~8 데니어의 실리카 섬유와 60~150㎜의 섬유장을 갖는 2~8 데니어의 테프론 섬유를 준비하여 상기 파라아라미드 섬유 20 내지 60 중량%와 실리카 섬유 20 내지 60 중량%와 테프론 섬유 10 내지 30 중량%로 혼합하여 조합기를 거쳐 믹싱(Mixing)하여 랩을 형성하는 혼타면 공정과;
    상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조하는 소면(Carding) 공정과;
    상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조하는 정소면(Combing) 공정과;
    상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조(Drawing) 공정과;
    상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조하는 조방(Roving) 공정과;
    상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유 상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조하는 정방(Spinning) 공정과;
    상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아주는 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정과;
    상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)하는 합사 및 연사 공정과;
    상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태에 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 리와인딩(Re-winding) 공정과;
    상기 리와인딩(Re-winding) 공정에 의해 제조된 내열, 내한성 복합 단열 섬유사를 이용하여 제직 또는 편직하여 복합섬유를 제조하는 제직, 편직 공정과;
    상기 제직, 편직 공정에서 복합섬유를 용도에 맞추어 가공하는 가공처리 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내열, 내한성 복합 섬유사를 이용한 복합섬유 제조 방법.
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