KR101169006B1 - Processing method for aramid fabric and aramid fabric thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아라미드 직물의 가공방법 및 이에 의해 가공된 아라미드 직물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 광그라프트(Photografting)를 이용하여 아라미드 직물의 표면을 개질함으로써 염색성을 향상시키는 아라미드 직물의 가공방법과 이러한 가공방법에 의해 가공된 아라미드 직물에 관한 것이다.The present invention relates to a process for processing aramid fabrics and to processed aramid fabrics thereby. More particularly, the present invention relates to a method for processing aramid fabrics which improves dyeability by modifying the surface of the aramid fabrics using photografting, and to aramid fabrics processed by such processing methods.
아라미드(Aramid)란 방향족 폴리아미드(aromatic polyamid)형 섬유의 총칭이며, 구체적으로는 방향족 고리 사이에 아미드결합(-NHCO-)이 85% 이상 이루어진 분자 구조의 섬유를 말한다. 이러한 아라미드는 분자구조가 치밀하고 결정성이 높으며 분자 간 수소 결합을 하고 있다. Aramid is a general term for aromatic polyamid fibers, and specifically refers to fibers having a molecular structure in which at least 85% of amide bonds (-NHCO-) are formed between aromatic rings. These aramids have a dense molecular structure, high crystallinity, and intermolecular hydrogen bonds.
아라미드는 하기의 [화학식 1]과 같이 아미드결합의 위치에 따라 메타 아라미드(Meta-Aramid)와 파라 아라미드(Para-Aramid)로 구분되는데, 벤젠고리의 메타(meta)위치에 아미드결합을 갖는 것을 메타 아라미드(Meta-Aramid)라고 하고, 파라(para)위치에 아미드결합을 갖는 것을 파라 아라미드(Para-Aramid)라고 한다. Aramid is divided into meta aramid and para aramid according to the position of the amide bond as shown in [Formula 1] below, meta having an amide bond in the meta position of the benzene ring meta It is called aramid (Meta-Aramid), and those having an amide bond in the para ( para ) position is called para-Aramid.
이 중에서 메타 아라미드는 난연성과 내열성이 우수하여 방화복, 절연재, 산업용필터, 디스크 브레이크용 열차폐재(heat shield) 및 특수 가구용 복합소재 등을 제작하는데 사용된다. Among them, meta aramid is excellent in flame retardancy and heat resistance, and is used for manufacturing fire protection clothing, insulation material, industrial filter, heat shield for disc brake, and composite material for special furniture.
파라 아라미드는 강도, 탄성율 및 내마모성이 우수하고 금속이나 무기 재료에 비해 가볍우며 가공이 편리하기 때문에 고성능 타이어, 호스, 벨트, 광케이블 보강재, 방탄소재, 브레이크 마찰재 및 카스킷 실링 재료 등의 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. Para aramid has excellent strength, elastic modulus and wear resistance, and is lighter than metals or inorganic materials and is easy to process. Is being applied.
그러나, 아라미드는 일반적인 섬유에 비해서 유리전이온도가 높고 분자구조가 치밀한 고결정성이기 때문에 염료의 침투가 어려워 염색을 하기 곤란하다는 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 지금까지 혼방소재나 다양한 착색응용 제품에 아라미드를 적용하는 것은 쉽지 않은 일이었다. However, aramid has a disadvantage in that dyeing is difficult to penetrate due to high glass transition temperature and high crystallinity with high molecular structure compared to general fibers, making dyeing difficult. For this reason, it has not been easy to apply aramid to blend materials or various coloring applications.
이러한 문제를 개선하기 위해 종래에는 아라미드 섬유를 염색하기 위한 기술들이 개발되기도 하였으나, 염색을 위한 조건이 까다롭거나 섬유의 강도를 저하시키는 등의 문제를 가지고 있다.Conventional techniques for dyeing aramid fibers have been developed to improve this problem, but have a problem such as difficult conditions for dyeing or lowering the strength of the fiber.
가령 원착법은 섬유제조시 안료를 폴리머에 혼입하기 때문에 폴리머의 교체 손실이 크고, 단일의 색상을 대량으로 생산할 필요가 있어 소량 생산이 곤란하며, 내열성이 있는 안료를 선정해야 하는 문제가 있다.For example, the original method has a large replacement loss of the polymer because the pigment is incorporated into the polymer during the manufacture of the fiber, it is necessary to produce a large amount of a single color, it is difficult to produce a small amount, there is a problem to select a pigment with heat resistance.
두 번째로 캐리어 염색법은 섬유를 이완구조로 개질하고, 용제를 병용하기 때문에 아라미드 섬유의 강도가 저하되고 용제회수처리 등이 필요하다.Secondly, the carrier dyeing method modifies the fiber into a relaxed structure and uses a solvent in combination, so that the strength of the aramid fiber is lowered and a solvent recovery treatment is required.
세 번째로 초고온고압 염색법은 190℃ 이상의 초고온에서 처리하기 때문에 고내열성 염료와 중후한 설비가 필요하며, 에너지가 대량으로 소비되는 단점이 있다.Thirdly, the ultra high temperature and high pressure dyeing method requires a high heat-resistant dye and a heavy equipment because it is treated at an extremely high temperature of 190 ° C. or higher, and has a disadvantage of consuming a large amount of energy.
마지막으로 초임계 염색법은 초임계 유체(supercritical fluid)를 이용한 염색법으로 아직까지 이와 관련된 설비기술이 미비하여 실질적인 적용을 위해서는 관련설비기술의 추가적인 개발이 더 필요한 상황이다.Lastly, the supercritical dyeing method is a dyeing method using a supercritical fluid, and the related equipment technology is still insufficient and further development of related equipment technology is required for practical application.
본 발명은 광그라프트(photografting)를 이용하여 아라미드 직물의 표면을 개질함으로써 염색성을 향상시키는 아라미드 직물의 가공방법과 이러한 가공방법에 의해 가공된 아라미드 직물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for processing aramid fabric which improves dyeability by modifying the surface of the aramid fabric using photografting, and an aramid fabric processed by such a processing method.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 a) 자외선 경화형 단량체, 광개시제 및 습윤제를 용매에 혼합하여 가공제 조성물을 제조하는 단계; b) 상기 가공제 조성물에 아라미드 직물을 침지하는 단계; 및 c) 상기 아라미드 직물에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 아라미드 직물의 가공방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: a) preparing a processing agent composition by mixing an ultraviolet curable monomer, a photoinitiator and a wetting agent in a solvent; b) immersing aramid fabric in the processing agent composition; And c) irradiating UV rays to the aramid fabric.
또한, 본 발명은 상기 가공방법에 의해 가공된 아라미드 직물을 제공한다.The present invention also provides an aramid fabric processed by the processing method.
본 발명에 따르면 아라미드 직물이 가지는 고유의 특성을 손상시키지 않으면서 아라미드 직물의 염색성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 아라미드 직물을 혼방소재나 다양한 착색응용 제품에 적용할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that the dyeability of the aramid fabric can be improved without damaging the inherent properties of the aramid fabric. In addition, there is an advantage that the aramid fabric can be applied to mixed materials or various coloring applications.
도 1은 단일고분자와 단일고분자의 표면에 그라프트 사슬이 결합된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아라미드 직물의 가공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 아민 상승효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 벤조페논이 함유된 가공제 조성물액에서의 자외선 경화형 단량체 농도에 따른 메타 아라미드 직물의 그라프트율 및 그라프트 효율의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 4-벤조일벤조익 액시드가 함유된 가공제 조성물에서의 자외선 경화형 단량체 농도에 따른 메타 아라미드 직물의 그라프트율 및 그라프트 효율의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 4-벤조일벤조익 액시드가 함유된 가공제 조성물에서의 자외선 경화형 단량체 농도에 따른 파라 아라미드 직물의 그라프트율 및 그라프트 효율의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 C.I. Reactive Red 84와 C.I. Reactive Blue 50 및 C.I. Reactive Yellow 39의 화학식을 도시한 도면이다.
도 8은 비교예 1과 염색된 실시예 5의 표면염착농도 및 흡진율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 비교예 2와 염색된 실시예 17의 C.I. Reactive Red 84와 C.I. Reactive Blue 50의 표면염착농도(K/S)와 흡진율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예 5와 실시예 17의 염색 견뢰도를 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 자외선 조사 에너지에 따른 메타 아라미드 성형물의 표면원소 함량변화를 나타낸 도면이다.
도 12는 비교예 1과 실시예 5의 전계방사형 주사전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 13은 비교예 2와 실시예 17의 전계방사형 주사전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram showing a state in which graft chains are bonded to a surface of a single polymer and a single polymer.
Figure 2 is a flow chart for explaining the processing method of aramid fabric according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the amine synergy.
Figure 4 is a graph showing the measurement results of the graft ratio and the graft efficiency of the meta-aramid fabric according to the concentration of ultraviolet curing monomer in the benzophenone-containing processing agent composition solution.
FIG. 5 is a graph showing the measurement results of graft ratio and graft efficiency of meta-aramid fabrics according to UV-curable monomer concentration in a processing agent composition containing 4-benzoylbenzoic acid.
Figure 6 is a graph showing the measurement results of the graft ratio and the graft efficiency of the para-aramid fabric according to the UV-curable monomer concentration in the processing agent composition containing 4-benzoylbenzoic acid.
7 is a diagram illustrating a chemical formula of CI Reactive Red 84, CI Reactive Blue 50, and CI Reactive Yellow 39.
8 is a graph showing the surface dyeing concentration and the removal rate of Comparative Example 1 and dyed Example 5.
FIG. 9 is a graph showing surface dyeing concentrations (K / S) and a reduction rate of CI Reactive Red 84 and CI Reactive Blue 50 of Comparative Example 2 and dyed Example 17. FIG.
10 is a view showing the results of evaluation of the dyeing fastness of Example 5 and Example 17.
11 is a view showing the surface element content change of the meta-aramid molding according to the ultraviolet irradiation energy.
12 is a view showing field emission scanning electron micrographs of Comparative Example 1 and Example 5. FIG.
13 is a view showing field emission scanning electron micrographs of Comparative Example 2 and Example 17.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, detailed description is abbreviate | omitted when it is judged that it may obscure the summary of this invention. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention may be implemented by those skilled in the art without being limited or limited thereto.
도 1은 단일고분자와 단일고분자의 표면에 그라프트 사슬이 결합된 상태를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a state in which graft chains are bonded to a surface of a single polymer and a single polymer.
본 발명에 따른 아라미드 직물의 가공방법은 광그라프트(photografting)법을 이용하여 아라미드 직물의 표면을 개질함으로써 아라미드 직물의 염색성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.The method for processing aramid fabric according to the present invention is characterized by improving the dyeability of the aramid fabric by modifying the surface of the aramid fabric using a photografting method.
다시 말해, 도 1에 도시된 바와 같이 광그라프트법을 이용하여 아라미드 직물의 표면에 단량체 또는 올리고머 그라프트 사슬을 도입하고, 여기에 반응성 염료를 결합시켜 아라미드 직물의 염색성을 향상시키는 것이다.In other words, as shown in FIG. 1, monomer or oligomer graft chains are introduced to the surface of the aramid fabric using a photografting method, and reactive dyes are bonded thereto to improve the dyeability of the aramid fabric.
참고로, 광그라프트법은 가시광선 또는 자외선 등의 광 조사에 의해 개질하고자하는 섬유고분자 표면에 단량체 또는 올리고머 그라프트 사슬을 도입하는 표면개질법을 말한다.For reference, the photografting method refers to a surface modification method of introducing a monomer or oligomer graft chain onto a surface of a fiber polymer to be modified by light irradiation such as visible light or ultraviolet light.
이러한 광그라프트법은 다양한 기능을 가진 그라프트 사슬을 선택적이면서도 높은 밀도로 도입할 수 있고, 공유결합을 형성함으로써 탈리 방지 및 도입된 사슬의 안정성을 장기적으로 보장할 수 있는 장점이 있다.The optical graft method can introduce graft chains having various functions in a selective and high density, and by forming a covalent bond, there is an advantage of preventing desorption and ensuring long-term stability of the introduced chain.
광그라프트 시 높은 그라프트 효율을 나타내도록 하기 위해서는 자외선 조사 에너지, 조사강도, 조사 파장 분포 등과 같은 조사 조건과 자외선 경화형 단량체 및 올리고머, 광개시제, 첨가제 및 희석제 등의 종류와 기질의 두께, 불활성 기체, 산소차단 등의 조건을 적절히 선택하고 조절해야 한다. In order to show high graft efficiency during photografting, irradiation conditions such as UV irradiation energy, irradiation intensity, irradiation wavelength distribution, types of UV curable monomers and oligomers, photoinitiators, additives and diluents, substrate thicknesses, inert gases, Conditions such as oxygen blocking must be properly selected and controlled.
왜냐하면 상기한 요인들은 산소금지작용과 관련되기 때문이다. Because the above factors are related to the oxygen inhibiting action.
산소금지작용이란 자외선 조사에 의해 생성된 라디칼들이 광그라프트 중합을 위한 개시 또는 전파 단계를 거치는 동안 대기 중의 산소와 빠르게 반응하여 상대적으로 안정한 퍼옥시라디칼을 형성함으로써 그라프트 중합을 개시하지 못하게 하는 것을 말한다.Oxygen-inhibiting action means that radicals generated by ultraviolet irradiation react rapidly with oxygen in the atmosphere during the initiation or propagation step for photograft polymerization, thus preventing the initiation of graft polymerization by forming relatively stable peroxy radicals. Say.
이와 같은 산소금지작용은 중합 효율을 감소시키는 원인이 되기 때문에 산소금지작용을 극복하는 것은 그라프트 효율의 향상을 위해 매우 중요하다. Since this oxygen inhibiting action causes a decrease in the polymerization efficiency, overcoming the oxygen inhibiting action is very important for improving the graft efficiency.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아라미드 직물의 가공 절차를 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flow chart for explaining the processing procedure of aramid fabric according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아라미드 직물의 가공 절차를 설명한다.Hereinafter, the processing procedure of the aramid fabric according to a preferred embodiment of the present invention with reference to FIG.
아라미드 직물의 가공을 위해서는 먼저, 자외선 경화형 단량체, 광개시제 및 습윤제를 용매에 혼합하여 가공제 조성물을 제조한다(S110).In order to process the aramid fabric, first, a UV curable monomer, a photoinitiator and a wetting agent are mixed in a solvent to prepare a processing agent composition (S110).
여기서, 자외선 경화형 단량체는 아크릴레이트계(Acrylate, R-OCOHC=CH2), 아크릴아마이드계(Acrylamide, R-NCOHC=CH2) 및 말레이마이드계(Maleimide, H2C2(CO)2N-R)와 같은 단량체를 이용할 수 있다.Herein, the UV curable monomers include acrylates (Acrylate, R-OCOHC = CH 2 ), acrylamides (Acrylamide, R-NCOHC = CH 2 ) and maleimide (Maleimide, H 2 C 2 (CO) 2 NR) Monomers such as can be used.
바람직하게 상기 자외선 경화형 단량체는 아크릴레이트를 기본 구조로 가지고, 일차?이차 아민(amino, NH2, NH)을 가지거나 티올(thiol, SH)기 또는 하이드록시(hydroxyl, OH)기의 작용기를 가진 단량체를 사용한다.Preferably, the UV curable monomer has an acrylate as a basic structure, and has a primary or secondary amine (amino, NH 2 , NH) or a thiol (SH) group or a hydroxyl (hydroxyl, OH) group. Monomers are used.
예를 들면 아크릴아마이드(Acrylamide), 메타크릴아마이드(Methacrylamide), 하이드록시메틸아크릴아마이드 솔루션(N-[Hydroxy methyl]acrylamide solution), 메틸렌비스아크릴아마이드(N,N-Methylenebisacrylamide) 및 2-하이드록시 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 등이 있다. For example acrylamide, methacrylamide, hydroxymethylacrylamide solution, N, N-Methylenebisacrylamide and 2-hydroxy meta Acrylate (2-hydroxyethyl methacrylate).
더욱 바람직하게 자외선 경화형 단량체는 분자구조에 이차 아민 구조를 가져서 반응성 염료와 반응할 수 있는 작용기가 있고, 질소 원소의 알파(α) 탄소가 존재하여 산소금지작용을 감소시키는 역할을 할 수 있는 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드(N-{3-[Dimethylamino]propyl} methacrylamide)를 사용하는 것이 바람직하다. More preferably, the UV-curable monomer has a functional group capable of reacting with a reactive dye by having a secondary amine structure in its molecular structure, and the alpha (α) carbon of the nitrogen element is present to play a role of reducing oxygen inhibition. Preference is given to using dimethylaminopropyl methacrylamide (N- {3- [Dimethylamino] propyl} methacrylamide).
상기 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드와 같이 질소 원소의 알파 위치에 탄소 원소가 존재하는 단량체는 아민 상승효과를 나타내는 효과가 있다.The monomer in which the carbon element is present in the alpha position of the nitrogen element, such as 3-dimethylaminopropyl methacrylamide, has an effect of exhibiting an amine synergistic effect.
도 3은 아민 상승효과를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the amine synergy.
도 3에 도시된 바와 같이 광에 의해 아민이 질소에 인접한 C-H기의 수소원자를 공여(供與)시킴으로써 라디칼이 형성되면, 대기중의 산소와 만나 퍼옥사이드(-OOH) 형태의 구조를 형성시키게 된다. 이 구조는 다시 광그라프트 중합에 필요한 라디칼을 형성시킴으로써 계속적으로 라디칼이 생성된다. 따라서, 산소에 의해 광중합에 필요한 라디칼이 감소하는 것을 막을 수 있게 되는 것이다. As shown in FIG. 3, when a amine forms a radical by donating a hydrogen atom of a CH group adjacent to nitrogen by light, it meets with oxygen in the atmosphere to form a peroxide (-OOH) structure. do. This structure produces radicals continuously by again forming the radicals required for photografting polymerization. Therefore, it is possible to prevent the radicals required for photopolymerization from decreasing by oxygen.
본 발명에서는 광그라프트에 이용되는 자외선 경화형 단량체로서 상기와 같은 아민 상승효과가 나타나는 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드을 이용하기 때문에 그라프트 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the present invention, since 3-dimethylaminopropyl methacrylamide, which exhibits the above-described amine synergistic effect, is used as the UV-curable monomer used in the photografting, the graft efficiency can be further improved.
가공제 조성물을 이루는 자외선 경화형 단량체의 함량은 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5~90중량%로 하며, 이는 아라미드 직물의 종류에 따라 조절하는 것이 바람직하다.The content of the ultraviolet curable monomer constituting the processing agent composition is 5 to 90% by weight based on the weight of the processing agent composition, which is preferably adjusted according to the type of aramid fabric.
구체적으로 아라미드 직물이 메타 아라미드 직물인 경우 자외선 경화형 단량체는 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5~50중량%, 더욱 바람직하게는 20~40중량%가 되도록 한다.Specifically, when the aramid fabric is a meta aramid fabric, the ultraviolet curable monomer is 5 to 50% by weight, more preferably 20 to 40% by weight based on the weight of the processing agent composition.
메타 아라미드에 적용되는 자외선 경화형 단량체의 중량비가 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5중량% 미만이면 광그라프트에 의한 그라프트 효율이 적어 아라미드 직물의 염색을 위한 가공의 의미가 없고, 50중량%를 초과한다 하여도 그에 따라 그라프트 효율이 향상되는 것은 아니다.When the weight ratio of the ultraviolet curable monomer applied to meta aramid is less than 5% by weight based on the weight of the processing agent composition, the graft efficiency due to the optical graft is low, which does not mean processing for dyeing the aramid fabric, and 50% by weight. If exceeded, the graft efficiency is not improved accordingly.
파라 아라미드 직물의 경우에 자외선 경화형 단량체의 함량은 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5~90중량%, 더욱 바람직하게는 40~60중량%가 되도록 한다.In the case of para aramid fabrics, the content of the ultraviolet curable monomer is 5 to 90% by weight, more preferably 40 to 60% by weight, based on the weight of the processing agent composition.
메타 아라미드의 경우와 같이 파라 아라미드의 경우에도 적용되는 자외선 경화형 단량체의 중량비가 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5중량% 미만이면 광그라프트에 의한 그라프트 효율이 적어 아라미드 직물의 염색을 위한 가공의 의미가 없고, 90중량%를 초과한다 하여도 그에 따라 그라프트 효율이 향상되지 않는다.As in the case of meta-aramid, in the case of para-aramid, if the weight ratio of the UV-curable monomer is less than 5% by weight based on the weight of the processing agent composition, the graft efficiency due to the photografting is low, and thus the process for dyeing aramid fabric There is no meaning, and even if it exceeds 90 weight%, graft efficiency does not improve accordingly.
광개시제는 에너지원인 가시광으로부터 반응 활성종인 라디칼을 생성해내는 역할을 하는 것으로 수소치환형, 직접개열형 및 이온반응형 등을 이용할 수 있으며, 이 외에도 자외선 조사에 의해 여기되어 광중합을 일으키는 작용을 하는 물질이라면 특별히 그 종류가 제한되는 것은 아니다.The photoinitiator plays a role of generating radicals that are reactive species from visible light, which is an energy source, and may be hydrogen-substituted, direct cleavage, or ion-reactive. In addition, they are excited by ultraviolet irradiation and cause photopolymerization. If the type is not particularly limited.
바람직하게 광개시제는 수소치환형 광개시제를 사용한다. 수소 치환형 광개시제는 광을 받으면 단독으로는 라디칼을 발생시킬 수 없고, 타 수소공여체에서 라디칼을 발생시켜 반응을 개시한다. Preferably the photoinitiator uses a hydrogen substituted photoinitiator. When the hydrogen-substituted photoinitiator receives light alone, it cannot generate radicals alone, and generates a radical from another hydrogen donor to initiate the reaction.
본 발명에 따른 광그라프트 시 상기한 타 수소공여체의 역할은 아라미드 직물이 담당하게 되는데, 이 경우 아라미드 직물의 분자쇄와 단량체는 공유 결합을 형성하기 때문에 탈리를 방지할 수 있고, 도입된 사슬의 장기적인 안정성을 보장 할 수 있게 되는 것이다.In the photografting according to the present invention, the role of the other hydrogen donor is played by the aramid fabric. In this case, since the molecular chain and the monomer of the aramid fabric form a covalent bond, desorption can be prevented. It will be able to guarantee long-term stability.
이러한 수소치환형 광개시제로는 벤조페논(Benzophenone), 4-벤조일벤조익 액시드(4-benzoylbenzoic acid), 캄포퀴논(camphorquinone), 안트라퀴논(anthraquinone), 티오잔톤(Thioxanthone), 이들의 치환체 및 이들의 유도체 등을 이용할 수 있다. Such hydrogen-substituted photoinitiators include benzophenone, 4-benzoylbenzoic acid, 4-benzoylbenzoic acid, camphorquinone, anthraquinone, thioxanthone, their substituents, and these Derivatives may be used .
광개시제의 함량은 가공제 조성물의 중량을 기준으로 0.25~36중량%, 더욱 바람직하게는 0.5~18중량%가 되도록 한다. 더욱 구체적으로 광개시제의 함량은 자외선 경화형 단량체의 중량을 기준으로 5~40중량%가 되도록 하며, 바람직하게는 10~20중량%인 것이 좋다.The content of the photoinitiator is 0.25 to 36% by weight, more preferably 0.5 to 18% by weight based on the weight of the processing agent composition. More specifically, the content of the photoinitiator is 5 to 40% by weight based on the weight of the ultraviolet curing monomer, preferably 10 to 20% by weight.
가공제 조성물의 중량을 기준으로 한 광개시제의 함량이 0.25중량% 미만이면 광그라프트에 의한 효과가 미미하고, 36중량%를 초과하면 과량으로 발생된 라디칼이 종결반응을 촉진시켜 광그라프트 효율이 감소되는 문제가 있다.When the content of the photoinitiator based on the weight of the processing agent composition is less than 0.25% by weight, the effect of photografting is insignificant, and when it exceeds 36% by weight, the radicals generated in excess promote the termination reaction to increase the photografting efficiency. There is a problem that is reduced.
습윤제는 아라미드 직물의 가공제 조성물에 대한 흡수율을 향상시키는 역할을 한다.Wetting agents serve to improve the absorption of the aramid fabric into the processing agent composition.
습윤제로는 트리톤X-100(Triton X-100)을 이용할 수 있으며, 함량은 가공제 조성물의 중량을 기준으로 0.05~0.2중량% 포함된다.As the wetting agent, Triton X-100 may be used, and the content may be 0.05 to 0.2% by weight based on the weight of the processing agent composition.
용매는 물, 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 프로판올(propanol) 및 아세톤(acetone) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질을 이용한다.The solvent may be a material in which any one or two or more selected from water, ethanol, methanol, propanol and acetone are mixed.
용매는 사용되는 광개시제와 단량체의 용해성에 따라 선택적으로 사용된다.The solvent is optionally used depending on the solubility of the photoinitiator and monomer used.
예를 들어 광개시제로 물에 용해되는 4-벤조일벤조익 액시드(4-benzoylbenzoic acid)를 사용하는 경우 물을 용매로 사용할 수 있다. 이 경우 유기 용매를 사용하지 않으므로 환경 친화적이고, 현 생산 설비에 적용될 수 있는 가능성이 크다는 장점이 있다.For example, when 4-benzoylbenzoic acid is dissolved in water as a photoinitiator, water may be used as a solvent. In this case, since there is no organic solvent, it is environmentally friendly and has a high possibility of being applied to current production equipment.
그러나, 광개시제로서 물에 용해되지 않는 벤조페논을 사용할 경우에는 알코올이나 아세톤을 용매로 이용한다.However, when using benzophenone which does not dissolve in water as a photoinitiator, alcohol or acetone is used as a solvent.
가공제 조성물의 중량을 기준으로 자외선 경화형 단량체, 광개시제 및 습윤제가 함유된 나머지 잔부는 상기 용매가 차지한다. The remaining balance containing the ultraviolet curable monomer, the photoinitiator and the wetting agent based on the weight of the processing agent composition is occupied by the solvent.
상술한 바와 같이 가공제 조성물을 제조한 후에는 제조된 가공제 조성물에 아라미드 직물을 침지하고(S120), 웨트픽업(WPU: Wet Pick Up)이 30~90%가 되도록 아라미드 직물을 패딩처리한다(S130).After preparing the processing agent composition as described above, the aramid fabric is immersed in the prepared processing agent composition (S120), and the aramid fabric is padded so that the wet pick-up (WPU: Wet Pick Up) is 30 to 90% ( S130).
여기서 웨트픽업이 30%미만이면 광그라프트의 효율이 저하되고, 90%를 초과한다 하여도 광그라프트 효율이 더 이상 향상되는 것은 아니다.If the wet pickup is less than 30%, the efficiency of the optical graft is lowered, and the optical graft efficiency is no longer improved even if it exceeds 90%.
S130 단계를 수행한 다음에는 아라미드 직물에 자외선을 조사한다(S140). 이때, 아라미드 직물에 조사되는 자외선의 에너지는 5~50J/㎠인 것이 바람직하다.After performing step S130, the aramid fabric is irradiated with ultraviolet (S140). At this time, the energy of the ultraviolet ray irradiated on the aramid fabric is preferably 5 ~ 50J / ㎠.
조사되는 자외선의 에너지가 5J/㎠ 미만이면 광그라프팅이 제대로 이루어지지 않으며, 50J/㎠을 초과하면 광분해 효과가 커서 아라미드 직물의 물성저하를 초래할 우려가 있다.If the energy of the ultraviolet rays irradiated is less than 5J / ㎠, the photografting is not performed properly, if the energy of the ultraviolet ray exceeds 50J / ㎠ it may cause a large degradation of the properties of the aramid fabric.
S140 단계와 같이 아라미드 직물에 자외선을 조사하여 광그라프팅을 수행한 후에는 아라미드 직물을 아세톤 또는 물을 이용하여 세척한다(S150).After performing photografting by irradiating UV light to the aramid fabric as in step S140, the aramid fabric is washed with acetone or water (S150).
그리고나서, 세척된 아라미드 직물을 반응성 염료를 이용하여 염색한다(S160).Then, the washed aramid fabric is dyed using a reactive dye (S160).
이때, 반응성 염료는 클로로트리아지닐(chlorotriazinyl), 알파-브로모아크릴아미도(alpha-bromoacrylamido), 비닐설폰(vinyl sulphone), 플루오로-클로로피리미딘(FCP: fluoro-chloropyrimidine)을 포함한 염료를 이용할 수 있는데, 이러한 반응성 염료들은 염색 시 색상이 선명하고 다양하며, 세탁 견뢰도 및 내일광성이 우수하다는 장점이 있다.In this case, the reactive dye may be used a dye including chlorotriazinyl, alpha-bromoacrylamido, vinyl sulphone, and fluoro-chloropyrimidine (FCP). Such reactive dyes may be vivid and diverse in color when dyed, and have advantages of washing fastness and sun resistance.
참고로, 상기와 같은 반응성 염료는 염료 분자 내에 활성기를 가지며, 섬유와 일차 결합인 공유결합으로 반응하여 고착하는 염료이다. 이러한 반응성 염료와 반응할 수 있는 섬유로는 셀룰로오스계(Cellulose) 섬유와 단백질계(Protein) 섬유가 있으며, 반응성 염료와 결합할 수 있는 관능기는 티올기(thiol, -SH), 아미노기(amino, -NH2), 히드록시기(hydroxyl, -OH)가 있다. For reference, such a reactive dye is a dye having an active group in the dye molecule and reacting and fixing with a covalent bond which is a primary bond with the fiber. Fibers capable of reacting with such reactive dyes include cellulose (Cellulose) fibers and protein (Protein) fibers, and functional groups capable of bonding with reactive dyes are thiol (-SH) and amino (amino,-). NH 2 ) and hydroxyl groups (hydroxyl, —OH).
본 발명의 아라미드 직물의 가공방법을 이용하여 가공한 아라미드 직물은 표면염착농도가 4~15로 가공처리되지 않은 아라미드 직물의 표면염착농도가 0인 것에 비해 염색성이 현저히 향상된다.
The aramid fabric processed using the aramid fabric processing method of the present invention is significantly improved dyeability compared to the surface dye concentration of the untreated aramid fabric of the surface dyeing concentration of 4 to 15.
실시예Example 1 내지 1 to 실시예Example 6 - 6 - 메타Meta 아라미드Aramid / Of 벤조페논Benzophenone
실시예 1 내지 실시예 6은 아라미드 직물로서 메타 아라미드 직물인 미국 듀퐁사의 노멕스(60s, 55g/m2)를 사용하였다.Examples 1 to 6 used Nomex (60s, 55 g / m 2 ) manufactured by Dupont, USA, which is a meta aramid fabric as an aramid fabric.
가공제 조성물은 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드(N-{3-[Dimethylamino]propyl} methacrylamide, DMAPMA), 벤조페논(Benzophenone, BP), 트리톤 X-100 및 에탄올을 각 실시예 별로 하기 [표 1]에 나타낸 함량에 따라 혼합하여 제조하였다.The processing agent composition is 3-dimethylaminopropyl methacrylamide (N- {3- [Dimethylamino] propyl} methacrylamide, DMAPMA), benzophenone (Benzophenone, BP), Triton X-100, and ethanol for each example. It was prepared by mixing according to the content shown in [1].
상기와 같이 제조된 가공제 조성물에 상기 메타 아라미드 직물(노멕스)을 침지한 후, 롤러를 사용하여 웨트픽업(WPU)이 90%가 되도록 패딩처리 하였다.After immersing the meta-aramid fabric (No Mex) in the processing agent composition prepared as described above, the roller was padded so that the wet pick-up (WPU) was 90%.
그리고 나서, 80W/cm의 출력을 가지는 D-bulb가 장착된 연속식 자외선 조사기를 이용하여 15J/cm2 의 자외선을 메타 아라미드 직물에 조사하고, 아세톤과 물을 이용하여 세척하였다.
Then, 15 J / cm 2 ultraviolet rays were irradiated onto the meta-aramid fabric using a continuous ultraviolet irradiator equipped with a D-bulb having an output of 80 W / cm, and washed with acetone and water.
실시예Example 7 내지 7 to 실시예Example 12 - 12 - 메타Meta 아라미드Aramid / 4- / 4- 벤조일벤조익Benzoylbenzoic 액시드Acid
실시예 7 내지 실시예 12는 아라미드 직물로서 메타 아라미드 직물인 미국 듀퐁사의 노멕스(60s, 55g/m2)를 사용하였다.Examples 7 to 12 used Nomex (60s, 55 g / m 2 ) manufactured by Dupont, USA, which is a meta aramid fabric as an aramid fabric.
가공제 조성물은 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드(N-{3-[Dimethylamino]propyl} methacrylamide, DMAPMA), 4-벤조일벤조익 액시드(4-Benzoylbenzoic acid, BBA), 트리톤 X-100 및 증류수를 각 실시예 별로 하기 [표 2]에 나타낸 함량에 따라 혼합하여 제조하였다.The processing agent composition comprises 3-dimethylaminopropyl methacrylamide (N- {3- [Dimethylamino] propyl} methacrylamide (DMAPMA), 4-benzoylbenzoic acid (4-Benzoylbenzoic acid, BBA), Triton X-100 and distilled water. It was prepared by mixing according to the content shown in the following [Example 2] for each example.
상기와 같이 제조된 가공제 조성물에 상기 메타 아라미드 직물(노멕스)을 침지한 후, 롤러를 사용하여 웨트픽업(WPU)이 90%가 되도록 패딩처리 하였다.After immersing the meta-aramid fabric (No Mex) in the processing agent composition prepared as described above, the roller was padded so that the wet pick-up (WPU) was 90%.
그리고 나서, 80W/cm의 출력을 가지는 D-bulb가 장착된 연속식 자외선 조사기를 이용하여 15J/cm2 의 자외선을 메타 아라미드 직물에 조사하고, 아세톤과 물을 이용하여 세척하였다.
Then, 15 J / cm 2 ultraviolet rays were irradiated onto the meta-aramid fabric using a continuous ultraviolet irradiator equipped with a D-bulb having an output of 80 W / cm, and washed with acetone and water.
실시예Example 13 내지 13 to 실시예Example 18 - 파라 18-Farah 아라미드Aramid / 4- / 4- 벤조일벤조익Benzoylbenzoic 액시드Acid
실시예 13 내지 실시예 18은 아라미드 직물로서 파라 아라미드 직물인 미국 듀퐁사의 케블라(300denier, 145g/m2)를 사용하였다.Examples 13 to 18 used Kevlar (300 denier, 145 g / m 2 ) manufactured by DuPont, USA, which is a para aramid fabric as an aramid fabric.
가공제 조성물은 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드(N-{3-[Dimethylamino]propyl} methacrylamide, DMAPMA), 4-벤조일벤조익 액시드(4-Benzoylbenzoic acid, BBA), 트리톤 X-100 및 증류수를 각 실시예 별로 하기 [표 3]에 나타낸 함량에 따라 혼합하여 제조하였다.The processing agent composition comprises 3-dimethylaminopropyl methacrylamide (N- {3- [Dimethylamino] propyl} methacrylamide (DMAPMA), 4-benzoylbenzoic acid (4-Benzoylbenzoic acid, BBA), Triton X-100 and distilled water. It was prepared by mixing according to the content shown in the following [Table 3] for each example.
상기와 같이 제조된 가공제 조성물에 상기 파라 아라미드 직물(케블라)을 침지한 후, 롤러를 사용하여 웨트픽업(WPU)이 35%가 되도록 패딩처리 하였다.The para-aramid fabric (Kevlar) was immersed in the processing agent composition prepared as described above, and then padded to achieve 35% wet pick-up (WPU) using a roller.
그리고 나서, 80W/cm의 출력을 가지는 D-bulb가 장착된 연속식 자외선 조사기를 이용하여 35J/cm2 의 자외선을 파라 아라미드 직물에 조사하고, 아세톤과 물을 이용하여 세척하였다.
Then, using a continuous UV irradiator equipped with a D-bulb having an output of 80 W / cm, ultraviolet rays of 35 J / cm 2 were irradiated onto the para-aramid fabric and washed with acetone and water.
1. One. 그라프트율Graft rate 및 And 그라프트Graft 효율 측정 Efficiency measurement
그라프트율(Grafting yield, G%)과 그라프트 효율(Grafting efficiency GE%)은 그라프트된 자외선 경화형 단량체의 비율과 부여량에 대한 수세 후 잔류단량체의 비율을 나타낸 것으로, 하기 [수학식 1]과 같이 계산한다. Grafting yield (G%) and grafting efficiency (GE%) are the ratios of residual monomers after washing with respect to the ratio and the amount of grafted UV curable monomers, as shown in
여기서, W1은 광그라프트 전의 시료의 무게, W2는 광그라프트 후 수세 전의 시료 무게, W3은 광그라프트된 시료의 수세 후 무게이다. Here, W 1 is the weight of the sample before the photografted, W 2 is the weight of the sample before the washing after the optical graft, W 3 is the weight after washing the photografted sample.
도 4는 벤조페논이 함유된 가공제 조성물액에서의 자외선 경화형 단량체 농도에 따른 메타 아라미드 직물의 그라프트율 및 그라프트 효율의 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5는 4-벤조일벤조익 액시드가 함유된 가공제 조성물에서의 자외선 경화형 단량체 농도에 따른 메타 아라미드 직물의 그라프트율 및 그라프트 효율의 측정 결과를 나타낸 그래프이며, 도 6은 4-벤조일벤조익 액시드가 함유된 가공제 조성물에서의 자외선 경화형 단량체 농도에 따른 파라 아라미드 직물의 그라프트율 및 그라프트 효율의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the results of graft rate and graft efficiency of the meta-aramid fabric according to the concentration of ultraviolet curable monomer in the benzophenone-containing processing agent composition solution, Figure 5 is a process containing 4-benzoylbenzoic acid It is a graph which shows the measurement result of the graft ratio and the graft efficiency of the meta aramid fabric with the ultraviolet curable monomer concentration in the composition, and FIG. It is a graph showing the measurement results of graft rate and graft efficiency of the para aramid fabric according to.
실시예 1 내지 실시예 18의 그라프트율 및 그라프트 효율은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같다.The graft rate and the graft efficiency of Examples 1 to 18 are as shown in FIGS. 4 to 6.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 자외선 경화형 단량체의 농도가 높아질수록 광그라프트된 아라미드 직물의 그라프트율(G%)과 그라프트 효율(GE%)이 증가하는 것을 알 수 있다. 4 to 6, it can be seen that as the concentration of the ultraviolet curable monomer increases, the graft rate (G%) and the graft efficiency (GE%) of the photografted aramid fabric increase.
여기서, 자외선 경화형 단량체의 함량이 많아짐에 따라서 그라프트율(G%)은 비례적으로 증가하고, 그라프트 효율(GE%)은 다소 저조해지는 경향이 나타나는 것을 확인할 수 있는데 이는 호모중합체 형성(homopolymerization)이 증가함에 따른 결과라 할 수 있다.
Here, as the content of the UV-curable monomer increases, the graft ratio (G%) increases proportionally, and the graft efficiency (GE%) tends to be slightly lowered, which increases homopolymerization. It can be said that the result.
2. 가공처리된 2. Processed 아라미드Aramid 직물의 염색 Dyeing of fabric
염색 조건은 반응성 염료 농도를 실시예 1 내지 실시예 12의 메타 아라미드 직물의 경우1~9owf%로 하였고, 실시예 13 내지 실시예 18의 파라 아라미드 직물의 경우 1~7owf%로 하였다. 이러한 반응성 염료를 아라미드 직물 중량 대비 50배의 물에 용해시키고, pH 7, 60℃ 염액에서 90분 동안 염색하였다. The dyeing conditions were 1 to 9 owf% for the reactive dye concentration of the meta-aramid fabrics of Examples 1 to 12, and 1 to 7 owf% for the para-aramid fabrics of Examples 13 to 18. This reactive dye was dissolved in 50 times water by weight of aramid fabric and stained for 90 minutes in
이때, 사용한 염료는 C.I. Reactive Red 84와 C.I. Reactive Blue 50 및 C.I. Reactive Yellow 39이며, 이들의 화학식은 도 7에 도시된 바와 같다.
In this case, the dyes used are CI
비교예Comparative example 1 및 1 and 비교예Comparative example 2 2
비교예 1은 미처리된 메타 아라미드 직물이며, 비교예 2는 미처리된 파라 아라미드 직물이다.
Comparative Example 1 is an untreated meta aramid fabric and Comparative Example 2 is an untreated para aramid fabric.
3. 염색성 평가3. Dyeability Evaluation
실시예 1 내지 실시예 18의 염색된 아라미드 직물의 표면염착농도는 반사율 분광광도계를 사용하여 최대흡수파장에서 측정하였고, 흡진율은 UV/Vis 분광광도계를 사용하여 염색 전?후 잔액의 최대 흡수파장에서의 흡광도 변화를 측정하여 구하였다.The surface dye concentration of the dyed aramid fabrics of Examples 1 to 18 was measured at the maximum absorption wavelength using a reflectance spectrophotometer, and the absorption rate was measured using the UV / Vis spectrophotometer. The change in absorbance at was measured and obtained.
도 8은 비교예 1과 염색된 실시예 5의 표면염착농도 및 흡진율을 나타낸 그래프이고, 도 9는 비교예 2와 실시예 17의 C.I. Reactive Red 84와 C.I. Reactive Blue 50의 표면염착농도(K/S)와 흡진율을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the surface dye concentration and the removal rate of Comparative Example 1 and Example 5 stained, Figure 9 is a C.I. Reactive Red 84 and C.I. This is a graph showing surface dyeing concentration (K / S) and dust removal rate of
도 8 및 도 9를 참고하면, 비교예 1과 비교예 2는 염료의 농도가 높아지고, 염료 색깔이 달라져도 실시예 5와 실시예 17에 비해 표면염착농도(K/S)와 흡진율(%E)이 낮음을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, Comparative Examples 1 and 2 have higher dye concentrations and different dye colors, compared with Examples 5 and 17, surface dye concentration (K / S) and dust removal rate (% E). ) Is low.
다시 말해, 광그라프트 처리된 실시예 5와 실시예 17의 표면염착농도와 흡진율은 미처리된 비교예 1과 비교예 2의 표면염착농도와 흡진율보다 현저하게 높은 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the surface dyeing concentration and the removal rate of the photografted Examples 5 and 17 were significantly higher than the surface dyeing concentration and the absorption rate of the untreated Comparative Examples 1 and 2.
이는 아라미드 직물의 표면에 도입된 자외선 경화형 단량체인 DMAPMA의 분자 구조에 반응성 염료와 결합할 수 있는 이차아민이 존재하여 염색성이 향상되었기 때문이다.This is because there is a secondary amine capable of bonding with a reactive dye in the molecular structure of DMAPMA, an ultraviolet curable monomer introduced on the surface of an aramid fabric, thereby improving dyeability.
한편, 다른 실시예들에 대한 염색성 평가 역시 실시예 5 및 실시예 17의 경우와 동일한 경향을 보이는 결과가 나타났으며, 여기서는 메타 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 5를, 파라 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 17의 결과만을 나타낸 것이다.
On the other hand, the evaluation of the dyeability of the other examples also showed the same tendency as in the case of Example 5 and Example 17, where Example 5 represents the para-aramid fabric group to represent the meta-aramid fabric group As a representative, only the result of Example 17 is shown.
4. 염색 4. Dyeing 견뢰도Fastness 평가 evaluation
광그라프트에 의해 표면개질된 메타 아라미드 직물과 파라 아라미드 직물의 염색 견뢰도를 평가하기 위해 KS K ISO 105-C06 기준에 따른 세탁 견뢰도와 KS K 0650 기준에 따른 마찰견뢰도 및 KS K 0700 기준에 따른 일광 견뢰도를 측정하였다. To evaluate the dyeing fastness of meta-aramid and para-aramid fabrics surface-modified by optical graft, wash fastness according to KS K ISO 105-C06 standard, friction fastness according to KS K 0650 standard and daylight according to KS K 0700 standard The fastness was measured.
실시예 1 내지 실시예 12를 염료 농도 7owf% 조건에서 염색한 직물과 실시예 13 내지 실시예 18을 염료 농도 5owf% 조건에서 염색한 직물의 염색 견뢰도를 등급별로 평가하였으며, 이 중에서 실시예 5 및 실시예 17에 대한 결과를 도 10에 도시하였다.The dyeing fastnesses of the fabrics dyed in Examples 1 to 12 at a dye concentration of 7owf% and the fabrics dyed to Examples 13 to 18 at a dye concentration of 5owf% were evaluated according to grades. The results for Example 17 are shown in FIG. 10.
도 10을 참고하면, 표면 개질된 메타 아라미드 직물(실시예 5)과 파라 아라미드 직물(실시예 17)은 염색 견뢰도가 4~5등급으로 우수하게 나타난 것을 알 수 있다.Referring to Figure 10, it can be seen that the surface-modified meta aramid fabric (Example 5) and para aramid fabric (Example 17) was excellent in the color fastness of the grade 4-5.
한편, 다른 실시예들에 대한 염색 견뢰도 평가 역시 실시예 5 및 실시예 17의 경우와 같이 3~5등급의 우수한 염색 견뢰도가 나타났으며, 여기서는 메타 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 5를, 파라 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 17의 결과만을 나타낸 것이다.
On the other hand, the dyeing fastness evaluation for the other examples also showed excellent dyeing fastness of 3 to 5 grades, as in the case of Example 5 and Example 17, where Example 5 represents a meta aramid fabric group, Only the results of Example 17 are shown as representative of the para-aramid fabric group.
5. 표면원소 함량 분석5. Surface Element Content Analysis
표면개질된 메타 아라미드 직물(실시예 1 내지 실시예 12)과 파라 아라미드 직물(실시예 13 내지 실시예 18)의 자외선 경화형 단량체 도입 상태를 확인하기 위하여 X선 광전자 분광분석기(ESCA)를 이용하여 측정하였으며, 표면의 원소조성비 변화를 분석하였다. 이 중에서 실시예 5 및 실시예 17에 대한 결과를 도 11에 도시하였다.Measurement using X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) to confirm the UV curable monomer introduction state of the surface modified meta aramid fabrics (Examples 1 to 12) and para aramid fabrics (Examples 13 to 18) The change of element composition ratio of the surface was analyzed. Among these, the results for Example 5 and Example 17 are shown in FIG.
도 11을 참고하면, 광그라프트법으로 자외선 경화형 단량체가 도입된 메타 아라미드 직물(실시예 5)은 미처리된 메타 아라미드 직물(비교예 1)보다 표면의 질소 함량이 높음을 질소함량(%)과 질소/탄소 함량비(%)를 통해 확인할 수 있다. Referring to FIG. 11, the meta-aramid fabric (Example 5) in which the UV-curable monomer is introduced by the photografting method has a higher nitrogen content on the surface than the untreated meta-aramid fabric (Comparative Example 1). This can be seen from the% carbon content ratio.
이는 분자 구조에 아민을 함유한 자외선 경화형 단량체가 메타 아라미드 직물 표면에 도입되었기 때문이다.This is due to the introduction of UV curable monomers containing amines in the molecular structure onto the surface of the meta-aramid fabric.
광그라프트로 자외선 경화형 단량체가 도입된 파라 아라미드 직물(실시예 17)에서도 실시예 5에서와 유사한 결과가 나타나는 것을 확인할 수 있다.Similar results as in Example 5 can be seen in the para-aramid fabric (Example 17) in which the UV-curable monomer is introduced into the optical graft.
한편, 다른 실시예들에 대한 표면원소 함량 분석의 결과 역시 실시예 5 및 실시예 17의 경우와 동일한 경향을 보였으며, 여기서는 메타 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 5를, 파라 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 17의 결과만을 나타낸 것이다.
On the other hand, the results of the surface element content analysis for the other examples also showed the same tendency as in Example 5 and Example 17, where the representative example of the meta
6. 6. FEFE -- SEMSEM 측정 Measure
표면개질된 메타 아라미드 직물과 파라 아라미드 직물의 단량체 도입후 표면 변화를 확인하기 위하여 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 측정하였다. In order to confirm the surface change after the monomer introduction of the surface-modified meta-aramid fabric and para-aramid fabric was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
도 12는 비교예 1과 실시예 5의 전계방사형 주사전자현미경 사진을 나타낸 도면이고, 도 13은 비교예 2와 실시예 17의 전계방사형 주사전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.12 is a view showing field emission scanning electron micrographs of Comparative Example 1 and Example 5, Figure 13 is a view showing the field emission scanning electron microscope photographs of Comparative Example 2 and Example 17.
도 12 및 도 13을 참고하면, 비교예 1과 비교예 2보다 광그라프트에 의해 표면개질된 실시예 5와 실시예 17의 섬유 가닥 경계가 모호한 것을 알 수 있는데, 이는 단량체가 표면을 피복하고 있기 때문이며, 이로써 직물의 표면에 자외선 경화성 단량체가 도입된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 12 and 13, it can be seen that the fiber strand boundaries of Examples 5 and 17, which are surface modified by optical grafts, are more ambiguous than those of Comparative Examples 1 and 2, and the monomers cover the surface. This is because the UV curable monomer is introduced into the surface of the fabric.
한편, 다른 실시예들에 대한 FE-SEM 측정결과 역시 실시예 5 및 실시예 17의 경우와 동일한 경향을 보이는 결과가 나타났으며, 여기서는 메타 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 5를, 파라 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 17의 결과만을 나타낸 것이다.
On the other hand, FE-SEM measurement results for the other examples also showed the same tendency as in the case of Example 5 and Example 17, where Example 5 represents a para aramid fabric group, para-aramid Only the results of Example 17 are shown as representative of the fabric group.
7. 기계적 물성 분석7. Mechanical property analysis
광그라프트에 의해 표면개질된 메타 아라미드 직물과 파라 아라미드직물의 기계적 물성을 측정하기 위해 만능시험기(universal testing machine, Instron 4467 UTM)를 사용하여 기계적 물성을 측정하였다.Mechanical properties were measured using a universal testing machine (Instron 4467 UTM) to measure the mechanical properties of the surface-modified meta-aramid fabric and para-aramid fabric.
이를 위해 실시예 1 내지 실시예 18과 비교예 1 및 비교예 2의 직물에서 경사(經絲) 한 올을 채취하여 광그라프트 전후의 기계적 물성을 측정하고 비교하였다. 이 중에서 실시예 5 및 실시예 17에 대한 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다.To this end, slanted samples were taken from the fabrics of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 and 2, and mechanical properties before and after photografting were measured and compared. Among these, the results for Example 5 and Example 17 are shown in the following [Table 4].
[표 4]의 기계적 물성 변화율에서 알 수 있듯이 광그라프트에 의한 표면개질은 메타 아라미드 직물과 파라 아라미드 직물의 내부 성질을 크게 변화시키지 않는 것을 알 수 있다.As can be seen from the mechanical property change rate of Table 4, the surface modification by photografting does not significantly change the internal properties of meta-aramid and para-aramid fabrics.
한편, 다른 실시예들에 대한 기계적 물성 평가 역시 실시예 5 및 실시예 17의 경우와 동일한 경향을 보이는 결과가 나타났으며, 여기서는 메타 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 5를, 파라 아라미드 직물군을 대표하는 것으로 실시예 17의 결과만을 나타낸 것이다.On the other hand, the evaluation of the mechanical properties of the other examples also showed the same tendency as in the case of Example 5 and Example 17, where the representative example of the meta-aramid fabric group Example 5, para-aramid fabric group It represents only the results of Example 17 as representing.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (15)
b) 상기 가공제 조성물에 아라미드 직물을 침지하는 단계; 및
c) 상기 아라미드 직물에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 아라미드 직물의 가공방법.a) mixing a UV curable monomer, a photoinitiator and a humectant into a solvent to prepare a processing agent composition;
b) immersing aramid fabric in the processing agent composition; And
c) processing the aramid fabric comprising the step of irradiating the aramid fabric with ultraviolet light.
상기 자외선 경화형 단량체는 아크릴레이트계, 아크릴아마이드계 및 말레이마이드계로 이루어진 군으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
The UV curable monomer is a method for processing aramid fabrics, characterized in that the material selected from the group consisting of acrylate-based, acrylamide-based and maleimide-based.
상기 자외선 경화형 단량체는 일차 아민, 이차 아민, 티올 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method of claim 2,
The UV curable monomer is a method for processing aramid fabrics, characterized in that it comprises at least one functional group selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, thiols and hydroxy.
상기 아라미드 직물이 메타 아라미드 직물인 경우
상기 자외선 경화형 단량체는 상기 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5~50중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
When the aramid fabric is meta aramid fabric
The ultraviolet curable monomer is a aramid fabric processing method, characterized in that 5 to 50% by weight based on the weight of the processing agent composition.
상기 아라미드 직물이 파라 아라미드 직물인 경우
상기 자외선 경화형 단량체는 상기 가공제 조성물의 중량을 기준으로 5~90중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
When the aramid fabric is a para aramid fabric
The ultraviolet curable monomer is a aramid fabric processing method characterized in that it comprises 5 to 90% by weight based on the weight of the processing agent composition.
상기 광개시제는 수소치환형 광개시제, 직접개열형 광개시제 및 이온반응형 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 광개시제인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
The photoinitiator is a method of processing aramid fabrics, characterized in that any one photoinitiator selected from the group consisting of a hydrogen substituted photoinitiator, a direct cleavage photoinitiator and an ion-reactive photoinitiator.
상기 수소치환형 광개시제는 벤조페논, 4-벤조일벤조익 액시드, 안트라퀴논, 티오잔톤, 이들의 치환체 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method of claim 6,
The hydrogen-substituted photoinitiator is a method for processing aramid fabrics, characterized in that selected from the group consisting of benzophenone, 4-benzoylbenzoic acid, anthraquinone, thioxanthone, substituents thereof and derivatives thereof.
상기 광개시제는
상기 가공제 조성물의 중량을 기준으로 0.25~36중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
The photoinitiator
Processing method of aramid fabric, characterized in that it comprises 0.25 to 36% by weight based on the weight of the processing agent composition.
상기 c) 단계에서
상기 아라미드 직물에 조사되는 상기 자외선의 에너지는 5~50J/㎠인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
In step c)
The energy of the ultraviolet ray irradiated to the aramid fabric is a processing method of aramid fabric, characterized in that 5 ~ 50J / ㎠.
상기 용매는 물, 에탄올, 메탄올, 프로판올 및 아세톤 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
Wherein the solvent is water, ethanol, methanol, propanol and acetone any one or two or more selected from a mixture of aramid fabric processing method.
상기 습윤제는 트리톤X-100이고,
상기 트리톤X-100은 상기 가공제 조성물의 중량을 기준으로 0.05~0.2중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
The wetting agent is Triton X-100,
The Triton X-100 is a method for processing aramid fabrics, characterized in that 0.05 to 0.2% by weight based on the weight of the processing agent composition.
상기 b) 단계와 상기 c) 단계 사이에
웨트픽업(wet pick up)이 30~90%가 되도록 상기 아라미드 직물을 패딩처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
Between step b) and c)
A method of processing aramid fabric, characterized in that it further comprises the step of padding the aramid fabric so that the wet pick-up (30% to 90%).
d) 아세톤 또는 물을 이용하여 자외선이 조사된 상기 아라미드 직물을 세척하는 단계; 및
e) 세척된 상기 아라미드 직물을 반응성 염료를 이용하여 염색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method according to claim 1,
d) washing the aramid fabric irradiated with ultraviolet light using acetone or water; And
e) dyeing the washed aramid fabric using a reactive dye further comprises the step of processing aramid fabric.
상기 자외선 경화형 단량체는
아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, 하이드록시메틸아크릴아마이드 솔루션, 메틸렌비스아크릴아마이드, 2-하이드록시 메타크릴레이트 및 3-디메틸아미노프로필 메타아크릴아마이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 가공방법.The method of claim 3,
The ultraviolet curable monomer is
Acrylamide, methacrylamide, hydroxymethylacrylamide solution, methylenebisacrylamide, 2-hydroxy methacrylate and 3-dimethylaminopropyl methacrylamide. Processing method.
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