KR101306232B1

KR101306232B1 - 셀룰로오스계 섬유, 타이어 코오드, 및 방사 유제

Info

Publication number: KR101306232B1
Application number: KR1020070091220A
Authority: KR
Inventors: 이재웅; 오영세; 정종철; 김우철
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2013-09-09
Also published as: KR20090025977A

Abstract

본 발명은 셀룰로오스 분자 및 본문에 기재된 화학식으로 표시되는 가교성 화합물부터 유도된 가교 결합 단위를 포함하는 셀룰로오스계 섬유, 상기 셀룰로오스계 섬유로부터 제조되는 타이어 코오드 및 상기 가교성 실리콘 화합물을 포함하는 방사 유제에 관한 것이다.

본 발명의 셀룰로오스계 섬유는 가교성 실리콘 화합물에 의해 상기 셀룰로오스 분자간에 가교결합이 형성되어 신도가 개선된 특징을 가진다.

타이어 코오드, 라이오셀, 가교성 화합물

Description

셀룰로오스계 섬유, 타이어 코오드, 및 방사 유제{CELLULOSE FILAMENT FIBER, TIRE CORD, AND SPINNING OIL}

본 발명은 셀룰로오스계 섬유, 타이어 코오드, 및 방사 유제에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 타이어 코오드용 소재로는 나일론, 폴리에스테르, 레이온 등이 사용되고 있다. 이러한 소재들은 각각의 장단점으로 인하여, 사용되는 타이어의 규격이나 용도 등이 한정되어 있다.

나일론 섬유는 인장신도와 강력이 높아서, 고중량의 하중이 가해지는 대형트럭 및 비포장 도로와 같은 굴곡이 많은 노면에 사용되는 타이어에 주로 사용된다. 그러나, 상기 나일론 섬유는 타이어 내부에 집중적인 열축적이 발생하고, 모듈러스가 낮아서 고속으로 주행되거나, 승차감이 요구되는 승용차용 타이어에는 적합하지 못하다.

폴리에스테르 섬유는 나일론에 비해 형태안정성과 가격경쟁력이 우수하며, 지속적인 연구로 인해 강도 및 접착력이 향상되고 있어서, 타이어 코오드 분야에서 그 사용량이 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 아직까지는 내열성 및 접착력 등에 한계가 있어서 고속주행용 타이어에는 적합하지 못하다.

재생 셀룰로오스 섬유인 레이온 섬유는 고온에서 우수한 강력유지율과 형태안정성을 보인다. 따라서, 레이온 섬유는 최적의 타이어 코오드용 소재로 알려져 있다. 그러나 수분에 의한 강력저하가 심하기 때문에 타이어 제조시 철저한 수분관리가 요구되며, 원사 제조시의 불균일성으로 인해, 불량품 발생 비율이 높다. 무엇보다도 다른 소재에 비하여 가격대비 성능(가격대비 강력)이 매우 낮아 주로 초고속용 또는 고가의 타이어에만 적용되고 있다.

따라서, 기존의 나일론, 폴리에스테르 및 레이온을 소재로 한 타이어 코오드의 문제점을 극복할 수 있으며, 제조가 용이한 새로운 타이어 코오드용 소재의 개발필요성이 증대되고 있다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제2002-0085188호는 레이온 섬유보다 우수한 건강도, 습윤강도 및 모듈러스를 가지는 셀룰로오스계 섬유를 이용한 타이어 코오드에 대하여 기재하고 있다.

셀룰로오스는 분자 사슬간 또는 사슬 내의 강한 수소결합에 의한 결정구조를 이루며, 그에 따라 일반적인 용매로 용해시키기 어려운 특징이 있다. 또한, 셀룰로오스계 섬유는 우수한 촉감과 친수성이란 장점에도 불구하고, 주로 의류용 원사로만 사용되고, 강력이 낮다는 문제점에 의하여 산업용 원사로서의 이용이 제한되었다.

그러나, 상기 셀룰로오스의 결정구조를 파괴할 수 있는 용매 N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide, 이하 'NMMO'라 함)가 제안되고, 이로 인하여 셀룰로오스 섬유의 강력 개선에 대한 연구가 활발히 진행되어 타이어용 코오 드 등과 같은 산업용 원사로서의 이용가능성이 증대되고 있다.

뿐만 아니라, 상기 NMMO를 이용하여 용해시킨 셀룰로오스 용액을 이용하여 셀룰로오스계 섬유를 제조하는 공정은 NMMO를 회수하여 재사용할 수 있기 때문에 일반적인 폴리에스테르 및 비스코스 레이온 공정에 비하여 에너지 소모량이 적고, 용수의 사용량도 적은 장점이 있다. 또한, NMMO 자체는 독성이 없고 거의 완전히 회수되어 재사용되기 때문에 비스코스 공정과는 달리 대기오염 및 수질오염 문제가 적은 장점이 있다.

그러나 셀룰로오스계 섬유는 기존의 레이온 섬유보다 높은 모듈러스와 낮은 절단신도로 인하여 반복적인 피로에 의해 강력저하가 커지게 되고, 타이어의 수명이 줄어들게 되는 단점이 있어 타이어 코오드로 사용되는 것이 제한되고 있는 실정이다.

상기한 바와 같이, 레이온 등과 같은 셀룰로오스계 섬유는 강직한 분자 구조를 가지나, 신율이 낮기 때문에 연사 및 열처리 공정에서 강력 저하가 심한 문제점이 있다. 따라서, 기존의 강도를 유지하면서도 반복적인 피로에도 강력저하가 작아 수명이 긴 타이어 제조에 사용될 수 있는 타이어 코오드 및 상기 타이어 코오드에 사용되는 셀룰로오스계 섬유에 대한 개발 요구가 증대되고 있다.

본 발명은 기존의 셀룰로오스계 섬유의 문제점이 개선된 셀룰로오스계 섬유 및 상기 셀룰로오스계 섬유로부터 제조된 형태안정성이 우수하고, 고속 주행에 적합하며, 물성이 우수한 타이어 코오드를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 셀룰로오스계 섬유의 문제점을 개선하기 위한 방사 유제를 제공하고자 한다.

본 발명은 셀룰로오스 분자 및 상기 셀룰로오스 분자와 가교결합을 형성할 수 있는 가교성 화합물로부터 유도된 가교 결합단위를 포함하는 셀룰로오스계 섬유 및 상기 셀룰로오스계 섬유로부터 제조되는 타이어 코오드를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 가교성 화합물을 포함하는 방사 유제를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 있어서, 복수개의 필라멘트 섬유를 포함하는 필라멘트 다발을 '멀티 필라멘트'라 하고, 상기 멀티 필라멘트를 상연 및 하연(또는 하연 및 상연)하여 제조되는 로코오드(raw cord)를 '합연사'라 하고, 상기 합연사에 타이어 코오드용 접착제로 처리된 딥 코오드를 '타이어 코오드' 또는 '코오드'라 한다.

또한, 본 명세서에서 있어서, '강도'라 함은 KSK 규격에 따른 섬유의 절단강도를 의미하고, '신도'는 절단신도를 의미한다.

본 발명은 셀룰로오스 분자 및 상기 셀룰로오스 분자와 가교결합을 형성할 수 있는 가교성 화합물로부터 유도된 가교 결합단위를 포함하는 셀룰로오스계 섬유에 관한 것이다.

본 발명은 셀룰로오스 분자 및 상기 셀룰로오스 분자 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 가교성 화합물로부터 유도된 가교 결합 단위를 포함하는 셀룰로오스계 섬유에 관한 것이다.

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁₆ 내지 R₁₈ 중 적어도 하나와 R₁₉ 내지 R₂₁ 중 적어도 하나는 셀룰로오스의 히드록시기(OH)와 결합 가능한 반응성 작용기이고,

그 나머지는 수소, 할로겐, 티올, 히드록시, 알릴, 탄소수 1 내지 6의 알킬, 탄소수 3 내지 8인 시클로 알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 알킬아릴 또는 아릴알킬 및 질소(N) 또는 산소(O)를 포함하는 탄소수 6 내지 20의 헤테로 아릴, 헤테로 아릴알킬 또는 헤테로 알킬아릴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며,

a는 2 내지 10의 정수이고,

R₂₂ 및 R₂₃은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌, 탄소수 6 내지 20의 알킬아릴렌, 탄소수 6 내지 20의 아릴알킬렌, 및 질소(N) 또는 산소(O)를 포함하는 탄소수 6 내지 20의 헤테로 아릴, 헤테로 아릴알킬 또는 헤테로 알킬아릴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.

상기 가교성 화합물은 분자 내에 셀룰로오스의 히드록시기와 결합 가능한 반응성 작용기를 통하여 셀룰로오스 분자와 가교결합을 함으로써 고분자 사슬간의 패킹성을 떨어뜨려 결정화도를 낮춰 셀룰로오스계 섬유의 신도를 개선하고, 가교성 화합물 내의 황 결합의 분해에 의해서 RFL 접착층에 대한 접착력뿐만 아니라 고무층과의 직접적인 접착력를 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 가교성 화합물의 R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 알콕시 또는 에폭시 그룹을 포함하는 화합물일 수 있고, 바람직하게는 탄소수 1 내지 5인 알콕시, 에폭시, 탄소수 3 내지 8인 에폭시 알킬, 탄소수 8 내지 13인 에폭시 알킬 아릴, 탄소수 8 내지 13인 에폭시 아릴 알킬, 탄소수 4 내지 9인 에폭시 시클로 알킬, 탄소수 4 내지 9인 알킬 글리시딜 에테르, 탄소수 9 이상인 아릴 글리시딜 에테르, 탄소수 3 내지 8인 글리시독시 알킬 또는 탄소수 9 이상인 글리시독시 아릴일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 탄소수 4 내지 9인 알킬 글리시딜 에테르, 탄소수 9 이상인 아릴 글리시딜 에테르, 탄소수 3 내지 8인 글리시독시 알킬 및 탄소수 9 이상인 글리시독시 아릴로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.

상기 가교성 화합물은 바람직하게는 R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 메톡시 또는 에톡시이고, a가 4이며, R₂₂ 및 R₂₃은 프로필렌일 수 있다.

상기 셀룰로오스계 섬유는 바람직하게는 레이온 섬유 또는 라이오셀 섬유일 수 있고, 산업용 원사로 적용하기 적합하다는 점에서 더욱 바람직하게는 라이오셀 섬유일 수 있다.

상기 가교성 화합물은 셀룰로오스계 섬유에 충분한 신도를 개선하고, 황 결합의 분해에 의해 RFL 접착층에 대한 접착력뿐만 아니라 고무층과의 직접적인 접착력를 증가시키는 효과를 부여하기 위하여 셀룰로오스계 섬유 총 중량을 기준으로 상기 가교성 화합물로부터 유도된 가교 결합 단위를 0.05 중량% 이상 포함할 수 있고, 우수한 강도특성을 유지하기 위하여 20 중량% 이하로 포함할 수 있으며, 또한 1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 가교성 화합물을 포함한 셀룰로오스계 섬유는 105 ℃에서 2시간 건조한 후, 측정한 신도가 6 % 내지 15 %, 바람직하게는 8 % 내지 13 %일 수 있다.

또한, 본 발명의 가교성 화합물을 포함한 셀룰로오스계 섬유는 105 ℃에서 2시간 건조한 후, 측정한 강도가 6 g/d 내지 10 g/d, 바람직하게는 7 g/d 내지 9 g/d 이고, 105 ℃에서 2시간 건조한 후, 측정한 초기탄성률이 150g/d 내지 400g/d, 바람직하게는 200 g/d 내지 300 g/d일 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 셀룰로오스계 섬유는 셀룰로오스계 섬유 제조단계에 사용되는 방사 유제에 포함된 상기 가교성 화합물에 의해 셀룰로오스 분자 및 상기 셀룰로오스 분자 사이에 가교결합이 형성되어 팩킹성을 떨어뜨려 결정 생성을 억제함으로써, 강도가 유지되면서도 신도 및 초기탄성율 즉, 모듈러스가 개설된 물성을 갖는다.

한편, 본 발명의 셀룰로오스계 섬유는 a) 셀룰로오스계 방사용 도프(dope)를 제조하는 단계; b) 상기 도프를 방사하여 멀티 필라멘트를 제조하는 단계; c) 상기 필라멘트를 응고시키는 단계; d) 상기 응고된 필라멘트를 수세하는 단계; 및 e) 상기 수세된 필라멘트를 건조하는 단계를 포함하는 셀룰로오스계 섬유 제조방법으로서,

상기 d) 단계의 수세하는 단계 및/또는 상기 e) 단계의 건조단계에서 상기 가교성 화합물이 포함된 방사유제를 부가하는 단계를 추가로 포함하는 셀룰로오스계 섬유 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

상기 셀룰로오스계 방사용 도프는 셀룰로오스 및 물과 N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO)를 혼합한 혼합용매를 혼합하여 제조할 수 있다.

상기 셀룰로오스는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 섬유의 물성 향상을 위하여 알파-셀룰로오스(α-cellulose)의 함량이 96% 이상인 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 상기 셀룰로오스는 알파-셀룰로오스의 함량이 96%인 서든 파인 펄프(southern pine pulp)일 수 있다.

본 발명의 라이오셀 방사용 도프에는 방사 특성을 고려하여 셀룰로오스가 5 중량% 내지 35 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 7 중량% 내지 18중량%로 포함될 수 있다.

또한 본 발명의 방사용 도프에 포함되는 혼합용매는 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO)와 물을 포함하는 혼합용매이며, 상기 혼합용매에서 N-메틸몰폴린-N-옥사 이드(NMMO)와 물의 함량은 90:10(N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO) : 물) 내지 50:50일 수 있다. 상기 혼합용매를 이용하여 셀룰로오스를 팽윤시킨 후, 상기 혼합용매의 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO)와 물의 최종 함량이 93:7 내지 85:15이 될 수 있도록 물을 제거하는 공정을 수행할 수 있다.

상기 방사용 도프에 포함된 성분의 최종 함량은 용매의 용융점이 상승되거나 제조 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지함과 동시에 셀룰로오스에 대한 용해성 및 팽윤성을 확보하기 위하여, 셀룰로오스의 최종 함량이 5 중량% 내지 35 중량%, 보다 바람직하게는 7 중량% 내지 18 중량%이고, 혼합용매 내의 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO)와 물의 함량이 93:7 내지 85:15이 되도록 제조될 수 있다.

상기 방사용 도프의 압출 방사 온도는 70 내지 130℃로 유지할 수 있다.

방사된 필라멘트의 응고는 응고욕에서 실시하며, 응고 온도는 45℃ 이하일 수 있다. 이는 응고 온도가 45℃ 이하인 것은 온도가 필요 이상으로 높지 않아 응고 속도가 적절히 유지되도록 하기 위한 것이다. 여기서 상기 응고욕은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 조성으로 제조하여 사용할 수 있으므로 특별히 한정되지 않는다.

이어서 상기 제조된 멀티 필라멘트를 수세 및 건조하는 단계를 거친다.

본 발명에 따르면, 수세 후 용제의 회수 및 재사용의 용이성을 고려하여 상기 수세 및 건조하는 단계에서 수세 온도를 35℃ 이하로 할 수 있으며, 건조온도는 100℃ 내지 200℃로 할 수 있다. 여기서 상기 수세 및 건조는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 조건을 사용할 수 있으며, 상기한 조건에 의하여 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 가교성 화합물이 포함된 방사유제는 상기 응고된 도프를 수세 및 건조하는 단계에 부가될 수 있으며, 구체적으로는 상기 수세 및/또는 건조단계에 부가될 수 있다. 상기 수세 및/또는 건조단계에 부가된 가교성 실리콘 화합물에 의하여, 상기 셀룰로오스계 섬유는 상기 셀룰로오스 분자 사이에 상기 가교성 화합물로부터 유도된 가교 결합 단위를 포함하는 섬유 즉, 가교화된 구조를 가진 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 셀룰로오스계 섬유로부터 제조된 타이어 코오드에 관한 것이다.

상기 타이어 코오드의 제조방법은 셀룰로오스계 섬유를 이용한 통상의 타이어 코오드 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

구체적으로, 상기 방법에 의해 제조된 셀룰로오스계 섬유를 연사기로 연사하여 생코오드(raw cord)를 제조한 후, 이를 제직기(weaving machine)로 제직하여 딥핑액에 침지하는 공정을 거쳐 타이어 코오드를 제조할 수 있다. 상기 타이어 코오드의 제조방법은 상기한 방법에 국한되는 것은 아니며, 이 외에도 본 발명이 속하 는 기술분야에서 통상적으로 알려진 제조방법을 이용하여 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 신도가 개선된 타이어 코오드용 셀룰로오스계 섬유의 제조과정에서 사용되는 방사 유제에 관한 것이다.

본 발명의 방사 유제는 상기 화학식 1로 표시되는 가교성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 가교성 화합물을 제외한 나머지 성분은 통상의 방사 유제에 포함되는 성분일 수 있다.

일 예로, 본 발명의 방사 유제는 하기 화학식 2로 표시되는 디에스테르 화합물, 폴리알킬렌옥사이드 부가 지방산 에스테르 및 폴리알킬렌옥사이드 부가 C₄ 내지 C₂₀ 알킬 아미노 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 유제 성분으로서 포함할 수 있으며, 또한 본 발명의 셀롤로오스용 방사 유제는 상기 가교성 화합물 0.01 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%, 하기 화학식 2로 표시되는 디에스테르 화합물 30 중량% 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 중량% 내지 50 중량%, 폴리알킬렌옥사이드 부가 지방산 에스테르 7 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 20 중량%, 폴리알킬렌옥사이드 부가 C₄ 내지 C₂₀ 알킬 아미노 에테르 2 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게는 5 중량% 내지 10 중량%, 폴리알킬렌옥사이드 부가 C₄ 내지 C₂₀ 알킬 에테르 0 중량% 내지 20 중량%; 및 대전방지제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제 0 중량% 내지 15 중량%를 포함할 수 있다.

[화학식 2]

상기 식에서, R¹은 C₂ 내지 C₁₄인 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소이고, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로 C₈ 내지 C₂₀인 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소이다.

상기 C₈ 내지 C₂₀인 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소는 바람직하게는 C₈ 내지 C₂₀인 알킬 또는 알켄일 수 있다.

상기 화학식 2로 표시되는 디에스테르 화합물은 방사유제의 주성분을 이루는 윤활성분이고, 상기 화학식 2의 디에스테르계 화합물의 바람직한 구체예로는 1,4-부탄디올-디-올레이트, 1,6-헥산디올-디-올레이트 또는 이들의 혼합물 등이 있을 수 있다.

상기 폴리알킬렌옥사이드 부가 지방산 에스테르는 윤활제, 집속제 및 유화제로서의 역할을 하며, 상기 폴리알킬렌옥사이드 단위의 함량이 증가할수록 친수 특성이 증가하여 셀룰로오스계 섬유에 대한 부착력이 향상된다. 윤활성과 내구성, 셀룰로오스계 섬유에 대한 부착성을 고려할 때, 상기 폴리알킬렌옥사이드 부가 지방산 에스테르는 알킬렌옥사이드 단위를 4 내지 30몰 포함하는 것이 바람직하고, 상기 알킬렌옥사이드 단위는 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드로 이루어진 군에 서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 폴리알킬렌옥사이드 부가 지방산 에스테르의 구체적인 예로는 하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 식에서,

R⁴ 내지 R⁶은 각각 독립적으로 알킬렌옥사이드 반복단위의 부가 몰수가 4 내지 30인 폴리알킬렌옥사이드기이고,

R⁷ 내지 R⁹는 각각 독립적으로 C₂ 내지 C₁₀인 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기이고, 보다 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₀인 알킬 또는 알켄이고,

R¹⁰ 내지 R¹²는 각각 독립적으로 C₈ 내지 C₂₀인 포화 또는 불포화 지방산 에스테르기이고,

l, m, 및 n은 각각 독립적으로 5 내지 15의 정수이다.

또한, 상기 폴리알킬렌옥사이드 부가 C₄ 내지 C₂₀ 알킬 아미노 에테르는 방사 유제 내에서 유화제 및 대전방지제로서의 역할을 하여 윤활성, 대전방지특성, 및 원사의 강력 이용율을 높이기에 바람직하며, 구체적인 예로는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.

[화학식 5]

상기 식에서,

R¹³은 C₂ 내지 C₁₄의 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소이고, 보다 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₄의 알킬 또는 알켄이고,

R¹⁴ 및 R¹⁵ 는 각각 독립적으로 에틸렌 또는 프로필렌이고,

x 및 y는 각각 1 내지 29의 정수이고,

x+y는 4 내지 30의 정수임.

또한, 상기 방사 유제에 포함될 수 있는 폴리알킬렌옥사이드 부가 C₄ 내지 C₂₀ 알킬 에테르와 대전방지제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제는 포함되지 않아도 무방하나, 유제의 성능 향상을 위해서 선택적으로 포함될 수 있는 것이다.

상기의 대전방지제로는 음이온 계면활성제가 바람직하고, 상기 음이온 계면활성제는 카르본산염, 황산에스테르염, 설폰산염 또는 인산에스테르염 등과 같은 통상적인 음이온 계면활성제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 인산에스테르염, 설폰산염 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 산화방지제는 통상적인 방사유제용 산화방지제가 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 아니한다.

본 발명에 따른 셀룰로오스계 섬유로 제조된 타이어 코오드는 보다 우수한 성능의 고속주행용 타이어 코오드이므로, 산업적 효과가 매우 크다 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

평균 중합도(DPw) 1,200, α-셀룰로오스 함량 97%인 펄프를 NMMO/H₂0 혼합 용제(중량비 90/10)에 혼합하여, 농도 11 중량%의 셀룰로오스 용액을 제조하였다.

상기 셀룰로오스 용액을 방사 노즐의 수 1000개, 방사 노즐의 직경 200 ㎛, 방사노즐의 길이/직경 비(L/D) 2, 외경 150 mm인 방사 구금을 사용하여 방사하였다. 이 때, 방사 노즐의 방사 온도는 110℃로 유지하였으며, 최종 필라멘트 섬도가 1,500 데니어가 되도록 토출량과 방사속도를 조절하여 방사하였다.

상기 방사노즐로부터 토출된 미응고 섬유는 에어갭을 통과한 후, 응고액을 통과하도록 하였으며, 상기 응고액은 온도 20℃, 농도는 물 85 중량%, NMMO 15 중량%를 유지하도록 조정하여 상부 응고액과 하부 응고액을 순환하였다. 응고욕을 빠져 나온 필라멘트의 잔존 NMMO를 수세공정을 통해 제거하고 건조 단계를 거친 후 권취하여 라이오셀 필라멘트사를 제조하였다.

상기 수세 단계와 건조 단계 사이에 오일링 공정을 통해 방사 유제를 상기 라이오셀 필라멘트사에 부여하였으며, 상기 오일링 공정에서 하기 표 1에 따른 조성을 가지는 방사유제를 에멀젼 상태(유제 농도 5 중량%)로 이용하였다.

상기 방법으로 제조된 라이오셀 필라멘트사의 필라멘트 수는 1000, 평균 섬도는 1.5 d이며, 라이오셀 필라멘트사 100 중량부당 부착된 유제의 픽업량(Oil Pickup Unit, 이하 'OPU'라 한다.)는 0.1 중량부이었다.

[표 1]

성분	함량 (중량%)
Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide	1
1,4-부탄디올-di-올레이트	40
POE (4 내지 30몰)부가 피마자유 다가 에스테르	15
POE (4 내지 30몰) 부가 글리세린의 올레산 에스테르	25
POE (2 내지 20몰) 부가 C₁₂-C₁₄ 알킬 에테르	10
POE (2 내지 20몰) 부가 C₁₂-C₁₄ 알킬 아미노 에테르	5
알킬 설페이트 염	1.5
알킬 포스페이트 염	1.5
산화방지제	1

상기 표 1에서 POE는 폴리옥시에틸렌이다.

실시예 2

오일링 공정에서 방사유제 농도를 11 중량%로 한 에멀젼을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 원사를 제조하였다.

이 때 라이오셀 원사에 부착된 유제의 OPU는 1 중량%였다.

실시예 3

오일링 공정에서 방사유제의 농도를 11 중량%로 하고, 오일 롤러의 회전속도를 50 rpm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 원사를 제조하였다.

이 때 라이오셀 원사에 부착된 유제의 OPU는 2 중량%였다.

실시예 4 및 5

하기 표 2에 따른 성분의 방사 유제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 라이오셀 원사를 제조하였다.

이 때 라이오셀 원사에 부착된 유제의 OPU는 1 중량%였다.

[표 2] (단위: 중량%)

성분	실시예 4	실시예 5
Bis(triethoxysilylpropyl)disulfide	10	50
1,4-부탄디올-di-올레이트	36	20
POE (4 내지 30몰)부가 피마자유 다가 에스테르	13.5	7.5
POE (4 내지 30몰) 부가 글리세린의 올레산 에스테르	22.5	12.5
POE (2 내지 20몰) 부가 C₁₂-C₁₄ 알킬 에테르	9	5
POE (2 내지 20몰) 부가 C₁₂-C₁₄ 알킬 아미노 에테르	4.5	2.5
알킬 설페이트 염	1.8	1
알킬 포스페이트 염	1.8	1
산화방지제	0.9	0.5

상기 표 2에서 POE는 폴리옥시에틸렌이다.

비교예 1

오일링 공정에서 가교성 화합물을 포함하지 아니한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 원사를 제조하였다.

이 때 라이오셀 원사에 부착된 유제의 OPU는 0.03 중량%였다.

실시예 6 내지 10

상기 실시예 1 내지 5에 따라 제조된 라이오셀 원사에 대하여 각각 상연, 및 하연의 꼬임수를 350 TPM 으로 하여, 2 ply, 총섬도 3300 d가 되도록 합연사하여 코오드 생지를 제조하였다.

상기 생지를 각각 레소시놀, 포르말린, 수산화나트륨, 스티렌/부타디엔/비닐피리딘(15/70/15) 고무, 및 물을 포함하는 RFL 접착제 용액에 침지하여 접착제가 5중량% 부착되도록 통과시킨 후, 150℃에서 2분 건조시키고, 240℃에서 2분간 열처리하여 각각의 타이어 코오드를 제조하였다.

Claims

셀룰로오스 분자 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 가교된 셀룰로오스계 섬유.

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5인 알콕시이고, a는 2 내지 10의 정수이고, R₂₂ 및 R₂₃는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이다.
삭제
제1항에 있어서,

R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 메톡시 또는 에톡시이고, a가 4이며, R₂₂ 및 R₂₃은 프로필렌인 셀룰로오스계 섬유.
제1항에 있어서,

상기 셀룰로오스계 섬유는 레이온 섬유 또는 라이오셀 섬유인 셀룰로오스계 섬유.
제1항에 있어서,

상기 셀룰로오스계 섬유는 셀룰로오스 복합섬유 총 중량을 기준으로 상기 가교성 화합물로부터 유도된 가교 결합 단위를 0.05 중량% 내지 20 중량% 포함된 것인 셀룰로오스계 섬유.
제1항에 있어서,

상기 셀룰로오스계 섬유는 신도가 6 % 내지 15 %인 셀룰로오스계 섬유.
제1항에 있어서,

상기 셀룰로오스계 섬유는 강도가 6 g/d 내지 10 g/d 인 셀룰로오스계 섬유.
제1항에 있어서,

상기 셀룰로오스계 섬유는 초기탄성률이 150 g/d 내지 400 g/d 인 셀룰로오스계 섬유.
제1항, 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 타이어 코오드.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 방사 유제.

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5인 알콕시이고, a는 2 내지 10의 정수이고, R₂₂ 및 R₂₃는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이다.
삭제
제10항에 있어서,

R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 메톡시 또는 에톡시이고, a가 4이며, R₂₂ 및 R₂₃은 프로필렌인 방사 유제.
제10항에 있어서,

상기 화합물의 함량이 상기 방사 유제 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 50 중량%인 방사 유제.
제10항, 제12항, 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방사 유제는

상기 화합물 0.01 내지 50 중량%;

하기 화학식 2로 표시되는 디에스테르 화합물 20 내지 70 중량%;

폴리알킬렌옥사이드 부가 지방산 에스테르 7 내지 50 중량%;

폴리알킬렌옥사이드 부가 C4 내지 C20 알킬 아미노 에테르 2 내지 15 중량%;

폴리알킬렌옥사이드 부가 C4 내지 C20 알킬 에테르 0 내지 20 중량%; 및

대전방지제, 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 0 내지 15 중량% 를 포함하는 것인 방사 유제.

[화학식 2]

상기 식에서, R¹은 C2 내지 C14인 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소이고, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로 C8 내지 C20인 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소이다.
셀룰로오스 방사용 도프(dope)를 제조하는 단계;

상기 도프를 방사하여 멀티 필라멘트를 제조하는 단계;

상기 필라멘트를 응고시키는 단계;

상기 응고된 필라멘트를 수세하는 단계; 및

상기 수세된 필라멘트를 건조하는 단계

를 포함하고,

상기 수세단계 및 건조단계로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 단계에서 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함된 방사 유제를 부가하는 단계를 추가로 포함하는 셀룰로오스계 섬유 제조방법.

[화학식 1]

상기 식에서, R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5인 알콕시이고, a는 2 내지 10의 정수이고, R₂₂ 및 R₂₃는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이다.
삭제
제15항에 있어서,

R₁₆ 내지 R₂₁은 각각 독립적으로 메톡시 또는 에톡시이고, a가 4이며, R₂₂ 및 R₂₃은 프로필렌인 셀룰로오스계 섬유 제조방법.
제15항에 있어서,

상기 화합물의 함량이 상기 방사 유제 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 50 중량%인 셀룰로오스계 섬유 제조방법.