KR101427817B1

KR101427817B1 - 방적성이 우수한 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유

Info

Publication number: KR101427817B1
Application number: KR1020130001038A
Authority: KR
Inventors: 김창우
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2014-08-08
Also published as: KR20140089154A

Abstract

본 발명은 방적성이 우수한 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유에 관한 것으로 방적공정에 있어서 섬유의 집속성과 제전성이 우수하고 롤러 등에 감김이 적은 고품질의 아라미드 100% 방적사나 타 섬유와의 혼방사를 안정적으로 제조할 수 있는 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유에 관한 것으로, 모노필라멘트의 강도가 10g/d 이상이고, 권축수가 25.4mm당 3내지 10개이고, 권축수의 변동계수(CV%)가 15 내지 50% 및 길이의 변동계수(CV%)가 10% 미만인 것을 특징으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유에 관한 연구이다.

Description

방적성이 우수한 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유 {Aromatic polyamide staple having spinning property}

본 발명은 방적성이 우수한 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유에 관한 것으로 방적공정에 있어서 섬유의 집속성과 제전성이 우수하고 롤러 등에 감김이 적은 고품질의 아라미드 100% 방적사나 타 섬유와의 혼방사를 안정적으로 제조할 수 있는 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유에 관한 것이다.

방향족 폴리아미드 섬유는, 폴리에스테르 섬유나 지방족 폴리아미드 섬유등의 범용 합성 섬유에 비교하여 방적성이 우수하고, 근래에는 각종 산업 용도나 기능성 의료로서 넓게 이용 되고 있다. 그중에서 고결정성으로 내열성이 우수하고 대량생산에 적합한 것으로 일정 길이로 절단되는 단섬유는 특별히 난연성이 요구되는 산업용 자재나 의료용도에 넓게 사용되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0074418호(2012.07.06.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 방향족 폴리아미드의 스테이플 섬유가 모노필라멘트의 강도가 10g/d이상이고, 권축수가 25.4mm당 3내지 10개이고, 권축수의 변동계수 CV%가 15 내지 50% 및 길이의 변동계수 CV%가 10% 미만으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 인산 에스테르 알칼리 금속염이 함유되어 있는 스테이플 유제가 섬유 중량 기준으로 0.3 내지는 1.0 중량%로 함유되어 있는 방적성이 우수한 스테이플 섬유를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 방향족 폴리아미드의 파라-페닐렌테레프탈아미드이고 제조된 스테이플 섬유의 수분률이 3% 내지는 10% 미만으로 함유되는 방적성이 우수한 스테이플 섬유를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유가 모노필라멘트의 강도가 10g/d이상이고, 권축수가 25.4mm당 3내지 10개이고, 권축수의 변동계수 CV%가 15 내지 50% 및 길이의 변동계수 CV%가 10% 미만으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유를 제공하는 것을 특징으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유를 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유의 변동계수는 하기 식으로 계산한다.

CV%= 표준편차/평균×100

여기서, 변동계수(CV)는 분포의 퍼짐 전도를 비교하기 위해 도입한 것으로, 변동계수는 표준편차가 평균에 비해 얼마나 큰가를 나타내는 통계량이다. 이러한 변동계수는 두 종류의 자료에 대한 산포를 비교할 때와 자료간 값의 차이가 큰 경우 변동성을 비교할 때 유용한 수단이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 인산 에스테르 알칼리 금속염이 함유되어 있는 스테이플 유제가 섬유 중량 기준으로 0.3 내지는 1.0 중량%로 함유되어 있으며, 방향족 폴리아미드는 파라-페닐렌테레프탈아미드이고, 제조된 스테이플 섬유의 수분률이 3% 내지는 10% 미만으로 함유되는 것을 특징으로 하는 방향족 폴리 아미드 스테이플 섬유을 제공된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 다른 방향족 폴리 아미드 스테이플 섬유는 방적공정에 있어서 섬유의 집속성과 제전성이 우수하고 롤러등에 감김이 적은 고품질의 아라미드 100% 방적사나 타 섬유와의 혼방사를 안정적으로 제조할 수 있으며 더욱 상세하게는 방사된 필라멘트로부터 토우를 제조하고 이를 권축하여 일정한 길이로 절단하는 제조공정에 있어서 권축수와 길이의 변동계수CV%를 조정하여 방적성이 우수한 방향족 폴리 아미드 스테이플의 제조방법의 효과를 거둘 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

본 발명에 따른 방적성이 우수한 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유는 방향족 폴리아미드의 방사된 필라멘트로부터 제조되고, 모노필라멘트의 강도가 10g/d이상이고, 권축수가 25.4mm당 3내지 10개이고, 권축수의 변동계수 CV%가 15 내지 50% 및 길이의 변동계수 CV%가 10% 미만으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유이다. 그리고 상기 스테이플 섬유의 저축수 및 길이의 변동계수는 하기와 같은 식(1)를 만족하는 것을 특징으로 한다.

CV%= 표준편차/평균×100 ---------- 식 (1)

여기서, 변동계수(CV)는 분포의 퍼짐 전도를 비교하기 위해 도입한것으로, 변동계수는 표준편차가 평균에 비해 얼마나 큰가를 나타내는 통계량이다. 이러한 변동계수는 두 종류의 자료에 대한 산포를 비교할 때와 자료간 값의 차이가 큰 경우 변동성을 비교할 때 유용한 수단이다.

본 발명에 따르면, 방향족 디아민과 디카르복실산 할라이드를 중합시켜서 방향족 폴리아미드 중합물을 제조할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 방향족 디아민은 파라페닐렌 디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 2-메틸-파라페닐렌디아민, 2-클로로-파라페닐렌디아민, 2,6-나이프탈렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드 등을 들수 있으나, p-페닐렌디아민을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방향족 디카르복실산 할라이드는 테레프탈로일클로라이드(TPC), 4,4'-벤조일 클로라이드, 2-클로로테레프탈로일 클로라이드, 2,5-디클로로테레프탈로일 클로라이드, 2-메틸테레프탈로일 클로라이드, 2,6-나프탈렌카르복실산 클로라이드, 1,5-나프탈렌카르복실산 클로라이드 등을 들 수 있으나, 테레프탈로일틀로라이드를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 p-페닐렌디아민과 테레프탈산를 저온 중합으로 제조된 방향족 폴리아미드 중합물이 사용된다. 이때 고유점도(I.V.) 5.5 미만이면 섬유의 강도가 떨어지고 7.0을 초과하면 용해성이 저하된다.

본 발명에 방향족 폴리 아미드 스테이플 섬유는 인산 에스테르 알칼리 금속염이 함유되어 있는 스테이플 유제가 스테이플 섬유 중량 기준으로 0.3 내지는 1.0 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.

인산 에스테르 알카리 금속염은, 제전성과 고유막 특성을 가지고 있고, 방적의 카드나 렌조공정으로의 정전기의 발생을 방지하거나, 고속생산시 실파손이나 부착을 방지하고, 공정 통과성이나 공정 안정화에 효과가 있다.

본 발명에 방향족 폴리아미드는 파라-페닐렌테레프탈아미드이고 제조된 스테이플 섬유의 수분률이 3% 내지는 10% 미만으로 함유되는 것을 특징으로 한다.

실시예 및 비교예의 물성 평가는 아래와 같이 측정 또는 평가하였다.

실시예 1,2

p-페닐레디아민 성분 50몰% 및 테레프탈산 성분 50%몰로 이루어지는 방향족 폴리아미드를 1500데니어/1000필라멘트 원사 200개를 크릴에 걸고 집속기를 통해 30만 데니어의 토우를 제조하였다. 원사에 함유되어 있는 방사용 유제성분을 제거하기 위해 토우를 온수에 침지하여 수세하고, 이를 압착 롤러를 통과시켜 수세액을 제거하였다. 이후 인산 에스테르 알칼리 금속염이 함유된 스테이플 유제를 침지방식으로 부탁시키고 다음으로 95 내지는 105에서 압입 권축을 실시하고 105에서 건조시킨후 절단하여 표 1에 나타내었다.

비교예 1,2,3

실시예 1,2와 동일한 방법으로 실시하였으며 권축수 및 길이에서의 평균값 및 CV%값을 표1과 같이 조절하였다.

	스테이플 모노필라멘트 물성			스테이플 섬유 특성				유제 부착량(%)	방적성
	강도 (g/d)	신도 (%)	탄성률 (g/d)	권축수 (개/25.4mm)		길이(mm)
	강도 (g/d)	신도 (%)	탄성률 (g/d)	평균	CV%	평균	CV%
실시예1	16.2	3.3	404	6	25	51	3	0.5	O
실시예2	17.3	3.2	410	5	35	49	4	0.6	O
비교예1	16.3	3.2	402	6	10	50	12	0.5	×
비교예2	16.1	3.4	405	7	60	50	8	0.5	×
비교예3	17.3	3.2	410	5	35	49	4	1.2	△

(주, ○: 양호, △: 보통, ×:불량)

상기 표1에서 보는 바와 같이, 권축수의 변동계수(CV%)가 60%이상, 그리고 길이의 변동계수(CV%)가 대략 10%이상에서는 방적성이 불량한 것으로 나타났다.

이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims

방향족 폴리아미드의 방사된 필라멘트로부터 제조되는 스테이플 섬유는 모노필라멘트의 강도가 10g/d 이상이고, 신도는 3.2% 이상이고, 탄성률은 404g/d 이상이며, 권축수가 25.4mm당 3내지 10개이고, 권축수의 변동계수(CV%)가 15 내지 50% 및 길이의 변동계수(CV%)가 10% 미만이며,
인산 에스테르 알칼리 금속염이 함유되어 있는 스테이플 유제가 상기 스테이플 섬유 중량 기준으로 0.3 내지는 1.0 중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 방향족 폴리아미드는 파라-페닐렌테레프탈아미드이고, 제조된 스테이플 섬유의 수분률은 3% 내지 10% 미만으로 함유되는 것을 특징으로 하는 방적성이 우수한 스테이플 섬유.