KR101434691B1 - 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 - Google Patents
아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101434691B1 KR101434691B1 KR1020090092446A KR20090092446A KR101434691B1 KR 101434691 B1 KR101434691 B1 KR 101434691B1 KR 1020090092446 A KR1020090092446 A KR 1020090092446A KR 20090092446 A KR20090092446 A KR 20090092446A KR 101434691 B1 KR101434691 B1 KR 101434691B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tension
- aramid fiber
- drying
- drying roll
- energy
- Prior art date
Links
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 title claims abstract description 54
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 109
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims abstract description 49
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 16
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 claims description 8
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 6
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 37
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 11
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 9
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 7
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 3
- MHSKRLJMQQNJNC-UHFFFAOYSA-N terephthalamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=C(C(N)=O)C=C1 MHSKRLJMQQNJNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 CaCl 2 Chemical class 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N sulfurochloridic acid Chemical compound OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N terephthaloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XPAQFJJCWGSXGJ-UHFFFAOYSA-N 4-amino-n-(4-aminophenyl)benzamide Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1NC(=O)C1=CC=C(N)C=C1 XPAQFJJCWGSXGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001615 alkaline earth metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012813 breadcrumbs Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- KQSABULTKYLFEV-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-diamine Chemical compound C1=CC=C2C(N)=CC=CC2=C1N KQSABULTKYLFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYQUZYVBQYBQDB-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-dicarbonyl chloride Chemical compound C1=CC=C2C(C(=O)Cl)=CC=CC2=C1C(Cl)=O XYQUZYVBQYBQDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOGZBMRXLADNEV-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,6-diamine Chemical compound C1=C(N)C=CC2=CC(N)=CC=C21 GOGZBMRXLADNEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NZZGQZMNFCTNAM-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,6-dicarbonyl chloride Chemical compound C1=C(C(Cl)=O)C=CC2=CC(C(=O)Cl)=CC=C21 NZZGQZMNFCTNAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/60—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
- D01F6/605—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides from aromatic polyamides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/02—Preparation of spinning solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
- D02J1/224—Selection or control of the temperature during stretching
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
- D02J1/227—Control of the stretching tension; Localisation of the stretching neck; Draw-pins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
- D03D1/0035—Protective fabrics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H1/00—Personal protection gear
- F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
- D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
- D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
본 발명은, 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 중합시켜 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 공정; 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 용매에 용해시켜 방사도프를 제조한 후 방사하여 필라멘트를 제조하는 공정; 및 상기 필라멘트를 제1 건조롤 내지 제n 건조롤을 이용하여 건조하는 공정을 포함하여 이루어지고, 이때, 상기 제1 건조롤 내지 상기 제n 건조롤에서, 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비가 1 미만인 경우가 1회 이상이 되도록 상기 건조롤 들에 의한 장력을 조절하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법, 그 방법에 의해 제조된 아라미드 섬유, 그 아라미드 섬유를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면 아라미드 섬유 제조 공정시 방사공정을 거친 필라멘트의 건조공정을 최적화함으로써 유연성이 증진된 아라미드 섬유를 얻을 수 있고, 또한, 이와 같은 아라미드 섬유를 이용하여 방탄용 직물을 제조함으로써, 방탄용 직물의 방탄특성이 향상되는 효과가 있다.
아라미드 섬유, 방탄,
Description
본 발명은 방탄용 직물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아라미드 섬유를 이용한 방탄용 직물에 관한 것이다.
방탄용 직물은 방탄복, 방탄헬멧, 방탄판 등 다양한 방탄제품에 사용되는 원단이다. 방탄제품은 탄환이나 포탄의 파면으로부터 인체를 보호하기 위한 제품으로서, 방탄제품의 방탄성능은 그 원단인 방탄용 직물의 방탄성능에 의해 좌우되며, 방탄용 직물의 방탄성능은 원사의 특성 및 직물의 조직구조 등에 의해 결정된다.
방탄용 직물에 이용되는 원사는 일반적으로 고강도 특성을 구비해야 하며, 그와 같은 특성을 구비한 원사로서 아라미드 섬유가 알려져 있다.
아라미드 섬유는 방향족 폴리아미드 섬유로 명명되는 것으로서, 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 중합용매 중에서 중합시킴으로써 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 공정, 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하는 공정, 및 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 방사물 을 응고시켜 필라멘트를 제조하는 공정을 거쳐 제조된다.
이와 같은 아라미드 섬유를 이용하여 방탄용 직물을 제조할 경우 아라미드 섬유의 고강도 특성에 의해서 얻어지는 방탄용 직물 또한 고강도 특성을 구비하지만, 아직까지 원하는 방탄특성을 얻지는 못하고 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 탄환이 방탄용 직물과 충돌하게 되면 직물을 구성하는 원사가 그 충격에 의해 쉽게 파괴되지 않아야 함과 더불어 그 충격을 용이하게 흡수해야만 인체에 가해지는 충격이 최소화된다.
아라미드 섬유는 결정부분의 배향성이 우수하여 고강도 특성을 갖기 때문에 탄환의 충돌에 의해 쉽게 파괴되지 않지만, 섬유의 유연성이 부족하여 탄환의 충격을 흡수하는 효과가 다소 떨어지게 되고, 이와 같은 이유로 인해서 아라미드 섬유를 이용한 방탄용 직물에 있어서 아직까지 원하는 방탄특성을 얻지 못하고 있다.
본 발명은 아라미드 섬유의 유연성을 증진시킴으로써 탄환의 충격을 보다 용이하게 흡수하여 방탄특성을 향상시킬 수 있는 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명자는 아라미드 섬유의 유연성을 증진시키기 위해서 연구하던 중, 방사공정을 거친 필라멘트의 건조공정을 최적화할 경우 아라미드 섬유의 유연성이 증진될 수 있음을 확인하였다.
이상과 같은 본 발명의 구체적인 해결 수단은 하기와 같다.
본 발명은 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 중합시켜 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 공정; 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 용매에 용해시켜 방사도프를 제조한 후 방사하여 필라멘트를 제조하는 공정; 및 상기 필라멘트를 제1 건조롤 내지 제n 건조롤을 이용하여 건조하는 공정을 포함하여 이루어지고, 이때, 상기 제1 건조롤 내지 상기 제n 건조롤에서, 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비가 1 미만인 경우가 1회 이상이 되도록 상기 건조롤 들에 의한 장력을 조절하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 제1 건조롤에 의한 장력과 상기 제n 건조롤에 의한 장력 사이 의 장력비가 0.9 ~ 1.2가 되도록 조절할 수 있다.
상기 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비 들의 곱이 0.8 ~ 1.1 범위가 될 수 있다.
상기 제1 건조롤 내지 제n 건조롤 각각에 의한 장력은 0.05 g/d ~ 3 g/d 범위가 될 수 있다.
본 발명은 방향족 고리 사이에 아미드결합이 결합되어 있고, 일손실율이 20%이하인 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유를 제공한다.
여기서, 상기 아라미드 섬유는 신장변형율이 2%이하일 수 있다.
본 발명은 전술한 아라미드 섬유를 제조하는 공정; 및 상기 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 하여 제직하는 공정을 포함하여 이루어진 방탄용 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 경사 및 위사가 아라미드 섬유로 이루어지고, 상기 아라미드 섬유는 일손실율이 20%이하이고, 신장변형율이 2%이하인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물을 제공한다.
상기 방탄용 직물은 30 ~ 38매 겹쳤을 때 NIJ 레벨 IIIA기준으로 방탄성능(V0)은 436m/s 이상일 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 아라미드 섬유 제조 공정시 방사공정을 거친 필라멘트의 건조공정을 최적화함으로써 유연성이 증진된 아라미드 섬유를 얻을 수 있고, 이와 같은 아 라미드 섬유를 이용하여 방탄용 직물을 제조함으로써, 방탄용 직물의 방탄특성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
1. 방향족 폴리아미드 중합체의 제조
1) 우선, 중합용매를 제조한다.
상기 중합용매는 유기용매에 무기염을 첨가하여 제조한다.
상기 유기용매로는 아미드계 유기용매, 우레아계 유기용매, 또는 이들의 혼합 유기용매를 이용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N, N‘-디메틸아세트아미드(DMAc), 헥사메틸포스포아미드(HMPA), N, N, N', N'-테트라메틸 우레아(TMU), N, N-디메틸포름아미드(DMF) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 무기염은 방향족 폴리아미드의 중합도를 증가시키기 위하여 첨가하는 것으로서, 그 구체적인 예로는 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr 및 KBr 등과 같은 할로겐화 알칼리 금속염 또는 할로겐화 알칼리 토금속염을 들 수 있으며, 이들 무기염은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 첨가될 수 있다. 상기 무기염의 첨가양이 증가할수록 방향족 폴리아미드의 중합도는 증가되지만 상기 무기염이 과량으로 첨가되면 미처 용해되지 않는 무기염이 존재할 수 있기 때문에, 상기 무기염은 중합용매 전체량에 대해 10 중량% 이하의 범위인 것이 바람직하다.
2) 다음, 상기 제조된 중합용매에 방향족 디아민을 용해시켜 혼합용액을 제조한다.
상기 방향족 디아민의 구체적인 예는 파라-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 2,6-나프탈렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민 또는 4,4'-디아미노벤즈아닐라이드를 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
3) 다음, 상기 혼합용액을 교반하면서 상기 혼합용액에 소정량의 방향족 디에시드 할라이드를 첨가하여 예비중합시킨다.
방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드의 중합은 발열과 함께 빠른 속도로 반응이 진행하게 되는데, 이와 같이 중합속도가 빠르게 되면 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이에서 중합도 차이가 커지는 문제가 발생한다. 보다 구체적으로 설명하면, 중합반응은 혼합용액 전체에서 동시에 진행하는 것이 아니기 때문에, 먼저 중합반응이 시작된 중합체는 빠르게 중합반응을 진행하여 긴 분자사슬을 형성하는 반면, 나중에 중합반응이 시작된 중합체는 먼저 중합반응이 시작된 중합체보다 짧은 분자사슬을 형성할 수밖에 없는데, 중합속도가 빠르게 되면 그 차이가 훨씬 커지게 된다. 이와 같이, 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이에 중합도 차이가 커지게 되면 물성 편차 또한 커지게 되어 원하는 특성구현이 어렵게 된다.
따라서, 예비중합공정을 통해 일단 소정 길이의 분자사슬을 갖는 중합체를 미리 형성하고, 그 후에 중합공정을 수행함으로써 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이의 중합도 차이를 최소화하는 것이다.
상기 방향족 디에시드 할라이드의 구체적인 예로는 테레프탈로일 디클로라이 드, 4,4'-벤조일 디클로라이드, 2,6-나프탈렌디카복실산 디클로라이드 또는 1,5-나프탈렌디카복실산 디클로라이드를 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
4) 다음, 상기 예비중합공정을 완료한 후, 0 ~ 30℃ 상태에서 교반하면서 상기 혼합용액에 방향족 디에시드 할라이드의 잔량을 첨가하여 중합시킨다.
방향족 폴리아미드의 제조에서 방향족 디에시드 할라이드는 방향족 디아민과 1:1 몰비로 반응을 하기 때문에 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드는 동일한 몰비로 첨가할 수 있다.
중합공정에 의해 얻어지는 방향족 폴리아미드 중합체의 구체적인 예는, 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드: PPD-T), 폴리(4,4'-벤즈아닐라이드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌-디카복실산 아미드) 또는 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드)를 들 수 있다.
5) 다음, 얻어진 방향족 폴리아미드 용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 중합반응 중에 생성된 산을 중화시킨다.
중합 반응이 진행되면 염산과 같은 산이 생성되는데 이와 같은 산은 중합장치를 부식시키는 등의 문제를 야기하기 때문에, 중합 반응 동안 또는 중합 반응 후에 무기 알칼리 화합물 또는 유기 알칼리 화합물을 첨가하여 중합 반응시 생성된 산을 중화시키는 것이다.
이때, 중합반응을 거쳐 얻어진 방향족 폴리아미드는 빵가루와 같은 형태로 존재하기 때문에 상기 방향족 폴리아미드 용액의 유동성이 좋지 못하다. 따라서, 그 유동성 향상을 위해서 상기 방향족 폴리아미드 용액에 물을 첨가하여 슬러리로 만든 상태에서 이후 공정을 진행하는 것이 바람직하며, 이를 위해서 중화 공정시 방향족 폴리아미드 용액에 알칼리 화합물과 더불어 물을 첨가하여 중화공정을 진행할 수 있다.
상기 무기 알칼리 화합물는 NaOH, Li2CO3, CaCO3, LiH, CaH2, LiOH, Ca(OH)2, Li2O 또는 CaO의 알칼리 금속, 알칼리 토금속의 탄산염, 알칼리 토금속의 수소화물, 알칼리 토금속의 수산화물, 또는 알칼리 토금속의 산화물로 이루어지는 군에서 선택된다.
6) 다음, 중화공정을 완료하여 산이 제거된 방향족 폴리아미드 중합체를 분쇄한다.
후술하는 추출 공정시 중합체의 입자크기가 너무 크면 중합용매 추출공정에 많은 시간이 소요되며 중합용매 추출효율이 저하되기 때문에, 추출공정 전에 중합체의 입자크기를 작게 하기 위해서 분쇄공정을 수행하는 것이다.
7) 다음, 방향족 폴리아미드 중합체에 함유된 중합용매를 추출하여 중합체로부터 중합용매를 제거한다.
중합에 의해 얻어진 방향족 폴리아미드 중합체 내에는 중합 공정을 위해 사용한 중합용매가 함유되어 있기 때문에, 이와 같은 중합용매를 중합체로부터 추출해야 하며, 추출된 중합용매는 중합공정에 재사용하게 된다.
8) 다음, 상기 추출공정 후 잔류하는 물을 탈수하고, 그 후 건조 공정을 거 쳐 방향족 폴리아미드 중합체 제조를 완성한다.
2.
아라미드
섬유의 제조
1) 우선, 상기와 같은 방법에 의해 제조된 방향족 폴리아미드 중합체를 용매에 용해시켜 방사 도프(spinning dope)를 제조한다.
상기 용매는 97 내지 100%의 농도를 갖는 농황산 용매를 이용할 수 있으며, 농황산 대신에 클로로 황산이나 플루오로황산 등도 사용될 수 있다.
2) 다음, 상기 방사도프를 방사구금(spinneret)을 이용하여 방사(spinning)한 후 에어 갭(air gap)을 거쳐 응고조(coagulation bath) 내에서 응고시킴으로써 필라멘트(filament)를 형성한다.
상기 에어 갭은 주로 공기층이나 불활성 기체층도 사용될 수 있으며, 에어 갭의 길이는 0.1 내지 15 cm인 것이 제조되는 필라멘트의 물성 향상에 바람직하다.
상기 방사구금은 0.1 mm 이하의 직경을 갖는 다수의 모세관을 갖는다. 만약 방사구금에 형성된 모세관의 직경이 0.1 mm를 초과할 경우에는 생성되는 필라멘트의 분자 배향성이 나빠짐으로써 결과적으로 필라멘트의 강도가 낮아지는 결과를 야기하게 된다.
상기 응고조는 상기 방사구금의 하부에 위치하며 그 내부에 응고액이 저장되어 있고, 상기 응고조의 하부에는 응고튜브가 형성되어 있다. 따라서, 상기 방사구금의 모세관을 통과한 방사물은 하강하면서 에어 갭과 응고액을 순차적으로 거치면서 응고되어 필라멘트를 형성하며, 이 필라멘트는 상기 응고조 하부의 응고튜브를 통과하면서 배출된다.
또한, 상기 응고튜브에는 분사 장치(jet device)가 형성되어 응고튜브를 통과하는 필라멘트에 응고액을 분사할 수 있다. 상기 분사 장치는 다수의 분사구(jet opening)를 구비하고 다수의 분사구에서 필라멘트를 향하여 응고액을 분사한다.
상기 응고액은 물, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 알코올, 또는 이들의 혼합물에 황산이 첨가될 수 있다. 방사구금을 통과한 방사물이 응고액을 통과하게 되면 방사물 내의 황산이 제거되면서 필라멘트가 형성되는데, 황산이 방사물 표면으로부터 급격히 제거되면 그 내부에 함유된 황산이 미처 빠져나가기 전에 표면이 먼저 응고되어 필라멘트의 균일도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 황산을 첨가하여 응고액을 형성하는 것이다.
3) 다음, 얻어진 필라멘트에 잔존하는 황산을 제거한다.
방사 도프의 제조에 황산 용액이 사용되기 때문에, 방사 공정에 의해 제조된 필라멘트에는 황산이 잔존할 수 있다. 필라멘트에 잔존하는 황산은 물, 또는 물과 알칼리 용액의 혼합용액을 이용한 수세공정을 통해 제거될 수 있다.
4) 다음, 필라멘트에 잔류하는 수분 함유량을 조절하기 위해서 건조공정을 수행한 후 권취하여 아라미드 섬유를 얻는다.
상기 필라멘트의 건조 공정은 다단의 건조롤(drying roll), 즉, 제1 건조롤 내지 제n 건조롤(여기서, n은 2이상 바람직하게는 3이상)을 이용하여 수행하며, 이때, 건조롤의 회전속도를 조절함으로써 각각의 건조롤에 의해서 필라멘트에 가하는 장력을 조절하게 된다.
구체적으로는, 본 발명에 따르면, 상기 제1 건조롤 내지 상기 제n 건조롤을 이용하여 건조공정을 수행함에 있어서, 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비가 1 미만인 경우가 1회 이상이 되도록 상기 건조롤 들에 의한 장력을 조절한다. 예를 들어, 건조롤이 제1 건조롤부터 제3 건조롤까지 총 3개의 건조롤로 구성될 경우, 제2 건조롤의 장력/제1 건조롤의 장력은 a이고, 제3 건조롤의 장력/제2 건조롤의 장력은 b일 경우, a와 b 중 적어도 하나는 1 미만이 되도록 한다.
이와 같이, 복수 개의 건조롤에서 건조공정을 수행함에 있어서 일부 구간에서 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비가 1 미만인 릴렉스(relax) 구간을 부여함으로써, 최종적으로 얻어지는 아라미드 섬유의 유연성이 증가될 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 최초의 건조롤(제1 건조롤)에 의한 장력과 최후의 건조롤(제n 건조롤)에 의한 장력 사이의 장력비, 즉, 제n 건조롤의 장력/제1 건조롤의 장력을 0.9~1.2로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 제n 건조롤의 장력/제1 건조롤의 장력이 0.9 미만일 경우에는 건조시 필라멘트의 분자 배향도가 감소되어 원하는 강도의 섬유를 얻을 수 없고, 1.2를 초과할 경우에는 상기 장력비가 1 미만인 릴렉스 구간을 부여하는 것이 곤란할 수 있다.
또한, 상기 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비 들의 곱은 0.8 ~ 1.1 범위가 바람직하다. 예를 들어, 건조롤이 제1 건조롤부터 제3 건조롤까지 총 3개의 건조롤로 구성될 경우, 제2 건조롤의 장력/제1 건조롤 의 장력이 a이고, 제3 건조롤의 장력/제2 건조롤의 장력이 b일 경우, a×b의 값이 0.8 ~ 1.1 범위가 바람직하다. 만약, 상기 장력비 들의 곱이 0.8 미만인 경우는 원하는 강도의 섬유를 얻을 수 없고, 상기 곱이 1.1을 초과할 경우는 최종적으로 유연한 섬유를 얻지 못할 수 있다.
상기 제1 건조롤 내지 제n 건조롤 각각에 의해 필라멘트에 가하는 장력은 0.05 g/d ~ 3 g/d의 범위가 바람직하다. 상기 장력이 0.05 gpd 미만일 경우에는 분자 배향도가 감소되어 원하는 강도의 섬유를 얻을 수 없고, 건조시 장력이 3.0 gpd를 초과할 경우 필라멘트가 절단될 우려가 있어 제조상의 어려움이 발생할 수 있다.
이와 같은 건조공정을 통해 얻어진 아라미드 섬유는 유연성이 증진되게 되고, 그에 따라 일손실율 및 신장변형율과 같은 섬유 물성이 향상되는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 일손실율이 20%이하가 된다. 일손실율은 하기 수학식 1로 정의된다.
상기 수학식 1에서, 일손실(Work loss)은 가중에너지(Loading energy)에서 제중에너지(Unloading energy)를 제거한 것으로, 가중에너지는 아라미드 원사의 절 단강도 20%에 해당하는 하중으로 10회 인장반복 실험 후의 에너지 값이며, 제중에너지는 아라미드 원사에 하중을 제거한 후의 에너지 값을 의미한다.
다음, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 신장변형율이 2%이하가 된다. 신장변형율은 하기 수학식 2로 정의된다.
상기 수학식 2에서, L1은 원사의 절단강도의 20%에 해당하는 하중하에서 10회 반복인장실험을 진행한 후의 원사의 길이이고, L0은 상기 하중하에서 반복실험 전인 아라미드 원사의 길이이다.
3. 방탄직물의 제조
1) 얻어진 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 하며 평직(plain) 또는 바스켓직(basket)을 직물조직으로 하여 직물을 제직한다.
상기 제직 공정시 경사밀도 및 위사밀도는 각각 5 ~ 15 본/cm 범위 내로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 경사밀도 및 위사밀도가 5 본/cm 미만일 경우에는 원하는 방탄특성을 얻지 못할 수 있으며, 상기 경사밀도 및 위사밀도가 15 본/cm을 초과할 경우에는 직물 제직공정시 제직성이 떨어질 수 있다.
상기 아라미드 섬유의 섬도는 300 ~ 1600 데니어 범위인 것이 바람직하다. 상기 아라미드 섬유의 섬도가 300 데니어 미만일 경우에는 직물의 강도가 저하되어 원하는 방탄특성을 얻지 못할 수 있으며, 상기 아라미드 섬유의 섬도가 1600 데니어를 초과할 경우에는 직물의 제직공정시 제직성이 떨어질 수 있다.
2) 상기 직물의 제직공정 이후에는, 직물에 대한 정련처리(Scouring treatment) 공정 및 발수처리(water repellent treatment) 공정을 수행할 수 있다.
상기 정련처리 공정은 직물을 구성하는 아라미드 섬유에 부착되어 있는 유제나 이물질을 제거하는 공정으로서, 이와 같은 정련공정을 수행하지 않고 발수처리공정을 수행하게 되면 발수처리공정이 원활히 이루어지지 않게 되며 또한 직물의 유연성이 저하될 수 있다.
상기 정련처리 공정은 40℃-100℃에서 NaOH 또는 Na2CO3와 같은 계면활성제를 이용하여 수행할 수 있고, 상기 계면활성제 처리 후에는 수세공정과 건조공정을 이어서 수행한다.
상기 발수처리 공정은 직물이 수분을 흡수하지 않도록 처리하는 공정으로서, 직물을 구성하는 아라미드 섬유는 일반적으로 수분을 장기간 흡수하게 되면 물성이 저하되어 결국 직물의 방탄특성이 점차 떨어지는 문제가 발생하므로 직물에 발수처리를 수행하여 수분흡수로 인한 방탄특성 저하를 방지하는 것이다.
상기 발수처리 공정은 전술한 바와 같이 정련 공정을 통해 직물의 표면에 부착된 이물질을 완전히 제거한 후, 발수제 조성물에 직물을 침지시키고, 건조하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 공정에 의해 제조된 본 발명에 따른 방탄용 직물은 탄환이 직물과 충돌시 그 충격을 원활히 흡수하여 방탄특성이 향상되며, 구체적으로는, 상기 방탄용 직물을 30 ~ 38매 겹쳤을 때 NIJ 레벨 IIIA기준으로 방탄성능(V0)은 436m/s 이상으로 우수하게 된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 방탄용 직물은 방탄제품에 적용될 수 있는데, 그 예로는 방탄복, 방탄헬멧, 및 방탄판 등을 들 수 있다. 상기 방탄복, 방탄헬멧, 및 방탄판은 공지된 방법에 의해 제조할 수 있으며, 이때, 상기 방탄헬멧 및 방탄판은 전술한 발수처리공정을 수행하지 않을 수 있다.
4.
실시예
및
비교예
1) 실시예 1
CaCl2 및 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 혼합하여 중합용매를 제조하고, 그 후, 파라-페닐렌디아민을 상기 중합용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하였다. 그 후, 상기 혼합용액을 교반하면서, 상기 혼합용액에 상기 파라-페닐렌디아민과 동일한 몰의 테레프탈로일 디클로라이드를 두 번에 나누어 첨가하여 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드) 중합체를 생성시켰다. 그 후, 상기 중합체를 포함한 중합용액에 물과 NaOH를 첨가하여 산을 중화시킨 후, 중합체를 분쇄하고, 물을 이용하여 방향족 폴리아미드 중합체에 함유된 중합용매를 추출한 후, 탈수 및 건조 공정을 통해 최종적으로 방향족 폴리아미드 중합체를 얻었다.
그 후, 얻은 방향족 폴리아미드 중합체를 99%농황산에 용해시킨 후, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후, 7mm의 공기층을 통과시키고, 황산수용액이 담겨져 있는 응고조 및 상기 응고조 하부의 응고튜브를 통과시키면서 응고시켜 필라멘트를 제조하였다. 상기 응고튜브를 통과시키는 동안에는 분사 장치를 통해 필라멘트에 황산수용액을 분사하였다. 그 후, 필라멘트를 수세하여 잔존하는 황산을 제거하였다.
그 후, 제1 건조롤 내지 제5 건조롤의 총 5개의 건조롤을 이용하여 상기 필라멘트에 대한 건조공정을 수행하였다. 이때, 상기 제1 건조롤에서의 장력은 1.0g/d, 상기 제2 건조롤에서의 장력은 1.0g/d, 상기 제3 건조롤에서의 장력은 0.9g/d, 상기 제4 건조롤에서의 장력은 0.8g/d, 상기 제5 건조롤에서의 장력은 0.9g/d로 조절하였다. 따라서, 제5 건조롤(최후의 건조롤)의 장력/제1 건조롤(최초의 건조롤)의 장력은 0.9가 되고, 제2 건조롤의 장력/제1 건조롤의 장력은 1.0가 되고, 제3 건조롤의 장력/제2 건조롤의 장력은 0.9가 되고, 제4 건조롤의 장력/제3 건조롤의 장력은 약 0.9가 되고, 제5 건조롤의 장력/제4 건조롤의 장력은 약 1.1가 되도록 하였다.
그 후, 상기 건조공정이 완료된 필라멘트를 권취하여 1000 데니어의 아라미드 섬유를 얻었다.
그 후, 상기 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 경사밀도 및 위사밀도를 각각 10본/㎝로 하여 평직으로 제직하여 방탄용 직물을 제조하였다.
2) 실시예 2
전술한 실시예 1에서, 제1 건조롤 내지 제5 건조롤의 장력을 하기 표 1과 같이 조절한 것을 제외하고, 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 방탄용 직물을 제조하였다.
3) 비교예
전술한 실시예 1에서, 제1 건조롤 내지 제5 건조롤의 장력을 하기 표 1과 같이 조절한 것을 제외하고, 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 방탄용 직물을 제조하였다.
이상과 같은 실시예 및 비교예의 구체적인 건조공정 조건을 정리하면 하기 표 1과 같다.
|
|
롤의 장력(g/d) | 장력비 (최후 롤/ 최초 롤) |
장력비 (후행 롤/ 선행 롤) |
장력비들의 곱 |
|||||||
| 제1 |
제2 |
제3 |
제4 |
제5 |
제5/ 제1 |
제2/ 제1 |
제3/ 제2 |
제4/ 제3 |
제5/ 제4 |
||
| 실시예1 |
1.0 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 약 0.9 | 약 1.1 | 약 0.9 |
| 실시예2 |
1.0 | 1.0 | 0.9 | 0.9 | 1.1 | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 1.0 | 약 1.2 | 약 1.1 |
| 비교예 |
1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 1.9 | 1.2 | 약 1.2 | 약 1.1 | 약 1.1 | 약 1.7 |
5.
실험예
1) 아라미드 섬유의 물성 측정
실시예 1, 실시예 2, 및 비교예에 따라 제조된 아라미드 섬유를 25cm로 잘라 샘플을 준비하였다. 그 후, 각각의 샘플에 대해서 일손실율 및 신장변형율을 하기 수학식 1 및 2에 따라 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같다.
[수학식 1]
일손실율(%) = 일손실(Work loss)/가중에너지(Loading energy) ×100
상기 수학식 1에서, 일손실(Work loss)은 가중에너지(Loading energy)에서 제중에너지(Unloading energy)를 제거한 것으로, 가중에너지는 아라미드 원사의 절단강도 20%에 해당하는 하중으로 10회 인장반복 실험 후의 에너지 값이며, 제중에너지는 아라미드 원사에 하중을 제거한 후의 에너지 값을 의미한다.
[수학식 2]
신장변형율(%) = (L1-L0)/L0 ×100
상기 수학식 2에서, L1은 원사의 절단강도의 20%에 해당하는 하중하에서 10회 반복인장실험을 진행한 후의 원사의 길이이고, L0은 상기 하중하에서 반복실험 전인 아라미드 원사의 길이이다.
| 구분 | 일손실율(%) | 신장변형율(%) |
| 실시예 1 | 17 | 1.7 |
| 실시예 2 | 15 | 1.2 |
| 비교예 1 | 25 | 2.9 |
2) 직물의 방탄성능 시험
상기 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예에 따라 제조된 방탄용 직물을 40cm × 40cm으로 잘라 32겹을 겹쳐서 샘플을 준비한 후, 준비된 각각의 샘플에 대해서 NIJ(National Institute of Justice) 규격에 따라 방탄 시험을 실시하였다. 방탄 시험시 사용된 탄환은 .44mag이다. 그 결과는 하기 표 3과 같다. 하기 표에서 V0은 탄환이 목표물를 통과하지 못하는 최대 속도로서, 규격에 따르면 V0는 436m/s 이상이 나와야 한다.
| 구분 | 방탄성능 V0(m/s) |
| 실시예 1 | 440 |
| 실시예 2 | 443 |
| 비교예 1 | 421 |
Claims (9)
- 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 중합시켜 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 공정;상기 방향족 폴리아미드 중합체를 용매에 용해시켜 방사도프를 제조한 후 방사하여 필라멘트를 제조하는 공정; 및상기 필라멘트를 제1 건조롤 내지 제n 건조롤을 이용하여 건조하는 공정을 포함하여 이루어지고,이때, 상기 제1 건조롤 내지 상기 제n 건조롤에서, 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비가 1 미만인 경우가 1회 이상이 되도록 상기 건조롤 들에 의한 장력을 조절하며,상기 제1 건조롤에 의한 장력과 상기 제n 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비가 0.9 ~ 1.2가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 선행 건조롤에 의한 장력과 후행 건조롤에 의한 장력 사이의 장력비 들의 곱이 0.8 ~ 1.1 범위인 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 건조롤 내지 제n 건조롤 각각에 의한 장력은 0.05 g/d ~ 3 g/d 범위인 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.
- 방향족 고리 사이에 아미드결합이 결합되어 있고, 하기의 식1에 의해 정의되는 일손실율이 20%이하인 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유:식1: 일손실율(%) = 일손실(Work loss)/가중에너지(Loading energy) ×100[여기서, 상기 일손실은 가중에너지에서 제중에너지(Unloading energy)를 제거한 것으로, 상기 가중에너지는 상기 아라미드 섬유의 절단강도의 20%에 해당하는 하중으로 10회 인장반복 실험 후의 에너지 값이며, 상기 제중에너지는 상기 아라미드 섬유에 하중을 제거한 후의 에너지 값임].
- 제5항에 있어서,상기 아라미드 섬유는 하기의 식2에 의해 정의되는 신장변형율이 2%이하인 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유:식2: 신장변형율(%) = (L1-L0)/L0 ×100(여기서, 상기 L1은 상기 아라미드 섬유의 절단강도의 20%에 해당하는 하중하에서 10회 반복인장실험을 진행한 후의 상기 아라미드 섬유의 길이이고, 상기 L0은 상기 하중하에서 반복인장실험 전의 상기 아라미드 섬유의 길이임).
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 아라미드 섬유를 제조하는 공정; 및상기 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 하여 제직하는 공정을 포함하여 이루어진 방탄용 직물의 제조방법.
- 경사 및 위사가 아라미드 섬유로 이루어지고, 상기 아라미드 섬유는 하기의 식1에 의해 정의되는 일손실율이 20%이하이고, 하기의 식2에 의해 정의되는 신장변형율이 2%이하인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물:식1: 일손실율(%) = 일손실(Work loss)/가중에너지(Loading energy) ×100[여기서, 상기 일손실은 가중에너지에서 제중에너지(Unloading energy)를 제거한 것으로, 상기 가중에너지는 상기 아라미드 섬유의 절단강도의 20%에 해당하는 하중으로 10회 인장반복 실험 후의 에너지 값이며, 상기 제중에너지는 상기 아라미드 섬유에 하중을 제거한 후의 에너지 값임],식2: 신장변형율(%) = (L1-L0)/L0 ×100(여기서, 상기 L1은 상기 아라미드 섬유의 절단강도의 20%에 해당하는 하중하에서 10회 반복인장실험을 진행한 후의 상기 아라미드 섬유의 길이이고, 상기 L0은 상기 하중하에서 반복인장실험 전의 상기 아라미드 섬유의 길이임).
- 제8항에 있어서,상기 방탄용 직물은 30 ~ 38매 겹쳤을 때 NIJ 레벨 IIIA기준으로 방탄성능(V0)은 436m/s 이상인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090092446A KR101434691B1 (ko) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090092446A KR101434691B1 (ko) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110034942A KR20110034942A (ko) | 2011-04-06 |
| KR101434691B1 true KR101434691B1 (ko) | 2014-08-26 |
Family
ID=44043357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090092446A KR101434691B1 (ko) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101434691B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101537143B1 (ko) * | 2012-05-09 | 2015-07-15 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 고강도 섬유를 이용한 직물의 제조방법 |
| KR101394653B1 (ko) * | 2012-10-18 | 2014-05-12 | 주식회사 효성 | 고강도의 방향족 폴리아미드 멀티필라멘트 및 이의 제조방법 |
| KR101406162B1 (ko) * | 2012-12-18 | 2014-06-13 | 주식회사 효성 | 초기 탄성율이 우수한 아라미드 필라멘트 및 이의 제조방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0384424A2 (en) | 1989-02-21 | 1990-08-29 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Cyclic tensioning of never-dried yarns |
| WO2009060179A1 (en) | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Invista Technologies S.A.R.L. | High tenacity low shrinkage polyamide yarns |
| KR100910536B1 (ko) | 2008-05-21 | 2009-07-31 | 주식회사 코오롱 | 방향족 폴리아미드 중합체의 제조방법 및 아라미드 섬유의 제조방법 |
| KR101277156B1 (ko) | 2008-04-30 | 2013-06-20 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 아라미드 타이어 코오드 |
-
2009
- 2009-09-29 KR KR1020090092446A patent/KR101434691B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0384424A2 (en) | 1989-02-21 | 1990-08-29 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Cyclic tensioning of never-dried yarns |
| WO2009060179A1 (en) | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Invista Technologies S.A.R.L. | High tenacity low shrinkage polyamide yarns |
| KR101277156B1 (ko) | 2008-04-30 | 2013-06-20 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 아라미드 타이어 코오드 |
| KR100910536B1 (ko) | 2008-05-21 | 2009-07-31 | 주식회사 코오롱 | 방향족 폴리아미드 중합체의 제조방법 및 아라미드 섬유의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110034942A (ko) | 2011-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2048268B1 (en) | Process for producing an aromatic copolyamide fiber | |
| KR101434691B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 | |
| KR101167756B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR100924905B1 (ko) | 파라 아라미드 섬유의 제조방법 | |
| KR101129067B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그를 이용한 방탄용 직물 | |
| KR101287339B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그 제조방법 | |
| KR101166601B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR101386379B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그 제조방법, 및 그를 이용한 방탄용 직물 및 그 제조방법 | |
| KR101175015B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR101096280B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR101096857B1 (ko) | 방탄 제품 | |
| KR101377898B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR101096396B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR101090522B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| RU2411313C2 (ru) | Волокно из ароматического полиамида, способ его изготовления и материал для защитной одежды | |
| KR101287243B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그 제조방법 | |
| KR101097014B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR102554768B1 (ko) | 방탄성능이 우수한 태섬도 아라미드 멀티필라멘트의 제조방법 | |
| KR101342270B1 (ko) | 파라계 아라미드 섬유 | |
| KR101096339B1 (ko) | 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 | |
| KR101287277B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그 제조방법 | |
| KR100924909B1 (ko) | 아라미드 섬유 및 그 제조방법 | |
| KR20240048271A (ko) | 파라계 아라미드 섬유 및 이의 제조 방법 | |
| KR20240048270A (ko) | 파라계 아라미드 섬유 및 이의 제조 방법 | |
| KR20240048268A (ko) | 파라계 아라미드 섬유 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170801 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180801 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190801 Year of fee payment: 6 |