KR101942582B1 - 메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물 - Google Patents

메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물에 관한 것으로써, 우수한 고내열성 및 난연성이 요구되는 제품을 제조할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 이상에서와 같은 본 발명의 메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물은 종래기술로 제조된 메타 아라미드 조성물 보다 우수한 산화방지 효과 및 우수한 변색방지 효과를 제공할 수 있도록 한다.

Description

메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물{METHOD OF META-ARAMIDE COMPOSITION AND META-ARAMIDE COMPOSITION PRODUCED BY THEREOF}
본 발명은 메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 종래의 메타아라미드 조성물보다 우수한 산화방지 효과 및 이로 인한 변색방지를 제공할 수 있는 메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리아미드계 합성수지는 지방족 폴리아미드와 방향족 폴리아미드로 분류된다. 지방족 폴리아미드는 일반적으로 나이론이란 상표명으로, 방향족 폴리아미드는 아라미드라는 상표명으로 잘 알려져 있다.
상기 지방족 폴리아미드. 특히 나일론 6, 그리고 나일론 6,6 등은 가장 일반적인 열가소성 엔지니어링 플라스틱으로 중요한 응용분야는로는 섬유 뿐 만 아니라 여러 분야의 성형재료로 사용되고 있다. 성형분야에 사용되는 나일론 수지는 향상된 난연성과 내충격성을 갖도록 하고 가격을 낮추고 탄성율과 같은 기계적 물성을 향상시키기 위하여 광물 또는 유리섬유로 보강하여 복합재료인 강화플라스틱(reinforced plastics)으로 제조한다.
1960년대 개발된 아라미드라는 방향족 폴리아미드는 지방족 폴리아미드인 나일론의 내열성을 개선시키기 위해 개발된 것으로 노멕스(Nomex), 케블라(Kevlar)와 같은 상품명으로 잘 알려져 있는 방향족 폴리아미드는 난연성 섬유직물, 타이어 코드 등의 섬유용도로 사용될 수 있는 뛰어난 내열성과 높은 인장강도를 갖는다.
일반적인 지방족 폴리아미드는 아미드기 사이에 지방족 탄화수소가 결합되어 있는 합성수지이나, 아라미드(aramid)는 아미드기 사이에 벤젠기가 85%의 아미드 결합이 두 개의 방향족 고리에 결합되어 있는 합성수지를
말한다. 상기 지방족 폴리아미드의 지방족 탄화수소는 열을 가하면 쉽게 분자운동이 일어나는 데 반하여, 방향족 폴리아미드의 벤젠 환은 분자쇄가 강직하고 열을 가하여도 분자가 쉽게 움직이지 않으므로 열에 안정하고 탄성률이 높아 일반 지방족 폴리아미드와는 특성에 있어서 많은 차이를 나타낸다.
상기 방향족 폴리아미드는 파라계 아라미드(para-aramid)와 메타계 아라미드(meta-aramid)로 분류되며, 파라계 아라미드는 듀폰사에서 개발된 케블라(Kevlar)가 대표적이다. 파라계 아라미드는 벤젠 고리가 파라 위치에서 아미드기와 결합된 것이다. 분자쇄가 매우 뻣뻣하고 선상구조를 가지므로 강도가 매우 높고 탄성률이 특히 높아 충격을 흡수하는 성능이 매우 우수하여 방탄복, 방탄 핼멧, 안전용 장갑이나 부츠, 소방복에 사용되며, 테니스 라켓, 보트, 하키용 스틱, 낚시 줄, 골프 클럽등의 스포츠 기구 재료로 또한 산업용으로는 FRP(Fiber Reinforced Plastic), 석면대체용 섬유등에 사용되고 있다. 메타계 아라미드는 듀폰사에서 개발된 노멕스(Nomex), 데이진사에서 개발된 코넥스(Conex)가 대표적이다. 메타계 아라미드는 벤젠고리가 메타 위치에서 아미드기와 결합된 것으로 강도와 신도는 보통의 나일론과 비슷하나 열에 대한 안정성이 대단히 좋으며, 다른 내열용 소재에 비하여 가볍고 땀흡수도 어느정도 가능하므로 쾌적하다는 장점을 가지고 있다. 초기에는 색상이 몇 가지로 제한되었으나, 최근에는 형광색을 포함한 다양한 색상으로 만들어지고 있다. 소방복, 경주용 자동차 운전자를 위한 유니폼, 우주 비행사 유니폼, 작업복 등의 내열용 의복 소재로 사용 되며, 산업용으로는 고온용 필터 등으로 쓰인다.
그러나 일반적으로 종래의 메타계 아라미드 제조방법으로 제조되는 메타아라미드 조성물을 사용하여 필름 및 섬유를 제조할 경우 고온에서 견뎌야하는 메타아라미드 조성물이 산화가 진행되면서 변색이 되는 문제점이 있었다.
또한, 내열성 및 난연성도 좋지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 산화방지효과 및 변색방지가 우수한 메타아라미드 조성물 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 방향족 디아민; 방향족 이산클로라이드; 및 용매;를 포함하여 메타아라미드 중합물을 제조하는 단계; (2)상기 메타아라미드 중합물에 변색방지제를 첨가하여 혼합하고 중화제를 첨가하여 중화하는 단계;를 포함하는 메타아라미드 조성물 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 방향족 디아민은 메타페닐렌디아민일 수 있고, 상기 방향족 이산클로라이드는 나프탈렌-2-7-디카보닐클로라이드,나프탈렌-2-6-디카보닐클로라이드 및 이소프로탈로일클로라 이드 중에서 선택되는 어느 하나이상을 포함할 수 있으며, 상기 용매는 아미드계 용매일 수 있고, 바람직하게는 N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸 설파이드, 디메틸아세트아미드 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 (1)단계에서 상기 용매 100중량부에 방향족 디아민 5 ~ 15중량부, 방향족 이산클로라이드 10 ~ 30중량부를 포함하여 중합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2)단계에 상기 변색방지제는 하이드라진, 인산, 트리에틸포스페이트, 벤조일클로라이드 및 티오닐클로라이드 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 상기 변색방지제는 인산 및 트리에틸포스페이트 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 가장 바람직하게는 인산일 수 있다. 그리고 상기 (2)단계에서 상기 메타아라미드 중합물 100중량부에 대하여, 상기 변색방지제 0.1 ~ 1 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계 이후 (3)단계로 탈수 및 탈포하는 단계;를 더 포함할 수 있고, 상기 (2)단계와 상기 (3)단계 사이에 염화칼슘을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 메타아라미드 중합체; 및 변색방지제;를 포함하는 메타아라미드 조성물을 제공하며, 상기 변색방지제는 하이드라진, 인산, 트리에틸포스페이트, 벤조일클로라이드 및 티오닐클로라이드 중에서 선택 되어지는 어느 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 인산 및 트리에틸포스페이트중에서 선택되어지는 어느 하나일 수 있으며, 상기 변색방지제는 상기 메타아라미드 중합체 100중량부에 대하여, 상기 변색방지제 0.1 ~ 1 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 본 발명의 메타아라미드 조성물로 제조된 메타아라미드 필름 및 메타아라미드 섬유를 제공할 수 있다.
본 발명의 메타아라미드 조성물 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물은 우수한 고내열성 및 난연성을 제공할 수 있다.
또한 종래기술로 제조된 메타아라미드 조성물보다 뛰어난 산화방지 효과을 갖으면서도, 우수한 변색방지 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래기술로 제조된 메타아라미드 조성물을 사용하여 필름 및 섬유를 제조할 경우 산화가 진행되면서 변색이 되는 문제점과 내열성 및 난연성도 좋지 않은 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 한 측면에 따르면, (1) 방향족 디아민; 방향족 이산클로라이
드; 및 용매;를 포함하여 메타아라미드 중합물을 제조하는 단계; (2) 상기 메타아라미드 중합물에 변색방지제를 첨가하여 혼합하고 중화제를 첨가하여 중화하는 단계;를 포함하는 메타아라미드 조성물 제조방법을 제공한다. 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물을 사용하여 제조하는 필름 및 섬유는 고내열성 및 난연성이 우수하면서도 변색방지에도 뛰어난 메타아라미드 필름 및 섬유를 제공할 수 있다.
먼저 상기 (1)단계인 방향족 디아민; 방향족 이산클로라이드; 및 용매;를 포함하여 메타아라미드 중합물을 제조하는 단계에 대해 설명한다.
먼저 용매에 대해 설명한다.
본 발명에서 상기 용매는 조성물들을 용해하는 역할을 하는 것으로 통상적 으로 메타 아라미드 조성물에 사용되는 용매이면 제한없이 사용될 수 있다.
바람직하게는 용매는 아미드계 용매일 수 있으며, 보다 바람직하게는 극성 아미드계 용매를 사용하는 것으로 N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸설파이드,디메틸아세트아미드 중에서 선택되는 어느 하나이상을 사용할 수 있다.
다음 방향족 디아민에 대해 설명한다.
본 발명에서 상기 방향족 디아민은 상기 방향족 이산 클로라이드와 반응하여 메타 아라미드 공중합체를 구성하는 단량체의 역할을 하며, 상기 단량체는 메타아라미드 단량체로 사용되는 것은 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메타페닐렌디아민일 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1)단계에서 상기 용매 100중량부에 대하여 상기 방향족 디아민 5 ~ 15중량부를 포함할 수 있는데, 만약 상기 방향족 디아민이 5 중량부 미만이면, 중합체내의 고형분 함량이 적어서 생산량이 저하되고 고분자의 충분한 분자량 확보가 어려운 문제가 있을 수 있고, 상기 방향족 디아민이 15 중량부를 초과하면, 균질한 중합체 수득이 어려운 문제가 있을 수 있다.
다음 방향족 이산클로라이드에 대해 설명한다.
본 발명에서 상기 방향족 이산클로라이드는 상기 방향족 디아민과 반응하여 메타 아라미드 공중합체를 구성하는 단량체의 역할을 하며, 상기 단량체는 메타아라미드 단량체로 사용되는 것은 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 나프탈렌-2-7-디카보닐클로라이드, 나프탈렌-2-6-디카보닐클로라 이드 및 이소프로탈로일 클로라이드 중에서 선택되는 어느 하나이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 이소프로탈로일 클로라이드 일 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1)단계에서 상기 용매 100중량부에 대하여 상기 방향족 이산클로라이드 10 ~ 30중량부를 포함할 수 있는데, 만약 상기 방향족 이산클로라이드가 10 중량부 미만이면, 중합체내의 고형분 함량이 적어서 생산량이 저하되고 고분자의 충분한 분자량 확보가 어려운 문제가 있을 수 있고, 30 중량부를 초과하면, 균질한 중합체 수득이 어려운 문제가 있을 수 있다.
다음 상기 (2)단계인 상기 메타아라미드 중합물에 변색방지제를 첨가하여 혼합하고 중화제를 첨가하여 중화하는 단계에 대해 설명한다.
본 발명에서 변색방지제는 메타아라미드 조성물을 사용하여 메타아라미드 필름 및 섬유를 제조할 때 열처리공정 및 제품보관 중에 변색이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위한 역할을 하며, 변색방지제는 중화제와 혼용이 가능하여, 중화반응 전이나 후에 넣어도 무관하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2)단계에 상기 변색방지제는 하이드라진, 인산, 트리에틸포스페이트, 벤조일클로라이드 및 티오닐클로라이드 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 인산 및 트리에틸포스페이트 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 가장 바람직하게는 인산일 수 있는데 이는 인산을 넣었을 때, 고온에서 시간이 지나도 변색방지를 나타내는 것을 확인 할 수 있기 때문이다.( 표 1 참조)
또한 상기 (2)단계에서 상기 메타아라미드 중합물 100중량부에 대하여, 상기 변색방지제 0.1 ~ 1 중량부를 포함할 수 있는데, 만약 상기 변색방지제가 메타아라미드 중합물 100중량부에 대하여 0.1 중량부 미만이면, 변색방지 효과가 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 1 중량부를 초과하면, 방사공정시 이물질로 작용할 수 있어 공정성에 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 변색방지제는 메타아라미드 중합물을 제조한 후에 첨가해야 하는데, 이는 메타아라미드 중합물의 추후에 열반응 공정등에서 변색될 수 있게 하는 말단기에 변색방지제가 차단을 해주는 역할을 하기 ?문이다. 만약에 메타아라미드 중합물이 제조할 때에 함께 넣어 중합을 하게 된다면, 메타아라미드 중합물이 중합되는 과정을 차단할 수 있기 때문에 메타아라미드 중합물을 제조한 후에 첨가하는 것이 바람직하다. (표 1 참조)
한편, 본 발명에서 메타아라미드 중합물이 형성되는 온도는 0 ~ 70℃에서 진행될 수 있으며, 메타아라미드 중합물은 폴리(메타 페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m-벤즈아미드), 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m,m'-페닐렌 벤즈아미드), 및 폴리(1,6-나프틸렌 이소프탈아미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
그리고 중합물을 제조한 후에는 부산물로 염산이 제조되어 부산물을 중화단계를 거칠 수 있다.
구체적으로 예를들면, 반응식 1과 같이 본 발명에 사용할 수 있는 방향족디아민인 메타페닐렌디아민과 방향족이산클로라이드인 테레프탈로일 클로라이드(TPC)로 반응하면 중합된 폴리메타페닐렌 이소프탈아미드와 부산물인 염산(HCl)이 생성될 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112012102711212-pat00001
이 때 생성된 부산물인 염산을 중화하기 위한 단계가 필요하며, 이는 고분자 조성물의 안정성을 위함이고, 중화제로는 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 또는 수산화리튬(LiOH)등의 염기성 화합물을 첨가하여, 반응식 2와 같이 중화시킬 수 있다.
[반응식 2]
HCl + Ca(OH)2→ CaCl2 +2H2O
상기 중화단계에서 첨가되는 중화제가 첨가되는 양은 방향족디아민 또는 방향족 이산클로라이드의 사용량에 따라 조절되어야 하며, 사용되는 방향족디아민 또는 방향족 이산클로라이드의 몰비와 동일하거나 10%증가된 양을 첨가하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계 이후 (3)단계로 탈수및 탈포하는 단계;를 더 포함할 수 있고, 상기 (2)단계와 상기 (3)단계 사이에 염화칼슘을 더 포함할 수도 있다.
상기 염화칼슘 더 포함하는 것은 상기 (2)단계와 상기 (3)단계 사이에 염화칼슘을 더 첨가 할 수 있는데, 상기 염화칼슘은 상기 (2)단계의 중화단계에서도 발생하나 염화칼슘을 추가적으로 첨가하는 공정으로 상기 중화단계에서 발생되는 염화칼슘은 메타아라미드 조성물의 6 ~ 8중량%가 발생할 수 있고, 여기에 염화칼슘을 첨가하여 상기 메타아라미드 조성물의 염화칼슘 함량을 8 ~ 15중량%로 높일 수 있는데, 상기 염화칼슘은 용매 중에서 방향족 아미드 및 방향족 이산클로라이드를 증가시켜 메타아라미드 중합물의 함량을 증가시킬 수 있다. 나아가 상기 염화칼슘의 함량이 메타아라미드 조성물의 8중량% 미만일 경우에는 메타아라미드 중합물의 증가가 미미하고, 15중량%를 초과하면 염화칼슘에 따른 부식성에 의해 작업성이 떨어질 수 있다.
다음 상기 (3)단계인 탈수 및 탈포하는 단계에 대해 설명한다.
상기 탈수공정은 중화공정에서 생성되는 물을 제거하는 공정이고, 탈포공정은 중합공정에서 교반으로 생성되는 기포를 제거하는 공정으로 일반적인 탈수, 탈포공정으로 실시할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 메타아라미드 중합체; 및 변색방지제;를 포함하는 메타아라미드 조성물을 제공한다.
본 발명에서 변색방지제는 최종 메타아라미드 조성물이나 이를 사용하여 메타아라미드 필름 및 섬유를 제조한 최종 제품에 잔존 한다.
이에 따라 상기 메타아라미드 필름 및 섬유와 같이 본 발명의 메타아라미드 조성물로 제조한 제품은 기존 제품처럼 열처리공정이나 시간에 따라 산화하여 변색이 발생하지 않고, 본 발명의 변색방지제로 인해 이를 변색이 일어나지 않게 되어 고온에서도 산화방지 효과 및 내열성이 우수하게 된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 변색방지제는 하이드라진, 인산, 트리에틸포스페이 트, 벤조일클로라이드 및 티오닐클로라이드 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 변색방지제는 상기 메타아라미드 중합체 100중량부에 대하여, 상기 변색방지제 0.1 ~ 1 중량부를 포함할 수 있으며, 만약 상기 변색방지제가 메타아라미드 중합물 100중량부에 대하여 0.1 중량부 미만이면, 변색방지 효과가 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 1 중량부를 초과하면, 방사공정시 이물질로 작용할 수 있어 공정성에 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 메타아라미드 조성물로 제조된 메타아라미드 필름 및 메타아라미드 섬유를 제공할 수 있으며, 본 발명의 메타아라미드 조성물로 제조된 메타아라미드 필름 및 메타아라미드 섬유는 고내열성을 갖으면서도 산화방지효과를 가지고 있어서 변색이 나타나지 않는다.
이에 의해 본 발명에서 제공하는 메타아라미드 조성물의 제조방법 및 이를 통해 제조된 메타아라미드 조성물은 산화방지효과를 가지고 있으므로, 이를 사용하여 제조되는 필름 및 섬유도 고내열성을 가지면서도 산화방지효과를 가지고 있어서 변색이 나타나지 않는다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1
디메틸 아세트아마이드 100 중량부에 메타페닐렌디아민 10 중량부, 이소프로탈 로일클로라이드클로라이드 15 중량부를 혼합하여 메타아라미드중합물을 제조하 였다. 상기 중합공정 후, 인산을 상기 중합물 100중량부에 대하여 0.5 중량부를 첨가하여 교반하였다. 그리고 교반 후에 수산화칼슘을 디메틸 아세트아마이드 100 중량부에 대하여 8 중량부를 첨가하여 중화공정을 하였다. 상기 중화 후에 탈포공정으로 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
실시예 2
인산 대신에 트리에틸포스페이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
실시예 3
인산 대신에 벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
실시예 4
인산 대신에 하이드라진을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드조성물을 제조하였다.
실시예 5
인산 대신에 티오닐클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
실시예 6
인산 대신에 페놀계 안정제(Irrganox1010)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
실시예 7
인산 대신에 피페리딘계 열안정제(Nylostab S-eed)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
비교예 1
인산을 넣지 않을 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
비교예 2
디메틸아세트아마이드에 메타페닐렌디아민과 테레프탈로일클로라이드 혼합할 때, 인산을 함께 혼합하여 중합물을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 메타아라미드 조성물을 제조하였다.
하지만, 중합이 제대로 이루어지지 않아 메타아라미드 조성물을 제조할 수 없었다.
실험예 1
(1) 필름 제조
실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 에서 제조한 메타아라미드 조성물을 사용하여 메타아라미드 필름을 제조하였다. 제조하는 방법은 상기 메타아라미드 조성물을 이형지에 붓고 필름메이커로 필름을 제조하였으며, 상기 필름을 60℃에서 30분 동안 건조하여 필름을 응고시켰으며, 상기 응고된 필름을 60℃에서 물에 12시간 동안 침지 및 습식하여 잔류용매, 염화칼슘 및 기공형성 등의 염을 제거하는 용매제거공정을 수행하였다. 상기 용매가 제거된 필름을 12시간 동안 60℃에서 건식 건조하여 두께가 250㎛이고, 메타아라미드 필름을 제조하였다.
(2) 색도 평가
상기의 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 3으로 제조한 필름의 색도를 필름 제조 후(상온), 270℃에서 열처리하면서 60시간 이후 및 84시간 경과 후에 따른 열처리 공정에 따라 색차계(chromameter)를 각각 측정하여 Hunter 색차계인 L(lightnesss)값, b(yellowness)값을 표 1에 나타내었다.
　 필름제조후 (상온) 270℃ , 60hr 270℃ , 84hr
L b L b L b
실시예1 69.8 4.35 74.73 4.34 74.23 4.58
실시예2 69.8 4.36 73.71 5.05 73.54 5.33
실시예3 69.81 4.34 74.03 4.75 74.1 5.08
실시예4 69.81 4.36 73.75 4.97 73.78 5.12
실시예5 69.83 4.15 74.32 4.71 74.18 5.05
실시예6 69.82 4.4 74.24 5.05 74.03 5.21
실시예7 69.81 4.33 74.36 4.71 74.12 4.96
비교예1 69.74 4.48 73.68 5.26 73.64 5.76
표 1의 L은 lightnesss값을 나타내는 것이고, b는 yellowness값을 나타내는 것이다.
표 1에서와 같이 실시예 1 ~ 7의 값이 비교예 1 에 비해 우수했으며, L의 값은 높을수록 우수한 변색방지 효과를 나타내는 것이고, b의 값은 낮을수록 우수한 변색방지를 나타내는 것이다.
실험예 2
(1) 메타아라미드 섬유 제조
실시예 1 및 비교예 1 에서 제조한 메타아라미드 조성물을 사용하여 메타아라미드 섬유를 제조하였다.
섬유를 제조하는 방법은 메타아라미드 조성물을 99%의 농도의 황산에 용해시켜 20중량%의 방사도프를 제조하였다. 이어서, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후, 에어 갭을 통과시키고, 황산 수용액이 담겨져 있는 응고조 및 상기 응고조 하부의 응고튜브를 통과시키면서 응고시켜 필라멘트를 제조하였다.
필라멘트를 수세하여 잔존하는 황산을 제거하고, 필라멘트의 수분율이 5 중량%가 되도록 필라멘트를 건조롤에 감아 건조시켰다. 그 후, 상기 건조된 필라멘트를 와인더의 지관에 감아 최종적으로 메타 아라미드 섬유를 제조하였다.
(2) 색도 평가
상기의 실시예 1 및 비교예 1 로 제조한 섬유의 색도를 시간에 따라 색차계(chromameter)를 각각 측정하여 Hunter 색차계인 L(lightnesss)값, b(yellowness)값 및 ΔE 값으로 나타내었고, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
섬유
L b
실시예1 92.0 3.5
비교예1 87 6.0
측정결과 실시예 1 의 메타아라미드 섬유가 비교예 1의 메타아라미드 섬유에 비해서 동일한 우수한 변색방지 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
(3) 일광견뢰도 평가
실시예 1 및 비교예 1의 섬유로 제조한 것을 AATCC 16E 63℃, 20hr법에 따라, Blue와 Black 컬러에 대해 우선 염색 후, UV Lamp를 이용해서 자외선에 노출되는 환경을 조성하여 일정 노출 시간이 경과 후 변색된 정도를 급수로 나타낸 결과는 표 3에 나타내었다. (OWF는 직물무게 대비 염료의 무게를 환산한 농도를 의미한다.)
63℃, 20hr Blue Black
0.5% OWF 3.0% OWF 10% OWF 0.5% OWF 3.0% OWF 10% OWF
실시예1 2 2 4 2 3 4
비교예1 1 2 3 2 2 3
측정결과 실시예 1 의 메타아라미드 섬유가 비교예 1 의 메타아라미드 섬유에 비해서 동일한 우수한 변색방지 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
(4) 세탁견뢰도 평가
실시예 1 및 비교예 1의 섬유로 제조한 것을 KSK 0430 : 2001 A-1법에 따라, Blue와 Black 컬러에 대해 염색을 하고 염색되지 않은 다른 소재의 직물들과 함께 세탁한 후 , 색이 묻어나는 정도(이염)를 평가하였고, 그 결과는 표 4에 나타내었다.
구분 Blue Black
0.5% OWF 3.0% OWF 10% OWF 0.5% OWF 3.0% OWF 10% OWF
실시예1 변퇴색 5 5 5 5 5 5
cotton 4 3 2 5 4 5
polyester 5 4 4 5 4 3
비교예1 변퇴색 3 3 4 3 4 4
cotton 3 1 1 3 3 1
polyester 4 3 3 4 3 3
측정결과 실시예 1 의 메타아라미드 섬유가 비교예 1 의 메타아라미드 섬유에 비해서 동일한 우수한 변색방지 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims (18)

  1. (1) 방향족 디아민; 방향족 이산클로라이드; 및 용매;를 포함하여 메타아라미드 중합물을 제조하는 단계; 및
    (2) 상기 메타아라미드 중합물에 인산 및 트리에틸포스페이트 중에서 선택되는 어느 하나인 변색방지제를 첨가하여 혼합하고 중화제를 첨가하여 중화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방향족 디아민은 메타페닐렌디아민인 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방향족 이산클로라이드는 나프탈렌-2-7-디카보닐클로라이드, 나프탈렌-2-6-디카보닐클로라이드 및 이소프로탈로일클로라이드 중에서 선택되는 어느 하나이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 용매는 아미드계 용매인 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 아미드계 용매는 N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 및 디메틸아세트아미드 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (1)단계에서 상기 용매 100중량부에 방향족 디아민 5 ~ 15중량부, 방향족 이산클로라이드 10 ~ 30중량부를 포함하여 중합하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 변색방지제는 인산인 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 (2)단계에서 상기 메타아라미드 중합물 100중량부에 대하여, 상기 변색방지제 0.1 ~ 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 (2) 단계 이후 (3)단계로 탈수 및 탈포하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (2)단계와 상기 (3)단계 사이에 염화칼슘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물 제조방법.
  13. 메타아라미드 중합체; 및
    인산 및 트리에틸포스페이트 중에서 선택되어지는 어느 하나인 변색방지제; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물.
  14. 제 13항에 있어서
    상기 변색방지제는 상기 메타아라미드 중합체 100중량부에 대하여, 상기 변색방지제 0.1 ~ 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타아라미드 조성물.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13항 및 제 14항 중 선택 되어지는 어느 한 항의 상기 메타아라미드 조성물로 제조된 메타아라미드 필름.
  18. 제 13항 및 제 14항 중 선택 되어지는 어느 한 항의 상기 메타아라미드 조성물로 제조된 메타아라미드 섬유.
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KR102073429B1 (ko) * 2013-12-17 2020-02-25 도레이첨단소재 주식회사 방향족 폴리아미드 수지 및 이를 이용한 방향족 폴리아미드 필름
KR101596865B1 (ko) * 2014-07-02 2016-02-23 주식회사 휴비스 형광색을 갖는 메타아라미드 섬유 및 그의 제조방법
CN109400873A (zh) * 2018-10-24 2019-03-01 烟台泰和新材料股份有限公司 一种制备高性能聚间苯二甲酰间苯二胺的连续聚合方法
CN114423892A (zh) * 2019-10-07 2022-04-29 帝人株式会社 制造包含间位芳族聚酰胺的纤维的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5523923B2 (ko) * 1973-02-01 1980-06-26
JPH0782413A (ja) * 1993-09-14 1995-03-28 Teijin Ltd 紫外線吸収剤及び樹脂組成物
KR101203339B1 (ko) * 2009-09-30 2012-11-20 코오롱인더스트리 주식회사 아라미드 섬유 및 그 제조방법
KR101340713B1 (ko) * 2009-12-31 2013-12-12 코오롱인더스트리 주식회사 방향족 디아민, 아라미드 중합체 및 그 제조방법
KR20110123617A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 웅진케미칼 주식회사 메타아라미드 조성물 및 그 제조방법

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