KR20090026105A - 라이오셀 필라멘트 섬유 및 이를 포함하는 타이어 코오드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라이오셀 필라멘트 섬유 및 이를 포함하는 타이어 코오드에 관한 것으로서, 본문에서 정의되는 팽윤이방성이 1.1 내지 1.4인 라이오셀 필라멘트 섬유 및 이를 포함하는 타이어 코오드에 관한 것이다.

본 발명의 라이오셀 필라멘트 섬유는 종래 레이온 등 셀룰로오스계 소재의 섬유보다 우수한 강도, 신도 및 모듈러스를 나타내고, 특히 고습윤 상태에서 형태안정성이 우수하여 후가공 공정에서의 물성 유지율이 높고 가공성이 우수한 장점이 있다.

라이오셀, 고습윤, 초기모듈러스 유지율

Description

라이오셀 필라멘트 섬유 및 이를 포함하는 타이어 코오드{Lyocell filament fiber and tire cord comprising the same}

본 발명은 고무보강재용 라이오셀 필라멘트 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

타이어는 섬유/강철/고무의 복합체이며, 도 1과 같은 구조를 가지는 것이 일반적이다. 즉, 강철과 섬유 코오드는 고무를 보강하는 역할을 하며, 타이어 내에서 기본 골격 구조를 형성한다. 즉, 사람 인체와 비교하면 뼈와 같은 역할이다.

타이어 보강재로써 코오드에 요구되는 성능은 내피로성, 전단강도, 내구성, 반발탄성 그리고 고무와의 접착력 등이다. 따라서, 타이어에 요구되는 성능에 따라 적절한 소재의 코오드를 사용하게 된다.

현재 일반적으로 사용되는 코오드용 소재는 레이온, 나일론, 폴리에스터, 스틸, 및 아라미드 등이 있으며, 레이온과 폴리에스테르는 보디 플라이(또는 카커스라고도 함) (도 1의 6)에, 나일론은 주로 캡플라이(도 1의 4)에, 그리고, 스틸과 아라미드는 주로 타이어 벨트부(도 1의 5)에 사용된다.

다음은 도 1에 나타낸 타이어 구조와 그 특성을 간략하게 나타내었다.

트레드 (Tread) (1): 노면과 접촉하는 부분으로 제동, 구동에 필요한 마찰력을 주고 내마모성이 양호 하여야 하며 외부 충격에 견딜 수 있어야 하고 발열이 적어야 한다.

보디 플라이(Body Ply) (또는 카커스(Carcass)) (6): 타이어 내부의 코오드 층으로, 하중을 지지하고 충격에 견디며 주행 중 굴신 운동에 대한　내피로성이 강해야 한다.

벨트 (Belt) (5): 보디플라이 사이에 위치하고 있으며, 대부분의 경우에 철사(Steel Wire)로 구성되며 외부의 충격을 완화시키는 것은 물론 트레드의 접지면을 넓게 유지하여 주행안정성을 우수하게 한다.

사이드 월(Side Wall) (3): 숄더(2) 아래 부분부터 비드(9) 사이의 고무층을 말하며 내부의 보디 플라이(6)를 보호하는 역할을 한다.

비드(BEAD) (9): 철사에 고무를 피복한 사각 또는 육각형태의 Wire Bundle로 타이어를 Rim에 안착하고 고정시키는 역할을 한다.

인너라이너(Inner Liner) (7): 튜브대신 타이어의 안쪽에 위치하고 있는 것으로 공기누출 방지하여 공기입 타이어를 가능케 한다.

캡 플라이(CAP PLY) (4): 일부 승용차용 래디얼 타이어의 벨트 위에 위치한 특수 코오드지로서, 주행 시 벨트의 움직임을 최소화 한다.

에이펙스(APEX) (8): 비드의 분산을 최소화하고 외부의 충격을 완화하여 비드를 보호하며 성형시 공기의 유입을 방지하기 위하여 사용하는 삼각형태의 고무 충진재이다.

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.

또한, 일반 라이오셀 섬유는 강직구조를 가지고, 신율이 낮아서 내피로성이 떨어지므로 이를 개선하기 위한 개발이 요구된다.

본 발명에서는 형태안정성이 우수하고, 고속 주행 타이어에 적합한 라이오셀 필라멘트 섬유를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유를 이용하여 제조되는 타이어 코오드를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 계산식 1로 정의되는 팽윤이방성이 1.1 내지 1.4인 라이오셀 필라멘트 섬유를 제공한다.

[계산식 1]

팽윤이방성 (KF) = S_dF/S_lF

(상기 식에서, S_dF 는 25℃, 65% RH에서의 섬유 지름 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유지름의 비로 정의되는 지름 팽윤도이고, S_lF 은 25℃, 65% RH에서의 섬유 길이 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유 길이의 비로 정의되는 길이팽윤도이다)

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 복수개의 필라멘트 섬유를 포함하는 필라멘트 다발을‘멀티 필라멘트’라 하고, 상기 멀티 필라멘트를 상연 및 하연(또는 하연 및 상연)하여 제 조되는 로코오드(raw cord)를‘합연사’라 하고, 상기 합연사에 타이어 코오드용 접착제로 처리된 딥 코오드를‘타이어 코오드’라 한다.

본 발명에서 개발하고자 하는 라이오셀 필라멘트 섬유(라이오셀 멀티 필라멘트)는 상온에서 상대습도 변화에도 물성유지율이 우수하여 타이어 코오드의 용도로 사용되기 위한 최적의 물성을 가지는 것이다.

따라서, 본 발명은 종래 수분에 의한 강력저하와 고습윤 상태에 따른 타이어 고속 주행시의 가혹한 조건에서의 치수안정성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 라이오셀 멀티 필라멘트는 고습윤 조건하에서 하기 계산식 1로 정의되는 팽윤이방성이 1.1 내지 1.4인 것을 특징으로 하며, 상기 팽윤이방성은 1.1 내지 1.3일 수 있다.

[계산식 1]

팽윤이방성 (KF) = S_dF/S_lF

(상기 식에서, S_dF 는 25℃, 65% RH에서의 섬유 지름 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유지름의 비로 정의되는 지름 팽윤도이고, S_lF 은 25℃, 65% RH에서의 섬유 길이 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유 길이의 비로 정의되는 길이팽윤도이다)

이때, 팽윤이방성이 1.1 미만이면 배향성이 낮아 구조적으로 치밀하지 못하며, 1.4를 초과하면 낮은 절단신도로 인하여 반복적인 피로에 의해 강력저하가 발생할 수 있다.

또한, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 하기 계산식 2로 정의되는 초기모듈러 스 유지율이 90% 이상이다.

[계산식 2]

초기모듈러스 유지율(MF) = M_2F/M_1F × 100

(상기 식에서, M_1F 은 25℃, 65% RH에서 측정한 초기모듈러스 값이고, M_2F 는 25℃, 95% RH에서 측정한 초기모듈러스 값이다)

또한, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유는 하기 계산식 3으로 정의되는 강력유지율이 90 % 이상이다.

[계산식 3]

강력유지율(SF) = S_2F/S_1F × 100

(상기 식에서, S_1F 은 25℃, 65% RH에서 측정한 강력이고, S_2F 는 25℃, 95 % RH에서 측정한 강력이다)

또한, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 신도 변화율이 100% 내지 130%이며, 보다 바람직하게는 신도 변화율이 100% 내지 110%이다.

본 발명에서 '초기 모듈러스 구간'이란 섬유의 변형률 곡선에서 변형율 0% 내지 5%의 평균기울기를 의미한다.

또한, 타이어 코오드에 있어서, 고온조건에서 초기 모듈러스 구간의 모듈러스 변화가 적을수록 외부 응력에 따른 섬유의 응력(stress) 변화가 적게되며, 이에 따라 형태안정성이 우수하게 되므로, 고속주행이 가능한 타이어코드의 특성을 지닐 수 있다.

따라서, 본 발명의 라이오셀 멀티 필라멘트는 고습윤 조건에서도 초기 모듈러스 구간의 모듈러스 변화를 최소화하여, 형태안정성이 우수한 타이어 코드를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 라이오셀 멀티 필라멘트는 셀룰로오스를 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(이하, NMMO) 및 물의 혼합용제에 용해시켜 라이오셀 방사용 도프를 제조하는 단계; 방사노즐이 장착된 방사장치를 이용하여 상기 방사용 도프 원액으로부터 방사하여 필라멘트를 제조하는 단계; 상기 필라멘트를 응고하는 단계; 상기 응고된 필라멘트를 수세액으로 수세하는 단계; 상기 수세된 필라멘트를 건조하는 단계; 및 상기 필라멘트를 권취하는 단계를 포함하는 제조방법에 따라 제조될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 도 2에 도시된 방사기 장치를 이용하여 라이오셀 멀티 필라멘트를 제조하므로, 고습윤 처리 후에 상기한 바와 같은 물성을 나타낼 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일실시예에 따른 라이오셀 멀티 필라멘트의 제조방법에 대하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

이때, 본 발명의 라이오셀 멀티 필라멘트의 제조방법이 하기 바람직한 실시예에 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리 범위가 이에 특별히 한정되는 것은 아니고 청구범위 에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 2는 본 발명의 라이오셀 멀티 필라멘트의 제조에 사용되는 방사기 장치의 일실시예에 따른 구성을 간략히 도시하여 나타낸 것이고, 도 3은 도 2에 도시한 방사기 장치에서 수세장치 부분을 확대하여 도시한 것이다.

도 2의 구성을 참조하면, 라이오셀 멀티 필라멘트 제조 장치는 방사 원액을 일정한 압력으로 공급하기 위한 기어 펌프(10), 상기 압출기로부터 공급받은 방사 원액을 섬유의 형태로 방사하는 방사 구금(20), 상기 방사구금으로부터 토출되는 미응고 섬유(30)를 응고시키기 위한 제1 응고욕(40), 및 제2 응고욕(42)을 구비한다. 제1 응고욕(40)을 통과한 필라멘트는 견인롤러(50)의 구동에 의해 제 2 응고욕(42)을 거치고, 수세장치(60)에서 물에 의해 방사 도프 등에 포함된 용매 등을 제거한다. 이어서, 상기 수세장치를 거친 필라멘트는 건조장치(70)에서 건조된 후 권취롤에 와인딩되어 최종 라이오셀 멀티 필라멘트를 얻을 수 있다.

*또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명은 셀룰로오스 시트를 스크린 필터가 장착된 분쇄기에 넣어 분말 상태로 만들어 펄프 분말 저장조에 저장하고, 이어서 쌍축 압출기의 피딩부(feeding part)에 상기 셀룰로오스 분말과 액상 방사용액의 혼합물을 주입할 수 있다. 이때, 액상 방사용액은 NMMO를 사용할 수 있다.

이후, 상기 혼합물은 혼련부 및 용해부를 거쳐 균일한 용액이 되고, 이어서 방사노즐이 장착된 방사팩을 통해 수직 응고욕(40, 42)에 방사된다. 수직 응고 욕(40, 42)에서 응고된 필라멘트는 수세장치(60)에서 NMMO성분이 없는 물에 의해 NMMO가 제거된다.

이어서, 수세장치(60)를 거친 필라멘트는 건조장치(70)에서 건조된 후 와인딩되어 최종 라이오셀 멀티 필라멘트를 얻을 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 수세장치의 구성에 대하여 보다 상세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같다. 본 발명의 수세장치(60)는 수평롤이 상하로, 수세액 받이가 하부 수평롤 밑으로 구성되어 한 개의 수세단을 이룬다. 본 발명에서는 수세단이 다수로 구성된 다단 수세장치를 이용할 수 있으며, 상기 수세단은 3 내지 10개로 구성된 수세장치를 이용할 수 있다. 필라멘트가 수세장치를 통과하는 시간은 방사속도와 관계가 있는데, 30초 내지 90초 일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 NMMO 성분이 없는 물은 수세 마지막단에 투입되는데, 이 물은 롤러에 지나가는 멀티 필라멘트에 분무되어 필라멘트에 함유된 NMMO를 제거하고 바로 앞의 수세단에 투입되어 수세끝단과 같은 방식으로 지나가는 필라멘트 속에 함유된 NMMO를 제거하고 수세끝단 이전 두번째단으로 이동한다. 다만, 상기 수세 공정은 분무 방식으로만 한정되는 것은 아니며, 롤러를 지나가는 멀티 필라멘트를 수세조 내의 수세액에 침지시키는 방법으로도 가능하며, 그 외에도 수세와 관련된 모든 방법이 적용될 수 있다.

이런 일련의 작업에 의해 수세 첫번째단에 모인 수세액은 상당한 NMMO를 함유하게 되고 다시 응고욕으로 혹은 회수장치로 이동해서 NMMO는 재사용된다. 상기 수세 첫번째단에 모인 수세액의 NMMO 함량은 수세끝단에 투입된 물의 양에 따라 달 라지고, 결과적으로 제조되는 섬유 물성에도 영향을 준다.

본 발명에서는 수세 첫번째 단에 모인 수세액의 NMMO함량이 3 내지 25 중량%가 되도록 조절한다.

또한, 상기 수세장치의 수세 마지막단의 NMMO 농도는 200ppm 이하일 수 있다.

이렇게 얻은 라이오셀 원사는 100 ℃ 내지 200 ℃ 범위의 건조장치(30)에서 건조할 수 있다. 상기 멀티 필라멘트의 건조 단계에서 장력은 필요에 따라 임의로 선택할 수 있고, 특별히 그 조건이 한정되지는 않는다.

또한, 본 발명의 제조방법에서, 상기 액상 방사용액은 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO):물을 중량비 93:7 내지 85:15로 포함하는 혼합용매에 셀룰로오스가 7 내지 18 중량%로 용해되어 있는 것을 이용할 수 있으며, 상기 방사원액은 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO):물을 중량비 90:10 내지 50:50로 포함하는 혼합용매에 셀룰로오스를 팽윤시킨 후, N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO):물의 중량비가 93:7 내지 85:15, 셀룰로오스의 최종 함량이 5 내지 35 중량%, 보다 바람직하게는 7 내지 18 중량%가 되도록 물을 제거하는 공정에 따라 제조될 수 있다. 상기 혼합용매의 함량비와 셀룰로오스의 함량은 최적의 조건으로 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하기 위한 범위를 임의로 설정한 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 상기 라이오셀 멀티 필라멘트(라이오셀 필라멘트 섬유)를 포함하는 타이어 코오드를 제공한다.

본 발명의 타이어 코오드는 상기 제조된 라이오셀 멀티 필라멘트를 합연사 한 후, 통상적인 딥핑 방법에 따라 타이어 코오드용 접착제 용액을 처리하고, 이를 건조 및 열처리 함으로써 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 라이오셀 타이어 코오드의 형태는 통상의 산업용 타이어 코오드를 이용할 수 있으므로, 특별히 한정되지는 않는다. 다만, 타이어 코오드로서 적합한 물성을 나타내기 위해서 상기 라이오셀 타이어 코오드는 총 필라멘트 수가 400 내지 6000이고, 총 섬도가 400 내지 9000 데니어이며, 합연사시의 꼬임수가 200 내지 600 TPM인 2 내지 3 플라이(ply) 합연사를 사용할 수 있다.

본 발명의 라이오셀 멀티 필라멘트에 부착되는 접착제 용액은 통상적인 타이어 코드용 접착제를 이용할 수 있으며, 바람직하게는 레솔시놀-포름알데히드-라텍스(RFL) 접착제 용액을 이용할 수 있다. 상기 접착제 용액의 건조 온도와 열처리 조건은 통상적인 공정 조건에 준한다.

상기 접착제 용액을 통과한 연사물은 건조공정과 열처리공정을 거쳐 타이어 코오드로 제조된다. 또한, 상기 건조 단계는 105 내지 160℃의 온도에서 20 내지 2000 g/cord의 장력을 주면서 1분 내지 10분 동안 건조시킬 수 있다. 상기 온도범위에서 상기 조건으로 장력을 주면서 건조할 경우에는 접착액의 빠른 건조로 인해 접착제의 침투 속도를 늦출 수 있으며, 건조 코오드의 손상을 최소화하여 강력 발현에 유리한 특성을 얻을 수 있다.

또한, 상기 건조된 코오드에 대한 열처리 단계는 105 내지 220℃의 온도, 또는 150 내지 220℃의 온도에서 20 내지 2000 g/cord의 장력을 주면서 1분 내지 10분 동안 열처리할 수 있다. 상기 온도 범위에서 상기 조건으로 장력을 주면서 열 처리할 경우에는 라이오셀 합연사와 접착제 사이의 반응을 촉진하여 코오드의 손상을 적게 주면서 접착력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기 건조공정에서는 라이오셀 타이어 코오드 내에 존재하는 수분을 건조시키며, 상기 열처리공정에서는 함침용액을 반응시켜 타이어 코오드에 접착력을 부여하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지는 아니한다.

본 발명의 라이오셀 필라멘트 섬유는 상온에서 상대습도 변화에 따른 팽윤이방성, 초기모듈러스 유지율, 신도 유지율 등의 물성 유지율이 매우 우수하여 형태안정성이 우수하므로 후가공 공정에서의 물성 유지율 및 가공성이 우수하다.

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

[비교예 1]

총 필라멘트수가 1650인 레이온 섬유(SUPPER III, CORDENKA 사 제품)를 이용하였다.

[실시예 1 내지 2]

도 2의 방사기 장치를 이용하여 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하였다.

먼저, 셀룰로오스(알파-셀룰로오스 함량 96% 이상; V-81, Buckeye사) 시트를 스크린 필터가 장착된 분쇄기에 넣어 분말 상태로 만들어 펄프 분말 저장조에 저장하고, 이어서 쌍축 압출기(스크류 직경(D) = 48mm, L/D = 52)에 상기 셀룰로오스 분말(공급속도 = 561g/h)과 액상 NMMO(89℃, 수분 함량 13%, 공급속도 = 6,000g/h)을 스크류 회전 속도가 120rpm 이고, 온도가 80 ℃인 쌍축압출기의 피딩부에 주입하였다.

상기 혼합물은 혼련부 및 용해부를 거쳐 균일한 용액이 되도록 하였고, 이어서 방사노즐(직경 0.2mm, 오리피스 1,000개)이 장착된 방사팩을 통해 수직 응고욕(10)에 방사하였다. 수직 응고욕에서 응고된 필라멘트는 수세장치(60)에서 NMMO성분이 없는 물에 의해 NMMO가 제거되는데, 수세장치(60)는 도 2, 3에서와 같이 수평롤이 상하로, 수세액 받이가 하부 수평롤 밑으로 구성되어 한 개의 수세단을 이루고, 본 실시예에서는 이러한 수세단이 10개로 구성된 수세장치를 사용하였다.

본 실시예에서는 수세1단에 모인 수세액의 NMMO함량이 3 및 25 중량%(순차적으로 실시예 1, 2)가 되도록 투입되는 물량을 조절하였고, 이어서 건조장치(70)에서 건조시킨 후 와인딩하여 총데니어가 1650인 라이오셀 필라멘트를 얻었다.

[실험예]

상기 비교예 1 및 실시예 1, 2에서 얻은 1650 데니어의 레이온섬유 및 라이오셀 필라멘트를 각각 취하여, KSK 0901에 따른 표준상태(25℃, 65% RH)에서 24시간 이상 방치하여 수분평형상태에 도달하게 한 후, 시편을 105℃에서 2시간 건조하였다.

상기 건조된 시험편을 인스트롱사(Instron사)의 저속 신장형 인장시험기를 이용하여, 시료 장 250mm, 인장 속도 300 mm/min으로 KSK 0412 규격에 따라 강력, 신도, 모듈러스를 측정하고 그 결과는 표 1에 나타내었다.

또한, 상기 비교예 1 및 실시예 1, 2에서 얻은 섬유를 각각 취하여, 25℃, 95% RH, 1기압 상태로 24 시간 이상 방치하여 수분평형상태에 도달하게 한 후, 시편을 105℃에서 2시간 건조 후, 동일한 방법으로 강력, 신도, 모듈러스를 측정하고 그 결과는 표 1에 나타내었다.

필라멘트 팽윤이방성(KF)의 측정방법

25℃, 95% 혹은 65% RH, 1기압 상태로 24 시간 이상 방치하여 수분평형상태에 도달하게 한 시료를 단면 관찰용 키트에 장착하여 예리한 나이프로 단면을 형성케 하였다. 이후, 광학 현미경(올림푸스 BX51)으로 500배 배율에서 섬유의 단면을 관찰하고 analySIS FIVE 이미지 프로그램에서 섬유직경을 직접 구하였다. 이때, 신빙성을 위해 한 개의 시료당 섬유 가닥 20개의 단면을 선정하여 각각 직경을 구하여 그 평균값(표1)으로 S_df 를 구하였다.

또한, 필라멘트 다발을 25℃, 65% RH, 1기압 상태로 24 시간 이상 방치하여 수분평형상태에 도달하게 한 후 길이 1m를 취하여 25℃, 95% RH, 1기압 상태로 24 시간 이상 방치하여 수분평형상태에 도달하게 하였다. 그런 다음, 섬유의 길이를 측정하여 S_lF값을 구하였다. 역시 신빙성을 위해, 5회 측정을 실시하여 그 평균값으로 S_lF값을 구하였다. 상기 얻어진 측정 값으로부터 최종적으로 팽윤이방성을 하기식으로 구하여 결과를 표 1에 나타내었다.

[계산식 1]

팽윤이방성 (KF) = S_dF/S_lF

(상기 식에서, S_dF 는 25℃, 65% RH에서의 섬유 지름 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유지름의 비로 정의되는 지름 팽윤도이고, S_lF 은 25℃, 65% RH에서의 섬유 길이 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유 길이의 비로 정의되는 길이팽윤도이다)

[표 1]

		강력	신도	모듈러스	초기 모듈러스	중신	지름	길이	팽윤 이방성 (KF)
		kgf	%	g/d (1650)	g/d (1650)	(%)	(㎛)	(mm)
비교예1	25℃, RH65%	9.1	12.55	127.6	110.5	5.4	13	90	-
	25℃, RH95%	9.1	15.39	71.5	87.3	7	19	87	1.42
실시예1	25℃, RH65%	8.8	8.7	192.7	146	2.7	12	90	-
	25℃, RH95%	8	8.2	156.7	121.6	3.3	15	89.9	1.3
실시예2	25℃, RH65%	9.3	6.6	210.5	155.7	2.3	13	90	-
	25℃, RH95%	8.7	7.4	174.9	157.3	3.2	15	89.9	1.2

상기 결과를 보면, 본 발명의 라이오셀 필라멘트 섬유는 종래 레이온 섬유에 비해, 고습윤 조건에서도 강도(강력) 유지율과 초기모듈러스 유지율이 90% 이상이면서도, 팽윤이방성이 1.2-1.3으로 매우 우수하였다.

본 발명의 라이오셀 필라멘트 섬유는 고습윤 상태에서 형태안정성이 우수하여 타이어 코오드에 적용할 경우에 형태변형이 적고, 안정적인 고속주행성능을 나타낼 수 있다.

도 1은 일반적인 타이어의 구성을 나타낸 부분 절개 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하기 위한 방사기 장치의 일례를 간략히 도시한 구성도.

도 3은 상기 도 2의 방사장치에서 수세장치 부분을 확대하여 도시한 구성도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기어펌프

20: 방사구금 30: 미응고 섬유

40: 제1 응고욕 42: 제2 응고욕

50: 견인롤러 60: 수세장치

70: 건조장치

Claims (7)

1. 하기 계산식 1로 정의되는 팽윤이방성이 1.1 내지 1.4인 라이오셀 필라멘트 섬유.

   [계산식 1]

   팽윤이방성 (KF) = S_dF/S_lF

   (상기 식에서, S_dF 는 25℃, 65% RH에서의 섬유 지름 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유지름의 비로 정의되는 지름 팽윤도이고, S_lF 은 25℃, 65% RH에서의 섬유 길이 대비 25℃, 95% RH에서의 섬유 길이의 비로 정의되는 길이팽윤도이다)
2. 제 1항에 있어서, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유는 팽윤이방성이 1.1 내지 1.3인, 라이오셀 필라멘트 섬유.
3. 제 1항에 있어서, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유는 하기 계산식 2로 정의되는 초기모듈러스 유지율이 90% 이상인, 라이오셀 필라멘트 섬유.

   [계산식 2]

   초기모듈러스 유지율(MF) = M_2F/M_1F × 100

   (상기 식에서, M_1F은 25℃, 65% RH에서 측정한 초기모듈러스 값이고, M_2F 는 25℃, 95% RH에서 측정한 초기모듈러스 값이다)
4. 제1항에 있어서, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유는 하기 계산식 3으로 정의되는 강력유지율이 90 % 이상인, 라이오셀 필라멘트 섬유.

   [계산식 3]

   강력유지율(SF) = S_2F /S_1F × 100

   (상기 식에서, S_1F 은 25℃, 65% RH에서 측정한 강력이고, S_2F 는 25℃, 95% RH에서 측정한 강력이다)
5. 제1항에 있어서, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유는 신도 변화율이 100% 내지 130%인, 라이오셀 필라멘트 섬유.
6. 제1항에 있어서, 상기 라이오셀 필라멘트 섬유는 신도 변화율이 100% 내지 110%인, 라이오셀 필라멘트 섬유.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 라이오셀 필라멘트 섬유를 포함하는 타이어 코오드.

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