KR20100069951A - 라이오셀 방사용 도프, 이를 이용한 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법, 이로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유 및 타이어 코오드 - Google Patents

라이오셀 방사용 도프, 이를 이용한 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법, 이로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유 및 타이어 코오드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하드우드 펄프, 물, 및 N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO)를 포함하는 라이오셀 방사용 도프, 이를 이용한 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법, 이로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유 및 타이어 코오드에 관한 것이다.
본 발명의 라이오셀 방사용 도프는 하드우드 펄프를 포함하여 연신점도가 높고, 이로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유는 고강도 고신도의 특성을 나타내는 효과가 있다.
타이어 코오드, 라이오셀, 하드우드 펄프

Description

라이오셀 방사용 도프, 이를 이용한 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법, 이로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유 및 타이어 코오드{DOPE FOR SPINNING LYOCELL, METHOD FOR PREPARING LYOCELL FILAMENT FIBER, LYOCELL FILAMENT FIBER PREPARED THEREFROM, AND TIRE CORD USING THE SAME}
본 발명은 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조에 사용되는 라이오셀 방사용 도프, 및 이를 이용한 필라멘트 섬유의 제조방법에 관한 것이며, 또한 상기 방사용 도프로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유와 이를 포함하는 타이어 코오드에 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, 스 틸, 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.
대한민국 공개특허공보 제2002-0085188호는 레이온 섬유보다 우수한 건강도, 습윤강도 및 모듈러스를 가지는 라이오셀 섬유를 이용한 타이어 코오드에 대하여 기재하고 있다. 그러나 일반적인 라이오셀 섬유는 기존의 레이온 섬유보다 높은 모듈러스와 낮은 절단신도로 인하여 반복적인 피로에 의해 강력저하가 커지게 되고, 타이어의 수명이 줄어들게 되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 라이오셀 필라멘트의 가격 경쟁력을 높이고, 강신도를 개선하며, 제조공정 상에서 에너지 절감 효과를 거둘 수 있는 라이오셀 방사용 도프와 이를 이용하여 라이오셀 필라멘트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 상기의 라이오셀 방사용 도프로부터 제조되어 우수한 강신도를 가지는 라이오셀 필라멘트와 이를 포함하는 타이어 코오드를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 하드우드 펄프, 물, 및 N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO)를 포함하는 라이오셀 방사용 도프를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 방사용 도프를 방사 구금으로부터 토출시키는 단계; 상기 토출된 도프를 에어갭에 통과시키는 단계; 상기 에어갭을 통과한 도프를 응고욕에 통과시켜 필라멘트로 응고시키는 단계; 상기 응고욕을 통과한 필라멘트를 수세하는 단계; 및 상기 수세된 필라멘트를 건조시키는 단계를 포함하는 라이오셀 필라멘트의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 라이오셀 방사용 도프로부터 제조되며, 신도 8 내지 17 %, 강도 5 내지 7g/d인 라이오셀 필라멘트를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 라이오셀 필라멘트를 포함하는 타이어 코오드를 제공 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 '원사'라 함은 필라멘트 다발을 연사하여 제조되는 1 플라이 상태의 연사물을 의미하고, '타이어 코오드(tire cord)'라 함은 상기 원사 2 내지 3 플라이를 합연사한 후, 통상의 타이어 코오드용 접착제로 처리된 완제품 상태의 딥 코오드를 의미한다.
또한, 본 발명에서 '강도'라 함은 미국재료시험협회규격(ASTM) D-885에 따른 측정법에 따라 측정한 섬유의 절단강도를 의미하고, '신도'는 동일한 측정법에 따라 측정한 섬유의 절단신도를 의미한다.
본 발명에 따른 라이오셀 방사용 도프는 셀룰로오스(cellulose) 성분으로서 하드우드 펄프를 사용한 것을 특징으로 한다.
통상적으로 레이온이나 라이오셀 제조에 사용되는 셀룰로오스 성분은 목재로부터 채취한 펄프 성분으로부터 얻어지며, 상기 펄프성분은 크게 소프트우드 펄프(softwood pulp)와 하드우드 펄프(hardwood pulp)로 구분된다.
상기 소프트우드 펄프란 나뭇잎이 침처럼 뾰족한 나무로부터 얻어지는 섬유성 펄프로서, 주로 소나무(Pine), 전나무(Fir) 등과 같은 침엽수로부터 얻어진 펄프를 의미하고 펄프 모폴로지는 세포벽이 두껍고 펄프 섬유소의 길이가 긴 반면, 상기 하드우드 펄프란 쌍자엽류에 속하는 나무, 다시 말해 낙엽수 또는 나뭇잎이 넓은 활엽수로부터 얻어지는 섬유성 펄프로서, 참나무(Oak), 체리(Cherry), 흑단(Ebony), 마호가니(Mahogany), 티크(Teak), 라왕(Lauwan), 자단(Red sanderwood) 등과 같은 활엽수로부터 얻어진 펄프를 의미하며 세포벽이 얇고 섬유소의 길이가 짧다. 이때 목재 또는 펄프 관련 기술분야에서는 상기와 같은 분류 및 용어가 일반적이므로, 본 발명에서는 각 종류의 예에 특별히 한정되지 아니한다.
이 중 소프트우드 펄프는 분자량 분포가 좁고 밀접하고 빽빽하게 압축된 두꺼운 벽을 가진 세포들로 이루어진 특성을 가지기 때문에 종래부터 레이온이나 라이오셀의 제조에 주로 사용되어 왔으나, 하드우드 펄프에 비해 가격이 비싸고, 상기 소프트우드 펄프를 이용하여 제조되는 라이오셀 필라멘트는 고강도를 가질 수는 있으나, 신도가 좋지 못한 한계를 가지고 있었다.
이에 반해, 하드우드 펄프는 가격이 저렴한 장점은 있으나 분자량 분포가 넓고, 얇은 벽을 가진 큰 세포들로 이루어진 특성을 가지기 때문에 지금까지는 하드우드 펄프를 이용하여 라이오셀 필라멘트를 제조한 예가 없었다.
그러나, 본 발명의 발명자들은 기존의 라이오셀 필라멘트를 타이어 코오드에 적용시에 발생하는 가장 큰 문제점이 낮은 신도에 있으며, 이를 개선하기 위해서는 분자량분포가 넓은 하드우드 펄프를 사용하는 것이 바람직하고, 또한 하드우드 펄프를 사용할 경우에는 제조공정상으로도 에너지 절감과 경제성이 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 방사용 도프에 포함되는 상기 하드우드 펄프의 함량은 전체 방사용 도프에 대하여 5 내지 35 중량%일 수 있으며, 또한 10 내지 20 중량%일 수 있다. 또한, 이 때에 상기 도프에 포함되는 용매 성분은 NMMO 및 물의 중량비가 95:5 내지 83:17인 NMMO 수용액이며, 상기 NMMO 수용액은 도프 내에 65 내지 95 중 량%, 또는 80 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 방사용 도프에는 상기 하드우드 펄프와 함께 소프트우드 펄프를 추가적으로 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 소프트우드 펄프의 함량은 전체 방사용 도프에 대하여 0 내지 5 중량%, 또는 1 내지 3 중량%일 수 있다. 이러한 경우, 상기 NMMO 수용액은 도프 내에 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다.
상기 하드우드 펄프를 포함하는 방사용 도프는 하드우드의 넓은 분자량분포로 인해서 노즐 토출시 드래프트에 대한 저항성이 크다.
이처럼 토출 안정성이 크게 되면 에어갭 구간에서 냉각에 사용되는 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있고, 또한, 적은 풍량으로도 충분히 필라멘트 형상을 유지할 수 있는 장점이 있다.
상기 방사용 도프는 기존의 방사용 도프에 비해서 높은 토출 안정성을 가지기 때문에 이를 이용한 라이오셀 필라멘트의 제조방법에 있어서도 방사 조건의 변화를 필요로 한다.
기본적으로 본 발명의 라이오셀 필라멘트는 방사용 도프를 방사 구금으로부터 토출시키는 단계; 상기 토출된 도프를 에어갭에 통과시키는 단계; 상기 에어갭을 통과한 도프를 응고욕에 통과시켜 필라멘트로 응고시키는 단계; 상기 응고욕을 통과한 필라멘트를 수세하는 단계; 및 상기 수세된 필라멘트를 건조시키는 단계를 포함하는 라이오셀 필라멘트의 제조방법에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 방사 도프는 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO):물을 중량비 90:10 내지 50:50로 포함하는 혼합용매에 하드우드 펄프를 넣고 팽윤시킨 후, N-메틸몰폴 린-N-옥사이드(NMMO):물의 중량비가 93:7 내지 85:15, 펄프의 최종 함량이 5 내지 35 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20 중량%가 되도록 물을 제거하는 공정에 따라 제조될 수 있다.
또한, 하드우드 펄프와 소프트우드 펄프를 함께 포함하는 방사용 도프의 경우에는 N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO):물을 중량비 90:10 내지 50:50로 포함하는 혼합용매에 하드우드 펄프와 소프트우드 펄프를 넣고 팽윤시킨 후, N-메틸몰폴린-N-옥사이드(NMMO):물의 중량비가 93:7 내지 85:15, 펄프의 최종 함량이 5 내지 35 중량%, 또는 10 내지 20 중량%가 되도록 물을 제거하는 공정에 따라 제조될 수 있고 이 중에 소프트우드 펄프의 함량은 전체 방사용 도프에 대하여 0 내지 5 중량%, 또는 1 내지 3 중량%가 될 수 있다.
상기 라이오셀 방사용 도프는 70 내지 130℃로 압출 방사될 수 있다.
상기 에어갭에서는 방사구금으로부터 토출된 도프에 에어를 공급하여 액상의 도프를 예비급냉(pre-quenching)시키는 역할을 한다. 이 때, 상기 도프의 연신점도가 일반적인 도프에 비해 높기 때문에 원활한 방사 공정 진행을 위해서는 공급되는 에어(air)의 온도가 5 내지 30 ℃일 수 있고, 10 내지 20℃일 수 있다.
또한, 상기 에어갭에서 공급되는 에어의 풍량은 1 내지 100 m3/hr 일 수 있고, 10 내지 50 m3/hr일 수 있다.
상기 에어갭을 통과한 도프는 응고욕에서 응고되어 필라멘트 형상으로 되고, 이 때 응고욕의 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 필라멘트를 수세 및 건조하는 단계를 거친다.
본 발명에 따르면, 수세 후 용제의 회수 및 재사용의 용이성을 고려하여, 0 내지 30℃ 온도의 수세액으로 수세할 수 있으며, 상기 수세액으로는 물을 이용할 수 있으며, 필요에 따라 기타의 첨가 성분을 더욱 포함시킬 수도 있다.
상기 필라멘트의 건조 단계에서 0.1 내지 2 g/d, 또는 0.3 내지 1 g/d의 장력을 필라멘트에 부여하고, 건조 온도는 90 내지 200℃, 또는 100 내지 150℃로 조절할 수 있다. 상기 건조 단계는 1단계 건조 공정으로 진행될 수 있으며, 또한 구간을 나누어 건조 공정 조건을 달리하는 다단의 건조 공정으로 진행될 수 있다.
상기 다단의 건조공정에 있어서 각 단계의 구체적인 건조 조건은 상기 장력 및 온도 범위 내에서 필요에 따라 임의로 선택할 수 있으며, 상기 조건 이외에는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 조건을 사용할 수 있다.
상기와 같은 조성 및 제조방법을 통해 제조된 본 발명의 라이오셀 필라멘트는 강도가 5 g/d 내지 7 g/d이고, 신도가 8 % 내지 17 % 인 물성을 갖는다.
한편, 본 발명은 상기 라이오셀 필라멘트를 포함하는 타이어 코오드를 제공한다.
상기 타이어 코오드는 총 필라멘트 수가 200 내지 2000이고, 총 섬도가 200 내지 3000 데니어이며, 꼬임수가 200 내지 600 TPM인 라이오셀 원사 2 내지 3 플라 이를 다시 200 내지 600 TPM 으로 합연사한 형태로서, 상기 타이어 코오드는 총 필라멘트 수가 400 내지 6000이고, 총 섬도가 400 내지 9000 데니어이며, 꼬임수가 200 내지 600 TPM일 수 있다.
본 발명의 라이오셀 타이어 코오드는 형태안정성과 내구성이 우수하여 공기주입식 타이어의 보디 플라이 또는 캡플라이 등의 용도로 적용될 수 있다.
본 발명의 타이어 코오드는 상기 라이오셀 필라멘트를 연사하여 라이오셀 원사를 제조한 후, 상기 라이오셀 원사 2 내지 3 ply를 다시 합연사하고, 통상적인 딥핑 방법에 따라 타이어 코오드용 접착제 용액을 처리하고, 이를 건조 및 열처리 함으로써 제조될 수 있다.
상기 연사 공정에 있어서, 도 2와 같이 꼬임의 방향이 시계방향인 경우를 하연(또는 S연)이라 하고, 꼬임의 방향이 반시계 방향인 경우를 상연(또는 Z연)이라 한다("섬유공학개론", 형설출판사, 1991.02.25, page 216).
또한, 상기 접착제 용액으로는 통상적인 타이어 코오드용 함침 용액을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 레솔시놀-포름알데히드-라텍스(RFL) 접착제 용액을 사용할 수 있다.
상기 접착제 용액을 통과한 코오드는 건조공정과 열처리공정을 거쳐 타이어 코오드로 제조된다. 상기 건조공정은 105 내지 160℃에서 30초 내지 10분간 20 내지 1000 g/cord의 장력으로 실시하고, 상기 열처리공정은 105 내지 220℃에서 30초 내지 10분간 20 내지 1000 g/cord의 장력으로 실시할 수 있다.
상기 건조공정에서는 라이오셀 내에 존재하는 수분을 건조시키며, 상기 열처 리공정에서는 함침용액을 반응시켜 타이어 코오드에 접착력을 부여하게 된다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명의 라이오셀 방사용 도프로 제조된 라이오셀 필라멘트 및 타이어 코오드는 우수한 강도 및 신도 특성을 나타낸다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
하드우드 펄프 시트(Sappi사의 V4)를 100 메쉬 필터가 장착된 분쇄기에 넣어 직경이 1700 ㎛이하인 펄프 분말을 제조하였다.
상기 펄프 분말을 50 중량% NMMO 수용액에 팽윤시켰다. 이때 상기 NMMO 수용액 중 펄프의 함량은 3 중량%이고, 산화방지제는 상기 하드우드 펄프에 대해 0.01중량%가 되도록 첨가하였다.
상기 팽윤된 펄프 슬러리를 내부온도 90℃로 유지되고, 절대압력 50 mmHg으로 유지된 니더에 로터리 밸브식 펌프로 16 kg/시간 속도로 주입하면서, 50 중량%의 NMMO 수용액이 89 중량%의 NMMO 수용액으로 되도록 여분의 수분을 제거하면서 펄프를 완전히 용해시킨 후에 배출 스크류를 통해 방사 도프를 배출하였다. 이 때 배출된 방사 도프의 하드우드 펄프의 농도는 7 중량%였으며, 미용해된 펄프 입자가 함유되지 않은 균질한 상태임을 확인하였다.
상기 방사 도프를 최종 필라멘트 총 섬도가 1,650 데니어가 되도록 조절하여 노즐 수가 1000개이고, 노즐 단면적이 0.047㎟ 인 노즐을 사용해서 방사하였다. 이 때, 노즐과 응고욕 사이에는 30 mm의 에어갭을 두었으며, 상기 에어갭에서는 15 ℃의 냉각 에어를 10 m3/hr 의 풍량으로 토출되어 나온 도프에 공급하였다.
상기 에어갭을 통과하여 응고욕에서 응고된 멀티 필라멘트는 5단으로 구성된 수세장비에서 물을 이용하여 수세한 후, 함수율이 170%로 조절된 미건조 멀티필라멘트사를 3단으로 구성된 건조롤에서 건조하여 라이오셀 멀티필라멘트 원사를 얻었다. 이 때 건조롤 1단과 2단 사이의 텐션은 0.5 g/d, 2단과 3단 사이의 텐션은 0.8 g/d으로 조절하였고, 순차적으로 각 건조 롤의 온도는 100℃, 130℃, 및 150℃로 조절하였다.
상기 방법으로 제조된 라이오셀 필라멘트사의 필라멘트 수는 1000, 평균 섬도는 1.5 d이었다.
실시예 2
도프 내의 하드우드 펄프의 함량이 10 중량%가 되도록 방사용 도프를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하였 다.
실시예 3
도프 내의 하드우드 펄프의 함량이 20 중량%가 되도록 방사용 도프를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하였다.
실시예 4
도프 내의 하드우드 펄프의 함량이 35 중량%가 되도록 방사용 도프를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하였다.
실시예 5
소프트우드 펄프 시트(buckeye사 V-81)를 100 메쉬 필터가 장착된 분쇄기에 넣어 직경이 1700 ㎛이하인 펄프 분말로 제조하고, 도프 내의 하드우드 펄프의 함량이 9 중량%, 소프트우드 펄프의 함량이 1 중량%가 되도록 방사용 도프를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하였다.
비교예 1
도프 제조시에 하드우드 펄프 대신에 소프트우드 펄프(buckeye사 V-81)를 이용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 라이오셀 필라멘트 섬유를 제조하였다.
상기 도프로부터 제조된 라이오셀 필라멘트 섬유에 대하여 인스트론(Model 5564)을 이용하여 실온에서 강도 및 신도를 측정하였다. 이때 크로스헤드 스피드는 20mm/min로 하였다. 인장강도와 모듈러스에 있어서 실험적 오차는 각각 ±1 MPa과 ±0.05 GPa이며, 이들 특성은 적어도 10번 반복실험의 평균치로 결정하였다.
상기 실시예 및 비교예로부터 얻어진 라이오셀 필라멘트 섬유의 인장특성을 다음 표 1에 나타내었다.
도프 내 펄프 함량
(중량%)		 절단강도
(g/d)		 절단신도
(%)
실시예 1 하드우드 펄프 7 중량% 5 8
실시예 2 하드우드 펄프 10 중량% 6 9
실시예 3 하드우드 펄프 20 중량% 7 11
실시예 4 하드우드 펄프 35 중량% 5 10
실시예 5 하드우드 펄프 9 중량%
소프트우드 펄프 1 중량%		 7 12
비교예 1 소프트우드 펄프 10 중량% 8 5
상기 표 1에서 보는 것과 같이, 하드우드 펄프를 포함하는 본 발명의 방사용 도프로부터 제조된 라이오셀 필라멘트 섬유는 강도 및 신도가 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 6 내지 10및 비교예 2
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따른 필라멘트 다발을 각각 Cable & Cord 3 type twister (C.C Twister, Allma Co.)를 이용하여 420TPM 으로 상연하여 타이어 코오드용 원사를 제조하였다.
상기 코오드용 원사 2 ply를 각각 합연사하여 타이어 코오드 생지를 제조하였으며, 상기 합연사는 꼬임수 350 TPM 으로 하연하였다.
상기 제조된 코오드 생지를 레소시놀 2.0 중량%, 포르말린(37%) 3.2 중량%, 수산화나트륨(10%) 1.1 중량%, 스티렌/부타디엔/비닐피리딘(15/70/15) 고무(41%) 43.9 중량%, 및 물을 포함하는 RFL 접착제 용액에 침지, 통과시킨 후, 1000g/cord의 장력하에서 150℃에서 2분간 건조시키고, 1000 g/cord의 장력하에서 180℃에서 2분간 열처리하여 타이어 코오드를 제조하였다.
본 발명에 따른 라이오셀 방사용 도프로부터 제조된 라이오셀 필라멘트 섬유는 우수한 강도 및 신도를 가지므로, 고속주행용 타이어 코오드를 제조할 수 있도록 함으로써 산업발전에 이바지할 수 있는 유용한 기술이다.
도 1은 일반적인 타이어의 구성을 나타낸 부분 절개 사시도.
도 2는 상연과 하연의 정의를 나타낸 도면.

Claims (9)

  1. 하드우드 펄프, 물, 및 N-메틸몰포린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide; NMMO)를 포함하는 라이오셀 방사용 도프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사용 도프는
    상기 하드우드 펄프 5 내지 35 중량%, 및
    상기 NMMO 및 물의 중량비가 95:5 내지 83:17인 NMMO 수용액 65 내지 95 중량%
    를 포함하는 것인 라이오셀 방사용 도프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방사용 도프는 소프트우드 펄프를 더 포함하는 것인 라이오셀 방사용 도프.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 방사용 도프는
    상기 하드우드 펄프 5 내지 35 중량%,
    소프트우드 펄프 0 초과 내지 5 중량%, 및
    상기 NMMO 및 물의 중량비가 95:5 내지 83:17인 NMMO 수용액 60 내지 95 중량%를 포함하는 것인 라이오셀 방사용 도프.
  5. 제1항 내지 제4항에 따른 방사용 도프를 방사 구금으로부터 토출시키는 단계;
    상기 토출된 도프를 에어갭에 통과시키는 단계;
    상기 에어갭을 통과한 도프를 응고욕에 통과시켜 필라멘트로 응고시키는 단계;
    상기 응고욕을 통과한 필라멘트를 수세하는 단계; 및
    상기 수세된 필라멘트를 건조시키는 단계
    를 포함하는 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 에어갭에서 상기 토출된 도프에 공급되는 에어의 온도가 5 내지 30 ℃인 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 에어갭에서 부여되는 에어의 풍량이 10 내지 50 m3/hr인 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 라이오셀 방사용 도프로부터 제조되며, 신도 8 내지 17 %, 강도 5 내지 7g/d인 라이오셀 필라멘트 섬유.
  9. 제8항에 따른 라이오셀 필라멘트 섬유를 포함하는 타이어 코오드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130035738A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 코오롱인더스트리 주식회사 라이오셀 방사용 도프, 이를 이용한 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 라이오셀 필라멘트 섬유

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