KR20130078548A - 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 및 그 제조방법 - Google Patents

메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP) 등의 2이상의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드로 형성되는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사에 관한 것이다.

Description

메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 및 그 제조방법{HEAT RESISTING CRIMPED YARN USING META ARAMIDE AND ITS PREPARATION METHOD}
본 발명은 메타 아라미드로 제조되는 내열성 권축사에 관한 것으로 내열성이 우수한 메타 아라미드만으로 형성되는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사에 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 응용분야로는 섬유뿐만 아니라 여러 분야의 성형재료로 사용되고 있다
상기 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.
상기 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 필터등으로 쓰인다.
종래 이들 내열 고기능 섬유를 의료 제품 등의 제품 형태로 이용함에 있어서는 권축이 없는 필라멘트나 방적사 형태로 이용되고 있는 것에 불과하였다. 이 경우, 이들 권축이 없는 필라멘트나 방적사 형태에서는 피륙으로 가공하더라도 이 피륙은 신축성을 보이지 않기 때문에, 이와 같은 피륙으로 이루어진 소방복이나 레이싱 슈츠, 작업복 등의 의료 제품은 착용시에 활동하기 어렵다는 난점이 있고, 특히 정밀 제품을 취급하는 항공기 산업이나 정보기기 산업에서 사용되는 작업 장갑에서는, 착용시의 작업성이 나쁘므로 작업 효율의 저하로 이어지며 어째든 내열섬유 제품의 활동성 또는 작업성 개선이 요구된다.
나일론, 폴리에스테르 섬유 등 일반적인 열가소성 합성섬유로부터는 그 열고정성을 이용하여 고도의 권축성을 갖는 권축 필라멘트사를 제조하는 것은 쉽고, 예컨대 가연하여 가열한 후 냉각시켜 열고정을 부여하여 권축시키는 가연(假撚)법, 직사각형 공간에 실을 끼어넣고 구부린 후 열고정하는 압입법 등의 권축 부여 방법이 확립되어 널리 실행되고 있다.
또한, 내열 고기능 섬유는 비열가소성이므로 열고정성이 부족하여, 상기 가연법이나 압입법에 의한 가공조건 및 방법을 그대로 적용시켜 권축 필라멘트사를 제조할 수 없거나 또는 매우 어렵기 때문에, 내열 고기능 섬유에 적합한 권축 부여 방법은 아직 확립되지 않아 지금까지 내열 고기능 섬유는 권축이 없는 필라멘트나 방적사의 형태로만 사용되었다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 내열성 섬유인 메타아라미드의 물성을 변화시키지 않고 권축 필라멘트인 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 메타 아라미드만으로 제조되는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 2이상의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드로 형성되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공한다.　
또한, 상기 용매는 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide,DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide,DMF), 디메틸설프옥사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO) 중 선택되는 2이상인 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공한다.　
또한, 상기 2종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드는 사이드 바이 사이드형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공한다.　
또한, 상기 3종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드로 3엽형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공한다.　
또한, 본 발명은 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법에 있어서, 2종 이상의 용매를 이용하여 메타 아라미드를 용해하는 용해공정; 상기 2종이상의 용매로 용해된 메타 아라미드를 섬유로 형성하는 섬유형성공정; 및, 상기 형성된 메타 아라미드 섬유에서 2종이상의 용매를 용출하는 용출공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 용매는 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide,DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide,DMF), 디메틸설프옥사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO) 중 선택되는 2이상인 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 2종의 용매를 사용하여 2종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드는 사이드 바이 사이드형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 3종의 용매를 사용하여 3종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드는 3엽형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법을 제공한다.
본 발명은 2이상의 용매로 메타 아라미드를 용해하여 사이드 바이 사이드형이나 3엽형 등의 메타 아라미드 섬유를 제조하여 권축을 발현시킨 것으로 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사를 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 내열성이 우수한 메타 아라미드만으로 제조되는 내열성 권축사로 내열성이 매우 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사의 제조방법 공정도이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 메타 아리미드로 제조되는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사에 관한 것이다.
일반적으로 메타 아라미드를 섬유로 제조하기 위해 용매로 메타 아라미드를 용해한 후 연신공정을 통해 메타 아라미드 섬유를 제조한다.
본 발명은 상기 메타 아리미드를 용해시킬 수 있는 용매를 2이상 사용하여 각 용매들 간의 상용성(相容性)의 차이를 이용하여 메타 아라미드 섬유에 권축효과를 발현시키는 것이다.
상기 용매들은 각각의 용매들의 특성이 서로 달라 메타 아라미드를 용해시키더라도 용해된 메타 아리미드의 용해도, 점도 등의 물성적이 차이로 발생하여 2종이상의 용매로 메타 아라미드를 각각 용해시키고 이를 사이드 바이 사이드형이나 3엽, 4엽등의 형태로 메타 아라미드 섬유를 제조하면 메타 아라미드 섬유에 권축을 부여할 수 있다.
본 발명의 일실시예로는 헥사플로로아이소프로판올(HFIP)에 녹인 메타 아라미드와 디메틸아세트아마이드(DMAc)에 녹인 메타 아라미드를 사이드 바이 사이드 형으로 메타 아라미드 섬유를 토출시킨 후 헥사플로로아이소프로판올(HFIP)가 담긴 배스(Bath)를통과시켜 메타 아라미드 섬유의 헥사플로로아이소프로판올로 용해된 부분을 용출(溶出)시키고, 다음 메타 아라미드 섬유를 디메틸아세트아마이드(DMAc) 용출 배스(Bath)로 통과시켜 메타 아라미드 섬유의 와 디메틸아세트아마이드의 용해된 부분을 용출시켜 권축을 발현시킨다.
상기의 본 발명에 사용되는 용매로는 메타 아라미드를 용해시킬 수 있는 용매는 어느 것이나 사용할 수 있는 것으로 현재까지 알려진 용매 및 이후 개발될 용매 역시 사용할 수 있을 것이다.
현재까지 메타 아라미드를 용해 시킬 수 있는 용매는 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide,DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide,DMF), 디메틸설프옥사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO) 등이 있으며, 본 발명은 상기의 용매들 중 선택되는 2이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예로는 헥사플로로아이소프로판올(HFIP)에 녹인 메타 아라미드와 디메틸아세트아마이드(DMAc)에 녹인 메타 아라미드를 사이드 바이 사이드 형으로 메타 아라미드 섬유를 토출시킨 후 헥사플로로아이소프로판올(HFIP)이 담긴 배스(Bath)를 통과시켜 메타 아라미드 섬유의 헥사플로로아이소프로판올로 용해된 부분을 용출(溶出)시키고, 다음 메타 아라미드 섬유를 디메틸아세트아마이드(DMAc) 용출 배스(Bath)로 통과시켜 메타 아라미드 섬유의 디메틸아세트아마이드로 용해된 부분을 용출시켜 권축을 발현시킨다.
상기와 같은 본 발명에 따른 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사는 도 1에 나타난 바와 같이 용해공정, 섬유형성공정, 용출공정으로 제조되며, 일반적인 섬유제조방법과 같이 열처리공정 등이 추가될 수 있다.
상기 용해공정은 2종 이상의 용매를 이용하여 메타 아라미드를 용해하는 공정으로 상기에서 설명된 바와 같이 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide,DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide,DMF), 디메틸설프옥사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO)등 중 선택되는 2이상 용매를 사용하여 메타 아라미드를 용해한다.
상기 섬유형성공정은 상기의 용해된 2이상의 메타 아라미드를 사이드 바이 사이드형이나 3엽 또는 4엽 등의 섬유단면형태로 메타 아라미드 섬유를 형성하는 공정으로 방사, 연신 등의 과정으로 진행될 것이다.
상기 용출공정은 형선된 메타 아라미드 섬유에서 용매를 용출하는 공정으로 사용되는 용매에 따라 여러단계의 용출과정으로 진행될 것이다.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사는 내열성이 우수한 메타 아라미드만으로 형성되고 물성변화가 없어 우수한 내열성을 갖게 된다.

Claims (8)

  1. 2이상의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드로 형성되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide,DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide,DMF), 디메틸설프옥사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO) 중 선택되는 2이상인 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드는 사이드 바이 사이드형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드로 3엽형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사.
  5. 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법에 있어서,
    2종 이상의 용매를 이용하여 메타 아라미드를 용해하는 용해공정;
    상기 2종이상의 용매로 용해된 메타 아라미드를 섬유로 형성하는 섬유형성공정;
    상기 형성된 메타 아라미드 섬유에서 2종이상의 용매를 용출하는 용출공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 용매는 헥사플로로아이소프로판올(hexaflouroisopropanol, HFIP), 헥사메틸포스포어아마이드(hexamethylphosphoramide, HMPA), N-메틸피롤리돈(N-Methyl-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide,DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide,DMF), 디메틸설프옥사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO) 중 선택되는 2이상인 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 2종의 용매를 사용하여 2종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드는 사이드 바이 사이드형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 3종의 용매를 사용하여 3종의 용매로 용해된 각각의 메타 아라미드는 3엽형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메타 아라미드를 이용한 내열성 권축사 제조방법.
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