KR20130133352A

KR20130133352A - 원착 아라미드 방적사 및 이를 포함하는 보호용 장갑

Info

Publication number: KR20130133352A
Application number: KR1020120056514A
Authority: KR
Inventors: 여상영; 이범훈
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-09
Also published as: KR101376223B1

Abstract

본 발명은 검은색 착색물질을 포함하는 원착 아라미드 단섬유들로 이루어져 햇볕에 3주동안 노출시 색차(ΔE) 값이 0.5 이하이고 내절단성 변화가 ±0.2% 범위내인, 다시말해 일광에 의해 색상이 변하거나 내절단성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 원착 아라미드 방적사 및 이로 제조된 보호용 장갑에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사는 일광에 의해 색상이 변하거나 내절단성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어서 보호복이나 보호용 장갑 등의 외피용 소재로 특히 유용하다.

Description

원착 아라미드 방적사 및 이를 포함하는 보호용 장갑{Dope dyed aramid spun-yarn and protective gloove comprising thereof}

본 발명은 원착 아라미드 방적사 및 이를 포함하는 보호용 장갑에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 검은색 착색물질로 원착되어 장시간 햇볕에 노출시에도 변색이 전혀 없고 내절단성의 저하도 거의 없는 원착 아라미드 방적사 및 이를 포함하는 보호용 장갑에 관한 것이다.

모터복, 스키복, 경정복 등과 같은 보호복의 외피용 소재, 특히 보호용 장갑의 외피용 소재로 아라미드 방적사가 널리 사용되어 왔다.

대한민국 공개특허 제 10-2005-0025614호 등에는 아라미드 방적사로 보호용 장갑 등을 제조하는 내용이 기재되어 있다.

그러나, 아라미드 방적사는 특유의 노랑색을 띄고 있어 미감이 떨어질 뿐만 아니라 자외선에 약하여 일광에 장시간 노출시 색도가 심하게 변화되고 내절단성도 크게 떨어지는 문제가 발생되었다.

본 발명의 과제는 햇볕에 장시간 노출시에도 색차(ΔE) 변화가 전혀 없고 내절단성 저하도 거의 없어서 보호복이나 장갑 등의 외피용 소재로 유용한 원착 아라미드 방적사 및 이를 포함하는 보호용 장갑을 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 전방향족 폴리아미드 중합체를 농황산 용매에 용해시킨 방사도프를 구금을 통해 방사, 응고, 수세 및 건조하여 전방향족 폴리아미드 필라멘트를 제조한 다음, 상기 전방향족 폴리아미드 필라멘트를 절단하여 아라미드 단섬유를 제조한 다음, 상기 아라미드 단섬유를 사용하여 통상의 방적공정을 거쳐 아라미드 방적사를 제조할때 상기 방사도프에 검은색 안료 및 검은색 염료 중에서 선택된 1종 이상의 착색물질을 첨가하여 원착 아라미드 방적사를 제조한다.

본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사는 일광에 의해 색상이 변하거나 내절단성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어서 보호복이나 보호용 장갑 등의 외피용 소재로 특히 유용하다.

또한, 본 발명에 따른 보호용 장갑은 내광성이 우수하여 색도 변화 및 내절단성 저하가 효과적으로 방지된다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사는 검은색 안료 및 검은색 염료 중에서 선택된 1종 이상의 착색물질을 포함하는 전방향족 폴리아미드 중합체로 구성되는 원착 폴리아미드 단섬유들로 이루어지며, 햇볕에 3주동안 노출시 하기식(Ⅰ)으로 계산되는 색차(ΔE) 값이 0.5 이하이고, 내절단성 변화가 ±0.2% 범위내인 것을 특징으로 한다.

………… (Ⅰ)

[상기식에서, L은 색차계(cromater CR-Ⅱ:미놀타 제품)로 측정한 명도지수이고, a는 순도지수이고, b는 명암지수이다.]

색차계(Cromater CR-Ⅱ: 미놀타 회사 제품)를 샘플인 원착 아라미드 방적사에 대고 카메라를 찍으면 센서를 통해 읽는 색상 데이터를 마이크로컴퓨터를 통하여 L(명도지수), a(순도지수), b(명암지수)로 나누어 치수가 색차계에 나타나게 되며, 상기 색차는 상기 L값, a값, b값을 상기 식(Ⅰ)에 대입하여 계산한다.

상기 색차(ΔE) 값이 1.5~3.0이면 햇볕에 노출로 인한 변색을 감지할 수 있는 수준임을 나타낸다.

본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사는 상기 명도지수 L은 20~30이고, 순도지수인 a는 5~10이고, 명암지수인 b는 -5~+5이다.

이에 반해 일반 아라미드 단섬유는 명도지수 L은 85~90이고, 순도지수 a는 -10~0이고, 명암지수 b는 25~35이다.

본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사내 착색물질의 함량은 원착 아라미드 방적사를 이루는 원착 아라미드 단섬유를 구성하는 전방향족 폴리아미드 중합체 100 중량부 대비 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

상기 착색물질의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 내광성이 저하되고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 방사성이 저하된다.

본 발명에 따른 보호용 장갑은 앞에서 설명한 본 발명의 원착 아라미드 방적사를 포함하고, 햇볕에 3주동안 노출시 내절단성 변화가 ±0.2% 범위 내이다.

상기 내절단성 변화는 햇볕에 노출전인 원착 아라미드 방적사의 내절단성 대비 햇볕에 3주동안 노출시킨 원착 아라미드 방적사의 내절단성의 변화율을 의미한다.

본 발명에 따른 보호용 장갑은 전부가 본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사로 구성될 수도 있고 보호용 장갑의 외피와 같은 일부만 원착 아라미드 방적사로 구성될 수도 있다.

본 발명에서는 ISO 13997 방법에 따라서 원착 아라미드 방적사 및 보호용 장갑의 내절단성을 측정하였으며, 상기 내절단성은 시편을 20㎜ 길이만큼 자르는데 걸리는 힘(N)을 나타낸다.

다음으로는, 본 발명에 따른 원착 아라미드 방적사의 제조방법 일례에 대하여 살펴본다.

본 발명은 전방향족 폴리아미드 중합체를 농황산 용매에 용해시킨 방사도프를 구금을 통해 방사, 응고, 수세 및 건조하여 전방향족 폴리아미드 필라멘트를 제조한 다음 상기 전방향족 폴리아미드 필라멘트를 절단하여 아라미드 단섬유를 제조한 다음, 상기 아라미드 단섬유를 사용하여 통상의 방적공정을 거쳐 아라미드 방적사를 제조할때 상기 방사도프에 검은색 안료 및 검은색 염료 중에서 선택된 1종 이상의 착색물질을 첨가하는 것을 특징으로 한다.

이때, 방사도프내 착색물질의 첨가량이 방사도프내 전방향족 폴리아미드 중합체 100 중량부 대비 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 원착 아라미드 방적사를 제조하는 방법의 실시예를 구체적으로 설명한다.

5.0 내지 7.0의 고유점도(IV)를 갖는 방향족 폴리아미드 중합체, 예를 들어 폴리 파라-페닐렌테레프탈아미드(PPD-T)를 농황산 용매에 용해시킴으로써 제조된 방사 도프(spinning dope)에 앞에서 설명한 착색물질을 첨가한 후, 착색물질이 첨가된 방사도프를 방사구금(spinneret)을 이용하여 방사(spinning)한 후 에어 갭(air gap)을 거쳐 응고조(coagulation bath) 내에서 응고시킴으로써 원착 아라미드 필라멘트(filament)를 형성한다.

이어서, 얻어진 원착 아라미드 필라멘트에 잔존하는 황산을 제거한다. 필라멘트에 잔존하는 황산은 물, 또는 물과 알칼리 용액의 혼합용액을 이용한 수세공정을 통해 제거될 수 있다.

이어서, 원착 아라미드 필라멘트에 잔류하는 수분을 제거하기 위한 건조공정이 건조롤에서 수행되고, 건조가 완료된 원착 아라미드 필라멘트를 와인더로 감는다.

이어서, 상기와 같이 제조된 원착 아라미드 필라멘트를 합쳐서 다발형태의 토우(Tow)로 제조한다.

이어서, 제조된 토우를 열처리하고, 열처리된 토우(Tow)에 권축을 부여한 다음, 일정한 길이로 절단하여 원착 아라미드 단섬유(staple)를 제조한다.

이어서, 제조된 원착 아라미드 단섬유들로 다수의 서브-슬라이버들(sub-slivers)을 제조한다. 구체적으로 설명하면, 소면(carding) 공정을 통해 상기 아라미드 단섬유들을 평행하게 배열함으로써 섬유 집합체인 서브-슬라이버들을 얻는다.

이어서, 예를 들어 6 내지 8개의 서브-슬라이버들을 합친 후 연조(drawing)함으로써 한 가닥의 균일한 슬라이버가 얻어진다.

이어서, 조방(roving) 공정을 통해 상기 슬라이버에 최소한의 꼬임을 부여하여 강도를 유지시킨 후, 정방(spinning) 공정을 통해 상기 슬라이버를 당겨 늘림과 동시에 꼬임을 주어 소정 굵기의 원착 아라미드 방적사를 제조한다.

상기 원착 아라미드 방적사를 사용하여 통상의 방법으로 보호용 장갑을 제편한다.

이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명의 보호범위는 후술하는 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

방향족 폴리아미드 중합체를 100%의 황산용매에 용해시켜 고유점도(Ⅳ)가 5.5인 방사도프를 제조한 다음, 상기 방사도프 내에 폴리아미드 중합체 100 중량부 대비 0.5 중량부의 검은색 안료를 첨가하였다.

다음으로, 검은색 안료가 첨가된 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 에어갭을 거쳐 응고 및 건조시킨 후 건조가 완료된 1.5데니어의 원착 아라미드 필라멘트들을 합쳐서 다발 형태의 토우(Tow)를 제조하였다.

다음으로, 상기 토우를 열처리한 후 8개/인치의 권축을 부여한 후 40㎝의 길이로 절단하여 원착 아라미드 단섬유(Staple)를 제조하였다.

다음으로, 소면 공정을 통해 제조된 원착 아라미드 단섬유들로 다수개의 서브-슬라이버들을 제조한 후, 7개의 서버-슬라이버들을 합친 다음 연조(drawing)하여 한가닥의 균일한 슬라이버를 제조한다.

다음으로 조방(Roving) 공정을 통해 상기 슬라이버에 최소한의 꼬임을 부여하여 강도를 유지시킨 후 정방(Spining) 공정을 통해 상기 슬라이버를 당겨 늘림과 동시에 꼬임을 주어 원착 아라미드 방적사를 제조하였다.

다음으로, 상기와 같이 제조된 원착 아라미드 방적사를 사용하여 보호용 장갑을 제조하였다.

제조된 원착 아라미드 방적사 및 보호용 장갑의 색상특성 및 내절단성 특성은 표 1과 같았다.

실시예 2

착색물질의 종류를 검은색 안료 대신 검은색 염료로 변경한 것과, 상기 검은색 염료의 첨가량을 3.5 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 원착 아라미드 방적사 및 보호용 장갑을 제조하였다.

비교실시예 1

방사도프에 착색물질을 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 원착 아라미드 방적사 및 보호용 장갑을 제조하였다.

원착 아라미드 색상특성 및 내절단성 특성 측정 결과

구분		실시예 1	실시예 2	비교실시예 1
원착 아라미드 방적사	내절단성 변화 범위(%)	-0.15	-0.08	-9.5
	햇볕에 3주간 노출시 색차(ΔE) 값	0.47	0.41	7.5
	L 값	28	27	88
	a 값	8.8	8.1	5
	b 값	+1	-1	30
보호용 장갑의 내절단성 변화 범위(%)		-0.10	-0.06	-8.2

Claims

검은색 안료 및 검은색 염료 중에서 선택된 1종 이상의 착색물질을 포함하는 전방향족 폴리아미드 중합체로 구성되는 원착 폴리아미드 단섬유들로 이루어지며, 햇볕에 3주동안 노출시 하기식(Ⅰ)으로 계산되는 색차(ΔE) 값이 0.5 이하이고, 내절단성 변화가 ±0.2% 범위내인 것을 특징으로 하는 원착 아라미드 방적사.

………… (Ⅰ)
[상기식에서, L은 색차계(cromater CR-Ⅱ:미놀타 제품)로 측정한 명도지수이고, a는 순도지수이고, b는 명암지수이다.]
제1항에 있어서, 명도지수 L은 20~30이고, 순도지수인 a는 5~10이고, 명암지수인 b는 -5~+5인 것을 특징으로 하는 원착 아라미드 방적사.
제1항에 있어서, 착색물질의 함량이 전방향족 폴리아미드 중합체 100 중량부 대비 0.01 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 원착 아라미드 방적사.
제1항의 원착 아라미드 방적사를 포함하고, 햇볕에 3주동안 노출시 내절단성 변화가 ±0.2% 범위내인 것을 특징으로 하는 보호용 장갑.