KR20180102206A - PBI-p 섬유를 포함하는 패브릭 - Google Patents

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Abstract

방열용 패브릭은: 5-40 중량%의 PBI-p 섬유와 잔부로 통상의 섬유를 포함하고, 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량을 갖는다. 방열용 패브릭은: 5-40 중량%의 PBI-p 섬유 및 PBI-s 섬유의 혼합물과 잔부로 통상의 섬유를 포함하고, 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량을 갖는다.

Description

PBI-p 섬유를 포함하는 패브릭
본 발명은 인산화 폴리벤즈이미다졸(PBI-p) 섬유로 제조된 패브릭에 관한 것이다.
E. J. Powers and G. A. Serad의 문헌, History and Development of Polybenzimidazole(1986년 4월 15-18일에 High Performance Polymers: Their Origin and Development에서 공개됨)의 19 내지 20 페이지 및 표 13에 따르면, 27 중량%의 인산(H3PO4)이 흡수된(또는 픽업, pick-up) 폴리벤즈이미다졸(Polybenzimidazonle, PBI) 고분자는 열-산화적으로 매우 안정적인 섬유로서 용도를 가진다고 기술되어 있다. Powers & Serad의 20 페이지에는 2% 인산 수용액에 폴리벤즈이미다졸 필름을 침지시켜 인산화된(phosphonated) PBI를 제조한다고 기술되어 있다.
현재까지 상업적으로 제공되는 PBI 섬유는 술폰화되었다. 즉, 방사 후 섬유는 20 중량%의 수용성 황산(H2SO4)으로 처리되어 24 중량% APU(산 픽업)의 술폰화된 PBI 섬유(PBI-s)을 생성한다. 술폰화된 PBI 섬유는 약 41%의 LOI(한계 산소 지수, ASTM D2863)를 갖기 때문에, 예를 들어 방관의 방화복에서 큰 상업적 성공을 거뒀다.
인산화된 폴리벤즈이미다졸(PBI-p) 섬유의 상업적 도입은 현재 연구중이다. PBI-p 섬유는, 본 출원에 참조로 통합된 2016년 6월 27에 출원된 미국 특허 출원 번호 15/193,206에 개시되었다. 이러한 새로운 PBI-p 섬유는 이전에 PBI-s 섬유만으로 상업화된 패브릭보다 방염성 및 내열성이 우수한 새로운 종류의 경량 패브릭을 가능하게 할 것으로 기대된다. 예를 들어, 이러한 새로운 PBI-p 섬유는 소방관의 방화복에 이용될 수 있다. 새로운 패브릭은 소방관의 방화복을 보다 경량화할 수 있고, 소방관에게 균등하거나 더 나은 보호를 제공할 수 있다.
일부 방열용, 예를 들어, 소방관의 방화복에 대해서, 경량이지만, 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 갖는 패브릭이 요구된다. 현재, 소방관이 근무 중 사망시, 사망의 원인은 실제 화재에 의한 사망보다는 열 스트레스에 의한 갑작스러운 심장문제일 가능성이 높다. 열 스트레스는 경량복(lighter weight garment)에 의하여 감소될 수 있다. 그러나, 소방관은 여전히 동일한 화염으로부터 보호를 희망한다. 그래서, 경량이지만 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 갖는 의복을 위한 새로운 패브릭에 대한 연구이다.
따라서, 현재 이용가능한 패브릭보다 경량이고, 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 갖는 새로운 패브릭이 요구되며, 그러한 패브릭은 PBI-p 섬유로 제조될 수 있다.
방열용(thermal protective application) 패브릭은: 5-40 중량%의 PBI-p 섬유와 잔부로 통상의 섬유를 포함하고, 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량을 갖는다. 방열용 패브릭은: 5-40 중량%의 PBI-p 섬유 및 PBI-s 섬유의 혼합물과 잔부로 통상의 섬유를 포함하고, 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량을 갖는다.
도면을 참조하면, 유사한 도면 부호는 유사한 부재를 나타내며, 동적 화염 테스트(Dynamic flame test)에서 사용된 동적 화염 키트(DFK)의 도면을 도 1 및 2에 도시한다.
일 실시예에서, 패브릭은 5-40 중량%의 PBI-p 섬유와 잔부로 다른 통상의 섬유를 포함하고, 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량(예를 들어, 기본 또는 면적 중량 - osy [야드 스퀘어 당 온스] 또는 gsm [미터 스퀘어 당 그램])을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 다른 실시예에서, 패브릭은 5-40 중량%의 PBI-p 섬유 및 PBI-s 섬유의 혼합물과 잔부로 다른 통상의 섬유를 포함하고, PBI-s 섬유의 함량은 PBI-p 섬유의 함량보다 크고, 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 PBI-s 섬유의 유사한 양으로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량(예를 들어, 기본 또는 면적 중량 - osy [야드 스퀘어 당 온스] 또는 gsm [미터 스퀘어 당 그램])을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 출원에서 사용된 패브릭은 임의의 패브릭을 의미한다. 패브릭은 직물(woven fabric), 편직물(knit fabric), 부직물(nonwoven fabric) 또는 이들의 조합일 수 있다. 패브릭은 임의의 중량(예를 들어, 기본 또는 면적 중량 - osy [야드 스퀘어 당 온스] 또는 gsm [미터 스퀘어 당 그램])을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 패브릭 중량은 1.0 내지 6.5 osy(및 그 안에 포함되는 모든 또는 임의의 하위 집단)의 범위내일 수 있다. 일부 실시예에서, 패브릭 중량(osy) 범위의 하단은: 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4.0, 4.25, 4.5, 4.75 및 5.0일 수 있다. 일부 실시예에서, 패브릭 중량(osy) 범위의 상단은: 6.5, 6.25, 6.0, 5.75, 5.5, 5.25, 5.0, 4.75 및 4.5일 수 있다. 직물에 대한 일부 실시예에서, 패브릭은 4.0-6.5 osy의 범위 또는 4.5-6.0 osy의 범위 또는 4.75-6.0 osy의 범위의 중량을 가질 수 있다.
패브릭은 임의의 용도(또는 최종 용도)로 사용될 수 있다. 패브릭은 방열용도로 사용될 수 있다. 예시적인 방열 용도는 소방관의 방화복, 천막, 아크-플래시 보호 장비, 자동차 용도, 자동차 장비, 우주복, 우주선 및 전자 기기를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용된 섬유는 임의의 섬유를 의미한다. 섬유는 단섬유(staple)(또는 짧은 절단 길이) 또는 장섬유(filament)(또는 섬유 길이 >> 섬유 직경 또는 무한 길이) 일 수 있다. 섬유는 임의의 중량(예를 들어, 데니어(denier) 또는 TEX)을 가질 수 있다.
PBI-p 섬유는 4-30 중량% 범위(또는 4-30 % 인산 픽업 (APU))의 인산으로 인산화된 PBI 섬유를 지칭한다. 인산(수용성) 농도는 ≥ 10-85 중량%의 범위일 수 있으며, 추가로 산 농도 및 APU는 예를 들어, 본 출원에 참조로 통합된 2016년 6월 27에 출원된 USSN 15/193,206에서 찾을 수 있다. PBI-p 섬유는 시판하는 술폰화된 PBI 섬유와 비교하여 보다 높은 열-산화 안정성을 갖는다. 인산의 범위는 본 출원에 포함된 임의의 및 모든 하위-범위를 포함한다. 다른 실시예에서, PBI-p 섬유는 5-25 중량% 범위의 인산(APU)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, PBI-p 섬유는 6-20 중량% 범위의 인산(APU)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, PBI-p 섬유는 약 18 중량%의 인산(APU)을 포함한다. 인산 범위의 상한은: 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 및 10일 수 있다. 다른 실시예에서, PBI-p 섬유는 60+%의 LOI를 포함할 수 있다. LOI 또는 산소 한계 지수는 ATSM D2863로 측정한다. LOI는 섬유의 특성이나, 패브릭의 특성은 아니다. 따라서, 하나는 27 중량%의 인산 픽업 없이 열-산화적으로 안정적인 섬유를 수득할 수 있다. 이는 환경에서 인산염과 연관된 부정적인 영향때문에 중요할 수 있다. PBI-p 섬유는 1.0-2.0의 장섬유 당 데니어(dpf) 범위의 중량을 가질 수 있고, 일 실시예에서 섬유 중량은 1.5 dpf 일 수 있다.
PBI-s 섬유는 노스 캐롤라이나, 샬롯의 PBI Performance Products, Inc.으로부터 현재 이용가능한 시판되는 PBI를 의미한다.
본 출원에서 사용된 통상의 섬유는 임의의 통상의 섬유을 의미한다. 일 실시예에서, 이러한 통상의 섬유는 천염 섬유 및 합성 섬유를 의미한다. 통상의 섬유는 난연제(FR 처리된)로 처리되거나 처리되지 않을 수 있다. 천연 섬유는 면 및/또는 울일 수 있다. 합성 섬유는 예를 들어, 폴리올레핀(polyolefin)(예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등), 폴리아미드(polyamide) (예를 들어, 나일론(nylon) 등), 아크릭(acrylic)(및/또는 모다크릴릭(modacrylic)), 폴리에스터(polyester)(예를 들어, PET, PBT, PEN), 아라미드(aramid)(예를 들어, 메타-아라미드(meta-aramid), 파라-아라미드(para-aramid), 셀룰로오스 화합물(cellulosic)(예를 들어, 레이온(rayon), 리오셀(Lyocel)), 탄소(carbon), 폴리벤족사졸(polybenzoxazole)(PBO), 멜라민(melamine), 폴리아미드 이미드(polyamide imide), 폴리이미드(polyimide), 폴리페닐 설파이드(polyphenyl sulfide)(PPS), 폴리플루오라이드(polyflouride)(예를 들어, PTFE), 폴리 에테르 케톤(poly ether ketone)(예를 들어, PEK, PEEK, PEEKK, PEKK 등) 및 이들의 조합물 및 혼합물로 제조될 수 있다.
섬유는 임의의 통상의 방법에 의해 얀으로 방사된다. 얀은 단일 섬유 또는 혼합 섬유로 제조될 수 있다. 예시적인 혼합물은 PBI-p 섬유와 통상의 섬유, 또는 PBI-p, PBI-s 및 통상의 섬유 등등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 얀은 5-40% 중량 범위의 패브릭으로 PBI-p를 포함할 수 있다. PBI-p 섬유와 PBI-s 섬유의 혼합을 포함하는 얀은 20-100:0-80 범위의 PBI-p:PBI-s 중량비를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 얀은, 예시적인 중량비 5-40 중량%의 PBI-p 및 60-95 중량%의 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 PBI-p 및 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 혼합물일 수 있다. 다른 실시예에서, 얀은, 예시적인 중량비, 예를 들면, 7-40:0-33:60 또는 10-40:0-30:60(PBI-p: PBI-s: 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 PBI-p, PBI-s 및 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 혼합물일 수 있다.
패브릭은, 일 실시예에서, 패브릭 중량을 기준으로 약 5-40%의 중량 범위의 PBI-p 섬유를 포함할 수 있다. 패브릭은, 다른 실시예에서, 패브릭 중량을 기준으로 약 5-40%의 중량 범위의 PBI-p 및 PBI-s 섬유의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패브릭은, 예시적인 중량비 5-40 중량%의 PBI-p 및 60-95 중량%의 아라미드의 PBI-p 및 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 혼합물일 수 있다. 다른 실시예에서, 패브릭은, 예시적인 중량비, 예를 들면, 7-40:0-33:60 또는 10-40:0-30:60(PBI-p: PBI-s: 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 PBI-p, PBI-s 및 아라미드(예를 들면, 파라-아라미드)의 혼합물일 수 있다.
PBI-p 섬유를 포함하는 패브릭은, 일 실시예에서, PBI-s 섬유의 유사한 함량으로 제조된 균등한 패브릭보다, 더 적은 중량을 가지며(예를 들어, 기본 또는 면적 중량 - osy [야드 스퀘어 당 온스] 또는 gsm [미터 스퀘어 당 그램]), 균등하거나 더 나은 방염성 및 내열성을 갖는다. 예를 들어, X중량%의 PBI-s와 통상의 섬유로 제조된 제1 섬유는 특정의 중량(예를 들어, 기본 또는 면적 중량 - osy [야드 스퀘어 당 온스] 또는 gsm [미터 스퀘어 당 그램])을 가지며, 특정의 방염성 및 내열성을 가질 것이고(하기에서 보다 상세히 논의됨), X중량%의 PBI-p와 제1 섬유에서와 같은 통상의 섬유로 제조된 제2 섬유는 제1 섬유에 비하여 더 적은 중량을 가지며, 균등하거나 더 나은 방염성 및 내열성을 가질 것이다.
방염성 및 내열성은 임의의 이러한 통상의 특성일 수 있다. 예시적인 방염성 또는 인화성(FR)은: 동적 화염 테스트 - 하기 논의 참조, 수직 화염 테스트(vertical flame test)- ASTM D6413, 방열 성능(thermal protective performance (TPP)) - NFPA1971/ISO17492 및 TPP 노출(ISO17492) 후 볼 버스트(ball burst) (ASTM D3787) 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 방염성은 동적 화염 테스트일 수 있다. 예시적인 내열성(HR)은: 열 수축(thermal shrinkage)- ASTM F2894/ISO17493 및 이를 포함한 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
동적 화염 테스트는 하기와 같이 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
동적 화염 테스트는 도 1 및 도 2에 도시된 동적 화염 키트(DFK)를 사용한다.
DFK(10)는 일반적으로: 프로판 소스부(12), 두 개의 동일한 버너(18) 및 손잡이(19)가 구비된 프로판 분산 다기관(16), 상기 소스부(12)와 상기 분산 다기관(16) 및 버너(18)를 상호연결하는 프로판 튜브(14) 및 패브릭 스트립(24)의 하단부에서 패브릭 스트립(24)와 중량부(24)(예를 들어, 225g)를 파지하기 위한 클립(22)이 구비된 패브릭 프레임(20)을 포함한다.
도 1의 제1 위치에서, 버너(18)는 수직이거나 위로 향하여 위치한다(화염이 패브릭 스트립(24)으로 향하지 않음). 도 2의 제2 위치에서, 버너(18)는 수평이거나 결합되도록 위치한다(화염이 패브릭 스트립(24)으로 향함).
동적 화염 테스트는 하기와 같이 동작한다: DFK를 조립하고; 새로운 프로판 보틀(12)을 튜브(14)에 연결하고; 제1 버너(18) 그 후 제2 버너(18)를 점화하고; 버너(18)를 5분간 예열하고; 1'' 두께 및 8'' 길이 패브릭 스트립(비교 및 실험 스트립)을 준비하고 이들을 동일한 조건하에 두고; 조건하의 패브릭 스트립(24)을, 스트립의 상부의 약 1/2''을 접고 접힌 모서리를 클립(22)(예를 들어 바인더 클립)을 구비한 패브릭 프레임(20)에 채워, 패브릭 프레임(20)에 부착하고; 패브릭 스트립(24)의 하단부에 중량부(26)를 부착하고; 클립(22)을 테스트받는 스트립(24) 사이에 위치시키고 테스트 사이에 클립(22)의 위치가 동일하도록 보장하고; 화염이 테스트 스트립(24)과 테스트 사이에 동일하게 정렬되도록 또한 보장하고; 각 스트립(24)이 테스트 시작시 움직이지 않도록 확실히 하고; 버너(18)를 (손잡이(19)를 이용하여) 제1 위치에서 제2 위치로 빠르게 회전시키고 동시에 타이머를 개시하고, 중량부(26)가 떨어질 때, 타이머를 중지하여 시간을 기록하고, 총 10 복제품에 대해, 새로운 샘플에 대해 9번 반복하고; 10개의 테스트 받은 샘플의 평균 횟수를 기록한다.
예시
하기 예시에서, 표에 개시된 데이터는 PBI-s 섬유로 제조된 패브릭과 PBI-p 섬유로 제조된 패브릭을 비교한다. 각 표에서, 비교된 패브릭은 동일하고, 동일한 공정에 의하여 제조되나, 하나의 패브릭은 PBI-s 섬유로 제조되고, 나머지 패브릭은 PBI-p 섬유로 제조되는 차이점만 있다. 표 1은 국제 시장에서 판매되는 패브릭에 대한 테스트에 따른 데이터를 열거한 반면, 표 2 및 표 3은 국내 시장 (또는 미국)에서 판매되는 패브릭에 대한 테스트에 따른 데이터를 열거한다.
(소량의(nominal) 6 osy 패브릭)
실험 설명/조건 비교 ( PBI -s) 발명 ( PBI -p)
조성(Composition) 　 65%p- 아라미드 / 35%PBI -s 65%p- 아라미드 / 35%PBI-p
짜임(weave) 　 장섬유 능직
(filament twill) 		장섬유 능직
(filament twill)
기본 중량(Basis Weight) 　 osy gsm osy gsm
ASTM D3776 받은 상태로
(as received) (AR)		 5.99 203 5.68 192
　 5x 세척(wash) 6.21 211 5.78 196
　 10x 세척(wash) 6.37 216 5.87 199
세탁 수축
(Laundry Shrinkage) 		5x 세척(wash) 2.77 x +0.88 1.97 x +0.9
% W x F 10x 세척(wash) 4.2 x +0.33 .16 x +1.17
ISO 6330 4M 　 　 　 　 　
열 수축
(Thermal shrinkage) 		260°C - 5 min 1.67 x 0.0 0.88 x +0.5
ISO 17493 　 　 　 　 　
인열 강도(Tear Strength) (사다리꼴 인열 (Trapezoid Tear)) 　 Lbs. Newtons Lbs. Newtons
W x F 받은 상태로
(as received) (AR)		 158.1 x 159.7 703 x 710 164.5 x 236.7 732 x 1053
ASTM D5587 5x 세척(wash) 183.9 x 235.3 818 x 1047 114.2 x 202.2 508 x 899
NFPA (5개의 최고 피크
(highest peaks))		 10x 세척(wash) 165.5 x 233.6 736 x 1039 131.7 x 212.1 586 x 944
인장(Tensile)
( 2 인치 스트립(inch strip)) 		받은 상태로
(as received) (AR)		 497.7 x 475.6 2214 x 2116 600.0 x 508.4 2668 x 2263
W x F 5x 세척(wash) 430.5 x 512.1 1915 x 2278 523.3 x 550.7 2327 x 2450
ISO 13934-1 10x 세척( wash) 415.3 x 483.6 1847 x 2151 478.5 x 538.0 2128 x 2393
인장(Tensile) ( TPP 잔류 강도(TPP Residual Strength)) 받은 상태로(as received) (AR) 497.7 2214 600 2669
2 인치 스트립(inch strip) - (Warp only) 2 sec 516 2295 556.7 2476
ISO 17492 @ 84kw heat flux 4 sec 409.5 1822 306.5 1363
ISO 13934-1 6 sec 309.1 1375 180.1 801
　 8 sec 137.1 610 84.2 375
인장(Tensile) (Grab) 받은 상태로
(as received) (AR)		 347.1 x 383.6 1544 x 1706 361.1 x 370.0 1606 x 1646
W x F 5x 세척(wash) 331.3 x 365.6 1474 x 1626 328.7 x 382.8 1462 x 1703
ISO 13934-2 10x 세척( wash) 340.7 x 378.5 1516 x 1684 338.9 x 377.2 1508 x 1678
인열 강도(Tear Strength) (바지 인열 (Trouser Tear)) 받은 상태로
(as received) (AR)		 61.1 x 50.3 272 x 224 60.7 x 63.5 270 x 283
ISO 13937-2 　 　 　 　 　
볼 버스트 강도
(Ball Burst Strength) 		받은 상태로
(as received) (AR)		 464.9 2068 660.8 2939
ASTM D3787 AR + 8 sec TPP 69.1 307 44.9 200
　 5x 세척(wash) (W) 508.3 2261 635.3 2826
　 5xW + 8 sec TPP 82.9 369 32.7 145
　 10x 세척(wash) 496 2206 664.9 2958
　 10xW + 8 sec TPP 89.8 399 32.2 143
수직 화염
(Vertical Flame) 		afterflame sec. 0 x 0 0 x 0
ASTM D6413 afterglow sec. 9.04 x 6.04 2.99 x 3.00
　 char length in. .66 x .43 .75 x .90
동적 화염(Dynamic Flame)
as received		 seconds WxF 23.5 x 22.6 36.6 x 35.0
마모저항(Abrasion Resistance) (Taber) 　 　 　
H-18/ 500g /w vac Cycles to 1st hole >400 >400
ASTM D3884
방열성능(Thermal Protective Performance) (TPP) / 열 전달 지수(Heat Transfer Index) (HTI) TPP rating* 35.92 36.23
ISO 17492 TPP + HTI HTI24 * 19.62 19.66
　 HTI12 * 14.3 14.34
　 HTI 24-12* 5.32 5.32
*복합 재료: 브리스톨 Q01(Bristol Q01) 열 라이너(Thermal Liner), 고어 파이어블록커 모이스쳐 배리어(Gore Fireblocker Moisture Barrier)
(소량의 5.5 osy 패브릭)
실험 설명/조건 비교 ( PBI -s) 발명( PBI -p)
조성(Composition) 　 60%p- 아라미드 / 40%PBI-s 60%p- 아라미드 / 40%PBI-p
짜임(weave) 　 ripstop ripstop
기본 중량(Basis Weight) 　 osy gsm osy gsm
ASTM D3776 받은 상태로
(as received) (AR)		 5.67 192 5.65 192
　 5x 세척(wash) 5.93 201 6.08 206
　 10x 세척(wash) 6.11 207 6.33 215
세탁 수축
(Laundry Shrinkage) 		5x 세척(wash) 3.50 x 1.08 1.75 x 1.67
% W x F 10x 세척(wash) 4.25 x 2.00 4.67 x 2.5
AATCC 135:1,V,Ai 　 　 　 　 　
열수축
(Thermal shrinkage) 		260°C - 5 min 3.0 x 1.0 1.5 x 0.3
ASTM F2894 　 　 　 　 　
인열 강도(Tear Strength) (마름모꼴 인열 (Trapezoid Tear)) 　 Lbs. Newtons Lbs. Newtons
W x F 받은 상태로
(as received) (AR)		 28.3 x 22.1 126 x 98 35.9 x 29.3 160 x 130
ASTM D5587 5x 세척(wash) 25.8 x 19.5 115 x 87 31.9 x 27.5 142 x 122
NFPA (5개의 최고 피크( highest peaks)) 10x 세척(wash) 25.9 x 18.3 115 x 81 28.9 x 25 129 x 111
인장(Tensile) ( 2 인치 스트립 (inch strip)) 받은 상태로
(as received) (AR)		 451.9 x 308.1 2010 x 1370 501.1 x 385.4 2229 x 1714
W x F 5x 세척(wash) 397.9 x 272.4 1770 x 1212 459.7 x 370.4 2045 x 1648
ASTM D5035 10x 세척(wash) 359.9 x 286.6 1601 x 1275 432.4 x 341.0 1923 x 1517
인장(Tensile) ( TPP 잔류 강도(TPP Residual Strength)) 받은 상태로
(as received) (AR)		 451.9 2010 501.1 2229
2 인치 스트립(inch strip) - (Warp only) 2 sec 251 1116 227.5 1012
ISO 17492 @ 84kw heat flux 4 sec 138.7 617 174.8 778
ASTM D5035 6 sec 135.1 601 102.5 456
　 8 sec 64.8 288 50.7 226
인장(Tensile) (Grab) 받은 상태로
(as received) (AR)		 275 x 185.8 1223 x 826 327.5 x 227.9 1457 x 1014
W x F 5x 세척(wash) 249.5 x 165.8 1110 x 738 293.1 x 205.2 1304 x 913
ASTM D5034 10x wash 233.8 x 161.1 1040 x 717 278.9 x 206.5 1241 x 919
볼 버스트 강도
(Ball Burst Strength) 		받은 상태로
(as received) (AR)		 377.3 1678 459.5 2044
ASTM D3787 AR + 10 sec TPP 28.3 126 14.1 63
　 5x wash(W) 273.6 1217 429.1 1909
　 5xW + 10 sec TPP 22.3 99 13.3 59
　 10x 세척(wash) 260.6 1159 371 1650
　 10xW + 10 sec TPP 15.7 70 15.4 69
수직 화염(Vertical Flame) afterflame sec. 0 x 0 0 x 0
ASTM D6413 afterglow sec. 1.97 x 1.87 1.12 x 1.17
　 char length in. 0.92 x 0.72 0.7 x 0.54
동적 화염(Dynamic Flame)
as received		 seconds WxF 37.3 x 37.2 47.7 x 48.5
마모 저항(Abrasion Resistance) (Taber) 　 　 　
H-18/ 500g /w vac cycles to first hole 433 465
ASTM D3884
방열 성능(Thermal Protective Performance) (TPP) 　 　 　
ISO 17492 TPP TPP Rating** 34.17 36.3
**복합 재료: PBI G2 열 라이너 포함 글라이드(Glide w/PBI G2 Thermal Liner), 스테다이어 골드 모이스쳐 배리어(Stedair Gold Moisture Barrier)
(소량의 5 osy 패브릭)
실험 설명/조건 비교 ( PBI -s) 발명 ( PBI -p)
조성(Composition) 　 60%p- 아라미드 / 40%PBI-s 60%p- 아라미드 / 40%PBI-p
짜임(weave) 　 ripstop ripstop
기본중량(Basis Weight) 　 osy gsm osy gsm
ASTM D3776 받은 그대로(as received) (AR) 4.92 167 4.80 163
　 5x 세척(wash) 5.07 172 5.19 176
　 10x 세척(wash) 5.12 174 5.28 179
세탁 수축
(Laundry Shrinkage) 		5x 세척(wash) 5.5 x 0.0 3.7 x 0.0
% W x F 10x 세척(wash) 6.1 x 1.0 4.9 x 0.0
AATCC 135:1,V,Ai 　 　 　 　 　
열 수축
(Thermal shrinkage) 		260°C - 5 min 2.4 x 0.5 1.6 x 0.0
ASTM F2894 　 　 　 　 　
인열 강도(Tear Strength) (마름모꼴 인열 (Trapezoid Tear)) 　 Lbs. Newtons Lbs. Newtons
W x F 받은 그대로(as received) (AR) 23.0 x 13.5 102 x 60 27.9 x 16.6 124 x 74
ASTM D5587 5x 세척(wash) 21.8 x 12.9 97 x 57 25.6 x 14.1 114 x 63
NFPA (5개의 최고 피크(highest peaks)) 10x 세척(wash) 21.7 x 11.3 97 x 50 23.3 x 12.3 104 x 55
강도(Tensile) ( 2 인치 스트립( inch strip)) 받은 그대로(as received) (AR) 380.6 x 248.6 1693 x 1106 419.4 x 249.3 1866 x 1109
W x F 5x 세척(wash) 341.5 x 217.2 1519 x 966 400.7 x 217.4 1782 x 967
ASTM D5035 10x 세척(wash) 353.7 x 212.4 1573 x 945 387.9 x 205.9 1725 x 916
강도(Tensile) ( TPP 잔류 강도(TPP Residual Strength)) 받은 그대로(as received) (AR) 380.6 1693 419.4 1866
2 인치 스트립(inch strip) - (Warp only) 2 sec 170 756 185.7 826
ISO 17492 @ 84kw heat flux 4 sec 136 605 138.4 616
ASTM D5035 6 sec 103.2 459 97.9 435
　 8 sec 50.4 224 47.1 210
강도(Tensile) (Grab) 받은 그대로(as received) (AR) 254.3 x 156.8 1131 x 697 282.7 x 149.3 1258 x 664
W x F 5x 세척(wash) 225.8 x 139.4 1004 x 620 238.1 x 130.7 1059 x 581
ASTM D5034 10x 세척(wash) 222.8 x 129.6 991 x 576 249.3 x 144.0 1109 x 641
볼 버스트 강도(Ball Burst Strength) 받은 그대로(as received) (AR) 180.1 801 269.9 1201
ASTM D3787 AR + 10 sec TPP 9.4 42 11 49
　 5x 세척(wash) (W) 187.1 832 239.2 1064
　 5xW + 10 sec TPP 14.1 63 7.2 32
　 10x 세척(wash) 181.4 807 203.7 906
　 10xW + 10 sec TPP 14.5 64 9.9 44
수직 화염(Vertical Flame) afterflame sec. 0 x 0 0 x 0
ASTM D6413 afterglow sec. 3.1 x 3.9 1.3 x 2.5
　 char length in. 0.9 x 0.5 0.6 x 0.2
동적 화염(Dynamic Flame)
as received		 seconds WxF 25.0 x 35.0 53.6 x 53.3
마모저항(Abrasion Resistance) ( Taber ) 　 　 　
H-18/ 500g /w vac cycles to first hole 460 297
ASTM D3884
방열 성능(Thermal Protective Performance) (TPP) 　 　 　
ISO 17492 TPP TPP Rating** 35.3 35.3
*복합 재료: PBI G2 열 라이너 포함 글라이드(Glide w/PBI G2 Thermal Liner), 스테다이어 골드 모이스쳐 배리어(Stedair Gold Moisture Barrier)
본 출원은 그 사상 및 본질적인 특성을 벗어나지 않는 한 다른 형태로 구현될 수 있으며, 따라서, 상기 명세서보다는 본 발명의 범위를 지시하는 첨부된 청구 범위를 참조해야한다.

Claims (14)

  1. 5-40 중량%의 PBI-p 섬유와 잔부로 통상의 섬유를 포함하는 패브릭으로서, 상기 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량을 갖는 방열용 패브릭.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패브릭은 1.0-6.5 osy 범위의 중량을 갖는 패브릭.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열용은 소방관의 방화복, 천막, 아크-플래시 보호 장비, 자동차 용도, 자동차 장비, 우주복, 우주선 및 전자 기기를 포함하는 패브릭.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패브릭은 직물, 편직물 또는 부직물인 패브릭.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통상의 섬유는: 면, 울, 폴리올레핀(polyolefin), 폴리아미드(polyamide), 아크릭(acrylic), 폴리에스터(polyester), 아라미드(aramid), 셀룰로오스 화합물(cellulosic), 탄소(carbon), 폴리벤족사졸(polybenzoxazole), 멜라민(melamine), 폴리아미드 이미드(polyamide imide), 폴리이미드(polyimide), 폴리페닐 설파이드(polyphenyl sulfide)(PPS), 폴리플루오라이드(polyflouride), 폴리 에테르 케톤(poly ether ketone) 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하는 재료로 제조되는 패브릭.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방염성은 동적 화염(dynamic flame), 수직 화염(vertical flame)(ASTM D6413), 방열 성능(thermal protective performance) (NFPA1971/ISO17492) 및 TPP 노출(ISO17492) 후 볼 버스트(ball burst)(ASTM D3787) 및 이들의 조합을 포함하는 패브릭.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내열성은 열 수축(thermal shrinkage)(ASTM F2894/ISO17493) 및 이를 포함한 조합을 포함하는 패브릭.
  8. 5-40 중량%의 PBI-p 섬유 및 PBI-s 섬유의 혼합물과 잔부로 통상의 섬유를 포함하는 패브릭으로서, 상기 PBI-s 섬유의 함량은 PBI-p 섬유의 함량보다 크며,
    상기 패브릭은 PBI-p 섬유 대신에 유사한 함량의 PBI-s 섬유로 제조된 균등한 패브릭과 동일하거나 더 나은 방염성 및/또는 내열성을 가지며, 더 적은 패브릭 중량을 갖는 방열용 패브릭.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패브릭은 1.0-6.5 osy 범위의 중량을 갖는 패브릭.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 방열용은 소방관의 방화복, 천막, 아크-플래시 보호 장비, 자동차 용도, 자동차 장비, 우주복, 우주선 및 전자 기기를 포함하는 패브릭.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 패브릭은 직물, 편직물 또는 부직물인 패브릭.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 통상의 섬유는 면, 울, 폴리올레핀(polyolefin), 폴리아미드(polyamide), 아크릭(acrylic), 폴리에스터(polyester), 아라미드(aramid), 셀룰로오스 화합물(cellulosic), 탄소(carbon), 폴리벤족사졸(polybenzoxazole), 멜라민(melamine), 폴리아미드 이미드(polyamide imide), 폴리이미드(polyimide), 폴리페닐 설파이드(polyphenyl sulfide)(PPS), 폴리플루오라이드(polyflouride), 폴리 에테르 케톤(poly ether ketone) 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하는 재료로 제조되는 패브릭.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 방염성은 동적 화염 테스트, 수직 화염(ASTM D6413), 방열 성능(NFPA1971/ISO17492) 및 TPP 노출(ISO17492) 후 볼 버스트(ASTM D3787) 및 이들의 조합을 포함하는 패브릭.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 내열성은 열 수축(thermal shrinkage)(ASTM F2894/ISO174493) 및 이를 포함한 조합을 포함하는 패브릭.
KR1020187025546A 2016-02-08 2017-01-24 PBI-p 섬유를 포함하는 패브릭 KR102182151B1 (ko)

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