KR20240022029A - 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공, 자동차, 에너지 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 습식 아라미드 부직포, 이를 포함하는 적층시트로서, 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 고온에서도 수축의 변화가 적고, 난연성 또한 우수한 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트에 관한 것이다.
Description
본 발명은 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공, 자동차, 에너지 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 습식 아라미드 부직포, 이를 포함하는 적층시트로서, 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 고온에서도 수축의 변화가 적고, 난연성 또한 우수한 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트에 관한 것이다.
아라미드 섬유는 미국의 듀폰(Dupont)사가 유리섬유의 강도와 석면의 내열성을 갖는 섬유를 목표로 1965년에 개발에 성공한 방향족 고분자를 원료로 한 합성섬유이며, 1960년대 말에 케블라(Kevlar)라는 상표로 생산되었다. 1974년에는 미연방거래위원회에 의해「2개의 방향족환으로 아미드 결합이 85 % 이상 직접 결합되어 있는 방향족 폴리아미드」의 일반명칭으로 아라미드 라는 용어를 정의하였으며, 그 후 ISO-2076, JIS L 0204-2에도 아라미드라는 명칭이 동일하게 정의되었다.
아라미드는 아미드 결합된 방향족환의 결합단위에 의해 메타계와 파라계로 나뉜다. 메타아라미드 섬유는 고온내열성이 우수하며, 파라 아라미드 섬유는 고온내열성뿐만 아니라 고강도 및 고탄성의 특징을 갖는다.
상기 파라 아라미드는 벤젠 고리가 파라 위치에서 아미드기와 결합된 것이다. 분자쇄가 매우 뻣뻣하고 선상구조를 가지므로 강도가 매우 높고 탄성률이 특히 높아 충격을 흡수하는 성능이 매우 우수하여 방탄복, 방탄 핼멧, 안전용 장갑이나 부츠, 소방복에 사용되며, 테니스 라켓, 보트, 하키용 스틱, 낚시 줄, 골프 클럽등의 스포츠 기구 재료로 또한 산업용으로는 FRP(Fiber Reinforced Plastic), 석면대체용 섬유등에 사용되고 있다.
상기 메타아라미드는 벤젠고리가 메타 위치에서 아미드기와 결합된 것으로 강도와 신도는 보통의 나일론과 비슷하나 열에 대한 안정성이 대단히 좋으며, 다른 내열용 소재에 비하여 가볍고 땀흡수도 어느 정도 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 사용되며, 산업용으로는 고온용 필터 등으로 쓰인다.
한편, 부직포류는 현재 각종 용도로 사용되고 있으며 전통적인 편직물류 및 직조 직물류 등을 대신하고 있는데, 이것은 부직포가 종래의 편직물류 및 직조 직물 등에 의하여 성취할 수 없었던 기능적 용도를 가지기 때문인데, 부직포의 용도는 현저하게 증가되었다.
다양한 유형의 부직포류가 공지되어 있으며, 전형적인 공지 부직포류는 예를 들면 다음과 같다; 스펀본드(spunbond)법 또는 플래쉬 방사법 등으로 섬유 형성성 고분자 중합체를 직접 방사하고, 동시에 공기와 같은 기체의 존재 하에 방사된 필라멘트를 연신하고, 및 수득된 필라멘트를 집적시킴으로서 수득되는 필라멘트들로 구성된 건식 부직포류, 섬유 길이가 비교적 긴 스태플 섬유로 구성되며 용융 블로우잉법으로 수득된 건식 부직포류, 스태플 섬유로 구성되어 있으며 소면(carding)법으로 이 스태플 섬유들을 개면하고 개면된 스태플 섬유들을 크로스 레이잉기(cross laying machine) 또는 공기 레이잉기를 사용하여 쉬트 형태로 집적시키고, 이 쉬트를 구성하는 스태플 섬유들을 니이들 펀칭법, 주상 수류(columnar wateter stream)에 의한 엉킴법, 또는 점착성 또는 열 용융성 섬유들을 사용한 점착법으로 서로 서로에 결합시켜 수득되는 건식 부직포류 등이 알려져 있다.
한편, 습식부직포는 종이제조공정을 일부 변화시켜 제조한 부직포로 섬유를 물에 분산시켜 시트로 제조한다는 점에서 펄프를 사용하는 종이와 구분할 수 있지만， 넓은 의미에서 펄프도 일종의 섬유이기 때문에 그 구분은 모호하다고 할 수 있다.
그러나 습식부직포의 주목적은 유연성과 강도 등 직물의 특성을 갖는 섬유구조물을 종이생산속도와 같이 빠른 속도로 제조한다는 점에 있기 때문에 종이와의 차별성을 찾을 수 있다.
습식부직포의 경우 상대적으로 다양한 분야에서 응용제품이 사용되고 있다. 즉, 항공, 자동차, 에너지 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 이와 같은 다양한 분야에 적용되기 위해선 각 분야에서 요구하는 기계적 물성을 만족해야 된다. 또한, 화재가 발생하는 경우 습식부직포가 화재에 의한 열을 견디지 못하고 소실되면 이로 인해 주변으로 불길이 전달되어 큰 피해가 발생하는 문제가 있을 수 있다.
따라서, 난연성을 가질뿐만 아니라, 항공, 자동차, 에너지 등 다양한 분야에 적용될 수 있게 습식 부직포가 가져야 되는 물성들을 만족하는 습식 부직포의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 고온에서도 수축의 변화가 적고, 난연성 또한 우수한 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber), 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber) 및 폴리페닐렌설파이트 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 모다아크릴(modacrylic) 난연섬유를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유 65 ~ 85 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유 40 ~ 60 중량부 및 모다아크릴 난연섬유 15 ~ 35 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 적층시트는 제1습식 아라미드 부직포, 탄소섬유 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포가 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 제1습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유, 파라 아라미드 단섬유 및 폴리페닐렌설파이트 섬유를 포함할 수있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 제2습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유, 파라 아라미드 단섬유 및 폴리페닐렌설파이트 섬유를 포함할 수있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 탄소섬유 부직포는 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유, 열접착성 섬유 및 대마섬유(hemp fiber)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 탄소섬유 부직포는 PAN계 탄소섬유, 열접착성 섬유 및 대마섬유(hemp fiber)를 1 : 0.15 ~ 0.35 : 0.4 ~ 0.6 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, PAN계 탄소섬유는 단섬유의 섬도가 0.78 ~ 1.18 데니어, 필리멘트수가 4,800 ~ 7,200, ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.13 ~ 4.71 GPa일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 열접착성 섬유는 코폴리에스테르 수지를 초부로 하고, 폴리에틸렌레테프탈레이트 수지를 심부로 하는 심초형 열접착성 섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 대마섬유는 길이가 20 ~ 40mm, 폭이 15 ~ 35㎛, 단섬유장이 20 ~ 40mm일 수 있다.
본 발명의 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트는 고온에서도 수축의 변화가 적고, 난연성 또한 우수하다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber), 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber) 및 폴리페닐렌설파이트 섬유(PPS fiber)를 포함할 수 있다.
아라미드는 높은 강도와 내열성을 갖는 게 특징이다. 아라미드 섬유는 고리 형태의 분자구조를 가지는 방향족 화합물의 85% 이상이 질소·수소·탄소·산소로 이루어진 (-NHCO-) 아미드결합으로 연결된 고분자 화합물이다. 아라미드의 고리들이 180도로 결합되면 파라(para), 120도로 연결되면 메타(meta)라는 이름이 붙는다. 메타 아라미드는 고온내열성이 우수하며 파라계는 고강도 및 고탄성의 특징을 갖는다. 파라 아라미드는 6각형의 고리들이 벌집처럼 치밀하게 배열되는 규칙적인 결정구조를 갖고 있는 데다가 한쪽 아미드결합의 산소(O)와 다른 쪽 아미드결합의 수소(H) 사이에 수소결합이 생겨 매우 단단한 물성을 갖게 된다. 이 때문에 파라 아라미드의 경우 높은 강도와 탄성으로 보강용 소재로 주로 쓰인다.
본 발명의 습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유 65 ~ 85 중량부, 바람직하게는 70 ~ 80 중량부를 포함할 수 있으며, 만일 기재된 중량부 범위를 벗어나게 된다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하게 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 메타 아라미드 단섬유는 1.0 ~ 2.0 데니어(denier), 바람직하게는 1.3 ~ 1.7 데니어의 섬도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 메타 아라미드 단섬유는 41 ~ 61mm, 바람직하게는 46 ~ 56 mm의 섬유장을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 파라 아라미드 단섬유는 2.0 ~ 4.0 데니어(denier), 바람직하게는 2.3 ~ 2.7 데니어의 섬도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 파라 아라미드 단섬유는 0.5 ~ 10mm, 바람직하게는 1 ~ 5 mm의 섬유장을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유 100 중량부에 대하여, 폴리페닐렌설파이트 섬유 40 ~ 60 중량부, 바람직하게는 45 ~ 55 중량부를 포함할 수 있으며, 만일 기재된 중량부 범위를 벗어나게 된다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하게 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 폴리페닐렌설파이트 섬유는 1.2 ~ 1.8 데니어, 바람직하게는 1.35 ~ 1.65 데니어의 섬도, 1 ~ 5mm, 바람직하게는 2 ~ 4mm의 섬유장을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 모다아크릴(modacrylic) 난연섬유를 더 포함할 수 있다.
모다아크릴 섬유는 아크릴로니트릴의 잔기, 특히 35% ~ 85%의 아크릴로니트릴 단위를 가지는 폴리머를 주로 포함하고 다른 모노머에 의해 수식될 수 있는 폴리머로 제작된 아크릴 합성섬유를 가리킨다. 또한 모다아크릴 섬유는 광범위의 아크릴로니트릴 코폴리머에서 방적되어 제조될 수 있다. 또한 모다아크릴 섬유는 비닐모노머, 예를 들면 염화비닐, 염화비닐리덴, 브롬화비닐, 브롬화비닐리덴 등의 모노머의 잔기를 함유할 수 있지만 이에 한정되지 않고, 다른 모노머의 잔기를 함유할 수 있다. 또한, 이 넓은 카테고리 내에서 생산될 수 있는 모다아크릴 섬유의 종류는 이들의 조성물에 의존하여 특성이 넓은 변동이 가능할 수 있다.
본 발명의 모다아크릴 난연섬유는 난연제의 후가공 처리에 의해 KS M3032 규정을 통한 한계산소지수(Limited oxygen index : LOI)법에 의해 측정시, 20 이상, 바람직하게는 24 ~ 40의 난연성능을 가지는 모다아크릴 섬유를 포함할 수 있고, 바람직하게는 카네카 사(Kaneka Corporation)의 프로텍스(PROTEX) 또는 카네카론(KANECARON)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 메타 아라미드 단섬유 100 중량부에 대하여, 모다아크릴 난연섬유 15 ~ 35 중량부, 바람직하게는 20 ~ 30 중량부를 포함할 수 있으며, 만일 기재된 중량부 범위를 벗어나게 된다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 모다아크릴 난연섬유는 1.2 ~ 1.8 데니어, 바람직하게는 1.35 ~ 1.65 데니어의 섬도, 4 ~ 6mm, 바람직하게는 4.5 ~ 5.5mm의 섬유장을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 습식 아라미드 부직포는 30 ~ 50g/㎡의 평량, 바람직하게는 35 ~ 45g/㎡의 평량, 0.5 ~ 3mm의 두께, 바람직하게는 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 가질 수 있으며, 만일 이와 같은 범위를 만족하지 못한다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 적층시트는 제1습식 아라미드 부직포, 탄소섬유 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포가 순차적으로 적층된 것일 수 있다. 이 때, 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포는 각각 앞서 설명한 습식 아라미드 부직포일 수 있다.
탄소섬유 부직포는 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유를 포함한다. PAN계 탄소섬유는 아크릴로나이트릴(Acrylonitrile)을 중합한 후 방사하여 얻은 PAN(Poly-Acrylonitrile) 섬유를 고온에서 탄화해 제조한 것으로서, 중합, 방사, 소성의 과정을 거쳐서 만들어진 섬유이다. 중합은 아크릴로나이트릴(AN : acrylonitrile)에 열과 압력을 가해 고분자 상태로 만드는 과정이고, 방사는 중합과정을 통해 만들어진 고분자 중합체(PAN : Poly-Acrylonitrile)는 방사 과정을 거쳐 아크릴 섬유로 재탄생하는 과정이며, 소성은 만들어진 아크릴 섬유를 1,200℃ 이상의 고온에서 산화 및 탄화시키는 과정으로, 최종적으로 소성 과정을 거친 아크릴섬유는 탄소(C) 성분만 남아 PAN계 탄소섬유가 제조되는 것이다.
본 발명의 PAN계 탄소섬유는 단섬유의 섬도가 0.78 ~ 1.18 데니어, 바람직하게는 0.88 ~ 1.08 데니어를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 PAN계 탄소섬유는 필라멘트수가 4,800 ~ 7,200, 바람직하게는 5,400 ~ 6,600일 수 있다. 또한, 본 발명의 PAN계 탄소섬유는 ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.13 ~ 4.71 GPa, 바람직하게는 3.52 ~ 4.32 GPa일 수 있다.
또한, 탄소섬유 부직포는 열접착성 섬유를 더 포함할 수 있다. 열접착성 섬유는 코폴리에스테르 수지를 초부로 하고, 폴리에틸렌레테프탈레이트 수지를 심부로 하는 심초형 열접착성 섬유일 수 있다. 이 때, 초부와 심부는 1 : 0.8 ~ 1.2 중량비, 바람직하게는 1. : 0.9 ~ 1.1 중량부를 가질 수 있다. 또한, 심초형 열접착성 섬유는 4 ~ 6mm, 바람직하게는 4.5 ~ 5.5mm의 섬유장을 가질 수 있고, 3.0 ~ 4.6 데니어, 바람직하게는 3.4 ~ 4.2 데니어의 섬도를 가질 수 있다.
또한, 코폴리에스테르 수지는 테레프탈산(Terephthalic acid)을 포함하는 산성분과 2-메틸-1,3-프로판디올(2-methyl-1,3-propanediol) 및 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol)을 포함하는 디올성분을 에스테르화 반응시켜 제조된 에스테르 화합물과 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 중합/축합반응시켜 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 산성분과 디올성분을 1 : 1.0 ~ 1.5, 바람직하게는 1 : 1.1 ~ 1.3의 비율로 에르테르화 반응시켜 에스테르 반응물을 제조할 수 있고, 디올성분은 2-메틸-1,3-프로판디올 48 ~ 54 몰% 및 에틸렌글리콜 56 ~ 62몰%을 포함할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌글리콜은 중량평균분자량이 2,000 ~ 6,000, 바람직하게는 3,000 ~ 5,000일 수 있고, 폴리에틸렌글리콜은 에스테르 반응물 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 3 ~ 7 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 폴리에틸렌레테프탈레이트 수지는 고유점도가 0.45 ~ 0.85dl/g, 바람직하게는 0.55 ~ 0.75dl/g일 수 있다.
본 발명의 탄소섬유 부직포는 PAN계 탄소섬유 및 열접착성 섬유를 1 : 0.15 ~ 0.35 중량비, 바람직하게는 1 : 0.2 ~ 0.3 중량비로 포함할 수 있으며, 만일 이와 같은 중량비 범위를 만족하지 못한다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 탄소섬유 부직포는 대마섬유(hemp fiber)를 더 포함할 수 있다. 대마(헴프)는 뽕나무과(Moraceae)에 속하는 일년생 식물로서 학명은 Cannabis sativa L.이다. 대마식물은 자웅이주이며, 자마(winter hemp)는 보통 높이가 1.8~2.5m이고 종자채취가 목적이다. 웅마(summer hemp)는 자마보다 작으며 섬유채취가 목적이다. 대마는 인도, 페르시아 등 중앙아시아가 원산지이며, 우리나라에서는 삼이라 불리어지며 안동(경북), 평창(강원), 명천(함북) 등이 명산지이다. 주로 줄기의 인피로부터 섬유를 얻을 수 있는 식물로 열대지방과 온대지방에서 널리 재배된다. 생산량은 중국 및 러시아가 가장 많으며 품질은 이탈리아산이 가장 우수하나 최근에는 중국 내몽고 지방(Nm 60 방적가능) 및 카스피해 연안(Nm 70 방적가능)에서 생산되는 것이 우수한 것으로 알려지고 있다.
본 발명의 대마섬유는 20 ~ 40mm, 바람직하게는 25 ~ 35mm의 길이를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 대마섬유는 15 ~ 35㎛, 바람직하게는 20 ~ 30㎛의 폭을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 대마섬유는 단섬유장이 20 ~ 40mm, 바람직하게는 25 ~ 35mm일 수 있다.
본 발명의 탄소섬유 부직포는 PAN계 탄소섬유 및 대마섬유를 1 : 0.4 ~ 0.6 중량비, 바람직하게는 1 : 0.45 ~ 0.55 중량비로 포함할 수 있으며, 만일 이와 같은 중량비 범위를 만족하지 못한다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 탄소섬유 부직포는 15 ~ 35g/㎡의 평량, 바람직하게는 20 ~ 30g/㎡의 평량, 0.1 ~ 2mm의 두께, 바람직하게는 0.3 ~ 1.0mm의 두께를 가질 수 있으며, 만일 이와 같은 범위를 만족하지 못한다면 목적하는 기계적 물성 및 고온에서도 수축의 변화가 적은 효과뿐만 아니라 난연성이 우수한 효과를 모두 만족하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 적층시트는 80 ~ 120g/㎡의 평량, 바람직하게는 100 ~ 110g/㎡의 평량, 1.5 ~ 3.5mm의 두께, 바람직하게는 2.0 ~ 3.0mm의 두께를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 적층시트는 방탄유리, 충격 흡수용 구조물 또는 차량 외장용으로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 습식 아라미드 부직포의 제조방법은 제1단계 내지 제3단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 습식 아라미드 부직포의 제조방법의 제1단계는 메타 아라미드 단섬유, 파라 아라미드 단섬유, 폴리페닐렌설파이트 섬유 및 모다아크릴 난연섬유가 혼합된 섬유혼합물을 준비할 수 있다. 이 때, 메타 아라미드 단섬유, 파라 아라미드 단섬유, 폴리페닐렌설파이트 섬유 및 모다아크릴 난연섬유 각각은 앞서 설명한 바와 같고, 섬유혼합물은 메타 아라미드 단섬유 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유 65 ~ 85 중량부, 바람직하게는 70 ~ 80 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유 40 ~ 60 중량부, 바람직하게는 45 ~ 55 중량부 및 모다아크릴 난연섬유 15 ~ 35 중량부, 바람직하게는 20 ~ 30 중량부를 혼합되어 있을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 습식 아라미드 부직포의 제조방법의 제2단계는 제1단계에서 준비한 섬유혼합물을 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 건조하여 건조물을 제조할 수 있다. 이 때, 물은 20 ~ 25℃의 온도를 가질 수 있고, 건조는 85 ~ 108℃의 온도, 람직하게는 90 ~ 100℃의 온도에서 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 습식 아라미드 부직포의 제조방법의 제3단계는 제2단계에서 제조한 건조물을 130 ~ 170℃, 바람직하게는 140 ~ 160℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 습식 아라미드 부직포를 제조할 수 있다.
나아가, 본 발명의 탄소섬유 부직포의 제조방법은 제1단계 및 제2단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 탄소섬유 부직포의 제조방법의 제1단계는 PAN계 탄소섬유, 열접착성 섬유 및 대마섬유가 혼합된 섬유 혼합물을 각각 카딩(carding)하여 부직웹을 제조할 수 있다. 이 때, PAN계 탄소섬유, 열접착성 섬유 및 대마섬유 각각은 앞서 설명한 바와 같다.
다음으로, 본 발명의 탄소섬유 부직포의 제조방법의 제2단계는 제1단계에서 제조한 부직웹을 120 ~ 160℃, 바람직하게는 130 ~ 150℃의 온도에서 5 ~ 60초, 바람직하게는 10 ~ 30 초동안 열처리하여 탄소섬유 부직포를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명의 적층시트의 제조방법은 제1단계 및 제2단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 적층시트의 제조방법의 제1단계는 탄소섬유 부직포 양면에 부직포용 핫멜트 접착제를 분사할 수 있다. 이 때, 탄소섬유 부직포는 앞서 설명한 바와 같고, 부직포용 핫멜트 접착제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 부직포용 핫멜트 접착제가 사용될 수 있으며, 1 ~ 5 g/㎡의 평량을 가지도록 분사될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 적층시트의 제조방법의 제2단계는 습식 아라미드 부직포를 부직포용 핫멜트 접착제가 분사된 탄소섬유 부직포 일면 및 타면에 각각 적층 및 합지하여, 제1습식 아라미드 부직포, 탄소섬유 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포가 순차적으로 적층된 적층시트를 제조할 수 있다. 이 때, 습식 아라미드 부직포는 앞서 설명한 바와 같다.
본 발명의 적층시트는 습식 아라미드 부직포를 포함하는 제1 레이어와 제2 레이어, 및 상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 사이에 적층되는 제3 레이어를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 레이어 및 제2 레이어 각각은 평량이 30g/㎡-50g/㎡이고, 적층 시트의 전체 두께가 2mm 내지 2.5mm일 수 있다.
상기 제3 레이어는 건식으로 제조된 아라미드 부직포, 펄프, 또는 바인더 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제3 레이어는 글래스 재질을 포함하고, 상기 제1 레이어 또는 상기 제2 레이어 중 적어도 하나는 반투명으로 제공되고, 상기 제1 레이어, 상기 제2 레이어, 및 상기 제3 레이어는 광학 투명성 접착제(OCA, Optical clear adhesive)를 통해 접착될 수 있다. 이 때, 적층시트는 방탄 유리의 일부 레이어로 포함될 수 있다.
상기 제3 레이어는 상기 제1 레이어 또는 상기 제2 레이어를 향해 돌출되는 엠보싱 패턴을 포함하거나, 또는 허니콤 구조를 포함할 수 있다.
상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어는 메타 아라미드가 30-50중량% 및 파라 아라미드가 20-40중량%를 포함하도록 구성되고, 상기 메타 아라미드와 상기 파라 아라미드 각각은 아라미드 피브리드와 아라미드 숏컷 섬유가 8:2의 비율로 중합된 중합 용액으로부터 습식 제조될 수 있다.
상기 적층 시트는 상기 제1 레이어에 적층되는 제4 레이어를 더 포함하고, 상기 제3 레이어 및 제4 레이어는 습식 제조된 탄소 섬유를 포함하고, 상기 적층 시트는 제4 레이어가 차량의 외관을 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구현예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명의 구현예를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
준비예 1 : 심초형 열접착성 섬유의 제조
(1) 산성분과 디올성분을 1:1.2의 비율로 240℃의 온도 및 1140 torr의 압력 하에서 에스테르화 반응시켜 에스테르 반응물을 제조하였다. 이 때, 산성분으로 테레프탈산 100몰%를 사용하였고, 디올성분으로 2-메틸-1,3-프로판디올 51몰% 및 에틸렌글리콜 59몰%이 혼합된 것을 사용하였다.
(2) 제조한 에스테르 반응물을 중축합 반응기에 이송하고, 중축합 반응기에 중량평균분자량이 4,000인 폴리에틸렌글리콜(PEG), 중축합 촉매로 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium isopropoxide), 열안정제로 인산트리에틸(Triethyl phosphate)을 투입한 후, 최종압력 0.5 Torr가 되도록 서서히 감압하면서 280℃까지 승온하여 축중합반응을 수행하여 코폴리에스테르 수지를 제조하였다. 이 때, 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 에스테르 반응물 100 중량부에 대하여 5 중량부로 사용하였다.
(3) 제조한 코폴리에스테르 수지와 고유점도가 0.65dl/g인 폴리에틸렌레테프탈레이트(PET) 수지를 용융시킨 후, 심초형 방사 구금에 각각 투입한 다음, 275℃의 온도 하에서 1000mpm 방사속도로 심부와 초부가 5:5 중량비가 되도록 복합 방사하고, 60℃의 열수에서 2.8배 연신하여, 코폴리에스테르 수지를 초부로 하고, 폴리에틸렌레테프탈레이트 수지를 심부로 하는 심초형 열접착성 섬유를 제조하였다. 제조한 심초형 열접착성 섬유는 5mm의 섬유장, 3.8 데니어의 섬도를 가졌다.
준비예 2 : 탄소섬유 부직포의 제조
단섬유의 섬도가 0.98 데니어, 필리멘트수가 6,000, ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.92 GPa인 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유, 준비예 1에서 제조된 심초형 열접착성 섬유, 길이가 30mm, 폭이 25㎛, 단섬유장이 30mm인 대마섬유가 1 : 0.25 : 0.5 중량비로 혼합된 섬유 혼합물을 이용하여 에어스루본딩(air-through bonding)법으로 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
구체적으로, 상기 섬유 혼합물을 각각 카딩(carding)하여 부직웹을 제조하였다. 제조한 부직웹을 순환식 열풍기를 이용하여 140℃의 온도에서 20초동안 열처리하여 평량이 25g/㎡이고, 두께가 0.5mm인 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
준비예 3 : 탄소섬유 부직포의 제조
단섬유의 섬도가 0.98 데니어, 필리멘트수가 6,000, ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.92 GPa인 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유 및 준비예 1에서 제조된 심초형 열접착성 섬유가 1 : 0.25 중량비로 혼합된 섬유 혼합물을 이용하여 에어스루본딩(air-through bonding)법으로 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
구체적으로, 상기 섬유 혼합물을 각각 카딩(carding)하여 부직웹을 제조하였다. 제조한 부직웹을 순환식 열풍기를 이용하여 140℃의 온도에서 20초동안 열처리하여 평량이 25g/㎡이고, 두께가 0.5mm인 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
준비예 4 : 탄소섬유 부직포의 제조
단섬유의 섬도가 0.98 데니어, 필리멘트수가 6,000, ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.92 GPa인 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유, 준비예 1에서 제조된 심초형 열접착성 섬유, 길이가 30mm, 폭이 25㎛, 단섬유장이 30mm인 대마섬유가 1 : 0.25 : 0.35 중량비로 혼합된 섬유 혼합물을 이용하여 에어스루본딩(air-through bonding)법으로 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
구체적으로, 상기 섬유 혼합물을 각각 카딩(carding)하여 부직웹을 제조하였다. 제조한 부직웹을 순환식 열풍기를 이용하여 140℃의 온도에서 20초동안 열처리하여 평량이 25g/㎡이고, 두께가 0.5mm인 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
준비예 5 : 탄소섬유 부직포의 제조
단섬유의 섬도가 0.98 데니어, 필리멘트수가 6,000, ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.92 GPa인 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유, 준비예 1에서 제조된 심초형 열접착성 섬유, 길이가 30mm, 폭이 25㎛, 단섬유장이 30mm인 대마섬유가 1 : 0.25 : 0.65 중량비로 혼합된 섬유 혼합물을 이용하여 에어스루본딩(air-through bonding)법으로 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
구체적으로, 상기 섬유 혼합물을 각각 카딩(carding)하여 부직웹을 제조하였다. 제조한 부직웹을 순환식 열풍기를 이용하여 140℃의 온도에서 20초동안 열처리하여 평량이 25g/㎡이고, 두께가 0.5mm인 탄소섬유 부직포를 제조하였다.
실시예 1 : 습식 아라미드 부직포의 제조
메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 51 mm) 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber, 섬도 : 3 데니어, 섬유장 : 75 mm) 75 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유(섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 3mm) 50 중량부 및 모다아크릴 난연섬유(Kaneka 사, KANECARON, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 5mm) 25 중량부가 혼합된 섬유 혼합물을 23℃의 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 95℃에서 건조하였고, 그 후, 150℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 평량이 40g/㎡이고, 두께가 1mm인 습식 아라미드 부직포를 제조하였다.
실시예 2 : 습식 아라미드 부직포의 제조
메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 51 mm) 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber, 섬도 : 3 데니어, 섬유장 : 75 mm) 60 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유(섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 3mm) 50 중량부 및 모다아크릴 난연섬유(Kaneka 사, KANECARON, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 5mm) 25 중량부가 혼합된 섬유 혼합물을 23℃의 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 95℃에서 건조하였고, 그 후, 150℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 평량이 40g/㎡이고, 두께가 1mm인 습식 아라미드 부직포를 제조하였다.
실시예 3 : 습식 아라미드 부직포의 제조
메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 51 mm) 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber, 섬도 : 3 데니어, 섬유장 : 75 mm) 90 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유(섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 3mm) 50 중량부 및 모다아크릴 난연섬유(Kaneka 사, KANECARON, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 5mm) 25 중량부가 혼합된 섬유 혼합물을 23℃의 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 95℃에서 건조하였고, 그 후, 150℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 평량이 40g/㎡이고, 두께가 1mm인 습식 아라미드 부직포를 제조하였다.
실시예 4 : 습식 아라미드 부직포의 제조
메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 51 mm) 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber, 섬도 : 3 데니어, 섬유장 : 75 mm) 75 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유(섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 3mm) 50 중량부 및 모다아크릴 난연섬유(Kaneka 사, KANECARON, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 5mm) 10 중량부가 혼합된 섬유 혼합물을 23℃의 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 95℃에서 건조하였고, 그 후, 150℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 평량이 40g/㎡이고, 두께가 1mm인 습식 아라미드 부직포를 제조하였다.
실시예 5 : 습식 아라미드 부직포의 제조
메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 51 mm) 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber, 섬도 : 3 데니어, 섬유장 : 75 mm) 75 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유(섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 3mm) 50 중량부 및 모다아크릴 난연섬유(Kaneka 사, KANECARON, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 5mm) 40 중량부가 혼합된 섬유 혼합물을 23℃의 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 95℃에서 건조하였고, 그 후, 150℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 평량이 40g/㎡이고, 두께가 1mm인 습식 아라미드 부직포를 제조하였다.
비교예 1 : 습식 아라미드 부직포의 제조
(1) 메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 51 mm) 100 중량부에 대하여, 폴리페닐렌설파이트 섬유(섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 3mm) 50 중량부 및 모다아크릴 난연섬유(Kaneka 사, KANECARON, 섬도 : 1.5 데니어, 섬유장 : 5mm) 25 중량부가 혼합된 섬유 혼합물을 23℃의 물에 분산시킨 뒤 물을 배수한 후, 95℃에서 건조하였고, 그 후, 150℃의 온도로 캘린더링(calendaring)하여 평량이 40g/㎡이고, 두께가 1mm인 습식 아라미드 부직포를 제조하였다.
제조실시예 1 : 적층시트의 제조
준비예 2에서 제조된 탄소섬유 부직포 양면에 2 g/㎡의 평량을 가지도록 부직포용 핫멜트 접착제를 분사하고, 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 준비예 2에서 제조된 탄소섬유 부직포 일면 및 타면에 적층 및 합지하여, 제1습식 아라미드 부직포, 탄소섬유 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포가 순차적으로 적층된 적층시트를 제조하였다.
제조실시예 2 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포가 아닌 실시예 2에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포로 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조실시예 3 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포가 아닌 실시예 3에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포로 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조실시예 4 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포가 아닌 실시예 4에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포로 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조실시예 5 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포가 아닌 실시예 5에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포로 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조실시예 6 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 준비예 2에서 제조된 탄소섬유 부직포가 아닌 준비예 4에서 제조된 탄소섬유 부직포를 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조실시예 7 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 준비예 2에서 제조된 탄소섬유 부직포가 아닌 준비예 5에서 제조된 탄소섬유 부직포를 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조비교예 1 : 적층시트의 제조
실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포 일면에 2g/㎡의 평량을 가지도록 부직포용 핫멜트 접착제를 분사하고, 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포 일면에 적층 및 합지하여, 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포가 순차적으로 적층된 적층시트를 제조하였다.
제조비교예 2 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 실시예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포가 아닌 비교예 1에서 제조된 습식 아라미드 부직포를 제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포로 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
제조비교예 3 : 적층시트의 제조
제조실시예 1과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다. 다만, 제조실시예 1과 달리 준비예 2에서 제조된 탄소섬유 부직포가 아닌 준비예 3에서 제조된 탄소섬유 부직포를 사용하여, 최종적으로 적층시트를 제조하였다.
실험예 1 : 적층시트의 물성 측정
제조실시예 1 ~ 7 및 제조비교예 1 ~ 3에서 제조한 적층시트 각각에 대하여 하기와 같은 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 압축강도 측정
ASTM C365 시험 규격을 준용하여, 제조실시예 1 ~ 7 및 제조비교예 1 ~ 3에서 제조한 적층시트 각각의 압축강도를 측정하였다.
(2) 인장강도 측정
ASTM D828 시험 규격을 준용하여, 제조실시예 1 ~ 7 및 제조비교예 1 ~ 3에서 제조한 적층시트 각각의 MD(machine direction) 방향 및 CD(cross direction) 방향의 인장강도를 측정하였다.
(3) 인열강도 측정
TAPPI T414 시험 규격을 준용하여, 제조실시예 1 ~ 7 및 제조비교예 1 ~ 3에서 제조한 적층시트 각각의 MD(machine direction) 방향 및 CD(cross direction) 방향의 인열강도를 측정하였다.
(4) 고온 수축율 측정
KS K 0476 시험 규격을 준용하여, 제조실시예 1 ~ 7 및 제조비교예 1 ~ 3에서 제조한 적층시트 각각을 250℃에서 2시간 유지한 후 MD(machine direction) 방향 및 CD(cross direction) 방향의 수축율을 측정하였다.
(5) 난연성능 측정
제조실시예 1 ~ 7 및 제조비교예 1 ~ 3에서 제조한 적층시트 각각을 KS M3032 규정을 준용하여, 한계산소지수(LOI)법에 의해 난연성능을 측정하였다(난연기준은 28 이상이면 우수한 것으로 판단한다.).
| 구분 | 제조실시예 1 |
제조실시예 2 |
제조실시예 3 |
제조실시예 4 |
제조실시예 5 |
|
| 압축강도(psi) | 743 | 611 | 729 | 731 | 701 | |
| 인장강도 (N/cm) |
MD | 49.4 | 42.8 | 48.1 | 49.1 | 47.8 |
| CD | 26.5 | 24.8 | 25.9 | 26.3 | 25.3 | |
| 인열강도 (N) |
MD | 0.89 | 0.82 | 0.85 | 0.89 | 0.87 |
| CD | 1.74 | 1.66 | 1.69 | 1.74 | 1.70 | |
| 고온 수축율 (%) |
MD | 2.4 | 2.6 | 3.2 | 10.8 | 2.3 |
| CD | 2.5 | 2.8 | 3.2 | 9.4 | 2.3 | |
| 난연성능 | 31 | 30 | 25 | 22 | 31 | |
| 구분 | 제조실시예 6 |
제조실시예 7 |
제조비교예 1 |
제조비교예 2 |
제조비교예 3 |
|
| 압축강도(psi) | 651 | 692 | 355 | 489 | 601 | |
| 인장강도 (N/cm) |
MD | 45.3 | 47.5 | 37.5 | 39.6 | 42.9 |
| CD | 23.9 | 25.1 | 16.4 | 17.3 | 21.8 | |
| 인열강도 (N) |
MD | 0.86 | 0.88 | 0.76 | 0.80 | 0.83 |
| CD | 1.70 | 1.72 | 1.60 | 1.63 | 1.68 | |
| 고온 수축율 (%) |
MD | 2.5 | 3.1 | 9.1 | 2.7 | 2.6 |
| CD | 2.5 | 3.3 | 8.5 | 2.9 | 2.6 | |
| 난연성능 | 30 | 26 | 31 | 30 | 30 | |
표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 적층시트는 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 고온에서도 수축의 변화가 적고, 난연성 또한 우수한 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (5)
- 메타 아라미드 단섬유(meta-aramid stable fiber), 파라 아라미드 단섬유(para-aramid stable fiber) 및 폴리페닐렌설파이트 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 아라미드 부직포.
- 제1항에 있어서, 상기 습식 아라미드 부직포는
모다아크릴(modacrylic) 난연섬유를 더 포함하고,
상기 메타 아라미드 단섬유 100 중량부에 대하여, 파라 아라미드 단섬유 65 ~ 85 중량부, 폴리페닐렌설파이트 섬유 40 ~ 60 중량부 및 모다아크릴 난연섬유 15 ~ 35 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 아라미드 부직포.
- 제1습식 아라미드 부직포, 탄소섬유 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포가 순차적으로 적층된 적층시트로서,
제1습식 아라미드 부직포 및 제2습식 아라미드 부직포는 각각 메타 아라미드 단섬유, 파라 아라미드 단섬유 및 폴리페닐렌설파이트 섬유를 포함하고,
상기 탄소섬유 부직포는 PAN(polyacrylonitrile)계 탄소섬유, 열접착성 섬유 및 대마섬유(hemp fiber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층시트.
- 제3항에 있어서,
상기 탄소섬유 부직포는 PAN계 탄소섬유, 열접착성 섬유 및 대마섬유(hemp fiber)를 1 : 0.15 ~ 0.35 : 0.4 ~ 0.6 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 적층시트.
- 제4항에 있어서,
상기 PAN계 탄소섬유는 단섬유의 섬도가 0.78 ~ 1.18 데니어, 필리멘트수가 4,800 ~ 7,200, ASTM D4018 시험 규격을 준용하여 측정된 스트랜드 인장강도가 3.13 ~ 4.71 GPa이며,
상기 열접착성 섬유는 코폴리에스테르 수지를 초부로 하고, 폴리에틸렌레테프탈레이트 수지를 심부로 하는 심초형 열접착성 섬유이고,
상기 대마섬유는 길이가 20 ~ 40mm, 폭이 15 ~ 35㎛, 단섬유장이 20 ~ 40mm인 것을 특징으로 하는 적층시트.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220099970A KR20240022029A (ko) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 습식 아라미드 부직포 및 이를 포함하는 적층시트 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20240022029A true KR20240022029A (ko) | 2024-02-20 |
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ID=90056674
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| KR (1) | KR20240022029A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160048676A (ko) | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 스위스 하이드로겐 에스에이 | 전기화학 스택 디바이스 |
-
2022
- 2022-08-10 KR KR1020220099970A patent/KR20240022029A/ko unknown
Patent Citations (1)
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