KR890003890B1 - 섬유 강화 복합시이트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

섬유 강화 복합시이트의 제조방법

본 발명은 섬유 강화 복합시이트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 방향족 폴리아미드섬유에 풀리에스테르엘라스토머로된 피복제를 직접코팅하여 직물 표면에 형성되는 크랙의 연속적인 전파현상을 방지하면서 내한성과 내약품성이 우수하게 되도록한 섬유 강화, 복합시이트의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기절연제나 다이어프램, 실링제 또는 의료용이나 의복재료 등으로 널리 사용되고 있는 섬유 강화 복합시이트는 종래에도 여러가지 제조방법이 알려져 왔는데, 통상적으로 폴리에스테르나 비밀론 또는 천연섬유로 이루어진 직물포의 일면 또는 양면에다 폴리비닐클로라이드나 폴리우레탄, 실리콘 엘라스토머(elastomer)등의피복제를 코팅하는 방법이 많이 사용되어 왔다.

이와같은 종래의 기술에 대한 예를 들어보면, 일본특공소 42-2687호에서는 매트릭스 직물포의 일면 또는 양면에다 폴리비닐클로라이드나 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로 에틸렌 등을 코팅하여 섬유 강화 복합시이트를 제조하는 방법이 소개되어 있고, 일본 특개소 57-13930호에는 폴리에스테르섬유나 글라스섬유, 전방향족 폴리아미드섬유 등으로 된 직물포에다 폴리 클라우드나 폴리 우레탄, 폴리 레트라 플루오로 에닐렌, 실리콘 에라스토머 등을 코팅하되 이때 코팅방법으로는 라미네이팅이나 디핑, 함칭, 큐어링 등의 방법이 제시되어있다.

또한, 미국특허 제835,688호에서는 물체의 접촉면위에다 폴리우레탄을 코팅하므로 하중에 의한 절단이나 마모에서 웨브 슬링을 보호해주고 충격을 감소시켜 주는 슬링의 제조방법이 소개되어 있다.

그러나, 이와같은 종래의 기술은 그 동안 여러가지 문제점들이 노출되어 왔는바, 예컨대 폴리 비닐 클라이드 섬유로 된 직물포는 내후성이 약하고 특히 저온에서 사용시에는 유연성이 부족하게 되며 직물의 제직형태에 따라 요철현상이 생기는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 코팅막의 두께를 증가시키게되면 시이트의 중량이 무거워 지게되고 유연성이 부족하여 취급이 불편하며, 원가상승의 용인이 된다. 또한, 피복면의 일시점에서 크랙이 발생하게 되면 이 크랙이 피복명을 다라 자유방향으로 전파하게되어 직물포가 쉽게 노출괴고 이로인하여 시이트의 강도가 낮아지는 것을 막을 수 가 없었다.

이러한 문제점 이외에도 종래의 섬유 강화 복합시이트는 화학약품에 자주 노출이되어야 하는환경, 예컨대 오일이나 기타 공업용 화학재료와 직접 접촉하게 되면 내약품성이 약하여 쉽게 열화되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 방향족 폴리아미드섬유에 직접 피복제를 코팅시키고, 이를 원사로하여 제직된 직물을 사용하므로서, 시이트 표변에서 크랙이 연속적으로 전파하게 되는 형상을 방지하고 시이트가 다양한 색상을 갖게하며, 또한, 내한성 및 내약품성을 우수하게 하고, 인장가도나 인열강도도 크게 개성시킨 섬유 강화 복합시이트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 섬유 강화 복합시이트의 제조함에 있어서, 일출압출기로 폴리에스테르 엘라스토머를 완전용해시켜 방향족 폴리아미드섬유에 0.01 내지 5mm의 두께로 코팅하되, 그 양은 상기섬유의 50 내지 70중량%가 되도록하고, 이를 원사로 사용하여 직물을 제직한 다음, 상기 직물의 양면에 폴리에스테르 엘라스토머가 균일하게 코닝되도록 핫프레스나 이축롤 등으로 열처리 하여서 됨을 특징으로하는 섬유 강화 복합시이트의 제조방법인 것이다.

본 발명에 따른 피복제인 상기 폴리에스테르 엘라스토머는 다음 일반식(Ⅰ) 및(Ⅱ)의 화합물로 이루어진 코폴리머이다.

윗식에서, R은 에틸렌기이거나 부틸렌기이고 X는 2 내지 4인 정수, Y는 사용되는 단량체의 분자량에 따라 변화되는 정수이나. 상기일반식(Ⅱ)의 화합물을 합성하는데 사용되는 글리콜은 그의 평균 분자량이 600 내지 2000인 것이 적당하다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서는, 직물포에다 피복제를 코팅했던 종래의 방법과는 달리, 방향족 폴리아미드섬유에다 직접 피복제인 폴리에스테르 엘라스토머를 코팅하고 피폭제가 코팅된 섬유를 원사로 하여 직물으 제직하에 되는데, 본 발명에서 직물의 원사로 사용되는 방향족 폴리아미드섬유는 인장강도가 뛰어나고 불연성이며, 내마모성이 우수하고 장기간 사용하여도 섬유가 이완되지 않을 뿐 아니다. 넓은 온도 범위에서도 안정하기 때문에 가공이 용이한 등 여러가지의 장점을 가지고 있으며, E.I. 듀퐁사에서는 상기 섬유를 "케블라(Kevlar)"라는 상품명으로 생산하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 피복제인 상기 폴리에스테르 엘라스토머는 상기 일반식 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)로 이루어진 코 폴리머로서 통상작인 축합반응에 따라 제조될 수 있다. 이때, 상기 일반식(Ⅱ)로 표시되는 화합물을 제조하기 위해서는 글리콜을 사용하게 되는데, 이 글리콜은 그의 평군 분자량이 600 내지 2000인 것을 사용하는 것이 좋다.

이와같이 폴리에스테르 엘라스토머를 피복제로 사용하게 되면 제조된 시이트의 내한성이 향상되어 저온 사용시에도 내충격성이 우수하고 시이트의 유연성과 내약품이 증가하게 되며 오염에 대한 저항성이 크고 탄력성이 양호한 표면특성을 얻을 수 있게 된다.

한편, 본 볼명에 따라 방향족 폴리아미드섬유에다 상기와 같은 피복제, 즉 폴리에스테르 엘라스토머를 코팅하기위해서는 먼저 150 내지 300℃의 온도로 조절되는 일축 압출기로 폴리에스테르 엘라스토머를 완전 응용시킨 다음, 압출기의 선단에 부착된 랜드부가 0.5 내지 5D인 클로스 헤드형 또는 오프셋트형의 코팅다이를 이용하여 용융된 상기 폴리에스테르 엘라스토머를 방향족 폴리아미드 섬유에다 코팅시킨다. 이때 방향족 폴리아미드섬유에 대하여, 20 내지 70중량%의 폴리에스테르 엘라스토머를 피복새키되. 코팅막의 두께는 0.01 내지 5mm정도로 하는 것이 가장 좋은데, 만일 코팅막의 두께가 0.01mm이하이면 피복제의 코팅효과가 거의 나타나지 않아서 시이트의 강도가 낮아지게 된고, 반대로 5mm이상이 되면 중량이 무거워지고 유연성이 낮아지게 되어 좋지 않다.

이와같이하여 방향족 폴리아미드섬유에다 본 발명에 다른 피복제인 폴리에스테르 엘라스토머를 직접 코팅한 다음, 이를 원사로 이용하여 직물을 제직하게 되면, 코팅시 섬유의 색상을 다양하게 변화시킬 수 있기 때문에 완성된 시이트의 표면에 원하는 색상을 형성시킬 수 있고, 또한 크랙의 연속적인 전파 현상을 방지 시킬 수 있는 것이다.

이와같이 상기 원사로 제직된 직물을 핫프레스나 이축롤 등을 사용하여 통상적인 방법으로 열처리하게 되면 본 발명에 따른 섬유 강화 복하시이트가 제조되는데, 이때 시이트의 용도에 따라 열처리방법도 서로 달라지게 되는바, 예컨데, 방수 시이트를 제조하기위해서는 직물의 제직 밀도를 높이고 이를 열로 융착 하므로로서 시이트 표면의 기공을 없애면 되고, 통기성 시이트를 제조하는 경우에는 제직밀도를 낮추고 이을 열융착하여 시이트의 표면에 기공을 형성시키면 된다.

이러한 방법으로 제조되는 본 발명에 따른 섬유 강화 시이트는 그의 용도에 따라 적당한 방법으로 후처리를 거쳐서 구축물의 외장재나 트럭등의 커버, 세일 크로스, 도력전달용 벨트, 콘베이어벨트, 항공기나 자동차의 안저벨트, 웨브슬링, 가건물의 천정, 방풍벽 등으로 다양하게 사용 될 수 있다.

이하, 본 발명에 대한 실시예를 들어보면 다을과 같다.

[실시예 1]

E.I.듀퐁사에서 "KEVIAR 29"(400d/276f, 절단강도 22g/d)라는 상품명으로 제조되는 방향족 폴리아미드 섬유에다 고유점도(올소 클로오로 페놀, 0.0g/d1,25℃)가 1.8이고 융점이 17℃인 폴리테트라 에틸렌 에테르 글리콜 테레프탈레이트(폴리에스테르 엘라스토머)를 용융 코팅시키되, 이때 폴리에스테르 엘라스토머의 용융에는 200℃의 온도로 조절된 일축압출기를 사용하고, 코팅다이로는 진공흡착을 실시하면서 랜드부가 3D인 크로스헤드형 다이를 사용하고 온도는 200℃ 진공도는 720토르가 되도록 조절한다.

이어서, 20℃의 수온을 갖는 궤칭트랩을 거쳐 고팅된 방향족 폴리아미드 섬유를 권취시키는데 이때 코팅된양은 방향족 폴리아미드 섬유의 중량에 대하여 60중량%가 되도록 한다.

이러한 방법에 의하여 폴리에스테르 엘라스토머가 크팅된 방향족 폴리아미드 섬유를 원사로 하여 직물을 제직하는데 본 실시예성서는 위사와 경사가 1회씩 교차하는 평직의 방법을 택한다(제직밀도 30본/2.54㎝). 제직후 180℃의 온도를 갖는 핫프레스를 사용하여 100㎏/cm₂의 압력으로 20초간 가압하여 시이트상의 형태로 제직한다.

[실시예 2]

상기 실시에 1과 동일한 방법으로 시이트를 제조하고, 이를 이용하여 폭이 10cm가 되는 벨트를 만들어 동력 전달용의 폴리에 장착하여 본 결과, 폴리에스테르 엘라스토머의 탄력으로 인하 밀착성이 우수하였고 벨트와 플리간의 미끄러짐이 방지되는 효과가 있었으며 내마모성도 우수하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 시이트를 제조하고, 이를 이용하여 흠집이 나기쉬운 물건의 호이스트용 슬링을 만들어 운반고리로 사용하여 본 결과, 금속이나 플라스틱으로 제조되는 슬링에 비하여 물체의 표면을 보호하는 작용이 우수하여 운반중 전혀 흠집을 내지 않았다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 방법으로 시이트를 제조하되, 폴리에스테르 엘라스토머에다 2가지 이상의 색상을 조합하여 제직한후 이를 이용하여 10cm이 자동차용의 안전벨트를 제조하고 착용 시험을 행하여 본 결과, 가벼우면서도 인장강도가 뛰어나게 우수하였고, 표면이 제직하는 방법에 따라 두가지 색 이상을 표현이 되므로 외관이 특히 미려하였다.

[비교예 1]

폴리에틸렌 테레프탈레이트사(500d/480f, 전단강도 8.5g/d)로 된 직물포의 양면에다 통상적인 라미네이팅 방법으로 연질 폴리비닐클로라이드를 코팅하여 시이트를 제조하고 이를 상기 실시예 1,2,3,4의 경우와 비교하여 보았다. 이 방법으로 제조되는 섬유강화 시이트는 상기의 실싱예에서 재조한 섬유 강화 시이트에 비하여 인장 및 인열강도가 부족하였고, 특히 저온 특성이 상당히 저하 되었으며, 또한 매트릭스의 직물포와 쉽게 유리되었다.

[비고예 2]

방향족 폴리아미드사(KEVIAR29 400d/276f, 절단강도 22g/d )로 제직된 직물포에 통상적인 라미네이팅 방법으로 상기 비교예1의 연질 폴리비닐 클로라이트를 코팅하여 시이트를 제조하고 이를 실시예 1,2,3,4의 경우와 비교하여 보았다. 이 방법으로 제조되는 시이트는 인장강도등 기계적 강도는 우수하였으나 매트릭스의 직물포와 유리되기가 쉽고 전체가 단색으로 표현되어 있어서 다양한 색상의 미려한 표면을 얻기 어려웠으며, 저온하에서 사용시 시이트 표면의 일부에서 발생한 크랙이 쉽게 여러방향으로 전파되어 직물포가 용이하게 노출 되었다.

상시 실시예 및 비교예에 대한 물성 평가의 결과를 다음 표1에 나타애었다.

[표 1]

상기 표1에서 알수 있는 바와같이 본 발명에 따른 섬유 강화 복합시이트는 종래의 섬유 강화 시이트에 비하여 인장가도 및 인열강도가 우수하고, 특히 정온에서 사용시에도 유연성과 내충격성이 양호하며, 피복재의 표면상에서 크랙이 연속 전파되는 것을 방지 할 수 있을 뿐 아니라 매트릭스 직물포와 피복제가 서로 유리되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

따라서, 높은 강도가 요구되며 화학약품에 쉽게 노출되는 콘베이어 벨트나 오일에 의하여 오염될 염려가 있는 회전벨트, 높은 인장강도 및 세련된 감각과 경량화가 요구되는 자동차나 항공기용 안전벨트, 옥외에서 장시간사용하더라도 우수한 물성이 유지되어야 하는 건축외장재나 타포린, 또는 물품 운반시 표면의 손상을 방지하기 위한 슬링으로 사용될 수 있다.

Claims (3)

1. 섬유 강화 복합시이트를 제조함에 있어서, 일축압출기로 폴리에스테르 엘라스토머(elastomer)를 완전용해시켜서 이를 방향족 폴리아미드 섬유에 0.01 내지 5mm의 두깨로 코팅하되 그양은 상기 섬유의 20 내지 70중량%가 되도록 하고, 이를 원사로 사용하여 직물을 제직한 다음, 상기 직물의 양면이 폴리에스테르 엘라스토머로 균일하게 코팅되도록 핫프레스 또는 이축롤 등으로 열 처리시켜서 됨을 특징으로 하는 섬유 강화 복합시이트의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 폴리에스테르 엘라스토머는 다음 일반식(Ⅰ)및(Ⅱ)로 표시되는 화합물로 이루어진 코플리머임을 특징으로 하는 방법.

   

   윗식에서, R은 에틸렌기이거나 부틸렌기이고, X는 2 내지 4인 정수, Y는 사용되는 단량체의 분자량에 다라 변화되는 정수이나 상기 일반식(Ⅱ)의 화합물을 합성하는 데 사용되는 글리클의 평균 분자량 6000 내지 2000인 것이 적당하다.
3. 제 1항에 잇어서, 섬유 강화시이트는 그의 직물 제직시에 직물의 제직밀도를 높이고 그의 양면을 열로 융착시켜서 된 방수성 시이트 이거나, 제직밀도를 낮추어 네트형상으로 제조하고 이를 열융착하여 통기성 시이트로 제조됨을 특징으로 하는 방법.