KR940010049B1 - 고강도 고내열성 직물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

고강도 고내열성 직물 및 그 제조방법
본 발명은 고강도 고내열성 직물에 관한 것이다. 상세하게는, 전방향족 폴리아미드 섬유와 면섬유를 혼용하여, 두가지 섬유의 배열을 특수하게 하는 혼방사를 제조한 후, 이 혼방사를 제직, 염색, 난연 처리하므로서 착용감과 촉감이 우수하고 내역성과 강도가 우수한 직물의 제조방법에 관한 것이다.
이와 같이 제조되는 직물은 고온, 고압의 특수 작업 환경용, 소방용, 군사용의 피복재 및 건축의 내장재등의 사용 목적을 갖는다.
상기와 같은 목적에 사용되는 난연 소재를 제조하기 위하여, 지금까지 여러 분야로부터 다양한 제조기술 및 제품이 소개되어 왔다.
일반적으로 강도를 겸비한 난연성 직물은, 상기한 용도에 맞도록, 높은 하중에 대하여 견디는 능력이 커야하고, 열과 불꽃에 대한 작업자 및 피복물을 보호해야 하므로, 고절연율, 고강력, 형태안정성, 고내마모성, 우수한 착용감 및 촉감, 적당한 염색성과 같은 특성을 지녀야 한다.
섬유 제품의 난연화는 크게, 섬유자체를 난연성 또는 내열성의 특성을 갖는 소재로 구성하거나, 가연성 섬유를 난연 가공하는 방법으로 행하여진다. 섬유 자체가 난연성을 가진 소재들도, 난연성 섬유와 내열성 섬유로 구분할 수 있는데, 난연성 섬유는 화원(火源)을 제거하면 자기소화(自己消火)되며, 연소시 분해 생물성의 독성 및 연농도(煙濃度)가 적으며, 촉감, 착용감 등 일반적으로 섬유의 기능을 갖고 있어야 하며, 내열성 섬유는 상온시의 물리적 특성을 고온시에도 어느 정도 유지하여야 하며, 고온에 장시간 노출시켜도 열적(熱的) 열화(劣化)가 적으며, 탄성, 가공의 용이성등 섬유 제품으로서 요구되는 일반 특성을 갖추어야 한다.
각종 섬유의 난연성을 일반적으로 나타내는 지수로써 산소한계지수(酸素限界指數 : LOI植)가 많이 이용된다.
산소한계지수는 특정의 소재가 연소하는데 필요한 최소의 산소 분압을 나타내는 것으로써 다음의 식으로 구하여 진다
산소한계지수(LOI植)=×100
(여기에서, [O2]는 연소하기 위한 최저 산소 유량(ℓ/분)이며, [N2]는 그때 대응하는 질소 유량(ℓ/분)을 나타낸다.)
가연성 소재인 면(Cottom)섬유는 산소한계지수가 18, 난연성인 전방향족 폴리아미드 섬유는 28, 내열성의 탄소섬유는 60이상으로 알려져 있다.
난연성 제품의 제조에 있어서, 산소한계지수 이외에도, 난연처리 직물의 형태 안정성, 염색성, 촉감, 착용감과 같은 기능적인 면과, 열과 화염에 대한 차폐성, 고절연율, 고강력, 무독성, 연소가스의 안정성과 같은 안정 측면이 소재의 선택시 함께 고려되어야 한다.
종래의 상기의 요건들을 함께 고려하여 촉감이나 착용감을 향상시키기 위해 난연 비스코스(viscose)와 합성 섬유 또는 면을 혼방한 제품, 강도를 높이기 위하여 전방향족 폴리아미드 섬유만으로 제직한 제품, 쾌적성을 추구하기 위하여 100% 면직물에 항구 방염처리한 제품 등, 여러가지 제품들이 개발되어 있다.
그러나 상기한 종래 제품들은 고강력 고내열성 직물이 요구하고 있는 상기한 특성들을 동시에 만족시키지 못하고 있다.
예를 들면 난연 비스코스와 합성 섬유 또는 면을 혼방한 제품의 경우, 촉감과 착용감은 향상되나 강도, 내마모성이 저하되며, 전방향족 폴리아미드 섬유만으로 제직한 경우에는 강도와 내열성은 개선시킬 수 있으나 촉감이나 착용감이 저하되고 염색성이 나쁘며, 100% 면직물에 항구 방염처리할 경우 직물의 착용감 및 쾌적성은 개선되나 강도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 과다한 하중에 확실하게 견딜 수 있고, 열과 화염에 대한 보호기능, 전열율, 강도, 형태, 안정성, 내마모성, 촉감 및 착용감, 염색성이 우수한 직물 및 그 제조방법을 제공하려는 데에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전방향족 폴리아미드 섬유와 면섬유를 혼용, 마찰 방적하여, 시스코아(sheath core)사를 제조하고, 상기 시스코아사를 제직, 염색한 다음, 난연처리하는 것으로 이루어지는 고강도, 고내열성 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 고강도, 고내열성 직물의 제조방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 기본 소재의 선택에 있어서, 직물에 내열성, 고강력, 절연성, 형태 안정성, 내마모성을 부여하기 위하여 산소한계지수가 28이상, 인장 강도 29g/d이상, 인장탄성율이 500g/d이상의 특성을 갖는 전방향족 폴리아미드 필라멘트 섬유를 채용하고, 섬유 제품으로서의 촉감 및 착용감, 염색성을 위하여 면섬유를 사용한다.
상기 전방향족 폴리아미드 섬유와 면섬유를 특수하게 고안된 마찰방적기를 이용하여, 일정 비율로 혼용, 마찰 방적함으로써 표면에는 면섬유가, 내부에는 폴리아미드 필라멘트 섬유가 되게 하는 시스코아사를 제조한다.
표면부를 형성하는 면섬유는, 슬라이버(sliver)형태로 공급되고, 중심부를 형성하는 전방향족 폴리아미드 필라멘트 섬유는, 그 모노(mono)필라멘트가 1.5데니어인, 하이 멀티 필라멘트(high-multi filament)섬유이다.
상기의 시스코아사를 제조함에 있어서, 면섬유와 전방향족 폴리아미드 섬유의 혼용율은 중심부의 전방향족 폴리아미드 섬유가 40∼80중량%가 되도록 한다. 폴리아미드 섬유가 80중량%를 초과할 경우 즉, 면섬유가 20중량%미만일 경우, 중심부의 전방향족 폴리아미드 섬유를 충분히 커버링(covering)할 수 없을 뿐만 아니라 마찰방적시 작업성이 용이하지 않고, 전방향족 폴리아미드 섬유가 40중량% 미만일 경우, 직물의 강력, 형태 안정성, 내마모성 등이 저하되게 된다.
시스코아사의 중심부를 이루는 전방향족 폴리아미드 섬유는 산소한계지수가 28이상, 20g/d이상, 인장탄성율 500g/d이상의 특성을 갖는 것이 바람직하다.
시스코아사의 내부 구조를 형성하는 전방향족 폴리아미드 필라멘트 섬유의 산소한계지수가 28 이하이면 내열성과 난연 내구성이 저하되며, 인장강도가 20g/d이하, 인장탄성율이 500g/d이하이면, 직물의 강력, 내마모성, 형태 안정성 등의 특성이 저하되어 직물에 내열성, 내마모성, 형태 안정성을 부여하려는 소기의 목적을 달성하기 어렵게 된다.
상기와 같이 제조된 시스코아사는 통상의 방적 기술을 이용하여 직물로 제작할 수 있다. 직물중 면섬유 부분의 난연화를 위하여 상기의 시스코아사를 제직, 염색한 다음, 난연처리를 한다.
본 발명에 사용될 수 있는 난연제로는 다음과 같은 구조식을 갖는 유기인계 화합물이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 시스코아사로 제직된 직물의 난연 처리는, 상기한 구조실의 유기인계 난연제 3∼15%(OWS)수용액에 직물을 침지하고 건조한 후 80∼130℃에서 열처리 함으로써 이루어진다.
난연제의 농도가 3%(OWS)미만일 경우, 면섬유 부분의 충분한 난연화가 이루어지지 않고, 15%(OWS)을 초과할 경우, 직물의 촉감과 염색성이 불량하게 된다.
열처리 온도가 80℃미만일 경우, 난연제의 고형분이 직물 내부에 충분히 고착되지 못하며, 130℃를 초과할 경우, 직물의 촉감 및 강력 저하 현상이 발생한다.
본 발명에 의해 제조되는 직물은, 인장강력이 2,550N이상, 산소한계지수(LOI植)가 35이상, 마모 강도가 1,000회(cycle)이상이고, 또한 형태 안정성, 촉감, 착용감, 염색성 등이 우수한 고강도 고내열성의 기능을 갖고 고기능성 난연 소재가 된다.
본 발명을 실시예에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
그러나 다음의 하기 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일뿐 본 발명이 다음의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
인장강도 22g/d, 인장 탄성율 550g/d이고, 모노 필라멘트가 1.5네니어이며, 산소한계지수가 28인 폴리(p-페닐렌 테페프탈아미드) 섬유와, 슬라이바 상태인 면섬유를 70 : 30의 비율로 혼용, 마찰 방적기를 이용하여 p-폴리페닐렌 프레프탈아미드 섬유를 중심부로 하고, 슬라이바 상태의 면을 그 표면에 감싸게 해주는 형태를 갖는 시스코아(sheath core)사를 제조하여, 이 시스코아사를 능직(2/2 : Twill)으로 제직한 직물을 염색한 후, 유기인계 화합물 난연제(상품명 : 파이로바텍스(Pyrovatex), 제조사 : 스위스시바-게이기社) 10%(OWS) 수용액에 침지, 건조한 후 120℃로 열처리 하여 소망하는 고강도 고내열성 직물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유와 면섬유의 혼용율을 45 : 55 로 하고, 난연제 용액의 난연제 농도를 5%(OWS)로 하고, 100℃에서 열처리한 것을 제외하고는 실제적으로 실시예 1과 동일하게 처리하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유와 면섬유의 혼용을 30 : 70으로 한 것을 제외하고는 실제적으로 실시예 1과 동일하게 처리하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유와 면섬유의 혼용율을 90 : 10으로 한것을 제외하고는 실제적으로 실시예 1과 동일하게 처리하였다.
[비교예 3]
실시예 1에서 난연제 용액의 난연제 농도를 1%(OWS)로 하고, 70℃에서 열처리한것을 제외하고는 실제적으로 실시예 1과 동일하게 처리하였다.
[비교예 4]
실시예 1에서 난연제 용액의 난연제 농도를 20%(OWS)로 하고, 150℃에서 열처리한것을 제외하고는 실제적으로 실시예 1과 동일하게 처리하였다.
상기 실시예 1∼2 및 비교예 1∼4에서 제조한 직물의 특성을 평가하여 그 결과를 표에 나타내었다.
[표] 섬유 조성 및 난연처리 방법에 의한 직물의 특성
(비교 : ○ - 양호, △ - 보통, × - 불량.)
상기의 표에서 보듯이 본 발명의 방법에 의하여 제조된 직물은 인장 강력이 2550N이상, 산소한계지수가 35이상, 마모 강도가 1,000호(cycle) 이상의 고강력 고내열성의 특성을 갖으면서 착용감과 염색성이 우수함을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 코아부로서 전방향족 산소한계지수 28이상, 인장강도 20g/d이상, 인장탄성율 500g/d이상인 폴리아미드 섬유와 시스부로서 슬라이버 상태의 면섬유를 혼용, 마찰 방적하여, 시스코아(sheath core)사를 제조하고, 상기 시스코아사를 제직, 염색한 다음 난연처리하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 내열성 직물의 제조방법
  2. 제 1 항에 있어서, 상기한 시스코아사는 전방향족 폴리아미드 섬유와 면섬유의 혼용율이 전방향족 폴리아미드 섬유가 전체에 대하여 40∼80중량%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기한 난연 처리는 시스코아사로 제직된 직물을 유기인계 난연제 3∼15%(OWS)수용액에 침지하고, 건조한 다음, 80∼130℃로 열처리하는 것으로 행하여짐을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중에 어느 하나의 항에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 고강도 고내열성 직물은, 인장강력 2550N이상, 산소한계지수(LOI) 35이상, 마모강도 1,000회(cycle) 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
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