아라미드 섬유는 파라-아라미드 섬유와 메타-아라미드 섬유를 포함한다. 이 중에서 파라-아라미드 섬유는 고강도, 고탄성, 저수축 등의 우수한 특성을 가지고 있는데, 특히 5mm 정도 굵기의 가느다란 실로 2톤의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 강도를 가지고 있어 방탄 용도로 사용될 뿐만 아니라, 우주항공 분야와 같은 첨단 산업에서 다양한 용도로 사용되고 있다.Aramid fibers include para-aramid fibers and meta-aramid fibers. Among them, para-aramid fiber has excellent properties such as high strength, high elasticity, and low shrinkage. Especially, it has a strong strength enough to lift a 2 ton car with a thin thread of about 5mm thick, and is not only used for bulletproof applications. It is used for various purposes in high-tech industries such as aerospace.
아라미드 섬유는 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이 (i) 아라미드 방사 도우프(Dope)를 방사구금(20)을 통해 방사하는 공정과, (ii) 방사된 아라미드 섬유를 응고조(30)와 응고액이 분사되는 응고튜브(40) 내로 차례로 통과시키면서 응고시키는 공정과, (iii) 응고된 아라미드 섬유를 적어도 하나의 수세 로울러(50) 와 필요시 중화 로울러(60)위를 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시키는 공정과, (iv) 수세 및 중화된 아라미드 섬유를 건조장치(70)로 건조한 후 권취로울러(80)에 감는 공정들을 차례로 거쳐서 제조되고 있다.Aramid fibers are typically (i) spinning the aramid spinning dope (Dope) through the spinneret 20, as shown in Figure 1, and (ii) coagulating the spun aramid fibers with the coagulation bath (30) Solidifying while passing through the coagulation tube 40 to which the solid solution is injected, and (iii) washing and neutralizing the coagulated aramid fiber through the at least one flush roller 50 and, if necessary, the neutralizing roller 60 in order. And (iv) washing with water and neutralizing aramid fibers with a drying apparatus 70 and then winding the winding roller 80 in order.
이때, 상기 아라미드 방사 도우프(Dope)를 제조하는 방법 일례로는 대한민국 등록특허 제10-0910537호에 게재된 바와 같이 파라페닐렌디아민 등과 같은 방향족 디아민을 무기염이 첨가된 유기용매에 용해하여 혼합용액을 준비하고, 상기 혼합용액에 테레프탈로일디클로라이드 등과 같은 방향족 디에시드할라이드를 첨가. 반응시켜 아라미드 중합체를 제조한 다음, 제조된 아라미드 중합체를 황산에 녹여 방사 도우프를 제조하였다.In this case, as an example of a method for producing the aramid spinning dope (Dope) as described in Korean Patent No. 10-0910537 aromatic diamine such as paraphenylenediamine dissolved in an organic solvent to which inorganic salts are added and mixed Prepare a solution, and add aromatic diacid halides such as terephthaloyl dichloride to the mixed solution. After reacting to prepare an aramid polymer, the prepared aramid polymer was dissolved in sulfuric acid to prepare a spinning dope.
상기 유기용매로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N, N'-디메틸아세트아미드(DMAc), 헥사메틸포스포아미드(HMPA), N, N, N', N'-테트라메틸 우레아(TMU), N, N-디메틸포름아미드(DMF) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 무기염으로는 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.The organic solvent may be N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N'-dimethylacetamide (DMAc), hexamethylphosphoamide (HMPA), N, N, N ', N'-tetra Methyl urea (TMU), N, N-dimethylformamide (DMF) or mixtures thereof may be used. As the inorganic salt, CaCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr, or a mixture thereof may be used.
상기 방향족 디아민은 파라-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 2,6-나프탈렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민, 또는 4,4'-디아미노벤즈아닐라이드일 수 있다.The aromatic diamine may be para-phenylenediamine, 4,4'-diaminobiphenyl, 2,6-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine, or 4,4'-diaminobenzanilide.
상기 방향족 디에시드 할라이드는 테레프탈로일 디클로라이드, 4,4'-벤조일 디클로라이드, 2,6-나프탈렌디카복실산 디클로라이드, 또는 1,5-나프탈렌디카복실산 디클로라이드일 수 있다.The aromatic dieside halide may be terephthaloyl dichloride, 4,4'-benzoyl dichloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride, or 1,5-naphthalenedicarboxylic acid dichloride.
상기 아라미드 중합체는 사용된 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드의 종류에 따라 폴리파라페닐렌테레프탈아미드, 폴리(4,4'-벤즈아닐라이드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌-디카복실산 아미드), 또는 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드)일 수 있다.The aramid polymer may be polyparaphenylene terephthalamide, poly (4,4'-benzanilide terephthalamide), poly (paraphenylene-4,4'-ratio depending on the type of aromatic diamine and aromatic dieside halide used. Phenylene-dicarboxylic acid amide), or poly (paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide).
상기 아라미드 방사 도우프(Dope)를 제조하는 또 다른 방법 일례로는 대한민국 등록특허 제10-171994호에 게재된 바와 같이 파라페닐렌디아민과 시아노-파라-페닐렌 디아민이 용해되어 있는 유기용매에 테레프탈로일디클로라이드를 첨가, 반응시켜 시아노기(-CN)가 치환된 방향족기를 포함하는 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다. 이와 같은 경우 공중합 아라미드 중합체를 황산에 녹이는 공정 없이도 방사 도우프(Dope)로 제조할 수 있는 장점이 있다.As another example of preparing the aramid spinning dope (Dope) as described in Korean Patent No. 10-171994, paraphenylenediamine and cyano-para-phenylene diamine is dissolved in an organic solvent Terephthaloyldichloride was added and reacted to prepare a spinning dope comprising a copolymer aramid polymer containing an aromatic group substituted with a cyano group (-CN). In this case, there is an advantage that the copolymer aramid polymer can be produced by spinning dope (Dope) without the process of dissolving in sulfuric acid.
상기 아라미드 섬유의 제조방법에서 사용된 응고튜브(40)로는 도 2에 도시된 바와 같이 내부가 중공인 원통상 본체(A) 내벽에 요홈들이 형성되지 않은 응고튜브(40)가 널리 사용되어 왔으나, 상기 종래 응고튜브(40)는 응고튜브(40) 내를 통과하는 아라미드 원사(Y)에 인장력을 부여할 수 없는 문제점이 있었다.As the coagulation tube 40 used in the method for producing the aramid fiber has been widely used coagulation tube 40 without grooves formed in the inner wall of the cylindrical body (A) hollow inside, as shown in FIG. The conventional coagulation tube 40 has a problem that can not impart a tensile force to the aramid yarn (Y) passing through the coagulation tube (40).
또 다른 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2013-0075206호에서는 도 3에 도시된 바와 같이 내부가 중공이 원통상 본체(A) 내벽에 응고튜브 길이 방향으로 평행하게 연장된 다수의 요홈(a,b,c,d)들이 형성된 응고튜브를 게재하고 있다. 상기 도 3의 종래 응고튜브는 응고튜브 내벽에 요홈들이 응고튜브 길이방향으로 평행하게 연장된 요홈들이 형성되어 있어서 응고액이 상기 요홈들을 따라 직선으로 흐르는 힘에 의해 응고튜브 내를 통과하는 아라미드 원사에 어느 정도의 인장력을 부여할 수는 있지만, 인장력이 너무 약한 문제점이 있었다.As another conventional technology, in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0075206 a plurality of grooves (a, the inside of the hollow extending in parallel to the coagulation tube longitudinal direction in the inner wall of the cylindrical body (A) as shown in Figure 3 b, c, d) shows the formed coagulation tube. In the conventional coagulation tube of FIG. 3, grooves are formed on the inner wall of the coagulation tube so that the grooves extend in parallel in the coagulation tube length direction, so that coagulating liquid passes through the coagulation tube through a force flowing in a straight line along the grooves. Although it can be given a certain amount of tensile strength, there was a problem that the tensile force is too weak.
이상에서 설명한 방법들로 제조된 종래의 아라미드 섬유들은 방사공정 중에 충분한 연신이 되지 못해서 강도 및 코드 모듈러스를 일정수준 이상으로 향상시키는데 한계가 있었고, 강도 및 코드 모듈러스를 높히기 위해서 방사공정 중 과도한 연신비를 부여하게 되면 방사 조업성이 떨어지는 문제가 있었다.Conventional aramid fibers produced by the methods described above was not enough to stretch during the spinning process, there was a limit to improve the strength and cord modulus to a certain level, impart excessive draw ratio during the spinning process to increase the strength and cord modulus There was a problem of poor radiation operation.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 고강도 공중합 아라미드 섬유는 시아노기(-CN)가 치환된 방향족기를 포함하는 아라미드 공중합체로 이루어져 코드 모듈러스가 700~1,100g/d인 것을 특징으로 한다.High-strength copolymerized aramid fibers according to the present invention is characterized in that the cord modulus is composed of an aramid copolymer containing an aromatic group substituted with a cyano group (-CN) is 700 ~ 1,100g / d.
상기 코드 모듈러스는 인장시험시 강도-신도 곡선(S-S curve) 상에서 3g/d ~ 4g/d 범위 하중에서의 평균기울기로 정의된다.The cord modulus is defined as the mean slope at loads ranging from 3 g / d to 4 g / d on an S-S curve in the tensile test.
본 발명은 시아노기(-CN)가 치환된 방향족기를 포함하는 아라미드 공중합체로 이루어져 코드 모듈러스가 700~1100g/d이고, 강도가 20~35g/d인 고강도 공중합 아라미드 섬유를 포함한다.The present invention comprises a high-strength copolymerized aramid fiber composed of an aramid copolymer containing an aromatic group substituted with a cyano group (-CN), the cord modulus is 700 ~ 1100g / d, the strength is 20 ~ 35g / d.
본 발명은 시아노기(-CN)가 치환된 방향족기를 포함하는 아라미드 공중합체로 이루어져 코드 모듈러스가 700~1100g/d이고, 배향각이 10~25°인 고강도 공중합 아라미드 섬유를 포함한다.The present invention consists of an aramid copolymer comprising an aromatic group substituted with a cyano group (-CN) and comprises a high-strength copolymerized aramid fiber having a cord modulus of 700 to 1100 g / d and an orientation angle of 10 to 25 °.
본 발명에 따른 고강도 공중합 아라미드 섬유는 단사섬도가 0.5~5데니어인 것이 바람직하다.It is preferable that the high-strength copolymerized aramid fiber which concerns on this invention is 0.5-5 denier in single yarn fineness.
상기 시아노기(-CN)가 치환된 방향족기를 포함하는 아라미드 공중합체는 하기 일반식(Ⅰ)의 반복단위를 갖는다.The aramid copolymer including the aromatic group substituted with the cyano group (-CN) has a repeating unit of the following general formula (I).
[상기 식(I)에서 Ar은 하기 일반식(Ⅱ)의 방향족기고, 상기 A는 하기 일반식(Ⅲ)의 방향족기 이거나 하기 일반식(Ⅱ)의 방향족기와 일반식(Ⅲ)의 방향족기의 비율이 1:9~9:1인 방향족기 이다][In Formula (I), Ar is an aromatic group of the following general formula (II), and A is an aromatic group of the following general formula (III) or of an aromatic group of the general formula (II) Is an aromatic group having a ratio of 1: 9-9: 1]
본 발명에 따른 고강도 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성들은 하기 방법에 의해 평가하였다.Various physical properties of the high strength copolymer aramid fibers according to the present invention were evaluated by the following method.
코드 code
모듈러스Modulus
(g/d) 및 강도(g/d)(g / d) and strength (g / d)
ASTM D885 시험방법에 따라 아라미드 섬유의 인장물성을 측정하였다. 구체적으로는, 인스트론 시험기(Instron Engineering Corp, Cantion, Mass)에서 길이가 25㎝인 공중합 아라미드 섬유가 파단될 때까지 인장시켜 섬유의 강도를 구하였다. Tensile properties of aramid fibers were measured according to the ASTM D885 test method. Specifically, the strength of the fiber was determined by pulling until the copolymer aramid fiber having a length of 25 cm was broken in an Instron Engineering Corp. (Cantion, Mass).
이때, 인장속도는 300㎜/분으로 하였고, 초하중은 섬도 × 1/30g으로 하였다. 샘플 수는 5개를 테스트한 후 그 평균값으로 구하였다. 코드 모듈러스는 S-S Curve상에서 3g/d~4g/d 범위 하중에서의 기울기로 구하였고, 강도는 파단시 최대하중으로부터 구하였다. At this time, the tensile speed was 300 mm / min, the ultra-load was fineness × 1 / 30g. The number of samples was calculated | required as the average value after testing five. The code modulus was obtained from the slope of the load in the range of 3g / d ~ 4g / d on the S-S curve, and the strength was determined from the maximum load at break.
배향도Orientation
X-ray 분석을 통하여 얻은 회절 패턴의 각면의 위치에서 Azimutal scan(방위각의 스캔)을한 후 각 피크의 반가폭(FWHM : Full Width at Half Maximum)을 구하여 배향각을 구하였다.After the Azimutal scan (azimuth scan) at the position of each side of the diffraction pattern obtained through X-ray analysis, the orientation angle was obtained by obtaining the full width at half maximum (FWHM) of each peak.
다음으로는, 본 발명의 고강도 공중합 아라미드 섬유의 제조방법 일례를 살펴본다.Next, an example of the manufacturing method of the high strength copolymer aramid fiber of this invention is examined.
하기 제조방법 일례를 본 발명의 고강도 공중합 아라미드 섬유를 제조하는 구현일례일 뿐으로써 본 발명의 보호범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.The following production method is merely an example of the production of high strength copolymerized aramid fibers of the present invention and should not be construed as limiting the protection scope of the present invention.
먼저, 본 발명은 아라미드 섬유 제조용 방사 도우프를 제조하는 단계를 실시한다. 구체적으로, 유기용매에 무기염을 첨가하여 중합용매를 제조한 후, 상기 유기용매에 파라페닐렌디아민과 시아노-파라-페닐렌디아민을 함께 용해시키거나 시아노-파라-페닐렌디아민을 단독으로 용해시켜 혼합용액을 제조한 후, 이어서 상기 혼합용액을 교반하면서 상기 혼합용액에 소량의 테레프탈로일디클로라이드를 첨가함으로써 1차 중합을 수행하여 중합용매 내에 예비중합체를 형성한다.First, the present invention performs the step of preparing a spinning dope for producing aramid fibers. Specifically, an inorganic salt is added to the organic solvent to prepare a polymerization solvent, and then paraphenylenediamine and cyano-para-phenylenediamine are dissolved together in the organic solvent or cyano-para-phenylenediamine alone. After dissolving the mixture, a mixed solution was prepared, followed by primary polymerization by adding a small amount of terephthaloyldichloride to the mixed solution while stirring the mixed solution to form a prepolymer in the polymerization solvent.
이어서, 상기 중합용매에 테레프탈로일디클로라이드를 추가로 첨가하여 2차 중합을 수행하여 유기용매에 시아노기(-CN)가 치환된 방향족기를 포함하는 공중합 아라미드 공중합체가 녹아있는 아라미드 제조용 방사 도우프를 제조한다.Thereafter, terephthaloyldichloride was further added to the polymerization solvent to carry out the second polymerization to obtain a spinning dope for preparing aramid, in which a copolymerized aramid copolymer containing an aromatic group substituted with a cyano group (-CN) was dissolved in an organic solvent. Manufacture.
이때, 상기 유기용매로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N, N'-디메틸아세트아미드(DMAc), 헥사메틸포스포아미드(HMPA), N, N, N', N'-테트라메틸 우레아(TMU), N, N-디메틸포름아미드(DMF) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 무기염으로는 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr,또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.At this time, the organic solvent is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N'- dimethylacetamide (DMAc), hexamethylphosphoramide (HMPA), N, N, N ', N' -Tetramethyl urea (TMU), N, N-dimethylformamide (DMF) or mixtures thereof can be used. As the inorganic salt, CaCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr, or a mixture thereof may be used.
다음으로는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기와 같이 제조된 방사 도우프(Dope)를 방사구금(20)을 통해 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고조(30)와 응고액이 분사되는 응고튜브(40) 내로 차례로 통과시킨 다음, 응고된 아라미드 섬유를 수세 로울러(50, 60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 처리한 후 건조장치(70)로 건조한 후 권취로울러(80)에 권취하여 고강도 아라미드 섬유를 제조한다.Next, after spinning the spinning dope (Dope) prepared as described above as shown in Figure 1 through the spinneret 20, the coagulated bath 30 and the coagulating liquid is injected to the spun aramid fibers After passing through the coagulation tube 40, the coagulated aramid fibers pass through the water washing rollers (50, 60) in turn and washed with water, dried with a drying apparatus (70) and then wound in a winding roller (80) to give a high strength aramid fiber To prepare.
이때, 본 발명의 구현일례에서는 (i) 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사할 때 방사구금(20) 내벽에서의 전단비율(Shear rate)를 5,000~200,000sec-1 범위로 조절하고, (ii) 도 1에서 도시된 응고튜브(40)로서 도 4에 도시된 바와 같이 응고튜브의 본체(A) 내벽에 응고튜브의 길이방향을 따라 회전하는 나선형태로 연장된 다수개의 요홈(a,b,c,d)들이 형성된 응고튜브를 사용하여 상기 요홈(a,b,c,d)들을 따라 회전하는 응고액의 회전력으로 응고튜브(40)를 통과하는 아라미드 원사(Y)에 인장력을 부여해 준다.At this time, in one embodiment of the present invention (i) when spinning the spinning dope through the spinneret 20 to adjust the shear rate (Shear rate) in the inner wall of the spinneret 20 to 5,000 ~ 200,000sec -1 range and (ii) a plurality of grooves (a) extending in a spiral shape rotating along the longitudinal direction of the coagulation tube on the inner wall of the coagulation tube (A) as shown in FIG. 4 as the coagulation tube 40 shown in FIG. A tensile force is applied to the aramid yarn (Y) passing through the coagulation tube (40) with the rotational force of the coagulation liquid rotating along the grooves (a, b, c, d) using a coagulation tube formed with b, c, d. Grant it.
방사구금(20) 내벽에서의 전단비율(Shear rate)는 구금홀 크기(직경)과 방사도우프의 토출량을 적절하게 조합하여 조절할 수 있다.The shear rate at the inner wall of the spinneret 20 can be adjusted by appropriately combining the size of the hole (diameter) and the discharge amount of the spinneret.
상기 본 발명의 구현일례에 따르면 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)를 적절하게 조절하고 응고튜브(40)내에서 아라미드 섬유를 응고와 동시에 인장(연신) 하기 때문에 방사조업성의 저하 없이도 연신비를 향상시킬 수 있게 되고, 그로 인해 상기 구현일례로 제조된 본 발명의 공중합 아라미드 섬유는 코드 모듈러스와 강도가 크게 향상된다.According to the exemplary embodiment of the present invention, since the shear rate in the spinneret inner wall is appropriately adjusted and the aramid fibers are solidified and stretched at the same time in the coagulation tube 40, the stretching ratio is reduced without the deterioration of spinning operation. The copolymerized aramid fibers of the present invention produced by the above embodiment can be improved significantly, and the cord modulus and strength are greatly improved.
이하, 실시예를 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
그러나, 하기 실시에는 본 발명의 바람직한 구현일례일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.However, the following examples are only examples of preferred embodiments of the present invention and should not be construed as limiting the protection scope of the present invention.
실시예Example
1 One
3중량%의 CaCl2를 포함하는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 유기용매를 질소 분위기 하에서 반응기 내에 넣고, 파라-페닐렌디아민(p-phenylenediamine) 50 몰%와 시아노-파라-페닐렌디아민(cyano-p-phenylenediamine) 50 몰%를 상기 반응기에 넣고 녹여서 혼합용액을 제조하였다.An N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) organic solvent containing 3% by weight of CaCl 2 was placed in a reactor under a nitrogen atmosphere, and 50 mol% of p-phenylenediamine and cyano-para- 50 mol% of phenylenediamine (cyano-p-phenylenediamine) was added to the reactor and dissolved to prepare a mixed solution.
이어서 상기 혼합용액이 담긴 반응기에 테레프탈로일 디클로라이드 100몰%를 첨가하여 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다.Subsequently, 100 mol% of terephthaloyl dichloride was added to the reactor containing the mixed solution to prepare a spinning dope including a copolymerized aramid polymer.
이어서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)이 50,000sec-1가 되도록 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고액이 담긴 응고조(30)와 응고액이 분사되는 도 4의 응고튜브(내벽에 요홈 4개가 응고튜브 길이방향을 따라 0.75회전하는 나선 형태로 연장되게 형성되어 있음)내로 통과시키면서 응고와 동시에 인장(연신)한 다음, 상기 응고튜브(40)를 통과한 아라미드 섬유를 수세 로울러(50)와 중화로울러(60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시킨 다음, 건조장치(70)로 건조하고 권취로울러(80)에 권취하여 공중합 아라미드 섬유를 제조하였다.Subsequently, as shown in FIG. 1, the spinning dope is spun through the spinneret 20 such that a shear rate at the inner wall of the spinneret is 50,000 sec −1 , and then the spun aramid fiber is coagulated. The coagulation vessel 30 contained therein and the coagulation solution are sprayed into the coagulation tube of FIG. Next, the aramid fibers passed through the coagulation tube 40, washed with water and neutralized while passing through the water washing roller 50 and the neutralizing roller 60, and then dried with a drying apparatus 70 and wound roller 80 It wound up to produce copolymer aramid fiber.
제조된 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.The results of evaluating various physical properties of the prepared copolymer aramid fibers were as shown in Table 1.
실시예Example
2 2
3중량%의 CaCl2를 포함하는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 유기용매를 질소 분위기 하에서 반응기 내에 넣고, 시아노-파라-페닐렌디아민(cyano-p-phenylenediamine) 100몰%를 상기 반응기에 넣고 녹여서 혼합용액을 제조하였다.An N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) organic solvent containing 3% by weight of CaCl 2 was placed in a reactor under a nitrogen atmosphere, and 100 mol% of cyano-p-phenylenediamine was added. Into the reactor was dissolved to prepare a mixed solution.
이어서 상기 혼합용액이 담긴 반응기에 테레프탈로일 디클로라이드 100몰%를 첨가하여 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다.Subsequently, 100 mol% of terephthaloyl dichloride was added to the reactor containing the mixed solution to prepare a spinning dope including a copolymerized aramid polymer.
이어서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)이 120,000sec-1가 되도록 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고액이 담긴 응고조(30)와 응고액이 분사되는 도 4의 응고튜브(내벽에 요홈 4개가 응고튜브 길이방향을 따라 0.75회전하는 나선 형태로 연장되게 형성되어 있음)내로 통과시키면서 응고와 동시에 인장(연신)한 다음, 상기 응고튜브(40)를 통과한 아라미드 섬유를 수세 로울러(50)와 중화로울러(60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시킨 다음, 건조장치(70)로 건조하고 권취로울러(80)에 권취하여 공중합 아라미드 섬유를 제조하였다.Subsequently, as shown in FIG. 1, the spinning dope is spun through the spinneret 20 such that a shear rate at the inner wall of the spinneret is 120,000 sec −1 , and then the spun aramid fibers are coagulated. The coagulation vessel 30 contained therein and the coagulation solution are sprayed into the coagulation tube of FIG. Next, the aramid fibers passed through the coagulation tube 40, washed with water and neutralized while passing through the water washing roller 50 and the neutralizing roller 60, and then dried with a drying apparatus 70 and wound roller 80 It wound up to produce copolymer aramid fiber.
제조된 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.The results of evaluating various physical properties of the prepared copolymer aramid fibers were as shown in Table 1.
실시예Example
3 3
3중량%의 CaCl2를 포함하는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 유기용매를 질소 분위기 하에서 반응기 내에 넣고, 파라-페닐렌디아민(p-phenylenediamine) 50 몰%와 시아노-파라-페닐렌디아민(cyano-p-phenylenediamine) 50 몰%를 상기 반응기에 넣고 녹여서 혼합용액을 제조하였다.An N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) organic solvent containing 3% by weight of CaCl 2 was placed in a reactor under a nitrogen atmosphere, and 50 mol% of p-phenylenediamine and cyano-para- 50 mol% of phenylenediamine (cyano-p-phenylenediamine) was added to the reactor and dissolved to prepare a mixed solution.
이어서 상기 혼합용액이 담긴 반응기에 테레프탈로일 디클로라이드 100몰%를 첨가하여 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다.Subsequently, 100 mol% of terephthaloyl dichloride was added to the reactor containing the mixed solution to prepare a spinning dope including a copolymerized aramid polymer.
이어서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)이 12,000sec-1가 되도록 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고액이 담긴 응고조(30)와 응고액이 분사되는 도 4의 응고튜브(내벽에 요홈 4개가 응고튜브 길이방향을 따라 0.75회전하는 나선 형태로 연장되게 형성되어 있음)내로 통과시키면서 응고와 동시에 인장(연신)한 다음, 상기 응고튜브(40)를 통과한 아라미드 섬유를 수세 로울러(50)와 중화로울러(60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시킨 다음, 건조장치(70)로 건조하고 권취로울러(80)에 권취하여 공중합 아라미드 섬유를 제조하였다.Subsequently, as shown in FIG. 1, the spinning dope was spun through the spinneret 20 such that a shear rate at the inner wall of the spinneret was 12,000 sec −1 , and then the spun aramid fiber was coagulated. The coagulation vessel 30 contained therein and the coagulation solution are sprayed into the coagulation tube of FIG. Next, the aramid fibers passed through the coagulation tube 40, washed with water and neutralized while passing through the water washing roller 50 and the neutralizing roller 60, and then dried with a drying apparatus 70 and wound roller 80 It wound up to produce copolymer aramid fiber.
제조된 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.The results of evaluating various physical properties of the prepared copolymer aramid fibers were as shown in Table 1.
실시예Example
4 4
3중량%의 CaCl2를 포함하는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 유기용매를 질소 분위기 하에서 반응기 내에 넣고, 시아노-파라-페닐렌디아민(cyano-p-phenylenediamine) 100몰%를 상기 반응기에 넣고 녹여서 혼합용액을 제조하였다.An N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) organic solvent containing 3% by weight of CaCl 2 was placed in a reactor under a nitrogen atmosphere, and 100 mol% of cyano-p-phenylenediamine was added. Into the reactor was dissolved to prepare a mixed solution.
이어서 상기 혼합용액이 담긴 반응기에 테레프탈로일 디클로라이드 100몰%를 첨가하여 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다.Subsequently, 100 mol% of terephthaloyl dichloride was added to the reactor containing the mixed solution to prepare a spinning dope including a copolymerized aramid polymer.
이어서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)이 50,000sec-1가 되도록 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고액이 담긴 응고조(30)와 응고액이 분사되는 도 4의 응고튜브(내벽에 요홈 4개가 응고튜브 길이방향을 따라 0.75회전하는 나선 형태로 연장되게 형성되어 있음)내로 통과시키면서 응고와 동시에 인장(연신)한 다음, 상기 응고튜브(40)를 통과한 아라미드 섬유를 수세 로울러(50)와 중화로울러(60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시킨 다음, 건조장치(70)로 건조하고 권취로울러(80)에 권취하여 공중합 아라미드 섬유를 제조하였다.Subsequently, as shown in FIG. 1, the spinning dope is spun through the spinneret 20 such that a shear rate at the inner wall of the spinneret is 50,000 sec −1 , and then the spun aramid fiber is coagulated. The coagulation vessel 30 contained therein and the coagulation solution are sprayed into the coagulation tube of FIG. Next, the aramid fibers passed through the coagulation tube 40, washed with water and neutralized while passing through the water washing roller 50 and the neutralizing roller 60, and then dried with a drying apparatus 70 and wound roller 80 It wound up to produce copolymer aramid fiber.
제조된 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.The results of evaluating various physical properties of the prepared copolymer aramid fibers were as shown in Table 1.
비교실시예Comparative Example
1 One
3중량%의 CaCl2를 포함하는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 유기용매를 질소 분위기 하에서 반응기 내에 넣고, 파라-페닐렌디아민(p-phenylenediamine) 50 몰%와 시아노-파라-페닐렌디아민(cyano-p-phenylenediamine) 50 몰%를 상기 반응기에 넣고 녹여서 혼합용액을 제조하였다.An N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) organic solvent containing 3% by weight of CaCl 2 was placed in a reactor under a nitrogen atmosphere, and 50 mol% of p-phenylenediamine and cyano-para- 50 mol% of phenylenediamine (cyano-p-phenylenediamine) was added to the reactor and dissolved to prepare a mixed solution.
이어서 상기 혼합용액이 담긴 반응기에 테레프탈로일 디클로라이드 100몰%를 첨가하여 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다.Subsequently, 100 mol% of terephthaloyl dichloride was added to the reactor containing the mixed solution to prepare a spinning dope including a copolymerized aramid polymer.
이어서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)이 3,000sec-1가 되도록 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고액이 담긴 응고조(30)와 응고액이 분사되는 도 2의 응고튜브(40:내벽에 요홈들이 형성되어 있지 않음)내로 통과시키면서 인장(연신)없이 응고만시킨 다음, 상기 응고튜브(40)를 통과한 아라미드 섬유를 수세 로울러(50)와 중화로울러(60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시킨 다음, 건조장치(70)로 건조하고 권취로울러(80)에 권취하여 공중합 아라미드 섬유를 제조하였다.Subsequently, as shown in FIG. 1, the spinning dope is spun through the spinneret 20 such that a shear rate at the inner wall of the spinneret is 3,000 sec −1 , and then the spun aramid fiber is coagulated. While the coagulation bath 30 and the coagulation liquid are injected into the coagulation tube 40 of FIG. 2 (not formed in the inner wall), only coagulation without tension (stretching) is passed through the coagulation tube 40. One aramid fiber was washed with water and neutralized while passing sequentially over the water washing roller 50 and the neutralizing roller 60, and then dried with a drying apparatus 70 and wound on a winding roller 80 to prepare a copolymerized aramid fiber.
제조된 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.The results of evaluating various physical properties of the prepared copolymer aramid fibers were as shown in Table 1.
비교실시예Comparative Example
2 2
3중량%의 CaCl2를 포함하는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 유기용매를 질소 분위기 하에서 반응기 내에 넣고, 시아노-파라-페닐렌디아민(cyano-p-phenylenediamine) 100몰%를 상기 반응기에 넣고 녹여서 혼합용액을 제조하였다.Into the N- methyl-2-pyrrolidone (NMP) an organic solvent containing 3% by weight of CaCl 2 in the reactor under a nitrogen atmosphere, a-cyano-a-phenylene diamine (cyano-p-phenylenediamine) 100 mole% para Into the reactor was dissolved to prepare a mixed solution.
이어서 상기 혼합용액이 담긴 반응기에 테레프탈로일 디클로라이드 100몰%를 첨가하여 공중합 아라미드 중합체를 포함하는 방사 도우프를 제조하였다.Subsequently, 100 mol% of terephthaloyl dichloride was added to the reactor containing the mixed solution to prepare a spinning dope including a copolymerized aramid polymer.
이어서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 방사 도우프를 방사구금(20)을 통해 방사구금 내벽에서의 전단비율(Shear rate)이 300,000sec-1가 되도록 방사한 후, 방사된 아라미드 섬유를 응고액이 담긴 응고조(30)와 응고액이 분사되는 도 3의 응고튜브(40:내벽에 요홈 4개가 응고튜브 길이방향을 따라 평행하게 연장된 형태로 형성되어 있음)내로 통과시키면서 인장(연신)없이 응고만 시킨 다음, 상기 응고튜브(40)를 통과한 아라미드 섬유를 수세 로울러(50)와 중화로울러(60) 위로 차례로 통과시키면서 수세 및 중화시킨 다음, 건조장치(70)로 건조하고 권취로울러(80)에 권취하여 공중합 아라미드 섬유를 제조하였다.Subsequently, as shown in FIG. 1, the spinning dope is spun through the spinneret 20 so that a shear rate at the inner wall of the spinneret is 300,000 sec −1 , and then the spun aramid fiber is coagulated. Solidification without tension (stretching) while passing through the coagulation tank 30 and the coagulation liquid (40: 4 grooves formed in a form extending in parallel along the longitudinal direction of the coagulation tube) in FIG. Then, the aramid fibers passed through the coagulation tube 40, washed with water and neutralized while passing sequentially over the water roller 50 and the neutralization roller 60, and then dried with a drying apparatus 70 and wound roller 80 It wound up to produce copolymer aramid fiber.
제조된 공중합 아라미드 섬유의 각종 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.The results of evaluating various physical properties of the prepared copolymer aramid fibers were as shown in Table 1.
구분division
|
코드 모듈러스(g/d)Code modulus (g / d)
|
배향도Orientation
|
강도(g/d)Strength (g / d)
|
실시예 1Example 1
|
860860
|
18°18 °
|
2727
|
실시예 2Example 2
|
1,0401,040
|
15°15 °
|
2525
|
실시예 3Example 3
|
940940
|
24°24 °
|
2121
|
실시예 4Example 4
|
1,0901,090
|
11°11 °
|
3434
|
비교실시예 1Comparative Example 1
|
650650
|
26°26 °
|
2323
|
비교실시예 2Comparative Example 2
|
690690
|
22°22 °
|
1818
|
* 부호의 설명* Explanation of the sign
10 : 익스트루더10: Extruder
20 : 방사구금20: spinneret
30 : 응고조30: coagulation tank
40 : 응고튜브40: coagulation tube
50 : 수세 로울러50: Suse Roller
60 : 중화 로울러60: Chinese roller
70 : 건조장치70: drying device
80 : 권취로울러80: winding roller
Y : 아라미드 원사Y: Aramid Yarn
A : 응고튜브(40)의 본체A: main body of the coagulation tube 40
a,b,c,d : 응고튜브(40) 요홈a, b, c, d: grooves of the coagulation tube (40)