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KR102166023B1 - P-aramid fiber having excellent fatigue resistance and manufacturing method of the same - Google Patents

P-aramid fiber having excellent fatigue resistance and manufacturing method of the same Download PDF

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KR102166023B1
KR102166023B1 KR1020190030274A KR20190030274A KR102166023B1 KR 102166023 B1 KR102166023 B1 KR 102166023B1 KR 1020190030274 A KR1020190030274 A KR 1020190030274A KR 20190030274 A KR20190030274 A KR 20190030274A KR 102166023 B1 KR102166023 B1 KR 102166023B1
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aramid
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spinning
polyvinylpyrrolidone
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남지훈
김성수
이기환
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효성첨단소재 주식회사
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Abstract

본 발명은 파라-아라미드; 및 상기 파라-아라미드 전체 중량을 기준으로 3~20중량%의 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 포함하는 혼합물로 이루어지며, 내피로도가 95% 이상인 내피로도가 우수한 파라-아라미드 섬유에 관한 것이다.The present invention is para-aramid; And it is made of a mixture containing 3 to 20% by weight of polyvinylpyrrolidone (PVP) based on the total weight of the para-aramid, it relates to a para-aramid fiber excellent in fatigue resistance of 95% or more.

Description

내피로도가 우수한 파라-아라미드 섬유 및 이의 제조방법{P-ARAMID FIBER HAVING EXCELLENT FATIGUE RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Para-aramid fiber with excellent fatigue resistance and its manufacturing method {P-ARAMID FIBER HAVING EXCELLENT FATIGUE RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 파라-아라미드 및 폴리비닐피롤리돈의 혼합물로 이루어진 내피로도가 우수한 파라-아라미드 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a para-aramid fiber composed of a mixture of para-aramid and polyvinylpyrrolidone, and to a method for producing the same.

파라-아라미드 섬유는 범용 섬유인 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴 섬유보다 우수한 강도와 탄성률을 나타내며, 내열성 및 내화학성이 매우 우수하기 때문에 다양한 산업용 소재로서 사용되고 있다.Para-aramid fibers are used as various industrial materials because they show superior strength and modulus of elasticity than polyamide, polyester, and polyacrylonitrile fibers, which are general-purpose fibers, and are very excellent in heat resistance and chemical resistance.

또한, 최근에는 광케이블, 콘크리트 보강소재, 고무/플라스틱 보강소재 및 우주/항공 분야에서도 다양하게 사용되고 있으며, 새로운 분야에 대한 응용 가능성이 높은 소재로서 연구 및 개발되고 있다.In addition, in recent years, it has been widely used in optical cables, concrete reinforcing materials, rubber/plastic reinforcing materials, and aerospace/aviation fields, and has been researched and developed as a material with high applicability to new fields.

한편, 1991년 12월 17일자로 허여된 리(Lee)의 미합중국 특허 제 5,073,440호에는 파라페닐렌 테레프탈아미드(PPTA)와 수용성 고분자인 폴리비닐피롤리돈(PVP)과의 혼합물로 제조된 섬유가 개시되어 있다. 그러나, 파라-아라미드를 단독으로 포함하는 섬유 및 미합중국 특허 제 5,073,440호의 PPTA와 PVP와의 혼합물로 제조된 섬유는 펼쳐진 사슬구조에 기인하여 사슬들 사이의 수소결합과 낮은 반데르발스력 이외에는 강한 면결합을 형성하는 힘이 없다. 이로 인해 적은 피로 및 마찰시 필라멘트 표면의 피브릴화가 쉽게 나타나 강도가 저하되고, 내피로도가 낮아지는 단점을 지니고 있다.Meanwhile, in US Patent No. 5,073,440 issued to Lee on December 17, 1991, a fiber made of a mixture of paraphenylene terephthalamide (PPTA) and polyvinylpyrrolidone (PVP), a water-soluble polymer, It is disclosed. However, fibers containing para-aramid alone and fibers made of a mixture of PPTA and PVP of U.S. Patent No. 5,073,440 exhibit strong cotton bonds other than hydrogen bonds between chains and low Van der Waals force due to the unfolded chain structure. There is no power to form. Due to this, when there is little fatigue and friction, fibrillation of the surface of the filament easily occurs, resulting in lower strength and lower fatigue resistance.

이로 인하여, 우수한 내피로도를 가지면서 동시에 고강도의 물성을 발휘하는 파라-아라미드 섬유의 개발이 필요한 실정이다.For this reason, it is necessary to develop a para-aramid fiber that exhibits high strength properties while having excellent fatigue resistance.

본 발명은 내피로도 및 강도가 우수한 파라-아라미드 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a para-aramid having excellent fatigue resistance and strength, and a method for producing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 파라-아라미드 섬유는 파라-아라미드; 및 상기 파라-아라미드 전체 중량을 기준으로 3~20중량%의 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 포함하는 혼합물로 이루어지며, 내피로도가 95% 이상일 수 있다.Para-aramid fiber according to an embodiment of the present invention is para-aramid; And a mixture containing 3 to 20% by weight of polyvinylpyrrolidone (PVP) based on the total weight of the para-aramid, and the fatigue resistance may be 95% or more.

이때, 상기 폴리비닐피롤리돈은 분자량이 10,000 내지 360,000일 수 있다.At this time, the polyvinylpyrrolidone may have a molecular weight of 10,000 to 360,000.

또, 상기 파라-아라미드가 파라페닐렌 테레프탈아미드(PPTA)일 수 있다.In addition, the para-aramid may be paraphenylene terephthalamide (PPTA).

또한, 상기 파라-아라미드 섬유는 강도가 20g/d 이상이고, 비강도가 21g/d 이상일 수 있다.In addition, the para-aramid fiber may have a strength of 20 g/d or more and a specific strength of 21 g/d or more.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 파라-아라미드 섬유의 제조방법은 파라-아라미드 및 상기 파라-아라미드 전체 중량을 기준으로 3~20중량%의 폴리비닐피롤리돈을 용매에 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 방사한 후, 응고 및 수세한 섬유를 권취하는 단계; 및 권취된 섬유를 수산화나트륨, 암모늄 퍼설페이트 또는 소듐 포스페이트를 포함하는 강알칼리 수용액 하에서 고온 처리하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method of para-aramid fiber according to an embodiment of the present invention is a spinning solution by dissolving 3 to 20% by weight of polyvinylpyrrolidone in a solvent based on the total weight of para-aramid and the para-aramid. Manufacturing steps; After spinning the spinning solution, winding the coagulated and washed fibers; And it may include the step of high-temperature treatment of the wound fiber under a strong alkali aqueous solution containing sodium hydroxide, ammonium persulfate or sodium phosphate.

본 발명의 실시예에 따른 파라-아라미드 섬유는 파라-아라미드 및 폴리비닐피롤리돈의 혼합물로 이루어짐으로써, 파라-아라미드 단독으로만 제조한 섬유 대비 향상된 인장 특성을 나타내며, 염색성, UV 안정성, 고무 접착력 등이 향상될 수 있다.The para-aramid fiber according to the embodiment of the present invention is made of a mixture of para-aramid and polyvinylpyrrolidone, and thus exhibits improved tensile properties compared to fibers produced only with para-aramid alone, and dyeability, UV stability, and rubber adhesion The back can be improved.

또한, 파라-아라미드 및 폴리비닐피롤리돈의 혼합물로 이루어진 섬유를 강알칼리 수용액 하에서 가열함으로써 폴리비닐피롤리돈을 가교화함에 따라, 인장강도 및 내피로도가 향상될 수 있다.In addition, by crosslinking polyvinylpyrrolidone by heating a fiber made of a mixture of para-aramid and polyvinylpyrrolidone in a strong alkali aqueous solution, tensile strength and fatigue resistance may be improved.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than actual for clarity of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.

이하, 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail.

일 실시예에 따른 파라-아라미드 섬유는 파라-아라미드 및 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다.Para-aramid fibers according to an embodiment may be formed of a mixture containing para-aramid and polyvinylpyrrolidone.

이때, 파라-아라미드 섬유는 상기 폴리비닐피롤리돈을 상기 파라-아라미드 전체 중량을 기준으로 3~20중량% 포함할 수 있으며, 바람직하게는 6~15중량% 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 6~10중량% 포함할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 원하고자 하는 효과를 발현하기 어려우며, 상기 폴리비닐피롤리돈의 함량이 3중량% 미만일 경우에는 섬유의 내피로도가 저하될 수 있으며, 20중량%를 초과할 경우에는 섬유의 인장강도가 저하될 수 있다.At this time, the para-aramid fiber may contain 3 to 20% by weight of the polyvinylpyrrolidone based on the total weight of the para-aramid, preferably 6 to 15% by weight, more preferably It may contain 6 to 10% by weight. If it is out of the above range, it is difficult to express the desired effect, and if the content of the polyvinylpyrrolidone is less than 3% by weight, the resistance to fatigue of the fiber may decrease, and if it exceeds 20% by weight, the fiber Tensile strength may decrease.

또한, 상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 10,000 내지 360,000인 것이 바람직하며, 고분자량의 폴리비닐피롤리돈은 고점도의 방사원액을 생성하므로 보다 바람직하게는 10,000 내지 55,000일 수 있다.In addition, the molecular weight of the polyvinylpyrrolidone is preferably 10,000 to 360,000, and the high molecular weight polyvinylpyrrolidone generates a high-viscosity spinning dope, so it may be more preferably 10,000 to 55,000.

한편, 상기 파라-아라미드가 파라페닐렌 테레프탈아미드(PPTA)인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the para-aramid is preferably a paraphenylene terephthalamide (PPTA), but is not limited thereto.

전술한 바와 같이, 파라-아라미드 및 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 섬유는 파라-아라미드 단독으로 제조한 섬유보다 인장 특성, 고무 접착력 등이 향상될 수 있으며, 특히 내피로도가 향상되는 이점이 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 파라-아라미드 섬유는 강도가 20g/d 이상이고, 비강도가 21g/d 이상이며, 내피로도가 95% 이상이며, 고무와의 접착력이 20kgf 이상일 수 있다.As described above, the fiber containing para-aramid and polyvinylpyrrolidone may have improved tensile properties, rubber adhesion, and the like, compared to a fiber made with para-aramid alone, and particularly has an advantage of improving fatigue resistance. Specifically, the para-aramid fiber according to the present invention may have a strength of 20 g/d or more, a specific strength of 21 g/d or more, a fatigue resistance of 95% or more, and an adhesive force with a rubber of 20 kgf or more.

한편, 본 발명에 따른 파라-아라미드 섬유는 파라-아라미드 및 폴리비닐피롤리돈을 용매에 용해시켜 균질화된 방사용액(도프)을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 방사노즐을 통해 압출 방사한 후, 공기층을 통과하여 응고욕에 도달한 후 이를 응고시켜 멀티필라멘트를 얻는 단계; 상기 수득된 멀티필라멘트를 수세, 건조 및 유제 처리하여 권취하는 단계; 및 권취된 섬유를 강알칼리 수용액 하에서 고온 처리하는 단계를 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, para-aramid fiber according to the present invention is prepared by dissolving para-aramid and polyvinylpyrrolidone in a solvent to prepare a homogenized spinning solution (dope); Extruding the spinning solution through a spinning nozzle, passing through an air layer, reaching a coagulation bath, and coagulating the spinning solution to obtain a multifilament; Winding the obtained multifilament by washing with water, drying and oiling; And treating the wound fiber at a high temperature in a strong alkali aqueous solution, but is not limited thereto.

상기 파라-아라미드의 비제한적인 예를 들면 파라페닐렌 테레프탈아미드(PPTA), 폴리(4,4'-벤즈아닐라이드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌-디카복실산 아미드), 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 파라페닐렌 테레프탈아미드일 수 있다.Non-limiting examples of the para-aramid include paraphenylene terephthalamide (PPTA), poly(4,4'-benzanilide terephthalamide), poly(paraphenylene-4,4'-biphenylene-di Carboxylic acid amide), poly(paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide), or a mixture of two or more thereof, and more preferably, paraphenylene terephthalamide.

상기 파라-아라미드는 하기와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.The para-aramid can be prepared by the following method.

우선, 유기용매에 무기염을 첨가하여 중합용매를 제조한다. 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 무기염은 파라-아라미드의 중합도를 증가시키기 위하여 첨가하는 것으로, 이의 비제한적인 예로는 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 다만, 상기 무기염이 과량으로 첨가되면 미처 용해되지 않는 무기염이 중합용매 내에 존재할 수 있기 때문에, 상기 무기염의 중합용매 내 함량은 10 중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 무기염은 유기용매에 대한 용해도가 좋지 않기 때문에 물을 첨가하여 무기염을 완전히 용해시키고, 그 후에 탈수공정을 통해 물을 제거함으로써 최종적인 중합용매를 제조할 수 있다.First, a polymerization solvent is prepared by adding an inorganic salt to an organic solvent. As the organic solvent, 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. The inorganic salt is added to increase the degree of polymerization of para-aramid, and non-limiting examples thereof may be CaCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr, or a mixture thereof. However, when the inorganic salt is added in an excessive amount, an inorganic salt that is not dissolved may be present in the polymerization solvent, so the content of the inorganic salt in the polymerization solvent is preferably 10% by weight or less. Since the inorganic salt has poor solubility in an organic solvent, water is added to completely dissolve the inorganic salt, and then the water is removed through a dehydration step to prepare a final polymerization solvent.

이어서, 상기 중합용매에 방향족 디아민을 용해시켜 혼합용액을 제조한다. 상기 방향족 디아민은 파라-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 2,6-나프탈렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민, 또는 4,4'-디아미노벤즈아닐라이드일 수 있다.Subsequently, a mixed solution is prepared by dissolving the aromatic diamine in the polymerization solvent. The aromatic diamine may be para-phenylenediamine, 4,4'-diaminobiphenyl, 2,6-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine, or 4,4'-diaminobenzanilide.

이어서, 상기 혼합용액을 교반하면서 상기 혼합용액에 소정량의 방향족 디에시드 할라이드를 첨가함으로써 1차 중합을 수행한다. 상기 방향족 디에시드 할라이드는 테레프탈로일 디클로라이드, 4,4'-벤조일 디클로라이드, 2,6-나프탈렌디카복실산 디클로라이드, 또는 1,5-나프탈렌디카복실산 디클로라이드일 수 있다. 상기 1차 중합을 통해 중합용매 내에 예비 중합체가 형성될 수 있다.Then, while stirring the mixed solution, a first polymerization is performed by adding a predetermined amount of aromatic diecid halide to the mixed solution. The aromatic diecid halide may be terephthaloyl dichloride, 4,4'-benzoyl dichloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride, or 1,5-naphthalenedicarboxylic acid dichloride. The prepolymer may be formed in the polymerization solvent through the first polymerization.

이어서, 상기 중합용매에 방향족 디에시드 할라이드를 추가로 첨가함으로써 2차 중합을 수행하고, 이러한 2차 중합을 통해 파라-아라미드가 최종적으로 얻어질 수 있다. 상기 파라-아라미드는 사용된 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드의 종류에 따라 폴리파라페닐렌테레프탈아미드(PPD-T), 폴리(4,4'-벤즈아닐라이드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌-디카복실산 아미드), 또는 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드)일 수 있다.Subsequently, secondary polymerization is performed by additionally adding an aromatic diecid halide to the polymerization solvent, and para-aramid can be finally obtained through the secondary polymerization. The para-aramid may be polyparaphenylene terephthalamide (PPD-T), poly(4,4'-benzanilide terephthalamide), poly(paraphenylene-), depending on the type of aromatic diamine and aromatic diecid halide used. 4,4'-biphenylene-dicarboxylic acid amide), or poly(paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide).

이어서, 중합반응 중에 생성된 염산을 중화시키기 위하여 상기 중합용액에 NaOH, Li2CO3, CaCO3, LiH, CaH2, LiOH, Ca(OH)2, Li2O, CaO 등과 같은 알칼리 화합물을 첨가할 수 있다. 한편, 1차 및 2차 중합공정들을 통해 얻어진 중합용액에 물을 첨가하여 슬러리 상태로 만들어 그 유동성을 향상시키는 것이 후속 공정들을 수행하는데 유리할 수 있다. 이때, 알칼리 화합물을 용해시킨 물을 상기 중합용액에 첨가함으로써 상기 중화공정과 상기 슬러리 제조공정을 동시에 진행할 수도 있다.Subsequently, alkali compounds such as NaOH, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiH, CaH 2 , LiOH, Ca(OH) 2 , Li 2 O, and CaO are added to the polymerization solution to neutralize the hydrochloric acid generated during the polymerization reaction. can do. On the other hand, adding water to the polymerization solution obtained through the first and second polymerization processes to make it a slurry state to improve its fluidity may be advantageous in performing subsequent processes. At this time, the neutralization step and the slurry preparation step may be simultaneously performed by adding water in which an alkali compound is dissolved to the polymerization solution.

이어서, 상기 중합용액으로부터 중합용매를 추출할 수 있다. 이와 같은 추출공정은 물을 이용하여 수행하는 것이 가장 효과적이고 경제적이다. 예를 들어, 배출구가 구비된 욕조에 필터를 설치하고 상기 필터 위에 중합체를 위치시킨 후 물을 부어, 중합체 내에 함유된 중합용매를 물과 함께 상기 배출구로 배출시킬 수 있다. 한편, 상기 중합용액 내에 존재하는 방향족 폴리아미드의 입자 크기가 너무 크면 중합용매 추출에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 중합용매 추출 공정 전에, 상기 방향족 폴리아미드의 분쇄 공정이 수행될 수도 있다.Subsequently, a polymerization solvent can be extracted from the polymerization solution. This extraction process is most effective and economical to perform using water. For example, by installing a filter in a bathtub equipped with an outlet, placing a polymer on the filter, and pouring water, the polymerization solvent contained in the polymer can be discharged to the outlet together with water. On the other hand, if the particle size of the aromatic polyamide present in the polymerization solution is too large, it takes a lot of time to extract the polymerization solvent, so that productivity may decrease. Therefore, before the polymerization solvent extraction process, the pulverization process of the aromatic polyamide may be performed.

이어서, 탈수 및 건조 공정들을 통해 파라-아라미드에 잔류하는 물을 제거함으로써, 파라-아라미드 중합물을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 파라-아라미드 중합물은 고유점도 5.5 내지 7.0 범위인 것이 바람직하다. 이때, 고유점도가 5.5 미만이면 충분한 섬유의 강력을 얻기가 힘들고, 7.0을 초과하면 용해성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.Subsequently, by removing water remaining in the para-aramid through dehydration and drying processes, a para-aramid polymer can be obtained. The para-aramid polymer thus obtained preferably has an intrinsic viscosity in the range of 5.5 to 7.0. At this time, if the intrinsic viscosity is less than 5.5, it is difficult to obtain sufficient strength of the fiber, and if it exceeds 7.0, a problem of poor solubility may occur.

한편, 방사용액은 파라-아라미드와 폴리비닐피롤리돈의 이방성 용액일 수 있다. 방사 용매로는 98 내지 101% 농도의 황산을 사용할 수 있으며, 70 내지 90℃ 에서 용해시키는 것이 바람직하다. 이때, 황산의 농도 및 온도가 각각 98중량%, 70℃ 미만이면 용해성이 떨어져 균질한 용액을 얻을 수 없게 되고, 101중량%, 90℃ 초과하면 중합물의 물성이 저하될 수 있다.Meanwhile, the spinning solution may be an anisotropic solution of para-aramid and polyvinylpyrrolidone. As the spinning solvent, sulfuric acid having a concentration of 98 to 101% may be used, and it is preferably dissolved at 70 to 90°C. At this time, when the concentration and temperature of sulfuric acid are less than 98% by weight and 70°C, respectively, solubility is poor and a homogeneous solution cannot be obtained, and when the concentration and temperature of sulfuric acid exceeds 101% by weight and 90°C, physical properties of the polymer may be deteriorated.

구체적으로, 방사용액은 미세하게 분쇄된 형태의 파라-아라미드와 폴리비닐피롤리돈을 농황산에 교반하여 제조할 수 있다. 방사용액은 파라-아라미드와 폴리비닐피롤리돈이 완전히 용해되도록 가온되어야 하지만 중합체의 분해를 최소화하기 위해, 온도는 가능한 낮게 유지시켜야 한다.Specifically, the spinning solution can be prepared by stirring finely ground para-aramid and polyvinylpyrrolidone in concentrated sulfuric acid. The spinning solution should be warmed to completely dissolve para-aramid and polyvinylpyrrolidone, but to minimize decomposition of the polymer, the temperature should be kept as low as possible.

본 발명에 효과적인 방사용액은 일반적으로 용매 100ml 당 중합체(파라-아라미드와 폴리비닐피롤리돈의 총량) 약 35내지 45g을 포함할 수 있다. 1.84g/㎤의 진한 황산을 사용할 때, 일반적으로 방사원액은 파라-아라미드 중합체를 16 내지 21중량% 포함할 수 있다. 중합체의 총 농도는 방사용액이 이방성이 되도록 하는 것이 중요하다. 본 발명의 이점을 나타내기 위해서는, 방사 원액 중 파라-아라미드의 전체 중량을 기준으로 3 내지 20중량%의 폴리비닐피롤리돈이 적합하다.The spinning solution effective in the present invention may generally contain about 35 to 45 g of a polymer (the total amount of para-aramid and polyvinylpyrrolidone) per 100 ml of a solvent. When 1.84 g/cm 3 of concentrated sulfuric acid is used, generally the spinning dope may contain 16 to 21% by weight of a para-aramid polymer. It is important that the total concentration of the polymer makes the spinning solution anisotropic. In order to show the advantages of the present invention, 3 to 20% by weight of polyvinylpyrrolidone is suitable based on the total weight of para-aramid in the spinning stock solution.

상기 방법에 의하여 제조된 방사용액이 도프 공급부를 통해 방사구금으로 제공된 후, 압출 방사될 수 있다. 이때, 직경 30 내지 100㎛이고, 길이 80 내지 300㎛인 오리피스는, 상기 직경과 길이의 비(L/D)가 2 내지 4배이고, 오리피스간 간격은 0.5 내지 5.0mm인 복수 개의 오리피스를 포함한 방사 노즐을 통해 상기 방사원액을 압출 방사하여, 섬유상의 방사원액이 공기층을 통과하여 응고욕에 도달하도록 한 후, 이를 응고시켜 멀티 필라멘트를 수득할 수 있다.After the spinning solution prepared by the above method is provided as a spinneret through a dope supply unit, it may be extruded. At this time, the orifice having a diameter of 30 to 100 µm and a length of 80 to 300 µm is radiating including a plurality of orifices having a ratio (L/D) of 2 to 4 times the diameter and length, and a spacing between orifices of 0.5 to 5.0 mm. The spinning dope is extruded through a nozzle so that the fibrous spinning dope passes through the air layer to reach a coagulation bath, and then coagulated to obtain multifilaments.

사용한 방사 노즐의 형태는 통상 원형이고, 노즐 직경이 40 내지 100mm, 더욱 바람직하게는 50 내지 80mm일 수 있다. 노즐 직경이 40mm 미만일 경우, 오리피스 간 거리가 너무 짧아 용액의 냉각효율이 떨어지고 토출된 용액이 응고되기 전에 점착이 일어날 수 있으며, 100mm 이상인 경우 방사용 팩 및 노즐 등의 주변장치가 커져 설비 면에 불리하다. 또한, 노즐 오리피스의 직경이 30㎛ 미만이거나 100㎛를 초과하면 방사 시 사절(絲切)이 다수 발생하는 등 방사성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 노즐 오리피스의 길이가 80㎛ 미만이면 용액의 배향이 좋지 않아 물성이 나쁘며, 300㎛를 초과할 경우에는 노즐 오리피스의 제작에 과다한 비용과 노력이 드는 불리한 점이 있다.The shape of the spinning nozzle used is usually circular, and the nozzle diameter may be 40 to 100 mm, more preferably 50 to 80 mm. If the nozzle diameter is less than 40mm, the distance between the orifices is too short to reduce the cooling efficiency of the solution, and adhesion may occur before the discharged solution solidifies.If it is more than 100mm, peripheral devices such as spinning packs and nozzles become large, which is disadvantageous to the facility. Do. In addition, if the diameter of the nozzle orifice is less than 30 µm or exceeds 100 µm, the spinning performance is adversely affected, such as a large number of threads during spinning. If the length of the nozzle orifice is less than 80 µm, the orientation of the solution is poor and the physical properties are poor. If it exceeds 300 µm, there is a disadvantage that excessive cost and effort are required to manufacture the nozzle orifice.

방사노즐을 통과한 섬유상의 방사원액이 응고액 속에서 응고될 때, 유체의 직경이 크게 되면 표면과 내부 사이에 응고속도의 차이가 커지므로 치밀하고 균일한 조직의 섬유를 얻기가 힘들어진다. 그러므로 아라미드 용액을 방사할 때에는 동일한 토출량이라도 적절한 공기층을 유지하면서 방사된 섬유가 보다 가는 직경을 지니며 응고액 속으로 입수할 수가 있다. 너무 짧은 공기층 거리는 빠른 표면층 응고와 탈용매 과정에서 발생하는 미세공극 발생분율이 증가하여 방사속도를 높이기 힘든 반면, 너무 긴 공기층 거리는 필라멘트의 점착과 분위기 온도, 습도의 영향을 상대적으로 많이 받아 공정안정성을 유지하기 힘들다. 이때, 상기 공기층은 바람직하게는 3 내지 20mm, 더욱 바람직하게는 5 내지 15mm일 수 있다.When the fibrous spinning dope that has passed through the spinning nozzle is coagulated in the coagulation solution, when the diameter of the fluid increases, the difference in coagulation rate between the surface and the inside increases, making it difficult to obtain fibers of a dense and uniform structure. Therefore, when spinning aramid solution, the spun fiber has a thinner diameter and can be obtained into the coagulation solution while maintaining an appropriate air layer even with the same discharge amount. If the distance of the air layer is too short, it is difficult to increase the spinning speed due to the increase in the fraction of micropores generated in the process of rapid solidification and desolvation of the surface layer, while the distance of the air layer too long is relatively affected by filament adhesion, ambient temperature, and humidity to maintain process stability. It's hard to do. In this case, the air layer may be preferably 3 to 20 mm, more preferably 5 to 15 mm.

본 발명에서 사용하는 응고욕의 응고액은 3 내지 12중량%의 황산을 포함하는 물이 바람직하다. 응고욕을 필라멘트가 통과할 때 필라멘트와 응고액과의 마찰에 의해 응고액의 흔들림이 심해진다. 연신배향을 통해 우수한 물성과 방사 속도를 증가시켜 생산성을 향상시키는 데 있어 이와 같은 현상은 공정안정성을 저해하는 요인이 되므로 응고욕 크기와 형태, 응고액의 흐름과 양 등을 고려한 응고욕 설계를 통해 최소화하도록 할 필요가 있다.The coagulation solution of the coagulation bath used in the present invention is preferably water containing 3 to 12% by weight of sulfuric acid. When the filament passes through the coagulation bath, the coagulation solution is vibrated by friction between the filament and the coagulation solution. In order to improve productivity by increasing excellent physical properties and spinning speed through stretching and orientation, this phenomenon is a factor that hinders process stability.Thus, the coagulation bath design takes into account the size and shape of the coagulation bath and the flow and amount of coagulation solution. It needs to be minimized.

필라멘트가 응고욕을 통과하면서 물성 형성에 큰 영향을 주는 탈용매와 구조형성이 동시에 이루어지므로 이때의 응고액의 온도와 농도는 일정하게 관리되어야 한다. 응고욕의 온도는 0 내지 10℃로서 바람직하게는 3 내지 7℃일 수 있다. 0℃ 미만일 경우 충분한 수세가 어려우며, 10℃ 이상일 경우 아라미드 응고사로부터 PPTA가 급속히 빠져나가서 기공이 생성할 수 있으며, 물성 저하의 원인이 된다. 응고를 마친 후 약 30℃의 수세 챔버에서 수세를 완료한다.As the filament passes through the coagulation bath, the desolvation and structure formation, which have a great influence on the formation of physical properties, are performed at the same time, so the temperature and concentration of the coagulation solution must be kept constant. The temperature of the coagulation bath may be 0 to 10°C, preferably 3 to 7°C. If it is less than 0℃, it is difficult to wash with sufficient water, and if it is more than 10℃, PPTA can rapidly escape from the aramid coagulated sand and pores may be generated, which may cause deterioration of physical properties. After coagulation is completed, washing is completed in a washing chamber at about 30°C.

상기 수세가 완료된 멀티 필라멘트는 연속적으로, 온도가 130 내지 250℃, 바람직하게는 150 내지 210℃로 조절되는 건조 롤러를 통하여 건조된다. 온도가 130℃ 미만일 경우 충분한 건조가 되지 않으며, 250℃ 이상일 경우 필라멘트가 급격하고 과도하게 수축되어 물성 저하의 원인이 될 수 있다. 건조된 필라멘트는 통상의 방법에 따라 유제 처리하여 권취할 수 있다. The multi-filament after washing with water is continuously dried through a drying roller whose temperature is adjusted to 130 to 250°C, preferably 150 to 210°C. If the temperature is less than 130°C, sufficient drying is not possible. If the temperature is higher than 250°C, the filament may shrink rapidly and excessively, which may cause deterioration in physical properties. The dried filament may be wound by emulsion treatment according to a conventional method.

권취된 파라-아라미드 섬유는 강알칼리 수용액 하에서 고온 처리할 수 있다. 파라-아라미드 섬유를 수산화나트륨, 암모늄 퍼설페이트 또는 소듐 포스페이트를 포함하는 강알칼리 수용액 하에서 가열을 함으로써, 폴리비닐피롤리돈 성분을 가교화시킬 수 있다. 이때, 강알칼리 수용액의 농도는 2~10%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2~5%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 파라-아라미드와 폴리비닐피롤리돈이 혼합된 섬유에서는 일반적인 분석법으로 폴리비닐피롤리돈 성분이 가교되었음을 확인할 수는 없으나, 폴리비닐피롤리돈 단독으로 강알칼리 수용액에서 가열하면 겔이 형성되어 가교가 되었음을 확인할 수 있다. 이로 인하여, 강알칼리 수용액 하에서 가열 처리함으로써 인장강도 및 내피로도가 향상됨으로 그 효과를 유추할 수 있다. The wound para-aramid fiber can be treated at a high temperature under a strong alkali aqueous solution. The polyvinylpyrrolidone component can be crosslinked by heating the para-aramid fiber in a strong alkali aqueous solution containing sodium hydroxide, ammonium persulfate or sodium phosphate. At this time, the concentration of the strong alkali aqueous solution is preferably 2 to 10%, more preferably 2 to 5%, but is not limited thereto. In the fiber mixed with para-aramid and polyvinylpyrrolidone, it was not possible to confirm that the polyvinylpyrrolidone component was crosslinked by a general analysis method, but when polyvinylpyrrolidone alone was heated in a strong alkali aqueous solution, a gel was formed and crosslinked. I can confirm. For this reason, the effect can be inferred because the tensile strength and fatigue resistance are improved by heat treatment in a strong alkali aqueous solution.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1][Example 1]

농도가 100.1%인 황산을 15℃로 냉각하여 232.8g/min의 속도로 2인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하고, 고유점도가 6.3인 PPTA를 56.4g/min의 속도로 2인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하여 황산과 혼합한 후 5인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하여 85℃에서 완전히 용해시킨 후 720mmHg의 감압 하에서 탈포하였다. 분자량이 40,000인 PVP를 20%의 농도로 100.1%인 황산에 85℃에서 완전히 용해시킨 후 720mmHg의 감압 하에서 탈포한 후, PVP가 PPTA의 대비 10중량%로 정량펌프 이전에 두 용액을 혼합하여 오리피스 0.064mm인 665개의 홀을 갖는 방사구금을 통해 압출하고, 압출된 원액을 7mm 길이의 에어갭(airgap)을 거쳐 3℃의 10%황산 수용액에 방출하였다. 생성된 섬유를 수세, 중화 후 170℃에서 3~5초간 건조시켜 600m/min으로 1,000데니어 필라멘트를 필라멘트 염색용 보빈에 권취하였다. 이후, 필라멘트 염색용 보빈에 권취된 섬유를 필라멘트 염색기에 장착하고 2%의 수산화나트륨 수용액을 100℃ 온도로 순환시키며 30분간 반응시켰다. Sulfuric acid with a concentration of 100.1% was cooled to 15℃ and transferred to a 2-inch twin extruder at a rate of 232.8 g/min, and PPTA with an intrinsic viscosity of 6.3 was transferred to a 2-inch twin at a rate of 56.4 g/min. Transferred to a twin extruder, mixed with sulfuric acid, transferred to a 5-inch twin extruder, completely dissolved at 85°C, and defoamed under reduced pressure of 720mmHg. After completely dissolving PVP with a molecular weight of 40,000 in 100.1% sulfuric acid at a concentration of 20% at 85°C, degassing under reduced pressure of 720mmHg, PVP is 10% by weight of PPTA, and the two solutions are mixed before the metering pump to orifice. It was extruded through a spinneret having 665 holes of 0.064 mm, and the extruded stock solution was discharged into a 10% sulfuric acid aqueous solution at 3° C. through an air gap of 7 mm length. The resulting fibers were washed with water, neutralized, and dried at 170° C. for 3 to 5 seconds, and 1,000 denier filaments were wound on a bobbin for dyeing filaments at 600 m/min. Thereafter, the fiber wound on the filament dyeing bobbin was mounted on a filament dyeing machine, and a 2% aqueous sodium hydroxide solution was circulated at a temperature of 100° C. to react for 30 minutes.

[실시예 2][Example 2]

2%의 수산화나트륨 수용액 대신 4%의 수산화나트륨 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 파라-아라미드 섬유를 제조하였다.Para-aramid fibers were prepared through the same procedure as in Example 1, except that 4% aqueous sodium hydroxide solution was used instead of 2% aqueous sodium hydroxide solution.

[실시예 3][Example 3]

2%의 수산화나트륨 수용액 대신 2%의 암모늄 퍼설페이트 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 파라-아라미드 섬유를 제조하였다.Para-aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that a 2% aqueous ammonium persulfate solution was used instead of a 2% aqueous sodium hydroxide solution.

[실시예 4][Example 4]

PVP를 PPTA의 대비 6중량%로 혼합하여 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 파라-아라미드 섬유를 제조하였다.Para-aramid fibers were prepared through the same procedure as in Example 1, except that PVP was mixed at 6% by weight of PPTA to prepare a solution.

[실시예 5][Example 5]

PVP를 PPTA의 대비 15중량%로 혼합하여 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 파라-아라미드 섬유를 제조하였다.Para-aramid fibers were prepared through the same procedure as in Example 1, except that PVP was mixed at 15% by weight of PPTA to prepare a solution.

[비교예 1][Comparative Example 1]

농도가 100.1%인 황산을 15℃로 냉각하여 232.8g/min의 속도로 2인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하고, 고유점도가 6.3인 PPTA를 56.4g/min의 속도로 2인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하여 황산과 혼합한 후 5인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하여 85℃에서 완전히 용해시킨 후, 720mmHg의 감압 하에서 탈포하였다. 이후, 오리피스 0.064mm인 1000개의 홀을 갖는 방사구금을 통해 압출하고 압출된 원액을 7mm 길이의 에어갭(airgap)을 거쳐 3℃의 10% 황산 수용액에 방출하였다. 생성된 섬유를 수세, 중화 후 170℃에서 3~5초간 건조시켜 600m/min으로 권취하였다.Sulfuric acid with a concentration of 100.1% was cooled to 15℃ and transferred to a 2-inch twin extruder at a rate of 232.8 g/min, and PPTA with an intrinsic viscosity of 6.3 was transferred to a 2-inch twin at a rate of 56.4 g/min. Transferred to a twin extruder, mixed with sulfuric acid, transferred to a 5-inch twin extruder, completely dissolved at 85°C, and defoamed under reduced pressure of 720 mmHg. Thereafter, it was extruded through a spinneret having 1000 holes having an orifice of 0.064 mm, and the extruded stock solution was discharged in a 10% sulfuric acid aqueous solution at 3° C. through an air gap of 7 mm. The resulting fibers were washed with water and neutralized, dried at 170° C. for 3 to 5 seconds, and wound at 600 m/min.

[비교예 2][Comparative Example 2]

농도가 100.1%인 황산을 15℃로 냉각하여 232.8g/min의 속도로 2인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하고, 고유점도가 6.3인 PPTA를 56.4g/min의 속도로 2인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하여 황산과 혼합한 후, 5인치 트윈 익스트루더(twin extruder)로 이송하여 85℃에서 완전히 용해시킨 후, 720mmHg의 감압 하에서 탈포하였다. 분자량이 40,000인 PVP를 20%의 농도로 100.1%인 황산에 85℃에서 완전히 용해시킨 후 720mmHg의 감압 하에서 탈포한 후, PVP가 PPTA의 대비 10중량%로 정량펌프 이전에 두 용액을 혼합하여 오리피스 0.064mm인 1000개의 홀을 갖는 방사구금을 통해 압출하고, 압출된 원액을 7mm 길이의 에어겝(airgap)을 거쳐 3℃의 10%황산 수용액에 방출하였다. 생성된 섬유를 수세, 중화 후 170℃에서 3~5초간 건조시켜 600m/min으로 권취하였다.Sulfuric acid with a concentration of 100.1% was cooled to 15℃ and transferred to a 2-inch twin extruder at a rate of 232.8 g/min, and PPTA with an intrinsic viscosity of 6.3 was transferred to a 2-inch twin at a rate of 56.4 g/min. After being transferred to a twin extruder, mixed with sulfuric acid, transferred to a 5-inch twin extruder, completely dissolved at 85°C, and defoamed under a reduced pressure of 720 mmHg. After completely dissolving PVP with a molecular weight of 40,000 in 100.1% sulfuric acid at a concentration of 20% at 85°C, degassing under reduced pressure of 720mmHg, PVP is 10% by weight of PPTA, and the two solutions are mixed before the metering pump to orifice. It was extruded through a spinneret having 1000 holes of 0.064 mm, and the extruded stock solution was discharged into a 10% sulfuric acid aqueous solution at 3°C through a 7 mm long airgap. The resulting fibers were washed with water and neutralized, dried at 170° C. for 3 to 5 seconds, and wound at 600 m/min.

[실험예][Experimental Example]

실시예 및 비교예에 따른 파라-아라미드 섬유의 물성은 하기와 같은 방법을 이용하여 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.Physical properties of the para-aramid fibers according to Examples and Comparative Examples were evaluated using the following method, and the results are shown in Table 1 below.

1) 인장강도1) tensile strength

ASTM D 7269 시험방법에 의거하여 인장강도를 측정하였다.Tensile strength was measured according to the ASTM D 7269 test method.

2) 비강도2) specific strength

PVP 양에 대해 보정된 시험 하에 섬유의 파단응력을 선밀도로 나눈 값이다. PPTA와 비교했을 때, PVP는 섬유의 강력에 거의 영향을 주지 않기 때문에 섬유의 강도는 PVP의 존재에 대해 보정될 수 있다. 비강도는 섬유 내 PPTA 강력의 척도이며, 강도를 섬유 내 PPTA의 중량 분율로 나눔으로써 결정된다.It is the value obtained by dividing the breaking stress of the fiber by the linear density under the test corrected for the amount of PVP. Compared to PPTA, since PVP has little effect on the strength of the fiber, the strength of the fiber can be corrected for the presence of PVP. Specific strength is a measure of the strength of PPTA in the fiber and is determined by dividing the strength by the weight fraction of PPTA in the fiber.

3) 고무 접착성3) rubber adhesion

고무 접착 시험은 굽히지 않은 고무와 고무에 매봉된 보강 코오드 층 사이의 접착력(박리강도)만을 평가하기 위해 사용하였다. 시험 표본은 보강된 고무 제품 자체이다. 사용된 시험법은 ASTM D 2630-71이다.The rubber adhesion test was used to evaluate only the adhesion (peel strength) between the unbent rubber and the reinforcing cord layer embedded in the rubber. The test specimen is the reinforced rubber product itself. The test method used is ASTM D 2630-71.

4) 내피로도4) fatigue

벨트 피로 시험기를 이용하여 피로 시험 후 잔여 강도를 측정하여 내피로도를 비교하였다. 피로 시험조건은 80Kgf 하중으로 스핀들 반경은 12.7mm 이며, 벨트 피로 사이클은 37,500회 조건으로 피로 시험 후 인장강도 시험기를 이용하여 잔여 강도를 측정하였다.The fatigue resistance was compared by measuring the residual strength after the fatigue test using a belt fatigue tester. The fatigue test condition was 80Kgf load, the spindle radius was 12.7mm, and the belt fatigue cycle was 37,500 times. After the fatigue test, the residual strength was measured using a tensile strength tester.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 PVP/PPTA 중량비율(%)PVP/PPTA weight ratio (%) 1010 1010 1010 66 1515 00 1010 알칼리alkali 2% 수산화나트륨2% sodium hydroxide 4% 수산화나트륨4% sodium hydroxide 2% 암모늄퍼설페이트2% ammonium persulfate 2% 수산화나트륨2% sodium hydroxide 2% 수산화나트륨2% sodium hydroxide -- -- 인장강도(g/d)Tensile strength (g/d) 23.123.1 23.023.0 23.023.0 22.522.5 21.721.7 23.223.2 21.321.3 비강도(g/d)Specific strength (g/d) 25.725.7 25.525.5 25.525.5 23.923.9 25.525.5 23.223.2 23.723.7 박리강력(Kgf)Peeling strength (Kgf) 23.323.3 22.822.8 22.222.2 20.020.0 20.220.2 10.210.2 15.715.7 내피로도(%)Fatigue resistance (%) 9898 9898 9797 9696 9595 9090 9191

표 1을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 섬유는 파라-아라미드 단독으로 제조한 섬유(비교예 1) 또는 강알칼리 수용액 처리를 하지 않은 섬유(비교예 2) 대비 인장 특성, 고무 접착력 등이 향상되었으며, 특히 내피로도가 향상된 것을 알 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 파라-아라미드 섬유는 강알칼리 수용액 하에서 가열 처리함으로써 인장강도 및 내피로도가 향상되었으며, 이로 인하여 폴리비닐피롤리돈이 강알칼리 수용액에서 가열됨에 따라 겔이 형성되어 가교가 되었음을 유추할 수 있다.Referring to Table 1, the fibers prepared according to the Examples have improved tensile properties, rubber adhesion, etc. compared to fibers prepared with para-aramid alone (Comparative Example 1) or fibers not treated with a strong alkali aqueous solution (Comparative Example 2). In particular, it can be seen that the fatigue resistance is improved. As a result, the para-aramid fiber according to the present invention has improved tensile strength and fatigue resistance by heat treatment in a strong alkali aqueous solution, and as a result, it can be inferred that a gel is formed and crosslinked as polyvinylpyrrolidone is heated in a strong alkali aqueous solution. I can.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those of ordinary skill in the art will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later. It will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention within the scope of the invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the content described in the detailed description of the specification, but should be determined by the claims.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 파라-아라미드 및 상기 파라-아라미드 전체 중량을 기준으로 6~15중량%의 폴리비닐피롤리돈을 용매에 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계;
상기 방사용액을 방사한 후, 응고 및 수세한 섬유를 권취하는 단계; 및
권취된 섬유를 수산화나트륨, 암모늄 퍼설페이트 또는 소듐 포스페이트를 포함하는 강알칼리 수용액 하에서 100℃의 고온에서 처리하여 파라-아라미드 섬유를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 파라-아라미드 섬유는 강도가 21.7~23.1g/d이고, 비강도가 23.9~25.7g/d이며, 내피로도가 85~98%인 내피로도가 우수한 파라-아라미드 섬유의 제조방법.
Preparing a spinning solution by dissolving para-aramid and 6 to 15% by weight of polyvinylpyrrolidone in a solvent based on the total weight of the para-aramid;
After spinning the spinning solution, winding the coagulated and washed fibers; And
Comprising the step of preparing para-aramid fibers by treating the wound fibers at a high temperature of 100° C. in a strong alkali aqueous solution containing sodium hydroxide, ammonium persulfate or sodium phosphate,
The para-aramid fiber has a strength of 21.7 to 23.1 g/d, a specific strength of 23.9 to 25.7 g/d, and an anti-fatigue resistance of 85 to 98%.
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