KR100874617B1 - 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 포함하여 제조된 내화 복합사에 관한 것이다. 또한, 상기 내화 복합사는 탄화섬유를 더 포함한다. 또한, 본 발명은 내화 복합사를 제직 또는 편직하여 제조된 내화 직물에 관한 것이다.

상술한 본 발명은 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 질소함유 고분자로 형성된 섬유의 복합사로서 내화성이 월등하고, 내구성과 기계적 강도가 우수하고, 내열성이 현저하고, 소수성이고, 부러지거나 끊어지지 않고, 가렵지 않은 생체친화성인 점이 월등하다.

셀룰로오즈 실리케이트 고분자, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 질소함유 고분자로 형성된 섬유, 탄화섬유, 복합사, 생체친화성, 내화성, 내화 직물, 내화 커튼

Description

내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물{Refractory yarn and manufacturing method thereof and refractory cloth}

본 발명은 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 내화 복합사는 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 질소함유 고분자로 형성된 섬유의 복합사로 형성되어 가렵거나 끊어지지 않고 내화성, 내열성, 기계적 강도, 생체친화성, 내구성이 강한 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물에 관한 것이다.

일반적으로, 내화섬유는 소방복 등의 의류용, 직물, 호텔, 여관 또는 대형 건물의 실내 커튼, 카펫, 탁자, 책상 등의 가구의 덮개와 같은 인테리어용으로 주로 사용되고 있으며, 최근에는 건축내장재, 자동차 비행기 등의 내부제품에 이용하여 화재의 위험성을 대비하고 있다.

내화섬유로서 난연제 처리를 한 섬유는 가연성 물질인 섬유제품에 난연제를 고착시켜 내화성을 주어 연소되지 않도록 처리하는 내화처리방법으로 제조되고 있 으며, 상기 난연제 처리 섬유제품은 내화처리공정이 복잡하여 가격 상승의 원인이 되고, 취급시 마찰 등에 의해 내화제가 이탈될 수 있으며 일정기간이 지나면 내화성이 저하되어 쉽게 연소되는 문제와 유기섬유의 연소시 유독성이 있는 가스를 방출하는 문제가 있다.

내화섬유로서 난연제 처리를 하지 않은 내화섬유 소재의 종류는 여러 가지가 있으나 성능, 경제성, 편리성 등에서 아직 만족할 만한 소재가 나오지 않고 있다. 현재까지 등장한 대표적인 내화섬유 소재들은 탄화포, 유리섬유, 실리카 섬유 등이 있다.

탄화포는 가격이 비교적 저렴하고 움직임이 없거나 바람이 없는 곳이거나 연소불꽃이 그리 크지 않은 현장에서는 사용이 가능하며 따거움이나 가려움이 없다. 그러나, 인장강도가 약하고 특히 연소불꽃에 노출된 이후에는 더욱 급격히 약해지고, 연소불꽃이 큰 경우에는 관통이 발생하며 연기 발생량이 많다.

유리섬유는 가격이 가장 저렴하여 내화성능이 우수하나 공해물질인 석면의 가격과 큰 차이가 없다. 기능을 상실하는 연화온도 850℃로 범용적인 내화섬유로서 역할이 가능하다. 그러나, 가려움 및 따거움을 동반하여 사용자로 하여금 기피하는 경향이 있다.

실리카 섬유는 현재 사용하는 소재중 내열성이 우수하며 열을 받은 후에도 타 소재에 비하여서도 강도 유지력이 우수하다. 그러나, 비록 유리섬유의 정도는 아니지만 유리섬유와 마찬가지로 가려움을 수반한다. 그리고 가격이 타 소재에 비하여 높다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 알루미노 실리케이트 섬유와 카본 메틸셀룰로오즈, 물로 가소성혼합물을 만든 후 원통형상으로 압축성형한 후 건조시켜 섬유형상으로 제조하는 코팅액유지부재의 제조방법(대한민국 특허등록 제402,357호)에 관한 기술이 알려져 있다. 그러나, 상기 내화성 섬유는 건조용 바인더의 부재에 의해 친수성을 나타내므로 내화성 섬유로 사용하기에는 내화성이 낮은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 내화섬유 소재의 친수성의 문제점을 바인더로서 이소시아네이트기를 함유한 화합물을 사용하고 부러지거나 끊어지는 문제점을 아라미드 질소함유 고분자를 함유한 섬유로서 복합사를 제조하여 해결하고, 가려운 문제점을 셀룰로오즈 실리케이트 복합사를 제조하여 해결한 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 내화 복합사로서, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 포함하여 제조된 내화 복합사를 제공한다.

또한, 본 발명은 내화 복합사를 제직 또는 편직하여 제조된 내화 직물을 제공한다.

또한, 본 발명은 내화 복합사 제조방법으로서, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 질소함유 섬유로 랩을 형성하는 혼타면 공정;

상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 상기 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 상기 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조하는 소 면(Carding) 공정;

상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면 공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조하는 정소면(Combing) 공정;

상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조(Drawing) 공정;

상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조하는 조방(Roving) 공정;

상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조하는 정방(Spinning) 공정;

상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아주는 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정;

상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)하는 합사 및 연사 공정; 및

상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 리와인딩(Re-winding) 공정;을 포함 하는 내화 복합사 제조방법을 제공한다.

본 발명의 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화직물은 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 질소함유 고분자로 형성된 섬유의 복합사로서 내화성이 월등하고, 내구성과 기계적 강도가 우수하고, 내열성이 현저하고, 소수성이고, 부러지거나 끊어지지 않고, 가렵지 않은 생체친화성인 점이 월등하다.

본 발명은 내화 복합사로서, 상기 내화 복합사는 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 포함하여 제조된다.

구체적으로, 상기 내화 복합사는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 혼합하는 혼타면 공정, 섬유를 정렬하는 소면 공정과 정소면 공정, 연신하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조 공정, 꼬임을 주는 조방 공정, 응집력을 주어 강도를 유지하는 정방 공정, 공정수분율을 유지하는 급습 공정, 감아주는 권사 공정, 합사 및 연사 공정, 및 다시 감아주는 리와인딩하는 공정을 포함하여 복합사로 제조된다.

여기서, 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 포함한 상기 내화복합사는 내화 성이 현저하고, 내열성이 우수하고, 1000℃의 고온에서도 용융이 일어나지 않으며, 열을 받은 후에도 타 소재에 비하여서도 강도 유지력이 우수하며, 가려움을 유발하지 않는다.

또한, 상기 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 포함한 상기 내화 복합사는 내구성, 기계적 강도, 내충격성, 내열성, 난연성, 방염성이 증가한다.

여기서, 상기 폴리아크릴로니트릴은 아크릴로니트릴을 라디칼 중합시켜 얻는 비닐중합체인데, 주용도는 아크릴계 합성섬유이며 5% 정도의 제2성분이 혼성중합되어 있다. 폴리아크릴로니트릴은 연화점이 300℃ 이상이며, 그대로 플라스틱으로 사용되는 경우는 없으나 고온에서 찌면 흑색의 내열성 반도체가 된다. 폴리아크릴로니트릴 합성섬유로부터 만든 실 모양의 것은 1데니어당 2g 이상의 강도를 나타낸다.

폴리이미드 섬유는 내열성이 뛰어난 합성섬유로 기계적 강도가 높고, 난연성이고, 전기 절연성이 좋고 충격 강도도 높다.

폴리아마이드 섬유는 나일론 섬유를 포함하고, 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성, 자기소화성, 난연성 등 우수한 특성을 갖고 있다.

메타아라미드 섬유는 아라미드 섬유 중 메타형인 것으로 내열성, 난연성, 방염성이 우수하다.

여기서 아라미드 섬유란 방향족 폴리아마이드형 섬유의 총칭이다.

파라아라미드 섬유는 아라미드 섬유 중 파라형인 것으로 내열성, 난연성, 방염성이 우수하다.

상기 내화 복합사는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 20 ~ 100 중량부와 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유 3 ~ 70 중량부를 포함한다. 그러나, 그에 한정하지 않는다.

상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우 상기 내화 복합사의 내화성, 내충격성, 내열성, 난연성, 방염성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 내화 복합사가 부드럽지 않다.

상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내구성, 기계적 강도, 내충격성, 내열성, 난연성, 방염성이 적고, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유의 함량이 적어 부드럽지 않은 특성을 보인다.

또한, 상기 내화 복합사는 탄화섬유를 더 포함한다.

상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유, 상기 탄화섬유를 함유한 상기 내화 복합사는 1000℃ 이상의 고온에서도 발화가 일어나지 않고 용융되지 않는다.

상기 탄화섬유는 탄소를 함유한 셀룰로오즈 등의 천연화합물과 아크릴 섬유, 비닐론, 피치 등의 합성물을 탄화하여 생성한 섬유로서 처리 온도에 따라 분자배열 과 결정의 변화가 생기며 일반적으로 탄소의 육각고리가 연이어 층상격자를 형성하며 흑색이나 회색을 띤다. 내열성과 내충격성이 크고 금속보다 가볍고, 금속에 비해 탄성과 강도가 뛰어나다. 상기 탄화섬유는 내염섬유라고도 불리우며 불활성탄화섬유인 옥시폴리아크릴로니트릴 섬유를 포함한다.

상기 내화 복합사는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 20 ~ 100 중량부, 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유 3 ~ 70 중량부와 상기 탄화섬유 3 ~ 70 중량부를 포함한다.

상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우 상기 내화 복합사의 내화성, 내충격성, 내열성, 난연성, 방염성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 내화 복합사가 부드럽지 않다.

상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내구성, 기계적 강도, 내충격성, 내열성, 난연성, 방염성이 적고, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 내화 복합사가 부드럽지 않은 특성을 보인다.

상기 탄화섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우 상기 내화 복합사의 내화성, 내구성, 내열성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 범위를 초과하는 경우 상기 내화 복합사가 부드럽지 않다.

상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유는 천연펄프, 천연솜, 또는 톱밥 등 셀룰로오즈 성분을 수화한 소듐실리케이트 또는 포타슘실리케이트 용액과 혼합한 후 3 ~ 24시간 동안 60 ~ 180 ℃에서 가열한 후 황산 또는 염산을 가하고 정제하여 셀룰로 오즈 실리케이트를 합성하고, 합성수지 바인더를 사용하여 방사한 후 건조시켜 권취된다.

먼저, 상기 셀룰로오즈 성분과 소듐실리케이트 산화수용액 또는 포타슘실리케이트 산화수용액을 혼합한다. 이때, 소듐실리케이트 산화수용액 또는 포타슘실리케이트 산화수용액은 소듐실리케이트 또는 포타슘실리케이트의 수용액인 물유리를 산화제로 산화시켜 제조한다. 상기 혼합물을 3 ~ 24시간 동안 60 ~ 180 ℃에서 가열하여 알칼리금속 리그닌 셀룰로오즈 고분자와 소듐실리케이트 혼합물을 제조한다. 그런 다음 상기 알칼리금속 리그닌 셀룰로오즈 고분자와 수화된 소듐실리케이트 혼합물에 황산 또는 염산을 가한 다음 정제하여 탈수반응시키면 산소로 연결되는 셀룰로오즈 실리케이트 고분자가 얻어진다. 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자를 합성수지 바인더를 사용하여 방사한 후 건조시켜 권취하여 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 형성한다.

하기 화학식 1에 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자의 화학 구조를 나타내었다.

상기 합성수지 바인더는 폴리이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 또는 헥사메틸렌디이소시아네이트를 포함한다.

여기서, 상기 합성수지 바인더는 수용액상에서 반응시켜 생성한 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자의 수산기(OH)들과 반응하여 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자를 건조시키고 소수화시킨다.

상기 폴리이소시아네이트는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자의 수산기(OH)와 반응하여 폴리우레탄과 유사한 반응을 하여 소수성 수지를 형성한 후 방사, 건조시켜 권취하여 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조한다.

상기 메틸렌디페닐이소시아네이트는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자의 수산기(OH) 또는 에테르(-O-)기와 반응하여 폴리우레탄과 유사한 반응을 하여 소수성 수지를 형성한 후 방사, 건조시켜 권취하여 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조한다.

상기 헥사메틸렌디이소시아네이트는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 고분자의 수산기(OH) 또는 에테르(-O-)기와 반응하여 폴리우레탄과 유사한 반응을 하여 소수성 수지를 형성한 후 방사, 건조시켜 권취하여 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조한다.

또한, 상기 내화 복합사는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리스(클로로에틸)포스페이트, 또는 포스가드의 유기인 화합물, 인산, 또는 계면활성제를 포함한 용액에 함침한 내화 복합사인 것을 더 포함한다.

여기서, 상기 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 또는 트리스(클로로에틸)포스페이트의 유기인 화합물은 연소시 폴리인산으로 변화하고, 표면에 형성된 폴리인산막이 보호막으로 작용하여 산소를 차단하고, 상기 포스가드의 유기인 화합물은 연소시 폴리메타크릴산으로 변화하고, 상기 폴리메타크릴산의 탈수작용에 의해 생기는 탄소피막에 의해 산소가 차단된다.

상기 인산은 연소시 표면에 인산층을 형성하여 산소를 차단한다.

상기 계면활성제는 상기 내화 복합사를 함침할 때 균일한 함침이 가능하게 한다.

상기 유기인화합물의 함량은 2 ~ 20 중량부, 인산의 함량은 5 ~ 80 중량부, 또는 계면활성제의 함량은 0.05 ~ 5 중량부이다.

상기 유기인화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내열성 또는 내화성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 냄새가 나는 문제점이 있다.

상기 인산의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내화성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 부식의 문제점이 있다.

상기 계면활성제의 범위가 상기 범위 미만인 경우 균일한 함침이 어려운 문제점이 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 표면 유성 얼룩이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 본 발명은 내화 복합사를 제직 또는 편직하여 제조된 내화 직물을 제공한다.

상기 내화 직물은 두께를 자유롭게 변화시킬 수 있고, 주름이 생기지 않는다. 또한, 형태안정성이 크고, 어떠한 방향으로도 자유롭게 재단이 가능하고, 강도의 범위가 넓고, 보온성, 흡수성, 단열성 등을 나타낼 수 있다.

상기 내화 직물은 상기 내화 직물에 염색, 나염, 또는 문양을 가하여 형성된 내화 커튼을 포함한다. 여기서, 상기 내화 직물을 직조후 열압착하여 딱딱하게 하여 형성한 내화 커튼을 더 포함한다.

또한, 상기 내화 직물에 염색, 나염, 또는 문양을 가하여 내화 원단을 형성할 수 있다.

또한, 상기 내화 직물이 나무 또는 금속 코어부재를 둘러쌓도록 하여 내화 침대를 형성할 수 있다.

또한, 상기 내화 직물이 스프링부재를 둘러쌓도록 하여 내화 매트릭스를 형성할 수 있다.

또한, 상기 내화 직물이 금속띠모양의 소재를 둘러쌓도록 하여 내화덕트호스는 형성할 수 있다.

또한, 상기 내화 직물에 향균제를 도포한 후 봉제하여 내화 이불을 형성할 수 있다.

또한, 상기 내화 직물을 봉제하여 소방복을 형성할 수 있다.

또한, 상기 내화 직물에 방습제, 향균제, 향료를 도포한 후 봉제하여 내화 봉제품을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 내화 복합사 제조방법은,

내화 복합사 제조방법으로서, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 질소함유 섬유로 랩을 형성하는 혼타면 공정;

상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 상기 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 상기 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조하는 소면(Carding) 공정;

상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면 공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조하는 정소면(Combing) 공정;

상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면 서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조(Drawing) 공정;

상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조하는 조방(Roving) 공정;

상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조하는 정방(Spinning) 공정;

상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아주는 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정;

상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)하는 합사 및 연사 공정; 및

상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 리와인딩(Re-winding) 공정;을 포함한다.

구체적으로, 상기 내화 복합사 제조방법은 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 혼합하여 랩을 형성하는 혼타면 공정, 섬유를 정렬하여 슬라이버를 제조하는 소면 공정과 정소면 공정, 연신하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조 공정, 꼬임을 주는 조방 공정, 응집력을 주어 강도를 유지하는 정방 공정, 공정수분율을 유지하는 급습 공정, 감아주는 권사 공정, 합사 및 연사 공정, 및 다시 감아주는 리와인딩하는 공정을 포함한다.

상기 질소함유 섬유는 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유이다.

여기서, 상기 질소함유 섬유에 대한 기재는 앞의 기재를 원용한다.

상기 내화 복합사 제조방법은 탄화섬유를 더 포함한다.

여기서, 상기 탄화섬유에 대한 기재는 앞의 기재를 원용한다.

상기 내화 복합사 제조방법은 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리스(클로로에틸)포스페이트, 또는 포스가드의 유기인 화합물, 인산, 또는 계면활성제를 포함한 용액에 함침하는 것을 더 포함한다.

여기서, 상기 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 또는 트리스(클로로에틸)포스페이트의 유기인 화합물은 연소시 폴리인산으로 변화하고, 표면에 형성된 폴리인산막이 보호막으로 작용하여 산소를 차단하고, 상기 포스가드의 유기인 화합물은 연소시 폴리메타크릴산으로 변화하고, 상기 폴리메타크릴산의 탈수작용에 의해 생기는 탄소피막에 의해 산소가 차단된다.

상기 인산은 연소시 표면에 인산층을 형성하여 산소를 차단한다.

상기 계면활성제는 상기 내화 복합사를 함침할 때 균일한 함침이 가능하게 한다.

상기 유기인화합물의 함량은 2 ~ 20 중량부, 인산의 함량은 5 ~ 80 중량부, 또는 계면활성제의 함량은 0.05 ~ 5 중량부이다.

상기 유기인화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내열성 또는 내화성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 냄새가 나는 문제점이 있다.

상기 인산의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내화성이 감소되고, 상기 범위를 초과하는 경우 부식의 문제점이 있다.

상기 계면활성제의 범위가 상기 범위 미만인 경우 균일한 함침이 어려운 문제점이 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 표면 유성 얼룩이 발생하는 문제점이 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 90 중량부와 파라아라미드 섬유 10 중량부의 내화 복합사 및 그 제조방법 및 내화 직물

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내화 복합사의 제조공정도이다.

도 1과 같이, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 90 중량부와 파라아라미드 섬유 10 중량부를 혼합하여 랩을 형성하는 혼타면 공정, 섬유를 정렬하여 슬라이버를 제조하는 소면 공정과 정소면 공정, 연신하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조 공정, 꼬임을 주는 조방 공정, 응집력을 주어 강도를 유지하는 정방 공정, 공정수분율을 유지하는 급습 공정, 감아주는 권사 공정, 합사 및 연사 공정, 및 다시 감아주는 리와인딩하는 공정을 포함하여 내화 복합사를 제조하였다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 시험의뢰 내역서이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 시험의뢰용 도면이다.

도 2 및 도 3과 같이, 경사는 90tex 방적사를 2가닥 합사하고, 위사는 90tex 단사의 방적사이고, 조직은 평직이며, 밀도는 경사는 22본/inch, 위사는 19본/inch이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 시험결과이다.

도 4와 같이, 열방출율시험의 총방출열량이 기준값인 8 MJ/㎡ 이하인 2.57 ~ 2.89 MJ/㎡이고, 최대 열방출률이 기준인 200 kW/㎡를 초과하는 시간이 10초 이내인 0.0초이고, 시험체를 관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융 등이 없을 것인 기준을 통과하였다. 또한, 가스유해성 시험에서 실험용 쥐의 행동정지시간이 9분 이상인 기준을 12분 46초 ~ 13분 54초로 통과하였다. 그 결과 한국소방검정공사 KFI기준에 합격하여 KFI 인정서를 받았다.

여기서, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 변형실리카섬유(modified silica fiber)로 달리 칭하였다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 가스유해성 시험방법 및 시험결과이다.

도 5와 같이 시험체 1은 실험용 쥐의 행동정지시간이 9분 이상인 기준을 13분 42초로 건축물 내부마감재료의 난연성 기준 및 KS F 2271(건축물 내장 재료 및 구조의 난연성시험방법) 중 가스유해성시험에 합격하였고, 도 6에 그 시험결과를 나타내었다.

또한, 도 5의 시험체 2는 실험용 쥐의 행동정지시간이 9분 이상인 기준을 14분 17초로 건축물 내부마감재료의 난연성 기준 및 KS F 2271(건축물 내장 재료 및 구조의 난연성시험방법) 중 가스유해성시험에 합격하였고, 도 7에 그 시험결과를 나타내었다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내화 복합사의 제조공정도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 시험의뢰 내역서이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 시험의뢰용 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 시험결과이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 내화 복합사로 제조한 내화 직물의 한국소방검정공사 가스유해성 시험방법 및 시험결과이다.

도 6은 도 5의 시험체 1의 한국소방검정공사 가스유해성 시험결과이다.

도 7은 도 5의 시험체 2의 한국소방검정공사 가스유해성 시험결과이다.

Claims (15)

1. 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유를 포함하여 제조된 내화 복합사.
2. 제1항에 있어서, 상기 내화 복합사는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 20 ~ 100 중량부와 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유 3 ~ 70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 복합사.
3. 제1항에 있어서, 상기 내화 복합사는 탄화섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 복합사.
4. 제3항에 있어서, 상기 내화 복합사는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 20 ~ 100 중량부, 상기 질소함유 고분자로 형성된 섬유 3 ~ 70 중량부와 상기 탄화섬유 3 ~ 70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 복합사.
5. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유는 천연펄프, 천연솜, 또는 톱밥 등 셀룰로오즈 성분을 수화한 소듐실리케이트 또는 포타슘실리케이트 용액과 혼합한 후 3 ~ 24시간 동안 60 ~ 180 ℃에서 가열한 후 황산 또는 염산을 가하고 정제하여 셀룰로오즈 실리케이트를 합성하고, 합성수지 바인더를 사용하여 방사한 후 건조시켜 권취된 것인 내화 복합사.
6. 제5항에 있어서, 상기 합성수지 바인더는 폴리이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 또는 헥사메틸렌디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 복합사.
7. 제1항에 있어서, 상기 내화 복합사는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리스(클로로에틸)포스페이트, 또는 포스가드의 유기인 화합물, 인산, 또는 계면활성제를 포함한 용액에 함침한 내화 복합사인 것을 더 포함하는 내화 복합사.
8. 제7항에 있어서, 상기 유기인화합물의 함량은 2 ~ 20 중량부, 인산의 함량은 5 ~ 80 중량부, 또는 계면활성제의 함량은 0.05 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 내화 복합사.
9. 제1항 내지 제8항에 기재된 내화 복합사를 제직 또는 편직하여 제조된 내화 직물.
10. 제9항에 있어서, 상기 내화 직물은 상기 내화 직물에 염색, 나염, 또는 문양을 가하여 형성된 내화 커튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 직물.
11. 내화 복합사 제조방법으로서, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와 질소함유 섬유로 랩을 형성하는 혼타면 공정;

    상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 상기 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3차에 걸쳐 시행함으로 협작물을 제거하면서 상기 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조하는 소면(Carding) 공정;

    상기 소면(Carding) 공정에서 제조된 슬라이버를 다시 12~14 가닥 혼합하여 소면 공정에서 절단된 단섬유와 넵 및 잡물을 제거해서 보다 장력이 큰 실(Combed Yarn)을 제조할 수 있도록 균제도가 양호한 슬라이버를 제조하는 정소면(Combing) 공정;

    상기 정소면(Combing) 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합(Doubling)하면서 연신(Drafting)하여 보다 가는 슬라이버를 제조하는 연조(Drawing) 공정;

    상기 연조(Drawing) 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조하는 조방(Roving) 공정;

    상기 조방(Roving) 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조하는 정방(Spinning) 공정;

    상기 정방(Spinning) 공정에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아주는 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정;

    상기 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)하는 합사 및 연사 공정; 및

    상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 리와인딩(Re-winding) 공정;을 포함하는 내화 복합사 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 질소함유 섬유는 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 메타아라미드, 또는 파라아라미드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 질소함유 고분자로 형성된 섬유인 것을 특징으로 하는 내화 복합사 제조방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 내화 복합사 제조방법은 탄화섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 복합사 제조방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 내화 복합사 제조방법은 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리스(클로로에틸)포스페이트, 또는 포스가드의 유기인 화합물, 인산, 또는 계면활성제를 포함한 용액에 함침하는 것을 더 포함하는 내화 복합사 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 유기인화합물의 함량은 2 ~ 20 중량부, 인산의 함량은 5 ~ 80 중량부, 또는 계면활성제의 함량은 0.05 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 내화 복합사 제조방법.

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