KR101017692B1 - 도전성 아크릴섬유의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크릴섬유에 티타노 실리케이트 촉매, 과산화수소 및 암모니아를 이용한 암모니아 부가반응으로 아미드옥심화된 아크릴섬유를 제조한 후, 이를 황산구리, 유황계 환원제 및 하이드록실아민, 차아염소산소다 및 유산제1철(FeCl3) 중에서 선택된 1종 이상의 비유황계 환원제 용액에 침지, 수세 및 건조하는 일련의 공정으로, 상기 암모니아 부가반응 시 부반응을 최소화하면서 반응수율 및 선택도를 향상시켜 구리의 사용량 최소화하고, 비유황계 환원제를 사용하여 CuS 침전물의 생성량이 급격히 감소하고, 도전성, 특히 길이방향 도전 균일성, 내세탁성, 착색성 등이 향상된 도전성 아크릴섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.
암모니아 부가반응, 도전성 아크릴섬유, 아미드옥심화된 아크릴섬유, 비유황계 환원제

Description

도전성 아크릴섬유의 제조방법{Preparation method of conductive acrylic fiber}
본 발명은 아미드옥심화시킨 아크릴섬유에 구리이온을 흡착 반응시켜, 안정적이고 경제성이 양호하며 수십 회의 세탁 후에도 비저항치, 도전성 및 안정성이 그대로 유지되는 도전성 아크릴섬유의 제조방법에 관한 것이다.
종래 중합체(그 중에서도 특히 아크릴섬유)에 도전성을 부여하는 방법으로서, 일본 특허공보 제55-51873호 및 미국특허 제4,378,226호는 구리2가 이온을 각종 환원제로 구리1가 이온으로 환원시켜 아크릴섬유에 1차 흡착시킨 다음, 구리이온을 황화구리로 바꾸는 2단 공정을 개시하고 있으나, 그 작업이 매우 복잡하다는 문제점이 있었다.
또한, 한국 특허공보 제96-011594호에서는 구리2가 이온을 킬레이트 화합물로 형성시켜 유황 이온과 침전하는 것을 방지하고자 하였으나, 섬유에 대한 구리이온의 반응성이 떨어지는 심각한 문제점이 있었다. 특히, 환원제로서 차아황산 나트륨(sodium hydrosulfite, Na2S2O4), 티오황산나트륨(sodium thiosulfite, Na2S2O3), 아황산수소나트륨(sodium bisulfite, NaHSO3), 포름알데히드설폭실산나트륨(sodium formaldehyde sulphoxylate)등과 같은 유황함유 환원제의 양을 황산구리(CuSO4) 몰 대비 100% 이상의 과량을 사용함에 따라서 유황이온이 다량 발생하여 황화구리의 침전물이 발생하고 섬유표면에 부착하여 성능 저하는 물론 제품의 불량을 초래하게 되는 심각한 기술적 문제점이 발생하였다.
이와 같이, 종래에는 유황계 환원제를 구리이온에 대하여 상당히 과량으로 투입함으로써 환원력 향상과 중합체에 대한 구리이온의 결합을 촉진시키려고 했으나, 과량으로 투입된 황 화합물이 분해되면서 과량의 유황 이온을 방출하여 황화구리의 침전물이 형성되어 심각한 품질불량 및 생산성 저하의 원인이 되었다. 이러한 부반응을 방지하기 위해서 종래에는 반응온도를 낮춘 상태에서 매우 장시간 동안 반응을 진행하려는 시도도 있었으나, 수율이 높지 않을 뿐만 아니라 생산성 및 경제성 또한 매우 낮은 문제점이 지적되었다.
또한, 미국특허 제4,556,508호 및 제4,690,854호는 시아노기 또는 메르캅토기와 같은 관능기를 함유하는 중합체기질 및 기질에 결합된 황화구리를 포함하는 도전성 재료를 개시하면서, 소량의 황화은 또는 황화팔라듐을 배합하여 내세척성과 같은 도전성 재료의 안정성을 개선한다는 것을 제안하고 있으나, 장기간 반복 사용으로 인한 전도성 상실로 내구성이 현저히 저하되는 심각한 문제점이 지적되고 있다.
이에 본 출원인은 대한민국특허 등록 제676485호 및 제814346호에서, 구리이온이 중합체에 안정하게 흡착되어 CuS 침전물의 생성량이 급격히 감소하여 품질이 크게 개선되고 생산성이 향상되는 도전처리용 조성물 및 이를 이용한 도전성 중합체의 제조방법을 제시하였다.
이외에, 대한민국특허 등록 제772056호에서는 아크릴섬유에 간단한 화학반응으로 리간드장의 세기가 아주 큰 아미드옥심기를 도입하여 황화구리와 강력한 배위결합을 형성하도록 유도함으로써, 도전성 및 내세탁 특성을 갖는 도전성 아크릴섬유 및 이의 제조방법을 제시하고 있다. 그러나, 이는 아크릴섬유의 아미드옥심화 수행 시 다양한 부반응으로 부산물 생성이 많고, 아미드옥심화 수율이 낮아 다음 의 Cu와의 반응 시 미반응된 Cu 함량이 높아지게 되는 문제가 있다. 상기 미반응된 Cu는 유황계 환원제에 함유된 S와의 반응으로 CuS 침전물을 형성하는 바, 이러한 침전물은 오히려 도전성 아크릴섬유의 품질을 저하시키는 인자로 작용하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 종래 아크릴섬유에 아미드옥심기 형성 시, 부반응으로 인한 반응부산물을 최소화하면서, 단시간에 반응수율을 향상시켜 반응원료인 구리의 사용량 최소화하고, 비유황계 환원제를 사용하여 CuS 침전물의 생성량이 급격히 감소시키고, 도전성, 특히 길이방향 도전 균일성, 내세탁성, 착색성 등의 물성이 향상되어 품질이 크게 개선되고 생산성이 향상되는 도전성 아크릴섬유를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 티타노 실리케이트 촉매하에서, 아크릴섬유 100 중량부, 과산화수소 50∼300 중량부 및 암모니아 100∼300 중량부를 반응시켜 아미드옥심화된 아크릴섬유를 제조하는 단계와; 상기 아미드옥심화 아크릴섬유 100 중량부를, 황산구리 5∼10 중량부, 상기 황산구리의 구리이온 100 몰에 대하여 유황계 환원제 40∼80 몰비; 및 하이드록실아민, 차아염소산소다 및 유산제1철(FeCl3) 중에서 선택된 1종 이상의 비유황계 환원제 30∼100 몰비를 함유한 도전성 용액에 침지시킨 후, 수세 및 건조하는 단계를 포함하여 이루어진 도전성 아크릴섬유의 제조방법에 그 특징이 있다.
본 발명은 아크릴섬유의 아미드옥심화 반응의 효율 및 옥심화의 선택도를 향상시켜 반응원료인 구리의 사용량을 최소화하고, 비유황계 환원제를 사용하여 CuS 침전물의 생성량이 급격히 감소하고, 도전성, 내세탁성의 물성 뿐만 아니라 착색성 및 길이방향 도전 균일성 물성이 향상되어 품질이 크게 개선되고 생산성이 향상되어 환경적, 경제적 및 제품 안정성 등의 면에서 개선 효과를 나타낸다. 더욱이 추가적인 산화 처리를 통하여 전이금속 담지로 인하여 야기될 수 있는 변색을 효과 적으로 억제함으로써 섬유 고유의 색상 유지가 가능하다.
본 발명은 부반응이 적고 반응효율이 우수한 암모니아 부가반응을 사용하여 아크릴섬유의 아미드옥심화를 수행한 후, 이를 소량의 구리이온; 유황계 환원제; 및 하이드록실 아민, 차아염소산소다 및 유산제1철(FeCl3) 중에서 선택된 1종 이상의 비유황계 환원제가 혼합된 용액에 침지, 수세 및 건조시키는 일련의 공정으로 도전성 아크릴섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 도전성 아크릴섬유를 제조하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 티타노 실리케이트 촉매하에서, 아크릴섬유 100 중량부, 과산화수소 50∼300 중량부 및 암모니아 100∼300 중량부를 반응시켜 아미드옥심화된 아크릴섬유를 제조한다..
통상적으로 아미드옥심화를 수행하는 방법은 당 분야에서 다양하게 알려져 있으며, 특히 하이드록실 아민을 이용한 아미드옥심화가 널리 알려져 있다[대한민국 특허등록 제772056호]. 상기 하이드록실 아민을 이용한 반응은 손쉽게 반응을 수행할 수 있다는 장점은 있으나, 부반응으로 인한 부산물의 생성이 많아 반응수율 및 옥심화의 선택도가 낮으며, 반응시간이 길다는 단점이 있다. 이때, 부산물은 세척과정에 의해 제거되는 부분도 있으나, 아크릴섬유에 존재하는 잔여물은 이후 반응에 영향을 주거나 다른 반응으로 침전물을 형성하게 되어 제조된 제품의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 이에 본 발명은 티타노 실리케이트 촉매, 과산화수소, 암모니아를 이용한 암모니아 부가반응을 수행하여 단시간에 부반응을 최소화하여 반응수율 및 옥심화의 선택도를 향상시키고자 한다. 이때, 상기 암모이나 부가반응은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 50∼120 ℃에서 5∼60분 동안 반응을 수행하며, 바람직하기로는 반응시간 단축을 위하여 가압하에서 수행하는 것이 좋다.
상기 티타노 실리케이트 촉매는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 골격을 구성하는 원소로서 티타늄, 실리콘 및 산소를 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로 티타늄에 대하여 실리콘의 원자비[실리콘/티타늄]가 10∼1000 범위인 미세분말, 펠렛형을 사용할 수 있다. 상기 실리콘의 원자비가 범위를 벗어나는 경우에는 촉매의 활성을 나타낼 수 없거나 고가의 금속사용으로 경제성이 낮은 문제가 있다. 이러한 촉매는 아크릴섬유 100 중량부에 대하여 1∼20 중량부 범위로 사용하는 바, 상기 범위내에서 촉매의 활성을 유지할 수 있다.
상기 과산화수소는 아크릴섬유 100 중량부에 대하여 50∼300 중량부, 바람직하기로는 50∼200 중량부 범위로 사용하고, 암모니아 아크릴섬유 100 중량부에 대하여 100∼300 중량부, 바람직하기로는 150∼300 중량부 범위를 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 암모니아는 아크릴섬유, 과산화수소보다 과량으로 사용하여 반응용액 중에 잔류시키도록 하여 아크릴섬유의 전환율과 아미드옥심화된 아크릴섬유 이 선택도를 상승시킬 수 있다. 이러한 과산화수소와 암모니아의 사용량이 상기 범위 미만이면 그 양이 너무 미미하여 반응수행이 어려우며, 범위를 초과하는 경우에는 부산물, 미반응물의 양이 많아 경제적이지 못한 문제가 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 아미드옥심화 아크릴섬유 100 중량부를, 황산구리 5∼10 중량부, 상기 황산구리의 구리이온 100 몰에 대하여 유황계 환원제 40∼80 몰비; 및 하이드록실아민, 차아염소산소다 및 유산제1철(FeCl3) 중에서 선택된 1종 이상의 비유황계 환원제 30∼100 몰비를 함유한 도전성 용액에 침지시킨 후, 수세 및 건조한다. 이때, 상기 침지는 50∼70 ℃에서 1∼3시간동안 수행하는 바, 상기 반응온도가 50 ℃ 미만이면 반응시간이 증가하여 피염물의 강도가 저하되는 문제가 발생하며, 70 ℃를 초과하는 경우에는 과반응이 수행되는 문제가 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 반응시간이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 도전성 섬유의 본질을 형성할 수 없거나 도전성 섬유의 강도 및 신축성이 크게 저하되는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 황산구리의 사용량이 5 중량부 미만이면 그 양이 너무 미미하여 전도서이 저하되는 문제가 있고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 과반응 현상으로 침전물이 급격히 증가하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유황계 환원제의 사용량이 80 몰비를 초과하는 경우에는 황화구리 침전물의 생성량이 급격히 증가하여 품질과 생산성이 크게 저하되는 문제가 있다. 상기 비유황계 환원제의 30 몰비 미만이면 구리의 환원효과가 크지않아 섬유표면에 구리이온의 흡착효과 및 그에 따른 도전성이 높지 않을 수 있으며, 100 몰비를 초과하는 경우에는 침전물이 많이 발생할 수 있다. 비유황계 환원제 중에서도 특히 하이드록실아민, 차아염소산소다 및 유산제1철 또는 이들의 혼합물은 환원시키는 속도가 온도 및 시간에 따라 단계적으로 반응하기 때문에 침전물이 전혀 발생하지 않는 특징이 있어 본 발명의 효과 달성에 바람직한 환원제이다.
상기 침지 반응 시 시트르산, 인산, 황산, 포름산, 아세트산 및 이들의 염 중에서 선택된 1종 이상의 pH 조절제가 추가로 포함될 수 있고, 이러한 pH 조절제의 양은 pH가 2.5∼5로 조절될 수 있는 정도의 양이 바람직하다. 이때 pH가 2.5 미만 및 pH가 5를 초과하는 경우에는 각각 섬유와의 반응속도가 빨라지는 문제점 및 섬유와의 반응속도가 온도 및 시간과 균형이 맞지 않아 침전물이 생성되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, Au, Ag, Pt, Ni 및 Al 중에서 선택된 1종 이상의 내구성 강화제 역시 추가로 포함시켜 구리이온과 동시에 함침시킴으로써 내구성이 있는 도전성 섬유를 제조할 수도 있으며, 이러한 내구성 강화제의 바람직한 양은 30∼100 몰 범위가 바람직하다. 내구성 강화제제가 30몰 미만 및 100몰을 초과하는 경우에는 각각 내구성이 원하는 수준으로 향상되지 않는 문제점 및 CuS 발생량이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 침지 후, 오존(O3) 또는 과산화수소(H2O2)의 산화제를 사용한 산화처리 과정으로 구리에 의해 변색된 섬유의 색을 원상태로 회복시키는 단계가 추가될 수 있다.
통상적으로, 전이금속은 산화 또는 환원상태에 따라 고유한 색을 나타내는 바, 구리는 산화 및 환원 상태에 따라 붉은색 및 푸른색으로 변화한다. 이와 관련하여, 본 발명은 환원상태에서는 대부분 검은색을 나타내지만, 산화 처리함으로써 투명 특성을 나타낸다는 사실에 착안하여 구리에 의해 변색된 섬유를 산화제로 처리할 경우, 그 고유의 색을 투명하게 변화시켜 섬유 고유 색상이 선명하게 발현되도록 할 수 있다. 이때, 산화제를 사용하여 산화를 수행하는 바, 상기 산화제는 구체적으로 오존(O3) 또는 과산화수소(H2O2) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 저렴하고 취급이 용이한 과산화수소, 보다 바람직하게는 과산화수소 수용액을 사용한다.
상기 산화 처리는 다양한 방식으로 수행될 수 있는 바, 구체적으로 구리에 의해 변색된 섬유를 희석된 과산화수소수에 넣어 처리하거나, 변색 부분에 선택적으로 분사하는 방식이 이용될 수 있다. 이때, 산화제는 도전성 용액에 대하여 5∼20 중량% 범위로 사용하는 바, 상기 범위 내에서 본 발명이 목적으로 하는 산화효과 발현이 가능하다.
상기 수세 및 건조는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 수세는 물을 사용하여 3∼5 회 수행하며, 건조는 90∼120 ℃ 범위에서 수행할 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
아크릴섬유(태광산업 (주)아세란 3d 76/127 mmSF) 100 g, 60 중량% 과산화수소 수용액 200 g, 및 암모니아 200 g를 반응용매인 15 중량%의 함수 메탄올 수용액 400 g와 티타노실리케이트 촉매 5 g하에서 80 ℃, 15분 동안 반응시켜 아미드옥심화된 아크릴섬유를 제조하였다. 이때, 상기 티타노실리케이트 촉매는 티타늄에 대하여 실리콘 원자비가 100인 것을 사용하였다. 상기 반응이 완결되면 미반응 불순물을 제거하기 위해 연수로 수회 세척하였다.
상기에서 제조된 아미드옥심화된 아크릴섬유의 아미드옥심화 여부는 FT-IT 스펙트럼 분석과 C·H·N 원소분석을 통하여 확인하였다. 상기 FT-IT 스펙트럼 분석은 FT-IT Spectro-photometer를 이용하여 KBr법으로 4000 cm-1 범위에서 스펙트럼 분석을 수행한 결과, 3400 cm-1 부근에서 -OH기와 -NH2기가 넓게 형성되어 나타나고, 아미드옥심기인 -C=N- 및 =N-O-의 피크가 각각 1641.7 cm-1과 901.2 cm-1에서 나타나 있는 것으로 보아 아미드옥심화 되었음을 알 수 있다. 또한, W. C. Heraeus 원소분석기를 사용하여 C·H·N 비를 분석한 결과, 질소 함유율이 2.78%에서 4.69%로 증가한 것으로 보아 역시 아미드옥심화 되었음을 확인할 수 있었다.
비이커에, 상기에서 얻어진 아미드옥심화된 아크릴섬유 100 g과 하기 표 1에 나타낸 도전성 용액과 함께 비커에 넣고, 시트르산 및 제2인산나트륨으로 pH 3.5로 조절하였다. 이후에 서서히 승온시켜 55 ℃에서 3시간 동안 반응시킨 후 세척하고, 90 ℃에서 건조하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다. 이때, CuS 침전물의 양은 1.13 mg/L 정도로 소량 생성됨을 확인하였는 바, 상기 CuS 침전물의 양은 도전 처리 전 섬유의 무게와 처리 후 섬유의 무게를 측정하여 함량(%)을 구하였다. 또한, 상기에서 제조된 도전성 아크릴섬유는 환원된 구리에 의해 연한 푸른빛 또는 연한 붉은빛을 나타냄을 확인할 수 있었다.
황산구리 10g 0.065몰
황산수소나트륨 2.06g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
티오황산나트륨 5.515g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
하이드록실아민 3.63g 구리이온 100몰을 기준으로 40몰%
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 2에 나타낸 도전 처리용 조성물을 사용하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다. 이때, CuS 침전물의 양은 0.55 mg/L 정도로 아주 소량 생성됨을 확인하였다.
황산구리 10g 0.065몰
하이드로설파이트 2.615g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
무수아황산나트륨 2.88g 구리이온 100몰을 기준으로 25몰%
하이드록실아민 0.03g 구리이온 100몰을 기준으로 20몰%
유산제1철 5.68g 구리이온 100몰을 기준으로 70몰%
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 3에 나타낸 도전 처리용 조성물을 사용하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다. 이때, CuS 침전물의 양은 1.35 mg/L 정도로 아주 소량 생성됨을 확인하였다.
황산구리 10g 0.065몰
하이드로설파이트 2.615g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
무수아황산나트륨 1.89g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
황산수소나트륨 0.7g 구리이온 100몰을 기준으로 25몰%
하이드록실아민 0.33g 구리이온 100몰을 기준으로 20몰%
유산제1철 2.435g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
차아염소산나트륨 1.49g 구리이온 100몰을 기준으로 40몰%
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 도전성 용액에 반응시킨 후, 상기 용액에 대하여 20 중량%의 과산화수소 수용액(15 중량% 농도)에 침지시켜 산화시킨 후, 수세 및 건조하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다.
상기 도전성 아크릴섬유는 실시예 1에서 제조된 도전성 아크릴섬유와 동일한 물성치를 나타낼 뿐만 아니라 구리에 의하여 변화된 아크릴 섬유의 색상을 아크릴 고유의 투명색을 유지한다는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 1 : 비유황계 환원제 사용 안한 경우
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 4에 나타낸 도전 처리용 조성물을 사용하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다. 이때, CuS 침전물의 양은 12.19 mg/L 정도로 아주 소량 생성됨을 확인하였다.
황산구리 10g 0.065몰
하이드로설파이트 4.355g 구리이온 100몰을 기준으로 50몰%
무수아황산나트륨 1.89g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
황산수소나트륨 1.12g 구리이온 100몰을 기준으로 40몰%
비교예 2 : 유황계 환원제 과량 사용한 경우
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 5에 나타낸 도전 처리용 조성물을 사용하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다. 이때, CuS 침전물의 양은 18.4 mg/L 정도로 아주 소량 생성됨을 확인하였다.
황산구리 10g 0.065몰
하이드로설파이트 4.355g 구리이온 100몰을 기준으로 50몰%
무수아황산나트륨 1.89g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
황산수소나트륨 1.12g 구리이온 100몰을 기준으로 40몰%
유산제1철 2.435g 구리이온 100몰을 기준으로 30몰%
차아염소산나트륨 1.49g 구리이온 100몰을 기준으로 40몰%
비교예 3 : 아미드옥심화된 아크릴섬유를 사용하지 않은 경우
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 아미드옥심화된 아크릴섬유 대신에 아크릴섬유(태광산업 (주)아세란 3d 76/127 mmSF) 100 g을 사용하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다.
비교예 4 : 하이드록시 아민을 사용하여 아미드옥심화를 수행한 경우
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 아크릴섬유를 염산하이드록시 아민 25 g/L, 가성소다 5 g/L를 포함하는 욕비 1 : 20의 히드록시아민 수용액에 넣고, 60 ℃로 가열하여 1 시간동안 반응하였다. 상기 반응 후, 상온에서 물로 수차례 수세함여 미반응 약제를 제거하여 아미드옥심화된 아크릴섬유를 제조하였다[대한민국특허등록 제772056호].
상기에서 제조된 아미드옥심화된 아크릴섬유를 사용하여 도전성 아크릴섬유를 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 도전성 아크릴섬유의 내알칼리성, 내산성, 내세탁성, 착색성 및 길이방향 도전 균일성 등의 물성을 측정하였다.
1. 내알칼리성
60 ℃의 10% NaOH 용액에 시료를 48시간 동안 침지시킨 후 수세·건조하여 강신도 및 도전 성능을 측정하여 그 결과를 하기 표 6 및 7에 나타내었다. 이때, 전기 비저항은 볼륨저항측정법(SRIS 2301 Standards)에 따라 도저넝 아크릴섬유의 전기 비저항값을 측정하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3
침지전 침지후 침지전 침지후 침지전 침지후
섬도 (De) 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
강도 (g/d) 3.4 3.3 3.4 3.3 3.4 3.2
신도 (%) 47.0 45.0 47.0 44.5 47.0 44.0
비저항 (Ωcm) 1.9×10-1 2.0×10-1 1.8×10-1 1.9×10-1 1.7×10-1 1.9×10-1
Cu함량 (%) 3.11 3.07 3.13 3.06 3.18 3.18
항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
침지전 침지후 침지전 침지후 침지전 침지후 침지전 침지후
섬도 (De) 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
강도 (g/d) 3.4 3.3 3.4 3.2 3.4 3.3 3.4 3.3
신도 (%) 47.0 39.0 47.0 37.0 47.0 37.3 47.0 36.5
비저항 (Ωcm) 1.6×10-1 1.9×10-1 2.1×10-1 2.3×10-1 3.2×10-1 3.5×10-1 2.5×10-1 2.8×10-1
Cu함량 (%) 3.20 2.97 3.09 2.93 2.69 2.37 3.01 2.85
2. 내산성 시험
60 ℃의 10% HCl 용액에 시료를 48시간동안 침지시킨 후 수세·건조하여 강신도 및 도전 성능을 측정하여 그 결과를 다음 표 8 및 9에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3
침지전 침지후 침지전 침지후 침지전 침지후
섬도 (De) 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
강도 (g/d) 3.4 3.2 3.4 3.3 3.4 3.3
신도 (%) 47.0 42.0 47.0 45.6 47.0 44.2
비저항 (Ωcm) 1.8×10-1 2.0×10-1 1.9×10-1 2.1×10-1 1.8×10-1 2.1×10-1
Cu함량 (%) 3.15 3.03 3.11 3.02 3.13 3.08
시료/항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
침지전 침지후 침지전 침지후 침지전 침지후 침지전 침지후
섬도 (De) 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
강도 (g/d) 3.4 3.3 3.4 3.2 3.4 3.3 3.4 3.3
신도 (%) 47.0 42.3 47.0 44.3 47.0 44.5 47.0 44.3
비저항 (Ωcm) 1.6×10-1 1.9×10-1 2.1×10-1 2.4×10-1 3.2×10-1 3.6×10-1 2.5×10-1 2.8×10-1
Cu함량 (%) 3.20 2.97 3.09 2.86 2.69 2.47 2.96 2.61
3. 내세탁성
일반 분말세제(KSM 2740, KSK 세탁견뢰도 시험 규정 세제) 5 g/L 및 합성분말세제(상품명 비트) 0.7 g/L를 사용하여 Launder Meter 40 ℃ㅧ30분 세탁을 10회 실시하여 수세하고 건조한 후, 비저항 섬유 중 Cu 함량을 측정하여 그 결과를 다음 표 10에 나타내었다.
항목 세탁 전 일반 분말세제 세탁 후 합성 분말세제 세탁 후
비저항
(Ωcm)		 Cu함량
(%)		 비저항
(Ωcm)		 Cu함량
(%)		 비저항
(Ωcm)		 Cu함량
(%)
실시예 1 1.7×10-1 3.04 2.9×10-1 2.98 2.8×10-1 2.84
실시예 2 1.6×10-1 3.09 2.7×10-1 3.01 2.6×10-1 2.98
실시예 3 1.8×10-1 3.13 2.0×10-1 3.07 2.2×10-1 2.91
비교예 1 2.5×10-1 3.02 3.2×10-1 2.57 3.1×10-1 2.91
비교예 2 2.7×10-1 3.09 3.5×10-1 2.87 3.9×10-1 2.74
비교예 3 3.2×10-1 2.69 6.5×10-1 2.26 6.8×10-1 2.18
비교예 4 2.5×10-1 2.96 2.7×10-1 2.96 3.3×10-1 2.51
4. 착색성 및 길이방향 도전 균일성
착색성 : 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 도전성 아크릴섬유에, 염착제(cationic red)를 사용하여 염착을 수행한 후 착색성을 관찰하여 그 결과를 다음 표 11에 나타내었다.
길이방향 도전 균일성 : 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 도전성 아크릴섬유 각 1 m 지점에서 비저항성을 측정하여 도전 균일성을 관찰하여 그 결과를 다음 표 11에 나타내었다.
항목 착색성 길이방향 도전균일성
실시예 1 양호 균일
실시예 2 양호 균일
실시예 3 양호 균일
비교예 1 불량 균일
비교예 2 불량 균일
비교예 3 불량 불균일
비교예 4 불량 불균일

Claims (7)

  1. 티타노 실리케이트 촉매하에서, 아크릴섬유 100 중량부, 과산화수소 50∼300 중량부 및 암모니아 100∼300 중량부를 반응시켜 아미드옥심화된 아크릴섬유를 제조하는 단계와;
    상기 아미드옥심화 아크릴섬유 100 중량부를, 황산구리 5∼10 중량부, 상기 황산구리의 구리이온 100 몰에 대하여 유황계 환원제 40∼80 몰비; 및 하이드록실아민, 차아염소산소다 및 유산제1철(FeCl3) 중에서 선택된 1종 이상의 비유황계 환원제 30∼100 몰비를 함유한 도전성 용액에 침지시킨 후,
    수세 및 건조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성 아크릴섬유의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아미드옥심화 아크릴섬유는 50∼120 ℃에서 5∼60 분 동안 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 아미드옥심화 아크릴섬유는 알코올, 물 또는 이들의 혼합용매하에서 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 티타노 실리케이트 촉매는 티타늄에 대하여 실리콘의 원자비[실리콘/티타늄]가 10∼1000 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 침지는 50∼70 ℃에서 1∼3 시간동안 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 침지 후, 오존(O3) 또는 과산화수소(H2O2)의 산화제를 사용한 산화처리가 추가로 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 산화제는 도전성 용액에 대하여 5∼20 중량% 범위로 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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