KR102043930B1 - 무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법 - Google Patents

무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 난연성 공중합체를 포함하는 용액을 제조하는 단계; (b) 용매에 무기계 난연 첨가제를 분산시켜 분산액을 제조하는 단계; (c) 단계 (a)의 난연성 공중합체를 포함하는 용액과 단계 (b)의 분산액을 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및 (d) 상기 방사용액을 방사하여 난연 섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 난연 섬유의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 난연 섬유의 제조방법은 난연 첨가제를 용매에 다양한 방법으로 분산시켜 입자크기 및 물성을 조절함으로써, 섬유 자체가 가지는 우수한 물성(촉감, 내세탁성, 염색성, 내구성, 내화학성)을 적정수준 유지하면서 우수한 난연성을 발현시키는 효과가 있다.

Description

무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법{METHOD FOR PREPARING FLAME RETARDANT FIBER COMPRISING INORGANIC FLAME RETARDANT ADDITIVE}
본 발명은 무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 무기계 난연 첨가제를 용매에 다양한 방법으로 분산시켜 입자크기 및 물성을 조절함으로써, 섬유 자체가 가지는 우수한 물성을 적정수준 유지하면서 우수한 난연성을 갖는 난연 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
미국 및 유럽을 중심으로 작업자의 안전을 위한 난연작업복의 착용을 필수로 하고 있다. 난연보호복 시장은 매년 지속적으로 증가하고 있으며, 실제로 특수용도인 소방용 방화복에 비해 산업현장에서 착용하는 산업안전작업복의 시장규모가 훨씬 큰 상태이다. 하지만, 아직 국내에 관련 법규가 없고, 성능, 촉감, 가격면에서 적절한 소재가 없어 실제 산업현장에서 난연 안전작업복의 착용이 저조한 상황이다.
작업복 및 보호복의 활동성은 작업자의 안전과 직결되는 매우 중요한 문제이며, 단순히 난연성능이 우수한 슈퍼소재를 적용하게 되면, 가격은 높고, 촉감 및 착용감 저하에 따라 인체 활동성을 저해하는 많은 문제점이 발생하고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 무기계 난연 첨가제를 용매에 다양한 방법으로 분산시켜 입자크기 및 물성을 조절함으로써, 섬유 자체가 가지는 우수한 물성(촉감, 내세탁성, 염색성, 내구성, 내화학성)을 적정수준 유지하면서 우수한 난연성을 갖는 무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 난연성 공중합체 용액과 난연 첨가제가 분산된 분산액을 혼합한 용액을 방사함으로써, 섬유자체에 난연 첨가제가 혼입된 무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 난연성 공중합체를 제1 용매에 용해시켜 상기 난연성 공중합체를 포함하는 용액을 제조하는 단계; (b) 무기계 난연 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계; (c) 단계 (a)의 난연성 공중합체를 포함하는 용액과 단계 (b)의 분산액을 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및 (d) 상기 방사용액을 방사하여 난연 섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 난연 섬유의 제조방법이 제공된다.
단계 (b)에서, 상기 분산이 기계적 교반(mechanical stirring), 밀링(milling) 및 초음파처리(Ultra sonication)의 방법 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 분산방법으로 수행될 수 있다.
단계 (b)에서, 상기 분산이 초음파처리(Ultra sonication)의 분산방법으로 수행될 수 있다.
상기 무기계 난연 첨가제가 분말 형태일 수 있다.
단계 (b)에서, 상기 분산액은 상기 무기계 난연 첨가제의 입자 크기가 조절된 분산액일 수 있다.
상기 분산방법에 의해 분산이 수행된 상기 무기계 난연 첨가제는 입자크기가 200 내지 20,000 nm인 무기계 난연 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 초음파처리에 의해 분산이 수행된 상기 무기계 난연 첨가제는 입자크기가 300 내지 5,000 nm인 무기계 난염 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 무기계 난연 첨가제가 삼산화안티몬(Sb2O3), 오산화안티몬(Sb2O5), 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 주석산아연(ZnSnO3) 및 하이드록시주석산아연(ZnSn(OH)6) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 무기계 난연 첨가제가 삼산화안티몬(Sb2O3)을 포함할 수 있다.
상기 제2 용매가 다이메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤 및 다이메틸포름아마이드 (DMF) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 난연성 공중합체가 모다크릴계 공중합체, 아크릴계 공중합체, 폴리에스터계 공중합체 및 아라미드계 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 난연성 공중합체가 모다크릴계 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 모다크릴계 공중합체가 아크릴로니트릴(acrylonitrile, AN) 35 내지 85 wt%;와, 염화비닐 모노머(vinyl chloride monomer, VCM) 및 염화비닐리덴 모노머(vinylidene chloride monomer, VDCM) 중 1종 이상 15 내지 65 wt%;를 공중합하여 제조한 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 제1 용매가 물, 다이메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤 및 다이메틸포름아마이드 (DMF) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 방사용액은 상기 난연성 공중합체의 농도가 15 내지 40wt%이고, 상기 난연성 공중합체의 함량(Wc)에 대한 상기 무기계 난연 첨가제의 함량(Wi)의 비(Wi/Wc) 가 0.1 내지 15%일 수 있다.
단계 (d)에서, 상기 방사가 건식방사 또는 습식방사일 수 있다.
단계 (d)에서, 상기 방사가 습식방사일 수 있다.
상기 난연 섬유는 한계산소지수(LOI)가 26 내지 34 일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 난연 섬유의 제조방법에 따라 제조된 난연 섬유가 제공된다.
상기 난연 섬유는 산업용 작업복, 보호복, 자동차 내장재, 인테리어 내장재, 소방복 및 사회안전복 중에서 선택된 어느 하나에 사용할 수 있다.
본 발명의 무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법은 무기계 난연 첨가제를 용매에 다양한 방법으로 분산시켜 입자크기 및 물성을 조절함으로써, 섬유 자체가 가지는 우수한 물성(촉감, 내세탁성, 염색성, 내구성, 내화학성)을 적정수준 유지하면서 우수한 난연성을 발현시키는 효과가 있다.
또한 본 발명의 무기계 난연 첨가제를 포함하는 난연 섬유의 제조방법은 난연성 공중합체 용액과 난연 첨가제가 분산된 분산액을 혼합한 용액을 방사함으로써, 섬유자체에 난연 첨가제가 혼입된 난연 섬유를 제조할 수 있다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 실시예 1 내지 3에 사용된 분산액의 동적광산란(Dynamic Light Scattering) 분석결과이다.
도 2는 실시예 1 내지 3에 사용된 분산액의 시간에 따른 침전정도를 촬영한 사진이다.
도 3의 (a)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 응고구간별 난연 섬유 내의 잔류용매량을 나타낸 그래프이고, (b)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 응고구간별 난연 섬유 내의 잔류수분량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 X-ray 회절 그래프(azimuthal angle) 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 난연 섬유의 제조방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 난연성 공중합체를 제1 용매에 용해시켜 상기 난연성 공중합체를 포함하는 용액을 제조한다(단계 a).
상기 난연성 공중합체가 모다크릴계 공중합체, 아크릴계 공중합체, 폴리에스터계 공중합체 및 아라미드계 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 모다크릴계 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 모다크릴계 공중합체가 아크릴로니트릴(acrylonitrile, AN) 35 내지 85 wt%;와, 염화비닐 모노머(vinyl chloride monomer, VCM) 및 염화비닐리덴 모노머(vinylidene chloride monomer, VDCM) 중 1종 이상 15 내지 65 wt%;를 공중합하여 제조한 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 제1 용매가 물, 다이메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤 및 다이메틸포름아마이드(DMF) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 무기계 난연 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 분산액을 제조한다(단계 b).
상기 분산이 기계적 교반(mechanical stirring), 밀링(milling) 및 초음파처리(Ultra sonication)의 방법 중에서 선택된 1종 이상의 분산방법을 포함하는 방법으로 수행될 수 있고, 바람직하게는 초음파처리(Ultra sonication)의 분산방법으로 수행될 수 있다.
상기 무기계 난연 첨가제가 분말 형태일 수 있다.
상기 분산액은 상기 무기계 난연 첨가제의 입자 크기가 조절된 분산액일 수 있다.
기계적 교반(mechanical stirring), 밀링(milling) 및 초음파처리(Ultra sonication)의 방법 중에서 선택된 1종 이상의 분산방법에 의해 분산이 수행된 상기 무기계 난연 첨가제는 입자크기가 200 내지 20,000 nm인 무기계 난연 첨가제를 포함할 수 있다.
초음파처리(Ultra sonication)의 분산방법에 의해 분산이 수행된 상기 무기계 난연 첨가제는 입자크기가 300 내지 5,000 nm, 바람직하게는 300 내지 1,000 nm인 무기계 난염 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 무기계 난연 첨가제가 삼산화안티몬(Sb2O3), 오산화안티몬(Sb2O5), 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 주석산아연(ZnSnO3) 및 하이드록시주석산아연(ZnSn(OH)6) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 삼산화안티몬(Sb2O3)을 포함할 수 있다.
상기 제2 용매가 다이메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤 및 다이메틸포름아마이드 (DMF) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 단계 (a)의 난연성 공중합체를 포함하는 용액과 단계 (b)의 분산액을 혼합하여 방사용액을 제조한다(단계 c).
상기 방사용액은 상기 난연성 공중합체의 농도가 15 내지 40wt%이고, 상기 난연성 공중합체의 함량(Wc)에 대한 상기 무기계 난연 첨가제의 함량(Wi)의 비(Wi/Wc) 가 0.1 내지 15%일 수 있다.
마지막으로, 상기 방사용액을 방사하여 난연 섬유를 제조한다(단계 d).
상기 방사가 건식방사 또는 습식방사일 수 있고, 바람직하게는 습식방사일 수 있다.
상기 난연 섬유는 한계산소지수(LOI)가 26 내지 34 일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 난연 섬유의 제조방법에 따라 제조된 난연 섬유를 제공한다.
상기 난연 섬유는 산업용 작업복, 보호복, 자동차 내장재, 인테리어 내장재, 소방복 및 사회안전복 중에서 선택된 어느 하나에 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 기계적 교반(Mechanical stirring)을 이용한 난연 섬유의 제조
단계 (a): 난연성 공중합체 용액 제조
현탁중합 방법으로 아크릴로니트릴(acrylonitrile, AN)과 염화비닐 (vinyl chloride, VC)을 50:50(wt%)로 포함하는 공중합체를 제조하고, 다이메틸설폭사이드(DMSO)에 용해시켜 난연성 공중합체 용액을 제조하였다.
단계 (b): 교반에 의한 무기계 난연 첨가제 분산액 제조
용매인 다이메틸설폭사이드(DMSO)에 무기계 난연 첨가제인 삼산화안티몬(Sb2O3) 분말 (분말 사이즈 1.0μm이하, 순도 99.83%)을 기계적 교반(Mechanical stirring) 방법으로 분산시켜 분산액을 제조하였다.
상기 기계적 교반(Mechanical stirring)은 Homogenizer를 이용하여 교반속도 8000 rpm 에서 30분씩 2회, 총 60분 동안 수행하였다.
단계 (c): 방사용액 제조
상기 단계 (a)의 난연성 공중합체 용액과 단계 (b)의 무기계 난연 첨가제 분산액을 50℃에서 혼합하여 방사용액을 제조하였다. 상기 방사용액은 난연성 공중합체의 농도가 20wt%이고, 상기 무기계 난연 첨가제는 상기 난연성 공중합체의 15%로 제조하였다.
단계 (d): 상기 방사용액을 방사하여 난연 섬유를 제조
단계 (c)에서 제조된 방사용액을 습식방사하여 난연 섬유를 제조하였다. 1차응고, 2차 응고, 수세, 열수연신, 유제처리, 열건조, 권취의 순으로 습식방사를 진행하였다. 이때 응고조의 용제는 물과 다이메틸설폭사이드(DMSO)를 혼합한 용액을 사용하였다.
실시예 2: 밀링(Milling)을 이용한 난연 섬유의 제조
실시예 1의 단계 (b)를 적용하는 대신에 하기 단계(b')를 적용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연 섬유를 제조하였다.
단계 (b'): 무기계 난연 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 분산액 제조
용매인 다이메틸설폭사이드(DMSO)에 무기계 난연 첨가제인 삼산화안티몬(Sb2O3) 분말 (분말 사이즈 1.0μm이하, 순도 99.83%)을 밀링(Milling) 방법으로 분산시켜 분산액을 제조하였다.
상기 밀링(Milling)은 Rotate ring mill 장치를 이용하여 Agitator rpm 1850, Mixer rpm 150에서 ZrO3(0.8mm) beads를 사용하여 60분 동안 수행하였다.
실시예 3: 초음파 처리(Ultra sonication )를 이용한 난연 섬유의 제조
실시예 1의 단계 (b)를 적용하는 대신에 하기 단계(b")를 적용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연 섬유를 제조하였다.
단계 (b"): 무기계 난연 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 분산액 제조
용매인 다이메틸설폭사이드(DMSO)에 무기계 난연 첨가제인 삼산화안티몬(Sb2O3) 분말 (분말 사이즈 1.0μm이하, 순도 99.83%)을 초음파 처리(Ultra sonication) 방법으로 분산시켜 분산액을 제조하였다.
상기 초음파 처리(Ultra sonication)은 Sonics 장치를 이용하여 주파수 20KHz, 강도 1500watt 에서 10분씩 6회, 총 60분 동안 수행하였다.
비교예 1: 난연 섬유의 제조
실시예 1의 단계 (b) 및 단계 (c)를 수행하지 않고, 단계(d)에서 단계(c)의 방사용액을 사용한 것 대신에 아래의 단계 (a')의 난연성 공중합체 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연 섬유를 제조하였다.
단계 (a'): 난연성 공중합체 용액 제조
현탁중합 방법으로 아크릴로니트릴(acrylonitrile, AN)과 염화비닐 (vinyl chloride, VC)을 50:50(wt%)로 포함하는 공중합체를 제조하고, 다이메틸설폭사이드(DMSO)에 용해시켜 난연성 공중합체의 농도가 20wt%인 난연성 공중합체 용액을 제조하였다.
[시험예]
시험예 1: 분산방법에 따른 난연 첨가제의 입자 크기 분석
도 1의 (a) 내지 (c)는 실시예 1 내지 3에 사용된 분산액의 동적광산란(Dynamic Light Scattering) 분석결과이고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 상기 분산액은 실시예 1 내지 3의 단계 (b), (b') 및 (b")에 따른 분산액을 의미한다.
구 분 Particle Size (nm)
실시예 1 (Mechanical stirring) 35,277
실시예 2 (Milling) 1,030
실시예 3 (Ultra sonication) 773
도 1 및 표 1을 참조하면, 기계적 교반(Mechanical stirring), 밀링(Milling), 초음파처리(Ultra sonication) 세가지 방법으로 난연 첨가제를 용매 내에 분산시킨 분산액을 분석하였으며, 그 결과 초음파 처리(Ultra sonication)를 통해 분산시킨 경우, 난연 첨가제의 입자크기가 가장 작은 것으로 나타났다.
시험예 2: 분산방법에 따른 난연 첨가제의 분산성 평가
도 2는 실시예 1 내지 3에 사용된 분산액의 시간에 따른 침전정도를 촬영한 사진이다. 상기 분산액은 실시예 1 내지 3의 단계 (b), (b') 및 (b")에 따른 분산액을 의미한다.
도 2를 참조하면, 시간 경과(24h)에 따른 침전정도가 초음파처리(Ultra sonication)로 분산한 용액이 가장 적은 것으로 보아 초음파처리(Ultra sonication)을 통해 분산시킨 경우, 난연 첨가제가 용매에 가장 양호하게 분산되어 있는 사실을 알 수 있었다.
시험예 3: 분산방법에 따른 난연 섬유의 응고거동 변화
도 3의 (a)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 응고구간별 난연 섬유 내의 잔류용매량을 나타낸 그래프이고, (b)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 응고구간별 난연 섬유 내의 잔류수분량을 나타낸 그래프이다.
방사 용액이 방사노즐로부터 응고조로 토출되는 순간, 방사용액 내의 용매가 확산되어 나오면서 물과 치환되고, 이로 인해 섬유상으로 응고가 일어나게 되는데, 이 때, 방사 용액이 토출되어 나오는 지점을 0으로 잡고, 10 내지 80cm 구간 동안 응고와 확산이 발생하는 과정을 추적한 결과이다. 상기 결과는 응고 구간별로 방사된 실을 각각 개별적으로 채취하여 분석하였다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 난연 첨가제를 적용하지 않은 비교예 1에 따른 난연 섬유에 비하여, 난연 첨가제를 적용한 실시예 1 내지 3에 따른 난연 섬유 내 잔류용매량이 비교적 높게 나타났는데, 이는 기본적으로 난연 첨가제의 적용이 원활한 응고거동을 저해시키는 요인으로 작용했음을 나타내며, 용매 내에 분산된 입자 크기가 작아질수록 그 정도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 난연 섬유 내 잔류수분량은 난연 섬유 내 잔류용매량과 반대로 거동하고, 용매가 물로 치환된 정도를 알 수 있었다.
시험예 4: 분산방법에 따른 난연 섬유의 연신배향도 및 기계적 물성 평가
도 4는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 X-ray 회절 그래프(azimuthal angle)이고, 하기 표 2에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 인장강도(Tensile strength), 선밀도(Linear Density), 결정배향(Crystal Orientation)을 나타내었다. 여기서 인장강도 및 선밀도는 FAVIMAT fiber test system 장치를 이용하여 분석하였고, 결정배향은 X-ray 회절분석을 통하여 산출하였다.
Tensile strength
[g/den]		 Linear Density
[den]		 Crystal Orientation
[%]
비교예 1 (None) 1.18 2.30 79.45
실시예 1 (Mechanical stirring) 0.49 4.80 72.87
실시예 2 (Milling) 0.51 2.95 72.37
실시예 3 (Ultra sonication) 0.83 3.11 74.22
도 4 및 표 2를 참조하면, 시험예 1에서 알 수 있는 바와 같이 난연 첨가제의 입자크기가 가장 작은 것으로 나타난 초음파처리(Ultra sonication)를 통해 난연 첨가제를 분산시켜 난연 섬유를 제조한 실시예 3이 가장 양호한 결과를 나타낸 것을 알 수 있었다.
시험예 5: 분산방법에 따른 난연특성 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 단계 (c)의 분산용액을 열풍건조방법으로 필름형상으로 제조 후 난연시험을 시행하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
상기 난연 시험은 UL94 the Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances testing의 방법으로 2차례에 걸쳐 화염원에 노출된 이후 burning time으로 flammability 판정하였다.
비교예 1(s) 실시예 1(s) 실시예 2(s) 실시예 3(s)
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
1 17.10 - 1.46 0.29 1.42 0.46 0.32 0.41
2 18.90 - 1.41 6.18 0.21 0.43 0.45 0.39
3 17.70 - 0.34 0.25 0.33 0.36 0.40 0.41
4 1.76 0.31 0.55 0.36 0.31 0.56
5 0.26 0.13 0.34 2.61 0.48 0.34
Average 17.90 1.05 1.43 0.57 0.84 0.39 0.42
total 17.90 2.48 1.41 0.81
표 3을 참조하면, 난연 첨가제를 적용하지 않은 비교예 1에 비하여, 난연 첨가제를 적용한 실시예 1 내지 3의 연소시간이 큰폭으로 감소한 사실을 알 수 있었다. 기계적 교반(Mechanical stirring), 밀링(Milling), 초음파처리(Ultra sonication)를 통해 난연 첨가제를 분산시킨 실시예 1, 2 및 3의 순서로 난연 첨가제의 입자크기가 작고, 균일해지는데, 이에 따라 연소시간이 감소하고, 시험의 편차가 줄어드는 것을 확인하였다.
따라서, 초음파 처리를 통해 난연 첨가제를 분산시킨 경우, 난연성이 가장 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. (a) 난연성 공중합체를 제1 용매에 용해시켜 상기 난연성 공중합체를 포함하는 용액을 제조하는 단계;
    (b) 무기계 난연 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계;
    (c) 단계 (a)의 난연성 공중합체를 포함하는 용액과 단계 (b)의 분산액을 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및
    (d) 상기 방사용액을 방사하여 난연 섬유를 제조하는 단계;를 포함하고,
    단계 (b)에서, 상기 분산이 초음파처리(Ultra sonication)의 분산방법으로 수행되고,
    상기 초음파처리에 의해 분산이 수행된 무기계 난연 첨가제는 입자크기가 300 내지 1,000 nm인 무기계 난연 첨가제를 포함하고,
    단계 (b)에서, 상기 분산액은 상기 무기계 난연 첨가제의 입자 크기가 조절된 분산액이고,
    상기 제1 용매가 다이메틸설폭사이드(DMSO)를 포함하고,
    상기 제2 용매가 다이메틸설폭사이드(DMSO)를 포함하는 것인, 난연 섬유의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무기계 난연 첨가제가 분말 형태인 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기계 난연 첨가제가 삼산화안티몬(Sb2O3), 오산화안티몬(Sb2O5), 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 주석산아연(ZnSnO3) 및 하이드록시주석산아연(ZnSn(OH)6) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무기계 난연 첨가제가 삼산화안티몬(Sb2O3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 난연성 공중합체가 모다크릴계 공중합체, 아크릴계 공중합체, 폴리에스터계 공중합체 및 아라미드계 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 난연성 공중합체가 모다크릴계 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 모다크릴계 공중합체가 아크릴로니트릴(acrylonitrile, AN) 35 내지 85 wt%;와, 염화비닐 모노머(vinyl chloride monomer, VCM) 및 염화비닐리덴 모노머(vinylidene chloride monomer, VDCM) 중 1종 이상 15 내지 65 wt%;를 공중합하여 제조한 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 방사용액은 상기 난연성 공중합체의 농도가 15 내지 40wt%이고, 상기 난연성 공중합체의 함량(Wc)에 대한 상기 무기계 난연 첨가제의 함량(Wi)의 비(Wi/Wc) 가 0.1 내지 15%인 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  16. 제1항에 있어서,
    단계 (d)에서,
    상기 방사가 건식방사 또는 습식방사인 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서,
    단계 (d)에서,
    상기 방사가 습식방사인 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 난연 섬유는 한계산소지수(LOI)가 26 내지 34 인 것을 특징으로 하는 난연 섬유의 제조방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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