KR102297700B1 - Fire resistant fabric using caron fiber and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카본화이버를 이용한 내화직물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 카본화이버를 이용한 내화직물은, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄 35~40중량%와 이산화규소 60~65중량%로 구성된 복합입자를 포함하는 것이 특징이다.
본 발명에 의해, 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 1700~2200℃의 고온에서도 강하여 우수한 내화성도 갖음과 동시에 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용될 수 있는 내화직물이 제공된다.
The present invention relates to a refractory fabric using carbon fiber and a method for manufacturing the same.
The fire resistant fabric using the carbon fiber of the present invention is characterized by comprising composite particles composed of cellulose silicate fiber, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and 35-40 wt% of titanium dioxide and 60-65 wt% of silicon dioxide.
According to the present invention, it has waterproof, smoke-retardant effect, mechanical durability, and has excellent fire resistance as it is strong even at a high temperature of 1700 to 2200 ° C. , a fire resistant fabric that can be used for various functional clothing fabrics including work clothes is provided.

Description

카본화이버를 이용한 내화직물 및 이의 제조방법{Fire resistant fabric using caron fiber and preparation method thereof}Fire resistant fabric using carbon fiber and its manufacturing method {Fire resistant fabric using caron fiber and preparation method thereof}

본 발명은 카본화이버를 이용한 내화직물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 카본화이버를 이용하여 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 1700~2200℃의 고온도 견디어 우수한 내화성을 갖는 내화직물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fireproof fabric using carbon fiber and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a fireproof fabric using carbon fiber, which has waterproof, smoke-retardant effect, and mechanical durability. It relates to a refractory fabric and a method for manufacturing the same.

아라미드라는 방향족 폴리아미드는 지방족 폴리아미드인 나일론의 내열성을 개선시키기 위해 개발된 것으로 난연성 섬유직물, 타이어 코드 등의 섬유용도로 사용될 수 있는 뛰어난 내열성과 높은 인장강도를 갖는다.Aromatic polyamide called aramid was developed to improve the heat resistance of nylon, an aliphatic polyamide, and has excellent heat resistance and high tensile strength that can be used for fibers such as flame-retardant textile fabrics and tire cords.

일반적인 지방족 폴리아미드는 아미드기사이에 지방족 탄화수소가 결합되어 있는 합성수지이나, 아라미드(aramid)는 아미드기 사이에 벤젠기가 85%의 아미드 결합이 두 개의 방향족 고리에 결합되어 있는 합성수지를 말한다. 상기 지방족 폴리아미드의 지방족 탄화수소는 열을 가하면 쉽게 분자운동이 일어나지만, 방향족 폴리아미드의 벤젠 환은 분자쇄가 강직하고 열을 가하여도 분자가 쉽게 움직이지 않으므로 열에 안정하고 탄성률이 높아 일반 지방족 폴리아미드와는 특성에 있어서 많은 차이를 나타낸다.A general aliphatic polyamide is a synthetic resin in which aliphatic hydrocarbons are bonded between amide groups, but aramid refers to a synthetic resin in which 85% of benzene groups between amide groups are bonded to two aromatic rings. The aliphatic hydrocarbon of the aliphatic polyamide easily undergoes molecular movement when heat is applied, but the benzene ring of the aromatic polyamide has a rigid molecular chain and does not move easily even when heat is applied. shows many differences in characteristics.

특히, 메타아라미드는 듀폰사에서 개발된 노멕스(Nomex), 데이진사에서 개발된 코넥스(Conex)가 대표적이다. 메타계 아라미드는 벤젠고리가 메타 위치에서 아미드기와 결합된 것으로 강도와 신도는 보통의 나일론과 비슷하지만, 열에 대한 안정성이 좋으며, 다른 내열용 소재에 비하여 가볍고 땀 흡수도 어느 정도 가능하므로 쾌적하다는 장점을 가지고 있으며, 산업용으로는 고온용 필터 등으로 사용되고 있다.In particular, meta-aramid is representative of Nomex developed by DuPont and Conex developed by Teijin. Meta-aramid is a benzene ring bonded to an amide group at the meta position. Although the strength and elongation are similar to those of normal nylon, it has good heat stability, is lighter than other heat-resistant materials, and can absorb sweat to some extent, so it has the advantage of being comfortable. In industrial applications, it is used as a high-temperature filter.

한편, 카본화이버(탄소섬유)는 유해분진이 없고 피부자극이 없으나, 섬도의 한계가 10 내지 14번수이기 때문에 용접불꽃받이 시트, 방열커텐 등에 사용하기엔 별다른 문제점이 없으나 소정의 유연성을 요구하는 내열장갑, 소방복, 방열복, 용접복 주거공간용 방열 커텐, 내염성 흡음 벽지등에 사용하기에는 두텁고 착용감 및 활동성이 떨어져 다양한 용도에 활용하기에 부적절하다.On the other hand, carbon fiber (carbon fiber) has no harmful dust and no skin irritation, but since the fineness limit is 10 to 14, there is no particular problem in using it for welding spark-resisting sheets, heat-dissipating curtains, etc., but heat-resistant gloves requiring a certain flexibility , firefighting clothes, heat dissipation suits, welding clothes, heat dissipation curtains for residential spaces, flame-resistant sound-absorbing wallpaper, etc.

내화섬유로서 난연제 처리를 한 섬유는 가연성 물질인 섬유제품에 난연제를 고착시켜 내화성을 부여함으로써 연소되지 않도록 처리하는 내화처리방법으로 제조되고 있는데, 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.Fibers treated with a flame retardant as a fire resistant fiber are manufactured by a fire resistant treatment method in which a flame retardant is fixed to a fiber product, which is a combustible material, and is treated so as not to be burned by imparting fire resistance. There is a problem in that the refractory material can be separated by friction during handling, and the fire resistance is lowered after a certain period of time, so that it is easily combusted, and there is a problem of emitting toxic gas when the organic fiber is burned.

종래에 수지의 난연성을 개선시키기 위해 폴리머에 유기 인 화합물, 인페놀 함유 수지, 할로겐 화합물 등을 첨가하는 방법이 제안되어 있고, 할로겐 원자를 함유하는 유기 인 화합물을 배합하여 난연성을 개선시키는 방법이 제안되어 있긴 하나, 이들은 저분자량의 유기 화합물이기 때문에, 섬유의 성형 가공시에 그 일부가 배출되어 버리거나 또는 할로겐을 함유하기 때문에 환경 문제를 우려한 최근의 탈할로겐화 움직임에 반한다는 문제점을 갖고 있으며, 특히 종래에 난연제를 첨가하는 내화섬유에서의 가장 큰 문제점은 수차례 세탁하면 난연기능 상실, 촉감이 뻣뻣하여 착용시 불편하며, 300℃ 이상의 고열에서 장시간 동안 노출되면 결국 용해되어 피부를 상하게 되는 문제점이 있다는 것이다. Conventionally, in order to improve the flame retardancy of the resin, a method of adding an organophosphorus compound, a phosphorus phenol-containing resin, a halogen compound, etc. to a polymer has been proposed, and a method of improving the flame retardancy by mixing an organophosphorus compound containing a halogen atom is proposed. However, since they are organic compounds of low molecular weight, some of them are discharged during the molding process of fibers or contain halogens, so they have a problem that goes against the recent dehalogenation movement concerned about environmental problems. The biggest problem with refractory fibers that add flame retardants to them is that if they are washed several times, they lose their flame retardant function, feel uncomfortable when worn because they are stiff, and eventually dissolve and damage the skin when exposed to high temperatures of 300°C or higher for a long time. .

1. 한국특허공개공보 제10-1993-0006010호 '내화성 안전복 제조용 코아방적사 및 그의 제조방법'1. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1993-0006010 'Core spun yarn for manufacturing fire-resisting safety clothing and manufacturing method thereof' 2. 한국특허공개공보 제10-2008-0062319호 '안전복 제조용 코어방적사'2. Korea Patent Publication No. 10-2008-0062319 'Core spun yarn for manufacturing safety clothing'

본 발명은 상기와 같이 종래의 내화섬유 소재의 문제점들을 해결하기 위한 것으로써, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄과 이산화규소가 혼합된 복합입자를 함유한 내화직물을 제조하되, 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 내화성이 우수하여 1700~2200℃의 고온도 견디는 내화직물을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the problems of conventional refractory fiber materials as described above, and a refractory fabric containing cellulose silicate fiber, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and composite particles in which titanium dioxide and silicon dioxide are mixed. However, it is intended to provide a fire-resistant fabric that has waterproof, smoke-proof effect, mechanical durability, and particularly has excellent fire resistance and withstands a high temperature of 1700 to 2200°C.

또한, 본 발명에서는 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용될 수 있는 내화직물을 제공하고자 하는 것이다. In addition, in the present invention, it is an object of the present invention to provide a fire resistant fabric that can be used for various functional clothing fabrics, including heat-resistant clothing such as firefighting clothing, supplementary clothing, and work clothes, because it is soft to the touch and comfortable to wear.

본 발명이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purpose of the present invention and its technical problems are not limited to the technical problems described above. Therefore, other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카본화이버를 이용한 내화직물은, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄 35~40중량%와 이산화규소 60~65중량%로 구성된 복합입자를 포함하는 것이 특징이다.The refractory fabric using the carbon fiber of the present invention for achieving the above object is a composite particle composed of cellulose silicate fiber, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and 35-40 wt% of titanium dioxide and 60-65 wt% of silicon dioxide It is characterized by inclusion.

또한, 상기 내화직물은 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 상기 아라미드 질소함유 고분자 수지 80~85 중량부, 상기 카본화이버 71~75 중량부, 상기 복합입자 0.1~0.5 중량부로 포함되는 것이 특징이다.In addition, the fire resistant fabric is 80 to 85 parts by weight of the aramid nitrogen-containing polymer resin, 71 to 75 parts by weight of the carbon fiber, and 0.1 to 0.5 parts by weight of the composite particles based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber.

또한, 상기 내화직물에는 흄드실리카, 강염기 용해수, 계면활성제로 구성된 혼합용액을 더 포함하여 구성되는 것이 특징이다. In addition, the fire resistant fabric is characterized in that it further comprises a mixed solution consisting of fumed silica, strong base dissolved water, and a surfactant.

또 다른 본 발명인 내화직물의 제조방법으로는, 천연펄프, 천연솜 또는 톱밥 중 어느 하나이상의 셀룰로오즈 성분을 수화한 소듐실리케이트 용액 또는 수화한 포타슘실리케이트 용액과 혼합한 후 10~20시간 동안 100~150℃에서 가열한 다음, 황산 또는 상기 염산을 가하여 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조하는 제1공정, 상기 제1공정의 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄 35~40중량%와 이산화규소 60~65중량%로 구성된 복합입자를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제2공정, 상기 혼합물로 내화복합사를 제조하는 제3공정 및, 상기 내화복합사로 내화직물을 제조하는 제4공정을 포함하는 것이 특징이다.In another method of manufacturing a refractory fabric according to the present invention, one or more cellulose components of natural pulp, natural cotton, or sawdust are mixed with a hydrated sodium silicate solution or a hydrated potassium silicate solution at 100 to 150° C. for 10 to 20 hours. After heating in a first step of manufacturing cellulose silicate fiber by adding sulfuric acid or hydrochloric acid, cellulose silicate fiber of the first step, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and titanium dioxide 35-40 wt% and silicon dioxide 60 A second process of preparing a mixture by mixing composite particles composed of ~65% by weight, a third process of manufacturing a fire-resistant composite yarn with the mixture, and a fourth process of manufacturing a fire-resistant fabric with the fire-resistant composite yarn am.

또한, 상기 제2공정의 혼합물 제조시, 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 상기 아라미드 질소함유 고분자 수지 80~85 중량부, 상기 카본화이버 71~75 중량부, 상기 복합입자 0.1~0.5 중량부로 혼합하여 구성되는 것이 이며, 상기 제4공정의 내화직물 제조시, 내화복합사의 표면에 흄드실리카, 강염기 용해수, 계면활성제로 구성된 혼합용액을 더 코팅하여 제조하는 것이 특징이다. In addition, when preparing the mixture in the second process, 80 to 85 parts by weight of the aramid nitrogen-containing polymer resin, 71 to 75 parts by weight of the carbon fiber, 0.1 to 0.5 parts by weight of the composite particles based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber. In the case of manufacturing the refractory fabric in the fourth process, it is characterized by further coating the surface of the refractory composite yarn with a mixed solution composed of fumed silica, strong base dissolved water, and a surfactant.

이러한 내화직물은 상기 제조방법에 의해 제조되어, 1700~2200℃의 고온도 견디는 내화성을 갖음과 동시에 방수, 방연, 내구성을 갖는 것이 특징이다.This fire resistant fabric is manufactured by the above manufacturing method, and has fire resistance to withstand a high temperature of 1700 to 2200 ° C.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

본 발명에 의해, 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 1700~2200℃의 고온에서도 강하여 우수한 방열 효과도 갖음과 동시에 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용될 수 있는 내화직물이 제공된다.According to the present invention, it has waterproof, smoke-proof effect and mechanical durability, and has excellent heat dissipation effect as it is strong even at a high temperature of 1700 to 2200 ° C. Provided is a fire resistant fabric that can be used for various functional garment fabrics, including clothing and work clothes.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 카본화이버를 이용한 내화직물의 제조공정도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 카본화이버를 이용한 내화직물의 제조공정도를 나타낸 도면이다.
1 is a view showing a manufacturing process diagram of a refractory fabric using a carbon fiber according to Example 1 of the present invention.
2 is a view showing a manufacturing process diagram of a refractory fabric using a carbon fiber according to Example 2 of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail, and detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

본 발명의 카본화이버를 이용한 내화직물은, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄과 이산화규소로 구성된 복합입자를 포함하는 것이 특징이긴 하나, 이러한 상기 재료들은 단순 혼합하여 사용할 시 시트, 방열커텐 등에 사용하기엔 별다른 문제점이 없으나 소정의 유연성을 요구하는 내열장갑, 소방복, 방열복, 용접복 주거공간용 방열 커텐, 내염성 흡음 벽지 등에 사용하기에는 두텁고 착용감 및 활동성이 떨어져 다양한 용도에 활용하기에 부적절한 문제가 발생된다. 이에, 본 발명의 발명자들은 상기 문제점들을 해결하기 위해 상기 재료들의 특정 혼합비율을 도출해 낸 것으로서 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 상기 아라미드 질소함유 고분자 수지 80~85 중량부, 상기 카본화이버 71~75 중량부, 상기 복합입자 0.1~0.5 중량부로 포함되는 것이 가장 적합함을 밝혀내며, 이를 통해 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 1700~2200℃의 고온에서도 강하여 우수한 내화성도 갖음과 동시에 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용될 수 있는 내화직물을 제공할 수 있게 된다.The fire resistant fabric using the carbon fiber of the present invention is characterized by including cellulose silicate fiber, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and composite particles composed of titanium dioxide and silicon dioxide. There is no problem with using it for sheets and heat-dissipating curtains, but it is thick enough to be used for heat-resistant gloves, fire-fighting suits, heat-dissipating clothes, welding clothes, heat-dissipating curtains for residential spaces, and flame-resistant sound-absorbing wallpaper that require a certain amount of flexibility. Inappropriate problems arise. Accordingly, the inventors of the present invention derive a specific mixing ratio of the materials to solve the above problems, and based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber, 80 to 85 parts by weight of the aramid nitrogen-containing polymer resin, 71 to 75 parts by weight of the carbon fiber It is found that it is most suitable to contain 0.1 to 0.5 parts by weight of the composite particles by weight, and through this, it has a waterproof, smoke-retardant effect, and mechanical durability. This soft and comfortable fit makes it possible to provide a fire-resistant fabric that can be used for various functional clothing fabrics, including heat-resistant clothing such as firefighting clothing, protective clothing, and work clothes.

본 명세서에서 사용되는 용어“내화성(fire endurance, 耐火性)”은 불이나 고온에 견디는 성질을 의미한다.As used herein, the term “fire endurance” means a property to withstand fire or high temperature.

이하, 본 발명의 내화직물을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the fire resistant fabric of the present invention will be described in detail as follows.

본 발명의 카본화이버를 이용한 내화직물은, 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄과 이산화규소로 구성된 복합입자를 포함하는 것이 특징이다. The fire resistant fabric using the carbon fiber of the present invention is characterized by including cellulose silicate fiber, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and composite particles composed of titanium dioxide and silicon dioxide.

(1) 셀룰로오즈 실리케이트 섬유(1) Cellulose Silicate Fiber

셀룰로오즈 실리케이트 섬유는 내화성이 현저하고, 내열성이 우수하고, 1000℃이상의 고온에서도 용융이 일어나지 않으며, 열을 받은 후에도 타 소재에 비하여서도 강도 유지력이 우수하며, 가려움을 유발하지 않는 것으로 알려져 있다.Cellulose silicate fibers are known to have remarkable fire resistance, excellent heat resistance, no melting even at high temperatures of 1000° C. or higher, superior strength retention compared to other materials even after receiving heat, and no itchiness.

(2) 아라미드 질소함유 고분자 수지(2) Aramid nitrogen-containing polymer resin

아라미드 질소함유 고분자 수지는 내구성, 기계적 강도, 내충격성, 내연성, 난연성, 방염성이 증가된 소재이다.Aramid nitrogen-containing polymer resin is a material with increased durability, mechanical strength, impact resistance, flame resistance, flame retardancy and flame resistance.

이러한 아라미드 질소함유 고분자 수지는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 80~85 중량부를 포함하는 것을 특징으로, 이때 상기 아라미드 질소함유 고분자 수지의 함량이 80 중량부 미만으로 함유될 경우에는 상기 아마리드 질소함유 고분자 수지 자체의 특징을 나타내기 어려우며, 85 중량부를 초과하여 함유될 경우에는 상대적으로 그 함량이 너무 많아 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유와의 혼합비율이 맞지 않게 되어 최종 제품인 내화직물이 너무 뻣뻣하게 생산되어 기능성 의류 원단으로써의 사용자체가 어렵게 될 우려가 있게 된다.This aramid nitrogen-containing polymer resin is characterized in that it contains 80 to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber, in which case the content of the aramid nitrogen-containing polymer resin is less than 80 parts by weight. It is difficult to show the characteristics of the polymer resin itself, and when it contains more than 85 parts by weight, the content is relatively high, so the mixing ratio with the cellulose silicate fiber does not match, and the final product, the refractory fabric, is produced too stiff and functional. There is a fear that the user body as a clothing fabric may become difficult.

(3) 카본화이버(3) carbon fiber

카본화이버는 일명 탄화섬유로 불리우는 소재로써 탄소를 함유한 셀룰로오즈 등의 천연화합물과 아크릴 섬유, 비닐론, 피치 등의 합성물을 탄화하여 생성한 섬유로서 처리온도에 따라 분자배열과 결정의 변화가 생기는 것으로써 내열성과 내충격성이 크고 금속보다 가벼우며 금속에 비해 탄성과 강도가 뛰어난 것이 특징이다.Carbon fiber is a material called carbonized fiber, which is a fiber produced by carbonizing a natural compound such as cellulose containing carbon and a compound such as acrylic fiber, vinylon, and pitch. It has great heat resistance and impact resistance, is lighter than metal, and has superior elasticity and strength compared to metal.

이러한 카본화이버는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 71~75 중량부를 포함하는 것을 특징으로, 이때 상기 카본화이버의 함량이 71 중량부 미만으로 함유될 경우에는 내열성을 더 높이기 어려우며, 75 중량부를 초과하여 함유될 경우에는 상대적으로 그 함량이 너무 많아 직물자체가 두터워져 유연성이 떨어지고 착용감 및 활동성이 떨어져 다양한 용도에 활용하기에 부적합상태가 될 우려가 있게 된다.This carbon fiber is characterized in that it contains 71 to 75 parts by weight based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber, wherein when the content of the carbon fiber is less than 71 parts by weight, it is difficult to further increase the heat resistance, and it is more than 75 parts by weight. When the content is relatively high, the fabric itself becomes thick, which reduces flexibility, wearability, and activity, which may make it unsuitable for use in various applications.

(4) 복합입자(4) composite particles

복합입자는 이산화티탄과 이산화규소로 이루어져 있는 것을 특징으로 난연성을 부가하기 위한 것이며 여기서 난연성(flame retardancy, 難燃性)이란 불꽃 속에서는 타지만 불꽃 밖에서는 힘들게 타며 대개는 저절로 꺼지는 성질을 의미한다.Composite particles are made of titanium dioxide and silicon dioxide to add flame retardancy. Here, flame retardancy means a property that burns in a flame but burns hard outside the flame, and usually goes out by itself.

이러한 상기 복합입자는 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 0.1~0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로, 이때 상기 복합입자의 함량이 0.1 중량부 미만으로 함유될 경우에는 추가물질에 따른 더 상승된 난연효과를 얻기 어려우며, 0.5 중량부를 초과하여 함유될 경우에는 상대적으로 그 함량이 너무 많아 수지 중으로의 복합입자의 분산성이 떨어져 오히려 목적하는 내화능을 얻기 어렵게 된다.The composite particles are characterized in that they contain 0.1 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber, wherein when the content of the composite particles is less than 0.1 parts by weight, a higher flame retardant effect according to the additional material is difficult to obtain, and when it is contained in excess of 0.5 parts by weight, the dispersibility of the composite particles in the resin is lowered because the content is relatively high, making it difficult to obtain the desired fire resistance.

또한, 상기 복합입자는 이산화티탄과 상기 이산화규소가 35~40 중량%, 60~65 중량%로 구성되는 것을 특징으로 이때, 상기 이산화티탄과 이산화규소의 각 중량%를 벗어날 경우에는 분산성이 떨어져 상승된 난연성을 부가하기 어렵게 된다.In addition, the composite particles are characterized in that the titanium dioxide and the silicon dioxide are composed of 35-40 wt% and 60-65 wt%, in this case, when the weight % of the titanium dioxide and the silicon dioxide is out of each weight%, the dispersibility is poor It becomes difficult to add increased flame retardancy.

상기 이산화티탄의 원료로는, 티탄테트라에톡사이드, 티탄테트라-n-프로폭사이드, 티탄테트라-i-프로폭사이드(테트라이소프로필티타네이트), 티탄테트라-n-부톡사이드, 티탄테트라-sec-부톡사이드, 티탄테트라-tert-부톡사이드, 테트라(2-에틸헥실)티타네이트 등의 티탄알콕사이드 외에, 디에톡시티타늄비스아세틸아세토네이트, 디프로폭시티타늄비스아세틸아세토네이트, 디부톡시티타늄비스아세틸아세토네이트 등의 킬레이트 화합물도 들 수 있다.As the raw material of the titanium dioxide, titanium tetraethoxide, titanium tetra-n-propoxide, titanium tetra-i-propoxide (tetraisopropyl titanate), titanium tetra-n-butoxide, titanium tetra- In addition to titanium alkoxides such as sec-butoxide, titanium tetra-tert-butoxide, and tetra(2-ethylhexyl) titanate, diethoxytitanium bisacetylacetonate, dipropoxytitanium bisacetylacetonate, dibutoxytitanium bisacetyl Chelate compounds, such as acetonate, are also mentioned.

이산화규소의 원료로는, 예를 들어 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 옥타메틸시클로테트라실록산, 디메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, 아크릴로일프로필트리메톡시실란, 메타아크릴로일프로필트리메톡시실란 등의 규소알콕사이드 외에, 폴리메틸실록산 등의 실리콘 오일 등이 사용된다.As the raw material of silicon dioxide, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, dimethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltri Methoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl) In addition to silicon alkoxides such as γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, acryloylpropyltrimethoxysilane, and methacryloylpropyltrimethoxysilane, silicone oils such as polymethylsiloxane, etc. this is used

상기 이산화티탄은 루틸형, 아나타제형 중 어느 결정 구조이어도 된다. 루틸형 및 아나타제형의 비율은 처리 온도 등에 따라 상이하며, 일반적으로는 고온 처리를 실시한 경우에는 루틸형의 비율이 많아지고, 저온 처리를 실시한 경우에는 아나타제형의 비율이 많아진다. 또한, 이산화티탄은 루틸형 및 아나타제형의 결정 구조 중 어느 한방만을 포함하는 것이어도 된다.The titanium dioxide may have any crystal structure of a rutile type or an anatase type. The ratio of the rutile type and the anatase type varies depending on the treatment temperature and the like, and in general, when a high temperature treatment is performed, the ratio of the rutile type increases, and when a low temperature treatment is performed, the ratio of the anatase type increases. In addition, titanium dioxide may contain only any one of the crystal structure of a rutile type and an anatase type.

(5) 추가 혼합용액(선택적)(5) Additional mixed solution (optional)

본 발명의 내화직물은 보다 높은 내화성을 높이기 위해 상기 재료들 외에 추가로 강염기 용해수, 흄드실리카, 계면활성제로 구성된 혼합용액을 더 포함하여 구성되기도 한다. The fire resistant fabric of the present invention may further include a mixed solution consisting of strong base dissolved water, fumed silica, and surfactant in addition to the above materials in order to increase fire resistance.

설명하면, 상기 강염기 용해수는 하기 흄드실리카를 용해하여 발림성을 좋게 하기 위함과 동시에 조성물의 제조시 굳는 현상 등을 방지하기 위해 사용되는 것으로써, 물과 강염기로 구성된다. 이때, 상기 강염기는 KOH 또는 NaOH 중 어느 하나이상을 사용하는 것이 좋다. 특히 상기 강염기는 하기의 흄드실리카의 분산성 및 반응 효율 등을 보다 더 높일 수 있도록 물과 같은 친수성 용매에 녹여 사용하는 것을 특징으로, 이때, 상기 물과 상기 강염기가 1 : 0.5~1.0 중량비로 이루어지는 것이 가장 적합한 것으로써 상기 중량비를 벗어나 물의 함량이 과도하게 많을 경우 오히려 고형율이 떨어져 본 발명이 목적하는 효능을 얻기 어려우며, 강염기의 함량이 과도하게 많을 경우 물에 완전히 용해되지 않아 조성물 제조시 굳는 현상이 발생될 우려가 있게된다. To explain, the strong base dissolved water is used to dissolve the following fumed silica to improve spreadability and at the same time to prevent hardening during the preparation of the composition, and is composed of water and a strong base. In this case, it is preferable to use at least one of KOH and NaOH as the strong base. In particular, the strong base is characterized in that it is dissolved in a hydrophilic solvent such as water to further increase the dispersibility and reaction efficiency of the fumed silica, and in this case, the water and the strong base are 1: 0.5 to 1.0 by weight. It is most suitable to be made, and if the content of water is excessively high outside the above weight ratio, the solid rate is rather low, making it difficult to obtain the desired efficacy of the present invention. There is a risk that the phenomenon may occur.

상기 흄드실리카(Fumed Silica)는 하얀색의 넓은 표면적과 고순도의 규소화합물로써, 본 발명에서는 발포제(blowing agent)의 역할을 한다. The fumed silica is a white, large surface area and high-purity silicon compound, and serves as a blowing agent in the present invention.

다시말해, 상기 흄드실리카는 연소시 이산화규소 분자를 형성하며, 이는 응축과정에서 입자를 형성하며 유리 거품 형태의 응집체로 이루어지면서 최종 발포형을 이루어지게 되는 메커니즘이다. In other words, the fumed silica forms silicon dioxide molecules upon combustion, which is a mechanism that forms particles in a condensation process and forms agglomerates in the form of glass bubbles to form a final foaming type.

이러한 특성의 흄드실리카는 조성물의 구성성분으로 적용시 용해하여 사용하는데, 이때, 작은 사이즈의 원료를 사용하는 것이 바람직한 것으로써, 이는 사이즈가 작을 수록 NaOH, KOH에 잘 용해되기 때문인 바, 본 발명에서 사용되는 흄드실리카의 기본 입자의 평균 직경은 7~40μUm 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.Fumed silica having such characteristics is dissolved when applied as a component of the composition, and at this time, it is preferable to use a small-sized raw material, which is because the smaller the size, the better it dissolves in NaOH and KOH. It is preferable that the average diameter of the basic particles of the fumed silica used in the fumed silica is 7 to 40 μUm in size.

상기 계면활성제는 도장면의 표면 장력을 저하시키고 도장면의 평활도를 가져오는 역할을 하는 것으로써, 아니온성, 카티온성의 계면활성제가 있으며 알칼리성 계면활성제를 많이 사용한다. 그 종류가 많으며 2종이상 혼합하여 사용하여도 좋다.The surfactant lowers the surface tension of the painted surface and serves to bring the smoothness of the painted surface, and there are anionic and cationic surfactants, and alkaline surfactants are often used. There are many types, and two or more types may be mixed and used.

이러한 상기 추가 혼합용액은 흄드실리카, 강염기 용해수 및 상기 계면활성제가 1 : 2~3 : 0.01~0.1 중량비로 이루어지는 것이 특징으로 상기 중량범위를 벗어날 경우 분산성이 떨어져 내화직물 표면에 골고루 내화성을 부가하기 어렵게 되거나 고형율이 떨어져 내화직물 표면층에 추가 내화성을 부가하기 어렵게 된다.This additional mixed solution is characterized in that the fumed silica, strong base dissolved water, and the surfactant are in a weight ratio of 1: 2 to 3: 0.01 to 0.1. It becomes difficult to add or the solids ratio is low, making it difficult to add additional fire resistance to the refractory fabric surface layer.

이하, 도 1 및 도 2에 도시된 것을 토대로 본 발명의 카본화이버를 이용한 내화직물의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the method for manufacturing a fire resistant fabric using the carbon fiber of the present invention based on the reference shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail as follows.

1. 제1공정: 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 제조(S10)1. First step: cellulose silicate fiber production (S10)

본 공정에서는 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조하는 것을 특징으로, 천연펄프, 천연솜 또는 톱밥 중 어느 하나이상의 셀룰로오즈 성분을 수화한 소듐실리케이트 용액 또는 수화한 포타슘실리케이트 용액과 혼합한 후 10~20시간 동안 100~150℃에서 가열한 다음, 황산 또는 상기 염산을 가하여 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조하는 것이 특징이다. In this process, cellulose silicate fiber is produced, and after mixing one or more cellulose components of natural pulp, natural cotton, or sawdust with a hydrated sodium silicate solution or hydrated potassium silicate solution, 100 to 150 for 10 to 20 hours After heating at ℃, sulfuric acid or hydrochloric acid is added to prepare cellulose silicate fibers.

설명하면 먼저, 상기 셀룰로오즈 성분과 소듐실리케이트 산화수용액 또는 포타슘실리케이트 산화수용액을 혼합한다.First, the cellulose component and sodium silicate oxidized aqueous solution or potassium silicate oxidized aqueous solution are mixed.

이때, 소듐실리케이트 산화수용액 또는 포타슘실리케이트 산화수용액은 소듐실리케이트 또는 포타슘실리케이트의 수용액인 물유리를 산화제로 산화시켜 제조한다. 상기 혼합물을 10~20시간 동안 100~150℃에서 가열하여 알칼리금속 리그닌 셀룰로오즈 고분자와 소듐실리케이트 혼합물을 제조한다. 그런 다음 상기 알칼리금속 리그닌셀룰로오즈 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.At this time, the sodium silicate oxidized aqueous solution or potassium silicate oxidized aqueous solution is prepared by oxidizing water glass, which is an aqueous solution of sodium silicate or potassium silicate, with an oxidizing agent. The mixture was heated at 100 to 150° C. for 10 to 20 hours to prepare a mixture of alkali metal lignin cellulose polymer and sodium silicate. Then, sulfuric acid or hydrochloric acid is added to the alkali metal lignin cellulose polymer and the hydrated sodium silicate mixture, and then purified and dehydrated to obtain a cellulose silicate polymer connected to oxygen. The cellulose silicate polymer is spun using a synthetic resin binder, dried and wound to form the cellulose silicate fiber.

2. 제2공정; 혼합물 제조(S20)2. second process; Mixture preparation (S20)

본 공정에서는 상기 제1공정의 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄과 이산화규소로 구성된 복합입자를 혼합하되, 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 상기 아라미드 질소함유 고분자 수지 80~85 중량부, 상기 카본화이버 71~75 중량부, 상기 복합입자 0.1~0.5 중량부로 포함되도록 혼합하여 혼합물을 제조하는 것이 특징으로 이는 본 발명의 목적을 이루기 위한 최적조건이다.In this process, the cellulose silicate fiber of the first process, the aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and composite particles composed of titanium dioxide and silicon dioxide are mixed, but based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber, the aramid nitrogen-containing polymer resin 80 -85 parts by weight, 71 to 75 parts by weight of the carbon fiber, and 0.1 to 0.5 parts by weight of the composite particles are mixed to prepare a mixture, which is an optimal condition for achieving the object of the present invention.

3. 제3공정; 내화복합사 제조(S30)3. third process; Manufactured by refractory composite (S30)

본 공정에서는 상기 혼합물로 내화복합사를 제조하는 것이 특징이다. In this process, it is characterized in that the refractory composite yarn is manufactured from the mixture.

이때, 상기 내화복합사는 혼타면 공정, 소면공정, 연조공정, 조방공정, 정방공정, 급습공정, 권사공정, 합사 및 연서공정, 마지막으로 리와인딩을 하는 공정에 의해 제조된다.At this time, the refractory composite yarn is manufactured by a honta-myeon process, a carding process, a rolling process, a roving process, a spinning process, a wet-weather process, a winding process, a braiding and twisting process, and finally a process of rewinding.

설명하면, 상기 혼합물을 먼저 혼타면 공정은 거치는 거으로써 상기 혼합물로 랩을 형성한다.To explain, if the mixture is first mixed, a wrap is formed with the mixture by going through a process.

그다음 소면(Carding) 공정으로 상기 혼타면 공정에서 제조된 랩을 카드기에 투입하여 상기 섬유를 일차적으로 정리하여 슬라이버 랩을 형성하고 이를 2~3회 시행하여 협잡물을 제거하면서 섬유를 균일하게 정렬시켜 슬라이버(Sliver)를 제조한다.Then, as a carding process, the lap produced in the honta-myeon process is put into a card machine, the fibers are first arranged to form a sliver wrap, and this is performed 2-3 times to remove contaminants and uniformly align the fibers. Sliver is produced.

그다음 정소면(Combing) 공정으로 상기 소면 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 제조한다.Then, in the combing process, 12 to 14 strands of the sliver produced in the carding process are mixed again to remove the short fibers, neps, and foreign matter cut in the carding process to produce a combed yarn with greater tension. A sliver with good evenness is manufactured so that

그 다음 연조(Drawing) 공정으로 상기 정소면 공정에서의 슬라이버를 4~5 가닥 혼합하면서 연신하여 보다 가는 슬라이버를 제조한다.Then, a thinner sliver is prepared by stretching while mixing 4 to 5 strands of the sliver in the face milling process in a drawing process.

그 다음 조방(Roving) 공정으로 상기 연조 공정에서 제조된 슬라이버를 더욱 연신하여 약간의 꼬임을 주면서 조사(Roving)를 제조한다.Then, the sliver manufactured in the softening process is further stretched by a roving process to produce a roving while giving a slight twist.

그 다음 정방(Spinning) 공정으로 상기 조방 공정에서 제조된 조사를 필요한 굵기로 연신하고 꼬임을 주면서 삼차원으로 교락시켜 섬유상호간에 응집력을 높여 실의 강도가 유지되는 실을 제조한다.Then, in the spinning process, the yarn produced in the spinning process is drawn to the required thickness and entangled in three dimensions while twisting to increase cohesive force between the fibers to produce a yarn in which the strength of the yarn is maintained.

그 다음 급습(Water Conditioning) 및 권사(Winding) 공정은 상기 정방에서 제조된 실을 공정수분율을 유지하도록 급습하면서 사용목적에 따라 코운(Cone)이나 스푸울(Spool) 또는 보빈(Bobbin)에 다시 감아주게 된다.Then, in the water conditioning and winding process, the yarn manufactured in the spinning process is rewound on a cone, spool, or bobbin depending on the purpose of use while taking a surprise attack to maintain the process moisture content. will give

그 다음 합사 및 연사 공정으로 상기 급습 및 권사 공정에서 제조된 실의 강도를 높이기 위하여 2가닥 이상의 실을 꼬임을 주면서 합사(Doubling)한다.Then, in the braiding and twisting process, in order to increase the strength of the thread manufactured in the raid and winding process, two or more threads are twisted while doubling.

마지막으로 리와인딩(Re-winding) 공정은 상기 합사 및 연사 공정에서 제조된 실의 상태를 유지하도록 급습하면서 다시 보빈이나 스푸울 또는 콘(Cone)에 감아주는 공정이다.Finally, the re-winding process is a process of winding the yarn back on a bobbin, spool or cone while making a raid to maintain the state of the yarn manufactured in the braiding and twisting process.

4. 제4공정; 내화직물 제조(S40)4. 4th process; Refractory fabric manufacturing (S40)

본 공정에서는 상기와 같이 제조된 상기 내화복합사를 이용하여 본 발명에서는 내화직물을 제조한다. In this process, the fire resistant fabric is manufactured in the present invention by using the fire resistant composite yarn prepared as described above.

이때, 상기 내화직물은 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용될 수 있게 된다.At this time, the fire resistant fabric is soft to the touch and comfortable to wear, so that it can be used for various functional clothing fabrics including heat-resistant clothing such as firefighting clothing, supplementary clothing, and work clothes.

또한, 상기 내화직물은 도 2에 도시된 바와 같이 추가적으로 내화성을 더 부가하기 위해 상기 제3공정에서 제조한 내화복합사 표면에 혼합용액을 코팅시켜 제조하기도 한다. In addition, as shown in FIG. 2 , the fire resistant fabric may be prepared by coating a mixed solution on the surface of the fire resistant composite yarn prepared in the third step in order to additionally add fire resistance.

본 명세서에서 사용되는 용어 “코팅(coating)”은 내화복합사 표면에 특정 물질을 피복시킴으로써 여러 가지 효과를 부여하는 것을 말하는 것으로서, 상기 특정물질은 본 명세서에서는 상술한 혼합용액을 말하는 것이고 상기 효과는 내화성 등을 말한다.As used herein, the term “coating” refers to giving various effects by coating a specific material on the surface of the fire-resistant composite yarn, and the specific material refers to the above-described mixed solution in this specification, and the effect is fire resistance, etc.

상기 코팅(coating)은 당업계에 공지된 다양한 직물에 대한 코팅방법을 포함하고, 바람직하게는, 나이프 코팅, 로울러 코팅, 카렌더 코팅, 에어 나이프 코팅, 프리 게스트 코팅, 익스 트루션 코팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅 또는 파우더 코팅을 포함하고, 보다 바람직하게는 상기 나이프 코팅은 프로팅 나이프 코팅, 나이프 오버 롤 코팅, 브랑켓 나이프 코팅 및 인버티드 나이프 코팅이고, 상기 로울러 코팅은 다이렉트 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 그라비아 롤 코팅, 기스 롤 코팅 및 디프 롤 코팅이다. 가장 바람직하게는 나이프 코팅, 로울러 코팅 또는 스프레이 코팅 방법을 이용하며 바람직하게 상기 코팅은 0.5~1.0 mm의 두께로 실시되는 것이 적합하다. The coating includes coating methods for various fabrics known in the art, and preferably, knife coating, roller coating, calendar coating, air knife coating, free guest coating, extrusion coating, curtain coating, spray coating or powder coating, more preferably the knife coating is a floating knife coating, a knife over roll coating, a blanket knife coating, and an inverted knife coating, and the roller coating is a direct roll coating, a reverse roll coating, These are gravure roll coating, gas roll coating and deep roll coating. Most preferably, a knife coating, roller coating or spray coating method is used, and preferably, the coating is preferably carried out to a thickness of 0.5 to 1.0 mm.

이렇게 제조된 상기 내화직물은 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 1700~2200℃ 고온에서 강하여 내화성이 있음과 동시에 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용할 수 있게 된다.The fire resistant fabric manufactured in this way has a waterproof, smoke-retardant effect, and mechanical durability, and is particularly strong at a high temperature of 1700 to 2200 ° C. , can be used for various functional clothing fabrics, including work clothes.

이하에서는 실시예 및 실험예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들 실시예 및 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples, but these Examples and Experimental Examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the protection scope of the present invention.

<실시예 1> 본 발명의 내화직물1 제조<Example 1> Preparation of refractory fabric 1 of the present invention

천연펄프, 천연솜, 톱밥이 1:1:1 중량비로 혼합된 셀룰로오즈 성분을 수화한 소듐실리케이트 용액과 동량 혼합한 후 10~20시간 동안 100~150℃에서 가열한 다음, 염산을 가하여 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조하였다. After mixing the same amount of cellulose component mixed with natural pulp, natural cotton, and sawdust in a 1:1:1 weight ratio with a hydrated sodium silicate solution, it is heated at 100-150°C for 10-20 hours, and then hydrochloric acid is added to the cellulose silicate fiber. was prepared.

이렇게 제조된 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100g에 아라미드 질소함유 고분자 수지 80g, 카본화이버 71g, 복합입자 0.5g(이산화티탄 35중량%, 이산화규소 65중량%)을 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 80 g of aramid nitrogen-containing polymer resin, 71 g of carbon fiber, and 0.5 g of composite particles (35 wt% of titanium dioxide, 65 wt% of silicon dioxide) were mixed with 100 g of the cellulose silicate fiber thus prepared to prepare a mixture.

상기 혼합물을 혼타면 공정, 소면공정, 연조공정, 조방공정, 정방공정, 급습공정, 권사공정, 합사 및 연서공정, 마지막으로 리와인딩을 하는 공정을 거쳐 내화복합사로 제조한 후, 이를 이용하여 내화직물을 제조하였다. After the mixture is prepared as a refractory composite yarn through a process of honta-myeon process, carding process, softening process, roving process, spinning process, raid process, winding process, braiding and twisting process, and finally rewinding, it is used for fireproofing The fabric was made.

<실시예 2> 본 발명의 내화직물2 제조<Example 2> Preparation of refractory fabric 2 of the present invention

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 상기 내화복합사에 하기와 같은 혼합용액을 1.0 mm 두께로 스프레이 코팅처리하여 내화직물2를 제조하였다. Refractory fabric 2 was prepared in the same manner as in Example 1, but by spray-coating the refractory composite yarn with the following mixed solution to a thickness of 1.0 mm.

(혼합용액 제조)(Preparation of mixed solution)

혼합조에 증류수를 먼저 넣은 후 강염기인 NaOH를 먼저 넣은 증류수와 동일한 양으로 측정한 후 투입하여 전동 MIXER를 완전 용해까지 500RPM 이하로 회전하여 강염기 용해수를 제조하였다. 그 다음 상기 강염기 용해수에 30μUm입자크기의 흄드실리카를 투입한 후, 전동 MIXER를 500RPM 이하로 회전하여 흄드실리카 용해물을 제조하였다. 상기 제조된 흄드실리카 용해물에 계면활성제를 투입한 후, 500RPM 이하에서 최소 10분 이상 혼합하여 혼합용액을 제조하였다. 이때, 상기 흄드실리카, 강염기 용해수, 계면활성제의 혼합비율은 1 : 2 : 0.01 중량비로 혼합하여 제조하였다.Distilled water was put into the mixing tank first, and then measured in the same amount as distilled water in which NaOH, a strong base, was first added, and then the electric mixer was rotated at 500 RPM or less until complete dissolution to prepare strong base dissolved water. Then, fumed silica having a particle size of 30 μUm was added to the strong base dissolved water, and then the electric mixer was rotated at 500 RPM or less to prepare a fumed silica melt. After the surfactant was added to the prepared fumed silica melt, a mixed solution was prepared by mixing at 500 RPM or less for at least 10 minutes. At this time, the mixing ratio of the fumed silica, strong base dissolved water, and surfactant was 1: 2: 0.01 weight ratio was prepared by mixing.

<비교예 1> 내화직물3 제조<Comparative Example 1> Refractory fabric 3 production

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 상기 혼합물 제조시 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100g에 아라미드 질소함유 고분자 수지 70g, 카본화이버 70g, 복합입자 1g(이산화티탄 30중량%, 이산화규소 70중량%)을 혼합한 후 최종 내화직물3을 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, but when preparing the mixture, 70 g of aramid nitrogen-containing polymer resin, 70 g of carbon fiber, and 1 g of composite particles (titanium dioxide 30% by weight, silicon dioxide 70% by weight) were mixed with 100 g of the cellulose silicate fiber. After that, a final refractory fabric 3 was prepared.

<비교예 2> 내화직물4 제조<Comparative Example 2> Production of refractory fabric 4

상기 실시예 2와 같은 방법으로 제조하되, 상기 혼합용액 제조시 상기 흄드실리카, 강염기 용해수, 계면활성제의 혼합비율은 2 : 1 : 0.01 중량비로 혼합한 후 최종 내화직물4를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 2, but when the mixed solution was prepared, the mixing ratio of the fumed silica, the strong base dissolved water, and the surfactant was 2 : 1 : After mixing at a weight ratio of 0.01, a final refractory fabric 4 was prepared.

<비교예 3> 내화직물5 제조<Comparative Example 3> Production of fireproof fabric 5

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 상기 혼합물 제조시 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100g에 아라미드 질소함유 고분자 수지 88g, 카본화이버 77g, 복합입자 2g(이산화티탄 30중량%, 이산화규소 70중량%)을 혼합한 후 최종 내화직물5를 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, but when preparing the mixture, 88 g of aramid nitrogen-containing polymer resin, 77 g of carbon fiber, and 2 g of composite particles (titanium dioxide 30% by weight, silicon dioxide 70% by weight) were mixed with 100 g of the cellulose silicate fiber. After that, a final refractory fabric 5 was prepared.

<비교예 4> 내화직물6 제조<Comparative Example 4> Production of fireproof fabric 6

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 상기 복합입자는 이산화티탄 50중량%, 이산화규소 50중량%으로 구성되어 최종 내화직물6을 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, but the composite particles were composed of 50% by weight of titanium dioxide and 50% by weight of silicon dioxide to prepare a final refractory fabric 6 .

<실험예 1> 내구성, 내화성, 방수, 방연 효과 및 착용감 확인<Experimental Example 1> Confirmation of durability, fire resistance, waterproof, smoke-proof effect and fit

1. 실험방법1. Experimental method

(내구성)(durability)

가정용세탁기(직경 50 ㎝, 깊이 27 ㎝ 이상)를 사용하여 물의 온도를 40± 3℃로 유지시키며 중성세제를 물 1ℓ당 1 g을 첨가하였다. 세탁은 세탁시간 30분, 헹굼 2회, 탈수를 1회를 하며 건조는 5회 세탁 완료후에 텀블 건조기로 실시하였다.(내구성 좋음-○, 내구성 보통-△, 내구성 나쁨-X)Using a household washing machine (diameter 50 cm, depth 27 cm or more), the water temperature was maintained at 40±3° C., and 1 g of neutral detergent was added per 1 liter of water. Washing was carried out with a tumble dryer after washing 5 times, washing time 30 minutes, rinsing twice, dehydration once. (Good durability-○, Normal durability-△, Poor durability-X)

세탁을 완료한 후 하기 내화성을 확인하였다.After the washing was completed, the following fire resistance was checked.

(내화성)(fire resistance)

내화성을 확인하기 위해 열 안정성 테스트를 기초로 하였다. 다시말해, 테스트 오븐은 ISO 17439에 기술된 고온 공기 순환식 오븐이다. 고온에서 내성 방지용 공정을 이용한 코팅 패브릭용 표준 테스트 방법 ASTM D 751에 따라 수행하였다:A thermal stability test was based to confirm the fire resistance. In other words, the test oven is a hot air circulation oven as described in ISO 17439. Standard Test Method ASTM D 751 for Coated Fabrics Using a Process for Anti-Resistance at High Temperatures:

- 100 mm x 100 mm x 3 mm (4 in x 4 in x 1/8 in)로 측정되는 유리판을 사용하였다. - A glass plate measuring 100 mm x 100 mm x 3 mm (4 in x 4 in x 1/8 in) was used.

- 1000 ℃, 1500 ℃, 2000 ℃의 온도에서 테스트하였다.- Tested at 1000 ℃, 1500 ℃, 2000 ℃ temperature.

- 표본은 오븐에서 유리판을 제거한 후 최소 1시간 냉각하였다.- The specimen was cooled for at least 1 hour after the glass plate was removed from the oven.

- 유리 판에 눌러붙거나, 펼쳐진 경우 그 자체에 붙거나, 용융 또는 적하의 증거를 나타내는 임의의 샘플 면은 용융성인 것으로 간주된다. 용융성 면의 증거가 없는 임의의 샘플 면은 열적으로 안정한 것으로 간주되었다.- Any side of the sample that sticks to the glass plate, sticks to itself when unfolded, or shows evidence of melting or dripping is considered meltable. Any sample side without evidence of a meltable side was considered thermally stable.

(방수)(Waterproof)

방수효과는 침수 압력 테스트로 확인하는 것으로써 테스트 조각(상기 1500℃에서 처리된 내화직물)의 한쪽 면에 물을 가하고, 이를 통과하는 물의 침투에 대한 표시로서 테스트 조각의 다른쪽 면을 관찰하는 것으로 구성된다. The waterproof effect is confirmed by the immersion pressure test. Water is added to one side of the test piece (fireproof fabric treated at 1500°C above), and the other side of the test piece is observed as an indication of the penetration of water through it. is composed

테스트 표본을 테스트 조각을 갖고 있는 고정물 내 고무 가스켓 사이에 고정하고 봉하였다. 테스트 표준의 패브릭 표면을 물과 접촉시키고 다른쪽 면을 세심하게 관찰하기 위해, 대기를 향하여 위로 개방시켰다. 공기를 고정물 내부로부터 제거하고 이에 가해지는 물과 같이, 762 cm (30 인치)의 면적에 대하여, 테스트 조각의 내부표면에 압력을 가하였다. 테스트 조각 상의 수압은 인라인 밸브에 의해 조절되며 적당한 게이지로 표시되는 바와 같이, 물 저장소에 연결된 펌프에 의해 약 34 kPa (005 psi)로 증가시켰다.The test specimen was clamped and sealed between rubber gaskets in a fixture holding the test piece. The fabric surface of the test standard was opened upwards towards the atmosphere to contact the water and closely observe the other side. Air was removed from the interior of the fixture and pressure was applied to the inner surface of the test piece over an area of 30 inches (762 cm), such as water applied thereto. The water pressure on the test piece was regulated by an inline valve and increased to approximately 34 kPa (005 psi) by a pump connected to a water reservoir, as indicated by an appropriate gauge.

테스트 조각의 패브릭 표면은 물질을 통과하여 가해지는 임의의 물의 모습에 대해 면밀히 관찰되었다. 표면상에서 관찰되는 물은 누수로 해석된다. 샘플 표면을 테스트 압력에서 1분 동안 관찰하고, 누수의 횟수를 측정하고 기록하였다. 1분 동안 누수가 관찰되지 않는 경우, 물질은 방수성인 것으로 간주한다The fabric surface of the test piece was closely observed for the appearance of any water applied through the material. Water observed on the surface is interpreted as a leak. The sample surface was observed at the test pressure for 1 minute, and the number of leaks was measured and recorded. If no leaks are observed for 1 min, the material is considered waterproof.

(방연-가스유해성 시험)(Smoke-gas toxicity test)

내화직물(상기 1500℃에서 처리된 내화직물)로 둘러싼 밀폐된 공간내에 실험용 쥐를 놓고 그 공간밖에서 가스를 분사하여 방연효과를 확인하였으며, 행동정지시간이 9분이상으로 나타날 경우 방연성이 있는 것으로 확인하였다.The rat was placed in an enclosed space surrounded by fireproof fabric (fireproof fabric treated at 1500℃ above) and gas was sprayed outside the space to confirm the smoke-retardant effect. Confirmed.

(착용감)(feeling of wear)

각 내화직물들을 이용하여 각 소방복 바지들을 제조하여 소방대원들 10명씩총 40명을 대상으로 12시간동안 착용감에 대해 평가를 실시하였다. 설문항목에 5점 척도(점수가 높을수록 우수함)로 답하게 하는 방식으로 평가하였다.Each firefighting suit pants were manufactured using each fire-resistance fabric, and the fit was evaluated for 12 hours for a total of 40 firefighters, 10 each. It was evaluated in such a way that the questionnaire items were answered on a 5-point scale (the higher the score, the better).

2. 실험결과2. Experimental results

상기 실험결과, 하기 표 1과 같이 나타났다. As a result of the above experiment, it was shown in Table 1 below.

내구성durability 내화성fire resistance 방수Waterproof 방연smoke free 착용감fit 실시예1Example 1 열적안정성을 나타냄(1500℃)Thermal stability (1500℃) 누수 없음no leaks 15분15 minutes 55 실시예2Example 2 열적안정성을 나타냄(2000℃)Thermal stability (2000℃) 누수 없음no leaks 15분15 minutes 55 비교예1Comparative Example 1 유리에 다소 눌러 붙음(1500℃)Slightly stuck to the glass (1500℃) 누수 있음leaks 5분5 minutes 22 비교예2Comparative Example 2 ××℃)××℃) 유리에 다소 눌러 붙음(1500℃)Slightly stuck to the glass (1500℃) 누수 약간 있음Some leaks 7분7 minutes 33 비교예3Comparative Example 3 열적안정성을 나타냄(2000℃)Thermal stability (2000℃) 누수 없음no leaks 15분15 minutes 1One 비교예4Comparative Example 4 유리에 다소 눌러 붙음(1500℃)Slightly stuck to the glass (1500℃) 누수 약간 있음Some leaks 8분8 minutes 33

상기 표 1에 나타나 있듯이, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2의 내화직물들은 기계세탁 처리 후 1500℃이상의 고온에서도 열적안정성 및 방수, 방연효과를 나타내는 바, 세탁 내구성도 함께 갖음을 확인하였으며, 소재가 뻣뻣하지 않아 착용감이 좋아 활동성이 높은 것으로 확인되는 반면, 비교예1의 내화직물3의 경우에는 재료들의 혼합비율의 차이로 인해 1000℃이상에서는 내화성을 나타내었으나, 1500℃이상에서는 내화성이 다소 떨어지고 방수, 방연효과가 본 발명과 차이를 나타남을 확인하였다. 아울러 직물자체가 뻣뻣하여 활동하기에 불편함을 호소하였다.As shown in Table 1, the fire resistant fabrics of Examples 1 and 2 of the present invention exhibited thermal stability, waterproofing, and smoke-retardant effects even at high temperatures of 1500° C. or higher after machine washing treatment, and it was confirmed that they also had washing durability, On the other hand, the fire resistance fabric 3 of Comparative Example 1 showed fire resistance at 1000°C or higher due to the difference in the mixing ratio of the materials, but the fire resistance was somewhat higher at 1500°C or higher. It was confirmed that the waterproof and smoke-retardant effects were different from those of the present invention. In addition, the fabric itself was stiff and complained of discomfort to the movement.

비교예 2의 경우에는 기계세탁 처리후 내구성이 떨어져 추가 혼합용액들의 코팅상태가 다소 좋지 않게되어 코팅이 벗겨지거나 이로 인해 직물표면에 일부 손상이 발생되어 역시 비교예 1과 비슷한 결과를 나타냄을 확인하였다. In the case of Comparative Example 2, after the machine washing treatment, the durability was lowered, and the coating state of the additional mixed solutions was somewhat deteriorated, so that the coating was peeled off or some damage to the fabric surface was caused. .

비교예 3의 경우에는 전체적인 효능은 실시예 1과 같이 나타났으나, 소재가 너무 뻣뻣하여 의류용으로 사용자체가 불가능함을 확인하였으며, 비교예 4의 경우에는 분산성이 떨어져 내구성이나 내화성이 의류 전체에 골고루 나타나지 못하여 일부 붙는 곳도 있고 이에 누수도 나타남을 확인하였다.In the case of Comparative Example 3, the overall efficacy was the same as in Example 1, but it was confirmed that the material was too stiff to use for clothing, and in Comparative Example 4, the dispersibility was poor, and the durability or fire resistance was poor. It was confirmed that it did not appear evenly throughout, so there were some places where it was stuck, and there was also a leak.

이와 같이 본 발명에 의해, 방수, 방연 효과, 기계 내구성을 갖으며, 특히 1700~2200℃ 고온에서 강하여 내화성이 있음과 동시에 촉감이 부드러워 착용감이 편안하게 되어 있어 소방복과 같은 내열용 의복, 보료용 피복, 작업복을 비롯하여 여러 가지 기능성 의류 원단에 사용될 수 있는 내화직물이 제공될 수 있다.As described above, according to the present invention, it has waterproof, smoke-retardant effect, mechanical durability, and is particularly strong at high temperature of 1700 to 2200 ° C. , a fire resistant fabric that can be used for various functional clothing fabrics, including work clothes, may be provided.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been looked at with a focus on preferred embodiments, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will implement embodiments other than the detailed description of the present invention within the essential technical scope of the present invention. will be able Here, the essential technical scope of the present invention is indicated in the claims, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 천연펄프, 천연솜, 톱밥이 1:1:1 중량비로 혼합된 셀룰로오즈 성분을 수화한 소듐실리케이트 용액 또는 수화한 포타슘실리케이트 용액과 혼합한 후 10~20시간 동안 100~150℃에서 가열한 다음, 황산 또는 염산을 가하여 셀룰로오즈 실리케이트 섬유를 제조하는 제1공정;
상기 제1공정의 셀룰로오즈 실리케이트 섬유, 아라미드 질소함유 고분자 수지, 카본화이버 및 이산화티탄 35~40중량%와 이산화규소 60~65중량%로 구성된 복합입자를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제2공정;
상기 혼합물로 내화복합사를 제조하는 제3공정 및,
상기 내화복합사의 표면에 7~40μUm 의 입자크기로 이루어진 흄드실리카, 물과 강염기가 1 : 0.5~1.0 중량비로 이루어진 강염기 용해수, 계면활성제가 1 : 2~3 : 0.01~0.1 중량비로 구성된 혼합용액을 0.5~1.0 mm의 두께로 코팅하여 1700~2200℃의 고온도 견디는 내화성을 갖음과 동시에 방수성을 갖는 내화직물을 제조하는 제4공정;을 포함하되,
상기 제2공정의 혼합물 제조시, 상기 셀룰로오즈 실리케이트 섬유 100 중량부를 기준으로 상기 아라미드 질소함유 고분자 수지 80~85 중량부, 상기 카본화이버 71~75 중량부, 상기 복합입자 0.1~0.5 중량부로 혼합하여 구성되는 것이 특징인,
카본화이버를 이용한 내화직물의 제조방법.
After mixing the cellulose component in which natural pulp, natural cotton, and sawdust in a 1:1:1 weight ratio with a hydrated sodium silicate solution or hydrated potassium silicate solution, it is heated at 100-150°C for 10-20 hours, followed by sulfuric acid or a first step of preparing cellulose silicate fibers by adding hydrochloric acid;
A second step of preparing a mixture by mixing the composite particles composed of cellulose silicate fiber, aramid nitrogen-containing polymer resin, carbon fiber, and 35-40 wt% of titanium dioxide and 60-65 wt% of silicon dioxide of the first step;
A third process of producing a refractory composite yarn with the mixture, and
Fumed silica having a particle size of 7 to 40 μUm on the surface of the fire-resisting composite yarn, water and strong base dissolved water in a weight ratio of 1: 0.5 to 1.0, surfactant 1: 2 to 3: Mix consisting of 0.01 to 0.1 weight ratio A fourth process of manufacturing a fire resistant fabric having water resistance while having fire resistance to withstand a high temperature of 1700 to 2200 ° C by coating the solution to a thickness of 0.5 to 1.0 mm;
When preparing the mixture in the second process, based on 100 parts by weight of the cellulose silicate fiber, 80 to 85 parts by weight of the aramid nitrogen-containing polymer resin, 71 to 75 parts by weight of the carbon fiber, and 0.1 to 0.5 parts by weight of the composite particles. characterized by being
A method for manufacturing a refractory fabric using carbon fiber.
삭제delete 삭제delete 제4항의 제조방법에 의해 제조되어, 1700~2200℃의 고온도 견디는 내화성을 갖음과 동시에 방수, 방연, 내구성을 갖는 것이 특징인,
카본화이버를 이용한 내화직물.
It is manufactured by the manufacturing method of claim 4, and has fire resistance to withstand a high temperature of 1700 to 2200 ° C.
Fireproof fabric using carbon fiber.
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