KR102415881B1 - 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 - Google Patents

방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상세하게는 폴리프로필렌 필라핀트사 원재료인 폴리프로필렌 수지를 용융하는 단계에서 방염제를 함께 용융하여 선방염 처리된 폴리프로필렌 필라멘트사를 제조함으로써, 방염성과 동시에 경량의 우수한 인장강도, 신축성 및 내충격성을 나타낼 뿐만 아니라 종래의 후방염 처리식 방염사 제조에 비해 제조 공정을 간단히 할 수 있어 제조 비용 절감 효과를 제공할 수 있는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 별도의 방염처리를 위한 공정을 거치지 않고도 선방염 처리된 폴리프로필렌 필라멘트사를 제조할 수 있어, 후방염 작업 시 발생했던 방염액의 비산에 따른 환경오염, 대기오염, 토지오염 및 작업자의 건강 위협 문제를 방지할 수 있고, 친환경 소재의 방염제를 사용하여 환경오염을 방지할 수 있으며, 폴리프로필렌 필라멘트사에 도포된 방염액이 빗물에 씻겨 나가는 문제 또한 방지할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 후방염 처리 과정을 생략함에 따라 제조 공정을 보다 간단히 할 수 있어 제조비용을 절감하는 동시에 생산성을 높일 수 있는 효과를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사{The manufacturing method of flame retardant polypropylene filament yarns and flame retardant polypropylene filament yarns therefrom}
본 발명은 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌 수지를 용융하는 단계에서 방염제를 함께 용융하여 선방염 처리된 폴리프로필렌 필라멘트사를 제조함으로써, 방염성과 동시에 경량의 우수한 인장강도, 신축성 및 내충격성을 나타낼 뿐만 아니라, 종래의 후방염 처리식 방염사 제조에 비해 제조 공정을 간단히 할 수 있어 제조 비용 절감 효과를 제공할 수 있는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사에 관한 것이다.
건축공사용 안전보호망은 고층 건축물 공사 현장에서 고소작업 시 건축 재료, 비계 또는 작업 공구 등의 낙하물, 비산분진 및 작업자의 낙하 등에 의한 위험을 미연에 방지하기 위해, 시공 중인 건축물의 소정의 높이에 외벽의 수평 및 수직 방향으로 설치되는 낙하물 방지망 및 수직보호망 등의 필수적 안전 장치로서, 낙하물로 인해 발생하는 충격을 효과적으로 흡수하여 작업자의 안전을 보장할 뿐만 아니라 보행자의 안전사고 또한 방지할 수 있고, 공사 중인 건물 내부에서 발생하는 먼지 및 분진 등의 비산을 방지하며, 공사 소음을 줄이는 일종의 방음수단의 역할까지 수행할 수 있다.
일반적으로 안전보호망은 폴리에스테르원사(PFY), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 혼합(PE+PP) 등의 섬유로 제직되거나 PVC 코팅망의 형태로 직조되는데, 이때, 안전보호망에 방염 처리를 함으로써 방염성을 함께 보유하도록 하여 공사현장에서의 화재에 따른 안전사고 또한 방지할 수 있다.
이에 대한 예로서, 한국공개특허 제10-2005-0093931호 “폴리에틸렌 방염 안전보호망”을 들 수 있다.
상기 선행문헌에는 폴리에틸렌 재질의 멀티필라멘트 원사에 방염 처리한 후 견고한 구조로 직조함으로써, 제조 비용이 저렴하고 재활용이 쉬운 폴리에틸렌 방염 안전보호망이 개시되어 있다.
그러나 건축공사용 안전보호망은 안전사고에 대비하기 위해 높은 강도와 신축성이 요구되고 있는 바, 상기 선행문헌과 같이 폴리에틸렌 섬유로 제직되는 안전보호망의 경우에는 충격흡수성이 낮고 인장강도가 약하여 낙하물의 충격에 의해 파손되기 쉬운 문제점이 있어, 건축공사용 안전보호망의 내충격성, 신축성 등의 강화에 대한 필요성이 재고되고 있다.
한편, 한국등록특허 제10-1520790호 “기능성 폴리프로필렌 직물지 및 그 제조방법”에는 소수성을 가지는 폴리프로필렌 직물의 표면을 플라즈마 처리하여 친수성으로 개질시킨 후 방염제를 직물지에 흡습시켜 방염성을 부가하는 기술이 개시되어 있으나, 상기 선행문헌에서는 방염처리 과정이 매우 복잡하고, 방염시 사용되는 방염제를 통해 유해물질 및 유독성의 냄새가 발생하여 작업자의 건강과 안전을 위협할 뿐만 아니라 환경오염 또한 발생되는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제10-2005-0093931호 (2005.09.23)
한국등록특허 제10-1520790호 (2015.05.15)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에서는 폴리프로필렌 수지를 이용한 방염사를 제조함에 있어서, 폴리프로필렌 수지를 용융하는 단계에서 방염제를 함께 용융하여 선방염 처리된 폴리프로필렌 필라멘트사를 제조함으로써, 방염성과 동시에 경량의 우수한 인장강도 및 신축성을 나타낼 뿐만 아니라 종래의 후방염 처리식 방염사에 비해 제조 공정을 간단히 할 수 있어 제조 비용 절감 효과를 제공할 수 있으며, 후방염 처리 시 유해물질의 비산에 의한 환경오염, 대기오염, 토지오염 및 작업자의 안전 문제 등을 방지할 수 있는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이를 이용한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법은, 호퍼에 폴리프로필렌 수지 및 방염제를 포함하는 혼합물을 투입하는 단계; 상기 혼합물을 150 내지 250℃ 온도의 압출기에서 용융 및 압출하는 단계; 용융 및 압출된 혼합물을 다수의 필라멘트로 방사하는 단계; 방사된 다수의 필라멘트를 공기로 냉각시킨 후 오일박스에 통과시키는 단계; 냉각된 필라멘트를 연신하는 단계; 및 연신된 필라멘트를 권취하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 커플링제 0.06 내지 4 중량부, 분산제 0.1 내지 4 중량부, UV 안정제 0.06 내지 4 중량부, 산화방지제 0.1 내지 6 중량부 및 왁스 0.6 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 난연제는, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드(Ethylenebistetrabromophthalimide), 에테인-1,2비스(펜타브로모페닐)(Ethane-1,2-bis(pentabromophenyl)), 테트라브로모비스페놀 A 비스(2, 3-디브로모필 에테르)(Tetrabromobisphenol A bis(2, 3-dibromopropyl ether)), 트리스(트리브로모네오펜틸)포스페이트(Tris(tribromoneopenthyl)phosphate), 폴리펜타브로모벤질 아크릴레이트(Poly pentabromobenzyl acrylate), 2,3,4,5,6-펜타브로모벤질 아크릴레이트(2,3,4,5,6-Pentabromobenzyl acrylate), 인계난연제, 인질소계난연제, 수산화마그네슘(Magnesium Hydroxide) 및 삼산화안티몬(Antimony trioxide)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압출기의 스크류 L/D 비율이 20:1 내지 40:1이고, 회전수는 50 내지 100rpm인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기어펌프의 회전수는 50 내지 100rpm이고, 온도는 180 내지 250℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방사노즐은 직경이 0.5 내지 0.8Ø이고, 개수는 80 내지 150개인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 방사노즐을 통해 방사된 폴리프로필렌 필라멘트의 굵기는 0.5 내지 15 데니아인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 냉각된 필라멘트를 연신하는 단계에서는, 상기 냉각된 필라멘트를 3 내지 10g/D 강도로 연신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사는 상기 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법 및 이에 의한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사는 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
방염사 제조를 위해 원재료인 폴리프로필렌 수지를 용융하는 단계에서, 폴리프로필렌 수지와 방염제를 혼합하여 함께 용융함으로써 방염성을 부여하기 위한 별도의 후방염 공정을 거치지 않고도 방염성을 갖는 폴리프로필렌 필라멘트사를 가공할 수 있다.
이를 통해, 후방염 처리 과정을 생략하여 제조 공정을 보다 간단히 할 수 있어 제조비용을 절감하면서 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 선방염 처리를 통해 방염사를 제조함으로써, 후방염 작업 시 발생했던 방염액의 비산에 따른 환경오염, 대기오염, 토지오염 및 작업자의 건강 위협 문제를 방지할 수 있다.
이에 더하여, 친환경 소재의 방염제를 이용함으로써 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 후방염 처리 시 폴리프로필렌 필라멘트사 표면에 도포된 방염액이 빗물에 씻겨 나가는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사를 이용하여 제조된 안전보호망.
후술하는 본 발명에 대한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법은 호퍼(210)에 폴리프로필렌 수지 및 방염제를 포함하는 혼합물을 투입하는 단계(S110); 상기 혼합물을 150 내지 250℃ 온도의 압출기(220)에서 용융 및 압출하는 단계(S120); 용융 및 압출된 혼합물을 다수의 필라멘트로 방사하는 단계(S130); 방사된 다수의 필라멘트를 공기로 냉각시킨 후 오일박스에 통과시키는 단계(S140); 냉각된 필라멘트를 연신하는 단계(S150); 및 연신된 필라멘트를 권취하는 단계(S160);를 포함한다.
즉, 방염사 제조를 위해 원재료인 폴리프로필렌 수지를 용융하는 단계에서, 폴리프로필렌 수지 및 방염제를 포함하는 혼합물을 함께 용융함으로써, 방염처리를 위한 별도의 후방염 공정을 거치지 않고도 방염성을 갖는 폴리프로필렌 필라멘트사를 가공할 수 있어, 후방염 작업 시 발생했던 방염액의 비산에 따른 환경오염 및 작업자의 건강 위협 문제를 방지할 수 있으며, 후방염을 통해 폴리프로필렌 필라멘트사 표면에 도포된 방염액이 빗물에 씻겨 나가는 문제 또한 방지할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 후방염 처리 과정을 생략하여 제조 공정을 보다 간단히 할 수 있어 제조비용을 절감하는 동시에 생산성을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 호퍼(210)에 폴리프로필렌 수지 및 방염제를 포함하는 혼합물을 투입한다(S110).
상기 혼합물은 폴리프로필렌 수지 및 방염제를 포함한다.
이때, 상기 혼합물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여, 방염제 2 내지 10 중량부를 포함하며, 더욱 바람직하게는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여, 방염제 2 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
종래의 건축용 안전방지망은 폴리에틸렌 섬유사로 이루어진 소재나 폴리에스테르 섬유사에 PVC코팅하여 이루어진 PVC코팅망이 주로 이용되어 제작되었으나, PVC코팅망 및 폴리에틸렌 섬유사는 충격흡수력 및 인장강도가 약해, 낙하물에 의해 쉽게 찢어져 파손되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 본 발명에서는 높은 인장강도 및 신축성을 나타냄으로써 사용 중 성능 저하가 발생하지 않고, 무게가 가벼울 뿐만 아니라 탄소와 수소로 이루어져 재활용이 용이하고, 폐기 시 대기오염 물질이 방출되지 않는 친환경적인 소재인 폴리프로필렌을 이용하여, 건축공사용 안전방지망 제작을 위한 폴리프로필렌 방염사를 제조하였다.
여기서, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 커플링제 0.06 내지 4 중량부, 분산제 0.1 내지 4 중량부, UV 안정제 0.06 내지 4 중량부, 산화방지제 0.1 내지 6 중량부 및 왁스 0.6 내지 10 중량부를 포함한다.
이때, 상기 난연제는 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드(Ethylenebistetrabromophthalimide), 에테인-1,2비스(펜타브로모페닐)(Ethane-1,2-bis(pentabromophenyl)), 테트라브로모비스페놀 A 비스(2, 3-디브로모필 에테르)(Tetrabromobisphenol A bis(2, 3-dibromopropyl ether)), 트리스(트리브로모네오펜틸)포스페이트(Tris(tribromoneopenthyl)phosphate), 폴리펜타브로모벤질 아크릴레이트(Poly pentabromobenzyl acrylate), 2,3,4,5,6-펜타브로모벤질 아크릴레이트(2,3,4,5,6-Pentabromobenzyl acrylate), 인계난연제, 인질소계난연제, 수산화마그네슘(Magnesium Hydroxide) 및 삼산화안티몬(Antimony trioxide)으로 이루어진 군으로부터 어느 하나 이상을 선택하여 이용할 수 있다.
이에 따라, 불에 쉽게 타지 않으면서, 건축 현장에서 화재가 발생하더라도 유해물질 발생을 최소한으로 줄일 수 있어 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 커플링제 0.06 내지 4 중량부를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 커플링제 0.1 내지 2.5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 커플링제의 예로는 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 분산제 0.1 내지 4 중량부를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 분산제 0.6 내지 2.5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 분산제의 예로는 스테아린산칼슘(Calcium distearate; CA-ST)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, UV 안정제 0.06 내지 4 중량부를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, UV 안정제 0.1 내지 2.5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 UV 안정제의 예로는 폴리-{[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-다일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥사네다일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]}(제품명: HS-944FD)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 산화방지제 0.1 내지 6 중량부를 포함할 수 있으며. 더욱 바람직하게는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 산화방지제 0.6 내지 4 중량부를 포함할 수 있다.
이때. 산화방지제의 예로는 펜타에리트리톨 테트라키스[3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드옥시페닐)프로피오네이트](제품명: AO-60)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 방염제는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 왁스 0.6 내지 10 중량부를 포함할 수 있으며. 더욱 바람직하게는 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 왁스 1 내지 6 중량부를 포함할 수 있다.
이때, 왁스는 방염사에 추가적으로 포함되는 안료 등의 분산을 유도하기 위해, 상기 혼합물의 방사성을 저하시키지 않는 범위 내에서 첨가된다. 이와 같은 왁스의 종류는 통상 수지 조성물에 포함되는 안료의 분산을 용이하도록 하는 구성이면 한정 없이 선택될 수 있음은 물론이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법은, 폴리프로필렌 필라멘트사 제조 후에 별도의 방염처리 과정을 통해 방염성을 부여하였던 종래 기술과 달리, 원료 투입 단계에서 원재료인 폴리프로필렌 수지와, 마스터배치 형태의 방염제를 혼합하는 단순한 과정을 통해 선방염 처리된 폴리프로필렌사를 제조할 수 있어, 보다 간단한 제조 공정을 통해 제조 비용을 절감하면서 생산성을 높일 수 있다.
더불어, 후방염 처리 과정 생략에 따라, 후방염 작업 시 발생했던 방염액의 비산에 따른 환경오염, 대기오염, 토지오염 및 작업자의 건강 위협 문제를 방지할 수 있으며, 후방염 과정을 통해 폴리프로필렌 필라멘트사 표면에 도포된 방염액이 빗물에 씻겨 나가는 문제 또한 방지할 수 있다.
이에 더하여, 친환경 소재로 이루어진 마스터배치 형태의 방염제를 이용함으로써 제조 과정에서 유해물질이 발생하지 않아 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 상기 혼합물을 압출기(220)에서 용융 및 압출한다(S120).
이는 가열 시 분해되지 않고 용융하는 고분자 원재료에 적용되는 용융방사 방법에 따른 과정으로, 통상의 방사방법으로는 용융방사, 건식방사 및 습식방사 등이 있으며, 본 발명에서는 폴리프로필렌 수지 이용에 따른 용융방사 방법을 적용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 압출기(220)의 온도를 150 내지 250℃ 범위로 설정하여 상기 혼합물을 배합 및 용융할 수 있으며, 바람직하게는 190 내지 220℃ 범위로 설정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 압출기(220)의 온도가 150℃ 이하일 경우, 혼합물에 열이 충분히 가해지지 않음으로써 가공성이 저하되어 작업 효율이 낮아질 수 있고, 상기 압출기(220)의 온도가 250℃ 이상일 경우에는 과도한 열에 의해 혼합물의 물성이 변화하여 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사의 적절한 성능과 효과를 기대하기 어려워진다.
또한, 통상의 압출기에는 내부에 스크류가 구비되어 있는 바, 본 발명의 일실시예에 따른 압출기(220)는 스크류 L/D 비율이 20:1 내지 40:1이고, 스크류의 회전수는 50 내지 100rpm이며, 이때, 회전수가 50rpm 이하인 경우에 작업성이 저하되어 작업 효율이 낮아지게 되고, 100rpm 이상인 경우에는 과도한 열에 의해 혼합물의 물성이 변화하여 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사의 적절한 성능과 효과를 기대하기 어렵게 된다.
다음으로, 용융 및 압출된 혼합물을 다수의 필라멘트로 방사한다(S130).
방사 과정에서는 용융된 원재료가 기어펌프에 의해 밀려나 방사노즐을 지나면서 유동성을 갖는 가늘고 긴 실의 형상으로 방사되는 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프(230)의 회전수는 50 내지 100rpm으로 설정할 수 있고, 바람직하게는 60 내지 90rpm으로 설정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프(230)의 온도는 180 내지 250℃이며, 바람직하게는 200 내지 230℃일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 기어펌프(230)의 온도가 180℃ 이하이면 상기 혼합물에 충분한 열이 가해지지 않아 가공성이 저하되며, 250℃ 이상으로 높아지면 과도한 열에 의해 상기 혼합물의 물성이 변화하여 원하는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사의 성능을 얻기가 어려워진다.
또한, 본 발명에 따른 일실시예에서, 용융된 혼합물을 가늘고 긴 실의 형상으로 변환하기 위해 적용되는 방사노즐(240)의 직경은 0.5 내지 0.8Ø이고, 개수는 80 내지 150개인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이에 따라, 상기 방사노즐(240)을 통해 방사된 폴리프로필렌 필라멘트의 굵기는 0.5 내지 15 데니아일 수 있다.
또한, 상기 방사노즐(240)의 직경은 고정적이지 않고, 필요한 폴리프로필렌 필라멘트의 데니아 수치에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 방사된 다수의 필라멘트를 공기로 냉각시킨 후 오일박스에 통과시킨다(S140).
용융된 혼합물에 의해 방사된 필라멘트는 유동성을 나타내므로 가늘고 긴 실 형상으로 고정하기 위해 공기 또는 냉각수를 통해 냉각시켜 고화시키는 과정을 거치는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법은 유동상의 필라멘트를 공기로 냉각시키는 방법을 채택하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 방사된 필라멘트는 건조 후 오일(oil) 부여공정을 거치게 되는데, 일반적으로 오일 부여공정은 유화제, 평활제, 대전방지제 및 집속제 등을 조합시킨 수성 에멀젼 또는 비수계의 오일을 미연신 상태의 원사에 부여하여, 안정성, 집속성, 평활성 및 대전 방지성 등을 갖도록 함으로써, 연신 및 가연 등의 후처리 공정에서 미연신 원사의 취급이 용이하도록 하는 과정으로, 회전 롤러의 표면에 오일을 픽업(pick up)시켜 롤러와 필라멘트사를 접촉시키거나 오일공급구를 통해 실 가닥과 접촉하여 공급하여 오일을 부여하는 방법이 있다. 본 발명에서는 오일박스(250)에 미연신 필라멘트를 통과시켜 오일을 부여하였으나, 당업자의 필요에 따라 적절한 방법을 채택할 수 있음은 물론이다.
다음으로, 냉각된 필라멘트를 연신한다(S150).
방사를 통해 얻어진 미연신 필라멘트는 분자 배향도가 부족하여 강도가 낮고 신도가 높아, 길이 방향으로 인장하는 연신 공정을 통해 탄성계수, 강도, 신도, 응력 등 기계적 성질을 적정 수준으로 설정할 수 있으며, 인장 과정에서 필라멘트 섬유 내의 분자 배열을 향상시켜 섬유를 가늘게 가공함으로써 섬유의 품질을 결정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법에서는 3 내지 10g/D 범위의 강도로 필라멘트의 연신을 수행할 수 있고, 바람직하게는 5 내지 8g/D의 적정 범위에서 인장을 수행하여 강도를 증가시키고 신장을 감소시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마지막으로, 연신된 필라멘트를 권취한다(S160).
이때, 보빈의 회전 속도는 500 내지 3,000m/min으로 설정할 수 있으며, 이러한 권취 과정을 통해 원하는 길이 및 폭의 폴리프로필렌 필라멘트사 다발을 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법은, 방염성을 갖는 폴리프로필렌 필라멘트사를 제조함에 있어, 원재료인 폴리프로필렌 수지를 용융하는 단계에서 방염제를 함께 용융함으로써, 별도의 후방염 처리를 위한 과정을 거치지 않고도 선방염 처리된 폴리프로필렌 필라멘트사로 가공할 수 있어, 보다 간단한 제조 공정을 통해 제조비용을 절감하면서 생산성 또한 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사는 전술한 제조방법을 통해 제조될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사를 이용하여 제조된 안전보호망이다.
상술한 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법에 의해 제조된 선방염처리된 폴리프로필렌 필라멘트사를 이용한 안전보호망은 방염성과 동시에 경량의 우수한 인장강도, 신축성 및 내충격성을 나타낼 수 있어, 작업자의 추락을 방지함과 동시에 낙하물로 인해 발생하는 충격을 효과적으로 흡수하여 작업자의 안전을 보장할 수 있다.
또한, 후방염 작업 시 발생했던 방염액의 비산에 따른 환경오염, 대기오염, 토지오염 및 작업자의 건강 위협 문제를 방지할 수 있으며, 후방염 처리를 통해 폴리프로필렌 필라멘트사 표면에 도포된 방염액이 빗물에 씻겨 나가는 문제 또한 방지할 수 있다.
이에 더하여, 친환경 소재로 이루어진 마스터배치 형태의 방염제를 이용함으로써 제조 과정에서 유해물질이 발생하지 않아 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사사의 범주에 속한다고 할 것이다.
210 : 호퍼 220 : 압출기
230 : 기어펌프 240 : 방사노즐
250 : 오일박스

Claims (9)

  1. 호퍼에 폴리프로필렌 수지 및 마스터배치 형태의 방염제를 포함하는 혼합물을 투입하는 단계(S110);
    상기 혼합물을 150 내지 250℃ 온도의 압출기에서 용융 및 압출하는 단계(S120);
    용융 및 압출된 혼합물을 다수의 필라멘트로 방사하는 단계(S130);
    방사된 다수의 필라멘트를 공기로 냉각시킨 후 오일박스에 통과시키는 단계 (S140);
    냉각된 필라멘트를 연신하는 단계(S150); 및
    연신된 필라멘트를 권취하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법에 있어서,
    상기 혼합물은, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여, 방염제 2 내지 10 중량부를 포함하는 것이고,
    상기 방염제는, 난연제 20 내지 95 중량부에 대하여, 커플링제 0.06 내지 4 중량부, 분산제 0.1 내지 4 중량부, UV 안정제 0.06 내지 4 중량부, 산화방지제 0.1 내지 6 중량부 및 왁스 0.6 내지 10 중량부를 포함하는 것이고,
    상기 압출기는 스크류 L/D 비율이 20:1 내지 40:1이고, 회전수는 50 내지 100rpm인 것이고,
    상기 용융 및 압출된 혼합물을 다수의 필라멘트로 방사하는 단계(S130)에서는,
    기어펌프의 회전수는 50 내지 100rpm이고, 온도는 180 내지 250℃인 것이고,
    방사노즐의 직경이 0.5 내지 0.8Ø이고, 개수는 80 내지 150개인 것이고,
    상기 방사노즐을 통해 방사된 폴리프로필렌 필라멘트의 굵기는 0.5 내지 15 데니아인 것이고,
    상기 연신된 필라멘트를 권취하는 단계(S160)에서,
    보빈의 회전 속도는 500 내지 3,000m/min인 것을 특징으로 하는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 난연제는, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드(Ethylenebistetrabromophthalimide), 에테인-1,2비스(펜타브로모페닐)(Ethane-1,2-bis(pentabromophenyl)), 테트라브로모비스페놀 A 비스(2, 3-디브로모필 에테르)(Tetrabromobisphenol A bis(2, 3-dibromopropyl ether)), 트리스(트리브로모네오펜틸)포스페이트(Tris(tribromoneopenthyl)phosphate), 폴리펜타브로모벤질 아크릴레이트(Poly pentabromobenzyl acrylate), 2,3,4,5,6-펜타브로모벤질 아크릴레이트(2,3,4,5,6-Pentabromobenzyl acrylate), 인계난연제, 인질소계난연제, 수산화마그네슘(Magnesium Hydroxide) 및 삼산화안티몬(Antimony trioxide)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 의한 제조방법에 의해 제조되는 방염성 폴리프로필렌 필라멘트사.
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