KR20110032183A - 난연성 폴리유산 수지, 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난연성 폴리유산 수지, 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리유산(Polylactic acid) 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하는 난연성 폴리유산 수지, 및 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 일정 비율로 혼합하여 제조된 난연성 폴리유산 수지를 용융 방사하여 제조된 난연성 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법에 관계한다. 본 발명에 따른 난연성 폴리유산 섬유는 난연성이 강화된 친환경 소재로 활용될 수 있다.

폴리유산 수지, 폴리유산 섬유, 난연성

Description

난연성 폴리유산 수지, 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법{Flame retardant Polylactic Resin, Polylactic Fiber and Fabricating method thereof}

본 발명은 난연성이 강화된 폴리유산 수지, 폴리유산 섬유 및 이의 제조방법과 이를 이용한 제품에 관한 것이다.

최근 모든 산업분야 뿐만 아니라 일상 생활에서도 친환경적인 소재에 관한 관심이 증대되고 있으며, 친환경적인 소재의 개발에 대한 필요성 또한 대두되고 있다. 친환경 소재로서 생분해성 섬유가 주목받고 있으며, 이러한 생분해성 섬유 중에서도 내열성이나 강도 면에서 뛰어난 폴리유산(Polylactic acid) 섬유가 주목받고 있다. 폴리유산은 옥수수 전분을 분해하여 얻은 유산을 모노머로 하여 에스테르 반응에 의해 제조되는 폴리에스테르 수지이다.

이러한 폴리유산 섬유는 폴리유산 수지 자체가 가지는 특성에 의해서 난연성이 있다고 알려져 있으며, 폴리유산 섬유의 한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)는 약 26 정도로 일반적인 폴리에스터 섬유의 LOI인 22 보다 약간 나은 수준이 다. 그러나, 연소 시 연기 발생량은 일반적인 폴리에스터 섬유가 394㎡/kg인데 반해 폴리유산 섬유는 63㎡/kg 수준으로 연소 시 연기 발생량은 아주 작은 수준이다. 따라서, 이와 같은 폴리유산 섬유는 친환경 추세에 부합하여 실내용 커튼, 암막지, 벽지, 산업용 포장재 등으로 활용이 시도되고 있어 기존의 폴리에스터 난연사와 같은 수준인 LOI 30이상의 난연성이 요구되는바, 폴리유산 수지의 난연성을 강화하고 연기 발생량이 작은 장점을 활용할 수 있는 난연 폴리유산 섬유가 필요하다.

일반적으로 합성섬유에 난연성을 부여하는 방법으로는 크게 합성섬유에 난연화 후가공을 하는 방법과 섬유소재를 난연화하여 영구적인 난연성을 부여하는 방법이 있다.

난연화 후가공을 이용하여 난연성을 부여하는 방법은 종래에 면 등의 천연섬유 등에 대해 많이 이루어지고 있으며 또한 합성섬유의 난연화에도 적용되고 있다. 그러나 이러한 후가공에 의한 난연성의 부여는 내구성의 문제가 있을 뿐만 아니라 가공 중에 발생하는 폐수 등으로 인해 환경문제가 발생된다. 따라서, 친환경 소재로 알려진 폴리유산 섬유에 대한 가공으로는 활용하기 어려우며 일반 화학섬유에 대해서도 그 사용이 감소하는 추세에 있다.

섬유소재를 난연화하여 영구적인 난연성을 부여하는 방법으로는 공중합에 의해 난연성을 부여하는 방법이 주로 이용되고 있으며 이를 위해 반응성을 가지는 공중합이 가능한 난연제도 다양하게 공업화되어 있다. 가장 일반적인 화학 섬유인 폴리에스테르에 난연성을 부여하는 방법에는 주로 브롬(Br)계 난연제와 인(P)계 난연제를 사용하는 것이 있다. 이 중, 브롬계 난연제를 사용한 발명은 브롬계 화합 물이 고온에서 열분해 되기 쉽기 때문에 효과적인 난연성을 얻으려면 난연제를 다량 첨가해야 하며, 그 결과 고분자물의 색상이 저하되고 내광성이 떨어지며, 또한 최근에는 다이옥신(dioxin), 벤조퓨란(benzofuran) 등과 같은 발암성 물질을 발생시킬 가능성이 제기됨에 따라 이를 규제하려는 움직임이 있어 현재는 인계 난연제로의 대체 움직임이 활발하다. 이러한 인계 난연제를 사용한 발명으로는 미국등록특허 제3941752호, 제5399428호, 제5180793호 등이 있는데, 이들 반응형 난연제는 난연기능을 부여하는 인 원자가 폴리머의 주쇄(main chain 또는 backbone)에 결합 되게 된다.

그러나, 폴리유산 섬유에 대해서는 난연성 강화를 위한 연구가 없어 난연성이 강화된 폴리유산 섬유에 대한 개발이 절실하게 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 영구적인 난연성이 부여된 우수한 난연 내구성을 가지는 폴리유산 수지를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 영구적인 난연성이 부여된 우수한 난연 내구성을 가지는 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 폴리유산(Polylactic acid) 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하는 난연성 폴리유산 수지에 관한 것이다.

상기 난연성 폴리유산 수지는 70 중량% 이상의 폴리유산 수지를 포함하며, 지방족 폴리에스터 수지, 방향족 폴리에스터 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 난연성 폴리에스터 수지를 포함하고, 인계 난연제를 인 원자를 기준으로 500 내지 50,000ppm 포함함으로써 폴리유산 수지에 난연성을 부여한다.

상기 난연성 폴리유산 수지는 망간아세테이트, 열안정제, 산화 방지제, 정색제, 소광제, 무기계 안료 등을 추가로 포함할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기 난연성 폴리유산 수지를 이용하여 제조된 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

상기 난연성 폴리유산 섬유는 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 일정 비율로 혼합하여 제조된 난연성 폴리유산 수지를 용융 방사하여 섬유로 제조함으로써 수득될 수 있다. 상기 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지의 혼합 비율은 90:10 내지 70:30의 범위가 적당하며, 상기 범위 내일 경우 상용성이 좋아 방사작업성 및 난연성 등의 물성도 좋으며, 보다 바람직하게는 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지의 혼합 비율이 70:30인 것이 좋다.

상기 난연성 폴리유산 섬유는 상기 난연성 폴리유산 수지를 섬유화한 것으로, 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하고, 한계 산소 지수(LOI)가 29 이상이며, 70 중량% 이상의 폴리유산 수지를 포함하고, 인계 난연제를 인 원자를 기준으로 500 내지 50,000ppm 포함함으로써 폴리유산 섬유에 난연성을 부여한다.

상기 폴리유산 수지와 난연성 폴리에스터 수지의 혼합은 특별히 제한되는 것은 아니나, 반응 압출 방법에 의한 것이 바람직하며, 이 때 이축압출기를 사용하는 것이 보다 좋다.

상기 난연성 폴리유산 섬유는 양막지, 벽지, 실내용 커튼, 부직포, 산업용 포장재 외 친환경성과 난연성이 동시에 요구되는 제품에 사용되어 친환경적인 소재로서 활용될 수 있다.

본 발명의 구현예들에 의한 난연성 폴리유산 섬유는 우수한 난연성을 가지면서도 친환경 소재에 해당하여, 암막지, 벽지, 산업용 포장재 등의 제품에 활용될 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 일구현예에 따른 하나의 양상은 폴리유산(Polylactic acid) 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하는 난연성 폴리유산 수지에 관계한다. 이러한 난연성 폴리유산 수지를 이용하여 섬유화하면, 한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)가 29 이상인 난연성 폴리유산 섬유를 수득할 수 있다.

일반적으로 폴리유산(Polylactic acid)은 옥수수 전분을 분해하여 얻은 유산을 모노머로 하여 에스테르 반응에 의해 제조되는 폴리에스테르 수지로서, 미생물이 분비하는 효소에 의해 분해되는 생분해성 소재이다.

한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)는 편직물을 수직으로 한 상태에서 가장 윗부분을 착화하였을 때 연소를 계속 유지시킬 수 있는 산소의 최저체적농도를 말하는 것으로, 난연성을 측정하는 척도이며, 예를 들어 LOI가 29라는 말은 공기 중의 산소가 29%이하로 줄어들면 열원을 제거한 후 연소가 지속될 수 없다는 것으로, LOI의 값이 높을수록 난연성이 우수하다.

앞서 설명한 바와 같이, 일반적으로 합성섬유에 난연성을 부여하는 방법으로는 크게 합성섬유에 난연화 가공을 하는 방법과 섬유소재를 난연화하여 영구적인 난연성을 부여하는 방법이 있으며, 난연화 후가공을 하는 방법은 내구성에 문제가 있을 뿐 아니라, 환경문제가 발생되므로, 본 발명의 발명자는 폴리유산 섬유의 소 재를 난연화하여 영구적인 난연성을 부여하는 방안을 착안하였다. 또한, 본 발명의 발명자는 폴리유산 섬유에 영구적으로 난연성을 부여하기 위하여 폴리유산 수지를 중합하는 과정에서 난연제를 투입하는 것은 반응조건의 어려움과 그에 따른 반응효율이 극히 낮은 문제가 있어 현실적으로 부적절한 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명의 구현예들에서는 폴리유산 섬유에 난연성을 부여하기 위하여 난연제와 폴리에스터 모노머를 공중합하여 난연성 폴리에스터 수지를 제조한 후, 제조된 난연성 폴리에스터 수지와 폴리유산 수지를 일정 비율로 혼합하여 폴리유산 섬유에 난연성을 부여하였다.

본 발명에서 사용되는 폴리유산 수지는 상업화된 폴리유산 수지를 사용해도 좋고, 유산(lactic acid)으로 프리폴리머를 만들고 이를 다시 락타이드(lactide)를 만든 후 이를 정제하여 순도를 높인 다음, 개환중합을 통하여 필요한 중합도에 맞춰 중합된 폴리유산 수지를 사용해도 된다. 폴리유산 수지의 수평균분자량은 5만 내지 12만인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 난연성 폴리유산 수지에 포함되는 난연성을 가지는 폴리에스터 수지로는 지방족 폴리에스터 수지, 방향족 폴리에스터 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상이 있으며, 예를 들어, 난연성이 강화된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 아이소프탈산을 12몰% 이하 함유하는 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 아이소프탈산을 12몰% 이하 함유하는 공중합 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등을 사용할 수 있다. 상기 난연성을 가지는 폴리에스터 수지는 폴리부틸렌석시네이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌석시 네이트아디페이트 등에 사용되는 모노머 및 난연제를 사용하여 중합될 수 있고, 중합하는 과정에서 폴리유산 수지와의 상용성을 향상시키고 균일 용융성을 확보할 수 있도록 적정한 융점을 가지는 분자 설계를 하는 것이 좋다. 이는 용융이 균일하여야 방사공정에서 블로우아웃이라는 불량이 발생하지 않고, 작업성이 우수하면서 품질이 균일하게 유지되기 때문이다. 상기 난연성 폴리에스터 수지의 일례로는 지방족 폴리에스터 수지는 석신산과 1,4-부탄디올을 주성분으로 하고 폴리유산 수지와의 용융점과 결정거동 조절을 위한 모노머로 1,4-사이클로 헥산디메탄올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올에서 선택된 1종 또는 그들의 혼합물을 사용하여 공중합될 수 있다.

일반적으로 난연성을 부여하기 위해 공업적으로 사용되는 난연제는 크게 할로겐계 난연제와 인계의 난연제로 구분되며, 할로겐계 난연제가 난연성 측면에서는 우수한 것으로 알려져 있으나 브롬으로 대표되는 할로겐계 난연제는 연소시 발암물질인 다이옥신 등의 발생으로 인하여 사용이 규제된다. 따라서, 본 발명의 구현예들에서는 인계 난연제를 사용하여 폴리에스터 수지를 난연화하였다. 이러한 인계 난연제는 크게 난연성을 발휘하는 인 원자가 고분자의 주쇄에 연결되어 있는 주쇄형 난연제와 인 원자가 고분자의 측쇄에 연결되어 있는 측쇄형의 난연제로 분류되며, 인계 난연제의 경우 본 발명의 폴리유산 수지의 제조에 분자구조에 관계없이 적용이 가능하다. 다만 환경적으로 유해하지 않고 섬유로서의 우수한 내가수분해성을 지니는 측쇄형 난연제가 보다 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따른 난연성 폴리유산 수지는 폴리유산을 70중량% 이 상 포함하고, 인계 난연제를 인 원자를 기준으로 500 내지 50,000ppm 포함함으로써 폴리유산 수지에 난연성을 부여하게 된다.

즉, 폴리유산 섬유의 효과적인 난연성을 확보하기 위해서는 난연성이 향상된 폴리유산 수지 내에 인계 난연제가 인 원자를 기준으로 500~50,000ppm이 포함되는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 1,000~20,000ppm 포함되는 것이 좋다. 인 원자 함량이 500ppm보다 작으면 목적하는 바의 난연효과를 기대할 수 없으며, 50,000ppm을 초과하게 되면 제조된 난연성 지방족 폴리에스터나 방향족 폴리에스터 중합물의 중합도를 높이기 어려운 문제도 있으며 결정성이 너무 저하되어 섬유나 필름으로 생산하기 어려운 문제가 생겨 바람직하지 못하다.

본 발명의 구현예들에 의해 제조된 난연성 폴리유산 수지는 추가적인 특성을 부여하기 위하여 선택적으로 망간아세테이트, 열안정제, 산화 방지제, 정색제, 소광제, 무기계 안료 등의 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 폴리에스터 수지의 공중합시 첨가될 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 난연성 폴리유산 수지의 UV안정성을 향상시키기 위해서 망간아세테이트를 첨가할 수 있으며, 상기 망간아세테이트의 폴리머 내의 함량은 망간 원자 기준으로 0.1~500ppm이 좋으며, 더욱 바람직하게는 0.2~200ppm의 범위가 좋다. 0.1ppm 보다 작으면 목적하는 바의 UV 안정성을 얻기가 어렵고, 500ppm을 초과하게 되면 분산성에 문제가 생길 수 있으며 이로 인해 방사 시에 팩압 상승 등의 문제가 생길 수 있다.

또한, 폴리유산 수지와 난연성이 부여된 폴리에스터 수지를 혼합하는 과정에서 내열성을 향상시키기 위해서 열안정제를 첨가할 수도 있다. 상기 열안정제의 예로는 인산이나, 트리메틸포스페이트, 트리페닐포스페이트 등을 들 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 열안정제의 함량은 폴리머에 대한 인원자의 함량이 0.1~500ppm의 범위가 좋으며, 더욱 바람직하게는 0.2~300ppm의 범위가 좋다. 인계 물질의 함량은 망간염과의 반응이 문제가 되지 않는 한 첨가해도 괜찮으나 500ppm을 넘게 되면 촉매의 활성을 저하시켜 목적하는 난연성 폴리에스터를 제조하기가 어렵게 된다.

본 발명의 다른 구현예들은 상기 난연성 폴리유산 수지를 이용하여 제조된 난연성 폴리유산 섬유 및 그의 제조방법에 관계한다.

상기 난연성 폴리유산 섬유는 난연제를 포함한 융점이 조절된 폴리에스터 공중합물을 만들고 이를 폴리유산 수지와 일정 비율로 혼합하여 제조된 난연성 폴리유산 수지를 용융 방사하여 섬유로 제조함으로써 수득될 수 있다.

즉, 본 발명의 난연성 폴리유산 섬유의 제조방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.

(i) 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 각각 준비하는 단계;

(ii) 상기 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 90:10 내지 70:30의 비율로 혼합하여 난연성 폴리유산 수지를 수득하는 단계;

(iii) 상기 수득된 난연성 폴리유산 수지를 방사 및 연신하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하는 단계.

상기 폴리유산 수지는 앞서 설명한 바와 같이 상용화된 제품을 사용하거나, 알려진 방법으로 중합하여 사용할 수 있으며, 상기 난연성 폴리에스터 수지 또한 앞서 설명한 바와 같이 중합하여 준비할 수 있다.

상기 난연성을 가지는 폴리에스터 수지와 폴리유산 수지를 혼합하는 방법으로는 특별히 제한되는 것은 아니나, 반응 압출 방법에 의한 것이 바람직하다. 반응 압출 방법으로는 크게 두 가지의 방법이 있으며, 첫째, 섬유 방사 시에 일정비율로 혼합하여 압출기에 투입하고 압출기 내에서 용융되면서 혼합되어 난연성을 가질 수 있도록 하는 방법이 있다. 둘째, 개질된 난연성 폴리유산 수지의 균일성을 향상하기 위해서 두 수지를 이축 스크류 압출기를 통해 충분히 혼합하여 내부에서 에스테르 교환반응이 일어나서 균일성이 향상된 팰렛형태로 가공한 후, 방사용 압출기에서 재 용융하여 섬유를 형성할 수도 있으며, 이 경우 균일성이 보다 향상된 난연성 폴리유산 섬유를 얻을 수 있다.

상기 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지의 혼합 비율은 90:10 내지 70:30의 범위가 적당하며, 상기 범위 내일 경우 상용성이 좋아 방사작업성 및 난연성 등의 물성도 좋으며, 보다 바람직하게는 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지의 혼합 비율이 70:30인 것이 좋다.

상기 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지의 혼합단계의 온도는 160℃ 내지 230℃가 적당하며, 이러한 온도나 기타 교반조건의 최적화에 따라 수지가 균일하게 혼합되어 섬유의 물성이 보다 향상되고, 수지 자체의 분해에 의해 섬유 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 구현예들에서 사용될 수 있는 방사공법은 특별히 제한되지 아니하고, 방사공정에서 연신을 함께 행하는 방사직접 연신공법(Spin-draw)이나, 부분배향사(Partially Oriented Yarn, POY)의 제조 후 연신 또는 가연을 하는 방법 등 현재까지 알려진 섬유가공 방법을 다양하게 적용 가능하다.

본 발명의 구현예들에 의한 상기 난연성 폴리유산 섬유는 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하고, 한계 산소 지수(LOI)가 29 이상이며, 70 중량% 이상의 폴리유산 수지를 포함하고, 인계 난연제를 인 원자를 기준으로 500 내지 50,000ppm 포함함으로써 폴리유산 섬유에 난연성을 부여한다.

본 발명의 구현예들에 의한 난연성 폴리유산 수지 또는 난연성 폴리유산 섬유는 향상된 난연성을 가지면서 동시에 폴리유산 수지 본연의 특성을 지녀, 친환경 소재로서 양막지, 벽지, 실내용 커튼, 부직포, 산업용 포장재 외 친환경성과 난연성이 동시에 요구되는 제품에 사용되어 활용될 수 있다.

이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1 - 난연성을 가지는 지방족 폴리에스터의 제조

석신산 50몰%, 1,4-부탄디올 45몰%, 1,4-사이클로헥산디메탄올 5몰% 이하, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 5몰%의 혼합물에 인계 난연제(IDB사 난연제, P함량기준 0.5%)을 첨가한 뒤, 반응온도 220℃ 이하에서 에스테르화 또는 에스테르 교환반응 을 시킨 후, 상기 반응 생성물을 콘덴서 및 교반기가 부착된 반응기에 투입하고, 열안정제로서 인산 100ppm, 촉매로서 삼산화 안티몬 500ppm를 첨가하여 1mmHg이하의 고진공하에서 약 240~250℃의 온도로 5시간 동안 축중합 반응시켜 공중합물을 합성하여 난연성 지방족 폴리에스터 수지를 수득하였다.

실시예 1

미국 NatureWorks LLC 사에서 제조된 폴리유산 수지(Grade 6201D)와 상기 제조예 1에서 합성된 난연성 지방족 폴리에스터 수지를 90:10 중량비로 스크류 길이/직경이 1300mm / 40mm인 이축압출기를 이용하여 180℃, 140 rpm으로 압출 반응 혼합하여 난연성이 강화된 폴리유산 수지를 얻었다.

그런 후 상기 난연성이 강화된 폴리유산 수지를 용융방사용 압출기에 넣어 녹인 후 220℃에서 노즐을 통해서 방사하여 미연신을 형성하였으며, 이어서 연속하여 진행속도 2400m/min의 제 1 연신롤러, 및 진행속도 4500m/min의 제 2 연신롤러에 의해 연신비 1.87로 연신한 후, 롤에 권취하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 폴리유산 수지와 난연성 지방족 폴리에스터 수지의 비율을 80:20 중량비로 한 것과 방사온도가 230℃인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 폴리유산 수지와 난연성 지방족 폴리에스터 수지의 비율을 70:30 중량비로 한 것과 방사온도가 229℃인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 폴리유산 수지와 난연성 지방족 폴리에스터 수지의 비율을 60:40 중량비로 한 것과 방사온도가 225℃인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 폴리유산 수지와 난연성 지방족 폴리에스터 수지의 비율을 40:60 중량비로 한 것과 방사온도가 227℃인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하였다.

실험예 1 - 방사 작업성 평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폴리유산 섬유에 대해서 방사작업성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. 방사작업성 1은 일주일 방사 과정 중에 사절수가 5회 이내이면 ◎, 10회 이내이면 ○, 15회 이내이면 △, 그 이 상이면 ×로 표기하였고, 방사작업성 2는 단사절 등에 의한 핀사가 발생하는 정도를 육안검사를 통해 심함 ×, 보통 △, 양호 ○로 구분하였다.

실험예 2 - 난연성 평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폴리유산 섬유를 한국 KS M 3032 (산소지수법에 의한 고분자 재료의 연소시험 방법) 규격의 방법에 의하여 시험하여 LOI(한계 산소지수, Limited Oxygen Index)를 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
폴리유산비율(중량%)	90	80	70	60	40
난연폴리에스터비율(중량%)	10	20	30	40	60
혼합온도(℃)	180	180	180	180	180
방사온도(℃)	220	230	229	225	227
방사작업성 1	◎	○	◎	△~×	××
방사작업성 2	○	○	○	×	×
난연성(LOI)	30	31	31	27	28

상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 난연성 폴리유산 섬유는 방사작업성이 우수할 뿐 아니라, 난연성 또한 기존의 폴리에스터 난연사와 같은 수준에 근접함을 확인할 수 있다. 그러나, 비교예 1 및 비교예 2에 의해 제조된 난연성 폴리유산 섬유는 방사작업성이 좋지 아니함과 동시에 난연성도 확보하지 못함을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구현예들과 같이 일정 비율의 폴리유산과 난연 폴리에스터 수지를 포함하는 폴리유산 섬유의 경우 목적하는 난연성을 달성함과 동시에 방사작업성도 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

1. 폴리유산(Polylactic acid) 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하는 난연성 폴리유산 수지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 난연성 폴리유산 수지가 70 중량% 이상의 폴리유산 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리유산 수지.
3. 제 1항에 있어서, 상기 난연성 폴리유산 수지는 인계 난연제를 인 원자를 기준으로 500 내지 50,000ppm 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리유산 수지.
4. 제 1항에 있어서, 상기 난연성 폴리에스터 수지는 지방족 폴리에스터 수지, 방향족 폴리에스터 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 난연성 폴리유산 수지.
5. 제 1항에 있어서, 상기 난연성 폴리유산 수지가 망간아세테이트, 열안정제, 산화 방지제, 정색제, 소광제, 무기계 안료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리유산 수지.
6. 제 1항에 따른 난연성 폴리유산 수지를 이용하여 제조된 폴리유산 섬유로서, 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 포함하고, 한계 산소 지수(LOI)가 29 이상인 난연성 폴리유산 섬유.
7. 제 6항에 있어서, 상기 난연성 폴리유산 섬유가 70 중량% 이상의 폴리유산 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리유산 섬유.
8. 제 6항에 있어서, 상기 난연성 폴리유산 섬유는 인계 난연제를 인 원자를 기준으로 500 내지 50,000ppm 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리유산 섬유.
9. 다음의 단계를 포함하는 난연성 폴리유산 섬유의 제조방법:

   (i) 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 각각 준비하는 단계;

   (ii) 상기 폴리유산 수지 및 난연성 폴리에스터 수지를 90:10 내지 70:30 의 비율로 혼합하여 난연성 폴리유산 수지를 수득하는 단계;

   (iii) 상기 수득된 난연성 폴리유산 수지를 방사 및 연신하여 난연성 폴리유산 섬유를 제조하는 단계.
10. 제 9항에 있어서, 상기 (ii) 혼합 단계는 반응 압출 방법에 의한 것임을 특징으로 하는 제조방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 (ii) 혼합 단계는 이축압출기를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
12. 제 6항 내지 제 11항에 의한 난연성 폴리유산 섬유를 이용하여 제조된 제품으로, 상기 제품은 양막지, 벽지, 실내용 커튼, 부직포 또는 산업용 포장재로 친환경성과 난연성이 동시에 요구되는 것을 특징으로 하는 제품.