KR20120065339A

KR20120065339A - 방염 물품에서 재생 셀룰로오스 섬유의 용도

Info

Publication number: KR20120065339A
Application number: KR20127005141A
Authority: KR
Inventors: 인고 베른트
Original assignee: 켈하임 피브레스 게엠베하
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-06-20
Also published as: WO2011012422A1; JP2013501150A; EP2459783A1; CA2767932A1; US20120219784A1; CN102639768A; EP2280100A1

Abstract

본 발명은 카르복시메틸셀룰로오스가 조합된 재생 셀룰로오스 섬유의 방염 물품에서의 용도에 관한 것이다.

Description

방염 물품에서 재생 셀룰로오스 섬유의 용도{Use of a regenerated cellulose fibre in a flame-retardant product}

본 발명은 비스코스법에 의해 얻어지는 재생 셀룰로오스 섬유의 방염 물품에서의 용도에 관한 것이다.

방염 비스코스 섬유는 일반적인 안전 및 보호를 제공하도록 의도된 예컨대 안전 의류, 매트리스 충전재, 인테리어 용도의 직물 등과 같은 많은 적용 분야를 갖고 있다.

이미 다른 종류의 방염 비스코스 섬유가 알려져 있다:

한편으로는, 중합규산(polysilicic acid)의 통합에 의해 방염성을 갖는 비스코스 섬유를 제공하는 것이 알려져 있다. 그러나 폴리규산의 통합은 뻣뻣하고 부서지기 쉬운 섬유의 형성을 야기하고, 이는 직물 용도 보다는 플리스(fleece) 직물에 적합하다.

상표 Lenzing FR^® 하에서 판매되는 비스코스 섬유가 있는데, 이것은 인-함유 첨가제의 통합에 의해 얻어진다. 인-함유 첨가제로 충분한 방염성을 얻기 위해서, 높은 수준의 통합을 달성하여야 한다. 이것은 높은 첨가제 비용 때문에 높은 섬유의 최종 가격을 유발할 것이다.

후발적으로 셀룰로오스 섬유에 방염성을 부여하기 위한 다양한 제안이 존재하고, 이것은 예를 들어 Probane (THPC) 및 Pyrovatex^®CP와 같은 이미 제조된 섬유에 대한 적용이다.

그러나 이러한 방식으로 후처리된 직물/섬유는 세정에 대하여 단지 한정된 저항성을 갖는다. 사용된 가교 화학물질 때문에, 잔여량의 포름알데히드가 발생하고, 이것은 건강상 위험을 제기한다. 또한, 가교 반응은 섬유/직물의 취화(embrittlement) 및 강직(stiffening)을 초래한다.

US 3 734 683은 카르복시셀룰로오스의 제조 때문에 더 높은 비율의 카르복시기를 갖는 셀룰로오스 섬유의 방염 효과를 설명한다. 이 문헌에 따르면, 비스코스 섬유는 복잡한 방법으로 산화되고 이어서 후처리된다. 섬유의 제조를 위한 경제적으로 타당한 과정으로 이 방법은 행할 수 없다. 또한 상술한 산화는 섬유 구조에 손상을 유발하고 공정성에 결함이 있을 수 있다.

본 발명의 목적은 비용-효율적이고 효과적인 방염 섬유를 제공하는 것이며, 이는 종래의 직물 제조 과정으로 제조하기 쉽다.

이 목적은 카르복시메틸셀룰로오스가 조합된 재생 셀룰로오스 섬유의 방염 물품에서의 사용에 의해 해결된다.

바람직한 실시형태는 종속항에서 열거된다.

놀랍게도 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)가 조합된 재생 셀룰로오스 섬유가 방염제로서 작용하며 비교적 저렴하고 양호한 방식으로 제조될 수 있다는 것이 나타났다.

카르복시메틸셀룰로오스를 섬유로 조합하는 수단하에서 당업자는 CMC가 (섬유의 재생시) 비유도체화 셀룰로오스의 매트릭스에 통합되는 것으로 이해한다. 이것은 - 이미 제조된 섬유로 CMC의 적용과 대비하여 - 가능하게 다른 것 사이에서 비스코스 도프로 CMC 방사에 의해서이다.

카르복시메틸셀룰로오스 (CMC)의 부분을 갖는 비스코스 섬유가 알려져 있다. 이것은 혼합 섬유이며, 카르복시메틸셀룰로오스를 비스코스 도프로 방사하여 얻어진다. 이러한 섬유는 또한 상업적 수준으로 제조되었다(US 4,199,367 A, US 4,289,824 A).

예컨대 종래의 방법에 따라 비스코스 도프를 제조한다. 방사 직전에 8-12중량%의 카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 용액을 도프에 첨가하여 비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 원하는 통합량으로 유도한다. 종래의 방법에 따라 후처리 및 건조를 행한다.

재생 셀룰로오스 섬유 내의 조합된 카르복시메틸셀룰로오스의 비율은 비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 바람직하게는 5중량% 내지 50중량%, 특히 바람직하게는 15중량% 내지 40중량%, 가장 바람직하게는 20중량% 내지 30중량%이다.

카르복시메틸셀룰로오스는 0.6 - 12, 바람직하게는 0.65 - 0.85의 치환도 및 30-800 mPas의 점도(2% 용액; 25℃); 바람직하게는 50-100 mPas를 갖는 상업적으로 이용가능한 제품이다.

본 발명에 따라 사용되는 CMC 함유 재생 셀룰로오스 섬유는 또한 이하 "비스코스-CMC 혼합 섬유"로 표시된다.

비스코스-CMC 혼합 섬유의 섬유 섬도는 바람직하게는 0.5 dtex 내지 8 dtex, 특히 바람직하게는 1.3 내지 6 dtex이다.

본 발명에 따라 사용되는 비스코스-CMC 혼합 섬유의 섬유 길이는 2 mm 내지 80 mm일 수 있고 특히 적용 분야에 따른다. 습식 제조를 위해서 2 내지 20 mm 섬유 길이가 적절하고, 카딩(carding) 제조를 위해서 20 내지 80 mm 섬유 길이가 적절하다.

비스코스-CMC 혼합 섬유는 바람직하게는 추가의 방염 첨가제를 함유한다. 이 추가의 첨가제는 특히 할로겐 함유 첨가제, 인 함유 첨가제, 알루미늄 및 마그네슘 염 및 중합규산으로 이루어진 군에서 선택할 수 있다. 추가의 첨가제는 비스코스로의 방사의 공지된 방법으로 섬유에 조합할 수 있고 (예컨대 Exolit 5060와 같은 인-함유 첨가제의 경우) 또는 후속적으로 섬유에 적용할 수 있다 (예컨대 알루미늄 염의 알칼리성 용액의 경우).

본 발명에 따라 사용되는 비스코스-CMC 혼합 섬유 또는 이들을 함유하는 직물 또는 플리스(fleece) 섬유는 순수한 비스코스 섬유로 만들어진 비스코스 섬유 또는 물품과 비교하여 각각 점화 하에서 연소를 중단한다. 불꽃이 즉시 꺼지고 섬유는 단지 계속해서 그을린다. 특히 비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 20중량% CMC의 통합과 관련된 이 효과가 표명된다.

그러나 본 발명에 따라 사용되는 비스코스-CMC 혼합 섬유는 - 이미 알려진 방염 비스코스 섬유의 일부와 비교하여 - 그들의 강도 수치 및 신장율 수치 및 그들의 탄성이 종래의 비스코스 섬유와 실질적으로 다르지 않고 따라서 이들과 동일한 방식으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 섬유에 사용되는 첨가제 (CMC)는 건강 위험을 제기하지 않고 음식물 첨가제로서도 사용된다. 섬유의 취화 및 강직은 발생하지 않는다. 방염 효과는 거의 제한되지 않는 정도로 세정에 저항성이 있다.

따라서, 본 발명은 카르복시메틸셀룰로오스가 조합된 재생 셀룰로오스 섬유를 포함하는 방염 물품에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방염 물품은 바람직하게는 셀룰로오스 섬유 내의 조합된 카르복시메틸셀룰로오스의 비율이 비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 5중량% 내지 50중량%, 바람직하게는 15중량% 내지 40중량%, 특히 바람직하게는 20중량% 내지 30중량%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방염 물품은 바람직하게는 10% - 100% 비율의 비스코스-CMC 혼합 섬유를 함유한다.

본 발명에 따른 방염 물품은 바람직하게는 의류, 특히 안전 의류, 가정용 직물, 특히 매트리스, 자동차 직물, 여과 재료 및 건설 및 자동차 분야를 위한 절연 재료로 이루어진 군에서 선택된다.

실시예:

비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 0% (제로 샘플), 12중량%, 20 중량% 및 30 중량% 비율의 CMC를 갖는 비스코스 - CMC 혼합 섬유를 잘 알려진 방법으로 제조하였다. 섬유를 40 mm의 스테이플 길이로 절단하였다.

섬유 샘플로부터 각각 10 g의 회전링을 제조하였다. 회전링은 이어서 개방되고 탐폰 캘린더에 의해 압축되었다. 제조한 밴드는 약 238g/m²(206 - 260 g/m²)의 단위 면적당 중량을 갖고 두께는 약 5mm이다.

발화 테스트를 위해서 테스트 샘플을 8 x 2 cm의 크기로 절단하였다. 테스트 샘플을 수평으로 또는 수직으로 클램프하고 샘플의 자유 말단을 정해진 시간 동안 Bunsen 버너로 발화하였다.

결과:

종래의 비스코스 섬유 (0% CMC):

샘플은 첫번째 발화시 이미 점화되었고 연소 종료시까지 역동적 패턴으로 계속해서 연소되었다.

각각 12% 또는 20% CMC를 갖는 비스코스 섬유(본 발명에 따름):

테스트 샘플은 버너 화염과 직접 접촉시 소각되었다. 그러나 화염을 제거한다면 즉시 소화될 것이다 ("자가-소화"). 일부 경우 테스트 샘플을 넘어 돌출된 여러 개별 섬유는 화염의 제거시 계속 연소하였다.

화염 시간은 1초 - 10초로 변화시켰다. 모든 샘플은 화염의 제거시 직접 소화되었다. 버너 화염과 장시간 접촉에 의해서 단지 연소 부분이 증가하였다.

모든 샘플은 소화시 여전히 그을려졌다. 모든 경우, 테스트 샘플의 느리고 완전한 회분화(ashing)가 발생하였다.

Claims

카르복시메틸셀룰로오스가 조합된 재생 셀룰로오스 섬유의 방염 물품에서의 용도.
제1항에 있어서, 셀룰로오스 섬유 내의 조합된 카르복시메틸셀룰로오스의 비율은 비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 5 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 40 중량%, 특히 바람직하게는 20 중량% 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 용도.
제1항 또는 제2항에 있어서, 셀룰로오스 섬유의 섬유 섬도(titre)는 0.5 dtex 내지 8 dtex, 바람직하게는 1.3 내지 6 dtex인 것을 특징으로 하는 용도.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로오스 섬유의 길이는 2 mm 내지 80 mm인 것을 특징으로 하는 용도.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유는 추가의 방염 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 용도.
제5항에 있어서, 추가의 방염 첨가제는 할로겐-함유 첨가제, 인-함유 첨가제, 알루미늄 및 마그네슘 염 및 중합규산으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 용도.
카르복시메틸셀룰로오스가 조합된 재생 셀룰로오스 섬유를 함유하는 방염 물품.
제7항에 있어서, 셀룰로오스 섬유 내의 조합된 카르복시메틸셀룰로오스의 비율은 비유도체화 셀룰로오스를 기준으로 5 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 40 중량%, 특히 바람직하게는 20 중량% 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 방염 물품.
제7항 또는 제8항에 있어서, 10% - 100%의 비율로 재생 셀룰로오스 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 방염 물품.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 의류, 특히 안전 의류, 가정용 직물, 특히 매트리스, 자동차 직물, 여과 재료 및 건설 및 자동차 분야를 위한 절연 재료로 이루어진 군에서 선택된 방염 물품.