텍스타일용 난연 폴라아마이드 섬유

폴리아마이드 6는 오늘날 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나이다. 우수한 기계적 특성, 높은 열/산화 안정성과 내화학성을 지니어 초소형 전자공학, 운송 및 섬유 분야와 같은 다양한 응용 분야에서 사용되고 있다. 폴리아마이드 6 소재를 활용한 산업용 섬유제품은 난연성이 요구되는 많은 분야에서 사용되고 있으나 그 화학적 구조로 인해 가연성이 높아 각 응용 분야의 화재 방지 등급을 충족하려면 난연제 도입이 필요하다.

일반적으로 섬유에 난연성을 부여하는 방법은 섬유 방사공정에서 난연성분을 첨가하여 생산하거나 코팅 공정에서 난연 성분을 섬유에 처리하는 것이 있다. 그러나 두 가지 방법 모두 단점이 있다. 필요한 난연성을 달성하려면 첨가제 농도가 높아야 한다. 그러나 이러한 경우 섬유제품의 물리적 특성이 현저하게 악화되고 적린(red phosphorus ; 원소번호 15번 인(P)의 동소체로, 붉은 색을 띠는 안정화된 물질이며 성냥 제조 등에 사용)과 같은 바람직하지 않은 부반응이 발생할 수 있다. 또한, 난연제가 입자 형태로 고분자에 도입되면 노화 및 세탁 등에 의해 탈락될 수 있기 때문에 영구적인 난연성 부여가 어렵다. 기존에 사용되었던 할로겐계 난연제는 화재 중에 유해하거나 독성이 있는 2차 제품을 발생시키기 때문에 환경 친화적인 제품으로 대체되고 있으며, 또한 REACH 규정에 의해 점차 시장에서 퇴출되고 있는 상황이다.

고분자 합성 중에 첨가되는 난연성 유기 인 화합물을 첨가하여 영구적인 난연성을 얻는 새로운 방법들이 개발되고 있으나, 섬유제품용으로 생산되는 사례는 거의 찾아보기 힘들다.

DITF(German Institutes of Textile and Fiber Research)는 폴리아마이드 6 고분자의 화학적 구조에 난연 성분을 도입하는데 성공하였다. 이러한 방법은 폴리아마이드 6에 영구적인 난연성을 부여할 수 있다.

난연 화합물은 Ukanol RD와 3-HPP(3-hydroxyphenyl phosphinyl propanoic acid)를 선정하였다. 이 난연 화합물은 중축합 반응 직전에 도입되며 복잡하지 않고 반응 제어가 쉽다. 개발된 난연성 폴리아마이드 6는 용융 방사에 의한 멀티 필라멘트사로 제조될 수 있는 분자량과 점도 조건을 만족한다. 일반적인 필라멘트사로 제조하여 물리적 특성을 검토한 결과, 최대 55 cN/tex의 강도와 260-300 cN/tex 범위의 영률(Young 's moduli)을 나타내었다. 이외 다양한 시험절차를 거친 편성물을 제조하여 적용이 가능한 응용 영역을 알아보고자 하였다.  

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