KR100354381B1 - Phosphoresent Acrylic Tow and Production Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아크릴섬유 형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체를 통상의 축광성 형광체와 혼합하고, 통상 사용되는 각종 무기용매 및 유기용매를 사용하여 용액화하여 방사함으로써 축광성능을 지닌 아크릴 필라멘트를 얻고 이를 연신,수세 및 건조 등의 공정을 거쳐서 처리하여 발광시간이 길고, 발광시 휘도가 높으며, 빛의 파장범위가 넓고 내광성, 내후성이 뛰어나며, 화학적 안정성이 높고, 인체에 무해하며, 기존의 아크릴섬유가 지닌 보편적 특성을 유지하면서 기존 아크릴섬유의 강도 및 신도에 준하는 축광성능을 지닌 아크릴 섬유를 제조하는 것이다.The present invention mixes a (co) polymer of acrylonitrile having an acrylic fiber forming ability and containing at least 35% by weight of acrylonitrile with a conventional photoluminescent phosphor and liquefying using various inorganic and organic solvents commonly used. It emits light and emits acryl filament with luminous performance and processes it through stretching, washing and drying processes to make long light emission time, high light emission, wide wavelength range of light, excellent light resistance and weather resistance, and chemical stability. High, harmless to the human body, while maintaining the universal properties of the existing acrylic fibers while producing the acrylic fiber having a luminous performance corresponding to the strength and elongation of the existing acrylic fibers.
본 발명의 축광성능을 지닌 아크릴섬유의 제조방법은, 아크릴섬유 형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합하고, 용매를 사용하여 상기 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 중합체를 용액화하여 방사함으로서 축광성능을 지닌 아크릴 필라멘트로 제조하는 것을 특징으로 하며, 아크릴로니트릴 (공)중합체와 축광성 형광체 혼합물이 용매에 의해 용액화 되고 그 용액화된 혼합물을 방사시켜 나타나는 아크릴섬유의 단섬유 섬도가 0.9~50데니어(Denier)인 것을 특징으로 한다.In the method for producing acrylic fiber having the photoluminescent performance of the present invention, 70 to 95% by weight of the (co) polymer of acrylonitrile containing 35% by weight or more of acrylonitrile and 5 to 30% by weight of the phosphorescent phosphor And acrylonitrile polymer having a photoluminescent ability by liquefying and spinning the acrylonitrile polymer mixed with the photoluminescent phosphor by using a solvent. The fluorescent material mixture is characterized in that the short fiber fineness of the acrylic fiber is liquefied by the solvent and the spinning of the solution mixture is 0.9 ~ 50 denier (Denier).
이에 따라 축광성 형광체를 방사하여 아크릴섬유에 원하는 축광성능을 부여할 수 있으며, 아크릴섬유에 축광성능을 부여하면서도 그 특성은 최소한 기존의 아크릴섬유에 준하는 정도로 유지할 수 있다.Accordingly, the photoluminescent phosphor may be radiated to impart desired photoluminescent performance to the acrylic fiber, and the photoluminescent performance may be imparted to the acrylic fiber while maintaining its characteristics at least as much as that of the existing acrylic fiber.
Description
본 발명은 축광성능을 지닌 아크릴섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 다양한 합성섬유제조방식에 범용적으로 적용될 수 있도록 하기 위하여 아크릴섬유형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 공중합체를 통상의 축광성 혼합체와 혼합하고, 통상 사용되는 각종 무기용매 및 유기용매를 사용하여 용액화하여 방사함으로써, 기존의 아크릴섬유가 지닌 보편적 특성을 유지하면서 기존 아크릴섬유의 강도 및 신도에 준하는 축광성능을 지닌 아크릴 섬유를 제조하는 것이다.The present invention relates to an acrylic fiber having a photoluminescent performance and a method of manufacturing the same, in particular, acrylonitrile having an acrylic fiber forming ability and containing at least 35% by weight of acrylonitrile in order to be universally applied to various synthetic fiber production methods. Is mixed with a conventional photoluminescent mixture, and liquefied and spun using various inorganic and organic solvents, which are commonly used, to maintain the strength and elongation of existing acrylic fibers. This is to produce acrylic fiber with comparable photoluminescent performance.
과거로부터 최근에 이르기까지 축광성능을 부여한 각종 기능성 섬유제품이 제조되고 있는데 축광성능이 있는 섬유제품을 제조하는 일반적인 방법은, 섬유제품 표면에 축광성 형광체를 함유한 안료를 도포하거나 점착시켜 축광 성능을 나타내게 하는 방법이다.Various functional textile products have been produced from the past to the recent years, and a general method of manufacturing a textile product having a photoluminescent performance is to apply or adhere a pigment containing a photoluminescent phosphor to the surface of the textile product to improve the photoluminescent performance. It is a way to show.
축광성능이 있는 섬유제품을 제조하는 알려진 또 다른 방법은, 대한민국 특허 공개번호 특1998-0087861 및 특2000-0063759에 알려져 있는데 이 방법은 축광성 형광체를 합성수지에 첨가한 후 190℃~300℃정도의 고열로 용융시키고 방사하여 축광성능을 부여하는 방법이다. 이에 관한 축광성 형광체는 대한민국 특허 등록번호 제194774호에 준하는 것이다.Another known method for producing a fiber product having a photoluminescent performance is known from Korean Patent Laid-Open Nos. 1998-0087861 and 2000-0063759. This method adds a phosphorescent phosphor to a synthetic resin and then adjusts the temperature to about 190 ° C to 300 ° C. It is a method of imparting photoluminescent performance by melting and spinning at high heat. The photoluminescent phosphor related thereto is according to Korean Patent Registration No. 194774.
섬유제품 표면에 축광성 형광체를 함유한 안료를 도포,점착 하는 전자의 방식 또는 이와 비슷한 방식은 구조적으로 섬유제품 표면에 축광성 형광체를 함유한 안료를 도포 하거나 점착 시켜 놓은 것이기 때문에 시간 경과에 따라 축광성 형광체가 떨어지는 현상이 나타나고 축광성 형광체가 떨어진 만큼 비례적으로 축광성능이 저하되는 단점이 있다.The former or similar method of applying and adhering pigments containing phosphorescent phosphors to the surface of textile products is structurally applied or adhered to pigments containing phosphorescent phosphors on the surface of textile products. Phenomenon of falling of the photoluminescent phosphor is present, and there is a disadvantage in that the photoluminescent performance decreases proportionally as the phosphorescent phosphor is dropped.
이에 대하여 축광성 형광체를 합성수지에 첨가하여 섬유제품에 축광성능을 갖게 하는 후자의 방법은, 축광성 형광체가 섬유제품 표면으로부터 떨어지거나 분리되는 현상을 줄여 일정한 발광성능 내고 또 발광성능을 지속적으로 유지하는데 있어서 축광성 형광체의 도포,점착방법에 비해 보다 유리한 방법이 될 수 있었다. 그러나 이 방법은 축광성 형광체의 이탈에 따른 축광성능 저하의 문제를 보완하기 위해 기본적으로 고열로 수지를 녹여 방사하는 방식을 이용하였기 때문에 용융 방사 섬유를 제외한 다른 종류의 합성섬유 제조에는 적용되지 못하는 한계가 있었다.On the other hand, the latter method of adding the phosphorescent phosphor to the synthetic resin to give the photoluminescent performance to the fiber product reduces the phenomenon that the phosphorescent phosphor falls off or separates from the surface of the fiber product to produce a constant luminous performance and to maintain the luminous performance continuously. In this case, the method can be more advantageous than the method of applying and depositing the phosphorescent phosphor. However, since this method basically uses a method of melting and spinning resin at high heat to compensate for the problem of deterioration of photoluminescence performance due to the dislocation of the phosphorescent phosphor, it is not applicable to the manufacture of synthetic fibers other than molten spinning fiber. There was.
즉 합성섬유의 제조에는 용융 방사 제조 방법 뿐만아니라 다른 제조 방식도 많이 있으므로 합성섬유 제조에서 축광성 형광체는 용융 방사 방법에만 제한적으로 적용할 수 있기 때문에 결과적으로 축광성 형광체를 합성수지에 첨가하여 섬유제품에 축광성능을 부여하는 기술의 적용 자체는 합성섬유의 제조방법에 따라 제한을 받게 되어 범용성이 떨어지는 문제점이 있었다.In other words, there are many methods for manufacturing synthetic fibers as well as other methods of manufacturing melt spinning. Therefore, in the production of synthetic fibers, the phosphorescent phosphor is limited to the melt spinning method. As a result, the phosphorescent phosphor is added to the synthetic resin to the fiber product. The application of the technology to give the photoluminescent performance itself is limited by the method of manufacturing synthetic fibers, there was a problem that the versatility falls.
따라서 본 발명의 목적은 축광성 형광체를 아크릴로니트릴 (공)중합체와 혼합하여 아크릴섬유에 용액을 방사할 수 있게 하여 다양한 아크릴섬유 제조방식으로 확대 적용될 수 있게 하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to mix phosphorescent phosphors with acrylonitrile (co) polymers so that solutions can be spun onto acrylic fibers and thus be extended to various acrylic fiber manufacturing methods.
본 발명의 다른 목적은 축광성 형광체의 방사를 통해 생성된 아크릴섬유의 특성을 기존의 아크릴섬유에 준하는 정도로 유지하거나 보다 향상 시키는 것이다.Another object of the present invention is to maintain or further improve the properties of the acrylic fiber produced through the emission of the phosphorescent phosphor to a degree comparable to the conventional acrylic fiber.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축광성능을 지닌 아크릴섬유의 제조방법은, 아크릴섬유 형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를, Al2O3SrCo3B2O3의 분자식을 가지며 산화알루미늄 40중량%전후, 스트륜툼카보네이트 58중량% 전후, 산화붕산 2중량% 전후의 물질로 구성되어 발광피크 파장이 520㎛에 달하는 녹색 발광성의 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합하고, 상기 축광성 형광체와 혼합된 아크로릴로니트릴 중합체를 유무기계용매를 사용, 용액화하여 방사함으로서 축광성능을 지닌 아크릴 필라멘트로 제조하는 것을 특징으로 한다.또한, 축광성 아크릴 섬유는, 아크릴로니트릴 (공)중합체 70~95중량%와 축광성 형광체 5~30중량%의 혼합물이 용매에 의해 용액화 되고 그 용액화된 혼합물을 방사시켜 나타나는 아크릴섬유의 단섬유 섬도가 0.9~50데니어(Denier)인 것을 특징으로 한다.아크릴 필라멘트를 연신,수세 및 건조 등의 공정을 거쳐서 처리한 경우, 발광시간이 길고, 발광시 휘도가 높으며, 빛의 파장범위가 넓고, 내광성, 내후성이 뛰어나며, 화학적 안정성이 높고, 인체에 무해하며, 기존의 아크릴섬유가 지닌 보편적 특성이 유지 되었고, 더 나아가 기존 아크릴섬유의 강도 및 신도에 준하는 축광성능을 지닌 아크릴섬유를 제조할 수 있다.In order to achieve the above object, there is provided a method of producing acrylic fiber having a photoluminescent performance, wherein the acrylonitrile (co) polymer having an acrylic fiber forming ability and containing at least 35% by weight of acrylonitrile is 70 to 95% by weight, It has a molecular formula of Al 2 O 3 SrCo 3 B 2 O 3 and consists of a material of about 40% by weight of aluminum oxide, about 58% by weight of strutumium carbonate, and about 2% by weight of boric oxide, so that the emission peak wavelength reaches 520 µm. It is characterized in that it is mixed with 5 to 30% by weight of the photoluminescent phosphor of the acrylonitrile polymer mixed with the photoluminescent phosphor to form an acrylic filament having a photoluminescent performance by liquefying and spinning with or without a mechanical solvent. In addition, the photoluminescent acrylic fiber is a mixture of 70 to 95% by weight of acrylonitrile (co) polymer and 5 to 30% by weight of photoluminescent phosphor by solution. It is characterized in that the short fiber fineness of the acrylic fiber to be emitted is 0.9 to 50 denier (Denier). When the acrylic filament is processed through stretching, washing and drying processes, the emission time is long and the luminance is high. , Wide wavelength range of light, excellent light resistance, weather resistance, high chemical stability, harmless to human body, universal characteristics of existing acrylic fiber were maintained, and furthermore, luminous performance according to the strength and elongation of existing acrylic fiber was maintained. It can produce acrylic fiber with.
도 1은 아크릴섬유의 제조 공정도1 is a manufacturing process of the acrylic fiber
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10:공정 1 20:공정 210: process 1 20: process 2
30:공정 330: process 3
본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail as follows.
도 1은 본 발명에 따른 아크릴섬유 제조 공정도 이다.1 is an acrylic fiber manufacturing process according to the present invention.
본 발명에 따른 축광성능을 지닌 아크릴섬유의 제조방법은 아크릴섬유 형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합하고, 용매를 사용하여 축광성 형광체와 혼합된 아크로니트릴 중합체를 방사함으로서 축광성능을 지닌 아크릴 필라멘트로 제조하는 것이다.According to the present invention, there is provided a method of preparing acrylic fiber having a photoluminescent ability, wherein the acrylonitrile has a acrylic fiber forming ability and 70 to 95 wt% of a (co) polymer of acrylonitrile containing at least 35 wt% of acrylonitrile. It is prepared with acrylic filament having luminous performance by mixing with% and spinning the acrylonitrile polymer mixed with the phosphorescent phosphor using a solvent.
본 발명에서 사용 가능한 축광성 형광체는 Al2O3SrCo3B2O3의 분자식을 갖고 산화알루미늄 40중량% 전후, 스트륜툼카보네이트 58중량% 전후, 산화붕산 2중량% 전후의 물질로 구성되어 발광 피크 파장이 520㎛에 달하는 녹색 발광성 형광체가 바람직하다.사용 가능한 다른 축광성 형광체는 인체의 유해 물질이나 중금속,감마핵종 등을 포함하지 않거나 검출 허용치 이하이면서도 화학적 안정성이 높은 축광성 형광체 들이다.The photoluminescent phosphor usable in the present invention has a molecular formula of Al 2 O 3 SrCo 3 B 2 O 3 and consists of a material of about 40% by weight of aluminum oxide, about 58% by weight of struttonic carbonate, and about 2% by weight of boric acid oxide to emit light. Green luminescent phosphors having a peak wavelength of 520 μm are preferred. Other photoluminescent phosphors that can be used are those that do not contain harmful substances, heavy metals, gamma nuclides, etc., or have chemical stability that is less than the detection limit.
사용될 수 없는 축광성 형광체는 화학적 안정성이 불량하고 축광성능이 적절하지 못한 (Ca,Sr)S:Bi 계통의 축광성 형광체, 독성물질인 카드뮴을 포함하고 있는 (Zn,Cd)S:Cu 계통의 축광성 형광체, 발광 안정성이 낮고 축광성능도 우수하지 못하여 제한적 용도로 쓰이는 ZnS:Cu 계통의 축광성 형광체 등은 본 발명에서 사용 가능한 축광성 형광체에 포함되지 않는다.Phosphorescent phosphors that cannot be used are (Ca, Sr) S: Bi phosphorescent phosphors with poor chemical stability and inadequate phosphorescence performance, and (Zn, Cd) S: Cu strains containing toxic cadmium Phosphorescent phosphors, ZnS: Cu-based phosphorescent phosphors used for limited use because of low luminous stability and poor luminous performance, are not included in the phosphorescent phosphors usable in the present invention.
본 발명에 따르면 아크릴섬유 형성능을 갖는 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합하고, 용매를 사용하여 상기 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 중합체를 용액화하여 방사함으로서 축광성능을 지닌 아크릴 필라멘트를 얻을 수 있다.According to the present invention, 70 to 95% by weight of a (co) polymer of acrylonitrile containing at least 35% by weight of acrylonitrile having an acrylic fiber forming ability is mixed with 5 to 30% by weight of a photoluminescent phosphor, The acrylonitrile polymer mixed with the phosphorescent phosphor may be solution-released to obtain an acrylic filament having photoluminescent performance.
용매로서, 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 (공)중합체를 용해하는 무기용매를 사용할 수 있다.As the solvent, an inorganic solvent that dissolves the acrylonitrile (co) polymer mixed with the phosphorescent phosphor can be used.
무기용매는, 무기계에서 로단염, 염화아연 등의 농축수용액과, 초산,질산,과염소산 등의 무기산 농후수용액으로부터 선택된다.The inorganic solvent is selected from concentrated aqueous solutions such as rodan salt and zinc chloride and inorganic acid rich solutions such as acetic acid, nitric acid and perchloric acid in the inorganic system.
다르게는 용매로서, 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 (공)중합체를 용해하는 유기용매를 사용할 수 있다.Alternatively, as the solvent, an organic solvent which dissolves the acrylonitrile (co) polymer mixed with the phosphorescent phosphor can be used.
유기용매는, 유기계에서 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드계,아미노계, 술폭시드계, 니트릴계 등의 화합물 그리고 그 혼합물로부터 선택된다.The organic solvent is selected from amide-based compounds such as dimethylformamide and dimethylacetamide, compounds such as amino-based, sulfoxide-based and nitrile-based compounds, and mixtures thereof.
용매에 의해 용액화된 아크릴로니트릴 (공)중합체와 축광성 형광체 혼합물의 방사 방식으로는 습식과 건식 방식을 선택하여 방사할 수 있다.As a spinning method of the acrylonitrile (co) polymer and the photoluminescent phosphor mixture solution-solvated by a solvent, it can emit by selecting a wet method and a dry method.
본 발명에서 얻어지는 결과물은 축광성 형광체가 있는 아크릴섬유사로서, 이 아크릴섬유사는 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 (공)중합체의 혼합물이 용매에 의해 용액화 되고 그 용액화된 혼합물을 방사시켜 나타나는 아크릴섬유의 단섬유 섬도를 0.9~50데니어(Denier)를 유지시킴으로서, 아크릴섬유가 지닌 보편적인 특성을 유지하고, 또 아크릴섬유의 강도 및 신도에 준하는 축광성능을 갖는다.The result obtained in the present invention is an acrylic fiber yarn with a phosphorescent phosphor, which is a mixture of acrylonitrile (co) polymer mixed with the phosphorescent phosphor by solution solution and spinning the solution mixture. By maintaining the short fiber fineness of the acrylic fiber appearing 0.9 ~ 50 denier (Denier), it maintains the universal characteristics of the acrylic fiber, and has a luminous performance corresponding to the strength and elongation of the acrylic fiber.
도 1은 본 발명의 아크릴섬유 제조 공정도로서, 축광성 형광체를 5~30중량% 사이의 비율로 아크릴섬유 형성능을 갖는 아크릴로니트릴 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체와 혼합하고 유기용매인 디메틸포름아미드(DMF)를 사용하여 혼합물을 용해하고 방사함으로서 축광성능을 지닌 아크릴 섬유로 제조함을 나타내고 있다.1 is an acrylic fiber manufacturing process chart of the present invention, in which 70 to 95% by weight of an acrylonitrile (co) polymer having acrylic fiber forming ability at a ratio of 5 to 30% by weight of a phosphorescent phosphor is mixed with a phosphorescent phosphor The solvent is used to dissolve and spun the mixture using dimethylformamide (DMF) to produce acrylic fibers having photoluminescent performance.
공정에는 미반응 모노머(monomer)회수 - 축광성 형광체 혼입원액 저장 - 여과로 진행되는 축광성 형광체 혼합물의 디메틸포름아미드(DMF)에 의한 용매 처리, 중합 그리고 방사노즐을 통한 방사 공정이 공정 1(10)로 나타나 있다.The process includes solvent recovery with dimethylformamide (DMF) of the photoluminescent phosphor mixture which proceeds with unreacted monomer recovery-storage of the photoluminescent phosphor incorporation-filtration, polymerization and spinning through the spinneret. Are indicated by).
그리고, 1차 연신-수세-2차 연신-1차 유제-1차 건조-2차 유제로 진행되는 아크릴 필라멘트의 처리와 관련되는 공정이 공정 2(30)로 나타나 있으며, 크림핑(Crimping)-세팅-토우플레이트(Tow Plate)-토우, 커팅-파이버로 진행되는 완료공정이 공정 3(30)으로 표시되어 있다.In addition, a process related to the treatment of the acrylic filament which proceeds to the primary stretching-washing-secondary stretching-first emulsion-first drying-secondary emulsion is shown as Process 2 (30), and the crimping- The complete process of setting-toe plate-toe, cutting-fiber is indicated by process 3 (30).
본 발명에서 얻고자 하는 축광성능을 지닌 아크릴섬유의 단섬유 섬도의 범위는 대략 0.9데니어 이상 50데니어 이하로 하는 것이다. 그 이유는 통상의 아크릴섬유의 경우 상용화되어 주로 쓰이는 섬도가 0.9데니어~50데니어 범위에 있는데 따른 것이다.The short fiber fineness of the acrylic fiber having the luminous performance to be obtained in the present invention is about 0.9 denier to 50 denier. The reason is that in the case of conventional acrylic fibers, the degree of fineness that is commercially used is in the range of 0.9 denier to 50 denier.
비록 유.무기용매로 조성된 혼합물(35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합한 조성물)을 건식/습식으로 방사할 수 있는 방사구(spinning nozzel)의 조정을 통하여 단섬유 섬도를 0.9데니어 미만으로 충분히 낮출 수 있는 여지가 있으나 후가공 기술의 난이도 및 생산수율 저하등의 요인으로 경제적 부가가치가 적고, 아크릴 단섬유 섬도가 50데니어를 초과할 경우에는 실질수요가 적고 촉감도 좋지 못하고 상업적 이용성도 떨어지기 때문에 아크릴섬유의 단섬유 섬도는 0.9데니어~50데니어 범위가 바람직하다.Although dry mixture of a composition composed of an organic-inorganic solvent (composition of 70-95% by weight of (co) polymer of acrylonitrile containing 35% by weight or more of acrylonitrile with 5-30% by weight of photoluminescent phosphor) Short fiber fineness can be lowered to less than 0.9 denier by adjusting the spinning nozzel, which is wet spinning.However, the economic value added is low due to the difficulty of post-processing technology and the decrease of production yield. When the fiber fineness exceeds 50 denier, the short fiber fineness of the acrylic fiber is preferably in the range of 0.9 denier to 50 denier because the actual demand is low, the touch is not good, and commercial availability is also low.
아크릴섬유 제조에서 사용되는 축광성 형광체의 입경은 아크릴섬유의 섬도에 따라 바람직하게는 2㎛~40㎛ 정도의 범위에서 선택하여 5~30중량% 사이에서 최종 제품의 용도에 따라 함유량 및 크기를 적절히 조절하여 사용한다.The particle diameter of the phosphorescent phosphor used in acrylic fiber production is preferably selected in the range of about 2 μm to 40 μm depending on the fineness of the acrylic fiber, and the content and size may be appropriately selected depending on the purpose of the final product between 5 and 30 wt%. Adjust to use.
아크릴섬유 제조에서 축광성능을 지닌 아크릴섬유의 축광성 형광체의 함유량을 5~30중량%로 하는 이유는 축광성 형광체의 함유량이 5중량% 미만이면 발광시간이 길고 발광시 휘도가 높으며, 빛의 파장 범위가 넓은 제품을 얻기가 힘들며, 축광성 형광체가 30중량%를 초과하면 아크릴섬유가 지닌 특성을 유지하면서 그 강도 및 신도에 준하여 축광성능을 지닌 축광성 아크릴 섬유를 제조하기 용이하지 않기 때문이다.The reason why the content of the photoluminescent phosphor of the acrylic fiber having the photoluminescent performance in the acrylic fiber is 5-30% by weight is long when the content of the photoluminescent phosphor is less than 5% by weight, the light emission time is long and the luminance is high when the light is emitted. It is difficult to obtain a wide range of products, and if the phosphorescent phosphor exceeds 30% by weight, it is not easy to manufacture the phosphorescent acrylic fiber having the photoluminescent performance according to its strength and elongation while maintaining the properties of the acrylic fiber.
축광성능을 지닌 합성섬유의 제조시에는 보통 사용되는 정전기 방지제, 자외선 차단제, 도전성 소재, 항균 방취제 및 진드기 제어제와 같은 기능성 향상제를 첨가하여 제품의 부가가치를 높일 수 있으며, 비중이 높은 축광성 형광체의 원액내의 분산성을 높이기 위하여는 커플링제(coupling agent)를 첨가한다.In the production of synthetic fibers with photoluminescent performance, functional additives such as antistatic agents, sunscreens, conductive materials, antibacterial deodorants, and tick control agents, which are commonly used, can be added to increase the added value of the product. In order to increase dispersibility in the stock solution, a coupling agent is added.
아크릴섬유 형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합하고,유.무기용매를 사용하여 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 중합체를 용액화한 후 방사구를 통해 방사하는 본 발명의 적용범위는 기존의 용융방사로는 미치지 못했던 축광성 형광체의 방사를 용매를 사용하여 용액화한 상태로 방사할 수 있게 된다. 이를 통해 얻을 수 있는 축광성능을 지닌 아크릴섬유로는 대표적으로 각종 의류용 원단 및 모포, 가페트, 커텐, 충전 완구용 파일 원단 등의 제조에 적용이 가능하다.70-95% by weight of the (co) polymer of acrylonitrile having acrylic fiber-forming ability and containing at least 35% by weight of acrylonitrile is mixed with 5-30% by weight of the phosphorescent phosphor, and it is light-sensitive by using an organic-inorganic solvent. The scope of the present invention, in which the acrylonitrile polymer mixed with the phosphor is liquefied and then spun through the spinneret, radiates the luminescent phosphor, which has not been achieved by the conventional melt spinning, in a solution state using a solvent. It becomes possible. Acrylic fiber having a photoluminescent performance can be applied to the production of various fabrics and fabrics, such as cloth, blankets, curtains, pile toys for filling toys.
한편 축광성능을 지닌 아크릴섬유 제조에 이용되는 용매로는 로단염, 염화아연, 초산, 과염소산 등의 무기계용매, 또는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 유기계용매를 선택하여 사용할 수 있다.On the other hand, the solvent used in the production of acrylic fibers having photoluminescent performance may be selected from inorganic solvents such as rodan salt, zinc chloride, acetic acid, perchloric acid, or organic solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide.
다음의 표 1은 본 발명에 따라 제조되는 축광성능을 지닌 아크릴섬유를 실시예 1.2로구분하고 이를 대한민국 표준규격에 의한 시험방법으로 일반 아크릴섬유를 비교예1.2로 구분하여 서로 비교한 것이다.The following Table 1 is divided into the acrylic fiber having a photoluminescent performance prepared according to the present invention in Example 1.2 and compared to each other by dividing the general acrylic fiber into Comparative Example 1.2 by the test method according to the Korean standard.
비교결과는 본 발명의 축광성능을 지닌 아크릴섬유 제조에서 사용된 용매(유.무기계)의 종류, 방사 대상물 또는 적용범위 그리고 방사방식(건.습식)등에 따라 아크릴섬유의 특성이 다르게 나타나므로 결과적으로 용매의 종류, 적용범위, 방사방식 등이 이 결과에 한정되는 것은 아니다.The comparison result shows that the characteristics of the acrylic fiber vary depending on the type of solvent (organic and inorganic) used in the production of the acrylic fiber having the photoluminescent performance, the spinning object or the application range, and the spinning method (dry and wet). The type of solvent, application range, spinning method, etc. are not limited to these results.
시험방법은 먼저 축광성능을 지닌 아크릴섬유를 본 발명의 제조방법에 따라 일정한 조건들 즉 용매의 종류, 적용범위, 방사방식을 결정하여 실시예1.2와 같은 결과물을 얻고, 이를 일반 아크릴섬유와 비교하는 것이다.In the test method, first, the acrylic fiber having the photoluminescent performance was determined according to the manufacturing method of the present invention to determine certain conditions, that is, the type of solvent, the application range, and the spinning method, to obtain the result as in Example 1.2, and to compare it with the general acrylic fiber. will be.
(조건)(Condition)
평균 입경 15.28㎛의 축광성 형광체 10중량%와, 아크릴섬유 형성능을 갖는 아크릴로니트릴 (공)중합체 90중량%를, 디메틸포름아미드 용매로 용해시킨 후 방사직경이 125미크론(micron)인 방사노즐을 사용하여 평균 56.7℃의 온도로 용액의 방출조건을 정하고 습식방사 방식을 적용하여 축광성 형광체가 있는 아크릴 필라멘트를 제조하였다.After dissolving 10% by weight of the phosphorescent phosphor having an average particle diameter of 15.28 µm and 90% by weight of acrylonitrile (co) polymer having acrylic fiber forming ability in a dimethylformamide solvent, a spinning nozzle having a radial diameter of 125 microns was used. Using the average of the release conditions of the solution at a temperature of 56.7 ℃ and the wet spinning method was applied to prepare an acrylic filament with a phosphorescent phosphor.
그리고, 아크릴 필라멘트를 연신, 수세 및 건조 등의 제 공정을 거쳐서 단사 섬도가 실시예 1과 같은 4 데니어 및 실시예 2와 같은 5 데니어인 아크릴섬유의 토우(tow)를 얻고 이를 일렬로 배향하여 이에 대한 축광성능을 측정하고, 아울러 축광성능을 지니지 않은 일반 아크릴섬유와의 강도, 신도를 비교하여 표 1과 같은 결과를 얻었다.The acrylic filament is subjected to a process such as drawing, washing, and drying to obtain tow of acrylic fibers having 4 deniers as in Example 1 and 5 deniers as in Example 2 and orienting them in a row. The photoluminescence performance was measured, and the strength and elongation of the common acrylic fiber having no photoluminescent performance were compared with each other to obtain the results shown in Table 1.
표 1의 비교 구분 중 잔광휘도는 KS A 3509-1989 규격을 준용한 것으로 텅스텐 램프를 사용하여 200lux에서 4분간 조사후 20분 경과 후의 잔광휘도이다. 섬도는 데니어 단위이고 이고, 인장강도는 g/f(KS K 0327 표준) 단위, 인장신도는 %(KS K 0327 표준) 단위이다.Afterglow luminance in the comparison category in Table 1 is based on KS A 3509-1989 standard and is the afterglow luminance after 20 minutes of irradiation for 4 minutes at 200 lux using a tungsten lamp. Fineness is in denier, tensile strength is in g / f (KS K 0327 standard) and tensile elongation is in% (KS K 0327 standard).
표 1은 축광성 형광체 함유량이 본 발명의 아크릴섬유는 10%이고, 일반 아크릴섬유는 0%로서 본 발명의 아크릴섬유는 축광성 형광체를 함유하고 있음을 알 수 있다. 여기서 일반 아크릴섬유는 축광성 형광체가 없는 아크릴섬유이다. 또한, 축광성 형광체의 발광피크파장은 본 발명의 아크릴섬유는 520㎛이지만 일반 아크릴섬유는 0으로서, 이는 일반 아크릴섬유가 축광성 형광체를 갖지 않은 경우로 볼 수 있다.Table 1 shows that the content of the phosphorescent phosphor is 10% in the acrylic fiber of the present invention and 0% of the normal acrylic fiber, and the acrylic fiber of the present invention contains the phosphorescent phosphor. Herein, normal acrylic fiber is acrylic fiber without phosphorescent phosphor. In addition, the light emission peak wavelength of the photoluminescent phosphor is 520 µm in the acrylic fiber of the present invention, but the general acrylic fiber is 0, which is considered to be the case where the general acrylic fiber does not have a photoluminescent phosphor.
따라서 축광성 형광체의 함유량과 축광성 형광체의 휘도 그리고 잔광휘도는 본 발명에 의해 제조된 아크릴섬유의 특성으로만 볼 수 있으며, 축광성 형광체의 함유량과 발광피크 그리고 휘도 등은 축광성 형광체에 의해 얻는 것이므로 비교의 의미는 없다.Therefore, the content of the phosphorescent phosphor, the luminance of the phosphorescent phosphor and the afterglow luminance can only be seen as the properties of the acrylic fiber produced by the present invention, and the content, the emission peak and the luminance of the phosphorescent phosphor are obtained by the phosphorescent phosphor. There is no meaning of comparison.
그리고 섬도에서 차이가 있으나, 인장강도, 인장신도 등의 시험결과를 보면 본 발명의 아크릴섬유가 일반 아크릴섬유에 비해 우수한 것으로 나타났다.And although there is a difference in fineness, the test results of tensile strength, tensile elongation, etc. showed that the acrylic fiber of the present invention is superior to general acrylic fiber.
이러한 결과는 축광성 형광체와 혼합된 아크릴로니트릴 중합체를 용매로 용액화한 후 방사하여 제조된 아크릴섬유, 즉 아크릴섬유 형성능을 가지며 35중량% 이상의 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴의 (공)중합체 70~95중량%를 축광성 형광체 5~30중량%와 혼합하고, 유.무기계용매를 사용하여 축광성 형광체를 혼합한 아크릴로니트릴 중합체를 용액화하여 방사함으로서 얻을 수 있으며, 이렇게 제조된 아크릴섬유는 단섬유의 섬도가 0.9~50데니어가 되도록 함으로서 기존의 아크릴섬유가 지닌 보편적 특성을 유지하면서, 기존 아크릴섬유의 강도나 신도에 준하거나 그 이상의 기능적 특성을 지니면서도 축광성능을 갖는다.This result was obtained by liquefying acrylonitrile polymer mixed with a phosphorescent phosphor with a solvent and spinning the acrylic fiber, i.e., (acrylonitrile) having an acrylic fiber forming ability and containing at least 35% by weight of acrylonitrile. 70 to 95% by weight of the polymer is mixed with 5 to 30% by weight of the phosphorescent phosphor, and an acrylonitrile polymer mixed with the phosphorescent phosphor by using an organic / inorganic solvent is obtained by solution spinning. The fibers have a short fiber of 0.9 to 50 denier to maintain the universal characteristics of the existing acrylic fibers, while having a luminous performance while having functional properties that meet or exceed the strength and elongation of the existing acrylic fibers.
본 발명에서 사용되는 아크릴섬유 형성능을 가지는 아크릴로니트릴 중합체, 그리고 축광성 형광체의 혼합물은 아크릴섬유 형성에 적합하며, 또한 제조방법상 유.무기용매를 사용하여 이를 용액화 하여 건.습식으로 방사하면 제조공정이나 특성이 다른 다양한 아크릴섬유에 축광성능을 부여할 수 있기 때문에, 축광성능을 부여하기 위한 다른 기술들, 예를들면 도포.점착에 비해 섬유자체적으로 축광성 형광체를 함유하게 되어 형광력 저하가 적을 뿐만아니라 화학적 안정성이 유지되면서 용융방사방식으로 포함하지 못하는 적용범위 실현이라는 특성을 갖는다.The mixture of the acrylonitrile polymer having the ability to form acrylic fiber and the phosphorescent phosphor used in the present invention is suitable for forming acrylic fiber, and in the manufacturing method, when the solution is formed using an organic / inorganic solvent to spin it dry and wet. Since it is possible to impart photoluminescent performance to various acrylic fibers having different manufacturing processes or characteristics, other techniques for imparting photoluminescent performance, for example, coating and containing the photoluminescent phosphors on their own, are lowered in fluorescence than adhesives. Not only is it low, but it has a characteristic of realizing the coverage which cannot be included by melt spinning while maintaining chemical stability.
이와 같이 본 발명은 용매를 이용하여 방사법으로 축광성능을 지닌 아크릴섬유를 제조할 수 있으며, 그 출발물질이 되는 아크릴로니트릴과 축광성 형광체의 혼합물에 의해 발광시간이 길고, 발광휘도가 높으며, 빛의 파장범위가 넓고, 내광성과 내후성이 우수하며, 화학적 안정성이 높고, 인체에 무해한 아크릴섬유를 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can produce an acrylic fiber having a photoluminescent performance by a spinning method using a solvent, and has a long light emission time, a high luminous luminance, and a light by a mixture of acrylonitrile and a photoluminescent phosphor that are starting materials. The broad wavelength range, excellent light resistance and weather resistance, high chemical stability, has the effect of obtaining acrylic fibers harmless to the human body.
또한, 우수한 형광성능을 가지면서 기존의 아크릴섬유가 지닌 우수한 특성을 그대로 유지하고, 기존 아크릴섬유의 강도 및 신도에 준하는 기능성 섬유를 얻을 수 있다.In addition, while maintaining the excellent properties of the existing acrylic fiber while having excellent fluorescence performance, it is possible to obtain a functional fiber according to the strength and elongation of the existing acrylic fiber.
또한, 축광성능을 갖는 합성섬유 제조를 위한 축광성 형광체의 방사 방법의 적용에 있어서 본 발명은 아크릴 형성능을 가지는 물질을 이용하고 있지만 같은 원리로 용매에 의한 용액방사를 적용함으로서 다양한 섬유에 축광성능을 부여할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the application of the method of emitting a photoluminescent phosphor for the production of synthetic fibers having a photoluminescent performance, the present invention uses a material having an acrylic forming ability, but in the same principle, the photoluminescent performance is applied to various fibers by applying solution spinning with a solvent. There is an effect that can be given.
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