KR100962268B1 - 도전성 황화구리 나노미립자 조성물 및 이를 이용한 도전성 아크릴 섬유 제조방법 - Google Patents

도전성 황화구리 나노미립자 조성물 및 이를 이용한 도전성 아크릴 섬유 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 황화구리 나노미립자 조성물 및 이를 이용한 도전성 아크릴 섬유 제조방법에 관한 것으로,
환원제의 사용량이 적고 아크릴 섬유에 대한 황화구리의 실용 석출 반응이 55℃미만의 저온반응의 속도를 유지하면서 저장 및 석출반응 중에도 입자 성장이 일어나지 않는 액 안정성이 우수함은 물론 황화구리 나노미립자의 평균 입자 직경이 20nm 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물과,
상기 도전성 황화구리 나노미립자 조성물을 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴 섬유에 석출반응 시킨 우수한 체적저항을 갖는 도전성 아크릴 섬유를 제조하기 위한 도전성 아크릴 섬유 제조방법을 제공하여 결과적으로 내마모성이나 일정 사용으로 인한 화학적 변화(산화)에 의한 물성저하 등 내구성과 도전 성능에 문제점이 없는 고품질의 도전성 아크릴 섬유를 제조하여 의류용 뿐만 아니라 산업용으로 폭 넓게 활용할 수 있도록 함에 그 목적을 둔 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 황화구리 나노미립자 조성물은 도전성 아크릴섬유를 제조하기 위한 도전성 조성물에 있어서 상기 아크릴섬유 피도물 중량100%에 대하여 함유량이 각각 1~30중량%인 구리염, 0.05~5중량%인 페닐화합물계 환원제, 0.05~1.5중량%인 저분자량의 황 화합물, 0.1~10중량%린 수용성 아민류, 0.1~10중량%인 티오화합물, 0.01 내지 10중량%인 티오안정제, 2~5중량%인 pH 조정제를 포함하여 이루어 짐에 그 특징 있다.
한편, 본 발명의 도전성 아크릴섬유를 제조하기 위한 방법은 상기 도전성 황화구리 나노미립자 조성물에 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴계 섬유를 침지한 후 50℃~55℃ 온도에서 0.5~5시간 반응시켜 아크릴계 섬유에 상기의 조성물을 배위 결합하는 것에 그 특징이 있다.

Description

도전성 황화구리 나노미립자 조성물 및 이를 이용한 도전성 아크릴 섬유 제조방법{Electric conductivity Electric conductivity CuS nano corpuscular composition and electric conductivity acryl fiber manufacturing method}
본 발명은 도전성 황화구리 나노미립자 조성물 및 이를 이용한 도전성 아크릴 섬유 제조방법에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 환원제의 사용량이 적고 아크릴 섬유에 대한 황화구리의 실용 석출 반응이 55℃미만의 저온반응의 속도를 유지하면서 저장 및 석출반응 중에도 입자 성장이 일어나지 않는 액 안정성이 우수함은 물론 황화구리 나노미립자의 평균 입자 직경이 20nm 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물 및,
상기 도전성 황화구리 나노미립자 조성물을 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴 섬유에 석출반응 시킨 우수한 체적저항을 갖는 도전성 아크릴 섬유를 제조하기 위한 도전성 아크릴 섬유 제조방법에 관한 것이다.
기존의 도전성 섬유 제조방법으로는 금속피막 형성법인 무전해 도금법(electroless plating), 진공증착법, 스퍼터링법(sputtering) 등이 있으며 이들 공정에 의한 도전성 부여 방법은 현재 장비와 기술면에서 적지 않은 제약을 받고 있다. 특히 고비용이 수반되므로 특수한 용도나 목적으로 국한적으로 채택되어 적용하는 실정이고 범용으로 생산하기에는 한계가 있다.
따라서 이에 대한 대안으로 “copper 화합물 고착법”이 도전성 섬유에 보편적으로 사용되고 있는데 이“copper 화합물 고착법”의 종래 공지된 공통된 기술은 아크릴 섬유에 존재하는 시아노(CN)기가 1가 구리이온과 배위결합을 이룰 수 있음에 착안하여 2가 구리이온인 황산동(CuSO4)과 환원제 및 황(S)원자 등의 화합물을 화학적으로 결합시켜서 황화구리(CuS)가 섬유에 석출되도록 하여 도전성(導電性)을 부여토록 하는 기술이다.
아울러 현재 시판되고 있는 동 도전사 제품들 역시 물성 상 보완해야 할 사항과 문제점들이 각각 존재하고 있어서 개선된 방안이 필요하며, 아울러 가격과 품질 등에서 경쟁력을 갖춘 보다 새로운 제품이 요구되고 있다.
도전성 아크릴 섬유는 아크릴 섬유의 시아노기와 2가 구리이온으로부터 얻어진 황화구리간의 배위 결합에 의한 도전성 착물을 형성하여 섬유를 제조하는 기술이다.
그러나 아크릴 섬유의 시아노기는 비교적 약한 결합으로서 황화구리와의 결합구조가 수 회 세탁에 의해서도 손상되어 황화구리가 탈락됨으로 그로 인한 색상의 변화와 도전성이 급격히 감소하는 단점이 있다.
아울러 종래의 “copper 화합물 고착법”은 수용액상태에서 과량의 황화 환 원제의 사용으로 인하여 구리1가 이온 상태가 상당히 불안정하여 아크릴 섬유 중 아크릴로니트릴의 시아노기와 빠른 속도로 배위결합 형태를 가지려는 현상이 강하여 결합되지 않는 구리1가 이온은 곧바로 금속구리와 2가 구리이온으로 변화하려 하는데 이러한 현상으로 수용액 중의 구리염과 황화 환원제를 70~90℃의 고온에서 일정시간 반응시킬 경우 황화구리 입자가 크게 성장하여 아크릴 섬유 조직 내에서 분산이 어려워지고 부분적으로 섬유 표면에 고착되는 불균일 현상으로 품질을 저하시킨다.
그리고 작업공정상에서 반응 온도가 높아지면 1가의 금속 구리가 2가의 금속 구리 이온으로 빠르게 변하므로 반응온도가 상승할수록 침전물의 양이 증가하게 된다.
이렇게 형성된 침전물이 반응조 내벽과 섬유 표면에 부착되어 공기 중의 산소와 결합을 하여 섬유 표면에 넓은 산화피막을 형성하는 현상을 초래한다.
이는 구리1가 이온의 결합을 방해하여서 섬유 표면이 거칠게 되는 결함이 발생함과 병행해서 반응 온도가 높을 경우 조성물 성분 중에 티오화합물이 산화 분해되어 다량의 침전물 발생으로 그 효과가 반감되며, pH 조정액으로 종래에 사용되고 있는 황산이나 질산의 성분과도 반응하여 SOx 나 NOx 등 유해한 물질 발생의 우려도 예상되어 작업환경에 좋지 않은 영향도 주게 된다.
이와 같이 종래의 방식은 내마모성이나 일정 사용으로 인한 화학적 변화 (산화)에 의한 물성저하 등 내구성과 도전 성능에 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 도전성 섬유 제조에 필요한 도전성 조성물 및 이 도전성 조성물을 이용하여 도전성 섬유를 제조하는 도전성 섬유제조방법에서 발생하는 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로,
환원제의 사용량이 적고 아크릴 섬유에 대한 황화구리의 실용 석출 반응이 55℃미만의 저온반응의 속도를 유지하면서 저장 및 석출반응 중에도 입자 성장이 일어나지 않는 액 안정성이 우수함은 물론 황화구리 나노미립자의 평균 입자 직경이 20nm 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물과,
상기 도전성 황화구리 나노미립자 조성물을 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴 섬유에 석출반응 시킨 우수한 체적저항을 갖는 도전성 아크릴 섬유를 제조하기 위한 도전성 아크릴 섬유 제조방법을 제공하여 결과적으로 내마모성이나 일정 사용으로 인한 화학적 변화 (산화)에 의한 물성저하 등 내구성과 도전 성능에 문제점이 없는 고품질의 도전성 아크릴 섬유를 제조하여 의류용 뿐만 아니라 산업용으로 폭 넓게 활용할 수 있도록 함에 그 목적을 둔 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 황화구리 나노미립자 조성물은 기본적으로 구리염, 페닐화합물계 환원제, 저분자량의 황 화합물, 수용성 아민류, 티오화합물, 티오안정제와 pH 조정제를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 고품질의 도전성 아크릴 섬유를 얻기 위해서 상기 도전성 황화구리 나노미립자 조성물에 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴계 섬유를 침지한 후 50℃~55℃ 온도에서 0.5~5시간 반응하여 아크릴계 섬유에 상기의 조성물을 배위 결합하는 방법을 수행하는 것에 그 특징이 있다.
본 발명의 도전성 황화구리 나노미립자 조성물은 아크릴 섬유에 안정하게 흡착반응시켜 안정적이고 경제성이 양호하며, 비저항치 및 도전성 유지기능이 우수하고 기타 물성이 매우 우수하다.
한편, 상기 조성물을 이용한 도전성 아크릴 섬유 제조방법을 통해 제조되는 도전성 아크릴 섬유는 내마모성이나 일정 사용으로 인한 화학적 변화 (산화)에 의한 물성저하가 거의 없는 등 내구성과 도전 성능이 우수하면서도 아크릴섬유의 물성을 그대로 유지하고 있으므로 다른 섬유와 혼용이 가능함은 물론,
양호한 전기비저항치를 가지므로 전자파차폐용 및 정전기방지용으로 의류용 뿐만 아니라 산업용으로 폭 넓게 활용할 수 있는 매우 획기적인 것이다.
본 발명의 도전성 황화구리 나노미립자 조성물은 구리염, 페닐화합물계 환원제, 저분자량의 황 화합물, 수용성 아민류, 티오화합물, 티오안정제와 pH 조정제를 포함한다.
여기서 황화구리 나노미립자의 평균 입자 직경이 20nm 이하인 것이 가장 바 람직하기는 하나 이에 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명의 도전성 아크릴섬유 제조방법은 상기 도전성 황화구리 나노미립자 조성물에 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴계 섬유를 침지한 후 50℃~55℃ 온도에서 0.5~5시간 반응하여 아크릴계 섬유에 상기의 조성물을 배위 결합하여 얻어진다.
이에 하기에서는 먼저 도전성 황화구리 나노미립자 조성물에 포함되는 각각의 성분에 대해 상세히 설명하고 이후 도전성 황화구리 나노미립자 조성물을 이용하여 고품질의 도전성 아크릴섬유를 제조하는 방법을 여러 실시예를 근거로 하여 구체적으로 설명하고자 한다.
먼저 본 발명의 황화구리 나노미립자 조성물 중에서 구리염으로는 구리금속산 및 구리금속염을 포함하는 구리금속염으로 가용인 화합물이면 특별히 한정하지 않고 구리의 설페이트, 니트레이트, 아세테이트, 수용성 할라이드 및 다른 유기 및 무기염을 포함하며 하나 이상의 구리염 혼합물이 구리 이온을 제공하는데 사용될 수 있다.
특별하게는 구입의 용이성이나 가격 측면에서 볼 때 황산제2구리 오수화물이 바람직하다.
구리화합물의 조성물 중 함유량은 아크릴 섬유 피도물 중량에 대해서 1~30중량%가 적당하다.
구리 함유량이 30중량%를 넘어가면 도전성은 높아지나 아크릴 섬유의 물성저하 및 황화구리 침전물이 발생하게 되며, 또한 1중량% 미만이면 충분한 도전성을 확보하지 못하게 된다.
또한, 환원제로는 (하기 화학식Ⅰ로 표시되는)페닐 화합물계 환원제를 사용하는 것이 바람직하다.
Figure 112009047652412-pat00001
상기 화학식1 중 R1은 수산기 또는 아미노기를 나타내고, R2 내지 R4는 각각 동일하거나 상이 할 수 있고, 수산기, 아미노기, 수소원자 또는 알킬기를 나타낸다.
상기 화학식Ⅰ에 있어서 R2 내지 R4에서의 알킬기로서는 직쇄 또는 분지상의 탄소 원자 수 가 1 내지 6의 알킬기가 바람직하고 더욱 바람직하기로는 메틸기, 에틸기 및 t-부틸기 등인 직쇄 또는 분지상의 탄소 원자 수 1 내지 4의 알킬기를 들 수 있다.
이 종류의 구체적인 화합물로는 페놀, O-크레졸, P-크레졸, O-에틸페놀, P-에틸페놀, t-부틸페놀, O-아미노페놀, P-아미노페놀, 히드로퀴논, 카테콜, 피로갈롤, 메틸히드로퀴논, 아닐린, O-페닐렌디아민, P-페닐렌디아민, O-톨루이딘, P-톨 루이딘, O-에틸아닐린, P-에틸아닐린 등을 들 수 있다.
이들 중에서 1종류 이상을 사용 할 수 있으며, 그 중에서도 P-페닐렌디아민, 메틸히드로퀴논, 히드로퀴논 등이 바람직하다.
그 함유량은 아크릴계 섬유 피도물 중량에 대하여 0.05 내지 5중량%의 범위가 바람직하다.
이 페닐계의 환원제 함유량이 0.05중량% 미만이면 실용적인 환원이 일어나지 않는다.
또한 5중량%를 초과하면 조성물의 안정성을 확보 할 수 없으므로 바람직하지 않다.
구리금속염 및 페닐계 환원성 화합물을 함유하는 용액을 환원 반응 처리한 콜로이드성 구리나노미립자는 입자표면상에 보호콜로이드로서 저분자량의 황 화합물을 포함한다.
저분자량의 황 화합물은 구체적으로 48~180의 분자량을 갖는 것이며 구체적으로 저분자량의 황 화합물은 예를 들면 메르캅토아세트산(분자량:92), 메르캅토프로피온산(분자량:106), 티오디프로피온산(분자량:178), 메르캅토숙신산(분자량:150), 메르캅토에탄올(분자량:78), 티오디에틸렌글리콜(분자량:122), 티오글리콜산(분자량:150), 아미노에틸 메르캅탄(분자량:77), 티오디에틸아민(분자량:120), 티오우레탄(분자량:105), 티오카르본산(분자량:110), 티오우레아(분자량:76), 티오페놀(분자량:110), 티오포름아미드(분자량:61), 메틸메르캅탄(분자량:72), 이소프로필 메르캅탄(분자량:76), n-부틸 메르캅탄(분자량:90), 알릴 메르캅탄(분자량 :74), 벤질 메르캅탄(분자량:124) 및 이의 염, 유도체 등을 포함하며 하나 이상의 상기 황 화합물이 사용 될 수 있다.
무엇보다도 티올 기재 황 화합물이 콜로이드성 금속 입자에 대한 더욱 높은 친화성 및 우수한 보호 콜로이드성 기능 때문에 바람직하고, 메르캅토아세트산, 메르캅토프로피온산 및 메르캅토에탄올이 특히 바람직하다.
상기 화합물은 콜로이드성 금속입자 중량%에 대해 0.05 내지 1.5중량%의 비율로 사용되는 것이 바람직한데 저분자량의 황 화합물은 적은 비율로도 보호 콜로이드로서의 양호한 효과를 가질 수가 있다.
그리고 상기 금속 화합물의 환원 반응이 저분자량의 황 화합물의 부재 하에 수행되는 경우는 상기 형성된 콜로이드성 금속 입자가 즉시 석출되고, 그 후에는 황 화합물이 첨가된다고 해도 콜로이드성 금속 입자의 표면은 완전히 보호되지 않은 채로 남아있다.
따라서 황 화합물의 존재 하에 금속 화합물을 환원 반응시키는 것이 필수적이다.
또한 황화구리 나노미립자 조성물 중에서 페닐계 환원제를 사용할 경우 에틸렌디아민 등의 수용성 아민을 1종 이상을 첨가하면 아크릴계 섬유 중에 황화구리의 석출온도를 55℃ 이하로 낮출 수 있으며 석출속도도 증대시킬 수 있다.
아울러 아크릴계 섬유의 부착성을 향상시키고 액 안정성도 현저히 높일 수 있다.
따라서 이러한 첨가제는 전형적으로 조성물 중 구리(Ⅱ)를 보존하기 위한 착 화제로도 작용한다.
이러한 아민류에는 모노알칸올아민, 디알칸올아민, 트리알칸올아민, 에틸렌트리아민, m-헥실아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 디에틸트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 디메틸아민, 트리에탄올아민, 황산히드록실아민, EDTA염 등을 사용 할 수 있고 그 중 에서도 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민이 바람직하나 에틸렌디아민이 가장 바람직하다.
이 수용성 아민류의 배합량은 아크릴계 섬유 피도물 중량 대비 0.1 내지 10중량%의 범위에서 사용하나 0.1중량% 미만이면 아민류 첨가의 효과가 충분히 발휘되지 않고 또한 10중량%를 초과하게 되면 환원제 조성물의 안정성이 자하되는 경우가 발생하므로 바람직하지 않다.
이에 따라 2 내지 10중량%의 범위가 보다 바람직하다.
수용성 아민류는 상기 중에서 1종 이상을 첨가함으로서 조성물의 석출속도를 증대시키며 액 안정성도 현저히 향상 시킬 수 있다.
또한 도전성 황화구리 나노미립자 조성물에는 황화 환원제 및 착화제로서 티오황산화합물을 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
즉, 티오황산화합물은 아크릴계 섬유 내 황화구리의 결합력의 향상에 도움을 준다. 티오황산화합물로는 티오황산의 알칼리금속염, 알칼리토류금속염, 암모늄염 등을 들 수 있고 구체적으로는 티오황산나트륨, 티오황산칼륨, 티오황산암모늄 등이 있다.
그 함류량은 0.1 내지 10중량%의 범위가 바람직하고 상기 화합물의 함량이 0.1중량% 미만이면 황화구리의 환원 및 착화력이 저하되고 안정정이 떨어진다.
또한 10중량%를 초과하면 도전성은 향상되지만 액 중에 재결정이 발생하고 반응 중 티오화합물이 분해되어 침전물이 다량 발생하게 된다.
이러한 티오화합물의 침전 발생 문제점을 개선하기 위해 본 발명에서는 도전성 나노미립자 조성물 중에 티오(Thio) 안정화제를 사용함을 특징으로 한다.
이러한 화합물로는 황산히드록실아민, 아스코브르산, 포르말린 중에서 선택된 1종 이상의 티오(Thio) 안정화제를 함유한다. 특히 황산히드록실아민은 산화가 되더라도 액 중에 잔류하여 아크릴 섬유의 착화와 도전성에 크게 영향을 주지 않기 때문에 가장 바람직하다.
이러한 화합물은 실질적으로 액 중에 존재하면 티오화합물의 산화 분해를 방지하는 작용이 있기 때문에 농도는 특별히 정해진 것은 아니지만 아크릴 섬유 피도물 중량 대비 0.01 내지 10중량%가 적당하다.
본 발명의 황화구리 나노미립자 조성물 중에는 원하는 석출온도 및 속도, pH 등을 일정하게 유지하기 위하여 pH조절제를 더 첨가해 사용 할 수 있다.
바람직하게 사용되는 화합물로는 인산염, 아세트산염, 붕산염, 시트르산, 황산염 등을 들 수 있고, 그 함류량은 2 내지 5중량%의 범위가 바람직하다.
이하에서는 앞에서도 언급한 바와같이 상기 도전성 황화구리 나노미립자 조 성물을 이용하여 고품질의 도전성 아크릴섬유를 제조하는 방법에 대한 바람직한 실시예를 기재한다.
다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 결코 한정되는 것이 아님을 분명히 하고자 한다.
<실시예>
100중량%의 폴리아크릴로니트릴사를 비이커에 넣고 아래 [표1]과 같은 조성물을 비이커에 욕비 1:20으로 투입하고 서서히 승온시켜 53℃±2℃에서 2시간 동안 반응시킨 다음, 수세 및 탈수한 후 80℃의 열풍으로 건조하였다.
※ 하기함량은 폴리아크릴로니트릴사 중량대비 중량%임.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
황산제2구리 오수화물 20 20 20 20 20 20
히드로퀴논 1 1 1 0.5 2 3
메르캅토아세트산 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
에틸렌디아민 1 2 2.5 2.5 2.5 2.5
티오황산나트륨 오수화물 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2
황산히드록실아민 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
인산디나트륨 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
시트르산 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
욕조 반응온도 53℃ 53℃ 53℃ 53℃ 53℃ 53℃
석출 반응시간 2시간 2시간 2시간 2시간 2시간 2시간
석출 부착불량 없음 없음 없음 없음 없음 없음
침전물 발생 없음 없음 없음 없음 없음 없음
욕조 pH 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
피복 외관색상 올리브그린 올리브그린 올리브그린 올리브그린 올리브그린 올리브그린
욕조 안정성시험 o o o o o o
보존 안정성시험(실온보관) 10일 이상 10일 이상 10일 이상 10일 이상 10일 이상 10일 이상
상기 [표1]의 실시예 중에서 실시예 1 내지 실시예 3은 에틸렌디아민 농도를1, 2, 2.5중량%로 변화시켜 반응을 수행한 결과이다.
환원제인 히드로퀴논 농도가 낮은 조건에서도 반응 석출 온도가 20분, 25분, 28분으로 서서히 빠르게 진행되었다.
또한 폴리아크릴로니트릴사의 외관도 올리브 그린색을 나타냈으며 변색, 석출 부착 불량 등은 발생하지 않았다.
그리고 석출 반응 중 욕조 안정성 시험에서도 안정성을 나타내었으며 비이커 반응조 내에서의 침전물 발생은 전혀 없었다.
아울러 보존 안정성에 대해서도 10일 이상 상온상태 보관에서 도전처리 용액의 이상 석출이 발생하지 않고 양호한 상태였다.
상기 실시예 4 내지 실시예 6은 환원제인 히드로퀴논 농도를 0.5, 2, 3중량%로 변화시켜 반응을 수행한 결과이다.
이 결과로부터 환원제의 농도가 낮은 조건에서도 실용 가능한 양호한 석출속도를 얻었다.
폴리아크릴로니트릴사의 외관은 올리브 그린색을 나타냈으며 변색이나 석출 부착 불량 등은 발생하지 않았다.
그리고 석출 반응 중 욕조 안정성 시험에서도 욕조 안정성을 나타내고 비이커 반응조 내에서의 침전물 발생이 전혀 없었고 보존 안정성에 대서도 10일 이상 상온에 보관해도 도전처리 용액의 이상 석출이 발생하지 않고 양호하였다.
한편, 상기 실시예 1 내지 실시예 6에 따라 제조된 도전성 아크릴 섬유에 대하여 다음과 같은 물성을 측정하였으며 그 측정결과는 하기 [표2]와 같다.
인장강도(cN) 인장신도(%) 중금속함량(Cu) 비저항(Ω㎝) 50회 세탁 후
비저항(Ω㎝)
실시 예 1 312 18.2 2.84 0.2 0.3
실시 예 2 310 17.9 2.82 0.2 0.3
실시 예 3 308 17.2 2.92 0.2 0.3
실시 예 4 310 17.9 2.82 0.2 0.3
실시 예 5 302 16.5 2.96 0.2 0.3
실시 예 6 298 16.2 3.12 0.2 0.3
인장신도 및 인장강도는 KSK ISO 2062 : 2007로 측정하였으며 1cN ≒ 1.0197gf 이다.
비저항 (Ω ㎝) : KSK 0180 : 2003을 준용하였으며 시험기는 ACL 800 Megohm Meter를 사용하고 적용전압은 10V, 온도와 습도는 (20±2)℃, (40±2)% R.H로 측정하였다.
중금속(Cu) 함량 (%)은 EPA 3052 : 1996으로 측정하였으며 시험조건은 시료 전처리 방법으로 EPA 3052 : 1996, 분석기기는 ICP/AES를 사용하였다.
상기 [표2]와 같이 실시예 1 내지 실시예 6에 따라 제조된 본 발명의 도전성 아크릴 섬유는 섬유표면에 평균입자 직경이 20nm 이하의 황화구리 나노미립자가 균일하게 흡착되어 균일하고 우수한 도전성능을 갖는다.
또한 내세탁 견뢰도가 뛰어나서 50회 세탁 후에도 비저항(Ω㎝)이 우수하다.
결과적으로 상기한 제조방법으로 얻어지는 본 발명의 도전성 아크릴섬유는 내마모성이나 일정 사용으로 인한 화학적 변화 (산화)에 의한 물성저하가 거의 없는 등 내구성과 도전 성능이 우수하면서도 아크릴섬유의 물성을 그대로 유지하고 있으므로 다른 섬유와 혼용이 가능함은 물론,
양호한 전기 비저항치를 가지므로 전자파차폐용 및 정전기방지용으로 의류용 뿐만 아니라 산업용으로 폭 넓게 활용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 도전성 아크릴섬유 제조용 조성물에 있어서,
    상기 아크릴섬유 피도물 중량100%에 대하여 함유량이 각각 1~30중량%인 구리염,
    0.05~5중량%인 페닐화합물계 환원제,
    0.05~1.5중량%인 저분자량의 황 화합물,
    0.1~10중량%린 수용성 아민류,
    0.1~10중량%인 티오화합물,
    0.01 내지 10중량%인 티오안정제,
    2~5중량%인 pH 조정제를 포함하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구리염은 구리금속산 및 구리금속염을 포함하는 구리금속염으로 가용인 화합물이면서구리의 설페이트, 니트레이트, 아세테이트, 수용성 할라이드 및 다른 유기 및 무기염을 포함하는 1종 이상의 구리염 혼합물이며,
    상기 티오화합물은 티오황산의 알칼리금속염, 알칼리토류금속염, 암모늄염 화합물중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페닐화합물계 환원제는,
    페놀, O-크레졸, P-크레졸, O-에틸페놀, P-에틸페놀, t-부틸페놀, O-아미노페놀, P-아미노페놀, 히드로퀴논, 카테콜, 피로갈롤, 메틸히드로퀴논, 아닐린, O-페닐렌디아민, P-페닐렌디아민, O-톨루이딘, P-톨루이딘, O-에틸아닐린, P-에틸아닐린 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저분자량의 황 화합물은,
    48~180의 분자량을 갖는 것으로서 메르캅토아세트산(분자량:92), 메르캅토프로피온산(분자량:106), 티오디프로피온산(분자량:178), 메르캅토숙신산(분자량:150), 메르캅토에탄올(분자량:78), 티오디에틸렌글리콜(분자량:122), 티오글리콜산(분자량:150), 아미노에틸 메르캅탄(분자량:77), 티오디에틸아민(분자량:120), 티오우레탄(분자량:105), 티오카르본산(분자량:110), 티오우레아(분자량:76), 티오페놀(분자량:110), 티오포름아미드(분자량:61), 메틸메르캅탄(분자량:72), 이소프로필 메르캅탄(분자량:76), n-부틸 메르캅탄(분자량:90), 알릴 메르캅탄(분자량:74), 벤질 메르캅탄(분자량:124) 및 이의 염, 유도체를 포함하는 상기 황 화합물중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 아민류는,
    모노알칸올아민, 디알칸올아민, 트리알칸올아민, 에틸렌트리아민, m-헥실아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 디에틸트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 디메틸아민, 트리에탄올아민, 황산히드록실아민, EDTA염 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 티오안정제는,
    황산히드록실아민, 아스코브르산, 포르말린 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    pH 조정제는,
    인산염, 아세트산염, 붕산염, 시트르산, 황산염 중에서 선택된 1종 이상이며 pH 조정제가 포함된 조성물의 pH가 2~4의 범위인 것을 특징으로 하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물.
  8. 도전성 아크릴섬유를 제조함에 있어서,
    상기 아크릴섬유 피도물 중량100%에 대하여 함유량이 각각 1~30중량%인 구리 염,
    0.05~5중량%인 페닐화합물계 환원제,
    0.05~1.5중량%인 저분자량의 황 화합물,
    0.1~10중량%린 수용성 아민류,
    0.1~10중량%인 티오화합물,
    0.01 내지 10중량%인 티오안정제,
    2~5중량%인 pH 조정제를 포함하는 도전성 황화구리 나노미립자 조성물에 아크릴로니트릴 반복단위를 갖는 아크릴계 섬유를 침지한 후 50℃~55℃ 온도에서 0.5~5시간 반응시켜 아크릴계 섬유에 상기의 조성물을 배위 결합함을 특징으로 하는 도전성 아크릴섬유 제조방법.
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