폴리에스터 원단에 적용되는 난연 기술

추상적인: 본 논문에서는 일반 폴리에스터 직물의 낮은 투과성과 난연성이라는 특성을 바탕으로, 광범위한 실험을 통해 폴리에스터 직물의 가공 기술을 탐구하고, 난연 메커니즘, 난연 시험 방법 및 관련 난연 기준에 대해 자세히 설명한다.

최근 몇 년 동안 연평균 화재 발생 건수는 3만~4만 건, 사망자 수는 2천~3천 명, 화재로 인한 재산 피해액은 2억~3억 위안에 달하며, 이러한 수치는 계속 증가 추세를 보이고 있습니다. 미국, 영국, 일본의 화재 원인 조사 결과, 절반 이상이 섬유에서 시작된 것으로 나타났습니다. 따라서 전 세계적으로 섬유 화재 예방의 중요성이 부각되고 있습니다.

1. 난연성 원단이 중요한 이유

민간 및 산업용 섬유 소비 증가 추세와 실내 장식, 객실 장식, 침구류 등 섬유 사용 확대로 인해 섬유로 인한 화재 발생 건수도 그에 따라 증가하고 있습니다. 이에 따라 일본, 유럽, 미국 등 여러 국가에서는 1960년대부터 섬유의 난연 처리 정의, 난연 기준, 시험 방법, 그리고 다양한 종류의 섬유에 대한 기술 지표 등을 제시하여 섬유 난연 품질 관리의 기반을 마련해 왔습니다.

BEGOODTEX Aquafyreguad™ 난연제 치료이 기술은 고온에서 진행되는 경화 공정 중 패딩 방식을 통해 작은 난연성 물질 분자를 큰 폴리에스터 분자 내부로 침투시키는 것으로 구성됩니다. 그 결과, 이러한 직물은 탁월한 난연성과 뛰어난 세탁 저항성을 가지게 되어 야금, 화학 및 소방 산업에서 매우 중요한 역할을 합니다.

2. 폴리에스터 섬유의 난연 처리 이해

섬유의 연소에는 열, 공기, 가연성 물질이라는 세 가지 조건이 필요합니다. 연소 과정에서 섬유는 가열, 용융, 열분해, 분해, 산화 및 점화를 포함한 여러 단계를 거칩니다.

폴리에스터 섬유의 열분해

폴리에스터와 같은 합성 섬유의 연소가 가능하려면 다음과 같은 조건을 충족해야 합니다. 즉, 고분자가 분해되어 기체 연소 생성물을 생성해야 하고, 연소로 방출되는 열이 이러한 기체 연소 생성물에 전달될 수 있어야 하며, 기체 연소 생성물과 기체 산소가 혼합되어 점화 지점으로 확산되어야 하고, 연소 부분이 기체-산소 혼합물이 존재하는 영역으로 확산되어야 합니다. 이러한 조건을 완화하기 위해 난연 원리는 열분해 가스의 생성 용이성을 감소시키거나 제거하고, 기체상 연소의 주요 반응을 억제하고, 연소 부위의 에너지를 흡수하고, 공기를 희석하거나 분리하는 것을 목표로 합니다.

폴리에스터 섬유의 난연 메커니즘

재료의 난연성은 기체상 난연, 응축상 난연, 열교환 메커니즘 차단 등 다양한 메커니즘을 통해 달성되는 경우가 많습니다

1. 기체상 지연은 연소 연쇄 반응을 촉진하는 자유 라디칼을 억제함으로써 작용합니다.

2. 응축상 지연은 고체상 내에서 고분자의 열분해를 지연시키거나 방지합니다.

3. 열 교환 메커니즘의 중단은 고분자 연소로 생성된 열의 일부를 제거하는 것을 의미합니다.

폴리에스터 섬유 직물은 크게 세 가지 방법을 통해 난연 처리를 할 수 있습니다

1. 분산 염료와 유사한 흡착 구조를 갖는 난연제를 설계하고, 이를 후가공-염색 1회용 공정으로 적용하는 것.

2. 열처리 방법을 이용하여 폴리에스터 섬유에 친화력이 높은 난연제를 고정시키는 방법. 이 방법은 적합한 난연제의 종류가 제한적이지만, 촉감에 미치는 영향이 최소화되고 세탁 견뢰도가 우수합니다.

3. 사용이 간편하고 효과적이지만 세탁에는 내성이 없는 용출형 난연제를 사용합니다. 이러한 난연제는 천연 섬유 및 화학 섬유 직물뿐만 아니라tel이나 자동차와 같은 실내 장식재에 사용되는 종이에도 적합합니다.

3. 난연 처리 공정 탐구

내구성이 없는 난연 처리

비내구적 치료법에는 다음과 같은 과정이 포함됩니다

• 분무 처리: 커튼, 벽지, 소파, 카펫 등에 50~80%를 직접 분사한 후 자연 건조시키면 우수한 난연 효과를 얻을 수 있습니다.
• 패딩 기법: 50~80% 정도 물에 담근 후 건조시키고, 모양을 잡아주거나 늘리는 과정을 거칩니다. 연화제 처리와 같은 다른 마무리 처리와 병행할 수 있습니다.

내구성 있는 난연 처리

BEGOODTEX®의 Aquafyreguad™를 사용하면 50회 이상 세탁이 가능하면서도 국가 방염 표준 B2 등급을 충족할 수 있습니다.

• 전처리 공정. 난연 마감 처리 전에 알칼리 환원 처리를 실시하는 것이 좋습니다. 이는 폴리에스터 섬유의 높은 흡수성과 낮은 액체 운반성이라는 단점을 해결하고, 직물 표면의 이물질을 제거하며, 우수한 난연 마감 효과를 얻을 수 있습니다.
• 난연 처리 공정. 난연제의 양은 직물 두께에 따라 달라져야 합니다. Aquafyreguad™ fr91-180 g/L,0을 사용하고, 5-10% NaOH로 pH를 6-6.5로 조정합니다. 가교제, 이염 방지제 및 유연제는 경우에 따라 첨가할 수 있으나, 호환성 테스트가 필요합니다.

4. 난연성 직물에 대한 공통 표준

미국

미국은 1953년부터 가연성 직물법(FFA)과 같은 법률을 제정해 왔으며, 1954년과 1967년에 이를 개정했습니다. 이 법은 미국 의회를 통과하고 미국 소비자제품안전위원회(CPSC)에서 시행했습니다. 이 법안은 주로 연소 관련 기술 사양을 담고 있습니다

• 의류 및 실내 장식에 사용되는 섬유의 난연성 기준 의류 및 섬유의 난연성 기준(16C.F.R1610)
• 폴리에틸렌 플라스틱 필름의 난연성 기준: (F.R1611)
• 어린이 잠옷의 난연성 기준: 0-6X (16C.F.R1615) 및 7-14
• 카펫 제품의 난연성 기준: (F.R1630)
• 카펫 제품의 난연성 성능 표준(16C.F.R1631)
• 매트리스 연소 성능 표준(16C.F.R1632)

캐나다

캐나다에서 섬유 및 의류의 난연성에 관한 법규는 위험물 규정 및 규칙에 포함되어 있습니다. 캐나다에서는 주의회가 소위 "위험물 규정"을 제정하고, "위험물(아동용 잠옷) 규정", "위험물(카펫) 규정", "위험물(텐트) 규정", "위험물(장난감) 규정", "위험물(매트리스) 규정" 등 끊임없이 확대되는 규정들을 엄격히 준수해야 하는 권한을 유지함으로써, 자연스럽게 복잡하고 관료적인 절차를 초래하는 이러한 간접적인 방식을 최종적으로 결정하는 것은 바로 주 정부 기관입니다.

일본

분류	기준을 명시하다	실험 방법	제형 단위	시행일 또는 개정일(년)
커튼, 텐트, 엔지니어링 커버	화재법 시행령 제4조 (3)항	45도 기울임 방식, 세탁, 드라이클리닝	국방부	1968
	소방서 공지 ​​제11호			1973
수면 용품, 잠옷	소방서 65번	45° 기울임 방식 세척 저항성, 경구 독성, 피부 알레르기	소방국	1974
가정용 직물(커튼, 침대 시트)	고품질 생활용품을 선보입니다	JIS L 1091A, B		1972
벽걸이 천	건축기준법 고시 제1271호 및 제3415호	연기, 열, 연소 가스 독성	건설부	1971
인테리어 장식용 원단	항공법 시행규칙 부록 제1조	수평적 방법, 수직적 방법	교통부 항공국	1969
페리 및 기타 선박 내부 장식용 직물	선박 번호 367, 번호 481	JIS L 1091A, B	교통부 항공국	1971
차량용 장식용 패브릭	JIS D 1201.	FMVSS302.	산업 회의	1973
기차와 버스 안의 장식용 직물 및 침구류	철도감독국 행정지침 제81호	JIS Z 2150, 45° 기울기 방식	교통부, 철도국	1969
장난감	장난감 소각 기준	수평적 방법	장난감 협회	1973
군용 섬유	국방부 규격	JIS L 1091B 방법	국방부

호주

규제 체계: 호주의 각 주는 아동용 잠옷(사이즈 00-14)의 난연 성능 및 시험 방법을 규제하는 자체적인 난연 기술 요건을 정하고 있습니다. 아동용 잠옷, 캠핑용 나이트가운, 유카타, 아기용 침낭은 AS/NZS 1249에 명시된 방법에 따라 시험해야 하며, 이 표준의 아동용 잠옷 안전 요건을 준수해야 합니다.

영국

아동용 이브닝웨어(생후 3개월~13세 아동용)는 영국 표준 BS5722에 따른 연소 성능 시험을 통과해야 하며, 성인용 이브닝웨어는 해당 의류가 연소 기준을 충족하는지 여부를 나타내는 영구 라벨을 부착해야 합니다. 난연 처리된 이브닝웨어는 세탁 방법 또는 사용 가능한 세제 종류를 표시해야 합니다. 연소성 시험 전에는 BS5651에 따른 세탁 절차를 수행해야 합니다.

중국

• GB17591 "난연 직물"은 난연 직물의 제품 분류, 기술 요구 사항, 시험 방법, 검사 규칙, 포장 및 라벨링에 관한 표준입니다. 이 표준에서는 난연 성능에 따라 난연 직물을 두 등급으로 분류합니다. 보다 구체적인 직물을 살펴보면, 일반적으로 B1 등급은 특수 요구 사항이 있는 의류 및 장식 직물에 적합하고, B2 등급은 대부분의 장식 직물에 적합합니다.
• GB8965 "난연 보호복"은 다양한 브랜드의 난연 보호복에 대한 기술 요구사항, 시험 방법, 검사 절차, 로고, 포장, 운송 및 보관 기준 등을 수록하고 있습니다. 이 규격은 화염, 스파크, 용융 금속 근처, 가연성 물질 및 발화원이 존재하는 장소에서 작업하는 작업자가 착용하는 난연 의류에 한정됩니다. 원단의 난연 성능은 GB/T5545에 따라 시험하고 GB17591의 B1 등급을 충족해야 합니다.
• GB50222 "건축물 실내 장식의 방화 설계 기준"은 커튼, 블라인드, 침대 커버, 가구 덮개 등 가정용 장식 직물의 난연 성능 및 시험 방법에 대한 규정을 명시한 기준입니다. 연구 결과, GB/T5545 장식 직물 수직 시험에서 지하 일반 건물용 장식 직물은 B1 등급을, 고층 일반 건물용 장식 직물도 B1 등급을, 고층 일반 건물용 침대 커버와 주거 및tel 침대 커버는 B1 등급을, 고층 일반 건물용 커튼과 블라인드는 건물 및 위치의 가구 덮개와의 분리 요구 사항에 따라 B1 또는 B2 등급을 충족해야 하는 것으로 나타났습니다.

5. 난연성 직물 평가를 위한 시험 방법

산소 제한 지수(LOI) 방법

직물이 촛불처럼 연소되는 데 필요한 최소 산소 농도는 산소 한계 지수(OLI)법으로 측정하는데, 이 방법은 산소와 질소 혼합 가스에서 연소시켜 얻습니다. 산소 한계 지수가 높을수록 제품의 난연성이 우수합니다. 반대로 산소 한계 지수가 낮으면 난연 효과가 미흡하거나 난연성이 없을 가능성이 높습니다.

수직 가연성 시험

수직 연소 시험에서는 수직으로 세운 직물 조각을 화염에 노출시킨 후, 잔불 시간, 탄화 길이 등을 측정합니다. 이 시험은 직물의 발화 시간과 화염이 표면을 따라 이동하는 거리를 평가하는 데 도움이 되며, 다양한 용도에 적합한 직물의 특성을 파악하는 데 유용한 정보를 제공합니다. 수직 연소 시험은 국내외에서 가장 완벽한 난연 성능 시험 방법 중 하나로, 중국 GB8965 98 "난연 보호복", GB17591 1996 "난연 직물" 등 다양한 산업 분야에서 표준 및 지침으로 활용되고 있습니다.

45도 각도 가연성 시험

앞서 언급한 조건에서 시료를 45° 각도로 놓고 1초 동안 점화시켰다. 직물의 연소 강도는 시료에서 화염이 일정 거리까지 상승하는 데 걸리는 시간으로 평가한다. 이는 기본적으로 직물의 난연성을 나타내며, 연소 지속 시간, 손상 면적, 손상 길이 등의 시험 데이터를 기반으로 측정한다.

수평 가연성 시험

시료 표면에서 화염이 확산되는 거리와 그 거리에 도달하는 데 걸린 시간은 직물 시료에 불을 붙였을 때 수평 방향으로 15초 동안 화염이 확산되는 거리와 그 거리에 도달하는 데 걸린 시간에 해당하며, 이를 통해 화염 확산 시간 및 화염 확산 속도 순으로 화염 확산 상태 궤적과 직물의 난연 기능을 측정한다.

6. BEGOODTEX 제품은 뛰어난 난연 성능을 보장합니다

BEGOODTEX 난연제 폴리에스터제품 이 제품들은 국제 표준을 준수하도록 제조되었으며, 세탁 과정 내내 오래 지속되는 보호 기능을 제공합니다.

고용함으로써 에프절뚝거리는 아르 자형지연제 테스트 LOI 및 수직 난연성 테스트와 같은 다양한 시험을 통해 당사 제품은 광범위한 적용 분야에서 화재 감소 능력을 입증받았습니다. BEGOODTEX는 브랜드 섬유 안전 기술 분야에서 지속적으로 혁신을 거듭하며 다음과 같은 제품을 제공합니다 다기능 난연 원단 중국의 GB8965-1998 국가 표준 및 미국의 NFPA를 보완합니다.