본 연구에서는 NaCl/$H_3PO_4$ 혼합수용액을 사용하여 라이오셀 섬유의 내염화 처리를 수행하고 이에 따른 열 안정성과 내산화성의 향상 효과를 고찰하였다. 라이오셀 섬유를 다양한 공정조건으로 내염화 처리한 후 열 안정성과 내산화성을 측정 및 분석하고 그에 따른 메커니즘을 제시하였다. 실험결과, 내염화 처리된 라이오셀 섬유의 적분 열분해 온도(integral procedural decomposition temperature, IPDT)와 한계산소지수(limited oxygen index, LOI)는 약 23, 30% 증가하였으며, 활성화 에너지(activation energy, $E_a$) 값은 약 24% 향상된 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 $H_3PO_4$와 NaCl가 연소시 에스테르화 반응, 탈수소화 반응 및 C-C결합의 분해반응으로 char 형성을 촉진하고 섬유 표면에 형성된 탄소 층을 형성함으로써, 고분자 수지 내부로 산소와 열 공급을 물리적으로 차단하여 열 안정성과 내산화성이 향상된 것으로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로, NaCl/$H_3PO_4$ 혼합수용액을 이용한 내염화 처리 공정의 최적화된 인자 및 메커니즘을 제시하였고 열 안정성과 내산화성이 향상된 라이오셀을 성공적으로 제조하였다.
The improved thermal stability and anti-oxidation properties of Lyocell fiber were studied based on flame retardant treatment by using NaCl/$H_3PO_4$ solution. The optimized conditions of flame retardant treatment were studied on various maxing ratio of NaCl and $H_3PO_4$ and the mechanism was proposed through experimental results of thermal stability anti-oxidation. The IPDT (integral procedural decomposition temperature), LOI (limited oxygen index) and $E_a$ (activation energy) increased 23, 30 and 24% respectively via flame retardant treatment. It is noted that thermal stability and anti-oxidation improved based on char and carbon layer formation by dehydrogenation and dissociation of C-C bond resulting the hindrance of oxygen and heat energy into polymer resin. The optimized conditions for efficient flame retardant property of Lyocell fiber were provided using NaCl/$H_3PO_4$ solution and the mechanism was also studied based on experimental results such as IDT (initial decomposition temperature), IPDT, LOI and $E_a$.
