KR101304253B1 - 산업안전작업복용 복합시트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업현장에서 작업자가 착용하는 산업안전작업복의 원단으로 사용할 수 있는 산업안전작업복용 복합시트에 관한 것으로서 본 발명에 의해 고강도, 고내열성인 산화폴리아크릴로니트릴섬유의 낮은 집속성을 보완하고, 트리코트 편물층을 복합시트에 형성함으로써 의복제조시 형태안정성을 향상시켜 방염성 및 방화성이 우수하고 제조가 간편한 산업안전작업복용 복합시트를 제공하였다.

Description

산업안전작업복용 복합시트 및 그 제조방법{Complex Sheet For Industrial Safety Uniform And Process Of Producing Thereof}
본 발명은 산업현장에서 작업자가 착용하는 산업안전작업복의 원단으로 사용할 수 있는 산업안전작업복용 복합시트에 관한 것이다.
산업현장에서 작업자가 착용하는 안전작업복은 고강도, 내열성 및 내화학성을 필요로 한다. 예를 들면 위험한 용도에 사용되는 방탄복, 공업용 작업복, 소방복 및 군인의 보호복은 면이나 모와 같은 비합성 섬유로 된 실로 짠 직물로 만든 후 이들 직물을 통상적인 할로겐과 인 또는 이들 중 하나에 기초한 내화제로 처리하여 사용하였는데, 이러한 작업복은 활동에 제한을 받고 일반적인 비내열성 직물보다 더 무거운 문제가 있었다.
상기 산업안전작업복 중에서도 특히 용접 작업시 착용하는 용접복은 내열성 및 난연성이 더욱 필요로 하는 작업복에 속한다. 특히 아크 용접 작업시에는 용접작업 과정에서 많은 불꽃이 튀며, 전기에 의한 감전, 용접시 발생되는 고온의 열기 및 작업장에서 예상치 못한 외부 충격 등의 위험요소가 상존하고 있다.
이러한 위험요소로부터 작업자를 보호하기 위해 용접복, 용접 마스크 및 용접 장갑 등의 용접용 보호장구(Welding Gear)를 착용하게 되며, 이 중 용접복은 특히 자신의 신체의 대부분을 보호하기 때문에 다른 보호장구에 비해 더 중요하다. 종래의 용접복은 동물의 가죽으로 제작되었는데, 이와 같이 가죽으로 제작된 용접복은 용접 작업시 불꽃이 튀어 닿게 되면 고온의 열에 의해 쉽게 오그라들거나 소실되며, 무겁고 불편할 뿐 아니라 통풍이 되지 않는 문제점이 있었다.
최근에는 비연소성 및 내열성이 우수한 파라-아라미드, 메타-아라미드, 탄화섬유, PBO, 방염성 레이온등의 고강도ㆍ고내열성 섬유를 이용한 용접복을 개발하기에 이르렀으나 이러한 직물은 우수한 열적안정성은 보였지만 단섬유 형태여서 방적사로 제조하여 사용하는 경우가 많았으며, 이러한 고강도ㆍ고내열성 섬유의 방적사의 경우에 필링성이 좋지 못한 문제점을 가지고 있었으며, 이러한 필링성을 개선하기 위해서는 수지가공을 하여야 하였으나 내열성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
이에 대한민국특허공고번호특1992-0001037호에서는 천연섬유 또는 합성섬유인 중합성 재료와 비가역적으로 열 고정된 난연성 탄소질 섬유와의 블랜드를 포함하는 방화 및 방염성을 향상시킨 섬유구조체를 제공하고 있으나, 상기 선행기술은 섬유구조체의 구성섬유로서 신율(%)이 낮은 탄소질 섬유를 사용하고 있어 의복제조시 형태안정성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명에서는 종래기술의 문제점인 형태안정성의 저하문제를 극복하면서도 방염성 및 방화성이 우수하고 제조가 간편한 산업안전작업복용 복합시트를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유로 이루어진 니들펀칭부직포층; 및 상기 니들펀칭부직포층의 이면에 형성된 폴리에스테르 트리코트편물층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 산화폴리아크릴로니트릴섬유 60~90 중량%, 및 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유 10~40 중량%의 단섬유를 혼합하여 일정하게 개면하는 개면공정;
상기 개면된 단섬유를 일정한 두께로 웹을 적층하는 웹적층공정;
상기 웹적층공정에 의해 만들어진 웹적층물을 일정한 폭과 두께가 되도록 성형하는 성형공정; 및
상기 웹적층물의 이면에 폴리에스테르 트리코트편물을 배치한 후 상기 웹적층물과 폴리에스테르 트리코트편물을 결속시키기 위하여 니들펀칭을 하는 니들펀칭공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 산업안전작업복용 복합시트는 도 1에 도시된 바와 같이 고강도, 고내열성의 물성을 가지는 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 난연성 및 기계적 물성이 우수한 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유를 혼합하여 니들펀칭한 니들펀칭부직포층(1)과 폴리에스테르 트리코트편물층(2)이 결합하여 이루어진다.
상기 니들펀칭부직포층의 구성섬유 중 하나인 상기 산화폴리아크릴로니트릴섬유는 폴리아크릴로니트릴전구체를 200~300℃의 온도범위에서 서서히 공기중에서 산화처리한 것으로서, 폴리아크릴로니트릴전구체로부터 PAN계 탄소섬유를 만드는 공정중에서 산화공정만을 거친 탄화온도가 높은 산화폴리아크릴로니트릴섬유를 사용하여 부직포층에 고내열 물성을 부여하게 되는 것이다. PAN계 전구체의 지방족 탄소의 산화에 의해 가교반응이 일어나고 나프티리딘이나 피리돈, 피리미딘등의 가교구조가 생기고 다시 축합이 진행되면 축합벤젠고리를 거쳐서 환상직선의 고분자물로 되는데, 필요에 따라서는 섬유축방향으로 연신을 하거나 황화처리를 한 것을 사용할 수도 있다.
상기 산화폴리아크릴로니트릴섬유는 섬도 0.5~5dpf, 섬유장 38~100㎜인 것을 사용하는 것이 균일한 구성섬유의 분포를 가지는 부직포 형성에 바람직하다. 또한, 상기 니들펀칭부직포층의 구성섬유 중 다른 하나인 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유는 난연성을 보충함과 동시에 집속성을 보충하여 부직포층에 우수한 기계적인 물성을 부여하게 되는 것이다.
상기 니들펀칭부직포층은 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유가 6:4~9:1로 혼합되는 것이 형태안정성이 우수한 부직포층 형성에 바람직하며, 상기 니들펀칭부직포층의 무게가 170~270g/㎡ 인 것이 산업안전작업복으로 제작시 증량감을 줄여 의복에 의한 피로도를 줄여 줄 수 있다.
본 발명의 산업안전작업복용 복합시트에서는 상기 니들펀칭부직포층의 이면에 폴리에스테르 트리코트편물층이 형성되는데, 폴리에스테르 트리코트편물층은 우수한 신축성과 형태안정성을 가져 상기 니들펀칭부직포층이 쉽게 형태가 늘어나서 돌아오지 않는 문제점을 보완하여 전체적인 산업안전작업복용 복합시트의 형태안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 만일 폴리에스테르 트리코트편물층이 형성되지 않는 경우에는 신축성에 대한 문제점이 발생되며, 트리코트편물층이 아닌 평직, 능직등의 직물이 형성되는 경우에는 산업안전복의 활동성 저하의 문제점이 발생할 수 있게 된다.
본 발명의 산업안전작업복용 복합시트를 이용하여 산업안전복을 제조하기 위해서는 산업안전작업복용 복합시트를 그대로 사용할 수도 있으며, 상기 폴리에스테르 트리코트편물층의 이면에 면직물이나 합성섬유직물을 핫멜트로 부착하여 사용하여 착용자의 피부트러블을 방지할 수 있다.
본 발명의 산업안전작업복용 복합시트에서 내마모, 내염화, 방오성의 물성을 보강하기 위하여 상기 니들펀칭부직포층의 표면에 하기 화학식 1 기재의 실리콘폴리머 85~95중량% 및 하기 화학식 2의 구조를 갖는 가교제 5~15중량%로 이루어진 실리콘계코팅액으로 코팅된 코팅층을 형성할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012038672531-pat00001
[상기 R1은 H 또는 CH3이며, 상기 R2는 H, m = 650~800 임.]
[화학식 2]
Figure 112012038672531-pat00002
[상기 R3는 H 또는 CH3이고, o = 40~70 임.]
이하에서는 본 발명의 산업안전작업복용 복합시트의 제조방법의 바람직한 일실시예를 설명하기로 한다.
우선, 니들펀칭부직포층을 형성하기 위하여 구성섬유인 산화폴리아크릴로니트릴섬유 60~90 중량%, 및 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유 10~40 중량%의 단섬유를 혼합하여 일정하게 개면하는 개면공정을 행한다. 원료단계의 파이버혼섬도 할 수 있으며, 슬라이버혼합도 행할 수 있는데, 구성섬유인 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유의 혼섬이 균일하게 이루어지도록 하는 것이 중요하다.
이후 상기 개면된 단섬유를 일정한 두께로 웹을 적층하는 웹적층공정을 행한 후, 상기 웹적층공정에 의해 만들어진 웹적층물을 일정한 폭과 두께가 되도록 성형하는 성형공정을 행하게 된다. 이때 상기 니들펀칭부직포층의 무게가 170~270g/㎡ 가 되도록 잘 조절하여야 한다.
이후 상기 웹적층물의 이면에 폴리에스테르 트리코트편물을 배치하는데, 결속에 유의해야 한다. 이후 니들펀칭부직포층이 되는 상기 웹적층물과 폴리에스테르 트리코트편물을 결속시키기 위하여 니들펀칭을 하는 니들펀칭공정을 하게 되는데, 상부에서 하부방향으로 니들펀칭을 한 후 다시 하부에서 상부방향으로 니들펀칭을 하여 부직포층의 포합성을 높이고 부직포층과 폴리에스테르 트리코트편물의 결속력을 향상시킬 수 있다.
필요에 따라서는 상기 니들펀칭공정후에 상기 웹적층물의 표면에 하기 화학식 1 기재의 실리콘폴리머 85~95중량% 및 하기 화학식 2의 구조를 갖는 가교제 5~15중량%로 이루어진 실리콘계코팅액으로 코팅하고 냉각하는 코팅공정을 추가하여 본 발명의 산업안전작업복용 복합시트의 내염화성, 내마모성, 방오성을 보다 향상시킬 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012038672531-pat00003
[상기 R1은 H 또는 CH3이며, 상기 R2는 H, m = 650~800 임.]
[화학식 2]
Figure 112012038672531-pat00004
[상기 R3는 H 또는 CH3이고, o = 40~70 임.]
그러므로 본 발명에 의하여 고강도, 고내열성을 요구하는 산업안전 작업복에 적용재료로서 최적인 산화폴리아크릴로니트릴섬유의 낮은 집속성으로 인한 부직포 제조의 어려움을 극복하기 위하여 난연 폴리에스터섬유와 혼합함으로써 집속성을 보완하였으며, 추가적인 형태안전성 부여를 위해 트리코트 편물층을 형성함으로써 의복제조시 형태안정성을 향상시켜 방염성 및 방화성이 우수하고 제조가 간편한 산업안전작업복용 복합시트를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 산업안전작업복용 복합시트의 구조를 나타내는 단면모식도이다.
이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 산업안전작업복용 복합시트에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1~3, 비교예 1~4]
니들펀칭부직포층을 형성하는 구성섬유인 산화폴리아크릴로니트릴섬유(oxidized PAN 섬유, 미국 Zoltek사産, 2 denier×51mm) 및 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유의 단섬유(Zeroxy, 휴비스사産)를 하기 표 1과 같이 혼합하여 일정하게 개면한 후 상기 개면된 단섬유를 일정한 두께로 웹을 적층하고, 상기 웹적층물을 폭 80인치, 두께 0.7~0.9㎜가 되어 부직포층의 무게가 170g/㎡가 되도록 성형한 후 상기 웹적층물의 이면에 폴리에스테르 트리코트편물(Polyester 50/24 SD 100%, 40g/m2)을 배치한 후 상부에서 하부방향으로 니들펀칭을 한 후 다시 하부에서 상부방향으로 니들펀칭을 하여 본 발명의 산업안전작업복용 복합시트를 제조하였다. 제조된 복합시트의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.

구 분		 산화섬유 :
난연폴리에스테르
트리코트편물층		 물 성
필링(급) 난연성(sec) 복사열통과량(sec)
실시예 1 9 : 1 유 3 0 19.05
실시예 2 8 : 2 유 3-4 0 18.75
실시예 3 7 : 3 유 3-4 0 18.67
비교예 1 10 : 0 유 2 0 19.08
비교예 2 9 : 1 무 1-2 0 19.00
비교예 3 8 : 2 무 2-3 0 18.50
비교예 4 10 ; 0 무 1 0 18.95
1 : 니들펀칭부직포층 2 : 폴리에스테르 트리코트편물층

Claims (6)

  1. 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유로 이루어진 니들펀칭부직포층 및 상기 니들펀칭부직포층의 이면에 형성된 폴리에스테르 트리코트편물층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산화폴리아크릴로니트릴섬유는 섬도 0.5~5dpf, 섬유장 38~100㎜인 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 니들펀칭부직포층은 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유가 6:4~9:1로 혼합되어 이루어지고, 무게가 170~270g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니들펀칭부직포층의 표면에 하기 화학식 1 기재의 실리콘폴리머 85~95중량% 및 하기 화학식 2의 구조를 갖는 가교제 5~15중량%로 이루어진 실리콘계코팅액으로 코팅된 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트.
    [화학식 1]
    Figure 112012038672531-pat00005

    [상기 R1은 H 또는 CH3이며, 상기 R2는 H, m = 650~800 임.]
    [화학식 2]
    Figure 112012038672531-pat00006

    [상기 R3는 H 또는 CH3이고, o = 40~70 임.]
  5. 산화폴리아크릴로니트릴섬유 60~90 중량%, 및 인계난연제 함유 폴리에스테르섬유 10~40 중량%의 단섬유를 혼합하여 일정하게 개면하는 개면공정;
    상기 개면된 단섬유를 일정한 두께로 웹을 적층하는 웹적층공정;
    상기 웹적층공정에 의해 만들어진 웹적층물을 일정한 폭과 두께가 되도록 성형하는 성형공정; 및
    상기 웹적층물의 이면에 폴리에스테르 트리코트편물을 배치한 후 상기 웹적층물과 폴리에스테르 트리코트편물을 결속시키기 위하여 니들펀칭을 하는 니들펀칭공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 니들펀칭공정후에 상기 웹적층물의 표면에 하기 화학식 1 기재의 실리콘폴리머 85~95중량% 및 하기 화학식 2의 구조를 갖는 가교제 5~15중량%로 이루어진 실리콘계코팅액으로 코팅하고 냉각하는 코팅공정을 추가하는 것을 특징으로 하는 산업안전작업복용 복합시트의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure 112012038672531-pat00007

    [상기 R1은 H 또는 CH3이며, 상기 R2는 H, m = 650~800 임.]
    [화학식 2]
    Figure 112012038672531-pat00008

    [상기 R3는 H 또는 CH3이고, o = 40~70 임.]
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