KR101559684B1

KR101559684B1 - 내화학성이 우수한 제전원단 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101559684B1
Application number: KR1020140153783A
Authority: KR
Inventors: 장재언; 남창규
Original assignee: 티씨케이텍스타일 주식회사
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-10-12

Abstract

본 발명은 내화학성이 우수한 제전원단 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착용제를 사용하지 않아 인체에 무해하고 친환경적이며, 제전성이 우수한 동시에 내화학성이 강해 화학제품을 사용하는 클린룸 환경 요구 작업장에서 인체를 보호하는데 매우 효과적이고, 의복으로 사용하기에 적합한 물성을 구현할 수 있으며, 내구성이 향상된 내화학성이 우수한 제전원단 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

내화학성이 우수한 제전원단 및 이의 제조방법{Dust-resistant fabric having excellent chemical resistance and method for manufacturing thereof}

현 산업계에서 첨단제품이 제작되는 생산환경은 첨단제품의 성능과 제조 수율의 향상을 위하여 생산공정의 초정밀화와 고순도화 및 무균화 추세에 맞추어 보다 높은 수준의 청정도가 요구된다. 이러한 생산환경은 의학, 제약, 식품, 유전공학 등과 같은 생물학적인 오염을 방지하는 BCR(Bio Clean room) 계통과 반도체, 전자, 정밀기계, 신소재산업 등과 같은 파티클에 의한 오염을 방지하는 ICR(Industrial Clean Room) 계통 등의 도입으로 발전되어 왔다. 특히 첨단산업인 반도체 산업과 발전된 생산환경 즉, 청정실은 청정실 내부에 발생되는 파티클을 계속적으로 제거하기 위하여 상측 필터를 통해 청정공기를 공급하고, 이것을 그레이팅 패드의 하측으로 유도함으로써 발생된 파티클과 함께 배출되도록 하는 하향 수직층류 타입의 환경을 이루고 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 엄격한 청정관리가 요구되는 청정실과 더불어 청정실 내에 사용되는 청정실용 소모품 또한 청정도 유지 및 관리 문제에 있어서 중요한 항목으로 부각되고 있다.

또한, 전자 및 화학, 제약, 식품 산업 등 다양한 산업계에서 각종의 가공용 약품들을 취급할 경우 작업자의 신체보호를 위해 내약품성의 보호복을 반드시 착용하게 되어 있다. 바람직한 내화학성 보호복은 의복으로서 유연하면서 동시에 착용에 용이해야 하며, 그와 함께 내화학성을 가져야 한다. 또한, 전자산업 등에서는 작업의 신체 및 의복에 의하여 유발되는 정전기를 배출하여야 하는 클린룸의 환경이 요청되어 종래로부터의 구성과 제조방법에 의한 제전원단이 요청되어 사용되고 있다.

최근 반도체 등의 전자소재 산업의 눈부신 성장에 의해 제전성과 내화학성이 동시에 요구되는 작업환경이 늘어나고 있으며, 구체적으로 반도체 제조공정에서는 마스크 식각 등을 위하여 식각액을 사용하게 되고 세정 및 코팅 작업 등에 강산, 강염기 등의 화학용액이 사용됨에 따라 반드시 내화학성 보호복이 필요하며 동시에 인체 및 의류에 의하여 유발된 정전기로 인하여 먼지 등이 부착되어 가공대상물에 적하되는 문제점을 방지하기 위하여 제전복이 요구된다.

그러나 현재까지 상용화된 원단들은 내화학성이 우수한 경우 제전성이 저하되거나 제전성이 우수한 경우 내화학성을 만족시키지 못하는 경우가 많이 이 두 가지 물성을 동시에 구현할 수 있는 원단의 개발이 요청되고 있다. 또한, 원단이 우수한 드레이프성, 원단의 마찰로 발생하는 소리가 방지되어 의복으로 사용되기 적합한 기타 물성을 동시에 구비한 원단의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 접착용제를 사용하지 않아 인체에 무해하고 친환경적이며, 내화학성이 강해 화학제품을 사용하는 클린룸 환경 요구 작업장에서 인체를 보호하는데 매우 효과적인 동시에 제전성이 현저히 뛰어나고, 의복으로 사용하기에 적합한 물성을 가지며, 내구성이 현저히 우수한 내화학성이 우수한 제전원단 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 (1) 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 원단의 적어도 일면에 폴리아마이드 필름의 적어도 일부를 용융시켜 접착시키는 단계;를 포함하는 내화학성이 우수한 제전원단 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 베이스 원사는 폴리에스테르계 원사이며, 상기 내정전성 원사는 원사내 폴리에스테르계 원사가 75 ~ 85중량%, 도전성 원사가 15 ~25 중량%가 되도록 혼섬한 혼섬사일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 제전원단은 경사 및 위사 각각에 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하고, 상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 내정전성 원사를 0.3 ~ 1㎝의 배설폭으로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 필름은 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 나일론 단독; 이들의 조합; 및 이들의 공중합체;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 필름은 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12가 공중합된 공중합체;를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 필름은 녹는점이 100 ~ 120℃이고, 유리 전이 온도가 20 ~ 25℃이며, ISO 1133에 의한 용융점도가 620 ~ 670 Pa·s이고, ISO 1183에 의한 밀도가 1.0 ~ 1.2 g/㎤일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 필름은 핫멜트형 폴리아마이드 필름일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단은 평균 두께가 10 ~ 25 ㎛이고, 상기 폴리아마이드 필름은 평균 두께가 20 ~ 55 ㎛일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계에서 폴리아마이드 필름은 핫멜트형 폴리아마이드 필름이며, 140 ~ 200℃의 열 및 10 ~ 50 PSI(Pound per Square Inch)의 압력을 통해 원단에 열 압착 될 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 원단; 및 상기 원단의 적어도 일면에 필름의 적어도 일부가 용융되어 접착된 폴리아마이드 필름;을 포함하는 내화학성이 우수한 제전원단을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 원단은 KS K 0170에 의해 측정된 표면 전기저항이 1×10⁷ ~ 1×10⁸ Ω일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단은 KS K 0555(2010, B법)에 의해 측정된 모포에 대한 마찰대전성 10 V 이하이며, KS K 0555(2010, A법)에 의해 측정된 반감기가 1.8초 이하일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 상기 제전원단은 평균 두께가 20 ~ 50 ㎛일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 베이스 원사는 폴리에스테르계 원사이며, 상기 내정전성 원사는 원사내 폴리에스테르계 원사가 75 ~ 85중량%, 도전성 원사가 15 ~25 중량%가 되도록 혼섬한 혼섬사일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제전원단은 경사 및 위사 각각에 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하고, 상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 내정전성 원사를 0.3 ~ 1㎝의 배설폭으로 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.

본 발명에서 사용한 용어인 “배설폭”은 2 종의 원사가 경사 또는 위사로 공급될 때 2 종의 원사가 어떠한 비율 및/또는 폭으로 공급되는지를 의미한다.

본 발명의 내화학성이 우수한 제전원단은 접착용제를 사용하지 않아 인체에 무해하고 친환경적이며, 내화학성이 강해 화학제품을 사용하는 클린룸 환경 요구 작업장에서 인체를 보호하는데 매우 효과적인 동시에 제전성이 현저히 뛰어나다. 또한, 의복으로 사용하기에 적합한 드레이프성을 가지며, 원단의 마찰에도 부스럭거리는 소리가 발생되지 않아 집중도를 요구하는 반도체 등의 작업현장에서 사용되기에 매우 적합하고, 원단의 반복 세탁에도 내화학성 및 제전성의 저하가 없어 내구성이 현저히 우수하여 각종 작업복에 널리 활용될 수 있고 특히 무진의 용도에 적합할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예의 제조공정에 사용되는 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예의 제조공정에 사용되는 장치의 사진이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 종래의 제전원단은 내화학성을 갖추고 있지 못하며, 내화학성을 보강한 제전원단의 경우 요구되는 내화학성을 만족시키기에 부족하거나 내화학성을 만족시키는 경우 반대로 제전성이 저하되는 등 두 가지 물성을 동시에 구현하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 종래의 내화학성이 보강된 제전원단은 내화학성의 보강을 위해 접착제를 사용함에 따라 인체에 유해하고 친환경적이지 못한 문제점이 있었다. 나아가 종래의 무진의 원단은 드레이프성이 좋지 못하여 의복으로 제조되기 어렵고 착용감이 좋지 못한 문제점이 있었으며, 원단의 마찰로 발생되는 소리가 커 집중력을 요구하는 작업현장에서 작업자의 집중력을 저하시켜 생산성 저하, 안전사고 발생 증가 등의 문제점을 발생시켰다.

이에 본 발명에서는 (1) 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 원단의 적어도 일면에 폴리아마이드 필름의 적어도 일부를 용융시켜 접착시키는 단계;를 포함 시키는 단계;를 포함하는 내화학성이 우수한 제전원단 제조 방법을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 접착용제를 사용하지 않아 종래 제전원단보다 친환경적이며, 제전성이 우수한 동시에 내화학성이 강해 화학제품을 사용하는 클린룸 환경 요구 작업장에서 인체를 보호하는데 매우 효과적이고, 의복으로 사용하기에 적합하고, 내구성까지 구비한 제전원단을 구현할 수 있고, 제전 및 내화학성을 요구하는 각종 의복류에 널리 활용될 수 있다.

먼저, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 (1) 단계로써, 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 원단을 제조하는 단계에 대해 설명한다.

상기 베이스 원사는 제전원단의 기계적 물성, 내화학성, 드레이프성을 만족시킬 수 있는 원사의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 다만, 우수한 물성의 구현을 위해 바람직하게는 폴리에스테르계 원사일 수 있다. 상기 폴리에스테르계 원사의 비제한적인 예로써, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 섬유로 구현된 원사 또는 이들에 안료, 기타 첨가제가 포함된 원사를 사용할 수 있다. 다만, 제전원단의 제조원가 및 제전원단으로써 우수한 물성의 구현을 위해 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로 구현된 원사를 사용할 수 있고, 보다 더 바람직하게는 의복으로 제조 시에 비침성을 방지하기 위해 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 TiO₂ 등의 안료가 함유된 원사를 사용함이 바람직하다.

상기 베이스 원사는 합성섬유의 원면을 통해 방적된 방적사 또는 멀티 필라멘트사일 수 있고, 멀티필라멘트사일 경우 제조된 원단의 드레이프성, 기계적 강도를 고려하여 섬도가 50 ~ 200 데니어이고, 18 ~ 100 필라멘트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 베이스 원사는 부분연신사(POY) 또는 연신사(SDY)일 수 있고, 목적에 따라 가연사(DTY), 에어텍스쳐사(ATY), 에지 크림프사(Edge Crimped yarn) 및 복합사(ITY)로 후가공될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로 내정전성 원사에 대해 설명한다.

상기 내정전성 원사는 원단의 정전기를 방지할 수 있는 원사로써, 도전성 및/또는 제전성원사 일 수 있다. 상기 도전성 원사는 도전성 카본류, 전도성 고분자 등을 원사에 포함하는 원사일 수 있으며, 상기 전도성 고분자는 폴리(설퍼나이트릴), 폴리피롤, 폴리(p-페닐렌), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리아닐린, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 등 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 내정전 효과를 고려하여 도전성 카본류가 포함된 원사일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 내정전 효과뿐 아니라 원단의 기계적 물성, 내화학성, 드레이프성 등을 고려하여 상기 내정전성 원사는 통상의 폴리에스테르 섬유와 혼섬된 혼섬사일 수 있다. 이때, 상기 혼섬사의 혼섬비율은 제조된 혼섬사에서 폴리에스테르계 원사 및 도전성 원사가 각각 75 ~ 85중량%, 15 ~ 25중량%가 되도록 연사된 혼섬사일 수 있고, 만일 도전성 원사가 25 중량%를 초과하여 포함될 경우 원단의 기계적 물성 및 드레이프성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 만일 도전성 원사가 15 중량% 미만으로 포함될 경우 내정전 효과가 저하되어 목적하는 물성을 구현시킬 수 없는 문제점이 있다.

이때 상기 혼섬사의 섬도는 50 ~ 200데니어로 구현됨이 원단의 드레이프성 및 기계적 물성 등을 고려하여 바람직하다.

상기 혼섬사를 구성하는 폴리에스테르계 원사 및 도전성 폴리에스테르 원사의 구체적인 섬도는 상술한 혼합비율로 혼섬되어 목적하는 섬도를 구현할 수 있다면 각각의 원사 섬도가 특별히 한정되지 않고, 각각의 원사가 방적사, 필라멘트사인지 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.

다음으로 (1) 단계에서 제조되는 원단에 대해 설명한다.

상기 원단은 베이스 원사 및 내정전성 원사가 제직된 직물, 편직된 편물 등 일 수 있고, 구체적인 직물 및/편물의 조직 종류는 본 발명에서 한정하지 않는다. 다만, 원단 제조의 용이성 및 원단의 기계적 물성을 고려하여 상기 원단은 바람직하게는 직물일 수 있고, 보다 바람직하게는 평직으로 직조된 직물일 수 있다.

상기 원단이 직물인 경우 베이스 원사 및 내정전성 원사는 각각 독립적으로 경사 및 위사에 포함될 수 있고, 바람직하게는 경사 및 위사 각각에 상기 제전원단은 경사 및 위사 각각에 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하고, 상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 내정전성 원사를 베이스원사에 대해 0.3 ~ 1㎝의 배설폭으로 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 내정전성 원사를 0.3 ~ 0.7㎝의 배설폭으로 포함하여 배설된 원단일 수 있다. 이를 통해 상기 원단은 우수한 표면 전기저항, 마찰대전성 및 반감기를 동시에 가질 수 있음에 따라 정전기 방지, 제전 효과에 있어 현저히 우수한 효과를 얻을 수 있다.

만일 상기와 같은 내정전성 원사의 배설폭보다 커지는 경우 마찰대전압은 저하될 수 있으나, 표면 전기저항성이 증가될 수 있어 목적하는 내정선성, 제전 효과를 달성할 수 없을 수 있다. 또한, 배설폭이 작아지는 경우 표면 전기저항성은 감소시킬 수 있으나 마찰대전압이 증가되어 목적하는 내정선성, 제전 효과를 달성할 수 없을 수 있고, 원단의 원가가 상승할 수 있다. 상기 원단에서 경사 및 위사의 밀도는 사용되는 원사의 섬도, 구현하려는 물성의 정도에 따라 달리 설계할 수 있어 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 원단은 평균 두께가 10 ~ 25㎛일 수 있다. 만일 원단의 평균 두께가 10 ㎛ 미만일 경우 원단의 기계적 강도가 현저히 저하되어 목적하는 기계적 강도 등의 물성을 구현하지 못할 수 있으며, 25㎛를 초과하는 경우 후술하는 폴리아마이드 필름을 접착시켰을 때 제전원단의 총 두께가 증가하여 원단의 드레이프성이 현저히 감소될 수 있는 문제가 있다.

상기 제조된 원단은 통상의 원단에 가해지는 생지해반, 연속호발 정련, 염색, 열고정 등의 후공정을 거칠 수 있으며, 이는 당업계에 공지된 통상의 방법을 통해 수행할 수 있고, 목적에 따라 상술한 후공정 중 일부를 생략하거나 상술하지 않은 통상의 후공정을 더 수행할 수 있으며, 수행 순서 역시 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.

다음으로 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 (2) 단계로써 상기 원단의 적어도 일면에 폴리아마이드 필름을 일부 용융시켜 접착시키는 단계에 대해 설명한다.

먼저, 폴리아마이드 필름에 대해 설명한다.

상기 폴리아마이드 필름은 상술한 (1) 단계에서 제조한 원단에 대해 향상된 내화학성을 구비시키기 위한 것으로써, 별도의 접착제 없이 원단에 접착 및 접착된 후 잦은 세탁에도 폴리아마이드 필름이 박리되지 않게 하기 위해 일부 용융되어 원단에 접착되며, 향상된 접착강도를 보유하기 위해 바람직하게는 핫멜트형의 특성을 가질 수 있다. 만일 핫멜트형이 아닌 폴리아마이드 필름은 별도의 접착제 없이 열 및/또는 압력을 통해 원단에 부착되기 어렵고, 부착되더라도 사용 중 박리될 수 있어 접착제를 부가적으로 사용해야 되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 부가적으로 접착제를 사용하더라도 의복의 세탁, 사용 중에 접착기능을 상실할 수 있어 매우 바람직하지 못하며, 인체 및 환경적으로도 좋지 못하다.

또한, 상기 폴리아마이드는 필름의 형상이며, 이를 통해 본 발명이 목적하는 제전원단의 물성을 구현할 수 있고, 제전원단의 생산속도, 생산비용을 현저히 절감할 수 있으며, 작업자의 건강에도 바람직하다. 만일 상기 폴리아마이드가 입자의 형상으로 원단에 뿌려져 열 및/또는 압력을 통해 부착될 경우 원단에 고르게 폴리아마이드가 부착될 수 없을 수 있어 원단의 두께가 불균일하고, 폴리아마이드가 적게 또는 부착되지 않은 부분은 목적하는 내화학성을 달성할 수 없는 문제점 있다. 또한, 폴리아마이드 분말을 분사시키는 도중 손실되는 분말이 많아 생산원가 절감에 바람직하지 못하고, 제조시간을 현저히 증가시킬 수 있고, 비산되는 분말은 작업자의 호흡기 질환을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 폴리아마이드 필름은 폴리아마이드 수지가 용융되어 성형된 것일 수 있는데, 상기 폴리아마이드 수지는 상기 폴리아마이드 필름은 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 나일론 단독; 이들의 조합; 및 이들의 공중합체;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는 상기 폴리아마이드 필름은 접착제 없이도 핫멜트성을 부여해 향상된 용융접착강도를 발현하여 현저히 우수한 내구성을 원단에 부여하기 위해 나일론 12 단독; 나일론 6 및 나일론 66 중 어느 하나 이상과 나일론 12의 조합; 및 나일론 6 및 나일론 66 중 어느 하나 이상과 나일론 12의 공중합체;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 만일 나일론 12를 포함하지 않는 경우 폴리아마이드 필름의 녹는점이 현저히 커져 높은 온도로 용융시켜야 되고, 높은 온도를 부가할 경우 원단에도 높은 열이 가해져 원단이 열손상 될 수 있는 문제점이 있을 수 있으며, 온도를 낮춰 접착시킬 경우 부가적으로 접착제를 더 포함해야 될 수 있고, 접착제를 더 포함하는 경우 목적하는 접착강도나 내구성 및/또는 인체, 환경 무해성을 구현하지 못할 수 있다.

나아가, 보다 더 바람직하게는 상기 폴리아마이드 필름은 우수한 내화학성을 갖는 동시에 향상된 용융접착강도를 보유해 현저히 우수한 내구성을 원단에 부여하기 위하여 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12가 공중합된 공중합체를 포함할 수 있다. 만일 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12가 공중합된 공중합체를 포함하지 않는 경우 일부 화학약품에 대한 내화학성에서 목적하는 물성을 달성할 수 없고 열에 의해 접착시 접착강도가 현저히 저하되어 목적하는 물성을 달성할 수 없는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12가 공중합된 공중합체를 포함하는 폴리아마이드 필름은 녹는점이 100 ~ 120℃이고, 유리 전이 온도가 20 ~ 25℃이며, ISO 1133에 의한 용융점도가 620 ~ 670 Pa·s이고, ISO 1183에 의한 밀도가 1.0 ~ 1.2 g/㎤인 물성을 만족시키는 것일 수 있다. 이러한 핫멜트형 폴리아마이드 필름을 사용했을 때 본 발명이 목적하는 물성을 보다 현저히 우수하게 발현시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 폴리아마이드 필름의 두께는 (1) 단계에서 제조된 원단의 두께 및 목적하는 제전원단의 두께를 고려하여 변경할 수 있으나, 목적하는 내화학성, 제조의 용이성, 드레이프성 측면에서 폴리아마이드 필름의 평균 두께는 20 ~ 55㎛일 수 있다. 만일 폴리아마이드 필름의 평균 두께가 20㎛ 미만일 경우 황산, 불산, 수산화나트륨, 아세톤 등의 화학약품에 대한 내화학성을 발현시키지 못할 수 있고, 목적하는 폭 길이의 필름으로 제조하기 매우 어려울 수 있는 문제가 있다. 만일 폴리아마이드 필름의 두께가 55㎛를 초과할 경우 필름 자체의 드레이프성이 낮아지기 때문에 이를 포함하는 제전원단이 의복으로 제조되었을 때 유연성이 현저히 저하되어 착용감이 저해되고, 작업성을 저하시키는 문제가 있을 수 있다.

다음으로, 상술한 폴리아마이드 필름을 (1) 단계에서 제조한 원단의 적어도 일면에 접착시키는 방법에 대해 설명한다.

접착제를 사용할 경우 친환경적이지 못하며, 인체에 유해할 수 있고, 잦은 세탁으로 내구성이 저하될 수 있음에 따라 접착제를 사용하지 않고, 폴리아마이드 필름의 적어도 일부를 용융시켜 원단에 접착시킬 수 있다. 이때 필름의 적어도 일부는 필름의 표면부를 포함한 필름의 일부분 또는 필름의 전체를 의미한다.

상기 폴리아마이드 필름은 용융되기 위해 열을 가해 원단의 일면에 접착될 수 있고, 보다 바람직하게는 향상된 접착성능을 발현하기 위해 열 및 압력을 가해 접착될 수 있다. 이때 가해지는 열에 의해 폴리아마이드 필름은 적어도 일부가 용융되어 원단에 접착되며, 이를 통해 접착제 없이도 우수한 접착력 및 내구성을 발현시킬 수 있다.

구체적으로 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제전원단의 제조장치의 모식도로써, 상기 사진의 A 부분은 폴리아마이드 필름 공급부이며, B 부분은 원단의 공급부이며, C 부분은 압력을 가하는 롤러이고, D 부분은 열을 가하는 롤러를 나타낸다.

상기 폴리아마이드 필름이 핫멜트형 폴리아마이드 필름의 경우, 도 1의 D 롤러를 통해 140 ~ 200℃의 열 및 C 롤러를 통해 20 ~ 30 PSI(Pound per Square Inch)의 압력을 가할 수 있고, 이를 통해 폴리아마이드 필름이 원단에 열 압착될 수 있으며, 이때 원단 및 필름의 공급속도는 2 ~ 5m/분일 수 있다. 만일 원단 및 폴리아마이드 필름에 가해지는 열 및/또는 압력이 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 폴리아마이드 필름이 원단에 제대로 접착되지 않거나 접착되더라도 사용 중에 폴리아마이드 필름이 박리될 수 있는 등 내구성에 문제가 있을 수 있다.

구체적으로 만일 압력이 20 PSI 미만으로 가해질 경우 접착력 낮아져 원단과 필름이 박리될 수 있으며, 30 PSI 초과하여 가해질 경우에는 원단과 폴리아마이드 필름이 접착된 제전원단의 두께가 얇아져 내화학성을 발현하지 못할 수 있다. 또한, 만일 열처리 온도가 140 ℃ 미만으로 작업을 수행 할 경우 접착력이 낮아져 폴리아마이드 필름이 박리될 수 있고, 200 ℃ 초과시에는 폴리아마이드 필름이 연소하는 문제점이 있을 수 있다.

상술한 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제전원단의 일제조장치일 뿐이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 도 1과 다르게 열 및 압력이 하나의 롤러를 통해 가해질 수도 있고, 도 1과 같이 열 및 압력을 가해주는 롤러를 각각 구비할 경우 롤러의 배치 순서, 배치간격도 목적에 따라 달리 변경할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 본 발명의 바람직한 일구현예에 따라 제조되는, 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 원단; 및 상기 원단의 적어도 일면에 필름의 적어도 일부가 용융되어 접착된 핫멜트형 폴리아마이드 필름;을 포함하는 내화학성이 우수한 제전원단을 포함한다.

상기 원단에서 베이스 원사, 내정전성 원사, 폴리아마이드 필름, 원단 및 필름의 두께 등에 대하 구체적인 설명은 상술한 제조방법에서의 설명과 동일하여 생략하고, 제조방법에서 설명되지 않은 부분을 중심으로 이하 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 원단은 표면 전기저항이 1×10⁷~1×10⁸Ω일 수 있고, 보다 바람직하게는 KS K 0555(2010, B법)에 의해 측정된 모포에 대한 마찰대전성 10 V 이하이며, KS K 0555(2010, A법)에 의해 측정된 반감기가 1.8초 이하일 수 있어 제전원단으로써 현저히 우수한 제전성, 정전기 방지효과를 발현할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제전원단은 평균두께가 20 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 제전원단의 평균 두께가 20㎛ 미만일 경우 황산, 불산, 수산화나트륨, 아세톤 등의 화학약품에 대한 내화학성을 발현시키지 못할 수 있고, 기계적 강도가 저하되어 사용중에 찢기는 등의 문제점이 발생할 수 있으며, 만일 평균 두께가 50㎛를 초과할 경우 원단의 드레이프성이 낮아지기 때문에 이를 포함하는 제전원단이 의복으로 제조되었을 때 유연성이 현저히 저하되어 착용감이 저해되고, 작업성을 저하시키는 문제가 있을 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<준비예 1>- 원사 준비

베이스 원사로 TiO₂가 포함되어 무광택(Full dull)의 75D/36F의 폴리에스테르 원사(도레이 첨단소재)를 준비했다.

다음으로 내정전성 원사는 75D/36F의 폴리에스테르 원사(도레이케미칼)와 20D/6F의 도전성 카본을 포함하는 도전사(가네보)를 혼섬사에서 78.94 중량% : 21.06 중량%가 되도록 Z400 TM으로 연사를 통해 제조된 97.94D의 혼섬사를 준비하였다.

<준비예 2>- 폴리아마이드 필름의 준비

카프로락탐 및 라우릴락탐을 증발기내에서 과량의 디아민을 가진 나일론 66염에 첨가하고 교반기가 장치된 오토클레이브에 넣었다. 이때, 오토클레이브의 대기성 산소는 압력하에서 순수한 질소로 세척을 되풀이하여 제거했다. 반응 혼합물을 260°C로 가열하고 오토클레이브의 압력은 밸브를 조정하여 15kg/㎠로 제한했으며, 반응혼합물을 3시간의 주기로 상기 언급한 압력과 온도조건하에서 처리했다. 다음으로 압력을 2시간마다 표준압력으로 환원시킨 다음, 반응물을 압력 없이 질소가 서서히 흐르도록 하여 2시간 동안 교반하는 동안 후축합 되게 하였다. 압력 없이 후축합이 종료된 후, 온도를 220°C로 환원시키고 압력을 고도진공으로 하여 3시간 동안 후축합을 더 실행시켰다. 이후 압력을 상압으로 환원시켜 노즐을 통해 토출을 하고 냉각시켜 하기 표 1의 물성을 갖는 나일론6/나일론66/나일론12가 공중합된 공중합체를 제조하였다.

상기 공중합체를 용융시켜 환상다이로 압출하여 평균두께가 30㎛인 핫멜트형 폴리아마이드 필름을 제조하였다.

<실시예 1>

준비예 1의 베이스 원사와 내정전성 원사를 경사와 위사 각각에 공급하여 내정전성 원사를 경사 및 위사 각각 0.5cm의 배설폭으로 배설하여 두께가 10㎛인 평직의 원단을 제조하였다.

상기 제조된 원단의 일면에 준비예 2의 폴리아마이드 필름을 열 압착시켜 제전 원단을 제조하였다. 이때 상기 열압착은 도 1과 같은 제조장치를 통해 원단과 폴리아마이드 필름을 5m/분의 속도로 가열롤러 및 가압롤러에 유입시키고, 이때, 가열롤러는 170℃의 온도였고, 가압롤러의 경우 25PSI의 압력이 가해지도록 조절하였다.

<실시예 2 ~ 7>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 준비예 2의 폴리아마이드 필름 대신에 각각 하기 표 2와 같은 두께 30㎛인 폴리아마이드 필름을 사용하여 제전원단을 제조하였다. 다만, 폴리아마이드 필름의 녹는점을 고려하여 가열롤러의 온도를 폴리아마이드 필름의 녹는점 보다 50℃ 상향 조절하였다.

<실시예 8>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 원단을 제조시에 내정전성 원사를 경사와 위사로 각각 0.15㎝의 배설폭으로 배설하여 원단을 제조하였고 이를 이용해 제전원단을 제조하였다.

<실시예 9>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 원단을 제조시에 내정전성 원사를 경사와 위사로 각각 1.2㎝의 배설폭으로 배설하여 원단을 제조하였고 이를 이용해 제전원단을 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 폴리아마이드 필름 대신에 폴리에스테르 필름(상품명: FX-5000, 아셈스)을 사용하여 제전원단을 제조하였다.

<실험예 1>

실시예 1 ~ 7 및 비교예에서 제조된 제전원단에 대해 하기의 물성을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.

1. 내화학성 평가

내화학성을 측정하기 위해 노동부 고시 제2008-77호 방법에 따라 아세톤 및 수산화나트륨 용액에 대한 내화학성을 평가하여 내화학성을 만족하는 경우 ○, 만족하지 못하는 경우 ×로 표시하였다.

2. 폴리아마이드 필름의 내구성 평가

아세톤에 대한 내화학성 만족하는 제전원단에 대해 15회 세탁 후 아세트산에 대한 내화학성 평가를 다시 실시하여 제전원단의 내화학성의 유지정도를 평가하여, 내화학성이 유지되는 경우 ○, 유지되지 않는 경우 ×로 표시하였다.

상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1의 제전원단은 아세톤 및 수산화나트륨에 대해 내화학성을 가지는 동시에 접착제 없이도 접착성이 현저히 우수하여 잦은 세탁에도 높은 내구성을 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.

이에 반하여 나일론 6 및 나일론 66가 혼합되어 제조된 폴리아마이드 필름을 사용한 실시예 2의 경우 아세톤 및 수산화나트륨 모두에 대해 내화학성을 만족하지 못했으며,

실시예 3 내지 실시예 7의 경우 아세톤에 대한 내화학성을 만족하나 수산화나트륨에 대한 내화학성이 불만족하고, 그 중에서도 실시예 3 내지 6의 경우 잦은 세탁에 내구성이 저하된 것을 확인할 수 있다.

한편, 실시예 7의 경우 내구성은 좋으나 수산화나트륨에 대한 내화학성을 불만족함을 확인할 수 있다.

폴리아마이드 필름 대신에 폴리에스테르 필름을 사용한 비교예 1의 제전원단은 내화학성을 모두 불만족함을 확인할 수 있다.

<실험예 2>

실시예 1, 7 및 8을 통해 제조된 제전원단 및 비교예 1에서 제조된 제전원단에 대해 하기의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.

1. 표면 전기저항 측정

KS K 0170(2003)에 의거하여 표면 전기저항을 측정하였고, 이때 시험환경은 20±2℃, 40±2%R.H.이었고, 적용전압은 100 V, 6초였다.

2. 마찰대전성 평가

KS K 0555(2010, B법)에 의거하여 모포에 대한 마찰대전성을 평가하였고, 이때 시험조건은 20±2℃, 40±2%R.H., 400r/min 이었다.

상기 표 4에서 확인할 수 있듯이, 내정전성 원사를 경사 및 위사 각각에 대해 0.3 ~ 1㎝의 배설폭으로 배설되지 않은 실시예 7 및 8의 경우 실시예 1에 비해 정전효과가 현저히 저하된 것을 확인할 수 있다.

Claims

(1) 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 평균두께가 10 ~ 25㎛인 원단을 제조하는 단계; 및
(2) 상기 원단의 적어도 일면에 평균두께가 20 ~ 55 ㎛인 폴리아마이드 필름을 적어도 일부 용융시켜 접착시키는 단계;를 포함하는 내화학성이 우수한 제전원단 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 베이스 원사는 폴리에스테르계 원사이며,
상기 내정전성 원사는 원사내 폴리에스테르계 원사가 75 ~ 85중량%, 도전성 원사가 15 ~25 중량%가 되도록 혼섬한 혼섬사인 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제전원단은 경사 및 위사 각각에 베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하고,
상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 내정전성 원사를 0.3 ~ 1㎝의 배설폭으로 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 폴리아마이드 필름은 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 나일론 단독; 이들의 조합; 및 이들의 공중합체;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 폴리아마이드 필름은
나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12가 공중합된 공중합체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 폴리아마이드 필름은 녹는점이 100 ~ 120 ℃이고, 유리 전이 온도가 20 ~ 25 ℃이며, ISO 1133에 의한 용융점도가 620 ~ 670 Pa·s이고, ISO 1183에 의한 밀도가 1.0 ~ 1.2 g/㎤인 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 폴리아마이드 필름은 핫멜트형 폴리아마이드 필름인 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계에서 폴리아마이드 필름은 핫멜트형 폴리아마이드 필름이며, 140 ~ 200℃의 열 및 10 ~ 50 PSI(Pound per Square Inch)의 압력을 통해 원단에 열압착 되는 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단의 제조방법.
베이스 원사 및 내정전성 원사를 포함하는 원단; 및
상기 원단의 적어도 일면에 필름의 적어도 일부가 용융되어 접착된 폴리아마이드 필름;을 포함하고,
상기 원단은 KS K 0555(2010, B법)에 의해 측정된 모포에 대한 마찰대전성 10 V 이하이며, KS K 0555(2010, A법)에 의해 측정된 반감기가 1.8초 이하인 내화학성이 우수한 제전원단.
제10항에 있어서,
상기 원단은 KS K 0170에 의해 측정된 표면 전기저항이 1×10⁷~ 1×10⁸Ω인 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단.
삭제
제10항에 있어서,
상기 폴리아마이드 필름은 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 12가 공중합된 공중합체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단.
제10항에 있어서,
상기 제전원단은 평균 두께가 20 ~ 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 내화학성이 우수한 제전원단.