KR100903255B1 - 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법 및 세탁기 및 제전성이 부여된 섬유 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유 구조체에 변색이 생기지 않고, 간편한 방법으로 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 것이 가능한 방법과, 이 방법에 의해 제전성이 부여된 섬유 구조체와, 이 방법에 의해 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁기를 제공한다. 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법은, 은 등의 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 의류 등의 섬유 구조체 표면 상에 존재시킨 상태로 건조시킴으로써 섬유 구조체 표면에 금속 또는 금속 화합물을 부착시키는 것이다.

제전성, 섬유 구조체, 세탁기, 은

Description

섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법 및 세탁기 및 제전성이 부여된 섬유 구조체 {Method of Imparting Antistatic Property to Fiber Structure, Washing Machine Therefor and Fiber Structure Having Antistatic Property Imparted Thereto}

본 발명은 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 관한 것이며, 특정적으로는 대전 방지 성능이 우수한 섬유 구조체를 제공하기 위한 방법에 관한 것이다.

겨울철이 되면 공기가 건조하여, 손잡이 (door knob)나 차에 스치는 것만으로 정전기를 느끼는 경우가 있다. 또한, 화학 섬유를 포함하는 섬유 구조체인 스커트 안감(폴리에스테르 섬유 구조체)과 스타킹(나일론 섬유 구조체)이 걸을 때마다 마찰하여 정전기가 발생한다. 이 정전기 발생에 의해 스커트가 다리에 들러붙기 때문에, 착의자는 걸어가기 힘들다고 느끼는 경우가 있다. 이 정전기 발생에 의해 분위기 중의 먼지가 의류에 부착되어 의류가 점차 더러워진다는 문제도 있다.

종래, 이들 현상을 해소하기 위해 정전기 방지 스프레이 등이 시판되고 있다. 단, 몸에 걸친 의류 전체에 스프레이하는 것은 수고와 시간이 많이 들며, 갈아입을 때마다 스프레이하는 것은 비용이 들뿐만 아니라 번거로웠다.

이러한 상황하에서 일상적으로는 세탁시에 양이온 계면활성제를 주성분으로 하는 유연제를 첨가함으로써 의류에 정전기가 발생하는 것을 방지하고 있다. 이 유연제는 분위기 중의 수분을 섬유에 끌어당김으로써 의류 표면의 도전율을 높여 정전기의 발생 방지를 도모한 것이다. 따라서, 정전기 발생이 특히 문제가 되는 겨울철 건조한 환경에서는 거의 효과를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

의류 자체의 대책으로서는, 정전기 발생을 방지하기 위해 은이나 구리를 가늘고 길게 늘려 이루어지는 극세 금속사, 실 표면에 은이나 구리를 도금하여 이루어지는 도금사, 도전성 섬유 또는 탄소 섬유 등을 조합함으로써 섬유 구조체를 구성하는 것이 시도되고 있다.

예를 들면, 일본 특허 공개 (평)10-140439호 공보(특허 문헌 1)에는, 정전기를 걱정하지 않고 착용할 수 있으며, 또한 외관 및 감촉이 양호한 옷을 만들기 위한 일본식 옷으로서 옷감 단 전체에 걸쳐 연속하여 도전성 섬유로서 은 도금 나일론을 짜 넣은 것이 제안되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2000-34640호 공보(특허 문헌 2)에는, 사용 중에 대전되는 정전기의 양을 억제하기 위해, 임의의 짜임법으로 편성한 직물에 은 섬유를 포함하는 실을 임의의 비율로 짜 넣어 편성한 은 섬유 삽입체가 제안되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2001-49541호 공보(특허 문헌 3)에는, 세탁을 반복해도 대전 방지 기능을 나타내는 실로서, 합성 수지 필름에 항균성 금속으로서 은, 구리, 아연 등을 진공 증착법이나 이온 증착법 등에 의해 증착시켜 증착 피막을 성막하고, 성막한 합성 수지 필름끼리 증착 피막이 내측에 오도록 접착하고, 접착되 어 샌드위치상 구조가 된 적층체를 세로 방향으로 가늘고 길게 절단하여 형성된 적층사가 제안되어 있다.

또한, 일본 가정 학회편 「피복의 자원과 피복 재료」 가부시끼가이샤 아사꾸라 쇼뗑, 1989년 12월 10일 발행, 제163쪽 내지 제164쪽(비특허 문헌 1)의 「4. 피복 재료로의 부가 가치의 부여 d. 제전성 부여의 원리」에는 정전기를 될 수 있는 한 발생시키지 않도록 하거나, 또는 발생해도 곧 다른 곳으로 밀어내도록 하기 위해 양모, 면, 레이온 등의 흡습성 섬유를 혼용하는 것, 구리, 알루미늄, 스테인레스 등의 금속 섬유나 탄소 등의 도전성 섬유를 혼합한 것 등이 기재되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)10-140439호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2000-34640호 공보

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2001-49541호 공보

비특허 문헌 1: 일본 가정 학회편 「피복의 자원과 피복 재료」 가부시끼가이샤 아사꾸라 쇼뗑, 1989년 12월 10일 발행, 제163쪽 내지 제164쪽

일본 특허 공개 (평)10-140439호 공보, 일본 특허 공개 제2000-34640호 공보, 일본 특허 공개 제2001-49541호 공보에 제안된 방법에 따르면, 은 도금 나일론, 은 섬유 또는 증착 피막에 포함되는 은이 금속 중에서 가장 도전율이 높고, 사용 중에 대전되는 정전기의 양을 억제하는 것이 가능하다. 그러나, 금속 도금 섬유, 금속사 또는 금속 증착막을 포함하는 적층사는 경시 변화나 표백제에 의해 표면이 산화하여 흑화되기 때문에 섬유 구조체의 미관이 불량해진다는 등의 문제점이 있었다.

또한, 「피복의 자원과 피복 재료」에 기재되어 있는 바와 같이, 탄소 등의 도전성 섬유를 혼합하면, 탄소 섬유가 흑색이기 때문에 섬유 구조체로서 사용 가능한 의복 등의 상품이 한정된다는 문제가 있었다.

또한, 상기 공보에 제안되어 있는 금속 도금 섬유, 금속사 또는 금속 증착막을 포함하는 적층사를 사용한 섬유 구조체로서의 의복 등의 상품은, 종래의 것에 비하여 고가로 판매되고 있다. 따라서, 이러한 특별한 섬유 또는 실을 사용하여 평소 몸에 걸치는 모든 의류를 구성하여 대전 방지 가공품으로 하는 것은 매우 곤란하다.

따라서, 본 발명의 목적은 섬유 구조체에 변색이 생기지 않고, 간편한 방법으로 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 것이 가능한 방법, 이 방법에 의해 제전성이 부여된 섬유 구조체, 및 이 방법에 의해 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법은, 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 섬유 구조체 표면 상에 존재시킨 상태로 건조시킴으로써 섬유 구조체 표면에 금속 또는 금속 화합물을 부착시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 방법은, 상기 액체를 섬유 구조체 표면 상에 존재시킨 후, 건조시키는 것만으로 섬유 구조체에 제전성을 부여할 수 있기 때문에, 종래의 방법에 비하여 보다 간편한 방법이다. 또한, 본 발명의 방법에 있어서는, 종래의 방법에 비하여 소량의 금속 또는 금속 화합물을 섬유 구조체 표면에 부착시킴으로써 제전성 기능을 섬유 구조체 표면에 부여할 수 있다. 따라서, 섬유 구조체에 변색을 일으키지도 않고, 섬유 구조체 표면에 제전성을 부여할 수 있다.

본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서는, 액체를 섬유 구조체 표면 상에 분무함으로써, 액체를 섬유 구조체 표면 상에 존재시킨 상태로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 액체를 섬유 구조체 중에 넣지 않고, 섬유 구조체 표면 상에 잔존시킬 수 있기 때문에, 보다 소량의 금속 또는 금속 화합물을 섬유 구조체 표면에 부착시킴으로써 제전성 기능을 섬유 구조체 표면에 부여할 수 있다.

본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서, 액체는 금속 이온을 포함하는 물인 것이 바람직하다. 이 경우, 금속 이온수를 섬유 구조체 표면 에 접촉시키는 것만으로 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 섬유 구조체 표면 상에 존재시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서, 금속은 은인 것이 바람직하다. 이 경우, 금속 중에서도 특히 은이 도전율이 높고, 인체에의 피부 자극성이 낮은 것이 알려져 있기 때문에, 보다 소량의 금속 또는 금속 화합물을 부착시키는 것만으로 안전하게 섬유 구조체 표면에 제전성을 부여할 수 있다.

또한, 본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서, 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체는, 금속을 전극으로서 사용하여 액체 중에서 전기 분해함으로써 금속 이온이 용출된 액체인 것이 바람직하다. 이 경우, 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서, 금속 또는 금속 화합물의 부착량 비율로서, 1 kg의 섬유 구조체에 대하여 0.5 mg 이상 50 mg 이하의 금속 또는 금속 화합물을 부착시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 섬유 구조체 표면에 발생하는 정전기를 방지할 만큼의 제전성 기능을 부여할 수 있고, 금속 또는 금속 화합물 부착에 의해 섬유 구조체에 변색을 일으킬 가능성을 낮출 수 있다.

본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서, 섬유 구조체는 화학 섬유를 포함하는 구조체인 것이 바람직하다. 이 경우, 화학 섬유는 흡수율이 상대적으로 낮고, 정전기가 발생하기 쉬우므로, 보다 효과적으로 제전성 기능을 섬 유 구조체 표면에 부여할 수 있다.

본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법에 있어서, 섬유 구조체는 의류이며, 의류의 세탁 공정 후에 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 의류표면 상에 뿌리는 것이 바람직하다. 이 경우, 일상 몸에 걸치는 의류에 대하여 특별한 작업 또는 처리를 실시하지 않고, 세탁이라는 일상적인 작업 공정 중에서, 또는 그 작업 공정 후에 의류 표면에 제전성을 부여할 수 있다.

본 발명에 따른 섬유 구조체는, 상술한 어느 하나의 방법에 의해 제전성이 부여된 섬유 구조체이다.

본 발명에 따른 세탁기는, 상술한 어느 하나의 방법에 의해 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁기이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 종래의 방법에 비하여 보다 간편한 방법으로, 또한 소량의 금속 또는 금속 화합물을 섬유 구조체 표면에 부착시킴으로써, 대전 방지 기능을 섬유 구조체에 부여할 수 있기 때문에, 섬유 구조체에 변색을 일으키지도 않고, 섬유 구조체에 제전성을 부여할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시 형태로서 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법은, 은 이온을 포함하는 물을 섬유 구조체 표면 상에 존재시킨 상태로 건조시킴으로써 섬유 구조체 표면에 은 또는 은 화합물을 부착시키는 것이다. 여기서, 은 이온을 포함하는 물이 섬유 구조체 표면 상에 존재하는 상태란, 마이너스로 대전되어 있는 섬유 구조체 표면에 수중의 은 이온이 전기적으로 부착되어 있는 상태, 또는 은 이온을 포함하는 물이 섬유 구조체 표면 상에 표면 장력에 의해 존재하여 흡착되어 있는 상태 등을 고려할 수 있다.

금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체에 있어서 금속으로서 은을 사용하는 이유는, 은이 금속 중에서 도전율이 가장 높기 때문에 제전성을 부여하기 위한 필요량을 최저 한도로 할 수 있고, 금속 알레르기에 대한 영향이 적기 때문이다. 그 밖의 금속으로서는 백금, 팔라듐, 금, 구리, 아연, 철, 니켈, 크롬 등을 들 수 있다. 금속 화합물로서는, 도전성이 있으면 어떠한 종류의 화합물이라도 섬유 구조체에 제전성을 부여할 수 있다.

또한, 액체 중의 금속의 존재 형태로서 이온을 채용하는 것은, 용이하게 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 제조할 수 있기 때문이다.

본 발명의 하나의 실시 형태로서는, 은 이온 등의 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체로서의 물 등을 섬유 구조체 표면 상에 존재시킨 후, 건조시킴으로써 도전성 금속 입자 등이 섬유 표면에 부착하므로, 치우쳐 발생하는 전하가 중화되고, 플러스와 마이너스가 상쇄됨으로써 전하가 섬유 구조체에서 발생하지 않게 된다. 이에 기인하여 섬유 구조체의 표면 전위가 상대적으로 작아지는 것이라고 생각된다.

또한, 표면에 부착된 금속 입자 등의 전기를 흘리는 작용에 의해, 섬유에 쌓인 전하가 누설되기 쉬워진다고 생각된다. 이에 따라, 전하의 누설량이 상대적으로 많아지는 것이라고 생각된다.

일반적으로 대전량은 전하의 발생량으로부터 누설량을 뺀 것이기 때문에, 전하의 발생량을 적게 하고, 누설량을 많이 함으로써 대전량은 적어진다. 본 발명의 방법에 있어서는, 액체를 매체로서 도전성 금속 입자 등이 섬유 표면에 부착함으로써 섬유 구조체 중의 전하 발생량이 억제되고, 섬유에 쌓인 전하가 누설되기 쉬워지므로 대전량이 적어진다. 그 결과, 섬유 구조체에 대전 방지 기능, 즉 제전성을 부여할 수 있다.

본 발명의 방법은 천, 직물, 부직포 등의 모든 섬유를 포함하는 섬유 구조체에 적용 가능하다. 섬유는 화학 섬유와 천연 섬유로 대별된다. 화학 섬유로서는 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 아세테이트, 레이온, 쿠프라(cupra) 등을 들 수 있다. 천연 섬유로서는 목면, 마, 울(양모) 등을 들 수 있다.

이어서, 본 발명의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법 중 하나의 실시 형태로서, 섬유 구조체가 의류이고, 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체로서 은 이온을 포함하는 물을 세탁 공정 후에 의류 표면 상에 잔존시키는 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 방법을 적용하여 은 이온수를 공급하여 세탁하는 것이 가능한 세탁기의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 세탁기 본체를 구성하는 외조 (1)의 내부에는, 수조 (2)가 그 주위에 배치된 4개의 지지 기구에 의해 매달려진 상태로 설치되어 있다. 수조 (2)의 내부에는 세탁 겸 탈수조 (3)이 설치되어 있고, 기구부 (5)는 외 조 (1) 내에서 수조 (2)의 바닥부보다 더 아래쪽 위치에 설치되어 있다. 기구부 (5)는 모터 (6)을 가지며, 모터 (6)의 구동을 세탁 겸 탈수조 (3)에 전달하도록 구성되어 있다.

수조 (2)의 내부에는 세탁 겸 탈수조 (3)이 자유롭게 회전하도록 배치되어 있다. 세탁 겸 탈수조 (3)의 안쪽 바닥부에는 펄세이터 (pulsator) (4)를 포함하는 교반부가 설치되고 있고, 세탁 겸 탈수조 (3)과 클러치 기구가 연동하여, 또는 독립적으로 회전을 행할 수 있도록 구성되어 있다. 세탁 겸 탈수조 (3)은 벽면에 소구멍을 갖지 않는, 이른바 구멍이 없는 조로서 구성되어 있다. 또한, 세탁 겸 탈수조 (3)의 측벽면은 테이퍼상 (tapered)으로 형성되어 있다. 탈수시의 배수는, 세탁 겸 탈수조 (3)의 위쪽에 배치된 소구멍으로부터 수조 (2) 내로 물이 흐름에 따라 행해진다.

상면판부 (7)은 외조 (1)의 상단 개구부 주위에 장착되어 있고, 조작 패널(미도시)이 상면판부 (7)에 설치되어 있다. 조작 패널에 의해 세탁기 상부의 외장부가 구성되어 있다. 상면판 (7)의 중앙부에는 세탁물 투입구 (8)이 형성되어 있다. 외조 (1) 내에는 세탁 겸 탈수조 (3) 내의 수량을 검지하기 위한 수위 센서(미도시)와 세탁물의 투입 부하량을 검지하기 위한 제어부 (9)가 설치되어 있다.

운전을 개시하기 위해 세탁 겸 탈수조 (3) 내에 세탁물을 투입하여 모터 (6)을 구동시키면, 모터 (6)의 회전 구동은 기구부 (5)를 통해 세탁 겸 탈수조 (3)으로 전달되고, 세탁 겸 탈수조 (3) 내의 세탁물이 교반된다. 초기 교반시에는 제어부 (9)에 미리 설정된 프로그램에 따라 세탁 겸 탈수조 (3) 내의 부하량이 판별되 고, 그 부하량에 대하여 수위가 결정된다. 그렇게 하면, 세탁기에 접속된 급수구 (10)으로부터 급수가 시작되어 세탁이 개시된다. 모터 (6)은 기구부 (5)를 통해 세탁 겸 탈수조 (3)을 고속으로 연속 회전시킴으로써 탈수 운전도 가능하다.

상기한 바와 같이 구성되어 작동하는 세탁기에 있어서, 본 발명의 방법을 실시하기 위해 급수 경로 중에 금속판으로서의 은판을 전극으로 한 전해부 (20)이 세탁기에 구비되어 있다.

도 2는 세탁기 (1)에 구비된 전해부 (20)을 나타내는 평면도 (A)와 측단면도 (B)이다. 전해부 (20)은 합성 수지, 고무 등의 절연 재료를 포함하는 용기 (21)과, 용기 (21)의 한쪽 단부에 액체 유입구 (22)와, 용기 (21)의 다른쪽 단부에 액체 유출구 (23)과, 용기 (21)의 내부에서 서로 거의 평행하게 배치된 2장의 판상의 전극 (24)와 (25), 전극 (24)와 (25)의 각각에 접속하는 단자부 (26)과 (27)을 구비하고 있다. 전극 (24)와 (25)는 은을 포함한다. 전극과 단자부는 일체로 할 수도 있다. 전극과 단자부를 일체로 하지 않는 경우에는, 전촉을 방지하기 위해 전극과 단자부의 접합부와, 단자부는 물에 접촉하지 않도록 수지로 코팅해 두는 것이 바람직하다. 전극을 형성하는 금속은 은 대신에 구리, 은과 구리의 혼합물 등일 수도 있다.

전해부 (20)이 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 예를 들면 세탁의 헹굼 공정에서의 급수 중에 유입구 (22)로부터 물을 용기 (21) 내로 공급하여, 전해부 (20)의 단자부 (26)와 단자부 (27) 사이에 전압을 인가하면, 양극으로부터 은 이 온(Ag⁺)이 용기 (21) 내의 수중에 용출된다. 은 이온을 포함하는 물은 유출구 (23)으로부터 흘러나와 세탁 겸 탈수조 (3) 내로 공급된다. 은 이온을 포함하는 물을 사용하여 세탁 겸 탈수조 (3) 내에서 헹굼 공정을 행함으로써, 세탁물로서의 섬유 구조체인 의류 등에 제전성을 부여할 수 있다.

도 2(A)에서의 전해부 (20)을 연직면 (vertical plane)에서 절단했을 때의 단면도를 도 2(B)에 나타낸다. 이 예에서는 전극 (24, 25)의 상면의 단부에 단자부 (26, 27)이 설치되어 있다. 세탁 겸 탈수조 (3) 내에 급수한 후, 용기 (21) 중에 물이 고이지 않도록 하기 위해 용기 (21)의 바닥면에서 하류측이 낮아지도록 경사져 있는 것이 바람직하다.

급수 전자 밸브 (water supply electromagnetic valve)(11)의 열림 작동에 따라 수도물이 급수 경로 중의 전해부 (20)의 용기 (21)로 이송되고, 전해부 (20)은 인가를 개시하면 전극 (24, 25) 부근에서 전해가 개시된다. 수도물압에 의해 급수가 행해진다. 세탁물의 부하량에 따라 전해 시간을 조정한다. 전해부 (20)을 통과한 물에는 은 이온이 첨가되며, 은 이온을 포함하는 물이 세탁 겸 탈수조 (3)으로 이송된다.

세탁기의 작동을 설명한다. 사용자가 세탁물을 세탁 겸 탈수조 (3)에 넣고, 전원 스위치를 넣어 은의 부착량을 조정하기 위해 가공 수준을 선택한 후, 시작 버튼을 누른다. 세탁기는 펄세이터 (4)의 회전에 의해 의류의 부하량을 검지하고, 그 양에 적당한 수량으로 수위 센서의 지시값까지 세탁 겸 탈수조 (3) 내에 급수하 도록 제어한다. 의류의 부하량을 검지한 후, 내장된 마이크로 컴퓨터에 의해 급수전자 밸브 (11)을 연다. 수도물은 급수 마개로부터 급수 전자 밸브 (11)을 통과하여 세탁 겸 탈수조 (3) 내에 공급된다. 또한, 세탁 겸 탈수조 (3)의 바닥부에 설치한 펄세이터 (4)를 앞뒤로 회전시켜 세탁을 개시한다.

세탁 공정 종료 후, 중간 탈수를 행한 세탁물에 대하여, 전해에 의해 금속 이온을 첨가한 물이 공급된다. 이 때의 은 이온량은 부하량과 세탁 개시시에 결정된 가공 수준에 적당한 양이 된다. 예를 들면, 규정 수량으로 수중의 은 이온 농도가 300 ppb가 되도록 필요량의 은 이온이 첨가되면, 전극 (24, 25)로의 인가를 정지하고, 규정 수량까지 급수를 계속한다. 규정 수량에 도달하면, 세탁 겸 탈수조 (3)의 하부에 설치된 펄세이터 (4)의 회전 작동에 의해, V자로 분포한 세탁물이 세탁 겸 탈수조 (3)으로부터 풀려 나온다. 펄세이터 (4)의 회전 작동에 의해 일정 시간 교반한 후, 펄세이터 (4)의 운전을 정지한다. 그 후, 은 이온을 작용시키기 위해 일정 시간 침지한 상태를 유지한다. 이 때, 세탁기의 작동을 완전히 멈출 수도 있지만, 사용자에게 세탁 도중인 것을 알리기 위해 때때로 천천히 세탁 겸 탈수조 (3)을 회전시킬 수도 있다.

상기와 같이 소정 시간, 예를 들면 10 분간 헹굼 공정을 행한 후, 배수를 행하여 최종 탈수 공정으로 옮긴다. 상기한 가공 수준을 강 수준으로 설정하고, 저속 회전의 탈수 공정을 행하기 전에 은 이온수를 더 첨가하여, 의류 표면 상에 존재하는 은 부착량을 상대적으로 늘린다. 예를 들어, 수중의 은 이온 농도가 600 ppb인 은 이온수를 의류에 40 초간 2회 뿌린 후, 5 분간, 100 rpm의 저속 회전으로 의류에 은을 부착시킨다.

이와 같이 하여 세탁된 후의 의류를 건조시키면, 의류에는 1 kg당 0.5 mg/kg 이상의 은 또는 은 화합물이 부착, 특히 의류 표면에 은 또는 은 화합물이 부착됨으로써, 대전 방지 기능이 부여되어 정전기가 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명의 방법을 이용하여 제전성이 부여된 섬유 구조체는, 의류에 적용된 경우에 정전기에 의한 착의자의 불쾌감을 감소시킬 뿐만 아니라, 다종 다양의 섬유 구조체에 적용함으로써, 섬유 구조체가 접촉할 가능성이 있는 전자 기기 등의 전자ㆍ전기를 매체로 하는 제품에 대하여, 정전기 발생에 의한 정전 파괴 방지 등을 도모할 수 있다.

[실시예]

도 3은 본 발명의 방법 중 하나의 실시예로서, 의류에의 은 또는 은 화합물의 부착량과 의류의 표면 전위와의 관계를 나타내는 그래프이다.

은 이온 농도가 600 ppb인 은 이온수를 의류 표면 상에 분무한 후, 건조시킨 의류의 표면 전위를 측정하였다.

의류로서는 JIS L0803에 규정된 염색 견뇌도 시험용 (color fastness test) 첨부 백포를 사용하였다. 구체적으로는 폴리에스테르 필라멘트사를 평직으로 한 것으로, 실의 굵기가 가로 세로 모두 8.3 TEX, 실 밀도가 경사 210 가닥, 횡사 191 가닥/5 cm, 질량이 70 g/m²인 백포(폴리에스테르천)를 사용하였다.

은 또는 은 화합물의 부착량은, 은 이온수의 의류에의 분무와 의류의 건조를 반복하여 행함으로써 변화시켰다.

부착량은, 측정된 은 이온수의 분무량과 건조 천의 중량으로부터 하기 식에 따라 산출되었다.

부착량(mg/kg)=(은 이온수의 분무량(리터)×0.6 mg/리터)/건조 천의 중량(kg)

의류의 표면 전위의 측정 시험은, 고무대 상에 가공한 상기 폴리에스테르천을 두고, 그 폴리에스테르천의 표면을 JIS L0803에 규정된 염색 견뇌도 시험용 첨부 백포(울포)와 문질러 5회 마찰시킨 후, 폴리에스테르천을 고무대로부터 올렸을 때의 표면 전위를 휴대용 표면 전위계로 측정함으로써 행해졌다. 측정시의 온도는 30 ℃, 습도는 60 ％였다.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 은 이온수를 천 표면 상에 분무한 후, 건조시킴으로써 폴리에스테르천 표면에의 은 및 은 화합물의 부착량을 증가시켜 의류의 표면 전위를 낮추는 것이 가능하다는 것을 알았다. 일반적으로 의류의 표면 전위의 절대치가 5 kV 이하가 되면, 의류가 착의자에게 달라붙지 않기 때문에, 도 3에 나타낸 결과로부터 약 0.5 mg/kg(폴리에스테르천 1 kg당) 이상 부착시킬 필요가 있다는 것을 알았다. 부착량이 0.5 mg/kg 이상이 되면 충분한 제전 효과가 얻어진다고 생각되지만, 은 입자 등이 많이 부착되면 섬유가 변색될 가능성도 있기 때문에 약 50 mg/kg 이하의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 은 이온의 농도가 600 ppb인 은 이온수가 분무된 상기 폴리에스테르천과 수도물이 분무된 상기 폴리에스테르천에 대하여, 상기와 동일하게 하여 각각 울 포와 문지른 후의 표면 전위를 측정하였다. 그 결과, 수도물이 분무된 폴리에스테르천의 표면 전위는 -15.3 kV인 데 대하여, 은 이온수가 분무된 폴리에스테르천의 표면 전위는 -2.5 kV로 표면 전위의 절대치가 상당히 작아, 본 발명의 방법에 의한 섬유 구조체로의 제전성 부여에 기여하는 효과로서 대전 방지 효과를 확인할 수 있었다.

또한, JIS L1094:1997에 규정된 반감기 측정 방법에 따라, 은 이온의 농도가 600 ppb인 은 이온수가 분무된 상기 폴리에스테르천과 수도물이 분무된 상기 폴리에스테르천에 대하여 반감기를 측정하였다. 그 결과, 수도물이 분무된 폴리에스테르천의 반감기가 120 초 이상인 데 대하여, 은 이온수가 분무된 폴리에스테르천은 48 초로 전하량의 반감기가 상당히 작아, 본 발명의 방법에 의한 섬유 구조체에의 제전성 부여에 기여하는 효과로서 전하의 큰 누설 효과를 확인할 수 있었다.

또한, 상기 은 이온수가 분무된 폴리에스테르천과 수도물이 분무된 폴리에스테르천을 건조시키고, 이들 천에 꽃가루(삼나무)를 균일하게 부착시킨 후, 이들 천을 꽃가루 릴리스 시험 장치에 부착하여 소정의 진동(가볍게 손으로 터는 정도)을 가함으로써 꽃가루를 천으로부터 릴리스시켰다. 릴리스 전후의 꽃가루의 개수를 카운트하는 방법으로, 의류에 붙은 꽃가루가 떨어지는 양(비율), 즉 꽃가루의 감소율을 평가하였다. 그 결과, 수도물이 분무된 폴리에스테르천에서의 꽃가루의 감소율이 30 ％ 정도인 데 대하여, 은 이온수가 분무된 폴리에스테르천은 60 ％ 정도로 꽃가루의 감소율이 꽤 크고, 본 발명의 방법에 의한 섬유 구조체에의 제전성 부여에 기여하는 효과로서 꽃가루의 제거 효과를 확인할 수 있었다. 이에 따라, 옥외 에서 의류 표면에 꽃가루가 부착되어도, 본 발명의 방법에 의해 제전성이 부여된 의류라면, 의류의 표면으로부터 꽃가루를 용이하게 제거할 수 있고, 꽃가루를 집 안으로 가능한 한 들이지 않도록 하는 것이 가능해진다는 수반적 효과를 기대할 수 있다.

일본 특허 공개 제2001-49541호 공보에 나타낸 바와 같이, 은 이온을 이온 증착법에 의해 증착된 증착 피막을 포함하는 적층사와 비교하여, 본 발명의 방법에 의한 섬유 구조체에의 제전성 부여에 기여하는 효과로서, 보다 절대치가 작은 표면 전위를 섬유 구조체에 제공할 수 있음과 동시에, 보다 짧은 전하량의 반감기를 얻을 수 있고, 결과적으로 보다 많은 전하의 누설 효과를 섬유 구조체에 제공할 수 있다.

이상의 실시예의 결과로부터, 본 발명의 하나의 실시 형태로서의 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법의 구체적인 이점은 이하와 같이 요약된다.

1) 본 발명의 방법은, 은 이온수 등의 금속 이온을 포함하는 액체에 섬유 구조체를 침지하거나, 또는 상기 액체를 섬유 구조체에 분무함으로써 행해지기 때문에, 섬유 구조체 표면에 대하여 균일하게 도전체를 부착할 수 있고, 소정의 제전성을 부여하기 위해 필요한 도전체의 사용량, 즉 소정의 제전성을 부여하기 위해 필요한 금속 또는 금속 화합물의 부착량을 최소한으로 할 수 있다. 이에 대하여, 상기 공보에 제안된 방법에서는, 실의 단면 또는 일부 표면에만 도전체를 부착시킬 수 있지만, 실 표면 전체에 도전체를 부착시킬 수는 없기 때문에, 소정의 제전성을 부여하기 위해 필요한 도전체의 사용량이 많아진다.

2) 본 발명의 방법에서는 섬유 구조체에 제전성을 부여하기 위해 금속 이온을 포함하는 액체를 제조하기만 하면 되며, 이 액체는 금속판을 수중에서 전기 분해하는 것만으로 간단하게 얻을 수 있다. 이에 대하여, 상기 공보에 제안된 방법에서는 합성 수지 필름의 표면에 금속을 증착시키기 때문에 고진공 중에서 처리할 필요가 있으며, 가정용 기기 등으로 처리하는 것이 곤란하다.

3) 본 발명의 방법에서는 섬유 구조체로서 천 상태, 예를 들면 짜여진 천 상태, 봉제된 의류의 상태에 대하여 제전성을 부여하기 위한 처리를 행할 수 있다. 이에 대하여, 상기 공보에 제안된 방법에서는 실 상태로 하기 전에 제전성을 부여하기 위한 처리를 행할 필요가 있으며, 섬유 구조체로서 천의 상태에 대하여 제전성을 부여하기 위한 처리를 행할 수 없다.

또한, 상기 실험은 섬유 구조체로서 화학 섬유인 폴리에스테르 섬유를 사용했지만, 폴리에스테르 섬유 이외의 화학 섬유, 천연 섬유, 또는 화학 섬유와 천연 섬유의 혼합 섬유 구조체를 사용해도 상기와 동일한 효과를 달성할 수 있다.

도 4는 상기 실시 형태에서 설명한 세탁기를 이용하여 본 발명의 방법을 실시한 경우의 세탁 회수와 은 부착량과의 관계를 나타내는 그래프이다.

세탁 대상물인 의류로서는, JIS L0803에 규정된 염색 견뇌도 시험용 첨부 백포의 폴리에스테르천과 목면천을 사용하였다.

도 4에 있어서, 「부하 많음」이란 폴리에스테르천과 목면천을 함께 세탁한 경우(총 부하 중량: 약 2 kg),「부하 적음」이란 폴리에스테르천만을 세탁한 경우(총 부하 중량: 약 200 g)임을 나타낸다. 세탁 회수에 따라 변화하는 「은 부착량 」은, 상기 실시 형태에서 설명한 세탁기를 이용하여 은 이온수가 공급된 상태에서 헹굼 공정과 탈수 공정을 행한 후, 건조시켰을 때의 폴리에스테르천에의 은 부착량을 나타낸다. 조건 「90」이란, 은 이온 농도가 90 ppb인 은 이온수를 약 2 kg의 총 부하 중량에 대하여 28 리터의 물을 공급하여 10 분간 교반한 후, 탈수한 폴리에스테르천을 건조시켰을 때의 은 부착량을 나타낸다. 조건 「600」은 은 이온 농도가 300 ppb인 은 이온수를 약 2 kg의 총 부하 중량에 대하여 28 리터의 물을 공급하여 10 분간 교반한 후, 탈수하고, 다시 세탁 겸 탈수조 (3)을 100 rpm으로 회전시키면서 은 이온 농도가 600 ppb인 은 이온수를 1 분간 급수(약 3 리터)한 후, 부하 전체에 은 이온수를 널리 퍼지게 하기 위해 100 rpm의 회전을 5 분간 계속한 후, 탈수한 폴리에스테르천을 건조시켰을 때의 은 부착량을 나타낸다.

도 4에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 방법을 적용하여 반복 세탁을 행함으로써, 은 부착량이 증가한다는 것을 알았다. 또한, 상대적으로 높은 농도의 은 이온수에 의류를 침지함으로써, 또는 침지한 상태로 교반함으로써 세탁 1회당 은 부착량이 많아진다는 것을 알았다. 이에 따라, 천 표면에의 은 부착량을 늘릴 수도 있다.

도 4에 나타낸 실험 결과에서는 화학 섬유 100 ％, 예를 들면 폴리에스테르 100 ％의 천을 사용했기 때문에, 은 부착량은 세탁 회수 5회에서 최대라도 2.5 mg/kg 정도였다. 그러나, 혼방 섬유 구조체인, 예를 들면 면 65 ％, 폴리에스테르 35 ％의 의류를 상기 조건 「600」에서 헹굼 공정과 탈수 공정을 행한 후, 건조시킨 경우, 세탁 회수 5회에서 9.0 mg/kg 정도, 10회에서 10.7 mg/kg 정도였다. 따 라서, 세탁 대상물로서의 섬유 구조체를 구성하는 섬유의 종류에 따라, 은 이온 농도, 세탁의 부하 중량, 헹굼 공정의 조건, 탈수 공정의 조건, 또는 세탁 회수 등을 변경함으로써 은의 부착량을 변화시킬 수 있고, 이에 따라 천 표면에의 은 부착량을 변경할 수 있으며, 결과적으로 의류에 부여되는 대전 방지 성능을 달리할 수 있다.

또한, 천에 대한 은 부착량이 거의 동일해도, 은 이온수를 천에 뿌리는 방법을 달리함으로써, 결과적으로 의류에 부여되는 대전 방지 성능을 달리할 수 있다.

하기 표 1은 은 이온수를 천에 뿌리는 방법, 뿌리는 시간을 변경함으로써, 천 표면의 대전 전위(kV)가 변화하는지의 여부에 대하여 조사한 결과를 나타낸다. 천의 종류로서는 폴리에스테르천을 사용하였다. 은 이온수를 천에 뿌리는 조건으로서는, 은 이온수가 세탁기 급수구로부터 샤워 공급되고 있는 부분에 의류를 직접 가져가 은 이온수로 의류의 표면을 적셔 「샤워로 3 초간 뿌린 경우」 및 「샤워로 20 초간 뿌린 경우」와, 「분무기(안개상)를 이용하여 뿌린 경우」 및 「분무기(액상)를 이용하여 뿌린 경우」로 하였다. 은 부착량(mg/kg)은 상술한 식에 기초한 계산치를 나타낸다. 폴리에스테르천 표면의 대전 전위는, 울포와 3회 문지른 후의 대전 전위를 측정하였다. 또한, 「분무기(액상)」란, 분무기 노즐을 열고 물총과 같이 하여 폴리에스테르천 표면을 향하여 은 이온수를 뿌리는 조건을 말한다.

표 1에 나타낸 결과로부터, 은 이온수를 천에 뿌리는 조건으로서 샤워로 장시간 뿌리는 것보다, 단시간 뿌리는 쪽이 폴리에스테르천 표면의 대전 전위의 절대치를 작게 할 수 있고, 대전 방지 성능을 높일 수 있다는 것을 알았다. 또한, 은 이온수를 천에 뿌리는 조건으로서 액상으로 뿌리는 것보다, 안개상으로 뿌리는 쪽이 폴리에스테르천 표면의 대전 전위의 절대치를 작게 할 수 있고, 대전 방지 성능을 높일 수 있다는 것을 알았다. 따라서, 천에 대한 은의 부착량이 거의 동일해도, 상대적으로 다량의 은 이온수를 천 표면 상에 존재시킨 상태, 다시 말해서 은 이온수를 천 안에 넣지 않고, 상대적으로 다량의 은 이온수를 천 표면 상에 잔존시킨 상태로 건조시킴으로써 상대적으로 다량의 은 또는 은 화합물을 천 표면에 부착시키는 쪽이 대전 방지 성능을 높일 수 있다는 것을 알았다.

상기의 것을 검증하기 위해, 폴리에스테르천에 부착된 은 또는 은 화합물의 양을 동일하게 하고, 은 이온수를 천 안에 넣은 후 건조시킴으로써 은 또는 은 화합물을 부착시킨 시료 A와, 은 이온수를 천 표면 상에 존재시킨 상태로 건조시킴으로써 은 또는 은 화합물을 부착시킨 시료 B에 있어서, 은 또는 은 화합물의 부착 형태에 대하여 조사하였다.

시료 A는 애벌 빨래한 폴리에스테르천을 세제로 빤 후, 300 ppb 농도의 은 이온수 중에서 교반하고, 600 ppb 농도의 은 이온수를 뿌리면서 100 rpm의 탈수 회전을 6 분간 행하여 최종적으로 원심력으로 탈수한 것이다. 시료 B는 애벌 빨래한 폴리에스테르천에 600 ppb 농도의 은 이온수를 분무기로 분무함으로써 뿌린 것을 드라이어로 건조시키는 것을 7회 반복한 것이다. 이와 같이 하여 얻어진 시료 A와 B에 있어서, 은 또는 은 화합물의 부착량은 1.8 mg/kg이었다. 시료 A의 표면의 대전 전위(kV)는 -7.6 내지 -10.6 kV이고, 시료 B의 표면의 대전 전위(kV)는 -2 kV였다. 대전 전위는, 각 시료의 폴리에스테르천과 양모천을 문지른 후, 핸디형 정전기 측정기(FMX-002, 심코사 제조)를 이용하여 측정하였다.

시료 A와 시료 B의 표면을 XPS(X선 광전자 분광 장치)로 평가하였다. 측정 장치로서 Microlab 300-A(VG사 제조)를 이용하고, 광원은 Mg-Kα, 1 keV, 20 mA, 시료에의 입사 각도는 60°로 하였다.

도 5는 폴리에스테르천 표면에의 은 또는 은 화합물의 부착 형태를 XPS(X선 광전자 분광 장치)로 평가한 결과로서 은에 대한 원소 분석 결과를 나타내는 도면이다. 도 5(A)는 시료 A의 XPS 분석 결과를 나타내고, 도 5(B)는 시료 B의 XPS 분석 결과를 나타낸다. 도 5로부터, 시료 A에서는 은의 존재가 검출되지 않고, 시료 B에서는 은의 존재가 검출되었다는 것을 알았다. 즉, 문헌 데이터에 따르면, 은(Ag)의 결합 에너지값: 368.2 eV에 대하여, 은 산화물의 결합 에너지값 Ag₂O: 367.8 eV, AgO: 367.4 eV이기 때문에, Ag₂O의 경우 -0.4 eV, AgO의 경우 -0.8 eV의 피크 변이 (peak shift)가 발생하는 것이 보고되어 있다. 도 5(B)에 있어서, Ag의 결합 에너지를 나타내는 은(Ag)의 3d7의 피크가 약 -0.4 eV 변이되어 있기 때문에, 산화된 상태의 은의 존재가 검출되었다는 것을 알았다. 이에 대하여, 도 5(A)에 있어서는 Ag의 결합 에너지를 나타내는 피크는 관측되지 않았다는 것을 알았다. 이러한 점으로부터, 시료 A에서는 표면에 은의 존재가 검출되지 않고, 시료 B에서는 표면에 은 또는 은 화합물이 존재한다는 것을 알았다. 이 결과와 대전 전위의 측정치를 관련지으면, 은 이온수를 천 표면 상에 존재시킨 상태로 건조시킴으로써 은 또는 은 화합물을 부착시키는 쪽이, 다량의 은 또는 은 화합물을 천 표면에 부착시킬 수 있고, 대전 방지 성능을 높일 수 있다는 것을 알았다.

또한, 세탁 공정을 실시하면 형태 등에 손상을 줄 가능성이 있는 의류(예를 들면, 섬세한 의류나 형태 붕괴가 쉬운 모자 등)에 제전성을 부여하는 경우, 또는 보다 높은 제전성을 의류에 부여하고자 하는 경우에는, 상대적으로 높은 은 이온 농도의 물, 예를 들면 600 ppb의 은 이온수가 세탁기의 급수구로부터 공급되고 있는 부분에 의류를 직접 가져가 은 이온수로 의류의 표면을 적심으로써 의류에 제전성을 부여하는 것도 가능하다. 이 경우, 적신 의류를 가볍게 탈수한 후, 즉시 건조시키는 것이 바람직하다.

이상에 개시된 실시 형태나 실시예는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것이 아니라는 점이 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는, 이상의 실시 형태나 실시예가 아니고, 특허 청구 범위에 의해 개시되며, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 수정이나 변형을 포함하는 것이다.

본 발명에 따른 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 방법을 이용함으로써, 세탁 작업 등의 일상적인 작업에 있어서, 정전기에 의한 착의자의 불쾌감을 감소시키는 것이 가능한 의류 등의 섬유 구조체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방법을 적용하여 은 이온수를 공급하여 세탁하는 것이 가능한 세탁기의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1에 나타낸 세탁기에 구비된 전해부를 나타내는 평면도 (A)와 측단면도 (B)이다.

도 3은 본 발명의 방법 중 하나의 실시예로서, 의류에의 은 또는 은 화합물의 부착량과 의류의 표면 전위와의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4는 도 1에 나타낸 세탁기를 이용하여 본 발명의 방법을 실시한 경우의 세탁 회수와 은 부착량과의 관계를 나타내는 도면이다.

도 5는 폴리에스테르천 표면에의 은 또는 은 화합물의 부착 형태를 XPS(X선 광전자 분광 장치)로 평가한 결과로서 은에 대한 원소 분석 결과를 나타내는 도면이다.

<부호의 설명>

20: 전해부 21: 용기

24, 25: 전극

Claims (9)

1. 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 섬유 구조체 표면 상에 뿌리는 것과,

   금속 또는 금속 화합물을 포함하는 상기 뿌려진 액체가 상기 섬유 구조체의 표면 상에 존재하여 표면 장력에 의해 부착하여 있는 상태로 상기 섬유 구조체를 건조시키는 것

   을 포함하는, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
2. 제1항에 있어서, 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 상기 액체를 상기 섬유 구조체 표면 상에 뿌리는 것이, 상기 액체를 상기 섬유 구조체 표면 상에 분무하는 것을 포함하고, 그것에 의해 상기 섬유 구조체 표면 상에 상기 금속 또는 금속 화합물을 부착시키는, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 액체가 금속 이온을 포함하는 물인, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속이 은인, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체가 금속을 전극으로 사용하여 액체 중에서 전기 분해함으로써 금속 이온이 용출된 액체인, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 금속 또는 금속 화합물의 부착량 비율로서, 1 kg의 상기 섬유 구조체에 대하여 0.5 mg 이상 50 mg 이하의 금속 또는 금속 화합물을 부착시키는, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 섬유 구조체가 화학 섬유를 포함하는 구조체인, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 섬유 구조체가 의류이고, 의류의 세탁 공정 후에 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 액체를 의류 표면 상에 뿌리는, 섬유 구조체에 제전성을 부여하는 세탁 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 세탁 방법에 의해 제전성이 부여된 섬유 구조체.

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