KR100930623B1 - 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직물의 합성 섬유 원사에 도전성 폴리머 및 나노파티클을 각각 코팅 및 부착하여 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제공하고, 상기 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 제조 장치 및 방법을 제시하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법에 관한 것이다.
발수성, 제전성, 전도성 폴리머, 나노파티클

Description

발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법{Textile having water repellent property and antistatic property, manufacturing apparatus for manufacturing the same and method for fabricating using said manufacturing apparatus}
본 발명은 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전도성 폴리머 및 전도성 나노파티클이 코팅 및 부착된 직물을 제시하고 상기 직물의 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용하여 제조하는 제조 방법을 제시함으로써 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제시하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 나일론, 아크릴사나 폴리에스테르계의 합성 섬유 원사는 소수성을 가진 섬유 원사이다. 그러나 상기 합성 섬유 원사가 물의 침투를 방지할 만큼의 발수성을 가지고 있지는 않다.
따라서 종래에는 상기 합성 섬유 원사에 발수 기능을 부가하기 위해 상기 합 성 섬유 원사를 불소화합물 처리하여 발수성을 갖게 하였다.
그러나 상기 합성 섬유 원사의 발수성을 높이기 위해 처리된 불소화합물에는 불소가 포함되어 있는데 현재 상기 불소의 독성 문제가 제기되고 있어 이를 사용함에 있어 많은 제약이 있다.
또한 상기와 같은 불소화합물 처리를 통해 발수성을 갖게 된 합성 섬유 원사는 정전기를 축적하기 쉬운 성질을 가지고 있어 제전성이 나쁘다는 문제를 가고 있다.
한편 상기 합성 섬유 원사의 제전성을 향상시키기 위해 종래에는 상기 합성 섬유 원사에 친수성 이온을 코팅하는 이온성 표면 가공을 하였는데 이러한 이온성 표면 가공은 내구성이 약할 뿐만 아니라 발수 가공을 동시에 할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서 상기 불소화합물 처리를 하지 않아도 우수한 발수성을 가지면서 제전성도 동시에 우수한 합성 섬유 원사를 제조하는 방법을 연구할 필요가 있다.
그러나 현재에는 우수한 발수성을 가진 합성 섬유 원사 및 그 제공 방법은 제시되고 있으나 우수한 발수성 및 제전성을 동시에 가진 합성 섬유 원사를 제조하는 방법은 알려져 있지 않고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전도성 폴리머 및 전도성 나노파티클이 코팅 및 부착된 직물을 제시하고 상기 직물를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용하여 제조 방법을 제시함으로써 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 합성 섬유 원사로 제조된 직물에 있어서, 상기 합성 섬유 원사의 표면에 코팅된 전도성 폴리머; 및 상기 전도성 폴리머가 코팅된 합성 섬유 원사에 부착된 전도성 나노파티클;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 전도성 나노파티클은 10 내지 50nm의 크기를 가지며, Ag, TiO2 및 SiO2 중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 합성 섬유 원사는 폴리에스테르 또는 나일론인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물에 의해서도 달성된다.
본 발명의 상기 목적은 합성 섬유 원사로 제조된 직물을 공급하는 권출부; 상기 권출부에서 공급된 직물의 합성 섬유 원사의 표면에 전도성 폴리머를 코팅하는 전도성 폴리머 처리부; 상기 전도성 폴리머 처리부에서 공급된 직물을 압축하는 제1압축롤러를 포함하는 제1압축롤러부; 상기 제1압축롤로부에서 공급된 직물의 합성 섬유 원사에 전도성 나노파티클을 부착하는 전도성 나노파티클 처리부; 상기 전도성 나노파티클 처리부에서 공급된 직물을 압축하는 제2압축롤러를 포함하는 제2압축롤러부; 상기 제2압축롤러부에서 공급된 직물을 열처리하는 열처리부; 및 상기 열처리부에서 공급된 직물을 권취하는 권취부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성 처리 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적은 직물에 전도성 폴리머 처리를 하는 단계; 상기 폴리머 처리된 직물을 제1압축 처리하는 단계; 상기 제1압축 처리된 직물을 도전성 나노파티클 처리를 하는 단계; 상기 도전성 나노파티클 처리된 직물을 제2압축 처리하는 단계; 및 상기 제2압축 처리된 직물을 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 폴리머 처리된 직물을 제1압축 처리하는 단계는 상기 폴리머 처리된 직물의 합유율이 60 내지 80%가 되도록 제1압축 처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 나노파티클 처리된 직물을 제2압축 처리 하는 단계는 상기 나노파티클 처리된 직물의 합유율이 60 내지 80%가 되도록 제2압축 처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 제2압축 처리된 직물을 열처리하는 단계는 상기 제2압축 처리된 직물을 100 내지 200℃의 온도로 30초 내지 120초 동안 열처리하여 건조하는 단계인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법에 의해서도 달성된다.
본 발명의 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법은 합성 섬유 원사에 우수한 발수성 및 제전성을 동시에 가지게 한다.
또한 발명의 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물, 이를 제조하는 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 제조 방법은 내구성의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 표면의 접촉 면적 최소화로 방오 효과를 구현할 수 있고 종래의 불소 독성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물은 합성 섬유 원사로 제조된 직물의 합성 섬유 원사의 표면에 코팅된 전도성 폴리머와 상기 전도성 폴리머가 코팅된 합성 섬유 원사에 부착된 전도성 나노파티클을 포함한다.
상기 전도성 폴리머와 전도성 나노파티클에 의해 상기 합성 섬유 원사에 정전기가 축적되지 않아 상기 직물은 제전성이 우수하게 된다.
또한, 상기 전도성 나노파티클은 상기 합성 섬유 원사의 표면에 요철구조를 형성하여 상기 합성 섬유 원사에 발수성을 가지게 한다.
또한, 상기 전도성 폴리머는 상기 전도성 나노파티클과 합성 섬유 원사를 화학적 또는 물리적으로 연결하여 상기 합성 섬유 원사의 내구성을 증가시킨다.
이때, 상기 합성 섬유 원사는 폴리에스테르 또는 나일론이고, 상기 전도성 나노파티클은 Ag, TiO2 및 SiO2 중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 전도성 나노파티클은 10 내지 50nm의 크기를 가진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 나노파티클이 Ag로 이루어져 있으면 상기 직물은 발수성 및 제전성이 우수할 뿐만 아니라 항균 특성이 우수하게 되고, 상기 전도성 나노파티클이 TiO2로 이루어져 있으면 상기 직물은 발수성 및 제전성이 우수할 뿐만 아니라 자외선을 차단하는 동시에 항균 특성이 우수하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 발수성 및 제전성 처리 장치를 도시한 도이고, 도 2는 상기 발수성 및 제전성 처리 장치를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법을 보여주는 흐름도이고, 도 3은 상기 제조 공정 과정에서의 합성 섬유 원사의 상태를 보여주는 도이다.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 발수성 및 제전성 처리 장치를 간략하게 설명하면, 발수성 및 제전성 처리 장치(1000)는 합성 섬유 원사로 제조된 직물(100)을 공급하는 권출부(200)를 포함하고 있다.
또한, 상기 권출부(200)와 연결되며, 상기 직물(100)의 합성 섬유 원사(110)의 표면에 전도성 폴리머(120)를 코팅하는 전도성 폴리머 처리부(300)와 상기 전도성 폴리머 처리부(300)에서 공급된 직물(100)을 압축하여 상기 직물(100)의 함유율이 60 내지 80%가 되도록 하는 한 쌍의 압축롤러를 포함하는 제1압축롤러부(400)를 포함하고 있다.
또한, 상기 제1압축롤러부(400)와 연결되며, 상기 압축 처리된 직물(100)의 합성 섬유 원사(110) 표면에 전도성 나노파티클(130)을 부착하는 전도성 나노파티클 처리부(500)와 상기 전도성 나노파티클 처리부(500)에서 공급된 직물(100)의 함유율이 60 내지 80%가 되도록 하는 한 쌍의 압축롤러를 포함하는 제2압축롤러부(600)를 포함하고 있다.
또한, 상기 제2압출롤러부(600)와 연결되며, 상기 제2압축롤러부(600)에서 압축 처리된 직물(100)을 열처리하여 건조시키는 열처리부(700) 및 상기 열처리부(700)에서 열처리된 직물(100)을 권취하는 권취부(800)를 포함하고 있다.
이때, 상기 전도성 폴리머 처리부(300)는 전도성 폴리머를 포함하는 제1혼합액을 구비하고 있고, 상기 전도성 나노파티클 처리부(500)는 전도성 나노파티클을 포함하는 제2혼합액을 구비하고 있다.
또한 상기 열처리부(700)는 상기 전도성 폴리머(120)가 코팅되고 상기 전도성 나노파티클(130)이 부착된 직물(100)을 100 내지 200℃의 온도로 30초 내지 120초 동안 열처리한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 발수성 및 제전성 처리 장치를 이용하여 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 제조 방법을 설명하면, 우선, 폴리에스테르 또는 나일론 등과 같은 합성 섬유 원사(110)로 제조된 직물(100)을 공급한다. 이때, 상기 직물(100)은 권출부(200)에서 공급된다.
상기 권출부(200)에서 공급된 직물(100)은 전도성 폴리머 처리부(300)에서 상기 직물(100)의 합성 섬유 원사(110)의 표면에 전도성 폴리머를 포함하는 제1혼합액(310)을 코팅하여 전도성 폴리머 처리 공정을 진행한다(S10).
이때, 상기 전도성 폴리머 처리부(300)는 전도성 폴리머를 포함하는 제1혼합액(310)과 상기 제1혼합액(310)을 담고 있는 배스(320)를 포함하고 있다.
상기 직물(100)이 상기 배스(320)에 담긴 제1혼합액(310)에 담갔다가 빼내게 되면 상기 전도성 폴리머를 포함하는 제1혼합액(310)이 상기 직물(100)의 합성 섬 유 원사(110)의 표면에 코팅되게 된다.
이어서, 상기 전도성 폴리머를 포함하는 제1혼합액(310)이 코팅된 직물(100)을 한 쌍의 압축 롤러를 구비한 제1압축롤러부(400)에 공급하고 상기 제1압축롤러부에서 상기 직물(100)을 압축하는 제1압축 처리 공정을 진행한다(S20).
이때, 상기 제1압축롤러부(400)은 상기 직물(100)의 함유율이 60 내지 80%가 되도록 상기 직물(100)을 압착하게 되는데, 상기 전도성 폴리머 처리부(300)에서 코팅된 제1혼합액(310)이 상기 직물(100)에 60 내지 80%의 함유율을 갖도록 한다.
이어서, 상기 직물(100)을 상기 전도성 나노파티클 처리부(500)에서 전도성 나노파티클 처리를 한다(S30).
상기 전도성 나노파티클 처리부(500)는 전도성 나노파티클을 포함하는 제2혼합액(510)과 상기 제2혼합액(510)을 담고 있는 배스(520)를 포함하고 있다.
상기 전도성 나노파티클은 Ag, TiO2 및 SiO2로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 전도성 나노파티클은 10 내지 50nm의 크기를 가진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 직물(100)이 상기 배스(520)에 담긴 제2혼합액(510)에 담갔다가 빼내게 되면 상기 전도성 나노파티클을 포함하는 제2혼합액(510)이 상기 직물(100)의 합성 섬유 원사(110)의 표면에 코팅되게 된다.
이때, 상기 제2혼합액(510)은 상기 제1혼합액(310) 상에 코팅된다.
이어서, 상기 전도성 나노파티클을 포함하는 제2혼합액(310)이 코팅된 직 물(100)을 한 쌍의 압축 롤러를 구비한 제2압축롤러부(600)에 공급하고, 상기 제2압축롤로부(600)에서 상기 직물(100)을 압축하는 제2압축 처리 공정을 진행한다(S40).
이때, 상기 제2압축롤러부(600)은 상기 직물(100)의 함유율이 60 내지 80%가 되도록 상기 직물(100)을 압착하게 되는데, 상기 전도성 나노파티클 처리부(500)에서 코팅된 제2혼합액(510)이 상기 직물(100)에 60 내지 80%의 함유율을 갖도록 한다.
이어서, 상기 제1혼합액(310) 및 제2혼합액(510)이 순차적으로 코팅된 직물(100)을 열처리부(700)에 장입하고 배출하면서 상기 열처리부(700)에 장입되는 직물(100)을 열처리하는 공정을 진행한다(S50).
이때, 상기 열처리부(700)에서의 열처리 공정에 의해, 상기 전도성 폴리머 처리부(300) 및 전도성 나노파티클 처리부(500)에서 각각 코팅된 제1혼합액(310) 및 제2혼합액(510)은 전도성 폴리머(120) 및 전도성 나노파티클(130)을 제외한 다른 용액들은 증발된다.
이때, 상기 열처리부(700)는 상기 직물(100)을 가열할 수 있는 가열 장치(미도시)를 구비하여 상기 직물(100)을 100 내지 200℃의 온도로 30초 내지 120초 동안 열처리하여 건조시킨다.
따라서 열처리 공정까지 완료된 상기 직물(100)은 합성 섬유 원사(110)의 표면에 전도성 폴리머(120)가 코팅되어 있고, 상기 전도성 폴리머(120)가 코팅된 합성 섬유 원사(110)에 전도성 나노파티클(130)이 부착되어 있다.
이어서, 상기 권취부(800)에서 그 표면에 전도성 폴리머(120)가 코팅되어 있고, 전도성 나노파티클(130)이 부착되어 있는 합성 섬유 원사(110)로 이루어진 직물(100)을 권취하여 본 발명의 일실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 공정을 완료한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성 처리 장치를 이용하여 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 제조 방법에 따라 직물을 처리하게 되면, 상기 직물은 전도성 폴리머 및 전도성 나노파티클이 각각 코팅 및 부차된 합성 섬유 원사로 이루어지게 됨으로써, 상기 직물은 우수한 발수성 및 제전성을 동시에 가지게 될 뿐만 아니라 내구성이 우수하고 표면의 접촉 면적 최소화로 방오 효과를 구현할 수 있게 된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 발수성 및 제전성 처리 장치를 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성 처리 장치를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물의 합성 섬유 원사의 상태를 보여주는 도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 직물 110 : 합성 섬유 원사
120 : 전도성 폴리머 130 : 전도성 나노파티클
200 : 권출부 300 : 전도성 폴리머 처리부
400 : 제1압축롤러부 500 : 전도성 나노파티클 처리부
600 : 제2압축롤러부 700 : 열처리부

Claims (9)

  1. 합성 섬유 원사로 제조된 직물에 있어서,
    상기 합성 섬유 원사의 표면에 코팅된 전도성 폴리머; 및
    상기 전도성 폴리머가 코팅된 합성 섬유 원사에 부착된 전도성 나노파티클;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 나노파티클은 10 내지 50nm의 크기를 가진 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 나노파티클은 Ag, TiO2 및 SiO2 중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물.
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 합성 섬유 원사는 폴리에스테르 또는 나일론인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물.
  5. 삭제
  6. 직물에 전도성 폴리머 처리를 하는 단계;
    상기 폴리머 처리된 직물을 제1압축 처리하는 단계;
    상기 제1압축 처리된 직물을 도전성 나노파티클 처리를 하는 단계;
    상기 도전성 나노파티클 처리된 직물을 제2압축 처리하는 단계; 및
    상기 제2압축 처리된 직물을 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 폴리머 처리된 직물을 제1압축 처리하는 단계는 상기 폴리머 처리된 직물의 합유율이 60 내지 80%가 되도록 제1압축 처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 나노파티클 처리된 직물을 제2압축 처리하는 단계는 상기 나노파티클 처리된 직물의 합유율이 60 내지 80%가 되도록 제2압축 처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2압축 처리된 직물을 열처리하는 단계는 상기 제2압축 처리된 직물을 100 내지 200℃의 온도로 30초 내지 120초 동안 열처리하여 건조하는 단계인 것을 특징으로 하는 발수성 및 제전성을 동시에 가진 직물을 제조하는 방법.
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