KR101460939B1 - 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방염성이 우수하고, 세탁 후에도 방염 내구성의 저하가 최소화되고, 방염처리 후에도 원단의 착용감이 우수한 동시에 향상된 기계적 강도를 가지는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 및 그 제조방법{Flame-resistant fabrics comprising Cotton/Polyester mixed yarn and method for manufacturing thereof}
본 발명은 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방염성이 우수하고, 세탁 후에도 방염 내구성의 저하가 최소화되고, 방염처리 후에도 원단의 착용감이 우수한 동시에 향상된 기계적 강도를 가지는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
방염성 직물은 군사 및 비-군사 환경 둘 다에서 대단히 중요하다. 소방관, 경주용차 운전자, 및 석유-화학 근로자는 방염성 직물을 통해 안전한 작업여건이 마련될 수 있다. 방염성 직물의 또 다른 유익은 군대와 관련되어 있다. 군대가 작전을 수행해야 하는 힘든 여건과 더불어, 종래와 다른 현대식 무기의 출현은 더욱더 어려운 환경을 창출하고 있다. 구체적으로, 다수의 군인 부대를 움직이지 못하게 하는 사제 폭발물(improvised explosive device; "IED")의 사용은 개별 병력 보호를 결정적으로 중요하게 만든다.
이러한 열이나 화재에 의한 보호 의류에 사용되는 방염성 직물로 기본적으로 2 가지 유형이 있다: (1) 방염성 유기 섬유(예, 아라미드, 난연성 레이온, 폴리벤즈이미다졸, 폴리벤즈옥사졸 등)로부터 제조된 직물 및 (2) 방염성을 부여하기 위해 후처리된 통상의 재료(예, 면, 폴리에스테르)로부터 제조된 방염성 직물이 있다.
그러나 방염성 유기섬유의 일종인 아라미드 섬유와 관련하여 대한민국 특허출원 제2010-0043191호는 메타아라미드 조성물에 대해 개시하고 있는데, 메타 또는 파라 아라미드 섬유인 노멕스(Nomex), 케블라(Kevlar)는 극도의 열에도 용융되지 않고, 난연성이지만, 제조하기가 어렵고 고비용이어서 이를 이용해 원단을 제조할 경우 제품가격이 상승한다는 문제점이 있다.
또한, 방염성 유기섬유의 일종인 폴리벤즈이미다졸(PBI)이나 폴리벤즈옥시졸(PBO) 섬유로 제직된 원단의 경우 기존의 방화복에 사용되는 원단에 비해 3배 가량 열차단 효과가 우수하나 이 역시 섬유 단가가 높아 제직되는 원단의 제품가격이 상승하는 문제점이 있다.
이에 따라 제조단가를 고려하여 통상의 재료인 면이나 폴리에스테르 섬유로 제직된 원단에 방염처리를 실시한 방염성 직물에 대한 개발이 계속되고 있다.
그러나 면섬유로 제직된 원단에 방염처리한 원단의 경우 방염처리 후 원단의 기계적 강도가 저하되어 이를 이용해 의복의 제조과정 또는 제조된 의복의 사용과정에서 쉽게 찢어지는 등의 문제점이 있다. 구체적으로 도 1은 면섬유로 제직된 방염원단을 이용한 의복의 사진으로써, 사진을 통해 확인할 수 있듯이 쉽게 찢어짐을 확인할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 섬유로 제직된 원단에 방염처리를 실시한 원단의 경우 방염처리로 인해 원단이 뻣뻣해져 의복으로 제조가 어렵고, 제조된 의복의 사용시에 착용감이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
나아가, 방염처리된 원단에 포름알데히드 함량가 기준치 보다 높게 포함됨으로써 새집증후군, 아토피 등의 질환을 유발하여 인체에 유해하고 환경친화적이지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 아라미드 등의 방염섬유를 사용할 때와 비교해 제품단가가 낮은 동시에 방염효과가 우수하고, 세탁 후에도 방염효과가 유지되어 내구성이 우수하며, 기계적 강도가 향상되고, 원단이 뻣뻣하지 않아 착용감이 우수하며, 인체에 무해할 수 있도록 포름알데히드를 기준치 이하로 극미량만 포함하는 품질이 우수한 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, (1) 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 방적하여 혼방사를 제조하는 단계; (2) 상기 혼방사를 경사 및 위사로 포함시켜 제직하여 직물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 직물에 대해 방염처리 하는 단계;를 포함하여 방염원단을 제조하되, 상기 (1) 단계에서 혼방사에 대하여 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 50 : 50 ~ 90 : 10 중량비로 포함되는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 면섬유의 섬유장은 38 ~ 140 mm이고, 폴리에스테르 섬유의 섬유장은 38 ~ 140 mm, 단섬도는 1 ~ 3데니어일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 혼방사의 총섬도는 10 ~ 60 면번수(Nec)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리에스테르 섬유는 잠재권축 폴리에스테르섬유 및 난연성 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 혼방사에 대하여 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 63 : 37 ~ 80 : 20 중량비로 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 방염원단은 KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단에 20mg/kg 미만으로 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 직물의 평량은 100 ~ 400 g/㎡일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계와 (3)단계 사이에 a) 직물에 대해 150 ~ 190℃의 온도로 30 ~ 60초간 열처리하는 단계; 및 b) 열처리된 직물에 대해 170 ~ 210℃의 온도로 염색시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 직물의 평량은 100 ~ 200 g/㎡일 수 있다.
한편, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 50 : 50 ~ 90 : 10의 중량비로 포함하는 혼방사를 경사 및 위사로 포함하며, KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단에 20mg/kg 미만으로 포함하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리에스테르 섬유는 잠재권축 폴리에스테르섬유 및 난연성 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단의 평량은 100 ~ 400 g/㎡일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단에 대해 KS K 0520에 의해 측정한 경사방향 인장강도는 300 ~ 1000 N이고, 위사방향 인장강도는 100 ~ 600 N일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단에 대해 KS K ISO 13937-1에 의해 측정한 경사방향 인열강도는 10 ~ 45 N이고, 위사방향 인열강도는 5 ~ 35 N일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 원단의 평량은 100 ~ 200 g/㎡일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 혼방사가 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 63 : 37 ~ 80 : 20의 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 혼방사의 총섬도는 10 ~ 60 면번수(Nec)일 수 있다.
본 발명의 방염원단은 아라미드 등의 방염섬유를 사용한 원단에 비해 가격경쟁력이 높은 동시에 방염효과가 우수하고 잦은 세탁에도 방염효과가 지속되어 방염내구성에 있어 종래의 후처리 방염 원단에 비해 우수하다. 또한, 기계적 강도가 우수해 다양한 용도로 전개될 수 있으며, 방염처리 후에도 원단이 유연하여 착용감이 우수하고 드레이프성이 우수하여 의복으로 제조하기에 적합하다. 나아가, 방염원단의 중요 품질 지표인 포름알데히드 검출량이 기준치 미만으로 극미량만 포함하고 있어 인체에 무해하고 친환경적이다.
도 1은 면섬유로 제직된 방염원단을 이용한 의복의 사진이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방염원단을 위사방향으로 탄화실험한 결과사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방염원단을 경사방향으로 탄화실험한 결과사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 방염성이 없는 원단의 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 방염원단은 아라미드 등의 방염섬유를 원단에 포함시킬 경우 원단의 제품가격이 상승하는 문제점이 있었고, 통상의 재료인 면에 방염 후처리할 경우 기계적 강도가 현저히 저하되어 낮은 평량의 원단으로 제조되어야 하는 제품에는 사용하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 폴리에스테르 섬유로 제직된 원단에 방염처리를 실시한 방염성 원단은 방염처리로 인해 원단이 뻣뻣해져 의복으로 제조시에 착용감이 현저히 저하되는 문제점이 있었다. 나아가, 방염처리된 원단에 포름알데히드 함량이 기준치 보다 높게 포함됨으로써 새집증후군, 아토피 등의 질환을 유발하여 인체에 유해하고 환경친화적이지 못한 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 (1) 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 방적하여 혼방사를 제조하는 단계; (2) 상기 혼방사를 경사 및 위사로 포함시켜 제직하여 직물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 직물에 대해 방염처리 하는 단계;를 포함하여 방염원단을 제조하되, 상기 (1) 단계에서 혼방사에 대하여 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 50 : 50 ~ 90 : 10 중량비로 포함되는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 제품단가가 낮은 동시에 방염효과가 우수하고, 세탁 후에도 방염효과가 유지되어 내구성이 우수하며, 기계적 강도가 향상되고, 원단이 뻣뻣하지 않아 착용감이 우수하며, 인체에 무해할 수 있도록 포름알데히드를 기준치 이하로 극미량만 포함하는 품질이 우수한 방염원단을 제조할수 있다.
먼저, (1) 단계로써 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 방적하여 혼방사를 제조하는 단계;를 포함한다.
구체적으로 상기 혼방사에 포함되는 면섬유와 폴리에스테르 섬유의 혼방 필요성 및 혼방비율에 대해 설명한다.
방염성능이 우수한 슈퍼섬유로 개발되는 아라미드계 섬유나, 폴리벤즈이미다졸 등의 섬유는 가격이 비싸 가격경쟁력을 높이기 위해 종래에는 통상의 직물에 방염처리를 하여 방염원단으로 사용해 왔다. 그러나 통상의 직물 즉, 면직물에 방염처리를 한 경우 원단의 기계적 강도가 현저히 저하되어 이를 의복 등으로 가공이 어렵고, 가공된 의복이 사용중 찢어지거나 하는 등 내구성이 현저히 좋지 못하였으며, 특히 경량감을 위해 원단의 평량을 낮게 할 경우 이러한 문제점이 더더욱 심해지는 문제점이 있었다. 또한, 폴리에스테르 섬유에 방염처리를 한 경우 방염처리 후 원단이 너무 뻣뻣해져 의복으로 가공하기에 용이하지 못하고, 가공된 의복의 착용감이 현저히 저하되어 의복으로 사용되기에 부적합한 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 슈퍼섬유를 사용하지 않고도 우수한 방염효과를 가지면서도 상기와 같은 종래의 면섬유 또는 폴리에스테르 섬유를 단독으로 사용한 원단을 방염처리한 경우 발생할 수 있는 문제점을 제거하기 위한 연구를 계속하던 중, 면섬유와 폴리에스테르를 일정 중량비로 혼방한 혼방사로 원단을 제조할 경우 방염처리 후에도 원단의 기계적 강도가 저하되거나 원단이 뻣뻣해져 의복으로 사용되기 어려운 문제점이 발생하지 않는 것을 알게 되어 본 발명에 이르게 되었다.
이에 따라 낮은 평량으로 원단이 제조되어 방염처리 되더라도 기계적 강도가 저하되지 않고, 원단이 유연하며, 세탁 후에도 방염효과가 지속되기 위해 상기 면섬유와 폴리에스테르 섬유는 50 : 50 ~ 90 : 10 중량비로 포함되어 혼방되며, 바람직하게는 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 63 : 37 ~ 80 : 20 의 중량비로 혼방될 수 있고, 보다 더 바람직하게는 70 : 30 ~ 80 : 20의 중량비로 혼방될 수 있다. 만일 면섬유에 대해 폴리에스테르 섬유가 50 : 50 중량비를 초과하여 포함될 경우 방염처리 후의 원단이 뻣뻣해져 드레이프성이 좋지 않아 의복으로 가공이 용이하지 않고, 착용감이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 면섬유에 대해 폴리에스테르 섬유가 90 : 10 중량비 미만으로 포함될 경우 방염처리 후 원단의 인장강도, 인열강도 등 기계적 강도 향상이 미미하여 쉽게 찢어지는 등 품질저하의 문제점이 있을 수 있다.
상기 (1) 단계에서 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 상기와 같은 중량비로 포함시켜 혼방사를 제조하는 구체적인 방법은 통상적인 혼방사를 제조하기 위한 방법이 사용될 수 있다. 또한, 혼방사를 제조한 후에 사의 집속력을 향상시키고, 제직공정의 용이성을 위해 연사공정을 거칠 수 있고, 바람직하게는 400 ~ 800 TPM의 꼬임수로 연사될 수 있으며, 이때의 꼬임의 방향은 특별히 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제조된 혼방사의 총섬도는 10 ~ 60 면번수(Nec)일 수 있으며, 만일 섬도가 10 면번수 미만일 경우 원단 중량이 너무 높아지게 되어 의류용으로는 적용되지 못하는 문제점이 있을 수 있으며, 섬도가 60 면번수를 초과하는 경우 원단의 촉감은 부드러워지나 방염복 착용을 필요로 하는 환경이 요구하는 기계적 강도를 충족시키기 어려운 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 혼방사에 포함되는 면섬유 및 폴리에스테르 섬유에 대해 좀더 구체적으로 설명한다.
먼저, 면섬유는 바람직하게는 스테이플 섬유일 수 있으며, 이때 면섬유의 섬유장은 38 ~ 140 mm 일 수 있다. 만일 섬유장과 단섬도가 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 폴리에스테르 섬유와 방적작업이 용이하지 못하고, 방적후 사질에 영향을 미쳐 최종 원단의 품질을 저하시키는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 폴리에스테르 섬유는 원면일 수 있으며, 이때 폴리에스테르 섬유의 섬유장은 38 ~ 140 mm, 단섬도는 1 ~ 3 데니어 일 수 있다. 만일 섬유장과 단섬도가 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 면섬유와 방적작업이 용이하지 못하고, 방적후 사질에 영향을 미쳐 최종 원단의 품질을 저하시키는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 (1)단계에 투입되는 폴리에스테르 섬유는 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴레부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리헥실렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시) 에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트/ 네페프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트/ 이소프탈레이트 공중합체 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸-디카르복실레이트 공중합체 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. 더 구체적으로 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트는 단량체로 디올성분인 에틸렌글리콜 및 산성분으로 테레프탈산에 이외에 설폰화된 금속염을 더 포함할 수 있으며, 비제한적인 예로써, 디메틸 설퍼이소프탈레이트 소듐염 등이 있을 수 있고, 난연성을 향상시키기 위한 통상적인 난연성 폴리에스테르 섬유에 포함되는 난연제를 더 포함할 수 있다. 또한, 테레프탈산 이외의 방향족 다가 카르복실산을 단량체로 더 포함할 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써 디메틸테레프탈레이트, 이소프탈레이트 및 디메틸이소프탈레이트 중 어느 하나 이상일 수 있다. 나아가, 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 제외한 디올성분이 단량체로 더 포함될 수 있으며, 이러한 디올성분의 비제한적인 예로써, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등일 수 있다. 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트의 구체적인 조성 및 조성비는 본 발명에서 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리에스테르 섬유는 섬유자체에서 방염효과가 발현될 수 있도록 난연제가 포함된 난연성 폴리에스테르 및 제조된 원단이 보다 신축성을 가져 다양한 용도에서 활용도가 높도록 잠재권축 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 난연제로서는 통상적으로 난연성 폴리에스테르 섬유에 포함되는 난연제를 제한없이 사용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리크실레닐포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 크레실-2,6-크실레닐포스페이트 및 레조르시놀비스(디페닐포스페이트) 등의 방향족 인산 에스테르, 페닐포스폰산 디비닐, 페닐포스폰산 디알릴 및 페닐포스폰산(1-부테닐) 등의 포스폰산 에스테르, 디페닐포스핀산 페닐, 디페닐포스핀산 메틸, 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥시드 유도체 등의 포스핀산 에스테르, 비스(2-알릴페녹시)포스파겐, 디크레실포스파겐 등의 포스파겐 화합물, 인산 멜라민, 피로인산멜라민, 폴리인산 멜라민, 폴리인산 멜람, 폴리인산 암모늄, 인 함유 비닐벤질 화합물 및 적인(赤燐) 등의 인계난연제, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등의 금속 수산화물, 브롬 화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 브롬화 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 헥사브로모벤젠, 펜타브로모톨루엔, 에틸렌비스(펜타브로모페닐), 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드, 1,2-디브로모-4-(1,2-디브로모에틸)시클로헥산, 테트라브로모시클로옥탄, 헥사브로모시클로도데칸, 비스(트리브로모페녹시)에탄, 브롬화 폴리페닐렌에테르, 브롬화 폴리스티렌 및 2,4,6-트리스(트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진, 트리브로모페닐말레이미드, 트리브로모페닐아크릴레이트, 트리브로모페닐메타크릴레이트, 테트라브로모 비스페놀 A형 디메타크릴레이트, 펜타브로모벤질아크릴레이트, 및 브롬화 스티렌 등의 브롬계 난연제 등을 단독 또는 2 종이상 병용하여 사용할 수 있으며 바람직하게는 인을 포함하는 난연제가 사용될 수 있다. 상기 난연제는 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 1 ~ 70 중량부로 포함될 수 있으며,바람직하게는 10 ~ 30 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 잠재권축 폴리에스테르 섬유의 경우 통상적인 잠재권축 폴리에스테르 섬유를 제한 없이 사용할 수 있으며, 점도차를 가지는 폴리에스테르계 수지를 복합 방사함을 통해 제조되는 잠재권축성 섬유를 포함할 수 있고, 이때 상기 폴리에스테르계 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴레부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리헥실렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시) 에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트/ 네페프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트/ 이소프탈레이트 공중합체 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸-디카르복실레이트 공중합체 등을 단독 또는 2종이상 병용할 수 있고, 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트의 구체적 설명은 상술한 바와 같은 바 생략하기로 한다.
다음으로, (2) 단계로써, 상기 (1) 단계를 통해 제조된 혼방사를 경사 및 위사에 포함시켜 제직하여 직물을 제조하는 단계;를 포함한다.
먼저, 상기 직물은 혼방사를 경사 및 위사로 사용하여 제직(weaving)하여 제조될 수 있으며, 목적에 따라 이종의 섬유가 경사의 일부나 위사의 일부로 포함될 수 있다. 상기 이종의 섬유에 대한 비제한적인 예로써, 폴리아미드계 섬유, 유리섬유, 금속섬유, 무기섬유 등을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 (1) 단계에서 폴리에스테르 섬유는 기능성이 부여된 난연성 폴리에스테르 섬유 및 잠재권축 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상일 수 있는데, 바람직하게는 잠재권축 폴리에스테르 섬유가 포함된 혼방사의 경우 위사로 포함될 수 있고, 이때 경사로 난연성 폴리에스테르 섬유가 포함된 혼방사가 사용될 수 있다. 이 경우 잠재권축 폴리에스테르 섬유를 포함된 혼방사를 경사와 위사로 모두 사용한 경우에 비해 적절한 신축성을 발현함과 동시에 원단의 방염효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 제직의 구체적인 방법은 통상적인 직물의 제직방법일 수 있다. 또한, 직물의 조직은 평직, 능직, 수자직, 이중직, 파일직, 익직 및 크레이프직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조직일 수 있고, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 나타낼 수도 있다.
상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 삼원조직 각각의 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화 있는 직물일 수 있고, 예를 들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.
상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다.
또한, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 구현하여 문직물로 제조할 수 있는데 구체적으로 도비직물, 자카드 직물, 색사와 조직의 배합에 의한 문직물을 제조할 수 있다.
더 구체적으로 상기 도비직물은 비교적 간단한 무늬를 가지는 원단을 제조하기에 적합하며, 20 ~ 40올의 위사에 의해서 완성되는 극히 작은 무늬와 바둑 무늬으 표현에 사용될 수 있고, 이에 대한 비제한적 예로써, 피케(pique)직, 버즈아이(birds-eye)직, 와플 클로스(waffle cloth)직, 허케백(huekaback)직, 크레이프직 등이 있다.
상기 자카드 직물은 상기 도비직물과는 다르게 큰 무늬 또는 곡선의 표현이 구현가능한 직물로, 이에 대한 비제한적 예로써, 브로케이드(brocade), 대머스크(damask), 티피스트리(tapestry) 등일 수 있다.
상기 색상과 조직의 배합에 의한 문직물은 색사와 평직, 바스켓직, 능직 등의 조직의 배합에 의해 작은 기하학적 무늬를 가진 직물을 만들 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 대조가 되는 두 가지 색사를 경위사 모두 한올씩 교대로 배정하고 평직으로 제직하면 경 또는 위방향의 가는 줄무늬를 만들 수 있으며, 경사와 위사에 대조되는 두 가지 색사를 사용하고 평직 또는 바스켓 조직으로 제직하면 크로우즈풋(crowfoot) 무늬를 만들 수 있다. 또한, 경위사에 대조가 되는 두가지 색사를 4올씩 교대로 배열하고, 2/2 능직으로 제직하여 연결되지 않은 4각 별모양의 무늬를 나타낼 수 있으며(도그즈투스 체크(dogstooth check)), 상기 가는 줄무늬를 경방향 및 위방향 교대로 배치하면 체크무늬를 구현할 수도 있다.
상기 크레이프직은 본 발명에 따른 원사와 크레이프사를 함께 사용하거나 직물 조직을 변화시켜 크레이프직, 시어서커로 제조할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 통상적인 크레이프류의 제조방법일 수 있다.
또한, 상기 파일직물은 위파일 직물, 경파일직물, 테리직물, 터프트 파일 직물, 셔닐직물, 플로크파일 직물일수 있으며, 각각의 제조방법은 통상적인 각각의 파일직물의 제조방법일 수 있다. 다만, 이상으로 상술한 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않는다.
한편, 상기 (2) 단계의 제직시 경·위사 밀도는 본 발명에서 특별하게 한정하지 않는다. 다만, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제직된 직물의 평량은 100 g/㎡일 수 있고, 보다 바람직하게는 100 ~ 400 g/㎡일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 100 ~ 200 g/㎡일 수 있다. 본 발명은 상기 범위를 만족하는 평량을 가지는 직물을 사용함으로써 경량감을 발현함과 동시에 평량이 낮음에도 불구하고 현저히 향상된 기계적 강도를 발현할 수 있다. 종래의 면직물에 방염처리할 경우 처리 이후 방염원단의 기계적 강도가 현저히 저하되었고, 경량감을 위해 평량이 낮은 면직물을 사용한 방염원단의 경우 이러한 문제점이 더욱 심해졌다. 또한, 기계적 강도를 높이기 위해 평량을 증가시킬 경우 기계적 강도를 당연히 증가시킬 수 있으나 의복으로써의 경량감을 고려시 매우 바람직하지 못하다. 그러나 본 발명은 낮은 평량으로 제직된 원단일지라도 방염처리 후 향상된 인장강도, 인열강도를 발현함에 따라 우수한 기계적 강도를 가지는 동시에 경량감 있는 방염원단을 구현할 수 있는 이점이 있다. 만일 평량이 100 g/㎡ 미만일 경우 원단의 기계적 강도가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 평량이 400 g/㎡을 초과하는 경우 제조되는 방염원단의 경량성이 저하되는 문제점이 있어 의복으로 제조 및 착용시에 활동성이 저해되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 제직된 직물은 통상적인 직물제조 후 염색공정 이전에 수행되는 발호, 정련 및 표백공정을 수행할 수 있으며, 이때 상기 각각의 공정은 통상적인 탈호, 정련, 표백공정의 방법에 의할 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계 이후에 열고정을 통해 제조된 직물의 형태안정성을 높이기 위해 a) 단계로써, 제직된 직물에 대해 150 ~ 190℃의 온도로 30 ~ 60초간 열처리하는 단계;를 더 수행할 수 있다. 상기 온도 및 시간조건을 만족하지 못하는 경우 직물이 열에 의해 손상을 입거나 열고정이 제대로 되지 않아 형태안정성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 a)단계 이후에 b)단계로써, 열처리된 직물에 대해 170 ~ 210℃의 온도로 염색시키는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 염색의 구체적인 방법은 통상적인 면직물과 폴리에스테르 직물의 염색방법에 의할 수 있는데, 바람직하게는 연속염색기에서 상기의 온도조건에서 면염색과 폴리에스테르염색 공정을 진행할 수 있다.
다음으로, (3) 단계로써, 직물에 대해 방염처리 하는 단계;를 포함한다.
상기 방염처리에 사용되는 방염제는 통상적인 방염제일 수 있으며, 직물에 대해 형상 등을 변화시키지 아니하고 방염화하기 위하여 방염성이 있는 물질을 물 또는 용제에 용해한 액상의 방염액일 수 있다. 구체적으로 질소, 인, 안티몬 등의 5족 원소와 불소, 염소, 브롬 등이 할로겐 원소를 포함하는 난연성 성분이 방염액에 포함될 수 있으나 바람직하게는 본 발명에 따른 직물에 포함되는 혼방사의 소재인 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 고려하여 인을 원소로 포함하는 인계 방염제가 사용될 수 있다. 다만, 목적에 따라 브롬계 방염제가 인계 방염제에 혼합되어 사용될 수도 있다. 인계 방염제에 대한 비제한적인 예로써, N-메틸올디메틸포스포노프로피온 아마이드(N-methylol dimethylphosphonopropion amide), 테트라키스하이드록시메틸포스프늄 클로라이드(Tetrakishydroxymethylphosphnium chloride), 펜타브로모디페닐오사이드(Pentabromodiphenyloxide)와 포스페이트(phosphate)의 에스테르 화합물, 디페닐부틸아마이드포스페이트(Diphenylbutylamidophosphate), p-트리그레실 포스페이트(p-tricresyl phosphate), 인산암모늄, 메틸포스포노익산(Methylphosphonic acid), 암모늄폴리포스페이트, 할로알킬포스페이트(ex. 클로로트릴아릴포스페이트) 및 디알킬포스포노카르복실 아마이드(dialkylphosphonocarboxylic acid amide) 등을 1종 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 이러한 인계방염제는 열분해에 의해 인산, 메타인산 또는 폴리메타 인산을 생성해 인산층에 의한 보호층의 형성과 폴리메타 인산에 의한 탈수작용으로 차단효과가 발휘될 수 있다.
상기 방염액에는 상술한 것과 같은 방염제 이외에 페놀계, 아민계 등의 내열성방지제와 힌디드아민화합물 등의 내후성부여재 및 이를 분산시키기 물, 유기용매 등이 분산제로 포함될 수 있으며, 방염액의 구체적인 조성 및 함량은 목적에 따라 달라질 수 있다.
상기 방염처리의 구체적인 방법은 통상적인 방염처리 방법일 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 패딩(padding), 침적, 스프레이, 코팅 등에 의할 수 있으며 보다 바람직하게는 패딩 가공에 의할 수 있다. 방염처리는 1회 또는 목적에 따라 1회 방염처리 후 1회 이상 재방염 처리할 수 있다. 상기 패딩가공의 구체적인 방법은 직물을 패딩한 후, 건열처리, 포화 상압스팀처리, 과열스팀처리, 고압스팀처리 등의 증열 처리에 의해서 열처리할 수 있다. 이러한 증열처리 시 열처리의 온도는 통상 110 ~210℃이고, 바람직하게는 150 ~ 210℃일 수 있다. 만일 열처리 온도가 210℃를 초과하는 경우 직물에 포함된 혼방사에 포함된 폴리에스테르 섬유의 황변이나 취화의 우려가 있다.
상기 방염처리는 방염제를 산화시키기 위해 과산화수소 수용액, 과산화 붕산 나트륨 수용액 등과 같은 산화제를 더 처리할 수 있으며, 세척하는 과정을 수행하기 위해 탄산나트륨 수용액과 같은 염기성 수용액으로 세척하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 세척과정 수행 전에 목적에 따라 산화제 처리 후 건조시킨 다음 세척과정을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 (3) 단계를 거쳐 방염처리된 직물은 물을 이용하여 충분한 수세작업을 더 거칠 수 있으며, 수축율 방지를 위한 통상적인 방축 가공을 수행할 수 있고, 직물에 포함된 면섬유의 형태고정을 위해 통상적인 방법에 의한 수지가공을 더 수행할 수 있다. 또한, 상기와 같은 가공을 거친 직물은 최종 열처리를 더 거쳐 방염원단으로 제조될 수 있다.
상기와 같은 공정을 통해 제조된 방염원단은 KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단에 20mg/kg 미만으로 포함될 수 있는데, 이를 통해 인체에 무해하여 원단이 의복으로 사용되기에 더욱 적합할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기와 같은 제조방법으로 제조된 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 50 : 50 ~ 90 : 10의 중량비로 포함하는 혼방사를 경사 및 위사로 포함하고, KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단에 20mg/kg 미만으로 포함하는 방염원단을 포함한다.
본 발명은 낮은 평량으로 원단이 제조되어 방염처리 되더라도 기계적 강도가 저하되지 않고, 원단이 유연하며, 세탁 후에도 방염효과가 지속되기 위해 방염원단에 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 50 : 50 ~ 90 : 10 중량비로 포함되어 혼방된 혼방사를 포함하며, 바람직하게는 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 63 : 37 ~ 80 : 20 의 중량비로 혼방된 혼방사가 포함될 수 있고, 보다 더 바람직하게는 70 : 30 ~ 80 : 20의 중량비로 혼방된 혼방사가 포함될 수 있다. 만일 면섬유에 대해 폴리에스테르 섬유가 50 : 50 중량비를 초과하여 포함된 혼방사를 포함할 경우 방염처리 후의 원단이 뻣뻣해져 드레이프성이 좋지 않아 의복으로 가공이 용이하지 않고, 착용감이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 면섬유에 대해 폴리에스테르 섬유가 90 : 10 중량비 미만으로 포함된 혼방사를 포함할 경우 방염처리 후 원단의 인장강도, 인열강도 등 기계적 강도 향상이 미미하여 쉽게 찢어지는 등 품질저하의 문제점이 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 원단은 KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드를 원단 1kg당 20mg 미만으로 포함한다. 종래의 방염원단의 경우 방염처리 시 사용되는 방염액의 분산제, 각종 내후성 첨가제 등으로 포함될 수 있는 화합물에 포름알데히드를 포함할 수 있고, 이에 따라 최종 제조되는 방염원단에 기준치 이상의 포름알데히드가 포함되는 문제점이 있었다. 이에 따라 KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단 1kg당 20mg을 초과하여 포함된 원단의 경우 새집증후군, 아토피 등의 질환을 유발하여 인체에 유해하고 환경친화적이지 못한 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 원단은 KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드를 원단 1kg당 20mg 미만으로 포함함으로써 이를 의복이나, 커튼 등 인테리어 용품으로 사용해도 인체에 무해하고 친환경적인 이점이 있다.
상기 혼방사에 포함되는 폴리에스테르 섬유는 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴레부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리헥실렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시) 에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트/ 네페프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트/ 이소프탈레이트 공중합체 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸-디카르복실레이트 공중합체 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리에스테르 섬유는 섬유자체에서 방염효과가 발현될 수 있도록 난연제가 포함된 난연성 폴리에스테르 및 제조된 원단이 보다 신축성을 가져 다양한 용도에서 활용도가 높도록 잠재권축 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다. 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 난연제의 구체적인 종류, 잠재권축 폴리에스테르 섬유에 대한 설명은 상술한 제조방법에서의 설명과 같은 바 이하 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 혼방사의 총섬도는 10 ~ 60 면번수(Nec)일 수 있으며, 만일 섬도가 10 면번수 미만일 경우, 원단 중량이 너무 높아지게 되어 의류용으로는 적용되지 못하는 문제점이 있을 수 있으며, 섬도가 60 면번수를 초과하는 경우 원단의 촉감은 부드러워지나 방염복 착용을 필요로 하는 환경대비 기계적 강도 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 원단은 상술한 혼방사를 원단의 경사 및 위사 중 어느 하나 이상에 포함하는데, 바람직하게는 방염효과, 인장강도, 인열강도의 향상을 위해 경사 및 위사 모두에 포함될 수 있으며, 목적에 따라 경사 및 위사 중 어느 하나에 또는 경사의 일부나 위사의 일부로 이종의 섬유가 포함될 수도 있다. 상기 이종의 섬유에 대한 비제한적인 예로써, 폴리아미드계 섬유, 유리섬유, 금속섬유, 무기섬유 등을 포함할 수 있다. 만일, 혼방사에 포함된 폴리에스테르 섬유가 기능성이 부여된 난연성 폴리에스테르 섬유 및 잠재권축 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상인 경우, 먼저, 잠재권축 폴리에스테르 섬유가 포함된 혼방사의 경우 바람직하게는 위사로 포함될 수 있고, 이때 경사로 난연성 폴리에스테르 섬유가 포함된 혼방사가 사용될 수 있다. 이 경우 잠재권축 폴리에스테르 섬유를 포함된 혼방사를 경사와 위사로 모두 사용한 경우에 비해 적절한 신축성을 발현함과 동시에 원단의 방염효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기와 같은 혼방사를 포함하는 원단의 구체적인 조직은 상술한 제조방법에서의 직물의 조직일 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 원단의 평량은 100 g/㎡일 수 있고, 보다 바람직하게는 100 ~ 400 g/㎡일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 100 ~ 200 g/㎡일 수 있다. 본 발명은 상기 범위를 만족하는 평량을 가지는 직물을 사용함으로써 경량감을 발현함과 동시에 평량이 낮음에도 불구하고 현저히 향상된 기계적 강도를 발현할 수 있다. 종래의 면직물에 방염처리할 경우 처리 이후 방염원단의 기계적 강도가 현저히 저하되었고, 경량감을 위해 평량이 낮은 면직물을 사용한 방염원단의 경우 이러한 문제점이 더욱 심해졌다. 또한, 기계적 강도를 높이기 위해 평량을 증가시킬 경우 기계적 강도를 당연히 증가시킬 수 있으나 의복으로써의 경량감을 고려시 매우 바람직하지 못하다. 그러나 본 발명은 낮은 평량으로 제직된 원단일지라도 방염처리 후 향상된 인장강도, 인열강도를 발현함에 따라 우수한 기계적 강도를 가지는 동시에 경량감 있는 방염원단을 구현할 수 있는 이점이 있다. 만일 평량이 100 g/㎡ 미만일 경우 원단의 기계적 강도가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 평량이 400 g/㎡을 초과하는 경우 제조되는 방염원단의 경량성이 저하되는 문제점이 있어 의복으로 제조 및 착용시에 활동성이 저해되는 문제점이 있을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 방염원단은 상기와 같은 낮은 평량을 가짐에도 불구하고 기계적 강도가 현저히 우수해 본 발명의 바람직한 일실시예 따르면, 상기 원단에 대해 KS K 0520에 의해 측정한 경사방향 인장강도는 300 ~ 1000 N이고, 보다 바람직하게는 600 ~ 1000N일 수 있으며, 위사방향 인장강도는 100 ~ 600 N일 수 있으며 보다 바람직하게는 300 ~ 600N일 수 있으며, 상기 원단에 대해 KS K ISO 13937-1에 의해 측정한 경사방향 인열강도는 10 ~ 45 N이고, 보다 바람직하게는 25 ~ 45N이며, 위사방향 인열강도는 5 ~ 35 N이고 보다 바람직하게는 15 ~ 35N일 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
면섬유(섬유장 : 38 mm) 70중량%와 인계난연제가 단량체로 포함된 난연성 폴리에스테르 원면(제조사 : 웅진케미칼) 30 중량%를 통상적인 방법으로 방적하여 Z600 TPM 의 꼬임을 주어 연사한 후 섬도가 16면번수인 혼방사를 제조하였다.
상기 제조된 혼방사를 경사 및 위사로 사용하여 2/1 트윌조직의 직물을 제직한 후, 연속 전처리기에서 통상적인 방법에 의해 발호, 정련 및 표백을 실시하고, 내부열 분포를 균등하게 한 열처리기를 통해 45초 동안 170℃로 건열셋팅 하였으며, 이후 연속염색기에서 190℃에서 통상적인 방법에 의해 각각 면과 폴리에스테르 염색 작업을 실시하였다.
이후 염색된 직물에 대해 인산계 방염액(dialkylphosphonocarboxylic acid amide 계 방염조제)을 산염욕 상태(pH 3~4)에서 패팅(Padding) 가공법으로 180℃에서 45분간 처리하였고, 충분한 수세 작업을 실시하였으며, 이후 190℃에서 45초간 최종 열처리 공정을 거쳐 평량이 268g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
Figure 112014021084600-pat00001
이때, n=12이며, R은 에틸기임.
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 혼방사에 포함되는 면섬유와 폴리에스테르 섬유 각각을 70 중량%, 30 중량% 대신에 각각 65중량%, 35중량%로 하여 제조된 30 면번수 혼방사를 통해 평량이 189g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 혼방사에 포함되는 면섬유와 폴리에스테르 섬유 각각을 70 중량%, 30 중량% 대신에 각각 55중량%, 45중량%로 하여 제조된 30 면번수 혼방사를 통해 평량이 192.6/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<실시예 4>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 혼방사에 포함되는 면섬유와 폴리에스테르 섬유 각각을 70 중량%, 30 중량% 대신에 각각 85중량%, 15중량%로 하여 제조된 30 면번수 혼방사를 통해 평량이 190.8g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<실시예 5>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 40 면번수 혼방사를 통해 원단의 평량이 268g/㎡ 대신에 평량이 79.8g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<실시예 6>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 실시예 1에서 제조된 혼방사(혼방사 1, 난연성 폴리에스테르 30중량%/면섬유 70중량%)를 경사로 하고, 위사로 잠재권축 폴리에스테르 원면(제조사 : 웅진케미칼) 35중량%를 면섬유 65중량%를 포함하는 혼방사(혼방사 2)를 위사로 하여 2/1 트윌조직의 직물을 제직하였고, 이를 통해 평량이 192.1g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 혼방사에 포함되는 면섬유와 폴리에스테르 섬유 각각을 70 중량%, 30 중량% 대신에 각각 45중량%, 65중량%로 하여 제조된 30 면번수 혼방사를 통해 평량이 187.6g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 혼방사에 포함되는 면섬유와 폴리에스테르 섬유 각각을 70 중량%, 30 중량% 대신에 각각 95중량%, 5중량%로 하여 제조된 30 면번수 혼방사를 통해 평량이 187g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
< 비교예 3>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 경사로 16면번수인 면방적사를 사용하고, 위사로 16번수인 난연성 폴리에스테르(제조사 : 웅진케미칼) 방적사를 사용하여 평량이 268.1g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
< 비교예 4>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 30 면번수 면방적사를 경사와 위사로 사용하여 평량이 191.1g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
< 비교예 5>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 30면번수인 난연성 폴리에스테르(제조사 : 웅진케미칼) 방적사를 경사와 위사로 사용하여 평량이 192.7g/㎡인 방염원단을 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 방염원단에 대해 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
1. 초기 방염성능 측정
KS K 0585 : 2008에 의거하여 탄화거리를 측정하였다.
탄화거리가 증가할수록 방염성능이 떨어짐을 의미한다.
2. 방염내구성 측정
방염원단에 대해 10회 세탁 후 KS K 0585: 2008에 의거하여 탄화거리를 측정하였다. 이때 1회 세탁은 온도 40℃, 시간 30분, 텀블건조를 통해 수행하였다.
3. 인장강도 및 인열강도 측정
인장강도는 KS K 0520 : 2009, C.R.E, 그래브법에 의해 측정하였고, 인열강도는 KS K ISO 13937-1 : 2009, 펜듈럼법에 의해 측정하였다.
4. 방염원단의 유연성 측정
방염원단 유연성에 대해 전문가 10인의 관능평가를 실시하였으며, 원단이 유연한 경우를 0으로 표기하고, 원단이 뻣뻣한 정도가 심할수록 1 ~ 5로 표기하였다.
뻣뻣한 정도가 심할수록 원단이 의복으로 가공시에 착용감이 불량해진다.
<실험예 2>
실시예 1 및 2를 통해 제조된 방염원단에 대해 하기의 물성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
1. 방염성능 측정
KS K 0585 : 2008에 의거하여 잔염시간, 잔진시간, 탄화거리를 측정하였다.
2. 포름알데히드 함량
KS K ISO 14184-1 : 2009에 의거하여 포름알데히드 함량을 측정하였다.
상기 포름알데히드 함량은 FITI 시험연구원에 물성평가 의뢰하여 측정하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
혼방사 면섬유(중량%) 70 65 55 85 70 70/65
폴리에스테르(중량%) 30 35 45 15 30 30/35
방염
원단		 평량(g/㎡) 268.1 189 192.6 190.8 79.8 192.1
초기
방염성		 탄화거리(경사, cm) 15 15 18 13 15 14
탄화거리(위사, cm) 15 15 19 14 16 13
세탁
10회후		 탄화거리(경사, cm) 16 14 21 13 15 15
탄화거리(위사, cm) 17 13 20 15 17 17
인장
강도		 경사(N) 820 620 684 415 283 635
위사(N) 520 390 420 190 125 407
인열
강도		 경사(N) 38 31 34 21 12 32
위사(N) 27 20 23 12 4 22
원단유연성 0 1 2 0 0 0
실시예 6은 혼방사1(면70중량%/난연성 폴리에스테르30중량%). 혼방사2(면65중량%/잠재권축 폴리에스테르35중량%) 를 포함하는 원단임
비교예1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
혼방사 면섬유(중량%) 45 95 - - -
폴리에스테르(중량%) 55 5 - - -
방염원단 평량(g/㎡) 187.6 187 268.1 191.1 192.7
초기방염성 탄화거리(경사, cm) 23 14 방염성
없음		 13 방염성
없음
탄화거리(위사, cm) 25 14 14
세탁10회후 탄화거리(경사, cm) 27 15 15
탄화거리(위사, cm) 26 16 15
인장강도 경사(N) 690 350 450 210 495
위사(N) 430 145 432 95 265
인열강도 경사(N) 36 15 28 8 19
위사(N) 25 7 20 4 14
원단 유연성 4 0 3 0 5
*비교예 3~5는 혼방사를 사용하지 않은 경우로, 비교예 3은 경사로 면방적사, 위사로 난연폴리에스테르 방적사를 사용, 비교예 4는 면방적사를 경, 위사로 사용, 비교예 5는 난연폴리에스테르 방적사를 경,위사로 사용한 경우임.
구체적으로 상기 표 1내지 2에서 확인할 수 있듯이, 혼방사에서 면섬유의 비율이 점차 감소하는 실시예 1 ~ 3에서 실시예 3은 실시예 2보다 기계적 강도가 우수했으나 실시예 1 및 2에 비해 방염성 및 방염내구성에서 저하되고, 폴리에스테르 함량의 증가로 유연성이 저하되었음을 확인할 수 있다.
또한, 혼방사에서 면섬유 비율이 80 중량%를 초과하여 증가된 실시예 4의 경우 실시예 3에 비해 다소 방염성이 향상되었으나 인장강도와 인열강도가 현저히 저하되었음을 확인할 수 있다.
또한, 평량이 100 g/㎡ 미만으로 제조된 실시예 5의 경우 실시예 1 내지 4와 비교했을 때 인장강도 및 인열강도가 현저히 저하되었음을 확인할 수 있다.
한편, 혼방사에서 면섬유의 비율이 50중량% 미만으로 하여 제조된 비교예 1의 경우 방염성 및 방염내구성에 있어 실시예 1, 2에 비해 현저히 좋지 못했으며, 원단의 유연성이 매우 좋지 못함을 확인할 수 있다.
또한, 혼방사에서 면섬유의 비율이 90중량%를 초과한 비교예 2의 경우 방염성 및 방염내구성에 실시예 1, 2와 유사해 보이나, 인장강도 및 인열강도가 실시예 2보다 현저히 저하된 것을 확인할 수 있다.
또한, 혼방사가 아닌 면방적사와 난연 폴리에스테르 방적사를 경사와 위사로 각각 사용하여 제조한 비교예 3의 경우 방염성이 없는 것으로 측정되었고, 기계적 강도에 있어 실시예 1보다 저하되었음을 확인할 수 있으며, 원단 유연성도 좋지 못한 것으로 평가되었다.
또한, 면방적사를 위사와 경사로 사용하여 제조한 비교예 4의 경우 방염성은 실시예 1, 2와 비교해 유사해 보이나, 인장강도, 인열강도가 실시예 2보다 현저히 저하되었음을 확인할 수 있다.
또한, 난연 폴리리에스테르 방적사를 경, 위사로 모두 사용하여 제조한 비교예 5의 경우 방염성이 없는 것으로 측정되었고, 기계적강도 또한 실시예 1, 2보다 좋지 않으며, 원단 유연성이 매우 낮게 평가되었다.
실시예1 실시예2
방화성능 잔염시간
(초)		 경사 0 0
위사 0 0
잔진시간
(초)		 경사 0 0
위사 0 0
탄화거리
(cm)		 경사 15 15
위사 15 15
포름알데히드 함량
(FITI 시험연구원 포름알데히드 검출한계 20mg/kg)		 검출안됨 검출안됨
구체적으로 상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 및 2에서 제조된 방염원단은 잔염시간과 잔진시간이 0초로 방염성능이 매우 우수함을 확인할 수 있으며, 포름알데히드 함량 측정 결과 검출이 되지 않음을 확인할 수 있다.

Claims (17)

  1. (1) 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 방적하여 혼방사를 제조하는 단계;
    (2) 상기 혼방사를 경사 및 위사로 포함시켜 제직하여 직물을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 직물을 방염액에 패딩시켜 방염처리 하는 단계;를 포함하여 방염원단을 제조하되,
    상기 (1) 단계의 혼방사는 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 50 : 50 ~ 90 : 10 중량비로 포함되는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하고, 상기 방염원단의 평량은 100 ~ 400g/㎡인 것을 특징으로 하는 방염원단 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 면섬유의 섬유장은 38 ~ 140 mm이고, 폴리에스테르 섬유의 섬유장은 38 ~ 140 mm, 단섬도는 1 ~ 3데니어인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼방사의 총섬도는 10 ~ 60 면번수(Nec)인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 섬유는 잠재권축 폴리에스테르섬유 및 난연성 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (1) 단계에서 혼방사에 대하여 면섬유와 폴리에스테르 섬유가 63 : 37 ~ 80 : 20 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 (2) 단계와 (3)단계 사이에
    a) 직물에 대해 150 ~ 190℃의 온도로 30 ~ 60초간 열처리하는 단계; 및
    b) 열처리된 직물에 대해 170 ~ 210℃의 온도로 염색시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 직물의 평량은 100 ~ 200 g/㎡인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방염원단은 KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단에 20mg/kg 미만으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단 제조방법.
  10. 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 50 : 50 ~ 90 : 10의 중량비로 포함하는 혼방사를 경사 및 위사로 포함하는 직물; 및
    상기 직물에 충진(padding)된 방염제;를 포함하고,
    평량이 100 ~ 400g/㎡이며, KS K ISO 14184-1에 의해 측정한 포름알데히드가 원단에 20mg/kg 미만으로 포함하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 섬유는 잠재권축 폴리에스테르섬유 및 난연성 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 원단에 대해 KS K 0520에 의해 측정한 경사방향 인장강도는 300 ~ 1000 N이고, 위사방향 인장강도는 100 ~ 600 N인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 원단에 대해 KS K ISO 13937-1에 의해 측정한 경사방향 인열강도는 10 ~ 45 N이고, 위사방향 인열강도는 5 ~ 35 N인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 원단의 평량은 100 ~ 200 g/㎡인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 혼방사가 면섬유와 폴리에스테르 섬유를 63 : 37 ~ 80 : 20의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 혼방사의 섬도는 10 ~ 60 면번수(Nec)인 것을 특징으로 하는 면/폴리에스테르 혼방사를 포함하는 방염원단.
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