KR101537261B1 - 도전 방적사의 제조방법, 이로 제조된 도전 방적사 및 활선도전복 - Google Patents

도전 방적사의 제조방법, 이로 제조된 도전 방적사 및 활선도전복 Download PDF

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Abstract

본 발명은 융점이 250℃ 이상인 난연 단섬유와 금속섬유가 혼합된 도전 방적사를 제조하는 방적공정 중에 혼타면 공정을 거쳐 제조된 상기 난연 단섬유 웹(Web)과 연조공정을 거쳐 제조한 상기 금속섬유 슬라이버(Sliver)를 카딩기에 공급하여 상기 난연 단섬유와 금속섬유가 혼합된 웹을 제조함으로써 상기 도전 방적사 내에 금속섬유들이 서로 뭉쳐 넵(Nep)을 형성하는 것을 효과적으로 방지한다.
그로 인해, 상기 도전 방적사로 직물을 제직시 방적사 내 금속섬유가 부서러져 떨어지는 문제를 차단하고, 이로 제조된 활선 도전복을 반복 세탁시 금속섬유가 빠져나가 전기전도성이 저하되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 활선 도전복은 세탁내구성이 우수하여 사용수명이 연장되고, 내열성 및 전기전도성도 향상된다.

Description

도전 방적사의 제조방법, 이로 제조된 도전 방적사 및 활선도전복{Method of manufacturing conductive spun yarn, conductive spun yarn manufactured thereby and conductive clothes manufactured thereby}
본 발명은 도전 방적사의 제조방법, 이로 제조된 도전 방적사 및 활선 도전복에 관한 것으로서, 구체적으로는 내열성 및 전기전도성이 뛰어나며 세탁내구성이 양호하여 사용 수명이 길어지는 도전 방적사 및 활선 도전복의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 송전선로를 유지보수 하는 방법은 2가지가 있는데, 하나는 송전선로에 공급되고 있는 전력을 끊고 휴전상태에서 작업하는 사선작업 방법과, 나머지는 송전선로에 전력을 공급한 상태에서 작업자와 송전선로를 등 전위시킨 상태에서 작업하는 활선작업 방법이다.
통상, 송전선로 활선작업을 할 경우 작업자는 절연된 상태에서 철탑에서부터 전선측으로 이동을 하고, 전선 부근에서는 순간적으로 전선과 작업자를 동선으로 연결하여 작업자와 송전선의 전압이 등전위가 되도록 한다. 이때, 도전복을 착용하지 않을 경우 작업자와 송전선로 상에 전위차가 발생하여 작업자의 피부를 통해 코로나 방전현상이 발생하거나, 또는 작업자가 감전 현상을 느낄 수 있다. 따라서, 이러한 위험을 제거하기 위해 작업자는 도전복을 착용하여야 한다.
송전선로에 전력을 공급한 상태에서 송전선로를 유지 보수하는 상기 활선작업 방법시 착용하는 도전복을 활선 도전복이라고 한다.
활선 도전복을 제조하는 종래기술로서 대한민국 제10-2012-0131054호에서는 통상적인 방적공정을 거쳐 파라-아라미드 단섬유와 스테인레스 스틸섬유가 7:3의 비율로 혼합된 방적사를 제조한 다음, 제조된 방적사로 직물을 제직하고, 제직된 직물을 봉제하여 활선 도전복을 제조하는 방법을 게재하고 있다.
상기 종래기술은 파라-아라미드 단섬유와 스테인레스 스틸섬유가 혼합된 방적사에는 스테인레스 스틸섬유들끼리 서로 뭉쳐 형성된 넵(Nep)이 너무 많이 발생되어 제직시 스테인레스 스틸섬유 부스러기가 많이 떨어지거나 활선 도전복을 반복 세탁시 스테인레스 스틸 섬유가 빠져나가, 즉 세탁 내구성이 나빠서 활선 도전복의 수명을 단축시키는 문제 등이 발생 되었다.
본 발명의 과제는 세탁내구성이 우수하여 사용수명이 길어지며, 전기전도성 및 내열성이 우수한 도전 방적사 및 활선 도전복을 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 융점이 250℃ 이상인 난연 단섬유와 금속섬유가 혼합된 도전 방적사를 제조하는 방적공정 중에 혼타면 공정을 거쳐 제조된 상기 난연 단섬유 웹(Web)과 연조공정을 거쳐 제조한 금속섬유 슬라이버(Sliver)를 카딩기에 공급하여 상기 난연 단섬유와 금속섬유가 혼합된 웹을 제조함으로써 상기 도전 방적사 내에 금속섬유들이 서로 뭉쳐 넵(Nep)을 형성하는 것을 효과적으로 방지한다.
본 발명에서는 도전 방적사 내에서 금속섬유 들이 서로 뭉치면서 형성되는 넵(Nep)의 개수를 현저하게 감소할 수 있게 된다.
그로 인해, 상기 도전 방적사로 직물을 제직시 방적사내 금속섬유가 부스러져 떨어지는 문제를 차단하고, 활선 도전복을 반복 세탁시 스테인레스 스틸 섬유가 빠져나가 전기전도성이 저하되는 것을 방지한다.
본 발명으로 제조된 활선 도전복은 세탁내구성이 우수하여 사용수명이 연장되고, 내열성 및 전기전도성도 향상된다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 도전 방적사의 제조방법은 방적공정을 거쳐 융점이 250℃ 이상인 난연 단섬유와 금속섬유가 혼방된 도전 방적사를 제조함에 있어서, 혼타면 공정을 거쳐 제조된 난연 단섬유 웹(Web)과 연조공정을 거쳐 제조된 금속섬유 슬라이버(Sliver)를 카딩기에 공급하여 상기 난연 단섬유와 금속 섬유가 혼합된 웹을 제조하는 소면공정을 실시한다.
상기 소면공정에서 난연 단섬유 웹과 금속섬유 슬라이버를 2:8~4:6의 중량비율로 혼합하는 것이 착용성 및 전기전도성을 동시에 향상시키는데 바람직하다.
상기 혼합비율보다 난연 단섬유의 함량이 낮으면 의류로 착용성이 저하되고, 금속섬유의 함량이 낮으면 전기전도성이 저하된다.
본 발명은 난연 단섬유와 금속섬유가 혼합된 방적사를 제조하는 방적공정 중에 혼타면 공정을 거쳐 제조된 난연 단섬유 웹(Web)과 연조공정을 거쳐 제조한 금속섬유 슬라이버(Sliver)를 카딩기에 공급하여 난연 단섬유와 금속섬유가 혼합된 웹을 제조함으로써 상기 방적사 내에 금속섬유들이 서로 뭉쳐 넵(Nep)을 형성하는 것을 효과적으로 방지한다.
그로 인해, 상기 방법으로 제조된 도전 방적사는 5m당 넵(Nep) 개수가 3개 이하이다.
상기 넵(Nep) 개수는 유니포미티 1-B 테스터(젤 웨거 어스트 코포레이션 제작)로 측정하였고, 넵(Nep)은 방적사의 평균직경 보다 200% 이상 더 큰 질량을 갖는 방적사의 일부분을 의미한다.
상기 도전 방적사는 한계산소지수(LOI)가 28 이상이고, 인장강도가 5g/d 이상인 것이 바람직하다.
상기 난연 단섬유는 메타-아라미드 섬유, 파라-아라미드 섬유, 탄소섬유, 난연 레이온섬유, 난연 라오셀 섬유, 난연 폴리에스테르 섬유, 폴리케톤 섬유, 폴리벤조옥사졸 섬유, 폴리벤지미다졸 섬유 또는 폴리페닐렌 설파이드 섬유 등이다.
상기 금속섬유는 길이/직경의 비가 100배 이상이고, 직경이 5~500㎛이고, 길이가 38~102㎜이고, 전기비저항이 1~100Ω/㎝인 것이 바람직하다.
상기 금속섬유는 스테인레스 스틸, 티타늄, 티타늄 합금 페크알로이(Fecralloy), 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철결 비정질 합금, 철계 결정질 합금, 니켈, 니켈 합금, 금, 은 또는 백금 등으로 구성된다.
본 발명은 앞에서 설명한 방법으로 제조된 도전 방적사로 제직된 원단으로 구성되는 도전 활선복을 포함한다.
본 발명으로 제조된 도전 방적사로 제직된 원단은 방염성능이 3㎠ 이하이고, 전기저항이 2.6Ω 이하를 가지며, 차폐율은 72dB를 나타낸다. 또한 허용전류 측정을 통해 표면의 탄화나 연기 발생이 없음을 확인 할 수 있으며, 10회 세탁 시에도 세탁전의 방염성능 및 전기저항이 그대로 유지되어 세탁내구성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 도전 활선복은 전기 저항 시험 및 차폐율 시험을 진행한 결과, 전기 저항은 평균 30Ω, 차폐율은 99.3%를 나타내었다.
그 결과, 본 발명으로 제조된 활선 도전복은 IEC-60895 규격에서 요구하는 활선 도전복의 물성조건들 모두 만족하면서, 종래 제품과 비교시 내열성, 전기저항, 차폐율, 허용전류 및 세탁내구성이 크게 향상되었다.
도전 방적사로 제직된 직물 평가
방염 시험 측정 방법
시료크기는 150㎜ × 300㎜로 경사 방향 3개, 위사 방향 3개를 준비한다. 시험방법은 다음과 같다.
1. 폴리에스테르-면 재료 : 25㎜ × 80㎜ 준비, 이 섬유 조각을 25㎜ × 20㎜의 길이 방향으로 접고, 끝 부분 안쪽으로 넣음.
2. 시료 받침대는 시험 체임버 내 에 수직으로 설치
3. 25~30초간 정상적으로 연소
4.점화 될 때까지 (약 2초) 표준 점화 시료의 아랫부분에 불꽃을 가하고 문
을 닫음.
5. 시험을 종료한 후 KS C IEC 60212의 18~28℃/45~75%에서 15분대기, 가위
로 연소되거나 녹은 부위 절단.
방염시험에 요구되는 성능은 다음과 같다.
1. 연소된 면적이 100㎠이하.
2. 연소 면적이 시료받침대의 수직 부분 및 시료의 상단으로 확대되지 않아 야 함.
전기 저항 시험 측정 방법
시료는 200㎜ × 20㎜ 경, 위사 방향 1개씩, 경*위사에 대해 45° 기운 2개의 시편, 총 4개의 시편을 준비한다. 시험은 다음 방법과 같다.
1.시료를 접촉 전극 사이에 당기지 않으며 놓는다.
2. 전압 측정용 전극은 100㎜ 떨어진 거리에서 삽입.
3. 전기 회로 완성 시, 0.2A의 전류 인가함.
4. 1분후 전압 측정함.
전기 저항 성능에 요구되는 것은 측정값4개에 대한 산술평값이 7보다 작아야 하며 개별 값이 10Ω보다 커서는 안된다.
허용 전류 시험 측정 방법
시료는 200㎜ × 20㎜ 경, 위사 방향 1개씩, 경*위사에 대해 45° 기운 2개의 시편, 총 4개의 시편을 준비한다. 시험은 다음 방법과 같다.
1.시료를 접촉 전극 사이에 당기지 않으며 놓는다.
2. 전압 측정용 전극은 100㎜ 떨어진 거리에서 삽입.
3. 준비된 전극 설비를 통해 1A의 전류를 흘리기 위해 5분 동안 가변 직류
전원 인가함.
허용 전류에서 요구되는 성능은 다음과 같다.
1. 불꽃 및 연기가 발생하지 않아야하며 타는 현상이 없어야한다.
2. 평균값 10Ω 이하
차폐율 시험 측정 방법
시료는 최소 크기 120㎜ × 120㎜의 시편을 준비하며, 시험은 다음과 같다.
1. 섬유 시료 없이 선과 접지 접속부 사이에 5kHz, 400V(실효값) 전압을 가
하여 측정 장치의 전압을 읽고 기준 전압 Uref를 기록.
2. 섬유 시료를 부착하여 선행된 방법과 동일한 절차에 따라 측정 전압 U를
기록.
차폐율 시험에서 요구하는 성능은 SEdb =20log10(Uref/U) 공식에 따라 측정하여 40 dB보다 커야 한다.
도전 활선복 평가
전기 저항
도전 활선복의 전기 저항 시험은 아래와 같이 진행된다.
1. 200mA를 1분간 도전복에 흘린 후 아래의 위치에서 전기 저항을 측정한다.
- 오른쪽 팔 손목단과 왼쪽 팔 손목단 간의 저항
- 오른쪽 발목단과 왼쪽 발목단 간의 저항
- 상의 각 손목단과 각 발목단 간의 저항
전기 저항에서 요구되는 성능은 각 부위 측정값이 50Ω을 넘지 않아야한다.
차폐효율
도전 활선복의 차폐효율 시험은 아래와 같이 진행된다.
마네킹에 도전복 세트를 착용시키고 인체와 도전복 자체에 흐르는 전류를 측정하여 다음과 같이 산정하였다.
I1/(I1 + I2 ) × 100 > 99%
I1 : 도전복과 인체(마네킹)에 흐르는 전류합
I2 : 인체(마네킹)에만 흐르는 전류
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체저으로 살펴본다.
실시예 1
혼타면 공정을 거쳐 메타-아라미드 단섬유들로 구성된 웹(Web)과 연조공정을 거쳐 스테인레스 스틸섬유로 구성된 슬라이버(Sliver)를 3:7의 중량비율로 소면기(카딩기)에 공급하여 메타-아라미드 단섬유와 스테인레스 스틸섬유가 혼합된 웹을 제조한 다음, 상기와 같이 제조된 웹으로 정소면, 연조, 조방 및 정방공정을 거쳐 메타-아라미드 단섬유와 스테인레스 스틸섬유가 혼합된 10's(Ne)의 도전 방적사를 제조하였다. 제조된 도전 방적사의 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
혼타면 공정을 거쳐 메타-아라미드 단섬유들로 구성된 웹(Web)과 혼타면공정을 거쳐 스테인레스 스틸섬유로 구성된 웹(Web)을 3:7의 중량비율로 소면기(카딩기)에 공급하여 메타-아라미드 단섬유와 스테인레스 스틸섬유가 혼합된 웹을 제조한 다음, 상기와 같이 제조된 웹으로 정소면, 연조, 조방 및 정방공정을 거쳐 메타-아라미드 단섬유와 스테인레스 스틸섬유가 혼합된 10's(Ne)의 도전 방적사를 제조하였다.
제조된 도전 방적사의 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
구분 실시에 1 비교실시예 1
번수(Ne) 10 10
파단하중(gf) 1,100 1,000
인장강도(%) 15 10
모듈러스(gf/den) 15 10
실시예 2
실시예 1에서 제조된 도전 방적사는 레피어 직기를 이용하여 경사 30(ea/nch)이하, 위사 30이하의 밀도를 가지며, 중량은 320g/㎡이하, 폭 60인치 이하의 원단을 제직하였다. 제조된 활선 도전복용 원단의 물성은 표 2와 같았다.
비교실시예 2
비교실시예 1에서 제조된 방적사는 실시예 2와 동일한 조건으로 원단을 제직하였다. 제조된 활선 도전복용 원단의 물성은 표 2와 같았다.
구분 실시예 2 비교실시예 2
방염성능(㎠) 3 10
허용전류 Pass Pass
차폐율(dB) 72 70
전기저항(Ω) 2.6 7
세탁내구성(%) 100 70
상기 표 2의 세탁내구성은 IEC-60895 방법으로측정하였다.
실시예 2로 제조된 활선 도전복용 원단을 10회 세탁한 후 방염성능과 전기저항을 측정한 결과는 하기 표 3과 같았다.
구분 세탁 전 세탁 후
방염성능(㎠) 2.5 3
전기저항(Ω) 2.6 6.5
실시예 3
실시예 2에서 제직된 직물을 봉제하여 활선 도전복을 제조하였다. 제조되어진 활선 도전복 완제품을 이용하여 IEC-60895에서 요구하는 완제품의 전기적 성능 시험을 진행한 결과는 표 4와 같았다.
비교실시예 3
비교실시예 3에서 제직된 직물을 봉제하여 활선 도전복을 제조하였다. 제조되어진 활선 도전복 완제품을 이용하여 IEC-60895에서 요구하는 완제품의 전기적 성능 시험을 진행한 결과는 표 4와 같았다.
구분 실시예 3 비교실시예 3
전기저항(Ω) 30 43
차폐효율(%) 99.3 99.0

Claims (7)

  1. 방적공정을 거쳐 융점이 250℃ 이상인 난연 단섬유와 금속섬유가 혼방된 도전 방적사를 제조함에 있어서, 혼타면 공정을 거쳐 제조된 난연 단섬유 웹(Web)과 연조공정을 거쳐 제조된 금속섬유 슬라이버(Sliver)를 카딩기에 공급하여 상기 난연 단섬유와 금속 섬유가 혼합된 웹을 제조하는 소면공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 도전 방적사의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소면공정에서 상기 난연 단섬유 웹과 금속섬유 슬라이버를 2:8~4:6의 중량비율로 카딩기에 공급하는 것을 특징으로 하는 도전 방적사의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 난연 단섬유는 메타-아라미드 섬유, 파라-아라미드 섬유, 탄소섬유, 난연 레이온섬유, 난연 라오셀 섬유, 난연 폴리에스테르 섬유, 폴리케톤 섬유, 폴리벤조옥사졸 섬유, 폴리벤지미다졸 섬유 및 폴리페닐렌 설파이드 섬유 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 도전 방적사의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 금속섬유는 길이/직경의 비가 100배 이상이고, 직경이 5~500㎛이고, 길이가 38~102㎜이고, 전기비저항이 1~100Ω/㎝인 것을 특징으로 하는 도전 방적사의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속섬유는 스테인레스 스틸, 티타늄, 티타늄 합금 페크알로이(Fecralloy), 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철결 비정질 합금, 철계 결정질 합금, 니켈, 니켈 합금, 금, 은 및 백금 중에서 선택된 1종으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도전 방적사의 제조방법.
  6. 제1항의 방법으로 제조되어 5m당 넵(Nep) 개수가 3개 이하인 것을 특징으로 하는 도전 방적사.
  7. 제6항의 도전 방적사로 제직된 직물로 구성되는 활선 도전복.


KR1020140108256A 2014-08-20 2014-08-20 도전 방적사의 제조방법, 이로 제조된 도전 방적사 및 활선도전복 KR101537261B1 (ko)

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