KR101612077B1 - 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 폴리에스테르 섬유는 형광 염료로 염색된 폴리에스테르 원단; 상기 폴리에스테르 원단 상에 코팅된 폴리우레탄 코팅층; 및 상기 폴리우레탄 코팅층 상에 형성된 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단을 포함하되, 상기 폴리에스테르 원단은 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유로 구성되고, 상기 폴리에스테르 원단은 에어를 분사하여 상기 폴리에스테르 원단을 벌키하게 형성하는 에어 텍스처링(air-texturing) 처리를 거쳐 제조되며, 상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단은 55중량% 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼이 혼합되어 형성된다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법은 에어 텍스처링(air-texturing)한 폴리에스테르 원사에 형광 염색을 한 후 폴리우레탄으로 코팅하고, 상기 폴리우레탄이 코팅된 면에 모드아크릴릭 코튼 혼방사(Modacrylic/Cotton mixed yarn)를 사용한 니트(knit) 원단을 접착함으로써, 전기 아크 및 유류 등과 같이 인화성 물질의 폭발 및 화재로 인한 작업자의 위험을 방지할 수 있고, 고시인성 중에서도 염색 난이도가 높은 형광 오렌지-레드(Orange-Red) 칼라의 구현이 가능하며, 갑작스럽게 일어나는 강렬한 열로 인한 심각한 화상과 실명 또는 사망에 이를 수 있는 고위험군의 산업현장에서 종사하는 작업자들이 2도 화상 미만의 부상으로 보호받을 수 있다.
본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 폴리에스테르 섬유는 형광 염료로 염색된 폴리에스테르 원단; 상기 폴리에스테르 원단 상에 코팅된 폴리우레탄 코팅층; 및 상기 폴리우레탄 코팅층 상에 형성된 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단을 포함하되, 상기 폴리에스테르 원단은 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유로 구성되고, 상기 폴리에스테르 원단은 에어를 분사하여 상기 폴리에스테르 원단을 벌키하게 형성하는 에어 텍스처링(air-texturing) 처리를 거쳐 제조되며, 상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단은 55중량% 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼이 혼합되어 형성된다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법은 에어 텍스처링(air-texturing)한 폴리에스테르 원사에 형광 염색을 한 후 폴리우레탄으로 코팅하고, 상기 폴리우레탄이 코팅된 면에 모드아크릴릭 코튼 혼방사(Modacrylic/Cotton mixed yarn)를 사용한 니트(knit) 원단을 접착함으로써, 전기 아크 및 유류 등과 같이 인화성 물질의 폭발 및 화재로 인한 작업자의 위험을 방지할 수 있고, 고시인성 중에서도 염색 난이도가 높은 형광 오렌지-레드(Orange-Red) 칼라의 구현이 가능하며, 갑작스럽게 일어나는 강렬한 열로 인한 심각한 화상과 실명 또는 사망에 이를 수 있는 고위험군의 산업현장에서 종사하는 작업자들이 2도 화상 미만의 부상으로 보호받을 수 있다.
Description
본 발명은 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에어 텍스처링(air-texturing)한 폴리에스테르 원사에 형광 염색을 한 후 폴리우레탄으로 코팅하고, 상기 폴리우레탄이 코팅된 면에 모드아크릴릭 코튼 혼방사(Modacrylic/Cotton mixed yarn)를 사용한 니트(knit) 원단을 접착함으로써, 전기 아크 및 유류 등과 같이 인화성 물질의 폭발 및 화재로 인한 작업자의 위험을 방지할 수 있고, 고시인성 중에서도 염색 난이도가 높은 형광 오렌지-레드(Orange-Red) 칼라의 구현이 가능한 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, 선진국을 중심으로 화재의 위험으로부터의 안전에 대한 경각심이 증가하면서 의류 및 침장류에도 난연 섬유의 적용이 급격히 증가하고 있다. 예를 들어, 미국의 경우 Consumer Product Safety Commission (CPSC)라는 기관에서 미국에 수입되는 유아용 잠옷에 한하여 영구적 난연성을 보유한 원단만을 사용하도록 별도 시험기준을 마련하여 관리하고 있다. 시험방법 16CFR 1615은 0세부터 6세까지, 16CFR 1616은 7세부터 14세에 해당하는 유아 및 아동용 잠옷에 난연성을 규정하는 법규이다.
의류, 침장 및 인테리어 등에 다양하게 적용되고 있는 폴리에스테르 섬유는 강성이 우수하고 내약품성, 열안정성 및 치수안정성이 뛰어나지만, 착화하기 쉽다는 단점이 있다. 이에 따라 폴리에스테르 섬유에 난연성을 부여하거나, 난연성에 도움을 주는 방법에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔다.
대한민국 등록특허 제615781호에는 차광성 및 난연성이 우수한 폴리에스테르를 암막지와 커튼에 적용하는 것이 개시되어 있다. 등록특허 제737577호에는 중축합 반응시 인계 난연제가 첨가된 폴리 알킬렌 테레프탈레이트에 이산화티타늄 0.5-2.5 중량%를 부가하여 UV차광성을 개선한 커튼용 난연섬유를 개시하고 있다.
대한민국 등록특허 제207281호에서는 난연성과 항균 방취성을 동시에 향상시키고 섬유, 필름 또는 플라스틱 제품에 적용될 수 있는 폴리에스테르수지 조성물을 언급하고 있으나, 흡수·흡한성이 떨어져 실질적으로 의류에 적용할 수 없다.
이처럼, 지금까지 개발된 폴리에스테르를 사용한 난연 섬유는 대부분이 커텐, 소파, 벽지, 롤 스크린 등 인테리어 용도로 한정되어 있다. 그 이유는 폴리에스테르 난연 섬유는 난연성능은 우수하지만 흡수·흡한성이 떨어지기 때문에 인체와 접촉하는 의류용이나 침장용 등에 사용할 경우 흡수하는 능력이 부족하게 되어 불쾌감을 주기 때문이다.
이에 따라, 폴리에스테르 난연 섬유에 친수성을 부여하기 위해 다양한 방법이 시도되고 있다. 근래에는 직편물을 통상의 방법으로 제조한 후, 염색가공 공정 중 친수물질을 원단에 부여하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이와 같이 후처리를 하게 되면 원사표면에 부착된 친수물질 및 기타 첨가제 등으로 인하여 난연성능이 급격히 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.
대한민국 등록특허 제663839호에서는 흡수성, 및 기타 여러 가지 기능성을 나타낼 수 있도록 카르복실계 화합물을 셀룰로오스계 섬유와 화학적 결합이 가능한 에폭시계 화합물, 트리아진계 화합물, 피리미딘계 화합물 등과 반응시켜 다기능 가공제를 합성하고, 합성한 다기능 가공제를 섬유, 슬라이버, 조사, 실 및 직·편성물 등에 처리하는 단계를 거쳐 제조되는 흡수성, 속건성, 흡습 발열성 및 자외선 차단성 등을 나타내는 셀룰로오스 섬유제품 및 그의 제조 방법을 개시하고 있다.
하지만, 이러한 방법으로 직편물에 가공제를 처리하게 될 경우, 앞에서 서술한 바와 같이 난연성능이 극히 불량해지는 문제가 있어 적용하기 어려운 문제점이 있다. 또한 세탁에 의해 흡수성이 점차 저하되는 단점이 있다.
따라서, 난연성 또는 방염성을 유지하면서 투습성을 향상시키고, 반복 세탁에도 내구성이 뛰어나며 고시인성의 칼라 구현이 가능하여 전기 아크 및 유류 등의 인화성 물질을 다루는 작업자들을 화재 및 기타 사고 위험의 노출로부터 보호하는 한편 불이 붙어도 잘 번지지 않아 섬유의 연소에 의한 2차 피해를 방지할 수 있는 신개념 방염 섬유의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 에어 텍스처링(air-texturing)한 폴리에스테르 원사에 형광 염색을 한 후 폴리우레탄으로 코팅하고, 상기 폴리우레탄이 코팅된 면에 모드아크릴릭 코튼 혼방사(Modacrylic/Cotton mixed yarn)를 사용한 니트(knit) 원단을 접착함으로써, 전기 아크 및 유류 등과 같이 인화성 물질의 폭발 및 화재로 인한 작업자의 위험을 방지할 수 있고, 고시인성 중에서도 염색 나이도가 높은 형광 오렌지-레드(Orange-Red) 칼라의 구현이 가능한 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 갑작스럽게 일어나는 강렬한 열로 인한 심각한 화상과 실명 또는 사망에 이를 수 있는 고위험군의 산업현장에서 종사하는 작업자들이 2도 화상 미만의 부상으로 보호받을 수 있는 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 고위험군에 노출되어 있는 작업자에게는 아이덴티티(identity)를 부여할 수 있고, 화재 또는 사고 발생시 부상자의 구조 또는 사망자의 확인을 위해 높은 수준의 고시인성 칼라 구현이 가능한 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단은 형광 염료로 염색된 폴리에스테르 원단; 상기 폴리에스테르 원단 상에 코팅된 폴리우레탄 코팅층; 및 상기 폴리우레탄 코팅층 상에 형성된 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단을 포함하되, 상기 폴리에스테르 원단은 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유로 구성되고, 상기 폴리에스테르 원단은 에어를 분사하여 형성하는 에어 텍스처링(air-texturing) 처리를 거쳐 제조되고, 상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단은 55중량% 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼이 혼합되어 형성된다.
상기 폴리우레탄 코팅층은 폴리우레탄 수지, 방염제, 가교제, 촉매 및 희석 용제를 일정 비율로 혼합하여 코팅제를 형성하고, 상기 코팅제를 120g/yard로 폴리에스테르 원단 상에 도포하고, 130℃의 온도에서 40 내지 50초 동안 건조하는 과정을 3번 수행한 후, 150℃의 온도에서 20 내지 25초 동안 건조 숙성시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 코팅제는 친수성의 폴리우레탄 수지 100 중량부, 방염재 50 중량부, 가교제 1 중량부, 촉매 1 중량부, 희석 용제로 톨루엔 25 중량부가 배합되어 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 폴리에스테르 원사 상에 공기를 분사함으로써 상기 폴리에스테르 원사를 벌키하게 형성하는 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100); 상기 에어 텍스처링(air-texturing) 처리된 폴리에스테르 원사를 제직하여 폴리에스테르 원단을 제조하는 폴리에스테르 원단 제직 단계(S200); 상기 폴리에스테르 원단에 방염특성 및 고시인성의 칼라를 구현하기 위하여 형광 염료를 착색하는 형광 염료 염색 단계(S300); 상기 형광 염료가 착색된 폴리에스테르 원단 상에 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅제를 이용하여 코팅하는 폴리우레탄 코팅 단계(S400); 및 상기 폴리우레탄이 코팅된 폴리에스테르 원단에 모드아크릴 섬유 및 코튼의 혼방 원단을 접착하는 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)를 포함한다.
상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)에서 상기 폴리에스테르 원사는 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유일 수 있다.
상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)에서 에어 압력은 6 내지 9 바(bar)로 하여 공기를 분사할 수 있다.
상기 폴리우레탄 코팅 단계(S400)는, 폴리우레탄 수지, 방염제, 가교제, 촉매 및 희석 용제를 일정 비율로 혼합하여 코팅제를 형성하는 배합 단계; 상기 배합 단계에서 형성된 코팅제를 상기 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계를 거쳐 벌키(bulky)한 상태의 폴리에스테르 원단에 도포한 후 일정한 온도로 건조하는 도포 및 건조 단계; 및 상기 코팅제가 도포 및 건조된 폴리에스테르 원단을 일정한 온도에서 건조하여 숙성시키는 숙성 단계를 포함할 수 있다.
상기 배합 단계에서 코팅제는 친수성의 폴리우레탄 수지 100 중량부, 방염재 50 중량부, 가교제 1 중량부, 촉매 1 중량부 및 희석 용제로 톨루엔 25 중량부가 사용되어 제조될 수 있다.
상기 도포 및 건조 단계는 제1 도포 및 건조 단계, 제2 도포 및 건조 단계, 제3 도포 및 건조 단계로 구성되되, 상기 제1, 제2 및 제3 도포 및 건조 단계는 상기 코팅제를 120g/yard로 도포하고, 130℃의 온도에서 40 내지 50초 동안 건조할 수 있다.
상기 숙성 단계는 150℃의 온도에서 20 내지 25초 동안 건조 숙성시키는 단계일 수 있다.
상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)는 55중량%의 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼 편물이 혼합되어 형성된 원단을 상기 폴리우레탄이 코팅된 폴리에스테르 원단 상에 부착하는 단계일 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법은 에어 텍스처링(air-texturing)한 폴리에스테르 원사에 형광 염색을 한 후 폴리우레탄으로 코팅하고, 상기 폴리우레탄이 코팅된 면에 모드아크릴릭 코튼 혼방사(Modacrylic/Cotton mixed yarn)를 사용한 니트(knit) 원단을 접착함으로써, 전기 아크 및 유류 등과 같이 인화성 물질의 폭발 및 화재로 인한 작업자의 위험을 방지할 수 있고, 고시인성 중에서도 염색 난이도가 높은 EN ISO 20471: 2013 형광 Orange-Red 칼라의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단은 갑작스럽게 일어나는 강렬한 열로 인한 심각한 화상과 실명 또는 사망에 이를 수 있는 고위험군의 산업현장에서 종사하는 작업자들이 2도 화상 미만의 부상으로 보호받을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단은 고위험군에 노출되어 있는 작업자에게는 아이덴티티(identity)를 부여할 수 있고, 화재 또는 사고 발생시 부상자의 구조 또는 사망자의 확인을 위해 높은 수준의 고시인성 칼라 구현이 가능하다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단은 형광 염료로 염색된 폴리에스테르 원단과, 상기 폴리에스테르 원단 상에 코팅된 폴리우레탄 코팅층과, 상기 폴리우레탄 코팅층 상에 형성된 모드아크릴릭 코튼 혼방사를 포함한다.
상기 폴리에스테르 원사는 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유로 구성될 수 있고, 상기 형광 염료로는 고시인성 및 방염특성의 확보를 위하여 형광 레드 칼라, 형광 오렌지 칼라 또는 형광 옐로우 칼라의 염료가 사용될 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 원사는 폴리우레탄 수지가 용이하게 코팅되도록 하기 위하여 에어 텍스처링(air-texturing) 처리를 거칠 수 있는데, 상기 에어 텍스처링 처리는 상기 폴리에스테르 원사에 에어를 분사하여 상기 폴리에스테르 원사를 벌키하게 형성함으로써, 상기 폴리에스테르 원사의 내부로 폴리우레탄 수지가 흡수되어 코팅되고, 이로 인해 본 발명에 따라 제조된 원단의 방염, 내수압, 방수, 투습 및 방염성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리우레탄 코팅층은 폴리에스테르 원단 상에 형성되고, 상기 폴리에스테르 원단에 내수압, 방수, 투습 및 방염 등의 특성을 부여하기 위하여 형성될 수 있다.
본 발명에서는 폴리우레탄 수지, 방염제, 가교제, 촉매 및 희석 용제를 일정 비율로 혼합된 혼합물인 코팅제를 형성하고, 상기 코팅제를 120g/yard로 에어 텍스처링(air-texturing) 처리된 폴리에스테르 원사 상에 도포하고, 130℃의 온도에서 40 내지 50초 동안 건조하는 과정을 3번 수행한 후, 150℃의 온도에서 20 내지 25초 동안 건조 숙성시킴으로써, 폴리에스테르 원사의 일면에 폴리우레탄 코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명에서 혼합물인 상기 코팅제는 친수성의 폴리우레탄 수지 100 중량부, 방염재 50 중량부, 가교제 1 중량부, 촉매 1 중량부, 희석 용제로 톨루엔 25 중량부가 배합되어 제조될 수 있다. 이때, 상기 가교제와 촉매는 이후 공정에서 폴리우레탄이 코팅된 폴리에스테르 상에 모드아크릴릭 코튼 혼방사가 잘 접착되도록 하기 위하여 사용되는 본딩제와의 결합을 용이하게 하기 위하여 사용된다.
상기 모드아크릴릭 코튼 혼방사는 상기 폴리우레탄 코팅층 상에 접착되어 형성되고, 외부로부터의 화염에 대하여 내부 방염(Flame Retardant) 효과를 확고히 하기 위하여 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 모드아크릴릭 코튼 혼방사는 55중량% 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼이 혼합되어 형성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법은 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100), 폴리에스테르 원단 제직 단계(S200), 형광 염료 염색 단계(S300), 폴리우레탄 코팅 단계(S400), 및 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)를 포함한다.
1. 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)
상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)는 하기의 폴리우레탄 코팅 단계에서 폴리우레탄 수지가 폴리에스테르 원사에 용이하게 코팅되도록 하기 위해 수행되는 것으로, 상기 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계는 에어(air)를 상기 폴리에스테르 원사 상에 불어 넣어 줌으로써 상기 폴리에스테르 원사를 벌키(Bulky)하게 형성하는 것이다.
즉, 상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)는 상기 폴리에스테르 원사에 에어를 분사하여 상기 폴리에스테르 원사를 벌키하게 형성함으로써, 상기 폴리에스테르 섬유의 내부로 폴리우레탄 수지가 흡수되어 코팅되고, 이로 인해 본 발명에 따라 제조된 원단의 내수압, 투습 및 방염성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)에서 에어 압력은 6 내지 9 바(bar)로 하여 공기를 분사할 수 있는데, 에어 압력이 6 바(bar) 미만인 경우에는 상기 폴리에스테르 원사가 에어 텍스처링 되지 못하므로 본 발명에서 원하는 벌키한 폴리에스테르 원사를 형성할 수 없으며, 9 바(bar)를 초과하는 경우에는 에어 텍스처링에 의한 장력이 커서 상기 폴리에스테르 원사의 중공 변형률이 커지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법에서는 전기 아크 및 유류 등과 같이 인화성 물질의 폭발 및 화재로 인한 작업자의 위험을 방지하고, 고시인성의 칼라 구현이 가능한 원단을 제조하기 위하여 폴리에스테르 원사를 이용하는데, 상기 폴리에스테르 원사는 에스테르 결합을 갖는 중합물을 원료로 하는 합성섬유로서, 현재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 주성분인 PET 섬유가 보편적이다. 상기 폴리에스테르 원사는 비교적 높은 강력, 낮은 흡습성 및 내약품성 및 내열성이 우수하며, 특히 영률(young's modulus)이 커서 특유의 탄성을 가질 수 있다.
일반적으로 폴리에스테르 원사는 경직감이 있으므로 천연섬유에 비하여 착용감 및 태가 현저하게 떨어지고 흡습성이 낮은 단점이 있으며, 이로 인해 정전기 및 보풀(pilling)이 생성될 수 있는데, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 폴리에스테르 원사에서 정전기 및 보풀(pilling)이 생성되는 것을 방지하기 위하여, 상기 폴리에스테르 원사는 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유일 수 있다.
2. 폴리에스테르 원단 제직 단계(S200)
상기 폴리에스테르 원단 제직 단계(S200)는 상기 에어 텍스처링(air-texturing) 처리된 폴리에스테르 원사를 제직하여 폴리에스테르 원단을 제조하는 단계이다.
상기 폴리에스테르 원단 제직 단계(S200)에서 폴리에스테르 원단은 경사용 원사 및 위사용 원사를 이용하여 원단을 제직하는 것으로 이는 당해 기술분야에서 공지의 기술인 바, 설명의 명확성 및 편의를 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
3. 형광 염료 염색 단계(S300)
상기 형광 염료 염색 단계(S300)는 화재 또는 사고 발생시 부상자의 구조 또는 사망자의 확인을 용이하게 하기 위해 상기 폴리에스테르 원단에 방염특성 및 고시인성의 칼라를 구현하기 위하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 형광 염료 염색 단계(S300)에 사용되는 형광 염료로는 고시인성 및 방염특성의 확보를 위하여 형광 레드 칼라, 형광 오렌지 칼라 또는 형광 옐로우 칼라의 염료가 사용될 수 있는데, 본 발명의 기술적 사상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 폴리에스테르 원단에 일반적인 칼라의 염료가 배합되어 착색될 수도 있다.
4. 폴리우레탄 코팅 단계(S400)
상기 폴리우레탄 코팅 단계(S400)는 폴리에스테르 원단 상에 코팅되고, 상기 폴리에스테르 원단에 내수압, 방수, 투습 및 방염 등의 특성을 부여하기 위하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 에어 텍스처링 처리된 폴리에스테르 원단 상에 폴리우레탄을 코팅함으로써 본 발명에 따라 제조된 원단은 불이 붙어도 잘 번지지 않아 섬유의 연소에 의한 2차 피해를 방지할 수 있고 난연특성이 향상될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리우레탄 코팅 단계(S400)는 (1) 배합 단계, (2) 도포 및 건조 단계, (3) 숙성 단계를 포함한다.
(1) 배합 단계
상기 배합 단계는 폴리우레탄 수지, 방염제, 가교제, 촉매 및 희석 용제를 일정 비율로 혼합하여 혼합물인 코팅제를 형성하는 단계이다.
본 발명에서 상기 코팅제는 친수성의 폴리우레탄 수지 100 중량부, 방염재 50 중량부, 가교제 1 중량부, 촉매 1 중량부, 희석 용제로 톨루엔 25 중량부가 사용되어 제조될 수 있다.
(2) 도포 및 건조 단계
상기 도포 및 건조 단계는 상기 배합 단계에서 형성된 코팅제를 상기 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계를 거쳐 벌키(bulky)한 상태의 폴리에스테르 원단에 도포한 후 일정한 온도로 건조하는 단계이다.
본 발명에서 상기 도포 및 건조 단계는 제1 도포 및 건조 단계, 제2 도포 및 건조 단계, 제3 도포 및 건조 단계로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1, 제2 및 제3 도포 및 건조 단계는 동일한 공정 조건으로 수행될 수 있는데, 상기 제1, 제2 및 제3 도포 및 건조 단계에서 상기 코팅제는 120g/yard로 도포되고, 130℃의 온도에서 40 내지 50초 동안 건조될 수 있다.
이러한 건조 단계에서 희석용제는 증발하여 제거된다.
이러한 건조 단계에서 희석용제는 증발하여 제거된다.
(3) 숙성 단계
상기 숙성 단계는 코팅제가 도포 및 건조된 폴리에스테르 섬유를 일정한 온도에서 건조 숙성시키는 단계로, 본 발명에서 상기 숙성 단계는 150℃의 온도에서 20 내지 25초 동안 건조될 수 있다.
5. 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)
상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)는 상기 폴리우레탄 코팅층이 형성된 폴리에스테르 원단에 모드아크릴 섬유 및 코튼의 혼방 원단을 접착하는 단계이다.
본 발명에서 상기 폴리에스테르 원단 상에 폴리우레탄 수지만을 코팅하는 경우 섬유의 연소시 중공(홀 또는 구멍; hole formation)이 형성될 수 있는데, 본 발명에서 상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)는 이와 같은 중공을 방지하기 위한 것으로 외부로부터의 화염에 대하여 내부 방염(Flame Retardant) 효과를 확고히 하기 위하여 진행될 수 있다.
본 발명에서 상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)는 55중량%의 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼 편물이 혼합되어 형성된 혼방 원단을 상기 폴리우레탄이 코팅된 폴리에스테르 원단 상에 부착하는 단계일 수 있다. 본 발명에서 상기 모드아크릴 섬유는 화염에 노출되었을 때, 섬유의 연소에 의한 섬유 손상의 확장을 방지할 수 있다.
상기 모드아크릴 섬유는 아크릴로니트릴을 주로 포함하는 중합체로부터 제조된 아크릴 합성 섬유를 의미할 수 있다. 바람직하게는, 중합체는 30 내지 70 중량%의 아크릴로니트릴 및 70 내지 30 중량%의 할로겐-함유 비닐 단량체를 포함하는 공중합체이고, 상기 할로겐-함유 비닐 단량체는, 예를 들어 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 비닐 브로마이드, 비닐리덴 브로마이드 등으로부터 선택된 적어도 하나의 단량체일 수 있다. 상기 공중합가능한 비닐 단량체의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 그러한 산의 염 또는 에스테르, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, 비닐 아세테이트 등일 수 있다.
본 발명에서 바람직한 모드아크릴 섬유는 비닐리덴 클로라이드와 조합된 아크릴로니트릴의 공중합체이며, 이러한 공중합체는 개선된 난연성을 위해 추가로 안티몬 산화물 또는 안티몬 산화물들을 가질 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 폴리에스테르 원사를 벌키(bulky)하게 하기 위하여 7 바(bar)의 공기를 분사함으로써, 에어 텍스처링 처리를 수행하였다.
다음으로, 상기 폴리에스테르 원사를 제직하여 폴리에스테르 원단을 제조하였고, 상기 폴리에스테르 원단을 형광 염료로 염색하였다.
그 다음으로, 폴리우레탄 수지 100 중량부, 방염재 50 중량부, 가교제 1 중량부, 촉매 1 중량부 및 희석 용제로 톨루엔 25 중량부를 배합하여 코팅제를 제조하였고, 상기 코팅제를 상기 벌키한 폴리에스테르 원단 상에 120g/yard로 도포한 후 130℃의 온도에서 40 내지 50초 동안 건조하였으며, 이러한 도포 및 건조를 총 3번 수행하였다. 이후 상기 코팅제가 도포 및 건조된 폴리에스테르 원단을 150℃의 온도에서 20 내지 25초 동안 건조하여 숙성시켰다.
이어서, 상기 코팅제가 도포되어 건조 숙성된 폴리에스테르 원단 상에 55중량%의 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼 편물이 혼합되어 형성된 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단을 부착함으로써, 본 발명에 따른 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단을 제조하였다.
상기 실시예와 같이 제조된 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단을 이용하여 테스트를 수행하였고, 이에 대한 테스트 방법 및 테스트 결과를 하기에 나타내었다.
1. EN ISO 20471:2013 (고시인성 안전 기능)
(1) 칼라 성능 요구치
- 형광 오렌지 테스트 방법
① : 제논램프 노출전 (ISO 105 B02: 1994 + CIE 15.2: 1986)
② : 제논램프 노출후 (ISO 105 B02: 1994 + CIE 15.2: 1986)
③ : [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6330]
- 형광 오렌지 테스트 결과
| X 좌표 | Y 좌표 | β 값 |
| 0.610 | 0.390 | 0.40 |
| 0.544 | 0.376 | |
| 0.579 | 0.341 | |
| 0.655 | 0.345 |
- 형광 옐로우 테스트 방법
④ : 제논램프 노출전 (ISO 105 B02: 1994 + CIE 15.2: 1986)
⑤ : 제논램프 노출후 (ISO 105 B02: 1994 + CIE 15.2: 1986)
⑥ : [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6330]
(1-b) 칼라 성능 요구치 테스트 결과
- 형광 옐로우 테스트 결과
| X 좌표 | Y 좌표 | β 값 |
| 0.387 | 0.610 | 0.70 |
| 0.356 | 0.494 | |
| 0.398 | 0.452 | |
| 0.460 | 0.540 |
(2) 수축율 [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
→ 경사: -1.0% / 위사 -0.5%
(3) 인장강도 (ISO 13934-1: 1999)
→ 경사: 795뉴튼 / 위사: 615뉴튼
(4) 인열강도 (ISO 4674-1: 2003 method A)
→ 경사: 49뉴튼 / 위사: 66뉴튼
(5) 마찰 견뢰도 (ISO 105 X12: 2001)
→ 이염도 4급
(6) 땀 견뢰도 (ISO 105 E04: 2008)
→ 색변화 4급, 이염도 4급
(7) 드라이 클리닝 견뢰도 (ISO 105 D01: 2010)
→ 색변화 4급, 이염도 4급
(8) 다림질 견뢰도 (ISO 105 X11: 1994)
→ 색변화 4/5급, 이염도 4급
(9) 세탁 견뢰도 (ISO 105 C06: 1997)
[(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO6330]
→ 색변화 4/5급, 이염도 4급
2. EN ISO 11611 (용접 공정에서의 사용을 위한 방염 기능)
(1) [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
① 인장강도 (ISO 13934-1: 1999)
→ 경사: 795 뉴튼 / 위사: 615 뉴튼
② 인열강도 (ISO 4674-1: 2003)
→ 경사 29 뉴튼 / 위사 25 뉴튼
③ 수축율 [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
→ 경사: -1.0% / 위사 -0.5%
(2) 화염 확산 코드 A1 (ISO 15025: 2000)
① 세탁전 10초간 화원 제공후
→ 구멍 형성 없음, 녹아내리는 현상 없음, 화염 및 용융 파편 없음, 잔염시간 ≤ 2초, 잔광시간 ≤ 2초
(3) 화염 확산 코드 A2 (ISO 15025: 2000)
[(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630] ; 10초간 화원 제공후
→ 구멍 형성 없음, 녹아내리는 현상 없음, 화염 및 용융 파편 없음, 잔염시간 ≤ 2초
(4) 복사열 확산
→ 1급 (14.8초)
(5) 용접 잔여물
→ 2급(잔여물 25개 이상/초)
(6) 전기저항
→ R: 6.6 x 109 Ω
3. EN 1149-5:2008 (대전방지 안전 기능)
대전 방지 [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
→ t50 ≤ 0.01초 / S=0.91
4. EN 13034:2005+A1:2009 (액체 화학물질에 대한 보호기능)
(1) [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
① 마찰 강도
→ 6급: 2,000 싸이클 이상
② 인열강도
→ 3급: 경사 48.2뉴튼 / 위사 47.6 뉴튼
③ 인장강도
→ 5급: 경사 800뉴튼 / 위사 630 뉴튼
④ 구멍(Puncture) 저항
→ 2급: 45뉴튼
⑤ 액상 화학물질 침투에 대한 반발성
→ 3급: 평균 95% 이상
(2) 30% H2SO4
→ 98.5%
(3) 10% NaOH
→ 99.1%
(4) o-Xylen
→ 98.0%
(5) Butan-1-o1
→ 94.7%
5. IEC 61482-2 (전기 아크로인한 열 및 화염으로부터의 보호 기능)
(1) 화염 확산 제한 (ISO 15025: method A)
→ 상부 및 측부로의 화염확산이 없음, 화염 및 용융 파편 없음, 잔광시간 없음, 잔염시간 ≤ 2초, 구멍형성 없음
(2) 전기아크 열 저항 (EN 61482-1-2)
→ 1급, 잔염시간 ≤ 5초, 내부로의 용융물 침투 없음, 구멍 형성 없음, Stoll/Chianta 곡선에 의한 후면부 최대 온도 상승 측정: 2도화상 방지
6. EN ISO 11612:2008 (화재로 인한 화염 및 열로부터의 보호 기능)
(1) 180℃ 열 저항 [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
① 발화 및 용융
→ 발화 및 용융되지 않음
② 수축율
→ 경사: -0.8% / 위사: -1.5%
(2) 화염 확산 코드 A1 (ISO 15025: 2000)
세탁전 10초간 화원 제공후
→ 구멍 형성 없음, 녹아내리는 현상 없음, 화염 및 용융 파편 없음, 잔염시간 ≤ 2초, 잔광시간 ≤ 2초
(3) 화염 확산 코드 A2 (ISO 15025: 2000)
[(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]; 10초간 화원 제공후
→ 녹아내리는 현상 없음, 화염 및 용융 파편 없음, 잔염시간 ≤ 2초, 잔광시간 ≤ 2초
(3) [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후 ISO 6630]
① 대류열 확산
→ B1 등급 (7.1초)
② 복사열 확산
→ C1 등급 (14.8초)
③ 용융 알루미늄
→ D0 등급 (후면 PVC 필름의 변형이 100g 미만일때 나타남)
④ 용융 철
→ E1 등급 (후면 PVC 필름의 변형이 100g ~ 200g 미만일때 나타남)
⑤ 250℃ 열 접촉
→ F1 등급 (최고 온도 도달 속도가 5~10초 사이에 일어남)
7. EN 343:2003+A1:2007 (내수압 및 투습도 제공으로 우천시 대처)
(1) 수압 저항도 (EN20811: 1992)
→ 3급: ≥ 13,000 Pa [(40℃ + Tumble Dry) x 5회 세탁후]
(2) 투습 저항도 (EN31092: 1994 - ISO11092: 1993)
→ 3급: Ret=17.09m2.Pa/W
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (11)
- 형광 염료로 염색된 폴리에스테르 원단;
상기 폴리에스테르 원단 상에 코팅된 폴리우레탄 코팅층; 및
상기 폴리우레탄 코팅층 상에 형성된 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단을 포함하되,
상기 폴리에스테르 원단은 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유로 구성되고, 상기 폴리에스테르 원단은 에어를 분사하여 형성하는 에어 텍스처링(air-texturing) 처리를 거쳐 제조되며,
상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단은 55중량% 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단. - 삭제
- 삭제
- 폴리에스테르 원사 상에 공기를 분사함으로써 상기 폴리에스테르 원사를 벌키하게 형성하는 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100);
상기 에어 텍스처링(air-texturing) 처리된 폴리에스테르 원사를 제직하여 폴리에스테르 원단을 제조하는 폴리에스테르 원단 제직 단계(S200);
상기 폴리에스테르 원단에 방염특성 및 고시인성의 칼라를 구현하기 위하여 형광 염료를 착색하는 형광 염료 염색 단계(S300);
상기 형광 염료가 착색된 폴리에스테르 원단 상에 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅제를 이용하여 코팅하는 폴리우레탄 코팅 단계(S400); 및
상기 폴리우레탄이 코팅된 폴리에스테르 원단에 모드아크릴 섬유 및 코튼의 혼방 원단을 접착하는 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)에서 상기 폴리에스테르 원사는 99중량%의 폴리에스테르 섬유와 1중량%의 대전방지사가 혼합되어 형성된 혼방 섬유인 것을 특징으로 하는 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 폴리에스테르 원사의 에어 텍스처링(air-texturing) 처리 단계(S100)에서 에어 압력은 6 내지 9 바(bar)로 하여 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 모드아크릴릭 코튼 혼방 원단 부착 단계(S500)는 55중량%의 모드아크릴 섬유와 45중량%의 코튼 편물이 혼합되어 형성된 원단을 상기 폴리우레탄이 코팅된 폴리에스테르 원단 상에 부착하는 단계인 것을 특징으로 하는 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150107974A KR101612077B1 (ko) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150107974A KR101612077B1 (ko) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | 방염, 방수, 투습 및 형광 특성이 우수한 원단 및 그 제조방법 |
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2015
- 2015-07-30 KR KR1020150107974A patent/KR101612077B1/ko active IP Right Grant
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