KR102008489B1 - Protective fiber material for removal of hazardous chemicals and method for producing the same - Google Patents

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KR102008489B1
KR102008489B1 KR1020190007686A KR20190007686A KR102008489B1 KR 102008489 B1 KR102008489 B1 KR 102008489B1 KR 1020190007686 A KR1020190007686 A KR 1020190007686A KR 20190007686 A KR20190007686 A KR 20190007686A KR 102008489 B1 KR102008489 B1 KR 102008489B1
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fiber material
protective clothing
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harmful chemicals
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KR1020190007686A
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류삼곤
박명규
정현숙
민문홍
김한일
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a protective clothing fiber material for removing hazardous chemicals and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to the method for manufacturing the protective clothing fiber material for removing hazardous chemicals comprising steps of: padding a fiber material in a dispersion containing reactive nanocatalyst particles; and drying the fiber material padded in the dispersion.

Description

유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재 및 이의 제조방법 {PROTECTIVE FIBER MATERIAL FOR REMOVAL OF HAZARDOUS CHEMICALS AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}Protective clothing textile material for the removal of harmful chemicals and its manufacturing method {PROTECTIVE FIBER MATERIAL FOR REMOVAL OF HAZARDOUS CHEMICALS AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a protective clothing fiber material for removing harmful chemicals and a method of manufacturing the same.

유해화학물질 차단을 위한 보호복 소재 제조에 관한 연구는 화학, 의약, 보건, 위생 등 각종 산업분야를 비롯해 군사적인 용도에 이르기까지 다방면에 걸쳐 연구가 지속되고 있으나 단순흡착 형태의 소재를 이용하는 것이 대부분이다.Research on the manufacture of protective clothing materials for the prevention of harmful chemicals has been conducted in various fields, ranging from various industries such as chemistry, medicine, health, and hygiene to military use, but most of them use simple adsorption type materials. to be.

현재, 섬유에 유해화학물질 차단 기능 및 항균성능을 부여하기 위하여는 주로 제조된 원사 또는 의류를 후가공하는 방식에 의존하고 있으나 후가공 방식은 내구성과 각종 견뢰도 면에서 아직 부족한 점이 많아서 의류산업 분야에 활발하게 적용되지 못하는 실정이다.Currently, in order to impart toxic chemicals blocking function and antimicrobial performance to textiles, it mainly depends on the method of post-processing manufactured yarn or clothing, but the post-processing method is still lacking in durability and various fastnesses, so it is active in the garment industry. It is not applicable.

이를 좀더 살펴보면, 유해화학물질 차단 기능 및 항균성능을 얻기 위한 후가공 방식에는 한계가 있을 수밖에 없는데, 예를 들어 의류에 바인더를 이용하여 항균입자를 고착 시키는 방식은 바인더의 첨가량이 제한적일 수밖에 없고 이에 따라 부착되는 항균입자의 양 또한 한정될 뿐만 아니라, 수회의 세탁만으로 항균입자가 의류로부터 이탈되어 항균기능이 점차 사라지는 문제가 있다.Looking more closely, there is no limit to the post-processing method for obtaining harmful chemicals blocking function and antimicrobial performance. For example, the method of fixing antimicrobial particles by using a binder on clothing has a limited amount of binder and is thus attached. Not only the amount of antimicrobial particles to be limited, there is a problem that the antimicrobial particles are separated from the clothing by only a few times of washing, the antimicrobial function gradually disappears.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 유해화학물질을 화학적으로 분해 및 제거가 가능한 촉매를 활용함으로써, 타겟 물질의 근본적인 제거가 가능한 유해 화학물질제거용 보호복 섬유를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention, by utilizing a catalyst that can chemically decompose and remove the hazardous chemicals, by using a protective clothing fiber for removing harmful chemicals that can be fundamentally removed of the target material To provide.

또한, 섬유 소재 및 후가공 처리 조건이 최적화된 유해 화학물질제거용 보호복 섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, to provide a method for producing protective clothing fibers for removing harmful chemicals optimized fiber material and post-processing conditions.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법은, 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계; 및 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a protective clothing fiber material for removing harmful chemicals includes: padding a fiber material in a dispersion including reactive nanocatalyst particles; And drying the fiber material padded with the dispersion.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자의 상기 섬유 소재에 대한 픽업률이 200 % 이상인 것일 수 있다.According to one aspect, the pick-up rate of the reactive nano-catalyst particles for the fiber material may be 200% or more.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재는, 부직포인 것일 수 있다.According to one aspect, the fiber material, may be a nonwoven fabric.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재는, 폴리프로필렌 부직포, 활성탄 섬유(Activated carbon fiber), 경량 폴리프로필렌, 니들펀칭(Needle punching) 가공된 부직포 및 이들의 다층복합형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the fibrous material comprises at least one selected from the group consisting of polypropylene nonwovens, activated carbon fibers, lightweight polypropylene, needle punched nonwovens, and multilayered composites thereof It may be.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자는, MOF-808, UiO-66, UiO-66-NH2, UiO-67, UiO-67-NH2 및 MIL-100(Fe)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the reactive nanocatalyst particles, MOF-808, UiO-66, UiO-66-NH 2 , UiO-67, UiO-67-NH 2 and MIL-100 (Fe) at least selected from the group It may be to include one.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 고형분 함량은, 10 중량% 내지 30 중량%인 것일 수 있다.According to one aspect, the solids content of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles may be from 10% by weight to 30% by weight.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 점도는, 261 cPs 내지 460 cPs인 것일 수 있다.According to one aspect, the viscosity of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may be from 261 cPs to 460 cPs.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액은, 반응성 나노촉매입자, 에탄올 및 물을 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may include a reactive nanocatalyst particles, ethanol and water.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 포함되는 에탄올 및 물의 중량비는, 1 : 1 내지 1 : 3인 것일 수 있다.According to one aspect, the weight ratio of ethanol and water included in the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles may be 1: 1 to 1: 3.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계는, 1 bar 내지 3 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of padding the fibrous material in the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may be performed at a mangle (Mangle) pressure of 1 bar to 3 bar.

일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 120 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the fiber material padded in the dispersion may be performed at a temperature condition of 120 ℃ to 160 ℃.

일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 단절적 또는 연속적인 여러 단계로 수행되는 것이고, 145 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제1 건조 단계; 130 ℃ 내지 145 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제2 건조 단계; 및 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제3 건조 단계;를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the fiber material padded in the dispersion, which is carried out in a number of cut or continuous steps, the first drying step carried out at a temperature condition of 145 ℃ to 160 ℃; A second drying step carried out at a temperature condition of 130 ° C. to 145 ° C .; And a third drying step performed at a temperature condition of 120 ° C to 130 ° C.

일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 복수의 건조 챔버를 통해 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the fiber material padded in the dispersion may be performed through a plurality of drying chambers.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to one aspect, the antimicrobial processing step of the fiber material; may further include.

일 측면에 따르면, 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액은, 항균제를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may further comprise an antimicrobial agent.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계 이전에 흡진법을 통해 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of antimicrobial processing of the fiber material, may be carried out by a dust reduction method before the step of padding the fiber material in the dispersion containing the reactive nano-catalyst particles.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계와 동시에 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the antimicrobial treatment of the fiber material, may be performed at the same time as the step of padding the fiber material in the dispersion containing the reactive nano-catalyst particles.

본 발명에 따른 화학물질제거용 보호복 섬유는 기존 기술의 한계점인 단순 흡착 방식을 개선하여, 화학적인 분해가 가능한 나노촉매입자를 사용함으로써 유해화학물질을 근본적으로 제거할 수 있다. 기존에 사용되던 보호복 소재는 주로 활성탄에 목재나 석탄 등을 처리하여 물리적인 흡착효과를 이용하지만, 본 발명에서 제시된 방법으로 나노촉매입자가 후가공 처리된 섬유는 화학적 분해 작용이 가능한 보호복 소재로 사용될 수 있다.Protective clothing fibers for chemical removal according to the present invention by improving the simple adsorption method, the limitation of the existing technology, it is possible to fundamentally remove the harmful chemicals by using nano-catalytic particles capable of chemical decomposition. The protective clothing material used in the prior art mainly treats activated carbon with wood or coal to utilize physical adsorption effects, but the fiber treated with nanocatalyst particles by the method proposed in the present invention is a protective clothing material capable of chemical decomposition. Can be used.

본 발명에 따르면, 유해화학물질 분해 제거를 위한 나노촉매입자를 원단에 처리하기 위해 패딩 설비를 이용한 공정을 채택함으로써 본 발명에서 제시된 제조 방법을 활용한 작업 재현성을 확보할 수 있도록 구현할 수 있으며, 특히 고함량의 나노촉매물질을 섬유원단에 처리하기 위해서 각 공정 조건 별로 테스트를 수행함으로써, 유해화학물질 제거 성능을 극대화할 수 있다. 또한, 보호복 소재에 항균성능을 부여하기 위한 항균 가공처리조건을 수립하여 보호복의 기능을 극대화할 수 있다.According to the present invention, by adopting a process using a padding facility to treat nano-catalyst particles for the decomposition and removal of harmful chemicals to the fabric can be implemented to ensure the work reproducibility using the manufacturing method proposed in the present invention, in particular In order to process high content of nanocatalyst material into fiber fabrics, tests are performed for each process condition, thereby maximizing harmful chemical removal performance. In addition, it is possible to maximize the function of the protective clothing by establishing the antibacterial processing conditions for imparting antimicrobial performance to the protective clothing material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a method of manufacturing a protective clothing textile material for removing harmful chemicals according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to user's or operator's intention or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member is present between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, not to exclude other components.

이하, 본 발명의 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재 및 이의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the protective clothing fiber material and its manufacturing method for removing harmful chemicals of the present invention will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명을 설명한다.1 is a view for explaining a method of manufacturing a protective clothing textile material for removing harmful chemicals according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법은, 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계; 및 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a protective clothing fiber material for removing harmful chemicals includes: padding a fiber material in a dispersion including reactive nanocatalyst particles; And drying the fiber material padded with the dispersion.

본 발명에 따른 화학물질제거용 보호복 섬유는 기존 기술의 한계점인 단순 흡착 방식을 개선하여, 화학적인 분해가 가능한 나노촉매입자를 사용함으로써 유해화학물질을 근본적으로 제거할 수 있다. 기존에 사용되던 보호복 소재는 주로 활성탄에 목재나 석탄 등을 처리하여 물리적인 흡착효과를 이용하지만, 본 발명에서 제시된 방법으로 나노촉매입자가 후가공 처리된 섬유는 화학적 분해 작용이 가능한 보호복 소재로 사용될 수 있다.Protective clothing fibers for chemical removal according to the present invention by improving the simple adsorption method, the limitation of the existing technology, it is possible to fundamentally remove the harmful chemicals by using nano-catalytic particles capable of chemical decomposition. The protective clothing material used in the prior art mainly treats activated carbon with wood or coal to utilize physical adsorption effects, but the fiber treated with nanocatalyst particles by the method proposed in the present invention is a protective clothing material capable of chemical decomposition. Can be used.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법은, 조작이 용이한 패딩 설비를 활용한 공정을 이용함으로써, 생산성 확보를 이룰 수 있으며, 보호복 소재 제조 기술의 국산화에 기여할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a protective clothing textile material for removing harmful chemicals according to an embodiment of the present invention, by using a process using a padding facility that is easy to operate, it is possible to ensure productivity, manufacturing technology of protective clothing material Can contribute to the localization of

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자의 상기 섬유 소재에 대한 픽업률이 200 % 이상인 것일 수 있다.According to one aspect, the pick-up rate of the reactive nano-catalyst particles for the fiber material may be 200% or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법은, 유해화학물질 분해 반응성 나노촉매입자의 섬유소재에 대한 부착량을 극대화시킬 수 있는 조제의 적정 고형분과 패딩 공정 조건을 최적화하여, 반응성 나노촉매입자의 섬유 소재에 대한 픽업률을 200 % 이상으로 구현하여, 유해화학물질 제거 효과가 뛰어난 화학물질제거용 보호복 섬유를 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method for preparing a protective clothing textile material for removing harmful chemicals may include preparing appropriate solids and padding process conditions of a preparation capable of maximizing adhesion amount of hazardous chemical decomposition reactive nanocatalyst particles to the fiber material. By optimizing, the pick-up rate for the fiber material of the reactive nanocatalyst particles is realized at 200% or more, thereby realizing a protective clothing fiber for removing chemicals having an excellent effect of removing harmful chemicals.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재는, 부직포인 것일 수 있다.According to one aspect, the fiber material, may be a nonwoven fabric.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재는, 폴리프로필렌 부직포, 활성탄 섬유(Activated carbon fiber), 경량 폴리프로필렌, 니들펀칭(Needle punching) 가공된 부직포 및 이들의 다층복합형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the fibrous material comprises at least one selected from the group consisting of polypropylene nonwovens, activated carbon fibers, lightweight polypropylene, needle punched nonwovens, and multilayered composites thereof It may be.

일반 의류용으로 쓰이는 직물의 경우 그 표면적이 부직포보다 낮아 촉매물질을 담지할 수 있는 함량이 제한적이다. 실제로 직물소재를 이용하여 패딩 가공을 하게 되면 픽업률(pick-up %)이 약 60 % 내지 80 % 수준에 그쳐 촉매물질의 성능을 발휘하기에는 불리한 구조이다. 반면, 여러 부직포 중에서도 특히 니들펀칭(Needle punching) 부직포의 경우, 니들이 붙은 침판을 상하 왕복 운동시켜 2차원 형태의 섬유를 3차원적인 랜덤 구조로 결합시켜 부직포의 강도를 높여주고 다량의 촉매물질을 담지하기에 유리한 구조를 가질 수 있어 200 % 이상의 픽업률(pick-up%)을 구현할 수 있다.Fabrics used for general apparel have a lower surface area than nonwoven fabrics, so that the content of catalysts is limited. In fact, when the padding process using a fabric material, the pick-up rate is only about 60% to 80%, which is disadvantageous to show the performance of the catalytic material. On the other hand, among many nonwoven fabrics, especially needle punching nonwoven fabrics, needle needles are reciprocated up and down to combine two-dimensional fibers in a three-dimensional random structure to increase the strength of the nonwoven fabric and to support a large amount of catalyst material. It may have an advantageous structure to implement a pick-up% (200% or more).

섬유 소재 종류별 테스트Test by type of textile material

표 1은 섬유 소재 종류별 패딩 공정 후의 촉매 담지량을 비교한 표이다.Table 1 is a table comparing catalyst loadings after the padding process for each fiber material type.

순번turn 섬유 소재Textile material 무게(g/m2)Weight (g / m 2 ) Pick-up(%)Pick-up (%) Dry add-on(%)Dry add-on (%) layerlayer GDGD 1One *ACF* ACF 6363 341341 4040 33 0.10.1 22 경량PP-ACF-경량PPLightweight PP-ACF-Lightweight PP 127127 325325 6464 1One 3.73.7 33 *PP 부직포* PP nonwoven fabric 101101 304304 6060 22 6.16.1 44 PP 부직포 니들펀치(2겹)PP Nonwoven Needle Punch (2 Ply) 194194 289289 6767 1One 4.54.5 55 PP-ACF-PPPP-ACF-PP 265265 232232 4848 1One 0.50.5 66 Viscose rayonViscose rayon 9090 177177 3939 33 3.93.9 77 PP spun bondPP spun bond 6262 142142 2222 33 86.886.8 88 PP부직포 calendarPP nonwoven fabric calendar 9191 140140 5555 22 152.2152.2 99 PAN계 탄소섬유직물PAN Carbon Fiber Fabric 210210 8484 1515 1One 58.458.4

*ACF: Activated carbon fiber* ACF: Activated carbon fiber

*PP: Polypropylene 부직포* PP: Polypropylene Nonwoven

*PAN: Polyacrylonitrile* PAN: Polyacrylonitrile

상기 표 1을 참조하면, 일반적인 PAN계 탄소섬유직물을 사용할 경우 픽업률이 100 %에도 미치지 못하는 것으로 확인된 반면, 친수화 처리공정을 거쳐 니들펀칭 가공된 PP 부직포 소재의 경우, 고함량의 촉매 담지에 유리(픽업률 200 % 이상)한 것을 알 수 있다. 또한, 니들펀칭 가공이 된 부직포 소재를 다층 복합 형태로 재차 가공을 했을 때 촉매 담지량이 크게 증가하는 것을 알 수 있으며, 보호복으로서의 성능을 극대화 시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, when using a general PAN-based carbon fiber fabric, it was confirmed that the pickup rate is less than 100%, whereas in the case of the PP nonwoven material needle-punched through a hydrophilization treatment, a high content of catalyst was supported. It can be seen that the glass (pickup rate of 200% or more). In addition, when the needle punched nonwoven fabric material is processed again in a multilayered composite form, it can be seen that the amount of catalyst loading is greatly increased, and the performance as a protective suit can be maximized.

상기 표 1을 통해 패딩 공정시 망글 통과 직후 픽업량은 섬유소재의 내부 공극에 의한 영향이 크다는 것을 알 수 있다. 표면적이 1000m2/g이상으로 알려진 ACF(Activated carbon fiber)의 픽업률이 341 %로 가장 높게 나타난 반면 직물형태로 제직된 PAN계 탄소섬유는 84 % 수준에 그쳤다. PP 부직포를 사용한 소재는 단일형태와 다층 복합형태 모두 픽업률이 200 %이상으로 높게 나타났다. 단, PP부직포를 캘린더 처리한 원단의 경우에는 일반 PP부직포에 비해 상대적으로 부피가 작고 기공이 많이 줄어들어 조제 담지량 확보에는 불리한 것을 알 수 있다.It can be seen from Table 1 that the pick-up amount immediately after passing the mangle during the padding process is greatly influenced by the internal voids of the fiber material. The pick-up rate of activated carbon fiber (ACF), which is known to have a surface area of more than 1000 m 2 / g, was the highest at 341%, whereas the PAN-based carbon fiber was 84%. The PP nonwoven fabric showed high pick-up rate of more than 200% in both single and multi-layer composite forms. However, in the case of calendered fabric of PP nonwoven fabric, it can be seen that the volume is relatively small compared to general PP nonwoven fabric and the pores are reduced, which is disadvantageous in securing the amount of preparation.

일 측면에 따르면, 상기 유해 화학물질은 비스-(2-클로로에틸)술피드(bis-(2-chloroethyl)sulfide), 피나콜릴 메틸 포스포노플로오리데이트(pinacolyl methyl phosphonofluoridate), 에틸 N,N-디메틸포스포로아미도시아니데이트(ethyl N,N-dimethylphosphoroamidocyanidate), 이소프로필 메틸포스포노플로오리데이트(isopropyl methylphosphonofluoridate), 트리클로로나이트로메탄(trichloronitromethane), O-에틸 S-(2-디이소프로필아미노)에틸 메틸포스포노티오에이트(O-ethyl S-(2-diisopropylamino)ethyl methylphosphonothioate) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화학작용제를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the harmful chemicals are bis- (2-chloroethyl) sulfide, pinacolyl methyl phosphonofluoridate, ethyl N, N- Dimethylphosphoroamido cyanidate (ethyl N, N-dimethylphosphoroamidocyanidate), isopropyl methylphosphonofluoridate, trichloronitromethane, O-ethyl S- (2-diisopropylamino Ethyl methylphosphonothioate (O-ethyl S- (2-diisopropylamino) ethyl methylphosphonothioate) and derivatives thereof may include at least one chemical agent selected from the group consisting of.

일 측면에 따르면, 상기 유해 화학물질은 신경작용제 및 수포작용제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the harmful chemicals may be at least one selected from the group consisting of neuro- and vesicular agents.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자는, MOF-808, UiO-66, UiO-66-NH2, UiO-67, UiO-67-NH2 및 MIL-100(Fe)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the reactive nanocatalyst particles, MOF-808, UiO-66, UiO-66-NH 2 , UiO-67, UiO-67-NH 2 and MIL-100 (Fe) at least selected from the group It may be to include one.

본 발명에 따른 유해 화학물질제거용 보호복 섬유는, 금속-유기 골격을 이루고 있어 비표면적이 넓을 뿐만 아니라, 금속 이온을 이용한 촉매특성을 모두 발현할 수 있는 반응성 나노촉매입자를 적용함으로써, 유해 화학물질을 다양한 환경조건에서 모두 분해할 수 있다. 또한, 상기 반응성 나노촉매입자를 적용함으로써, 오염된 화학작용제들을 빠르게 흡수 또는 흡착함과 동시에 분해할 수 있는 유해 화학물질제거용 보호복 섬유를 구현할 수 있다.The protective clothing fiber for removing harmful chemicals according to the present invention forms a metal-organic skeleton and thus has a specific surface area, and by applying reactive nanocatalyst particles capable of expressing all catalytic properties using metal ions, The substance can be decomposed all under different environmental conditions. In addition, by applying the reactive nano-catalyst particles, it is possible to implement a protective clothing fiber for removing harmful chemicals that can be rapidly absorbed or adsorbed while contaminating chemical agents.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 고형분 함량은, 10 중량% 내지 30 중량%인 것일 수 있다.According to one aspect, the solids content of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles may be from 10% by weight to 30% by weight.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 점도는, 261 cPs 내지 460 cPs인 것일 수 있다.According to one aspect, the viscosity of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may be from 261 cPs to 460 cPs.

패딩 공정시 사용되는 촉매물질의 고형분과 점도는 처리된 후 원단의 부착량(dry add-on) 뿐만 아니라 작업조건 선정 시 중요한 인자이다. 패딩 가공 시 망글의 압력에 따라 픽업(pick-up) 양이 달라질 수는 있으나 기본적으로 조제 자체가 가지는 물성의 차이에서 기인하는 부분이 크다.Solid content and viscosity of the catalyst material used in the padding process are important factors in selecting the working conditions as well as the dry add-on of the fabric after the treatment. The amount of pick-up may vary depending on the pressure of the mangle during padding, but the part due to the difference in physical properties of the preparation itself is large.

상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 고형분 함량이 30 중량%를 초과할 경우, 패딩 공정이 불가능한 문제점이 있고, 10 중량% 미만일 경우, 픽업률이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.If the solid content of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles exceeds 30% by weight, there is a problem that the padding process is impossible, if less than 10% by weight, the pickup rate may occur.

상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 점도가 460 cPs를 초과할 경우 용매의 휘발에서 기인한 조제의 고형화가 가속화되면서, 다량의 분진이 발생할 수 있고, 조제 고형분 함량이 낮아 점도가 261 cPs 미만일 경우 후가공 처리된 보호복 소재의 유해화학물질 제거 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.When the viscosity of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles exceeds 460 cPs, the solidification of the preparation due to the volatilization of the solvent is accelerated, a large amount of dust may occur, the viscosity is less than 261 cPs due to the low content of the preparation solids There may be a problem that the removal performance of harmful chemicals of the post-treated protective clothing material is degraded.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액은, 반응성 나노촉매입자, 에탄올 및 물을 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may include a reactive nanocatalyst particles, ethanol and water.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 포함되는 에탄올 및 물의 중량비는, 1 : 1 내지 1 : 3인 것일 수 있다.According to one aspect, the weight ratio of ethanol and water included in the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles may be 1: 1 to 1: 3.

분산 용매로 에탄올만 사용할 경우 망글 패더의 손상 및 건조시의 화재발생 문제가 발생할 수 있으므로, 반응성 나노촉매입자, 에탄올 및 물을 포함하는 분산액을 사용하는 것이 바람직하다.If only ethanol is used as the dispersing solvent, it may cause damage of the mangle feather and fire occurrence during drying. Therefore, it is preferable to use a dispersion containing reactive nanocatalyst particles, ethanol and water.

분산액 함량별 테스트Dispersion Content Test

표 2는 분산액에 포함되는 고형분, 에탄올 및 물의 함량에 따른 섬유 소재의 촉매 담지량을 비교한 표이다.Table 2 is a table comparing the catalyst loading of the fiber material according to the content of solids, ethanol and water contained in the dispersion.

순번turn 고형분(wt%)Solid content (wt%) H2O 함량비율
(EtOH 1 기준)
H2O content ratio
(Based on EtOH 1)
Pick-up(%)Pick-up (%) Dry add-on(%)Dry add-on (%)
1One 3030 2.22.2 266266 9090 22 2020 22 308308 6161 33 1616 1.51.5 325325 5454 44 1515 1.51.5 322322 5151 55 1313 00 300300 4444

고체상태의 UiO-66-NH2 나노촉매를 패딩 공정에 사용하기 위해서는 용제에 분산시킬 필요가 있어, 에탄올에 분산시켜 사용하였다. 그러나 분산 용매로 에탄올만 사용할 경우 망글 패더의 손상 및 건조시의 화재발생 문제 등을 고려하여 물을 추가로 사용하여 실제 패딩 공정 진행에 적합한 함량 비율을 선정하기 위한 테스트를 진행하였다. 특히 UiO-66-NH2 촉매의 특성상 분산액이 공기중에 노출되면 빠른 속도로 고형화가 진행된다. 고형분이 높아질수록 이러한 현상은 더욱 심화되어, 장시간 패딩 작업시 고형화가 되면서 촉매입자가 불균일하게 되고, 결과적으로는 처리된 원단의 부분별 중량 편차가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 조제함량의 최대화와 조제 고형화의 최소화를 모두 확보하기 위해 용매의 함량별로 테스트를 하였다. 고형분이 30 중량%수준 이상이 되면 패딩 작업 후 9분 이내에 고형화가 진행되는 것이 관찰되었다. 즉, 바람직한 UiO-66-NH2 촉매의 최적 고형분은 20 중량%인 것일 수 있다.In order to use the solid UiO-66-NH 2 nanocatalyst in the padding process, it is necessary to disperse it in a solvent and to disperse it in ethanol. However, when only ethanol was used as the dispersing solvent, the test was carried out to select an appropriate content ratio for the actual padding process by using water additionally in consideration of damage of the mangle padder and the occurrence of fire during drying. In particular, when the dispersion is exposed to air due to the nature of the UiO-66-NH 2 catalyst, solidification proceeds rapidly. As the solid content increases, this phenomenon becomes more severe, resulting in non-uniformity of catalyst particles due to solidification during a long time of padding, and consequently, weight variation of parts of the treated fabric may occur. In the present invention, in order to ensure both the maximization of the preparation content and the minimization of the solidification of the preparation was tested for each solvent content. When the solid content was more than 30% by weight level, it was observed that the solidification proceeded within 9 minutes after the padding operation. That is, the optimum solids content of the preferred UiO-66-NH 2 catalyst may be 20% by weight.

일 측면에 따르면, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계는, 1 bar 내지 3 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되는 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 2 bar 내지 2.5 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of padding the fibrous material in the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may be performed at a mangle (Mangle) pressure of 1 bar to 3 bar. More preferably, it may be performed at a mangle (Mangle) pressure of 2 bar to 2.5 bar.

패딩 작업시 망글의 압력을 조절함으로써 섬유 소재에 대한 유해화학물질 분해 촉매의 픽업률(Pick-up%)(또는 부착량)을 조절할 수 있다.By adjusting the pressure of the mangle during the padding operation, the pick-up rate (or pick-up amount) of the hazardous chemical decomposition catalyst on the fiber material can be controlled.

망글의 압력이 1 bar 미만일 경우, 섬유 소재에 픽업(Pick-up)된 조제의 양이 불균일하여 처리된 원단의 부분별 중량 편차가 발생할 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 망글의 압력이 3 bar를 초과할 경우, 처리 조제의 섬유 소재에 픽업(Pick-up)이 감소하고, 두꺼운 원단을 사용할 경우 원단이 손상될 우려가 있다.When the pressure of the mangle is less than 1 bar, a problem may occur in that the weight variation of each part of the treated fabric may be uneven due to an uneven amount of the pick-up preparation in the fiber material, and the pressure of the mangle is 3 bar. If it exceeds, the pick-up (Pick-up) is reduced to the fiber material of the processing aid, there is a fear that the fabric is damaged when using a thick fabric.

본 발명의 섬유 소재의 바람직한 일 예로 적용되는 부직포소재의 경우 일반 직물에 비해 원단자체의 두께가 직물보다 두께가 두껍고 기공이 넓어 고함량의 촉매입자를 담지하기에 유리하지만, 이를 위한 바람직한 망글 압력(2 bar 내지 2.5 bar의 망글 압력)을 선정할 필요가 있다.In the case of the nonwoven fabric material which is applied as a preferred example of the textile material of the present invention, the thickness of the fabric itself is thicker and wider pores than the fabric, it is advantageous to support a high content of catalyst particles, but the desired mangle pressure ( Mangle pressure from 2 bar to 2.5 bar).

패딩 조건별 테스트Test by padding condition

섬유 소재의 종류 이외에도 섬유를 패딩 처리 했을 때 조제의 픽업량에 영향을 줄 수 있는 인자로 망글 압력이 있다. 압력 조건은 현장에서 작업가능한 수준인 2 bar, 2.5 bar 조건으로 패딩 처리를 진행하여 픽업률을 아래 표 3에 나타내었다.In addition to the type of fiber material, the mangle pressure is a factor that may affect the amount of pickup of the preparation when the fiber is padded. The pressure conditions are padded at 2 bar and 2.5 bar, which are workable levels in the field, and the pickup rates are shown in Table 3 below.

순번turn 겹수Double 부직포원단 구성Nonwoven Fabric Composition 압력
(bar)
pressure
(bar)
미처리시료중량
(g/m2)
Untreated Sample Weight
(g / m 2 )
Pick-up
(%)
Pick-up
(%)
Dry add-on
(%)
Dry add-on
(%)
비고Remarks
1One 1One ACFACF 22 6363 341341 4040 -- 22 1One PPPP 22 101101 304304 6060 고형분 19wt%Solid content 19wt% 33 1One PPPP 2.52.5 101101 266266 90.490.4 고형분 29wt%29wt% solids 44 22 PP 니들펀치PP needle punch 22 194194 289289 6767 -- 55 33 경량PP-ACF-경량PPLightweight PP-ACF-Lightweight PP 22 127127 325325 6464 -- 66 33 PP-ACF-PPPP-ACF-PP 2.52.5 265265 232232 4848 -- 77 33 PP-ACF-PP PP-ACF-PP 22 265265 -- -- Mangle 유격발생Mangle play 88 33 PP-ACF-PPPP-ACF-PP 1One 265265 -- -- Mangle 유격발생Mangle play 99 1One PP부직포 calendarPP nonwoven fabric calendar 22 9191 140140 5555 --

망글 압력이 3 bar이상일 경우는 pick-up률 손실이 크므로 최대 2.5 bar 압력까지만 진행하였으며, 반대로 1 bar 이하인 경우는 처리 후 원단의 중량 편차가 발생하거나 원단 소재의 두께에 따라 망글 사이에 유격이 발생할 수 있으므로 최저압력은 2 bar로 선정하였다. 특히 PP-ACF-PP 총 3겹으로 구성된 부직포 소재의 경우 이러한 현상이 더욱 두드러져 망글 사이로 원단이 통과할 때 조제의 누수가 발생하여 작업진행이 불가능하다. 상기 표 3을 참조하면, PP부직포를 단독으로 사용할 경우에는 망글 압력 2 bar, PP와 ACF의 다층복합형태로 사용할 경우에는 2.5bar 압력이 적절한 것을 알 수 있다.If the mangle pressure is more than 3 bar, the pick-up rate loss is large, so it proceeds up to a maximum of 2.5 bar pressure. On the contrary, if the mangle pressure is less than 1 bar, there is a gap between the mangles depending on the weight variation of the fabric or the thickness of the fabric material. The minimum pressure was chosen as 2 bar because it may occur. Especially in the case of non-woven fabric composed of three layers of PP-ACF-PP, this phenomenon is more prominent, and it is impossible to proceed with work due to leakage of preparation when the fabric passes between mangles. Referring to Table 3, when the PP non-woven fabric is used alone, the mangle pressure of 2 bar, when using a multi-layer composite form of PP and ACF it can be seen that 2.5bar pressure is appropriate.

일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 120 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the fiber material padded in the dispersion may be performed at a temperature condition of 120 ℃ to 160 ℃.

패딩 공정에서 침지된 원단의 용제를 제거하기 위해서는 적정 온도에서 건조를 해야 하는데, 본 발명에서 사용된 PP 부직포의 경우에는 PET나 면과 같은 일반적인 소재에 비해 융점이 낮으므로 온도 조건 선정시 유의해야 한다. 건조온도가 지나치게 높으면 주성분이 PP인 섬유의 변형을 초래하며, 건조 온도가 낮으면 침지 후 다량의 가공액을 머금고 있는 부직포가 미건조 상태로 남아있게 된다.In order to remove the solvent of the fabric immersed in the padding process, drying at an appropriate temperature should be carried out. In the case of the PP nonwoven fabric used in the present invention, since the melting point is lower than that of general materials such as PET or cotton, care should be taken when selecting temperature conditions. . Too high a drying temperature causes deformation of the fiber whose main component is PP, and a low drying temperature causes the nonwoven fabric containing a large amount of processing liquid to remain undried after dipping.

일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 단절적 또는 연속적인 여러 단계로 수행되는 것이고, 145 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제1 건조 단계; 130 ℃ 내지 145 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제2 건조 단계; 및 120 ℃ 내지 130 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제3 건조 단계;를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the fiber material padded in the dispersion, which is carried out in a number of cut or continuous steps, the first drying step carried out at a temperature condition of 145 ℃ to 160 ℃; A second drying step carried out at a temperature condition of 130 ° C. to 145 ° C .; And a third drying step performed at a temperature condition of 120 ° C to 130 ° C.

일 측면에 따르면, 상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 복수의 건조 챔버를 통해 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the fiber material padded in the dispersion may be performed through a plurality of drying chambers.

바람직한 본 발명의 일 실시예에 따른 패딩-건조 설비는 건조 챔버가 7칸으로 구성되어 있으며, 각각의 챔버의 온도 조건을 따로 설정할 수가 있다. PP의 Tm이 약 160 ℃ 정도임을 고려하여, 1번 내지 3번 챔버는 150℃, 4번 챔버 140℃, 5번 내지 7번 챔버 온도는 125℃로 선정하여 공정을 진행하였다. 건조시 고온 조건에 의한 섬유의 손상을 우려하였으나, 가공액에 침지된 직후 다량의 액체가 부직포에 pick-up이 되면서 PP부직포에 직접적인 건조 열풍의 영향을 상쇄할 수 있다.Padding-drying equipment according to an embodiment of the present invention is preferred that the drying chamber is composed of seven compartments, the temperature conditions of each chamber can be set separately. Considering that the Tm of PP is about 160 ° C., chambers 1 to 3 were selected as 150 ° C., chamber 4 was 140 ° C., and chambers 5 and 7 were 125 ° C. to proceed with the process. Although it was concerned about the damage of the fiber due to the high temperature condition during drying, as soon as a large amount of liquid picked up to the nonwoven fabric immediately after being immersed in the processing liquid, the effect of the drying hot air directly on the PP nonwoven fabric can be offset.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to one aspect, the antimicrobial processing step of the fiber material; may further include.

일 측면에 따르면, 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액은, 항균제를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, may further comprise an antimicrobial agent.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계 이전에 흡진법을 통해 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of antimicrobial processing of the fiber material, may be carried out by a dust reduction method before the step of padding the fiber material in the dispersion containing the reactive nano-catalyst particles.

일 측면에 따르면, 상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는, 상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계와 동시에 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the antimicrobial treatment of the fiber material, may be performed at the same time as the step of padding the fiber material in the dispersion containing the reactive nano-catalyst particles.

항균가공Antibacterial Processing

항균성과 유해화학물질 제거 성능을 모두 겸비한 보호복 소재의 제조 방법을 수립하기 위해 공정 종류와 항균조제의 함량 별로 원단에 처리하여 항균성을 확인하였다. 원단시료는 PET(Polyethylene terephthalate) 백포 원단을 이용하였으며, 촉매와 항균제를 Pad cure 방법으로 동시에 처리하는 방식과 흡진법(Exhaust)으로 항균제를 먼저 처리한 후 촉매를 패딩 처리하는 다단계 방식으로 각각 제조하여 제조 공정에 따른 항균성능의 변화여부를 비교하였다. 패딩 공정 진행시 망글 압력은 2.5 bar, 속도 2.5 m/min, 1 dip-1 nip 방식으로 처리하였다. 흡진법의 경우 일반적인 PET섬유 염색공정조건을 적용하여, 130 ℃에서 30 분간 처리한 후 140 ℃에서 90 초간 건조하였다. 각각의 제조 방식에 사용된 조제의 함량을 아래 표 4(Pad cure 방식에 사용된 조제의 함량), 표 5(Exhaust-Pad cure 방식에 사용된 조제의 함량) 및 표 6(항균성 시험 결과)에 나타내었다.In order to establish the manufacturing method of protective clothing material which has both antimicrobial and harmful chemicals removal performance, the antimicrobial activity was verified by treating the fabric by process type and antimicrobial agent content. For the fabric sample, PET (Polyethylene terephthalate) white cloth fabric was used, and the catalyst and the antimicrobial agent were treated simultaneously with the pad cure method and the antimicrobial agent was first treated with the exhaust method, followed by the padding treatment of the catalyst. The antimicrobial activity was changed according to the manufacturing process. Mangle pressure during the padding process was treated in 2.5 bar, speed 2.5 m / min, 1 dip-1 nip method. In the case of the dust reduction method, the general PET fiber dyeing process conditions were applied, and then treated at 130 ° C. for 30 minutes and then dried at 140 ° C. for 90 seconds. The contents of the preparations used in each preparation method are shown in Table 4 (content of preparations used in the Pad cure method), Table 5 (content of preparations used in the Exhaust-Pad cure method) and Table 6 (results of antimicrobial test). Indicated.

SampleSample Antimicrobial solution(wt%)Antimicrobial solution (wt%) Zr(POSS) solution(wt%)Zr (POSS) solution (wt%) Total amount
(wt%)
Total amount
(wt%)
AntimicrobialAntimicrobial WaterWater Zr(POSS)Zr (POSS) EthanolEthanol A1A1 1One 9999 -- -- 100100 A2A2 22 9898 -- -- 100100 A1-ZrA1-Zr 1One 4949 1010 4040 100100 A2-ZrA2-Zr 22 4848 1010 4040 100100

SampleSample Antimicrobial solutionAntimicrobial solution Zr(POSS) solution(wt%)Zr (POSS) solution (wt%) Total amount
(wt%)
Total amount
(wt%)
AntimicrobialAntimicrobial Liquor ratioLiquor ratio Zr(POSS)Zr (POSS) Ethanol:H2O 1:1Ethanol: H 2 O 1: 1 B1B1 1% o.w.f1% o.w.f 1:201:20 -- -- 100100 B2B2 2% o.w.f2% o.w.f -- -- 100100 B1-ZrB1-Zr 1% o.w.f1% o.w.f 1010 4040 100100 B2-ZrB2-Zr 2% o.w.f2% o.w.f 1010 4040 100100

SampleSample Pad curePad cure Exhaust-pad cureExhaust-pad cure A1A1 A2A2 A1-ZrA1-Zr A2-ZrA2-Zr B1B1 B2B2 B1-ZrB1-Zr B2-ZrB2-Zr Staphylococcus AureusStaphylococcus Aureus 99.999.9 99.999.9 99.999.9 >99.9> 99.9 99.999.9 >99.9> 99.9 99.999.9 99.999.9 Klebsiella PneumoniaeKlebsiella Pneumoniae 99.999.9 99.999.9 99.999.9 >99.9> 99.9 99.999.9 >99.9> 99.9 99.999.9 99.999.9

상기 표 4 내지 표 6을 참조하면, 두 가지 방식으로 제조된 시료 모두 이 모두 99.9% 이상의 정균감소율을 보여, 제조 방식에 따른 항균성능의 차이는 없는 것으로 나타났다. 촉매와 항균제를 동욕에서 처리하는 패딩 방식과 항균제와 촉매를 흡진법, 패딩법으로 각각 순차적으로 처리하는 방식으로 제조된 원단 모두 항균성능이 유지됨을 확인하였다.Referring to Tables 4 to 6, both samples showed a bacteriostatic reduction rate of 99.9% or more, and there was no difference in antimicrobial performance according to the preparation method. It was confirmed that the antimicrobial performance was maintained in both the padding method of treating the catalyst and the antimicrobial agent in the same bath, and the fabrics produced by sequentially treating the antimicrobial agent and the catalyst by the dust reduction method and the padding method, respectively.

섬유 후가공 처리 조건 수립Establishment of fiber post-processing conditions

본 발명에서는 기존의 단순흡착 방식이 아닌 화학적 분해가 가능한 촉매물질을 사용함으로써 인체 신경에 독성을 띄는 유해가스를 근본적으로 제거할 수 있는 보호복 소재의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a protective clothing material that can fundamentally remove harmful gases toxic to human nerves by using a catalytic material capable of chemical decomposition rather than the conventional simple adsorption method.

또한, 보호복 소재 제조 공정 조건수립을 위한 테스트를 수행하였으며, 보호복 성능의 최대화에 적합한 섬유소재와 패딩 가공 조건을 아래의 표 7에 나타내었다.In addition, the test was performed to establish the protective clothing material manufacturing process conditions, and the textile material and padding processing conditions suitable for maximizing the protective clothing performance are shown in Table 7 below.

섬유fiber 망글 압력(bar)Mangle pressure (bar) 작업속도(m/min.)Working speed (m / min.) PP부직포PP nonwoven fabric 22 22 PP부직포-ACF 다층복합PP nonwoven fabric-ACF multilayer composite 2.52.5 22

나노촉매입자는 고형분 20±2 wt% 수준의 EtOH:H2O = 1:2 분산액 상태일 때 상기 부직포의 패딩 작업성이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 패딩 후 건조는 챔버 순서별로 1~3번 챔버 150 ℃, 4번 챔버 140 ℃, 5~7번 챔버는 125 ℃ 일 때 효율적으로 건조가 가능한 것으로 나타났다.The nanocatalyst particles showed the best padding workability of the nonwoven fabric when the solid content was 20 ± 2 wt% of EtOH: H 2 O = 1: 2 dispersion, and drying after padding was performed in chamber order 1 to 3 chamber 150. 4, chamber 4 140 ℃, chambers 5 to 7 was found to be efficient drying at 125 ℃.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the techniques described may be performed in a different order than the described method, and / or the components described may be combined or combined in a different form than the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.

Claims (17)

반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계; 및
상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계;를 포함하고,
상기 섬유 소재는, 니들펀칭(Needle punching) 가공된 부직포 또는 이의 다층복합형태를 포함하는 것이며,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 고형분 함량은, 10 중량% 내지 30 중량%인 것이고,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액의 점도는, 261 cPs 내지 460 cPs 인 것이며,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계는, 1 bar 내지 3 bar의 망글(Mangle) 압력으로 수행되는 것이고,
상기 반응성 나노촉매입자의 상기 섬유 소재에 대한 픽업률이 200 % 이상인 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
Padding the fibrous material in a dispersion comprising reactive nanocatalyst particles; And
And drying the fiber material padded in the dispersion.
The fiber material includes a needle punched nonwoven fabric or a multilayered composite thereof,
Solid content of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles is 10% by weight to 30% by weight,
The viscosity of the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles is 261 cPs to 460 cPs,
Padding the fiber material in the dispersion comprising the reactive nanocatalyst particles, is to be carried out at a Mangle pressure of 1 bar to 3 bar,
Pickup rate of the reactive nano-catalyst particles for the fiber material is 200% or more,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응성 나노촉매입자는,
MOF-808, UiO-66, UiO-66-NH2, UiO-67, UiO-67-NH2 및 MIL-100(Fe)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 1,
The reactive nanocatalyst particles,
At least one selected from the group consisting of MOF-808, UiO-66, UiO-66-NH 2 , UiO-67, UiO-67-NH 2 and MIL-100 (Fe),
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액은,
반응성 나노촉매입자, 에탄올 및 물을 포함하는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 1,
Dispersion containing the reactive nanocatalyst particles,
Reactive nanocatalyst particles, including ethanol and water,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제8항에 있어서,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 포함되는 에탄올 및 물의 중량비는, 1 : 1 내지 1 : 3인 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 8,
The weight ratio of ethanol and water included in the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles is 1: 1 to 1: 3,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는,
120 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 1,
Drying the fiber material padded in the dispersion,
It is carried out at a temperature condition of 120 ℃ to 160 ℃,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제1항에 있어서,
상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 단절적 또는 연속적인 여러 단계로 수행되는 것이고,
145 ℃ 내지 160 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제1 건조 단계;
130 ℃ 내지 145 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제2 건조 단계; 및
120 ℃ 내지 130 ℃의 온도 조건에서 수행되는 제3 건조 단계;를 포함하는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of drying the fiber material padded in the dispersion is to be carried out in a number of steps, continuous or continuous,
A first drying step carried out at a temperature condition of 145 ° C. to 160 ° C .;
A second drying step carried out at a temperature condition of 130 ° C. to 145 ° C .; And
To include; a third drying step performed at a temperature condition of 120 ℃ to 130 ℃;
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제12항에 있어서,
상기 분산액에 패딩된 섬유 소재를 건조하는 단계는, 복수의 건조 챔버를 통해 수행되는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 12,
Drying the fiber material padded in the dispersion is to be carried out through a plurality of drying chamber,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제1항에 있어서,
상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계;를 더 포함하는,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 1,
Further comprising a; antimicrobial processing of the fiber material;
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제1항에 있어서,
반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액은, 항균제를 더 포함하는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 1,
The dispersion containing the reactive nanocatalyst particles further comprises an antimicrobial agent,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제14항에 있어서,
상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계 이전에 흡진법을 통해 수행되는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.
The method of claim 14,
Antimicrobial treatment of the fiber material,
Before the step of padding the fibrous material in the dispersion containing the reactive nanocatalyst particles, it is carried out by a dust reduction method,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.
제14항에 있어서,
상기 섬유 소재를 항균 가공처리하는 단계는,
상기 반응성 나노촉매입자를 포함하는 분산액에 섬유 소재를 패딩하는 단계와 동시에 수행되는 것인,
유해 화학물질제거용 보호복 섬유 소재의 제조방법.

The method of claim 14,
Antimicrobial treatment of the fiber material,
To be carried out simultaneously with the step of padding the fiber material in the dispersion containing the reactive nano-catalyst particles,
Manufacturing method of protective clothing textile material for removing harmful chemicals.

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