KR102092501B1 - 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PPE category 2 등급의 방염 성능을 만족하고, 산업 현장에서 착용율을 높히고, 불꽃에 노출시 2차 화상을 방지하여 작업자의 안전을 확보할 수 있는 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어에 관한 것이다.

Description

방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어 { Flame retardant blened spun yarn for inner wear and inner wear using the same }
본 발명은 방염 안전복의 내부에 착용하여 착용감이 우수하고 작업자의 안전성을 확보할 수 있는 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어에 관한 것이다.
작업복은 다양한 작업환경과 조건에서 작업능률을 향상시키고 산업재해나 위험으로부터 신체를 보호해주는 역할을 한다. 최근 잇단 산업재해가 발생하면서 산업현장에서는 이를 예방하고 근로자의 피해를 최소화하기 위한 방염 안전복에 대한 관심이 높아지고 있다.
일반적으로 방염 안전복은 작업자의 보온성을 높이고, 외부에 착용하는 방염 자켓 및 바지의 착용감을 개선하기 위해 내부에 별도의 이너웨어를 착용하게 된다. 그런데 기존의 면 또는 양모 등의 소재를 이용하여 제조된 이너웨어는 작업중에 발생하는 땀을 흡수하거나 또는 보온성을 높이기 위한 제한적인 용도로만 사용이 가능하며, 작업자의 안전을 확보하기 위해 방염성을 갖고 착용감이 우수한 이너웨어용 소재에 대한 개발은 미미한 실정이다.
따라서 국내에서 사용되는 방염 안전복의 내부에 착용하는 이너웨어의 대부분은 저렴한 소재를 사용하여 제조되고, 사고에 노출되었을 때 안전보호 기능을 기대하기 어려운 실정이다. 그러므로 산업재해 또는 위험한 작업환경으로부터 작업자들을 보호하기 위하여 우수한 방염성을 갖고, 경량성 및 소프트 터치성을 발현함으로써 착용감이 우수한 이너웨어용 소재의 개발이 시급한 실정이다.
즉, 방염성이 우수한 아라미드 소재를 사용하는 경우에는 경직된 터치감과 중량감으로 작업자의 이너웨어용으로의 적용이 제한적이므로, 방염 안전복의 이너웨어로서 방염성이 우수하고 착용감을 높일 수 있는 제품 개발이 절실한 실정이다.
특히, 미국의 PPE(Personal Protective Equipment by Category)의 기준에 따르면 방염 의류를 포함하는 관련 보호 장비를 4단계로 분류하고, 각 단계별 열전달 성능과 열저항 수축율 및 아크정격(Arc rating) 등의 기준을 제시하여 관리하고 있다.
상기 열전달 성능은 불꽃으로부터 의류로 열이 전달되는 성능을 나타내며, 열저항 수축율은 255 ± 10 ℃ 의 열원에 노출 후 의류의 수축율을 나타낸다. 또한 아크정격(Arc rating)은 전기 아크가 방출될 때 재료의 성능을 나타내는 값으로서, 브레이크 오픈(Break-open)이 발생하기 직전 또는 2도 화상을 일으키기 직전 값을 가리킨다.
또한, 각 단계별로 기준에 적합한 재킷 등의 작업복과, 보안경과 장갑 및 신발 등을 착용하도록 규정되어 있다.
특히, 정유, 철강, 조선과 같은 중공업 분야에서는 용접, 성형, 조립 작업시에 열과 불꽃에 노출되는 빈도가 높아 방염 보호복이 반드시 필요하며, 2차 화상을 방지하여 작업자의 안전 확보하기 위한 이너웨어용 방염 소재와 제품의 개발은 반드시 필요한 사항이다.
그런데 상기 방염 안전복의 내부에 착용하는 이너웨어는 종래에 면 섬유와 울 섬유 등 천연소재를 사용하였으나 상기와 같은 천연소재는 착용감은 우수하나, 사고 발생시 외부 작업복에서 발생하는 불꽃 및 열 등이 그대로 작업자에 전달되어 2차 화상이 발생하는 문제점이 있다. 또한 메타 아라미드 등의 방염 소재는 경직된 터치감과 편직 공정상 작업 효율의 문제 등으로 아웃웨어 용도로만 제한적으로 사용되고 있다.
또한, 이너웨어용 소재에 방염 기능을 부여하기 위한 가공 공정으로 실리콘 폴리머를 도포하거나 아라미드 섬유와 모다크릴 섬유 등을 적층하는 방법 등이 개발되어 왔다. 즉, 대한민국 등록특허공보 제10-1887617호(2018. 08. 06.)에는 난연제인 BDDP(Tetrabromobisphenol A bis (2,3-dibromopropyl ether), 삼산화안티몬, 폴리프로필렌을 혼합한 혼합물을 믹서기에 투입시켜 커플링제, 분산제, UV안정제, 산화방지제를 투입하여 믹싱한 혼합물을 망을 거쳐 압출시켜 절단한 난연칩을 폴리프로필렌 원재료에 혼합하여 용융시켜 폴리프로필렌 필라멘트사로 방사하여 제조한 난연사가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-1303556호(2013. 09. 03.)에는 50~250 ℃에서 용융되는 인이 함유된 난연제 또는 액상의 인이 함유된 난연제를 포함하는 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르계 난연사의 제조방법이 개시되어 있다.
상기와 같은 종래기술에 따른 난연사를 이용한 방염 보호복용 이너웨어는 상기 PPE category 2 등급의 요구 조건을 만족하지 못하며, 또한 상기와 같은 난연사를 이용하여 제조된 이너웨어는 수분율이 낮고, 작업자가 착용시 불편함을 느끼게 되어 현장에서의 착용율이 낮다.
따라서 PPE category 2 등급의 방염 특성을 만족하고, 산업 현장에서 착용율을 높히고, 불꽃에 노출시 2차 화상을 방지하여 작업자의 안전 확보하기 위하여 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어의 개발이 시급하게 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PPE category 2 등급의 방염 성능을 만족하고, 산업 현장에서 착용율을 높히고, 불꽃에 노출시 2차 화상을 방지하여 작업자의 안전을 확보할 수 있는 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어를 제공하기 위한 것이다. 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사는, a) 40 내지 55중량%의 메타-아라미드 섬유; b) 40 내지 55 중량%의 난연 레이온 섬유; 및 c) 1 내지 8 중량%의 도전사;로 구성되며, 상기 도전사는 심초사형 도전사이며, 상기 심초사형 도전사의 심성분은 카본 블랙을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 혼합 방적사의 번수는 10 ~ 40 수이며, 인장강도는 230 cN 이상이며, 인장신도는 8 % 이상인 것이 바람직하다.
상기 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사는 이너웨어 제조용 양면 니트 원단으로 제조될 수 있으며, 상기 양면 니트 원단의 평량은 330 ± 5 g/㎡ 이하이며, 열전달성능은 ASTM F2700에 의거하여 측정시 초기 및 3회 세탁 후에 25 J/cm2 이상이고, 열저항 수축율은 KS K ISO 17493에 의거하여 측정시 초기 및 3회 세탁 후에 10 % 이하이며, 아크정격은 ASTM F1959에 의거하여 측정시 8.0 cal/cm2 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어는 산업 재해나 위험으로부터 신체를 보호함으로써 작업자의 피해를 최소화하는 효과를 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 혼합 방적사를 이용하여 제조되는 양면 니트 원단은 PPE category 2 등급의 방염 특성을 만족하고, 또한 이로부터 제조되는 이너웨어는 경량이며 소프트 터치가 발현되어 착용감이 우수하고 보온성이 우수한 특성을 갖는다. 따라서 열과 불꽃에 노출되는 작업자의 외부 작업복에서 발생하는 열과 불꽃의 전달을 차단하여 작업자의 2차 화상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사(a) 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어 제조용 양면 니트 원단(b)의 사진이며,
도 2은 본 발명에 따라 제조된 이너웨어의 사진이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 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.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 첨부되는 도 1은 본 발명에 따른 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사(a) 및 이를 이용하여 제조되는 이너웨어 제조용 양면 니트 원단(b)의 사진이며, 도 2은 본 발명에 따라 제조된 이너웨어의 사진이다.
본 발명에 따른 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 a) 40 내지 55중량%의 메타-아라미드 섬유; b) 40 내지 55 중량%의 난연 레이온 섬유; 및 c) 1 내지 8 중량%의 도전사;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 메타-아라미드 섬유는 한계산소지수(LOI)가 28 ~ 32 로서 방염성이 우수하고, 화염과의 접촉시 섬유에 대한 손상을 방지하는 효과를 갖는다. 특히, 모듈러스와 인장강신도 등의 기계적 특성이 우수하여 셔츠 및 바지를 포함하는 방염 보호복 등의 산업용 의류 제품으로 주로 제조된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 메타-아라미드 섬유의 섬도는 1.0 ~ 2.0 dpf 이고, 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜ 이며, 강도는 3 ~ 7 g/d, 신도는 22 ~ 30 %인 특성을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에서 상기 메타-아라미드 섬유는 전체 혼합 방적사 대비 40 ~ 55 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 메타-아라미드 섬유가 40 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 제조되는 혼합 방적사의 인장강도 등의 기계적 물성이 낮으며, 55 중량%를 초과하는 경우에는 제조된 혼합 방적사의 염색성, 강직성, 모우 발생 등의 문제점이 발생할 수 있다. 특히 메타-아라미드 섬유의 조성비기 55 중량%를 초과하는 경우에는 제조되는 양면 니트 원단의 경직된 터치감이 발현되어 이너웨어로서 착용감이 극히 불량하게 된다.
또한, 상기 혼합 방적사에 포함되는 난연 레이온 섬유는 습식방사로 제조시 하나 이상의 난연제를 포함하는 레이온 섬유를 의미한다. 상기 레이온 섬유는 일반적으로 재생 셀룰로오스로 구성되는 제조된 섬유이며, 또한 치환기가 하이드록실기의 수소들 중 15% 이하를 대체한 재생 셀룰로오스를 갖는다. 이들은 비스코스(viscose) 공정, 구리 암모늄 공정 및 니트로셀룰로오스 및 비누화 아세테이트 공정에 의해 제조되는 섬유를 포함하지만, 특히 바람직한 실시 형태에서는 비스코스 공정에 의해 제조되는 레이온 섬유가 바람직하다. 일반적으로, 레이온 섬유는 목재 펄프, 면 린터(linter), 또는 비스코스 방사 용액에 용해되는 다른 식물성 물질로부터 제조된다. 특히, 본 발명에서 사용되는 레이온 섬유는 리오셀(lyocell) 섬유로서 알려진 섬유를 포함한다.
상기 난연 레이온 섬유의 제조시 사용되는 난연제는 방사 도프(dope)에 혼입하여 레이온 섬유로 방사하거나, 제조된 레이온 섬유를 난연제로 코팅하거나 또는 레이온 섬유가 난연제를 흡수하게 함으로써, 제조가 가능하다. 상기 난연 레이온 섬유는 통기성과 함께 흡수율, 그리고 피부 친화성 등이 우수하고, 메타-아라미드 섬유와 혼방시 상기 메타-아라미드 섬유의 기능을 향상시킴으로써 단열 기능 등이 한층 향상된다. 상기 난연 레이온 섬유의 LOI는 28로 발연량이 적고, 연소시 유해가스 발생도 없다. 특히, 난연 레이온 섬유의 난연 특성은 내세탁성이 우수하고, 드레이프성과 흡수성을 유지하면서 촉감도 유지되는 특징을 갖는다.
본 발명에서 사용하는 메타-아라미드 섬유와 도전사와 같이 표면이 소수성인 합성섬유는 흡습에 의한 전도성이 떨어져 면과 같이 표면이 친수성인 천연섬유에 비하여 정전기 발생이 심하고, 먼지 등의 부착에 의한 오염과 스파크 방전에 의해 의복 착용자에게 불쾌감을 주는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 혼합 방적사에 난연 레이온 섬유를 포함하여 상기와 같은 소수성 합성섬유의 단점을 개선하게 된다.
상기 본 발명에서 사용되는 난연 레이온 섬유의 섬도는 1.0 ~ 2.0 dpf 이며, 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜이며, 강도는 2.0 ~ 2.4 g/d이며, 신도는 15 ~ 30 %인 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에서 상기 난연 레이온 섬유가 혼합 방적사의 제조시 포함됨으로써 우수한 착용성을 발현하게 된다. 특히 상기 난연 레이온 섬유는 전체 혼합 방적사 대비 40 ~ 55 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 난연 레이온 섬유가 40 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 제조되는 이너웨어의 흡습성과 통기성의 발현이 부족하여 착용감이 저하된다. 또한 상기 난연 레이온 섬유가 55 중량%를 초과하여 혼입되는 경우에는 상대적으로 메타-아라미드 섬유의 혼입량이 저하되어 난연성이 저하된다.
한편, 본 발명의 혼합 방적사의 제조시 포함되는 도전사는 도전성 물질인 카본 블랙을 포함하는 심성분과 초성분으로 구성되는 심초형사로 구성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 심초형사는 섬유 내부에 위치하는 심성분과, 상기 심성분의 외부를 둘러싸는 초성분으로 이루어지고, 상기 심성분이 섬유 표면에 노출되지 않은 형상을 갖는 복합섬유를 가리킨다.
본 발명에서 사용하는 심초형의 도전사의 초성분은 나일론 6, 나일론 66 또는 폴리에스테르를 이용하는 것이 바람직하고, 또한 심성분 또한 카본 블랙을 포함하는 나일론 6, 나일론 66 또는 폴리에스테르를 이용하여 심초형(sheath-Core Type) 단면으로 복합방사하여 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 심초형의 도전사의 심성분에 사용되는 도전성 물질로는 카본 블랙이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 심성분 전체의 10 내지 50 중량%가 바람직하다. 상기 카본 블랙의 함량이 전체의 50 중량%를 초과하면 도전성은 향상되나, 용융방사시 제사성이 불량해지고, 균일하게 분산시키기 어려워 균일한 도전성을 갖는 섬유의 제조가 어렵게 된다. 또한 상기 카본 블랙의 함량이 심성분 전체의 10 중량% 미만이면 양호한 도전성을 갖는 원사의 제조가 불가능하게 된다.
그리고, 카본 블랙을 함유하는 심성분의 면적은 전체 도전사의 단면적에 대하여 5 내지 50 %를 차지하는 것이 바람직하고, 이는 상기 도전사의 대전성을 향상시키는데 특히 중요하다.
특히, 본 발명에서 상기 도전사는 심초형으로 복합방사되고, 심성분에 혼입된 카본 블랙이 초성분의 원사 둘레를 따라 접촉되는 것을 특징으로 한다. 즉, 도전성인 카본 블랙이 심성분의 외곽 둘레를 따라 일정 간격으로 접촉됨으로써 도전 성능이 활성화되고, 상기 카본 블랙의 혼입양을 50 중량%까지 증가시킬 수 있으면서 유동성이 양호하므로 제사공정성이 향상되는 이점이 있다.
상기 본 발명에서 사용되는 도전사의 섬도는 1.0 ~ 2.0 dpf 이며, 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜이며, 강도는 4.5 ~ 6.0 g/d이며, 신도는 16 ~ 45 %인 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에서 상기 도전사는 전체 혼합 방적사 대비 1 ~ 8 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 도전사가 1 중량% 미만으로 혼입되는 경우에는 정전기 발생을 억제하는 효과가 부족하며, 8 중량%를 초과하는 경우에는 혼합 방적사 및 이너웨어의 제조 단가가 상승하여 최종 제품의 가격이 고가에 형성되게 된다.
상기와 같이 본 발명의 혼합 방적사를 제조하기 위한 3종의 원료섬유들의 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜가 되도록 절단하여 사용하는 것이 우수한 방적성, 방적사 강도, 신도 및 균제도의 발현에 바람직하다. 특히, 메타-아라미드 섬유는 방적사의 강도를 향상시키고, 친수성인 난연 레이온 섬유는 착용감과 흡습성, 염색의 용이성을 향상시키게 된다. 또한 상기 도전사는 방적사의 도전성능을 제공함으로써 정전기 발생 등을 억제하며, 보온성을 향상시키는 작용을 한다.
이하에서는 원료섬유인 상기 메타-아라미드 섬유와 난연 레이온 섬유 및 도전사를 이용하여 본 발명의 혼합 방적사를 제조하는 공정에 대하여 설명한다.
본 발명의 혼합 방적사의 제조방법은 40 ~ 55 ㎜ 길이로 절단한 원사를 카딩하고 혼섬하여 슬라이버를 제조한다. 상기 3종의 원료 섬유들의 균일한 혼섬을 위해서는 혼타면 공정 단계에서 혼섬을 하는 것이 바람직하다.
즉, 통상의 방적사의 제조공정은 혼타면 공정(blowing & mixing), 소면 공정(carding), 연조 공정(doubling), 조방 공정(roving), 정방 공정(spinning) 및 권사 공정(winding)을 거쳐 제조되고, 상기 연조 공정에서 원료 단섬유 들의 혼합이 이루어지게 된다. 본 발명에서는 혼섬되는 원료 단섬유의 혼합 비율을 정확하게 맞출 수 있도록 혼타면 공정에서 특정 비율로 혼합하게 된다. 상기와 같이 방적사의 제조 공정시 혼타면 공정에서 원료 단섬유의 혼합이 이루어지게 되면 혼섬되는 원료 단섬유의 혼합 비율을 정확하게 맞출 수 있게 된다.
상기와 같이 혼타면 공정에서 원료 단섬유들의 혼섬이 이루어지고, 이후에 소면 공정을 거친 후, 이후에 연조공정 및 조방공정을 거치면서 슬라이버에 필요한 꼬임을 부여하고, 정방 공정에서 드래프트를 하여 슬라이버의 섬도를 낮추어 혼합 방적사를 제조한 후 권취함으로써 도 1의 (a)와 같은 방적사의 제조가 완료된다.
이를 상세하게 살펴보면, 우선, 상기와 같이 준비된 3종의 원료 단섬유들이 혼섬된 토우(tow)는 소면기에 공급되어 카딩 공정을 통해 불순물과 단섬유 및 기타 잡물을 제거하여 슬라이버로 제조하게 된다. 상기와 같이 제조된 슬라이버는 연조공정에서 드래프트를 진행한다. 상기 연조공정에서의 드래프트 롤러에 의해 상기 슬라이버를 합쳐 드래프트를 진행한다. 이후에 조방 공정에서 슬라이버에 최소한의 꼬임이 부여된 조사를 형성한 후, 정방공정에서 상기 조사를 적당한 굵기로 늘이고, 필요한 꼬임을 부여하여 본 발명의 혼합 방적사를 제조하게 된다.
본 발명의 혼합 방적사의 원료 단섬유인 메타-아라미드 섬유는 강력이 크고 높은 탄성율과 벌키성으로 인해 공정별 드래프트존에서 파이버의 제어가 어려워 제조되는 혼합 방적사의 균제도가 크게 떨어지는 문제점을 가지며, 드래프트존에서의 불완전한 드래프트는 방적사의 결점을 야기하고 결국 원단의 태를 저하시키는 원인이 된다. 또한, 모우발생(Hairiness)이 일반 폴리에스테르 섬유보다 2배나 높아 필링(Pilling)의 원인이 되며, 이로 인해 후공정에서의 효율이 떨어질 수 있다.
따라서 상기 연조공정에서 슬라이버의 섬도를 낮추고 구성 섬유를 직선화 및 평행화한 후 섬유를 공급함으로써, 혼합 방적사의 균제도와 원단의 태를 개선할 수 있으며, 이로 인해 후공정에서의 효율성을 개선하는 효과를 갖는다.
상기와 같이 제조된 혼합 방적사는 이후에 권취됨으로써, 본 발명의 방염성이 우수한 이너웨어 제조용 혼합 방적사의 제조가 완료된다.
이때, 상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 혼합 방적사의 번수는 10 ~ 40 수이며, 인장강도는 230 cN 이상이며, 인장신도는 8 % 이상인 것이 바람직하다. 상기와 같은 혼합 방적사를 사용하는 경우에 제조되는 이너웨어가 경량이며 소프트 터치가 발현되어 착용감이 우수하고 보온성이 우수한 특성을 갖게 된다.
상기와 같이 제조된 혼합 방적사는 이후에 편직 공정을 거쳐 원단을 제조하게 된다. 즉, 본 발명의 이너웨어 제조용 원단은 도 1의 (b)와 같이 양면 니트로서 제편하여 직조하게 된다.
즉, 상기 양면 니트 조직의 내면층과 외면층은 동일하게 본 발명의 혼합 방적사를 사용하여 연속제편한다. 상기와 같이 양면 니트 조직에서 내면층과 외면층을 본 발명의 혼합 방적사를 사용함으로써, PPE category 2 등급의 방염 특성을 만족하고, 또한 이로부터 제조되는 이너웨어는 경량이며 소프트 터치가 발현되어 착용감이 우수하고 보온성이 우수한 특성을 갖는다.
이하에서는, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
섬도가 1.5 dpf 이고, 평균 섬유장이 40 ㎜ 이고, 강도가 4.5 g/d 이며, 신도가 30 %인 메타-아라미드 섬유와, 섬도가 1.5 dpf 이고, 평균 섬유장이 40 ㎜ 이고, 강도가 2.0 g/d 이며, 신도 25 %인 난연 레이온 섬유 및 섬도가 1.5 dpf 이고, 평균 섬유장이 40 ㎜ 이고, 강도가 4.5 g/d 이며, 신도 30 %인 나일론 난연사를 표 1과 같은 조성비로 소면기에 공급하고, 카딩하여 불순물, 단섬유 및 기타 잡물을 제거함과 동시에 토우(tow)를 일렬로 배열하고 슬라이버로 만든 후 후공정인 연조공정에 공급하여 드래프트를 실시하여 연조 슬라이버를 제조하였다.
상기 연조 슬라이버를 에어제트 방적기로 공급하여 드래프트부를 통과시켜 연신한 후, 노즐구경 1.0 ㎜인 세라믹 노즐로 물과 비이온계 계면활성제의 혼합물을 함유하는 공기를 압력 5.5 kg/㎠로 분사하면서 송출속도 350 m/min으로 방적사를 제조한 후, 권취하여 혼합 방적사를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 혼합 방적사의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.
또한 상기와 같이 제조된 혼합 방적사를 사용하여 22 게이지(지름 33인치)인 양면 편직기로 편성하여 폭 130 cm, 평량 263 g/㎡ 인 양면 니트 원단을 제조하여 시험편으로 사용하였다. 또한 상기 시험편에 대하여 제반 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
(실시예 2 ~ 6)
표 1에 나타낸 조성비로 실시예 1과 동일한 방법으로 시험편을 제조하여 실시예 2 ~ 6의 시험편으로 사용하였다.
그리고 이들 시험편의 물성 즉, 번수, 인장강신도, 평량, 45° 연소법, 열전달성능, 열저항 수축율 및 아크장력에 대하여 아래와 같은 방법으로 평가하였다.
1) 번수
본 발명의 방적사의 번수는 KS K 0415(실의 겉보기 번수 측정 방법)에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
2) 인장강신도
본 발명의 방적사의 인장강신도는 KS K 0475(방적사의 인장 강도 및 신도 시험방법)에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
3) 평량
본 발명의 양면 편지의 평량은 KS M ISO 536(종이 및 판지 - 평량 측정) 에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
4) 45° 연소법
본 발명의 양면 편지의 45° 연소법은 JIS L 1091 A-1(45° 경사 마이크로 버너시험법) 에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
5) 열전달성능
본 발명의 방적사를 이용하여 제조된 원단의 열전달 성능은 세탁전과 3회 세탁후에 ASTM F2700(Standard Test Method for Unsteady-State Heat Transfer Evaluation of Flame Resistant Materials for Clothing with Continuous Heating)에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 이때 상기 세탁은 KS K ISO 105-C06(텍스타일 - 염색 견뢰도 시험 - 제C06부: 가정용 및 상업용 세탁에 대한 견뢰도)에 의거하여 수행하였다.
6) 열저항 수축율
본 발명의 방적사를 이용하여 제조된 시험편의 열저항 수축율은 세탁전과 3회 세탁후에 ISO 17493(Clothing and equipment for protection against heat--Test method for convectiveheat resistance using a hot air circulating oven)에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 이때 상기 세탁은 KS K ISO 105-C06(텍스타일 - 염색 견뢰도 시험 - 제C06부: 가정용 및 상업용 세탁에 대한 견뢰도)에 의거하여 수행하였다.
7) 아크정격(Arc Rating)
본 발명의 방적사를 이용하여 제조된 원단의 아크정격은 ASTM F1959(Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materials for Clothing)에 의거하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
m-아라미드
(중량%)		 난연 레이온
(중량%)		 나일론 도전사
(중량%)		 번수
(S)		 강도
(cN)		 신도
(%)
실시예 1 44 55 1 10 245 10
실시예 2 43 55 2 15 254 12
실시예 3 45 52 3 20 258 12
실시예 4 50 46 4 25 268 14
실시예 5 52 43 5 30 284 15
실시예 6 52 40 8 40 305 16
상기 표 1을 살펴보면, 실시예 1 ~ 6의 방적사의 인장강도는 모두 230 cN이상의 측정값을 나타낸다. 즉, 실시예 1의 시험편이 최소 측정값인 245 cN을 나타내고, 실시예 6의 시험편에서 최고 측정값인 305 cN을 나타낸다. 또한 인장신도는 모두 10 % 이상을 나타내며, 최소 10 %로부터 최대 16 %의 인장신도를 갖는 것을 알 수 있다.
평량
(g/m2)		 45° 연소법 열전달성능
(cal/㎠)		 열저항수축율
(%)		 아크정격
(cal/㎠)
잔염시간
(초)		 잔진시간
(초)		 탄화길이
(cm)		 탄화넓이
(cm2)		 초기 3회 세탁후 초기 3회 세탁후
실시예 1 263 2.0 0 6.0 16 6.5 6.5 8.8 8.8 8.9
실시예 2 275 2.3 0 6.1 18 7.2 7.2 8.4 8.4 8.6
실시예 3 287 2.6 0 5.6 14 7.6 7.6 8.2 8.2 9.1
실시예 4 305 2.2 0 5.4 15 8.0 8.0 7.6 7.6 8.7
실시예 5 310 2.8 0 6.1 18 8.5 8.5 7.4 7.4 9.5
실시예 6 325 2.6 0 6.2 16 9.0 9.0 7.6 7.6 10.6
또한 표 2를 살펴보면, 실시예 1~6의 시험편의 경우에 모두 330 g/m2이하의 평량을 나타낸다. 즉, 실시예 6의 시험편의 경우에 325 g/m2의 평량을 나타내고, 실시예 1~5의 시험편의 경우에 모두 330 g/m2이하의 평량을 나타내는 것을 알 수 있다.
45° 연소법의 측정결과를 살펴보면, 잔염시간은 버너를 소화시킨 후 발화된 시험편에서 불꽃이 사라지기까지의 시간을 나타내며, 3 초 이하의 시간에서 모든 시험편의 발화된 불꽃이 사라졌다. 그리고, 잔진시간(초)은 버너를 소화시킨 후 발화된 시험편에서 불꽃이 사라지고 불꽃없이 연소가 계속되기까지의 시간을 나타내며, 모든 시험편에서 불꽃이 사라지면 동시에 연소가 중지되었다.
또한 탄화길이는 버너에 의해 타서 없어진 시험편의 면적에서의 장축방향의 길이를 나타내며, 본 발명의 시험편은 모두 6.5 cm 이하의 측정값을 나타낸다. 그리고 탄화면적은 버너에 의해 타서 없어진 시험편의 면적을 나타내며, 본 발명의 시험편은 모두 20 cm2 이하의 탄화넓이를 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명의 시험편에 대하여 ASTM F2700에 의거하여 측정한 열전달성능을 살펴보면, 세탁 전인 초기에 6 cal/㎠ 이상의 값을 나타낸다. 또한 상기 시험편의 3회 세탁후에도 여전히 6 cal/㎠ 이상의 값을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한 KS K ISO 17493에 의거하여 측정한 열저항 수축율은 세탁 전인 초기와 3회 세탁후에 모두 10 % 이하의 열저항 수축율을 나타내는 것을 알 수 있다.
그리고 ASTM F1959에 의거하여 측정한 아크정격은 모두 8.0 cal/cm2 이상의 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 이너웨어용 양면 니트 원단은 세탁 전 후에 매우 양호한 열전달성능과 열저항 수축율을 나타내는 것을 알 수 있다. 특히 본 발명에 따른 시험편의 평량이 330 ± 5 g/㎡ 이하의 측정값을 나타내고, 또한 아크정격에 대한 측정값이 8.0 cal/cm2 이상으로 측정됨으로써 PPE category 2를 만족하는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 혼합 방적사로 제조된 양면 니트 원단은 도 2와 같이 PPE category 2 등급의 방염 특성을 만족하고, 또한 평량이 330 ± 5 g/㎡ 로서 경량이며 소프트 터치가 발현되어 착용감이 우수한 방염 안전복용 이너웨어의 제조가 가능함을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. a) 섬도는 1.0 ~ 2.0 dpf 이고, 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜ 이고, 강도는 3 ~ 7 g/d이며, 신도는 22 ~ 30 %로서, 40 내지 55중량%로 포함되는 메타-아라미드 섬유;
    b) 섬도는 1.0 ~ 2.0 dpf 이고, 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜ 이고, 강도는 2.0 ~ 2.4 g/d이며, 신도는 15 ~ 30 %로서, 40 내지 55 중량%로 포함되는 난연 레이온 섬유; 및
    c) 섬도는 1.0 ~ 2.0 dpf 이고, 평균섬유장은 40 ~ 55 ㎜이고, 강도는 4.5 ~ 6.0 g/d이며, 신도는 16 ~ 45 %로서, 1 내지 8 중량%로 포함되는 도전사;를 방적하여 제조되는 혼합 방적사를 이용하여 제조된 양면 니트 원단으로서,
    3회 세탁후의 열전달성능이 6 cal/㎠ 이상이고, 3회 세탁후의 열저항 수축율이 10 % 이하이며, 아크정격이 8.0 cal/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 양면 니트 원단
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전사는 심초사형 도전사인 것을 특징으로 하는 양면 니트 원단.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전사의 심성분은 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 니트 원단.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 양면 니트 원단의 중량은 330 ± 5 g/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 양면 니트 원단.
  6. 청구항 1-3, 5 중 어느 한 항의 양면 니트 원단을 이용하여 제조된 방염 보호복용 이너웨어.
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