KR102119184B1 - 수산화지르코늄을 함유하는 화학작용제 보호섬유의 제조방법 - Google Patents

수산화지르코늄을 함유하는 화학작용제 보호섬유의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지르코니아 수성졸로 개질한 수산화지르코늄 입자를 고함량으로 함유하는 화학작용제 보호섬유의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 화학작용제 보호섬유 및 이를 포함하는 물품에 관한 것이다.
본 발명에 의해 수산화지르코늄 표면을 지르코니아 수성졸로 개질하여 섬유에 대한 분산성과 접착성을 향상시킴으로써, 수산화지르코늄 입자가 섬유, 특히 친수성 섬유에 고함량으로 포함된 화학작용제 보호섬유를 제조하는 것이 가능하다.

Description

수산화지르코늄을 함유하는 화학작용제 보호섬유의 제조방법{THE PREPARATION METHOD OF PROTECTIVE FABRICS WHICH CONTAIN ZIRCONIUM HYDROXIDE FOR DECONTAMINATING CHEMICAL WARFARE AGENTS}
본 발명은 화학작용제 보호섬유의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 화학작용제 보호섬유 및 이를 포함하는 물품에 관한 것이다.
화학작용제는 군인과 민간에도 테러등에 사용되는 심각한 위협을 주며, Bis(2-chloroethyl)sulfide(HD or mustard gas), Pinacolyl methylphosphonofluoridate(GD), Tabun(GA), Sarin(GB), Cyclosarin(GF), 및 O-ethyl S-(2-diisopropylamino)ethylmethylphosphonothioate(VX) 등이 독성 화학작용제로 알려져 있다. 화학작용제는 일반적으로 미세 에어로졸 액적으로 살포되며, 공기 호흡에 의해 침투되거나 장비, 의류, 건물외부 등의 표면을 오염시킨다. 이러한 극독성 화학작용제의 오염에 대해서는 신속하고 완전한 제독 보호가 필수적이다.
화학작용제의 제독 방법으로 미국 육군에서는 DS2로 알려진 제독 용액을 사용하며 이 중화분해성 용액은 2% NaOH, 28% 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(ethylene glycol monomethyl ether) 및 70% 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine)으로 구성되어 있다. 또한 XE555 레진(Ambergard TM Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pa.)을 사용하여 표면의 오염을 흡착 중화하여 제독하고 있다. 상기 제독 용액은 그 자체로도 매우 강한 독성이 있어서 환경적으로 안전하지 않아서 2차적으로 다량의 물로 세척을 해야 하며, 제독 레진은 완전 중화하는 제독 성능이 부족하고 가격이 매우 고가인 단점이 있다.
또한, 화학작용제 보호 섬유와 필터에는 활성탄소가 함유되어 흡착 기능으로 보호 성능을 제공하고 있다. 활성탄소가 독성 가스화합물의 흡착 제거에 우수한 효과가 있지만, 액기상 상태의 화학작용제에 대해서는 부분적인 보호만 하고 있고, 활성탄소입자의 기공에 물리적으로 포집되어 있을 뿐으로 포집시간이 지나고, 환경의 변화에 따라 탈착되는 경우가 있어 제독기능이 불완전하다. 특히 흡착된 독성화합물을 중화하든지, 분해하여 저독성 물질로 전환하는 기능이 없으므로 개선이 요구된다. 또한 독성물질을 단지 보관하므로 사용 후 폐기처리 문제도 발생한다. 그 외에도 활성탄소는 생물작용제에 대해서도 보호기능이 없으므로 추가적인 생물작용제에 대한 보호기능이 요구된다.
독성화합물에 대해 효과적인 보호섬유를 개발하기 위하여, 독성화합물을 분해하는 촉매입자에 대한 활발한 연구가 진행되어 다양한 분해 제독 촉매와 이러한 촉매를 적용한 보호섬유의 제조방법이 발표되고 있다. 산업계에서도 산업 현장과 자동차에서 배출되는 독성 유기화합물의 배출허용기준이 강화되면서 저비용 고효율 정화기술 개발의 필요성이 대두되고 있다. 현재까지 알려진 독성 유기화합물의 정화 기술로는 직접연소법, 흡착처리법, 촉매산화법 등이 있다. 직접연소법은 고농도의 독성 유기화합물 제거에 효과적인 반면, 특별한 장비와 설비를 사용하며 외부로부터 지속적인 열원 공급이 요구되고 고온 소각으로 2차 오염원이 발생하는 문제점이 있다. 흡착처리법은 독성 가스를 활성탄이나 제올라이트와 같은 고형 흡착제와 접촉시켜 흡착제의 표면에 오염원을 채취, 포집, 체류시키는 방법으로 저에너지 저비용의 장점이 있는 반면, 흡착제의 흡착 용량에 제한을 받으며 재사용이 용이하지 않은 단점이 있다.
이에 반하여, 촉매를 사용하는 분해반응법은 유해성분을 분해하여 영구히 저독화 또는 무독화 제거한다. 특히 고체촉매의 경우 재사용이 가능한 장점이 있다. 이러한 독성화합물 분해 고체촉매법은 금속물질이나 금속산화물 및 금속산화할로겐화물 등을 촉매로 사용하며 특별히 MgO, CaO, BaO, TiO2, SrO, ZnO, Mn2O3, Fe2O3, FeO, ZrO2, V2O3, V2O5, CuO, NiO, Al2O3, CeO2, SnO2, Fe3O4, MnO, Cu2O, Nb2O5, InO3, HfO2, Cr2O3, Ta2O5, Ga2O3, Y2O3, MoO3, Co3O4, SiO2, ZnO, Ag2O, Ag, MgO/Al203, MgO/Cl2, MgO/I2 및 MgO/Br2와 같은 촉매 입자들이 제시되고 있다. 또한 위의 기본 촉매입자에 조촉매로서 Ti, V, Fe, Cu, Ni, Co, Mn, Zn, Au 금속 산화물의 산화·환원 특징을 이용하여 독성화합물의 분해활성을 증가시키기도 한다.
미국등록특허 5,689,038는 Al2O3와 Al2O3-Magnesium Monoperoxyphthalate 혼합물을 촉매로 하여 흡착 제독제로 사용였고, 미국등록특허 6,537,382는 은 이온교환 제올라이트와 나트륨 이온교환 제올라이트의 혼합물을 촉매로 하여 화학작용제를 흡착 제독하기도 하였다. 그러나, 상기 흡착 제독제는 흡착 제독 속도가 빠르기는 하지만 분해성능이 낮아서 흡착제에 상당량의 화학작용제가 잔류하여 폐기시 2차적인 분해 제독 처리가 필요한 문제점이 있다. 특히 VX 작용제는 분해속도가 낮아서 완전분해까지는 수일에서 수개월 동안 잔류하기도 하는 문제점이 있다.
미국등록특허 8,530,719와 일부 문헌[The Jounal of Physical Chemistry C: 116, pp11606-11614, 2012.]에서는 다공성 Zr(OH)4 흡착제를 사용하여 VX 작용제를 반감기 30초로 신속하게 제독하였고, 다공성 Zr(OH)4-ZnO-Triethylenediamine으로 구성된 흡착제를 사용하여 GD작용제를 반감기 2.2분으로 제독하는 특성을 기재하였다. VX작용제의 가수분해는 Zr(OH)4 흡착제의 산성 하이드록시 활성점에서 진행되고, GD작용제에 대해서는 Zr(OH)4 흡착제의 염기성 하이드록시 활성점에서 진행됨을 확인하였다. 그러나 HD작용제에 대해서는 상기 흡착제들의 제독 반감기가 2-6시간으로 제독성능이 부족하였다. 이는 HD작용제가 비교적 친유성으로 Zr(OH)4 흡착제의 친수성 하이드록시 활성점에서 확산과 흡착특성이 낮기 때문으로 해석되었다. 그러므로 다양한 화학작용제의 분해성능을 높이기 위해서는 촉매입자의 상반되는 표면 특성인 친수성과 친유성의 정밀한 조절이 요구된다.
미국공개특허 2007/0187029에서는 화학작용제에 대해 보호기능이 있는 나노입자를 이온화공기 중에 분산시켜 전하를 발생시킴으로 입자간에 반발로 인해 응집을 감소시키며 섬유에 직접 결합하게 함으로 섬유의 내부를 나노결정성 입자를 함유하는 보호섬유의 제조방법을 개시한다. 또한 미국특허공개 2007/0286877에서는 화학작용제에 대한 보호기능 입자로서 활성탄소와 반응성나노입자를 혼합하여 사용하되 유동화방법(fluidizing)으로 입자를 섬유에 결합하게 함으로 보호섬유를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 보호섬유에서 MgO를 42g/m2 정전기법으로 섬유에 결합한 경우, 수포성 화학작용제인 HD의 제독성을 SOP-AEC-CHEM2-ROO방법으로 평가하여 평균 85%의 상대 제독성을 보였다. 또한 TiO2 나노입자를 87g/m2 정전기법으로 섬유에 결합한 경우, 수포성 화학작용제인 HD에 대해 평균 86%의 상대 제독성과 신경성 화학작용제인 GD에 대해서는 평균 99.8%의 상대 제독성을 보였다. 위의 보호섬유의 경우 보호성능은 우수하지만, 반응성입자를 섬유에 결합하기 위하여 정전기방법을 사용하거나 유동성 공정을 사용하므로 보호섬유의 대량생산과 입자의 균일하고 안정적인 결합을 하기가 어렵고, 특수한 설비가 필요하며 비용 또한 높은 한계점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하고 친수성 섬유에 수산화지르코늄 입자를 안정하게 고함량으로 결합시킨 화학작용제 보호섬유를 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위함이다. 본 발명을 통해서 제독 성능이 우수하며, 섬유로서의 안정성 또한 높은 화학작용제 보호섬유를 제조할 수 있는 기술을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 측에서 제공하는 화학작용제 보호섬유의 제조방법은, 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아를 포함하는 졸을 혼합하여 혼합 수용액(110)을 형성하는 단계; 섬유(100)를 상기 혼합 용액에 침지 하는 단계; 및 상기 침지된 섬유를 패딩(padding)하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예예 따르면, 상기 섬유는 친수성 섬유이고, 상기 지르코니아를 포함하는 졸은 수성인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수산화지르코늄 입자는, 평균 크기가 0.5 μm 내지 15 μm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수산화지르코늄 입자는, 수용액에서의 pH가 3.5 내지 6.5인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수산화지르코늄 입자의 비표면적은 300 m2/g 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수산화지르코늄 입자는 마이크로 크기 사이즈이고, 상기 지르코니아 졸의, 지르코니아 입자는 나노 크기 사이즈인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지르코니아 졸은, 지르코니아 입자의 평균 크기가 30 nm 내지 200nm인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지르코니아 졸은, pH가 8.5 내지 10.5인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패딩하는 단계에서, 상기 섬유에 가해지는 압력은 1.5 bar 내지 4.0 bar인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼합 용액을 형성하는 단계의 수산화지르코늄 입자 : 지르코니아를 포함하는 졸의 혼합 중량비는 1 : 0.05 내지 1 : 0.3인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 섬유는, 폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패딩하는 단계는, 상기 섬유를 패더 망글에서 패딩하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측에서 제공하는 화학작용제 보호섬유는, 친수성 섬유; 및 상기 친수성 섬유 상에 코팅된 화학작용제 보호 코팅층을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법으로 제조된 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보호 코팅층에 포함된 수산화지르코늄은, 상기 화학작용제 보호섬유의 40 중량% 내지 70 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보호 코팅층에 포함된 수산화지르코늄은, 부착량이 150 % 이상이고, 결합량이 50 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측에서 제공하는 물품은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 제조방법으로 제조된 화학작용제 보호섬유를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 물품은 보호의, 방독면, 정화통, 전투복, 야전 천막 또는 위장막인 것일 수 있다.
본 발명의 일 측에서 제공하는 제조방법은 친수성 섬유에 수산화지르코늄 입자를 안정하게 고함량으로 결합시킨 화학작용제 보호섬유를 제조할 수 있다. 본 발명의 제조방법으로 제조된 화학작용제 보호섬유는 제독 성능이 우수하며, 섬유로서의 안정성 또한 높은 장점이 있다.
본 발명의 다른 일 측에서 제공하는 화학작용제 보호섬유는, 종래 우수한 제독 성능에도 불구하고 섬유 표면 상에 부착이 어려웠던 문제를 해결하고, 섬유와의 관계에서 높은 부착량 및 높은 결합량 특성을 보임으로써 화학작용제 보호 기능이 탁월한 측면이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 화학작용제 보호섬유의 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용 가능한 2-Chamber 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용 가능한 SWATCH 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
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.
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.
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.
이하에서는 본 발명의 실시 가능한 양태들에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 하나의 양태는 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아 수성졸을 혼합하고 균질화하는 단계; 및 상기 균질화된 생성물로 친수성 섬유를 패더 망글에서 패딩(padding)하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아 수성졸의 혼합 비율은 중량 기준으로 1 : 0.05 내지 1 : 0.3 인 것일 수 있다.
본 발명은 화학작용제를 흡착 및 분해할 수 있는 수산화지르코늄을 보호의 등에 적용하고자 하는 목적에서 연구 개발이 시작된 것이다. 상기 수산화지르코늄을 포함하는 화학작용제 보호 섬유를 제조하는 경우 수산화지르코늄과 친수성 섬유의 부착력이 낮은 탓에 보호섬유가 제독 성능을 제대로 발휘하지 못하는 문제가 존재하였다. 본 발명은 이러한 적용 상의 문제를 극복하기 위하여 고안된 것이다. 본 발명자들은 수산화지르코늄을 개질하여 친수성 섬유와의 결합력 및 부착력을 높임으로써, 수산화지르코늄 입자를 고함량으로 포함하여 우수한 제독 활성을 나타내는 화학작용제 보호섬유를 제조하였다.
구체적으로, 본 발명은 마이크로 크기의 수산화지르코늄 입자를 나노 크기 지르코니아 수성졸로 개질함으로써 친수성 섬유로의 부착력을 증대시켰으며, 수산화지르코늄 입자와 지르코니아 수성졸 각각의 특성(입자 크기, pH) 및 이들의 혼합 비율을 적절히 조절하고, 패딩 공정에서 패더 망글의 압력을 특정함으로써, 친수성 섬유와 수산화지르코늄 입자의 결합력 및 부착력이 향상된 것일 수 있다.
본 발명의 제조방법은 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아 수성졸을 혼합하고 균질화하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, “수산화지르코늄(zirconium　hydroxide)”은 지르코늄염 수용액의 가수 분해 혹은 알칼리 내지 암모니아의 첨가로 얻어지는 물질로서, 일반적으로는 수산화지르코늄(Ⅳ)를 의미하지만, 3가 지르코늄 화합물 또한 존재하는 것으로 보고되어 있다. ZrO2ㆍxH2O 형태의 물질로서 수산화물로서의 Zr(OH)4형의 것은 얻기 어렵고 수화물이 보통이다.
본 발명에서, 수산화지르코늄 입자의 평균 크기는 0.5 μm 내지 15 μm일 수 있고, 구체적으로 1.0 μm 내지 10 μm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
수산화지르코늄 입자의 평균 크기가 0.5 μm 미만일 경우 입자간의 상호 응집이 증가하고 친수성 섬유로의 결합력은 감소하게 되어, 충분한 양의 수산화지르코늄 입자가 결합하지 못하여 보호섬유의 제독 성능이 감소할 수 있고, 입자 크기가 15 μm 초과일 경우 입자 크기가 큰 탓에 친수성 섬유로의 결합이 불균일하게 일어날 수 있고, 결합하는 면적이 작아져 안정성이 감소하며, 쉽게 친수성 섬유에서 분리될 수 있어 보호섬유로서의 안정성 감소 및 제독 성능의 불균일성이 발생할 수 있다.
본 발명에서, 수산화지르코늄 입자의 비표면적(BET　surface area)은 300 m2/g 이상일 수 있고, 구체적으로 350 m2/g 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 비표면적이 300 m2/g 미만일 경우 수산화지르코늄 입자의 표면적 감소로 인해 제독 성능이 감소할 수 있다.
본 발명에서, 수산화지르코늄 입자의 수용액에서의 pH는 3.5 내지 6.5일 수 있고, 구체적으로 4.0 내지 6.0일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
수산화지르코늄 입자의 수용액에서의 pH가 3.5 미만일 경우 강한 산성으로 인해 섬유의 조직을 분해하여 섬유의 기본 조직이 손상을 입을 수 있고, pH가 6.5 초과일 경우 수산화지르코늄 입자의 자기 응집성이 증가하여 입자의 크기가 커져 섬유로의 결합량이 감소할 수 있으며, 산성의 감소로 인해 제독 성능이 감소할 수 있다.
본 발명에 있어서, "지르코니아 수성졸"은 지르코니아 입자가 분산되어 있는 수성졸을 의미하며, 상기 수산화지르코늄 입자를 개질하여 친수성 섬유로의 부착력을 높이는 접착제의 역할을 할 수 있다.
본 발명에서, 지르코니아 수성졸에서 지르코니아 입자의 평균 크기는 30 내지 200 nm일 수 있고, 구체적으로 60 내지 150 nm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
지르코니아 입자의 평균 크기가 30 nm 미만일 경우 마이크로 크기의 수산화지르코늄 입자에 대한 결합량이 충분하지 않아 수산화지르코늄 입자의 분산 안정성이나 섬유에 대한 결합성 증가 효과가 낮아질 수 있고, 입자 크기가 200 nm 초과일 경우 입자의 크기가 크기 때문에 수산화지르코늄 입자에 충분하게 결합하지 못할 수 있고, 개질 강도 또한 감소하여 분산성과 섬유에 대한 결합성이 낮아질 수 있다.
본 발명에서, 지르코니아 수성졸의 pH는 8.5 내지 10.5일 수 있고, 구체적으로 9.0 내지 10.0일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
지르코니아 수성졸의 pH가 8.5 미만일 경우 지르코니아 수성졸의 수산화지르코늄 입자에 대한 결합 강도가 낮아져 개질되지 않을 수 있고, pH가 10.5 초과일 경우 강한 개질성과 염기성으로 인해 수산화지르코늄 입자의 가수분해 제독 성능이 감소할 수 있다.
본 발명에서, 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아 수성졸의 혼합 비율은 중량 기준으로 1 : 0.05 내지 1 : 0.3일 수 있고, 구체적으로 1 : 0.08 내지 0.25일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
혼합 비율이 상기 범위를 벗어날 경우, 예컨대 수산화지르코늄 1 중량부에 대한 지르코니아 수성졸의 함량이 0.05 중량부 미만일 경우 지르코니아 수성졸 입자의 양이 충분하지 못하여 개질 효과가 낮을 수 있고, 0.3 중량부 초과일 경우 강한 염기성으로 인해 수산화지르코늄 입자의 가수분해 제독 성능이 감소할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 균질화된 생성물로 친수성 섬유를 패더 망글에서 패딩(padding)하는 단계를 포함한다.
상기 단계는 개질된 수산화지르코늄 입자를 패딩 방법으로 친수성 섬유에 결합시켜서 화학작용제 보호섬유를 제조하는 단계일 수 있다. 패딩 방법은 섬유의 롤투롤(roll to roll) 대량 생산공정의 일반적인 방법 중 하나로서 후가공 습식공정이다. 대용량의 슬러리 용액조에 촉매 슬러리액을 첨가하여 섬유 소재에 신속하고 안정적으로 결합시킬 수 있는 방법이다.
본 발명에서, 섬유에 가해지는 압력은 1.5 내지 4.0 bar일 수 있고, 구체적으로 2.0 내지 3.5 bar일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 섬유에 가해지는 압력은 패더 망글의 압력을 조절함으로써 제어할 수 있고, 수산화지르코늄 입자의 부착량과 결합 강도를 조절할 수 있다.
섬유에 가해지는 압력이 1.5 bar 미만일 경우 섬유 원단에 부착된 수산화지르코늄 입자의 양이 불균일하여 처리된 섬유 원단의 부분별 중량 편차가 발생할 수 있고, 4.0 bar 초과일 경우 처리 입자의 섬유 원단 부착량이 감소하고 원단이 손상될 수 있다.
본 발명에서는 지르코니아 수성졸로 개질된 수산화지르코늄 입자를 패딩 방법을 이용하여 친수성 섬유에 결합시켰으며, 특히 상기와 같이 패더 망글의 압력을 조절함으로써, 수산화지르코늄 입자의 부착량(pick-up)은 150% 이상이고, 결합량(dry add-on) 50% 이상인 것을 확인하였다.
상기 "부착량(pick-up)"은 섬유 시료에 부착할 수 있는 입자 슬러리의 양 및 패딩 처리에 필요한 슬러리의 양을 파악하기 위해 평가하는 값으로서, 패더 망글 통과 전과 후의 원단 무게변화를 비교 분석하며, 구체적으로 하기 식으로 계산할 수 있다.
Figure 112018121811265-pat00001
wi: 패딩 처리 전 원단 무게, wf: 패딩 처리 직후 미건조 상태 원단 무게
상기 "결합량(dry add-on)"은 섬유 시료에 담지된 반응성 입자의 결합량을 파악하기 위해 평가하는 값으로서, 패딩처리를 하지 않은 시료 무게와 패딩처리 후 건조한 시료의 무게변화를 비교 분석하며, 구체적으로 하기 식으로 계산할 수 있다.
Figure 112018121811265-pat00002
wi: 패딩 처리를 하지 않은 시험편의 무게, wf: 패딩 처리 후 완전 건조한 시험편의 무게
본 발명의 제조방법을 이용할 경우 개질된 수산화지르코늄 입자의 부착량 및 결합량이 우수하며, 따라서 수산화지르코늄 입자가 친수성 섬유에 안정하고 균일하게 결합하여 고함량으로 함유되어 있는 화학작용제 보호섬유를 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은 수산화지르코늄 입자는 섬유의 전체 중량 기준으로 40 중량% 이상, 구체적으로 40 내지 90 중량%, 40 내지 70 중량%로 포함되어 있는 화학작용제 보호섬유를 제조할 수 있다.
화학작용제에 대한 충분한 보호 성능을 나타내기 위해서는 화학작용제 보호섬유 내에 일정 함량 이상의 수산화지르코늄 입자가 결합되어야 하는데, 본 발명의 제조방법을 이용할 경우 수산화지르코늄이 높은 함량으로 섬유에 부착될 수 있으며, 이를 통해 화학작용제 제독 성능이 우수한 보호섬유를 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, 친수성 섬유는 폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴 또는 이들의 조합일 수 있고, 구체적으로 폴리프로필렌(polypropylene: PP)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 양태는 상기 제조방법으로 제조된 화학작용제 보호섬유를 제공한다.
상기 화학작용제 보호섬유는 수산화지르코늄 입자가 친수성 섬유의 전체 중량 기준으로 40 중량% 이상, 구체적으로 40 내지 90 중량%, 40 내지 70 중량%로 포함되어 있는 화학작용제 보호섬유일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아 수성졸을 혼합하고 균질화하는 단계; 상기 균질화된 생성물로 친수성 섬유를 패더 망글에서 패딩(padding)하는 단계; 및 상기 패딩된 친수성 섬유와 화학작용제를 접촉시키는 단계;를 포함하고, 상기 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아 수성졸의 혼합 비율은 중량 기준으로 1 : 0.05 내지 1 : 0.3인, 화학작용제에 대한 보호방법을 제공한다.
"수산화지르코늄", "지르코니아 수성졸", "친수성 섬유", "패딩"은 전술한 바와 같다.
본 발명의 다른 양태는 상기 제조방법으로 제조된 화학작용제 보호섬유를 포함하는 물품을 제공한다.
상기 독성 화학작용제 제독 보호섬유는 환경, 보호의류, 보건의료산업에서 보호소재, 유해물질 분해, 공기 정화시설, 실내 환경 의류소재 등 다양하게 이용될 수 있다. 구체적으로, 상기 물품은 보호의, 방독면, 정화통, 전투복, 야전 천막 또는 위장막일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 화학작용제 보호섬유의 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용 가능한 2-Chamber 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용 가능한 SWATCH 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
실시예 1: 화학작용제 보호섬유용 제독 활성 입자의 제조
600mL 플라스크 비이커에 마이크로 수산화지르코늄(MEL Chemical 사 XZ01501/03, 입자 평균크기(d50) 6.8μm, 수용액 슬러리 pH 4.9, BET 390m2/g) 90g과 지르코니아 수성졸 수용액 25g(Nissan Chemical Industries 사 ZR-40BL, 입자 40중량%, 입자 평균크기(d50) 90nm, 수용액 pH 9.6)[지르코늄입자 10g]과 탈이온수 285g을 가하고, 균질기(homogenizer)로 상온, 속도 20,000rpm에서 15분간 2회 균질화하였다. 이러한 방법으로 제조한 개질 수산화지르코늄 입자 슬러리를 ZZN011으로 명명하였다.
ZZN011 개질 수산화지르코늄입자 슬러리는 24시간 방치하여도 마이크로입자의 침전으로 인한 층분리와 입자 케익이 발생하지 않았으므로, 마이크로입자의 분산성이 높아진 것을 확인하였다. ZZN011 슬러리액의 pH는 5.6이었고 입자 함량은 25 중량%이었다.
실시예 2 내지 5: 화학작용제 보호섬유용 제독 활성 입자의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 활성 입자를 제조하되, 수산화지르코늄 입자와 지르코니아 수성졸 수용액의 양을 조절하였다. 입자 조건 및 양은 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1 내지 6: 화학작용제 보호섬유용 제독 활성 입자의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 활성 입자를 제조하되, 수산화지르코늄 입자의 입자 크기와 pH, 표면적의 특성을 변경하였고, 지르코니아 수성졸의 입자 크기와 pH 특성을 변경하였다. 입자의 특징은 하기 표 1에 나타내었다.
개질활성 입자 수산화지르코늄(A) 지르코니아 수성졸(B) 입자
중량비
(B/A)
입자 크기
(d50 μm)		 산염기성
(pH)		 표면적
(BET m2/g)		 입자 크기
(d50 nm)		 산염기성
(pH)
실시예 1
(ZZN011)		 6.8 4.9 390 90 9.6 0.11
실시예 2
(ZZN012)		 6.8 4.9 390 90 9.6 0.18
실시예 3
(ZZN013)		 4.0 3.9 390 90 9.6 0.18
실시예 4
(ZZN014)		 6.8 4.9 390 63 9.8 0.11
실시예 5
(ZZN015)		 1.2 3.7 310 90 9.6 0.11
비교예 1
(ZZ011)		 0.9 5.5 250 90 9.6 0.11
비교예 2
(ZZ012)		 25 4.9 390 90 9.6 0.11
비교예 3
(ZZ013)		 6.8 4.9 390 91 3.0 0.18
비교예 4
(ZZ014)		 6.8 4.9 390 15 7.3 0.18
비교예 5
(ZZ015)		 6.8 4.9 390 90 9.6 0.03
비교예 6
(ZZ016)		 6.8 4.9 390 90 9.6 0.35
실시예 6 내지 11: 개질 활성 입자를 패딩하여 보호섬유 제조
개질 수산화지르코늄 입자 슬러리 ZZN010(혼합 수용액)을 패딩용 욕조에 가하고 연결된 벨트(130)를 통해 roll to roll 작업으로 망글 압력(120)은 2.5bar, 속도 2.5m/min, 1dip-1nip 방식으로 패딩 처리하였다 (도 1). 친수성 섬유원단은 PP부직포(전산택스사 PP100, 중량 101g/m2)이었다.
비교예 7 내지 15: 개질 활성 입자를 패딩하여 보호섬유 제조
실시예 6과 동일 방법으로 패딩을 하되, 친수성 섬유원단에 대한 패딩 조건에 따른 부착량(pick-up)과 건조(140) 후 입자의 결합량(dry add-on)을 하기 표 2에 나타내었다.
- 부착량(pick-up) 측정과 계산
입자 슬러리액에 침지된 보호섬유 원단이 패더 망글을 통과한 직후의 무게를 측정하였다. 패더 망글 통과 전과 후의 원단 무게변화를 비교 분석함으로써 섬유 시료에 부착할 수 있는 입자 슬러리의 양 및 패딩 처리에 필요한 슬러리의 양을 파악하였다.
Figure 112018121811265-pat00003
wi: 패딩 처리 전 원단 무게, wf: 패딩 처리 직후 미건조 상태 원단 무게
- 결합량(dry add-on) 측정과 계산
입자 슬러리액에 침지된 시험편 원단이 패더 망글을 통과한 시험편 원단을 완전히 건조하여 그 무게를 측정하였다. 패딩처리를 하지 않은 시료 무게와 패딩처리 후 건조한 시료의 무게변화를 분석함으로써 보호섬유 시료에 담지된 반응성 입자의 결합량을 파악하였다.
Figure 112018121811265-pat00004
wi: 패딩 처리를 하지 않은 시험편의 무게, wf: 패딩 처리 후 완전 건조한 시험편의 무게
패딩작업 후 활성 입자 슬러리의 섬유원단에 대한 부착량은 304%이었고, 건조 후 입자의 결합량은 60%이었다. 친수성 섬유원단에 대한 개질된 수산화지르코늄 활성 입자 슬리리의 종류와 패딩 조건에 따른 부착량과 건조 후 입자의 결합량은 하기 표 2에 나타내었다.
보호섬유 개질
활성 입자		 패딩 부착량(%) 결합량(%)
망글 압력
(bar)		 원단
부직포 섬유
실시예 6
(FZZN011)		 ZZN011 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 304 60
실시예 7
(FZZN012)		 ZZN011 2.5 친수성 PP100
(101g/m2)		 266 90
실시예 8
(FZZN013)		 ZZN012 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 324 70
실시예 9
(FZZN014)		 ZZN013 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 320 68
실시예 10
(FZZN015)		 ZZN014 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 270 57
실시예 11
(FZZN016)		 ZZN015 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 250 53
비교예 7
(FZZ011)		 ZZN011 1.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 360 98
비교예 8
(FZZ012)		 ZZN011 4.5 친수성 PP100
(101g/m2)		 120 36
비교예 9
(FZZ013)		 ZZN011 2.0 소수성 PP100
(101g/m2)		 25 5
비교예 10
(FZZ014)		 ZZ011 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 260 37
비교예 11
(FZZ015)		 ZZ012 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 230 32
비교예 12
(FZZ016)		 ZZ013 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 240 39
비교예 13
(FZZ017)		 ZZ014 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 280 35
비교예 14
(FZZ018)		 ZZ015 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 240 27
비교예 15
(FZZ019)		 ZZ016 2.0 친수성 PP100
(101g/m2)		 290 31
실험예 1: 2 -Chamber 시스템에서 보호섬유의 유사 화학작용제 제독성 평가
상기 실시예 6 내지 11 및 비교예 7 내지 15에서 제조한 보호섬유의 화학작용제 제독성을 유사화학작용제 DIFP(Diisopropylfluorophosphate)를 사용하고, 2-Chamber 시스템(유사SWATCH)에서 아래와 같은 방법으로 측정하였다(도 2).
외부지름 5.8cm, 내부지름 2.1cm 크기의 폴리카보네이트 재질의 섬유시료 시험틀에 보호섬유를 글루건을 이용하여 고정하였다. 챔버D(Donor Chamber)와 챔버R(Receptor chamber)사이에 섬유시료틀을 설치 고정하였다. 50 μL인 마이크로실린지(Hamilton사)로 증류수 10 μL을 챔버D(Donor Chamber)에 주입한 후, 30 oC 인큐베이터 쉐이커(Jeiotech사)에서 1시간 정치하였다. 50 μL 마이크로실린지(Hamilton사)로 유사작용제 DIF(2-Chloroethyl ethyl sulfide) 10 μL를 촉매 위에 떨어뜨린 후, 30 ℃ 인큐베이터 쉐이커에서 60분간 정치하였다. 500 μL Gas tight syringe(Hamilton사)를 이용하여 챔버R(Receptor chamber)로부터 100 μL 기체샘플을 취한 후, GC 분석을 실시하였다.
2-Chamber 시스템에서의 보호섬유의 제독성은 보호섬유를 통과한 챔버R의 유사작용제의 농도(파과량)를 측정하여 다음과 같이 기존 활성탄소입자 보호의 내피에 대한 상대적 파과율로 계산하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112018121811265-pat00005
실험예 2: SWATCH 시스템에서 보호섬유의 화학작용제 제독성 평가
상기 실시예 6 내지 11 및 비교예 7 내지 15에서 제조한 보호섬유 2겹을 내피로 하며, 외피는 기존의 군용보호의 외피를 사용하였다. 화학작용제 GD(Pinacolyl methylphosphonofluoridate)를 사용하고, SWATCH 시스템에서 아래와 같은 방법으로 측정하였다(도 3). 실화학작용제의 시험은 국방과학연구소에서 실시하였다.
시험할 보호섬유로 지름 4.5 cm의 원형 시편을 제조하였다. 시험할 시편의 전처리(온도 32 ℃, 상대 습도 80%)의 노출용 챔버에 2시간 이상 노출시켰다. 시험할 환경조건 유지를 위하여 실험 챔버 내부의 조건을 온도 32 ℃ 상대 습도 80%로 유지시켰다. 시편을 SWATCH Cell에 장착하였다. SWATCH Cell에 장착한 상태에서 노출된 시편의 면적은 10 cm2이었다. 여기에 해당 화학작용제를 주사기를 사용하여 시편위에 1 μL씩 10 μL를 떨어뜨렸다. 작용제를 떨어트린 SWATCH Cell은 각 Head part를 결합하고 시험챔버에 채결하였다. 펌프를 작동시켜서 시험을 24시간 동안 수행하였다. 완전히 조립된 SWATCH Cell은 보호섬유를 기준으로 상단과 하단으로 공기가 지나갈 수 있는 통로가 있었다. 이때 지나가는 공기는 외부장치를 통해서 온도 32 ℃, 상대 습도 80%를 유지하고 있었다. 상단부에서는 250 ml/min, 하단부는 300 ml/min으로 MFC와 펌프를 사용하여 이 공기를 뽑아내었다. 이 때 투과농도 분석을 위하여 하단부의 300 ml/min 중 100 ml/min으로 흡착튜브 쪽으로 유량을 보냈다. 모든 설정은 보호섬유 화학작용제 제독성능 평가 시험장치 프로그램을 통하여 제어되고 유량, 온도, 습도 등을 기록하였다. 그리고 각 SWATCH Cell의 흡착튜브는 2개와 자동밸브를 연결하여 첫번째 흡착튜브에서 0 - 12시간 흡착 후 두 번째 흡착튜브로 관로를 변경하여 마지막 12 - 24시간 노출량을 흡착시켰다. 24시간 동안 시험이 끝나면 흡착튜브를 뽑아 자동열탈착기(ATD)와 GC를 활용하여 분석하였다. 이 때 나오는 농도는 ㎍ 단위로서 면적이 10cm2에서 나온 값이며 총 유량 300ml 중에서 100ml를 분석한 결과였다.
SWATCH 시스템에서의 보호섬유의 제독성은 ATD-GC 장비를 활용하여 보호섬유를 통과한 흡착튜브의 작용제 파과농도(㎍/cm2)를 분석하였고, 그 결과는 표 3에 나타내었다. 이때 장비 설정은 표준농도용액을 흡착한 흡착튜브 분석과 동일하게 유지하였다.
제독성 평가
(보호섬유)		 상대적 DIPF 파과율
(%)		 GD 파과 농도
(㎍/cm2)
실시예 12
(FZZN011)		 95 3.8
실시예 13
(FZZN012)		 55 2.2
실시예 14
(FZZN013)		 87 3.5
실시예 15
(FZZN014)		 92 3.7
실시예 16
(FZZN015)		 98 3.9
실시예 17
(FZZN016)		 85 3.4
비교예 16
(FZZ011)		 650 26
비교예 17
(FZZ012)		 240 9.6
비교예 18
(FZZ013)		 2,320 93
비교예 19
(FZZ014)		 210 8.6
비교예 20
(FZZ015)		 260 10.3
비교예 21
(FZZ016)		 190 7.6
비교예 22
(FZZ017)		 230 9.3
비교예 23
(FZZ018)		 370 15.1
비교예 24
(FZZ019)		 280 11.4
실시예 6과 7에서 망글 압력이 높아짐에 따라 부착량은 감소하고 결합량은 증가하였다. 또한 상기 실시예 9 내지 11에서와 같이 개질활성 입자의 제조시 수산화지르코늄(A)의 특징이 입자 평균크기(d50)가 0.5-15 μm, pH가 3.5-6.5, 비표면적(BET)이 300 m2/g 이상이며 지르코니아 수성졸(B)의 특징이 입자 평균크기(d50)가 30-200 nm, pH가 8.5-10.5이고 수산화지르코늄에 대한 지르코니아 수성졸의 무게비가 1:0.05-0.30 범위인 경우, 섬유원단 부직포에 대해 개질활성 입자가 부착량 250% 이상, 결합량 50% 이상의 고함량으로 안정하게 결합할 수 있었다. 그러나 비교예 7과 같이 망글 압력이 1.0bar 이면 부착량과 결합량은 많지만, 입자분포의 불균일성이 발생하고, 비교예 8과 같이 망글 압력이 4.5bar이면 부착량이 120%, 결합량이 36%로 감소하였다. 또한 비교예 10-15의 경우와 같이 개질활성 입자의 제조시 수산화지르코늄(A)의 특징이 입자 평균크기(d50)가 0.5-15μm, pH가 3.5-6.5, 비표면적(BET)이 300m2/g 이상이 아니며, 지르코니아 수성졸(B)의 특징이 입자 평균크기(d50)가 30-200nm, pH가 8.5-10.5이 아니고, 수산화지르코늄에 대한 지르코니아 수성졸의 무게비가 1:0.05-0.30 범위를 벗어나면 섬유원단 부직포에 대한 개질활성 입자의 결합량은 40% 이하이고, 입자의 결합 안정성도 낮은 것을 확인하였다.
상기 실시예 6 내지 11에서 제조한 보호섬유의 제독성을 평가한 실시예 12 내지 17의 경우, 섬유원단 부직포에 대한 개질활성 입자의 결합량은 50% 이상으로 고함량으로 안정하게 결합되어 있어서 활성탄소입자 보호의 내피에 대한 상대적 유사신경작용제의 파과율이 100% 이하이고, 실작용제인 GD의 SWATCH 파과농도가 4 ㎍/cm2 이하로 제독성이 기존 보호의와 동등하거나 이상이었다.
그러나 비교예 7 내지 15에서 제조한 보호섬유의 제독성 평가 비교예 16 내지 24의 경우, 섬유원단 부직포에 대한 개질활성 입자의 결합량은 40% 이하이고, 입자결합 안정성이 낮아서 활성탄소입자 보호의 내피에 대한 상대적 유사신경작용제의 파과율이 200% 이상이고, 실작용제인 GD의 SWATCH 파과농도가 8 ㎍/cm2 이상으로 제독성이 기존 보호의에 대해 제독성능이 미흡하였다.
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.

Claims (17)

  1. 수산화지르코늄 입자 및 지르코니아를 포함하는 졸을 혼합하여 혼합 수용액을 형성하는 단계;
    섬유를 상기 혼합 용액에 침지 하는 단계; 및
    상기 침지된 섬유를 패딩(padding)하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 수산화지르코늄 입자는, 수용액에서의 pH가 3.5 내지 4.9인 것이고,
    상기 패딩하는 단계에서, 상기 섬유에 가해지는 압력은 2.0 bar 내지 3.5 bar인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는 친수성 섬유이고,
    상기 지르코니아를 포함하는 졸은 수성인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수산화지르코늄 입자는, 평균 크기가 0.5 μm 내지 15 μm 인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수산화지르코늄 입자의 비표면적은 300 m2/g 이상인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수산화지르코늄 입자는 마이크로 크기 사이즈이고,
    상기 지르코니아 졸의, 지르코니아 입자는 나노 크기 사이즈인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지르코니아 졸은, 지르코니아 입자의 평균 크기가 30 nm 내지 200 nm 인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지르코니아 졸은, pH가 8.5 내지 10.5 인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 용액을 형성하는 단계의 수산화지르코늄 입자 : 지르코니아를 포함하는 졸의 혼합 중량비는 1 : 0.05 내지 1 : 0.3 인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는,
    폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴 또는 이들의 조합인 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 패딩하는 단계는, 상기 섬유를 패더 망글에서 패딩하는 것인,
    화학작용제 보호섬유의 제조방법.
  13. 친수성 섬유; 및
    상기 친수성 섬유 상에 코팅된 화학작용제 보호 코팅층을 포함하고,
    제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제8항 및 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것인,
    화학작용제 보호섬유.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보호 코팅층에 포함된 수산화지르코늄은, 상기 화학작용제 보호섬유의 40 중량% 내지 70 중량%인 것인,
    화학작용제 보호섬유.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 보호 코팅층에 포함된 수산화지르코늄은, 부착량이 150 % 이상이고, 결합량이 50 % 이상인 것인,
    화학작용제 보호섬유.
  16. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제8항 및 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 화학작용제 보호섬유를 포함하는,
    물품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 물품은 보호의, 방독면, 정화통, 전투복, 야전 천막 또는 위장막인, 물품.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102293323B1 (ko) 2021-03-25 2021-08-25 국방과학연구소 유해물질 제거용 기능성 섬유 및 이를 포함하는 개인 보호복
KR20220031479A (ko) * 2020-09-04 2022-03-11 신수관 폴리머 표면에 보헤마이트와 수산화구리 입자를 부착하는 방법과 복합재료

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0860538A (ja) * 1994-08-26 1996-03-05 Teijin Ltd 防護衣料用布帛とその製造方法
US8530719B1 (en) * 2010-11-02 2013-09-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Zirconium hydroxide for decontaminating toxic agents
KR20140023692A (ko) * 2012-08-17 2014-02-27 (주)우리나노필 화생방보호복용 원단을 제조하는 방법
KR20140062436A (ko) * 2014-03-27 2014-05-23 (주)우리나노필 화생방보호복용 원단을 제조하는 방법
KR20180092181A (ko) * 2017-02-08 2018-08-17 국방과학연구소 지르코늄 하이드록사이드가 코팅된 나일론 6,6의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0860538A (ja) * 1994-08-26 1996-03-05 Teijin Ltd 防護衣料用布帛とその製造方法
US8530719B1 (en) * 2010-11-02 2013-09-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Zirconium hydroxide for decontaminating toxic agents
KR20140023692A (ko) * 2012-08-17 2014-02-27 (주)우리나노필 화생방보호복용 원단을 제조하는 방법
KR20140062436A (ko) * 2014-03-27 2014-05-23 (주)우리나노필 화생방보호복용 원단을 제조하는 방법
KR20180092181A (ko) * 2017-02-08 2018-08-17 국방과학연구소 지르코늄 하이드록사이드가 코팅된 나일론 6,6의 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220031479A (ko) * 2020-09-04 2022-03-11 신수관 폴리머 표면에 보헤마이트와 수산화구리 입자를 부착하는 방법과 복합재료
KR102464350B1 (ko) 2020-09-04 2022-11-09 신수관 폴리머 표면에 보헤마이트와 수산화구리 입자를 부착하는 방법과 복합재료
KR102293323B1 (ko) 2021-03-25 2021-08-25 국방과학연구소 유해물질 제거용 기능성 섬유 및 이를 포함하는 개인 보호복

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