KR102308696B1 - 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법에 관한 것으로, 폴리에스터로 이루어진 원단을 준비하는 단계, 원단을 염색하는 단계, 150 내지 180℃에서 30 내지 60초동안 원단을 건조하는 단계 및 건조된 원단을 물 100 중량부, 난연제 20 내지 40 중량부 및 바인더 8 내지 12 중량부로 이루어진 난연제 조성물에 침지시켜 난연성 직물을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF FLAME RETARDING FABRIC USING OCEAN LEISURE SHIP}
본 발명은 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조방법에 관한 것으로서, 환경 오염을 예방하고, 난연제가 직물의 표면으로 표출되는 것을 방지할 수 있는 수계 난연제를 이용한 해양레저 선박용 난연성 직물의 제조방법에 관한 것이다.
국민들의 소득 수준이 증대되고, 생활 수준이 향상됨에 따라 레저에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있어 해양 레저를 즐기기에 최적의 환경을 갖추고 있다.
생활 수준의 향상과 해양 레저를 위한 최적의 환경에 힘입어 해양 레저 시장이 성장하면서 해양 레저의 꽃인 요트, 보트와 같은 레저용 선박 문화가 국내에 정착함에 따라 해양 레저 선박과 관련된 산업 분야도 성장하고 있는 추세이다.
해양 레저 선박과 관련된 산업이 성장하면서 해양 레저 선박의 내장재에 사용되는 직물에 대한 수요도 역시 높아지고 있다.
해양 레저 선박의 내장재에 사용되는 직물은 미관이 미려한 것도 중요하지만 사고가 일어날 때를 대비하여 안전성을 갖추는 것이 중요하고, 특히, 불이 잘 붙지않을 뿐만 아니라, 불이 붙었을 때 잘 타지 않는 난연성이 우수한 것이 바람직하다.
하지만 종래 기술에 따른 난연성 직물의 제조에는 유기 용제를 사용한 난연제를 사용함으로써 난연성 섬유 제조 시 다량의 유기 용제가 배출되어 환경 오염을 야기하는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위해 물을 용매로 하는 수계 난연제를 이용하여 직물에 난연성을 부여하고자 하였으나, 수계 난연제를 이용하여 제조된 난연성 직물은 난연제가 난연성 직물에 충분히 고착되지 못해 시간이 지나면 난연제가 서로 뭉쳐 직물의 표면에 표출되는 현상이 발생해 난연성 직물의 미관성이 떨어지고, 강도 및 난연성이 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1651252호, 2016.08.19.자 등록
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유기 용제를 배출하지 않아 환경 오염을 방지하고 난연제가 직물의 표면에 표출되는 현상을 방지할 수 있도록, 수계 난연제와 바인더를 이용하여 난연성 직물을 제조하는 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법은 폴리에스터로 이루어진 원단을 준비하는 단계, 원단을 염색하는 단계, 150 내지 180℃에서 30 내지 60초동안 원단을 건조하는 단계 및 건조된 원단을 물 100 중량부, 난연제 20 내지 40 중량부 및 바인더 8 내지 12 중량부로 이루어진 난연제 조성물에 침지시켜 난연성 직물을 제조하는 단계를 포함한다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법은 물을 용매로 하는 수계 난연제를 이용하여 난연성 직물을 제조함으로써 난연성 직물 제조 시 배출되는 유기 용제가 없어 환경 오염을 방지하고, 수계 난연제를 이용함으로써 직물 표면에 난연제가 도출되는 현상을 바인더를 이용함으로써 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 9의 난연성 측정 시험 결과를 정리한 도표이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법의 순서를 나타낸 순서도, 도 2는 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 9의 난연성 측정 시험 결과를 정리한 도표이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법은 원단 준비 단계(S100), 난연제 조성물 제조 단계(S200), 염색 단계(S300), 건조 단계(S400) 및 난연성 직물 제조 단계(S500)를 포함할 수 있다.
먼저, 원단을 준비한다(S100).
원단 준비 단계(S100)에서 원단은 폴리에스터로 이루어진 것일 수 있다.
원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단이 폴리에스터로 이루어지면 원단에 난연제 조성물 제조 단계(S500)에서 제조되는 난연제 조성물이 원단에 효과적으로 흡착되어 제조되는 난연성 직물 제조 단계(S500)에서 제조되는 난연성 직물의 내세탁성이 향상될 수 있다.
난연제 조성물을 제조한다(S200).
난연제 조성물 제조 단계(S200)는 물 100 중량부, 난연제 20 내지 40 중량부 및 바인더 8 내지 12 중량부로 이루어진 난연제 조성물을 제조하는 단계일 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 난연제는 원단에 난연성을 부가하기 위한 것으로, 고리형 포스페이트(cyclic phosphate) 화합물을 포함하는 인계 난연제일 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 난연제로서 고리형 포스페이트(cyclic phosphate) 화합물을 포함하는 인계 난연제를 사용하면 용매로 물을 사용할 수 있어 유기 용제를 사용하지 않아 환경 오염을 방지할 수 있고, 고리형 포스페이트(cyclic phosphate) 화합물이 원단 준비 단계(S100)에서 준비된 폴리에스터로 이루어진 원단과 상호 작용을하여 난연제가 원단에 효과적으로 흡착되어 제조되는 난연성 직물의 내세탁성이 향상될 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 난연제의 함량이 20 중량부 미만이면 제조되는 난연성 직물의 방염성 및 자소성을 포함하는 난연성이 떨어질 수 있고, 40 중량부를 초과하면 난연제의 함량이 많아 난연성 직물의 표면에 난연제가 표출되어 난연성 직물의 미관이 떨어질 뿔만 아니라, 난연성 직물의 강도 및 난연성이 떨어질 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 바인더는 난연제가 난연성 직물에 균일하게 고착되도록 하여 난연성 직물의 표면에 표출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 아크릴 수지(acryl resin)일 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 바인더의 함량이 8 중량부 미만이면 난연제가 난연성 직물에 효과적으로 고착되지 못해 난연성 직물의 표면에 바인더가 표출될 수 있고, 12 중량부를 초과하면 바인더의 함량이 충분하며 더 이상의 바인더 첨가가 의미가 없고, 과도하게 첨가된 바인더로 인해 제조되는 난연성 직물이 뻣뻣해져 유연성이 떨어질 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 제조되는 난연제의 점도는 25℃에서 10 내지 30cps(centipoise)일 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 제조되는 난연제의 점도가 25℃에서 10cps 미만이면 난연제의 점도가 낮아 후술할 난연성 직물 제조 단계(S500)에서 난연제 조성물에 원단을 침지 시 원단에 난연제 조성물이 흡수된 상태를 유지하지 못해 원단의 난연 처리에 어려움이 있을 수 있다.
난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 난연제의 점도가 25℃에서 30cps를 초과하면 난연제의 점도가 높아 원단 전반에 균일하게 코팅되지 않고 서로 뭉치는 곳이 발생하여 건조 시 뭉쳐진 난연제가 결점(defect) 역할을 하여 제조되는 난연성 직물의 강도가 떨어질 수 있다.
원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단을 염색한다(S300).
염색 단계(S300)는 전처리 단계(S310), 염료 침지 단계(S320) 및 수세 단계(S330)를 포함할 수 있다.
전처리 단계(S310)는 원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단에 염료 및 난연제 조성물의 침투가 용이하도록 원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단을 전처리하는 단계일 수 있다.
전처리 단계(S310)는 원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단에 존재할 수 있는 불순물을 제거하여 염료 및 난연제 조성물의 침투가 용이하도록 하기 위해 원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단을 계면활성제에 침지하여 원단에 존재할 수 있는 불순물을 제거하는 단계일 수 있다.
전처리 단계(S310)에서 계면활성제는 원단 준비 단계(S100)에서 준비된 원단에 존재할 수 있는 불순물을 제거하고, 원단의 표면 장력을 낮춰 염료 및 난연제 조성물의 침투가 용이하도록 위한 것일 수 있고, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양성(Amphoteric) 계면활성제 및 비이온 계면활성제 중 적어도 하나일 수 있다.
염료 침지 단계(S320)는 전처리 단계(S310)에서 얻어진 원단을 120 내지 140℃의 염료에 35 내지 45분동안 침지하여 염색하는 단계일 수 있다.
염료 침지 단계(S320)에서 염료의 온도가 120℃ 미만이면 염료의 온도가 낮아 전처리 단계(S310)에서 얻어진 원단에 염료의 침투가 원활하게 이루어지지 않을 수 있고, 140℃를 초과하면 염료의 온도가 높아 원단이 열에 의해 손상을 입어 제조되는 난연성 직물의 물성이 떨어질 수 있다.
염료 침지 단계(S320)에서 침지 시간이 35분 미만이면 전처리 단계(S310)에서 얻어진 원단에 염료가 침투할 시간이 부족하여 염색이 완전히 이루어지지 못할 수 있고, 45분을 초과하면 이미 충분히 염색되어 더 이상의 침지가 의미가 없고, 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 난연성 직물의 생산성이 떨어질 수 있다.
수세 단계(S330)는 염료 침지 단계(S320)에서 염색된 원단이 중성화되도록 하기위해 염료 침지 단계(S320)에서 염색된 원단을 물로 수세하는 단계일 수 있다.
건조 단계(S400)는 염색 단계(S300)에서 염색된 원단을 150 내지 180℃에서 30 내지 60초동안 건조하는 단계일 수 있다.
건조 단계(S400)에서 건조 온도가 150℃ 미만이면 건조 온도가 낮아 염색 단계(S300)에서 염색된 원단이 효과적으로 건조되지 못할 수 있고, 180℃를 초과하면 온도가 높아 원단이 열에 의해 손상을 입어 제조되는 난연성 직물의 물성이 떨어질 수 있다.
건조 단계(S400)에서 건조 시간이 30초 미만이면 건조 시간이 짧아 염색 단계(S300)에서 염색된 원단의 건조가 완전히 이루어지지 않을 수 있고, 60초를 초과하면 원단의 건조가 충분히 이루어져 더 이상의 건조가 의미가 없고 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 난연성 원단의 생산성이 떨어질 수 있다.
마지막으로, 건조 단계(S400)에서 얻어진 원단을 난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 제조된 난연제 조성물에 침지하여 난연성 직물을 제조한다(S500).
난연성 직물 제조 단계(S500)는 패딩 단계(S510) 및 열처리 단계(S520)를 포함할 수 있다.
패딩 단계(S510)는 건조 단계(S400)에서 얻어진 원단을 난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 제조된 난연제 조성물에 침지한 후 건져내어 원단이 흡수한 과량의 난연제 조성물을 짜내는 단계일 수 있다.
패딩 단계(S510)는 건조 단계(S400)에서 얻어진 원단을 난연제 조성물 제조 단계(S200)에서 제조된 난연제 조성물에 침지한 후 건져내어 원단이 흡수한 과량의 난연제 조성물을 짜내기 위해 패딩 맹글(padding mangle)을 이용하는 단계일 수 있다.
열처리 단계(S520)는 패딩 단계(S510)에서 얻어진 원단에 난연제를 고착화시키기 위한 것으로, 패딩 단계(S510)에서 얻어진 원단을 160 내지 180℃에서 30 내지 60초동안 열처리하는 단계일 수 있다.
열처리 단계(S520)에서 열처리 온도가 160℃ 미만이면 온도가 낮아 패딩 단계(S510)에서 얻어지는 원단의 건조가 원활하게 이루어지지 않을 수 있고, 180℃를 초과하면 건조 온도가 높아 패딩 단계(S510)에서 얻어지는 원단이 열 손상을 입어 제조되는 난연성 직물의 물성이 떨어질 수 있다.
열처리 단계(S520)에서 열처리 시간이 30초 미만이면 패딩 단계(S510)에서 얻어지는 원단의 건조가 완전히 이루어지지 않을 수 있고, 60초를 초과하면 더 이상의 건조가 의미가 없고 제조되는 난연성 직물의 생산성이 떨어질 수 있다.
<실시예 1>
먼저, 폴리에스터로 이루어진 원단을 준비한다. 다음으로, 물 100 중량부, 난연제 40 중량부 및 바인더 12 중량부를 혼합하여 25℃에서 점도가 15cps인 난연제 조성물을 제조하였다. 준비된 원단을 계면활성제를 이용하여 처리하고, 처리된 원단을 130℃의 염료에 40분동안 침지하여 염색하였다. 염색된 원단을 물로 수세하여 중성화하였다. 수세된 원단을 170℃에서 40초동안 건조하였다. 건조된 원단을 패딩 맹글을 이용하여 제조된 난연제 조성물에 침지한 후 건져내어 짜냈다. 마지막으로 건져낸 원단을 170℃에서 40초동안 열처리하여 난연성 직물을 완성한다.
<실시예 2>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예 1과 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 난연제 40 중량부 대신 20 중량부를 이용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더 12 중량부 대신 8 중량부를 사용하고, 난연제 40 중량부 대신 20 중량부를 사용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더 12 중량부 대신 8 중량부를 사용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 건조된 원단을 난연제 조성물에 침지한 후 건져내는 과정을 하지 않고, 난연성 직물을 완성하였다.
<비교예 2>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더를 사용하지 않고, 난연제 40 중량부 대신 5 중량부를 이용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 3>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더를 사용하지 않고, 난연제 40 중량부 대신 20 중량부를 이용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 4>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더를 사용하지 않고 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 5>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더를 사용하지 않고, 난연제 40 중량부 대신 60 중량부를 이용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 6>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더 12 중량부 대신 4 중량부를 사용하고, 난연제 40 중량부 대신 20 중량부를 사용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 7>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더 12 중량부 대신 4 중량부를 사용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 8>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더 12 중량부 대신 16 중량부를 사용하고, 난연제 40 중량부 대신 20 중량부를 이용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<비교예 9>
난연성 직물을 제조하기 위해 실시예와 동일한 제조 방법을 사용하였으나, 난연제 조성물의 제조에 바인더 12 중량부 대신 16 중량부를 사용하여 난연제 조성물을 제조하였다.
<시험예>
본 발명의 실시예에 따라 제조되는 난연성 직물의 난연성을 평가하기 위해 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 9에 의해 제조되는 난연성 직물 5개를 FMVSS-302법으로 38mm 높이의 천연가스 불꽃 혹은 이와 동등한 발열량을 가진 열원에 노출시켜 연소되기 시작하는 거리를 측정하였다.
실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 9에 이용된 난연제 조성물의 바인더 함량과 난연제 함량을 표 1에 정리하고, 측정 결과를 표 2에 정리하였다.
바인더 함량(중량부) 난연제 함량(중량부)
실시예 1 12 40
실시예 2 12 20
실시예 3 8 20
실시예 4 8 40
비교예 1 0 0
비교예 2 0 5
비교예 3 0 20
비교예 4 0 40
비교예 5 0 60
비교예 6 4 20
비교예 7 4 40
비교예 8 16 20
비교예 9 16 40
시편 1(mm) 시편 2(mm) 시편 3(mm) 시편 4(mm) 시편 5(mm) 평균(mm)
실시예 1 0.5 1.5 1.5 0.7 0.8 1.1
실시예 2 0.7 1.0 0.7 2.5 2 1.38
실시예 3 1.5 1.5 2 1.5 1.5 1.6
실시예 4 1.0 1.0 1.5 2.5 1.5 1.5
비교예 1 3.5 2.5 2.0 3.0 2.5 2.7
비교예 2 1.5 2.5 3.5 2.5 2.5 2.5
비교예 3 2.5 1.5 2.5 2.5 3 2.4
비교예 4 2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 2.3
비교예 5 2.5 2.5 3.5 3.0 2.5 2.8
비교예 6 1.5 4.5 3.5 1.5 4.5 3.1
비교예 7 3.5 2.5 2.5 3.5 4.5 3.3
비교예 8 2.0 2.0 2.5 2.0 1.5 2.0
비교예 9 2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 2.4
표 2 및 도 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4에 비해 비교예 1 내지 9의 연소가 시작되는 거리가 더 먼 것으로 나타났다. 이는 실시예 1 내지 4가 비교예 1 내지 9에 비해 난연성이 뛰어난 것을 확인할 수 있는 결과이다. 또한, 실시예 1의 난연성이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
바인더의 함량이 같은 실시예 3과 실시예 4, 비교예 1 내지 5, 비교예 6과 비교예 7 및 비교예 8 과 비교예 9를 각각 서로 비교해 보았을때, 난연제의 함량이 20 내지 40이면 난연제의 함량이 높아진다고 난연성이 좋아지는 것이 아니라, 난연제의 양이 충분하면 바인더에 의해 원단에 난연제가 충분히 흡착되어야 난연성 직물의 난연성이 향상되는 것을 알 수 있고, 이는 난연제와 바인더의 상호 작용에 의해 서로 비율이 맞아야 최적의 난연성을 나타낸다는 것을 알 수 있는 결과이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S100: 원단 준비 단계, S200: 난연제 조성물 제조 단계,
S300: 염색 단계,
S310: 전처리 단계, S320: 염료 침지 단계, S330: 수세 단계,
S400: 건조 단계, S500: 난연성 직물 제조 단계,
S510: 패딩 단계, S520: 열처리 단계.

Claims (4)

  1. 폴리에스터로 이루어진 원단을 준비하는 단계;
    물 100 중량부, 고리형 포스페이트 화합물을 포함하는 인계 난연제 20 내지 40 중량부 및 바인더 8 내지 12 중량부로 이루어지고, 25℃에서 점도가 10 내지 30cps인 난연제 조성물을 제조하는 단계;
    상기 원단을 계면활성제에 침지시켜 상기 원단의 불순물을 제거하는 단계;
    상기 원단을 120 내지 140℃의 염료에 35 내지 45분동안 침지하여 염색하는 단계;
    상기 원단이 중성화되도록 물에 침지하는 단계;
    150 내지 180℃에서 30 내지 60초동안 상기 원단을 건조하는 단계;
    패딩 맹글을 이용하여 건조된 상기 원단을 상기 난연제 조성물에 침지한 후 건져내어 상기 원단이 흡수한 과량의 상기 난연제 조성물을 짜내는 단계; 및
    상기 원단을 160 내지 180℃에서 30 내지 60초동안 열처리하는 단계;를 포함하여
    FMVSS-302법에 준거하여 측정되는 연소되기 시작하는 거리가 1.1 내지 1.6mm인 난연성 직물을 제조하는 것
    인 해양 레저 선박용 난연성 직물의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
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