KR20040098594A - 방진복 - Google Patents

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에이지 아끼바
데루오 호리
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가부시키가이샤 구라레
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Abstract

본 발명의 방진복은 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함한다. 집진제는 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물을 포함할 수 있다. 광촉매는 광반도체 (예를 들면, 이산화티탄 등의 산화물 반도체)를 포함할 수 있다. 방진 섬유에서, 광촉매의 비율은 방진 섬유 100 중량부에 대해 약 0.1 내지 25 중량부이고, 집진제의 비율은 방진 섬유 100 중량부에 대해 약 1 내지 25 중량부일 수 있다. 방진복 중 포의 집진 효율은 70 ％ 이상이고, 포의 공기 투과도는 약 8 내지 100 ㎝/초이므로, 이 방진복은 청정실용 의복으로 적합하다. 따라서, 본 발명은 집진 효율이 높고 동시에 공기 투과도가 높은 방진복을 제공한다.

Description

방진복{DUSTPROOF CLOTHING}
본 발명은 집진 효율이 우수할 뿐만 아니라 공기 투과도가 높고, 착용감이 쾌적한, 청정실에서 작업용 의복 (또는 작업복)으로 사용할 수 있는 방진복에 관한 것이다.
반도체 분야를 포함하여 여러 전자 공학 분야에서, 청정실은 통상 전자 소자 (예를 들면, 반도체)의 제조에 사용된다. 청정실에 있어서, 최근 고수준의 청정도에 대한 요구가 높아지고 있다. 이 요구에 부응하기 위해, 공기 청정화를 위한 필터의 개발에 따라 청정실 안에서 사용되는 방진 작업복도 다양하게 개량되어 왔다.
작업자에 의한 먼지 (또는 먼지 입자)로는 통상 다음의 세가지 부류가 공지되어 있다.
(1) 방진복 자체로부터 발생하는 의복 먼지,
(2) 작업자의 신체 자체 및 작업자가 착용하고 있는 내의로부터 발생하는, 방진복을 투과하는 침투 먼지, 및
(3) 작업자의 신체 자체 및 작업자가 착용하고 있는 내의로부터 발생하는, 의복의 개구부에서 누출되는 누출 먼지.
상기 세가지 부류의 먼지에 대해서, 각각 대책이 취해져 왔다. 우선, 의복 먼지 (1)에 대한 대책으로서, 자유단을 갖지 않는 합성 연속 섬유 (소위 필라멘트 섬유)를 통상 사용해 오고 있다. 현재는 의복 먼지의 수준이 통상 상당히 감소된다.
또한, 침투 먼지 (2)에 대한 대책으로서, 포의 고밀도화, 또는 밀봉 수지로 포를 코팅함으로써 공기 투과도가 낮은 포 (또는 천)의 개발이 진행되고 있다. 따라서, 상기 방법에 의해 먼지의 침투를 방지하는 방법이 실현되어 침투 먼지도 낮은 수준이 되고 있다.
또한, 누출 먼지 (3)에 대한 대책으로서, 일부의 방법, 예를 들면 의복의 개구부를 감소시키는 방법, 그 개구부를 조이는 방법, 및 전기 기능을 갖는 일렉트릿 (electret) 시트형 물질을 의복의 개구부에 부착시키는 방법이 제안되고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제33806/1987호 (JP-62-33806A)에는 청정실에서 착용하고, 집진 장치에서 의복의 본체 내부의 공기를 흡인하는 방진복이 개시되어 있다. 의복의 내부에서, 복수의 유도관을 각 관의 선단부 또는 말단부가 여러 가지 부분 (칼라, 소맷부리 및 옷자락 등)에 각각 위치하도록 배치하여 이들 선단부 또는 말단부로부터 집진 장치까지 흡입로 또는 유도로를 형성시킨다. 방진복에서, 의복 내부와 외부 사이의 압력차를 유도하여 의복 내부로부터 오염된 공기가 누출되는 것을 방지한다. 또한, 일본 특허 공개 제101103/1994호 (JP-6-101103A)에는 신축성 편물 및 비신축성 편물을 포함하고, 목 부분 및 소맷부리 부분이 신체에 맞춰진 구조를 가지며, 목 부분 및 소맷부리 부분 중 하나 이상이 10 내지 100 ㎝/초의 공기 투과도 및 20 ％ 신장시 70 ％ 이상의 집진 효율을 갖고 특정한 폴리에스테르 연속 섬유로 짜인 신축성 편물을 포함하는 방진복이 개시되어 있다.
이러한 침투 먼지 및 누출 먼지에 관한 여러 가지 대책이 강구되어, 그에 따라 낮은 수준의 발진성을 달성하는 방진복이 개발되어 왔다. 그러나, 쾌적한 착용감을 만족시키는 방진복은 없다는 것이 현실이다. 집진 효율을 향상시키기 위해 공기 투과도를 감소시킨 방진복은 신체로부터 수분도 투과시키지 않기 때문에, 방진복을 착용하고 작업하는 작업자는 수분이 방진복 내에 봉쇄되어 습기차고 무더운 불쾌한 환경에서 작업을 할 수 밖에 없다. 또한, 특수한 신축성 편물을 사용하는 경우 압박감때문에 착용 쾌적감이 저해된다.
이러한 문제점들을 해결하는 기술로서, 우수한 집진 효율을 유지하면서 공기 투과도를 높여 착용 쾌적감을 향상시키기 위해, 사용되는 연속 섬유의 종류 및 포의 규격을 여러 가지 방법으로 조사하였다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제321075/1993호 (JP-5-321075A)에는 경사 또는 위사 중 어느 하나가 비수 수축률 (shrinkage in boiling water)이 4 ％ 이하인 폴리에스테르 멀티필라멘트사이고, 다른 하나는 필라멘트의 수축률이 상이한 폴리에스테르사이며, 경사 또는 위사의 전체 커버 팩터 (cover factor)가 2500 내지 3500인 방진성 직물이 제안되어 있다. 그러나, 최근 보다 향상된 집진 효율, 및 쾌적감을 만족시키는 (강화하는) 우수한 공기 투과도를 동시에 달성하는 방진복이 요구되고 있다. 현재, 이들 요구 조건들을 만족시키는 방진복은 존재하지 않는 것이 현실이다.
반면, 일본 특허 공개 제284011/1996호 (JP-8-284011A)에는 광촉매 및 흡수제를 함유하는 소취 섬유가 개시되어 있다. 이 문헌에는 광반도체 (산화티탄 등)가 광촉매로서 기재되어 있고, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물이 흡수제로서 기재되어 있다.
따라서, 본 발명은 높은 집진 효율 및 높은 공기 투과도를 동시에 갖는 방진복을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 높은 집진 효율을 유지하거나 가지면서 쾌적한 착용감을 실현하고, 청정실 안에서 사용하기에 적합한 방진복을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행하여, 광촉매 및 집진제를 함유하는 섬유를 포함하는 포로 방진복을 제조하면 공기 투과도를 저해하는 일 없이 높은 집진 효율을 달성할 수 있다는 것을 마침내 발견하였다. 본 발명은 상기 발견에 기초하여 완성되었다.
즉, 본 발명은 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하는 방진복 (방진복 제품)을 포함한다. 집진제는 바람직하게는 4가 금속 인산염 (예를 들면, 주기율표의 4A족 및 4B족 원소의 금속 등의 4가 금속 인산염) 및, 2가 금속 수산화물 (예를 들면, 주기율표의 2A족, 6A족, 7A족, 8족, 1B족 및 2B족 원소의 금속 등의 2가 금속 수산화물)을 포함한다. 또한, 집진제가 결정수 또는 일반적인 환경하에 이에 상응하는 수분을 함유하고, 화학 결합을 통해 산성 가스 및(또는) 염기성 가스를 포집할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들면,4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 (특히, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물 둘 다)은 수화물이거나 수화물 형태일 수 있다. 광촉매는 바람직하게는 광반도체, 더욱 바람직하게는 산화물 반도체, 가장 바람직하게는 주기율표의 4A족, 6A족, 2B족 및 4B족 원소의 금속 등의 금속 산화물 (예를 들면, 이산화티탄)을 포함한다. 방진 섬유에서, 광촉매의 함량은 방진 섬유 100 중량부에 대해 바람직하게는 약 0.1 내지 25 중량부이고, 집진제의 함량은 방진 섬유 100 중량부에 대해 바람직하게는 약 1 내지 25 중량부이다. 또한, 포 (또는 천)를 제조하기 전의 섬유에 광촉매를 함유시키거나, 제조된 포 (또는 천)에 직접 광촉매를 함유시킬 수 있다. 방진 섬유는 예를 들면 폴리에스테르계 섬유를 포함할 수 있다. 방진 섬유는 약 0 내지 200 T/m (1 m 당 꼬임)의 꼬임수를 가질 수 있고, 섬도 약 56 내지 220 dtex (데시텍스)의 멀티필라멘트 섬유일 수 있다. 또한, 포는 도전성 섬유를 추가로 포함할 수 있다. 이 포는 하기 (1) 및 (2)의 요구 특성을 만족시킬 수 있다.
(1) 포집 효율이 70 ％ 이상일 것, 및
(2) 공기 투과도가 8 내지 100 ㎝/초일 것.
이러한 방진복은 청정실 안에서 사용되는 의복에 특히 적합하다.
광촉매 및 집진제를 섬유에 함유시키는 방법의 예에는 섬유 표면상에 광촉매 및 집진제를 지지 (또는 담지)시키는 것을 포함하는 방법, 및 형성된 섬유 중에 광촉매 및 집진제를 함유 (보유)시키기 위해 광촉매, 집진제 및 섬유를 형성할 수 있는 수지를 포함하는 섬유 형성 수지 조성물을 포함하는 방법이 포함된다. 본 발명에서, 광촉매 및 집진제는 혼합물의 형태일 수 있다. 예를 들면, 이들 성분들을 분체 상태로 예비 혼합시켜 사용하거나, 이들 성분들을 분산액 또는 중합체에 혼합시킬 수 있다.
본 발명은 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하는 의복의 집진 용도도 포함한다. 본 발명은 상기 포 또는 상기 섬유의 용도를 추가로 포함한다.
또한, 본 발명은 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하는 방진복에 먼지를 접촉시키는 것을 포함하는 집진 방법을 포함한다. 본 발명은 상기 포 또는 상기 섬유에 먼지를 접촉시키는 것을 포함하는 집진 방법도 포함한다.
본 원에 있어서, 달리 지적하지 않는 한, "함유"라는 용어는 섬유 형성 (또는 방사)에 의한 광촉매 및 집진제의 내포 형태뿐만 아니라 광촉매 및 집진제의 접착 (또는 부착) 형태를 의미하는 용어로 사용된다. 또한, 주기율표의 족 번호는 IUPAC 무기 화학 명명법 위원회의 명명 규칙 1970년판에 기준하여 기재된다.
또한, "실 (yarn)"이라는 용어는 뜨거나 짜서 포 (또는 천)를 형성하는 데 사용되며, 모노필라멘트 및 멀티필라멘트 등의 필라멘트 (또는 스레드 (thread)), 또는 스테이플 섬유를 포함할 수 있다. "섬유"라는 용어는 필라멘트 섬유 (즉, 연속 섬유) 및 스테이플 섬유 (즉, 단섬유)를 포함한다.
본 발명의 방진복 (또는 항진복)은 적어도 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 포함한다. 즉, 방진복은 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함한다.
[방진 섬유]
방진 섬유로서의 섬유는 특정한 것으로 특별히 한정되지는 않으며, 합성 섬유, 반합성 섬유, 재생 섬유 및 천연 섬유 중 임의의 하나일 수 있다.
합성 섬유에는 섬유를 형성할 수 있는 수지로부터 얻어지는 여러 가지 섬유, 예를 들면 폴리에스테르계 섬유 (예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 섬유 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유 등의 방향족 폴리에스테르 섬유), 폴리아미드계 섬유 (예를 들면, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610 및 나일론 612 등의 지방족 폴리아미드계 섬유; 지환족 폴리아미드계 섬유; 폴리페닐렌 이소프탈아미드, 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드 및 폴리-p-페닐렌 테레프탈아미드 등의 방향족 폴리아미드계 섬유), 폴리올레핀계 섬유 (예를 들면, 폴리에틸렌 섬유 및 폴리프로필렌 섬유), 에틸렌-비닐 알코올계 공중합체 섬유, 폴리염화비닐계 섬유 (예를 들면, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산 비닐 공중합체 및 염화비닐-아크릴로니트릴 공중합체 등의 섬유), 폴리염화비닐리덴계 섬유 (예를 들면, 염화비닐리덴-염화비닐 공중합체 또는 염화비닐리덴-아세트산 비닐 공중합체의 섬유), 폴리우레탄 섬유, 아크릴계 섬유 (예를 들면, 아크릴로니트릴-염화비닐 공중합체 등의 아크릴로니트릴 단위를 갖는 아크릴로니트릴계 섬유), 비닐론 등의 폴리비닐 알코올계 섬유, 폴리크랄 섬유, 불소를 함유하는 섬유, 단백질-아크릴로니트릴 공중합체계 섬유, 폴리글리콜산 섬유 및 페놀 수지 섬유가 포함된다.
반합성 섬유의 예에는 트리아세테이트 섬유 등의 아세테이트 섬유가 포함된다. 재생 섬유에는, 예를 들면 레이온, 폴리노직, 큐프라, 리오셀 (예를 들면, 텐셀 (TENCEL: 상표명)) 등이 포함된다. 또한, 반합성 섬유 및 재생 섬유는 섬유를 형성할 수 있는 수지로부터 얻을 수 있는 섬유일 수 있다. 천연 섬유로서, 예를 들면 목면, 양모, 비단, 삼 등을 언급할 수 있다. 또한, 용도에 따라서, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 금속 섬유 등의 무기 섬유를 사용할 수 있다.
이들 섬유는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 상기 의복 먼지를 방지한다는 관점에서, 상기 섬유들 중 바람직한 섬유에는 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 아크릴계 섬유 및 폴리우레탄계 섬유 등의 합성 섬유; 아세테이트 섬유 등의 반합성 섬유; 및 레이온, 폴리노직 및 큐프라 등의 재생 섬유가 포함된다.
특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 섬유 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유 등의 폴리 C2내지 C4알킬렌 아릴레이트계 섬유가 바람직하다. 또한, 폴리 C2내지 C4알킬렌 아릴레이트계 섬유에는 폴리 C2내지 C4알킬렌 아릴레이트 단독 중합체로 구성된 섬유, 및 변성된 폴리 C2내지 C4알킬렌 아릴레이트로 구성된 섬유가 포함된다. 변성된 폴리 C2내지 C4알킬렌 아릴레이트의 예에는 디카르복실산 단위로 테레프탈산 및(또는) 2,6-나프탈렌디카르복실산이외에, 이소프탈산 (또는 그의 C1내지 C4알킬 에스테르) 등의 디카르복실산 단위를 전체 디카르복실산 단위에 대해 약 0.1 내지 50 몰％, 바람직하게는 약 0.3 내지 30 몰％, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 10 몰％의 비율로 공중합하여 얻어진 변성된 폴리 C2내지 C4알킬렌 아릴레이트가 포함된다.
이들 섬유는 연속 섬유 (소위 필라멘트 섬유)의 형태인 것이 바람직하다. 섬유의 내구성 및 피브릴화의 관점에서, 합성 섬유의 연속 섬유 (또는 멀티필라멘트 섬유)가 더욱 바람직하다. 즉, 방진복용 포의 원사 또는 필라멘트로서, 의복으로부터 먼지를 거의 발생시키지 않는다는 점에서 자유단을 갖지 않는 합성 섬유의 연속 섬유, 특히 폴리에스테르 연속 섬유로 구성된 텍스쳐사 또는 가공사가 바람직하게 사용된다.
본 발명에 사용되는 광촉매는 자외선 및 가시광선 등의 광선을 조사하여 활성 산소를 발생시키고, 집진제를 친수화하는 기능 (특히 초친수화 현상을 유도하는 기능)을 갖는 촉매이다. 광촉매는 유기 또는 무기를 막론하고 여러 가지 광반도체를 포함하며, 실제 경우 무기 반도체 (예를 들면, 황화물 반도체, 금속 칼코게나이드 및 산화물 반도체)가 사용된다. 광촉매는 바람직하게는 주기율표의 2B족 원소의 금속 황화물 (예를 들면, CdS 및 ZnS) 등의 황화물 반도체, 및 주기율표의 4A족 원소의 금속 산화물 (예를 들면, TiO2), 주기율표의 6A족 원소의 금속 산화물 (예를 들면, WO3), 주기율표의 2B족 원소의 금속 산화물 (예를 들면, ZnO), 및 주기율표의4B족 원소의 금속 산화물 (예를 들면, SnO2) 등의 산화물 반도체가 포함된다. 광촉매는 주기율표의 4A족 원소의 금속 산화물 및 주기율표의 2B족 원소의 금속 산화물 (특히 TiO2등의 산화티탄) 등의 산화물 반도체가 보다 바람직하다. 광촉매를 구성하는 광반도체의 결정 구조는 특정한 것으로 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들면, TiO2은 아나타제형, 브루카이트형, 루틸형 및 무정형 등의 임의의 형태일 수 있다.
섬유의 구조에 따라 촉매 활성에 악영향을 주지 않는 범위내에서 광촉매의 함량을 선택할 수 있다. 방진 섬유 100 중량부에 대한 광촉매의 함량은 약 0.1 내지 25 중량부, 바람직하게는 약 0.3 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부이다. 광촉매의 함량이 지나치게 적은 경우, 촉매 활성이 불충분하다. 반면, 광촉매의 함량이 지나치게 많은 경우, 방진복으로부터 광촉매의 탈락을 유도하고, 섬유 제조 또는 제직 중 스레드 절단 및 가이드 (또는 스레드)의 마모를 야기할 수 있어서, 산업적 제조에 적합하지 않다. 또한, 제조된 포가 광촉매를 함유하는 경우, 광촉매는 전체 직물에 대해 상기 비율로 사용할 수 있다.
광촉매는 집진제와는 별개로 졸, 겔 또는 입자의 형태로 사용할 수 있다. 광촉매는 집진제 (예를 들면, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물)와 조합하여 조성물 또는 복합물 (또는 착물)로 바람직하게 사용된다. 광촉매 및 집진제를 포함하는 조성물 또는 복합물 (또는 착물)을 사용하는 경우, 높은 촉매 활성을 확보하고, 집진제의 집진 효율을 향상시킨다. 따라서, 장기간에 걸쳐 항진 효과가 유지된다.
또한, 입상 광촉매를 사용하는 경우, 광촉매의 평균 입도는, 예를 들면 약 0.01 내지 25 ㎛, 바람직하게는 약 0.05 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 5 ㎛이다.
광촉매와 함께 사용되는 집진제의 구체적인 예에는, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 인산염 중 4가 금속은 금속이 4가인 한, 주기율표의 특정한 족에 특별히 한정되지 않는다. 4가 금속에는 주기율표의 4족 원소의 금속, 예를 들면 4A족 및 4B족 원소가 포함된다. 이들 금속 중에서, 주기율표의 4A족 원소의 금속 (예를 들면 티탄, 지르코늄 및 하프늄), 및 주기율표의 4B족 원소의 금속 (예를 들면, 주석, 게르마늄 및 납)이 바람직하다.
인산염 중 인산의 예에는 여러 가지 인산, 예를 들면 오르토인산, 메타인산, 피로인산, 삼인산 및 사인산이 포함된다. 이들 인산 중에서, 오르토인산이 바람직하다. 이하, 달리 지적하지 않는 한, "인산"이란 용어는 오르토인산을 의미한다.
4가 금속 인산염은 통상 물에 불용성 또는 난용성이다. 또한, 인산염은 결정성염일 수 있으며, 바람직하게는 비결정성염이다. 이들 4가 금속 인산염은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 인산염은 수화된 상태 (예를 들면, 수화된 인산염)로 되는 경향이 있어서, 물을 함유하는 집진제로서 효율적이다. 즉, 인산염은 수화물 형태 또는 물을 함유하는 형태로 결정수 또는 그에 상응하는 수분을 함유하는 것이 바람직하다.
수산화물을 형성하는 2가 금속으로서, 주기율표에서 몇 족인지에 상관없이 2가의 금속이면 충분하다. 2가 금속에는, 예를 들면 주기율표의 2A족 원소 (예를 들면, 마그네슘), 6A족 원소 (예를 들면, 크롬), 7A족 원소 (예를 들면, 망간), 8족 원소 (예를 들면, 철 및 니켈), 1B족 원소 (예를 들면, 구리) 및 2B족 원소 (예를 들면, 아연 및 카드뮴)의 금속이 포함된다. 이들 2가 금속 수산화물은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 바람직한 2가 금속에는 전이 금속, 예를 들면 구리, 아연, 철 및 니켈이 포함된다.
2가 금속 수산화물은 통상 약산성 내지 약알칼리성 영역 (pH 4 내지 10)에서 물에 불용성 또는 난용성이다. 또한, 수산화물은 결정성일 수 있고, 실제 경우 비결정성이다. 또한, 2가 금속 수산화물은 수화된 상태 (예를 들면, 수화된 2가 금속 수산화물)로 되는 경향이 있어서, 물을 함유하는 집진제로서 효과적이다. 즉, 2가 금속 수산화물은 수화물 형태 또는 물을 함유하는 형태로 결정수 또는 그에 상응하는 수분을 함유하는 것이 바람직하다.
2가 금속 수산화물에 대한 4가 금속 인산염의 비율은 촉매 활성 및 집진 효율을 저해하지 않는 한 임의의 범위로부터 선택될 수 있다. 예를 들면, 금속 원자의 중량비 (2가 금속/4가 금속)는 약 0.1 내지 10, 바람직하게는 약 0.2 내지 7, 더욱 바람직하게는 약 0.2 내지 5이다. 또한, 복수의 인산염 및(또는) 수산화물을 조합하여 사용하는 경우, 각 금속의 전체 양에 기준하여 금속 원자의 중량비가 상기 범위내이면 충분하다. 또한, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물을 포함하는 조성물에서, 인산염 및 수산화물은 서로 독립적이거나, 혼합 겔 등의 공침에 의해 배합되거나 복합화된 것일 수 있다. 또한, 인산염 및 수산화물을 포함하는 조성물 또는 복합물, 및 인산염, 수산화물 및 광촉매를 포함하는 조성물 또는 복합물은, 예를 들면 일본 특허 공개 제284011/1996호 (JP-8-284011A)에 기재된 방법 또는 다른 수단에 따라 제조될 수 있다.
집진제의 함량도 섬유의 구조 또는 다른 인자에 따라서 선택할 수 있으며, 방진 섬유 100 중량부에 대해 예를 들면 약 1 내지 25 중량부, 바람직하게는 약 1 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 10 중량부이다. 집진제의 함량이 지나치게 적은 경우, 집진성이 저하한다. 반면, 집진제의 함량이 지나치게 많은 경우, 집진제는 방진복으로부터 탈락되기 쉽다. 또한, 제조된 포에 집진제를 함유시키는 경우에도, 집진제를 전체 포에 대해 상기의 비율로 사용할 수 있다.
광촉매의 양은 집진제 (4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물의 전체 양) 100 중량부에 대해, 예를 들면 약 1 내지 1000 중량부, 바람직하게는 약 10 내지 750 중량부, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 500 중량부 (특히 약 30 내지 100 중량부)이다.
방진 섬유는 안정제 (예를 들면, 산화 방지제, 자외선 흡수제 및 열안정제), 난연제, 대전 방지제, 착색제, 윤활제, 항균제, 살충제 또는 살비제, 살균제, 소광제, 축열매체, 향료, 형광 광택제, 습윤제, 가소제, 증점제, 분산제 등의 섬유에 사용되는 여러 가지 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 집진제 중 미량의 물 또는 수분, 및 추가로 집진제 및 광촉매를 조합하여 사용한 덕분에 본 발명에 의해 높은 집진 효율을 실현할 수 있는 것으로 추정된다. 먼지는 통상 입자 형태이다. 먼지의 입도는 특정한 것으로 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들면 수 ㎛ 이하이다. 일반적으로, 입도가 수 ㎛ 이하인 먼지 미립자에서, 액체 가교력은 미립자의 부착력에 대해 우세하다. 따라서, 미량의 물을 함유하는 집진제 (예를 들면, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물)와 먼지 미립자 사이에 물을 개재시키는 경우, 액체 가교력으로 인해 방진 섬유에 의해 먼지 미립자를 효과적으로 포집할 수 있다. 본 발명에 따르면, 집진제의 미량의 물이 광촉매 기능에 따른 초친수화에 의해 집진제의 표면 전체에 걸쳐 퍼지기 때문에, 먼지 미립자는 집진제의 표면상에 용이하게 포집된다. 따라서, 높은 집진 효율이 발현된다고 생각된다. 집진제 중 물의 함유량은 집진제 전체 양에 대해, 예를 들면 약 0.1 내지 20 중량％, 바람직하게는 약 0.5 내지 15 중량％, 더욱 바람직하게는 약 0.8 내지 10 중량％이다.
따라서, 본 발명의 방진 섬유, 방진포 (또는 방진천) 또는 방진복은 광촉매 및 집진제를 조합하여 함유하기 때문에 집진 효율이 높다.
방진 섬유의 제조 방법에는 결합제 (또는 접합제)를 사용하여 광촉매 및 집진제를 섬유의 표면에 부착 (또는 접합)시키는 방법, 및 광촉매, 집진제 및 섬유를 형성할 수 있는 수지를 포함하는 수지 조성물을 방사 (또는 섬유 형성)하는 방법이 포함된다. 또한, 결합제를 사용하는 방법에서, 광촉매 및 집진제를 섬유에 부착시키거나, 제조된 (또는 생산된) 포 또는 천에 부착시킬 수 있다.
결합제를 사용하는 방법은 특정한 방법으로 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 접착성 수지 등의 결합제를 사용하여 섬유 또는 포의 표면으로부터 광촉매 및 집진제가 탈락되지 않도록 하면서 광촉매 및 집진제를 섬유 또는 포에 부착 (또는접합)시키는 방법, 결합제를 코팅한 섬유 또는 포의 표면에 광촉매 및 집진제를 부착시키는 방법, 광촉매, 집진제, 및 임의로 결합제를 함유하는 분산액으로 섬유 또는 포를 함침시키는 방법, 및 상기 분산액을 섬유 또는 포에 분무 또는 코팅하는 방법 등의 종래 방법이 포함된다.
결합제는 공지된 접합 수지인 한 특정한 것으로 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 결합제로서, 폴리올레핀계 수지 (예를 들면, 용매 가용성 폴리올레핀), 비닐계 중합체 (예를 들면, 폴리아세트산 비닐, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 및 폴리염화비닐), 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리우레탄계 수지 등의 열가소성 수지; 및 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 이들 결합제는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 이들 결합제는 용액 또는 분산액의 형태로 사용할 수 있고, 용융 상태로도 사용할 수 있다.
광촉매, 집진제 및 섬유를 형성할 수 있는 수지를 포함하는 수지 조성물의 섬유 형성 (또는 방사) 방법에 있어서, 광촉매 및 집진제를 섬유 전체에 걸쳐 균일하게 함유시킬 수 있고, 섬유의 직경 방향의 농도 구배로 섬유에 함유시킬 수 있다. 특히, 집진 효율의 관점에서, 적어도 섬유의 표면 (또는 포의 표면)상에 광촉매 및 집진제를 함유 또는 분포시키는 것이 바람직하다. 따라서, 섬유는 광촉매 및 집진제의 농도가 높은 층 및 그들의 농도가 낮은 층으로 구성된 복합 구조를 갖는 복합 섬유일 수 있다. 예를 들면, 섬유는 그의 표면 (소위, 쉬스 (sheath)) 중 광촉매 및 집진제의 농도가 높은 층 (또는 쉬스) (예를 들면, 약 0.1 내지 50 중량％, 바람직하게는 약 0.5 내지 30 중량％, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 20 중량％) 및 코어 (core) 중 광촉매 및 집진제의 농도가 낮거나 없는 층 (예를 들면, 약 0 내지 10 중량％, 바람직하게는 약 0 내지 5 중량％, 더욱 바람직하게는 약 0 내지 1 중량％)을 갖는 쉬스-코어 구조의 복합 섬유일 수 있다. 쉬스-코어 구조를 갖는 복합 섬유는 섬유의 강도를 유지할 수 있고, 높은 집진 효율을 발현할 수 있다.
방진 섬유의 단면 구조는 특정한 것으로 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들면 원형 단면 이외에 이형 (또는 불규칙한) 단면 (예를 들면, 중공 형태, 평평한 (또는 얕은) 형태, 타원 형태, 다각형 형태, 3잎 내지 14잎의 복수 잎 형태, T자 형태, H자 형태, V자 형태 및 개뼈 형태 (I자 형태))일 수 있다. 집진 효율을 향상시키기 위해서, 비표면적이 큰 이형 단면을 갖는 섬유를 사용하는 것이 유리하다. 또한, 복합 구조 및 이형 구조를 조합한 섬유를 사용할 수 있다. 방진 효과 및 쾌적감의 관점에서, 단필라멘트 (또는 섬유)의 섬도는, 예를 들면 약 0.5 내지 5 dtex (데시텍스), 바람직하게는 약 1 내지 4 dtex이다. 또한, 연속 섬유를 사용하는 경우, 방진복에 적합한 두께의 포를 실현하기 위해서, 멀티필라멘트의 섬도는, 예를 들면 약 56 내지 220 dtex, 바람직하게는 약 70 내지 200 dtex, 더욱 바람직하게는 약 100 내지 180 dtex이다.
[포 또는 방진포]
본 발명의 포 (또는 방진포 또는 방진천)에 있어서, 일부 이상의 포 (또는 방진포)는 방진 섬유를 포함한다. 즉, 본 발명의 포는 방진 섬유로 제조할 수 있다. 이러한 포에서, 포를 구성하는 섬유 전체 또는 일부에 방진 섬유를 사용할 수 있다. 포를 구성하는 섬유의 일부에 방진 섬유를 사용한 포에는, 예를 들면 레귤러 필라멘트 (광촉매 및 집진제를 둘 다 함유하지 않는 섬유로 만들어진 필라멘트)를 코어 성분으로 하고, 방진 섬유를 쉬스 성분으로 포함하는 쉬스-코어 구조 텍스쳐사로 제조된 포; 레귤러 필라멘트 (또는 레귤러사)를 경사로 하고, 방진 섬유로 만들어진 필라멘트 (또는 실)를 위사로 하여 얻어진 포; 및 레귤러 필라멘트 및 방진 섬유 필라멘트의 조합 필라멘트사 또는 그들의 유니온 연사 (twisted union yarn)로 제조된 포가 포함된다.
포의 구조는 편직포 (또는 편물), 직물 (또는 위브 (weave)) 및 부직포 중 임의의 하나일 수 있거나, 이들의 조합물일 수 있다. 포 중 방진 섬유의 비율은 10 중량％ 이상 (예를 들면, 약 10 내지 100 중량％), 바람직하게는 20 중량％ 이상 (예를 들면, 약 20 내지 100 중량％), 더욱 바람직하게는 50 중량％ 이상 (예를 들면, 약 50 내지 100 중량％)이면 충분하다. 포가 전부 방진 섬유로 만들어질 필요는 없으나, 방진 섬유의 비율이 증가하는 경우 본 발명에 상당한 효과를 제공한다.
또한, 낮은 공기 투과도를 달성하기 위해서, 포의 경사 밀도 및 포의 위사 밀도가 둘 다 일반 의복에 사용되는 포의 경사 밀도 및 포의 위사 밀도보다 치밀한 것이 바람직하다. 고중량의 관점에서, 능직물 또는 평직물이 바람직하다.
원료로서 텍스쳐사 또는 가공사는 연사일 수 있다. 포 위브의 실들 사이의 간극을 감소시킨다는 관점에서, 무연사 또는 약연사 (또는 감연사) (예를 들면, 꼬임수가 약 0 내지 200 T/m, 바람직하게는 약 0 내지 180 T/m, 더욱 바람직하게는 약 0 내지 150 T/m인 실)를 사용하는 것이 바람직하다. 포의 공기 투과도는 원료로 사용되는 텍스쳐사의 섬도, 필라멘트 구성, 경사 밀도, 위사 밀도 및 직물 위브, 추가로 염색 및 가공 공정에서의 구김-굽힘 (crease-flex) 효과, 및 포의 폭 및 그의 롤 길이 조건 등에 따라서 자유롭게 조절할 수 있다. 또한, 일단 공기 투과도가 높은 포를 제조한 후 수지 등으로 코팅하여 공기 투과도를 소정의 수준으로 감소시킴으로써 공기 투과도를 제어할 수 있다. 직물의 경우, 공기 투과도 및 방진 기능의 관점에서, 포의 단위 면적당 중량 (포의 중량)은, 예를 들면 약 50 내지 300 g/㎡, 바람직하게는 약 70 내지 250 g/㎡, 더욱 바람직하게는 약 100 내지 20O g/㎡이다. 이러한 중량을 갖는 포에 있어서, 예를 들면 경사 및 위사를 각각 50 내지 120 dtex (특히 70 내지 100 dtex) 및 125 내지 200 dtex (특히 140 내지 180 dtex)로 하는 경우, 경사 밀도 및 위사 밀도를 각각 약 142 내지 182 올/인치 및 약 85 내지 105 올/인치로 하는 것이 바람직하다.
또한, 필요한 경우, 대전 방지 특성을 주기 위해, 섬유 또는 포에 도전성을 부여할 수 있다. 도전성을 부여하는 방법으로서, 후처리 (예를 들면, 도전성 성분으로 포를 코팅)로 포에 대전 방지성을 부여하는 것을 언급할 수 있다. 의복 먼지, 예를 들면 도전성 성분의 탈락에 의한 의복 먼지를 방지하기 위해, 도전사를 사용하는 방법이 바람직하다. 도전사는 통상 내구성의 도전성 섬유, 예를 들면 도전제 (도전성 카본 블랙, 흑연 분체, 금속 분체 및 탄소 분체 등)를 혼련하여 넣은 도전성 중합체를 코어 성분으로 하고, 강도 유지성이 우수한 중합체를 쉬스 성분으로 하는 쉬스-코어 구조의 복합 섬유를 포함하는 실이 포함된다. 도전성 섬유 중 도전제의 함량은 도전성 섬유 100 중량부에 대해, 예를 들면 약 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 약 0.5 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 5 중량부이다. 또한, 도전제를 함유하는 중합체를 코어 성분으로 포함하는 쉬스-코어 구조의 복합 섬유의 경우, 코어 성분 중 도전제의 비율은, 예를 들면 약 15 내지 60 중량％, 바람직하게는 약 20 내지 55 중량％이다. 또한, 도전성 섬유의 절단을 억제한다는 관점에서, 도전성 섬유를 3 내지 20 사의 멀티필라멘트로서 규칙적인 또는 일정한 간격으로 포를 제직하거나 편직한 것이 바람직하다. 목적하는 대전 방지도에 따라서, 도전성 섬유는 1 가닥 (또는 1 사)으로서 복수의 필라멘트를 포함하는 도전성 멀티필라멘트에 대해 1 인치당 1 가닥 또는 그 이상의 피치, 예를 들면 1 인치당 약 20 내지 1 가닥, 바람직하게는 약 10 내지 1.2 가닥, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 1.5 가닥의 비율로 포에 도입하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 섬유는 그의 목적 또는 섬유의 종류에 따라서, 가연 공정, 교착 가공, 태스란 (taslan) 가공, 권축 가공, 머서 가공, 방축 가공, 방추 가공, 친수 가공, 방수 가공 및 방염 가공 등의 프루핑 (proofing) 또는 임의의 공정으로 처리될 수 있다.
[방진복]
본 발명의 방진복은 상기 포 (방진포)를 포함한다. 또한, 방진복에 사용되는 포의 두께는 본 발명이 목적하는 효과를 저해시키는 일 없이 방진복용 포에 사용될 수 있는 한 특정한 것으로 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 의복에서, 본발명의 효과를 저해시키지 않는 한 포에 별도의 포 또는 시트를 적층할 수 있다. 포가 직물인 경우, 포의 두께는 23.5 kPa의 압력하에 실온 (약 15 ℃ 내지 25 ℃)에서, 통상 예를 들면 약 0.12 내지 0.5 ㎜, 바람직하게는 약 0.15 내지 0.4 ㎜, 더욱 바람직하게는 약 0.2 내지 0.3 ㎜이다.
또한, 방진복의 모든 부분이 동일한 포로 구성될 필요는 없다. 먼지가 쉽게 발생하며 높은 공기 투과도를 요구하는 방진복의 부분 (또는 영역)이 방진포를 포함할 수 있다. 방진복의 다른 부분 (또는 나머지 부분)은 종래의 방진복에 사용되는 포를 포함할 수 있다. 또한, 먼지가 쉽게 발생하며 높은 공기 투과도를 요구하는 방진복의 부분 (또는 영역)은 대량의 방진 섬유를 포함하는 방진포를 포함할 수 있다. 방진복의 다른 부분 (또는 나머지 부분)은 다른 부분 중 소량의 방진 섬유를 포함하는 방진포를 포함할 수 있다.
본 발명의 방진복에서, 포의 공기 투과도는, 예를 들면 약 8 내지 100 ㎝/초, 바람직하게는 약 9 내지 80 ㎝/초, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 50 ㎝/초이다. 공기 투과도가 지나치게 낮은 경우, 방진복의 착용시 착용자가 심한 무더위를 느끼게 되어 본 발명이 목적하는 착용 쾌적감을 실현하기 곤란하다. 또한, 공기 투과도가 과도한 경우 포에 높은 집진 효율을 동시에 부여하기가 곤란하다는 문제에 직면한다. 공기 투과도는 JIS (일본 공업 규격) L-1096.27.A (프라지어 (Frazier)법)에 의해 측정된다. 공기 투과도는 포를 구성하는 섬유의 섬도, 실의 섬도, 포의 위브 밀도, 포의 단위 면적당 중량 및 다른 인자에 의해 자유롭게 변경할 수 있다.
본 발명의 방진복에서, 포의 집진 효율이 높은 경우 먼지의 발생을 고도로 억제시키는 요인이 된다. 따라서, 포는 집진 효율이 높은 것, 예를 들면 집진 효율이 70 ％ 이상 (예를 들면, 약 70 내지 100 ％), 바람직하게는 약 75 ％ 이상 (예를 들면, 약 75 내지 99 ％), 더욱 바람직하게는 80 ％ 이상 (예를 들면, 약 80 내지 95 ％)인 것이 바람직하다. 집진 효율이 지나치게 낮은 경우, 포는 방진복에 사용하기에 적합하지 않다. 특히, 집진 효율이 80 ％ 이상인 포는 먼지의 발생을 효과적으로 방지할 수 있어서 높은 집진 효율을 요구하는 용도 (예를 들면, 청정실에서의 용도)로 사용할 수 있다. 집진 효율은 하기의 방법으로 측정된다. 직경 25 ㎝, 높이 25 ㎝의 원추의 개구부에 샘플 포를 덮는다. 1분당 공기를 흡인량 2.83 ℓ로 포에 통과시키고, 대기 중 먼지 (입도 0.3 ㎛ 이하)의 농도 (A)를 입자 계수기로 측정한다. 측정 직후, 샘플 포를 원추로부터 제거하는 것 이외에는 농도 (A)와 동일한 방법으로 대기 중 먼지의 농도 (B)를 측정한다. 농도 (A) 및 (B)를 사용하여, 집진 효율을 하기의 식에 기준하여 계산한다.
집진 효율 (％) = (1 - A/B) ×100
또한, 먼지 농도 (A)를 측정하기 직전, 먼지의 농도를 측정하는 방법 (B)과 동일한 방법으로 먼지의 농도 (B0)를 측정할 수 있다. 농도 (B0)가 농도 (B)와 상당히 상이한 경우, 측정의 정확성을 향상시키기 위해 재측정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 방진복은 포를 포함할 뿐만 아니라 일부 이상의 포가 광촉매 및 집진제를 포함하기 때문에, 방진복은 높은 집진 효율과 높은 공기 투과도의 상용성을 갖는다. 즉, 방진복은 강화 또는 향상된 수준으로 집진 효율 및 공기 투과도가 높고, 무더위를 느끼는 일 없이 쾌적한 착용감을 확보한다. 따라서, 본 발명의 방진복은 청정실에서의 작업용 의복 (또는 작업복) 등으로 적합하다.
알레르기 질환의 예방이라는 관점에서 먼지의 발생을 방지하기 위해, 예를 들면 본 발명의 방진복을 일용 또는 병원용의 의복 또는 가먼트 (예를 들면, 내의, 속옷, 스웨터 또는 점퍼, 재킷, 파자마, 가운, 의사용 흰 가운 (white coat) 또는 실험용 가운 (lab coat), 슬랙스 (예를 들면, 바지 또는 팬츠), 양말, 장갑, 스타킹, 에이프런, 및 테가 있는 모자 또는 챙이 있는 모자 등의 의복 또는 가먼트; 마스크; 타올 또는 와이퍼; 및 손수건)로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 방진복은 높은 집진 효율 및 높은 공기 투과도가 요구되는 용도에 적합하고, 예를 들면 반도체 기술 등의 여러 전자 공학 분야에서의 청정실용 의복 또는 가먼트 (예를 들면, 작업복, 테가 있는 모자 또는 챙이 있는 모자, 및 장갑 등의 의복; 마스크; 및 타올 또는 와이퍼)로 사용하기에 적합하다. 예를 들면, 청정실용 작업복 (청정복)은 청정실의 청정도 수준에 따라, 인명 구조원용의 후드를 조합한 고성능 공기 흡입형 커버올 (coverall), 후드가 달린 일반적인 상하복, 범용의 상하복 등이 포함된다. 본 발명의 방진복은 이들 전 용도에 걸쳐 적용할 수 있다.
[실시예]
하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 것이며, 결코 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
실시예 1
[Zn(OH)2-Ti3(PO4)4-TiO2조성물의 제조]
증류수 1ℓ에 황산티탄 수용액 (농도 30 중량％) (60 g)을 첨가하고, 얻어진 용액을 혼합시켰다. 이 혼합물에 인산 수용액 (농도 15 중량％) (약 98 g)을 혼합하면서 적가하여 백색 침전물을 얻었다. 또한, 얻어진 혼합물에 황산아연 (ZnSO4ㆍ7H20) 50.3 g을 교반하에 적가하였다. 얻어진 불투명한 수용액에 수산화나트륨 수용액 (농도 15 중량％)을 혼합하면서 적가하여 pH를 7.0으로 조절하고, Zn(Ⅱ)-Ti(Ⅳ)를 함유하는 백색 침전물의 혼합물을 얻었다. 침전물의 혼합물을 함유하는 결과물에 사염화티탄 (37 g)을 교반하에 적가하고, 추가로 수산화나트륨 수용액 (농도 15 중량％)을 혼합하면서 적가하여 pH를 7.0으로 조절하여, 산화티탄을 함유하는 침전물을 얻었다. 얻어진 침전물을 여과하고, 따뜻한 탈이온수로 충분히 세척하며, 건조시키고, 평균 입도 120 ㎛ 이하의 입자로 분쇄한 후, Zn(OH)2, Ti3(PO4)4및 TiO2를 중량비 [Zn(OH)2/Ti3(PO4)4/TiO2] 38/28/34로 함유하는 조성물을 얻었다.
[섬유의 제조]
상기 방법으로 얻어진 조성물을 DMIS-변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) (디카르복실산 성분 전체에 대해 2.5 몰％의 디메틸 이소프탈레이트 (DMIS)로 변성시킨 공중합체)에 전체 중량에 대해 5 중량％의 비율로 첨가하고, 그 혼합물을 종래의 방법으로 혼련하면서 압출하여 펠렛을 제조하였다. PBT 펠렛 및 섬유용 레귤러 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트)로 구성된 펠렛을, PBT 펠렛 및 PET 펠렛을 각각 쉬스 및 코어 성분으로 배치하고 쉬스/코어의 중량비 50/50으로 쉬스-코어 구조의 복합 용융 방사법에 의해 방사하였다. 또한, 얻어진 섬유를 연신 및 가연 가공하여, 원형 단면을 갖고 쉬스-코어 구조의 복합 연속 섬유 필라멘트 (멀티필라멘트) (167 dtex, 48 필라멘트 (F), 모노필라멘트의 섬도: 3.5 dtex, 꼬임수: 0 T/m)로 구성된 텍스쳐사를 얻었다.
[포의 제조]
상기 방법으로 얻어진 쉬스-코어 구조의 복합 연속 섬유 필라멘트로 구성된 텍스쳐사, 및 레귤러 폴리에스테르의 연속 섬유로 구성된 텍스쳐사 (110 dtex, 48 필라멘트, 모노필라멘트의 섬도: 2.3 dtex, 꼬임수: 100 T/m)를 각각 위사 및 경사로 하여, 포의 중량이 126 g/㎡인 2/3 능직포 (23.5 kPa의 압력하의 두께: 0.22 ㎜)를 제조하였다. 또한, 포에, 나일론 6을 코어 성분으로 하고, 나일론 9T를 쉬스 성분으로 포함하는 쉬스-코어 구조의 도전성 필라멘트 (멀티필라멘트, 44 dtex, 8개의 필라멘트)를 1 ㎝ 간격으로 제직하였다. 나일론 6은 도전성 탄소를 33 중량％ 함유하고, 나일론 9T는 테레프탈산을 디카르복실산 단위로 하고, 1,9-노난디아민 및 2-메틸-1,8-옥탄디아민의 혼합물 (혼합 몰비 (1,9-노난디아민/2-메틸-1,8-옥탄디아민)가 8/2임)을 디아민 단위로 하여 얻어진 폴리아미드였다. 쉬스에 대한 코어의 비율 (중량비)은 13/87이었다. 필라멘트는 필라멘트의 단면 안에 코어 성분으로 4 영역으로 구성되어 있었다. 이 포의 집진 효율은 84.7 ％였고, 그의 공기 투과도는 15.5 ㎝/초였다.
[방진복의 제조]
상기 포를 사용해서 비교예 1의 시판 방진복의 규격에 준하여 청정실용의 후드가 달린 상하복을 제조하고, 10명의 작업자에게 착용 쾌적감 시험을 행하였다. 25 ℃의 실온 및 60 ％ RH (상대 습도)의 습도하에 8시간 동안의 작업 조건으로, 발한이 따르는 작업임에도, 모든 착용자는 열 및 습기를 전혀 느끼지 않았으며 상당한 착용 쾌적감을 느꼈다. 그 결과, 방진복은 매우 호평을 받았다.
실시예 2
실시예 1에서 제조된 쉬스-코어 구조의 복합 필라멘트 및 레귤러 폴리에스테르의 연속 섬유로 구성된 텍스쳐사 (167 dtex, 48 필라멘트, 모노필라멘트의 섬도: 3.5 dtex, 꼬임수: 0 T/m)를 교대로 위사로 사용하고, 레귤러 폴리에스테르의 연속 섬유로 구성된 텍스쳐사 (110 dtex, 48 필라멘트, 모노필라멘트의 섬도: 2.3 dtex, 꼬임수: 100 T/m)를 경사로 사용하여, 포의 중량이 133 g/㎡인 2/3 능직포 (23.5 kPa의 압력하의 두께: 0.23 ㎜)를 얻었다. 또한, 포에, 실시예 1과 같은 쉬스-코어 구조의 도전성 필라멘트를 1 ㎝ 간격으로 제직했다. 이 포의 집진 효율은 82.7 ％였고, 그의 공기 투과도는 9.8 ㎝/초였다. 이 포를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 방진복을 제조하고, 실시예 1과 유사하게 10명의 작업자에게 착용 쾌적감 시험을 행하였다. 실시예 1과 동일한 조건하의 작업에서, 발한이 따르는 작업임에도, 모든 착용자는 열 및 습기를 그다지 느끼지 않았고, 쾌적한 착용감을 느꼈다. 그 결과, 방진복은 호평을 받았다.
실시예 3
황산구리의 결정 (43.9 g)을 증류수 1ℓ에 용해시키고, 얻어진 수용액에 황산티탄 수용액 (농도: 30 중량％) (60 g)을 첨가하였다. 실온하에 교반하면서 15 중량％의 인산 용액 약 10 g을 혼합물에 적가하여 백색 침전물을 얻었다. 침전물을 함유하는 용액 (A 용액), 및 규산나트륨을 증류수로 30 중량％로 희석시키고, 이 희석 용액에 15 중량％의 수산화나트륨 수용액 (30 ㎖)을 첨가하여 제조된 규산나트륨을 함유하는 수용액 (B 용액) 471 g을 교반하면서 다른 비이커에 넣었다. 교반하면서 A 용액 및 B 용액을 증류수 500 ㎖를 충전한 용기에 적가하여 혼합물의 pH가 항상 약 7이 되도록 하였다. 그 결과, Cu(Ⅱ)-Ti(Ⅳ)-SiO2를 함유하는 푸르스름한 백색 침전물을 얻었다. 이 푸르스름한 백색 침전물을 증류수로 충분히 세척한 후, 실온에서 건조시켰다. 이 건조 생성물을 분쇄하여 분체를 얻고, 이 분체를 산화티탄 분체 20 중량부에 대해 80 중량부의 비율로 산화티탄과 혼합하였다. 얻어진 혼합 분체를 추가로 미분쇄하여 평균 입도가 1 ㎛ 이하이고 Cu(Ⅱ)-Ti(Ⅳ)-SiO2-TiO2를 함유하는 혼합 분체를 얻었다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 이 혼합 분체를 전체 중량에 대해 10 중량％의 비율로 섬유 중 쉬스 성분에 첨가하여 이형 단면을 갖는 쉬스-코어 구조의 복합 연속 섬유 필라멘트 (멀티필라멘트) (167 dtex, 48 필라멘트, 모노필라멘트의 섬도: 3.5 dtex, 꼬임수: 0 T/m)를 제조하였다. 그 후, 얻어진 섬유를 실시예 1과 동일한 방법으로 포로 만들고, 이어서 방진복을 제조하였다. 이 포에서, 포의 중량은 128 g/㎡였고, 집진 효율은 81.5 ％였으며, 공기 투과도는 13.6 ㎝/초였다. 방진복의 착용 쾌적감 시험의 결과, 실시예 1의 방진복보다 쾌적감이 약간 뒤떨어지지만, 종래의 방진복보다 상당히 우수한 것으로 나타났다.
비교예 1
방진복용 포로 시판되는 레귤러 폴리에스테르의 연속 섬유로 구성된 텍스쳐사 (110 dtex, 48 필라멘트, 모노필라멘트의 섬도: 2.3 dtex, 경사의 꼬임수: 100 T/m, 위사의 꼬임수: 0 T/m)를 사용하여 얻어지고, 포의 중량이 119 g/㎡ (23.5 kPa의 압력하의 두께: 0.18 ㎜)인 2/3 능직포 및 청정실용의 후드가 달린 상하복을 입수하였다. 포의 집진 효율은 80.4 ％였고, 그의 공기 투과도는 4.4 ㎝/초였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 방진복의 착용 쾌적감 시험을 행한 결과, 작업자 10명 중 8명이 발한이 따르는 작업에서 무더위 때문에 착용이 불쾌하고 고통스러운 것으로 평가하였다.
비교예 2
[Zn(OH)2/Ti3(PO4)4조성물의 제조]
황산티탄 수용액 (농도 30 중량％)을 증류수 1ℓ에 첨가 및 혼합하였다. 이 혼합물에 인산 수용액 (농도 15 중량％)을 혼합하면서 적가하여 백색 침전물을 얻었다. 또한, 얻어진 혼합물에 황산아연 (ZnSO4ㆍ7H20)을 교반하에 적가하였다. 얻어진 불투명한 수용액에 수산화나트륨 수용액 (농도 15 중량％)을 혼합하면서 적가하여 pH를 7.0으로 조절하고, Zn(Ⅱ)-Ti(Ⅳ)를 함유하는 백색 침전물의 혼합물을 얻었다. 얻어진 침전물을 여과하고, 따뜻한 탈이온수로 충분히 세척한 후, 건조 및 분쇄하여 Zn(OH)2/Ti3(PO4)4조성물을 얻었다.
[섬유의 제조]
상기 방법으로 얻어진 조성물 (3.5 중량％)을 DMIS-변성 PBT (폴리부틸렌 테레프탈레이트)에 첨가하고, 그 혼합물을 종래의 방법으로 혼련하면서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이 펠렛 및 섬유용 레귤러 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트)를, PBT 펠렛 및 PET 펠렛을 각각 쉬스 및 코어 성분으로 배치하고 쉬스/코어의 중량비 50/50으로 쉬스-코어 구조의 복합 용융 방사법에 의해 방사하였다. 또한, 얻어진 섬유를 연신 및 가연 가공하여 쉬스-코어 구조의 복합 필라멘트로 구성된 텍스쳐사 (167 dtex, 48 필라멘트)를 얻었다.
[포의 제조]
상기 방법으로 얻어진 쉬스-코어 구조의 복합 필라멘트로 구성된 텍스쳐사 및 레귤러 폴리에스테르로 구성된 텍스쳐사 (110 dtex, 48 필라멘트, 꼬임수: 100 T/m)를 각각 위사 및 경사로 하여, 포의 중량이 128 g/㎡인 2/3 능직포를 얻었다. 포의 집진 효율은 84.5 ％였고, 그의 공기 투과도는 13.8 ㎝/초였다.
비교예 3
광촉매 활성을 갖는 아나타제 산화티탄을 전체 중량에 대해 2.0 중량％의 비율로 상기 DMIS-변성 PBT (폴리부틸렌 테레프탈레이트)에 첨가하고, 그 혼합물을 종래의 방법으로 혼련하면서 압출시켜 펠렛을 제조하였다. PBT 펠렛 및 섬유용 레귤러 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트)를, PBT 펠렛 및 PET 펠렛을 각각 쉬스 및 코어 성분으로 배치하고 쉬스/코어의 중량비 50/50으로 쉬스-코어 구조의 복합 용융 방사법에 의해 방사하였다. 또한, 얻어진 섬유를 연신 및 가연 가공하여 쉬스-코어 구조의 복합 필라멘트로 구성된 텍스쳐사 (167 dtex, 48 필라멘트)를 얻었다. 상기 방법으로 얻어진 쉬스-코어 구조의 복합 필라멘트로 구성된 텍스쳐사 및 레귤러 폴리에스테르로 구성된 텍스쳐사 (110 dtex, 48 필라멘트)를 각각 위사 및 경사로 하여, 포의 중량이 129 g/㎡인 2/3 능직포를 얻었다. 포의 집진 효율은 27 ％였고, 그의 공기 투과도는 15.4 ㎝/초였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
위브 2/3 능직 2/3 능직 2/3 능직 2/3 능직 2/3 능직 2/3 능직
경사 레귤러 섬유 110 dtex/48 F 레귤러 섬유 110 dtex/48 F 레귤러 섬유 110 dtex/48 F 레귤러 섬유 110 dtex/48 F 레귤러 섬유 110 dtex/48 F 레귤러 섬유 110 dtex/48 F
위사 쉬스-코어 구조의 복합 섬유167 dtex/48 F 레귤러 섬유 167 dtex/48 F 및 쉬스-코어 구조의 복합 섬유 167 dtex/48 F, 교대로 쉬스-코어 구조의 복합 섬유 167 dtex/48 F 레귤러 섬유 110 dtex/48 F 쉬스-코어 구조의 복합 섬유 167 dtex/48 F 쉬스-코어 구조의 복합 섬유 167 dtex/48 F
포의 중량(g/㎡) 126 133 128 119 128 129
집진 효율(％) 84.7 82.7 81.5 80.4 54.5 27
공기 투과도(㎝/초) 15.5 9.8 13.6 4.4 13.8 15.4
표 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 방진복의 실시예 1 및 실시예 2에 사용되는 포는 실제 판매 중인 비교예 1의 방진복보다 집진 효율이 현저히 높고, 동시에 높은 공기 투과도를 확보한다. 본 발명의 포의 제조에 있어서, 광촉매 및 집진제를 함유하는 쉬스-코어 구조의 복합 필라멘트로 구성된 텍스쳐사 (167 dtex, 48 필라멘트)를 100 ％ 사용할 필요는 없다. 실을 실시예 1과 같이 위사만, 또는 실시예 2와 같이 위사의 반만 사용하는 경우, 본 발명의 목적을 실현할 수 있다.(또한, 비교예 2 및 비교예 3으로부터 명백해지는 바와 같이, 광촉매를 단독으로 사용하는 경우 또는 집진제를 단독으로 사용하는 경우, 실시예 1 및 실시예 2에 나타낸 바와 같이 집진 효율을 향상시킬 수 없다. 따라서, 광촉매 및 집진제를 배합 (또는 복합)하는 경우 본 발명에 있어서 집진 효율을 향상시키는 것으로 나타난다.)
본 발명은 방진복에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하기 때문에, 집진 효율이 높고 동시에 공기 투과도가 높은 방진복을 제공한다. 즉, 본 발명의 방진복은 높은 집진 효율을 가지면서 일정 이상의 공기 투과도를 동시에 갖고, 무더위를 느끼는 일 없이 쾌적한 착용감을 실현할 수 있으므로, 예를 들면 청정실용 작업복 등에 적합하다.

Claims (21)

  1. 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하는 방진복.
  2. 제1항에 있어서, 집진제가 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물을 포함하는 방진복.
  3. 제1항에 있어서, 집진제가 주기율표의 4A족 및 4B족 원소의 금속으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 4가 금속을 포함하는 인산염, 및 주기율표의 2A족, 6A족, 7A족, 8족, 1B족 및 2B족 원소의 금속으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 2가 금속을 포함하는 수산화물을 포함하는 방진복.
  4. 제2항에 있어서, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 수화물 형태인 방진복.
  5. 제2항에 있어서, 4가 금속 인산염 및 2가 금속 수산화물이 둘 다 수화물 형태인 방진복.
  6. 제1항에 있어서, 광촉매가 광반도체를 포함하는 방진복.
  7. 제1항에 있어서, 광촉매가 산화물 반도체를 포함하는 방진복.
  8. 제1항에 있어서, 광촉매가 주기율표의 4A족, 6A족, 2B족 및 4B족 원소의 금속으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 산화물을 포함하는 방진복.
  9. 제1항에 있어서, 광촉매가 이산화티탄을 포함하는 방진복.
  10. 제1항에 있어서, 광촉매의 비율이 방진 섬유 100 중량부에 대해 0.1 내지 25 중량부이고, 집진제의 비율이 방진 섬유 100 중량부에 대해 1 내지 25 중량부인 방진복.
  11. 제1항에 있어서, 방진 섬유가 폴리에스테르계 섬유를 포함하는 방진복.
  12. 제1항에 있어서, 방진 섬유의 꼬임수가 0 내지 200 T/m이고, 방진 섬유가 섬도 56 내지 220 dtex의 멀티필라멘트 섬유를 포함하는 방진복.
  13. 제1항에 있어서, 포가 추가로 도전성 섬유를 포함하는 방진복.
  14. 제1항에 있어서, 포의 집진 효율이 70 ％ 이상이고, 포의 공기 투과도가 8 내지 100 ㎝/초인 방진복.
  15. 제1항에 있어서, 청정실 안에서 사용되는 의복인 방진복.
  16. 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하는 의복의 집진 용도.
  17. 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포의 집진 용도.
  18. 광촉매 및 집진제를 함유하는 섬유의 집진 용도.
  19. 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포를 포함하는 방진복에 먼지를 접촉시키는 것을 포함하는 집진 방법.
  20. 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유를 적어도 일부에 포함하는 포에 먼지를 접촉시키는 것을 포함하는 집진 방법.
  21. 광촉매 및 집진제를 함유하는 방진 섬유에 먼지를 접촉시키는 것을 포함하는집진 방법.
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