KR20190024106A - 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고분자성 베이스(base) 수지에 흡습성 물질, 중성자 차폐물질, 방사선 차폐물질 및 무기첨가제를 첨가 및 혼합하여 제조된 코팅 수지 조성물로 장갑을 코팅하여 방사선 차폐 피막을 장갑 표면에 형성하여서 제조되는 방사선 관련 작업자의 방사선 피폭을 방지하기 위한 작업용 코팅장갑 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑 및 그의 제조방법{COATED GLOVES HAVING RADIATION SHIELDING FUNCTION AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고분자 수지에 흡습성 물질, 중성자 차폐물질, 방사선 차폐물질 및 무기첨가제를 첨가 및 혼합하여 제조된 코팅 수지 조성물에 장갑을 함침하여 방사선 차폐 피막을 장갑 표면에 형성하여서 제조되는 방사선 관련 작업자의 방사선 피폭을 방지하기 위한 작업용 코팅장갑의 제조방법에 관한 것이다.

방사선은 지구가 생성될 당시부터 존재하였으며, 사람들은 사실 방사선이 가득한 환경에서 어쩔 수 없이 방사선의 영향을 받으면서 살고 있다. 방사능 물질에는 자연에 존재하는 것이 있고 산업, 의학 등에 이용하기 위해 인공적으로 만든 것이 있으며 그 종류는 다양하다.

방사선은 과학, 산업, 의료 등의 분야에서 유용하게 쓰이는 반면, 피폭될 경우 유전자 변이를 일으켜서 암 발생, 기형아 출산, 백혈병 등을 유발하기 때문에 인체에 매우 치명적이다. 약한 방사능에 지속적으로 노출되는 경우에도 3 내지 5년의 잠복기를 거쳐 기형아 출산, 백혈병, 각종 안구질환에 걸릴 확률이 매우 높아진다.

의료분야, 비파괴 검사, 원자력 발전 등은 방사선 기술을 응용하는 분야로서 이 분야의 종사자 수는 점차 증가하는 추세이다. 이 분야의 종사자들은 작업 시 항상 방사선에 노출될 가능성이 있으며, 피폭될 위험성 또한 높다. 따라서 피부오염이나 체내 피폭을 방지할 수 있도록 방사선 방호용구, 예를 들어 안구 보호대, 방호복, 방호장갑 등의 착용이 필수적으로 요구된다.

방사선의 위험성은 아무리 강조하여도 부족함이 없음에도 불구하고, 이 분야의 숙련된 사람들조차도 실제 작업현장에서는 간혹 방호용구의 철저한 구비를 간과하는 경우가 발생하기도 한다. 특히 방사선 방호용 장갑은 의료용 방사능 물질 취급자, 방사선 동위원소 취급자, 원자력 발전소 작업자들에게 필수적이며, 일반 장갑에 요구되는 물성인 작업용이성, 보온성, 방수성, 발수성 이외에도 방사선 차폐 기능이 반드시 필요하다. 그러나, 작업 상 불편함이나 제품의 높은 가격 때문에 작업 현장에서는 방사선 차폐기능이 검증되지 않은 라텍스 장갑 또는, 심지어 일반 면장갑으로도 대체되는 경우가 있는 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0513842호는 방사선 차폐용 직물 및 그 제조방법을 기술하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2010-0047510호는 나노 크기의 방사선 차폐물질을 포함하는 방사선 차폐재 및 이의 제조방법을, 스웨덴 특허 제349366호, 미국 특허 제3239669호, 미국 특허 제3194239호, 일본 공개특허 제2008-538136호 등은 방사선 차폐와 관련하여 기술하고 있다. 또한, 대한민국 공개실용신안 제20-1996-6829호는 방사선 방호용 고무장갑을 기술하고 있다.

폴리우레탄 수지로 제조되는 폴리우레탄 코팅장갑은 공업용, 과수 농가용 및 낚시, 스포츠 등의 취미활동용 또는 가정용으로 그 사용 용도가 매우 다양하다. 이러한 폴리우레탄 수지를 이용하여 작업용 장갑을 제조하는 방법으로는 건식방법과 습식방법이 있다. 건식방법은 폴리우레탄 배합수지를 이용하여 장갑을 코팅한 다음, 건조과정을 거쳐 제조하는 것으로서, 폐수가 발생되지 않아 환경오염을 방지하고, 공정의 단순화로 제조시간을 단축하여 장갑의 제조단가를 저감시킬 수 있지만, 제조방법의 특성상 폴리우레탄으로 코팅시 미세다공이 생성되지 않기 때문에 통기성이 미흡하여 작업시 느끼는 불쾌감과 장갑 내에서 발생된 땀으로 인해 손에 대한 부작용을 피할 수 없으며, 장갑이 손에서 미끄러지는 슬립성이 발생하는 단점이 있다. 이에 비해, 습식방법은 폴리우레탄 수지에 유화제와 토너를 혼합한 용액에 장갑을 함침시켜 코팅한 다음, 적절한 응고액에 응고시켜 응고액 내로 용제를 추출시켜서 미세다공성 피막을 형성하여 건식방법에서는 얻을 수 없는 통기성, 볼륨감, 촉감 등을 갖는 코팅장갑을 제조할 수 있다.

방사선 기술을 응용하는 분야의 종사자들에게는 방사선에 대한 완벽한 차폐기능을 가질 뿐만 아니라 슬립성이 없고 통기성, 볼륨감 및 촉감이 우수하며 제품가격 또한 저렴한 방사선 차폐용 방호장갑이 시급히 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-0513842호 대한민국 공개특허 제10-2010-0047510호 미국 특허 제3239669호 미국 특허 제3194239호 일본 공개특허 제2008-538136호

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점을 해결하고 필요한 기술을 제공하기 위해 안출된 것으로서, 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 베이스 수지, 흡습성 물질 및 중성자 차폐물질을 혼합하여 제조된 수지 혼합물에 용매를 첨가하여 점도를 조절한 다음, 방사선 차폐물질 및 무기첨가제를 첨가 및 혼합하여 코팅 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 코팅 수지 조성물에 장갑을 침지(DIPPING)하여 장갑 표면을 코팅하는 단계; 상기 코팅 수지 조성물이 코팅된 장갑을 물에 침수시켜서 코팅층을 응고시키는 단계; 및 상기 응고 단계에 의해 표면에 코팅층이 형성된 장갑을 온수에 침지시켜 코팅층에 포함된 유기용제를 용출시키는 단계를 포함하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

1) 친수성 폴리우레탄 수지에, 친수성 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 흡습성 물질 5 내지 15중량부 및 중성자 차폐물질 8 내지 18중량부를 첨가하고 혼합하여 수지 혼합물을 제조하고, 여기에 용매를 첨가하여 점도를 25,000 cps 내지 50,000 cps의 범위로 조절하는 단계;

2) 상기 점도가 조절된 수지 혼합물에 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 방사선 차폐물질 10 내지 50중량부와 무기첨가제 5 내지 10중량부를 첨가 및 혼합하여 코팅 수지 조성물을 제조하는 단계;

3) 상기 코팅 수지 조성물로 장갑 표면을 코팅하는 단계;

4) 상기 코팅 수지 조성물이 표면에 코팅된 장갑을 물에 침수시켜서 방사선 차폐물질 코팅층을 응고시키는 단계; 및

5) 단계 4)로부터 얻어진 장갑을 온수에 침지시켜 코팅층에 포함된 유기용제를 용출시킨 후, 방사선 차폐물질 코팅층이 형성된 장갑을 제조하는 단계;를 포함하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 코팅 수지 조성물을 제조하기 위해서 먼저 베이스(base) 수지에 베이스 수지 100중량부에 대해 흡습성 물질 5 내지 15중량부 및 중성자 차폐물질 8 내지 18중량부를 혼합하여 수지 혼합물을 제조할 수 있다. 이때, 베이스 수지로는 합성수지, 천연수지 물질, 폴리우레탄 수지, 바람직하게는 친수성 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있다.

상기 흡습성 물질로는 실리카흄(silica fume), 콜로이드 실리카(colloidal silica) 및 실리케이트(silicate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있다.

또한, 상기 중성자 차폐물질로는 폴리비닐알코올(PVA), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 파라핀 및 탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있으며, 분말 형태로 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수지 혼합물을 제조하는 단계에서는 베이스 수지, 바람직하게 친수성 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 흡습성 물질, 바람직하게 실리카흄 5 내지 15 중량부, 및 중성자 차폐물질, 바람직하게 탄소 분말 5 내지 15중량부 및 파라핀 분말 3 내지 5중량부를 먼저 혼합하여 제조한다. 다음으로, 상기 혼합물의 점도를 조절하기 위해 용매를 첨가하는데, 이때 용매로는 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK) 및 톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 사용할 수 있다. 용매를 첨가하여 점도를 25,000 cps 내지 50,000 cps의 범위로 조절하고, 여기서 점도를 조절하기 위한 용매로는 메틸에틸케톤(MEK)과 디메틸포름아미드(DMF)를 1:4의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명에 따른 코팅 수지 조성물을 제조하기 위해 상기한 바와 같이 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 방사선 차폐물질 10 내지 50중량부와 무기첨가제 5 내지 10중량부를 첨가하여 혼합한다. 이 때, 방사선 차폐물질로는 금속 분말 5 내지 30중량부와 금속산화물 분말 5 내지 20중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 방사선 차폐물질 중 금속 분말로는 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 방사선 차폐물질 중 금속산화물 분말로는 산화철, 산화티타늄, 산화텅스텐 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게, 상기 방사선 차폐물질은 텅스텐 분말 5 내지 30중량부 및 산화철 분말 5 내지 20중량부의 금속 분말 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 무기첨가제는 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있다. 바람직하게, 무기첨가제는 황산바륨이다.

이하, 본 발명에 따른 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법을 공정별로 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 있어서, 용어 ‘단계’와 ‘공정’은 상호교환적으로 사용된다.

<코팅단계>

본 발명에 있어서, 코팅단계에서는 장갑을 미리 제조한 방사선 차폐물질과 무기첨가제를 포함하는 코팅 수지 조성물로 코팅한다. 코팅 수지 조성물로 장갑 표면을 코팅하는 방법으로는, 예를 들어 침지(dipping), 분무, 또는 붓칠이 있으며 이에 한정되지는 않는다. 침지방법의 경우에는 장갑을 몰드에 끼워 코팅 수지가 채워진 디핑조에 침지시켜 장갑 표면에 코팅 수지층을 형성한다. 분무방법이나 붓칠의 경우에는 장갑을 몰드에 끼우고 분무기 또는 붓에 의해 장갑 표면에 코팅 수지 조성물을 분무 또는 도포하여 코팅 수지층을 형성한다. 이때 상기 코팅 수지는 장갑의 전체 또는 일부, 예를 들어 장갑의 손등면 또는 바닥면에 도포할 수 있다.

<응고단계>

본 발명에 있어서 응고 공정은 상기 코팅 공정에서 장갑 표면에 코팅된 코팅 수지 조성물을 응고시키기 위한 것으로, 코팅된 장갑을 물이 채워진 응고조에 침수시켜 코팅 수지를 경화시키는 공정이다. 이때 상기 응고조에 채워진 물의 온도는 수증기 발생으로 작업장 내 습도가 지나치게 올라가지 않도록 20~40℃로 유지하는 것이 바람직하다.

<유기용제 용출 단계>

본 발명에 있어서 유기용제 용출 단계는 상기 코팅장갑을 미온수가 채워진 수세조에 침지시켜 디메틸폼아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸설폭사이드(DMSO), 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔(Toluene)과 같이 코팅층에 포함된 용제를 용출시키는 공정으로서, 이때 상기 수세조에 채워진 온수는 50~60℃를 유지하되 수세조를 단계별로 형성함으로써 코팅층에 포함된 용제를 보다 효과적으로 용출시킬 수 있다.

<건조단계>

본 발명에 있어서 건조단계는 유기용제가 용출된 코팅장갑을 건조하는 공정으로서, 건조 공정은 자연건조, 열풍건조, 예를 들어 80~120℃의 열풍건조기에 투입하여 코팅장갑을 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시형태는 상기의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 통기성, 볼륨감, 촉감이 우수하며, 방사선 차폐기능을 가지는 장갑의 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑은 친수성 폴리우레탄 수지에 흡습성 물질, 중성자 차폐물질, 방사선 차폐물질 및 무기첨가제를 첨가 및 혼합하여 제조된 코팅 수지 조성물로 코팅되어 알파, 베타, 양성자, 감마선 등의 방사선 차폐기능이 우수할 뿐만 아니라, 통기성, 볼륨감, 촉감이 우수하고 슬립성이 개선되며, 땀 흡수가 용이하고 코팅층이 얇아져 작업성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법은 납을 사용하지 않으므로 납중독의 문제를 해결할 수 있는 환경친화성 방사선 차폐기능성 코팅장갑의 제조방법이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 차폐기능을 가지는 장갑의 제조방법을 공정 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 방사선 차폐기능을 갖는 코팅층이 형성된 장갑의 사시도와 장갑층의 단면을 나타낸 것이다

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에" 또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.

본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 명세서 전체에서 사용되는 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 방사선 차폐기능을 가지는 코팅장갑 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 차폐기능을 겸비한 장갑은 후술하는 제조방법에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법은 수지 혼합물 제조단계, 점도 조절단계, 방사선 차폐물질을 포함하는 코팅 수지 조성물 제조단계, 코팅 단계, 응고 단계, 유기용제 용출 단계, 및 건조 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 수지 혼합물 제조단계에서는 베이스 수지, 예를 들어 친수성 폴리우레탄 수지에, 흡습성 물질 및 중성자 차폐물질을 혼합하여 수지 혼합물을 제조한다. 수지 혼합물은 베이스 수지 100중량부에 대해 흡습성 물질 5 내지 15중량부 및 중성자 차폐물질 8 내지 18중량부의 비율로 혼합하여 제조한다. 상기 흡습성 물질은 베이스 수지 100중량부에 대해 5 내지 15중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직한데, 이는 흡습성 물질이 5중량부 미만의 비율로 혼합될 경우에는 최종적으로 제조된 방사선 차폐용 장갑의 투습성의 기능이 저하될 우려가 있고, 15중량부를 초과하는 비율로 혼합될 경우에는 방사선 차폐막 제조단계에서 제조되는 방사선 차폐막의 강도가 저하되어 내수압적인 측면에서 결함을 가져올 수 있기 때문이다. 또한, 상기 베이스 수지 100중량부에 대해 중성자 차폐물질은 8 내지 18중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 중성자 차폐물질이 8중량부 미만의 비율로 혼합될 경우에는 중성자 차폐물질의 혼합비율이 너무 낮아서 중성자 차폐효과가 저감될 우려가 있고, 중성자 차폐물질이 18중량부를 초과하는 비율로 혼합될 경우에는 추후 코팅장갑 제조단계에서 직물과의 결합력이 저하되거나 강도가 저하되어 차폐 소재로 적용하기 어려운 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.

수지 혼합물을 제조하기 위해 사용되는 베이스 수지는 방사선 차폐 코팅층을 형성한다. 상기 베이스 수지로는 합성 수지, 천연수지 물질, 친수성 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있다. 이 중에서 친수성 폴리우레탄 수지는 섬유소재와의 결합력이 우수하여 내구성이 높고 유연성이 뛰어난 방사선 차폐용 장갑의 물질로서 적합하다. 또한, 수소밀도가 높아 고속 중성자를 감속시키는데 효과적이다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 차폐용 코팅장갑을 제조하는 과정에서 수지 혼합물에 포함되는 베이스 수지로는 친수성 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수지 혼합물을 제조하기 위한 흡습성 물질로는 실리카흄, 콜로이드 실리카 및 실리케이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있다. 실리카흄은 실리콘 제조 시 발생하는 초미립자의 규소 부산물을 전기집진장치에 의해서 얻어지는 혼화재로 분말도 0.1㎛ 이상의 초미립자(시멘트 입자의 약 1/25)로 형성되어 있는 것을 사용할 수 있다. 콜로이드 실리카는 실리카졸(silica Sol)이라고도 하며, 음(-)전하를 띠는 무정질 실리카(SiO₂) 미립자가 수중에서 콜로이드 상태를 이룬 것을 말하고, 외관상 투명하거나 유백색을 띄고 있으며, 실리카졸의 실리카 미립자는 일반적으로 구형의 구조를 이루고 있다. 본 발명에서 사용되는 콜로이드 실리카(colloidal silica)는 용매로 메탄올을 사용한 것이다. 실리케이트(silicate)는 1종 또는 1종 이상의 금속 산화물과 실리카(SiO₂)의 결합에 의해서 생긴 화합물을 의미한다. 본 발명에서는 코팅 수지 조성물을 사용하여 방사선 차폐용 방호장갑을 제조하는 과정에서 흡습성 물질로서 실리카흄을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 수지 혼합물을 제조하기 위한 중성자 차폐물질로는 폴리비닐알코올(PVA), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 파라핀 및 탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을, 분말형태로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 중성자 차폐물질로서 탄소 분말과 파라핀 분말을 혼합하여 사용하는 것이 가장 바람직하다.

파라핀 분말은 곧은 사슬의 파라핀계 탄화수소(CH₃(CH₂)_nCH₃)로, 탄소원자가 풍부하고 미세 흡수 단면적은 크고 넓은 에너지 분포를 가져 중성자를 차폐하기에 적절하다. 중성자를 차폐하기 위해서는 중성자와 질량이 비슷한 수소, 산소, 탄소 등의 가벼운 원자의 함유량이 높은 것이 바람직하다.

상기 탄소 분말은 풀러렌(fullerene), 탄소 나노섬유(carbon nanofiber) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube) 중 어느 하나일 수 있다. 탄소 분말은 입자 직경이 5 내지 200㎚인 것이 바람직하다. 탄소 나노섬유는 높은 선팽창계수를 가지며, 비열이 0.7 KJ/㎏으로서 열적 특성이 매우 우수하다. 또한, 상기 탄소 나노섬유(NCF: Nano Activated Carbon Fiber)는 나노 사이즈의 미세기공(micro pore)이 표면에 분포되어 있어 활성탄에 비해 더 넓은 표면적을 가지며 기공이 균일하게 분산되어 있어 중성자 포집 능력도 더욱 우수한 장점이 있다. 즉, 상기 탄소 나노섬유는 흡수단면적이 1,000±50㎡/g으로 높아 중성자를 매우 효과적으로 차폐할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 베이스 수지에 베이스 수지 100중량부에 대해 흡습성 물질인 실리카흄(silica fume) 5 내지 15중량부 및 중성자 차폐물질인 탄소 분말 5 내지 15중량부 및 중성자 차폐물질인 파라핀 분말 3 내지 5중량부를 혼합하여 수지 혼합물로서 사용할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 친수성 폴리우레탄 수지에, 친수성 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 실리카흄 5 내지 15중량부, 탄소 분말 5 내지 15중량부 및 파라핀 분말 3 내지 5중량부를 혼합하여 수지 혼합물로서 사용할 수 있다.

본 발명에 따라 수지 혼합물을 제조한 다음, 점도 조절단계를 수행할 수 있다.

점도 조절단계에서는 상기한 수지 혼합물에 용매를 첨가하여 점도를 조절하는데, 이때 용매의 첨가량을 조절하여 점도를 제어함으로써 코팅 가공성 및 코팅층의 두께 조절을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 점도 조절단계의 용매로는 디메틸폼아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸설폭사이드 (DMSO), 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 점도 조절단계의 용매는, 전체 용매 100중량부에 대해 메틸에틸케톤(MEK) 20중량부, 톨루엔 10중량부 및 디메틸포름아미드(DMF) 70중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, 점도는 25,000 cps 내지 50,000 cps의 범위로 조절된다.

따라서, 점도 조절단계에서는 미리 제조된 수지 혼합물에 수지 혼합물 100중량부에 대해 메틸에틸케톤(MEK) 20중량부, 톨루엔 10중량부 및 디메틸포름아미드(DMF) 70중량부의 용매 혼합물을 첨가하여 점도를 조절한다.

다음은 코팅 수지 조성물의 제조단계로서, 이 단계에서는 상기 점도가 조절된 수지 혼합물에 방사선 차폐물질 및 무기첨가제를 첨가하여 코팅 수지 조성물을 제조한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방사선 차폐물질 첨가단계에서는 점도가 조절된 수지 혼합물에 상기 수지 혼합물 100중량부에 대해 방사선 차폐물질 10 내지 50중량부 및 무기첨가제 5 내지 10중량부를 첨가하여 코팅 수지 조성물을 제조한다. 여기에서 방사선 차폐물질이 10중량부 미만으로 첨가될 경우 방사선 차폐물질의 첨가비율이 너무 낮아서 최종적으로 제조된 방사선 차폐용 방호장갑의 방사선 차폐 효과가 저감될 우려가 있고, 방사선 차폐물질이 50중량부를 초과하면 장갑 코팅층 형성단계에서 직물과의 결합력이 저하되거나 강도가 저하되어 차폐 소재로 적용하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 상기 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 무기첨가제는 5 내지 10중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 무기첨가제가 5중량부 미만으로 첨가될 경우 최종적으로 제조된 방사선 차폐용 방호장갑의 방사선 차폐 효과가 저감될 우려가 있으며, 10중량부를 초과하면 직물과의 결합력이 저하되거나 강도가 저하되어 방사선 차폐용 방호장갑으로서 적용하기 어려운 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방사선 차폐물질로서 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 금속 분말 5 내지 30중량부 및 금속산화물 분말 5 내지 20중량부를 첨가할 수 있으며, 금속 분말과 금속산화물 분말은 순차적으로 또는 동시에 첨가되거나 금속 분말과 금속 산화물 분말의 혼합물로서 첨가할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 방사선 차폐물질은 금속 분말 1종과 금속산화물 분말 1종이 혼합된 것이 바람직하며, 전자밀도가 상대적으로 큰 유기 또는 무기물질이나 방사능 차폐성능이 우수한 것으로 알려진 유기 또는 무기물질들을 사용할 수 있다. 또한, 상기 금속분말과 금속산화물 분말은 복합체 형태로 사용할 수 있고, 바람직하게 금속 분말과 금속산화물 분말은 입자 직경이 0.01 내지 100㎛인 것을 사용한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방사선 차폐물질 중 금속 분말은 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속의 분말이다. 상기 금속분말은 전자밀도가 상대적으로 큰 금속을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방사선 차폐물질 중 금속산화물 분말은 산화철, 산화티타늄, 산화텅스텐 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물의 분말이다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방사선 차폐물질은 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 텅스텐 분말 5 내지 30중량부와 산화철 분말 5 내지 20중량부를 함유하는 혼합물을 사용한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 무기첨가제는 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이다.

본 발명에서는 인체에 무해하고 방사선 차폐 효과가 우수하면서도 밀도가 큰 무기첨가제룰 사용하는 것이 바람직하며, 무기첨가제는 입자 직경이 0.01 내지 100㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게, 상기 코팅 수지 조성물을 제조하는 단계의 무기첨가제는 황산바륨이다.

따라서, 코팅 수지 조성물 제조단계에서는 점도가 조절된 수지 혼합 물 100중량부에 대해 방사선 차폐물질로서 텅스텐 분말 5 내지 30중량부와 산화철 분말 5 내지 20중량부를 첨가하고, 무기첨가제로서 염화바륨 5 내지 10중량부를 첨가하는 것이 가장 바람직하며, 여기서 방사선 차폐물질과 무기첨가제의 첨가 순서는 제한되지 않는다.

다음으로, 상기한 바와 같이 점도가 조절된 수지 혼합물에 방사선 차폐물질과 무기첨가제를 첨가하여 제조된 코팅 수지 조성물로 장갑을 코팅하는 단계를 수행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 코팅 단계는, 바람직하게 장갑을 몰드에 끼워서 코팅 수지 조성물이 채워진 디핑조에 침지시켜 장갑 표면에 코팅 수지가 피복되도록 하는 습식공정으로서, 이때 상기 코팅 수지는 장갑의 전체 또는 일부, 예를 들어 장갑의 손등면 또는 바닥면에 피복되도록 할 수 있다. 한편, 상기 디핑공정에 사용되는 코팅용 수지로는 여러 종류의 합성수지 또는 천연수지를 사용할 수 있는데, 바람직하게는 친수성 폴리우레탄 수지에 디메틸폼아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸설폭사이드(DMSO), 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 중 적어도 어느 하나를 용제로 혼합하되, 그외 계면활성제와 소포제 및 분산제 등을 첨가할 수 있다.

다음으로, 방사선 차폐용 코팅 수지 조성물에 침지하여 코팅층이 피복된 장갑은 코팅층 응고 단계를 수행할 수 있다.

응고 단계는 코팅 수지가 피복된 장갑을 물이 채워진 응고조에 침지하여 코팅 수지를 응고시킴으로써 코팅층이 형성된 코팅장갑을 제조하는 공정으로서, 이때 상기 응고조에 채워진 물의 온도는 수증기의 발생으로 작업장 내 습도가 지나치게 올라가지 않도록 20~40℃로 유지함이 바람직하다.

다음으로, 코팅층이 응고된 방사선 차폐용 코팅장갑으로부터 유기용제를 용출하는 단계를 수행할 수 있다.

유기용제 용출 단계에서는 코팅층이 형성된 장갑을 미온수가 채워진 수세조에 침지시켜 디메틸폼아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸설폭사이드(DMSO), 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 등의 코팅층에 포함된 용제를 용출시킨다. 이때 상기 수세조에 채워진 미온수는 50 내지 60℃를 유지하되 상기 수세조는 단계별로 형성함으로써 코팅장갑의 코팅층에 포함된 용제를 보다 효과적으로 용출시킬 수 있다. 코팅된 장갑의 코팅층에 유기용제가 잔류할 경우, 건조공정에서 용제가 휘발하면서 코팅층의 손상을 초래할 수 있어서 이를 방지하기 위해 유기용제의 용출단계를 수행한다.

다음으로, 코팅층을 응고하고 유기용제를 용출시킨 다음 회수된 코팅장갑을 건조하는 건조단계를 수행할 수 있다. 건조단계는 코팅층이 형성된 장갑으로부터 유기용제를 용출한 후 회수하여 자연건조하거나 80 내지 120℃의 열풍건조기에 투입하여 수행할 수 있다. 바람직하게, 건조단계는 코팅층이 장갑 표면에서 균일하게 응고되어 유지되도록 하기 위해 장시간 건조보다 단시간 내에 건조될 수 있도록 열풍건조기를 사용한다.

이상, 실시예 및 비교예 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 구현예에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 다양한 변형이 가능한 것이 명백하다. 또한, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

1) 친수성 폴리우레탄 수지에, 친수성 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 흡습성 물질 5 내지 15중량부 및 중성자 차폐물질 8 내지 18중량부를 첨가하고 혼합하여 수지 혼합물을 제조하고, 여기에 용매를 첨가하여 점도를 25,000 cps 내지 50,000 cps의 범위로 조절하는 단계;
2) 상기 점도가 조절된 수지 혼합물에 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 방사선 차폐물질 10 내지 50중량부와 무기첨가제 5 내지 10중량부를 첨가 및 혼합하여 코팅 수지 조성물을 제조하는 단계;
3) 상기 코팅 수지 조성물로 장갑 표면을 코팅하는 단계;
4) 상기 코팅 수지 조성물이 표면에 코팅된 장갑을 물에 침수시켜서 방사선 차폐물질 코팅층을 응고시키는 단계; 및
5) 단계 4)로부터 얻어진 장갑을 온수에 침지시켜 코팅층에 포함된 유기용제를 용출시킨 후, 방사선 차폐물질 코팅층이 형성된 장갑을 제조하는 단계;를 포함하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 흡습성 물질은 실리카흄, 콜로이드 실리카 및 실리케이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 중성자 차폐물질은 폴리비닐알코올(PVA), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 파라핀 및 탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 수지 혼합물은 친수성 폴리우레탄 수지, 친수성 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 실리카흄 5 내지 15중량부, 탄소 분말 5 내지 15중량부 및 파라핀 분말 3 내지 5중량부를 혼합하여서 제조되는 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 수지 혼합물에 첨가되는 용매는 디메틸아세트아미이드, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 메틸에틸케톤 및 톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 방사선 차폐물질은 점도가 조절된 수지 혼합물 100중량부에 대해 금속 분말 5 내지 30중량부 및 금속 산화물 분말 5 내지 20중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제6항에 있어서, 상기 금속 분말은 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 분말인 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제6항에 있어서, 상기 금속산화물 분말은 산화철, 산화티타늄, 산화텅스텐 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물의 분말인 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항에 있어서, 단계 2)에서 상기 무기첨가제는 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 방사선 차폐기능을 갖는 코팅장갑의 제조방법.

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