KR20240014056A - 흡착제 재료 - Google Patents

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캄레쉬 마두바이 미스트리
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히스코트 패브릭스 리미티드
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Abstract

가요성 기재, 및 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 흡착제를 포함하는 가요성 재료가 개시되며, 여기서 상기 바인더와 상기 수산화 지르코늄의 고체 중량비는 1:1 내지 1:120 범위 내에 있다. 또한, 가요성 재료를 제공하는 단계, 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 적어도 하나의 흡착제 분산액을 제공하는 단계, 처리된 가요성 재료를 생성하기 위해 가요성 재료에 흡착제 분산액을 도포하는 단계, 처리된 가요성 재료를 압력 하에 압착하는 단계, 및 압착 처리된 가요성 재료를 스텐터에 통과시키는 단계를 포함하는, 패브릭의 생산 방법이 개시되어 있다.

Description

흡착제 재료
본 발명은 가요성(flexible) 기재, 흡착제 및 바인더를 포함하는 가요성 재료, 흡착제를 포함하는 이러한 가요성 재료의 생산 공정, 이러한 공정에 의해 생산된 패브릭(fabric), 이러한 패브릭을 포함하는 의류 및 오염제거 와이프(decontamination wipe) 및 흡착제 분산액을 제조하는 방법에 관한 것이다.
화학전 작용제(chemical warfare agents: CWA) 및 관련 독소와 같은 독성 작용제에 노출되는 것은 군대와 민간인에게 잠재적인 위험이 된다. 일반적으로 알려진 CWA의 예로는 비스-(2-클로로에틸) 설파이드(HD 또는 머스터드 가스), 피나콜릴 메틸포스포노티올레이트(소만 또는 GD), 사린(GB), 사이클로사린(GF), 및 O-에틸 S-(2-디이소프로필아미노)에틸 메틸포스포노티올레이트(VX) 및 이들 작용제의 유사체와 유도체가 있다. CW 작용제는 미세한 에어로졸 미스트로 전달되어 사람이 흡입할 수 있으며 장비, 구조물 및 하드웨어 표면에 침전될 수 있다. 이러한 표면이 오염된 경우 접촉 위험을 줄이고 제품을 다시 사용할 수 있도록 CWA를 제거해야 한다.
살충제(예를 들어, 파라티온, 파라옥손, 다이아지논, 및 말라티온과 같은 AChE-억제 살충제)를 포함한 독성 산업 화학물질의 오염도 문제가 될 수 있으며 표면 오염을 초래할 수 있다.
표면의 오염을 제거하고 의류와 마스크와 같은 보호 장비에 사용하기 위한 흡착 및 흡수 재료를 제공하려는 시도가 있었다.
일반적인 흡착제는 표면적이 높을 수 있는 활성탄(예를 들어, 1000 m2/g 이상)이다. 활성탄은 메조 다공성(약 5 nm 내지 50 nm 크기의 기공)과 마이크로 다공성(2 nm 미만 크기의 기공)을 가질 수 있지만 특정 기공 크기를 생성하기 위해 제어할 수 있는 정도에는 한계가 있다. 활성탄은 탈색, 탈취 및 CWA 흡착에 사용할 수 있으며 기공 구조물에 이러한 작용제를 보유할 수 있다.
다른 흡착제를 사용하려는 시도가 있었다. 금속 산화물과 수산화물은 기공 크기와 표면적을 제어하여 생성될 수 있다.
US-B-8,530,719 및 US-V-10,245,456은 화학 작용제 VX 및 GD를 해독하기 위해 아연, 트리에틸렌디아민 또는 아연과 트리에틸렌디아민이 함유된 수산화지르코늄 및 수산화지르코늄을 사용하는 것을 공개한다.　US-B-10,828,873은 산화 알루미늄, 실리콘-알루미늄 산화물, 수산화 지르코늄, 산화 마그네슘 또는 이산화 티타늄의 물질을 사용하여 독성 화학 물질을 흡수 또는 흡착하고 이후 흡착 또는 흡수된 독성 화학 물질을 해독하는 화학전 작용제, 산업용 화학물질 및 살충제를 포함한
고독성 작용제 및 화학 물질로부터 보호하는 기능을 가진 층을 포함하는 텍스타일 복합재를 개시한다. US-B-9,907,988은 다공성 금속 수산화물을 사용하여 표면의 오염을 제거하는 공정을 개시한다. US-B-9,623,404 및 US-A-2010/0081186은 CWA를 촉매적으로 해독하는 금속 유기 프레임워크 재료 및 방법을 개시한다.
흡착제(물리흡착 공정으로만 흡착하는 경우가 많음)를 사용해도 일반적으로 CWA의 활성은 제거되지 않으므로 안전성을 보장하기 위해 후속 공정도 필요하다. 또한, 흡착된 작용제는 다른 화합물(예를 들어, 연료)에 의해 탈착될 수 있으므로 오염 제거 후에도 인력(personnel)이 노출될 위험이 있을 수 있다.
군대에서 사용하는 화학, 생물학, 방사능 및 핵 방어(CBRN) 의류에는 의류의 층 사이에 흡착제 재료가 샌드위치되어(sandwiched) 있을 수 있다. 흡착제는 일반적으로 직경 300 μm의 수지 열경화성 비드를 탄화하여 만든 활성탄 비드 형태일 수 있다. 이러한 시스템은 CWA를 흡착하는 데는 효과적이지만 CWA를 무력화하지는 못한다.
분말 흡착제에 의한 장비 및 인력의 CWA 오염 제거는 오염된 부위 또는 표면에 흡착제를 도포한 후 오염된 흡착제를 수거하는 방식으로 이루어질 수 있다. 흡착제는 일반적으로 사용 가능한 표면적을 최대화하기 위해 분말 형태로 제공된다. 그러나 자유롭게 흐르는 분말은 제어 및 도포가 어려울 수 있으며, 특히 표면이 고르지 않은 경우 후속 청소 작업이 어려울 수 있다. 어셈블리 내에 자유롭게 흐르는 흡착제가 함유된 장갑(mitt)(예를 들어, M295)과 같은 품목이 있다. 그러나 장갑의 상대적으로 부피가 큰 특성으로 인해 쉽게 배치되지 않을 수 있고, 갈라진 틈(crevasse) 등에 들어가기 어려울 수 있으며, 장갑 패브릭이 CWA를 흡수하여 흡착제의 효과가 떨어질 수 있다. 오염 제거 와이프(wipe)(예를 들어, 스테리스 와이프)가 알려져 있지만, 이 역시 CWA만 흡수하고 사용 후에도 와이프는 여전히 위험하다.
마스크의 흡착제는 일반적으로 분말이 가루가 되기 쉬우므로 취급을 개선하기 위해 과립 형태로 사용되며, 이로 인해 분말이 가라앉을 때(예를 들어, 중력 하에서) 압축되어 가스 흐름에 역압이 발생할 수 있다. 다공성 봉투(예를 들어, 장갑)에 담긴 분말은 분말이 쏟아지는 것을 방지하기 위해 미세한 메시(mesh)가 필요하다.
재료를 과립화하면 미세한 분말을 결합하여 더 관리하기 쉬운 큰 재료를 제공할 수 있다. 그러나 과립화는 접착제 등이 흡착제 표면의 활성 부위나 기공을 덮을 수 있기 때문에 유효 표면적이 손실되는 문제가 발생할 수도 있다.
따라서 안전성을 높이고 CWA 및 기타 잠재적 독성 화학물질의 오염 제거 및 중화를 개선하기 위해 활성은 유지하되 고정된 흡착제를 포함하는 개선된 재료를 제공해야 할 필요성이 있다. 또한 다루기 쉽고 순응하기 쉬운 형태로 개선된 재료를 제공해야 할 필요성이 있다.
이러한 필요성을 해결하는 것이 본 발명의 목적이다.
일 측면에서, 본 발명은 가요성 기재, 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 흡착제를 포함하는 가요성 재료를 제공하며, 여기서 바인더 대 수산화 지르코늄의 고체 중량비는 1:1 내지 1:120, 선택적으로 1:2 내지 1:40, 선택적으로 1:2 내지 1:24, 선택적으로 1:2 내지 1:12, 선택적으로 1:2 내지 1:10, 선택적으로 1:2 내지 1:4 범위 내에 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 패브릭의 생산 방법을 제공하며, 상기 방법은 다음을 포함한다:
a) 가요성 재료를 제공하는 단계,
b) 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 적어도 하나의 흡착제 분산액을 제공하는 단계,
c) 함침된 가요성 재료를 생성하기 위해 상기 흡착제 분산액(들)을 상기 가요성 재료에 도포하는 단계,
d) 상기 함침된 가요성 재료를 압력 하에 압착하는 단계,
e) 상기 압착 함침된 가요성 재료를 스텐터(stenter)에 통과시키는 단계, 및
f) 선택적으로 단계 b), c), d), 및 e) 중 임의의 하나를 반복하는 단계.
흡착제 분산액은 수산화 지르코늄과 바인더를 모두 포함할 수 있으며 상기 재료에 도포될 수 있다. 대안적으로, 하나의 분산액은 수산화 지르코늄을 포함하고 두 번째 분산액은 바인더를 포함할 수 있으며 수산화 지르코늄을 도포한 후(예를 들어, 후속 표면 또는 국소 처리) 도포될 수 있다.
흡착제 분산액은 적어도 하나의 추가 물질, 선택적으로 적어도 하나의 추가 흡착제를 더 포함할 수 있다. 이러한 추가 흡착제의 예로는 MOF, 산화 알루미늄, 규소-알루미늄 산화물, 활성탄, 산화 마그네슘 및/또는 이산화 티타늄 중 한 종 이상에서 선택된 흡착제가 있다.
MOF는 금속 이온 또는 클러스터(cluster)가 유기 리간드에 포함되어 1차원, 2차원 또는 3차원 구조를 형성하는 금속-유기 프레임워크(Metal-Organic Framework)를 지칭한다. MOF는 다공성인 것이 바람직하다. 포함된 유기 리간드는 "스트럿(strut)" 또는 "링커(linker)"로서 지칭될 수 있으며, 스트럿의 한 예로 1,4-벤젠디카복실산(BDC)이 있다.
보다 공식적으로 금속-유기 프레임워크는 잠재적인 공극을 포함하는 유기 리간드가 있는 배위 네트워크(coordination network)를 지칭한다. 배위 네트워크는 반복되는 배위 개체를 통해 1차원으로 확장되지만 둘 이상의 개별 사슬, 루프(loop) 또는 스피로 링크(spiro-link) 사이의 가교가 있는 배위 화합물 또는 2차원 또는 3차원으로 반복되는 배위 개체를 통해 확장되는 배위 화합물이다. 배위 고분자(coordination polymer)는 1차원, 2차원 또는 3차원으로 확장되는 반복적인 배위 개체를 가진 배위 화합물이다. 본 발명에 사용하기 위한 MOF에서 바람직한 금속은 Zr이다. MOF 재료의 예로는 지르코늄 금속-유기 프레임워크 재료인 UiO-66 및 UiO-66-NH2가 있다.
바람직하게는, 수산화 지르코늄은 0.05 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 0.1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 55 ㎛ 또는 2 ㎛ 내지 55 ㎛, 더욱 바람직하게는 2 ㎛ 내지 45 ㎛ 또는 3 ㎛ 내지 45 ㎛ 범위 내의 입자 크기를 가질 수 있다.
가요성 재료는 텍스타일(textile)을 포함하는 것이 바람직하다. 텍스타일은 편직 텍스타일(knitted textile), 직조 텍스타일 및 부직-텍스타일 중에서 선택할 수 있다. 텍스타일은 편직 텍스타일, 선택적으로 파일 편직된 텍스타일(pile knitted textile)인 것이 바람직하다. 함침된 흡착제의 양을 더 늘리기 위해 텍스타일은 예를 들어, 텍스처화되여 부피가 커질 수 있다.
텍스타일은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 천연 섬유 및 합성 섬유의 조합을 포함할 수 있다. 텍스타일이 엘라스테인(elastane, 스판덱스라고도 함)을 포함하면 유리하다. 엘라스테인을 사용하면 신축성, 순응성 및 회복력이 향상될 수 있기 때문에 이점이 있다. 대안적으로 또는 추가로, 패브릭의 구조 및/또는 원사의 텍스처화가 적절한 신축 특성을 가진 순응성 재료를 제공하도록 조정될 수 있다.
가요성 재료는 적어도 부분적으로 다공성인 것이 바람직하다.
흡착제 분산액은 흡착제 수성 분산액을 제공하기 위해 일반적으로 용매, 예를 들어 에탄올, 프로판올, 및/또는 물, 바람직하게는 물을 더 포함할 것이다. 지방족 또는 방향족 저탄화수소와 같은 다른 용매(예를 들어, 헥산, 벤젠 또는 톨루엔)도 잠재적으로 사용될 수 있다. 아세톤 또는 디에틸 에테르를 대안적으로 사용할 수도 있다.
함침을 개선하려면 함침된 가요성 재료를 소정의 압력으로 압착하는 것이 유리하다. 일반적으로 함침된 가요성 재료는 1 psi(6.9 kPa) 내지 150 psi(1 MPa), 선택적으로 20 psi(138 kPa) 내지 100 psi(0.69 MPa), 선택적으로 70 psi(0.48 MPa) 내지 100 psi(0.69 MPa) 범위의 소정의 압력에서 가압될 수 있다. 압력은 가요성 재료를 누르는 데 사용되는 장치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 맹글(mangle)은 10 psi(69 kPa) 내지 100 psi(690 kPa) 범위의 압력을 사용할 수 있다.
흡착제 분산액은 점도가 40 cps 내지 4000 cps, 선택적으로 50 cps 내지 2000 cps, 선택적으로 100 cps 내지 1000 cps, 선택적으로 200 cps 내지 600 cps 범위일 수 있다. 각 통과의 로딩(loading)을 늘리거나 줄이기 위해 압력을 조정할 수 있다. 흡착제 용액의 점도는 용도에 따라 조정할 수 있다.
제품 측면 또는 공정 측면에서 바인더 대 수산화 지르코늄의 고체 중량 비는 위에서 설명한 범위 내에 있을 수 있다. 일반적으로 패브릭이 의류용인 경우 바인더 비율은 내구성을 향상시키기 위해 바인더의 비율을 더 높이도록 될 수 있다(예를 들어, 바인더: 수산화지르코늄이 1:1 내지 1:24, 바람직하게는 1:1 내지 1:12, 바람직하게는 1:1 내지 1:10, 더 바람직하게는 1:1 내지 1:4의 범위 내의 비율이 될 수 있다). 오염 제거 와이프와 같은 패브릭의 경우, (흡착제를 오래 유지할 필요가 없고 흡착력을 높이기 위해) 예를 들어 바인더: 수산화지르코늄이 1:12 내지 1:120, 바람직하게는 1:12 내지 1:40인, 더 적은 양의 바인더가 유용할 수 있다.
분산액은 폴리머 증점제(thickener), 보호 콜로이드 및/또는 습윤제를 더 포함할 수 있다. 보호 콜로이드는 카복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스, 잔탄검 및/또는 폴리비닐 알코올로부터 선택될 수 있지만 다른 것도 사용할 수 있다.
바인더는 고분자 에멀젼, 선택적으로 아크릴, 폴리우레탄, 천연 고무 라텍스, 클로로프렌, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및/또는 니트릴 고무로부터 선택되는 고분자 에멀젼을 포함할 수 있다. 바인더는 폴리머의 분산액일 수도 있고 에멀젼일 수도 있고 아닐 수도 있다.
분산액은 3 내지 14, 선택적으로 6 내지 12 범위의 pH를 가질 수 있다. 이 pH 범위는 예를 들어 알칼리 팽창성 증점제의 농축을 개선할 수 있기 때문에 유리하다. 대안적으로 고체 함량이 높거나 다른 농축 메커니즘을 위해 pH를 3 내지 7로 설정할 수도 있다.
공정과 제품은 일반적으로 분산액의 점도, 분산액 내 흡착제의 로딩 및 이에 따른 제품 및/또는 롤러의 압력에 따라 통과 횟수(즉, 공정에서 반복)를 변경하여 조정할 수 있다. 예를 들어, 흡착제는 50 내지 500 g/m2 건조 중량, 바람직하게는 150 내지 450 g/m2 건조 중량, 더 바람직하게는 175 내지 425 g/m2 건조 중량, 가장 바람직하게는 200 내지 400 g/m2 건조 중량, 적합하게는 250 내지 350 g/m2 건조 중량 또는 100 내지 300 g/m2 건조 중량으로 가요성 재료에 로딩될 수 있다.
흡착제 분산액은 임의의 적절한 방법으로 가요성 재료에 도포될 수 있다. 방법은 나이프 오버 에어 코팅, 나이프 오버 롤러 코팅 및 전사 코팅, 그라비어 코팅, 도트 코팅 및/또는 스프레이 코팅 중에서 선택할 수 있다.
로딩을 수정하거나 패브릭에서 하나 이상의 흡착제 또는 흡착제 로딩을 생성하기 위해 제조 공정의 단계 b) 내지 e)를 적어도 한 번 반복하여 가요성 재료의 흡착제 로딩을 증가시킬 수 있다. 따라서, 흡착제 분산액을 가요성 재료에 도포하는 것은 단계 c) 및 e)의 두 번째 반복에서 제1 흡착제 분산액 및 제2 흡착제 분산액(상이할 수 있음)을 사용할 수 있다. 선택적으로 혼합 흡착제 시스템(예를 들어, 혼합 수산화지르코늄/활성탄)을 하나 이상의 응용분야에 사용할 수 있다. 이 공정은 표면을 소수성으로 만들기 위해 가요성 재료를 소수성 조성물로 후속 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 소수성 조성물은 불소화 화합물, 선택적으로 불소화 실란을 포함할 수 있다.
제3 측면에서, 본 발명은 제1 측면에 따른 공정에 의해 얻을 수 있는 흡착제를 포함하는 가요성 재료을 제공한다.
선택적으로, 가요성 재료는 제어된 표면 특성(예를 들어, 친수성 및/또는 소수성 특성)을 가질 수 있다. 이는 예를 들어 가요성 재료의 적어도 일부를 소수성 및/또는 친수성 처리로 처리하여 달성할 수 있다. 가요성 재료의 한 부분은 소수성 처리로, 다른 부분은 친수성 처리로 처리할 수 있다.
따라서, 텍스타일은 적절한 습윤 특성 및/또는 발수 효과를 제공하도록 처리될 수 있으며, 예를 들어, 발수 효과가 바람직한 경우 CWA 작용제의 빠른 흡수를 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우 별도의 처리로 불소 화학 처리가 적용될 수 있다. 이러한 처리는 소수성뿐만 아니라 소유성 효과를 제공한다. CWA가 흡착제를 압도하지 않고 처리된 텍스타일의 더 넓은 영역에 분포되도록 우수한 습윤성이 요구될 수 있으므로 극성 친수성이 필요할 수 있다. 습윤 특징의 특성은 사용하고자 하는 CWA와 CWA가 사실상 소수성인지 친수성(극성)인지 여부에 따라 달라진다. 발수 효과만 필요한 경우 이 효과를 제공하도록 마감재를 맞춤화할 수 있다. 이러한 마감재의 예로는 실리콘, 탄화수소 또는 구조적 효과, 즉 나노 마감재 등이 있다. 이러한 효과를 내기 위한 마감재의 양은 마감재가 흡착제 시스템의 반응성을 감소시킬 수 있다는 사실과 균형을 이루어야 한다. 친수성 효과를 갖는 것이 바람직할 수 있으며, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올 등과 같은 적절한 극성 친수성 마감재를 사용하여 이를 달성할 수 있다.
제4 측면에서, 본 발명은 제1 측면에 기재거나 또는 제2 측면에 따라 제조된 가요성 재료를 포함하는 보호용 의복을 제공한다.
제5 측면에서, 본 발명은 제1 측면에 기재거나 또는 제2 측면에 따라 제조된 가요성 재료를 포함하는 오염 제거 와이프를 제공한다.
제6 측면에서, 본 발명은 흡착제 분산액의 제조 방법을 제공하는데, 상기 방법은 용매, 수산화 지르코늄, 보호 콜로이드, 바인더를 포함하는 흡착제, 선택적으로 습윤제, 및 선택적으로 증점제를 제공하는 단계, 선택적으로 습윤제의 존재 하에, 용매에 흡착제를 첨가하는 단계, 보호 콜로이드를 첨가하는 단계, 선택적으로 증점제를 첨가하는 단계, 바인더를 첨가하는 단계 및 선택적으로 제2 습윤제를 첨가하는 단계를 포함한다.
선택적인 제2 습윤제는 흡착제를 분산시키는 데 사용되는 습윤제와 동일하거나 상이할 수 있다.
이 방법은 흡착제의 입자 크기를 분해하거나 줄이기 위한 경우 고전단 혼합기를 사용할 수 있다.
따라서 공개의 측면은 하기 번호가 매겨진 단락에 나열된 바와 같다.
단락
1. 가요성 기재, 및 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 흡착제를 포함하는 가요성 재료로서, 상기 바인더 대 상기 수산화 지르코늄의 고체 중량비는 1:1 내지 1:120, 선택적으로 1:2 내지 1:40, 선택적으로 1:2 내지 1:24, 선택적으로 1:2 내지 1:12, 선택적으로 1:2 내지 1:10, 선택적으로 1:2 내지 1:4 범위 내에 있는 것인, 가요성 재료.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡착제는 적어도 하나의 추가 흡착제를 포함하는 것인, 가요성 재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 물질은 MOF, 산화 알루미늄, 규소-알루미늄 산화물, 활성탄, 산화 마그네슘 및/또는 이산화 티타늄 중 한 종 이상으로부터 선택되는 것인, 가요성 재료.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수산화 지르코늄은 0.05 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 55 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 내지 45 ㎛ 범위 내의 입자 크기를 갖는 것인, 가요성 재료.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료가 텍스타일을 포함하는 것인, 가요성 재료.
6. 제5항에 있어서, 상기 텍스타일은 편직 텍스타일, 직조 텍스타일 및 부직-텍스타일로부터 선택되는 것인, 가요성 재료.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 텍스타일은 편직 텍스타일, 선택적으로 파일 편직된 텍스타일인 것인, 가요성 재료.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일이 텍스처화(texturised)되어 있는 것인, 가요성 재료.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일이 천연 또는 합성 텍스타일 또는 천연 텍스타일 및 합성 텍스타일의 조합을 포함하는 것인, 가요성 재료.
10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일은 엘라스테인을 포함하는 것인, 가요성 재료.
11. 패브릭의 제조 방법으로서, 상기 방법은,
a) 가요성 재료를 제공하는 단계,
b) 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 적어도 하나의 흡착제 분산액을 제공하는 단계,
c) 처리된 가요성 재료를 생성하기 위해 상기 흡착제 분산액을 상기 가요성 재료에 도포하는 단계,
d) 상기 처리된 가요성 재료를 압력 하에 압착하는 단계,
e) 상기 압착 처리된 가요성 재료를 스텐터에 통과시키는 단계, 및
f) 선택적으로 단계 b), c), d) 및/또는 e) 중 임의의 하나를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 흡착제 분산액은 적어도 하나의 추가 흡착제를 더 포함하는 것인, 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 추가 흡착제는 MOF, 산화 알루미늄, 실리콘-알루미늄 산화물, 활성탄, 산화 마그네슘 및/또는 이산화 티타늄 중 한 종 이상으로부터 선택되는 것인, 방법.
14. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수산화 지르코늄은 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 55 ㎛, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 45 ㎛ 범위 내의 입자 크기를 갖는 것인, 방법.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료가 텍스타일을 포함하는 것인, 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 텍스타일은 편직 텍스타일, 직조 텍스타일 및 부직-텍스타일로부터 선택되는 것인, 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 텍스타일은 편직 텍스타일, 선택적으로 파일 편직된 텍스타일인 것인, 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일이 텍스처화(texturised)되어 있는 것인, 방법.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일이 천연 또는 합성 텍스타일 또는 천연 텍스타일 및 합성 텍스타일의 조합을 포함하는 것인, 방법.
20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일은 엘라스테인을 포함하는 것인, 방법.
21. 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료가 적어도 부분적으로 다공성인 것인, 방법.
22. 제11항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제 분산액은 흡착제 수성 분산액을 제공하기 위해 용매, 바람직하게는 물을 더 포함하는 것인, 방법.
23. 제11항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 함침된 가요성 재료는 1 psi(6.9 kPa) 내지 150 psi(1 MPa), 선택적으로 20 psi(138 kPa) 내지 100 psi(0.69 MPa), 선택적으로 70 psi(0.48 MPa) 내지 100 psi(0.69 MPa) 범위의 소정의 압력에서 가압되는 것인, 방법.
24. 제11항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제 분산액은 점도가 40 cps 내지 4000 cps, 선택적으로 50 cps 내지 2000 cps, 선택적으로 100 cps 내지 1000 cps, 선택적으로 200 cps 내지 600 cps 범위 내인 것인, 방법.
25. 제11항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 바인더 대 수산화 지르코늄의 고체 중량비는 1:1 내지 1:120, 선택적으로 1:2 내지 1:40, 선택적으로 1:2 내지 1:24, 선택적으로 1:2 내지 1:12, 선택적으로 1:2 내지 1:10, 선택적으로 1:2 내지 1:4 범위 내에 있는, 방법.
26. 제11항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산액은 폴리머 증점제, 보호 콜로이드 및/또는 습윤제를 더 포함하는 것인, 방법.
27. 제11항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 콜로이드는 카복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스, 잔탄 검 및/또는 폴리비닐 알코올로부터 선택되는 것인, 방법.
28. 제11항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더는 고분자 에멀젼, 선택적으로 아크릴, 폴리우레탄, 천연 고무 라텍스, 클로로프렌, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및/또는 니트릴 고무로부터 선택되는 고분자 에멀젼, 선택적으로 콜로이드 안정제 및 선택적으로 증점제를 포함하는 것인, 방법.
29. 제11항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액의 pH가 3 내지 14 범위 내인 것인, 방법.
30. 제11항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착제는 50 내지 500 g/m2 건조 중량, 바람직하게는 100 내지 475 g/m2 건조 중량, 바람직하게는 150 내지 450 g/m2 건조 중량, 보다 바람직하게는 175 내지 425 g/m2 건조 중량, 가장 바람직하게는 200 내지 400 g/m2 건조 중량, 적합하게는 250 내지 350 g/m2 건조 중량 또는 100 내지 300 g/m2 건조 중량으로 가요성 재료에 로딩(loading)되는 것인, 방법.
31. 제11항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제 분산액을 공기 중 나이프 코팅, 롤러 및 전사 중 나이프 코팅, 그라비어 코팅(gravure coating), 도트 코팅(dot coating) 및/또는 스프레이 코팅으로부터 선택된 방법을 사용하여 가요성 재료에 도포하는 것인, 방법.
32. 제11항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법의 단계 b) 내지 d)를 적어도 1회 이상 반복하여 가요성 재료에 대한 흡착제 로딩을 증가시키는 것인, 방법.
33. 제32항에 있어서, 흡착제 분산액을 가요성 재료에 도포하는 것은 단계 c) 및 d)의 두 번째 반복에서 제1 흡착제 분산액 및 제2 상이한 흡착제 분산액을 사용하는 것인, 방법.
34. 제11항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료를 소수성 조성물로 후속 처리하여 표면을 소수성으로 만드는 단계 및/또는 상기 가요성 재료를 친수성 조성물로 후속 처리하여 표면을 친수성으로 만드는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
35. 제34항에 있어서, 상기 소수성 조성물은 불소화 화합물, 선택적으로 불소화 실란을 포함하는 것인, 방법.
36. 제11항 내지 제35항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있는 흡착제를 포함하는, 가요성 재료.
37. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 가요성 재료를 포함하는, 보호용 의복.
38. 제37항에 있어서, 상기 보호용 의복은 수트, 장갑, 건틀릿(gauntlet), 마스크, 방독면, 양말, 머리 덮개, 바지 및/또는 재킷으로부터 선택되는 것인, 보호용 의복.
39. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 가요성 재료를 포함하는, 오염 제거 와이프.
40. 흡착제 분산액을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
용매, 수산화 지르코늄, 보호 콜로이드, 바인더를 포함하는 흡착제, 선택적으로 습윤제 및 선택적으로 증점제를 제공하는 단계,
선택적으로 습윤제의 존재 하에, 용매에 흡착제를 첨가하는 단계,
보호 콜로이드를 첨가하는 단계,
선택적으로 증점제를 첨가하는 단계,
바인더를 첨가하는 단계, 및
선택적으로 제2 습윤제를 첨가하는 단계를 포함하는, 방법.
41. 제40항에 있어서, 상기 방법은 고전단 혼합기를 사용하는 것인, 방법.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 함침 방법 및/또는 코팅 방법을 사용하여 흡착제를 도포하는 방법의 실시예를 개략적으로 도시한 것으로서, 생산될 수 있는 제품의 조합을 보여준다.
이제, 본 발명은 다음의 비제한적인 실시예를 참조하여 예시적으로만 설명될 것이다. 흡착제를 적용하는 다양한 옵션이 도 1에 제한 없이 설명되어 있다.
패브릭 상에 흡착제 함침(침지)
CBRN 의류 분야
함침의 경우, 도포된 마감재의 양을 유지할 수 있는 임의의 가요성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 맥락에서 가요성이란 함침 또는 코팅 생산 라인에서 쉽게 처리할 수 있는 가요성이다.
함침 또는 코팅은 수성 기반 도포 방법을 사용하여 수행될 수 있으며, 이는 VOC 사용을 줄이거나 없애기 때문에 더 환경 친화적이다. 함침의 원리는 마감재(제형 또는 분산액)가 기재에 적용되어 기재가 마감재에 완전히 잠긴 경우와 같이 텍스타일 전체에 균일하게 분포될 수 있다. 패브릭에 나타나는 양을 조절하기 위해 패브릭이 맹글(mangle) 또는 닙(nip)을 통과할 수 있다. 습윤 패브릭이 압력하에 두 롤 사이를 통과하면서 여분의 마감재가 압착되어(마감재 통으로 다시 흘러내려) 패브릭에 일정량이 남게 된다. 패브릭상에 있는 마감재의 양은 습식 픽업(wet pick up)으로 정량화되며, 패브릭상에 있는 마감재의 중량과 패브릭의 중량을 기준으로 한 퍼센트 값이다. 주어진 제형/마감재에 대한 습식 픽업은 주로 기재 구조와 가해지는 압력에 의해 결정되며, 어느 정도는 마감재의 점도도 이 파라미터에 영향을 미칠 수 있다. 이렇게 처리된 기재는 스텐터라고 하는 하나 이상의 가열 오븐 세트에서 건조된다.
마감재의 농도와 습식 픽업에 따라 공정에서 기재에 도포되는 전체 고체의 양이 결정된다. 한 번의 통과로 흡착제가 충분히 도포되지 않은 경우, 처리된 패브릭은 두 번째 통과를 통해 다시 한 번 공정을 거쳐 흡착제를 더 도포할 수 있다. 여러 번의 통과가 유용할 수 있다.
더 복잡한 공정에서는 각 통과가 다를 수 있으며, 이로 인해 계층화된 응용분야에 적용될 수 있다. 습식 픽업과 도포된 고체를 결정하면 최적화된 제형을 도포할 수 있다. 기재의 매우 높은 고체는 한 번의 통과로 항상 얻을 수 있는 것은 아니므로 여러 번의 통과가 필요할 수 있다.
다양한 용도에 맞게 조정할 수 있는 출발 제형이 제공될 수 있다- 표 1 및 2의 제형 F1 참조.
바인더 시스템과 흡착제의 비율은 이러한 흡착 공정의 속도를 제어하는 데 중요하다. 바인더 1 중량부마다 주어진 출발 제형에서 수산화지르코늄 3.8 중량부가 사용된다. 이는 흘림이 거의 또는 전혀 발생하지 않고 합리적인 수준의 내구성을 제공한다.
또 다른 요인은 흡착제의 입자 크기이다. 입자 크기가 클수록 부피에 대한 표면적의 비율이 더 작은 입자보다 작다. 즉, 주어진 양의 재료에 대해 바인딩 시스템에 접촉하는 재료의 부피가 적기 때문에 입자가 큰 것이 더 좋을 수 있다. 사용 중인 적용 기술과 흡착제의 특성에 따라 입자 크기에 절충점이 있을 수 있다.
바인더를 고려할 때 중요한 측면은 추가 또는 보조 성분이 바인더 고체 함량에 영향을 미칠 수 있다는 점이다. 예를 들어 폴리머 증점제와 같은 바인더를 사용하는 경우 폴리머 증점제 고체가 결합 용량에 기여한다.
흡착제 시스템의 특성과 침전되기 쉬운 정도에 따라 흡착제가 침전을 방지하고 일관성 없는 도포를 방지하기 위해 충분한 시간 동안 현탁 상태를 유지하도록 하기 위해 증점제가 필요할 수 있다.
기공을 채우는 것은 다른 성분이 기공에 들어가서 기공을 막을 가능성을 방지하거나 감소시키기 때문에 습윤제를 사용할 수 있다. (스텐터링(stentering) 중) 건조 행위는 기공에서 수분이 증발하여 막 형성 물질을 뚫고 기공에 접근할 수 있도록 도와주는 것으로 여겨진다. 본원에서는 습윤제와 분산제라는 용어를 혼용하여 사용한다.
일부 흡착제의 경우 본질적으로 친수성인 경우와 같이 물에 쉽게 젖기 때문에 습윤제가 필요하지 않다. 일반적으로 무기물은 습윤제의 도움 없이도 비교적 쉽게 젖어버리는 경향이 있다. 실시예에서, 수산화 지르코늄은 오염 제거 와이프 제형 F6에 표시된 바와 같이 습윤제를 사용하지 않고도 매우 효과적으로 통합될 수 있다. 흡착제는 적용 기술 및 사용하는 텍스타일에 따라 특정 입자 크기일 수 있다. 일반적으로 패드(pad) 적용의 경우 입자 크기는 100 마이크론 미만, 바람직하게는 45 마이크론 이하일 수 있다. 입자 크기가 45 마이크론 보다 작은 것이 적용 관점에서 바람직하지만, 특정 흡착제의 경우 잠재적으로 기공 부피 특성이 손상될 수 있으므로 적절한 구성에 도달해야 한다.
입자 크기가 작을수록 침전될 가능성이 적은 좋은 현탁액을 만드는 데 도움이 된다. 밀도가 높은 흡착제는 이런 방식으로 분산될 수 있다. 흡착제는 이미 분산 준비가 완료된 분쇄 분말 형태로 공급될 수 있다.
공정의 제1 단계는 흡착제를 물에 섞는 것이며, 흡착제의 특성에 따라 흡착제를 물에 효과적으로 섞기 위해 습윤제가 필요할 수 있다. 일반적으로 무기 흡착제는 본질적으로 극성을 띠고 친수성이기 때문에 물에 쉽게 분산된다. 습윤제는 일반적으로 사용 가능한 다양한 제품 중에서 선택할 수 있다. 예를 들어 폴리머 나프탈렌 설포네이트의 나트륨 염을 사용하면 우수한 습윤 특성을 얻을 수 있다. 이들은 특히 일반적으로 소수성을 띠는 유기 물질을 분산시키는 데 효과적이다. 분산제는 습윤될 뿐만 아니라 충전된 시스템을 생성하여 응집이 일어나는 경향을 줄인다.
사용되는 양은 흡착제가 효과적으로 습윤되고 분산될 수 있을 정도로 충분하다. 습윤제는 IPA와 같은 저분자 물질로 인해 자연적으로 유출될 수 있다.
교반기의 선택은 흡착제의 혼합에 영향을 미칠 수 있다. 전통적인 프로펠러형 교반기를 사용하여 혼합할 수 있다. 고전단 교반기를 사용할 수 있다. 출발 물질이 적용하기에 너무 거친 경우 입자 크기를 줄이기 위해 고전단 교반기를 효과적으로 사용할 수 있으며, 그 결과 입자 크기가 감소된 흡착제 시스템은 나머지 제형에 프로펠러 혼합 시스템에 사용될 수 있다.
특정 흡착제에 대한 높은 전단력은 혼합물의 점도를 제어하고 흡착제를 현탁 상태로 유지하는 데 유리할 수 있다.
보호 콜로이드를 사용할 수 있다. 흡착제가 특히 활성인 경우 유용할 수 있다. 표면이 활성화되어 유기 분자를 쉽게 흡착하는 활성탄이 그 예이다. 활성탄 분산액에 바인더를 직접 첨가하는 경우 시스템의 응고/응집이 발생할 수 있다. 보호 콜로이드는 이상적으로 큰 분자로 흡착제의 기공에 들어가는 경향을 줄여줄 뿐만 아니라 응집이 일어나는 것을 방지하는 입체적 방해물도 제공한다. 콜로이드 안정제의 예로는 카복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스, 잔탄검, 폴리비닐 알코올 등이 있다.
콜로이드 안정제의 이상적인 양은 시행착오를 통해 설정할 수 있으며, 일반적으로 알려진 양을 추가한 다음 바인더 시스템을 추가할 때 응고가 일어나는지 확인한다. 콜로이드 안정제를 첨가하면 점도를 조절하는 데 도움이 될 수 있으며, 이 경우 혼합하기 쉽도록 낮은 점도를 유지하는 데 도움이 된다. 사용되는 보호 콜로이드의 양에 따라 전체 점도를 조절하는 데 도움이 될 수 있다. 콜로이드 안정제를 첨가한 후에는 일반적으로 우수한 안정화를 위해 주어진 시간(예를 들어, 15분) 동안 교반하는 것이 바람직하다.
앞서 언급했듯이 최종 용도에 따라 제형에 사용되는 성분이 달라질 수 있다.
바인더는 다음에 천천히 첨가할 수 있다. 바인더는 전형적으로 합성 또는 천연 에멀젼 폴리머일 수 있지만, 분산액을 기반으로 하는 바인딩 시스템도 사용할 수 있다. 바인더는 아크릴, 폴리우레탄, 천연 고무 라텍스, 니트릴 등 다양한 시스템이 될 수 있다. 바인더의 기능은 흡착제를 기재에 결합하는 것이다. 일반적으로 흡착제를 텍스타일에 접착해야 하는 내구성이 높을수록 더 많은 바인더가 필요하다. 내구성이 덜 중요한 경우 바인더의 양을 줄일 수 있다.
바인더(및 보호 콜로이드)는 재료를 다루는데 영향을 미칠 수 있으므로 더 부드러운 필름 형성 에멀젼을 사용하면 더 순응도가 높은 제품을 만들 수 있다.
사용된 흡착제의 입자 크기에 따라 결과물인 현탁액이 침전이 일어나지 않고 적절히 안정적일 수 있으며, 이 경우 도포 작업에 사용할 준비가 된 것이다. 입자가 거칠거나 분산된 흡착제가 가라앉는 경향이 있는 경우 증점제를 사용해야 한다. 수성 시스템을 걸쭉하게 만드는 데 사용할 수 있는 다양한 증점제가 있으며, 당업자는 이러한 증점제를 알고 있을 것이다. 알칼리 팽창성 증점제가 특히 적합하다. 암모니아는 적절한 알칼리성을 보장하기 위해 제형에 첨가될 수 있으며, 열회수 시스템에 노출되면 원래의 pH로 되돌아갈 때 자연적으로 비산된다는 장점이 있다.
침전은 스파출라(spatula)를 사용하여 지정된 시간이 지난 후 임의의 침전물이 있는지 확인할 수 있다. 침전 속도는 시스템이 사용될 공정을 반영해야 하므로 점도와 증점제의 양을 적절히 조절할 수 있다. 약 1시간 동안 침전물이 없는 것이 적합한 테스트이다.
점도 제어와 추가 생산 교반(stirring)/교반(agitation)을 함께 사용하면 생산 환경에서 발생하는 침전을 방지할 수 있다. 침지가 준비되면 함침으로 텍스타일 기재에 적용할 준비가 된 것이다. 다른 흡착제는 다른 통과에 적용될 수 있다- 제형 F4는 층상 시스템을 생성할 수 있도록 적용될 수 있는 탄소 전용 흡착제 제형을 보여준다. 제형 F5 및 F7은 활성탄과 수산화 지르코늄이 서로 다른 비율로 밀접하게 혼합된 혼합 흡착제 시스템, 즉 혼합 적용을 나타낸다.
일부 흡착제 시스템은 건조되면 자연적으로 약간 소수성이 된다. 이렇게 하면 완성된 패브릭이 제형에 잠겼을 때 효과적으로 흡수/습윤되지 않을 수 있으므로 추후 함침에 잠재적인 문제가 발생할 수 있다. 이 문제를 극복하기 위해 흡착제 제형에 습윤제를 첨가하여 소수성 표면의 습윤을 도울 수 있다. 예를 들어 IPA와 같은 비산성 습윤제 또는 알코올 폴리글리콜 에테르와 같은 기타 적합한 물질을 사용할 수 있다. 제형 F7은 이러한 시스템의 사용을 보여준다.
텍스타일은 텍스처화된(texturised) 원사를 사용하거나 텍스타일의 구조를 통해 흡수성을 더욱 높일 수 있다. 텍스타일에 친수성 마감 처리를 하면 텍스타일이 습윤되지 않고 흡수력이 향상되는 데 도움이 된다. 텍스타일은 편직 텍스타일, 직조 텍스타일 또는 부직-텍스타일일 수 있다. 다공성 기재를 제공하기 때문에 폼과 같은 비-텍스타일 재료도 사용할 수 있다.
적합한 텍스타일은 부피가 커지는 원사 고리가 있는 편직된 파일 패브릭일 수 있다. 텍스타일은 최종 용도의 요구 사항에 따라 합성 또는 천연 원사를 사용하거나 혼합할 수 있다. 더블 파일 패브릭이 특히 유리하다. 부직포와 같은 다른 텍스타일을 사용할 수도 있다. 텍스타일이나 기재는 신축성이 있어 필요한 경우 더 잘 맞는 재료를 사용할 수 있다. 엘라스테인을 함유한 편직된 구조가 적합할 수 있지만, 텍스타일의 구조(예를 들어, 사용된 패턴)와 텍스처화된 원사의 사용만으로 신축성을 도입할 수 있으며, 구조물에 엘라스테인을 사용하여 신축성을 보완할 수 있다. 텍스처화된 원사를 사용한 직조 구조는 신축성을 향상시키기 위해 엘라스테인을 첨가하여 보완할 수 있다. 분산액을 도포하면 처리된 텍스타일이 생성된다.
최대 약 500 gsm의 고체 제형을 적용하는 것이 유용할 수 있다. 텍스타일은 적절한 습윤 특성 및/또는 발수 효과를 제공하도록 처리될 수 있으며, 예를 들어, 발수 효과가 바람직한 경우 CWA 작용제의 빠른 흡수를 방지하는 것이 바람직하다. 이 경우 별도의 처리로 불소 화학 처리가 적용될 수 있다. 이러한 처리는 소수성뿐만 아니라 소유성 효과를 제공한다. CWA가 흡착제를 압도하지 않고 처리된 텍스타일의 더 넓은 영역에 분포되도록 우수한 습윤성이 요구될 수 있으므로 극성 친수성이 필요할 수 있다. 습윤 특징의 특성은 사용하고자 하는 CWA와 CWA가 사실상 소수성인지 친수성(극성)인지 여부에 따라 달라진다. 발수 효과만 필요한 경우 이 효과를 제공하도록 마감재를 맞춤화할 수 있다.
이러한 마감재의 예로는 실리콘, 탄화수소 또는 구조적 효과, 즉 나노 마감재 등이 있다. 이러한 효과를 내기 위한 마감재의 양은 마감재가 흡착제 시스템의 반응성을 감소시킬 수 있다는 사실과 균형을 이루어야 한다. 친수성 효과를 갖는 것이 바람직할 수 있으며, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올 등과 같은 적절한 극성 친수성 마감재를 사용하여 이를 달성할 수 있다.
오염 제거 와이프
오염 제거 와이프의 경우, 많은 오염 물질을 적극적으로 파괴하기 때문에 수산화 지르코늄이 유리하게 사용된다. 흡착제는 내구성이 그다지 중요하지 않으므로 재료에 견고하게 부착할 필요가 없다. 사용할 수 있는 제형은 예를 들어 제형 F6일 수 있다.
바인더와 흡착제의 비율은 대략 1: 40(바인더와 흡착제 비율이 각각 약 1:4인 CBRN 의류 분야와 비교)을 사용할 수 있다. 텍스타일은 폴리에스테르 편직된 패브릭과 같은 단일 파일 패브릭일 수 있다. 다른 기재와 텍스타일은 다양한 섬유 유형과 함께 사용할 수 있다. 더블 파일 패브릭은 더 많은 제형을 보유할 수 있고 어느 면이든 CWA를 효과적으로 흡수할 수 있으므로 바람직하다. 수산화 지르코늄을 10 g/m2 CWA 시험을 위한 흡착제로 사용하는 경우 약 25 내지 300 g/m2의 고체 로딩이 효과적일 것으로 예상된다.
혼합 흡착제(예를 들어, ZOH 및 활성탄)를 사용할 수 있으며, 반응성을 향상시키기 위한 추가 기능화를 사용할 수 있다. 각 통과마다 다른 흡착제를 적용하는 층상 시스템도 만들 수 있다.
실시예
제형 F1 내지 F7을 준비하여 패브릭 샘플에 적용했다. 표 1은 제형 F1의 제조에 대해 설명하며, 각 제형의 조성은 아래 표 2에 기재되어 있다. 패브릭은 다음과 같은 구조의 편직된 파일 패브릭이다:
제형에서:
F1 - 기본 출발 제형 - 수산화 지르코늄
F2 - 수산화 지르코늄 현탁을 유지하기 위한 농축 제형
F3 - 수산화 지르코늄의 고전단 슬러리 - 입자 크기를 D95 4 마이크론으로 줄임
F4 - D95 45 마이크론 활성탄의 표준 제형
F5 - 흡착제 혼합물(활성탄 및 수산화 지르코늄)이 함유된 농축된 제형
F6 - 오염 제거 와이프 적용을 위한 낮은 바인더 시스템.
F7 - 흡착제 혼합물(활성탄 및 수산화 지르코늄, 습윤제 포함)을 함유한 농축된 제형.
ZOH는 수산화 지르코늄을 지칭한다.
위의 명세서에 언급된 모든 간행물들은 본원에 참조로 포함되어 있다. 본 발명의 범위 및 개념을 벗어나지 않으면서 본 발명의 기재된 방법과 시스템에 다양한 변형과 변화를 주는 일은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 바람직한 특정 구현예들과 관련하여 설명되었지만, 청구된 본 발명은 이러한 특정 구현예들에 지나치게 한정되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 실제로, 당업자에게 자명한 본 발명을 수행하기 위한 기재된 모드의 다양한 수정이 하기 청구범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (22)

  1. 가요성(flexible) 기재, 및
    수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 흡착제를 포함하는 가요성 재료로서, 상기 바인더 대 상기 수산화 지르코늄의 고체 중량비는 1:1 내지 1:120, 선택적으로 1:2 내지 1:40, 선택적으로 1:2 내지 1:24, 선택적으로 1:2 내지 1:12, 선택적으로 1:2 내지 1:10, 선택적으로 1:2 내지 1:4 범위 내에 있는 것인, 가요성 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡착제는 적어도 하나의 추가 흡착제를 포함하는 것인, 가요성 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 물질은 MOF, 산화 알루미늄, 규소-알루미늄 산화물, 활성탄, 산화 마그네슘 및/또는 이산화 티타늄 중 한 종 이상으로부터 선택되는 것인, 가요성 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수산화 지르코늄은 0.05 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 55 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 내지 45 ㎛ 범위 내의 입자 크기를 갖는 것인, 가요성 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료가 텍스타일(textile)을 포함하는 것인, 가요성 재료.
  6. 제5항에 있어서, 상기 텍스타일은 편직 텍스타일(knitted textile), 직조 텍스타일 및 부직-텍스타일로부터 선택되는 것인, 가요성 재료.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 텍스타일은 편직 텍스타일, 선택적으로 파일 편직된 텍스타일(pile knitted textile)인 것인, 가요성 재료.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일이 텍스처화(texturised)되어 있는 것인, 가요성 재료.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일이 천연 또는 합성 텍스타일, 또는 천연 텍스타일 및 합성 텍스타일의 조합을 포함하는 것인, 가요성 재료.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스타일은 엘라스테인(elastane)을 포함하는 것인, 가요성 재료.
  11. 패브릭(fabric)의 제조 방법으로서, 상기 방법은,
    a) 가요성 재료를 제공하는 단계,
    b) 수산화 지르코늄 및 바인더를 포함하는 적어도 하나의 흡착제 분산액을 제공하는 단계,
    c) 처리된 가요성 재료를 생성하기 위해 상기 흡착제 분산액을 상기 가요성 재료에 도포하는 단계,
    d) 상기 처리된 가요성 재료를 압력 하에 압착하는 단계,
    e) 상기 압착 처리된 가요성 재료를 스텐터(stenter)에 통과시키는 단계, 및
    f) 선택적으로, 단계 b), c), d) 및/또는 e) 중 임의의 하나를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 흡착제 분산액은 흡착제 수성 분산액을 제공하기 위해 용매, 바람직하게는 물을 더 포함하는 것인, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 함침된 가요성 재료는 1 psi(6.9 kPa) 내지 150 psi(1 MPa), 선택적으로 20 psi(138 kPa) 내지 100 psi(0.69 MPa), 선택적으로 70 psi(0.48 MPa) 내지 100 psi(0.69 MPa) 범위의 소정의 압력에서 가압되는 것인, 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제 분산액은 점도가 40 cps 내지 4000 cps 범위 내인 것인, 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제 분산액은 폴리머 증점제, 보호 콜로이드 및/또는 습윤제를 더 포함하는 것인, 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더는 고분자 에멀젼, 선택적으로 아크릴, 폴리우레탄, 천연 고무 라텍스, 클로로프렌, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및/또는 니트릴 고무로부터 선택되는 고분자 에멀젼, 및 선택적으로 콜로이드 안정제 및 선택적으로 증점제를 포함하는 것인, 방법.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제는 50 내지 500 g/m2 건조 중량으로 가요성 재료에 로딩(loading)되는 것인, 방법.
  18. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료는 보호용 의복 형태인 것인, 가요성 재료.
  19. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 재료는 오염 제거 와이프(decontamination wipe) 형태인 것인, 가요성 재료.
  20. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 가요성 재료를 포함하는, 보호용 의복.
  21. 제20항에 있어서, 상기 보호용 의복은 수트, 장갑, 건틀릿(gauntlet), 마스크, 방독면, 양말, 머리 덮개, 바지 및/또는 재킷으로부터 선택되는 것인, 보호용 의복.
  22. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 가요성 재료를 포함하는, 오염 제거 와이프(decontamination wipe).
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