KR960002720B1 - 보호복용 복합직물 및 이로부터 제조한 보호복 - Google Patents

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Description

보호복용 복합직물 및 이로부터 제조한 보호복
제1도는 본 발명의 개량된 복합직물의 횡단면도를 나타내며, 여기에서 (10)은 폴리비닐 플루오라이드(또는 폴리비닐리덴 플루오라이드) 필름이고, (12) 및 (12')는 접착제층이고, (14)는 폴리비닐 알콜 필름이며, (16)은 직물 기질이다.
제2도는 각종 액체에 대하여 시험 직물의 유효 수명을 측정하기 위해 실시예 2 및 3에서 사용한 실험장치의 횡단면도이다.
본 발명은 위험 물질과 접촉할 경우 보호작용을 해주는 의복용으로 적합한 복합직물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 이러한 직물 및 이로부터 제조되며 제1필름이 폴리비닐 플루오라이드 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드이고 제2필름이 폴리비닐 알콜인 두개 이상의 상이한 필름층 및 직물을 포함하는 의복에 관한 것이다.
여러 산업 분야의 노동자들은 위험 물질로부터 보호받을 필요가 있다. 이러한 보호작용의 일부분으로는 종종, 노동자의 의복이나 피부가 위험 물질에 접촉되는 것을 방지하기 위해 일회용 또는 제한 사용되는 것옷 형태가 있다. 화학공장의 노동자, 석면제거, 방사능 오염 세정자, 화학 폐기물 처리 노동자 및 각종 농약 및 살충제를 취급하는 농부가 이러한 보호복의 주된 사용자이다. 이러한 의복은 안정성, 착용감 및 비용면에서 적합하면서 화학약품이 스며들지 않아야 한다. 현재 시판되는 일회용 의복의 대부분은 단지 단기간의 보호작용을 제공할 뿐이다. 화학약품은 단지 수분만에 이러한 의복 내부로 침투될 수 있으므로, 그후 착용자는 즉시 작업장을 떠나 오염된 의복을 벗고, 목욕을 해야 한다. 이러한 단기간의 보호로는 작업시간이 감소되며, 더욱 중요하게는 위험 물질에 노동자가 노출되는 결과가 초래된다.
골드스타인(Goldstein)의 미합중국 특허 제4,272,851호에는 한쪽에 폴리에틸렌 필름이 피복되거나 적층될 수 있는 스펀본드 폴리에틸렌 부직포(예 : 이. 아이. 듀퐁드 네모아 앤드 캄파니에서 시판하는 "Tyvek")로 만든 보호복이 기재되어 있다. "For Hazardous or Dirty Jobs....Protect Your Workers with Garments of "TYVEK" Spunbonded Olefin"이라는 제목의 듀퐁의 소책자(E-32814)에는 적층 시이트의 침투 특성에 따라 동시 압출된 다층 열가소성 필름(예 : 다우 케미칼 캄파니에서 시판하는 "Saranex")으로 적층된 스펀본드 올레핀 부직포로 제조한 의복이 기재되어 있다. "Saranex"는 두 층의 폴리에틸렌 사이에 "사란(Saran)" 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 공중합체 필름이 삽입된 3층 적층물이다.
리서치 디스클로우저(Research Disclosure) 12410(1974년 8월)에는 스펀레이스된(spunlaced) 아라미드섬유(예 : 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에서 시판하는 "Nomex")의 보호복이 기재되어 있다.
보호복용 직물에 관한 것은 아니지만, 미합중국 특허 제4,585,694호(Dehennau) 및 미합중국 특허 제4,659,625호(Decroly 및 Dehennau)에는 또 다른 중합체에 결합된 폴리비닐 플루오라이드 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 설명되어 있다. 쿠가(Kuga)등의 미합중국 특허 제4,230,654호에는 공중합체 조성물로 피복된 폴리비닐 알콜이 기재되어 있다. 볼트(Bolt)의 미합중국 특허 제4,416,946호에는 나중에 요오드로 처리하여 편광판(polarizing sheet)을 형성시키는 기질(예 : 플루오로카본 물질)에 적층된 폴리비닐 알콜필름이 기재되어 있다.
공지된 보호복은 다소 상업적인 성공을 누려 왔다. 그러나, 위험 물질이 직물에 스며들거나 통과하기까지의 시간을 더욱 연장시킬 수 있는 보호복을 제공하는 직물이 요구되며, 소위 위험 물질에 대한 직물의 "유효 수명"이 연장됨으로써 이로부터 제조한 보호복의 이용가치가 증가될 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 보호복용의 개선된 직물을 제공하는 것이다.
본 발명은 특히 보호용 의복으로 사용하기에 적합한 개선된 복합직물을 제공한다. 당해 직물은 직물 기질에 접착된 필름을 포함하는 형태이다. 본 발명에 따른 개선방법은 직물 기질에 접착되어 있고 폴리비닐 알콜(이후에 또한 "PVA"로 지칭한다) 중합체 또는 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택된 제2필름에 접착된, 폴리비닐 플루오라이드(이후에 또한 "PVF"로 지칭한다), 폴리비닐리덴 플루오라이드(이후에 또한 "PVF₂"로 지칭한다) 및 이의 공중합체로 구성된 그룹중에서 선택된 외부 중합체성 필름을 포함한다. 층간의 접착은 접착제에 의하거나, 열 접착시키거나 필름을 다른 필름 위에 주형시키거나 용매 접착등에 의해 얻을 수 있다. 직물 기질은 제직물, 편직물 또는 부직포일 수 있으나, 비용상의 문제로 부직포가 바람직하다.
본 발명의 복합직물의 바람직한 태양에서는, 외부 필름은 폴리비닐 플루오라이드이고, 제2필름은 폴리비닐 알콜이며, 직물 기질은 폴리에틸렌 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드의 스펀본드시이트이며, 성분들의 결합은 접착층에 의해 이루어진다.
본 발명의 보호복에서, 복합직물의 직물 기질은 통상적으로 의복의 내부면을 형성하고 폴리비닐 플루오라이드 필름은 외부 표면을 형성한다.
본 발명의 복합직물은 여러가지 화학약품에 대하여 공지의 상업용 보호복에 의해 제공되는 유효 수명보다 몇배나 긴 유효 수명을 나타낸다.
본 발명의 복합직물은, 플루오라이드 함유 필름(10)을 의복의 외부에 위치시키고 직물 기질(16)을 의복의 내부(즉, 착용자 몸에 접하는 면)에 위치시켜 보호용 의복으로 사용한다.
필름을 상호 적층시키고 PVA 필름을 직물 기질에 적층시킴에 있어서 통상적 방법이 적합하다. 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 이소시아네이트계 접착제가 적합하다. PVF 및 PVF₂필름은 내접착성이 있으므로, 레펠(Lepel) 또는 화염 처리와 같은 처리들을 통상적으로 수행하여 필름 표면에 접착을 위한 활성부위를 제공한다. 이들 및 기타 상기 처리들은 당해 기술분야에 널리 공지되어 있다. 용매 접착등과 같은 기타 공지된 기술을 적용할 수 있다.
직물에 대한 폴리비닐 알콜 필름면의 적층은 필름들을 적층할 때 사용된 것과 동일한 접착제로 수행할 수 있다. 또한, 고온 압연 또는 고온 용융 접착법은 물론 기타 공지된 접착기술을 이용할 수 있다.
보호용 의복(예 : 셔츠, 가운, 에이프런, 작업복등)은 먼저 본 복합직물을 목적하는 형태로 절단한 뒤 절단 부분을 접착시키기 위해 봉합하여 만든다. 봉합부는 초음파 접착, 열점접착(thermal point-bonding), 아교 접착 또는 바느질에 의거하거나 기타 상응하는 방법으로 형성한다. 스티치에 의해 봉합부를 형성한 경우, 바늘 구멍은 이를 통해서 직물의 외부 표면에서 내부로 액체가 삼출될 가능성을 없애기 위해 밀폐(예 : 보호 테이프에 의해)시켜야 한다.
본 발명의 복합직물의 각종 성분들에 대한 두께는 일반적으로 폴리비닐 플루오라이드(또는 폴리비닐리덴 플루오라이드)층에 대해서는 0.01 내지 0.10㎜ 범위가 적합하고, 폴리비닐 알콜 층에 대해서는 0.01 내지 0.05㎜의 범위가 적합하며, 지지 직물에 대해서는 0.05㎜ 이상이 적합하다.
하나 이상의 PVF/PVA 필름 적층물이 본 발명의 복합직물중에 존재할 수 있다. 이러한 직물은 화학약품의 침투에 대해 내성을 제공하나, 추가의 층은 착용감을 감소시키며 비용을 증가시킨다. 그럼에도 불구하고, 특정한 유해 환경에서는, 이러한 추가의 층이 요구될 수도 있다. 예를 들어, 양표면에 PVA/PVF 적층물이 접착된 직물 기질로 제조된 본 발명의 복합직물은 종종 상기한 유해 환경에 대해 바람직하다(물론, PVF 필름은 최외각층을 형성한다). 직물 기질의 양면이 피복된 본 발명의 다른 태양으로, PVA 필름은 보호용 의복의 안쪽 직물면에 대해서는 생략할 수도 있다.
본 발명의 복합직물의 각종 중합체층은 또한 색소, 안정화제, 가소화제등의 첨가제를 이들이 복합직물의 총체적 보호 특성에 크게 유해하게 작용하지 않는 한, 통상적인 양으로 함유할 수 있다.
하기 실시예에서, 두가지 형태의 장치를 사용하여 각종 화학약품에 의한 침투 또는 누출에 대한 샘플의 내성을 시험한다. "유효 수명"이라고 정의되는, 침투 또는 누출될 때까지 걸리는 시간을 ASTM(American Society of Testing Materials Method) 739-85에 따라 실시예 1의 표본에 대해 측정한다. 실시예 2 및 3에서는, 제2도의 실험 장치를 유효 수명 측정에 사용한다. 실험 장치는 2개의 일차 유리 부분, 엘보우(elbow)(30) 및 수평 실린더(31)를 포함한다. 시험 직물 표본(50)을 유리원[glass member ; (30),(31)]의 플랜지 말단부[(32) 및 (33)] 사이에 위치시킨다. 2개의 유리원을 O-링(35)과 합하여 시험 표본(50)을 지지하기 위해 적소에 플랫트된 볼트(34)에 의해 유지시킨다. 시험 액체(40)를 엘버우(30)에 넣어 수평 암(arm)의 축 위로 약 5㎝의 높이까지 엘보우의 수직 암을 채운다. 느슨하게 고정시킨 마개(36)가 엘보우로부터의 증기의 과다 손실을 방지한다. 통로(38) 및 샘플관(39)을 싸고 있는 마개(37)는 수평 실린더(31)의 다른 끝에 꽂는다. 공기를 내부 수평 원(31)으로부터 샘플관(39)을 통해, 연소성 기체 지시계(combustible Gas Indicator)(도시되지 않음) 모델 40[참조 : Mine Safety Appliance, Pittsburgh, Pennsylvania]으로 서서히 순환시킨다. 당해 장치를 공기중 2% 메탄에 대해 눈금을 조사한다. 당해 장치에서 시험된 유기 액체는 휘발성이 충분하므로, 실질적으로 시험 직물을 통해 침투한 직후, 충분한 수증기를 형성시켜 연소성 기체 지시계에 의해 검출되는 샘플관(39)에 의해 흡수된다. 당해 장치를 산성 또는 염기성 액체에 대해 유효 수명을 시험하도록 사용하는 경우, 젖은 리트머스 종이 한장을 수평 실린더(31)에 놓고 누출을 검출한다.
하기 실시예에서, 출발 물질은 적어도 다음중의 일부를 포함한다 :
ㆍ 두께가 0.00125㎜(0.0005in)이고 점착성을 향상시키기 위해 한 면을 화염 처리한 "Tedlar" TTR05 AG2 폴리비닐 플루오라이드(PVF) 필름[판매원 : E. I. du Pont de Nemours & Co.(Wilmington, Delaware)],
ㆍ 펜월트 코퍼레이션(Penwalt Corp.)에 의해 시판되며 웨스트레이크 캄파니(Westlake Co.)(Lenni. Pennsylvania)에 의해 0.076㎜ 두께의 필름으로 압출되는 "Kynar" 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVF2),
ㆍ 0.038㎜ 두께의 "Mono-Sol", 1.0015-3 폴리비닐 알콜(PVA) 필름[판매원 : Chris Craft Industrial Products Inc.(Gary, Indiana)],
ㆍ 단위중량이 39g/m²이고 두께가 0.13㎜인 부직포 시이트 "Tyvek"형 1422 A 스펀본드 올레핀[판매원 : E. I. du Pont de Nemours & Co.(wilmington, Delaware)],
ㆍ 메틸 에틸 케톤에 용해된 이소시아네이트 말단 예비중합체 접착제, "Adcote" 333[판매원 : Morton Chemical Co.(Chicago, Illinois)].
[실시예 1]
당해 실시예에서는 본 발명의 복합직물의 제작방법을 설명하며, 시판되고 있는 보호복용 복합직물과 비교해서 당해 직물의 몇몇 액체에 대한 유효 수명 특성이 보다 우수하다는 사실을 제시한다.
당해 실시예에서는, 인타 로토(Inta Roto) 피복기/적층기[판매원 : Inta Roto Company(Richmond, Virginia)]를 사용하여 본 발명의 복합직물을 제조한다. 우선 잔 #2컵(Zahn #2 cup) 점성율이 25초인 메틸에틸 케톤중의 "Adcote" 333 용액을 롤 폭 ㎝당 43.3라인을 갖는 그라비야 롤을 사용해서 한발의 "Tedlar" PVF 필름의 표면에 피복시킨다. 이어서, 접착제가 피복된 PVF 필름을 57 내지 63℃의 온도 범위로 가열시킨 3.35m 길이의 긴 오븐을 경유하여 통과시킨다. 오븐에서의 체류시간은 44초이다. 이어서, 생성된 피복 및 가열된 PVF 필름을 한발의 "Mono-sol" PVA 필름과 정면 접촉시키고 70쇼어 A 경도계 경도를 갖는 탄성체 피복 예비 롤 및 74℃까지 가열시킨 마모되고 크롬 표면처리된 롤에 의해 형성된 닙(nip)을 경유해 통과시킨다. 닙은 닙폭 175N/㎝(100ℓb/in) 하중으로 적용시킨다. 그후, "Adcote" 333 용액을 위에서 기술한 그라비야 롤을 사용해서 PVF/PVA 필름 적층물의 PVA 표면에 도포한 후 PVF/PVA 필름 적층물의 제조시 사용한 것과 동일한 오븐 및 닙에 의해 한발의 "Tyvek" 스펀본드 올레핀 시이트에 적층시킨다 ; 오븐 온도는 65 내지 70℃의 범위이며, 오븐에서의 체류시간은 26초이고 닙의 하중은 175N/㎝이다.
위와 같이 제조된 본 발명은 PVF/PVA/"Tyvek" 복합직물 샘플 및 선행 기술 분야의 샘플, 즉 시판되는 복합직물 "Saranex"/"Tyvek"을 ASTM 739-85에 따라 각종 화학약품에 의한 침투에 대하여 그 내성을 시험한다. "Saranex"(판매원 : 다우 케미칼 캄파니)는 두층의 폴리에틸렌 사이에 "Saran"이 삽입된 3층 필름 적층물이다. "Saranex"/"Tyvek" 적층물은 쇼머트 인코포레이티드(Shawmut, Inc.)(Boston, Massachusetts)에 의해 시판되고 있다. 주어진 화학물질이 직물 샘플을 침투 또는 통과하는데 걸리는 시간(즉, 유효 수명)을 측정한다. 샘플을 최대 480분 동안 시험한다.
[표 1]
Figure kpo00001
상기 표에서, ＞480분이란 시험이 종료될 때까지 침투가 검측되지 않음을 의미하며 0분이라 거의 즉각적으로 침투가 검측됨을 의미한다.
[실시예 2]
당해 실시예는 복합직물을 구성하는 각각의 층에 비해서, 유효 수명을 연장시키는데 있어서 본 발명의 복합직물의 예기치 않게 유리한 상승효과를 설명한다.
"Adcote" 333 접착 용액을 철사로 20회 감은 로드(rod)로 Tedlar PVF 필름의 30×30㎝ 샘플의 화염처리된 표면에 피복시킨다. 피복된 PVF 필름은 15분 동안 실온에서 대기중에 방치하여 거의 모든 메틸 에텔 케톤 용매가 접착 피복층으로부터 증발되도록 한다.
"Mono-sol" PVF 필름의 30×30㎝ 샘플을 PVF 필름의 접착 피복 표면에 위치시키고, 마모하여 공기구멍을 제거한 다음, 2분간 75℃의 플래튼 온도 및 6.89kPa(1psi)의 압력으로 실험용 프레스에 둔다. 또다른 "Adcote" 333 접착 용액의 피복물을 PVA/PVF 적층물의 PVA 표면에 적용하고, 실온에서 15분 동안 공기중에서 건조시킨 후 75℃의 플래튼 온도에서 2분간 6.89kPa의 압력하에서 실험용 플레스에 "Tyvek" 스펀본드 올레핀 시이트의 30×30㎝ 샘플에 적층시켜, 하기 표중에서 샘플 II로 명시된 본 발명의 복합직물을 형성한다.
샘플 II의 표본을 각종 화학물질의 "유효 수명"에 대해 제2도의 실험장치로 시험한다. 유효 수명은 또한 대조용 A로 명시된 (1) "Mono-sol" PVA 필름과 대조용 B로 명시된 (2) "Tedlar" PVF 필름 및 "Tyvek" 스펀본드 올레핀 복합물의 복합물에 대해 측정한다. 샘플 II의 복합물의 성분중에 상승효과가 없으면, 본 발명의 복합직물의 유효 수명은 단지 대조용 A 및 B의 유효 수명의 합에 불과하다. 그러나, 아래의 표에 명백히 나타나 있듯이, 본 발명의 복합직물(II)은 놀라운 정도의 상승효과를 보여준다. 샘플 II에 대한 유효 수명은 대조용 A 및 B의 유효 수명의 합의 1.85배 내지 14배이다.
[표 2]
Figure kpo00002
[실시예 3]
"Tedlar" 폴리비닐 플루오라이드(PVF) 필름을 "Kynar" 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVF2) 필름으로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 2의 두번째 단락의 과정을 반복한다. 유효 수명을 제2도의 장치로 측정한다. PVF2/PVA/"Tyvek" 복합직물에 대한 유효 수명은 메틸 에틸 케톤에 대해서는 180분이고 메틸렌 클로라이드에 대해서는 420분 이상이다.

Claims (7)

  1. 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 이의 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택된 제1중합체성 필름이 폴리비닐 알콜의 중합체 및 공중합체로 이루어진 그룹 중에서 선택된 제2중합체성 필름에 접착되고 제2필름이 직물 기질에 접착됨을 특징으로 하는, 직물 기질에 접착된 중합체성 필름 층을 포함하며 보호복용으로 사용하기에 적합한 개선된 복합직물.
  2. 제1항에 있어서, 직물 기질이 부직포인 복합직물.
  3. 제1항에 있어서, 직물 기질이 폴리에틸렌 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드의 스펀본드 부직포 시이트인 복합직물.
  4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 직물 기질의 제2표면이 제1중합체성 필름의 그룹과 동일한 그룹 중에서 선택된 제3중합체성 필름에 접착된 복합직물.
  5. 제4항이 있어서, 제2중합체성 필름의 그룹과 동일한 그룹중에서 선택된 제4중합체성 필름이 제3중합체성 필름과 직물 기질 사이에 위치하는 복합직물.
  6. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 접착제접착층이 제1 및 제2필름 사이와 제2필름 및 직물 기질 사이에 위치하는 복합직물.
  7. 직물 기질이 의복의 내부 표면을 형성하며 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이의 공중합체 필름이 의복의 외부 표면을 형성하는, 제1항의 복합직물로 제조한 보호복.
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