WO2015147478A1 - 방탄용 직물의 발수가공 방법 및 이로 발수가공된 방탄용 직물 - Google Patents

방탄용 직물의 발수가공 방법 및 이로 발수가공된 방탄용 직물 Download PDF

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    • D10B2401/021—Moisture-responsive characteristics hydrophobic

Definitions

  • the present invention relates to a water-repellent process and a water-repellent fabric for water-repellent fabrics, and more specifically, to a water-repellent fabric for a ballistic fabric that can impart excellent water repellency and low water absorption to the ballistic fabric without environmental pollution. And it relates to a water-repellent fabric for water-repellent thereby.
  • the water-repellent process of the bulletproof fabric is widely used for the purpose of preventing the bulletproof deterioration or the change of the rear surface when the bulletproof fabric is wet with water.
  • the ballistic fabric is squeezed after immersing the water repellent fabric in a water repellent solution having a water repellent having 8 carbon atoms, and then dried and cured at a temperature of 110 to 170 ° C.
  • Water repellent methods have been known.
  • the 8-carbon water repellent is a water repellent based on C8 telomer, a compound containing 8 carbon atoms and 17 fluorine atoms.
  • the anti-ballistic fabric which has been water-repelled by the above-mentioned conventional method is excellent in water repellency and water absorption is lowered, but perfluorooctanoic acid (PFOA) or perfluorooctane sulfo when preparing a water repellent having a water repellent having 8 carbon atoms
  • PFOS perfluorooctanoic acid
  • the ballistic fabric is immersed in a water repellent solution having a water repellent having 6 carbon atoms instead of a water repellent having a water repellent having 8 carbon atoms to cause environmental pollutants, and then squeezed once.
  • a method of drying and curing has been proposed, in the case of the conventional method, the generation of environmental pollutants can be blocked, but there is a problem in that the water repellency of the water-repellent bulletproof fabric is lowered and the water absorption is increased.
  • the six-carbon water repellent is a water repellent based on a C6 telomer, a compound containing six carbon atoms and thirteen fluorine atoms.
  • An object of the present invention is to provide a water-repellent processing method of the ballistic fabric that can block the environmental pollutants during water-repellent processing and can improve the water repellency of the water-repellent bulletproof fabric and lower the water absorption.
  • the present invention repeats the squeezing process after immersing the ballistic fabric in a water repellent solution having a water repellent having 6 carbon atoms 2 to 6 times, and then performs the drying and curing process in multiple stages Water repellent fabric for bulletproof.
  • the present invention can block the generation of environmental pollutants such as perfluorooctanoic acid (PFOA) or perfluorooctane sulfonate (PFOS) because the water-repellent fabric is water repellent with a water repellent having a water repellent having a carbon number of 6
  • PFOA perfluorooctanoic acid
  • PFOS perfluorooctane sulfonate
  • the present invention is performed by squeezing the ballistic fabric in a water repellent solution having a water repellent having a carbon number of 6 to 2 to 6 times, more preferably 2 to 3 times, then drying and curing step To be carried out.
  • the 6-carbon water repellent is a water repellent based on C6 telomer, a compound containing 6 carbon atoms and 13 fluorine atoms.
  • a water repellent solution having a water repellent having 6 carbon atoms is used instead of a water repellent solution having a water repellent having 8 carbon atoms, but a water repellent solution having a water repellent having 6 carbon atoms is conventionally used.
  • the process of squeezing the antiballistic fabric after immersing the water repellent solution in the prior art 1 instead of only performing it twice, it is repeated twice or six times, and the drying and curing processes are also carried out in multiple stages.
  • the antiballistic fabric is an aramid fabric, a high density polyethylene fabric or a hybrid fabric composed of aramid fibers and high density polyethylene fibers.
  • the drying and curing steps are carried out in 1 to 4 steps, preferably in two steps, specifically, in one step, at a temperature of 105 to 135 ° C. for 1 to 5 minutes and in two steps to a temperature of 135 to 190 ° C. Treatment for 1 to 5 minutes at is preferable for improving water repellency and lowering water absorption.
  • a fluoroalkyl acrylate copolymer having a water repellent having 6 carbon atoms or a hardoxylated perfluoroalkyl ethyl acrylate copolymer having a water repellent having 6 carbon atoms may be used. have.
  • the present invention is a perfluorooctanoic acid (PFOA) or perfluoro because the water-repellent fabric is a water-repellent fabric with a water-repellent agent having a six-carbon water repellent instead of a water repellent having a water-repellent having an eight carbon number It can block the generation of environmental pollutants such as octane sulfonate (PFOS).
  • PFOS octane sulfonate
  • the present invention is carried out by repeating the immersion and squeezing process 2 to 6 times when water-repellent fabric with a water-repellent agent having a water repellent having a carbon number of 6 to two times, the water-repellent treatment by performing the drying and curing process in multiple stages It is possible to improve the water repellency of the bulletproof fabrics and lower the water absorption to 10% or less.
  • the water-repellent fabric for water-repellent treatment according to the present invention has an initial water repellency of 4 to 5, measured by the method of ISO 4920: 1981, a water repellency of 4 to 5, measured by the method of ISO 9865: 1992, and an absorption rate of 10. % Or less, Preferably it is 5 to 9% or less.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • Table 1 shows the results of measuring environmental pollutants during water repellent and the properties of water-repellent treated aramid fabrics.
  • the initial water repellency was measured by the ISO 4920: 1981 method, the water repellency was measured by the ISO 9865: 1992 method.
  • the water absorption rate is absorbed by dropping water of 200ml / 2.5 minutes for 10 minutes in a water-repellent treated aramid fabric at a height of 1.5m and then the weight of the aramid fabric before water absorption (W0) and the weight of the aramid fabric (W1) after water absorption After each measurement, the measured values were substituted by the following equation.
  • the present invention can impart excellent water repellency and low water absorption to the bulletproof fabric, and thus can be usefully used for producing bulletproof articles such as body armor.

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Abstract

본 발명은 방탄용 직물을 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 6회 반복 실시한 다음, 건조 및 경화공정을 다단계로 실시하여 방탄용 직물을 발수가공 한다. 본 발명의 발수가공 방법으로 발수가공된 방탄용 직물은 ISO 4920 : 1981의 방법으로 측정된 초기발수도가 4~5급이고, ISO 9865 : 1992 방법으로 측정된 발수도가 4~5급이고, 흡수율이 10% 이하이다. 본 발명은 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제로 방탄용 직물을 발수가공 하기 때문에 퍼플루오로옥타노익액시드(PFOA)나 퍼플루오로옥탄설포네이트(PFOS) 등과 같은 환경오염물질 발생을 차단할 수 있고, 발수가공시 방탄용 직물을 상기 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 6회 반복 실시하고 건조 및 경화 공정도 다단계로 실시하기 때문에 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제로 방탄용 직물을 발수가공 하여 얻은 종래의 발수처리 방탄용 직물과 동등한 수준의 발수처리효과, 즉 발수성이 높고 흡수율이 낮은 효과를 얻을 수 있다.

Description

방탄용 직물의 발수가공 방법 및 이로 발수가공된 방탄용 직물
본 발명은 방탄용 직물의 발수가공 방법 및 이로 발수가공된 방탄용 직물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 환경오염 없이도 방탄용 직물에 우수한 발수성과 낮은 흡수성을 부여할 수 있는 방탄용 직물의 발수가공 방법 및 이로 발수가공된 방탄용 직물에 관한 것이다.
방탄용 직물의 발수가공은 방탄용 직물이 물에 젖을 경우 방탄성이 저하되거나 후면 변경이 증가되는 것을 방지할 목적으로 널리 사용되고 있다.
방탄용 직물을 발수가공 하는 종래 방법으로는 방탄용 직물을 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징(Squeezing)한 다음 110~170℃의 온도에서 건조 및 경화 처리하는 방탄용 직물의 발수가공 방법이 알려져 왔다.
상기의 탄소수가 8개인 발수제는 8개의 탄소 원자들과 17개의 불소 원자들을 포함하는 화합물인 C8 텔로머(Telomer)에 기초한 발수제이다.
그러나, 상기 종래방법으로 발수가공된 방탄용 직물은 발수성이 우수하고 흡수율은 저하되지만, 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제를 제조시 퍼플루오로옥타노익액시드(PFOA)나 퍼플루오로옥탄설포네이트(PFOS) 등과 같은 환경오염물질이 발생되는 문제가 있었다.
최근 유럽 등에서는 환경보호를 위해서 대다수의 대규모 발수제 생산 업체 사이에서 탄소수가 8개 혹은 8개 이상인 발수기를 구비하는 발수제의 생산 및 판매, 사용을 중단하자는 자발적인 움직임이 현실화되고 있는 추세이다.
또 다른 종래방법으로는 방탄용 직물을 환경오염물질을 유발하는 탄소수 8의 발수기를 구비하는 발수제 대신에 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지한 후 스퀴징하는 공정을 1회 실시한 다음, 건조 및 경화하는 방법이 제안되었으나, 상기 종래방법의 경우 환경오염물질의 발생은 차단할 수 있지만 발수가공된 방탄용 직물의 발수성이 저하되고 흡수율이 증가되는 문제점이 있었다.
상기의 탄소수가 6개인 발수제는 6개의 탄소 원자들과 13개의 불소 원자들을 포함하는 화합물인 C6 텔로머(Telomer)에 기초한 발수제이다.
본 발명의 과제는 발수가공시 환경오염물질을 차단할 수 있으며 발수처리된 방탄용 직물의 발수성을 향상시키고 흡수율을 낮출 수 있는 방탄용 직물의 발수가공 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 방탄용 직물을 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 6회 반복한 다음, 건조 및 경화공정을 다단계로 실시하여 방탄용 직물을 발수가공 한다.
본 발명은 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제로 방탄용 직물을 발수가공 하기 때문에 퍼플루오로옥타노익액시드(PFOA)나 퍼플루오로옥탄설포네이트(PFOS) 등과 같은 환경오염물질 발생을 차단할 수 있고, 발수가공시 방탄용 직물을 상기 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 6회 반복 실시하고 건조 및 경화 공정도 다단계로 실시하기 때문에 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제로 방탄용 직물을 발수가공 하여 얻은 종래의 발수처리 방탄용 직물과 동등한 수준의 발수처리효과, 즉 발수성이 높고 흡수율이 낮은 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 방탄용 직물을 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 6회, 보다 바람직하기로는 2회 내지 3회 반복 실시한 다음, 건조 및 경화공정을 다단계로 실시한다.
상기의 탄소수가 6개인 발수제는 6개의 탄소 원자들과 13개의 불소 원자들을 포함하는 화합물인 C6 텔로머(Telomer)에 기초한 발수제 이다.
방탄용 직물을 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 1회만 실시하는 경우에는 발수처리된 방탄용 직물의 발수성이 낮아지고 흡수율도 높아지는 문제가 발생된다.
한편, 방탄용 직물을 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 7회 이상 반복 실시하는 경우에는 발수처리된 방탄용 직물의 발수성이 더 높아지거나 흡수율이 더 낮아지는 추가 효과는 얻지 못하면서 제조공정만 복잡해 지게 된다.
본 발명에서는 환경 오염물질 발생을 차단하기 위해서 종래 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제 용액 대신에 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액을 사용하지만, 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액은 종래 방법에서 사용하는 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제 용액 보다는 불소 원자 함량이 낮아 발수처리 효과가 떨어지는 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 방탄용 직물을 상기 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 종래 1회만 실시하는 대신에 2회 내지 6회 반복 실시하고 건조 및 경화공정도 다단계로 실시한다.
상기 방탄용 직물은 아라미드 직물, 고밀도 폴리에틸렌 직물 또는 아라미드 섬유와 고밀도 폴리에틸렌 섬유로 구성된 하이브리드 직물 등이다.
상기 건조 및 경화단계는 1~4단계로, 바람직하기로는 2단계로 실시되며, 구체적으로는 1단계로 105~135℃의 온도에서 1~5분 동안 처리하고 2단계로 135~190℃의 온도에서 1~5분동안 처리하는 것이 발수성 향상과 흡수율 저하에 바람직하다.
탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제로는 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물 또는 탄소수 6개의 발수기를 구비하는 하드록실레이티드 퍼르플루오로알킬 에틸 아크릴레이트 공중합체 등을 사용할 수 있다.
본 발명은 본 발명은 종래 탄소수가 8개인 발수기를 구비하는 발수제 대신에 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제로 방탄용 직물을 발수가공 하기 때문에 퍼플루오로옥타노익액시드(PFOA)나 퍼플루오로옥탄설포네이트(PFOS) 등과 같은 환경오염물질 발생을 차단할 수 있다.
또한 본 발명은 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제로 방탄용 직물을 발수가공할 때 상기 침지 및 스퀴징 공정을 2회 내지 6회 반복 실시하고, 상기 건조 및 경화공정을 다단계로 실시함으로써 발수처리된 방탄용 직물의 발수도를 향상시키고 흡수율을 10%이하로 낮출 수 있게 된다.
본 발명으로 발수가공 처리된 방탄용 직물은 ISO 4920 : 1981의 방법으로 측정된 초기발수도가 4~5급이고, ISO 9865 : 1992 방법으로 측정된 발수도가 4~5급이고, 흡수율이 10% 이하, 바람직하기로는 5~9% 이하이다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다.
그러나 하기 실시예는 본 발명의 구현일례일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 2회 반복 실시한 다음, 1단계로 120℃에서 2분간 건조 및 경화처리한 후 2단계로 160℃에서 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 2
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 3회 반복 실시한 다음, 1단계로 120℃에서 2분간 건조 및 경화처리한 후 2단계로 160℃에서 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 3
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 4회 반복 실시한 다음, 1단계로 120℃에서 2분간 건조 및 경화처리한 후 2단계로 160℃에서 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 4
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 5회 반복 실시한 다음, 1단계로 120℃에서 2분간 건조 및 경화처리한 후 2단계로 160℃에서 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 5
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 6회 반복 실시한 다음, 1단계로 120℃에서 2분간 건조 및 경화처리한 후 2단계로 160℃에서 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 8개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 1회 실시한 다음 160℃에서 2분간 1회 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 2
중량이 200g/㎡인 아라미드 직물을 탄소수가 6개인 발수제를 구비하는 발수제(플루오르알킬아크릴레이트 공중합물) 5wt% 용액에 침지한 후 스퀴징 하는 공정을 1회 실시한 다음, 160℃에서 2분간 1회 건조 및 경화처리하여 발수가공 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
발수가공시 환경오염물질의 발생여부와 발수가공 처리된 아라미드 직물의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
표 1
구분 환경오염물질 발생여부 초기발수도 발수도 흡수율
실시예 1 발생안됨 5급 5급 7%
실시예 2 발생안됨 5급 5급 7%
실시예 3 발생안됨 5급 5급 7%
실시예 4 발생안됨 5급 5급 6%
실시예 5 발생안됨 5급 5급 6%
비교실시예 1 발생됨 5급 5급 8%
비교실시예 2 발생안됨 4급 3급 21%
상기 초기발수도는 ISO 4920 : 1981 방법으로 측정하였고, 상기 발수도는 ISO 9865 : 1992 방법으로 측정하였다.
상기 흡수율은 발수처리된 아라미드 원단에 1.5m의 높이에서 200㎖/2.5분의 물을 10분간 낙하시켜 흡수시킨 다음 물 흡수전 아라미드 원단의 무게(W0)와 물 흡수후 아라미드 원단의 무게(W1)를 각각 측정한 후 측정값을 다음 식에 대입하여 구하였다.
Figure PCTKR2015002660-appb-I000001
본 발명은 방탄용 직물에 우수한 발수성과 낮은 흡수성을 부여할 수 있어서, 방탄복 등과 같은 방탄제품 생산에 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 방탄용 직물을 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 6회 반복 실시한 다음, 건조 및 경화공정을 다단계로 실시하는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물의 발수가공방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발수제 용액에 침지 후 스퀴징하는 공정을 2회 내지 3회 반복 실시한 다음, 건조 및 경화공정을 다단계로 실시하는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물의 발수가공방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제는 6개의 탄소 원자들과 13개의 불소 원자들을 포함하는 화합물인 C6 텔로머(Telomer)에 기초한 발수제인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물의 발수 가공방법.
  4. 제1항에 있어서, 방탄용 직물은 아라미드 직물, 고밀도 폴리에틸렌 직물 및 아라미드 섬유와 고밀도 폴리에틸렌 섬유로 구성된 하이브리드 직물 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물의 발수가공방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 건조 및 경화공정은 1단계로 105~135℃의 온도에서 1~5분동안 처리하고, 2단계로 135~190℃의 온도에서 1~5분동안 처리하는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물의 발수가공방법.
  6. 제1항에 있어서, 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 발수제는 탄소수가 6개인 발수기를 구비하는 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물 및 탄소수 6개의 발수기를 구비하는 하드록실레이티드 퍼르플루오로알킬 에틸 아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물의 발수가공방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 의해 발수가공 되어 ISO 4920 : 1981의 방법으로 측정된 초기발수도가 4~5급이고, ISO 9865 : 1992 방법으로 측정된 발수도가 4~5급이고, 흡수율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
  8. 제7항에 있어서, 흡수율이 5~9%인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
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