KR100426685B1 - 폴리에스테르 인조 모발용 원사 - Google Patents

Abstract

본 발명의 폴리에스테르 인조모발용 원사는 섬유단면형태가 타원형으로, 그 내부에 타원형의 중공(hollow)이 형성되고, 타원형의 장축(a)과 단축(b)의 길이비가 약 1.1-5.0 의 범위이고, 중공율이 5-50 %의 범위이며, 섬도가 약 30-90 데니어인 것을 그 특징으로 한다. 본 발명의 가발용 필라멘트 섬유는 다른 형태의 섬유단면을 갖는 필라멘트와 혼합하여 사용할 수 있는데, 이 경우 본 발명의 가발용 필라멘트 섬유가 약 10-70 %로 함유되도록 혼합하여 방사한다.

Description

폴리에스테르 인조 모발용 원사{Polyester Filament for Synthetic Hair}

발명의 분야

본 발명은 인조 모발용 원사에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 타원형 섬유단면에 타원형 중공부를 형성하도록 특별히 제조한 중공형방사구금장치에 의하여 유연성, 경량성 및 부품성을 개선한 폴리에스테르 인조모발용 원사에 관한 것이다.

발명의 배경

인조모발은 난연성을 가져야 하고, 광택성이 양호하여야 하고, 염색성이 양호하여야 하고, 촉감이 부드럽고 유연하여야 하며, 컬(curl)을 형성하는 특성과 형성된 컬의 형태를 잘 유지하려는 특성이 있어야 하고, 가벼워야 하는 등의 물성을 요구하고 있다.

폴리에스테르 원사는 상기와 같은 인조모발이 필요로 하는 물성을 충족하지 못하고 있기 때문에 이제까지 인조모발용 원사로 광범위하게 이용되지 못하고 있는 실정이다.

폴리에스테르 인조모발 원사는 폴리머의 화학구조에서 기인하는 분자구조의 강직성으로 인하여 영율(Young's modulus)이 크기 때문에, (1) 인조모발이 필요로 하는 유연성과 드레이프(drape)성이 부족하여 형성된 컬(curl)이 부자연스럽고, (2) 피부와 접촉시 촉감이 좋지 못하며, (3) 폴리머의 높은 결정성으로 인하여 섬유표면에 입사된 광의 굴절율이 커서 금속성 광택이 나고, (4) 비중이 1.38-1.40으로 인모(人毛) 대비 단위 중량당 약 10% 정도 더 무겁기 때문에 두피의 피복 능력(covering)이 떨어져 경량성을 요구하는 가발사로서 적합하지 않은 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다음과 같은 연구가 진행되었지만, 아직까지 만족스러울 만큼 성공적이지 못하였다.

폴리에스테르 인조모발 원사의 유연성과 촉감을 개선하기 위하여, 폴리에스테르 폴리머 분자에 신축성을 갖는 성분을 상대적으로 많이 함유하고 있는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)와 같은 수지를 일정량 혼합하여 원형단면 방사구금을 사용하여 방사하여 개선하는 방법이 있지만, 이 방법은 고가의 PBT 수지를 사용함으로 인하여 섬유의 원가가 상승되어 가격경쟁력이 떨어진다.

폴리에스테르 수지에 실리카(silica) 미립자 혹은 산화티탄(TiO₂)을 혼합하여 섬유 내에 미세하게 분산시켜 개선하는 방법이 있지만, 이 방법에서는 응집되어 커진 실리카 미립자가 용융방사공정에서 폴리머 필터를 막아 폴리머의 흐름을 방해하여 균일한 섬유를 제조하기 어렵고 노즐구멍을 막는 현상이 발생되어 노즐교체 및 필터교체주기가 짧아져서 생산성이 현저히 감소되는 문제가 있다.

섬유 축방향으로 삼각단면 섬유내부에 중공(hollow) 단면을 형성하여 경량성을 개선하려는 시도가 있었지만, 이 방법은 오히려 금속성 광택이 증가하고 섬유끼리의 면접촉(面接觸)이 일어남으로써 집속성이 증가하여 정모(整毛)공정에서 해클링(hackling) 트러블이 발생하여 작업능률이 떨어지는 문제가 수반된다.

섬유단면에 원형의 중공을 형성하는 경우, 쌍침 미싱 공정에서 잘 굽혀지지 않으며 정교한 작업이 어려워지는 문제가 있다.

대한민국 특허출원 제1989-14412호에는 산화티타늄을 함유한 폴리에스테르 칩을 방사하고, 이를 실리콘 오일과 대전방지제를 함유한 용액속에 침지한 후, 연신하여 가발용 모노필라멘트를 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 특허출원 제1993-6550호에는 PET 칩과 산화실리콘을 컴파운딩한 칩을 원료로 미연신사를 제조하고, 그 미연신사를 다시 수산화나트륨 용액에 패딩하여 인조 가발원사를 제조하는 방법을 개시하고 있고, 대한민국 특허 제215251호에는 반사면적이 적은 모양으로 폴리에스테르를 방사하고 연신한 후, 그 연신사를 수산화칼륨, 염화칼륨 및 계면활성제를 함유한 용액으로 처리하여 가발용 폴리에스테르 모노필라멘트를 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 특허 제236422호에는 3 세트의 연신 롤러 장치를 사용하여 가발용 폴리에스테르 모노필라멘트를 제조하는 방법을 개시하고 있다.

본 발명자는 상기와 같은 종래의 방법으로는 요구하는 물성을 갖는 폴리에스테르 인조모발용 원사를 제조할 수 없음을 인식하고, 새로운 방법으로 본 발명의 폴리에스테르 인조모발용 원사를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 유연성이 양호한 폴리에스테르 인조모발용 원사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 컬의 형성성이 양호하고 컬의 형태유지성이 양호한 폴리에스테르 인조모발용 원사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 부품성이 양호하고 고광택이 양호하며 중량이 가벼운 폴리에스테르 인조모발용 원사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 폴리에스테르 인조 모발용 원사의 단면을 나타낸 확대사진이다.

제2도는 비교실시예에 따라 제조된 인조 모발용 원사의 단면을 나타낸 확대사진이다.

발명의 요약

본 발명의 폴리에스테르 인조모발용 원사는 섬유단면형태가 타원형으로, 그 내부에 타원형의 중공(hollow)이 형성되고, 타원형의 장축(a)과 단축(b)의 길이비가 약 1.2-5.0 의 범위이고, 중공율이 5-50 %의 범위이며, 섬도가 약 30-90 데니어인 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 가발용 필라멘트 섬유는 다른 형태의 섬유단면을 갖는 필라멘트와 혼합하여 사용할 수 있는데, 이 경우 본 발명의 가발용 필라멘트 섬유가 약 10-70 %로 함유되도록 혼합하여 방사한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명자는 폴리에스테르 인조모발용 원사가 갖는 종래의 문제점을 예의 분석하고, 섬유의 단면형태와 인조모발 원사의 물리적인 특성과의 상관관계를 규명하여 타원형 중공단면을 형성시키는 기술을 개발함으로서 종래의 문제점을 해결하는데 성공하였다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 폴리에스테르 인조 모발용 원사의 단면을 나타낸 확대사진이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폴리에스테르 인조모발용 원사는 섬유단면형태가 타원형으로, 그 내부에 타원형의 중공(hollow)이 형성된다. 상기 섬유단면의 타원형 및 중공의 타원형에서 장축(a)과 단축(b)의 길이비가 약 1.2-5.0 의 범위이고, 중공율은 5-50 %의 범위인 것이 바람직하다. 장축(a)과 단축(b)의 길이비가 약 1.5-2.5 의 범위이고, 중공율은 10-25 %의 범위인 것이 더 바람직하다. 본 발명의 폴리에스테르 인조모발용 원사는 섬도가 약 30-90 데니어인 것이 바람직하다.

본 발명에 다른 폴리에스테르 인조모발용 원사는 섬유의 타원단면에서 장축(a)과 단축(b)의 길이비(a/b)는 매우 중요하다. 왜냐하면 이 장축(a)과 단축(b)의 길이비(a/b)는 섬유의 유연성향상, 겉보기 섬도의 증가에 따른 피복성 향상, 촉감개선, 광택개선, 중공부분만큼 단위 중량당 섬유의 가닥수가 증가하여 섬유의 경량화에 영향을 미치기 때문이다.

장축(a)과 단축(b)의 길이비(a/b)가 증가하면 유연성이 증가하고 겉보기 섬도가 증가되므로 피복성은 증가하며 금속성 광택이 나타나는 경향이 있으며 섬유의 비틀림에 의하여 불균일한 난반사가 발생할 수도 있다. 반면, 길이비(a/b)가 감소하면 유연성이 떨어지고 피복성이 감소된다. 따라서, 본 발명에서 가발에 사용하는 타원 중공섬유단면은 가발의 용도에 따라서 다르나 길이비(a/b)가 1.2-5.0 범위인 것이 적합하고 더 바람직하기로는 일반 범용의 가발의 경우 1.5-2.5 범위이다.

본 발명에서 사용한 방사구금은 노즐 구멍을 2분할하여 제작된 특수한 중공노즐을 사용하였다. 타원형 단면의 장축과 단축의 길이비(a/b)는 방사구금온도, 후드(hood) 온도, 원료수지의 용융점도에 어느 정도 영향을 받는다. 이러한 점을 감안하여 노즐을 설계하여야 하며, 최종적으로 중공섬유단면의 길이비(a/b)가 1.2-5.0의 범위가 되도록 하여야 한다.

본 발명의 가발용 필라멘트 섬유는 다른 형태의 섬유단면을 갖는 필라멘트와 혼합하여 사용할 수 있는데, 이 경우 본 발명의 가발용 필라멘트 섬유가 약 10-70 %로 함유되도록 혼합하여 방사한다. 예를 들어, 하나의 노즐에 본 발명에 따른 타원형의 중공을 갖는 타원형 단면의 원사가 약 10-70 %로 함유되도록 설계하고, 나머지는 라운드(round) 단면 또는 기타의 다른 모양의 단면을 갖도록 설계하여 혼합형태의 가발용 필라멘트 섬유를 제조할 수 있다.

본 발명은 하기 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 예시 목적으로 기재되는 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예

고유점도(IV)가 0.65인 PET 칩과 유색 안료를 혼합한 마스터배치 칩을 각각 9 대 1 비율로 균일하게 혼합하고 이것을 150℃에서 건조하여 중공노즐을 장착시킨 실린더 구경 40 MM 압출기를 통하여 분당 100 M/분의 속도로 모노필라멘트 섬도 180 데니어의 미연신사를 제조하였다. 압출기의 온도는 290℃, 방사구금의 온도는 280℃로 설정하였다. 이 미연신사를 연신비 3.2로 80℃로 건열 연신한 후에 120℃에서 열처리하여 50 데니어의 섬유를 얻었다. 제1도는 이 실시예에서 얻어진 섬유의 단면사진이며 그 물성은 표1에 나타내었다.

비교실시예

고유점도(IV)가 0.65인 PET 칩과 PBT 칩 및 PET 유색 마스터배치 칩을 각각 60 대 30 대 10 비율로 균일하게 혼합한 후 150℃에서 8시간 건조한 후 원형노즐을 장착한 실린더 구경 40 MM 압출기를 통하여 분당 110 M/분의 속도로 모노필라멘트 섬도 180 데니어의 미연신사를 제조하였다. 이때 압출기의 온도는 285℃, 방사구금의 온도는 280℃로 하였다. 이 미연신사는 연신비 3.5배로 80℃에서 건열 연신한 후 115℃로 열처리하여 50 데니어의 섬유를 얻었다. 제2도는 이 비교실시예에 의하여 제조된 섬유의 단면사진이며 표1에 그 섬유의 물성을 나타내었다.

	실시예	비교예
섬도(d)	50	50
강도(g/d)	2.3	2.6
신도(%)	65	65
열수축율(%)	5	5
길이비(a/b)	1.6	1.0
중공율(%)	20	0
유연성	양호	불량
부품성	양호	불량
촉감	양호	불량
피복성	양호	불량
컬형성성	양호	불량
컬유지성	양호	양호
정모작업성	양호	양호

본 발명은 유연성이 양호하고, 컬의 형성성이 양호하고 컬의 형태유지성이 양호하며, 부품성이 양호하고 고광택이 양호하며 중량이 가벼운 폴리에스테르 인조모발용 원사를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (6)

1. 섬유의 단면형태가 타원형이고, 그 내부에 타원형의 중공(hollow)이 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 인조모발용 원사.
2. 제1항에 있어서, 상기 타원형의 장축(a)과 단축(b)의 길이비(a/b)가 약 1.2-5.0 의 범위인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 인조모발용 원사.
3. 제1항에 있어서, 상기 타원형의 장축(a)과 단축(b)의 길이비(a/b)가 약 1.5-2.5 의 범위인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 인조모발용 원사.
4. 제1항에 있어서, 상기 섬유의 중공율이 5-50 %의 범위인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 인조모발용 원사.
5. 제1항에 있어서, 상기 섬유의 섬도가 약 30-90 데니어인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 인조모발용 원사.
6. 제1항에 있어서, 상기 타원형의 중공을 갖는 타원형 단면의 원사가 약 10-70 %로 함유되고, 나머지는 라운드(round) 단면 또는 기타의 다른 모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 인조모발용 원사.