KR20000049531A

KR20000049531A - 광물 분말이 포함된 합성섬유의 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20000049531A
Application number: KR1020000017775A
Authority: KR
Inventors: 석미수
Original assignee: 석미수
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2000-08-05
Also published as: ZA200102726B

Abstract

본 발명은 광물 분말을 화학수지와 혼합하여 방사함에 있어서 설비(부속)를 마모시키는 문제점을 해결하고 원사의 표층이 미끈하며, 부드럽고, 유연성이 있는 섬유를 생산할 수 있도록 기능성이 있고 광물의 결정형이 탁상으로 되어 있으며, 비늘상 또는 판상이 있고 미끄러운 필로규산염 광물(층상 구조형)들을 미분말로 조성하여 화학수지와 혼합하여 방사하므로서 각종 기능성을 섬유가 보유하면서 사질이 우수한 합성 섬유를 생산할 수 있는 광물 분말 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

광물 분말이 포함된 합성섬유의 조성물 및 그 제조방법{.}

본 발명은 광물 분말을 이용하여 화학수지와 혼합하여 원사를 방사하였을 때 원사의 표층이 매끄럽고, 유연성이 있으며, 원활한 원사 생산 공정을 수행할 수 있으며, 원적외선 등 각종 다기능의 효과를 낼수 있도록 하기 위한 그 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

광물의 종류는 표1과 같다.

[표1]

원소 광물, 황화 광물, 할로겐 광물, 산화 광물, 수산화 광물, 질산염 광물, 탄산염 광물, 붕산염 광물, 황산염 광물, 크롬산 광물, 텅스텐산염 광물, 몰리브덴산염 광물, 인산염 광물, 비산염 광물, 바나듐산염 광물, 규산염 광물(기소규산염, 소로규산염, 싸이클로규산염, 이노규산염, 필로규산염, 텍토규산염), 유기염 광물, 인공합성 광물.

상기 광물들은 천연자연 광물들과 인공적으로 만들 수 있는 인공 합성 광물들이다. 특히 상기 광물 분말을 첨가하여 합성 섬유를 생산할 때 유의할 점은 의생활 소재로 사용시 광물이 유독성 물질이 없고 인체에 전혀 유해 물질이 없어야 하며, 방사능 또는 방사능훈이 없어야 한다.

종래에는 상기 광물 분말을 화학수지에 일정량 첨가하여 방사, 연신, 가연, 컷팅, 방적, 재직을 하는 일련의 제조 과정에 있어서 화학수지에 첨가된 광물의 분말이 설비의 부속 즉 쇠붙이(종강, 롤러, 가이드, 바디)등에 마찰되어 부속을 마모시키며, 원사의 표층이 균일하지 않고 사절이 빈번하여 정상적인 섬유를 생산할 수 없었다.

본 발명은 이와 같은 고질적인 문제점을 해결하고 일반 화학 섬유에 비해 부드럽고 유연성이 있는 섬유를 생산하기 위하여 상기 표1의 광물 그룹 중에서 선택한 결정형이 탁상으로 되어 있으며, 또는 판상이 있고 비늘상이며, 광물의 분말이 미끄러운 광물들을 미분말로 조성하여 첨가함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있었다.

그리고, 이미 오래전부터 합성 섬유에 첨가해 오던 광물들은 일본에서 많이 사용하던 인공 합성 광물 분말을 비롯하여 은(Ag), 인산칼슘계, 제올라이트 등 무기항균제, 게르마늄, 맥반석, 옥석류, 토르마린, 탄소 등을 합성 섬유에 첨가하여, 항균, 소취, 원적외선, 전자파 차단, 자회선 차단, 흡착, 흡습, 음이온 방출 등 다기능 효과가 있어 오랜 기간 연구 개발을 하여 방사 하였으나 광물의 특징(결정)이 다변화로 이루어져 있어 원활한 방사 효과를 얻을수 없었다.

본 발명에서는 하기 표 2와 같이 기능이 있는 광물의 결정형이 탁상 또는 판상, 비늘상이고 경도가 낮은 광물 중에서 1종이상과 또는 상기 표 1의 광물 중에서 1종이상을 각각 선택한 후 소성온도 800℃∼1300℃로 소성한 후 정밀 분쇄하여 분말의 입경이 10미크론 이하가 되게 하는 단계와 또는 1미크론 이하가 되게 하는 단계로 분쇄하여 혼합한 조성물을 화학수지인 폴리에스테르계, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 비스코우스레이온, 아세테이트 레이온 중에서 각각 선택한 후 혼합하여 3데니어 이하의 원사 생산에 있어서 1미크론 이하의 광물 분말 1∼3중량% 화학수지 97∼99중량%, 3데니어 이상의 원사 생산에 있어서는 방사시 원사 섬도의 1/3이하의 광물 3∼10중량% 화학수지 90∼97중량%로 광물 분말 조성물을 화학수지에 첨가하여 방사하였다.

상기와 같이 만들어진 조성물을 화학수지와 혼합하여 방사하면 원적외선, 음이온 방출, 흡습성, 항균, 소취 등의 다양한 기능성 섬유를 생산하게 됨은 물론이고 일련의 제조공정에 있어서 설비의 부속을 마모 시키지 않으면서 사질이 우수한 원사를 방사 할수 있다.

[표2]

◎ 필로규산염(phyllosilicates)광물 (층상구조형)

① 파이로필라이트(pyrophyllite)-Al₂Si₄O₁₀(OH)₂,

② 활석

◆ 백운모(白雲母)군:dioctahedral

①파라고나이트(paragonite)-NaAl₂(Al,Si₃)O₁₀(OH)₂,

②백운모(白雲母)(muscovite)-KAl₂(AlSi₃)O₁₀(OH)₂,

③해록석(海綠石)(glauconite)-(K,Na)(Al,Fe3+Mg)₂(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂,

④셀라도나이트(celadonite)-K(Mg,Fe)(Fe3+,Al)Si₄O₁₀(OH)₂,

⑤마아가라이트(margarite)-CaAl₂(Al₂Si₂)O₁₀(OH)₂,

⑥운모편암(micaschist),

⑦철운모(lepidomelane)-KFeALSio(OH,F)

⑧일라이트

◆ 흑운모(黑雲母)군

①금운모(金雲母)(phlogopite)-KMg₃(AlSi₃)O₁₀(F,OH),

②홍운모(lepidolite)-K(Li,Al)₃(Si,Al)₄O₁₀(F,OH)₂,

③진왈다이트(zinnwaldite)-KLiFe+2Al(Al,Si₃)O₁₀(F,OH)₂,

④스틸프노멜레인(stilpnomelane)-K(Fe+2,Fe+3,Al)₁₀Si₂₂O₃₀(OH)₁₂

⑤레피돌라이트(lepidolite)-K(Li,Al)₃(Si,Al)₄O₁₀(F,OH)₂

◆ 몬모릴로나이트(montmorillonite)군

①베이델라이트(beidellite)-(Na,Ca/2)_0.03Al₂(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂ㆍnH₂O,

②몬모릴로나이트(montmorillonite)-(Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂ㆍnH₂O,

③논트로나이트(nontronite)-Na_0.33Fe₂+3(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂ㆍnH₂O,

④사포나이트(sponite)-(Ca/2,Na)_0.33(Mg,Fe)₃(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂ㆍ4H₂O,

⑤버미큘라이트(vermiculite)-(Mg,Fe,Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂ㆍ4H₂O

◆ 녹니석(綠泥石)(chlorite)군

①페니나이트(penninite),

②단사녹니석(單斜綠泥石)(clinochlore)-(Mg,Fe2+)₅Al(Si,Al)₄O₁₀(OH)₈,

③프로클로라이트(prochlorite)=리피돌라이트(ripidolite)-(Mg,Fe,Al)₆(Si,Al)₄O₁₀(OH)₈,

④차모사이트(chamosite)-(Fe2+,Mg,Fe3+)₅Al(Si₃Al)O₁₀(OH,O)₈,

⑤투링자이트(thuringite)

◆ 캐올리나이트 - 사문석(kaolinite-serpentine)군

①캐올리나이트(kaolinite)-Al₂Si₂O₅(OH)₄,

②앤티고라이트(antigorite)-(Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄,

③온석면(溫石綿)(chrysotile)-Mg₃Si₂O₅(OH)₄,

④아메싸이트(amesite)-(Mg₂Al)(AlSi)O₅(OH)₄,

⑤크론스텟타이트(cronstedtite),

⑥할로이사이트(halloysite)-Al₂Si₂O₅(OH)₄ㆍ2H₂O 탈수에 의하여 Al₂Si₂O₅(OH)₄로 됨,

⑦팔리고스카이트(palygorskite)(=attapulgite)-(Mg,Al)₂Si₄O₁₀(OH)ㆍ4H₂O]

광물 분말이 첨가된 화학섬유에 있어서 문제점이었던 설비를 마모시키는 주된 원인은 금속광물의 결정형(벽개모양)이 피라미드상, 주상, 능면체상, 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변화로 이루어진 특징으로 인하여 불규칙적으로 원사 표층에 나와 있어 마찰에 의한 쇠붙이는 마모됨은 물론이고 방사 설비가 고가이므로, 그 동안 정상적인 생산을 하기에는 불가능하여 실패를 거듭하였다. 또한 방사시에는 사절 발생이 빈번하여 방사가 어려웠고 정상적인 사질의 원사를 생산할수 없었다. 그러므로 광물 분말을 첨가한 합성섬유가 정상적으로 생산이 이루어 질수 있도록 하기 위해서는 섬유 표층면이 미끄러워야 하므로 결정형이 탁상 또는 판상, 비늘상 이며, 기능이 있는 파이로필라이트, 캐올리나이트(사문석)군, 몬모릴로나이트군, 녹니석군, 백운모군, 흑운모군 등의 광물 분말을 조성하여 화학수지에 첨가함으로써 본 발명의 목적을 이룰수 있었다.

이에따라 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 상기 표1 그룹에서 선택된 광물 분말 조성물 10∼80중량%와 표2 그룹에서 선택된 광물 분말 조성물 20∼90중량%를 혼합한 다음 은(銀)이온 첨가 무기 항균제 분말 조성물 10∼30중량%의 비율로 혼합하여 조성물을 만든다. 이때 광물 분말의 입경이 방사시 원사 섬도의 1/3이하가 되게하고 특히 3데니어 이하의 원사에는 1미크론 이하가 바람직하다.

이와 같은 입경으로 만들어진 광물 분말을 화학 수지에 혼합할 때 그 혼합 비율은 3데니어 이하의 원사에는 광물 분말 1∼3중량%로 첨가하고 3데니어 이상 원사의 경우 광물 분말 3∼10중량%로 첨가한다.

이하 본 발명은 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며, 단지 구체적인 예시를 보여주기 위한 것이다.

(실시 예 1)

필로규산염 광물 중에서 선택한 백운모, 흑운모, 금운모를 옥석, 무기 항균제와 소성 온도 800℃∼1,300℃에서 소성한 후 미립자로 정밀 분쇄하여 10미크론 이하가 되게하고 운모 분말 70중량%와 옥석 분말 15중량%를 혼합한 후 무기 항균제 15중량%로 혼합 분말을 조성하였다.

(실시 예 2)

실시 예 1과 동일한 방법으로 하여 분말의 입경이 1미크론 이하가 되게 정밀 분쇄하여 혼합 분말을 조성하였다.

(실시 예 3)

표 2의 광물 그룹에서 선택한 금운모와 은이온 첨가 무기 항균제를 325메시로 분쇄하고 소성온도 800℃∼1,300℃에서 소성한 후 광물 분말의 입경이 1미크론 이하가 되게 분쇄한 광물 분말을 금운모 분말 90중량%와 무기 항균제 10중량%로 혼합 분말을 조성하였다.

(실시 예 4)

토르마린, 맥반석, 게르마늄, 탄소, 무기 항균제와 판상이 있는 광물 셀라도나이트의 광물을 실시 예 1과 동일한 방법으로하여 소성, 분쇄하고 혼합비율이 셀라도나이트 50중량%, 토르마린 15중량%, 맥반석 10중량%, 게르마늄 5중량%, 탄소 10중량%, 무기 항균제 10중량%로 혼합 분말을 조성하였다.

본 발명은 기능이 있는 광물 분말을 화학 수지와 혼합하여 원사를 생산함에 있어서 발생되는 문제점들을 해결하고 섬유에 복합 기능을 부여하여 줌은 물론 통상의 섬유보다 비중이 가볍고, 부드러우며, 미끄럽고, 유연성이 있는 섬유를 생산할 수 있으며 방사, 연신, 가연, 컷팅, 방적을 원활히 수행할 수 있고 또한 원적외선 방출, 항균, 소취, 전자파 방지, 자외선 차단, 음이온 방출, 흡착성, 흡습성, 쾌적성, 보온, 온열 효과가 있는 섬유를 생산할 수 있는 광물 분말이 포함된 조성물을 제공해 준다.

Claims

a) 결정형이 탁상, 판상, 비늘상인 필로규산염 광물(층상 구조형)그룹에서 선택한 1종 이상의 광물을 소성하는 단계와,

ㅇ 분쇄기에 의하여 325메시로 분쇄하는 단계와,

ㅇ 분쇄기에 의하여 10미크론 이하로 분쇄하는 단계와,

ㅇ 분쇄기에 의하여 1미크론 이하로 분쇄하는 단계와,

b) 무기항균제, 은(Ag), 제올라이트, 인산칼슘계 그룹에서 선택한 1종 이상의 무기항균제를

ㅇ 분쇄기에 의하여 10미크론 이하로 분쇄하는 단계와,

ㅇ 분쇄기에 의하여 1미크론 이하로 분쇄하는 단계와,

c) 상기 분쇄된 광물 분말의 입경이 섬유 섬도의 1/3 이하인 필로규산염 광물 분말 70∼90중량%와,

은(Ag), 무기 항균제 분말 10∼30중량%를 혼합한 분말 조성물을 화학수지 90∼99중량%에 광물 분말 조성물 1∼10중량%를 혼합하여 원사를 방사하는 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 광물 분말 조성물 및 그 제조방법.
제 1항에 있어서 상기 혼합된 광물 분말 조성물과 기능이 있는 천연 자연 광물 또는 인공 합성 광물에서 선택된 1종 이상을 제 1항의 제조 방법에 의하여 제조되며 혼합하는 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 광물 분말 조성물 및 그 제조방법.