KR20030054074A - Multi-Functional Fiber Containing Natural Magma-Stone Powder and A Manufacturing Process for the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 천연 광화석 분말을 함유한 다기능성 섬유에 관한 것으로, 상세히는 음이온 및 원적외선 방출, 수질개선, 폐기물의 분해, 악취제거등의 작용효과를 갖는 천연광화석 및 합성섬유수지를 포함한 다기능성 섬유 및 그제조방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a multifunctional fiber containing a natural mineral ore powder, in detail, multi-functional including natural ore and synthetic fiber resins having an effect such as anion and far-infrared emission, water quality improvement, waste decomposition, odor removal, etc. It relates to a fiber and a manufacturing method thereof.
광화석은 화성암의 일종으로서 일본의 지각변동의 중심이 되었던 특정지역에서만 발견되며 하기 표 1에 기재된 바와같이 산화규소와 산화알루미늄을 주성분으로 하고 그 이외의 여러가지 광물을 포함하여 구성되어 있다.Ore is a kind of igneous rock found only in a specific area that has been the center of the earth's crustal change. It is composed of silicon oxide and aluminum oxide, and various other minerals as shown in Table 1 below.
천연광해석은 도 3 에 도시된 바와같이 구조적으로는 미세한 다공질로서 미네랄을 함유하고 있으며, 이 다공질에 의해 유해물질의 흡수 및 분해작용이 우수할 뿐만아니라 탈취작용도 촉진된다. 그리고 함유하고 있는 미네랄이 물에 의해 용출함으로서 식물 및 생물의 생장에도 효과도 보인다. 이외에도 광화석은 천연석이나 다른 인공세라믹 등과 비교해서 여러 온도 조건에서 다량의 음이온을 방출하고 원적외선 방사량의 피크가 높을 뿐 아니라 상온에서도 원적외선 방사량의 변화가 거의 없으며, 기존의 원적외선 방사체에 비교하여 원적외선 뿐만아니라 음이온 방사율도 높다. 특히 생물과 물에 의해 흡수되기 쉽고 인간의 생리활성과 성장작용을 초진시키는 4∼14㎛의 원적외선 방사율이 높아서 물과 동·식물세포의 활성화 및 냄새의 분해등 여러가지 용도로 사용될 수 있다. 이외에 항균효과 및 암모니아등의 각종 냄새에 대한 탈취 효과와 강산·강알칼리등에 대한 내약품성도 우수하다.As shown in FIG. 3, the natural light analysis contains fine minerals as a structurally porous material. The porous light absorbs and decomposes harmful substances as well as promotes deodorization. In addition, the minerals contained are eluted by water, which is effective in the growth of plants and organisms. In addition, the mineral ore can emit a large amount of anions at various temperature conditions compared to natural stone or other artificial ceramics, and has a high peak of far-infrared radiation, and there is almost no change in far-infrared radiation at room temperature. Anion emissivity is also high. In particular, it is easy to be absorbed by living organisms and water, and has a high far-infrared emissivity of 4-14 μm, which promotes physiological activity and growth of humans, and thus can be used for various purposes such as activation of water, animal and plant cells, and decomposition of odors. In addition, it has excellent antibacterial effect, deodorizing effect on various odors such as ammonia, and chemical resistance against strong acid and strong alkali.
우리는 일상생활 중 여러가지 파장의 원적외선에 둘러싸여 있다. 그러나 원적외선은 우리주위의 모든 물체(표면온도를 가지고 있는 물체)로 부터 극소량밖에 방사되지 않는다. 과학적으로 『상온에서 인간생활에 유효한 특정 파장대의 원적외선을 효율적으로 방사하는 물체』를 추구한 결과 어느 특정 세라믹이 그러한 물체라는 것이 판명되었다. 인간의 생활에는 파장이 7 내지 14㎛인 원적외선이 인체의 생체리듬에 좋은 효과를 나타낸다는 임상실험 결과와 원적외선이 인체의 70% 이상을 차지하는 물분자를 공명시켜 세포를 활성화시키고 혈액순환을 도우며 혈액에 포함된 용존산소의 충분한 공급으로 근육 등의 피로회복을 돕는 등 인체에 유익하다는 결과가 발표된 후부터 원적외선에 대한 국민의 관심이 높아지고 있으며 이에 부응하여 원적외선을 건강관련 산업에 바람직하게 사용하려는 시도가 많아지고 있다.We are surrounded by far-infrared rays of various wavelengths in our daily lives. But far-infrared radiation is emitted only a very small amount from all objects around us (objects with surface temperature). The scientific pursuit of "an object that efficiently radiates far-infrared rays at specific wavelengths effective for human life at room temperature" has proved that a particular ceramic is such an object. In human life, clinical experiments show that far infrared rays with a wavelength of 7 to 14 µm have a good effect on the human body's biological rhythms, and resonate water molecules, which account for more than 70% of the human body, to activate cells and help blood circulation. The public's interest in far-infrared rays has been increasing since the results were shown to be beneficial to the human body, such as helping to recover from fatigue such as muscles with sufficient supply of dissolved oxygen contained in the product. It is getting bigger.
한편, 음이온은 인체내에서 과량의 세로토닌(serotonin)과 히스타민(histamine)을 분비하게 하여, 건강을 해치며 허파의 산소호흡능력을 저하시키는 양이온과는 달리 혈액중의 미네랄 성분등의 이온화율을 상승시켜 알칼리화 함으로써 혈액을 정화시키고 세포막에서의 전기적 물질 교류를 촉진시키는 한편, 혈청속의 면역성분인-글로부린의 양을 증가시켜 저향력을 증대시키고 자율신경계통 혈액 및 임파액을 활성화시키는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위하여 전기적으로 음이온을 발생시켜 공기를 정화시키는 음이온 발생장치가 자동 차용, 실내용 및 건물용 등으로 개발되고 있다.On the other hand, anions increase the ionization rate of minerals in the blood, unlike cations, which cause excess serotonin and histamine to secrete in the human body, impairing health and lowering the oxygen breathing ability of lungs. By purifying and purifying the blood and promoting the exchange of electrical substances in the cell membrane. Increasing the amount of globulin is known to increase refraction and activate autonomic nervous system blood and lymphatic fluid. In order to obtain such an effect, anion generating device for purifying the air by generating anion electrically has been developed for automobiles, indoors and buildings.
그러나 1998년 5월 한국 인삼연초연구원에서는 전기적으로 음이온을 발생시키는 방식은 밀폐된 공간내에서의 일산화탄소 농도를 증대시키고 오존발생이 인체의 기관지에 악영향을 미친다는 연구결과를 발표한 바가 있다.However, in May 1998, the Korean Ginseng and Tobacco Research Institute published a study showing that the method of generating anion electrically increases carbon monoxide concentration in a confined space and ozone generation adversely affects the bronchus of the human body.
음이온의 자연발생원으로서는 폭포, 소나무숲, 암석에 파도가 치는 해변근처 등을 들 수 있으며, 이같은 발생원에서는 보통 3,000∼4,000개/cc 정도의 음이온이 대기내에 존재하는 것으로 알려져 있다.Natural sources of negative ions include waterfalls, pine forests, and near beaches where rocks are hit by rocks. In these sources, about 3,000 to 4,000 ions / cc of negative ions are known to exist in the atmosphere.
최근 들어서 섬유제조시 음이온 발생원을 함유시킴으로서 음이온을 발생하는 섬유가 개발된 바 있었지만 대부분의 경우 발생량이 200개/cc 미만으로 발생되는 음이온 수가 낮다. 다만, 외국의 가네보, 구라레이, TOMUS, TAKO 및 BOFARICH등에서 판매되는 음이온 발생 섬유에서는 음이온 발생량이 500개/cc 이상 되는 것으로 알려져 있으며, 이들 제조사가 사용하는 음이온 발생원은 주로 토루말린(tourmaline) 또는 희토류 원소 파우더로서 압력을 가하면 전기적인 성질을 발휘하는 압전성(piezo electric porperty)을 갖거나 미량의 방사능을 발생시켜 음이온을 발생시키는 것들이다.In recent years, a fiber that generates anions by containing an anion generator during fiber production has been developed, but in most cases, the number of generated anions is less than 200 / cc. However, it is known that the amount of negative ions generated by Kanebo, Gurarei, TOMUS, TAKO and BOFARICH in foreign countries is more than 500 / cc, and the anion sources used by these manufacturers are mainly tourmaline or rare earths. When applied as an elemental powder, they have piezo electric porperty that exhibits electrical properties or generate a small amount of radiation to generate negative ions.
뿐만 아니라 사람이 활용하고 있는 주변 환경에는 <표2>에 나타낸 것과 같이 여러가지 세균이 서식하고 있으며 이와 같은 균에 대한 제어가 필요한 것은 당연한 것이라고 할 수 있다. 지구상의 인구가 점차 증가함에 따라 각종 환경오염 이외에 건물의 고층화로 일조량이 줄어들고 지하 공간에서는 생활하는 시간이 길어짐에 따라 세균 및 바이러스로 부터 많은 위협을 받게 되었다. 특히 섬유의 경우 대부분이 의류용으로 쓰이므로 인체에서 분비되는 땀, 노폐물과 외부 오염물에 의해 세균 등의 미생물의 서식에 유리한 환경을 제공하게 되고 증식된 미생물은 유기물을 분해하여 악취를 발생시키고, 접촉 및 감염으로 질병을 유발시키고 있다. 특히 섬유에 서식하는 각종 미생물은 섬유를 손상시킬 뿐 아니라 인체에 치명적인 질병을 유발하기도 한다. 더욱이 생활수준이 향상되면서 합성섬유보다 면이나 양모같은 천연섬유를 선호하는 현상과 고층 아파트 등 집단 주거 현상은 세균의 번식을 용이하게 할 뿐만 아니라 장마철이나 동절기에는 그 피해가 더욱 심각하다. 특히 노년층 및 유아, 병약자에게는 세균으로부터 감염될 가능성이 매우 크다. 따라서 섬유재료에 이러한 복합기능을 부여하고자 하는 시도는 오래 전부터 연구되어 왔다.In addition, as shown in <Table 2>, various bacteria inhabit the surrounding environment used by humans, and it is natural to control such bacteria. As the world's population gradually increases, the amount of sunshine decreases due to the rise of buildings and the increase in the time spent in underground spaces, which are threatened by germs and viruses. In particular, since the fiber is mostly used for clothing, it provides a favorable environment for the incubation of microorganisms such as bacteria by sweat, waste and external contaminants secreted by the human body. And infection causing disease. In particular, various microorganisms inhabiting fibers not only damage the fibers, but also cause fatal diseases. Furthermore, as living standards improve, the preference for natural fibers such as cotton or wool over synthetic fibers and the collective housing phenomenon such as high-rise apartments not only facilitate the growth of bacteria, but the damage is more severe during the rainy season and winter. In particular, the elderly, infants and the sick are very likely to be infected from bacteria. Therefore, attempts to impart such a composite function to textile materials have been studied for a long time.
한편, 오늘날에는 기능적인 성분을 선택한 『Fine Ceramics』가 계속해서 개발되고 있으며, 이러한 원적외선 및 음이온을 방출하는 물질들은 건축용, 섬유용, 산업용, 난방용 식품용 등 여러 분야에서 응용되어 실용화되고 있다.Meanwhile, today, "Fine Ceramics", which selects a functional ingredient, is continuously being developed, and these far-infrared rays and anions-releasing materials have been applied to various fields such as construction, textile, industrial, and food for heating.
대한민국 특허출원 제 1998-7433 호는 원적외선을 방사하는 맥반석 미립자와 폴리에스테르를 혼합용융하고 방사하여 항균 소취기능을 가지는 복합기능성 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것으로 항균 소취기능이 뛰어나고 원적외선을 방사하지만 음이온에 관한 실험결과는 언급하고 있지 않다.Republic of Korea Patent Application No. 1998-7433 relates to a method for producing a multi-functional polyester fiber having a mixed antimicrobial deodorizing function by melting and spinning elvan fine particles and polyester that emits far infrared rays. The experimental results for are not mentioned.
섬유에 항균성을 부여하는 방법으로, 일본 특개소 59-134418 호 및 특개소 61-17567 호에 의하면 폴리에스테르 섬유에 악취성분과 화학적으로 결합하는 금속산화물이나 지르코니아를 함유하는 액상제를 스프레이법에 의해 도포하는 방법과 무기입자를 마스터배치법에 의해 항균금속으로 치환시킨 무기계의지오라이트(zeolite)를 섬유내부에 분산시키는 방법이 알려져 있으나 이들은 세탁내구성을 요하는 의류용 제품에는 부적합하고 금속입자의 분산성 조절이 어려울 뿐만아니라 금속이온이 고분자와 반응하여 색조불량의 원인이 되고 있다.As a method for imparting antimicrobial properties to fibers, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-134418 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-17567 provide a method of spraying a liquid containing a metal oxide or zirconia chemically bonded to an odor component in a polyester fiber. The method of coating and the method of dispersing inorganic zeolite in which the inorganic particles are substituted with antibacterial metal by the masterbatch method are known in the fiber, but they are not suitable for garment products requiring laundry durability and dispersibility of metal particles. Not only is it difficult to control, but metal ions react with the polymer, causing color defects.
또한, 일본 특개소 54-38951 호에는 이온교환성 공중합체를 제조하고 동염이나 은염의 수용액으로 처리하여 섬유표면에 금속이온을 표출시켜 항균성을 부여하는 방법이 제시되고 있으나 이같은 방법은 금속이온이 고분자와 반응하여 물성이 떨어질 뿐만아니라 섬유 제조공정 및 염색등의 후공정에서 작업성이 떨어지는 문제가 있는 것이다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-38951 discloses a method of preparing an ion-exchange copolymer and treating it with an aqueous solution of copper salt or silver salt to provide antimicrobial properties by expressing metal ions on the fiber surface. In addition to the poor physical properties by reacting with the workability is poor in the post-process, such as textile manufacturing process and dyeing.
이에 본 발명의 목적은 천연적으로 존재하며 음이온과 원적외선을 다량 방출하는 광화석 분말을 이용한 다기능성 섬유를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a multifunctional fiber using a photonic fossil powder that exists naturally and emits large amounts of anions and far infrared rays.
본 발명의 다른 목적은 이같은 다기능성 섬유를제조하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing such a multifunctional fiber.
도 1은 본 발명에 의한 방법을 실시하기 위한 공정 개략도1 is a process schematic diagram for carrying out the method according to the invention.
도 2는 도1의 공정에 사용되는 설비의 개략 구성도FIG. 2 is a schematic structural diagram of equipment used in the process of FIG. 1
도 3은 본 발명에 사용되는 광화석의 주사 전자현미경 사진Figure 3 is a scanning electron micrograph of the mineral fossil used in the present invention
도 4는 본 발명의 섬유에서 섬유표면에 광화석분말이 돌출되어 있는 것을 보여주는 전자현미경 사진Figure 4 is an electron micrograph showing that the optical fossil powder protrudes from the fiber surface of the fiber of the present invention
* 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on major parts of drawing
1 : 압출기(extruder) 2 :공급조(feeder)1: extruder 2: feeder
3 : 바렐히터(barrel heater)3: barrel heater
4 : 기어펌프(gear pump)4 gear pump
5 : 방사노즐(spinner)5: Spinner
6 : 연신기(elongation godet)6: elongation godet
7 : 열처리장치(heat treatment godet)7: heat treatment godet
본 발명의 일측면에 의하면,According to one aspect of the invention,
SiO280∼85%(이하 중량기준), Al2O35∼10%, K2O 2∼5%, Na2O 2∼3%, CaO 1∼2%, Fe2O31∼2%, MgO 0.5∼1%, TiO20.1∼0.5%, MnO 0.01∼0.1%를 포함하여 조성되며 평균입자크기가 0.2∼3㎛인 광화석을 0.5∼5중량%; 을 함유한 다기능성 합성섬유가 제공된다.SiO 2 80 to 85% (hereinafter by weight), Al 2 O 3 5 to 10%, K 2 O 2 to 5%, Na 2 O 2 to 3%, CaO 1 to 2%, Fe 2 O 3 1 to 2 0.5 to 5% by weight of ore having a mean particle size of 0.2 to 3 µm, comprising%, MgO 0.5 to 1%, TiO 2 0.1 to 0.5%, and MnO 0.01 to 0.1%; A multifunctional synthetic fiber containing is provided.
본 발명의 다른 일측면에 의하면,According to another aspect of the present invention,
합성섬유수지에 평균입자크기가 0.2∼3㎛인 천연광화석분말 10∼25중량%를 혼합 및 용융하여 마스터배치를 제조하는 단계;Preparing a master batch by mixing and melting 10-25 wt% of natural ore powder having an average particle size of 0.2-3 μm in a synthetic fiber resin;
상기 마스터배치를 합성섬유 전체 중량에 대한 광화석의 함량이 0.5∼5중량% 되는 량으로 합성수지칩과 혼합하여 170℃∼290℃온도에서 용융 및 혼합하여 방사하는 단계;Mixing the master batch with a synthetic resin chip in an amount of 0.5 to 5% by weight based on the total weight of the synthetic fiber, melting and mixing at 170 ° C. to 290 ° C., and spinning them;
상기 방사된 사를 80∼150℃온도에서 2∼15 데니어로 되게 연신하는 단계; 및Stretching the spun yarn to 2 to 15 deniers at a temperature of 80 to 150 ° C; And
상기 연신사를 권취 또는 절단하여 섬유로 형성하는 단계; 를 포함하는 다기능성 섬유 제조방법이 제공된다.Winding or cutting the stretched yarn to form a fiber; Provided is a multifunctional fiber manufacturing method comprising a.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자는 광화석이 하기 표 3에 나타난 바와같이 종래의 견운모, 활석, 맥반석 등의 기능성 파우더 보다 기능성과 특성이 우수하며, 이같은 광화석 분말을 함유한 합성섬유는 아직 보고된 바 없다는 데 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors focus on the fact that the ore is excellent in functionality and properties than the functional powders of conventional biotite, talc, elvan, etc., as shown in Table 3 below, the synthetic fiber containing such ore powder has not been reported yet The present invention has been completed.
본 발명에 대한 다기능성 섬유는,Multifunctional fiber for the present invention,
평균 입자의 크기가 0.2㎛ 내지 3㎛이며 SiO280% 내지 85%, Al2O35% 내지 10%, K2O 2% 내지 5%, Na2O 2% 내지 3%, CaO 1% 내지 2%, Fe2O31% 내지 2%, MgO 0.5% 내지 1%, TiO20.1% 내지 0.5%, MnO 0.01% 내지 0.1%를 함유한 천연광화석 분말을 전체중량기준으로 0.5∼5중량% 함유한다.The average particle size is 0.2 μm to 3 μm, and SiO 2 80% to 85%, Al 2 O 3 5% to 10%, K 2 O 2% to 5%, Na 2 O 2% to 3%, CaO 1% 0.5 to 5% by weight of natural ore powder containing 2 to 2%, Fe 2 O 3 1% to 2%, MgO 0.5% to 1%, TiO 2 0.1% to 0.5%, MnO 0.01% to 0.1% It contains by weight.
본 발명에 있어서 광화석분말과 혼합될 수 있는 합성섬유수지로는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 아크릴, 폴리우레탄, 비스코스레이온, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트등을 들 수 있으나 이들 이외에도 용융방사에 의해 섬유로 제조되는 어떠한 합성섬유도 사용가능하다.In the present invention, synthetic fiber resins that can be mixed with the mineral or fossil powder include polyester, polypropylene, polyamide, acrylic, polyurethane, viscose rayon, polytrimethylene terephthalate, and the like. Any synthetic fiber made of fibers can be used.
본 발명에 의한 다기능성 섬유는 원적외선 및 음이온 방사기능과 다공질에 의한 소취기능을 갖는 천연광화석 분말이 섬유표면에 표출되어 300개/cc∼500개/cc의 음이온과 85∼95%의 원적외선을 방출하고, 98∼99%의 항균율을 갖는다.In the multifunctional fiber according to the present invention, natural ore powder having far-infrared radiation and anion emission function and porous deodorizing function is expressed on the surface of the fiber to produce 300 / cc to 500 / cc anion and 85 to 95% of far infrared rays. And antibacterial rate of 98-99%.
또한 본 발명에 사용되는 광화석은 합성섬유수지와 함께 사용되더라도 섬유의 물성에 별다른 영향을 미치지 않는다.In addition, the mineral ore used in the present invention does not significantly affect the physical properties of the fiber even when used together with the synthetic fiber resin.
본 발명에 사용되는 다기능성 파우더는 그 조성이 SiO280% 내지 85%, Al2O35% 내지 10%, K2O 2% 내지 5%, Na2O 2% 내지 3%, CaO 1% 내지 2%, Fe2O31% 내지 2%, MgO 0.5% 내지 1%, TiO20.1% 내지 0.5%, MnO 0.01% 내지 0.1%로 이루어져 있으며, 입자의 크기가 3㎛이하인 다공질 천연 광화석 분말을 사용한다. 이와같은 특정조성에 의해 생물과 물에 의해 흡수되기 쉽고 인간의 생리활성과 성장작용을 촉진시키는 4∼14㎛의 원적외선 방사율이 높게 되고, 또한 다공질에 의해 항균 및 악취제거의 기능도 가지게 된다.The multifunctional powder used in the present invention has a composition of 80% to 85% SiO 2 , 5% to 10% Al 2 O 3 , 2% to 5% K 2 O, 2% to 3% Na 2 O, CaO 1 Porous natural light with% to 2%, Fe 2 O 3 1% to 2%, MgO 0.5% to 1%, TiO 2 0.1% to 0.5%, MnO 0.01% to 0.1% Use fossil powders. By this specific composition, the far-infrared emissivity of 4-14 μm, which is easily absorbed by living organisms and water and promotes physiological activity and growth activity of humans, is high, and also has the function of antibacterial and odor removal by the porous material.
본 발명에 사용되는 광화석 파우더의 함량은 섬유의 용도나 기능에 따라 달라질 수 있지만 섬유를 이루는 전체 중량에 대해 0.5wt% 내지 5wt%, 바람직하게는 2wt% 내지 4wt%가 좋다.The content of the ore powder used in the present invention may vary depending on the use or function of the fiber, but 0.5wt% to 5wt%, preferably 2wt% to 4wt% based on the total weight of the fiber.
또한, 본 발명에 있어서 높은 항균성을 얻기 위해서 별도의 항균제를 첨가시킬 수가 있으며, 항균제로서는 은계무기항균제 또는 은염(silver salt)를 사용할 수 있다. 이같은 항균제로서는 제올라이트(zeolite)나 하이드로에퍼타이트 (hydroapetite) 같은 다공질의 공극내에 은(Ag) 이온을 부착시킨 것을 들 수 있다.항균제의 사용량은 전체 중량기준으로 0.1wt% 내지 1wt% 범위가 사용될 수 있으며, 0.3wt% 내지 0,5wt%를 사용하는 것이 항균효과와 경제적인 측면에서 볼 때 바람직하다.In addition, in the present invention, in order to obtain high antimicrobial properties, another antimicrobial agent may be added, and as the antimicrobial agent, a silver-based inorganic antibacterial agent or silver salt may be used. Such antimicrobial agents include those in which silver (Ag) ions are attached to porous pores such as zeolite and hydroapetite. It may be, it is preferable to use 0.3wt% to 0,5wt% in terms of antibacterial effect and economical.
한편, 본 발명에서 섬유를 이루는 주성분인 합성수지와 세라믹 입자를 포함한 기능성 파우더의 계면간 결합력 증대를 위하여 결합제를 사용할 수 있으며, 적합한 것으로는 실란(silane)계 결합제를 들수 있으며, 사용량은 전체중량을 기준으로 0.01wt% 내지 1wt%를 사용할 수 있으며 바람직하게는 0.3wt% 내지 0.5wt%로 하는 것이 좋다. 이같은 실란계 결합제의 합성수지와 입자의 크기가 3㎛이하인 광화석 파우더 입자를 결합시키는 역할을 함으로써 광화석 입자끼리의 부착에 의한 입자의 크기 증가를 막아 결과적으로 제조되는 섬유의 인장강도의 저하를 막고 투입되는 파우더의 합성수지내 분산성을 향상시킨다.Meanwhile, in the present invention, a binder may be used to increase the interfacial bonding strength of the functional powder including the synthetic resin and the ceramic particles, which constitute the fiber, and suitable examples thereof include a silane-based binder, and the amount used is based on the total weight. 0.01wt% to 1wt% may be used, and preferably 0.3wt% to 0.5wt%. By acting to bind the synthetic resin of such a silane-based binder and the photofossil powder particles having a particle size of 3㎛ or less to prevent the increase in the size of the particles by the adhesion of the fossil particles to prevent the decrease in tensile strength of the resulting fiber To improve the dispersibility of the injected powder in the synthetic resin.
임의의 성분으로서, 본 발명에서는 섬유의 드레이프(drape)성을 향상시키기 위한 드레이프 증진제로서 견운모 및 활석으로 이루어진 그룹에서 1종 내지 2종을 전체 중량을 기준으로 0.1wt% 내지 0.3wt%를 첨가 사용할 수 있다.As an optional ingredient, in the present invention, 0.1 to 0.3 wt% of one to two species in the group consisting of mica and talc may be added as a drape enhancer for improving the drape of the fiber. Can be.
상기의 여러가지 기능성 성분들을 섬유 또는 섬유제품에 적용하기 위해서는 섬유 또는 섬유제품의 표면에 이들 성분을 바인더를 사용하여 코팅하는 방법과 이들 성분을 섬유성분과 혼합한 후 함께 방사하는 방법이 있다. 이들 방법 중 바인더를 이용한 코팅법은 제조된 원단의 드레이프성 저하의 원인이 되고 이들 기능성 성분들이 섬유 또는 섬유제품의 표면에 단순 부착되어 있기 때문에 세탁 후 쉽게 이탈되어 그 기능이 저하한다는 측면에서 볼때 수지와 함께 마스터 배치를 제조한 후 용융혼합에 의해 방사하는 것이 바람직하다.In order to apply the various functional ingredients to the fibers or textile products, there is a method of coating these components on the surface of the fibers or textile products using a binder and a method of mixing these components with the fiber components and then spinning them together. Among these methods, the coating method using a binder is a cause of drape of the fabric produced, and since these functional ingredients are simply attached to the surface of a fiber or a textile product, the resin is easily removed after washing, and thus the resin is degraded. It is preferred to spin by melt mixing after the master batch has been prepared together.
도 1은 본 발명의 광화석 분말을 함유하는 다기능성 섬유를 제조하는 공정개략도를 나타낸 것이다. 먼저 본 발명에 사용되는 천연광화석 분말과 합성섬유 수지를 혼합하여 마스터 배치를 제조한다. 제조된 마스터 배치 칩은 순수 합성섬유수지칩과 전체 중량비에 대한 광화석의 중량비를 고려하여 혼합한 다음 도 2에 나타난 장치의 방사노즐 5를 통해 방사한 다음, 연신한 후, 필라멘트 섬유의 경우는 그대로 권취되고, 스테이플 섬유의 경우는 일정 길이로 절단된다.Figure 1 shows a process schematic diagram of producing a multifunctional fiber containing the mineral stone of the present invention. First, the master batch is prepared by mixing the natural ore powder and synthetic fiber resin used in the present invention. The prepared master batch chip is mixed with the pure synthetic fiber resin chip in consideration of the weight ratio of the ore to the total weight ratio and then spun through the spinning nozzle 5 of the apparatus shown in Figure 2, and then stretched, in the case of filament fibers It is wound up as it is, and the staple fiber is cut | disconnected to a fixed length.
이와같이 제조된 섬유는 방적 또는 제작 과정을 거쳐 의류, 침구류, 및 인테리어용 원단 등으로 사용하게 된다.The fiber thus produced is used as clothing, bedding, and interior fabrics through the spinning or fabrication process.
예를들어 본 발명에서는 음이온과 원적외선을 다량 방출하고 평균입자 크기가 0.2㎛∼3㎛ 이며, SiO280∼85%, Al2O35∼10%, K2O 2∼5%, Na2O 2∼3%, CaO 1∼2%, Fe2O31∼2%, MgO 0.5∼1%, TiO20.1∼0.5%, MnO 0.01∼0.1%를 함유하여 조성되는 천연 광화석 분말을 합성섬유수지에 10∼25중량% 량으로 함유시켜 용융하여 마스터 배치를 제조한다.For example, the present invention emits large amounts of anions and far infrared rays and has an average particle size of 0.2 μm to 3 μm, SiO 2 80 to 85%, Al 2 O 3 5 to 10%, K 2 O 2 to 5%, Na 2 O 2~3%, CaO 1~2%, Fe 2 O 3 1~2%, MgO 0.5~1%, TiO 2 0.1~0.5%, synthesizing a natural light fossil powder compositions contain a 0.01~0.1% MnO It is contained in an amount of 10 to 25% by weight of the fiber resin and melted to prepare a master batch.
상기 제조된 마스터 배치를 전체 중량에 대한 광화석의 함량이 0.5∼5중량% 되도록 합성섬유칩과 혼합한 후 170∼290℃ 온도에서 용융 및 혼합하여 방사노즐(5)를 통해 방사한다.The prepared master batch is mixed with the synthetic fiber chip so that the content of the ore is 0.5 to 5% by weight based on the total weight, and then melted and mixed at a temperature of 170 to 290 ° C and spun through the spinning nozzle 5.
상기 마스터 배치제로서 혹은 마스터 배치와 합성섬유칩을 혼합시 필요에 따라 별도의 항균제, 결합제, 드레이프증진제, 및 기타 첨가제를 함께 혼합하여 용융할 수 있다.As the master batch or when mixing the master batch and the synthetic fiber chip may be melted by mixing a separate antimicrobial agent, binder, drape enhancer, and other additives together.
상기 방사된 사는 80∼150℃ 온도에서 연신기(60)에서 연신한 후 바로 권취하여 필라멘트사로 제조하거나 아니면 연신후 필요한 섬유장으로 절단하여 스테이플 섬유로 제조하면 된다.The spun yarn may be immediately wound up after stretching in the stretching machine 60 at 80 to 150 ° C. to be made of filament yarn, or may be cut into fibers required for stretching to be made of staple fibers.
이하 본 발명을 실시예에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
단, 본 실시예는 본 발명을 단지 예시하는 것으로써 결코 본 발명의 범외를 제한하는 것이 아닌 것이다.However, the present embodiment is merely illustrative of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention.
실시예 1Example 1
마스터배치의 제조Preparation of Masterbatch
평균 입자크기가 1㎛이하이며 표 1의 조성을 갖는 광화석 파우더를 중량비 10wt%로 순수 폴리에스테르 칩과 혼합, 용융시켜 폴리에스테르 마스터 배치 칩을 제조하였다.A polyester masterbatch chip was prepared by mixing and melting a mineral ore powder having an average particle size of 1 μm or less and having a composition of Table 1 with a pure polyester chip at a weight ratio of 10 wt%.
마스터 배치와 순수 칩과의 혼합Master batch and mixing with pure chips
제조된 마스터 배치와 순수 폴리에스테르 칩을 전체 중량에 대한 광화석 파우더의 중량이 각각 1wt%, 2wt% 및 3wt%가 되도록 혼합하였다.The prepared master batch and pure polyester chip were mixed so that the weight of the ore powder to the total weight was 1 wt%, 2 wt% and 3 wt%, respectively.
방사radiation
도 2 에 나타낸 방사장치를 이용하여 290℃에서 방사하여 5denier의 필라멘트를 얻었다.The filament of 5 denier was obtained by spinning at 290 ° C. using the spinning apparatus shown in FIG. 2.
실시예 2-4Example 2-4
실시예 1에서 전체중량에 대한 광화석 파우더이 중량이 각각 1wt%, 2wt% 및 3wt%가 되도록 해서 방사하여 얻은 섬유에 대한 음이온 발생 개수를 Alpha Lab, Inc의 휴대용 Air Ion Counter를 이용하여 측정하였다.In Example 1, the number of anion generation for the fiber obtained by spinning the mineral ore powder to the total weight of 1wt%, 2wt% and 3wt%, respectively, was measured using a portable Air Ion Counter of Alpha Lab, Inc.
아래의 표는 실시예 1의 광화석 파우더의 함량을 각기 달리한 3개의 다기능성 폴리에스테르 섬유의 음이온 발생 개수의 측정결과를 나타낸 것이다.The table below shows the measurement results of the number of anion generation of the three multifunctional polyester fibers with different amounts of the mineral ore powder of Example 1.
실시예 5-7Example 5-7
실시예 1의 전체 중량에 대한 광화석 파우더이 중량이 각가 1wt%, 2wt% 및 3wt%가 되도록 해서 방사하여 얻은 섬유에 대한 원적외선 방사율을 측정하였다. 원적외선 방사율은 40℃에서 FT-IR Spectrometer를 이용하여 블랙바디(black body) 대비 측정결과이다.Far-infrared emissivity was measured for the fibers obtained by spinning the ore powder with respect to the total weight of Example 1 such that the weights were 1 wt%, 2 wt%, and 3 wt%. Far-infrared emissivity is a black body (black body) measurement using the FT-IR Spectrometer at 40 ℃.
아래의 표는 실시예 1의 광화석 파우더의 함량을 각기 달리한 3개의 다기능성 폴리에스테르 섬유의 원적외선 방사율의 측정결과를 나타낸 것이다.The table below shows the results of measurement of far-infrared emissivity of three multi-functional polyester fibers with different amounts of photofossil powder of Example 1.
실시예 8-10Example 8-10
실시예 1의 전체 중량에 대한 광화석 파우더이 주량이 각각 1wt%, 2wt% 및 3wt%가 되도록 해서 방사하여 얻은 섬유에 대한 항균을을 AATCC 6538법에 따라 측정하였다.The antimicrobial activity of the fiber obtained by spinning the photonic fossil powder with respect to the total weight of Example 1 was 1 wt%, 2 wt% and 3 wt%, respectively, was measured according to the AATCC 6538 method.
아래의 표는 실시에예 1의 광화석 파우더의 함량을 각기 달리한 3개의 다기능성 폴리에스테르 섬유 항균율의 측정결과를 나타낸 것이다.The table below shows the results of the measurement of the antibacterial rate of three multi-functional polyester fibers with different amounts of the fossil powder of Example 1.
본 발명의 다기능성 섬유는 새로운 천연광석인 광화석을 사용하여 인체에 유익한 효과를 주는 원적외선과 음이온을 방사할 뿐아니라 항균제의 첨가 없이 우수한 항균효과를 나타낸다. 또한 필요에 따라서 섬유의 물성과 방사성에 영향을 미치지 않는 범위내에서 항균제, 드레이프성 증진제 및 합성수지와 광화석 파우더의 결합력을 향상시키는 결합제 및 여러 첨가제를 사용할 수 있다. 이와 같이 제조된 섬유는 필라멘트 섬유의 경우, 항균성이나 쾌적성 및 세탁견뢰도가 요구되는 의류 및 인테리어용 원단으로 사용될 수 있으며, 스테이플 섬유의 경우 침구류의 충진물 및 부직포로 제조되어 여러 분야에 적용할 수 있다.The multifunctional fiber of the present invention not only radiates far infrared rays and anions that give a beneficial effect to the human body by using a new natural ore ore, but also shows an excellent antimicrobial effect without the addition of an antimicrobial agent. In addition, if necessary, within the range that does not affect the physical properties and the radioactivity of the antimicrobial agent, draping enhancer and binders and various additives to improve the binding strength of the synthetic resin and the fossil powder can be used. The filament fiber can be used as a fabric for garments and interiors that require antimicrobial, comfort, and wash fastness. In the case of staple fiber, it can be applied to various fields as it is made of fillers and nonwoven fabrics of bedding. have.
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