KR20100045626A - 인공모발용 폴리아미드계 섬유 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 인공모발용 폴리아미드계 섬유는 폴리아미드 수지 100 중량부에 폴리에스테르 수지 5∼20 중량부를 혼합하여 이루어지는 수지조성물, 소광제로서의 무기 미립자 0.05∼2.0 중량부, 및 난연제로서의 브롬화에폭시 화합물 10∼30 중량부로 이루어지는 조성물로부터 제조되는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에서 적합한 폴리에스테르 수지는 산화티탄 함량이 적은 수지가 바람직하고, PA 수지와의 용융상태 상용성을 고려하여 고유 점도가 0.6 내지 0.9 범위인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 PET 수지의 용융점도를 높이기 위해서 나일론 수지와 혼합하기 전에 미리 PET 수지에 무기 미립자를 혼합시킨 마스터배치 칩을 제조한 다음 나일론 수지와 혼합한다. 이렇게 혼합된 수지는 컴파운드시 용융방사공정에서 다이 스웰발생을 줄일 수 있게 되어 안정적인 섬유제조가 가능하게 된다.

인공모발, 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르, 굽힘강성, 컬 형성성, 컬 유지성

Description

인공모발용 폴리아미드계 섬유 및 그 제조 방법{Polyamide-based Filaments for Artificial Hair and Process of Preparing the Same}

발명의 분야

본 발명은 인공모발용 합성섬유에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 굽힘강성이 우수하고, 컬(curl) 형성성과 컬 유지성이 우수한 폴리에스테르를 함유하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유에 관한 것이다.

발명의 배경

종래의 가발소재로 인모(人毛)가 주로 사용되어 왔으나 인모의 공급이 점차 감소하면서 인모를 대체하기 위한 인공모발이 오래전부터 개발되어 왔다. 오늘날 개발되어 사용되고 있는 인공모발은 합성수지를 원료로 한 합성섬유로서, 대표적인 것으로 폴리염화비닐(PVC), 모다크릴, 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌(PP) 등이 있다. 이들 소재 가운데 PVC, 모다크릴 및 PP는 내열성이 낮아 헤어 아이언 혹 은 드라이어를 사용할 수 없으므로 인모와 혼합하여 사용이 불가능하다는 제약이 따른다.

인모와의 혼합사용이 가능한 소재로는 폴리에스테르 인공모발과 폴리아미드 인공모발이 있다. 폴리에스테르 인공모발은 헤어 아이언을 사용하기에 충분한 내열성, 컬형성성, 컬유지성이 탁월하므로 유기 혹은 무기 미립자를 소량 첨가하여 섬유표면에 돌기를 형성하여 광택을 감소시키거나 알카리 감량법으로 용출제거하여 소광효과를 얻어 인공모발로 사용되고 있다(일본 특개평 5-86505호, 특개평 5-140817호 및 특개소63-12716호).

또한 폴리에스테르 수지는 이연성(易燃性) 수지이므로 난연성을 부여하기 위하여 본 발명자들은 브롬계 고분자형 난연제를 폴리에스테르 수지에 혼합시키는 기술에 대하여 이미 특허출원을 하였다(대한민국 특허 제10-0714782호 및 제10-0577584호). 그러나 이 소재는 화학구조적으로 굽힘강성이 인공모발로서는 너무 높아 뻣뻣하며 유연성이 부족하다는 문제점이 있으며 흡수성이 거의 없어서 인모와 혼합사용시 특히 샤워, 입욕시 인모와 분리되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 종래부터 개발된 소재가 나일론 소재 인공모발이다. 나일론 소재 인공모발은 화학구조적으로 분자쇄에 아미드(-CONH) 구조로 되어 있으므로 친수성을 보이는 특이한 물성을 갖는다. 나일론 소재 인공모발은 대기중에서 4 %에 달하는 흡습성을 보이고 유연하므로 인모에 근접한 물성을 갖는다. 반면 이 나일론 소재는 인공모발로 사용하는데 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 굽힘강성이 너무 낮아 인공모발로 사용시 적당한 볼륨감을 유지할 수 없다는 단점이 있다.

둘째, 금속제 파이프로 컬을 형성시킬 때 스팀박스에서는 컬이 형성되지만 드라이 박스(dry box)에서는 컬을 형성시키기 어렵다.

셋째, 헤어 아이언으로 컬을 형성할 때 형성된 컬이 시간이 지나면서 풀어져버린다. 즉 컬 유지성이 양호하지 못한 결점이 있다.

이러한 특성은 인공모발로서 큰 결점이라 할 수 있다. 이미 공지된 나일론 소재 인공모발을 보더라도 기타의 다른 문제점으로 인하여 아직까지 만족할 만한 나일론 소재 인공모발을 개발하지 못하고 있는 실정이다.

일본 특개평1-282309호에는 굽힘강성이 서로 다른 폴리아미드(PA) 수지를 혼합하는 인공모발을 제시하여 섬유의 유연성을 조절하는 방법이 제시되어 있으나 실용화가 어렵고 효과가 만족스럽지 못하다.

일본 특허 제3259740호에는 화학구조가 서로 다른 PA 수지를 혼합한 수지조성물로 인모에 가까운 광택을 갖고 강도, 유연성의 정도를 자유롭게 조절 가능한 인공모발을 공개하고 있는데 두 수지 상용성이 다른 경우 섬유화가 어려워 실용화가 어렵다.

대한민국 공개특허 제10-2007-0094661호에는 굽힘강성이 서로 다른 수지를 시스/코어구조로 하는 인공모발섬유를 공개하고 있는데, 이는 시스코어 방사설비가 필요하므로 제조 원가를 증가시키게 된다.

일본 특허공개 제2007-332507호에는 PA 인공모발의 내열성, 촉감, 가공안정성, 난연성, 및 광택성을 개선하는 방법으로 유기/무기입자 난연제를 드라이 블렌 드하여 제조한 PA계 인공모발섬유를 공개하고 있으나 이는 경시적으로 컬이 늘어지고 강성이 부족한 것으로 나타나고 있다.

이에 본 발명자들은 높은 굽힘강성을 갖는 폴리에스테르를 혼합함으로써 볼륨감이 우수하고, 컬(curl) 형성성과 컬 유지성이 우수한 본 발명의 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 인공모발로 사용시 적당한 굽힘강성을 부여할 수 있는 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 형성성이 개선된 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 형성된 컬이 시간이 지나면서 잘 풀어지지 않음으로써 컬 유지성이 좋은 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 목적 외에 난연성을 갖는 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 제공하기 위한 것이다.

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

발명의 요약

본 발명의 인공모발용 폴리아미드계 섬유는 폴리아미드 수지 100 중량부에 폴리에스테르 수지 5∼20 중량부를 혼합하여 이루어지는 수지조성물, 소광제로서의 무기 미립자 0.05∼2.0 중량부, 및 난연제로서의 브롬화에폭시 화합물 10∼30 중량부로 이루어지는 조성물로부터 제조되는 것을 그 특징으로 한다.

상기 폴리아미드 수지는 폴리아미드기를 갖는 나일론 수지가 모두 사용 가능하지만 나일론 66 수지 또는 나일론 66 수지에 나일론 6 수지를 혼합한 수지가 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명에서 적합한 폴리에스테르 수지는 산화티탄 함량이 적은 수지가 바람직하고, PA 수지와의 용융상태 상용성을 고려하여 고유 점도가 0.6 내지 0.9 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 인공모발의 광택을 조절하기 위한 소광제로서의 무기 미립자는 탈크, 이산화규소 등이 바람직하게 사용된다.

본 발명에서 사용되는 난연제는 수평균분자량이 20000∼80000 범위인 고분자량 브롬화 에폭시 난연제가 바람직하다. 이 난연제는 폴리아미드수지와 폴리에스테르수지의 상용성을 개선하는 효과도 있다. 난연제 외에 난연 보조제로 이산화안티몬 미립자를 혼합하여 사용할 수 있다.

나일론 수지에 폴리에스테르 수지가 혼합되는 경우, 용융방사 공정에서 다이 스웰(die swell)이 발생하여 섬유를 안정적으로 제조할 수 없게 된다. 따라서 본 발명에서는 PET 수지의 용융점도를 높여줄 필요가 있다. PET 수지의 용융점도를 높 이기 위해서 나일론 수지와 혼합하기 전에 미리 PET 수지에 무기 미립자를 혼합시킨 마스터배치 칩을 제조한 다음 나일론 수지와 혼합한다. 이렇게 혼합된 수지는 컴파운드시 용융방사공정에서 다이 스웰 발생을 줄일 수 있게 되어 안정적인 섬유제조가 가능하게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명은 인공모발용 합성섬유에 관한 것으로, 굽힘강성이 우수하고 컬(curl) 형성성과 컬 유지성이 우수한 폴리에스테르를 함유하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유에 관한 것이다.

본 발명에서는 나일론 수지에 고점도 PET수지를 혼합하여 굽힘강성이 우수하고 컬 형성성과 컬 유지성이 우수한 폴리에스테르를 함유하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 개발하였다. PET 수지는 분자 구조적으로 굽힘강성이 크기 때문에 나이론 66 수지와 균일한 폴리머 얼로이 상태로 만들면 나일론 66 단독만으로 사용시보다 인공모발로서의 버팀성이 향상된다.

본 발명의 인공모발용 폴리아미드계 섬유는 폴리아미드 수지 100 중량부에 폴리에스테르 수지 5∼20 중량부를 혼합하여 이루어지는 수지조성물, 소광제로서의 무기 미립자 0.05∼2.0 중량부 및 난연제로서의 브롬화에폭시 화합물 10∼30 중량부로 이루어지는 조성물로부터 제조되는 것을 그 특징으로 한다. 난연제 외에 난연 보조제로 이산화안티몬 미립자를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 수지 조성물을 이 축압출기에서 펠렛을 만들고 이 펠렛을 용융방사하여 컬형성성, 컬유지성, 굽힘강성이 적당한 본 발명의 인공모발용 섬유를 제조한다.

본 발명의 수지 조성물의 각 성분을 살펴보면 다음과 같다.

(A) PA 수지

본 발명에 적합한 PA 수지는 카프로락탐의 개환중합체로 이루어지는 나일론 6 수지 또는 헥사메틸렌디아민과 아디핀산과의 공중합체로 이루어지는 나일론 66 수지 등을 이용할 수 있다. 본 발명에서는 헤어 아이언의 내열 온도가 높아야 하고 폴리에스테르 수지와의 상용성이 필요하므로 나일론 66 수지가 적합하다. 용융점도는 본 발명의 효과에 큰 영향을 주지 않으나 점도가 높은 수지가 적합하다. 나일론 66 수지에 나일론 6 수지를 혼합하면 내열성이 저하되지만 본 발명에서 사용하는 데에는 큰 문제가 없다.

(B) PET 수지

본 발명에서 적합한 폴리에스테르 수지는 산화티탄 함량이 적은 수지가 바람직하다. PA 수지와 용융상태 상용성을 고려하여 고유 점도(intrinsic viscosity: IV)가 0.6 내지 0.9 범위인 수지가 바람직하다. 고유 점도가 0.6 미만이면 섬유 형성성이 불량하고 방사공정에서 사절이 발생하며 0.9 이상이면 용융점도가 상승하기 때문에 나일론 수지와 균일혼합이 어려워 방사, 연신공정에서 사절이 증가한다. 본 발명에서 실험한 결과 IV가 0.6 이하 혹은 IV가 0.9 이상이면 PA 수지와의 균일 혼합이 어렵고 본 발명에 적합하지 않다. 본 발명에 가장 바람직한 PET 수지는 IV가 약 0.8 인 고상중합 PET 수지이다. 폴리에스테르 수지는 폴리아미드 수지 100 중량 부에 5∼20 중량부 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 대신에 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트), PCT(폴리시클로헥실렌 테레프탈레이트), PTT(폴리트리메틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트) 등이 사용될 수도 있다. 이들은 폴리에스테르와 함께 사용될 수도 있다.

(C) 무기 미립자

나일론 66 섬유의 복굴절은 섬유축을 따라 약 1.58, 섬유 직각방향으로 약 1.52이며 냉연신하면 분자쇄의 배향에 따라 광택이 증가한다. 따라서 무기입자를 첨가하여 광택을 낮춘다.

본 발명에서는 PA 66 원사의 광택을 인모의 광택 수준으로 저하시키기 위하여 소광제를 첨가한다. 일반적으로 소광제로는 이산화규소, 탈크, 이산화티탄, 카올린 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 이산화규소, 탈크 또는 이들이 혼합물이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 소광효과가 탁월하고 선명한 색상을 얻을 수 있는 이산화규소이다.

상기 소광제는 0.01∼1.0 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 것이 적합하다. 입경이 0.01 ㎛ 미만일 경우 컴파운딩 공정에서 응집을 일으켜 방사, 연신공정에서 사절발생이 증가할 수 있다. 반면, 입경이 1.0 ㎛을 초과할 경우 섬유 표면에 다수의 돌기가 형성되므로 인공모발로 적용하기에는 적합하지 않다.

상기 소광제는 PA 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 2 중량부로 적용한다. 만일 소광제를 0.05 미만으로 사용할 경우 소광효과가 부족하고 2 중량부를 초 과할 경우 착색된 인공모발의 색상을 탁하게 하여 선명하고 아름다운 색상의 사를 얻을 수 없다. 또한 방사 연신과정에서 단사 발생이 증가하며 표면에 돌기가 발생되며, 빗질시 엉킴 현상이 증가하여 인조모발용 섬유로서는 부적합하게 될 수 있다. 바람직하게는 상기 소광제는 PA 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부이다.

본 발명에서는 상기 구성요소 외에도 필요에 따라 열안정제, 광안정제, 자외선안정제, 형광제, 산화방지제, 대전방지제, 안료, 염료, 가소제, 활제, 난연제, 난연보조제, 무기충진제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 단독으로 적용하거나 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.

(D) 난연제

본 발명에서의 나일론 66 수지 및 PET 수지는 이연성(易燃性)이므로 인공모발로서 기능을 부여시키기 위해서는 자기소화성과 용융시 내드립성(anti-drip)을 부여하는 난연제가 필요하게 된다. 따라서 본 발명에서는 나일론 66 수지와 PET 수지의 난연성을 동시에 만족시키는 난연제가 필요하다.

상기 난연제로는 브롬계 난연제가 사용될 수 있으며, 특히 고분자형 브롬계 난연제가 바람직하다. 상기 고분자형 브롬계 난연제로는 폴리브로모스티렌계 난연제, 폴리디브로모스티렌계 공중합체 난연제, 브롬화 에폭시계 난연제 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 고분자형 브롬계 난연제가 바람직하게 적용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 브롬화 에폭시계 난연제 혹은 브롬화 페녹시계 난연제이다. 상기 브롬화 에폭시계 난연제는 하기 화학식의 반복단위를 갖는다:

상기 구조식에서 n은 중합도로 17∼100의 범위임.

바람직하게는 상기 고분자형 브롬화 에폭시계 난연제는 20,000∼80,000 범위의 수평균 분자량을 갖는다. 만일 수평균 분자량이 20,000 미만인 것을 사용할 경우, 내드립성이 불량해질 수 있으며, 수평균 분자량이 80,000을 초과할 경우 수지와 균일한 혼합이 이루어지지 않아 방사 및 연신중 사절이 발생될 수 있으며, 섬도가 불균일해지는 경향이 있다. 더욱 바람직하게는 상기 고분자형 브롬계 난연제는 25,000∼60,000이다. 폴리아미드수지와 폴리에스테르 수지는 상용성이 부족하나 이 난연제를 첨가하므로서 두 수지의 상용성을 약간 개선시키는 효과를 얻을 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 브롬화 에폭시계 난연제와 함께 혹은 대체하여 통상의 폴리브로모스티렌계 난연제 및 폴리디브로모스티렌 공중합체 난연제를 사용할 수 있다. 본 발명에서 난연제는 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부, 바람직하게는 15 내지 20 중량부 사용할 수 있다. 10 중량부 미만으로 사용할 경우 충분한 난연성을 얻을 수 없으며 연소시 드립(drip)이 발생할 수 있다. 또한 30 중량부를 초과할 경우 나일론 수지 및 PET 수지와 균일한 혼합이 이루어지지 않아 섬유 형성이 불가능하게 되므로 적합하지 않다.

(E) 난연보조제

본 발명의 난연보조제로는 산화안티몬이 사용된다. 산화안티몬으로는 삼산화안티몬, 오산화안티몬 등이 있으며, 바람직하게는 삼산화안티몬이다. 상기 삼산화안티몬을 적용할 경우 난연성과 내드립성을 높임으로써 수지에 배합하는 난연제의 함량을 줄일 수 있다.

본 발명에 적합한 산화안티몬은 평균입경이 0.1 내지 1.0 ㎛인 것이 적합하다. 산화안티몬의 입경이 0.1㎛ 미만이면 분산성이 불량해질 수 있다. 반면 산화안티몬의 입경이 1.0㎛를 초과하면 섬유표면에 다수의 돌기가 형성되므로 섬유표면의 미끄럼성이 저하될 뿐만 아니라 빗질성도 불량해질 수 있다.

일반적으로 난연성 상승효과를 얻기 위한 삼산화안티몬은 통상 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부 정도로 사용하는 것으로 알려져 있다. 그런데, 가발용 원사에 삼산화안티몬을 이와 같이 과량으로 첨가할 경우 가발용 원사에서 요구되는 선명한 색상을 얻을 수 없다. 본 발명에서는 산화안티몬을 PA 66 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 1 중량부를 사용한다. 산화안티몬의 양이 0.05 중량부 미만이면 난연 효과가 부족하고 1 중량부를 초과하면 선명한 색상의 인공모발을 얻을 수 없다. 바람직하게는 0.1 내지 0.9 중량부, 더 바람직하게는 0.2 내지 0.7 중량부로 적용한다.

인공모발섬유의 제조

본 발명의 인공모발용 폴리아미드계 섬유는 다음과 같이 제조한다.

PA 수지, PET 수지, 무기입자, 난연제를 블렌드하여 이축압출기에서 수지 조 성물을 제조한다. 이때 원하는 색상을 갖는 수지 조성물을 얻으려면 안료가 들어간 들어간 마스터배치 칩과 함께 혼합할 수도 있다. 본 발명에서 이렇게 조성된 수지 조성물을 용융방사한다.

PA 수지 100 중량부에 PET 수지 5∼20 중량부, 소광제 0.05∼2 중량부, 난연제 10∼30 중량부 및 난연보조제로서 삼산화안티몬을 0.05∼1.0 중량부 첨가한다. 그러나 난연 보조제를 첨가하게 되면 촉감이 거칠어지고 인공모발섬유의 색상이 탁해지므로 첨가량에 주의해야 한다.

나일론 수지에 폴리에스테르 수지가 혼합되는 경우 용융방사 공정에서 다이 스웰(die swell)이 발생하여 섬유를 안정적으로 제조할 수 없게 된다. 따라서 본 발명에서는 PET 수지의 용융점도를 높여줄 필요가 있다. PET 수지의 용융점도를 높이기 위해서 나일론 수지와 혼합하기 전에 미리 PET 수지에 무기 미립자를 혼합시킨 마스터배치 칩을 제조한 다음 나일론 수지와 혼합한다. 이렇게 혼합된 수지는 컴파운드시 용융방사공정에서 다이 스웰 발생을 줄일 수 있게 되어 안정적인 섬유제조가 가능하게 된다.

상기 수지 조성물은 방사하기 전에 건조 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 건조는 통상 질소 분위기하에서 80∼180℃, 바람직하게는 95∼150℃에서 3 내지 10 시간, 바람직하게는 4 내지 8 시간 건조하여 수분율 500 ppm 이하, 바람직하게는 수분율이 0∼100 ppm이 되도록 한다.

방사 구금의 형태는 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 원형, 땅콩형, 별형, 타원형, 중공타원형 등이 사용될 수 있다. 수지를 용융시키는 압출기의 실린더 온도 는 260∼290℃로 하여 용융시키고 방사다이 온도는 290∼300℃로 설정하여 방사한다. 토출되는 필라멘트사는 냉각시켜 유제가 담긴 욕조에 통과될 수 있다.

이와 같이 제조된 미연신사는 연신 장치에서 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 연신 장치는 통상 가열드럼 연신 장치가 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 연신배율은 열처리 공정을 통과한 섬유의 물성을 측정하여 결정될 수 있으며, 통상 2∼5 배의 연신비로 연신한다.

상기 연신된 연신사는 150∼230℃ 범위로 가열된 열처리 장치에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 열처리 방법 및 열처리 장치는 통상의 방법을 사용하여 적용할 수 있으며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.

상기와 같이 열처리하여 얻어진 본 발명의 인공모발 섬유는 30∼100 데니어의 섬도를 갖는다.

본 발명의 인공모발 섬유는 컬을 자유롭게 형성할 수 있고, 120∼220℃의 미용 열기구(헤어 아이온)에서도 변형이 거의 없어 내열성이 우수하고 난연성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 드립성이 거의 없고 인모와 유사한 광택을 가지며, 또한 색상이 선명하여 가발로 사용하기에 매우 적합하다.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 인공모발 섬유를 사용한 가발을 제공한다. 상기 가발은 통상의 방법으로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 하나의 구체예에서는 상기 인공모발섬유를 단독으로 사용한 가발을 제조할 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 인공 모발섬유와 인모를 혼합하여 적용한 위그, 익스텐션 등의 다양한 가발 형태로도 제조할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구 범위에 의하여 한정되는 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1∼3

표 1에 배합 처방 비율에 따라 블렌드하여 이축 컴파운더에 투입하여 수지 조성물을 제조하였다. 수지 조성물은 다음과 같다.

바스프사에서 제조된 나일론 66(제품명: Ultramid A34 01) 100 중량부에 휴비스사에서 제조된 PET(제품명: SB, IV 0.80)을 계량하여 수지 조성물(A)을 계량한다. 이 수지 조성물(A) 100 중량부에 대해 표 1에 보인 바와 같이 산화규소 마스터배치 칩 혹은 탈크 마스터배치 칩, 브롬계 난연제(우진고분자 제품 CXB3000H), 삼산화안티몬(일성안티몬 제품 Antis-W) 혼합하여 펠렛을 제조하였다.

상기에서 제조된 펠렛 수분율을 500 ppm 이하로 건조시킨 다음, 50Φ 단축 압출기에서 용융방사하였다. 방사구금은 홀경 0.5 mm, 홀수 120 홀을 사용하였으며, 압출기의 계량부 온도는 270∼300℃, 다이 온도는 280℃로 방사하였다. 토출되는 필라멘트사는 공기 냉각 방법으로 냉각하여 유제가 담긴 욕조를 통과시켜 미연신사를 120m/min 속도로 권취하였다. 이와 같이 제조된 미연신사는 2조의 히팅롤러 사이에서 연신하여 연신사를 얻었다. 연신 배율은 열처리 공정을 통과한 섬유의 물 성을 측정하여 결정하였다. 이때 롤러 가열 온도는 95℃로 일정하게 유지하여 주었고 연신속도는 20m/min으로 하였다. 제조된 연신사는 가열된 롤러 표면을 접촉 주행하면서 열처리하였다. 이때 롤러의 가열 온도는 220℃로 하고 사 주행 속도는 19m/min으로 하였다.

비교실시예 1∼4

표 1과 같은 배합으로 실시예와 같이 실시하였다.

상기 표 1의 조성에 따라 제조된 폴리아미드 섬유의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

상기 물성 측정 방법 및 조건은 다음과 같다.

(1) 강도, 신도 및 영율

Lloyd 인스트루먼트사제 인장 강력 측정 설비인 모델 LRX plus 형을 사용하여 측정하였다. 필라멘트 160 가닥을 집속하여 측정 시료로 만들었다. 감지부는 1kN의 로드셀을 장착하였고, 시료의 파지거리는 200 mm, 인장속도 200 mm/분으로 인장하면서 강도, 신도, 영율을 측정하였다. 동일한 시험을 5회 반복하여 평균치를 구하였다. 강도의 단위는 g/d, 신도의 단위는 %, 영율의 단위는 g/d로 환산하였다.

(2) 컬 형성성 : 집속된 사 다발 40,000 데니어(160가닥× 50데니어× 5가닥)인 인공모발을 30 cm 길이로 잘라서 클램프에 고정시킨 후 180℃로 가열한 전기 고데기에 3회 감은 다음, 5초간 유지한 후 고데기를 빼어 컬형성 직후의 컬 상태를 평가하였다. 컬 형성성은 PA 66 수지 100 중량부로 제조한 인공모발용 섬유의 컬형성 길이를 기준으로 하여 평가하였다

표 2에 나타난 컬 형성성은 다음과 같다: ◎: PA 66 수지 100 중량부로 제조한 인공모발용 섬유의 컬 형성 길이와 동일한 경우, ○: 기준대비 1∼2 cm 늘어진 상태, △: 기준대비 3∼4 cm 늘어진 상태, ×: 기준대비 5 cm 이상 늘어진 상태.

(3) 컬 유지성 : 집속된 사 다발 40,000 데니어(160가닥× 50데니어× 5가닥)인 인공모발을 30 cm 길이로 잘라서 클램프에 고정시킨 후 180℃로 가열한 전기 고데기에 3회 감아 5초간 유지한 후 컬 형성 후 일정 시간 방치한 뒤의 컬 늘어짐 상태를 평가하였다. 시료를 상대습도 65% 20℃의 실내에서 하중을 걸지 않는 상태로 늘어트려 24시간 방치후 컬 늘어짐을 측정하여 평가하였다.

표 2에 나타난 컬 유지성은 다음과 같다: ◎: 1cm 이내 늘어진 경우, ○: 2∼3 cm 늘어진 상태, △: 4∼5 cm 늘어진 상태, ×: 6 cm 이상 늘어진 상태.

(4) 굽힘강성

(주)카토테크사의 모발 1본 굽힘테스터(모델명 KES-FB2-SH)를 사용하여 측정하였다. 각 1cm의 실시예, 비교예에 대하여 모발전체를 일정곡율까지 원호형으로 등속도로 굽혀 벤딩 모우멘트를 검출하고 굽힘강성을 측정하였다. 단위는 ×10^-5gf·cm²/가닥 이다.

(5) 촉감 : 집속된 사 다발 40,000 데니어(160가닥× 50데니어× 5가닥)인 인공모발을 30 cm 열풍건조기 60℃에서 2시간 건조한 후 엄지와 검지 및 중지로 비벼가면서 평가하였다. 평기기준은 인모를 기준으로 하여 4 단계로 평가하였다.

표 2에 나타난 촉감은 다음과 같다: ◎: 평활감이 매우 우수, ○: 평활감이 약간 있슴, △: 평활감 부족, ×: 평활감이 매우 부족.

(6) 광택: 집속된 사 다발 40,000 데니어(160가닥× 50데니어× 5가닥)인 인공모발을 10 cm 길이로 잘라서 태양광하에서 육안으로 광택을 평가하였다.

표 2에 나타난 광택은 다음과 같다: ◎: 인모와 유사한 광택, ○: 인모보다 강한 광택, △: 인모보다 적은 광택, ×: 광택이 인모보다 적고 탁색임.

(7) 내열성 : 집속된 사 다발 40,000 데니어(160가닥× 50데니어× 5가닥)인 인공모발을 220℃로 가열한 특수하게 제작한 가정용 전기 헤어 아이언(Recca 제품) 사이에 끼우고 5초간 가열하여 수축에 의한 섬유 변형 상태, 융착에 의한 변형 등을 육안으로 판정하였다. 열처리 후 변형이 없으면 내열성 양호라고 판정하고, 변형이 발생하면 불량으로 판정하였다.

표 2에 나타난 내열성은 다음과 같다: ◎: 전혀 변형이 없음, ○: 경미한 수축 변형이 있으나 외관을 손상시키지 않는 수준임, △: 수축 변형 발생하여 외관이 손상됨, ×: 수축 변형 및 융착이 발생함.

(8) 난연성 : 사 160 가닥을 15 cm로 자른 후 화염 길이 2 cm로 조정한 화염을 5초간 접촉시킨 후 화염을 제거하여 소화되는 시간을 측정하여 판정하였다.

표 2에 나타난 난연성은 다음과 같다: ◎: 소염소요시간 1초 이내, ○: 소염소요시간 3초 이내, △: 소염소요시간 5초 이내, ×: 소염소요시간 6초 이상.

(9) 탁도 : 집속된 사 다발 40,000 데니어(160가닥× 50데니어× 5가닥)인 인공모발을 10 cm 길이로 잘라서 태양광하에서 육안으로 탁도를 평가하였다.

표 2에 나타낸 탁도의 수준은 다음과 같다: 나일론 수지 100%로 이루어진 비교실시예 1로 이루어진 섬유의 탁도를 ◎로 표시하였고, 소광제, 난연제등이 첨가되므로써 컬러가 점차 탁해지는 정도에 따라 ○, △, ×로 표시하였다.

(10) 공정성: 방사 공정에서 5시간 동안 사절 발생 횟수를 측정하여 판정하였다.

표 2에 나타난 공정성은 다음과 같다: ◎: 사절발생 0회, ○: 사절발생 1회, △: 사절발생 2∼3회, ×: 사절발생 4회 이상.

본 발명은 인공모발로 사용시 적당한 굴곡강성을 부여할 수 있고, 가정용 전기고데기나 스토브 아이언으로 컬을 형성시킬 때 컬이 잘 형성되며, 형성된 컬이 시간이 지나면서 잘 풀어지지 않음으로써 컬 유지성이 좋은 난연성 인공모발용 폴리아미드계 섬유를 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 (9)

1. 폴리아미드 수지 100 중량부에 폴리에스테르 수지 5∼20 중량부를 혼합하여 이루어지는 수지조성물, 소광제로서의 무기 미립자 0.05∼2.0 중량부, 및 난연제로서의 브롬화에폭시 화합물 10∼30 중량부로 이루어지는 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지는 나일론 66 수지, 나일론 6 수지, 또는 이들은 혼합 수지인 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 고유 점도가 0.6 내지 0.9 범위인 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
4. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트), PCT(폴리시클로헥실렌 테레프탈레이트), PTT(폴리트리메틸렌 테레프탈레이트), 및 PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
5. 제1항에 있어서, 상기 소광제는 탈크 또는 이산화규소인 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
6. 제1항에 있어서, 상기 브롬화 에폭시 화합물은 수평균분자량이 20000∼80000 범위인 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
7. 제1항에 있어서, 상기 난연제는 난연 보조제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
8. 제7항에 있어서, 상기 난연 보조제는 이산화안티몬인 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유.
9. PET 수지에 무기 미립자를 혼합시킨 마스터배치 칩을 제조하고;

   상기 마스터배치 칩과 나일론 수지를 혼합하여 기초 수지를 제조하고;

   상기 기초 수지에 소광제와 난연제를 혼합하여 수지 조성물을 제조하는; 그리고

   상기 수지 조성물을 용융방사하는;

   단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공모발용 폴리아미드계 섬유의 제조 방법.