KR20230163162A - 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법 및 그 복합적외선 방출 필라멘트사 - Google Patents
원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법 및 그 복합적외선 방출 필라멘트사 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 필라멘트사의 제조방법 및 그 필라멘트사에 관한 것으로서, 특히 한가닥, 즉 모노필라멘트사에서 원적외선과 근적외선이 방출되게 하되, 방출효율을 높임과 동시에 원활한 방사가 이루어질 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 합성섬유원사 제조를 위한 방사기에 원적외선 방출을 위한 용융탱크와, 근적외선 방출을 위한 용융탱크를 설치하고, 상기 두개의 용융탱크에서 충진된 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지를 방사노즐, 즉 시스코어타입의 방사구금을 통하여 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지가 모노필라멘트 상에서 확연히 구분되게 일체로 방사되게 한 다음, 연신, 냉각, 권취하여 복합적외선 방출 필라멘트사를 제조하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 합성섬유원사 제조를 위한 방사기에 원적외선 방출을 위한 용융탱크와, 근적외선 방출을 위한 용융탱크를 설치하고, 상기 두개의 용융탱크에서 충진된 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지를 방사노즐, 즉 시스코어타입의 방사구금을 통하여 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지가 모노필라멘트 상에서 확연히 구분되게 일체로 방사되게 한 다음, 연신, 냉각, 권취하여 복합적외선 방출 필라멘트사를 제조하는 것이다.
Description
본 발명은 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 한가닥, 즉 모노필라멘트사에서 원적외선과 근적외선이 동시에 방출되게 함으로서, 복합적외선 방출필라멘트사를 이용, 의류에 적용시 원적외선 방출과 근적외선 방출의 유익한 효능을 얻을 수 있게 한 것이다.
일반적으로 적외선은 가시광선보다 파장이 길며, 0.75㎛에서 1㎜범위에 속하는 전자기파를 말하며, 파장의 영역에 따라 분류하면 0.75~3㎛ 파장의 적외선을 근적외선, 3~25㎛ 파장의 것을 단순히 적외선이라 하며, 25㎛이상의 적을 원적외선이라 한다.
따라서 원적외선은 가시광선의 적색영역보다 파장이 길며 열작용이 큰 전자파의 일종으로서, 눈에 보이지 않고 물질에 잘 흡수되며, 유기화합물 분자에 공진, 공명작용이 강한 특징이 있어, 인체에 흡수될때 일반열보다 피부깊숙히 침투하여 질병의 원인이 되는 세균을 억제하는 기능과, 모세혈관을 확장시켜 혈류개선 및 피로회복기능이 있는 것으로 알려져 있다.
또한 근적외선은 적외선 중에서 파장이 가장 짧은 전자파로서 원적외선보다 10㎜이상 피부속을 침투하여 산화질소를 생성하고, 모세혈관을 확장, 혈액순환을 원활하게 하며, 특히 엘라스틴과 콜라겐 생성에도 관여하여 피부건강에 유익한 것으로 알려져 있다.
특히 원적외선 및 근적외선의 경우, 파장의 영역이 각각 상이하기 때문에 신체에 작용하는 효능도 다를수 밖에 없다.
상기에서와 같이 적외선의 효능을 얻기 위한 수단으로서, 여러 생활용품에 활용하고 있으며, 섬유관련분야에서도 적용하고 있다.
원적외선을 섬유관련분야에 적용한 사례를 검토하여 보면, 특허 제10-0354848호 "항균과 방취기능을 가진 원적외선 방사원사의 제조방법과 이에 의해 제조한 의류용 원단"(특허문헌 1)과, 특허 제10-1904105호 "원적외선 방사기능이 있는 옥분말이 함유된 원사의 제조방법 및 이에 의해 제조된 원사를 이용한 침구원단"(특허문헌 2)과, 특허 제2327377호 "항균, 항취 및 원적외선 방사기능성 조성물기능성 원사, 원단 및 이의 제조방법"(특허문헌 3) 등이 있다.
또한 근적외선을 섬유관련분야에 적용한 사례를 검토하여 보면, 특허 제10-2167106호 "근적외선 방출 고분자 복합체, 이를 포함하는 근적외선 방출섬유, 근적외선 방출부직포 및 근적외선 방출안경테"(특허문헌 4) 등이 제공된바 있다.
상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 3의 기술내용들은 원적외선이 방사되는 원사를 제조하고, 상기 원사를 이용하여 원단을 제직하고, 상기 원단을 이용하여 침구류와 같은 용품이나 의류에 적용함으로서, 원적외선의 효능을 자연스럽게 얻을 수 있게 한다는 것이다.
또한 특허문헌 4의 기술내용은 근적외선을 방출하는 고분자복합체를 용융방사하여 원사를 얻고, 상기 원사를 이용하여 생활용품에 적용함으로서 근적외선의 효과를 자연스럽게 얻을 수 있게 한다는 것이다.
상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 4의 경우, 원적외선 혹은 근적외선이 방출되는 원사를 얻고, 상기 원사를 이용하여 의류등의 생활용품에 적용한다는 것으로서, 원적외선 혹은 근적외선의 효과만 간접적으로 얻을 수 있다.
따라서 원적외선과 근적외선의 효능을 동시에 얻을 수 있는 수단이 요구되고 있고, 이러한 욕구를 충족시키기 위하여 원적외선이 방출되는 원사과 근적외선이 방출되는 원사를 이용하여 생활용품이나 의류제품을 제조할 수 있겠으나, 이러한 경우 준비공정이 복잡해지고 번거로워질 수 있다.
또한 원적외선 및 근적외선 방사물질을 원사의 용융방사시 첨가할 수도 있겠으나, 이러한 경우 방사시 사절이 높아질 뿐 아니라 적외선 방사물질이 혼용되어 있어 원하는 적외선 방출효능이 저감되는 등의 문제가 있는 것이었다.
본 발명은 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 필라멘트사의 제조방법 및 그 필라멘트사에 관한 것으로서, 특히 한가닥, 즉 모노필라멘트사에서 원적외선과 근적외선이 방출되게 하되, 방출효율을 높임과 동시에 원활한 방사가 이루어질 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 합성섬유원사 제조를 위한 방사기에 원적외선 방출을 위한 용융탱크와, 근적외선 방출을 위한 용융탱크를 설치하고, 상기 두개의 용융탱크에서 충진된 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지를 방사노즐, 즉 시스코어타입의 방사구금을 통하여 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지가 모노필라멘트 상에서 확연히 구분되게 일체로 방사되게 한 다음, 연신, 냉각, 권취하여 복합적외선 방출 필라멘트사를 제조하는 것이다.
본 발명은 합성섬유원사 제조를 위한 방사기에 원적외선 방출을 위한 용융탱크와, 근적외선 방출을 위한 용융탱크를 설치하고, 상기 두개의 용융탱크에서 충진된 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지를 방사노즐, 즉 시스코어타입의 방사구금을 통하여 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지가 모노필라멘트 상에서 확연히 구분되게 일체로 방사되게 한 다음, 연신, 냉각, 권취하여 복합적외선 필라멘트사를 제조함으로서, 한가닥, 즉 모노필라멘트사에서 원적외선과 근적외선이 방출되게 하되, 방출효율을 높임과 동시에 원활한 방사가 이루어질 수 있게 하는 등의 효과가 있다.
도 1 : 본 발명의 단계별 제조공정도
도 2 : 본 발명에서 제조된 필라멘트사의 단면구성도
도 3 : 본 발명에서 제조된 필라멘트사의 단면구성도(다른 예시도)
도 4 : 본 발명에서 제조된 필라멘트사를 라만분광기로 측정한 결과를 도시한 그래프
도 2 : 본 발명에서 제조된 필라멘트사의 단면구성도
도 3 : 본 발명에서 제조된 필라멘트사의 단면구성도(다른 예시도)
도 4 : 본 발명에서 제조된 필라멘트사를 라만분광기로 측정한 결과를 도시한 그래프
이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하고자 하는 복합적외선 방출 필라멘트사의 단계별 제조공정도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 제조공정을 통하여 제조된 복합적외선 방출 필라멘트사(10)의 단면구성도이다.
본 발명의 기술요지는 원적외선과 근적외선이 방출되는 합성섬유사, 즉 복합 적적외선 방출 필라멘트사(10)를 제조하되, 상기 복합적외선 방출 필라멘트사(10)를 방사하는 방사구금(방사노즐)을 시스코어타입의 방사구금을 채택하여, 도 2 및 도 3에서와 같이 복합적외선 방출 필라멘트사(10)의 단면이 원적외선 방출수지(11)와, 근적외선 방출수지(12)가 구분되게 하여 복합적외선 방출 필라멘트사의 방사조건을 좋게 하면서 적외선 방출효과를 증진케 한 것이다.
본 발명의 복합적외선 방출 필라멘트사(10)의 제조단계, 즉 공정은 소재준비공정(S1)과, 방사공정(S2)과, 연신공정(S3)과, 냉각공정(S4)과, 권취공정(S5)으로 구분된다.
소재준비공정(S1)은 아래와 같다.
소재는 제조하고자 하는 합성섬유사의 수지칩과, 수지칩에 첨가되어 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 마스터배치를 준비하는 단계이다.
수지칩은 제조하고자 하는 복합적외선 방출 필라멘트사(10)의 종류, 즉 폴리에스터섬유, 나일론섬유, 아크릴섬유 등 제조하고자 하는 섬유의 수지칩을 준비한다.
마스터배치는 기능성 소재를 수지칩에 골고루 혼합되게 하기 위한 것이다.
기능성 마스터배치에 혼입되는 원적외선 방출물질의 종류는 여러가지가 있을 수 있겠으나, 개략적으로 제시하면 황토, 규사, 맥반석, 백운모, 석영, 게르마늄, 산화지르코늄, 수산화지르코늄, 산화규소(SiO2), 산화알미늄(Al2O3), 산화철(FeO3), 산화포타슘(K20), 저마늄(Ge), 산화마그네슘(MgO), 산화타이타늄(TiO2), 산화소듐(Na2O), 이산화규소(SiO2), 알루미나(Al2O3)등이다.
마스터배치에 혼입되는 근적외선 방출물질의 종류는, 이트륨(Y), 란탄(La), 루테튬(Lu), 가돌리늄(Gd), 테르비운(Tb), 스트론듄(Sr), 칼슘(Ca), 유로퓸(Eu), 디스프로슘(Dy), 리튬(Li), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 백금(Pt), 네오디뮴(Na) 등이다.
원, 근적외선 방출물질을 고농축으로 혼합한 수지칩의 형태로서, 발명에서는 원적외선 방출 마스터배치와 근적외선 방출 마스터배치를 준비한다.
준비된 합성수지칩과 원적외선 및 근적외선 방출 마스터배치를 적절한 비율로 방사기의 용융탱크에 분리, 골고루 혼합투입하여 용융시킨다.
상기에서 합성수지칩에 첨가되는 기능성 물질, 즉 원적외선 방출과 근적외선 방출소재의 혼입비율은 합성수지칩 100%(중량기준)에 0.3~3%(중량기준)의 비율로 혼입한다.
이때 기능성 물질의 첨가비율이 0.3%미만이면 기능성이 떨어지기 때문에 바람직하지 않고, 3%이상이면 기능성은 향상되겠으나 방사의 난이성 때문에 바람직하지 않다.
상기에 기재된 물질 이외에도 원적외선 및 근적외선이 방출되는 소재이면 사용할 수 있으며, 기능성 물질의 혼입은 단일 혹은 두가지 이상 혼입할 수 있다.
준비된 합성수지칩(A)과, 원적외선이 방출되는 마스터배치(B) 및 근적외선이 방출되는 마스터배치(C)를 두개의 용융탱크, 즉 원적외선 방출 용융탱크(20)와 근적외선 방출 용융탱크(30)에 각각 투입하여 용융시키므로서 소재준비공정(S1)이 완료된다.
방사공정(S2)은 원적외선이 방출되는 소재가 충진된 원적외선 방출 용융탱크(20)와, 근적외선이 방출되는 소재가 충진된 근적외선 방출 용융탱크(30)에 충진된 기능성 합성수지를 시스코어타입의 방사노즐, 즉 방사구금을 통하여 필라멘트사를 용융방사하는 단계이다.
발명에서는 도 2 및 도 3의 단면형상과 같이 복합적외선 방출 필라멘트사(10)에 원적외선 방출수지층(11)과 근적외선 방출수지층(12)이 각각 구분되게 하여 적외선 방출효과를 증진케 하면서 방사성을 좋게 하였다.
방사공정(S2)에서 복합적외선 필라멘트사(10)를 구성하는 원적외선 방출수지층(11)과 근적외선 방출수지층(12)의 비율은 50 : 50%의 비율로 하였으나, 필요에 따라 30 ~ 70 : 70 : 30%의 비율로 다양하게 조정할 수 있다.
또한 방사공정(S2)에서 방사구금을 통하여 다양한 굵기(데니어)의 필라멘트사를 제조할 수 있을 뿐 아니라, 방사구금을 통하여 필라멘트사의 단면외경을 각형, 요철형 등으로 방사할 경우, 까칠한 촉감과 수분배출 및 원활한 통기를 기대할 수 있다.
연신공정(S3)은 방사공정(S2)에서 방사구금을 통하여 용융방사된 미연신사를 연신하여 분자배향을 좋게 함과 동시에, 결정화도를 향상시켜 섬유의 사용용도에 맞는 신도와 강도를 부여하는 공정으로서, 일반합성섬유사 제조공정에서 일반적으로 실시되고 있는 공정이다.
연신공정(S3)의 연신과정에서 합성수지칩(A)에 첨가되는 적외선 방사물질이 3%이상이면 연신과정에서 사절현상이 다발하기 때문에 적외선 방사물질의 혼입량을 0.3~3%내에서 적절히 조정할 필요성이 있다.
연신공정(S3)을 통하여 제조된 복합적외선 방출 필라멘트사(10)는 냉각공정(S4) 등을 거치면서 섬유화한 다음 권취공정(S5)을 통하여 권취함으로서 발명이 완성된다.
이와 같이 제조된 본 발명의 복합적외선방출 필라멘트사(10)는 방사과정에서 원적외선 방출수지 용융탱크(20)와, 근적외선 방출수지 용융탱크(30)를 각각 준비하고, 각 용융탱크에 원적외선이 방출되는 마스터배치(B)와 근적외선이 방출되는 마스터배치(C)를 각각 구분되게 투입한 다음 용융시키고, 용융된 원적외선 방출수지와 근적외선 방출수지를 시트코어타입의 방사구금을 통하여 필라멘트사에 원적외선 방출수지층(11)와 근적외선 방출수지층(12)이 구분되게 일체로 방사토록 함으로서 방사성과 적외선 방출효과를 증진시킬 수 있다.
특히 본 발명에서와 같이 제조된 복합적외선 방출 필라멘트사(10)의 경우 모노필라멘트사에 원적외선 방출 수지층(11)과 근적외선 방출 수지층(12)이 확연히 구분되게 일체로 방사되어 있기 때문에 근적외선의 작용이 효과적으로 나타났다.
즉 도 4는 본 발명의 복합적외선 방출 필라멘트사(10)를 라만분광기로 측정한 결과표로서, 514나노미터(nm)로 광을 조사하면 870나노미터(nm)의 에너지가 발광되는 실험결과를 얻을 수 있어 근적외선의 효능을 효과적으로 얻을 수 있을 것으로 판단되어졌다.
본 발명에서 제조된 복합적외선 방출필라멘트사(10)는 후가공을 통하여 다양한 굵기와 특성을 갖는 섬유사를 제조할 수도 있으며, 상기 섬유사를 이용하여 의류나 생활용품에 적용토록 함으로서, 원적외선 방출효과와 근적외선 방출효과를 동시에 얻을 수 있어 효과적이다.
(A)--합성수지칩
(B)--마스터배치
(C)--마스터배치 (S1)--소재준비공정
(S2)--방사공정 (S3)--연신공정
(S4)--냉강공정 (S5)--권취공정
(10)--복합적외선 방출 필라멘트사
(11)--원적외선 방출수지층
(12)--근적외선 방출수지층
(20)--원적외선 방출용융탱크
(30)--근적외선 방출융용탱크
(C)--마스터배치 (S1)--소재준비공정
(S2)--방사공정 (S3)--연신공정
(S4)--냉강공정 (S5)--권취공정
(10)--복합적외선 방출 필라멘트사
(11)--원적외선 방출수지층
(12)--근적외선 방출수지층
(20)--원적외선 방출용융탱크
(30)--근적외선 방출융용탱크
Claims (5)
- 방사기에 원적외선방출 수지탱크(20)와 근적외선방출 수지탱크(30)를 준비하고, 상기 원적외선 방출수지탱크(20)에 합성수지칩(A)과 원적외선이 방출되는 마스터배치(B)를 투입, 용융시키고, 근적외선방출 수지탱크(30)에 합성수지칩(A)과, 근적외선이 방출되는 마스터배치(C)를 투입용융시키는 소재준비공정(S1)과, 원적외선방출 수지탱크(20)과 근적외선방출 수지탱크(30)에 충진된 원적외선 방출수지 및 근적외선 방출수지를 시스코어타입의 방사구금을 통하여 복합적외선방출 필라멘트사(10)를 용융방사하되, 원적외선방출 수지층(11)과, 근적외선방출 수지층(12)이 각각 구분되게 하여 제조하는 방사공정(S2)과, 용융방사된 미연신사를 연신하여 섬유화하는 연신공정(S3)과, 냉각 및 권취공정을 통하여 제조하는 것을 특징으로 하는 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 소재준비공정에서 합성수지칩(A)에 투입되는 원적외선이 방출되는 마스터배치(B) 및 근적외선이 방출되는 마스터배치(C)를 투입하되, 마스터배치에 혼입된 원적외선 및 근적외선 방출물질의 혼입량이 합성수지칩(A) 100%(중량기준)에 0.3~3%(중량기준)인 것을 특징으로 하는 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 마스터배치에 혼입되는 원적외선 방출물질의 종류는 황토, 규사, 맥반석, 백운모, 석영, 게르마늄, 산화지르코늄, 수산화지르코늄, 산화규소(SiO2), 산화알미늄(Al2O3), 산화철(FeO3), 산화포타슘(K20), 저마늄(Ge), 산화마그네슘(MgO), 산화타이타늄(TiO2), 산화소듐(Na2O), 이산화규소(SiO2), 알루미나(Al2O3) 중 어느 하나이거나 둘 이상이고, 마스터배치에 혼입되는 근적외선 방출물질의 종류는, 이트륨(Y), 란탄(La), 루테튬(Lu), 가돌리늄(Gd), 테르비운(Tb), 스트론듄(Sr), 칼슘(Ca), 유로퓸(Eu), 디스프로슘(Dy), 리튬(Li), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 백금(Pt), 네오디뮴(Na) 중 어느 하나이거나 둘 이상인 것을 특징으로 하는 원적외선과 근적외선방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 복합적외선방출 필라멘트사(10)에 원적외선방출 수지층(11)과 근적외선방출 수지층(12)을 구분되게 방사하되, 원적외선방출 수지층(11)과 근적외선 방출수지층(12)의 혼합비율이 30~70% : 70~30%(중량기준)인 것을 특징으로 하는 원적외선과 근적외선방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사의 제조방법.
- 제1항의 방법으로 제조된 원적외선과 근적외선 방출기능을 갖는 복합적외선 방출 필라멘트사.
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|---|
| "근적외선 방출 고분자 복합체, 이를 포함하는 근적외선 방출섬유, 근적외선 방출부직포 및 근적외선 방출안경테" |
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