KR100430062B1

KR100430062B1 - 일라이트극세분말제조방법및이를이용한폴리프로필렌섬유제조방법

Info

Publication number: KR100430062B1
Application number: KR10-1998-0057892A
Authority: KR
Inventors: 문태수
Original assignee: 이선옥
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2004-07-19
Also published as: KR20000041879A

Abstract

본 발명은 섬유용으로 사용하기에 좋은 일라이트분말을 제조하고 건조된 일라이트분말과 분쇄된 폴리프로필렌칩(P.P.Chip)을 혼합하여 만든 마스터칩과 일반칩을 일정비율로 흔합하고 용융방사하여 일라이트폴리프로필렌 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.

즉, 섬유용으로 사용하기에 좋도록 일라이트원석에서 경도가 높은 불순물은 제거한다음 낮은 경도의 일라이트만을 분쇄하여 낮은 입도의 섬유용 일라이트 극세분말을 제조하고, 이러한 일라이트 극세분말을 건조하여 분쇄된 폴리프로필렌칩(P.P.Chip)과 혼합한 다음 이를 용융·압출하여 일라이트가 함유된 마스터칩과 일반칩을 일정비율로 혼합하고 용융방사하여 일라이트 폴리프로필렌 섬유를 제조함으로서 촉감이 좋고 항균·항취기능과 보온성 등을 갖는 고기능성 섬유를 얻도록 한 것이다

Description

일라이트극세분말 제조방법 및 이를 이용한 폴리프로필렌섬유 제조방법

본 발명은 섬유용으로 사용하기에 좋은 일라이트분말을 제조하고, 건조된 일라이트분말과 분쇄된 폴리프로필렌칩(P.P.Chip)을 혼합하여 만든 마스터칩과 일반칩을 일정비율로 혼합하고 용융방사하여 일라이트폴리프로필렌 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.

점토광물인 알라이트(Illite)[KA]₄(AℓSi₇O₂₀)(OH)₄]는 원적외선 및 음이온 방출, 강력한 탈취율, 흡습율증가, 자동습도조절기능, 항균작용을 하는 다공질의 일라이트 특성이 있기 때문에 이를 이용하여 기능성섬유를 제조하는 방법이 본 발명자에 의하여 제시되어 있다.

그러나 일반적으로 광물을 사용하여 용융방사식 화학섬유를 생산하였을 때 연신, 스트레치, 가연, 제직, 염색견뢰도, 세탁견뢰도에서 문제점이 발생되는 것으로 이는 기본적으로 광물의 입도와 경도에 원인이 있는 것으로 본 광물인 일라이트는 대체적으로 경도가 낮은편이나 일라이트 광물속에 경도가 높은 장석, 백운모,프리실리카단제가 약 25∼35% 분포되어 있기 때문이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 섬유용으로 사용하기에 좋도록 일라이트원석에서 경도가 높은 불순물은 제거한다음 낮은 경도의 일라이트만을 분쇄하여 낮은 입도의 섬유용 일라이트 극세분말을 제조하고, 이러한 일라이트 극세분말을 건조하여 분쇄된 폴리프로필렌칩(P.P.Chip)과 혼합한 다음 이를 용융·압출하여 일라이트가 함유된 마스터칩과 일반칩을 일정비율로 혼합하고 용융방사하여 일라이트 폴리프로필렌섬유를 제조함으로서 촉감이 좋고 항균·항취기능과 보온성 등을 갖는 고기능성섬유를 얻도록 한 것이다.

본 발명에 따른 일라이트극세분말 제조 및 이를 이용한 폴리프로필렌섬유의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

일라이트 극세분말 제조공정

< 제 1 공정 >

일라이트(Illite) 원석을 습식교반기에 물과 함께 투입하여 충분히 회전시켜서 희석시키고 이를 50∼200메쉬(mesh)의 망체에 여과시켜 여과된 희석부유물에서 침강된 고경도의 불순물은 제거한 다음 여기에서 얻어진 희석부유물을 다시 300∼1000메쉬의 망체에 여과시켜 여과된 희석부유물에서 침강된 샌드(sand)류의 고경도 불순물은 제거한다.

< 제 2 공정 >

상기 공정에 의한 일라이트 희석물에 침강제를 투입하여 완전침강된 상태가 되면 맑은 물은 제거하여 침전스러지 상태의 저경도의 일라이트만을 얻는다.

< 제 3 공정 >

상기 공정에 의한 저경도의 일라이트를 스크류 마찰구성의 압출방사식 분쇄기에 투입하여 골고루 분쇄시키고 이를 건조기에 투입하여 건조시킨 일라이트는 다시 레이몬드방식 또는 볼밀, 에어제트, 마찰분쇄기로 분쇄시키는 과정에서 분급기로 극세분말을 얻는다.

이때, 일라이트 극세분말의 평균입도는 2∼4마이크론이고 비표면적 10,000∼20,000cm/g 상태의 극세분말만을 갖도록 하여 이를 섬유용으로 사용한다.

일라이트 폴리프로필렌 섬유 제조공정

< 제 1 공정 >

일라이트 극세분말이 10∼40%함유된 마스터칩과 일반칩의 흔합비율을 1 : 9 또는 2:9 의 비율로 하여 혼합한다.

< 제 2 공정 >

상기 공정에 의한 혼합물을 건조하여 방사기에 투입하되 방사구의 방사구멍 지름은 0.1∼1mm, 방사온도 180~250℃, 방사속도 500∼5,000m/분으로 방사한 후 20∼160℃에서 2∼6배정도 연신하여 일라이트 필라멘트(모노, 멀티 포함)를 얻는다.

이때, 여기에 크림프(Crimp)를 주고 건조하여 용도(방적사, 부직포, 카펫트, 봉제)에 맞는 길이로 절단하면 일라이트솜을 얻을수 있다.

이렇게 제조된 본 발명의 일라이트 폴리프로필렌 섬유는 밀도가0.9g/cm³~1.1g/cm³이고, 단사굵기는 1.2∼50데니어, 강도 2∼9g/데니어, 탄성율 10∼90g/데니어, 신도 5∼40%로 된다.

그리고, 상기 공정에서 폴리프로필렌의 물리적, 열적, 광학적 안정성 및 화학적 기능성을 부여하기 위하여 첨가되는 물질로서는 열안정제, 광안정제, 자외선안정제, 방염제, 유연제, 습윤제, 혼화제, 가소제,대전방지제 등이 사용될수 있다. 이들 첨가물질은 폴리프로필렌의 고유한 단점을 보완하기 위한 것으로서 일반적으로 널리 사용되고 있는 상품중에서 사용가능하다.

상기 일라이트폴리프로필렌 섬유의 제조에 사용되는 일라이트 마스터칩의 제조 실시예는 다음과 같다.

<일라이트 마스터칩 제조실시예>

폴리프로필렌칩(P.P.Chip)을 건조하여 이를 분쇄기에서 골고루 분쇄하여서된 분쇄된 칩 60∼90%와, 건조된 일라이트 극세분말 10∼40%비율로 혼합기에 투입하여 골고루 혼합(Blending)하고

상기 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하되 용융온도는 180∼250℃ 사이의 용융상태에서 완전한 혼합용융체가 될때까지 혼합하여 압출한다. 이때, 방출되어 나오는 사출반고체 용융물은 수냉식 냉각기에 침지(Dipping)시켜 냉각시킨 다음 이를 절단하여 일라이트 마스터칩을 얻는다.

상기에서 분말의 뭉침방지를 위해 분산재와 무기물과 유기물이 잘 혼합되도록 실리콘성분인 결합제(Cupling)를 제 1공정의 혼합(Blending) 할때나 제 2공정의압출기에 투입하여 압출한다.

그리고, 상기에 사용되는 혼합기는 컴파운드, 트윈스크류, 압출혼합기, 싱글스크류, 압출혼합기, 브라벤트, 시그마믹서 등이 사용가능하며 기계적혼합을 보다 효과적으로 수행하기 위해서는 컴파운드, 트윈스크류, 압출혼합기가 바람직하다.

이와같이하여 제조되는 본 발명의 일라이트 극세분말은 일라이트 광물속에 분포되어 있는 높은 경도의 장석, 백운모, 프리실리카단제를 제거하여 일라이트의 경도는 1이고 평균입도 2∼4마이크론이고 비표면적 10,000∼20,000cm/g로 극세분말화하였으므로 입도와 경도문제를 완전해결하여 용융방사식 화학섬유를 생산하는데 효과적으로 사용할수 있게된다.

이러한 일라이트 극세분말로 제조된 일라이트 마스터칩은 폴리프로필렌솜, 부직포, 필름용, 섬유(모노,멀티,필라멘트)용, 일반사출용으로 사용하면 고기능성을 부여할수 있게 되는 것이다.

또, 일라이트 분말이 0.6∼5%까지 함유된 일라이트 폴리프로필렌 섬유는 폴리프로필렌의 우수한 가공성, 물성, 및 기계적 성질을 갖고 있으면서 거칠고 팍팍한 성질과 염색성, 흡착성, 친화성 등 화학적기능이 크게 떨어지는 결점을 해소하게 되는 것으로 폴리프로필렌고유의 화학냄새를 현저히 감소시키고 흡습율 및 흡착탈취력은 증가되고 부드럽고 매끄러운 성질로 변화시키게 된다.

즉, 일라이트 폴리프로필렌섬유의 탄성회복율은 80∼98%이고, 원적외선 방출량이 89~92%, 탈취율 10배이상, 흡습율 2배이상, 음이온방출, 레귤러방식으로 제조된 원사의 터치와 촉감(부드럽고 매끄러움)이 좋고 전혀 다른냄새, 알레르기성의현저히 저하, 항균성, 보온성 등을 갖고 일라이트특성(다공질) 때문에 일라이트를 혼입한 섬유는 다공질의 섬유가 되어 원단에서 자동수분조절이 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기의 일라이트와 거의 동일한 결정구조, 구성성분, 경도, 활도를 갖는 광물은 견운모(sericite)[KAℓ₂(AℓSi₃O₁₀)(OH)₂]로서 이를 사용하여 섬유화 하려면 역시 경도가 높은 프리실리카 또는 실리카볼을 제거해야 된다.

즉, 고경도를 제거하여 저경도의 견운모를 극세분말화시키는 방법은 견운모의 결정구조 특성 때문에 일라이트와 같은 방법으로 행해져서 마스터칩으로 제조되고 폴리프로필렌 섬유를 제조하게 되므로 견운모(sericite)에도 일라이트(Illite)와 같이 동일한 제조방법으로 적용시켜 실현가능하기 때문에 본 발명에서는 그것들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 기본적인 생각은 일라이트, 견운모의 특성을 이용하면서 폴리프로필렌 섬유를 제조하는데 있다.

이와같이된 본 발명의 일라이트 극세분말은 입도 및 경도를 낮추어 섬유용으로 효과적으로 사용할수 있게 된다.

또, 이러한 일라이트분말로 제조한 일라이트 마스터칩으로 일라이트 폴리프로필렌 섬유를 제조하여 항균, 항취기능과 보온성 등 다양한 기능을 갖춘 제품을 얻을수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims

일라이트(Illite) 원석을 습식교반기에 물과 함께 투입하여 충분히 회전시켜서 희석시키고 이를 50∼200메쉬 및 300∼1000메쉬의 망체에 각각 여과시켜 여과된 희석부유물에서 침강된 고경도 불순물을 제거하여서된 저경도 일라이트 희석물에 침강제를 투입하여 침강상태가 되면 물은 제거하고, 침전스러지는 압출방사식 분쇄기에서 분쇄시키고 이를 건조하여 분쇄하는 과정에서 분급기로 평균입도 2∼4마이크론이고, 비표면적 10,000∼20,000cm/g 상태의 극세분말만을 갖게됨을 특징으로 하는 일라이트 극세분말 제조방법
일라이트 극세분말이 10∼40% 함유된 마스터칩과 일반칩의 혼합비율을 1:9 또는 2:8로 혼합하여 방사기에 투입하되 방사구의 방사구멍 지름은 0.1∼1mm, 방사온도 180~250℃, 방사속도 500∼5,000m/분으로 방사한후 20∼160℃에서 2∼6배 정도 연신하여 제조하게 됨을 특징으로 하는 일라이트 폴리프로필렌 섬유의 제조방법