KR100464166B1

KR100464166B1 - 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 전자파 차단 기능을 갖는 폴리프로필렌 멀티 필라멘트사 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100464166B1
Application number: KR10-2003-0031082A
Authority: KR
Inventors: 조병범
Original assignee: 조병범
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2005-01-03
Also published as: KR20040098808A

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지에 평균입경 0.3㎛(325Mesh)정도되게 분말체로 만든 이산화티타늄분말(광촉매), 토루말린(전기석)분말, 세리사이트(견운모)분말, 은분말, 그리고 실리카분말, 산화칼슘분말, 인산분말, 산화아연분말, 지르코늄분말, 산화나트륨분말,아연분말을 혼합하여 조성한 혼합체 분말체를 일정비율로 첨가한 조성물을 만들어 폴리프로필렌수지와 3:2의 중량비로혼합하여 마스터베치를 형성하고 이를 다시 폴리프로필렌수지와 5:5의 중량비로 혼합하여 120~140℃에서 1시간정도 열처리하여 수분과 습기를 제거한 후 220~240℃에서 용융방사하는 것을 특징으로하는 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 원적외선, 전자파차단 기능을 가지는 폴리프로필렌 멀티 필라멘트사 및 그의 제조방법으로서,

본 제품의 특성은 음이온에 의한 동,식물의 성장촉진,운동능력증진,노화방지 그리고 전류형성 작용등의 복합작용에 의한 항균 및 신선도 세포의 생활력화를 활성화하는데 탁월한 기능을 가지게되고, 인체에 대한 친화력이 우수한 무독성의 항균제로서 안전성이 극히 우수하며, 각종 균과의 접촉을 통한 항균 및 살균능력을 나타내고,

또한, 유기항균제와는 달리 고온에서도 안정하며 휘발 및 용출이 없기 때문에 항균력이 장기간 지속되고 빛(U.V)에 대한 안정성이 매우 우수한 섬유를 얻는 것인데,

따라서, 본 제품의 원사를 이용하여 벽지, 카펫트, 매트리스, 커텐, 차량용시트와 매트 그리고 공기정화용필터, 산업용 타포린, 운동화, 텐트, 특수의류 및 수영복등을 만들어 기능성 제품을 개발하므로서 국내 시판은 물론 세계각국에 수출을 하여 외화를 획득하는데도 큰 이점을 얻을 수 있다.

Description

항균, 정화, 방오, 자외선차단, 전자파 차단 기능을 갖는 폴리프로필렌 멀티 필라멘트사 및 그의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF MULT FILAMENT YARN WITH ISOLATION FUNCTION OF ANTIBACTERIAL PURIFYING, ANRIFOULING, ULTRAVIOLET AND ELECTROMAGNETIC WAVES}

본 발명은 폴리프로필렌수지에 이산화 티타늄분말, 세리사이트분말, 전기석분말, 은분말 그리고 실리카분말, 산화칼슘분말, 인산분말, 산화아연분말, 지르코늄분말, 산화나트륨분말, 아연분말을 일정비율로 혼합하여 구성시킨 혼합분말체로 구성되는 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 전자파차단 기능을 갖는 폴리프로필렌 필라멘트사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

지금까지 알려진 기능성섬유는 음이온 또는 원적외선이 방사되는 물질로 맥반석, 옥, 게르마늄, 황토, 숯, 일라이트중에서 어느 하나를 폴리에스테르 그리고 원면섬유에 혼합하거나 섬유표면에 액상코팅하여 건조시키는 방법으로 기능성섬유를 제조한 바 있고 이러한 기능성 섬유들은 원적외선을 방출하고 이물질의 흡착성도 있기 때문에 어느정도의 항균작용과 소취작용을 할 수가 있다.

그러나 다양한 기능성을 발휘하는데는 한계가 있었으므로 본 제품은 폴리프로필렌 방사 멀티 필라멘트에 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 원적외선, 전자파차단, 음이온방출 기능을 가지는 물질을 혼합적으로 포함시켜서 복합적인 기능을 반영구적으로 발휘할 수 있게 구성하여 섬유의 기능을 더욱 다양화시켜 산업이용율을 향상시키고저한 것이다.

본 발명은 용융방사되는 폴리프로필렌 멀티 필라멘트에 이산화티탄분말(광촉매), 토루말린(전기석)분말, 세리사이트(견운모)분말, 은(실버)분말, 그리고 실리카분말, 산화칼슘분말, 인산분말, 산화아연분말, 지르코늄분말, 산화나트륨분말, 아연분말로된 혼합분말체를 일정비율로 혼합시켜서 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 원적외선차단, 전자파차단, 음이온의 발생과 같은 다양한 기능을 복합적으로 발휘하는 섬유를 생산하여 우리생활전반에 미치는 유용한 제품을 만들 수 있게하므로서 기능성 섬유산업에 이바지할 수 있도록한 것이다.

도 1 (a),(b)는 본 발명에 사용되는 방사기와 연신기의 예시도

도 2는 본 발명에 사용되는 공조기 예시도

도 3은 본 발명에 사용되는 전기콘트롤 예시도이다.

* 도면의 중요부분에 대한 부호의 설명

100 : 방사기 101 : 기어박스

102 : 스핀블록 103 : 자동필터교환기

104 : 인버터모타 105 : 기어펌프

106 : 감속기 107 : 노즐

401 : 와인더 402 : 지관

500 : 공기탱크 501 : 드라이어

601 : 모터조정부 602 : 히터조정부

본 발명은 폴리프로필렌 멀티필라멘트사에 평균입경 0.3㎛(325Mesh)정도되게 분말체로 만든 이산화티타늄분말(광촉매), 토루말린분말(전기석), 세리사이트(견운모)분말, 은분말, 그리고 실리카분말, 산화칼슘분말, 인산분말, 산화아연분말, 지르코늄분말, 산화나트륨분말,아연분말을 7:1의 중량비로 혼합한 혼합 분말체를 약6중량% 범위로 혼합하여 구성되는 폴리프로필렌 멀티필라멘트사이다.

또한, 본 발명은 폴리프로필렌칩에 평균입경0.3㎛(325Mesh)정도되게 분말체로 만든

이산화티타늄분말(광촉매) 7중량%

토루말린분말(전기석) 7중량%

세리사이트분말(견운모) 7중량%

은분말 7중량%

혼합분말체(실리카분말, 산화칼슘분말, 인산분말, 산화아연분말, 지르코늄분말, 산화나트륨분말,아연분말을 7:1의 중량비로 혼합한 촉매작용제)

2중량%

를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계와,

상기 혼합물을 폴리플로필렌 칩과 3:2의 중량비(폴리프로필렌 칩(3) : 혼합물(2))로 마스터 베치를 제조하는 단계와,

상기 마스터베치와 폴리프로필렌 칩을 5:5의 중량비로 혼합하면서 120~140℃로 가열하여 수분과 습기를 제거하는 단계와,

수분과 습기가 제거된 혼합조성물을 220~240℃에서 용융방사하는 단계로 제조되는 폴리프로필렌 멀티필라멘트사의 제조방법에 관한 발명이다.

본원 발명에서 사용하는

1) 전기석은 토르말린이라는 명칭으로 그 화학성분은 철, 마그네슘, 알카리금속등과 알루미늄의 포괄 포함하는 봉규산염으로 형성되고 그 결정형은 6각 또는 9각 때로는 3각 주상(主狀)을 이루며, 주(住)의 상하에서 결정형을 달리하는 경우와 상하가 편평한 능면체나 침상(針狀), 모상(毛狀)을 나타내면, 때로 입상(粒狀), 괴상(壞狀)을 가지며 굳기 7.0~7.5 비중 2.98~3.20의 유리광택 또는 수지광택의 전기석으로 대전하기 때문에 철성분이 많은 것을 철 전기석이라 하며 먼지를 끌어들이는 호전기성을 가지는 광물이고,

2) 이산화티타늄은 광촉매제로서 광(光)을 받으면 친수성 기능을 가지는 촉매반응 물질로서 광촉매 표면의 옥스콤파운드(Oxo Compound)가 빛을 받으면 공기층의 수분과 반응하여 하이드로시(Hydorocy)로 변화되어 친수성 내산성 내알칼리성기능을 가지며,

특히, 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시켜주는 친환경적 소재의 이산화티타늄 광촉매는 n형 반도체로서 자외선(400mm)을 받으면 전자(electron), 전공대(Electron hole)가 형성되어 강한 산화력을 가지는 하이드록시라티칼과 슈퍼 옥사이드를 생성 하이드로시라티칼과 슈퍼 옥사이드가 유기화합물을 산화 분해시켜 무해한 물과 탄산가스로 변화시킨다.

따라서 세균도 유기화합물이므로 광촉매의 강한산화작용에 의해 산화분해되어 살균되며, 이로인해 이산화티타늄은 산화 반응력에 의해 살균, 항균, 탈취, 유기물분해기능을 발휘하는 특징이 있다.

3) 견운모는 화학성분명으로는 세리사이트라고 하는 광물로서 광물중 게르마늄 함유량이 매우 높은 광물이며 원적외선 방출이 우수하고 가장 인체친화적인 광물로서 바이오세라믹과 원적외선 응용상품에 적합하며 그 성분을 보면 SI₂> Al₂O₃> k₂O > Fe₂O₃>순으로 구성되어 산화물계 세라믹으로서 30℃에서의 원적외선 방사율이 높고, 파장 5~20㎛ 파장범위에 속하는 것이기 때문에 인체에 유익한 광물이다.

그러므로 본 제품은 평균입경 0.3㎛(325Mesh)으로 분말을 만들어서 상기 전기석분말과 이산화티타늄분말과 혼합하고 폴리프로필렌수지에 혼합하고 용융방사하므로서 복합 기능성섬유를 만들 수 있다.

4) 은(실버) 분말은 독성이 없는 친환경적인 제품으로 인체에 무해하며 매우 높은 항균성을 가지고 있는게 특징이고, 항곰팡이, 탈취 기능도 있기 때문에 이를 섬유제조에 이용하므로서 상승효과를 얻을 수 있다.

5) 혼합분말체는 실리카, 산화칼슘, 인산, 산화아연, 지르코늄, 산화나트륨, 아연을 평균입경 0.3㎛(325Mesh)정도되게 분말하여 7:1의 중량비로 혼합시킨 조성물로 촉매역활을 한다.

한편, 본 발명의 실시를 위해서는 다음과 같은 기계가 필요하다.

1. 방사기

도 1 (a)(b)와 같이 구성되어 기어박스(101)내에 고효율 감속기어가 배치되고, 25마력 인버터 모터가 장착된 30:1비의 80MM방사기를 채택, 전기히터로 방사기(100) 3곳에서 온도를 조절한다.

인버터 모터로 스크류 속도를 조절하므로 토출량을 조절하여 폴리머와 마스터 배치의 혼합용융을 원활히 해준다.

또, 상기 방사기에는 자동필터 교환기(103)가 장치되어 운전중에도 필터를 교환할 수 있고,

스핀블록(102)에는 기어펌프(105) 4개가 장치되어 있으며, 교류 인버터 모타(104)로 일정한 속도를 유지한다.

감속기(106)와 펌프(105)는 샤프트로 연결하여 개별적인 관리가 가능하므로 노즐교환도 각각 이루어질 수 있게 설계되고,

스핀헤드는 4개의 노즐(107)이 장착되었으며, 노즐 청소,교환이 용이하며, 스텐레스 필터망을 사용한다.

2. 공조기

도 2와 같이 구성되어 캐비닛 뒷쪽으로부터 차가운 공기를 불어넣어 방사된 실을 식혀주며, 이 공기는 인버터 터보팬으로 공급하여, 실의 굵기에 따라 공기의 양을 적절히 조절할 수 있다.

공기의 온도는 터보팬에 연결된 에어컨으로 조절한다.

캐비닛 뒤쪽에는 스크린을 설치하여 공기중에 있는 오염물등을 걸러주고, 일정한 공기의 흐름을 보장한다.

본 방식의 장점은 스크린(철망)의 교체가 용이하여 사용이 편리하다.

3. 흡입기

기계 첫 가동에서 시험방사되어 사용을 하지 못하는 원사를 쉽게 수거하기위해 구비된다.

4. 프레임

메인 기계설치를 쉽게 장치, 편리한 이동성을 위한 H-빔으로 설계구조방식.

5. 오일 공급장치

오일 공급은 방사된 실의 표면에 오일을 코팅하기 위한 것으로 도1의 300과 같이 롤러 접촉방식인데 직류모터로 롤러 속도를 재어야하며, 오일은 탱크로부터 순환되는 방식이다.

6. 연신기

도1의 (b) 400과 같이 8세트의 연신기로 각각의 연신기는 two-cop winder(두개의 보빈을 동시에 작업하는 방식)가 한대씩 장착되어있고,

1번롤러: 185×170, 0.5마력 오렌지 볼, single heat with one separate roller

2번롤러: 185×170, 0.5마력 오렌지 볼, single heat with one separate roller

3번롤러: 185×170, 1마력 오렌지 볼, heaed twin roller

각각의 롤러는 샤프트로 인버터 모타에 연결되었으며, 속도 조절이 가능하고, 최대속도는 2500M/min이며, 모든 모터는 전기에 의해 그 온도를 조절하는 방식으로 부착된 와인더(401)는

마찰 운전 winder이며 : 최대속도 2500M/min

2 cop winder,지관(402): 73mm(ID)×87mm(OD)×270mm(L)

최대 권취 중량 : 8Kg의 기능을 가진다.

7. 콤프레셔는 도2에 표시된 바와같이 100마력 스크류 방식으로 공기탱크(500)와 드라이어(식혀주는 방식)(501)를 구비하며,

8. 전기 콘트롤은 도3과 같이 구성되어

전기 사용 : 380V 50Hz 3P / 220V 60Hz 3P

콘트롤박스: 3세트 1120mm×1900mm×700mm

모터 : 인버터 콘트롤 모터방식

온도콘트롤: Digital T.I.C./P.I.D. control이고,

모터조정부(601)와 히터조정부(602)가 구분되어 설계된다.

이와같이 구성된 본 발명은 폴리프로필렌 수지에 토루말린(전기석)분말과 이산화티타늄분말, 견운모분말, 은분말 그리고 특정의 물질인 실리카, 산화칼슘, 인산, 산화아연, 지르코늄, 산화나트륨, 아연을 분말하여 7:1의 중량비로 혼합한 혼합 분말체를 폴리프로필렌수지에대하여 약6중량%범위로 혼합하어 제조되기 때문에 상기 혼합물의 작용으로 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 전자파차단, 음이온방출기능을 효과적으로 발휘하게되고,

본 발명은 상기 혼합물들은 그 입경이 0.3㎛정도의 크기로 분말하여 마스터베치를 만들어 폴리프로필렌칩에 혼합하기 때문에 균등한 혼합을 달성하게 되고 용융방사가 용이하고 혼합물이 균등하게 분포가되어(아래사진참조)섬유를 형성하므로

기능성 폴리프로필렌 멀티 필라멘트사를 구성하게되어 원적외선 방출기능과 음이온 방출기능 및 광촉매기능이 보다 더 원활하고 이로인해 인체에 유익한 활성물질 방출기능은 물론이고 항균효과를 높힐 수 있기때문에 의류로 만들어 착용할 경우 전기석의 작용으로 인체의 모세혈관을 크게하여 혈액순환을 촉진, 세포의 활성화, 신진대사, 위장운동의 활성화, 온열효과, 피로회복, 신경통, 기미, 냉대하증치료에 기여하게되며, 또한 항산화작용과 음이온방출작용을 하며, 원적외선 방출을 상승시키는 작용을 하여 건간을 증진시키게되고, 유해한 활성산소를 분해하고 알카리화하여 두통과 다이어트에 큰 효과를 발휘하게되며, 항균작용, 탈취작용, 정수, 방오작용을 더욱 향상시키므로 이 섬유를 사용하여 벽지(가정용,상업용), 카페트(가정용, 상업용), 매트리스(가정용, 상업용), 커텐(가정용, 상업용), 차량내장제에 적용할 경우 국내는 물론 세계각국에 수출하여 외화획득에 기여할 수 있는 이점을 얻을 수 있는 것이다.

Claims

폴리프로필렌 멀티필라멘트사에 평균입경 0.3㎛(325Mesh)정도되게 분말체로 만든 이산화티타늄분말(광촉매), 토루말린분말(전기석), 세리사이트(견운모)분말, 은분말, 그리고 실리카분말, 산화칼슘분말, 인산분말, 산화아연분말, 지르코늄분말, 산화나트륨분말,아연분말분말을 혼합시킨 혼합 분말체를 6~10중량% 범위로 첨가하여 폴리프로필렌 멀티필라멘트사를 구성하는 것을 특징으로 하는 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 전자파 차단 기능을 갖는 폴리프로필렌 멀티 필라멘트사.
폴리프로필렌 수지에

평균입경 0.3㎛(325Mesh)정도되게 분말체로만든

이산화티타늄분말(광촉매) 7중량%

토루말린(전기석)분말 7중량%

세리사이트(견운모)분말 7중량%

은분말 7중량%

촉매제로 실리카분말,산화칼슘분말,이산분말,산화아연분말,지르코늄분말,산화나트륨분말,아연분말을 7:1의 중량비로 혼합시킨 혼합분말체 2중량%

를 첨가하여 혼합물을 조성하는 단계와,

상기 혼합조성물을 폴리프로필렌 칩과 3:2의 중량비로 마스터베치를 형성하는 단계와,

마스터베치와 폴리프로필렌 칩을 5:5의 중량비로 혼합하고 수분과 습기를 제거하는 단계와,

수분과 습기가 제거된 혼합물을 220~240℃에서 용융방사하는 단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 원적외선 전자판차단 기능을 갖는 폴리프로필렌 멀티필라멘트사의 제조방법.