KR100783488B1 - 위조방지용 섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특수형태의 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후 상기 수지의 열변형 온도로 열처리한 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유에 관한 것이다. 본 발명에 따른 특수형태의 섬유가 나타내는 효과는 단섬유가 C형, O형, S형 등의 특유한 모양 이외에 유색안료, 형광안료, 적외선안료 등의 기능성 안료를 혼합하여 섬유를 제조함으로서, 섬유가 시각적으로는 유색안료에 의한 색상 또는 자외광에 의한 형광 또는 적외선 흡수 특성이 각각 나타나는 기능성을 가지게 된다. 이러한 특수형태의 섬유는 단섬유로 절단하여 종이나 고분자 수지 또는 코팅액에 혼합하여 이용하면 위조방지의 기능성을 가지게 되는 효과가 있다. 본 발명에 따른 특수형태의 섬유는 보안성이 요구되는 은행권, 증채권, 여권, 신분증 등의 특수한 제품에 이용되어 진위식별요소와 위조방지를 하는 기능성 요소로서 이용될 수 있다.
특수섬유, 위조방지, 안료

Description

위조방지용 섬유 및 이의 제조방법{Fiber for prevention counterfeiting and manufacturing method thereof}
본 발명은 특수형태의 섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후 상기 수지의 열변형 온도로 열처리한 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유에 관한 것이다. 본 발명은 특수형태의 기능성 섬유를 제조하고, 종이나 시트 등의 매질에 혼합하여 이용하는 기술에 관한 것이다.
이러한 특수형태의 섬유가 나타내는 효과는 유색안료, 형광안료, 적외선안료 등의 기능성 안료를 혼합하여 섬유를 제조함으로서, 섬유가 시각적으로는 유색안료에 의한 색상 또는 자외광에 의한 형광 또는 적외선 흡수 특성이 각각 나타나는 기능성을 가지게 되며, 이성분 구조의 섬유가 열처리에 의해 특수한 형태로 변형되어 위조방지용 섬유로 이용 가치가 높아진다.
본 발명과 관련된 종래의 기술로서, 섬유에 기능성을 부여하기 위한 기술을 소개하면 다음과 같다.
형광 기능성을 갖는 섬유는 섬유용 합성수지에 외관색이 백색 또는 유색인 형광안료 또는 형광염료를 용융 또는 분산시키고 사출에 의해 섬유로 제조하거나, 섬유 표면에 형광염료를 반응시켜 고착하거나, 형광안료나 형광염료를 도료 또는 잉크로 제조하여 섬유에 인쇄, 도포 및 피복하는 방법을 이용하여 제조하고 있으며, 이의 관련 특허로는 일본 특개소 제63-196719호(1988), 특개소 제63-165517호(1988) 및 특개평 제2-200811호(1990)를 들 수 있다.
이러한 형광 기능성 섬유는 단섬유(短纖維)로 만들어 제지공정에 소량을 첨가하여 종이를 만들어 보면 시각적으로는 잘 보이지 않지만, 종이를 형광램프 즉 자외선을 비추면 단섬유가 자외선에 여기되어 형광을 나타냄으로서 쉽게 관찰되어 일반적인 종이와 차별화됨으로 위조방지의 효과를 가지게 된다.
형광성 기능이 강화된 섬유에 관한 기술로서 한국특허 특1993-0025561에는 섬유를 시각적으로 볼 수 있게끔 1차 염착시킨 후, 다른 색상으로 발현되는 형광 염료를 2차 염착하여 가시적 색상과 형광색상이 다르게 나타나는 위조방지용 섬유를 기술하고 있다.
한국특허 특2001-0112666에는 섬유의 외관색이 백색 또는 색을 거의 띠지 않으며, 서로 각각 다른 발광파장을 갖는 인광물질 및 형광물질을 모두 포함함으로써 자외선 조사와 같은 외부 자극시에는 형광발광색을 나타내며, 외부자극이 제거되었을 때는 인광발광색이 나타나는 위조방지용 기능 섬유를 기술하고 있다.
한국특허 특2000-0076051에는 외부성분과 내부성분으로 구성된 외부심부형 복합섬유의 단섬유(單纖維, Single fiber)를 제조한 후에 짧은 섬유, 즉 단섬유(短 纖維, Short fiber)로 만든 다음에 내부성분을 용해시키는 용매에 첨가하여 내부성분의 일부만을 용해 제거시켜서 단섬유의 양말단부 색과 중앙부 색이 다르도록 제조된 이색성 단섬유를 기술하고 있다.
상기에 조사하고 기술한 기능성 섬유는 한국특허 특2000-0076051를 제외하고는 거의 나이론 또는 폴리에스테르 등의 1개 성분으로 이루어진 일축방사(모노필라멘트, 單纖維)에 의한 섬유 형태이며, 단섬유의 형태에 대하여 기술하고 있지 않으며, 기능성은 섬유 제조과정에 유색안료, 형광안료 등을 혼합하던지, 후 공정에서 염착과 염색을 하여 각각의 특성을 부가하고 있다.
이러한 특허기술은 섬유가 1개 성분으로 구성되어 있기 때문에 특수안료의 첨가에 의한 기능성 부여가 상당히 제약적이며, 섬유가 3 ~ 5mm정도 길이의 단섬유로 잘리면서 일반적인 모양인 "I"형 "J"형, "("형 등으로 제조되기 때문에 매우 단조롭고, 불규칙한 형태가 된다.
본 발명과 관련된 종래의 기술로서, 섬유를 특수형태로 변형시키기 위한 기술을 소개하면 다음과 같다.
사이드 바이 사이드(side-by-side) 형태인 복합섬유의 제조방법은 섬유에 권축성을 부여하기 위하여 개발된 것으로 관련 기술은 다음과 같다.
미국특허 3454460(1969년) 및 일본특허 특개소 51-67421에는 물리적 특성이 다른 이성분(二成分, Two component)의 폴리에스터를 사이드 바이 사이드방식으로 배열된 방사구금을 통해 동시에 방사하여 고도의 권축성을 부여하고 있으며, 한국특허 특1992-0019158와 한국특허 특1996-0027721에는 2종류의 성분과 각기 고유점 도가 다른 폴리머를 방사하고 통상의 방법으로 연신 열처리하여 고권축성 복합섬유의 제조방법을 기술하고 있다.
그리고 한국특허 특1993-0031509에는 방사속도가 서로 다른 2종류의 폴리에스테르 미연신사를 혼섬하여 마이크로 파우더 촉감을 갖는 이수축 혼합섬유를 기술하고 있으며, 한국특허 특1997-0039357에는 사이드 바이 사이드형 복합섬유를 제조함에 있어 방사 토출장치를 개선하여 이성분의 계면에서 한쪽 성분의 일부분이 서로 다른 쪽 성분에 물려 있도록 한 계면접착성이 우수한 섬유를 기술하고 있다.
또한 한국특허 특2000-0001621에는 고유점도가 다른 2종의 폴리머를 복합방사함으로서 방사구금 장치의 개선이 없이 방사시에 생기는 곡사문제를 해결함과 동시에 권축성이 우수한 복합섬유를 기술하고 있으며, 한국특허 특2001-0055283에는 염기성 염료 가염 폴리에스터와 염기성 염료 불염 폴리에스터의 이성분을 복합방사하여 이염효과 및 가공 후 치수안정성이 우수한 섬유를 기술하고 있으며, 한국특허 특2001-0085028에는 2종류의 서로 다른 폴리머를 복합 방사하여 분할형 단면을 갖는 복합사 단섬유를 만들어 극세 부직포를 제조하는 방법을 기술하고 있다.
한국특허 특1999-0073638에는 섬유를 합사하여 새끼꼼 형태에서 염착하여 외부는 염색되고 내부는 염색이 되지 않는 형태의 섬유를 잘라 색동옷 형태의 색동사를 제조한 위조방지용 섬유를 기술하고 있으며, 합사에 의한 염색공정으로 인하여 단섬유가 일부 ∫형을 나타내기도 한다.
그러나 상기에 조사하고 기술한 이성분이 부착되어 있는 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유는 권축성, 계면접착성, 촉감향상, 치수안정성 등의 직물용 섬유 특성을 개선하기 위한 목적 및 섬유로 제조하는 것을 청구하고 있으며, 본 발명과 같이 열변형에 의해 특수한 형태로 제조하는 것이 아니다.
또한 종래의 진위식별, 위조방지 또는 기능성을 위한 단섬유는 모양이 단조롭고, 불규칙한 형태이여서 위조방지 효과가 미흡한 편이다.
본 발명은 상기한 단점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후 상기 수지의 열변형 온도로 열처리함으로써 냉각시키는 경우 수지의 물성에 따라 휘어지거나 수축이 발생하여 특수한 형태의 단섬유를 제공하고자 하는 것이다.
또한 본 발명은 이러한 위조방지용 섬유를 제조하는 방법을 제공하고, 또한 이들을 이용한 위조방지 물품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후 상기 수지의 열변형 온도로 열처리한 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유에 관한 것이다.
본 발명에서 열변형 온도는 일정한 하중을 고분자에 가하면서 일정속도로 승 온하여, 고분자가 하중을 견뎌내지 못하고 변형되는 온도를 측정한 것을 의미한다.
또한 본 발명은 이러한 위조방지용 섬유를 제조하는 방법을 제공한다. 제조되는 섬유의 형태에 따라 두 가지의 양태로 제조될 수 있으며, 일 양태로는
a) 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 첨가하여 2종 이상의 마스터배치를 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
를 포함한다.
또 다른 양태로는
a) 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 첨가하여 2종 이상의 마스터배치를 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 합사(合絲)하여 연사뭉치로 형성시키고 뒤틀림이 발생하도록 꼬임을 형성하는 단계;
d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
e) 상기 꼬임이 형성된 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
를 포함한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 구성 요소인 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유는 보편적이고 기지의 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 용융온도가 다른 하나 이상의 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 마스터배치를 하나의 노즐을 통해 용융 방사함으로써, 단면이 사이드 바이 사이드 형태로 부착되어 있는 섬유를 제조할 수 있다. 이렇게 제조되는 사이드 바이 사이드 형태의 단면을 갖는 섬유는 상기 수지의 열변형 온도로 열을 가했다가 냉각시키는 경우 수지의 용융온도, 분자량 등의 물성에 따라 인장 또는 수축을 하게 되어 섬유가 휘거나 구부러지는 등의 변형이 일어나게 되며, 본 발명은 이러한 특성을 이용하여 특수한 형태의 섬유를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 동일한 종류의 수지를 사용하는 경우, 제1마스터배치의 수지는 용융온도가 높은 것을 이용하고, 제2마스터배치의 합성고분자는 용융온도가 낮은 것을 이용하여 섬유를 제조하고 단섬유로 만든 다음에 열처리를 하면 수축과 팽창의 차이에 의하여 제2마스터배치 성분 방향으로 섬유가 휘어지게 되는 것이다.
또한 제1마스터배치와 제2마스터배치의 수지를 서로 다른 종류로 조합함으로서 각각의 고분자가 가지고 있는 용융특성에 따라 수축과 팽창의 차이에 의하여 섬유가 휘어지게 된다.
본 발명에서 상기 수지는 용융 특성이 있는 것이 바람직하며, 이러한 용융방 사는 고온으로 가열하면 용융하고, 저온으로 되돌려 놓으면 고체가 되는 열가소성 합성고분자인 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 복합섬유에는 시각적 효과 또는 기기감지 효과를 위하여 기능성 안료를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 기능성 안료는 유색안료, 형광안료, 적외선안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료를 사용하여 빛의 파장에 따라 상이한 색상을 발현하도록 한다. 안료의 함량은 섬유가 의류나 직물에 이용되지 않기 때문에 방사공정에 영향을 주지 않는 범위에서 자유롭게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명에서 상기 마스터배치는 용융온도가 다른 2종의 제1마스터배치와 제2마스터배치로 제조하여 2성분을 갖는 섬유로 제조할 수 있으며, 상기 제1마스터배치와 제2마스터배치는 동일한 수지를 사용하거나 또는 서로 다른 수지를 사용하는 것이 가능하다. 상기 복합섬유는 2종 이상의 마스터배치를 각각의 방사용 익스투루더에 유입한 후 하나의 노즐을 통해 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖도록 제조한다.
즉, 2종류의 마스터배치를 이용하여 제조된 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유를 단면적 측면에서 대략적으로 살펴보면 섬유의 단면이 원형, 삼각형, 사각형, 타원형에서 선택되는 어느 하나 이상의 형태가 될 수 있으며, 좌측과 우측의 면적이나 형태가 다르게 형성될 수 있으며, 좌우측 성분에 해당하는 제1성분과 제2성분이 동일한 것으로 구성되게 하거나, 각각 다르게 조합하여 제조할 수 있다.
그리고 제1성분과 제2성분을 다르게 할 경우에는 제1성분과 제2성분의 상호 용해성, 계면접착성이 양호한 것을 선택하는 것이 용융방사에 바람직하다.
즉, 상기 제1마스터배치와 제2마스터배치를 각각의 방사용 익스투루더에 유입한 후 하나의 노즐을 통해 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖도록 제조하는 것이다.
상기 위조방지용 섬유는 상기 용융 방사되는 복합섬유를 잘라 단섬유로 제조하고 수지가 열변형을 일으키는 온도로 열처리 하거나, 상기 복합섬유를 일정 길이에서 뒤틀림이 발생하도록 합사(合絲)하고 수지가 열변형을 일으키는 온도로 열처리 한 후 섬유를 잘라 단섬유로 제조하여 특수한 형태를 갖도록 제조한다. 상기 특수한 형태는 "C"형, "O"형 또는 "S"형으로 제조할 수 있다.
이하는 본 발명에 따른 특수형태의 섬유를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
a) 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 첨가하여 2종 이상의 마스터배치를 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
를 포함하며, 상기 제조방법에 의해 제조되는 단섬유는 "C"형 또는 "O"형으로 제조할 수 있다.
또 다른 양태로
a) 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 첨가하여 2종 이상의 마스터배치를 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 합사(合絲)하여 연사뭉치로 형성시키고 뒤틀림이 발생하도록 꼬임을 형성하는 단계;
d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
e) 상기 꼬임이 형성된 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
를 포함하는 제조방법에 의해 제조하는 단섬유는 "S" 형으로 제조할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 마스터배치는 용융온도가 다른 2종의 제1마스터배치와 제2마스터배치로 구성되며, 상기 제1마스터배치와 제2마스터배치는 동일한 수지를 사용하거나 또는 서로 다른 수지를 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 특수형태의 섬유 제조방법은 이성분이 부착되어 있는 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유를 짧게 잘라 단섬유로 만들고 제1성분과 제2성분이 열변형을 일으키는 온도로 열처리하는 방법이 있으며, 복합섬유를 일정 길이에서 뒤틀림이 발생하도록 합사(合絲)하고 열처리하여 특정 형태로 변형시킨 후에 섬유 를 짧게 잘라 단섬유화 하는 방법 등으로 제조할 수 있다.
이렇게 만들어진 단섬유는 기존의 섬유형태와 달리 상기 단섬유는 "C"형, "O"형 또는"S"형 등으로 제조할 수 있다. 상기 단섬유는 3 ~ 15mm의 길이로 절단하여 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 특수한 형태의 단섬유를 동일한 형태 또는 둘 이상의 형태로 조합하여 종이, 시이트에 소량 혼합한 위조방지 물품도 본 발명의 범위에 포함된다. 즉, 단섬유를 지료에 혼가하여 초지하는 공정을 포함하여 제조한 위조방지용 혼초지도 본 발명의 범위에 포함되며, 상기 단섬유를 합성수지와 혼합하여 사출 또는 압출하여 제조한 위조방지 물품도 본 발명의 범위이다.
이러한 특수형태의 섬유는 섬유를 구성하는 수지와 기능성 안료를 혼합한 제1마스터배치와 제2마스터배치를 조합하여 열처리를 함으로써 여러 가지의 효과가 나타날 수 있으며, 이하의 실시 예에서 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실시 예 1]
실시 예 1은 특수형태의 섬유가 C형이면서, 가시선에는 청색으로 보이며, 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유를 제조하기 위하여 제1성분으로서 합성 고분자인 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 융점 260℃)의 칩(chip)에 유색 안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160)를 5중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하였다.
제2성분 역시 합성 고분자인 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 융점 210℃)의 칩에 외관색이 백색이면서 장.단파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : PANAX RED PKS-225, 발광파장 : 520nm)를 3중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 마스터배치를 각각의 방사용 익스투루더(extruder)에 50:50의 비율로 유입하여 섬유의 직경이 30㎛(약 9데니어) 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
그리고 제조된 복합섬유를 5㎜ 길이로 절단하여 가온 쳄버에 넣고 130℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
[실시 예 2]
실시 예 2는 특수형태의 섬유가 O형이면서, 가시선에서 섬유의 반쪽은 청색으로 보이며, 반쪽은 황색으로 보이는 제조방법에 관한 것이다.
제1성분으로서 합성 고분자인 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 융점 260℃)의 칩에 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 청색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : DAYGLO's사, 상품명 : IPO-19, 발광파장 : 450nm)를 5중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하였다.
제2성분은 합성 고분자인 폴리아미드(나이론 6, 융점 : 215℃)칩에 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : DAYGLO's사, 상품명 : IPO-18, 발광파장 : 530nm)를 5중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 마스터배치를 각각의 방사용 익스투루더에 70:30의 비율로 유입하여 섬유의 직경이 30㎛(약 9데니어) 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5㎜ 길이로 절단하여 가온 쳄버에 넣고 150℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
[실시 예 3]
실시 예 3은 특수형태의 섬유가 S형 이면서, 가시선에서는 적색으로 보이며, 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 단파장 자외선에서는 녹색형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제1성분으로서 합성 고분자인 폴리아미드(나이론 66, 융점 : 250℃)의 칩에 유색이면서 형광성인 적색의 로다민 B(C.I. Basic Violet 10)를 5중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하였다.
제2성분은 폴리아미드(나이론 6, 융점 : 215℃)칩에 외관색이 백색이면서. 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명: Lumilux?? CD-770, 발광파장 : 520㎚)를 5중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사 를 위한 마스터배치를 제조하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 마스터 벳치를 각각의 방사용 익스투루더(extruder)에 60:40의 비율로 유입하여 섬유의 직경이 30㎛(약 9데니어) 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 30개 섬유가 일합사 되도록 하고 1cm당 4번의 뒤틀림(꼬임)이 있도록 한 다음에 쳄버에 널고 150℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하고, 길이가 5㎜가 되도록 절단하고 풀었다.
[실시 예 4]
실시 예 4는 특수형태의 섬유가 이중 꼬임의 S형 이면서, 가시선에서 미백색으로 보이며, 자외선의 장파장에서는 적색으로 보이고, 적외선의 영역에서는 적외선을 흡수하여 흑색을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제1성분으로서 합성 고분자인 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 융점 260℃)의 칩에 외관색이 백색이면서 장.단파 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : PANAX RED PKS-225, 발광파장 : 520㎚)를 3중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하였다.
제2성분은 합성 고분자인 폴리아미드(나이론 6, 융점 : 215℃)의 칩에 외관색이 갈색이면서 근적외선 영역에서 적외선을 흡수하는 적외선안료(제조사 : Epolin사, 상품명 : Epolight 1117, 성분 : Tetrakisamminium, 최대흡수파장 : 1071nm)를 5중량% 첨가하고 가열, 혼합하여 용융방사를 위한 마스터배치를 제조하 였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 15개 섬유로 구성된 합사를 3개가 교차되도록 3합사한 다음에 1cm당 6번의 뒤틀림(꼬임)이 있도록 한 다음에 쳄버에 넣고 150℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하고, 길이가 5㎜가 되도록 절단하고 풀었다.
실시 예에 의한 기능성 및 효과는 표 1과 같다.
[표1] 실시 예에서 나타난 기능성 섬유의 시각적 효과
섬유형태 가시선에서 색상 자외선에서 발광색상 적외선에서 흡수색상
단파장 장파장
실시 예1 C형 청색 적색 -
실시 예2 O형 - 청색 녹색 -
실시 예3 S형 적색 녹색 적색 -
실시 예4 이중S형 - 적색 흑색
본 발명에 의해 제조된 사이드 바이 사이드 형태의 단섬유는 종이 제조 시 혼합하여 이용하는 방법, 플라스틱 시트를 제조할 경우 수지에 분산하여 이용하는 방법, 코팅용 용액에 분산하여 특정 제품의 표면에 부착하는 방법, 장섬유로 이용하여 기능사로 이용하는 방법 등이 다양하게 있으며, 보안성이 요구되는 은행권, 여권, 수표, 유가증권과 특수 제품의 진위식별요소로 이용할 수 있다.
본 발명에 의한 특수형태의 섬유 제조방법은 이성분이 부착되어 있는 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유를 짧게 잘라 단섬유로 만들고 열변형을 일으키는 온 도로 열처리하는 방법 또는 복합섬유를 일정 길이에서 뒤틀림이 발생하도록 합사하여 열처리한 후에 섬유를 짧게 잘라 단섬유화 하는 방법 등으로 제조할 수 있으며, 이렇게 만들어진 단섬유는 기존의 섬유형태와 달리 C형, O형 S형 등으로 제조할 수 있어 종이, 시트에 소량 혼합하여 이용할 경우에 위조방지 효과가 매우 크다.
또한 본 발명에 의해 제조된 단섬유를 종이에 극소량을 함유시키면 가시선, 자외선, 적외선에서 여러 가지 기능성, 즉 시각적 색상과 형광색상, 적외선 흡수 특성을 복합적으로 가지고 있는 특수형태의 은사(隱絲, security fiber, 종이의 구성요소인 섬유 중에 아주 적은 양의 기능성 섬유가 은폐 또는 엄패되어 있는 섬유를 의미함)가 관찰됨으로 종이의 진위여부는 물론 위조방지요소로 이용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후 상기 수지의 열변형 온도로 열처리한 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기능성 안료는 유색안료, 형광안료, 적외선안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료를 사용하여 빛의 파장에 따라 상이한 색상을 발현하도록 하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수지는 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마스터배치는 용융온도가 다른 2종의 제1마스터배치와 제2마스터배치로 구성되며, 상기 제1마스터배치와 제2마스터배치는 동일한 수지를 사용하거나 또는 서로 다른 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복합섬유는 2종 이상의 마스터배치를 각각의 방사용 익스투루더에 유입한 후 하나의 노즐을 통해 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖도록 제조하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1마스터배치와 제2마스터배치를 각각의 방사용 익스투루더에 유입한 후 하나의 노즐을 통해 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖도록 제조하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 위조방지용 섬유는 상기 용융 방사되는 복합섬유를 잘라 단섬유로 제조하고 수지가 열변형을 일으키는 온도로 열처리 하거나, 상기 복합섬유를 일정 길이 에서 뒤틀림이 발생하도록 합사(合絲)하고 수지가 열변형을 일으키는 온도로 열처리 한 후 섬유를 잘라 단섬유로 제조하여 특수한 형태를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 특수한 형태는 "C"형, "O"형 또는 "S"형인 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유.
  9. 제 8항에 따른 특수한 형태의 단섬유를 동일한 형태 또는 둘 이상의 형태로 조합하여 사용한 것을 특징으로 하는 위조방지 물품.
  10. a) 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 첨가하여 2종 이상의 마스터배치를 제조하는 단계;
    b) 상기 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
    c) 상기 섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
    d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
    를 포함하는 위조방지용 섬유의 제조방법.
  11. a) 서로 다른 용융온도를 갖는 수지에 기능성 안료를 첨가하여 2종 이상의 마스터배치를 제조하는 단계;
    b) 상기 2종 이상의 마스터배치를 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
    c) 상기 복합섬유를 합사(合絲)하여 연사뭉치로 형성시키고 뒤틀림이 발생하도록 꼬임을 형성하는 단계;
    d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
    e) 상기 꼬임이 형성된 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
    를 포함하는 위조방지용 섬유의 제조방법.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 기능성 안료는 유색안료, 형광안료, 적외선안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료를 사용하여 빛의 파장에 따라 상이한 색상을 발현하도록 하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 수지는 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 마스터배치는 용융온도가 다른 2종의 제1마스터배치와 제2마스터배치로 구성되며, 상기 제1마스터배치와 제2마스터배치는 동일한 수지를 사용하거나 또는 서로 다른 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 단섬유는 "C"형, "O"형 또는 "S"형인 것을 특징으로 하는 위조방지용 섬유의 제조방법.
  16. 제 15항의 제조방법에 의해 제조된 상기 단섬유를 지료에 혼가하여 초지하는 공정을 포함하여 제조한 위조방지용 혼초지.
  17. 제 15항의 제조방법에 의해 제조된 상기 단섬유를 합성수지와 혼합하여 사출 또는 압출하여 제조한 위조방지 물품.
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