KR101041159B1 - 난연성 및 차광성이 우수한 열융착섬유 및 이를 이용한 섬유제품 - Google Patents

난연성 및 차광성이 우수한 열융착섬유 및 이를 이용한 섬유제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난연성 및 차광성이 우수한 열융착섬유 및 이를 이용한 섬유제품에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 열융착섬유는 2성분 폴리머(A,B)들이 서로 복합된 단면 구조를 갖고, 상기 2성분 폴리머 중 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되어 있으며, 상기 2성분 폴리머 중 나머지 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되거나 난연제 및 유색 첨가제 중 1종만 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 섬유제품은 섬유제품을 구성하는 원사 전부 또는 일부가 상기 열융착섬유로 구성되어 난연성, 차광성 및 열융착성이 동시에 우수하다.
그로 인해 본 발명은 안막용 롤 브라인더 제조에 특히 유용하다.

Description

난연성 및 차광성이 우수한 열융착섬유 및 이를 이용한 섬유제품{Heat-melted fiber with excellent flame-retardant and light-shielding characteristic and textile goods using the same}
본 발명은 난연성과 차광성이 동시에 우수하여 특히 암막용 롤 브라인드용 원단 제조용 소재로 특히 유용한 열융착섬유 및 이를 이용하여 제조한 섬유 제품에 관한 것이다.
암막용 롤 브라인드용 원단 제조에 사용되는 섬유로는 뛰어난 난연성, 차광성 및 열융착성을 동시에 구비하는 섬유가 바람직하다. 난연성과 차광성을 동시에 구비하는 종래의 섬유로는 (ⅰ) 카본블랙 또는 유색안료와 같은 유색첨가제와 난연제를 동시에 함유하는 원착 난연 섬유와 (ⅱ) 용융온도가 상이한 2성분 폴리머들로 조합된 시스-코어 또는 사이드 바이 사이드 단면 구조를 갖는 열융착 섬유를 인터레이스 공정, 커버링 공정 또는 연사공정 등을 통해 서로 혼합시킨 혼합섬유가 널리 사용되어 왔다.
상기 혼합섬유를 위사로 사용하고 난연사를 경사로 사용하여 3중직으로 제직하여 경사의 표면 부출을 방지하는 방법으로 암막용 롤 브라인드용 원단을 제조해 왔었다.
그러나, 상기 종래방법의 경우 혼합섬유내에 포함된 열융착 섬유가 원착 및 난연기능이 없는 관계로 차광성 및 난연성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 종래방법은 열융착 섬유의 융착이 불완전하여 브라인드 재단시 탈봉현상(올풀림)이 발생되어 초음파나 울트라 재단을 해야하는 문제점도 있었다.
또 다른 종래기술로서는 카본블랙과 난연제를 동시에 함유하는 원착 난연 섬유를 위사로 사용하고 난연사를 경사로 사용하여 3중직으로 제직하여 경사의 표면부출을 방지하는 방법으로 암막용 롤 브라인드용 원단을 제조해 왔었다.
그러나, 상기 종래기술의 경우 차광성이 부족한 문제점이 있었고, 아크릴 수지나 폴리우레탄 수지를 코팅하는 경우 촉감이 딱딱해지고, 연소시 유해가스 발생이 심해지고, 원단 표면이 긁힘에 의한 쵸크-마크(Chalk-Mark) 발생 등으로 제품의 품위가 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 이와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 난연성, 차광성 및 열융착성들이 동시에 획기적으로 향상되는 열융착 섬유 및 이를 이용한 섬유 제품을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 암막용 롤 브라인드용 원단 등을 제조시 난연성 및 차광성 개선을 위한 별도의 코팅공정을 생략할 수 있어서 원단 두께를 얇게 할 수 있고, 탈봉현상이 없어 나이프 재단이 가능하고, 쵸크-마크 등으로 품위가 손상되는 것을 방지할 수 있는 우수한 난연성 및 차광성을 가진 열융착 섬유 및 이를 이용한 섬유제품을 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 2성분 폴리머(A,B)들이 서로 복합된 단면 구조를 갖고, 상기 2성분 폴리머 중 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되어 있으며, 상기 2성분 폴리머 중 나머지 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되거나 난연제 및 유색 첨가제 중 1종만 함유되어 있고, 상기 2성분 폴리머(A,B)들 중 하나의 폴리머(A)와 나머지 하나의 폴리머(B) 사이의 용융온도 차이가 30~120℃인 것을 특징으로 하는 열융착섬유를 제공한다.
본 발명은 차광성, 난연성 및 열융착성을 동시에 크게 향상시킬 수 있어서, 특히 암막용 롤 브라인드용 원단, 커튼용 원단 인테리어용 원단 등의 제조에 유용하다.
또한, 본 발명은 암막용 롤 브라인드용 원단등을 제조시 난연성 및 차광성 개선을 위한 별도의 공정을 생략할 수 있어서, 박막의 원단 제조가 가능하고, 원단의 촉감 및 품위도 개선할 수 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 열융착 섬유의 단면 개략도.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 열융착 섬유는 2성분 폴리머(A,B)들이 도 1 내지 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 서로 복합된 단면구조를 갖는 복합섬유 형태이다.
상기 2성분 폴리머(A,B)들은 용융온도가 상이한 조합의 동일계 폴리머 이거나, 용융온도가 상이한 조합의 이성질계의 폴리머 이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열융착 섬유는 도 1에 도시된 바와 같이 사이드 바이 사이드(Side by Side) 형태의 단면구조나 도 2에 도시된 바와 같이 시스-코어(Sheath-Core) 형태의 단면구조 등이다.
시스-코어 형태의 단면 구조인 경우 시스 부분(도 2의 B)은 융점이 낮은 폴리머로 구성되고, 코어 부분은 융점이 상대적으로 높은 폴리머로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 2성분 폴리머 중 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색첨가제가 동시에 함유되어 있으며, 상기 2성분 폴리머 중 나머지 하나의 폴리머 내에는 난연제만 함유되어 있거나, 유색 첨가제만 함유되어 있거나, 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되어 있다.
상기 2성분 폴리머 중 적어도 하나의 폴리머내 난연제의 함량은 500~50,000ppm인 것이 바람직하나, 본 발명에서는 상기 함량 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 2성분 폴리머 중 적어도 하나의 폴리머내 유색 첨가제의 함량은 폴리머 전체 중량대비 0.1~20중량%인 것이 바람직하나, 본 발명에서는 상기 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 유색 첨가제는 카본블랙, 유색안료 또는 카본블랙과 유색안료 혼합물 등이다.
상기 2성분 폴리머(A,B)들 중 하나의 폴리머(A)와 나머지 폴리머(B) 사이의 용융온도 차이는 30~120℃이다.
상기 2성분 폴리머(A,B)의 조합은 폴리에스테르 수지, 나일론 수지 또는 폴리프로필렌 수지 등의 용융온도가 상이한 동일계 폴리머이거나, 용융온도가 상이한 이성질계의 폴리머이며, 특히 용융온도가 상이한 폴리에스테르 수지인 것이 바람직하다.
상기 난연제의 일례로는 하기 화학식(1)의 인계 난연제를 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 난연제의 종류를 특별하게 한정하는 것은 아니다.
Figure 112010080190935-pat00001
(R1 및 R2는 수소원자 혹은 탄소수 2~4의 ω-하이드록시기를 갖는 같거나 다른 라디칼, p는 1~5의 정수이다
본 발명에 따른 열융착 섬유는 총섬도가 10~1,000데니어 이고, 단사섬도가 1~10데니어인 멀티 필라멘트로서 원형 또는 이형 단면을 갖는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 섬유 제품은 이상에서 설명한 본 발명의 열융착 섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 섬유 제품은 섬유제품 전부가 본 발명의 열융착 섬유로 구성되는 섬유제품은 물론, 섬유제품을 구성하는 섬유 중 일부만 본 발명의 열융착 섬유로 구성되는 섬유 제품도 포함한다.
본 발명에 따른 섬유제품은 경사 및 위사가 모두 본 발명의 열융착 섬유로 구성되는 원단은 물론 경사 또는 위사만 본 발명의 열융착 섬유로 구성되는 원단도 포함한다. 또한 경사 중 일부 또는 위사 중 일부만이 본 발명의 열융착 섬유로 구성되는 원단도 포함한다.
본 발명에 따른 섬유제품은 암막용 롤 브라인드용 원단, 커튼용 원단 또는 인테리어 원단 등을 포함한다.
이하 실시예 및 비교실시예들을 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
그러나, 본 발명은 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 상기 화학식(1)에서 P=1, R1=R2=CH2CH2OH인 물질이 에틸렌글리콜에 65중량% 녹아있는 인계 난연제 용액을 1,300g 투입함과 동시에 카본블랙을 올리고머 전체중량대비 5중량% 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 용융온도가 250℃인 원착/난연성 폴리에스테르 중합물(A)을 제조하였다.
한편, 테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 카본블랙을 올리고머 전체중량대비 3중량% 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 용융온도가 182℃인 원착 폴리에스테르 중합물(B)을 제조하였다.
다음으로는, 시스-코어형 복합섬유 방사장치에 앞에서 제조된 원착/난연 폴리에스테르 중합물을 공급하여 단면 형태가 시스-코어형으로 상기 원착/난연 폴리에스테르 중합물들이 복합단면형태로 이루어진 150데니어/36필라멘트의 열융착 섬유를 방사, 제조하였다.
다음으로는, 상기와 같이 제조된 150데니어/36필라멘트의 열융착 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 3중직 조직으로 암막용 롤 브라인더용 원단을 제조하였다.
제조된 암막용 롤 브라인더용 원단 난연성은 NFPA 701 규격으로 평가하여 합격하였으며, 차광율 일본의 JIS L 1055 규격으로 평가를한 결과 차광율이 99.9%이였고, 방사성은 일주일 방사과정 중 사절수가 5회 이내로 양호하였다.
실시예 2
테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 상기 화학식(1)에서 P=1, R1=R2=CH2CH2OH인 물질이 에틸렌글리콜에 65중량% 녹아있는 인계 난연제 용액을 1,300g 투입함과 동시에 카본블랙을 올리고머 전체중량대비 10중량% 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 용융온도가 248℃인 원착/난연성 폴리에스테르 중합물(A)을 제조하였다.
한편, 테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 카본블랙을 올리고머 전체중량대비 9중량% 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 용융온도가 175℃인 원착 폴리에스테르 중합물(B)을 제조하였다.
다음으로는, 사이드 바이 사이드형 복합섬유 방사장치에 앞에서 제조된 원착/난연 폴리에스테르 중합물(A)과 원착 폴리에스테르 중합물(B) 각각 공급하여 단면 형태가 사이드 바이 사이드형으로 상기 2성분 중합물들이 복합단면 형태로 이루어진 75데니어/36필라멘트의 열융착 섬유를 방사, 제조하였다.
다음으로는, 상기와 같이 제조된 75데니어/36필라멘트의 열융착 섬유를 위사 로 사용하고, 150데니어/48필라멘트의 난연섬유를 경사로 사용하여 3중직 조직으로 암막용 롤 브라인더용 원단을 제조하였다.
제조된 암막용 롤 브라인더용 원단 난연성은 NFPA 701 규격으로 평가하여 합격하였으며, 차광율 일본의 JIS L 1055 규격으로 평가를한 결과 차광율이 99.9%이였고, 방사성은 일주일 방사과정 중 사절수가 5회 이내로 양호하였다.
실시예 3
테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 상기 화학식(1)에서 P=1, R1=R2=CH2CH2OH인 물질이 에틸렌글리콜에 65중량% 녹아있는 인계 난연제 용액을 1,300g 투입함과 동시에 카본블랙을 올리고머 전체중량대비 7중량% 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 용융온도가 245℃인 원착/난연 폴리에스테르 중합물(A)을 제조하였다.
한편, 테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 상기 화학식(1)에서 P=1, R1=R2=CH2CH2OH인 물질이 에틸렌글리콜에 65중량% 녹아있는 인계 난연제 용액을 1,300g 투입함과 동시에 카본블랙을 올리고머 전체중량대비 5중량% 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 용융온도가 170℃인 원착/난연 폴리에스테르 중합물(B)을 제조하였다.
다음으로는, 시스-코어형 복합섬유 방사장치에 앞에서 제조된 원착/난연 폴리에스테르 중합물을 공급하여 단면 형태가 시스-코어형으로 상기 원착/난연 폴리에스테르 중합물들이 복합단면 형태로 이루어진 있는 150데니어/36필라멘트의 열융착 섬유를 방사, 제조하였다.
다음으로는, 상기와 같이 제조된 150데니어/36필라멘트의 열융착 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 3중직 조직으로 암막용 롤 브라인더용 원단을 제조하였다.
제조된 암막용 롤 브라인더용 원단 난연성은 NFPA 701 규격으로 평가하여 합격하였으며, 차광율 일본의 JIS L 1055 규격으로 평가를한 결과 차광율이 99.9%이였고, 방사성은 일주일 방사과정 중 사절수가 5회 이내로 양호하였다.
비교실시예 1
테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 상기 화학식(1)에서 P=1, R1=R2=CH2CH2OH인 물질이 에틸렌글리콜에 65중량% 녹아있는 난연제 용액 1,300g과 올리고머 전체중량대비 5중량%의 카본블랙을 동시에 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 IV 0.65dℓ/g의 난연 폴리에스테르 중합물(A)을 제조한 후, 이를 방사구금을 통해 방사하여 150데니어/48필라멘트의 원착/난연섬유를 제조하였다.
다음으로는, 상기와 같이 제조된 150데니어/48필라멘트의 원착/난연 섬유를 위사로 사용하고 75데니어/72필라멘트의 난연섬유를 경사로 사용하여 3중직 조직으로 암막용 롤 브라인더용 원단을 제조하였다.
제조된 암막용 롤 브라인더용 원단 난연성은 NFPA 701 규격으로 평가하여 합격하였으며, 차광율 일본의 JIS L 1055 규격으로 평가를한 결과 차광율이 96.6%로 낮았다.
비교실시예 2
테레프탈산 8,650g과 에틸렌글리콜 2,700g으로 조제된 슬러리를 온도가 250~260℃인 에스테르화 반응조에 투입, 교반하면서 30분동안 에스터화 반응을 시켜 올리고머를 제조한 다음, 제조된 올리고머를 중축합 반응조로 이송, 투입함과 동시에 상기 중축합 반응조에 상기 화학식(1)에서 P=1, R1=R2=CH2CH2OH인 물질이 에틸렌글리콜에 65중량% 녹아있는 난연제 용액 1,300g과 올리고머 전체중량대비 5중량%의 카본블랙을 동시에 투입한 다음, 통상의 폴리에스테르 중합반응과 같은 방법으로 중축합 반응을 실시하여 IV 0.65dℓ/g의 난연 폴리에스테르 중합물(A)을 제조한 후, 이를 방사구금을 통해 방사하여 150데니어/48필라멘트의 원착/난연섬유를 제조하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 원착/난연 섬유와 서로 융점이 상이한 2성분 폴리에스테르들이 서로 열복합된 단면구조를 갖는 75데니어/24필라멘트의 열융착섬유(난연제 및 카본블랙이 함유안됨)를 연사하여 원착/난연 섬유와 열융착섬유가 혼합된 혼합섬유를 제조하였다.
다음으로는, 상기와 같이 제조된 원착/난연섬유와 열융착 섬유가 혼합된 혼합섬유를 위사로 사용하고 75데니어/72필라멘트의 난연섬유를 경사로 사용하여 3중직 조직으로 암막용 롤 브라인더용 원단을 제조하였다.
제조된 암막용 롤 브라인더용 원단 난연성은 NFPA 701 규격으로 평가하여 합격하였으며, 차광율 일본의 JIS L 1055 규격으로 평가를한 결과 차광율이 96.6%로 낮으며 융착이 불완전하여 브라인더 재단시 탈봉현상이 발생하였다.
A: 2성분 폴리머 중 하나의 폴리머
B : 2성분 폴리머 중 나머지 하나의 폴리머

Claims (9)

  1. 2성분 폴리머(A,B)들이 서로 복합된 단면 구조를 갖고, 상기 2성분 폴리머 중 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되어 있으며, 상기 2성분 폴리머 중 나머지 하나의 폴리머 내에는 난연제와 유색 첨가제가 동시에 함유되거나 난연제 및 유색 첨가제 중 1종만 함유되어 있고, 상기 2성분 폴리머(A,B)들중 하나의 폴리머(A)와 나머지 하나의 폴리머(B) 사이의 용융온도 차이가 30~120℃인 것을 특징으로 하는 난연성 및 차광성이 우수한 열융착 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 2성분 폴리머는 폴리에스테르 수지, 나일론 수지 및 폴리프로필렌 수지 중에서 용융온도가 상이한 조합의 동일계 폴리머이거나, 용융온도가 상이한 조합의 이성질계 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 난연성 및 차광성이 우수한 열융착 섬유.
  3. 제1항에 있어서, 유색첨가제는 카본블랙, 유색안료 및 유색안료와 카본블랙의 혼합물 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 난연성 및 차광성이 우수한 열융착 섬유.
  4. 제1항에 있어서, 열융착 섬유의 단면 구조는 2성분 폴리머(A,B)들이 시스-코어(Sheath-core) 형태 및 사이드 바이 사이드(Side by Side) 형태 중에서 선택된 하나의 형태로 복합된 단면 구조인 것을 특징으로 하는 난연성 및 차광성이 우수한 열융착 섬유.
  5. 제1항에 있어서, 열융착 섬유의 총섬도는 10~1,000데니어 이고, 단사섬도 1~10데니어인 것을 특징으로 하는 난연성 및 차광성이 우수한 열융착 섬유.
  6. 제1항의 열융착 섬유만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유제품.
  7. 삭제
  8. 제1항의 열융착 섬유와 1성분 폴리머로 이루어진 합성섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유제품.
  9. 제6항 또는 제8항에 있어서 섬유제품은 암막용 롤 브라인더용 원단, 커튼용 원단 및 인테리어용 원단 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 섬유제품.
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