KR101214385B1 - 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents

수분산성이 우수한 위조방지용 섬유 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡수율이 상이한 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써, 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 단섬유로 제조한 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유에 관한 것이다.

Description

수분산성이 우수한 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 흡수율이 상이한 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 상기 수지에 열을 가하여 컬을 형성시킴으로써 특수한 형태의 단섬유로 제조한 위조방지용 섬유에 관한 것이다. 본 발명은 특수한 형태의 기능성 섬유를 제조하고, 이를 종이나 고분자 수지 또는 코팅액과 같은 매질에 혼합하여 이용하는 기술에 관한 것이다.
기존의 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유를 이용한 위조방지용 섬유로 본 출원인이 출원하여 등록된 한국 등록특허 제10-0783488호에는 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 섬유가 개시되어 있다. 그러나 이러한 방법은 단섬유의 권축율을 증가시키기 위해서는 각 구성성분의 용융점 차이를 크게 하여야 하며, 이로 인해 두 성분간의 큰 용융온도 차이로 인해 방사 공정성이 불량하거나 계면간의 접착이 잘 이뤄지지 않아 두 성분이 분리될 수 있었다.
또한, 위조방지물품에 은사로 적용하기 위해서는 제조된 위조방지용 섬유를 지료에 혼합하여 종이를 만들게 되는데, 종이 조성물에 상기 섬유를 포함시킬 때 수분산성이 나빠 조성물 내에 혼합되지 않고 표면으로 떠오르거나, 수분산성이 너무 우수한 경우는 수분을 흡수하여 팽창함으로써 컬이 풀리게 되어 특수한 형태로 제조한 섬유의 형태가 원래대로 되돌아가버리는 문제가 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해소하기 위해서는 지료에 넣어 종이 제조 시에 적절한 수분산성을 가지며, 수분에 의해 형태가 변형되지 않는 성질의 섬유를 제조하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 간단한 섬유제조방법에 의해 특수한 형태의 위조방지용 섬유를 제조하고자 하는 것으로, 흡습 또는 흡수에 의해 권축율이 조절되며, 수분산성이 우수한 특수한 형태의 단섬유를 제공하고자 하는 것이다.
구체적으로 본 발명은 흡수율이 상이한 수지에 기능성안료를 혼합하고, 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 특수한 형태의 단섬유를 제공하고자 하는 것이다.
또한 본 발명은 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅한 후, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써, 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 단섬유로 제조한 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유를 제공하고자 한다.
이때 상기 복합섬유의 양쪽에 서로 상이한 종류의 기능성안료를 포함하도록 제조함으로써, 빛의 파장에 따라 상이한 색상이 발현되도록 하여 위조방지 기능이 향상될 수 있다. 즉, 섬유가 시각적으로는 유색안료에 의한 색상 또는 자외선, 가시광선, 적외선 광에 의한 형광 또는 적외선 흡수 특성이 각각 나타나는 기능성을 가지게 되며, 이성분 구조의 섬유가 열변형에 의해 특수한 형태로 변형되어 위조방지용 섬유로 이용 가치가 높아진다.
또한 본 발명은 지료에 넣어 종이를 제조하거나 잉크 조성물에 첨가하는 경우 적절한 수분산성을 가지며, 형태가 변형되지 않는 위조방지용 섬유를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 이러한 위조방지용 섬유를 제조하는 방법을 제공하고, 또한 이들을 이용한 위조방지 물품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 흡수율이 상이한 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 단섬유로 제조한 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유에 관한 것이다.
또한 본 발명은 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅한 후, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써, 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 단섬유로 제조한 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유에 관한 것이다.
본 발명에서 열변형 온도는 고분자에 열을 가하면 고분자가 변형이 발생하는 온도를 의미한다.
또한 본 발명은 이러한 위조방지용 섬유를 제조하는 방법을 제공한다. 제조되는 섬유의 형태에 따라 여러 가지의 양태로 제조될 수 있으며, 일 양태로는
a) 흡수율이 상이한 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지조성물들을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
를 포함한다.
제 2 양태로는
a) 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지조성물들을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조한 후, 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
를 포함한다.
제 3 양태는
a) 흡수율이 상이한 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 합사하여 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.
제 4양태는
a) 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조한 후, 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 합사하여 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 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 구성 요소인 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유는 보편적이고 기지의 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 2종 이상의 수지조성물을 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.
상기 수지조성물은 수지 칩과 기능성안료를 혼합한 후 건조한 혼합물상태 또는 마스터배치를 의미한다. 상기 마스터배치는 수지와 기능성안료를 용융 혼련하여 펠렛상으로 제조한 것을 의미하는 것으로, 마스터배치로 제조하여 사용하면 기능성안료의 분산성이 향상될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 동일한 종류의 수지를 사용하는 경우, 제1수지조성물은 용융온도가 높은 수지를 이용하고, 제2수지조성물은 용융온도가 낮은 수지를 이용하여 섬유를 제조하고, 단섬유로 만든 다음에 열처리를 하면 수축과 팽창의 차이에 의하여 제2수지조성물 성분 방향으로 섬유가 휘어지게 되는 것이다.
또한 제1수지조성물과 제2수지조성물의 수지를 서로 다른 종류로 조합함으로서 각각의 고분자가 가지고 있는 용융특성에 따라 수축과 팽창의 차이에 의하여 섬유가 휘어지게 된다. 이때 상기 제1수지조성물과 제 2수지조성물의 함량비를 조절함으로써 다양한 각도로 수축율을 조절할 수 있다.
본 발명에서 상기 수지는 용융 특성이 있는 것이 바람직하며, 이러한 용융방사는 고온으로 가열하면 용융하고, 저온으로 되돌려 놓으면 고체가 되는 열가소성 합성고분자를 사용하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는 상기 2종 이상의 수지조성물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 포함하는 제 1 수지조성물과, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 친수성 개질 폴리프로필렌, 나일론에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 제 2 수지조성물로 이루어지며, 상기 제 1 수지조성물과 제 2 수지조성물은 서로 상이한 수지 및 기능성안료를 포함한다.
위조방지용 물품에 은사(隱絲, security fiber, 종이의 구성요소인 섬유 중에 적은 양의 기능성 섬유가 은폐 또는 엄패되어 있는 섬유를 의미함)로 사용하기 위해서는 수분산성 즉, 친수성이 우수한 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 친수성이 너무 높은 수지를 사용하는 경우는 종이 조성물로 제조 시 수분에 의해 형성된 컬이 원상태로 되돌아가려는 성질이 있으므로 이를 보완하기 위해서는 수분산성이 적절한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 적절한 수분산성을 갖는 수지로는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등이 있다. 본 발명은 상기 수분산성이 우수한 수지를 일면에 반드시 포함함으로써 수분산성과 함께 흡수율의 차이에 의한 변형이 가능한 특징이 있다. 특히 상기 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지의 함량범위를 조절함으로써 특수한 형태로 제조가 가능하며, 보다 바람직하게는 제 1 수지조성물과 제 2 수지조성물의 함량비가 3 ~ 7 : 7 ~ 3 중량비로 사용하는 것이 계면간의 접착이 잘 이뤄지지 않아 두 성분이 분리되는 문제를 최소화 할 수 있었다.
친수성이 너무 높은 수지를 사용하는 경우는 종이 조성물로 제조 시 수분에 의해 형성된 컬이 원상태로 되돌아가려는 성질이 있으므로 이를 보완하기 위해서는 수분산성이 적절한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제 1 수지조성물로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지를 사용하고, 제 2 수지조성물로 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)수지를 사용하는 경우는 그 함량비를 2 ~ 8 : 8 ~ 2 중량비로 조절함으로써 “C형”, “O형”, “S형” 등의 특수한 형태의 섬유를 제조할 수 있다.
또한, 제 1 수지조성물로 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지를 사용하고, 제 2 수지조성물로 나일론수지를 사용하는 경우는 그 함량비를 3 ~ 7 : 7 ~ 3 중량비로 조절함으로써 “C형”, “O형”, “S형” 등의 특수한 형태의 섬유를 제조할 수 있다.
상기 기능성안료는 시각적 효과 또는 기기감지 효과를 위하여 사용되는 것으로, 구체적으로 예를 들면, 유색안료, 형광안료, 적외선안료 등에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료를 사용하여 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하도록 할 수 있다. 기능성안료로는 본 출원인이 출원하여 등록된 한국 등록특허 제10-2006-0618083호의 백색내지 담색이면서 근적외선 영역에서 적외선을 흡수하는 물질과, 한국 등록특허 제10-2010-0944213과 한국 특허출원 제10-2010-0009573호의 활성제로서 Nd3+, Yb3+ 및 Er3+를 포함한 CaMoO4계 적외선 발광체 등을 사용할 수 있다. 안료의 함량은 섬유가 의류나 직물에 이용되지 않기 때문에 방사공정에 영향을 주지 않는 범위에서 자유롭게 사용할 수 있다.
또한 필요에 따라 염색을 하여 추가의 색상을 부여하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로 본 발명에서 상기 수지조성물은 흡수율 및 용융온도가 다른 2종의 제1수지조성물과 제2수지조성물로 제조하여 2성분을 갖는 섬유로 제조할 수 있다. 상기 복합섬유는 2종 이상의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 유입한 후 하나의 노즐을 통해 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖도록 제조한다.
즉, 2종류의 수지조성물을 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 각각 다르게 조합하여 제조할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 수지 및 기능성안료의 조합을 다르게 하여 다양한 형태의 노즐을 통해 용융방사함으로써, 단면이 사이드 바이 사이드 형태의 복합섬유를 제조할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 노즐은 반달형, 누에꼬치형, 삼분할형, 편심형, 시스코아 편심 내재형, 시스코아 반분할형 등 2개 이상의 다양한 조합 형태를 포함한다.
상기 제1수지조성물과 제2수지조성물을 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.
본 발명의 제 1양태는
a) 흡수율이 상이한 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지조성물들을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 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.
또한 본 발명의 제 2 양태는
a) 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지조성물들을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조한 후, 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 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 본 발명의 제 3 양태는
a) 흡수율이 상이한 수지에 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 합사하여 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 포함하며, 상기 제조방법에 의해 제조하는 단섬유는“S”형으로 제조할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태는
a) 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조한 후, 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅하는 단계;
c) 상기 복합섬유를 합사하여 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 포함하며, 상기 제조방법에 의해 제조하는 단섬유는“S”형으로 제조할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 수지조성물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 포함하는 제 1 수지조성물과, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 친수성 개질 폴리프로필렌, 나일론에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 제 2 수지조성물로 이루어지며, 상기 제 1 수지조성물과 제 2 수지조성물은 서로 상이한 수지를 포함한다.
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 섬유를 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.
본 발명에 의한 특수형태의 위조방지 섬유는 수분산성이 우수하며, 수분을 흡수하는 경우 권축율이 조절되므로 위조방지 효과가 크다.
또한 본 발명에 따른 위조방지용 섬유는 수분산성이 우수하여 위조방지용 잉크 조성물 또는 종이 제조를 위한 혼초지 과정에서 물에 뜨지 않고 고르게 분산되는 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 위조방지용 섬유는 C형, O형 S형 등으로 제조할 수 있어 종이, 시이트에 소량 혼합하여 이용할 경우에 위조방지 효과가 매우 크다.
또한 본 발명에 의해 제조된 단섬유를 종이에 소량을 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 적은 양의 기능성 섬유가 은폐 또는 엄패되어 있는 섬유를 의미함)가 관찰됨으로 종이의 진위여부는 물론 위조방지요소로 이용할 수 있다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
실시 예 1은 특수형태의 섬유가 C형이면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT, 융점 228℃)의 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 40:60의 비율로 유입하여 반달형(
Figure 112010032710930-pat00001
)노즐로 섬유의 직경이 40데니어 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5mm 길이로 절단하여 가온 챔버에 넣고 100℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
[실시예 2]
실시 예 2는 특수형태의 섬유가 O형이면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT, 융점 228℃)의 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 60:40의 비율로 유입하여 누에꼬치형(
Figure 112010032710930-pat00002
)노즐로 섬유의 직경이 40데니어 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5mm 길이로 절단하여 가온 챔버에 넣고 100℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
[실시예 3]
실시 예 3은 특수형태의 섬유가 S형이면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT, 융점 228℃)의 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 50:50의 비율로 유입하여 편심형(
Figure 112010032710930-pat00003
) 노즐로 섬유의 직경이 40데니어 정도가 되도록 용융방사 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 연사(섬유를 꼬는 작업)한 다음에 가온 챔버에 넣고 150℃로 승온하여 30분간 유지하고, 길이가 5mm가 되도록 절단하였다
[실시예 4]
실시 예 4는 특수형태의 섬유가 C형이면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 친수성 개질 폴리프로필렌(wPP, 융점 165℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 50:50의 비율로 유입하여 반달형 노즐로 섬유의 직경이 30데니어 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5mm 길이로 절단하여 가온 챔버에 넣고 100℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
[실시예 5]
실시 예 5는 특수형태의 섬유가 O형이면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 친수성 개질 폴리프로필렌(wPP, 융점 165℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 50:50의 비율로 유입하여 반달형 노즐로 섬유의 직경이 20데니어 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5mm 길이로 절단하여 가온 챔버에 넣고 100℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
[실시예 6]
실시 예 6은 특수형태의 섬유가 S형이면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 친수성 개질 폴리프로필렌(wPP, 융점 165℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 50:50의 비율로 유입하여 반달형 노즐로 섬유의 직경이 30데니어 정도가 되도록 용융방사 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 연사(섬유를 꼬는 작업)한 다음에 가온 챔버에 넣고 150℃로 승온하여 30분간 유지하고, 길이가 5mm가 되도록 절단하였다
[실시예 7]
실시 예 7은 특수형태의 섬유가 O형이면서 물에 분산 시에는 수분 흡수에 의해 C형으로 권축율이 조절되는 특성을 가지면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT, 융점 228℃)의 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 나일론6(Nylon6, 융점 215℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 70:30의 비율로 유입하여 반달형 노즐로 섬유의 직경이 30데니어 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5mm 길이로 절단하여 가온 챔버에 넣고 100℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
O형인 복합섬유를 물에 넣고 30분간 유지하여 C형으로 변형시켰다.
[실시예 8]
실시 예 8은 특수형태의 섬유가 C형이면서 물에 분산 시에는 수분 흡수에 의해 일자형으로 권축율이 조절되는 특성을 가지면서, 섬유의 반쪽은 가시선에서 청색으로 보이고 장파장 자외선에서는 적색의 형광을 나타내며, 다른 반쪽은 가시선에서 황색으로 보이고 단파장 자외선에서는 녹색의 형광을 나타내는 제조방법에 관한 것이다.
제 1성분으로서 합성 고분자인 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT, 융점 225℃) 칩에 유색안료인 청색의 프탈로시아닌불루(C.I. 74160) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 장파장 자외선에서 적색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : Honeywell사, 상품명 : CD740) 1중량%를 첨가하여 혼합하였다.
제 2성분은 합성 고분자인 나일론6(Nylon6, 융점 215℃) 칩에 유색안료인 황색의 디스아조옐로우(C.I. 21096) 0.1중량%와 외관색이 백색이면서 단파장 자외선에서 녹색형광을 나타내는 형광안료(제조사 : 욱성화학, 상품명 : SG770)를 1.25중량% 첨가, 혼합하였다.
이와 같이 제조된 제1성분과 제2성분의 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 70:30의 비율로 유입하여 반달형 노즐로 섬유의 직경이 30데니어 정도가 되도록 용융방사를 하였다.
상기의 방법으로 제조된 복합섬유를 5mm 길이로 절단하여 가온 챔버에 넣고 100℃로 승온하여 30분간 유지한 다음에 실온으로 냉각하였다.
C형인 복합섬유를 물에 넣고 30분간 유지하여 일자형으로 변형시켰다.
수분산성의 측정방법 : 섬유의 수분산성은 친수성과 밀도에 따라 결정되어진다. 물에 넣었을 때 친수성이 좋지 못하여 물 밖으로 밀리며 서로 달라붙거나 물 보다 밀도가 작아 물 표면에 뜨지 않아야 친수성이 좋다고 할 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같이 소수성이면서 물보다 가벼운 섬유는 물 밖으로 밀리며 서로 달라붙고 물 표면에 떠 물에 잘 분산이 되지 않는다. 표 1의 수분산성 양호 결과는 각각의 단섬유를 20~30개 물에 넣고 10분간 유지한 다음에 물 밖으로 밀리며 서로 달라붙거나 물 표면에 뜨는 섬유가 없음을 의미한다.
실시 예에 의한 기능성 및 효과는 표 1과 같다.
[표 1] 실시 예에서 나타난 기능성 섬유의 수분산성
Figure 112010032710930-pat00004
본 발명에 의해 제조된 사이드 바이 사이드 형태의 단섬유는 종이 또는 잉크 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.

Claims (19)

  1. 흡수율이 상이한 수지에 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하는 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써, 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 단섬유로 제조한 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유.
  2. 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조하고, 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하는 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅한 후, 상기 수지의 열변형 온도로 열처리하여 권축시킴으로써, 흡수 또는 흡습에 의해 권축율이 조절되는 단섬유로 제조한 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 2종 이상의 수지조성물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 포함하는 제 1 수지조성물과, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 친수성 개질 폴리프로필렌, 나일론에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 제 2 수지조성물로 이루어지며, 상기 제 1 수지조성물과 제 2 수지조성물은 서로 상이한 수지를 포함하는 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능성 안료는 유색안료와 형광안료의 혼합안료, 유색안료와 적외선안료의 혼합안료, 또는 유색안료와 형광안료 및 적외선안료의 혼합안료인 위조방지용 섬유.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 수지조성물과 제 2 수지조성물을 각각의 방사용 익스투루더에 유입한 후 하나의 노즐을 통해 용융 방사하여 사이드 바이 사이드 형태의 단면을 갖는 복합섬유로 제조한 후, 상기 복합섬유를 잘라 단섬유로 제조하고 수지가 열변형을 일으키는 온도로 열처리하거나, 상기 복합섬유를 일정 길이에서 뒤틀림이 발생하도록 합사하고 수지가 열변형을 일으키는 온도로 열처리 한 후 섬유를 잘라 단섬유로 제조하는 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 단섬유는 권축형상이 “C”형, “O”형 또는 “S”형인 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 따른 단섬유를 동일한 섬유형태 또는 둘 이상의 섬유형태로 조합하여 사용한 잉크 조성물.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 따른 단섬유를 동일한 섬유형태 또는 둘 이상의 섬유형태로 조합하여 지료에 혼가하여 초지한 위조방지용 혼초지.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 따른 단섬유를 동일한 섬유형태 또는 둘 이상의 섬유형태로 조합하여 사출 또는 압출한 위조방지 물품.
  10. a) 흡수율이 상이한 수지에 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하는 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
    b) 상기 2종 이상의 수지조성물들을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
    c) 상기 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
    d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
    를 포함하는 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유의 제조방법.
  11. a) 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
    b) 상기 2종 이상의 수지조성물들을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조한 후, 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하는 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅하는 단계;
    c) 상기 복합섬유를 일정한 길이로 잘라 단섬유로 제조하는 단계;
    d) 상기 수지들이 열변형을 일으키는 온도로 열처리한 후 냉각하는 단계;
    를 포함하는 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유의 제조방법.
  12. a) 흡수율이 상이한 수지에 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하는 기능성 안료를 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
    b) 상기 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조하는 단계;
    c) 상기 복합섬유를 합사하여 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 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유의 제조방법.
  13. a) 흡수율이 상이한 수지를 포함하는 혼합한 2종 이상의 수지 조성물을 제조하는 단계;
    b) 상기 2종 이상의 수지 조성물을 용융 방사하여 사이드 바이 사이드(side by side)형태의 단면을 갖는 복합섬유를 제조한 후, 빛의 파장에 따라 상이한 색상 및 발광, 흡수를 발현하는 기능성 안료를 이용하여 염색 또는 코팅하는 단계;
    c) 상기 복합섬유를 합사하여 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 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유의 제조방법.
  14. 제 10항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 2종 이상의 수지조성물은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 포함하는 제 1 수지조성물과, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 친수성 개질 폴리프로필렌, 나일론에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 제 2 수지조성물로 이루어지며, 상기 제 1 수지조성물과 제 2 수지조성물은 서로 상이한 수지를 포함하는 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유의 제조방법.
  15. 제 10항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 안료는 유색안료와 형광안료의 혼합안료, 유색안료와 적외선안료의 혼합안료, 또는 유색안료와 형광안료 및 적외선안료의 혼합안료인 위조방지용 섬유의 제조방법.
  16. 제 10항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 단섬유는 컬의 형태가 “C”형, “O”형 또는 “S”형인 수분산성이 우수한 위조방지용 섬유의 제조방법.
  17. 제 10항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 상기 단섬유를 동일한 섬유형태 또는 둘 이상의 섬유형태로 조합하여 포함하는 잉크 조성물.
  18. 제 10항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 상기 단섬유를 동일한 섬유형태 또는 둘 이상의 섬유형태로 조합하여 지료에 혼가하여 초지하는 공정을 포함하여 제조한 위조방지용 혼초지.
  19. 제 10항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 상기 단섬유를 동일한 섬유형태 또는 둘 이상의 섬유형태로 조합하여 합성수지와 혼합하여 사출 또는 압출하여 제조한 위조방지 물품.
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