KR101684435B1 - 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법 - Google Patents

화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법에 관한 것이다.
화산재를 분쇄하고, 가열하고, 에어 분쇄 분급 설비에서 화산재 분말을 얻는 화산재를 분쇄하는 단계; 화산재 분말을 나노 분쇄하여 나노 크기 범위의 화산재 입자를 얻는 단계; 화산재 입자를 해쇄하여 나노 화산재를 준비하는 단계; 준비된 나노 화산재와 섬유용 폴리에스테르를 10:90 ~ 30:70의 중량비로 혼합하고 용융압출하여 고분산 화산재 마스터 배치를 제조하는 단계; 및 화산재 마스터 배치와 섬유용 폴리에스테르를 4:96 ~ 8:92의 중량비의 중량비로 혼합하고 방사하여 폴리에스테르 융·복합 항균기능사를 제조하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의한 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사는 화산재의 항균, 소취 및 원적외선 방사 기능이 우수하게 발현되어 인체에 친환경적이 된다.

Description

화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법{method of manufacturing antibacterial polyester fiber blended with volcanic ash}
본 발명은 화산재인 광물과 섬유소재인 폴리에스테르를 융합시킨 융·복합 항균기능사 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 화산재를 마스터 배치화하고 이를 이용하여 폴리에스테르칩과 융합 방사하여 화산재의 항균, 소취 및 원적외선 방사 기능이 우수하게 발현하면서도 친환경적인, 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법에 관한 것이다.
화학섬유인 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 등은 그 개발과 사용이 급격히 늘어나고 있고, 최근에는 다양한 기능을 겸비한 화학섬유가 개발되어 각종 의류에서 산업 자재에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.
천연섬유와 화학섬유를 비교하면, 천연섬유로서 가장 일반적으로 사용되는 면 섬유는 제품화하였을 때, 흡습성, 보온성, 부드러운 촉감, 통기성, 정전기 특성이 우수한 친환경적인 섬유의 특징을 나타내지만, 형태안정성이 떨어지고 기계적 강도가 약하고 오염과 변색 발생, 물빠짐 등의 문제점이 있다.
반면에 화학섬유로서 대표적인 폴리에스테르 섬유는, 기계적 강도와 탄성과 장력이 우수하고 내후성, 내세탁성 등 우수한 내구성을 나타내나 부드럽지 못하고 건조하고 정전기 특성이 좋지 못해 친환경적이지 못한 문제점이 있다.
이처럼 천연섬유인 면 섬유와 화학섬유인 폴리에스테르 섬유가 각각의 장·단점을 가지며 이에 따른 특성을 이용한 제품생산이 되고 있다.
요즘 현대인들의 생활상은, 첫째 바쁜 생활의 일상이라는 것이고, 둘째 빠르고 편리함을 강조한다는 것이며, 셋째 경제적이면서 세련된 디자인을 강조하고, 넷째 다양한 기능성을 겸비한 제품을 선호한다는 것이다.
이에 대응하기 위한 섬유로서 면 섬유는 현재로서는 더 이상의 개발이 어려운 상태이므로, 화학소재이면서 위 네 가지 조건에 부합하면서도 최근의 다양한 기능성을 충족시키는 제품을 개발해야 하는 필요성이 크다. 폴리에스테르 섬유 제품에는 다양한 사종과 다양한 기능성을 강조하는 제품이 개발될 수 있으나, 화학섬유로서 가장 문제점인 친환경 소재로서는 인정받기 어렵다는 것이다.
본 발명에서는 이러한 화학섬유의 문제점을 해결하기 위해, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 이산화티탄, 산화나트륨 등 각종 기능성을 가진 무기물들이 포함된 화산재를 화학섬유 방사시에 새로운 기술방법으로 융합시킨 융·복합 항균기능 원사를 제조하는 방식을 제공하고자 한다.
대한민국공개특허공보 2015-0071841(명칭: 방수 및 차수용 벤토텍스 및 이의 제조 및 시공방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 폴리에스테르 섬유에서 천연재료인 화산재 고유의 특성이 충분히 발현되도록 하면서도 폴리에스테르 섬유의 특성도 유지되도록, 화산재를 혼입하고 방사하여 폴리에스테르와 함께 섬유로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 화산재를 1차 및 2차 분쇄하고, 상기 분쇄로 얻어진 분쇄된 화산재를 가열하고, 상기 가열에 의한 분쇄된 화산재를 에어 분쇄 분급 설비에서 기류하에서 충돌시켜 화산재를 분말화 하는 화산재를 분쇄하는 단계; 상기 화산재 분말을 나노 분쇄하여 나노 크기 범위의 화산재 입자를 얻는 단계; 상기 화산재 입자를 해쇄하여 나노 화산재를 준비하는 단계; 상기 준비된 나노 화산재와 섬유용 폴리에스테르를 10:90 ~ 30:70의 중량비로 혼합하고 용융압출하여 화산재 마스터 배치를 제조하는 단계; 및 상기 화산재 마스터 배치와 섬유용 폴리에스테르를 4:96 ~ 8:92의 중량비의 중량비로 혼합하고 방사하여 폴리에스테르 융·복합 항균기능 섬유를 제조하는 단계;를 포함한 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법을 제공한다.
본 발명의 화산재와 폴리에스테르를 융·복합시킨 항균기능 원사를 이용한 제품은, 화산재를 함유하여 친환경적이 되면서 항균, 소취, 원적외선 방사 등 다양한 기능성을 가질 수 있다.
또한, 폴리에스테르 섬유만을 이용한 제품은 공정 수분율이 0.4%밖에 되지 않아 자체 흡습력이 떨어지고 딱딱해져서 흡습력, 보온성 및 통기성의 향상이 어렵지만, 본 발명에 따르면 화산재와 폴리에스테르를 융합한 융·복합 항균기능 원사 제품은 다공질 물질의 함유로 흡습성, 보습성 및 부드러움을 향상시키며 견뢰도 향상과 얼룩 등 염색 문제점을 해결하는 것이 가능하고, 미네랄 성분이 있어 피부와의 접촉시 발생하는 피부 트러블과 건조 피부 등의 문제점을 감소시키는 것이 가능해 진다.
또한, 화산재가 불순물로 작용하지 않고 나노 크기로 균일하게 분산되어 섬유의 기계적 물성이 저하되지 않고 세탁 내구성이 향상되는 것이 가능해진다.
또한, 원적외선을 방사하여 상온에서 따뜻한 열과 인체에 이로운 친환경적인 분위기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 원단의 항균성 시험 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 편물원단의 소취율 평가 결과이다.
도 6은 본 발명에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 원단의 원적외선 방사성 시험 결과이다.
도 7은 본 발명에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사의 기계적 강도 시험 결과이다.
도 8은 본 발명에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 원단의 세탁견뢰도 시험 결과이다.
도 9는 본 발명에 따른 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 원단의 함수율 및 흡수속도의 시험 결과이다.
본 발명은 화산재를 분쇄하고, 나노 크기의 화산재로 만들고, 만들어진 나노 크기의 화산재를 이용하여 화산재 마스터 배치를 제조하고, 제조된 화산재 마스터 배치와 섬유용 폴리에스테르를 융합하고 방사하여 이루어지는 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사의 제조방법이다.
화산재는, 화산 활동으로 인한 충격이나 화산 가스의 침식 등으로 부서진 상태로 방출되는 암편을 화산쇄설물이라고 하며, 이 중 화산에서 분출된 용암의 부스러기 가운데 크기가 0.25~4mm 정도의 작은 알갱이들의 퇴적물을 화산재라 한다.
본 발명에서는 제주도 구좌읍의 오염되지 않은 지역의 표층에서 50㎝ 이상을 걷어내어 채취한 제주도 화산재를 사용할 수 있다.
이때, 오염되지 않은 지역은 생명체에 이로운 에너지가 방출되는 지역으로 지면에서 발산되는 양자 에너지를 가우스 계측장치로 측정하여 0 가우스인 지역이다. 이 지역은 사람, 동물, 식물이 생육되기 좋은 장소로서 이러한 공간에는 원의 형태로 에너지가 형성되는 것이 특징으로 나타난다. 즉 이 원의 공간 안쪽은 자기장이 제로인 상태를 유지하여 지표 온도가 바깥쪽보다 4℃ 높고 습기가 없으며 주변에 이끼, 곰팡이가 죽어 소멸하여 깨끗하고 청명함이 확인되고 있다.
상기 제주도 화산재는 벤토나이트 무기질 광물질로서 SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, Na2O3 등의 무기물질이 주요성분으로 구성되어 있으며, 분말 상태의 형상으로 가벼운 충격으로도 계속해서 더 작은 크기로 분말화되기 용이하다.
또한, 일반적인 모래와 비교하여 가벼운 매질이고 흡수율이 높으며 기공율도 크다.
본 발명은 상기 제주도 화산재를 분쇄하는 화산재를 분쇄하는 단계로부터 시작한다.
상기 제주도 화산재를 조 크러셔를 이용하여 1차 분쇄하고 햄머 크러셔로 2차 분쇄하여 2mm 미만의 크기로 분쇄된 화산재를 세라믹 전기로에서 300~350℃의 온도에서 120~150분간 열로 처리 및 건조한 다음에 상온으로 냉각한다. 이어서 에어 분쇄 분급 시스템의 설비에서 2500~3500 rpm으로 분쇄기 내부의 기류를 형성하여 화산재 입자 간에 충돌을 일으키면서 날려보내어 3차로 분쇄한다. 이렇게 얻어진 분쇄된 화산재의 분말의 크기는 500~1000 메쉬이다.
상기 온도에서 화산재를 가열 처리하여 화산재 고유의 특성은 보유하면서 화산재의 각종 유기 불순물과 공극수가 제거되고 기공이 증가하여 화산재의 비중이 가벼워지며 에어 분쇄를 통해 불규칙적 입자 형태에서 구에 가까운 입자의 형태를 나타내며, 이로 인하여 후술하는 마스터 배치 제조와 폴리에스테르와의 융합 방사에서 폴리에스테르와의 비중 차이가 작아지고 구 형태로 일정한 크기를 지니게 되므로 화산재의 혼련성과 분산성이 향상된다.
이후 상기 화산재를 분쇄하는 단계에서의 분쇄된 화산재를 나노 분쇄하는 단계를 수행한다.
상기 화산재를 분쇄하는 단계에서의 분쇄된 화산재는 마이크로미터 크기의 화산재를 포함하므로, 분쇄된 화산재를 물과 함께 진동분쇄기에서 화산재와 유사성분인 알루미나 또는 실리카로 이루어진 직경 0.5~2.0 mm크기의 볼을 이용하여 진동분쇄하고 필터를 이용하여 상기 볼을 분리한다.
그 다음에 볼이 분리되고 진동분쇄된 용액 100 중량부에 대하여 수산화칼슘 10~30 중량부를 가하고 교반하여 균일하게 한 후에 12~24시간 정치한 다음 원심분리하여 침전된 큰 입자는 버리고 엷어진 현탁 용액만을 회수하여 마이크로미터 크기의 입자가 제거되어 200~900 나노 미터 크기 범위로 나노 분쇄된 화산재 입자가 함유된 현탁액을 얻는다.
이때, 진동분쇄는 300~900 사이클/분의 속도로 12~36시간 동안 수행할 수 있고, 원심분리는 3,000~9,000 rpm에서 10~30분 동안 수행할 수 있다.
진동분쇄와 원심분리의 조건이 상기 범위보다 낮을 경우에는 나노 미터 크기 범위를 갖는 입자의 수득이 어렵고 상기 범위보다 높을 경우에는 입자간 응집이 발생하고 경제성 측면에서도 바람직하지 못하다.
이러한 진동분쇄 속도와 시간, 원심분리 속도와 시간을 조절하게 되면 간단한 방법으로 용이하게 마이크로미터 크기의 화산재를 나노 미터 크기 범위의 입자로 얻게 되면서 좁은 입도 분포 영역의 입자를 얻게 된다.
또한, 수산화칼슘을 첨가하여 물속에서 이온화하여 화산재 구성성분인 무기 산화물과 반응하여 화산재에서 마이너스 전하의 발생을 촉진하여 입자가 서로 반발하게 함으로써 응집이 되는 것을 억제한다.
이후 상기 나노 분쇄 단계에서의 화산재 입자가 함유된 현탁액을 건조하고 해쇄하여 나노 화산재를 준비하는 단계를 수행한다.
상기 건조는 통상의 방법을 제한없이 사용할 수 있다.
건조된 나노 미터 크기의 화산재 분말은 통상적인 초음파 균질화기를 사용하여 소정시간 동안 처리하거나 70~120℃의 고온·고속의 유체에 분말을 날려보내는 제트 밀 장치(jet-mill apparatus)를 사용하여 소정시간 동안 처리하게 되면 상기 나노 미터 크기의 화산재는 신속하게 해쇄된다.
이때 제트 밀 장치를 사용할 경우, 상기 화산재 분말 고온 유체의 초고압 카운터 제트 스트림은 서로 충돌시키는 것이 바람직한데, 카운터 제트 스트림은 충돌 위치의 제트 스트림 반경 0.1mm, 제트 스트림 속도 600m/sec 및 노즐에서의 제트 스트림의 유량 15ℓ/min으로 소정시간 동안 서로 충돌시켜 나노 미터 크기의 화산재 분말 응집체를 단시간에 나노 미터 크기를 유지하면서 화산재 입자의 공극의 수분까지도 제거하면서 해쇄할 수 있다.
상기 제트 밀 해쇄가 고온에서 이루어지므로 건조상태가 우수해지고 수분과 불순물이 제거되고 공극이 발달하여 겉보기 비중이 가벼워지고 완전한 입도 분포가 될 수 있도록 하므로, 나노입자로 분쇄된 화산재 입자가 완전 분산화가 되지 못하고 일부가 점착되어 있어 마스터 배치 제조시 균일한 혼합이 되지 못해 방사시 압력이 상승하는 문제를 해결할 수 있다.
이후 상기 준비된 나노 화산재를 이용하여 화산재 마스터 배치를 제조하는 단계를 수행한다.
상기 화산재 마스터 배치의 제조는 나노 화산재의 균일한 분산이 이루어지도록 장시간 제조 방식인 고분산제조 방식으로 할 수 있는데, 이에 의해 화산재와 폴리에스테르간의 융합이 용이하고, 화산재가 폴리에스테르에서 균일하게 분포될 수 있도록 할 수 있다.
상기 고분산제조 방식은 나노 화산재 분산 가공, 파쇄 가공, 폴리에스테르와의 융합하는 단계로 이루어질 수 있다.
우선 텀블러 믹서를 이용하여, 상기 준비된 나노 화산재를 300~350 메쉬 체에 통과시켜 얻어진 화산재 100 중량부에 대해 제1분산제로서 인산트리에틸 또는 인산트리부틸과 같은 인산에스테르 10~30 중량부를 건식혼합하여 화산재의 표면에 부착시키고, 그 이후에 제2분산제로서 2,2'-bis(4-히드록시페닐) 프로판 또는 히드로퀴논 70~90 중량부를 혼합하고 100~150℃의 온도에서 연화시켜 50~70분간 분산 가공하고 냉각한다.
상기 온도에서 분산 가공함으로써 화산재의 표면에 붙어있는 제1분산제가 제2분산제인 글리콜에 의해 유동화되어 화산재의 표면과 공극에 고르게 흡착되면서, 상기 제1분산제 및 제2분산제는 폴리에스테르의 용융을 위한 고온에서도 분산성능이 발현된다.
상기 분산 가공된 나노 화산재를 일반적으로 사용되는 파쇄기를 이용하여 플레이크 상태가 되도록 파쇄할 수 있는데, 이로 인하여 분산 가공 과정에서의 뭉쳐짐이 해소되어 다음 단계인 혼합이 용이하게 할 수 있다.
상기 폴리에스테르와의 혼합은 수퍼 믹서를 이용하여 상기 플레이크 상태의 나노 화산재와 폴리에스테르를 10:90 ~ 30:70의 중량비로 혼합하고 100~120℃의 온도에서 15~20시간 혼합한다.
나노 화산재와 폴리에스테르의 혼합비가 상기 범위에서 벗어나게 되면, 화산재에 의한 물성이 발현되지 못하거나, 화산재의 과다로 오히려 분산이 나빠져서 폴리에스테르 섬유의 제조에서 절사가 발생하거나 섬유강도가 약해질 수 있어 바람직하지 못하다.
상기 혼합한 혼합물을 압출기를 이용하여 폴리에스테르가 용융할 수 있는 260~290℃의 온도에서 압출하고 냉각하고 펠렛화 하여 화산재 마스터 배치를 제조한다. 이때 얻어진 마스터 배치 펠렛의 길이는 3~3.5mm, 지름은 2~3mm이다.
한편, 화산재 마스터 배치의 베이스로서 폴리에스테르 이외에 폴리에틸렌 또는 폴리아미드를 압출온도를 조절하여 사용할 수 있다.
이후 상기 화산재 마스터 배치를 이용하여 융·복합 항균기능사를 제조하는 단계를 수행한다.
본 발명의 화산재를 이용한 융·복합 항균기능사의 제조방법은 일반적으로 사용되는 방법을 이용하되, 하기의 조건으로 수행하는 것이 좀 더 바람직하다.
상기 화산재 마스터 배치와 섬유용 폴리에스테르를 4:96 ~ 8:92의 중량비로 혼합하고 압출하되, 방사 팩(Pack)에서 샌드 100~120 메쉬를 거치고 필터 400~420 메쉬를 거친 후 원형 단면 노즐을 통해 방사할 수 있다. 방사시 압력은 내부 110~130, 외부 110~130 Kg/㎠로 할 수 있다. 방사 후 17~23℃로 냉각 챔버에서 냉각하고 권취하여 화산재가 함유된 융·복합 항균기능사를 제조할 수 있다.
본 발명은 원형단면사로서 원형 단면 노즐로부터 방사 이후에 SDY(Spin Draw Yarn) 또는 DTY(Draw Textured Yarn)으로 필라멘트사를 제조한다.
SDY는 방사와 동시에 연신이 이루어지는 방식으로서 연신사라하며, 방사공정 중 가열 롤러를 설치하여 가열 롤러의 속도차를 이용하여 일정수준 연신이 이루어지도록 하는 것인데, 롤러 사이에서 60~65%로 연신하되, 1차 롤러에서 85~90℃, 2차 롤러에서 115~120℃로 열을 가하여 열 고정한 후에 5000~5500m/min로 권취하여 얻어지는 섬유이다. 이렇게 얻어지는 SDY는 단독적으로 일반적인 직물 원단으로 사용되며 필라멘트(Filament) 사 라고 한다.
DTY는 방사와 동시에 연신과 가연이 이루어지는 방식으로서, SDY와 동일하게 연신을 한 다음에, 꼬임을 주고 185~195℃로 가연한 후 3200~3300m/min로 권취하여 얻어지는 섬유이다. 이렇게 얻어지는 DTY는 편물용 또는 다른 섬유와 혼직용으로 사용되며 Poy사 라고 한다.
또한, 본 발명은 원형 단면 노즐을 대체한 노즐을 이용하여 이형단면사 또는 심초사(sheath/core사)를 제조할 수 있다.
본 발명의 이형단면사는 노즐의 단면을 삼각형, 별형 십자형 등과 같이 이형단면으로 구성하여 제조되는 것으로서, 상기 원형 단면 노즐을 이형 단면 노즐로 교체하고 상기의 원사 제조방법과 동일하게 이루어지며, 보온성, 흡한속건성, 드래프트성, 실크와 같은 광택과 촉감의 부여 등과 같은 기능성이 부여된다.
본 발명의 심초사는 노즐의 단면을 코어(Core)부와 시스(Sheath)부로 형성하고, 상기 코어부에는 폴리에스테르를 단독으로 통과시키고, 상기 시스부에는 상기 화산재 마스터 배치와 섬유용 폴리에스테르를 4:96 ~ 8:92의 중량비로 혼합하여 통과시켜 방사하여 상기의 원사 제조방법과 동일하게 제조된 원사로서, 화산재로 인한 본 발명의 효과와 원사의 강도가 좀 더 향상된다.
상기와 같은 방법으로 제조되고 화산재를 1.2중량% 함유한 원형 단면 폴리에스테르 원사 및 이를 이용한 직/편물 원단으로 평가한 결과를 하기에 설명한다.
도 2 내지 4에 의하면, 150D/48F의 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 제직된 원단을 이용하여 KS K 0693 : 2011의 방법에 의해 항균도를 측정해 본 결과, 18시간 경과 후 정균감소율이 99.9로 우수한 항균력이 있음을 알 수 있다.
도 5에 의하면, 150D/48F의 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 편물 원단을 이용하여 소취율을 측정해 본 결과, 120분 경과 후 소취율이 70%로 우수한 소취성이 있음을 알 수 있다.
도 6에 의하면, 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 원단의 방사율과 방사에너지 시험 결과값으로부터 원적외선이 방사되고 있음을 알 수 있고, 이로 인하여 착용시 상온에서도 따뜻함을 느낄 수 있다.
도 7에 의하면, 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사의 비강도와 인장신도는 일반 폴리에스테르 원사의 비강도와 인장신도와 비교하여 유사한 수준으로 기계적 강도가 우수함을 알 수 있다.
도 8에 의하면, 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사로 이루어진 원단의 세탁견뢰도가 면 또는 폴리에스테르 원단과 비교하여 동일한 수준임을 알 수 있다.
특히 본 발명에 의하면 화산재가 나노 크기 범위를 가진 분말로서 분산성이 용이하고 겉보기 비중이 가벼워 폴리에스테르와 혼련성이 향상되어 노즐을 통과하는 방사에서 팩 압력이 과다하게 증가하지 않으면서 용이하게 방사되며, 화산재에 의해 원사의 표면에 마찰강도를 낮추고 화산재의 흡습성으로 가공이 용이하며, 화산재가 섬유내에 고른 분산으로 적은 량의 함량으로도 화산재 고유의 특성을 발현하며, 염색이 용이하게 되면서도 세탁에 의한 변퇴 및 오염에 대한 안정성이 높아짐을 하기 도 2 내지 9를 통하여 확인할 수 있다.
본 발명의 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사는 상기의 특징을 가지므로, 기능성 언더웨어, 성인용 아웃도어웨어, 유아·아동용 내복, 스포츠 양말 등의 의류제품에, 이불, 매트, 침대시트 등의 침구류에, 소파, 쿠션, 기저귀, 보호대, 일반 의류용과 각종 부직포, 포장재, 자동차 필터와 같은 산업용 기자재 분야 등에, 화산재를 함유한 폴리에스테르 융·복합 항균기능사를 이용하여 다양한 제품을 생산하는 것이 가능하다.

Claims (5)

  1. 화산재를 1차 및 2차 분쇄하고, 상기 분쇄로 얻어진 분쇄된 화산재를 가열하고, 상기 가열에 의한 분쇄된 화산재를 에어 분쇄 분급 설비에서 기류하에서 충돌시켜 화산재를 분말화 하는 화산재를 분쇄하는 단계;
    상기 화산재 분말을 나노 분쇄하여 나노 크기의 화산재를 얻는 단계;
    상기 나노 크기의 화산재 입자를 해쇄하여 나노 화산재를 준비하는 단계;
    상기 준비된 나노 화산재와 섬유용 폴리에스테르를 10:90 ~ 30:70의 중량비로 혼합하고 용융압출하여 고분산 화산재 마스터 배치를 제조하는 단계; 및
    상기 화산재 마스터 배치와 섬유용 폴리에스테르를 4:96 ~ 8:92의 중량비로 혼합하고 방사하여 폴리에스테르 융·복합 항균기능 섬유를 제조하는 단계;를 포함하며,
    상기 화산재 마스터 배치를 제조하는 단계는,
    상기 나노 화산재 100 중량부에 대해 제1분산제로서 인산트리에틸 또는 인산트리부틸 10~30 중량부를 건식혼합하고, 그 이후에 제2분산제로서 2,2'-bis(4-히드록시페닐) 프로판 또는 히드로퀴논 70~90 중량부를 혼합하여 분산 가공하고, 상기 분산 가공에 의한 나노 화산재를 파쇄하여 플레이크 상태가 되도록 하고, 상기 플레이크 상태의 나노 화산재를 폴리에스테르와 융합하는 것을 특징으로 하는 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화산재를 분쇄하는 단계에서, 상기 가열은 300~350℃의 온도에서 120~150분간 실시하는 것을 특징으로 하는 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 나노 크기의 화산재를 얻는 단계는,
    상기 화산재 분말을 물과 함께 진동분쇄하고, 상기 진동분쇄에 의해 얻어진 용액 100 중량부에 대하여 수산화칼슘 10~30 중량부를 가하고, 수산화칼슘이 가해진 용액을 원심분리하여 침전된 큰 입자는 버리고 엷어진 현탁 용액만을 회수하는 것을 특징으로 하는 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 해쇄하여 나노 화산재를 준비하는 단계는,
    상기 나노 크기의 화산재 입자를 건조하고, 상기 건조에 의한 화산재 입자를 70~120℃의 고온의 유체에 분말을 날려보내는 제트 밀 장치를 사용하여 해쇄하는 것을 특징으로 하는 고분산 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법.
  5. 삭제
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