KR101737010B1 - 폴리에스테르 수지 조성물, 이로부터 제조된 가발모용 원사 및 그 제조방법 - Google Patents

폴리에스테르 수지 조성물, 이로부터 제조된 가발모용 원사 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르 수지 조성물, 이로부터 제조된 가발모용 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 우수한 방사성, 촉감 및 난연성을 가지는 폴리에스테르 수지 조성물, 이로부터 제조된 가발모용 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르 수지 조성물, 이로부터 제조된 가발모용 원사 및 그 제조방법 {Polyester Resin Composition, Wig-Hair Prepared with the Same and Method for Preparing the Same}
본 발명은 가발모용으로 사용가능한 폴리에스테르 수지 조성물, 이로부터 제조된 가발모용 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 가발모용 플라스틱 수지를 제조하는 재료로는 궁극적으로 외관, 감촉 등에서 인모와 유사한 효과를 나타낼 수 있어야 하며, 이를 위해서는 인모와 유사한 색상, 컬(Curl) 특성, 소광성, 난연성 및 대전방지성을 지녀야 한다. 최근에는 상기와 같은 요건뿐 아니라 내열성 및 내구성도 요구된다.
한편, 현재까지 가발모용으로 사용되는 수지 원료로는 PVC, 모다크릴(modacryl), 폴리프로필렌, 나일론 및 폴리에스테르 수지 조성물 등이 있는데, 이 중 PVC와 모다크릴(modacryl)은 분자 구조상 Cl기를 포함하여, 자기소화성에 의한 난연성이 있다.
한편, 폴리에스테르 수지로 제조된 가발모용 수지는 높은 유리전이온도에 의한 우수한 컬(Curl) 특성과 탄성율을 나타내고, 색상 및 광택성이 양호하며, 내열성이 높아 열고찰 후 Curl이 용이하다는 장점 때문에, 다른 가발모용 수지보다 우수한 소재로 평가받고 있다. 하지만, 이와 같은 폴리에스테르계 수지는 높은 탄성율로 인해 촉감이 나쁘고, 염색이 어려운 단점이 있으며, 또한 난연성을 부여하기 위해 난연제와 혼용하는 경우, 방사성이 떨어지고, 촉감이 더욱 저하되는 문제점이 있다.
난연성 폴리에스테르 가발원사의 제조와 관련된 종래의 기술개발 동향을 살펴보면 다음과 같다.
일본특허 특 2003-0064622호 및 일본특허 특개 제 2005-76147호에는 반응형 인계 난연제를 공중합시킨 열가소성 공중합 폴리알킬테레프탈레이트 수지로 난연성 폴리에스테르 가발원사를 제조하는 방법이 있지만, 이 방법 역시 가발원사가 요구하는 난연성을 충족시키기 위해서 인 원자량을 환산하여 5-10중량%의 난연제를 첨가하는데 이 경우 난연성은 개선되지만 섬유 형성이 어렵게 되어 실용적인 방법이라 할 수 없다.
가장 실용적인 방법으로 제안된 방법으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 혹은 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 난연화하는 방법으로 고분자형 브롬화 에폭시 혹은 페녹시 난연제를 첨가하는 방법이 일본특개소 60-71713호, 소59-129253호, 소 59-149954호, 소 58-101145호에 공지되어 있다. 이들 특허에서는 난연제로 브롬화비스페놀A 디글리시딜에테르와 브롬화비스페놀A를 주성분으로 하여 중합한 반응 생성물을 용융 혼련하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 이들 방법으로 난연 폴리에스테르 가발원사를 제조하는 경우 방사 시간이 경과함에 따라 열분해 탄화물 발생이 증가하여 노즐 홀이 막히거나 용융수지가 토출되는 노즐 홀 주변에 열분해 탄화물이 쌓이게 되어 곡사 현상으로 인한 사절이 발생하여 연속적인 생산이 어렵게 되는 문제가 있다. 또한 이 방법의 가발모는 열을 주어 setting을 한 후 시간에 지남에 따라 가발모 Curl의 형태가 처지게되는 Curl 특성이 저하되는 경향을 띤다. 또 이 가발모는 다소 잘 부러져(brittle) 유연성이 부족한 부분이 있다.
이에 본 발명자들은 기존의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 혹은 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 난연화하는 방법에서 폴리에스테르 수지의 우수한 컬 특성과 유연성을 유지하면서도, 촉감 및 난연성이 우수하게 나타내기 위하여 가발모용 코폴리머 폴리에스테르 수지 조성물에 대한 연구를 거듭 하던 중 본 발명을 완성하였다.
본 발명에서는 폴리에스테르 수지의 우수한 컬 특성과 유연성을 유지하면서도, 촉감 및 난연성이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 전술한 특성을 가지는 폴리에스테르 수지 조성물을 포함하는 가발모용 원사를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 전술한 특성을 가지는 폴리에스테르 수지 조성물의 제조방법을 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100중량부에 대하여, 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 9 ~ 40 중량부; 할로겐계 난연제 15 ~ 40 중량부; 및 안료분산제 1 ~ 3 중량부를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물을 제공한다.
상기 구현예에 의한 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합시킨 공중합물; cation dyeable polyester계 수지를 함유하는 모노머를 공중합시킨 공중합물; full dull DMT를 함유하는 모노머를 공중합시킨 공중합물; 및 semi dull TPA를 함유하는 모노머를 공중합시킨 공중합물 중 선택되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합시킨 공중합물은 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010088143368-pat00001
여기서, R1 은 탄소수 하나 이상의 카르복실기이고, R2 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이며, R3 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기 또는 금속 이온기이며, R4 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이고, R5 는 탄소수 하나 이상의 카르복실기이며, R6 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이다.
상기 구현예에 의한 할로겐계 난연제는 화학식 2로 표시되는 브롬화 에폭시계 난연제인 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112010088143368-pat00002
여기서, R은 수소, 탄소수 6 내지 400의 알킬기, 및 탄소수 6 내지1200의 아릴기 중 선택되고, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 브롬기이고， X1, X2, X3 및 X4 중 적어도 하나 이상은 브롬기이다.
상기 구현예에 의한 안료분산제는 탈크(talc), 왁스(Wax) 및 이들의 혼합물 중 선택되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 폴리에스테르 수지 조성물은 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대해 0.1 내지 0.5 중량부의 열안정제를 추가로 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 폴리에스테르 수지 조성물은 한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)값이 27이상인 것일 수 있다.
본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 상기 폴리에스테르 수지 조성물로 제조된 가발모용 원사를 제공한다.
본 발명은 또한 바람직한 제3 구현예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부, 코폴리 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 9 내지 40중량부, 할로겐계 난연제 15 내지 40 중량부, 및 안료분산제 1 내지 3 중량부를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물을 준비하는 단계; 상기 조성물을 용융 방사하는 단계; 및 상기 용융 방사물을 연신하는 단계를 포함하는, 가발모용 원사의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 가발모용 폴리에스테르 수지 조성물은 우수한 Curl 특성, 방사성, 촉감, 유연성 및 난연성을 나타내어, 가발모용 원사의 제조에 관한 산업 분야에 유용하게 응용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 난연성과 함께 방사성 및 촉감이 우수하여 가발모용 원사로 사용가능한 폴리에스테르 수지 조성물로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100중량부에 대하여, 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 9 ~ 40 중량부; 할로겐계 난연제 15 ~ 40 중량부; 및 안료분산제 1 ~ 3 중량부를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.
종래 가발모용 원료의 경우, 난연성을 부여하기 위해 난연제를 첨가하는 경우 방사성이나 Curl 특성 및 유연성이 떨어지는 문제점이 있었고, 자체 난연성이 있는 PVC 등의 원료의 경우 인모와 유사한 색상, 컬 특성, 대전 방지성을 나타내기에는 소재적인 한계가 지적되어 왔다.
이에, 본 발명은 우수한 Curl 특성과 유연성, 색상 및 광택을 갖는 코폴리머 폴리에스테르 수지를 이용한 가발모용 수지 조성물로서, 우수한 컬 특성 및 방사성, 색상 및 광택성, 난연성을 유지하면서도 우수한 유연성 및 강도를 나타내는 할로겐계 난연제를 포함한 코폴리머 폴리에스테르 수지 조성물을 제공한다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 가발모용 수지 조성물의 준비에 통상 사용하는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 선택될 수 있으나 수지 조성물의 방사성 및 최종 제조되는 가발모용 원사의 촉감 등을 고려하여 고유점도가 0.5 내지 1.2 dl/g 인 것을 사용할 수 있다.
코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 Curl 특성과 유연성을 향상시키기 위해 첨가하며, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합 시킨 공중합물, 선명한 색상을 나타나게 하는 cation dyeable polyester계를 함유하는 모노머를 공중합 시킨 공중합물, full dull DMT를 함유하는 모노머를 공중합 시킨 공중합물, semi dull TPA를 함유하는 모노머를 공중합 시킨 공중합물 등을 사용할 수 있으나, 코폴리 폴리에틸렌테레프탈레이트의 종류가 상술한 예에 한정되지는 않는다. 바람직하게는 용이하게 입수가능한 코폴리 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다.
한편, 수지 조성물의 방사성 및 최종 제조되는 가발모용 원사의 Curl 특성 및 유연성을 고려하여 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합 시킨 공중합물 혹은 선명한 색상을 나타나게 하는 cation dyeable polyester계를 함유하는 모노머를 공중합 시킨 공중합물를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010088143368-pat00003
여기서, R1 은 탄소수 하나 이상의 카르복실기이고, R2 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이며, R3 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기 또는 금속 이온기이며, R4 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이고, R5 는 탄소수 하나 이상의 카르복실기이며, R6 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이다.
코폴리머폴리에틸렌테레프탈레이트의 함량은 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대해 9 내지 40 중량부일 수 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대해 9중량부 미만이면, 방사된 가발모용 원사의 촉감이 불량하고, 40 중량부를 초과하면, 방사시 처침 등으로 인해 가발모용 원사를 제조하기 위한 적절한 정도의 방사성을 확보하기 어렵다.
할로겐계 난연제는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부에 대해 15 내지 40 중량부로 포함될 수 있는데, 15 중량부 미만으로 첨가하는 경우 충분한 정도의 난연성을 나타내기 어렵고, 40중량부 초과로 첨가하는 경우 방사성이 떨어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 할로겐화 난연제는 할로겐의 함량이 총 난연제 함량에 대해 50 내지 80 중량%인 것을 사용할 수 있는데, 이와 같은 할로겐 함량을 갖는 할로겐화 난연제를 사용하는 경우, 수지 조성물에 충분한 정도의 난연성을 부여함과 동시에 가발모용 원사로 사용되기에 최적화된 촉감, 유연성 및 방사성을 나타낼 수 있다. 이와 같은 이유로, 더욱 바람직하게는 할로겐의 함량이 총 난연제 함량에 대해 50 내지 75중량%인 할로겐화 난연제를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 할로겐화 난연제는 상용하는 할로겐화 난연제이면 그 구성의 한정이 없이 선택될 수 있으나, 수지 조성물의 방사성 및 최종 제조되는 가발모용 원사의 촉감을 고려하여 바람직하게는 브롬화 난연제, 더욱 바람직하게는 브롬화 에폭시계 난연제를 사용할 수 있다. 이와 같은 브롬화 에폭시계 난연제의 일예는 하기 화학식 2에 나타낸 바와 같다.
[화학식 2]
Figure 112010088143368-pat00004
여기서, R은 수소, 탄소수 6 내지 400의 알킬기, 및 탄소수 6 내지1200의 아릴기 중 선택되고, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 브롬기이고， X1, X2, X3 및 X4 중 적어도 하나 이상은 브롬기이다.
더욱 바람직하게는 고함량의 브롬화 에폭시계 난연제로 하기 화학식 3로 표시되는 브롬화 에폭시계 난연제를 사용할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112010088143368-pat00005
여기서, R은 수소, 탄소수 6 내지 400의 알킬기 및 탄소수 6 내지 1200의 아릴기 중 선택된다.
상기와 같은 화학식 2 또는 화학식 3로 표시되는 브롬화 에폭시계 난연제를 특정 중량비율의 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 첨가하는 경우, 가발모용으로 사용되기에 적합한 정도의 난연성을 나타낼 수 있음과 동시에, 가발모용 원사로 유용하게 사용될 수 있을 정도의 우수한 촉감, 컬감, 및 색감 등을 나타내고, 또한 우수한 유연성, 강도를 나타낼 수 있다.
안료분산제는 가발모용 조성물에 포함되는 안료 등의 분산을 유도하고, 폴리에스테르 조성물의 방사성을 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부에 대해, 1 내지 3 중량부로 첨가할 수 있다. 안료분산제의 함량이 1 중량부 미만이면, 안료분산제 첨가에 따른 안료들의 분산효과가 미미하게 나타나며, 3 중량부를 초과하면 수지 조성물의 방사성이 떨어지는 단점이 있다.
이와 같은 안료분산제는 통상 수지 조성물의 안료의 분산을 용이하게 하는 구성이면, 그 구성의 한정이 없이 선택될 수 있다. 구체적으로, 탈크(talc), 왁스(WAX) 등을 사용할 수 있으나, 안료분산제의 종류가 상술한 예에 한정되지 않는다. 바람직하게는 용이하게 입수가능한 탈크를 사용할 수 있다. 기타 상술한 안료분산제 외에 통상 사용되는 공정 안정제도 추가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지 조성물은 형광증백제, 열안정제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다.
형광증백제(optical brightener)는 스틸벤계, 벤즈이미다졸계, 벤즈옥사졸계, 나프탈이미드계, 로다민계, 쿠마린계, 옥사진계, 피라졸린계, 비스스틸비페닐계, 트리아졸계, 페닐렌계 화합물의 구성을 갖는 것으로서, 이와 같은 형광증백제는 가발모용 원사로 적용 시 색감을 우수하게 하는 역할을 한다.
구체적으로 이러한 형광증백제는 시바스페셜티케미칼의 Uvitex 시리즈 및 Tinopal 시리즈, 일본 소다사의 Kayacoll 시리즈(예를 들면, Kaycol BBL, 비스트리아지닐아미노스틸벤 디술폰산염 유도체), 스미토모 화학 공업사의 Whitex 시리즈, 일본 화약사의 Kayaphor 시리즈, 바이엘 사의 Blankophor 시리즈, Clariant사의 Hestalux KS시리즈 등의 상품명으로 시판되는 것을 이용할 수 있다.
그리고, 이와 같은 형광증백제는 수지 조성물의 방사성 및 가발모용 원사의 촉감을 떨어뜨리지 않으면서, 형광증백효과를 나타내기 위해, 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대해 0.01 내지 1중량부로 첨가될 수 있다.
열안정제는 수지 조성물의 열안정성을 구현하기 위해 첨가되는데, 조성물 내에서 산화방지제의 역할을 수행한다. 이와 같은 열안정제는 통상 수지 조성물 내에서 산화방지제의 역할을 할 수 있는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 선택될 수 있다. 구체적으로, 하이드록시 페닐계 화합물, 힌더드 아민 화합물, 황계 화합물 및 인계화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으며, 수지 조성물의 방사성 및 가발모용 원사의 촉감을 떨어뜨리지 않으면서, 수지 조성물의 열안정성을 나타내기 위해, 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대해 0.1 내지 0.5 중량부로 첨가될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 폴리에스테르 조성물은 가발모용 원사로 제조하기 적합하도록 우수한 방사성을 나타내며, 또한 난연성 또한 우수하게 나타난다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 275℃, 전단율 6000/sec하에서 측정한 용융점도가 7,000 내지 12,000 Poise이다. 이와 같은 용융점도를 나타내기에, 가발모용 원사로 제작하는 경우에도 방사된 원사의 처짐 등이 나타나지 않고, 용이하게 가발모용 원사의 방사가 가능하다.
그리고, 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 충분한 정도의 난연성도 나타내는데, 구체적으로 한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)값이 27이상이다. 따라서, 종래에 폴리에스테르 수지를 원료로 하는 가발모용 원사의 난연성 문제를 해결할 수 있게 되었다.
본 발명은 다른 구현예에 따라 상기 폴리에스테르 수지 조성물로 제조된 가발모용 원사를 제공한다. 이와 같은 폴리에스테르 가발모용 원사는 충분한 컬감, 색감, 촉감을 가지면서도 우수한 난연성을 나타낼 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 폴리에스테르 수지 조성물로부터 가발모용 폴리에스테르 원사를 제조하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 원사의 제조 방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부, 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 9 내지 40중량부, 할로겐계 난연제 15 내지 40 중량부, 및 안료분산제 1 내지 3 중량부를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물을 준비하는 단계; 상기 조성물을 용융 방사하는 단계; 및 상기 용융 방사물을 연신하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 폴리에스테르 수지 조성물의 준비는 열용융 혼련을 통해 진행할 수 있으며, 상기 용융 방사는 방사구금을 통해 용융 방사할 수 있다. 한편, 상기 연신 단계는 원사의 연신에 통상 사용되는 연신롤 등을 이용하여 행할 수 있으며, 상술한 구체예에 한정되지 않는다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 다음에 제시되는 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것이지, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
250℃ 내지 280℃로 가열된 이축 압출기를 이용해 1차 원료 투입구로 고유 점도가 1.2인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 코오롱인더스트리의 KP192N)를 100 중량부에 대하여, 고유점도가 0.65인 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 (CP-PET, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합 시킨 공중합물) 20 중량부, 내열제로 송녹스 0.3 중량부, 탈크 (Talc) 1.5 중량부, 옵티칼 브라이트너 (optical brightener, 2,2'-(1,2-ethenediyldi-4,1-phenylene, 제조사: clariant, 품번: Hestalux KS) 0.015 중량부를 투입하고 폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대하여 브롬화에폭시계 난연제(우진고분자의 CXB-3000H) 30 중량부를 실린더 중간에 위치하는 2차 투입구로 투입하면서, 열용융 혼련공정을 통해 수지조성물을 준비하였다. 이후, 160 ℃에서 7시간 동안 제습형 건조기를 사용하여 상기 조성물을 건조하였다. 건조된 입상의 펠렛을 통상의 압출기에서 용융시킨 후 방사구금을 통해 용융방사하였다. 압출된 실은 가이드 롤을 경유하여 연신롤을 거지면서 연신시킨 후 귄취하여 가발모용 섬유를 제조하였다.
<실시예 2 내지 3>
폴리에틸렌테레프탈레이트, 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트, 브롬화에폭시계 난연제의 함량만을 변화시키고, 다른 조건 및 조성은 위의 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 수지 조성물의 조성은 하기 표1과 같이 실시하였다. 수지 조성물의 조성은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
<비교예 1 내지 6>
폴리에틸렌테레프탈레이트, 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트, 브롬화에폭시계 난연제, 탈크의 함량만을 변화시키고, 다른 조건 및 조성은 위의 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 수지 조성물의 조성은 하기 표1과 같이 실시하였다. 수지 조성물의 조성은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
구분 수지 조성물의 조성 (단위: 중량부)
PET(주) CO-PET(주) 브롬화에폭시계
난연제		 탈크
실시예 1 100 20 30 1.5
실시예 2 100 25 30 1.5
실시예 3 100 25 27 1.5
비교예 1 100 50 30 1.5
비교예 2 100 30 10 1.5
비교예 3 100 30 20 0.5
비교예 4 100 30 20 4
비교예 5 100 6 20 1.5
비교예 6 100 30 50 1.5
(주) PET : 폴리에틸렌테레프탈레이트
CO-PET : 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합 시킨 공중합물
한편, 상기와 같은 실시예들 및 비교예들에 따른 수지 조성물로 제조된 시험편의 물성 및 장기열충격특성 평가하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 방사성, 난연성 및 Curl 특성 및 유연성의 평가 방법은 하기와 같다.
<시험방법>
1. 방사성 평가 방법
실제 방사하였을 때의 방사구의 막힘이나 처짐이 없어 방사성이 좋은지를 알아보기 위해, 수지 조성물의 용융점도 평가를 통하여 정량화하였다. 일반적인 방사조건과 유사한 조건인 275℃, 전단율(shear rate) 6000/sec에서의 용융점도를 평가하였다. 용융점도(Shear Viscosity)가 7,000 Poise 미만인 경우 처짐으로 인한 방사성의 저하가 나타나게 되고 용융점도 12,000 초과인 경우에는 섬유의 형성이 불량하기 때문에 상기 조건에서의 용융점도가 7,000 내지 12,000 Poise일 때 방사공정에 문제가 없다고 할 수 있다.
2. 난연성 평가 방법
1) 연소 소요시간 측정법
지름 1.5cm인 다발의 가발용 섬유를 클램프를 이용하여 수직으로 고정한 후, 다랍의 아래부분에 3cm의 불꽃을 이용하여 착화한 후 10cm가 연소되는 데 소요되는 시간을 평가하였다. 참고로, 난연제를 전혀 첨가하지 않은 일반적인 폴리에스테르계 가발용 섬유의 경우 10초 이내에 10cm이상의 연소가 진행된다.
2) 한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)값 측정
가연물을 수직으로 한 상태에서 가장 윗부분에 착화하였을 때 연소를 계속 유지시킬 수 있는 산소의 최저체적농도로 연소성 및 난연성을 측정하는 척도이다. LOI 값이 27 이상인 경우, 난연성이 있다고 판단하였다.
3. Curl 특성의 평가
폴리에스테르계 가발용 수지를 방사한 후 열처리 한 후 고온의 고데기로 settig시 Curl 형성 및 시간이 지남에 따라 Curl 형태의 변형에 따른 가발모의 처짐 길이를 측정하였다. 20cm의 가발모에 고데기로 setting하여 (Setting 후 길이 : 15cm ) Curl 형성 후 한 시간이 경과한 후 가발모의 길이를 측정하여 Curl특성을 평가하였다.
4. 유연성의 평가
폴리에스테르계 가발용 수지를 방사한 후 열처리 한 후 피부의 접촉할 때의 유연성을 비교하였다. 20인을 무작위로 선정하여 감성적인 유연성을 평가하게 하였다. 그 중 80% 인 16인이 우수하다고 평가하면 '우수', 50~80% 에 해당하는 10인 ~ 15인 이상이 우수하다고 평가하면 '보통', 50% 미만인 10인 미만이 우수하다고 평가하면 '불량'으로 나타내어 유연성을 평가하였다.
방사성평가:
용융점도
(103 poise)		 난연성 유연성 Curl 특성
(cm)		 비고
연소시간(초) LOI (%)
실시예 1 우수(10.5) 18 32 우수 17
실시예 2 우수(9) 18 32 우수 20
실시예 3 보통(9.5) 16 29 보통 18
비교예 1 불량(6.5) 17 30 우수 30 내열성,방사성, Curl특성 부족
비교예 2 보통(9.7) 12 20 보통 25 난연성, Curl특성 떨어짐
비교예 3 우수(10.2) 12 22 우수 27 난연성 , Curl특성 부족
비교예 4 불량(8.8) 15 29 보통 22 내열성, Curl특성이 떨어짐
비교예 5 불량(6.0) 17 31 불량 17 촉감 ,유연성 부족
비교예 6 불량(6.7) 22 35 불량 28 촉감 ,방사성, Curl특성 불량
물성평가결과, 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3과 같이 실시한 조성에서는 폴리에스테르계 수지의 난연성이 우수할 뿐만 아니라 충분한 방사성과 촉감 등 인모와 유사한 수준의 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
반면, 비교예들의 조성으로 제조된 가발모용 원사의 경우, 방사성이 떨어지거나, 난연성 및/또는 내열성이 떨어지거나, 촉감, Curl특성, 유연성이 나쁘게 나타났다.
이와 같은 실험결과로부터, 본 발명의 구현예들에 따른 가발모용 폴리에스테르 수지 조성물은 가발모용 원사의 제조에 관한 산업 분야에 유용하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (9)

  1. 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100중량부에 대하여,
    코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 9 ~ 40 중량부;
    할로겐계 난연제 15 ~ 40 중량부; 및
    안료분산제 1 ~ 3 중량부를 포함하고,
    상기 코폴리머 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 화학식 1로 표시되는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 이성질체 모노머를 공중합시킨 공중합물인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112016125008973-pat00006

    여기서, R1 은 탄소수 하나 이상의 카르복실기이고, R2 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이며, R3 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기 또는 금속 이온기이며, R4 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이고, R5 는 탄소수 하나 이상의 카르복실기이며, R6 는 수소 또는 탄소수 하나 이상의 알킬기이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐계 난연제는 화학식 2로 표시되는 브롬화 에폭시계 난연제인 폴리에스테르 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112010088143368-pat00007

    여기서, R은 수소, 탄소수 6 내지 400의 알킬기, 및 탄소수 6 내지1200의 아릴기 중 선택되고, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 브롬기이고， X1, X2, X3 및 X4 중 적어도 하나 이상은 브롬기이다.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 안료분산제는 탈크(talc), 왁스(Wax) 및 이들의 혼합물 중 선택되는 폴리에스테르 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부에 대해 0.1 내지 0.5 중량부의 열안정제를 추가로 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    한계 산소 지수(Limited Oxygen Index, LOI)값이 27이상인 폴리에스테르 수지 조성물.
  8. 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 폴리에스테르 수지 조성물로 제조된 가발모용 원사.
  9. 삭제
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