KR102123468B1 - 화장용 나일론 원착사 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화장용 나일론 원착사 및 이의 제조방법에 관한 것으로 5wt% 이하의 카본 블랙이 포함된 나일론 mn(m,n≥6)칩을 용융 방사한 후 고화하여 미연신사를 제조하는 단계; 상기 제조된 미연신사에 방사 유제를 0.4wt% 미만으로 부여하는 단계; 상기 유제가 부여된 미연신사를 두 개 이상의 고데트 롤러에서 연신 및 이완하는 단계로; 구성되며 기존의 방법에 비하여 색상의 발현이 우수할 뿐만 아니라 염색공정을 생략할 수 있는 장점이 있다.

Description

화장용 나일론 원착사 및 이의 제조방법 {Nylon dope dyed yarn for cosmetics and process for preparing the same}

본 발명은 화장용 나일론 원착사 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 여성들의 눈썹 화장 등에 사용되는 도구인 마스카라의 솔의 재료로 사용되는 나일론610, 612의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 화장도구에 관한 것이다.

본 발명은 종래의 나일론의 제조시에 사용하는 칩에 카본계 착색제를 포함하는 마스터 배치를 일정 중량비로 혼합하여 방사하는 검정색 계통의 색상을 띤 원착사의 제조방법 및 상기 방법으로 제조한 나일론 원착사에 관한 것이다. 본 발명에 의한 원착사는 종래의 백색 나일론 원사에 비해 내광성이 우수하고 마찰 특성이 좋으며 별도의 염색 공정이 불필요 하다.

일반적으로, 시트벨트용 백색 원사는 제직, 수세, 염색, 히트 세트 및 마무리 수지 처리 등의 공정을 거쳐서 제조한다. 이러한 공정은 여러 단계를 거치므로 제조 비용의 상승과 별도의 염색 공정에 의한 염액 폐수의 처리 비용 증가와 폐수에 의한 환경 문제 등의 문제가 야기 될 수 있는 단점이 있다.

일반적으로 마스카라의 솔은 나일론 등과 같은 화학섬유에 흑색의 안료를 혼합하여 원하는 색상을 발현하는 방법으로 제조된다. 첨가되는 흑색의 안료로는 사용되는 산화철(Fe3O4)이나 카본블랙 등이 이용될 수 있다. 하지만, 산화철(Fe3O4)은 비중이 크며, 대기 중에서 약 160의 온도로 가열하면 Fe2O3로 변화하여 변색이 되며 자화(磁化)되기 쉽다는 문제점 등을 가지고 있다.

반면, 카본블랙은 제조 원가가 저가일 뿐 아니라 섬유에 적용하였을 때 양호한 섬유 물성의 확보가 가능하다는 장점을 가지고 있어 널리 이용되어 왔다.

그러나 카본블랙은 공개특허공보 제2002-0092588호에 기재되어 있는 것처럼 소수성이며 적용되는 소재 및 폴리머 종류에 따라 짙은 색상을 발현하지 못할 수 있다는 단점이 있어, 원하는 색상 발현을 위해서는 더 많은 양의 카본블랙이 첨가되어야 하는 경우가 있다.

상기한 카본블랙의 색상발현의 문제점을 해결하기 위한 기술로는 등록특허 10-0646648를 참조할 수 있는 데, 상기 문헌은 폴리에스테르 원사 또는 폴리아미드 원사와 교직후 염색시 심색성이 우수함과 동시에 양호한 염색견뢰도를 갖는 폴리우레탄우레아 원착사를 제조하기 위하여 방사전의 폴리우레탄우레아 탄성사 중합물에 카본블랙 또는 카본블랙과 중합인산염계 분산제를 첨가하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해 L치(심색도)가 8~40이며, 색도좌표상 a*치 및 b*치가 ±2.0 인 폴리에스테르 원사를 제조하면 분산염료 또는 산성염료로 염색시 심색성 및 염색견뢰도가 매우 우수한 장점이 있다.

그러나 상기 문헌은 탄성이 우수한 우레탄계 섬유를 염색하는 방법에 관한 것이므로 속옷, 스타킹, 수영복, 스포츠 웨어 등 속옷에는 유용할 수 있으나 여성 화장용 마스카라의 솔에 사용되기에는 문제점이 있다.

마스카라에 사용되는 나일론에 흑색의 안료를 배합하기 위해서는 일반적으로 폴리아마이드사를 염색한 후 제직하는 방법과 제직 후 염색하는 두 가지 방법이 사용된다. 그러나 두 방법은 모두 염색 공정을 거치므로 염색 후 수세과정에서 폐수가 많이 발생되어 환경 문제를 유발할 수 있다. 뿐만 아니라 염색 공정 중 염료의 흡착 정도가 달라 최종 생산물에 대한 염색이 균일하게 이루어지지 않는 이염(異染)의 문제가 발생될 수 있다.

전술한 바와 같이 여성 눈썹 화장용 마스카라의 솔을 제조하기 위하여 흑색의 안료를 염색공정이 필수적이므로 이의 공정을 생략할 수 있는 제조방법에 대한 연구는 보고된 바 없다.

한국 공개특허 제 2002-0092588호 한국 등록특허 제 10-0646648호 한국 등록특허 제 10-480218호 한국 공개특허 제 1991-0008024호 국제 공개특허 제 2000-22208호

상기한 과제를 해결하고자 본 발명은 여성 눈썹 화장용 마스카라에 사용되는 나일론 mn(m,n≥6)의 원착사를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 나일론 mn(m,n≥6) 원착사는 카본 블랙을 포함하되, 나일론 중량대비 5wt% 미만으로 포함되는 것을 특징으로 하고, 염색 단계를 거치지 않는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은

5wt% 이하의 카본 블랙이 포함된 나일론 mn(m,n≥6)칩을 용융 방사한 후 고화하여 미연신사를 제조하는 단계; 상기 제조된 미연신사에 방사 유제를 0.4wt% 미만으로 부여하는 단계; 상기 방사 유제가 부여된 미연신사를 두 개 이상의 고데트 롤러에서 연신 및 이완하는 단계로; 이루어지는 화장용 나일론 원착사의 제조방법을 과제 해결을 위한 수단으로 제공한다.

본 발명의 방법에 의하여 제조된 화장용 나일론 원착사는 단면직경: 0.020~0.200mm, 강도: 3.1~9.4g/d, 절신: 10~40%, 수축율: 0.5~5.0%의 물성을 갖는다.

본 발명에 의한 나일론 원착사의 제조 방법은 기존의 방법에 의하여 제조된 원착사에 비하여 강도, 절단신도 및 수축율의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 염색공정을 생략할 수 있으므로 염색공정에 따른 추가적인 비용 발생의 문제 및 염색 후 폐수의 발생과 그로 이한 환경오염문제를 해결할 수 있는 효과가 기대된다.

이하 실시예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 나일론 원착사를 제조하는 방법은 5wt% 이하의 카본 블랙이 포함된 나일론 mn(m,n≥6)칩을 용융 방사한 후 고화하여 미연신사를 제조하는 단계; 상기 제조된 미연신사에 방사 유제를 0.4wt% 미만으로 부여하는 단계; 상기 유제가 부여된 미연신사를 두 개 이상의 고데트 롤러에서 연신 및 이완하는 단계를 순차적으로 거쳐 제조된다.

상기 나일론m,n(m,n≥6) 칩은 상대점도(RV)가 1.80 내지 3.80, 수분률이 800ppm 이하인 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 본 발명의 목적과 효과를 벗어나지 않는 범위내에서 적절히 나일론m,n(m,n≥6) 칩의 상대점도 및 수분율을 선택할 수 있다.

상기 용융방사온도는 255 내지 280℃가 적당하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 본 발명의 목적과 효과를 벗어나지 않는 범위내에서 상기 용융방사온도를 선택할 수 있다.

상기 용융방사된 나일론 칩을 고화하여 미연신사를 제조한 후, 방사 유제를 0.4wt% 미만으로 부여한다.

상기 방사 유제는 실리콘계 방사유제, 비실리콘계 방사유제 등이 사용될 수 있다.

상기 비실리콘계 방사유제는 폴리에틸렌옥시드, 폴리디메틸실록산 및 비이온 계면활성제 등이 혼합된 조성물이 사용될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 본 발명의 목적을 크게 벗어나지 않는 범위내에서 적절히 선택할 수 있다.

상기 유제가 부착된 미연신사를 다수 개의 고데트 롤러에서 연신 및 이완하는 단계는 연신배율 4.00 내지 5.50 및 이완율 3.5 내지 5.5%의 조건에서 고데트 롤러(GR4)의 온도를 195 내지 225로 조절하여 연신 및 이완하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 본 발명의 목적과 효과를 크게 벗어나지 않는 범위내에서 연신 배율과 이완율 및 롤러의 온도를 선택할 수 있다.

상기한 방법에 의하여 제조된 나일론m,n(m,n≥6) 원착사는 단면 직경 0.02 내지 0.200 mm; 강도: 4.0 내지 10g/d; 비등 수축율: 5%미만 ; 절신율: 10.0 내지 40.0%의 물성을 갖는다.

본 발명에 의하여 제조된 원착사는 1) 단면 직경 0.02 내지 0.200 mm; 2) 원착사의 강도: 4.0 내지 10g/d; 3) 원착사의 비등 수축율: 5%미만 ; 4) 원착사의 절신: 10.0 내지 40.0%의 물성을 갖는다.

아래에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 제시한다. 제시된 실시 예는 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

[실시예 1]

상대점도가 3.38인 나일론610 칩과 카본 입자가 20wt% 함유된 블랙 마스터배치를 최종 원착사 내의 카본 블랙 함량이 0.30wt% 되도록 공급하여 혼합하였다. 용융압출방사한 후, 나일론 칩을 고화하여 미연신사를 제조하였다. 그런 다음 방사 유제를 0.2wt% 부여하고 연신배율 4.50 및 이완율 4.55%의 조건에서 고데트 롤러의 온도를 200℃로 유지하면서 연신하여 직경 0.075 mm인 나일론 원착사를 얻었다.

[실시예 2]

최종 원착사내 카본 블랙 함량이 0.40wt%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 3]

최종 원착사내 카본 블랙 함량이 0.50wt%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교예 1]

상대점도가 3.38인 나일론610 칩을 카본블랙 없이 용융압출방사한 후, 연신하여 나이론 모노필라멘트 직경이 0.075mm인 원사를 얻었다.

상기 실시예 1~3과 비교예 1을 통해 제조된 나일론610 원착사의 강도, 절단신도 및 수축율 아래와 같은 방법으로 측정하고 그 결과를 표 1을 통해 제시하였다.

1) 원사의 강도 및 절단신도 측정방법(ASTM D2256)

원사를 표준상태인 25℃ 온도 및 상대습도 65%의 조건에서 항온 항습실에서 24시간 방치 후 ASTM 2256 방법으로 시료를 인장 시험기를 통해 측정하였다.

2) 비등 수축률 측정방법

1m의 원사를 100℃의 끓는 물에 30분 동안 방치한 후 이 샘플의 길이를 측정하여 원래 길이 대비 줄어든 길이의 비를 백분율로 나타내어 구하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
카본블랙(wt%)	0.3	0.4	0.5	0
강도(g/den)	5.3	5.3	5.2	6.8
절단 신도(%)	27.2	26.8	26	27
수축율(%)	2.8	2.8	2.8	3.2

상기 실시예 1~3의 원착사는 강도, 절단신도 및 수축율에서는 비교예 1과 별다른 차이가 없고, 비교예 1과는 달리 별도의 염색 없이도 마스카라로 적용가능 하였다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

Claims (3)

1. 5wt% 이하의 카본 블랙이 포함된 나일론 mn(m,n≥6)칩을 용융 방사한 후 고화하여 미연신사를 제조하는 단계;
   상기 제조된 미연신사에 방사 유제를 0.4wt% 미만으로 부여하는 단계; 및
   상기 방사 유제가 부여된 미연신사를 두 개 이상의 고데트 롤러에서 연신 및 이완하는 단계를 포함하여 제조되고, 하기의 물성을 만족하는 나일론 원착사를 포함하는 화장용 도구:
   (a) 단면직경: 0.020~0.200mm
   (b) 강도: 5.2~5.3g/d
   (c) 절신: 26~27.2%
   (d) 비등 수축율: 5% 미만
   
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