KR102138114B1 - 방충성이 우수한 복합섬유 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합섬유 단면 상에 고융점 폴리머 세그멘트(B) 들과 천연 방충제 함유 물질이 혼합된 저융점 폴리머 세그멘트(A) 들이 교호로 배열되어 있고, 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)들은 (ⅰ) 복합섬유 단면의 중심점에서부터 복합섬유 단면의 외주면 방향으로 복합섬유 단면 반지름의 2/3~3/4 길이까지 연장된 직선부;와 (ⅱ) 복합섬유 단면 외주면과 인접한 상기 직선부의 일측 말단부로부터 복합섬유 단면 외주면까지 연장된 나팔관 형태의 곡선부;로 구성되고, 복합섬유 전체 표면적 대비 저융점 폴리머 세그멘트(A)들의 총 표면적 비율이 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 복합섬유의 원사 단면이 분할되지 않으면서도 천연 방충제 함유 물질이 혼합된 저융점 폴리머 세그멘트(A)들이 원사 표면으로 노출되어 있어서 양호한 방충효과를 오랫동안 발현하고, 복합섬유 전체 표면적의 50% 이상이 나일론 또는 폴리에스터인 고융점 폴리머 세그멘트로 이루어져 염색도 가능하다.

Description

방충성이 우수한 복합섬유{Conjugated filament with excellent anti-insect property}
본 발명은 방충성이 우수한 복합섬유에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방충성능이 서서히 오랫동안 발현되고, 염색이 가능하고, 복합섬유 내 폴리머 세그멘트 들이 쉽게 분할되지 않아 복합섬유의 단면 형태를 안정적으로 유지하는 방충성이 우수한 복합섬유에 관한 것이다.
방충성 합성섬유를 제조하는 종래방법으로는 방충제를 담지시킨 무기 담지체 또는 방충제를 담고 있는 마이크로 캡슐 (이하 "방충제 함유 물질" 이라고 한다)을 폴리에스터 또는 나일론을 용융방사할 때 방사공정에서 용융된 폴리에스터 또는 나일론 폴리머에 첨가하는 방법이 널리 사용되어 왔으나, 상기 종래방법으로는 방충제로 인체에 무해하지만 열안정성이 떨어지는 천연 성분의 방충제를 사용하는 경우 상기 천연 방충제가 용융방사 공정에서 가해지는 열에 의해 방충기능을 상실하게 되는 문제가 발생되었다.
또 다른 종래기술로는 용융방사시 가해지는 열에 의해 천연 방충제의 방충기능이 상실되는 것을 방지하기 위해서 폴리올레핀계 폴리머 등과 같이 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 내에 천연 방충제 함유 물질을 첨가하여 천연 방충제 함유 물질이 첨가된 저융점 마스터 배치 칩을 제조한 다음, 상기 저융점 마스터 배치 칩과 폴리에스터 또는 나일론 등과 같은 고융점 폴리머 칩을 시스-코어(Sheath-Core)형 원사단면으로 복합방사할 때 저융점 폴리머를 시스 부위에 배치하고 고융점 폴리머를 코어부분에 배치되도록 복합방사하여 방충성 복합섬유를 제조하는 방법도 사용되어 왔다.
그러나, 상기 종래방법으로 제조된 방충성 복합섬유는 방충성분을 함유한 저융점 폴리머가 원사표면에 모두 노출되기 때문에 방충성능의 지속시간이 짧아지고, 저융점 폴리머로 폴리올레핀계를 사용할 경우 염색이 불가능하게 되는 문제점이 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 과제는 염색이 가능하고, 복합섬유를 구성하는 세그멘트들이 쉽게 분할되지 않아 형태 안정성이 우수하고, 방충성능이 오랫동안 지속적으로 발현되어 방충성능이 우수한 복합섬유를 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 천연 방충제 함유 물질이 혼입되어 있으며 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 마스터 배치 칩과 폴리에스터 또는 나일론의 고융점 폴리머 칩을 복합방사하여 방충성이 우수한 복합섬유를 제조할 때, 복합섬유 단면상에 (ⅰ) 폴리에스터 및 나일론 중에서 선택된 1종의 고융점 폴리머 세그멘트(B) 들과 (ⅱ) 천연 방충제 함유 물질이 혼합되어 있으며, 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 세그멘트(A) 들은 교호로 배열시켜주고, 복합섬유를 구성하는 세그멘트들이 분할되어 복합섬유의 단면형태가 불안정해 지는 것을 방지하기 위해서 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)들은 (ⅰ) 복합섬유 단면의 중심점에서부터 복합섬유 단면의 외주면 방향으로 복합섬유 단면 반지름의 2/3~3/4 길이까지 연장된 직선부;와 (ⅱ) 복합섬유 단면 외주면과 인접한 상기 직선부의 일측 말단부로부터 복합섬유 단면 외주면까지 연장된 나팔관 형태의 곡선부;로 구성시켜주고, 분산염료나 산성염료로 염색이 가능하도록 복합섬유 전체 표면적 대비 저융점 폴리머 세그멘트(A)들의 총 표면적 비율이 50% 미만으로 해준다.
본 발명은 복합섬유의 원사 단면이 분할되지 않으면서도 천연 방충제 함유 물질이 혼합된 저융점 폴리머 세그멘트(A)들이 원사 표면으로 노출되어 있어서 양호한 방충효과를 오랫동안 발현하고, 복합섬유 전체 표면적의 50% 이상이 나일론 또는 폴리에스터인 고융점 폴리머 세그멘트로 이루어져 염색도 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 방충성이 우수한 복합섬유의 단면 개략도.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 방충성이 우수한 복합섬유는 도 1에 도시된 바와 같이 복합섬유 단면상에 (ⅰ) 폴리에스터 및 나일론 중에서 선택된 1종의 고융점 폴리머 세그멘트(B)들과 (ⅱ) 천연 방충제 함유 물질이 혼합되어 있으며, 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 세그멘트(A) 들이 교호로 배열되어 있고, 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)들은 (ⅰ) 복합섬유 단면의 중심점에서부터 복합섬유 단면의 외주면 방향으로 복합섬유 단면 반지름의 2/3~3/4 길이까지 연장된 직선부;와 (ⅱ) 복합섬유 단면 외주면과 인접한 상기 직선부의 일측 말단부로부터 복합섬유 단면 외주면까지 연장된 나팔관 형태의 곡선부;로 구성된다.
상기 고융점 폴리머 세그멘트(B)를 구성하는 폴리머 일례로는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스터계 폴리머 또는 나일론 6, 나일론 66 등과 같은 폴리아미드계 나일론 폴리머가 사용되고, 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)를 구성하는 폴리머 일례로는 폴리올레핀계 폴리머, 융점이 200℃ 이하인 공중합 폴리에스테르 또는 폴리락틱에시드(PLA) 폴리머가 사용될 수 있다.
복합섬유 단면 상에있는 고융점 폴리머 세그멘트(B) 및 저융점 폴리머 세그멘트(A) 각각의 개수가 4~16개인 것이 바람직하다.
친환경성을 향상시키기 위해서 상기 고융점 폴리머 세그멘트(B)를 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로 구성하고, 저융점 폴리머 세그멘트(A)를 폴리락틱에시드(PLA)로 구성하는 것이 바람직하다.
천연 방충제로는 유카리레몬, 레몬그라스, 시트로넬라, 오렌지 스위트, 비터, 계피, 클로브, 캐리커러웨이, 시나몬리프, 페퍼민트, 알벤시스민트, 베티바, 페니로열민트, 티트리, 니아우리, 히노키, 히바, 시더우드 아틀라스, 시더우드 버지니아, 홀리프 등이 사용될 수 있다.
저융점 폴리머 세그멘트(A)들이 상기의 직선부와 곡선부로 구성되기 때문에 복합섬유 단면상에서 상기 고융점 폴리머 세그멘트(B)의 복합섬유 동심원상 최대거리(d1)가 복합섬유 외주면상에 노출된 곡선 거리(d2)가 보다 더 길게 형성되고, 그로 인해 복합섬유를 구성하는 저융점 폴리머 세그멘트(A)들과 고융점 폴리머 세그멘트(B)들이 쉽게 분할되지 않아 복합섬유의 형태안정성이 향상된다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 복합섬유 전체 표면적 대비 저융점 폴리머 세그멘트(A)들의 총 표면적 비율이 50% 미만이며, 그로 인해 고융점 폴리머 세그멘트(B)들이 복합섬유 외표면에 보다 많이 노출되어 분산염료 또는 산성염료에 의한 염색이 가능해 진다.
상기 천연 방충제 함유 물질은 천연 방충제가 담지되어 있는 무기 담지체이거나 천연 방충제가 담겨져 있는 마이크로 캡슐 등이다.
상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)내 천연 방충제 함유 물질의 함량은 3~30중량%인 것이 바람직하다. 상기 함량이 30중량%를 초과하면 저융점 폴리머 마스터 배치 칩의 제조공정이 어렵게 되고, 3중량% 미만이면 방충성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 방충성이 우수한 복합섬유를 제조하는 방법 일례를 살펴보면, 상기와 같이 천연 방충제 함유 물질이 혼입되어 있으며 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 마스터 배치 칩과 폴리에스터 또는 나일론의 고융점 폴리머 칩을 복합방사하여 방충성이 우수한 복합섬유를 제조할 때, 복합섬유 단면상에 (ⅰ) 폴리에스터 및 나일론 중에서 선택된 1종의 고융점 폴리머 세그멘트(B) 들과 (ⅱ) 천연 방충제 함유 물질이 혼합되어 있으며, 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 세그멘트(A) 들을 교호로 배열해주고, 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)들은 (ⅰ) 복합섬유 단면의 중심점에서부터 복합섬유 단면의 외주면 방향으로 복합섬유 단면 반지름의 2/3~3/4 길이까지 연장된 직선부;와 (ⅱ) 복합섬유 단면 외주면과 인접한 상기 직선부의 일측 말단부로부터 복합섬유 단면 외주면까지 연장된 나팔관 형태의 곡선부;로 구성시켜주고, 복합섬유 전체 표면적 대비 저융점 폴리머 세그멘트(A)들의 총 표면적 비율을 50% 미만으로 조절하여 방충성이 우수한 복합섬유를 제조한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다.
실시예 1
폴리프로필렌 수지를 용융한 폴리머에 천연 방충제인 레몬 그라스가 담지된 제올라이트계 무기 담지체 5중량%를 첨가한 후, 이를 용융방사하여 폴리프로필렌 마스터 배치 칩을 제조하였다.
다음으로는 나일론 칩과 상기와 같이 제조된 폴리프로필렌 마스터 배치 칩을 복합방사하여 도 1과 같은 단면형태를 갖는 복합섬유를 제조하였다.
이때, 도 1과 같은 단면 형태에서 A 세그멘트는 상기 폴리프로필렌 마스터 배치 칩으로 구성하고, B 세그멘트는 상기 나일론 칩으로 구성하였고, 복합섬유 전체 표면적 대비 A 세그멘트들의 총 표면적 비율을 40%로 조절하였다.
제조된 복합섬유는 세그멘트들이 쉽게 분할되지 않아 형태안정성이 우수하고, 산성염료에 의한 염색성이 가능하고, 방충효과가 서서히 오랫동안 유지되었다.
실시예 2
폴리락틱에시드(PLA) 수지를 용융한 폴리머에 천연 방충제인 시나몬리프가 담겨진 마이크로 캡슐 10중량%를 첨가한 후 이를 용융방사하여 폴리락틱에시드(PLA) 마스터 배치 칩을 제조하였다.
다음으로, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 칩과 상기와 같이 제조된 폴리락틱에시드 마스터 배치 칩을 복합방사하여 도 1과 같은 단면형태를 갖는 복합섬유를 제조하였다.
이때, 도 1과 같은 단면형태에서 A 세그멘트는 상기 폴리락틱에시드(PLA) 마스터 배치 칩으로 구성하고, B 세그멘트는 상기 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 칩으로 구성하였고, 복합섬유 전체 표면적 대비 A 세그멘트들의 총 표면적 비율을 40%로 조절하였다.
제조된 복합섬유는 세그멘트들이 쉽게 분할되지 않아 형태안정성이 우수하고, 분산염료에 의한 염색성이 가능하고, 방충효과가 서서히 오랫동안 유지되었고, 친환경성이 우수하였다.
A : 저융점 폴리머 세그멘트
B : 고융점 폴리머 세그멘트
d1 : 고융점 폴리머 세그멘트(B)의 복합섬유 동심원상 최대거리
d2 : 복합섬유 외주면상에 노출된 고융점 폴리머 세그멘트(B)의 곡선 거리

Claims (7)

  1. 복합섬유 단면상에 (ⅰ) 폴리에스터 및 나일론 중에서 선택된 1종의 고융점 폴리머 세그멘트(B) 들과 (ⅱ) 천연 방충제 함유 물질이 혼합되어 있으며, 융점이 200℃ 이하인 저융점 폴리머 세그멘트(A) 들이 교호로 배열되어 있고, 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)들은 (ⅰ) 복합섬유 단면의 중심점에서부터 복합섬유 단면의 외주면 방향으로 복합섬유 단면 반지름의 2/3~3/4 길이까지 연장된 직선부;와 (ⅱ) 복합섬유 단면 외주면과 인접한 상기 직선부의 일측 말단부로부터 복합섬유 단면 외주면까지 연장된 나팔관 형태의 곡선부;로 구성되며, 복합섬유 전체 표면적 대비 저융점 폴리머 세그멘트(A)들의 총 표면적 비율이 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.
  2. 제1항에 있어서, 복합섬유 단면상에서 상기 고융점 폴리머 세그멘트(B)의 복합섬유 동심원상 최대거리(d1)가 복합섬유 외주면상에 노출된 곡선 거리(d2)가 보다 더 긴 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.
  3. 제1항에 있어서, 고융점 폴리머 세그멘트(B)를 구성하는 폴리에스터는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.
  4. 제1항에 있어서, 저융점 폴리머 세그멘트(A)는 폴리올레핀계 폴리머, 융점이 200℃ 이하인 공중합 폴리에스터 폴리머 및 폴리락틱에시드(PLA) 폴리머 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.
  5. 제1항에 있어서, 천연 방충제 함유물질은 천연 방충제가 담지되어 있는 무기 담지체 및 천연 방충제가 혼입되어 있는 마이크로 캡슐 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.
  6. 제1항에 있어서, 상기 저융점 폴리머 세그멘트(A)내 천연 방충제 함유 물질의 함량의 3~30중량%인 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.
  7. 제1항에 있어서, 복합섬유 단면 상에있는 고융점 폴리머 세그멘트(B) 및 저융점 폴리머 세그멘트(A) 각각의 개수가 4~16개인 것을 특징으로 하는 방충성이 우수한 복합섬유.


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