KR102222428B1 - Superengineering plastic resin-based flame-retardant fiber for black wig and preparation method thereof - Google Patents

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여상영
함완규
양병진
최현정
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한국생산기술연구원
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Abstract

The present invention relates to: a method for manufacturing super engineering plastic resin-based flame-retardant black wig fibers which comprises a step for extruding and winding a super engineering plastic material at a high temperature in the range of 300 to 450°C at a predetermined spinning speed, and is dyed black by adding carbon black; black wig fibers which includes carbon black and does not include a flame retardant; and a hair product comprising the same.

Description

수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 난연성 흑색 가발사 및 이의 제조방법{Superengineering plastic resin-based flame-retardant fiber for black wig and preparation method thereof}TECHNICAL FIELD [Superengineering plastic resin-based flame-retardant fiber for black wig and preparation method thereof]

본 발명은 수퍼엔지니어링 플라스틱 용융방사와 동시에 카본블랙을 투입하는 단계를 포함하는, 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 난연성 흑색 가발사의 제조방법 및 난연제를 불포함하며, 카본블랙을 포함하는 흑색 가발사 및 이를 포함하는 두식제품에 관한 것이다.The present invention includes a method of manufacturing a flame-retardant black wig yarn based on a super engineering plastic resin, comprising the step of adding carbon black at the same time as melt spinning of a super engineering plastic, and does not include a flame retardant, and a black wig yarn containing carbon black and dusik containing the same. It is about the product.

가발의 착용은 이집트에서부터 장식과 햇빛으로부터의 보호용으로 처음 사용되기 시작하여 고대에는 모발을 통하여 신분이나 성별 또는 종족의 표시뿐 아니라 모발 그 자체로 아름다움의 상징으로 존재해 왔다. 현재는 경제 발달로 인해 최근 더 많은 소비자들에게 인기를 끌고 있는 가발은 기능성과 더불어 자신의 외모를 아름답게 표현하고자 하는 표현 욕구에 의해 개성을 나타내는 미용수단의 일부로 표출되고 있다. 그러나 현대에는 개성을 중요시하는 사회이므로 도구를 이용한 헤어스타일의 변형 등으로 자신의 아름다움을 표현하기도 한다. 원래 가발은 검은색을 가장 많이 사용하였으나, BC 12세기경 빨강, 노랑, 초록 등 여러 가지 컬러가 출현하였다.Wigs were first used in Egypt for decoration and protection from sunlight, and in ancient times, hair itself has existed as a symbol of beauty as well as a mark of status, gender, or race through hair. Currently, wigs, which are gaining popularity with more consumers in recent years due to economic development, are expressed as a part of beauty means that express their individuality by their desire to express their appearance beautifully as well as functionality. However, in a society that values individuality in modern times, they express their beauty by changing hairstyles using tools. Originally, black wigs were used the most, but various colors such as red, yellow, and green appeared around the 12th century BC.

가발의 종류는 크게 인모와 인조모의 두 가지로 나뉜다. 인모 가발은 사람의 모발로 만들어 자연스럽고 헤어스타일 변형이 가능하지만 관리가 어렵고 대체로 수명이 짧은 편이다. 인조모 가발의 경우 수명이 긴 편이지만 대부분의 제품이 염색이나 파마가 불가하고 헤어스타일의 변형이 자유롭지 못한 단점이 있다. 가발에 사용되는 소재는 인모를 중심으로 사용하여 왔으나 후진국의 소득 수준이 향상됨에 따라 인모를 구하는 것 자체가 어려워지고 있으며 이와 더불어 가격이 상승하고 있으므로 인모에 버금가는 합성모를 사용하는 가발이 늘어나고 있는 추세이다.There are two types of wigs: human hair and artificial hair. Human hair wigs are made from human hair and are natural and can be modified in hairstyles, but they are difficult to manage and generally have a short lifespan. In the case of artificial hair wigs, they have a long lifespan, but most of the products are not dyeable or permable, and there is a disadvantage of not being free to change hairstyles. The material used for wigs has been mainly human hair, but as income levels in developed countries improve, it is becoming more difficult to obtain human hair, and as the price is rising, the number of wigs using synthetic hair comparable to human hair is on the rise. to be.

이처럼 헤어 원사는 크게 인모와 합성모로 나뉜다. 가발에 사용되는 인모의 특징은 윤기와 모질이 자연스러우며 가발상태에서 염색과 탈색이 가능하지만 사용 시 모의 엉킴 현상과 내구성의 문제와 장기간 착용 시 자외선 및 자연환경에 의해 탈색되는 문제점이 있다. 반면 합성모는 내구성이 양호하고 모의 엉킴 현상이나 탈색이 발생하지 않으며 관리가 편리하고 자연스러움이 지속되는 반면 육안으로 합성섬유 특유의 반짝거리는 현상이 나타나는 단점이 있다. 구체적으로 가발 원사로 사용되는 인조모발은 선명한 색상, 자연스러운 광택, 가벼움, 내열성, 부드러운 촉감과 유연성, 컬 형성성과 함께 난연성이 필수적으로 요구된다. 그러나, 폴리에스테르 원사의 경우, 상기와 같은 인조모발이 필요로 하는 특성을 갖추고 있지 못하기 때문에 가발사로 광범위하게 이용되지 못하고 있다.As such, hair yarn is largely divided into human hair and synthetic hair. The characteristics of human hair used for wigs are natural gloss and hair quality, and can be dyed and bleached in the state of the wig, but there are problems of entanglement and durability of the hair when used, and the problem of being discolored by ultraviolet rays and natural environment when worn for a long time. On the other hand, synthetic hair has good durability, does not cause tangling or discoloration of the hair, is convenient to manage and maintains naturalness, but has the disadvantage of showing the unique sparkling phenomenon of synthetic fibers with the naked eye. Specifically, artificial hair used as a wig yarn is indispensable for its vivid color, natural gloss, lightness, heat resistance, soft touch and flexibility, and flame retardancy along with curl formation. However, in the case of polyester yarn, it is not widely used as a wig yarn because it does not have the properties required by the artificial hair as described above.

전술한 가발사에 요구되는 필수 요소인 난연성을 부여하기 위하여, 기본이 되는 고분자 수지에 인계 또는 브롬계 난연제 등을 혼합하여 방사하는 방법으로 난연성 가발사를 제조하고 있다. 그러나, 별도의 난연제를 첨가하는 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 될 수 있다. 이러한 문제점을 배제하기 위해서는, 사용할 수 있는 난연제가 한정되며, 난연제의 열분해에 의한 섬유 제조 공정에서 사절발생, 노즐 홀 주변 청소, 노즐 교체 등 생산성을 저하시킬 수 있고, 고분자 수지와 난연제의 용융 흐름성에 차이가 클 경우에는 균일한 품질의 가발원사를 제조하기 어렵고 장기간의 연속 생산이 제한될 수 있다.In order to impart flame retardancy, which is an essential element required for the above-described wig yarn, a flame-retardant wig yarn is manufactured by mixing and spinning a phosphorus-based or bromine-based flame retardant with a basic polymer resin. However, when a separate flame retardant is added, the occurrence of pyrolytic carbide increases as the spinning time elapses, clogging the nozzle hole or accumulating pyrolytic carbides around the nozzle hole through which the molten resin is discharged, resulting in trimming due to howitzing. Production can become difficult. In order to exclude these problems, the flame retardant that can be used is limited, and it is possible to reduce productivity, such as occurrence of trimming in the fiber manufacturing process by pyrolysis of the flame retardant, cleaning around the nozzle hole, and replacement of the nozzle, and the melt flowability of the polymer resin and the flame retardant. If the difference is large, it is difficult to manufacture a wig yarn of uniform quality, and long-term continuous production may be limited.

나아가, 가발사는 외관상 균일한 두께를 갖는 바람직하며, 인모와 유사한 40 내지 100 μm의 직경 또는 40 내지 100 De(Denier)의 섬도(굵기)를 갖는 것이 좋다. 이는 일반적인 의류용 섬유에 비해서는 굵은 것으로 이러한 굵기의 섬유의 제조는 일반적인 섬유제조방법으로는 달성하기 어렵다. 예컨대, 일반적인 섬유방사설비를 사용하는 경우, 고화가 어려우며, 제조 후에도 배향 및/또는 연신에 의한 결정화가 어려워 물성이 저하될 수 있다.Further, it is preferable that the wig yarn has a uniform thickness in appearance, and has a diameter of 40 to 100 μm similar to human hair or a fineness (thickness) of 40 to 100 De (Denier). This is thicker than that of general clothing fibers, and it is difficult to produce fibers of such a thickness with a general fiber manufacturing method. For example, when a general fiber spinning facility is used, solidification is difficult, and crystallization by orientation and/or stretching is difficult even after manufacture, and physical properties may be deteriorated.

한편, 원하는 특성을 가진 플라스틱을 제조하기 위해서는 소정의 고분자 물질을 도입해야 한다. 이러한 물질은, 안료나 염료 같이 원료에 색상을 부여하는 물질, 생산 제품에 개선된 내연성 또는 내광성 같은 기능적 성질을 부여하는 물질, 심지어 최종 산물의 기계적 및/또는 열적 성질을 개선하는 물질일 수도 있다.  이를 이용하여, 유색의 플라스틱 가발사 제품을 간편하면서도 저비용을 생산할 수 있는 안료 고분자를 첨가함으로써, 가발사의 주요 목적인 인체 모발과 유사한 색상을 갖춘 인공섬유 가발사를 제조할 수 있다.On the other hand, in order to manufacture a plastic having desired properties, a predetermined polymer material must be introduced. Such substances may be substances that impart color to the raw material such as pigments or dyes, substances that impart functional properties such as improved flame resistance or light resistance to the product produced, and even substances that improve the mechanical and/or thermal properties of the final product. Using this, by adding a pigment polymer capable of producing a colored plastic wig yarn product at a simple and low cost, it is possible to manufacture an artificial fiber wig yarn having a color similar to that of human hair, which is the main purpose of the wig yarn.

001. 한국공개특허 제10-2006-0131307호001. Korean Patent Application Publication No. 10-2006-0131307 002. 한국등록특허 제10-0689627호002. Korean Patent Registration No. 10-0689627

본 발명자들은 별도의 내열제를 첨가하지 않고 기본 고분자 수지의 종류, 섬유 방사 장치 및/또는 방사 조건을 조절하여 난연성 및 내정전성을 부여하면서 흑색 합성 가발사를 제조하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 제3세대 합성수지인 수퍼엔지니어링 플라스틱을 기본 소재로 사용하되 카본블랙을 첨가하여, 본 발명을 완성하였다.The present inventors did not add a separate heat-resistant agent and controlled the type of the basic polymer resin, the fiber spinning device and/or the spinning condition to impart flame retardancy and static electricity resistance, and as a result of diligent research efforts to manufacture black synthetic wig yarn. The present invention was completed by using super engineering plastic, which is a generation synthetic resin, as a basic material, but adding carbon black.

하나의 양태로서, 수퍼엔지니어링 플라스틱 용융방사와 동시에 카본블랙을 투입하는 단계를 포함하는 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 난연성 흑색 가발사의 제조 방법으로서, 상기 용융방사는 니켈합금 소재로 된 호퍼, 압출기 및 다이를 구비한 용융방사설비를 이용하여, 호퍼로부터 다이까지의 온도를 300 내지 450℃ 범위에서 선택되는 소정의 온도로 유지하면서 500 내지 2500 m/분의 방사속도로 압출하고, 300 내지 1000 mpm의 속도로 권취하는 것인, 직경 40 내지 100 De의 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 난연성 흑색 가발사의 제조방법을 제공한다.As an aspect, as a method for manufacturing a flame-retardant black wig yarn based on a super engineering plastic resin, comprising the step of adding carbon black at the same time as melt spinning of the super engineering plastic, wherein the melt spinning comprises a hopper made of a nickel alloy material, an extruder, and a die. Using a melt spinning facility, extruding at a spinning speed of 500 to 2500 m/min while maintaining the temperature from the hopper to the die at a predetermined temperature selected in the range of 300 to 450°C, and winding at a speed of 300 to 1000 mpm. It is to take, to provide a method of manufacturing a flame-retardant black wig yarn based on a super engineering plastic resin having a diameter of 40 to 100 De.

이때, 전술한 본 발명의 방법으로 제조된 섬유는 별도의 난연제를 포함하지 않고도 난연성을 갖는 것이 특징이다.At this time, the fiber produced by the method of the present invention described above is characterized by having flame retardancy without including a separate flame retardant.

본 발명의 제조방법은 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, Main Feeder를 통해 고분자 수지 투입, Side Feeder를 통해 카본블랙 투입하는 단계를 포함하는 것이다. The manufacturing method of the present invention specifically includes the steps of introducing a polymer resin through a main feeder and carbon black through a side feeder, as shown in FIG. 2.

본 발명의 용어, "수퍼엔지니어링 플라스틱(superengineering plastic; SEP)"은 일반적으로 열에 약한 플라스틱의 본질적인 특성을 개선하여 내열성을 향상시킨 제3세대 합성수지를 지칭하는 것으로, 상기 수퍼엔지니어링 플라스틱은 상기 수퍼엔지니어링 플라스틱은 폴리설폰(polysulfone; PSU), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS), 폴리에테르케톤(polyether ketone; PEK), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK), 액정 폴리머(liquid crystalline polymer; LCP), 액정 폴리에스테르(Liquidcrystal Polyester; LCP), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene;PTFE), 퍼플루오로알콕시알칸(Perfluoroalkoxy alkane; PFA), 에틸렌/테트라플루오로 에틸렌(Ethylene Tetra fluoro Ethylene; E/TFE), 폴리플루오린화비닐리덴(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 등의 불소수지, 폴리에테르니트릴(polyether nitrile; PEN), 및 폴리이미드(polyimide; PI)와 같은 결정성 SEP와 폴리아릴에테르설폰(poly (aryl ether sulfone); PAES), 폴리설폰(polysulfone; PSU), 폴리에테르설폰(polyether sulfone; PES), 폴리아릴레이트(polyarylate; PAR), 폴리아미드이미드(polyamide imide; PAI), 및 폴리에테르이미드(polyether imide; PEI)와 같은 비결정성 SEP를 포함한다. 이들 수퍼엔지니어링 플라스틱은 충분한 강도를 가지면서도 가벼우며, 내열성, 내화학성 및/또는 내마모성을 가지므로, 정보산업, 반도체 제조장비 및 식료품 가공 기계 등에 사용되고 있다. 그러나, 우수한 내열성에도 불구하고 일반적인 섬유방사공정 온도에서는 가공이 불가하여, 이를 기반으로 난연성 섬유 특히, 소정의 두께를 갖는 가발사를 제조하고자 하는 시도는 없었다.The term "superengineering plastic (SEP)" of the present invention generally refers to a third generation synthetic resin that has improved heat resistance by improving the essential properties of plastics that are weak to heat. The super engineering plastic is the super engineering plastic Silver polysulfone (PSU), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), liquid crystalline polymer (LCP) ), Liquidcrystal Polyester (LCP), Polytetrafluoroethylene (PTFE), Perfluoroalkoxy alkane (PFA), Ethylene Tetra fluoro Ethylene (E/TFE) ), fluororesins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyether nitrile (PEN), and crystalline SEPs such as polyimide (PI), and polyarylethersulfone ether sulfone); PAES), polysulfone (PSU), polyether sulfone (PES), polyarylate (PAR), polyamide imide (PAI), and polyetherimide imide; PEI). These super engineering plastics have sufficient strength, light weight, heat resistance, chemical resistance, and/or abrasion resistance, and are therefore used in the information industry, semiconductor manufacturing equipment, and food processing machinery. However, in spite of excellent heat resistance, processing is impossible at a general fiber spinning process temperature, and there has been no attempt to manufacture a flame retardant fiber, particularly, a wig yarn having a predetermined thickness based on this.

본 발명은 상기 수퍼엔지니어링 플라스틱의 강도 및 높은 내열성을 기반으로하여 별도의 난연제를 함유하지 않고도 가발사에 적합한 규모의 난연성 섬유를 제조하는 방법을 개발한 것에 기초한다. 구체적으로 상기 수퍼엔지니어링 플라스틱은 고온에서도 안정하여 일반적인 고분자 섬유 방사 온도인 220 내지 300℃에서는 섬유화가 불가능하며, 320 내지 420℃ 수준에서 방사하여 섬유화할 수 있으나, 통상의 용융방사설비로는 이러한 고온을 견디기 어렵다. 이에 본 발명에서는 고온에서도 견딜수 있고, PSU 등의 술폰계 고분자에 의한 부식을 방지할 수 있는 소재로서 내식성의 니켈합금, 예컨대, HASTELLOY B2을 선택하여 고온에서 구동 가능도록 고안된 장치 및 이를 이용하여 난연성 가발사를 제조하는 최적화된 조건을 제안한다. The present invention is based on the development of a method for manufacturing a flame-retardant fiber of a suitable scale for wig yarn without containing a separate flame retardant based on the strength and high heat resistance of the super engineering plastic. Specifically, the super engineering plastic is stable even at high temperatures, so it is impossible to fiberize at 220 to 300°C, which is a general polymer fiber spinning temperature, and can be fiberized by spinning at 320 to 420°C. Difficult to bear Accordingly, in the present invention, a corrosion-resistant nickel alloy, for example, HASTELLOY B2, is selected as a material that can withstand high temperatures and prevents corrosion by sulfone-based polymers such as PSU, and a device designed to be driven at high temperatures and a flame-retardant wig using the same. We propose an optimized condition for manufacturing yarn.

특히 가발사로 이용시 일반 의류용 섬유와 달리 소정의 섬도 예컨대, 인모와 유사한 굵기 즉, 수십 내지 100 De 직경을 갖도록 제조되는 것이 바람직하다. 따라서, 전술한 300 내지 450℃ 범위에서 선택되는 소정의 온도로 구동되는 장치를 이용하여 압출하면서 권취하여 섬유를 제조하되, 원하는 굵기 즉, 40 내지 100 De 직경을 갖도록 방사속도 및 권취속도를 조절할 수 있다. 예컨대, 500 내지 2500 m/분의 방사속도로 압출하고, 300 내지 1000 mpm, 구체적으로는 300 내지 900 mpm의 속도로 권취할 수 있다. 이때, 권취속도를 일정하게 유지하는 경우, 방사속도가 증가할수록 제조되는 섬유의 굵기는 증가하며, 반대로 방사속도를 일정하게 유지하는 경우, 권취속도가 증가함에 따라 섬유의 굵기는 감소한다. 따라서, 당업자는 이러한 특성을 고려하여 원하는 굵기의 섬유를 제조하기 위하여 전술한 범위 내에서 방사속도 및 권취속도를 조합하여 선택할 수 있다. 아울러, 상기 방사속도 및 권취속도에 따른 굵기 변화는 일반적인 예시일 뿐 절대적인 수치는 사용하는 소재에 따라 상이할 수 있는 바, 이들 변수를 종합적으로 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.In particular, when used as a wig yarn, it is preferable that it is manufactured to have a predetermined fineness, for example, a thickness similar to that of human hair, that is, tens to 100 De diameter, unlike fibers for general clothing. Therefore, the fiber is produced by winding while extruding using a device driven at a predetermined temperature selected from the above 300 to 450°C, but the spinning speed and the winding speed can be adjusted to have a desired thickness, that is, 40 to 100 De diameter. have. For example, it can be extruded at a spinning speed of 500 to 2500 m/min, and wound at a speed of 300 to 1000 mpm, specifically 300 to 900 mpm. At this time, when the winding speed is kept constant, the thickness of the manufactured fiber increases as the spinning speed increases. On the contrary, when the spinning speed is kept constant, the thickness of the fibers decreases as the winding speed increases. Accordingly, a person skilled in the art may select a combination of spinning speed and winding speed within the above-described range in order to manufacture a fiber having a desired thickness in consideration of these characteristics. In addition, since the change in thickness according to the spinning speed and the winding speed is a general example, the absolute value may vary depending on the material used, and it is preferable to determine these variables comprehensively.

상기 염색 염료로는 철흑(산화철흑), 카본블랙이 많이 사용된다. 산화철은 대표적인 안료로, Fe2O3계는 적색을, Fe3O4계는 흑색을 수산화철은 황색에서 갈색을 나타낸다. 흑색을 나타내는 산화철흑 안료는 산, 알칼리에 강하고 분산성이 우수한 장점을 지니고 있지만, 200-400℃에서 갈색으로 변하고, 500-600℃에서는 레드 알파(α)제2산화철로 변한다. 따라서 고온에서 사용하는 SEP방사와는 적합하지 않은 안료이다. 반면, 카본블랙 안료는 열분해온도가 400℃ 이상으로 열안정성 매우 우수하고, 입자가 대단히 미세하여 착색력과 은폐력이 좋아 흑색안료 중 가장 많이 사용되고 있다. 따라서, 카본블랙을 사용함이 흑색 염색 기능 뿐만 아니라, 가발사의 난연성 및 내정전성을 향상시킬 수 있다.Iron black (iron oxide black) and carbon black are widely used as the dyeing dye. Iron oxide is a typical pigment, with Fe 2 O 3 in red, Fe 3 O 4 in black, and iron hydroxide in yellow to brown. The black iron oxide black pigment is resistant to acids and alkalis and has excellent dispersibility, but turns brown at 200-400°C, and changes to red alpha (α) ferric oxide at 500-600°C. Therefore, it is not suitable for SEP spinning used at high temperature. On the other hand, carbon black pigments have excellent thermal stability at a thermal decomposition temperature of 400°C or higher, and have excellent coloring and hiding power due to their very fine particles, which are the most widely used among black pigments. Therefore, the use of carbon black can improve not only the black dyeing function, but also the flame retardancy and static electricity resistance of the wig yarn.

본 발명의 제조방법은 상기 수퍼엔지니어링 플라스틱으로서 폴리설폰에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 사용한다. 이들 고분자는 수퍼엔지니어링 플라스틱 자체의 우수한 내열성을 가질 뿐 아니라 가발사에 적합한 직경 40 내지 100 De의 섬유로 제조시 미색 또는 무색에 가까운 투명한 색을 띄므로, 즉, 섬유 자체의 색을 거의 갖지 않으므로, 카본블랙을 이용하여 간편하게 염색하여 흑색 가발사를 구현하기에 용이하다. 또한, 이들 물질은 강도가 우수하며, 화학물질에 의한 손상이 적고, 수분에 의한 영향도 적어 보관에 따른 손상이 적으므로 가발사에 적용시 관리에 유리할 수 있다.The manufacturing method of the present invention uses any one or more selected from polysulfone as the super engineering plastic. These polymers not only have the excellent heat resistance of the super engineering plastic itself, but also have a transparent color close to off-white or colorless when manufactured with fibers having a diameter of 40 to 100 De suitable for wig yarn, that is, they have almost no color of the fibers themselves. It is easy to realize black wig yarn by simply dyeing it using carbon black. In addition, these materials have excellent strength, are less damaged by chemicals, and are less affected by moisture, so they are less damaged by storage, so they can be advantageous in management when applied to wigs.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 카본블랙을 포함하고, 난연제를 불포함하며, 수퍼엔지니어링 플라스틱 소재를 기반으로 제조된 직경 40 내지 100 De의 난연성 흑색 가발사를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a flame-retardant black wig yarn having a diameter of 40 to 100 De, which includes carbon black, does not contain a flame retardant, and is manufactured based on a super engineering plastic material.

본 발명의 가발사는 내열성이 우수한 수퍼엔지니어링 플라스틱 소재로 제조되어 별도의 난연제를 포함하지 않고도 난연성을 발휘하며, 이에 따라 별도의 난연제를 첨가하여 제조시 섬유의 굵기가 균일하지 못한 등의 단점이 배제된 직경 40 내지 100 De의 원하는 직경의 균일한 굵기를 갖는 섬유일 수 있다.The wig yarn of the present invention is made of a super-engineered plastic material with excellent heat resistance, so that it exhibits flame retardancy without including a separate flame retardant.Therefore, disadvantages such as uneven thickness of the fiber during manufacture by adding a separate flame retardant are excluded. It may be a fiber having a uniform thickness of a desired diameter of 40 to 100 De in diameter.

일반적으로 합성수지는 소수성으로 인하여 발생한 정전기가 발생하며 이로 인해 대전방지성과 더불어 우수한 난연성이 요구되는 경우가 많아 본 발명의 상기 카본블랙은 충전제로 난연성의 성능을 향상시킬 수 있고, 도전성 카본블랙은 대전방지 효과(도 6)를 부여할 수 있음을 발견하고, 카본블랙을 투입하여 난연성 및 내정전성이 강화된 특징을 갖는 가발사를 제공한다. In general, synthetic resins generate static electricity due to hydrophobicity, and thus, excellent flame retardancy as well as antistatic properties are often required. The carbon black of the present invention can improve flame retardancy performance as a filler, and conductive carbon black prevents static electricity. It was found that the effect (FIG. 6) can be imparted, and carbon black was added to It provides a wig yarn having features of enhanced flame retardancy and static electricity resistance.

구체적으로, 카본블랙 입자 직경이 10 내지 50 nm 일수록 짙은 흑색 발현에 유리하다. 그리고 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지내 함량이 0.1 wt% 미만인 경우에는, 흑색 발현이 어려운 문제가 있으며, 5 wt%를 초과하는 경우에는 섬유화가 어려운 문제가 있어 전체 중량 대비 0.1 내지 5 wt%를 함유하는 것이 가장 바람직하다. Specifically, as the carbon black particle diameter is 10 to 50 nm, it is advantageous to develop a dark black color. And when the content in the super engineering plastic resin is less than 0.1 wt%, there is a problem that black expression is difficult, and when it exceeds 5 wt%, there is a problem that it is difficult to form fibers, so it is most preferable to contain 0.1 to 5 wt% of the total weight. desirable.

본 발명의 가발사는 전술한 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 난연성 흑색 가발사일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The wig yarn of the present invention may be a flame-retardant black wig yarn manufactured by the manufacturing method of the present invention described above, but is not limited thereto.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 난연성 흑색 가발사를 포함하는 두식제품을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a dosik product comprising the flame-retardant black wig yarn.

본 발명의 난연성 흑색 가발사를 적용할 수 있는 두식제품의 비제한적인 예는 헤어 가발, 위빙 헤어, 헤어 익스텐션, 블레이드 헤어, 헤어 악세서리 및 인형 헤어를 포함할 수 있다.Non-limiting examples of hair products to which the flame retardant black wig yarn of the present invention can be applied may include hair wigs, weaving hair, hair extensions, blade hair, hair accessories, and doll hair.

상기 두식제품을 구성하는 가발사는 두식제품을 장착 시에 위화감이 발생하지 않도록 인모와 닮은 촉감을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이들 두식제품은 일반적으로 장착한 상태에서 생활하기 때문에, 두식제품을 구성한 가발사는 사용에 따라 손상을 받고 섬유가 변형되므로, 품질의 저하가 발생한다. 따라서, 합성 섬유를 기반으로 하는 가발사로 된 제품의 경우, 사용 중 섬유 변형에 의한 품질의 저하가 현저하므로, 내구성을 향상시켜 섬유 변형을 억제하는 것이 필요하다.It is preferable that the wig yarn constituting the Doo-sik product has a touch similar to that of human hair so that discomfort does not occur when the Doo-sik product is installed. In addition, since these Doo-sik products generally live in a mounted state, the wig yarns constituting the Doo-sik products are damaged and deformed according to use, resulting in a deterioration in quality. Therefore, in the case of a product made of a synthetic fiber-based wig yarn, quality deterioration due to fiber deformation during use is remarkable, so it is necessary to improve durability to suppress fiber deformation.

한편 상기 두식제품은 본 발명의 합성 가발사만으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 두식제품은 본 발명의 수퍼엔지니어링 플라스틱 기반의 난연성 가발사 이외에 모다아크릴 섬유, 폴리염화비닐 섬유, 나일론 섬유 등의 다른 가발사용 합성 섬유, 및/또는 인모, 수모 등의 천연 섬유 등을 조합하여 제조할 수 있다.On the other hand, the dusik product may be formed only with the synthetic wig yarn of the present invention. Alternatively, the DooSik product is a combination of other synthetic fibers for wigs such as modacrylic fibers, polyvinyl chloride fibers, nylon fibers, and/or natural fibers such as human hair and wool in addition to the flame-retardant wig yarn based on the super engineering plastic of the present invention. It can be manufactured by doing.

본 발명의 제조방법은 카본블랙이 충전제로 난연성을 향상시킬 수 있고, 도전성 카본블랙은 대전방지 효과를 부여할 수 있음을 발견하여, 상기 카본블랙을 첨가하여 실제 모발과 유사한 흑색을 나타내도록 제조된 수퍼 엔지니어링 플라스틱 섬유를 완성하였다. 또한, 내열성의 수퍼엔지니어링 플라스틱을 기반으로 하므로 별도의 난연제를 포함하지 않고도 난연성을 나타내므로 흑색 가발사로 유용하게 사용될 수 있다.The manufacturing method of the present invention found that carbon black can improve flame retardancy as a filler, and that conductive carbon black can impart antistatic effect, and was prepared to show a black color similar to actual hair by adding the carbon black. Completed the super engineering plastic fiber. In addition, since it is based on heat-resistant super-engineering plastic, it can be usefully used as a black wig yarn because it exhibits flame-retardant properties without including a separate flame retardant.

도 1은 본 발명에 따른 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 섬유 제조장치를 도식화하여 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 330℃로 방사하여 제조한 PSU/CB 섬유 의 권취 속도에 따른 선밀도를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 330℃로 방사하여 제조한 PSU/CB 섬유의 단면의 SEM이미지를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 흑색 염색된 PSU 섬유의 실물 형태를 나타낸 도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 카본블랙의 함량에 따른 PSU 섬유의 LOI 값을 나타낸다.
1 is a diagram schematically showing a manufacturing process according to the present invention.
Figure 2 is a schematic view showing a super-engineering plastic resin-based fiber manufacturing apparatus according to the present invention.
3 is a diagram showing the linear density according to the winding speed of a PSU/CB fiber manufactured by spinning at 330° C. according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an SEM image of a cross section of a PSU/CB fiber manufactured by spinning at 330° C. according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the actual form of the black dyed PSU fiber manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 shows the LOI value of PSU fibers according to the content of carbon black in an embodiment of the present invention.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are for explaining the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1: 카본블랙이 첨가된 폴리설폰(PSU/CB) 기반 난연성 섬유의 제조Example 1: Preparation of flame-retardant fiber based on polysulfone (PSU/CB) added with carbon black

도 2에 개시한 설비를 이용하여 원료로서 비결정성 수퍼엔지니어링 플라스틱의 일종인 폴리에테르술폰을 피더를 통해 공급하여 섬유화하였다. 상기 설비는 내열성 및 내부식성이 우수한 니켈합금(HASTELLOY B2) 소재로 된 것을 사용하였다. 이때, 설비의 각 영역에서의 최적화된 온도, 이축압출기의 방사속도(screw speed, 단위 rpm) 및 권취속도(winder speed, 단위 mpm)를 하기 표 1에 나타내었다. Using the equipment disclosed in Fig. 2, as a raw material, polyethersulfone, a kind of amorphous super engineering plastic, was supplied through a feeder to form fibers. The equipment was made of a nickel alloy (HASTELLOY B2) excellent in heat resistance and corrosion resistance. At this time, the optimized temperature in each area of the facility, the spinning speed (screw speed, unit rpm) and the winding speed (winder speed, unit mpm) of the twin-screw extruder are shown in Table 1 below.

소재Material 온도(℃)Temperature(℃) 이축압출기
방사속도
(rpm)
Twin screw extruder
Spinning speed
(rpm)
권취속도
(mpm)
Winding speed
(mpm)
C1(호퍼)C1 (Hopper) C2C2 C3C3 C4C4 C5(다이)C5 (die) PSUPSU 330330 330330 330330 330330 330330 50-8050-80 300~1000300~1000

실험예 1: 권취 속도에 따른 선밀도 변화Experimental Example 1: Linear density change according to winding speed

300 mpm(meter/minute)으로부터 1000 mpm까지 권취속도를 변화시키면서 PSU 섬유를 제조하고 수득한 섬유의 섬도(단위 De, demier)를 측정하여 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 권취속도가 증가함에 따라 제조되는 섬유의 섬도 즉, 굵기는 감소하였다. PSU fibers were prepared while changing the winding speed from 300 mpm (meter/minute) to 1000 mpm, and the fineness (unit De, demier) of the obtained fibers was measured and shown in FIG. 3. As shown in FIG. 3, as the winding speed increases, the fineness, that is, the thickness of the manufactured fiber decreases.

실험예 2: 수퍼엔지니어링 플라스틱 섬유의 형태Experimental Example 2: Shape of Super Engineering Plastic Fiber

본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 섬유의 굵기 및/또는 그 굵기의 균일성을 확인하기 위하여, 400 m/분의 방사속도 및 권취속도로 330℃ 에서 방사하여 제조된 PSU/CB로 제조된 섬유의 측면 및 단면을 SEM으로 관찰하고, 그 결과를 도 4 에 나타내었다. 도 4에 나타난 바와 같이, PSU/CB로 제조된 섬유는 모두 매끈한 표면과 일정한 굵기를 갖는 원통형인 것을 확인하였다.In order to check the thickness and/or uniformity of the fiber produced according to Example 1 of the present invention, a PSU/CB manufactured by spinning at 330°C at a spinning speed of 400 m/min and a winding speed The side and cross section of the fiber were observed by SEM, and the results are shown in FIG. 4. As shown in Figure 4, it was confirmed that the fibers made of PSU/CB are all cylindrical with a smooth surface and a constant thickness.

Claims (9)

수퍼엔지니어링 플라스틱 용융방사와 동시에 카본블랙을 투입하는 단계를 포함하는 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 난연성 흑색 가발사의 제조 방법으로서,
상기 용융방사는 니켈합금 소재로 된 호퍼, 압출기 및 다이를 구비한 용융방사설비를 이용하여, 호퍼로부터 다이까지의 온도를 300 내지 450℃ 범위에서 선택되는 소정의 온도로 유지하면서 500 내지 2500 m/분의 방사속도로 압출하고, 300 내지 1000 mpm의 속도로 권취하고,
상기 수퍼엔지니어링 플라스틱은 폴리아릴에테르설폰(poly (aryl ether sulfone); PAES), 폴리설폰(polysulfone; PSU), 폴리에테르설폰(polyether sulfone; PES)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이고,
상기 카본블랙은 전체 중량 대비 0.1 내지 5 wt% 비율로 포함되는,
섬도 40 내지 100 De의 수퍼엔지니어링 플라스틱 수지 기반 난연성 흑색 가발사의 제조방법.
As a method of manufacturing a super engineering plastic resin-based flame-retardant black wig yarn comprising the step of adding carbon black at the same time as super engineering plastic melt spinning,
The melt spinning is carried out using a melt spinning facility equipped with a hopper made of a nickel alloy material, an extruder, and a die, while maintaining the temperature from the hopper to the die at a predetermined temperature selected in the range of 300 to 450°C. Extruded at a spinning speed of min, and wound at a speed of 300 to 1000 mpm,
The super engineering plastic is at least one selected from the group consisting of poly (aryl ether sulfone) (PAES), polysulfone (PSU), and polyether sulfone (PES),
The carbon black is included in a ratio of 0.1 to 5 wt% based on the total weight,
A method of manufacturing a flame-retardant black wig yarn based on a super engineering plastic resin having a fineness of 40 to 100 De.
삭제delete 카본블랙을 포함하고, 난연제를 불포함하며, 수퍼엔지니어링 플라스틱 소재를 기반으로 제조되고,
상기 수퍼엔지니어링 플라스틱은 폴리아릴에테르설폰(poly (aryl ether sulfone); PAES), 폴리설폰(polysulfone; PSU), 폴리에테르설폰(polyether sulfone; PES)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이고,
상기 카본블랙은 전체 중량 대비 0.1 내지 5 wt% 비율로 포함되는,
섬도 40 내지 100 De의 난연성 흑색 가발사.
Contains carbon black, does not contain flame retardants, is manufactured based on super engineering plastic material,
The super engineering plastic is at least one selected from the group consisting of poly (aryl ether sulfone) (PAES), polysulfone (PSU), and polyether sulfone (PES),
The carbon black is included in a ratio of 0.1 to 5 wt% based on the total weight,
Flame-retardant black wig yarn with a fineness of 40 to 100 De.
제3항에 있어서,
상기 가발사는 제1항의 방법으로 제조된 것인 가발사.
The method of claim 3,
The wig yarn is a wig yarn manufactured by the method of claim 1.
제3항에 있어서,
상기 카본블랙은 난연성 및 내정전성을 향상시키는 것이 특징인 가발사.
The method of claim 3,
The carbon black is a wig yarn characterized by improving flame retardancy and static electricity resistance.
삭제delete 제3항에 있어서,
상기 카본블랙의 직경은 10 내지 50 nm 인 것인 가발사.
The method of claim 3,
The carbon black has a diameter of 10 to 50 nm.
제3항의 흑색 가발사를 포함하는 두식제품.
Doosik products containing the black wig yarn of Clause 3.
제8항에 있어서,
헤어 가발, 위빙 헤어, 헤어 익스텐션, 블레이드 헤어, 헤어 악세서리 및 인형 헤어로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 두식제품.


The method of claim 8,
Hair wigs, weaving hair, hair extensions, blade hair, hair accessories and doll hair, which will be selected from the group consisting of doo-sik products.


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