KR20010011378A - 합성섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

(1) 발명이 속한 기술분야 : 본 발명은 인조모발에 관한 것으로, 폴리염화비닐의 강점을 유지하면서, 단점 보완을 위하여 스티렌계 공중합 수지를 적용.

(2) 발명의 목적 : 폴리염화비닐의 강점인 컬링성, 탄성복원력, 컬 유지력을 보지하면서, 단점인 치수안정성과 소프트터치(soft touch), 고광택, 윤기의 특성을 부여하기 위하여 저수축제와 광택 향상제를 투입하여, 수축율 제어를 위한 열처리시 시간의 단축, 수지(resin) 자체의 유리전이점 (glass transition temperature)의 향상, 2% 이하의 저수축율을 가지며,종전의 문제점을 완전히 해결한 전혀 새로운 모발 발명.

(3) 발명의 구성 : 본 발명은 인조모발에 관한 것으로, 본 발명품은 컬링(curling)성, 탄성복원력, 컬 유지력, 저수축성, 소프트터치, 고광택,윤기 등 인조모발로서 요구되는 제반의 특성에서 우수한 특징을 발현하고 있다.

종전의 폴리염화비닐을 주제로 하는 원사는 컬링성이 최대의 강점으로 시간이 경과해도 컬 형태가 그대로 유지되며, 탄성 복원력이 우수하다. 반면, 치수안정성이 떨어지고, 촉감이 좋지 않으며, 광택, 윤기가 부족한 문제점을 지니고 있다.

발명자는 폴리염화비닐의 원사의 강점인 컬링성, 탄성복원력, 컬유지력을 보지하면서, 단점인 치수안정성과 소프트터치, 고광택, 윤기의 특성을 부여하고자 스티렌계 공중합 수지를 활용함.

(4) 발명의 효과 : 폴리염화비닐수지에 저수축제와 광택향상제를 투입하여, 수축율 제어를 위한 열처리시의 시간 단축은 물론, 수지 자체의 유리전이점의 향상으로 2% 이하의 저수축율을 가지며, 종전의 문제점을 완전히 해결한 전혀 새로운 인조모발을 발명함.

Description

합성섬유의 제조방법{SYNTHETIC FIBER}

폴리염화비닐수지는 불연성이며, 내광성.내화학약품성이 우수하고, 보온성이 높으며 가격도 저렴하여 각종 의료품을 비롯하여, 모포.카펫트.커튼.방충망.인조모발 등 다양한 상품분야에 사용되고 있다.

본 발명은 인조모발에 관한 것으로, 종전의 인조모발은 가능한 천연모발에 가깝게 하는 것이 주요 연구대상 이었다. 즉, 인조모발과 천연모발을 비교할 경우, 가장 두드러지는 차이점은 열수축율.부자연스런 광.수분 흡수율 등인데, 이것을 좀 더 자세히 살펴보면, 열수출율의 경우 천연모발의 경우, 200℃에서도 열수축율은 0%에 가깝다. 그런데 인조모발의 경우, 모다크릴은 100℃에서 1%, 폴리염화비닐은 5% 정도에 이르고있다. 천연모발의 광은 큐틴(cutin)이라는 연륜과 같은 凹凸로 되어있어 광이 닿으면 광을 난반사 시켜 광을 억제 시키는데 인조모발의 경우 금속성의 광이 있다. 천연모발의 수분 흡수율은 온도 20℃, 상대습도 65% 조건 하에서 12% 정도 이고, 온도 20℃, 상대습도 95% 조건 하에서는 20∼25%에 이른다. 그런데 모다크릴 섬유는 온도 20℃, 상대습도 95% 조건하에서 3%, 폴리염화비닐수지는 0%에 가깝다.

따라서, 지금까지는 이러한 세가지의 문제점을 개선하는데 연구가 집중되었는데, 최근 가발이 인모 대역으로써의 기능뿐만 아니라 하나의 패션으로서 자리를 잡아 새롭게 패션성의 기능이 추가되어 연구의 방향 또한 기존의 기본기능 이외에 새롭게 패션성의 추구에 맞춰지고 있다.

그렇다고 천연모발의 가발이 문제가 없는 것은 아니다. 예를들면, 인모의 공급이 원활하지 못하며, 가발을 만들기 위해서 큐틴을 염소계 용제로 처리하여 탈락시키므로 수분흡수의 과잉문제가 있으며, 탈색.착색의 공정을 거치기 때문에 세탁시 색깔이 빠진다는 점이다.

한편, 가발공장에서의 통상적인 가공공정은 100℃ 전후로써, 특히 폴리염화비닐수지는 천연모발이나 모다크릴수지와 비교하여 열수축이 많아 치수안정성이 매우 부족하다. 치수안정성이 부족할 경우 디자인을 할 경우에 고려되어야 하겠지만, 문제는 가발공장에서 한가지만의 원사로 가발을 제조하는 경우도 있지만, 대부분의 경우에 가발에 변화 (개성창조)를 주기 위해, 여러 가지의 원사를 섞어서 사용하기 때문에 근본적으로 섞어서 사용하지 못하는 문제가 있기 때문에 폴리염화비닐수지의 수축율 개선은 매우 중요하다.

따라서, 폴리염화비닐수지를 기초로 하는 인조모발용 원사를 제조할 때 이러한 열수출율을 제어하기 위해서는 염화비닐수지의 유리전이점보다 훨씬 높은 온도에서 열처리를 하지 않으면 안되는 바, 이렇게 제조된 섬유는 텃치(touch), 윤기 등 외관품질의 저하는 물론, 너무 과도한 열이력으로 인해 수지 본연의 물성저하를 초래하여 가공시 약물이 잘 먹지 않는다거나 빗질이 좋지 않다거나, 변.퇴색의 문제가 지적되기도 한다.

일본공개특허정보 소 63-243317 에 따르면, N-치환말레이미드와 비닐크로로모노머와의 공중합체를 이용하여 치수안정성을 개선하였으나, 동중합체는 상업적으로 제조.입수가 곤란하며, 대한민국 특허 공고번호 93-563에 따르면 사출용 아크릴수지를 첨가하여 내열성.유동성.작업성을 개선하였으나, 수저 자체의 유리전이점(Tg)은 상승하나 섬유의 수축율은 오히려 증가되는 문제가 있을 뿐만 아니라 두 가지 방법 모두 최근의 패션성의 기능 즉, 소프트텃치 (soft touch), 초고광택, 윤기 발현에는 문제가 있다.

따라서, 발명자는 여하히 기본기능 즉, 수축율.금속성의 광을 제어하면서 소프트텃치.윤기 등 패션기능을 살릴 수 있을까 하는 점에 역점을 두고 연구를 거듭한 끝에, 본 발명에 이르게 되었다.

폴리염화비닐수지를 기초로 인조모발을 만드는 통상적인 방법은, 염화비닐수지(중합도 750∼1250) 100 중량부에 안정제 1∼10 중량부, 활제 1∼5 중량부 및 착색제를 혼합기에 넣고 60∼130℃에서 혼합한 후, 압출기를 이용하여 다이스 온도 100∼250℃에서 콤파운드를 제조한다. 방사기를 이용하여 다이스온도150∼300℃에서 용융방사하고, 50∼150℃에서 연신하여, 100∼150℃에서 열처리한 후 열수축율 5% 전후의 인조모발용 합성원사를 제조한다. 이렇게 제조되는 염화비닐원사는 열처리시 유리전이온도보다 훨씬 높은 온도에서 장시간 노출되므로 수지본연의 물성을 상실하여 품질적으로 윤기가 없고, 촉감이 좋지 않으며, 빗질도 나쁘며, 변.퇴색의 가능성이 높다는 것을 확인하였다.

발명자는 이와 같은 종래기술의 문제점에 대해, 연구를 거듭한 끝에 콤파운드 제조시 염화비닐수지 100 중량부에 대해, 저수축제 5∼50 중량부와 광택향상제 0.5∼5 중량부를 첨가하여 제조된 콤파운드를 사용하여, 방사.연신한 제품은 동일한 수축율을 얻는데 기존제품 대비 열처리 시간이 50%에 불과하여 고온에서의 체류시간을 현저하게 줄일 수 있었으며, 이렇게 제조된 저수축사는 패션기능으로 요구되는 소프트텃치.고광택.윤기가 좋아 가발용 뿐만 아니라 다양한 액세서리 제조에 있어서도 매우 적합하다는 것을 확인하였다. 또한 제품에 흡습성을 부여하여 기존제품의 취약점중의 하나인 푸석푸석한/메마른 맛이 제거되고 대신 부드럽고/촉촉한 모발을 얻을 수 있었으며, 집속성과 대전방지성능이 뛰어나 가발공장에서의 작업성이 향상되고, 완성된 가발은 빗질에 따라 자유자재로 헤어스타일을 바꿀 수 있는 특징을 갖고 있다.

본 발명에서 사용된 저수축제는, 스티렌-페닐말레이드-아크릴로니트릴 공중합수지, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합수지, 스티렌-아크릴로니트릴-부타디엔 공중합수지, 스티렌-메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합수지, 스티렌-무수말레인산 공중합수지, 스티렌-아크릴로니트릴-아크릴산 공중합수지 등의 스티렌계수지이며, 반드시 이러한 수지에 국한 되지는 않는다. 스티렌계 수지는 폴리염화비닐수지와 비교적 상용성이 좋고, 입수가 손쉬워 상업적으로 이용가치가 크다. 저수축제는 단독으로 사용할 수도 있으며, 두개 이상 병용할 수도 있다. 광택개량제는 실리콘오일을 사용하였다.

한편, 각각의 사용량은 저수축제의 경우, 염화비닐수지 100 중량부에 대해, 5∼50 중량부이며, 이때 5 중량부 이하일 경우에는 열처리시간의 단축효과 및 섬유자체의 유리전이온도의 상승이 미미하여 저수축사를 제조할 수 없으며, 50 중량부 이상일 경우에는 방사성의 저하는 물론, 이렇게 제조된 섬유는 불에 타는 문제가 있어, 상품가치를 상실하게 된다. 한편, 광택개량제의 경우에는 0.5∼5 중량부이며, 이때 0.5 중량부 이하일 경우에는 광택.윤기 향상효과가 없으며, 5 중량부 이상일 경우에는 방사가 불량해져 제조가 불가능 하다.

〈실시예 1〉

염화비닐수지 10,000g(중합도 1000)

유기주석머캅티드 400g

유기주석라우레이트 100g

칼슘스테아레이트 100g

오피왁스 100g

실리콘오일 200g

스티렌-페닐마레이미드-아크릴로니트릴 공중합체 1000g 을 혼합기에 넣고, 최고온도 130℃에서 혼합한 후, 트윈스크류(twin-screw) 압출기를 이용하여 콤파운드 칩을 제조하였다. 이렇게 제조된 콤파운드 칩을 사용하여, 방사.연신.열처리한 제품의 물성은 표 1 과 같다.

〈실시예 2〉

스티렌-페닐말레이미드-아크릴로니트릴 공중합제 대신 금호케미칼의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (GRADE #300)을 2000g을 사용하는 것을 제외하고는 〈실시예 1〉과 동일 함. 이렇게 제조된 콤파운드 칩을 사용하여, 방사.연신.열처리한 제품의 물성은 표 1 과 같다.

〈실시예 3〉

스티렌-페닐말레이미드-아크릴로니트릴 공중합체 대신 엘지화학의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (GRADE 80HF) 3000g을 사용하는 것을 제외하고는 〈실시예 1〉과 동일함. 이렇게 제조된 콤파운드 칩을 사용하여, 방사.연신.열처리한 제품의 물성은 표 1 과같다.

〈비교예 4〉

스티렌-페닐말레이미드-아크릴로니트릴 공중합체 대신 엘지화학의 폴리메타크릴산메틸 수지를 4000g 사용하는 것을 제외하고는 〈실시예 1〉과 동일함. 이렇게 제조된 콤파운드 칩을 사용하여, 방사.연신.열처리한 제품의 풀성은 표 1 과 같다.

〈비교예 5〉

〈실시예 1〉에서 실리콘오일만 빼고, 나머지는 동일하며, 이렇게 제조된 콤파운드 칩을 사용하여, 방사.연신.열처리한 제품의 물성은 표 1 과 같다.

〈비교예 6〉

〈실시예 1〉에서 스티렌-페닐말레이미드-아크릴로니트릴 공중합체와 실리콘 오일을 빼고 나머지는 동일함. 이렇게 제조된 콤파운드침을 사용하여, 방사.연신.열처리한 제품의 물성은 표 1 과 같다.

본 발명은 인조모발에 관한 것으로, 신규의 인조모발은 컬링성, 탄성복원력, 컬 유지력, 저수축성, 소프트 텃치, 고광택, 윤기 등 인조모발로서 요구되는 제반의 특성에서 우수한 특징을 발현하고 있다.

종전의 폴리염화비닐을 주체로 하는 원사는 컬링(curling)성이 최대의 강점으로 시간이 경과해도 컬 형태가 그대로 유지되며, 탄성복원력이 우수하다. 반면, 치수안정성이 떨어지고, 촉감이 좋지 않으며, 광택.윤기가 부족한 문제점을 지니고 있다.

발명자는 폴리염화비닐 원사의 강점인 컬링성.탄성복원력.컬 유지력을 보지하면서, 단점인 치수안정성과 소프트 텃치(soft-touch).고광택.윤기의 특성을 부여하고자 연구를 거듭한 끝에, 폴리염화비닐수지에 저수축제와 광택향상제를 투입하면, 수축율 제어를 위한 열처리시 시간의 단축과 수지(resin) 자체의 유리점이점(glass transition temperature)의 향상으로 2% 이하의 저수축율을 갖으며, 종전의 문제점이 완전히 해결된 전혀 새로운 인조모발을 발명하였다.

Claims (2)

1. 2% 이하의 저수축율과 스프트텃치(soft-touch), 보습성, 고광택, 윤기 및 자기소화성을 갖는 인조모발용 합성원사를 제모함에 있어서, 폴리염화비닐 수지 100 중량부에, 광택향상제 0.5∼5 중량부와 저수축제 5∼50 중량부를 사용함을 특징으로 하는 방법
2. [청구항 1]항에 있어서, 저수축제로 스티렌-페닐말레이미드-아크릴로니트릴 공중합수지, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합수지, 스티렌-아크릴로니트릴-부타디엔 공중합수지, 스티렌-메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합수지, 스티렌-무수말레인산 공중합수지, 스티렌-아크릴로니트릴-아크릴산 공중합수지 등의 스티렌계 수지를 사용하고, 광택개량제로 실리콘오일을 사용함을 특징으로 하는 방법