KR20010035464A

KR20010035464A - 광물 분말이 첨가된 섬유의 제조 방법 및 이로부터 제조된섬유

Info

Publication number: KR20010035464A
Application number: KR1020010007699A
Authority: KR
Inventors: 석미수
Original assignee: 석미수
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2001-05-07
Also published as: KR100451574B1; MXPA01003456A

Abstract

섬유의 제조방법은, 기능이 있고 결정형이 탁상 또는 비늘상이고 경도가 낮은 광물군에서 선택한 제1광물을 1차 분쇄하는 단계와, 상기 광물 분말을 원하는 원사 섬도의 1/3이하의 입경으로 2차 정밀분쇄하는 단계와, 상기 제1광물의 분말 0.1∼10중량%와 화학수지 90∼99.9중량%를 혼합하는 단계와, 그리고, 상기 제1광물의 분말과 상기 화학수지의 혼합물을 방사하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 제1광물로는 필로규산염(phyllosilicates)광물이 바람직하고, 상기 제1광물과 기능이 있고 결정형이 피라미드상, 주상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상이며 판상이 없는 제2광물을 혼합하여 사용할 수도 있다.

Description

광물 분말이 첨가된 섬유의 제조 방법 및 이로부터 제조된 섬유{METHOD OF PRODUCING FIBER HAVING MINERAL POWDER AND FIBER PRODUCED THEREFROM}

본 발명은 광물 분말이 포함된 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 기능성 있고 결정형(벽개 모양)이 탁상(판상)인 광물의 분말을 단독으로, 또는 기능성 있고 결정형(벽개 모양)이 주상, 피라미드상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상인 광물 분말을 선택적으로 일정량 혼합한 다음 이 혼합된 분말에 선택적으로 무기 항균제를 혼합하고, 계속해서 화학수지를 일정량 다시 혼합함으로써 기능성 섬유를 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 기능성 섬유에 관한 것이다.

기능성 제품에 관한 관심을 반영하여 섬유분야에서도 이미 오래 전부터 화학수지에 기능성 광물을 첨가하여 기능성 섬유를 제조해오고 있다.

이러한 기능성 광물들로는 맥반석, 각섬석, 루틸(rutile), 제올라이트(zeolite), 지르콘, 뮬라이트, 옥석류, 토르마린 이외도 다수가 존재함은 물론, 이들 천연 광물들을 인공적으로 합성한 광물들이 다수 사용되어 왔고, 이들 광물들은 인체에 유익한 원적외선 방출, 항균, 소취, 전자파 차단, 자외선 차단, 흡착성, 흡습성, 음이온 방출 등의 다양한 기능과 효과를 발휘한다.

종래 기능성 섬유의 제조는 섬유의 일반적인 제조 공정을 기본으로 하여 기능성 광물 분말을 화학수지에 일정량 첨가한 후 방사, 연신, 가연, 컷팅 또는 방적, 제직 공정을 통하여 기능성 섬유를 제조하였으나, 이러한 종래 기능성 섬유의 제조 과정에 있어서 화학 수지에 첨가된 기능성 광물은 그 결정형이 주상, 피라미드상, 능면체상, 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등으로 다양하고 섬유의 제조 공정 중 설비의 부속 즉, 종강, 롤러, 가이드 바디 등을 마모시키는 일이 빈번하였고, 상기한 광물의 고유한 형태에 따라 제조된 원사의 표층이 균일하지 않아, 제조된 섬유의 표면이 매끄럽지 못하였으며, 원사의 제조시 실의 끊어짐 등이 빈번하게 발생하였다.

즉, 광물의 분말을 첨가하여 기능성 섬유를 제조하는데 광물의 결정 구조가 불규칙하고 경도가 높은 원인으로 인하여 제조된 원사는 표층에 고아물 입자가 돌출되어 있어 제조공정 중에 마찰에 의해 고가의 방사, 연신, 가연, 및 방적 공정 설비를 마모시킴으로 정상적인 생산을 불가능하게 하였다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 제1목적은 인체에 유익한 원적외선 방출, 혈압조절, 통증완화, 항균, 소취, 전자파 차단, 자외선 방지, 흡수력, 흡습성, 음이온 방출 등의 다양한 복합 기능과 효과를 지니고 결정형(벽개 모양)이 탁상(판상) 또는 비늘상인 광물의 분말을 1종 이상 사용하여 화학수지와 일정량 혼합한 후 통상의 혼합 또는 방사 방법에 의하여 방사한 후 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 제조함으로써, 원사에 혼합된 분말의 입자가 한 방향으로 배열되는 원인으로 인하여 매끄럽고 생산성이 원활하며 유연성이 있으며, 종래의 섬유에 비하여 우수한 특성을 갖도록 하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 상기 제1목적에서 기술한 기능이 있고 결정형이 탁상인 광물 분말과 결정형이 주상, 피라미드상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상 광물 분말을 일정량 혼합한 다음 화학수지와 일정량 혼합한 후 통상의 혼합 또는 방사 방법에 의하여 방사한 후 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 제조함으로써, 생산 공정을 원할히 수행할 수 있으며 제조된 섬유가 기능 및 효과에 있어 상기 제1목적하에서 제조된 섬유에 추가하여 그 기능 및 효과를 증진 및 상호 보완할 수 있고, 종래의 섬유에 비하여 부드럽고 촉감이 우수한 특성을 갖도록 하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 상기 제1목적 또는 제2목적에 기재된 바와 같이 기능성 섬유를 제조하는데 있어, 광물에 혼합된 철분을 제거하기 위하여 정밀 분쇄하는 과정에서 전자석을 이용하고, 압력에 의하여 휠타를 통과시킴으로써 원하는 입경을 갖는 미세한 광물 분말을 제조하는 방법을 제시함과 함께, 무기 항균제로서 은(Ag)을 제올라이트, 인산칼슘, 또는 인산지르코늄에 담지시킨 혼합물을 첨가함으로써 섬유의 항균성을 향상시키는 것이다.

도 1은 광물의 다양한 결정형을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 광물 분말이 첨가된 섬유의 제조 방법을 나타내는 플로우챠트.

도 3은 본 발명에 따른 광물 분말이 첨가된 섬유의 다른 제조 방법을 나타내는 플로우챠트.

도 4는 도 2의 제조방법에 따라 제조된 섬유의 일부 측단면도.

도 5는 도 3의 제조방법에 따라 제조된 섬유의 일부 측단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 ----- 섬유 200 ----- 제1광물

300 ----- 제2광물

본 발명의 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 결정구조가 탁상형으로 되어 있으며 기능이 있는 광물, 바람직하게는 필로규산염 광물(층상구조형)을 화학수지와 적정량 혼합한 후 통상의 혼합 또는 방사 방법에 의하여 방사한 후 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 기능성 섬유를 제조한다.

본 발명의 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 결정구조가 주상, 피라미드상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상으로 불규칙하고 기능이 있는 광물 분말을 상기 필로규산염 광물과 일정량 혼합한 다음 화학수지와 적정량 혼합한 후 통상의 혼합 또는 방사 방법에 의하여 방사한 후 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 기능성 섬유를 제조한다.

본 발명의 제3목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 통상의 항균제로 사용되는 은(Ag)을 대신하여 은(Ag)이온을 제올라이트, 인산칼슘, 또는 인산지르코늄에 담지시킨 혼합물을 상기 탁상 광물(대체로, 필로규산염 광물)의 분말과 적정 혼합한 다음 이를 다시 화학수지와 적정량 혼합한 후 통상의 방사 방법에 의하여 방사한 후 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 기능성 섬유를 제조하거나, 상기 탁상 광물과 더불어 결정구조가 주상, 피라미드상, 능면체상, 육면체상, 또는 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상 광물의 분말을 적정 혼합한 다음 이를 다시 화학수지와 적정량 혼합한 후 통상의 방사 방법에 의하여 방사한 후 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 기능성 섬유를 제조한다.

상기 본 발명의 제2목적에 기재된 결정구조가 주상, 피라미드상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상인 기능성 광물들은 광물이 갖는 인체에 유익한 기능 및 효능에도 불구하고 단독으로 사용할 경우 종래 기술의 정상적인 생산을 불가능하게 하는 생산 공정의 문제점을 유발하게 되므로, 결정구조가 탁상형인 광물, 바람직하게 필로규산염 광물과 적정량 혼합하여 사용한다.

도 1은 광물의 다양한 결정형을 나타내는 도면으로서, (a)는 탁상, (b)는 주상, (c)는 능면체상, (d)는 육면체상, (e)는 팔면체상, (f)는 십이면체상, (g)는 비늘상의 벽개 모양을 예시하였다.

상기 (a), (b), (c), (d), (e), (f), 및 (g)의 형태로 구분되는 광물의 종류를 보다 구체적으로 예시하면 다음과 같다.

(a) 탁상 : 휘동석, 자류철석, 백철석, 폴리바사이트, 크리소베릴, 티탄철석, 브루카이트, 콜럼바이트, 육세나이트, 사마르스카이트, 깁사이트, 수활석, 다이아스포아, 보에마이트, 하이드로마그네사이트, 폴리할라이트, 클로리토이드, 콘드로다이트, 스핀, 멜리라이트군, 이극석, 알라나이트, 펨펠리아이트, 헤덴버가이트, 브론자이트, 하이퍼신, 규회석, 장미휘석, 파이로필라이트, 활석, 파라고나이트, 마아가라이트, 포도석, 백운모, 금운모, 흑운모, 레피돌라이트, 진왈다이트, 베이델라이트, 몬모릴로나이트, 논트로나이트, 사포나이트, 버미큘라이트, 페니나이트, 단사녹니석, 프로클로라이트, 투링자이트, 케올리나이트, 엔티고라이트, 아메싸이트, 크론스텟타이트, 할로이사이트, 새니딘, 휼랜다이트, 스틸바이트, 필립사이트 등

(b) 주상 : 다이스크라사이트, 강옥, 금홍석, 망가나이트, 남동석, 작석, 커어나이트, 글로베라이트, 모나자이트, 탄탈라이트, 콜레마나이트, 브로찬타이트, 트리필라이트, 인회석, 터콰이즈, 페나카이트, 규산아연석, 저어콘, 홍주석, 남정석, 황옥, 십자석, 테이톨라이트, 게이돌리나이트, 토트베이타이트, 로소나이트, 일바이트, 클리노조이사이트, 녹염석, 조이사이트, 베수비아나이트, 녹주석, 코디에라이트, 전기석, 다이옵테이스, 클리노엔스터타이트, 피조나이트, 투휘석, 휘석, 스포듀민, 이지린, 이지린휘석, 엔스타타이트, 투각섬석, 보통각섬석, 클로코페인, 라이벡카이트, 소다각섬석, 엔도필라이트, 네펠린, 아노르도클래이스, 정장석, 미사장석, 앨바이트, 칸크리나이트, 마리알라이트, 다이파이어, 미조나이트, 마이오나이트, 톰소나이트, 로몬타이트, 모오데나이트, 멜라이트, 플랙스타파이트, 맥반석, 각섬석, 지르콘, 무라이트, 옥석류, 토르마린 등

(c) 능면체상 : 방해석, 돌로마이트 등

(d) 육면체상 : 방염석, 암염 등

(e) 팔면체상 : 형석 등

(f) 십이면체상 : 섬아연석 등

(g) 비늘상 :셀라도나이트, 해록석 등

본 발명에서는 상기 광물의 벽개 모양과 더불어 또한 광물의 특성에 있어 결정계가 중요하게 고려되는 바, 이하에 대표적인 단사정계 광물을 예시한다.

- 단사정계 광물 : 아칸다이트, 폴리바사이트, 제임소나이트, 보우란제라이트, 계관석, 웅황, 빙정석, 토도로카이트, 망가나이트, 남동석, 공작석, 하이드로진사이트, 소다석, 붕사, 커어나이트, 콜레마나이트, 글로베라이트, 브로찬타이트, 모나자이트, 래줄라이트, 카노타이트, 클로리토이드, 콘드로다이트, 스핀, 데이톨라이트, 게이돌리나이트, 우라노페인, 탄소, 토트베이타이트, 클리노조이사이트, 녹염석, 알라나이트, 펨펠리아이트, 클리노엔스터타이트, 피조나이트, 투휘석, 헤덴버가이트, 휘석, 스포듀민, 제이다이트, 이지린, 이지린휘석, 투각섬석, 양기석, 보통각섬석, 글로코페인, 리이벡카이트, 소닥각섬석, 파이로필라이트, 활석, 파라고나이트, 백운모, 해록석, 셀라도나이트, 마아가라이트, 금운모, 흑운모, 레피돌라이트, 잔왈다이트, 스틸프노멜레인, 베이델라이트, 몬모릴로나이트, 논트로나이트, 사포나이트, 버미큘라이트, 페니나이트, 단사녹니석, 프로클로라이트, 차모사이트, 투링자이트, 앤티고라이트, 온석면, 크론스텟타이트, 할로이사이트, 팔리고스카이트, 코에사이트, 새니딘, 정장석, 스콜레사이트, 로몬타이트, 휼랜다이트, 스틸바이트, 필립사이트, 하아모톰, 클리놉틸롤라이트, 에벤카이트

상술로부터 종래에는 섬유에 포함된 광물에 의해 섬유 제조설비의 마모가 빈번하였음은 이미 밝힌 바 있으며, 본 출원인은 이러한 설비 마모의 원인이 경도가 높고 다변체상인 광물을 사용함으로써 기인하는 것임을 발견하고 경도가 낮은, 바람직하게 4미만인, 더욱 바람직하게는 2미만인 광물을 본 발명에서 고려하였다.

이상과 같은 관점에서 본다면 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광물의 가장 바람직한 특성은 벽개모양이 탁상이고, 단사정계이며, 경도가 낮아야 한다는 것이다. 그러나, 본 발명에 이용되는 광물의 벽개모양은 반드시 탁상이어야하는 반면에 다른 요소들이 본 발명의 성립에 있어 반드시 고려되는 것은 아니다.

알려진 광물로서 위와 같은 조건은 필로규산염(phyllosilicates) 광물에 의해 만족된다.

◎ 필로규산염 광물

- 파이로필라이트(pyrophyllite)-Al₂Si₄O₁₀(OH)₂,

- 활석(talc)-Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂

- 백운모(百雲母)군:dioctahedral

1. 파라고나이트(paragonite)-NaAl₂(Al,Si₃)O₁₀(OH)₂,

2. 백운모(百雲母)(muscovite)-KAl₂(AlSi₃)O₁₀(OH,F)₂,

3. 해록석(海錄石)(glauconite)-(K,Na)(Al,Fe^3＋Mg)₂(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂,

4. 셀라도나이트(celadonite)-K(Mg,Fe)(Fe,Al)Si₄O₁₀(OH)₂,

5. 마가라이트(Margarite)-CaAl₂(Al₂Si₂)O₁₀(OH)₂,

6. 운모편암(micaschist),

7. 철운모(lepidomelane)-KFeALSio(OH,F)

- 흑운모(黑雲母)군

1. 금운모(金雲母)(phlogopite)-KMg₃(AlSi₃)O₁₀(F,OH),

2. 홍운모(lepidolite)-K(Li,Al)₃(Si,Al)₄O₁₀(F,OH)₂,

3. 진왈다이트(zinnwaldite)-KLiFe＋₂Al(Al,Si₃)O₁₀(F,OH)₂,

4. 스틸프로멜레인(stipnomelane)-K(Fe^＋2,Fe^＋3,Al)₁₀Si₂₂O₃₀(OH)₁₂

- 몬모릴로나이트(montmorillonite)군

1. 베이델라이트(beidellite)-(Na,Ca/2)_0.03Al₂(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·nH₂O,

2. 몬모릴로나이트(montmorillonite)-(Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O

3. 논트로나이트(nontronite)-Na_0.33Fe₂ ^＋3(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·nH₂O,

4. 사포나이트(saponite)-(Ca/2,Na)_0.33(Mg,Fe)₃(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂·₄H₂O,

5. 버미큘라이트(vermiculite)-(Mg,Fe,Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O

- 녹리석(錄泥石)(chlorite)군

1. 페니나이트(penninite),

2. 단사녹니석(單斜錄泥石)(clinochlore)-(Mg,Fe^2＋)₅Al(Si,Al)₄O₁₀(OH)₈,

3. 프로클로라이트(prochlorite) = 리피돌라이트(ripidolite)-(Mg,Fe,Al)₆(Si,Al)₄O₁₀(OH)₈,

4. 차모사이트(chamosite)-(Fe^2＋,Mg,Fe^3＋)₅Al(Si₃Al)O₁₀(OH,O)₈,

5. 투링자이트(thuringite)

-캐올리나이트 : 사문석(kaolinite-serpentine)군

1. 캐올리나이트(kaolinite)-Al₂Si₂O₅(OH)₄,

2. 앤티고라이트(antigorite)-(Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄,

3. 온석면(溫石綿)(chrysotile)-Mg₃Si₂O₅(OH)₄,

4. 아메싸이트(amesite)-(Mg₂Al)(AlSi)O₅(OH)₄,

5. 크론스텟타이트(cronstedtite),

6. 할로이사이트(halloysite)-Al₂Si₂O₅(OH)₄·2H₂O

(탈수에 의하여 Al₂Si₂O₅(OH)₄로 됨),

7. 팔리고스카이트(palygorskite)(=attapulgite)-(Mg,Al)₂Si₄O₁₀(OH)·4H₂O]

상기 필로규산염(phyllosilicates)광물 중에서 1종 이상을 선택한 후 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 비스코우스 레이온, 아세테이트 레이온 등의 화학수지 중에서 1종을 선택하여 혼합하여 방사하면 인체에 유익한 원적외선 방출, 흡습성 등 다양한 기능 효과가 있으며, 일련의 제조 공정에 있어서 설비의 부속을 마모시키지 않으면서 촉감이 부드러운 원사를 방사할 수 있다.

또한, 상기 광물 중에서 특히 탁상이 없는 광물들 중에서 기능이 있는 광물 1종과 상기 판상이 있는 필로규산염광물 중에서 1종을 선택하여 혼합하여 방사하면 인체에 유익한 원적외선 방출, 흡습성 등 다양한 기능 효과가 있으며, 일련의 제조 공정에 있어서 설비의 부속을 마모시키지 않으면서 원사를 방사할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광물 분말이 첨가된 섬유의 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 광물 분말이 첨가된 기능성 섬유의 제조는, 먼저, 기능이 있고 결정형이 탁상형이고 단사정계인 광물 분말에 대하여 분쇄기에서 1차 분쇄한 후(S101), 1차 분쇄된 광물 분말을 원하는 원사 섬도의 1/3이하의 입경으로 2차 정밀분쇄한다(S103).

계속해서, 상기 광물 분말 0.1∼10중량%에 화학수지 90∼99.9중량%로 혼합하여(S105) 통상의 방사 방법으로 일반 방사 또는 복합(이중 구금)방사한 후(S107) 연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 섬유를 제조한다(S109).

도 3은 본 발명에 따른 광물 분말이 첨가된 섬유의 다른 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 광물 분말이 첨가된 섬유의 제조는, 먼저, 기능이 있고 결정형이 주상, 피라미드상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상인 광물 분말과 기능이 있고 결정형이 탁상형이고 단사정계인 광물 분말 각각에 대하여 분쇄기에서 1차 분쇄한 후(S201), 1차 분쇄된 광물 분말을 원하는 원사 섬도의 1/3이하의 입경으로 2차 정밀분쇄한다(S203).

계속해서, 결정형이 탁상형이고 단사정계인 기능성 광물 분말과 결정형이 주상, 피라미드상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상인 광물 분말을 혼합하고(S205), 이 혼합된 분말 0.1∼10중량%에 화학수지 90∼99.9중량%로 혼합하여(S207) 통상의 방사 방법으로 일반 방사 또는 복합(이중 구금)방사한 후(S209)연신, 가연, 컷팅, 방적을 통하여 섬유를 제조한다(S211).

상기 도 2 및 도 3에 나타낸 섬유의 제조 방법에 추가하여, 항균성 증진을 목적으로 바람직하게는 무기 항균제 분말을 혼합하나 섬유의 제조에 있어 반드시 이러한 무기 항균제 분말이 포함되는 것은 아니며, 무기 항균제 분말이 혼합되는 경우 무기 항균제의 제조는 은이온 0.5∼5중량%를 제올라이트, 인산칼슘, 또는 지르코늄 중에서 선택한 1종 95∼99.5중량%에 담지시켜 제조한다.

또한, 광물에 포함된 불순물을 제거하기 위한 공정으로서, 상기 광물 입자를 일정 온도하에서 소성하는 공정이 추가될 수 있는 바, 광물 입자의 순도를 고려하여 그 공정을 생략하는 것도 가능하며 이러한 공정은 광물의 미분말화 공정 후에 실시하는 것도 가능하다.

더욱, 광물 분말의 2차 정밀분쇄는 습식분쇄나 건식분쇄가 가능한데 건식분쇄할 경우는 광물 분말과 물을 일정량으로 혼합하여 습식 상태에서 1차 전자석을 이용하여 금속성분을 제거한 후 2차 압력에 의해 휠타막을 통과시켜 순수 광물 분말 미세분을 얻을 수 있다. 이와는 별도로 침강법 또는 원심분리법에 의해 크기가 큰 입자와 작은 입자를 분리시켜 작은 미분말의 입자만을 분리 수거하는 것도 가능하다.

상기 광물의 혼합 비율은 3데니어 이하인 경우에만 해당되며 3데니어 이상의 원사를 방사할 경우에는 다른 혼합 비율을 선택하여 사용할 수 있다. 이때, 광물 분말의 입경은 방사시 원사 섬도의 1/3이하가 되게 하고, 특히 3데니어 이하의 원사를 방사할 경우에는 광물 분말이 3미크론 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1미크론 이하이다. 이와 같은 입경으로 만들어진 광물의 분말을 화학 수지에 혼합할 때 그 혼합비율은 3데니어 이하의 원사 경우 광물 분말 0.1∼3중량%로 첨가하는 것이 좋으며 본 발명에서 목적하는 다양한 복합기능을 발휘하고 생산성이 있는 유연성 있는 원사를 제조하기 위해서는 광물 분말을 1.5∼2.5중량%첨가하는 것이 바람직하다. 3데니어 이상 원사의 경우에는 광물 분말을 10중량%까지 첨가하는 것도 가능하며 바람직하게는 2∼6중량%로 첨가한다.

도 4 내지 도 5는 도 2 내지 도 3의 제조방법에 따라 제조된 섬유의 일부 측단면도를 나타낸다.

도 4에 나타낸 섬유는, 도시하는 바와 같이 섬유(100)의 길이 방향을 따라 탁상의 제1광물(200)이 순차적으로 배열하여 섬유(100)의 표면을 덮고 있으므로 부드러우며 촉감이 우수한 상태를 띌 뿐만 아니라, 제1광물(200)이 갖는 고유한 특성을 그대로 발휘할 수 있다.

도 5에 나타낸 섬유는, 도시하는 바와 같이 섬유(100)의 길이 방향을 따라 탁상의 제1광물(200)이 순차적으로 배열하여 섬유(100)의 표면을 덮고 있고, 그 내면에 다종의 다변체상 제2광물(300)이 불규칙적으로 분포되어 있다. 그러나, 상기 제2광물(300)은 제1광물(200)에 의해 섬유(100)의 외곽으로부터 차단되므로, 도 4에 나타낸 섬유(100)와 마찬가지로 부드러우며 촉감이 우수한 상태를 띌 뿐만 아니라, 제1광물(200)이 갖는 고유한 특성과 더불어 제2광물(300)이 갖는 고유한 특성을 그대로 발휘할 수 있다.

이하 본 발명은 실시예를 보다 상세히 설명한다.

(실시예 1)

인체에 유익한 원적외선 방사율이 우수하고 사질이 좋은 2데니어의 필라멘트사를 제조하기 위하여 판상이 있는 백운모를 325메시로 1차 분쇄시키고, 이물질을 제거하기 위하여 800℃에서 소성한 후 분말의 최대 입경이 1미크론 이하가 되게 분말을 습식 정밀 분쇄하고, 습식 상태에서 1차 전자석을 이용하여 금속성분을 제거한 후 2차로 압력에 의해 휠타막을 통과시켜 광물 분말 미세분을 얻는다.

계속해서, 백운모 분말에 무기 항균제 분말 17중량%를 혼합한 다음 이 혼합된 분말을 폴리에스테르의 중합 공정에 혼합하고 방사온도 283℃± 1℃에서 통상의 방사방법에 의하여 방사하여 상기 혼합 분망이 2중량% 함유된 원사를 제조하여 연신, 가연을 한 결과 부속의 마모가 없었으며, 사절도 없었고, 생산성이 우수하며, 섬유의 표층이 매끄러운 복합 기능성 섬유를 양산할 수 있었다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일한 제조방법으로 폴리에스테르 대신 폴리아미드를 혼합하여 통상의 방사방법으로 방사하여 섬유를 제조하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 조성한 광물 분말을 폴리에스테르의 중합 공정에 혼합하고 중합 온도 290℃ 용융 점도 2,700포아즈 수준까지 베치 중합하여 광물 분말이 2중량% 함유된 칩으로 만들어 1.4데니어의 스테플 화이버를 방사 온도 283℃± 1℃에서 통상의 방사방법에 의하여 방사하여 연신, 가연, 컷팅, 방적을 한 결과 방적성이 우수하고, 부속의 마모가 없었으며, 사절도 없었고, 생산성이 우수하며, 섬유의 표층이 매끄러운 복합 기능성 섬유를 양산할 수 있었다.

(실시예 4)

항균, 소취, 인체에 유익한 원적외선 방출, 흡습성이 우수한 1.4데니어의 아크릴 스테플화이버를 제조하기 위하여 선택한 광물을 소성시켜 분쇄한 분말의 입경이 1미크론 이하인 분말을 혼합하기 위하여 판상이 없는 맥반석 분말 22중량%와 판상이 있는 백운모 78중량%를 혼합하여 혼합된 분말에 은 3중량%를 담지시킨 제올라이트 분말 무기 항균제 17중량%를 혼합한 다음 이 혼합된 분말과 폴리아크릴로니트릴의 원료를 통상의 혼합, 방사 방법에 의하여 방사하여 연신, 가연, 컷팅, 방적을 한 결과 방적성이 우수하고, 부속의 마모가 없었으며, 사절도 없었고, 생산성이 우수하며, 섬유의 표층이 매끄러운 혼합 분말이 2중량% 함유된 복합기능성 섬유를 양산 할 수 있었다.

(실시예 5)

실시예 4와 동일한 제조 방법으로 제조된 혼합 분말을 비스코우스레이온 월료 물질과 혼합하여 통상의 방사 방법을 통해 혼합 분말이 2중량% 함유된 원사를 제조하였다.

(실시예 6)

실시예 4와 동일한 제조 방법으로 비스코우스레이온 대신 아세테이트 원료 물질을 혼합하여 통상의 방사 방법을 통해 혼합 분말이 2중량% 함유된 원사를 제조하였다.

(실시예 7)

인체에 유익한 원적외선과 음이온 방출이 우수한 6데니어 폴리에스테르 스테플 화이버를 제조하기 위하여 선택한 광물 분말을 소성시켜 분쇄한 분말의 최대 입경이 5미크론 이하의 판상이 있는 광물 백운모 분말 70중량%와 판상이 없는 토르마린 분말 30중량%를 혼합하여, 혼합된 분말에 은 2중량%를 담지한 제올라이트 분말 무기 항균제 15중량%를 혼합한 다음 이 혼합된 분말 20중량%와 폴리에스테르 80중량%를 혼합용융시켜 마스터베치 칩을 만들어 마스터베치 칩 25중량%와 일반 폴리에스테르칩 75중량%를 혼합하여 통상의 건조, 방사 방법에 의하여 방사하여 연신, 가연, 컷팅을 한 결과 부속의 마모가 없었으며, 사절도 없었고, 생산성이 우수하며, 섬유의 표층이 매끄러운 복합 기능성 섬유를 양산할 수 있었다.

이상, 본 발명에 이용되는 광물은 천연광물만을 예를 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 양태에서는 천연광물 또는 인공합성광물 등이 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범주에 속한다고 할 것이다.

상기한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 바람직한 일예일뿐 이들 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술적 창작 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

본 발명은 기능이 있고 결정형이 탁상인 광물과 화학수지를 혼합하여 섬유를 제조하거나, 기능이 있고 결정형이 피라미드상, 주상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상 광물과 기능이 있고 결정형이 탁상인 광물을 혼합한 후 화학수지를 혼합하여 섬유를 제조함으로써, 광물 특성에 기인한 복합 기능을 부여함은 물론 통상의 섬유보다 부드러우며, 매끄럽고, 유연성이 있는 섬유를 생산할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 방사, 연신, 가연, 컷팅, 방적 등의 섬유제조 공정을 원할히 수행할 수 있고, 인체에 유익한 원적외선 방출, 혈압조절, 통증완화, 항균, 소취, 전자파 방지, 자외선 차단, 음이온 방출, 흡착성, 흡습성, 쾌적성, 및 보온성이 있고, 이러한 기능이 지속적으로 발휘될 수 있는 기능성 섬유를 제조하는 것이 가능하다.

Claims

결정형이 탁상 또는 비늘상인 광물군에서 선택한 제1광물을 1차 분쇄하는 단계와,

상기 광물 분말을 원하는 원사 섬도의 1/3이하의 입경으로 2차 정밀분쇄하는 단계와,

상기 제1광물의 분말 0.1∼10중량%와 화학수지 90∼99.9중량%를 혼합하는 단계와, 그리고

상기 제1광물의 분말과 상기 화학수지의 혼합물을 방사하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
결정형이 탁상 또는 비늘상이고 경도가 낮은 광물군에서 선택한 제1광물과, 결정형이 피라미드상, 주상, 능면체상, 또는 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등의 다변체상이며 판상이 없는 제2광물을 1차 분쇄하는 단계와,

상기 제1 및 제2광물의 분말을 원하는 원사 섬도의 1/3이하의 입경으로 2차 정밀분쇄하는 단계와,

상기 제1광물의 분말과 상기 제2광물의 분말을 혼합하는 단계와,

상기 제1 및 제2광물의 혼합 분말 0.1∼10중량%와 화학수지 90∼99.9중량%를 혼합하는 단계와, 그리고

상기 제1 및 제2광물의 분말과 상기 화학수지의 혼합물을 방사하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1광물 및 제2광물이 천연광물 또는 인공합성 광물인 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1광물이 필로규산염(phyllosilicates)(층상구조형)광물인 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 필로규산염(phyllosilicates)광물이 파이로필라이트(pyrophyllite), 활석(talc), 백운모(百雲母)군, 흑운모(黑雲母)군, 몬모릴로나이트(montmorillonite)군, 녹리석(錄泥石)(chlorite)군, 또는 캐올리나이트-사문석(kaolinite-serpentine)군으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말을 소성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 소성 단계의 소성 온도가 600℃∼1,200℃인 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2차 정밀분쇄된 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말에 대해 무기 항균제 3∼30중량%를 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 무기 항균제가 은(Ag)이온을 제올라이트, 인산칼슘, 또는 인산지르코늄에 담지시킨 혼합물인 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2차 정밀 분쇄된 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말을 습식 상태에서 1차로 전자석을 이용하여 금속성분을 제거한 후, 2차로 압력에 의해 휠타막을 통과시켜 미분말을 추출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2차 정밀 분쇄된 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말을 침강법 또는 원심분리법에 의해 크기가 큰 입자와 작은 입자를 분리시켜 작은 미분말의 입자만을 분리 수거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 제1광물의 분말과 상기 제2광물의 분말을 혼합하는 단계에서 제1광물의 분말 함량이 20중량% 이상 혼합됨을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학수지가 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 비스코우스 레이온, 또는 아세테이트 레이온으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말 10∼30중량%와 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 폴리프로필렌에서 선택된 화학수지 70∼90중량%를 혼합하여 마스터베치칩을 만든 후 원료 화학수지와 혼합하여 방사하는 것을 특징으로 하는 기능성 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말과 폴리에스테르 또는 폴리아미드 중에서 선택된 것의 원료물질과 함께 혼합하여 중합한 후 방사하는 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말의 함량이 0.1∼10중량%이고, 중합 후 상기 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말을 제외한 화학수지의 함량이 90∼99.9중량%임을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1광물의 분말 또는 제1광물과 제2광물의 혼합 분말과 폴리아크릴로니트릴, 비스코우스 레이온, 또는 아세테이트 레이온 중에서 선택된 것의 원료물질과 함께 혼합하여 방사하는 것을 특징으로 하는 섬유의 제조방법.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 섬유.