KR20010092031A - 점토 또는 운모류를 기재로 하는 기능성 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일라이트, 쎄리사이트, 녹니석, 케올리나이트, 해포석, 몬모릴로나이트와 같은 점토나 백운모, 파라고나이트, 금운모와 같은 천연운모중에서 한 종류를 선택하여 소성하지 않고 입자의 크기가 0.04 ∼ 6.0 미크론으로 되게 미세입자로 제조하여 합성수지에 0.1∼7.0중량로 혼합하여 용융방사법으로 제조되는 기능성 섬유와 이들의 기재가 되는 점토와 운모에서 선택된 소재를 미세입자로 제조하는 미세입자 제조방법에 관한 것으로 섬유의 생산성이 높고 섬유의 질이 양호하며 점토와 운모의 성능이 변질없이 합성수지에 혼합되어 그 기능을 최대로 발휘될수 있게 제조되는 것을 다양하게 제조할수 있는 특징을 가지게 된다.

Description

점토 또는 운모류를 기재로 하는 기능성섬유의 제조방법{method for manufacturing of functional fiber clay and mica as base material}

본 발명은 일라이트, 쎄리사이트, 녹니석, 케올리나이트, 해포석, 몬모릴로나이트와 같은 점토(이하 점토로 약칭함)나 백운모, 파라고나이트 금운모와 같은 천연운모(이하 운모로 약칭함)에서 한 종류를 선택하여 소성하지 않고 미세입자로 만들어 합성수지에 일정비율 혼합하여 일라이트 혼합섬유 또는 운모 혼합섬유와 같은 다양한 기능성 합성섬유를 제조하는 것이고 이와 함께 기능성 섬유의 기재가 되는 일라이트와 운모를 미세입자로 제조하는 제조방법을 개발하므로서 일라이트 섬유와 운모섬유와 같은 기능성 섬유를 여러 종류로 생산하여 각종 산업화에 이바지할수 있게 한 것이다.

종래의 기능성 섬유는 합성수지에 맥반석이나 황토와 같은 천연광물을 혼합하여 제조하고 있고 천연광물을 분쇄하기 위해 원료를 소성하여 분쇄하는 것이 알려져 있다.

그러나 천연광물의 소성에는 고열을 가해야 하므로 천연광물이 보유하고 있는 고유의 성질이 훼손당하는 일이 많아 섬유의 유연성과 섬유의 색상을 그르치게 되는 결점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 결점을 해소시켜 천연의 점토소재나 운모소재가 가지는 특성을 손상시키지 않고 미세입자로 만들어 합성수지에 혼합하여 고급의류를 제조할수 있는 기능성 섬유를 제조할수 있게한 것이다.

섬유의 용도는 의류용, 비의류용으로 구분할수 있고 다같은 섬유라도 그 용도에 따라 섬유의 굵기가 달라지기 때문에 섬유의 종류에 따라 혼합하는 천연광물의 종류와 입도가 변화게 되고 그 혼합방법이 달라지는 것이 상식이다.

이를테면 농업용 이나 비의류용의 부직포제조등에 사용되는 합성섬유는 촉감이나 외관에 크게 구애받지 않으므로 단면이 굵은 섬유를 사용하기 때문에 투입할 광물의 입자 크기가 크게 구애 받는 것은 아니다.

그것은 실의 지름이 25미크론이면 세라믹성분의 입자 크기는 12∼15미크론으로 생산이 가능하며 섬유의 특성상 특별히 강신도를 유지해야 할 필요성도 없기 때문이다.

그러나 고급의류용 섬유를 제조하려면 원사의 굵기가 세사화되어야 하고 (멀티필라멘트의 한가닥이 2데니어 이하)강신도를 해결해야 하며 실의 경도와 유연성 및 합성섬유의 광택과 염색성이 좋아야 하는 조건이 따르게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하여 점토와 운모류에 속하는 다양한 종류의 물질을 하나하나 기재로하는 기능성 섬유를 제조하는 것이 목적이고 이들을 미세입자로 만들어 합성섬유와 혼합하여 다양한 의류용 섬유를 제조할수 있게 되는 것이다.

본 발명에서 사용하는 소재는 점토중에서 입자의 크기가 0.005mm이하가 되는 일라이트, 쎄리사이트, 카오링라이트, 몬모릴로라이트, 녹니석, 케올리나이트, 해포석과 같은 천연의 점토물질중에서 하나를 선택하여 사용하거나 운모물질중 하나를 선택하여 실시가 이루어진다.

본 발명은 일라이트를 선택하여 실시한 례를 기준으로 설명한다.

일라이트는 인편상 삼층구조를 가지고 있어 흡수하면 층간격이 108A정도 확장되며 2(-)가 전하를 갖는 관계로 용수중 양이온의 부유 미립자와 전기적인 중화로 응집하고

물리적특성으로

1) 자체 함수 기능으로 보습효과가 크고, 직사광선을 방지하며 활도가 높다.

2) 상온에서 5∼25마이크론 파장의 원적외선을 80이상 방사한다.

3) 흡착력과 원적외선 방사의 이중 작용으로 탈취 능력이 우수하다.

4) 수중에서 용존 산소를 발생하고 산소 응집력이 강하다.

5) 물의 분자를 활성화시키는 특성이 있고

화학적 특성으로는

비금속 광물의 특성상 자발적인 화학반응 능력은 없고 물, 유기용매, 산, 알칼리에도 불용성이며

1) 수중에 용존하는 중금속 이온, 유기질이온, 부패유기질의 악취등을 흡착한다.

2) 공기중의 유독가스, 악취 등을 흡수한다.

3) 수중에서 다량의 용존산소를 발산하며 물분자를 활성화 한다.

4) 강력한 음이온을 발산한다.

5) 원적외선(파장 3∼25 마이크론)을 85∼90방사한다.

6) 유기 게르마늄(Ge)을 150ppm 정도 함유한다.

7) 체감온도를 5℃ 이상 향상시키며 제반 독소를 제거한다.

8) 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등의 정균 작용을 하는 것으로 알려져 있고 물에 부유하면 견사질감을 나타내는 독특한 성질이 있다.

그러나 괴석상태의 일라이트를 미립자로 분쇄하는 것은 매우 어렵기 때문에 소성하여 분쇄하는 방법이 알려져 있다.

하지만 소성을 하게 되면 고열을 가하게되므로 천연의 일라이트가 가지고 있는 성질이 변하고 색상이 적색 또는 흑색으로 변하게 되어 색상이 탁해지고 경도를 비롯하여 활도와 같은 기능이 저하되는 결점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 불편을 시정하기 위하여 특수한 방법으로 미세입자를 제조하여 섬유제조에 사용한다.

즉, 본 발명이 사용할수 있는 일라이트는 여러형태로 존재할수 있으나 그중에서도 특히 오랜시간 풍화작용을 거치면서 자연현상으로 미립화되어 있는 천연의 일라이트를 선택하여 물에 넣어 해체시키고 물과 마찰하여 침전시키는 방법으로 미세입자로 제조한다.

도 1은 본 발명의 미세입자 제조장치 예시도

도 2는 습식 분쇄기의 디스크판 파절예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

가 : 액상물 나 : 상등액

1 : 처리통 2,2a,2b : 배수공

3 : 분사관 4 : 가압분쇄통

5 : 지르코니아볼 6 : 디스크판

7 : 습식분쇄기

8 : 펌프

본 발명은 광맥사이사이에서 풍화작용을 거치면서 자연현상으로 미립화된 일라이트를 채취하여 물에 넣고 충격을 가해 해체시켜 모래와 자갈을 제거하고 부유하는 액상물을 얻어 이를 물에 넣고 침전시키므로 목적하는 미세입자 생산이 가능하다.

이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

가. 채취된 일라이트를 40℃전후의 물속에 넣고 1시간정도 충격을 가해 해체 작업을 하므로서 일라이트에 혼합된 모래 자갈 기타 불순물을 침전시키고 액상물로 분리할수 있고 이를 도1과 같은 습식분쇄기(7)의 가압분쇄통(4)속에 넣고 가압통의 압착력이 2kg/cm²로 유지되게 한후 지르코니아볼(5)을 넣고 폴리우레탄수지제 디스크판(6)을 회전시킨 곳에 액상물을 투입하여 2시간 정도 재분쇄하므로서 고형물의 입도가 0.8미크론이하로 되는 액상물을 얻을 수 있다.

나. 상기 공정에서 얻은 액상물을 희석하여 일라이트 또는 운모의 고형물 농도가 25정도가 되게 가공한다.

다. 첨부도면 1과 같이 높이 2.5∼3.0m 되는 원통에 약 70cm간격으로 배수공 (2)(2a)(2b)을 형성시킨 처리통(1)을 만들어 그속에 물을 60정도 채워서 95℃로 가열한후 상기(나) 공정에서 얻은 액상물을 수면에 마찰되도록 고압으로 분사하면서 처리통이 충만할때까지 액상물을 채우고 처리통(1)에서 72시간을 경과시켜 최상층부의 상등액(나)을 채취하므로서 일라이트의 고형농도가 10∼15입도 0.04∼6.0미크론을 유지하고 평균입도0.58∼1.0미크론을 유지하는 액상물을 얻는다

이때 처리통(1)내에 침전하는 액상물은 상등액이 가장 입경이 낮고 중등 액상물(나a) 하등액상물(나b)의 순으로 입경이 켜지는데 최하층의 슬러지(나C)는 처리공(2c)으로 배출하여 습식분쇄기(7)에 보내어 다시 분쇄하여 사용하게 된다.

이렇게 얻은 액상물은 2000메시망으로 여과시킨후 저장해 놓고 합성수지와 혼합하여 섬유를 제조하거나 건조장치를 이용하여 액상물을 건조시켜서 미립화된분말을 만들어 이를 합성수지와 혼합시켜 일라이트 혼합섬유제조에 사용하게 된다.

본 발명에서 합성수지라고 표기한 것은 폴리에스텔수지, 폴리프로필렌수지, 나일론수지와 같이 섬유제조가 가능한 합성수지를 말 하는 것이다.

이과정에서 가장 중요한 것은 처리통(1)의 물표면위에 액상물을 분사하는 것이며 분사압력은 수면에 파도가 일어날 정도의 압력으로 분사해야하고 이러한 압력으로 분사하므로서 액상물이 물표면에서 물과의 마찰을 통해 미립자로 분리하여 분산되고 신속한 수중침전을 방지하고 입자를 골고루 해체시켜 큰입자와 작은입자의 분리를 용이하게 할수 있고 물을 95℃로 가열한 것은 액상물속의 고형물 입자가 물의 운동에 민감하게 반응하여 분산효과를 극대화 시킬수 있다.

그리고 본 발명의 미세입자 제조방법은 일라이트가 아닌 쎄리사이트, 녹니석, 케올리나이트, 해포석, 몬모릴로나이트오아 같은 점토계의 광물이나 운모의 미세입자 제조방법에 같이 적용할수 있기 때문에 하나하나 예시를 생략한다.

이렇게 얻어진 일라이트는 미세입자이고 특유의 견사 광택을 발휘하며 노르스름한 황백색의 색상을 띄게 되고 경도와 활도가 섬유제조에 적합한 물질이 된다.

이렇게 제조된 미세입자는 0.1∼7중량를 합성수지와 중합하여 칩상태로 만들어 용융압출방사한후 연신하므로서 목적하는 기능성섬유를 제조하게 되고 또한 미세입자를 합성수지 칩과 혼합하여 마스터비치를 만들어 용융방사하는 방법으로 섬유제조도 가능하다.

상기와 같이 제조된 본 발명은 기능성 섬유의 기재가 되는 일라이트를 소성시키지 않고 물속에 넣어 분쇄하고 물과 접촉시켜 침전시키는 분리공정을 통해 미세화시키므로 천연의 점토성분이 변질되지 않고 입도 0.04∼6.00미크론을 유지하는 미세입자로 만들수 있으며 이것을 섬유제조에 이용하기 때문에 이를 이용하며 만든 원사는 일반 세라믹 원사에 비하여 상대적으로 경도가 낮고 활도가 양호하며 색상이 천연 견사 질감을 유지하고 촉감이 부드럽고 광택이 우수할 뿐 아니라 강신도가 유지되고 멀티필라멘트의 한가닥이 2 데니어 이하의 세사제조가 가능케되며 상온에서도 원적외선의 방출기능이 우수하고 각종 미네랄의 함량이 풍부하기 때문에 제직하여 직물을 만들면 보온성이 좋고 살균항균기능이 좋아 몸에 착용하면 인체로 부터 발생된 땀냄새를 제거할수 있고 이온을 방출하여 인체의 기능을 활성화하게 하며 혈액순환을 도와 주는 장점이 있고 선택물질의 종류에 따라 쎄리사이트섬유, 녹니석섬유, 케올리나이트섬유, 해포석섬유, 몬모릴로나이트섬융, 운모섬유를 만들수 있어서 다양한 기능성 섬유제조가 가능한 이점을 얻는 것이다.

Claims (9)

1. 일라이트, 케올리나이트, 쎄리사이트, 몬모릴로나이트, 녹니석, 해포석과 같은 점토에 속하는 물질에서 하나를 선택하거나 백운모, 파라고나이트, 금운모와 같은 운모에 속하는 물질에서 하나를 선택하여 선택된 천연물질의 입도크기를 0.04∼6.0미크론의 미세입자로 만들어서 합성수지에 0.1∼7중량범위로 혼합하고 용융방사한후 연신하여 제조되는 것을 특징으로 하는 점토 및 운모류를 혼합하는 기능성 섬유의 제조방법
2. 점토 또는 운모류에서 선택된 광물로서 광맥사이사이에서 풍화작용을 거치면서 퇴적되어 자연현상으로 미립화된 천연의 물질을 선별 채취하여 이를 40℃정도의 물속에 넣고 충격을 가해 해체시켜 모래와 자갈을 비롯한 불순물을 제거하고 액상물을 얻는 제1공정과

   제1공정에서 얻은 액상물을 습식분쇄기(7)를 통해 재분쇄시켜 고형물의 입도가 0.8미크론 이하로 되는 액상물을 얻는 제2공정과

   제2공정에서 얻은 액상물을 60정도의 물이 채워진 처리통(1)에 물을 95℃로 가열한후 물표면에 마찰되게 고압으로 분사하여 처리통(1)에 충만시킨후 72시간 침전시키는 분리공정을 거처 처리통의 상등액(나)을 취하므로서 0.04∼6.0미크론의 입자를 유지하는 고형물이 함유된 액상물을 얻는 제3공정과

   제3공정에서 얻은 액상물을 200메시의 망으로 여과하고 고형물 농도를 10∼15로 조정하는 조정공정을 거처 제조되는 미세입자 제조방법
3. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 일라이트 액상물 일것을 포함하는 상기 2항기재의 미세입자 제조방법
4. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 운모 액상물 일것을 포함하는 상기 2항기재의 미세입자 제조방법
5. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 녹니석 액상물 일것을 포함하는 상기 2항 기재의 미세입자 제조방법
6. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 쎄리사이트 액상물 일것을 포함하는 상기 2항기재의 미세입자 제조방법
7. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 케올리나이트 액상물 일것을 포함하는 상기 2항기재의 미세입자 제조방법
8. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 해포석 액상물 일것을 포함하는 상기 2항기재의 미세입자 제조방법
9. 상기 2항에서 얻어지는 액상물이 몬모릴로나이트 액상물 일것을 포함하는 상기 2항기재의 미세입자 제조방법