KR200283114Y1

KR200283114Y1 - 숯이 함유된 섬유

Info

Publication number: KR200283114Y1
Application number: KR2020020011717U
Authority: KR
Inventors: 서병연
Original assignee: 서병연
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2002-07-26

Abstract

본 고안은 음이온 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 흡착작용을 하는 숯을 이용하여 섬유를 제조하는 숯이 함유된 섬유 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 숯분말 5%이하와 화학섬유원료(나일론을 제조할 경우 나일론, 폴리에스테르를 제조할 경우 PBT원료) 14.5 - 29.5%와 착색제 0.5%가 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm±0.5인 마스터배치 20 - 30%와; 화학섬유원료 65 - 75%와; 고무원료 5 - 10%가 혼합된 숯이 함유된 섬유에 관한 것으로, 비중이 1.0이상이고 입자가 3㎛이하인 숯분말이 함유된 전체중량의 20-30%의 마스터배치를 이용하여서 용융 혼입 방사가 용이한 숯이 함유된 단섬유를 제조하므로서, 양말과 장갑외 각종 의류 및 보온재를 경제성이 있게 제조할 수 있다.

Description

숯이 함유된 섬유{A charcoal chemical fiber}

본 고안은 음이온 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 흡착작용을 하는 숯을 이용하여 섬유를 제조하는 숯이 함유된 섬유에 관한 것으로, 특히 폴리에스테르 혹은 나일론과 같은 화학섬유에 숯을 함유시켜 저렴한 비용으로 양말 장갑외 각종 의류 및 보온재를 제조할 수 있도록 하여 신체에서 항균 및 탈취, 흡착작용등이 이루어지도록 한 숯이 함유된 섬유에 관한 것이다.

일반적으로, 숯은 음이온 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 흡착작용의 유용한 효능을 갖게 되므로서 생활용품의 여러 제품에 숯을 함유시키는 기술이 개발되고 있다.

이와 같은 종래의 숯을 이용한 일반적인 기술로서는 대한민국에서 2001년 7월 6일자로 특허등록된 특허 0302957호가 있다.

대한민국 특허 0302957호는 숯이 함유된 플라스틱용기의 제조방법으로서, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 수지에 입자크기가 20㎛ 이하 숯 분말을 1-40%의 부피비율로 혼합시키고 압출기형 컴파운딩기계 내에서 가열 혼련 압출하여 펠렛형태의 칩을 원료로 하여 사출 또는 블로우 성형방법으로 숯이 함유된 플라스틱용기를 제조하는 것이다.

이와 같은 대한민국 특허 0302957호는 숯이 함유된 플라스틱용기를 제조하므로서, 숯에서 발생되는 음이온 원적외선에 의해 용기에 담겨진 음식물들을 항균 및 탈취시킨다는 효과를 갖는 것이다.

이와 같이 숯의 유용한 효과를 각종 제품이 적용시키기 위해 다방면으로 개발이 진행되고 있고, 섬유에도 숯을 함유시키는 기술이 개발되고 있다.

또, 숯이 함유된 섬유의 일예로서는 대한민국에서 2001년 3월 5일자로 특허 공개된 특허공개 2001-18325호가 제안되어 있다.

특허공개 2001-18325호는 항균성, 소취성 및 원적외선 방사성을 갖는 합성섬유를 제조함에 있어 숯 분말을 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유, 나일론 섬유 및 폴리프로필렌 섬유 등에 무게로 1% - 15%를 첨가시킨 것을 특징으로 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 특허공개 2001-18325호는, 일반적인 숯으로 사용할 경우 숯의 비중이 1이하이므로 화학섬유와 혼합이 되지 않고 연신율의 저하로 실용적인 섬유를 제조할 수 없어 의류를 제조할 수 없다는 문제점이 있었다.

한편, 일반적으로 장섬유는 화학섬유에 이물질이 혼입될 경우 섬유가 끊어지므로서 장섬유로서 숯이 함유된 섬유를 제조하는 것이 불가능하고, 또한 단섬유의 경우 숯의 입자와 함량 그리고 제조방법의 기술 미축적로 실용적으로 사용할 수 있는 숯이 함유된 섬유를 제조할 수 없었다.

본 고안은 상술한 바와 같이 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 본 고안의 목적은 폴리에스테르 혹은 나일론과 같은 화학섬유에 숯을 함유시켜 저렴한 비용으로 양말 장갑외 각종 의류 및 보온재등을 제조할 수 있도록 하고 신체에서 항균 및 탈취, 흡착작용등이 이루어지도록 한 숯이 함유된 섬유를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 적용되는 숯이 함유된 섬유의 제조공정을 도시한 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10...원목 11...숯

12,,,숯분말 13...마스터배치

14...화학섬유원료 15...고무원료

20...숯제조수단 30...분쇄수단

40...건조수단 50...용융수단

60...원료혼합수단 70...용융방사수단

80...연신 및 건조수단 90...절단수단

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 숯이 함유된 섬유는, 음이온 원적외선을 방사시키는 숯이 함유된 섬유에 있어서; 숯분말 5%이하와 화학섬유원료(나일론을 제조할 경우 나일론, 폴리에스테르를 제조할 경우 PBT원료) 14.5 - 29.5%와 착색제 0.5%가 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm±0.5인 마스터배치 20 - 30%와; 화학섬유원료 65 - 75%와; 고무원료 5 - 10%가 혼합된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 고안에 의한 숯이 함유된 섬유는, 비중이 1.0이상이고 입자가 3㎛이하인 숯분말이 함유된 전체중량의 20-30%의 마스터배치를 이용하여서 용융 혼입 방사가 용이한 숯이 함유된 단섬유를 제조하므로서, 경제성이 있는 양말 장갑외 각종 의류 및 보온재등을 제조할 수 있게 된다.

이하, 본 고안에 적용되는 숯이 함유된 섬유의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 적용되는 숯이 함유된 섬유의 제조공정을 도시한 공정도이다.

도 1에 있어서, 부호 10은 숯을 제조하기 위한 원목으로서, 숯으로 될 경우 그 비중이 1.0이상이 되도록 아열대지방에서 자생되는 '너도밤나무'등과 같은 낙엽활엽수를 벌목한다.

또, 20은 상기 원목(10)이 숯(11)으로 되도록 상기 원목(10)을 600℃ - 1300℃의 온도로서 열을 가하는 숯가마등과 같은 숯제조수단으로서, 고밀도의 숯을 제조할 수 있도록 상기 원목(10)이 수납되는 상기 숯제조수단(20)의 내부로 공기가유입되지 않게 점토등으로 입구를 밀폐시키는 것이 바람직하다.

또한, 부호 30은 상기 숯제조수단(20)에서 제조된 상기 숯(11)을 동력을 이용하여서 분쇄시키는 분쇄수단으로서, 상기 숯(11)을 3㎛이하의 입자로 분쇄시켜 숯분말(12)을 생성시킨다.

또, 부호 40은 상기 분쇄수단(30)에 의해 생성된 상기 숯분말(12)에 함유된 수분이 9 - 10%로 되도록 상기 숯분말(12)을 건조시키는 건조수단으로서, 상기 분쇄수단(30)에서 생성된 상기 숯분말(12)을 200℃ - 250℃의 온도에서 4 - 5시간 건조시켜서 상기 숯분말(12)에 함유된 수분을 9 - 10%로 유지시킨다.

한편, 상기 건조수단(40)에서 상기 숯분말(12)을 건조시킬 경우 온도를 350℃이상으로 할 경우 상기 숯분말(12)이 착화되게 되므로 상기의 온도를 필히 준수하여야 한다.

또, 부호 50은 숯이 함유된 섬유가 방사 및 혼입이 용이하도록 마스터배치를 제조하는 용융수단으로서, 상기 건조수단(40)에서 수분이 9 - 10%로 함유된 상기 숯분말(12)과, 나일론원료 혹은 PBT(poly buthylene terephthalate)원료와, 착색제를 혼합하여서 250 - 300℃의 온도로 가열하여 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm±0.5인 마스터배치(13)를 제조한다.

또, 상기 마스터배치(13)는 나일론원료 혹은 폴리에스테르원료와 용융, 혼입, 방사가 용이하도록 하기 위하여 제조된다.

또한, 부호 60은 원료혼합수단으로서, 상기 용융수단(50)에서 제조된 상기 마스터배치(13)와, 나일론원료 혹은 폴리에스테르원료와 같은 화학섬유원료(14)와,고무원료(16)를 투입하여서 200 - 250℃의 온도에서 2 - 4시간 건조시켜 상기 원료들이 원활하게 혼합되도록 한다.

또, 부호 70은 용융방사수단으로서, 상기 원료혼합수단(60)에서 혼합건조된 원료를 250 - 300℃에서 용융시킨 후 압출하여서 숯이 함유된 섬유(17)를 방사시킨다.

또, 부호 80은 연신 및 건조수단으로서, 상기 용융방사수단(70)에서 방사된 숯이 함유된 섬유(17)를 저장하여 다수번에 걸쳐서 연신시킴과 동시에 대체로 150℃의 온도에서 건조시킨다.

또한, 부호 90은 절단수단으로서, 상기 연신 및 건조수단(80)에서 연신 및 건조된 상기 숯이 함유된 섬유(17)의 굵기인 데니어(Denier)가 결정되어진다.

즉, 상기 숯이 함유된 섬유(17)를 4데니어 이상의 단섬유로 제조하고자할 경우에는 51mm이상으로 상기 숯이 함유된 섬유(17)를 상기 절단수단(90)에서 절단하고, 상기 숯이 함유된 섬유(17)를 3-2데니어의 단섬유로 제조하고자 할 경우에는 상기 숯이 함유된 섬유(17)를 상기 절단수단(90)에서 64mm이상의 길이로 절단하며, 상기 숯이 함유된 섬유(17)를 1데이어의 단섬유로 제조할 경우에는 상기 숯이 함유된 섬유(17)를 상기 절단수단(90)에서 73mm이상으로 절단하게 되는 것이다.

이하, 하기의 실시예에 의해 본 고안을 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 본 고안의 이해를 용이하게 하기 위한 예시로서 제공하는 것일 뿐, 본 고안이 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(실시예1)

굵기가 4 데니어 이상인 숯이 함유된 화학섬유를 100g을 제조하는 방법.

낙엽활엽수를 벌목하고, 벌목된 원목(10)을 숯제조수단(20)에서 600℃ - 1300℃의 온도로서 열을 가하여 숯(11)을 제조한다.

또, 상기 숯제조수단(20)에서 제조된 상기 숯(11)을 분쇄수단(30)에 투입하여 상기 숯(11)을 3㎛이하의 미세입자로 분쇄시켜 숯분말(12)을 생성시킨다.

또한, 상기 분쇄수단(30)에서 생성된 상기 숯분말(12)을 200℃ - 250℃의 온도에서 4 - 5시간 건조시켜서 상기 숯분말(12)에 함유된 수분이 9 - 10%로 유지되도록 상기 건조수단(40)에서 건조시킨다.

또, 상기 건조수단(40)에서 건조된 숯분말(12)이 용융 및 혼입 방사가 용이하도록 100g에 대한 20 - 30%의 마스터배치를 제조하며, 이때 상기 숯분말(12)은 5%이하인 것이 바람직하다.

즉, 상기 숯분말 5g과 화학섬유의 원료 14.5 - 24.5g과 착색제 0.5g을 상기 용융수단(50)에 투입하여서 250 - 300℃의 온도로 가열하여 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13)를 제조한다.

이때, 상기 착색제는 고품질의 섬유를 얻기 위하여 첨가되며, 숯이 함유된 화학섬유가 나일론일 경우에는 상기 화학섬유의 원료는 나일론원료이고, 숯이 함유된 화학섬유가 폴리에스테르일경우에는 상기 화학섬유의 원료는 PBT(poly buthylene terephthalate)원료이다.

또, 상기 마스터배치(13)를 제조한 후에는, 상기 마스터배치(13) 20g - 30g과, 화학섬유의 원료 65 - 75g과, 고무원료 5 - 10g을 상기 원료혼합수단(60)에 투입시켜서 200 - 250℃의 온도에서 2 - 4시간 건조시켜 상기 원료들이 원활하게 혼합되도록 한다.

또한, 상기 원료혼합수단(60)에서 혼합건조된 원료를 상기 용융방사수단(70)에서 250 - 300℃의 온도에서 용융시킨 후 압출하여서 숯이 함유된 섬유(17)를 방사시킨다.

또. 상기 용융방사수단(70)에서 방사된 숯이 함유된 섬유(17)는 상기 연신 및 건조수단(80)을 통과하여 다수번의 연신과 150℃의 온도에서 건조되게 된다.

또한, 상기 연신 및 건조수단(80)에서 연신 및 건조된 상기 숯이 함유된 섬유(17)는 상기 절단수단(90)에서 51mm이상의 길이로 절단되어 숯이 5%이하 함유된 섬유가 제조되는 것이다.

즉, 굵기가 4데니어이상의 나일론 100g을 제조할 경우에는, 3㎛이하의 숯분말 5g이하와 나일론원료 14.5 - 24.5g과 착색제 0.5g이 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13) 20 - 30g과; 나일론원료 65 - 75g과; 고무원료 5 - 10g가 혼합되어 연신 및 건조되어 51mm이상으로 절단되면 실용적인 나일론 단섬유가 제조되게 되는 것이다.

또, 굵기가 4데니어이상의 폴리에스테르 100g을 제조할 경우에는, 3㎛이하의 숯분말 5g이하와 PBT원료 14.5 - 24.5g과 착색제 0.5g이 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13) 20 - 30g과; 폴리에스테르원료 65 - 75g과; 고무원료 5 - 10g가 혼합되어 연신 및 건조되어 51mm이상으로 절단되면 실용적인 폴리에스테르 단섬유가 제조되게 되는 것이다.

(실시예2)

굵기가 3-2데니어인 숯이 함유된 화학섬유를 100g을 제조하는 방법.

또, 상기 숯제조수단(20)에서 제조된 상기 숯(11)을 분쇄수단(30)에 투입하여 상기 숯(11)을 1.0 - 0.5㎛의 극미세입자로 분쇄시켜 숯분말(12)을 생성시킨다.

또, 상기 건조수단(40)에서 건조된 숯분말(12)이 용융 및 혼입 방사가 용이하도록 100g에 대한 20 - 30%의 마스터배치를 제조하며, 상기 숯분말(12)은 2%이하인 것이 바람직하다.

즉, 1.0 - 0.5㎛의 극미세입자의 상기 숯분말 2g이하와 화학섬유의 원료 17.5 - 27.5g와 착색제 0.5g를 상기 용융수단(50)에 투입하여서 250 - 300℃의 온도로 가열하여 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13)를 제조한다.

이때, 상기 착색제는 고품질의 섬유를 얻기 위하여 첨가되며, 숯이 함유된 화학섬유가 나일론일 경우에는 상기 화학섬유의 원료는 나일론원료이고, 숯이 함유된 화학섬유가 폴리에스테르일 경우에는 상기 화학섬유의 원료는 PBT(poly buthylene terephthalate)원료이다.

또, 상기 마스터배치(13)를 제조한 후에는, 상기 마스터배치(13) 20 - 30g과, 화학섬유의 원료 65 - 75g과, 고무원료 5 - 10g을 상기 원료혼합수단(60)에 투입시켜서 200 - 250℃의 온도에서 2 - 4시간 건조시켜 상기 원료들이 원활하게 혼합되도록 한다.

또한, 상기 연신 및 건조수단(80)에서 연신 및 건조된 상기 숯이 함유된 섬유(17)는 상기 절단수단(90)에서 64mm이상의 길이로 절단되어 숯이 2%이하 함유된 섬유가 제작되는 것이다.

즉, 굵기가 3 - 2데니어의 나일론 100g을 제조할 경우에는, 1.0 - 0.5㎛의 극미세입자로 분쇄된 숯분말 2g이하와 나일론원료 17.5 - 27.5g과 착색제 0.5g이 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13) 20 - 30g과; 나일론원료 65 - 75g과; 고무원료 5 - 10g가 혼합되어 연신 및 건조되어 64mm이상으로 절단되면 실용적인 나일론 단섬유가 제조되게 되는 것이다.

또, 굵기가 3-2데니어의 폴리에스테르 100g을 제조할 경우에는, 1.0 - 0.5㎛의 극미세입자로 분쇄된 숯분말 2g이하와 PBT원료 17.5 - 27.5g과 착색제 0.5g이 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13)20 - 30g과; 폴리에스테르원료 65 - 75g과; 고무원료 5 - 10g가 혼합되어 연신 및 건조되어 64mm이상으로 절단되면 실용적인 폴리에스테르 단섬유가 제조되게 되는 것이다.

(실시예3)

굵기가 1데니어 이하인 숯이 함유된 화학섬유를 100g을 제조하는 방법.

또, 상기 숯제조수단(20)에서 제조된 상기 숯(11)을 분쇄수단(30)에 투입하여 상기 숯(11)을 0.2㎛이하의 초극미세입자로 분쇄시켜 숯분말(12)을 생성시킨다.

또, 상기 건조수단(40)에서 건조된 숯분말(12)이 용융 및 혼입 방사가 용이하도록 100g에 대한 20 - 30%의 마스터배치를 제조하며, 상기 숯분말(12)은 1%이하 인 것이 바람직하다.

즉, 0.2㎛이하의 초극미세입자의 상기 숯분말 1g이하와 화학섬유의 원료 19.5 - 29.5g와 착색제 0.5g를 상기 용융수단(50)에 투입하여서 250 - 300℃의 온도로 가열하여 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13)를 제조한다.

이때, 상기 착색제는 고품질의 섬유를 얻기 위하여 첨가되며, 숯이 함유된화학섬유가 나일론일 경우에는 상기 화학섬유의 원료는 나일론원료이고, 숯이 함유된 화학섬유가 폴리에스테르일 경우에는 상기 화학섬유의 원료는 PBT(poly buthylene terephthalate)원료이다.

또, 상기 마스터배치(13)를 제조한 후에는, 상기 마스터배치(13) 20g - 30g과, 화학섬유의 원료 65 - 75g과, 고무원료 5 - 10g을 상기 원료혼합수단(60)에 투입시켜서 200 - 250℃의 온도에서 2-4시간 건조시켜 상기 원료들이 원활하게 혼합되도록 한다.

또한, 상기 연신 및 건조수단(80)에서 연신 및 건조된 상기 숯이 함유된 섬유(17)는 상기 절단수단(90)에서 73mm이상의 길이로 절단되어 숯이 1%이하 함유된 섬유가 제작되는 것이다.

즉, 굵기가 1데니어 이하의 나일론 100g을 제조할 경우에는, 0.2㎛이하의 초극미세입자로 분쇄된 숯분말 1g이하와 나일론원료 19.5 - 29.5g과 착색제 0.5g이 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13) 20 - 30g과; 나일론원료 65 - 75g과; 고무원료 5 - 10g가 혼합되어 연신 및 건조되어 73mm이상으로 절단되면 실용적인 나일론 단섬유가 제조되게 되는 것이다.

또, 굵기가 1데니어 이하의 폴리에스테르 100g을 제조할 경우에는, 0.2㎛이하의 초극미세입자로 분쇄된 숯분말 1g이하와 PBT원료 19.5 - 29.5g과 착색제 0.5g이 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13) 20 - 30g과; 폴리에스테르원료 65 - 75g과; 고무원료 5 - 10g가 혼합되어 연신 및 건조되어 73mm이상으로 절단되면 실용적인 폴리에스테르 단섬유가 제조되게 되는 것이다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 숯이 함유된 섬유에 의하면, 비중이 1.0이상이고 입자가 3㎛이하인 숯분말이 함유된 전체중량의 20-30%의 마스터배치를 이용하여서 용융 혼입 방사가 용이한 숯이 함유된 단섬유를 제조하므로서, 경제적으로 양말 장갑외 각종 의류 및 보온재등을 제조할 수 있고. 신체에서 항균 및 탈취, 흡착작용등이 이루어져 건강한 생활을 할 수 있게 된다.

Claims

음이온 원적외선을 방사시키는 숯이 함유된 섬유에 있어서;

숯분말 5%이하와 화학섬유원료(나일론을 제조할 경우 나일론, 폴리에스테르를 제조할 경우 PBT원료) 14.5 - 29.5%와 착색제 0.5%가 혼합용융되어 수분의 함유량이 0.3%이고 그 입자가 3mm ± 0.5인 마스터배치(13) 20 - 30%와;

화학섬유원료 65 - 75%와;

고무원료 5 - 10%가 혼합된 것을 특징으로 하는 숯이 함유된 섬유.
제 1항에 있어서,

상기 마스터배치(13)는,

숯이 함유된 섬유가 방사 및 혼입이 용이하도록 제조되는 것으로 전체중량의 20-30%로 제조되며,

수분의 함유량이 0.3%인것을 특징으로 하는 숯이 함유된 섬유.
제 1항에 있어서,

상기 숯이 함유된 섬유가 4데니어 이상의 단섬유일 경우, 숯분말이 3㎛이하의 미세입자이고, 상기 숯분말을 5%이하로 함유시키며, 51mm이상의 길이로 절단되고,

상기 숯이 함유된 섬유를 3-2데니어의 단섬유일 경우에는, 숯분말이 1.0 - 0.5㎛의 극미세입자이고, 숯분말을 2%이하로 함유시키며, 64mm이상의 길이로 절단되고,

상기 숯이 함유된 섬유를 1데이어 이하의 단섬유일 경우, 숯분말이 0.2㎛이하의 초극미세입자이고, 숯분말이 1% 이하로 함유되며, 73mm이상으로 길이로 절단되는 것을 특징으로 하는 숯이 함유된 섬유.