KR20100000811A

KR20100000811A - 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20100000811A
Application number: KR1020080060443A
Authority: KR
Inventors: 김종천; 김환철; 김찬영; 오승민
Original assignee: (주)우노 앤 컴퍼니
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2010-01-06
Also published as: KR101021284B1

Abstract

본 발명의 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유는 (A) 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지; 및 (B) 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 소광제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유는 난연성, 내열성이 우수할 뿐만 아니라 인모와 비슷한 광택을 가지며 인모처럼 헤어아이언으로 컬 형성이 바로 될 수 있는 특징을 갖는다.

폴리페닐렌설파이드, 소광제, 이산화규소, 탈크, 폴리아미드, 폴리에스테르

Description

폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유 및 그 제조 방법{Polyphenylene Sulfide Synthetic Hair Filament and Process for Preparing the Same}

발명의 분야

본 발명은 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지에 소광제를 포함하여 이루어지는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

발명의 배경

가발용 섬유로 주로 사용되는 인조모발은 선명한 색상, 자연스러운 광택, 가벼움, 내열성, 부드러운 촉감과 유연성, 컬 형성 및 컬 유지성과 더불어 난연성과 내열성이 필수적으로 요구된다. 여기서 난연성이란 자기소화성과 용융폴리머의 내드립성으로 설명된다. 내열성이란 헤어아이언으로 컬형태를 형성시킬 수 있는 온도 에서 수축변형 혹은 열융착에 의한 섬유형태 변형이 없이 견딜 수 있는 온도이다. 내열성과 난연성은 인모 기능을 대체하는 인공모발섬유가 갖추어야할 가장 중요한 특성이다.

종래에는 가발용 섬유로 PVC 섬유와 모다크릴 섬유가 사용되어 왔다. 그러나 이들 섬유는 난연성은 매우 우수하나 연화 온도가 낮아 내열성이 부족하여 소비자들이 가정에서 헤어드라이어 혹은 헤어아이언을 사용하여 머리 손질시 사(絲)의 형태가 변형되는 문제가 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해 열변형 온도가 비교적 높은 수지를 주성분으로 하는 폴리에스테르계 인공 모발이 개발된 바 있다. 상기 폴리에스테르계 인공 모발로 PET, PBT, PPT 등의 수지가 사용되는데, 이들 폴리에스테르 수지는 내열성이 비교적 우수하나 불에타기 쉬우므로 인공모발로 사용되기 위해서는 난연제를 첨가하여 난연성을 부여해 주어야 한다. 이들 폴리에스테르수지를 난연화하여 인공모발로 사용하는 공지 기술은 다수 공개되어 있다.

본 발명자들은 이미 난연 인공모발에 관하여 대한민국 등록특허 10-071482호 및 대한민국 등록특허 10-0577584호에 PET수지와 고분자형 브롬 난연제로 이루어지는 난연 인공모발 제조 기술에 관하여 공개한 바 있다.

또한 국제출원번호 WO 2005/010247호에는 PET, PBT, PPT 수지 100 중량부에 대해 분자량 20,000 내지 80,000인 브롬난연제 5-30중량%로 이루어지는 인공모발에 관한 내용이 공지되어 있다.

그러나 상기 공개된 난연 인공모발의 경우 수지 자체의 용융 온도가 220~260 ℃이고, 난연제의 연화 온도는 이보다 훨씬 낮으므로 상기의 난연제를 배합하여 이루어지는 폴리에스테르 인공모발의 내열 온도는 폴리에스테르 수지만으로 이루어진 인공모발 섬유에 비교하여 낮다는 문제가 있다. 즉, 이와 같은 수지 배합으로 이루어진 인공모발의 경우 통상의 헤어아이언의 적용 온도인 180℃ 전후에서 섬유 변형 혹은 융착이 발생되어 인공모발의 외관이 심하게 손상되는 문제가 있는 것이다.

통상 폴리에스테르 난연성 인공모발은 단독으로 사용되기도 하고 인모와 섞어 가발 제품을 만들게 되는데 이러한 제품은 가발 제품을 제조하는 공정에서 90∼120℃로 가열된 스팀 혹은 공기에 의하여 컬스타일이 고정되며 소비자는 이 제품을 그대로 사용된다. 그러나 소비자는 사용 중에 헤어스타일을 변경시키고 싶을 때는 가정이나 미용실에서 컬스타일을 변경한다.

이때 사용되는 기구가 가정용 헤어아이언 또는 스토브아이언이라는 미용기구이다. 가정용 헤어아이언의 경우 온도 조절이 비교적 정확하게 되지만 미용실에서 주로 사용되는 스토브 아이언의 온도는 통상 인모 기준으로 가열하게 되므로 230℃ 전후까지 올라갈 수 있다. 그런데 스토브아이언의 경우 온도 센서가 없으므로 정확한 온도 제어가 사실상 어려우며, 따라서 스토브아이언을 사용할 경우 인모보다 내열성이 부족한 폴리에스테르 난연 인공모발은 열수축에 의한 변형 혹은 융착으로 인한 변형이 일어날 가능성이 많다. 그러므로 이와 같은 스토브아이언을 사용하는 가발 제품의 용도에 적합하고, 인모를 능가하는 내열성을 가진 인공모발의 개발이 절실히 요구 되고 있다.

가정이나 미용실에서 인공모발을 가공하는 경우 폴리에스테르를 기본 수지로 하는 인공모발 또는 난연성 인공모발은 헤어아이언을 사용한 컬 형성시 컬이 인모처럼 신속하게 만들어지지 않는다. 폴리에스테르 인공모발은 고온에서 컬을 만들고 헤어아이언을 제거한 후 만들어진 컬을 냉각하는 과정을 거쳐야만 비로소 컬이 유지되는 단점이 있다. 따라서 인모의 컬 형성에 익숙한 소비자에게는 폴리에스테르 수지로 제조된 인공모발의 컬 형성시 컬을 냉각시켜야 된다는 내용을 교육시켜야만 올바른 컬을 형성할 수 있는 문제점이 있었다.

이제까지 폴리페닐렌설파이드 수지는 플라스틱 하우징이나 전기전자 부품, 광학용품의 성분일부로 사용되어 왔으며, 섬유로는 초지용 dryer canvas(물기제거용)이나 필터용에 적용되어 왔을 뿐, 인공모발용으로는 개발된 바 없다. 이는 PPS 섬유축 방향의 굴절율이 1.7에 달하여 태양광 하에서는 섬유 표면으로부터 강한 금속성 광택이 나타나 인공모발용 섬유로서 부적합하기 때문이다.

이에 본 발명자는 인공모발섬유의 기본 수지로서 폴리페닐렌설파이드 수지에 적절한 소광제를 적용함으로서, 난연성이 있으며 내열성이 높고 자유스럽게 컬 형성이 될 뿐만 아니라, 인모와 비슷한 광택을 갖는 인공모발섬유 및 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 인공모발섬유의 새로운 소재로 폴리페닐렌설파이드 수지를 적용하여 내열성과 난연성 및 내드립성이 뛰어난 인공모발섬유를 제공하기 위한 것 이다.

본 발명의 다른 목적은 내열성이 우수하여 가정용 헤어아이언 또는 스토브아이언의 통상의 사용 온도에서 형태 변형이 되지 않으며 난연성을 가지고 있는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인공모발이 헤어아이언으로 컬이 바로 형성되는 특징이 있어 소비자가 가정에서 헤어아이언 또는 스토브아이언으로 컬을 자유롭게 형성할 수 있는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리페닐렌설파이드에 적합한 특정 소광제를 적용하여 인모처럼 자연스러운 광택을 갖는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 난연 폴리에스테르 인공모발 섬유에 비하여 내열성이 30℃ 정도 높아서 인모의 분해 온도인 230℃까지 견딜 수 있는 인공모발섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인모와 혼합하여 사용할 수 있는 인공모발섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광택성, 선명한 색상, 컬 형성성, 컬 유지성, 컬 탄력성이 우수하고, 가볍고, 엉킴 발생이 적으며, 인모와 근접한 물성 등 가발사로서 요구되는 기본적인 특성이 우수한 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방사시 사절현상이 발생되지 않는 폴리페닐렌설파 이드계 인공모발섬유의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 적용한 가발을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명은 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 제공한다. 상기 인공모발섬유는 (A) 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지; 및 (B) 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 소광제를 포함한다. 바람직하게는 상기 소광제는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종으로 선택될 수 있다.

구체예에서는 상기 인공모발섬유는 섬도가 30 내지 80 데니어이다.

상기 폴리페닐렌설파이드 수지(A)는 p-페닐렌설파이드 반복단위가 85 몰% 이상이다.

하나의 구체예에서는 상기 소광제는 폴리아미드계 수지이며, 나일론 66, 나일론 6 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 소광제로 폴리아미드계 수지가 사용될 경우, 폴리페닐렌설파이드 수지(A) 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부로 사용될 수 있다.

다른 구체예에서는 상기 소광제는 폴리에스테르계 수지이며, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 소광제로 폴리에스테르계 수지가 사용될 경우, 폴리페닐렌설파이드 수지(A) 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부로 사용될 수 있다.

또 다른 구체예에서는 상기 소광제는 무기 입자이며, 이산화규소, 탈크 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 소광제로 무기 입자가 사용될 경우, 폴리페닐렌설파이드 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부로 사용될 수 있다.

소광제로 사용되는 무기 입자는 0.01∼3.0 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 구체예에서는 상기 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유는 열안정제, 광안정제, 자외선안정제, 형광제, 산화방지제, 대전방지제, 안료, 염료, 가소제, 활제, 난연제, 난연보조제 및 무기충진제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 사용한 가발을 제공한다.

본 발명은 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지에 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 소광제를 혼합한 혼합물을 용융압출하여 펠렛 상으로 제조하고; 상기 펠렛을 수분율 500 ppm 이하가 되도록 건조시키고; 그리고 상기 건조된 펠렛을 용융방사하는 단계를 포함한다.

구체예에서는 상기 혼합물은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부 및 폴리아미드계 수지 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다.

다른 구체예에서는 상기 혼합물은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부 및 폴리에스테르계 수지 5 내지 40 중량부를 포함할 수 있다.

또 다른 구체예에서는 상기 혼합물은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부 및 무기 입자 0.1 내지 2 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 구체예에서는 상기 용융방사한 후 2∼4 배의 연신비로 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 구체예에서는 상기 연신된 연신사를 200∼250℃ 범위의 열처리 장치에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예에서는 상기 열처리된 연신사를 90∼160℃ 범위의 열처리 장치에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 하기와 같이 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명의 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유는 (A) 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 및 (B) 소광제를 포함하여 이루어진다.

(A) 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지

본 발명의 인공모발섬유는 기본 수지로서 폴리페닐렌설파이드 수지를 적용한 다. PPS 수지는 자체 함유하고 있는 황 성분 때문에 난연성을 가지고 있으며 용융점이 285℃이므로 우수한 내열성을 가지고 있다. 더욱이 PPS는 결정성이 높아서 헤어아이언으로 컬 형성시 인모처럼 바로 컬이 되는 특성이 있기 때문에 폴리에스테르 수지로 만들어진 인공모발 섬유처럼 냉각시키는 공정이 필요하지 않다는 특징이 있다.

상기 폴리페닐렌설파이드 수지(A)는 p-디클로로벤젠에 황화나트륨을 중축합 반응시켜 제조될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 폴리페닐렌설파이드 수지(A)는 하기 화학식 1로 표시되는 p-페닐렌설파이드 반복단위를 85몰% 이상, 바람직하게는 87 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상 함유한 수지를 사용한다.

[화학식 1]

다른 구체예에서는 상기 p-디클로로 벤젠에 10몰% 미만의 트리클로로벤젠을 분지성분으로 공중합시켜 제조된 폴리페닐렌설파이드 수지도 가능하다.

본 발명의 또 다른 구체예에서는 p-페닐렌설파이드 단위와 m-페닐렌설파이드 단위 양자를 포함하는 공중합체도 사용될 수 있다.

기타 다른 아릴렌설파이드나 공중합가능한 단량체를 공중합한 공중합체를 사용할 수 있으나, 어느 경우든 반복단위로서 p-페닐렌설파이드 단위를 85중량%이상 함유하며 분자 구조가 직쇄형을 갖는 것이 바람직하다. 만일 p-페닐렌설파이드 단위가 85몰% 미만 함유하는 폴리페닐렌설파이드 수지로 가발섬유를 제조할 경우, 강도가 낮아질 뿐만 아니라, 섬유 형성이 잘 안되므로 본 발명에 적합하지 않으며, 또한 가교도가 높은 수지일수록 섬유 형성이 잘 안되며 결정배향성이 떨어지므로 강도가 낮아지는 경향을 보이므로 바람직하지 않다.

(B) 소광제

PPS 수지는 섬유축 방향의 굴절율이 1.7에 달하므로 태양광 하에서 강한 금속성 광택이 나타나 인공모발용 섬유로서 부적합하다. 본 발명에서는 PPS 수지에 적합한 최적의 소광제를 개발하여 인공모발섬유로 바람직하게 사용될 수 있는 것이다.

본 발명에서 사용될 수 있는 소광제(B)는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된다. 하나의 구체예에서는 소광제로 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자 중 1종 만 사용될 수 있다. 또 다른 구체예에서는 상기 소광제를 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자의 2종 이상 혼합물로도 사용될 수 있다. 예컨대, 폴리아미드계 수지와 폴리에스테르계 수지를 혼합하여 사용하거나, 폴리아미드계 수지와 무기 입자를 혼합하여 사용하거나, 폴리에스테르계 수지와 무기 입자를 혼합하여 소광제로 사용하는 것이다. 또 다른 구체예에서는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자를 모두 혼합하여 사용할 수 있다. 이중 바람직하게는 1종 또는 2종의 소광제를 사용하는 것이다. 더욱 바람직하게는 무기 입자를 단독 사용하거나, 폴리아미드수지와 무기 입자를 혼합하여 사용하거나, 폴리에스테르와 무기입자를 혼합하여 사용하는 것이다.

상기 폴리아미드계 수지로는 나일론66, 나일론 6 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 적용될 수 있다. 상기 폴리아미드계 수지는 PPS 수지 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 13 중량부로 사용한다. 구체예에서는 나일론 66을 적용할 경우, PPS 수지 100 중량부에 대해 8 내지 15 중량부를 첨가하는 것이 적합하고, 나일론 6을 적용할 경우, PPS 수지 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 초과하여 적용할 경우, 첨가된 폴리아미드계 수지에 의하여 내열성이 떨어지며, 상기 범위 미만으로 적용할 경우, 소광의 목적을 충분히 달성할 수 없게 된다. 다른 구체에에서는 나일론66 및 나일론 6의 혼합물을 적용할 수 있으며, 5 내지 15 중량부의 범위를 벗어나지 않도록 한다.

상기 폴리에스테르계 수지로는 폴리알킬렌 테레프탈레이트가 바람직하게 적용될 수 있다. 하나의 구체예에서는 상기 폴리에스테르계 수지로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 적용될 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지는 PPS 수지 100 중량부에 대해 5 내지 40 중량부, 바람직하게는 7 내지 35 중량부, 더 바람직하게는 8 내지 30 중량부, 가장 바람직하게는 9 내지 25 중량부이다. 구체예에서는 폴 리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 적용할 경우, PPS 수지 100 중량부에 대해 10 내지 40 중량부를 첨가하는 것이 바람직하고, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 적용할 경우, PPS 수지 100 중량부에 대해 5 내지 25 중량부로 사용한다. 상기 범위를 초과하여 적용할 경우, 내열성이 떨어질 수 있으며, 상기 범위 미만으로 적용할 경우, 충분한 소광 효과를 얻을 수 없다. 다른 구체에에서는 PET 및 PBT의 혼합물을 적용할 수 있으며, 5 내지 40 중량부의 범위를 벗어나지 않도록 한다.

본 구체예에서 사용된 폴리에스테르나 폴리아미드는 폴리페닐렌설파이드와 완벽하게 혼합되지 않기 때문에 수지간 불균일계가 생성되어 소광 효과를 발휘하게 된다. 폴리에스테르나 폴리아미드를 사용하는 이유는 이러한 소광의 목적 이외에도 폴리에스테르나 폴리아미드가 가지고 있는 특수한 물성의 장점을 폴리페닐렌설파이드에 부여하기 위한 것도 있다. 이러한 특수한 물성에는 폴리에스테르나 폴리아미드의 제사성, 강도, 탄성률, 탄성회복률, 레질리언스, 열적 성질, 경제성 등이 있으나 이러한 물성에 국한된 것은 아니며 이 외에도 폴리에스테르나 폴리아미드가 가지고 있는 여러 가지 물성이 있을 수 있다.

본 발명에서는 소광제로 무기 입자를 사용할 수 있다. 소광은 무기계 미립자를 용융 수지에 혼합시켜 소광제 자체의 난반사에 의해 소광이 이루어지거나 섬유 표면에 미세한 돌기를 형성시킴으로써 소광이 이루어진다. 이 방법에서 중요한 것은 무기 미립자의 종류, 평균 크기와 첨가량인데, 특히 PPS와 상용성이 우수한 입자를 선정하는 것이 중요하다. 본 발명자들은 황산바륨, 이산화규소, 탄산칼슘, 이산화티탄, 탈크, 삼산화안티몬 등 여러 종류의 미립자를 PPS 수지에 용융 혼합하여 시험한 결과, 이산화규소와 탈크가 인공모발의 색상을 탁하게 하지 않으면서 소광효과가 좋음을 발견하였다. 따라서 본 발명에서는 무기 입자로 이산화규소, 탈크 또는 이들의 혼합물을 사용한다.

상기 무기 입자는 PPS 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 2 중량부로 사용한다. 만일 소광제를 0.1 중량부 미만으로 사용할 경우 소광 효과가 부족하고, 2 중량부를 초과할 경우 착색된 인공모발의 색상을 탁하게 하여 선명하고 아름다운 색상의 사(絲)를 얻을 수 없을 뿐 아니라, 방사 연신과정에서 단사 발생이 증가할 수 있고, 표면에 돌기가 발생되어 빗질시 엉킴 현상이 증가하여 인공모발 섬유로서는 부적합하게 된다. 바람직하게는 상기 무기 입자는 PPS 수지 100 중량부에 대하여 0.2 내지 1.5 중량부, 더 바람직하게는 0.3 내지 1.0 중량부이다.

본 발명의 무기 입자는 0.01∼3.0 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 것이 바람직하다. 입경이 0.01 ㎛ 미만일 경우 컴파운딩 공정에서 응집을 일으켜 방사, 연신공정에서 사절 발생이 증가할 수 있으며, 입경이 3.0 ㎛을 초과할 경우, 섬유 표면에 거친 돌기가 형성되어 빗질성이 불량해지므로 본 발명에 적합하지 않다.

본 발명에서는 상기 구성요소 외에도 필요에 따라 열안정제, 광안정제, 자외선안정제, 형광제, 산화방지제, 대전방지제, 안료, 염료, 가소제, 활제, 난연제, 난연보조제, 무기충진제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 단독으로 적용하거나 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.

본 발명은 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지에 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 소광제를 혼합한 혼합물을 용융압출하여 펠렛 상으로 제조하고, 상기 펠렛을 수분율 500 ppm 이하가 되도록 건조시키고, 그리고 상기 건조된 펠렛을 용융방사하는 단계를 포함한다.

구체예에서는 상기 혼합물은 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부에 대하여, 폴리아미드계 수지 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서는 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에스테르계 수지 5 내지 40 중량부를 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서는 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부에 대하여, 무기 입자 0.1 내지 2 중량부를 포함할 수 있다.

상기 혼합 조성물은 통상의 방법으로 용융압출하여 펠렛 형태로 제조한다. 압출기로는 이축 압출기가 바람직하게 적용된다.

하나의 구체예에서는 상기 압출한 펠렛을 건조하기 전, 카본 블랙이 함유된 착색용 마스터 배치를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 건조 단계는 특별한 제한은 없으나, 통상 80∼180℃, 바람직하게는 95∼150℃에서 3 내지 10 시간, 바람직하게는 4 내지 8 시간 건조하여 수분율 500 ppm 이하, 바람직하게는 수분율이 100 ppm이하가 되도록 한다.

상기와 같이 건조 단계를 거친 펠렛은 통상의 방법으로 용융방사될 수 있다. 하나의 구체예에서는 압출기 선단부에 노즐이 장착된 압출기에 투입하여 미연신사를 제조한다. 방사 구금의 형태는 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 원형, 땅콩형, 별형, 타원형, 중공타원형 등이 사용될 수 있다. 방사온도는 압출기 실린더 온도를 220∼350℃, 바람직하게는 250∼310℃로 한다.

상기 용융방사한 후 2∼4 배의 연신비로 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 연신장치는 통상 가열드럼 연신장치가 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

다른 구체예에서는 상기 연신된 연신사를 150∼250℃ 범위, 바람직하게는 200∼250℃의 열처리 장치에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 열처리 방법 및 열처리 장치는 통상의 방법을 사용하여 적용할 수 있으며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다. 본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 열처리는 긴장 상태하에서 열처리 한다.

본 발명의 또 다른 구체예에서는 상기 열처리된 연신사를 90∼160℃ 범위의 열처리 장치에서 2차 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 열처리에서는 무긴장상태로 이완시킬 경우, 섬유에 웨이브를 줄 수 있다.

상기와 같이 열처리하여 얻어진 최종 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유는 30 내지 80 데니어의 섬도를 갖는다.

본 발명의 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유는 컬을 자유롭게 형성할 수 있고, 120∼230℃의 미용 열기구(헤어 아이언)에서 견딜 수 있으며, 난연성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라, 드립성이 거의 없고, 인모와 유사한 자연스러운 광택을 가지며, 또한 색상이 선명하여 가발로 사용하기에 매우 적합하다.

본 발명은 상기 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 사용한 가발을 제공한다. 상기 가발은 통상의 방법으로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 하나의 구체예에서는 상기 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 단독으로 사용한 가발을 제조할 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유와 인모를 혼합하여 적용한 위그, 익스텐션 등의 다양한 가발 형태로도 제조할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.

(A) 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지

ASTM D1238-86에 준하여 316℃, 다이 직경 2.095mm, 다이 길이 8.00mm, 하중 5kg의 조건에서 측정한 MFR(melt flow rate)이 120 g/10 min인 도레이社의 E2180-50 PPS를 사용하였다.

(B) 소광제

(B1) 듀폰社에서 제조된 나일론 66(제품명: Zytel E42A)을 사용하였다.

(B2) 휴비스社에서 제조된 PET(제품명: SB, IV 0.80)을 사용하였다.

(B2) 데구사社에서 제조한 이산화규소인 에이스매트 820을 사용하였다.

실시예 1∼3 : 소광제로 폴리아미드를 사용한 경우

PPS 수지 100 중량부에 나일론(B1)을 표 1에 기재된 비율로 혼합하여 2축 컴파운더에서 펠렛을 제조하였다. 이 수지에 미리 준비한 카본블랙 5% 함유된 PPS 착색용 마스터배치를 10중량% 계량하여 V자형 블렌더에서 30분간 균일하게 혼합한 후, 이 수지를 질소 분위기하에서 130℃에서 6시간동안 건조하여 수분율을 500ppm 이하로 낮춘 후에 용융방사하였다. 방사장치는 압출기 선단부에 노즐이 부착된 압출기에 투입하여 160홀의 노즐을 사용하여 용융방사하여 모노 필라멘트 섬도 200 데니어의 미연신사를 제조하였다. 이때 방사온도는 실린더와 헤드 부의 온도를 실린더 온도 285℃ 헤드 온도 310℃로 설정하였다. 제조된 미연신사는 가열드럼 연신 장치에서 4배 연신하여 연신사를 만들었다. 이 연신사를 250℃로 가열된 롤러타입의 열처리장치에서 긴장 상태로 열처리하였다. 열처리 직후 150℃로 가열된 박스내에서 무긴장 상태로 이완시켜 섬유의 약간의 웨이브를 형성시켜 주어 50 데니어의 인공모발 섬유를 제조하였다.

비교실시예 1

나일론(B1)을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

비교실시예 2

나일론(B1) 함량을 20 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동 일하게 수행하였다.

* 물성측정방법

(1) 광택: 집속된 사 다발 80,000데니어(160가닥×50데니어×10가닥)인 인공모발을 10cm 길이로 잘라서 태양광 아래서 육안으로 광택을 평가하였다. (◎: 인모와 유사한 광택, ○: 인모보다 강한 광택, △: 인모보다 적은 광택, ×: 광택이 인모보다 적고 탁색임)

(2) 색상의 선명성 : 집속된 사 다발 80,000데니어(160hole×50데니어×10가닥)인 인공모발을 10cm 길이로 잘라서 태양광 아래서 육안으로 광택을 평가하였다. 선명성의 판정은 4단계로 나누어 평가하였다.(◎: 가장 선명함, ○: 선명함, △: 약간 선명하지 않음, ×: 탁함)

(3) 난연성: 사 160 가닥을 15cm로 자른 후 화염 길이 2cm로 조정한 화염을 5초간 접촉시킨 후 화염을 제거하여 소화되는 시간을 측정하여 판정하였다.(◎: 소염소요시간 1초 이내, ○: 소염소요시간 3초 이내, △: 소염소요시간 5초 이내, ×: 소염소요시간 6초 이상)

(4) 내열성 : 연신된 사 160 가닥을 10개를 모아 집속한 후 집속된 사를 손으로 잡고 230℃로 가열한 특수하게 제작한 가정용 전기 헤어아이언(Recca 제품) 사이에 끼우고 10초간 가열하여 수축에 의한 섬유 변형 상태, 융착에 의한 변형 등을 육안으로 판정하였다. 열처리 후 변형이 없으면 내열성 양호라고 판정하고, 변형이 발생하면 불량으로 판정하였다. (◎: 전혀 변형이 없음, ○: 경미한 수축 변 형이 있으나 외관을 손상시키지 않는 수준임, △: 수축 변형 발생하여 외관이 손상됨, ×: 수축 변형 및 융착이 발생함)

(5) 드립성 : 섬유 다발에 불꽃을 접촉시켜 인화되는 과정에서 융융 수지가 드립되는 현상을 측정하였다. 드립성은 드립되는 용융 수지 드립 갯수를 측정하였다. 사 160가닥으로 집속한 섬유 다발을 수직으로 늘어뜨린 다음 30mm 불꽃을 접근시켜 100mm를 연소시키면서 드립 횟수를 측정하였다. (◎: 드립수 0, ○: 드립수 1∼2, △: 드립수 3∼4, ×: 드립수 4회 초과)

(6) 공정성 : 방사 공정에서 5시간 동안 사절 발생 횟수를 측정하여 판정하였다. (◎: 사절발생 0회, ○: 사절발생 1회, △: 사절발생 2∼3회, ×: 사절발생 4회 이상)

상기 표 1의 결과로부터, 폴리아미드 소광제를 적용하지 않은 비교실시예 1은 광택이 너무 많아 가발섬유에 적합하지 않음을 알 수 있다. 또한 소광제를 과량 사용한 비교실시예 2는 색상 선명성이 현저히 떨어졌을 뿐만 아니라, 난연성, 내드립성, 강도 및 신도 등의 물성이 전반적으로 저하되었으며, 사절이 다량 발생하였다.

실시예 4∼7: : 소광제로 폴리에스테르를 사용한 경우

PPS 수지 100중량부에 PET 수지(B2)를 표 2에 기재된 비율로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

비교실시예 3

PET(B2) 함량을 50중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

상기 표 2로부터 폴리에스테르 소광제를 과량 사용한 비교실시예 3은 색상선명성, 난연성, 내열성, 내드립성, 컬형성성 및 컬 유지성이 극히 저하되었으며, 공정중 사절 발생횟수가 증가한 것을 알 수 있다.

실시예 8∼11: 소광제로 무기입자를 사용한 경우

PPS 수지 100중량부에 이산화규소(B3)를 표 3에 기재된 비율로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

비교실시예 4

이산화규소의 함량을 3 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 8과 동일하게 수행하였다.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 이산화규소 소광제를 과량 사용한 비교실시예 4는 색상선명성이 현저히 떨어졌으며, 공정중 사절 발생횟수가 증가한 것을 알 수 있다.

본 발명은 기존의 난연 폴리에스테르 인공모발 섬유에 비하여 내열성이 30℃ 정도 높아서 인모의 분해 온도인 230℃까지 견딜 수 있어 가정용 헤어아이언 또는 스토브아이언의 통상의 사용 온도에서 형태 변형이 되지 않으며, 헤어아이언으로 컬이 바로 형성되어 가정에서 헤어아이언 또는 스토브아이언으로 컬을 자유롭게 형 성할 수 있으며, 인모처럼 광택이 적으며 자연스러운 광택을 갖고, 난연성이 뛰어나 인모대체 소재로서 단독으로 사용할 수도 있고 인모와 혼합하여 사용하여 위그, 익스텐션 등 다양한 형태의 두발제품으로 제조할 수 있는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

(A) 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지; 및 (B) 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 소광제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 상기 소광제는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종으로 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 상기 인공모발섬유는 섬도가 30 내지 80 데니어인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지(A)는 p-페닐렌설파이드 반복단위가 85 몰% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지는 나일론 66, 나일론 6 또는 이들의 혼합물이고, 폴리페닐렌설파이드 수지(A) 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르계 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물이고, 폴리페닐렌설파이드 수지(A) 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 상기 무기 입자는 이산화규소, 탈크 또는 이들의 혼합물이고, 폴리페닐렌설파이드 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제7항에 있어서, 상기 무기 입자는 0.01∼3.0 ㎛ 범위의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항에 있어서, 열안정제, 광안정제, 자외선안정제, 형광제, 산화방지제, 대전방지제, 안료, 염료, 가소제, 활제, 난연제, 난연보조제 및 무기충진제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유.
제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 따른 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유를 사용한 가발.
폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지에 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 소광제를 혼합한 혼합물을 용융압출하여 펠렛 상으로 제조하고;

상기 펠렛을 수분율 500 ppm 이하가 되도록 건조시키고; 그리고

상기 건조된 펠렛을 용융방사하는;

단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 소광제는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종으로 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지는 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 15 중량부로 사용하고, 상기 폴리에스테르계 수지는 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 40 중량부로 사용하고, 상기 무기 입자는 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 2 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 용융방사한 후 2∼4 배의 연신비로 연신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발 섬유의 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 연신된 연신사를 200∼250℃ 범위의 열처리 장치에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 열처리된 연신사를 90∼160℃ 범위의 열처리 장치에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌설파이드계 인공모발섬유의 제조방법.