KR20130051472A - 브러시용 섬유, 그 브러시용 섬유를 사용한 브러시, 및 브러시용 섬유의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
섬유상의 심부와, 심부의 표면에 형성된 피복부를 갖고, 심부의 선단 부분은 테이퍼 형상을 가지며, 피복부는 도전성 부재로 이루어지는, 브러시용 섬유 및 그 제조 방법이 제공된다. 도전성 부재는, 예를 들어, Cu, Ag 및 Pd 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 황화물로 할 수 있다.
Description
본 발명은, 브러시용 섬유, 그 브러시용 섬유를 사용한 브러시, 및 브러시용 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.
족제비, 다람쥐, 염소, 돼지, 말 등의 짐승의 털은, 피부에 닿는 감촉이 좋고, 또한 큐티클을 갖기 때문에, 파우더 등의 미립자를 유지하는 능력이 높고, 나아가 유지된 미립자를 피부에 전착 (轉着) 시키는 능력이 높은 경향이 있다. 또, 짐승의 털은, 한 쪽 끝이 가늘어지는, 이른바 테이퍼 형상을 갖고 있기 때문에, 피부에 닿는 감촉이 좋은 경향이 있다. 이 때문에, 짐승의 털은 화장용 브러시 등의 브러시의 섬유로서 널리 사용되어 왔다. 그러나, 짐승의 털의 공급량에는 편차나 한계가 있고, 나아가서는 동물 특유의 냄새를 완전히 제거하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.
상기 문제에 대응하여, 최근 짐승의 털의 대체품으로서, 그 특징을 짐승의 털에 근접시키기 위해 개량된 합성 섬유가 사용되고 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-109990호 (특허문헌 1) 에는, 무기 분체와 폴리에틸렌테레프탈레이트를 혼합하여 용융 방사한 필라멘트를 연신함으로써, 짐승의 털의 큐티클 구조와 유사한 표면을 갖는 필라멘트를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 1 에는, 연신 후의 필라멘트의 한 쪽 끝측을 알칼리 용액에 침지시켜 테이퍼 형상으로 하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 짐승의 털을 대신할 섬유의 수요는 현재도 높아, 추가적인 기술의 개발이 요망된다.
상기 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 브러시용 섬유에 적합한 브러시용 섬유, 브러시용 섬유를 사용한 브러시, 및 브러시용 섬유의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태는, 섬유상의 심부와, 심부의 표면에 형성된 피복부를 갖고, 심부의 선단 부분은 테이퍼 형상을 가지며, 피복부는 도전성 부재로 이루어지는 브러시용 섬유이다.
상기 브러시용 섬유에 있어서, 심부는, 폴리에스테르계 합성 섬유, 아크릴계 합성 섬유, 폴리아미드계 합성 섬유에서 선택되는 1 종의 합성 섬유로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 브러시용 섬유에 있어서, 도전성 부재는, Cu, Ag 및 Pd 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 황화물, 또는 Cu, Ag 및 Ni 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 도금 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 브러시용 섬유에 있어서, 심부는 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 도전성 부재는 Cu 의 황화물로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 브러시용 섬유에 있어서, 표면 전기 저항값이, 10-1 Ω㎝ 이상 108 Ω㎝ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 양태는, 상기 브러시용 섬유를 사용한 브러시이다.
상기 브러시에 있어서, 브러시를 구성하는 섬유속의 1 체적％ 이상이 상기 브러시용 섬유인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 양태는, 섬유상의 심부의 선단 부분을 알칼리성 용액에 침지시키는 공정과, 침지 후의 상기 심부를 세정하는 공정과, 세정 후, 심부의 표면에 도전성 부재로 이루어지는 도전부를 형성하는 공정을 갖는 브러시용 섬유의 제조 방법이다.
본 발명에 의하면, 브러시에 적합한 브러시용 섬유, 그 브러시용 섬유를 사용한 브러시를 제공할 수 있고, 또한 상기 브러시용 섬유를 간편하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 실시예 1 에 있어서의 미 (未) 처리 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 2 는 실시예 1 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후의 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3 은 실시예 1 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 4 는 비교예 1 에 있어서의 미처리 섬유에 알칼리 수용액에 의한 처리를 실시하지 않고, 피복부를 형성한 도전성 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5 는 실시예 2 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 6 은 실시예 3 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 2 는 실시예 1 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후의 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3 은 실시예 1 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 4 는 비교예 1 에 있어서의 미처리 섬유에 알칼리 수용액에 의한 처리를 실시하지 않고, 피복부를 형성한 도전성 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5 는 실시예 2 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 6 은 실시예 3 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타내는 도면이다.
본 발명자는, 합성 섬유는 정전기가 발생하기 쉽기 때문에, 유지된 미립자를 합성 섬유로부터 이탈시키는 것이 곤란하고, 그러므로 대상물에 미립자를 잘 전착시킬 수 없어질 것으로 생각하였다. 그리고, 당해 생각에 기초하여, 합성 섬유에 도전성을 부여함으로써, 미립자를 유지하는 능력과 함께 유지된 미립자를 대상물에 전착시키는 능력을 유지시키는 것을 착안하였다.
그래서, 도전성 물질로서의 탄소와 합성 섬유의 재료를 혼합하여 용융 방사하고, 이 섬유를 알칼리 용해시킴으로써, 도전성이 부여된 테이퍼 형상의 섬유를 제작하는 것을 시도하였다. 그러나, 당해 시도에 있어서, 도전성 물질이 반죽된 합성 섬유를 알칼리 용해했을 경우, 용해된 부분이 만곡되어, 브러시용의 섬유로서 적합하지 않은 형상이 되는 것을 알 수 있었다.
그래서, 본 발명자는, 도전성 물질을 반죽하는 방법 이외에, 섬유에 도전성을 부여함과 함께, 이 섬유를 테이퍼 형상으로 하는 방법을 찾아내기 위해, 추가적인 검토를 진행하였다. 그리고, 예의 검토한 결과, 길이 방향에 있어서 거의 동일한 직경을 갖는 섬유상의 심부를 테이퍼 형상으로 가공한 후에, 그 심부의 표면에 도전성의 피복부를 형성함으로써, 도전성이 부여된 테이퍼 형상의 섬유를 수율 좋게 제조할 수 있는 것을 찾아내어 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명의 브러시용 섬유, 브러시, 및 브러시용 섬유의 제조 방법에 대해, 실시형태의 일례를 사용하여 각각 상세하게 설명한다.
<브러시용 섬유>
본 발명의 브러시용 섬유의 실시형태의 일례에 대해 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 브러시용 섬유는, 섬유상의 심부와, 심부의 표면에 형성된 도전성 부재로 이루어지는 피복부를 갖고, 그 한 쪽 끝측은 테이퍼 형상을 갖고 있다.
브러시용 섬유의 표면에 도전성 부재로 이루어지는 피복부가 형성되어 있음으로써, 브러시용 섬유는 도전성을 가질 수 있기 때문에, 종래의 합성 섬유와 비교하여 정전기의 발생을 억제할 수 있다. 또, 브러시용 섬유가 테이퍼 형상을 갖고 있음으로써, 예를 들어, 브러시용 섬유를 화장용 브러시에 사용한 경우에는, 피부에 닿는 촉감을 양호하게 실현할 수 있다. 또, 예를 들어 도전성 섬유를 사용한 브러시로 터치 패널에 문자, 그림 등의 묘화를 실시했을 경우, 섬세한 묘화를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명자는, 예의 검토한 결과, 상기 브러시용 섬유가 테이퍼 형상을 갖고 있음으로써, 브러시용 섬유의 자기 방전 특성이 높아지는 것을 지견 (知見) 하였다. 따라서, 상기 브러시용 섬유는, 종래의 합성 섬유와 비교하여, 정전기의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 그 자기 방전 특성이 높은 점에서, 발생된 정전기를 제거할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 화장용 브러시에 그 브러시용 섬유를 사용했을 경우, 화장용 파우더 등의 미립자를 유지할 수 있음과 함께, 효율적으로 피부에 전착시킬 수 있다.
브러시용 섬유에 있어서, 테이퍼 형상의 끝이 가늘어지는 구배의 크기는 특별히 제한되지 않지만, 끝이 가늘어지는 일단의 선단부의 단면적이 충분히 작은 것이 바람직하다. 브러시용 섬유의 직경도 특별히 제한되지 않고, 사용되는 브러시의 종류에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 끝이 가늘어지는 한 쪽 끝측 선단 단면의 직경은, 피부에 닿는 촉감의 양호함, 자기 방전 특성이 높은 관점에서, 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 당해 선단이 날카로운 것이 보다 바람직하다. 또, 브러시용 섬유의 길이도 특별히 제한되지 않고, 사용되는 브러시의 종류에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
또, 브러시용 섬유의 표면 전기 저항값은, 10-1 Ω㎝ 이상 109 Ω㎝ 이하인 것이 바람직하다. 표면 전기 저항값이 상기 범위인 경우, 브러시용 섬유의 자기 방전 특성이 보다 높아지는 경향에 있다. 또, 표면 전기 저항값은, 101 Ω㎝ 이상 108 Ω㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 102 Ω㎝ 이상 106 Ω㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 브러시용 섬유를 구성하는 심부 및 피복부 등의 각 부의 구성에 대해 상세하게 설명한다.
(심부)
브러시용 섬유를 구성하는 심부는, 브러시용 섬유의 형상을 형성하는 기재이고, 그러므로 심부는 섬유상으로서, 그 한 쪽 끝은 테이퍼 형상을 갖고 있다. 피복부는 브러시용 섬유의 표면 상에 얇게 형성되기 때문에, 브러시용 섬유의 형상은 심부의 형상에서 크게 달라지는 것은 아니고, 심부의 형상을 따르는 것이다. 따라서, 심부에 있어서, 바람직한 테이퍼 형상의 구배, 직경, 및 길이는 브러시용 섬유의 각각과 동일하다.
심부는, 비도전성 합성 섬유로 이루어지며, 구체적으로는 폴리에스테르계 합성 섬유, 아크릴계 합성 섬유, 폴리아미드계 합성 섬유에서 선택되는 1 종으로 이루어진다. 폴리에스테르계 합성 섬유로는, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 아크릴계 합성 섬유로는, 아크릴로니트릴, 주식회사 카네카의 모다아크릴이 바람직하다. 또, 폴리아미드계 합성 섬유로는, 나일론 6, 나일론 66, 및 나일론 612 가 바람직하다. 그 중에서도, 폴리 부틸렌테레프탈레이트는 충분한 탄력을 갖는 점에서 바람직하다.
(피복부)
브러시용 섬유를 구성하는 피복부는, 심부의 표면에 형성되어 있다. 높은 도전성을 안정적이고 또한 수율 좋게 갖기 위해서는, 심부의 표면 전역을 덮는 것이 바람직하다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 피복부는 심부의 표면에 얇게 형성되기 때문에, 심부의 형상에 영향을 미치는 것은 아니다.
피복부는 도전성 부재로 이루어지며, 보다 구체적으로는, Cu, Ag 및 Pd 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속의 황화물, 또는 Cu, Ag 및 Ni 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 도금 금속이다. 그 중에서도, 잘 박리되지 않고, 형성 후에 있어서의 산소 등과의 반응성이 낮은 관점에서, Cu 의 황화물인 황화구리가 바람직하다. 또한, 이와 같은 피복부를 가짐으로써, 브러시용 섬유는 항균성을 추가로 가질 수 있다.
(기타)
브러시용 섬유는, 추가로 실란 커플링제 등의 결합재를 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 심부와 피복부 사이에 실란 커플링제를 개재시킴으로써, 심부와 실란 커플링제의 강고한 결합, 및 피복부와 실란 커플링제의 강고한 결합이 발생하기 때문에, 피복부의 박리를 효율적으로 억제할 수 있으며, 따라서 브러시용 섬유의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태의 브러시용 섬유에 의하면, 도전성을 가짐과 함께, 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 이 때문에, 종래의 합성 섬유와 비교하여, 정전기의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 피부에 닿는 촉감을 양호하게 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 화장용 브러시에 있어서, 짐승의 털을 대신하여 사용할 수 있다. 또, 예를 들어, 도전성 섬유를 사용한 브러시로 터치 패널에 문자, 그림 등의 묘화를 실시했을 경우, 섬세한 묘화를 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 터치 패널 등에 있어서, 섬세한 모필형 터치가 가능한 도전성 붓으로서 사용할 수 있다.
또, 상기 브러시용 섬유는, 테이퍼 형상을 가짐으로써, 높은 자기 방전 특성을 갖기 때문에, 브러시용 섬유에 유지된 미립자의 이탈이 보다 용이해진다. 따라서, 예를 들어 화장용 브러시에 사용했을 경우, 파우더 등의 미립자의 피부에 대한 전착성이 향상된다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 도전성 물질이 반죽된 합성 섬유를 알칼리 용해했을 경우, 그 섬유가 만곡된다는 문제가 있었지만, 본 실시형태의 브러시용 섬유에 의하면, 섬유를 만곡시키지 않고 일정한 구배의 테이퍼 형상을 가질 수 있기 때문에, 충분한 탄력을 유지할 수 있다.
<브러시용 섬유의 제조 방법>
본 발명의 브러시용 섬유의 제조 방법의 실시형태의 일례에 대해 설명한다.
(심부를 준비하는 공정)
먼저, 섬유상으로 형성된 심부를 준비한다. 심부는, 비도전성 합성 섬유로 이루어지는데, 합성 섬유로 이루어지는 섬유상의 심부는, 예를 들어 용융 방사함으로써 형성할 수 있다.
합성 섬유에는, 폴리에스테르계 합성 섬유, 아크릴계 합성 섬유, 폴리아미드계 합성 섬유에서 선택되는 1 종이 사용된다. 구체적으로는, 폴리에스테르계 합성 섬유로는, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 아크릴계 합성 섬유로는, 아크릴로니트릴, 주식회사 카네카의 모다아크릴이 바람직하다. 또, 폴리아미드계 합성 섬유로는, 나일론 6, 나일론 66, 및 나일론 612 가 바람직하다. 그 중에서도, 신속한 용해가 가능하고, 일정한 구배를 갖는 테이퍼 형상을 간편하게 형성할 수 있는, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
심부의 길이는 특별히 제한되지 않고, 사용되는 브러시의 종류에 따라서 적절히 설정할 수 있다. 또, 심부의 직경은, 피부에 닿는 촉감, 섬세함의 관점에서 500 ㎛ 이하가 바람직하고, 200 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또, 취급 용이성의 관점에서 50 ㎛ 이상이 바람직하다.
또, 심부의 형성 방법은, 상기 서술한 용융 방사에 한정되지 않으며, 예를 들어 폴리에스테르계의 필름을 제작하여, 이것을 가늘게 재단하는 것에 의해서도 심부를 제작할 수 있다.
(알칼리성 용액에 침지시키는 공정)
다음으로, 심부의 일단측의 선단 부분을 알칼리성 용액에 침지시킨다.
알칼리성 용액으로는, 알칼리성 수용액, 유기 용매 등을 사용할 수 있다. 알칼리성 수용액을 사용하는 경우, 예를 들어 액온이 60 ℃ 정도인 30 질량％ 의 수산화 나트륨 수용액에, 심부의 일단측의 선단 부분을 6 ～ 12 시간 침지시킨다. 또, 유기 용매로서, 폴리에스테르계 합성 섬유의 경우에는 가열된 디메틸포름아미드 (DMF), 가열된 페놀계 용매를 바람직하게 사용할 수 있고, 아크릴계 합성 섬유의 경우에는 아세톤, DMF 를 바람직하게 사용할 수 있으며, 폴리아미드계 합성 섬유의 경우에는 페놀계 용매를 바람직하게 사용할 수 있다.
본 공정에 있어서, 모세관 현상에 의해, 알칼리성 용액이 침지된 심부의 일단측으로부터 심부의 표면을 타고 타단측을 향하여 상승한다. 이로써, 알칼리성 용액이 타고 가는 심부의 표면은 알칼리성 용액에 의해 용해되지만, 이 때, 침지되는 일단측의 선단에 가까울수록, 다량의 알칼리성 용액이 타고 가게 된다. 이 때문에, 침지된 일단측의 선단 부분의 단면 직경이 보다 작고 (즉, 보다 가늘고), 타단측을 향할수록 단면 직경이 보다 커지도록 (즉, 보다 굵어지도록) 용해 되어, 결과적으로 테이퍼 형상의 심부를 형성할 수 있다.
본 공정에 있어서, 상기 침지 시간이 길수록, 테이퍼 형상의 선단 부분을 보다 날카롭게 할 수 있다. 또, 알칼리성 용액의 액온이 높을수록, 또는 알칼리성 용액의 농도가 높을수록, 보다 신속히 심부를 용해시킬 수 있다. 테이퍼 형상의 끝이 가늘어지는 선단부의 단면 직경은, 피부에 닿는 촉감, 섬세함의 관점에서 10 ㎛ 이하가 바람직하고, 단면을 갖지 않는, 즉, 선단부가 뾰족한 형상인 것이 보다 바람직하다.
(세정하는 공정)
다음으로, 침지 후의 심부를 세정한다.
심부는, 예를 들어 세정액에 침지시킴으로써 세정할 수 있다. 또, 심부에 세정액을 흘려보내도 된다. 세정액으로는, 물, 시트르산, 아세트산, 포름산, 황산 등을 함유하는 산성 수용액을 사용할 수 있다. 또, 세정 후에는 심부를 건조시키는 것이 바람직하다.
본 공정에 의해, 심부의 표면에 부착된 알칼리성 용액을 세정 제거할 수 있기 때문에, 심부의 용해를 신속히 정지시킬 수 있다. 또한, 알칼리성 용액의 농도, 온도, 침지 시간의 조정에 의해, 용해 정도를 제어할 수 있는데, 예를 들어, 알칼리성 용액에서 건져 올린 심부를 소정 시간 방치한 후에, 본 공정을 실시하는 것에 의해서도 용해 정도를 제어할 수 있다.
(도전부를 형성하는 공정)
다음으로, 심부의 표면에 도전성 부재로 이루어지는 도전부를 형성한다.
본 공정은, 예를 들어, 구리염 및 티오황산염을 함유하는 수용액으로 이루어지는 처리액을 수용한 처리욕 중에 심부를 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 처리액에 있어서의 구리염의 농도는, 심부의 질량에 대해, 5 질량％ 이상 15 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 티오황산염의 농도는, 심부의 질량에 대해, 5 질량％ 이상 15 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 처리액의 온도, 침지 시간 등은 특별히 제한되지 않고, 적절히 변경할 수 있다.
또, 예를 들어, 황산구리 및 환원제를 함유하는 수용액으로 이루어지는 처리액을 수용한 처리욕 중에 심부를 침지시켜도 된다. 처리액에 있어서의 황산구리의 농도는, 심부의 질량에 대해, 10 질량％ 이상 13 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 처리액에 있어서의 환원제의 농도는, 10 질량％ 이상 13 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 처리액의 온도, 침지 시간 등은 특별히 제한되지 않고 적절히 변경할 수 있다. 또한, 환원제로는, 티오황산나트륨 (Na2S2O3) 등을 사용할 수 있다.
본공정에 의해, 처리액에 침지된 심부의 표면에, 황화구리로 이루어지는 피복부를 형성할 수 있다. 또한, 도전성 부재는 황산구리에 한정되지 않으며, 예를 들어, Ag 의 황화물 (황화은) 및 Pd 의 황화물 (황화팔라듐) 등을 사용할 수 있고, 또한 Cu, Ag 및 Ni 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 도금 금속을 사용할 수 있다. 도금 금속으로 이루어지는 피복부는, 공지된 도금 방법에 의해 형성할 수 있다. 단, 잘 박리되지 않고, 형성 후에 있어서의 산소 등과의 반응성이 낮은 관점에서, 황화구리를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 브러시용 섬유의 표면 전기 저항값은, 10-1 Ω㎝ 이상 109 Ω㎝ 이하인 것이 바람직하다. 표면 전기 저항값이 상기 범위인 경우, 브러시용 섬유의 자기 방전 특성이 높아지는 경향에 있다. 따라서, 브러시용 섬유의 표면 전기 저항값이 상기 범위가 되도록, 피복부의 밀도, 두께 등을 조정하는 것이 바람직하다. 또, 표면 전기 저항값은, 101 Ω㎝ 이상 108 Ω㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 102 Ω㎝ 이상 106 Ω㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 어느 방법에 있어서도, 처리액 중에는 다른 보조제, 예를 들어 pH 조정제를 첨가해도 된다. pH 조정제로는, 예를 들어 아세트산, 시트르산 등의 유기산을 사용할 수 있다. 또, 처리액 중에서의 환원성 조건을 유지하는 위해, 중아황산소다, 아황산소다, 차아인산소다 등의 약한 환원제를 사용해도 된다. 또, 처리액을 수용한 처리욕과 별도의 욕에, 다른 보조제를 첨가하고, 각 욕에 심부를 순서대로 침지시킬 수도 있다.
이상의 공정에 의해, 상기 서술한 섬유상의 심부와, 심부의 표면에 형성된 도전성 부재로 이루어지는 피복부를 갖고, 그 한 쪽 끝측이 테이퍼 형상을 갖고 있는, 상기 서술한 브러시용 섬유를 간편하게 또 수율 좋게 제조할 수 있다.
이상, 상세히 서술한 본 실시형태의 브러시용 섬유의 제조 방법에 의하면, 테이퍼 형상으로 성형한 심부의 표면에 도전성의 피복부를 형성한다. 이 경우, 예를 들어, 도전성 물질이 반죽된 합성 섬유를 알칼리 용해했을 경우에 발생하는 섬유의 만곡을 발생시키지 않고, 균질한 테이퍼 형상을 제조할 수 있다. 또, 기재 (基材) 가 되는 심부가 균질한 테이퍼 형상을 가짐으로써, 그 표면에 형성되는 피복부도 또한 균질하게 할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 제조 방법에 의하면, 브러시의 섬유에 적합한 브러시용 섬유를 간편하게 또 수율 좋게 제조할 수 있다.
<브러시>
본 발명의 브러시의 실시형태의 일례에 대해 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 브러시는 본 발명의 브러시용 섬유를 사용한다. 구체적으로는, 브러시를 구성하는 섬유속의 1 체적％ 이상이 상기 브러시용 섬유인 것이 바람직하다. 브러시를 구성하는 섬유속의 적어도 1 체적％ 가 상기 브러시용 섬유인 것에 의해, 충분한 도전성과 자기 방전 특성을 가질 수 있다. 또, 상기 브러시용 섬유는 테이퍼 형상을 갖고 있기 때문에, 본 실시형태의 브러시는 탄력을 가질 수 있고, 또한 피부에 닿는 촉감이 좋고, 나아가 섬세한 터치가 가능해진다.
섬유속의 나머지 99 체적％ 이하는, 예를 들어 짐승의 털이어도 된다. 짐승의 털은, 비위생, 반복적인 세정에 부적합하고, 채취 곤란성 등의 결점이 있지만, 상기 브러시용 섬유를 사용한 브러시이면, 이들 결점을 억제할 수 있다. 또, 섬유속의 나머지 99 체적％ 이하는, 예를 들어 종래의 합성 섬유여도 된다. 종래의 합성 섬유는 정전기를 발생시키기 쉽고, 만곡되어 있기 때문에 탄력이 약한 등의 결점이 있지만, 상기 브러시용 섬유를 사용한 브러시이면, 정전기의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 탄력을 강화시킬 수 있다.
또, 섬유속의 나머지 99 체적％ 이하는, 예를 들어 상기 브러시용 섬유를 제조하는 공정 도중에 생산되는, 피복부가 형성되어 있지 않은 테이퍼 형상의 심부, 즉 테이퍼 형상의 비도전성 섬유여도 된다. 이 경우에도 브러시는, 충분한 도전성과 자기 방전 특성을 가질 수 있다. 또, 이 경우, 섬유속을 구성하는 섬유 전부가 균질인 테이퍼 형상을 갖고 있는 구성이 되기 때문에, 나아가 피부에 닿는 촉감을 향상시킬 수 있어 추가적인 섬세한 터치가 가능해지고, 또한 나아가 탄력을 강화시킬 수 있다.
이상과 같이, 상기 브러시는 도전성을 가짐과 함께, 테이퍼 형상을 갖기 때문에, 피부에 닿는 촉감, 섬세함 면에서 우수하고, 또한 높은 자기 방전 특성을 가질 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 브러시는, 예를 들어 화장용 브러시로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 터치 패널에서의 섬세한 묘화를 실현할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
<검토 1>
검토 1 에 있어서, 여러 가지 직경의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 사용하여 검토를 실시하였다. 또한, 이하에 있어서, 미처리 섬유란 용융 방사된 섬유로서, 알칼리성 용액에 의한 처리, 피복부 형성의 어느 것도 실시되지 않은 섬유를 나타낸다.
(실시예 1)
먼저, 직경 0.15 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 준비하여, 이 섬유의 일단측의 선단 부분을, 액온을 60 ℃ 로 조정한 30 질량％ 의 수산화나트륨 수용액에 6 시간 침지시켰다. 그리고, 수산화나트륨 수용액으로부터 건져 올린 섬유를 욕에 침지시켜 세정하고, 60 ～ 100 ℃ 의 온풍으로 건조시켰다. 이로써, 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는, 테이퍼 형상의 비도전성 섬유가 제작되었다.
다음으로, 상기 섬유를, 황산구리 및 환원제로서의 티오황산나트륨을 함유하는 수용액을 수용한 처리욕 중에 침지시킴으로써, 섬유의 표면에 도전성 피복부를 형성하였다. 또한, 수용액 중의 황산구리의 농도는, 섬유의 질량에 대해 12 질량％ 로 하고, 수용액 중의 환원제의 농도는, 섬유의 질량에 대해 13 질량％ 로 하였다. 그리고, 처리욕으로부터 섬유를 건져 올려, 80 ℃ 의 온풍으로 건조시켰다. 이상의 처리에 의해, 테이퍼 형상의 브러시용 섬유를 제작하였다.
그리고, 미처리 섬유 0.45 g 과, 제작된 테이퍼 형상의 브러시용 섬유 0.05 g 을, 끝이 가늘어지는 선단부를 정렬한 상태로 혼합하여 0.5 g 의 섬유속을 제작하고, 타단부를 결속시켜 브러시를 제작하였다. 즉, 브러시의 결속되어 있지 않은 선단부에는, 미처리 섬유 (비도전성) 의 테이퍼 형상이 아닌 일단과, 테이퍼 형상의 브러시용 섬유의 끝이 가늘어지는 일단이 혼재되어 있는 상태로 하였다.
(비교예 1)
상기 미처리 섬유를 수산화나트륨 수용액에 침지시키지 않고, 상기 처리욕에 침지시켜 건조시킴으로써, 직선상, 즉 비테이퍼 형상의 도전성 섬유를 제작하였다. 또한, 처리욕 내의 수용액의 조성 및 건조 처리는 실시예 1 과 동일하다. 그리고, 미처리 섬유 0.45 g 과, 제작된 비테이퍼 형상의 도전성 섬유 0.05 g 을 사용하여, 실시예 1 과 동일한 방법에 따라 브러시를 제작하였다.
(제전 시험)
제작된 브러시를 사용하여 제전 시험을 실시하였다.
구체적으로는, 대전 장치 (카스가 전기 주식회사 제조 : KTB-15) 를 사용하여, 아크릴 수지판에 9 ㎸ 의 전압을 인가하여, 아크릴 수지판의 표면에 마이너스의 정전기를 대전시켰다. 그리고, 아크릴 수지판의 이면으로부터 수직으로 2 ㎝ 이간된 위치에 정전기 측정기 (심코쟈판 주식회사 : FMX-002) 를 배치하고, 아크릴 수지판의 표면을 실시예 1 및 비교예 1 의 각 브러시로 3 회씩 칠하였다. 그리고, 각 브러시로 칠하기 전후의 아크릴 수지판 표면의 정전기를 정전기 측정기에 의해 측정하였다. 또한, 정전기의 측정은, 온도 25 ℃, 상대 습도 45 ％ 의 환경 하에서 실시하였다.
또, 상기 대전 장치를 사용하여, 염화비닐판에 9 ㎸ 의 전압을 인가하여, 염화비닐판의 표면에 플러스의 정전기를 대전시켰다. 그리고, 염화비닐판의 이면으로부터 수직으로 2 ㎝ 이간된 위치에 상기 정전기 측정기를 배치하고, 염화비닐판의 표면을 실시예 1 및 비교예 1 의 각 브러시로 3 회씩 칠하였다. 그리고, 각 브러시로 칠하기 전후의 염화비닐 수지판 표면의 정전기를 정전기 측정기에 의해 측정하였다.
(검토 결과)
도 1 에 실시예 1 에 있어서의 미처리 섬유의 선단부의 형상을, 도 2 에 실시예 1 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후의 테이퍼 형상의 섬유의 선단부의 형상을, 도 3 에 실시예 1 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에, 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타낸다. 또, 도 4 에, 비교예 1 에 있어서의 미처리 섬유에 알칼리 수용액으로 처리를 실시하지 않고, 피복부를 형성한 도전성 섬유의 선단부의 형상을 나타낸다. 또한, 도 1 ～ 도 4 의 각 도면은, 현미경을 사용하여 각 섬유의 선단부를 300 배로 확대 관찰한 도면이다.
도 1 을 참조하여, 미처리 섬유의 선단부에 있어서, A1 이 144 ㎛, A2 가 148 ㎛ 였다. 이와 같이, 미처리 섬유의 선단부는 테이퍼 형상을 갖지 않았다. 이것에 대해, 도 2 의 알칼리 수용액으로 처리한 후의 테이퍼 형상의 섬유의 선단부에 있어서, B1 이 33 ㎛, B2 가 11 ㎛ 였다. 이로써, 알칼리 수용액을 사용한 처리에 의해, 섬유의 선단이 테이퍼 형상으로 변화된 것이 확인되었다. 또, 도 3 을 참조하여, 브러시용 섬유에 있어서, 그 색의 변화로부터 섬유의 표면 전역에 피복부가 형성되어 있는 것이 확인되었다. 또, C1 이 70 ㎛, C2 가 22 ㎛ 이며, 섬유 (심부) 의 테이퍼 형상을 따르고 있는 것이 확인되었다.
또, 실시예 1 및 비교예 1 에 사용한 섬유의 종류 및 배합량 (％), 그리고 제전 시험의 결과 (플러스 대전의 경우와 마이너스 대전의 경우) 를 표 1 에 나타낸다. 또, 참고예 1 로서, 실시예 1 에 사용된 미처리 섬유 100 ％ 로 이루어지는 브러시를 사용하여, 동일한 제전 시험을 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 정전기의 단위는 ㎸ 이다.
표 1 을 참조하여, 실시예 1 의 브러시에 있어서, 높은 제전 효과가 얻어졌다. 또, 실시예 1 의 브러시는, 비교예 1 의 브러시보다 피부에 닿는 촉감이 좋고, 터치가 섬세하다는 것이 확인되었다.
(실시예 2 및 비교예 2)
직경 0.15 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 대신하여, 직경 0.10 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 및 비교예 1 의 각각과 동일한 방법에 의해 실시예 2 및 비교예 2 의 브러시를 제작하였다. 그리고, 각 브러시를 사용하여 상기 제전 시험을 실시하였다.
(실시예 3 및 비교예 3)
직경 0.15 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 대신하여, 직경 0.07 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 및 비교예 1 의 각각과 동일한 방법에 의해 실시예 3 및 비교예 3 의 브러시를 제작하였다. 그리고, 각 브러시를 사용하여 상기 제전 시험을 실시하였다.
(검토 결과)
도 5 에, 실시예 2 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타낸다. 또, 도 6 에, 실시예 3 에 있어서의 알칼리 수용액으로 처리한 후에 추가로 피복부를 형성한 브러시용 섬유의 선단부의 형상을 나타낸다. 또한, 도 5 및 도 6 은, 도 1 ～ 도 4 와 동일하게, 현미경을 사용하여 섬유의 선단부를 300 배로 확대 관찰한 도면이다.
도 5 및 6 을 참조하여, 피복부가 형성된 브러시용 섬유에 있어서, 그 색의 변화로부터 섬유의 표면 전역에 피복부가 형성되어 있는 것이 확인되었다. 또, D1 이 23 ㎛, D2 가 8 ㎛ 이고, F1 이 23 ㎛, F2 가 8 ㎛ 였다. 따라서, 브러시용 섬유에 있어서, 섬유 (심부) 의 테이퍼 형상을 따르고 있는 것이 확인되었다.
또, 실시예 2 및 비교예 2 에 사용한 섬유의 종류 및 배합량 (％), 그리고 제전 시험의 결과 (플러스 대전의 경우와 마이너스 대전의 경우) 를 표 2 에 나타낸다. 또, 참고예 2 로서, 실시예 2 에 사용된 미처리 섬유 100 ％ 로 이루어지는 브러시를 사용하여 동일한 제전 시험을 실시한 결과를 표 2 에 나타낸다. 나아가 실시예 3 및 비교예 3 에 사용한 섬유의 종류 및 배합량 (％), 그리고 제전 시험의 결과 (플러스 대전의 경우와 마이너스 대전의 경우) 를 표 3 에 나타낸다. 또, 참고예 3 으로서, 실시예 3 에 사용된 미처리 섬유 100 ％ 로 이루어지는 브러시를 사용하여 동일한 제전 시험을 실시한 결과를 표 3 에 나타낸다.
표 2 및 표 3 을 참조하여, 실시예 2 및 실시예 3 의 브러시에 있어서, 높은 제전 효과가 얻어졌다. 또, 각 실시예의 브러시는, 각 비교예의 브러시보다 피부에 닿는 촉감이 좋고, 터치가 섬세하다는 것이 확인되었다.
또, 표 1 ～ 표 3 을 참조함으로써, 실시예 1 ～ 3 에 있어서, 비교예 1 ～ 3 보다 높은 제전 효과가 얻어지는 경향에 있는 것을 알 수 있었다. 이 점에서, 브러시용 섬유가 테이퍼 형상을 가짐으로써, 제전 특성이 높아지는 것이 이해되었다.
<검토 2>
검토 2 에 있어서, 테이퍼 형상의 브러시용 섬유의 배합량 (％) 을 변화시킨 브러시를 사용하여 검토를 실시하였다.
(실시예 4 ～ 8)
실시예 4 ～ 8 에 있어서, 먼저, 직경 0.07 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 준비하여, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 테이퍼 형상의 브러시용 섬유를 제작하였다. 그리고, 미처리 섬유와, 제작된 테이퍼 형상의 브러시용 섬유를 사용하여 각 브러시를 제작하였다. 실시예 4 ～ 8 에 있어서, 사용한 미처리 섬유의 질량 (g) 과, 제작된 테이퍼 형상의 브러시용 섬유의 질량 (g) 의 혼합 비율은 이하와 같다. 그리고, 각 브러시를 사용하여, 상기 제전 시험을 실시하였다.
실시예 4 : 미처리 섬유 0.495 g, 브러시용 섬유 0.005 g
실시예 5 : 미처리 섬유 0.40 g, 브러시용 섬유 0.10 g
실시예 6 : 미처리 섬유 0.35 g, 브러시용 섬유 0.15 g
실시예 7 : 미처리 섬유 0.25 g, 브러시용 섬유 0.25 g
실시예 8 : 미처리 섬유 0 g (사용하지 않음), 브러시용 섬유 0.5 g
(비교예 4 ～ 8)
비교예 4 ～ 8 에 있어서, 직경 0.07 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유를 준비하여, 비교예 1 과 동일한 방법에 의해 비테이퍼 형상의 도전성 섬유를 제작하였다. 그리고, 미처리 섬유와, 제작된 비테이퍼 형상의 도전성 섬유를 사용하여 각 브러시를 제작하였다. 비교예 4 ～ 8 에 있어서, 사용한 미처리 섬유의 질량 (g) 과, 제작된 비테이퍼 형상의 도전성 섬유의 질량 (g) 의 혼합 비율은 이하와 같으며, 상기 실시예 4 ～ 8 의 혼합 비율에 각각 대응한다. 그리고, 각 브러시를 사용하여 상기 제전 시험을 실시하였다.
비교예 4 : 미처리 섬유 0.495 g, 도전성 섬유 0.005 g
비교예 5 : 미처리 섬유 0.40 g, 도전성 섬유 0.10 g
비교예 6 : 미처리 섬유 0.35 g, 도전성 섬유 0.15 g
비교예 7 : 미처리 섬유 0.25 g, 도전성 섬유 0.25 g
비교예 8 : 미처리 섬유 0 g (사용하지 않음), 도전성 섬유 0.5 g
(검토 결과)
실시예 4 ～ 8 및 비교예 4 ～ 8 에 사용한 섬유의 종류 및 배합량 (％), 그리고 제전 시험의 결과 (플러스 대전의 경우와 마이너스 대전의 경우) 를 표 4 에 나타낸다. 또, 참고예 4 ～ 8 로서, 직경 0.07 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 미처리 섬유 100 ％ 로 이루어지는 브러시를 사용하여, 동일한 제전 시험을 실시한 결과를 표 4 에 나타낸다.
표 4 를 참조하여, 실시예 4 ～ 8 의 결과로부터, 브러시에 있어서, 적어도 테이퍼 형상의 도전성 섬유인 브러시용 섬유를 1 질량％ 이상 함유함으로써, 브러시는 높은 자기 방전 특성을 갖는 것을 알 수 있었다.
이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야만 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 화장용 브러시, 터치 패널에 대한 묘화용 브러시에 이용할 수 있다.
Claims (8)
- 섬유상의 심부와,
상기 심부의 표면에 형성된 피복부를 갖고,
상기 심부의 선단 부분은 테이퍼 형상을 갖고,
상기 피복부는 도전성 부재로 이루어지는 브러시용 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 심부는, 폴리에스테르계 합성 섬유, 아크릴계 합성 섬유, 폴리아미드계 합성 섬유에서 선택되는 1 종의 합성 섬유로 이루어지는 브러시용 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 부재는, Cu, Ag 및 Pd 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 황화물, 또는 Cu, Ag 및 Ni 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 이루어지는 도금 금속으로 이루어지는 브러시용 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 심부는, 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 상기 도전성 부재는, Cu 의 황화물로 이루어지는 브러시용 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 브러시용 섬유의 표면 전기 저항값이, 10-1 Ω㎝ 이상 109 Ω㎝ 이하인 브러시용 섬유. - 제 1 항에 기재된 브러시용 섬유를 사용한 브러시.
- 제 6 항에 있어서,
상기 브러시를 구성하는 섬유속의 1 체적％ 이상이 상기 브러시용 섬유인 브러시. - 섬유상의 심부의 선단 부분을, 알칼리성 용액에 침지시키는 공정과,
침지 후의 상기 심부를 세정하는 공정과,
세정 후, 상기 심부의 표면에, 도전성 부재로 이루어지는 도전부를 형성하는 공정을 갖는 브러시용 섬유의 제조 방법.
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