KR20220071990A - 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법 - Google Patents

복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220071990A
KR20220071990A KR1020200157481A KR20200157481A KR20220071990A KR 20220071990 A KR20220071990 A KR 20220071990A KR 1020200157481 A KR1020200157481 A KR 1020200157481A KR 20200157481 A KR20200157481 A KR 20200157481A KR 20220071990 A KR20220071990 A KR 20220071990A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
skin
composite functional
oil
functional fiber
useful
Prior art date
Application number
KR1020200157481A
Other languages
English (en)
Inventor
정현모
박창완
Original Assignee
주식회사 엠피에스
정현모
박창완
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠피에스, 정현모, 박창완 filed Critical 주식회사 엠피에스
Priority to KR1020200157481A priority Critical patent/KR20220071990A/ko
Publication of KR20220071990A publication Critical patent/KR20220071990A/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M23/00Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
    • D06M23/12Processes in which the treating agent is incorporated in microcapsules
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • D01D5/088Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • D01D5/098Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/32Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/44Oxides or hydroxides of elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table; Zincates; Cadmates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/32Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/46Oxides or hydroxides of elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table; Titanates; Zirconates; Stannates; Plumbates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/73Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof
    • D06M11/74Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof with carbon or graphite; with carbides; with graphitic acids or their salts
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/77Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof
    • D06M11/79Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof with silicon dioxide, silicic acids or their salts
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/144Alcohols; Metal alcoholates
    • D06M13/148Polyalcohols, e.g. glycerol or glucose
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/184Carboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/402Amides imides, sulfamic acids
    • D06M13/432Urea, thiourea or derivatives thereof, e.g. biurets; Urea-inclusion compounds; Dicyanamides; Carbodiimides; Guanidines, e.g. dicyandiamides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03Polysaccharides or derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/17Natural resins, resinous alcohols, resinous acids, or derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/53Polyethers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 복합기능성섬유는 피부에 적용시에 피부유용성분을 서서히 지속적으로 방출할 수 있도록 하는 피부유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 마이크로캡슐에 담지된 피부유용성분이 원사 내에 포함되어 있어, 장기간 피부유용성분의 유지 및 성분 유효기간이 개선될 수 있고, 또한, 상기 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 단면의 형태에 제한을 두지 않고 피부 보습효과를 배가시키기 위해 섬유 단면 형태를 편평사 단면을 적용할 수 있으며, 단면의 형태를 변경하여 피부와 접촉하는 섬유의 면적을 증가시켜 피부 보습 및 탄역 효과를 증가시킬 수 있고, 원적외선 방출물질의 원적외선에 의한 피부를 활성화시키고 피부 수분 및 물질의 순환을 촉진시킴으로써 피부의 항상성을 유지할 수 있게 되며, 또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 피부 유용성분이 마이크로캡슐에 담지되어 원사 내에 혼입되어 있어, 세탁 및 물리적 마찰 등 외력에 의한 탈락이 없어 효능의 균일성과 지속성이 장기간 유지될 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Description

복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법{COMPLEX FUNCTIONALITY FIBER AND MAKING APPARATUS AND METHOD THE SAME}
본 발명은 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피부 보습 성분 등의 유용한 성분이 함유된 내열성 유기 캡슐을 원사 내에 혼입하여 제조된 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피부는 신체 외부를 덮고 있는 기관으로서, 크게 표피, 진피, 피하지방의 3층으로 구분된다.
이러한 피부는 습도 및 온도 변화, 자외선, 기타 물리적 또는 화학적인 외부 환경의 자극에 대해 체내를 보호하는 장벽 역할을 한다. 특히, 표피는 수분 증발을 방지하는 기능을 갖는다.
그리고, 피부의 일정 수분을 유지하기 위해서, 피부에는 피지선에서 분비되는 피지와 땀샘에서 나오는 수분으로 이루어진 피지막이 형성된다.
이러한 피지막은 체내 또는 피부내 수분 증발을 방지하는 중요한 역할을 수행한다.
그러나, 피지막이 과하게 형성되거나 또는 먼지나 색조화장으로 인한 화학물질 등이 피부 표면을 장시간 덮고 있을 경우에는 피부의 유수분 균형이 깨지면서 피부가 착색되거나 여드름 등 염증이 유발될 수 있다.
그러므로, 피지, 땀, 먼지, 화학물질 등과 같은 오염물질을 피부로부터 깨끗이 제거할 필요가 있다.
이렇게 피부에 쌓인 오염물질을 완전히 제거하기 위해서는 세정효과가 우수한 세정제를 사용하게 되는데, 이러한 세정제는 주로 계면활성제, 유화제, 향료 등으로 구성되어 있다.
여기서, 계면활성제는 한 분자 내에 물과 친화성을 갖는 친수성 작용기 및 유성 성분과 친화성을 갖는 친유성 작용기를 동시에 포함함으로써 계면에 흡착하여 유성성분과 수성성분이 잘 섞이도록 하며, 피부에서 쌓인 오염물질을 씻어낼 수 있도록 한다.
그러나, 계면활성제가 함유된 세정제를 사용할 경우에는 피부의 유용한 성분이나 천연보습인자까지도 과다하게 제거되어, 피부의 산도 및 삼투압농도가 낮아지며, 피부가 건조해질 뿐만 아니라 작은 자극에도 민감해져 가려움증, 따가움증, 염증 등이 유발될 수 있다.
그리고, 이렇게 손상된 피부를 회복시키기 위해, 스킨, 에센스, 로션 등 기초화장품을 이용하여 피부에 손실된 유수분을 공급해줄 수 있다.
이러한 기초화장품의 일례로, 한국공개특허 제2010-0015042호에는 피부 보습을 위해 해조류 섬유를 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 기초화장품은 피부에 유수분을 일부 공급할 수 있으나, 전해질을 충분히 공급하지 못하여 피부의 삼투압농도가 여전히 낮게 유지될 수밖에 없다.
또한, 이러한 상태가 지속될 경우, 피부의 항상성이 무너져 피부가 더욱 민감해지고 외부에서 유입되는 물질을 방어하는 기능 또한 상실하게 된다.
그러므로, 세정으로 손실된 유수분, 보습인자 등의 유용성분(useful components)을 피부에 충분히 공급하기 위한 기술을 찾아내기 위해서는 여전히 많은 연구 및 개발이 필요한 실정이다.
한편, 이러한 일환으로써, 화장품 이외에 별도의 섬유를 통해 피부유용성분을 피부로 공급할 수 있도록 하는 기술 등이 다양하게 제시되고 있다.
특히, 기술의 발달로 합성섬유도 천연섬유에 필적하는 물성을 갖도록 개량되어 다양한 기능성이 부여된 합성섬유가 개발되고 실생활에 적용되고 있다.
그 대표적인 합성섬유인 폴리아마이드는 우수한 특성으로 의류용 및 산업용 섬유 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
그리고, 최근에는 폴리아마이드 섬유 분야에서 고부가가치를 갖는 차별화 및 기능성 소재의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
특히, 폴리아마이드 중합물의 기존 성분을 다른 성분으로 변경하고 개질하거나, 특수한 첨가제를 첨가하여 차별화 및 기능화하는 방법들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
일례로, 국내등록특허 제0695455호에는 아로마 마이크로캡슐을 직물 또는 편물에 고정시켜 아로마 치료법 효과를 발현시키는 것이 개시되어 있다.
그리고, 국내등록특허 제2011-0100009호에서는 섬유 원단의 적어도 한 면에 홍삼 성분을 함유한 캡슐을 포함하는 바인더 조성물을 원단에 코팅하는 홍삼 성분 함유 가공직무가 개시되어 있다.
이와 같이 기존의 기능성 원단은 일반적으로 기능성 성분을 포함하는 유기물로 구성된 마이크로캡슐을 직물의 표면에 고정시킨 것이 대부분이다.
그러나 이러한 마이크로캡슐은 장기간의 사용하거나 또는 세탁으로 인해 원단으로부터 탈락이 쉬워 그 기능성을 장기간 유지할 수 없다.
그리고, 국내등록특허 제10-1504346에서는 피부유용성분이 담지된 제올라이트, 실리케이트 등의 세라믹을 섬유 내부에 혼입하는 방법에 대하여 기술하고 있다.
이는, 섬유 제조공정 중의 열에 저항성이 있는 장점이 있으나, 피부유용성분의 담지함량이 20% 이내로 낮아 목표로 하는 기능성을 제공하는데 충분하지 않은 문제점이 있었다.
한편, 피부에 유용한 성분이 함유되어 있으면서, 장기간 성능을 발현하는 폴리아마이드계 섬유는 아직 개발되지 않았다.
대한민국 등록특허 제2011-0100009호
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로써, 피부에 도움이 되는 성분이 원사 내에 존재하는 복합 기능성 폴리아마이드 섬유인 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 피부유용성분을 담지한 마이크로캡슐을 이용하여, 담지된 유용성분이 서서히 확산되고, 이로써 피부유용성분이 장기간 피부 표면으로 확산되어 보습 및 탄력 성능이 장기간 유지되도록 하는 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
또한, 세탁 및 물리적 마찰에도 장기간 피부 보습 및 탄력 성능을 유지할 수 있도록 하는 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유는, 피부에 적용시에 피부유용성분을 서서히 지속적으로 방출할 수 있도록 하는 피부유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 서방성 마이크로캡슐은 외벽이 열경화성 수지류인 멜라민, 우레아, 벤조구아민 수지 및 이들의 복합수지 중 선택된 수지이고, 내부 외벽은 폴리우레탄, 에폭시, 폴리우레아, 폴리메틸메타크릴레이드 및 폴리스타이렌 및 이들의 복합수지 중 선택된 수지인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 피부유용성분은 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Nanural Moisturizing factor), 히알루론산, 비타민 A 및 이의 유도체, 비타민 C 및 이의 유도체, 비타민 E 및 이의 유도체, 글루코스, 우레아, 솔비토르 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기이온성분, 트리글리세라미드, 미네랄, 오일, 실리콘, 스쿠알렌, 세라마이드, 콜레스테롤, 왁스, 카페인, 및 천연 추출물(사이프러스 오일, 녹차오일, 함초 추출물, 알긴산, 히알루론산, 아마씨 오일, 해바라기씨오일, 피마자오일, 마카다미아 오일, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 달맞이 꽃 종자유, 동백오일, 포도씨오일, 호호바오일, 홍화씨오일)등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 하나 이상의 성분인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 복합기능성섬유는 상기 피부유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 이외에, 맥반석, 토르말린, 옥, 수정, 사파이어, 루비, 블러드스톤, 터키석 및 문스톤, 점토, 황토, 지르코늄 실리케이트, 징크옥사이드, 제올라이트 및 대나무 챠콜로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 원적외선 방출물질을 추가로 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 복합기능성섬유는 원형 또는 이형도 3 이상의 편평사이거나, 편평사의 이형 단면인 삼산, 사산 또는 오산 모양 등의 이형도 3 이상인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 복합기능성섬유는 단사섬도가 0.5 내지 5데니어인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 복합기능성섬유는 서방성 마이크로캡슐에 피부유용성분을 담지하여, 피부와 접촉시 피부유용성분이 서서히 지속적으로 방출되는 마이크로캡슐과 폴리아마이드를 용융 혼합하여 폴리아마이드 마스터배치를 제조한 후, 일반 폴리아마이드 수지와 혼합하여 원형 또는 편평형 및 이형단면을 갖도록 방사하고, 냉각하여 된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에 있어서, 상기 복합기능성섬유는 폴리아마이드가 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 6,6, 폴리아마이드 4,6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 5,6인 것일 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조장치는, 피부유용성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 마스터배치칩이 보관되는 마스터배치 사일로; 일반 폴리아마이드칩이 보관되는 폴리아마이드 사일로; 상기 각 사일로에서 공급된 마스터배치칩과 일반 폴리아마이드칩을 균일하게 혼합하는 계량혼합공급기; 상기 계량혼합공급기에서 균일하게 혼합된 재료를 용융하는 익스트루더; 상기 익스트루더에서 용융된 재료를 다음단계로 이송하기 위한 모터; 상기 모터에 의해 이송되는 재료를 정량씩 공급하기 위한 정량공급펌프; 상기 정량공급펌프를 통해 공급된 재료를 토출하기 위한 방사노즐을 갖는 스핀블록; 상기 스핀노즐에서 방사된 재료를 냉각시키는 냉각기; 상기 냉각기를 통과하여 냉각되고 고화된 재료를 연신하기 위한 제1, 2고뎃롤러; 및 상기 제1, 2고뎃롤러를 통해 연신된 원사를 권취하는 권취기;를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조장치에 있어서, 상기 냉각기와 제1고뎃롤러 사이에는 상기 재료의 균일한 연신을 위해 제1고뎃롤러 이전에 상기 재료를 오일링할 수 있도록 하는 집속오일링기가 더 마련된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조장치에 있어서, 상기 제1, 2고뎃롤러는 이들 사이에서 소정의 연신비를 조절하여 방사직접연신법 또는 부분배향사로 제조하여 추가 연신이나 가연공정을 통해 연신사 또는 가연사를 제조할 수도 있도록 하는 것일 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조방법은, 마스터배치 사일로에 보관되어 있는 피부유용성분이 담지된 메조기공 제올라이트 마스터배치칩과 폴리아마이드 사일로에 보관되어 있는 일반 폴리아마이드칩을 계량혼합공급기로 공급하고 균일하게 혼합하는 단계; 상기 계량혼합공급기에서 균일하게 혼합된 재료를 익스트루더에서 용융하는 단계; 상기 익스트루더에서 용융된 재료를 모터에 의해 스핀블록으로 이송하는 단계; 상기 모터에 의해 이송되는 재료를 정량공급펌프를 통해 정량씩 공급하는 단계; 상기 정량공급펌프를 통해 상기 스핀블록으로 이송된 재료를 방사노즐로 토출하는 단계; 상기 스핀노즐에서 방사된 재료를 냉각기를 통해 냉각시키는 단계; 상기 냉각기를 통과하여 냉각되고 고화된 재료를 제1, 2고뎃롤러를 통해 연신시키는 단계; 및 상기 제1, 2고뎃롤러를 통해 연신된 원사를 권취기에 권취시키는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조방법에 있어서, 상기 냉각기와 제1고뎃롤러 사이에서 상기 재료의 균일한 연신을 위해 제1고뎃롤러 이전에 상기 재료를 집속오일링기를 통해 오일링하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조방법에 있어서, 상기 제1, 2고뎃롤러는 이들 사이에서 소정의 연신비를 조절하여 방사직접연신법 또는 부분배향사로 제조하여 추가 연신이나 가연공정을 통해 연신사 또는 가연사를 제조할 수도 있도록 하는 것일 수 있다.
상기와 같이 기술된 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 마이크로캡슐에 담지된 피부유용성분이 원사 내에 포함되어 있어, 장기간 피부유용성분의 유지 및 성분 유효기간이 개선될 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 단면의 형태에 제한을 두지 않고 피부 보습효과를 배가시키기 위해 섬유 단면 형태를 편평사 단면을 적용할 수 있으며, 단면의 형태를 변경하여 피부와 접촉하는 섬유의 면적을 증가시켜 피부 보습 및 탄역 효과를 증가시킬 수 있고, 원적외선 방출물질의 원적외선에 의한 피부를 활성화시키고 피부 수분 및 물질의 순환을 촉진시킴으로써 피부의 항상성을 유지할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 피부 유용성분이 마이크로캡슐에 담지되어 원사 내에 혼입되어 있어, 세탁 및 물리적 마찰 등 외력에 의한 탈락이 없어 효능의 균일성과 지속성이 장기간 유지될 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 특히 그 제조방법에 있어서 방사 작업성이 우수하게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의해 제조된 복합기능성섬유에 포함되는 서방성 마이크로캡슐에 유효성분이 담지된 기능성 마이크로캡슐의 전자현미경 사진이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의해 제조된 폴리아마이드 섬유의 전자현미경 사진이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 제조장치를 나타낸 개략도이다.
이하, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합기능성섬유에서, 편평사라 함은 원형 단면을 일자 형상으로 늘린 것처럼 길게 타원으로 제조되어지는 섬유를 의미한다.
또한, 추가적으로 쾌적성을 발현하기 위하여 삼산, 사산, 오산 등을 갖는 섬유의 단면도 가능하다.
그리고, 본 발명의 하나의 양상은 피부유용성분을 담지한 기능성 마이크로캡슐을 포함하는 복합기능성섬유에 관한 것이다.
또한, 원사의 단면을 원형 또는 이보다 피부와 접촉면적을 넓힐 수 있는 편평 단면으로 하여 피부유용효과를 향상시킬 수 있다. 이때의 편평가의 이형도는 3 이상을 적용한다.
그리고, 본 발명의 복합 기능성 폴리아마이드 섬유는 단사 섬도가 0.5~5데니어로 원사내 피부 보습이나 기타 유효성분이 원사 내에 잔존하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 마이크로캡슐 담지체는 피부에 접촉시 서서히, 지속적으로 피부 보습 성분이나 기타 유효성분을 지속적으로 방출하는 담지체로서, 평균 입경이 0.1 내지 5㎛, 바람직하게는 0.5 내지 3㎛로서, 이러한 담지체에 피부 보습 및 탄력 성분이 담지된다.
상기 마이크로캡슐에 담지되는 피부 보습 및 탄력 성분들로써, 마이크로캡슐에 담지될 수 있는 피부 보습 성분이라면 모두 사용 가능하며, 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Nanural Moisturizing factor), 히알루론산, 비타민 A 및 이의 유도체, 비타민 C 및 이의 유도체, 비타민 E 및 이의 유도체, 글루코스, 우레아, 솔비토르 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기이온성분, 트리글리세라미드, 미네랄, 오일, 실리콘, 스쿠알렌, 세라마이드, 콜레스테롤, 왁스, 카페인, 및 천연 추출물(사이프러스 오일, 녹차오일, 함초 추출물, 알긴산, 히알루론산, 아마씨 오일, 해바라기씨오일, 피마자오일, 마카다미아 오일, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 달맞이 꽃 종자유, 동백오일, 포도씨오일, 호호바오일, 홍화씨오일) 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 피부 보습 성분의 함량은 서방성 마이크로캡슐의 중량 기준 10 내지 80중량%(마이크로캡슐 전체 중량 기준)가 담지될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 피부 보습 및 탄력 성분 외에 본 발명을 저해하지 않는 범위 내에서 다양한 유효성분을 더 첨가할 수 있다.
전술한 피부 보습 및 탄력 성분이 담지된 마이크로캡슐은 다음과 같은 방법으로 제조하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
먼저, 피부 보습 및 탄력 성분을 담지한 마이크로캡슐 제조 단계로, 계면활성제, 피부 유용성 성분 및 마이크로캡슐의 내부 외벽형성용 고분자를 혼합하여 유화하고, 상기 유화액에 외부 외벽형성용 고분자를 가하여 반응시킨 후, 외벽 내에 경화제를 투입하여 반응시킨 후 상온으로 냉각하여 피부 유용성 성분을 담지한 마이크로캡슐을 제조한다.
피부 유용성 성분은 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Nanural Moisturizing factor), 히알루론산, 비타민 A 및 이의 유도체, 비타민 C 및 이의 유도체, 비타민 E 및 이의 유도체, 글루코스, 우레아, 솔비토르 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기이온성분, 트리글리세라미드, 미네랄, 오일, 실리콘, 스쿠알렌, 세라마이드, 콜레스테롤, 왁스, 카페인, 및 천연 추출물(사이프러스 오일, 녹차오일, 함초 추출물, 알긴산, 히알루론산, 아마씨 오일, 해바라기씨오일, 피마자오일, 마카다미아 오일, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 달맞이 꽃 종자유, 동백오일, 포도씨오일, 호호바오일, 홍화씨오일) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 피부 보습 및 탄력 성분 군에서 하나 이상의 성분을 선택하여 사용한다.
본 발명에서는 내열성, 기계적 마찰에 대한 내구성, 세탁 내구성 등을 향상시키기 위해 마이크로캡슐의 외벽을 열경화성 수지류인 멜라민, 우레아, 벤조구아민 수지 및 이들의 복합수지를 사용하고, 내부 외벽은 폴리우레탄, 에폭시, 폴리우레아, 폴리메틸메타크릴레이드, 폴리스타이렌 등의 재질을 이용될 수 있다.
상기 제조된 이중 외벽의 마이크로캡슐은 피부유용성분을 10~80중량%(마이크로캡슐 전체 중량 기준)를 함유할 수 있으며, 함량이 10중량% 미만이면 피부유용성분이 낮아 마이크로캡슐 외부로의 확산 및 섬유 표면으로의 확산이 낮아 피부 보습 및 탄력 증진 효과의 저하가 발생하며, 80중량%를 초과하면 마이크로캡슐의 제조가 어렵다.
마이크로캡슐의 제조에 있어서, in-situ 중합법에 의해 제조되는 외부 외벽의 경화온도는 60~105℃가 적당하며, 60℃ 미만은 반응속도가 느려 제조시간이 장시간 소요되는 문제가 있고, 105℃ 이상은 반응 조절이 어렵고 외벽의 경화도가 너무 높아 내부 외벽을 형성시키기 어렵다.
외부 외벽이 경화되기 전 내부 외벽 경화제를 투입하여 계면 중합법에 의해 형성되는 내부 외벽의 경화 온도는 70~110℃ 반응시킨다.
70℃ 미만인 경우 반응속도가 느려 제조시간이 장시간 소요되는 문제가 있으며, 110℃를 초과할 경우 반응 조절이 어렵고 과도한 경화로 담지물질의 확산을 저해하는 문제가 발생한다.
그리고, 내부 외벽 경화제는 외부 외벽의 미세기공으로 침투되어 내부 외벽을 형성하는 반응이 시작된다.
그리고, 내부 외벽의 경화제는 수용성으로써, 1차로 형성된 외부 외벽의 주위에서만 계면 중합이 일어나게 되며 외부 외벽의 치밀성을 높이는 역할로서 내열성을 높이는 작용을 한다.
상기 경화제로는 경화속도가 빠른 디아민류, 트리아민류 등에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 마이크로캡슐은 평균 입경이 0.1 내지 5㎛이고, 0.4 내지 3㎛ 이 바람직하다.
최대 입경은 5㎛ 이하이고, 0.1㎛ 이하인 마이크로캡슐은 폴리아마이드에 분산시 재응집의 문제가 있으며, 5㎛ 이상은 방사의 제사성을 저하할 수 있다.
본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유는 원적외선 방출 물질을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 원적외선 방출물질은 4~20um의 파장 영역에서 강한 원적외선 방출 효과가 있는 세라믹을 사용할 수 있다.
본 발명에서 언급하는 "4~20㎛의 파장 영역에서 강한 원적외선 방출 효과가 있는 세라믹"이라는 용어는 FT-IR 분광분석기로 4~20㎛의 파장 영역에서의 분광 방사율을 측정하였을 때 0.9 이상의 방사율이 측정되는 세라믹을 의미한다.
원적외선은 가시광선보다 강한 열작용을 하여 방사에너지가 직접적, 순간적으로 열에너지로 전환된다.
원적외선은 건선, 아토피성 피부염 등과 같은 피부 질환에 치료에 이용되고 있으며, 불면증 환자의 수면유도 효과 및 혈액 순환 촉진 효과 등이 있는 것으로 보고되고 있다.
원적외선 방출물질의 예로서 맥반석, 토르말린, 옥, 수정, 사파이어, 루비, 블러드스톤, 터키석 및 문스톤, 점토, 황토, 지르코늄 실리케이트, 징크옥사이드. 제올라이트 및 대나무 챠콜 등을 예로 들 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
토르말린은 피부 순환을 촉진해 주는 기능을 하며, 토르말린의 음이온과 미약한 전류가 피부에 닿아 상승효과를 내므로 피부미용에 효과적이다.
또한, 원적외선을 방출해 피부를 활성화 시켜 주므로 미용과 피부 건강 유지에 우수하다.
그리고, 옥은 인체에 유리한 다량의 미네랄 원소를 함유하고 있으며, 원적외선 방출 효과가 높고, 옥으로부터 방출된 원적외선은 피부 수분 및 물질의 순환을 촉진시켜 피부가 건강해지고 생기가 있도록 도와준다.
그리고, 자수정은 규칙적인 파장을 발산해 심신의 안정에 탁월한 효과가 있으며, 자수정으로부터 발산된 원적외선은 생체 활성 에너지 부여하고 피부 보호력을 지니고 있어 피부 트러블을 케어해 주는 역할을 한다.
본 발명의 복합기능성섬유는 원형 단면 외에 이형 단면으로 제조될 수 있으며, 특히, 원형 단면 외의 이형 단면은 삼산, 사산, 오산 또는 육산 모양으로 형성될 수 있다.
원사의 단면을 원형 또는 이보다 피부와의 접촉면적을 넓힐 수 있는 편평 단면으로 하여 피부 보습효과를 향상 시킬 수 있다. 이때의 편평사의 이형도는 3 이상을 적용한다.
본 발명의 복합 기능성 폴리아마이드 섬유는 피부유용성분을 포함하는 서방성 마이크로캡슐의 평균 입도가 0.1 내지 5㎛이고, 이러한 기능성 미립자는 0.1에서 5중량%의 함량으로 포함하며, 단사 섬도가 0.5에서 5데니어이다.
최종 섬유내 피부유용성분 담지 서방성 마이크로캡슐의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능의 저하를 가져오며, 5.0중량% 초과시에는 기능성의 향상은 크지 않고 방사 작업성 및 물성 저하가 커지는 문제가 있다.
본 발명의 다른 실시예는 복합 기능성 폴리아마이드 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 피부 보습 및 탄력 성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐을 이용하여 섬유를 제조하는 것으로, 마이크로캡슐의 외부 외벽은 멜라민 수지, 내부 외벽은 에폭시인 마이크로캡슐을 담지체로 하여, 섬유내에 0.1에서 5중량%(섬유 전체 중량 기준)로 혼합 첨가하고, 원적외선 물질을 추가로 투입하여 복합 기능성을 갖는 복합 기능성 폴리아마이드 섬유를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복합기능성섬유 제조방법에서는 피부에 유용한 성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐을 폴리아마이드 수지와 혼합하여 마스터배치칩을 제조하고, 제조된 마스터배치칩을 일반 폴리아마이드 칩과 혼합 용융하여 방사한다. 방사시 원형 단면 방사 구금 외에 이형 단면 방사 구금을 사용하여 방사할 수 있다.
본 발명의 실시예의 복합기능성섬유 제조방법에서는 피부유용성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 폴리아마이드 마스터배치칩을 제조하고, 이어서 얻어진 마스터배치칩과 일반 폴리아마이드 칩을 혼합한 후 방사한다.
방사후 노즐 보온히터를 구비하는 냉각장치를 이용하여 복합 기능성 폴리아마이드 섬유를 제조한다.
본 발명에서는 피부보습제와 같은 피부에 유용한 성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐은 먼저, 피부보습성분을 담지한 마이크로캡슐 제조단계로써, 계면활성제, 피부 유용성 성분 및 마이크로캡슐의 내부 외벽형성용 고분자를 혼합하여 유화하고, 상기 유화액에 외부 외벽형성용 고분자를 가하여 반응시키며, 외벽 내에 경화제를 투입하여 반응시킨 후 상온으로 냉각하여 피부 유용성 성분을 담지한 마이크로캡슐을 제조한다.
피부 유용성 성분은 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Nanural Moisturizing factor), 히알루론산, 비타민 A 및 이의 유도체, 비타민 C 및 이의 유도체, 비타민 E 및 이의 유도체, 글루코스, 우레아, 솔비토르 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기이온성분, 트리글리세라미드, 미네랄, 오일, 실리콘, 스쿠알렌, 세라마이드, 콜레스테롤, 왁스, 카페인, 및 천연 추출물(사이프러스 오일, 녹차오일, 함초 추출물, 알긴산, 히알루론산, 아마씨 오일, 해바라기씨오일, 피마자오일, 마카다미아 오일, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 달맞이 꽃 종자유, 동백오일, 포도씨오일, 호호바오일, 홍화씨오일) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 피부 보습 성분 군에서 하나 이상의 성분을 선택하여 사용한다.
본 발명에서는 내열성, 기계적 마찰에 대한 내구성, 세탁 내구성 등을 향상시키기를 위해 마이크로캡슐의 외벽을 열경화성 수지류인 멜라민, 우레아, 벤조구아민 수지 및 이들의 복합수지를 사용하고, 내부 외벽은 폴리우레탄, 에폭시, 폴리우레아, 폴리메틸메타크릴레이드, 폴리스타이렌 등의 재질을 이용될 수 있다.
상기 제조된 이중 외벽의 마이크로캡슐은 피부유용성분을 10~80중량%(마이크로캡슐 전체 중량 기준)를 함유할 수 있고, 함량이 10중량% 미만이면 피부유용성분이 낮아 마이크로캡슐 외부로의 확산 및 섬유 표면으로의 확산이 낮아 피부 보습효과의 저하가 발생하며, 80중량%를 초과하면 마이크로캡슐의 제조가 어렵다.
상기 마이크로캡슐의 제조에 있어서, in-situ 중합법에 의해 제조되는 외부 외벽의 경화온도는 60~105℃가 적당하며, 60℃ 미만은 반응속도가 느려 제조시간이 장시간 소요되는 문제가 있고, 105℃ 이상은 반응 조절이 어렵고 외벽의 경화도가 너무 높아 내부 외벽을 형성시키기 어렵다.
외부 외벽이 경화되기 전 내부 외벽 경화제를 투입하여 계면 중합법에 의해 형성되는 내부 외벽의 경화 온도는 70~110℃ 반응시킨다.
경화온도가 70℃ 미만인 경우 반응속도가 느려 제조시간이 장시간 소요되는 문제가 있고, 110℃를 초과할 경우 반응 조절이 어렵고 과도한 경화로 담지물질의 확산을 저해하는 문제가 발생한다.
내부 외벽 경화제는 외부 외벽의 미세기공으로 침투되어 내부 외벽을 형성하는 반응이 시작된다.
내부 외벽의 경화제는 수용성으로, 1차로 형성된 외부 외벽의 주위에서만 계면 중합이 일어나게 되며 외부 외벽의 치밀성을 높이는 역할로서 내열성을 높이는 작용을 한다.
상기 경화제로는 경화속도가 빠른 디아민류, 트리아민류 등에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 마이크로캡슐은 평균입경이 0.1 내지 5㎛이고, 0.4 내지 3㎛ 바람직하다.
최대 입경은 5㎛ 이하이고, 0.1㎛ 이하인 마이크로캡슐은 폴리아마이드에 분산시 재응집의 문제가 있으며, 5㎛ 이상은 방사의 방사 작업성 및 물성을 저하시킬 수 있다.
마스터배치칩 제조시에는 상대점도 2.0~2.7(황산 96% 용액사용)의 폴리아마이드 칩을 이용하고, 평균입경이 1㎛인 피부유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 5에서 30중량% (폴리아마이드 칩 전체중량 대비)혼합하여 245에서 275℃에서 싱글 익스트루더 또는 트윈 익스트루더로 용융 혼합하여 마스터배치칩을 제조한다. 5% 미만인 경우 일반 폴리아마이드 칩에 희석하용하는 마스터배치의 효과가 부족하며, 30% 초과할 경우 분산이 어려워 섬유제조시 제사성이 저하되는 문제가 발생한다.
도 3은 본 발명의 실시에 사용 가능한 혼합용융 방사장치의 개략도이다. 도 3을 참고하면, 혼합용융단계에서는 피부 유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 마스터배치칩을 마스터배치 사일로(1)를 통해서 공급하고, 폴리아마이드 사일로(2)로 일반 폴리아마이드 칩을 공급하여 이들을 별도의 계량혼합공급기(3)를 이용하여 균일하게 혼합하고, 익스트루더(5)에 투입하여 용융한다.
그리고, 익스트루더(5)에는 용융된 재료를 방사노즐(8)로 보내기 위해 모터(4)가 연결되고, 익스트루더(5) 다음에서는 일정량의 용융 수지를 방사노즐(8)로 정량 공급하는 정량공급펌프(6)가 설치된다.
본 발명의 폴리아마이드 방사 섬유에는 기타의 원적외선 방사 세라믹, 분산 조제, 수지 친화조제, 산화방지제, 안정제, 난연제, 착색제, 항균제, 자외선 흡수제 등의 개질제 및 기능성을 부여하는 첨가제들을 첨가하여 사용하여도 좋다.
상기와 같이 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 폴리아마이드 마스터배치칩과 일반 폴리아마아드 칩을 혼합 용융한 후에는 스핀블록(7)에 장착된 이형방사구금에 의해 방사한다.
여기서, 원형 또는 이형 단면 방사 구금을 사용하여 원형 또는 삼산, 사산, 오산 등과 같은 편평사로 만들 수 있다.
그리고, 상기 정량공급펌프(6)를 통해 스핀블록(7)으로 공급된 혼합수지는 방사노즐(8)을 통해 토출되고 냉각기(9)를 통과시켜 냉각하여 고화시킨 후 제1고뎃롤러(11) 및 제2고뎃롤러(12)를 이용하여 연신시켜 단사섬도가 0.5 내지 5데니어이고, 5 내지 20㎛ 파장영역에서 원적외선 방사율이 0.88 이상인 원적외선 세라믹 및 피부유용성분을 함유한 합성섬유를 제조한다.
그리고, 제1고뎃롤러(11)와 제2고뎃롤러(12) 사이에서 소정의 연신비를 조절하여 방사직접연신법 또는 부분배향사로 제조하여 추가 연신이나 가연공정을 통하여 연신사 또는 가연사를 제조할 수도 있다.
이때, 균일한 연신을 위해 제1고뎃롤러 이전에 집속오일링기(10)에 의해 오일링할 수 있다. 그러고 나서, 제조된 원사(14)는 권취기(13)에 권취된다.
이하에서 실시 예에 따라 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
유화제인 스타이렌말레익 무수물의 수용성 고분자를 물에 9중량% 가하여 계면활성제를 제조하고, 제조한 계면활성제 1000mL와 피부 유용성분인 비타민 E를 500mL, 에폭시 100g을 혼합한 후 균질반응기로 6000rpm으로 60분간 유화하였다.
유화종료후 교반기에서 유화액을 교반하면서 멜라민 축합물 33g 가한 다음, pH 6, 50℃에서 6시간 반응시킨 후 상온으로 냉각하여 비타민 E가 담지된 마이크로캡슐 외부 외벽이 형성되도록 하였다.
반응온도 및 반응시간이 짧아 외부 외벽의 경화가 완전히 경화되기 전에 디에틸렌 디아민 12g을 투입한 후 85℃에서 7시간 교반하면서 반응시켜 외부외벽 및 내부 외벽을 충분히 경화시켜 비타민 E가 담지된 마이크로캡슐을 제조하였다.
이후 400메쉬의 스테인레스망에 여과하여 여과액을 초음파가 구비된 건조기에서 건조하였다.
상기 수득된 비타민 E가 담지된 서방성 마이크로캡슐은 평균 입도가 1.5㎛이었다.
상기 비타민 E가 담지된 서방성 마이크로캡슐을 폴리아미드 수지 전체중량 대비 10중량%의 함량으로 폴리아마이드 6(나일론 6) 수지와 혼합하여 마스터배치를 제조하였다.
이렇게 제조된 마스터배치를 일반 폴리아마이드 6(나일론 6) 수지에 폴리아미드 수지 전체중량 대비 10% 중량비로 혼합하여 섬유 내 비타민 E를 담지한 서방성 마이크로캡슐의 함량이 1중량% 가 되도록 혼합하였다.
도 3의 방사 장치를 이용하여, 263℃에서 3,400m/min의 속도로 방사한 다음 통상의 비접촉식 가연설비를 이용하여 가연비 1.15배로 가연하여 70데니어/48 필라멘트의 가연사로 제조하였다.
제조된 섬유의 단면은 도 2와 같으며, 얻어진 섬유의 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 2, 3]
원사내 비타민 E를 담지한 서방성 마이크로캡슐의 함량을 원사 전체중량 대비 3중량%, 5중량%로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 복합 기능성 폴리아마이드 6(나일론 6) 섬유를 제조하고, 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.
[비교예 1]
비타민 E를 유기물인 멜라민 소재의 캡슐을 담지체로 하여 담지하고 실시예 1과 같은 조건으로 방사하여 원사를 제조한 후 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
<물성 평가 방법>
1) 서방성 마이크로캡슐의 입자 평균 크기
원사 내에 투입된 피부유용성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐의 입자 크기 및 분포는 이미지 분석기가 장착된 전자현미경을 이용하여 섬유 단면을 10회 무작위로 촬영 후 무기물 입자 평균 크기를 산출하였다.
2) 균제도(Uster %)
섬유의 균제도(Uster %)는 Keisokki사의 Evenness tester를 이용하여 측정하였다.
3) 방사 작업성
방사 작업성은 120시간 동안 방사기를 가동하여 6.2kg 권량을 기준으로 하여 전체 생산 개수에 대한 만관량(Full cake)의 비율을 만관율로 하여 측정하였다.
만관율(%)= 6.2kg 만관율 / 전체 생산 개수 * 100
4) 가연작업성
가연작업성은 120시간 동안 가연기를 가동하여 2kg의 권량을 기준으로 전체생산 개수에 대한 만관량(Full cake)비율을 만관율로 하여 특정하였다.
5) 원적외선 방사율(KFIA-FI-1005)
FT-IR Spectrometer를 사용하여 온도 37℃, 원적외선 방사 영역(λ = 5~20㎛)에서 블랙바디 대비 원적외선 방사율을 측정하였다.
6) 피부 탄력 개선율, 피부 보급도 개선율, 피부 매끄러움
실시예에서 제조된 복합 기능성 폴리아마이드6(나일론 6) 섬유로 패치를 제작하여 허벅지에 28일 동안 부착 후, coneometer(CM820 Courgae + Khazaka electronic GmbH, Germany)를 이용하여 보습력을 측정하였고, 20대부터 60대까지 각 연령대의 50명의 참가자에 대한 설문조사를 통해 매끄러움, 피부 보습감의 여부를 판별하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
상기 표 1의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 복합기능성 폴리아마이드 원사는 보습력 증가율, 매끄러운 정도가 우수한 효과를 나타내며, 10회 세탁 후 성능이 유지됨을 확인할 수 있다.
원적외선 방사 영역인 파장 5에서 20㎛에서 원적외선 방사율이 높고, 10회 세탁 이후에도 원사내 유효성분의 잔존량이 20㎍ 이상되어 세탁 내구성이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
이렇게, 상기와 같이 기술된 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는 마이크로캡슐에 담지된 피부유용성분이 원사 내에 포함되어 있어, 장기간 피부유용성분의 유지 및 성분 유효기간이 개선될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 단면의 형태에 제한을 두지 않고 피부 보습효과를 배가시키기 위해 섬유 단면 형태를 편평사 단면을 적용할 수 있으며, 단면의 형태를 변경하여 피부와 접촉하는 섬유의 면적을 증가시켜 피부 보습 및 탄역 효과를 증가시킬 수 있고, 원적외선 방출물질의 원적외선에 의한 피부를 활성화시키고 피부 수분 및 물질의 순환을 촉진시킴으로써 피부의 항상성을 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 피부 유용성분이 마이크로캡슐에 담지되어 원사 내에 혼입되어 있어, 세탁 및 물리적 마찰 등 외력에 의한 탈락이 없어 효능의 균일성과 지속성이 장기간 유지될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 복합기능성섬유 제조장치 및 방법에 의한 복합기능성섬유는, 특히 그 제조방법에 있어서 방사 작업성이 우수하게 된다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
1 : 마스터배치 사일로 2 : 폴리아마이드 사일로
3. 계량혼합공급기 4 : 모터
5 : 익스트루더 6 : 정량공급펌프
7 : 스핀블록 8 : 방사노즐
9 : 냉각기 10 : 집속오일링기
11 : 제1고뎃롤러 12 : 제2고뎃롤러
13 : 권취기 14 : 폴리아마이드 섬유

Claims (6)

  1. 피부에 적용시에 피부유용성분을 서서히 지속적으로 방출할 수 있도록 하는 피부유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합기능성섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서방성 마이크로캡슐은 외벽이 열경화성 수지류인 멜라민, 우레아, 벤조구아민 수지 및 이들의 복합수지 중 선택된 수지이고, 내부 외벽은 폴리우레탄, 에폭시, 폴리우레아, 폴리메틸메타크릴레이드 및 폴리스타이렌 및 이들의 복합수지 중 선택된 수지인 것을 특징으로 하는 복합기능성섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피부유용성분은 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Nanural Moisturizing factor), 히알루론산, 비타민 A 및 이의 유도체, 비타민 C 및 이의 유도체, 비타민 E 및 이의 유도체, 글루코스, 우레아, 솔비토르 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기이온성분, 트리글리세라미드, 미네랄, 오일, 실리콘, 스쿠알렌, 세라마이드, 콜레스테롤, 왁스, 카페인, 및 천연 추출물(사이프러스 오일, 녹차오일, 함초 추출물, 알긴산, 히알루론산, 아마씨 오일, 해바라기씨오일, 피마자오일, 마카다미아 오일, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 달맞이 꽃 종자유, 동백오일, 포도씨오일, 호호바오일, 홍화씨오일)등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 하나 이상의 성분임을 특징으로 하는 복합기능성섬유.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복합기능성섬유는 상기 피부유용성분을 담지한 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 이외에, 맥반석, 토르말린, 옥, 수정, 사파이어, 루비, 블러드스톤, 터키석 및 문스톤, 점토, 황토, 지르코늄 실리케이트, 징크옥사이드, 제올라이트 및 대나무 챠콜로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 원적외선 방출물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합기능성섬유.
  5. 피부유용성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 마스터배치칩이 보관되는 마스터배치 사일로;
    일반 폴리아마이드칩이 보관되는 폴리아마이드 사일로;
    상기 각 사일로에서 공급된 마스터배치칩과 일반 폴리아마이드칩을 균일하게 혼합하는 계량혼합공급기;
    상기 계량혼합공급기에서 균일하게 혼합된 재료를 용융하는 익스트루더;
    상기 익스트루더에서 용융된 재료를 다음단계로 이송하기 위한 모터;
    상기 모터에 의해 이송되는 재료를 정량씩 공급하기 위한 정량공급펌프;
    상기 정량공급펌프를 통해 공급된 재료를 토출하기 위한 방사노즐을 갖는 스핀블록;
    상기 스핀노즐에서 방사된 재료를 냉각시키는 냉각기;
    상기 냉각기를 통과하여 냉각되고 고화된 재료를 연신하기 위한 제1, 2고뎃롤러; 및
    상기 제1, 2고뎃롤러를 통해 연신된 원사를 권취하는 권취기;
    를 포함하는 복합기능성섬유 제조장치.
  6. 마스터배치 사일로에 보관되어 있는 피부유용성분이 담지된 서방성 마이크로캡슐을 함유하는 마스터배치칩과 폴리아마이드 사일로에 보관되어 있는 일반 폴리아마이드칩을 계량혼합공급기로 공급하고 균일하게 혼합하는 단계;
    상기 계량혼합공급기에서 균일하게 혼합된 재료를 익스트루더에서 용융하는 단계;
    상기 익스트루더에서 용융된 재료를 모터에 의해 스핀블록으로 이송하는 단계;
    상기 모터에 의해 이송되는 재료를 정량공급펌프를 통해 정량씩 공급하는 단계;
    상기 정량공급펌프를 통해 상기 스핀블록으로 이송된 재료를 방사노즐로 토출하는 단계;
    상기 스핀노즐에서 방사된 재료를 냉각기를 통해 냉각시키는 단계;
    상기 냉각기를 통과하여 냉각되고 고화된 재료를 제1, 2고뎃롤러를 통해 연신시키는 단계; 및
    상기 제1, 2고뎃롤러를 통해 연신된 원사를 권취기에 권취시키는 단계;
    를 포함하는 복합기능성섬유 제조방법.
KR1020200157481A 2020-11-23 2020-11-23 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법 KR20220071990A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200157481A KR20220071990A (ko) 2020-11-23 2020-11-23 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200157481A KR20220071990A (ko) 2020-11-23 2020-11-23 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220071990A true KR20220071990A (ko) 2022-06-02

Family

ID=81985136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200157481A KR20220071990A (ko) 2020-11-23 2020-11-23 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220071990A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115323522A (zh) * 2022-09-20 2022-11-11 江苏集萃先进纤维材料研究所有限公司 一种抗菌聚酰胺纤维及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110100009A (ko) 2010-03-03 2011-09-09 구창모 홍삼성분 함유 가공섬유 및 양말

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110100009A (ko) 2010-03-03 2011-09-09 구창모 홍삼성분 함유 가공섬유 및 양말

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115323522A (zh) * 2022-09-20 2022-11-11 江苏集萃先进纤维材料研究所有限公司 一种抗菌聚酰胺纤维及其制备方法
CN115323522B (zh) * 2022-09-20 2023-08-18 江苏集萃先进纤维材料研究所有限公司 一种抗菌聚酰胺纤维及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2569657T3 (es) Composición polimérica, procedimiento para la fabricación de la composición polimérica, artículos a base de esta composición polimérica y utilización de estos artículos
EP1221927A4 (en) FACE MASK OF ELECTRO-SPUN FIBERS AND THEIR USE
Muñoz et al. Functional textiles for skin care active substance encapsulation
CN111379037A (zh) 一种护肤纤维及其制备方法和应用
CN111485420A (zh) 一种具有半互穿网络结构的护肤纤维及其制备方法和应用
CN105821503A (zh) 一种含有多种氨基酸和微量元素的珍珠抗菌纤维及其制备方法
KR20220071990A (ko) 복합기능성섬유 및 그 제조장치 및 방법
KR101879119B1 (ko) 복합기능성 코스메틱 섬유 및 그의 제조방법
CN111733471A (zh) 一种缓释护肤成分的护肤纤维及其制备方法和应用
CN111394814A (zh) 一种护肤复合纤维及其制备方法和应用
CN101570935B (zh) 一种高亲水真丝纤维水刺非织造材料的改性制备方法
CN111379057A (zh) 一种多功能护肤纱线及其制备方法和用途
JP2000226777A (ja) 角質層の新陳代謝を促進する被服並びにマイクロカプセルの付着方法
CN110117836A (zh) 含玉石粉的原丝的制备方法及含有该原丝的床上用品面料
CN111851078B (zh) 一种芳香非织造布及其制备方法
CN109602633A (zh) 大豆纤维混配粘胶纤维的护肤材料及其制备方法和应用
KR102298553B1 (ko) 흑운모 입자를 포함하는 원사 및 이의 제조방법
KR102375120B1 (ko) 캡슐형 보습 가공제와 이를 적용한 보습 섬유 원단 및 이들 각각에 대한 제조방법
CN215426220U (zh) 一种具有护肤功效的无纺布桑拿用品
CN109112724A (zh) 一种耐洗抑菌水刺无纺材料及其制备方法
KR20220139584A (ko) 자성광물체 입자를 포함하는 원사 및 이의 제조방법
KR102336619B1 (ko) 코스메틱 나일론 섬유 및 이의 제조방법
CN111379038A (zh) 一种护肤纤维及其制备方法和应用
KR100416822B1 (ko) 백토를 함유한 합성섬유사 및 그 제조방법
KR101133851B1 (ko) 천연 추출물 처리 장섬유 스펀본드 부직포 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application
N231 Notification of change of applicant