KR930009832B1 - 태양열 선택 흡수 특성을 갖는 합성섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

태양열 선택 흡수 특성을 갖는 합성섬유의 제조방법

본 발명은 합성섬유를 제조하는 과정에서 분산조제를 사용하여 합성섬유 내부에 태양열 선택 흡수 특성을 갖는 세라믹 미립자(이하 세라믹 미립자라 함)가 균일하게 분포되도록 하는 태양열 선택 흡수 특성을 갖는 합성섬유의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 일본 공개 특허 공보 평1-132816호에 의하면 탄화지르코늄계 무기물질을 폴리아미드, 폴리에스테르 조성물 내부에 포함시켜 원사를 제조하고 이를 섬유 구조물화했을 경우 섬유 내부의 탄화지르코늄이 태양광 중의 가시광선 및 근적외선을 흡수하여 원적외선으로 치환, 방출하므로써 우수한 보온효과를 얻을 수 있다고 개시된바 있다.

그러나 합성섬유 내부에 태양열 선택 흡수 특성을 갖는 세라믹 미립자를 분포시킬 경우 세라믹 미립자의 함량 증가에 따라 고분자 물질 내부에서 세라믹 입자간의 응집이 발생하여 방사시 방사압력이 증가하고 제사 작업성 및 섬유 물성이 저하되는 문제가 있다.

세라믹 미립자를 원사 제조시에 도입시킴에 있어서의 문제점은 섬유에 대한 세라믹 미립자의 함량과 밀접한 관계가 있다. 상대적으로 그 함유량이 적은 경우, 방사작업성 및 연신 등의 공정 수율은 양호하지만, 보온 등의 효과를 얻기에는 불충분하다. 반면에 과량의 세라믹 미립자를 분포시킬 경우 고분자 내에서 세라믹 입자간에 응집이 발생하여 방사 작업성이 불량하며 섬유의 제반 물성도 악화된다.

세라믹 미립자를 고분자 물질내에 분포시키는 방법으로서, 고분자 중합 공정에 투입하는 방법, 마스터 펠렛화한 후 기본 고분자 물질과 혼합시키는 방법, 방사전에 투입하는 방법등이 있다.

이런 방법들을 통해 고분자 물질내에 세라믹 미립자를 분포시킬 때, 세라믹 미립자들은 고분자와의 친화력이 없고 입자 상호간의 작용에 의해 응집하여, 고분자 물질 내에서 조입자를 형성, 방사작업시 작업성을 저하시키는 원인이 된다.

본 발명자들은 이런 점을 착안하여 세라믹 미립자로 주기율표 상의 제Ⅳ족 천이 금속 화합물을 통상의 합성섬유 내부에 균일하게 분포시키기 위하여, 일반식(Ⅰ)의 분산조제를 사용하여 세라믹 미립자의 응집을 방지함은 물론, 균일하게 분포시킴으로써, 조업성이 우수하며 제반물성이 양호하고 보온효과가 우수하며 태양열 선택 흡수 특성을 갖는 합성섬유를 제조하였다

여기서 A는 1∼5개의 탄소를 포함하고 있는 메톡시기이며, B는 1∼5개의 탄소를 포함하고 있는 탄화수소군이고, M은 지르코늄 또는 티타늄 원소이며, R은 인 또는 1∼2개의 아미노기를 포함하면서 2∼8개의 탄소를 포함하고 있는 탄화수소군이고, n은 1∼5의 정수이다.

본 발명에 사용된 세라믹 미립자는 주기율표상의 제Ⅳ족 천이 금속 탄화물로써 구체적인 예로 탄화지르코늄, 탄화티탄, 탄화하프늄 등이 있으며 고분자에 대한 첨가량은 통상 0.1∼10중량%가 좋다.

본 발명에 사용된 세라믹 미립자의 입자크기는 방사작업성 및 섬유제반 물성에 영향을 미치므로 5미크론 이하의 것이 좋다. 만일 5미크론을 초과한 것은 사용할 경우 방사작업성이 저하되며 사의 절단이나 물성 저하의 문제를 일으킨다.

본 발명에 사용된 분산조제의 구체적인 예로, 네오펜틸(디아릴)옥시 트리(디옥틸파이로 포스테이토 티타네이트, 네어펜틸(디아릴)옥시 트리(N-에틸렌 디아미노)메틸 티타네이트, 네오펜틸(디아릴)옥시 트리(m-아미노) 페닐 티타네이트, 네어펜틸(디아릴)옥시 트리(디옥틸)파이로 포스페이토 지르코네이트, 네오 펜틸(디아릴)옥시 트리(N-에틸렌 디아미노)메틸 지르코네이트, 네어펜틸(디아릴)옥시 트리(m-아미노)페닐지르코네이트로써 첨가량은 첨가된 세라믹 미립자에 대해 0.5∼50중량%가 좋다. 이 분산조제를 0.5중량% 미만으로 첨가할 경우 세라믹 미립자가 합성섬유 내에 균일하게 분산되지 않고 조입자를 형성하여 방사작업이 불량하며, 20중량%를 초과하여 첨가하면 세라믹 미립자가 합성섬유내에 균일하게 분산되지만 분산조제의 전체 함량이 과도하여 방사작업성이 저하되며 섬유의 물성이 나빠진다.

본 발명으로 제조된 원사는 통상의 방사구금 또는 복합 방사구금을 사용하여 제조하였는데 그 단면 형태는 원형, 삼각형, 타원형, 사이드 바이 사이드, 시이드 앤 코어형 등 기존의 어떤 형상으로도 제조할 수 있으며 시이드 앤 코어형으로 제조할 경우 원심형, 중공포함형, 편심형 등으로 구성하여도 좋다.

본 발명 원사의 구성 고분자 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴로 니트릴 등으로 구성할 수 있으며, 복합구조로 형성할 경우 기존의 합성 고분자 물질을 복합해서 제조하여도 무방하다.

또한 사용 용도에 따라 적합한 요구 특성에 맞는 첨가제 및 분산조제, 윤활제, 난연제, 열안정제, 착색제, 산화방지제, 자외선흡수제 등의 개질제 및 기능을 부여하는 물질들을 첨가하여 사용하여도 좋다.

또한, 본 발명 원사는 연신, 가연 등의 원사 가공을 통해 여러 용도에 응용할 수도 있다. 이렇게 제조된 원사를 그 단독 또는 통상의 섬유와 혼합하여 종래와 같은 방법으로 목적하는 직, 편물로 구성하여 스키복, 방한복, 유니폼, 수영복등 보온성이 요구되는 용도에 사용할 수 있다.

본 발명에 대한 구체적인 실시예를 설명하기에 앞서서, 실시예에서의 합성 고분자 물질내의 세라믹 미립자의 분산성을 다음과 같이 측정하였다. 세라믹 미립자를 함유하고 있는 합성 고분자 펠렛 10미리그램을 18×18미리미터 크기의 현미경 카바 글라스 사이에 놓고 200∼300℃의 핫 플레이트 상에서 열접착시켜 필름을 제조한 다음 상분석기(일본, EIKO제)를 이용하여 합성 고분자 물질 내부의 세라믹 미립자의 평균 입자경을 산출하여 분산성을 평가하였다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.

또한 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

고점유도가 0.63인 폴리에틸렌테레프탈레이드 94중량%에 평균입경 0.8미크론의 탄화지르코늄 세라믹 미립자(이하 a라함) 6중량%와 네오 펜틸(디아릴옥시 트리(N-에틸렌디아미노)에틸티타네이트(이하 b라함)를 a에 대하여 0.5중량% 첨가하여 이축혼연기에서 280℃로 용융혼합하여 세라믹 혼합 조성물을 제조한다.

이 세라믹 혼합 조성물을 고유점도 0.63의 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 중량비율 50 : 50으로 혼합하여 이것을 코어 성분으로 하고, 별도의 고유점도 0.63의 폴리에틸렌테레프탈이트를 시이드 성분으로 하여 285℃에서 동심원형 시이드 앤 코어 구조의 복합 필라멘트로 용융방사 하고, 냉각 고화시키면서 3,000m/min로 권취하여 120데니어/36필라멘트사를 얻었다.

이 필라멘트사를 가연가공기(SDS 7, 영국제)를 사용하여 시속 700m/min, 꼬임수 3,500t/min, 온도 200℃, 연산 배율 1.4, 가연장력 20/8g을 적용하여 75데니어/36필라멘트의 폴리에틸렌테레프탈레이드 가연사를 제조하였다.

이때의 가연사의 물성, 펠렛내의 세라믹 미립자의 분산성 및 조업성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

b를 a에 대하여 20중량% 첨가하여 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

[비교예 1]

b를 첨가하지 않고 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

[비교예 2]

b를 a에 대하여 0.4중량% 첨가하여 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

[비교예 3]

b를 a에 대하여 25중량% 첨가하여 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

[표 1]

(범례 : ○ : 양호, × : 불량)

Claims (3)

1. 주기율표 상의 제Ⅳ족에 속하는 천이 금속 탄화물을 고분자 물질내부에 균일하게 분산시켜서 보온성이 우수한 합성섬유로 제조함에 있어서, 다음 일반식(Ⅰ)로 표시되는 분산조제를 사용함을 특징으로 하는 태양열 선택흡수 특성을 갖는 합성섬유의 제조방법.

   여기서, A는 1∼5개의 탄소를 포함하고 있는 메톡시기이며 B는 1∼5개의 탄소를 포함하고 있는 탄화수소군이고, M은 지르코늄 또는 티타늄 원소이며, R은 인 또는 1∼2개의 아미노기를 포함하면서, 2∼8개의 탄소를 포함하고 있는 탄화수소군이고, n은 1∼5의 정수이다.
2. 제 1 항에 있어서, 합성 고분자 물질이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴인 것을 특징으로 하는 태양열 선택흡수 특징으로 갖는 합성섬유의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 분산조제의 첨가량이 주기율표상의 제Ⅳ족의 천이 금속 탄화물의 첨가량에 대하여 0.5∼20중량%인 것을 특징으로 하는 태양열 선택 흡수 특성을 갖는 합성섬유의 제조방법.