KR100815459B1 - 이온광석 분말이 함유된 섬유 및 마스터뱃치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항균, 탈취, 음이온 발생 및 원적외선 방사기능을 갖는 이온광석분말과 은(Ag) 또는 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 등으로 조성된 혼합분말을 합성수지와 혼합 용융 방사하여 섬유 및 섬유를 제조하기 위한 마스터뱃치(MB)를 제조하기 위한 이온광석 분말이 함유된 섬유 및 마스터뱃치(MB)의 제조방법에 관한 것으로, 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플로루오에틸렌 중 어느 1종을 선택하여 구비되는 합성수지원료 80 ~ 95중량%와, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 기능성입자 5 ~ 20중량%를 혼합하여 방사하여 구비되고 또한, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 구비되는 입자A, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 구비되는 입자B, 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종을 선택하여 합성수지를 준비하는 재료준비단계, 상기 재료준비단계에서 준비된 입자A 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량% 또는 입자B 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량%를 혼합하여 마스터뱃치(MB)를 구비하는 마스터뱃치(MB) 형성단계, 상기 마스터뱃치(MB) 형성단계에서 구비된 마스터뱃치(MB) 0.5 ~ 15중량%와 합성수지 85 ~ 99.5중량%, 또는 마스터뱃치(MB)0.5 ~ 15중량%와 합성수지 0.5 ~ 15중량%를 혼합하여 용융 방사하는 섬유형성단계로 이루어지며, 본 발명에 따라 제조된 섬유는 인체에 유익한 성분이 다량 함유하고 다양한 기능성을 가지는 이온광석 분말이 함유된 환경 친화적인 이온광석 분말이 함유하고 있어, 여과, 탈취, 음이온방출, 양이온중화효과, 원적외선 방사효과, 공기정화, 물의 정화 효과 및 습도조절효과가 있다.

합성수지, 숯, 여과, 탈취, 은(Ag), 무기항균제, 합성섬유, 이온광석, 음이온, 양이온, 원적외선, 제올라이트, 황토, 해조류, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 성광석, 규석, 제올라이트

Description

이온광석 분말이 함유된 섬유 및 마스터뱃치의 제조방법{method for producing textiles and masterbatch contained of powdered ore}

본 발명은 항균, 탈취, 음이온 발생 및 원적외선 방사기능을 갖는 이온광석분말과 은(Ag) 또는 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 등으로 조성된 혼합분말을 합성수지와 혼합 용융 방사하여 섬유 및 섬유를 제조하기 위한 마스터뱃치를 제조하기 위한 이온광석 분말이 함유된 섬유 및 마스터뱃치의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 제조된 섬유는 인체에 유익한 성분을 다량 함유하고 다양한 기능성을 가지는 이온광석 분말이 함유된 환경 친화적인 이온광석 분말을 함유하고 있어, 여과, 탈취, 음이온방출, 양이온중화효과, 원적외선 방사효과, 공기정화, 물의 정화 효과 및 습도조절효과가 있다.

섬유는 대단히 길고 가늘며 연하게 굽힐 수 있는 천연 또는 인조의 선상(線狀) 물체를 의미하는 것으로, 섬유는 직물의 원료가 될 뿐만 아니라 편물·로프·그물·펠트 등 섬유제품의 원료 및 제지(製紙)의 원료로 쓰이는 것이 특징이고, 공업재료로서의 물성은 불휘발성(不揮發性)이고, 물이나 그 외 다른 용제에 녹지 않거나 또는 잘 녹지 않아야 하며 열에 대하여 안정되고, 화합물로서의 안정성을 가 져야 한다. 또 어느 정도의 강도 및 신도(伸度)를 가져야 하고 적당한 탄성(彈性) 및 가소성(可塑性) 등의 성질도 가져야 한다.

용도에 따라 방직용·제강용·제지용·펄프용 섬유 등으로 분류할 수 있으며, 이중 가장 많이 쓰이는 것이 방직용 섬유이고, 섬유제품의 원료에 쓰이는 섬유를 그 생성과정에 따라 대별하면 천연섬유와 인조섬유로 나누어진다. 천연섬유에는 식물섬유·동물섬유·광물섬유가 있으며, 식물섬유에는 면화(棉花)·케이폭면(kapok棉)·코이어(coier) 등의 종자섬유(種子纖維)와 마닐라삼·사이잘삼 등의 엽맥섬유(葉脈纖維), 그리고 아마·모시풀·황마·삼 등의 인피섬유(靭皮纖維)가 있고, 동물섬유에는 양모·산양모·낙타털·캐시미어 등의 수모섬유(獸毛纖維)와 가잠견(家蠶絹)·야잠견(野蠶絹) 등의 견섬유(絹纖維)가 있다. 그리고 광물섬유에는 석면(石綿:아스베스토스) 등이 있다.

인조섬유는 무기섬유(無機纖維)와 유기섬유(有機纖維)로 대별할 수 있는데, 무기섬유에는 금박사(金箔絲)·은박사 등의 금속섬유가 있고, 유리섬유·암석섬유·광재섬유(鑛滓纖維) 등의 규산염섬유가 있다. 유기섬유에는 재생섬유·반합성섬유·합성섬유로 나누어진다.

재생섬유로는 비스코스 레이온, 큐프라 레이온 등의 섬유소섬유와 단백질섬유가 있고, 반합성섬유에는 아세테이트·트리아세테이트 등이 있으며, 합성섬유에는 폴리아미드계로서 나일론섬유, 폴리에스테르계로서 폴리에스테르섬유·폴리우레탄계·폴리우레어계·폴리에틸렌계·폴리염화비닐계·폴리비닐리덴계·폴리테트라플루오로에틸렌계·폴리비닐알코올계·폴리아크릴로니트릴계·폴리프로필렌계 등이 있다.

이러한 섬유를 그 형태면에서 구분하면 장섬유·준장섬유·단섬유로 나뉜다. 장섬유는 필라멘트라고 하며 천연섬유로는 견사, 인조섬유로는 방사된 상태로 무한이 길게 뽑아낸 실상태의 섬유이며, 준장섬유는 식물섬유 중에서 인피섬유와 초피(草皮)섬유가 이에 속한다. 단섬유는 스테이플(staple)이라고 하여 면화·양모 또는 인조섬유의 유기섬유를 적당히 끊어서 짧게 만든 섬유를 말한다.

천연섬유는 인류역사에서 가장 오래 전부터 사용되어 왔으며, 인조섬유가 공업화된 것은 1890년 이후이지만 해마다 품질이 비약적으로 개선되었기 때문에 오늘날 급속히 발전된 인조섬유의 사용량은 천연섬유와 비슷한 수량에 이르고 있다.

인조섬유 중 합성섬유는 폴리아미드계·아크릴계 및 폴리에스테르계를 3대합섬이라 하여 주종을 이루고 있으며, 그 구성비는 폴리아미드계 49%, 아크릴계 20%, 폴리에스테르계 31 %이다.

이온광석은 라돈, 온천광석과 같은 방사능 물질을 포함하여, 의왕석, 맥반석, 장석과 같은 천연광석 및 모나자이트와 같이 자체적으로 이온을 방출하는 모든 광석을 의미한다.

마스터뱃치는 본 발명에 따른 이온광석 분말이 함유된 섬유를 제조하기 위해 각각의 원료를 혼합하고자 할 때, 원료의 균일분포와 제조를 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 구비되는 것으로, 섬유를 제조하기 위해 구비되는 각각의 원료를 소정의 비율로 혼합하여 원료가 균등하게 분포되도록 한 뒤 응고하여 칩의 형태로 구비하고, 본 발명에 따른 이온광석 분말이 함유된 섬유를 제조하기 위해 상기 마스 터뱃치와 또 다른 섬유원료를 소정의 분량만큼 혼합하거나 상기 마스터뱃치만으로 방사하여 섬유를 제조하도록 하기 위함이다.

종래에는 섬유에 다양한 기능을 갖도록 하는 기능성 섬유 제작하는 방법에는 섬유의 일반적인 제조공정을 기본으로 하여 다양한 기능을 갖는 광물분말을 합성수지나 원단에 도포하거나 코팅하여 이루어져 왔고, 또한 다양한 기능을 갖는 이온광석 분말을 화학수지등에 일정량 첨가한 후 방사, 연신, 가연, 컷팅 또는 방적, 제직공정을 통해 제조되어 왔다.

그러나 상기와 같은 종래의 기능성을 부여한 섬유는 그 제조공정에 있어서 화학수지에 첨가된 기능성 광물은 그 결정형이 주상, 피라미드상, 능면체상, 육면체상, 팔면체상, 십이면체상 등으로 다양하게 구비됨에 따라 섬유의 제조공정 중 설비의 부속 즉 종광, 롤러, 가이드 바디 등을 마모시키는 일이 빈번히 발생하였고, 상기한 광물의 고유한 형태에 따라 제조된 원사의 표층이 균일하지 않아 제조된 섬유의 표면이 매끄럽지 못하였으며, 원사의 제조시 실의 끊어짐과 같은 불량이 빈번히 발생하였다.

즉, 광물의 분말을 첨가하여 기능성 섬유를 제조하는데 광물의 결정구조가 불규칙하고 경도가 높은 원인으로 인하여 제조된 원사는 표층에 광물 입자가 돌출되어 있어 제조공정 중에 마찰에 의해 고가의 방사, 연신, 가연, 및 방적 공정설비를 마모시킴으로 정상적인 대량생산을 불가능하게 하였고 이에 따른 경제적인 손실이 발생됨에 기능성 섬유의 제조가 어렵게 되는 문제점이 있었으며, 상기와 같은 종래의 기능성 섬유들은 탈취성, 항균성, 인체친화성 및 흡습, 원적외선 방출 등 기능이 인체에 필요한 효과를 기대할 수 없었다.

따라서, 탈취성, 항균성, 인체친화성 및 흡습, 원적외선 방출기능을 비롯한 음이온 발생기능을 구비하여 인체에 필요한 효과를 기대할 수 있는 기능성 섬유 및 그 제조방법의 제공이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 다양한 기능성을 구비하는 이온광석분말 및 은(Ag), 무기항균제, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 등의 혼합물을 섬유 원료에 첨가함으로써 섬유의 항균성을 향상시키고 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 아크릴 등과 같은 화학섬유에 상기 혼합물을 첨가하여 용융방사한 후, 연신, 가연하는 장섬유(필라멘트)와, 또는 연신, 가연, 컷팅 하는 단섬유를 구비하고, 상기 원사를 면, 모달, 아크릴, 폴리에스테르, 라이오셀 등의 모든 섬유와 혼방시켜 각종 직물, 의류, 솜, 원사, 침구류, 건강보조기구 등을 제조하여 사용할 수 있도록 함에 따라 이온광석에서 방사되는 원적외선에 의해 보온성을 향상시킬 수 있고, 살균성, 항균성 및 탈취, 음이온방출에 의해 땀 냄새를 비롯한 각종 냄새를 제거할 수 있도록 하고, 인체의 기능이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌 중 어느 1종을 선택하여 혼합하여 구비되는 합성수지원료 80 ~ 95중량%와, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중, 에서 어느 1종 또는 2종이상을 선택하여 이루어진 기능성입자 5 ~ 20중량%를 혼합하여 방사하는 이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법을 제공한다.

또한, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 구비되는 입자A, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 구비되는 입자B, 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종을 선택하여 혼합하고자하는 합성수지를 각각 준비하는 재료준비단계, 상기 재료준비단계에서 준비된 입자A 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량% 또는 입자B 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량%를 혼합하여 두 종류의 마스터뱃치(MB)를 구비하는 마스터뱃치(MB) 형성단계와, 상기 마스터뱃치(MB) 형성단계에서 구비된 합성수지85 ~ 99.5중량%와 입자A가 함유된 마스터뱃치 0.5 ~ 15중량%, 또는 합성수지 85 ~ 99.5중량%와 입자B가 함유된 마스터뱃치(MB) 0.5 ~ 15중량%를 혼합하여 방사하는 섬유형성단계로 이루어지는 이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법을 제공한다.

본 발명 이온광석 분말이 함유된 섬유 제조방법은 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌 중 어느 1종을 선택하여 합성수지원료 80 ~ 95중량%와, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중에서 어느 1종 또는 2종이상을 선택하여 이루어진 기능성입자 5 ~ 20중량%를 혼합하여 방사하여 이루어지는 구성이다.

상기 합성수지원료의 혼합비율이 80중량% 미만으로 구성되면 섬유의 장력이 약해져 끊김 현상이 자주 생기며 95중량%를 초과하게 되면 얻고자하는 섬유의 기능을 얻을 수 없으므로 따라서 합성수지원료의 혼합비율을 80중량% ~ 95중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 기능성입자는 합성수지 원사에 기능성을 부여하기 위해 구비되는 것으로, 라돈, 온천광석과 같은 방사능 물질을 포함하여, 의왕석, 맥반석, 장석과 같은 천연광석 및 모나자이트와 같이 자체적으로 이온을 방출하는 모든 광석을 의미하는 이온광석물질을 들 수 있으며, 이들 기능성입자는 음이온 방출, 원적외선 방사, 흡습효과, 소취작용, 가스흡착, 탈취작용, 습도조절, 전자파 차폐, 항균작용, 정수정화작용을 구비하며, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류도 기능성 입자로 적용될 수 있으며, 상기 이온광석 분말을 비롯한 기능성 입자의 혼합비율이 5중량% ~ 20중량%인 이유는 5중량% 미만으로 구성되면 얻고자하는 기능을 섬유에서 얻을 수 없으며 20중량%를 초과하게 되면 섬유 생산 시 섬유의 장력이 약해져 끊김 현상이 발생하므로, 5중량% ~ 20중량%로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명 이온광석 분말이 함유된 섬유 제조방법은 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 구비되는 입자A, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 구비되는 입자B, 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종을 선택하여 혼합하고자 하는 합성수지를 각각 준비하는 재료준비단계, 상기 재료준비단계에서 준비된 입자A 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량%, 또는 입자B 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량%를 혼합하여 마스터뱃치(MB)를 구비하는 마스터뱃치(MB) 형성단계와, 상기 마스터뱃치(MB) 형성단계에서 구비된 합성수지85 ~ 99.5중량%와 입자A가 함유된 마스터뱃치(MB) 0.5 ~ 15중량%, 또는 합성수지 85 ~ 99.5중량%와 입자B가 함유된 마스터뱃치(MB) 0.5 ~ 15중량%를 혼합하여 방사하는 섬유형성단계로 이루어진다.

상기 재료준비단계는 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 구비되는 입자A, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 구비되는 입자B, 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종을 선택하여 혼합하고자 하는 합성수지를 준비하는 단계로, 입자A는 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 구비되며, 입자B는 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 구비된다.

상기 이온광석의 분쇄방법은 다양하게 이루어질 수 있지만, 본 발명에서는 다음과 같은 방법을 권장하는 바이다.

이온광석을 1차 분쇄를 통해 모래알 크기정도로 함마 파쇄한 후, 에어젯트 밀링으로 2차 평균입도 3㎛ ~ 5㎛ 정도로 미세 분쇄하고, 3차 습식 밀링으로 평균입자 1.5㎛ 이하로 초미세 분쇄한 다음 180℃ ~ 200℃의 온도에서 건조를 실시하여 습식밀링 시 함유된 수분을 80% ~ 90% 건조하여 제거하고 에어젯트 밀링으로 다시 한 번 분쇄하여 입도가 1㎛ 이하 되도록 분쇄하되 1㎛의 입자가 98%이상 되도록 한 후, 잔존수분을 완전제거하기 위하여 재차 180℃ ~ 200℃의 온도로 건조하여 잔존수분함량이 1% 내외인 이온광석 분말을 얻는다.

상기 습식 밀링은 이온광석을 1.5㎛이하로 초미세 분쇄하기 위한 방법으로서 임펠러 날개가 고속 회전되고 3㎛ ~ 5㎛ 지르코니아 볼을 가진 습식밀링 통내의 이온광석과 물의 혼합물을 연속 순회 반복 투입하여 미세화 분쇄하는 장치로서, 일반적인 방법으로는 1.5㎛ 이하의 미세화 분쇄는 불가능하기 때문에 물의 와류현상과 볼간 마찰로 발생되는 밀링현상 등으로 미세화 분쇄되는 습식 밀링을 선택하는 것이다.

참고로, 감람석은 화학성분은 2SiO₄이다. 주상결정을 이루지만, 결정이 분명하지 않은 것도 있으며, 올리브색 또는 회적색(灰赤色)을 띠며, 투명 또는 반투명하고, 조흔색(條痕色)은 백색이다. 굳기 6.5～7, 비중 3.2～3.4이고, 변질하기 쉬운 광물 중의 하나이며, 흔히 그 둘레나 갈라진 틈을 따라 사문석으로 변하고, 대개 안산암이나 현무암 등 화산암의 반정(斑晶)으로서 산출되는데, 화산암 속에 입상(粒狀)의 집합체로 된 노듈로서도 산출되며, 감람암 등 심성암에 함유되어 있는 경우도 많고, 고운 것은 옥으로 사용되며, 투명한 녹색 감람석은 페리도트(peridot)라는 보석으로 널리 알려져 있다.

마스터뱃치(MB) 형성단계는 상기 재료준비단계에서 준비된 입자A 10 ~ 25중량%와 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종의 합성수지 75 ~90중량% 또는 입자B 10 ~ 25중량%와 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종의 합성수지 75 ~90중량%를 혼합하여 교반을 시행한 원료를 칩 생산용 압출기를 통해 쌀알크기의 마스터뱃치(MB)를 구비하는 단계이다.

삭제

즉 상기 마스터뱃치(MB) 형성단계는 상기 입자A 분말 또는 입자B 분말과 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 1종의 합성수지를 선택하여 혼합한 후 칩 생산용 압출기의 투입구에 투입하면 내부온도 220℃ ~ 290℃의 온도로 가열하여 투입시킨 합성수지가 이송용 스크루에 의해 이송되면서 용융되고 노즐을 통해 압출하여 가닥으로 뽑아내고 냉각, 컷팅 공정을 통하여 이온광석 및 기능성 마스터 뱃치를 생산하는 것이다.

삭제

이때, 입자A 또는 입자B의 함량이 25중량%를 초과하게 되면 필터의 막힘 현상으로 팩 압 상승 및 이온광석 원사 생산 시 인장강도, 인성, 내구성을 저해할 수 있고, 10중량% 미만의 이온광석 분말을 혼합하면 그 효과가 미세하여 나타나지 않으므로 10중량% ~ 25중량%의 이온광석 분말을 혼합하도록 함량조절에 주의가 요구된다. 또한, 상기 이온광석 10중량% ~ 25중량%와 합성수지 75중량% ~ 90중량%를 혼합하여 이루어진 이온광석 마스터뱃치(MB)는 마스터뱃치(MB) 생산 시 함침되는 수분을 제거하기 위해 150℃ ~ 180℃이 온도에서 7시간 ~ 9시간 동안 건조를 시행하는 것이 바람직하고 상기 건조 온도를 150℃미만으로 하면 건조가 이루어지지 않고 180℃보다 높은 온도로 건조시키게 되면 합성수지 성분이 용융될 수 있으므로 150℃ ~ 180℃의 온도로 건조시키는 것이 바람직하고, 건조시간을 7시간 미만으로 하면 건조가 확실히 이루어지지 않고, 9시간 이상으로 건조하면 건조시간이 초과되어 합성수지 성분이 용융 될 뿐만 아니라 연료소비가 증가하여 경제적인 손실이 발생하므로 150℃ ~ 180℃의 온도로 7시간 ~ 9시간 동안 건조하는 것이 바람직하다.

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섬유형성단계는 상기 마스터뱃치(MB) 형성단계에서 구비된 입자A가 함유된 마스터뱃치(MB)0.5 ~ 15중량%와 합성수지85 ~ 99.5중량% 또는 입자B가 함유된 마스터뱃치(MB)0.5 ~ 15중량%와 합성수지85 ~ 99.5중량%를 혼합하여 방사하는 단계로, 방사방법에는 공지된 다양한 기술이 적용될 수 있음은 물론이다.

이때, 상기 합성수지의 비율이 85 ~ 99.5중량%인 이유는 85중량% 미만으로 구성되면 섬유의 장력이 약해져 끊김 현상이 자주 생기고, 99.5중량%를 초과하게 되면 얻고자하는 섬유의 기능을 얻을 수 없으므로 85중량% ~ 99.5중량%만큼 혼합하는 것이고, 입자A 또는 입자B가 각기 함유된 마스터뱃치(MB)를 0.5 ~ 15중량% 혼합하는 이유는 0.5중량% 미만으로 구성되면 얻고자하는 기능을 얻을 수 없고, 15중량%를 초과하게 되면 섬유의 장력이 약해짐으로 0.5중량% ~ 99.5중량% 만큼 혼합하는 것이며, 상기와 같이 혼합된 혼합물을 900 ~ 1000kg/㎠로 압출하여 섬유상태를 이루게끔 성형하여 본 발명 이온광석 성분을 함유한 기능성 섬유를 제조하게 된다.

상기 혼합물을 900 ~ 1000kg/㎠로 압출하는 이유는 900kg/㎠ 미만의 압력으로 압출하면 압출이 이루어지지 않고, 1000kg/㎠를 초과하는 압력으로 압출하면 압력이 상승하여 압출노즐이 터지는 위험이 있으므로, 900 ~ 1000kg/㎠의 압력으로 압출하는 것이 바람직하다.

또한, 방사 섬유가 2데니어 이상 5데니어 이하일 경우 상기 입자 A 또는 B가 20중량% 함유된 마스터뱃치(MB) 10중량%와 폴리에스테르 90중량%를 혼합하도록 권장하는 바이고, 5데니어 이상의 경우 상기 입자 A 또는 B가 20중량% 함유된 마스터뱃치(MB) 15중량%와 폴리에스테르 85중량%를 혼합하도록 권장하는 바이며, 아크릴, 나이론, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐섬유의 생산시 에도 그 혼합비율은 폴리에스테르와 동일하게 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 이온광석 분말이 함유된 섬유 제조방법에 의해 제조된 이온광석 분말이 함유된 섬유는 장섬유 또는 단섬유로 구비될 수 있다.

본 출원인은 본 발명의 일 실시예로, 장섬유(필라멘트)를 제조하기 위하여 상기 입자 A 또는 B가 15중량% 혼합된 마스터뱃치(MB)10중량%와 폴리에스테르 90중량%를 혼합하여 용융 방사하였고, 단섬유를 제조하기 위하여 상기 입자 A 또는 B가 20중량% 혼합된 마스터뱃치(MB) 12.5중량%와 폴리에스테르 87.5중량%를 혼합하여 용융 방사하였다.

본 발명에 따른 이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법에서의 또 다른 실시 예로, 각각 원료의 혼합공정 시에 혼합공정으로서 용융된 합성수지 95중량%와 이온광석분말 4.5중량%와 은(Ag)을 함유한 무기항균제 0.5중량%를 고르게 교반하고, 상기와 같이 교반한 후에는 압출 및 권취 공정으로서 교반된 용융상태의 혼합물을 900 ~ 1000kg/㎠로 압출하여 섬유상태를 이루게끔 성형하여 본 발명 이온광석 성분을 함유한 기능성 섬유를 제조하였다.

또한, 최종 생성된 섬유의 굵기가 2데니어 이하인 경우에는 이온광석 분말 및 기타 혼합하고자 하는 물질의 평균 최대입자가 1㎛이하로 하며 그 이유는 이온광석 분말의 입자가 1㎛ 이상인 경우에는 제조된 섬유가 끊어지는 현상이 발생하고 섬유의 인장강도와 가공성이 떨어지기 때문이고, 섬유의 굵기가 3 ~ 5데니어인 경우에는 이온광석 분말 및 기타 혼합하고자 하는 물질의 평균 최대입자가 1.5㎛이하로 하며 그 이유는 이온광석 분말의 입자가 1.5㎛ 이상인 경우에는 상기한 바와 같이 제조된 섬유가 끊어지는 현상이 발생하고 섬유의 인장강도와 가공성이 떨어지기 때문이고, 섬유의 굵기가 5 ~ 15 데니어 이하인 경우에는 상기와 마찬가지 이유로 이온광석 분말 및 기타 혼합하고자 하는 물질의 평균 최대입자가 2㎛이하로 하여야 한다.

상기와 같이 이온광석 분말을 비롯한 기능성 입자의 입자크기를 조절하지 않고 사용할 경우에는 방사된 섬유의 유연성이 떨어져 가공하기 어렵고, 용융혼합이 잘 이뤄지지 않아 연신성이 급격히 저하되어 섬유방사 시 절사 현상 및 팩 압 상승, 또는 막힘이 발생하므로 이온광석 분말을 비롯한 기능성 입자의 입자 크기가 방사될 섬유의 굵기에 따라 유동성 있게 구비되도록 하며, 본 발명은 상기한 일실시 예에 한정되지 않음을 분명히 밝혀두는 바이다.

본 발명에 의해 제조된 섬유에 대해, 대장균을 이용한 항균성, 암모니아 가스를 이용한 소취성, 원적외선 방사량, 음이온 방출량을 각각 측정한 결과를 다음에 각 실시 예로 정리하였다.

구분	원적외선 방사율(%)	항균성(%)	NH3 제거율 (%)	섬유종류 및 굵기	분말 함유량 (wt%)	음이온 방출 (cc)
실시예1	92%	99%	84%	폴리에스테르 2 데니어	3%	954cc
실시예2	90%	97%	83%	아크릴 2 데니어	2%	930cc
실시예3	91%	97%	82%	폴리프로필렌 2데니어	3%	850cc
실시예4	90%	98%	83%	나이론 2 데니어	2%	925cc
실시예5	91%	99%	84%	몰리에스테르 7데니어	7%	967cc
실시예6	92%	98%	82%	폴리에스테르 3데니어	5%	975cc

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상기와 같은 본 발명에 의한 이온광석분말이 함유된 섬유는 항균성을 향상시킴은 물론, 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 아크릴 등과 같은 합성섬유에 상기 혼합물을 첨가하여 용융방사한 후, 연신, 가연하는 장섬유(필라멘트) 또는 연신, 가연, 캇팅하는 단섬유를 구비하고, 상기 원사를 면, 모달, 아크릴, 폴리에스테르, 라이오셀 등의 모든 섬유와 혼방하여 각종 직물, 의류, 솜과 원사, 침구류로 제조하거나, 각종 건강보조기구 등으로 적용할 경우 이들 제품은 이온광석에서 방사되는 원적외선에 의해 보온성을 향상시킬 수 있고, 살균성, 항균성 및 탈취, 또 음이온방출에 의해 땀 냄새를 비롯한 각종 냄새를 제거할 수 있으며, 인체의 기능이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플로우로에틸렌 중 어느 1종을 선택하여 혼합하여 구비되는 합성수지원료 80 ~ 95중량%와, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석, 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 기능성입자 5 ~ 20중량%를 혼합하여 방사하는 것을 특징으로 하는 이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법.
2. 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 구비되는 입자A, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 구비되는 입자B, 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종을 선택하여 합성수지를 준비하는 재료준비단계;

   상기 재료준비단계에서 준비된 입자A 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량% 또는 입자B 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량%를 혼합하여 마스터뱃치(MB)를 구비하는 마스터뱃치(MB) 형성단계와;

   상기 마스터뱃치(MB) 형성단계에서 구비된 입자A 가 함유된 마스터뱃치(MB)0.5 ~ 15중량%와 합성수지 85 ~ 99.5중량%, 또는 입자B 가 함유된 마스터뱃치(MB)0.5 ~ 15중량%와 합성수지 85 ~ 99.5중량%를 혼합하여 방사하는 섬유형성단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법.
3. 상기 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 섬유는 장섬유 또는 단섬유로 형성되는 것을 특징으로 하는 천연이온광석 분말이 함유된 섬유의 제조방법.
4. 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 80 ~ 90중량%와 희토류 광석, 용암석, 감람석, 포졸란, 흑석, 토르말린, 천조석, 은, 성광석, 규석, 무기항균제, 제올라이트, 숯, 황토, 해조류 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합분말 10 ~ 20중량%를 혼합하여 입자A를 구비하고, 모나자이트, 라돈광석, 온천광석, 의왕석, 맥반석, 장석 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 구비되는 이온광석 분말 100중량%로 입자B를 구비하며, 폴리에스테르, 아크릴, 레이온, 나이론, 아세테이트, 폴리프로필렌 중 어느 1종을 선택하여 혼합하여 합성수지를 구비하고, 상기 입자A 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량% 또는 입자B 10 ~ 25중량%와 합성수지 75 ~90중량%를 혼합함으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스터뱃치(MB) 제조방법.