KR0156367B1 - 폴리에스테르 직물의 감량처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로 그루브드사(MGY)와 고수축성사(ISD)로 교략된 복합소재로 제직된 폴리에스테르 복합직물을 감량처리하는 방법에 관한 것으로서, 소다회와 감량촉진제가 함께 투입된 액류감량기에서 상압하에 욕비를 높게 하는 조건으로 감량처리하는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 방법으로 감량처리된 직물은 만짐새(touch)가 양호하고 경사줄의 발생이 대폭 감소된다.
Description
본 발명은 폴리에스테르 직물의 감량처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 그루부드사(Micro-Grooved Yarn, 이하 MGY라 함)와 고수축성사(이하, ISD라 함)로 교락(Interlaced)된 복합소재로 제직된 폴리에스테르 복합직물이 만짐새(touch)가 양호하고 경사줄의 발생이 대폭 감소된 직물이 되도록 감량처리하는 방법에 관한 것이다.
종래에는 MGY와 ISD로 교락된 복합소재를 전처리공정을 거친 후 감량처리를 진행할 때 일반 폴리에스테르의 감량공정과 동일하게 탱크에서 배치(batch)식으로 감량을 진행한 후 염색 후 후처리공정을 거쳐서 완제품을 만들어 왔다.
그러나 이렇게 탱크에서 감량공정이 진행된 직물은 경사줄이 빈번하게 발생하여 완제품으로서 판매가능한 품질을 얻지 못하는 문제가 있어 왔다.
따라서 본 발명은 기존의 배치석 탱크감량방법에서 MGY와 ISD로 교락된 복합소재로 제직된 복합직물에 경사줄이 발생하는 문제점과 불량한 만짐새의 문제점을 해소하는 것을 과제로 한다.
상기한 바와 같이 선행기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 폴리에스테르 감량에 관여하는 파라미터들에 대해서 살펴보았다.
우선, 알칼리용해성 폴리에스테르의 알칼리에 의한 가수분해 반응의 메카니즘을 살펴보면 다음과 같다.
에스테르는 카르복실산과 알콜올이 산촉매 하에서 하기 반응(I)을 통해 생성된다.
위 반응(I)은 가역적 반응으로 피셔-에스테르화 반응(Fisher-Esterification)으로 알려져 있다.
에스테르의 가수분해반응은 에스테르화반응의 역반응으로서, 산성촉매하에서는 상기 반응(I)과 같이 가역적으로 반응하나 염기성 촉매 하에서는 하기 반응(Ⅱ)와 같이 비가역적으로 반응한다.
이러한 염기성촉매에서의 가수분해를 비누화반응이라 한다.
폴리에스테르의 알칼리에 의한 가수분해 반응을 간단히 나타내면 다음과 같다.
즉, 가수분해되면 테레프탈산과 에틸렌클리콜이 되고, 테레프탈산은 중화과정에서 디소디움테레프탈레이트로 되어 반응계에서 제거되므로 반응이 평형이 도달하지 않고 일방적으로 진행된다.
한편, 디소디움테레프탈레이트는 수용성이지만 알칼리 용액에서의 용해도가 13∼14중량%밖에 되지 않으므로 탱크감량시 상당히 많은 디소디움테레프탈레이트 침전물을 발견할 수가 있다.
반응중에 생성된 디소디움테레프탈레이트는 수세과정에서 용해되거나 또는 고형분 상태로 제거되고 미처 제거되지 못한 것은 다음 반응과 같이 산처리에 의한 중화과정에서 테레프탈산으로 석출된다.
알칼리에 의한 폴리에스테르 섬유의 분해는 표면으로부터 일어나는데, 전자현미경으로 관찰하면 알칼리 처리된 섬유의 표면은 분해된 흔적이 있으나, 코어(core)부분은 분해된 흔적을 전혀 발견할 수가 없다. 그리고 분자쇄의 분해가 표면으로부터 순차적으로진행되기 때문에 알칼리처리 후에도 밀도와 고유점도가 변하지 않는다.
그러나 이러한 표면에서의 분자쇄의 절단이 결정영역과 비결정영역 중 어느 부분에서 일어나는지 혹은, 분자쇄 말단과 중간 중 어느 부분에서 일어나는지에 대한 정설은 아직 확립되어 있지않다. 그 이유는 분석에 필요한 자료들이 섬유표면에서 채취한 시료에서 얻어진 것이 아니라 섬유전체에서 채취한 시료에서 얻어진 것들이므로 표면에서만 진행되는 가수분해의 명확한 해석이 어렵기 때문이다. 그렇지만 현재까지의 연구결과에 의하면 실용화된 알칼리 처리조건에서는 결정영역이건, 비결정영역이건 무질서하게 분자쇄가 절단되어 가수분해되는 것으로 생각된다.
즉, 결정영역의 감량속도를 Kc비결정영역의 감량속도를 Ka라 하면 통상의 폴리에스테르 알칼리 처리조건에서는 Kc Ka의 관계가 성립되고, 따라서 OH-이온이 결정영역과 비결정영역을 무질서하게 공격하므로 표면부터 분자쇄가 서서히 분해된다.
그러나 농도의 증가, 온도의 증가, 촉진제 및 용매의 사용 등의 처리조건이 변화되면 Kc보다 Ka가 점차 커지기 때문에 결정영역보다 비결정영역이 선택적으로 분해되므로 통상의 처리조건에서 반응시킨 경우와는 섬유표면형태가 달라진다.
일반적으로 처리 알칼리의 농도가 높거나 처리온도가 높으면 KcKa가 되어 비결정영역이 결정영역보다 빨리 분해되고 전자현미경으로 분석하면 표면에 비결정영역의 분해에 의하여 섬유축과 수직방향으로 구명이 형성됨을 볼 수 있다.
상기한 바와 같이 폴리에스테르 감량에 관여하는 파라미터들을 고려하여 본 발명자는 MGY와 ISD로 교락된 폴리에스테르 복합소재 직물 액류감량기에 수산화나트륨을 투입하는 대신에 소다회와 감량촉진제를 함께 투입하고 상압에서 욕비(감량처리원단에 대한 감량처리액의 중량비율)를 크게함으로써 처리원단의 단위중량당 감량반응이 일어날 수 있는 처리액중의 절대 알칼리양이 많게 끔 감량처리한 결과 완제품상에 경사줄 발생이 억제되고 최종제품의 만짐새도 양호하게 된다는 사실을 알게되었다.
그러므로 본 발명에 의하면, MGY와 ISD로 교락된 폴리에스테르 복합소재 직물의 감량처리 방법에 있어서, 상기 복합소재 직물을 소다외와 감량촉진제가 함께 투입된 액류감량기에서 상압하에 욕비를 높게 하는 조건으로 감량처리하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 MGY와 ISD로 교락된 복합소재 직물의 감량처리 방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 폴리에스테르 직물의 감량처리방법에 있어서 욕비, 즉 감량처리원단에 대한 액류감량기내 감량처리액의 증량비율은 상압의 조건에서 높게 하는 것이 요구되는데, 상압하에 바람직한 욕비의 범위는 1:70∼120, 보다 바람직하게는 1:70∼80이다. 만일 욕비가 1:70 미만의 경우는 목표 감량율에 도달하는 시간이 길어지거나 도달하지 못하는 경우가 있으며, 1:120을 초과하는 경우는 도달시간이 너무 짧아 조절이 어렵고 폐수가 다량 발생된다.
소다회의 사용량은 처리액 대비 5 내지 10중량%가 적당한 바, 사용량이 너무 소량이면 목표한 감량율에 도달하는 시간이 길어지는 단점이 있고, 너무 과량이면 지나친 감량이 일어나는 단점이 있다.
감량촉진제는 당분야에 잘 알려져 있으며, 그 시중구입 가능한 예로는 4급 암모늄계 음이온 혼합물인 Sk200(대영화확제품)이 있다. 본 발명의 폴리에스테르 직물의 감량처리방법에 있어서, 감량촉진제의 사용량은 처리액 대비 1.5 내지 2중량%가 적당한 바, 감량촉진제를 과량 사용하여 과다한 감량을 하게 되면 인열강도 저하 또는 완제폼상에서 분산염료와의 이온 트러블(ion trouble)로 스컴(scum)이 발생되는 경우도 종종 있으므로 감량공정후에 충분한 수세공정을 통하여 스컴 발생을 최대한 억제할 필요가 있다.
본 발명에 따라 액류감량기에 수산화나트륨을 투입하는 대신에 소다회와 감량촉진제를 함께 투입하고 상압에서 욕비를 높게 함으로써 처리원단의 단위중량당 감량반응이 일어날 수 있는 처리액중의 절대 알칼리양이 많게 하여 MGY와 ISD로 교락된 복합소재로 제직된 복합직물을 감량처리하면 기존의 탱크에서 수산화나트륨으로 감량처리를 통하여 얻어진 완제품에 비하여 직물의 만짐새가 양호하고 완제품상의 외관을 비교하였을 때 경사줄이 발생이 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 비한정적인 실시예의 기재로부터 보다 명백하게 될 것이다.
[실시예 1∼2, 비교예 1∼2]
MGY 50D/36F와 ISD 40D/24F를 교락한 MSY(MGY Silky yarn) 90D/60F를 S연 1200 T/M으로 연사하여 경사로 사용하였고T/M으로 연사하여 경사로 사용하였고, SD(Semi-Dull) 150D/48F를 S연 대 Z연의 비율(S:Z) 2:2로 1800 T/M을 부여하여 위사로 사용한 평(plain)직물을 다음과 같은 조건으로 전처리하여 감량처리대상 원단으로 사용하였다.
[전처리 조건]
* 이완처리(relaxing) : 음이온계 정련제 0.5g/ℓ 및 소다회 1.0g/ℓ
첨가하여 액비 10∼20 : 1로 130℃ × 10분 처리
* 예비건조(pre-dry) : 98℃ × 55m/분으로 진행
* 예비고정(pre-set) : 190℃ × 65m/분으로 진행
상기와 같이 준비한 원단을 다음 표1과 같이 처리조건을 변경시켜 감량처리하고, 감량처리된 복합소재 직물의 만짐새 및 직물외관을 평가하였다.
평가결과는 하기 표1에 제시된다.
* 만짐새 : 숙련자 10인에 의한 감각평가치로 나타내었다.
× : 불량, △ : 보통, ◎ : 양호
* 직물외관 : 경사줄의 발생정도로 평가
× : 많음(불량), △ : 적음(보통), ◎ : 극히 적음(양호)
* 감량촉진제 : 대영화학제품 SK200(4급 암모늄계 음이온 혼합물)
Claims (3)
- 마이크로 그루브드사(MGY)와 고수축성사(ISD)로 교락된 폴리에스테르 복합소재 직물을 감량처리하는 방법에 있어서, 소다회와 감량촉진제가 함께 투입된 액류감량기에서 상압하에 감량처리원단에 대한 감량처리액의 중량 비율 1:70∼120의 조건으로 감량처리하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 감량처리 방법.
- 제1항에 있어서, 소다회의 사용량이 처리액 대비 5 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 감량처리 방법.
- 제1항에 있어서, 감량촉진제의 사용량이 처리액 대비 1.5 내지 2중량%인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 감량처리 방법.
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