KR100301785B1 - 섬유처리방법 - Google Patents

Abstract

라이오셀 섬유의 색 특성(예를들면 염색된 상태에서 성애같은 외관이 나타나지 아니하는 특성)은 직물을 머서화하므로서 개선됨, 머서하된 직물의 촉감은 셀룰라제 효소로 처리하므로서 현저하게 부드러워짐.

Description

[발명의 명칭]

섬유처리방법

[기술분야]

본 발명은 라이오셀 직물의 외관을 개선하기 위한 섬유처리방법에 관한 것 이다.

적당한 용매에 용해된 셀루로우스 용액을 응고 욕속으로 방사하여 인조 셀루로우스섬유를 제조하는 방법은 이미 알려졌다. 이러한 방법의 한 예는 미국특허 4,246,221호에 기재되어있는데, 이 특허의 내용은 본 발명에 인용되었다. 이 방법에 따르면 셀룰로우스는 수성 3급 아민N-옥사이드, 예를들면 N-메틸모르폴린 N-옥사이드같은 용매에 용해된다. 생성된 용액은 적당한 금형을 통하여 수성욕 속으로 압출하여 섬유속을 형성한 다음 생성된 섬유속은 물로 세척하여 용매를 제거하고 건조시킨다. 이러한 방법은 “용매-방사”라 부르고, 이와같이 제조된 셀룰로우스 섬유는 “용매-방사” 셀룰로우스 섬유 또는 라이오셀 섬유라고 부르고 있다. 라이오셀 섬유는 셀룰로우스의 가용성 유도체를 형성하고 이를 분해시켜 셀룰로우스를 재생시키는 또 하나의 셀룰로우스 제조방법인 비스코우스 방법으로 제조된 셀룰로우스 섬유와 구별된다.

여기에서 사용되는 “라이오셀 섬유”라는 용어는 유기용매 방사방법에 의하여 얻어지는 셀룰로우스 섬유를 의미하는바, 전술한 방법에서 유기용매는 필수적으로 유기화학약품과 물의 혼합물을 포함하고 용매방사는 셀룰로우스의 유도체를 형성함이 없이 셀룰로우스를 유기용매에 용해시켜 용액을 형성하고 직접 섬유로 방사하는 공정을 포함한다. 이하 설명에서 사용되는 “라이오셀 섬유”와 “용매-방사 셀룰로우스 섬유”라는 용어는 동의어이다 이하 설명에서 사용되는 “라이오셀 얀”이란 용어는 라이오셀 섬유만을 단독으로 포함하거나 또는 라이오셀 섬유와 다른 형태의 섬유가 혼합된 혼합물을 포함하는 얀을 의미한다.

또한 “라이오셀 직물”이란 용어는 최소한 일부가 라이오셀 얀을 포함하는 얀으로 편성되거나 직조된 직물을 의미한다.

섬유들은 특히 젖은 상태에서 기계적인 응력을 받으면 피브릴화되는 경향을 나타낸다. 피브릴화는 섬유조직이 길이방향으로 파괴되어 가는 피브릴들이 섬유로부터 부분적으로 분리되었을때 나타나는바, 이러한 피브릴들은 섬유와 이들을 포함하는 직물, 예를들면 편성포나 편직포에 모발과 같은 외관을 나타낸다. 피브릴화된 섬유를 포함하는 염색된 직물은 미관상 좋지않은 성애같은 외관을 나타낸다. 이러한 피브릴화는 젖어있거나 또는 팽윤된 상태에서 가공할때 기계적인 마찰에 의하여 일어나는 것으로 믿어진다. 염색공정과 같은 습식 가공처리는 섬유에 심한 기계적인 마찰을 부여한다. 고온과 긴 처리시간은 더 큰 피브릴화도를 가져오는 경향이 있다. 특히 라이오셀 섬유는 다른 형태의 섬유, 특히 고유의 낮은 피브릴화 경향을 갖는 면 섬유 보다 마찰에 더 민감한 것으로 나타났다.

본 발명의 목적은 성애같은 외관을 나타내지 않고 세탁을 반복한 후에도 성애같은 외관을 나타내지 아니하는 염색된 라이오셀 직물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 라이오셀 섬유의 색 특성이 개선된다. 전술한 “색 특성”이란 용어는 섬유업계에서 통상적을 사용되는 “균질의 염색성”, 및 “균염” 이란 용어와는 구분된다. 일반적으로 직물의 염색 균일성은 세탁을 반복하여도 변하지 않는다.

면은 천연섬유로서 섬유마다 염색성이 다르다. 반면에 라이오셀 섬유는 제어된 제조공정에 의하여 제조되므로 균질의 염색성을 같고 있다.

면은 피브릴화되지 않으므로 가공 또는 세탁공정중에 색 특성이 변하지 않는다. 공지된 라이오셀 직물의 색 특성은 가공시의 처리형태에 따라 변화될 수 있다. 예를들면 반복적인 세탁은 피브릴화를 야기시켜 라이오셀 직물의 색 특성을 나쁘게 하는 반면 효소(셀룰라제) 처리는 피브릴을 제거하여 라이오셀 직물의 색 특성을 개선시킨다.

[배경기술]

면 섬유, 특히 얀이나 직물 형태의 면 섬유를 머서화가공으로 알려진 가공방법으로 처리하는 것은 수년 진부터 알려졌다. 머서화가공은 섬유를 강 알카리, 예를들면 수산화나트륨 수용액으로 처리하고 물과 묽은 산으로 세척하여 알카리를 제거하고 건조하는 공정으로 구성된다.

면 얀과 면 직물은 알카리 처리중에 장력을 받을수 있다. 머서화가공을 하는 이유는 (1) 염색 또는 날염시의 향상된 염착율, (2) 개선된 이지케어 특성, (3) 향상된 광택 (머서화가공중 면이 장력하에 놓였을 때) 및 (4) 보다 균질의 염색성을 얻기 위한 것이다. 면 섬유는 전술한 알카리 처리중에 제거되는 미네랄 왁스나 펙틴으로 코팅되어 있다. 이러한 불순물의 제거는 면 섬유의 흡수성과 염료 흡착성을 증가시킨다.

면이 미성숙 섬유를 고 비율로 포함하고 있는 경우에는 머서화가공을 하면 이러한 섬유들이 팽윤되어 성숙된 섬유와 같이 염색이 더 잘되므로 균일한 염색이 얻어진다.

비스코우스 레이욘 섬유나 큐프람모늄 레이욘 섬유같은 인조 셀룰로우스 섬유들은 면 보다 높은 염착성과 광택성을 갖고있다는 것이 알려졌다. 또한 이러한 레이욘 섬유들은 비-셀룰로우스계 왁스상 불순물을 포함하고있지 않으며, 면 보다 수산화나트륨의 작용에 대한 저항성이 적다는 것도 이미 알려진다. 레이욘 섬유는 면에 대하여 처리한 것과 같이 10 - 30 wt%의 수산화나트륨 수용액으로 머서화시키면 섬유들이 거칠어지고 부러지며 광택을 상실하고 부분적으로 머서화 용액에 용해되게된다. 또한 전술한바와 같은 강한 수산화나트륨 수용액에 침지된 레이욘 직물은 물로 세척하면 대단히 팽윤되고 그 강도가 약하여지므로 직물 자체가 기계적인 손상을 입을 가능성이 많아진다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명에 의한 라이오셀 섬유의 색 특성을 개선하는 방법은 섬유를 머서화하는 공정으로 구성된다.

라이오셀 섬유는 스태플 섬유, 토우, 연속 필라멘트, 얀 또는 라이오셀 직물의 형태로 머서화될수있다. 그 중에서도 라이오셀 직물을 머서화하는 것이 가장 바람직하다.

면 얀이나 또는 면 직물에 대한 전형적인 머서화방법은 다음과 같은 공정으로 이루어진다:

(1) 면을 실온이나 그보다 약간 높은 온도, 예를들면 약 35℃의 가성소다 용액 (수산화나트륨 10 -30 wt%, 특히 20 - 25%를 포함하는 수용액)으로 적시는 공정,

(la) 필요에따라 물로 세척하는 공정,

(2) 묽은 산 용액 (예를들면 3 wt%이하, 특히 1 - 3 wt%의 황산이나 염산같은 무기 산 또는 초산과 같은 유기산)으로 정련하는 공정,

(3) 산을 제기하기 위하여 물로 1회 또는 그 이상 세척하되, 필요에 따라서는 남아있는 미량의 산을 중화하기 위하여 약 알카리성 연화제를 포함하는 물로 세척하는 공정, 및

(4) 예를들면 공기건조기에서 약 120c로 15-20분 동안 건조하거나 또는 기타의 통상적인 방법으로 면온 건조하는 공정.

유사한 조건과 장비가 라이오셀 섬유애도 적용된다.

놀라운 사실은 인조 셀룰로우스 섬유인 라이오셀 섬유는 머서화 공정에서 강 알카리로 처리되어도 무방하다는 것이다. 다른 인조 셀룰로우스 섬유, 예를들면 비스코우스 레이욘섬유와 큐프람모늄 섬유는 전술한 처리조건에서 심한 손상을 입는다.

본 발명의 방법에의하여 처리된 라이오셀 섬유는 공지의 셀룰로우스용 안료를 사용하여 공지 방법으로 염색될수있다. 본 발명의 방법에 의하여 처리된 섬유를 포함하는 염색된 라이오셀 직물은 우수한 색 특성을 갖고 있고 세탁을 반복하여도 우수한 색 특성을 유지한다. 특히 본 발명의 방법에 의하여 처리된 전술한 직물은 본 발명에 의한 머서화 처리를 하지 않고 동일한 가공단계를 거친 직물보다 성애와 같은 외관이 덜 나타난다.

라이오셀 섬유를 각종의 화학약품, 예를들면 교차결합제로 처리하므로서 섬유의 피브릴화도와 피브릴화 경항을 감소시키는 처리방법은 이미 알려져 있다. 일반적으로 이러한 방법들은 섬유의 색특성을 개선시킨다. 그러나 전술한 방법들은 달성된 색 특성의 개선이 영구적으로 지속되지 않는 결점을 나타낸다. 예를들면 섬유의 색 특성은 반복되는 세탁중에 훼손된다. 더구나 전술한 방법들은 섬유의 염착성과 물리적 특성에 나쁜 영향을 미친다. 본 발명의 방법은 전술한 종래 방법과는 달리 달성된 색 특성의 개선이 세탁을 반복한 후에도 지속된다는 이점을 갖고 있다. 즉 머서화처리된 라이오셀 섬유는 우수한 염차성과 우수한 물리적 특성을 갖고있다. 특히 본 발명에 의하여 처리된 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 직물은 라이오셀 섬유와 관계되는 매력적인 드레이프 특성과 부드러운 촉감을 나타낸다.

본 발명에 의하여 색 특성이 개선되는 이유는 분명히 알려지지 않았다.

라이오셀 직물의 머서화한 시료와 미서화하지 아니한 시료는 다른 가공공정을 동일하게 처리하였을때 현미경으로 보면 특히 피브릴화도가 유사하게 나타난다.

본 발명에 의하여 처리된 라이오셀 섬유나 직물은 이들로부터 피브릴들을 제거하기위하여 공지의 방법에 따라 셀룰라제 효소로 처리할수도 있다. 셀룰로우스 직물을 처리하는데 사용되는 여러가지 셀룰라제 제품들이 시판되고 있다. 머서화는 셀룰로우스 직물의 촉감을 거칠게 한다.

본인들은 머서화된 라이오셀 직물을 셀룰라제로 처리하면 그 촉감이 기대 이상으로 부드리워짐을 알게 되었다.

라이오셀 섬유와 직물의 피브릴화도는 다음의 시험에 의하여 평가하였다.

[시험 방법(피브릴화 평가)]

피브릴화 평가에 대하여 세계적으로 인정된 표준방법이 없으므로 피브릴화도(F.I.)를 측정하기 위하여 다음과같은 방법을 사용하였다 다수의 섬유시료들을 피브릴화 정도의 증가에 따라 배열한다. 각개 시료로부터 섬유의 표준 길이를 측정하고 표준 길이에 나타난 피브릴(섬유 본체로부터 돌출된 가는 모발상 기모)의 수를 측정한다. 이어서 각개 피브릴의 길이를 측정하고, 각개 섬유에 대하여 피브릴의 수에 피브릴의 평균 길이를 곱한 임의의 수치를 부여한다. 전술한 임의의 수치가 가장 높게 나타난 섬유 시료를 가장 높게 피브릴화된 섬유로 인정하고 임의의 피브릴화 지수 10 을 부여한다. 전혀 피브릴화되지 아니한 섬유에는 피브릴화 지수 0(영)을 부여하고, 나머지 섬유에 대하여는 현미경으로 관찰하여 부여한 임의의 수치에 따라 0 부터 10 사이의 피브릴화 지수를 부여한다.

측정된 섬유들은 표준등급으로 사용하였다. 미지의 섬유 시료에 대한 피브릴화 지수를 결정하기 위하여 다섯개 또는 열개의 섬유 시료를 현미경으로 표준등급섬유와 비교한다. 각개 섬유에 대하여 육안으로 관찰한 수치를 평균하고 표준등급으로 사용한 시료에 상응하는 피브릴화 지수를 평가하고자 하는 섬유 시료에 부여한다. 육안으로 비교 관찰하여 평균으로 내는 방법은 피브릴의 수와 길이를 측정하는 방법보다 수배 빠르고 또한 숙련된 섬유 기술자들에의한 측정결과는 거의 일정하게 나타났다.

직물의 피브릴화 지수는 직물의 표면에 노출된 섬유에 대하여 평가한다. 2.0 내지 2.5 이상의 F.I.를 갖는 편성포와 편직포는 보기싫은 외관을 갖는 것으로 나타났다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 설명하는바, 실시예중 “부” 또는 %는 특별한 설명이 없는한 중량을 나타낸다.

[실시예]

[실시예 1]

100% 텐셀 20 텍스 얀 (섬유 1.7 dtex)으로 직조된 2×l 능직물 (190g/m²) 조각을 만들고 90℃에서 탄산나트륨과 음이온 세제로 광폭 정련한다음 140℃에서 건조한다. (텐셀은 라이셀에 대한 커어타울드스화이버스 (홀딩스) 리미티드의 상표임) 머서화하기 위하여 전술한 직물 조각을 14% 수산화나트륨 수용액속에 실온에서 45초 동안 침지하고 함수량 70%로 되도록 짜낸다. 이어서 직률을 95℃의 물로 헹구어 내고 초산 1 ml/l 를 함유하는 물로 중화시킨 다음 재차 물로 헹구어 내고 건조한다.

이와같이 처리된 (머서화된) 직물은 미처리 직물 조각과 함께 실험실용 로타리 염색기에서 4% 프로시온 블루 에이취이-지엔 (프로시온은제네카 피엘시의 상표임) 80 g/l, 글라우버염 및 20 g/l 소다회를 포함하는 80℃의 염욕을 사용하여 염색한다. 처리된 직물은 미처리 직물보다 더 진한 색상으로 염색되었다.

두 직물 조각을 60℃의 물로 세척하고 5회에 걸쳐 텀블 건조한다. 처리된 직물 조각은 미처리 대조용 직물 조각보다 성애와 같은 모양이 덜 나타났다. 현미경 관찰결과처리된 시료의 피브릴들은 대조용에서보다 짧게 나타났고 섬유 본체에 붙어있는 것으로 나타났다.

직물로부터 섬유 시료들을 떼어내어 전술한 시험 방법으로 섬유들의 F.I.를 평가하였다. 미처리 대조용 직물과 처리된 직물에서 분리한 섬유들의 F.I.는 각각 5.2 와 3.1이었다. 미서화된 직물의 외관은 비교적 높은 F.1.에도 불구하고 만족스럽게 나타났다.

[실시예 2]

실시예 1에서 사용한 것과 같은 텐셀 직물의 조각을 실시예 1에서와 같이 머서화 처리하고 염색하되 머서화 처리시 25%의 수산화나트륨 용액을 사용하였다. 처리된 조각과 미처리 대조용 조각을 1회 세척한 다음 피브릴화도를 검사한 결과 미처리 조각이 더 피브릴화된 것으로 나타났다. 두 조각의 직물을 프리마파스트 100(제네코르에서 판매하는 셀룰라제 조성물로서 프리마파스트는 상표임) 3 ml/l를 함유하는 pH 5.0의 수용액에 55℃에서 60분 동안 침지한 다음 헹구어내고 건조하였다. 두 직물 조각을 실시예 1에서와 같은 방법으로 5회 세탁하였다. 두 섬유 조각으로부터 분리한 섬유의 F.I.는 2.0이었다. 그러나 처리된 조각의 외관은 미처리 대조용보다 더 깨끗하고 성애와 같은 모양의 덜 나타났다. 두 시료의 촉감은 복숭아 껍질을 만지는 것과 같이 대단히 부드러웠다. 머서화되고 셀룰라제로 처리된 시료의 촉감은 셀루라제로 처리하지 아니한 시료보다 현저하게 더 부드러웠다.

Claims (4)

1. 라이오셀 섬유의 색 특성을 개선하는 방법에서, 이 방법이 섬유를 머서화하는 공정을 포함함을 특징으로하는 섬유처리방법.
2. 제1항에 있어서, 라이오셀 섬유가 라이오셀 직물내에 존재함을 특징으로 하는 방법.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 라이오셀 섬유가 뒤이어 셀룰라제용액으로 처리됨을 특징으로 하는 방법.
4. 전술한 청구항중의 한 항에 있어서, 라이오셀 섬유가 뒤이어 염색됨을 특징으로하는 방법.