KR100368476B1 - 알칼리성 가스흡수성 섬유제품 - Google Patents

알칼리성 가스흡수성 섬유제품 Download PDF

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Abstract

(목적) 세탁할 때의 소취제의 용출·탈락이 생기지 않는 알칼리성 가스흡수성 섬유제품을 제공한다.
(구성) H형 카르복실기를 갖는 섬유를 함유할 것. 바람직하게는 이 섬유의 전 카르복실기가 특정량 이상인 섬유를 함유하는 알칼리성 가스흡수성 섬유제품.
(효과) 알칼리성 가스의 소취량이 많고, 또한 소취속도가 빠르고, 더욱이 세탁에서의 소취제의 용출·탈락이 없기 때문에 소취성능의 저하도 없고, 반복하여 사용할 수가 있다.

Description

알칼리성 가스흡수성 섬유제품
본 발명은 알칼리성 가스의 흡수속도가 빠르고, 반복적인 세탁사용에 견딜 수 있는 알칼리성 가스흡수성 섬유제품에 관한 것이다. 본 발명에서 말하는 제품이란, 파마 시술에서 발생하는 알칼리성 가스의 재빠른 소취성 및 그 세탁내구성이 우수한 소취성 섬유로 이루어지는 섬유제품이고, 부직포, 터번, 헤어캡, 타월 등의 형태를 한 미용잡화 등을 포함하는 것이다.
근래 생활양식의 변화, 거주환경의 고밀도화나 기밀성이 높아지는 등에 의하여 악취가 문제가 되어 냄새에 대한 요구가 높아지고 있다. 암모니아나 트리메틸아민 등의 알칼리성 가스는 대표적인 악취성분으로 되어 있다.
발생하는 알칼리성 가스 혹은 산성가스의 악취의 소취를 목적으로 하여 소취성을 갖는 유기 또는 무기의 화합물을 스프레이나 침지로서 부여한 것이나, 폴리아크릴산 등의 고분자 유기산을 담지시킨 소취재 혹은 식물정유를 담지시킨 소취재가 있다. 그러나 이것들은 물리적인 단순한 흡착이나 담지시키는 방법 때문에, 세탁에서의 용출이나 탈락이 생기고, 세탁내구성의 성능이 저하하고, 반복 사용할 수 없는 문제가 있고, 또 기본적으로는 후가공에 의하여 소취성 화합물(소취제)을 부착시킨 것은 큰 소취능력을 얻을 수 없다. 그 밖에 활성탄 및 활성탄 섬유 등의 물리흡착형의 소취성 재료가 있지만, 악취의 흡수속도가 늦고, 짧은 시간에 고농도의 악취의 흡수가 필요한 용도, 예컨대 파마 시술에서, 와인딩한 머리칼에 모발중의 시스틴을 환원하여 시스테인으로 하기 위해 제1제를 도포후 전기 시스테인을 산화하여 시스틴에 되돌리는 제2제를 도포하는 2욕식 파마넨트 웨이브의 처리(이와 같은 방법을 이하 파마 시술이라고 생략하여 기술한다)에 있어서, 제1제에서 발생하는 고농도(약 1400ppm)의 알칼리성 가스, 예컨대 암모니아 가스를 흡수시키는 경우에 있어서 성능에 문제가 있고, 재생에 고온을 요하는, 혹은 화학재생의 경우는 약품을 필요로 한다고 하는 결점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 알칼리성 가스의 흡수량이 많고, 흡수속도가 빠르고, 소취성 화합물(소취제)의 세탁에서의 용출이나 탈락에 의한 소취성능저하를 일으키지 않고, 수세로 용이하게 소취기능을 재생하고, 반복하여 사용할 수 있는 알칼리성 가스흡수성 섬유를 포함하여 이루어지는 알칼리성 가스흡수성 섬유제품을 제공하는데 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명자 등은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하는데 이르렀다. 즉 본 발명의 목적은 H형 카르복실기를 갖는 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 알칼리성 가스흡수성 섬유제품에 의하여 달성된다. 이와 같은 본 발명에서는, 본 발명에 있어서의 섬유제품이 함유하는 H형 카르복실기를 갖는 섬유 자체가 알칼리성 가스흡수성능(즉 소취성)을 가지고 있기 때문에 소취성 화합물을 단순히 담지시킨 소취재에 인정되는 세탁에 의한 탈락이나 용출에 의한 알칼리성 가스흡수성능의 저하가 발생하지 않는다. 또 본 발명에서는 알칼리성 가스의 흡수(즉 소취)는 중화에 의한 화학반응이기 때문에, 활성탄과 같은 흡착형에 비해, 알칼리성 가스의 흡수속도가 빠르고, 단시간에 알칼리성 가스의 흡수가 필요한 용도, 예컨대, 파마시술 용도 등의 소취재로서는 특히 적당하다. 이같은 H형 카르복실기를 갖는 섬유로서는 아크릴계 섬유에 히드라진 가교와 니트릴기의 가수분해를 시켜서 이루어지는 아크릴레이트계 섬유 혹은 아크릴레이트계 중합체의 건식방사에 의하여 얻어지는 가교를 갖는 아크릴레이트계 섬유를 열거할 수 있다. 알칼리성 가스의 흡수성능의 면에서 볼 때, 보다 바람직한 것은 H형 카르복실기를 갖는 섬유의 전 카르복실기가 2.5meq/g 이상이고, H형이 30mol% 이상인 섬유가 바람직하다. 또, 세탁후 일광으로 말려 용이하게 건조할 것, 즉 흡수량이 지나치게 많으면 안되는 것을 가미하면, 전 카르복실기는 2.5 내지 6meq/g, H형은 30mol% 이상이 바람직하다. 또 전 카르복실기중의 H형이 아닌 Na, Ca, Hg, Al 등의 금속염형의 카르복실기를 바람직하게는 30 내지 70mol% 이상 도입함에 따라, 알칼리성 가스의 소취뿐만 아니라 산성가스의 소취도 된다.
다시, H형 카르복실기를 갖는 섬유가 니트릴기를 갖는 중합체로부터 이루어진 섬유, 예컨대 아크릴계 섬유에 히드라진 가교와 니트릴기의 가수분해가 되어 이루어진 아크릴레이트계 섬유이면 알칼리성 가스뿐만 아니라, 산성가스의 흡수에도 좋은 결과를 얻을 수 있고, 또 항균성의 부여도 가능하다. 이같은 섬유로서는, 히드라진 가교에 의한 질소 함유량의 증가가 1.0∼8.0중량%인 가교 아크릴계 섬유의 잔존 니트릴기의 일부에는 2.5∼6.0meq/g의 카르복실기가 잔부에는 아미드기가 가수분해에 의하여 도입되어 있고, 이 카르복실기의 일부가 K, Na, Ca, Mg, Al에서 선택된 1종 이상의 금속염형이고, 또한 전 카르복실기량에 대한 H형 카르복실기량의 비율이 30mol% 이상인 섬유를 들 수가 있다. 이 섬유의 20℃, 65% RH의 포화흡습율은 15 ∼30중량%이다. 본 발명의 섬유제품은 이같은 H형 카르복실기를 갖는 섬유를 함유하여 되는 것이고, 그 제품의 형태로서는 부직포, 터번, 헤어캡, 타월 등이 있고, 특히 파마 시술할 때의 헤어캡으로서 사용되었을 때 현저한 효과를 발휘한다.
이하, 본 발명을 상술한다.
먼저, 본원에서 말하는 알칼리성 가스란, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 디에틸아민, 트리메틸아민 등의 아민류, 암모니아 등 염기성을 나타내는 화합물이 예시되고, 산성 가스란 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 발레르산 등의 유기산 외에, 무기산 등 산성을 나타내는 화합물이 예시된다.
본 발명에서는 상술한 알칼리성 가스 또는 산성 가스의 악취를 섬유제품에 함유케 한 H형 카르복실기를 갖는 섬유라고 하는 화학결합에 의하여 소취하는 기능을 가진 섬유로 제거한다고 하는 특징을 가진다. 때문에 활성탄 혹은 활성탄 섬유 등의 물리흡착형에 비해 악취의 흡수속도가 빠르고, 특히 파마시술에서의 제1제로부터 발생하는 알칼리성 가스, 예를 들면 암모니아 가스를, 통상 행해지고 있는 제1제의 처리소요시간 약 10∼20분간이라는 짧은 시간에서도 소량의 본 발명 섬유제품으로 소취가 행해진다. 활성탄 등의 물리흡착형의 경우에서는 그렇게는 할 수 없고, 본 발명 섬유제품과 동일한 효과를 얻으려고 하면 본 발명 섬유제품의 약 4배 이상의 양이 필요하게 된다. 또한 그때 H형 카르복실기를 갖는 섬유를 함유한 섬유제품의 형태로서는, 헤어캡, 터번의 형상으로 제품화한 것도 상관없고, 또 부직포 혹은 종이형태로 제1제를 도포후에 모발부의 주변에 두어도 상관없다.
또, 본 발명 섬유제품의 소취기능이, H형 카르복실기와 알칼리성 가스와의 중화반응에 유래하는 것이므로, 수세에 의한 소취기능의 재생을 용이하게 행할 수 있다. 바람직한 수세는 아세트산 등의 액으로 산성으로 한 물을 사용하는 것이 좋다. 이같은 카르복실기로서는, 일광에 말리는 건조성도 고려하여 전량으로서는 2.5 ∼6.0meq/g, H형은 30mol% 이상인 것이 바람직하다. 카르복실기의 전량은 H형의 그 기가 악취가스를 소취하기 위한 원동력이고, 그 기는 대표적인 친수성기이므로 일률적으로 많다고 해서 좋은 것은 아니다. 즉, 전 카르복실기가 2.5meq/g 미만에서는 악취가스의 포화 소취성능의 저하에 수반하여, 카르복실기의 H형 비율을 높여도 고속, 대량의 가스흡수를 요구하는 분야에 대응할 수 없게 된다. 또, 전 카르복실기가 6.0meq/g을 초과하는 경우에는 이 기의 H형 비율에도 의존하지만, 일반적으로 가스의 흡수능력은 우수하기는 하나 재생을 위한 수세후의 건조속도저하를 초래하기 쉽다.
또, 이 카르복실기의 적어도 일부는 H형이어야 할 필요가 있고, 높은 흡수속도와 흡수량을 얻는데 바람직한 H형 비율은 30mol% 이상이다. 즉 기술한 대로, 본 발명 섬유제품의 소취기능은 H형 카르복실기와 알칼리성 가스의 중화반응에 의해서 이고, H형 이외의 염형 카르복실기로서는 이 기능을 발휘할 수 없는 것이다. H형 비율은 요구되는 특성(흡수속도, 흡수량, 재생성 특히 건조성)이나 섬유제품이 함유하는 H형 카르복실기를 갖는 섬유의 전 카르복실기량이나 이 섬유의 함유 비율에 따라서 적절하게 결정된다. 그러나 대개는 흡수속도와 흡수량을 중시하는 경우에는 전 카르복실기량이 적을 때에는 고비율로, 예를 들면 100mol%로, 전 카르복실기량이 많을 때에는 비교적 저비율로, 예컨대 30∼75mol%로 설정된다. 다른 한편, 건조성을 강화하고자 할 때에는, 전 카르복실기중에 결합하고 있는 금속이온 종류에 따라 다르고, 예컨대 Na, Ca 등의 이온성이 강한 이온종류에서는 이 금속이온의 비율이 높을수록 보수성이 높고 건조가 잘 안되므로, 전 카르복실기량이 높을 때에는 비교적 금속염형 비율을 낮게 설정하는 바람직하고, Cu 등의 이온성이 약한 이온종류에서는, 이 금속이온의 비율이 낮을수록 오히려 보수성이 높아지므로, 건조성의 점에서 말한다면 금속염형 비율을 높도록 설정하는 것이 바람직하다.
또, H형 카르복실기의 비율을 저하시켜 금속염형의 카르복실기의 비율을 높이면 알칼리성 가스의 소취성은 저하하지만 다른 한편, 금속염형의 카르복실기와의 중화반응에 의한 산성가스의 소취성이 높아진다. 알칼리성 가스와 산성 가스의 양쪽의 소취성을 필요로 하는 경우에는 그 정도에 따라서 전 카르복실기의 양 및 그 속에 포함되는 H형이 아닌 금속염형의 카르복실기의 비율을 조정하면 된다. 이 금속염형 카르복실기란, 카르복실기에, 예컨대 K, Na, Ca, Mg, Al가 도입된 것이다.
이와 같은 H형 카르복실기를 갖는 섬유는 예컨대 아크릴계 중합체로 이루어진 섬유를 출발 원료로 하여 히드라진에 의한 가교처리와 가수분해처리, 더욱 중화처리에 의하여 전 카르복실기중의 H형 카르복실기량을 조정하여 제조된다. 이렇게 하여 제조된 섬유는 알칼리성 가스의 소취뿐만 아니라, 산성가스의 흡수성능도 겸비하는 것이다. 또 건식 방사 등에 의한 아크릴레이트계 섬유의 카르복실기를 H형화 처리한 섬유라도 좋다.
본 발명의 H형 카르복실기를 갖는 섬유로서 알맞게 채용되는 아크릴계 섬유 유래의 가교 아크릴레이트계 섬유를 다시 설명한다. 그 출발 아크릴계 섬유로서는 아크릴로니트릴(이하, AN이라 한다)을 40중량% 이상, 바람직하게는 50중량% 이상을 함유하는 AN계 중합체에 의하여 형성된 섬유이고, AN계 중합체는 AN 단독 중합체, AN과 다른 모노머와의 공중합체의 어느 것이라도 좋고, 다른 모노머로서는 할로겐화비닐 및 할로겐화 비닐리덴; 메타아크릴산에스테르(더욱이 (메타)의 표기는 이 메타라는 말이 붙은 것 및 붙지 않은 것의 양쪽을 가르킨다); 메탈릴술폰산, p-스티렌술폰산 등의 술폰산 함유 모노머 및 그 염; (메타)아크릴산, 이타콘산 등의 카르복실기 함유 모노머 및 그 염; 아크릴아미드, 스티렌, 아세트산비닐 등 그 밖의 모노머를 열거할 수 있다. 출발 아크릴계 섬유의 제조수단에 한정된 것은 없고, 적당하게 공지의 수단이 이용된다.
이와 같은 H형 카르복실기를 갖는 섬유를 함유하는 본 발명의 섬유제품은 특수한 경우에서는 이 섬유 단독으로도 좋지만 일반적으로는 이 섬유와 다른 섬유나 소재 등과 복합해서 된다. 복합의 방법엔 한도가 없고, 또 이 제품에 구멍을 내거나 엠보싱 가공을 하거나 끈을 다는 등의 부가나 가공을 하는 것도 본 발명을 일탈하는 것은 아니다.
이같은 알칼리성 가스흡수성 섬유제품의 형태로서는, 예컨대 부직포, 직물, 편물, 적층체, 면상체, 시이트상물, 슬라이버·필라멘트 혹은 실을 비단천에 포장한 것 등을 들 수 있다. 종이로 하여도 소취성능은 얻을 수 있으므로 디스포저블로서 사용하는 경우는 좋지만, 세탁시의 형태 안정성에 문제가 있다. 이같은 섬유제품내에 있어서 본 발명 섬유의 함유형태로서는 다른 소재와의 혼합에 의하여 실질적으로 균일하게 분포시킨 것이나 복수의 층을 갖는 구조의 경우에는 어느 층(단수나 복수라도 좋다)에 집중하여 존재시킨 것이나, 각각의 층에 특정 비율로 분포시키는 것 등이 있다. 또 파마 시술에 있어서는 이같은 섬유제품을 헤어캡내에 두거나, 부착해도 좋고, 머리칼을 감는 로드에 부착해도 좋다. 혹은 터번 또는 헤어캡으로 제품화한 것도 좋다.
이같은 섬유제품으로 부직포의 경우는 H형 카르복실기를 갖는 섬유(즉 소취섬유)를 포함한 웹을 적어도 표면층으로 한 혹은 다층배치한 웹을 니들펀칭, 또는 워터펀칭에 의하여 가공하는 것이 가장 적합하다. 더욱이 워터펀칭시에 H형 비율을 조정하는 수법의 하나로 워터펀칭으로 사용하는 물에 산성의 약제(예컨대, 질산, 황산, 옥살산, 숙신산, 아크릴산 또는 폴리아크릴산 등) 또는 알칼리성의 약제(예컨대, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등)를 첨가하여 처리 또는 이것들을 부여해도 좋다. 여기서 알칼리성 가스를 소취하는 경우에는 사용하는 수용액은 산성의 pH 2~6이 바람직하고, 산성 가스의 소취의 경우에서는 pH 3∼9, 가장 적당한 것은 pH 7∼9가 바람직하다.
또 파마 시술에서 발생하는 악취를 단시간에 제거할 수 있는 양은 악취에 배인 부직포의 표면적 및 이 표면적에 포함되는 이같은 소취섬유의 함유율에 의존한다. 이같은 표면적은 크면 클수록 좋지만, 두부(頭部) 면적의 1/20 이상이 바람직하다. 또 이같은 섬유의 함유율도 크면 클수록 좋고, 20중량% 이상이 바람직하다. 이 표면적을 크게 하기 위하여 예컨대, 부직포상태의 이 섬유제품에서는 표면을 빗 혹은 침형상의 돌기물로 비벼서 많이 입모시켜도 좋고, 또 악취에 젖어 있지 않은 뒤쪽의 표면까지 유효하게 이용하기 위하여 이 섬유제품에 구멍을 내도 좋고, 잘린 곳을 넣어도 좋다. 구멍을 내는 수단으로서, 예컨대 이 섬유제품중에 수용성의 파이버를 바람직하게는 5∼30중량% 함유시켜 수세에 의하여 수용성 파이버를 용출시키는 방법도 좋다. 특히 워터펀칭 등의 물 처리시에 용출시켜도 좋다. 또 부피가 많은 파이버, 예컨대 복합섬유, 크림프가 많은 섬유, 수축파이버 등을 병용하여 이 섬유제품의 공극율을 높여도 상관없다. 또한 세탁시의 형태 안정성과 취급성을 향상시키기 위하여 악취에 바래지 않은 부분에 본원의 소취섬유 이외의 세탁시에 치수변화가 적고 형태안정성이 풍부한 부재, 예컨대 에스테르 등의 스펀본딩, 아크릴 혹은 에스테르를 포함한 워터펀칭으로 이루어진 부직포 등을 접합보강해도 좋다.
이같은 섬유제품의 한 형태인 터번 혹은 헤어캡으로 이같은 소취섬유의 함유를 시키는 방법으로서는 니트로하여 실부분에 함유시켜도 좋고, 이같은 소취섬유 자체 혹은 이 섬유로 되는 슬라이버, 실, 혹은 부직포를 악취의 출입이 자유로운 통기구멍 혹은 틈새가 있는 비단천으로 포장해도 좋다. 니트의 실 부분으로서 사용하는 경우는 20중량% 이상 이같은 소취섬유를 혼방하는 것이 바람직하다.
이와 같은 섬유제품의 알칼리성 가스 또는 산성 가스의 흡수에 의한 소취기능이 저한한 경우의 재생방법은 이 악취가스와의 중화반응은 가역반응이기 때문에 수세 또는 일광 건조로, 용이하게 재생을 행할 수 있고 100%의 성능회복이 가능하다. 특히 악취성 가스를 흡수했을 때 소량의 물, 예컨대 이 섬유제품의 중량으로 10배의 물의 양으로 세탁할 때에는 물속에 알칼리성 가스 또는 산성 가스가 용출하고, pH가 변화하기 때문에 중성이 되도록 미리 산성 또는 알칼리성의 약제를 부여한 물을 사용하는 것이 바람직하다. 또 과도한 산성 또는 알칼리성의 약제를 부여한 물을 사용하는 경우에는 전 카르복실기중의 H형 카르복실기의 비율이 변화하고, 예컨대 과도의 산성의 물로 처리하면 알칼리성 가스의 소취성이 수세전보다 향상하고, 또 과도의 알칼리성의 물로 처리하면, 알칼리성 가스의 소취성이 저하하고 산성 가스의 소취성이 향상된다.
그런데 파마 시술에 있어서, 종래는 파마의 세트성을 향상시키기 위하여 외부에서 가온기로 약 40℃로 승온시켜, 화학반응을 촉진시켰다. 한편 본원 발명에서는 발명의 섬유제품이 함유하는 H형 카르복실기를 갖는 섬유가 특히 전 카르복실기 2.5meq/g 이상 갖고 있으면 이 섬유의 흡습발열효과에 의하여 헤어캡내의 온도를 상승시킬 수 있는 것을 보았다. 흡습발열량은 흡습량(수량)에 물 1g당의 흡착열인 약 670cal를 승산한 것이고, 흡수량이 많으면 많을수록 발열량도 많아진다. 승온을 목적으로 사용하는 경우는 건조에 의하여 수분을 감하고 나서 사용하고, 사용에 의하여 흡습시키는 편이 바람직하고, 제품의 크기는 클수록 흡습하는 섬유량이 많아지기 때문에 효과가 높다. 이같은 효과를 높이기 위하여 그 밖의 발열체, 원적외선 방사 세라믹 등을 함유시킨 구조물 또는 섬유와 병용해도 좋은 것은 말할 나위도 없다.
(실시예)
이하 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 이하에 기재된 부 및 백분율은 단서가 없는 한 중량 기준으로 표시한다.
아크릴레이트계 섬유의 제조예 1
아크릴로니트릴 89% 및 아크릴산메틸 11%의 아크릴로니트릴계 중합체를 48%의 로단소다 수용액으로 용해한 방사원액을 상법에 따라서 방사, 수세, 연신, 권축, 열처리를 하여 0.8데니어×51mm의 원료 아크릴계 섬유를 얻었다. 이 원료섬유 1kg에 30중량%의 물첨가 히드라진 5kg을 가하고, 98℃에서 3시간 가교처리하였다. 질소 증가량은 5.1중량%이었다. 이 가교섬유를 수세후, 다시 3중량%의 수산화나트륨 5kg을 가하고, 90℃에서 2시간 니트릴기를 가수분해하였다. 이어서, 1 노르말농도의 질산 수용액으로 처리하여 카르복실기를 H형으로 변환하고, 수세후, 1 노르말농도의 수산화나트륨 수용액으로 pH 6.5에 조정하고, 염화칼슘 40g을 첨가하여 60℃에서 2시간 금속염 처리하였다. 충분히 수세한 후, 탈수, 유제처리 및 열처리를 행하고, H형 카르복실기와 가교를 갖는 아크릴레이트계 섬유를 얻었다. 이 섬유의 전 카르복실기량은 4.5meq/g, 전 카르복실기중의 Ca형 카르복실기의 비율은 50mol%, H형의 카르복실기의 비율은 50mol%이었다. 더욱이 얻어진 섬유의 섬도는 1.8데니어, 47mm였다. 또 이 섬유의 20℃, 65% RH하에서의 포화 흡습율은 20중량%이었다. 또한 전 카르복실기량이나 H형 카르복실기량 및 이 H형의 비율, 흡습율 등은 이하의 방법에 의하여 평가한 것이다.
(1) 전 카르복실기량(meq/g)
충분히 건조한 시료 섬유 약 1g을 정칭하고(Xg), 이것에 200ml의 1N 염산 수용액을 가하고 30분간 방치한 후, 유리필터로 여과하고, 물을 가하여 수세한다. 이 염산처리를 3회 되풀이한 후, 여과액의 pH가 5 이상이 될 때까지 충분히 수세한다. 다음에 이 시료를 200ml의 물에 넣고 1N 염산 수용액을 첨가하여, pH 2로 한 후, 0.1N-수산화나트륨 수용액으로 상법에 따라 적정곡선을 구하였다. 이 적정곡선에서 카르복실기에 소비된 수산화나트륨 수용액 소비량(Yml)을 구하고 다음 식에 의하여 전 카르복실기량을 산출하였다.
전 카르복실기량(meq/g)= 0.1Y/X
(2) H형 카르복실기량(meq/g)
충분히 건조한 시료 섬유 약 1g을 정칭하고(Xg), 이것에 200ml의 물과, 상기 (1)에 의하여 구한 전 카르복실기량과 당량의 0.1N 수산화나트륨 수용액(Z1ml)을 첨가하고 1시간 교반한다. 유리필터로 섬유를 여별하고, 여과액 0.1N 염산 수용액으로 페놀프탈레인을 지시약으로 하여 상법에 의하여 중화적정하였다. 소비된 염산 수용액 소비량(Z2ml)을 구하고 다음식에 의하여 H형 카르복실기량을 산출하였다.
H형 카르복실기량(meq/g)= 0.1(Z1-Z2)/X
전 카르복실기량에 대한 H형 카르복실기량의 비율인 H형 비율은 (2)에서 얻은 값을 분자로 하고 (1)의 값을 분모로 하여 구한 mol비율(%)이다.
(3) 흡습율(%)
시료섬유 약 5.0g을 열풍건조기로 105℃, 16시간 건조하여 중량(W1g)을 측정한다. 다음에 이 시료를 온도 20℃로 상대 습도 65%에 조정된 항온항습기에 24시간 넣어 둔다. 이와 같이 하여 흡습한 시료의 중량(W2g)을 측정한다. 이상의 결과에서 흡습율을 다음 식에 의하여 산출하였다.
흡습율(%)= (W2-W1)/W1×100
실시예 1
시료로서, 제조예 1에서 얻은 H형 카르복실기를 갖는 섬유인 소취섬유(1.8데니어, 섬유길이 47mm), 시판의 활성탄 섬유를 준비하였다. 각각 혼방 상대 소재로서 아크릴섬유 0.8데니어, 섬유길이 51mm의 동양방적(주) 제품의 엑스란형을 중량비율로 20% 사용하고, 혼연기로서 혼연후 40인치 플래트카드(공화기계(주) 제)에 통과시켜 카드웹을 작성하였다. 이것을 사용하여 워터펀칭법에 의하여 겉보기밀도 50g/m2의 부직포상태의 본 출원 발명의 섬유제품을 얻었다. 이 섬유제품 및 시판의 소취재인 야시가라 활성탄에 관하여 하기 측정법에 의하여 암모니아 가스 농도를 측정하였다. 측정용기로서, 시판의 플루오르화비닐 수지제 테트라팩을 사용하였다. 테트라팩내의 부직포는 4cm×5cm(0.1g)로 재단한 것을, 야시가라 활성탄은 0.1g을 넣고, 탈기후, 초기농도 100ppm이 되도록 공기와 암모니아 가스 혼합율을 조정하여 혼합한 혼합기체 1500cc를 용기내에 불어 넣었다. 10분 경과후 및 30분후에 용기내의 가스를 진공법 가스채집기(광명이화학공업(주) 제)로 채집하고 기타가와(北川)식 검지관으로 측정하였다. 측정치에서 하기의 공식에 의하여 소취율 B(%)를 산출하였다. 식중의 S는 테트라팩내에 시료를 넣지 않고 측정한 10분 또는 30분 경과후의 테트라팩내의 암모니아 농도(ppm), M는 시료를 넣고 10분 또는 30분 경과후의 암모니아 농도(ppm)이다.
B(%)= (S-M)/S×100
결과를 표 1 에 표시한다. 화학반응에 의한 흡수를 행하는 본 출원 발명의 섬유제품은 다른 물리 흡착에 의한 소취제에 비하여 암모니아 가스의 소취율이 높고 또한 소취의 속도도 다른 것에 비하여 빠른 것이 이해된다.
예 실험No 종류 10분 경과후의암모니아가스 농도ppm 10분 경과후의암모니아소취율 B% 30분 경과후의암모니아가스 농도ppm 30분 경과후의암모니아소취율 B%
본발명예 1 소취섬유제품 10 90 1 99
비교예 2 활성탄섬유제품 40 60 18 82
비교예 3 야시가라활성탄 50 50 16 84
비교예 4 없음 100 ― 100 ―
실시예 2
H형 카르복실기를 갖는 섬유와의 혼방상대 소재로서, 아크릴섬유 0.8데니어, 섬유길이 51mm의 동양방적(주) 제 엑스란형 K815를 준비하고, 제조예 1의 소취섬유(1.8데니어, 섬유길이 47mm)와 아래와 같이 혼방하여 부직포상태의 본 출원 발명의 섬유제품을 얻었다. 즉 준비한 섬유의 K815를 20%, 제조예 1의 소취섬유를 80%의 중량비율로 혼면기로 혼면후 40인치 플래트카드(공화기계(주) 제)에 통과시켜 카드웹을 방출, 연속하여 적층기(지상기계(주) 제)로서 6층 적층하였다. 계속해서 제1차 니들펀칭으로서 30침/cm2, 다시 아래쪽에 눈금으로 15g/m2의 에스테르의 스펀본딩(동양방적(주) 형 6151A)를 깔고, 제2차 니들펀칭으로서 140침/cm2, 다시 스펀본딩부를 윗쪽으로 하여 제3차 니들펀칭으로서 140/cm2을 니들펀칭기(공화기계(주) 제)에 주행속도 2m/분으로 통과시켜, 한쪽면에 스펀본딩부를 접합시켰다. 얻어진 부직포는 폭 1.2m, 두께 2mm, 눈금으로 115g/m2이었다.
파마넨트 시술에서의 제1액인 염기성의 파마액을 두발에 부여후, 헤어캡 안에 18cm×20cm 및 12cm×15cm로 재단한 상기의 부직포를 장착하고, 헤어캡 안의 악취의 알칼리성 가스인 암모니아 농도를 진공가스 채집기(광염이화학공업(주) 제)로 채집하고, 기타가와식 검지관으로 측정하였다.
측정치에서 하기의 공식에 의하여 소취율C(%)를 산출하였다. 식중의 S는 부직포를 장착하지 않았을 경우의 15분 경과후의 암모니아 농도(ppm), M는 부직포를 장착한 경우의 15분 경과후의 암모니아 농도(ppm)이다.
C(%)= (S-M)/S×100
이하 특별히 기재하지 않는한, 소취율C는 상기와 같이 정의한다.
결과를 표 2에 표시한다.
예 실험No 부직포 15분 경과후의암모니아가스 농도ppm 15분 경과후의소취율%
K615/소취섬유의중량비율%/% 겉보기밀도g/m2 면적cm2
본발명예 1 20/80 115 360 170 84
본발명예 2 20/80 115 180 700 36
비교예 3 없음 ― ― 1090 ―
본 발명의 부직포를 360cm2사용한 경우(실험 No.1)의 15분 경과후의 소취율C는 84%, 180cm2사용한 경우(실험 No.2) 소취율C는 36%가 되었다. 실험 No.1에서는 피시술자는 물론 시술자도 종래와 같은 강한 암모니아 냄새는 전혀 느낄 수 없었고, 현저하게 경감된 것을 실감할 수 있었고, 또 실험 No.2에서도 쌍방에 있어서 암모니아 냄새는 현저하게 완화되어 있는 것을 실감하였다.
본 발명에서 사용한 제1제의 염기성의 파마액은 다까라베르몬드(주) 제품의 lebel Cosmetics Stylish Silky 레지스턴트이다. 이하 특별히 기재하지 않는한 제1제의 파마액은 상기의 것으로 한다.
실시예 3
수산화나트륨 농도, 금속염 처리의 양과 종류를 바꾸어 제조예 1에 따라서 이 섬유의 전 카르복실기량, H형 카르복실기 비율, 금속염의 종류가 상이한 H형 카르복실기와 가교를 갖는 아크릴레이트계 섬유를 얻었다. 이 섬유를 단독으로 혼면기로 혼면후 40인치 플래트카드(공화기계(주) 제)에 통과시켜 카드 웹을 방출, 연속하여 적층기(지상기계(주) 제)로 6층 적층하였다. 계속하여 제1차 니들펀칭으로 하여 30침/cm2, 면을 반대로 하고 제2차 니들펀칭으로 하여 140침/cm2, 다시 면을 반대로 하여 제3차 니들펀칭으로 하여 140침/cm2을 니들펀칭기(공화기계(주) 제)에 주행속도 2m/분으로 통과시켜 폭 1.2m, 두께 2mm, 겉보기밀도 100g/m2의 부직포를 얻었다. 얻어진 섬유제품에 관하여, 2cm×5cm(1.0g)으로 재단하고, 상기 실시예 1의 방법으로 암모니아 농도를 측정하였다. 단, 초기농도의 100ppm을 1000ppm으로 바꾸고, 또 측정시간을 15분 경과후와 2시간 경과후로 하였다. 또, 얻어진 섬유제품을 10cm×10cm(1g)로 재단하고, 동일한 방법으로 산성 가스의 아세트산으로, 초기농도를 50ppmm로 하고, 2시간 경과후의 소취율(%)을 측정하였다. 이 결과를 표 3에 나타낸다. 여기서 실험 No.8의 비교예는 아크릴섬유를 사용하여 되는 부직포에서의 시료로 측정하였다.
예 실험No 전카르복실기양meq/g 금속염의종류 H형비율mol% 15분경과후의암모니아가스 농도ppm 2시간경과후의암모니아가스 농도ppm 2시간경과후의아세트산의소취율% 20℃, 65%RH에서의 흡습율중량%
본발명예 1 7.1 Na 30 350 5 97 40
본발명예 2 6.0 Ca 30 400 10 97 30
본발명예 3 5.3 Ca 51 400 5 95 23
본발명예 4 2.5 Na 60 400 15 62 20
본발명예 5 2.5 Ca 30 500 30 74 20
본발명예 6 2.2 Ca 30 600 80 48 19
본발명예 7 2.2 Na 25 650 120 52 18
비교예 8 0.1 Na 0 1000 1000 0 2
H형 카르복실기를 가진 섬유를 함유한 섬유제품은 H형 카르복실기가 없는 비교예 실험 No.8에 대하여 대폭으로 알칼리성 가스 및 산성 가스의 소취성능의 향상이 인정되었다. 특히 H형 카르복실기를 갖는 섬유의 전 카르복실기 2.5meq/g 이상이고 H형이 30mol% 이상의 제품으로 알칼리성 가스 및 산성 가스의 소취성능의 향상이 현저하였다. 더욱 전 카르복실기량이 7.1meq/g이나 되는 실험 No.1은 높은 알칼리성 가스 및 산성 가스의 소취율을 나타내고, 쓰고 버리는 용도에는 적당하지만 흡습율이 지나치게 높으므로 세탁 건조성은 충분하지 않다. 또 전 카르복실기량의 비교적 적은 실험 No.6, 7은 알칼리성 가스 및 산성 가스의 소취율이 극히 높다고는 말할 수 없다.
실시예 4
암모니아 100% 가스 1500cc와 실시예 2 실험 No.1 기재의 부직포를 테트라팩내에서 봉입하여 일주야 정치하고, 암모니아를 포화시킬 때까지 흡착시켰다. 이어서 시료의 부직포를 꺼내고, 세탁을 행하였다. 세탁은 세제를 사용하지 않는 물세탁으로 시료의 부직포를 네트에 넣어 가정용 세탁기(전자동 소용돌이식 ES-S52E 샤프(주) 제)를 사용한다. 이어서 재차 실시예 2와 같은 파마넨트 처방으로 소취율C를 측정하였다. 소취율C는 84%로, 100% 능력을 회복하고 되풀이 사용할 수 있음이 인정되었다.
실시예 5
실시예 2에서 작성한 부직포 625cm2를 건조한 후, 헤어캡내에 장착하고 실시예 2와 동일한 파마넨트 시술을 행하고 그때의 헤어캡내의 온도를 측정하였다. 부직포를 장착하고 있지 않는 경우에 비교하여 헤어캡내의 온도가 5℃ 상승하고, 종래 파마세트용으로 사용되는 가온기 이외에도 본 발명 제품에 의하여 흡습에 의한 발열가온이 가능한 것을 인정할 수 있었다.
본 발명의 알칼리성 가스 흡수성 섬유제품의 특징은 아래와 같다.
1. 발생하는 악취의 알칼리성 가스를 특히 암모니아를 재빨리 흡수한다.
2. 금속염형 카르복실기의 도입에 의하여 알칼리성 가스뿐만 아니라 산성 가스도 재빠르게 흡수한다.
3. 세탁에 의한 성능저하가 없고, 수세에 의한 세탁으로 100% 성능을 회복할 수가 있고 반복하여 사용할 수가 있다.
4. 특히 헤어캡 용도에 있어서는 흡습발열 작용에 의하여 단독으로 또는 다른 발열성 섬유와의 병용에 의하여 종래의 가온기 이외의 방법으로 승온이 가능하다.
본 발명의 섬유제품을 이 특징을 이용하여 여러가지 용도 분야에 사용할 수가 있다. 예컨대, 헤어캡, 터번, 헤어캡내 안창, 헤어네트를 비롯하여 미용잡화품, 속옷, 양말 등의 의료품, 이불, 베개, 시이트, 모포, 쿳숀 등의 침장, 침구류, 커텐, 카펫트, 매트, 벽지, 봉제품 등의 인테리어용품, 냉장고, 쓰레기통의 내장, 생고무처리장치 등의 취사용품, 실금쇼츠, 실금팬티, 마스크, 기저귀 등의 위생용품, 차의 시트, 내장재 등의 차내용품, 화장실카버, 화장실매트, 애완동물용 화장실 등의 화장실용품, 구두안창, 장화의 속창, 슬리퍼, 장갑, 고무장갑의 내장, 타월 잡수건 등을 들 수 있다.

Claims (3)

  1. H형 카르복실기를 갖는 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 알칼리성 가스 흡수성 섬유제품.
  2. 제 1 항에 있어서, H형 카르복실기를 갖는 섬유의 전 카르복실기가 2.5meq/g 이상이고, H형이 30mol% 이상인 것을 특징으로 하는 알칼리성 가스 흡수성 섬유제품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, H형 카르복실기를 갖는 섬유가 아크릴계 섬유에 히드라진 가교와 니트릴기의 가수분해가 시행되어 이루어지는 아크릴레이트계 섬유인 것을 특징으로 하는 알칼리성 가스 흡수성 섬유제품.
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