KR100406884B1 - 셀룰로오스 이수축 혼섬직물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 셀룰로오스 이수축 혼섬직물의 제조방법에 관한 것으로, 레이온 섬유와 치환도 2.0 ~ 2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 혼섬사로 직물을 제직한 후 알칼리처리하여 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 셀룰로오스 섬유로 전환시키는 것을 특징으로 하며, 이와 같이 제조된 직물은 두 섬유간에 수축률 차이가 발생하여 촉감이 부드럽고 우수한 반발탄성 및 드레이프성을 갖게 된다.
Description
본 발명은 셀룰로오스 직물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 치환도가 2.0 - 2.75인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 레이온 섬유의 혼섬사를 사용하여 셀룰로오스 이수축 혼섬 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 직물은 달리 언급되지 않는 한 경위사 직물과 편직물을 통칭하는 의미로 사용된다.
종래 이수축 혼섬직물의 제조를 위한 이수축 혼섬사는 연신조건을 변경하여 결정부분형성을 억제시키거나, 아니면 고분자 중합단계에서 공중합체로 하여 역시 결정부분을 억제시킨 고수축사와 방사단계에서 고배향미연신사를 제조하여 제직준비공정에서 자발신장하는 특성을갖는 저수축사를 복합하는 방법과, 상기 고수축사와 일반 연신조건으로 연신하여 결정부분을 많이 형성시킨 저수축사를 복합하는 방법을 많이 이용하고 있다.
이러한 복합사의 문제점으로는, 저수축사로 작용하는 원사가 호부공정 등 열처리 온도에 의해 그 잔류수축률의 변동이 심하고 일반적인 호부 건조조건에서 잔류수축률이 많이 존재함으로써 정련, 축소, 염색등의 염가공 공정이 진행됨에 따라 점차적으로 수축하여 최종원단상에서는 고수축사의 수축차가 좁혀져 이수축감이 미약해지고, 또한 고수축사는 호부공정중 호건조 공정에서 열에 의해 수축력을 상실하게 되어 실제적으로 수축발현이 약하게 되며 이를 방지하기 위하여 호부공정을 저온 저속으로 실시해야 하는 어려움이 있어 생산성 저하를 초래하게 되고, 또한 저온건조로 인한 완전한 호 건조가 이루어지지 않아 제직공정 중 개구불량의 원인이 되어 제직성 저하를 초래하게 된다. 또 염가공공정에서도 효과적인 이수축을 발현하기 위해서는 최대한 저장력으로 해야하는 어려움이 있으며 만약 장력이 균일하지 못할 경우에는 염색후 경사방향으로 색차등의 결점이 발생할 여지가 많아 여러가지로 제약이 따른다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점이 없이 뛰어난 이수축효과로 풍부한 부피감과 우수한 드레이프성 및 촉감을 갖는 셀룰로오스 이수축 혼섬직물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 레이온 섬유와 치환도 2.0 ~ 2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 혼섬사로 직물을 제직하는 공정과, 제직된 직물을 알칼리처리하여 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 셀룰로오스 섬유로 전환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 이수축 혼섬직물의 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
레이온 섬유는 수산기가 15% 이상 치환되지 않은 재생 셀룰로오스로 제조된 섬유로 정의되며 (Fiber Chemistry, Lewin Eli M. Pearce, Dekker p 914,1985), 고유의 광택, 비중, 터치감으로 인해 고급 섬유제품에 많이 이용되고 있다.
셀룰로오스 디아세테이트를 알칼리 처리하면 아세틸기가 히드록시기로 전환되는 검화가 일어나게 되는데 이때 무정형으로 존재하던 디아세테이트 섬유의 분자쇄들의 폴딩(folding)과 패킹(packing) 등의 재배열로 결정화가 일어난다. 일반적으로 천연의 셀룰로오스는 셀룰로오스 Ⅰ의 결정구조를 가지게 되며 재생 셀룰로오스섬유의 경우는 셀룰로오스 Ⅱ의 구조를 가지는 데 반해 셀룰로오스 디아세테이트의 검화에 의해 제조된 셀룰로오스 섬유는 셀룰로오스 Ⅱ와 Ⅳ가 혼합된 결정구조를 가지게 되며 , 결정화도(비중법) 14~34%, 복굴절율 0.012~0.024이다.
셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 검화에 의해 얻어지는 셀룰로오스 섬유도 일종의 레이온 섬유이다. 이러한 셀룰로오스 섬유의 물성은 비중이 1.48-1.51 gm/cm3, 인장강도 1.2~2.5gf/de, 신도 20~50%, 표준상태 수분율 12-16%로 일반 레이온과 유사한 성능을 보인다.
본 발명에서는 셀룰로오스 디아세테이트와 레이온섬유 혼섬사로 되는 직편물을 알칼리처리하게 되는데, 이러한 알칼리 처리에 의해 상술한 바와 같이 셀룰로오스 디아세테이트의 검화 및 결정 형성이 일어나고, 이 과정에서 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 수축이 일어나고 이와 동시에 레이온 섬유의 수축도 일어나게 된다. 이때 수축은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유가 레이온 섬유 보다 훨씬 많이 이루어진다. 통상적으로 셀룰로오스 디아세테이트 섬유는 수축율이 17-19% 정도가 되고, 레이온 섬유는 4-5%의 수축만 일어나게 된다. 그 결과 두 섬유간에 수축율차가 발생하게 되어 심지사로 검화에 의해 생성된 셀룰로오스섬유 그리고 효과사에 일반 레이온 섬유가 나타나게 된다.
본 발명에서 혼섬직물의 검화 혹은 알칼리 처리에는 강알칼리 단독 처리 또는 강알칼리와 약알칼리의 동욕처리 또는 이욕처리 방법을 이용할 수 있다.
검화 과정에 사용될 수 있는 알칼리화합물의 예로는 수산화 나트륨 등과 같은 알칼리금속 수산화물, 수산화 칼슘 등과 같은 알칼리토류금속 수산화물, 탄산나트륨 등과 같은 알칼리금속 탄산염 등이 있다. 이러한 알칼리화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 검화촉진제와 병용하여 사용할 수도 있다. 검화촉진제로는 포스포늄계 검화촉진제와 4급암모늄계 검화촉진제가 잘 알려져 있다. 검화촉진제의 시중구입가능한 예로는 포스포늄계 검화촉진제인 네오레이트 엔씨비(NEORATE NCB: 한국정밀제품); 제4급암모늄계 검화촉진제인 케이에프 네오레이트 엔에이-40(KF NEORATE NA-40 : 한국정밀제품), 디와이케이-1125 [DYK-1125: 일방사(一方社) 제품], 디엑스와이-10엔 [DXY-10N : 일방사(一方社) 제품], 카세린PES, 카세린PEL, 카세린PEF [이상 명성화학(明成化學) 제품], 스노겐 피디에스(SNOGEN PDS :대영화학 제품) 등을 들 수 있다.
검화과정에서 알칼리는 원료인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유에 대해 10∼60 wt%가 되도록 수용액으로 만들고, 여기에 직물을 침지한 후 60℃ 이상, 보다 바람직하게 60℃∼130℃에서 1∼120분 동안 1 내지 2회 처리하여 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 셀룰로오스 섬유로 전환시키는 것이 적당하다.
본 발명에 의하여 제조되는 직물은 직접염료, 반응성염료 및 배트염료 등과 같은 셀룰로오스용 염료에 염색이 되며, 심지사와 효과사에 의해 셀룰로오스 특유의 미끈함에 벌키감이 증가하여 부드러운 촉감, 우수한 반발탄성 및 드레이프성을 나타낸다.
상기한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단, 본 발명이 하기 실시에로 제한되는 것은 아니다.
하기 실시예에서 감량율은 알칼리 처리전/후의 시료의 중량변화를 측정하여 처리전후의 시료중량 차이를 처리전 시료중량을 나눈 값의 백분율로 나타낸 것이다.
[실시예 1]
아세틸 치환도 2.0-2.5의 셀룰로오스 디아세테이트섬유 75d /20f 원사와 비스코스레이온(아사히産, 日本) 75d/33f 원사를 공기 노즐을 통하여 2.0kg/㎠의 압력으로 처리하여 40개/m의 교락을 부여하여 셀룰로오스디아세테이트/비스코스레이온 혼섬사를 제조하였다.
위의 혼섬사를 경사 및 위사로 사용하여 새틴(Satin) 직물(경사밀도201본/inch ,위사 밀도88본/inch)을 제조하고 이를 정련 건조한 후 액류염색기에 물을 넣고 디아세테이트 대비 15wt%의 소다회와 제4급암모니움염계 검화 속도 조절제1g/L를 투입하고 30℃에서 100℃ 까지 2℃/min의 승온속도로 온도를 높인 후 30분간 처리한 뒤 30℃까지 2℃/min의 냉각속도로 냉각시키고 배액, 수세하여 1차 감량하였다.
액류염색기에 다시 물을 넣고 디아세테이트 대비 24.44wt%의 가성소다와 검화속도 조절제 1g/L를 넣어 알칼리 수용액을 준비하고 여기에 1차 감량한 직물을 넣고 1차 감량과 같은 방법으로 2차 감량하였다. 이때 아세테이트의 감량율은 39.43%이었다. 또한 시료를 적외선 분광 분석기(MAGNA 750, Nicolet, 미국)를 사용하여 적외선 분광분석에 의해 탈아세틸화를 확인한 결과 카르보닐을 나타내는 1740cm-1부근의 피크가 사라져 셀룰로오스가 되었음을 알 수 있다.
또한 두 섬유의 감량율 및 수축율을 알아보기 위해 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 비스코스레이온을 혼섬하지 않고 감량조에 넣어 위와 같은 방법으로 처리하여 측정하였다. 측정결과 셀룰로오스 섬유의 수축율은 18.02%이고, 레이온 섬유의 수축율은 4.31%로서, 이들간의 수축율 차이는 13.71%이었다.
[실시예 2]
표 1과 같이 감량조건을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 측정결과는 표 1에 제시된다.
| 구분 | 소다회투입량(중량%) | 가성소다 투입량(중량% | 아세테이트 감량율(%) | 수축율(%) | ||
| 셀룰로오스 섬유 | 레이온 섬유 | 수축율 차이 | ||||
| 실시예 1 | 15 | 30.02 | 39.46 | 18.02 | 4.31 | 13.71 |
| 실시예 2 | 30 | 24.44 | 39.67 | 18.59 | 4.22 | 14.49 |
[비교예]
경사 및 위사가 비스코스레이온(아사히産, 日本) 120d/33f이고, 경사밀도 210올/inch, 위사밀도 91올/inch 인 새틴 직물을 소다회 1g/L, 정련제 1g/L를 첨가한 후 98℃에서 10분간 정련하였다.
얻어진 직물의 부드러움, 드레이프성, 반발탄성 및 부품성을 평가하여 실시예 1 및 2의 직물과 비교하였다. 평가등급은 불량(×), 보통(△), 양호(○) 및 매우 양호(◎)의 4등급으로 나타내었다. 평가결과는 표 2에 제시된다.
| 구 분 | 부드러움 | 드레이프성 | 반발탄성 | 부품성 |
| 비 교 예 | ○ | ○ | ○ | △ |
| 실시예 1 | ◎ | ○ | ○ | ○ |
| 실시예 2 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
상기한 실험결과로부터 명백하게 되는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 직물은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유가 셀룰로오스 섬유로 전환되면서 일반 레이온 섬유와 수축율차이가 발생하여 일반 레이온만으로 된 직물에 비해 우수한 부품성과 부드러움 그리고 반발탄성을 발현하게 된다.
Claims (2)
- 레이온 섬유와 치환도 2.0 ~ 2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 혼섬사로 직물을 제직하는 공정과, 제직된 직물을 알칼리처리하여 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 셀룰로오스 섬유로 전환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 이수축 혼섬직물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 셀룰로오스 디아세테이트 섬유을 실질적으로 전부 셀룰로오스 섬유로 전환시키는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 이수축 혼섬직물의 제조방법.
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