KR100450529B1 - 레이온/ 극세사 복합 직물의 제조 방법 - Google Patents

레이온/ 극세사 복합 직물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면 치환도 2.0 ~ 2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 알칼리용출성 해성분과 내알칼리가수분해성 도성분으로 이루어진 해도사를 이용해 직물을 제직하는 공정과; 제직된 직물을 알칼리 처리하여 셀룰로오스 아세테이트 섬유을 레이온 섬유로 전화시키고, 해도사 섬유의 해성분을 용출시켜 극세사를 형성하는 공정을 포함하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법이 제공되며, 제조된 직물은 레이온의 손상도 없고 극세사의 형성이 충분하여 부드러움과 드레이프성이 우수하며, 품질이 균일한 등의 장점이 있다.

Description

레이온/ 극세사 복합 직물의 제조 방법 {Method for producing fabric of rayon and fine fibers}
본 발명은 치환도가 2.0 - 2.75인 셀룰로오스 디아세테이트가 알칼리에 의해 검화되는 반응속도와, 해도사의 알칼리 처리에 의해 해성분인 이용성 폴리에스터가 용출되는 가수분해 반응 속도차이를 이용하여 셀룰로오스 디아세테이트와 해도사의 복합직물을 제조하여 셀룰로오스 아세테이트의 레이온화 공정에서 해도사의 용출공정을 함께 진행시켜 레이온과 극세사의 장점을 가지는 복합직물의 제조 방법에 관한 것이다.
셀룰로오스 섬유의 대표적인 인조섬유인 레이온 섬유는 수산기가 15%이상 치환되지 않은 재생 셀룰로오스로 제조된 섬유로 정의되며, 고유의 광택, 비중, 촉감으로 인하여 고급 섬유에 많이 이용되고 있다. 또한 해도사 섬유는 해성분의 용출 방법에 의해 극세사를 형성하게 되며 부직포 타입의 인조 스웨드나 인공피혁등의 소재로 널리 사용되고 있다.
종래의 해도사 용출에 의한 극세사 제조방법은 고농도의 강알칼리를 사용하여 고온에서 장시간 처리함으로써 감량속도가 상대적으로 빠른 해성분을 용출하여 0.1de이하의 극세사를 형성하게 된다. 용출공정에서 처리 농도 및 시간에 따라 해성분뿐 아니라, 도성분도 감량되어 강도 등의 물성저하를 가져오게 되고, 또한 감량율에 따라 염색 균제도가 달라지는 문제점을 가지고 있다.
또한 기존의 레이온과의 복합직물은 해도사의 용출 조건인 강알칼리 조건에서 이용성 폴리에스터의 용출 뿐만 아니라 레이온 섬유의 강도 저하가 발생하게되어 상업화되지 못하였었다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점이 없이 우수한 드레이프성 및 촉감을 갖는 레이온/극세사 복합 직물의 새로운 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따르는 실시예 1의 극세사의 단면을 촬영한 광학현미경 사진이고,
도 2는 비교예의 극세사의 단면을 촬영한 광학현미경 사진이다.
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면 치환도 2.0 ~ 2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 알칼리용출성 해성분과 내알칼리가수분해성 도성분으로 이루어진 해도사를 이용해 직물을 제직하는 공정과; 제직된 직물을 알칼리 처리하여 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 레이온 섬유로 검화시키고, 해도사 섬유의 해성분을 용출시켜 극세사를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따르는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법은 원료로서 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 해도사로 이루어진 직,편물이 사용된다.
바람직하게 해도사는 내알칼리 가수분해성 폴리에스터를 비용출성분(도성분)으로 하고 이용성 폴리에스터를 용출성분(해성분)으로 된다. 특히, 상기한 폴리에스터계 해도사는 용출성분 대 비용출성분의 복합비가 10:90 내지 40:60인 것이 바람직하다.
본 방법에 따라 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 알칼리용출성 해도사로 이루어진 직,편물을 알칼리처리하면 레이온/극세사 복합 직물이 얻어지게 되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 검화속도와 해도사의 해성분의 가수분해 속도차를 이용하여, 아세테이트 섬유 및 극세사 섬유의 물성 저하 없이 동시에 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 레이온화와 해도사의 해성분의 용출을 진행하게 된다. 이 과정에서 사용되는 알칼리는 해도사 용출에 사용되는 알칼리 농도에 비해 매우낮아지게 되고, 이로 인해 극세사 형성후 도성분의 불균일한 감량이 일어나지 않게 된다.
셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 레이온화에 대해서 부연하면, 셀룰로오스 디아세테이트는 알칼리 처리에 의해 아세틸기 하이드록시기로 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. 또한 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 레이온화는 적외선 분광 분석으로도 알 수 있다. 전화된 레이온섬유를 적외선 분광분석을 하면 셀룰로오스 디아세테이트 섬유에서 카보닐을 나타내는 1740cm-1부근의 피크가 사라져 셀룰로오스로 됨을 알 수 있게 된다.
본 방법에서 전환된 레이온 섬유의 물성은 비중이 1.48-1.51 gm/㎤, 인장강도 1.2~2.5gf/de, 신도 20~50%, 표준상태 수분율 12-16%로 비스코스 레이온과 같은 일반 레이온과 유사한 성능을 보인다.
알칼리 처리과정에서 알칼리는 원료인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유에 대해 30 ~ 80wt%가 되도록 수용액에 직물을 침지한 후 60℃이상, 보다 바람직하기는 70 ~ 130℃에서 1 ~ 120분 동안 1회 내지 2회 처리하여 아세테이트 섬유를 레이온 섬유로 전화시키고, 해도사의 해성분을 완전 용출하여 극세사를 형성하는 것이 적당하다.
본 발명에서 복합직물 아세테이트 섬유의 검화와 해도사 해성분의 용출처리에는 강알칼리 단독 또는 강알칼리와 약알칼리의 동욕처리 또는 이욕처리 방법을 이용할 수 있다.
이에 사용될 수 있는 알칼리화합물의 예로는 수산화나트륨등과 같은 알칼리금속수산화물, 수산화칼슘 등과 같은 알칼리토금속류수산화물, 탄산나트륨등과 같은 알칼리 금속탄산염이 있다. 이러한 알칼리 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 반응속도 조절제를 병용하여 사용할 수도 있다. 반응속도 조절제로는 포스포늄계 검화조절제와 4급암모늄계 검화속도 조절제가 잘 알려져 있다. 반응속도 조절제의 시중 구입가능한 예로는 포스포늄계인 네오레이트 엔씨디(NEORATE NCD : 한국정밀제품) ; 제4급암모늄계인 케이에프 네오레이트 엔에이-40(KF NEORATE NA-40 : 한국정밀제품), 디와이케이-1125(DYK-1125 : 일방사(一方社)제품), 카세린PES, 카세린 PEL, 카세린 PEF(이상 明成化學제품), 스노겐 피디에스(SNOGEN PDS : 대영화학제품)등을 들수 있다.
본 발명에 의하여 제조되는 직물은 레이온과 극세사의 효과로 인해 부드러운 촉감과 우수한 드레이프성을 나타낸다.
기한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단 본 발명이 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.
하기 실시예에서 감량율은 알칼리 처리 전/후의 시료의 중량변화를 측정하여처리전후의 시료중량차이를 처리 전 시료중량으로 나눈 값의 백분율로 나타낸 것이다.
[실시예 1의 No. 1 ∼5]
경사로 아세틸 치환도 2.55의 셀룰로오스 디아세테이트섬유 75d/20f를 사용하고 위사로 폴리에스터 해도형 복합섬유 137d/30f (HUVIS産, 비용출성분: 용출성분비 = 65 : 35, 비용출성분으로 내알칼리 가수분해성 폴리에스터, 용출성분으로 유기 설폰산 금속염 첨가 이용성 폴리에스터 사용)를 사용하여 제직된 새틴(Satin) 직물(경사밀도 201본/inch ,위사 밀도82본/inch)을 정련 건조한 후 액류염색기에 물을 넣고 디아세테이트 대비 40 - 80wt%의 가성소다 (가성소다 1∼2.4% 수용액)와 제4급암모니움염 반응속도 조절제 1g/L를 투입하고 30℃에서 100℃까지 2℃/min로 승온 한 후 30분간 처리한 뒤 30℃까지 2℃/min로 냉각시키고 배액, 수세하였다. 이 때 아세테이트 부분의 감량율은 39 ~ 40%였고, 해도사 부분의 용출율은 0 ~ 35%였다.
또한 두 섬유 각각의 감량율을 알아보기 위해 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 해도사 섬유를 제직하지 않고 감량기에 넣어 위와 같은 방법으로 처리하여 측정하였다.
[비교예 1의 No. 1∼5]
경사로 비스코스레이온(아사히産, 日本) 120d / 33f를 사용하고, 위사로 폴리에스터 해도형 복합섬유 137d/30f (HUVIS産,비용출성분: 용출성분비 = 65 : 35, 비용출성분 : 내알칼리 가수분해성 폴리에스터, 용출성분 ; 유기 설폰산 금속염 첨가 이용성 폴리에스터)를 사용하여 제직된 새틴 직물(경사밀도 201본/inch ,위사 밀도 82본/inch)을 정련 건조한 후 액류염색기에 가성소다 1 ~ 2.4%용액을 투입하고 30℃에서 100℃까지 2℃/min로 승온 한 후 30분간 처리한 뒤 30℃까지 2℃/min로 냉각시키고 배액, 수세하였다. 이 때 비스코스 레이온의 감량율은 5 ~ 10%였고, 해도사 부분의 용출율은 15 ~ 28%였다. 또한 실시예1과 마찬가지로 두 섬유 각각의 감량율을 알아보기 위해 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 해도사 섬유를 제직하지 않고 감량기에 넣어 위와 같은 방법으로 처리하여 측정하였다.
표 1은 실시예 1의 No. 1 내지 5 및 비교예 1의 No.1 내지 5의 알칼리 처리조건에 따른 각각의 섬유의 감량율을 나타낸 것이고, 표 2는 실시예 1의 No. 4 및 No.5와 비교예1의 No. 5에 따른 직물의 특성을 나타낸 것이다.
구분 비교예 1 실시예 1
No. 가성소다투입량(wt%) 레이온감량율(%) 해도사용출율(%) 아세테이트감량율(%) 해도사용출율(%)
1 40 5.0 15 39 0
2 50 6.2 18 39.3 4.7
3 60 7.2 21 39.4 21.7
4 70 8.6 25 39.5 35.0
5 80 10.1 28 39.5 35.1
구 분 부드러움 드레이프성 반발탄성
비교예 1 No. 5 × ○ ○
실시예 1 No. 4 ◎ ◎ ◎
No. 5 ◎ ◎ ◎
X: 불량, △: 보통, O : 양호, ◎ : 매우양호.
상기 표 1 및 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예의 경우 해도사의 용출과 동시에 레이온 섬유의 침해가 발생하고, 해도사의 용출이 부족해 극세사 형성이 충분치 못하나, 실시예 1의 경우 레이온 섬유의 손상 없이 부드러움과 드레이프성이 우수하며, 균일한 품질의 레이온/극세사 복합 직물의 제조가 가능하였다.
실시예 1의 No.1 ~ No.5 시료의 적외선 분광 스펙트럼 분석을 한 결과 원래의 디아세테이트 섬유에서 보이는 1760cm-1에서 아세틸기의 카르보닐 피크가 완전히 사라져 완전한 레이온섬유가 제조되었음을 알 수 있다. 또한 실시예 1의 No.4 ~ 5의 경우 해성분이 완전히 용출되어 극세사를 형성한 것을 광학현미경에 의한 단면사진 측정을 통하여서 확인하였다 (도 1 참조). 반면에 비교예의 경우 동일한 알칼리 처리 농도에서 해도사의 해성분의 용출과 더불어 비스코스레이온섬유의 감량이 같이 진행되어 침해를 입히고, 해도사의 해성분의 용출이 완전히 진행되지 못하여 극세사 형성이 충분치 못한 것을 광학현미경에 의한 단면사진 측정을 통하여서 확인하였다 (도 2 참조).
위에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 해도사로 이루어진 직편물을 알칼리처리하여 레이온/극세사 복합직물을 제조할 수 있게 되며, 제조된 직물은 레이온의 손상도 없고 극세사의 형성이 충분하여 부드러움과 드레이프성이 우수하며, 품질이 균일한 등의 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 치환도 2.0 ~ 2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 알칼리용출성 해성분과 내알칼리가수분해성 도성분으로 이루어진 해도사를 이용해 직물을 제직하는 공정과; 제직된 직물을 알칼리 처리하여 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 레이온 섬유로 검화시키고, 해도사 섬유의 해성분을 용출시켜 극세사를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 해도사가 내알칼리 가수분해성 폴리에스터를 도성분으로 하고 이용성 폴리에스터를 해성분으로 하며, 상기 해성분 대 도성분의 복합비가 10:90 내지 40:60인 것을 특징으로 하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법
  3. 제 1 항에 있어서, 알칼리 처리과정을 알칼리를 원료인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유에 대해 30 ~ 80wt%의 양으로 사용하고, 처리온도 70∼130℃, 처리시간 1 ~ 120분의 조건 하에 행하는 것을 특징으로 하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 알칼리 처리가 강알칼리 단독 또는 강알칼리와 약알칼리의 동욕처리 또는 이욕처리인 것을 특징으로 하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 알칼리 처리에 반응속도 조절제로서 포스포늄계 검화조절제, 4급암모늄계 검화속도 조절제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 것임을 특징으로 하는 레이온/극세사 복합 직물의 제조방법.
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