KR100501472B1 - 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 10~20%의 알칼리 감량율로 감량시켜 표면을 레이온화시킨 것으로서, 수분율 8~11%, 비중 1.32~1.37g/cm³을 가지는 아세테이트 섬유에 관한 것으로,

본 아세테이트 섬유의 주된 특징은 레이온의 고유한 물성을 지니면서도 흡습성 및 제전성이 우수하고, 분산염료 및 셀룰로오스용 염료 대한 가염성을 가진다는데에 있다.

Description

흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유{Acetate fiber having excellent hygroscopicity, antistatic and dyeing property}

본 발명은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 표면을 알칼리에 의해 레이온화시킴으로써 레이온의 고유한 물성을 지니면서도 우수한 흡습성, 제전성 및 염색성을 가지는 섬유에 관한 것이다.

아세테이트 섬유는 고유의 광택, 비중, 터치(Touch)로 인해 고급섬유에 많이 이용되고 있으며 우수한 물성을 가지는 아세테이트를 제공하기 위한 많은 시도들이 있어왔다.

근래에는 셀룰로오스 아세테이트를 알칼리에 의해 검화시킴으로써 셀룰로오스의 물성을 지니면서도 셀룰로오스용 염료에 염색이 가능한 아세테이트 섬유가 알려져 있으나, 이러한 아세테이트는 사 내층까지 균일하게 레이온화되지 못하는 단점이 있으며 원단으로 처리시 불균일한 반응으로 균일한 색상의 섬유제품을 만드는 것이 매우 어렵다.

또한 알칼리 저농도에서 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 2~3% 정도 검화시킴으로써 유연한 촉감을 갖는 아세테이트가 공지된 바 있으나, 유연한 촉감은 부여되나 분산염료에 대한 염색성이 떨어져 원하는 염색성을 얻기에 불충분할 뿐 만 아니라, 흡습성 및 제전성이 향상된 아세테이트 섬유를 얻기 위해서는 후가공상에서 조제처리를 따로 해주어야 하므로 제조공정이 복잡하다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점이 없이 레이온의 고유물성을 지니면서도 흡습성 및 제전성이 우수하고 분산 및 셀룰로오스용 염료에 대한 가염성을 가지는 아세테이트 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이에 본 발명자는 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 10~20%의 감량율로 알칼리 처리하여 외층만을 균일하게 검화시키면 흡습성, 제전성, 염료성이 우수한 아세테이트 섬유를 제조됨을 알게 되어 본 발명에 이르게 된 것이다.

상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면 치환도 2.0~2.75(초산화도 45~59.5%)인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 표면을 레이온화시킨 것으로서, 수분율 8~11%, 비중 1.32~1.37g/cm³을 가지는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유를 제공한다.

또한, 본 발명은 치환도 2.0~2.75(초산화도 45~59.5%)인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 10~20%의 알칼리 감량율로 알칼리 처리하여 표면을 레이온화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에서는 치환도 2.0~2.75(초산화도 45~59.5%)인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 10~20%의 감량율로 알칼리 처리하게 되는데, 상기와 같은 감량율로 알칼리 처리하게 되면 표면만이 검화되어 내층과 다른 분자구조를 가지게 되고, 1.326-1.366gm/cm³의 비중과 8~11%의 표준상태수분율의 아세테이트 섬유가 얻어지는데, 이러한 아세테이트 섬유는 흡습성, 제전성이 우수하며, 분산염료 및 셀룰로오스 염료에 염색이 가능한 성질을 가지게 된다.

본 발명에서는 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 10~20%의 감량율로 알칼리 처리하는 것을 특징으로 하는데, 알칼리 감량율이 10% 미만인 경우에는 비중 및 흡습성의 효과를 기대하기가 어렵고 20%을 초과하는 경우에는 섬유의 강력 저하가 발생하게 된다. 특히 좋기로는 12~15%이다.

본 발명에서 목적하는 흡습성, 제전성, 염료성이 우수한 아세테이트 섬유를 제조하는 방법의 바람직한 일예는 다음과 같다.

셀룰로오스 디아세테이트 섬유로 구성된 직편물을 셀룰로오스 디아세테이트 섬유대비 10~20wt%의 알칼리 수용액에 온도 70~130℃, 처리시간 1~120분, 처리횟수 1~2회 조건하에서 셀룰로오스 디아세테이트의 표층의 아세틸기를 하이드록시기로 검화시켜 아세테이트 섬유를 제조한다.

본 발명의 알칼리 처리시 사용될 수 있는 알칼리화합물의 예로는 수산화나트륨 등과 같은 알칼리금속수산화물, 수산화칼슘 등과 같은 알칼리토금속류수산화물, 탄산나트륨등과 같은 알칼리금속탄산염이 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 알칼리 화합물을 검화촉진제 및 계면활성제와 병용하여 사용하는 것이 바람직한데,

사용할 수 있는 계면활성제로는 폴리에틸렌 글리콜형 비이온 계면활성제, 다가 알콜형 비이온 계면활성제, 음이온 계면 활성제 등이 있으며, 본 발명에서 계면활성제는 알칼리가 내부에 침투하는 것을 용이하게 하여 균일한 반응이 일어나도록 하고, 섬유의 강도가 저하되는 것을 방지하는 역할을 하며, 바람직한 계면활성제의 양은 0.5~1g/L이며, 0.5g/L 이상일 때 비로소 효과가 발현되며, 0.5g/L 이상에서는 효과의 차이가 없다. 더욱 바람직하기로는 1g/L이다.

또한 본 발명에서 알칼리 화합물과 병용하여 사용할 수 있는 검화촉진제로는 포스포늄계 검화촉진제와 4급암모늄계 검화촉진제가 잘 알려져 있다. 검화촉진제의 시중 구입가능한 예로는 포스포늄계인 네오레이트 엔씨비(NEORATE NCB : 한국정밀제품) ; 제4급암모늄계인 케이에프 네오레이트 엔에이-40(KF NEORATE NA-40 : 한국정밀제품), 디와이케이-1125[DYK-1125 : 일본의 일방사(一方社)제품], 카세린PES, 카세린PEL, 카세린 PEF[이상 일본의 명성화학(明成化學)제품], 스노겐 피디에스(SNOGEN PDS : 한국의 대영화학제품)등을 들 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단 본 발명이 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.

하기 실시예에서 셀룰로오스 아세테이트의 감량율 등은 다음과 같은 방법으로 측정한 것이다.

* 감량율: 알칼리 처리전/후의 시료의 중량변화를 측정하여 다음식으로 구하였다. 감량율(%) = {(처리 전 시료중량-처리 후 시료중량)/처리전 시료중량)}×100

* 제전성(마찰대전 후 반감기) : 20℃, 40% 상대습도에서 KS K 0555법에 의하여 측정하였다.

* 수분율: KS-K 0220 오븐법에 의해 측정하였다.

* 흡수성(흡수거리): KS K 0815 흡수거리(흡수성B법)는 20cm X 20cm 시험편을 10분간 물에 방치시켜 올라간 물의 높이 측정하였다.

* 비중 : 밀도 구배관을 사용하여 측정하였다.

* 염색성(심색도, K/S) : 직접염료인 시아이 디렉트 블루 200(C.I. Direct Blue 200, 일본화약제 Kayarus Supra Blue 4BL)을 0.5% owf 농도로 100℃에서 30분 동안 염색한 후 상법으로 70℃에서 소핑(Soaping)과 린싱(Rinsing)을 실시하여 염색을 완료하였다. 얻어진 염색물을 분광광도계(Color-Eye 7000A, Machbeth, 미국)를 사용하여 반사율(R:Reflectance)을 측정한 후 이를 식 K/S=(1-R)2/2R에 대입하여 K/S값을 구하고 이 값으로 염색성을 평가하였다.

* 인장강도보존율 : 만능시험기(Universal Testing Machin : ZWICK 1425, 독일)를 사용하여 시료길이 50mm, 인장속도 200m/min로 인장시켜 강도를 측정하여 셀룰로오스 섬유 정련포 100에 대한 인장강도의 값으로 나타내었다.

[실시예 1]

아세틸 치환도 2.55(초산화도 56.9%)의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유로 구성된 평직물(경사 75d/20f, 위사 120d/33f, 위밀도 75본/inch, SK케미칼(주)산, 한국)을 정련 건조하여 셀룰로오스 디아세테이트 정련지를 준비한 후 액류 염색기에 물을 넣고 디아세테이트 섬유 대비 10%의 가성소다와 1g/L의 반응속도 조절제를 첨가하였다. 준비된 셀룰로오스 디아세테이트 정련지를 액류 염색기에 넣고, 30℃에서 2℃/min로 승온하여 98℃에서 30분간 처리한 뒤 30℃까지 2℃/min로 냉각시키고 배액하여 검화시켰다. 검화된 섬유를 상온의 물로 수세하여 잔류 알칼리를 제거하고 인출한 뒤 건조시켰다. 이러한 알칼리 처리 공정을 통해 11%의 감량율을 갖는 아세테이트 섬유를 얻었다.

[실시예 2]

15%의 가성소다 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 상기 실시예의 알칼리 처리 공정을 통해 14.9%의 감량율을 갖는 아세테이트 섬유를 얻었다.

[실시예 3]

20%의 가성소다 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 상기 실시예의 알칼리 처리 공정을 통해 19.4%의 감량율을 갖는 아세테이트 섬유를 얻었다.

위와 같은 실시예로부터 제조된 섬유의 알칼리 처리 조건, 그에 따른 감량율 및 기타 물성들을 알칼리 처리하지 않은 셀룰로오스디아세테이트 섬유 정련포와 비교하여 표 1에 제시하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	셀룰로오스디아세테이트 섬유 정련포
가성소다 농도(owf, %)	10	15	20	-
아세테이트 감량율(%)	11	14.9	19.4	-
마찰대전후반감기(sec)	0.8	0.7	0.5	∝
수분율(%)	8.6	9.7	10.8	6.4
흡수거리(mm)	113	116	118	90
비중(g/cm3)	1.326	1.341	1.366	1.310
염색도(K/S)	5.5	6.9	8.4	0.06
인장강도 보존율(%)	100.5	101	103	100

상기한 실험결과로부터 명백하게 되는 바와 같이, 본 발명에 의한 아세테이트 섬유는 우수한 흡수성 및 영구 제전성을 가지며 직접염료 및 분산염료에 대해 양호한 가염성을 가지므로써 다양한 용도로 적용 가능하다.

Claims (6)

1. 치환도 2.0~2.75(초산화도 45~59.5%)인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 표면을 레이온화시킨 것으로서, 수분율 8~11%, 비중 1.32~1.37g/cm³을 가지는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유.
2. 청구항 1 기재의 섬유를 제조함에 있어서, 치환도 2.0~2.75(초산화도 45~59.5%)인 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 10~20%의 알칼리 감량율로 알칼리 처리하여 표면을 레이온화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 알칼리 처리시 알칼리 수용액의 농도를 셀룰로오스 디아세테이트 섬유대비 10~20wt%로 하고 처리온도 70~130℃, 처리시간 1~120분, 처리횟수 1~2회 조건하에서 처리하는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유의 제조방법.
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서, 상기 알칼리 처리시 반응속도 조절제로서 제4급암모니움염 및 또는 포스포늄염을 첨가하는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 알칼리 처리시 계면활성제로서 폴리에틸렌 글리콜형 비이온 계면활성제, 다가 알콜형 비이온 계면활성제 또는 음이온 계면활성제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 흡습성, 제전성 및 염색성이 우수한 아세테이트 섬유의 제조방법.