KR100503439B1 - 폴리에스테르 태세사 / 셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)를 효과사로 하고, 치환도 2.0~2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유로부터 유도된 레이온 섬유를 심사로 구성하는 폴리에스테르 태세사/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물에 관한 것으로, 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 폴리에스테르 태세사를 함께 교락 혼섬한 다음, 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 레이온화 시키는 과정에서 수축이 발생함으로써 우수한 부품성, 드레이프성, 샤리감을 가지며, 또한, 레이온의 물성인 부드러운 촉감과 흡습성이 발현되고 우수한 톤(Tone)효과를 가지는 폴리에스테르 태세사/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 폴리에스테르 태세사(Thick & Thin Yarn)를 함께 유체 교락 처리한 후 셀룰로오스 디아세테이트 섬유의 레이온화 가공 공정에서 발생하는 수축율과 폴리에스테르 태세사의 이수축 특성을 이용하여, 직물상태에서 우수한 부품성, 샤리감, 흡습성, 드레이프성, 신축성을 가지며 자연스러운 외관과 뛰어난 톤(Tone)효과가 발현되는 폴리에스테르 태세사/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 아세테이트사는 목재의 펄프, 즉 셀룰로오스 성분으로부터 만들어지는 섬유로서 그 자체가 천연섬유인 실크 또는 재생섬유인 레이온과 매우 유사한 직물 특성을 갖고 있다.
그러나 고유의 특성인 화려한 광택, 우수한 드레이프성, 드라이한 질감 등 천연섬유에 버금가는 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 강도가 약하다는 단점 때문에 아세테이트 사 단독으로는 외의(外衣)로서는 사용하지 못하고 주로 양복의 안감으로만 사용할 수 있다는 등 용도 전개에 많은 제약을 받고 있다.
이러한 용도 제약을 해결하기 위해서 폴리에스테르 섬유와 같이 강도가 큰 타 소재와의 복합사를 만들어 사용하는 것이 일반적인 추세이다.
폴리에스테르 태세사(Thick & Thin)의 경우 미연신사등을 유리 전이 온도 부근에서 자연 연신비 부근에서 연신함으로써 미연신사의 물성을 가지는 태(Thick)부와 연신사의 물성을 가지는 세(Thin)부를 구성하는 것으로 직물상에서 샤리감과 드라이감을 가지며, 염색성의 차이로 인하여 우수한 톤(Tone)효과가 발현된다.
종래, 위와 같은 폴리에스테르 태세사와 일반적인 레이온 섬유를 사용하여 복합사를 제조하는 경우 우수한 톤(Tone)효과를 가지나 수축율 차이가 적어 충분한 이수축 효과를 가지지 못하는 결점을 가지고 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점이 없이 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)와 셀룰로오스 디아세테이트 섬유를 사용하여 직물상태에서 우수한 부품성, 흡습성, 드레이프성, 신축성을 가지며 자연스러운 외관과 뛰어난 톤(Tone)효과를 가지는 폴리에스테르 태세사(Thick & Thin Yarn)/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 심사로써 치환도 2.0~2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 효과사로서 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)를 공기 교락하여 혼섬한 후 긴장 열처리하고, 얻어진 혼섬사로 직물을 제직한 후, 제직된 직물을 알칼리 처리하여 셀룰로오스 아세테이트 섬유을 레이온으로 전환시켜서, 상기 심사와 효과사가 하기 수학식 1의 수축특성을 만족도록 하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법.
SSP(H)는 긴장 열처리후 검화공정에서의 심사(고수축사)의 수축율(%)
SSP(L)은 긴장 열처리후 검화공정에서의 효과사(저수축사)의 수축율(%)
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물을 제조하기 위하여, 이수축 혼섬사의 원료로써 셀룰로오스 디아세테이트를 심사로, 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)를 효과사로 사용하게 된다.
상기 셀룰로오스 디아세테이트는 치환도가 2.0~2.75인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 심사로 사용되는 셀롤로오스와 효과사로 사용되는 폴리에스테르 태세사를 공기 교락한 후 혼섬하게 되며, 상기 혼섬사를 원사로 하여 직물을 제조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 상기의 제직된 직물을 알칼리 처리하여 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 레이온 섬유로 전환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 검화 후에 효과사(저수축사)와 심사(고수축사)가 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 검화과정의 알칼리 조건은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유 대비 32~40%의 알칼리 수용액에 70~130℃의 온도에서 1~120분 동안 1회 또는 2회 처리하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 셀룰로오스 디아세테이트를 알칼리 처리하면 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.
위의 방법으로 제조된 레이온 섬유의 물성은 비중이 1.48-1.51 gm/cm3, 인장강도 1.2~2.5gf/de, 신도 20~50%, 표준상태 수분율 11-12%로 일반 레이온과 유사한 성능을 보인다.
본 발명에 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 엔씨비(NEORATE NCB : 한국정밀제품) ; 제4급암모늄계인 케이에프 네오레이트 엔에이-40(KF NEORATE NA-40 : 한국정밀제품), 디와이케이-1125(DYK-1125 : 일방사(一方社)제품, 일본), 카세린 PES, 카세린 PEL, 카세린 PEF(이상 명성화학(明成化學)제품, 일본), 스노겐 피디에스(SNOGEN PDS : 대영화학제품, 한국)등을 들수 있다.
본 발명에서 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 폴리에스테르 태세사를 교락하여 혼섬한 후 직물을 제직하고, 제직된 직물을 알칼리 처리하게 되면 셀룰로오스 디아세테이트의 검화 및 결정 형성과정에서 섬유의 수축이 일어나는 반면에, 열처리된 폴리에스테르 태세사는 거의 수축이 발생하지 않는다.
본 발명에서는 검화 후 셀룰로오스 디아세테이트가 15~19%의 수축율을 발생시키며, 폴리에스테르 태세사는 0.4~1.0%로 수축이 거의 일어나지 않는다.
따라서, 두 원사간에 14.6~18% 정도의 수축율 차가 발생하게 되어 검화에 의해 제조된 레이온 섬유가 심사로 구성되고, 폴리에스테르 태세사가 효과사로 구성되는 이수축 혼섬사를 제공하게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 알칼리 처리 과정에서 감량이 일어나게 되는데 폴리에스테르 섬유는 디아세테이트와 복합되었을 경우, 아세테이트에서만 선택적으로 감량이 일어나며, 따라서, 알칼리의 양 조절을 통해 폴리에스테르 섬유의 감량이 일어나지 않도록 조절할 수 있게 된다.
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 감량율은 알칼리 처리전/후의 시료의 중량변화를 측정하여 처리전후의 시료 중량 차이를 처리전 시료 중량을 나눈값의 백분율로 나타낸 것이다.
[실시예 1]
아세틸 치환도 2.0~2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유 (SKYRON, SK케미칼(주)산, 한국) 75d/20f의 원사와 폴리에스테르 태세사(TTY, (주)휴비스산, 한국) 110d/72f 원사를 공기(Air)노즐을 통하여 2.0kg/cm2의 압력으로 처리하여 40개/m의 교락을 부여하여 셀룰로오스 디아세테이트/폴리에스테르 태세사 혼섬사를 제조하였다.
위의 혼섬사를 80oC에서 30분 동안 긴장 열처리한 후 경사 및 위사로 사용하여 제직된 새틴(Satin)직물(경사밀도 21본/inch, 위사밀도 88본/inch)을 액류염색기에 물을 넣고 디아세테이트 대비 35wt%의 가성소다와 반응속도 조절제 1g/L를 투입하고 30oC에서 100oC까지 2oC/min로 승온 한 후 30분 동안 처리한 뒤 30oC까지 2oC/min로 냉각시키고 배액, 수세하므로써 검화시켰다. 이때 아세테이트 섬유의 감량율은 34%였고, 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)부분의 감량율은 0~1%였다.
검화시킨 직물을 분산 및 반응성 염료로 염색한 후 180oC로 1분동안 텐터(Tenter)에서 열고정 처리하였다.
또한 두 섬유의 각각의 감량율을 알아보기 위해 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)를 혼섬하지 않고 액류기에 넣어 위와 같은 방법으로 처리하여 측정하였다.
위와 같은 실시예 1의 처리 조건에 따른 각 섬유의 감량율, 각 사용원사의 수축율과 물성들을 표 1에서 제시하였으며, 직물의 부드러움, 드레이프성, 반발탄성, 부품성을 평가하여 불량은 (X), 보통은 (△), 양호는 (O), 매우 양호는 (◎) 4등급으로 나타내었다.
또한, 실시예 1 시료의 적외선 분광 스펙트럼을 분석 한 결과 원래의 디아세테이트 섬유에서 보이는 1760cm-1에서 아세틸기의 카르보닐 피크가 완전히 사라져 완전한 레이온 섬유가 제조되었음을 알 수 있었다.
[실시예 2]
검화과정에서 가성소다의 투입량을 디아세테이트 대비 40wt%로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 이때의 아세테이트 감량율은 39.5%였다.
상기 사용 원사의 수축율 및 직물의 기타 물성들을 표 1에 나타내었다.
또한, 실시예 2 시료의 적외선 분광 스펙트럼을 분석 한 결과 원래의 디아세테이트 섬유에서 보이는 1760cm-1에서 아세틸기의 카르보닐 피크가 완전히 사라져 완전한 레이온 섬유가 제조되었음을 알 수 있었다.
[비교예 1]
비스코스레이온(아사이 카세이산, 일본) 75d/20f 원사와 폴리에스테르 태세사(TTY, (주)휴비스산, 한국) 110d/72f 원사를 공기(Air) 노즐을 통하여 2.0kg/cm2의 압력으로 처리하여 40개/m의 교락을 부여하여 레이온/폴리에스테르 태세사 혼섬사를 제조하였다. 제조한 혼섬사를 80oC 에서 30분 동안 긴장 열처리한 후 경사 및 위사로 사용하여 제직된 새틴(Satin)직물(경사밀도 21본/inch, 위사밀도 88본/inch)을 소다회 1g/L, 정련제0.5g/L를 첨가한 후 100oC에서 30분동안 정련하였다. 정련된 직물을 분산 및 반응성 염료로 염색한 후 180oC에서 1분 동안 텐터(Tenter)에서 열고정 처리하였다.
위의 비교예 1에서 각 사용원사의 수축율을 실시예 1과 동일한 방법을 통해 특정하였다. 측정결과는 표 1에 제시하였다.
비교예 1의 경우 레이온 섬유와 폴리에스테르 태세사의 수축율 차이가 적어 이수축 효과가 충분하지 못하였다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | |
| 수축율(%) | 셀룰로오스 사 | 19.0 | 15.0 | 5.0 |
| 폴리에스테르 태세사 | 1.0 | 0.4 | 1.0 | |
| 수축률 차이 | 18.0 | 14.6 | 4.0 | |
| 부드러움 | ◎ | Ｏ | △ | |
| 드레이프성 | ◎ | Ｏ | △ | |
| 반발탄성 | ◎ | Ｏ | Ｏ | |
| 부품성 | ◎ | Ｏ | △ | |
상기한 실험결과로부터 명백하게 되는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 직물은 셀룰로오스 디아세테이트 섬유가 셀룰로오스 섬유로 전환되면서 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)와 셀룰로오스 섬유의 수축율 차이가 발생하여, 기존의 레이온 섬유와 폴리에스테르 태세사로는 발현할 수 없었던 이수축효과를 나타내므로써 우수한 부품성, 드레이프성, 샤리감을 가지며, 또한, 레이온의 물성인 부드러운 촉감과 흡습성이 발현되고 우수한 톤(Tone)효과를 발현한다.
Claims (3)
- 심사로써 치환도 2.0~2.75의 셀룰로오스 디아세테이트 섬유와 효과사로서 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)를 공기 교락하여 혼섬한 후 긴장 열처리하고, 얻어진 혼섬사로 직물을 제직한 후, 제직된 직물을 알칼리 처리하여 셀룰로오스 아세테이트 섬유을 레이온으로 전환시켜서, 상기 심사와 효과사가 하기 수학식 1의 수축특성을 만족도록 하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법.[수학식 1]14.6≤SSP(H)-SSP(L)≤18.0SSP(H)는 긴장 열처리후 검화공정에서의 심사(고수축사)의 수축율(%)SSP(L)은 긴장 열처리후 검화공정에서의 효과사(저수축사)의 수축율(%)
- 제 1 항에 있어서, 알칼리 처리시 알칼리 처리온도를 70~130oC로 하고, 알카리 처리시간을 1~120분으로 하며, 알칼리 농도를 셀룰로오스 아세테이트 섬유 대비 32~40wt%로 하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 알칼리 처리시 반응속도조절제로서 제4급암모니움염, 포스포니움염 또는 이들의 혼합물을 첨가 하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 태세사(Thick and Thin Yarn)/셀룰로오스 이수축 혼섬 직물의 제조방법.
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