KR100519860B1 - 폴리에스테르 직물에 흡습 및 제전 기능 부여를 위한 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 직물의 결점인 흡습성과 제전성의 결여를 간단한 후처리가공에 의하여 비교적 간단하게 흡습 및 제전 기능을 부여 할 뿐만 아니라 가공중 변색을 방지하고 세탁내구성을 개선시킴을 그 목적으로 하는 직물 가공방법에 관한 것으로, 폴리에스테르 직물 표면에 친수성 천연 단백질을 부착시킴에 있어서, 수용성 세리신에 중합도가 20이상인 2관능성 에폭시 수지로 된 바인더와 3관능성 산으로 이루어지는 가교제 및 황을 함유하는 염으로 구성된 촉매를 각각 혼합하여 가공하고자 하는 섬유의 포지에 세라신의 부착량이 0.3∼6.0중량% 되도록 부착시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 흡습 및 제전 기능 부여를 위한 가공방법.

Description

폴리에스테르 직물에 흡습 및 제전 기능 부여를 위한 가공방법{Finishing method for imparting moisture absorptive and antistatic properties to polyester fabric}

본 발명은 폴리에스테르 직물에 흡습성과 제전성을 부여하는 합성섬유의 개질 가공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소수성 폴리머로 구성된 폴리에스테르 직물의 표면에 견 단백질의 일종인 세리신을 부착시킴에 있어서, 변색을 방지하고, 기능성과 세탁내구성을 향상시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 흡습 및 제전 기능 부여를 위한 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스테르 직물은 우수한 물리적 특성을 가지고 있어서 여러 분야에 걸쳐 폭넓게 이용되고 있으나, 천연섬유와 같은 흡습성과 제전성을 갖지 못하므로 최근에 폴리에스테르 직물에 흡습성과 제전성을 부여하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들면, 폴리머를 개질하거나, 흡습성과 제전성이 우수한 다른 종류의 원사 또는 섬유를 사용하여 이중직을 구성하거나 혼섬하는 방법 등이 알려져 있다. 또한 후처리 가공에 의한 방법으로는 친수성 폴리머를 직물의 표면에 패딩, 함침 또는 나이프 코팅 등에 의해 부착시키는 방법이 공지되고 있다. 그러나 이와 같은 가공방법은 공정이 복잡하고 혼섬에 따르는 이종섬유간의 염색성 차이로 인하여 염색 공정이 복잡하게 되며 염색 견내도가 떨어지는 결점이 있고, 특히 후 처리 가공에 있어 변색되거나 기능성 및 세탁 내구성이 현저하게 떨어지는 폐단이 있다.

종래에 견 단백질의 일종인 세라신을 비닐 단량체로 중합시키고 알데히드계의 정착제를 사용하여 견직물의 표면에 부착시킴으로서 중량감을 증대시키고 직물의 태를 향상시키는 후처리 가공방법이 우리나라 특허공고 제93-8694호에 개시되고 있으나, 이는 합성섬유직물의 가공방법이 아니고 천연섬유직물의 가공방법인 것이다.

또한 종래에 폴리에스테르 직물의 흡습성 개선을 위하여 견 단백질의 일종인 세라신을 부착시키는 후 처리 가공방법이 일본 공개특허인 특개평4-202855호에서 공지되고 있으나, 여기서는 세라신 수용액과 고착제로 이루어지는 용액을 처리액으로 하여 폴리에스테르 직물의 표면에 부착시켜 흡습성과 제전성의 기능을 부여하는 역할을 하게 되며, 이 경우, 가공 공정중 인화 또는 황변되는 문제점이 있고 가공후 원단의 강연도가 높고 세탁 내구성이 떨어지는 결점이 있게 된다.

본 발명의 목적은 간단한 후처리 가공에 의해서 폴리에스테르 직물에 천연섬유와 같은 흡습성과 재전성을 부여하기 위하여 폴리에스테르 직물의 표면에 친수성 천연 단백질을 부착시킴에 있어서, 가공 공정에서의 인화 또는 황변이 일어나지 않도록 하고, 가공 후 강연도가 높지 않게 하는 기술을 개발함으로써 소수성인 폴리에스테르 직물에 흡습성과 마찰 대전압을 향상시켜 피부 적합성이 우수한 쾌적성 원단을 제공함에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 바인더의 중합도를 조절하여 인화성 및 강연도를 개선시키고, 원단의 황변현상을 방지하기 위하여 적절한 촉매를 선택하며 세탁 내구성 향상을 위해 가교제를 혼합하는 기술구성으로 이루어진다.

본 발명은 친수성 천연 단백질인 수용성 세리신에 중합도가 20이상인 2관능성 에폭시 수지로 된 바인더와 황을 함유하는 염으로 구성된 촉매 및 3관능성 산의 가교제를 각각 혼합하여 가공하고자 하는 섬유의 포지에 세리신의 부착량이 0.3∼6.0중량% 되도록 부착시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 개질 가공방법에 관한 것이다.

본 발명에 쓰이는 수용성 세리신은 일반적으로 견섬유의 정련 공정에서 추출된 용액의 PH를 조절하여 불용성 세리신과 불순물을 제거한 후 수용성 세리신을 농축시킨 것이고, 바인더는 세리신과 폴리에스테르 소재를 바인딩하는 것으로 다 관능성 에폭시계의 수지이다. 또한 촉매는 세리신과 바인더의 결합을 촉진시키는 것으로 반응성이 우수한 황을 함유하는 염계통의 것이고, 가교제는 세리신과 바인더가 형성하는 내부공간에서 가교율을 증진시켜 세탁 내구성을 개선시키며 반응성이 우수한 다관능성 산계통의 것을 사용한다. 여기서 수용성 세리신은 일반적으로 견섬유의 정련 공정에서 화학 정련법 또는 효소 정련법으로 추출된 용액을 유기산 또는 무기산으로 세리신의 등전점(等電点)인 PH 4.5∼5.0이되게 조절한 후 유기 응집제 또는 무기 응집제를 첨가하여 불용성 세리신과 불순물을 제거한 후, 회수된 세리신을 여과하고 건조시켜서 얻은 분체상의 세리신을 사용하며 본 발명에서 쓰이는 세리신 용액의 농도는 0.3∼6.0중량%가 적당하다. 0.3중량% 이하에서는 기능성이 떨어지며, 6.0중량%이상에서는 폴리에스테르 섬유에 대한 접착력이 부족하여 원단의 강연도가 높아지는 경향이 있다. 바인더는 세리신과 폴리에스테르 소재를 바인딩하는 것으로 아크릴계 및 우레탄계의 비가교형 매트릭스 수지중 수용성 세리신을 포함하거나, 포르말린, 글루탈알데히드등의 알데히드류와 각종 에폭시계 화합물등의 다관능성 가교제로 결합시키는 것이 바람직하다. 비가교형 매트릭스 수지는 3차원 망상구조를 형성하여 유연한 반면, 세탁 내구성이 떨어지고 각종 에폭시계의 다관능성 가교제는 강연도가 높은 반면, 결합력이 우수하여 세탁내구성이 우수하다. 각종 에폭기계의 다관능성 가교제 가운데 3관능기를 갖는 에폭시 바인더는 강연도가 높아 품위가 저하되므로 세탁 내구성이 유지되는 한 2관능기를 가지는 에폭시 바인더가 적합하다. 2관능기를 갖는 에폭시 바인더중에서도 중합도가 1내지 10인 경우는 인화점이 낮아 열처리공정에서 인화되며 중합도가 10내지 20인 경우에는 강연도가 놓아 품위가 떨어지므로 중합도는 20인 이상인 2관능성 에폭시 수지를 쓰는 것이 바람직하다. 촉매는 수용성 세리신과 바인더의 결합을 촉진시키am로 바인더의 관능기는 수용성 세리신분자 중의 활성측쇄인 리신, 히스티딘, 티로신, 아스파라긴산, 글루타민산과 화학반응을 하나 반응의 진행이 느리므로 적당한 촉매의 첨가가 실용적인 면에서 유리하다. 촉매로는 일반적으로 아민 계통의 것을 사용하나, 폴리에스테르 소재의 열처리 온도인 150℃이상에서 황변이 일어나므로 사용이 불가능하다. 따라서 황변이 일어나지 않으면서 결합력이 우수한 황을 함유하는 염계통을 사용하는 것이 적합하다. 가교제는 세리신과 세리신 사이의 내부공간을 가교하는 것으로 바인더만 사용하여서는 세리신의 활성측쇄를 모두 가교시키지 못하여 세탁내수성이 미흡하므로 다관능성 가교제를 병용하는 것이 효과적이다. 가교제로서는 포르말린, 그루탈알데히드 등의 알데히드류가 가능하지만 세리신과 포름알데히드와의 반응이 가역반응이므로 포르말린이 생성되어 피부에 자극을 주게되어 이타코닉산과 같은 인체에 무해한 다관능성 산류를 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 물성의 측정은 아래와 같은 방법으로 측정한다.

(1) 흡습도는 항온항습조에서 40℃, 상대습도 90%의 조건하에서 24시간 컨디셔닝 한 후 건조중량을 측정하여 건조중량과의 비율로 구한다.

흡수중량 - 건조중량

흡습도(%) = --------------------------- X 100

건조중량

(2) 마찰대전압은 20℃, 상대습도 65%의 조건하에서 측정한다.

(3) 세탁내구성은 중성세제를 사용하여 가정용세탁기에서 15분간 세탁한 후 자연 건조하여 측정한다.

(4) 황변도는 색차계를 사용하여 측정한 값 중 황색을 나타내는 b치로 하여 구한 다.

이하 본 발명을 실시예와 비교실시예에 의거 구체적으로 설명한다.

실시예 1

견섬유에 함유된 세리신을 부분 가수분해시켜 용출시키고 유기산에 의해 세리신의 등전점 PH 4.5∼5.0으로 조정한 다음 무기 응집제를 첨가하여 석출시키고 이를 여과 건조하여 얻은 수용성 세리신을 1.0, 2.0중량% 바인더로서 에폭시수지 0.5, 1.0중량%, 촉매로서 "A-121X"(일본 고에이유지 제품) 0.05, 0.1중량% 첨가한 용액을 교반한 후, 폴리에스테르 소재의 원단에 처리하고 맹글로 짠 후, 100℃에서 5분간 건조시키고, 160℃에서 5분간 열처리하여 흡습도를 측정하였다. 가공처리된 폴리에스테르 직물의 흡습도는 표1과 같다.

비교실시예 1

에폭시계 수지 바인더 0.5중량%와 황을 함유하는 염으로 구성된 촉매 0.05중량%만을 첨가한 용액을 교반한 후, 폴리에스테르 소재의 원단에 처리하고 맹글로 짠 후, 100℃에서 5분간 건조시키고, 160℃에서 5분간 열처리하여 흡습도를 측정하였다.

표 1

구 분	단 위	실시예 1		비교실시예 1
세리신	%	1.0	2.0	0.0
흡습도	%	1.84	2.43	1.15

실시예 2

실시예 1에서와 같이 하여 얻은 수용성 세리신을 2.0중량%, 에폭시 수지 바인더의 중합도를 4, 11,22의 3종으로 하여 2.0중량%, 촉매로서 "A-121X"를 0.2중량% 첨가한 용액을 교반한 후, 폴리에스테르 소재의 원단에 처리하고 맹글로 짠 후, 100℃에서 5분간 건조시키고, 160℃에서 5분간 열처리하여 마찰대전압을 측적한 결과는 표 2와 같다.

표 2

구 분	단 위	실시예 2
중합도	-	4	11	22
마찰대전압	VOLT	5770	2810	875

비교실시예 3

비교실시예 3은 가공 실시 전의 원단의 황변도를 측정하였다.

표 3

구 분	단위	실시예 3			비교실시예 3
촉매	-	A	B	C	-
황변도	b치	1.88	1.63	11.40	0.07

실시예 4

실시예1에서와 같이하여 얻은 수용성 세리신을 2.0 중량% , 에폭시 수지계의 바인더를 1.0%, B촉매를 0.1중량%, 가교제를 0.5, 1.0, 1.5 중량% 첨가한 용액을 교반한 후, 폴리에스테르 소재의 원단에 처리하고 맹그로 짠 후, 100℃에서 5분간 건조시키고, 160℃에서 5분간 열처리하여 세탁 내구성을 측정하였다. 그결과는 표 4와 같다.

표 4

구 분		단 위	실시예 4
가교제		%	0.5	1.0	1.5
흡습도	세탁전	%	1.12	1.06	0.97
	세탁10회후	%	0.77	0.88	0.80

본 발명은 폴리에스테르 직물의 결정인 흡습성 및 제전성의 결여를 간단한 후처리 가공에 의하여 흡습 및 제전 기능을 직접 부여할 수 있을 뿐만 아니라 변색을 방지하고 세탁 내구성을 개선시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 폴리에스테르 직물의 표면에 친수성 천연 단백질을 부착시킴에 있어서, 수용성 세리신에 에폭시 수지의 바인더와 3관능성 산으로 이루어지는 가교제 및 황을 함유하는 염으로 구성된 촉매를 각각 혼합한 용액을 처리액으로 하여 가공하고자 하는 섬유의 포지에 세라신의 부착량이 0.3∼6.0중량% 되도록 부착시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 흡습 및 제전기능 부여를 위한 가공방법.
2. 청구항 1에 있어서, 바인더가 중합도 20이상의 2관능성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 직물의 흡습 및 제전기능 부여를 위한 가공방법.