KR101565132B1 - 탄화 면직물의 제조공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천연섬유인 면섬유의 탄화공정 및 안정화공정에 관한 것으로, 섬유의 전처리과정 중 탄화공정 및 안정화공정 중 발생하는 심각한 중량감소와 열수축으로 인한 공정상의 어려움을 극복하기 위한 조건에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 열처리공정 시 안정화공정 및 탄화공정에서 반응온도, 승온속도, 반응시간 등을 제어하여 열수축 및 중량 감소율의 최소의 조건을 찾아 면직물의 형태를 고정시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 열처리공정 시 안정화공정 및 탄화공정에서 반응온도, 승온속도, 반응시간 등을 제어하여 열수축 및 중량 감소율의 최소의 조건을 찾아 면직물의 형태를 고정시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 식물성 천연섬유인 면직물의 탄화공정 및 안정화공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연섬유로 직조된 직물의 전처리과정 중 탄화공정 및 안정화공정 중에 발생하는 직물의 심각한 중량감소와 열수축으로 인한 열처리 공정상의 어려움을 극복하기 위한 기술에 관한 것이다.
섬유란 육안으로 직접 측정할 수 없을 정도로 가늘고 길이는 직경 또는 폭에 비하여 적어도 100배 이상인 고체로서 강도, 굴요성, 방적성과 같은 기본적인 성질과 실용적인 면에서 바람직한 흡습성, 탄성이나 화학적인 안정성과 같은 2차적인 성질을 가지고 있어야 한다.
오늘날 사용되고 있는 섬유의 종류는 수십 종에 이르며, 이들 섬유를 화학적인 조성과 물리적 및 화학적 성질에 따라 분류한다.
천연섬유는 자연계에서 섬유형태로 생산하여 직접 섬유로 이용할 수 있는 것을 말한다. 이 중에서 면, 아마, 양마 등과 같이 식물체에서 얻는 것을 식물성 천연섬유라 하며, 이들 섬유는 화학적으로 보면 모두 셀룰로오스로 되어 있어 셀룰로오스계 천연섬유라고 한다.
셀룰로오스계 천연섬유를 대표하는 면섬유는 합성섬유에 비해 태가 좋고 흡수성이 우수하며 인간 친화적 의류용 천연소재라는 우수성으로 인해 오랫동안 사용되어 오고 있으나 세탁에 의한 형태안정성의 문제와 구김현상이 생기는 단점을 갖고 있다. 이러한 면직물의 형태안정성과 방추성의 단점을 보완하기 위하여 easy-care 가공, W&W(Wash-Wear) 가공, PP(Permanent Press) 가공, DP(Durable Press) 가공 등의 많은 연구가 오랫동안 이루어져 오고 있다.
또한, 면과 같은 셀룰로오스계 천연섬유는 완화수축과 팽창수축 등에 의해 형태안정성이 매우 낮기 때문에 이러한 문제를 개선하여 세탁이나 건조 후 구김이나 신축이 없는 안정한 형태의 제품을 제조할 수 있도록 하기 위한 가공방법이 지속적으로 개발되고 있다.
섬유의 안정화공정은 실이 가지는 수축, 꼬임, 얽힘 등의 경향을 감소시키기 위해 열처리나 냉각처리 또는 그 밖의 다른 물리, 화학적 처리로 실을 고정, 안정화시킨 것을 말한다. 안정화 처리를 위한 공정으로는 열처리오븐(oven), 오토클레이브(autoclave) 등을 사용하는 회분(batch)식과 연속적으로 공급되는 실을 고정시키는 연속(continuous)식으로 나뉜다.
단섬유나 텍스처(texture) 가공하지 않는 장섬유의 경우에는 후공정 시 요구되는 조건을 만족시키고, 꼬임 불안정성을 감소시키기 위해 안정화공정을 거치게 된다. 텍스처 가공한 실의 경우에는 벌키(bulky)한 성질을 유지시키면서 신장이나 수축하는 성질을 감소시키기 위해 사용된다.
섬유의 열처리공정은 수지화 반응, 섬유 등과의 결합반응, 열 용융반응 등 고온에 의하여 촉진되는 반응을 일으키기 위한 가열 처리로서 일반적으로 섬유가공의 처리공정으로 이 말이 쓰이는 경우가 많다. 가장 일반적으로 쓰이는 경우는 요소수지나 멜라민 수지 가공에서의 열처리 경우이며, 예비 건조 후에 130 ∼ 160 ℃에서 몇 분간 열처리하는 것이 보통이다. 이 사이에 수지반응과 동시에 수지와 섬유소 분자 사이의 축합반응도 일어난다.
그 밖에 배럴형 방수제, 옥타데실에틸렌 요소, 실리콘 방수제 등에 의한 영구 방수가공에 있어서 섬유와의 결합을 촉진한다든지 수지 날염에 있어서 섬유와의 고착을 촉진한다든가 또는 부직포 제조에 있어서 가황반응도 포함하는 접착제의 접착을 증가시키기 위해 열처리하고 있으며 수지가공 때와 같은 기계를 써서 거의 같은 가열 조건에서 처리한다.
섬유의 탄화는 주로 산의 종류 및 열에 의하여 동물 섬유 속에 섞여 있는 식물성 협잡물을 제거하는 일을 말한다. 양모에 함유되어 있는 식물성 협잡물은 세정이나 제진처리 등 물리적 처리만으로는 제거할 수 없어 화학적 처리에 의하여 이것을 제거한다.
식물성 천연섬유는 산의 작용으로 가수분해하여 수화 섬유소(hydro-cellulose)라 하는 취약한 물질이 되는 원리를 응용한 것이다. 여기에는 황산을 이용하는 탄화 처리와 염화수소가스로 건조 상태에서 처리하는 방법이 있다. 황산을 이용하는 방식은 습식 탄화처리이며, 염화수소가스를 이용하는 방식은 건식 탄화처리라 한다.
한국등록특허공보 제0139559호는 식물성섬유, 레이온 셀룰로오스, 페놀수지 파이버, 나일론 및 폴리아크릴로니트릴 중에서 2 종류 이상의 섬유를 일정한 비율로 혼합하여 가공한 섬유 또는 부직포를 탄화, 활성화 등의 공정을 거쳐 얻은 활성탄화 섬유와 부직포 및 그 제조방법을 개시하고 있으나, 천연섬유와 합성섬유가 혼합된 부직포에 대하여 산과 암모니움염의 수용액을 사용하기에 환경오염의 문제를 발생시키는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제1300162호에는 천연섬유를 수산화나트륨(NaOH) 수용액으로 전처리하는 단계, 상기 전처리된 천연섬유를 세척 및 건조하는 단계, 상기 건조된 천연섬유를 안정화시키는 단계, 상기 안정화된 천연섬유를 탄화시키는 단계, 및 상기 탄화된 천연섬유를 활성화시키는 단계를 포함하는 다공성 섬유상 탄소재의 제조방법이 개시되어 있으나, 상기 발명에서는 황마(jute)라 불리는 열처리 전에 다공성의 천연섬유 가닥을 종래의 방법으로 탄화처리하였을 때 섬유 단면에 다공성 구조가 그대로 남아 있는 반면, NaOH로 전처리한 후 탄화처리하였을 때 섬유 단면의 다공성 구조가 사라짐을 보여주는 것으로, 본 발명과 근본적으로 구별되고 있다.
즉, 본 발명에서는 상기 발명에서 대상으로 사용한 섬유필라멘트 형태가 아닌 위사와 경사 방향으로 위치하고 있는 여러 섬유들로 직조된 형태의 면직물을 안정화처리에 이어 탄화처리하였을 때 직물의 중량감소와 열수축 그리고 안정화와 탄화처리 후 발생하는 심각한 중량감소와 열수축에도 불구하고 탄화 면직물의 형태안정성을 조사한 것으로 대상 천연섬유의 종류에서 황마와 면, 단일 섬유필라멘트와 직조된 직물, 전처리 유무 등에서 본 발명은 상기 발명과 근본적인 차이점이 있다.
본 발명은 식물성 천연섬유인로 짜여진 면직물을 열처리공정인 안정화공정 및 탄화공정에서 열처리온도 및 승온온도, 열처리시간 등을 제어할 수 있는 최적의 조건을 통하여 직물의 형상을 유지하는 탄화 면직물을 제조하는 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 셀룰로오스계 천연섬유를 안정화시키는 단계; 상기 안정화된 셀룰로오즈 천연섬유를 탄화시키는 단계를 포함하는 탄화 면직물 제조 방법을 제공한다.
상기 안정화시키는 단계 이전에 상기 셀룰로오스계 천연섬유를 세척하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 안정화시키는 열처리단계는 공기 중 240 ℃ ∼ 260 ℃에서 170 ∼ 190분 동안 이루어질 수 있다.
또한, 상기 탄화시키는 열처리단계는 공기 중 5 ∼ 10 ℃/분의 속도로 600℃ ∼ 1,050 ℃까지 승온되며, 최종온도에서 체류시간은 0 ∼ 60분이다.
또한, 이러한 방법에 의해서 제조된 탄화 면직물은 셀룰로오스계 천연섬유의 중량감소율이 열처리 전 프리커서섬유 대비 약 0 ∼ 90 %에 이른다.
셀룰로오스계 천연섬유는 일반적으로 열처리공정 중에 매우 심각하게 중량이 감소되고 열수축이 발생되는데, 본 발명은 안정화공정 및 탄화공정에서 열처리온도 및 승온온도, 열처리시간 등의 제어를 통하여 면섬유의 중량감소 및 열수축을 제어할 수 있으며, 중량은 크게 감소되고 직물의 크기는 크게 수축되었으나 직물형태를 보전하여 가공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 셀룰로오스계 천연섬유를 가공함에 있어, 에너지와 용수의 절감을 가져오는 효과가 있다.
도 1은 탄화공정에서 사용된 튜브형의 탄화로이다.
도 2는 세척한 면직물의 SEM 사진이다.
도 3은 비세척한 면직물의 SEM 사진이다.
도 4는 안정화공정을 거친 후의 면직물의 사진이다.
도 5는 600 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 6은 700 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 7은 800 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 8은 1,050 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 2는 세척한 면직물의 SEM 사진이다.
도 3은 비세척한 면직물의 SEM 사진이다.
도 4는 안정화공정을 거친 후의 면직물의 사진이다.
도 5는 600 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 6은 700 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 7은 800 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
도 8은 1,050 ℃에서 탄화공정 후의 면직물의 사진이다.
본 발명에서는 셀룰로오스계 천연섬유에 대하여 열처리공정인 안정화공정을 거친 후, 탄화공정을 통하여 탄화 면직물을 제조한다.
셀룰로오스계 천연섬유는 일반적으로 열처리공정 중에 매우 심각하게 중량이 감소되고 열수축이 발생한다. 이러한 중량감소 및 열수축은 안정화공정 단계부터 일어나며, 탄화공정 동안에 더욱 크게 발생할 뿐만 아니라, 이때 면직물과 같은 천연섬유에 대하여 열처리공정 전에 물을 이용하여 세척을 하면, 세척과정에서도 수축이 발생한다. 따라서 세척공정에 의해서 이미 어느 정도 수축된 상태의 직물을 안정화할 경우에는 세척한 직물을 세척을 하지 않은 직물과 비교할 때 상대적으로 수축률이 줄어든다.
본 발명에서 세척제로 물을 사용할 수 있으며, 세척공정은 rinsing 즉 직물을 행구는 방법으로 행한다.
이러한 직물의 중량감소와 열수축 현상 때문에 안정화공정은 매우 중요하다. 또한 이 과정에서 천연섬유의 화학조성 즉 탄소함량, 수소함량, 산소함량 등이 변화될 수 있으며, 특히 안정화단계에서는 산소함량이 크게 증가하는 경향을 보인다.
따라서, 안정화공정은 후속공정인 천연섬유의 탄화공정 시에 섬유가 상호 융착되지 않도록 하게 위한 것으로, 공기 분위기에서 240 ℃ ∼ 260 ℃에서 170 ∼ 190분 동안 열처리하여 표면을 산화시켜 직물을 안정화시키게 된다.
이때, 200 ℃ 미만의 온도에서 열처리하는 경우에는 240분 이상 장시간 동안 열처리하여도 직물의 표면산화에 의한 안정화가 잘 일어나지 않으므로 바람직하지 않으며, 400 ℃를 초과하는 온도에서 열처리하는 경우에는 급속한 산화에 의한 분해가 일어나서 5분 이내의 단기간 동안 열처리하는 경우에도 산화분해에 의해 탄소의 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다.
셀룰로오스계 천연섬유인 면직물의 탄화공정은 열처리공정에서 가장 중요한 공정이며, 탄화과정 동안 면직물의 중량감소와 열수축을 제어하고 직물의 외관 상태가 양호하게 유지되기 위해 최적화되는 것이 바람직하다. 이때 안정화공정을 거친 면직물이라도 탄화공정 과정에서 추가적인 중량감소가 발생될 수 있으므로, 중량감소, 열수축의 제어와 직물형태의 보전을 위하여 탄화공정의 최적화가 필요하다. 탄화공정 단계에서는 탄화온도 및 공정 조건에 따라 탄소함량이 80%부터 90% 이상까지 두드러지게 증가한다.
탄화공정 단계는 공기 중 5 ∼ 10 ℃/분의 속도로 600 ℃ ∼ 1050 ℃까지 승온되며, 탄화공정의 최종온도에서 체류시간은 0 ∼ 60분이다. 탄화온도가 600 ℃ 미만인 경우에는 60분 이상 열처리하여도 에너지 효율에 비하여 면직물의 탄화가 진행되는 속도가 매우 낮으므로 바람직하지 않으며, 1,050 ℃를 초과하는 경우에는 60분 이상 열처리 시 면직물에서 급격한 분해가 발생하게 되어 기계적인 강도가 감소될 수 있고, 면직물의 상태는 유지될 수 있으나 전반적인 열처리 공정비용 측면에서 바람직하지 않다.
본 발명의 실시예에서는 목화로부터 얻어진 천연섬유로 직조된 형태의 면직물 원단을 사용하며, 상기의 면직물 원단은 15수로 구성이 되어 있다. 상기의 15수 면직물 원단을 각각 세척한 직물과 비세척 직물로 구분을 하여 사용하였다.
또한, 안정화 공정은 공기 순환식 대류 오븐을 사용하여 약 150 내지 250 ℃ 범위의 안정화온도와 공기 중의 산화분위기에서 수행하였다. 안정화공정 시간은 공정에 따라 30분 내지 420분으로 변화를 주었다. 안정화공정은 회분식으로 수행하였다.
탄화공정은 도 1에서의 튜브형 탄화로(carbonization furnace)로, 튜브길이가 1,000 mm이며, 직경은 약 79 mm인 튜브형 탄화로를 이용하여 순도 99.9%의 질소가 지속적으로 공급되는 불활성 분위기에서 수행하였다.
상기의 튜브형 탄화로는 공정제어 프로그램을 통해 승온속도, 냉각속도, 체류시간, 가스 유입속도 등의 제어가 가능하며, 본 발명에서는 탄화온도와 체류시간을 제어하여 최적의 조건을 제시하였다. 최종 탄화온도에서 체류시간은 탄화온도가 600 ℃일 때, 0분과 60분으로 구분하였으면, 1,050 ℃인 경우에는 체류시간을 적용하지 않고 공정을 수행하였다. 탄화공정 역시 안정화 공정과 동일하게 회분식으로 수행하였다.
도 2는 세척한 면직물의 SEM 사진으로, (a)는 30배율로 확대한 면직물의 사진이며, (b)와 (c)는 1,000배로 확대한 좌, 우 면직물의 사진이다.
도 2의 (a)를 살펴보면, 본 발명에서 사용된 15수의 면직물의 조직형태는 유사 평직으로 이루어져 있음이 관찰되었으며, 상기의 면직물을 구성하고 있는 면사(yarn)는 필라멘트 형태의 면섬유들이 더 얼기설기하게 배열되어 있음을 확인할 수 있다. 특히, 직조된 섬유의 크림프(crimp) 사이를 보면, 한 방향으로는 두 개의 면사가 또 다른 방향으로는 한 개의 면사로 구성되어 있음을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용된 면직물은 고분자수지가 코팅되거나 함침된 모습은 전혀 관찰되지 않았다. 다시 말하자면, 면섬유로만 이루어진 직물임을 알 수 있다.
도 2의 (b)와 면직물을 구성하고 있는 각 섬유의 표면에 줄무늬도 관찰되지 않았으며, 표면에서 보는 섬유의 직경도 필라멘트마다 차이가 있고, 한 필라멘트에서도 위치에 따라 직경이 다름을 알 수 있다.
도 3은 비세척한 면직물의 SEM 사진으로, (a)는 30배율로 확대한 면직물의 사진이며, (b)와 (c)는 1,000배로 확대한 좌, 우 면직물의 사진이다.
도 3의 비세척 면직물의 조직형태는 세척된 면직물의 조직형태와 동일한 유사 평직으로 이루어져 있음을 확인할 수 있었으며, 도 (b)와 (c)를 보면, 세척하지 않은 면섬유 표면으로부터 불순물 또는 이물질들이 존재하고 있으며, 셀룰로오스계 천연섬유에서 일반적으로 관찰되는 표면의 저분자량 물질인 왁스성분이 분포하고 있음을 알 수 있다.
이하 실시예 및 비교 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
그러나, 본 발명의 보호범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1. 15수의 면직물을 비세척한 것과 세척한 것을 대류식 건조오븐에 250 ℃로 180분간 공기 중의 산화 분위기에서 안정화공정을 수행한다.
[실시예 2]
1. 15수의 면직물을 비세척한 것과 세척한 것을 대류식 건조오븐에 250 ℃로 180분간 공기 중의 산화 분위기에서 안정화공정을 수행한다.
2. 안정화공정 후에는 상기의 면직물을 튜브형 탄화로의 최종온도가 600 ℃가 될 때까지 5 ℃/min의 승온속도로 탄화공정을 수행한다.
[실시예 3]
1. 15수의 면직물을 비세척한 것과 세척한 것을 대류식 건조오븐에 250 ℃로 180분간 공기 중의 산화분위기에서 안정화공정을 수행한다.
2. 안정화공정 후에는 상기의 면직물을 튜브형 탄화로에 최종온도가 700 ℃가 될 때까지 5 ℃/min의 승온속도로 탄화공정을 수행한다.
[실시예 4]
1. 15수의 면직물을 비세척한 것과 세척한 것을 대류식 건조오븐에 250 ℃로 180분간 공기 중의 산화 분위기에서 안정화공정을 수행한다.
2. 안정화공정 후에는 상기의 면직물을 튜브형 탄화로에 최종온도가 800 ℃가 될 때까지 5 ℃/min의 승온속도로 탄화공정을 수행한다.
[실시예 5]
1. 15수의 면직물을 비세척한 것으로, 대류식 건조오븐에 250 ℃로 180분간 공기 중의 산화 분위기에서 안정화공정을 수행한다.
2. 안정화공정 후에는 상기의 면직물을 튜브형 탄화로에 최종온도가 1,050 ℃가 될 때까지 10 ℃/min의 승온속도로 탄화공정을 수행한다.
본 발명에 따른 실시예는 하기 표 1과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 분석방법은 중량변화의 변화를 알기 위하여 소수점 4째 자리까지 분석이 가능한 화학저울을 각 안정화공정 및 탄화공정의 공정 전과 공정 후의 중량을 측정하여 중량변화를 측정하였으며, 실시예에 따른 중량의 변화는 표 2에 표기하였다. 여기서 중량감소율은 직물의 초기중량에 대한 공정 후의 변화된 직물중량의 비율을 지칭한다.
본 발명의 실시예예 따른 열수축률은 버니어캘리퍼를 사용하여 안정화공정 및 탄화공정의 공정 전, 후의 면직물을 측정하여 열수축률을 측정하였다. 실시예에 따른 열수축률은 표 3에 표기하였다. 여기서 직물크기 감소율은 직물의 초기길이에 대한 공정 후 변화된 직물의 길이의 비율을 지칭한다.
도 4 내지 도 8은 실시예에 따른 면직물의 형상을 관찰하기 위하여 열처리공정 후의 면직물의 형상을 디지털 카메라로 촬영한 것이다.
도 4.a는 비세척한 면직물이며, 도 4.b는 세척한 면직물이다. 도 4는 실시예 1에 따라 수행한 것으로, 안정화공정 후의 면직물의 형상을 확인하였다. 상기의 면직물의 형상은 면직물이 다소 진한 갈색으로 변색이 되었으며, 직물의 표면은 부드러우며 유연성을 지니고 있다. 또한, 직물 양쪽을 손으로 잡고 찢으려고 하여도 쉽게 찢어지지는 않았다.
도 5는 실시예 2에 따라 수행한 것으로, 열처리공정 후의 면직물의 형상을 확인하였다. 도 5.a는 비세척한 면직물이며, 도 5.b는 세척한 면직물이다. 비세척한 탄화 면직물의 표면은 약간 거칠고 빳빳하였으며, 매우 약한 손힘으로도 쉽게 끊어지듯이 찢어졌으며 상태가 좋지 않았다. 반면, 세척된 탄화 면직물의 표면은 상당히 부드러웠고 유연성을 갖고 있었다. 하지만, 매우 약한 손힘으로도 쉽게 끊어지며 상태가 좋지는 않았다.
도 6는 실시예 3에 따라 수행한 것으로, 열처리공정 후의 면직물의 형상을 확인하였다. 도 6.a는 비세척한 면직물이며, 도 6.b는 세척한 면직물이다. 상기 실시예 3에 따른 결과는 실시예 2의 결과와 동일하게 세척된 탄화 면직물의 표면은 상당히 부드럽고, 유연성을 갖으며, 비세척한 탄화 면직물의 표면은 거칠고 빳빳한 느낌을 갖고 있다. 또한, 매우 약한 손힘으로도 쉽게 면직물이 손상됨을 알 수 있다.
도 7는 실시예 4에 따라 수행한 것으로, 열처리공정 후의 면직물의 형상을 확인하였다. 도 7.a는 비세척한 면직물이며, 도 7.b는 세척한 면직물이다. 실시예 4의 결과는 상기 실시예 2와 동일하다.
도 8는 실시예 5에 따라 수행한 것으로, 도 8.a는 비세척한 면직물이며, 도 8.b는 세척한 면직물이다. 실시예 5의 결과는 상기 실시예 2와 동일하다.
실시예 1 내지 실시예 5를 통하여 열처리공정 후 면직물은 세척한 면직물은 비세척한 면직물에 비하여 상대적으로 직물의 촉감이 부드러웠으며 유연성을 갖고 있으며, 비세척한 면직물은 표면이 거칠고 직물의 상태가 빳빳하였다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 4와 실시예 5를 비교를 통하여 불에 대한 저항성의 차이를 알아 볼 수 있다. 탄화공정 후의 면직물에 라이터 불을 점화하면, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우에는 상기 탄화된 면직물에 불씨가 확산이 되면서 직물의 대부분을 태워야 꺼지는 것을 확인할 수 있었던 반면, 실시예 5의 경우에는 탄화된 면직물에 점화가 되지 않거나 점화가 되더라고 불씨가 약간 번지고 스스로 꺼지는 경향을 보였다.
본 발명에 따르면, 같은 원료를 사용한 직물이더라도 세척한 직물과 비세척한 직물에 따라 중량의 감소율과 열수축 감소율의 변화가 확연히 차이가 났다. 이는 비세척한 직물의 경우에는 면섬유 표면에 불순물 또는 이물질의 존재와 셀룰로오스계 천연섬유에서 일반적으로 관찰되는 저분자량 물질의 왁스성분으로 인하여 공정 시 산소 또는 질소와 반응하여 비세척한 면직물이 세척된 면직물에 비하여 중량이 감소됨을 알 수 있다. 또한, 열수축 변화율 역시 중량변화율과 같은 경향임을 알 수 있다.
열처리공정 시 800 ℃ 이하의 온도에서는 탄화공정 시 승온속도가 5 ℃/min으로 대부분의 반응시간은 120분 내지 160분인 반면, 실시예 5의 경우에는 탄화공정 시 승온속도가 10 ℃/min으로 탄화공정의 반응시간 105분이다. 이는 탄화공정에서 탄화온도와 승온속도에 따른 반응시간 등에 영향을 받아, 탄소함량이 80% 내지 90% 이상 두드러지게 증가하기 때문이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 도면에 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (7)
- 아래의 단계를 포함하는 탄화면직물 제조방법:
직조된 형태의 면직물인 셀룰로오스계 천연섬유를 공기 중 240℃~260℃에서 170~190분 동안 열처리하여 안정화시키는 단계;
상기 안정화된 셀룰로오스 천연섬유를 공기 중 5 ~ 10 ℃/분의 속도로 600℃ ~ 1,050℃까지 승온되며, 최종온도에서 체류시간은 0 ~ 60분인 상태에서 탄화시키는 단계. - 제1항에 있어서,
상기 안정화시키는 단계 이전에 상기 직조된 형태의 면직물인 셀룰로오스계 천연섬유를 세척하는 단계를 포함하는 탄화 면직물 제조 방법. - 삭제
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