KR101606770B1 - 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 및 그의 제조방법 - Google Patents

발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰로스계 섬유제품에 무기입자와 소수화제가 함유되되, 상기 무기입자는 상기 셀룰로스계 섬유제품에 흡착된 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류와 배위결합되어 부착되며, 상기 소수화제는 상기 무기입자에 표면에 요철구조 형태로 부착되는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 및 그의 제조방법{WATER AND OIL REPELLENT CELLULOSIC TEXTILE PRODUCTS AND IT'S MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 발유성 및 발수성 셀룰로스계 섬유제품에 관한 것으로, 무기입자와 소수화제가 셀룰로스계 섬유제품에 부착되어 발수성 및 발유성의 기능성을 갖는 셀룰로스계 섬유제품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전세계적인 에너지 절감 노력의 일환으로 여름철 쿨비즈 혹은 쿨맵시 의류에 대한 관심이 높아지고, 스포츠 아웃도어 활동에 주로 사용되던 기능성 의류가 대중화되면서, 소비자들은 다양한 의복에서 기능성과 함께 쾌적한 착용감을 갖는 기능성 소재를 요구하고 있다.
쾌적성과 관련된 기능성으로 투습방수성, 흡한속건성, 경량성, 방오성, 항균성 및 소취성 등이 있다. 이러한 기능 중 땀 및 수분과 관련된 기능이 최근 특히 주목을 받고 있다. 인체로부터 발산되는 땀을 신속하게 외부로 배출하여 의복이 피부에 달라붙지 않아 끈적임 없는 착용감을 유지하고 운동 후 땀에 의한 체온 저하를 방지하여 쾌적성이 유지되도록 하는 의류제품이 많이 출시되고 있으나 거의 합성섬유 제품이 대부분이다.
셀룰로스 섬유는 수분을 흡수하는 흡습성이 뛰어나고 우수한 촉감과 외관을 지닌 인체 친화적인 소재로 의복에 많이 사용되는 소재이나 스포츠 및 레저 활동 시 과량의 땀을 흡수하여 의복이 인체에 들러붙는 현상이 발생하고 휴식 중에 흡수된 땀이 냉각되어 체온 저하 현상이 발생하는 등의 단점이 있어 쾌적성 의류로는 적합하지 못하다는 지적을 받고 있다.
면은 화학적으로 안정한 분자구조를 가지고 있어 기능성 합성섬유와 같이 단면형상을 변형시키거나 특성을 변화시키기 어려워 기능성 합성섬유와 혼방하거나 후가공으로 일부 낮은 수준의 기능성을 부여한 제품 등이 있을 뿐, 100% 셀룰로스계 섬유만을 사용한 기능성 의류제품은 거의 없는 상황이다. 면 의류제품의 발수 및 발유성능의 부여는 주로 불소계 화합물을 이용하여 원단 상태의 피가공물에 코팅제 또는 수지 가공제를 병용하여 성능의 부여가 가능하다. 그러나 이러한 경우, 원단의 촉감 및 통기성 저하 등의 문제가 있어 실제로 의류제품으로 널리 사용되기는 어려운 실정이다.
합성섬유 제품의 경우에는 액체상(liquid) 물의 이동과 건조 속도가 빠른 장점이 있으나, 소수성 섬유의 특징으로 인해 흡수량이 적고 흡습성이 낮아 의복으로 착용시 받아들일 수 있는 땀의 양이 적고 의복내부의 온습도 조절이 어려우며, 합성섬유 특유의 촉감의 선호도가 낮고, 특히 젖었을 때 끈끈해져 피부 촉감이 좋지 않은 등의 단점이 있다.
최근 미국, 유럽, 일본 등의 선진국이 주도로 나노입자 및 나노구조를 활용한 가공기술이 개발되었으나, 대체로 합성섬유 제품을 대상으로 원단상태에서 코팅 방식 또는 PDC (pad-dry-curing) 방식으로 고온 열처리 공정으로 진행되기 때문에 합성섬유 직물을 사용한 아웃도어 및 스포츠웨어용 원단, 텐트지 등에 적용되고 있으며, 면 등 천연섬유 제품에는 활용된 사례는 거의 없다.
대한민국 등록특허 제1223547호에서는 직물에 발수, 발유 등이 기능성 직물의 제조방법을 제시하고 있다. 상기 발명은 수계형 폴리우레탄(Water born Polyurethane) 수지에 나노-실리카, 나노-아연 및 나노-지르코늄 등의 나노결정, 가교제로서 폴리에폭사이드 수지, 발수제로서 테트라 플루오로 카본, 촉매로서 염으로 배합되는 표면처리제로 직물 표면을 코팅하는 단계; 및 실리콘수지에, 폴리우레탄 수지, 왁스, 멜라민 포름알데히드 가교제, 촉매로서 산 촉매로 배합되는 이면처리제로 직물 이면을 코팅하는 단계를 포함하는 것으로 무기입자를 폴리우레탄 수지를 통해 직물에 코팅하여 기능성을 부여하는 발명에 관한 것이다.
그러나, 상기와 같이 무기입자를 바인더와 같이 섬유제품에 적용할 경우 세탁성 및 내구성에 문제가 있으며, 바인더로 인해 환경오염을 초래하고 바인더가 섬유제품의 물성을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 바인더로 인해 섬유제품의 촉감이 딱딱해지고, 무기입자의 색상이 섬유제품에 영향을 미치므로 다양한 색상으로의 전개가 어렵고 무기입자 도포 후에는 타가공을 할 수 없는 한계점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무기입자와 소수화제를 함유하여 발수성 및 발유성을 갖는 셀룰로스계 섬유제품은 바인더를 사용하지 않아 셀룰로스계 섬유제품의 촉감 등의 물성을 변화시키지 않고 높은 발수성 및 발유성을 갖는 셀룰로스계 섬유제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 무기입자와 소수화제를 셀룰로스계 섬유제품에 바인더를 통한 도포방식이 아닌 흡진 방법으로 부착시키는 무기입자를 함유하는 셀룰로스계 섬유제품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 셀룰로스계 섬유제품에 무기입자와 소수화제가 함유되되, 상기 무기입자는 상기 셀룰로스계 섬유제품에 흡착된 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류와 배위결합되어 부착되며, 상기 소수화제는 상기 무기입자의 표면에 요철구조 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제공한다.
또한, 상기 무기입자는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 실리카, 알루미나 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 무기입자이거나, 또는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 실리카, 알루미나 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 무기입자의 수분산 무기입자인 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제공한다.
또한, 상기 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류는 로카스트빈검, 만노즈, 갈락토스, 갈락토만난, 구아검 중 어느 하나 또는 2 이상의 다당류에 4급 암모늄계 유도체가 도입되는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제공한다.
또한, 상기 소수화제는 불소계 화합물, 플루오르카본이 포함되지 않은 덴드리머계 화합물, 실리콘계 화합물, 금속염계 화합물 및 파라핀계 화합물 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 화합물인 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제공한다.
또한, 상기 섬유제품은 섬유, 실, 원단, 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제공한다.
또한, 본 발명은 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 제조방법에 있어서, 상기 셀룰로스계 섬유제품을 준비하는 준비단계; 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류를 포함하는 용액에 상기 셀룰로스계 섬유제품을 침지하는 제1 침지단계; 상기 용액에 무기입자를 투입하여 침지하는 제2 침지단계; 상기 용액에 소수화제를 투입하여 침지하는 제3침지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 제1 침지단계에서 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도는 0.05~5% O.W.F이고, 상기 제2 침지단계에서 무기입자의 농도는 0.005~10% O.W.F이며, 상기 제3 침지단계에서 소수화제의 농도는 0.1~10% O.W.F 이고, 상기 제1, 제2, 제3 침지단계에서 각각 10~130℃ 용액에서 각각 5~120분간 침지시키는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명에서 사용되는 '원단'은 직기로 제조되는 직물, 편물로 제조되는 편직물, 단섬유로 제조되는 부직포 및 섬유로 제조되는 시트지를 모두 포함하는 의미이다.
본 발명은 셀룰로스계 섬유제품에 무기입자와 소수화제가 함유된 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품에 관한 것이다.
상기 무기입자는 상기 셀룰로스계 섬유제품에 흡착된 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류와 배위결합되어 부착되며, 상기 소수화제는 상기 무기입자에 표면에 요철구조 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제공한다.
최근 표면개질의 연구는 접착성, 광택성, 투과선택성, 발수성, 발유성, 흡착성, 생태친화성 및 내마찰성 등의 표면특성의 제어에 초점을 두고 있다. 특히 젖음성과 관련된 표면개질은 학술적뿐만이 아니라 섬유가공, 건축재료, 화장품 및 전기제품 등 다양한 산업분야에서 관련 기술이 개발되고 있다.
단순한 발수가공에 사용되는 탄화수소 화합물 및 실리콘 화합물의 표면장력은 물보다 작아 충분한 발수효과를 얻을 수 있다. 그러나 발유는 고체표면의 자유에너지가 기름의 표면장력보다 매우 낮아야 한다. 플루오르알킬기를 가진 화합물은 표면자유에너지가 기름의 자유에너지보다 현저히 낮아 발수뿐만 아니라 발유성을 얻는 것이 가능하다.
최근에는 물의 접촉각(θ)이 150° 이상인 초발수성(superhydrophobic)에 대한 연구 개발이 진행 중이다. 초발수성은 기존 플루오르 화합물의 화학적 특성만으로는 얻기 힘들며, 여기에 표면의 조면화를 부여하여 발수성을 크게 증대시킬 필요가 있다. 자연에서 그 예를 찾아보면 연꽃의 잎 및 소금쟁이의 다리와 같이 여러 겹의 요철이 반복 및 겹쳐진 복잡한 구조를 한 것이 있다. 이러한 초발수성을 얻기 위한 표면의 조면화는 아래와 같이 방법이 이용되고 있다.
① 왁스의 표면 응고
② 실리카 입자-PTFE 입자-유리 비드 등의 충진제 및 승화성 재료의 코팅제의 첨가
③ 절삭연마 및 에칭 처리, 인쇄 및 몰딩과 같은 물리적 처리
④ 불소계 입자 공존하에서의 도금처리
⑤ 표면 플라스마 중합, CVD(Chemical vapor deposition)
⑥ 자기조합화 등
이 중 간편하게 적용 가능한 방법은 TEOS(tetraethoxy silane)를 졸겔법으로 SiO2 나노 입자로 만들고, 이를 실란 커플링제 등으로 연수화하여 기질 표면을 코팅하는 것이다.
많은 연구에서 표면의 자유에너지화와 관련하여 플루오르알킬실란 커플링제를 이용한 불소계 화합물이 이용되는 무기(금속 ~ 세라믹스) 유기의 각종 표면의 개질이 확대 검토되고 있다. 실란 커플링제는 YnSiX4-n (n=1, 2, 3)으로 되는 대표되는 규소 화합물이다. 여기서 X는 유리를 시작하여 기질표면의 수산기와 결합(축합) 가능한 할로겐, 메톡시기, 에톡시기 등이 있다. Y는 비닐기, 아미노기, 메르캅토기, 에폭시기 등의 반응성기 타입과 알킬기 등의 불활성 타입으로 분류된다.
PDMS(polydimethyl siloxane)을 이용하여 표면형태를 凹(hole)에서 凸(pillar)로 변화시켜 발수에서 초발수로 변화시키는 연구가 있다.
TEOS로부터 졸겔법으로 실리카 나노 입자(평균입자 165 nm)를 제조한 후 표면을 함불소실란 커플링제로 처리하여 유리기판상에 개질막을 스핀코팅한 연구가 있다. 이 코팅막은 나노입자 응집에 의한 자기유사성의 프랙탈 구조를 형성하여, 물, 요오드메틸렌, 대두유, 디젤유 및 크실렌의 접촉각이 각각 167.5°, 158.6°, 146.6°, 140.4° 및 140.5°이며, 초발수성 뿐만 아니라 매우 높은 발유성이 얻을 수 있는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 프랙탈 구조를 염두에 두고 마이크로미터 수준의 코어 입자 (에폭시기) 표면에 수십 nm의 셀 입자(아미노기)를 결합시킨 2단 입자(dual scale 구조, 혹은 raspberry-like 입자로 한다)를 제조하고 이것을 에폭시 변성 폴리디메틸실록산(PDMS)에 그래프트하여 PDMS 단독으로는 107° 이지만 raspberry-like 입자를 부착시킨 표면은 165°라는 높은 접촉각을 보고한 연구가 있다.
본 발명은 무기입자와 소수화제를 이용하여 셀룰로스 섬유제품 표면에 미세한 요철(凹凸)구조를 형성시켜 셀룰로스 섬유제품에 초발수성, 발유성을 부여하는 기술이다.
본 발명의 무기입자는 상기 셀룰로스계 섬유제품에 흡착된 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류와 배위결합되어 부착되고, 상기 소수화제는 상기 무기입자의 표면에 요철구조 형태로 부착되어 셀룰로스계 섬유제품에 발수성 및 발유성을 부여한다.
10~80 ℃의 상태에서 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류 수용액에 셀룰로스 섬유소재를 일정시간 동안 침지하면 4급 암모늄계 유도체의 -NH2 와 셀룰로스의 -OH 등의 관능기간의 이온결합이 형성되어 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류가 셀룰로스 섬유소재에 부착된다.
상기 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류가 부착된 후 무기입자를 반응욕 내에 첨가하면 무기입자와 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류간에 배위 결합이 형성되어 안정적인 착물이 형성되어 셀룰로스 섬유소재와 무기입자 간의 내구성있는 안정적인 결합이 형성된다.
상기 무기입자가 셀룰로스 섬유소재에 결합된 후, 소수화제를 반응욕 내에 첨가하면 무기입자 표면에 소수화제가 요철 구조 형태로 부착되어 셀룰로스계 섬유제품에 초발수성 및 발유성을 지니게 된다.
상기 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류는 수중에서 제타전위가 음성인 셀룰로스계 섬유소재에 상기 수분산 무기입자를 고착시키는 작용을 하는 것으로 다당류 화합물인 로카스트빈검, 만노즈, 갈락토스, 갈락토만난, 구아검 중 어느 하나 또는 2 이상의 다당류에 4급 암모늄계 유도체가 도입된 것이다.
상기 무기입자는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 실리카, 알루미나 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 무기입자이거나, 또는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 실리카, 알루미나 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 무기입자의 수분산 무기입자를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 무기입자의 크기가 너무 크면 셀룰로스계 섬유제품에 부착이 어려우므로 상기 무기입자의 크기는 마이크로미터 또는 나노미터 사이즈인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 평균 무기입자의 크기가 10~500㎚인 것이다.
상기 소수화제는 불소계 화합물, 플루오르카본이 포함되지 않은 덴드리머계 화합물, 실리콘계 화합물, 금속염계 화합물 및 파라핀계 화합물 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 화합물인 것을 사용할 수 있을 것이다.
상기 불소계 화합물은 2-(Perfluoroalkyl)ethyl acrylate 단량체를 포함하는 화합물, 퍼플루오르알킬 실란(perfloroalkyl silnae) 및 퍼플루오르 실란(perfluorosilane) 등을 포함하는 화합물을 사용할 수 있을 것이다.
상기 덴드리머계 화합물은 분자의 사슬이 일정한 규칙에 따라 중심에서 바깥 방향으로 규칙적으로 3차원으로 퍼진 형태의 분자로서 많은 가지를 가진 구조이기 때문에 강하게 자기조직화(self-organization) 및 결정을 형성하여 발수성을 갖는 화합물로 카복실산 덴드리머 구조를 포함하는 화합물을 사용할 수 있을 것이다.
상기 실리콘계 화합물은 폴리메틸실록산(Polymethyl siloxane) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethyl siloxane)을 주쇄로 한 화합물 등을 사용할 수 있을 것이다.
상기 금속염계 화합물은 알루미늄염 또는 지르코늄염 화합물 등을 사용할 수 있을 것이다.
상기 파라핀계 화합물은 액상 파라핀 또는 습식 왁스 등을 사용할 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제조하기 위한 제조방법은 준비단계, 제1 침지단계, 제2 침지단계, 제3 침지단계를 포함하여 제조할 수 있을 것이다.
상기 준비단계는 발수성 및 발유성의 기능을 부여할 셀룰로스계 섬유제품을 준비하는 단계로 본 발명의 셀룰로스계 섬유제품은 면, 마 등의 천연섬유 또는 레이온, 모달 등의 셀룰로스계 재생섬유일 수 있으며, 셀룰로스계인 실, 원단, 필름 등에 기능성 무기입자의 기능을 부여할 수 있을 것이다.
상기 제1 침지단계는 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 용액에 상기 셀룰로스계 섬유제품을 침지하여 4급 암모늄계 유도체의 -NH2 와 셀룰로스의 -OH등의 관능기간의 이온결합이 형성시키는 단계로, 10~130℃의 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 용액에 셀룰로스계 섬유제품을 5~120분간 침지시키는 것이 바람직할 것이다.
상기 제1 침지단계에서 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도는 무기입자 및 소수화제에 따라 조절될 수 있으며, 용액의 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도가 0.05% O.W.F(on weight of fiber) 미만이면 셀룰로스계 섬유제품에 흡착되는 무기입자가 미흡할 수 있으며, 용액의 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도가 5% O.W.F(on weight of fiber)를 초과하면 셀룰로스계 섬유제품의 부착율이 높지않고 사용된 양에 비례하여 효과가 높지 않으므로 상기 용액의 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도는 0.05~5% O.W.F(on weight of fiber)인 것이 바람직할 것이다.
상기 제2 침지단계는 상기 용액에 무기입자를 투입하여 무기입자와 4급 암모늄계 유도체간에 배위 결합이 형성되도록 하는 단계로, 10~130℃의 무기입자가 더 포함된 용액에 셀룰로스계 섬유제품을 5~120분간 침지시키는 것이 바람직할 것이다.
상기 제2 침지단계에서 무기입자의 농도는 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류 및 소수화제에 따라 조절될 수 있으며, 용액의 무기입자의 농도가 0.005% O.W.F(on weight of fiber) 미만이면 셀룰로스계 섬유제품에 흡착되는 무기입자가 미흡하여 소수화제의 요철구조의 형성이 미흡할 수 있으며, 용액의 무기입자의 농도가 10% O.W.F(on weight of fiber)를 초과하면 셀룰로스계 섬유제품의 부착율이 높지않고 사용된 양에 비례하여 효과가 높지 않으므로 상기 용액의 무기입자의 농도는 0.005~10% O.W.F(on weight of fiber)인 것이 바람직할 것이다.
상기 제3 침지단계는 상기 용액에 소수화제를 투입하여 무기입자 표면에 소수화제를 요철 구조 형태로 부착시키는 단계로, 10~130℃의 소수화제가 더 포함된 용액에 셀룰로스계 섬유제품을 5~120분간 침지시키는 것이 바람직할 것이다.
상기 제3 침지단계에서 소수화제의 농도는 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류 및 무기입자에 따라 조절될 수 있으며, 용액의 소수화제의 농도가 0.1% O.W.F(on weight of fiber) 미만이면 무기입자의 표면에 요철구조의 형성이 미흡할 수 있으며, 용액의 소수화제의 농도가 10% O.W.F(on weight of fiber)를 초과하면 셀룰로스계 섬유제품의 부착율이 높지않고 사용된 양에 비례하여 효과가 높지 않으므로 상기 용액의 소수화제의 농도는 0.1~10% O.W.F(on weight of fiber)인 것이 바람직할 것이다.
상기에서 설명된 본 발명은 셀룰로스계 섬유제품에 흡착되고 기능성 무기입자와 배위결합을 형성할 수 있는 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류를 이용하여 셀룰로스계 섬유제품에 무기입자를 부착시키고, 상기 무기입자에 소수화제를 요철구조의 형태로 부착시켜 셀룰로스계 섬유제품의 고유의 흡습성 및 촉감 등의 물성을 저하시키지 않으면서, 초발수성 및 발유성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류, 무기입자, 소수화제를 포함하는 욕액에 셀룰로스계 섬유제품을 침지하는 것으로 초발수성 및 발유성을 부여할 수 있어 제조공정이 단순하고 비용이 절감된 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
아래에서 본 발명에 따른 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제조하기 위한 실시예를 제시하지만 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
초발수성 및 발열성을 갖는 셀룰로스계 섬유제품을 제조하기 위해 로카스트빈검에 4급 암모늄염계 유도체를 도입하여 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류로 사용하였고, 무기입자로, 수분산 실리카 입자 및 이산화티타늄 입자를 혼합하여 사용하였으며, 소수화제로 불소계 화합물인 퍼플루오르알킬 실란을 사용하였다.
100%의 면섬유를 이용한 편직물을 준비한 후, 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도 0.2% O.W.F.의 20 ℃ 용액에서 편직물을 20분간 침지하였다.
상기 용액에 수분산 실리카 입자 및 이산화티타늄 입자 40중량% 혼합분산액 0.2% O.W.F가 되도록 무기입자를 투입한 후, 20 ℃ 용액에서 편직물을 20분간 침지하였다.
상기 용액에 소수화제 3% O.W.F가 되도록 소수화제를 투입한 후, 80 ℃ 용액에서 편직물을 20분간 침지하여 본 발명에 따른 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품을 제조하였다.
◈ 발수성 및 발유성 평가
(1) 실험방법
발수성 평가는 KS K ISO 23232(텍스타일-수성 용액 발수도-물/알코올 혼합액 저항성 시험)로 실험 및 평가하였으며, 발유성 평가는 KS K ISO 14419(텍스타일-발유도-탄화수소 저항성 시험)로 실험 및 평가하였다.
(2) 평가
상기와 같은 실험을 통해 본 발명의 실시예는 발수성은 8급으로 평가되었으며, 발유성 4급으로 평가되었다.
상기와 같이 본 발명의 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유는 발수성은 초발수성을 가지는 것을 알 수 있으며, 발유성 역시 매우 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 셀룰로스계 섬유제품에 무기입자와 소수화제가 함유되되,
    상기 무기입자는 상기 셀룰로스계 섬유제품에 흡착된 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류와 배위결합되어 부착되며, 상기 소수화제는 상기 무기입자의 표면에 요철구조 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 실리카, 알루미나 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 무기입자이거나, 또는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 실리카, 알루미나 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 무기입자의 수분산 무기입자인 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류는 로카스트빈검, 만노즈, 갈락토스, 갈락토만난, 구아검 중 어느 하나 또는 2 이상의 다당류에 4급 암모늄계 유도체가 도입되는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소수화제는 불소계 화합물, 플루오르카본이 포함되지 않은 덴드리머계 화합물, 실리콘계 화합물, 금속염계 화합물 및 파라핀계 화합물 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합 화합물인 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 섬유제품은 섬유, 실, 원단, 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품.
  6. 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 제조방법에 있어서,
    상기 셀룰로스계 섬유제품을 준비하는 준비단계;
    4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류를 포함하는 용액에 상기 셀룰로스계 섬유제품을 침지하는 제1 침지단계;
    상기 용액에 무기입자를 투입하여 침지하는 제2 침지단계;
    상기 용액에 소수화제를 투입하여 침지하는 제3침지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 침지단계에서 4급 암모늄염계 유도체 포함하는 다당류의 농도는 0.05~5% O.W.F이고,
    상기 제2 침지단계에서 무기입자의 농도는 0.005~10% O.W.F이며,
    상기 제3 침지단계에서 소수화제의 농도는 0.1~10% O.W.F 고,
    상기 제1, 제2, 제3 침지단계에서 각각 10~130℃ 용액에서 각각 5~120분간 침지시키는 것을 특징으로 하는 발수성 및 발유성 셀룰로스계 섬유제품 제조방법.
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