KR102021849B1 - Thpc-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드 제거용 연속수세기, 이를 이용한 thpc-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드를 제거하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면직물로부터 포름알데히드를 제거하는 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명한 THPC-우레아 처리된 셀룰로오스 섬유계 면직물로부터 포름알데히드를 효과적으로 제거하는 방법 및 포름알데히드 제거 처리된 면직물에 관한 것이다.

Description

THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드 제거용 연속수세기, 이를 이용한 THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드를 제거하는 방법{Continuous washing machine for removing formaldehyde from THPC-Urea treatmented cotton fabric and Removing method of formaldehyde from THPC-Urea treatmented cotton fabric}

본 발명은 세탁내구성 방염처리된 면직물로부터 포름알데히드를 효과적으로 제거할 수 있는 방법 및 이에 사용되는 연속수세기에 관한 것이다.

포름알데히드는 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구기관(IARC)에서 분류한 1군 발암물질이며 인체에 대한 독성이 매우 강하여 사람이 30ppm 이상의 포름알데히드에 노출되면 다양한 질병이 나타난다. 포름알데히드의 농도에 따라 인체에 미치는 영향을 보면, 0.1ppm 이하의 경우에는 눈, 코, 목에 자극이 오고, 0.25 ~ 0.5ppm의 경우에는 호흡기 장애와 천식이 있는 사람에게는 심한 천식발작을 일으킬 수 있다. 2 ~ 5ppm의 경우에는 눈물이 나며 심한 고통을 느끼게 되고, 10 ~ 20ppm의 경우에는 정상적인 호흡이 곤란해지며, 기침/두통/심장박동이 빨라지는 증상이 나타난다.

포름알데히드 측청기의 상한치인 50ppm 이상의 경우에는 폐의 염증과 더불어 현기증/구토/설사/경련과 같은 급성 중독 증상을 일으킬 수 있고, 심한 경우에는 독성 폐기종으로 사망할 수 있다. 예를 들어, 1981년 쉥케(Schenke) 보고서에 따르면, 공기 중에 포름알데히드의 함량이 30ppm 농도에서 1분간 노출되면 기억력 상실이나 정신집중 곤란 등의 증상이 나타나며, 100ppm 이상을 흡입할 경우 인체에 치명적 영향을 초래한다.

요소 축합물 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지와 같은 열경화성 수지로 대표되는 수계 수지는 수계 접착제(waterborne adhesive)로 활용되어 섬유 후가공 및 목재 등에 주로 적용되고 있다. 이러한 수계 접착제는 각종 섬유직물에 특수한 기능성 물질이나, 조제를 고착시킬 목적으로 주로 사용되고 있으며, 이로 인해 포름알데히드가 유리되어 항상 문제의 소지를 않고 있다.

셀룰로오스(cellulose)계 섬유로 제조된 면직물에 세탁내구성 방염성을 부여하는 방법은 THPC-우레아(Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride-Urea)를 패드-드라이(pad-dry)법으로 텐터기에서 처리를 한 후, 기체 암모니아 존재 하에 노출을 시켜 THPC-우레아가 섬유 피브릴 내부에서 기상 중합 가교반응을 유도함으로 세탁내구성 방염성을 부여한다. 이때 우레아 축합반응을 하면서 약 500 ~ 1,500ppm의 포름알데히드가 유리되어 인체에 악영향을 줄 수 있는 바, THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드를 효율적으로 제거하는 기술이 필요한 실정이다.

한국 특허공개번호 2005-0061399호(공개일 2005.6.22)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 셀룰로오스 섬유를 이용하여 제조한 면직물 등의 원단에 THPC-우레아를 처리한 후, 암모니아 기상중합시킨 세탁내구성 방염처리된 원단을 최종 수세과정에서 포름알데히드를 제거하는 기술을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드 제거용 세척 장비에 관한 것으로서, THPC-우레아 처리된 면직물을 수세욕조에 연속적으로 통과시키면서 연속 수세공정을 수행하기 위한 1번 수세욕조 내지 6번 수세욕조를 포함하며, 상기 1번 내지 6번 수세욕조 각각에는 입구 및 출구에 면직물을 이동시키고, 면직물 내 조제를 짜주기 위한 구동 망글(mangle)이 설치되어 있고, 1번과 2번 수세욕조, 3번과 4번 수세욕조 및 5번과 6번 수세욕조 사이에는 오버-플로우 배관이 설치되어 연결되어 있고, 2번 및 4번 수세욕조는 각각은 수세욕조에 조제를 제공하기 위한 서비스 탱크가 설치되어 있으며, 2번, 4번 및 6번 수세욕조의 구동 망글 입구에는 샤워 노즐이 설치되어 있을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 세척 장비를 이용하여 면직물로부터 포름알데히드를 제거하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 세척 장비 및 상기 포름알데히드를 제거하는 방법을 이용하여 제조한 면직물을 제공하고자 한다.

본 발명의 세척장비 및 포름알데히드 제거방법을 통해 제조된 면직물은 THPC-우레아 처리가 되어 있음에도 불구하고, 50ppm 이하의 매우 낮은 농도로 포름알데히드를 포함하거나 또는 포름알데히드를 포함하지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드 제거하기 위한 세척 장비 및 이를 이용한 제거 공정에 대한 개략도이다.
도 2는 실시예 1에서 최종 수세 공정을 수행한 면직물의 포름알데히드 함유 여부에 대한 시험을 한국의류시험연구원에 의뢰하였었고, 그 결과에 대한 시험성적서를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 실험예 2에서 실시한 실시예 1의 흡수성, 세탁견뢰도, 마모강도, 인장강도 및 마찰대전압 시험성적서이다.

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.

이하 본 발명의 대하여 좀 더 구체적으로 설명을 한다.

본 발명은 텐터기에서 패드-드라이(pad-dry)법으로 셀룰로오스계 직물, 바람직하게는 면직물을 THPC-우레아 처리하고, 암모니아 가스 기상중합시켜서 세탁내구성 방염 약제 처리된 면직물(원단)을 연속수세기를 통과시키면서 미고착 방염제와 우레아 가교반응시 발생되는 포름알데히드를 세척하여 제거(wash-off)하는 기술에 관한 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 THPC-우레아 처리된 면직물(이하, 원단으로 칭함)로부터 포름알데히드 제거용 세척 장비는 수세욕조(도 1의 11~16)가 최소 6개 구비된 연속 수세기(1번 내지 6번 수세욕조)로서, 수세욕조마다 온수 및 냉수가 공급되다.

1번 내지 6번 수세욕조 각각에는 온수가 담겨져 있으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 각 욕조는 롤로가 설치되어 있으며, 원단이 롤러를 따라 진행하면서 수세욕조에 온수 담금을 반복하면서 수세를 수행하게 된다.

그리고, 1번 내지 6번 수세욕조 각각에는 입구 및 출구에 면직물을 이동시키고, 면직물 내 조제를 짜주기 위한 구동 망글이 설치되어 있다. 구체적으로 설명하면, 수세욕조간에 구동 망글(mangle, 21,29,30)이 원단(22)을 다음 수세욕조로 이동시킴과 동시에 수세욕조 내에 존재하는 약품을 짜주는 역할을 하여 조제가 직물의 섬유 내부로 깊이 침투할 수 있도록 장치가 설치되어 있다.

이때, 연속수세기는 원단진행 방향에서 2번 수세욕조의 구동 망글(29) 입구에 샤워노즐(23)에서 20 ~ 40L의 용수가 공급되어야 하고 공급된 용수는 오버-플로우(over-flow) 배관(24)를 통하여 1번 수세욕조(11)로 오버-플로우(over-flow) 되게 하여 1번 수세욕조(11)와 2번 수세욕조(12)에서 원단을 균일하게 조제 처리할 수 있도록 한다.

그리고, 4번 수세욕조(14)의 구동 망글(30) 입구의 샤워노즐(25)에서 10 ~ 30L의 용수가 공급되며, 공급된 용수는 오버-플로우 배관(26)을 통하여 3번 수세욕조(13)로 오버-플로우 되어 3번 수세욕조(13)와 4번 수세욕조(14)에서 섬유에 균일하게 조제 처리가 될 수 있도록 한다.

5번 수세욕조(16)의 구동 망글(30)입구에 샤워노즐(27)에서 30 ~ 60L의 용수가 공급되며, 공급된 용수는 오버-플로우 배관(28)를 통하여 수세욕조(15)로 오버-플로우 되게 하는 장치가 설비되어 있어서 효율적이고 균일한 수세가 되게 한다.

또한, 2번 수세욕조와 4번 수세욕조의 구동 망글(29,30) 입구에는 조제를 투입될 수 있도록 서비스 탱크(31, 32)가 부착되어야 하고 이때 각 수세욕조에 투입되는 조제의 량을 조절할 수 있는 벨브(33, 34)가 설치되어 있어야 한다.

2번 수세욕조에서의 수세공정은 원단을 산화공정을 거치면서 중화와 동시에 우레아 축합반응이 충분하게 일어나게 하는 수세공정으로서, 2번 수세욕조의 수세공정은 30 ~ 40 부피% 농도의 과산화수소수 8 ~ 12g/L 및 음이온 계면활성제 0.5 ~ 3g/L를 포함하는 혼합용액을, 바람직하게는 32 ~ 38 부피% 농도의 과산화수소수 9 ~ 11g/L 및 음이온 계면활성제 1 ~ 2.5g/L를 포함하는 혼합용액을, 더욱 바람직하게는 33.5 ~ 36.5 부피% 농도의 과산화수소수 9.5 ~ 10.5g/L 및 음이온 계면활성제 1.5 ~ 2.5g/L를 포함하는 혼합용액을 서비스 탱크(31)로부터 2번 수세욕조에 지속적으로 투입하면서 수세를 수행할 수 있다.

이때, 상기 혼합용액 내 과산화수소수 함량이 8g/L 미만이면 산화반응이 충분히 일어나지 않고, 12g/L을 초과하면 산화가 너무 빨리 진행되어 섬유 강도에 문제가 될 수 있으며, 경제성에도 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 음이온 계면활성제 함량이 0.5g/L 미만이면 우레아 축합반응이 충분이 일어나지 않으므로 문제가 있을 수 있고, 3g/L를 초과하면 과량 사용으로 경제성에 문제가 있을 수 있다.

그리고, 상기 음이온 계면활성제는 NP계 음이온 계면활성제 및/또는 노닐페놀계(nonylphenol-type) 음이온 계면활성제를 제외한 음이온계면활성제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 C₈~C₁₆의 알킬 벤젠 술폰산염, C₈~C₂₀의 알킬 글리세릴에테르 술폰산염, C₈~C₁₆의 알킬 황산염, C₈~C₁₆의 알킬기를 가지는 C₁~C₇의 알콕시 황산염, C₉~C₁₇의 아실-N-(C₁~C₄의 알킬) 글리카민 황산염, C₈~C₁₆의 알킬 술포아세트산염 및 C₈~C₁₆의 파라핀 술폰산염, C₆~C₁₈의알킬 폴리글리콜 에테르 카르복실레이트, C₆~C₁₈의 N-아실타우라이드, C₆~C₁₈의 N-사르코시네이트 및 C₆~C₁₈의 알킬 이세티오네이트 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 2번 수세욕조에서 상기 혼합용액의 투입속도는 2 ~ 3L/분인 것이, 바람직하게는 2.2 ~ 2.8L/분, 더욱 바람직하게는 2.4 ~ 2.6L/분인 것이 좋으며, 혼합용액의 투입속도가 2L/분 미만이면 투입속도가 너무 낮아서 작업속도가 저하하여 생산성이 저하하는 문제가 있을 수 있고, 혼합용액의 투입속도가 3L/분을 초과하면 원단의 산화가 너무 빨리 진행될 수 있으며 이는 섬유의 강도가 다소 저하하는 문제가 있을 수 있다.

1번 및 2번 수세욕조는 65 ~ 75℃, 바람직하게는 67 ~ 72℃, 더욱 바람직하게는 68 ~ 70℃의 온수 하에서 수세공정을 수행한다. 이때, 2번 수세욕조의 온수 온도가 75℃를 초과하면 과산화수소가 분해되어 원단 내 우레아 축합반응이 일어나지 않는 문제가 있을 수 있고, 온수 온도가 65℃ 미만이면 온도가 낮아 산화반응속도가 낮아 생산성이 저하하는 문제가 있을 수 있다.

3번 수세욕조 및 4번 수세욕조에서는 85 ~ 95℃, 바람직하게는 87 ~ 92℃, 더욱 바람직하게는 88 ~ 90℃의 온수 하에서 수세공정을 수행한다. 이때, 3번 및/또는 4번 수세욕조의 온수 온도가 90℃를 초과하면 염색 완료된 원단에서 염료가 탈락되어 칼라 변화가 생기는 문제가 있을 수 있고, 온수 온도가 85℃ 미만이면 원단 내 포르말린 제거가 잘 되지 않는 문제가 있을 수 있다.

그리고, 4번 수세욕조의 수세공정은 원단의 포르말린을 제거하기 위해 아황산나트륨 수용액을 서비스 탱크(32)로부터 4번 수세욕조에 지속적으로 투입하면서 수세를 수행할 수 있다. 이때, 상기 아황산나트륨 수용액은 아황산나트륨 결정체를 10 ~ 50g/L의 농도로, 바람직하게는 20 ~ 30g/L의 농도로, 더욱 바람직하게는 25 ~ 30g/L물에 용해시킨 수용액으로서, 조제 벨브(34)를 조절해서 연속수세 처리하면 우레아 축합반응 시 유리되어 생성된 원단에 부착되어 있는 포름알데히드를 제거할 수 있다. 이때, 아황산나트륨 수용액의 4번 수세욕조에 대한 투입속도는 2 ~ 3L/분인 것이, 바람직하게는 2.2 ~ 2.8L/분, 더욱 바람직하게는 2.4 ~ 2.6L/분인 것이 좋으며, 혼합용액의 투입속도가 2L/분 미만이면 투입속도가 너무 낮아서 작업속도가 저하하여 하는 문제가 있을 수 있고, 아황산나트륨 수용액의 투입속도가 3L/분을 초과하면 다량 공급으로 인하여 경제성에 문제가 있을 수 있으며 미반응 아황산나트륨 폐수 배출 시 환경 문제가 있을 수 있다.

5번 수세욕조 및 6번 수세욕조는 고착 방염제와 미반응 아황산나트륨과 수화된 포름알데히드를 수세 제거하는 공정으로서, 5번 수세욕조 및 6번 수세욕조는 75 ~ 85℃, 바람직하게는 77 ~ 82℃, 더욱 바람직하게는 78 ~ 80℃의 온수 하에서 수세공정을 수행할 수 있으며, 이때, 5번 및/또는 6번 수세욕조의 온수 온도가 80℃를 초과하면 고착 방염제와 미반응 아황산나트륨과 수화된 포름알데히드의 제거는 더 잘 되겠지만 염색성을 저하하는 문제가 있을 수 있고, 온수 온도가 75℃ 미만이면 고착 방염제와 미반응 아황산나트륨과 수화된 포름알데히드의 제거가 충분히 되지 않는 문제가 있을 수 있다.

그리고, 1번 수세욕조에 원단이 투입된 시점부터 6번 수세욕조로 원단이 토출되기까지 원단의 진행 속도는 15 ~ 30m/분 정도인 것이, 바람직하게는 18 ~ 25m/분, 더욱 바람직하게는 18.5 ~ 21m/분인 것이 좋다.

이와 같은 수세공정을 통해 세척 및 포름알데히드가 제거된 THPC-우레아 처리된 면직물은 포름알데히드 잔존량이 0 ~ 40ppm, 바람직하게는 0 ~ 30ppm, 더욱 바람직하게는 0 ~ 20ppm일 수 있다.

또한, 본 발명의 연속수세기 및 수세공정을 통해 세척 및 포름알데히드가 제거된 면직물은 흡수성, 세탁견뢰도, 마모강도, 인장강도 등의 저하를 최소화하거나 물성 저하가 없는 특징이 있다.

이하에서는 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예에 의해 본 발명의 권리범위를 한정하여 해석해서는 안되며, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다.

[실시예]

실시예1 : THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드 제거

THPC-우레아 처리된 면직물(제조사:도아인더스, 100% 면직물을 VAT 염색 방염가공처리한 제품)을 원단으로 준비하였다.

그리고, 도 1에 개략도로 나타낸 바와 연속수세기를 이용하여 상기 원단을 수세 처리하여 세척 및 원단으로부터 포름알데히드를 제거하였다.

1번 내지 6번 수세욕조에는 온수를 담궈져 있으며, 1번 및 2번 수세욕조의 온수는 70℃, 3번 및 4번 수세욕조의 온수는 90℃, 5번 및 6번 수세욕조의 온수는 80℃를 유지하게 하였다.

그리고, 서비스 탱크(31)로부터 35 부피% 농도의 과산화수소수 10g/L 및 음이온 계면활성제인 C₁₆의 알킬 글리세릴에테르 술폰산염을 2g/L로 포함하는 혼합용액이 지속적으로 2번 수세욕조에 2.5L/분의 속도로 투입되도록 벨브(33)를 조절하였다.

그리고, 서비스 탱크(32)에는 아황산나트륨 결정체를 약 30g/L의 농도로 용해시킨 아황산나트륨 수용액이 담겨져 있으며, 상기 아황산나트륨 수용액이 지속적으로 4번 수세욕조에 2.5L/분의 속도로 투입되도록 벨브(34)를 조절하였다.

또한, 2번 수세욕조의 구동 망글(29)입구에 샤워노즐(23)에서 약 28L의 용수가 공급되도록 하였으며, 공급된 용수는 오버-플로우 배관(24)를 통하여 1번 수세욕조(11)로 오버-플로우되게 했다. 또한, 4번 수세욕조(14)의 구동 망글(30) 입구의 샤워노즐(25)에서 약 17.5L의 용수가 공급되도록 하였고, 공급된 용수는 오버-플로우 배관(26)을 통하여 3번 수세욕조(13)로 오버-플로우 되게 하였다. 또한, 6번 수세욕조(16)의 구동 망글(30) 입구에 샤워노즐(27)에서 28L의 용수가 공급되도록 하였으며, 공급된 용수는 오버-플로우 배관(28)를 통하여 5번 수세욕조(15)로 오버-플로우 되게 하였다.

원단의 1번 수세욕조 투입으로부터 6번 수세욕조로 토출 되기까지 원단의 수세공정 속도는 20m/분이였다.

그리고, 실시예 1에서 최종 수세 처리한 면직물의 포름알데히드 함유 여부에 대한 측정을 한국의류시험연구원에 의뢰하였고, 그 결과에 대한 시험성적서를 도 2에 첨부하였다.

실시예 2 ~ 3 및 비교예 1 ~ 11

상기 실시예 1가 동일한 방법으로 준비예 1의 방염처리된 면직물을 연속수세기로 수세공정을 수행하여, 원단으로부터 포름알데히드를 제거하되, 하기 표 1 및 표 2와 같이 조건을 달리하여 연속 수세공정을 수행하였다.

구분		실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
1번 수세욕조	온수 온도	70℃	72℃	70℃	77℃	70℃	70℃	70℃
2번 수세욕조	온수 온도	70℃	72℃	70℃	77℃	70℃	70℃	70℃
샤워노즐(23) 용수 공급양		28L	28L	28L	28L	28L	28L	28L
혼합용액	과산화수소수 농도	10g/L	9g/L	10g/L	10g/L	10g/L	10g/L	10g/L
	음이온계면 활성제 농도	2g/L	1.5g/L	2g/L	2g/L	2g/L	2g/L	2g/L
혼합용액 투입 속도		2.5L/분	2.8L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분
3번 수세욕조	온수 온도	90℃	88℃	90	90℃	98℃	80℃	90℃
4번 수세욕조	온수 온도	90℃	88℃	90	90℃	98℃	80℃	90℃
샤워노즐(25) 용수 공급양		17.5L	17.5L	17.5L	17.5L	17.5L	17.5L	17.5L
아황산나트륨 수용액 농도		30g/L	30g/L	15g/L	30g/L	30g/L	30g/L	30g/L
아황산나트륨 수용액 투입 속도		2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분
5번 수세욕조	온수 온도	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	70℃
6번 수세욕조	온수 온도	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	70℃
샤워노즐(27) 용수 공급양		28L	28L	28L	28L	28L	28L	28L

구분		비교예5	비교예6	비교예7	비교예8	비교예9	비교예10	비교예11
1번 수세욕조	온수 온도	70℃	70℃	70℃	70℃	70℃	70℃	70℃
2번 수세욕조	온수 온도	70℃	70℃	70℃	70℃	70℃	70℃	70℃
샤워노즐(23) 용수 공급양		28L	28L	28L	28L	28L	28L	28L
혼합용액	과산화수소수 농도	6.5g/L	13g/L	10g/L	10g/L	10g/L	10g/L	10g/L
	음이온계면 활성제 농도	2g/L	2g/L	0.3g/L	4g/L	2g/L	2g/L	2g/L
혼합용액 투입 속도		2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분
3번 수세욕조	온수 온도	90℃	90℃	90℃	90℃	90℃	90℃	90℃
4번 수세욕조	온수 온도	90℃	90℃	90℃	90℃	90℃	90℃	90℃
샤워노즐(25) 용수 공급양		17.5L	17.5L	17.5L	17.5L	17.5L	17.5L	17.5L
아황산나트륨 수용액 농도		30g/L	30g/L	30g/L	30g/L	8.5g/L	55g/L	30g/L
아황산나트륨 수용액 투입 속도		2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	2.5L/분	3.2L/분
5번 수세욕조	온수 온도	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃
6번 수세욕조	온수 온도	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃	80℃
샤워노즐(27) 용수 공급양		28L	28L	28L	28L	28L	28L	28L

실험예 1 : 원단 내 포름알데히드 함량 측정

수세공정을 수행한 상기 실시예 및 비교예의 원단 내 포름알데히드 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

포름알데히드 함량 측정은 KS ISO 14184-1에 의거하여 측정하였다. 하기 표 3에서 포름알데이드 함량이 20 ppm 미만인 경우, 미검출로 표시하였다.

구분	포름알데히드 농도
	수세공정 전	수세공정 후
실시예 1	1,340 ~ 1,350ppm	미검출
실시예 2		미검출
실시예 3		미검출
비교예 1		200 ~ 210ppm
비교예 2		미검출
비교예 3		80 ~ 85ppm
비교예 4		95 ~ 98ppm
비교예 5		150 ~ 160ppm
비교예 6		미검출
비교예 7		100 ~ 105ppm
비교예 8		미검출
비교예 9		388 ~ 390ppm
비교예 10		미검출
비교예 11		미검출

1번, 2번 수세욕조의 온수 온도가 75℃를 초과한 비교예 1의 경우 포름알데히드 농도가 매우 높은 결과를 보였다. 그리고, 3번, 4번 수세욕조의 온수 온도가 95℃를 초과한 비교예 2의 경우, 포름알데히드는 검출되지 않았으나, 원단에서 염료가 탈락되어 칼라 변화가 발생하는 문제가 있었다. 또한, 3번, 4번 수세욕조의 온수 온도가 85℃ 미만인 비교예 3의 경우, 실시예와 비교할 때, 포름알데히드 제거율이 현저하게 떨어졌다.

그리고, 5번, 6번 수세욕조의 온수 온도가 75℃ 미만이었던 비교예 4의 경우, 고착 방염제와 미반응 아황산나트륨과 수화된 포름알데히드의 제거가 충분히 되지 않는 문제가 있었다.

또한, 2번 수세욕조에 투입되는 혼합용액 내 과산화수소수 농도가 8g/L 미만이었던 비교예 5의 경우, 산화반응이 충분히 일어나지 않은 결과 포름알데이드 잔존량이 증가하는 문제가 있었다. 그리고, 혼합용액 내 과산화수소수 농도가 12g/L을 초과했던 비교예 6의 경우, 포름알데히드 검출량은 매우 낮았으나, 산화가 너무 빨리 진행되어 면직물의 섬유 강도에 다소 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 2번 수세욕조에 투입되는 혼합용액 내 음이온 계면활성제 농도가 0.3g/L 미만이었던 비교예 7의 경우, 우레아 축합반응이 충분이 일어나지 않아서 포름알데이드 잔존량이 증가하는 문제가 있을 수 있고, 혼합용액 내 음이온 계면활성제 농도가 3g/L를 초과한 비교예 8의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 오히려 포름알데히드가 미량 검출되었고, 효과 차이가 거의 없는 바 불필요하게 과다 사용으로 판단된다.

또한, 아황산나트륨 수용액 농도가 10g/L 미만인 비교예 9의 경우, 실시예 3과 비교할 때, 포름알데히드 농도가 급격하게 증대하는 문제가 있었으며, 아황산나트륨 수용액 농도가 50g/L를 초과한 비교예 10의 경우, 실시예와 비교할 때, 큰 변화가 없었다. 또한, 아황산나트륨 수용액 투입속도가 3L/분을 초과한 비교예 11의 경우 역시 실시예 1 등과 비교할 때, 이점이 없었으며 오히려 미반응 아황산나트륨 폐수가 배출되는 문제가 있었다.

실험예 2 : 원단의 내 포름알데히드 함량 측정

실시예 1 ~ 3, 비교예 2 및 비교예 10에서 제조한 최종 수세 처리한 면직물의 흡수성, 세탁견뢰도, 마모강도, 인장강도, 마찰대전압 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 그리고, 실시예 1의 원단을 한국의류시험연구원에 의뢰하여 받은 시험성적서를 도 3 및 도 4에 첨부하였다.

흡수성(초, sec)은 AATCC 79-2014 Option A-Burette에 의거하여 측정하였고, 세탁견뢰도(급)는 KS K ISO 105-C06:2014 A2S호에 의거하여, 40℃(±2℃), 30분, ECE 세제 조건 하에서 측정하였다.

또한, 마모강도(회)는 KS K ISO 12947-2:2014 마틴데일법:시험편 파괴점 측정에 의거하여 측정하였다. 구체적으로는 최종점은 실 2가닥이 끊어질 때, 하중은 595g(±7g), 마모횟수 1,800회 조건으로 측정하였다.

또한, 인장강도(N/5cm)는 KS K 0521:2011 스트립법에 의거하여 측정하였다.

마찰대전압은 KS K 0555:2015 B법에 의거하여 20℃(±2℃), 상대습도 40%(±2%), 400r/분 조건 하에서 측정하였다.

구분		실시예1	실시예2	실시예3	비교예2	비교예6	비교예10	비교예11
흡수성		1초	1초	1초	1초	1초	1초	1초
세탁견뢰도 (급)	변퇴색	4-5	4-5	4-5	3-4	2-3	4-5	4-5
	오염(면)	4-5	4-5	4-5	3-4	2-3	4-5	4-5
마모강도(회)		1800 이상	1800 이상	1800 이상	1800 이상	1600 ~ 1650	1800 이상	1800 이상
인장강도 (N/5cm)	경사방향	940	935	932	920	895	937	942
	위사방향	470	468	465	465	445	460	470
마찰대전압 (V)	면마찰포	610	615	604	607	650	615	610
	모마찰포	1200	1180	1190	1180	1250	1205	1195

상기 실시예 1 ~ 3의 경우, 흡수성, 세탁견뢰도, 마모강도, 인장강도 및 마찰대전압 모두 전반적으로 우수한 결과를 보였다.

이에 반해, 비교예 2의 경우, 실시예와 비교할 때, 세탁견뢰도가 떨어지는 문제를 보였다. 과산화수소수 농도가 12g/L를 초과한 비교예 6의 경우, 세탁견뢰도가 급격하게 떨어지고, 실시예와 비교할 때, 마모강도 및 인장강도가 급격하게 떨어지는 문제가 있었는데, 이는 산화가 너무 빨리 진행되어 섬유에 악영향을 주어 섬유 강도, 나아가 직물 강도에 문제가 발생한 것으로 판단됩니다.

그리고, 아황산나트륨을 고농도로 사용한 비교예 10 및 아황산나트륨 수용액 투입 속도가 3L/분을 초과한 비교예 11의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 물성 향상 효과가 없음을 상기 표 3 및 표 4를 통해서 확인할 수 있었으며, 오히려 폐수에 미반응 아황산나트륨이 높은 농도로 잔류하는 문제가 있었다

상기 실시예 및 실험예를 통하여, 본 발명의 연속수세기 및 이를 이용한 특정 공정 조건 등을 통해서, THPC-우레아 처리된 셀룰로오스 섬유계 면직물로부터 세척과 동시에 포름알데히드가 효과적으로 제거된 방염처리된 면직물을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

11 : 1번 수세욕조(bath) 12 : 2번 수세욕조
13 : 3번 수세욕조 14 : 4번 수세욕조
15 : 5번 수세욕조 16 : 6번 수세욕조
21,29,30 구동 망글(mangle) 22 : 원단
24, 26, 28 : over-flow 배관
23 : 2번 수세욕조(12)의 구동 망글 입구에 샤워노즐
25 : 4번 수세욕조(14) 구동 망글 입구의 샤워노즐
27 : 6번 수세욕조(16) 구동 망글 입구의 샤워노즐
31,32 : 서비스(service) 탱크 33,24 : 조제벨브
35,36,37 배수배관

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. THPC(tetrakis-hydroxy phosphonium chloride)-우레아(Urea) 처리된 면직물을 연속수세기를 이용하여 1번 수세욕조 내지 6번 수세욕조를 연속적으로 통과시키면서 연속 수세공정을 수행하여 상기 면직물로부터 포름알데히드를 제거하는 공정으로서,
   상기 연속수세기는 1번 내지 6번 수세욕조 각각에는 입구 및 출구에 면직물을 이동시키고, 면직물 내 조제를 짜주기 위한 구동 망글이 설치되어 있고,
   1번과 2번 수세욕조, 3번과 4번 수세욕조 및 5번과 6번 수세욕조 사이에는 오버-플로우 배관이 설치되어 연결되어 있으며,
   2번 및 4번 수세욕조는 각각은 수세욕조에 조제를 제공하기 위한 서비스 탱크가 설치되어 있고,
   2번, 4번 및 6번 수세욕조의 구동 망글 입구에는 샤워 노즐이 설치되어 있으며,
   상기 1번, 3번 및 5번 수세욕조는 배수배관이 설치되어 있고,
   1번 수세욕조 및 2번 수세욕조에서는 65 ~ 75℃의 온수 하에서 수세공정을 수행하며,
   3번 수세욕조 및 4번 수세욕조에서는 85 ~ 95℃ 의 온수 하에서 수세공정을 수행하고,,
   5번 수세욕조 및 6번 수세욕조는 75 ~ 85℃ 의 온수 하에서 수세공정을 수행하며,
   2번 수세욕조에서의 수세공정은 32 ~ 38 부피% 농도의 과산화수소수 9 ~ 11g/L 및 음이온 계면활성제 1 ~ 2.5g/L를 포함하는 혼합용액을 2번 수세욕조에 지속적으로 2.2 ~ 2.8L/분의 속도로 투입하면서 수세를 수행하고,
   상기 음이온 계면활성제는 C₈~C₁₆의 알킬 벤젠 술폰산염, C₈~C₂₀의 알킬 글리세릴에테르 술폰산염, C₈~C₁₆의 알킬 황산염, C₈~C₁₆의 알킬기를 가지는 C₁~C₇의 알콕시 황산염, C₉~C₁₇의 아실-N-(C₁~C₄의 알킬) 글리카민 황산염, C₈~C₁₆의 알킬 술포아세트산염 및 C₈~C₁₆의 파라핀 술폰산염, C₆~C₁₈의알킬 폴리글리콜 에테르 카르복실레이트, C₆~C₁₈의 N-아실타우라이드, C₆~C₁₈의 N-사르코시네이트 및 C₆~C₁₈의 알킬 이세티오네이트 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 포함하며,
   4번 수세욕조에서의 수세공정은 아황산나트륨 결정체가 20 ~ 30g/L로 용해된 아황산나트륨 수용액을 4번 수세욕조에 지속적으로 2.2 ~ 2.8L/분의 속도로 투입하면서 수세를 수행하며,
   1번 수세욕조에 원단이 투입된 시점부터 6번 수세욕조로 원단이 토출되기까지 원단의 진행 속도는 18 ~ 25m/분이고,
   6번 수세욕조 출구의 구동 망글을 통과한 면직물은 포름알데히드 잔존량이 0 ~ 50ppm인 것을 특징으로 하는 THPC-우레아 처리된 면직물로부터 포름알데히드를 제거하는 방법.
9. 삭제

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