KR102234358B1 - 마찰 견뢰도가 높은 대나무 섬유 및 이를 이용한 타월 - Google Patents

마찰 견뢰도가 높은 대나무 섬유 및 이를 이용한 타월 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 직물은 특정한 코팅액이 섬유의 표면 상에 코팅됨으로써, 복잡한 염색 공정, 복잡한 후처리 공정 없이도 마찰 견뢰도가 우수하고, 장기간 사용됨에도 우수한 초기 마찰 견뢰도를 지속적으로 유지할 수 있으며, 대나무 섬유의 표면에 코팅층이 형성되어 있음에도 대나무 섬유에 의한 부드러운 촉감을 유지하거나 더 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 대나무 자체가 갖고 있는 영구 청량감과 함께 항균 및 소취 특성이 장기간 지속적으로 발휘되는 효과가 있다.

Description

마찰 견뢰도가 높은 대나무 섬유 및 이를 이용한 타월{Bamboo fiber with high friction fastness and towel using the same}
본 발명은 마찰 견뢰도를 향상을 위한 염색된 직물의 표면 처리 수단 및 마찰 견뢰도가 우수한 염색된 직물에 관한 것이다.
염색된 섬유 또는 직물을 마찰하면 표면의 염료가 마찰된 대상으로 이동하게 된다. 이와 같이 마찰에 의해 염색물의 표면에서 다른 대상으로 이동하는 오염은 섬유 또는 직물에서 발생하는 중요한 문제점 중의 하나로서 품질에 있어 매우 중요한 항목으로서, 섬유 제품에 대하여 마찰 견뢰도로서 평가될 수 있다. 즉, 마찰 견뢰도는 염색된 섬유 제품을 사용할 때 다른 제품과 마찰되어 염료가 묻어나는 오염 정도의 척도가 되는 항목이다. 마찰 견뢰도는 크게 건조 마찰(건마찰) 견뢰도와 습윤 마찰(습마찰) 견뢰도로 구분되며, 전자는 건조된 상태에서 마찰에 의해 염색물의 표면에서 다른 대상으로 이동하는 오염 정도에 대한 항목이며, 후자는 물에 젖은 상태에서 마찰에 의해 염색물의 표면에서 다른 대상으로 이동하는 오염 정도에 대한 항목이다. 마찰 견뢰도 시험은 소비자가 염색된 섬유제품을 사용할 때 다른 제품과 마찰되어 염료가 묻어나는 오염 정도를 측정하는 방법이다. 시험 방법은 Crockmeter법, Vertical Crockmeter법, 학진형 마찰 견뢰도 등의 다양한 방법이 있다. Crockmeter법은 건조 또는 습윤된 백면포를 하중 900 g인 크랭크에 부착된 지름 1.5 cm의 마찰자에 각각 싸서 10 cm 거리를 10 초에 10 회 왕복 운동한 후 오염 정도를 판정하는 방법이다. Vertical Crokmeter법은 고정된 위치에서 하중 1,134 g의 지름 1.5 cm의 마찰자에 건조 또는 습윤된 맥변포를 싸서 20 회 정역 회전 운동하여 오염을 판정하는 방법이다. 학진형 마찰 견뢰도는 300 g의 하중으로 된 2×2 cm의 마찰자에 건조 또는 습윤된 백면포를 싸서 10 cm 거리를 매분 30 회 왕복 운동하는 속도로 100 회 운동한 후 오염 정도를 판정하는 방법이다.
직물에서 사용되는 염료는 반응성 염료로서, 주로 셀룰로스계 섬유의 염색에 다양하게 사용된다. 반응성 염료는 색상이 선명하고 셀룰로스계 섬유와 공유 결합에 의해 결합하기 때문에 섬유에서 탈락하기 어렵고, 또한 염색 후 충분한 세척에 의해 미고착 염료를 섬유상에서 제거함으로써, 우수한 습윤 마찰 견뢰도를 얻을 수 있다.
그러나 대량 생산하는 공업 염색 조건에서는 미고착 염료의 완전한 제거는 현실적으로 불가능하므로, 염색 후의 견뢰도를 한 층 더 높이기 위해 후처리로서 염료 고착제, 견뢰도 향상제 등의 후처리제를 사용하는 방법이 제안되었다. JP2001-020186A에는 양이온성 폴리머와 실리콘 화합물을 혼합한 염료 고착제로 피염색 옷감을 처리하는 것이 개시되어 있으며, 구체적으로, 양이온계 고분자 화합물과 실리콘 화합물을 사용하여, 염소 견뢰도, 세탁 견뢰도 등을 저하시키지 않고, 건마찰 견뢰도 및 습마찰 견뢰도를 향상시키는 염료 고착제를 제공한다.
종래의 섬유제품의 마찰 견뢰도는 KS K 6101 규격에 따라 3 등급 이상, 친환경 섬유제품의 경우 4 등급 이상의 인증 기준을 가진다. 그러나 종래까지 4 등급 이상으로 높은 마찰 견뢰도를 갖는 섬유제품을 제조하기 어려웠으며, 높은 마찰 견뢰도를 확보하기 위해 복잡한 염색 공정, 복잡한 후처리 공정 등이 요구되어 현실적으로 높은 마찰 견뢰도를 갖는 섬유제품의 제공이 어려운 한계가 있다.
또한 염색 후 세제를 사용하여 90'C 이상에서 처리하는 소핑 공정, 수세 공정 등이 통상적으로 수행되는데, 현실적으로는 이러한 공정이 수행되더라도 대량의 섬유제품이 욕조에 투입되어 수행되는 특성상 가공 시 촉매 사용에 따른 셀룰로오스 분해에 따른 섬유 손상과 섬유 가교에 의한 섬유 표면의 강력 저하로 인해 섬유 조각의 마찰에 의한 이탈이 가속화되어 특히 습윤 마찰 견뢰도가 현저히 저하되는 문제가 있었다.
또한 셀룰로오스 섬유 중 대나무 섬유는 항균성, 부드러운 촉감성 등이 우수함에도 종래까지는 상대적으로 다른 종류의 셀룰로오스 섬유와 비교하여 우수한 마찰 견뢰도, 특히 습윤 마찰 견뢰도의 확보가 더 어려운 한계가 있었다. 따라서 대나무 섬유 등의 특정 섬유로 직조된 직물의 견뢰도를 보다 향상시킬 수 있는 방법이 요구된다.
일본공개특허공보 2001-020186A (2001.01.23) 한국공개특허공보 10-2019-0012722A (2019.02.11)
본 발명의 목적은 복잡한 염색 공정, 복잡한 후처리 공정 없이도 마찰 견뢰도가 우수한 대나무 섬유 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 장기간 사용됨에도 우수한 초기 마찰 견뢰도를 지속적으로 유지하는 대나무 섬유 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대나무 섬유의 표면에 견뢰도 향상제가 코팅되어 있음에도 대나무 섬유에 의한 부드러운 촉감을 유지하거나 더 향상된 대나무 섬유 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대나무 자체가 갖고 있는 영구 청량감과 함께 항균 및 소취 특성이 장기간 지속적으로 발휘되는 대나무 섬유 직물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 대나무 섬유로 제조된 염색된 직물로서, 하기 화학식 1, 하기 화학식 2, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합된 공중합체가 상기 직물의 표면에 코팅된 것을 특징으로 하며, 본 발명은 마찰 견뢰도가 우수한 대나무 섬유 직물을 제공한다.
또한 본 발명에 따른 염색된 대나무 섬유 직물의 마찰 견뢰도 향상 방법은, 직물의 표면에 하기 화학식 1, 하기 화학식 2, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합된 공중합체를 코팅하는 견뢰도 향상 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112020107967679-pat00001
상기 화학식 1에서, R1은 H 또는 CH3이며, M1은 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다.
[화학식 2]
Figure 112020107967679-pat00002
상기 화학식 2에서, R2는 H 또는 CH3이며, M2는 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 3일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112020107967679-pat00003
상기 화학식 3에서, R3는 H 또는 CH3이며, R4 내지 R6는 서로 독립적으로 C1-C5 알킬기에서 선택되며, n은 1 내지 5의 자연수이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 공중합체는 상기 화학식 1의 단량체, 상기 화학식 2의 단량체, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 수용액에서 중합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 공중합체는 상기 화학식 1의 단량체 3 내지 80 중량%, 상기 화학식 2의 단량체 5 내지 45 중량%, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 10 내지 45 중량%를 포함하는 단량체 혼합물이 중합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 메타크릴산 메틸 및 메타크릴산 에틸 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 직물은 테리 직물일 수 있다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 복잡한 염색 공정, 복잡한 후처리 공정 없이도 마찰 견뢰도가 우수한 효과가 있다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 장기간 사용됨에도 우수한 초기 마찰 견뢰도를 지속적으로 유지하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 대나무 섬유의 표면에 코팅층이 형성되어 있음에도 대나무 섬유에 의한 부드러운 촉감을 유지하거나 더 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 대나무 섬유 직물은 대나무 자체가 갖고 있는 영구 청량감과 함께 항균 및 소취 특성이 장기간 지속적으로 발휘되는 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 마찰 견뢰도가 높은 대나무 섬유 및 이를 이용한 타월을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 %의 단위는 별다른 정의가 없는 한 중량%를 의미한다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 대나무 섬유로 제조된 염색된 직물로서, 하기 화학식 1, 하기 화학식 2, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합된 공중합체가 상기 직물의 표면에 코팅된 것을 특징으로 하며, 본 발명은 마찰 견뢰도가 우수한 대나무 섬유 직물을 제공한다.
또한 본 발명에 따른 염색된 대나무 섬유 직물의 마찰 견뢰도 향상 방법은, 직물의 표면에 하기 화학식 1, 하기 화학식 2, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합된 공중합체를 코팅하는 견뢰도 향상 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112020107967679-pat00004
상기 화학식 1에서, R1은 H 또는 CH3이며, M1은 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다.
[화학식 2]
Figure 112020107967679-pat00005
상기 화학식 2에서, R2는 H 또는 CH3이며, M2는 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다.
염색된 대나무 섬유 직물의 표면 상에 상기 공중합체가 코팅될 경우, 대나무 섬유의 부드러운 촉감의 저하 없이 건조 마찰 견뢰도 및 습윤 마찰 견뢰도를 포함하는 마찰 견뢰도가 현저히 향상된다. 구체적으로, 상기 공중합체는 대나무 섬유의 표면 상에 코팅됨으로써, 마찰에 의한 섬유 조각의 탈리를 최소화하고, 염료를 포함하는 섬유 조각이 탈리됨에 따른 다른 대상으로의 오염 문제를 최소화하는 것은 물론, 염색물로부터 염료 자체가 탈락하는 것 또한 효과적으로 막아준다. 즉, 습윤 마찰 오염의 주요인인 섬유 표면에서 탈리되어 유리된 작은 섬유 조각들에 의한 오염을 줄임에 따라, 특히 습윤 마찰 견뢰도를 더욱 향상시킨다. 뿐만 아니라, 상기 공중합체는 대나무 섬유의 표면에 코팅되더라도 대나무 섬유에 의한 부드러운 촉감의 저하를 방지한다.
따라서 일반적으로, 습윤 마찰 견뢰도가 떨어지고, 이를 향상시키는 것이 건조 마찰 견뢰도와 비교하여 상대적으로 어려웠던 종래 기술 대비, 본 발명은 전술한 공중합체가 대나무 섬유 표면에 코팅되어 존재함으로써, 습윤 마찰 견뢰도가 종래 대비 매우 우수하며, 대나무 섬유의 부드러운 촉감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 상기 공중합체가 섬유 표면에 코팅됨에 따라, 대나무 자체가 갖고 있는 영구 청량감과 함께 항균 및 소취 특성이 장기간 지속적으로 발휘될 수 있도록 한다.
상기 공중합체는 상기 화학식 1의 단량체, 상기 화학식 2의 단량체, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합될 시의 중량비는 크게 제한되는 것은 아니지만, 좋게는, 상기 화학식 1의 단량체 3 내지 80 중량%, 상기 화학식 2의 단량체 5 내지 45 중량%, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 10 내지 45 중량%를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되는 것이 전술한 효과를 더 잘 구현할 수 있어 바람직할 수 있다. 구체적으로, 이를 만족할 경우, 중합 안정성 향상, 거대 입자로의 생성 억제, 불규칙한 형태를 가지는 입자 생성 억제, 반응 시 덩어리로 굳는 문제 방지 등이 구현되어 마찰 견뢰도 향상 및 촉감 향상 효과가 더 잘 구현될 수 있다.
상기 공중합체에서, 상기 화학식 1로 표시되는 단량체는 측쇄에 술폰산염을 갖는 것으로서, 이 단량체가 사용되지 않을 경우, 마찰 견뢰도 향상 및 촉감성 향상 효과가 미미할 수 있다. 가능한 염의 종류로는 리튬(Lithium), 나트륨(Natrium), 칼륨(Kalium) 또는 암모늄(ammonium) 염 등이 사용될 수 있다. 측쇄에 술폰산염을 도입함으로써 반응 중 중합용액의 pH에 큰 영향을 받지 않는 것이 가능하다. 또한 이중결합과 술폰산염 사이의 화학구조가 에스테르가 아닌 탄화수소로 되어 있어 시간의 경과에 따른 과산화물 생성에 의한 성능의 저하를 염려하지 않아도 된다.
상기 공중합체에서, 상기 화학식 2로 표시되는 단량체는 (메타)아크릴산 에스테르계 염으로서, 이 단량체가 사용되지 않을 경우, 마찰 견뢰도 향상 및 촉감성 향상 효과가 미미할 수 있다. 염의 종류로는 리튬, 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 염 등이 가능하고, 바람직하게는 나트륨 또는 칼륨이 적당할 수 있다.
상기 공중합체에서, 실리콘계 아크릴레이트 단량체는 공중합체의 중합 시 수용액 상태에서 중합 가능하며, 중합된 공중합체가 직물에 코팅된 이후에 물 세탁이 반복 진행되어도 물에 용해되지 않음으로써 물의 용해에 의한 코팅층의 벗겨짐을 방지하고, 초기 우수한 마찰 견뢰도를 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다. 따라서 실리콘계 아크릴레이트 단량체가 사용되지 않을 경우, 잦은 물 세탁에 의해 코팅층 자체가 벗겨져 초기 우수한 마찰 견뢰도, 특히 습윤 마찰 견뢰도가 현저히 저하되므로, 상기 공중합체는 화학식 1의 단량체, 화학식 2의 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체와 함께 실리콘계 아크릴레이트 단량체가 반드시 함께 중합되어야 한다.
바람직한 일 예로, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 3인 것이 좋다. 하기 화학식 3에서, R3는 H 또는 CH3이며, R4 내지 R6는 서로 독립적으로 C1-C5 알킬기에서 선택되며, n은 1 내지 5, 구체적으로 1 내지 3의 자연수이다.
[화학식 3]
Figure 112020107967679-pat00006
상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체로 하기 화학식 3이 사용될 경우, 반복적인 물세탁이 진행되어도 초기 우수한 마찰 견뢰도를 유지하는 효과가 현저히 향상되며, 나아가 섬유 표면의 마찰 계수를 줄여 섬유 표면에서 탈리되어 유리된 작은 섬유 조각들에 의한 오염을 더 효과적으로 줄일 수 있다. 따라서 건조 마찰 견뢰도 및 습윤 마찰 견뢰도 모두 현저히 향상되며, 부드러운 촉감성을 더 향상시킬 수 있다. 상기 화학식 3의 구체적인 일 실시예로, 3-[디메톡시(메틸)실릴]프로필메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 공중합체에서, (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 타 단량체들이 친수성을 띠는 반면에 친유 성분을 나타내고 있으며, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 사용되지 않을 경우, 마찰 견뢰도 향상 및 촉감성 향상 효과가 미미할 수 있다. 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 다양한 아크릴산 에스테르계 화합물이 사용될 수 있으며, 예를 들어 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 메타크릴산 메틸 및 메타크릴산 에틸 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 공중합체에서, 각 단량체들은 중합 가능하다면 공지된 다양한 수단을 통해 중합되어도 무방하나, 각 단량체들을 포함하는 단량체 혼합물이 수상 매질, 즉, 수용액에서 중합된 것이 바람직할 수 있다. 실리콘계 아크릴레이트 단량체를 비롯하여 상기 단량체들은 모두 물에 용해되므로, 수용액 상에서 균일한 용액 중합 반응을 하여 제조할 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 화학식 1의 단량체, 상기 화학식 2의 단량체, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 수용액에서 중합된 것일 수 있다.
상기 공중합체 제조 시, 중합 반응 온도는 각 단량체들이 중합될 수 있을 온도라면 크게 제한되는 것은 아니며, 일 예로 25 내지 150℃ 범위에서 임의로 정할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로 설명한 것으로, 상온이나 그 이하에서도 중합 가능하며, 이 경우, 레독스 개시제를 이용하여 중합할 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 공중합체는 각 단량체들과 개시제를 반응기에 넣은 후, (메타)아크릴산 단량체 전체 또는 일부를 연속 또는 분할로 투입하는 것이 좋을 수 있다. 수용액 상에(메타)아크릴산 에스테르 단량체를 이용한 공중합체를 제조하기 위해서는 단량체의 반응성 및 용해도를 고려해 수용액 상 내에 (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 함량이 1.5 중량%를 초과할 경우 중합 반응성의 차이로 인해 공중합체가 아닌 (메타)아크릴산 에스테르 단독 중합체가 제조될 수 있으므로 (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 함량이 1.5 중량% 이하가 되도록 유지하는 것이 좋을 수 있다. 이를 위해서 단량체 함량 전체 또는 일부를 연속 적하 또는 시간 간격을 두고 일정량씩 분할 투입시켜 반응시킬 수 있다.
상기 개시제는 수용성 비닐계 화합물의 중합에 이용할 수 있는 개시제라면 족하고, 이에 한정되지 않는다. 이러한 수용성 중합 개시제로는 과황산염과 같은 수용성 무기 화합물 또는 레독스(redox)계 중합 개시제, 2,2‘-아조비스 (2-아미디노프로판) 디히드로클로라이드 (2,2’-Azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride) 등의 수용성 질소 화합물 등을 들 수 있다. 상기 중합 개시제의 사용 함량은 전체 단량체 혼합물 100 질량부에 대하여 0.01 내지 3 질량부를 이용하는 것이 좋을 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 공중합체에서, 수상 매질에서 중합 시, 수용액에서 상기 단량체 혼합물의 농도는 크게 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 수용액 전체 중량에 대하여 전체 단량체로 구성된 단량체 혼합물이 3 내지 50 중량% 이하인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 다양한 용도를 가지는 직물일 수 있으며, 일 예로 타월 등으로 사용될 수 있는 테리 직물일 수 있다. 타월은 페이스 타월(Face towel), 핸드 타월(hand towel), 배스타월(bath towel) 등 다양한 것들이 있다.
본 발명에 따른 대나무 섬유 직물은 염색된 대나무 섬유로 직조된 직물일 수도 있고, 대나무 섬유로 직조된 직물을 염료로 염색하여 제조된 직물일 수도 있다.
본 발명의 일 예에 따른 대나무 섬유 직물은, a) 테리 직물 제조 단계, b) 염색 단계 및 c) 표백 및 정련하는 정련 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 a) 단계에서 테리 직물의 제조 방법은 의류 분야에서 공지된 다양한 테리 직물의 제조 방법을 이용하면 무방하다. 구체적으로, 테리 직물은 한쪽에만 파일을 만든 편면 직물, 양면을 모두 파일로 채워 놓은 양면 직물, 파일을 이용해 무늬를 만들어놓은 도비(dobby) 직물, 자카드(Jacquard) 직물 towel) 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 ‘테리 직물’은 일반적으로 경파일직(Warp pile fabric)이라고 하며, 일종의 경사, 위사로 바닥부(지조직)를 만들고 다시 별도의 파일경사를 배열하여 이것으로 직물면에 파일 혹은 술을 이루도록 하는 직물이다. 더욱 상세하게 말하면 테리파일(Terry pile)이라고 부르는 특별 경사로서 직면에 고리(loop or curl)을 형성하는 다층 구조의 경파일직물을 뜻한다. 구체적으로, 테리 직물은 바탕이 되는 지경사와 파일을 만드는 경사와 위사로 이루어진다. 지조직을 만드는 빔(beam)은 강하게 당겨주고 파일경사용 빔은 느슨하게 하며, 제직에서는 위사 두 올을 위입(piling)하고 가볍게 바디침(beating)을 시킨 다음 세 번째 위사를 위입하고 강하게 바디침 시켜서 위사 3올이 모두 제직의 조직속으로 들어가도록 하여 제조된다. 이때 지경사는 단단하게 잡아당기고 있기 때문에 늘어지지 않으며, 위사 3올은 그대로 지경사 위를 미끄러져 조직이 된다. 반면 파일경사는 느슨하게 늘어져 있기 때문에 위사 3올과 조합돼 제직되면서 파일이 형성된다.
상기 a) 단계의 일 양태로, 경사와 위사를 포함하는 바닥부 직조 시, 심사와 커버링 연사를 합사 혹은 합연하거나, 심사를 커버링 연사로 피복하여 제조된 파일경사를 위사 사이에 공급하여 루프를 형성하는 테리 직물 제조 단계일 수 있다. 상기 a) 단계의 다른 일 양태로, 지경사 및 위사를 포함하는 바닥부;와 상기 위사 사이를 통과하여 파일을 형성하며, 상기 심사와 커버링 연사를 합사한 후 합연하거나, 상기 심사를 상기 커버링 연사로 피복하여 형성된 파일경사;를 포함하는 테리 직물을 제조할 수 있다. 이때 지경사 및 위사는 20 내지 40 면 번수(cotton yarn number)일 수 있으며, 상기 파일경사 중 심사는 60 내지 160 D/72F일 수 있고, 커버링 연사는 10 내지 30 면 번수의 섬도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 파일경사는 폴리에스테르와 폴리아미드의 복합섬유로 이루어진 심사;와 대나무 섬유로 이루어진 커버링 연사를 1:0.5~2 부피비로 합사 및 연사한 것을 포함할 수 있다.
상기 a) 단계에서 직조부로 공급되는 지경사 및 위사는 당 업계에서 통상적으로 사용하는 천연섬유를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 면섬유, 마섬유, 모섬유, 재생섬유, 특히 용해방사 또는 용융방사를 통해 제조되는 재생섬유 및 셀룰로스계 섬유를 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 지경사 및 위사의 섬도는 20 내지 40 면 번수(cotton yarn number)인 것이 제조에 유리할 수 있고, 제조된 타월의 좋은 촉감을 위하여 바람직할 수 있다.
상기 파일경사는 서로 다른 재질의 섬유를 합사한 것으로서 심사; 및 심사를 나선형으로 감은 커버링 연사;를 포함하거나, 상기 심사 및 커버링 연사를 혼합한 합연사;로 형성될 수 있다. 제조방법은 통상의 합사 방법 또는 커버링 방법을 사용하여도 무방하다. 다만 심사와 커버링 연사는 1:0.5 내지 2의 부피비, 일 실시예로 1:1의 부피비로 합사 및 연사하는 것이 제직 시에 인장강도를 충족할 수 있어 바람직할 수 있다.
상기 심사는 상기 파일경사의 부피 또는 형태를 유지하기 위한 것이며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 섬유라면 종류에 한정하지 않으나, 좋게는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드 및 폴리아크릴 등에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합섬유로 이루어지는 것이 좋다. 가장 좋게는 폴리아미드와 폴리에스테르의 혼합섬유, 특히 동일한 방사공정을 통해 방사하는 폴리아미드/폴리에스테르 복합사로 이루어지는 것이 염색 공정 진행 시, 바닥부와 파일경사를 염색할 수 있는 염료가 서로 영향 없이 단일욕에서 행할 수 있어 좋다.
또한 상기 심사는 방적사 또는 필라멘트사 어느 것을 사용하여도 무방하며, 심사가 필라멘트사인 경우 단면의 형태에 한정하지 않으나, 바람직하게는 삼각형(△) 또는 Y자형인 것이 모세관 현상을 통한 신속한 수분 흡수 및 건조에 효과적이기 때문에 좋을 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 심사의 섬도는 60 내지 160 D/72F인 것이 좋을 수 있다. 상기 심사의 섬도가 60 D/72F 미만인 경우 타월 제조 시 절사율이 높아지게 되며, 160 D/72F인 경우 섬유가 두꺼워져 제직성이 현저하게 낮아질 수 있다.
상기 커버링 연사는 상기 파일경사 및 제조되는 타월의 효과를 나타내는 것으로, 대나무 섬유를 포함하며, 커버링 연사가 가지는 시각적인 또는 촉각적인 느낌이 복합사의 전체적인 효과로 외부에 나타낼 수 있다. 상기 커버링 연사는 심사와의 길이비가 심사 : 커버링 연사 = 1 : 1 내지 5가 되도록 하는 것이 바람직할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 : 2 내지 3을 유지하는 것이 염색 단계에서 파일경사의 열수축이 발생할 때 심사와 커버링 연사의 이격 효과가 극대화되어 타월의 촉감이 더욱 부드러워지는 효과를 가져올 수 있다. 상기 커버링연사의 섬도는 10 내지 30 면 번수인 것일 수 있다. 이를 만족할 경우, 두꺼워져 제직성이 떨어지거나 인장강도가 낮아져 생산성이 떨어지는 문제를 최소화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 예로서 대나무 섬유인 커버링 연사로 직조된 테리 직물을 설명하였으나, 이 외의 다른 방법으로 직조된 대나무 섬유 직물이여도 무방하다.
특히 대나무 섬유로 제조된 본 발명에 따른 직물은 마찰 견뢰도가 우수하면서 동시에, 대나무 자체가 갖고 있는 영구 청량감을 보유하고, 항균, 소취효과가 우수할 뿐만 아니라, 부드러운 촉감을 구현할 수 있으며, 특정한 공중합체가 섬유 표면에 코팅됨으로써, 대나무 섬유의 부드러운 촉감을 그대로 구현할 수 있는 효과가 있다.
상기 b) 단계는 염색 공정으로 염료 및 용매를 포함하는 염액 조성물이 사용되며, 상기 염료로 분산 염료, 반응성 염료, 직접 염료, 황화 염료, 배트 염료, 산성 염료, 염기성 염료 등 다양한 염료가 사용될 수 있으며, 상기 용매로 물이 사용될 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 염료는 반응성 염료가 사용되는 것이 좋을 수 있으며, 이를 만족할 경우, 색상이 선명하고 다양한 색상의 염색이 가능할 뿐만 아니라, 낮은 고착률에 따른 문제를 전술한 견뢰도 향상제가 섬유 표면에 코팅됨으로써 높은 마찰 견뢰도를 구현할 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 분산 염료는 여러 발색단을 하나 또는 복수 개 보유하고 있는 염료로서, 아조염료, 안트라퀴논염료, 퀴노프탈론염료, 나프탈이미드염료, 나프토퀴논염료 및 니트로염료 등을 예로 들 수 있으며, 구체적인 일 예로, C. I. 디스퍼스옐로 3, C. I. 디스퍼스옐로 5, C. I. 디스퍼스옐로 64, C. I. 디스퍼스옐로 160, C. I. 디스퍼스옐로 211, C. I. 디스퍼스옐로 241, C. I. 디스퍼스오렌지 29, C. I. 디스퍼스오렌지 44, C. I. 디스퍼스오렌지 56, C. I. 디스퍼스레드 60, C. I. 디스퍼스레드 72, C. I. 디스퍼스레드 82, C. I. 디스퍼스레드 388, C. I. 디스퍼스블루 79, C. I. 디스퍼스블루 165, C. I. 디스퍼스블루 366, C. I. 디스퍼스블루 148, C. I. 디스퍼스바이올렛 28, C. I. 디스퍼스그린 9를 들 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 반응성염료는 반응성의 강약에 따라 염액의 온도를 조절하여 적용할 수 있으며, 배치식염색법, 연속염색법 등 염색방법에 상관없이 모두 적용 가능한 염료라면 종류에 한정하지 않는다. 예를 들면, 반응성 염료로, CIBA Specialty Chemicals의 Lanasol CE, Yellow light, Orange light, Blue light, Navy light, Red light, Rose light, Lemon light, Sky light, Cibacron FN, Red FN-3G, Red FN-G, Cibacron LS; 니폰카야쿠사의 Blue P-NFB liquid 50, yellow P-N3R liquid 33, Red P-4BN liquid 25; 수미토모화학공업사의 Sumifix HF type; 다이스타사의 Srius plus, Realan, Reanova CA; 미츠비시카세이훽스트의 Remazol RU-N; 제네카사의 Procion CX; 클라리언트사의 Optizal계 염료 등을 사용할 수 있다. 이들 염료는 모두 80% 이상의 높은 고착율과, 우수한 습윤견뢰도를 가지고 있어 본 발명에 적합할 수 있으며, 2 종류 이상을 조합해서 사용하여도 무방하다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 염액 조성물은 다른 기능을 부여하기 위해, 상기 염액 조성물에는 염료 이외에, 산화방지제, pH 조정제, 표면장력 저하제, 증점제, 보습제, 농염화제, 방부제, 곰팡이방지제, 대전방지제, 금속이온 봉쇄제 및 환원방지제 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 염액 조성물의 조성비는 크게 제한되지 않고 요구 목적에 따라 적절히 제어될 수 있으며, 예컨대 염료 0.1 내지 5 중량%, 첨가제 0.11 내지 5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.
상기 b) 염색 단계의 염색 조건으로, 염색 온도는 크게 제한되지 않으며 일 예로 80 내지 120℃인 것이 상기 파일경사 중 심사를 수축시킬 뿐 아니라 캐리어가 심사를 이루는 필라멘트의 비정형 부분을 확장시켜 염색이 더욱 원활하게 할 수 있는 측면에서 좋을 수 있다. 염색 시간은 염색이 충분히 될 수 있을 정도라면 무방하며, 예컨대 0.5 내지 5 시간, 구체적으로, 1 내지 2 시간을 들 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 b) 염색 단계가 끝나면, 욕조에서 염액 조성물을 제거하고, 표백제, 정련제 등의 화합물 및 용매를 포함하는 처리액으로 처리하는 c) 정련 단계를 진행할 수 있다. 이러한 공정을 통해 이물질 제거, 미반응 색소의 제거뿐만 아니라, 흡수성을 향상시키는 효과를 구현할 수 있다.
상기 c) 단계에 사용될 수 있는 정련제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 무기 정련제 또는 유기 정련제를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 세스퀴탄산나트륨, 규산나트륨, 산화칼슘 및 수산화칼슘 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 c) 단계에 사용될 수 있는 표백제는 산화환원 작용에 의해 색소물질을 분해하는 작용을 하는 것으로, 예를 들면 차아염소산소다, 아염소산소다 등의 염소계 표백제, 과산화수소, 과산화소다), 과붕산나트륨, 과망간산칼륨 등의 과산화물계 표백제, 아황산가스, 산성아황산소다, 차아황산나트륨 등의 아황산계 표백제 등을 들 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 처리액은 정련제 1 내지 5 중량% 및/또는 표백제 1 내지 5 중량%를 포함할 수 있으며, 잔량의 용매, 예를 들어 잔량의 물을 포함하는 용액일 수 있다.
상기 c) 단계에서 정련 시 온도는 크게 제한되는 것은 아니며, 일 예로 80 내지 120℃일 수 있으며, 이를 만족할 경우, 이물질, 미반응염료 등의 제거가 용이하며, 염료의 탈색을 방지할 수 있는 측면에서 좋을 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<견뢰도 향상 코팅제 제조>
소듐 메탈릴 술포네이트(2-Methyl-2-propene-1-sulfonic acid sodium salt) 180 g, 칼륨 메타크릴레이트 30 g, 3-[디메톡시(메틸)실릴]프로필메타크릴레이트(3-[Dimethoxy(methyl)silyl]propyl methacrylate) 10 g 및 물 700 g을 반응기에 투입한 후, 메타크릴산 메틸 45 g 및 2,2‘-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드 0.3 g을 투입하고 50℃에서 중합을 시작하였다. 반응온도가 60℃가 되고 15 분 이후부터 매 6 분 간격으로 메타크릴산 메틸을 4.5 g씩 10 회에 걸쳐 분할 투입했다. 동일한 온도를 유지하여 총 6 시간 동안 반응 후 냉각하여 10 중량% 농도의 중합체 수용액을 수득하였다.
<대나무 섬유 테리 직물 제조>
제직기에 지경사 및 위사로 50 면 번수의 면섬유를 공급하였으며, 별도로 파일경사를 공급하여 타월을 직조하였다. 이때 파일경사를 구성하는 심사의 섬도는 60D/72F이었으며, 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 나일론 6,6이 7:3 중량비로 혼합된 복합사였다. 또한 커버링 연사의 섬도는 10 면 번수였으며, 재질은 대나무섬유였다.
직조가 끝난 테리 직물을 염액 조성물이 담겨진 욕조에 투입하여 염색 단계를 진행하였다. 구체적으로, 염액 조성물의 조성비는 반응성염료(Lanasol CE, CIBA Specialty Chemicals) 1 중량% 및 물 99 중량%로 구성되며, 60℃에서 1 시간동안 염색을 진행하였다. 그리고 염액 조성물을 욕조에서 배출하고 염색이 끝난 테리 직물을 상온의 물로 충분히 수세하여 염색된 타월을 제조하였다.
<코팅제 처리된 직물 제조>
상기 대나무 섬유 테리 직물 제조 공정에서 제조된 염색된 타월에 상기 견뢰도 향상 코팅제 제조 공정에서 제조된 중합체 수용액을 코팅하여 코팅제가 처리된 직물을 제조하였다. 구체적으로, 상기 중합체 수용액에 상기 타월을 침지한 후 꺼내어 상온에서 1 일 이상 충분히 건조하여 코팅제가 처리된 직물을 제조하였다.
그리고 수득된 직물에 대하여 KS K ISO 105-C06 2007에 의거하여 마찰 견뢰도를 측정하였다. 이때 코팅제에 의한 마찰 견뢰도 향상 효과를 구체적으로 알아보기 위해 소핑 처리(세제를 사용하여 90'C 이상에서 처리)가 되지 않은 상태의 것을 마찰 견뢰도 평가에 사용하였다.
[비교예 1]
대조군으로서, 실시예 1에서 코팅제가 처리되기 전 직물에 대하여 동일한 방법으로 마찰 견뢰도를 측정하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서 코팅제 제조 시 소듐 메탈릴 술포네이트를 사용하지 않고, 칼륨 메타크릴레이트 180 g 및 메타크릴산 메틸 120 g을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 중합체 수용액을 제조하여 코팅제가 처리된 직물을 제조하였으며, 동일한 방법으로 마찰 견뢰도를 측정하였다.
[비교예 3]
실시예 1에서 코팅제 제조 시 칼륨 메타크릴레이트를 사용하지 않고, 소듐 메탈릴 술포네이트 210 g 및 메타크릴산 메틸 90 g을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 중합체 수용액을 제조하여 코팅제가 처리된 직물을 제조하였으며, 동일한 방법으로 마찰 견뢰도를 측정하였다.
[비교예 4]
실시예 1에서 코팅제 제조 시 3-[디메톡시(메틸)실릴]프로필메타크릴레이트를 사용하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 중합체 수용액을 제조하여 코팅제가 처리된 직물을 제조하였으며, 동일한 방법으로 마찰 견뢰도를 측정하였다.
<마찰 견뢰도 평가>
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에서 각각 제조된 코팅제가 처리된 직물의 마찰 견뢰도를 KS K ISO 105-C06 2007 기준을 통해 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
마찰 견뢰도 비고
(건조) (습윤)
실시예 1 5 등급 5 등급
비교예 1 1 등급 1 등급 대조군
비교예 2 3 등급 2 등급
비교예 3 3 등급 2 등급
비교예 4 4 등급 1 등급
※ 등급 값이 클수록 견뢰도 증가
상기 표 1에서와 같이, 실시예 1은 별도의 소핑 처리가 수행되지 않았음에도 건마찰 견뢰도 및 습마찰 견뢰도 모두 5 등급으로 마찰 견뢰도가 매우 우수함을 확인할 수 있다. 반면, 화학식 1의 단량체가 중합되지 않은 공중합체가 사용된 코팅된 비교예 2와 화학식 2의 단량체가 중합되지 않은 공중합체가 사용된 비교예 3 모두 마찰 견뢰도가 3 등급 이하로 현저히 낮음을 확인할 수 있다. 특히 실리콘계 아크릴레이트 단량체가 중합되지 않은 공중합체가 사용된 비교예 4는 습마찰 견뢰도가 1 등급으로 대조군인 비교예 1과 큰 차이가 없음을 확인할 수 있다.

Claims (10)

  1. 대나무 섬유로 제조된 염색된 직물로서,
    하기 화학식 1, 하기 화학식 2, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합된 공중합체가 상기 직물의 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 대나무 섬유 직물.
    [화학식 1]
    Figure 112020107967679-pat00007

    (상기 화학식 1에서, R1은 H 또는 CH3이며, M1은 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다)
    [화학식 2]
    Figure 112020107967679-pat00008

    (상기 화학식 2에서, R2는 H 또는 CH3이며, M2는 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 3인 대나무 섬유 직물.
    [화학식 3]
    Figure 112020107967679-pat00009

    (상기 화학식 3에서, R3는 H 또는 CH3이며, R4 내지 R6는 서로 독립적으로 C1-C5 알킬기에서 선택되며, n은 1 내지 5의 자연수이다)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공중합체는 상기 화학식 1, 상기 화학식 2, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 수용액에서 중합된 것인 대나무 섬유 직물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공중합체는 상기 화학식 1의 단량체 3 내지 80 중량%, 상기 화학식 2의 단량체 5 내지 45 중량%, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 10 내지 45 중량%를 포함하는 단량체 혼합물이 중합된 것인 대나무 섬유 직물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 메타크릴산 메틸 및 메타크릴산 에틸 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 대나무 섬유 직물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 직물은 테리 직물인 것인 대나무 섬유 직물.
  7. 삭제
  8. 염색된 대나무 섬유 직물의 마찰 견뢰도 향상 방법으로서,
    상기 직물의 표면은 하기 화학식 1, 하기 화학식 2, 실리콘계 아크릴레이트 단량체 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 중합된 공중합체를 코팅하는 견뢰도 향상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색된 대나무 섬유 직물의 마찰 견뢰도 향상 방법.
    [화학식 1]
    Figure 112021011980275-pat00010

    (상기 화학식 1에서, R1은 H 또는 CH3이며, M1은 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다)
    [화학식 2]
    Figure 112021011980275-pat00011

    (상기 화학식 2에서, R2는 H 또는 CH3이며, M2는 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄염에서 선택되는 어느 하나이다)
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 3인 염색된 대나무 섬유 직물의 마찰 견뢰도 향상 방법.
    [화학식 3]
    Figure 112020107967679-pat00012

    (상기 화학식 3에서, R3는 H 또는 CH3이며, R4 내지 R6는 서로 독립적으로 C1-C5 알킬기에서 선택되며, n은 1 내지 3의 자연수이다)
  10. 제8항에 있어서,
    상기 공중합체는 상기 화학식 1의 단량체 3 내지 80 중량%, 상기 화학식 2의 단량체 5 내지 45 중량%, 상기 실리콘계 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 10 내지 45 중량%를 포함하는 단량체 혼합물이 중합된 것인 염색된 대나무 섬유 직물의 마찰 견뢰도 향상 방법.
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