KR20040034016A

KR20040034016A - 전기적 특성을 띤 혼합가스를 이용한 섬유의 표면 친수화

Info

Publication number: KR20040034016A
Application number: KR1020020063331A
Authority: KR
Inventors: 고경찬; 김현진; 김연상
Original assignee: 벤텍스 주식회사; 김연상
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-04-28

Abstract

본 발명은 소수성 성질을 갖는 화학섬유의 표면층에 전기적 특성을 갖는 혼합가스로 10∼50Å 크기의 미세한 친수성 피막을 형성시켜 고흡습 속건성 섬유로 개질시켜 주기 위한 것이다. 본 발명은 섬유의 내부층은 화학섬유가 갖는 소수성을 유지시켜 드라이한 촉감을 제공하고 그 표면층만 친수화시켜 주므로써 영구적이고 뛰어난 수분 흡수능력과 흡수한 수분의 표면 확산면적을 극대화시켜 주므로써 각종 스포츠 의류 및 침구류, 내의류, 반도체 wiper용 소재로 적합할 뿐만 아니라 또한 폐수 및 공기오염을 유발시키지 않아 환경친화적이다.

Description

전기적 특성을 띤 혼합가스를 이용한 섬유의 표면 친수화 {A surface changed man-made fabric from hydrophobic to hydrophilic using the mixed electiric gas}

본 발명은 전기적 특성을 갖는 혼합가스를 이용하여 화학섬유의 표면층(2)에 10~50Å크기의 대단히 미세한 친수성 피막을 형성시켜 반영구적인 고흡습, 초속건소재를 개발키 위한 것이다.

종전 화학섬유의 친수성 기능을 향상시켜 주기 위한 목적으로 사용되는 흡습가공은 섬유의 표면층(2)뿐만 아니라 내부층(1)에 -OH기가 침투되므로써 흡습기능은 어느정도 향상되나 화학섬유의 장점인 건조기능이 상실되는 문제점을 야기시키고 또한 세탁내구성이 5회 미만으로 기능성에 한계가 있었다. 본 발명은 화학섬유의 드라이한 촉감은 유지시켜 주며 동시에 섬유표면에 영구적인 고흡습기능을 유지시켜 주고 약품의존성이 없어 환경 친화적인 장점을 갖는다.

본 발명의 목적은 흡습약제를 사용하지 않고 내부층(1)에는 화학섬유의 고유 특성인 소수성기능은 유지시켜 주고 표면층(2)에만 친수성기능을 부여시켜 뛰어나 수분흡수능력과 흡수한 수분을 최대한 확산시켜 주는 기능을 부여하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 약품 의존성이 없기 때문에 폐수가 발생되지 않아 환경 친화적이며 생산 원가 절감 효과가 우수하다. 본 발명은 50~100pa의 압력 범위내에서 진공기내에 전기적인 특성을 띤 가스를 섬유 표면에 방사시켜 화학반응을 일으킨다. 그 결과 섬유 표면에만 친수성 피막이 형성되어 영구적이고 뛰어난 흡습기능을 발휘하게 된다.

도 1은 본 발명의 표면 친수성 피막을 갖는 화학섬유의 횡단면 확대도이다.

섬유의 내부층(1)은 화학섬유가 갖는 소수성 성질을 유지시켜 드라이한 착용감을 제공하며 섬유의 표면층(2)에만 친수성기를 부여시켜 흡습기능을 향상시켜 준다.

통상적으로 화학섬유의 친수성 기능을 향상시켜 주기 위한 목적으로 이용되는 흡습가공은 섬유의 표면층(2) 뿐만 아니라 그 내부층(1)까지 약품을 침투시키기 때문에 흡수기능은 어느정도 향상되나 화학섬유의 장점인 건조기능은 급격하게 저하된다.

또한 운동시 발생되는 땀이 섬유의 내부층(1)까지 흡수되기 때문에 수분의 확산 표면적이 줄어들어 상대적으로 쾌적성이 저하되며 장기간 착용시 악취가 발생된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면등을 통하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명의 화학섬유 표면층에 친수성 피막이 형성되면 도1과 같이 내부층(1)은 원래의 소수성이 유지되고 섬유의 표면층(2)만 친수성으로 개질되어 드라이한 촉감이 유지되면서 흡습기능이 향상된다.

본 발명을 이루기 위해서 13.56MHZ의 RF generator의 저온 저압 plasma system을 사용하여 30m Torr의 저압에서 반응을 진행시킨다. RF power는 50~250 watt까지 되게 하고 가스공급량은 100~250sccm로 제어하였다. 이어서 O₂와 CH₄GAS를 6:4로 혼합시켜 진공기내로 주입한 후 전기적인 특성을 부여하면 혼합가스에 전계가 형성하면서 자유전자가 활성화되고 이어서 원자와 분자가 이온화, 여기, 전리된다. 이때 CH₄와 O₂가 화학결합하여 생성된 흡수성에 관여하는 OH기가 섬유표면에 10~50Å크기의 대단히 얇은 피막을 형성시켜 표면층(2)의 친수기능이 완료된다. 친수성기를 부여하는 GAS로는 O₂, N₂GAS를 단독으로 사용할 수 있으며 또는 Ar, He 등의 불활성 GAS와 O₂의 혼합가스를 사용하여 흡수성에 관여하는 C-0, C=0 등의 관능기를 섬유표면에 결합시켜 주는 방법등을 채택할 수 있다.

본 발명의 직편물은 수분 흡수능력뿐만 아니라 흡수된 수분의 표면 확산 능력이 크기 때문에 각종 스포츠의류 뿐만 아니라 침구류, 타올등에 유용하다. 특히 폐수 및 대기오염을 야기시키지 않아 환경친화적이며 원가절감 및 섬유의 고부가가치화에 도움이 된다. 본 발명에 있어서 표면층 친수기능을 갖는 직편물의 흡습속건성은 아래와 같은 방법으로 평가하였다.

· 흡수성(mm/10분)

KSK 0815. 5. 27. 1 B 법으로 측정한다. 구체적으로 가로 15cm 세로 10cm 길이로 시료를 채취한 후 이를 반으로 접은 다음 그 말단부를 45°각도로 뾰쪽하게 절단하여 수중에 침지시킨 후 물이 시료를 따라 올라간 길이를 측정한다.

· 건조속도(분)

KSK 0815. 5. 28. 1 로 측정한다. 시료 무게와 동일(100% 중량%)한 양의 물을 침지한 다음, 시료가 완전히 건조하는데 소요되는 시간을 측정한다.

[실시예 1]

28게이지 양면 환편기에 75데니어의 폴리에스테르 원형단면사를 급사하여 제편, 염색한 다음 프라즈마 기계내에서 진공기내 압력을 75pa로 조정하고 전기적인 특성을 띤 O₂와 CH₄가 7:3으로 혼합된 가스를 섬유표면에 방사하여 OH기를 갖는 피막을 섬유 원사 표면층(2)에만 형성시킨 후 물성을 평가하였다.

[실시예 2]

동일 편기에서 75데니어의 폴리올레핀 원형단면사를 급사하여 제편, 염색한 다음 프라즈마 기계내에서 진공기내 압력을 50pa로 조정하고 전기적인 특성을 띤 산소와 CH₄가 6:4로 혼합된 가스를 섬유 표면에 방사하며 OH기를 갖는 피막을 섬유 원사표면층(1)에만 형성시킨 후 물성을 평가하였다.

[비교실시예 1]

동일 편기에서 75데니어의 폴리에스테르 이형단면사를 급사하여 제편, 염색후 o.w.s 3% 흡습가공 처리한 후 물성을 평가하였다.

[비교실시예 2]

동일 편기에서 70데니어의 나이론 이형단면사를 급사하여 제편, 염색한 다음 o.w.s 4% 흡습가공 처리한 후 물성을 평가하였다.

본 발명과 종래의 흡습속건기능을 갖는 직편물의 흡수성과 건조성에 대한 평가결과를 표 1에 나타냈다.

본 발명의 직편물의 흡수성과 건조성은 실시예 1 및 2와 비교실시예 1 및 2의 비교에서 알 수 있는 바와 같이 대단히 우수한 것으로 평가되었다.

본 발명의 직편물은 환경친화적이며 제조 원가가 절감되는 장점 이외에 고흡습초속건기능을 영구적으로 갖게 되어 각종 스포츠의류 및 반도체 wiper, 침구류, 양말, Towel등에 적합하다. 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 어느정도의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 청구범위내에서 정해져야 할 것이다.

Claims

진공관내에서 전기적 특성을 지닌 O₂, CH₄혼합가스를 사용하여 섬유의 표면층(2)에 미세한 흡습성 피막을 형성시켜 고흡습, 초속건 기능이 부여된 직편물
1항에 있어 친수성 표면피막을 형성시켜 주는 가스가 O₂, N₂인것을 특징으로 하는 고흡습, 초속건 기능을 갖는 직편물
1항에 있어 친수성 피막을 형성시켜 주는 가스가 Ar, He 등의 불황성 GAS와 O₂가 혼합된 것을 특징으로 하는 고흡습, 초속건 기능을 갖는 직편물