KR20050085305A - Mercerisation of cellulosic fibers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자유 셀룰로즈 섬유의 머서화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for mercerizing free cellulose fibers.
다양한 시약으로 이루어진 농축 용액으로 면을 처리하여 얻어지는 유리한 효과는 1850년 John Mercer의 영국 특허 13,296호에 개시된 바 있다. 특히, 그는 면 직물을 수산화나트륨 또는 수산화칼륨으로 처리한 다음 철저히 세정하면 울 직물을 밀링할 때 얻어지는 것과 유사한 수축과 비후화가 일어난다고 기록하였다. 그는 또한 이러한 처리 후에 인장 강도가 증가되고 염료에 대한 친화도가 개선된다고도 기록하였다.The beneficial effect of treating cotton with a concentrated solution of various reagents was described in John Mercer's British Patent 13,296 in 1850. In particular, he notes that treating cotton fabrics with sodium or potassium hydroxide followed by thorough cleaning results in shrinkage and thickening similar to those obtained when milling wool fabrics. He also noted that after this treatment the tensile strength is increased and the affinity for the dye is improved.
Mercer에 의해 개발된 원래의 방법은 면 직물의 강도를 개선시키나, 직물이 두꺼워지고 수축으로 인하여 밀도가 높아진다. 또한, 처리 결과, 직물의 "취급" 또는 광택이 나빠졌다.The original method developed by Mercer improves the strength of cotton fabrics, but the fabric becomes thicker and denser due to shrinkage. In addition, the treatment resulted in poor "handling" or gloss of the fabric.
1890년, 지금은 머서화라고 공지되어 있는 이 방법은 Lowe의 영국 특허 4552호에 최초로 개시되었다. 머서화는 면 직물이나 방적사를 연신 상태에서 머서화제(통상적으로는 수산화나트륨)로 처리한 다음 세정하여 제제를 제거하는, Mercer에 의해 개발된 원래의 방법에 대한 변형이다. Lowe는 면 직물 또는 방적사의 수축이 처리 및 세정 단계 동안 면 직물 또는 방적사에서 인장력을 유지함으로써 방지될 수있음을 발견하였다. Lowe에 의해 발견된 또다른 중요한 효과는 매우 높은 정도의 광택의 개발이었다. 이전에 Mercer에 의해 발견된 다른 효과, 예컨대 강도 증가 및 염료에 대한 친화도 개선도 이 방법에 의하여 얻어졌다.In 1890, this method, now known as mercerization, was first described in Lowe's British Patent 4552. Mercerization is a variation on the original method developed by Mercer, in which cotton fabrics or spun yarns are treated in a stretched state with mercerizing agents (usually sodium hydroxide) and then washed to remove the formulation. Lowe found that shrinkage of cotton fabrics or yarns can be prevented by maintaining tension in the cotton fabrics or yarns during the treatment and cleaning steps. Another important effect discovered by Lowe was the development of a very high degree of gloss. Other effects previously found by Mercer, such as increased strength and improved affinity for dyes, have also been obtained by this method.
현재 가장 보편적으로 실시되는 머서화 방법은 연신된 면 방적사 또는 직물을 수산화나트륨의 농축 수용액(또는 보다 덜 통상적으로는 또다른 머서화액)에 함침시킨 다음 물로 세정하고 세정한 면에 잔류하는 임의의 알칼리를 희석 산으로 중화시키는 단계를 수반한다. 수산화나트륨(또는 다른 머서화액)의 강력한 팽윤 작용은 셀룰로즈의 구조 및 특성에 두드러진 효과를 가진다. 미처리 면 섬유에 존재하는 소용돌이가 제거되고 이들의 형태는 편평한 리본형 구조로부터 보다 부드러운 원통형으로 변화된다. 셀룰로즈 팽윤에서 머서화액의 효과는 원면에 존재하는 중앙 공동(루멘)이 대부분 사라지고 섬유 물질이 전체 단면을 채우게 된다는 것이다. 본래 면은 결정질 및 무정질 셀룰로즈를 둘다 함유하며, 머서화는 섬유에 무정질 재료의 비율을 증가시킨다. 머서화는 또한The most commonly practiced mercerization method at present is that an impregnated stretched cotton yarn or fabric is impregnated with a concentrated aqueous solution of sodium hydroxide (or less commonly another mercerized liquor), followed by washing with water and any alkali remaining on the washed side. Neutralizing with dilute acid. The strong swelling action of sodium hydroxide (or other mercerized liquor) has a pronounced effect on the structure and properties of cellulose. Vortex present in the raw cotton fibers is removed and their shape is changed from a flat ribbon structure to a smoother cylinder. The effect of mercerized liquor in cellulose swelling is that most of the central cavity (lumen) present on the surface disappears and the fiber material fills the entire cross section. Original cotton contains both crystalline and amorphous cellulose, and mercerization increases the proportion of amorphous material to the fiber. Mercerization is also
ㆍ소정 염료 농도에서 착색 수율ㆍ Color yield at predetermined dye concentration
ㆍ미성숙 섬유의 염료 커버율ㆍ Dye Coverage of Immature Fibers
ㆍ화학 반응성ㆍ chemical reactivity
ㆍ인장 강도ㆍ tensile strength
ㆍ손질이 필요 없는 마감재의 도포후 강도 유지ㆍ Maintain strength after application of finishing materials that do not require maintenance
ㆍ광택ㆍ Gloss
과 같은 면 특성을 개선시킨다.Improves surface properties such as
면을 방적사 또는 직물로 어셈블리하기 전에 면에서 머서화의 잇점을 얻을 수 있다는 발상은 없었다.There was no idea that the mercerization benefits could be obtained from cotton before the cotton was assembled into yarns or fabrics.
면 섬유의 길이는 0.5 인치 미만으로부터 약 2 인치까지 달라질 수 있으나 대략 1인치 길이이다. 섬유가 정렬되어 방적사 형태로 스핀될 때까지, 카드사, 슬리버 및 로빙과 같은 섬유의 어셈블리는 어셈블리의 한쪽 말단을 잡아당김으로써 연신될 수 있다고 생각되지 않았다. 예컨대, 면 슬라이버 한쪽 말단을 당기면, 면 섬유는 상호 슬라이딩되어 개별적으로 연신되지 않을 것이다. 따라서, 면은 직물 또는 방적사 형태로 머서화된다.The length of the cotton fibers can vary from less than 0.5 inches to about 2 inches but is approximately 1 inch long. Until the fibers were aligned and spun into spun yarn form, it was not thought that the assembly of fibers such as card yarn, sliver and roving could be stretched by pulling on one end of the assembly. For example, if one side of the cotton sliver is pulled, the cotton fibers will slide together and will not be stretched individually. Thus, cotton is mercerized in the form of woven or spun yarns.
본 출원인은 또한, 면을 방적사 또는 직물 형태로 머서화하는 것은 이전에 생각되던 것보다 덜 완전하다는 것을 발견하였다. 고도로 농축된 수산화나트륨 요액은 저온에서 점성이 너무 커서 모든 섬유를 완전히 적시지 못한다. 이것은 방적사 트위스트 및 직물 직조에 의해 섬유 상에 부가되는 제약으로 인한 것이다. 알칼리가 부적절하게 침투되면, 섬유의 외층만이 머서화되고 방적사 내부의 섬유는 부적절하게 처리될 수 있다. 노출된 표면, 특히 섬유의 자유 말단이 방적사 내부에 깊이 매립된 섬유보다 더 양호하게 처리되는 경우가 흔하다. 표면적으로는 머서화되더라도, 진하게 염색된 색상의 경우, 불균하게 염색되어, 이후의 세탁 동안 탈색되거나 표면의 마모로 인한 "프로스팅"의 문제가 있다.Applicants have also found that mercerizing cotton in the form of yarns or textiles is less complete than previously thought. Highly concentrated sodium hydroxide fluids are too viscous at low temperatures to completely wet all fibers. This is due to the constraints imposed on the fibers by yarn twist and weaving the fabric. If alkali is improperly penetrated, only the outer layer of fiber is mercerized and the fibers inside the yarn can be improperly treated. It is often the case that exposed surfaces, especially the free ends of the fibers, are better treated than fibers embedded deep inside the yarn. Although superficially mercerized, darkly dyed colors are unevenly dyed, causing a problem of "frosting" due to discoloration or subsequent wear of the surface during subsequent washing.
따라서, 본 발명의 목적은 셀룰로즈 섬유를 머서화하는 대체적 방법을 제공하는 것이다. 바람직하게는, 연속적으로 실시될 수 있고 광택의 개발 및 섬유 길이의 유지를 비롯한 긴장 머서화(tension mercerisation)의 모든 잇점을 제공하는 방법이어야 한다.It is therefore an object of the present invention to provide an alternative method of mercerizing cellulose fibers. Preferably, it should be a method that can be carried out continuously and provides all the benefits of tension mercerisation, including development of gloss and maintenance of fiber length.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명은, 자유 셀룰로즈 섬유를 머서화액과 접촉시키는 머서화 구역 및, 이후 상기 자유 셀룰로즈 섬유를 세정하는 세정 구역을 통과하는 통과 경로를 따라서 자유 셀룰로즈 섬유를 운송하는 단계를 포함하는 자유 셀룰로즈 섬유의 머서화 방법을 제공하며, 상기에서 자유 셀룰로즈 섬유는 상기 양 구역을 통해 운송되는 동안 종방향 수축이 방지된다.The present invention relates to a mercer of free cellulose fibers comprising the step of transporting the free cellulose fibers along a passage through the mercerization zone for contacting the free cellulose fibers with the mercuring liquor, and then through the cleaning zone for cleaning the free cellulose fibers. And a free cellulose fiber in which longitudinal shrinkage is prevented while being transported through both zones.
본 명세서에서 사용되는 "자유" 셀룰로즈 섬유란 방적사를 형성할 정도로 스피닝 또는 트위스팅되지 않은 배향 또는 비배향 셀룰로즈 섬유를 의미한다. 따라서, 이 용어에는 원 섬유, 카드 섬유, 슬리버 및 로빙이 포함되며, 방적사 및 직물은 포함하지 않는다.As used herein, "free" cellulose fiber refers to oriented or unoriented cellulosic fibers that are not spun or twisted to the extent that they form a spun yarn. Thus, the term includes raw fibers, card fibers, slivers, and rovings, and does not include yarns and fabrics.
본 명세서에서 "셀룰로즈 섬유"란 최광의의 의미로 사용되며, 면사, 아마사, 비스코스 및 이들의 조합을 포함한다.As used herein, "cellulose fiber" is used in the broadest sense and includes cotton yarn, flax, viscose and combinations thereof.
섬유는 머서화 단계 및 세정 단계 각각과 이들 두 단계 사이의 통로에서 계속 유지되어야 한다. 섬유가 세정 단계로 이어지는 머서화 단계 후의 통로를 통하여 수축이 방지되도록 유지될 경우, 섬유는 유지력의 해체시 수축될 것이다. 원래의 섬유 길이를 다시 얻기 위하여, 섬유를 재연신시킬 필요가 있을 것이다. 이러한 이유에서, 섬유가 세정 전에 재연신되지 않는 한, 섬유는 머서화 단계 및 이후의 세정 단계의 전 순서 동안 섬유 길이를 유지하도록 유지되는 것이 이상적이다. 일단 대부분의 머서화액이 세정 단계에서 제거되면, 예컨대 세정 단계 후의 산 중화 단계에서 불리한 조건 없이 유지력 또는 인장력이 유출될 것이다.The fibers must remain in the passage between each of the mercerization and cleaning steps and between these two steps. If the fiber is maintained to prevent shrinkage through the passage after the mercerization step leading to the cleaning step, the fiber will shrink upon release of the holding force. To regain the original fiber length, you will need to redraw the fiber. For this reason, as long as the fibers are not redrawn before cleaning, the fibers are ideally maintained to maintain the fiber length during the entire sequence of mercerization and subsequent cleaning steps. Once most of the mercerized liquor is removed in the rinse step, the holding or tensile force will flow out, for example, without adverse conditions in the acid neutralization step after the rinsing step.
자유 셀룰로즈 섬유는 통과 경로를 따라서 이동할 때 두 표면 사이에서 압착됨으로써 유지된다. 실제로, 한쌍의 벨트 사이의 통과 경로를 따라서 운송시키고, 통과 경로를 통해 여러 군데의 위치에서 함께 압착하는 것이 바람직하다. 벨트는 섬유를 확고히 유지하여 종방향 수축을 방지할 수 있도록 섬유 상에서 압착력을 유지할 정도의 인장력하에 있어야 한다.Free cellulose fibers are maintained by being compressed between two surfaces as they travel along the passage path. In practice, it is desirable to transport along a pass path between a pair of belts and to squeeze together at several locations through the pass path. The belt should be under a tension sufficient to maintain the compressive force on the fiber to hold the fiber firmly and prevent longitudinal shrinkage.
본 출원인은 머서화 구역 및 세정 구역을 통하여 운송시키는 동안 섬유가 연신되어 있을 때(연신 인장력 하에 놓여있을 때) 우수한 결과가 얻어짐을 발견하였다. 연신도는 바람직하게는 약 4% 이하이다. 4%를 넘는 연신은 섬유 강도를 감소시킬 수 있으므로, 피하는 것이 바람직하다. 두 구역에서 섬유의 연신은, 머서화 및 세정 구역을 통하여 인장력 하에 놓여 있는 약 탄성 벨트를 사용하여 얻을 수 있다. 이러한 배치로 섬유는 벨트의 운동 방향으로 연신될 것이므로, 자유 셀룰로즈 섬유는 배향성을 갖는 것이 바람직하다. 자유 셀룰로즈 섬유는 카드사, 슬리버 또는 로빙의 형태인 것이 바람직하다.Applicants have found that good results are obtained when the fibers are stretched (when under stretch tension) during transport through the mercerization zone and the cleaning zone. Elongation is preferably about 4% or less. Elongation above 4% can reduce fiber strength and is therefore preferably avoided. Stretching of the fibers in both zones can be achieved using a weakly elastic belt placed under tension through the mercerization and cleaning zones. In this arrangement the fibers will be stretched in the direction of motion of the belt, so the free cellulose fibers are preferably oriented. The free cellulose fibers are preferably in the form of card yarns, slivers or rovings.
벨트는 머서화액의 작용에 견디는 임의의 적당한 재료로 제조될 수 있다. 이러한 목적에서 폴리에스테르와 같은 여러가지 중합체 재료가 특히 적당하다. 벨트는 임의의 적당한 형태 또는 구조일 수 있다. 예컨대, 벨트는 직물, 부직포, 망사, 천공, 비천공 등일 수 있다.The belt may be made of any suitable material that withstands the action of mercerized liquor. Various polymer materials such as polyesters are particularly suitable for this purpose. The belt may be in any suitable form or structure. For example, the belt can be woven, nonwoven, mesh, perforated, nonperforated, or the like.
바람직하게는, 통과 경로는 통과 경로의 시작부 및 말단부에 닙 롤러를 구비한다. 배향성을 갖는 자유 셀룰로즈 섬유는 닙 롤러의 제1 부분에서 두 벨트 사이에 공정으로 투입될 수 있다. 이러한 결과, 벨트가 인장력 하에 있고 다소 탄성을 가질 경우, 섬유는 공정에 투입될 때 벨트로 인해 다소 연신된다.Preferably, the passage path has nip rollers at the beginning and end of the passage path. Oriented free cellulose fibers can be introduced into the process between two belts in the first portion of the nip roller. As a result, when the belt is under tension and somewhat elastic, the fibers are somewhat stretched due to the belt as it enters the process.
벨트는 통과 경로를 따라 있는 다수의 지점에서 가이드 수단을 통과하는 것이 바람직하다. 본 출원인은, 벨트 사이로 섬유가 미끄러지는 것을 방지하는 데 최적의 효율을 얻기 위해서는, 벨트가 가이드 수단과 접촉하는 지점간의 직선 경로 길이가 셀룰로즈 섬유의 평균 길이의 범위내이거나 또는 이 거리 미만이어야 함을 발견하였다. 예컨대, 평균 길이가 약 1 인치(2.5 센티미터)인 면섬유의 경우, 직선 경로 길이는 2.8 cm 미만, 바람직하게는 2.5 cm 이하이어야 한다.The belt preferably passes through the guide means at a number of points along the passage path. Applicants note that in order to obtain optimum efficiency in preventing the fiber from slipping between the belts, the straight path length between the points where the belt contacts the guide means must be within or below the average length of the cellulose fibers. Found. For example, for cotton fibers having an average length of about 1 inch (2.5 centimeters), the straight path length should be less than 2.8 cm, preferably 2.5 cm or less.
가이드 수단은 벨트를 가이드하는 역할을 완수하는 임의의 적당한 구조일 수 있으므로, 이 용어는 표면, 막대, 롤러 등을 포함한다. 바람직하게는, 가이드 수단은 롤러이다. 롤러의 직경은 롤러 사이의 경로 길이보다 덜 중요하지만, 소 직경의 롤러가 바람직하다. 롤러의 직경은 처리될 섬유의 평균 길이의 2 배 미만인 것이 유리할 수 있다. 더 바람직하게는, 처리될 섬유의 평균 길이의 1.5 배 미만이고, 가장 바람직하게는 평균 섬유 길이 이하이다.Since the guide means can be any suitable structure that serves to guide the belt, the term includes surfaces, rods, rollers and the like. Preferably, the guide means is a roller. The diameter of the roller is less important than the path length between the rollers, but small diameter rollers are preferred. It may be advantageous that the diameter of the roller is less than twice the average length of the fibers to be treated. More preferably, it is less than 1.5 times the average length of the fibers to be treated, most preferably less than or equal to the average fiber length.
통과 경로는 임의의 디자인일 수 있으나, 롤러 주위에 감긴 우회 경로인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 통과 경로에서 롤러 둘레에는 대략 동수의 좌측 커브와 우측 커브가 있다.The passing path may be of any design, but is preferably a bypass path wound around the roller. More preferably, there are approximately equal numbers of left and right curves around the rollers in the passage path.
통과 경로의 시작부 및 말단부에 있는 것 외에도, 추가의 닙 롤러가 마련되어 있을 수 있다. 예컨대, 머서화 구역 및 세정 구역 사이의 영역에 닙 롤러를 제공하여 섬유 및 벨트 밖으로 과량의 머서화액을 스퀴징할 수 있다.In addition to being at the beginning and end of the passage path, additional nip rollers may be provided. For example, a nip roller may be provided in the area between the mercerization zone and the cleaning zone to squeeze excess mercuring fluid out of the fiber and belt.
벨트는 임의의 적절한 수단으로 구동될 수 있다. 예컨대, 통과 경로의 말단부에 있는 닙 롤러는 통과 경로를 통하여 벨트를 당기는 패드 맹글로서 형성될 수 있다.The belt can be driven by any suitable means. For example, the nip roller at the distal end of the passageway can be formed as a pad mangle pulling the belt through the passageway.
머서화액은 바람직하게는 머서화 조에 들어 있고, 세정액은 세정 조에 들어 있다.The mercerized solution is preferably contained in a mercerized bath, and the cleaning liquid is contained in a cleaning bath.
임의의 적당한 머서화액을 본 발명 방법에 사용할 수 있다. 그러나, 머서화액은 알칼리인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 알칼리는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨의 농축 용액이다. 적절한 알칼리 농도는 업계에 공지되어 있다. 바람직하게는 알칼리 농도는 15∼30% M/V(100 ml당 그램) 또는 35∼55°Tw(Twaddell도 - 본 발명이 속하는 업계에서 사용되는 비중 측정)이다. 더 바람직하게는, 농도는 약 20∼22% 또는 약 40°Tw이다. 대체적인 머서화액은 강산(예컨대, 황산 또는 인산) 염화아연, 염화칼슘 등을 포함할 수 있다.Any suitable mercerized solution can be used in the method of the present invention. However, it is preferable that a mercerized liquid is alkali. More preferably, the alkali is a concentrated solution of sodium or potassium hydroxide. Appropriate alkali concentrations are known in the art. Preferably the alkali concentration is 15-30% M / V (grams per 100 ml) or 35-55 ° Tw (Twaddell degree-determination of specific gravity used in the art to which this invention belongs). More preferably, the concentration is about 20-22% or about 40 ° Tw. Alternative mercerates may include strong acids (eg sulfuric acid or phosphoric acid) zinc chloride, calcium chloride, and the like.
바람직하게는, 머서액은 또한 습윤제를 포함한다. 습윤제는 머서화액이 저온에서 처음의 더 높은 온도 단계 없이 섬유와 접촉하는 상황에서 특히 유용하다. 적당한 습윤제(즉, 농축 알칼리 용액에서 안정한 것)는 업계에 공지되어 있다.Preferably, the mercer solution also includes a humectant. Wetting agents are particularly useful in situations where the mercer liquor comes into contact with the fibers at low temperatures without the first higher temperature step. Suitable wetting agents (ie, those which are stable in concentrated alkaline solutions) are known in the art.
세정액은 물인 것이 바람직하지만, 머서화액이 알칼리인 경우 머서화 용액의 pH보다 낮은 pH를 갖는 임의의 다른 액체일 수 있다.The cleaning liquid is preferably water, but may be any other liquid having a pH lower than the pH of the mercuring solution when the mercuring solution is alkali.
셀룰로즈 섬유는 세정 후 추가의 구역을 통과하여 운송될 수 있다. 예컨대, 셀룰로즈 섬유는 셀룰로즈 섬유가 중화제로 중화되는 중화 구역을 통하여 운송될 수 있다. 중화액은 예컨대 희석 산일 수 있다.Cellulose fibers can be transported through additional zones after cleaning. For example, cellulose fibers may be transported through a neutralization zone where the cellulose fibers are neutralized with a neutralizer. The neutralization liquid can be, for example, dilute acid.
본 발명은 또한,The present invention also provides
(i) 머서화 구역;(i) mercerization zone;
(ii) 머서화 구역 이후의 세정 구역;(ii) the washing zone after the mercerization zone;
(iii) 머서화 구역과 세정 구역을 통과하는 통과 경로를 따라서 자유 셀룰로즈 섬유를 운송하는 동안 종방향 수축이 방지되도록 섬유를 유지하기 위한 한쌍의 표면을 포함하는 컨베이어;(iii) a conveyor comprising a pair of surfaces for holding the fibers such that longitudinal shrinkage is prevented during transport of the free cellulose fibers along the passage path through the mercerization zone and the cleaning zone;
(iv) 상기 컨베이어를 구동시키기 위한 구동 수단; 및(iv) drive means for driving the conveyor; And
(v) 머서화 구역 및 세정 구역에서 컨베이어 표면들을 함께 압착함으로써, 상기 구역을 통과하는 섬유의 종방향 수축이 방지되도록 자유 셀룰로즈 섬유를 유지하기 위한 가압 수단(v) pressing means for holding the free cellulose fibers so as to compress the conveyor surfaces together in the mercerization zone and the cleaning zone, thereby preventing longitudinal shrinkage of the fibers passing through the zone;
을 포함하는, 자유 셀룰로즈 섬유의 머서화 장치를 제공한다.It provides a mercerizing apparatus of free cellulose fibers, comprising.
바람직하게는, 상기 장치는 세정 구역 이후에 중화 구역을 더 포함한다. 일례로서 염색 구역을 비롯한 임의의 다른 처리 구역도 장치에 포함될 수 있다.Preferably, the apparatus further comprises a neutralization zone after the cleaning zone. As an example, any other treatment zones may be included in the device, including staining zones.
컨베이어는 머서화 구역, 세정 구역 및 이들 두 구역 사이의 통로를 통하여 종방향 수축이 방지되도록 자유 셀룰로즈 섬유를 유지할 수 있게 형성된다. 그러나, 중화 구역을 통하여 운송되는 동안에는 섬유를 유지시킬 필요가 없다.The conveyor is formed to maintain free cellulose fibers so that longitudinal shrinkage is prevented through the mercerization zone, the cleaning zone and the passage between these two zones. However, there is no need to keep the fibers during transportation through the neutralization zone.
컨베이어는 한 쌍의 벨트를 포함하는 것이 바람직하다. 벨트는, 사용시 섬유 상에 압축력이 유지되어 섬유를 확고히 유지함으로써 종방향 수축이 방지되도록 인장력 하에 있는 것이 바람직하다. 상기 설명한 이유에서, 벨트는, 사용시 벨트 사이에 공급된 정렬된 자유 셀룰로즈 섬유의 어셈블리가 머서화 구역 및 세정 구역에서 벨트에 의한 연신력을 받도록 다소 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 벨트의 다른 양상은 앞에 개시되어 있다.Preferably, the conveyor includes a pair of belts. The belt is preferably under tension so that the compressive force is maintained on the fiber during use to hold the fiber firmly, thereby preventing longitudinal shrinkage. For the reasons described above, it is preferred that the belt is somewhat elastic such that in use the assembly of aligned free cellulose fibers supplied between the belts is subjected to stretching by the belt in the mercerization zone and the cleaning zone. Another aspect of the belt is disclosed earlier.
가압 수단은 2 쌍 이상의 닙 롤러, 머서화 구역의 말단에 위치되어 과량의 머서화액을 스퀴징하는 한 쌍의 닙 롤러 및 세정 구역의 말단 또는 그 이후에 위치되어 있는 다른 쌍의 닙 롤러를 포함하는 것이 바람직하다. 닙 롤러 쌍은 머서화 구역 및 세정 구역에서 인장력 하에 벨트를 위치시켜야 한다.The pressurization means comprises at least two pairs of nip rollers, a pair of nip rollers positioned at the end of the mercerization zone and squeezing excess mercuring liquor and another pair of nip rollers positioned at or after the end of the cleaning zone. It is preferable. The nip roller pair should position the belt under tension in the mercerization zone and the cleaning zone.
벨트가 통과 경로를 따라 가압 수단과 접촉하는 지점들 간의 직선 거리("경로 길이")는 장치에서 처리될 셀룰로즈 섬유의 평균 길이 범위내이거나 또는 이 거리 미만인 것이 바람직하다. 경로 길이는 바람직하게는 2.8 cm 미만, 더 바람직하게는 2.5 cm 이하이다.The straight line distance ("path length") between the points where the belt contacts the pressing means along the passage path is preferably within or below the average length of the cellulose fibers to be treated in the device. The path length is preferably less than 2.8 cm, more preferably 2.5 cm or less.
가압 수단은 바람직하게는 머서화 구역 및 세정 구역에 통과 경로를 따라서 위치된 복수개의 롤러를 포함하는 것이 바람직하다. 롤러의 직경은 바람직하게는 장치에서 처리될 섬유의 평균 길이의 2 배 미만이며, 더 바람직하게는 1.5 배 미만이고, 가장 바람직하게는 평균 섬유 길이 이하이다.The pressurizing means preferably comprises a plurality of rollers located along the passage path in the mercerization zone and the cleaning zone. The diameter of the rollers is preferably less than twice the average length of the fibers to be treated in the apparatus, more preferably less than 1.5 times and most preferably below the average fiber length.
통과 경로는 바람직하게는 롤러 둘레에 감긴 우회 경로이며, 상기 우회 경로에는 롤러 둘레에 대략 동수의 좌측 커브 및 우측 커브가 있다.The passing path is preferably a bypass path wound around the roller, which has approximately equal left curves and right curves around the roller.
구동 수단은 바람직하게는 통과 경로의 말단부 또는 그 하류에 위치한 맹글의 형태이다. 구동 수단은, 통과 경로의 말단부에 위치하며 섬유를 스퀴징하는 이중 효과를 갖는 마지막 쌍의 닙 롤러로 구성될 수 있다.The drive means is preferably in the form of a mangle located at the distal end or downstream of the passage path. The drive means may consist of the last pair of nip rollers located at the distal end of the passage path and having the dual effect of squeezing the fibers.
장치는, 예컨대 머서화액과 세정 및 중화액을 통과하는 벨트의 운송을 제어하기 위한 추가의 닙 롤러와 같은 추가 부품을 포함할 수 있다.The apparatus may comprise additional parts, for example additional nip rollers for controlling the transport of the mercerized liquor and the belt through the cleaning and neutralizing liquor.
머서화 구역은 바람직하게는 머서화액을 수용하기 위한 머서화 조를 포함하고, 세정 구역은 세정액을 수용하기 위한 세정 조를 포함하며, (있다면) 중화 구역은 중화액을 수용하기 위한 중화 조를 포함한다. 중화액은 예컨대 희석 산일 수 있다.The mercerization zone preferably comprises a mercerization tank for containing the mercerizing solution, the cleaning zone includes a cleaning tank for receiving the cleaning liquid, and the neutralization zone (if any) comprises a neutralizing tank for receiving the neutralizing liquid. do. The neutralization liquid can be, for example, dilute acid.
당업자는 이해하겠지만, 상기 개시된 장치는, 처리 동안 수축 방지를 위해 섬유를 유지할 것이 요망되는, 셀룰로즈 섬유 및 비셀룰로즈 섬유(울 포함)를 비롯한 섬유의 임의의 다른 처리 방법에 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 더 광범위하게는As will be appreciated by those skilled in the art, the disclosed device can be used in any other method of treating fibers, including cellulose fibers and non-cellulose fibers (including wool), where it is desired to retain the fibers to prevent shrinkage during treatment. Thus, the present invention more broadly
처리 구역;Treatment zone;
상기 처리 구역을 통해 재료의 수축이 방지되도록 처리될 섬유를 유지하기 위한 한 쌍의 표면을 포함하는 컨베이어;A conveyor comprising a pair of surfaces for holding the fibers to be treated such that shrinkage of material through the treatment zone is prevented;
상기 컨베이어를 구동시키기 위한 구동 수단; 및Drive means for driving the conveyor; And
컨베이어의 표면을 함께 압착하여 섬유의 수축이 방지되도록 섬유를 유지하기 위한 가압 수단Pressing means for holding the fibers together to compress the surface of the conveyor to prevent the shrinkage of the fibers
을 포함하는 섬유 처리 장치에 관한 것이다.It relates to a fiber processing apparatus comprising a.
다른 처리 구역의 예는 섬유 염색 구역, 머서화를 수반하지 않는 섬유 알칼리 처리 구역 등이다.Examples of other treatment zones are fiber dyeing zones, fiber alkali treatment zones without mercerization and the like.
장치의 다른 특징은 상기 개시된 바와 같다.Other features of the device are as described above.
첨부 도면을 참조하면서 실시예를 통하여 본 발명을 더 개시하기로 한다.The present invention will be further described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 머서화 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a mercerizing device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 장치에서 처리하기 전 및 후에 면 섬유의 단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.FIG. 2 is a photograph taken through a scanning electron microscope of a cross section of cotton fibers before and after treatment in the apparatus of FIG. 1. FIG.
도 3은 처리 전 및 후에 도 2의 면 섬유의 측부 형상을 주사 전사 현미경으로 관찰한 사진이다.3 is a photograph of the side shape of the cotton fiber of FIG. 2 before and after treatment with a scanning transfer microscope.
도 1은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 장치를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a device according to a preferred embodiment of the invention.
도 1에 도시된 바와 같은 바람직한 구체예에 따른 자유 셀룰로즈 섬유의 머서화 장치는 머서화액을 함유하는 제1 조(10), 세정액을 함유하는 제2 조(12), 상기 조들의 위를 통과하는 회귀 루프를 갖는 상부 벨트(14)와 상기 조들의 아래를 통과하는 회귀 루프를 갖는 하부 벨트(16)를 포함하는 한 쌍의 하우징 운송 벨트, 및 닙 롤러(18, 20, 22)와 압착력을 가하여 롤러(18 및 22) 사이에서 벨트를 함께 압착하기 위한 가이드 롤러(24a-k)를 포함하는 일련의 롤러를 포함한다. 닙 롤러(22)는 화살표가 지시하는 방향으로 벨트를 구동시키는 패드 맹글로서 구성된다.The mercerizing apparatus of free cellulose fibers according to a preferred embodiment as shown in FIG. 1 comprises a first bath 10 containing mercerizing solution, a second bath 12 containing cleaning liquid, and a passage above the baths. A pair of housing transport belts including an upper belt 14 having a revolving loop and a lower belt 16 having a revolving loop passing under the jaws, and nip rollers 18, 20, 22 are applied by pressing force It comprises a series of rollers including guide rollers 24a-k for pressing the belt together between the rollers 18 and 22. The nip roller 22 is configured as a pad mangle that drives the belt in the direction indicated by the arrow.
벨트(14, 16)는 제1 조(10)에 들어 있는 머서화액에 견디고 다소 탄성을 띠는 재료(폴리에스테르)로 제조된다. 벨트의 두께는 대략 1 mm이지만, 상이한 두께의 벨트를 사용할 수도 있다. 벨트는 공정에 사용되는 머서화액이 슬리버에 침투할 수 있고, 세정액이 슬리버를 완전히 세정할 수 있도록 제작된다. 벨트는 닙 롤러(18)로부터 닙 롤러(22)로 이어지는 통과 경로를 통하여 구동된다. 벨트의 통과 경로는 제1 조(10), 제1 조를 나와서 제2 조(12)를 통과하여 벨트(14, 16)의 진행 방향으로 이어진다.The belts 14 and 16 are made of a material (polyester) that withstands the mercerized liquor contained in the first bath 10 and is somewhat elastic. The thickness of the belt is approximately 1 mm, but different thickness belts may be used. The belt is made so that the mercerized liquor used in the process can penetrate the sliver and the cleaning liquid can completely clean the sliver. The belt is driven through a passage path leading from the nip roller 18 to the nip roller 22. The passage of the belt passes through the first jaw 10 and the first jaw, passes through the second jaw 12 and continues in the advancing direction of the belts 14 and 16.
벨트의 통과 경로는 소 직경의 근접 이격된 일련의 롤러(20 및 24a-k) 둘레를 감으면서 이어진다. 도시된 바람직한 구체예의 롤러의 직경은 5 cm이다. 이것은 평균 길이가 약 2.5 cm인 셀룰로즈 섬유의 경우 적절하다. 롤러의 직경은 조절할 수 있다. 인접 롤러 사이의 벨트의 직선 경로 길이는 인접 롤러들이 접촉하는 지점 사이에서 측정한다. 직선 경로 길이는 평균 섬유 길이(이 경우 2.5 cm)에 근접하거나 또는 이보다 작다. 도시된 바람직한 구체예에서, 인접 롤러 사이의 직선 경로 길이는 2.8 cm 내지 0(닙 롤러의 경우)의 범위이다. 롤러 사이의 거리도 또한 조절될 수 있다.The path of passage of the belt is followed by winding around a series of closely spaced rollers 20 and 24a-k of small diameter. The diameter of the roller of the preferred embodiment shown is 5 cm. This is appropriate for cellulose fibers having an average length of about 2.5 cm. The diameter of the roller can be adjusted. The straight path length of the belt between adjacent rollers is measured between the points where adjacent rollers contact. The straight path length is closer to or less than the average fiber length (2.5 cm in this case). In the preferred embodiment shown, the straight path length between adjacent rollers ranges from 2.8 cm to 0 (for nip rollers). The distance between the rollers can also be adjusted.
롤러는, 벨트가 대략 동수의 좌측 커브 및 우측 커브를 구비한 머서화 조 및 세정 조를 통과하는 우회 경로를 따라가도록 배열된다. 물론, 다른 롤러 배열도 가능하다.The rollers are arranged such that the belt follows a bypass path through the mercerization tank and the cleaning tank having approximately equal left curves and right curves. Of course, other roller arrangements are possible.
바람직하게는 하나 이상의 슬리버(26) 형태의 자유 셀룰로즈 섬유는 닙 롤러(18)로부터 닙 롤러(22)로 두 벨트 사이에 공급된다. 슬리버 섬유는 벨트의 이동 방향 및 슬리버를 장치내로 공급하는 방향(화살표 A)으로 정렬된다.Preferably free cellulose fibers in the form of one or more slivers 26 are fed between the two belts from the nip roller 18 to the nip roller 22. The sliver fibers are aligned in the direction of movement of the belt and in the direction of feeding the sliver into the apparatus (arrow A).
패드 맹글(22)은 통과 경로를 따라서 벨트를 잡아당기며, 패드 맹글 및 닙 롤러(18) 사이에서 벨트에 인장력을 가한다. 벨트가 다소 탄성을 가질 때, 벨트는 닙 롤러(18)에서 시작하여 연신된다. 닙 롤러(18)에서 벨트들 사이에 공급되는 유입 슬리버(26)는, 섬유가 통과 경로를 통과할 때 섬유의 수축이 방지되도록 벨트 사이에서 충분히 단단히 유지될 수 있게 압착된다. 슬리버의 압착으로 슬리버는 약간 펴질 것이다. 벨트의 폭에 걸쳐 장치에 공급되는 슬리버가 여러 가닥 있을 경우, 슬리버는 단일 층에 서로 인접하게 이격되어 있는 것이 적당하다. 슬리버가 퍼지면서, 인접 슬리버의 압착 가장자리 사이에 약간의 겹치는 부분이 생길 수 있다.The pad mangle 22 pulls the belt along the passage path and exerts a tension on the belt between the pad mangle and the nip roller 18. When the belt is somewhat elastic, the belt is stretched starting with the nip roller 18. The inlet sliver 26 supplied between the belts at the nip roller 18 is compressed to be sufficiently secured between the belts so that the shrinkage of the fiber is prevented as the fiber passes through the passageway. The sliver will squeeze slightly due to the compression of the sliver. If there are several strands of sliver fed to the device over the width of the belt, the slivers are suitably spaced adjacent to each other in a single layer. As the sliver spreads, there may be some overlap between the compression edges of adjacent slivers.
벨트는 닙 롤러(18)에서 통과 경로를 시작할 때 다소 연신되므로, 벨트 사이에서 섬유도 그러하다. 섬유의 연신도는 약 1∼2%이다. 섬유는, 머서화 조를 통과하고 머서화 조를 나와서 세정 조를 통과하는 통과 경로를 따라서 이동할 때 연신 상태로 남아 있다. 섬유에 가해지는 인장력도 장치를 통과하는 진행 방향에 평행하게 섬유를 유지하도록 돕는다. 도시된 구체예에서, 장치에 공급되는 면 섬유 로딩은 벨트 분리 거리(이 경우, 벨트간 거리에 벨트 자신의 폭은 포함되지 않음)가 약 2∼3 mm 이하가 되도록 한다. 이것은 두께 5 kTex의 면 슬리버가 장치에 공급되는 것에 상응한다. 이러한 크기의 면 슬리버는 약 10∼15 mm 너비가 되도록 약간 펴지므로, 3 개의 5 kTex의 슬리버를 배열한 것으로 약 3-∼40 mm 두께의 벨트가 커버될 것이다. 더 두꺼운 면 슬리버 또는 다른 섬유의 경우, 벨트 너비 30 mm 당 5 kTex 이하로 장치에 공급될 수 있다.The belt is somewhat stretched at the beginning of the passage path at the nip roller 18, so is the fiber between the belts. The elongation of the fiber is about 1 to 2%. The fibers remain elongated as they move along the passageway through the mercerization tank and out of the mercerization tank and through the cleaning bath. The tensile force applied to the fibers also helps to keep the fibers parallel to the direction of travel through the device. In the illustrated embodiment, the cotton fiber loading supplied to the device causes the belt separation distance (in this case the belt itself not included in the interbelt distance) to be about 2 to 3 mm or less. This corresponds to a cotton sliver with a thickness of 5 kTex being fed to the device. This size of cotton sliver is slightly stretched to about 10 to 15 mm wide, so an array of three 5 kTex slivers will cover a belt about 3 to 40 mm thick. For thicker cotton slivers or other fibers, it can be supplied to the device up to 5 kTex per 30 mm belt width.
앞에서 설명한 바와 같이, 롤러(20 및 24a-k)의 소 직경 및 롤러간 단 경로 길이(섬유 길이 기준)는 섬유가 한 쌍의 벨트(14, 16)의 대향 표면 사이에서 미끄러지는 것을 방지하는 데 최적의 효율을 제공하는 것으로 밝혀졌다.As discussed earlier, the small diameter of the rollers 20 and 24a-k and the short path length between the rollers (based on fiber length) are used to prevent the fibers from slipping between the opposing surfaces of the pair of belts 14, 16. It has been found to provide optimum efficiency.
닙 롤러(20)는 머서화 조 상에 위치되며, 슬리버 및 벨트 밖으로 과량의 머서화액을 스퀴징한다. 과량의 머서화액은 조로 되돌아온다.The nip roller 20 is located on the mercerization bath and squeezes excess mercuring liquor out of the sliver and belt. Excess mercerized liquor is returned to the bath.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 머서화액은 수산화나트륨 수용액이다. 수산화나트륨의 농도는 20∼22% MV 또는 15℃에서 40°Tw인데, 이것은 물 100 ml당 수산화나트륨 약 21 g 또는 비중 1.2에 해당한다. 머서화액은 또한 5∼25 g/L의 양의 습윤제를 함유한다. 업계에 공지된 강 알칼리에서 안정한 습윤제 중 하나를 바람직한 구체예에 사용한다. 습윤제는 머서화액이 저온에서 섬유와 접촉하는 상황에서 유용하다. 섬유와 접촉하는 머서화액의 온도를 머서화 처리 온도로 감소시키기 전에, 머서화액이 보다 고온에서 섬유와 접촉하도록 방법을 변형할 경우, 습윤제를 분산시킬 수 있다.In a preferred embodiment of the invention, the mercerized solution is an aqueous sodium hydroxide solution. The concentration of sodium hydroxide is 40 ° Tw at 20-22% MV or 15 ° C, which corresponds to about 21 g of sodium hydroxide or 1.2 specific gravity per 100 ml of water. Mercerates also contain humectants in amounts of 5-25 g / L. One of the wetting agents stable in strong alkalis known in the art is used in preferred embodiments. Wetting agents are useful in situations in which the mercer liquor comes into contact with the fibers at low temperatures. Before reducing the temperature of the mercerized solution in contact with the fiber to the mercerized treatment temperature, the wetting agent may be dispersed if the method is modified to bring the mercerized liquid into contact with the fiber at a higher temperature.
머서화 용액은 -5∼25℃의 온도 범위로 유지된다. 온도는 이 범위의 하한으로 갈수록 적당하다.The mercerization solution is maintained at a temperature range of -5 to 25 ° C. The temperature is more suitable toward the lower limit of this range.
세정액의 pH는 머서화 용액의 pH보다 낮다. 바람직한 구체예에는 물이 사용된다.The pH of the wash is lower than the pH of the mercerized solution. In a preferred embodiment, water is used.
슬리버(26)는 또한, 슬리버를 추가 용액에 노출시키는 추가 구역(도시되지 않음)을 통과하도록 운송될 수 있다. 추가의 구역은 슬리버 및/또는 벨트 중의 임의의 잔류 머서화액을 더 중화시키기 위한 희석 산을 함유하는 용액을 포함할 수 있다.The sliver 26 may also be transported through an additional zone (not shown) that exposes the sliver to additional solution. Additional zones may include a solution containing dilute acid to further neutralize any residual mercuring liquor in the sliver and / or belt.
도시된 바람직한 구체예에서는 머서화액 및 세정액을 함유하기 위한 조를 사용하나, 본 발명이 속하는 업계의 당업자는, 자유 셀룰로즈 섬유에 액체가 분무되는 챔버(들)를 조 대신 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, "구역"이란 이를 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다.While the preferred embodiment shown uses a bath for containing the mercerized liquor and the cleaning liquid, those skilled in the art will appreciate that the chamber (s) where liquid is sprayed onto the free cellulose fibers may be used instead of the bath. Thus, "zone" should be interpreted broadly to encompass it.
머서화 조(10)를 통하여 슬리버(26)를 운송하는 속도(및 조의 길이)는 머서화액이 슬리버에 완전히 침투하여 섬유의 머서화가 확실히 실시될 정도로 충분하여야 한다. 이는 또한 슬리버가 운송되는 다른 조에도 적용된다. 이와 관련된 이유에서, 섬유가 진행되는 롤러의 수는 완전한 침투 및 머서화가 실시되기에 충분한 시간 동안 머서화액과 접촉한 상태로 있기에 충분하여야 한다.The speed (and length of the jaw) of transporting the sliver 26 through the mercerization bath 10 should be sufficient to allow the mercerized liquor to fully penetrate the sliver so that the mercerization of the fibers is assured. This also applies to other tanks in which the slivers are transported. For this reason, the number of rollers through which the fiber proceeds should be sufficient to remain in contact with the mercer liquor for a time sufficient for complete penetration and mercerization to take place.
셀룰로즈 섬유는 인장된 벨트(14, 16) 사이에 압착 상태로 유지되지만, 본 출원인은 놀랍게도 섬유가 팽윤하여 직경이 늘어남을 발견하였다. 따라서, 섬유는 머서화 공정에 의하여 비처리 셀룰로즈 섬유의 경우 일반적인 편평한 리본형으로부터 머서화된 셀룰로즈 섬유의 특징인 단면적이 더 원형인 것으로 변화된다.Cellulose fibers remain compressed between the tensioned belts 14, 16, but Applicants have surprisingly found that the fibers swell and increase in diameter. Thus, the fiber is changed by the mercerization process from a flat ribbon that is common for untreated cellulose fibers to a more circular cross-sectional area characteristic of mercerized cellulose fibers.
실시예 1Example 1
면 섬유로 구성되는 5 kTex의 슬리버를 도 1에 도시된 장치에서 처리하였다. 슬리버는 두 벨트 사이에서 한 쌍의 닙 롤러내로 공급되었다. 이는 10℃ 이하의 온도에서 유지된 21.4%(M/V)의 농도에서 수산화나트륨의 수용액으로 이루어지는 머서화액을 함유하는 탱크에 함침된 일련의 롤러의 둘레에서 벨트 사이에서 실시하였다. 처리액은 또한 7 g/L의 습윤제(Leophen MC[BASF])를 함유하였다. 벨트 및 슬리버의 속도를, 수산화나트륨 용액 중의 함침 시간이 40초가 되도록 설정하였다. 과량의 수산화나트륨 용액을 스퀴징한 후, 여전히 인장력 하에 유지된 슬리버를 30초간 물을 함유하는 세정 조에 통과시켰다. 세정 후, 과량의 액을 한쌍의 스퀴즈 롤러(도 1에는 도시되지 않음)로 제거하였다. 이후 슬리버를 희석 아세트산을 함유하는 조(도 1에는 도시되지 않음)에 통과시키고 pH 5로 유지시키고 잔류 알칼리를 중화시켰다.A 5 kTex sliver composed of cotton fibers was treated in the device shown in FIG. The sliver was fed into a pair of nip rollers between the two belts. This was done between the belts around a series of rollers impregnated in a tank containing a mercerized solution consisting of an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 21.4% (M / V) maintained at a temperature of 10 ° C. or lower. The treatment solution also contained 7 g / L humectant (Leophen MC [BASF]). The speed of the belt and the sliver was set so that the impregnation time in the sodium hydroxide solution was 40 seconds. After squeezing the excess sodium hydroxide solution, the sliver still maintained under tensile force was passed through a cleaning bath containing water for 30 seconds. After washing, excess liquid was removed with a pair of squeeze rollers (not shown in FIG. 1). The sliver was then passed through a bath containing dilute acetic acid (not shown in FIG. 1), maintained at pH 5 and neutralized residual alkali.
상기 개시한 습윤제 및 수산화나트륨 용액으로 면 슬리버를 처리함으로써 대조군을 제조하였지만, 이 경우 재료는 세정 및 중화 단계 동안 처리 용액에서 완전히 이완되어 있을 수 있었다(이 샘플을 무긴장(slack) 머서화라 함).A control was prepared by treating a cotton sliver with the wetting agent and sodium hydroxide solution disclosed above, but in this case the material could be completely relaxed in the treatment solution during the cleaning and neutralization steps (this sample is called slack mercerization). .
건조 후 슬리버 실험은 벨트 머서화기 상에서 인장력 하에 머서화된 샘플이 미처리 재료보다 더 광택이 있고, 무긴장 머서화된 샘플보다도 더 광택이 있음을 보여 주었다. 슬리버의 광택은 미처리 재료의 광택의 2 배였다. 미처리 및 처리된 슬리버의 섬유 길이, 강도 및 파단 신장율을 측정하였다. 표 1에 나타낸 테이타는 무긴장 머서화된 섬유는 길이가 수축되는 반면, 긴장 머서화된 섬유는 미처리 재료보다 다소 더 길어졌음을 나타낸다. 무긴장 머서화 및 벨트 머서화 섬유 모두 미처리 면보다 강하고 파단 신장율이 더 높았다.Sliver experiments after drying showed that the mercerized sample under tension on the belt mercerizer was more shiny than the untreated material, and more shiny than the tensionless mercerized sample. The gloss of the sliver was twice that of the untreated material. Fiber length, strength and elongation at break of untreated and treated slivers were measured. The data shown in Table 1 indicate that the tensionless mercerized fibers shrink in length, while the tension mercerized fibers are somewhat longer than the untreated material. Both tensionless and belt mercerized fibers were stronger than untreated cotton and had higher elongation at break.
괄호 안의 숫자는 미처리 면과 비교한 백분율 변화, 게이지 길이 1/8 인치이다 - 상기 중간 칼럼 참조.The numbers in parentheses are the percentage change compared to the untreated face, gauge length 1/8 inch-see middle column above.
미처리 면 및 벨트 머서화된 면의 주사 전자 현미경 사진(도 2 및 3)은 벨트 머서화 기술이 섬유의 단면을 정상적인 면 섬유의 강낭콩 형상, 리본 형상 단면으로부터 머서화된 면의 특징인 더 원형인 형상으로 성공적으로 변화시켰음을 보여준다. 도 3은 머서화된 섬유 표면은 더 부드럽고, 덜 일그러졌으며, 더 원통형이므로 광택이 증대될 것임을 보여준다.Scanning electron micrographs of untreated and belt mercerized cotton (FIGS. 2 and 3) show that the belt mercerizing technique is characterized by a more circular cross section of the fiber, characterized by the kidney bean-shaped, ribbon-shaped cross-section of the normal cotton fiber. Show that the shape has been successfully changed. 3 shows that the mercerized fiber surface is softer, less distorted, and more cylindrical, thus increasing gloss.
실시예 2Example 2
실시예 1은 다른 두 면 섬유 샘플의 5 kTex 슬리버를 사용하여 반복하였다. 결과를 대조군 실시예와 비교하였는데, 이 중 하나는 머서화되지 않았고, 다른 하나는 무긴장 머서화되었다. 용액의 조성 및 농도는 실시예 1에 개요한 바와 같았다.Example 1 was repeated using 5 kTex slivers of the other two cotton fiber samples. The results were compared to the control example, one of which was not mercerized and the other, which was armless mercerized. The composition and concentration of the solution was as outlined in Example 1.
섬유의 특성을 테스트하고 결과를 표 2에 개략적으로 나타내었다. 표 2의 결과는 표 1에 개략적으로 나타낸 것을 포함한다.The properties of the fibers were tested and the results are shown schematically in Table 2. The results in Table 2 include those outlined in Table 1.
소정 면 샘플의 경우, "벨트"-(긴장) 및 무긴장 슬리버에 대한 파단 점착력은 비슷하였지만, 머서화되지 않은 대조군보다 현저히 높다. 벨트-머서화된 슬리버에 대한 파단 신장율은 대조군과 비슷하지만, 무긴장 머서화된 슬리버는 신장율이 현저히 증가하였음을 나타내었는데, 이것은 섬유가 처리 동안 구속되지 않을 경우 일어나는 높은 섬유 수축 효과를 더 확인해 주는 것이다.For certain cotton samples, the break adhesion to "belt"-(tension) and tensionless slivers was comparable, but significantly higher than the unmersed control. The elongation at break for the belt-mercered sliver is similar to the control, but the tensionless mercerized sliver showed a marked increase in elongation, which further confirms the high fiber shrinkage effect that occurs when the fiber is not constrained during treatment. will be.
또한 측정한 결과는 샘플 2의 슬리버가 머서화되지 않은 대조군보다 벨트 머서화 공정 후에 2.5배 더 광택이 있음을 보여주었다.The measured results also showed that the sliver of Sample 2 was 2.5 times more polished after the belt mercerization process than the non mercerized control.
(주: 수축 밑의 양의 숫자는 수축을 의미하고; 음의 숫자는 확장을 의미함 - 음의 숫자가 목적하는 바임)(Note: A positive number below contraction means contraction; a negative number means expansion-negative number is what you want)
스피닝 및 염색 결과Spinning and Staining Results
"벨트"(긴장)-머서화 및 대조군 슬리버의 샘플(샘플 2 면)을 5 kTex로부터 1 kTex로 성공적으로 드로잉 다운한 다음 700 tpm에서 40 kTex 싱글 방적사로 스피닝하였다. 400 tpm에서 투-폴딩을 성공적으로 완료하였다. 곧, 드로잉 및 스피닝 공정 동안 윤활제를 첨가할 필요가 있었다. 이것은 실시예의 머서화 방법은 섬유로부터 천연 왁스 코팅을 제거하는 데 충분한 역할을 하지 못함을 확인시켜 주는 것이다.Samples of “belt” (tension) -mercerized and control slivers (sample 2 sides) were successfully drawn down from 5 kTex to 1 kTex and then spun into 40 kTex single yarn at 700 tpm. Two-folding was successfully completed at 400 tpm. Soon, it was necessary to add lubricant during the drawing and spinning process. This confirms that the mercerization method of the example does not play a sufficient role in removing the natural wax coating from the fibers.
벨트-머서화 방적사 및 대조군 방적사를 동일한 조에서 동시에 콘 염색하고 작은 직물 조각으로 편물하였다. 두 방적사 및 편물 샘플을 조사한 결과는 벨트-머서화 방적사의 경우 광택이 증가되고 색도가 커졌음을 확인해 주었다.Belt-mercerized yarn and control yarn were simultaneously cone-dyed in the same bath and knitted into small pieces of fabric. Examination of both yarn and knit samples confirmed that the belt-mercerized yarns had increased gloss and increased color.
상기 개시된 방법은 다음과 같은 이점을 가진다:The disclosed method has the following advantages:
ㆍ섬유를 머서화시킨 후 실시되는 후속 공정으로부터 얻어지는 처리의 균일성이 개선됨.Improved uniformity of treatment resulting from subsequent processes carried out after mercuring the fibers.
ㆍ통상의 면과 비교하여 섬유 강도가 증가됨. 이로써, 스피닝 성능, 특히 더 높은 스피닝 프레임 속도의 가능성이 개선된다.ㆍ Fiber strength is increased compared to normal cotton. This improves the spinning performance, in particular the possibility of higher spinning frame rates.
ㆍ머서화된 면 섬유를 알칼리-감작성 재료, 특히 울과 같은 케라틴 섬유와 배합할 수 있음.Mercerized cotton fibers can be blended with alkali-sensitizing materials, especially keratin fibers such as wool.
ㆍ머서화된 면으로부터 편직물을 제조할 수 있음. 편직물은 머서화될 수 있으나 머서화 방법으로 직물 부피가 감소하기 쉽다. 이러한 문제는 면을 느슨한 섬유 또는 슬리버로서 머서화할 경우 회피된다.It is possible to manufacture knitted fabrics from mercerized cotton. Knitted fabrics can be mercerized but the bulk of the fabric is prone to mercerizing. This problem is avoided when mercerizing cotton as loose fibers or slivers.
상기 바람직한 구체예 및 실시예는 단지 본 발명의 개념의 예시로서 제공된다. 본 발명의 사상 및 범위에서 일탈하지 않는 한 바람직한 구체예 및 실시예를 여러가지로 변형할 수 있다.The above preferred embodiments and examples are provided merely as illustrations of the inventive concept. Various modifications of the preferred embodiments and examples can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
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