KR20060048678A - 섬유의 개질 방법 및 개질 섬유 - Google Patents

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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 부착시킨 후, 부착된 용액을 산으로 중화하여 응고시키고, 이어서 가열 처리하는 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 이황화탄소 등의 유독한 용매를 사용하지 않고 섬유를 개질할 수 있기 때문에 안전성이 높고, 용해 공정이 번잡하지 않으며, 보풀을 방지하고, 인장 강도가 높으며, 내마모성, 제전성, 흡수성이 우수한 섬유를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 얻어진 개질 섬유는 통기성이 향상되어 있고, 보슬보슬한 느낌 및 탄력있는 확실한 감촉을 갖는다.
저치환도 셀룰로오스, 섬유 개질 방법, 개질 섬유, 세탁 내성

Description

섬유의 개질 방법 및 개질 섬유{Method for Modifying Fibers and Modified Fibers}
[문헌 1] 일본 특허 공개 (소)61-252369호 공보
본 발명은 섬유 개질 방법 및 개질 섬유에 관한 것이다.
종래, 섬유의 보풀을 방지하고, 인장 강도 및 내마모성의 향상, 제전성, 흡수성의 부여, 또는 섬유의 감촉을 낼 목적으로 섬유에 비스코스를 부착시킨 후, 응고ㆍ재생시킨 후, 수세, 건조하여 섬유의 표면을 재생 셀룰로오스로 피복하는 의마(擬麻) 가공이라고 불리우는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 비스코스 유래의 재생 셀룰로오스로 피복하는 섬유 개질 방법은, 셀룰로오스를 독성이 강한 이황화탄소로 변성시킴으로써 제조되는 셀룰로오스 크산테이트가 가성소다 수용액에 용해된 용액, 즉 비스코스를 섬유에 부착시킨 후, 셀룰로오스를 응고ㆍ재생시키는 공정을 포함하기 때문에 셀룰로오스 크산테이트의 제조 공정 및 응고ㆍ재생 공정에 있어서 제조 종사자가 이황화탄소에 노출된다는 문제가 있었다. 또한, 상기 섬유 개질 방법에서는 피복된 재생 셀룰로오스 자체의 흡수성 이 불충분하기 때문에 제전성, 흡수성, 방축성 등의 개질 효과가 불충분하다는 문제도 남겨져 있었다.
이러한 비스코스 유래의 재생 셀룰로오스 피복에 의한 섬유 개질의 문제를 해결할 목적으로, 셀룰로오스 자체를 가성소다 수용액에 용해하여 섬유에 부착시킨 후, 응고ㆍ재생시킴으로써 재생 셀룰로오스로 섬유의 표면을 피복하는 방법이 제안되어 있다(일본 특허 공개 (소)61-252369호 공보 참조).
그러나, 이 방법에서는 저온에서 셀룰로오스를 가성소다 수용액에 용해시킬 필요가 있는 데다가, 원료인 셀룰로오스 자체도 목재 펄프를 산가수분해하여 볼밀로 분쇄한 것, 또는 비스코스 등으로 제조되는 재생 셀룰로오스 등, 결정 구조를 적게 하여 용해성을 높인 셀룰로오스를 사용할 필요가 있다는 제약이 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이황화탄소에 기초하는 독성 문제가 없고, 용해 공정이 용이하며, 세탁 내성이 우수한 섬유 개질 방법 및 개질 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 저치환도의 셀룰로오스 에테르를 가성소다 등의 알칼리에 용해하고 섬유에 부착시켜 응고 재생하는 방법을 제안하였지만(일본 특허 공개 제2004-218102호 공보), 그 세탁 내성의 향상에 대하여 더 예의 검토한 결과, 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬 유에 부착시킨 후, 부착된 용액을 산으로 중화하여 응고시키고, 이어서 가열 처리하거나, 또는 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 부착시킨 후, 가열 처리하고, 이어서 산으로 중화함으로써, 세탁 내성이 향상되고, 이황화탄소의 문제가 없으며, 보풀을 방지하고, 인장 강도가 높으며, 내마모성, 제전성, 흡수성이 우수한 섬유 개질 가공이 가능하다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 하기의 섬유 개질 방법 및 개질 섬유를 제공한다.
1. 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 부착시킨 후, 부착된 용액을 산으로 중화하여 응고시키고, 이어서 가열 처리하는 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
2. 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 부착시킨 후, 가열 처리하고, 이어서 산으로 중화하는 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
3. 상기 1 또는 2에 있어서, 가교제가 이소시아네이트계 가교제인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
4. 상기 1 또는 2에 있어서, 수계 수지 유탁액이 수계 우레탄 수지 유탁액 또는 반응성 유기 폴리실록산의 O/W형 유탁액인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 저치환도 셀룰로오스 에테르가 몰 치환도 0.1 내지 0.7의 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 알칼리 수용액이 가성소다 수용액인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
7. 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르 및 가교물 및(또는) 수계 유탁액 수지분이 피복되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 개질 섬유.
본 발명에서 사용되는 섬유는 특별히 제한되지 않지만, 구체적으로는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유, 비닐론 섬유, 레이온 섬유, 폴리염화비닐 섬유, 폴리염화비닐리덴 섬유 등의 합성 섬유, 또는 면, 셀룰로오스, 마 등의 천연 섬유, 양모, 견, 캐시미어 등의 동물성 섬유를 예시할 수 있다. 여기서, 섬유란 실 모양의 섬유, 실 모양의 섬유를 짠 천, 또는 실 모양 섬유의 부직포를 포함하는 것이다.
본 발명에 있어서의 저치환도 셀룰로오스 에테르는, 셀룰로오스를 구성하고 있는 글루코스환의 수산기의 수소 원자를 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기로 치환한 셀룰로오스 에테르 중 몰 치환도가 0.05 내지 1.3, 바람직하게는 0.1 내지 0.7인 것이며, 물에는 용해되지 않지만, 알칼리 수용액에는 용해되는 것이 바람직하다. 상기 몰 치환도가 0.05보다 낮으면 알칼리 수용액에 용해되기 어려워지고, 1.3을 초과하면 물에 대해 용해성이 향상되어 알칼리에 대한 용해성이 불량해진다.
이러한 저치환도 셀룰로오스 에테르로서는, 예를 들면 저치환도 메틸셀룰로오스, 저치환도 에틸셀룰로오스 등의 저치환도 알킬셀룰로오스, 저치환도 히드록시에틸셀룰로오스, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 등의 저치환도 히드록시알킬셀룰로오스, 저치환도 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 저치환도 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 저치환도 히드록시에틸에틸셀룰로오스 등의 저치환도 히드록시알킬알킬셀룰로오스 등을 들 수 있지만, 특히 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스가 바람직하다.
본 발명의 섬유의 개질은 이하의 두가지 방법에 의해 행해진다. 제1의 방법은 상기 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 도포 또는 함침하여 부착시킨 후, 필요에 따라 원심 탈수기, 맹글(mangle), 나이프 코팅기 등을 이용하여 여분의 부착액을 제거하고, 그 후 부착된 용액을 산으로 중화하여 응고시키고, 필요에 따라 수세, 건조한 후 가열 처리하는 방법이다. 제2의 방법은 상기 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 도포 또는 함침하여 부착시킨 후, 필요에 따라 원심 탈수기, 맹글, 나이프 코팅기 등을 이용하여 여분의 부착액을 제거한 후 가열 처리하고, 이어서 잔존하는 알칼리를 산으로 중화한 후 건조하는 방법이다. 어느 방법이든 가교 반응 및 수계 수지 유탁액의 경화 피막화는 가열 공정에서 진행되며, 가교 반응 및 수계 수지 유탁액의 경화 피막화는 모두 섬유와 저치환도 셀룰로오스 에테르의 부착성을 높여, 결과적으로 세탁 내성을 향상시킨다.
여기서, 알칼리 수용액으로서는 가성소다 수용액, 가성 알칼리 수용액 등을 들 수 있으며, 그 가성 알칼리 농도는 사용하는 저치환도 셀룰로오스 에테르의 치환기의 종류나 치환도에 따라 상이하기 때문에 적절하게 정하는 것이 바람직하지만, 통상은 2 내지 25 질량％, 특히 바람직하게는 3 내지 15 질량％이다. 2 질량％ 미만이면 저치환도 셀룰로오스 에테르가 용해되지 않는 경우가 있고, 한편 25 질량％를 초과하면 저치환도 셀룰로오스 에테르 용액이 겔상이 되어, 그 후의 도포ㆍ함침 조작이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 전형적인 예로서 몰 치환도가 0.2인 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스는 9 내지 10 질량％ 농도의 가성소다 수용액에 용해된다.
한편, 상기 알칼리 수용액에서의 상기 저치환도 셀룰로오스 에테르의 농도는 1 내지 20 질량％, 특히 바람직하게는 1 내지 10 질량％이다. 1 질량％ 미만에서는 섬유의 감촉 개선 효과가 없고, 20 질량％를 초과하면 용액의 점도가 지나치게 높아져 섬유에 일정량으로 부착하기 곤란해지는 경우가 있다.
용액의 도포는 블레이드 코팅기, 트랜스퍼 코팅기, 에어닥터 코팅기 등의 도포기로 행할 수 있으며, 한가닥씩 풀을 먹이는 방식, 예비습식 방식, 부유 방식, 닥터 바 방식 등의 함침기를 이용하여 섬유를 용액에 함침시키는 것이 바람직하다.
섬유에 대한 저치환도 셀룰로오스 에테르 용액의 부착량은 적절하게 선택되는데, 픽업률, 즉 [저치환도 셀룰로오스 에테르 용액 부착 질량/섬유 기재 질량]×100이 10 내지 500 질량％, 특히 20 내지 300 질량％인 것이 바람직하다. 픽업률이 10 질량％ 미만이면 섬유에 대한 저치환도 셀룰로오스 에테르의 피복률이 적어 섬유의 개질 효과가 불충분해질 우려가 있으며, 500 질량％를 초과하면 반대로 섬유의 감촉이 나빠지고, 통기성이나 보슬보슬한 느낌 등의 감촉 개질 효과도 첨가량에 상응할 정도로 보여지지 않는 경우가 있다.
상기 제1의 방법에 있어서 산으로 중화하여 응고시키는 경우, 산으로서는 염산, 황산 등의 무기산, 시트르산, 말산, 포름산, 아세트산 등을 들 수 있다. 이 경우, 산의 수용액 농도는 1 내지 50 질량％, 특히 바람직하게는 2 내지 15 질량％이다. 또한, 필요에 따라 염화암모늄, 황산암모늄, 황산나트륨, 염화나트륨, 황산아연, 황산마그네슘, 인산나트륨, 인산암모늄, 티오황산나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 지방산나트륨, 벤젠술폰산나트륨 등의 염 수용액에 함침시켜 부착액을 응고시키는 염석응고법(鹽析凝固法)을 병용할 수도 있다. 염석응고법을 병용하는 경우, 처음에 부착된 용액을 중화 응고한 후, 이어서 염석 응고를 행할 수도 있고, 염석 응고 후 중화 응고를 행할 수도 있다. 또한, 염과 산을 포함하는 수용액 중에서 응고시킬 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 가교제로서는, 저치환도 셀룰로오스 에테르 분자 중에 잔존하는 수산기와 가교 반응하는 것이라면 모두 사용할 수 있다. 이러한 가교제로서는 문헌[가교제 핸드북(1981년 10월 20일 다이세이사 발행)]에 기재된, 수산기와 반응할 수 있는 가교제를 들 수 있다. 구체적으로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 글리세롤 폴리글리시딜에테르, 디글리세롤 폴리글리시딜에테르, 소르비톨 폴리글리시딜에테르, 알릴 글리시딜에테르, 부틸 글리시딜에테르, 페닐 글리시딜에테르, 알킬페놀 글리시딜에테르, 폴리에틸렌글 리콜 디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸 글리시딜에테르, 1,6-헥산디올, 디글리시딜에테르, 글리세린 폴리글리시딜에테르, 디글리세린 폴리글리시딜에테르, 크레실 글리시딜에테르, 탄소수 3 내지 15의 지방족 디글리시딜에테르, 모노글리시딜에테르, 에폭시아크릴레이트, 비스페놀 A, 부틸 글리시딜에테르아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르아크릴레이트, 트리메틸올프로판 폴리글리시딜에테르 폴리아크릴레이트, 테레프탈산 디글리시딜에스테르아크릴레이트, 프탈산 디글리시딜에스테르, 스피로글리콜 디글리시딜에테르 등의 에폭시 화합물이나, 글리옥살 등의 디알데히드, 요소 포름알데히드 등의 포름알데히드계 가교제, 톨루이딘 이소시아네이트, 2,4-톨루이딘 이소시아네이트의 이량체, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, o-톨루이딘 이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 트리스-(p-이소시아네이트페닐)티오포스파이트, 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트, 다관능 방향족 이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 블럭형 폴리이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 에테르 또는 우레탄 함유 블럭형 이소시아네이트 함유 예비중합체, 폴리이소시아네이트 예비중합체, 블럭 이소시아네이트, 폴리이소시아네이트, 이액형용 폴리이소시아네이트, 무황변성 이액형용 폴리이소시아네이트, 열경화형 폴리이소시아네이트 등의 이소시아네이트계 가교제, 및 추가로 화학식 SiR1R2R3R4(식 중, R1은 탄소수 1 또는 2의 알킬기, 알콕시기 또는 아실옥시기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 또는 2의 알콕시기 또는 아실옥시기를 나타냄)로 표시되는 실란 등을 들 수 있다.
또한, 알칼리 수용액 중의 이들 가교제의 농도는 특별히 제한되지 않지만, 1 내지 30 질량％, 특히 5 내지 10 질량％로 하는 것이 바람직하다. 1 질량％ 미만에서는 세탁 내성의 향상이 불충분해지는 경우가 있고, 30 질량％를 초과하면 그에 상응할 만큼의 세탁 내성의 향상이 보여지지 않는 경우가 있다.
상기 제1의 방법에서의 저치환도 셀룰로오스 에테르의 가교 방법으로서는, 저치환도 셀룰로오스 에테르와 가교제가 용해된 알칼리 수용액을 섬유에 부착시키고, 이 섬유를 산 수용액으로 처리하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 응고시키고, 물로 세정하고 나서 건조하고, 이어서 100 내지 170 ℃에서 가열하여 가교 반응시키는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 가열 시간은 특별히 제한되지 않지만, 1 내지 20 분이 바람직하다.
또한, 상기 제2의 방법에서의 저치환도 셀룰로오스 에테르의 가교 방법으로서는, 저치환도 셀룰로오스 에테르와 가교제가 용해된 알칼리 수용액을 섬유에 부착시키고, 이 섬유를 100 내지 170 ℃에서 가열하여 가교 반응시킨 후, 침지법 등의 방법에 의해 섬유를 산 수용액으로 처리하여 잔존 알칼리를 중화하고, 필요에 따라 수세한 후, 건조하는 것이 바람직하다. 이 경우, 가열 시간은 특별히 제한되지 않지만, 1 내지 20 분이 바람직하다. 또한, 건조 후, 필요에 따라 재가열 처리를 행할 수도 있다.
제2의 방법에 있어서 산으로 중화하는 경우의 산으로서는, 제1의 방법에서 예시한 산과 동일한 것을 들 수 있으며, 수용액 농도도 마찬가지이다.
제1의 방법 및 제2의 방법 모두 가교제를 쉽게 함침하기 위해 프로필렌글리콜이나 에틸렌글리콜 등의 알킬에테르 침투제나 프로필렌글리콜과 에틸렌글리콜의 블럭 공중합체 침투제 등의 계면활성제류를 0.5 내지 1 질량％의 비율로 가교제 용액과 함께 첨가할 수도 있다.
본 발명의 수계 수지 유탁액은, 상기 제1의 방법에서는 저치환도 셀룰로오스 에테르가 응고되는 과정에서 수계 수지 유탁액이 저치환도 셀룰로오스 에테르와 함께 섬유에 고정되고, 이어서 행해지는 가열 공정에서 수계 수지 유탁액이 경화 피막화되며, 상기 제2의 방법에서는 가열 공정에서 섬유에 고정 및 피막화되어 저치환도 셀룰로오스 에테르와 일체가 되어 섬유 표면에 피복됨으로써 세탁 내성 등의 섬유 물성을 향상시킨다. 따라서, 사용되는 수계 수지 유탁액은 가열에 의해 경화 피막화되어 섬유와 저치환도 셀룰로오스 에테르의 부착성을 향상시키는 것이 바람직하며, 섬유의 수지 가공에 일반적으로 사용되는 수계 우레탄 수지 유탁액, 수계 아크릴 수지 유탁액, 수계 아세트산 비닐 수지 유탁액, 수계 에틸렌/아세트산 비닐 유탁액, 수계 에폭시 수지 유탁액, 반응성 유기 폴리실록산의 O/W형 유탁액, SBR 라텍스 등을 들 수 있으며, 특히 수계 우레탄 수지 유탁액, 반응성 유기 폴리실록산의 O/W형 유탁액이 바람직하다.
수계 우레탄 수지 유탁액으로서는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시부틸렌글리콜 등의 폴리에테르와 톨릴렌 디이소시아네이트, 3,3'- 비스톨릴렌-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 3,3-디메틸디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트류의 반응으로 제조되는 각종 유탁액 등을 들 수 있다.
상기 제1의 방법의 경우, 수계 수지 유탁액을 저치환도 셀룰로오스 에테르가 용해된 알칼리 용액 중에 첨가해 두어, 저치환도 셀룰로오스 에테르를 섬유에 도포할 때 저치환도 셀룰로오스 에테르와 함께 섬유에 부착시키고, 이 섬유를 산 수용액에 의해 응고시키고 수세한 후 가열함으로써 경화 피막화하는 방법을 이용할 수 있다. 이 경우, 가열 온도는 수계 유탁액 수지분이 경화 피막화되는 온도가 바람직하며, 특히 80 내지 150 ℃에서 1 내지 20 분간 가열하는 것이 바람직하다. 또한, 알칼리 수용액 중의 수계 수지 농도는 특별히 제한되지 않지만, 1 내지 30 질량％, 특히 5 내지 10 질량％로 하는 것이 바람직하다. 1 질량％ 미만에서는 세탁 내성의 향상이 불충분해지는 경우가 있고, 30 질량％를 초과하면 그에 상응하는 만큼의 세탁 내성의 향상이 보여지지 않는 경우가 있다.
상기 제2의 방법의 경우에는, 수계 수지 유탁액을 저치환도 셀룰로오스 에테르가 용해된 알칼리 용액 중에 첨가해 두어, 저치환도 셀룰로오스 에테르를 섬유에 도포할 때 저치환도 셀룰로오스 에테르와 함께 섬유에 부착시키고, 이 섬유를 가열하여 수계 수지 유탁액을 경화 피막화시킨 후, 침지법 등의 방법에 의해 섬유를 산 수용액으로 처리하여 잔존 알칼리를 중화하고, 필요에 따라 수세한 후 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 경화 피막화의 조건은 제1의 방법과 동일하다.
반응성 유기 폴리실록산의 O/W형 유탁액으로서는, 미국 특허 제4221688호 명 세서나 문헌[실리콘 핸드북 이또 구니오편(1990년 8월 31일 닛간 고교 신문사 발행)의 248 내지 251쪽]에 기재되어 있는 메틸히드로겐폴리실록산, 말단 수산기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 비닐기 함유 폴리실록산이나 일본 특허 공고 (평)3-67145호 공보에 기재되어 있는 규소 원자에 결합되는 수산기를 2개 이상 갖는 유기 폴리실록산 등을 물에 분산한 것 등을 들 수 있다. 또한, 이들 반응성 유기 폴리실록산의 O/W형 유탁액에 의한 가교 반응을 촉진하는 촉매로서는 주석, 납, 아연, 코발트, 망간, 크롬, 지르코늄, 티탄, 백금 등의 각종 금속염을 사용할 수도 있으며, 특히 일본 특허 공고 (소)34-4199호 공보에 기재된 아세트산 지르코늄이나, 일본 특허 공고 (소)51-9440호 공보에 기재된 염화제2백금산 등이 유용하다. 이들 촉매의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 가교 반응의 촉진을 도모하는데 합리적인 양으로서, 사용하는 유탁액 중의 반응성 유기 폴리실록산 100 질량부에 대하여 0.001 내지 120 질량부, 특히 0.005 내지 110 질량부가 바람직하다. O/W형 유탁액의 입경으로서는 특별히 한정되지 않지만, 0.01 내지 100 ㎛, 특히 0.1 내지 80 ㎛가 유탁액으로서의 안정성 관점에서 바람직하다.
또한, 반응성 유기 폴리실록산의 O/W 유탁액을 사용하는 경우에도, 상기 수계 우레탄 수지 유탁액과 동일한 경화 피막화 조건에서 행할 수 있다.
본 발명에서 개질된 섬유에 의해 얻어진 실로 만들어진 천이나 직물은 통기성이 향상되어 있고, 보슬보슬한 느낌이나 탄력있는 섬유가 되는데, 추가로 저치환도 셀룰로오스 에테르의 알칼리 용액 중에 산화티탄 1 내지 20 질량％ 정도를 첨가하여 광촉매 기능이 있는 섬유나 천으로 하거나, 저치환도 셀룰로오스 에테르의 알 칼리 용액 중에 염료나 안료를 첨가하여 착색할 수도 있다. 그 밖에 본 발명의 목적 달성에 지장이 없는 범위라면 모든 무기 재료, 유기 재료, 천연 재료를 저치환도 셀룰로오스의 알칼리 용액 중에 첨가하여 개질된 섬유를 얻을 수 있다.
<실시예>
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 11>
하기 표 1에 나타낸 저치환도 셀룰로오스 에테르 10 질량부를 분산시킨 수용액 50 질량부에 18 질량％의 가성소다 수용액 50 질량부를 첨가하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 후, 디페닐메탄 디이소시아네이트 9 질량부를 첨가 용해함으로써 가교제가 용해된 저치환도 셀룰로오스 에테르의 알칼리 용액을 조정하여 시료액을 제조하였다. 이어서, 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수 또는 아사히구마(주) 제조의 폴리에스테르사 30번수를 가키노키(주) 제조의 KHS 유니버셜 사이더 장치로 상기 시료액에 침지시켜 픽업률 200 내지 300 질량％로 한 후, 상기 장치에 의해 즉시 10 질량％의 포름산 수용액에 침지하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 응고시켰다. 이어서, 이것을 충분히 물로 세정한 후 건조하고, 이어서 145 ℃에서 5 분간 가열 처리하여 시료 섬유사를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 시료에 대하여, 하기 시험 방법에 따라 보풀성, 인장 강도, 내마모성, 제전성, 흡수성, 세탁 내성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 12 내지 18>
디페닐메탄디이소시아네이트 대신에 가교 구조형의 수계 우레탄 수지 유탁액으로서 폴리옥시에틸렌글리콜과 디페닐메탄 디이소시아네이트의 가교물을 사용하고, 섬유로서 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 내지 11과 동일하게 하여 시료 섬유사를 얻고 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 19>
표 1에 나타낸 저치환도 셀룰로오스 에테르 10 질량부를 분산한 수용액 50 질량부에 18 질량％의 가성소다 수용액 50 질량부를 첨가하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 후, 메틸히드로겐폴리실록산 3.2 질량부, 가교 촉매로서 아세트산 지르코늄 3 g을 첨가한 용액을 제조하였다. 이어서, 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수를 가키노키(주) 제조의 KHS 유니버셜 사이더 장치로 상기 시료액에 침지시켜 픽업률 200 내지 300 질량％로 한 후, 상기 장치에 의해 즉시 10 질량％의 포름산 수용액에 침지하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 응고시켰다. 이어서, 이것을 충분히 물로 세정한 후 건조하고, 이어서 145 ℃에서 5 분간 가열 처리하여 시료 섬유사를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 시료에 대하여, 하기 시험 방법에 따라 보풀성, 인장 강도, 내마모성, 제전성, 흡수성, 세탁 내성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 20 내지 23>
표 1에 나타낸 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 10 질량부를 분산한 수용액 50 질량부에 18 질량％의 가성소다 수용액 50 질량부를 첨가하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 후, 디페닐메탄 디이소시아네이트 9 질량부 및 가교 구조형의 수계 우레탄 수지 유탁액인 폴리옥시에틸렌글리콜과 디페닐메탄 디이소시아네이트의 가교물 9 질량부를 첨가 용해함으로써 가교제 및 수계 수지 유탁액이 용해된 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 알칼리 용액을 조정하여 시료액을 제조하였다. 이어서, 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수를 가키노키(주) 제조의 KHS 유니버셜 사이더 장치로 상기 시료액에 침지시켜 픽업률 200 내지 300 질량％로 한 후, 상기 장치에 의해 즉시 10 질량％의 포름산 수용액에 침지하여 저치환도 셀룰로오스 에테르를 응고시켰다. 이어서, 이것을 충분히 물로 세정한 후 건조하고, 이어서 145 ℃에서 5 분간 가열 처리하여 시료 섬유사를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 시료에 대하여, 하기 시험 방법에 따라 보풀성, 인장 강도, 내마모성, 제전성, 흡수성, 세탁 내성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
<비교예 1>
닛본 세시(주) 제조의 분말 셀룰로오스 KC 플록 W100에 의해 셀룰로오스 환산 농도 8 질량％, 가성소다 농도 6 질량％, 이황화탄소 2.5 질량％를 포함하는 비스코스 100 질량부를 시료액으로 한 것 이외에는, 실시예 1 내지 7과 동일하게 하여 시료를 제조하고 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 24 내지 27>
하기 표 2에 나타낸 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 10 질량부를 분산한 수용액 50 질량부에 18 질량％의 가성소다 수용액 50 질량부를 첨가하여 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 용해한 후, 디페닐메탄 디이소시아네이트 9 질량부를 첨가 용해함으로써 가교제가 용해된 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 알칼리 용액을 조정하여 시료액을 제조하였다. 이어서, 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수를 가키노키(주) 제조의 KHS 유니버셜 사이더 장치로 상기 시료액에 침지시켜 픽업률 200 내지 300 질량％로 한 후, 145 ℃에서 5 분간 가열 처리하였다. 가열 처리된 섬유는 10 질량％의 포름산 수용액에 침지하여 잔존하는 가성소다를 중화하였다. 이어서, 이것을 충분히 물로 세정한 후, 건조하여 시료 섬유사를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 시료에 대하여, 하기 시험 방법에 따라 보풀성, 인장 강도, 내마모성, 제전성, 흡수성, 세탁 내성을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
<실시예 28 내지 31>
디페닐메탄 디이소시아네이트 대신에 가교 구조형의 수계 우레탄 수지 유탁액으로서 폴리옥시에틸렌글리콜과 디페닐메탄 디이소시아네이트의 가교물을 사용한 것 이외에는, 실시예 24 내지 27과 동일하게 하여 시료 섬유사를 얻고 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
<실시예 32>
표 2에 나타낸 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 10 질량부를 분산한 수용 액 50 질량부에 18 질량％의 가성소다 수용액 50 질량부를 첨가하여 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 용해한 후, 메틸히드로겐폴리실록산 3.2 질량부, 가교 촉매로서 아세트산 지르코늄 3 g을 첨가한 용액을 제조하였다. 이어서, 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수를 가키노키(주) 제조의 KHS 유니버셜 사이더 장치로 상기 시료액에 침지시켜 픽업률 200 내지 300 질량％로 한 후, 145 ℃에서 5 분간 가열 처리하였다. 가열 처리된 섬유는 10 질량％의 포름산 수용액에 침지하여 잔존하는 가성소다를 중화하였다. 이어서, 이것을 충분히 물로 세정한 후, 건조하여 시료 섬유사를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 시료에 대하여, 하기 시험 방법에 따라 보풀성, 인장 강도, 내마모성, 제전성, 흡수성, 세탁 내성을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
<실시예 33 내지 36>
표 2에 나타낸 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 10 질량부를 분산한 수용액 50 질량부에 18 질량％의 가성소다 수용액 50 질량부를 첨가하여 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 용해한 후, 디페닐메탄 디이소시아네이트 9 질량부 및 가교 구조형의 수계 우레탄 수지 유탁액인 폴리옥시에틸렌글리콜과 디페닐메탄 디이소시아네이트의 가교물 9 질량부를 첨가 용해함으로써 가교제 및 수계 수지 유탁액이 용해된 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 알칼리 용액을 조정하여 시료액을 제조하였다. 이어서, 오미켄시(주) 제조의 니트코마 면사 30/1번수를 가키노키(주) 제조의 KHS 유니버셜 사이더 장치로 상기 시료액에 침지시켜 픽업률 200 내지 300 질량％로 한 후, 145 ℃에서 5 분간 가열 처리하였다. 가열 처리된 섬유는 10 질량％의 포름산 수용액에 침지하여 잔존하는 가성소다를 중화하였다. 이어서, 이것을 충분히 물로 세정한 후, 건조하여 시료 섬유사를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 시료에 대하여, 하기 시험 방법에 따라 보풀성, 인장 강도, 내마모성, 제전성, 흡수성, 세탁 내성을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
<보풀성>
시끼시마 보세끼(주) 제조의 F-INDEX TESTER의 광학식 보풀 시험 장치에 의해 2 mm 이하, 3 mm 이하, 4 mm 이하의 합계 보풀량을 구하고, 미가공된 실의 값에 대한 비율을 구하였다.
<인장 강도>
A＆D사 제조의 텐실론 인장 강도 측정 장치에 의해, 길이가 100 mm인 시료 섬유사 10 가닥에 대한 미처리 섬유와의 인장 강도비를 측정하였다.
<내마모성>
히루따식 마모성 시험 장치에 의해, 시료 섬유사가 파단될 때까지의 회수를 미처리된 실에서의 파단 회수로 나눈 값으로 구하였다.
<제전성>
JIS L 1094-1980에 의해 반감기를 구하고, 미처리품에 대한 비율로서 구하였다.
<흡수 속도>
JIS L 1096-1979에 의해, 10 분간의 흡수 길이를 미처리품과의 비율로서 구 하였다.
<세탁 내성>
JIS L 0844에 기재된 방법으로 실을 세탁하고, 세탁 후의 현미경 관찰에 의해 섬유의 보풀이 미처리품보다 적은 것을 ○, 많은 것을 ×로서 평가하였다.
Figure 112005034951461-PAT00001
Figure 112005034951461-PAT00002
본 발명에 따르면, 이황화탄소 등의 유독한 용매를 사용하지 않고 섬유를 개질할 수 있기 때문에 안전성이 높고, 용해 공정이 번잡하지 않으며, 보풀을 방지하고, 인장 강도가 높으며, 내마모성, 제전성, 흡수성이 우수한 섬유를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 얻어진 개질 섬유는 통기성이 향상되어 있고, 보슬보슬한 느낌 및 탄력있는 확실한 감촉을 갖는다.

Claims (7)

  1. 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 부착시킨 후, 부착된 용액을 산으로 중화하여 응고시키고, 이어서 가열 처리하는 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
  2. 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르를 용해한 알칼리 수용액에 가교제 및(또는) 수계 수지 유탁액을 첨가하고, 이 용액을 섬유에 부착시킨 후, 가열 처리하고, 이어서 산으로 중화하는 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가교제가 이소시아네이트계 가교제인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수계 수지 유탁액이 수계 우레탄 수지 유탁액 또는 반응성 유기 폴리실록산의 O/W형 유탁액인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저치환도 셀룰로오스 에테르가 몰 치환도 0.1 내지 0.7의 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알칼리 수용액이 가성소다 수용액인 것을 특징으로 하는 섬유 개질 방법.
  7. 알킬기 및(또는) 히드록시알킬기에 의한 몰 치환도가 0.05 내지 1.3인 저치환도 셀룰로오스 에테르 및 가교물 및(또는) 수계 유탁액 수지분이 피복되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 개질 섬유.
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