KR100487172B1 - 셀룰로우즈 섬유/이염성 폴리에스터 섬유의 복합섬유 포지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 셀룰로우즈 섬유/이염성 폴리에스터 섬유의 복합섬유 포지에 관한 것이다.
상세하게는 본 발명은 레이온, 면, 아세테이트등의 셀룰로우즈 섬유와 통상의 폴리에스터 섬유에 비해 저온에서의 염색이 가능한 이염성 코폴리에스터 섬유를 복합시킨 포지로서 저온에서 염색가능하므로 셀룰로우즈 섬유의 우수한 촉감을 유지할 수 있고 저렴한 가격의 포지를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 셀룰로우즈 섬유사와 이염성 코폴리에스터사로 직, 편되어 있는 복합섬유 포지에 관한 것이다
면, 레이온, 아세테이트등의 셀룰로우즈 섬유는 흡수성과 촉감이 우수하여 의류용으로 많이 이용되고 있다. 하지만 셀룰로우즈 섬유사는 착용시 주름이 발생하기 쉽고 세탁시 수축되기 쉬운 문제점이 있으므로 이와 같은 단점을 해소하면서 가격 경쟁력을 높이기 위해 폴리에스터 섬유와 함께 사용하는 방법들이 제안되고 있다.
셀룰로우즈 섬유는 일반적으로 100℃ 이하에서 염색가공을 실시하고 있지만, 이온도 범위에서는 일반적인 폴리에스터 섬유는 염색이 되지 않는 문제점이 있으며, 상기 문제점을 해결하기 위해서 폴리에스터의 일반적인 염색온도인 130℃에서 염색하면 촉감등 셀룰로우즈 섬유의 고유한 특성을 잃어버리게 되는 문제점이 있다.
일본 특개평 6-25937에서는 폴리에스터 극세사를 이용하여 이러한 문제점을 해결하는 방법이 제안되고 있으나 폴리에스터는 고온고압인 130℃에서 염색해야하므로 상기한 바와 같은 염색문제의 해결은 어렵다.
그리고 일본 특개평 11-1835에서는 저온에서 염색이 가능한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 복합하여 해결하는 방법이 제안되고 있으나, 상기 섬유는 고가이므로 제조원가면에서 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 100℃ 이하의 온도에서 염색이 가능하고 제조원가를 낮출 수 있는 개량 폴리에스터 섬유를 셀룰로우즈 섬유와 함께 사용하여 직, 편한 복합섬유 포지를 제공하는데 있다.
본 발명이 대상으로 하는 셀룰로우즈 섬유로는 1,4-글루코사이드 결합(1,4-glucoside linkage)를 가지는 단섬유 또는 장섬유이다.
상세하게는 면섬유를 비롯하여 비스코스 레이온, 또는 구리 암모늄 레이온등의 레이온과 셀룰로우즈 모노아세테이트, 셀룰로우즈 다이아세테이트, 셀룰로우즈 트리아세테이트등의 아세테이트 섬유를 대상으로 한다.
본 발명은 셀룰로우즈 섬유와의 복합포지를 제조함에 있어서 저렴한 섬유를 이용한 제조원가의 절감과 저온에서의 염색가능한 섬유를 사용함을 특징으로 한다.
본 발명자들은 이와 같은 특징이 폴리에스터(특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트)의 개질에 의한 방법으로 해결할 수 있음을 알게 되었다.
저온에서 염색을 가능하게 하려면 더 많은 부분의 분자쇄가 유연성을 가져야 하고 또 분자쇄의 움직임이 생기는 유리전이온도(Glass Transition Temperature)를 낮추어야 한다는 사실을 알게 되었고, 이것은 수평균 분자량이 200∼2,000인 폴리알킬렌 에테르 글라이콜을 중합물 중량대비 1∼10 중량% 투입하여 공중합하는 방법으로 달성할 수 있음을 알게 되었다.
또한 이렇게 중합된 중합물의 물성은 중합중에 생성되는 디에틸렌 글라이콜의 함량이 중합물 대비 0.7∼1.5중량%이어야 하며, 유리전이 온도(Tg)가 절대온도로 330∼350K이고, 용융온도(Tm)가 510∼525K이며, Tm과 Tg의 비가 1.51 ≤ Tm/Tg ≤ 1.55를 만족해야 한다는 것을 알게 되었다.
본 발명에서는 상기 조건들을 만족시키는 섬유로써 이염성 코폴리에스터 섬유(Easily Dyeable Copolyester Polymer Fiber, 이하 EDP로 약칭)를 사용하였으며, 더욱 상세하게는 (주)효성에서 생산되는 EDB와 EDS를 사용하였다.
EDP는 테레프탈산을 주원료로 하는 TPA 중합공법을 이용한 코폴리에스터 중합물이며, 수평균 분자량 200∼2,000의 폴리알킬렌 글라이콜 에테르를 공중합물의 중량대비 1 ∼ 10중량% 투입하여 공중합하고, G치(에틸렌 글라이콜/테레프탈산의 몰비)를 조절하여 중합시 DEG의 함량이 중합물 대비 0.7∼1.5중량%이 되도록 제조한 중합물이고, 용융온도(Tm)와 유리전이온도(절대온도임, Tg)의 비가 1.51 ≤ Tm/Tg ≤ 1.55이다.
이때, DEG생성을 억제하기 위해서 G치가 1.05∼1.15인 것인 것이 좋으며, 유리전이 온도(Tg)가 절대온도로 330~350K, 용융온도(Tm)가 510~525, 폴리알킬렌 글라이콜 에테르(PAG)는 폴리에틸렌 글라이콜(PEG)을 사용하는 것이 효과적이다.
EDB, EDS와 EDF의 차이는 소광제로 사용되는 이산화티탄의 함량이 중합물 대비 500ppm 이하면 EDB, 2,000∼5,000 ppm이면 EDS, 10,000∼30,000ppm이면 EDF라는 상품명으로 생산되는 코폴리에스터 중합물이다.
본 발명에서 사용되는 셀룰로우즈 섬유는 공업적, 상업적으로 이용이 가능한 모든 셀룰로우즈 섬유를 지칭한다. 이들의 공통점은 다음의 식(1)과 같은 화학구조를 가짐을 특징으로 하며 특히 고리간의 결합이 글루코사이드 결합이라는 에테르 결합을 가장 큰 특징으로 한다.
....... (1)
단, R1, R2, R3, R4, R5, R6은 면과 레이온의 경우는 H(수소)이고, 아세테이트의 경우는 아세틸기(-COCH3)가 치환되어 있는 정도에 따라 모노, 다이, 트리아세테이트를 나타낸다.
셀룰로우즈 섬유는 그 품종에 따라 링방적사 등의 방적사, 또는 단사 섬도가 0.1∼5데니어의 장섬유사이다.
장섬유의 구체적인 예로는 필라먼트사, 연사, 혼섬사, 가연사, 유체분사가공사 등 본 발명의 목표를 저해하지 않는 범위에서 양모(통상 30중량% 이하)등의 다른 소재를 혼합한 섬유와의 혼방, 교락혼섬, 교연, 복합가연 등의 수단으로 제조된 섬유를 들수 있다.
셀룰로우즈 섬유와 EDP와의 복합화는 교락혼섬, 교연, 복합가연 등의 수단으로 제조하거나 교편, 교직 등의 제편직 과정에서의 복합화도 가능하다.
복합섬유의 제조에 사용되는 EDP의 섬도는 셀룰로우즈 장섬유의 경우와 마찬가지로 0.1∼5 데니어의 단사섬도를 가지며, 전체 원사 섬도가 20∼150 데니어 정도의 필라먼트를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 목적인 복합섬유 포지의 제조원가 절감과 저온염색을 가능하게 하기 위해서는 셀룰로우즈 섬유의 혼용율(전제 섬유무게에 대한 셀룰로우즈 섬유의 무게비)을 30중량% 이상으로 하는것이 좋다.
셀룰로우즈의 혼용율이 30중량% 미만이면 천연섬유의 우수한 특성을 나타내기보다는 폴리에스터의 특성을 나타내기 때문에 천연섬유의 특성을 발현시키기 위해서는 30중량% 이상으로 하는 것이 좋다.
복합섬유 포지의 조직으로는 직물 조직의 경우 평직, 능직, 주자직등 어느 조직이나 가능하고 편물 조직의 경우 트리코트, 라셀 등의 경편이나 환편 모두 가능하다.
본 발명에 의한 복합섬유 포지의 염색온도는 통상 셀룰로우즈 섬유의 염색온도인 90∼110℃가 좋다. 90℃ 보다 낮으면 염색이 잘 되지 않고 110℃ 보다 높으면 셀룰로우즈 섬유 고유의 촉감 등 특성을 잃게 된다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 자세히 설명하고자 한다. 하지만 본 발명이 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
제품의 평가는 다음과 같이 하였다.
1. 염색성 : 표1에 나타낸 염색온도에서 60분간 실시하여 염색정도를 평가하였다. 세탁 견뢰도 4급 이상이면 양호, 3급 이하이면 불량으로 평가하였다.
2. 촉감 : 표 1에 나타낸 염색온도에서 60분간 실시하여 10명의 섬유전문 연구원이 눈을 가리고 손으로 촉감을 평가하여 염색전의 원단과 촉감이 유사하면 양호, 차이가 느껴지면 불량으로 평가하였다.
본 발명에서 사용한 EDP 원사는 다음과 같이 제조한 것이다.
테레프탈산 공법을 이용하여 배치 공정으로 제조한 극한점도 0.64dl/g이고, 용융온도가 252℃인 중합물로서 수평균 분자량 600의 폴리에틸렌 에테르 글라이콜 (PEG)을 중합물 대비 4중량% 투입한 EDB를 방사온도 295℃, 방사속도 4,200m/분으로 방사연신공법으로 제조한 강도 4.2g/데니어, 신도 41%, 150℃에서의 공기중 수축율이 9%인 (주)효성의 EDP 원사를 사용하였다.
셀룰로우즈 섬유로는 (주)SK 케미컬즈에서 제조한 트리아세테이트와 코틀즈사의 라이오셀을 사용하였다.
<실시예 1, 실시예 2, 비교예 1>
경사는 표 1에 나타낸 셀룰로우즈 섬유를 사용하고, 위사는 EDP로 된 50데니어/36필라를 사용하여 평직(트리아세테이트의 혼용율 60%)으로 제직하여 표 1에 나타낸 온도에서 60분간 분산염료(Kayalon Navy Blue)와 반응성 염료(Sumifix Brill Blue R)를 각각 0.6% owf, 0.4 owf로 처리하여 염색한 결과를 표 1에 나타내었다.
<비교예 2>
EDP 대신에 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 50데니어/36필라를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 똑같이 실시하여 결과를 표 1에 나타내었다.
<표 1>
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 셀룰로우즈섬유 종류 | 트리아세테이트 | 라이오셀 | 트리아세테이트 | 라이오셀 |
| 염색온도(℃) | 100 | 100 | 130 | 100 |
| 염색성 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 |
| 촉감 | 양호 | 양호 | 불량 | 양호 |
본 발명의 복합섬유 포지는 이염성 코폴리에스터 섬유(EDP)를 사용한 것이므로 저온염색이 가능하고, 동시에 셀룰로우즈 섬유의 우수한 촉감 등 특성을 해치지 않고 유지하면서도 균일 염색이 가능하다.
또한 본 발명에 의한 복합섬유 포지는 제조원가가 낮은 이염성 코폴리에스터 섬유를 사용한 것이므로 가격이 저렴하다.
Claims (3)
- 셀룰로우즈 섬유와 이염성 코폴리에스터 섬유와의 복합섬유 포지로서, 셀룰로우즈 섬유의 혼용율이 30중량% 이상이고, 염색온도가 90~110℃임을 특징으로 하는 셀룰로우즈 섬유/이염성 폴리에스터 섬유의 복합섬유 포지.
- 제 1 항에 있어서, 셀룰로우즈 섬유는 화학식 (1)로 대표되는 면, 레이온, 셀룰로우즈 모노아세테이트, 셀룰로우즈 다이아세테이트, 셀룰로우즈 트리아세테이트 중에서 선택한 것임을 특징으로 하는 셀룰로우즈 섬유/이염성 폴리에스터 섬유의 복합섬유 포지.............. (1)단, R1, R2, R3, R4, R5, R6은 면과 레이온의 경우는 H(수소)이고, 아세테이트의 경우는 아세틸기(-COCH3)가 치환되어 있는 정도에 따라 모노, 다이, 트리아세테이트를 나타낸다.
- 제 1 항에 있어서, 이염성 코폴리에스터 섬유는 수평균 분자량이 200∼2,000인 폴리알킬렌 에테르 글라이콜을 중합물 중량대비 1∼10중량% 투입하여 테레프탈산 공법에 의해 공중합하여 제조한 공중합물로 제조한 것임을 특징으로 하는 셀룰로우즈 섬유/이염성 폴리에스터 섬유의 복합섬유 포지.
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