KR100472383B1 - Y-shaped rayon fiber and method for producing it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Y형 단면의 셀룰로오스 아세테이트 섬유로부터 Y형 단면의 레이온 섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 간단한 제조공정, 낮은 생산원가 및 안전한 조업조건에서 제조할 수 있으며 비스코스 레이온 섬유와 유사한 특성을 가져 의류용도로 매우 적합하고 샤리감이 우수한 레이온 섬유를 제공할 수 있게 된다.The present invention relates to a method for producing rayon fibers of Y-type cross-section from cellulose acetate fibers of Y-type cross section. According to the present invention, it can be produced in a simple manufacturing process, low production cost and safe operating conditions and is similar to viscose rayon fibers. This makes it possible to provide rayon fiber which is very suitable for clothing use and has excellent shari feeling.
Description
본 발명은 Y형 단면의 레이온 섬유에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 셀룰로오스 아세테이트 섬유로부터 제조되는 Y형 단면의 셀룰로오스 레이온 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rayon fiber of the Y-type cross section, and more particularly, to a cellulose rayon fiber of the Y-type cross section made from cellulose acetate fibers and a method for producing the same.
여기서, 레이온 섬유라 함은 수산기가 15% 이상 치환되지 않은 베타-D-글루코피라노즈의 고분자(이하 셀룰로오스로 칭함)로 만들어진 섬유라 정의한다. Here, the rayon fiber is defined as a fiber made of a polymer of beta-D-glucopyranose (hereinafter referred to as cellulose) in which a hydroxyl group is not substituted by 15% or more.
비스코스 레이온, 큐프라암모늄 레이온, 벰베르그 레이온, 고강력 레이온, 포르티산(셀레니즈사의 아세테이트를 검화시켜 만든 고강력 레이온)등 종래의 레이온 섬유는 셀룰로오스 Ⅱ 결정구조를 갖는다 (참조: P. H. Hermans, Makromolecules, Chem., Vol. 6, pp 25~29 및 J. Dyer and G. C. Daul, Handbook of Fiber Science and Technology : Volume Ⅳ(Edited by M. Lewin and E. M. Pearce; Fiber Chemistry, p968, Marcel Dekker 1985). Conventional rayon fibers, such as viscose rayon, cupraammonium rayon, Schömberg rayon, high-strength rayon, and fortisic acid (high-strength rayon made from the selenium acetate of Seleniz) have a cellulose II crystal structure (see, for example, PH Hermans, Makromolecules). , Chem., Vol. 6, pp 25-29 and J. Dyer and GC Daul, Handbook of Fiber Science and Technology: Volume IV (Edited by M. Lewin and EM Pearce; Fiber Chemistry, p968, Marcel Dekker 1985).
비스코스 레이온은 셀룰로오스를 가성소다 수용액과 이황화탄소(CS2)를 사용하여 소디움 셀룰로오스 크산테이트(Sodium Cellulose Xanthate) 수용액으로 만든 후 황산과 황산아연의 수용액 중에 방사하여 제조한다. 이때 제조공정중에 이황화탄소 등과 같은 인체에 매우 유해한 물질들을 배출할 뿐만 아니라, 동일한 펀의 내외층간 염착차로 인해 균일한 색상의 섬유제품을 만드는 것이 매우 어렵다.Viscose rayon is prepared by spinning cellulose into an aqueous solution of sodium cellulose xanthate using aqueous caustic soda and carbon disulfide (CS 2 ) and then spinning it into an aqueous solution of sulfuric acid and zinc sulfate. At this time, it is very difficult to produce a uniformly colored textile product due to the dyeing difference between the inner and outer layers of the same fern, as well as emitting substances that are very harmful to the human body, such as carbon disulfide during the manufacturing process.
셀룰로오스를 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide)에 용해시켜 방사한 리오셀(Lyocell) 섬유는 섬유제품으로 사용하기에는 다소 뻣뻣하고 가격이 높아 비교적 최근에야 효소가공을 통하여 의류 용도로 사용되고 있다.Lyocell fiber, which was spun by dissolving cellulose in N-methylmorpholine-N-oxide, was rather stiff and expensive to use as a textile product. It is used for clothing.
종래, 셀룰로오스 아세테이트를 원료로 하여 레이온을 제조하는 방법인 셀라니즈(Celannese)사의 포르티산 제조방법(참조: Robert W. Work, TEXTILE RESEARCH JOURNAL, Vol.ⅩⅨ, No. 7, pp 381-393, July 1949)과 미국특허 제2,053,766호의 고강력(강도 2.5gf/de 이상) 레이온 제조방법이 있다. 이들은 방사후 아세테이트 섬유를 연신시킨 뒤 알칼리로 검화하여 셀룰로오즈 Ⅱ 결정구조를 갖는 레이온을 제조하는 것이다. 이렇게 만들어진 레이온 섬유는 강도는 향상되나 신도가 10%이하로 떨어져 산업용으로 용도가 제한 되었고, 현재는 제조 코스트가 높아 생산하고 있지 않는 것으로 알려져 있다. Conventionally, a method of producing fortic acid, manufactured by Celannese, which is a method of preparing rayon using cellulose acetate as a raw material (see Robert W. Work, TEXTILE RESEARCH JOURNAL, Vol. ⅩⅨ, No. 7, pp 381-393, July 1949) and U.S. Patent No. 2,053,766, which has a high strength (more than 2.5gf / de strength) rayon production method. These are drawn after stretching the acetate fibers and then saponified with alkali to produce rayon having a cellulose II crystal structure. The rayon fiber made in this way has been improved in strength, but its elongation is less than 10%, limiting its use to industrial use.
따라서, 본 발명은 셀룰로오스 아세테이트를 원료로 하여 물성이 비스코스 레이온과 유사하며, 단면형상이 Y형인 레이온 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a rayon fiber having a cellulose acetate as a raw material similar to viscose rayon in physical properties and having a Y-shaped cross section.
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면 치환도 2.0∼2.75(초산화도 45∼59.5%)이고 Y형 단면을 가지는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 적어도 일부 함유하는 섬유 또는 섬유제품을 알칼리처리에 의해 상기 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 전체 아세틸기중 75% 이상을 하이드록시기로 검화시켜 셀룰로오스 Ⅱ 결정구조와 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조가 혼재하는 레이온섬유로 전환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 Y형 단면 레이온 섬유의 제조방법이 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, the cellulose acetate by alkali treatment of a fiber or a textile product containing at least a portion of cellulose acetate fibers having a degree of substitution of 2.0 to 2.75 (superoxidation degree of 45 to 59.5%) and having a Y-shaped cross section. A method for producing a Y-type cross-section rayon fiber is provided, comprising the step of converting at least 75% of the total acetyl groups of the fiber into a hydroxyl group to convert the cellulose II crystal structure and the cellulose IV crystal structure into a mixed rayon fiber. .
또한 본 발명에 의하면 상기한 방법으로 제조되며 절단강도가 2.5gf/de 이하이고 절단신도가 20% 이상이며 셀룰로오스 Ⅱ 결정구조와 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조가 혼재하는 Y형 단면 레이온섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 Y형 단면 레이온 섬유가 제공된다.In addition, according to the present invention is characterized by containing the Y-type cross-sectional rayon fiber prepared by the above-described method, the cut strength is 2.5gf / de or less, the cut elongation is more than 20%, the cellulose II crystal structure and cellulose IV crystal structure mixed Y-shaped cross-section rayon fiber is provided.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 의하면 치환도가 2.0∼2.75(초산화도 45∼59.5%)이고 Y형 단면을 갖는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 알칼리처리하여 전체 아세틸기의 75% 이상을 하이드록시기로 검화시키는 것에 의해 셀룰로오스 Ⅱ 결정구조와 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조가 혼재하는 Y형 단면 레이온섬유로 전환된다. According to the present invention, cellulose II crystals are obtained by alkali treating cellulose acetate fibers having a degree of substitution of 2.0 to 2.75 (45 to 59.5% of superoxide) and alkalinizing at least 75% of all acetyl groups with a hydroxyl group. The structure and the cellulose IV crystal structure are converted into a mixed Y-type cross-section rayon fiber.
본 발명에 따라 Y형 단면의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 알칼리처리하여 Y형 단면의 레이온 섬유로 전환하는 방법의 바람직한 예로는 Y형 단면의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함하는 직,편물, 예를 들어 상기 아세테이트 섬유만으로 구성된 직,편물, 상기 아세테이트 섬유와 타섬유와의 복합사로 구성된 직,편물, 또는 상기 아세테이트 섬유와 타섬유로 구성된 교직편물을 알칼리처리하는 방법; Y형 단면의 셀룰로오스 아세테이트 섬유만을 알칼리처리하는 방법; Y형 단면의 셀룰로오스 아세테이트 섬유가 타섬유가 복합된 복합섬유를 알칼리처리하는 방법 등이 있다.According to the present invention, a preferred example of a method of converting the cellulose acetate fibers of the Y-shaped cross section into the rayon fibers of the Y-shaped cross section is alkali, knitted fabric containing only the cellulose acetate fibers of the Y-shaped cross section, for example, the acetate fibers alone. A method of alkali treating a knitted fabric composed of a knitted fabric, a knitted fabric composed of the acetate fiber and another fiber, or a knitted knitted fabric composed of the acetate fiber and the other fiber; Alkali-treated only cellulose acetate fibers of Y-shaped cross section; The cellulose acetate fiber of a Y-type cross section, etc. alkali-process the composite fiber in which the other fiber was compounded.
비스코스 레이온, 큐프라암모늄 레이온, 벰베르그 레이온, 고강력 레이온, 포르티산 등 종래의 레이온 섬유는 결정영역에 셀룰로오스 Ⅱ 결정구조를 갖는데 반하여(참조: P. H. Hermans, Makromolecules, Chem., Vol. 6, pp 25~29 및 J. Dyer and G. C. Daul, Handbook of Fiber Science and Technology : Volume Ⅳ(Edited by M. Lewin and E. M. Pearce; Fiber Chemistry, p968, Marcel Dekker 1985), 본 발명의 레이온 섬유는 결정영역에 셀룰로오스 Ⅱ와 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조를 함께 갖는다. Conventional rayon fibers such as viscose rayon, cupraammonium rayon, Schömberg rayon, high-strength rayon, and fortic acid have a cellulose II crystal structure in the crystal region (see PH Hermans, Makromolecules, Chem., Vol. 6, pp). 25-29 and J. Dyer and GC Daul, Handbook of Fiber Science and Technology: Volume IV (Edited by M. Lewin and EM Pearce; Fiber Chemistry, p968, Marcel Dekker 1985), the rayon fibers of the present invention It has both Ⅱ and cellulose IV crystal structures.
종래에는 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조를 만들기 위해서는 셀룰로오스 Ⅱ 및 Ⅲ 결정을 글리세린 중에서 약 250∼290℃로 처리하였다 (일본섬유기계학회 섬유공학간행위원회, 섬유공학(Ⅱ): 섬유의 제조 구조 및 물성, p219, 일본섬유기계학회, 1990년). Conventionally, in order to make the cellulose IV crystal structure, cellulose II and III crystals were treated at about 250 to 290 ° C. in glycerin (Japanese Institute of Textile Machinery and Fibers, Textile Engineering (II): Fabrication Structure and Physical Properties, p219, Japanese Textile Machinery Society, 1990.
상기한 종래의 방법과는 달리 본 발명에 의하면 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 검화과정에서 무정형 영역이 대부분인 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 분자쇄가 셀룰로오스 분자쇄로 변환되는 것과 동시에 그의 분자쇄가 폴딩(folding)과 패킹(packing)의 재배열로 결정화가 일어나고 분자쇄의 배향도를 나타내는 복굴절율이 떨어지면서 동시에 결정영역이 많아지면서 셀룰로오스 Ⅱ 결정구조와 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조가 복합된 형태를 갖게 된다. Unlike the conventional method described above, according to the present invention, in the saponification process of cellulose acetate fibers, the molecular chains of cellulose acetate fibers, which are mostly amorphous regions, are converted into cellulose molecular chains, and at the same time, the molecular chains of the cellulose acetate fibers are folded and packed. Crystallization occurs, the birefringence, which indicates the degree of orientation of the molecular chain, decreases and the number of crystal regions increases, resulting in a complex form of the cellulose II crystal structure and the cellulose IV crystal structure.
본 발명에 있어서 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 검화는 강알칼리 단독 처리 또는 강알칼리와 약알칼리를 동욕처리 또는 이욕처리로 수행할 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트의 검화공정에는 알칼리 이외에 검화촉진제인 4급암모늄, 포스포늄 등을 첨가할 수도 있다. In the present invention, saponification of cellulose acetate fibers can be performed by strong alkali treatment alone or strong alkali and weak alkali by copper bath treatment or bathing treatment. In the saponification process of cellulose acetate, quaternary ammonium, phosphonium, etc., which are saponification promoters, may be added in addition to the alkali.
바람직하게 검화 과정에 사용될 수 있는 알칼리화합물의 예로는 수산화 나트륨 등과 같은 알칼리금속 수산화물, 수산화 칼슘 등과 같은 알칼리토류금속 수산화물, 탄산나트륨 등과 같은 알칼리금속 탄산염 등이 있다. 이러한 알칼리화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 검화촉진제와 병용하여 사용할 수도 있다. Examples of alkali compounds that may be preferably used in the saponification process include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate, and the like. These alkali compounds may be used alone or in combination with a saponification promoter.
검화촉진제의 시중구입가능한 예로는 포스포늄계 검화촉진제인 네오레이트 엔씨비(NEORATE NCB: 한국정밀제품); 제4급암모늄계 검화촉진제인 케이에프 네오레이트 엔에이-40(KF NEORATE NA-40 : 한국정밀제품), 디와이케이-1125 [DYK-1125: 일방사(一方社) 제품], 디엑스와이-10엔 [DXY-10N : 일방사(一方社) 제품], 카세린PES, 카세린PEL, 카세린PEF [이상 명성화학(明成化學) 제품], 스노겐 피디에스(SNOGEN PDS :대영화학 제품) 등을 들 수 있다.Commercially available examples of saponification promoters include NEORATE NCB, a phosphonium-based saponification promoter; KF NEORATE NA-40, a quaternary ammonium-based saponification promoter, DK-1125 [DYK-1125: one-sided product], DX- 10 yen [DXY-10N: one-sided product], casein PES, casein PEL, casein PEF [Sungsung Chemicals], SNOGEN PDS (Daeyoung Chemical) Etc. can be mentioned.
검화과정에서 알칼리는 원료인 셀룰로오스 아세테이트에 대해 10∼60 wt%가 되도록 수용액을 만든 후, 원료인 셀룰로오스 아세테이트를 침지시켜 바람직하게 80℃ 이상, 보다 바람직하게 80℃∼130oC에서 검화시키는 것이 적당하다. 특별히 제한하기 위한 것은 아니지만 알칼리 수용액에서 1∼60분 동안 1 내지 2회 검화처리하는 것이 적당하다.In the saponification process, it is preferable that the alkali is made into an aqueous solution so as to be 10 to 60 wt% with respect to the cellulose acetate as a raw material, and then immersed the cellulose acetate as a raw material, preferably at 80 ° C or higher, more preferably at 80 ° C to 130 ° C. Do. Although not particularly limited, it is suitable to perform saponification once or twice in an aqueous alkali solution for 1 to 60 minutes.
본 발명에 따라 셀룰로오스 Ⅱ와 셀룰로오스 Ⅳ 결정구조를 함께 가지는 레이온 섬유를 제조하는 방법은 공정이 단순하여 제조 코스트가 저렴한 장점이 있다. 또한 셀룰로오스 아세테이트를 셀룰로오스화 시킴으로써, 기존의 비스코스 레이온과 같이 고농도 알칼리와 이황화탄소 및 황산 등의 사용에 따른 환경부담이 크고 코스트가 높으며 복잡한 공정을 거치지 않고, 다양한 셀룰로오스 아세테이트 섬유 또는 섬유제품을 사용하여 환경 친화적이고 단순한 제조 방법으로 레이온을 제조하는 장점을 갖고 있다.According to the present invention, a method of manufacturing rayon fibers having both cellulose II and cellulose IV crystal structures has an advantage in that the manufacturing process is simple and the manufacturing cost is low. In addition, by cellulizing cellulose acetate, the environmental burden caused by the use of high concentration alkali, carbon disulfide and sulfuric acid, such as viscose rayon is high, high cost, and does not go through complicated process, and uses various cellulose acetate fibers or textile products Rayon has the advantage of producing a friendly and simple manufacturing method.
본 발명에 의해 제조되는 Y형 단면의 레이온 섬유는 원료인 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 비해 절단 강도가 증가하고, 절단신도는 대등하게 되거나 또는 증가하며, 복굴절율이 감소하며, 결정화도는 증가하고, 비중과 수분율은 높아지는 것과 기존 레이온에서는 볼 수 없었던 Y형 단면을 가지는 등의 특징이 있다. Rayon fibers of the Y-shaped cross-section produced by the present invention has an increased cutting strength, equal or increased cutting elongation, reduced birefringence, increased crystallinity, specific gravity and moisture content compared to cellulose acetate fibers as a raw material. Is higher and has a Y-shaped cross section that was not seen in conventional rayon.
본 발명의 검화공정에서 무정형 영역이 대부분인 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 분자쇄가 셀룰로오스 분자쇄로 변화되는 것과 동시에 그의 분자쇄가 폴딩(falding)과 패킹(packing)의 재배열로 결정화가 일어나고 분자쇄의 배향도를나타내는 복굴절율이 떨어지면서 동시에 결정영역이 많아져 본 발명의 섬유는 비중법으로 계산한 결정화도가 14∼34%, 복굴절율이 0.012∼0.024를 나타낸다. 이로인해 본 발명의 레이온 섬유는 비중이 원료인 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 비중 1.32(셀룰로오스 디아세테이트)에서 비스코스 레이온의 비중과 유사한 1.48∼1.51gm/cm3 으로 높아지는 특성을 나타낸다. 또한, 절단강도 및 절단신도는 원료인 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 강도 1.2∼1.4gf/de, 신도 20∼40%에 비해, 본 발명의 레이온 섬유는 강도 1.2∼2.5gf/de, 신도 20∼50%를 나타낸다. 즉, 본 발명의 레이온 섬유는 강도와 신도값이 기존의 비스코스 레이온의 그것과 유사하게 나타난다.In the saponification process of the present invention, the molecular chains of cellulose acetate fibers, which are mostly amorphous regions, are transformed into cellulose molecular chains, and at the same time, the molecular chains are crystallized by rearrangement of folding and packing, and the degree of orientation of the molecular chains is increased. As the birefringence shown decreases and the crystal region increases, the fibers of the present invention exhibit a crystallinity of 14 to 34% and a birefringence of 0.012 to 0.024. Due to this, the rayon fiber of the present invention has a specific gravity that increases from 1.32 (cellulose diacetate) to 1.48 to 1.51 gm / cm 3, which is similar to the specific gravity of viscose rayon. In addition, the cutting strength and elongation of the cellulose acetate fibers as raw materials are 1.2 to 1.4 gf / de, 20 to 40% elongation, whereas the rayon fibers of the present invention have a strength of 1.2 to 2.5 gf / de and 20 to 50% elongation. Indicates. In other words, the rayon fiber of the present invention exhibits strength and elongation similar to those of conventional viscose rayon.
따라서 본 발명의 레이온은 강도나 신도 등의 기계적 물성과 비중, 결정화도, 배향도 등의 물리적 특성, 수분율 및 용매에 대한 용해 특성이 기존의 비스코스 레이온과 유사함으로 동일한 용도에 적용이 가능하다. Accordingly, the rayon of the present invention may be applied to the same use because mechanical properties such as strength and elongation, physical properties such as specific gravity, crystallinity, and orientation, moisture content, and solubility in solvent are similar to those of conventional viscose rayon.
또한, 본 발명의 레이온 섬유는 직접염료, 반응성염료, 배트염료, 나프톨염료, 황화염료 등의 셀룰로오스 섬유용 염료로 염색되며, 머서화(Mercerized) 면 또는 비스코스 레이온처럼 우수한 염색성을 나타낸다. 또한 Y형 단면을 가짐으로써 우수한 샤리(shari)감을 가지게 된다. In addition, the rayon fiber of the present invention is dyed with a dye for cellulose fibers, such as direct dyes, reactive dyes, bat dyes, naphthol dyes, sulfur dyes, and shows excellent dyeing properties, such as mercerized cotton or viscose rayon. In addition, having a Y-shaped cross section has an excellent shari feeling.
본 발명의 레이온 섬유는 아세테이트의 유기용매인 디클로로메탄, 디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드 및 아세톤에 녹지않고, 셀룰로오스의 유기용매인 N-메틸모폴린-N-옥사이드, 리튬클로라이드/디메틸아세트아마이드 등과 케독센에 용해되는 특성이 있다. The rayon fiber of the present invention is insoluble in dichloromethane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and acetone, which are the organic solvents of acetate, and is treated with N-methylmorpholine-N-oxide, lithium chloride / dimethylacetamide, which is an organic solvent of cellulose, and the like. It has the property of dissolving in docsene.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단 본 발명은 하기 실시예로 제한되지 않는다. Features and other advantages of the present invention as described above will become more apparent from the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
하기 실시예에서 셀룰로오스 아세테이트의 감량율 등은 다음과 같은 방법으로 측정한 것이다.In the following examples, the loss ratio of cellulose acetate is measured by the following method.
* 감량율 : 알칼리 처리전/후의 시료의 중량변화를 측정하여 다음 식으로 구하였다. * Reduction rate: The weight change of the sample before and after alkali treatment was measured and obtained by the following equation.
* 탈아세틸화 : 적외선 분광 분석기(MAGNA 750, Nicolet, 미국)를 사용하여 적외선 분광분석에 의해 탈아세틸화를 확인하였다. 이때 탈아세틸화 정도는 1740cm-1 근처에서 나타나는 아세틸기 카르보닐 밴드가 사라지는 것으로 확인하였다.Deacetylation: Deacetylation was confirmed by infrared spectroscopy using an infrared spectrometer (MAGNA 750, Nicolet, USA). At this time, the degree of deacetylation was confirmed that the acetyl group carbonyl band appearing near 1740cm -1 disappears.
* 섬유의 절단강도 및 절단신도 : 만능시험기(Universal Testing Mashin: ZWICK 1425, 독일)를 사용하여 시료길이 50mm, 인장속도 200m/min로 인장시켜 측정.* Cut strength and elongation of fiber: Measured by pulling at sample length 50mm and tensile speed 200m / min using universal testing machine (Universal Testing Mashin: ZWICK 1425, Germany).
* 섬유의 수분율 : KS-K 0220 오븐법에 의해 측정하였다. * Moisture content of the fiber: measured by KS-K 0220 oven method.
* 염색성 : 직접염료인 C.I. Direct Blue 200 (일본화약제 Kayarus Supra Blue 4BL)을 1% o.w.f 농도로 90℃, 30분 염색한 후 상법으로 70℃에서 소핑(Soaping)과 린싱(Rinsing)을 실시하여 염색을 완료하였다. 얻어진 염색물을 분광광도계(Color-Eye 7000A, Macbeth, 미국)를 사용하여 반사율(R: Reflectance)을 측정한 후 이를 식 K/S=(1-R)2/2R에 대입하여 K/S값을 구하고, 이 값으로 염색성을 비교 평가하였다.* Dyeing: After dyeing CI Direct Blue 200 (Kayarus Supra Blue 4BL, Japan Chemical Co., Ltd.) at 90% for 30 minutes at 1% owf concentration, soaping and rinsing at 70 ℃ Staining was completed. The resulting dye was measured using a spectrophotometer (Color-Eye 7000A, Macbeth, USA) to measure the reflectance (R: Reflectance) and substituted into the equation K / S = (1-R) 2 / 2R to give a K / S value. Was obtained and the dyeability was compared and evaluated using this value.
[실시예 1 내지 5][Examples 1 to 5]
아세틸 치환도 2.55(초산화도 56.9%)의 Y형 단면 셀룰로오스 디아세테이트 섬유로 구성된 평직물(경사 75d/20f, 위사 120d/33f, 위밀도 75본/inch)을 정련 건조한 후 액류염색기에 물을 넣고 디아세테이트 섬유 대비 31.3∼40 wt%의 가성소다를 투입하였다. 정련과 건조를 한 디아세테이트 섬유를 액류염색기에 넣은 후 30℃에서 2℃/min로 승온하여 98℃에서 30분간 처리한 뒤 30℃까지 2℃/min로 냉각시키고 배액 하였다. 상온의 물을 넣고 수세하여 잔류 알칼리를 제거하고 섬유를 건조시켰다. 이러한 검화공정을 통해 초기 디아세테이트 섬유 중량 대비 감량율이 34∼40%인 섬유를 얻었다. After scouring and drying the plain woven fabric (inclined 75d / 20f, weft 120d / 33f, and stomach density 75 / inch) of Y-shaped cross-section cellulose diacetate fiber with acetyl substitution degree 2.55 (56.9% superoxide), 31.3 to 40 wt% of caustic soda was added to the diacetate fiber. The refined and dried diacetate fibers were placed in a liquid dyeing machine, and then heated at 30 ° C. to 2 ° C./min, treated at 98 ° C. for 30 minutes, cooled to 30 ° C. at 2 ° C./min, and drained. Water was added at room temperature and washed with water to remove residual alkali and dried the fibers. Through this saponification process, a fiber having a loss ratio of 34-40% relative to the initial diacetate fiber weight was obtained.
원료섬유와 검화에 의해 감량된 섬유를 각각 적외선 분광 스펙트럼분석한 결과, 원료로 사용된 디아세테이트 섬유는 1740cm-1 근처에서 아세틸기의 카르보닐 밴드가 크게 나타나는 반면 34% 감량율의 레이온 섬유는 카르보닐 밴드가 크게 줄어들고, 40% 감량이 일어나게 되면 카르보닐 밴드가 완전히 사라지고, 3400cm-1의 하이드록시 스트레칭(hydroxy stretching)이 감량율에 따라 증가하여 모든 아세틸기가 하이드록시기로 치환되었음을 알 수 있었다.Infrared spectroscopic analysis of raw fiber and fiber reduced by saponification showed that diacetate fiber showed a large carbonyl band of acetyl group near 1740cm -1 , whereas 34% reduction of rayon fiber When the carbonyl band was greatly reduced and 40% of the weight loss occurred, the carbonyl band disappeared completely, and the hydroxy stretching of 3400 cm −1 increased with the reduction rate, indicating that all acetyl groups were substituted with hydroxy groups.
상기 실시예에서 얻어진 섬유의 물성측정결과는 표 1에 제시된다. 하기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 감량처리하지 않은 시료(대조구)의 경우 셀룰로오스 디아세테이트 고유의 물성을 나타내고 있음에 비해 전체 하이드록시기 가운데 아세틸 치환도가 15%인 감량율 33.6%의 실시예 1 시료에서부터 완전히 탈아세틸된 실시예 5 시료까지 모두 절단강도가 현저히 커지고 비중, 수분율, 직접염료에 대한 염색성이 비스코스 레이온(우크라이나산 Cherkassy사의 75/f/24d)과 유사하였다. The physical property measurement results of the fibers obtained in the above examples are shown in Table 1. As can be seen from the results of Table 1, the sample (control) without weight loss treatment exhibited intrinsic physical properties of cellulose diacetate, whereas the reduction ratio of 33.6% of acetyl substitution degree among all hydroxy groups was 15%. From the Example 1 sample to the fully deacetylated Example 5 sample, the cutting strength was significantly increased, and the specific gravity, moisture content, and dyeability to the direct dye were similar to viscose rayon (75 / f / 24d manufactured by Cherkassy, Ukraine).
[실시예 6 내지 8][Examples 6 to 8]
치환도 2.55(초산화도 56.9%)의 Y형 단면 셀룰로오스 디아세테이트 섬유(75d/24f)와 폴리에스테르 SD 75d/36f 가연사를 공기교락으로 복합한 후 통상의 방법에 의해 1,000 T/M으로 연사한 복합사를 경사로 사용하고, Y형 단면 셀룰로오스 디아세테이트섬유(150d/33f, 1,000 T/M)를 위사로 사용한 이중 트윌(Twill) 직물(경사밀도 136본/inch, 위사밀도 103본/inch)을 상법으로 정련 건조하였다. 액류염색기에 디아세테이트 섬유 중량 대비 10∼30 wt%의 소다회수용액을 만들고 여기에 상기 정련 건조한 직물을 투입한 후, 30℃에서 98℃까지 2℃/min로 승온하였다. 98℃에서 30분간 처리한 후 30℃까지 2℃/min로 냉각시켜 배액하고 새로운 물을 넣은 뒤 수세하여 1차 감량을 완료하였다. 수세한 섬유의 일부를 채취하여 120℃의 건조기에 넣은 뒤 중량을 측정하였다. 이어 액류염색기에 물을 넣고 소다회로 1차 감량된 섬유 대비 30∼37 wt%의 가성소다를 투입한 뒤 98℃에서 30분간 처리하여 2차 감량을 하고, 상온에서 수세하여 잔류 알칼리를 제거하고 건조하였다. 아세테이트 부분의 감량율을 계산하기 위해 처리 전후의 직물의 건조 무게를 측정하고 아세톤으로 녹인 뒤 남아 있는 폴리에스터의 건조 무게를 측정하여 아세테이트 부분만의 감량율을 계산하였고, 섬유의 물성을 측정하였다, 측정결과는 표 2에 제시된다. Y-shaped single-sided cellulose diacetate fiber (75d / 24f) and polyester SD 75d / 36f twisted yarn of substitution degree 2.55 (56.9% superoxidation degree) were combined with air entanglement and then twisted to 1,000 T / M by a conventional method. Double Twill fabrics with one composite yarn as warp yarn and Y-shaped single-sided cellulose diacetate fibers (150d / 33f, 1,000 T / M) as weft yarns (inclined density 136 / inch, weft density 103 / inch) Was refined and dried by a conventional method. 10-30 wt% of soda recovery solution based on the diacetate fiber weight was added to the liquid dyeing machine, and the scouring-dried fabric was added thereto, and the temperature was increased to 30 ° C. to 98 ° C. at 2 ° C./min. After treatment at 98 ° C. for 30 minutes, the mixture was cooled to 2 ° C./min up to 30 ° C., drained, poured fresh water, and washed with water to complete the first weight loss. A portion of the washed fibers was taken and placed in a dryer at 120 ° C. and weighed. Subsequently, water was added to the liquid dyeing machine, and 30 to 37 wt% of caustic soda was added to the soda-circuit-reduced fiber and treated at 98 ° C. for 30 minutes to reduce the secondary weight. It was. In order to calculate the loss ratio of the acetate portion, the dry weight of the fabric was measured before and after the treatment and dissolved in acetone to determine the loss ratio of the acetate portion by measuring the dry weight of the remaining polyester. The measurement results are shown in Table 2.
[실시예 9]Example 9
실시예 6의 이중 트윌 직물을 상법으로 정련 건조한 후, 액류염색기에 디아세테이트 섬유 중량 대비 40중량%의 가성소다를 투입한 뒤 98℃에서 30분간 처리하여 감량을 하고, 상온에서 수세하여 잔류 알칼리를 제거하고 건조하였다. 아세테이트 부분의 감량율을 계산하기 위해 처리 전후의 직물의 건조 무게를 측정하고 아세톤으로 녹인 뒤 남아 있는 폴리에스터의 건조 무게를 측정하여 아세테이트 부분만의 감량율을 계산하였고, 섬유의 물성을 측정하였다, 측정결과는 표 2에 제시된다. After refining and drying the double twill fabric of Example 6 in a conventional method, 40% by weight of caustic soda relative to the weight of diacetate fiber was added to the liquid dyeing machine, followed by weight loss at 98 ° C. for 30 minutes, followed by water washing at room temperature to remove residual alkali. Removed and dried. In order to calculate the loss ratio of the acetate portion, the dry weight of the fabric was measured before and after the treatment and dissolved in acetone to determine the loss ratio of the acetate portion by measuring the dry weight of the remaining polyester. The measurement results are shown in Table 2.
표 2의 결과로부터 가성소다 단독으로 처리한 실시예 9의 시료에 비해 소다회로 1차 검화시킨 후 가성소다로 2차 검화시킨 실시예 6 내지 8의 시료가 절단강도가 증가하였고, 1차 소다회 첨가량이 커질수록 섬유의 절단강도가 증가하였다. 또한 절단강도, 절단신도, 비중, 및 직접염료에 대한 염색성 등은 비스코스 레이온과 유사하였다.From the results of Table 2, compared to the sample of Example 9 treated with caustic soda alone, the samples of Examples 6 to 8 subjected to primary saponification with caustic soda after the saponification with caustic soda increased the cutting strength and the amount of primary soda ash added. As the diameter increased, the breaking strength of the fiber increased. In addition, the cutting strength, elongation at break, specific gravity, and dyeability to direct dyes were similar to those of viscose rayon.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 Y형 단면 레이온 섬유는 강도나 신도 등의 기계적 물성과 비중, 결정화도, 배향도 등의 물리적 특성, 수분율 및 용매에 대한 용해특성이 기존의 비스코스 레이온과 유사함으로 동일한 용도로 적용이 가능하며 또한 기존의 레이온 섬유에 비해 우수한 샤리(shari)감을 갖는 등의 장점이 있는 것이다. As described above, the Y-type cross-sectional rayon fiber of the present invention has the same properties as mechanical properties such as strength and elongation, physical properties such as specific gravity, crystallinity and orientation, moisture content and solubility in solvent are similar to those of conventional viscose rayon. It can be applied and also has advantages such as having an excellent shari feeling compared to existing rayon fibers.
도 1은 본 발명의 제조방법의 일 구현에 의해 제조된 Y형 단면 레이온 섬유의 전자현미경사진1 is an electron micrograph of a Y-type cross-section rayon fiber prepared by one embodiment of the manufacturing method of the present invention
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