4급 암모늄 화합물/알칼리 혼합액으로 처리된 PET직물의 수분특성 연구

Abstract

직물의 수분과 관계된 특성은 직물공정, 특히 염색이나 다른 가공 및 의복의 편안함을 설명하는데 중요하므로 본 연구에서는 4급 암모늄 화합물을 첨가한 알칼리 욕에서 처리한 PET 직물의 수분과 관계된 성질 변화에 촛점을 두었다. 접촉각, 직물의 표면장력, 부착일을 통해 wetting성질을 살펴보았고 수직이동높이를 통해 wicking성질을 살펴보았다. 그밖에 수분율, 마찰대전압 등을 측정하였다. 또한 섬유 및 직물의 표면구조를 확인하기 위하여 공기투과도 측정 및 SEM 사진 분석을 수행하였다. 먼저 SEM 사진 관찰과 공기투과도 측정 등을 통해 섬유가 가늘어지고 공극이 커지며 섬유표면에 pit이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 수분특성을 알아보는 실험결과 가수분해에 의해 직물의 표면장력이 증가하였다. 직물의 표면장력 증가는 주로 극성력의 증가로 인한 것으로 가수분해초기(약 1-4%의 감량률)에 가장 높은 값을 보였다. 또한 가수분해에 의해 마찰대전압이 감소하였으며 역시 가수분해 초기에 더 낮은 값을 보였는데, 이것는 가수분해에 의해 COOH^-기와 OH^-기와 같은 친수성 말단기가 도입된 결과로 해석되며 반응이 진행됨에 따라 친수성기가 감소하는 것은 섬유직경의 감소로 인해 표면적이 감소하기 때문으로 판단된다. 또한 4급 암모늄 화합물/알칼리욕 처리 전반에 걸쳐 직물과 사용 액체 간의 접촉각이 작아졌고 부착일이 증가하였으며 수직이동높이가 높아졌다. 이것은 가수분해가 진행됨에 따라 친수성 말단기가 반응 초기보다는 감소하지만 섬유직경의 감소로 공극과 모세공간이 증가하기 때문이다. 그러나 가수분해가 진행될수록 pit이 발달하여 wicking을 방해하는 요소로 작용하므로 지나친 가수분해는 오히려 친수특성을 감소시키는 결과를 가져왔다. 다시 말하자면, 4급 암모늄 화합물/알칼리욕 처리에 의해 직물의 wetting과 wicking을 주로한 수분특성은 친수성기의 도입과 모세공간의 증가로 인해 알칼리 농도와 처리시간을 일정하게 할 경우, 처리시간 전반에 걸쳐 증가하며 특히 가수분해 초기(1-4%감량)에 친수성 반응기가 가장 많이 도입되므로 반응성(reactivity)이 증가할 것으로 판단된다. 또한 가수분해에 의해 섬유표면에 발생한 pit은 수분의 이동특성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 여겨진다. ; The moisture-related properties in textile assemblies are of importance for many textile process such as dyeing and finishing or elucidation of apparel comfort. Alkaline hydrolysis causes pitting and increase in contents of hydroxyl and carboxyl end groups of the surface of polyester. In this study, it was of interest to investigate moisture - related properties of polyester fabrics treated in quaternary ammonium compound/alkaline solution. The wetting and wicking properties of the polyester fabrics were measured with the following tests: contact angle, surface free energy, work of adhesion, vertical wicking height, moisture regain, frictional static voltage. It was found that by alkaline hydrolysis, surface hydrophilicity and reactivity are considerably improved especially at lower levels of weight loss and that the pitting of the fiber surface generated at higher levels of weight loss is disadvantageous in moisture related properties of polyester.