KR100249927B1 - 견섬유의 정련 염색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 염색액 유입공이 형성되어 있으며, 내구성 향상을 위한 지지체가 구비된 바디의 양단에 플랜지가 형성된 실린더에 실이 권취된 상태로 정련 및 염색을 행하되 종래의 정련방법 대신에 고온고압의 열처리방법으로 정련을 행하고 곧바로 염색하므로서 공정의 단축뿐만 아니라 공정단축으로 인한 원사의 손상을 방지함은 물론 경제적 효과를 얻음과 동시에 품질을 향상시켜 고품질의 견직물 제조가 가능하도록 하는 견섬유의 정련염색방법에 관한 것이다.

Description

견섬유의 정련 염색방법

본 발명은 견섬유의 정련 염색방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 견섬유를 연사하여 연사용 실린더(보빈)에 감은 채로 별도의 타래짓기 또는 권취(winding)공정을 거치지 않고 그대로 정련하고 염색함을 특징으로 하는 견섬유의 정련염색방법에 관한 것이다.

일반적으로 견섬유의 원료가 되는 생사는 전체 중량의 약 75%를 차지하는 피브로인(fibroin, 絲素)과 약 25%를 차지하는 세리신(sericin, 絲 )으로 구성된 소위 이상구조(二相構造)섬유이며, 피브로인은 미세구조상 마이크로피브릴(microfibril), 피브릴(fibril)의 단계로 구성되는 고차구조(高次構造)를 갖고 있다.

난용성의 섬유상 단백질인 피브로인은 섬유로서의 역할을 하며, 이용성의 비섬유상 단백질인 세리신은 내부의 피브로인을 보호하고 각각의 섬유를 집속하는 역할을 한다. 물에 비교적 잘 녹는 단백질인 세리신이 그대로 잔류하고 있는 생사는 다소 빳빳하고 거친 촉감을 나타내므로 하절기용 소재 또는 노방 등에 많이 사용되며, 세리신을 제거한 정련사 (피브로인)는 우수한 광택과 부드러운 촉감을 나타내므로 넥타이, 스카프, 양장지등에 주로 사용되고 있다.

정련 (scouring, degumming)이란 원래 유지분, 색소 등과 같이 섬유의 생성과정에서 이미 포함되어 있는 1차 불순물과 먼지, 호료 등과 같이 취급과정에서 섬유에 부착된 2차 불순물을 제거하는 공정을 의미한다. 그러나, 견섬유에 있어서 정련은 다른 섬유의 정련과는 전혀 다른 의미를 지니는 것으로 불순물은 물론 전체의 약 25%를 차지하는 세리신을 제거하여 우아한 광택과 부드러운 촉감을 발현시키는 것을 주목적으로 하는 공정이다.

세리신을 단시간 내에 제거하기 위하여 정련에는 비누와 알칼리를 주체로 한 약알칼리성 용액이 주로 사용되며, 정련이 부족하면 광택, 촉감 등 견섬유의 우수한 특성이 발현되지 않는 반면 정련이 지나치게 되면 세리신의 제거 후 피브로인의 일부가 손상되어 모우현상, 염색 흐트러짐과 같은 영구적인 결점이 나타나게 되므로 정련의 정도는 견섬유 제품의 품질에 직접적인 영향을 미치게 된다.

현재 견섬유의 정련 염색에는 분사식 염색기 (HANK DYEING MACHINE)를 활용한 타개 정련 염색법이 주로 활용되고 있다.

타래 정련 염색법은 조작이 간편하고 작업 도중 수시로 피염물을 육안으로 확인할 수 있는 장점이 있으나, 물의 분사로 인하여 실이 흐트러지기 쉽고 모우가 다량 발생하는 등 정련 염색사의 품질이 열악해지므로 고품질의 견제품 제조에는 적합하지 않으며, 강연사와 같이 물의 침투성이 떨어지는 경우에는 정련 효율이 떨어지는 단점이 있을 뿐 아니라 1000T/M이상 연사된 경우에는 염색하더라도 타래의 꼬임으로 인하여 해사가 불가능해진다.

한편, 최근에 개발되어 사용되고 있는 치즈 정련 염색법은 치즈 염색기 (CHEESE DYEING MACHINE)를 사용하는 정련 염색법으로써 타래 정련 염색법에 비하여 조작은 다소 까다롭지만 정련 염색사의 품질이 우수하고, 저욕비 정련 염색이 가능하므로 원가 절감을 기할 수 있으며, 아울러 공정 단축, 생산성 향상, 조제 절감, 침투성 향상, 심색화 등을 기할 수 있는 정련 염색 방법이다.

견섬유의 치즈 정련 염색법은 정련에 따라 중량의 약 25%에 해당하는 세리신 및 불순물이 용출됨과 아울러 부피도 감소하게 되므로 실린더의 사층의 붕괴, 불균일 정련이 초래될 뿐만 아니라 실의 풀림새가 나빠지고 염색이 불균일하게 되기 쉽기 때문에 일부 현장에서 사용되고 있을 뿐 완전히 산업화는 아직 미흡한 수준이며, 이 역시 소요인원이 1000야드 생산시 6인 이상이 필요한 것이다.

본 발명은 정련 염색사의 품질이 우수하고 저욕비 정련 염색이 가능하다는 치즈 정련 염색법의 장점을 유지하면서 공정의 단축, 인력 절감으로 인한 원가 절감을 기할 수 있을 뿐만 아니라 정련 염색사의 품질 향상을 기할 수 있는 견섬유의 정련 염색 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 견섬유를 합연사 공정에서 일반적으로 사용되는 실린더에 권취하여 치즈 정련 염색기에 장착한 후 적량의 물과 소량의 조제를 넣고, 고온 고압으로 정련하되 견섬유의 꼬임의 정도에 따라 적정시간 정련하여 견섬유의 세리신 및 기타 불순물을 제거하고, 실린더에 권취되어 정련된 견섬유를 온수 또는 냉수로 충분히 수세한 다음, 염료를 투입하고 염색 조제를 소량 첨가하여 공지의 방법으로 염색하므로서 모우 발생 방지 등의 품질 향상과 원가 절감, 공정 단축 등 다양한 부대 효과를 얻을 수 있는 견섬유의 정련 염색을 행할 수 있었다.

도 1은 본 발명의 정련 염색공정도이고,

도 2는 본 발명의 정련 염색에 사용되는 실린더의 사시도이며,

도 3은 종래의 정련 염색공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 11 : 바디(body)

12 : 플랜지(flange) 13 : 지지체

14 : 염색액 유입공

본 발명은 견섬유를 타래상태의 실을 얼레에 걸어 보빈에 감는 해사 (解絲)공정, 실을 2올 이상 합하는 합사 (合絲))공정, 2올 이상 합친 실을 서로 이탈하지 않도록 꼬임을 주는 연사(撚絲)공정, 꼬임을 풀어지지 않게 고정하는 연지(撚止)공정, 보빈이나 실린더에 감긴 실을 타래상태로 만드는 작태(作台)공정, 생사의 구성물질중 세리신과 그 외 불순물을 제거하는 정련(精鍊)공정 그리고 일정한 색상으로 염색하는 염색(染色)공정으로 구성된 염색공정에 있어서, 2올 이상 실을 서로 이탈하지 않도록 꼬임을 주는 연사 공정 후 다수의 염색액 유입공(14)이 형성되어 있으며, 내구성향상을 위한 지지체(13)가 구비된 바디(11)의 양단에 플랜지(12)가 형성된 실린더(1)에 견섬유를 권취한 상태로 치즈 염색기에 장착후 계면활성제 1%o. w. f 미만이 배합된 물에 가하여 정련 처리한 다음 권취된 상태에서 온수 또는 냉수로 수세 후 염료를 투입하여 염색하는 공정으로 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 정련 염색방법은 치즈 염색기를 사용하는 것을 치즈 정련 염색법과 동일하지만 생사를 치즈에 감는 권취 공정이 생략되므로 치즈 정련 염색법에 비하여 공정의 단축, 인력 절감, 정련 염색사의 품질 향상 등을 기할 수 있다. 먼저, 생사를 실린더 상태로 권취하여야 하는데, 일반적으로 합연사 공정에서 사용되는 연사요우 실린더를 그대로 사용하며, 이는 치즈 권취 공정에서 장력, 밀도, 권취 각도가 대단히 중요한 역할을 하는 치즈 정련 염색법과는 확연히 구별되는 것이다.

통상의 정련에는 비누와 알칼리가 사용되고 있으나 본 발명에서는 이를 전혀 사용하지 않고 정련하는 것이며, 다만 용출된 세리신의 재 부착을 방지하기 위하여 소량의 비누 또는 계면활성제를 사용하거나 장련 효율을 증대시키기 위하여 팽윤제를 사용할 수도 있다. 또한, 정련 시간을 적당히 조절함으로서 연감율을 5~25% 범위내에서 조절할 수 있으며, 특히 고온 고압의 정련을 통하여 섬유 내외 측의 세리신을 효과적으로 제거할 수 있으므로 분사식 타래 염색기에 의한 정련 방법으로는 정련하기 어려운 강연사로 완전히 정련할 수 있다.

실린더에 권취되어 정련된 견섬유는 온수 또는 냉수로 충분히 수세하여 건조하거나 염색하게 되는데, 주로 산성염료, 황금속염료, 반응성염료를 사용하여 상온 내지 150℃의 범위에서 1시간정도 염색한다.

정련은 120~130℃의 온도에서 20~40분간 고온고압의 열처리방법으로 행하였다. 정련시 처리온도가 상기 범주 미만이거나 처리시간이 상기 범주 미만일 경우에는 정련 효과가 만족스럽지 못하고, 처리온도 또는 처리시간이 상기 범주를 초과할 경우에는 제조되는 견섬유의 세리신 제거 및 일부의 피브로인이 손상되어 실의 강도등 물성 저하가 유발되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 경제적이지 못하다.

고온 고압의 열처리방법으로 정련을 행하면 세리신이 용해되어 종래의 화학적인 정련 방법과 비교시 동등 이상의 정련 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 정련 조제를 사용하지 않음으로서 환경오염을 유발하지 않는다.

그러나, 고온 고압의 열처리로 정련시 용출된 세리신의 재부착을 방지하기 위하여 비누 또는 계면활성제의 정련 조제를 1% o. w. f미만의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 정련 조제의 사용량이 아주 소량이므로 종래의 방법에 비하여 환경오염의 정도가 상당히 감소되었다.

또한, 본 발명에 있어서 염색은 공지의 방법을 그대로 적용하지만 정련 공정과 염색공정을 실이 실린더에 권취된 상태로 그대로 행하기 때문에 공정이 단순화되어 제조되는 실의 손상을 방지하고 경제적인 효과를 얻을 수 있었다.

다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

21중 2합 1500T/M으로 연사된 생사를 실린더에 권취한 상태로 표1에 기재된 바와 같이 110℃ 내지 130℃(승온시간 20분)의 온도에서 10분 내지 50분 동안 고온 고압 열처리를 하여 정련하고 곧 바로 공지의 방법으로 염색하여 강연선염사를 얻고, 권취 부위별 강신도 및 연감율을 측정하여 표2 및 표3에 기재하였다.

처리시간에 따른 효과를 비교하기 위하여 10분 또는 20분 동안 정련 처리를 행하고 권취부위별 강신도 및 연감율을 측정하여 표1 및 표2에 기재하였다.

[표 1]

*비누 정련법에 의한 연감율 : 22.2%

[표 2]

표 1 및 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이 정련 온도가 높아질수록 또 정련 시간이 길어질수록 연감율이 높아 정련이 잘되며, 비누정련법에 의한 연감율 22.2%와 비교할때, 110℃에서는 연감율이 대단히 낮은 반면 130℃의 온도에서는 10분 이상의 처리만으로도 충분한 연감율을 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 실린더 정련법은 세리신 제거에 대단히 효율적이며, 120~130℃의 온도에서 20~30분 정련하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 방법에 따라 정련한 견섬유의 강신도는 종래의 방법으로 정련한 견섬유의 강신도와 비슷하였으며, 권취부위별로는 큰 차이가 나타나지 않으므로 실제 제직 공정에서 사용하는 데는 아무런 지장이 없었다.

[실시예 2]

정련을 촉진하고 광택 및 촉감을 증진시키기 위하여 표 3 및 표 4에 기재된 바와 같은 양의 비누를 첨가하여 정련을 행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하고 라지우니스(Lousiness)발생 정도와 비누 첨가에 따른 연감율을 측정하여 표3 및 표4에 기재하였다.

[표 3]

*비누 소다 정련 : 비누 20% 및 소다 5%, 95℃, 1시간 정련

[표 4]

상기 표 3은 정련 조건에 따른 견섬유의 손상 정도를 파악하기 위한 라우지니스 검사 결과를 나타낸 것으로, 라지우니스 성적이란 염색 가공 등 여러 가지 외부요인에 의하여 견섬유의 표면에 발생하는 모우 등 여러 가지 결점을 평가한 것으로 염색 흐트러짐을 말한다. 현재 주로 사용되고 있는 최고급 생사는 4A격이라할 수 있으며, 4A격 생사의 라우지니스 성적은 85이상으로 규정되어 있으나 본 발명에 의한 정련의 경우 라우지니스가 전혀 나타나지 않았으므로 표면이 전혀 손상되지 않은 상태인 것으로 평가된다.

또한, 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이 정련 온도가 높아질 수록 또, 정련시간이 길어질수록 연감율이 높아졌으나 충분한 연감율을 얻는 데에는 130℃의 온도가 필요한 것으로 나타났으며, 연감율은 온도에 의존하는 것으로 판단되고, 종래의 비누 정련법에 의한 연감율 22.2%와 비교할 때 120~130℃의 온도에서 20~30분 정련하는 것이 바람직한 것으로 나타났으며, 비누에 의한 광택 및 촉감의 개선 효과는 부수적으로 다소 발현되는 것으로 나타났다.

[비교예]

본 발명의 효과를 대비하기 위하여 종래의 방법 즉, 비누를 20% o. w. f의 농도로 함유하는 정련조에서 90~95℃의 온도에서 60분간 함침시켜 정련하였다. 정련시 규산소오다 또는 탄산소오다는 사용하지 않았으며, 이때의 연감율은 22.2%이었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 견섬유를 합연사 공정에서 일반적으로 사용되는 실린더에 권취하여 치즈 정련 염색기에 장착한 후 적량의 물과 소량의 조제를 넣고, 고온 고압으로 정련하므로서 실린더에 견섬유가 권취된 상태로 정련 및 염색을 행하되 종래의 정련방법 대신에 고온고압의 열처리방법으로 정련을 행하고 곧바로 염색하므로서 공정의 단축뿐만 아니라 공정단축으로 인한 원사의 손상을 방지함은 물론 경제적 효과를 얻음과 동시에 품질을 향상시켜 고품질의 견직물 제조가 가능한 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (1)

1. (정정)견섬유를 타래상태의 실을 얼레에 걸어 보빈에 감는 해사(解絲)공정, 실을 2올 이상 합하는 합사(合絲)공정, 2올 이상 실을 서로 이탈하지 않도록 꼬임을 주는 연사 (撚絲)공정, 꼬임을 풀어지지 않게 고정하는 연지(撚止)공정, 보빈이나 실린더에 감긴 실을 타래상태로 만드는 작태(作台)공정, 생사의 구성 물질중 세리신과 그외 불순물을 제거하는 정련 (精鍊)공정 그리고 일정한 색상으로 염색하는 염색(染色)공정으로 구성된 염색공정에 있어서, 2올 이상 실을 서로 이탈하지 않도록 꼬임을 주는 연사 공정 후 다수의 염색액 유입공(14)이 형성되어 있으며 내구성향상을 위한 지지체(13)가 구비된 바디(11)의 양단에 플랜지(12)가 형성된 실린더(1)에 견섬유를 권취한 상태로 치즈 염색기에 장착후 계면활성제 1% o. w. f미만이 배합된 물에 가하여 120~130℃의 온도와 3~5기압의 압력 하에 정련 처리한 다음 권취된 상태에서 수세 후 염료를 투입하여 염색하는 공정으로 구성되는 것을 특징을 하는 견섬유의 염색방법.

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