KR100581052B1 - 극세사의 염색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극세사의 염색 방법에 관한 것으로서, 폴리에스테르와 폴리아미드가 복합된 분할형 극세사를 실 염색기에 감은 다음 100~130℃의 균일한 온도에서 30~60분 동안 알칼리용액으로 처리하여 6~15% 감량하는 감량단계와, 상기 감량된 분할형 극세사를 70~80℃의 물로 수세한 후 정련제로 정련한 다음 pH 4~5가 되도록 산처리하는 수세단계, 상기 산처리한 분할형 극세사를 100~130℃에서 염료와 분산제, 균염제, 대전방지제 및 유연제를 투입하여 30~60분 동안 처리하여 가압염색하는 염색단계, 및 염색된 실을 수세건조하는 단계를 포함하는 극세사의 염색방법에 있어서, 상기 수세단계가 실 염색기의 상부에서 노즐을 통해 철분이 제거된 물을 살포시킴과 동시에 실 염색기의 내부로부터 외측으로 철분이 제거된 물을 분출시켜 이물질을 제거한 다음 정련과 산처리하는 것을 특징으로 한다.

극세사, 염색, 감량, 수세

Description

극세사의 염색 방법 {A process for dyeing microfibers}

도 1은 본 발명의 염색 대상인 폴리에스테르와 폴리아미드가 복합된 분할형 극세사의 수천배 확대된 모습을 나타낸 개략도이다.

본 발명은 극세사의 염색 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에스테르와 폴리아미드가 복합된 분할형 극세사의 선염 방법에 관한 것이다.

극세사란 1 데니어(denier) 이하의 섬유로서 초극세사가 3차원 구조로 되어 있고 분할시 생긴 무수히 많은 마이크로 공간이 있어 수분 흡수력, 세탁력, 터치감, 보온성이 뛰어난 소재이다. 극세사를 소재로 한 행주, 걸레, 타월, 가운 등은 탁월한 세척력과 높은 흡한속건성, 뛰어난 항균성과 내구성 등으로 인하여 우수한 평가를 받고 있다. 그러나 극세사를 이용하면 더욱 높은 효용 가치가 있을 니트, 패션 양말 등의 직물에는 아직 극세사를 이용한 제품이 등장하지 않고 있는데 이는 극세사 염색 방법 상에서의 곤란한 점에서 기인한다.

염색 방법은 직조한 상태의 직물에 염색하는 방법인 후염과 직조하기 전의 실 등에 염색하는 방법인 선염으로 구분할 수 있는데, 종래의 극세사 염색 방법은 보통 후염 방식을 이용하였다. 그런데 극세사는 이염성이 매우 높기 때문에 후염 방법으로는 여러가지 색으로 염색을 할 수가 없어 한 가지 컬러로 된 제직물 또는 편직물만 생산 가능하다는 문제점이 있고, 예를 들어 극세사와 고무사(spandex)를 이용하여 편직한 양말을 고온에서 감량 후 염색하게 되면 고무사가 녹아버리기 때문에 양말의 기능을 할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 다양한 색상의 극세사 직물 또는 편직물을 생산하거나 다양한 소재 및 다자인으로 이루어진 직물을 염색하기 위해서는 선염 방식으로 염색을 해야만 한다.

그런데 종래에는 극세사를 선염하는 데 있어 감량과 염색을 동시에 하는 방법을 고집했기 때문에 극세사의 선염 방법은 좋은 효과를 거두지 못했고 실용화되지 못하였다. 왜냐하면 감량과 염색을 동시에 하게 되면 극세사의 분할이 잘 이루어지지 않을 뿐더러 감량 과정에서 발생하는 이물질이 염료가 섬유 속으로 침투하는 것을 방해하게 되므로 흡수성 및 염색 견뢰도가 떨어지는 결과가 발생하기 때문이다.

이러한 극세사 선염 방식의 문제점은 감량 후에 염색을 하는 방법을 채택함으로써 해결할 수 있다. 종래에는 감량 후 염색 전에 필요한 적절한 수세 방법과 감량이나 염색시의 적절한 가공 조건 등을 파악하지 못하여 감량 후에 염색을 하는 방법을 시도하지 못하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 제직 하기 전에 극세사를 감량한 후 염색하는 방법을 제공함으로써 흡수성 및 견뢰도가 높은 선염된 극세사를 얻게 하고 이를 제직 또는 편직된 직물의 소재로 이용함으로써 다양한 색상의 실로 제직되면서도 극세사의 장점이 반영된 각종 제품을 생산할 수 있게 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 선염 극세사를 얻는 염색 방법은 폴리에스테르와 폴리아미드가 복합된 분할형 극세사를 실 염색기에 감은 다음 100~130℃의 균일한 온도에서 30~60분 동안 알칼리용액으로 처리하여 6~15% 감량하는 감량단계와, 상기 감량된 분할형 극세사를 70~80℃의 물로 수세한 후 정련제로 정련한 다음 pH 4~5가 되도록 산처리하는 수세단계, 상기 산처리한 분할형 극세사를 100~130℃에서 염료와 분산제, 균염제, 대전방지제 및 유연제를 투입하여 30~60분 동안 처리하여 가압염색하는 염색단계, 및 염색된 실을 수세건조하는 단계를 포함하는 극세사의 염색방법에 있어서, 상기 수세단계가 실 염색기의 상부에서 노즐을 통해 철분이 제거된 물을 살포시킴과 동시에 실 염색기의 내부로부터 외측으로 철분이 제거된 물을 분출시켜 이물질을 제거한 다음 정련과 산처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 염색 단계는 폴리에스테르 염색 후 폴리아미드 염색을 하는 공정으로 두 번 염색할 수도 있고, 폴리에스테르 염색 및 폴리아미드 염색이 동시에 이루어지도록 한 번의 공정으로 할 수도 있다.

또한, 상기 염색 단계에서 염료와 함께 항균제를 투입하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법으로 염색된 극세사를 포함하는 실 또는 염색하기 전의 극세사를 특수 가공하여 슬러브사(slub yarn), 넵사(nep yarn), 루프사(loop yarn), 셔닐사(chenille yarn) 및 날개사(feather yarn) 등의 장식사를 제조할 수 있다.

이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서 염색의 대상이 되는 극세사는 폴리에스테르(1)와 나일론(2)이 복합된 분할형 극세사(이하 "극세사"라 한다)이다. 극세사는 폴리에스테르 70%, 폴리아미드 30%로 구성되는데, 이 비율은 원사 제조 회사에 따라 약간의 차이가 있다.

극세사의 감량, 수세, 염색의 각 단계는 극세사를 실 염색기에 감은 상태에서 이루어진다. 여기서 실 염색기는 면사 등의 염색에 주로 사용되는 공지된 염색기로서 다수의 구멍이 뚫려 있어 치즈 염색기라고도 하며, 이 실염색기의 내부로 고압의 유체가 이송되면 상기 구멍을 통해 내부로부터 외측으로 고압의 유체가 분출되게 된다. 극세사사를 실 염색기에 감기 전에 연수가 100~1000tpm이 되도록 하는 연사 공정을 거치는 것이 바람직하다. 상기 연사 공정을 거치는 것이 제직물의 수명을 늘리고 실험 결과 염색이 더 잘 되었다. 연사를 하지 않고 염색할 수도 있으나, 이 경우에는 실의 군데군데가 염색이 되지 않고 하얗게 남는 부분이 있기 때문에 작업성이 어렵다.

감량 단계는 100~130℃의 온도에서 30~60분 동안 진행시킨다. 여기서의 감량가공이란 폴리에스테르 옷감들의 대표적인 터치감 개선 가공인 알칼리 감량가공으로서 시약은 수산화나트륨(NaOH)를 사용한다. 감량 가공에 의하여 폴리에스테르는 가수분해되어 가용성 부산물인 다이소듐 테레프탈레이트(Disodium terephthalate, 이하 "디에스티"라 한다)와 에틸렌 글리콜(ethlene glycol)이 생성되고 폴리아미드는 분할이 되어 그 사이에 공간이 생긴다.

감량률은 수산화나트륨(NaOH) 농도 및 처리 온도에 비례하는데 특히 처리온도가 감량률에 미치는 영향은 대단히 크므로 100~130℃의 온도가 균일하게 유지되도록 해야 한다. 감량률은 6~15%가 되도록 하는데, 감량률이 이보다 높을 경우에는 보푸라기가 발생하고 기모현상으로 인해 다른 직물과의 마찰로 인한 뜯김이 생기며, 감량률이 이보다 낮을 경우에는 흡수성 및 속건성이 떨어지게 되므로 감량 가공시 감량률 체크를 필히 해야 한다.

감량 후에는 감량단계에서 생성된 가수분해 부산물을 제거하기 위해 수세단계를 거치게 된다. 본 발명에 따른 수세단계는 감량된 분할형 극세사가 감겨진 실 염색기의 상부로부터 70~80℃의 철분이 제거된 물을 노즐을 통하여 살포함과 동시에 실 염색기의 내부로부터 외측으로 분출시켜 이물질을 제거한 다음 정련과 산처리를 수행함으로서 이루어진다. 이때, 실 염색기에 감겨진 극세사의 사이사이에 낀 부산물을 깨끗하게 제거하기 위하여 노즐 분사시 맑은 철분이 제거된 물을 고압으로 살포시켜주는 것이 좋고, 이와 동시에 실 염색기의 내부로부터 극세사 외측으로 맑은 철분이 제거된 물을 고압으로 분출시켜주는 것이 좋다.
수세시에는 급냉을 피하고 70~80℃의 온수로 온수세해야 한다. 수세시 공급하는 물은 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)의 성분이 적고 철(Fe)이 없는 것을 사용해야 한다. 철(Fe) 이온의 존재는 염색 얼룩이나 색상 변화의 원인이 되기 때문이다. 수세 공정시 실이 신장되지 않도록 유의해야 하며, 수세 공정에서의 미비로 발생된 불량은 물리적인 방법으로 해소해야 한다.

수세 작업 중에 정련제를 투입하여 불순물을 제거하며 디에스티(DST) 제거를 위해 필요시 제3인산소오다를 사용한다. 또한 알칼리를 산처리 하는데 이를 위해 산처리제인 알씨 하이드로(RC Cleaning, 대한민국 소재 한솔 주식회사 제조품)를 사용해서 pH를 4.5가 되도록 조정해준다. 알칼리를 산처리하지 않고 높은 pH를 유지한 상태에서는 염색이 제대로 이루어지지 않았다. 양 이온계 조제는 가급적 사용하지 않는 것이 좋은데, 음 이온계의 분산제나 균염제, 기타 올리고머(Oligomer)와 결합하면 불용성 염을 생성하여 얼룩이 생기기 때문이다.

수세 공정을 마치면 수분을 제거하고 가급적 지체하지 않고 염색을 한다. 염색은 고압 분산염료를 사용하며 세심한 주의를 기울여야 한다. 염료는 폴리에스 테르나 폴리에스테르와 폴리아미드 복합 극세사용 염료를 사용한다. 이러한 염료 제품으로는 다이아닉스 플라 바인 엑스에프(dianix fla vaine xf), 다이아닉스 레드(dianix red), 씨비엔 엑스에프(cbn xf)(이상은 다국적 기업인 다이스타 제조품) 등을 예로 들 수 있다. 염색 칼라는 연한 색부터 진한 색까지 다양한 색깔이 가능하다.

염색시 100~130℃ 온도에서 30~60분 동안 고압 염색을 하는데, 이 때 염료는 승온을 확인하면서 투입하여야 한다. 염료 투입시 분산제, 균염제, 섬유유연제, 항균제를 같이 투입한다. 또한 바이러스를 제거하는 데 탁월한 효과가 있는 클로록시레놀도 같이 투입하는 것이 바람직하다.

염색은 단 한번에 염색하는 방법과 폴리에스테르 염색 후 폴리아미드를 염색하는 공정으로 두번 염색을 하는 방법이 있다. 염색을 단 한 번에 하는 경우에는 두번으로 나누어 염색하는 방식에 비하여 염료가 3배 이상 소비될 수 있고 염색 불량이 발생할 수 있다는 단점이 있으나, 염색을 두번 하는 경우에는 시간이 오래 걸리고 절차가 번잡하므로 단 한번에 염색하는 방법을 이용하는 것도 고려될 수 있다. 두번 염색을 하는 경우에는 먼저 130℃ 에서 폴리에스테르를 분산염료를 이용하여 염색한 후 100℃ 에서 폴리아미드용 염료를 이용하여 염색하는 방식으로 진행한다. 폴리아미드용 염료는 분산염료나 산성염료가 이용될 수 있다.

염색 공정을 마친 후에는 염색된 실을 수세하여 녹아난 폴리에스테르 및 이물질을 제거한 후 건조한 다음, 건조된 염색된 실로 원하는 직물을 제직 또는 편직한다.

또는 염색 공정을 마친 후, 염색된 극세사를 재료의 전부 또는 일부로 하여 디자인 효과를 가진 장식사(fancy yarn)를 만들 수 있다. 즉, 상기 방법으로 염색된 극세사만으로 또는 다른 실과 함께 장식사를 만들 수 있다. 또는 염색하기 전의 극세사를 재료로 하여 장식사를 만든 후에 그 장식사를 염색할 수도 있다. 장식사의 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

셔닐사(chenille yarn)는 자수의 가장자리 장식용 실의 일종으로 셔닐 직물을 만들 때 위사로 사용되는 실로서, 셔닐사는 경사 몇 올을 약간의 간격을 두고 배열한 후 파일이 될 실을 위사로 사용하여 제직하고 이를 경방향으로 절단하여 꼬아줌으로써 털이 붙은 굵은 실을 얻는다.

슬러브사(slub yarn)는 꼬임이 되어 있지 않은 실에 꼬인 실을 사용해 연속적으로 부드러운 마디를 만들며 꼰실로 굵기가 일정치 않고 군데군데마다 마디가 있는 실이다.

넵 얀(nep yarn)은 넵 즉, 작은 솜털을 군데군데 불규칙하게 넣은 의장효과를 가진 단사로서, 실의 표면에 매듭과 같은 것이 간헐적으로 돌출되어 있는 실을 말한다.

루프사(loop yarn)는 부클레 실이라고도 하며, 군데군데 루프가 있는 장식 연사로 보통 니트나 방모직물 등에 많이 사용한다.

날개사(feather yarn)는 경사와 위사를 바늘(Needle)로 여러규격으로 닛팅(knitting)하여 제직된 원단을 칼(knife)을 이용하여 절단하여 만든다.

상기와 같은 장식사들의 제조방법은 당업자에게 익히 알려진 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

[실시예]

폴리에스테르 70%와 폴리아미드 30%가 복합 구성된 분할형 극세사를 연수가 250tpm이 되도록 연사한 후, 연사된 실을 치즈 염색기에 감은 다음 130℃의 균일한 온도에서 30분 동안 수산화나트륨을 투입하여 7% 감량한 후, 감량된 실에 노즐 분사기가 달린 샤워기로 철분(Fe)이 없는 물을 분사하여 이물질을 제거하고 수압분사방식으로 녹아낸 폴리에스테르를 제거하는 작업을 하고, 수산화나트륨을 투입하여 정련하고 알씨 하이드로(대한민국 소재 한솔 주식회사 제조품)를 사용해서 pH 4.5가 되도록 산처리한 후, 130℃에서 30분 동안 검정색 염료인 다이아닉스 블랙(다이스타 제품)와 분산제인 DC-505(신광유화 제품), 대전방지제인 아놀-25B(신광유화 제품), 유연제인 3M(신광유화 제품)을 투입하여 염색한 다음, 염색된 실을 염색기에서 제거한 후 건조하고 나서 다시 염색기의 보빈에 권취한 후, 양말 제직기에서 염색된 실을 고무사와 함께 제직한 양말을 대상으로 하여 세탁견뢰도, 건조속도, 흡수속도를 측정하고 이와 대비하기 위하여 검은 색의 일반 면 양말에 대해서도 세탁견뢰도, 건조속도, 흡수속도를 측정하여 세탁견뢰도 결과를 표 1에, 건조속도 결과를 표 2에, 흡수속도 결과를 표 3에 나타내었다.

시험조건은 [KS K 0430-2001, A-1, 40±2℃]이고, 단위는 [급]이다.

		극세사 양말	면 양말
세탁 견뢰도	변퇴색	4-5	4-5
	오염	-면	-	4-5
		-나일론	4	4-5
		-모	4-5	-

시험조건은 [KS K 0815-2001 6. 28. 1 B법, 증발자유수분량]이고, 단위는 [g/202.5cm²]이다.

	극세사 양말	면 양말
건조속도	27.49	18.29

시험조건은 [KS K 0815-2001 6. 27. 1 B법]이고, 단위는 [mm]이다.

		극세사 양말	면 양말
흡수속도	웨일	8	0
	코스	7	0

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 극세사의 염색 방법에 의하면 감량에 의하여 촉감이 부드럽고 원하는 색상으로 염색이 된 폴리에스테르와 폴리아미드로 구성된 분할형 극세사를 얻을 수 있고 이를 이용하여 다양한 색상의 극세사로 제직된 직물을 생산할 수 있다. 극세사로 제직된 직물 및 편직물은 고급스럽고 다양한 컬러와 기능성을 부여시켜 줌으로써 다양한 제품 생산이 가능하여 고부가가치를 창출한다.

Claims (9)

1. 폴리에스테르와 폴리아미드가 복합된 분할형 극세사를 실 염색기에 감은 다음 100~130℃의 균일한 온도에서 30~60분 동안 알칼리용액으로 처리하여 6~15% 감량하는 감량단계와, 상기 감량된 분할형 극세사를 70~80℃의 물로 수세한 후 정련제로 정련한 다음 pH 4~5가 되도록 산처리하는 수세단계, 상기 산처리한 분할형 극세사를 100~130℃에서 염료와 분산제, 균염제, 대전방지제 및 유연제를 투입하여 30~60분 동안 처리하여 가압염색하는 염색단계, 및 염색된 실을 수세건조하는 단계를 포함하는 극세사의 염색방법에 있어서, 상기 수세단계가 실 염색기의 상부에서 노즐을 통해 철분이 제거된 물을 살포시킴과 동시에 실 염색기의 내부로부터 외측으로 철분이 제거된 물을 분출시켜 이물질을 제거한 다음 정련과 산처리하는 것을 특징으로 하는 극세사의 염색 방법.
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