KR100731584B1 - Dyeing method of polylacticacid fiber - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 PLA 섬유의 화학 구조식이고,1 is a chemical structural formula of PLA fiber,
도 2는 PLA 섬유와 분산염료의 결합을 나타낸 화학 구조식이고,Figure 2 is a chemical structural formula showing the combination of PLA fibers and dispersion dyes,
도 3a는 본 발명에 따른 PLA 섬유의 염색과정을 나타낸 도면이고, 도 3b는 PET 섬유의 염색과정을 나타낸 도면이다.Figure 3a is a view showing the dyeing process of PLA fiber according to the present invention, Figure 3b is a view showing the dyeing process of PET fiber.
본 발명은 PLA 섬유에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 PET 섬유 용 분산염료 중 PLA 섬유에 대해 우수한 염착성을 가지는 분산염료를 선별하고, 또한 열에 약한 PLA 섬유의 특성에 맞게 염색온도 및 pH를 설정함으로써 일반 PET용 분산염료로 염색할 때 염색성에 문제가 있었던 PLA 섬유에 대해 염착성과 직물의 안정성을 향상시키는 PLA 섬유 염색 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a PLA fiber, and more particularly, to select a disperse dye having excellent dyeing resistance to PLA fiber among the conventional disperse dyes for PET fibers, and also set the dyeing temperature and pH according to the characteristics of PLA fibers weak to heat The present invention relates to a PLA fiber dyeing method for improving the dyeing property and stability of the fabric to PLA fiber, which had a problem in dyeability when dyed with a general dispersion dye for PET.
소비자들의 생활수준이 높아짐에 따라 기본적인 의복으로서의 기능에서부터 심미적, 문화적인 기능, 더 나아가 건강을 고려한 인체친화형 섬유가 요구되고 있다.As consumers' living standards increase, human-friendly fibers are required in consideration of basic clothes, aesthetic and cultural functions, and even health.
또한, 각종 환경규제가 강화됨에 따라 천연원료에서 얻어지는 셀룰로오스계 의 재생섬유(라이오셀(lyocell)을 포함한 재생섬유), 키토산 섬유, 콩섬유, 텐셀, 거미줄 섬유, 대나무 섬유, 그리고 옥수수로부터 얻어지는 Polylacticacid(PLA)섬유 등 뛰어난 생분해성을 가지는 친환경소재 섬유가 부각되고 있다.In addition, as various environmental regulations are strengthened, cellulose-based regenerated fibers (recycled fibers including lyocells), chitosan fibers, soybean fibers, tencels, spider webs, bamboo fibers, and polylactic acids obtained from corn are obtained from natural raw materials ( Eco-friendly material fibers having excellent biodegradability such as PLA) fiber are emerging.
여기서, 생분해성이란 분해의 한 과정에 광(자외선)이나 자연계에서 존재하는 미생물이 분비하는 효소에 의해 저분자량 화합물로 변환하는 것을 말한다. 고분자 재료의 분해는, 우선 미생물이 균체 외로 분비하는 분해효소가 고분자 재료 표면에 흡착하여, 고분자쇄의 에스테르 결합, 글리코시드 결합, 펩티드 결합 등의 화학결합을 가수분해 반응으로 절단된다. 젖산고분자의 가수분해기구는 섬유 말단의 카보닐기에 물 분자가 부가반응함으로써 반응이 시작된다. 고분자 물질의 저분자량화에 따라 재료는 붕괴하고, 생성물은 효소분해에 의해 단량체 단위, 즉 단량체나 이량체의 저분자량 분해 생성물로 된다.Here, biodegradation refers to conversion to low molecular weight compounds by enzymes secreted by microorganisms existing in light (ultraviolet) or nature during a process of decomposition. In the decomposition of the polymer material, first, the degrading enzyme secreted by the microorganisms out of the cells is adsorbed onto the surface of the polymer material, and the chemical bonds such as ester bonds, glycoside bonds and peptide bonds of the polymer chain are cleaved by the hydrolysis reaction. The hydrolysis mechanism of lactic acid polymer is initiated by addition of water molecules to the carbonyl group at the end of the fiber. As the molecular weight of the high molecular material decreases, the material collapses, and the product becomes a low molecular weight decomposition product of monomer units, that is, monomers or dimers, by enzymatic decomposition.
도 1에 도시된 바와 같이, PLA 섬유는 폴리에스테르의 벤젠구조를 가지진 않지만, -COO- 기가 반복되는 소수성 섬유라는 점에서 폴리에스테르와 비슷한 구조를 가진다.As shown in Figure 1, PLA fibers do not have a benzene structure of polyester, but have a structure similar to polyester in that the -COO- group is a repeating hydrophobic fiber.
이와 같이, PLA 섬유는 PET 섬유와 비슷하게 에스테르 결합으로 연결되어 있어, 도 2에 도시된 바와 같이, 분산염료(disperse dye)와 수소결합에 의해 염착이 가능하다. 여기서, 수소결합이란 분자 간 결합으로 전기음성도가 큰 원소와 결합하고 있는 수소(H)원자가, 전기음성도가 높은 원자(N, O, F)와 정전기적으로 상호작용을 한다. 이 결합은 비교적 약한 결합으로(약 8.4 ~ 41.9 kJ/mol 또는 2 ~ 10 kcal/mol) 쉽게 형성되고, 또한 쉽게 깨어질 수 있다. 상기 PLA 섬유와 분산염료 와의 결합에는 수소결합과 함께, PET 섬유보다는 다소 약한 소수결합도 관여한다.As such, PLA fibers are connected by ester bonds similarly to PET fibers, and as shown in FIG. 2, dyeing is possible by hydrogen bonding with a disperse dye. Here, the hydrogen bond refers to a hydrogen (H) atom that is bonded to an element having a high electronegativity through an intermolecular bond, and electrostatically interacts with an atom (N, O, F) having a high electronegativity. This bond is easily formed with a relatively weak bond (about 8.4 to 41.9 kJ / mol or 2 to 10 kcal / mol) and can also be easily broken. In addition to the hydrogen bond, the PLA fiber and the dispersion dye are bonded to the hydrophobic bond, which is somewhat weaker than the PET fiber.
한편, PLA 섬유(Lacton)는 다른 생분해성 고분자에 비해 융점(Tm)이 높고 영률(Young's modulus)이 우수하다. 그러나, 표1에 나타낸 바와 같이, PLA 섬유는 PET 섬유에 비해 융점(Tm)과 유리전이온도(Tg)가 낮으므로, 염색, 열처리와 다림질 등에서 온도의 제약을 받게 된다.Meanwhile, PLA fiber (Lacton) has a higher melting point (Tm) and excellent Young's modulus than other biodegradable polymers. However, as shown in Table 1, PLA fibers have a lower melting point (Tm) and glass transition temperature (Tg) than PET fibers, and thus are subject to temperature constraints in dyeing, heat treatment, and ironing.
[표 1] PLA 섬유와 PET 섬유의 물성 비교[Table 1] Comparison of properties of PLA fiber and PET fiber
또한, PLA 섬유는 소수성 섬유라는 점에서 폴리에스테르와 비슷하여 분산염료로 염색하기에 적합하나, 표1에 나타낸 바와 같이, 상기 PLA 섬유 특성에 기인하여 염료의 염착성이 PET 섬유와 유사하지 않고, 융점과 유리 전이온도가 PET 섬유에 비해 현저히 낮아 PET 섬유에 이용되어 왔던 기존의 염색방법은 PLA 섬유의 물성을 저하시켜 적합하지 않은 문제점이 있다.In addition, PLA fibers are similar to polyester in that they are hydrophobic fibers, and are suitable for dyeing with disperse dyes. As shown in Table 1, due to the PLA fiber properties, dyeing properties of dyes are not similar to those of PET fibers. And the glass transition temperature is significantly lower than the PET fiber, the conventional dyeing method that has been used for PET fiber has a problem that is not suitable to reduce the physical properties of the PLA fiber.
이에 PLA 섬유에 적용하기 적합한 분산염료의 선별과 염색 및 가공 공정에 대한 기술제시가 필요하다.Therefore, there is a need for a technical presentation on the selection, dyeing and processing of dispersion dyes suitable for PLA fiber.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, PET 섬유에 이용되는 분산염료 중 PLA 섬유에 우수한 염착성을 가지는 염료를 선별하여 PLA 섬유 염색용 염료로 제시하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the problems described above, it is an object of the present invention as a dye for PLA fiber dyeing by selecting a dye having excellent dyeability to PLA fiber among the dispersion dyes used for PET fibers.
또한, 상기 염료를 PLA 섬유에 적용하기 적합한 공정 조건을 제시함으로써 PLA 섬유에 대한 분산염료의 염색성을 향상시킬 수 있는 염색방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a dyeing method that can improve the dyeability of the disperse dyes for PLA fibers by presenting suitable process conditions for applying the dye to the PLA fibers.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, PLA 섬유 염색방법에 있어서, 상기 PLA 섬유의 염색을 위한 염료는, C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, C.I. Disperse Red 54, C.I. Disperse Red 74, 또는 C.I. Disperse Blue 56, C.I. Disperse Blue 374 분산염료 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 PLA 섬유 염색방법을 제공한다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, in the PLA fiber dyeing method, the dye for dyeing the PLA fiber, C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, C.I. Disperse Red 54, C.I. Disperse Red 74, or C.I. Disperse Blue 56, C.I. Disperse Blue 374 It provides a PLA fiber dyeing method, characterized in that any one of the dyes.
상기 PLA 섬유 염색방법에 있어서, 상기 염색이 진행되는 최고 온도는 100 ~ 110℃ 온도 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 PLA 섬유 염색방법을 제공한다.In the PLA fiber dyeing method, the highest temperature at which the dyeing proceeds provides a PLA fiber dyeing method characterized in that it has a temperature range of 100 ~ 110 ℃.
또한, 상기 염색시 염욕의 pH는 4 ~ 6 범위에서 조절하고, R/C 온도는 50 ~ 60℃ 온도 범위를 갖고, R/C에 사용되는 알칼리/환원표백제의 양은 PET 섬유 염색시의 1/2이며, 파이널 세팅시에는 120 ~ 140℃ 온도 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the pH of the dye bath at the time of dyeing is adjusted in the range of 4 ~ 6, the R / C temperature has a temperature range of 50 ~ 60 ℃, the amount of alkali / reduction bleach used in R / C is 1/1 when PET fiber dyeing 2, the final setting is characterized by having a temperature range of 120 ~ 140 ℃.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PLA 섬유의 염색공정을 상세히 설명한다.Hereinafter, the dyeing process of the PLA fiber according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
1. 염료 및 시료1. Dyes and Samples
PLA 섬유는 젖산(lactic acid)의 축합반응에 의해 얻어진 섬유로, 그 구조가 PET 섬유와 유사하여 분산염료와 염착성을 가지게 된다. 따라서, 아래 표 2에 나타낸 바와 같이, 20종의 PET 섬유용 분산염료에 대해 PLA 섬유를 염색하고 분석한 후, 이중에서 PLA 섬유에 적합한 분산 염료를 제시한다.PLA fiber is a fiber obtained by the condensation reaction of lactic acid, and its structure is similar to that of PET fiber, and thus has a dyeing property with a disperse dye. Therefore, as shown in Table 2 below, after dyeing and analyzing the PLA fibers for 20 kinds of dispersion dyes for PET fibers, among them propose a suitable disperse dye for PLA fibers.
이때, 염착률, 견뢰도, 색상 등을 비교해본 결과, PLA 섬유에 대해서도 75%이상의 높은 염착성을 나타내는 염료를 선정하고, 상기 PLA섬유가 PET 섬유에 비해 열과 알칼리에 약하다는 점을 감안하여 다소 마일드(mild)한 조건에서 염색한다.At this time, as a result of comparing the dyeing rate, color fastness, color, etc., a dye having a high dyeing degree of 75% or more is also selected for PLA fiber, and considering that PLA fiber is weaker in heat and alkali than PET fiber, Stain under mild conditions.
[표 2] 사용된 분산염료[Table 2] Disperse Dyes Used
또한, 상기 PLA 섬유는 100% PLA 원사(75D/36 fil)를 사용하여 제직된 직물을 제공받아, Na2CO3 2g/l와 Kierlon jet B con.(non-ionic surfactant) 0.5g/l를 사용하여 60℃에서 20분간 전처리를 한다. 이때, PLA 섬유와 염색성을 비교하기 위해 표준백포 PET 섬유(75D/36fil)를 제공받아 특별한 전처리공정 없이 사용한다.In addition, the PLA fiber is provided with a woven fabric using 100% PLA yarn (75D / 36 fil), Na 2 CO 3 2g / l and Kierlon jet B con. (Non-ionic surfactant) 0.5g / l Pretreat at 60 ° C. for 20 minutes. In this case, in order to compare the PLA fiber and the dyeability, standard white PET fiber (75D / 36fil) is provided and used without a special pretreatment process.
2. 염색 및 환원세정 조건2. Dyeing and Reduction Conditions
도 3a는 본 발명에 따른 PLA 섬유의 염색과정을 나타낸 도면이고, 도 3b는 PET 섬유의 염색과정을 나타낸 도면이다.Figure 3a is a view showing the dyeing process of PLA fiber according to the present invention, Figure 3b is a view showing the dyeing process of PET fiber.
여기서, PLA 섬유는 소수성 섬유이기 때문에 분산염료를 사용하고, 고온 고압에서 염색하기 때문에 IR 염색기(IR dyeing machine)를 사용하여, PET 섬유와 비슷한 방법(도 3b 참조)으로 염색을 하게 된다.Here, since the PLA fiber is a hydrophobic fiber, it uses a disperse dye and dyes it at a high temperature and high pressure, so that it is dyed by a method similar to PET fiber (see FIG. 3B) using an IR dyeing machine.
도 3a에 도시된 바와 같이, 염욕(dye bath)의 온도 50℃에서 시작하여 110℃가 될 때까지 분당 2℃씩 온도를 올린다(2℃/min). 이후, 온도가 110℃가 되면 40분간 유지한 후 70℃가 될 때까지 분당 2.5℃씩 식혀(-2.5℃/min) 염색을 완료하게 된다. 이때, 염료의 사용량은 섬유무게 대비 4%를 사용하며(가령, PLA 섬유 5g에 염료 4% o.w.f를 사용), 염욕의 pH는 AcOH/NaOAc 완충제(buffer)를 사용하여 5로 맞추었으며, 염욕의 양은 섬유 무게 대비로 10배로 한다(욕비 10:1).As shown in FIG. 3A, the temperature of the dye bath starts at 50 ° C. and is raised by 2 ° C. per minute until 110 ° C. (2 ° C./min). Then, when the temperature reaches 110 ℃ is maintained for 40 minutes and cooled to 2.5 ℃ per minute until 70 ℃ (-2.5 ℃ / min) to complete the dyeing. At this time, the amount of dye used is 4% of the fiber weight (for example, dye 4% owf for 5g PLA fiber), the pH of the salt bath is set to 5 using AcOH / NaOAc buffer (buffer), The amount is 10 times the weight of the fiber (bath ratio 10: 1).
염색 후 섬유 안으로 침투하지 못하고 겉에만 묻어있는 염료를 제거하기 위해 환원세정(R/C)을 행하는데, NaOH 0.5g/l와 Na2S2O4 0.5g/l(알칼리/환원표백제)를 사용하여(이때, 용액의 양은 염욕의 양만큼 사용함) 60℃로 20분간 IR 염색기로 처리한다.After dyeing, reducing washing (R / C) is carried out to remove dyes that do not penetrate into the fiber and are only on the outside. NaOH 0.5g / l and Na 2 S 2 O 4 Treat with an IR dyeing machine at 60 ° C. for 20 minutes using 0.5 g / l (alkali / reducing bleach), wherein the amount of solution is used by the amount of the salt bath.
도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 발명에 따른 PLA 섬유의 염색과정을 기존의 PET 섬유 염색과정과 비교해 보면, PLA 섬유 특성상 PET 섬유보다 유리전이온도와 융점이 낮기 때문에 염색 후 섬유의 물성을 해치지 않기 때문에 더 낮은 온도에서 염색해야 한다.Referring to Figure 3a and Figure 3b, comparing the dyeing process of PLA fiber according to the present invention compared to the conventional PET fiber dyeing process, because the glass transition temperature and melting point lower than PET fibers in the properties of PLA fiber does not harm the physical properties of the fiber after dyeing They must be dyed at lower temperatures.
따라서, 본 발명에서는, 각각 염색이 진행되는 최고온도를 130℃(PET 섬유)에서 110℃(PLA 섬유)로, R/C 온도는 80℃에서 60℃로 낮춘다.Therefore, in the present invention, the maximum temperature at which dyeing proceeds is lowered from 130 ° C. (PET fiber) to 110 ° C. (PLA fiber), and the R / C temperature is lowered from 80 ° C. to 60 ° C.
또한, 환원세정(R/C)시에는 PLA 섬유가 PET 섬유에 비해 온도와 알카리에 약한 점을 감안하여 상기 R/C에 사용되는 조제의 양을 반으로 줄여 사용한다(즉, NaOH 1.0g/l와 Na2S2O4 1.0g/l에서 NaOH 0.5g/l와 Na2S2O4 0.5g/l으로 알칼리/환원표백제 사용량을 1/2로 감소시킴).In addition, in the case of reduction washing (R / C), in consideration of the fact that PLA fiber is weaker in temperature and alkali than PET fiber, the amount of preparation used in the R / C is reduced by half (that is, NaOH 1.0g / l and Na 2 S 2 O 4 NaOH 0.5 g / l and Na 2 S 2 O 4 at 1.0 g / l 0.5 g / l, reducing the amount of alkali / reduced bleach by one half).
또한, 파이널 세팅(F/Setting, final setting)시에도 PLA 섬유는 130℃로, PET 섬유는 160℃에서 각각 60초간 처리하여 F/Setting 처리 온도도 낮춘다.In addition, even in the final setting (F / Setting, final setting) PLA fiber is treated at 130 ℃, PET fiber at 160 ℃ each 60 seconds to lower the F / Setting treatment temperature.
여기서, 환원세정(R/C)은 합성 섬유, 특히 폴리에스테르 섬유 등의 염색이 끝난 다음 환원제와 세정제를 병용하여 오염 또는 섬유 내부로 침투하지 못하고 표면에 부착된 염료를 제거하는 조작을 말한다.Here, reduction washing (R / C) refers to an operation of removing dyes attached to the surface without using a reducing agent and a cleaning agent after staining of synthetic fibers, in particular, polyester fibers, by using a reducing agent and a cleaning agent together.
또한, 욕비는 섬유 무게에 대한 염액(물+염료+조제 등)의 량을 말한다.In addition, the bath ratio refers to the amount of the salt solution (water + dye + preparation, etc.) to the weight of the fiber.
또한, 파이널 세팅은 수분 존재하에서 열처리에 의해 실이나 직물의 형체를 고정하는 처리방법을 말하며, 실의 꼬임고정, 합성 섬유 등의 열가소성을 이용한 열 고정도 포함하며, 염색 후 색상을 더 잘 발현하게 한다.In addition, the final setting refers to a treatment method of fixing the shape of a thread or fabric by heat treatment in the presence of moisture, and also includes heat fixation using thermoplastics such as twisting of a thread and synthetic fibers, so that color is better expressed after dyeing. do.
이상에서 본 발명에 따른 PLA 섬유의 염색과정에 대해 설명하였으나, 상기 염색이 진행되는 최고온도는 110℃에 한정되는 것은 아니며, 100 ~ 110℃ 온도 범위가 바람직하다.Although the dyeing process of the PLA fiber according to the present invention has been described above, the maximum temperature at which the dyeing proceeds is not limited to 110 ° C., and a temperature range of 100 to 110 ° C. is preferred.
또한, 상기 염욕의 pH는 5에 한정되는 것은 아니며 pH 4~6 범위에서 조절할 수 있다.In addition, the pH of the salt bath is not limited to 5 can be adjusted in the range of pH 4-6.
또한, R/C 온도는 60℃에 한정되는 것은 아니며 50~60℃ 온도 범위를 가질 수 있고, 파이널 세팅시에도 130℃에 한정되는 것은 아니며 120~140℃ 온도 범위를 가질 수 있다.In addition, the R / C temperature is not limited to 60 ° C. and may have a temperature range of 50 ° C. to 60 ° C., and is not limited to 130 ° C. even in the final setting, and may have a temperature range of 120 ° C. to 140 ° C.
상기 염색과정(도 3a 참조)을 통해 염색된 PLA 섬유에 대해 염료의 흡진율) 측정을 통해 염착성 평가와, 세탁견뢰도 및 일광견뢰도를 통해 염색성 평가를 다음 과정을 통해 살펴본다.The dyeing evaluation through the dyeing process (see FIG. 3a) and the staining evaluation through the measurement of the dye absorption rate of the dyeing PLA fiber, the wash fastness and daylight fastness through the following process.
3. 염료의 비색 데이터3. Colorimetric Data of Dye
Datacolor SF 600 plus spectrophotometer(Datacolor International)를 사용하여 염색된 원단의 비색 정도를 측정하고, D65 광원, 10도 관측기를 사용한다.The colorimetric degree of the dyed fabric was measured using a Datacolor SF 600 plus spectrophotometer (Datacolor International), and a D65 light source, 10 degree observer, was used.
4. 염료의 흡진율과 고착율4. Draining rate and fixation rate of dye
Kubelka-Munk 이론에 준하여 반사값으로부터 K/S 값을 구하여 염색 농도의 진하기를 결정한다. 그리고, 염료의 흡착량은 UV-visible spectrophotometer를 사용하여 각 염료의 최대흡수파장에서 흡광도 값을 정하고, 염욕 중에서 흡수된 염료의 비율(%E)은 Eq . 1 로부터 산출한다.Based on the Kubelka-Munk theory, the K / S value is determined from the reflection value to determine the density of the dyeing concentration. Then, the adsorption amount of the dye using a UV-visible spectrophotometer establish the absorbance at the maximum absorption wavelength for each dye, the proportion (% E) of the dye absorption in the salt bath is Eq. Calculate from 1
흡진율(%) = (A0-A1)/A0 ×100 (Eq .1)% Reduction = (A 0 -A 1 ) / A 0 × 100 ( Eq .1 )
이때, A0 및 A1은 각각 최대 흡광 파장에서의 초기 염욕과 잔욕의 흡광도를 나타낸다.At this time, A 0 and A 1 represent the absorbances of the initial salt bath and the residual bath at the maximum absorption wavelength, respectively.
5. 견뢰도 평가5. Color fastness evaluation
세탁 견뢰도는 M&S C4A법에 의거하여 ECE detergent 4g/l, sodium perbirate 1g/l를 사용하여 쇠구슬 10개를 넣고, 60℃에서 30분간 실험하여 multifiber의 오염도를 평가한다.The fastness of washing is based on the M & S C4A method, and 10 iron beads are added using 4 g / l of ECE detergent and 1 g / l of sodium perbirate, and the degree of contamination of the multifiber is evaluated by experimenting at 60 ° C. for 30 minutes.
일광 견뢰도는 ISO 105 B02에 의거하여 Xenon-arc(ATLAS Ci-4000)를 사용하여 20시간 또는 40시간 동안 광 조사한 후, Grey Scale에 의해 오염도를 평가한다.Daylight fastness was assessed by Gray Scale after 20 or 40 hours of light irradiation using Xenon-arc (ATLAS Ci-4000) according to ISO 105 B02.
상기 방법에 따라 측정된 결과를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the results measured according to the method as follows.
6. 주요결과6. Key Results
표3은 PLA 섬유에 대한 분산염료 20종의 흡진율(exhaustion)을 나타낸 것으로, 표3을 참조하면, 20종의 분산염료 중 C.I. Disperse Yellow 211, C.I. Disperse Orange 80, C.I. Disperse Brown 1, C.I. Disperse Red 177, C.I. Disperse Blue 319는 30% 미만의 낮은 염착률을 나타내었으며, C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, C.I. Disperse Red 54, C.I. Disperse Red 74, C.I. Disperse Blue 56, C.I. Disperse Blue 374 는 75~90%의 우수한 염착량을 나타내어, PLA 섬유용 분산염료로서의 가능성을 나타낸다.Table 3 shows the extraction rate of 20 dispersion dyes for PLA fiber. Referring to Table 3, C.I. Disperse Yellow 211, C.I. Disperse Orange 80, C.I. Disperse Brown 1, C.I. Disperse Red 177, C.I. Disperse Blue 319 had a low dyeing rate of less than 30%, and C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, C.I. Disperse Red 54, C.I. Disperse Red 74, C.I. Disperse Blue 56, C.I. Disperse Blue 374 shows an excellent dyeing amount of 75 to 90%, showing the potential as a disperse dye for PLA fibers.
[표 3]PLA 섬유에 대한 분산염료 20종의 흡진율[Table 3] Removal rate of 20 dispersion dyes for PLA fiber
표4는 상기 PLA 섬유용 분산염료로서의 가능성을 보여주는 PLA 섬유에 적합한 분산염료 7종의 화학 구조식을 나타낸 것이다.Table 4 shows the chemical structural formulas of seven kinds of dispersion dyes suitable for PLA fibers showing the potential as a dispersion dye for PLA fibers.
[표 4]PLA 섬유에 적합한 염료 7종Table 4 Seven Dyes Suitable for PLA Fibers
표 5는 PLA 섬유와 PET 섬유의 색성(dyeing shade)을 비교하여 나타낸 테이블로서, 염착성이 우수한 7종의 염료(C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, C.I. Disperse Red 54, C.I. Disperse Red 74, C.I. Disperse Blue 56, C.I. Disperse Blue 374 )에 대하여 PLA 섬유와 PET 섬유의 명도, 채도, 색상을 비교하여 나타낸 것이다.Table 5 is a table comparing the dyeing shades of PLA and PET fibers, and shows seven dyes having excellent dyeing properties (CI Disperse Yellow 42, CI Disperse Yellow 86, CI Disperse Orange 30, CI Disperse Red 54, CI). Disperse Red 74, CI Disperse Blue 56, CI Disperse Blue 374) is shown comparing the brightness, saturation, color of the PLA fiber and PET fiber.
[표 5] PLA 섬유와 PET 섬유의 색성 비교[Table 5] Color comparison between PLA fiber and PET fiber
여기서, C.I. DisperseBlue 374를 제외한 모든 염료의 L값과 C값이 PLA섬유가 PET섬유보다 높게 나타났으며, 이는 PLA 섬유가 PET 섬유에 비해 더 밝고 순색 에 가깝다는 것을 알 수 있다.Where C.I. The L and C values of all dyes except DisperseBlue 374 showed PLA fiber higher than PET fiber, indicating that PLA fiber is brighter and closer to pure color than PET fiber.
또한, Yellow 계열의 색상은 PLA 섬유가 PET 섬유보다 더 선명하였으며(greener, yellower), Orange계열과 Red계열의 색상도 PLA 섬유가 PET 섬유보다 더 선명하였으며(yelllower, redder), Blue계열의 색상은 Blue 374를 제외하고 PLA 섬유가 PET 섬유보다 더 선명하였다(bluer, redder).In addition, the yellow color of PLA fiber was clearer than PET fiber (greener, yellower), and the orange and red color PLA fiber was clearer than PET fiber (yelllower, redder), and the blue color was Except for Blue 374, PLA fiber was clearer than PET fiber (bluer, redder).
표 6은 PLA 섬유와 PET 섬유의 세탁견뢰도를 비교하여 나타낸 표로서, 염착성이 우수한 7종의 염료에 대한 세탁견뢰도는 C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Red 74, 그리고 C.I. Disperse Blue 374를 제외한 염료에서 PLA 섬유가 PET 섬유보다 0.5 ~ 1급 정도 낮게 나타났다.Table 6 is a table comparing the wash fastness of PLA fiber and PET fiber, the wash fastness of the seven dyes with excellent dyeability is C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Red 74, and C.I. In the dyes except Disperse Blue 374, PLA fiber was 0.5 ~ 1 grade lower than PET fiber.
[표 6]PLA 섬유와 PET 섬유의 세탁 견뢰도 비교[Table 6] Comparison of washing fastness of PLA fiber and PET fiber
표 7은 노광 전후의 PLA와 PET 섬유의 DE*, DL*, DC* 값과 등급을 나타낸 표로서, 일광견뢰도는 C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, 및 C.I. Disperse Red 54는 40시간 광 조사하였고, C.I. Disperse Blue 56과 C.I. Disperse Blue 374는 20시간 동안 광 조사하였다.Table 7 shows the DE *, DL *, DC * values and grades of PLA and PET fibers before and after exposure, and the light fastness is C.I. Disperse Yellow 42, C.I. Disperse Yellow 86, C.I. Disperse Orange 30, and C.I. Disperse Red 54 was irradiated for 40 hours, C.I. Disperse Blue 56 and C.I. Disperse Blue 374 was irradiated for 20 hours.
[표 7]노광 전후의 PLA와 PET의 DE*, DL*, DC* 값과 등급[Table 7] DE *, DL *, DC * values and grades of PLA and PET before and after exposure
여기서, C.I. Disperse Blue 374를 제외한 모든 염료에서 PLA 섬유가 PET 섬유에 비해 비교적 우수한 일광 견뢰도를 나타내며, C.I. Disperse Blue 374는 PLA 섬유와 PET 섬유 모두 2급~2.5급 정도로 낮은 일광 견뢰도를 나타낸다.Where C.I. In all dyes with the exception of Disperse Blue 374, PLA fibers showed relatively good light fastness compared to PET fibers, and C.I. Disperse Blue 374 has a low daylight fastness of 2 to 2.5 grades for both PLA and PET fibers.
또한, 색차에서 C.I. Disperse Yellow 86을 제외한 나머지 염료에서 PLA 섬유가 PET 섬유보다 광 조사 전, 후의 색차가 크므로, 같은 급수라도 PLA 섬유의 일광 견뢰도가 PET 섬유에 비해 다소 떨어짐을 알 수 있다.In addition, C.I. In the other dyes except for Disperse Yellow 86, PLA fiber has a larger color difference before and after light irradiation than PET fiber, so that the daylight fastness of PLA fiber is slightly lower than that of PET fiber.
이상에서 본 발명에 따른 PLA 섬유의 염색 방법을 설명하였으나, 상기 방법에서의 염색 조건(염색온도, pH 등) 및 선정된 분산 염료는 상기 PET 및 PLA 섬유에 한정되는 것은 아니며 소수성 섬유에 적용가능하며, 그외 친환경 섬유 소재에 적용가능하다 할 것이다.Although the dyeing method of the PLA fiber according to the present invention has been described above, the dyeing conditions (dyeing temperature, pH, etc.) and the selected disperse dye in the above method are not limited to the PET and PLA fibers, and are applicable to hydrophobic fibers. And other environmentally friendly textile materials.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 PLA 섬유 방법은 기존의 PET용 분산염료 중에서 PLA 섬유에 적합한 염료를 선정하여 사용함으로써 상기 PLA 섬유에 높은 염착성을 나타내어 지금까지 PLA 섬유 이용에 문제점으로 지적되었던 염색성을 개선할 수 있게 한다.As described above, the PLA fiber method according to the present invention shows a high dyeing property to the PLA fiber by selecting a dye suitable for PLA fiber from the existing dispersion dyes for PET dyeing properties that have been pointed out as a problem in using PLA fiber To improve.
또한, PLA 섬유에 적합한 염색 조건(염색온도와 pH 등)을 제시함으로써 친환경 고부가가치 소재로 각광받고 있는 PLA 섬유의 활용범위를 넓힐 수 있게 한다.In addition, by suggesting the dyeing conditions (dyeing temperature and pH, etc.) suitable for PLA fiber, it is possible to expand the range of use of PLA fiber, which is spotlighted as an environment-friendly, high value-added material.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.
Claims (5)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101259612B1 (en) * | 2012-08-09 | 2013-04-30 | 신풍섬유(주) | Textile weaving method for hospital clothes using poly lactic acid fiber and the woven fabrics thereof |
CN111549543A (en) * | 2020-05-29 | 2020-08-18 | 西安工程大学 | Dyed flexible PLA (polylactic acid) type 3D printing garment fabric and process |
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2006
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Non-Patent Citations (1)
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한국염색가공학회 춘계학술발표회지(‘차세대 PLA 섬유용 분산염료 및 염색특성’, 서운영 등, 2005.5.6, 한양대, 서울, 한국염색가공학회, pp. 13-16). 1부. |
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