KR101124556B1 - 메카니컬 스트레치사의 염색방법 - Google Patents

메카니컬 스트레치사의 염색방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다른 분자 구조를 가진 2이상의 폴리에스테르계 섬유를 사이드 바이 사이드형으로 복합방사되어 제조되는 메카니컬 스트레치사의 염색방법에 있어서, 상기 메카니컬 스트레치사를 권취과급율(Over Feed율) 110~130%로 보빈에 권취하는 권취공정과 상기 메카니컬 스트레치사가 권취된 보빈을 침염하여 염색하는 염색공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
메카니컬 스트레치사, 권취고급율, 염색

Description

메카니컬 스트레치사의 염색방법{DYEING PROCESS OF MECHANICAL STRETCH YARN}
본 발명은 폴리에스테르계 섬유로 제조되는 메카니컬 스트레치사의 염색방법에 관한 것이다.
스트레치(stretch) 소재란, 피부와 같이 신체의 움직임에 맞추어 신축하는 소재를 말한다. 스트레치 소재는 그 착용 쾌적성과 인체에 피트되는 디자인을 표현할 수 있다는 점에서 호평받아 의류, 파운데이션, 수영복, 스타킹 등 신축성을 요구하는 분야의 제품에 광범위하게 사용되고 있으며 요즘은 슈트나 슬랙스 등 실루엣을 유지하거나, 체형을 돋보이게 하는 제품에 사용되고 있다.
스트레치 소재는 종래에는 대부분 스판덱스(Spandex)로 알려진 신축성이 좋은 폴리우레탄계 섬유를 이용한 스트레치사를 사용되었다.
그러나 폴리우레탄계 섬유는 분자구조내에 염착좌석이 없기 때문에 산성염료에 염색이 잘되지 않아 분산염료를 사용하여 염색을 하지만 산성염료에 비해 견뢰도가 현저히 떨어져 사용상의 문제점이 있으며, 열에 약하여 폴리에스터 섬유 등 타소재와 혼방하여 사용시 고온 염색이 힘들고 직물제직후의 후가공에도 제한이 많이 있다.
또한, 폴리우레탄계 섬유는 대기중에 노출되면 일광에 의하여 탄성섬유 고유의 물성 및 색상이 변하고, 대기중의 폐가스 등에 의해서도 쉽게 변색되며, 또 자연적인 외기에서도 쉽게 산화되어 그의 고유물성이 저하되어 그 자체로 직물의 원사로 사용할 수 없어 반드시 다른 원사와 합연사하거나 코어(Core)해서 사용해야 하는 문제점이 있고, 제조방법이 까다롭고 제조비용이 높은 단점을 지니고 있다.
따라서, 폴리우레탄계 섬유를 사용하지 않는 신축성이 뛰어난 스트레치사의 개발이 활달히 이루어져 현재에는 폴리우레탄계 섬유를 사용하지 않는 많은 스트레치사가 개발되었다. 개발된 스트레치사 중 폴리우레탄계 수지나 고무처럼 원료 자체의 물성에 의한 탄성이 아니라 구조적인 특성에 의한 탄성을 부여하는 메카니컬 스트레치사가 개발되었다.
상기 메카니컬 스트레치사(Mechanical stretch)는 고무처럼 원료 자체의 물성 때문에 늘어 나는 것이 아니라 Fiber자체의 구조를 물리적인 힘을 가하여 탄성을 부여한 탄성사로 기존의 개발된 섬유를 그대로 이용할 수 있고 제조방법이 간단하여 현재 스트레치사로 많이 사용되고 있다.
하지만, 메카니컬 스트레치사는 구조적인 특성으로 인해 탄성을 부여한 것으로 일반적인 사염의 염색방법으로 염색을 하게되면 구조적인 특성이 사라져서 탄성을 잃게 되는 문제점으로 사염을 하지 못하였다. 따라서 메카니컬 스트레치사는 고부가가치 원단을 제조한 사염을 할 수 없어 염색된 다른 실과 합연사를 통하여 색 상을 구현하였다.
그러나 최근에는 원단의 고급화, 차별화, 패션면 등의 우월성이 있는 사염 제품이 크게 성장함에 따라 메카니컬 스트레치사를 사염하는 염색방법이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 메카니컬 스트레치사의 신축성을 향상시키면서 염색 외관이 양호하며 염료가 균일하게 염색하여 고부가가치의 원단을 제조할 수 있는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 다른 분자 구조를 가진 2이상의 폴리에스테르계 섬유를 사이드 바이 사이드형으로 복합방사되어 제조되는 메카니컬 스트레치사의 염색방법에 있어서, 상기 메카니컬 스트레치사를 권취과급율(Over Feed율) 110~130%로 보빈에 권취하는 권취공정과 상기 메카니컬 스트레치사가 권취된 보빈을 침염하여 염색하는 염색공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
또한, 상기 스트레치사는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)가 복합방사되어 제조되는 것을 특징으로 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)는 중량비 60~40 : 40~60으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
또한, 상기 권취공정에서의 권취속도는 500 ~ 1800mpm인 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
또한, 상기 염색공정은 염색온도 120 ~ 130℃에서 40 ~ 150분간 염액을 순환시키면서 염색하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
또한, 상기 염색공정에서 상기 염액의 순환은 보빈안에서 밖으로 순환하여 염색하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명은 다른 분자 구조를 가진 2이상의 폴리에스테르계 섬유로 제조되는 메카니컬 스트레치사의 염색방법으로 사이드 바이 사이드(side by side)형으로 복합방사되어 섬유자체를 물리적인 구조적 특성으로 탄성을 부여한 메카니컬 스트레치사를 염색하기전에 보빈에 권취하는 권취공정이 선행된다.
상기 권취공정은 권취과급율(Over Feed율)을 110~130%로 하여 메카니컬 스트레치사가 권취상태에서의 보빈의 경도가 0~8로 만들어 염색 공정에서 섬유가 수축할 수 있는 여유를 부여하여 신축성을 향샹시키고 염액이 사층사이로 침투할 수 있는 공간이 확보되도록 한다.
상기 권취과급율은 염색공정에서 매우 중요한데 사층이 무너지지 않으면서도 염색시 염액의 유통이 최대한 보장되도록 하여야 하며 110~130%가 가장 바람직하다
또한, 상기 권취공정에서의 권취속도가 너무 빠를 경우 원하는 권취과급율을 얻기 힘들고 권취상태에서의 보빈의 경도가 높게 형성되므로 500 ~ 1800mpm의 권취속도로 권취하는 것이 바람직할 것이다.
상기 보빈은 염액의 유통을 위해 몸체부에 다수의 통공이 형성되어 염액가 순환될 수 있어야한다.
상기 메카니컬 스트레치사가 권취된 보빈을 염액에 침염하여 염색하는 염색공정을 실행하여 메카니컬 스트레치사를 염색한다.
상기 염색공정에서의 염색온도 및 염색의 시간은 사용되는 염료나 색의 진하기에 따라 다르지만 일반적으로 100℃이상에서 40분이상 염색을 실시하여야 염색이 불균염을 막을 수 있으며, 바람직하게는 염색온도 120 ~ 130℃에서 담색의 경우 40 ~ 70분, 농색의 경우 60 ~ 150분간 염액을 순환시키면서 염색하는 것이다.
또한, 상기 염색공정은 메카니컬 스트레치사가 권취된 상태에서 염색이 실행되는 것으로 염액이 균일하게 공급될 수 있도록 염액의 순환을 보빈안에서 밖으로 순환되도록 하여 권취된 메카니컬 스트레치사가 균일하게 염색되도록 하는 것이 바람직할 것이다.
상기 염색된 메카니컬 스트레치사는 수세 또는 환원세정 공정을 거쳐 흡수성 수지와 미고착된 염료를 제거한 후, 건조기에서 건조하여 염색을 완료한다.
상기와 같이 본 발명은 서로 다른 분자 구조를 가진 2이상의 폴리에스테르계 섬유를 사이드 바이 사이드형으로 복합방사되어 제조되는 메카니컬 스트레치사는 어느 것이나 염색이 가능하지만 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)가 복합방사되어 제조되는 메카니컬 스트레치사를 염색하는 것이 가장 바람직하다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)로 제조되는 메카니컬 스트레치사는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 265~290℃, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 250~280℃로 용융하여 방사온도 255~275℃로 방사하고, 18 ~ 25℃ 의 온도로 퀀칭존(Quenching Zone)을 거치는 냉각공정을 거친 후, 권취속도 2000 ~ 3000 mpm 권취하여 미연신사(POY) 섬유를 제조한다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)는 중량비 60~40 : 40~60으로 사이드 바이 사이드형으로 복합방사하여 물성이 다른 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)가 탄성력이 갖는 물리적인 구조를 형성하도록 하여야한다.
상기 미연신사를 연신비 1.50 ~ 2.50 으로 연신하면서 열처리하여 탄성력을 지는 구조가 쉽게 깨지지 않도록 고착화하여 메카니컬 스트레치사의 내구성을 향상시킨다.
상기의 제조된 메카니컬 스트레치사를 권취과급율 110~130%로 권취하고 염색하여 고부가가치의 원단을 제조할 수 있는 메카니컬 스트레치사의 사염사를 제조할 수 있다.
상기 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 방사공정, 권취공정, 염색공정, 수세 또는 환원세정 공정, 건조공정을 순차적으로 실행하는 자동화공정으로 실행하여 메카니컬 스트레치사의 사염사를 대량 양산하고 사염사의 제조단가를 절감할 수 도 있을 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 메카니컬 스트레치사의 염색방법은 메카니컬 스트레치사의 신축성을 향상시키면서도 염색을 가능케 하여 메카니컬 스트레치사의 사염사가 제조가능하다.
또한, 메카니컬 스트레치사의 사염사를 이용한 원단의 고급화, 차별화, 패션면 등의 우월서을 지닌 고부가가치의 원단을 생산할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 메카니컬 스트레치사의 염색방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)를 중량비 60:40으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 260~270℃로 용융하여 방사온도 255~260℃로 사이드 바이 사이드형으로 복 합방사하고, 18~20℃의 온도로 퀀칭존(Quenching Zone)을 거치는 냉각공정을 거친 후, 권취속도 2500 ~ 2600 mpm으로 권취하여 미연신사(POY) 섬유를 제조하였다.
상기 미연신사를 연신비 2.0 으로 연신하면서 열처리하여 탄성력을 지는 구조가 쉽게 깨지지 않도록 고착화하여 메카니컬 스트레치사를 제조하였다.
상기 메카니컬 스트레치사를 권취속도는 900mpm으로 권취과급율(Over Feed율) 120%로 보빈에 권취하고 권취된 보빈을 반응성 염료를 이용하여 염색온도 127℃에서 90분간 염색하는 염색공정을 실시하였다.
상기 염색공정에서 상기 염액의 순환은 보빈안에서 밖으로 순환시키면서 염색하였다.
상기 염색공정 후 환원세정공정과 건조공정을 실시하여 메카니컬 스트레치사를 염색하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 작업을 진행하되, 권취과급율을 80%로 보빈에 권취하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 작업을 진행하되, 권취과급율을 150%로 보빈에 권취하였다.
비교예
일반적인 면과 폴리에틸렌테레프탈레이트의 혼방사를 권취속도는 2700mpm으로 권취과급율 5%로 보빈에 권취하고 실시예와 동일한 방법으로 염색하였다.
상기 염색공정에서 상기 염액의 순환은 보빈안에서 밖으로 45분간, 밖에서 안으로 45분간 순환시키면서 염색하였다.
*염색의 색상 평가
색상 평가는 상기의 방법으로 염색된 각각의 선염사를 평직물로 직조하여 백색 형광등 불빛 아래에 평편하게 놓고 육안 판정한다.
실시예 1과 비교예의 선염사로 직조된 직물은 비교예의 색상이 실시예 1의 보다 색이 진하였으며, 균염성에서는 거의 비슷한 결과를 나타내었다.
실시예 2는 실시예 1보다 색상이 연하고 균염성이 떨어졌다.
실시예 3의 경우 염색공정 중 염액의 순환에 의해 사층이 무너지는 문제가 발생하여 직물을 제조할 수 없었다.
상기의 색상 평가에서 알 수 있듯이 권취과급율이 110~130%인 경우 메카니컬 스트레치사의 염색이 균염성 있게 염색되었다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 공정순서를 나타낸 공정도이다.

Claims (6)

  1. 다른 분자 구조를 가진 2이상의 폴리에스테르계 섬유를 사이드 바이 사이드형으로 복합방사되어 제조되는 메카니컬 스트레치사의 염색방법에 있어서,
    상기 메카니컬 스트레치사를 권취과급율(Over Feed율) 110~130%로 보빈에 권취하는 권취공정과;
    상기 메카니컬 스트레치사가 권취된 보빈을 침염하여 염색하는 염색공정을 포함하되,
    상기 염색공정은 색온도 120~130℃에서 40 ~ 150분간 염액을 보빈안에서 밖으로 순환하는 염액의 순환으로 염색하는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트레치사는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)가 복합방사되어 제조되는 것을 특징으로 메카니컬 스트레치사의 염색방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)는 중량비 60~40 : 40~60으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 권취공정에서의 권취속도는 500~1800mpm인 것을 특징으로 하는 메카니컬 스트레치사의 염색방법.
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