KR101231051B1 - 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법 - Google Patents

레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 레이온-상압가염 폴리에스테르 교직물을 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료와 아조계 또는 퀴놀린계 분산염료의 염료 혼합액으로 프린팅하는 단계; 및 상기 프린팅된 교직물을 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법을 제공한다.
본 발명의 날염방법에 의하면, 레이온 섬유의 변성이 없이도 레이온-상압가염 폴리에스테르 섬유 교직물을 한 번의 단계로 염색하면서도 이종섬유로 구성된 교직물의 동색성을 확보할 수 있다.

Description

레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법{TEXTILE PRINTING METHOD OF RAYON-POLYESTER UNION CLOTH}
본 발명은 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료와 분산염료를 이용함으로써 동색성이 우수한 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법을 제공하는 것이다.
레이온 섬유는 인조견이라 불릴 만큼 촉감이 부드럽고 광택이 좋을 뿐만 아니라 땀의 흡수/배출도 빨라 옷감 소재로 널리 사용되고 있다. 그러나 상기 레이온 섬유는 물세탁에 제약이 있고, 강도가 약하여 잘 찢어진다는 점이 있어 폴리에스테르와 같은 타 소재와 혼방하여 교직물로 직조한 다음 사용하는 것이 보통이다.
그러나, 상기 레이온 섬유와 이에 혼방되는 폴리에스테르 섬유는 양자의 날염조건이 서로 다르기 때문에 이들을 교직물로 제조하여 그 용도를 전개함에는 제약이 있다. 즉, 레이온 섬유는 통상 반응성 염료를 점도를 조정하기 위해 풀과 같이 혼합하고 염료의 안정성을 높이기 위하여 가성소다, 소다회 등의 알칼리로 pH를 11-12로 조정한 염료 혼합액을 도안된 무늬에 따라 원단에 묻히고 90-110℃ 정도의 온도에서 약 5-20분간 증열처리하여 날염공정이 수행되는 반면, 폴리에스테르는 분산염료를 풀에 혼합한 후 주석산, 사과산, 개미산 등의 산으로 pH를 4-5.5로 조정한 후 레이온 섬유와 동일한 방법으로 무늬를 원단에 묻힌 후 160-180℃의 온도에서 10-30분간 증열처리하여 수행되는 것이 보통이다. 이때 염료 혼합액의 점도는 보통 6,000-15,000CPS로 조절한다. 무늬를 원단에 묻히고 열처리 한 후 표면의 풀과 미고착 염료를 제거하기 위하여 40 ~ 70℃ 정도의 따듯한 물로 수세하여 원단을 깨끗이 한 다음 170-200℃의 온도로 조절된 텐터기에서 건조 및 열처리하는 것이 일반적인 공정이다
따라서, 상기 교직물의 날염에는 레이온 섬유의 날염 후에 증열처리하고 다시 폴리에스테르 섬유를 추가로 날염 후 증열처리하는 두 번의 공정이 필요하며, 이는 비용 측면에서 불리하다. 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 폴리에스테르의 염색은 레이온 섬유에 비하여 고온 하에서 이루어지지 때문에 이 과정에서 레이온 섬유가 변성되어 특유의 성질인 광택과 부드러운 촉감을 잃어버리는 문제점 외에도 레이온 섬유의 색상도 변색되는 단점이 있어왔다. 이러한 배경으로 실용적으로는 폴리에스테르 섬유측만을 단면 날염하여 제품화 함이 일반적이었다.
이에 본 발명자들은 상압가염 폴리에스테르 섬유와 통상의 레이온 섬유로 짜여진 원단을 반응성 염료로서 트리아진계 염료를 사용하고, 이와 조합되는 분산염료를 아조계 또는 퀴놀린계 분산염료 사용하여 레이온-폴리에스테르 교직물을 비교적 온화한 조건에서 한번에 날염하면서도 동색성을 확보할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명의 목적은 상압가염 폴리에스테르 섬유와 통상의 레이온 섬유로 짜여진 원단을 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료와 아조계 또는 퀴놀린계 분산염료를 이용함으로써 동색성이 우수하고 동시염색이 가능한 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 날염방법은 레이온-상압가염 폴리에스테르 교직물을 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료와 아조계 또는 퀴놀린계 분산염료의 염료 혼합액으로 프린팅하는 단계; 및 상기 프린팅된 교직물을 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 트리아진계 염료는 다음의 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112010078249689-pat00001
[화학식 2]
Figure 112010078249689-pat00002
[화학식 3]
Figure 112010078249689-pat00003
.
상기 분산염료는 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 아조계 염료는 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 4]
Figure 112010078249689-pat00004
상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 C1 ~ C10의 직쇄상 또는 분지상 포화탄화수소이다.
상기 안트라퀴논계 염료는 아래의 화학식 5 및 화학식 6으로 표시되는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
[화학식 5] [화학식 6]
Figure 112010078249689-pat00005
Figure 112010078249689-pat00006
상기 식에서, X는 Br, Cl 등의 할로겐 원소이다.
상기 염료 혼합액은 pH가 6.0 ~ 8.0인 것이 바람직하다.
상기 열처리는 100 ~ 130℃의 온도에서 약 7 ~ 15분간 증열처리하여 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 날염방법에 의하면, 레이온 섬유의 변성이 없이도 레이온-폴리에스테르 섬유 교직물을 1회 증열처리로 날염하면서도 이종섬유로 구성된 교직물의 동색성을 용이하게 확보할 수 있다.
도1a 및 도1b는 본 발명의 첫 번째 실시예 및 비교예에 따르는 교직물의 염색성 평가 사진이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 두 번째 실시예 및 비교예에 따르는 교직물의 염색성 평가 사진이다.
본 발명의 날염방법에서 첫 번째 단계는 레이온-상압가염 폴리에스테르 교직물을 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료와 아조계 또는 퀴놀린계 분산염료의 염료 혼합액으로 프린팅하는 단계이다.
본 발명에서 레이온-폴리에스테르 교직물로 사용되는 상압가염 폴리에스테르 섬유는 폴리에스테르 공중합체를 원료로 하여 방사되는 상압에서 염색이 가능한 섬유를 말하며, 가연섬유 뿐만이 아니라 무연섬유를 포함한다. 상기에서 폴리에스테르 공중합체라 함은 테레프탈산과 디올을 공중합한 것으로서, 디올 성분은 에틸렌글리콜을 주성분으로 하며, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 펜타에틸렌글리콜 등의 다가 알코올을 추가하여 공중합한 것을 말한다. 에틸렌글리콜을 제외한 다가 알코올의 공중합비율은 5-20%인 것이 보통이다.
한편, 본 발명에서 레이온이라 함은 그 유래를 불문하고 셀룰로오즈 섬유를 재생하여 제조된 섬유를 모두 포함한다. 한편, 본 발명의 염색방법에 의하여 염색되는 교직물에는 조직의 제한이 없으나 실험에서는 인터록, 싱글의 편직물을 사용하였다.
본 발명의 염색방법에 있어서, 상기 트리아진을 반응기로 갖는 염료는 교직물을 구성하는 일 성분인 레이온 섬유를 날염하기 위하여 사용된다. 상기 레이온 섬유를 날염하기 위해서는 일반적으로 트리아진, 피리미딘, 퀴녹살린, 활성 이중결합계, 산 아지드 등을 반응기로 갖는 다양한 반응성 염료가 사용된다. 이들 중, 본 발명에서는 100℃ 이상의 습열처리 온도조건에서도 안정성이 유지되고, 중성에서도 안정하며 색상발현이 가능한 트리아진계 염료를 사용한다. 상기 트리아진을 반응기로 갖는 염료의 예로서는 아래의 화학식들로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 이상의 성분이 조합되어 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010078249689-pat00007
[화학식 2]
Figure 112010078249689-pat00008
[화학식 3]
Figure 112010078249689-pat00009
.
한편, 본 발명에서 분산염료는 폴리에스테르 섬유를 날염하는 목적으로 사용된다. 이 목적으로 사용되는 염료에는 중성안정성이 우수한 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 아조계 염료의 예로서는 아래의 화학식 4로 표시되는 화합물들이 있다.
[화학식 4]
Figure 112010078249689-pat00010
상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 C1 ~ C10의 직쇄상 또는 분지상 포화탄화수소이다.
또한, 상기 안트라퀴논계 염료는 아래의 화학식 5 및 화학식 6으로 표시되는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다;
[화학식 5] [화학식 6]
Figure 112010078249689-pat00011
Figure 112010078249689-pat00012
상기 식에서, X는 Br, Cl 등의 할로겐 원소이다.
상기의 염료들은 날염공정 중 원단에 무늬를 처리하는 과정에서 무늬의 번짐을 방지하기 위하여 적당한 정도의 점도가 요구되는데, 먼저 소량의 물에 호제로 통칭되는 풀과 염료를 혼합하고 pH조정을 위하여 산이나 알칼리를 첨가한 후 점도가 6,000 ~ 15,000CPS 정도가 되도록 추가로 물을 넣어주면서 균일하게 섞이도록 교반기를 사용하여 교반하여 주는데 혼합액의 점도가 6,000CPS 이하가 되면 점도가 약하여 무늬의 번짐현상이 발생하고, 15,000CPS 이상이 되면 점도가 너무 높아 혼합액의 이동성이 불량하여 무늬가 원단에 처리되지 못하는 문제가 발생한다.
한편, 상기 풀은 소맥분이나 알긴산과 같은 천연식물성 물질에 폴리비닐알콜 또는 폴리아크릴레이트 등의 합성물질을 혼합하여 사용하며 소재, 날염공법에 따라 다른 조성의 물질을 사용한다.
한편, 상기 염료 혼합액은 pH는 바람직하게는 6.0 ~ 8.0이고, 더욱 바람직하게는 6.5 ~ 7.5이다. 염료 혼합액의 pH가 6.0에 이르지 못하면 레이온의 염착량이 감소하여 바람직하지 않으며, 혼합욕의 pH가 8를 초과하는 경우에는 폴리에스테르의 염착량이 감소하는 문제가 발생한다.
상기 염료 혼합액을 교직물에 프린팅하는 방법에는 특별한 제한이 없어
당업계에서 사용되는 통상의 프린팅 방법, 예를 들어 직접날염(direct printing), 발염(discharge printing), 방염(resist printing 또는 reserve printing) 등 어느 방법이든 사용이 가능하다. 상기 프린팅은 또한 형식에 있어 롤러를 사용하든 또는 스크린 페인팅 방식이든 사용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 날염방법에서 두 번째 상기 프린팅된 교직물을 열처리하는 단계이다. 이 단계에서 상술한 염료혼합액의 염료가 원단의 섬유에 염색/고착되게 된다.
상기 열처리는 바람직하게는 100 ~ 150℃, 더욱 바람직하게는 100 ~ 130℃의 온도에서 수행되며, 열처리 시간은 바람직하게는 5 ~ 30분, 더욱 바람직하게는 7 ~ 15분간 증열처리하여 수행되는 것이 바람직하다. 상기 증열처리 온도가 100℃ 미만으로 관리되면 폴리에스테르 섬유의 염료고착이 불완전하게 되며 150℃를 초과하면 레이온 측이 과도하게 열을 받아 원하는 색상보다 약해지고 촉감/광택이 불량하여진다. 또한 증열처리 시간이 5분 이내가 되면 사용한 두 가지 이종 소재의 염료고착이 미흡하게 되며, 30분 이상이 되는 경우 생산성이 불량하여지는 문제가 발생하여 바람직하지 않다.
마지막으로, 상기 열처리 후에는 필요에 따라 수세, 건조, 열고정 공정 등의 추가공정이 당 업계의 통상의 방법으로 수행될 수 있다. 구체적으로는 40-70℃로 관리되는 온수조에서 수세하고, 170-200℃의 텐터에서 건조와 열고정을 실시할 수 있다.
본 명세서에서 교직물이라 함은 사전적 의미와는 다를 수 있으나 레이온과 폴리에스테르 섬유가 혼합되어 편직 또는 제직된 직편포 또는 부직포를 통칭함은 기술의 요지상 당업자에게 자명할 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 및 비교예 1
1. 원단의 준비
a. 실시예 1 : 레이온 섬유인 모달 40수와 상압가염 폴리에스테르(PET) 가연사 75/72 섬유 2합사를 사용하여 전체원단 중 레이온과 폴리에스테르 성분이 47:53 중량비가 되도록 교호로 인터록 조직으로 편직하였다
b. 비교예 1 : 실시예 1에서 상압가염 폴리에스테르 대신에 일반 폴리에스테르트(PET) 가연사 75/72를 사용한 것 이외는 동일하게 편직하였다.
2. 염료 혼합액의 준비
소량의 물에 호제(신원상사, HT-60,알긴산 10%와 폴리비닐알콜 90%의 혼합액 )와 하기 표 1의 조성으로 구성되는 염료를 혼합하고, 추가로 물을 넣어주면서 균일하게 섞이도록 교반기를 사용하여 교반하였으며, 최종적으로 8,500-9,000CPS 범위로 조절하여 염료 혼합액 20Kg을 준비하였다. 상기 조성된 염료 혼합액은 pH가 6.8의 중성을 나타내는데 추가의 알칼리, 산을 첨가하지 않은 상태로 사용하였다.
염료 단위 혼합액 구성
(검은색)
구분 주성분 제품번호
반응성
염료		 화학식 1 KYR Yellow CN-EX o.w.s 3.48
화학식 2 KYR Red CN-3B o.w.s 0.98
화학식 3 KYR Blue CN-MG o.w.s 3.10
합 7.56
분산
염료		 화학식 4 KM Yellow AQ-LE o.w.s 2.47
화학식 5 KM Red AQ-LE o.w.s 2.50
화학식 6 KM Blue AQ-LE o.w.s 2.45
합 7.42
점도 CPS 8,700
- 분산염료: 미쓰이도아츠제
- 반응성 염료: 일본 갸야론사제
3. 교직물의 날염
상기 조성의 염료 혼합액을 도안된 무늬대로 준비된 두가지 서로 다른 원단에 1㎡당 염료 혼합액이 200gr이 부가되도록 부착량을 조정하여 문양을 프린팅한 다음, 120℃의 온도에서 10분간 증열처리하여 염료를 원단의 섬유에 염색/고착시켰다. 추가로 60-65℃의 온수조에서 수세를 실시하고, 텐터의 온도는 180℃로 하여 건조 및 열고정을 실시하였다 .
4. 평가
도1a 및 도2b는 실시예 1과 비교예 1의 방법으로 날염 후 가공되어진 원단의 사진이다. 이들을 참조하면, 실시예의 경우 검은색이 선명하며 양 소재 간의 색상 차이로 인한 희끗희끗한 현상이 보이지 않는데 반하여, 비교예 1의 경우 폴리에스테르 섬유의 염료 고착이 미흡하여 색상도 약하고 날염된 무늬에서 희끗희끗한 현상이 많이 발생되고 있다. 이로부터 본 발명의 염색방법이 반응성염료 및 분산염료 동일 혼합액에서의 날염 및 한번의 증열처리 하에서도 제조된 원단의 우수한 색상과 이종소재 간의 동색성에서 우수함을 확인할 수 있다.
실시예 2 및 비교예 2.
1. 원단의 준비
실시예 1에서 만들어진 레이온 섬유인 모달 40수와 상압가염 폴리에스테르 가연사 75/72 섬유 2합사를 사용하여 전체원단 중 레이온과 폴리에스테르 성분이 47:53 중량비가 되도록 교호로 싱글조직으로 편직한 원단을 사용하였다
2. 염료 혼합액의 준비
소량의 물에 호제와 하기 표 1의 조성으로 구성되는 염료를 혼합하고, 추가로 물을 넣어주면서 균일하게 섞이도록 교반기를 사용하여 교반하였으며, 최종적으로 8,500-9,000CPS 범위로 조절하여 염료와 풀의 혼합액을 색상 별로 20Kg씩 제조하였다. 조성된 염료 혼합액은 pH가 검은 색의 경우 6.8, 빨간 색의 경우 7.2의 중성을 나타내는데 추가의 알칼리, 산을 첨가하지 않은 상태로 사용하였다.
염료 단위 혼합액 구성
(빨간색) 		혼합액 구성
(검은색)
구분 주성분 제품번호
반응성
염료		 화학식 1 KYR Yellow CN-EX o.w.s 0.45 3.48
화학식 2 KYR Red CN-3B o.w.s 3.50 0.98
화학식 3 KYR Blue CN-MG o.w.s 0.03 3.10
합 3.98 7.56
분산
염료		 화학식 4 KM Yellow AQ-LE o.w.s 0.45 2.47
화학식 5 KM Red AQ-LE o.w.s 5.5 2.50
화학식 6 KM Blue AQ-LE o.w.s 0.06 2.45
합 6.01 7.42
점도 CPS 8,850 8,700
- 분산염료: 미쓰이도아츠제
- 반응성 염료: 일본 갸야론사제
3. 교직물의 날염
a. 실시예 2: 상기 조성의 염료 혼합액을 도안된 무늬대로 준비된 원단에 1㎡당 염료 혼합액이 200gr이 부가되도록 부착량을 조정하여 처리한 후 115℃의 온도에서 10분간 증열처리하여 염료를 원단의 섬유에 염색/고착시켰다. 다음으로, 60 ~ 65℃의 온수조에서 수세를 실시하고, 텐터의 온도는 180℃로 하여 건조 및 열고정을 실시하였다
b. 비교예 2: 실시예 2에서 증열처리 시간을 4분간 실시한 것 이외에는 동일하게 처리하였다
4. 평가
도2a 및 도2b는 실시예 2와 비교예 2의 방법으로 날염 후 가공되어진 원단의 사진이다. 도2a 및 도2b를 참조하면, 실시예 2의 경우 빨간색, 검은색이 선명한데 반하여, 비교예 2의 경우 전체적인 염료고착이 미흡하여 수세 중 탈락됨에 의하여 색상이 약하면서 실시예 2와는 다르게 나옴을 알 수 있다. 이로부터 본 발명에 의하여 제조된 날염원단이 염료의 고착성과 이종 소재 간의 동색성이 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 레이온-상압가염 폴리에스테르 교직물을 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료와 아조계 또는 퀴놀린계 분산염료의 염료 혼합액으로 프린팅하는 단계; 및 상기 프린팅된 교직물을 열처리하는 단계를 포함하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트리아진을 반응기로 갖는 반응성 염료는 다음의 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법:
    [화학식 1]
    Figure 112012084317235-pat00013

    [화학식 2]
    Figure 112012084317235-pat00014

    [화학식 3]
    Figure 112012084317235-pat00015
  3. 제1항에 있어서, 상기 분산염료는 아조계 염료 또는 안트라퀴논계 염료 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법.
  4. 제3항에 있어, 상기 아조계 염료는 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법:
    [화학식 4]
    Figure 112012084317235-pat00016

    상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 C1 ~ C10의 직쇄상 또는 분지상 포화탄화수소이다.
  5. 제3항에 있어서, 상기 안트라퀴논계 염료는 아래의 화학식 5 및 화학식 6으로 표시되는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법:
    [화학식 5] [화학식 6]
    Figure 112012084317235-pat00017
    Figure 112012084317235-pat00018

    상기 식에서, X는 Br, Cl 등의 할로겐 원소이다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 염료 혼합액은 pH가 6.0 ~ 8.0인 것을 특징으로 하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열처리는 100 ~ 130℃의 온도에서 7 ~ 15분간 증열처리하여 수행되는 것을 특징으로 하는 레이온-폴리에스테르 교직물의 날염방법.
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