KR101412098B1 - 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법 및 이에 의해 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 염색하는 방법으로서, 절단하중이 7.0g/d 이상인 고강력 폴리에스테르 연신사가 합사되어 섬도가 500 데니어 이상인 원사로 제직된 직물을 수산화나트륨(NaOH)과 음이온 계면활성제가 첨가된 수용액에 침지하여 불순물을 제거하는 정련단계와, 상기 직물을 180~230℃인 챔버 내부로 2~5분 동안 투입하여 직물을 수축시키는 수축 단계와, 상기 직물을 염액에 침지하여 염색한 후 물로 수세하는 염색단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법에 따르면, 염색시 직물을 펼치지 않고 염색하더라도 구김이나 주름에 의한 염색불량이 발생하지 않아, 고압지거염색기와 같은 고가 장비가 필요하지 않음은 물론, 염색시 직물의 이송경로가 줄어들어 신속하게 염색할 수 있다.

Description

고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법 및 이에 의해 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물{Method of dyeing polyester textile woven by high strength drawn yarn and polyester textile dyed by the method}

본 발명은 패션 잡화 분야는 물론 산업용으로도 널리 사용되는 고강력 폴리에스테르 연신사로 제직된 직물에 관한 염색방법과 이에 의해 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직물의 구김이나 주름에 의한 불균일한 염색이 발생하지 않고, 염색공정 시간을 단축할 수 있는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법 및 이에 의해 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물에 관한 것이다.

폴리에스테르는 내구력과 장력 및 질감이 우수하고 타 섬유와의 혼방 교직성이 좋아 의류는 물론 가방, 신발과 같은 패션 잡화에도 널리 사용된다. 의류에 사용되는 폴리에스테르 원사는 촉감 및 보온성을 위해 벌커성이 부여되는 가연사가 사용되는 것과 달리, 가방과 신발은 내구성이 있으면서 저렴한 고강력 태데니어 연신사가 사용된다.

고강력의 폴리에스테르 태데니어 연신사 직물은 염색시 구김 또는 주름이 발생하면, 직물 표면에 의도하지 않은 불균일한 무늬가 뚜렷하게 표시되는 문제가 있어 확포 염색법에 의해 염색된다. 확포 염색법은 직물을 구김이 없도록 펼쳐서 염액에 침지시켜 염색하는 방법으로, 고압지거염색기가 대표적으로 사용된다.

고압지거염색기는 용기의 하부에 염액조가 구비되고, 용기의 상부에는 이격된 두 개의 롤을 구비하여, 롤과 롤 사이에 직물을 펼쳐 염액조로 직물을 침지하여 염색하는 장치이다. 고압지거염색기의 롤 사이에 직물을 펼치기 위해 일정한 장력이 가해져야 하는데, 장력이 약하면 직물이 느슨하게 되어 표면에 주름이나 구김이 발생하게 되고, 장력이 강하면 직물 표면이 손상 또는 변형을 초래함에 따라, 정밀한 장력 제어를 위해 별도의 컨트롤러를 구비해야 하는 등 장비가 복잡하여 고가인 부담이 있다. 또한, 고압지거염색기는 직물이 펼쳐진 상태로 이송됨에 따라 직물이 이송되는 경로가 길어 염색 공정이 장시간 소요되는 문제가 있다.

따라서, 고강력의 폴리에스테르 태데니어 연신사로 제직된 직물의 효율적이고 경제적인 염색방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 구김이나 주름에 의한 분균일한 염색을 방지하고, 염색공정 시간을 단축할 수 있는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법 및 이에 의해 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명에 따른 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법은, 절단하중이 7.0g/d 이상인 고강력 폴리에스테르 연신사가 합사되어 섬도가 500 데니어 이상인 원사로 제직된 직물을 수산화나트륨(NaOH)과 음이온 계면활성제가 첨가된 수용액에 침지하여 불순물을 제거하는 정련단계와, 상기 직물을 180~230℃인 챔버 내부로 2~5분 동안 투입하여 직물을 수축시키는 수축 단계와, 상기 직물을 염액에 침지하여 염색한 후 물로 수세하는 염색단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 수축 단계에서, 챔버 내부로 투입된 직물은 펼쳐진 상태로 이동되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 수축 단계에서, 챔버 내부로 투입된 직물은 속도가 증가하면서 이동되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 수축 단계와 건조 단계에서, 상기 챔버 내부는 히터에 의해 가열된 외부 공기가 유입되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 염액은 20~30분 동안 60~80℃로 유지된 후, 10~30분 동안 100~110℃로 1차 승온되고, 10~20분 동안 110~120℃로 2차 승온되며, 20~40분 동안 120~140℃로 3차 승온된 후, 10~20분 동안 50~70℃로 감온되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 상술한 어느 하나의 방법에 따라 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 제공한다.

본 발명에 따른 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법에 따르면, 염색시 직물을 펼치지 않고 염색하더라도 구김이나 주름에 의한 염색불량이 발생하지 않아, 고압지거염색기와 같은 고가 장비가 필요하지 않음은 물론, 염색시 직물의 이송경로가 줄어들어 신속하게 염색할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따라 수축단계에 사용되는 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 염색단계에서 염액의 온도변화를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 염색단계에서 사용되는 장치를 도시한 도면이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 정련단계(S100), 수축단계(S200) 및 염색단계(S300)로 이루어진다.

본 발명에서 고강력 폴리에스테르 연신사 직물이란, 절단하중이 7.0g/d 이상인 고강도의 폴리에스테르 연신사가 합사되어 섬도가 500데니어 이상인 태데니어 원사로 제직된 직물을 의미한다.

정련단계(S100)는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 정련용액에 침지하여 섬유에 포함된 불순물을 제거하는 공정이다. 정련용액은 수산화나트륨(NaOH) 5~15중량%, 음이온 계면활성제 3~10중량%, 그리고 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 양의 물을 포함하는데, 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 80~100℃의 정련용액에 15~40분 동안 침지한 후 물로 수세한다. 음이온 계면활성제로는 술폰산 계통의 알킬술폰산염, 알킬벤젠 및 알킬도데실술폰산염 등이 사용된다. 한편, 급작스런 농도 변화에 따른 정련의 불균형이 발생하지 않도록 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 저농도로부터 고농도 알칼리 정련용액으로 순차적으로 직물을 침지하는 것이 바람직하다.

수축단계(S200)는 정련된 폴리에스테르 직물을 180~230℃ 온도의 챔버 내부로 2~5분 동안 투입하여 직물을 수축시키는 공정이다. 폴리에스테르의 폴리머는 일정이상의 열이 공급되면 잔류응력을 해소하기 위하여 수축이 발생하고, 수축되어 냉각된 폴리머들은 수축시 가해진 온도 이하에서는 변형되지 않는다. 따라서, 열처리되어 수축된 폴리에스테르 직물은 형태가 안정되면서도 탄성력이 우수한 고강력사로 이루어져 있어, 이후 염색 공정시 직물 표면에 주름이나 구김이 발생하지 않는다. 열처리시 챔버의 온도는 180~230℃가 바람직한데, 챔버의 온도가 180℃ 미만이면 직물에 충분한 열수축이 발생하지 않고, 230℃이상이면 과도한 열에 의해 원사조직의 손상을 초래한다.

도 2에는 본원 발명에 따른 직물을 수축하기 위한 장치가 도시되어 있다. 도 2의 장치는 수평으로 배열된 챔버(100,100-1,100-2), 챔버(100,100-1,100-2) 내부로 직물을 이송하는 가이드(2), 챔버 하부에 설치된 히터(101)와, 외부공기를 유입시키고 히터에 의해 가열된 공기를 순환시키는 팬(미도시)을 구비한다. 가이드(2)에 의해 챔버(100,100-1,100-2) 내부로 이동하면서 히터(101)에 의해 가열된 공기에 의해 수축된다. 챔버 내부에서 이송되는 폴리에스테르 직물은 가이드(2)에 의해 펼쳐진 상태로 이송되는 것이 바람직한데, 이를 통해 챔버 내부의 가열된 공기에 직물 표면이 균일하게 접촉됨에 따라 표면에서 고른 수축이 이루어진다. 그리고, 챔버의 투입구에서 배출구로 이송되는 직물의 이동속도는 증가시키는 것이 바람직한데, 이로써 챔버 내부로 투입하여 수축된 직물을 신속하게 배출함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있고 및 신속한 공정을 이룰 수 있다.

염색단계(S300)는 수축된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 염액에 침지하여 염색한 후 물로 수세하는 공정이다. 염액은 분산염료 0.6~1.4중량%, 분산제 10~20중량% 그리고 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 양의 물을 포함한다. 염액이 조성되면 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 침지한 후, 염액을 순차적으로 승온시켜 염색하는데, 도 3에는 본 발명에 따른 염색단계에서 염액의 온도변화가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 최초에 염액을 60~80℃로 하여 20~30분 동안 직물을 침지한 후(도 3의 ⓐ구간), 염액을 10~30분 동안 100~110℃로 1차 승온 후(도 3의 ⓑ구간), 10~20분 동안 110~120℃로 2차 승온하며(도 3의 ⓒ구간), 그리고, 20~40분 동안 120~130℃로 3차 승온 후(도 3의 ⓓ구간), 20~30분 동안 3차 승온 온도를 유지한다(도 3의 ⓔ구간). 그런 다음, 10~20분 동안 50~70℃로 염액을 감온한 후(도 3의 ⓕ구간) 염색된 직물을 물로 수세하여 염색단계를 완료한다. 염색 후 수세 된 직물은 건조기에 투입되어 수분이 제거된다. 이와 같이 3단계에 걸쳐 염액을 승온하고, 승온된 온도에서 일정 시간동안 유지하여 직물을 염색하여, 급격한 온도변화에 따른 염색의 불균일과 염료의 응집현상을 방지함으로써 직물표면에 염료가 고르게 염착된다.

도 4에는 본원 발명에 따른 직물을 염색하기 위한 장치가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 염색장치는 래피드 염색기로서 직물의 염색이 이루어지는 본체와, 염액을 고속으로 분사하여 본체 내부로 직물을 이송케 하는 노즐을 구비한다. 본 발명에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 직물이 염색기 내부에서 펼쳐지지 않은 상태로 이송되더라도, 수축처리된 고강력의 직물은 형태 안정성이 있으면서 탄력성이 우수하여 구김 또는 주름에 따른 염색 불량이 발생하지 않는다. 또한, 본원 발명에 따르면 직물을 확포하여 염색할 필요가 없어, 염색시 직물의 이송경로가 줄어들게 되어 염색공정 시간을 단축할 수 있다.

이하, 상술한 본원발명에 따른 실시예와 비교예를 설명한다.

실시예

500데니어/96필라멘트의 고강력 폴리에스테르 연신사를 경사 및 위사로 하여 평직으로 제직된 폴리에스테르 직물을 수산화나트륨(NaOH) 5중량%, 알킬도데실술폰산염계 음이온 계면활성제 3중량%가 첨가된 90℃의 수용액인 정련용액에 30분 동안 침지하여 정련한 후 20℃의 물로 수세하여 직물에 잔존한 정련용액을 제거하였다.

그리고, 정련된 폴리에스테르 직물을 구김이 없도록 평평하게 펼친 상태에서 챔버 내부로 투입하여 챔버 배출구를 향해 이송시켰다. 챔버 내부는 히터에 의해 가열된 공기를 유입시켜 200℃로 온도를 유지하였고, 직물은 챔버 내부에서 3분간 수축시켰다. 직물은 챔버에 투입된 후 이송속도를 증가하여 이송시켰다.

그런 다음, 수축된 폴리에스테르 직물을 래피드 염색기를 이용하여 염색하였다. 염액은 네이비(navy) 색상의 염색을 위해 분산염료인 BLUE BR 0.4중량%, YELLOW 3GE 0.02중량%, RED FB 0.18중량%, 분산제인 일신화학(주)의 Levelon-AX 10중량%가 첨가된 수용액으로 70℃로 조성하였다. 래피드 염색기에 투입된 폴리에스테르 직물은 염액에 25분 동안 침지된 후, 염액을 20분 동안 가열하여 105℃로 승온한 후, 15분 동안 다시 가열하여 115℃로 승온하였다. 그런 다음, 염액을 30분 동안 다시 가열하여 온도를 130℃로 하였다. 염액의 온도를 25분 동안 유지한 후, 15분 동안 감온하여 염액을 60℃로 하였고, 염착이 완료된 폴리에스테르 직물을 20℃의 물로 수세한 후 건조하였다.

비교예

500데니어/96필라멘트의 고강력 폴리에스테르 연신사를 경사 및 위사로 하여 평직으로 제직된 폴리에스테르 직물을 전술한 실시예와 같이 정련한 후, 래피드 염색기에 투입하여 염색을 실시하였다. 염액 조성은 비교를 위해 실시예와 동일하게 하였다. 래피드 염색기에 투입된 직물은 염액에 20분 동안 침지한 후, 40분 동안 염액을 가열하여 120℃로 하였고, 120℃ 염액에 직물을 50분간 침지한 후, 25분 동안 감온하여 염액을 60℃로 하였으며, 염착이 완료된 폴리에스테르 직물을 20℃의 물로 수세한 후 건조하였다.

네이비(navy) 색상으로 동일하게 염색된 실시예와 비교예의 폴리에스테르 직물을 육안으로 비교하여 살펴보았다. 실시예에 따른 직물은 색상이 비교적 균일하게 염색되었음을 확인할 수 있었으나, 비교예의 직물은 표면에 다수의 농담차이로 인한 얼룩이 발생하였음은 물론, 불규칙적인 선명한 줄무늬도 확인되었다.

Claims (6)

1. 고강력 폴리에스테르 연신사 직물을 염색하는 방법에 있어서,
   절단하중이 7.0g/d 이상인 고강력 폴리에스테르 연신사가 합사되어 섬도가 500 데니어 이상인 원사로 제직된 직물을 수산화나트륨(NaOH)과 음이온 계면활성제가 첨가된 수용액에 침지하여 불순물을 제거하는 정련단계;
   상기 직물을 180~230℃인 챔버 내부로 2~5분 동안 투입하여 직물을 수축시키는 수축 단계; 및
   상기 직물을 염액에 침지하여 염색한 후 물로 수세하는 염색단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수축 단계에서 챔버 내부로 투입된 직물은 펼쳐진 상태로 이동되는 것을 특징으로 하는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수축 단계에서 챔버 내부로 투입된 직물은 속도가 증가하면서 이동되는 것을 특징으로 하는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 수축 단계와 건조 단계에서 챔버 내부는 히터에 의해 가열된 외부 공기가 유입되는 것을 특징으로 하는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 염액은 20~30분 동안 60~80℃로 유지된 후, 10~30분 동안 100~110℃로 1차 승온되고, 10~20분 동안 110~120℃로 2차 승온되며, 20~40분 동안 120~140℃로 3차 승온된 후, 10~20분 동안 50~70℃로 감온되는 것을 특징으로 하는 고강력 폴리에스테르 연신사 직물의 염색방법.
6. 청구항 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 의하여 염색된 고강력 폴리에스테르 연신사 직물.

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