KR20020033470A - 나이론/스판덱스 편직물의 고견뢰도 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁, 땀 및 내광견뢰도 우수한 나이론/스판덱스 편직물의 고견뢰도 염색방법에 관한 것으로서, 나이론/스판덱스 편직물을 염색하는데 있어서, 나이론 단사섬도 0.5∼1데니어 스판덱스 전체섬도 20∼40데니어로 이루어진 나일론/스판덱스 편직물을 음이온 정련제로 정련처리하고, 이 정련지를 물 대비 3∼7중량%의 벤조트리아졸계 자외선흡수제로 자외선 차단 가공하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 방법으로 염색가공된 나이론/스판덱스 편직물 제품은 내광견뢰도가 뛰어나 외의용으로 널리 사용될 수 있으며, 세탁 및 땀견뢰도가 우수하여 피부와 밀착되는 내의용으로 널리 응용될 수 있다.

Description

나이론/스판덱스 편직물의 고견뢰도 염색방법{The dyeing method of nylon/spandes knitting fabric with high dye fastness}

본 발명은 나이론/스판덱스 편직물의 염색방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염색시 내광, 세탁 및 땀견뢰도가 우수한 나이론/스판덱스 편직물의 염색방법에 관한 것이다.

나이론/스판덱스 편직물을 전개하는데 있어서 문제가 되는 것은 내광견뢰도를 확보한 상태에서 세탁 등의 고견뢰도를 발현해야 한다는 것이다. 나이론 편직물을 외의용으로 사용할 경우에는 내광견뢰도가 문제가 되므로 일본 특개평7-268783호에서 보면 폴리아미드섬유를 산성염료로 염색하는 방법에 있어서 소량의 니켈, 아연, 코발트, 지르코늄 또는 망간염류를 염욕에 소량 첨가하여 염색함으로써 내광견뢰도를 향상시키는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 중금속의 환경오염문제 및 작업상의 어려움 등으로 적용하기에는 곤란하다.

또 내광견뢰도를 향상시키기 위하여 안료를 중합공정에서 투입하여 착색시킨 극세사는 비교적 내광성능이 우수하다. 그러나 이러한 극세사는 Color의 제한성,제조공정 중 발생되는 불량문제 등 여러 가지 문제점을 가지고 있다.

극세사를 제조하는 방법중의 하나로서 이성분의 중합물을 방사하고 후가공 공정에서 하나의 성분을 제거하여 제조하는 방법이 있는데, 이러한 경우에 염색성은 더욱더 불량하게 된다. 하나의 성분 제거 과정에서 섬유간의 간극이 충분히 확보되지 못하는 경우와 성분제거가 완전히 이루어지지 않은 경우에는 염료 침투가 불량하고, 이에 따라 섬유내부로의 염료이동 정도도 저하되기 때문에 견뢰도가 불량한 염색품이 만들어지게 된다. 또한 하나의 성분을 제거하는 공정에서 사용된 용제가 섬유상에서 완전히 제거되지 않으면 본래의 발색성은 저하되게 된다.

안료를 투입하여 내광견뢰도를 향상시킨 경우에 용제 사용은 안료의 용출 때문에 어려운 점도 있다. 일본국 특공소62-37152호공보에서 보면 섬유 표면 폴리머를 코팅하여 용제 처리시 안료가 용출되지 않도록 하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이것은 코팅 설비가 필요하고, 더욱이 폴리머에 의한 변색문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나이론/스판덱스 편직물의 내광견뢰도 저하를 방지하고, 세탁 및 땀견뢰도의 저하를 방지할 수 있는 염색방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 나이론/스판덱스 편직물을 염색하는데 있어서, 나이론 단사섬도0.5∼1 데니어 스판덱스 전체섬도 20∼40데니어로 이루어진 나일론/스판덱스 편직물을 음이온 정련제로 정련처리하고, 이 정련지를 물 대비 3∼7%의 벤조트리아졸계 자외선흡수제로 자외선 차단 가공하는 공정을 포함한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

내광성이 우수하면서 고발색성을 발현하기 위해서는 염색전 섬유 전처리가 필요하다. 즉, 자외선 흡수를 돕는 전처리가 필요하다. 이렇게 자외선 흡수제 전처리를 한 기포지를 함금속염료로 염색하고 수세후 탄닌산 및 토주석 고착처리를 통하여 내광 및 세탁견뢰도를 향상시킬 수 있다.

자외선흡수제로서는 대표적으로 살리실산계, 벤조페논계 및 벤조트리아졸계가 사용된다. 좀더 상세하게 설명해보면, 살리실산계에는 페닐살리실레이트, p-t-부틸페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트 등이 있는데 이 계통의 흡수제는 화합물 자체의 융점이 매우 낮고, 승화성이 강하며 유효 흡수 파장이 저파장(290∼330nm)이기 때문에 섬유제품에의 이용가능성은 극히 낮다.

다음으로 벤조페논계에는 2,4-디하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-도데실옥시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-슬포벤조페논 등이 있는데 이 계통의 흡수제는 현재 시판되고 있는 화합물의 가격이 매우 높아서 거의 이용되고 있지는 않지만 반응기로서의 -OH기를 자유로이 조절할 수 있다는 점 때문에 이온결합이 가능한 섬유에 대해서는 이용가능성이 크다고 볼 수 있다. 실제 사용에 있어서는 유효흡수 파장과 가공온도 등에 대해서 충분히 고려하여야 한다.

또 벤조트리아졸계에는 2-(2'-하이드록시-5'-t-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-크로로벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3,5'-디·t-부틸페닐)-5-크로로벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3,5'-디·t-부틸페닐)벤조트리아졸 등이 있는데 이 계통의 자외선 흡수제는 화합물 자체가 거의 반응기를 가지고 있지 않아서 이용에 어려움이 있으나 자외선 차단에 필요한 근자외선 영역에서의 흡수능력이 뛰어나 현재까지는 가장 많이 이용되고 있다.

그런데 반응기를 가지고 있지 않은 화합물을 어떻게 단분자 상태로 섬유의 표면에 흡착시킬 것인가 하는 것이 문제이다. 폴리에스테르 및 나이론섬유에는 주로 벤조트리아졸계의 자외선 흡수제를 사용하는데 그 이유로는 가격이 저렴하고, 분자구조 및 분자량적으로 폴리에스테르 및 나이론 섬유에 흡착되기 쉬우며, 고온수에서의 용해도가 높고, 용융온도가 비교적 높으며, 독성이 적다는 점을 들 수 있다. 마지막으로 금속착화합물을 이용한 방법이 있는데 금속착화합물은 금속이온으로서의 색을 가지고 있기 때문에 섬유제품 보다는 자동차 내장재 용도에 사용되고 있다.

이와 같이 여러 자외선흡수제 중에서 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 물대비 3∼7%용액에 침지하여 70∼80%의 픽업으로 짜주고, 이를 170∼180℃의 온도로 세팅하여 염색전 기포지를 준비한다. 또한 극세섬유를 이용한 편직물은 염색공정중에 발생하는 얼룩, 염색주름, 색차 등의 염색성 문제와 세탁 및 땀견뢰도가 저하되는 문제점으로 인하여 우수한 품위의 고견뢰도 염색품을 얻는 염색방법이 곤란하다.

염색공정상에서 발생하는 염색품위 문제도 제품을 전개하는데 문제가 된다. 섬유의 유연성, 촉감 등을 고려하여 사용하고 있는 극세섬유의 염색성을 확실하게 보장할 수 있는 염료는 현재까지는 거의 없는 실정이고, 몇가지 가능한 염료는 발색성의 문제로 사용되지 않고 있다. 견뢰도가 우수한 염료는 대부분 선명색을 요구하는 색조합에서는 적합하지 않아서 이에 대한 문제를 해결하는 것이 시급하다.

고견뢰도를 요구하는 염색품에는 주로 다음과 같은 염료를 이용하여 염색한다. 술폰산 및 카복실산기를 갖는 염료 C.I. Acid Yellow 199, C.I. Acid Orange 67, C.I. Acid Red 266, C.I.Acid Blue25, 디술폰산기를 갖는 염료 C.I. Acid Red 138, C.I. Acid Green 27, 분산형 함금속염료 C.I. Acid Yellow 119, C.I. Acid Red 126, C.I. Acid Black 63, 모노술폰산형 함금속염료 C.I. Acid Orange 144, C.I. Acid Red 359, C.I. Acid Black 107, 디술폰산형 함금속염료 C.I. Acid Brown 384, C.I. Acid Violet 90, C.I. Acid Blue 193 등과 같은 염료를 사용한다.

상기와 같은 염료는 술폰산형 염료로서 일반적인 직편물에는 적절하게 그 효과를 발휘하여 고견뢰도를 발현할 수 있지만 자외선흡수제 전처리를 한 기포지에는 적합하지 않다. 이는 술폰산기가 벤조트리아졸계와의 반응으로 응집현상이 발생되기 때문이다. 그래서 술폰산기가 없는 함금속 염료 C.I,Acid Black 172 등과 같은 염료를 사용하여 100℃에서 40∼60분간 염색을 하고 40∼50℃의 온수로 수세를 하여 미고착 염료를 어느 정도 제거한다. 염색한 편직물은 충분한 수세후에 천연탄닌산계 고착제, 즉 탄닌산을 염색지 무게 대비 10∼15%, 토주석을 염색지 무게 대비 8∼12%의 농도로 처리하여 후처리를 함으로써 세탁 및 땀에 대한 고견뢰도의 염색물을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 편직물의 제조방법은, 먼저 원사가 폴리아마이드계 나이론6 단사섬도 0.5데니어급, 스판덱스 전체섬도 20데니어급로 이루어진 환편물을 제조하고, 음이온성 정련제로 정련처리를 하고 이 정련지를 벤조트리아졸계 자외선흡수제로 자외선 차단가공을 한 후 함금속염료를 사용하여 염색한 후 온수로 2∼3회 수세한 후 2단계에 걸쳐 탄닌산 및 토주석 처리를 행한다.

상기의 나이론/스판덱스 편직물은 외의 및 내의류로 사용하기 때문에 우수한 내광 및 세탁견뢰도를 요구한다. 내광견뢰도가 저하되면 사용초기에는 문제가 없지만 사용 중 황변등의 발생등으로 인하여 선명색이 저하되고 인열강도가 저하되어 제품의 품질이 급격히 저하되는 문제가 있다. 스판덱스가 포함된 편직물은 특히 견뢰도에 문제가 되는 경우가 많은데 이것은 스판덱스로의 염료의 염착력이 약하고 거의 오염되어 있는 형태이기 때문에 제반견뢰도 저하문제를 발생시키게 된다. 스판덱스를 완벽하게 염색하는 염료는 없기 때문에 스판덱스로의 염료오염을 차단하던가 아니면 고착처리 등을 통하여 염료의 탈락을 방지하는 방법을 택한다.

나이론/스판덱스 편직물은 그 부드러움 때문에 주로 내의용으로 사용되어 왔지만, 본 발명자는 이를 외의용에 적용하기 위하여 나이론/스판덱스에서 문제가 되는 내광견뢰도를 향상시키기 위한 방법을 취하게 되었다.

본 발명에 의한 나이론/스판덱스 편직물의 소재가 되는 섬유는 나이론의 경우 단사섬도 0.5∼1데니어로서 원형 및 삼각단면의 형태를 가지며, 스판덱스의 경우 전체 섬도 20∼40데니어를 갖는 구성으로 되어 있다. 본 발명에 있어서 제조된 가공전 생지는 정련 염색 세팅공정을 거쳐서 후가공을 진행하게 되는데, 정련후 자외선 흡수제를 처리하여 프리세팅(염색전 형태안정가공)을 하여 염색가공을 진행하게 된다.

정련이 잘된 전처리 기포지를 벤조트리아졸계 자외선흡수제를 물대비 3%∼7% 용액에 2회 침지하여 맹글로 짜주어 픽업율을 70∼80%로 하여 즉시 170∼180℃의 온도로 60∼90초간 세팅한다. 이때 자외선흡수제를 3% 미만으로 사용하면 자외선 흡수 효과가 없고, 7%를 초과하면 염색공정에서 염료 침투 및 불균염의 원인이 되므로 적정범위의 농도로 사용해야 한다. 또한 픽업율 70%이하에서는 흡수제가 충분히 섬유에 침투되지 않아 효과가 없고, 80%이상에서는 이후 공정에서 원단 세팅시 한쪽 방향으로 흡수제가 몰리는 현상으로 불균일성이 증가되므로 공정 픽업율을 유지해야한다.

또 프리세킹시 170℃이하에서는 자외선 흡수제의 세팅 효과가 없고, 180℃이상에서는 섬유자체의 변형 및 자외선 흡수제의 고화현상으로 제품으로서의 가치가 없으므로 온도 범위를 준수하여야 한다. 세팅시간 60초이하에서는 단지 건조 정도의 효과만 부여해서 자외선 흡수제를 충분히 세팅시키지 못하며, 90초이상에서는 자외선 흡수제의 지나친 세팅으로 표면 코팅막 형성되어 후공정에서 염료 침투가 어렵게 되므로 세팅시간을 준수하여야 한다.

염색은 산성염료 중에서도 함금속염료를 주로 사용하게 되는데 100℃에서 40∼60분간 염색을하고, 40∼50℃의 온수로 3회이상 수세를 한다. 이때 염색시간이 40분이하이면 균염이 이루어지는 시간이 부족하여 불균염의 발생소지가 있고, 60분이상에서는 과염착이 발생하게 되므로 시간을 준수하여야 한다. 온수 수세시 40℃이하에서는 냉수에 따른 염색지 주름 발생의 문제가 발생하고, 50℃이상에서는 염료의 탈락이 발생하여 색상을 맞추기 어려우므로 온수 수세의 온도 범위는 반드시 지켜져야 한다.

수세된 염색지를 염색지 무게 대비 탄닌산 10∼15%처리를 하고 다시 40∼50℃의 온수로 2회이상 수세를 하고 염색지 무게 대비 토주석 8∼12%처리를 하고 40∼50℃의 온수로 3회이상 수세하여 건조, 유연가공 및 세팅을 한다. 탄닌산 처리시 10%이하에서는 처리 효과에 따른 견뢰도의 개선이 전혀 이루어지지 않고, 15%이상에서는 과량 처리에 따른 섬유제품 감촉의 저하 및 염료 탈락의 원인이 되므로 이 범위를 준수하여야 한다. 탄닌산 및 토주석 처리후에 온수로 수세를 하는 것은 염색에서의 수세와 같은 이유로 이러한 범위에서 처리를 해주어야 한다. 토주석의 처리시 8%이하에서는 고착의 효과가 없고, 12%이상에서는 과량 사용에 따른 비용발생만 증가할 뿐 견뢰도 증진 효과는 없으므로 이 범위를 초과할 필요는 없다. 이와 같이 하여 얻어진 나이론/스판덱스 편직물은 우수한 내광, 세탁 및 땀견뢰도를 가지기 때문에 외의 및 내의용에 고급제품으로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예는 아래와 같으나, 아래의 실시예들이 본 발명의 사상과 범위를 국한시키는 것은 아니다.

<실시예 1>

나이론 단사섬도 0.5데니어, 스판덱스 전체섬도 20데니어로 이루어진 환편물을 28게이지, 30인치의 치수로 편직하고, 그 중량을 200gr/m²으로 하여 환편물의 중앙을 개폭하고 이를 50%농도의 가성소다 2gr/liter, 음이온성 정련제 2gr/liter의 욕중에서 90℃, 40분간 정련처리를 하였다. 이렇게 정련처리된 기포지를 50℃의 온수에서 10분간 수세하고, 물대비 3%의 벤조트리아졸계 자외선 흡수제에 2회 침지시켜 80%의 픽업율로 맹글을 통과시킨 후 180℃의 온도에서 60초간 텐터링을 통하여 자외선 흡수제를 세팅시켰다.

자외선 흡수제 처리된 환편물 기포지를 함금속염료 3% o.w.f., pH 조절제 2g/l, 음이온성 1g/l를 사용하여 1℃/분의 승온속도로 100℃까지 승온하여 40분간 염색하고 50℃까지 1℃/분으로 감온하여 50℃의 온수로 3회 수세하였다. 염색된 기포지를 고착처리 하기 위하여 기포지 무게 대비 탄닌산을 10% 준비하여 80℃에서 20분간 처리하고 50℃의 온수로 2회 수세하고, 기포지 무게 대비 토주석을 8% 준비하여 80℃에서 20분간 처리하고 50℃의 온수로 2회 수세하여, 음이온 타입의 유연제에 침지하여 70%의 픽업으로 맹글을 통과시켜 170℃에서 45초간 텐터링을 통하여 최종적으로 본 발명의 내광, 세탁 및 땀견뢰도가 우수한 환편물을 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1에서 정련 후 자외선 흡수제를 처리하지 않고, 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 하여 환편물을 제조하였다.

<실시예 2>

벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 물 100부에 7부로 하고, 픽업율을 70%하여 짜주고, 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 하여 환편물을 제조하였다.

<비교예 2>

살리실산계 자외선 흡수제를 실시예 2와 동일하게 처리하여 환편물을 제조하였다.

<실시예 3>

실시예 1에서 탄닌산의 농도를 15%로 하고, 토주석의 농도를 12%로 하여, 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 하여 환편물을 제조하였다.

<비교예 3>

벤조트리아졸계 자외선 흡수제 처리를 하여 실시예 3과 동일하게 염색하고, 고착처리는 하지 않고 최종 세팅을 하여 환편물을 제조하였다.

이상의 실시예 및 비교예에서 제조된 환편물을 세탁, 땀 및 내광견뢰도를 측정하여 <표 1>에 나타내었다.

	세탁견뢰도	땀견뢰도	내광견뢰도
	변퇴	CO.오염		NY.오염	산성	알카리
실시예1	4	4	4	4	3-4	4
비교예1	3	2-3	2	3	3	3
실시예2	4	4	4	4	3-4	4
비교예2	3	2	2	3	3	3
실시예3	4	4	4	4	3∼4	4
비교예3	3	2	2	3	3	3

상기 표1의 결과를 통하여 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법으로 염색가공된 나이론/스판덱스 편직물 제품은 내광견뢰도가 뛰어나 외의용으로 널리 사용될 수 있으며, 세탁 및 땀견뢰도가 우수하여 피부와 밀착되는 내의용으로 널리 응용될 수 있다.

Claims (3)

1. 나이론/스판덱스 편직물을 염색하는데 있어서, 나이론 단사섬도 0.5∼1데니어 스판덱스 전체섬도 20∼40데니어로 이루어진 나일론/스판덱스 편직물을 음이온 정련제로 정련처리하고, 이 정련지를 물 대비 3∼7중량%의 벤조트리아졸계 자외선흡수제로 자외선 차단 가공하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 나일론/스판덱스 편직물의 고견뢰도 염색방법.
2. 제 1항에 있어서, 염색은 술폰기가 없는 함금속염료를 사용하는 것을 특징으로 하는 세탁견뢰도가 우수한 나이론/스판덱스 편직물의 고견뢰도 염색방법.
3. 제 2항에 있어서, 수세된 염색지를 염색지 무게 대비 탄닌산 10∼15중량% 처리를 하고 다시 수세를 하고 염색지 무게 대비 토주석 8∼12중량% 처리를 하여 수세하여 건조하는 것을 특징하는 세탁견뢰도가 우수한 나일론/스판덱스 편직물의 고견뢰도 염색방법.