KR20210056587A - 저색차에서 고색차까지의 농담조절이 가능하여 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법에 관한 것으로서 본 발명에 의하면 셀룰로오스계 제품의 고유질감이 확보가능한 100% 단일 셀룰로오스계 섬유소재(레이온, 텐셀 등)를 사용하면서도 혼합방적후 무기염 등의 다른 첨가제없이도 단순한 후염법만으로도 염료 염착성이 우수하여 원료섬유의 혼합 및 농도 조절을 통해 저색차~고색차(색차 5~30이내, 담색~농색)의 다양한 색차의 멜란지 색상 발현이 가능하도록 하여 서리가 내린 듯한 보다 자연스럽고 세밀한 고품질의 프로스티효과(Frosty effect)의 멜란지 패턴을 제공할 수 있다.

Description

멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법{Pretreatment And Dyeing Method For Cellulose Spun Yarn Having Excellent Melange Effect}

본 발명은 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법에 관한 것으로서 특히, 동일종류의 셀룰로오스를 원료로 한 방적사제품에 멜란지특성을 발현하기 위한 것이다.

근래 의류 및 원단 업계에서는 친환경 소재트렌드의 고급화 전략을 취하여 편안하면서도 따뜻하고 부드러운 느낌의 고급감의 천연질감소재를 중요시하고 있다. 즉, 최근 의류소재의 트랜드 변화는 소재기술이 중요한 가치로 떠올라 친환경의 고급 질감 소재로 의류의 가치를 바꾸는 특화 소재전략으로 일상의류 소재에서도 부드러운 착용감을 중시하면서도 자연스러운 소프트&뉴트럴한 심미적 색상패턴 발현의 천연유래 소재 제품이 많은 관심을 받고 있으며, 소비자 또한 그 특성을 매우 중요시하고 있다.

특히, 자연스러운 뉴트럴 색상패턴이 특징인 멜란지 색상은 의류 및 패션 소재산업에서는 꼭 필요한 기본 색상으로 패션분위기를 연출하기에 좋은 색상이다. 소재에 따라 멜란지 패턴 색상을 부여하는 가공 및 염색기술이 다양하지만, 대부분 합성섬유의 사가공(thick & thin 등) 및 이종복합사(N/P사 등) 또는 혼방에 의한 멜란지 패턴을 발현하는 제품은 이종소재의 혼방으로 단일 천연소재의 고유감성을 제공하지 못하고 멜란지 톤의 이색성이 크고, 색상이 강하며 소재간 이질감이 큰 특징이 있다.

한편, 방적공정에서 천연소재와 합섬소재의 적용으로 이색효과를 보이기도 하지만 이러한 공정은 단순한 염색사와 백사를 합사한 것의 강렬한 이색효과로서 멜란지처럼 Fiber가 섞이는 자연스러운 효과의 heather 혼색이나 멜란지 색상은 얻을 수 없었다.

이에 업계에서는 최근 부각되는 트렌드인 친환경과 연계하여 고급감 감촉 부여 소재인 레이온, 텐셀 등의 천연 셀룰로오스에서 유래한 100% 재생셀룰로오스계 단일소재를 사용하여 일반적인 멜란지보다 더 자연스러운 천연색감을 발현하는 패턴으로 서리가 내린 듯한 패턴을 보이는 엘라스틱한 팬시 톤인 프로스티효과(Frosty effect)와 같은 보다 고급색상과 감성의 심미적 mouline의 멜란지 패턴신소재를 요구하고 있다.

이렇게 단일 셀룰로오스계 소재에 대하여 천연감성 요구와 더불어 염가공 공정에서 자연스런 멜란지 색상을 부여하는 직물소재가 많이 요구되고 있으나, 이러한 동일한 천연소재의 염가공 공정에서의 멜란지 패턴 제품화 기술개발이 거의 이루어지고 않는 실정이다.

아직까지 천연섬유소재의 멜란지 패턴도 대부분은 원착사나 사염소재 혼방기술이나 교연, 교직으로 인한 색상차이를 부각시키는 방법으로만 제시하고 있는 실정이며, 셀룰로오스계 천연소재로서 색상차이가 나는 제품을 제조하려면 Fiber & Top dyeing과 같은 선염공법으로 염색한 후 이색섬유간의 혼합공정을 진행해야하므로 섬유상태에서부터 최종 제품까지 제조공정이 복잡하고 이색섬유간의 균일한 혼합이 어려운 실정이었다.

대한민국등록특허제10-1171012호(2012년08월08일 공고)

그러므로 본 발명에 의하면, 셀룰로오스계 제품의 고유질감이 확보가능한 100% 단일 셀룰로오스계 섬유소재를 사용하면서도 혼합방적후 무기염 등의 다른 첨가제없이도 단순한 후염법만으로도 염료 염착성이 우수하여 원료섬유의 혼합 및 농도 조절을 통해 저색차~고색차의 다양한 색차의 멜란지 색상 발현이 가능하도록 하여 서리가 내린 듯한 보다 자연스럽고 세밀한 고품질의 프로스티효과(Frosty effect)의 멜란지 패턴이 발현될 수 있는 방적사제품을 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 음이온화제를 1~20% o.w.f가 되도록 함유하고, 추가로 망초 10~300g/ℓ, 소다회 0.5~10g/ℓ를 함유한 욕비 1:20~1:50, 30~40℃의 전처리액에 셀룰로오스계 슬라이버를 침지처리한 후, 80~98℃의 온도에서 열탕수세한 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버를 준비한 후, 상기 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버와 음이온화제처리를 하지 않은 셀룰로오스계 슬라이버를 중량비 5:95~50:50으로 혼합하여 조방 및 정방공정을 거쳐 방적사를 제조한 후, 카티온염료 0.1~10% o.w.f, 욕비 1:20~1:100으로 pH 4~5.5의 조건하에서 90~110℃, 30~60분간 염색한 후 수세 및 건조하는 것을 특징으로 하는, 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법에 관한 것으로서 특히, 동일종류의 셀룰로오스를 원료로 한 방적사제품에 멜란지특성을 발현하기 위한 것이다. 이러한 특성을 발현하기 위해 본 발명에서는 동일종류의 셀룰로오스를 원료로 하면서도 음이온화제처리를 한 셀룰로오스와 음이온화제처리를 하지 않은 셀룰로오스를 혼합하여 방적사로 제조하고 일욕염색으로 카티온염료로 염색하는 것이다.

먼저, 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버를 준비하는 공정은 다음과 같다. 원료로서는 레이온, 텐셀, 모달, 아세테이트, 린넨, 면 중 어느 하나의 셀룰로오스계 파이버를 사용하여 혼타면, 소면과정을 거쳐 만들어진 레이온 슬라이버, 텐셀 슬라이버, 아세테이트 슬라이버, 모달 슬라이버, 린넨 슬라이버, 면 슬라이버 중 어느 하나인 셀룰로오스계 슬라이버를 음이온화제처리를 하는데, 방적방법에 따라서는 셀룰로오스계 탑(top)의 상태로도 음이온화제처리를 할 수 있다.

전처리액은 음이온화제를 1~20% o.w.f가 되도록 함유하고, 추가로 망초 10~300g/ℓ, 소다회 0.5~10g/ℓ를 함유한 욕비 1:20~1:50의 전처리액에 셀룰로오스계 슬라이버를 투입하여 30~40℃에서 침지처리하여 사용하는데, 음이온화제를 셀룰로오스계 슬라이버에 처리하면 섬유상에 음이온기가 부여되어 후에 염색시 카티온 염료가 약산성 조건에서 이들과 이온결합하여 섬유상에 염착할 수 있어 카티온염료에 의한 염색이 가능하도록 한다.

음이온화제가 1% o.w.f미만인 경우에는 염색성이 저하되는데, 이는 셀룰로오스 섬유상에 적은 음이온기(-SO₃ ^-)가 부여되게 됨으로써 적은 양이온성 물질과 결합되기 때문이다. 또한, 미처리 셀룰로오스 섬유를 카티온 염료의 동욕 염색 시에 음이온화제 처리 농도가 낮을수록 음이온화제처리 셀룰로오스 섬유에서 음이온화제 미처리 셀룰로오스 섬유부위로 염료 이행이 진행되어 미처리 셀룰로오스 섬유부분의 이염현상이 발생된다.

음이온화제는 20% o.w.f초과시 흡고착 평형 도달하였으나 그 이상의 농도로 음이온화제를 처리하면 섬유상에 과량 처리하여 셀룰로오스 섬유소재 본연의 터치감이 다소 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 처리 효율성 면에서 1~20 o.w.f가 바람직하다. 상기 음이온화제의 단위는 피처리섬유의 무게에 대한 중량으로서 o.w.f로 함량을 조절하게 된다. 소다회와 망초의 경우 음이온화제 사용량에 따라 사용량을 증가해야 할 것으로 보이나 소다회는 염욕의 pH를 10-11 수준으로 유지하는 것에 영향을 끼치는 약품이므로 0.5~10g/ℓ가 바람직하고, 망초는 과량 적용시 현장공정에서 용해에 어려운 애로사항 있다. 상기 소다회 및 망초는 용액상에서 음이온화제의 섬유상으로의 이행에 도움을 주게되므로 g/ℓ로 함량을 조절하게 된다. 상기 음이온화제는 구조식

로 표시되는 시아누릭 클로라이드를

로 표시되는 술파닐산과 반응시켜 된

로 표시되는 디클로로트리아진계 음이온화제인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 디클로로기를 가진 음이온화제는 반응성이 높은 저온반응형으로서 알칼리 조건 하에서 클로로기 부분이 셀룰로오스 섬유의 Cell-O:에 공유결합하게 된다. 이로써 셀룰로오스 섬유는 표면에 견고한 설폰 음이온기를 가지도록 개질되어 이로 인해 양이온성 물질들을 결합할 수 있게 되어 카티온 염료가 약산성 조건에서 이온결합으로 이들 섬유상에 염착할 수 있어 카티온염료에 의한 염색이 가능하게 된다.

전처리액의 욕비는 1:20~1:50이고, 온도는 30~40℃가 바람직한데, 처리온도의 경우 디클로로트리아진계 음이온화제의 특성상 30~40℃의 저온에서 고착성이 가장 우수하게 나타나므로 음이온화제 처리 온도는 30~40℃정도로 하는 것이 좋다. 처리 온도가 높은 경우에는 카티온 염료 염색성이 낮아지며, 미처리 섬유와의 색차도 낮아진다.

상기 전처리액에 셀룰로오스계 슬라이버를 30~40℃에서 1시간 동안 침지 처리한 후 80~98℃에서 열탕수세하여 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버를 준비한다.

이후, 상기 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버와 음이온화제처리를 하지 않은 일반셀룰로오스계 슬라이버를 중량비 5:95~50:50으로 혼합하여 조방 및 정방공정을 거쳐 방적사를 제조한 후 염색을 하게 된다.

염색공정은 단일염료를 이용하여 일욕염색의 후염방법으로 행하게 되는데, 카티온염료 0.1~10% o.w.f, 욕비 1:20~1:100으로 pH 4~5.5의 조건하에서 90~110℃, 30~60분간 염색한 후 수세 및 건조하게 되면, 방적사내의 음이온화제 처리 셀룰로오스계섬유부분은 염색이 진하게 되며, 미처리 셀룰로오스계섬유부분은 염색이 이루어지지 않게 되어 자연스러운 색차가 형성되어 서리가 내린 듯한 보다 자연스럽고 세밀한 고품질의 프로스티효과(Frosty effect)의 멜란지 패턴이 발현되는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 셀룰로오스계 제품의 고유질감이 확보가능한 100% 단일 셀룰로오스계 섬유소재(레이온, 텐셀 등)를 사용하면서도 혼합방적후 무기염 등의 다른 첨가제없이도 단순한 후염법만으로도 염료 염착성이 우수하여 원료섬유의 혼합 및 농도 조절을 통해 저색차~고색차(색차 5~30이내, 담색~농색)의 다양한 색차의 멜란지 색상 발현이 가능하도록 하여 서리가 내린 듯한 보다 자연스럽고 세밀한 고품질의 프로스티효과(Frosty effect)의 멜란지 패턴이 내구성있게 발현될 수 있는 방적사제품을 제공하고, 기존의 카티온염색 셀룰로오스계 소재의 염착성 및 견뢰도 측면의 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 염색이 완료된 방적사의 사진이며,
도 2는 본 발명의 실시예 2의 염색이 완료된 방적사의 사진이며,
도 3은 본 발명의 실시예 3의 염색이 완료된 방적사의 사진이며,
도 4는 본 발명의 실시예 1의 염색이 완료된 방적사의 현미경사진이며,
도 5는 본 발명의 실시예 2의 염색이 완료된 방적사의 현미경사진이며,
도 6은 본 발명의 실시예 3의 염색이 완료된 방적사의 현미경사진이다.

다음의 실시예에서는 본 발명의 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법의 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1]

음이온화제 10g/ℓ을 투입하여 20% o.w.f가 되도록 하고, 추가로 망초 100g/ℓ, 소다회 10g/ℓ, 잔부로서 순수를 함유한 욕비 1:20인 전처리액 1ℓ에 레이온 슬라이버 50g을 투입하여 30~40℃에서 침지 처리한 후, 80~98℃에서 열탕수세하여 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버를 준비하였다. 상기 음이온화제는 구조식

로 표시되는 시아누릭 클로라이드를

로 표시되는 술파닐산과 반응시켜 된

로 표시되는 디클로로트리아진계 음이온화제를 사용하였다. 이후, 상기 음이온화제처리 레이온슬라이버와 음이온화제처리를 하지 않은 레이온슬라이버를 중량비 10:90으로 혼합하여 조방 및 정방공정을 거쳐 방적사를 제조한 후 염색을 하였는데, 염색공정은 단일염료를 이용하여 일욕염색의 후염방법으로 행하게 되는데, 카티온염료(Astrzon Blue 3RL micro 200%) 0.2% o.w.f를 사용하고 욕비 1:30으로 하여 90℃에서 60분간 염색한 후 수세 및 건조하였다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 상기 음이온화제처리 레이온슬라이버와 음이온화제처리를 하지 않은 레이온슬라이버를 중량비 20:80으로 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방적사를 제조하고 염색을 하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 상기 원료파이버를 텐셀로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방적사를 제조하고 염색을 하였다.

도 1 내지 도 6에 의하면, 음이온화제 처리섬유 함량이 20%인 경우 염색성이 보다 진하게 나타났고, 10%의 함량의 경우에는 보다 은은한 멜란지 효과를 보인 것을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 음이온화제를 1~20% o.w.f가 되도록 함유하고, 추가로 망초 10~300g/ℓ, 소다회 0.5~10g/ℓ를 함유한 욕비 1:20~1:50, 30~40℃의 전처리액에 셀룰로오스계 슬라이버를 침지처리한 후, 80~98℃의 온도에서 열탕수세한 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버를 준비한 후,
   상기 음이온화제처리 셀룰로오스계 슬라이버와 음이온화제처리를 하지 않은 셀룰로오스계 슬라이버를 중량비 5:95~50:50으로 혼합하여 조방 및 정방공정을 거쳐 방적사를 제조한 후,
   카티온염료 0.1~10% o.w.f, 욕비 1:20~1:100으로 pH 4~5.5의 조건하에서 90~110℃, 30~60분간 염색한 후 수세 및 건조하는 것을 특징으로 하는, 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 셀룰로오스계 슬라이버는 레이온 슬라이버, 텐셀 슬라이버, 아세테이트 슬라이버, 모달 슬라이버, 린넨 슬라이버, 면 슬라이버 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 음이온화제는 구조식

   

   로 표시되는 시아누릭 클로라이드를

   

   로 표시되는 술파닐산과 반응시켜 된

   

   로 표시되는 디클로로트리아진계 음이온화제인 것을 특징으로 하는, 멜란지특성이 우수한 셀룰로오스 방적사제품을 위한 음이온화제처리와 염색방법.

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