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은미 위
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1 Acryl Filament 응용제품개발기술지원 지원기관 : 한국생산기술연구원지원기업 : 창신섬유주식회사 산업자원부

2 제출문 산업자원부장관 귀하 본보고서를 Acryl Filament 응용제품개발기술지원 ( 지원기간 : ~ ) 과제의기술지원성과보고서로제출합니다 지원기관 : 한국생산기술연구원 ( 대표자 ) 주덕영 지원기업 : 창신섬유주식회사 ( 대표자 ) 김효영 지원책임자 : 홍주석 참여연구원 : 이정인 " : 안재상 - 2 -

3 목 차 제 1 장서론 제 1 절기술지원필요성 제 2 절기술지원목표 제 3 절기술지원내용 제 2 장본론제 1 절기술지원성과 1. 수행한기술지원내용 제 2 절기술지원수행 1. Acryl Filament 와복합하여사용가능한소재 2. Acryl Filament 복합사의염색공정에대한제안 3. 복합사를사용한시험편직작업및태평가 제 3 장결론 부 록 - 3 -

4 제 1 장서론 제 1 절기술지원필요성 o 사가공공정의 data base가구축되지않아경험에의한제품생산체계로제품의 품질균일성이떨어짐 - o - o 사종및사가공기에따른최적조건을맞추지못하고있음사가공공정및염색공정의체계화가이루어지지않아공정관리에어려움이많음공정에따른물성변화를예측하지못함사종및사가공의공정의변화에따른다양한소재에맞는염색공정개발이어려 움 o 아크릴사는다른섬유와미온성이틀리기때문에염색시어려움이많음 - 불균염, 염반, 사층에의한불량률이많음 - 다른섬유와혼합시염색공정치복잡하고길어짐 제 2 절기술지원목표 o High Fashion 소재의개발로다양하게차별화되는고부가가치제품개발 o 다양한물성을갖는 Knit용소재로차별화된다기능성제품개발 o Acryl Filament 의사가공, 염색및편직에필요한생산공정의표준화와 DB화로 고감성의류용소재분야개발의활성화기대 o 염색, 가공공정의단축으로생산원가절감및생증대. o 품질인증규격확보를통한기술경쟁력확보 o 대외경쟁력및수출경쟁력확보 - 4 -

5 제 3 절기술지원내용 o 사가공공정의수치화 - 연사, 가연속도및장력에따른물성평가 - o - 사종및사가공기에따른최적조건선정 사가공공정및염색공정의체계화 공정및설비개량에의한원가절감 - 전기, 스팀, 용수등의사용량최소화 o 복합섬유의일욕염색기술 - 동색성, 견뢰도향상등 - 실험실현장간색차( E) 1.5이하 - Lot 간색차( E) 1.5이하 o 사가공및염색공정작업표준서제시 o 생산된 acryl filament 섬유의제ㆍ편직성개선 - 5 -

6 제 2 장본론 제 1 절기술지원성과 High Fashion용 Knit 소재및 Golf wear로각광받고있는 Acryl filament의응용성 을넓히는기술을업체의상황에적합하게관련기술을선별지원함으로서날로증 대되고있는 acryl 복합섬유사개발, 생산기술의현장적용으로생산원가절감, 기술 축적및대외경쟁력을확보하는데기여하는데있다. 짧은제조업기간동안염색공장을운영하면서겪고있는제품생산과정에서의문제점 을해결하는계기가되었으며, 사가공, 사염색및직물염색제품을안정적으로생산 할수있는기반구축하게되었다. 또한급변하는국내외시장흐름에대응하는다양 한복합사개발과염색제품을안정적으로생산공급하는체계를구축하고있으며, 이 것이가시화되면서회사의매출증대가되고있다. 이번부품소재기술지원사업의지원업체는회사의전반적인제품개발, 생산및 quality 유지와관련된전반적인상황을되돌아보는계기가되었으며이를바탕으로 시장수요새롭게접근하는기회로활용할수있으리라본다. 1. 수행한기술지원내용 - 직편물과사염물의염색불량원인을규명및채결책의제시로안정적인염색공관 리체계구축 - 개발된복합사와사염소재의최종적인제품화특성을확인하는 Quality 유지 system 구축 ㆍ생산기술연구원의류스웨터지원센터의편직기와분석설비를활용, 다양한형태로 개발하는복합사를사용하는소비업체의제품화과정에서발생할수있는문제점들 을사전에검증하므로서불량발생요인을사전에차단할수있도록함 ㆍ기능성 polyester와자연섬유복합사생산및제품화검증 - 6 -

7 ㆍ acryl filament 복합사및다양한응용사의염색기술확보및안정적인생산체계 유지로경쟁력확보 ㆍ동종업체에서자주발생해오던염색불량을해결하는생산공정개선으로매출액 증가요인이있음 ㆍTPM balance 부여로 steam setting 공정삭제( 공정단축) 한공정개선으로원가절 감 - 복합사염색시 2~3욕을 I~2 욕으로공정단축, 염료절감및염색폐수발생률절감 - Acryl filament 사염제품, Atryl filament와면섬유복합섬유사제품및 Acryl filament/wool 복합섬유사제품 - acryl filament 와면사, 또는 wool과복합한소재를염색및시편직하여생산하고 일부는제품으로판매중에있음 ㆍ사염색하여판매한원사의 Knitting 과정에서발생한 knit 원단비틀림현상을제 어하는기술지원으로사용자업체에서제기하는클레임을해결 ㆍ다양하게복합화된원사편직성을수시로확인하여원산소재의제품화에반영하 는 SYSTEM으로가시화 사가공공정의수치화사가공공정및염색공정의체계화복합사의일욕염색기술을적용한신공정염색체계의개선사가공및염색공정작업표준서제시로안정적인생산체계로접근 - 생산된 acryl filament 섬유의제ㆍ편직성개선 - 사가공, 사염및직물염색공정에서요구되는각공정별 Data 정립및작업표준화 (Winding---> Combine Twisting ---> Cheese Dyeing ----> Flat knitting) - 완제품(Dyed Yarn) 의물성분석 Data 정립 - 상품화전개 : Design & knitting으로상품성검토후영업전개중임 - 7 -

8 제 2 절기술지원수행 1. Acryl filament 와복합하여사용가능한소재 가. 면 1) 상품성 - 장점 : 땀을잘흡수하고, 튼튼하고, 가벼우며, 염색이쉽고세탁이간편하며, 쾌적하고, 선명한색상으로염색가능, 관리간편한장점이있는소재로다양한복 합사를전개하는데있어필수적인소재로사용되고있다. - 단점 : 구김이잘가고, 세탁및열에의한수축이발생하는점 2) 용도 쾌적성이우수하므로속옷, 유아용, 캐주얼, 스포츠, 침구용, 목욕용품소재등으로 사용하며내구성이우수한장점을강조하는청바지, 작업복용및 sports wear로널 리사용되고있으며, 다른천인섬유나합성섬유와복합하여다양한용도전개가가 능한필수적인소재로광범위하게사용되고있다. 3) 형태 리본과납작한단면이거나중공단면을가지고있고, 측면은길이방향의꼬임을갖 는형태가된다. 나. 마 1) 상품성 가정용직물, 실용적의복및텐트, 범포등의산업용섬유소재로사용된다. - 장점 : 열전도율이높아여름용의복으로많이사용되며물을잘흡수하고, 건 조가빠르며, 광택이아름답다는등이다

9 - 단점 : 구김이잘감( 방추가공, PET 혼방, 강연사, 크레이프직의가공으로이를 보완하는제품으로문제를해결한다 ) 다. 양모 1) 상품성 유사이래로오랜기간사용해온소재로서우아한태, 광택, 촉감등의외관과따 뜻하고가벼운쾌적감등의특성을요구하는고급의류에사용하거나일반적인의류 층소재로도널리사용하고있다. 2) 용도 방한용코트, 스웨터, 남겨정장등으로많이사용되며, 다림질에의하여형태변하 나, 열전도율이낮고, 권축을가지므로공기를많이함유하고있어보온성이우수한 점이있다. 라. 실크 1) 상품성 광택이우아하고, 촉감이부드러우며튼튼하고, 드레이프성이우수하며, 열전도율이 낮아여름에는시원하고쾌적한소재이며, 추은날씨에는따뜻한느낌주는소재이 며다른천연소재나자연소재와복합하여다양한전개가가능하다. 2) 용도 드레스, 란제리, 한복, 스카프, 넥타이, 카펫, 재봉사, 자수실 - 9 -

10 마. 레이온 1) 상품성 우사한드레이프성, 흡습성, 독특한광택, 정전기가없어안감용으로많이사용하고 있으나구김이많이가는단점( 폴리노직, 구리암모늄제외) 이있다. 2) 용도 드레스, 블라우스, 슈트, 란제리, 스포츠, 양복안감, 니트등 3) 형태 섬유표면에주름이잡혀있는형태이며폴리노직, 구리암모늄레이온( 가늘고견과 같은광택) 은원형의형태를갖는다. 바. 아세테이트 1) 상품성 - 장점 : 특이한광택이있으며, 촉감이부드럽고, 산뜻, 우수한드레이프성 - 단점 : 마모강도가낮음 2) 용도 블라우스, 드레스, 란제리, 안감, 커튼용도로사용 3) 형태 불규칙하고주름이있는단면

11 사. 폴리에스테르 1) 상품성 - 장점 : 나일론보다낮은강ㆍ신도, 탄정과레질리언스우수, 뛰어난탄성회복 율높다. - 단점 : 표면광택이강하고, 촉감이매우미끈미끈함 2) 용도 단독또는혼방하여다양한용도의의류소재, 스포츠웨어등 아. 나일론 1) 상품성 인장강ㆍ신도가높고, 마모강도가좋은질긴섬유, 다양한형태의섬유제조용이하 며의류용및산업용섬유소재로많이사용되고있다. 2) 용도 스타킹, 스웨터, 양말, 란제리, 수영복, 카펫 자. 아크릴 1) 상품성 레이온, 나일론은인조견에비유되나, 아크릴은인조양모에비유되며, 가볍고따뜻 한특징과촉감이부드러워양모와가장유사한화학섬유로인식되고있음 2) 용도 벌크가공하여스웨터, 겨울내의, 편성물, 플리스직물, 모포등

12 3) 형태 방사방법에섬유단면이원형및땅콩껍질단면(8 자형태) 등으로방사한다. 2. 가공사의특징 가. 코어방적사 스판, PET, 아크릴, 레이온등의필라멘트사를중심으로단섬유로둘러싸며방적, 일반방적사보다보푸라기가적고외관이깨끗하고부드러운촉감을갖는다. 나. 커버링사 심사에필라멘트사나방적사를감은실. 염색성의차이를이용하여여러가지색상 의심미적표현가능하여다양하게응용제품이개발되고있다. 다. 인터레이스사 압축공기를이용하여섬유에교락부를만드는것으로원사의제편직성을보완할뿐 만아니라 능하다. Bulky성을강조하여다양한표면특성과물성을갖는제품으로전개가가

13 표 1. 니트용일반원사의종류와특성 종류특성및용도 면 마 실크 레이온 아세테이트 트리아세테이트 아크릴 폴리에스테르 각종장식사 흡습성이좋고이지케어성이좋은면소재는중ㆍ세번수의경우는실 켓가공등을통한춘ㆍ하절기용고급제품에사용되며태번수의굵 은실은제품에텍스처를나타내기가쉬워주로캐주얼용및추동용 으로많이사용된다. 시원한외관과투습흡수성이뛰어나지만신축성이없어단독으로사 용되기보다는다른소재와의혼방및교편직으로많이사용되며소재 특성상하절기용의소재이다. 아름다운광택과고가인실크소재는범용적으로많이사용되지않으 나견방사및견혼방사가추동용으로많이사용되며하절기엔강연생 사가최고의소재로이용되기도한다. 아름다운광택과뛰어난드레이프성을가진레이온소재는특히면, 마, 폴리에스테르, 아세테이트등의소재와의혼방및교편직으로차 분한광택등의실의복합효과와마와같은외관의랑킹레이온은하 절기용스웨터에많이사용된다. 특히, 강력레이온섬유는후가공처 리를함으로써뛰어난이지케어성과새로운감성을표현한다. 실크에가까운광택과염색성이좋아다양한색상의전개가용이하며 구김이잘가지않고드레이프성이좋다. 특히, 열가소성이좋아가공 에의한영구적주름및무아레효과등의패션성과차가우면서드라 이한질감을준다. 폴리에스테르, 레이온섬유와의혼방및교편직등으로하절기용소재 로많이사용된다. 벌키한소재로부드럽고따뜻한질감과뛰어난염색효과로양모대용 품의성격이강해동절기용으로가장많이사용되는대중적인소재이 다. 아크릴방적사소재는양모, 면, 라미, 나일론섬유등과의혼방을통 하여소재의다양화를추구하며, 특히필라멘트사는드레이프성이좋 으면서실키하고차가운질감으로패션성이있는하절가용고급제품 에많이사용되고있는소재이다. Easy care 성을가진폴리에스테르소재는초기에는실용성을고려한 유니폼용으로많이사용되었으나최근에는사가공및신합섬등을통 하여다양한감성을나타내면서니트소재로많이사용되고있다. 니트제품은실의심미성표현이중요한요소이기때문에다양한표 면효과, 시각효과를가진장식사들이일반적으로니트소재로많이사 용된다. 그리고스폰징방법은뜨거운공기를이용하는방법과차가운공기를이용하는두 가지방법이있다

14 표 2에서는일반적으로패션소재에많이사용되는혼방섬유의종류와특성을나열 하였다. 그리고과학기술이발달되면서표 2와같은새로운코어방적및신기술에의한특 수한복합소재들이품질의향상, 품질의고급화, 용도개발등을목적으로오랜기간 연구되어왔다. 코어사의경우는단섬유/ 장섬유의복합형태인코어방적사와장섬 유/ 장섬유의 2 층구조사가있다. 코어방적사는일반혼방사와는다른여러가지물 성과패션성을나타내며 2층구조의장섬유사는신감각의특성을나타내어고부가가 치상품에주로적용된다. 특히, 합성섬유분야에서신기술에의해개발된신소재를 신합섬및신신합섬등이라고한다. 이와같은신소재와천연섬유의혼방은지금까 지감성적인부분이미약하다고생각되던기존의단섬유/ 장섬유혼방소재와다르게 고급감성화를추구할수있게하였다. 일반적으로소재를혼방하는이유는단일소 재의특성을개량하는방법으로많이사용되었으나, 최근의혼방소재는사용할때 요구되는기능성과패션성을고려한복합감성을얻기위한혼방소재로바뀌고있 다

15 표 2. 천연섬유와합성섬유의대표적인혼방 면마견양모 종류특성 폴리에스테르 레이온 강력레이온 아크릴 레이온 강력레이온 폴리에스테르 레이온 폴리에스테르 폴리에스테르 면의특성과폴리에스테르의광택, 부드러움, 이지케어성능 의복합 면의특성과레이온의뛰어난드레이프성과우아한광택, 산 뜻한촉감등의복합 면의특성과강력레이온의뛰어난드레이프성과이지케어 성능의복합 면의특성과아크릴의뛰어난부드러움과보온성능, 발색성 등의복합 마의외관특성과레이온의부드러움과발색성능그리고적 당한드레이프성능의복합 마의외관특성과강력레이온의이지제어성과후가공에의 한부드러움과반발탄력성, 드레이프성능의복합 마의외관특성과폴리에스테르의부드러움과이지케어성능 의복합 견의특성과레이온의드레이프성과발색성능의복합 견의특성과폴리에스테르의이지케어성능의복합 소모의특성과폴리에스테르의이지케어성능의복합 아크릴소ㆍ방모의특성과아크릴의발색성및기능성의복합 나일론 방모의특성과나일론의기모에의한강력저하방지및부드 러운촉감과의복합 표 3. 코어혼방소재의종류와특성 종류구조특성 면/ 아크릴내층아크릴사외층면섬유 면/ 폴리에스테 르 양모 / 폴리에스테르 내층폴리에스테르사외층면섬유 내층폴리에스테르사외층양모섬유 면/ 스판텍스내층스판텍스외층면섬유 레이온 / 폴리에스테르 아세테이트 / 폴리에스테르 내층폴리에스테르외층레이온섬유 내층폴리에스테르외층아세테이트섬 유 면섬유의이지케어정과아크릴섬유 의부드럽고벌키한태 면섬유의촉감과폴리에스테르의이지 케어성 양모섬유의촉감과폴리에스테르의이 지케어성 면섬유의촉감과스판텍스섬유의내 구성있는신축성 레이온섬유의발색및촉감과폴리에 스테르섬유의이지케어성 아세테이트섬유의촉감및광택과폴 리에스테르섬유의이지케어성

16 라. 장섬유혼섬사 복합소재는넓은의미로는화학조성, 형태및물성의특성을달리하는서로다른 섬유소재를혼방, 혼섬, 교직, bonging, 퀼팅, 코팅한소재들과옷을껴입는방법까 지를의미하지만일반적으로는혼방소재와구분하여장섬유형태의소재를사용하 여장섬유형상을나타내는소재를말한다. 이러한장섬유복합소재는표 4와같 이콘주게이트사와혼섬사로크게나누어진다. 장섬유의복합에의한효과는각소 재의상호작용으로인한상승효과로차원높은기능또는새로운감성을표현하는 것이다. 특히, 장섬유의복합소재는이종섬유끈으로한정하는것이아니라동일섬 유간에도굵기가다른것, 단면형상이다른것, 단면현상이다른것, 수축률이다 른것, 염색성이다른것등도속한다. 장섬유복합소재는초기에는흡수성섬유, 고강력섬유등과같이섬유의특성화를 통한용도개발이주로이루어졌으나최근에는천연섬유지향, 천연섬유를능가하 는소재등의목표를가지고개발되었다. 예를들어 wooi-like, cotton-like 라는 명칭은신합점소재의물정이면섬유및양모섬유의물성과비슷한특성을나타내기 때문에붙여졌다. 이와같은섬유여러가지물성은섬유특성도로나타낼수있다. 섬유특성도를각각의물성수치를연결하면섬유의고유특성도가그려진다. 섬유특성도는새로개발된소재의주관적인감성을좀더객관화하는방법으로사 용이가능하다. 또한, 최근패션소재에여러가지섬유가혼합된소재들이많이사 용되기때문에혼합소재기능과감성을예측할수있는방법으로도적용이가능하 다. 특히, 소재전문회사에서는혼방사의제조시혼방에사용되는원료, 혼방비율 등의설정에도활용할수있다

17 표 4. 장섬유의복합소재종류와특성 섬유내복합 종류콘주게이트사 (conjugate yarn) : 이종섬유간복합종류혼섬사 : 단섬유간복합 요소기술 다성분에의한 콘주게이트 자발권축사 초극세이형사 대표소재 인조스웨이트, 초고밀도투습방수피치스 킨, 제 2세대인공피혁 스타킹 세게이지니트 니트 스펀조소재 견라이크소재 보온성소재 요소기술특성 이수축혼섬사 이권축혼섬사 이섬도혼섬사 이염혼섬사 이형혼섬사 방사또는가공사단계에서수축률이다른 2 종이상의섬유를혼합하여실상태로한것 으로벌키성이표현된다. 권축형태모양이다른 2 종이상좌섬유로된 혼섬사로 2 층구조, 루프구조등이있다. 섬유의굵기가다른 2증이상의섬유를혼섬 한것으로굵은섬도는드레이프성을가는섬 도는부드러운감을표현하며염색시농담의 효과가있다. 염색성이다른 2종이상의섬유를혼섬한것 으로이색또는농담의효과가있다. 단면형상이다른 2종이상의섬유를혼섬한 것으로광택차의효과와미묘한촉감을부여 한다

18 2. Acryl Filament 복합사의염색공정에대한제안 다양한원사를복합한복합사는 Knit 제품으로서최종적인물성을발현하기위해서 는염색에의한색상부여가선행되어야한다. 이종사종간의각각의물성과특성이 전혀다른소재를결합시키는복합사의특성상소재와염료간의결합력과반발력의 차이를이해하면서염료, 조제와작업조건을미세하게조절하는공정관리가요구된 다. 그중에서도염색공정관리의기술력이요구되는사염기술은한종류의원사만을염색하는경우에는공정관리가비교적쉬우나이종사종이복합된복합사의경우에염색하기위해서여러번다단염색하머색상을발현할수도있으나이러한경우는염색이어려울뿐만아니라설사염색이된다하여도생산비의증가는물론염색으로얻어진소재도과도한물성변화가나타나소재로서사용하기가어려운실정이다. 이를해결하는방법으로 2~5종원사가복합된복합사를한공정일욕염색으로염 색을하는경우에는그간발생했던문제점들을해소하면서안정적인작업을할수있으리라보고기술지원사업으로그간의염식기술을정리하면서복합사일욕염색기술지원에초점을맞춘기술지원을하게되었다. 그간의염색공정에대한자료를다음과같이정리하였다

19 o 섬유간의조합에사용되는염료

20 - 일반적으로아크릴이함유된점유소재의염색은 (+) 를갖는 Cation 염료를사용 하고있으며대부분의염료는 (-) 전하를띠므로일욕에서염색할경우두염료가 침전으로떨어지는현상이나타나므로침전방지제르병행사용으로해결할수있으 나이욕으로염색이이루어질때에는문제되지않는다. - 면( 또는레이온등) 이포함된복합소재를일욕에서반응성염료를사용하여면 쪽을염색할경우에는 ph 가다른섬유의염색에서와는반대로알칼리( 다른섬유 ) 이므로중성부근에서염색이가능한반응성염료선정이중요 : 이욕시문제 되지않음 - 합성섬유와천연섬유의일욕( 또는이욕) 염색시각섬유의표면반사율이다르므 로동색을얻기가매우어려움(wool/nylon( 염료사용) 등) - 이종의합성섬유를염색할경우에는분산염료를단독으로사용하는경우가많으 나섬유간의염착량및친화력의차이로색차가발생함 - 일욕에서두종류이상의섬유가혼합된복합섬유를각각의섬유맞는염료를사 용하여염색할경우각염료가상대섬유에오염이되어각종견뢰도를낮추게되므 로염색시오염방지제를사용하여함 요 : 섬유의조합에따른오염방지제선정이중 - 복합소재사염의경우부분적인혼용율의차이및결정화도의변화또는사염색 기의조절에의하여사층이발생하기쉬움 : 복합사를구성하는각섬유의 lot관리 중요, 사층제어염색기술개발필요 - 복합사의용도에따른견뢰도만족 : 자동차시트( 일광), 어망, rope( 세탁, 물, 일 광), 텐트( 일광, 내수압, 발수도) - 합성섬유의복합사제조시열처리에의하여수축이섬유에따라다르게나타나 염색시불균염초래 : Deffect를 effect로 자연적인크림프로해석 - 실험실- 현장간색차발생 : 실험실과현장간에는작업조건이달라색차가발생하 게됨 : 상관관계규명필요

21 (1) 폴리에스테르/ 나일론/ 면 (2) 폴리에스테르/ 나일론/ 레이욘 (3) 폴리에스테르/ 나일론/ 양모 (4) 폴리에스테르/ 나일론/ 아크릴 (5) 폴리에스테르/ 나일론/CDP (6) 폴리에스테르/ 나일론/ 실크 (7) 폴리에스테르/ 양모/ 면 표 5. 3 종류의혼섬직ㆍ편물의예및염색공정 폴리에스테르( 신합섬) 복합품 (8) 폴리에스테르/ 양모/ 레이욘 (9) 폴리에스테르/ 양모/ 아크릴 (10) 폴리에스테르/ 아크릴/ 면 (11) 폴리에스테르/ 아크릴/ 레이욘 (12) 폴리에스테르/ 면/ 레이욘 (13) 폴리에스테르/ 면/CDP (14) 폴리에스테르/ 면/ 폴리우레탄 (15) 폴리에스테르/ 트리아세테이트/ 레이욘 1) 폴리에스테르 / 나일론 / 면 이것들의섬유의편정( 조합) 은, 폴리에스테르/ 나일론복합섬유와면과의교직이나 교편한것이많다. 이복합소재의주요인염색조건( 염료, 염료의 ion 성, 染浴 ph, 염색온도, 오염성) 을 표 6 에나타내었다. 표 6. 폴리에스테르 / 나일론 / 면염색조건. 섬유염료 폴리에스테르분산 나일론 반응 면 직접 이온성 염욕의 ph 약 중성 중성 염색온도 130 o C 120 o C 120 o C 100~120 o C 오염성 분산염료오염 분산염료오염 반응염료 ㆍ직접염료오염

22 이복합소재의염색은, 나일론이분산염료뿐만아니라, 반응염료나직접염료에도오 염된다. 나일론을오염한분산염료의내광견뢰도가현저히나쁘게되는것에유의 해야된다. 따라서나일론오염이적은염료의선정이중요하다. 분산염료와중성욕의고온으로반응하는모노니코틴산트리아진형반응염료를사용 하여폴리에스테르와면을 120 o C 에서염색한다. 나일론은고온에취화하는경향이 있지만, 복합화된경우, 120 o C에서도강력등의문제는충분히견딜수있는조건 이다. 다음에, 별욕에염료를사용하여, 나일론을 100 o C 에서염색한다. 이방법은, 담~ 중농색까지는염색할수있지만, 극농색이얻기어려운문제를남 기고있다. 일욕으로염색하는경우는, 면에직접염료를써분산ㆍ염료와같은욕으로염 색한다. 필요에따라나일론오염방지제를병용한다. 120 o C 염색후, 70 o C까지냉각 하여, 20 분전후직접염료를재염착시킨다. 일반적으로, 재염착의온도는 80 o C에 서 70 o C사이가분산ㆍ염료의탈락이적고색상재현성이뛰어나다. 폴리에스테르와나일론을분산염료와염료로염색후, 별욕으로강 alkali를사 용하는반응염료를사용하여면을염색하는방법도있지만, 강 alkali를사용하기때 문에나일론의빛깔결점이심하고, 색상이변한다. 2) 폴리에스테르 / 나일론 / 레이욘 이들섬유의조합은폴리에스테르/ 나일론/ 면으로말한염색조건과기본적으로같은 사고방식으로염색할수가있다. 최근으로서는, 레이욘외에 tencel 이나모달과의 복합소재가늘어나고있지만, 어느것이나같은생각으로염색할수가있다. 주된 염색조건은, 표 3 에서보는것같이, 반응염료는중성욕으로사용하는염료를사용 하는쪽이, cost 면ㆍ색상의재현성의면에서양호하다

23 표 7. 폴리에스테르 / 나일론 / 레이욘의염색조건. 섬유 폴리에스테르 나일론 레이욘 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 약 120~130 o C 120 o C 분산염료오염 반응 중성 120 o C 분산염료오염 중성욕에서반응시키는염료에관해서자세히말하면여기서사용하는반응염료는 alkali 또는중성욕의고온에서반응하는모노니코틴산트리아진형반응염료이고, 이 염료를사용하여일욕으로단시간에염색할수가있다. 염색방법은, ph 조정제ㆍ분산제를가하여, 다음에필요량의망초를넣은뒤, 분산 ㆍㆍ반응의각염료를투입한다. 망초와염료의투입순을반대로하면, 고농도 의망초가한번에투입되기때문에염료의응집이일어나기쉽게되어, 더러워져 결점등이유발되기쉽게된다. 염색은 120 o C에서 60 분전후한다. 이염색으로서는, 중성의망초존재하에서견딜수있는분산ㆍ염료를선정하는 것이필요하다. 또한, 분산제의종류에의해서도, 분산염료의안정성이크게변하기 때문에, 염료와분산제의선정이중요시된다. 3) 폴리에스테르 / 나일론 /wool 이복합소재의주요인염색조건에관해서, 표 8 에나타내었다. 이복합소재의염색에있어서의유의점은, 분산염료에의한나일론, wool의오염이 큰점및 wool을온도가높으면취화하기때문에염색온도는최고 120 o C를넘어서 는안된다. 따라서우선오염이적은분산염료의선정이필요하다. 일반적으로는, 안스라퀴논계의분산염료가오염이비교적작고, 또한오염된색상이폴리에스테르 와유사한것이많다

24 표 8. 폴리에스테르 / 나일론 /wool 염색특성. 섬유 폴리에스테르 나일론 레이욘 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 약 100~130 o C 100 o C~120 o C 분산염료오염 100~120 o C 분산염료오염 또한, 분산염료는 wool에도오염하기때문에나일론과같이오염이적은염료의선 택이필요하다. 나일론과 wool 은염료로염색할수가있지만, 세탁견뢰도가우수한염료를선 정해야한다. 그래도, 나일론과 wool의색상이다르거나동색ㆍ동농도에가까이하 기위해서, 나일론용방염제를사용하지만, 완전하지는않다. 대표적인염색방법은 일욕법으로분산제, 방염제, 캐리어를포함하는약 40 o C의욕중에선정한분산염 료ㆍ염료를가하여, 105~120 o C에서 30~60 분간염색한다. 필요에따라 wool 보호제를첨가하여, 강도저하를방지한다. 극농색은이욕염이바람직하다. 분산염료로폴리에스테르염색후, 염료로 wool, 나일론을염색한다. 최근으로서는, 상장가염 type 의신합섬폴리에스테르가개발되어있고, wool을포 함하는이러한복합소재의염색에금후적용되는것으로생각된다. 4) 폴리에스테르 / 나일론 /acryl 이복합소재의주요인염색조건에관해서, 표 9 에나타내었다. 이복합소재의염색시유의점은, 분산염료나염료가 anion 성이나, cation염료는 ion 성이반대인점, 더욱이염색온도가폴리에스테르는 130 o C 에서, 나일론, acryl은 100 o C 가적정온도인점에있다. 또한, 나일론, acryl의오염이적은분산염료를선 택하여야한다. ion 성이다른경우에는염색중에염료가침전하여, tar화하기때문에염료스파크 의원인이된다

25 따라서이소재의경우, 분산 -염료를동욕으로 120 o C 에서염색한후, 별욕에 서 cation염료로 100 o C 로염색하는방법이가장균염성ㆍ재현성이양호하다. 이경 우, 나일론은최고온도가되기때문에, 물성면에서색상의적중률을높여, 재가공 을 2 회이상하지않는것이바람직하다. 표 9. 폴리에스테르 / 나일론 /acryl 의염색특성. 섬유 폴리에스테르 나일론 아크릴 염료이온성염욕의 ph 염색온도 분산 약 130 o C 100 o C~120 o C Cation Cation 100 o C 오염성 Cation 염료오염 분산염료오염 분산염료오염 acryl은염색온도가 80 o C 넘으면, cation 염료의흡착이급격히증대하기때문에, 80 o C에서 20~30분간유지한다음그후 100 o C 까지승온하는방법이효과적이다. 추천할수있는염색방법이아니지만, 일욕에서합리적으로염색하고자할경우에 는, 침전방지제및캐리어를병용하여 105 o C 에서염색하는것이가능하다. 이경 우, 분산염료와염료를우선투입하고, 60~70 o C 부근에서 cation염료를투입 하는방법을택한다. 초욕에분산ㆍㆍcation염료를함께투입하는방법은피하 여야한다. 최근에는분산형 cation염료가개발되어이 type 를사용하면, 일욕염색이가능하고, 이염색방법을응용하는예가증가하고있다. 5) 폴리에스테르 / 나일론 /CDP 이복합소재의주요인염색조건에관해서, 표 6 에나타내었다. 이복합소재의염색은, 폴리에스테르/ 나일론/acryl의염색방법과기본적으로는같지 만, 염색온도를최고120 o C 까지높일수있다. 이소재의조합은이색염색의효과를 겨냥하는경우가많지만, 그경우분산ㆍcation염료는내열성이있는고온용의염 료를선택한다

26 또한, cation 가염폴리에스테르는고온으로처리하면, 가수분해하여포지가취화하 기쉽게된다. 가수분해를조금이라도억제하기위해서는, 망초를염욕에첨가하는 것이효과적이다. 분산염료와 cation 염료의용해ㆍ염욕첨가는따로따로한다. 표 10. 폴리에스테르 / 나일론 /CDP 염색특성. 섬유 폴리에스테르 나일론 아크릴 염료이온성염욕의 ph 염색온도 분산 약 120~130 o C 100 o C~120 o C Cation Cation 100~120 o C 오염성 Cation 염료오염 분산염료오염 분산염료오염 6) 폴리에스테르 / 나일론 /silk 이복합소재의주요인염색조건은표 7 에나타내었다. 표 11. 폴리에스테르 / 나일론 /silkdml 염색특성. 섬유 폴리에스테르 나일론 실크 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 약 120~130 o C 100 o C~120 o C 분산염료오염 100 o C 반응 중성 110 o C 이복합소재의염색으로유의해야할것은나일론과 silk를동욕에서동색ㆍ동농도 에염색하는것이곤란한점에있다. 중색이하의농도로서는사용하는염료ㆍ染浴의 ph에의해서농담이역전하는 경우도있지만, 일반적으로는나일론측이짙게염색되어 silk가거의염색되지않은 것같은예가발생한다

27 또한, silk 의염색은온도가높을수록, 염색시간이길수록, 염색불량이발생하기쉽 게된다. 110 o C 이상이되면급격히피브릴레이트가일어난다. 따라서, 이러한복합 소재의염색방법은저온영역에서재현성과염착율이높은분산염료를선정하고, ph = 6.0~7.0 의비교적약~ 중성의것을사용한다. 나일론이짙게되어지나 치게지나치는경우는염욕에나일론의방염제를사용한다. 고농도의경우, 습윤견뢰도에문제가있기때문에이경우는이욕염색방법을택한 다. 우선 110 o C 에서폴리에스테르를염색한뒤, 저 alkali로 soaping 하고, side 에서의산화환원처리로환원세정한후, 염료로나일론과 silk를 100 o C에서 염색하여, 탕세후고착처리를하는것에의해개선할수있다. 또한, 최근에중성이라도염색할수있는 type 의반응염료도개발되어있기때문에, 분산ㆍㆍ반응의일욕염색도가능해져있다. 7) 폴리에스테르 /wool/ 면 이복합소재의주요염색조건에대해서, 표 8 에나타내었다. 표 12. 폴리에스테르 /wool/ 면염색특성. 섬유 폴리에스테르 양모 면 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 약 120~130 o C 100 o C~120 o C 분산염료오염반응염료오염 반응 강알칼리 40~50 o C 직접 중성 80~120 o C

28 이복합소재의일반적인염색방법은이욕법으로한다. 캐리어및 wool 보호제를사 용하고, 폴리에스테르, wool을 120 o C 에서염색한다. 다음에, 별욕으로면을반응 염료로염색한다. 반응염료는 wool이 alkali 에의한손상을작게하기위해서, 저온 type 의염료를사용한다. 염색후, 수세ㆍ탕세를하여, 초산으로중화처리를한다. alkali를포함한채로 soaping 하면, wool 의손상을크게한다. 미고착의반응염료 를제거하기위해서, soaping을하지만 soaping 온도는 70 o C 에서한다. 이온도가 높으면분산염료의탈락이커져, 견뢰도에문제가생긴다. 면에직접염료를사용하는경우, wool 오염이적은염료를선정하여, wool 보호제 와캐리어를넣어, 분산ㆍ염료와동시에일욕으로 120 C 에서염색한다. 30~60 분염색후, 70 o C 까지냉각하여, 약20 분간염색하여, 직접염료의재염착을 하여색상의안정을꾀한다. 이온도가지나가면, 견뢰도가불량하여지므로주의가 필요하다. o 8) 폴리에스테르 /wool/rayon 이복합소재의주요염색조건을표 13 에나타내었다. 표 13. 폴리에스테르 /wool/rayon 의염색특성. 섬유 폴리에스테르 양모 레이온 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 약 120~130 o C 100 o C~110 o C 분산염료오염 반응 중성 110~130 o C wool, rayon을함께강 alkali로처리하면 wool 이손상되어, 강도저하등의문제가 생기기때문에, 반응염료는중성욕의고온으로염색할수있는모노니코틴산트리 아진형반응염료를사용하고, wool 보호제를첨가하여 110~120 o C에서일욕으로 염색한다

29 9) 폴리에스테르 /wool/acryl 이복합소재의주요염색조건을표 14 에나타내었다. 표 14. 폴리에스테르 /wool/acryl 의염색조건. 섬유 폴리에스테르 양모 레이온 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 120~130 o C 100 o C~110 o C 분산ㆍCation 염료오염 Cation Cation 110 o C 분산염료오염 이염색방법의문제점은염료의 ion성이분산ㆍ염료와 cation염료가완전히반 대라는점및폴리에스테르를 110 o C 이하에서염색하면, wool이나 acryl의손상을 방지할수있다는점이다. 또한, 분산염료는 wool 및 acryl 을오염하기쉽고, 특히 acryl을오염한분산염료는 제거하기어렵다. 오염이크면습윤견뢰도를저하시키기때문에각각오염이적은 분산염료를선정한다. 일반적으로, 안트라퀴논계분산염료에적합한것이많다. 대표적인염색방법은캐리어를사용하여, 분산ㆍ염료로 110 C에서폴리에스테 르와 wool 을염색하고, 60~70 o C에서 soaping 을하여, 별욕으로 cation염료를사용 하여 acryl 을염색한다. cation 염료는, 80 o C 부근에서급격히염착하기때문에, 80 o C에서 20~30 분유지하고, 그후에 100 o C 까지승온하여염색한다. o 10) 폴리에스테르 /acryl/ 면 이복합소재의경우, 면에반응염료를사용할지직접염료를사용할지에따라그염 색조건은변하지만, 여기서는직접염료를사용하는경우를표 15 에나타내었다

30 표 15. 폴리에스테르 /acryl/ 면의염색조건. 섬유 폴리에스테르 아크릴 면 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 120~130 o C Cation Cation 100 o C 분산염료오염 Cation 80~120 o C 분산ㆍCation 염료오염 앞에서도말하였지만, acryl을오염시키는분산염료는용이하게제거하기어렵기때 문에습윤견뢰도를저하시키므로분산염료의선정이중요하다. 일반적인염색방법은분산제와균염제ㆍ캐리어ㆍ무수망초등을투입하고, ph를 4.5 부근에조정한후에분산과직접염료를투입, 10 분전후경과후, cation염료를투 입하여승온한다. 110 o C에서 30~60 분염색후, 70 o C 까지냉각하여, 직접염료의재흡착을약 20분간 실시하며, 필요에따라고착제로직접염료를고착처리한다. 유의하여야할점은염 료를투입할때분산ㆍ직접과함께 cation 염료를투입하지않는점에있다. 11) 폴리에스테르 /acryl/rayon 이복합소재의염색은기본적으로는폴리에스테르/acryl/ 면과같은조건으로염색한 다. acryl은염색온도가 50 o C를넘으면 cation 염료의흡착이급격히증가하기때문에, 80 o C에 20~30 분간유지하고, 110 o C 까지승온하는방법이균염에효과적이다. 12) 폴리에스테르 / 면 /rayon 이복합소재는 3 자혼방으로볼수도있지만, 염색의면에서는 2자혼합으로생각 하고염색하는것이일반적이다

31 표 16. 폴리에스테르 / 면 /rayon 의염색특성. 염료 이온성 염욕의 ph 염색온도 섬유폴리에스테르면ㆍ레이온 분산 약 120~130 o C 반응 강알칼리 40~50 o C 반응 중성 80~100 o C 반응 중성 120~130 o C 면ㆍ레이온에강 alkali를사용하는반응염료를사용하는경우저온 type의반응염 료를사용하여이욕으로염색한다. 염색합리화ㆍ염색시간의단축의면에서, 중성욕 의고온으로반응하는모노니코틴산트리아진형반응염료를사용하여 1욕에서 130 o C 로염색할수있다. 염색온도를 130 o C까지올릴수있기때문에농색영역까 지염색할수있다. 13) 폴리에스테르 / 면 /CDP 이복합소재의염색조건을표 17 에나타내었다. 폴리에스테르와면을분산과반응으로, 120 o C 에서염색한다. 이경우, 사용하는반 응염료는지금까지말하여온ㆍ중성욕에서고온으로반응하는모노니코틴산트리아 진형반응염료를사용한다. 별욕으로 cation 염료를사용하여, 120 o C에서 CDP 를염색한다. 표 17. 폴리에스테르 / 면 /CDP 섬유 폴리에스테르 면 COP 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 120~130 o C 반응 중성 120~130 o C 분산염료오염 Cation Cation 1000~120 o C 분산염료오염

32 14) 폴리에스테르 / 면 /polyurethane 이복합소재의주요염색조건은표 18 과같다. 표 18. 폴리에스테르 / 면 /polyurethane 의염색특성. 섬유 폴리에스테르 면 폴리우레탄 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 120~130 o C 반응 중성 120~130 o C 분산염료오염 분산 100~120 o C 이복합소재의염색에있어서유의점사용하는 urethane이열에의하여강도가저 하되는한계온도를파악하는것이다. 또한, urethane 측의견뢰도가일반적으로낮 으므로염색후의환원세정을충분히할필요가있다. 폴리에스테르의염색온도가제한되는점, 반응염료자신의 buildup성이높지않은 점에서, 농도를얻기어려운과제를갖고있다. 15) 폴리에스테르 / 아세테이트 /rayon 이복합소재의염색조건을표 19 에나타내었다. 표 19. 폴리에스테르 / 아세테이트 /rayon 의염색조건. 섬유 폴리에스테르 면 폴리우레탄 염료이온성염욕의 ph 염색온도오염성 분산 120~130 o C 분산 중성 120~130 o C 분산 강알카리 60 o C

33 이복합소재의염색에있어서유의점은폴리에스테르용의분산염료를사용하면폴 리에스테르와아세테이트의최적염착온도가다르기때문에동색성을얻기어려운 점이다. 120 o C 의온도영역에서는아세테이트측에, 또한 130 o C의온도에서는폴리 에스테르측으로염착이이동한다. 동색성을얻기위해서 120 o C 로염색하지만, 색상 의재현성이나쁘다. 최근에는폴리에스테르와아세테이트의동색성이얻어지도록특수배합된분산염 료가각염료 maker 로부터개발되어있고, 이분산염료를써 130 o C에서염색하는 것에의해동색성이얻을수있다. 따라서, 추천할수있는염색방법으로서는, 아세테이트용분산염료로폴리에스테르 와아세테이트를 130 o C 염색한뒤에, 별욕으로반온염료( 강 alkali type) 로 60 o C에 서염색한다. 이방법이가장색상이안정하다. 3. 복합사를사용한시험편직작업및태평가 이종사종간을다양하게복합한복합사의편직성및띠러물성을시편직과정과 Kawabada 태평가system으로평가하여복합사개발제품을가시화하였다

34 작업내역서

35 작업내역서

36 작업내역서

37 작업내역서

38 작업내역서

39 작업내역서

40 작업내역서

41 작업내역서

42 작업내역서

43 작업내역서

44 작업내역서

45 작업내역서

46 편직결과 REPORT

47 편직결과 REPORT

48 창신섬유 Test Report

49 창신섬유 Test Report

50 창신섬유 Test Report

51 창신섬유 Test Report

52 창신섬유 Test Report

53 창신섬유 Test Report

54 창신섬유 Test Report

55 창신섬유 Test Report

56 창신섬유 Test Report

57 창신섬유 Test Report

58 창신섬유 Test Report

59 창신섬유 Test Report

60 창신섬유 Test Report

61 창신섬유 Test Report

62 창신섬유 Test Report

63 제 3 장결론 국내직편물업체에서주력소재로사용해온 Polyester나 nylon 소재를활용한 High Fashion 소재는한계상황에처해있으며, 섬유소재의다변화와소재복합에의한다 양한물성과기능성을부여하는복합소재의개발만이 High Fashion 소재로서새로 운부가가치를창출은물론섬유산업의차세대를선도하는소재개발이필요하다. 이번기술지원에서는이러한문제점을인식하고 Acryl Filament를주축으로천연섬 유와재생섬유가같는 stiff한특성과 silk like 한광택, 산뜻한감촉, 풍부한태를발 휘하여 High Fashion 소재로다양한응용을기대하는소재개발을진행하여다음과 같은기술지원결과를얻었다. - 직편물과사염물의염색불량원인을규명및해결책의제시로안정적인염색공정 관리체계구축 - 개발된복합사와사염소재의최종적인제품화특성을확인하는 Duality 유지 system 구축 ㆍ생산기술연구원의류스웨터지원센터의편직기와분석설비를활용, 다양한형태로 개발하는복합사를사용하는소비업체의제품화과정에서발생할수있는문제점들 을사전에검증하므로서불량발생요인을사전에차단할수있도록함 ㆍ기능성 polyester와자연섬유복합사생산및제품화검증 ㆍ acryl filament 복합사및다양한응용사의염색기술확보및안정적인생산체계 유지로경쟁력확보 ㆍ동종업체에서자주발생해오던염색불량을해결하는생산공정개선으로매출액 증가요인이있음 ㆍTPM balance 부여로 steam setting 공정삭제( 공정단축) 한공정개선으로원가절 감 - 사가공공정및염색공정의체계화

64 - - 복합사의일욕염색기술을적용한신공정염색체계의개선 사가공및염색공정작업표준서제시로안정적인생산체계로접급 - 생산된 acryl filament 섬유의제ㆍ편직성개선 - 사가공, 사염및직물염색공정에서요구되는각공정별 Data 정립및작업표준화 (Winding---> Combine Twisting ---> Cheese Dyeing ----> Flat knitting) - 완제품(Dyed Yam) 의물성분석 Data 정립 - 복합사염색시 2~3d욕을 1~2 욕으로공정단축, 염료절감및염색폐수발생율절 감 - Acryl filament 사염제픔, Acryl filament와면섬유복합섬유사제품및 Acryl filament/wool 복합섬유사제품의상품화 ㆍ PICCOT Series(Cotton & Acryl Filament) ㆍ HARMONY Series(Wool & Acryl Filament) ㆍacryl flament 와면사, 또는 wool과복합한소재를염색및신편직하여생산하고 일부는제품으로판매중에있음 ㆍ사염색하여판매한원사의 Knitting 과정에서발생한 knit 원단비틀림현상을제 어하는기술지원으로사용자업체에서제기하는크레임을해결 ㆍ다양하게복합화된원사의편직성을수시로확인하여원사소재의제품화에반영 하는 SYSTEM으로가시화

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연구논문학술 인디고의합성섬유염착특성폴리에스테르 충남대학교바이오응용화학부유기소재섬유시스템전공한국염색기술연구소 서 론 고부가가치의염색가공기술은환경적인측면을고려하여염료의사용량을줄이고염착효율의향상으로심색화를이루고또한우수한견뢰도특성을나타낼수있어야한다일반적으로합성섬유에사용되는분산

연구논문학술 인디고의합성섬유염착특성폴리에스테르 충남대학교바이오응용화학부유기소재섬유시스템전공한국염색기술연구소 서 론 고부가가치의염색가공기술은환경적인측면을고려하여염료의사용량을줄이고염착효율의향상으로심색화를이루고또한우수한견뢰도특성을나타낼수있어야한다일반적으로합성섬유에사용되는분산염료의경우에는심색화고농도염색및우수한견뢰도획득에대한관점에서는상당한어려움을겪고있다이러한심색화및우수한세탁견뢰도를나타내는염색가공상의제약은제반합성섬유의염색가공개발및제품생산에있어서연구개발될부분으로인식되고있다배트염료는물에불용성인염료로서염료자체로는섬유를염색할수없으나알칼리존재하에서