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태원 구
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1 18. 섬유제품의습마찰견뢰도 마찰견뢰도시험법 원리 마찰견뢰도시험은소비자가염색된섬유제품을사용할때다른제품과마찰되어염료가묻어나는오염정도를측정하는방법 시험방법 - Crockmeter법건조및습윤된백면포를하중 900g인크랭크에부착된지름 1.5Cm의마찰자 (Finger) 에각각싸서 10Cm 거리를 10초에 10회왕복운동한후오염정도를판정하는방법 - Vertical Crockmeter법고정된위치에서하중 1134g의지름 1.5Cm의마찰자 (Finger) 에건조및습윤백면포를싸서 20회정역회전운동하여오염을판정하는방법 - 학진형마찰견뢰도 300g의하중으로된 2 2Cm의마찰자에건조및습윤백면포를싸서 10Cm 거리를매분 30회왕복운동하는속도로 100회운동한후오염정도를판정하는방법 < 그림 > Crockmeter < 그림 > Vertical Crockmeter < 그림 > 학진형 Crockmeter KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 1

2 < 표 > 시험법비교표 시험법 AATCC 8 AATCC 116 BS 106 ISO 105 Ⅰ형 JIS S 0849 Ⅱ형 적용범위모든종류의염색된섬유제품 시험편크기 ( 가로 세로 ) 5 13cm ( 경, 위대각선방향 ) cm 5 14cm ( 경, 위방향각각 2장 ) 5 14cm ( 경, 위방향각각 2장 ) 3 22cm ( 경, 위방향각각 2장 ) 장치 시험방법 비고 Crockmeter 백면포는 건식, 습식 ( 백면포 pick up 65±5%) 이하 Crockmeter 하중 : 900g 모두 Finger Φ : 1.5cm동일함 10cm간격을 10초에 10회왕복 (5 5cm) 건식, 습식 ( 백면포 pick up 65±5%) Rotary Vertical Shaft 하중 : 1132g Vertical Finger Φ : 1.5cm Crockmeter Crank 20회 ( 정회전 1회, 역회전 1회반복 ) small area Finger Φ : 1.6cm, Force 9N, Crockmeter 10cm track/10sec 건식, 습식 ( 백면포 pick up 100%) 건식, 습식 ( 백면포 pick up 100%) Crockmeter Crockmeter 하중 : 900g Finger Φ : 1.6cm 10cm간격을 10초에 10회왕복 Crockmeter 건식, 습식 ( 백면포 pick up 100%) Ⅱ Crockmeter 하중 : 200g ( 학진형 ) Finger : 2 2cm 10cm곡면거리 100회왕복 (30회/min) KSK cm Crockmeter 건식, 습식 ( 백면포 pick up 65±5%) Crockmeter 하중 : 900g Finger Φ : 1.5cm 10cm간격을 10초에 10회왕복 지역별마찰견뢰도품질기준 < 표 > 마찰견뢰도품질기준 항목 품목 미국 Knit Shirt류 유일럽본 한국 Woven Shirt류 미 유 일 한 국 럽 본 국 Jacket, Coat류 미유일한 국럽본국 Trousers 류 미유일한 국럽본국 미 국 Rain coat류 유일럽본 한국 Sweater 류 미유국럽 일한본국 Lining 류 미 유 일 한 국 럽 본 국 건식습식 중담색 농색 중담색 농색 2 품질규격은바이어에따라차이가있을수있음. KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 2

3 습마찰견뢰도에영향을주는요인 반응성염료블랙염색면포를충분히소핑을행한후유기용제로추출시험을행하여더이상의염료의탈락이없음을확인한시료의습마찰견뢰도시험에서도습마찰견뢰도는 2-3급정도인것으로나타나염착불충분또는소핑불량이습마찰견뢰도불량의직접적인원인은아닌것으로판명되고있음. 그러나이경우에서도염료가표면염착하고있는경우나소핑이불충분한경우에 는습마찰견뢰도가더욱저하하여 2 급이하가되는예가많으므로농색의경우 에소핑을충분히행하는것은당연히중요하다고할수있음. 이와같은사실로볼때통상조건에서적정하게염색한농색의습마찰견뢰도의 한계는 2-3 급정도로생각할수있으며, 3 급을얻는것은매우어려운예라고할 수있음. 한편, 습윤상태에서의피브릴탈락은실의형태나생지의조직등이섬유의표 면상태에영향을미치므로동일염료, 동일염색농도로염색한염색물에있어서 도약 0.5 급정도의급수차이가발생할수있음. 염료, 염색방법및세정등의요인외에도습윤시섬유팽윤과습윤에의한마찰 포와의마찰력증가로인해건마찰보다습마찰견뢰도가낮음. 통상적으로염료는수용성이고, 반응성염료농색염색물인경우반응률이낮기때문에상대적으로미고착염료가잔류할가능성이높고, 습윤시염료의용해가능성이있으나염색공정상고착제나후가공 ( 수지가공 / 유연제등 ) 을하므로통상적인염색공정에서소핑불충분으로습마찰견뢰도가불량일가능성은매우적음. 염료종류, 염색공정및소핑등일반적인염색공정상특별한경우가아닌경우, 염료나염색공정소핑등이통상적인수준일경우별문제가없는경우가많음. 일반적인후가공처리 ( 수지처리등 ) 로습마찰견뢰도가향상되지않은이유는수지 가공시촉매사용에의한셀룰로스체인분해에따른섬유손상과섬유가교에의한 섬유표면의강력저하로인해섬유조각의마찰에의한이탈이커지기때문으로추 KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 3

4 정됨. 일반적으로유연제로가장많이사용하는양이온성유연제 ( 실리콘계 ) 의경우염료입자 ( 대부분음이온성 ) 를섬유표면으로집중시키는역효과를갖고있어촉감면에서는우수하나마찰견뢰도면에서는오히려역효과를가져오는것으로알려져있음. 습마찰견뢰도를외관상으로개선하는수단으로는섬유표면의마찰계수를적게하는것이효과적이며, 실리콘계중의발수성이있는가공제로처리하는것이효과적이지만이와같은처리를행하면가공촉감이나기능성이변화하기때문에모든경우에사용할수는없음. 마찰견뢰도측정시크록미터의크랭크속도에따른마찰력은증가하였으나, 피염 물의마찰견뢰도에는별다른영향이없는것으로나타남. 통상적으로건마찰견뢰도와습마찰견뢰도사이에는그레이스케일로 2등급정도의차이가발생함. 이는습마찰력이높기때문은아니며, 건조되어있던면시험포의최외각섬유층이물에의해팽윤되었기때문이며팽윤된섬유는마찰시기계적응력에매우민감하여져서마찰시염색된피브릴화조각이마모되기때문임. 한편, 폴리에스터섬유의경우에는습마찰견뢰도편이건마찰견뢰도보다도마 찰저항성이적기때문에면섬유와는반대로습마찰견뢰도가높고, 건마찰견뢰 도가낮게나타나는경향을보임. 습마찰견뢰도저하의직접적인원인 반응성염색염색물의마찰견뢰도시험시백면포를관찰하여묻어나온부분을관찰하면마찰견뢰도측정시마찰포 ( 백면포 ) 가오염되는현상은섬유표면에부착되어있는염료피그먼트나수용성염료등이염색시료로부터마찰포로이동되는경우와섬유표면에서유리된작은섬유조각들에의한마찰포의오염현상으로추정되는데실제마찰포를잘관찰하여보면염색물로부터염료가탈락하는것보다염색한면섬유의피브릴이탈락하여오염되어경우가대부분임. 즉, 반응염색에서습마찰오염의주요인은섬유표면에서유리된작은섬유조각들 에의한마찰포의오염으로이는건마찰력에비해습윤상태에서의마찰력이훨 KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 4

5 씬크기때문으로알려지고있음. 섬유표면에부착되어있는염료피그먼트나수용성염료등이염색시료로부터마찰포로이동되는현상은건마찰견뢰도에비해습마찰견뢰도가불량한경우더뚜렷하게나타나며, 섬유표면에서유리된작은섬유조각들에의한마찰포의오염이더욱중요한역할을한다. 후자의영향은셀룰로스염색물의습마찰오염에서특히반응염색에서염료가수분해물외에습마찰오염의원인이되고있으며, 습윤상태에서의마찰력이건마찰력에비해더욱크다는것은면섬유입자의마모가증가되었기때문임. < 그림 > 마찰 50회후오염포표면검은반점 : 염색물에서떨어져나온섬유조각 < 그림 > 마찰 50 회후염색물표면 SEM 관찰 KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 5

6 섬유표면의마모및피브릴탈락현상 KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 6

7 반응성염료농색염색물의마찰견뢰도시험 반응성염료의염료종및염색공정상각염료에따른표준염색공정으로염색, 소핑, 유연제처리의일반적인염색과정, 면편성물종류 (Ne 30's, single, mercer 화, pique) 에따른염색물의습마찰견뢰도경향을파악하였음. 염료 - 시험에사용된염료종은 Yellow, Red, Navy, Black 색상에대해염료종은가장많이사용되는 Bifunction, MCT, VS, Bifunction/VS 형등을선정하였으며, 다음 < 표 > 에정리하였음. < 표 > 반응성염료 국산 제조업체염료타입염료명염색온도염색농도 O 社 K 社 Bifunction MCT VS Sunfix Yellow S3R 1 Sunfix Red S3B 2 60 중온염색 Sunfix Navy SBF 3 Suncion Yellow HE4R 4 Suncion Red HE3B 5 80 고온염색 4% owf Suncion Navy HEXL 6 Synozol Yellow SRL 7 Synozol Red BBS 8 Synozol Navy GG 9 60 중온염색 Synozol Black RW(Liq.) 10 18% owf 염색공정 - 전처리및염색공정은다음 < 표 > 에정리하였음. < 표 > 전처리및반응성염색공정염색공정 Recipe 비고 전처리 정련제 2g/L, 침투제 0.5g/L,NaOH(50%) 5g/L 분 머서화 NaOH 27 Be, 25~35, 2분 상압 염색 온도 ( 염료 type별 ) - Bifunction, VS, Bifunction or VS : 60, MCT : 80 망초 : 80g/L소다회 20g/L, 염색시간 : 60분 윈치타입흡진염색 소핑 소핑제 0.5g/L, 98 10분 유연제 지방산 + 아미노변성실리콘타입유연제, 30g/L(pickup : 100%), 180 1분 텐터 KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 7

8 습마찰견뢰도시험결과 반응염료염색물의습마찰견뢰도시험결과를다음 < 그림 > 에나타내었음. Black 염료이외의 Yellow, Red 및 Navy계색상에서일반적인유연제처리후 3~3.5급의분포를보이고있으며 Black 염료염색물의경우 2.5급으로나타남. Yellow Red Navy Black < 그림 9> AATCC 8 습마찰견뢰도시험결과 - Bifunction, MCT, VS의염료타입별습마찰견뢰도의경향은뚜렷한차이를나타내지는않음. 한편, 염료의색상면에서도별다른차이는없는것으로파악됨. 또한편성물조직에따라 single, 머서화편성물, pique조직등에대한차이도뚜렷하게나타나지않음. 이와같은성능시험결과로볼때일반적인염색과정을거친편성물시료의경우 Black 염료를제외하고는통상적인 3급이상의습마찰견뢰도성능을보이는것으로파악되었음. 한편,, 반응성 Black 염료염색물에대해서는 3급이상의습마찰견뢰도수준을요구하는경우문제가될소지가있을것으로사료되어국내 외시판습마찰견뢰도향상제의가공효과를정밀하게검토해보고자함. KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 8

9 국내 외시판습마찰견뢰도향상가공제의기술개발동향 현재까지국내 외에서개발된습마찰견뢰도향상제의경우대부분섬유표면의마찰특성을개선하는가공제를개발하는연구가주류를이루고있으며, 특정소재및특정염료군에대해부분적인개선효과는있으나전반적으로아직은미비한상태임. 해외기술개발동향 - 인도의 SARAF chemical Ltd. 에서는면, PET 및 PET/ 셀룰로스혼방품의염색및날염제품의반응염료염색농색물에대한습마찰견뢰도향상제로 Sarafinish-RFI 와 Sarafinish-X를개발하였음. 또한본가공제를이용한제품의경우색상, 촉감변화및승화 (sublimation) 나열이동 (thermo-migration) 특성등에영향을주지않음. < 표 > 제품특성및효과 항목특성비고 외관 이온성 엷은황색의점성액체 비이온계 1% 용액의 ph 6.1 용해성 상용성 물에쉽게용해됨 양이온, 음이온및비이온계제품과상용성이좋음. 안정성약산및약알칼리용액에서안정함. 적용 Sarafinish-RFI : 10~30 g/l Sarafinish-X : 5~10 g/l Pad : 65-70% pick-up (ph 5.5~6) Dry : 170~180, 45~60초, 또는 Cure : 150~160, 2분 Sarafinish-X 는반응염료고착제처리를하지않을경우첨가함. 일본의니토보 ( 日東紡 ) 스페셜티케미컬사업부에서는반응염료및직접염료염색셀룰로스염색물에대한마찰견뢰도향상제로 DANFIX-MM 11 및 DANFIX-MM 12를개발하였음. 본가공제는양이온계고착제처리염색물에대해 2액병용법에의한마찰견뢰도향상제로서침지법뿐만아니라연속법으로도처리가가능한제품임. KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 9

10 < 그림 > Danfix MM 가공표면 < 표 > 제품특성및효과 항목 DANFIX-MM 11 DANFIX-MM 12 비고 외관 유백색점성액체 유백색액체 조성 특수고분자화합물 특수변성실리콘 이온성 음이온 비이온 1% 용액의 ph 약 6 약 7 용해성 물에쉽게용해됨. 물에균일분산됨. DANFIX-MM 11 : 20~60 g/l 양이온계고착제와동욕처리시에는효과가없음. 적용 DANFIX-MM 12 : 1~6 g/l 패딩후여액을제거한후건조함. ( 열처리는필요없음.) Danfix SC-8 고착제 + 마찰견뢰도 향상제 g/l 염료 Remazol Black DEN 10% owf 고착제 + Blank 고착제마찰견뢰도향상제 B-1 B ( 고착제 ) Danfix -MM11 -MM12 타사품 A 타사품 B g/l g/l 마찰견뢰도 ( 오염포 ) 건 2 급 4-5 급 4-5 급 4 급 2-3 급 습 2 급 2 급 3 급 3 급 2 급 ( 주 ) 1 양이온고착제처리후 Danfix 가공제처리, KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 10

11 2 양이온고착제처리후타사 A 제품, 3 양이온고착제처리후타사 B 제품 ( 주 ) 마찰견뢰도측정 : JIS L 0849, 학진형마찰견뢰도시험기 국내기술개발동향 - Y무역 ( 주 ) 은건 습마찰견뢰도증진제인 Softer-Fixing BS-RD 을개발하였음. 본가공제는폴리머를에멀션화한제품으로양이온성, 1% 용액의 ph는 6.5정도이고, 사용추천량은 1~3% owf 임. 특히면섬유염색물에효과가뛰어나다고하며, 견뢰도향상뿐만아니라가공된원단의유연성을부여해주며기존제품보다안정성이뛰어난장점이있다. 그러나필요이상으로과량사용시색상변화가있을수있어주의가필요함. - D화학 ( 주 ) 에서는아크릴계 / 실리콘계코폴리머를이용한습마찰견뢰도향상제 'Snotex RX' 를개발, 업계로부터비교적좋은호평을받고있는것으로알려짐. 자체적으로개발된제품이현재시험생산되고있으며, 국내메이저급염색회사에서면 100%, 면 / 레이온소재, 면 / 합섬혼방소재등에시험사용한결과 1~1.5급이상의견뢰도성능향상효과가있는것으로알려져있음. < 표 14> D 화학 RX 가공제특성 항목특성비고 외관 조성 이온성 엷은황색의점성액체 Snotex RX : 아크릴 / 실리콘코폴리머 Snotex ST-AC : 반응형실리콘비이온계 1% 용액의 ph 6~6.5 용해성물에쉽게용해됨. 안정성논포르말린, 논아민계, 색상변화없음. 적용 Snotex RX 40~45g/L Snotex ST-AC 25~30g/L Pad : 6-70% pick-up (ph 5.5~6) Dry : 180, 3분 염색후별도의고착제처리가필요없음. 반응염료타입별, 면편성물종류 (Ne 30's, single, mercer화, pique) 에따른처리결과를다음 < 표 > 에정리하였음. 그결과 Black 이외의색상에서는 0.5~1급정도의습마찰견뢰도향상효과를보였으며, 특히 Black 색상에서는 1~1.5급정도의습 KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 11

12 마찰견뢰도향상효과가있는것으로파악되었음. < 표 > D 화학 RX 가공제의습마찰견뢰도향상효과 반응염료 타입 면편성물조직 (Ne 30's) Single Jersey Mercerization Pique 미처리처리미처리처리미처리처리 Sunfix Navy SBF Bifunction Suncion Navy HEXL MCT Sunzol Navy GG VS Huntsman Blue CR Bifunction Remazol navy RGB Bifunction/VS Synozol Black RW KOTITI 연구개발본부정보교육지원팀 12

연구논문학술 인디고의합성섬유염착특성폴리에스테르 충남대학교바이오응용화학부유기소재섬유시스템전공한국염색기술연구소 서 론 고부가가치의염색가공기술은환경적인측면을고려하여염료의사용량을줄이고염착효율의향상으로심색화를이루고또한우수한견뢰도특성을나타낼수있어야한다일반적으로합성섬유에사용되는분산

연구논문학술 인디고의합성섬유염착특성폴리에스테르 충남대학교바이오응용화학부유기소재섬유시스템전공한국염색기술연구소 서 론 고부가가치의염색가공기술은환경적인측면을고려하여염료의사용량을줄이고염착효율의향상으로심색화를이루고또한우수한견뢰도특성을나타낼수있어야한다일반적으로합성섬유에사용되는분산염료의경우에는심색화고농도염색및우수한견뢰도획득에대한관점에서는상당한어려움을겪고있다이러한심색화및우수한세탁견뢰도를나타내는염색가공상의제약은제반합성섬유의염색가공개발및제품생산에있어서연구개발될부분으로인식되고있다배트염료는물에불용성인염료로서염료자체로는섬유를염색할수없으나알칼리존재하에서