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265 한국섬유공학회지, 48 4 2011 Textile Science and Engineering Vol. 48, No. 4, 2011 <연구논문> PET/ 가염 PP 복합 편물 소재의 분산 염료에 의한 염색 특성 연구 조항성·이범수·고준석 1† 한국생산기술연구원, 1 건국대학교 공과대학 섬유공학과 (2011. 3. 16. 접수/2011. 8. 8. 채택) Disperse Dyeing Properties of PET/Dyeable PP Blend Knit Hang Sung Cho, Beom Soo Lee, and Joonseok Koh 1† Dyeing & Finishing Technology Center, KITECH, Kyeonggi-do 426-171, Korea 1 Department of Textile Engineering, Konkuk University, Seoul 143-701, Korea (Received March 16, 2011/Accepted August 8, 2011) Abstract: The dyeing properties of PET/dyeable PP blend fabrics were investigated with different types of disperse dye. The higher energy disperse dyes showed better build-up properties on both the PET and PP fibers and the dye- ability gap between the materials was lower, especially at higher dyeing concentrations. Nevertheless, some color dif- ferences between the two materials were unavoidable. In terms of dyeing temperature, a higher dyeing temperature produced a bigger dyeability difference between the PET and dyeable PP due to the increased dyeing site capacity gap. The rongalite reduction clearing method showed a lower color yield in the PP compared with a conventional reduction clearing method using sodium hydrosulfite. Keywords: dyeable polypropylene, PET, disperse dye, union dyeing, dyeability 1. 1957 Zigler-Natta 촉매 사용에 의해 고결정성 섬유인 PP 1957 년에 개발된 이후로 열안정성과 광안정성 등의 문제점으로 인해 용도가 제한적이었으나, 이러한 결점을 보완하려는 연구 노력에 힘입어 1980 년대 이후에는 카펫 비의류용 부직포 등을 비롯하여 가지 분야로 용도가 점차 확대되었다. 2000 년대에 들어서는 스포츠 레저용 섬유소재로서 사용되면서 새로운 용도로의 가능성이 주목 받고 있다. 스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 흡한속건 기능 섬유소재, 온도조절기능 섬유소재, 투습발수 기능 유소재, 고탄성 기능 섬유소재, second skin 기능 섬유소재 분야에서 활발히 이루어지고 있으며 최근 PP 소재는 이러 분야에 적합한 중요한 기능성 소재로 인식되어지고 있다. PP 섬유는 PET 나일론에 비해 값이 싸고 비중이 작으 , 수분율이 낮아 오염이 되지 않고 박테리아의 서식 되지 않아 위생성이 뛰어나다. 또한 속건성이 있으며, 낮은 열전도로 인해 보온성이 좋기 때문에 PP 섬유는 포츠레저용 아웃도어 웨어로 사용하기에 매우 적합한 특징 가지고 있다. 특히 경량성은 항공용이나 등산용 동을 필요로 하는 경우에 매우 중요한 역할을 하며, 발수 성과 방오성은 세탁 횟수를 줄일 있다. 그러나 PP 섬유는 염료와 반응할 있는 염착좌석이 때문에 염색이 불가능하다는 치명적인 단점을 가지고 있다. 이는 PP 스포츠 레저용 소재로서의 충분한 치가 있음에도 불구하고 용도 확대가 제한되는 요인이 어왔으며, 이를 개선하고자 많은 연구가 진행되어 왔다[1]. PP 섬유에 색상을 부여하는 방법으로는, 원착 공정, PP 분자 개질, PP 염료 개발[2,3] 등이 제안되어 왔다. 그러 , 원착 공정에 의한 mass coloration 일광견뢰도가 수하고 친환경적인 장점이 있으나 재현성 있는 공정 제어 어렵고 재고 부담에 따른 색상 생산 제한으로 인해 카펫과 가구 이외에 시장 요구에 즉각 부응할 있는 용도로 이용하는 데에는 한계가 있다. 또한 PP 염료 경우에는 모든 색상 영역에 적용 가능한 고견뢰도 염료 시리즈 개발에 어려움을 겪고 있어, 현재 많은 연구가 PP 개질에 집중되고 있다. PP 개질 방법은 표면을 물리· 화학적으로 처리하는 방법[4] 공중합에 의한 방법[5-7], 그리고 다른 고분자화합물과 블랜딩하는 방법[8-10] 등으 나뉜다. 그러나 섬유 물성의 저하, 낮은 재현성과 높은 비용, 양산화의 실패 등의 문제점으로 인해 대량 생산을 실용화에는 어려움을 겪어왔다. 최근 국내 H 사에서 산염료의 receptive site 작용할 있는 폴리에스터계 중합체를 PP resin 미세하게 분산시켜 방사함으로써 산염료로 염색이 가능한 가염형 PP 개발하고 방사공정 † Correspondence to Joonseok Koh ([email protected]) 2011 The Korean Fiber Society 1225-1089/2011-4/265-08

PET/ PPnas1fiber.superscholar.kr/jkfs/SA20110908173516.pdfTable 1. Disperse dyes used in this study Type Dye (Commercial name) Make E Dianix Yellow ACE Dianix Red ACE Dystar Dianix

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265

한국섬유공학회지, 제48권 제4호 2011년 Textile Science and EngineeringVol. 48, No. 4, 2011

<연구논문>

PET/가염 PP 복합 편물 소재의 분산 염료에 의한 염색 특성 연구

조항성·이범수·고준석1†

한국생산기술연구원, 1건국대학교 공과대학 섬유공학과(2011. 3. 16. 접수/2011. 8. 8. 채택)

Disperse Dyeing Properties of PET/Dyeable PP Blend Knit

Hang Sung Cho, Beom Soo Lee, and Joonseok Koh1†

Dyeing & Finishing Technology Center, KITECH, Kyeonggi-do 426-171, Korea1Department of Textile Engineering, Konkuk University, Seoul 143-701, Korea

(Received March 16, 2011/Accepted August 8, 2011)

Abstract: The dyeing properties of PET/dyeable PP blend fabrics were investigated with different types of dispersedye. The higher energy disperse dyes showed better build-up properties on both the PET and PP fibers and the dye-ability gap between the materials was lower, especially at higher dyeing concentrations. Nevertheless, some color dif-ferences between the two materials were unavoidable. In terms of dyeing temperature, a higher dyeing temperatureproduced a bigger dyeability difference between the PET and dyeable PP due to the increased dyeing site capacity gap.The rongalite reduction clearing method showed a lower color yield in the PP compared with a conventional reductionclearing method using sodium hydrosulfite.

Keywords: dyeable polypropylene, PET, disperse dye, union dyeing, dyeability

1. 서 론

1957년 Zigler-Natta 촉매 사용에 의해 고결정성 섬유인

PP가 1957년에 개발된 이후로 열안정성과 광안정성 등의

문제점으로 인해 용도가 제한적이었으나, 이러한 결점을

보완하려는 연구 노력에 힘입어 1980년대 이후에는 카펫

과 비의류용 부직포 등을 비롯하여 몇 가지 분야로 용도가

점차 확대되었다. 2000년대에 들어서는 스포츠 및 레저용

섬유소재로서 사용되면서 새로운 용도로의 가능성이 주목

받고 있다. 스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 흡한속건

기능 섬유소재, 온도조절기능 섬유소재, 투습발수 기능 섬

유소재, 고탄성 기능 섬유소재, second skin 기능 섬유소재

분야에서 활발히 이루어지고 있으며 최근 PP 소재는 이러

한 분야에 적합한 중요한 기능성 소재로 인식되어지고 있다.

PP 섬유는 PET나 나일론에 비해 값이 싸고 비중이 작으

며, 수분율이 낮아 오염이 잘 되지 않고 박테리아의 서식

이 되지 않아 위생성이 뛰어나다. 또한 속건성이 있으며,

낮은 열전도로 인해 보온성이 좋기 때문에 PP 섬유는 스

포츠레저용 아웃도어 웨어로 사용하기에 매우 적합한 특징

을 가지고 있다. 특히 경량성은 항공용이나 등산용 등 이

동을 필요로 하는 경우에 매우 중요한 역할을 하며, 발수

성과 방오성은 세탁 횟수를 줄일 수 있다.

그러나 PP 섬유는 염료와 반응할 수 있는 염착좌석이 없

기 때문에 염색이 불가능하다는 치명적인 단점을 가지고

있다. 이는 PP가 스포츠 및 레저용 소재로서의 충분한 가

치가 있음에도 불구하고 용도 확대가 제한되는 요인이 되

어왔으며, 이를 개선하고자 많은 연구가 진행되어 왔다[1].

PP 섬유에 색상을 부여하는 방법으로는, 원착 공정, PP 고

분자 개질, PP용 염료 개발[2,3] 등이 제안되어 왔다. 그러

나, 원착 공정에 의한 mass coloration은 일광견뢰도가 우

수하고 친환경적인 장점이 있으나 재현성 있는 공정 제어

가 어렵고 재고 부담에 따른 색상 및 생산 제한으로 인해

카펫과 가구 이외에 시장 요구에 즉각 부응할 수 있는 제

품 용도로 이용하는 데에는 한계가 있다. 또한 PP용 염료

의 경우에는 모든 색상 영역에 적용 가능한 고견뢰도 염료

시리즈 개발에 어려움을 겪고 있어, 현재 많은 연구가 PP

의 개질에 집중되고 있다. PP 개질 방법은 표면을 물리·

화학적으로 처리하는 방법[4]과 공중합에 의한 방법[5-7],

그리고 다른 고분자화합물과 블랜딩하는 방법[8-10] 등으

로 나뉜다. 그러나 섬유 물성의 저하, 낮은 재현성과 높은

비용, 양산화의 실패 등의 문제점으로 인해 대량 생산을 통

한 실용화에는 어려움을 겪어왔다. 최근 국내 H사에서 분

산염료의 receptive site로 작용할 수 있는 폴리에스터계 공

중합체를 PP resin에 미세하게 분산시켜 방사함으로써 분

산염료로 염색이 가능한 가염형 PP를 개발하고 방사공정† Correspondence to Joonseok Koh ([email protected])ⓒ2011 The Korean Fiber Society 1225-1089/2011-4/265-08

266 조항성·이범수·고준석

한국섬유공학회지, 제48권 제4호 2011년

을 개선하여 상용화한 바 있다.

이에 본 연구에서는, 최근 들어 스포츠용 소재로 주목받

고 있는 PET와 가염용 PP 복합 편물 소재의 분산염료에

대한 염색성을 고찰해 봄으로써 최적 염료, 염색 및 후처

리 공정 등을 도출하고자 하였다. 선행 연구들 가운데 유

사한 내용의 연구 결과 발표가 있었으나[11] S-type과 고견

뢰도형 염료 등에 대한 특수한 염료에 대해 국한되어 있어

오히려 기본적인 분산 염료 분류 기준에 의한 체계적인 연

구결과가 배제되어 있어 이를 보완하는 측면에서 연구를

진행하였다.

2. 실 험

2.1. 시료 및 시약

피염물로는 PET(52.4%)/가염 PP(47.6%) 혼방 환편물 소

재(PET DTY 75d/36f +가염 PP FDY 75d/24f)를 정련된

상태로 (주)휴비스로 부터 제공받아 사용하였다.

염색을 위해 사용한 분산염료는 Dystar, 경인, Clariant로

부터 각각 공급받아 사용하였으며 상세 내역은 Table 1에

나타내었다.

2.2. 염색성 평가

염료 타입별, 염색온도 조건별, 환원세정 조건별 PET/

DPP 복합섬유의 염색성 및 견뢰도를 비교 평가함으로써

염료 선별, 염색 및 후처리 조건을 최적화 하고자 하였다.

PET/가염 PP(PET/DPP) 복합 소재 편직물의 염색성 및

견뢰도를 평가하기 위하여 Table 1에 나타낸 분산염료 11

종을 실험실용 IR 염색기(대림스타릿, 한국)를 사용하여

Figure 1과 Table 2에 나타낸 상세 조건에 따라 염색 및 후

처리하였다.

염색온도는 사용하는 염료의 타입별로 온도를 달리하여

적용하였다. 저에너지형 염료인 E 타입은 120 oC, 중간에

너지형 염료인 SE 타입은 125 oC, 고에너지형 염료인 S 타

입은 130 oC 조건에서 염색하되, 염색 온도별 염색성 시험

에서는 각각의 해당 염색 온도 전후 조건에서 염색을 시행

하여 결과를 비교하였다.

후처리 조건으로는 환원세정의 방법으로 약산성 조건에서

Rongalite C(sodium hydroxymethylsulfinate, Na+HOCH2SO2−)

를 사용하는 방법과 알칼리 조건에서 하이드로술파이트

(Sodiumhydrosulfite, Na2S2O4)를 사용하는 두가지 방법을

적용한 후 염색성 및 견뢰도를 비교 평가하였다.

피염물의 겉보기 농도와 색상 특성을 비교 평가하기 위

하여 측색기(Coloreye-3100, Macbeth)를 사용하여 각 피염

물의 최대 흡수파장에서의 K/S과 더불어 CIEL*a*b* 값을

측정하였다. 실험 소재로 사용한 PET/DPP 복합 소재 편물

은 구조적인 특성상 표면에 PET로 이면에 가염 PP가 위

치할 수 있도록 편직한 이중 구조 소재이므로 PET와 가염

PP의 색 특성을 얻기 위하여 표면과 이면을 각각 측색하

였다. 염색 속도 및 흡진 거동을 비교하기 위하여, Dye-o-

meter 시스템(염색기: Ahiba Turbocolor, 소프트웨어:

Dyemax-L)을 사용하여 액비 20:1의 조건에서 시료 15 g에

대해 1 %owf의 염료를 투입하고 1 oC/min의 승온속도로 염

색온도까지 승온하여 40분간 염색하면서 4분 간격으로 염

욕을 측정하여 승온염착곡선을 작성하였다.

Figure 1. Disperse dyeing profiles.

Table 1. Disperse dyes used in this study

Type Dye (Commercial name) Make

E

Dianix Yellow ACE

DystarDianix Red ACE

Dianix Blue ACE

SE

Synolon Yellow K-5GL

KyunginSynolon Red K-F3BS

Synolon Blue KRD-SE

S

Foron Golden Yellow S-WF

ClariantForon Rubine S-WF

Foron Navy S-WF

BlackSynolon Black EX-SF 300% Kyungin

Foron Black RD-3GM Clariant

Table 2. Dyeing and after-treatment conditions used in this study

Dye Conc./Temp./Time

Dyeing

Conc.0.5, 1, 2, 4% o.w.f.

(Black: 1, 2, 4, 6, 8% o.w.f)

Temp.

/time

S 130oC×60 min

SE 125oC×60 min

E 120oC×60 min

Auxiliaries

conc.

Dispersing agent (Synthapal) 1 g/l

Acetic acid 0.3 g/l

Reduction

clearing

Auxiliary

conc.

Na2S2O4 1 g/l+ NaOH 0.5 g/l

Rongalite C 1 g/l+ Acetic acid

0.5 g/l (pH-4)

Temp. 80oC, 20 min

PET/가염 PP 복합 편물 소재의 분산 염료에 의한 염색 특성 연구 267

Textile Science and Engineering, Vol. 48, No. 4, 2011

2.3. 견뢰도 평가

염색견뢰도를 측정하기 위하여 삼원색의 경우에는 2 %owf,

Black의 경우에는 4 %owf의 염색 농도를 사용하여 염색한

후 환원세정 및 열처리한(130 oC×50 s) 염색물을 사용하였

다. 각각 견뢰도시험은 ISO의 해당 규격에 준하여 시행하

였다(세탁견뢰도: ISO 105-C01, 일광견뢰도: ISO 105 B02,

마찰 견뢰도: ISO 105 X12, 땀 견뢰도: ISO 105-E04, 물

견뢰도: ISO 105-E01, 해수견뢰도: ISO 105-E02, 염소수견

뢰도: ISO 105-E03, 승화견뢰도: ISO 105-P01, 150 oC).

3. 결과 및 고찰

3.1. 염료 타입별 빌드업 특성

Figure 2는 E/SE/S 타입과 Black 분산염료 11종으로 염

색한 PET/DPP 복합소재의 PET 면과 가염 PP 면의 빌드

업성 평가 결과이다.

E/SE/S 타입의 분산염료로 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 %o.w.f.로 염

색한 PET/DPP 복합소재를 측색 결과, E 타입의 경우에는

4 %owf 농도까지 꾸준히 겉보기 색상 농도(K/S)가 증가하

는 반면 SE, S 및 black 염료의 경우에는 2 %owf의 염료

농도에서 대체로 포화치에 도달하는 경향을 나타내었다.

그러나 포화치에서의 겉보기 색상농도는 염료 크기가 큰

S 타입과 black 염료의 경우가 가장 높은 수치가 도달함으

로써 잘 알려진 바와 같이 농색계열의 색상에 적합함을 확

인할 수 있었다.

PET와 가염 PP 두가지 소재에 대한 염색성을 비교해 보

면, 가염 PP의 겉보기 색상 농도가 PET에 비해 월등히 낮

아 두 소재간의 동색염색에 어려움이 있는 것으로 관찰되

었다. 또한, 염료 타입별로 비교해 보면, E type의 경우보

다 SE 및 S type의 염료가 대체로 PET 및 PP 소재에 대

해 상대적으로 높은 염색성을 나타내었으며 PET 및 PP 소

재간의 염색성 격차도 줄어드는 것을 관찰할 수 있었다. 특

히 black 염료의 경우에는 상대적으로 두 소재간 염색성

차이가 비교적 크지 않았으며, 6% 이상의 염색농도에서는

두 소재의 K/S 값이 유사한 수준에 도달하는 결과를 나타

내어 동색 염색이 가능한 것을 알 수 있었다. 이와 같이 겉

보기 색상 농도의 격차가 염료 농도별로 달라지는 현상은

두 소재간의 분산염료에 대한 상이한 친화력에 기인한다고

Figure 2. Build-up properties of PET/DPP blends.

268 조항성·이범수·고준석

한국섬유공학회지, 제48권 제4호 2011년

볼 수 있다. 즉, 적용 염료 농도가 낮을 경우에는 대부분의

염료가 친화성이 더 좋은 PET에 우선적으로 흡진되다가

적용 염료 농도가 높아짐에 따라 PET 쪽의 염착좌석이 거

의 포화에 도달하는 시점부터는 PP 쪽으로 염료 흡진이 진

행되기 때문으로 해석 할 수 있다. 한편, 현재 시판되는 분

산염료는 PET의 소수성에 부합되는 정도의 소수성을 가지

고 있어 소수성이 훨씬 큰 PP 섬유보다는 PET 쪽에 친화

성을 더 갖는 것들이 대부분이다. 그러므로 PET/DPP 복합

소재의 염색에 있어서 동색성을 향상시키기 위해서는 보다

소수성이 강한 염료의 적용이 바람직할 것으로 판단된다.

PET/DPP 복합소재 편직물에 대한 흡진 거동을 Dye-o-

meter를 사용하여 실시간으로 관찰한 결과 Figure 3과 같

은 결과를 얻었다. SE 타입의 red 염료를 제외하고는 대체

로 우수한 상용성을 나타냄을 알 수 있으며, 염료 타입별

로 비교해 보면, 염료 크기가 작은 E type의 경우가 SE 및

S 타입의 염료보다 전반적으로 우수한 흡진율을 나타내었

다. 또한, 동욕에서의 PET와 DPP에 대한 분산염료의 분배

율을 보다 자세히 고찰하기 위해서는 각 소재에 대한 흡진

율 정도를 각각 평가해 보는 것이 필요할 것으로 생각되지

만, 앞의 빌드업성 결과를 토대로 보았을 때 초기 분산염

료의 흡진은 PET 쪽이 우세하다가 포화농도에 도달하는

시점 부근에서는 PP 쪽으로의 분배가 이루어질 것으로 예

측할 수 있다.

3.2. 염색 온도별 염색성 및 견뢰도

Figure 4는 염색 온도별 PET/DPP 복합 소재의 겉보기

색상 농도를 비교하여 나타내었다. S 타입, SE 타입, E 타

입의 순서로 겉보기 색상 농도(K/S)가 우수한 결과를 나타

내고 있는데, 이는 각 타입별 염료 크기 및 발색 특성에 기

인하는 일반적인 결과와 일치한다. E 타입의 경우에는 PET

및 가염 PP 모두에 대해 염색성이 좋지 않아 PET/DPP 복

합 소재 염색에는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 한편,

SE 및 S 타입의 분산염료의 경우에는 염색성이 다소 개선

되는 결과를 나타내고 있지만, 염색 온도가 증가함에 따라

PET에 대한 염색성은 증가하는 반면 가염 PP에 대한 염색

성은 오히려 감소하는 반대의 경향을 나타냄으로써 염색

온도가 증가할수록 두 소재간의 겉보기 색상농도 격차가

더 커지는 경향을 나타내고 있다. PET 소재가 염색온도에

따라 염색성이 증가하는 이유는 온도가 상승함에 따라 PET

고분자 구조내의 비결정 영역의 활동도가 증가하면서 free

volume이 확대되어 분산염료를 수용할 수 있는 여지가 커

졌기 때문으로 해석된다. 그러므로 보다 낮은 온도 조건에

서는 가염 PP로 분배되었던 염료마저 PET 쪽으로 더 이

동함에 따라 PP는 상대적으로 겉보기 색상농도가 감소하

는 결과를 나타낸 것으로 해석할 수 있다. 또한, PP의 경

우 열적 내구성이 좋지 않으므로 융점 온도에 가까워지는

130 oC 부근에서의 염색은 PP 고유의 물성을 취화시킬 수

있다는 점도 함께 고려한다면 상대적으로 고온 염색조건은

PP를 함유하는 소재에는 적합하지 않을 것으로 판단된다.

Figure 5는 염색온도별 PET/DPP 복합소재의 색상 특성

을 나타내었다. 각 염색온도별 색상 특성(CIE *a, *b)에는

Figure 3. Exhaustion properties of PET/DPP blends.

PET/가염 PP 복합 편물 소재의 분산 염료에 의한 염색 특성 연구 269

Textile Science and Engineering, Vol. 48, No. 4, 2011

큰 차이를 나타내지 않은 반면, 각 소재에 대한 색상 특성

은 다소 차이 관찰할 수 있었다. 동일한 3원색 조합에 의

한 염색에 있어서 SE 타입의 경우는 가염 PP가 PET에 비

해 비교적 yellowish한 색상 특성을 나타내었고, S 타입 염

Figure 4. K/S values of dyed PET/DPP blends with disperse

dyes(Yellow+Red+Blue=0.33 %owf+0.33 %owf+0.33 %owf

=1.0 %owf).

Figure 5. Color properties of dyed PET/DPP blends with

disperse dyes.

270 조항성·이범수·고준석

한국섬유공학회지, 제48권 제4호 2011년

료의 경우는 가염 PP가 PET에 비해 다소 bluish한 색상 특

성을 나타내었다. 이러한 결과들은 각 소재에 대한 각 염

료들의 염착특성이 온도에 따라 상이하여, 염착되는 염료

성분들의 비율이 달라지기 때문인 것으로 해석할 수 있다.

이러한 결과로부터, PET/DPP 복합 소재의 동색 염색을 위

해서는 단순히 겉보기 색상 농도(K/S) 뿐만 아니라 색상 특

성(CIE L*a*b*)도 유사한 영역에 나타날 수 있도록 염료 선

정이 이루어져야 한다는 것을 알 수 있다.

Table 3는 E/SE/S 타입의 분산염료 3원색 조합으로 염색

한 가염 PP/PET 복합섬유의 세탁 및 승화견뢰도 평가 결

과이다. 세탁견뢰도 결과를 비교해 보면, SE 타입의 경우

에는 3-4~5 등급으로 다소 변동이 있는 반면, S 타입 염료

의 경우에는 대체로 4-5 등급의 우수한 견뢰도를 나타내었

다. 승화견뢰도의 경우, S 타입의 분산염료가 SE 타입보다

한 등급 이상 우수한 결과를 나타내었는데 이는 염료 분자

크기 차이에 의한 열적 이염(thermomigration) 특성이 다르

기 때문이라고 해석된다. 한편, E 타입의 염료의 경우에는

전반적으로 4-5급 이상의 우수한 세탁견뢰도와 승화견뢰도

를 나타내었는데, 이는 동일 염료 농도에서 염색할 경우 도

달하는 겉보기 색상 농도(shade depth)가 상대적으로 SE

및 S 타입 염료에 비해 낮기 때문에 견뢰도 시험시 탈락

또는 이염되는 염료의 양이 상대적으로 적기 때문으로 해

석할 수 있다.

3.3. 후처리 조건별 염색성 및 견뢰도

가염 PP/PET 복합섬유소재에 적합한 R/C 법은 알아보

기 위해 환원세정(R/C) 방법으로 주로 사용되는 하이드로

법과 롱가리트법을 적용한 후 염색성 및 견뢰도를 비교하

여 보았다. 이를 위해 black 분산염료 2종을 사용하여 가

염 PP/PET 복합섬유 소재를 IR 염색기로 염료별 농도를

변화하여 염색한 후, 두가지 환원세정 조건으로 처리한 결

과를 비교 평가하였다.

Figure 6은 black 분산염료 2종으로 염색 및 R/C 처리한

가염 PP/PET 복합소재의 PET side와 가염 PP side의 K/S

측색 결과를 각각 나타낸 결과이다. PET의 경우 담색 조

Table 3. Wash fastness and sublimation fastness of dyed fabrics at various dyeing temperatures

DyeWash fastness Sublimation

fastnessAcetate Cotton Nylon PET Acrylic Wool Change

E Combi

100oC 5 5 5 5 5 5 4-5 4

110oC 5 5 5 5 5 5 4-5 4-5

120oC 5 5 5 5 5 5 4-5 4-5

SE Combi

110oC 4 4-5 3-4 4 5 5 4-5 3

120oC 4-5 5 4-5 4-5 5 5 4-5 3-4

130oC 4-5 5 4-5 4-5 5 5 4-5 3-4

S Combi

110oC 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5

120oC 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5

130oC 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5

Figure 6. Color strength of dyed and after-treated fabrics.

PET/가염 PP 복합 편물 소재의 분산 염료에 의한 염색 특성 연구 271

Textile Science and Engineering, Vol. 48, No. 4, 2011

건에서는 하이드로법의 경우가 높은 겉보기 색상농도를 나

타내다가 농색 조건이 됨에 따라 롱가리트법이 더 높은 겉

보기 색상농도값을 나타내었다. 그러나 PP의 경우에는 모

든 염색 농도 조건에서 하이드로법으로 후처리한 경우의

겉보기 색상농도가 월등히 높은 결과를 나타냄으로써 PP

소재를 함유하는 복합소재 염색시에 두 소재간 동색성 측

면에서는 하이드로법 환원세정공정이 보다 적합한 것으로

판단되었다.

Table 4-6는 black 분산염료 2종으로 염색 및 R/C 처리

한 가염 PP/PET 복합소재의 염색 견뢰도 결과를 나타낸

것이다. 두가지 환원세정 조건에 대하여 PET/DPP 복합 소

재의 염색견뢰도 평가결과, 두가지 후처리 조건 모두에 대

해 대부분의 항목에서 모두 우수한 견뢰도를 나타내었다.

4. 결 론

PET/가염 PP 복합 편물 소재의 분산염료에 대한 염색 특

성을 고찰한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

가염 PP의 겉보기 색상 농도가 PET에 낮아 두 소재간의

동색염색에 어려움이 있는 것으로 관찰되었으나, SE 및 S

type의 염료가 대체로 PET 및 PP 소재에 대해 상대적으로

높은 염색성을 나타냄에 따라 두 소재간의 염색성 격차가

다소 줄어들었으며, 특히 black 염료의 경우에는 6% 이상

의 염색농도에서는 두 소재의 K/S 값이 유사한 수준에 도

달함으로써 동색 염색이 가능하였다. 한편, 빌드업성 결과

로부터 염료 농도에 따른 흡진 거동 측면을 분석해 보면,

적용 염료 농도가 낮을 경우에는 분산염료가 친화성이 더

좋은 PET에 우선적으로 흡진되다가 적용 염료 농도가 높

아짐에 따라 PET 쪽의 염착좌석이 거의 포화치에 도달하

는 시점부터 PP 쪽으로 염료 흡진이 진행되는 것으로 해

석된다.

또한, 염색 온도별 PET/DPP 복합 소재의 겉보기 색상

농도를 비교한 결과, E 타입의 경우에는 PET 및 가염 PP

모두에 대해 염색성이 좋지 않아 PET/DPP 복합 소재 염

색에는 적합하지 않은 것으로 판단되며, SE 및 S 타입의

분산염료의 경우에는 염색성이 다소 개선되는 결과를 나타

내고 있지만, 염색 온도가 증가함에 따라 PET에 대한 염

색성은 증가하는 반면 가염 PP에 대한 염색성은 오히려 감

소하는 반대의 경향을 나타냄으로써 염색 온도가 증가할수

록 두 소재간의 겉보기 색상농도 격차가 더 커지는 경향을

나타내었다. 염색온도별 PET/DPP 복합소재의 색상 특성

고찰 결과, 각 염색온도별 색상 특성(CIE *a, *b)에는 큰 차

Table 4. Wash fastness, light fastness, chlorine fastness, and rub fastness of dyed PET/DPP blends with black disperse dyes

Sample nameWash

Light ChlorineRub

Acetate Nylon Change Dry Wet

Synolon Black

EX-SF 4%

Hydrosulfite 4-5 4-5 4-5 4 4-5 3-4 4-5

Longalite 5 4-5 4-5 4 4-5 4-5 5

Foron Black

RD-3GM 4%

Hydrosulfite 4-5 4-5 4-5 4 4-5 2-3 4-5

Longalite 5 4-5 4-5 4 4-5 4-5 5

Table 5. Perspiration fastness of dyed PET/DPP blends with black disperse dyes

Sample nameAcid Alkali

Acetate Nylon Change Acetate Nylon Change

Synolon Black

EX-SF 4%

Hydrosulfite 4 4 4-5 4-5 4 4-5

Longalite 5 5 4-5 5 4-5 4-5

Foron Black

RD-3GM 4%

Hydrosulfite 4 4 4-5 4-5 4 4-5

Longalite 5 5 4-5 5 4-5 4-5

Table 6. Water and seawater fastness of dyed PET/DPP blends with black disperse dyes

Sample nameWater Sea water

Acetate Nylon Change Acetate Nylon Change

Synolon Black

EX-SF 4%

Hydrosulfite 4-5 4-5 4-5 4 4-5 4-5

Longalite 5 5 4-5 5 5 4-5

Foron Black

RD-3GM 4%

Hydrosulfite 4 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5

Longalite 5 5 4-5 5 5 4-5

272 조항성·이범수·고준석

한국섬유공학회지, 제48권 제4호 2011년

이를 나타내지 않은 반면, 각 소재에 대한 색상 특성은 다

소 차이 관찰할 수 있었다. 그러므로, PET/DPP 복합 소재

의 동색 염색을 위해서는 단순히 겉보기 색상 농도(K/S) 뿐

만 아니라 색상 특성도 유사한 영역에 나타날 수 있도록

염료 선정이 이루어져야 할 것으로 사료된다.

후처리 방법의 경우, PP의 경우에는 모든 염색 농도 조

건에서 하이드로법으로 후처리한 경우의 겉보기 색상농도

가 월등히 높은 결과를 나타냄으로써 PP 소재를 함유하는

복합소재 염색시에 두 소재간 동색성을 위해서는 하이드로

법 환원세정공정이 보다 적합한 것으로 판단되었다.

감사의 글: 본 연구는 2008년 섬유산업스트림간협력기술

개발사업의 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

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