청정기술을 기반으로 한 에너지 절감에 대한 요구와 환경 규제 강화로 인해 사회적 관심이 높아지고 이에 따라 국내 섬유 컬러산업의 노후화 및 글로벌 무역환경 변화에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 기존 전통 방식의 수계 염색 및 가공공정은 물과 에너지 소비가 많고 이로 인해 제조 환경이 극도로 불량하며, 필연적으로 환경오염에 염색폐수가 차지하는 비율이 높게 차지하고 있다. 따라서 섬유 산업에서 염색 가공 공정에 많은 에너지를 사용하고 과량의 폐수가 발생되고 있어 이를 획기적으로 저감할 수 있는 공정의 필요성이 야기되고 있다. 새로운 제품 개발 및 가공기술의 발달 그리고 소비자들의 요구와 선호의 변화로 인해 기존의 섬유에서 표현할 수 없었던 부드러운 촉감, 미묘한 외관변화 및 풍부한 드래이프성 등의 독특한 질감을 갖는 섬유소재가 소개되고 있어 이에 부응하는 개선 및 새로운 염색기술의 접근이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 대표적인 예시로 나일론 인공피혁 직물은 천연가죽의 대체소재로서 기능성과 심미성이 우수하여 스포츠웨어, 자동자 내장재, 전자제품의 케이스, 산업용 섬유 산업 등 다양한 분야에서 수요가 증대되고 있다. 합성섬유에 대한 염색방법 및 후처리를 통한 염색 견뢰도 향상을 이루는 기존의 방법은 염료자체의 결합적 특성 및 염료의 migration 성질로 말미암아 궁극적으로 목표로 하는 견뢰도 향상에 한계를 가지게 된다. 본 연구에서는 기존의 나일론 인공피혁 직물 염색 공정에서 산성염료를 사용하는 것을 환원 염료중 하나인 황화염료로 대체하고 이를 가공할 수 있는 연속식 염가공의 차별화 공정을 연구하였다. 황화염료는 물에 불용성인 특징을 가진 염료로 기존의 산성염료 사용 시 발생되는 낮은 물성 견뢰도(땀, 세탁)의 문제점을 해결할 수 있고, 일반 침염 공정을 탈피함으로써 연속 공정기반을 적용하여 염색 공정에서의 과정을 단순화하여 제조 경비 절감, 욕 중 염색 시 발생되는 오염 및 주름 현상 개선 및 염색 폐수 사용량을 줄이는데 긍정적인 면모를 고려하여 최적의 염색 조건을 연구하였다. 연속공정 기반의 염색 공정에서 중요한 요소가 될 수 있는 환원염욕의 온도와 침지 시간, 환원 염욕 조제의 함량, pH, 황화염료의 농도, pad-steam (95% R.H.)의 온도 및 시간, 수세에 따른 조건이 염색성에 미치는 영향을 K/S값, pick-up율 그리고 CIE L*a*b* 측색을 통해 고찰하였고 한국공업규격에 의거한 세탁견뢰도, 일광견뢰도, 땀 견뢰도를 통해 평가하여 비교 분석하였다.
At present, researches are actively being developed on the introduction of emotional materials that combine eco-friendliness and high functionality in the global textile market. Nylon artificial suede is widely used as textiles fabrics due to its various potential applications such as automotive, sports & leisure and industrial fields. It is also known that nylon artificial suede is excellent substitution for natural leather. In order to substitute the natural leather, it is necessary to obtain the proper dyeing method for adding value up. However, in general, a large amount of wastewater can be generated by dip-dyeing method with increasing the cost of the dyeing. In hence, in this study, we investigated the optimum dyeing conditions of nylon artificial suede with sulfur black dye by continuous process. The color difference was measured by spectrophotometer (Macbeth, Color-Eye 3100). The color strength (K/S values) at the λmax of the dyeing, was calculated from the reflectance data. The fastness (washing, light, perspiration) was evaluated according to Korean Industrial Standard. The dyeability of nylon suede fabric was investigated by applying pad-steam method using sulphur dye. Sulphur dyes were used to evaluate the dyeability of the nylon suede fabric through the color strength (K/S values) by important factors in dyeing the nylon suede fabric. The results indicated that the L * value was decreased with increasing the concentration of dyes. Low L * value meant product was dyed with darker color. We found that 70℃ of reduction temperature, 60 seconds of retention time, 30% o.w.f. of dye concentration, 9g/ℓ of reduction agent concentration, pH 8.5, 100℃ of pad-steam(R.H. 95% condition)temperature, 15minutes of pad-steam(R.H. 95% condition)and wash-off with H2O2, respectively. At the optimum condition above, the K/S 21.04, L * 18.65 and pick-up rate 85.27% were obtained to be dyeing close to black. Meanwhile, the colorfastness to washing, the colorfastness to light and the colorfastness to perspiration for nylon artificial leather were achieved in the range of 4-5 grades. In the case of conventional nylon dyeing process with a dip method, a large amount of wastewater was generated due to a large number of washing and fixing processes. However, when the continuous pad-steam method is applied, It is possible to simplify post-treatment processes such as washing and drying, thereby reducing consumption of dyeing wastewater and improving productivity. In addition, it is believed that the use of inexpensive sulfur dyes can obtain dyeability and have an excellent fastness, thus positively affecting the commercialization and market expansion of nylon artificial leather products. Key words: nylon artificial suede, sulfur dye, padding, continuous process, pad-steam, leuco compound
목차
1. 서론 12. 실험 42.I. 시료 42.2. 염료 및 조제 62.3. 환원 및 염색 방법 82.4. 색상 강도(K/S) 및 측색 102.5. Pick-up율 측정 112.6. 견뢰도 평가 122.6.1. 세탁 견뢰도 122.6.2. 일광 견뢰도 122.6.3. 땀 견뢰도 122.7. 표면 분석 133. 결과 및 고찰 143.1. 환원 염욕의 온도와 침지시간에 따른 염색성 143.2 황화 염료의 농도에 따른 염색성 203.3. 환원제 함량, pH, 분산제에 따른 염색성 변화 233.4. Pad-steam(95% R.H.)의 온도 및 시간에 따른 염색성 평가 313.5. 수세 조건 363.6. 견뢰도 평가 및 단면 사진 394. 결 론 43참고문헌 45Abstract 49