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완벽한 면니트 염색은 철저한 관리에 달렸다
면니트 염색공정에서 나타나는 주요 문제점.
염색공정에서 나타나는 대표적인 문제점은 불균염, 오일 오염, 재현성, 마찰에 의한 섬유 손상 및 주름 발생, 세탁 및 일광견뢰도 불량, 핀홀 등을 들 수 있다.
이들 문제점은 여러 가지 요인에서 발생하는데 염색용수의 품질과 섬유의 불순물, 염료의 용해성과 염액의 준비 및 투여방법에서 문제가 발생 할 수 있다.
또 조제 및 화공약품의 불순물, 조액의 준비 및 투여방법, 불균일한 전처리, 불충분한 수세, 적절치 못한 공정 조건 및 관리, 염색기계 및 보조장치의 적합성 등에서도 나타날 수 있다.
완벽한 염색을 위해서는 전처리, 염색, 후가공 등 각공정의 철저한 관리가 필요하며 이를 위해 리스크 측정 및 관리, 불량의 최소화가 요구된다. 이는 우수한 균염성과 재현성, 주름 및 마찰방지, 견뢰도, 섬유손상방지 등의 효과를 기대할 수 있다.
정련과 표백
전처리가 잘된 원단은 완벽한 염색을 위해 50% 이상 성공한 것으로 볼 수 있다. 정련 및 표백의 목적은 불순물의 완전한 제거, 우수한 백도와 흡습성과 염색성, 섬유손상의 최소화 등이다.
▲ 정련 및 표백 공정
정련은 면섬유의 불순물 및 방적, 편직공정에서 사용되는 각종 유기 첨가제를 균일하고 완벽하게 제거하기 위한 공정이다. 정련의 Key Point는 우수한 흡습성, 백도, 섬유 불순물의 잔존 여부, 철이온의 함유량, 면섬유의 중합도 등으로 나뉜다.
면섬유의 중요 불순물은 Pectin, Fats and Wax, Proteins, Ash, Organic compounds 등이다. 이를 위한 정련 및 탈지제 선정을 위해서는 세정력(불순물의 추출 능력), 각종 불순물의 유화분산 능력 및 탈지성, 저기포, 침투력, 생분해가 되는 환경친화적인 제품 등이 우선돼야 한다.
표백은 면섬유의 천연색소 및 불순물을 섬유의 손상 없이 균일하고 완벽하게 제거하는 공정이다. 표백의 Key Point는 면섬유의 천연색소 제거, 섬유 손상의 최소화, 우수한 백도 등이다. 표백에 사용되는 약품은 세정력 및 침투력, 백도, 금속이온 봉쇄 능력, 철이온 봉쇄 및 분산 기능, 생분해성(환경친화적인 제품) 등이 고려되야 한다.
▲ CMC와 계면활성제의 성질
▲ 과수표백에 대한 약품
▲ 면니트의 표백 방법
금속이온봉쇄제
정련 및 표백공정에서 중금속이온을 봉쇄해야 하는 이유는 여러 가지가 있다. 유해한 금속이온인 Mg, Fe, Ca 등은 화공약품(망초 등), 염색용수, 염색용수 공급장치 등에서 생성된다. 정련에서 중금속이온을 봉쇄하지 않으면 세정력 저하, 불균일한 정련, 불순물 재부착의 문제가 발생할 수 있다. 표백에서는 염색기계에 스케일, 생성섬유 손상(핀홀), 백도 저하의 문제가 생긴다.
염색용수의 총경도는 용수에 존재하는 칼슘 및 마그네슘에 의해 좌우되는데 정련공정에서 불용성 물질을 만들어 재부착 된다. 이로 인해 원단에 재부착된 불순물은 원단의 촉감을 저하시키고 불균염이 발생하며, 염색공정에서 염료의 응집이 생길 수 있다.
철이온은 정련 및 표백공정에서 불용성 물질을 만들어 재부착 된다. 이는 표백제의 분해를 촉진시키고 섬유 손상의 원인(핀홀)이 된다. 그리고 염색공정에서 염료와 결합해 색상을 어둡게 하며 염색기 및 각종 주변 설비의 부식을 발생시킨다.
염색용수의 중금속은 심각한 문제를 발생시키므로 반드시 확인해야 하며, 적절한 금속이온봉쇄제를 사용해야 한다. 금속이온봉쇄제는 공정에 맞는 pH조건에서 효과적이어야 하며 염료에 미치는 영향이 적고 환경친화적인 제품을 선택해야한다.
머서라이징 과정
머서라이징은 광택, 형태안정성, 염색성 향상(20~25% 향상) 및 강도증가(15~20% 향상)가 목적이다. 머서라이징 공정은 Ce-OH + H2O로 섬유의 팽창이 일어나며, Ce-OH + NaOH Ce-ONa + H2O로 가성소다의 발열반응이 생긴다. 이후 Ce-ONa + HOH Ce-OH + NaOH에 의해 수세공정에 의한 섬유의 재생이 발생하며, 산의 수세 후 팽창된 섬유는 정상 상태로 복원된다.
중탄산나트륨(중조)
염색을 위해서는 전처리가 균일하게 되었는지 살펴야 하며, 총경도가 50ppm 이하, 원단의 잔류과수 및 알칼리의 존재, 균일한 흡습성, 섬유 손상(핀홀, 마찰, 주름 등)이 없는 등의 조건이 필요하다.
중탄산나트륨(NaHCO3)은 용수의 정화과정에서 발생될 수 있으며 중조에 의해 이염력 저하, 고착력 저하, 색상의 변화, 가수분해 등이 생긴다. 이로 인해 불균염 발생, 색상농도 저하, 재현성, 견뢰도 등의 문제가 발생 할 수 있다.
프로텍스코리아의 STABIRON K-DLS는 금속이온봉쇄 및 염료 분산 효과, 중탄산나트륨 봉쇄, 강력한 pH Buffer, 우수한 재현성 등으로 염색의 퀄리티를 높이는데 용이하다.
마찰 및 주름방지를 위한 욕중유연제
MODAREZ ACE는 욕중유연제 및 주름방지제로 마찰로 부터 원단을 보호하고 주름 발생을 억제하는데 매우 효과적이다. 또한 섬유와 섬유 및 섬유와 기계의 마찰을 최소화 시키며, 욕중유연 효과뿐 아니라 잔류 오일을 유화 시켜 섬유에 재부착되지 않게 한다. 망초 및 알카리에도 매우 안정하다.
염색시 섬유와 기계의 마찰을 줄이는 것은 매우 중요하다. 섬유와 기계의 마찰이 많으면 섬유의 마모 및 주름이 발생하고 균염성도 떨어지기 때문이다. 특히 기계와의 마찰에서 생긴 자국은 일반적으로 진하게 염색되기 때문에 욕중유연제를 사용해 마찰계수를 감소시키는 공정은 꼭 필요한 과정이다.
MODAREZ ACE는 섬유와 섬유, 섬유와 기계의 마찰계수를 최소화 시켜 섬유의 마모 및 주름발생을 최소화 할 수 있다. 또한 섬유를 부드럽게 하여 보다 쉽게 로프를 형성하게 하고,
로프의 자유로운 이동으로 주름 발생을 최소화 시킨다.
염색 후 수세 및 소핑공정
염색후 미고착 염료의 제거를 위해서는 냉수로 수세 후 열탕에서 소핑을 해야한다. 충분치 못한 수세 및 소핑은 가수분해된 미고착염료가 원단에 남아 견뢰도를 저하시키므로 소핑제 및 소핑조건은 매우 중요하다.
프로텍스코리아의 소핑제인 PROTEPON RSA는 금속이온 봉쇄력과 분산성으로 수세성을 향상시킨다. 또 가수분해 염료, salt 및 각종 불순물의 재부착을 방지해 견뢰도를 높이는 장점이 있다. 또 다른 소핑제인 PROTE-PON NRC는 Cold Rinse x 15 minutes x 1-2 times, Add PROTEPON NRC 2 - 4 g/l, Soaping at 95ºC x 15-20 minutes, Hot Rinse, Cold Rinse의 과정이 필요하다. 수세시간의 단축, 비용 절감, 염색용수의 절약, 생산성 향상, 산 수세 불필요의 장점이 있다.
고착처리
소핑공정에서 제거되지 않은 가수분해된 반응성 염료는 섬유에 재부착되는데 완벽한 소핑이 되었더라도 반응성 염료의 친수성으로 인해 섬유로부터 이탈하려는 성질이 있다. 이를 해결하기 위해서는 고착처리가 필요하다.
반응성염료는 음이온을 가지고 있으며, 고착제는 섬유와 염료의 이온결합에 의해 결합 하는 양이온 고분자다. 이러한 양이온의 고착제가 음이온염료의 용해기능을 봉쇄하여 염료가 물에 용해되어 나오는 것을 막아준다. 이것이 고착제의 반응메커니즘인데 고착제는 섬유 표면에 필름을 형성 하는 고분자수지다.
고착제의 선정기준은 습견뢰도(세탁, 물, 땀, 염소수)에 효과적인 것, Formaldehyde free, 고착처리 전후의 색상변화, 촉감에 대한 영향 등이다.
※출처: TIN뉴스
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