섬유염색가공 : 정련, rapid 염색, 지거(jigger)염색

이번에는 섬유의 염색 공정과 간단한 가공에 대한 정리를 해 보도록 하겠습니다.

섬유염료에 대해서는 아래의 이전 포스팅을 참고 하시고

 

섬유염료 : 직접염료, 반응성염료, Vat염료 👉👉

섬유염료 : 산성염료, 염기성염료,캐티온염료, 황화염료, 매염염료, 분산염료, 아조염료 👉👉

 

 

 

 

 자세한 섬유가공법에 대해서도 아래의 이전 포스팅을 참고 하시면 좋겠습니다.

 

섬유가공법 : 실켓, 번아웃, 플로킹 등등 👉👉

 

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목  차

1.    염색 가공 공정 개요 

   

   1) Filament사(무연) 직물의 염색 가공 공정

   2) 가연 가공사 직물의 염색 가공 공정

   3) 강연사 직물의 염색 가공 공정                                       

      

2. 합섬 직물 염색 가공 중요 공정

  

   1) 정련 축소

   2) 예비 열처리

   3) 감량 가공                                                          

   4) 염색

   5) 건조

   6) 마무리 열처리(Final Setting)                                          

 

3. 특수 가공

  

   1) 항미생물 가공

   2) 대전 방지 가공

   3) 방염 가공

   4) 발수 가공

   5) 발유 가공

   6) 방수 가공

   7) 유연가공

   8) 방오 가공                                                          

   9) 수지 가공

   10) Embossing 가공

   11) Calender 가공

   12) Cire(시레) 가공

 

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1.    염색 가공 공정 개요

 

염색 가공은 어떤 상태의 실로 섬유를 제직 했느냐에 따라 염색 가공의 공정이 달라집니다.  기본적인 실의 생산 공정과 섬유의 제직 공정에 대한 지식도 있어야 하겠지만 방적, 방사 등의 실의 제조 공정이나 직물, 경편물, 편물등의 제직 공정에 관련 하여서는 천천히 따로 포스팅 하도록 하겠습니다.   

 

      먼저 염색 전에 염색을 하기 위한 전처리 공정으로 생지의 불순물을 제거 하는 정련, 표백을 거칩니다. 이로서 염색하기 위한 깨끗한 생지를 얻습니다.  침염 or 날염을 하고 여러 번의 수세를 거쳐서 잔여 염료를 제거하면서 건조, 열처리로 고착시키는 과정을 거쳐서 최후의 염색지를 얻게 됩니다.

 

생지 => 정련 축소 => 예비 열처리 => 침염 => 건조 => 마무리 열처리

                                       ↓                ↓

                                      감량             약품처리

 

♦  침염 : 피염물을 염료 용액에 직접 담구어 동일색으로 균일하게 염색 하는 것을 말합니다.

 

       생지 => 정련 축소 => 예비열처리 =>  날염 => 고착 => 수세 => 건조 => 마무리 열처리

          ↓                                       ↓

         감량                                   약품처리

 

♦ 날염(일명 print) : 염료, 안료 등의 착색제와 방염제, 균염제 등의 용액에 효료를 첨가 하여 날염호를 만들고 피염물을 부분적으로 염색시키는 것입니다.

 

1)    Filament 사(무연) 직물의 염색 가공 공정

 

Filament 류의 Taffeta 염색은 보통 jigger(지거) 염색기를 사용하여 염색합니다.

 

①       Nylon Taffeta

 

생지 => 정련(연속정련기,상압 Jigger) => 염색(상압 Jigger)  => 건조(Cylinder Dryer) => 약품처리(Non Touch Dryer) => Tenter

 

②       Polyester Taffeta

 

생지 => 정련(연속정련기,상압 Jigger)  => Tenter(예비열처리) => 염색(고압 Jigger) => 건조(Cylinder Dryer)  => 약품처리(Non Touch Dryer)  => Tenter

 

이때 주의 사항을 먼저 확인하셔야 합니다.

 

🔸  제직 결점 철저히 확인후 Flow Sheet상에 기입해야 합니다.

🔸 정련후 호발 상태 확인를 잘 확인해야 합니다. 호재가 남아 있을 경우 염색 후 얼룩일 생기는 원인이 됩니다.

🔸 염색시 염료 조제 및 dydgo 철저히 관리하고 염색의 온도 조절에 각별히 주의하여야 합니다.

🔸 각 공정 진행 시 구김 및 오염주의에 주의 하여야 합니다. 염색 완료 후 시와나 오염이 그대로 나타날 수 있습니다.

🔸 마무리 열처리 시 폭, 밀도 확인 및 온도, 풍향 조절 철저히 해서 정폭 및 밀도와 중량이 제대로 나와야 나중에 수축률 및 터치감, 두께에 문제가 생기지 않습니다.

 

2)        가연 가공사 직물의 염색 가공 공정

 

 가연 원사로 제직한 섬유, 면섬유나 Taslan(타슬란)류는 아래의 공정으로 염색을 하게 되는데 이때 염색기는 rapid 염색기(레피드 염색기)를 사용하게 됩니다.

 

EX)  Garbadine. Pongee

 

생지 => 정련,해연(Relaxer) => Tenter(예비열처리) => 염색(rapid 염색기) => 건조((Non Touch Dryer) => 약품처리((Non Touch Dryer) => Tenter(마무리열처리)

 

3)     강연사 직물의 염색 가공 공정

 

강연 직물은 원하는 섬유를 위해서 여러 가지의 감량 공정을 거쳐야 하고 염색기는 Rapid 염색기를 사용 하게 됩니다.

 

①       Mat. Doby. Gedrgette.

 

생지 => 정련및축소,해연(고압Rotary Washer) => Tenter(예비열처리) => 감량(침지법.고압염색기.액류염색기.cold batch.연속 Alkali 처리기) => 염색(Rapid 염색기) => 건조((Non Touch Dryer) => 약품처리((Non Touch Dryer) => Tenter(마무리열처리)

 

2.    합섬직물 염색가공 중요공정   

 

 

 

 

 

합섬 섬유 직물의 염색가공에는 천연 섬유에 비하여 더 거쳐야 하는 공정이 있습니다. 아래 내용을 참고 하십시오.

 

1)    정련과 축소

 

합성섬유는 방사나 제직공정을 원활히 하기 위하여 유지류나 호료류 등을 첨가하고 있습니다. 이것은 염색, 날염 그 밖의 가공공정 중에서 염료 및 약품의 침투를 억제하고 염색 후 얼룩을 발생시키며 품질을 저하하기 때문에 이것을 제거해야 하며 이것을 정련이라고 합니다.

가연 가공사 강연사 직물을 열이나 물리적으로 해연하여 직물을 축소시키는 것을 축소라 합니다.

 

①    연속 정련기

 

롤(dope)상태의 섬유를 확포(풀어 헤친 상태)상태로 만든 후에 고농도의 알카리욕에서 정련 축소 처리하는 기계로서 구김이 가기 쉬운 Nylon 및 Polyester filament사 직물의 연속 정련에 이용됩니다.

 

    ◊ 처리온도 : 70℃∼98℃ 이내

    ◊ 처리시간 : 2분∼5분

    ◊ 처리약제 :가성소다, 소다회, 비이온 계면활성제, Tripoly 인산소다

 

②    리렉셔(Relaxer)

 

일반적으로 Polyester가연 가공사(Taslan, 타슬란) 직물의 축소 및 정련에 이용됩니다.

 

    ◊ 처리온도 : 98℃ 이내

    ◊ 처리시간 : 5분∼10분

    ◊ 처리약제 : 가성소다, 소다회, 비이온계면 활성제, Tripoly 인산소다

 

③    고압 Rotary Washer

 

내부가 6가형으로 되어 있고 좌·우로 Beating을 하여 합섬 강연사 직물의 해연 또는 가연사 직물의 축소 및 정련에 이용됩니다. 

 

             ◊ 처리온도 : 90℃∼130℃

             ◊ 처리시간 : 30분∼90분

             ◊ 처리약제 : 가성소다, 비이온 계면활성제, 탈유제, Tripoly 인산소다

 

2)    예비 열처리

 

합성섬유의 열가소성을 이용하는 방법으로 구김이 가기 쉬운 Filament사 직물, 가연 가공사 직물의 조직, 성질, 가공용도에 따라 예비 열처리를 하여 폭, 밀도 등을 맞추고 형태 안정성을 높이도록 하는 공정 중 하나 입니다.

 

          ◊ 온도 : 190℃∼200℃

           ◊ 시간 : 30초 ∼ 60초

 

①    Tenter

 

직물 양쪽 가장자리를 클립(Clip)으로 물리게 하든지 연속으로 양끝을 핀에 걸어서 폭을 내든지 또는 폭의 넓이를 가지런히 하여 Polyester, Nylon직물 및 기타 섬유 제품의 폭 및 길이 등을 맞추고 규격을 안정시키기 위하여 열처리를 하는 기계입니다. 원단 양끝에 좁고 연속적으로 나 있는 작은 구멍들은 텐터의 핀 자국입니다.

 

3)    감량가공

 

Polyester섬유의 표면을 알칼리로 가수분해하여 Polyester섬유가 가늘어져 견과 유사한 촉감을 부여하도록 PE 를 가공 할 때만 필요한 가공으로서 Tank식 침지 방법, 고압 염색기 방법, 액류 염색기 방법, Cold Batch법, 연속 알칼리 처리 방법이 있습니다.

 

4)    염색

 

 

 

 

 

방사나 제직시의 불순물을 제거한 후 직물을 염액 속에 통과시켜 염료를 흡수하게 하여 원사는 색으로 물들이는 것을 일컫습니다. 염색기는 아래와 같습니다.

 

①    Jigger

 

천을 확포 상태로 저욕비인 염액 속에 가이드 롤러를 통과하여 두 개의 권취 롤러의 한쪽에서 다른 한쪽으로 번갈아 감으면서 염색 등 그 밖의 처리를 하는 기계입니다.

 

Rapid 염색기에 비해 길게 롤러들이 차례 차례 연결되어 있는 형태이므로 공장에서 공간을 많이 차지 하고 액량비도 더 큽니다. Jigger 염색기는 아래와 같이 상압과 고압 Jigger의 두 종류가 있고 사용되는 직물 역시 염색 온도에 따라 Nylon 과 PE 두가지로 나뉩니다. 이 두 소재의 염색 온도의 상이에 따라서 Two tone dying (투톤 염색)이 가능 하다는 내용은 이전의 포스팅에서 잠시 설명 하였습니다.

 

 섬유염색과 관련된 포스팅 👉👉

 

l  상압 Jigger (Nylon Filament 사 직물)

◊ 온도 : 100℃

◊ 액량 : 300ℓ

 

l  고압 Jigger (Polyester filament 사 직물)

◊ 온도 : 130℃

◊ 액량 : 500ℓ

 

②    Rapid 염색기

 

저욕비 액류 염색기로서 Polyester, Acryl, Wool Blends직물 등의 가연사로 제직한 원단 염색에 이용됩니다.

 

     ◊ 욕비 : 1:6 ∼ 1:9

     ◊ 온도 : Max, 135℃

 

5)    건조

 

정련이나 염색 후 직물의 젖은 상태를 건조시켜 주는 것을 말합니다. 건조 공정은 예비 열처리, 마무리 열처리 시 균일하게 열처리를 하도록 도와주고 약품 처리시 균일하게 약품이 고착 될 수 있도록 도와주는 공정입니다. 건조기는 아래와 같이 두 가지 종류가 있습니다.

 

①    Cylinder Dryer

 

원통 건조기라고도 하는데 염색 가공에 사용됩니다. 구조는 내부에 증기를 통과시켜 가열된 구리 또는 철제로 된 여러개의 속이 빈 원통을 벨트에 의해 서로 연결하여 회전시키는 것입니다. 직물은 원통의 표면에 직접 접촉하여 원통의 회전과 같은 속도로 회전하면서  건조가 됩니다.

 

②    Non-Touch Dryer

 

Polyester 강연사 직물, 가공사 직물의 건조 및 각종 직물의 약제 처리를 행하는 기계 입니다.

 

6)    마무리 열처리 (Final setting)

 

섬유 처리제의 중합, 축합 또는 섬유와의 결합 등 고온 가열에 의해 반응을 일으키게 하고 최종 제품의 폭, 길이, 밀도, 중량 등을 맞추고 규격을 안정시키는 것을 말합니다.

 

①    Nylon직물

 

               ◊ 온도 : 170℃∼180℃

               ◊ 시간 : 30초 ∼ 60초

 

②    Polyester 직물

 

               ◊ 온도 : 180℃∼190℃        

               ◊ 시간 : 30초 ∼ 60초

 

3.    특수 가공

 

 

 

 

 

특수 가공에 관한 자세한 내용은 이전에 포스팅 한 적이 있는데요. 아래를 참고하세요.

이번에는 간단하게 특수 가공에 대하여 정리해 보았는데 이전 포스팅에서 빠진 가공들도 있으니 다시 한번 참고해 보시는 것도 좋을 것 같습니다.

 

1)    항 미생물 가공 (Anti-bacteria)

 

여름의류나 침구류에 많이 필요로 하는 가공입니다.

섬유 제품이 미생물의 인체 침입에 매개물로 되지 못하게 하고 섬유 자체가 미생물에 의하여 상해를 받지 않고 미생물에 의한 악취를 풍기지 않도록 약제를 처리하는 가공으로 항균가공, 방균 가공, 위생가공, 방부가공을 통칭하는 가공입니다.

 

2)    대전 방지가공(anti-static)

 

겨울에 사용되는 의류나 침구류에 사용되는 가공인데 주로 소수성 섬유에 하는 가공입니다.

 합성섬유는 거의 대부분 소수성으로 흡수율이 낮아 습도가 낮을 경우에는 마찰에 의하여 정전기가 발생하여 방전되지 못하고 의류에 축적되어 있어서 의복의 착용시 먼지 부착이 많아 쉽게 더러워지고 피부가 내의류에 부착되어 착용감이 나쁘고 정전기 발생으로 몸에 영향을 끼칠 수가 있으며 외관을 해칠 수도 있습니다.

 

이 때문에 염색가공에서 약제처리를 하여 정전기발생을 방지하는 가공을 하게 되는데 이 가공은 영구적인 가공이 아니라 세탁 횟수에 따라 기능이 떨어지는 가공입니다.

 

3)    방염가공 (anti-flame)

 

인테리어 내장용 섬유나 특수 직업군에 사용되는 의류에 사용 되는 가공입니다. 특히 지하철의 화재로 발생한 연기로 사망하는 큰 사고 이후 방염 가공된 직물이나 내장재의 사용이 늘기도 했고 법적으로도 특정한 공간에서는 반드시 방염 가공된 내장재를 쓰도록 정해지기도 했습니다.

 

섬유에 인, 브롬계 산화물, 알로겐 유기화합물을 첨가해 줌으로서 분해 및 증발과정에서 가연성 가스의 발생을 억제하고 가공제가 용융이나 승화 시 심한 흡열적인 상변화를 일으키게 하든지 혹은 섬유 표면에 피막을 형성하여 산소공급을 차단시켜 섬유에 불꽃을 가까이 접근했을 때 쉽게 불붙지 않고 또한 불을 제거했을 때 쉽게 꺼져 버리는 전파능력을 상실케 하는 가공입니다.

 

4)    발수가공(WR/water-repellent, Teflon by Dupont)

 

섬유제품의 표면에 Silicone계, 불소계 발수 가공제 등을 처리하여 물에 대한 접촉각을 크게 발휘 시켜 물을 튀겨나가게 하는 성질을 부여하는 가공입니다.

 

WP와 함께 사용하는 경우가 많고 비옷이나 바람막이 의류 및 텐트 등의 소재에 사용하므로 통기성이 필연적이며 내세탁성이 요구됩니다. 세탁 횟수에 따라 발수 기능이 떨어지므로 가공 시 주의가 필요합니다.

 

5)    발유 가공 (anti-oil)

 

섬유 제품의 표면에 유기 불소계 화합물 등을 처리하여 기름이 튀어나가게 하는 성질을 부여하는 가공을 말하며 발수성을 동시에 발휘하게 됩니다.

 

6)    방수 가공 (WP, water-proof)

 

 

 

 

 

 합성 섬유의 가볍고 질긴 특성을 살리면서 섬유 표면에 고무 수지(Acryl 또는 Urethane Coating Agent 등)등으로 도포하여 물을 통과하지 못하게 하는 가공으로 코팅제의 첨가 방법에 따라 습식법과 건식법이 있습니다.

 

두 가지 가공법으로 섬유를 가공할 때 무게나 터치가 많이 달라지며 습식법으로 코팅제를 첨가했을 때가 건식법으로 첨가 했을 때 보다 무겁고 코팅제를 첨가한 후면에서 고무 질감이 많이 납니다. 스포츠 의류 외에도 방수 매트류 등에도 사용 됩니다.

 

7)    유연 가공

 

유연제를 직물에 처리하여 물리·화학적 작용에 의한 섬유 상호간의 마찰계수를 저하시키고 국부적으로 집중되는 외력을 분산 시킴으로써 강도저하를 방지하며 제품에 유연성을 향상시켜 품질을 고급화하는 가공입니다.

 

8)    방오 가공 (anti-soil finishing)

 

방오 가공은 Soil Release와 Soil Repellency를 의미합니다. Soil Release는 세탁 횟수가 빈번한 직물에 처리하여 세탁 시 재 오염 방지와 오물의 탈락을 용이하게 하는 가공입니다. Soil Repellency는 Ink나 Juice 등과 같은 수성 오물과 식용유 등과 같은 유성 오물에 의한 더러워짐을 방지하기 위하여 직물에 반수성과 발유성을 부여하는 가공으로 고차원적인 가공입니다.

 

9)    수지 가공

 

섬유 제품의 표면에 Melanine Formaldehyde 등은 같은 초기 축합물을 이용하여 가교화 반응과 수지화 반응을 응용한 가공으로 방추성, 방축성, 경직성을 부여합니다.

 

10) Embossing 가공

 

디자인데로 가능한 동판을 파서 Embossing Calender를 이용하여 물리적으로 직물 등에 형Roller의 요철무늬를 새겨 직물 표면에 나타나도록 하는 가공입니다.

 

11) Calender 가공

 

무거운 롤러로 눌러서 직물의 표면을 평활하게 하고 광택을 부여하고 촉감을 개선하여 전체의 외관을 우아하게 하여 주는 직물의 마무리 가공입니다.

 

12) Cire(시레) 가공

 

정리 가공법의 일종으로 고온 처리로 광택을 내는 가공입니다. 합섬섬유 중 경량, 초경량 물에 많이 사용되는 가공이기도 합니다.

 

섬유재료 정리 : 린넨, 모시, 폴리프로필렌, 모달, 면, 합성섬유 👉👉

 

방사: 케블라, 권취, 겔방사 👉👉