CM(T)/P 65/2(55/45), CM/P 66/2(54/46) 등을 염색하여 츨고를 하였는데
편직을 한후 가공 단계에서 오염을 일으키거나 가공이후 견뢰도 문제로 납품을 못하겠다는
불만이 발생되었다.
왜 그럴까?
KS기준으로는 4급에서 5급 정도 되고 공인 기관에 의뢰해도 견뢰도 등급이 비슷하게 나오는데
화이트 칼라에 오염을 시키고 있으니 답답할 때가 많다.
분산염료 (分散染料,disperse dyes )
(1) 개요
(a) 분산 염료는 물에 불용 또는 난용성이다(물에 분산되나 용해되지 않는다)
(b) 물속에 분산된 상태로 아세테이트, 나일론, 폴리에스터 등의 소수성 섬유 염색에 사용되는 염료이다.
(c) 화학구조상으로 아조계와 안트라퀴논계가 대부분이고 그 외에 축합계의 것도 있으며,
비교적 분자량이 작고 수용성기가 없다.
(d) 방향족 또는 지방족의 NH2, NHR기나 OH기를 가지고 있지만, 비이온성의 염료이다.
(2) 분산 염료와 견뢰도
(a) 아세테이트용 염료는 습윤 견뢰도가 낮다
(b) 아미노안트라퀴논계와 같은 일부의 청색계 염료는 가스 퇴색성, 승화 견뢰도 등에 결점이 있다.
(c) 포화 염착량이 비교적 높고, 염색 중 화학적 변화는 없다.
(d) 환원세정이 불충분할 경우 마찰 견뢰도의 저하와 색상이 선명하지 못하게 된다.
(e) 가공 시에 열에 의해 분산염료가 섬유표면으로 이동되면서 견뢰도는 나빠질 수 있다.
( f) 분산염료와 섬유간의 약한 결합력으로 인해 염료가 섬유 표면으로 이동되어 견뢰도가 나빠진다
( 섬도가 가늘수록 더욱 더 빨리 일어난다)
초기 단계에는 아세테이트 섬유의 염색용으로 개발되었으나, 이 후 폴리에스테르 섬유의 출현과 더불어,
염착성이나 견뢰도가 우수한 폴리에스테르용이 개발 되었다.
현재에는 폴리에스테르 섬유가 합성섬유 가운데 가장 생산량이 많은 섬유로 발전하게 되어, 90% 이상을 폴리에스테르용 분산염료가 점유하고 있다.
화학 구조에 따라 분류를 하면, 벤젠아조계, 복소환아조계, 아조트라퀴논계, 축합계 등으로 다양하지만,
생산량으로 보면 아조계 염료가 전체의 약 70% 이상을 차지하고 있다
분산염료는 수용성기가 없기 때문에, 염료 사용 상 분산제를(계면 활성제)를 사용하여 직경 1마이크로미터(μm) 이하 정도의 미입자로 분산화한 제품으로 시판되고 있다.
(염색시 염욕 속에 쉽게 분산되도록 하기 위해서 제조 시에 많은 양의 분산제를 넣어서
시판 분산염료를 제조하고 있다.
제조회사와 염료의 종류에 따라 다르기는 하지만 분산제의 함유량은 시중 상품의 경우
전체중량의 50~80%에 이르고 있다.
다시 말하면 우리들이 구하는 염료에는 염소(染素)가 15~30%, 분산제와 다른 조제들이
70~85%나 함유되고 있는 것이다.)
폴리에스테르 직물을 침염법으로 염색을 할 경우, 보통 130℃에서 염색하는
고온염색기술이 이용되고 있기 때문에 염료의 고온분산성이 문제가 된다. 고온분산성이
불량한 염료로 염색했을 경우는 염색도중에 염료가 엉켜서 피염물에 균염성, 재현성,
Taring 등과 같은 얼룩을 발생시키기도 한다.
염료입자 상호간의 결합성장을 방지할 목적으로 분산염료에는 제 3물질로서 분산제가
이용되어 저온에서부터 고온(130℃)까지의 온도범위 내에서 염료가 안정하게 분산될
수 있도록 처방하고 있다.
현재 분산염료에 사용되고 있는 일반적인 분산제로는 리타닌계나
타몰계(나프탈렌슬폰산의 포름알데히드 축합물)등이 있고, 이와같이 많이 쓰이는
분산제에 대해 특징을 다음에 나타내었다.
-타몰계(Naphthalene sulphon산 소다, Formalin축합물)
분산안정화 Type(Anionic 활성제)으로 Naphthalene sulphon산 소다 2개가 하나의 Methyl기에
결합된 소위 2핵체가 주성분으로 되고 1핵체 및 3이상의 다 핵체가 혼합된 것으로 우수한
상온 분산력과 사용량이 과다해도 부작용이 없어 분산염료 조제로서 가장 많이 사용되고 있다.
-비이온 활성제
고온에서는 운점(Cloud Point)이 나타나서 염료의 응집, Tar화를 촉진 할 수 있으므로
고온 염색용 조제로서 사용되는 것은 없다. 그러나 우수한 가용화, 이염력 때문에 오는
균염작용을 위해 음이온 및 슬폰화합물과 혼합하여 많이 사용하고 있다.
-비 ion 활성제 + Anion활성제 혼합조제(이염, 가용화 촉진 Type)
운점이 비교적 높은 비 ion활성제에 Anion활성제를 배합해서 120~130℃ 에서도 응집이 일어나기
어렵도록 개량한 것이 비교적 넓게 사용되고 있다. 이 종류의 조제는 고온안정은 비 ion활성제
단독에 비해서 향상되었지만 아직 충분치 않고 염료의 응집을 일으키는 수가 있으므로 주의할
필요가 있다.
또, 사용량이 과다하면 가용화력이 너무 강하게 되어 염착저하가 현저하게 되는 수가 있으므로
사용량은 g/l보다도 o.w.f로 사용하는 것이 적당하다.
-비 ion 활성제 sulphone화 물(범용 균염 Type)
비 ion활성제를 sulphone화 해서 Anion 활성제로 한 제품이 비 ion 활성제의 장점
(가용화~이염력)을 가지면서 고온적성을 크게 향상 시킨 것이 보급되고 있다.
분산염료의 고온응집은 미립화된 염로입자가 표면 energy를 적게 하고자 하는 현상으로
그 원인은 염료의 용해도, 융점, 분자량(화학 구조상),입자의 형태, 크기, 결정형태(물리적),
표면전위, 표면활성도(물리화학적)와 분산제의 용해도, 운점, 분산력, 가용화력
그리고 섬유의 oligomer, 부착용제 등이 있다. 그리고 염색농도, 염욕첨가조제, 염색용수의 수질,
pH, 승온속도, 피염물의 밀도, 유량, 유속교반 상태 등도 영향을 미친다.
다음과 같은 경우에 분산염료의 고온응집이 쉽게 일어난다.
①농후한 염료분산액을 고온처리할 때
②균염조제와의 상용성이 떨어질 때
③섬유의 전처리 불충분으로 공정유제나 oligomer가 많을 때
④염색용수에 Ca++, Mg++등이 많을 때
⑤염욕중에 다량의 염루가 첨가되었을 때
⑥염료의 분산액을 고온으로부터 냉각할 때
<참조: 한국생산기술연구원 자료 >