각종 날염법과 그 특성
1. 날염의 의의
날염이란 넓은 의미에서 염색의 일종으로 침염은 피염물을 염욕에 침지시켜 열을 가하여 전면에 균일 하게 착색시키는데 비하여 날염은 염료나 안료를 점조한 호액에 넣어서 피염물을 부분적으로 인날하여 모양(무늬)을 표현하는 가공을 말한다. 그러므로 침염이 전면 염색인데 비하여 날염은 여러 가지 무늬와 색상을 표현할 수 있어서 fancy화 할 수있고, 유행의 흐름에 따라 다양한 변화를 줄 수 있어서 다품종 소량생산 요구에 대하여 유리한 염색기법이라고 할 수 있다.
2. 날염법의 종류
날염에서 모양을 표현하는 기법으로 분류하면 직접날염, 발염날염, 방염날염의 3가지로 대별할 수 있다.
1) 직접날염
백색 또는 옅은 색으로 염색된 피염물에 날염호를 직접 그 위에 날염하는 방법.
2) 발염날염
먼저 바탕색을 가발성(可拔性) 염료로 염색 혹은 padding에 의하여 고착 시키고 알칼리 혹은 환원제가 들어 있는 발염호를 부분적으로 백색으로 발염을 하거나 또는 발염호에 염료를 투입하여 발염부분에 색상을 표현하기도 한다.
3) 방염발염
방염에는 바탕색의 처리여하에 따라 선방염과 후방염으로 구분된다. 선방염은 알칼리 및 환원제를 넣은 방염호로 먼저 인날한 다음 바탕색을 전면 인날하는 경우를 말하고, 후방염은 padding이나 shigoki에 의하여 가발성 염료를 먼저 바탕색을 인날하여 건조만 하여 염료가 피염물에 완전히 염착되지 않은 상태에서 그 위에 방염호로 인날하여 염착을 막는 방법이다.
3. 날염의 조작법에 의한 분류
1) 수날염(hand printing)
수날염은 날염대 위에 직물을 펴서 부착시키고, 그 위에 형틀을 놓고 손으로 수퀴징하여 인날하는 방법이다. 일반적인 작업은 one repeat를 찍고,one repeat를 건너 뛰어서 찍어나가고 직물의 끝까지 완료가 되면 되돌아와서 비어 있는 부분을 찍어 나간다. 고급제품이나 다품종 소량생산에는 적합하나 인날속도가 늦어 비능률적이다.
2) 주행식 날염(automatic screen printing carriage)
날염대 위에 직물을 고정 부착시켜 놓고 인날하는 방법은 수날염과 동일하나 스퀴징이나 형틀의 이동을 기계화시킨 것이다.
3) 자동 스크린 날염(automatic screen printing)
스크린 사(紗)를 사용하여 날염하는 것으로써 스크린이 고정된 위치에서 상하로만 작동이 되고 직물은 endless belt 위에 부착되어 스퀴징을 할 때만 정지하고 간헐적으로 이동하면서 인날되는 방법이다.
4) 로울러 날염(roller printing)
날염 무늬를 구리로 된 로울러에 형으로 조각하고 부에 날염호를 부착시켜 직물에 압착시킴으로서 스크린이 없이 인날한다. 날염 방법은 조각 로울러와 주철제의 pressure bowl 사이에 탄성을 주기 위하여 lapping cloth와 under cloth, 직물을 겹쳐서 통과하게 하며 날염호가 들어있는 color box로부터 furnisher에 의하여 조각 로울러에 공급하고 cleaning doctor로 부 외에 부착된 날염호는 제거시켜 적당한 압력을 주어서 날염호가 직물에 인날된다.
5) 로터리 스크린 날염(rotary screen printing)
로울러 날염기의 로울러를 스크린으로 치환한 pressure bowl형과 자동 스크린 날염기의 평판 스크린을 원통형 금속 스크린으로 치환한 수평형이 있다. 회전 운동에 의하여 인날하므로 자동 스크린 날염기에 비하여 인날속도가 빨라 생산성이 높다.
그림 3. 로울러 날염기의 구조 |
그림 4. pressure bowl형 로터리 스크린 날염기의 원리 |
6) 전사날염(transfer printing)
전사방식에 의한 날염법을 총칭한 것으로 사전에 종이, 금속판, plastic film, 목판, 유리판 등의 면에 염료 및 안료 날염풀 등으로 인날하든가, 손으로 모양을 그린 후, 피염포를 그 면에 압착하여 천의 면에 모양을 전사하고, 증열, 열처리 등의 후처리에 의하여 염착시키는 방법이다.
날염용 포지의 준비
염착이 한정된 부분에 행해지는 날염에는 불량품의 보정이 거의 불가능하기 때문에 날염전에 피염포를 인날에 적당한 상태로 준비하는 것이 특히 중요하며, 다음과 같은 여러 가지 주의가 필요하다.
① 날염 생지의 호발, 정련, 표백 등의 작업은 날염에 필요한 팽윤성, 침투성, 염색성, 가공 효과에 큰 영향을 미치므로 특히 주의해야 한다.
② 모소처리에 의해 섬유표면의 모우를 제거 및 평활하게 하여 세선(細線), 세점(細點) 등의 섬세한 무늬를 sharp하게 표현이 가능토록 한다.
③ 셀룰로오스 섬유의 견뢰한 날염에는 반응, 환원염료가 이용되지만, 이 경우 silket가공에 의해 피염포는 염착속도, 선명도, 마무리 효과가 좋게 된다.
④ 트리아세테이트, 나일론, 폴리에스터 등의 합성섬유는 날염에 앞서 heat-set를 행하여 가공중에 생기는 포의 수축과 주름 발생, 기타 물리적 장애를 방지한다.
⑤ 기모 직물의 경우 정련, 표백을 잘못하면 모우가 넘어져 무늬와 색상이 흐려져 상품가치를 저하 시킬 수 있다.
⑥ 변부 늘어짐과 변부 당김을 수정한다.
⑦ 절사가 많은 직물은 이것을 제거한다. 절사는 불량의 요인이 된다.
⑧ 포목(布目)을 교정하여 포폭을 정한다.
⑨ 편물 날염의 경우 정련, 표백에서 확포상으로 되어 잇는 경우 포단(布端)의 끊어진 곳에 수지 등을 붙여 말아올림을 예방한다.
제 도
제도란 paper design에 나타난 패턴을 각 색상별로 분해하여 폴리에스터 필름에 먹물로 옮겨 그리는 공정이다. 제도는 디자인에 표현된 모든 효과를 직물상에 날염하여 재표현하는데 매우 중요한 역할을 하는 작업이므로 고도의 숙련된 기술이 필요하다.
제도공정의 순서를 나타내면 다음과 같다.
1. 필름 준비
제도용 필름은 폴리에스터 염화비닐 sheet 등이 쓰이고 있으나, 신축성이 적은 폴리에스터 필름을 많이 사용하며, 사용 두께는 0.1∼0.125㎜가 적당하다. 디자인 검토가 끝나고 repeat 크기가 결정되면 차광(遮光) 및 출입선을 감안하여 사방 2.5인치 정도의 여유를 두고 절단한다.
2. 십자뜨기
십자뜨기는 디자인 repeat가 24인치까지 반복하는 기준점의 수량만큼 필름 1장을 90도 시선에서 정확하게 뜨고 원판으로 한다. 십자뜨기는 파우더를 이용하여 필름에 묻어 있는 불순물을 깨끗이 닦은 다음 제도용 먹물과 붓 또는 펜을 사용하여 십자뜨기를 한 뒷면에 트레이싱을 한다. 선이 있는 디자인은 우선 선부터 제도하고 다른 무늬는 진한 색에서 연한 색의 순으로 한다. 그러나 선이 없고 바탕색이 진할 경우에는 바탕색을 우선 제도하고 난 후 무늬는 진한 색에서 연한 색의 순으로 한다. 제도가 완성된 필름 뒷면에 차광한다.
십자를 기준으로 하여 노광시 이중으로 겹치면 안되는 부분에 검정과 붉은 색을 붙여 빛을 막아준다. 완성된 종판필름에 매수번호, 톱 방향을 표기한다.
3. 제도 용어
국내에서는 아직 날염용어가 K.S 규격으로 제정되어 있지 않아 일본 용어를 그대로 사용하는 경우가 많으며, 업체나 학교 등에서 표기하는 방법이 일정하지 않아 용어의 혼돈이 있는 실정이다. 여기에서는 주로 많이 사용되는 몇가지를 설명하고자 한다.
- 프리 핸드(free hand) : 직선 또는 원 등의 표현시 자나 콤파스를 사용하지 않고 직접 손으로 표시하는 것
- 종판(種版, basic film) : 노광하기 전 제도가 완성되고 차광지를 붙여 놓은 제도 필름
- 톱기장(top size) : 자동 스크린의 경우 날염기 belt가 1회 전진하는 거리
- 리벳(rivet) : 필름 여러 장을 겹쳐서 punching기로 구멍을 뚫고 움직이지 않게 하기 위하여 끼우는 금속제의 고정자
- 포갬(over lap) : 색과 색의 경계가 겹치는 것으로 인날시 인날되지 않고 희게 나타나는 것을 방지하기 위하여 행한다. 보통 0.4∼0.5㎜ 깊이로 하며, 너무 얇게 하면 첨예성은 좋으나 희게 나타난다.
- 차광(shading) : 노광시 무늬부분의 이중 노광을 막기 위하여 먹물 또는 차광용 붉은 종이로 덮어서 빛의 투과를 방지하는 것
- 리핏(reprat) : 연속 무늬의 경우 반복되는 최소 단위
- 망판(網版, half tone) : 색의 농담을 망점의 대소에 따라서 표현하는 방법
- 스텝(step) : repeat 연결시 각 변이 접속될 때 벽돌이 쌓인 형태로 1/2씩 물려서 연결되는 것
- 사목(絲目, fine line) : 무늬의 테두리나 윤곽을 나타내기 위하여 긋는 선
4. 리핏(repeat) 제작
날염 디자인은 동일한 무늬가 종, 횡으로 반복되어 있는 경우가 많으며, 동일한 무늬의 최소 단위를 repeat라고 한다. 제도는 먼저 sketch를 보고 repeat을 결정한 다음 그 위에 필름을 밀착시켜 제도를 한다. one repeat은 디자인 중의 일부분으로 one repeat이 접합하여 디자인이 되므로 제도한 최소 단위의 repeat은 복사하여 2개 또는 몇 개의 repeat을 정밀하게 연결시키고 연결부에 부적절한 부분은 먹물로서 수정을 한다. 이렇게 제도 repeat을 복사하여 여러개의 repeat으로 연결하는 것(종판이라 함)은 노광기에서 복잡한 무늬의 연결이 어렵고 노광(露光) 회수를 줄이기 위함이다. 이렇게 repeat을 연결하기 위해서는 가장자리의 형태가 연결성이 있도록 만들어 주어야 하며, 그 방법은 디자인을 절단하여 조합하는 방법과 디자인을 분할하여 투명 필름에 제도를 할 때 필름을 옮겨가면서 묘사하는 방법이 있다.
5. 포갬(over lap)
포갬은 색상이 다른 색과 연결을 할 때, 그 경계에 서로 겹쳐서 인날되지 않게 희게 나타나는 것을 방지하기 위하여 여분으로 겹쳐서 인날하는 것을 말한다. 포갬의 방법에는 균일 포갬, 혼합 포갬, 덮어찍기, 바로붙임, 띄어붙임 등이 있다.
6. 차광
제도가 끝난 필름을 (+)자표를 기준으로 하여 노광시 이중으로 빛의 사조(射照)가 되어서는 안되는 부분을 붉은 색의 차광지로 부착하여 빛을 막아준다.
제 판
제판이란 스크린 형틀에 사포(sheer)를 인장시켜 부착한 후 감광막을 입힌 다음 제도필름을 이용하여 불용성 피막의 무늬를 형성하는 공정이다. 제도필름을 감광대 위에 올려 놓고 그 위에 감광막을 입힌 스크린 형틀을 밀착시킨 다음 일정한 빛을 투과하면 먹물로 그려진 문양 부분을 동시에 씻겨져 버리고 무늬 외의 빛을 받은 부분은 고착되어 그대로 남게된다. 이와 같은 방법으로 스크린에 각 색상별로 무늬가 형성되는 것이다.
1. 스크린사의 결정
스크린사의 소재는 물리적, 화학적 성질이 우수한 polyester mono filament사를 가장 많이 사용하고 있다. 사의 밀도는 생지의 종류, 사용염료, design 등을 고려하여 선정하여야 하며, 일반적으로 mesh의 선정기준은 인날량이 많거나, 생지가 두껍거나, 인날 면적이 넓은 경우는 밀도가 낮은 사를 사용하고, 선이나 점, 무늬의 가장자리를 잘 나타내기 위해서는 밀도가 높은 사를 사용한다.
2. 스크린 프레임
스크린 프레임의 재질은 인날 중이나 보관시 형태의 변화가 없어야 하며, 물리적, 화학적 저항력이 우수해야 한다. 오늘날에는 알루미늄 합금으로 된 것이 가장 많이 사용되고 있다. 프레임의 형상은 날염기종에 따라 약간씩 다르지만 작업중 형 밟힘이 없어야 한다. 스크린의 폭을 넓게 하면 생산성이 높아지고 형경(joint)의 발생회수도 감소되는 장점도 있으나, table의 길이는 한정되어 있어서 많은 색도수를 안날할 수 없다. 일반적으로 20″, 24″, 32″ 등 여러 가지 규격을 준비해 두는 것이 좋다.
3. 사장(紗張)
스크린 프레임에 사포(紗布)를 정확히 펴서 균일하게 장력이 걸리도록 부착시키는 공정이다. 사포는 감광액 도포 후 무늬 조형시 pin hole, 인날중 피막의 박리현상이 일어나지 않도록 불순물을 충분히 제거하여 사용해야 한다.
4. 스크린의 조형
스크린을 조형하는 방법에는 절형법, 직접묘화법, 방차법, 사진법 등 4가지가 있으며, 현재는 주로 사진법을 이용하고 있다.
(1) 절형법(切型法)
황산지, paraffine, celluloid와 같은 엷고 투명한 재질을 표현하고자 하는 원도(原圖) 위에 놓고 모양에 따라 칼로 오려내고 이것을 사(紗)에 부착시키고 밑에 있는 디자인 원도를 떼어 내어 스크린을 만드는 방법.
(2) 직접묘화법
스크린형은 날염호가 스퀴징에 의하여 투과될 수 있도록 뚫려져 있는 부분과 날염호가 투과되지 못하도록 불용성 막을 형성시켜 놓은 부분으로 되어 있다. 차단시켜야 할 부분을 불용성의 조막제(造膜劑)로 직접 붓으로 도포하는 방법이다. 따라서 절형법에 비하여 비교적 목수가 높은 것을 사용하고 있다.
(3) 방차법(防遮法)
묘화를 붓으로 하는 것은 직접묘화법과 동일하지만 인날하고자 하는 부분을 붓으로 도포함으로써 도포부분이 반대가 된다. 조막제로써 모양을 도포하고 전면에 막을 형성시켜 인날하고자 하는 부분의 조막제와 막을 제거시켜 조형을 한다.
(4) 사진법
사 또는 로울러 날염기 등의 동(銅) 로울러의 표면에 감광막액을 도포하고 그 위에 양화(positive) 필름을 밀착시켜 노광시키면 감광된 부분은 불용성의 피막을 형성하고 미감광부분은 수세에 의하여 제거됨으로써 조형을 이루게 된다. 동 로울러의 경우는 위의 방법으로 불용성 피막을 형성시켜 부식조각(腐蝕彫刻)을 한다.
5. 사진법에 의한 제판의 실제
(1) 감광액의 조제
제작 공정에 따라 다양한 감광액 조제 방법이 있으며, 조막제로는 gelatine, casein, 어교(魚膠), polyvinylalcohol 등이 쓰인다. 감광액의 조제 비율은 다지인, 광원의 종류, 계절에 따라 조막제의 선택, 도포층의 두께, 중크롬산염의 양이 달라진다.
일반적으로 중크롬산염과 조막제를 주성분으로 한 감광액을 도포하여 건조하고 노광 후 현상하고 보강액(補强液)을 도포하는 후보강법을 많이 사용하고 있다.
(2) 감광액 도포
감광액의 도포는 감광제와 조막제의 혼합액을 반원형 혹은 삼각단면형의 스테인레스 스퀴지에 넣어서 스크린을 수직 내지 10도 정도 경사지게 하여 사장된 스크린사에 균일하게 도포한다.
(3) 건조
감광액을 도포시킨 후 암실에서 온도, 습도, 시간, 풍속 등을 적절히 조절하여 건조시킨다.
(4) 노광
감광액을 도포한 스크린사에 제도원판을 밀착시키고 감광시켜 날염호의 체류부분의 감광막을 불용화시키는 공정이다. 노광시간의 결정은 사의 규격, 인날면적, 광원의 종류 및 강약, 광원과 피사체간의 거리 등이 따라 달라진다.
(5) 현상
노광 완료후 미감광 부분을 물로써 용해하여 제거하고 무늬를 나타내는 공정이다. 물의 온도는 gelatine의 경우 40℃, P.V.A는 50∼60℃, milk casein과 diazo계는 냉수에서 행한다.
(6) 보강(lacquering)
감광액의 도포만으로는 피막의 내구성이 약하여 urethane과 같은 수지로 피막하여 내구성을 향상시키는 공정이다.
(7) 수정
수정용 light table 위에 생지와 접촉면을 위로 하여 수평으로 놓고, 붓으로 pin hole에 lacquer를 칠하여 매운다.
날염 로울러의 조각
로울러 날염을 위해서는 로울러 표면에
형으로 무늬를 음각하여
부분의 날염호를 생지에 전사시켜 무늬를 나타내야 하며,
부분으로 만들기 위해 조각을 한다.
1. 조각법의 종류와 특징
날염 로울러 조각법에는 수조법(手彫法), 펜타그래프조각, 밀 조각, 사진조각 등이 있으며, 현재는 사진조각법이 많이 사용된다.
〈표 2〉로울러 조각법과 그 특성
조 각 법 |
적용무늬의 특징 |
조 각 공 정 |
수조각 |
간단하고 대형인 무늬 |
스케치→손조각→부식 |
펜타그래프 조각 |
밀 조각으로는 너무 크고, 손조각으로는 리핏이 너무 많은 중간 무늬 |
스케치→손조각→기계전사→부식 |
밀 조작 |
섬세한 작은 무늬 |
스케치→밀조각→기계조각 |
사진조각 |
모든 무늬에 적용되고 사실적이며 음영의 표현이 많은 무늬 |
스케치→사진수법→부식 |
(1) 로울러의 준비
일반적으로 로울러 날염에 사용되는 로울러는 중공(中空)의 원통형으로 된 동(銅) 로울러를 사용하고 있다.
이 로울러는 다음과 같은 특징은 가지고 있다. ① 전성(展性)이나 연성(延性)이 풍부하여 조각이 용이하다. ② 질산 또는 염화제2철 용액으로 용이하게 부식시킬 수 있다. ③ 날염호에 대하여 비교적 저항력이 크다. ④ 경도(硬度)가 조각하기에 적당하다. ⑤ 조각할 무늬를 용이하게 전사(轉寫)시킬 수 있다.
로울러의 수는 1색에 1본으로 색도수를 만큼의 로울러가 필요하며, 로울러의 표준크기는 원둘레가 410㎜, 길이(폭)는 915, 965, 1015, 1220, 1270㎜ 등이 있다.
(2) 수 조각(hand engraving)
황산 또는 황화소오다를 함유하는 잉크로써 얇은 종이에 모양을 그리고 이것을 동 로울러 위에 전사하여 황산동의 흑색 모양을 만들고, 조각칼 또는 step pin punch로 조각한다. 이 방법은 로울러 조각에 특수한 기능을 요하며, 조각 비용이 많이 들고, 또 로울러 준비 시간이 많이 걸린다. 큰 모양 또는 간단한 조각에 많이 쓰인다.
룰링이란 바림, 선 등 윤곽의 조각을 끝낸 조각로울러?룰렛을 만들어 넣는 공정이며, 룰렛(rollet)이란 무늬 윤곽의 내부 또는 바탕색 등에 날염호의 공급을 충분히 할수 있도록 평활한 면에 평행사선을 조각한 것을 말한다.
(3) 밀 조각법(mill engraving)
소형 혹은 작은 기하적인 모양을 로울러 면에 몇 번이고 되풀이하여 조각하는 경우에 적용되며, 다이(die)라는 연강철 로울러에 모양을 조각한 뒤 고열처리에 의하여 다이를 경질화하고 별도로 직경 2∼3배 크기의 연질 로울러와 같이 그라밍기(gramming machine)에 걸어 회전하면서 맞붙이면 다이의 오목한 부분에 파고 들어가 볼록한 모양으로 전각된 것에 석회와 탄소로써 고열처리하여 경화 시키고 압전기에 걸어 정수배(整數倍)의 주위를 갖는 날염 동 로울러와 서로 누르면서 오목한 모양으로 전각시키는 방법이다.
(4) 펜타그래프 조각법
펜타그래프를 이용하여 동 로울러를 부분적으로 부식시켜 모양을 나타나게 하는 부식조각법이라고도하며, 2∼3완전 무늬를 가지는 중형 무늬의 날염에 이용된다.
(5) 사진조각법(photo engraving)
사진술을 로울러 조각에 응용한 것으로, 모양, 인물 사진 등 사실적인 도안의 경우에 많이 사용되는 방법이다. 예를들면 동 로울러의 경우 중크롬산칼리와 젤라틴과의 혼합액을 칠한 날염 로울러에 음화 필름을 밀착시켜 암실에서 아아트 등으로 로울러를 회전시키면서 감광시켜, 노출되지 않은 부분을 수세하여 제거한 뒤, 제2염화철 용액을 사용하여 부식 조각한다.
배색 및 조색
배색이란 주어진 디자인 또는 confirm된 디자인에 무늬의 조합된 상태를 감안하여 단색 또는 여러 가지 색의 조합으로 색을 지정하는 것을 말한다. 일반적으로 한 디자인당 배색수는 5∼6가지로 배색되는 경우가 많다. 색배합이란 지정된 색상을 사전에 시험을 하여 동일한 색상을 내기 위하여 염료, 약제 등의 처방을 결정하는 것을 말한다. 색배합 실험은 다음과 같다.
① 원호의 계량 원호는 항상 본 작업에 사용될 원호와 동일한 것으로 실험한다.
② 염료의 계량 stock solution을 만들 때 10g/ℓ로 하는 것이 분산염료에는 무리가 없다. ③ 표준색상표에서 색견본과 가장 유사한 색상을 찾아서 염료와 처방을 알고, 적절하게 처방을 수정한다. ④ 원호를 넣은 비이커에 염료 용액을 처방에 따라 피펫으로 계량하여 넣어서 균일하게 될 때까지 잘 젓는다. ⑤ 시험날염기에 생지를 부착시켜 인날한다. ⑥ 현장의 조건과 같은 조건으로 증열, 수세, 환원세정, 수세, 건조한다. ⑦ 색견본과 대조하여 색상 및 농도가 동일한가 확인하고 차이가 있으면 수정하여 조작을 반복한다.
조색은 실험실에서 나온 처방에 의하여 호료, 염료, 조제 및 약품을 칭량하여 인날작업의 날염호를 조제하는 공정이다.
1. 원호의 조제
원호의 조제는 처방 및 가공지도서에 따라 날염호(색호)를 만들기 위하여 호료를 용해하여 호화(糊化)시키는 공정으로 작업순서는 다음과 같다.
2. 날염색호의 조제
염료를 물로 용해 또는 분산시켜 원호와 혼합하고 교반하여 인날에 적합하도록 조제 등을 첨가한 호를 원호와 구별하여 날염색호라 하며, 원호와는 달리 염료가 첨가되므로 염료의 칭량을 정확히 하여야 하며, 염료의 용해가 불충분하면 작은 반점을 일으킨다. 염료 중 분산성이나 용해성이 나쁜 염료는 특히 유의해야 한다. 경우에 따라 염료의 용해를 돕기 위하여 요소, 금속이온봉쇄제와 같은 약제를 사용하기도 한다.
〈표 9〉각종 날염호의 적정 점도
기 종 |
점도(c.p.s) |
인날속도(m/분) |
roller print |
300∼1,500 |
70∼100 |
rotary print |
4,000∼5,000 |
40∼60 |
자동 스크린 print |
6,000∼15,000 |
30∼40 |
hand print |
10,000∼20,000 |
10∼15 |
호료(糊料)
날염에 사용되는 호료는 피날염포의 종류, 날염기의 종류, 인날 방법, 염료의 고착방법 등에 따라 적절하게 선택하여 사용하게 된다. 이는 단일호료가 날염의 적성은 전부 만족시킬 수 없고, 각기 장단점을 가지고 있어서 적성에 맞도록 적당한 비율로 혼합하여 사용하는 경우가 일반적이다.
1. 각종 호료의 특징
(1) 전분류
날염호로 사용되는 전분류는 소맥전분, 쌀가루, 쌀겨, Tapioca전분 등이 있으며, 전분의 조성은 glucose단위가 100 이상의 직쇄상인 amylose가 약 20∼25%, 분지상의 amylopectin이 70∼80%의 혼합물로 알려져 있다.
전분은 종류에 따라 다르나 물을 가하여 가열하면 팽윤하여 최외부 micell 구조의 일부가 풀리고 간극이 생긴다. 이 간극으로 물분자가 내부로 침입하고 온도가 계속 상승하면 물분자와 전분분자의 결합이 증대되고 분자운동이 결렬하게 되어 micell이 붕괴하게 된다.
전분계 호료의 장점은 color value가 커서 염료의 절감을 얻을 수 있고, 인날 호층이 두꺼워 균염성이 좋고 날염 belt의 결점을 보완하는 장점이 있는 반면 침투성, 피막강도, 탈호성 등이 나쁜 단점이 있다.
(2) 가공전분
전분 분자의 일부를 가수분해하여 ether화 또는 ester화하여 내약품성, 침투성, 탈호성을 개량하여 수용성으로 만든 것이다.
① Carboxyl methyl 전분 전분의 알칼리 현탁액에 monochloro 초산을 작용시켜 만든 것으로, 주로 저점도의 것이 사용되고 있다.
그림 7. carboxy methy1 전분의 제조 과정 |
② Hydroxy ethyl 전분 전분에 ethyl oxide 혹은 propylene oxide를 작용시켜 만든다. 전분에 비하여 산, 알칼리, 금속염에 대한 내약품성 및 탈호성이 현저히 개선되어 있다. 피막이 유연한 장점이 있고, 날염성에는 약간의 문제점이 있으나 주로 Na-alginate와 병용하여 사용한다.
그림 8. hydroxy ethy1전분의 제조 |
③ British gum 천연 전분을 가수분해하여 glucose의 일부를 절단한 것으로 가수분해 방법, 정도에 따라 다르다. 생전분을 200∼220℃에서 가열 배소(焙燒)하여 내산, 내알칼리성을 향상시킨 것이다.
(3) 천연검류
열대 혹은 아열대 지역에서 생장하는 식물줄기의 분비물 또는 열매를 정제하여 만든 호료로써 내약품성 및 탈호성, 접착성이 우수하여 합성섬유의 날염에 유용하게 사용되고 있다.
천연검의 종류에는 다음과 같은 것들이 있다. - 아라비아검(arabic gum) - 트라가칸트(tragacanth gum) - 로우커스트빈검(locust bean gum) - 구아검(guar gum)
(4) 알긴산
해조류 중 갈조류에 속하는 해초의 해조세포(algin)가 주성분이며, 칼슘염으로 존재한다. 이 알긴을 나트륨으로 중화하여 만든 것이 sodium-alginate로 날염호효로서 중요한 위치를 차지하고 있다.
알긴산은 기포의 발생이 적고, 유동성(流動性), 예사성(曳擡性), 포수성(抱水性) 등이 우월하고 피막도 유연하여 날염건조 후의 호층의 부서짐, 비산 등이 없다. 탈호성이 좋아서 저온에서도 쉽게 탈호를 시킬 수 있어서 날염호료로서 광범위하게 사용되는 호료이다. 그러나 color value가 다른 호료에 비하여 비교작 낮으며 내약품성이 약하다.
(5) 섬유소 유도체
섬유소의 -OH(수산기)의 활성을 이용하여 ether 혹은 ester화시켜 날염성을 향상시킨 호료이다.
① methyl cellulose(MC) 알칼리 셀룰로오스에 염화메틸을 작용시켜 얻은 것으로 셀룰로오스 기본 분자의 3개의 -OH중 1개가 메틸화된 것이다.
C6H9O4·ONa + CH3Cl → C6H9O4·O·CH3 + NaCl
이 호료는 낮은 온도(35℃ 이하)에서 수용성이나, 높은 온도에서 불용성이 되는 특징이 있다. 진한 탄산소다, 황산염, 페놀, 탄닌산에 의하여 침전이 생기고, 환원염료의 안료 날염과 방염에 응용된다.
② carboxy methyl cellulose(C.M.C) 알칼리 셀룰로오스에 mono chloro 초산소다를 작용시켜 만든 것이다.
C6H9O4·ONa + CH2ClCOONa → (C6H9O4)O·CH2COONa + NaCl
sodium alginate와 유사하고 경시안정성, 가열 안정성이 우수하다.
③ hydroxy ethyl cellulose(H.E.C) 알칼리 셀룰로오스에 ethylene oxide 또는 ethylene chlorohydrine을 반응시켜 내산, 내알칼리성 등 내약품성을 향상시킨 호료
(6) 합성호제
① polyvinyl alcohol(P.V.A) 초산비닐의 monomer를 중합하여 폴리 초산비닐로 하고 이를 비누화하여 만든 것이다. 가소성 수지로서 온수에는 녹으나 유기용제에는 녹지 않으며, 점조성이 강하여 합성섬유 제조, 접착제, 호료로서 사용하며, 제품의 종류에 따라 80℃ 이상의 뜨거운 물에 용해된다.
② polyvinyl acetate emulsion 초산비닐을 유화중합하여 얻은 것으로서 수분산성의 유탁액으로 anion성과 nonion성이 있다. 락카날염, 금속분 날염 등에 접착제로서 이용한다.
(7) 에멀젼호
물과 기름은 서로 계면장력에 의하여 서로 혼합되지 않으나 유화제(계면활성제)를 가하여 유화시킨 호료를 에멀젼호라 하며 유화제의 종류에 따라 O/W과 W/O형으로 구분된다.
〈표 11〉에멀젼호의 장,단점
장 점 |
단 점 |
⊙doctor의 호 cut성이 좋고, 급호성 이 좋다 ⊙첨예도가 좋다 ⊙탈호성이 좋다 ⊙color value가 좋다 ⊙호층이 얇고, 균일하다 ⊙중색(重色) 효과가 있다. ⊙형 막힘이 적다 ⊙건조가 빨라서 능률이 좋다 |
⊙피막강도가 약하여 스침오염이 발 생하시 쉽다 ⊙첨가물에 따라 염료의 분산방해, 완 염효과 또는 농도저하, 번짐 등의 문제가 일어나기 쉽다 ⊙T/C의 경우 분산염료가 면쪽의 오 염을 촉진시킨다 ⊙사용기기 및 기구의 세정이 어렵다 |
3. 호료의 물리, 화학적 성질
날염호료는 염료를 생지에 염착시키는 중간 매체의 역할을 하는데 있어서 요구되는 특성으로는 물리적 성능 즉 유동성, 예사성,점도 안정성, 가열 안정성, 희석저항성, 포수성, 침투성 등이 있으며, 화학적 성능으로는 염료와의 상용성, 내약품성, 내균성, 내환원성 등을 들 수 있다.
(1) 호료 선정시 고려해야 할 사항
① 이용성(易溶性)으로 호화하기 쉽고 이물질이 적을 것 ② 경시적 점도 변화가 없을 것 ③ 염료, 약제, 전해질에 대하여 안정하고 변질, 부패가 없을 것 ④ 인날성이 좋고 발색효과가 좋을 것 ⑤ 무늬의 첨예성, 균염성이 우수하고 침투도의 조절이 용이한 것 ⑥ 인날 건조 후 인날면이 적당한 유연성과 탄성을 가져 비인날부에 오염이 적을 것 ⑦ 보수성(保水性)이 좋고 발색공정에서 bleed가 없을 것 ⑧ 발색 후 수세에 의해 쉽게 팽윤 용해하여 피염물로부터 제거가 용이할 것
(2) 물리적 성질
① 점성 및 점도 점성(粘性) 또는 점도(粘度)는 인날 작업시 작업성, 생지의 침투성 등 날염의 중요한 인자이다. 점성은 유체의 유동에 대한 내부마찰 저항을 말하며, 점성의 정도를 나타낼 때 점도 또는 점성률이라고 한다. 점도의 값은 점도계로 구하며 사용되는 단위는 포아스(poise)를 사용한다.
② 유동성 유동성이란 저분자의 액체나 고분자 혼합물의 용액이 가지는 흐르는 성질로 인날시 날염 호료의 거동에 따라 첨예성, 균염성, 침투성에 영향을 준다.
대표적인 유동곡선을 나타내면 (그림 10)과 같다.
㉠ 뉴톤 유동(Newtonian flow) 전단응력이 증가하여도 점도변화가 없는 유동체로서 물, 글리세린 과 같은 저분자량의 화합물이다.
㉡ 소성 유동(plastic flow) 전단응력이 적은 어떤 점까지는 점도 변화를 일으키지만, 이 점을 넘어가면 급격히 의소성 유동을 나타내는 유체
㉢ 의소성 유동(pseudo plastic flow) 전단응력이 증가하면 점도저하를 일으키는 유체로서, 날염 적용성으로는 형지날염에 유용하다.
㉣ 요변성 유동(thixo tropy flow) 일정온도에 있어서 어떤 gel상의 물질이 나타내는 성질로서, 전단응력을 가하면 급격히 점도저하가 일어나고 일부는 액상으로 되고 전단응력을 제거하면 다시 원상태로 되돌아가는 성질.
③ printing viscosity index(P.V.I) P.V.I의 값이 1에 가까울수록 Newtonian flow이고, 0에 가까울수록 plastic flow가 된다. P.V.I의 값은 호료의 유동성을 나타내는 값이다.
④ 희석저항성 날염호를 만들기 위해서는 원호에 물, 염료 또는 각종 보조약품을 첨가하게 되는데 이 때 점성의 변화가 적은 성질
⑤ 침투성 인날시 스퀴징에 의하여 날염호가 가압, 유동, 모세관 현상에 의하여 원단에 침투하게 되는데 침투성은 생지의 조직, 섬유의 종류, 스퀴징의 형상에 따라 달라진다.
⑥ 첨예성 첨예성은 스크린 또는 로울러 조각부의 무늬가 원단에 정확하고 섬세하게 표현되는 정도를 나타내는 척도
⑦ 탈호성 인날 후 수세공정에서 날염호는 탈호되어야 하며, 탈호 불량시 인장오염, 촉감불량, 마찰, 수세견뢰도 등에 영향을 미친다.
날염용 보조약제
날염을 하기 위하여 염료와 호료 외에 날염적성을 높이기 위하여 많은 보조약제가 사용된다. 적은 양의 물에 많은 양의 염료를 용해시키기 위하여 사용하는 염료 용해제, 섬유에 염료의 염착도를 높이기 위하여 사용하는 농염제, 염착된 염료를 부분적으로 탈색시켜 발염을 하기 위하여 사용하는 발염제, 작업공정 중 생성하는 기포를 제거하기 위한 소포제, 호의 부패를 막기 위한 방부제 등 모두 날염성을 향상시키기 위한 약제들이다.
(1) 염료 용해제 염료 용해제는 염료의 용해 또는 분산상태를 양호하게 하여 증열중에 날염호 피막에 응집된 증기로부터 흡습하여 염료의 확산, 균염을 얻기 위하여 첨가하는 약제로써 글리세린, 아세틴, 폴리글리콜, 요소 등이 있다.
(2) 히드로트롭제(hydrotrope agent) 난용성 물질의 수용액에 넣었을 때 용해가 쉽도록 하는 약제로서 요소, 알콜, 페놀 케톤, 향족 술폰산 등이 있다.
(3) pH 조정제 불휘발성의 유기산을 투입하여 날염성을 향상시키는 약제로서 사과산, 구연산, 주석산 등이 있으며, 알칼리제로는 소다회, 가성소다, 중탄산나트륨 등이 있다.
(4) 방부제 날염호의 경시변화로 부패하는 것을 방지하는 약제로서 페놀, 포르말린, salicylic acid 등이 있다.
(5) 금속이온봉쇄제 조색에 사용하는 용수를 연수화 시키는 약제로 폴리인산염, E.D.T.A 등이 있다.
(6) 소포제 날염시 발생되는 기포를 억제하기 위한 약제로 silicone emulsion계, 고급 알콜계, 인안에스터계등이 있다.
(7) 환원제 및 방발염제 염료의 침투, 염착을 방해하도록 하는 방염과 염착된 부분을 부분적으로 탈색하는 발염제에 이용하거나 사고품의 탈색, 환원세정 등에 사용된다. 발염제에는 환원 발염제로 Zinc dust, Rongalite-C, Decroline, 염화제일석, hydrosulfite 등이 있으며, 산화 발염제로 염소산나트륨, 중크롬산칼리 등이 있다.
증열(蒸熱), 수세 및 건조
1. 증열
증열의 목적은 증기가 인날부의 호층에 응축된 염료. 약제를 재용해하여 화학반응을 촉진시켜 섬유의 내부로 균일하게 확산, 결합시키기 위한 것으로써 방법에는 고압증열법, 고온증열법, thermosol법이 있다.
〈표 12〉각 증열법의 비교
|
고압증열법 |
고온증열법 |
thermosol법 |
사용 증열기 |
HP steamer |
HT steamer |
thermosol setter |
처리온도 |
130℃ |
160∼180℃ |
180∼200℃ |
chamber내의 압력 |
고압 |
상압 |
상압 |
가열매체 |
포화증기 |
가열증기 |
건열증기 |
가열매체중의 수분함유량 |
많음 |
적음 |
없음 |
가열공기 함유 |
없음 |
없음 |
있음 |
초기응축수 |
있음 |
있음 |
없음 |
가공포 승온속도 |
빠름 |
중간 |
느림 |
장력 상태 |
무장력 |
무장력 |
장력 |
고착과정 중 수분존재 |
있음 |
극소량 |
없음 |
작업방식 |
batch식 |
연속식 |
연속식 |
(1) 고압증열법
발색이 가장 잘되는 방법이지만 고압증기를 사용하기 때문에 기계적으로 연속화하기가 어려워 batch식으로 작업을 하므로 작업성이 나쁘며, 생산성 저하, batch간의 lot차 등 관리가 어렵다.
염료의 고착 발색은 7㎏/㎠(boiler압력)의 포화증기를 증열기 입구에서 3㎏/㎠로 감압하여 넣는다. 1.8㎏/㎠(약130℃)에서 대개의 염료는 20분 정도면 포화염착량에 도달하지만 발색의 안정성을 고려하여 25∼30분 정도 처리한다.
고압증열기 장치중 스타 스티머(star steamer) 방식은 방사상으로 된 star frame에 붙어 있는 침(針)이 인날된 포와 under cloth의 각각 한쪽 변부를 겹쳐서 돌아가며 건 다음 이것을 증열기에 넣어서 고온고압의 상태에서 증열하는 것이다.
그림 11. star frame에 인날포를 걸어놓은 상태 |
그림 12. Dedeko형 증열기의 구조 |
(2) 고온증열법
과열증기를 사용하여 증열하는 방법으로써, 그 특징을 살펴보면 다음과 같다.
① 연속작업의 방식으로 작업성, 생산성이 우수하고 성력화 대책으로 적당하다. ② 광폭의 경우도 작업이 가능하다. ③ 열처리에 의하여 특히 합성섬유는 thermosol법 정도 만큼 딱딱하지는 않지 만, 고압증열법보다는 딱딱하다. ④ 고온처리에 의하여 날염포의 수축이 일어나고, 병곡현상이 일어나기 쉽다. ⑤ 분산염료의 경우 승화 오염이 발생하기 쉬우므로 사용염료의 제한을 받는다. ⑥ 고압증열법에 비하여 발색농도가 떨어진다.
고온증열기의 예를 그림으로 나타내면 다음과 같다.
그림 13. Universal Loop Steamer |
2. 수세
인날한 날염포를 건조하여 증열과정까지 거치면 염료?섬유내부로 이행하고 염착이 완료된다. 그러나 물, 염료, 보조약제 등으로 구성된 날염호 중에서 물을 건조 증열과정에서 증발 제거되었으며, 염료는 섬유 속으로 이행 염착되었으나 전량이 염착에 관여하지 못하고 불완전하게 염착되었거나 표면에 부착된 상태의 염료도 있다. 한편 보조약제는 증열과정에서 휘발하여 가스상태로 제거가 되거나 염착에 기여를 하고 생지상에 남는 경우도 있다. 그리고 호료는 대부분 섬유상에 그대로 잔류하게 된다. 이와 같이 불필요한 미염착염료, 약제, 호료 등을 세정하여 원래의 촉감, 색상의 선명도를 얻을 수 있다.
수세는 일반적으로 수조(水槽)에서 세정제를 사용하여 생지의 내부까지 침투시켜 불순물을 제거한다. 이 때 상당한 양의 공업용수가 필요하게 되고 용수절약으로 제거된 불순물이 재부착하는 일이 없도록 기계의 설비도 용수 절약형으로 고려되어야 한다. 수세기에는 확포형 수세기와 로프형 수세기가 있다
〈표 13〉각종 섬유의 사용염료에 따른 수세조건
사 용 염 료 |
섬 유 명 |
수 세 조 건 |
직접염료 |
셀룰로오스섬유 |
40∼50℃, 가벼운 soaping |
직접, 산성염료 |
양모 |
40∼50℃, 가벼운 soaping |
반응성염료 |
셀룰로오스섬유 |
비등욕, soaping |
반응성염료 |
양모, 견, 나일론 |
40∼70℃, soaping |
환원염료 |
셀룰로오스섬유 |
비등욕, soaping |
가용성 환원염료 |
셀룰로오스섬유 |
비등욕, soaping |
금속착염염료 |
양모, 견, 나일론 |
40∼50℃, 가벼운 soaping |
분산염료 |
폴리에스터 |
70∼80℃, 환원세정, soaping |
분산염료 |
아세테이트 |
60℃, 가벼운 soaping |
cation염료 |
아크릴 |
비등욕, soaping |
3. 건조
수세, 탈수 및 확폭이 끝난 날염포는 가공을 하기 전에 건조를 하여햐 한다. 만약 건조가 되지 않고 젖으 상태로 보관을 하면 정치중(淨置中) 하중에 의한 인장오염, 오수(汚水)의 몰림으로 인한 얼룩 등을 방지할 수가 없고, 건조가 된 상태로 가공을 하면 유연제, 대전방지제, 수지 등의 흡수가 좋아지게 되어 품질을 높일 수 있다.
건조는 균일하게 되어야 하며, 특히 장력이 걸리지 않도록 하여야 한다. 직물, 섬유의 종류에 따라 건조온도는 달라지며, 일반적으로 이용되는 건조기는 drum dryer, loop dryer, cylinder dryer 등이 많이 쓰여지고 있다.
그림 14. Drum dryer의 예 |
그림 15. Cylinder dryer |
각종 섬유의 날염법
1. 반응성염료에 의한 셀룰로오스 섬유의 날염
인날 건조한 포를 고착시키는 방법으로 일상법과 이상법이 있다. 일상법의 예를들어 설명하고자 한다. 일상날염법은 염료를 섬유와 반응시키기 위하여 중탄산소다와 같은 알칼리를 날염호에 혼합하여 인날건조 후 상압증열 및 건열처리에 의하여 고착시키는 방법이다.
(1) 날염호의 조성
⊙원호 |
algin산소다 |
40∼60 |
⊙날염호 |
|
------------------------------------------------------------- |
|
온수 |
x |
반응성염료 |
x |
|
환원방지제 |
10∼20 |
요소 |
50∼250 |
|
유화제 |
5∼10 |
중탄산소다 |
20∼30 |
|
terpene |
80∼100 |
물 |
y |
|
폴리인산염 |
5∼10 |
원호 |
500∼600 |
---------------------------- ------------------- |
|
|
1000 |
|
1000 |
중탄산소다법의 경우 인날건조 후 포화증기 100∼102℃에서 6~8분 증열
면의 후직에서 박지 또는 레이온, 마 등에 이르기까지 가장 일반적으로 적용되며 연속 loop steamer에 의하여 능률적으로 작업이 가능하다. 그러나 연색의 3원색 배합 색상에서는 재현성이 떨어지므로 염료의 선정 및 steamer의 증기 관리에 유의해야 한다. 레이온의 경우 150∼250g/ℓ의 요소 첨가가 필요하다.
2. 분산염료에 의한 폴리에스터 섬유의 날염
⊙ |
날염호의 조성 |
|
|
분산염료 |
x |
|
온수(40∼50℃) |
200∼300 |
|
원호 |
500∼600 |
|
농염제(HTS의 경우) |
0∼30 |
|
불휘발성 유기산 |
1∼3 |
|
환원방지제 |
0∼1 |
|
소포제 및 균염제 |
0∼5 |
|
balance(물 또는 묽은 호) |
y |
----------------------------------------------- |
|
|
1000 |
염료의 선정은 염료 maker에서 제시하는 각종 정보에 의하여 선정하지만, 자체 시험을 거쳐 날염적성에 맞는지 확인하는 것이 좋으며, 호료는 locust bean gum, sodium alginate, C.M.C 등을 사용한다.
폴리에스터 섬유의 고착은 고압증열의 경우 130℃×30분, 고온증열의 경우 170∼180℃×7분으로 다른 섬유에 비해 고온고압으로 증열한다.
3. 분산염료에 의한 아세테이트 섬유의 날염
⊙ |
날염호의 조성 |
|
|
분산염료 |
x |
|
쩌? |
200 |
|
원호 |
500 |
|
불휘발성 유기산 |
1∼5 |
|
환원방지제 |
5∼10 |
|
소포제 |
0∼5 |
|
금속이온봉쇄제 |
0∼5 |
|
가스퇴색방지제 |
0∼20 |
|
carrier |
0∼50 |
------------------------ |
|
|
1000 |
염료는 일반분산염료를 사용하며, 증열조건은 carrier 첨가시 diacetate의 경우 100∼102℃×10∼15분, triacetate의 경우 100∼102℃×15∼20분, carrier 무첨가시에는 diacetate의 경우 100∼102℃×30∼40분, triacetate의 경우 115∼125℃×20∼40분 처리한다.
4. 산성염료에 의한 나일론 섬유의 날염
⊙ |
날염호의 조성 |
|
|
|
|
균염성산성염료 |
milling형산성염료 |
|
염료 |
x |
x |
|
thiodiethylene glycol |
40 |
40 |
|
요소 또는 지오요소 |
- |
30 |
|
resorcine |
20 |
- |
|
물 |
280 |
300 |
|
원호 |
600 |
600 |
|
주석암모늄 |
30 |
- |
------------------------------------ |
|
|
1000 |
1000 |
나일론 날염에 적용될 수 있는 염료로는 산성염료, 함금염료, 직접염료, 분산염료, 반응성염료 등이 있으나 일반적으로 산성염료를 사용한다. 분산염료는 안정성이 있고 균염을 얻을 수 있는 장점이 있으나 연색의 경우 일광견뢰도가 나쁘고, 농색의 경우 습윤견뢰도가 낮다. 사용 호료는 british gum(50%) 60%와 sodium alginate(8%) 40%로 혼용하여 사용하기도 한다.
요소는 염료 용해제로 사용되며, 이상적인 증열조건은 비교적 수분이 적은 과열증기 102∼105℃×30분 정도로 하는 것이 좋다. 특히 습윤견뢰도를 증진시키기 위하여 수세후 탄닌산 또는 일욕형 고착처리를 행한다.
5. Cation염료에 의한 아크릴 섬유의 날염
⊙ |
날염호의 조성 |
|
|
염료 |
x |
|
염료용해제 |
10∼30 |
|
초산 |
30 |
|
온수 |
y |
|
원호 |
500∼600 |
|
환원방지제 |
0∼5 |
|
농염제 |
0∼30 |
|
불휘방성유기산 |
20∼30 |
----------------------- |
|
|
1000 |
상압증열의 경우 100℃에서 40∼60분, 고압증열에서는 103∼105℃에서 20∼30분이 일반적이다. HT steamer 사용의 경우는 고온일수록 수분이 적기 때문에, 발생이 나쁘고, 염료의 안정성도 저하 한다. 그러므로 농염제를 병용하여 102∼105℃에서 15∼30분간 증열한다.
6. 분산/반응성염료에 의한 폴리에스터/면 혼방 직물의 날염
폴리에스터와 면의 혼방날염에서 고착방법에 따라 일상법과 이상법으로 분류한다. 일상법은 분산/반응성염료의 혼합날염료 중에 알칼리를 공존시켜 인날후에 분산/ 반응성염료를 동시에 고착하는 방법이고, 이상법은 알칼리가 없는 중성상태의 날염호로 인날하고 분산염료를 고착한 후에 알칼리제를 처리하여 반응성염료를 고착하는 방법이다.
(1) 작업공정 및 조건
① 일상법
a. 인날→건조→건열고착(190∼210℃×60∼90초)→세정 b. 인날→건조→HTS(170∼180℃×3∼10분)→세정 c. 인날→건조→HPS(125∼130℃×15∼30분)→세정
② 이상법 d. 인날→건조→건열고착→alkali shock(90∼95℃×7∼12초)→세정 e. 인날→건조→건열고착→alkali pad steam(100℃×30초)→세정 f. d 및 e의 공정에서 건열고착을 HTS 또는 HPS로 증열하는 방법
(2) 날염호의 조성
① 일상법
|
⊙증열법의 경우 |
⊙건열법의 경우 |
반응성염료 |
x |
x |
요소 |
50∼100 |
100∼200 |
온수 |
y |
y |
원호(환원방지제 포함) |
500∼600 |
500∼600 |
중탄산소다 |
15∼30 |
20∼30 |
분산염료 |
z |
z |
-------------------------------------------- |
|
1000 |
1000 |
② 이상법
반응성염료 |
x |
분산염료 |
y |
요소 |
30∼50 |
온수 |
z |
원호(환원방지제 포함) |
500∼600 |
------------------------- |
|
1000 |
호제의 선택시 -OH기를 가진 것은 알칼리성에서 반응성염료와 결합하여 발생성, 탈호성을 저하시키므로 반응성염료의 사용시에는 Na-alginate 또는 Na-alginate를 사용한 half emulsion이 가장 이상적이다. 또한 반응성염료로 면쪽에 날염을 할 경우에는 염료의 용해를 향상시키고 고착공정에서 수분율을 조정하여 발색성을 향상시키기 위하여 요소를 첨가한다.
각종 섬유의 방염 및 발염
1. 폴리에스터 섬유의 환원제에 의한 방, 발염
직접날염에 비하여 작업성이 나쁘고, 불량의 발생률도 높으며 가공원가도 높으지만 방발염을 실시하는 이유는 다음과 같다.
① 디자인의 응용 범위가 넓다. ② 포갬이 생기지 않아서 첨예성이 좋다. ③ 형경(型境)이 생기지 않으므로 바탕색에 연결선이 없는 제품을 만들 수 있다. ④ 앞뒷면의 효과가 동일하여 고급제품이 될 수 있다.
(1) 환원발염의 원리
알칼리 발염은 알칼리에 의하여 염료를 가용화 시키거나 가수분해시켜 섬유와 친화성을 저하시켜 염착을 억제시키나, 환원제에 의한 발염은 염료 중에 있는 -N=N-의 이중결합을 개열시킴으로써 염착기능을 상실한다.
(2) 환원제
염료의 환원 난이(難易)는 환원전위로 알 수 있다. 환원전위는 -mV로 나타내며 절대치의 값이 작을수록 환원전위는 커진다. 염료는 화학구조에 따라서 환원전위가 클수록 환원되기 쉽고, 적을수록 환원이 어렵다. 즉 azo기를 가진 염료는 anthraquinone계 염료보다 환원전위가 크고 환원이 용이하다.
염료를 환원시키기 위해서는 환원전위가 염료보다 낮은 강력한 환원제를 사용하여야 한다. 폴리에스터 섬유의 방, 발염에 사용되는 환원제로는 환원력이 큰 sulfoxylate계 환원제보다 환원력이 낮은 석계(錫系)의 환원제로 대별할 수 있다.
그림 17. 각종 환원제의 환원전위와 온도와의 관계 |
sulfoxylate 환원제는 100℃ 이상의 고온에서 환원전위가 -1000mV 이하가 되어 azo 및 anthraquinone계 염료로 거의 다 환원시켜 백색 방발염에만 쓰여지고, 착색 방발염에는 착색염료가 없어서 사용할 수 없다.
석계 환원제는 환원전위가 -800mV 정도이어서 이보다 환원전위가 높은 azo계 염료를 환원시켜 백발(白拔)이 되지만 일반적으로 환원전위가 낮은 azo계 보다 anthraquinone계 염료는 환원되지 않아서 착색염료로 사용이 가능하다. 현재 많이 사용되고 있는 환원제로는 sodium hydrosulfite, Rongalite C, Rongalite Z, 염화제일석 등이 있으며, 환원전위는 농도, 알칼리 등의 첨가제에 따라 다소 변하지만 대표적인 환원제의 환원전위와 온도와의 관계는 (그림 17)과 같다.
(3) 발염조제
① Carrier 증열 중에 섬유를 팽윤시켜 환원제를 쉽게 섬유에 침투시켜 가발(可拔)염료를 환원시키도록 하기 위하여 사용한다. 주로 비점이 높은 o-phenyl phenol계를 사용한다.
② 제산제(除酸劑) 증열시 발생하는 염소가스의 발생으로 일어나는 문제점을 해소하기 위하여 초산소다, 요소, 탄산칼리 등의 제산제를 첨가하나, halation 및 석소현상(錫燒現象)을 막기 위해서는 amine류를 첨가하여 amine염으로 흡수하는 방법이 효과적이다.
(4) 호료
① 착색용 날염호료 착색용 날염호에는 발염제가 들어가므로 상용성이 좋은 것을 선택하는 것이 매우 중요하다. 호제로서 염화제일석에 안정한 것은 없고 점도가 상승하거나 gel화 또는 침전을 일으키는 경우가 대부분이다. 일반적으로 locust bean gum, 가공전분, 천연 gum계가 사용된다.
② 바탕용 호제 일반적으로 locust bean gum 혹은 color value를 높이기 위하여 가공전분을 첨가한다. 고형분은 8∼10% 정도가 적당하다.
(5) 방, 발염의 종류
① 염색지 발염법 가발(可拔)염료만으로 색배합을 하여 캐리어염색, 고온고압염색 등의 방법으로 염색한 것을 발염호로 발염을 한다. 염료가 섬유에 완전히 고착된 상태에서 발염을 하므로 발염이 어려우므로 일반 염색보다 5∼10℃ 정도 낮은 온도에서 염색하는 것이 바람직하다.
② pad dry법 방발염법으로 염료가 섬유에 완전히 고착되지 않은 상태에서 탈색시키므로 염색지의 경우보다 백발성은 좋으나, padding과정에서 날염호에 기포가 발생하기 쉬운 우려가 있으며, 최종 제품의 촉감이 딱딱한 편이다.
③ 선 shigoki법 방발염법으로 미고착 상태의 염료를 분해하여 백발을 얻기 때문에 발연성은 좋으나 바탕의 호층이 pad dry법에 비하여 발염성이 떨어진다.
④ 후 shigoki법 순수한 방염방법으로 방염호를 먼저 생지에 인날한 후 그 위에 shigoki하여 전면 도포를 함으로써 발염성은 가장 좋다.
(6) 증열
증열조건은 HPS법에서는 125∼130℃에서 20∼30분, HTS법에서는 170∼180℃에서 6∼8분 처리하는 것이 일반적이다. |