265 한국섬유공학회지, 제48 권 제4 호 2011 년 Textile Science and Engineering Vol. 48, No. 4, 2011 <연구논문> PET/ 가염 PP 복합 편물 소재의 분산 염료에 의한 염색 특성 연구 조항성·이범수·고준석 1† 한국생산기술연구원, 1 건국대학교 공과대학 섬유공학과 (2011. 3. 16. 접수/2011. 8. 8. 채택) Disperse Dyeing Properties of PET/Dyeable PP Blend Knit Hang Sung Cho, Beom Soo Lee, and Joonseok Koh 1† Dyeing & Finishing Technology Center, KITECH, Kyeonggi-do 426-171, Korea 1 Department of Textile Engineering, Konkuk University, Seoul 143-701, Korea (Received March 16, 2011/Accepted August 8, 2011) Abstract: The dyeing properties of PET/dyeable PP blend fabrics were investigated with different types of disperse dye. The higher energy disperse dyes showed better build-up properties on both the PET and PP fibers and the dye- ability gap between the materials was lower, especially at higher dyeing concentrations. Nevertheless, some color dif- ferences between the two materials were unavoidable. In terms of dyeing temperature, a higher dyeing temperature produced a bigger dyeability difference between the PET and dyeable PP due to the increased dyeing site capacity gap. The rongalite reduction clearing method showed a lower color yield in the PP compared with a conventional reduction clearing method using sodium hydrosulfite. Keywords: dyeable polypropylene, PET, disperse dye, union dyeing, dyeability 1. 서 론 1957 년 Zigler-Natta 촉매 사용에 의해 고결정성 섬유인 PP 가 1957 년에 개발된 이후로 열안정성과 광안정성 등의 문제점으로 인해 용도가 제한적이었으나, 이러한 결점을 보완하려는 연구 노력에 힘입어 1980 년대 이후에는 카펫 과 비의류용 부직포 등을 비롯하여 몇 가지 분야로 용도가 점차 확대되었다. 2000 년대에 들어서는 스포츠 및 레저용 섬유소재로서 사용되면서 새로운 용도로의 가능성이 주목 받고 있다. 스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 흡한속건 기능 섬유소재, 온도조절기능 섬유소재, 투습발수 기능 섬 유소재, 고탄성 기능 섬유소재, second skin 기능 섬유소재 분야에서 활발히 이루어지고 있으며 최근 PP 소재는 이러 한 분야에 적합한 중요한 기능성 소재로 인식되어지고 있다. PP 섬유는 PET 나 나일론에 비해 값이 싸고 비중이 작으 며, 수분율이 낮아 오염이 잘 되지 않고 박테리아의 서식 이 되지 않아 위생성이 뛰어나다. 또한 속건성이 있으며, 낮은 열전도로 인해 보온성이 좋기 때문에 PP 섬유는 스 포츠레저용 아웃도어 웨어로 사용하기에 매우 적합한 특징 을 가지고 있다. 특히 경량성은 항공용이나 등산용 등 이 동을 필요로 하는 경우에 매우 중요한 역할을 하며, 발수 성과 방오성은 세탁 횟수를 줄일 수 있다. 그러나 PP 섬유는 염료와 반응할 수 있는 염착좌석이 없 기 때문에 염색이 불가능하다는 치명적인 단점을 가지고 있다. 이는 PP 가 스포츠 및 레저용 소재로서의 충분한 가 치가 있음에도 불구하고 용도 확대가 제한되는 요인이 되 어왔으며, 이를 개선하고자 많은 연구가 진행되어 왔다[1]. PP 섬유에 색상을 부여하는 방법으로는, 원착 공정, PP 고 분자 개질, PP 용 염료 개발[2,3] 등이 제안되어 왔다. 그러 나, 원착 공정에 의한 mass coloration 은 일광견뢰도가 우 수하고 친환경적인 장점이 있으나 재현성 있는 공정 제어 가 어렵고 재고 부담에 따른 색상 및 생산 제한으로 인해 카펫과 가구 이외에 시장 요구에 즉각 부응할 수 있는 제 품 용도로 이용하는 데에는 한계가 있다. 또한 PP 용 염료 의 경우에는 모든 색상 영역에 적용 가능한 고견뢰도 염료 시리즈 개발에 어려움을 겪고 있어, 현재 많은 연구가 PP 의 개질에 집중되고 있다. PP 개질 방법은 표면을 물리· 화학적으로 처리하는 방법[4] 과 공중합에 의한 방법[5-7], 그리고 다른 고분자화합물과 블랜딩하는 방법[8-10] 등으 로 나뉜다. 그러나 섬유 물성의 저하, 낮은 재현성과 높은 비용, 양산화의 실패 등의 문제점으로 인해 대량 생산을 통 한 실용화에는 어려움을 겪어왔다. 최근 국내 H 사에서 분 산염료의 receptive site 로 작용할 수 있는 폴리에스터계 공 중합체를 PP resin 에 미세하게 분산시켜 방사함으로써 분 산염료로 염색이 가능한 가염형 PP 를 개발하고 방사공정 † Correspondence to Joonseok Koh ([email protected]) ⓒ 2011 The Korean Fiber Society 1225-1089/2011-4/265-08
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PET/ PPnas1fiber.superscholar.kr/jkfs/SA20110908173516.pdfTable 1. Disperse dyes used in this study Type Dye (Commercial name) Make E Dianix Yellow ACE Dianix Red ACE Dystar Dianix
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한국섬유공학회지, 제48권 제4호 2011년 Textile Science and EngineeringVol. 48, No. 4, 2011
Disperse Dyeing Properties of PET/Dyeable PP Blend Knit
Hang Sung Cho, Beom Soo Lee, and Joonseok Koh1†
Dyeing & Finishing Technology Center, KITECH, Kyeonggi-do 426-171, Korea1Department of Textile Engineering, Konkuk University, Seoul 143-701, Korea
(Received March 16, 2011/Accepted August 8, 2011)
Abstract: The dyeing properties of PET/dyeable PP blend fabrics were investigated with different types of dispersedye. The higher energy disperse dyes showed better build-up properties on both the PET and PP fibers and the dye-ability gap between the materials was lower, especially at higher dyeing concentrations. Nevertheless, some color dif-ferences between the two materials were unavoidable. In terms of dyeing temperature, a higher dyeing temperatureproduced a bigger dyeability difference between the PET and dyeable PP due to the increased dyeing site capacity gap.The rongalite reduction clearing method showed a lower color yield in the PP compared with a conventional reductionclearing method using sodium hydrosulfite.
Keywords: dyeable polypropylene, PET, disperse dye, union dyeing, dyeability
1. 서 론
1957년 Zigler-Natta 촉매 사용에 의해 고결정성 섬유인
PP가 1957년에 개발된 이후로 열안정성과 광안정성 등의
문제점으로 인해 용도가 제한적이었으나, 이러한 결점을
보완하려는 연구 노력에 힘입어 1980년대 이후에는 카펫
과 비의류용 부직포 등을 비롯하여 몇 가지 분야로 용도가
점차 확대되었다. 2000년대에 들어서는 스포츠 및 레저용
섬유소재로서 사용되면서 새로운 용도로의 가능성이 주목
받고 있다. 스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 흡한속건
기능 섬유소재, 온도조절기능 섬유소재, 투습발수 기능 섬
유소재, 고탄성 기능 섬유소재, second skin 기능 섬유소재
분야에서 활발히 이루어지고 있으며 최근 PP 소재는 이러
한 분야에 적합한 중요한 기능성 소재로 인식되어지고 있다.
PP 섬유는 PET나 나일론에 비해 값이 싸고 비중이 작으
며, 수분율이 낮아 오염이 잘 되지 않고 박테리아의 서식
이 되지 않아 위생성이 뛰어나다. 또한 속건성이 있으며,
낮은 열전도로 인해 보온성이 좋기 때문에 PP 섬유는 스
포츠레저용 아웃도어 웨어로 사용하기에 매우 적합한 특징
을 가지고 있다. 특히 경량성은 항공용이나 등산용 등 이
동을 필요로 하는 경우에 매우 중요한 역할을 하며, 발수
성과 방오성은 세탁 횟수를 줄일 수 있다.
그러나 PP 섬유는 염료와 반응할 수 있는 염착좌석이 없
기 때문에 염색이 불가능하다는 치명적인 단점을 가지고
있다. 이는 PP가 스포츠 및 레저용 소재로서의 충분한 가
치가 있음에도 불구하고 용도 확대가 제한되는 요인이 되
어왔으며, 이를 개선하고자 많은 연구가 진행되어 왔다[1].
PP 섬유에 색상을 부여하는 방법으로는, 원착 공정, PP 고
분자 개질, PP용 염료 개발[2,3] 등이 제안되어 왔다. 그러
나, 원착 공정에 의한 mass coloration은 일광견뢰도가 우
수하고 친환경적인 장점이 있으나 재현성 있는 공정 제어
가 어렵고 재고 부담에 따른 색상 및 생산 제한으로 인해
카펫과 가구 이외에 시장 요구에 즉각 부응할 수 있는 제
품 용도로 이용하는 데에는 한계가 있다. 또한 PP용 염료
의 경우에는 모든 색상 영역에 적용 가능한 고견뢰도 염료
시리즈 개발에 어려움을 겪고 있어, 현재 많은 연구가 PP
의 개질에 집중되고 있다. PP 개질 방법은 표면을 물리·
화학적으로 처리하는 방법[4]과 공중합에 의한 방법[5-7],
그리고 다른 고분자화합물과 블랜딩하는 방법[8-10] 등으
로 나뉜다. 그러나 섬유 물성의 저하, 낮은 재현성과 높은
비용, 양산화의 실패 등의 문제점으로 인해 대량 생산을 통
한 실용화에는 어려움을 겪어왔다. 최근 국내 H사에서 분
산염료의 receptive site로 작용할 수 있는 폴리에스터계 공
중합체를 PP resin에 미세하게 분산시켜 방사함으로써 분
산염료로 염색이 가능한 가염형 PP를 개발하고 방사공정† Correspondence to Joonseok Koh ([email protected])ⓒ2011 The Korean Fiber Society 1225-1089/2011-4/265-08