나일론 직물의 염색 견뢰도 문제점 및 개선 방법
September 10, 2025
산성 염료를 사용한 염색의 일반적인 문제점은 얼룩, 색상 변화, 황색조, 불충분한 균염성 등이 있습니다. 이러한 문제의 원인은 염료 품질 불량뿐만 아니라 부적절한 공정 운영 또는 세부 사항의 부적절한 처리에도 있습니다. 이 기사에서는 주로 산성 염료를 사용한 나일론 염색을 예로 들어 산성 염료의 염색 견뢰도 문제를 논의합니다.
나일론 염색 견뢰도에 영향을 미치는 요인
나일론 섬유는 일종의 합성 섬유이며, 분자 말단에 아미노기 또는 카르복실기를 포함합니다. 이론적으로 분산 염료, 반응성 염료 및 산성 염료로 염색할 수 있습니다. 그러나 반응성 염료는 나일론에 대한 염료 흡수율이 낮아 어두운 색상의 품종을 얻기 어렵습니다. 분산 염료 또한 짙은 염색성 불량, 색상 밝기 부족, 색조 조절의 어려움 등의 문제가 있습니다. 따라서 실제 염색 및 가공 과정에서는 일반적으로 산성 염료를 사용하여 나일론 니트 탄성 직물을 염색합니다.
나일론 섬유 염색에 사용되는 산성 염료의 경우, 분자 구조에 설폰산기 및 카르복실산기와 같은 음이온성 극성기가 존재하기 때문에 일반적으로 물에 용해성인 나트륨염 형태로 존재합니다. 염색 과정에서 R-SO₃⁻ 및 R-COO⁻를 형성하기 위해 이온화됩니다. 나일론 섬유의 거대 분자 사슬에는 다수의 이미노기 및 아미노기가 포함되어 있으며, 이는 산성 조건에서 -NH₂⁺- 및 -NH₃⁺-를 형성합니다. 섬유 분자의 이러한 양이온기는 이온 결합을 통해 염료 분자의 음이온기와 결합하여 직물에 고정되어 높은 염색 견뢰도를 달성합니다.
동시에 염료와 섬유 거대 분자 간의 친화력이 비교적 강하며, 분자간 힘 및 기타 힘을 통해 결합하여 염료의 흡착 능력을 크게 증가시키고, 색상 수율을 향상시키며, 염료 욕조에 남아있는 염료의 잔량을 줄입니다. 그러나 나일론 직물은 사용 중에 종종 세탁해야 하며, 가정용 세탁은 일반적으로 알칼리성 조건에서 수행됩니다. 염료는 알칼리성 수용액에서 이온화되어 직물에서 떨어져 나와 계면활성제(예: 비누 또는 세제)의 작용으로 직물에서 멀어져 물에 분산됩니다. 동시에 다른 직물에 얼룩이 생겨 다양한 습식 견뢰도 특성이 감소할 수도 있습니다.
산성 염료는 구조식에 산성기를 포함하고 산성, 약산성 및 중성 염료 욕조에서 폴리아미드 섬유 및 단백질 섬유를 염색할 수 있는 염료를 말합니다. 산성기의 대부분은 설폰산기이고, 소수는 카르복실산기입니다. 물에 쉽게 용해되며 물에서 이온화되어 염료 음이온을 형성합니다. 산성 염료의 분자 구조는 비교적 간단하며, 대부분은 모노아조 염료이고, 소수는 디아조 염료입니다. 염료 분자는 긴 공액 이중 결합 구조가 적고, 분자 방향족 고리의 공면성 및 선형 특성이 뚜렷하지 않습니다. 셀룰로오스 섬유에 대한 친화력이 작으므로 습식 가공 견뢰도와 일광 견뢰도는 품종에 따라 크게 다릅니다. 그중 비교적 간단한 구조와 다수의 설폰산기를 가진 염료는 습식 견뢰도가 비교적 낮습니다. 따라서 염색 후에는 일반적으로 고정 처리가 필요합니다.
직접 염료를 사용한 면 염색과 비교하여 약산성 염료를 사용한 나일론 염색은 추가적인 이온 결합 조합을 갖습니다. 약산성 염료와 반응할 수 있는 나일론 섬유가 제공하는 말단 아미노기의 수가 비교적 적기 때문에 약산성 염료의 염색은 이온 결합, 수소 결합 및 반 데르 발스 힘에 의존합니다. 따라서 약산성 염료의 색상 견뢰도는 직접 염료보다 더 좋아야 합니다. 그러나 나일론 섬유 분자의 말단 아미노기 수는 제한적이며(양모의 1/12에 불과) 중간 및 어두운 색상의 경우 색상 견뢰도가 낮습니다. 또한 염료에 수용성기가 많을수록 색상 견뢰도가 나빠집니다. 나일론 섬유에서 약산성 염료의 색상 견뢰도, 특히 습식 마찰 견뢰도를 향상시키기 위해서는 고정 처리가 필요하며, 이는 중간 및 어두운 색상 나일론 염색에 특히 중요한 공정 단계입니다.
염색 및 가공 공정이 색상 견뢰도에 미치는 영향
- 나일론을 직물로 가공한 후에는 착용 시 흡습성이 낮고 땀 배출이 어려운 결함이 있습니다. 따라서 화학 보조제를 사용하여 나일론 직물을 후처리합니다. 수분 흡수제, 친수성 실리콘 오일 에멀젼 등을 첨가하면 직물이 특정 수분 흡수 및 연화 효과를 가질 수 있습니다. 그러나 사용된 보조제는 고정제의 고정 효과에 어느 정도 영향을 미치므로 나일론의 고정 처리 공정에 더 많은 주의를 기울여야 합니다.
- 나일론 직물이 사전 설정 및 최종 설정을 거치면 서로 다른 열 조건에서 분자 구조 및 섬유 말단 아미노기 함량의 변화가 발생합니다. 이것이 나일론 직물의 염료에 대한 짙은 염색 효과가 사전 설정 후 증가하는 이유입니다. 수분 설정 또는 사전 처리 오일 제거와 같은 습열 설정 공정 후 나일론 섬유의 구조가 느슨해지고 염료 흡착률이 증가하며 색상 수율도 향상됩니다. 이러한 변화는 염료의 과도한 흡착에 영향을 미치고 색상 견뢰도에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 염색 공정 중 온도, 보온 시간, 염료 욕조 pH 조절 및 염색 보조제 첨가는 염료 흡수율 및 균염성을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 그러나 외부 조건의 변화도 나일론의 색상 견뢰도에 어느 정도 영향을 미칩니다.
- 염료 선택의 경우, 약산성 염료를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 염료 제조업체와 브랜드입니다. 동일한 유형의 약산성 염료라도 자체 염색 견뢰도가 다르며, 이는 생산 및 가공 비용에 의해 결정됩니다. 염료 자체의 품질 또한 염색 후 직물의 색상 견뢰도에 직접적인 영향을 미치는 주요 요인입니다. 문제의 원인이 염료 자체에 있다면, 이후 공정에서 아무리 좋은 고정제를 선택하더라도 색상 견뢰도를 향상시킬 수 없습니다.
나일론 직물 염색의 고정
나일론에서 약산성 염료의 색상 견뢰도를 향상시키는 측면에서 노력은 기본적으로 염료 구조 및 산성 고정제 개선에 집중되어 있습니다. 현재 약산성 염료의 구조에는 거의 변화가 없으므로 현재 작업은 주로 고정제 개선 및 인쇄 및 염색 공장의 공정 조정에 있습니다. 그러나 인쇄 및 염색 공장의 위치, 수자원, 장비 및 공정의 차이로 인해 달성되는 고정 효과가 다르며 일반화할 수 없습니다. 기업의 사용 조건에 적합한 고정제를 선택하고 해당 공정을 설계하는 것은 인쇄 및 염색 공장이 주의해야 할 세부 사항 중 하나입니다.
다른 모든 섬유 재료와 마찬가지로 염색 후 색상 견뢰도 처리는 기본적으로 두 가지 접근 방식을 따릅니다.
- 섬유에 고정되지 않은 염료를 제거합니다.
- 섬유의 염료가 재용해될 수 있는 채널을 차단합니다. 고정되지 않은 염료를 제거하는 것이 가장 실용적인 방법이지만, 일반적으로 이 방법으로는 염료를 완전히 제거할 수 없으므로 적절한 고정제를 선택하여 고정해야 합니다.
산성 고정제의 작용 메커니즘
산성 고정제는 일반적으로 고분자량 방향족 설폰산 축합물입니다. 고정 후에는 물 침지 견뢰도, 해수 견뢰도, 세탁 견뢰도 및 땀 견뢰도를 향상시킬 수 있습니다. 고분자량 방향족 설폰산 축합물은 섬유 표면을 코팅합니다. 표면의 설폰산기의 음전하는 섬유 내부의 산성 염료에 반발력을 가하여 염료가 용출되는 것을 방지합니다. 코팅 효과는 또한 섬유의 팽윤을 줄여 염료와 물 분자 간의 결합 기회를 줄여 견뢰도를 향상시킵니다.
고정제 선택
나일론을 염색한 후에는 고정 전에 표면 부유 염료를 제거하기 위해 물 세척 단계를 수행해야 합니다. 색상 퇴색을 방지하기 위해 비교적 온화한 조건을 사용할 수 있습니다. 염색 및 가공 기업의 일반적인 가공에서 산성 고정제를 사용해야 하는 나일론 직물에는 수영복 직물, 속옷 직물, 레이스 직물, 메쉬 직물, 웨빙, 버클 및 치즈 원사가 포함됩니다. 서로 다른 가공 방법에 따라 수영복 및 속옷 직물은 조각 염색 직물, 실 염색 직물 및 인쇄 직물로 나뉩니다. 레이스 직물은 서로 다른 가공 방법에 따라 경편 직물 및 자수 수용성 직물로 나뉩니다.
산성 고정제의 장점
광동 첸타이 화학 유한 회사는 고급 나일론 화학 섬유 염색 및 가공 기술 분야에서 수년간의 기술 축적을 보유하고 있습니다. 고품질 나일론/폴리에스터 화학 섬유 탄성 직물의 염색/인쇄 결함, 색상 견뢰도(물 침지 견뢰도, 색상 번짐 견뢰도 등) 및 스포츠 직물 및 기능성 직물의 마감 처리에 대한 충분한 기술적 경험을 보유하고 있습니다.