KR100205843B1 - 나일론 필라멘트 염색방법 - Google Patents

Abstract

마모-지시 칫솔에 사용하기 위한 나일론 팔라멘트를 염색하는 방법은 인디고틴 염료 0.01% 내지 0.19%중량 대 부피를 함유하는 수용액에 제1나일론 필라멘트 뱃치를 10분 내지 80분간 침지시키며, 상기 용액은 pH 1 내지 8을 갖고, 온도 50℃ 내지 90℃를 가지고, 염료는 필라멘트에 침투하여 필라멘트의 외부 횡단면적을 착색시키나 내부 횡단면적에는 침투하지 않고; 용액으로부터 제1나일론 필라멘트 뱃치를 제거하고, 같은 용액을 재사용하여 제2나일론 필라멘트 뱃치를 위해서도 단계들을 반복함을 포함한다.

Description

나일론 팔라멘트 염색 방법

본 발명은 칫솔용 필라멘트에 관한 것이다.

Breuer 일동, 미합중국 특허 제4,802,255호는 적어도 두 군데의 착색 부위를 포함하며 이중 하나는 염료에 의해 제공되는 나일론 모노필라멘트를 기재한다. 모노필라멘트는 칫솔의 강모에 포함되어 있어, 사용자가 칫솔을 사용함에 따라 염색 부위의 색강도가 마모에 반응하여 변화하여 칫솔이 교체되어야 하는 때를 지시한다. Breuer 일동은 인디고틴(FD C Blue No. 2)을 포함하는, 모노필라멘트를 염색하기 위해 사용될 수 있는 6가지 식품 염료 또는 착색제를 기재하며 Col. 4에서 일반적으로 염색에 사용될 수 있는 조건을 기재한다. Breuer 일동은 또한 인디고틴이 염료로 사용되는 3가지(실시예 4-6)를 포함하는 다수의 염색 절차의 특별한 예를 제공한다.

Breuer 일동에 의해 기재된 특별한 염색 절차는 실험실 샘플을 위한 것이었다. 그러나, 상업용 칫솔을 위한 충분한 양의 염색 필라멘트를 생산하기 위해, 다량의 필라멘트를 염색하기 위해 사용될 수 있는 절차가 요구된다. 절차는 경비 효율적이어야 하며 물론 일정 수준의 염료 투과도를 갖는 나일론 필라멘트를 생산해야 한다.

일반적으로, 본 발명은 칫솔용 나일론 필라멘트 뱃치들을 염색하는 방법이다. 여기서 사용된 바, 뱃치는 적어도 0.91kg(2파운드)의 나일론 필라멘트이다. 본 방법은 제1나일론 필라멘트 뱃치를 인디고틴 염료 0.01% 내지 0.1% 중량 대 부피를 함유하는 수용액에 10분 내지 80분간 침지시킴을 포함한다. 용액은 pH 1 내지 7을 갖고 온도 50℃내지 90℃를 가져야 한다. 나일론 필라멘트가 침지되어 있는 동안, 염료는 내부 횡단면적이 아닌 외부 횡단면적으로 침투한다. 용액으로부터 제1나일론 필라멘트 뱃치가 제거되며 마모-지시 칫솔에서 강모로 사용될 수 있다. 같은 용액을 재사용하여 제2나일론 필라멘트 뱃치를 위해 같은 절차가 반복된다. 바람직하게, 그리고나서 부가 뱃치들을 염색하기 위해 같은 용액이 사용된다. 바람직한 방법에서, 수용액은 인디고틴 염료 0.01% 내지 0.05% 중량 대 부피를 함유하고; 용액은 pH 2.5 내지 4.5를 가지며; 용액의 온도는 70℃ 내지 85℃이다. 바람직하게, 염색 단계는 대기압에서 수행되고 60분 이하가 걸리며, 나일론 필라멘트는 직경 0.127mm 내지 0.356mm(0.005 in 내지 0.014in)를 갖는다.

본 발명은 비용-효과적 방법으로 마모-지시 칫솔에 사용하기 위한 상업적 양의 나일론 필라멘트를 생산하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 절차는 4.54-18.16kg(10-40ℓb)뱃치의 나일론 필라멘트에, 및 45.4kg(100ℓbs)이상 무게가 나가는 뱃치에도 사용될 수 있다. 중요하게, 같은 용액이 적어도 1회, 및 심지어 5 또는 6회까지 재사용될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 인디고틴 염료가 균일하고 일정한 횡단면적을 통과한 필라멘트를 생산한다. 본 방법은 실시하기 쉽고 안전하며 안정한 염료 용액을 제공한다.

본 발명의 다른 잇점은 이의 바람직한 구체예의 설명, 및 특허 청구범위로부터 명백할 것이다.

염색된 마모-지시 나일론 모노필라멘트, 상기 모노필라멘트를 포함하는 칫솔, 및 칫솔 제조 방법이 Breuer 일동에 상세히 기재되어 있다.

본 발명 방법에 사용된 염색 용액은 인디고틴 0.01% 내지 0.1% 중량대 부피를 함유한다. 너무 많은 인디고틴이 사용되면, 너무 많은 염료가 필라멘트로 너무 깊숙이 침투한다. 너무 적은 염료가 사용되면, 너무 적은 염료가 침투할 수 있으며, 초기 필라멘트 뱃치가 한정량의 존재하는 염료를 흡수할 수 있으므로 용액이 재사용될 수 없다.

용액의 온도는 50℃ 내지 90℃여야 한다. 너무 높은 온도는 물이 신속히 증발되도록 하여 염료가 더 농축되도록 결과시키며, 염료가 지나치게 신속히 흡수되어 투과도를 조절하기 더욱 어렵게 한다. 너무 낮은 온도는 너무 느린 염료 흡수를 결과시킨다.

염색 방법은 바람직하게 공장에서 거대한 가압 장치의 사용 필요를 피하기 위해 대기압에서 수행된다.

인디고틴을 산 안정 염료이며, 용액은 산성이어야 한다.

염색 용액의 부피는 용액이 제2뱃치를 염색하는데 재사용될 수 없을 만큼 높은 퍼센트의 용액내 염료를 필라멘트 제1뱃치가 흡수하지 않을 만큼 충분히 다량이어야 한다.

나일론 필라멘트, 가장 바람직하게 모노필라멘트는 칫솔에 일반적으로 사용되는 직경, 가장 바람직하게 0.020 또는 0.029cm(0.008 또는 0.009in)여야 한다.

나일론 필라멘트는 양호한 마모-지시 특성을 제공하기 위해 필라멘트의 외부 횡단면적 직경의 적당한 염료 침투를 얻기에 충분히 오랫 동안 용액에 침지되어야 한다. 바람직하게, 침지 시간은 가능한 한 제한되어야 하며 1시간 이하여야 한다.

가장 바람직한 방법의 상세한 설명은 사용된 장치 및 용액의 설명부터 시작하여 절차가 후속되어 하기 제공된다.

염색 단계는 76.2cm×91.6cm×330.2×(30"×40"×130")의 면치수를 갖는 3.79ℓ(633 갤론) 화이팅(whiting) 스테인레스 스틸 탱크에서 수행된다.

탱크에 사용된 염색 용액은 3.79ℓ(633갤론)의 증류수; 7.7 리터의 빙초산; 및 555g의 100% 순수 인디고틴을 포함한다. 용액의 온도는 75℃±1.5℃에서 유지된다.

2개의 3.79ℓ(633 갤론) 세척 탱크가 또한 사용된다. 제1탱크는 수돗물로 채운다. 제2탱크는 1.5리터의 Dow Corning # 24 실리콘 현탁액과 혼합된 수돗물로 채운다.

사용된 모노필라멘트는 대략 4.54kg(10파운드)의 무게가 나가는 2.44m(8ft)길이, 0.02cm(0.008in) 직경,Wytex 6.12 S 나일론 타래(묶음)이다. 타래는 표준 절차에 따라 염색 전에 실리콘화되고 어니일링 되고 습윤되며 빗질되어야 한다. 타래는 사용 전에 건조되어선 안된다.

[염색 절차]

1) 4타래를 염료 용액에 완전히 침지시킨다.

2) 타이머를 45분으로 맞춘다.

3) 타래를 1.5분마다 들고 다시 침지시켜 필라멘트 간의 염료 순환을 허용한다.

4) 45분후, 타래를 제거하고 제1세척 탱크에 옮긴다. 4-5회 담가 헹군다.

5) 타래를 제2세척 탱크로 옮긴다. 4-5회 더 담가 계속 행군다. 이 헹굼은 염색 방법 중 손실된 피니시(finish)를 복구시킬 것이다.

6) 타래를 다시 빗질하고 일반적인 건조 및 포장 방법을 계속한다.

7) 같은 용액을 사용하여 부가되는 타래 뱃치들에 대해 절차를 4회 반복한다. 염료 용액 및 제1헹굼액을 5타래를 염색한 후 바꾼다; 제2헹굼 용액은 매일 교체한다.

임의로, 상기 절차는 타래 셋트를 80℃±1.5℃로 가열한 염색 용액에 침지시켜 변경할 수 있다. 또한, 절차는 4타래에 비해 10타래를 한 번에 염색하는데 사용될 수 있다.

다른 구체예는 특허 청구 범위 내에 있다.

Claims (12)

1. 하기로 구성되는, 칫솔용 나일론 팔라멘트를 염색하는 방법 :

   (a) 인디고틴 염료 0.01% 내지 0.19% 중량 대 부피를 포함하는 수용액에 제1나일론 필라멘트 제1뱃치를 10분 내지 80분간 침지시키며, 상기 용액은 pH 1 내지 7을 갖고 온도 50℃ 내지 90℃를 갖고, 상기 인디고틴 염료는 상기 제1나일론 필라멘트에 철저히 침투하여 상기 나일론 필라멘트의 외부 횡단면적은 착색시키고 상기 나일론 필라멘트의 내부 횡단면적에는 침투하지 않고; (b) 상기 용액으로부터 상기 제1나일론 필라멘트 제1뱃치를 제거하여 상기 외부 횡단면적은 상기 인디고틴 염료로 착색되고 상기 내부 횡단면적은 상기 인디고틴 염료로 착색되지 않은 나일론 필라멘트를 제공하고 ; (c) 같은 상기 용액을 재사용하여 상기 나일론 필라멘트 제2뱃치를 위해 단계 (a) 및 (b)를 반복하며, 상기 인디고틴 염료는 상기 나일론 필라멘트에 철저히 침투하여 상기 제1뱃치에 착색된 바와 같이 상기 제2 뱃치내 상기 나일론 필라멘트의 같은 외부 횡단면적을 균일하게 착색시킨다.
2. 제1항에 있어서, 같은 상기 용액을 재사용하여 상기 나일론 필라멘트 제3뱃치를 위한 반복 단계 (a) 및 (b)의 부가적 단계를 포함하며, 상기 인디고틴 염료가 상기 나일론 필라멘트에 철저히 침투하여 상기 제1뱃치에 착색된 바와 같이 상기 제3뱃치내 상기 나일론 필라멘트의 같은 외부 횡단면적을 균일하게 착색시키는 방법.
3. 제2항에 있어서, 같은 상기 용액을 재사용하여 상기 나일론 필라멘트 제4뱃치를 위한 반복 단계 (a) 및 (b)의 부가적 단계를 포함하며, 상기 인디고틴 염료가 상기 나일론 필라멘트에 철저히 침투하여 상기 제1뱃치에 착색된 바와 같이 상기 제4뱃치내 상기 나일론 필라멘트의 같은 외부 횡단면적을 균일하게 착색시키는 방법.
4. 제1항에 있어서, 단계(a)는 대기압에서 수행되는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 용액은 온도 70℃ 내지 85℃를 갖는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 용액은 인디고틴 염료 0.01%내지 0.05% 중량 대 부피를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 용액은 pH 2.5 내지 4.5를 갖는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 나일론 필라멘트는 평균 직경 0.127 내지 0.356mm(0.005 in 내지 0.014 in)를 갖는 방법.
9. 제1항에 있어서, 제1염색 나일론 필라멘트를 칫솔의 헤드에 부착시키고, 적어도 약간의 제2염색 나일론 필라멘트를 칫솔의 헤드에 부착시키는 부가적 단계를 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 나일론 필라멘트는 모노필라멘트인 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 나일론 필라멘트의 상기 제1뱃치를 상기 수용액에 60분 이하로 침지하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 나일론 필라멘트의 상기 제1뱃치는 적어도 4.8kg(10ℓbs)의 무게가 나가는 방법.