KR100290316B1 - 황토및갯벌을이용한천연섬유직·편물의콜드패드염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토 및 갯벌을 이용한 천연섬유 직ㆍ편물의 콜드패드 염색(Cold-Pad Dyeing)방법에 관한 것으로,

이 방법은 천연섬유를 정련, 표백, 중화 및 수세하는 전처리 단계;

황토 및 갯벌을 물에 희석하여 미립자를 여과해낸 다음 물로 1:2-1:20의 비로 희석하는 염욕 조성 단계;

상기 염액에 섬유 원단을 침지시키고 압착 로울러를 사용하여 상온에서 패딩하는 단계를 원하는 색농도를 얻을 때까지 반복하는 염색단계; 및

상기 염색된 직물을 불균염이 없도록 수세한 다음 흡착된 황토입자를 고착시키는 후처리 단계;로 이루어진다.

상기한 바에 따르면, 황토 및 갯벌로 염색하는데 있어 패딩 방법을 사용함으로써 황토 입자에 의한 염색기 마모 현상을 방지하고 고온, 고압의 가혹한 조건 또한 배제하면서 세탁견뢰도와 마찰견뢰도가 우수하였다. 또한 불균염 발생시 색상 수정이 용이하며, 연속적으로 처리하여 생산성을 높일 수 있다.

Description

황토 및 갯벌을 이용한 천연섬유 직·편물의 콜드패드 염색 방법

본 발명은 황토 및 갯벌을 이용한 콜드패드 염색(Cold-Pad Dyeing)방법에 관한 것으로, 천연섬유 직ㆍ편성물을 고온, 고압 염색기를 사용하지 않고 패딩 방법을 통해 높은 세탁견뢰도와 마찰견뢰도를 갖도록 염색하는 황토와 갯벌을 이용한 천연 섬유의 콜드패드 염색 방법에 관한 것이다.

종래에 황토를 이용한 염색 방법에서는 황토를 체로 여과하여 미립자 상태의 황토분을 채취한 다음, 이를 약10-30% o.w.f.(on the weight of fiber), 액비 약 1:10-1:20으로 물에 희석하여 염액을 준비하고, 정련후 캐티온화시킨 원단을 염색조에 투입하여 100-130℃에서 약20-60분간 염색시켰다.

이와 같이 염색이 끝난 원단을 70℃까지 냉각한 다음 오버플로우 수세하고 80℃의 열탕등에서 수세액이 맑아질 때까지 온수세를 5-6회 정도 더 실시하였다.

수세가 끝난 원단은 고착제 및 유연제로 처리하여 섬유에 흡착되어 있는 황토입자를 견고하게 고착시킨 다음 수세, 건조시켰다. 이와 같은 방법에 따라, 일반 반응성 염료를 사용한 염색 제품에 상응하는 4급 이상의 세탁견뢰도와 마찰견뢰도를 갖는 황토염색물이 얻어질 수 있다.

그러나 이같은 종래 방법의 경우, 고온, 고압에서의 장기간 염색으로 인해 공정 소요 시간이 과다하게 걸리며 그에 따른 에너지 소비가 많아지고, 특히 황토 입자로 인하여 염색기가 마모될 우려가 있다.

또한 수세시 원단이 펴진 상태가 아니기 때문에 수세에 의한 불균염이 발생될 우려가 크고, 배치식으로 작업함으로써 용수 소요량이 많은 단점이 있다.

이에 본 발명의 목적은 상기 문제점을 극복함과 동시에 황토와 갯벌을 이용하여 세탁견뢰도 및 마찰견뢰도가 우수하도록 천연 섬유 직ㆍ편물을 염색하는 보다 개량된 방법을 제공하려는데 있다.

본 발명에 의한 염색 방법은 첨연섬유를 정련, 표백, 중화 및 수세하는 전처리 단계;

황토 및 갯벌을 물에 희석하여 미립자를 여과해낸 다음 물로 1:2-1:20의 비로 희석하는 염욕 조성 단계;

상기 염액에 직물을 침지시키고 압착 로울러를 사용하여 상온에서 패딩하는 단계를 원하는 색농도를 얻을 때까지 반복하는 염색단계; 및

상기 염색된 직물을 균일 수세한 다음 흡착된 황토입자를 고착시키는 후처리 단계;로 이루어진다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자들은 종래의 황토 염색 방법과는 달리 고온, 고압의 염색기를 필요로 하지 않으면서 동시에 연속적으로 염색할 수 있는 물리 화학적 처리 방법을 발견하고 연구를 계속한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

천연섬유는 천연섬유 자체가 갖고 있는 불순물, 호제 제거 및 염료의 침투력을 높이기 위하여 염색 공정에 들어가기 전에 정련, 표백한 다음 중화 및 수세하는 통상의 전처리 단계를 거치게 된다.

상기 전처리 단계를 수행한 다음, 천연 직,편성물을 캐티온화할 수도 있다. 캐티온화란 음이온을 띠고 있는 섬유 표면을 양이온으로 개질하여 염료 흡착율을 높이기 위하여 사용되어온 방법으로, 약한 음이온을 띠고 있는 황토와 갯벌 입자도 캐티온화제 처리된 섬유에 대해 흡진 및 흡착능이 증가하는 경향이 있다.

본 발명에서 사용한 캐티온화제는 일반적으로 시판되고 있는 것은 모두 사용가능하며, 그 처리 조건은 통상 60℃에서 30분 정도이다.

한편, 염욕을 준비하기 위해서 먼저 채취한 황토나 갯벌 또는 그 혼합물을 물에 희석시킨 다음, 표준망체를 사용하여 불순물과 큰 입자를 분리하여 미립자 상태의 황토와 갯벌만을 추출하였다. 보다 효과적인 염색 성능을 얻기 위해서는 초음파 균질기(Homogenizer)로 분쇄하는 단계를 거칠 수도 있다.

이와 같이 분리, 정제된 황토와 갯벌을 건조하거나 혹은 그대로 물과 1:2 내지 1:20의 비율로 희석하여 염액을 준비하였다. 만일 1:2 이하의 비로 희석되는 경우에는 차후 패딩 공정에서 패딩 로울러상에 접착물이 부착되어 패딩시 불균염화될 우려가 있고, 염색 후-수세시 필요로 하는 용수량이 과다하게 된다. 또한 1:20이상의 비로 희석되면, 염액이 너무 묽으므로 패딩 횟수가 많아져 경제적이지 못하다.

이때 특히 시간의 경과에 따라 황토 및 갯벌 입자가 가라않지 않도록 하여야 한다.

이와 같이 준비된 염욕에 원단을 침지시켜 표면에 염액이 충분히 침투, 흡착되도록 한 다음 회전하는 압착 로울러 사이를 통과시키는 패딩 과정을 거친다. 상기 압착 로울러의 압력은 한정하는 것은 아니나, 1-5kg/㎠이 바람직하다. 상기 패딩 공정직후에 원단을 열풍 건조시키는 단계를 거칠 수 있다.

원하는 색상을 얻을 때까지 상기 침지단계로 부터 패딩 단계까지의 공정을 수차례 반복할 수 있으며, 열풍 건조 과정을 거치는 경우에는 건조 단계까지를 반복할 수 있다.

이와 같이 모든 염색 공정을 거친 원단은 상온 내지 40-50℃정도의 온수로 수세시 불균염이 발생되지 않도록 주의하여 표면에 존재하는 미립자들을 제거한다.

수세가 끝난 원단은 상업적으로 시판되고 있는 고착제 및 유연제로 후처리한다. 고착제는 3% o.w.f.를 투입한 다음 액비 1:20으로 하여 약50℃에서 20분간 처리하고 꺼내어 탈수, 건조시키는 공정으로 적용하는데, 고착제 처리에 의해 섬유에 흡착되어 있는 황토 및 갯벌 입자가 견고하게 고정되게 된다.

고착제 처리된 염색 원단은 염료 입자를 더욱 견고하게 고정시키고, 직물과 편성물의 촉감을 개선하기 위하여 필름형성능이 있는 유연제를 사용하여 처리하게 되며, 이 공정은 처리액에 염색 원단을 투입하여 픽업 90-100중량%가 되도록 패딩한 후 약120℃에서 1분간 건조하고 약 170℃에서 40초간 경화하는 공정으로 이루어진다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은 패딩 방법을 사용함으로써 고온, 고압의 가혹한 조건을 사용하지 않으면서 연속적으로 염색할 수 있다. 또한 상기 방법은 실 또는 부직포에도 효과적으로 적용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

<실시예 1-4>

염액 농도에 따른 색농도

본 실시예는 황토와 갯벌의 물과의 혼합비를 효과적으로 산출하기 위하여 실험하였다.

황토와 갯벌을 150㎛의 표준망체로 여과하여 불순물과 큰 입자를 분리하고, 여과된 황토와 갯벌을 44㎛ 직경의 표준망체로 재여과하였다. 이와 같이 하여 추출된 44㎛이하의 입자를 갖는 황토와 갯벌 입자를 각각 1:2, 1:5, 1:10 및 1:20의 비로 물로 희석하여 염액을 제조한 다음, 정련한 면편성물로 침지와 패딩을 5회씩 실시하였다. 그후 40℃의 온수로 수세하고 고착제 Protex GRD를 3% o.w.f.를 투입한 다음 액비 1:20으로 하여 50℃에서 20분간 처리하고 꺼내어 탈수 건조하였다.

그런 다음 섬유 반발 탄성을 부여하는 Snotex SF-100 70g/ℓ와, 실리콘 유연제의 역할을 하는 Snotex SF-300 70g/ℓ와, 반응성 가교제로서의 Snotex SF-500 20g/ℓ와 촉매 CAT-12 20g/ℓ 및 Softner 900 20g/ℓ로 구성된 유연제에 염색 원단을 투입하여 픽업 90-100중량%가 되도록 패딩한 다음, 120℃에서 1분간 건조하고 170℃에서 40초간 경화시켰다. 염색된 시험편의 색농도를 관찰하고, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

실시예 번호	황토(갯벌)와 물의 비율	염색후 색농도
실시예 1	1:2	◎
실시예 2	1:5	○
실시예 3	1:10	△
실시예 4	1:20	▽

(◎: 가장 진함, ○: 진함, △:보통, ▽:흐림)

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 물과의 희석비가 작을수록 원단에 진하게 염색되는 것으로 나타났다.

<실시예 5-8>

침지와 패딩 횟수에 따른 색농도

본 실시예는 침지와 패딩을 반복함에 따라 황토와 갯벌 염색물의 색농도가 어떻게 변하는지를 알아보기 위하여 실험하였다. 먼저 황토(갯벌)를 1:2의 비로 물로 희석하여 염액을 제조한 다음, 정련한 면편성물로 침지와 패딩을 각각 1, 3, 5 및 10회 반복한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 염색하였다. 염색후 색농도를 관찰하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

실시예 번호	침지와 패딩의 횟수	염색후 색농도
실시예 5	1	▽
실시예 6	3	△
실시예 7	5	○
실시예 8	10	◎

그결과, 침지와 패딩 횟수가 증가할수록 생지원단에 부착되는 흡착량이 늘어나 진하게 염색됨과 동시에 균염성이 증가하였음을 알 수 있었다.

<실시예 9-11>

패딩 압력에 따른 색농도

본 실시예는 패딩 압력에 따른 황토와 갯벌 염색물의 색농도를 알아보기 위하여 실험하였다. 정련한 면편성물 원단으로 패딩 압력을 1,3 및 5kg/㎠로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 염색하였다. 염색 결과를 하기표 3에 나타내었다.

실시예	패딩 압력	염색후 색농도
실시예 9	1kg/㎠	◎
실시예 10	3kg/㎠	◎
실시예 11	5kg/㎠	○

상기한 바에 따르면, 실시예 9 및 10에서의 색농도가 실시예 11(5kg/㎠)에서 보다약간 진하였지만, 비슷한 색농도를 갖는 염색물이 얻어짐을 알 수 있었다.

<실시예 12-15>

염색 방법에 따른 염색 효과

본 실시예는 염색 방법에 따른 염색 효과를 알아보기 위하여 실험하였다. 면편성물을 사용하여 침지와 패딩만 하는 경우(실시예 12), 캐티온화후 침지 및 패딩하는 경우(실시예 13), 침지, 패딩후 건조하는 경우(실시예 14) 그리고 캐티온화후 침지, 패딩, 건조하는 경우(실시예 15)로 나누어 실시예 1의 방법을 반복하였다. 여기서 사용한 캐티온화제 처리 조건은 캐티온화제 SNOGEN CAT-800((주)대영화학)을 4% o.w.f.(on the weight of fiber)를 사용하여 액비 1:20으로 하여 60℃에서 30분간 처리하였다. 또한 열풍 건조한 경우에는 120℃에서 1∼2분간 건조시켰다. 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.

실시예 번호	황토(갯벌)와 물의 비율	염색후 색농도
실시예 12	1:2	▽
실시예 13	1:2	○
실시예 14	1:2	○
실시예 15	1:2	◎

그 결과, 캐티온화후, 침지, 패딩, 건조를 반복하는 염색 방법(실시예 15)이 가장 진하게 염색되는 것으로 나타났다. 즉, 생지원단을 침지와 패딩만 5회 반복하여 얻어지는 색농도를 캐티온화후 침지, 패딩, 건조를 반복하는 경우에는 2회만 반복하여도 얻을 수 있었다.

또한 실시예 13과 실시예 14의 색농도를 비교해보면, 실시예 14가 보다 약간 진하거나 거의 비슷한 색농도를 보였는데, 이는 캐티온화 공정 효과보다는 건조 효과가 약간 크다는 것을 보여주는 것이다.

<실시예 16>

종래 방법과의 견뢰도 대비

본 실시예에서는 본 발명의 염색 방법과 종래의 황토 염색 방법으로 염색한 염색물의 견뢰도 차이를 알아보기 위하여, 상기 실시예 12-15의 방법으로 염색한 염색물의 견뢰도를 측정하여 하기표 5에 나타내었다. 또한 이와 대비하기 위한 비교예로서는 종래의 황토를 이용한 염색 방법을 사용하여 100℃까지 승온시켜 40분간 염색한 경우를 비교예 1로써 하기표에 나타내었다.

이때 세탁견뢰도는 KS K 43O(A-1) 방법을 이용하여 세탁한 후 1-5등급으로 평가하였으며, 마찰견뢰도는 KS K 650법으로 평가하였다. 즉, 염색된 시험편을 플랫에 장치하고 왕복하면서 마찰하는 마찰봉에 건조 및 100% 습윤된 시험용 백포를 장착하고 마찰봉에 900g의 하중을 가하여 염색된 시험편이 장착된 플랫에 10회 왕복시 염색된 시험편에서 백포로 유출된 염료의 정도를 1-5등급으로 평가하였다.

실시예 번호	반복 횟수	세탁견뢰도(급)	염색후 색농도
		변퇴	오염	건	습
실시예 12	5	4∼5	4∼5	4∼5	3∼4
실시예 13	5	4∼5	4∼5	4∼5	3∼4
실시예 14	5	4∼5	4∼5	4∼5	3∼4
실시예 15	5	4∼5	4∼5	4∼5	3∼4
비교예 1	1	4∼5	4∼5	4∼5	3∼4

그 결과, 본 발명에 의한 염색 방법은 종래의 황토 염색 방법으로 염색한 경우와 마찬가지로 세탁 및 마찰견뢰도가 4∼5급인 것으로 나타났다.

또한 본 실시예에서는 캐티온화 또는 건조 여부에 따라 4가지 염색 방법에서 견뢰도 차이가 없는 것으로 나타났다. 예를 들어 전처리없이 침지, 패딩을 5회 반복한 염색물과 캐티온화후 침지, 패딩 및 건조를 5회 반복한 염색물은 황토 흡착량이 달라 색농도는 다르지만 견뢰도면에서는 거의 차이가 없었다.

상기한 바에 따르면, 황토 및 갯벌로 염색하는데 있어 패딩 방법을 사용함으로써 황토 입자에 의한 염색기 마모 현상을 방지하고 고온, 고압의 가혹한 조건 또한 배제하면서 세탁견뢰도와 마찰견뢰도가 우수하였다. 또한 불균염 발생시 색상 수정이 용이하며, 연속적으로 처리하여 생산성을 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 천연섬유를 정련, 표백, 중화 및 수세하는 전처리 단계;

   황토 및 갯벌을 물에 희석하여 미립자를 여과해낸 다음 물로 1:2-1:20의 비로 희석하는 염욕 조성 단계;

   상기 염액에 섬유 원단을 침지시키고 압착 로울러를 사용하여 상온에서 패딩하는 단계를 원하는 색농도를 얻을 때까지 반복하는 염색단계; 및

   상기 염색된 직물을 수세한 다음 흡착된 황토입자를 고착시키는 후처리 단계;로 이루어지는 황토 및 갯벌을 이용한 천연섬유 직ㆍ편물의 콜드패드 염색방법
2. 제1항에 있어서, 나아가 섬유 원단을 염색하기 전에 양이온 상태로 캐티온화하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법
3. 제1항에 있어서, 상기 압착 로울러의 압력은 1-5kg/㎠임을 특징으로 하는 방법
4. 제1항에 있어서, 상기 패딩 단계를 거친 원단을 열풍 건조시킴을 특징으로 하는 방법
5. 제1항에 있어서, 상기 후처리 단계에는 고착제 및/또는 필름형성능이 우수한 유연제를 적용함을 특징으로 하는 방법