KR100850529B1 - 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기안료 단독 또는 유기안료에 염료를 혼합하여 피염물을 염색함에 있어서 가열장치가 없이 냉욕에서 염색되도록 하는 목적과 염색후에 폐수가 전혀 발생하지 않도록 하는 목적이 있고, 또한, 침염이면서도 일면에만 염색이 가능하도록 하는 목적과 피염물에 특유의 색감과 질감을 부여하므로서 일반적인 피염물에 비하여 월등히 좋은 시각적 효과를 느낄 수 있도록 하기 위하여 먼저 염욕조에 다량의 물을 넣은 후, 이 물에 조제인 수용성수지접착제, 카제인, 음이온 계면 활성제와 피염물에 색상을 부여하는 유기안료를 넣어 혼합하고, 상기 혼합물을 충분히 교반하여 용제내에서 골고루 혼합되도록 하여 염욕액을 조성하는 제1공정과, 상기 제1공정의 염욕액에 피염물을 침지하는 제2공정과, 상기 제2공정에서 염욕액이 흡수된 피염물을 탈수하는 제3공정과, 제3공정에서 탈수된 피염물을 자연건조하는 제4공정과, 상기 제4공정에서 자연건조된 피염물을 110 ~ 130℃의 온도에서 30 ~ 40분간 증열처리하여 염료를 고착시키는 제5공정에 의하여 이루어지며, 또한 상기 제1공정의 혼합물에 피염물의 색상을 다양화하려는 필요에 따라 용해된 염료를 첨가하고 교반하여 골고루 혼합되도록 하여 염색하므로서 유기안료로 냉염욕에서 피염물을 염색하여도 견뢰도가 좋은 염색물을 얻을 수 있다.

유기안료, 염료, 냉염욕, 자연건조, 견뢰도

Description

유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법{Dyeing method of a fiber by organic pigment}

본 발명은 천연섬유로된 직물을 유기안료 또는 유기안료와 염료의 혼합물로 냉욕에서 염색하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물에 수용성 접착제, 카제인, 유기안료, 음이온 계면 활성제를 혼합하여 용해한 후에 피염물과 결합하여 피염물의 색상을 발현시키는 염료를 첨가하여 피염물을 염색하므로서 섬유사이 및 섬유의 공극에 염료의 염착력이 증대되도록 하여 견뢰도를 향상시킬 수 있는 유기안료 또는 유기안료와 염료의 혼합물로 냉욕에서 염색하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 색소체(Chromogen)에는 염료(Dyestuff)와 안료(Pigment)가 있으며 상기 색소체는 물질 특히 시트상의 물질 또는 실 및 섬유를 착색하는데 사용되는 것이다.

상기에서 염료가 유색을 가지는 것은 태양광선의 가시광선을 흡수하는데, 그 흡수광선의 여색(餘色)이 눈에 감각되므로서 고유의 색이 나타나는 것으로 염색법에 의하여 섬유에 염착시키므로서 일광 및 세탁 또는 마찰 등에 의하여 색상의 변화가 발생되지 않는 좋은 견뢰도가 있어야 한다.

상기에서 안료는 채색에 이용되는 불용성의 유색 또는 무색물질로서 유기용제에 분산시켜 착색제조에 이용되는 것으로 무기안료와 유기안료가 있다.

상기 유기안료는 유기화합물을 발색 모체로 하는 안료로서, 색소자신이 물에 불용성인 안료색소(Pigment color)와 수용성 염료를 불용화한 레이크(Lake) 있고,

상기 유기안료 중 레이크(Lake)는 일반적으로 합성수지의 호료(Thickner)와 고착제 및 피막 구성체와 더불어 날염에 이용되나 침염에 이용되기도 하는데 그 이유는 색상이 풍부하고, 선명하며 착색력이나 투명성이 우수하기 때문이다.

그러나, 유기안료에 의한 염색은 유기안료가 섬유에 대한 친화성이 거의 없기 때문에 착색이 잘 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 섬유의 주성분인 셀룰로오스의 음이온성 관능기와 정전기적으로 결합하여 강한 양이온성을 부여하는 양이온제와, 유기안료와 결합하여 강한 이온성을 부여하며, 양이온제와 음이온제들의 상호 정전작용에 의하여 섬유와 유기안료간의 결합을 강화시키는 상기 이온화제들이 사용된다.

상기 이온화제에 의한 염색은 양이온화제 처리와 음이온화제 처리 과정을 각각 다른 염욕조에서 순차적으로 행한 후에 고착단계 및 후처리 단계를 각각 다른 욕조내에서 순차적으로 처리하여야 하는 번거로움과 약 90℃까지 승온시켜야 하므로 열소비량이 많아진다는 문제점과 함께 유기안료과 섬유의 공극내로 깊숙히 침투하여 표면에서의 염색효과가 저하되고, 견뢰도도 저하된다는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 국내특허등록번호 제10-214209호에 "섬유의 유기안료 염색방법"이 알려져 있다.

상기 종래기술은 유기안료를 사용하고도 높은 견뢰도와 우수한 염색효과를 낼 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 섬유가 있는 제1 염욕조내에 양이온화제와 경화제를 가하여 섬유의 표면에 양이온화제를 부분적으로 경화시키고, 상기 처리된 섬유를 제2 염욕조내에서 유기안료, 음이온화제, 황산마그네슘 및 빙초산을 가하여 염색하고, 가열하여 50 ~ 80℃로 중온시켜 염색을 촉진하고 견뢰도가 증진되게 한 후에 바인더를 가하여 일정시간 유지한 후 수세한 후에, 염색된 섬유를 염욕조로부터 인출하여 수세하고 건조한 다음, 물의 온도가 50 ~ 55℃인 욕조에 산분해효소를 가하여 20~30분 처리한 후에 열탕처리하여 효소를 비활성화시켜 섬유를 처리하고 이어서 유연제 처리하고 건조시켜서 상기에서 목적하는 유기안료로서 섬유에 발색이 잘되도록 염색하고 견뢰도를 향상시키는 효과가 있다는 기술구성임을 알 수 있다.

그러나, 상기의 종래 기술은 유기안료로 섬유를 염색함에 있어서, 다단계의염욕조를 거쳐야 된다는 문제점과, 상기 다단계의 염색에 따른 여러가지의 많은 조제들이 첨가되어야 한다는 복잡성이 있고, 염욕조의 온도를 고온으로 상승시키므로서 연료비가 많이 소요된다는 등의 문제점을 내포하고 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본원발명은 유기안료 단독 또는 유기안료에 염료를 혼합하여 피염물을 염색함에 있어서 가열장치가 없이 냉욕에서 염색되도록 하는 목적과 염색후에 폐수가 전혀 발생하지 않도록 하는 목적이 있고, 또한, 침염이면서도 일면에만 염색이 가능하도록 하는 목적과 피염물에 특유의 색감과 질감을 부여하므로서 일반적인 피염물에 비하여 월등히 좋은 시각적 효과를 느낄 수 있도록 하는 목적을 달성할 수 있는 유기안료를 이용한 섬유의 냉욕염색방법을 제공하려는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본원발명의 유기안료를 이용한 섬유의 냉욕 염색방법은, 염색을 하기 위하여 먼저 염욕조에 다량의 물을 넣은 후, 이 물에 조제인 수용성수지접착제, 카제인, 음이온 계면 활성제와 피염물에 색상을 부여하는 유기안료를 넣어 혼합하고, 상기 혼합물을 충분히 교반하여 용제내에서 골고루 혼합되도록 하여 염욕액을 조성하는 제1공정과, 상기 제1공정의 염욕액에 피염물을 침지하는 제2공정과, 상기 제2공정에서 염욕액이 흡수된 피염물을 탈수하는 제3공정과, 제3공정에서 탈수된 피염물을 자연건조하는 제4공정과, 상기 제4공정에서 자연건조된 피염물을 110 ~ 130℃의 온도에서 30 ~ 40분간 중열처리하여 염료를 고착시키는 제5공정에 의하여 이루어지며, 또한 상기 제1공정의 혼합물에 피염물의 색상을 다양화하려는 필요에 따라 염료가 용해된 염액을 첨가하고 교반하여 골고루 혼합되도록한 염욕액에 의하여 얻을 수 있는바, 이하 본원발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 유기안료 염욕액 또는 유기안료 염욕액에 염료를 첨가하여 피염물에 냉염욕에서 염색하는 것으로, 4.9 ~ 5.1㎏의 피염물을 염색하기 위한 염욕조에 19 ~ 21㎏의 물을 급수하고 이 물에 수용성 수지 접착제(바인더) 300 ~ 900g, 카제인 290 ~ 310g, 유기안료 30 ~ 400g, 음이온 계면 활성제 30 ~ 50g을 투입하여 골 고루 섞여 혼합되도록 교반(Mixing)하여 염욕액을 조성하는 제1공정과, 상기 염욕액이 조성된 염욕조에 피염물을 9 ~ 11분 침지하는 제2공정과, 상기 염욕액이 침지된 피염물을 탈수하는 제3공정과, 상기 탈수된 피염물을 수평상태로 자연건조하는 제4공정과, 자연건조된 피염물을 110 ~ 130℃의 온도에서 30 ~ 40분간 증열처리하여 피염물에 염료를 고착시키는 제5공정에 의하여 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법을 특징으로 하는 것이다.

상기에서 냉욕이라 함은 가온하지 않은 상태의 상온(常溫)을 말한다.

상기에서 유기안료와 조제들을 혼합하여 조성된 염욕액으로는 중색 및 농색의 염색이 불가능하므로 중색 및 농색의 염색을 위하여는 상기 제1공정에서 조성된 염욕액에 물에 완전하게 용해된 염료 2 ~ 20g을 투입하고 골고루 교반하여 염욕액을 조성하는 공정을 제1공정 후에 실시할 수 있다.

상기의 제1공정에 혼합되는 수용성 수지 접착제(바인더)는 대한민국소재 정원주식회사에서 공급하고 있는 아크릴산에스터계 수지로서 제품명 : J-21(403)이며, 염료나 안료의 염착용으로 사용되어 염색 견뢰도를 증대시키는 작용을 하는 것으로 유기안료 및 염료의 투입량에 따라 300 ~ 900g의 범위내에서 사용된다.

상기에서 바인더가 300g이하이면 염착력이 작아지므로 염착이 잘 이루어지지 않게 되고, 900g이상이면 피염물의 유연성 및 촉감이 상실되게 된다.

상기의 제1공정에 혼합되는 카제인 290 ~ 310g은 분말상태의 중량으로 친수성이 없어 물에 용해되지 않으므로 50℃정도로 가열된 물 1ℓ에 용해제인 붕사, 암모니아, 로트유 등에서 한 종류를 선택(본 발명은 붕사 69 ~ 71g을 사용)하여 함께 투입하여 완전히 용해하고 자연냉각 시킨 후에 사용하는 것이다.

상기 카제인은 우유성분과 유사한 단백질로서 유기안료와 바인더의 결합을 증진하며, 특히 냉욕에서 섬유와 염료간의 가교결합작용을하여 흡착력을 배가시키는 작용을 하게 된다.

상기 제1공정에 혼합되는 계면 활성제는 안료, 바인더, 염료, 카제인 등의 혼합물을 균일하게 혼합되도록 하고, 특히 염료의 촉염제로 사용되는 식염 또는 빙초산이 염색욕내에서 다른 혼합물들과의 트러블을 방지하여 냉염욕으로의 염색시에 염반 및 얼룩을 억제하여 균일한 염색이 가능하게 하는 것으로, 대한민국소재 동남합성공업의 음이온 계면 활성제로서 제품명 : T-N(D)가 사용된다.

상기의 제1공정에 혼합되는 유기안료는 담색일 경우에 30g정도를 투여하는 것이나 중색 및 농색의 염색일 경우에는 점점 증가하여 400g까지 투여하게 된다.

상기의 유기안료를 400g이상 초과하면 안료의 미립자가 섬유에 과다하게 흡착되어 피염물의 탄성ㆍ유연성ㆍ촉감을 상실하게 된다.

본 발명에서는 일본국 다이니혼잉크화학공업 제품의 유기안료를 사용하였다.

상기의 제1공정에서 중색 및 농색 염색이 필요할 경우에는 염료를 첨가하게 되는데, 염료는 피염물의 종류에 따라 직접염료 또는 산성염료 중에서 선택되며, 염료 2 ~ 20g을 50℃의 물 1ℓ에서 용해한 후에 자연냉각시켜 제1공정에 첨가하는 공정에 의하여 가능해진다.

상기 염료 용해시에 촉염제로서 직접염료에는 식염이 4g이하 사용되며, 산성염료에는 빙초산이 100g이하 사용된다.

상기 냉욕에서 염색을 하기 위하여 냉염욕에 사용되는 카제인 및 염료를 용 해한 후에 냉각시켜서 사용하는 것은 조성되는 염욕이 냉욕상태이므로 용해한 뜨거운 상태의 카제인액이나 염료액을 투입하면 염욕내에 혼합되어있는 바인더가 응고되면서 불순물을 일부 형성하고, 담색 및 중색의 염색시에 상기 불순물이 피염물에 흡착되어 피염물에 얼룩이 생겨 불량이 발생될 수 있기 때문이다.

또한, 염료의 촉진제인 식염을 4g이하 또는 빙초산을 100g이하로 한정한 것은 식염 또는 빙초산의 과다 투입으로 인하여 유기안료수지와 바인더수지가 염색욕 중에서 부분적으로 응고하게 되며, 상기의 부분적인 응고를 방지하기 위해서는 계면 활성제를 더 투입하게 될 것이고, 따라서 계면 활성제의 과다투입으로 인한 염색 견뢰도가 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 제4공정에서의 건조방법으로 첫째 건조방법은, 양측 지주에 다단으로 형성된 평행봉에 피염물을 평평한 상태로 지지하며, 따라서 피염물은 지지대의 폭과 같은 간격으로 지지되고, 별도의 홀더에 의하여 피염물의 측면을 홀딩하여 장력을 주므로서 평편한 상태로 건조하게 된다.

둘째 건조방법은, 판상의 평편한 바닥상면에 염색된 피염물을 펼쳐 놓은 후에 피염물 상면을 솔ㆍ끌개(날염용 스퀴즈, 헤라 등)으로 골고루 펴서 바닥에 부착시키면 피염물에 흡수된 바인더 및 카제인에 의하여 바닥에 달라붙게 되고, 피염물이 건조되면서 수분과 함께 유기안료가 피염물의 표면으로 상승되면서 완전히 건조되면 표면은 농색이 되고, 이면은 담색이 되어 표리면의 색상이 서로 상이하게 된다.

상기 자연건조된 피염물을 110 ~ 130℃의 온도에서 30 ~ 40분간 증열처리하 는 것은 냉욕염색에 의하여 피염물에 불안정하게 결합된 염료 및 안료를 안정적으로 고착하여 진한색상으로 염착되도록 하므로서 색상이 선명하게 나타나도록 하는 것이다.

실시예 1,

염욕조에 물 19 ~ 21㎏을 급수하고, 여기에 수용성수지접착제 300g, 300g의 분말을 용해한 카제인, 유기안료 30g, 음이온 계면 활성제 30g을 혼합하여 염욕액을 조성하고, 상기 염욕액에서 100% 레이온 원단을 10분간 처리하여 염색하고 탈수하여 상온(常溫)에서 평편한 상태로 4 ~ 5시간 자연건조한 후 100 ~ 120℃에서 증열처리없이 직접열처리(텐더사용)하여 피염물을 염색하였다.

상기의 실시예 1은 염료를 사용하지 않은 담색 염색이다.

실시예 2,

염욕조에 물 19 ~ 21㎏을 급수하고, 여기에 수용성수지접착제 600g, 300g의 분말을 용해한 카제인, 유기안료 300g, 계면활성제 40g, 직접염료 15g과 식염 4g을 50℃로 승온된 1ℓ의 물에 용해시킨 것을 혼합하여 염욕액을 조성하고, 상기 염욕액에서 100% 면 원단을 10분간 처리하여 염색하고 탈수하여 상온(常溫)에서 평편한 상태로 3 ~ 4시간 자연건조한 후 110 ~ 130℃에서 30 ~ 40분간 증열처리하여 피염물을 염색하였다.

상기의 실시예 2는 염료를 미량사용한 중색염색이다.

실시예 3,

염욕조에 물 19 ~ 21㎏을 급수하고, 여기에 수용성수지접착제 900g, 300g의 분말을 용해한 카제인, 유기안료 400g, 계면 활성제 50g, 산성염료 20g과 빙초산 100g을 50℃로 승온된 1ℓ의 물에 용해시킨 것을 혼합하여 염액욕을 조성하고, 상기 염욕액에서 100% 실크원단을 실시예 2와 동일한 과정으로 염색하였다.

상기의 실시예 3은 유기안료 및 바인더를 다량사용한 농색염색으로 안료착색에 약간의 주름형상의 얼룩이 발생하였다.

본 발명은 유기안료와 염료를 사용하여 상온인 냉염욕액에서 염색을 가능하게 하면서도 염욕액을 폐기하지 않고 보관하였다가 재사용이 가능하여 폐수의 발생이 없게 되는 장점이 있다.

또한, 상기 실시예 1 및 실시예 2, 실시예 3에 의하여 염색된 피염물의 샘플을 2007년 5월 11일자로 국내 서울특별시 동대문구 제기2동 892-64 소재 FITI시험연구원에 각종 견뢰도를 의뢰한 시험성적서(접수번호 : B211-07-00490) 아래의 <표 1>에서와 같이 마찰견뢰도에서는 실시예 1 내지 3 시료 모두 양호함을 알 수 있으며, 드라이크리닝 견뢰도에서 실시예 1 시료는 약점을 나타내고 있으나 이는 유기안료만으로 염색된 것에 기인한 것으로 염료가 유기안료와 혼합된 실시예 2 및 3 시료는 양호함을 알 수 있고, 세탁견뢰도에 있어서는 실시예 1 및 실시예 2와 실시예 3의 시료 모두 양호한 결과입니다.

<표 1>

구분		실시예 1 레이온시료	실시예 2 면시료	실시예 3 견시료
마찰견뢰도 (KSK 0650:2006)	건	4	4~5	4~5
	습	3	2~3	3~4
드라이클리닝 견뢰도 (KSK ISO 105 D01:2005)		1~2	4~5	4~5
세탁견뢰도 (KSK ISO 105:2006)		4~5	3~4	4~5

따라서, 상기의 냉염욕에 의하여서도 견뢰도가 우수한 염색이 가능한 효과가 있으며,

또 다른 효과로서는, 염색되고 탈수된 피염물을 판재 등의 평편한 곳에 골고루 펴서 건조시키면 건조되면서 유기안료가 원단의 표면쪽으로 이동되면서 건조되어 표면은 농색이면서 이면은 담색인 원단을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. 염욕조에 19 ~ 21㎏의 물을 급수하고 이 물에 수용성 수지 접착제(바인더) 300 ~ 900g, 카제인 290 ~ 310g, 유기안료 30 ~ 400g, 음이온 계면 활성제 30 ~ 50g을 투입하여 골고루 섞여 혼합되도록 교반(Mixing)하여 염욕액을 조성하는 제1공정과, 상기 염욕액이 조성된 염욕조에 4.9 ~ 5.1㎏의 피염물을 9 ~ 11분 침지하는 제2공정과, 상기 염욕액이 침지된 피염물을 탈수하는 제3공정과, 상기 탈수된 피염물을 수평상태로 자연건조하는 제4공정과, 자연건조된 피염물을 110 ~ 130℃의 온도에서 30 ~ 40분간 증열처리하여 피염물에 염료를 고착시키는 제5공정에 의한 것을 특징으로 하는 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법.
2. 염욕조에 19 ~ 21㎏의 물을 급수하고 이 물에 수용성 수지 접착제(바인더) 300 ~ 900g, 카제인 290 ~ 310g, 유기안료 30 ~ 400g, 음이온 계면 활성제 30 ~ 50g을 투입하여 골고루 섞여 혼합되도록 교반(Mixing)하여 염욕액을 조성하는 제1공정과, 상기 제1공정에서 조성된 염욕액에 별도로 염료 2 ~ 20g을 식염 4g 또는 빙초산 100g과 함께 50℃의 물 1ℓ에서 용해하고 식힌 염액을 첨가하고 골고루 교반하여 중색 및 농색 염색용 염욕액을 조성하는 제2공정과, 상기 염욕액이 조성된 염욕조에 4.9 ~ 5.1㎏의 피염물을 9 ~ 11분 침지하는 제3공정과, 상기 염욕액이 침지된 피염물을 탈수하는 제4공정과, 상기 탈수된 피염물을 수평상태로 자연건조하는 제5공정과, 자연건조된 피염물을 110 ~ 130℃의 온도에서 30 ~ 40분간 증열처리하여 피염물에 염료를 고착시키는 제6공정에 의한 것을 특징으로 하는 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제4공정은 양측의 지주에 다단으로 형성된 평행대에 각층으로 지지되고 피염물의 양측은 별도의 홀더로 당겨서 장력을 주어 건조시키므로서 염욕액이 평편 한 상태로 건조되도록 하여 염반이 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제4공정은 판상의 평편한 바닥상면에 염색된 피염물을 펼치고 피염물 상면을 솔ㆍ끌개 등의 기구로 골고루 펴서 피염물이 흡수한 바인더 및 카제인에 의하여 평편한 상태로 붙게하여 피염물이 건조되면서 수분과 함께 유기안료가 표면으로 상승되면서 건조되도록 하여 표면은 농색이고 이면은 담색이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법.
5. 제2항에 있어서,

   상기 제5공정은 양측의 지주에 다단으로 형성된 평행대에 각층으로 지지되고 피염물의 양측은 별도의 홀더로 당겨서 장력을 주어 건조시키므로서 염욕액이 평편한 상태로 건조되도록 하여 염반이 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법.
6. 제2항에 있어서,

   상기 제5공정은 판상의 평편한 바닥상면에 염색된 피염물을 펼치고 피염물 상면을 솔ㆍ끌개 등의 기구로 골고루 펴서 피염물이 흡수한 바인더 및 카제인에 의하여 평편한 상태로 붙게하여 피염물이 건조되면서 수분과 함께 유기안료가 표면으로 상승되면서 건조되도록 하여 표면은 농색이고 이면은 담색이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기안료를 이용한 피염물의 냉욕 염색 방법.