KR101273457B1 - 분산염료 조성물 및 이를 이용한 섬유의 염색방법 - Google Patents

분산염료 조성물 및 이를 이용한 섬유의 염색방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분산염료 조성물 및 이를 이용한 섬유의 염색방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물과, 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 포함하며, 또한, 추가로 하기 화학식 5 및 6의 화합물들을 포함할 수 있어, 폴리에스테르 등의 혼방 섬유를 염색 또는 날염하는 경우 우수한 염착률 및 고일광 견뢰도를 나타낼 수 있다.
Figure 112011033582399-pat00024
(1)
Figure 112011033582399-pat00025
(2)
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(3)
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(4)
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(5)

Description

분산염료 조성물 및 이를 이용한 섬유의 염색방법 {Disperse Dyes Composites and Methods of Dyeing Fiber Using the Same}
본 발명은 분산염료 조성물 및 이를 이용한 섬유의 염색방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정한 화합물들의 조합을 포함하고 있어서, 우수한 염착률 및 일광 견뢰도를 가지므로, 특히, 폴리에스테르의 혼방 섬유를 염색하는데 유용한 분산염료 조성물 및 이를 이용한 섬유의 염색방법에 관한 것이다.
아세테이트, 폴리에스테르 등의 합성 섬유는 종래의 셀룰로오스 및 단백질 섬유에 비하여 소수성이 매우 크기 때문에 종래의 친수성이 큰 염료에 의해 염색되기가 매우 힘들었다.
이러한 소수성 섬유의 염색은 수용성 그룹을 함유하지 않으며, 물에 녹지 않은 염료로서 물에 분산하여 이용하는 분산염료가 사용되어 왔다. 그러나 분산염료는, 그 특성상 우수한 염착률 및 고일광 견뢰도를 충분히 실현할 수 없으며, 더욱이, 폴리에스테르의 혼방섬유 등에 대한 친화성도 명확하지 않다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국 특허출원공개 제2007-0004638호 및 미국 특허출원공개 제2005-0155163호에서는 일광 견뢰도가 우수한 염료를 개시하고 있으나, 상기 염료는 염착성 및 제품 농도가 떨어지거나 일광 견뢰도가 좋지 않은 것으로 확인되었다.
이에, 일광 견뢰도 뿐만 아니라 발색성 및 염착률을 향상시키기 위하여, 분산염료 조성물들을 혼합하는 시도가 있지만, 우수한 고일광 견뢰도 및 염착률을 발휘하면서, 소망하는 발색성 등을 가지는 다양한 색상의 염료는 개발되지 못하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 특정한 화합물들의 조합을 포함하는 분산염료 조성물을 이용하여 폴리에스테르 등을 포함하는 혼방 섬유 재료를 염색 또는 날염하는 방법을 개발하기에 이르렀고, 이 경우, 우수한 염착률 및 고일광 견뢰도를 얻을 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 하기 화학식 1의 화합물 20 내지 70 중량% 및 화학식 2의 화합물 20 내지 70 중량%와, 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 5 내지 40 중량% 포함하여 황색 계열의 색상을 발현하는 분산염료 조성물을 제공한다.
Figure 112011033582399-pat00001
(1)
Figure 112011033582399-pat00002
(2)
Figure 112011033582399-pat00003
(3)
Figure 112011033582399-pat00004
(4).
상기 화학식 1 및 2의 화합물들과, 상기 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 특정 함량으로 혼합할 경우, 기존의 염료 조성물보다 뛰어난 발색력, 일광 견뢰도 등을 가지는 황색 계열의 분산염료 조성물을 제조할 수 있다.
상기 화학식 1 내지 4의 화합물들은 모두 황색을 나타내는 공지된 물질로서, 종래 화학식 1 및 화학식 3의 화합물을 혼합하여 제조된 황색 계열의 분산염료 조성물은 일광 견뢰도가 떨어졌고, 화학식 1과 화학식 3 또는 화학식 4의 화합물을 혼합하여 제조된 황색 계열의 분산염료 조성물은 염착성 및 제품 농도가 떨어지는 문제점이 있었다.
이에, 본원발명에 따른 황색 계열의 분산염료 조성물은 특정한 함량의 화학식 1 및 2의 화합물들과, 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들의 배합에 의해 소망하는 수준의 일광 견뢰도 및 염착성을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 황색 계열의 분산염료 조성물은, 바람직하게는, 상기 화학식 1의 화합물 30 내지 60 중량% 및 화학식 2의 화합물 20 내지 50 중량%와, 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 5 내지 40 중량% 포함하는 구성에 의해 제조할 수 있다.
상기 함량은 황색 계열에 해당하는 색을 발현하기 위한 최적의 혼합비로서 상기 범위를 벗어날 경우, 소망하는 수준의 염색강도 및 일광 견뢰도를 얻을 수 없으므로, 바람직하지 않다.
본원발명은, 또한, 상기 황색 계열의 분산 염료 조성물 30 내지 60 중량%, 하기 화학식 5의 화합물 10 내지 40 중량%, 및 화학식 6의 화합물 10 내지 40 중량%를 포함하여 베이지 계열의 색상을 발현하는 분산염료 조성물을 제공한다.
Figure 112011033582399-pat00005
(5)
Figure 112011033582399-pat00006
(6).
상기 황색 계열의 분산 염료 조성물과, 상기 화학식 5 및 6의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 특정 함량으로 혼합할 경우, 기존의 염료 조성물보다 뛰어난 발색력, 일광 견뢰도 등을 가지는 베이지 계열의 분산염료 조성물을 제조할 수 있다.
상기 화학식 5 내지 6의 화합물들은 각각 적색, 청색을 나타내는 공지된 물질이지만, 상기 황색 계열의 분산 염료 조성물과, 상기 화학식 5 및 6의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들은 다양한 조합에 의해 소망하는 분산염료 조성물을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 베이지 계열의 분산염료 조성물은, 바람직하게는, 상기 황색 계열의 분산 염료 조성물 30 내지 60 중량%, 상기 화학식 5의 화합물 20 내지 30 중량%, 및 화학식 6의 화합물 20 내지 30 중량%를 포함하는 구성에 의해 제조할 수 있다.
상기 함량은 베이지 계열에 해당하는 색을 발현하기 위한 최적의 혼합비로서 상기 범위를 벗어날 경우, 소망하는 수준의 염색강도 및 일광 견뢰도를 얻을 수 없으므로, 바람직하지 않다.
또한, 본원발명은, 상기 황색 계열의 분산 염료 조성물 10 내지 50 중량%, 상기 화학식 5의 화합물 10 내지 40 중량%, 및 화학식 6의 화합물 30 내지 60 중량%를 포함하여 그레이 계열의 색상을 발현하는 분산염료 조성물을 제공한다.
상기 황색 계열의 분산 염료 조성물과, 상기 화학식 5 및 6의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 특정 함량으로 혼합할 경우, 기존의 염료 조성물보다 뛰어난 발색력, 일광 견뢰도 등을 가지는 그레이 계열의 분산염료 조성물을 제조할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 황색 계열의 분산 염료 조성물과, 상기 화학식 5 및 6의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들은 다양한 조합에 의해 소망하는 분산염료 조성물을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 그레이 계열의 분산염료 조성물은 바람직하게는, 황색 계열의 분산 염료 조성물 20 내지 40 중량%, 상기 화학식 5의 화합물 20 내지 30 중량%, 및 화학식 6의 화합물 40 내지 50 중량%를 포함하는 구성에 의해 제조할 수 있다.
상기 함량은 그레이 계열에 해당하는 색을 발현하기 위한 최적의 혼합비로서 상기 범위를 벗어날 경우, 소망하는 수준의 염색강도 및 일광 견뢰도를 얻을 수 없으므로, 바람직하지 않다.
상기 화학식 1 내지 6의 화합물은 각각 공지된 물질로서, 그에 대한 자세한 제조방법은 생략한다.
본 발명의 조성물에는 발명의 목적 및 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 가용화제, 완충제, 빙결방지제 등의 기타 성분을 첨가할 수 있다. 이러한 기타 첨가제는 조성물 전체 중량을 기준으로 대략 1 내지 20 중량%의 범위에서 첨가될 수 있다.
상기 가용화제는 염료의 뭉침을 방지하고 용해를 도와 주는 첨가제 성분으로서, 대표적인 예로는 우레아, 티오우레아, 카프로락탐 등을 들 수 있다. 상기 완충제는 저장 보관시 염료의 분해를 막아주기 위하여 pH를 완충하는 역할을 하는 성분으로서, 대표적인 예로는 인산나트륨, 인산칼륨, 초산나트륨 등을 들 수 있다. 상기 빙결방지제는 액상 냉동보관시 어는 점을 낮춰주어 액상 염료가 얼지 않게 하는 역할을 하는 성분으로서, 대표적인 예로는 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 다가알콜 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 분산염료 조성물들을 사용하여 섬유재료를 염색 또는 날염하는 방법을 제공한다.
상기 섬유재료의 예로는 반합성 섬유, 합성 섬유, 재생 섬유, 또는 합성 섬유와 천연 섬유의 혼방 섬유가 있으며, 이러한 반합성 섬유로는, 예를 들어, 아세테이트, 합성 섬유로는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리 비닐, 폴리 우레탄계 섬유, 재생 섬유로는 셀루로우즈 등이 있다.
상기 분산염료 조성물은 또한, 폴리에스테르 섬유의 혼방 섬유, 예를 들어, 폴리에스테르와 셀루로우즈 섬유를 포함하는 혼방 섬유 등을 염색 또는 날염에 적용되어 높은 염착률 및 우수한 습윤 견뢰도를 나타낸다.
본 발명에 따른 염료 조성물은 예를 들어, 콜드패드배치법, 연속 염색법, 침염법, 날염법, 발염법 등 여러 방법에 사용될 수 있으며, 바람직하게는 연속 염색법, 침염법에 사용될 수 있다.
특히, 상기 연속 염색법으로는, 산결합제(예를 들어, 탄산나트륨, 중탄산나트륨 등)를 패딩액에 혼합하고, 공지의 방법으로 패딩하여 건열 또는 증열에 의해 염색하는 일욕 패딩법, 및 염료 패딩 후 무기중성염(예를 들어, 무수황산나트륨, 식염 등)과 산결합제(예를 들어, 가성소다, 규산소다 등)를 패딩액에 혼합하여 패딩하고, 공지의 방법으로 건열 또는 증열에 의해 염색하는 이욕 패딩법이 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 수득된 염색물 및 날염물은 축적성(build-up) 및 균염성(levelness)이 뛰어나다. 또한, 착색도가 뛰어나고, 섬유-염료 결합 안정성이 높으며, 일광 견뢰도 뿐만 아니라 타 섬유로의 오염 방지성도 뛰어나다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 분산염료 조성물은 특정한 화합물들의 조합을 포함하므로, 폴리에스테르 등을 포함하는 혼방 섬유 재료를 염색 또는 날염시 우수한 염착률을 나타내며, 일광 견뢰도가 우수하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1] 화학식 1로 표현되는 황색 분산염료 조성물의 제조
하기 화학식 1의 화합물을 리그닌 설폰산계 분산제를 사용하여 입자크기가 1 ㎛ 이하가 90% 이상 되도록 분쇄한 후 스프레이 드라이 건조하여 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 황색의 분산염료 조성물을 얻었다.
Figure 112011033582399-pat00007
(1)
[제조예 2] 화학식 2로 표현되는 황색 분산염료 조성물의 제조
하기 화학식 2의 화합물을 상기 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 황색의 분산염료 조성물을 얻었다.
Figure 112011033582399-pat00008
(2)
[제조예 3] 화학식 3로 표현되는 황색 분산염료 조성물의 제조
하기 화학식 3의 화합물을 상기 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 황색의 분산염료 조성물을 얻었다.
Figure 112011033582399-pat00009
(3)
[제조예 4] 화학식 4로 표현되는 황색 분산염료 조성물의 제조
하기 화학식 4의 화합물을 상기 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 화학식 4의 화합물을 포함하는 황색의 분산염료 조성물을 얻었다.
Figure 112011033582399-pat00010
(4)
[제조예 5] 화학식 5로 표현되는 적색 분산염료 조성물의 제조
하기 화학식 5의 화합물을 상기 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 화학식 5의 화합물을 포함하는 적색의 분산염료 조성물을 얻었다.
Figure 112011033582399-pat00011
(5)
[제조예 6] 화학식 6로 표현되는 청색 분산염료 조성물의 제조
하기 화학식 6의 화합물을 상기 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 화학식 6의 화합물을 포함하는 청색의 분산염료 조성물을 얻었다.
Figure 112011033582399-pat00012
(6)
[실시예 1 내지 6]
제조예 1 및 2의 화합물과, 제조예 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 포함하는 황색 계열의 분산염료 조성물들을 하기 표 1과 같이 제조하였다.
[비교예 1 내지 3]
제조예 1 내지 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 포함하는 황색 계열의 분산염료 조성물들을 하기 표 1과 같이 제조하였다.
[실시예 7 내지 12]
제조예 1 및 2의 화합물과, 제조예 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들에, 추가로 제조예 5 및 6의 화합물을 포함하는 베이지 계열의 분산염료 조성물들을 하기 표 2과 같이 제조하였다.
[비교예 4 내지 6]
제조예 1 내지 6의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 포함하는 베이지 계열의 분산염료 조성물들을 하기 표 2와 같이 제조하였다.
[실시예 13 내지 18]
제조예 1 및 2의 화합물과, 제조예 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들에, 추가로 제조예 5 및 6의 화합물을 포함하는 그레이 계열의 분산염료 조성물들을 하기 표 3과 같이 제조하였다.
[비교예 7 내지 9]
제조예 1 내지 6의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 포함하는 그레이 계열의 분산염료 조성물들을 하기 표 3와 같이 제조하였다.
[실험예 1] 황색 계열의 분산염료 조성물의 제조
폴리에스테르 100 g, 실온에서 80% 초산에 의해 pH 4.0 ~ pH 4.5로 조절시킨 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 황색 분산염료 조성물 1 g, 균염화제 0.5 g/l를 포함하는 액중에 1:20의 액비로 침지시킨다. 3℃/분의 속도로 60℃로 가열한 후 1~2℃/분의 속도로 130℃까지 가열하여 60 분 동안 염색을 수행한다. 이어서, 염액을 40℃로 냉각시키고, 염색된 폴리에스테르 직물을 수세한 다음, 30%수산화나트륨 용액 5 ml/l, 황산수소나트륨 용액 2 g/l 및 시판중인 세제 1 g/l를 포함하는 욕중에서 20 분 동안 70~80℃의 온도 하에 환원 세정 한다. 이어서 가공된 염색물을 수세하고 건조시킨다.
일광 견뢰도는 SAE J1885방법으로 진행하여 하기 표 1에 나타내었다.
<표 1>
Figure 112011033582399-pat00013
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 특정 함량을 가지는 제조예 1 내지 4의 화합물들의 특정 조합을 포함하는 실시예 1 내지 6의 황색 계열의 분산염료 조성물을 이용하여 폴리에스테르를 염색하는 경우, 비교예 1 내지 3의 분산염료 조성물을 이용한 경우보다, 우수한 제품 농도와 높은 염착률을 나타내며, 또한, 고일광 견뢰도를 보이는 것을 확인할 수 있다.
[실험예 2] 베이지 계열의 분산염료 조성물의 제조상기 실시예 7 내지 12 및 비교예 4 내지 6의 분산염료 조성물을 상기 실험예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 표 2에 나타내었다.
<표 2>
Figure 112011033582399-pat00014
Figure 112011033582399-pat00015
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 특정 함량을 가지는 제조예 1 내지 6의 화합물들의 특정 조합을 포함하는 실시예 7 내지 12의 베이지 계열의 분산염료 조성물을 이용하여 폴리에스테르를 염색하는 경우, 비교예 4 내지 6의 분산염료 조성물을 이용한 경우보다, 우수한 제품 농도와 높은 염착률을 나타내며, 또한, 고일광 견뢰도를 보이는 것을 확인할 수 있다.
[실험예 3] 그레이 계열의 분산염료 조성물의 제조
상기 실시예 13 내지 18 및 비교예 7 내지 9의 분산염료 조성물을 상기 실험예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기 표 3에 나타내었다.
<표 3>
Figure 112011033582399-pat00016
Figure 112011033582399-pat00017
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 특정 함량을 가지는 제조예 1 내지 6의 화합물들의 특정 조합을 포함하는 실시예 13 내지 18의 그레이 계열의 분산염료 조성물을 이용하여 폴리에스테르를 염색하는 경우, 비교예 7 내지 9의 분산염료 조성물을 이용한 경우보다, 우수한 제품 농도와 높은 염착률을 나타내며, 또한, 고일광 견뢰도를 보이는 것을 확인할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1의 화합물 20 내지 70 중량% 및 화학식 2의 화합물 20 내지 70 중량%와, 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 5 내지 40 중량% 포함하여 황색 계열의 색상을 발현하는 것을 특징으로 하는 분산염료 조성물:
    Figure 112011033582399-pat00018
    (1)
    Figure 112011033582399-pat00019
    (2)
    Figure 112011033582399-pat00020
    (3)
    Figure 112011033582399-pat00021
    (4).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물 30 내지 60 중량% 및 화학식 2의 화합물 20 내지 50 중량%와, 화학식 3 및 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물들을 5 내지 40 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 분산염료 조성물.
  3. 제 1 항에 따른 조성물 30 내지 60 중량%, 하기 화학식 5의 화합물 10 내지 40 중량%, 및 화학식 6의 화합물 10 내지 40 중량%를 포함하여 베이지 계열의 색상을 발현하는 것을 특징으로 하는 분산염료 조성물:
    Figure 112011033582399-pat00022
    (5)
    Figure 112011033582399-pat00023
    (6).
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1 항에 따른 조성물 30 내지 60 중량%, 상기 화학식 5의 화합물 20 내지 30 중량%, 및 화학식 6의 화합물 20 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산염료 조성물.
  5. 제 1 항에 따른 조성물 10 내지 50 중량%, 하기 화학식 5의 화합물 10 내지 40 중량%, 및 하기 화학식 6의 화합물 30 내지 60 중량%를 포함하여 그레이 계열의 색상을 발현하는 것을 특징으로 하는 분산염료 조성물:
    Figure 112013025414251-pat00030
    (5)

    Figure 112013025414251-pat00031
    (6)
  6. 제 5 항에 있어서, 제 1 항에 따른 조성물 20 내지 40 중량%, 상기 화학식 5의 화합물 20 내지 30 중량%, 및 화학식 6의 화합물 40 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산염료 조성물.
  7. 제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 하나에 따른 분산염료 조성물을 이용하여, 반합성 섬유, 합성 섬유, 재생 섬유, 또는 합성 섬유와 천연 섬유의 혼방 섬유를 염색 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 혼방 섬유는 폴리에스테르 섬유와 셀루로우즈 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 하나에 따른 분산염료 조성물을 이용하여, 반합성 섬유, 합성 섬유, 재생 섬유, 또는 합성 섬유와 천연 섬유의 혼방 섬유를 날염하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 혼방 섬유는 폴리에스테르 섬유와 셀루로우즈 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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