KR101360305B1 - 섬유용 다색상 심색화제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유용 다색상 심색화제에 있어서, 상기 섬유용 다색상 심색화제는 C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체와; C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체와; C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체와; C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체와; C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유용 다색상 심색화제로서, 기존의 폴리에스터 Formal Black에 국한되었던 종래의 심색화제와는 달리 각종의 염색 가공된 섬유원단에서 다색상의 천연섬유에 이르기까지 다양한 색상에서 발색성, 선명성, 세탁견뢰도, 마찰견뢰도, 일광견뢰도, 황변견뢰도 등을 혁신적으로 개선하고 향상할 수 있으며, 또한 친환경적 화학 조성물로만 이루어져 있고, 가공공정에서 특별한 공정이 필요없으므로 섬유원단에서의 처리가 매우 간편하고, 저가형이며 수용성 Type으로써 농색성 향상을 위한 섬유용 다색상 심색화제이다.

Description

섬유용 다색상 심색화제{SYNTHETIC FIBER AND NATURAL FIBER ON THE MULTICOLOR DEEPCOLOR AGENT}
본 발명은 섬유용 다색상 심색화제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직물 혹은 편물 등의 섬유제품 중 염색된 각종의 합성섬유 및 천연섬유 원단에서 제품고유의 발색성, 선명성을 개선하여, 천연 색상에 근접할 수 있도록 염색된 각종 섬유 원단의 심색성을 향상시킴으로써 고부가가치 창출 및 원단에서의 탁월한 발색성을 발현시키는 농색화 처리 방법에 의해 제조된 Acryl계 Monomer를 함유하는 심색화제용 조성물에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은 Acryl계 Monomer를 이용한 심색화제로써 염색화된 각종의 합성섬유 및 천연섬유에서의 심색성 향상, 세탁견뢰도, 마찰견뢰도, 황변견뢰도 등을 향상시키는 특수 계면활성제로 구성된 Acryl계 Monomer 심색화제이다.
섬유의 심색성 향상을 위하여 약 20여간 많은 분야에 걸쳐서 연구 진행되어 왔으나 완벽한 해결방법을 제시하지 못하고 있는 실정이며, 일반적으로 심색화 가공을 위해서는 대표적으로 다음의 4가지 방법으로 진행되어져 왔으며 일부 진행되고 있는 실정이다.
첫 번째는 섬유표면의 개질에 관한 방법으로 이는 원사를 MC사(Micro-Crater) 혹은 심색사를 사용하거나 플라즈마(Plasma) 반응을 이용하는 방법으로 Plasma 처리에 의하여 섬유표면을 에칭(etching)하거나 섬유표면에 각종 수지의 박막을 형성시켜 심색화 가공을 하는 방법이다. 이것은 일부 선진국에서 시행은 되고 있으나 설비가 고가이며 생산성의 효율적인 측면에서 일반 염색공장에서는 실용화가 어렵다.
두 번째는 농염화에 적당한 염료선정 및 염색방법으로 고감량률의 직물에 보다 많은 량의 염료를 흡착시키는 방법으로써 염색공장에서 일반적으로 사용되는 방법이나, 일반적으로 CCM(Computer Color Matching)에 의한 평가방법 중 L값을 12이하로(일반 염색된 폴리에스터 직물의 Blank인 L값은 14.5이며 L값이 낮을수록 심색성이 우수함) 낮출 수 없으며 세탁견뢰도, 마찰견뢰도 등에서 많은 단점이 있다.
세 번째 방법으로는 심색화 가공에 적합한 수지가공에 의한 방법으로 이는 염색된 원단에 저굴절률의 수지처리를 하여 난반사를 일으켜 심색화 가공을 하는 방법이다. 여기에 주로 사용되어지는 수지는 불소계, 변성 실리콘계, 우레탄계 등이 있고, 불소계나 우레탄계는 가격이 고가이며 얼룩 발생의 우려가 높고, 일광견뢰도 및 황변견뢰도가 저하되어 황변이 발생할 확률이 높으며, 환경친화적인 측면에서 향후 규제 대상물질이다.
또한 제품자체의 안정성이 저하되어 일부 폴리에스터에 적용이 되나, 다른 섬유소재에는 상용성이 저하되는 단점이 있고, 특히 혼방사 직물에서의 염반(염색반점) 발생의 문제점이 있어서 폴리에스터 외에는 적용하기에는 주의를 요하고 있다.
네 번째 방법으로는 실리콘계 수지는 가격은 불소계, 우레탄계에 비하여 상대적으로 저가이며 유연촉감은 탁월하다. 그러나 심색성(L값)을 10이하로는 낮추기가 어렵고, 또한 Ending의 문제, 영구적인 세탁견뢰성을 유지하는 문제가 발생되어 현재는 거의 사용이 중단되고 있는 추세이다.
섬유의 심색성 향상을 위한 종래의 기술로는, 공개특허공보 공개번호 10-2006-0002723호에 굴절율이 1.5 이하인 말단 실라놀기의 아미노 변성 실리콘, 다공질 무기 미립자 및 하이드로젠폴리실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유의 심색화제가 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-0701483호에는 고점도의 화학식 3으로 표시되는 디메틸실리콘 오일과 양말단에 각각 알콕시기와 히드록시기, 또는 히드록시기와 히드록시기를 갖는 화학식 4로 표시되는 아미노 변성 실리콘 오일이 혼합된 실리콘 오일 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유용 심색화제가 공개되어 있다.
[화학식 3]
Figure 112012024051199-pat00001

상기에서, m은 800 내지 10,000의 자연수이다.
[화학식 4]
Figure 112012024051199-pat00002

상기에서, m은 0 내지 10의 자연수이고, n은 1 내지 10의 자연수이며, Z은 히드록시기(OH) 또는 C1 내지 C4의 알콕시기(OR)이다.
그러나, 모든 섬유의 적용이 가능하며 발색성, 선명성을 유지하면서 영구적인 세탁견뢰도, 마찰견뢰도, 일광견뢰도, 황변견뢰도를 보장하고, 유연성 및 흡수성을 양호하게 할 수 있으며 동시에 친환경적인 섬유용 다색상 심색화제의 개발이 절실히 필요한 실정이다.
따라서 본 발명에서는 기존의 염색가공방법 모두가 환경에 유해한 물질이 발생되거나, 원사 또는 후처리 비용이 고가이고, 염색 후 견뢰도 저하, 얼룩 발생, 세탁견뢰도, 일광견뢰도 등의 문제점이 계속적으로 거론되어 지고 있으므로, 친환경 심색화제를 개발하여 염색된 가공 원단에 본 발명인 섬유용 다색상 심색화제를 단순한 가공제로 적용하고자 한다.
또한 본 발명인 섬유용 다색상 심색화제를 적용한 섬유제품 개발은 아직 전무한 상태로써 고부가 가치의 섬유 원단을 생산 및 제직할 수 있는 매우 효과적이고 경제적인 방법으로, 모든 섬유의 원단 제품에서 발색성, 선명성, 유연성 등을 부여할 수 있는 저굴절율을 이용한 특수한 Polyacryl계 monomer를 개발하고자 하며, 다색상 폴리에스터 직물 및 천연섬유에도 적용함으로써, 모든 섬유에서의 심색성을 향상시키고, 염색된 섬유원단의 고부가가치의 창출을 유도하여 기존의 문제점을 해결하고자 한다.
또한, 상업적으로 적용이 간편하고 저가이며, 또한 환경오염을 최소화하면서 섬유원단에서 발색성, 세탁견뢰도, 일광견뢰도, 유연성 등을 향상시키는 섬유용 다색상 심색화제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 섬유용 다색상 심색화제에 관한 것으로, 섬유용 다색상 심색화제에 있어서, 상기 섬유용 다색상 심색화제는 C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체와; C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체와; C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체와; C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체와; C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 섬유용 다색상 심색화제는 C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체 30~60중량부에 대하여, C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체 10~30중량부; C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체 10~30중량부; C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체 1~10중량부; C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체 1~15중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주로 Polyacryl monomer로 구성된 저굴절율을 응용하여 제조된 심색화제로 염색된 섬유제품에 패딩(Padding) 혹은 침지(Dipping)처리함으로써 심색성, 유연성, 흡수성, 세탁견뢰성, 일광견뢰성 등이 우수한 섬유 염색 가공물을 얻음으로써 고부가가치의 섬유제품을 창출할 수 있다.
또한, 기존의 일부 심색화 처리가 국한적으로 실시되고 있는 폴리에스테르 섬유 뿐만 아니라 종전에 천연섬유(예, 목면, 레이온 등의 셀룰로오스 섬유)에도 심색성을 얻을 수 있으며, 또한 기존의 폴리에스터 Formal Black에만 국한되었던 심색화제에서 본 발명은 다색상, 친환경적인 심색화제로 널리 보급하거나, 적용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명인 섬유용 다색상 심색화제는 폴리에스터 섬유를 비롯한 소수성 섬유와 나일론(Nylon), 면(Cotton), 레이온(Rayon), 모(Wool) 등과 같은 친수성 섬유의 혼방섬유 제품에 있어서 친수성, 소수성의 양쪽 섬유에 탁월한 심색성, 세탁견뢰성, 황변견뢰도 등을 부여함과 동시에 흡수성, 유연성(Soft Touch) 및 대전방지효과 등을 높이는 현저한 효과가 있다.
본 발명은 섬유용 다색상 심색화제에 관한 것으로, 섬유용 다색상 심색화제에 있어서, 상기 섬유용 다색상 심색화제는 C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체와; C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체와; C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체와; C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체와; C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 섬유용 다색상 심색화제는 C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체 30~60중량부에 대하여, C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체 10~30중량부; C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체 10~30중량부; C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체 1~10중량부; C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체 1~15중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명인 섬유용 다색상 심색화제의 처리조건, 방법 등에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 심색화 방법은 패드처리법(Padding treatment), 침지법(dipping treatment) 등의 일반적인 방법에 의해 처리가 용이하며 염색된 섬유제품의 형상으로서는 직물, 편물(니트) 등의 어떠한 형태에도 적용가능하며, 특수하게 유연성 및 대전방지성이 요구되는 경우에 소량의 계면활성제를 혼합하여 적용하여도 상용성 측면에서 문제를 발생시키지 않으며, 과거에는 거품발생(Foam)을 방지하고 사용하는 물의 pH를 조절하는 등의 번거로운 작업조건이 있었으나, 본 발명은 소포제 등의 첨가제가 전혀 필요하지 않으며, 순수물의 적당량부와 본 발명인 다색상 심색화제를 일반 상온 조건하에서 적당량을 희석하여 염색가공된 섬유원단에 패딩법 혹은 침지법에 의해 가공하고자 하는 섬유 원단 표면에 처리한 후 130~170℃의 온도 범위 내에서 약 1~3분 정도 건열 처리만 하면 된다.
본 발명인 섬유용 다색상 심색화제의 화학적 조성물의 구성비는 표 1과 같다.
섬유용 다색상 심색화제의 화학적 조성물의 구성비
구 분 중량평균분자량 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비고
1) C2∼C12 Polyacrylate계열 공중합물(1*) 50∼900 40 50 60 35 40
2) C4∼C16 Acrylate계열 공중합물 100∼700 30 10 15 15 25
3) C4∼C18 다가Acrylate계열 공중합물 100∼1,000 15 20 10 30 25
4) C2∼C10 Mono-and-Di-Acrylate
계열 공중합물		 100∼1,500 5 10 10 5 5
5) C4∼C18 지방산 Amide Ester 300∼1,300 10 10 5 15 5
TOTAL 100 100 100 100 100
(1*) 본 발명에 있어서 C2~C12 Polyacrylate계열 공중합물의 경우에 30중량부 미만과 60중량부를 초과하여 적용할 경우, 마찰견뢰도 저하와 심색성이 저하되었다.
본 발명의 섬유처리방법으로는 패드법, 침지법 등이 상용화하기가 쉽고 경제적인 측면 및 균일한 품질로 생산하기 용이하며, 표 1에서 각각 제조하여 본 발명의 원액 농도를 0.76중량%로 조제하여 물과 상온에서 희석한 후 침지법을 이용하여 Mangle(압착롤러)으로 약 70~80% 정도로 짠 후에 145℃에서 약 100초 동안 텐타(열풍건조기)를 이용하여 건조시킨 후 표 2, 표 3, 표 4와 같은 결과를 얻었다.
섬유용 다색상 심색화제의 평가결과
구분 BLANK 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비고
L(*2) 14.52 8.70 8.68 8.55 8.72 8.63
a(*3) 0.51 0.48 0.51 0.50 0.51 0.53
b(*4) -1.12 -1.36 -1.38 -1.42 -1.31 -1.33
h(*h) 288.98 291.55 288.55 281.45 286.53 290.28
본 발명품은 폴리에스터 100% Formal Black 원단에 처리하였으며 본 결과는 CCM(Computer Color Matching machine)에 의한 것이다.
따라서, (*2) L값 : 수치가 낮을수록 심색도(농색도)가 진하다.
(*3) a값 : BLANK의 원단보다 (+)방향일 경우에는 노란색계(Yellowish)하며 (-)일 경우에는 녹색계(Green)색을 띤다.
(*4) b값 : BLANK의 원단보다 (+)방향일 경우에는 빨간색계(Red)하며 (-)일 경우에는 파란색계(Bluish)를 띤다.
(*h) : Hue(색상) 값이며, Blank의 원단보다 (+) 방향일 경우에는 파란색계(Bluish)하며, (-)인 경우에는 빨간색계(Red)색을 딴다.
따라서 세탁견뢰도, 일광견뢰도, 황변견뢰도 등에 관한 것은 실시예 3을 중심으로 표 3과 같은 결과를 얻었다.
섬유용 다색상 심색화제의 평가결과
항목 BLANK 실시예3 비고
세탁견뢰도 (*5)
- 변퇴색
- 오염
면
폴리에스터
2급

2급
1∼2급
4∼5급

4∼5급
4급
드라이클리닝견뢰도(*6)
- 변퇴색
- 시험액
2급
1∼2급
5급
4급
마찰견뢰도(*7)
- 건
- 습
3급
2∼3급
4급
4∼5급
일광견뢰도(*8)
20표준퇴색시간
2∼3급 이상
4급 이상
황변견뢰도(*9)
- 오염
2∼3급
4~5급
(*5) : KSK ISO 105-C06 : 2002, A2S, 세탁온도 40±2℃, 세탁시간 30분, 0.4% ECE 표준세제(Reference detergent), 0.1% 과붕산나트륨, 강구 100개
(*6) : KSK ISO 105-D01 : 2005, 페클로에틸렌
(*7) : KSK 0650 : 2006, 크록크미터(CROCK METER)
(*8) : KSK 0700 : 2006, 페이드오미터(FADE-OMETER) BLUE SCALE
(*9) : KSK 0190 : 2003
시험기기 : 황분시험기(JAMES H. HEAL. CO. LTD)
시험온도 : 50±3℃, 시험시간 : 16시간
(*5∼*9)급 : KSK 규격에 의하여 1~5급으로 판정하며 모든 항목에서 5급일 때 가장 양호함.
또한, 본 발명을 위하여 친수성 섬유인 천연섬유 소재에 따라 직물의 원단을 제작하여 염색 가공된 원단에 처리한 결과를 정리하면 표 4와 같다.
천연섬유 소재에 따라 직물의 원단을 제작하여 섬유용 다색상 심색화제를 처리하여 염색시 평가결과
면(Cotton)사 Wool사 나일론사 레이온사 비고
L 9.02 9.32 8.86 8.63
a 0.42 0.38 0.51 0.53
b -1.67 -1.52 -1.79 -1.71
세탁견뢰도 4급 4급 4∼5급 4급
드라이클리닝
견뢰도		 3∼4급 4급 5급 4∼5급
마찰견뢰도 4급 3∼4급 5급 4급
일광견뢰도 4∼5급 4급 4∼5급 4∼5급
황변견뢰도 4∼5급 4급 4급 4∼5급
표 4에서는 실시예 3과 실시예 4를 각각 조제한 후, 고형분을 고려하여 면(Cotton)인 경우 0.85중량부, 모(Wool)인 경우 0.80중량부, 나일론(Nylon)인 경우 0.65중량부, 레이온(Rayon)사인 경우 0.60중량부를 각각에 대하여 일반 상온에서 물과 희석하여 침지법으로 처리한 후 135℃에서 약 80초 동안 텐타를 이용하여 건조 처리하였다.
섬유용 다색상 심색화제의 성분 및 적정비율에 대한 종합평가결과
조성물 중량평균분자량 비율
(중량부)
1) C2∼C12 Polyacrylate계열 50∼900 30∼60
2) C4∼C16 Acrylate계열 100∼700 10∼30
3) C4∼C18 다가Acrylate계열 100∼1000 10∼30
4) C2∼C10 Mono-and-Di-acrylate 100∼1500 1∼10
5) C4∼C18 지방산 Amide ester 300∼1300 1∼15
표 5에서는 본 발명인 섬유용 다색상 심색화제의 성분과 적정비율(중량부)에 대한 종합적인 평가결과를 나타낸 것이다.
C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체가 30중량부 미만인 경우 마찰견뢰도가 2급이하로 저하되며, 60 중량부 초과시 심색성인 L값이 11이상으로 심색성이 급격히 저하되었으며, C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체와 C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체가 10중량부 미만인 경우 세탁견뢰도가 2급 이하로 저하되며, 30중량부 초과시 일광견뢰도가 1~2급씩 떨어지며, C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체가 1중량부 미만인 경우 원단 표면이 빨간색(Red)으로 유도되며, 10중량부 초과시 Hand mark(손자국)가 심하게 발생하여 원단 표면에서의 얼룩이 심하게 발생하였으며, C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체가 1중량부 미만인 경우 원단 표면에서 흡습성을 저하시켜 연속되는 고속 생산공정에서 균일, 균제도의 저하로 인하여 황변 견뢰도가 2~3급으로 떨어지며, 15중량부 초과시 심색성인 L값이 10.5 이상으로 상승하여 심색 효과가 저하되고, 황변견뢰도가 1~2급씩 떨어졌다.
따라서, 본 발명인 섬유용 다색상 심색화제는 주로 Polyacryl monomer로 구성된 저굴절율을 응용하여 제조된 심색화제로 염색된 섬유제품에 패딩(Padding) 혹은 침지(Dipping) 처리함으로써 심색성, 유연성, 흡수성, 세탁견뢰성, 일광견뢰성 등이 우수한 섬유 염색 가공물을 얻음으로써 고부가가치의 섬유제품을 창출할 수 있다.
또한, 기존의 일부 심색화 처리가 국한적으로 실시되고 있는 폴리에스테르 섬유 뿐만 아니라 종전에 천연섬유(예, 목면, 레이온 등의 셀룰로오스 섬유)에도 심색성을 얻을 수 있으며, 또한 기존의 폴리에스터 Formal Black에만 국한되었던 심색화제에서 본 발명은 다색상, 친환경적인 심색화제로 널리 보급하거나, 적용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명인 섬유용 다색상 심색화제는 폴리에스터 섬유를 비롯한 소수성 섬유와 나일론(Nylon), 면(Cotton), 레이온(Rayon), 모(Wool) 등과 같은 친수성 섬유의 혼방섬유 제품에 있어서 친수성, 소수성의 양쪽 섬유에 탁월한 심색성, 세탁견뢰성, 황변견뢰도 등을 부여함과 동시에 흡수성, 유연성(Soft Touch) 및 대전방지효과 등을 높이는 현저한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 섬유용 다색상 심색화제에 있어서, 상기 섬유용 다색상 심색화제는 C2~C12 탄소수의 Alkyl polyacrylate 중량평균분자량 50~900인 공중합체 30~60중량부에 대하여, C4~C16 탄소수 Alkyl 그룹 Acrylate 중량평균분자량 100~700인 공중합체 10~30중량부; C4~C18 탄소수 Alkyl 그룹 다가 Acrylate 중량평균분자량 100~1000인 공중합체 10~30중량부; C2~C10 탄소수 Alkyl 그룹 Mono-and-Di-acrylate 중량평균분자량 100~1500인 공중합체 1~10중량부; C4~C18 탄소 지방산 Amide 에스테르 형태로써 중량평균분자량 300~1300인 공중합체 1~15중량부인 것을 특징으로 하는 섬유용 다색상 심색화제.
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