KR101395670B1

KR101395670B1 - 광물계 천연염료 염색장치 및 광물계 천연염료를 이용한 염색방법

Info

Publication number: KR101395670B1
Application number: KR1020130051743A
Authority: KR
Inventors: 배창희; 김진구; 김현철; 권오훈; 최선호
Original assignee: 주식회사삼성실업
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-05-15

Abstract

본 발명은 날염 염료의 안정화로 날염 염료의 오염으로 인한 패딩 염색의 이색화 현상을 해소하고, 세탁 염색견뢰도 및 일광 견뢰도 등이 우수하도록 염색할 수 있는 광물계 천연염료 염색장치 및 광물계 천연염료를 이용한 염색방법에 관한 것으로서, 염색할 원단을 공급하는 원단공급부와; 광물계 천연염료를 이용하여 상기 원단공급부를 통해 공급되는 원단에 무늬를 형성하는 날염부와; 상기 날염부에 의해 무늬가 형성된 원단을 열처리하는 제1 열처리부와; 상기 제1 열처리부에 의해 열처리된 상기 원단을 광물계 천염염료 침지한후 패딩시키는 패딩롤러가 구비된 패딩부와; 상기 패딩부에 의해 염색된 원단을 열처리하는 제2 열처리부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

광물계 천연염료 염색장치 및 광물계 천연염료를 이용한 염색방법{Dyeing apparatus and method using natural dyes}

본 발명은 날염 염료의 안정화로 날염 염료의 오염으로 인한 패딩 염색의 이색화 현상을 해소하고, 세탁 염색견뢰도 및 일광 견뢰도 등이 우수하도록 염색할 수 있는 광물계 천연염료 염색장치 및 광물계 천연염료를 이용한 염색방법에 관한 것이다.

천연 염색이란, 자연계에 존재하는 동물, 식물 및 광물로부터 분리하여 얻은 색소를 이용하여 면, 견, 마, 모 등의 원단을 염색하는 것으로서, 화학염색과 대비되는 염색을 말한다. 화학염색이 염색과정에서 각종 화학물질의 사용으로 인하여 인체에 유해한 물질을 배출하여 건강이나 환경오염 문제를 일으키는 반면, 천연 염색은 유해한 화학물질을 사용하지 않고 자연에서 얻어지는 천연재료로 원단을 염색한다는 점에서 건강 및 친환경을 중요시하는 사회적 흐름과 함께 그 관심이 증가하는 추세이다.

천연 염색은 물에 용해된 염료가 섬유 속으로 침투해서 전혀 다른 색상의 섬유로 염착하는 것으로, 염료는 크게 식물성 염료, 동물성 염료, 광물성 염료로 구분된다.

식물성 염료는 색깔을 가진 식물의 꽃잎이나 열매, 줄기, 뿌리, 잎 등에서 채취한 것을 예를 들어 붉은색은 홍화(紅花:잇꽃)라는 꽃잎에서, 황색은 치자(梔子)나무 열매나 초자황(草雌黃)의 수액에서, 남색은 여귀과에 속하는 쪽풀의 줄기와 잎에서, 울금색(鬱金色)은 생강과에 속하는 울금의 뿌리와 줄기에서 채취하여 염료로 사용하거나 잇꽃, 소방목의 붉은색, 치자, 황백, 울금 조개풀의 노란색 염색로 사용하였다.

이외에도 염료의 원료에 따라 홍화염, 소방염, 천염, 오미자염, 황백염, 치자염, 울금염, 황련염, 괴화염, 신초염, 두리염, 자초염, 감염, 쪽염, 홍염 등 다양한 염색방법이 있다.

식물성 염료에 의한 염색은 색상은 고우나 선명도가 떨어지고 엷으며, 염색한 옷을 장기간 보관하면 좀벌레와 같은 해충에 의해 옷이 손상되기 쉽고, 잦은 세탁에 의해 색상이 빠지거나 탈색되는 단점이 있다.

이에 반해 광물성 재료를 이용한 염색방법은 세탁시 색이 빠지는 정도가 식물성 원료에 비해 덜하고, 색감이 진한 장점이 있으나, 재현성 및 균일성이 좋지 못하는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 날염 염료의 안정화로 날염 염료의 오염으로 인한 패딩 염색의 이색화 현상을 해소하고, 세탁 염색견뢰도 및 일광 견뢰도 등이 우수하도록 염색할 수 있는 광물계 천연염료 염색장치 및 광물계 천연염료를 이용한 염색방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

염색할 원단을 공급하는 원단공급부와;

광물계 천연염료를 이용하여 상기 원단공급부를 통해 공급되는 원단에 무늬를 형성하는 날염부와;

상기 날염부에 의해 무늬가 형성된 원단을 열처리하는 제1 열처리부와;

상기 제1 열처리부에 의해 열처리된 상기 원단을 광물계 천염염료 침지한후 패딩시키는 패딩롤러가 구비된 패딩부와;

상기 패딩부에 의해 염색된 원단을 열처리하는 제2 열처리부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치를 제공한다.

그리고 상기 날염부, 상기 패딩부 중 어느 하나 이상에 사용되는 상기 광물계 천연염료는 물 100중량부에 비취분말 3~8중량부, 바인더 8~15중량부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1 열처리부는 상기 날염부에 의해 무늬가 형성된 원단을 160~180℃로 열처리하는 것이 좋다.

또한, 상기 패딩부의 패딩롤러의 표면에는 실리콘고무층이 구비되는 것이 좋고, 상기 패딩롤러의 실리콘 고무층의 두께는 45~50mm이고, 상기 패딩롤러의 압력은 3~5kg/cm²인 것이 바람직하다.

아울러 본 발명은,

광물계 천연염료를 이용하여 원단에 무늬를 날염하는 날염단계와;

상기 날염된 원단을 열처리하는 제1 열처리단계와;

상기 제1 열처리된 원단을 광물계 천연염료에 침지시킨 후 패딩처리하는 패딩단계와;

상기 패딩처리된 원단을 열처리하는 제2 열처리단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법을 제공한다.

상기 날염단계 및 상기 패딩단계 중 어느 하나 이상의 광물계 천연염료는 물 100중량부에 비취분말 3~8중량부, 바인더 8~15중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법.

상기 제1 열처리단계는 상기 날염된 원단을 160~180℃에서 열처리하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 패딩단계는 상기 제1 열처리된 원단을 광물계 천연염료에 침지시킨 후 표면에 45~50mm의 실리콘 고무층이 형성된 패딩롤러를 이용하여 3~5kg/cm²의 압력으로 패딩시키는 것이 좋다.

또한, 상기 제2 열처리단계는 상기 패딩처리된 원단을 180~200℃에서 90~120초 동안 열처리하는 것이 바람직하다.

본 발명은 날염 염료의 안정화로 날염 염료의 오염으로 인한 패딩 염색의 이색화 현상을 해소하고, 세탁 염색견뢰도 및 일광 견뢰도 등이 우수하도록 염색할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 광물계 천연염료 염색장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 패딩롤러를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 광물계 천연염료 염색장치 및 염색방법을 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 광물계 천연염료 염색장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 광물계 천연염료 염색장치는 도 1과 같이 원단공급부(10), 날염부(20), 제1 열처리부(30), 패딩부(40) 및 제2 열처리부(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 원단공급부(10)는 염색하고자 하는 원단(100)이 감겨진 지관을 리와인더하여 상기 날염부(20)에 공급한다. 상기 원단은 직물, 편직물 등으로 이루어질 수 있고, 또한 원단은 천연섬유, 합성섬유 중 1종 또는 2종이 혼방된 원사로 이루어질 수 있는 등 크게 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 날염부(20)는 상기 원단공급부(10)로부터 공급되는 원단의 일면에 무늬를 형성하기 위한 것으로서, 상기 날염부(20)는 롤러 날염, 로터리 날염, 스크리 날염 등을 사용할 수 있는 등 크게 한정되는 것은 아니다.

도 1에서는 상기 날염부(20)로서 롤러 날염을 사용하였다. 상기 롤러 날염은 광물계 천연염료가 수용되는 염료조(210)와, 상기 염료조(210)에 수용된 광물계 천연염료에 일부가 침지되도록 배치되고 무늬가 형성된 하부롤러(220)와, 상기 하부롤러(220) 상으로 통과되는 원단을 일정한 압력으로 가압하는 상부롤러(230)를 포함하여 이루어진다.

상기 광물계 천연염료로서 황토분말, 게르마늄분말, 비취분말 등을 사용할 수 있다.

상기 비취분말을 사용할 경우 물 100중량부에 비취분말 3~8중량부, 바인더 8~15중량부를 혼합하여 광물계 천연염료로서 사용하는 것이 좋다.

상기 비취분말을 3중량부 미만으로 사용할 경우 원단에 선명한 비취색의 무늬를 나염하기 어렵고, 8중량부 초과로 사용할 경우 균일한 비취색을 얻기 어려운 문제가 있다.

그리고 상기 바인더로서 수용성 아크릴계 바인더 등을 사용할 수 있다. 그리고 상기 바인더를 8중량부 미만으로 사용할 경우 세탁견뢰도가 우수하지 못하고, 15중량부 초과로 혼합될 경우 균일한 비취색을 얻기 어려운 문제가 있다.

다음으로 상기 제1 열처리부(30)는 상기 날염부(20)에 의해 무늬가 형성된 원단을 열처리한다. 상기 열처리는 히터 등을 이용하여 열처리할 수 있다. 상기 날염부(20)에 의해 무늬가 형성된 원단을 열처리함으로서, 날염 염료를 안정화시킬 수 있어 상기 패딩부(40)에 의한 패팅처리 후 원단의 칼라의 이색화 현상을 방지할 수 있다.

상기 패딩부(40)는 상기 제1 열처리부(30)에 의해 열처리된 상기 원단을 광물계 천연염료에 침지한 후 패딩시켜 상기 원단의 전체에 광물계 천연염료로 염색한다.

상기 패딩부(40)는 광물계 천연염료가 수용되는 염료조(410)와, 상기 제1 열처리부(30)로부터 공급되는 원단을 상기 염료조(410)의 광물계 천연염료에 침지되도록 안내하는 안내롤러(420)와, 상기 안내롤러(420)를 통과하여 광물계 천연염료가 염색된 원단을 패딩시키는 한쌍의 패딩롤러(430)를 포함하여 이루어진다.

상기 광물계 천연염료는 상기 날염부(20)에 사용한 동일한 광물계 천연염료를 사용한다. 특히 비취분말을 사용할 경우 물 100중량부에 비취분말 3~8중량부, 바인더 8~15중량부를 혼합하여 광물계 천연염료로서 사용하는 것이 좋다. 상기 바인더로서는 수용성 아크릴계 바인더 등을 사용할 수 있다.

이와 같이 상기 패딩부(40)에서 상기 날염부(20)에서 사용한 광물계 천연염료를 동일하게 사용함에 따라, 비취색의 농담(濃淡)에 의해 상기 원단 상에 은은한 무늬가 형성된다.

도 2는 패딩롤러를 개략적으로 나타내는 도면이다.

그리고 상기 한쌍의 패딩롤러(430)의 표면에는 도 2와 같이 실리콘 고무층(435)이 형성되고, 상기 실리콘 고무층(435)의 두께(T)는 45~50mm이고, 상기 패딩롤러(430)의 압력은 3~5kg/cm²인 것이 바람직하다. 상기 실리콘 고무층의 두께가 45~50mm로 이루어짐에 따라, Nip 폭이 20~30mm 이상으로 증가하여 원단의 압착면적이 증가하고, 이로 인하여 원단의 함수율이 50% 이하로 대폭 저하되고 pick-up률(%)이 85% 이상으로 상승하는 이점이 있다. 따라서 건조시간이 단축됨에 따라 건조비용이 대폭 절감된다.

나아가, 상기 패딩롤러(430)의 압력을 종래에 비하여 낮은 3~5kg/cm²으로 낮음에 따라, 원단의 외관손상이 최소화되고, 태의 안정성이 증가되는 이점이 있다.

다음으로, 상기 제2 열처리부(50)는 상기 패딩부(40)에 의해 원단에 염료가 고착된 것을 안정화시켜주기 위한 것으로서, 지그재그 형태의 다단구조로 이루어지는 것이 좋다.

상기 제2 열처리부(50)는 상기 패딩부(40)에 의해 원단에 고착된 염료가 원활히 안정화되도록 180~200℃에서 90~120℃ 동안 열처리하는 것이 좋다.

그리고 상기 제2 열처리부(50)는 복수의 적외선 히터로 이루어지는 것이 좋고, 상기 적외선 히터로부터 발산되는 열이 상기 원단에 효과적으로 전달되도록 상기 적외선 히터의 상측에 반사경이 구비되는 것이 좋다.

상기 제2 열처리부에 의해 열처리된 상기 염색된 원단은 권취부(60)의 지관에 권취되거나, 수세부(미도시)를 통하여 수세한 후 권취될 수 있다.

본 발명의 광물계 천연염료를 이용한 염색방법을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

물 85중량%, 비취분말 5중량% 및 수용성 아크릴계 바인더 10중량%를 혼합하여 광물계 천연염료를 제조하였다. 상기 광물계 천연염료를 이용하여 날염 및 패딩처리하였다.

면포를 상기 광물계 천연염료를 이용하여 날염롤러로 무늬를 형성한 후 160℃에서 30초간 열처리하였고, 열처리된 면포를 상기 광물계 천연염료에 침지시킨 후 패딩롤러를 이용하여 패딩시켰다. 그리고 패딩처리된 원단을 180℃에서 100초간 열처리하여 염료를 안정화시켰다. 패딩롤러의 표면에는 45mm 두께의 실리콘 고무층이 형성되고, 패딩롤러의 압력은 4kg/cm²으로 설정하였다.

[염색 균일성 평가]

실시예 1의 염색된 면포에 대하여 날염 및 염색 균일성에 대하여 육안으로 평가한 결과, 연한 비취색의 원단 상에 날염의 무늬가 진한 비취색으로 표현되는 등 날염 무늬가 고급스럽게 연출되었고, 원단의 중심부와 가장자리의 염색이 균일하게 이루어지는 등 종래와 같은 이색차가 발생하지 않았다.

[염색 견뢰도 평가]

실시예 1의 염색된 면포에 대하여 세탁 10회, 20회, 30회, 40회 및 50회를 실시한 후 세탁 견뢰도 및 일광 견뢰도를 측정하였고, 세탁견뢰도는 KSK ISO 105-C01(2007)의 시험방법에 의하여 측정하였고, 일광견뢰도는 KSK ISO 105-B02(2005; Xenon arc법)의 시험방법에 의해 측정하였으며, 그 결과는 하기의 표 1로 나타냈다.

	실시예 1
세탁 회수	10	20	30	40	50
세탁견뢰도	4급	4급	4급	4급	3급
일광견뢰도	3급	3급	3급	3급	3급

[항균성 평가]

실시예 1의 염색된 면포에 대하여 항균성 평가를 하였고, 항균성 평가방법으로는 KS K 0693의 방법으로 황색포도상구균을 이용하여 시험하였다.

시험결과 실시예 1의 염색된 편모에 대한 항균성 평가 결과, 황색포도상구균의 감소율이 99.9%로서 우수한 항균성을 확인할 수 있었다.

10: 원단공급부,
20: 날염부,
30: 제1 열처리부,
40: 패딩부,
50: 제2 열처리부,
60: 권취부

Claims

염색할 원단을 공급하는 원단공급부와;
광물계 천연염료를 이용하여 상기 원단공급부를 통해 공급되는 원단에 무늬를 형성하는 날염부와;
상기 날염부에 의해 무늬가 형성된 원단을 열처리하는 제1 열처리부와;
상기 제1 열처리부에 의해 열처리된 상기 원단을 광물계 천염염료 침지한후 패딩시키는 패딩롤러가 구비된 패딩부와;
상기 패딩부에 의해 염색된 원단을 열처리하는 제2 열처리부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치.
제1항에 있어서,
상기 날염부 및 상기 패딩부에 사용되는 상기 광물계 천연염료는 물 100중량부에 비취분말 3~8중량부, 바인더 8~15중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 열처리부는 상기 날염부에 의해 무늬가 형성된 원단을 160~180℃로 열처리하는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치.
제1항에 있어서,
상기 패딩부의 패딩롤러의 표면에는 실리콘고무층이 구비되는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치.
제4항에 있어서,
상기 패딩롤러의 실리콘 고무층의 두께는 45~50mm이고, 상기 패딩롤러의 압력은 3~5kg/cm²인 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 열처리부는 상기 패딩부에 의해 염색된 원단을 180~200℃에서 90~120초 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료 염색장치.
광물계 천연염료를 이용하여 원단에 무늬를 날염하는 날염단계와;
상기 날염된 원단을 열처리하는 제1 열처리단계와;
상기 제1 열처리된 원단을 광물계 천연염료에 침지시킨 후 패딩처리하는 패딩단계와;
상기 패딩처리된 원단을 열처리하는 제2 열처리단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법.
제7항에 있어서,
상기 날염단계 및 상기 패딩단계 중 어느 하나 이상의 광물계 천연염료는 물 100중량부에 비취분말 3~8중량부, 바인더 8~15중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 열처리단계는 상기 날염된 원단을 160~180℃에서 열처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법.
제9항에 있어서,
상기 패딩단계는 상기 제1 열처리된 원단을 광물계 천연염료에 침지시킨 후 표면에 45~50mm의 실리콘 고무층이 형성된 패딩롤러를 이용하여 3~5kg/cm²의 압력으로 패딩시키는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 열처리단계는 상기 패딩처리된 원단을 180~200℃에서 90~120초 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 광물계 천연염료를 이용한 염색방법.