KR101560157B1

KR101560157B1 - 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법

Info

Publication number: KR101560157B1
Application number: KR1020140097912A
Authority: KR
Inventors: 우정하
Original assignee: 주식회사 정림텍스타일; 주식회사 제일씨엔씨
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2015-10-14

Abstract

본 발명은 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 배합의 염료 혼합 조성물을 사용함과 동시에 염색 온도를 최적으로 조절하고 고착 방식을 차별화함으로써, 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌 섬유에 적용시 Yellow, Red, Blue의 3원색 및 Black 색상을 온전히 발현할 수 있고 빌드업(Build-up), 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도 등 우수한 염착 효과를 구현함과 동시에 소재의 열변형을 방지할 수 있는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법에 관한 것이다.

Description

개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법{DYEING METHOD OF MODIFICATED POLYPROPYLENE FABRICS}

폴리프로필렌(Polypropylene; PP)은 하기 구조식과 같이 탄화수소로 이루어진 고분자 물질로 형성되어 있다. 이러한 폴리프로필렌은 비중이 낮아 가볍고 수분 흡수 및 정전기 발생이 없으며 균이 생성될 수 없어 자동차 내장제, 위생 소재 등으로 각광을 받고 있다. 또한 폴리프로필렌은 열전도도가 낮아 보온성이 우수하고 내약품성, 내마모성 및 탄성이 뛰어나 최근 다양한 섬유 소재로의 개발이 진행되고 있다. 현재 폴리프로필렌 섬유는 일반적으로 짧은 섬유(Staple fiber)나 필라멘트(Filament)사로 제조되고 있다.

[PP 구조식]

그러나, 폴리프로필렌 섬유는 실제 소수성이면서 고결정성으로 이루어져 있기 때문에 물이나 염료의 침투가 어려워 염색이 잘 되지 않는다는 단점을 지닌다. 구체적으로, 폴리프로필렌 섬유는 비극성 구조와 2/3 이상의 높은 결정영역을 갖는 분자 구조의 치밀함 때문에 후염색이 잘 되지 않으며, 그 결과 원착사가 폴리프로필렌 섬유의 대부분을 차지하고 있는바 색상이 제한되어 일반 의류용 섬유로의 이용에는 한계가 있다.

이에, 소수성인 폴리프로필렌 섬유를 착색, 염착하기 위해 고분자 화합 물질에 안료 계열의 염료를 혼합 후 방사하여 색상을 부여하는 방법으로 수지 칩(Chip)을 제조하는 형태가 일반적으로 사용되고 있으나, 다양한 색상을 부여하지 못하는 폴리프로필렌 섬유의 근본적 문제를 해소하지는 못하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 폴리프로필렌을 염착이 가능하도록 화학적으로 개질한 폴리프로필렌(Modificated Polypropylene; MPP) 섬유가 제안되었다. 예를 들어, 폴리프로필렌에 기능성 고분자 물질과 비결정 기능성 고분자 물질을 첨가하여 수용성기 또는 반응기를 부여함으로써 염착이 가능하도록 제조하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 국내에서도 일부 업체가 현재 폴리프로필렌 섬유의 개질화에 성공하여 시판하고 있는 상황이다.

그러나, 이러한 개질 폴리프로필렌 역시 실제 의류용 소재로 적용하기에는 아직 어려움이 많다. 개질화한 섬유 또한 섬유 상에 결합기를 적용하지 못하고 있는 관계로, 흡착은 이루어지지만 수세나 세탁에 의해 지속적으로 염료가 빠져나오는 현상을 제어할 수 없는 실정이며, 섬유용으로 요구되는 침염 및 날염공정 후 세탁 견뢰도(3급 이상), 마찰 견뢰도(3~4급 이상) 및 일광 견뢰도(3~4급 이상)를 만족시키지 못하고 있는 것이다.

한편, 개질 폴리프로필렌 섬유는 열경화 온도가 상대적으로 낮기 때문에 염색공정시 염색 온도를 적절히 조절하는 것이 중요하며, 함께 사용되는 다른 섬유 소재의 변형 방지 등에도 각별한 주의를 기울여야 한다. 예를 들어, 개질 폴리프로필렌/우레탄 섬유 또는 개질 폴리프로필렌/스판덱스(Spandex) 섬유를 침염하는 경우, 온도가 상승할수록 염착률은 증가하지만 지나치게 높은 온도에서 처리하면 섬유에 포함된 우레탄 소재 및 스판덱스(Spandex)가 열분해되는 현상이 발생한다.

또한, 개질 폴리프로필렌 섬유를 날염하는 경우 역시 그 열경화 온도를 고려하여 고착 방식 및 고착 온도에 주의를 기울어야 한다. 일반적인 폴리에스터 섬유는 200℃ 이상에서도 열에 대해서 안정하지만 개질 폴리프로필렌 섬유는 약 160℃의 상대적으로 낮은 온도에서 열경화가 발생할 수 있기 때문이다. 아울러, 개질 폴리프로필렌 섬유는 흡습성이 낮은 형태이므로 기존의 스티밍(Steaming) 방식을 그대로 적용하여 열처리하는 것은 개질 폴리프로필렌 섬유의 날염에 있어서는 적절치 못한 고착 방식이 된다.

이에, 개질된 폴리프로필렌 섬유에 적용하기 위한 것으로, 우수한 염착률, 빌드업(Build-up) 특성, 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 구현함과 동시에 소재의 열변형을 방지하여 완전한 염색을 이룰 수 있게 하는 새로운 형태의 염료 및 염색방법에 대한 개발이 절실한 상황이다.

한국공개특허 제10-2005-0069542호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌 섬유에 적용시 Yellow, Red, Blue의 3원색 및 Black 색상을 온전히 발현할 수 있고 빌드업(Build-up), 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도 등 우수한 염착 효과를 구현함과 동시에 소재가 열변형되는 것을 방지할 수 있는 새로운 형태의 염료 혼합 조성물 및 이를 사용한 염색방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이를 통해, 본 발명은 폴리프로필렌 섬유의 가치를 한층 더 제고시킬 수 있을 것으로 기대된다.

상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 싱글 아조계 염료 화합물; 퀴놀린계 염료 화합물; 안트라퀴논계 염료 화합물; 티오인디고계 염료 화합물; 및 메틴계 염료 화합물; 중에서 선택된 2종 이상의 염료 화합물들이 특정 조합 및 함량으로 혼합된 염료 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법을 제공한다.

구체적으로, 염욕의 온도를 110℃로 10분 동안 유지한 후, 130℃까지 승온시킨 다음, 130℃에서 30~40분 동안 유지하여 염료를 직물에 고착시켜 침염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법을 제공한다.

또한, I.R Heating기로 145~155℃에서 열처리하여 염료를 직물에 고착시켜 날염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법을 제공한다.

본 발명에 따른 염색방법에 따라 개질 폴리프로필렌 섬유를 침염 또는 날염하면 Yellow, Red, Blue의 3원색 및 Black 색상을 완벽하게 구현할 수 있고, 우수한 빌드업(Build-up)과 더불어 섬유용으로 요구되는 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 기준등급 이상으로 만족시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 염색방법은 염색 대상인 섬유 소재의 열변형을 유발하지 않는다.

아울러, 본 발명에 따른 염색방법은 유해성분을 포함하지 않는 염료 혼합 조성물을 사용하는바 친환경적이다.

도 1은 본 발명에 따른 개질 폴리프로필렌 섬유 염색공정의 일 구체예를 단계별로 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따라 황색(Yellow) 염료 조성물로 염색한 개질 폴리프로필렌의 염착 특성 및 세탁 견뢰도를 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 적색(Red) 염료 조성물로 염색한 개질 폴리프로필렌의 염착 특성 및 세탁 견뢰도를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 청색(Blue) 염료 조성물로 염색한 개질 폴리프로필렌의 염착 특성 및 세탁 견뢰도를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따라 흑색(Black) 염료 조성물로 염색한 개질 폴리프로필렌의 염착 특성 및 세탁 견뢰도를 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 염색방법은 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌 섬유를 염색하기 위한 것으로, 하기 화학식 AZ1 내지 AZ12로 표시되는 싱글 아조계 염료 화합물; 하기 화학식 Q1 내지 Q2로 표시되는 퀴놀린계(또는 퀴노프탈론계) 염료 화합물; 하기 화학식 AN1 내지 AN4로 표시되는 안트라퀴논계 염료 화합물; 하기 화학식 T1으로 표시되는 티오인디고계 염료 화합물; 및 하기 화학식 M1으로 표시되는 메틴계 염료 화합물; 중에서 선택된 2종 이상의 염료 화합물이 혼합된 염료 조성물을 사용함을 특징으로 한다.

[화학식 AZ1]

[화학식 AZ2]

[화학식 AZ3]

[화학식 AZ4]

[화학식 AZ5]

[화학식 AZ6]

[화학식 AZ7]

[화학식 AZ8]

[화학식 AZ9]

[화학식 AZ10]

[화학식 AZ11]

[화학식 AZ12]

[화학식 Q1]

[화학식 Q2]

[화학식 AN1]

[화학식 AN2]

[화학식 AN3]

[화학식 AN4]

[화학식 T1]

[화학식 M1]

본 발명에 있어서, 상기 염착이 가능하도록 (화학적으로) 개질된 폴리프로필렌 섬유는 폴리프로필렌 섬유에 비결정 고분자 물질 및 결정성이 낮은 고분자 물질을 첨가하여 수용성기 또는 반응기를 부여함으로써 염색 및 날염이 가능하도록 개질한 것이다.

구체적으로, 상기 개질된 폴리프로필렌(Modificated Polypropylene; MPP) 섬유는 하기 구조식 1 및 2와 같이 소수성인 폴리프로필렌 칩(Chip)에 친수성기를 갖는 EVA(Ethylene-co-Vinylacetate)가 첨가되어 컴파운딩(Compounding)된 것, 또는 폴리프로필렌에 하이드록시기 또는 에테르기를 갖는 방향족 화합물이 공중합된 것일 수 있다.

[MPP 구조식 1]

[MPP 구조식 2]

제1 구체예에서, 본 발명의 염색방법에 사용되는 염료 조성물은 하기 화학식 AZ1, 화학식 Q1, 화학식 Q2 및 화학식 AN1으로 표시되는 화합물이 혼합된 황색(Yellow) 염료 조성물일 수 있다.

[화학식 AZ1]

[화학식 Q1]

[화학식 Q2]

[화학식 AN1]

본 구체예에서, 상기 화학식 AZ1의 염료는 싱글 아조(Single Azo) 타입으로서 색상 및 농도를 최대화하면서 견뢰도를 향상시키는 역할을 하고, 상기 화학식 Q1 및 Q2의 염료는 퀴놀린(Quinoline) 타입으로서 염착 특성과 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하는 역할을 하며, 상기 화학식 AN1의 염료는 안트라퀴논(Anthraquinone) 타입으로서 염착 특성과 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하고 선명한 색상 부여 등 색상 및 견뢰도를 전체적으로 조절하는 역할을 한다.

본 황색(Yellow) 염료 조성물은 상기 화학식 AZ1의 화합물 30~40 중량%; 화학식 Q1의 화합물 20~30 중량%; 화학식 Q2의 화합물 10~25 중량%; 및 화학식 AN1의 화합물 5~20 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다. 화합물들의 함량이 상기 범위일 때 황색 계열에 해당하는 색을 최적으로 발현할 수 있고 우수한 빌드업(Build-up) 특성과 더불어 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 소망하는 수준으로 동시에 만족시킬 수 있다.

제2 구체예에서, 본 발명의 염색방법에 사용되는 염료 조성물은 하기 화학식 AN2, 화학식 T1, 화학식 AZ2 및 화학식 AN3으로 표시되는 화합물이 혼합된 적색(Red) 염료 조성물일 수 있다.

[화학식 AN2]

[화학식 T1]

[화학식 AZ2]

[화학식 AN3]

본 구체예에서, 상기 화학식 AN2의 염료는 안트라퀴논(Anthraquinone) 타입으로서 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하는 역할을 하며, 상기 화학식 T1의 염료는 티오인디고(Thioindigo) 타입으로서 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하는 역할을 하고, 상기 화학식 AZ2의 염료는 싱글 아조(Single Azo) 타입으로서 진한 색상을 부여하는 역할을 하며, 상기 화학식 AN3의 염료는 안트라퀴논(Anthraquinone) 타입으로서 염착 특성 및 일광 견뢰도를 개선하고 선명한 색상 부여 등 색상 및 견뢰도를 전체적으로 조절하는 역할을 한다.

본 적색(Red) 염료 조성물은 상기 화학식 AN2의 화합물 15~30 중량%; 화학식 T1의 화합물 10~25 중량%; 화학식 AZ2의 화합물 20~35 중량%; 및 화학식 AN3의 화합물 15~25 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다. 화합물들의 함량이 상기 범위일 때 적색 계열에 해당하는 색을 최적으로 발현할 수 있고 우수한 빌드업(Build-up) 특성과 더불어 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 소망하는 수준으로 동시에 만족시킬 수 있다.

제3 구체예에서, 본 발명의 염색방법에 사용되는 염료 조성물은 하기 화학식 M1, 화학식 AZ3, 화학식 AN4, 화학식 AZ4 및 화학식 AZ5로 표시되는 화합물이 혼합된 청색(Blue) 염료 조성물일 수 있다.

[화학식 M1]

[화학식 AZ3]

[화학식 AN4]

[화학식 AZ4]

[화학식 AZ5]

본 구체예에서, 상기 화학식 M1의 염료는 메틴(Methine) 타입으로서 세탁 견뢰도 및 빌드업(Build-up) 특성을 향상시키는 역할을 하고, 상기 화학식 AZ3의 염료는 싱글 아조(Single Azo) 타입으로서 일광 견뢰도를 개선하는 역할을 하며, 상기 화학식 AN4의 염료는 안트라퀴논(Anthraquinone) 타입으로서 염착 특성과 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하는 역할을 하고, 상기 화학식 AZ4 및 AZ5의 염료는 싱글 아조(Single Azo) 타입으로서 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하고 진한 색상 부여 등 색상 및 견뢰도를 전체적으로 조절하는 역할을 한다.

본 청색(Blue) 염료 조성물은 상기 화학식 M1의 화합물 5~10 중량%; 화학식 AZ3의 화합물 15~25 중량%; 화학식 AN4의 화합물 10~20 중량%; 화학식 AZ4의 화합물 15~25 중량%; 및 화학식 AZ5의 화합물 20~30 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다. 화합물들의 함량이 상기 범위일 때 청색 계열에 해당하는 색을 최적으로 발현할 수 있고 우수한 빌드업(Build-up) 특성과 더불어 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 소망하는 수준으로 동시에 만족시킬 수 있다.

제4 구체예에서, 본 발명의 염색방법에 사용되는 염료 조성물은 하기 화학식 AZ6, 화학식 AZ7, 화학식 AZ8, 화학식 AZ9 및 화학식 AZ4로 표시되는 화합물이 혼합된 침염용 흑색(Black) 염료 조성물일 수 있다.

[화학식 AZ6]

[화학식 AZ7]

[화학식 AZ8]

[화학식 AZ9]

[화학식 AZ4]

상기 화학식 모두 전반적으로 세탁성이 우수한 아조(Azo) 타입의 염료로서, 상기 화학식 AZ6의 염료는 Blue 색상으로서 빌드업(Build-up) 특성을 향상시키는 역할을 하고, 상기 화학식 AZ7의 염료는 Orange 색상으로서 빌드업(Build-up) 특성 및 세탁 견뢰도를 개선하는 역할을 하며, 상기 화학식 AZ8 및 AZ9의 염료는 Brown 및 Violet 계통으로서 Full Black 색상을 부여할 수 있도록 하는 역할을 하고, 상기 화학식 AZ4의 염료는 Blue 색상으로서 세탁 및 일광 견뢰도를 개선하고 색상 및 견뢰도를 전체적으로 조절하는 역할을 한다.

본 침염용 흑색(Black) 염료 조성물은 상기 화학식 AZ6의 화합물 20~30 중량%; 화학식 AZ7의 화합물 20~30 중량%; 화학식 AZ8의 화합물 5~15 중량%; 화학식 AZ9의 화합물 10~20 중량%; 및 화학식 AZ4의 화합물 5~15 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다. 화합물들의 함량이 상기 범위일 때 침염시 흑색 계열에 해당하는 색을 최적으로 발현할 수 있고 우수한 빌드업(Build-up) 특성과 더불어 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 소망하는 수준으로 동시에 만족시킬 수 있다.

제5 구체예에서, 본 발명의 염색방법에 사용되는 염료 조성물은 하기 화학식 AZ10, 화학식 AZ1, 화학식 AZ11 및 화학식 AZ12로 표시되는 화합물이 혼합된 날염용 흑색(Black) 염료 조성물일 수 있다.

[화학식 AZ10]

[화학식 AZ1]

[화학식 AZ11]

[화학식 AZ12]

상기 화학식 모두 아조(Azo) 타입으로서 각각 Blue, Yellow, Red 및 Violet 색상의 염료이며, 이들이 함께 배합됨으로써 빌드업(Build-up) 특성, 세탁 견뢰도, 일광 견뢰도 및 Full Black 색상 부여의 특성이 전체적으로 조절된다.

본 날염용 흑색(Black) 염료 조성물은 상기 화학식 AZ10의 화합물 35~40 중량%; 화학식 AZ1의 화합물 25~35 중량%; 화학식 AZ11의 화합물 5~15 중량%; 및 화학식 AZ12의 화합물 15~20 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다. 화합물들의 함량이 상기 범위일 때 날염시 흑색 계열에 해당하는 색을 최적으로 발현할 수 있고 우수한 빌드업(Build-up) 특성과 더불어 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 소망하는 수준으로 동시에 만족시킬 수 있다.

본 발명에 사용되는 염료 조성물에는 발명의 목적 및 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 가용화제, 완충제, 빙결방지제 등의 기타 성분이 추가로 포함될 수 있다. 여기서, 상기 가용화제는 염료의 뭉침을 방지하고 용해를 용이하게 해주는 성분이고, 상기 완충제는 저장 및 보관시 염료의 분해를 막아주기 위해 pH를 완충하는 역할을 하는 성분이며, 상기 빙결방지제는 액상 냉동보관시 어는점을 낮춰주어 액상 염료가 얼지 않게 하는 역할을 하는 성분이다. 이러한 기타 첨가제는 조성물 전체 중량 기준 약 1~20 중량%의 범위로 첨가되는 것이 적절하다.

본 발명에 사용되는 염료 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당분야의 통상적인 분산염료 제조방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 분산제를 이용하고 전술한 각각의 염료 화합물들을 적절한 함량으로 함께 배합함으로써 개질 폴리프로필렌 섬유 염착을 위한 3원색 내지 Black용 염료 조성물을 제조할 수 있다.

본 발명에 따라 상기 염료 조성물을 이용하여 개질 폴리프로필렌 섬유를 염색하는 경우, 개질 폴리프로필렌 섬유는 열경화 온도가 낮기 때문에 염색 온도를 적절히 조절하는 것이 중요하다.

이에 따라, 본 발명은 염욕의 온도를 108~112℃에서 128~130℃까지 승온 및 유지하여 염료를 직물에 고착시켜 침염하는 것(Increasing dyeing method)을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법을 제공한다. 이처럼, 110℃ 부근에서 승온 조건과 항온 조건을 주고 실제 고착 온도 130℃ 정도로 처리함으로써 침염(Dip dyeing 또는 Dyeing)에 의한 염색시 급격한 흡착을 방지할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 개질된 폴리프로필렌 섬유 침염방법은 염욕의 온도를 110℃로 10분 동안 유지한 후, 130℃까지 승온시킨 다음, 130℃에서 30~40분 동안 유지하여 염료를 직물에 고착시켜 수행된다.

예를 들어, 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌에 우레탄 소재가 혼용된 섬유(개질 폴리프로필렌/우레탄 섬유)를 염색하는 경우, 130℃까지 온도가 상승할수록 염착률은 증가하게 되며, 135℃에서는 염착량은 증가하지만 섬유에 포함된 우레탄 소재가 분해되는 현상이 나타난다. 따라서, MPP용으로 가장 이상적인 처리 온도는 약 130℃로서, 이 온도에서 우수한 염착 효과를 구현함과 동시에 우레탄 소재 등이 열변형되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 섬유 내에 스판덱스(Spandex)를 넣었을 경우에도 130℃ 이상의 온도에서는 스판덱스(Spandex)가 열에 의해 분해되기 때문에 본 발명에서와 같은 적절한 온도범위로 처리하는 것이 중요하다.

상기 개질된 폴리프로필렌 섬유 침염방법은, 세부적으로 S1) 염욕의 온도를 40℃로 10분 동안 유지하는 단계; S2) 염욕의 온도를 10분 동안 110℃까지 승온시킨 후, 110℃로 10분 동안 유지하는 단계; S3) 염욕의 온도를 10분 동안 130℃까지 승온시킨 후, 130℃에서 30~40분 동안 유지하여 염료를 직물에 고착시키는 단계; 및 S4) 염욕의 온도를 10분 동안 50℃까지 강온시키는 단계;를 거쳐 수행될 수 있다(하기 도 1 참조).

상기 염욕은 전술한 염료 혼합 조성물을 물에 분산시킨 염료용액("분산염료")을 투입하여 제조할 수 있다. 여기서, 상기 염료(염료 혼합 조성물)의 사용량은 염색 대상인 섬유 중량의 0.5~8%, 염욕의 사용량은 섬유 중량 대비 20배 정도가 적절하다.

이렇게 제조된 염욕에 염색 대상 섬유를 투입한 후, 상기 S1) 내지 S4) 단계와 같이 각 구간별로 염욕의 온도를 순차적으로 조절 및 유지함으로써 효과적으로 침염공정을 수행할 수 있다.

또한, 상기 분산염료 및 염욕에는 필요에 따라 빙초산, 분산제(예컨대, 나프탈렌계 분산제 및 폴리옥시에틸렌옥사이드알킬알콜계 분산제), 유연제(예컨대, 에스터계 탄성고분자를 유화분산시킨 에멀젼) 및 오염방지제(예컨대, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르) 중 하나 이상이 추가로 포함될 수 있다. 이들은 0.5g/l 정도의 함량으로 물에 첨가되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 S4) 단계 이후에는 염착된 직물을 환원 세정(Reduction Clearing; R.C.)하는 단계가 추가적으로 수행될 수 있다. 여기서, 상기 환원 세정은 85℃에서 10분 정도 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 침염시에는 염료 외에 CH₃COOH 및 CH₃COONa와 같은 pH 조절제가 함께 사용될 수 있고, 환원 세정시에는 하이드로설파이트(Hydrosulphite)와 같은 환원표백제, NaOH 등이 적절량으로 함께 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따라 상기 염료 조성물을 이용하여 개질 폴리프로필렌 섬유를 날염(Textile printing 또는 Printing)하는 경우 역시, 개질 폴리프로필렌 섬유의 열경화 온도 등을 고려하여 적절한 고착 방식 및 고착 온도를 결정하는 것이 중요하다.

실제 개질 폴리프로필렌 섬유의 열경화 온도는 약 160℃로 측정되었는바, 이는 개질 폴리프로필렌 섬유의 날염시에 상당히 중요한 포지션을 차지한다. 즉, 본 발명자가 MPP 섬유를 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160 및 165℃에서 7~8분 동안 가열하여 온도별로 MPP 섬유의 열안정성을 테스트한 결과 130℃에서 155℃까지의 온도에서는 섬유의 경시변화가 거의 없었으나 160℃에서는 서서히 섬유가 경화되는 현상이 나타났으며, 165℃에서는 완전히 경화되어 섬유로서의 가치를 상실한 상태가 되었다. 아울러, 일반적인 폴리에스터 섬유는 200℃ 이상에서도 열에 대해 안정하지만 개질 폴리프로필렌 섬유는 흡습성이 낮은 형태이므로 스티밍(Steaming) 방식을 적용하는 것은 섬유 특성상 바람직하지 않다.

이를 해결하고자, 본 발명은 I.R Heating기로 열처리하여 염료를 직물에 고착시켜 날염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명의 개질된 폴리프로필렌 섬유 날염방법은 스티밍(Steaming) 방식 대신 I.R Heating기로 145~155℃ 부근에서 열처리하여 염료를 직물에 고착시켜 수행된다.

본 발명에 따른 개질된 폴리프로필렌 섬유의 날염은 전술한 특정 배합의 염료 혼합 조성물을 사용하고 I.R Heating기로 열처리하는 것 외에는, 당분야의 통상적인 절차에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술한 염료 혼합 조성물 중 구현하고자 하는 색상에 맞는 것을 선택한 후, 이것을 풀감을 끓여서 적당하게 넣어 점성이 있는 액에 다른 착색용 약제와 함께 넣고 잘 섞은 다음(= 날염풀), 이것을 표현하려는 무늬대로 음각한 날인 롤러 또는 무늬대로 개공을 만든 스크린으로 섬유물에 날인한 뒤, 건조, 증열 및 수세함으로써 무늬가 나타나게 할 수 있다.

일 구체예로, 본 발명의 개질된 폴리프로필렌 섬유 날염방법은 준비된 날염풀을 이용하여 대상 섬유에 날인하는 단계; 1차 건조(예컨대, 100℃로 2~5분 동안)하는 단계; I.R Heating(예컨대, 150℃로 7~8분 동안)하는 단계; 온수로 수세하는 단계; 환원 세정(예컨대, 전술한 침염시의 환원 세정 조건과 동일하게)하는 단계; 냉수로 수세하는 단계; 및 재차 건조(예컨대, 100℃로 2~5분 동안)하는 단계;를 거쳐 수행될 수 있다.

본 발명의 개질된 폴리프로필렌 섬유 염색방법에서는 염료가 섬유에 흡착 후 쉽게 빠져나오지 않도록 적절한 조제 및 고착제를 적용함으로써 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 고착제로는 실리콘계 고착제를 염색물에 1~12g/l, 바람직하게는 10g/l의 양으로 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따라 염색된 개질 폴리프로필렌 섬유는 착색도, 균염성(Levelness) 및 빌드업(Build-up)이 뛰어나고, 3급 이상의 세탁 견뢰도, 3~4급 이상의 마찰 견뢰도 및 3~4급 이상의 일광 견뢰도를 지닌다.

이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.

제조 예 1: 황색( Yellow ) 염료 조성물의 제조

하기 화학식 AZ1의 화합물 30~40 중량%, 화학식 Q1의 화합물 20~30 중량%, 화학식 Q2의 화합물 10~25 중량% 및 화학식 AN1의 화합물 5~20 중량%를 균일하게 혼합하여 황색(Yellow) 염료 조성물을 제조하였다.

[화학식 AZ1]: C.I. Disperse Yellow 126

[화학식 Q1]: C.I. Disperse Yellow 160

[화학식 Q2]: C.I. Disperse Yellow 64

[화학식 AN1]: C.I. Solvent Yellow 163

제조예 2: 적색( Red ) 염료 조성물의 제조

하기 화학식 AN2의 화합물 15~30 중량%, 화학식 T1의 화합물 10~25 중량%, 화학식 AZ2의 화합물 20~35 중량% 및 화학식 AN3의 화합물 15~25 중량%를 균일하게 혼합하여 적색(Red) 염료 조성물을 제조하였다.

[화학식 AN2]: C.I. Disperse Red 146

[화학식 T1]: C.I. Disperse Red 364

[화학식 AZ2]: C.I. Disperse Red 323

[화학식 AN3]: C.I. Disperse Red 86

제조예 3: 청색( Blue ) 염료 조성물의 제조

하기 화학식 M1의 화합물 5~10 중량%, 화학식 AZ3의 화합물 15~25 중량%, 화학식 AN4의 화합물 10~20 중량%, 화학식 AZ4의 화합물 15~25 중량% 및 화학식 AZ5의 화합물 20~30 중량%를 균일하게 혼합하여 청색(Blue) 염료 조성물을 제조하였다.

[화학식 M1]: C.I. Disperse Blue 354

[화학식 AZ3]: C.I. Disperse Blue 165

[화학식 AN4]: C.I. Disperse Blue 87

[화학식 AZ4]: C.I. Disperse Blue 257

[화학식 AZ5]: C.I. Disperse Blue 366

제조예 4: 침염용 흑색( Black ) 염료 조성물의 제조

하기 화학식 AZ6의 화합물 20~30 중량%, 화학식 AZ7의 화합물 20~30 중량%, 화학식 AZ8의 화합물 5~15 중량%, 화학식 AZ9의 화합물 10~20 중량% 및 화학식 AZ4의 화합물 5~15 중량%를 균일하게 혼합하여 침염용 흑색(Black) 염료 조성물을 제조하였다.

[화학식 AZ6]: C.I. Disperse Blue 291

[화학식 AZ7]: C.I. Disperse Orange 61

[화학식 AZ8]: C.I. Disperse Brown 19

[화학식 AZ9]: C.I. Disperse Violet 93

[화학식 AZ4]: C.I. Disperse Blue 257

제조예 5: 날염용 흑색( Black ) 염료 조성물의 제조

하기 화학식 AZ10의 화합물 35~40 중량%, 화학식 AZ1의 화합물 25~35 중량%, 화학식 AZ11의 화합물 5~15 중량% 및 화학식 AZ12의 화합물 15~20 중량%를 균일하게 혼합하여 날염용 흑색(Black) 염료 조성물을 제조하였다.

[화학식 AZ10]: C.I. Disperse Blue 79

[화학식 AZ1]: C.I. Disperse Yellow 126

[화학식 AZ11]: C.I. Disperse Red 177

[화학식 AZ12]: C.I. Disperse Violet (Unknown)

실시예 : 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색

상기 제조예 1 내지 5에 따라 제조된 각각의 염료 조성물과 음이온계(Anionic) 분산균염제, 고착제, CH₃COOH, 나프탈렌(Naphthalene) 타입 분산제, 비이온계(Nonionic) 계면활성제 등을 사용하여, 하기와 표 1과 같은 조건으로 개질 폴리프로필렌/우레탄(90/10) 섬유를 침염(Dyeing) 및 날염(Printing)하였다.

여기서, 상기 침염시 염욕의 온도는 하기 도 1과 같이 구간별로 승온, 유지 및 강온하였다.

침염(Dyeing) 조건
염료	0.5~8.0% (o.w.f)
CH₃COOH, CH₃COONa	pH 4.5
온도 x 시간	Increasing dyeing method: 110℃--> 130℃, 130℃ x 30-40min.
액비(Liquor Ratio)	1:20
염색직물	MPP
환원 세정(Reduction Clearing; R.C.)
하이드로설파이트	1.5g/l
NaOH(38 be')	1g/l
온도 x 시간	85℃ x 10min.

날염(Printing) 조건
염료(Dyes)	10g/l
날염풀 (Printing paste)	90g/l
1차 건조 (Pri drying)	100℃ x 2-5min.
I.R. Heating	150℃ x 7-8min.
수세(Washing)	온수
환원 세정 (Reduction Clearing)	상기 R.C. 방법 참조
수세(Washing)	냉수
건조(Drying)	100℃ x 2-5min.

Stock thickener(단위: 중량부)
Thickening paste (Guar 1/Starch 1)	500-700
타르타르산/시트르산 (pH 5-6)	2-3
레벨링제 (Levelling agent)	10-20
물	Y
환원억제제(염소산나트륨)	2-5
합계	1000

실험예: 염착 특성 및 견뢰도 평가

상기 실시예에 따라 염색된 각 피염물의 견뢰도 및 염착 특성을 평가하여 하기 표 2 내지 표 5 및 도 2 내지 도 5에 나타내었다.

Yellow 조합 염료	세탁			마찰
	Al	C	P	Dry	Wet
Dyeing	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5
Printing	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5

Al: Alteration(변퇴색)

C: Cotton(면)

P: Polyester(폴리에스터)

본 발명에 따라 Yellow 조합 염료를 사용하여 염색한 개질 폴리프로필렌 피염물의 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 확인한 결과, 일반 염료들이 대부분 세탁 견뢰도에서 염료가 탈착되어 지속적으로 섬유에 오염이 되는 반면, 본 발명의 조합 염료는 세탁 후에도 오염도가 등급 범위를 유지하고 있다. 또한 염색과정 중 염색 대상 소재의 열변형이 발생하지 않았다.

Red 조합 염료	세탁			마찰
	Al	C	P	Dry	Wet
Dyeing	4-5	4-5	4-5	4	4-5
Printing	4-5	4-5	4-5	4	3-4

본 발명에 따라 Red 조합 염료를 사용하여 염색한 개질 폴리프로필렌 피염물의 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 확인한 결과, 일반 염료들이 대부분 세탁 견뢰도에서 염료가 탈착되어 지속적으로 섬유에 오염이 되는 반면, 본 발명의 조합 염료는 세탁 후에도 오염도가 등급 범위를 유지하고 있다. 또한 염색과정 중 염색 대상 소재의 열변형이 발생하지 않았다.

Blue 조합 염료	세탁			마찰
	Al	C	P	Dry	Wet
Dyeing	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5
Printing	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5

본 발명에 따라 Blue 조합 염료를 사용하여 염색한 개질 폴리프로필렌 피염물의 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 확인한 결과, 일반 염료들이 대부분 세탁 견뢰도에서 염료가 탈착되어 지속적으로 섬유에 오염이 되는 반면, 본 발명의 조합 염료는 세탁 후에도 오염도가 등급 범위를 유지하고 있다. 또한 염색과정 중 염색 대상 소재의 열변형이 발생하지 않았다.

Black 조합 염료	세탁			마찰
	Al	C	P	Dry	Wet
Dyeing	4-5	4-5	3	2-3	3-4
Printing	4	4-5	4-5	3	3-4

본 발명에 따라 Black 조합 염료를 사용하여 염색한 개질 폴리프로필렌 피염물의 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도를 확인한 결과, 일반 염료들이 대부분 세탁 견뢰도에서 염료가 탈착되어 지속적으로 섬유에 오염이 되는 반면, 본 발명의 조합 염료는 세탁 후에도 오염도가 등급 범위를 유지하고 있다. 또한 염색과정 중 염색 대상 소재의 열변형이 발생하지 않았다.

Claims

하기 화학식 AZ1 내지 AZ12로 표시되는 싱글 아조계 염료 화합물;
하기 화학식 Q1 내지 Q2로 표시되는 퀴놀린계 염료 화합물;
하기 화학식 AN1 내지 AN4로 표시되는 안트라퀴논계 염료 화합물;
하기 화학식 T1으로 표시되는 티오인디고계 염료 화합물; 및
하기 화학식 M1으로 표시되는 메틴계 염료 화합물; 중에서 선택된 2종 이상의 염료 화합물이 혼합된 염료 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법:
[화학식 AZ1]

[화학식 AZ2]

[화학식 AZ3]

[화학식 AZ4]

[화학식 AZ5]

[화학식 AZ6]

[화학식 AZ7]

[화학식 AZ8]

[화학식 AZ9]

[화학식 AZ10]

[화학식 AZ11]

[화학식 AZ12]

[화학식 Q1]

[화학식 Q2]

[화학식 AN1]

[화학식 AN2]

[화학식 AN3]

[화학식 AN4]

[화학식 T1]

[화학식 M1]

.
제1항에 있어서,
상기 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌 섬유는, 소수성인 폴리프로필렌 칩(Chip)에 친수성기를 갖는 EVA(Ethylene-co-Vinylacetate)가 첨가되어 컴파운딩(Compounding)된 것, 또는 폴리프로필렌에 하이드록시기 또는 에테르기를 갖는 방향족 화합물이 공중합된 것임을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.
제1항에 있어서,
상기 염료 조성물은 하기 화학식 AZ1, 화학식 Q1, 화학식 Q2 및 화학식 AN1으로 표시되는 화합물이 혼합된 황색(Yellow) 염료 조성물인 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법:
[화학식 AZ1]

[화학식 Q1]

[화학식 Q2]

[화학식 AN1]

.
제1항에 있어서,
상기 염료 조성물은 하기 화학식 AN2, 화학식 T1, 화학식 AZ2 및 화학식 AN3으로 표시되는 화합물이 혼합된 적색(Red) 염료 조성물인 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법:
[화학식 AN2]

[화학식 T1]

[화학식 AZ2]

[화학식 AN3]

.
제1항에 있어서,
상기 염료 조성물은 하기 화학식 M1, 화학식 AZ3, 화학식 AN4, 화학식 AZ4 및 화학식 AZ5로 표시되는 화합물이 혼합된 청색(Blue) 염료 조성물인 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법:
[화학식 M1]

[화학식 AZ3]

[화학식 AN4]

[화학식 AZ4]

[화학식 AZ5]

.
제1항에 있어서,
상기 염료 조성물은 하기 화학식 AZ6, 화학식 AZ7, 화학식 AZ8, 화학식 AZ9 및 화학식 AZ4로 표시되는 화합물이 혼합된 침염용 흑색(Black) 염료 조성물인 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법:
[화학식 AZ6]

[화학식 AZ7]

[화학식 AZ8]

[화학식 AZ9]

[화학식 AZ4]

.
제1항에 있어서,
상기 염료 조성물은 하기 화학식 AZ10, 화학식 AZ1, 화학식 AZ11 및 화학식 AZ12로 표시되는 화합물이 혼합된 날염용 흑색(Black) 염료 조성물인 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법:
[화학식 AZ10]

[화학식 AZ1]

[화학식 AZ11]

[화학식 AZ12]

.
제1항에 있어서,
염욕의 온도를 108~112℃에서 128~130℃까지 승온 및 유지하여 염료를 직물에 고착시켜 침염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.
제8항에 있어서,
염욕의 온도를 110℃로 10분 동안 유지한 후, 130℃까지 승온시킨 다음, 130℃에서 30~40분 동안 유지하여 염료를 직물에 고착시켜 침염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.
제9항에 있어서,
S1) 염욕의 온도를 40℃로 10분 동안 유지하는 단계;
S2) 염욕의 온도를 10분 동안 110℃까지 승온시킨 후, 110℃로 10분 동안 유지하는 단계;
S3) 염욕의 온도를 10분 동안 130℃까지 승온시킨 후, 130℃에서 30~40분 동안 유지하여 염료를 직물에 고착시키는 단계; 및
S4) 염욕의 온도를 10분 동안 50℃까지 강온시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.
제8항에 있어서,
상기 직물은 염착이 가능하도록 개질된 폴리프로필렌에 우레탄 소재가 혼용된 섬유인 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.
제1항에 있어서,
I.R Heating기로 열처리하여 염료를 직물에 고착시켜 날염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.
제12항에 있어서,
I.R Heating기로 145~155℃에서 열처리하여 염료를 직물에 고착시켜 날염하는 것을 특징으로 하는 개질된 폴리프로필렌 섬유의 염색방법.