KR101636525B1

KR101636525B1 - 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제, 표면처리제 제조방법 및 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물

Info

Publication number: KR101636525B1
Application number: KR1020160037644A
Authority: KR
Inventors: 최승만
Original assignee: (주)제라원
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2016-07-20
Also published as: WO2017171401A1

Abstract

본 발명은 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제, 표면처리제 제조방법 및 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물에 관한 것으로, 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제는 수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼, 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼, 수용성 초산비닐 수지에멀젼, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼을 포함하며, 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물은 상기 표면처리제로 코팅된 합성섬유원사를 이용하여 인쇄된 것을 특징으로 한다.

Description

합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제, 표면처리제 제조방법 및 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물{Surface treatment agent for sublimation-disperse dye ink transfer printing of artificial fiber, making method of surface treatment agent and artificial fiber printed matter using sublimation-disperse dye ink transfer printing method}

본 발명은 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제, 표면처리제 제조방법 및 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이에 관한 염료와 합성섬유원사 간의 원활한 승화전사인쇄가 수행되게 하며 결합력을 높여서 변색, 탈색, 색분리가 되는 현상을 방지하고, 발색도, 세탁견뢰도, 일광견뢰도, 건습마찰내구성 등의 향상뿐만 아니라 친환경적이며 인체에 무해하고 합성섬유원사의 물성에 대한 훼손이 없이 승화전사인쇄를 실현시킬 수 있는 획기적이고 혁신적인 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제, 표면처리제 제조방법 및 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물에 관한 것이다.

셀룰로오스, 폴리에스터, 폴리아마이드, 비닐, 폴리우레탄 등과 같은 다양한 합성섬유원사에 문자, 그림, 특정 패턴 및 사진 이미지와 같은 패션에 관련된 그래픽, 회화, 일러스트레이션의 패턴, 디자인이 가미된 그림, 상업용 광고문구, 수많은 시각적 표현을 기본 4~6색 컬러를 기준으로 하여 색상을 구현한 인쇄물 등이 제조되고 있다.

상기 원사들은 각 분야 별로 용도와 수요가 다양하며 주로 염색 가공된 직물지가 대부분이다.

상기 합성섬유원사에 특정 무늬 모양을 인쇄하는 방법으로서는 실크섬유원사를 틀에 끼운 상태에서 스탠드 틀에 대고 위에서 잉크를 발라 찍어내는 실크 스크린 인쇄 방법과 날염 풀로 날인해서 부분적으로 착색하고 무늬를 나타내는 날염 방법이 주로 사용되고 있다.

그러나 상기 스크린 인쇄방법 또는 날염방법으로 원사에 특정무늬 모양을 인쇄할 경우 수많은 공정을 거치게 되어 공정이 복잡해지고, 원사의 원가상승이 될 뿐만 아니라 정교한 무늬모양을 인쇄할 경우 선명도나 정밀도가 낮으며 환경오염을 유발시키는 등의 많은 문제점을 가진다.

또한, 상기 합성섬유원사의 문제점은 분산 염료의 접착성 약화, 원사 간의 화학적 구조가 차이로 인해 세탁 시 색의 탈루, 탈색 현상이 발생하고 오염과 이염으로 많은 문제가 야기되어 인쇄질이 낮다는 단점을 가지고 있다.

이에, 최근에는 간단한 공정에 의하여 정교하고 선명한 문자, 패턴, 무늬 모양을 인쇄하는 방법으로 잉크젯 출력기를 이용하는 열승화전사(thermal sublimation transfer) 방법 등이 제시되었다. 이는 특수약품으로 처리한 종이나 모조지로 된 열전사지에 그림, 문자, 그래픽 등의 디자인을 인쇄하고 물리적 또는 화학적 방법을 사용하여 상기 열전사지에 인쇄된 디자인을 피접착물에 옮기는 방법이다.

여기에 인쇄하는 방법에 따라 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 스크린 인쇄 등이 있고 전사인쇄된 염료를 피전사물에 칠한 유기용제로서 접착전사시키는 용제전사, 또는 물리적 방법을 취하지 않고 직접 피전사물에 전사 인쇄를 구현하는 U/V 자외선평판 인쇄 및 섬유물 전사에 주로 적용되는 열용융전사 및 열승화전사 그리고 DTP(Direct Textile Printing) 등 기타 다양한 전사인쇄방법이 있다.

이 중에서 상기 열승화전사 방법은 열전사지에 인쇄할 그림이나 문자를 인쇄시켜 피전사물에 밀착시켜 열을 가하면 전사지에 전사가 이루어져 피전사물에 인쇄 형상을 형성시킨다.

구체적으로는 분산 염료가 주성분이 되는 승화염료를 사용하여 전사지로 사용되는 모조지 또는 특수약품처리가 된 아트지에 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 로우터리 스크린 인쇄하는 단계, 그래픽 디자인을 하여 전사지에 반전 인쇄시키는 단계, 상기 전사지의 인쇄면을 피전사물의 표면 상부에 놓은 다음 열판 및 열 로우터를 사용하여 소정 온도 하에서 상기의 전사지를 피전사물에 표면에 가압시키는 단계를 거친다.

따라서, 상기 분산 염료가 가열기화 즉, 승화되어 피전사물의 표면에 염착 되는 과정을 거쳐 디자인을 인쇄할 수 있고, 인쇄된 디자인무늬 색상과 선명도가 뛰어나기 때문에 많은 수요를 기대할 수 있으며, 패션의류, 가방, 신발, 시트류 등에 다양하게 적용할 수 있다.

그러나 상기 열 승화 전사의 대상물이 되는 피전사물은 전사되어진 인쇄면이 쉽게 박리되고 이염 또는 오염 현상이 발생하는 문제가 있다.

또한, 인쇄되는 그림과 이미지 번짐 현상 및 색상과 선명도의 저하, 세탁견뢰도와 일광견뢰도 및 건습마찰내구성에서 염료의 접착성 약화의 색의 탈루 현상이 발생되는 문제가 있다.

따라서, 상기와 같은 문제들로 인해 열승화전사를 합성섬유원사에 적용하기가 매우 어렵고 힘든 문제점이 있다.

한편, 대한민국 공개특허공보 특1998-013520호에서는 열전사 가변성 중간 매체를 사용하여 합성섬유에 열전사 인쇄하는 방법을 제시한 바 있지만 인쇄 선명도가 충분하지 않고 표현할 수 있는 색상에 한계가 있다는 문제점이 있다.

또한, 인쇄 과정이 복잡하여 단시간 내에 많은 인쇄물을 제작할 수 없어서 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 건습마찰내구도, 일광견뢰도, 땀 견뢰도 등의 항목에서 요구되는 인쇄 품질 수준을 유지할 수 없다는 문제점이 있다.

그리고, 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0017175호에 의한 표면 전처리 조성물과 공법으로 초극세사, 나일론, 후로킹, 스판덱스에 적용 시 결함이 발견되었으며, 발색이 2-3급으로 저하되고 세탁에 대한 변색 및 퇴색과 오염, 이염, 물빠짐이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 건습마찰내구도가 2-3급, 일광견뢰도의 경우 2-3급이고, 산, 알카리, 땀 견뢰도 역시 2-3급으로 검증되었으며, 특히 공정상 열전사지의 이형탈막 수준이 60% 이내의 반응 현상 결과로 발색도가 현저히 낮았다.

또한, 섬유 전처리 시 합성섬유원사의 부드러운 표면이 딱딱해지고 유연성이 저하되고 현존하는 인쇄방법으로는 합성 원사에 흡착, 고착, 커플링이 어려운 물성을 갖고 있어 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 특1998-013520호 (합성섬유에 열전사 하는 방법) 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0017175호 (합성 원사의 승화분산 염료 전사 인쇄용 표면처리제, 및 승화 전사방법으로 인쇄된 합성 원사 인쇄물)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선 해결하기 위한 것으로, 통상의 열전사 방법을 이용 가능하도록 하되, 합성섬유원사에 승화분산염료 전사가 가능하도록 하고 다수의 복합고분자 유무기성분으로 구성된 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제를 제조하고 이 표면처리제를 셀룰로오스, 폴리에스터, 폴리아마이드, 비닐, 폴리우레탄 등과 같은 합성섬유원사 표면에 코팅 처리한 후, 열승화전사방법으로 정교하고 다양한 그림, 무늬, 패턴, 이미지를 디자인하여 인쇄함으로써 전사인쇄용 합성섬유원사 표면처리제에 의하여 승화염료와 직물지 간의 결합력을 높임에 따라 성분 불일치로 인한 인쇄면의 박리, 탈색, 탈루 발생을 방지함은 물론 색상과 선명도를 한층 높여 세탁견뢰도, 일광견뢰도 및 내구성을 확보하도록 한 것에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 환경친화적이며 인체에 전혀 유해하지 않은 증류수를 용매로 사용함에 따라 2차 환경 오염방지는 물론 합성섬유원사에 승화분산염료 전사방법으로 인쇄를 진행함에 따른 인쇄공정 단계를 최소화함으로써 생산성을 향상시키고 이로 인한 원가절감을 할 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 표면처리제로 합성섬유원사의 표면을 처리하여 승화분산염료 전사방법으로 인쇄시킨 합성섬유원사 인쇄물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제는 수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼, 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼, 수용성 초산비닐 수지에멀젼, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼을 포함한다.

또한, 수분산성 아크릴아마이 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼은 8~11중량부, 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼은 3~7중량부, 수용성 초산비닐 수지에멀젼은 1~3중량부, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼은 2~5중량부, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼은 4~7중량부인 것을 특징으로 한다.

또한, 증류수 20~25중량부, 수용성 실리콘 유연제 1~5중량부, 반응성 염료 침투 균염제 3~7중량부, 이소프로필알코올 5~9중량부, 징크솔루션 1~2중량부, 폴리이미드 고착제 1~3중량부, 디메틸폴리실록산 5~10중량부, 아크릴로니트릴 1~3중량부, 아크릴레이트 1~3중량부, 수용성 폴리이미드 코팅제 2~4중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제 제조방법은 55℃~65℃의 온도에서 증류수 100중량부, 고형분 함량이 30~40%인 수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼 8중량부, 고형분 함량이 20~30%인 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼 10중량부, 고형분 함량이 25~35%인 수용성 초산비닐 수지에멀젼 3중량부, 고형분 함량이 20~30%인 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼 2중량부, 고형분 함량이 13~23%인 스타이렌아크릴 수지에멀젼 1중량부를 교반, 혼합시켜서 제1혼합물을 제조하는 단계와; 증류수 25중량부, 수용성 실리콘 유연제 8중량부, 반응성 염료 침투 균염제 12중량부, 이소프로필알코올 45중량부를 RPM 180회전 하에서 10분간 교반, 혼합시켜서 제2혼합물을 제조하는 단계와; 증류수 79중량부, 징크솔루션 16중량부, 폴리이미드 고착제 5중량부를 혼합탱크에 투입한 후 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제3혼합물을 제조하는 단계와; 이소프로필알코올 91중량부, 디메틸폴리실록산 9중량부를 혼합탱크 투입 후, 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제4혼합물을 제조하는 단계와; 증류수 35중량부, 아크릴로니트릴 2중량부, 아크릴레이트 3중량부, 수용성 폴리이미드 코팅제 3중량부, 폴리이미드 고착제 3중량부, 이소프로필알코올 55중량부를 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제5혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 과정을 통해 제조된 제1혼합물 25~27중량부, 제2혼합물 20~23중량부, 제3혼합물 35~37중량부, 제4혼합물 15~10중량부 및 제5혼합물 3~5중량부를 순차적으로 반응조에 각 10분 간격으로 투입하며 75℃~85℃에서 1시간 동안 중합하고 상온에서 냉각시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물은 상기 표면처리제로 코팅된 합성섬유원사를 이용하여 인쇄되어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 수용성 복합수지와 다수의 성분으로 구성된 유기, 무기 하이브리드 성분으로 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제를 제조할 수 있다.

또한, 상기 표면처리제를 셀룰로오스, 폴리에스터, 폴리아마이드, 비닐, 폴리우레탄 등과 같은 합성섬유원사 원사에 코팅 처리한 후, 열승화전사방법으로 정교하게 인쇄할 수 있으며, 다양한 무늬와 패턴, 그래픽 이미지를 인쇄함으로써 심미적, 시각적 가치를 높여주고 승화분산염료와 합성섬유원사의 결합력을 높임에 따라 성분불일치로 인한 인쇄면의 박리, 탈루 탈색을 방지하는 효과를 가진다.

또한, 발색과 선명성을 높이고 세탁견뢰도, 세탁내구성을 동시에 향상시킴에 따라 합성섬유원사 원사의 새로운 시장을 창출함과 동시에 환경친화적이며 인체에 무해한 물을 용매로 사용함에 따라 2차 환경오염을 방지할 수 있음은 물론 폐수에 따른 환경오염을 없앨 수 있고 새로운 열전사인쇄방법으로 롤-투-롤 생산 인쇄 설비가 가동될 때 현재의 인쇄공정단계를 최소화함으로써 생산성을 향상시키는 효과를 가진다.

또한, 원가를 절감할 수 있고, 소량다품종 시대를 맞아 다양한 디자인에 의한 획기적인 인쇄방법을 제시하여 섬유산업에 새로운 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 섬유산업을 고부가가치산업으로 전환하는 획기적인 계기를 제공하여 산업계에 기여할 수 있는 효과가 크다.

도 1, 도2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8은 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제를 도포하지 않고 열승화 공정을 거친 합성섬유원사와 상기 표면처리제를 도포하고 열승화전사 공정을 거친 합성섬유원사를 비교한 사진이다.
도 9, 도 10, 도 11, 도 12는 본 발명의 표면처리제를 도포하여 열승화전사 공정을 거친 합성섬유원사 나일론 스판(A)과 나일론(B)의 물성 시험 결과를 나타낸 도표이다.

본 명세서에 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의하여야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제, 표면처리제 제조방법 및 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 표면처리제는 수분산성 아크릴아마이드(C₃H₅NO) 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼 8~11중량부, 수용성 우레탄(H₂NCOOC₂H₅) 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼 3~7중량부, 수용성 초산비닐 수지에멀젼 1~3중량부, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼 2~5중량부, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼 4~7중량부, 증류수 20~25중량부, 수용성 실리콘 유연제 1~5중량부, 반응성 염료 침투 균염제 3~7중량부, 이소프로필알코올((CH₃)₂CHOH) 5~9중량부, 징크솔루션 1~2중량부, 폴리이미드 고착제 1~3중량부, 디메틸폴리실록산 5~10중량부, 아크릴로니트릴(CH₂=CHCN) 1~3중량부, 아크릴레이트 1~3중량부, 수용성 폴리이미드 코팅제 2~4중량부가 혼합 구성된 표면처리제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 부드러운 도막 형성, 접착력 향상, 선명한 잉크색 구현, 및 탈루 탈색 방지를 위하여 먼저, 수용성 에멀젼 혼합물을 제조한다.

상기 수용성 에멀젼 혼합물에는 수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼, 수용성 프로테인 수지에멀젼, 수용성 우레탄 수지에멀젼, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼, 수용성 초산비닐 수지에멀젼, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼이 포함된다.

상기 가)수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼은 고형분 함량이 30~40%인 것, 상기 나)수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼은 고형분 함량이 20~30%인 것, 상기 다)수용성 초산비닐 수지에멀젼은 고형분 25~35%인 것, 상기 라)수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼은 고형분 함량이 20~30%인 것 및 상기 마)수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼은 고형분 함량이 13~23%인 것이 탈루 및 탈색 방지를 위해 바람직하다.

상기 가) 내지 마)의 각 에멀젼을 구성하는 수지들은 증류수에 용해시켜서 각 에멀젼을 제조하고, 상기 각 에멀젼을 약 55℃~65℃의 온도에서 상기 기재된 함량 범위대로 증류수와 교반, 혼합시켜서 제1혼합물을 제조한다.

본 발명에 따른 표면처리제는 상기 제1혼합물에 이하의 각 혼합물을 혼합시켜 제조할 수 있다.

먼저, 분산 염료에 흡수, 분산, 균산 도막 형성을 유도하기 위하여 증류수, 수용성 실리콘 유연제, 반응성 염료 침투 균염제, 이소프로필알코올 45g을 RPM 180회전 하에서 10분간 교반, 혼합시켜 제2혼합물을 제조한다.

또한, 증류수, 징크솔루션, 폴리이미드 고착제를 혼합탱크에 투입한 후 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제3혼합물을 제조한다.

또한, 이소프로필알코올과 오염을 방지하고 칼라 선명성을 향상시키기 위한 디메틸폴리실록산을 혼합탱크에 투입 후, 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제4혼합물을 제조한다.

그 다음, 농도 조절 및 용매로 사용되는 증류수와 높은 밀도로 도막을 형성시키기 위한 아크릴로니트릴, 아크릴레이트, 건습마찰력을 확보하고 화학적 커플링을 도모하기 위한 수용성 폴리이미드 코팅제, 수지 및 첨가제 고착을 위한 폴리이미드 고착제, 희석 시 안정성과 환원 작업성을 부여하는 이소프로필알코올을 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합, 제5혼합물을 제조한다.

상기 과정을 통해 제조된 제1혼합물 25~27중량부, 제2혼합물 20~23중량부, 제3혼합물 35~37중량부, 제4혼합물 15~10중량부 및 제5혼합물 3~5중량부를 순차적으로 반응조에 각 10분 간격으로 투입하며 75℃~85℃에서 1시간 동안 중합하고 상온에서 냉각시켜 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄를 위한 표면처리제를 제조할 수 있다.

또한, 상기 표면처리제는 셀룰로오스, 폴리에스터, 폴리아마이드, 비닐, 폴리우레탄 등의 합성섬유원사의 표면에 코팅 처리한 후, 열승화전사방법으로 정교하고 다양한 그림, 무늬, 패턴, 이미지를 디자인하여 인쇄시킬 수 있다.

즉, 상기 표면처리제를 합성섬유원사에 코팅한 후 열승화전사인쇄 시 승화염료와 원사와의 결합력을 높일 수 있다. 이는 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제에 의하여 승화분산염료와 직물지 간의 결합력을 높임에 따라 성분 불일치로 인한 인쇄면의 박리, 탈색, 탈루 발생을 방지함은 물론 색상과 선명도를 한층 높여 세탁견뢰도, 일광견뢰도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전사지에 인쇄된 승화분산염료가 합성섬유원사에 코팅되어진 폴리이미드 고착제와 수용성 초산비닐 수지에멀젼에 의하여 내열강화 및 고착되어 접착력이 강화되고, 징크솔루션에 의하여 견뢰도가 보강됨으로써 승화분산염료와 합성섬유원사 간에 견고한 접착력을 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 합성섬유원사는 셀룰로오스, 폴리에스터, 폴리아마이드, 비닐, 폴리우레탄과 같은 합성섬유원사일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 합성원사 등의 직물 형태를 가진 다양한 소재에 사용될 수 있다.

상기와 같이 제조된 표면처리제를 합성섬유원사에 코팅시키는 방법은 고압분사 스프레이법 또는 스폰지 코팅 메쉬롤 방법 등이 있으나, 이에 한정되지는 않고 골고루 균일하게 도포 가능한 방법이면 어느 것이나 가능하다. 이 때, 섬유 두께에 따라 도포량을 조절하고, 합성섬유원사에 충분히 상기 표면처리제가 흡수되도록 한다.

또한, 합성섬유원사로부터 전사인쇄 표면처리제에 포함되어 있는 수분을 최소로 하기 위하여 건조장치에 투입하여 합성섬유원사의 전사인쇄 표면처리제 코팅을 완료시키는 것이 바람직하다.

건조는 60~80℃에서 약 10시간 열풍 건조시키거나 150℃ 조건에서 20초간 건조시키는 것이 가능하다. 상기 승화분산염료 전사인쇄 표면처리제가 코팅된 합성섬유원사에 무늬, 패턴, 이미지 등 특정 그래픽 디자인을 인쇄하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전사인쇄용 표면처리제가 코팅된 원사의 표면에 인쇄하고자 하는 무늬, 패턴, 이미지, 사진, 그래픽을 스크린, 옵셋, 그라비아, 잉크젯 인쇄 방식 등의 방법을 선택하여 열전사지에 승화염료로 전면에 반전인쇄시킨다.

이와 같이 옵셋, 그라비아, 잉크젯 인쇄 방식을 통해 전면에 반전 인쇄된 전사지를 상기 전사인쇄 표면처리제가 코팅된 합성섬유원사의 표면 상부에 전사지의 인쇄면을 대응시켜 올려놓은 다음 열판을 사용하여 약 185℃~220℃의 온도 하에서 약 5~7초 동안 상기의 전사지를 가압하게 된다. 인쇄 원고 상태가 대량 혹은 잉크젯 인쇄 방식에 의한 롤타입이면 열-롤라를 사용하는 것도 같은 원리이다.

상기와 같이 열판과 열로라를 사용하여 원사지의 상부에 놓인 전사지를 가압하게 되면 승화염료가 상기 전사지의 전면에 반전으로 인쇄된 그림이나 사진 및 그래픽, 디자인이 상기 승화분산염료와 융착융화되어 밀착성이 우수한 전사인쇄 표면처리제에 의하여 가열, 기화되어 염착되어짐으로써 우수한 밀착, 흡착, 분산, 고착 및 코팅으로 색상 및 선명도를 띄는 결과물이 디자인된 원사가 인쇄되는 것이다.

상기의 열전사인쇄 방식을 거친 나일론 스판(A)에 대한 인쇄 결과물과 나일론(B)에 대한 인쇄 결과물을 KOTITI(한국섬유기술연구소)를 통하여 아릴아민 함량, 수소이온 농도지수, 포름알데히드 포함 여부, Container box test, 일광견뢰도, 세탁견뢰도, 마찰견뢰도, 산성과 알칼리성에 대한 땀견뢰도, 물견뢰도, 드라이클리닝견뢰도에 대한 물성 시험을 의뢰하였다.

상기 나일론 스판(A)에 대한 인쇄 결과물과 나일론(B)에 대한 인쇄 결과물은 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8에서의 우측 그림에서 확인할 수 있고 상기 물성 시험 결과에 의하면 도 9, 도 10, 도 11, 도 12에서 보는 바와 같이 인쇄 결과물(A)에서 아릴아민과 포름알데히드가 전혀 검출되지 않았고, 수소이온 농도는 기준 규격 수치의 적절한 범위 내로 측정되었으며, 일광견뢰도, 세탁견뢰도, 마찰견뢰도, 산성과 알칼리성에 대한 땀견뢰도, 물견뢰도, 드라이클리닝견뢰도 등에서는 탁월하게 높은 수치로 측정되었다.

구체적으로 KOTITI에서 실시한 각 시험들을 설명하면 다음과 같다.

아릴아민 함량 시험은 섬유로 만들어진 특정 공산품의 가공이나 제조에서 금지된 특정 아조 염료(분자 내에 발색단(發色團)으로서 아조기(基) －N＝N－를 가지는 염료)의 사용 여부를 추출 과정 없이 환원제 사용을 통해 확인하는 절차로 이루어진다.

특히, 염색된 합성 섬유에 대해서는 염료 추출 과정을 통하여 아조 염료의 존재 여부를 확인한다.

pH(수소이온 농도지수) 시험은 23℃의 증류수에 섬유를 적신 후 pH를 측정하는 과정으로 이루어지고, 포름알데히드 시험은 증류수 추출법을 따른다.

그리고 일광견뢰도 시험은 염색된 섬유제품을 실제로 사용할 때 햇빛에 의하여 바래지는 정도를 확인하는 시험으로 일광시험장치(Fade Ometer)를 사용하여 태양광과 유사한 스펙트럼 분포를 갖는 인공광원(Artificial Light)을 시험편에 노광 시키며 인공광원으로는 Xenon 또는 Carbon이 사용된다.

시험편과 표준청색염포의 시험 전후의 변퇴정도를 비교하여 등급을 결정하거나 혹은 일정시간 동안 조사한 후 퇴색된 정도를 변퇴색용 표준회색 색표(Grey scale)를 이용하여 판정한다.

또한, 세탁견뢰도 시험은 염색된 섬유제품을 가정이나 상업적인 세탁소에서 세탁할 때 발생할 수 있는 염료의 저항성을 측정하는 시험으로 launder-O-meter 기계를 사용하여 시험편(10*5cm 또는 5*15cm)과 표준오염포(multi-fiber fabric)와 쇠구슬(steel ball)을 비눗물과 함께 표준병(canister)에 넣고 45분간 회전운동을 시킨 후 시험편의 퇴색된 정도와 오염포의 오염정도를 판정한다.

또한, 마찰견뢰도 시험은 습식/건식법으로 구분되며 900g 하중의 마찰자를 이용하여 시험하고자 하는 섬유에 10회 왕복운동 후 결과를 판정한다.

또한, 땀견뢰도 시험은 인체에서 배출되는 땀액이 염색물에 미치는 영향을 측정하기 위한 시험으로 특히 작업복이나 내의류가 이 시험법에 적용된다.

6*6cm인 시험편에 오염포를 붙여 인공산성땀액(pH 4.3±0.2)에 15분간 침지시킨 후 땀 시험기 속의 두 장의 유리판 사이에 상기 오염포가 붙은 시험편을 끼우고 일정시간 동안 일정온도에서 방치한 후 시험편의 색상변화와 오염포의 오염된 정도를 판정한다.

또한, 물견뢰도 시험은 염색물의 물에 대한 저항성을 측정하는 시험으로 6*6cm인 시험편에 오염포를 붙여 실온의 증류수에 15분간 침지시킨 후 땀 시험기 속의 두 장의 유리판 사이에 상기 오염포가 붙은 시험편을 끼우고 일정시간 동안 일정온도에서 방치한 후 시험편의 색상변화와 오염포의 오염된 정도를 판정한다.

드라이클리닝견뢰도 시험은 염색물을 드라이클리닝을 하였을 때 발생할 수 있는 용제에 대한 염료의 저항성을 측정하는 시험으로 염색되지 않은 10*10cm의 면직물 주머니에 시험편(10*4cm)과 함께 12개의 강철원반을 넣고 봉한 다음 표준병에 넣고 200㎖ Perchloroethylene을 더하여 30℃의 Launder-O-Meter에서 30분간 회전운동을 시킨 후 흡습지로 잉여의 용제를 제거한 후 65℃ 이하에서 건조시킨 후 시험편의 변색된 정도를 판정한다.

상시 시험의 결과인 도 9, 도 10, 도 11, 도 12를 살펴보면 본 발명에 의한 표면처리제는 합성섬유원사를 인쇄함에 있어서 그 효과가 매우 탁월함이 확인된다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한, 이하의 실시예에서는 특정 화합물을 이용하여 예시하였으나 이들의 균등물을 사용한 경우에 있어서도 동등 유사한 정도의 효과를 발휘할 수 있음은 당업자에게 자명하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이하에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

실시예 1 : 합성섬유원사 용 표면처리제 제조

가. 55℃~65℃에서 증류수 100cc에 수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼(고형분 함량 38%) 90g~100g을 RPM 180회전 하에서 서서히 10분간 저어 혼합시켰다.

나. 100cc의 증류수에 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼(고형분 함량 25%) 120g~125g을 RPM 180회전 하에서 서서히 10분간 저어 혼합시켰다.

다. 100cc의 증류수에 수용성 초산비닐 수지에멀젼(고형분 함량 25%) 50g~70g을 RPM 180회전 하에서 서서히 저어 혼합시켰다.

라. 55℃~65℃에서 증류수에 100cc 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼(고형분 함량 30%) 20g~50g RPM 180회전 하에서 서서히 10분간 저어 혼합시켰다.

마. 100cc 증류수에 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼(고형분 함량 18%) 30g~50g을 RPM 180회전 하에서 서서히 10분간 저어 혼합시켰다.

그 다음, 이하의 각 혼합물을 제조하였다.

A) 55℃~65℃에서 증류수 100중량부에 가)의 혼합물 8중량부, 나)의 혼합물 10중량부, 다)의 혼합물 3중량부, 라)의 혼합물 2중량부, 마)의 혼합물 1중량부를 순차적으로 혼합시키며 RPM 100~200회전 하에서 각 5분 간격으로 총 30분간 교반, 혼합시켜 제조하였다. (제1혼합물로 총칭)

B) 분산 잉크에 흡수, 분산, 균산 도막 형성을 유도하기 위한 증류수 25중량부, 수용성 실리콘 유연제 8중량부, 반응성 염료 침투균염제 12중량부, 이소프로필알코올 45중량부를 RPM 180회전 하에서 10분간 교반, 혼합시켜 제조하였다. (제2혼합물로 총칭)

C) 증류수 79중량부와 징크솔루션 16중량부와 폴리이미드 고착제 5중량부를 혼합탱크에 투입한 후 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제조하였다. (제3혼합물로 총칭)

D) 이소프로필알코올 91중량부, 디메틸폴리실록산 9중량부를 혼합탱크 투입 후 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제조하였다. (제4혼합물로 총칭)

E) 증류수 35중량부, 아크릴로니트닐 2중량부, 아크릴레이트 3중량부, 수용성 폴리이미드 코팅제 3중량부, 폴리이미드 고착제 3중량부, 이소프로필알코올 55중량부를 55~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제조하였다. (제5혼합물로 총칭)

상기 과정을 통해 제조된 제1혼합물 25~27중량부, 제2혼합물 20~23중량부, 제3혼합물 35~37중량부, 제4혼합물 15~10중량부, 제5혼합물 3~5중량부를 순차적으로 반응조에 각 10분 간격으로 투입하며 75℃~85℃에서 1시간 동안 중합하고 상온에서 냉각시켜 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제의 제조를 완료하게 된다.

실시예 2 : 전사 인쇄된 합성섬유원사 제조

상기 실시예 1에서 제조된 표면처리제를 이용하여 합성섬유원사에 표면처리하였다.

상기와 같이 제조된 표면처리제를 합성섬유원사에 고압분사 스프레이법으로 코팅시키거나 스폰지를 이용한 코팅 메쉬롤 등으로 골고루 균일하게 도포한다. 이 때 합성섬유원사의 두께에 따라 도포량을 조절하고, 합성섬유원사에 표면처리제가 충분히 흡수되도록 한다.

그 다음, 상기 코팅된 합성섬유원사를 건조장치에 투입시킨 후 60℃~80℃에서 약 10시간 동안 열풍 건조시켰다.

상기 표면처리제가 코팅된 합성섬유원사에 무늬, 패턴, 이미지 등 특정 그래픽 디자인을 다음과 같은 과정을 통하여 인쇄시켰다.

먼저, 표면처리제가 코팅된 합성섬유원사의 표면에 인쇄하고자 하는 무늬, 패턴, 이미지, 사진, 그래픽을 스크린, 옵셋, 그라비아, 잉크젯 인쇄 방식 중 한 가지를 선택하여 열전사지에 승화분산염료로 전면에 반전인쇄시켰다.

그 다음, 옵셋, 그라비아, 잉크젯 인쇄 방식을 통하여 전면에 반전인쇄된 열전사지를 상기 표면처리제가 코팅된 원사의 표면 상부에 상기 전사지의 인쇄면을 대응시켜 올려놓은 다음 열판을 사용하여 약 185℃~220℃의 온도 하에서 약 5~7초 정도의 시간 동안 상기의 전사지를 가압시켜 인쇄물을 제조하였다.

Claims

수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼, 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼, 수용성 초산비닐 수지에멀젼, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼을 포함하는 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제.
제 1항에 있어서,
수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼은 8~11중량부, 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼은 3~7중량부, 수용성 초산비닐 수지에멀젼은 1~3중량부, 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼은 2~5중량부, 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼은 4~7중량부인 것을 특징으로 하는 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
증류수 20~25중량부, 수용성 실리콘 유연제 1~5중량부, 반응성 염료 침투 균염제 3~7중량부, 이소프로필알코올 5~9중량부, 징크솔루션 1~2중량부, 폴리이미드 고착제 1~3중량부, 디메틸폴리실록산 5~10중량부, 아크릴로니트릴 1~3중량부, 아크릴레이트 1~3중량부, 수용성 폴리이미드 코팅제 2~4중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제.
합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄용 표면처리제를 제조하는 방법에 있어서,
55℃~65℃의 온도에서 증류수 100중량부, 고형분 함량이 30~40%인 수분산성 아크릴아마이드 수지에멀젼과 수용성 프로테인 수지에멀젼 8중량부, 고형분 함량이 20~30%인 수용성 우레탄 수지에멀젼과 수용성 스타이렌아크릴 수지에멀젼 10중량부, 고형분 함량이 25~35%인 수용성 초산비닐 수지에멀젼 3중량부, 고형분 함량이 20~30%인 수용성 아크릴젤라틴 수지에멀젼 2중량부, 고형분 함량이 13~23%인 스타이렌아크릴 수지에멀젼 1중량부를 교반, 혼합시켜서 제1혼합물을 제조하는 단계;
증류수 25중량부, 수용성 실리콘 유연제 8중량부, 반응성 염료 침투 균염제 12중량부, 이소프로필알코올 45중량부를 RPM 180회전 하에서 10분간 교반, 혼합시켜서 제2혼합물을 제조하는 단계;
증류수 79중량부, 징크솔루션 16중량부, 폴리이미드 고착제 5중량부를 혼합탱크에 투입한 후 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제3혼합물을 제조하는 단계;
이소프로필알코올 91중량부, 디메틸폴리실록산 9중량부를 혼합탱크 투입 후, 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제4혼합물을 제조하는 단계;
증류수 35중량부, 아크릴로니트릴 2중량부, 아크릴레이트 3중량부, 수용성 폴리이미드 코팅제 3중량부, 폴리이미드 고착제 3중량부, 이소프로필알코올 55중량부를 55℃~65℃에서 고르게 30분간 혼합하여 제5혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 과정을 통해 제조된 제1혼합물 25~27중량부, 제2혼합물 20~23중량부, 제3혼합물 35~37중량부, 제4혼합물 15~10중량부 및 제5혼합물 3~5중량부를 순차적으로 반응조에 각 10분 간격으로 투입하며 75℃~85℃에서 1시간 동안 중합하고 상온에서 냉각시키는 단계를 포함하여 이루어지는 합성섬유원사의 승화분산염료 전사인쇄를 위한 표면처리제의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항의 표면처리제로 코팅된 합성섬유원사를 이용하여 승화분산염료 전사방법으로 인쇄된 합성섬유원사 인쇄물.