KR101681138B1 - 다색 염색된 원사 및 이를 위한 원사의 다색 염색방법 - Google Patents

다색 염색된 원사 및 이를 위한 원사의 다색 염색방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다색 염색된 원사, 이를 위한 원사의 다색 염색방법 및 이에 사용되는 원사의 다색 염색장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 원사의 다색 염색방법은 원사를 공급하는 방향과 상이한 방향으로 왕복운동을 유도한 후 왕복운동하는 원사에 2 이상의 노즐을 이용하여 서로 다른 색의 염액을 분사함으로써 용이하게 다색 염색된 원사를 얻을 수 있으며 이렇게 다색 염색된 원사는 길이 방향으로 2 이상의 색이 균일하게 염색되어 직물 직조 시 적절하게 멜란지 효과를 구현할 수 있다.

Description

다색 염색된 원사 및 이를 위한 원사의 다색 염색방법{Various color dyeing yarn, and various color dyeing method therefor}
본 발명은 다양한 색이 염색된 원사, 이를 위한 원사의 다색 염색방법 및 이에 사용되는 원사의 다색 염색장치에 관한 것이다.
멜란지란 프랑스어인 멜랑쥬(melange)에서 유래된 것으로 서로 다른 색이 혼합하여 서리가 내린 것과 같은 효과를 내는 배색 상태를 말한다. 특히, 섬유분야에서 멜란지 효과는 다양한 색상이 혼합된 것과 같은 효과를 지칭하는 것으로, 이러한 멜란지 효과는 섬유에 부드러운 촉감을 부여하고 광택을 고급스럽게 하여 고급스러움을 나타내어 다양한 용도로 사용될 수 있게 된다.
종래에는 멜란지 효과가 구현된 직물을 얻기 위하여 직물을 구성하는 경사와 위사로 서로 다른 색을 띠는 원사를 사용하거나, 경우에 따라서는 서로 다른 색을 띠는 원사를 합사, 합연신 또는 합방사 후 혼섬하는 방법을 사용화거나 또는 원사를 부분 염색하는 방법 등이 사용되어 왔다.
그러나 서로 다른 색을 갖는 원사를 이용하여 직물을 직조하는 방법은 옷감의 무늬나 색상이 정형화되어 다양한 변화를 줄 수 없으므로 멜란지 효과를 적절히 조절하기 어렵고, 멜란지 효과를 적절히 구현하기 위해서는 까다로운 원사 조건 및 공정 조건이 요구되는 문제가 있다. 또한, 원사를 부분 염색하는 방법은 다수의 염액조를 준비하여 여러 단계의 권취 공정을 거쳐야 하므로 공정성이 낮을 뿐만 아니라 초기 설비투자 비용이 증가하여 가격 경쟁력이 낮은 한계가 있다.
따라서, 직물 직조 시, 다양하고 독특한 무늬 및 색상이 구현할 수 있을 뿐만 아니라 제조공정인 간단하여 생산성이 높고 가격 경쟁력이 우수한 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2011-0070262호
본 발명의 목적은 직물 직조 시 멜란지 효과를 구현할 수 있는 길이 방향으로 다양한 색이 염색된 원사를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다색 염색된 상기 원사를 얻기 위한 원사의 다색 염색방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 원사의 다색 염색방법에 사용되는 원사의 다색 염색장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 일실시예에서.
둘 이상의 필라멘트를 포함하고,
각 필라멘트를 단면 기준으로 내부 영역과 외주면 영역으로 구분한 경우,
외주면 영역은 필라멘트의 길이 방향으로 단위 길이 1m 내에 제1 색으로 염색된 제1 외부 염색영역 내지 제n 색으로 염색된 제n 외부 염색영역(여기서, n은 2 내지 5,000 사이의 임의의 정수)을 포함하며,
하기 조건 1 및 2를 만족하는 경우를 포함하는 다색 염색된 원사를 제공한다.:
[조건 1]
제1 외부 염색영역에 염색된 제1 색과; 제p 외부 염색영역에 염색된 제p 색(p는 2 내지 n 사이에서 선택되는 어느 하나의 정수)은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이하고;
[조건 2]
제q 외부 염색영역에 염색된 제q 색(q는 2 내지 n 사이에서 선택되는 어느 하나의 정수)과 내부 영역의 색은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이하다.
또한, 본 발명은 일실시예에서, 상기 다색 염색된 원사를 얻기 위한 원사의 다색 염색방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 일실시예에서, 상기 다색 염색방법을 위한 원사의 다색 염색장치를 제공한다.
본 발명에 따른 원사의 다색 염색방법은 원사를 공급하는 방향과 상이한 방향으로 왕복운동을 유도한 후 왕복운동하는 원사에 2 이상의 노즐을 이용하여 서로 다른 색의 염액을 분사함으로써 용이하게 다색 염색된 원사를 얻을 수 있으며 이렇게 다색 염색된 원사는 길이 방향으로 2 이상의 색이 균일하게 염색되어 직물 직조 시 적절하게 멜란지 효과를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다색 염색된 원사의 염색 형태를 예시한 이미지이다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 다색 염색된 원사 및 상기 원사의 단면을 광학 현미경으로 관찰한 결과를 도시한 이미지이다.
도 4는 염액조에 담군 후 열처리하여 염색된 원사 및 상기 원사의 단면을 광학 현미경으로 관찰한 결과를 도시한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 다색 염색장치의 구조를 예시한 구조도이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 다색 염색장치의 노즐 위치를 예시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에서 사용되는 염액에 대한 적외선 분광분석 결과를 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명하고자 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서 "염액"이란, 원사를 염색시키는 조성물로서 색을 구현하는 염료와 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 "원사"란 직물 제조에 사용되는 실로서 천연소재 및 합성소재를 모두 포함할 수 있으며, 이를 구성하는 단위를 "필라멘트"라 한다. 여기서, 상기 "필라멘트"는 통상적으로는 폴리에스테르나 폴리프로필렌 등의 합성소재를 포함하는 원사에 사용되나, 본 발명에서는 원사를 구성하는 소재에 상관없이 원사를 구성하는 단위를 나타낼 수 있다.
아울러, 본 발명에서 "필라멘트의 내부 영역"이란 필라멘트의 단면을 기준으로 염료가 침투하기 어려워 염액으로 인한 염색이 수행되지 않은 영역을 말하며, 구체적으로는 도 3에 나타낸 바와 같이 필라멘트의 단면 중심점(O)과 중심점으로부터 표면까지의 길이(R)가 4/5되는 지점(4/5R)을 포함하는 영역을 의미한다.
이와 더불어, "외주면 영역"이란 필라멘트의 단면을 기준으로 염료가 침투하여 염색된 영역을 말하며, 구체적으로는 필라멘트의 단면을 기준으로 상기 "내부 영역"을 제외한 나머지 영역을 의미한다.
본 발명은 다색 염색된 원사, 이를 위한 원사의 다색 염색방법 및 이에 사용되는 원사의 다색 염색장치에 관한 것이다.
종래 섬유에 부드러운 촉감을 부여하고 광택을 부여하여 고급스러움을 나타내는 멜란지 효과를 섬유에 구현하기 위해 서로 다른 색을 띠는 원사를 이용하거나, 원사를 부분적으로 염색하는 방법 등이 적용되고 있다. 그러나, 서로 다른 색을 갖는 원사를 이용하여 직물을 직조하는 방법은 옷감의 무늬나 색상이 정형화되어 다양한 변화를 줄 수 없으므로 멜란지 효과를 적절히 조절하기 어렵고, 멜란지 효과를 적절히 구현하기 위해서는 까다로운 원사 조건 및 공정 조건이 요구되는 문제가 있다. 또한, 원사를 부분 염색하는 방법은 다수의 염액조를 구비하고 여러 단계의 권취공정을 거쳐야 하므로 공정성이 낮을 뿐만 아니라 초기 설비투자 비용이 증가하여 가격 경쟁력이 낮은 한계가 있다.
이러한 문제점들을 극복하기 위하여 본 발명은 길이방향으로 다색 염색된 원사 및 이를 위한 원사의 다색 염색방법을 제공한다.
본 발명에 따른 원사의 다색 염색방법은 원사를 공급하는 방향과 상이한 방향으로 왕복운동을 유도한 후 왕복운동하는 원사에 2 이상의 노즐을 이용하여 서로 다른 색의 염액을 분사함으로써 용이하게 다색 염색된 원사를 얻을 수 있으며 이렇게 다색 염색된 원사는 길이 방향으로 2 이상의 색이 균일하게 염색되어 직물 직조 시 적절하게 멜란지 효과를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
다색 염색된 원사
본 발명은 일실시예에서,
둘 이상의 필라멘트를 포함하고,
각 필라멘트를 단면 기준으로 내부 영역과 외주면 영역으로 구분한 경우,
외주면 영역은 필라멘트의 길이 방향으로 단위 길이 1m 내에 제1 색으로 염색된 제1 외부 염색영역 내지 제n 색으로 염색된 제n 외부 염색영역(여기서, n은 2 내지 5,000 사이의 임의의 정수)을 포함하며,
하기 조건 1 및 2를 만족하는 경우를 포함하는 다색 염색된 원사를 제공한다:
[조건 1]
제1 외부 염색영역에 염색된 제1 색과; 제p 외부 염색영역에 염색된 제p 색(p는 2 내지 n 사이에서 선택되는 어느 하나의 정수)은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이하고;
[조건 2]
제q 외부 염색영역에 염색된 제q 색(q는 2 내지 n 사이에서 선택되는 어느 하나의 정수)과 내부 영역의 색은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이하다.
본 발명에 따른 상기 다색 염색된 원사는 길이 방향으로 2 이상의 색이 규칙 또는 불규칙적으로 구현된 실로서, 구체적으로는 도 1의 (a)와 같이 원사의 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 서로 다른 색이 구현되거나 (b)와 같이 명도에 대한 농도 구배를 갖고 하나 이상의 색이 염색된 것일 수 있으며, 경우에 따라서는 도 1의 (C)와 같이 원사의 길이 방향으로 색상에 대한 농도 구배에 따라 2 이상의 색이 혼합되어 구현된 것일 수 있다. 본 발명에 따른 다색 염색된 원사는 상기와 같이 2 이상의 색이 길이방향으로 구현되어 직물 직조 시 별도의 공정 없이 멜란지 효과가 부여된 직물을 쉽게 얻을 수 있다.
이때, 상기 다색 염색된 원사는 둘 이상의 필라멘트를 포함할 수 있으며, 상기 필라멘트가 서로 뭉쳐 있는 구조 또는 서로 꼬여 있는 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 다색 염색된 원사를 구성하는 각 필라멘트는 단면을 기준으로 구현된 색에 따라 내부 영역과 외주면 영역으로 구분할 수 있고, 상기 외주면 영역은 단위 길이 1m 내에 제1 색으로 염색된 제1 외부 영역 내지 제n 색으로 염색된 제n 외부 염색영역(단, n은 2 내지 5,000 사이의 임의의 정수)을 포함할 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 다색 염색된 원사는 도 2 및 3과 같이 마이크로톰(microtome)으로 원사의 두께 방향으로 절단한 절편을 얻은 후 상기 절편에 대한 광학 현미경 분석을 수행하면 다수의 필라멘트로 구성된 것을 확인할 수 있고, 상기 필라멘트는 염료의 침투가 어려워 염색되지 않은 내부 영역과 염료가 침투하여 염색된 외주면 영역이 존재하는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 원사는 길이 방향으로 서로 다른 2 이상의 색이 구현되어 있으므로 필라멘트의 제1 외부 염색영역에 염색된 제1 색과 제p 외부 염색영역에 염색된 제p 색(p는 2 내지 n 사이에서 선택되는 어느 하나의 정수)은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이한 경우(조건 1)를 포함할 수 있다. 하나의 예로서, 상기 원사는 단위 길이 1m 내에서 임의적으로 선택되는 2 지점에 대한 CIE 색좌표 측정 시 2 지점의 CIE 평균 색차는 0.01 이상, 보다 구체적으로는 0.05 이상, 또는 0.1 이상으로 하기 식 1을 만족하는 경우를 포함할 수 있다:
[식 1]
ΔEL > 0.01
상기 식에서, ΔEL은 2 지점의 CIE 색좌표 색차를 의미한다.
여기서, 상기 "CIE 색좌표"란, CIE(국제조명위원회, Commossion International de l'Eclairage)에서 규정한 색상 값인 CIE Lab 색 공간에서의 좌표를 의미하며, CIE 색 공간에서의 임의의 위치는 L*, a*, b* 3가지 좌표값으로 표현될 수 있다. 상기, L* 값은 밝기를 나타내는 것으로 L*=0이면 흑색(black)을 나타내며, L*=100이면 백색(white)을 나타낸다. 또한, a* 값은 해당 색좌표를 갖는 색이 순수한 적색(pure magenta)과 순수한 녹색(pure green) 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타내며, b* 값은 해당 색좌표를 갖는 색이 순수한 황색(pure yellow)과 순수한 청색(pure blue) 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타낸다.
본 발명에서, "색차" 또는 "색좌표 편차"란, CIE Lab 색 공간에서의 두 색간의 거리를 의미한다. 즉, 거리가 멀면 색상의 차이가 크게 나는 것이고 거리가 가까울수록 색상의 차이가 거의 없다는 것을 의미하며, 이는 하기 수학식 1로 나타내는 ΔE*로 표시할 수 있다:
[수학식 1]
Figure 112016043878944-pat00001
아울러, 상기 필라멘트의 내부 영역은 외부 염색영역과 달리 염료의 침투가 어려우므로 염료로 인해 색이 구현되는 면적이 외부 염색영역과 대비하여 현저히 낮을 수 있으며, 이에 따라 외부 염색영역과 구현되는 색은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이할 수 있다. 구체적으로, 상기 필라멘트의 제q 외부 염색영역에 염색된 제q 색(q는 2 내지 n 사이에서 선택되는 어느 하나의 정수)과 내부 영역의 색은 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이한 경우(조건 2)를 포함할 수 있다. 하나의 예로서, 필라멘트는 단면을 기준으로 광학현미경 분석 시 하기 식 2 및/또는 식 3을 만족할 수 있다:
[식 2]
ΔEW > 0.01
상기 식에서, ΔEW는, EW1과 EW2의 편차를 나타내고,
EW1은 필라멘트의 단면을 기준으로 필라멘트의 내부 영역에서의 CIE 평균 색좌표를 나타내며,
EW2는 필라멘트의 단면을 기준으로 필라멘트의 외부영역에서의 CIE 평균 색좌표를 나타내고;
[식 3]
C0-4/5R / C4/5R-R ≤ 0.15
상기 식에서,
C0- 4/5R은 필라멘트의 단면을 기준으로 필라멘트의 내부 영역의 염색 면적을 나타내며,
C4/5R-R은 필라멘트의 단면을 기준으로 필라멘트의 외부영역의 염색 면적을 나타낸다.
구체적으로 상기 필라멘트는 식 2의 조건을 0.01 이상, 0.05 이상, 또는 0.1 이상으로 만족할 수 있고, 식 3의 조건을 0.15 이하로 만족할 수 있으며 보다 구체적으로는 0.13 이하, 0.11 이하, 0.1 이하 또는 0.05 이하로 만족할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 원사에 포함되는 필라멘트는 일반적인 직물에 사용되는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 하나의 예로서, 상기 필라멘트는 면, 레이온, 나일론, 아라미드, 폴리에스테르 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 이와 더불어, 상기 필라멘트는 외부 염색영역에 색이 구현되기 이전에 필라멘트 방사 시 필라멘트를 구성하는 원료와 염료가 혼합될 수 있으므로 염료의 침투가 어려운 내부 영역에 흰색 이외의 다양한 색이 구현될 수 있다.
원사의 다색 염색장치
또한, 본 발명은 일실시예에서,
원사를 공급하는 크릴;
크릴에서 공급된 원사를 권취하는 와인더;
상기 크릴과 와인더 사이에 위치하여 원사 공급방향과 상이한 방향으로 원사의 왕복운동을 유도하는 수평좌우왕복장치; 및
수평좌우왕복장치에 의해 형성된 원사의 이동 영역 내에 위치하여 이동 중인 원사에 염액을 분사하는 노즐을 포함하는 원사의 다색 염색장치를 제공한다.
본 발명에 따른 원사의 다색 염색장치는 원사의 길이방향으로 서로 다른 2 이상의 색을 규칙 또는 불규칙적으로 염색하기 위하여 원사에 서로 다른 색을 발색하는 2 이상의 염액이 분사하되, 각 염액이 원사에 접촉하는데 걸리는 시간차를 두기 위하여 빠른 속도로 이동하는 원사의 왕복운동을 유도하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 본 발명에 따른 다색 염색장치의 구조를 예시한 도 5를 참고하면, 상기 다색 염색장치(100)는 원사를 공급하는 크릴(110)과 크릴(110)에서 공급된 원사를 권취하는 와인더(120)가 대향하도록 설치되고, 상기 크릴(110)과 와인더(120) 사이에는 원사에 서로 다른 색의 염액을 분사하는 2 이상의 노즐(130)이 설치되되, 각 노즐은 크릴(110)과 와인더(120) 사이에서 위치하여 빠른 속도로 이동하는 원사의 왕복운동을 유도하는 수평좌우왕복장치(140)에 의해 형성되는 원사의 왕복운동 영역(A), 즉 원사의 이동 영역 내에 설치되는 구조를 가질 수 있다.
하나의 예로서, 상기 다색 염색장치(101 및 102)가 서로 다른 색의 염액을 분사하는 제1 노즐(131 및 133) 및 제2 노즐(132 및 134)을 포함하는 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이 제1 노즐(131) 및 제2 노즐(132)은 크릴(110)과 와인더(120)를 연결하는 중심선(S)의 좌우에 각각 위치할 수 있고, 도 7에 나타낸 바와 같이 제1 노즐(133) 및 제2 노즐(134)은 크릴(110)과 와인더(120)를 연결하는 중심선(S) 상에 위치할 수 있다. 본 발명에 따른 다색 염색장치(100)는 상기와 같이 2 이상의 노즐(130)이 원사의 이동 영역 내에 설치된 구조를 가짐으로써 빠르게 이동하는 원사 표면에 서로 다른 색을 발색하는 염액을 시간 편차를 두고 접촉시킬 수 있다.
이때, 상기 제1 노즐(131 및 133) 및 제2 노즐(132 및 134)의 설치 간격은 노즐에서 분사된 염액이 혼합되지 않는 범위라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 염색 공정성을 감안하여 0.1㎝ 내지 200㎝, 구체적으로는 0.1㎝ 내지 100㎝, 0.5㎝ 내지 30㎝, 0.5㎝ 내지 20㎝, 0.5㎝ 내지 10㎝, 또는 1㎝ 내지 7㎝ 내로 설치될 수 있다.
또한, 노즐과 이동하는 원사의 간격은 0.5㎝ 내지 10㎝일 수 있으며, 구체적으로는 1㎝ 내지 5㎝일 수 있다.
아울러, 상기 수평좌우왕복장치(140)는 빠르게 이동하는 원사의 왕복운동을 유도하기 위하여 원사의 이동구간을 따라 형성된 가이드홈 또는 가이드홀(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 가이드홈은 원사의 이동속도에 영향을 주지 않으면서 원사가 수평좌우왕복장치(140)에 걸쳐져 왕복운동이 유도되는 형태라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다.
이와 더불어, 상기 수평좌우왕복장치(140)의 왕복운동 간격은 0.5㎝ 내지 30㎝일 수 있고, 구체적으로는 0.5㎝ 내지 20㎝, 0.5㎝ 내지 10㎝, 또는 1㎝ 내지 7㎝일 수 있다.
나아가, 상기 수평좌우왕복장치(140)는 크릴(110)과 와인더(120) 사이에 설치되며, 구체적으로는 크릴(110)과 제1 노즐(131 및 133) 사이 또는 제2 노즐(132 및 134)과 와인더(120) 사이에 설치될 수 있다.
한편, 상기 수평좌우왕복장치(140)의 왕복운동 방향(R)은 원사가 공급되는 방향, 즉 원사의 이동방향(S)과 상이한 방향일 수 있다. 구체적으로 원사의 이동방향(S)과 평행한 방향을 제외한 모든 방향으로 적용될 수 있으며, 하나의 예로서 원사의 이동방향(S)에 대하여 30° 이상의 각을 이루는 방향, 보다 구체적으로는 원사의 이동방향(S)에 대하여 90±45°, 90±30°, 또는 90±10°의 각을 이루는 방향으로 왕복운동을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다색 염색장치(100)는 2 이상의 각 노즐(130)에 대향하는 위치에 분사된 염액을 수납하는 염액 수납부(150)가 설치될 수 있다. 하나의 예로서, 다색 염색장치(100)의 각 노즐(130)이 이동 중인 원사의 상단부에 설치되는 경우, 이에 대응되는 하단부에는 원사를 염색하고 남은 염액을 수집하는 염액 수납부(150)가 설치된 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 염액 수납부(150)는 수납된 염액을 각 노즐(130)에 재공급하는 유로(151)를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 다색 염색장치(100)는 원사를 권치하는 와인더(120)를 회전시키는 모터(160)를 더 포함할 수 있으며, 경우에 따라서는 와인더(120)의 권치 속도를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
원사의 다색 염색방법
나아가, 본 발명은 일실시예에서,
공급 방향과 상이한 방향으로 원사의 왕복운동을 유도하는 단계;
공급 방향과 상이한 방향으로 왕복운동하는 원사에 염액을 분사하는 단계; 및
염액이 분사된 원사를 권취하는 단계를 포함하는 원사의 다색 염색방법을 제공한다.
본 발명에 따른 원사의 다색 염색방법은 원사의 길이방향으로 서로 다른 2 이상의 색을 규칙 또는 불규칙적으로 염색하기 위하여 원사에 서로 다른 색을 발색하는 2 이상의 염액이 분사하되, 각 염액이 원사에 접촉하는데 걸리는 시간차를 두기 위하여 빠른 속도로 이동하는 원사의 왕복운동을 유도하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 다색 염색방법은 원사의 왕복운동을 유도하는 단계; 왕복운동하는 원사에 염액을 분사하는 단계; 및 분사된 염액으로 인해 염색된 원사를 권취하는 단계를 수행할 수 있으며, 경우에 따라서는 염색된 원사를 권취하는 단계 전 또는 후에 원사를 건조하는 단계를 더 수행할 수 있다.
이때, 상기 원사의 왕복운동 방향은 원사가 공급되는 방향, 즉 원사의 이동방향과 상이한 방향일 수 있다. 구체적으로 원사의 이동방향과 평행한 방향을 제외한 모든 방향으로 적용될 수 있으며, 하나의 예로서 원사의 이동방향에 대하여 30° 이상의 각을 이루는 방향, 보다 구체적으로는 원사의 이동방향에 대하여 90±45°의 각을 이루는 방향으로 왕복운동을 수행할 수 있다.
또한, 상기 원사의 이동 속도 및 왕복운동 속도는 각각 100m 내지 1,000m 및 10 내지 300 회/분일 수 있다. 보다 구체적으로 원사의 이동 속도는 100m 내지 1,000m, 200m 내지 800m, 300m 내지 700m, 350m 내지 500m, 또는 380m 내지 420m일 수 있고, 원사의 왕복운동 속도는 10 내지 300 회/분, 50 내지 300 회/분, 50 내지 250 회/분, 80 내지 220 회/분 또는 100 내지 200 회/분일 수 있다. 원사의 이동속도 및 왕복운동 속도 중 어느 하나 이상이 빠르면 원사에 염색된 서로 다른 색의 간격이 짧게 되고 느리면 서로 다른 색의 간격이 길게 된다.
나아가, 상기 염액을 분사하는 단계는 색상(hue), 명도(brightness) 및 채도(chroma) 중 어느 하나 이상이 상이하여 서로 다른 색을 구현하는 2종 이상의 염액을 각각 분사하여 수행될 수 있다.
여기서, 상기 염액은 원사에 색을 부여할 수 있는 염료 및/또는 안료와 함께 기타 첨가제를 포함하는 수용액 형태를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 염액은 폴리에스테르계 원사를 염색할 경우 분산 염료를 포함할 수 있고, 면계 원사를 염색할 경우 반응성 염료를 포함할 수 있다. 또한, 나일론계 원사를 염색할 경우 산성염료를 포함할 수 있으며, 경우에 따라서는 염료 대신 안료나 액상 착색제 등을 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 염료로는 아조계 염료, 아조메틸계 염료, 니트로계 염료 및 안트라퀴논계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 염료를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 더불어, 상기 염액은 염료의 발색력을 촉진시키는 빙초산 등의 발색 촉진제, 염료의 분산성을 개선하는 분산제, 염료와 원사 원료 사이의 접착력을 개선하는 접착제, 및 방염성을 높이기 위한 방염제 등을 첨가제로 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 상기 염액에 대한 적외선 분광분석(Infrared spectroscopy) 시 600 내지 1600 ㎝-1 범위에서 1 이상의 피크를 가질 수 있다.
하나의 예로서, 상기 염액은 도 8에 나타낸 바와 같이 적외선 분광분석 시, 1587.5±1 ㎝-1, 1484±1 ㎝-1, 1292.5±1 ㎝-1, 1175±1 ㎝-1, 1009.5±1 ㎝-1, 968±1 ㎝-1, 835±1 ㎝-1, 770±1 ㎝-1, 752.5±1 ㎝-1 및 687±1 ㎝-1에서 피크가 나타날 수 있다.
본 발명은 분산성 염료와 첨가제가 분산되어 상기 적외선 분광 피크를 갖는 수용액을 염액으로 사용함으로써 염색된 원사의 건조가 용이하고 저온에서 염색 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 탈염 현상 없이 보다 선명하고 균일하게 색을 원사에 구현할 수 있다.
100, 101 및 102: 다색 염색장치
110: 크릴
120: 와인더
130: 노즐
131 및 133: 제1 노즐
132 및 134: 제2 노즐
140: 수평좌우왕복장치
140': 왕복운동에 의해 이동한 수평좌우왕복장치
150: 염액 수납부
151: 유로
160: 모터
S: 크릴과 와인더를 연결하는 중심선 및/또는 원사의 이동방향
A: 원사의 왕복운동 영역
R: 수평좌우왕복장치의 왕복운동 방향

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 원사를 공급하는 크릴;
    크릴에서 공급된 원사를 권취하는 와인더;
    상기 크릴과 와인더 사이에 위치하여 원사 공급방향과 상이한 방향으로 원사의 왕복운동을 유도하는 수평좌우왕복장치; 및
    수평좌우왕복장치에 의해 왕복운동을 수행하는 원사의 이동 영역(A) 상에 위치하며, 염액을 분사하는 노즐을 포함하고,
    상기 와인더는, 노즐로부터 수평좌우왕복장치에 의해 왕복운동을 수행하는 원사의 이동 영역(A) 상에 염액이 분사되는 위치로부터 이격되어 위치하고,
    상기 와인더의 회전축과 수평좌우왕복장치의 왕복운동 방향은 서로 수직인 원사의 다색 염색장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 노즐은 둘 이상 구비되고,
    둘 이상의 노즐은, 각각 서로 다른 색의 염액을 분사하는 것을 특징으로 하는 원사의 다색 염색장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 노즐은 제1 노즐 및 제2 노즐을 포함하고,
    상기 제1 노즐 및 제2 노즐은 크릴 및 와인더를 연결하는 중심선의 좌우에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 원사의 다색 염색장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 노즐은 제1 노즐 및 제2 노즐을 포함하고,
    상기 제1 노즐 및 제2 노즐은, 크릴 및 와인더를 연결하는 중심선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 원사의 다색 염색장치.
  11. 제6항에 있어서,
    다색 염색장치는, 노즐 위치에 대응되는 하단부에 노즐로부터 분사된 염액을 수납하는 염액 수납부가 설치된 것을 특징으로 하는 원사의 다색 염색장치.
  12. 제11항에 있어서,
    염액 수납부는 수납된 염액을 노즐로 재공급하는 유로를 포함하는 원사의 다색 염색장치.
  13. 제7항에 있어서,
    노즐의 설치 간격은, 1㎝ 내지 100 ㎝인 것을 특징으로 다색 염색장치.
  14. 크릴로부터 공급되는 원사에 대해서, 수평좌우왕복장치를 이용하여 원사의 공급 방향과 상이한 방향으로 원사의 왕복운동을 유도하는 단계;
    상기 원사의 왕복운동 영역(A) 상에 위치하는 노즐로부터 염액을 분사하는 단계; 및
    노즐로부터 염액이 분사되는 위치와 이격되어 위치한 와인더를 통해 원사를 권취하는 단계를 포함하며,
    상기 와인더의 회전축과 수평좌우왕복장치의 왕복운동 방향은 서로 수직인 원사의 다색 염색방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 원사의 왕복운동 영역(A) 상에 위치하는 노즐로부터 염액을 분사하는 단계는,
    둘 이상의 노즐을 이용하되, 각 노즐은 서로 다른 2종 이상의 염액을 분사하는 것을 특징으로 하는 원사의 다색 염색방법.
  16. 제14항에 있어서,
    염액은 염료 및 첨가제를 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 원사의 다색 염색방법.
  17. 제14항에 있어서,
    염액은 적외선 분광분석 시 600 내지 1600 ㎝-1 범위에서 1 이상의 피크를 갖는 원사의 다색 염색방법.
  18. 제14항에 있어서,
    염액이 분사된 원사를 권취하는 단계 전 또는 후에,
    원사를 건조하는 단계를 더 포함하는 원사의 다색 염색방법.
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