KR102065838B1

KR102065838B1 - 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물

Info

Publication number: KR102065838B1
Application number: KR1020180017090A
Authority: KR
Inventors: 배이춘 리
Original assignee: 프레이리안트 스페셜티 컴퍼니., 리미티드
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2020-01-13
Also published as: TWI682005B; TW201915098A; CN107652710B; KR20180021752A; CN107652710A

Abstract

본 발명은 식(I)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분A, 식(II)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분B, 식(III) 및/또는 식(IV)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분C, 식(V)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분D를 포함하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물을 개시한다. 본 발명이 제공하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물은 응용될 경우 친환경적이고 공법 청결과 제품 견뢰도가 높은 특점을 갖는다.

Description

고견뢰도 분산 흑색염료 조성물{Black dye composition with high fastness and dispersion property}

본 발명은 분산염료분야에 관한 것으로서 특히 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물에 관한 것이다.

우리 나라는 염료, 방직품 생산대국으로서 흑색염료는 방직날염, 가죽 등 분야에서 상당한 영향력을 지닌 위치를 차지한다.

초기에 흑색염료는 주요하게 벤지딘에서 유래된 아조염료로서 흑도가 우수하고 염색율이 높은 등 장점을 가지나 생산과정과 사용과정에서 발암 중간체인 벤지딘을 방출하기 때문에 20세기 70년대에는 벤지딘에서 유래된 모든 직접적이고 산성 품종인 흑색염료는 잇따라 사용이 금지되었다. 염색성능에 의미가 있는 신형의 비변이원성 친환경 흑색염료를 개발하는 것은 이미 중대한 의미가 있는 과제로 되었다. 현재 대량의 새로운 품종의 흑색염료가 합성에 성공하였고 또 흑색염료의 사용성능을 향상시킨 염료복제기술이 일정하게 극복되었다. 복제성 분산염료란 색상이 근접하거나 또는 성능이 근접하고 화학적 구조가 대체적으로 비슷하거나 상이한 분산염료의 혼합물을 말하지만 염료 합성과정에서 생산된 이성질체를 포함하지 않는다. 일반적으로는 두개 이상의 다성분이고 성분 사이에는 일정한 비율이 있다.

우리 나라의 분산염료의 상품화 질량에는 적지 않은 문제점이 존재하는데 예를 들면 입경이 크고 입경 분포 범위가 넓으며 이온형태가 불규칙하고 염료의 크리스탈 형태가 불온정하며 분산 안정성이 낮은 것으로서 비교적 돌출한 문제점은 내열 이동성이 낮고 내마찰, 워셔블 견뢰도가 낮으며 AATCC(미국섬유화학염색자협회) 등 국제표준에 도달하기 어려운 것이다. 또한 이미 존재하는 복제염료로부터 볼 때 그 염색 양립성과 재현성 등 응용성능은 여전히 요구를 완전히 만족시킬 수 없다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 건강하고 친환경적이며 공법 청결이 가능한 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물을 제공하는 것인 바, 상기 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물은 친환경보장이 높은 특점을 갖고 있다.

상기 발명의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 기술적 해결수단을 제공한다.

식(I)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분A, 식(II)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분B, 식(III) 및/또는 식(IV)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분C, 식(V)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분D를 포함하고 식(I)~(V)는 아래와 같은 구조를 가지는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물:

식(I)에서 R₁은 수소 또는 C1~C4의 알콕시기이고 R₂, R₃은 각각 독립적으로 C1~C4의 알킬기에서 선택되며 m, n은 각각 독립적으로 1, 2, 3 또는 4에서 선택된다.

식(II)에서 R₄는 수소 또는 할로겐이고 바람직하게 염소 또는 브롬이다.

식(III)과 식(IV)에서 R₅, R₈은 각각 독립적으로 C1~C4의 알킬기에서 선택되고 각각 독립적으로 바람직하게 메틸이다.

식(V)에서 R₉는 C1~C4의 알킬기에서 선택되고 바람직하게 메틸 또는 에틸이며 R₁₀은 C1~C4의 알콕시기에서 선택되고 바람직하게 메톡시 또는 에톡시이다. 상기 성분D는 식(V)에서 R₉이 메틸과 에틸인 화합물을 포함하는 것이 바람직하고 메틸:에틸=1:1이거나 또는 상기 성분D는 식(V)에서 R₉이 에틸과 이소프로필옥시 프로필인 화합물을 포함하는 것이 바람직하고 에틸: 이소프로필옥시 프로필=2:1로 포함한다.

본 발명에서 상술한 C1~C4알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소 프로필, n-부틸, 이소 부틸, t-부틸 등 일 수 있고 상술한 C1~C4알콕시기는 메톡시, 에톡시, 프로페녹시, 이소프로펜, N-부톡시폴리에틸렌, 이소부톡시, t-부톡시 등 일 수 있으며 상술한 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 일 수 있고 상기 Ac는 아세틸이다.

바람직하게 성분A의 중량%는 10~30％이고 성분B의 중량%는 10~20％이며 성분C의 중량%는 1~10％이고 성분D의 중량%는 3~15％이며 여분은 보조제이다.

더 바람직하게 성분A의 중량%는 10~20％(예하면 14%)이고 성분B의 중량%는 12~16％(예하면 13%)이며 성분C의 중량%는 2~5％(예하면 3%)이고 성분D의 중량%는 5~10％(예하면 7%)이며 여분은 보조제이다.

바람직한 것으로서 상기 염료성분A는 아래 식(I-1)~(I-9)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.

바람직하게 상기 염료성분B는 아래 식(II-1)~(II-3)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.

바람직한 것으로서 상기 염료성분C는 아래 식(III-1)~(III-3), (IV-1)~(IV-3)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.

바람직한 것으로서 상기 염료성분D는 아래 식(V-1)~(V-6)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 설명한 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물은 제품으로 판매되거나 방직재료에 응용되어 착색할 경우 보조제를 더 추가하여 처리해야 한다. 본 발명에서 설명한 보조제는 분산염료복제에 상용되는 분산제, 확산제 및 기타 계면활성제 등으로서 바람직하게 리그노술폰산염, 알킬 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물, 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물, 벤질 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물 등에서의 하나 또는 그 중의 두가지 이상의 혼합물을 선택할 수 있다.

상기 리그노술폰산염은 구체적으로 리그노설폰산 나트륨 일 수 있고더 구체적으로 리그닌85A 또는 리그닌83A이며 상기 알킬 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물은 분산제MF와 같은 메틸 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물 일 수 있고 상기 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물은 확산제NNO 등 일 수 있으며 상기 벤질 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물은 구체적으로 확산제CNF 일 수 있다.

본 발명에서 식(I)~(V)에 도시된 염료화합물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 잘 알고 있는 방식으로 합성될 수 있고 또 시판되고 있는 상품을 사용할 수도 있다.

본 발명의 분산염료조성물은 염색에 응용될 경우 아래와 같은 방법으로 진행될 수 있다:

분산 흑색염료 조성물의 염료 단량체 화합물을 배분율에 따라 혼합한 후 보조제, 물이 존재하는 조건하에서 샌드 밀 또는 그라인더 등 분쇄기를 사용하여 미립자화를 진행하거나 염료 단량체 화합물을 각각 보조제, 물이 존재하는 조건하에서 샌드 밀 또는 그래인더 등 분쇄기를 사용하여 미립자화 처리를 진행한 후 비율에 따라 혼합할 수도 있다. 본 발명에서 설명한 분산 레드 염료 제품은 샌드 밀 또는 그라인더를 사용하여 연마한 후는 액상이고 분무건조한 후에는 분상, 과립상 일 수 있는데 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 잘 알고 있는 제조방법인 바, 분무건조과정에서 수분을 100% 제거할 수 없기 때문에 분상 또는 과립상의 염료제품이라도 여전히 일정한 양의 수분이 존재하는 것을 허용하는데 바람직하게 염료 제품의 전체 무게의 12%를 초과하지 말아야 한다.

본 발명의 염료 조성물을 사용하여 제작된 염료는 업체내의 관용적인 방식에 따라 소수성 섬유재료(예하면 폴리에스터 및 그의 혼방 교직물)를 염색할 수 있는데 예를 들어 일반적인 염색법 또는 고온고압 염색법으로 염색할 수 있고 또 직접적인 프링팅에 사용될 수 도 있다. 여기서 일반적인 염색법이란 소수성 섬유재료를 전처리 한 후 염색 항아리에 넣어 염색하며 염색이 끝나면 중성이 될 때까지 냉수로 세척하고 짜서 말리며 다시 환원세척을 진행하고 건조시키는 것을 말하고 직접적인 프링팅이란 직물에 대해 염색전 처리, 건조, 세팅을 진행하고 프린팅 기계에서 분산염료 페이스트를 프린트한 후 다시 증발시켜 증기로 증발시키는 방식으로 직물에 있는 염료가 고착되도록 한 후 마지막으로 워싱하고 텐터링 고정한다.

폴리에스터 섬유의 초미세화정도가 점점 높아짐에 따라 섬유에 대한 깊은 염색이 점점 어려워지고 있는데 또 여러가지 견뢰도를 만족시켜야 했다. 본 발명의 고견뢰도 분산 흑색염료는 염료의 깊은 염색을 충분히 만족시키고 또 놀랍게도 본 염료가 폴리에스터 초미세 섬유와 폴리에스터 초미세 섬유에 대해 폴리에스터 스판덱스, 폴리에스터 나일론, 폴리에스터 면, 폴리에스터 비스코스 등을 교직 염색한 후 워싱 견뢰도가 모두 AATCC61IIA 4급 이상에 도달하고 승화 견뢰도가 180℃에서 30초 4급 이상, 일광 견뢰도가 60시간 4급 이상, 건습 마찰 견뢰도가 4급 이상임을 발견하였다.

본 발명의 고견뢰도 분산 흑색염료는 제일 엄격한 BLUE signing(블루 싸이닝) 친환경 인증 클라스 표준을 만족시키고 폴리클로로 페놀, 유기 염소 캐리어, 다환 방향족 탄화수소의 친환경요구의 클라스 표준을 만족시킨다.

본 발명의 고견뢰도 분산 흑색염료는 친환경 에너지절약과 오염물 배출감소의 응용을 추진하고 이러한 염료는 날염공장에서 실제적으로 응용되는 과정에 환원세척을 거치지 않고도 시장주문의 요구를 만족시킬 수 있어 날염공장이 환원세척을 함으로써 초래하는 대량적인 페수와 대량적인 증기의 사용을 절감하는 청결염색의 중요한 염료이다.

이하 본 발명의 실시에에서의 기술적 해결수단에 대해 명확하고 완정하게 설명하고자 하는데 뚜렷한 것은 설명되는 실시예는 단지 본 발명의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예가 아니다. 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 진보적인 노력을 들이지 않는 전제하에서 획득한 모든 기타 실시예는 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.

[실시예1]

26그램의 식(I-1)의 화합물, 11그램의 식(II-1)의 화합물, 3그램의 식(III-1)의 화합물, 6그램의 식(V-1)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예2]

26그램의 식(I-2)의 화합물, 11그램의 식(II-2)의 화합물, 3그램의 식(III-2)의 화합물, 6그램의 식(V-2)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예3]

26그램의 식(I-5)의 화합물, 11그램의 식(II-1)의 화합물, 3그램의 식(IV-1)의 화합물, 몰비가 1:1인 6그램의 식(V-1)과 (V-2)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예4]

26그램의 식(I-1)의 화합물, 11그램의 식(II-1)의 화합물, 3그램의 식(III-1)의 화합물, 몰비가 1:1인 6그램의 식(V-1)과 (V-2)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예5]

26그램의 식(I-1)의 화합물, 11그램의 식(II-1)의 화합물, 3그램의 식(III-1)의 화합물, 몰비가 1:1인 6그램의 식(V-4)와 (V-5)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예6]

26그램의 식(I-1)의 화합물, 11그램의 식(II-1)의 화합물, 3그램의 식(III-1)의 화합물, 몰비가 2:1인 6그램의 식(V-2)와 식(V-3)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예7]

22그램의 식(I-3)의 화합물, 16그램의 식(II-3)의 화합물, 3그램의 식(III-2)의 화합물, 몰비가 2:1인 8그램의 식(V-5)와 식(V-6)의 화합물, 51그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예8]

26그램의 식(I-5)의 화합물, 11그램의 식(II-1)의 화합물, 3그램의 식(IV-1)의 화합물, 몰비가 2:1인 6그램의 식(V-2)와 (V-3)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예9]

26그램의 식(I-7)의 화합물, 11그램의 식(II-2)의 화합물, 3그램의 식(IV-1)의 화합물, 몰비가 2:1인 6그램의 식(V-5)와 식(V-6)의 화합물, 54그램의 분산제MF에 200그램의 물을 혼합한 후 연마분산하고 분무건조하여 완제품을 얻는다.

[실시예10~21]

실시예1에서 설명한 방법에 따르는데 상이한 것은 표 1에서의 성분A, 성분B, 성분C, 성분D의 중량비 및 분산제MF이고 여기서 성분D의 두가지 화합물의 비율은 몰비이며 물을 추가하여 혼합함으로써 슬러리를 제조하되 슬러리의 고체함유량이 30~40％가 되도록 제어하는 것이 좋으며 연마분산, 건조에 의해 완제품을 얻는다.

[표 1]

[염색실시예1]

상기 실시예1~21에서 제조하여 얻은 분산염료를 통상적인 고온고압염색법을 이용하여 초미세화 폴리에스터, 폴리에스터 스판덱스, 폴리에스터 나일론, 폴리에스터 면, 폴리에스터 비스코스 등 교직물을 처리하되 처리과정에서 염색 깊이(o .w .f)를 4 .0％ 이상, 욕비를 1:40으로 제어하고 염욕의 pH값을 4~5로 조절하여 실온에서 염료에 넣으며 130℃까지 승온하게 되면 45min 보온하여 워싱, 건조하며 70℃로 냉각하여 꺼낸다. 샘플 천의 색을 관찰하고 염색폴리에스터 천 샘플을 예로 하여 그 중의 폴리클로로 페놀, 유기 염소 캐리어, 다환 방향족 탄화수소의 함량을 검출하는데 구체적인 내용은 표 2에 도시된 바와 같다.

[표 2]

비율 염료와 대비하여 본 발명의 흑색염료는 제일 엄격한 BLUE signing(블루 싸이닝) 친환경 인증 클라스 표준을 모두 만족시키고 폴리클로로 페놀, 유기 염소 캐리어, 다환 방향족 탄화수소의 친환경요구의 클라스 표준을 만족시킨다. 폴리에스터 초미세 섬유와 폴리에스터 초미세 섬유에 대해 폴리에스터 스판덱스, 폴리에스터 나일론, 폴리에스터 면, 폴리에스터 비스코스 등을 교직 염색한 후 국제표준인 ISO105-X12, ISO105-C10, ISO105-X11을 사용하여 내마찰 건습 견뢰도, 워셔블, 내일광 60시간, 내승화180℃ 30초의 컬러 견뢰도를 각각 테스트하는데 구체적인 내용은 표 3~7을 참조하기 바란다.

[표 3] 폴리에스터 염색 견뢰도 테스트

[표 4] 폴리에스터 암모니아 염색 견뢰도 테스트

[표 5] 폴리에스터 나일론 염색 견뢰도 테스트

[표 6] 폴리에스터 면 염색 견뢰도 테스트

[표 7] 폴리에스터 비스코스 염색 견뢰도 테스트

표 3~7의 결과가 나타낸 바와 같이 본 발명의 분산 염료의 각 견뢰도성능이 우수하고 폴리에스터 초미세 섬유와 폴리에스터 초미세 섬유에 폴리에스터 스판덱스, 폴리에스터 나일론, 폴리에스터 면, 폴리에스터 비스코스 등을 교직 염색한 후 워싱 견뢰도가 모두 AATCC61IIA 4급 이상에 도달하고 승화 견뢰도180℃에서 30초 4급 이상, 일광 견뢰도가 60시간 4급 이상, 건습 마찰 견뢰도가 4급 이상임을 발견하였다.

특히 실시예3~18의 성분에 있어서, 상기 성분D는 식(V)에서 R₇이 메틸과 에틸의 화합물을 포함하는 것이 바람직하고 메틸:에틸=1:1이거나 또는 상기 성분D에 식(V)에서 R₇이 에틸과 이소프로필옥시 프로필인 화합물을 포함하는 것이 바람직하고 에틸: 이소프로필옥시 프로필=2:1로 포함하되 각 견뢰도는 기본적으로 모두 5급에 도달한다.

이 외에 본 발명의 고견뢰도 분산 흑색염료는 환원세척을 거치지 않고도 시장주문의 요구를 만족시킬 수 있어 날염공장이 환원세척을 함으로써 초래하는 대량적인 페수와 대량적인 증기의 사용을 절감함으로써 친환경 에너지절약과 오염물 배출감소를 추진한다.

상기 설명은 이미 본 발명의 구체적인 실시방식을 충분히 밝혔다. 지적해야 할 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 본 발명의 구체적인 실시방식에 대해 진행한 그 어떤 개변은 모두 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는다. 상응하게 본 발명의 청구범위도 상술한 구체적인 실시방식에 한정되지 않는다.

Claims

식(I)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분A, 식(II)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분B, 식(III) 및/또는 식(IV)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분C, 식(V)에 도시된 화합물에서의 적어도 하나가 선택되는 성분D를 포함하고 식(I)~(V)는 아래와 같은 구조를 가지고, 성분A의 중량%는 10~30％이고 성분B의 중량%는 10~20％이며 성분C의 중량%는 1~10％이고 성분D의 중량%는 3~15％이며 여분은 보조제인 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물:

식(I)에서 R₁은 수소 또는 C1~C4의 알콕시기이고 R₂, R₃은 각각 독립적으로 C1~C4의 알킬기에서 선택되며 m, n은 각각 독립적으로 1, 2, 3 또는 4에서 선택되고;

식(II)에서 R₄는 수소 또는 할로겐이며;

식(III)과 식(IV)에서 R₅, R₈은 각각 독립적으로 C1~C4의 알킬기에서 선택되고;

식(V)에서 R₉은 메틸, 에틸 또는 이소프로필옥시 프로필에서 선택되고 R₁₀은 C1~C4의 알콕시기에서 선택된다.
제1항에 있어서,
식(I)에서 R₁은 바람직하게 메톡시 또는 에톡시이고 식(II)에서 R₄는 바람직하게 염소 또는 브롬이며 식(III)과 식(IV)에서 R₅, R₈ 은 독립적으로 바람직하게 메틸인 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 성분D는 식(V)에서 R₉이 메틸과 에틸인 화합물을 포함하는 것이 바람직하고 메틸:에틸=1:1인 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 성분D는 식(V)에서 R₉이 에틸과 이소프로필옥시 프로필인 화합물을 포함하는 것이 바람직하고 에틸: 이소프로필옥시 프로필=2:1로 포함한 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물.
삭제
제1항 내지 제4항 중 임의의 한 항에 있어서,
상기 염료성분A는 아래 식(I-1)~(I-9)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물:
제1항 내지 제3항 중 임의의 한 항에 있어서,
상기 염료성분B는 아래 식(II-1)~(II-3)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물:
제1항 내지 제3항 중 임의의 한 항에 있어서,
바람직한 것으로서 상기 염료성분C는 아래 식(III-1)~(III-3), (IV-1)~(IV-3)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물:
제1항 내지 제3항 중 임의의 한 항에 있어서,
바람직한 것으로서 상기 염료성분D는 아래 식(V-1)~(V-6)에 도시된 염료화합물에서의 적어도 하나에서 선택되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 고견뢰도 분산 흑색염료 조성물:

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