KR102622422B1 - 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상을 포함하는, 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 독성이 없는 환경 친화형 성분을 포함함으로써, 무독성 저온 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물에 관한 것이다.
폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스터 섬유는 우수한 물리, 화학적 성질 및 내열성으로 의류용으로 널리 이용되고 있으나 화학 구조 중에 염료와 반응할 수 있는 반응기를 갖고 있지 않으며 물리적 구조가 치밀하여 염료의 침투 능력을 감소시켜 분산 염료에 의한 염색이 용이하지 않아서 고온 및 고압 하에서의 염색이 필수적이었다.
한편, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는, 염색성이 불량하기 때문에 고온(예, 약 130℃) 및 고압 조건하에서 염색할 필요가 있다.
따라서, 이러한 섬유를 제조하는 데는 염색을 위한 특정 장치가 필요한 단점이 있다. 또한, 일반적인 폴리에스터 섬유는 스판덱스나 천연섬유와 같이 내열성이 부족한 타 섬유와 혼섬이 제한되므로 다양한 용도로의 전개 및 제품화가 한정된다는 문제가 있었다.
따라서 폴리에스터계 섬유가 100℃ 이하에서 염색할 수 있게 되면 스판덱스나 천연섬유와 혼합하여 사용할 수 있게 되고 반응 염료 등과 같은 내열성이 낮은 염료로 염색을 할 수 있어 다양한 소재와 혼섬이 가능하게 된다.
상압 하에서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색성을 개량하는 여러 가지 시도가 제안되었다. 예를 들면, 소위 캐리어라 불리우는 촉염제를 염색에 이용하는 방법이 알려져 있다. PET 섬유의 저온 염색법으로는 캐리어 염색법이 있으며, 캐리어라는 물질을 이용하여 PET 섬유 내로 염료를 침투시키는 염색법으로 저온(100℃)에서도 염색이 가능하여 T/W와 같은 복합사에서는 필수적으로 사용되고 있다.
그러나, 그 공정은 수많은 단점이 있다. 특히, 인체에 해로우며 자극성 있는 그러한 캐리어는 염색 공장의 작업 환경 위생을 악화시키며 염색 폐기물의 처리에 어려움이 있다. 즉, PET의 염색 온도를 낮춰 에너지 소비를 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있지만 캐리어는 자일렌이나 메틸나프탈렌 등 벤젠 유도체를 가지는 독성물질이 사용되고 있어 작업 환경이 악화되고 환경 오염을 야기할 수 있다.
또한, 캐리어 염색법은 원단에 캐리어 스팟이나 불균염 등 염색불량을 초래할 수 있으며, 섬유원단에서 캐리어가 완전히 제거되지 않으면 화학약품 냄새가 발생하고 착용자가 독성에 노출될 위험이 있다. 또한 캐리어는 염색된 제품에 잔류하여 염색된 제품의 일광 견뢰도를 저하시킬 수 있다. 또한, 캐리어 염색은 강도 감소와 신도 증가와 같은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 물리적 성질의 변화를 야기한다.
또한, 자일렌, 메틸나프탈렌 등 캐리어에 사용되는 주원료는 대부분 유독물질이며 특히 자일렌의 경우 심각한 환경 오염 물질 중 하나로서 세계적으로 사용이 금지되고 있어 환경 친화형 캐리어 원료 대체를 위한 연구가 시급한 상황이다.
현재 친환경 단체 및 일부 국가들을 중심으로 친환경 산업에 대한 요구 및 제재가 진행되고 있으며, 특히 다량의 화학 약품이 사용되고 많은 양의 폐수가 발생되는 섬유 산업의 경우 환경 규제가 수출 규제로 이어지고 있어, 환경 친화적인 캐리어 조성물이 필요한 실정이다.
따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위해 우수한 염착률, 마찰 및 일광 견뢰도를 구현할 수 있는 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 개발할 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
본 발명은 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물에 관한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 하기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상을 포함하는,
환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
[화학식 2]
.
상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상은 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 35 wt% 내지 50 wt%의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캐리어 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캐리어 조성물은 유화제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유화제는 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 30 wt% 이하의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면으로는 상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함한 염료로 염색된 폴리에스터 섬유 제품을 제공한다.
상기 폴리에스터 섬유 제품은 100 ℃ 이하에서 염색된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 독성이 없는 환경 친화형 성분을 포함함으로써, 무독성 저온 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 모든 성분을 친환경적인 성분으로 대체함으로써, 해외 규제에 대응할 수 있으며, 작업자의 작업 환경을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은, 무독성의 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물로서 폴리에스터 캐리어 염색 공정에서 발생하는 다량의 독성 유증기와 환경 오염 물질이 없고, 가성비가 뛰어나고 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않고, 제반 견뢰도의 저하가 없는 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물의 주원료인 Polyester 팽윤제는 식품 첨가물로도 사용되고 있어 소량 음용이 가능한 원료로서 인체 무독하며, 냄새 역시 과일 향이 나오므로 작업환경을 저해시키지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예의 K/S 값 결과와 ΔE 결과를 나타내는 도면이다.
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.
본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 하기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상을 포함한다:
[화학식 1]
[화학식 2]
.
일반적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스터 섬유는 우수한 물리, 화학적 성질 및 내열성으로 의류용으로 널리 이용되고 있으나 화학 구조 중에 염료와 반응할 수 있는 반응기를 갖고 있지 않으며 물리적 구조가 치밀하여 염료의 침투 능력을 감소시켜 분산 염료에 의한 염색이 용이하지 않아서 고온 및 고압 하에서의 염색이 필수적이었다. 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는, 염색성이 불량하기 때문에 고온(예, 약 130℃) 및 고압 조건하에서 염색할 필요가 있다.
따라서, 이러한 섬유를 제조하는 데는 염색을 위한 특정 장치가 필요한 단점이 있다. 또한, 일반적인 폴리에스터 섬유는 스판덱스나 천연섬유와 같이 내열성이 부족한 타 섬유와 혼섬이 제한되므로 다양한 용도로의 전개 및 제품화가 한정된다는 문제가 있었다. 따라서 폴리에스터계 섬유가 100℃ 이하에서 염색할 수 있게 되면 스판덱스나 천연섬유와 혼합하여 사용할 수 있게 되고 반응 염료 등과 같은 내열성이 낮은 염료로 염색을 할 수 있어 다양한 소재와 혼섬이 가능하게 된다.
상압 하에서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색성을 개량하기 위해, PET 섬유의 저온 염색법으로서 캐리어 염색법이 있으며, 캐리어라는 물질을 이용하여 PET 섬유 내로 염료를 침투시키는 염색법으로 저온(100℃)에서도 염색이 가능하여 T/W와 같은 복합사에서는 필수적으로 사용되고 있다.
그러나, 상기 캐리어를 이용한 염색법은 PET의 염색 온도를 낮춰 에너지 소비를 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있지만 캐리어는 자일렌이나 메틸나프탈렌 등 벤젠 유도체를 가지는 독성물질이 사용되고 있어 작업 환경이 악화되고 환경 오염을 야기할 수 있다.
또한, 캐리어 염색법은 원단에 캐리어 스팟이나 불균염 등 염색불량을 초래할 수 있으며, 섬유원단에서 캐리어가 완전히 제거되지 않으면 화학약품 냄새가 발생하고 착용자가 독성에 노출될 위험이 있다. 또한 캐리어는 염색된 제품에 잔류하여 염색된 제품의 일광 견뢰도를 저하시킬 수 있다. 또한, 캐리어 염색은 강도 감소와 신도 증가와 같은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 물리적 성질의 변화를 야기한다.
또한, 자일렌, 메틸나프탈렌 등 캐리어에 사용되는 주원료는 대부분 유독물질이며 특히 자일렌의 경우 심각한 환경 오염 물질 중 하나로서 세계적으로 사용이 금지되고 있어 환경 친화형 캐리어 원료 대체를 위한 연구가 시급한 상황이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상을 포함하기 때문에, 상술한 바와 같이 종래의 캐리어 조성물에 사용되는 유독물질을 사용하지 않으며, 이로 인하여 환경 친화형 무독성 캐리어 조성물을 제공할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)를 포함하는 본 발명의 환경 친화형 무독성 캐리어 조성물은 기존에 사용되고 있는 벤젠, 자일렌 등 유해물질을 배제하기 때문에 환경 친화형이고 독성이 없으며, 작업 환경 개선 효과도 우수하다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물의 주원료인 Polyester 팽윤제는 식품 첨가물로도 사용되고 있어 소량 음용이 가능한 원료로서 인체 무독하며, 냄새 역시 과일 향이 나오므로 작업환경을 저해시키지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 캐리어 조성물은 무독성의 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어로서 폴리에스터 캐리어 염색 공정에서 발생하는 다량의 독성 유증기와 환경 오염 물질이 없고, 가성비가 뛰어나고 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않는 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 모든 성분을 친환경적인 성분으로 대체함으로써, 해외 규제에 대응할 수 있으며, 작업자의 작업 환경을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은, 무독성의 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물로서 폴리에스터 캐리어 염색 공정에서 발생하는 다량의 독성 유증기와 환경 오염 물질이 없고, 가성비가 뛰어나고 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않고, 제반 견뢰도의 저하가 없는 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
일반적으로, 염료 분자를 폴리에스터 섬유에 빠르게 침투하도록 하기 위해서는 폴리에스터 섬유가 팽윤되어야 하고, 염료 분자가 염료 미셀을 형성하여 섬유 내부로 이동이 빠르게 진행되어야 한다.
이 때, 캐리어 조성물이 폴리에스터 섬유의 팽윤 및 내부로의 확산을 촉진시켜서 저온에서 염색이 가능하도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물이 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)는 폴리에스터 섬유의 팽윤제로서, 폴리에스터의 비결정 영역을 팽윤시켜 염료의 침투를 용이하게 하는 역할을 수행한다.
상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상은 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 35 wt% 내지 50 wt%의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상은 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 35 wt% 내지 50 wt%의 함량으로 포함함으로써, 무독성의 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물로서 폴리에스터 캐리어 염색 공정에서 발생하는 다량의 독성 유증기와 환경 오염 물질이 없고, 가성비가 뛰어나고 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않고, 제반 견뢰도의 저하가 없는 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상이 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 35 wt% 미만의 함량으로 포함될 경우, 폴리에스터 섬유의 팽윤제 함량이 낮아 폴리에스터 섬유의 팽윤 효과가 낮고 염료의 침투 효과가 우수하지 못하여 저온에서 염색 효과 저하의 문제가 발생할 수 있다.
상기 조성물 100 wt%에 대하여 50 wt%를 초과할 경우에는 소수성인 상기 성분의 함량이 과도하게 많아 유화제의 함량도 증가하게 되어 가성비가 저하될 수 있고, 상대적으로 계면활성제 및 기타 성능 보조제의 함량이 감소하여 캐리어 조성물의 균염성 및 세척성 등 기능성 문제가 발생할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 캐리어 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 캐리어 조성물이 상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)을 모두 포함할 경우, 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않고, 제반 견뢰도의 저하가 없는 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 유화제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물이 포함하는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)는 폴리에스터 섬유의 팽윤제로서 소수성을 가지고 있으므로, 침염에서 사용하기 위해서는 유화제를 사용하여야 하며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 유화제를 더 포함한다.
상기 유화제는 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 30 wt% 이하의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유화제를 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 30 wt% 이하의 함량으로 포함함으로써, 가성비가 뛰어나고 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않고, 제반 견뢰도의 저하가 없는 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
상기 유화제를 상기 캐리어 조성물 100 wt%에 대하여 30 wt% 초과로 함유할 경우, 유화제의 함량이 원료 대비 과다하게 사용됨으로써 가성비가 저하되고, 상대적으로 계면활성제 및 기타 성능 보조제의 함량이 감소하여 캐리어 조성물의 균염성 및 세척성 등 기능성 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 물성 향상을 위하여 추가의 물질을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은 균염제, 캐리어 안정제 및 타르 방지제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 균염제는 본 발명의 유화제와 상용성이 좋은 것을 사용할 필요가 있으며, 일반적으로 분산력이 큰 조제가 바람직하다.
본 발명의 다른 측면으로는 상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함한 염료로 염색된 폴리에스터 섬유 제품을 제공한다.
상기 폴리에스터 섬유 제품은 100 ℃ 이하에서 염색된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 폴리에스터 섬유 제품은 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함하여 염색되기 때문에, 독성이 없는 작업 환경에서 100 ℃ 이하의 저온 염색이 가능하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물이 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 상기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether)는 하기 표 1과 같은 물성을 가지고 있다.
| NW | BP | Density | FP | |
| 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) | 212.24 g/mol | 325℃ | 1.11 | 158℃ |
| 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) | 150.17 g/mol |
212℃ |
1.04 |
108℃ |
본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물의 구체적인 조성은 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 및 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 중의 어느 하나 이상이 35 wt% 내지 50 wt%, 유화제 10 내지 30 wt%, 균염제, 캐리어 안정제 및 타르 방지제 10 내지 30 wt% 및 잔량의 물을 포함한다.
상기 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물의 pH는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 6-8인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함한 염료로 폴리에스터 섬유를 염색하는 공정에 대하여 설명하도록 한다.
우선 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물과 염료를 준비한다. 이 때, 캐리어 조성물의 농도는 3~5 g/L이며, 본 캐리어 조성물의 농도가 3 g/L 미만의 경우에는 염료의 침투가 어렵고, 농도가 너무 높은 경우에는 캐리어 침투 후 이탈이 용이하여 염착성이 떨어진다는 단점을 가지고 있으며, 특히 농도가 심하게 높으면 잔류되는 캐리어의 양이 많아 수세 과정에서도 염료가 빠져나올 수 있다.
다음으로, 소요량의 연화수를 50℃로 가온하고, 조제 및 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물 등을 무첨가한 상태로 피염물을 넣고 약 10분간 처리한다.
다음으로 정련제와 빙초산을 넣고 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 첨가 후 약 5분 정도 지나서 별도로 준비한 염료 분산액을 넣는다.
염료 첨가 후 약 10분간 유지하고, pH 체크를 한다. 염욕의 pH는 4~5로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 pH 체크 후 1℃/분 이하의 승온 속도로 승온 공정을 진행한다. 본 발명에서는 1℃/분의 승온 속도로 승온 공정을 진행하였으나 2℃/분 의 승온 속도로 승온 공정을 진행하더라도 무방하다. 이 후 소정 시간 (30~60 분) 동안 염색을 진행한다. 소정 시간 염색 공정 완료 후 샘플링을 통해 컬러를 확인한다. 이 때 필요한 경우 쉐이딩(Shading) 공정이 추가될 수 있다.
컬러가 만족될 경우 냉각(냉각수 주입)하고 배액 공정을 수행한다. 본 공정은 70℃ 내지 80℃까지 천천히 냉각하면서 수행되는 것이 바람직하다.
수세의 경우 가성소다와 Hydrosulfite를 사용한 환원 수세(RC)를 사용하여 80℃에서 20분간 진행할 수 있으나, 염색물의 농도, 색상에 따라 시간과 농도는 상이할 수 있다.
텐터는 기본 조건인 180℃에서 약 2분간 진행하며, 원단의 종류에 따라 시간은 변동될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함한 염료로 폴리에스터 섬유를 염색하는 공정은 아래의 표 2에 따라 진행되었다.
| 원단 | PET 100% |
| 염료 | 분산염료 |
| 액비 | 8:1 ~ 20:1 |
| 온도/시간 | 100℃ × 40min |
| 승온속도 | 1~2℃/min |
| 캐리어 농도 | 3~5g/L |
| pH | 4~5 (빙초산) |
| 정련제 | 0~1g/L |
| RC | 80℃ × 20min (NaOH 1g/L, Hydrosulfite 2g/L) |
| 텐터 | 180℃ × 2min |
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물의 구체적인 조성은 아래 표 3과 같다.
| 성분 | 함유량(wt%) |
| Benzyl Benzoate | 10-25 |
| DiBenzyl Ether | 15-30 |
| BASIC Ester | 5-10 |
| Polyoxyethylene oleate | 10-15 |
| Polyoxyethylene cator oil derivatives | 10-15 |
| Polyoxyethylene dioleate | 10-15 |
| Anionic | 5-10 |
| 점도 조절제 | 1-10 |
| water | 10-15 |
본 발명의 실시예와 비교예 샘플에 대하여 세탁견뢰도와 일광견뢰도, 마찰견뢰도 테스트 및 발색성(K/S)과 균염성 테스트를 진행하였다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함하여 캐리어 염색을 진행한 샘플로서, 100℃에서 염색이 수행된 샘플이다. 비교예 1은 기존 일반적인 PET 염색에 의해 130℃에서 염색이 수행된 샘플이며, 비교예 2는 타사 캐리어 조성물을 포함하여 캐리어 염색이 수행된 샘플이다.
세탁견뢰도는 KS K ISO 105 C06, 일광견뢰도는 KS K ISO 105-B02:2015 제논아크법, 마찰견뢰도는 KS K 0650-1:2017 기준으로 테스트를 진행하였으며, 세탁견뢰도는 표준세탁포와 염색물을 연결한 후 쇠구슬과 같이 세탁한 후 표준세탁포에 이염된 정도를 통해 판단하였다. 표준세탁포는 면, PET 등 6종류로 이루어져 있으며, 그 중 가장 낮은 등급을 세탁견뢰도 등급으로 확정하였다. 일광견뢰도는 제논아크법으로 테스트를 진행하였으며, 제논아크 일광테스트기를 통해 빛이 조사된 원단과 조사되지 않은 원단 간의 색차를 통해 평가하였다. 마찰견뢰도는 염색물과 마찰 시 이염되는 정도를 통해 판단하며, 습/건 조건 별로 테스르를 진행하였다. 장비에 기준포를 부착 후 염색물과 10초간 마찰시켜 이염된 정도로 판단하였다.
아래 표 4는 본 발명의 실시예, 비교예 1 및 2의 세탁견뢰도와 마찰견뢰도 테스트 결과이다.
| 항 목 | 비교예1 | 비교예2 | 실시예 | |
| 세탁견뢰도 | 4 | 3.5 | 4 | |
| 일광견뢰도 | 4 | 3.5 | 4 | |
| 마찰견뢰도 | 건 | 4 | 3.5 | 4 |
| 습 | 4 | 3.5 | 4 | |
세탁견뢰도와 일광견뢰도 및 마찰견뢰도는 일반 분산염료로 염색한 비교예 1의 경우 4급 정도 나오는데 기존 캐리어를 사용하여 염색한 비교예 2의 경우 3.5급 정도 나오지만 본 발명의 실시예의 경우 일반 염색법에 의한 비교예 1과 유사한 4급이 나왔다. 즉, 일반 분산염료로 염색한 경우에는 130℃에서 염색이 수행되나, 본 발명의 실시예의 경우 100℃에서 염색이 수행될 수 있어, 염색시간과 에너지를 절감할 수 있으며, 세탁견뢰도와 일광견뢰도 및 마찰견뢰도 모두 우수한 것을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예와 일반 분산염료로 염색한 비교예 1의 발색성(K/S) 및 균염성을 테스트하기 위해 좌우색차(ΔE)를 측정하였다.
K/S와 ΔE는 CCM(측색기) 통해 측정이 가능하며, K/S는 빛의 흡수 및 산란에 따라 CCM에서 측정 및 산출되는 값이며 좌우색차의 경우 CCM이 측정하는 L, a, b값을 토대로 기준값과 목표값을 비교하여 나오는 값으로 일반적으로 ΔE 값이 0.5 이내로 나오면 이색이 없는 것으로 판단할 수 있다.
구체적인 실험 조건은 아래 표 5와 같다.
| 항목 | 비교예 1 | 실시예 |
| 원단 | PET 100% 원단 | PET 100% 원단 |
| 색상 | Black (4% o.w.f.) | Black (4% o.w.f.) |
| 염색조건 | 130℃ × 40min | 100℃ × 40min |
| 액비 | 10:1 | 10:1 |
| 분산제 | 1g/L | X |
| pH | 4~5 | 4~5 |
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예의 K/S 값 결과와 ΔE 결과를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 발색성의 경우 Black으로 염색하여 측정하였으며, 일반염색인 비교예 1의 경우 26.7, 캐리어 염색인 본 발명의 실시예의 경우 26.6으로 일반 염색물인 비교예 1과 유사한 값으로 측정되었다.
균염성은 원단의 중심을 기준값으로 잡고 좌측과 우측 각각 측정하여 중심 대비 좌우 색차를 통해 판단하였으며, 본 발명의 실시예의 경우 좌우 모두 0.5 이내로 측정되어 본 테스트의 기준을 만족하였다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물은, 무독성의 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물로서 폴리에스터 캐리어 염색 공정에서 발생하는 다량의 독성 유증기와 환경 오염 물질이 없고, 가성비가 뛰어나고 염색 속도가 빠르며, 염색된 폴리에스터 섬유에 손상을 주지 않고, 제반 견뢰도의 저하가 없는 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물의 주원료인 Polyester 팽윤제는 식품 첨가물로도 사용되고 있어 소량 음용이 가능한 원료로서 인체 무독하며, 냄새 역시 과일 향이 나오므로 작업환경을 저해시키지 않는 효과가 있다.
일반적인 폴리에스터 섬유는 스판덱스나 천연섬유와 같이 내열성이 부족한 타 섬유와 혼섬이 제한되므로 다양한 용도로의 전개 및 제품화가 한정된다는 문제가 있었으나, 본 발명의 일 실시형태에 따른 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 사용할 경우 폴리에스터계 섬유를 100℃ 이하에서 염색할 수 있어 스판덱스나 천연섬유와 혼합하여 사용할 수 있게 되고 반응 염료 등과 같은 내열성이 낮은 염료로 염색을 할 수 있어 다양한 소재와 혼섬이 가능하다는 장점이 있으며, 종래 캐리어 조성물의 문제점인 독성, 환경 오염 문제 및 해외 규제에 대응할 수 있으며, 작업자의 작업 환경을 개선할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Claims (7)
- 하기 화학식 1로 표시되는 벤질 벤조에이트 (Benzyl Benzoate) 10~25 wt%, 하기 화학식 2로 표시되는 디벤질 에테르(Dibenzyl Ether) 15~30 wt%, Basic Ester 5~10 wt%, Polyoxyethylene oleate 10~15 wt%, Polyoxyethylene cator oil derivatives 10~15 wt%, Polyoxyethylene dioleate 10~15 wt%, Anionic Surfactant 5~10 wt%, 점도 조절제 1~10 wt %, 물 10~15 wt%로 이루어진 환경 친화형 폴리에스터 염색용 캐리어 조성물을 포함하는 염욕을 이용하여 캐리어 농도 3~5 g/L, 승온속도 1~2℃/min, 염색온도 100℃에서 40min간 염색되는 것을 특징으로 하는,
폴리에스터 섬유 제품.
[화학식 1]
[화학식 2]
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