KR102665325B1 - 천연염료의 염색방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 염색방법의 한 분야인 콜드패드배치(Cold Pad Batch, CPB)공정을 활용하여 전처리한 원단을 매염처리를 우선적으로 진행하고 숙성을 통해 매염효과를 극대화하는 천연염료를 활용한 염색의 최적공정을 제공할 수 있는 천연염료의 염색방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 생지원단을 준비하고 상기 원단의 잡물을 제거하는 전처리 공정;과, 상기 전처리된 원단을 텐터(Tenter)에서 190±5℃의 온도 조건하에 텐터링(tentering)하여 건조하는 텐터공정;과, 상기 건조된 원단을 매염제에 패딩(padding)하는 매염공정;과, 상기 매염처리된 원단을 12시간 이상 숙성하는 숙성공정;과, 상기 숙성이 완료된 원단을 수세한 다음, 180~195℃의 온도조건하에 건조하는 수세 및 건조공정;과 상기 매염제 처리된 원단을 천연염료로 패딩(padding)하여 염료를 고착시키는 천연염료 염색공정;과 상기 천연염료의 염색이 완료된 후 미고착 염료를 제거하기 위한 수세공정;과 상기 수세공정이 완료된 원단을 가공하는 후가공공정을 포함하여 이루어지는 천연염료의 염색방법이 개시된다.

Description

천연염료의 염색방법{Dyeing method of natural dye using CPB process}
본 발명은 천연염료의 염색방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 연속 염색방법의 한 분야인 콜드패드배치(Cold Pad Batch, CPB)공정을 활용하여 전처리한 원단을 매염처리를 우선적으로 진행하고 숙성을 통해 매염효과를 극대화하는 천연염료를 활용한 염색의 최적공정을 제공할 수 있는 천연염료의 염색방법에 관한 것이다.
현재까지 천연 염색은 주로 배치식(Batch) 침염방법으로 진행되어 왔으며, 대표적인 천연 염색 제품인 면직물 니트의 경우, 주름발생과 불균염, 필링발생, 견뢰도 불량 등의 단점으로 제품 전개에 많은 애로 사항이 있었다.
한편, 반응성 염료의 염색방법 중 콜드패드배치(Cold Pad Batch; CPB)법은 생산 및 관리에 장점을 갖는 염색방법으로서 종래 배치식(batch) 침염에 비해 작업 공정 관리와 설비가 간편하고, 침염 염색방법에 비해서 염료 흡착율이 높으며, 낮은 온도에서 염색이 가능하므로 에너지 소비량이 적으면서 높은 생산성을 가지는 등 매우 경제적일 뿐만 아니라 낮은 욕비 하에서 작업이 진행되므로 이로 인한 발생되는 폐수가 적어 환경 친화적인 장점을 가지는 염색방법으로 알려져 있다.
이러한 CPB염색공법을 활용한 천연염료의 염색방법으로 대한민국등록특허공보 제10-1380374호에 'CPB 공정을 활용한 천연염료의 염색방법'이 개시되어 있다. 그러나, 상기 염색방법은 CPB공정을 활용하여 천연염료로 패딩(padding)과정을 거친다음 매염제를 통해 패딩(padding)처리하여 염료를 고착시키는 것으로, 염료가 고착되어 있지 않은 상태에서 매염제를 패딩(padding)하게 되므로 인해 매염액에 원단에 붙어있는 염료가 기어나와 불균염의 원인이 되고 선명한 색상발현이 어려운 단점이 있다.
1. 대한민국등록특허공보 제10-1380374호 2. 대한민국등록특허공보 제10-1301635호 3. 대한민국등록특허공보 제10-1729447호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 천연염료의 패딩과정전 매염제의 선매염공정을 진행함으로써 매염효과, 즉 염료의 고착효과를 극대화하여 선명한 색상발현을 구현할 수 있는 최적의 CPB공정을 활용한 천연염료의 염색방법을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
상기한 과제를 해결한 본 발명에 따른 천연염료의 염색방법은 생지원단을 준비하고 상기 생지원단의 잡물을 제거하기 위하여 준비된 생지원단을 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 정련욕제에 침지시켜 패딩속도 15~30m/min의 속도조건으로 원단의 잡물을 제거하는 패딩과정 후 상기 패딩과정이 완료된 원단을 상온이 유지된 장소에서 원단이 묻어 있는 전처리액이 아래로 흘러 내지리 않도록 회전시키며 온도 20~30℃의 조건하에 0~24시간 숙성시키는 숙성과정을 수행하며 상기 숙성이 완료된 원단을 스팀온도 25~100℃, 이송속도 15~25m/min의 조건으로 5분~10분 동안 스팀처리 한 다음, 95±5℃의 세척수로 수세처리하는 연속수세과정 순으로 이루어지는 전처리 공정과; 상기 전처리된 원단을 텐터(Tenter)에서 190±5℃의 온도 조건하에 텐터링(tentering)하여 건조하는 텐터공정과; 상기 텐터공정이 완료된 원단을 매염제에 패딩(padding)하는 매염공정과; 상기 매염공정을 거친 원단을 12시간 이상 숙성하는 숙성공정과; 상기 숙성이 완료된 원단을 수세한 다음, 180~195℃의 온도조건하에 건조하는 수세 및 건조공정과; 상기 매염, 숙성, 수세 및 건조공정을 거친 원단을 천연염료로 패딩(padding)하여 염료를 고착시키는 천연염료 염색공정과; 상기 천연염료의 염색이 완료된 후 미고착 염료를 제거하기 위한 수세공정과; 상기 수세공정이 완료된 원단을 가공하는 후가공공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연염료의 염색방법에 의하여 달성된다.
상기 패딩과정이 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 표백제에 입욕시켜 15~30m/min이 패딩속도 조건으로 표백하는 표백과정으로 변경한 것을 특징으로 하는 천연염료의 염색방법에 의하여 달성된다.
상기 패딩과정이 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 1중량%, 수산화나트륨 10~40중량%를 포함하는 실켓가공제가 구비된 실켓가공장치에 15~30m/min의 패딩속도로 공급하여 실켓가공으로 변경한 것을 특징으로 하는 천연염료의 염색방법에 의하여 달성된다.
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본 발명에 따라 제공되는 천연염료의 염색방법은 염료 및 매염제 농도가 낮음에도 불구하고 발현되는 색상이 매우 선명한 색상발현 효과를 얻을 수 있고, 그에 따라 대량 생산시 염료 및 매염제를 적게 사용하여도 진한 색상을 얻을 수 있어 직접비를 절약할 수 있으며, 이는 천연 염료가 고가임을 생각할때 매우 큰 장점을 가지게 된다.
또한, 종래의 후매염처리공정시 불균염 및 선명한 색상발혐의 어려움을 해소함으로써 매염효과를 극대화 할 수 있는 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 520nm 파장에서 색차발현값(K/S)을 시험한 결과를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 일반적으로 매염제 패딩처리는 반응성염료, 천연염료 등의 염색공정이 완료된 후 매염제를 패딩처리하여 염료를 고착시키기 위해 수행되는 것이나, 매염제 처리전 염료가 고착되어 있는 않은 상태에서 매염제를 패딩하면 매염액에 원단에 붙어있는 염료가 기어나와 불균염의 원인이되고 선명한 색상 발현이 어려운 문제점이 있었다. 이에 본 발명의 발명자들은 천연염료의 패딩공정 전에 매염제 처리를 할 경우 상기한 종래의 문제점을 해소할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.
본 발명에 따른 천연염료의 염색방법은 생지원단을 준비하고 상기 원단의 잡물을 제거하는 전처리 공정과, 상기 전처리된 원단을 텐터(Tenter)에서 190±5℃의 온도 조건하에 텐터링(tentering)하여 건조하는 텐터공정;과, 상기 건조된 원단을 매염제에 패딩(padding)하는 매염공정;과, 상기 매염처리된 원단을 12시간 이상 숙성하는 숙성공정;과, 상기 숙성이 완료된 원단을 수세한 다음, 180~195℃의 온도조건하에 건조하는 수세 및 건조공정;과 상기 매염제 처리된 원단을 천연염료로 패딩(padding)하여 염료를 고착시키는 천연염료 염색공정;과 상기 천연염료의 염색이 완료된 후 미고착 염료를 제거하기 위한 수세공정;과 상기 수세공정이 완료된 원단을 가공하는 후가공공정을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 전처리 공정은 패딩과정, 숙성과정 및 연속수세과정이 연속적으로 이루어지며,
상기 패딩과정(표 1 참조)은 준비된 생지원단을 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 정련욕제에 침지시켜 패딩속도 15~30m/min의 속도조건으로 원단의 잡물을 제거하는 연속정련,
또는 준비된 생지원단을 정련이 완료된 원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 표백제에 입욕시켜 15~30m/min이 패딩속도 조건으로 표백,
또는 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 1중량%, 수산화나트륨 10~40중량%를 포함하는 실켓가공제가 구비된 실켓가공장치에 15~30m/min의 패딩속도로 공급하여 실켓가공하는 공정 중 선택된 어느 하나의 공정을 실시하며,
상기 숙성과정은 상기 패딩과정이 완료된 원단을 상온이 유지된 장소에서 원단이 묻어 있는 전처리액이 아래로 흘러 내지리 않도록 회전시키며 온도 20~30℃의 조건하에 0~24시간 숙성시키며,
상기 연속수세과정은 상기 숙성이 완료된 원단을 스팀온도 25~100℃, 이송속도 15~25m/min의 조건으로 5분~10분 동안 스팀처리한 다음, 95±5℃의 세척수로 수세처리하는 것이다. 이러한 일련의 각각의 공정은 연속적으로 이루어지게 된다.
본 발명의 표 1은 상기 전처리공정 중 패딩공정의 공정조건을 나타내는 것이다. 또한, 본 발명을 구성하는 상기 매염공정에 사용되는 매염제는 통상 사용되는 것을 사용하며, 바람직하게는 상기 매염제는 황산알루미늄칼륨을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 매염제는 상온의 물에 황산알루미늄칼륨을 1~5중량%를 포함하도록 용해시켜 매염제 용액으로 사용하는 것이다.
이때, 상기 매염제로 사용되는 황산알루미늄칼륨을 용해시킨 매염제용액이 상기 황산알루미늄카륨이 1중량% 미만으로 포함될 경우에는 염색되는 색상의 농도가 옅어지고, 5중량%를 초과할 경우에는 매염제 패딩(Padding) 및 숙성 후 수세시 미반응되는 되는 매염제의 탈락현상이 발생하여 매염제의 양이 많아져 낭비가 되는 문제가 된다.
본 발명에 따르면, 상기 염료패딩시 사용되는 천연염료는 꼭두서니를 사용한다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 단, 하기에 기술되는 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 하기 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 통상의 기술자라면 특허청구범위에 기재된 발명의 범위내에서 얼마든지 변형가능한 것이다.
[실시예]
생지원단: CM 40’S SINGLE
전처리: CM 40'S SINGLE SILKET 전처리
매염제: 황산알루미늄칼륨
매염제 용액: 상온의 물에 황산알루미늄칼륨을 1~5중량%를 포함하도록 용해시켜 준비함.
천연염료: 꼭두서니
천연염료 용액비: 1.2% OWS
생지원단을 준비하고, 상기 준비된 생지원단을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 정련욕제에 침지시켜 패딩속도 15~30m/min의 속도조건으로 원단의 잡물을 제거하는 연속정련
또는 생지원단을 준비하고 상기 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 표백제에 입욕시켜 15~30m/min이 패딩속도 조건으로 표백한 하거나
또는 생지원단을 준비하고 상기 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 1중량%, 수산화나트륨 10~40중량%를 포함하는 실켓가공제가 구비된 실켓가공장치에 15~30m/min의 패딩속도로 공급하여 실켓가공하여 생지원단을 전처리하는 것 중 선택된 어느 하나의 공정을 수행한다.
상기 숙성과정은 상기 패딩공정이 완료된 원단을 상온이 유지된 장소에서 원단이 묻어 있는 전처리액이 아래로 흘러 내지리 않도록 회전시키며 온도 20~30℃의 조건하에 0~24시간 숙성시키며,
상기 숙성이 완료된 원단은 연속수세기를 통과시켜 수세과정을 거쳤다. 구체적인 수세과정은 상기 숙성이 완료된 원단을 스팀처리기에서 스팀온도 25~100℃, 이송속도 15~25m/min의 조건으로 5분~10분동안 스팀처리한 다음, 95±5℃의 세척수로 수세처리함으로써 원단을 전처리 하였다.
상기 전처리 공정이 완료된 원단은 텐터로 180~195℃ 온도조건하에 건조한다. 건조된 전처리 원단을 매염제 용액에 매염제 처리한다.
이때, 매염제는 준비된 황산알루미늄칼륨 용해액을 사용하였으며, 매염제 처리는 상온에서 15~30m/min의 PADDING 속도로 처리하였다.
상기 매염제 처리 후, 숙성실에서 12시간 숙성시키는 숙성공정을 실시한 다음, 잔류 매염제를 제거하기 위해 품온 95±5℃의 온도를 유지하는 수세수로 수세한 다음, 180~195℃의 온도범위에서 건조한다.
상기 건조된 매염처리된 원단을 천연염료가 충진된 염액통에 침지시켜 천연염료를 패딩(PADDING)처리하여 염색을 완료한 다음, 미고착 염료를 씻어내는 수세공정을 실시한다.
조건 정련 표백 SILKET
과산화수소 0 2~5% 2~5%
과수안정제 0 1~3% 1~3%
정련제 1~2% 1~2% 1~2%
정수제 1% 1% 1%
흡수제 0.1% 0.1% 1%
수산화나트륨 1~2% 1~2% 10~40%
PADDING 속도 15~30m/min 15~30m/min 15~30m/min
상기 염색이 완료된 원단을 3개의 시료를 준비하고, 각각의 시료를 테스트한 결과 520㎚ 파장에서 색차(K/S)를 테스트한 결과 도 1에 첨부된 바와 같이, K/S 3.361값을 얻었다.
상기 실시예의 염색된 원단의 견뢰도 테스트를 실시하여 보았다.
세탁견뢰도(KS K ISO 105-C06 : 2010, 40℃, 30분, 0.4%세제, 구슬 10개) : 급
그 결과는 하기와 같다.
* 변퇴색 : 4-5
* 오염
- 아세테이트 4-5
- 면 4-5
- 폴리아마이드 4-5
- 폴리에스터 4-5
- 아크릴 4-5
- 모 4-5
종래기술인 대한민국등록특허공보 제10-1380374호에 'CPB 공정을 활용한 천연염료의 염색방법'을 참고하여 후매염처리하는 종래 방법과 상기 실시예에 따른 염색원단의 색상발현을 비교하여 보았다. 그 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.
항목 종래기술 실시예
소재 CM 40’S SINGLE SILKET CM 40’S SINGLE SILKET
염료 꼭두서니 꼭두서니
염료 농도 4% OWS 1.2% OWS
매염제 황산알루미늄칼륨 황산알루미늄칼륨
매염제 농도 3% OWS 1% OWS
색상 발현
(K/S) 		최대 0.29 3.36
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명은 염료 및 매염제 농도가 낮음에도 불구하고 발현되는 색상의 차이가 11.5배 차이가 나는 것을 알 수 있으며, 일반적으로 상기 매염제는 사용하는 천연염료에 따라 Al, Fe, Cu 등이 많이 사용되며 같은 천연염료라도 사용되는 매염제에 따라 색상이 다르게 나오게 된다.
본 실시예에서는 꼭두서니 염료에 맞추어 Al을 매염제로 선정하였으며 시중에 시판되는 황산알루미늄칼륨(명반)을 녹여 매염제 용액을 제조하여 사용하였다.
이러한 매염제는 원단, 천연염료에 따라 적정 매염제의 농도는 항상 유동성을 가지게 된다.
본 발명에서 실시예로 사용된 CM 40’S SINGLE SILKET 원단에서 꼭두서니 염료에 대한 매염제의 적정 농도는 황산알루미늄칼륨을 1중량%를 포함하도록 상온의 물에 용해한 매염제용액을 사용하는 것이다.
시험결과 이보다 낮은 농도일때는 염색되는 색상의 농도가 옅어지고, 높을 경우에는 매염제 PADDING + 숙성 후 수세시 미반응되어 탈락되는 매염제의 양이 많아져 낭비현상이 발생할 수 있다.
즉, 원단에 부착되는 적정 매염제 농도가 있고, 그 이하의 매염제가 들어갈 경우에는 색상이 옅게 나오고, 적정 이상의 매염제가 들어갈 경우에는 미부착 되는 매염제 양이 많아져 수세시 탈락하게 되는 현상이 발생할 수 있는 것이다.
상기한 결과 본 발명은 대량 생산시 염료 및 매염제를 적게 사용하여도 진한 색상을 얻을 수 있어 직접비를 절약할 수 있으며, 이는 천연 염료가 고가임을 생각할 때 매우 큰 장점이다.

Claims (4)

  1. 생지원단을 준비하고 상기 생지원단의 잡물을 제거하기 위하여 준비된 생지원단을 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 정련욕제에 침지시켜 패딩속도 15~30m/min의 속도조건으로 원단의 잡물을 제거하는 패딩과정 후 상기 패딩과정이 완료된 원단을 상온이 유지된 장소에서 원단이 묻어 있는 전처리액이 아래로 흘러 내지리 않도록 회전시키며 온도 20~30℃의 조건하에 0~24시간 숙성시키는 숙성과정을 수행하며 상기 숙성이 완료된 원단을 스팀온도 25~100℃, 이송속도 15~25m/min의 조건으로 5분~10분 동안 스팀처리 한 다음, 95±5℃의 세척수로 수세처리하는 연속수세과정 순으로 이루어지는 전처리 공정;과,
    상기 전처리된 원단을 텐터(Tenter)에서 190±5℃의 온도 조건하에 텐터링(tentering)하여 건조하는 텐터공정;과,
    상기 텐터공정이 완료된 원단을 매염제에 패딩(padding)하는 매염공정;과,
    상기 매염공정을 거친 원단을 12시간 이상 숙성하는 숙성공정;과,
    상기 숙성이 완료된 원단을 수세한 다음, 180~195℃의 온도조건하에 건조하는 수세 및 건조공정;과
    상기 매염, 숙성, 수세 및 건조공정을 거친 원단을 천연염료로 패딩(padding)하여 염료를 고착시키는 천연염료 염색공정;과
    상기 천연염료의 염색이 완료된 후 미고착 염료를 제거하기 위한 수세공정;과,
    상기 수세공정이 완료된 원단을 가공하는 후가공공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연염료의 염색방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패딩과정이 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 0.1중량%, 수산화나트륨 1~2중량%를 포함하는 표백제에 입욕시켜 15~30m/min이 패딩속도 조건으로 표백하는 표백과정으로 변경한 것을 특징으로 하는 천연염료의 염색방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패딩과정이 준비된 생지원단을 과산화수소 2~5중량%, 과수안정제 1~3중량%, 정련제 1~2중량%, 정수제 1중량%, 흡수제 1중량%, 수산화나트륨 10~40중량%를 포함하는 실켓가공제가 구비된 실켓가공장치에 15~30m/min의 패딩속도로 공급하여 실켓가공으로 변경한 것을 특징으로 하는 천연염료의 염색방법.

  4. 삭제
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