KR19980076354A - 섬유의 유기안료 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양이온화제를 사용하여 유기안료와 섬유 사이의 결합력을 증대시켜 염색을 간단하게 하고, 또한 염색의 견뢰도를 향상시킬 수 있는 섬유의 유기안료 염색방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 섬유의 유기안료 염색방법은, (1) 양이온화제와 경화제를 투입하여 양이온화제를 섬유의 표면에서 부분적으로 경화되도록 경화시키는 양이온화 및 경화단계 ; (2) 양이온화제로 처리된 상기 섬유가 들어있는 제2염욕조내의 물에 유기안료 등의 염색을 위한 약품들을 투입하여 염색하고, 바인더를 가하여 고착시키는 염색단계 ; (3) 유기안료가 염색된 섬유를 제2염욕조로부터 인출하여 수세하고, 건조하는 건조단계 ; 및 (4) 통상의 산-분해효소를 가하여 섬유를 마모처리하고, 계속해서 유연제처리를 하고 건조시키는 후처리단계로 이루어진다.

따라서, 양이온화 동안에 양이온화제를 경화제로 부분경화시킴으로써 동량의 유기안료에 의한 염색에 의하여 우수한 발색효과와 높은 견뢰도를 갖는 섬유염색을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

섬유의 유기안료 염색방법

본 발명은 유기안료 등을 섬유에 직접 염색하는 염색방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양이온화제를 사용하여 유기안료와 섬유 사이의 결합력을 증대시켜 염색을 간단하게 하고, 또한 염색의 견뢰도를 향상시킬 수 있는 섬유의 유기안료 염색방법에 관한 것이다.

물질을 착색하여 색을 부여하는데 사용되는 것으로서 염료(Dyestuff)와 안료(Pigment)를 들 수 있다.

염료는 가시광선을 선택적으로 흡수하여 고유의 색을 가진 물질(색소) 가운데 적당한 염색법에 의하여 섬유에 염착하여 일광, 세탁 및 마찰 등의 일상 행하는 외적조건에 대해서 상당한 견뢰도를 나타내는 것을 총칭한다.

안료는 채색에 이용되는 불용성의 유색 또는 무색물질의 총칭으로서, 미분말을 '베히클(Vehicle)'이라 불리우는 적당한 매체로서, 물, 기름 또는 수지를 용해시킨 유기용제 등에 분산시켜 도료나 인쇄잉크의 착색제조에 이용되며, 또한 고무, 플라스틱에 첨가하여 채색하는 데에도 이용된다.

안료는 통상 무기안료와 유기안료로 대별된다. 무기안료는 안료물질로 사용되는 무기물질의 총칭으로서, 연백, 아연승, 산화티탄, 리트폰, 바라이트, 뱅골, 연단, 황연, 아연황, 군청, 감청 및 카본블랙 등을 들 수 있으며, 페인트, 플라스틱, 인쇄잉크, 법랑, 시멘트 및 그림물감 등의 착색제로 사용되며, 또한, 고무나 종이 등의 충진 겸 착색용으로도 사용된다. 무기안료는 유기안료에 비하여 내광성, 내후성, 내열성, 내약품성 등이 우수하나, 색조의 선명함과 풍부함이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 유기안료는 유기화합물을 발색모체로 하는 안료로서, 색소자신이 물에 불용성인 안료색소(Pigment Color)와 수용성염료를 불용화한 레이크(Lake)의 2종으로 대별된다. 무기안료와 비교해서 내열성, 내광성, 내용매성은 떨어지지만, 색상이 풍부하고, 선명하며, 착색력이나 투명성 등이 우수하다는 장점 때문에 점점 그 사용이 증가하는 추세이다. 인쇄잉크의 제조에 주로 사용되며, 또한 도료, 고무, 플라스틱, 그림물감, 종이, 비누 및 화장품 등의 착색용으로 사용되고, 최근 섬유에의 염색에도 응용되고 있다.

섬유염색용의 안료가 현재 개발되어 유수의 제조업자들에 의하여 제조, 유통되고 있으며, 그 예로서는 대한민국 소재 삼성색소(주)의 옐로우-지에스(Y-GS) 등의 유기안료가 특히 섬유염색용으로 적절하게 사용될 수 있다.

그러나, 염료들이 섬유와의 염착에 의하여 어느 정도 쉽게 착색될 수 있음에 비하여, 유기안료에 의한 섬유의 염색은 유기안료 자체와 섬유간의 친화성이 거의 없기 때문에 착색이 잘 안되는 문제점이 있었다.

따라서, 이를 해결하기 위하여 섬유와 유기안료 사이에 이온성을 부여하기 위한 이온화제들이 개발되어 상용적으로 공급되고 있다. 이들 이온화제들은 이온성에 따라 양이온화제(Cationing Agent)와 음이온화제(Anioning Agent)로 대별되며, 양이온화제는 섬유, 특히 면섬유를 구성하는 섬유의 주성분인 셀룰로오스(Cellulose)의 음이온성 관능기와 정전기적으로 결합하여 강한 양이온성을 부여하는 역할을 하며, 음이온화제는 유기안료와 결합하여 역시 강한 이온성을 부여하는 역할을 하며, 이들 양이온화제와 음이온화제들 간의 상호 정전작용에 의하여 섬유와 유기안료간의 결합을 강화시키는 기능을 하고 있다.

이러한 이온화제들의 사용에 의한 섬유의 유기안료 염색방법은 (1) 염색하고자 하는 섬유가 들어있는 제1염욕조내의 약 40℃로 가열된 물에 약 5 중량%의 양이온화제를 투입하고, 약 70℃ 정도로 승온시켜 적어도 10분 이상 유지시킨 후, 냉수로 세정하는 양이온화단계 ; (2) 양이온화제로 처리된 상기 섬유가 들어있는 제2염욕조내의 약 40℃로 가열된 물에 약 12 중량%의 유기안료와 약 1.2 중량%의 음이온화제를 가하고, 적어도 5분 이상 유지한 후, 약 60℃로 가열하고, 약 5분간의 간격으로 4 중량%의 황산마그네슘과 빙초산(pH = 4.5)을 가한 후, 더 가열하여 90℃로 승온시켜 적어도 15분간 유지시킨 후, 수세하는 염색단계 ; (3) 염색처리된 섬유가 들어있는 제3염욕조내의 물을 약 40℃로 가열한 후, 약 2.5 중량%의 포름산나트륨(Formic acid sodium salt)을 가하고, 약 5분의 경과 후 바인더(Binder)를 더 적가하고, 약 10분간 유지하는 고착단계 ; (4) 유기안료가 염색된 섬유를 제3염욕조로부터 인출하여 수세하고, 건조하는 건조단계 ; 및 (5) 욕비가 1 : 5 내지 20 이 되도록 하여 물을 받은 욕조내의 물의 온도를 50 내지 55℃로 조절한 후, 통상의 산-분해효소를 가하여 20 내지 30분간 처리한 후, 열탕처리하여 효소를 비활성화시켜 섬유를 마모처리하고, 계속해서 유연제처리를 하고 건조시키는 후처리단계로 이루어진다.

그러나, 이러한 종래의 유기안료 염색방법은 3개 또는 그 이상의 염욕조를 사용하여야 하므로 염색에 요구되는 물의 양이 증대되어 폐수의 발생량이 많아지고, 온도를 최고 90℃까지 승온시켜야 하며, 그럼에도 불구하고 견뢰도가 높지 않은 제품을 수득하게 되어 겨우 지스 엘 0801(JIS L 0801), 지스 엘0803(JIS L 0803), 지스 엘0805(JIS L 0805) 및 지스 엘0849(JIS L 0849) 등에 따른 건식 및 습식마찰견뢰도실험에서 지스규격으로 2 내지 3 등급을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

더욱이, 이러한 종래의 섬유의 유기안료 염색방법에 의하면, 유기안료들이 섬유의 조직내로 깊숙히 침투하여 표면에서의 염색효과가 저하되고, 충분한 견뢰도를 유지하지 못하며, 마찰견뢰도가 약한 문제점이 있었다.

따라서, 유기안료에 의한 염색으로도 충분한 염색효과와 높은 견뢰도를 유지할 수 있는 유기안료를 이용한 새로운 섬유의 염색방법을 개발할 필요성이 있었다.

본 발명의 목적은, 높은 견뢰도와 우수한 염색효과를 낼 수 있는 섬유의 유기안료 염색방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유의 유기안료 염색방법은, (1) 염색하고자 하는 섬유가 들어있는 제1염욕조내에 양이온화제를 투입하고, 경화제를 가하여 상기 양이온화제를 섬유의 표면에서 부분적으로 경화되도록 경화시키는 양이온화 및 경화단계 ; (2) 양이온화제로 처리된 상기 섬유가 들어있는 제2염욕조내의 물에 유기안료, 음이온화제, 황산마그네슘 및 빙초산을 가하여 염색하고, 계속해서 제2염욕조내의 물을 가열, 승온시킨 후, 바인더를 가하고 일정시간 유지한 후, 수세하는 염색단계 ; (3) 유기안료가 염색된 섬유를 제2염욕조로부터 인출하여 수세하고, 건조하는 건조단계 ; 및 (4) 욕비가 1 : 5 내지 20 으로 되도록 하여 물을 받은 욕조내의 물의 온도를 50 내지 55℃로 조절한 후, 통상의 산-분해효소를 가하여 20 내지 30분간 처리한 후, 열탕처리하여 효소를 비활성화시켜 섬유를 마모처리하고, 계속해서 유연제처리를 하고 건조시키는 후처리단계로 이루어진다.

상기 (1)의 양이온화 및 경화단계에서 상기 경화제로 무수탄산나트륨과 같은 염기성염이 사용될 수 있다.

상기 (2)의 염색단계에서 물의 가열, 승온이 50 내지 80℃의 범위로 이루어질 수 있다.

상기 (2)의 염색단계에서 마이크로캡슐화된 시온재료나 마이크로캡슐화된 방향료가 단독으로 또는 상기 유기안료와 함께 가해질 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 섬유의 유기안료 염색방법은, (1) 염색하고자 하는 섬유가 들어있는 제1염욕조내에 양이온화제를 투입하고, 경화제를 가하여 상기 양이온화제를 섬유의 표면에서 부분적으로 경화되도록 경화시키는 양이온화 및 경화단계 ; (2) 양이온화제로 처리된 상기 섬유가 들어있는 제2염욕조내의 물에 유기안료, 음이온화제, 황산마그네슘 및 빙초산을 가하여 염색하고, 계속해서 제2염욕조내의 물을 가열, 승온시킨 후, 바인더를 가하고 일정시간 유지한 후, 수세하는 염색단계 ; (3) 유기안료가 염색된 섬유를 제2염욕조로부터 인출하여 수세하고, 건조하는 건조단계 ; 및 (4) 욕비가 1 : 5 내지 20 으로 되도록 하여 물을 받은 욕조내의 물의 온도를 50 내지 55℃로 조절한 후, 통상의 산-분해효소를 가하여 20 내지 30분간 처리한 후, 열탕처리하여 효소를 비활성화시켜 섬유를 마모처리하고, 계속해서 유연제처리를 하고 건조시키는 후처리단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 (1)의 양이온화 및 경화단계에서 사용되는 양이온화제로는 미합중국 소재 센티그레이드 케미칼 인터내셔널(Centigrade Chemical International)사의 상표명 '인덱스(Index)'와 같은 상용적으로 공급되는 양이온화제가 사용될 수 있으며, 이러한 양이온화제는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다.

또한 상기 (1)의 양이온화 및 경화단계에서 양이온화제를 섬유의 표면에서 부분적으로 경화되도록 경화시키는 경화제로는 무수탄산나트륨과 같은 염기성염이 사용될 수 있다. 상기에서 일례로서 언급된 상기 무수탄산나트륨은 당해 기술분야에서는 '소다회(Soda Ash)'로 칭하여지는 것으로서, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 극히 용이하게 이해될 수 있는 것임은 자명한 것이다.

상기 (2)의 염색단계에서 사용되는 유기안료로는 대한민국 소재 삼성색소(주)의 옐로우-지에스(Y-GS)와 같은 통상의 유기안료가 사용될 수 있으며, 상기 음이온화제 역시 상기 양이온화제와 마찬가지로 미합중국 소재 센티그레이드 케미칼 인터내셔널(Centigrade Chemical International)사의 상표명 '프리덱스(Predex)'와 같은 상용적으로 공급되는 음이온화제가 사용될 수 있다.

상기 황산마그네슘과 빙초산 역시 상용적인 것으로서, 섬유의 염색시의 처리제로서 널리 사용되고 있는 공지의 화합물들임은 자명한 것이다.

상기 (2)의 염색단계에서 사용되는 바인더 역시 대한민국 소재 정암교역상사에서 상용적으로 공급하고 있는 픽서-에이(Fixer-A)와 같은 상용적으로 제공되는 것으로서, 특히 염료나 안료의 고착용으로 사용되어 염색견뢰도를 증대시키기 위하여 사용되는 것으로서, 당해 기술분야에서 숙련된 자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.

또한, 상기 (3)의 건조단계 및 상기 (4)의 후처리단계들도 모두 종래의 유기안료의 염색방법의 건조단계 및 후처리단계와 동일 또는 유사한 것으로 이해될 수 있음은 당연한 것이다.

따라서, 본 발명에서는 종래의 유기안료를 사용한 섬유의 염색방법에서 양이온화 단계에서 양이온제들을 유기안료의 투입전에 섬유의 표면에서 부분적으로 경화되도록 경화시킴으로써 부분적으로 경화된 양이온화제들이 섬유의 내부 보다는 표면에 더 많이 존재하게 되고, 그에 따라 후속되는 염색단계에서 가해지는 유기안료를 섬유의 표면에 더 집중되어 고착되도록 하는 기능을 하는 것으로 이해될 수 있으며, 그에 의하여 유기안료에 의한 염색에서 더욱 발색이 잘 되도록 하며, 견뢰도도 향상시킨다.

특히, 상기 (2)의 염색단계에서 물의 가열, 승온이 50 내지 80℃의 범위로 이루어질 수 있으며, 염색단계에서의 물의 가열은 통상 염색을 촉진하고, 염색후의 염색견뢰도를 증진시키는 것으로 이해되고 있다.

상기 (2)의 염색단계에서 마이크로캡슐화된 시온재료나 마이크로캡슐화된 방향료가 단독으로 또는 상기 유기안료와 함께 가해질 수 있으며, 그에 의하여 염색효과에 더해 시온변색효과를 얻을 수 있으며, 또한 방향효과도 얻을 수 있도록 할 수 있다. 이들 유기안료 외에 마이크로캡슐화된 시온재료나 마이크로캡슐화된 방향료들 역시 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로서, 마이크로캡슐화된 시온재료의 일례로는 스피로피란계 화합물을 폴리에틸렌글리콜 및 왁스 등으로 캡슐화한 것이나 전자공여성물질과 전자수용성물질을 고급알코올과 혼합하여 역시 폴리에틸렌글리콜 및 왁스 등으로 캡슐화한 것들을 들 수 있다. 마이크로캡슐화된 방향료 역시 방향제를 왁스 등으로 캡슐화한 것으로 이해될 수 있다.

실시예

셀룰로오스 섬유를 포함하는 섬유를 제1염욕조에 투입하고, 40℃로 가온된 물에 양이온화제로서 미합중국 소재 센티그레이드 케미칼 인터내셔널사의 상표명 '인덱스-씨이' 5 중량%를 가하고, 약 5분의 경과후에 계속해서 무수탄산나트륨 2 중량%를 더 가하여 염욕조내의 물을 pH 9.5로 조절하고, 20분간 유지한 후 간단히 냉수로 수세하고, 30℃로 가온된 물에 안료로서 대한민국 소재 삼성색소(주)의 옐로우-지에스(Y-GS) 4 중량%와 레드-비에스(Red-BS) 4 중량% 및 블루-에이취에스(Blue-HS) 4 중량% 등 12 중량%의 유기안료를 가하여 용해한 후, 음이온화제로서 냉수에 용해시킨 상기 센티그레이드 케미칼 인터내셔널사의 상표명 '프리덱스-에이' 1.2 중량%를 가하고, 혼합한 다음, 제2염욕조내에 물받기를 하여 욕비 1 : 20 으로 조절한 후, 40℃까지 승온시키고, 양이온화 및 경화처리된 상기 섬유를 투입하고, 상기 혼합된 안료혼합물을 3회 분산투입하면서 염색을 수행하였다. 염색종료 5분 후, 황산마그네슘 4 중량%를 가하고 다시 5분간 방치한 후, 빙초산을 가하여 제2염욕조내의 물의 pH를 4.5로 조절하고, 20분간 방치한 후, 70℃까지 승온시켰다. 계속해서 바인더로서 대한민국 소재 정암교역상사에서 상용적으로 공급하고 있는 픽서-에이 18 중량%를 가하고, 10분간 유지시킨 후, 오버플로우방식으로 수세한 후, 건조하고, 통상의 방법대로 후처리하였다. 견뢰도의 시험은 건식 및 습식마찰견뢰도 시험으로 지스 엘 0801(JIS L 0801), 지스 엘0803(JIS L 0803), 지스 엘0805(JIS L 0805) 및 지스 엘0849(JIS L 0849)에 따라 시험한 결과, 견뢰도 4등급의 우수한 견뢰도를 갖는 염색된 섬유를 수득함을 확인하였다.

따라서, 본 발명에 의하면 양이온화 동안에 양이온화제를 경화제로 부분경화시킴으로써 동량의 유기안료에 의한 염색에 의하여 우수한 발색효과와 높은 견뢰도를 갖는 섬유염색을 가능하게 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. (1) 염색하고자 하는 섬유가 들어있는 제1염욕조내에 양이온화제를 투입하고, 경화제를 가하여 상기 양이온화제를 섬유의 표면에서 부분적으로 경화되도록 경화시키는 양이온화 및 경화단계 ;

   (2) 양이온화제로 처리된 상기 섬유가 들어있는 제2염욕조내의 물에 유기안료, 음이온화제, 황산마그네슘 및 빙초산을 가하여 염색하고, 계속해서 제2염욕조내의 물을 가열, 승온시킨 후, 바인더를 가하고 일정시간 유지한 후, 수세하는 염색단계 ;

   (3) 유기안료가 염색된 섬유를 제2염욕조로부터 인출하여 수세하고, 건조하는 건조단계 ; 및

   (4) 욕비가 1 : 5 내지 20 으로 되도록 하여 물을 받은 욕조내의 물의 온도를 50 내지 55℃로 조절한 후, 통상의 산-분해효소를 가하여 20 내지 30분간 처리한 후, 열탕처리하여 효소를 비활성화시켜 섬유를 마모처리하고, 계속해서 유연제처리를 하고 건조시키는 후처리단계 ;

   를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 섬유의 유기안료 염색방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (1)의 양이온화 및 경화단계에서 상기 경화제로 무수탄산나트륨과 같은 염기성염이 사용됨을 특징으로 하는 상기 섬유의 유기안료 염색방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 (2)의 염색단계에서 물의 가열, 승온이 50 내지 80℃의 범위로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 섬유의 유기안료 염색방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 (2)의 염색단계에서 마이크로캡슐화된 시온재료나 마이크로캡슐화된 방향료가 단독으로 가해짐을 특징으로 하는 상기 섬유의 유기안료 염색방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 (2)의 염색단계에서 마이크로캡슐화된 시온재료나 마이크로캡슐화된 방향료가 상기 유기안료와 함께 가해짐을 특징으로 하는 상기 섬유의 유기안료 염색방법.