KR200349822Y1 - 염색된 디지털 프린팅용 실사원단 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기존의 디지털 프린팅용 실사 원단에서 제직된 생지의 염색등의 전처리 작업으로 생지 원단의 원가가 25%이상 상승하고, 전처리에 의한 생산성 저하을 해결하기 위해, 디지털 프린팅용 실사 원단의 전처리단계 없이 생지에 딥코팅과 동시에 염색 작업을 하고, 인쇄하고자 하는 출력용 실사원단에 잉크가 안정하게 안착되도록 하는 코팅층을 형성함으로써, 기존의 제직 후 호발, 정련, 표백, 염색하는 전처리 없이도 동일한 효과를 내는 디지털 코팅용 실사 원단의 염색의 개선방법 및 그 방법에 의해 생산된 원단을 제공하고 또한 난연 및 방염특성을 가지는 원단을 제공하는 것이다.

Description

염색된 디지털 프린팅용 실사원단 제조장치{Equipment of Digital Printing Fabrics}

종래에 디지털 프린팅용 실사 원단은, 출력시 좋은 색상과 , 내수 , 내구성을 가지기 위하여 원단 표면에 상기의 물성을 부여할 수 있는 바인더 조성물로 코팅하여 코팅층을 형성하고 있었지만, 상기의 코팅 공정에 앞서 생지 원단의 호발, 정련, 표백 및 염색 등의 전처리를 실시하여 왔다.

상기의 전처리는 섬유로 제직된 직후의 생지가 색상이 고르지 않고 얼룩이 지기도 할 뿐만 아니라 백도도 떨어져 상품으로서의 열악하여 바로 사용할 수 없었고, 또한 제직 과정에서 포함되는 화학 약품 등의 불순물이 생지에 남아있어 코팅을 하는 데에 좋지 않는 영향을 주었기 때문에 즉, 잉크로 실사 출력시에 상기의 원인이 오염원으로 작용하여 인쇄품질을 떨어뜨리는 문제점이 있어서 반드시 수행하였다.

또한 상기 전처리에는 생지에 칼라를 부여하기 위하여 염색공정을 포함하고 있는데, 염색공정은 생지를 염색액이 들어있는 용기에 디핑한후 건조하여 생지를 염색하지만, 통상적으로 생지의 염색과 건조공정에서 생지가 약 8%이상 수축함으로써 디지털 프린트용 실사원단의 제조시 제직회사에서는 생지의 전처리공정인 염색 및 건조공정에서 수축되는 사이즈를 보상하기 위해서 제직시 약 8 내지 10%정도의 여분의 사이즈로 생지를 폭방향으로 절단하여 판매하고 있어 원가상승을 야기 시키는 주요 요인으로 작용하였다. 또한 생지의 염색등의 공정을 채택함으로써, 전체 생지의 구매비용중 약 25%정도가 전처리, 특히 염색공정에 의해 발생하게 되어 이를 생략할 수 있는 공정의 개발의 필요성이 강력히 대두되었다.

본 고안은 디지털 프린팅용 실사 원단 생산에 필요한 원단의 제조방법에 있어서, 전처리를 생략하고 생지에 바로 딥코팅작업으로 코팅층과 염색을 동시에 실시한 후, 생지 원단 상의 인쇄작업 시 잉크의 변형이 일어나지 않고 원단상에 안정하게 잉크작업이 이루어지는 코팅층을 도포함으로써, 호발, 정련, 표백, 염색작업과 같은 전처리 공정을 생략할 수 있도록 하는 원단의 염색과 코팅층 형성을 동시에 하는 디지털 프린터용 실사 원단의 제조장치를 제공하는 것이다.

본 고안은 딥코팅시 염색작업을 동시에 하여, 제직된 생지의 전처리를 생략하여 전처리시 염색에 따른 약 25%의 생지 원단의 제조원가 상승 및 전처리시 수축되는 약 8%이상의 원단의 재료를 절약할 수 있는 획기적인 전처리 없이 염색 및 코팅층을 형성하는 디지털 프린팅 실사 원단의 제조 장치를 제공한다.

본 고안은 또한 딥코팅하여 염색과 코팅층을 형성하고 난후 염색된 생지를 폭방향으로 텐더핀으로 고정하여 코팅과 건조공정을 수행하므로서 생지의 수축을 방지하여 생지를 전처리 단계에서 염색할 경우 발생하는 생지의 수축에 따른 사이즈만큼의 재료의 손실을 막아주는 새로운 디지털 프린트용 실사 원단의 제조장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 딥코팅시 코팅작업과 동시에 염색작업을 수행하고 이후 코팅층을 형성하는 단계에서 코팅조성물에 염색제를 추가하여 원단의 출력면 염색, 출력면과 배면의 동일색상 염색 및 이종 색의 염색이 가능하게 하는 디지털 프린팅용 실사 원단을 제조하는 장치를 제공한다.

본 고안의 또 다른 목적은 방염성이 우수한 디지털 프린팅용 실사 원단을 제조하는 장치를 제공한다.

따라서,본 고안에 따르면 이제까지 행해진 많은 환경오염요소와 복잡한 처리과정 및 그 과정에서 불필요한 생지의 수축을 야기시켰던 전처리 과정을 생략하는 새로운 디지털 프린팅 실사 원단의 제조장치를 제공함으로써 생산시간단축, 비용 절감 등 각종 효과를 가질 수 있는 방법을 제공한다.

도 1은 본 고안에 따른 원단의 제조장치

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 생지롤러 (2) : 생지원단 (3) : 딥저장조

(4) : 제 1가이드롤러 (5) : 제 2가이드롤러 (6) : 제1 코팅액저장조

(7) : 제 1나이프코터 (8) : 제 1건조로 (9) : 제 2코팅액저장조

(10): 제 2나이프코터 (11): 제 2건조로 (12): 권취롤러

(13): 제 3가이드롤러

(21): 제 1배면코팅액저장조 (22): 제 1롤러코터

(23): 제 2배면코팅액 저장조 (24): 제 2롤러코터

상기의 목적을 해결하기 위하여 본 고안의 원단 제조장치는 도 1의 본 고안에 따른 장치에 표시된 바와 같이 생지원단이 감겨져 있는 생지롤러, 딥코팅조성물을 함유하고 있는 딥저장조, 제 1가이드롤러, 제 2가이드롤러, 제 1코팅액 저장조, 제 1나이프코터, 제 1건조로, 제 2코팅액 저장조, 제 2나이프코터, 제 2건조로, 제 3가이드롤러, 재단기, 권취롤러 및 제 1배면코팅액저장조, 제 1롤러코터, 제 2배면코팅액저장조, 제 2롤러코터, 및 텐터핀으로 구성되는 일련의 장치로 구성된 원단제조장치를 구비하여 본 고안을 완성하였다.

이를 설명하면, 먼저, 생지롤러(1)에 감겨있는 생지원단(2)은 염색제를 포함하는 디핑조성물이 저장되어 있는 딥저장조(3)를 제 1가이드롤로(4)에 의해 통과시켜 생지 원단을 염색과 동시에 코팅한다. 딥코팅된 생지원단(2)은 제 2가이드롤러(5)에 의해 코팅존으로 이송되어 제1 코팅액저장조(6)에서 코팅조성물을 생지 원단(2)의 출력면에 흘려주고 제 1나이프코터(7)에 의해 일정한 두께로 코팅한다. 이때 생지원단의 배면을 코팅하고자 할 경우 제 1배면코팅액저장조(21)와 내부에 있는 제 1롤러코터(22)에 의해 배면을 코팅한다. 코팅층을 형성한 생지원단은 다음단계인 제 1건조로(8)로 이송되어 코팅층을 건조하고, 필요에 의해 출력면에 제 1코팅층과 동일 또는 다른 코팅층인 제2 코팅층을 형성하고자 할 경우는 제 2코팅액저장조(9)를 통과하고 제 2나이프코터(10)에 의해 일정한 두께로 코팅하며, 제 2배면코팅이 필요할 경우는 제 2배면코팅액 저장조(23)와 제 2롤러코터(24)를 통과시켜 배면을 코팅한다. 이후 2차 코팅층을 형성한 생시원단은 제 2건조로(11)을 통과하면서 건조되어 제 3가이드롤러(13)를 통하여 안내되어 디지털 프린팅용 실사 원단을 제조하고 재단기(별도표시하지 않음)에 의해 재단하고 권취롤러(12)에 의해 권취하여 보관한다. 본 공정에서는 또한 별도로 기재하고 있지 않지만, 딥코팅한 생지원단은 곧바로 위 장치의 길이방향으로 장치의 양옆에 턴터핀을 장치하여 생지원단의 폭방향의 양 말단을 단단히 잡아주어 생지원단의 코팅 및 건조단계에서 수축을 방지하도록 하여 준다.

상기의 수단에 의해 달성하는 본 고안의 조성 및 공정에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1단계로 원사로 제직한 호발, 정련, 표백, 염색 등의 전처리를 하지 않은 생지원단에 염색제 및 염색제를 잡아주어 생지원단에 고정시킬 수 있는 바인더 혼합물로 이루어진 디핑조성물로 디핑하여 생지원단을 염색한다.

제 2단계로는 실리카를 포함하는 코팅조성물로 디핑한 생지원단의 출력면 또는 출력면과 배면에 코팅조성물을 코팅하고 건조로에서 건조하는 단계를 가지고,필요에 의해서 상기 코팅조성물을 이용하여 2차 코팅 및 2차 건조를 하여 디지털 프린터용 실사 원단을 제조하는 단계를 가진다. 상기에서 코팅조성물을 출력면에 도포하는 것은 나이프코팅 방법을 통하여 일정한 두께로 도포하며, 필요에 의해 생지원단의 배면에는 동일한 또는 상이한 조성을 가지는 코팅조성물을 함유하는 용기를 생지원단의 배면에 장치하고, 롤러를 저장조에 의해 배면을 코팅한다. 상기 배면코팅에 이용되는 롤러는 필요에 의해 1개 이상의 것을 사용할 수도 있다.

제 3단계는 상기 디핑 및 코팅에 의해 도포되고 염색된 생지원단을 90 내지 190℃로 가열된 히터를 통과시키면서 건조시킨다. 건조시간은 제한되지 않으나 통상적으로 1분 내지 60분, 좋게는 15분정도면 적절하다.

제 4단계는 필요에 의해 제 2단계와 제 3단계를 1회 이상 반복하는 것에 의해 코팅조성물을 반복하여 코팅 및 건조하는 단계를 가진다.

제 5단계는 상기 디지털 프틴팅용 실사 원단을 필요한 사이즈로 재단하고 롤링하여 보관하는 단계이다. 재단을 위한 커팅은 통상적으로 커팅수단인 열커팅이나 나이프커팅등의 수단 등을 필요에 의해 선택하여 사용할 수 있다.

상기의 단계중 제 1단계인 디핑코팅에 사용하는 코팅조성물은 염색제의 접착성과 분산성을 가지는 통상의 조성물의 조성물을 사용할 수 있는데, 수용성, 유용성 및 수용성과 유용성을 혼용하는 복합형 디핑조성물을 사용한다. 염색제인 안료나 염료를 생지에 접착되도록 역할을 하는 바인더로서는 수용성 또는 유용성 폴리우레탄수지, 아크릴수지, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌비닐알코올 등의 고분자물질에서 선택되고, 용제로서는 수용성의 바인더를 사용하는 경우는 물을 사용하고, 유용성 바이더를 사용하는 경우는 아세톤이나 메틸에틸케톤과 같은 케톤류, 톨루엔, 에스테르계 용제 등에서 선택되는 1개 이상의 유기용제, 흡수성을 방지하는 통상의 발수제 성분을 포함하고, 염색제로 통상의 천연 또는 합성 염료 및 안료를 사용하는 한은 어떤 것이든 사용할 수 있으며, 잉크의 흡습성을 향상시키기 위해서 경유나 백등유 등의 오일을 첨가하며, 기타 성분으로는 점도조절제, 계면활성제 등을 포함시킬 수 있다.

또한 디핑조성물에는 방염성을 개선하기 위해 난연제 및 방염제를 투입할 수 있는데, 난연제 및 방염제의 종류로는 제2인산암모늄 , 주석산나트륨, 산화제2철, 이산화망간, 삼산화안티몬, 사산화안티몬, 오산화안티몬, 요소1인산, 탄산칼슘, 수산화알미늄, 브롬 및 염소 등의 할로겐 화합물, 주기율표상의 제5족 원소의 화합물 등이 있다.

상기의 조성물 및 조성성분을 통상적으로 사용하고 있지만, 본 고안에서는 실질적으로 딥코팅한 결과 색상의 견뢰도 등의 물성에서 하기의 조성비를 가지는 것을 사용하는 것이 좋다.

상기 디핑조성물 중 수용성 조성물의 조성비는 폴리머 바인더 및 접착제 0.5~45%, 염색제 0.001~20%, 계면활성제 1~10%, 물 30~98%로 구성되며, 그 외의 성분으로 통상의 대전방지제, 발수제, 염색제고착제 등을 0.5 내지 25중량% 첨가하여 사용할 수도 있다.

용재형조성물은 잉크젯트 프린트를 할 경우 용제형 우레탄 수지 1~40%, 염색제 0.001~20%, 계면 활성제1~15%, 잉크의 접착성을 개선하는 경유나 백등유 등의oil류 1~15%, 아세톤이나 MEK 등의 케톤류나 톨루엔 및 아세테이트 등의 에스테르류 등에서 선택되는 1종 이상의 유기용제 40~97%로 구성되며, 필요에 의해서 통상의 유성 접착제, 염색제고착제, 대전방지제 등의 첨가제 성분을 함유할 수 있다.

복합형조성물은 상기의 유성 접착제 0.5~45%, 상기의 oil류 0.1~20%, 상기의 계면 활성제 0.1~20%, 상기의 염색제 0.001~20%, 상기의 유기용제 30~ 99%, 용제형 우레탄 수지 1~40%, 아크릴이나 폴리에틸렌비닐알콜 및 폴리비닐아세테이트(검화된)에서 선택되는 수용성 접착제 0.01~20% 및 수용성 우레탄 0.01~20%로 구성된다.

본 고안의 2단계 및 그 이후에 사용하는 코팅조성물은 특히 실리카를 0.1 내지 30중량% 범위로 사용하는데, 실리카를 코팅조성물에 사용함으로써 제조한 디지털 프린팅용 실사원단에 코팅층에 잉크를 인쇄할 경우 오일성 잉크가 실리카 내로 잘 분산되어 스며들어 인쇄의 견뢰도를 향상시켜주어 시각적 효과를 좋게 하며, 또한 실리카를 사용하는 것에 의해 코팅조성물의 유동성을 더욱 높여주는 역할을 한다. 또한 본 고안의 코팅조성물에서도 상기의 난연제와 방염제를 1종 이상 투입함으로서 원단의 내열성을 보호한다. 상기 실리카 조성물을 디핑조성물의 성분으로 사용할 수도 있으나, 디핑조성물에 상기 실리카를 사용할 경우는 염색제에 의한 염색이 균일하게 되지 않아 얼룩이 생기므로 생지의 염색 시에는 실리카를 사용하지 않는 것이 좋다. 코팅조성물은 딥코팅단계에서 염색한 생지 원단의 칼라에 따라서 투명한 조성물이나 또는 동일한 조성의 색상을 가지는 염색제를 포함하여 칼라를 더욱 선명하게 한다. 이 경우 염색제와 실리카를 함께 사용하여도 도포되는 코팅층의 두께가 두꺼우므로 염색에 의한 얼룩등은 발생하지 않는다.

상기에 있어서, 코팅조성물은 수용성, 용제형, 복합형 및 솔벤트 고팅액 중에서 선택하여 코팅한다. 이때 각 형태의 코팅조성물의 조성성분 및 구성비는 다음과 같다.

수용성 코팅조성물은 상기의 수용성 접착제 및 수용성 바인더 0.5~45%, 수용성 우레탄수지 0.5~45%, 염색제 0.001~30%, 계면활성제 1~10%, 물 25~99%, SiO₂0.1~30%를 사용하며, 기타 필요에 의해 첨가제 성분으로 통상의 고착제, 발수제, 증점제 등의 첨가제를 부가할 수 있으며, 용제형 코팅조성물은 용재형 바인더 및 점착제 0.5~45%, 용제형 우레탄 수지 0.5~45%, 계면 활성제 0.01~15%, 백등유 및 경유 등에서 선택되는 오일 0.1~20%, 실리카 0.1~30%, 유기용제 20~90% 등을 사용하고, 기타 첨가제로 통상의 고착제 성분등을 적절하게 사용할 수 있다.

유기 및 용제형 성분을 모두 포함하고 있는 복합형조성물은 용재형 접착제 0.5~45%, 수용성 접착제 0.01~20%, oil류 0.1~20%, 계면 활성제 0.1~20%, 용재형 우레탄 수지: 1~40%, 수용성 우레탄수지 0.01~20%, 유기용매 30~ 97%, 실리카 0.1~30% 로 구성되며, 솔벤트형 코팅조성물은 PVC 5~30%, 가소제 5~30%, 흰색 안료 및 염료 색깔을 나타내는 천연 및 합성 물질(염색제) 0.01~20%, 유기용제 B.C 1~30%로 구성되는 조성물을 통상적으로 사용한다.

본 고안에 따르는 디핑 및 코팅조성물은 그 조성물의 조성성분 및 조성비를 벗어날 경우는 코팅된 생지의 견뢰도나 색상 및 접착성 등에서 충분한 효과를 가질 수 없다.

건조단계에서, 상기 디핑 및 코팅한 원단은 90~190℃로 건조한다. 건조하는 시간은 15분 이내로 하는 것이 좋으며, 온도에 따라 최장 1시간 정도로 하는 경우도 있는데, 통상적으로 원단의 황변이 일어나지 않는 조건으로 한다. 양면을 모두 동일한 색상으로 코팅하는 경우는 디핑코팅한 후에 건조시키지 않고 바로 1차코팅하여 90~130℃에서 건조시키고 다시 2차 코팅하여 2차 코팅후 90~130℃에서 건조를 할 수도 있다.

상기의 코팅공정은 필요에 이해 코팅과 건조공정을 1회이상 반복하여 실시한다.

본 고안에서 재단 및 롤링공정은 상기의 코팅 및 건조단계에 의해 제조된 실사 원단을 일정한 크기로 제단하여 롤상에 롤링하여 포장하고 보관하는 단계이다. 제단을 위한 커팅은 통상적으로 커팅수단인 열커팅이나 나이프커팅 등의 수단을 사용한다.

본 고안에서는 디핑이나 코팅작업시 원하는 색상의 염색물질을 첨가하여 코팅이나 디핑 작업 중에 처리하여 전처리 없이도 염색을 할 수 있고, 코팅 작업시 한 면 염색 및 양면에 같은 색, 서로 다른 색의 염색도 할 수 있도록 하며, 원단의 소재의 종류에 상관없이 처리를 할 수 있으며 디지털 프린팅시 이용되는 염료, 안료 잉크의 종류에 관계없이 실사 출력이 가능한 간단하고 효율적인 디지털 프린터용 실사원단을 제고할 수 있고, 또한 본 고안은 디핑조성물이나 코팅조성물에 난연제 및 방염제를 부가함으로써 고온에 노출되었을 때에도, 난연 및 방염특성을 가지는 원단을 제조할 수 있었다.

본 고안은 생지 원단에 코팅액으로 염색 및 코팅 공정을 동시에 이루어 생산된 디지털 프린팅 실사 원단의 작업공정의 단순화 및 생산원가의 절감, 완성된 직물지에서 가공지(호발, 정련 및 염색, 셋팅등의 처리가된원단)와 같은 효과를 얻을 수 있도록 하였다.

본고안을 통해 이제까지 행해진 많은 환경오염요소가 있던 전처리 과정을 생략할 수 있고 생산 단계의 생략으로 인한 생산시간단축, 비용 절감 등 각종 효과를 낼 수 있다.

Claims (7)

1. 디지털 프린팅용 실사 원단의 제조장치에 있어서,

   생지롤러(1), 염색제와 디핑조성물을 함유하는 딥저장조(3), 제 1가이드롤러(4), 제 2가이드롤러(5), 텐터핀, 제 1코팅액 저장조(6), 제 1나이프코터(7), 제 1건조로(8), 재단기 및 권취롤러(12)로 구성되는 디지털 프린팅용 실사 원단의 제조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   제 2코팅액저장조(9), 제 2나이프코터(10), 제 2건조로(11)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린트용 실사 원단의 제조장치.
3. 제 2항에 있어서,

   제 1배면코팅액저장조(21), 제 1롤러코터(22), 제 2배면코팅액저장조(23), 제 2롤러코터(24)를 더 구비하여 출력면 및 배면에 코팅층을 형성하는 디지털 프린트용 실사 원단의 제조장치.
4. 제 2항에 있어서,

   제 2가이드롤러(5)와 제 1코팅액저장조(6) 사이에 별도의 건조로를 더 설치하여 딥코팅된 생지원단을 건조하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린트용 실사 원단의 제조장치.
5. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항의 방법에 의해 제조되는 생지원단, 염색제를 함유하며 생지원단에 스며들어 코팅되는 디핑조성물코팅층 및 1층 이상의 코팅조성물층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 프틴트용 실사 원단.
6. 제 5항에 있어서,

   디핑조성물코팅층은 수용성 폴리머 바인더 및 접착제 0.5~45%, 염색제 0.001~20%, 계면활성제 1~10%, 물 30~98%을 가지는 수용성조성물,

   용제형 우레탄 수지 1~40%, 염색제 0.001~20%, 계면 활성제1~15%, 잉크의 접착성을 개선하는 경유나 백등유에서 선택되는 oil류 1~15%, 아세톤이나 MEK 등의 케톤류나 톨루엔 및 아세테이트와 같은 에스테르류에서 선택되는 1종 이상의 유기용제 40~97%를 가지는 용제형조성물,

   용제형 폴리머 바인더 0.5~45%, 상기의 oil류 0.1~20%, 상기의 계면 활성제 0.1~20%, 상기의 염색제 0.001~20%, 상기의 유기용제 30~ 99%, 용제형 우레탄 수지 1~40%, 수용성 접착제 0.01~20% 및 수용성 우레탄 수지 0.01~20%를 가지는 복합형조성물에서 선택되는 어느 한 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린팅용 실사 원단.
7. 제 6항에 있어서,

   코팅조성물은 수용성 바인더 0.5~45%, 수용성 우레탄수지 0.5~45%, 염색제 0.001~30%, 계면활성제 1~10%, 물 25~99%, SiO₂0.1~30% 및 고착제, 발수제, 증점제에서 선택되는 1종이상의 첨가제 성분을 가지는 수용성조성물,

   용재형 바인더 0.5~45%, 용제형 우레탄 수지 0.5~45%, 계면 활성제 0.01~15%, 백등유 및 파라핀에서 선택되는 오일 0.1~20%, 실리카 0.1~30%, 유기용제 20~90%을 가지는 용제형조성물,

   용재형 바인더 0.5~45%, 수용성 바인더 0.01~20%, oil류 0.1~20%, 계면 활성제 0.1~20%, 용재형 우레탄 수지 1~40%, 수용성 우레탄수지 0.01~20%, 유기용매 30~ 97%, 실리카 0.1~30%를 가지는 유기 및 용제형 성분을 모두 포함하고 있는 복합형조성물 및 PVC 5~30%, 가소제 5~30%, 흰색 안료 및 염료 색깔을 나타내는 천연 및 합성 물질(염색제) 0.01~20%, 유기용제 1~30%로 이루어지는 솔벤트형조성물에서 선택되는 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린팅용 실사 원단.