KR20040079309A

KR20040079309A - 다양한 소재에 날염가능한 잉크젯 날염 잉크, 그 제조방법및 그 잉크를 이용한 날염방법

Info

Publication number: KR20040079309A
Application number: KR1020030014498A
Authority: KR
Inventors: 정광춘; 공명선; 김후식; 임병훈
Original assignee: 주식회사 잉크테크
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-14
Also published as: KR100578668B1; EP1601725A4; JP4601605B2; WO2004079079A3; US20060092249A1; JP2006519888A; CN100348670C; EP1601725B1; CN1768117A; US7374605B2; EP1601725A2; WO2004079079A2

Abstract

본 발명은 폴리에스터, 면, 실크, 나일론과 같은 다양한 직물, 니트소재, 특히 혼방섬유의 날염에 있어서 발색성 및 견뢰도가 우수하고 색구현범위(color gamut)가 넓어서 의류 등 섬유날염품의 제품가치을 높일 수 있는 잉크젯 날염 잉크, 그 제조방법 및 그 잉크를 이용한 날염방법에 관한 것이다. 더욱이 극세사 섬유, 그 중에서도 폴리에스터 극세사 및 나이론/폴리에스터 극세사에 적합한 잉크젯 날염 잉크를 제공하는 것이다.

Description

다양한 소재에 날염가능한 잉크젯 날염 잉크, 그 제조방법 및 그 잉크를 이용한 날염방법 {The printing ink applying to various textile materials, the process for preparing it and the printing method using it}

현재 날염시장(textile printing market)에서는 다양한 소비자의 욕구에 부응하기 위하여 소품종 다량생산이라는 기존 방식에서 다품종 소량방식으로 급격하게 생산방식이 바뀌고 있다. 다품종소량생산은 기존의 전통적 날염 방식으로 표현하기에는 힘든 다양한 디자인과 빠른 납기를 요구하기 때문에 기존의 아날로그(전통적) 방식으로 생산하는 것은 너무 비효율적이고 경제성 면에서도 경쟁력이 떨어진다. 따라서 현재는 잉크젯을 중심으로 하는 디지털 날염기법이 확산되고 있는 추세이다. 디지털 잉크젯 날염 기법은 사전 날염상태확인 작업, 샘플 제조, 소량생산에서 많이 사용되고 있고, 향후 빠른 시간 내에 전통적 날염 방법인 실크스크린날염, 로터리날염, 롤러날염 등의 방법을 대치할 것으로 평가받고 있다

현재 시판되는 잉크젯 날염용 잉크는 염료잉크와 안료잉크로 나뉘어지고 염료잉크는 다시 산성잉크, 반응성잉크, 분산성잉크 등으로 나누어진다. 안료잉크는 일부 시제품이 나와 있으나, 색포화도나 발색성이 낮기 때문에 염료잉크가 주로 사용된다. 산성잉크와 반응성잉크는 물에 수용성으로 주로 면 ,실크 등 천연섬유의 날염에 사용된다. 반면 분산잉크는 분산염료를 색소로 하여 물에 색소와 분산제를 투입하여 분산시킨 다음 첨가제를 넣고 잉크화 한다. 이는 주로 폴리에스터 등 합성섬유의 날염에 사용된다.

현재, 의류용 섬유소재는 합성섬유인 폴리에스터 섬유와 천연섬유인 면 섬유를 혼방한 섬유가 대부분을 차지하는 등, 각 분야의 섬유산업에서 혼방의 비중이 매우 높아지고 있다. 혼방을 날염할 때에는 합성섬유와 천연섬유의 염색방법과 염색조건이 상이하여 2회 걸쳐 염색공정을 거쳐야 하기 때문에 공정이 복잡해지고 그로 인해 경제성이 떨어지는 난점이 있다.

이를 극복하기 위한 방안으로서, 미국특허공보 제 4969951호에서는 반응성 염료와 분산염료의 특성을 동시에 지닌 반응 분산성 염료를 사용하여 혼방섬유에 적용할 수 있는 잉크와 그 잉크를 이용한 잉크젯 날염을 행하는 방법을 소개하고 있다. 하지만 그 잉크의 제조방법에 있어서 물에 반응분산염료를 분산하여 콜로이드화 된 잉크를 사용하고 있다. 염료를 분산시켜 날염잉크를 제조하는 데는 안정된 콜로이드를 만드는 것이 핵심이다. 하지만 안정된 콜로이드를 얻는 것은 매우 힘들어, 특별한 분산공정 즉 밀링(milling) 공정을 거쳐야 한다.

일반적인 분산공정을 소개하면 다음과 같다.

잉크를 만들기 위해서는 먼저 수계에서 염료와 리그닌설폰산 및 나프탈렌 중합체 등의 분산제를 호모 믹싱(homo mixing)한 다음 습식 매체분산기(bead mill)나 압력분산기(pressure mill), 예를들면 미국 마이크로플루이딕사(microfluidic Inc.)가 제조한 마이크로플루이다이저(microfluidizer; 상표명) 등을 통하여 분산한다. 이후 미립화 하여 만든 콜로이드를 적당하게 배합하여 만든다. 이 콜로이드의 평균입도는 150nm정도이다.

이러한 분산공정은 매 작업 시마다 일정한 결과를 얻기 매우 힘들다. 평균입도를 일정이하로 유지하고, 제반 물성을 정확하게 맞추는 작업이 제대로 이루어지지 않으면 평균입경이 큰 입자가 잉크젯 헤드의 노즐을 막아 품질 불량을 일으키게되어 연속적인 날염을 불가능하게 한다. 반대로 분산을 너무 과도하게 하면 입도가 작은 입자가 과도하게 증가하면서 잉크의 물성이 변하여 잉크젯 헤드에서의 토출안정성이 변하게 된다. 또한 아주 미세한 입자로 유지하기 위하여 기계적 전기적 에너지가 많이 투여되어야 한다.

이와 같은 미립자는 안정성을 가지기 힘들고, 저장 안정 상태가 길어야 6개월 정도이며 열 안정성 등도 확보하기 힘들다. 이와 같이 까다로운 공정을 거침에도 불구하고 분산과정을 거치는 것은 잉크젯 헤드의 특성상 잉크의 점도가 매우 낮아야 하기 때문이다. 기존 분산염료의 경우 색 농도를 높이기 위해서는 염료의 양을 늘려야 하고 그러면 잉크의 점도가 상승한다. 이를 방지하기 위해 콜로이드의 상태로 존재하여야만 점도의 상승이 일어나지 않아 잉크화 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 수계분산과정의 불균질성과 에너지낭비 그리고 품질저하를 해소하여 균질의 날염용 잉크를 제공하는 것이다. 본 발명에 의하여 폴리에스터, 면, 실크, 나일론과 같은 다양한 섬유소재, 특히, 그들의 혼방섬유, 더 나아가 극세사에 동일하게 적용할 수 있는 잉크를 제공함으로써 잉크젯 날염의 적용범위를 확장시킬 수 있다.

본 발명자들은 위에 설명한 것과 같이 기존 분산방법의 단점을 해소하기 위하여 잉크젯 헤드에 맞는 물리적 특성을 지닌 유기용제를 선정하고 그에 용해되는 반응성 분산염료를 이용하여 새로운 섬유날염용 잉크를 개발하였다.

본 발명은 하나 이상의 유기용제와 그 유기용제에 용해되는 하나이상의 반응성 분산염료로 구성되는 잉크를 사용하여 다양한 직물섬유를 날염시키는 방법 및 그 잉크젯 잉크를 제공한다.

본 발명에 의해 제공되는 섬유날염용 잉크젯 잉크는 색깔을 내는 색소(colorant), 색소를 용해시키는 1차용매, 습윤작용을 하는 2차용매로 구성되어 있다. 게다가 인쇄특성을 제어하는 비이온성 계면활성제 또는 음이온성 계면활성제가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 적합한 색소, 즉 반응성 분산염료는 모노클로로(1,3,5)트리아진 그룹, 디글로로(1,3,5)트리아진 그룹, 트리클로로(1,3,5)트리아진 그룹, 비닐설폰그룹, 설파토에틸 설폰 그룹, 아크릴 아마이드 그룹, 에틸렌이민 그룹, 아자이드 그룹, 설폰에틸렌이민 그룹, 트리클로로피리미딘 그룹, 모노클로로디플루오로피리미딘 그룹, 클로로벤조티아졸 그룹, 디클로로피리다존 그룹, 디클로로피리다진 그룹, 디클로로퀴노잘린 그룹, 에폭시 그룹, 3-카르복시피리디니오트리아진 그룹 등과 같은, 섬유 내의 하이드록실 그룹이나 아민 또는 아미드 그룹에 공유결합을 가질 수 있는 반응기를 분자 내에 가지며, 물에 불용성인 분자량 800이하인 염료이다. 구체적으로는 미국특허공보 제 3974160호, 미국특허공보 제 4500455호, 미국특허공보 제 4515716호, 일본특허공개공보 특개평 제 3-247665호, 대한민국공개특허공보 제 2002-004026호, 대한민국공개특허공보 제 2002-061916호, 대한민국공개특허2002-061777에 기재된 것 들이다.

상기 특허에서 공개된 반응성 분산염료는 면 등 천연섬유 염색에 쓰이는 반응성 염료와 합성섬유(특히 폴리에스터)에 쓰이는 분산염료의 특성을 합쳐 놓은 것과 같은 물성을 지니게 되는데, 분산염료의 특성을 가지면서도 반응성 그룹을 그 분자내에 포함하고 있어 면(cotton), 폴리에스터, 실크, 울 등 다양한 섬유에 적용할 수 있는 다기능성을 보유하게 되는 것이다. 특히 혼방 섬유 등의 날염하기 어려운 소재에 프린팅을 할 수 있게 되는 것이다. 면-폴리 혼방섬유의 경우 일반적으로 침염에 있어서는 2개의 용액, 즉 반응성염료 염액과 분산염료 염액을 만들어 두번의 염색 스텝을 가지게 되는것에 반해(2단 2욕법), 반응성 분산염료의 경우 한번에 염색 할 수 있게 되는 것이다(1욕 2단법). 날염의 경우에는 (잉크젯 날염의 경우에도 동일) 혼방을 처리하게 되면 2개 이상의 잉크를 사용하여야 한다. 하지만 이 경우에는 균염을 실행하기가 매우 어렵게 되어 있고, 온도제어, 표면pH조절 등 매우 까다로운 조건을 거쳐야 한다. 이 경우에 위 공개특허에 제시된 반응성 분산염료를 사용한 잉크로 잉크젯 프린팅을 하게 되면 한번의 공정으로 완수할 수 있게 된다.

또한 극세사의 경우 일반 섬유사와 비교하여 볼 때, 매우 가늘어서 그 표면적이 지수적으로 증가하게 된다. 이러하기 때문에 일반 분산염료로 염색하거나 날염하게 되면 발색성이 떨어지고 제반 견뢰도가 나빠지게 된다. 극세사는 폴리에스터 극세사와 나일론/폴리 극세사(이하,‘N/P 극세사’라고 한다)로 나뉘어지는데, 특히 N/P 극세사에 본 발명에 의한 반응분산 염료 잉크를 사용하면 나일론의 아민기에 반응성기가 반응하는 한편 폴리에스터 쪽으로는 반데르발스 결합으로 흡착, 염색되어 특히 우수한 견뢰도를 갖는 날염물이 얻어진다. 폴리에스터 극세사의 경우에도 위 특허에 제시된 염료로 염색하게 되면 염료구조상 극성기가 분산염료에 비해 상대적으로 증가되어 있기 때문에 폴리에스터 소재에 침투하기 보다는 겉에 머물러 흡착하게 되어 겉보기 농도를 증가시켜 발색성이 향상되며, 또한 그에 따르는 견뢰도는 저하되지 않는 특성을 보이게 된다. 본 발명에 의한 잉크의 구성성분으로 쓰이는 반응성 분산염료의 구조는 위에서 열거한 공개특허공보에 제시되어 있다. 대표적인 것 일부를 표현하면 아래와 같으나, 본 발명에 사용되는 반응성분산염료는 이하의 염료에 한정되는 것은 아니다.

화학식 1 (옐로우)

화학식 2 (레드)

화학식 3 (블루)

본 발명에 의한 용제형 섬유날염잉크의 색소로 쓰이는 위 반응분산성 염료의 잉크내 구성비율은 0.5%-10% 이며, 바람직하게는 1%-7%, 더욱 바람직하게는 1.5%-5%이다. (이하, 표현되는 비율은 중량비이다)

잉크젯 잉크에 쓰이는 용매는 물과 유기용제로 나눌 수 있는데, 본 발명에서는 염료를 용해하는 유기용제를 사용하여야 한다. 전통적으로 산업용 잉크젯 잉크로 사용되어온 유기용제로는 메틸 에틸 케톤, 메탄올, 메틸 이소부틸 케톤등이 있다. 이와 같은 산업용 잉크는 컨티뉴어스(continuous)방식의 잉크토출 방법을 채용하고 있는데, 잉크액을 연속적으로 토출시키고 대전전극에 전하를 걸어 개별적인 잉크방울로 만든 후, 고압 편향 전극으로 잉크방울의 방향을 조절하여 해상도가 낮은 인쇄물을 출력하는 방식이다. 출력에 사용되지 않은 잉크는 회수되어 밀폐된 잉크탱크에 모인 후, 재사용되거나 폐기된다. 컨티뉴어스방식의 잉크에 사용되는 용제는 끓는점이 낮고, 휘발성 또한 높아서 장기적으로 공기와 노출되는 드롭 온 디멘드(drop on demamnd)방식의 잉크토출 방법에는 적합하지 않으며, 더불어 잉크젯 헤드는 빠르게 구동하기 때문에 용매의 발화점이 낮아서는 안된다. 또한 매우 낮은 점도를 유지하여야만, 잉크젯 헤드의 특성에 알맞게 된다. 본 발명에 채택한 드롭 온 디멘드방식은 출력에 필요한 잉크방울만 선택적으로 토출시키기 때문에, 컨티뉴어스 방식과 비교하여 볼 때, 출력물의 해상도가 높고 잉크의 소모가 적으며, 출력장치가 간단하고 소요전력이 적게드는 장점이 있다. 특히 본 발명에 의한 용제는 반응성 분산염료가 가지고 있는 반응성기를 용해할 수 있는 성질을 가져야 한다. 본 발명자들은 반응성 분산염료의 특수한 반응기에 착안하여 연구한 결과 특히 극성 반양자성(polar aprotic)유기용제가 반응성 분산염료를 잘 용해시키는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명에 의한 용제 중, 디메틸설폭사이드, 에틸렌카보네이트, 퍼클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 할로겐네이티드 알리파틱 하이드로카본 컴파운드등은 폴리에스터이나 나일론등의 섬유조직의 결정상 부분을 섬유의 재질에 거의 영향이 없을 정도로 극소량 용해시키거나 비결정상부분에 팽윤작용을 주어 반응분산성 염료가 섬유 내에서 흡착 또는 반응을 원활히 할 수 있도록 하는 촉매 역할을 하여 출력물의 균염성 및 견뢰도를 향상시키는데, 이러한 용제는 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서 본 발명에 의한 섬유날염용 잉크젯 잉크는 아래와 같은 성질을 선택적으로 갖는 용제(1차용매)를 기본 구성으로 하고 있다.

a) 반응분산성 염료에 대한 용해성이 1%이상이고 자체 점도가 0.1cP-30cP 인 유기용제이거나

b) 극성 반양자성 유기용제이거나

c) 섬유조직을 극소량 용해시키거나 팽윤작용을 발생시키는 유기용제.

위와 같은 물성을 갖는 유기용매는 예를들면,

디메틸설폭사이드, 1,3-디메틸-2-이미다조리디논, 에틸 락테이트, 프로필 락테이트, 포름아미드, 2-피롤리디논,N-메틸-2-피롤리돈,N,N-디메틸 아세트아미드,N,N-디메틸포르마이드,N-시클로헥실피롤리돈,N-히드록시에틸피롤리돈, 헥사메틸렌포스포라마이드, 트리클로로에틸렌등이 있는데 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 1차 용매의 구성비율은 55-99.5%, 바람직하게는 70-99%, 더욱 바람직하게는 80-95%이다. 1차 용매는 단일성분의 유기용매를 사용하여도 되고, 두개 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

이와 더불어 잉크젯 프린터의 헤드에 적합한 액 유동성을 확보하고 습윤성을 주기 위하여 다가 알콜류와 같은 유기용매를 2차용매로 사용한다. 이와 같은 2차용매의 구성비율은 1-30%, 바람직하게는 3%-20%이다. 이러한 다가알콜의 예로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 프로판 디올, 부탄 디올, 펜탄 디올, 헥실렌 글리콜, 글리세린등이 있으나 이에 한정되지 않는다. 2차용매 역시 단일성분 혹은 혼합성분으로 사용될 수 있다.

잉크의 표면장력을 유지하면서, 각 섬유소재에 대한 침투성을 조절하기 위하여 비이온성, 음이온성 계면활성제를 첨가하는데 비이온성 계면활성제의 예로는 알킬체인에 폴리에틸렌옥사이드와 폴리프로필렌옥사이드 블록공중합체가 연결되어 있는 것과 불소계 계면활성제를 들 수 있고, 음이온성 계면활성제의 예로는 도데실벤젠술폰산 나트륨, 라우릴산 나트륨, 폴리옥시 에틸렌 알킬 에테르 황산 암모늄 염등을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

이와 같이 첨가되는 계면활성제의 비율은 0.05%-5%이고, 바람직하게는 0.1-3%, 더욱 바람직하게는 0.07%-1%이다. 이 역시 단일로 또는 2개 이상의 혼합성분으로 사용할 수 있다.

위와 같은 섬유날염용 용제형 잉크젯 잉크는 통상의 방법으로 배합하고 혼합함으로써 제조할 수 있다. 반응성분산염료는 염료합성후 열풍건조 내지는 진공건조, 동결건조 등을 통하여 분말로 만들어 사용하여야 한다. 이 때 함수율이 중량비 2%이내여야 한다.

제조된 잉크는 통상 표면장력이 30-70 dyn/cm²이고 점도가 1cP-20cP 바람직하게는 2cP-10cP이다. 잉크용액의 pH는 3-10, 바람직하게는 5-9이다.

위에 언급된 표면장력의 수치는 피셔 싸이언티픽사(Fisher Scientific Inc.)에서 제조한 표면장력계 (상품명; Surface Tensiomat 21)로 측정한 것이고, 점도는 브룩필드사(brookfield Inc.)에서 제조한 점도계 (상품명; DV-II+viscometer)로 측정한 것이다. 이렇게 제조된 잉크는 테프론(PTFE)재질의 막 필터(membrane filter)를 사용하여 필터링(filtering)함으로써 불순물 및 용해성이 떨어지는 염료 입자를 제거하여 사용한다.

제조된 잉크는 시중에서 시판되고 있는 섬유용 잉크젯 프린터 또는 일반 잉크젯 프린터로 충전하여 프린팅 할 수 있다. 본 발명에 의한 잉크로 적용할 수 있는 잉크젯 프린터는 한정되어 있지는 않으나 주로 피에조(piezo) 타입의 헤드를 채택하고 있는 잉크젯 프린터가 써멀 젯 타입(thermal jet, bubble jet)보다 적합하다.

본 발명에 의하여 날염가능한 소재는 폴리에스터 직물 및 니트, 폴리에스터 극세사 직물, 폴리에스터-나일론 혼방직물 및 니트, N/P극세사 직물, 폴리 면 혼방직물, 니트, 실크, 면 및 비스코스 등으로 광범위한 소재에 사용될 수 있다. 특히 본 발명의 목적상 적합한 섬유소재는 각종 혼방섬유와 폴리에스터 극세사 와 N/P 극세사로서 발색성 및 제반견뢰도에서 우수한 날염물을 얻을 수 있다.

상기 제조된 잉크를 프린팅 하기 위해서는 상기 표현된 섬유소재에 미리 전처리를 행하여야 한다. 이 전처리 과정은 전처리액을 준비하여 기존 날염공장에서 행하는 것과 같이 수작업이나 롤러작업 등 패딩방식으로 행하여도 되고 잉크젯 이나 스프레이 방식과 같이 코팅방식으로 행하여도 된다. 전처리액의 조성은 기존 스크린 날염호를 만들 때 구성되는 호제 (예를들면, 수용성 천연고분자인 알긴산나트륨)를 주성분으로하여 배합하되, 전처리 방식에 따라 다르게 구성한다.

위 전처리된 소재를 가지고 본 발명에 의한 잉크로 프린팅한 다음 공지된 바와 같은 전통적 날염 후처리 방법 즉, 증열(steaming), 건열, 고온증열(HT steaming)방법 등을 이용하여 섬유에 염료를 고착시키는 공정을 행한다. 이런 방법의 프로세스에 대해서는 당해 기술분야에서 공지된 방법에 따라 행해진다. 소재에 따라서 환원세정 및 알칼리세정을 행한 다음 중성세제로 수세하고, 맑은 물로써 마무리 세척한다. 이후 재단, 봉제 작업을 거쳐 의류완제품 등을 제작할 수 있다.

아래 실시예, 비교예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 기술하는 것이다. 달리 언급하지 않는 한, 퍼센트(%)는 중량%를 의미한다.

실시예 1

잉크(A)의 제조

화학식 3의 염료 (블루) 5%

디메틸포마이드 90%

프로필렌 글리콜 4%

플루로닉 P84 1%

상기 성분들을 교반기를 이용하여 30분 정도 혼합하고 엠에프에스 막 필터(MFS membrane filter) 테프론(PTFE)재질 0.45um［어드밴텍 엠에프에스사(ADVANTEC MFS, Inc)제조]을 가지고 필터링하여 표면장력 33dyn/cm², 점도가 3.0cP인 잉크(A)를 제조하였다.

실시예 2

잉크(B)의 제조

화학식 3의 염료 (블루) 4%

디메틸설폭사이드 85%

폴리에틸렌 글리콜 (분자량 400) 10%

플루로닉 L92 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 32dyn/cm², 점도가 3.9cP인 잉크(B)를 제조하였다.

비교예 1

(1) 분산액의 제조

C.I. 디스퍼스 블루 60 20%

나프탈렌 포름알데히드 중합체 5%

증류수 75%

상기 분산액을 적당한 용기에 담아 충분히 혼합, 교반한 다음 다이노밀 (상표명: KDL-A, 스위스 BACHOFEN사 제작) 에 ZrO₂비드(Bead) 0.5mm 80% 충진되어 있는 상태에서 순환하면서 12시간동안 밀링하여, 최종 평균입도155nm ［브룩헤븐 (Brookhaven)사 제조 입도측정기 제타플러스(zetaplus)에 의한 측정]인 분산액을 제조하였다.

(2) 수계잉크(C)의 제조

상기 (1)의 분산액 (블루) 20%

에틸렌글리콜 20%

글리세린 10%

플루로닉 L62［바스프(BASF)사 제조) 1%

증류수49%

상기 성분들을 교반기에서 충분히 교반한 다음 막필터기공크기(membrane filter pore size) 1.0u으로 필터링하여, 표면장력 40dyn/cm², 점도가 5.0cP인 잉크(C)를 제조하였다.

비교예 2

(1) 분산액의 제조

화학식 3의 염료 (블루) 20%

리그닌술폰산 5%

증류수 75%

상기 분산액을 비교예 1(1)과 같은 방법으로 분산하여 최종 평균입도 155nm인 분산액을 제조하였다.

(2) 수계잉크(D)의 제조

상기 (1)의 분산액 20%

에틸렌글리콜 20%

글리세린 10%

플루로닉 L62［바스프(BASF)사 제조) 1%

증류수49%

상기 성분들을 비교예 1(2)와 같은 방법으로 필터링하여, 표면장력 35dyn/cm², 점도가 4.8cP인 잉크(D)를 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 의해 만들어진 잉크를 각각 일본 엡손 스타일러스 칼라 3000프린터(상표명; 엡슨사 제조)를 이용하여 미리 전처리되어 있는 실크, 면, 폴리에스터, 폴리에스터 극세사, N/P 극세사를 프린팅하였다. 이후 그 프린팅물(날염물)을 실크와 면은 102℃에서 20분과 10분씩 증열처리하고 세탁처리한 다음 건조하여 최종 날염물을 수득하였다. 폴리에스터와 폴리에스터 극세사,N/P 극세사는 프린팅 한 후 오븐에서 175℃에서 10분동안 건열처리한 후 환원세정하고 건조하여 날염물을 얻었다.

관련 결과를 표 1에 정리하였다. 실험값으로서 OD, △E^*의 정의는 표 1 하단에 기술하였으며, 이는 엑스-라이트(X-RITE)사의 스펙트로덴서트로미터 530(SPECTRODENSIT OMETER;상표명)으로 측정한 값이다.

잉 크	발색도	실크(트윌)	면(평직40수)	폴리에스터(샤무즈)	폴리에스터극세사	N/P극세사
실시예 1	A	OD	1.12	1.01	1.63	1.40	1.35
실시예 1	A	△E^*	59.72	56.64	65.11	63.79	62.27
실시예 2	B	OD	1.03	0.92	1.47	1.31	1.23
실시예 2	B	△E^*	58.71	55.30	63.44	63.42	62.04
비교예 1	C	OD	염색안됨	염색안됨	1.30	1.12	1.04
비교예 1	C	△E^*	염색안됨	염색안됨	61.21	60.50	59.63
비교예2	D	OD	0.95	0.88	1.41	1.24	1.20
비교예2	D	△E^*	57.43	54.72	62.99	62.77	61.54

(1) OD : 광학밀도(Optical Density)로서, OD=-log₁₀(투과율)로 계산됨. 수치가 높을수록 상대적 색상이 높다

(2) △E^*: E₂ ^*-E₁ ^*(E₁ ^*는 프린팅전 전처리 원단의 E^*값, E₂ ^*는 프린팅후 후처리 공정완료후 E^*값)

E^*은 √｛(L)²+ (a)²+ (b)²｝으로 표현되며, 여기에서 L은 명도를 수치화한 색의 고유값이고 a는 레드/그린의 정도를 수치화한 색의 고유값이며, b는 블루/옐로우의 정도를 수치화한 색의 고유값을 나타낸다. 따라서 △E^*의 수치가 높을수록 상대적색상이 높다.

상기와 같이 본 발명에 의해 제조된 잉크에 의한 잉크젯 날염물이 비교예에 의한 잉크보다 높은 발색도를 가지고 있다.

실시예 3

잉크(E)의 제조

화학식 1의 염료 (옐로우) 2%

디메틸 설폭사이드 90%

에틸렌 글리콜 7%

플루로닉 L62 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 35dyn/cm², 점도가 3.5cP인 잉크(E)를 제조하였다.

실시예 4

잉크(F)의 제조

화학식 1의 염료 (옐로우) 1.5%

1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 67.5%

N-메틸 피롤리돈 20%

폴리에틸렌글리콜(분자량 400) 10%

플루로닉 L121 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 33dyn/cm², 점도가 3.9cP인 잉크(F)를 제조하였다.

비교예 3

(1)분산액의 제조

화학식 1의 염료 (옐로우) 20%

리그닌술폰산 5%

증류수 75%

(2) 수계잉크(G)의 제조

상기 (1)의 분산액 10%

에틸렌글리콜 20%

글리세린 10%

플루로닉 L72［바스프(BASF)사 제조) 1%

증류수59%

상기 성분들을 비교예 1(2)와 같은 방법으로 필터링하여, 표면장력 40dyn/cm², 점도가 4.3cP인 잉크(G)를 제조하였다.

실험예 2

상기 실시예 3, 4 및 비교예 3에 의해 만들어진 잉크를 각각 실험예 1과 같은 방법으로 처리하여 날염물을 얻고, 그 결과를 아래 표 2에 정리하였다. 잉크의 종류를 제외한 기타 조건 및 관련내용은 실험예 1과 동일하다.

잉크	발색도	실크(트윌)	면(평직40수)	폴리에스터(샤무즈)	폴리에스터극세사	N/P극세사
실시예 3	E	OD⁽¹⁾	0.55	0.41	0.79	0.65	0.61
실시예 3	E	△E^*(2)	82.00	78.13	88.99	87.14	86.55
실시예 4	F	OD	0.51	0.38	0.78	0.63	0.60
실시예 4	F	△E^*	81.73	75.45	88.73	87.01	86.98
비교예 3	G	OD	0.49	0.35	0.75	0.60	0.59
비교예 3	G	△E^*	80.51	74.46	88.10	86.71	86.12

실시예 5

잉크(H)의 제조

화학식 2의 염료 (레드) 5%

N-메틸 피롤리돈 90%

폴리에틸렌글리콜(분자량 400) 4%

플루로닉 F108 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 31dyn/cm², 점도가 4.5cP인 잉크(H)를 제조하였다.

실시예 6

잉크(I)의 제조

화학식 2의 염료 (레드) 4%

1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 65%

N-메틸 피롤리돈 20%

폴리에틸렌글리콜(분자량 400) 10%

플루로닉 L72 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 30dyn/cm², 점도가 4.5cP인 잉크(I)를 제조하였다.

실시예 7

잉크(J)의 제조

화학식 2의 염료 (레드) 4%

1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 65%

N,N-디메틸 아세트아미드 20%

폴리에틸렌글리콜(분자량 600) 10%

플루로닉 L92 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 32dyn/cm², 점도가 4.6cP인 잉크(J)를 제조하였다.

실시예 8

잉크(K)의 제조

화학식 2의 염료 (레드) 4%

에틸 락테이트 65%

N-메틸 피롤리돈 20%

폴리에틸렌글리콜(분자량 400) 10%

플루로닉 L35 1%

상기 성분들을 실시예 1과 같은 방법으로 혼합하고 필터링하여, 표면장력 30dyn/cm², 점도가 4.0cP인 잉크(K)를 제조하였다.

비교예 4

(1) 분산액의 제조

화학식 2의 염료 (레드) 20%

나프탈렌 포름알데히드 중합체 5%

증류수 75%

상기 분산액을 비교예 1(1)과 같은 방법으로 분산하여 최종 평균입도 140nm인 분산액을 제조하였다.

(2) 수계잉크(L)의 제조

상기 (1)의 분산액 20%

에틸렌글리콜 20%

글리세린 10%

플루로닉 L108［바스프(BASF)사 제조) 1%

증류수49%

상기 성분들을 비교예 1(2)와 같은 방법으로 필터링하여, 표면장력 33dyn/cm², 점도가 5.1cP인 잉크(L)를 제조하였다.

실험예 3

상기 실시예 5 내지 8과 비교예 4에 의해 만들어진 잉크를 각각 실험예 1과 같은방법으로 처리하여 날염물을 얻고, 그 결과를 아래 표 3에 정리하였다. 잉크의 종류를 제외한 기타 조건 및 관련내용은 실험예 1과 동일하다.

잉 크	발색도	실크(트윌)	면(평직40수)	폴리에스터(샤무즈)	폴리에스터극세사	N/P극세사
실시예5	H	OD	1.49	1.39	1.77	1.63	1.61
실시예5	H	△E^*	72.54	70.01	75.63	73.34	74.01
실시예6	I	OD	1.10	1.04	1.51	1.43	1.38
실시예6	I	△E^*	65.19	63.20	72.39	70.49	69.70
실시예7	J	OD	1.09	1.04	1.54	1.43	1.39
실시예7	J	△E^*	65.14	63.23	72.51	70.50	69.80
실시예8	K	OD	1.11	1.02	1.53	1.41	1.38
실시예8	K	△E^*	66.02	63.40	72.40	70.33	69.91
비교예4	L	OD	0.91	0.84	1.47	1.34	1.18
비교예4	L	△E^*	60.27	58.20	70.15	67.09	63.25

실험예 4

상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 잉크를 각각 밀폐된 용기에 담고, 상온(25℃)에서 30일, 90일, 180일동안 보관한 후 저장안정성에 관한 관찰결과를 아래 표 4에 나타내었다.

잉크	30일 보관후	90일 보관후	180일 보관후
실시예1	A	◎	◎	◎
실시예2	B	◎	◎	◎
비교예1	C	○	×	×
비교예2	D	◎	△	×
실시예3	E	◎	◎	◎
실시예4	F	◎	◎	◎
비교예3	G	◎	△	×
실시예5	H	◎	◎	◎
실시예6	I	◎	◎	◎
실시예7	J	◎	◎	◎
실시예8	K	◎	◎	◎
비교예4	L	○	△	×

◎ : 응집현상 미발생, 점도상승 없음

○ : 응집현상 극소량 발생, 평균입도 200nm미만

△ : 응집현상 소량 발생, 평균입도 200~300nm미만

× : 응집현상 다량 발생, 평균입도 300nm이상

상기 결과를 보면 비교예 1 내지 4에 의한 수계잉크는 저장안정성이 떨어지는 것을 알수 있었고 실시예 1 내지 8의 경우 매우 안정한 상태를 유지하였다.

상기와 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 잉크에 의한 잉크젯 날염물이 비교예에 의한 잉크보다 높은 발색도 및 안정성을 가지고 있다.

본 발명은 바람직한 실시태양으로 간주되는 것에 대해 기재하였으나, 본 발명은 날염잉크를 제조하는데 있어서 안정된 콜로이드를 얻기 위한 분산공정을 생략할 수 있는 잉크의 제조방법 및 그 잉크에 특징이 있기 때문에 개시된 실시태양에 한정되지 않음은 물론이다.

상기와 같이, 본 발명은 각종 섬유, 특히 혼방 및 N/P극세사에 두루 적용할 수 있는 날염잉크를 제공할 수 있으며, 또한 날염잉크를 제조하는데 있어서, 복잡하고 난해한 분산공정을 생략할 수 있어, 제조공정을 단순화 할 수 있으며, 더욱이 발색도 및 저장안정성등 우수한 날염잉크를 제공할 수 있다.

Claims

물에 불용이고, 분자량 800이하이며, 섬유내의 하이드록실 그룹이나 아민 또는 아미드 그룹과 공유결합을 할 수 있는 반응성기를 가진 반응성 분산염료와 그 염료를 용해하는 용제로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염 잉크.
제 1항에 있어서, 반응성 분산염료 0.5~10중량%와 그 염료를 용해하는 용제 90~99.5중량%로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염 잉크.
제 1항에 있어서, 탄소수 2~30개인 다가알콜을 더 포함하여, 반응성 분산염료 0.5~10중량%와 그 염료를 용해하는 용제 60~98.5중량%, 탄소수 2~30개인 다가알콜 1~30중량%로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염 잉크.
제 3항에 있어서, 비이온성 또는 음이온성 계면활성제를 더 포함하여, 반응성 분산염료 0.5~10중량%와 그 염료를 용해하는 용제 55~98.45중량%, 탄소수 2~30개인 다가알콜 1~30중량%, 비이온성 또는 음이온성 계면활성제 0.05~5중량%로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염 잉크.
제 1항에 있어서, 염료를 용해하는 용제가 a) 반응분산성 염료에 대한 용해성이 1%이상이고 자체 점도가 0.1cP-30cP 인 유기용제 b) 극성 반양자성 유기용제 c) 섬유조직을 극소량 용해시키거나 팽윤작용을 발생시키는 유기용제인 조건을 선택적으로 만족하는 용제에서 1종이상 선택된 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염 잉크.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 따른 각 성분을 혼합함으로써, 표면장력 30~70 dyn/cm², 점도 1~20cP, pH 3-10인 것을 특징으로 하는 잉크를 제조하는 방법.
잉크를 섬유소재에 잉크젯 방식에 의해 도포하고, 고착공정 및 수세공정을 거치는 것으로 이루어진 잉크젯 날염방법에 있어서, 상기 잉크로서 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 잉크를 사용하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염방법.