KR900007097B1 - 직물 웹의 연속 염색 방법 - Google Patents

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Abstract

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Description

직물 웹의 연속 염색 방법
본 발명은 직물 웹(web)을 용해 또는 분산된 염료를 함유하는 수성액을 사용하여 20 내지 95℃의 온도에서 침지시키고 압착 탈수시킨 다음 염료를 스팀/공기 혼합물중에서 고착시켜 직물 웹을 연속 염색하는 방법에 있어서, 침지된 직물 웹을 중간 단계에서 건조시킴없이 염료를 고착시키고, 스팀/공기 혼합물의 건조 온도를 110 내지 140℃로 유지시키고, 수분이 함유된 직물 웹의 습윤 온도가 50 내지 95℃가 되도록 스팀/공기 혼합물의 스팀 함량을 조절하고, 염료를 20초 이상 동안 고착시킴을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
공지된 패드-건조법(Pad-drying method) 및 패드-열고착법(Pad-themofixing method)은 대부분의경우 미리 건조시킨 섬유재료상에서 수행된다. 수분이 함유된 섬유재료를 염착시키는 경우, 열처리 공정에 앞서 건조시킨다. 또한, 건조 고착 방법의 변형으로서 건조 매질의 스팀함량을 조절함으로써 건조 속도를 효과적으로 하는 방법이 제안되었다(참조 : 독일 연방공화국 공개 특허 공보 제 2,552,562호). 건조 단계에서 뿐만 아니라 열고착단계에서도 많은 에너지가 소모된다. 또한 이러한 방법의 단점은 건조공정중에 염료의 이동이 일어나며 불균일한 염색을 초래할 수 있는 점이다.
또한, 1단계-또는 2단계-욕 공정 형태의 사용여부와는 관계없이, 공지된 패트-스팀 방법은 많은 에너지를 필요로 한다. 2단계-욕 패드-스팀법에서는 직물을 염료로 침지시킨 다음 건조시킨다. 이어서, 고착용 화학약품을 제2패드공정에서 가하며, 이 때문에 이러한 방법을 또한 화학적 패드-스팀법이라 부르기도한다. 이들 방법은 섬유재료가 건조될 뿐만 아니라 스킴처리 되어야 하기 매문에 보다 많은 에너지를 필요로 한다. 스팀 처리는 103 내지 105℃에서 수행한다. 1단계-욕 패드-스팀법에서도 중간 건조 단계를 수행하며, 이때문에 이러한 방법에서도 역시 많은 에너지가 소모된다는 단점을 갖는다. 소위 1단계-욕 패드-습윤-스팀법에서는, 103 내지 105℃에서 스티머(steamer)중에 도입된 섬유재료가 패드-습윤 되어, 다량의 스팀이 섬유재료상에 응축되게 한다. 수율 손실이 크기 때문에, 이러한 방법은 주로 배트, 황화배트 및 황화염료의 경우에만 사용된다. 공기가 존재하지 않기 매문에, 약간 초대기압하에 있는 스티머는 특히 중지 및 가열 기간중에 많은 에너지를 손실한다.
따라서, 상기한 단점들을 없애고, 우수한 침투성과 함께 염착성이 우수하며, 염색공정을 에너지를 보존시키면서 높은 생산 속도로 행할 수 있게하는 것이 본 발명의 목적이다. 이와같은 목적은 본 명세서의 서두에서 기술한 신규한 방법에 의해 달성된다. 염료는 50 내지 95℃의 수분이 함유된 직물의 온도(소위 "습윤 온도)에서 20초 이상 동안, 일반적으로 200초 이하의 시간내에 고착시킨다.
그러나, 개개의 경우에 따라, 즉 사용된 염료 및/또는 염색될 섬유재료에 따라, 필요한 고착 시간은 200초를 초과할 수도 있다. 상기한 수분이 함유된 직물의 50 내지 95℃의 온도범위는 스팀/공기 혼합물중에서 공기에 대한 스팀의 비울에 의해 결정된다. 수분이 함유된 직물 웹의 온도는 수분이 유지된 상태의 온도계가 나타내는 스팀/공기 혼합물의 온도와 동일하다. 스팀/공기 혼합물중의 공기 함량을 측정하기 위한 건습계도 동일한 원리에 따라 작동한다. 110 내지 140℃에서 스팀/공기 혼합물의 온도(소위 "건조온도")는 건조온도계로 측정한다.
본 발명에 따른 방법의 잇점은 건조단계가 생략되는 점이다. 두번째로, 염착은 50 내지 95℃에서 수행되기 때문에, 더 이상 고착 영역에서 공기를 완전히 배제할 필요가 없다.
본 발명에 따른 염색방법에 대해 산업적으로 사용되는 장치는 추가로 적외선 방열기가 부착되어 있고, 또한 스팀주입이 가능한 열풍환류건조기가 바람직하다. 적외선 방열기는 고착실내에 위치하기 매문에, 이러한 방열기에 의해 공급되는 에너지는 손실되지 않는다. 스팀은 공기 주입구 측면에서 공급되는 것이 바람직하다.
페드-스팀법(1단계-욕 습윤 스팀법이든 화학적 패드 스팀법이든 상관없이)에 비해, 본 발명에 따른 방법은 상망히 적은 스팀을 소모한다 또한, 초대기압이 필요하지 않다. 염착시 직물은 실질적으로 건조되지 않는다. 고착실내에 부가 설치된 적외선 방열기로 인해서 응축현상이 없고 따라서 물의 양의 증가는 일어나지 않는다.
사용되는 장치(예 : 열풍환류 건조기)의 가열에 대한 이점은 특히 장치의 금속부분이 스팀주입 개시전에 뜨거운 공기로 예열되는 점이다. 이로써 스팀이 차거운 금속 부분상에서 응축되는 것이 방지되고, 또한 물-얼룩의 위험을 상당히 감소시킨다. 염료는 95℃이하의 습윤 온도에서 고착되기 때문에 스팀/공기 혼합물이 존재한다. 약 80℃의 습윤온도에서 고착실내의 스팀함량은 30용적% 미만이다. 이것은, 예를들어, 스테인레스강의 사용이 생략될 수 있음을 의미하ua, 이는 본 발명에 따른 염색방법에 대한 고착장치의 설치비용에 이익이 된다.
바람직한 스팀/공기 비를 가져오기 위한 스팀의 주입은 건습계를 사용하여 공지된 방법으로 매우 정확하게 조절할 수 있으며, 이로써 단지 소량의 스팀이 소모된다. 직물은 사실상 건조될 수 없기 때문에 염료의 이동이 없으며 최적의 침투가 결과한다.
신규한 방법의 잇점은 주로 에너지 절약의 가능성에 있으며, 이는 100 내지 105℃에서의 스티머내 작동에 비해 스팀 함량의 사용이 감소되기 때문이다. 95℃의 습윤온도 및 130℃의 건조온도에서 약 95용적%의 탈공기상태가 수득되며, 이는 환원제의 존재하에 고착되는, 즉 대기산소에 의한 산화에 민감한 많은 염료에대해서도 적당하다.
다음 염료들이 본 발명에 따른 방법에서 사용필 수 있다 :
반응성 염료, 산염료, 1 : 2 금속 착화합물 염료, 안트라졸 염료, 분산 염료, 양이온성 염료 및 수용성 황화염료.
셀룰로즈 섬유에 대한 반응성 염료의 경우 알칼리성 작용을 하는 어러 형태의 제제를 사용할 수 있다. 울에 대한 반응성 염료의 경우, 강산 및 약산 범위 뿐 아니라 중성 및 약 알칼리성 범위에서도 염착시킬 수 있다. 산염료와 금속 착화합물 염료는 울 또는 폴리아미드 섬유 또는 이들 섬유의 혼합물을 염색시키는데에 사용되는 반면 분산염료는 폴리아미드 섬유 및 개질된 폴리에스테르 섬유를 염색시키는데 사용된다. 양이온성 염료는 산-개질된 합성 섬유 뿐만 아니라, 아크릴 섬유(예를들어, 겔 상태로)를 담체의 존재 또는 부재하에서 염색시키기 위해 사용할 수 있다. 적합한 개질된 폴리에스테르 섬유는 산-개질된 폴리에스테르 섬유 뿐만 아니라 담체없이 염색될 수 있고 하이드록시 카복실산 또는 지방족 디카복실산으로 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 브록 폴리머가 제공되도록 폴리에틸렌 옥사이드로 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 섬유이다.
하기 실시예는 어떤 식으로도 실시예에 기술된 특징으로 제한하지 않으면서 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 것이다.
[실시예 1]
면 테리-타올용 직물을 1l당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업(Pick-up)량 70%로 패딩시키로, 고착실에서 80℃의 습윤 온도 및 110℃의 건조온도에서 30초 동안 처리한다 :
3g의 염료(가용성 배트 그린 I/C.I. 59826), 0.5g의 소성 탄산나트륨, 1g의 필수 성분으로 알칸설포네이트로 이루어진 습윤제, 8g의 아질산나트륨, 및 1g의 침투 보조제(1몰의 노닐페놀에 8.5몰에 에틸렌옥사이드를 부가시킨 생성물).
이어서, 직물을 1ℓ당 20㎖의 황산(96% 농도)과 1g의 분산제(황-함유 포름알데히드 축합 생성물)를 함유하는 수성액으로 처리하고 60초 동안 공기를 통과시킨 후 통상적인 방법에 따라 최종적으로 후처리한다.
결과로 우수한 염료 수율과 우수한 견뢰성을 갖는 녹색 염색물이 수득된다.
염료 수율은 103°내지 105℃의 100% 순수 스팀 대기중에서 30초 동안 스팀처리된 다음 전개된 염색물의 염료 수율과 동일하다.
다른 방법으로서, 60℃ 습윤온도 및 110℃의 건조온도에서 2분 동안 고착시키는 경우, 동일한 염료 수율을 갖는 염색물이 수득된다.
패딩된 직물을 단지 실온(20℃)에서 30초동안 방치시킨 다음, 기술한 바와같이 황산을 사용하여 전개시키는 경우, 단지 매우 연한 염색물이 수득된다.
[실시예 2]
면 테리-타올용 직물을 1ℓ당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 액을 사용하여 300m/분의 선속도로 픽-업량 87%로 패딩시키고, 고착실내에서 80℃의 습윤 온도 및 120℃의 건조온도에서 40초 동안 처리한다 :
16g의 하기 구조식의 염료들로 이루어진 염료 혼합물
Figure kpo00001
Figure kpo00002
10g의 하기 구조식 염료
Figure kpo00003
9g의 하기 구조식의 염료
Figure kpo00004
30g의 소성 황산나트륨, 15㎖의 38°Be'(32.5% 농도) 수산화나트륨용액 및 3g의 필수 성분으로 알칸설포네이트로 이루어진 습윤제.
고착영역을 통과한 직물은 81%의 수분 함량을 갖는다. 통상적으로 후처리한 후 우수한 염료 특성을 갖는 갈색 염색물이 생성된다.
고착을 103℃의 100% 순수한 스팀 대기중에서 40초 동안 수행하면, 현저히 감소된 수율을 갖는 염새물이 수득된다(염색도 비 : 약 70 : 100)
[실시예 3]
면직물을 1ℓ당 하기와 같은 성분을 함유하는 25℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 70%로 패딩시키고 고착실내에서 90℃의 습윤온도 및 120℃의 건조 온도에서 60초 동안 처리한다 :
150g의 액체화된 염료(C.I.Leuco Sulphur Brown 96), 3g의 황산수소나트륨, 5g재산화에 대한 안정화제(나트륨 폴리설파이드 용액) 및 3g의 저-기포 음이온성 계면활성제를 기본으로 하는 습윤제.
이어서, 직물을 냉수-세척하고, 40℃에서 과산화수소를 사용하여 산화시킨 다음, 먼저 40℃에서 그리고 이어서 70℃에서 세척한다.
103℃의 100% 순수한 스팀 대기중에서 60초 동안 고착시킨 염색물과 색조 및 색상 수율에서 거의 구별되지 않는 암갈색 염색물이 수득된다.
[실시예 4]
머서화된 면직물욜1ℓ당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 65%로 패딩시키고, 고착실내에서 80℃의 습윤 온도 및 120℃의 건조온도에서 40초 동안 고착시킨 다음, 통상적인 방법으로 후처리한다 :
50g의 하기 구조식의 염료
Figure kpo00005
8㎖의 38°Be'(32.5% 농도) 수산화나트륨 용액, 12g의 소성 탄산나트륨 및 3g의 필수 성분으로 서 알칸설포네이트로 이루어진 습윤제.
우수한 견뢰 특성을 갖는 황색 염색물이 수득된다.
대조적으로 103℃의 100% 순수한 스팀 대기중에서 60초 동안 고착을 수행하면, 현저하게 옅은 염색물이 수득된다.
[실시예 5]
머서화된 면직물을 1ℓ당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 65%로 패딩시키고 고착실내에서 80℃의 습윤 온도 및 120℃의 건조온도에서 40초 동안 고착시킨 다음, 통상적인 방법으로 후처리한다 :
60g의 하기 구조식의 염료
Figure kpo00006
8㎖의 38°Be'(32.5% 농도) 수산화나트륨 용액, 10g의 소성 탄산나트륨 및 3g의 필수 성분으로 알칸설포네이트로 이루어진 습윤제 우수한 견뢰 특성을 갖는 적색 염색물이 수득된다.
103℃의 100% 순수한 스팀 대기중에서 60초 동안 고착을 수행하면, 현저하게 옅은 염색물이 수득된다.
[실시예 6]
머서화된 면직물을 1ℓ당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 65%로 패딩시키고, 고착실내애서 80℃의 습윤 온도 및 l20℃의 건조온도에서 40초 동안 고착시킨 다음, 통상척인 방법으로 후처리한다 :
20g의 하기 구조식의 염료
Figure kpo00007
20g의 소성 탄산나트륨, 20g의 황산나트륨, 및 2g의 필수 성분으로서 알칸설포네이트로 이루어진 습윤제, 견고한 황색을 띤 적색 염색물이 수득된다. 105℃의 100% 순수한 스팀 대기중에서 40초 동안 고착을 수행하면, 현저하게 옅은 염색물이 수득된다.
[실시예 7]
면직물을 1ℓ 당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 80%로 패딩시키고, 고착실내에서 80℃의 습윤온도 및 110℃의 건조온도에서 90초동안 처리한 다음, 1ℓ당 2m1의 과산화수소를 함유하는 40℃의 수용액을 사용하여 산화시키고, 처음에는 40℃ 그리고 이어서 70℃에서 세척한 다음, 냉수-세척한다 :
150g의 염료(C.I.Leuco Sulphur Blue 19), 3g의 저-기포 음이온셩 계면활성제의 혼합물을 기본으로 하는 습윤제, 3g의 황산수소나트륨, 및 20g의 재산화에 대한 안정화제(나트륨 폴리설파이드 용액) 우수한 견뢰 특성을 갖는 청색 염색물이 수득된다.
[실시예 8]
하기 구조식의 염료 20g/l용액을 30°Be'(32.5% 농도)수산화나트륨 용액 20ml(1ℓ당)로 20℃에서 1분동안 처리한 다음, 황산을 가하여 pH 2.5로 만든다.
Figure kpo00008
울 프란넬 직물을 상기한 바와같이 처리한 염료 및 1ℓ망 150g의 우레아, 10g의 습윤제(1몰의 이소트리데실 알콜에 5몰의 에틸렌옥사이드의 부가생성물) 및 20m1의 이소프로판을을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 100%로 패딩시킨 다음, 고착실내에서 95℃습윤온도 및 125℃건조온도에서 200초 동안 처리한다. 이어서, 직물을 냉수 세척하고, 80℃에서 유화제로 세척한다.
우수한 견뢰 특성을 가지며 프로스팅(frosting)효과가 없는 밝은 황색을 띤 적색 염색물이 수득된다.
[실시예 9]
면 코드 직물을 1ℓ 당 하기와 같은 성분을 함유하는 20℃의 수성액을 사용하여 픽-업량 75%로 패딩시킨다음, 고착실내에서 85℃의 습윤 온도 및 130℃의 건조온도에서 90초 동안 처리한다 :
75g의 염료(C.I.Solubilized Sulphur Brown 51), 3g의 저-기포 음이욘성 계면활성제의 혼합물을 기본으로 하는 습윤제, 25g의 소성 탄산나트륨, 115g의 황산수소나트륨, 및 20g의 재산화에 대한 안정화제(나트륨 폴리설파이드 용액)이어서, 직물을 냉수 세척하고, 40℃에서 과산화수소로 산화시킨 다음, 40℃ 및 70℃에서 세척한다. 우수한 특성을 갖는 갈색 염색물이 수득된다.

Claims (3)

  1. 직물 웹을 용해 또는 분산된 염료를 함유하는 수성액을 사용하여 20 내지 95℃의 온도에서 침지시키고 압착 탈수시킨 다음 염료를 스팀/공기 혼합물중에서 고착시켜 직물 웹을 연속 염색하는 방법에 있어서, 침지된 직물을 중간 단계에서 건조시킴없이 염료를 고착시키고, 스팀/공기 혼합물의 건조온도를 110 내지 140℃로 유지시키고, 수분이 함유된 직물 웹의 습윤 온도가 50 내지 95℃로 되도록 스팀/공기 혼합물의 스팀 함량을 조절하고, 염료를 20초 이상 동안 고착시킴을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 염색을 반응성 염료, 산 염료, 1 : 2 금속 착화합물 염료, 안트라졸 염료, 분산 염료, 양이온성 염료 또는 수용성 황화염료를 사용하여 수행하는 방법.
  3. 제l항에 있어서, 염색되는 직물 웹이 셀룰로즈 섬유 및 이들과 합성 섬유와의 혼방물, 울 및 이들과 합성 섬유와의 혼방물. 아크릴섬유, 폴리아미드 섬유 또는 개질된 폴리에스테르 섬유 및 이들과 셀룰로즈섬유 또는 울과의 혼방물로 이루어진 방법.
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